JPS5997807A - 角鋼管などの開先加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は角鋼管、丸用管などの外周端縁部に開先加工
を行う装置に関するものである。

従来、各種パイプ材の開先加工はガヌカツテイングによ
ることが多かったが、この手法によるときはカット周縁
形状が一定しなかつたり、また変質したりするので、そ
の１ま溶接するには適していない。そこでグラインダや
電動カンナを用いて手動によって切断不良を矯正すると
共に変質層の除去を行ったものであるが、これでは非能
率的であり労力が著しく掛るという開門点があった。

そこで近年カッタヘッドをＸ軸およびＹ軸方向に移動さ
せて周縁部の開先加工を行うものが出現したが、この種
のものは辺部すなわちフラット而の加工は問題なく行え
るが、隅部にある小さなアール部分の加工ができなかっ
た。従ってこの部分については依然としてグラインダ掛
けなどの手動加工にたよる他はなく１．生産性および加
工精度向上の鑑点からはこのアール部まで自動的に加工
することができる開先加■機の開発が要望されていた。

本発明は係る実状に鑑みてなされたものであって、本発
明の第１の目的は被加工材料の外周部すなわち溶接周面
に沿った倣い切削方式を採用して、その全周の開先加工
を連続して自動的に行いうるようにすると共に併わせて
高精度かつ高能率的な加工を行せ、また第２の目的は如
何なる大きさの被加工材料にも対応１７た順調な開先加
工を行いうるようにし、そして第３の目的は切削機構に
かかる荷重と鉤シ合うバランスウェイトにより切削性の
安定化さらにｊｄ切削機構の操作を容易に行わせるよう
にした角鋼管などの開先加工機を提供することにある。

以下この発明を具体化した一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

本発明に係る開先加工機はその基本構成として角鋼管な
どの被加工材料（以下単に加工材と称す）を所定位置に
おいてクランプ固定するクランプ装置と、この加工材の
外周端縁部を切削加工する切削装置を備えるものであっ
て、先づ前者のクランプ装置の構成について述べる。

図面第１図〜第３図において符号１は機台２は機台１の
前側（第１図の右方位置）に配設した水平ベッドであっ
て、この水平ベッド２の上部には第３図左右方向で示す
水平のガイトレー／Ｌ／３を配設する。そしてこのガイ
トレー／Ｉ／３に両側一対からなるバイス片４ａおよび
４ｂを係合させるもので、これらバイス片４ａ、４ｂは
その下部にそれぞれ固定したナツト筒５ａおよび５ｂと
、これらナツト筒５ａ、５ｂに互いに逆ねじ部を螺合さ
せた送りねじ軸６によって求芯的に開閉操作される。

前記送りねじ＠６はガイドレール３０両端部に回転だけ
自由に支承されるもので、その一端側に開閉操作ハンド
ル７を固定しである。なおこのバイス片４ａ、４ｂの開
閉操作手段としては他に油１モジリンダ、電動モータな
どが挙げられるもので、これらのものを適宜採用しうろ
ことは言うまでもない。

次に符号８ａおよび８１）は前記バイス装置を配設した
水平ベッド２の両側部に樹立した左右二対の支柱であっ
て、この支柱８ａ、８ｂに上下位置調整自在に横梁９を
架設する。そしてこの横梁９の中央部にピストンロッド
１０　ａを下向きにして油圧シリンダ１０を固定し、前
記ピストンロッド１０　ａの下端に押圧板１１を取付け
る。なお上記に訃いて横梁９はねじ式の昇降調整手段１
２によって高さ設定された後、固定ピン１３．１３（Ｃ
よって支柱８ａ、Ｂｂに連結され、各種寸法を有する加
工材に抑圧板１１を対応させるようにする。

寸だ符号１４で示すものは水平ベッド２の前側に配設し
た１組工材の受入用コロで、この受入用コロ１４は前記
したガイドレール３の上面に形成□した受面３ａと一致
して配設される。なお本実施例においては上記受入用コ
ロ１４の前側に遊転コロからなるコンベヤ装置Ｃを接続
するものとする、 而して前記の両バイス片４ａ、４１）によって加工材を
その両側から挾圧し、また抑圧板１１によって上側から
押序して加工材を定位置にクランプ固定するようにする
。

次に前記加工材を切削加工するに当って、その加工部位
の位置決めを行う定規装置について説明する。

この定規装置は加工材の先端部を当接させてその位置を
決定すべく給材時に加工材の前方位置に突出し、またク
ランプが完了さらには切削（７） 加工が開始されたときそこから退避するように構成され
る。すなわち符号１５＋ｄ先端に当接片１６を取付けた
回動アームであって、このものはその根部他端を水平ベ
ッド２に設けた水平軸受メタ／Ｌ’　１７に枢支されて
いる。この回動アーム１５にはピストンロッド１８　Ｂ
を上向きにして油圧シリンダ１８が関連されており、ピ
ストンロッド１．８　ａが伸長した場合において前記当
接片１６を上方に突出させて加工材における下辺部の前
側に臨むようにしている。またピストンロッド１８　Ｂ
が短縮した場合において前記当接片１６をそこから下方
に没入させる。

ここにおいて前記当接片１６は回動アーム１５に螺−着
保持されていて前後方向の位置調整が可能となっており
、後述するカッターに対する加工材の取付位置を微細に
調節できるようにして加工時における切削面のルートフ
ェースを所要に設定する。

（８） 以北が加工材を所定位置において抑圧固定させるクラン
プ装置の詳細である。

次に前記クランプ装置に対応して設けた切削装置につい
て説明すると、符号２１は機台ｌの後側（第１図の左方
位置）に配設した機枠であって、この機枠２１は前記機
台１上に立設した両側一対の竪枠２１　Ｂおよび２１　
ｂと、これら竪枠２１ａ、２１　ｂの上端を連結した横
梁２１　Ｃとによって構成され門形状をなしている。そ
して上記竪枠２１＆、２１　ｂにおける各々の内側に上
下方向のガイド２２２２を西己設し、このガイド２２．
２２に係合保持させてほぼ方形の支持盤２３を昇降自在
とさせる。

また前記横梁２１　ｅには下向きＫして一対の送りねじ
軸２４１２４を回転だけ自由に支承させるもので、この
送りねじ軸２４．’２４を前記支持盤２３の上端に固設
したナツト筒２５．２５に螺合させ、その回転操作によ
って支持盤２３の上下位置を調整する。

送りねじ軸２４２４にはその夫々の上端に設けた伝導ギ
ヤ手段２６．２６および連＠＠２７を介して電動モータ
Ｍ１が関連されるもので、この電動モータＭ１の正逆回
転制御によって回転駆動される。

次に前記支持盤２３の中央部には大きな円形の凹陥孔２
８が穿設されており、この凹陥孔２８内に後述の支承部
材と回転駆動機構を介して円形の回動盤２９が回動自在
に備えられている。

すなわち支承部材は前記支持盤２３の隅部４箇所に配設
された転子３０・・から構成されていて、これら転子３
０・・が回動盤２９の外周面に当接している。また回転
駆動機構は前記回動盤２９の外周面に刻設したギヤ′（
１とこのギヤ３１に中間ギヤ３２を介して連係したピニ
オン３３およびこのピニオンギヤ３３を出力軸に固定し
た減速機付の電動モータＭ２によって構成されるもので
、この電動モータＭ２の駆動によって回動盤２９を第２
図にＱ矢印で示す方向に定速周回させる。なおこの電動
モータＢ１１２には電気的な回転速度可変手段が備えら
れるもので、」二記周回速魔を自由に設定することがで
きる。

また回動盤２９の中央部には直状で幅広の凹孔３４が穿
設されており、この凹孔３４の内壁部には回動盤２９の
中心線方向にして一対の直線ガイド３５．３５が設けら
れている。この直線ガイド３５．３５には移動体３６が
スライド自在に係合されており、さらにこの移動体３６
にはこの部材を介して切削機構とこの切削機構を回動盤
２９の中心方向へ押圧操作する抑圧操作機構が備えられ
る。

まず押圧操作機構について説明すると、このものは前記
凹孔３４内に配設された油圧シリンダ３７ニよって構成
されていて、そのピストンロッド３７　Ｂを前記移動体
３６側に結着し、シリンダ筒３７　ｂ側を回動盤２９の
周縁端に結着している。そして前記ピストンロッド３７
　ａの収縮時において移動体３６を回動盤２９の中心に
接近する方向に移動させ、またピストンロッド３７　Ｂ
の伸長時において中心から離反する方向に移動させる。

寸だ前記油圧シリンダ３７に、け給排油の絞り手段を接
続するもので、移動体３６の移動速度を適宜調整するこ
とができるようにする、 次に切削機構はまず軸受筒３８を前記移動体３６に取付
固定すると共に、この軸受筒３８にスピンド）ｖ３９を
回転自在に支承させる。そして該スピンドル３９の一端
を前方（第１図の右方）へ突出させて先端部にカッター
４０を取付ける。また他端（ではギヤ４１を固定するも
ので、このギヤ４１にピニオン４２を介して電動モータ
Ｍ、を関連させる。

ここで前記カッター４０は切削刃部の形状がかさ形のフ
ライスカッターを使用するもので、その勾配（コーナー
角）によって切削加工しうる開先角度が決定される。従
ってこのフライスカッターは適用しうる開先加工角度に
応じて種々用意されるもので、取替自在にして装着され
る。

また前記カッター４０の直前部にしてスピンドル３９の
端部には、カッター４０のほぼ最小径の大きさでイ放い
転子４３を回転自由に支承させる。この倣い転子４３は
前記切削装置が中心方向に抑圧移動されたとき、加工材
の外周面部に当接してカッター４０の位置を決定するも
のである。

次に第２図において符号ＬＳＩは回動盤２９に付設した
ドック４４に関連させたリミットスイッチで、このリミ
ットスイッチＬ８．によって回動盤２９の１周回運動と
その停止Ｆ位置を制御し、切削開始時における切削機構
の切込み位置を設定する。因みにこの実施例では切削機
構が中心方向に移動する場合において、その方向が下向
きであるように設定される。また符号ＬＳ２は切削機構
が退避位置にあることを検出するリミットスイッチで、
このリミットスイッチＬＳ２は切削工程終了を確認して
前記電動モータ、油田シリンダなどの各種アクチュエー
タの駆動を停止Ｆさせるためのものである。　′ 符号４５　＋ｄ移動体３６にかかる荷重すなわち移動体
３６と切削機構の和重量に相当する重懺を持つバランス
ウェイトで、このバランスウェイト４５と前記切削機構
の軸受筒３８とをチェ７４６で連結すると共に、このチ
ェ７４６をヌデロゲット４７．４７に掛けて両者を均衡
させる。

さてこのように構成した開先加工装置を使用して角鋼管
の外周端縁部に所要の開先加工を施すには、まずスピン
ド／Ｉ／３９に所要の開先切削角をもつカッター４０を
装着し、続いてその先端に倣い転子４３を軸支させる。

カッター４０の取付けが済んだならば次にコンベヤ装置
、（→Φ弄−峠嗣ｙ上の加工材をクランプ装置における
ガイトレーｌｖ３の受面３ａｌ’！で送り込み、そして
その先端部を突出状態の当接片１６に突き当てて位置決
めを行わせる。

以上のようにして加工材の先端前１工位置が決定された
ならば当接片１６を下方へ没入退避させると共に両側一
対のバイス片４ａ、４ｂによって材料をその左右から挾
王し、さら忙押王板１１によって材料をその−Ｌ方から
押圧して強固にクランプする。この場合加工材の左右方
向の中心は前記求芯バイス片４ａ、４１１によって回動
盤２９の中心に丁度一致される。

また」二記のように加工材をセットして、その−上方か
らカッター４０を切込ませた場合において材料の外局端
縁には第４園に示すように所要のルートフェース几と開
先角度θとが削代さ凡るように予め各部および当接片１
６の位置が設定されている。なお上記におけるルートフ
ェースＲの調整は当接片１６の前後調整で行われるもの
であるが、その際の調整量は材料の肉厚、開先角度、ル
ートフェースを諸元とした換算表に基づいて決定される
。またこの換算表を寸法表示目盛として当接片１６に関
連させてもよい。

上記の操作が済んだならば加−「材における上下方向の
中心を回＠Ｊ盤２つの中心位置に合せる。

この操作は電動モータＭ、の制御によって支持盤２３を
上方または下方に移動することで行われるもので、而し
てこのようにした場合、回動盤２３の中心に向って押圧
される切削機構がこの回動盤２３の回動と共に変位した
ときその押圧力を加工材のどの周縁部すなわち上下、左
右の辺部および４つの隅部に対してもほぼ同様に作用さ
せることができる、 以上各部のセットが終了したならば、カッター４０を回
転させた状態で押１モ操作機構を作動させ、移動体３６
を介して切削機構を回動盤２９の中心に向けて移動させ
る。こうすると加工材における上辺の中央部外端縁に倣
い転子４３が当接するまでカッター４０が切込まれて停
止卜するものでこの切込部ｊｄ所要の開先形状をなすも
のである。

而してカッター４０の切込み動作が終了したならば抑圧
操作機構を作動させたままの状態で回転駆動機構を作動
させ、回動盤２９を第２図のＱ矢印方向に回転駆動させ
る。このようにすると抑圧操作機構によって倣い転子４
３が常に材料の外周縁に圧接されて転動し、平担な辺部
はもとよりアールのついた隅部もこれに倣った状態で端
縁の切削加工が行われるもので、回動盤２９の１周回に
よって材料の端縁に一様に所要の開先加工を施すことが
できる。

またこの開先加工装置は切削機構にかかる荷重と釣り合
うバランスウェイト４５を設けたことにより加工材の各
部を切削加工する場合において押圧力の不拘１８１がな
く安定した切削作用を発揮すると共に高精度の加工を行
えるものである。

以り実施例の説明で明らかな通り、本発明は機台に支持
盤を装備させると共に、この支持盤に回転駆動機構で駆
動操作される回動盤を備えさせ、さらにこの回動盤には
押圧操作機構で押圧操作されて回動盤の回転中心側へ移
動する移動体と、この移動体に固設されかつモータによ
って回転されるカッターを有する切削機構を備えさせ、
まだ」二記カッターの端部１Ｃは被加工材料の外周部に
当接して転動する倣い転子を取付けたもので、ならい切
削方式によって角鋼管などの溶接周面に沿って開先加工
を高精度にしかも自動で能率良く行うことができる優れ
た効果を発揮する。

捷た本発明は切削機構を備えた回動盤の高さを調整する
機構をもつことによって、如何なる大きさの被加工材料
に対してもその中心方向に切削機構をあてがって切削加
工を順調に行うことができる効果を奏する。さらにこの
発明は切削機構にかかる荷重と釣り合うバランスウェイ
トを設けたことにより、被加工材料の各部を切削加工す
る場合においてその押圧力の不均衡をなくして切削作用
を安定させ、一定かつ高精度の加工を行わせうると共に
切削機構の操作を円滑容易に行わせうる効果を発揮する
。

なお本発明はに記実施例に限定されるものではなく、次
のような態様で具体化することもできる。

（イ）被加工材料が丸鋼管である場合において、クラン
プ装置の構成をこの材料に対応できるように適宜変更す
ること。

（ロ）クランプ装置の全体を前後方向に移動調節できる
ように構成して、被加工材料をクランプしたまま開先量
調整を行うようにすること。

い）受入用コロ、コンベヤ装置を積極駆動式として被加
工材料の自動搬入、搬出を図ると共に、併せて定規装置
に対して材料端の自動当接を行わせるようにすること。

（ニ）回動盤に、当該回動盤の中心に向って作動する回
動アームを設け、この回動アームに切削機構を備えさせ
るようにすること。

（ホ）移動体乃至切削機構を２基またけそれ以上備えさ
せ、これら切削機構を同時に作用させて切削能率の向上
を図るようにすること、 或いは前記切削機構に種々のカッターを備えさせて任意
のものを単独使用することができるようにすること。

（へ）切削機構を対称位置に２基備えさせてこれらを同
時に作用させる場合、これらを同一の抑圧操作機構で制
御し、構成の簡易化を図ること。

（ト）押圧操作機構として１〜ルクモータ、トルクリミ
ッタ機構を付属した”重体モータなどを使用すること。

（ｆ）直径の違った倣い転子を種々準備させてこれらを
交換使用し、開光量設定変更を行わせるようにすること
。

（す）倣い転子の転勤側の付近に切屑の除去用流体（液
体、空気）を噴射して、誤った倣い動作の防Ｗを図るこ
と。

（ヌ）断面方形の角鋼管を開先加工する場合において、
切削機構のカッターがその隅部付近に接近したときこれ
を検出する検出手段（−例としてリミットスイッチ）を
備えさせて、この検出信号に基づいて一宇距ｌｉ４まだ
は一定時間だけ回動盤の回転速度を減速し、加工速度の
矯正を図ること。

（ル）クランプされる被加工材料の大きさに応じて回動
盤の回転速度を可変するような手段を設けること。

また本発明の要旨ではないが、本発明の要部の構成であ
る切削機構を抑圧操作機構によって回動盤の中心から外
方へ向って抑圧作動させるようにすると共に、倣い転子
を被加工材料の内周面に当接するようにすれば管体内面
の開先加工を行うことができる。なおこの場合において
は倣い転子は管体内に存する最小アール部より小さい径
に設定しなければならない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る開先加・工装置の一実施例を示すも
ので、第１図は一部樅断側面図　第２図は第１図に示す
Ｘ−Ｘ線で切断した切削装置の正面図　第３図は第１図
のＹ−Ｙ方向から児だクランプ装置の正面図　第４図は
加工される開先形状の説明図である。 １　：機台　　　２　：水平ベッド　　　３　ニガイド
レール４ａ、　４ｂ　：バイス片　　８ａ１８１］：支
柱９：横梁　　】０：油圧シリンダ　１１：押圧盤１２
：昇降調整手段　　１４：受入用コロ１５：回動アーム
　　　１６：当接片 １８：油圧シリンダ　　２１：機枠 ２１ａ、２１ｂ：竪枠　　　２】Ｃ：横梁２３：支持盤
　　　　　２４：送りねじ軸２５：ナット筒　　　　２
８：凹陥孔 ２９：回動盤　　　　　３０：転子 ３４：凹孔　　　　　　３５：直線ガイド３６：移動体
　　　　　３７：油圧シリンダ３８：軸受筒　　　　　
３９ニスピンドル４０：カッター　　　　４３：倣い転
子４５：バランスウェイト　　４６：チェノ４フ：ヌプ
ロケツト　　　Ｍ、、Ｍ２、Ｍ３：電動モータＬＳ１、
ＬＳ２：リミットスイッチ Ｃ：コンベヤ装置 出願人　新鋼工業株式会社 第３図 巳　　　− −１１９・１３ １３　　　１ １じ、１ −１−・ｌ　　　　　　　　　１０ａ　　１１　　。 １．９．１　　　　　　　０ ０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　。 ０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０ｉ
　　　４ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　４ａ３ａ １　　　　　　、！、−ム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）機台に支持盤を装備させると共に、この支持盤に
   回転駆動機構で駆動操作される回動盤を備えさせ、さら
   にこの回動盤には押圧操作機構で抑圧操作されて回動盤
   の回転中心側へ移動する移動体と、この移動体に固設さ
   れかつモータによって回転されるカッターを有する切削
   機構を備えさせ、また上記カッターの端部には被加工材
   料の外周面に当接して転動する倣い転子を取付けたこと
   を特徴とする角鋼管などの開先加工装置、
2. （２）機台の一側に定位置で被加工材料をクランプさせ
   るクランプ装置を備えさせ、このクランプ装置に対応さ
   せて機台の他側に支持盤を上下位置調整自在に装備させ
   ると共に、この支持盤に回転駆動機構で駆動操作される
   回動盤を備えさせ、さらにこの回動盤には押圧操作機構
   で抑圧操作されて回動盤の回転中心側へ移動する移動体
   と、この移動体に固設されかつモータによって回転され
   るカッターを有する切削機構を備えさせ、また上記カッ
   ターの端部には被加工材料の外周面に当接して転動する
   倣い転子を取付けたことを特徴とする角鋼管などの開先
   加工装置。
3. （３）機台に支持盤を装備させると共に、この支持盤に
   回転駆動機構で駆動操作される回動盤を備えさせ、さら
   にこの回動盤には押圧操作機構で押圧操作されて回動盤
   の回転中心側へ移動する移動体と、この移動体に固設さ
   れかつモータによって回転されるカッターを有する切削
   機構を備えさせ、さらに上記カッターの端部には被加工
   材料の外周面に当接して転動する倣い転子を取付け、ま
   た前記切削機構に連係され、その切削機構にかかる荷重
   と平衡させた重量を持つバランスウェイトを取付けるよ
   うにしたことを特徴とする角鋼管などの開先加工装置。