JP2001277057A - 管体の加工装置 - Google Patents
管体の加工装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加工を行う管体の形状データ及び加工データな
どを入力・設定するだけで、管体に穴あけ・ねじ切り・
切断等を自動的に加工することが可能な加工装置を提供
する。 【解決手段】被加工管体Ｐを回転させるワーク回転機構
２と、ワーク回転機構２の回転中心軸（Ｘ軸）と平行な
方向にツール５〜８を移動するツール移動機構３と、ワ
ーク形状データ及び加工データに基づいて被加工管体Ｐ
の展開図を作成し、その展開図を現寸データで出力する
ＣＡＤ１と、ＣＡＤ１からの現寸データに基づいてワー
ク回転機構２及びツール移動機構３を制御する制御部４
等によって加工装置を構成する。
どを入力・設定するだけで、管体に穴あけ・ねじ切り・
切断等を自動的に加工することが可能な加工装置を提供
する。 【解決手段】被加工管体Ｐを回転させるワーク回転機構
２と、ワーク回転機構２の回転中心軸（Ｘ軸）と平行な
方向にツール５〜８を移動するツール移動機構３と、ワ
ーク形状データ及び加工データに基づいて被加工管体Ｐ
の展開図を作成し、その展開図を現寸データで出力する
ＣＡＤ１と、ＣＡＤ１からの現寸データに基づいてワー
ク回転機構２及びツール移動機構３を制御する制御部４
等によって加工装置を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば照明柱や標
識柱等に用いられるパイプ、あるいはプラントや産業機
械等の配管に用いられるパイプなどの管体の加工装置に
関する。
識柱等に用いられるパイプ、あるいはプラントや産業機
械等の配管に用いられるパイプなどの管体の加工装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】照明柱や標識柱等に用いられるパイプに
は、穴あけ・ねじ切り・切断等の加工が施される。パイ
プの加工は、従来、製作図に基づいて、実際に加工を行
うパイプの外周面に加工位置や加工ライン等のけがき線
を入れた後、けがき線に従って穴あけ・ねじ切り・切断
等の加工を行うという手順で行われている。
は、穴あけ・ねじ切り・切断等の加工が施される。パイ
プの加工は、従来、製作図に基づいて、実際に加工を行
うパイプの外周面に加工位置や加工ライン等のけがき線
を入れた後、けがき線に従って穴あけ・ねじ切り・切断
等の加工を行うという手順で行われている。
【０００３】また、照明柱や標識柱等のパイプに、補強
リブやステー等の部材を溶接にて固着する場合、パイプ
の外周面に溶接箇所を指示するためのけがき線を入れる
という作業を、溶接工程の前に行っている。
リブやステー等の部材を溶接にて固着する場合、パイプ
の外周面に溶接箇所を指示するためのけがき線を入れる
という作業を、溶接工程の前に行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したパ
イプの加工方法によれば、実際の加工の前工程として、
パイプに加工位置や加工ライン等のけがき線を手作業で
描く工程が必要になるので、加工全体の工数が多くな
る。また、手作業によるけがき作業は手間で時間がかか
る。特に、円形パイプの加工を対象とする場合、けがき
作業は困難であり多くの時間を要する。
イプの加工方法によれば、実際の加工の前工程として、
パイプに加工位置や加工ライン等のけがき線を手作業で
描く工程が必要になるので、加工全体の工数が多くな
る。また、手作業によるけがき作業は手間で時間がかか
る。特に、円形パイプの加工を対象とする場合、けがき
作業は困難であり多くの時間を要する。
【０００５】例えば、切断加工により円形のパイプに穴
を加工する場合、加工する穴と同形状の型紙（実物大）
を作製し、その型紙をパイプの外周面に当てて加工ライ
ン（けがき線）を描くという煩雑な作業を行う必要があ
る。また、円形パイプの周方向の複数箇所に穴あけ加工
を行う場合、加工位置の角度割り付けを行う必要がある
が、実物上での角度割り付けは非常に困難である。
を加工する場合、加工する穴と同形状の型紙（実物大）
を作製し、その型紙をパイプの外周面に当てて加工ライ
ン（けがき線）を描くという煩雑な作業を行う必要があ
る。また、円形パイプの周方向の複数箇所に穴あけ加工
を行う場合、加工位置の角度割り付けを行う必要がある
が、実物上での角度割り付けは非常に困難である。
【０００６】さらに、円形パイプを中心材としてステッ
プを螺旋状に配置して螺旋階段を製作する場合、パイプ
外周面に螺旋状のけがき線を描く必要があるが、円形の
長尺パイプの外周面に螺旋状のけがき線を正確に描くこ
とは非常に難しく、かなりの時間を要する。
プを螺旋状に配置して螺旋階段を製作する場合、パイプ
外周面に螺旋状のけがき線を描く必要があるが、円形の
長尺パイプの外周面に螺旋状のけがき線を正確に描くこ
とは非常に難しく、かなりの時間を要する。
【０００７】一方、パイプ加工を自動化した装置とし
て、多関節ロボット（６軸または７軸）を用いた加工機
やＮＣ加工機などの加工装置がある。
て、多関節ロボット（６軸または７軸）を用いた加工機
やＮＣ加工機などの加工装置がある。
【０００８】しかし、多関節ロボットを用いた加工機で
は、加工を行う前に加工位置・加工ライン等をティーチ
ングする必要があり、その作業に多くの時間を要する。
また、同じ仕様の加工を連続して行うのには適している
が、例えば穴あけ位置が異なる等、単品あるいは少数の
製品ごとに仕様が異なる加工には不向きである。
は、加工を行う前に加工位置・加工ライン等をティーチ
ングする必要があり、その作業に多くの時間を要する。
また、同じ仕様の加工を連続して行うのには適している
が、例えば穴あけ位置が異なる等、単品あるいは少数の
製品ごとに仕様が異なる加工には不向きである。
【０００９】ＮＣ加工機では、ＮＣ言語への変換処理や
ＮＣ用インターフェース等が必要になる。
ＮＣ用インターフェース等が必要になる。
【００１０】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、加工を行う管体の形状データ及び加工データの
入力操作等を行うだけで、穴あけ・ねじ切り・切断等の
加工を自動的に行うことができ、また、管体へのけがき
線の作画も自動的に行うことが可能な管体の加工装置の
提供を目的とする。
もので、加工を行う管体の形状データ及び加工データの
入力操作等を行うだけで、穴あけ・ねじ切り・切断等の
加工を自動的に行うことができ、また、管体へのけがき
線の作画も自動的に行うことが可能な管体の加工装置の
提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の加工装置は、被
加工管体を回転させるワーク回転機構と、ワーク回転機
構の回転中心軸（Ｘ軸）と平行な方向にツールを移動す
るツール移動機構と、ワーク形状データ及び加工データ
に基づいて被加工管体の展開図を作成し、その展開図を
現寸データで出力するＣＡＤと、ＣＡＤからの現寸デー
タに基づいてワーク回転機構及びツール移動機構を制御
する制御部を備えていることによって特徴づけられる。
加工管体を回転させるワーク回転機構と、ワーク回転機
構の回転中心軸（Ｘ軸）と平行な方向にツールを移動す
るツール移動機構と、ワーク形状データ及び加工データ
に基づいて被加工管体の展開図を作成し、その展開図を
現寸データで出力するＣＡＤと、ＣＡＤからの現寸デー
タに基づいてワーク回転機構及びツール移動機構を制御
する制御部を備えていることによって特徴づけられる。
【００１２】本発明の加工装置によれば、ＣＡＤにおい
てワーク形状データ及び加工データを入力して被加工管
体の展開図を作成するだけで、穴あけ・ねじ切り・切断
等の加工、あるいはけがき線の作画が自動的に実行され
る。しかも、ＣＡＤにて作成した展開図を現寸データと
して制御部に送って加工を実行するので、ＮＣ言語への
変換やＮＣインターフェイス等が不要である。
てワーク形状データ及び加工データを入力して被加工管
体の展開図を作成するだけで、穴あけ・ねじ切り・切断
等の加工、あるいはけがき線の作画が自動的に実行され
る。しかも、ＣＡＤにて作成した展開図を現寸データと
して制御部に送って加工を実行するので、ＮＣ言語への
変換やＮＣインターフェイス等が不要である。
【００１３】本発明の加工装置において、ワーク回転機
構及びツール移動機構のアクチュエータとして、パルス
信号にて駆動されるモータを用いる。
構及びツール移動機構のアクチュエータとして、パルス
信号にて駆動されるモータを用いる。
【００１４】また、制御部を、管体の直径に関するワー
ク形状データから被加工管体の周長を計算してワーク回
転機構のモータの１ステップにおける周長を求め、この
周長データとＣＡＤからの現寸データを用いてワーク回
転機構及びツール移動機構の各モータの回転量を計算
し、その計算結果に基づいてワーク回転機構及びツール
移動機構を制御するように構成する。
ク形状データから被加工管体の周長を計算してワーク回
転機構のモータの１ステップにおける周長を求め、この
周長データとＣＡＤからの現寸データを用いてワーク回
転機構及びツール移動機構の各モータの回転量を計算
し、その計算結果に基づいてワーク回転機構及びツール
移動機構を制御するように構成する。
【００１５】本発明の加工装置に適用するツールとして
は、例えばドリル、タップ、プラズマトーチ、けがきペ
ン等が挙げられる。これらのツールの全てを１台の装置
に設けておいてもよいし、いずれか１つないしは３つの
ツールを１台の装置に設けておいてもよい。
は、例えばドリル、タップ、プラズマトーチ、けがきペ
ン等が挙げられる。これらのツールの全てを１台の装置
に設けておいてもよいし、いずれか１つないしは３つの
ツールを１台の装置に設けておいてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下、図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１７】図１及び図２はそれぞれは本発明の実施形
態の概略構成を示す正面図及び平面図である。図３は本
発明の実施形態の制御系の構成を示すブロック図であ
る。
態の概略構成を示す正面図及び平面図である。図３は本
発明の実施形態の制御系の構成を示すブロック図であ
る。
【００１８】この例の加工装置は、ＣＡＤ１、ワーク回
転機構２、ツール移動機構３、制御装置４、及びワーク
スタンド２０などを主体として構成されている。
転機構２、ツール移動機構３、制御装置４、及びワーク
スタンド２０などを主体として構成されている。
【００１９】ＣＡＤ１は、パイプＰの直径等のワーク形
状データ、及び、穴あけ・ねじ切り・切断・けがき等の
加工データを入力するための入力部１１と、ワーク形状
データ及び加工データに基づいて、加工を行うパイプＰ
の展開図（２次元データ）を作成する展開図作成部１２
と、作成された展開図を表示する表示部１３を備えてい
る。このＣＡＤ１において作成された展開図は現寸デー
タにて制御装置４に出力される。
状データ、及び、穴あけ・ねじ切り・切断・けがき等の
加工データを入力するための入力部１１と、ワーク形状
データ及び加工データに基づいて、加工を行うパイプＰ
の展開図（２次元データ）を作成する展開図作成部１２
と、作成された展開図を表示する表示部１３を備えてい
る。このＣＡＤ１において作成された展開図は現寸デー
タにて制御装置４に出力される。
【００２０】ＣＡＤ１において、加工に使用するツール
の指定を行うことができる。そのツール指定は、表示部
１３の画面上において線色を選択するという操作によっ
て行うことができる。また、ＣＡＤ１において、複数種
のツールを指定することが可能であり、使用するツール
の順番を、あらじめ決められた線色にて設定することが
できる。
の指定を行うことができる。そのツール指定は、表示部
１３の画面上において線色を選択するという操作によっ
て行うことができる。また、ＣＡＤ１において、複数種
のツールを指定することが可能であり、使用するツール
の順番を、あらじめ決められた線色にて設定することが
できる。
【００２１】ワーク回転機構２は、Ｘ軸を中心として回
転自在に設けられたチャック２１と、チャック２１に回
転力を与えるサーボモータ２２等を備え、加工を行うパ
イプＰをＸ軸を中心として回転させる。
転自在に設けられたチャック２１と、チャック２１に回
転力を与えるサーボモータ２２等を備え、加工を行うパ
イプＰをＸ軸を中心として回転させる。
【００２２】チャック２１には基準面が設けられてお
り、その基準面にパイプＰの一端面を当て、チャック２
１にパイプＰを掴んだ状態で、加工装置の基準位置にパ
イプＰが位置決めされる。
り、その基準面にパイプＰの一端面を当て、チャック２
１にパイプＰを掴んだ状態で、加工装置の基準位置にパ
イプＰが位置決めされる。
【００２３】チャック２１に掴まれたパイプＰは、その
下部に配置された２台のワークスタンド２０によって、
チャック２１の回転中心にパイプ中心が一致するように
保持される。なお、チャック２１の回転方向（パイプＰ
のＸ軸周りの回転方向）を、以下、Ｙ方向という。
下部に配置された２台のワークスタンド２０によって、
チャック２１の回転中心にパイプ中心が一致するように
保持される。なお、チャック２１の回転方向（パイプＰ
のＸ軸周りの回転方向）を、以下、Ｙ方向という。
【００２４】ツール移動機構３は、Ｘ軸方向に沿って延
びるガイド３１と、このガイド３１に摺動自在に設けら
れたツール移動台３２と、ツール移動台３２を移動する
ラックアンドピニオン（図示せず）及びサーボモータ３
３等を備えている。
びるガイド３１と、このガイド３１に摺動自在に設けら
れたツール移動台３２と、ツール移動台３２を移動する
ラックアンドピニオン（図示せず）及びサーボモータ３
３等を備えている。
【００２５】ツール移動台３２には、ツールとして、ド
リル５、タップ６、プラズマ切断機のプラズマトーチ
７、けがきペン８が垂直姿勢で取り付けられている。こ
れらツールの各中心はチャック２１の回転中心（Ｘ軸）
に一致している。
リル５、タップ６、プラズマ切断機のプラズマトーチ
７、けがきペン８が垂直姿勢で取り付けられている。こ
れらツールの各中心はチャック２１の回転中心（Ｘ軸）
に一致している。
【００２６】ドリル５、タップ６、プラズマトーチ７、
けがきペン８には、それぞれをＺ軸方向に移動するツー
ル昇降機構５１、６１、７１、８１が設けられている。
各ツール昇降機構５１、６１、７１、８１のアクチュエ
ータには、エアシリンダ、あるいはモータ等が使用され
る。
けがきペン８には、それぞれをＺ軸方向に移動するツー
ル昇降機構５１、６１、７１、８１が設けられている。
各ツール昇降機構５１、６１、７１、８１のアクチュエ
ータには、エアシリンダ、あるいはモータ等が使用され
る。
【００２７】ドリル５及びタップ６には、それぞれを回
転駆動するモータ（図示せず）を備えている。プラズマ
トーチ７にはプラズマ発振器７０が接続されており、プ
ラズマトーチ７をパイプＰの加工位置に配置した状態
で、プラズマトーチ７にプラズマ発振器７０からの電力
を印加することにより、プラズマトーチ７とパイプＰと
の間にプラズマアークを発生させることができる。
転駆動するモータ（図示せず）を備えている。プラズマ
トーチ７にはプラズマ発振器７０が接続されており、プ
ラズマトーチ７をパイプＰの加工位置に配置した状態
で、プラズマトーチ７にプラズマ発振器７０からの電力
を印加することにより、プラズマトーチ７とパイプＰと
の間にプラズマアークを発生させることができる。
【００２８】ツール移動台３２には、以上の４つのツー
ルに加えてレーザポインタ９が取り付けられている。こ
のレーザポインタ９からのレーザ光をパイプＰに照射し
た状態で、加工装置のイニシャライズボタン（図示せ
ず）を操作すると、チャック２１の基準面とは関係な
く、レーザ光照射位置を基準位置（原点）として加工を
行うことができる。
ルに加えてレーザポインタ９が取り付けられている。こ
のレーザポインタ９からのレーザ光をパイプＰに照射し
た状態で、加工装置のイニシャライズボタン（図示せ
ず）を操作すると、チャック２１の基準面とは関係な
く、レーザ光照射位置を基準位置（原点）として加工を
行うことができる。
【００２９】制御装置４は、ＣＡＤ１からのＣＡＤデー
タに基づいてワーク回転機構２及びツール移動機構３の
各駆動をパルス信号にて制御する。また、ツール昇降機
構５１、６１、７１、８１の各駆動を後述するタイミン
グで制御する。
タに基づいてワーク回転機構２及びツール移動機構３の
各駆動をパルス信号にて制御する。また、ツール昇降機
構５１、６１、７１、８１の各駆動を後述するタイミン
グで制御する。
【００３０】なお、制御装置４は、以上の駆動制御のほ
か、ドリル５及びタップ６の各回転駆動、及びプラズマ
トーチ７への電力印加などの制御を行う。
か、ドリル５及びタップ６の各回転駆動、及びプラズマ
トーチ７への電力印加などの制御を行う。
【００３１】次に、穴あけ・ねじ切り・切断の各加工、
及び、けがき線の作画の具体的な例を以下に説明する。
及び、けがき線の作画の具体的な例を以下に説明する。
【００３２】［穴あけ加工・ねじ切り］ ＜ＣＡＤデータ（展開図）の作成＞ＣＡＤ１の入力部１
１の操作により、パイプＰの直径、穴あけ（ねじ切り）
の加工位置の各データを入力して、図４に示すような展
開図（２次元データ）を作成する。
１の操作により、パイプＰの直径、穴あけ（ねじ切り）
の加工位置の各データを入力して、図４に示すような展
開図（２次元データ）を作成する。
【００３３】穴あけ加工データ（またはねじ切り加工デ
ータ）は、パイプ基準面（一端面）から加工位置までの
距離ＸA 、パイプＰの仮想中心に対する加工位置の角度
Ｙθ（図７参照）とする。
ータ）は、パイプ基準面（一端面）から加工位置までの
距離ＸA 、パイプＰの仮想中心に対する加工位置の角度
Ｙθ（図７参照）とする。
【００３４】ＣＡＤ１にて作成された展開図は制御装置
４に現寸データで送られる。また、制御装置４には、パ
イプＰの直径に関するデータも送られる。
４に現寸データで送られる。また、制御装置４には、パ
イプＰの直径に関するデータも送られる。
【００３５】＜制御装置４の処理＞ パイプＰの直径からパイプＰの周長を計算する。 パイプＰの周長から、ワーク回転機構２のサーボモー
タ２２の１ステップ（１パルス）の周長データ（周長／
ステップ）を計算する。 ＣＡＤ１からのＣＡＤデータ（現寸データ）と周長デ
ータ（周長／ステップ）を用いて、加工位置までのパイ
プＰの回転量（ワーク回転機構２のサーボモータ２２の
回転量）を計算する。また、ＣＡＤデータに基づいてパ
イプＰの基準位置からの加工位置までのＸ軸方向の移動
量（ツール移動機構２のサーボモータ３３の回転量）を
計算する。 以上の計算データに基づいて、まず、ツール移動機構
３を駆動制御しツール移動台３２をＸ軸方向に移動させ
て、ドリル５（またはタップ６）を穴あけ（またはねじ
切り）加工位置（Ｘ軸方向の位置）に配置する。 計算データに基づいてワーク回転機構２を駆動制御
し、パイプＰをＹ方向に回転させてドリル５（またはタ
ップ６）の先端を加工位置に位置決めする。 ドリル５（またはタップ６）を回転するとともに、ツ
ール昇降機構５１（６１）を駆動して、パイプＰに貫通
穴（またはねじ穴）を加工する。
タ２２の１ステップ（１パルス）の周長データ（周長／
ステップ）を計算する。 ＣＡＤ１からのＣＡＤデータ（現寸データ）と周長デ
ータ（周長／ステップ）を用いて、加工位置までのパイ
プＰの回転量（ワーク回転機構２のサーボモータ２２の
回転量）を計算する。また、ＣＡＤデータに基づいてパ
イプＰの基準位置からの加工位置までのＸ軸方向の移動
量（ツール移動機構２のサーボモータ３３の回転量）を
計算する。 以上の計算データに基づいて、まず、ツール移動機構
３を駆動制御しツール移動台３２をＸ軸方向に移動させ
て、ドリル５（またはタップ６）を穴あけ（またはねじ
切り）加工位置（Ｘ軸方向の位置）に配置する。 計算データに基づいてワーク回転機構２を駆動制御
し、パイプＰをＹ方向に回転させてドリル５（またはタ
ップ６）の先端を加工位置に位置決めする。 ドリル５（またはタップ６）を回転するとともに、ツ
ール昇降機構５１（６１）を駆動して、パイプＰに貫通
穴（またはねじ穴）を加工する。
【００３６】［切断加工］円形のパイプに円形穴を切断
加工する場合の例を説明する。 ＜ＣＡＤデータ（展開図）の作成＞ＣＡＤ１の入力部１
１の操作により、パイプＰの直径、切断加工位置及び切
断加工する円形穴の直径の各データを入力して、図５に
示すような展開図を作成する。
加工する場合の例を説明する。 ＜ＣＡＤデータ（展開図）の作成＞ＣＡＤ１の入力部１
１の操作により、パイプＰの直径、切断加工位置及び切
断加工する円形穴の直径の各データを入力して、図５に
示すような展開図を作成する。
【００３７】切断加工位置データは、パイプ基準面（一
端面）からの円形穴の中心までの距離ＸB 、パイプＰの
仮想中心に対する加工位置の角度Ｙθ（図７参照）とす
る。
端面）からの円形穴の中心までの距離ＸB 、パイプＰの
仮想中心に対する加工位置の角度Ｙθ（図７参照）とす
る。
【００３８】ＣＡＤ１にて作成された展開図は制御装置
４に現寸データで送られる。また、制御装置４には、パ
イプの直径、円形穴の直径に関するデータも送られる。
４に現寸データで送られる。また、制御装置４には、パ
イプの直径、円形穴の直径に関するデータも送られる。
【００３９】＜制御装置４の処理＞ パイプの直径からパイプの周長を計算する。 パイプの周長からワーク回転機構２のサーボモータ２
２の１ステップ（１パルス）の周長データ（周長／ステ
ップ）を計算する。 ＣＡＤ１からのＣＡＤデータ（現寸データ）と周長デ
ータ（周長／ステップ）を用いて、加工始点Ｐｃ（図
５）までのパイプＰの回転量（ワーク回転機構２のサー
ボモータ２２の回転量）を計算する。 ＣＡＤデータと周長データ（周長／ステップ）を用い
て、サーボモータ２２の１ステップごとのＸ軸方向の移
動量（加工始点からの移動量）を計算する。この計算
は、円形加工ラインＬの１／２に対して実行する。残り
の１／２のデータについては、パイプＰの回転方向（Ｙ
方向）の向き及びＸ軸方向の移動の向きが逆になるだけ
であるので、Ｙ方向の回転量及びＸ軸方向の移動量の正
負を逆にしたデータを用いる。 ＣＡＤデータを用いてパイプＰの基準位置（一端面）
からの円形穴の加工始点Ｐｃ（図５）までのＸ軸方向の
移動量（ツール移動機構３のサーボモータ３３の回転
量）を計算する。 計算データに基づいて、ツール移動機構３及びワーク
回転機構２をそれぞれ制御して、プラズマトーチ７の先
端をパイプＰの加工始点Ｐｃ上に配置する。ツール昇降
機構７１を駆動してプラズマトーチ７の先端を、パイプ
Ｐの外周面との間に所定の隙間を開けた状態で位置決め
する。 プラズマトーチ７に電力を印加してプラズマアークを
発生させて切断を開始する。計算データに基づいて、ワ
ーク回転機構２及びツール移動機構３の駆動制御を行っ
て、パイプＰをＹ方向に回転させると同時に、プラズマ
トーチ７をＸ軸方向に移動させて、切断位置を円形加工
ラインＬ（仮想）上に沿って移動させてゆく。切断位置
が加工始点Ｐｃまで戻った時点で円形穴の加工を完了す
る。
２の１ステップ（１パルス）の周長データ（周長／ステ
ップ）を計算する。 ＣＡＤ１からのＣＡＤデータ（現寸データ）と周長デ
ータ（周長／ステップ）を用いて、加工始点Ｐｃ（図
５）までのパイプＰの回転量（ワーク回転機構２のサー
ボモータ２２の回転量）を計算する。 ＣＡＤデータと周長データ（周長／ステップ）を用い
て、サーボモータ２２の１ステップごとのＸ軸方向の移
動量（加工始点からの移動量）を計算する。この計算
は、円形加工ラインＬの１／２に対して実行する。残り
の１／２のデータについては、パイプＰの回転方向（Ｙ
方向）の向き及びＸ軸方向の移動の向きが逆になるだけ
であるので、Ｙ方向の回転量及びＸ軸方向の移動量の正
負を逆にしたデータを用いる。 ＣＡＤデータを用いてパイプＰの基準位置（一端面）
からの円形穴の加工始点Ｐｃ（図５）までのＸ軸方向の
移動量（ツール移動機構３のサーボモータ３３の回転
量）を計算する。 計算データに基づいて、ツール移動機構３及びワーク
回転機構２をそれぞれ制御して、プラズマトーチ７の先
端をパイプＰの加工始点Ｐｃ上に配置する。ツール昇降
機構７１を駆動してプラズマトーチ７の先端を、パイプ
Ｐの外周面との間に所定の隙間を開けた状態で位置決め
する。 プラズマトーチ７に電力を印加してプラズマアークを
発生させて切断を開始する。計算データに基づいて、ワ
ーク回転機構２及びツール移動機構３の駆動制御を行っ
て、パイプＰをＹ方向に回転させると同時に、プラズマ
トーチ７をＸ軸方向に移動させて、切断位置を円形加工
ラインＬ（仮想）上に沿って移動させてゆく。切断位置
が加工始点Ｐｃまで戻った時点で円形穴の加工を完了す
る。
【００４０】ここで、プラズマトーチによる切断加工で
は、パイプＰの材質・肉厚、円形穴の直径等の条件によ
って加工速度が異なるので、加工をパイプＰに適した加
工速度を制御装置４に入力し、その加工速度データに基
づいてワーク回転機構２及びツール移動機構３の各サー
ボモータ２２、３３の回転速度を制御する。
は、パイプＰの材質・肉厚、円形穴の直径等の条件によ
って加工速度が異なるので、加工をパイプＰに適した加
工速度を制御装置４に入力し、その加工速度データに基
づいてワーク回転機構２及びツール移動機構３の各サー
ボモータ２２、３３の回転速度を制御する。
【００４１】［けがき線の作画］円形のパイプに螺旋状
のけがき線を描く場合の例を説明する。 ＜ＣＡＤデータ（展開図）の作成＞ＣＡＤ１の入力部１
１の操作により、パイプＰの直径、形成する螺旋ライン
の進み量の各データを入力して、図６に示すような展開
図を作成する。
のけがき線を描く場合の例を説明する。 ＜ＣＡＤデータ（展開図）の作成＞ＣＡＤ１の入力部１
１の操作により、パイプＰの直径、形成する螺旋ライン
の進み量の各データを入力して、図６に示すような展開
図を作成する。
【００４２】ＣＡＤ１にて作成された展開図は制御装置
４に現寸データで送られる。また、制御装置４には、パ
イプＰの直径に関するデータも送られる。
４に現寸データで送られる。また、制御装置４には、パ
イプＰの直径に関するデータも送られる。
【００４３】＜制御装置４の処理＞ パイプの直径からパイプの周長を計算する。 パイプの周長からワーク回転機構２のサーボモータ２
２の１ステップ（１パルス）の周長データ（周長／ステ
ップ）を計算する。 ＣＡＤデータと周長データ（周長／ステップ）を用い
て、ワーク回転機構２のサーボモータ２２の１ステップ
に対するＸ軸方向の移動量（ツール移動機構３のサーボ
モータ３３の回転量）を計算する。ここで、円形のパイ
プＰの外周面に螺旋状のけがきラインを形成する場合、
展開図ではけがきラインが直線（図６）になるので、パ
イプＰの回転量とＸ軸方向の移動量とは常に一定の比と
なる。従ってサーボモータ２２の１ステップに対するＸ
軸方向の移動量の計算データを用いて螺旋状のけがき線
を描くことができる。 けがきペン８をパイプＰの一端部の上方位置に配置
し、ツール昇降機構８１により、けがきペン８のペン先
をパイプＰの外周面に接触させる。 計算データに基づいてワーク回転機構２及びツール移
動機構３の駆動制御を行って、パイプＰをＹ方向に回転
させると同時に、けがきペン８をＸ軸方向に移動させる
ことによって、パイプＰの外周面に螺旋状のけがき線を
描く。
２の１ステップ（１パルス）の周長データ（周長／ステ
ップ）を計算する。 ＣＡＤデータと周長データ（周長／ステップ）を用い
て、ワーク回転機構２のサーボモータ２２の１ステップ
に対するＸ軸方向の移動量（ツール移動機構３のサーボ
モータ３３の回転量）を計算する。ここで、円形のパイ
プＰの外周面に螺旋状のけがきラインを形成する場合、
展開図ではけがきラインが直線（図６）になるので、パ
イプＰの回転量とＸ軸方向の移動量とは常に一定の比と
なる。従ってサーボモータ２２の１ステップに対するＸ
軸方向の移動量の計算データを用いて螺旋状のけがき線
を描くことができる。 けがきペン８をパイプＰの一端部の上方位置に配置
し、ツール昇降機構８１により、けがきペン８のペン先
をパイプＰの外周面に接触させる。 計算データに基づいてワーク回転機構２及びツール移
動機構３の駆動制御を行って、パイプＰをＹ方向に回転
させると同時に、けがきペン８をＸ軸方向に移動させる
ことによって、パイプＰの外周面に螺旋状のけがき線を
描く。
【００４４】なお、けがき線作画の場合においても、パ
イプＰの直径等の条件によってけがき速度が異なるの
で、対象とするパイプＰに適したけがき速度を制御装置
４に入力し、その速度データに基づいてワーク回転機構
２及びツール移動機構３の各サーボモータ２２、３３の
回転速度を制御する。
イプＰの直径等の条件によってけがき速度が異なるの
で、対象とするパイプＰに適したけがき速度を制御装置
４に入力し、その速度データに基づいてワーク回転機構
２及びツール移動機構３の各サーボモータ２２、３３の
回転速度を制御する。
【００４５】ここで、以上の実施形態では、穴あけ・ね
じ切り・切断の各加工、及び、けがき線の作画をそれぞ
れ個別に実施する例を示したが、それらを組み合わせて
加工することも可能である。
じ切り・切断の各加工、及び、けがき線の作画をそれぞ
れ個別に実施する例を示したが、それらを組み合わせて
加工することも可能である。
【００４６】例えば１本のパイプＰに穴あけ・ねじ切り
・切断の各加工箇所があり、さらに溶接位置を指示する
けがき線を作画する必要がある場合、まず、穴あけ・ね
じ切り・切断の各加工、及び、けがき線作画に関するデ
ータをＣＡＤ１に入力して、各加工箇所・加工形状、け
がき線の形状などが描かれた展開図を作成する。ＣＡＤ
画面上において各加工・作画を表すラインの線色を選択
して、穴あけ・ねじ切り・切断の各加工、けがき線作画
の順番を設定する。設定完了後、装置の始動ボタンを押
すという処理を行えばよい。
・切断の各加工箇所があり、さらに溶接位置を指示する
けがき線を作画する必要がある場合、まず、穴あけ・ね
じ切り・切断の各加工、及び、けがき線作画に関するデ
ータをＣＡＤ１に入力して、各加工箇所・加工形状、け
がき線の形状などが描かれた展開図を作成する。ＣＡＤ
画面上において各加工・作画を表すラインの線色を選択
して、穴あけ・ねじ切り・切断の各加工、けがき線作画
の順番を設定する。設定完了後、装置の始動ボタンを押
すという処理を行えばよい。
【００４７】以上の実施形態では、円形のストレートパ
イプの加工例を示しているが、本発明はこれに限られる
ことなく、角形パイプ、異形管・テーパー管などの他の
各種形状の管体の加工にも適用できる。
イプの加工例を示しているが、本発明はこれに限られる
ことなく、角形パイプ、異形管・テーパー管などの他の
各種形状の管体の加工にも適用できる。
【００４８】角形パイプの加工に適用する場合、ツール
移動台３２を、Ｘ軸及びＺ軸と直交する方向（Ｙ軸方
向）に移動する機構を設け、ツール移動台３２をＸ−Ｙ
軸方向に移動して加工を行うようにする。
移動台３２を、Ｘ軸及びＺ軸と直交する方向（Ｙ軸方
向）に移動する機構を設け、ツール移動台３２をＸ−Ｙ
軸方向に移動して加工を行うようにする。
【００４９】テーパー管の加工に適用する場合、次のよ
うな処理を行う。
うな処理を行う。
【００５０】まず、穴あけ・ねじ切り加工の場合、ドリ
ル５・タップ６がテーパー管の外周面に接触したことを
検出するタッチセンサを用いて、そのタッチセンサが出
力を発生したときの位置（高さ位置）を起点として、ド
リル５・タップ６をテーパー管の肉厚に対応する距離だ
け下降させて加工を行う。
ル５・タップ６がテーパー管の外周面に接触したことを
検出するタッチセンサを用いて、そのタッチセンサが出
力を発生したときの位置（高さ位置）を起点として、ド
リル５・タップ６をテーパー管の肉厚に対応する距離だ
け下降させて加工を行う。
【００５１】切断加工の場合、ツール昇降機構７１のア
クチュエータとしてサーボモータを用い、テーパー管の
加工始点でプラズマを発生させるとともに、プラズマト
ーチ７に印加する電力（プラズマ電圧）をモニタし、そ
のプラズマ電圧が一定になるようにツール昇降機構７１
をフィードバック制御することによって、プラズマトー
チ７とテーパー管の外周面との間の距離を一定に保った
状態で加工を行う。
クチュエータとしてサーボモータを用い、テーパー管の
加工始点でプラズマを発生させるとともに、プラズマト
ーチ７に印加する電力（プラズマ電圧）をモニタし、そ
のプラズマ電圧が一定になるようにツール昇降機構７１
をフィードバック制御することによって、プラズマトー
チ７とテーパー管の外周面との間の距離を一定に保った
状態で加工を行う。
【００５２】けがき線作画の場合、けがきペン８のペン
先に作用する力を検出するセンサを用いて、そのセンサ
出力がほぼ一定になるようにツール昇降機構８１を制御
するか、あるいはツール昇降機構８１のアクチュエータ
にエアシリンダを用いる場合、そのエアシリンダ自体の
伸縮を利用して、けがきペン８をテーパー管の外周面に
押圧接触させてけがき線を描く。
先に作用する力を検出するセンサを用いて、そのセンサ
出力がほぼ一定になるようにツール昇降機構８１を制御
するか、あるいはツール昇降機構８１のアクチュエータ
にエアシリンダを用いる場合、そのエアシリンダ自体の
伸縮を利用して、けがきペン８をテーパー管の外周面に
押圧接触させてけがき線を描く。
【００５３】本発明の加工装置において、切断加工に用
いるツールとしては、プラズマ切断機の他、例えばレー
ザ加工装置（ＹＡＧレーザ、ＣＯ2 レーザ）、ガス溶断
機などが挙げられる。また、加工ツールとしてエンドミ
ル等の切削工具を用いてもよい。
いるツールとしては、プラズマ切断機の他、例えばレー
ザ加工装置（ＹＡＧレーザ、ＣＯ2 レーザ）、ガス溶断
機などが挙げられる。また、加工ツールとしてエンドミ
ル等の切削工具を用いてもよい。
【００５４】本発明の加工装置に用いるけがきペンとし
ては、ボールペン、プロッタペン、けがき針が挙げられ
る。また、他のけがきツールとして、けがき針を用いて
もよい。
ては、ボールペン、プロッタペン、けがき針が挙げられ
る。また、他のけがきツールとして、けがき針を用いて
もよい。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の加工装置
によれば、ＣＡＤ操作により被加工管体の展開図を作成
するだけで、穴あけ・ねじ切り・切断等の加工、あるい
はけがき線の作画が自動的に実行される。しかも、ＣＡ
Ｄにて作成した展開図を現寸データとして制御部に送っ
て加工を実行するので、ＮＣ言語への変換やＮＣインタ
ーフェイス等が不要である。
によれば、ＣＡＤ操作により被加工管体の展開図を作成
するだけで、穴あけ・ねじ切り・切断等の加工、あるい
はけがき線の作画が自動的に実行される。しかも、ＣＡ
Ｄにて作成した展開図を現寸データとして制御部に送っ
て加工を実行するので、ＮＣ言語への変換やＮＣインタ
ーフェイス等が不要である。
【図１】本発明の実施形態の概略構成を示す正面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施形態の概略構成を示す平面図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施形態の制御系の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】本発明の実施形態において制御装置にて実行す
る処理の例を模式的に示す図である。
る処理の例を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態において制御装置にて実行す
る処理の他の例を模式的に示す図である。
る処理の他の例を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態において制御装置にて実行す
る処理の別の例を模式的に示す図である。
る処理の別の例を模式的に示す図である。
【図７】加工位置データの説明図である。
１ ＣＡＤ １１ 入力部 １２ 展開図作成部 １３ 表示部 ２ ワーク回転機構 ２１ チャック ２２ サーボモータ ３ ツール移動機構 ３１ ガイド ３２ ツール移動台 ３３ サーボモータ ４ 制御装置 ５ ドリル ６ タップ ７ プラズマトーチ（プラズマ切断機） ８ けがきペン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中尾 光彦 滋賀県犬上郡豊郷町高野瀬164番地 オー ミテック株式会社内 (72)発明者 吉田 武生 山口県熊毛郡田布施町大字麻郷奥90番地 神和工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 被加工管体を回転させるワーク回転機構
と、ワーク回転機構の回転中心軸と平行な方向にツール
を移動するツール移動機構と、ワーク形状データ及び加
工データに基づいて被加工管体の展開図を作成し、その
展開図を現寸データで出力するＣＡＤと、ＣＡＤからの
現寸データに基づいてワーク回転機構及びツール移動機
構を制御する制御部を備えてなる管体の加工装置。 - 【請求項２】 ワーク回転機構及びツール移動機構のア
クチュエータが、パルス信号にて駆動されるモータであ
ることを特徴とする請求項１記載の管体の加工装置。 - 【請求項３】 制御部は、管体の直径に関するワーク形
状データから被加工管体の周長を計算してワーク回転機
構のモータの１ステップにおける周長を求め、この周長
データとＣＡＤからの現寸データを用いてワーク回転機
構及びツール移動機構の各モータの回転量を計算し、そ
の計算結果に基づいてワーク回転機構及びツール移動機
構を制御するように構成されていることを特徴とする請
求項２記載の管体の加工装置。 - 【請求項４】 ツールとしてドリル、タップ、プラズマ
トーチのいずれか１つもしくは２つ、または全てが用い
られていることを特徴とする請求項１、２または３記載
の管体の加工装置。 - 【請求項５】 ツールとしてけがきペンが用いられてい
ることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の管
体の加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000096140A JP2001277057A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 管体の加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000096140A JP2001277057A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 管体の加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001277057A true JP2001277057A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=18610942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000096140A Pending JP2001277057A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 管体の加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001277057A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006026171A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Olympus Corp | 関節駒製造装置 |
| JP2013534190A (ja) * | 2010-08-16 | 2013-09-02 | エマーソン エレクトリック カンパニー | 動力式ねじ切り作業を実施するための装置およびその方法 |
| US8683841B1 (en) | 2009-01-20 | 2014-04-01 | Walsh Atkinson Co., Inc. | Apparatus and method to cut HVAC round and spiral ductwork and all attaching structures |
| CN104924083A (zh) * | 2014-06-23 | 2015-09-23 | 张晋 | 一种钻攻两用机控制机构 |
| US9366139B2 (en) | 2013-04-09 | 2016-06-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Repair method of plate member, plate member, combustor, ring segment, and gas turbine |
| CN105881022A (zh) * | 2014-09-16 | 2016-08-24 | 盐城双佳电气有限公司 | 一种多功能无划痕切管机 |
| CN108161453A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 黄乞珠 | 一种多功能管道加工处理装置 |
| KR101929356B1 (ko) * | 2018-06-14 | 2018-12-14 | (주)진양비지엠텍 | 그라우팅 강관의 체크밸브 조립장치 |
| CN109176027A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-11 | 江苏中南建设装饰有限公司 | 一种幕墙角码加工打孔一次成型系统 |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000096140A patent/JP2001277057A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006026171A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Olympus Corp | 関節駒製造装置 |
| JP4520238B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2010-08-04 | オリンパス株式会社 | 関節駒製造装置 |
| US8683841B1 (en) | 2009-01-20 | 2014-04-01 | Walsh Atkinson Co., Inc. | Apparatus and method to cut HVAC round and spiral ductwork and all attaching structures |
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| CN104924083A (zh) * | 2014-06-23 | 2015-09-23 | 张晋 | 一种钻攻两用机控制机构 |
| CN105881022A (zh) * | 2014-09-16 | 2016-08-24 | 盐城双佳电气有限公司 | 一种多功能无划痕切管机 |
| CN108161453A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 黄乞珠 | 一种多功能管道加工处理装置 |
| KR101929356B1 (ko) * | 2018-06-14 | 2018-12-14 | (주)진양비지엠텍 | 그라우팅 강관의 체크밸브 조립장치 |
| WO2019240440A1 (ko) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | 진양비지엠텍 | 그라우팅 강관의 체크밸브 조립장치 |
| CN109176027A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-11 | 江苏中南建设装饰有限公司 | 一种幕墙角码加工打孔一次成型系统 |
| CN109176027B (zh) * | 2018-08-15 | 2020-10-09 | 江苏中南建设装饰有限公司 | 一种幕墙角码加工打孔一次成型系统 |
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