JP2008093758A - コラム材における内面ビード部の切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コラム材を反転することなく導入し、その内周面のビード部を自動的に削除するコラム材における内面ビード部の切削装置を提供する。
【解決手段】載置台Ａ上にワークＷを搬入し、このワークＷの長手方向端部を位置決め手段Ｂによって規制した後、固定手段Ｃ、Ｄによってクランプ固定する。ワークＷの長手方向の回転軸６１によって回転駆動するカッター６２と、ビード部に接近するワークＷの内周面を検出する検出手段Ｓを設ける。これらカッター６２と検出手段Ｓを上下移動手段Ｅ、前後移動手段Ｆおよび左右移動手段によって移動し、内周面の位置検出とビード部の切削加工を行う。前記した各移動手段の移動操作は電気的な移動制御手段によって行う。
【選択図】図２

Description

この発明は、ワンシーム鋼管などに存する内周面のビード部を平らに削除するコラム材における内面ビード部の切削装置に関する。

一般的な鉄骨建築工法において、鉄骨コラム柱に鉄骨梁を接合するには、仕口部に図６に示すようなジョイントパーツ１０１を用いて行う。すなわち、ジョイントパーツ１０１の側方に図７に示すような持出し梁１０２を突き合わせ溶接し、そして上下端のダイヤフラム１０３、１０４に対して上層階のコラム柱１０５と下層階のコラム柱１０６の端部を突き合わせ溶接する手法が採られる。

このような仕口部に用いられるジョイントパーツ１０１は、図６のように外周端縁をレ形開先加工したコラム材１０７の内周面にフラットバーを折り曲げ加工した裏当金１０８、１０９を寸法調整しながら溶接し、そしてこの裏当金１０８、１０９の端面に前記のダイヤフラム１０３、１０４を当接した状態で溶接して製作する。

一方において、コラム柱１０５、１０６の外周端縁部にも同様にレ形開先加工し、その内周面に裏当金を寸法調整しながら溶接するものであり、施工に際しては、これらコラム柱１０５、１０６の中間にジョイントパーツ１０１を介在し、上下のダイヤフラム１０３、１０４にそれぞれコラム柱１０５、１０６の端部を当接した状態で溶接する。

ところで上記のコラム材１０７およびコラム柱１０５、１０６として広く用いられる鋼管にワンシーム材と呼ばれるものがある。この鋼管は一枚の鋼板を矩形断面状にプレス曲げし、その突き合わせ端部を溶接して製作したものであり、この結果、接続部に外周面および内周面にビード部１１０、１１１が突起する。（図８参照）上記のうち内周面に突出するものは、前述した裏当金１０８、１０９の取りつけの際に邪魔になり、平らに削り取る必要がある。

この内周面のビード部１１１の削除作業は、専らグラインダ掛けなどの人為作業で行われたものである。ここにおいてジョイントパーツ１０１のコラム材１０７およびコラム柱１０５、１０６は、ビード部１１０、１１１が上辺または側辺にあるように輸送または搬送されるものであり、したがってビード部１１１の削除にあたっては、作業姿勢を確保するうえで反転操作を要したものである。このため、大きな労力負担を生じ、鉄骨建築部材の製作コストを大幅にアップさせる一因にもなっていた。
特開平４−１１８４４６号公報

本発明が解決しようとする課題は、鋼管を反転することなく導入し、その内周面のビード部を自動的に削除することができるコラム材における内面ビード部の切削装置を提供することにある。

課題の解決手段として、本発明に係るコラム材における内面ビード部の切削装置は、一辺に溶接ビード部を有するコラム材をワークとしたとき、上記ビード部のない他辺によってワークを支持する載置台と、載置台上のワークをクランプ固定する固定手段と、ワークにおける長手方向の端部位置を規制する位置決め手段と、ワークの長手方向と同方向の回転軸によって回転駆動するカッターと、上記カッターをワークの長手方向およびこれと直交する上下、左右の三方向に移動操作する移動手段と、溶接ビード部に近接するワークの一辺内周面を検出する内面検出手段と、この内面検出手段の検出信号によって前記移動手段を駆動制御する駆動制御手段を備えたことを最も大きな特徴としている。

本発明に係るコラム材における内面ビード部の切削装置によれば、輸送あるいは搬送状態を保ったままでコラム材を載置台に受け入れることができる。そして、コラム材の内周面を基準としてビード部を自動的に削除することができる。このため、作業者の労力軽減を図ることができ、かつ効率的、低コストでの鉄骨建築部材の製作を行うことができるという効果を発揮する。

作業者の労力軽減と鉄骨建築部材の効率的かつ低コストでの製作という目的を、以下の構成によって合理的に達成した。

図１は、この発明に係るコラム材における内面ビード部の切削装置の一実施例を示す正面図、図２は同じく側面図にして、１はベース Ａはベース１の前側上部に配設した載置台 この載置台Ａは、水平に配列したコロコンベヤ２によって構成するものであり、ハンドル車４によって回転駆動が可能になっている。上記の載置台Ａの前方（図２の右側）には後で詳細に説明するコラム材（以下、ワークＷという）を搬入および搬出するための水平コンベヤ５を接続する。

前記のワークＷはワンシーム角鋼管であり、ビード部６がある一辺を上辺とし、ビード部６のない他辺を下辺としてあり、この下辺を水平コンベヤ５および載置台Ａ上に設置し、長手方向（図２の左右方向）に搬送される。

Ｂは載置台Ａの後側端に設けたワークＷの位置決め手段 この位置決め手段Ｂは、固定して設けた当接片７を載置台Ａ上の搬送面上に突出し、ワークＷにおける下辺の端部に対応する。８、９は載置台Ａを挟んで両側に樹立したコラム １０は両側のコラム８、９を上端で連結した上部フレームである。

ＣはワークＷを両側からクランプする左右方向のワーク固定手段 このワーク固定手段Ｃは、一方の可動バイス片１１と、この可動バイス片１１に対向する移動バイス片１２によって構成する。一方の可動バイス片１１は、コラム９に回転だけ自由に保持したナット筒１３と、このナット筒１３に螺合した横向きのねじ軸１４、ナット筒１３を回転駆動する第１の電動モータ１５によって左右方向に移動する。

他方の移動バイス片１２は、コラム８に回転だけ自由に保持したナット筒１６と、このナット筒１６に螺合した横向きのねじ軸１７、ナット筒１６を回転駆動する第２の電動モータ１８によって左右方向に移動する。前記の可動バイス片１１は一方のねじ軸１４の端部に、移動バイス片１２は他方のねじ軸１７の端部にそれぞれ固定する。

ＤはワークＷを下側に向けてクランプする上下方向のワーク固定手段 このワーク固定手段Ｄは、上下方向に移動する上バイス片１９によって構成するものであり、上部フレーム１０に回転だけ自由に保持されたナット筒２０と、このナット筒２０に螺合した下向きのねじ軸２１と、ナット筒２０を回転駆動する第３の電動モータ２２によって上下方向に移動する。

Ｅは後述するカッターを上下方向に移動操作する上下移動手段 この上下移動手段Ｅは、他側のコラム８に配設した上下のガイド３０と、スライドベアリングを介してガイド３０に移動自在に設けた上下移動台３１と、上下移動台３１に固定した受動ナット３２と、受動ナット３２に螺合する上下方向のねじ軸３３と、ねじ軸３３を回転だけ自由に保持する保持筒３４と、ギヤ手段を介してねじ軸３３を回転駆動する第４の電動モータ３５によって構成する。

Ｆは後述するカッターを前後方向に移動操作する上下移動手段 この前後移動手段Ｆは、前記した上下移動台３１の上部に配設した前後のガイド４０と、スライドベアリングを介してガイド４０に移動自在に設けた前後移動台４１と、前後移動台４１に固定した受動ナット（図示省略）と、この受動ナットに螺合する前後方向のねじ軸４３と、ねじ軸４３を回転だけ自由に保持する保持筒４４と、ギヤ手段を介してねじ軸４３を回転駆動する第５の電動モータ４５によって構成する。上記の第５の電動モータ４５は取付ステイ４６によって上下移動台３１に固定する。

Ｇは後述するカッターを左右方向に移動操作する左右移動手段 この左右移動手段Ｇは、図３に示すように前後移動台４１の上部に配設した左右のガイド５０と、スライドベアリングを介してガイド５０に移動自在に設けた左右移動台５１と、左右移動台５１に固定した受動ナット（図示省略）と、この受動ナットに螺合する左右方向のねじ軸５３と、ねじ軸５３を回転だけ自由に保持する保持筒５４と、ギヤ手段を介してねじ軸５３を回転駆動する第６の電動モータ５５によって構成する。上記の第６の電動モータ５５は取付ステイ５６によって前後移動台４１に固定する。

６０は左右移動台５１の上部に設けた軸受筒 ６１は軸受筒６０に回転自在に保持した前後方向の回転軸 ６２は回転軸６１の端部にして前方に突出して設けたカッター ６３はカップリング６４を介して回転軸６１に連結した回転駆動用の電動モータである。上記のカッター６２は円筒状の切刃周面を有しており、前記した上下移動手段Ｅ、前後移動手段Ｆ、左右移動手段Ｇによって上下、前後および左右の三方向に移動操作される。

上記の上下方向とは、載置台Ａ上のワークＷと直交する垂直方向であり、前後方向とはワークＷの長手方向であり、また左右方向とはワークＷと直交する水平方向である。

Ｓは前記カッター６２の直前位置に配設したワークＷにおける内面検出手段 この内面検出手段Ｓは、図４および図５に示すように、上向きに付勢し、かつカッター６２の切刃周面より僅かに突出する検出突子７２と、検出突子７２の動きを検出する検出スイッチ７３によって構成してあり、上記の検出突子７２をワークＷにおける上辺の内周面Ｗａに対応する。上記の内面検出手段Ｓは、ホルダ７４をを介して左右移動台５１に昇降移動できるように配設する。

Ｔは内面検出手段Ｓを昇降作動する昇降手段 この昇降手段Ｔは、左右移動台５１に設けた上下のガイド７５、スライドベアリングを介してガイド７５に昇降自在に設けた取付ステイ７６、ピストンロッド７７を取付ステイ７６に連結した上向きの空圧シリンダ７８によって構成する。上記の取付ステイ７６に内面検出手段Ｓのホルダ７４を固定してあり、空圧シリンダ７８のピストンロッド７７が伸長作動するとき、検出突子７２を検出位置に、収縮作動するとき検出突子７２を退避位置に設定する。

上記の内面検出手段Ｓにおける検出スイッチ６３の出力信号は、電気的手段を介してプログラマブルコントローラなどの位置制御手段（図示省略）に入力され、上下移動手段Ｅにおける第４の電動モータ３５を回転制御する。また上記の位置制御手段は、任意に設定された数値情報に基づいて上下移動手段Ｅ、左右移動手段Ｆ、前後移動手段Ｇを制御駆動し、カッター６２および内面検出手段Ｓを所要の位置に移動設定することができるようになっている。

一実施例に係るコラム材における内面ビード部の切削装置は上記のような構成であり、次のようにして切削作業を行う。

それには、まず定法に従ってビード部６を上向きにした状態でワークＷを載置台Ａ上に搬入し、その長手方向の端部を位置決め手段Ｂの当接片７に突き当てて設定する。このワークＷの高さ、幅および肉厚寸法などは事前に計測しておき位置制御手段に数値入力しておくようにする。またワーク固定手段Ｃにおける可動バイス片１１は、ワークＷの幅寸法によって移動設定しておき、搬入時におけるワークＷの左右位置を規制する。

このようにしてワークＷが供給されたならば、固定手段Ｃにおける移動バイス片１２と載置台Ａに対応する上バイス片１９を動作してワークＷをクランプ固定する。ワークＷの固定が終了したならば、位置制御手段によって第４の電動モータ３５、第５の電動モータ４５、第６の電動モータ５５を回転駆動し、カッター６２および内面検出手段Ｓをシーケンス的に上下、前後および左右の各方向に移動し、最終的にカッター６２および内面検出手段ＳをワークＷにおける上辺部の内周面Ｗａに対応して上昇動作する。

上記の上昇動作時において、検出突子７２はピストンロッド７７の伸長動作によって上昇端の検出位置にあり、さらにこの検出突子７２はビード部６の直下から少し横方向にズレた位置にある。（図５参照）なおカッター６２の前後方向の位置は、裏当金（図示省略）の寸法を考慮して適宜の追い込み切削量が得られるように設定する。（図４参照）

そして上記の上昇移動によって検出突子７２がワークＷにおける内周面Ｗａに当接し、検出スイッチ７３が検出信号を出力する。この検出信号によってカッター６２の上昇動作が停止し、その切刃周面がワークＷの内周面Ｗａに適合して位置決めされる。また検出信号によって、検出突子７２を含む内面検出手段Ｓが退避位置に下降し、続いてカッター６２が左右移動手段Ｇによって横移動する。この横移動によって、ビード部６がワークＷの内周面Ｗａと同じ高さに切削される。

以上のようにしてビード部６の切削加工が終了がすると、各移動手段Ｅ、Ｆ、Ｇがカッター６２を切削位置から逃がして初期位置に戻すように電動モータが回転駆動する。また他方において、カッター６２の戻りが確認されると各固定手段Ｃ、Ｄの電動モータがワークＷのクランプを開放するように回転駆動する。これによってワークＷが載置台Ａ上でフリーとなるので搬出を容易に行うことができる。

なお上記の一実施例では、ワークＷの長手方向と同方向の回転軸６１にカッター６２を取りつけたものであるが、長手方向と直交する上下方向の回転軸を設け、この回転軸に取りつけたカッターの水平円盤状の切刃周面を内周面Ｗａに対応し、ビード部６の切削加工を行うように変更することは設計上容易である。

また一実施例では有接触式の検出スイッチ７３によってワークＷの内周面Ｗａを検出したものであるが、無接触式の光センサーなどを検出スイッチとすることもできる。この場合は、検出スイッチの退避動作などを省略して構成の簡単化を図ることができる。

また一実施例では、ワークＷの上辺にビード部があるものとして、これに対応すべくカッター６２および内面検出手段Ｓの上昇動作によって内周面Ｗａの位置検出を行い、続いて左右動作によってビード部の切削加工を行ったものである。しかしワークＷの側辺にビード部があるものの場合にあっては、左右動作によって内周面Ｗａの位置検出を行い、上下動作によってビード部の切削加工を行うようにすれば良い。このための構成は上下、左右、前後の置換で足りるものであり、容易になし得る。

しかして、以上の動作によってコラム材における内周面のビード部を自動的に削除することができるものであり、作業者の労力負担を大幅に軽減することができる。

本発明に係るコラム材における内周面のビード部の切削装置の一実施例を示す正面図である。 同じく、側面図である。 図２における左右移動手段およびカッター部の構成を示す側面図である。 カッター部および内面検出手段の構成を示す側面図である。 同じく、正面図である。 鉄骨仕口部に使用するジョイントパーツの説明図である。 鉄骨仕口部における梁柱接合構造を示す説明図である。 ワンシーム角鋼管の説明図である。

符号の説明

Ａ 載置台
２ コロコンベヤ
Ｗ ワーク（コラム材）
６ ビード部
Ｂ 位置決め手段
７ 当接片
Ｃ 左右方向の固定手段
１１ 可動バイス片
１２ 移動バイス片
１５ 第１の電動モータ
１８ 第２の電動モータ
Ｄ 上下方向の固定手段
１９ 上バイス片
２２ 第３の電動モータ
Ｅ 上下移動手段
３１ 上下移動台
３５ 第４の電動モータ
Ｆ 前後移動手段
４５ 第５の電動モータ
Ｇ 左右移動手段
５１ 左右移動台
５５ 第６の電動モータ
６０ 軸受筒
６１ 回転軸
６２ カッター
Ｓ 内面検出手段
７２ 検出突子
７３ 検出スイッチ
Ｔ 昇降手段
７８ 空圧シリンダ
Ｗａ 内周面

Claims (1)

1. 一辺に溶接ビード部を有するコラム材をワークとしたとき、上記ビード部のない他辺によってワークを支持する載置台と、載置台上のワークをクランプ固定する固定手段と、ワークにおける長手方向の端部位置を規制する位置決め手段と、ワークの長手方向と同方向の回転軸によって回転駆動するカッターと、上記カッターをワークの長手方向およびこれと直交する上下、左右の三方向に移動操作する移動手段と、溶接ビード部に近接するワークの一辺内周面を検出する内面検出手段と、この内面検出手段の検出信号によって前記移動手段を駆動制御する駆動制御手段を備えたことを特徴とするコラム材における内面ビード部の切削装置。