JP2011031328A - 角パイプなどの開先加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の開先加工装置は、構造が複雑で大型化し、それに伴う製作コストの大幅な高騰を招くという問題があった。
【解決手段】 ワークＷをクランプ固定する搬送面Ａに対して昇降作動する昇降フレーム１３を設け、この昇降フレーム１３に垂直面において旋回作動するビーム状の旋回フレーム１９を設ける。この旋回フレーム１９に倣い手段Ｆ、Ｇとカッター手段Ｄ、Ｅを配設する。昇降フレーム１３の上部に第１の搬出ローラ手段１８を、旋回フレーム１９に第２の搬出ローラ手段２２を設ける。旋回フレーム１９が没入位置にあって水平位置にあるとき、前記第１の搬出ローラ手段１８と第２の搬出ローラ手段２２を搬送面Ａと一致して設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、角パイプ、丸パイプなど各種鋼管（以下、ワークという）の外周端面に開先加工を行なう角パイプなどの開先加工装置に関するものである。

従来、この種の開先加工装置として、本出願人の提案に係る発明が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
また搬送面上で開先加工されたワークを、その位置から後方へ搬出して処理するものも別の発明によって公知である。（例えば、特許文献２参照）。

以下、図４〜図６によって従来の開先加工装置を説明する。この加工装置は、基本構成として、ワークＷを搬送面の所定位置においてクランプ固定するクランプ手段５１、ワークＷの外周面に当接して転動する倣い手段５２、および倣い手段５２によって切削位置を規制されながらワークＷの外周端面に切削加工を行なうカッター手段５３を備えている。

まずクランプ手段５１は、図５のように両側一対からなるバイス片５４，５４および両バイス片５４，５４を求心的に開閉作動する送りねじ軸５５、送りねじ軸５５を回転操作するハンドル５６（電動モータでもよい）、ワークＷを下方へ向けて押圧する昇降バイス片５７からなり、ワークＷを搬送コロからなる搬送面５８上にクランプ固定する。５９はクランプ固定動作に先立ってワークＷの長手方向の位置決めを行なう当接式のストッパ手段である

次に６０は、上記クランプ固定５１の後方位置（図４の左側）に設けた門型フレーム ６１は門型フレーム６０に昇降作動自在に配設した方形状の支持ベース ６２は支持ベース６１の円形孔に回転作動自在に配設した円盤状の回転盤であり、この回転盤６２は垂直面で旋回作動される。

６３は回転盤６２内にして放射方向に設けたスライドガイドであり、このスライドガイド６３にスライドベースを介して一対のカッター手段５３と倣い手段５２とが対称的に配設される。（図６参照）

カッター手段５３は、スライドベース６４に設けた軸受筒６５、軸受筒６５内に回転自在に設けた前後方向の回転軸６６、回転軸６６にギヤ部材を介して連結した駆動モータ６７、回転軸６６の先端に取りつけた截頭円錐形状のカッター６８から構成される。また倣い手段５２は、カッター５８の直前位置にして同軸上に取りつけた転動コロ６９によって構成される。

これらのカッター手段５３と倣い手段５２は、スライドガイド６３と同方向の油圧シリンダ７０によってそれぞれ回転盤６２の中心方向に向けて移動操作される。

このように構成した従来の開先加工装置においては、搬送面５８上に供給したワークＷをストッパ手段５９によって位置決めした後、両側のバイス片５４,５４および昇降バイス片５７によって搬送面にクランプ固定する。そして支持ベース６１の昇降作動によって回転盤６２とワークＷとの中心を一致して設定し、この後に一方および他方の油圧シリンダ７０によってカッター手段５３，５３を接近作動する。

上記の接近作動中にカッター手段５３,５３を回転することでワークＷへの切込みを行なうことができるものであり、この動作は先端の転動コロ６９，６９がワークＷの外周面に当接するまで継続する。当接完了後は、回転盤６２を低速で回転駆動し、転動コロ６９，６９によってワークＷの外周面を倣いながら切削加工を進行する。

上記の倣い切削加工は、回転盤６２が１８０度の周回作動を行なうとき終了するものであり、これによってワークＷの全周面に所要の開先加工を施すことができる。

開先加工が終了したならば、カッター手段５３を退避し、クランプ手段５１を開放することによってワークＷを前述した供給方向と同じ手前側において搬出処理することができるものである。

ここにおいて、特許文献２に記載される従来の開先加工装置においては、回転盤を大径のものとしてその内部に大きな貫通空間を形成し、そこに搬出用のコンベヤ手段を配置したものである。この加工装置によれば、加工終了後においてワークＷをそのまま後方へ搬出移送できるものであり、作業の円滑化と効率化を図ることができたものである。

特開昭５９−１６１２１０号 特開平６−３１５８１５号

以上に述べた従来の開先加工装置は、その構成として方形状の支持ベース６１、その円形孔に回転自在に配設した円盤状の回転盤６２、さらには上記の支持ベース６１を昇降自在に保持するための門型フレーム６０を必要とするものであって、構造の複雑化と大型化を避けることができず、これに伴う製作コストの大幅な高騰を招くという問題があった。

またワークＷを後方へ搬出する方式の従来の開先加工装置においても同様の問題点が指摘されており、最大仕様のワークに対応するにはさらなる製作コストの高騰を生じ、ユーザーにとって巨額の設備投資を余儀なくされた。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題点を解決しようとするものであり、構造の簡単化と小型化を実現すると共に、製作コストを大幅に低減することができる角パイプなどの開先加工装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明に係る角パイプなどの開先加工装置は、搬送面上においてワークをクランプ固定するクランプ手段と、上記ワークの外周面に当接して転動する倣い手段と、この倣い手段によって位置を規制され、かつワークの外周端面に切削加工を行なうカッター手段とを備えた角パイプなどの開先加工装置において、前記搬送面に対して出没動作し、かつ垂直面において旋回作動するビーム状の旋回フレームを設け、この旋回フレームに前記の倣い手段とカッター手段を配設したものである。

また第２の課題解決手段は、旋回フレームを上下方向に移動する昇降フレームに設けると共に、上記昇降フレームの上部に第１の搬出ローラ手段を、前記旋回フレームに第２の搬出ローラ手段を設け、これら昇降フレームと旋回フレームが没入位置にあり、かつ旋回フレームが水平位置にあるとき、前記第１の搬出ローラ手段と第２の搬出ローラ手段を搬送面と一致して設定するようにしたものである。

上記の第１の課題解決手段によれば、従来において不可欠であった方形状の支持ベース、支持ベースに配設した円盤状の回転盤、支持ベースを保持するための門型フレームを要しない。またそればかりでなく、搬送面より低い位置に没入する旋回フレームに倣い手段、カッター手段を備えることができるので、構成を極めて簡単かつ小型化することができる。

また第２の課題解決手段によれば、旋回フレームを含む昇降フレームの没入作動によって第１の搬出ローラ手段を搬送面と一致し、また没入位置での旋回フレームの回転作動によって第２の搬出ローラ手段を搬送面と一致して設定することができる。このため、ワークの後方への搬出を簡単な構成で行なうことができる。

このように本発明に係る角パイプなどの開先加工装置によれば、構成を簡単かつ小型化することができ、製作コストの大幅な低減を図ることができるという優れた効果を発揮する。

本発明に係る角パイプなどの開先加工装置の一実施例を示す一部縦断側面図である。 同じく、作動状態を示す側面図である。 同じく、正面図である。 従来の開先加工装置の構成を示す一部縦断側面図である。 同じく、クランプ手段の構成を示す正面図である。 同じく、クランプ手段を省略して示す開先加工装置の正面図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図３について説明する。図において、１はベース ２はベース１の前側（図１の左側）に立設した取付ベース ３は取付ベース２の上部中央（図３参照）に配設したコロコンベヤからなる搬送コンベヤ この搬送コンベヤ３は、図示省略の電動モータによって正逆方向に駆動され、搬送面Ａ上のワークＷを長手方向に移送する。

４は搬送面Ａの後端部に出没自在に配設したストッパ手段 このストッパ手段４は、図示省略の油圧シリンダによって上下作動し、搬送面Ａから突出するとき、ワークＷの端部に当接して位置決めを行なう。このストッパ手段４は、切削加工時においては、搬送面Ａから没入して退避位置に設定される。

５，５は取付ベース２の上部にして搬送コンベヤ３の両側に設けた左右方向のスライドガイド ６，６はスライドガイド６，６に移動自在に配設した左右一対のスライドベース このスライドベース６，６は送りねじ軸式の移動手段６ａによって求心的に開閉作動される。７はスライドベース６と一体的にして後方へ突出するように設けた下部クランプ片 ８，８はスライドベース６，６から後方へ突出するように設けた上部クランプ片 この上部クランプ片８は、送りねじ式の移動手段８ａによって上下位置を調整される。上記の下部クランプ片７と上部クランプ片８は、ワークＷの両側面部に対応する。

９，９は上部クランプ片８，８からそれぞれ内側に向くように配設した昇降クランプ片 この昇降クランプ片９は、油圧シリンダ１０によって上下方向に作動し、ワークＷの上面部を押圧する。以上の下部クランプ片７、上部クランプ片８および昇降クランプ片９は、ワークＷを搬送面Ａにクランプ固定するクランプ手段Bを構成する。

次に１１，１１はベース１の後方位置にして上方に伸びるように配設した左右一対のコラム １２，１２はコラム１１，１１に配設した上下方向のスライドガイド １３はスライドベアリング（図示省略）を介してスライドガイド１２に昇降自在に設けた昇降フレームである。 この昇降フレーム１３は、ベース１に立設したねじ軸１４、ねじ軸１４に螺合する回転ナット筒１５、回転ナット筒１５を回転駆動する電動モータ（図示省略）によって構成した昇降作動手段Ｃによって上下位置を調整される。

１７は昇降フレーム１３に設けた軸受部 １８は軸受部１７の上部に配設したコロコンベヤからなる第１の搬出ローラ手段 １９は軸受部１７に内装したベアリングに水平支軸２１を枢支し、かつ昇降フレーム１３の前面部に配設した旋回フレーム この旋回フレーム１９は、上記の水平支軸２１を回転中心として両側に伸びるビーム状に構成してあり、垂直面において旋回する。

２２は取付台を介して旋回フレーム１９に配設したコロコンベヤからなる第２の搬出ローラ手段 この第２の搬出ローラ手段２２は、旋回フレーム１９が水平状態にあるとき、前記第１の搬出ローラ手段１８と同じ高さに設定する。なお、この第２の搬出ローラ手段２２と前記の第１の搬出ローラ手段１８は何れも電動モータ（図示省略）によって積極的に後方へ駆動される。

２４は水平支軸２１の後方端に固定した受動ギヤ ２５は昇降フレーム１３に取付けた減速機付の電動モータ ２６は電動モータ２５の出力軸に固定した駆動ギヤであり、このギヤ手段を介して旋回フレーム１９を旋回作動する。 上記の電動モータ２５は、可逆駆動式のものであり、旋回フレーム１９を低速で正または逆方向に駆動する。

次に２７は旋回フレーム１９の長手方向に配設したスライドガイド ２８ａはスライドガイド２７にベアリングを介して移動自在に設けた一方のスライドベース ２８ｂは同じくベアリングを介して移動自在に配設した他方のスライドベース ２９、２９は一方および他方のスライドベース２８ａ、２８ｂに格別に連結した移動操作用の油圧シリンダである。

２９ａは一方のスライドベース２８ａ内の軸受筒に回転自在に配設した回転軸 ３１ａは回転軸２９ａの前方突出端に取りつけた截頭円錐形状の開先加工カッター ３２ａは回転軸２９ａに取りつけた受動プーリ ３３ａはスライドベース２８ａに取りつけた電動モータであり、出力軸に固定した駆動プーリをベルトによって前記受動プーリ３２ａに連係する。以上の開先加工カッター３１ａとその回転駆動部材は、その全体を含めて第１のカッター手段Ｄを構成する。

２９ｂは一方のスライドベース２８ｂ内の軸受筒に回転自在に配設した回転軸 ３１ｂは回転軸２９ｂの前方突出端に取りつけた截頭円錐形状の開先加工カッター ３２ｂは回転軸２９ａに取りつけた受動プーリ ３３ｂはスライドベース２８ｂに取りつけた電動モータであり、出力軸に固定した駆動プーリをベルトによって前記受動プーリ３２ｂに連係する。以上の開先加工カッター３１ｂとその回転駆動部材は、その全体を含めて第２のカッター手段Ｅを構成する。

４０ａは一方のスライドベース２８ａに取りつけたホルダ４１を介して開先加工カッター３１ａの直前位置に配設した遊転ローラ この遊転ローラ４０ａの回転軸心と回転軸２９ａのカッター軸心とは一致して配置する。またこの遊転ローラ４０ａは、ワークＷの外周面に当接して転動するものであり、カッター３１ａの切込み量を規制する倣い手段Ｆを構成する。

４０ｂは他方のスライドベース２８ｂに取りつけたホルダ４１を介して開先加工カッター３１ｂの直前位置に配設した遊転ローラ この遊転ローラ４０ｂの回転軸心と回転軸２９ｂのカッター軸心とは一致して配置する。またこの遊転ローラ４０ｂは、ワークＷの外周面に当接して転動するものであり、カッター３１ｂの切込み量を規制する倣い手段Ｇを構成する。

以下、一実施例に係る角パイプなどの開先加工装置について、その動作を説明する。

最初に基準面となる搬送コンベヤ３にワークＷを供給し、このワークＷの先端位置をストッパ手段４に当接して位置決めする。そして、この所定位置においてクランプ手段Ｂすなわち下部クランプ片７，７および上部クランプ片８，８を求心的に閉じてワークＷを側方からクランプ固定する。両側からのクランプ動作が終了したならば、昇降クランプ片９，９を下降作動してワークＷを搬送面Ａにクランプ固定する。以上のクランプ動作が終了したならば、ストッパ手段４を搬送面Ａ内に没入退避する。

上記のワークＷのセット後においては、昇降作動手段Ｃの電動モータによって昇降フレーム１３を移動調整し、図２のように旋回フレーム１９の旋回中心をワークＷの中心位置に合わせて高さ設定する。このとき、第１のカッター手段Ｄと第２のカッター手段Ｅは、旋回フレーム１９の両端へ移動し互いに離隔するように配置しておく。第１の倣い手段Ｆと第２の倣い手段Ｇは、上記のカッター手段Ｄ、Ｅと同位置にあるので、これらも離隔して配置される。

上記のようにして切削加工の準備がなされたならば、油圧シリンダ２９，２９により第１のカッター手段Ｄと第２のカッター手段Ｅを旋回フレーム１９の中心方向に移動し、そして両方の開先加工カッター３１ａ、３１ｂを電動モータ３３ａ、３３ｂによって回転駆動する。開先加工カッター３１ａ、３１ｂのワークＷへの接近に伴って切込み切削が開始される。そして、この切削加工は倣い手段Ｆ、Ｇの遊転ローラ４０ａ、４０ｂがワークＷの外周面に当接するとき停止する。

ワークＷへの開先加工カッター３１ａ、３１ｂの切込みがされたならば、電動モータ２５によって旋回フレーム１９を低速で旋回駆動する。この動作によって開先加工カッター３１ａ、３１ｂと共に遊転ローラ４０ａ、４０ｂがワークＷの周面方向に移動するものであり、切削加工をワークＷの外周面を倣った状態で行なうことができる。上記の加工は、旋回フレーム１９が１８０度の旋回動作によって終了するものであり、これによりワークＷの全周端面に開先加工を行なうことができる。

ワークＷへの開先加工が終了したならば、旋回フレーム１９の旋回動作を停止すると共に開先加工カッター３１ａ、３１ｂの回転を停止する。そして、これらカッターを互いに離隔する方向に移動して退避させる。またワークＷ側においては、クランプ手段Ｂを開放作動して搬送面ＡへのワークＷのクランプ固定を解除する。

各手段の退避さらには解除がされたならば、旋回フレーム１９を切削加工時と反対方向に旋回して水平状態に設定する。そして、同時に昇降作動手段Ｃによって昇降フレーム１３と共に旋回フレーム１９を下降移動する。この下降動作は、図１のように第１の搬出ローラ手段１８と第２の搬出ローラ手段２２が搬送面Ａと一致するとき停止する。また上記の下降移動によって旋回フレーム１９と共に第１および第２のカッター手段Ｄ、Ｅおよび第１および第２の倣い手段Ｆ、Ｇなどの各手段が搬送面Ａの下方位置に没入する。

上記のように搬送面Ａの後方に第１および第２の搬出ローラ手段１８、２２が接続されたならば、これら各手段を後方へ向けて回転駆動する。この動作によってワークＷは搬送面Ａから第１および第２の搬出ローラ手段１８、２２を経て後方へ搬出されるものである。なお第２の搬出ローラ手段２２の後方には搬送面Ａと同じ高さに固定したコロコンベヤ（図示省略）を配置しておくようにする。

以上のように一実施例の開先加工装置は、ワークの搬入および位置決め、加工位置でのワークのクランプ固定、ワーク外周面への開先加工、加工後におけるワークの搬出を一連的に効率良く行なうことができるものである。

なお上記の一実施例では、求心的に開閉作動するクランプ手段ＢによってワークＷをクランプ固定したものであり、ワークＷの大きさ（幅寸法）に拘わらずその中心位置を常に一定にすることができたものである。しかしワークＷの一方の側面位置を基準としてクランプ固定する方式のものでは、ワークの大きさ毎に中心位置が変動することになる。

この場合においては、変動寸法に応じて旋回フレーム１９の位置を幅方向において移動し、その旋回中心をワークの中心位置に合わせる必要がある。しかして、これには昇降調整手段Ｃ、カッター手段Ｄ、Ｅ、倣い手段ＦＧなど各手段を有する左右一対のコラム１１，１１を左右方向で調整できる構成に設計変更することで容易に対応することができる。

１ ベース
２ 取付ベース
３ 搬送コンベヤ
４ ストッパ手段
Ａ 搬送面
Ｗ ワーク
Ｂ クランプ手段
１３ 昇降フレーム
Ｃ 昇降作動手段
１８ 第１の搬出ローラ手段
１９ 旋回フレーム
２１ 旋回支軸
２２ 第２の搬出ローラ手段
３１ａ 開先加工カッター
３１ｂ 開先加工カッター
Ｄ 第１のカッター手段
Ｅ 第２のカッター手段
４０ａ 遊転ローラ
４０ｂ 遊転ローラ
Ｆ 一方の倣い手段
Ｇ 他方の倣い手段

Claims (2)

1. 搬送面上においてワークをクランプ固定するクランプ手段と、上記ワークの外周面に当接して転動する倣い手段と、この倣い手段によって位置を規制され、かつワークの外周端面に切削加工を行なうカッター手段とを備えた角パイプなどの開先加工装置において、
   前記搬送面に対して出没動作し、かつ垂直面において旋回作動するビーム状の旋回フレームを設け、この旋回フレームに前記の倣い手段とカッター手段を配設したことを特徴とする角パイプなどの開先加工装置。
2. 旋回フレームを上下方向に移動する昇降フレームに設けると共に、上記昇降フレームの上部に第１の搬出ローラ手段を、前記旋回フレームに第２の搬出ローラ手段を設け、これら昇降フレームと旋回フレームが没入位置にあり、かつ旋回フレームが水平位置にあるとき、前記第１の搬出ローラ手段と第２の搬出ローラ手段を搬送面と一致して設定するようにしたことを特徴とする請求項1の角パイプなどの開先加工装置。