JP2013013973A - 角鋼管などの開先加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械構成の小型化および所要動力の軽減を図り、また溶接ビード部の人為削除を要することなく正確に開先加工を行うこと。
【解決手段】 定位置において回転駆動する旋回体４、旋回体４の回転駆動手段、旋回体４の回転平面部に配設した第１の移動ガイド９、第１の移動ガイド９に設けた第１の移動ベース１０、第１の移動ベース１０を駆動する第１の直線駆動手段、第１の移動ガイド９と直交して配設した第２の移動ガイド１２、第２の移動ガイド１２に設けた第２の移動ベース１３、第２の移動ベース１３を駆動する第２の直線駆動手段、第２の移動ベース１３に設けたスピンドル１７、スピンドル１７に取りつけた開先加工カッター１９、第２の移動ベース１３に支持させて先端部に配設した倣いローラ２３によって構成し、上記倣いローラ２３をワークの外周面に当接しながら転動し、ワークの端面部に開先加工を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、角鋼管などの端面部にレ形などの開先加工を行う開先加工装置に関するものである。

鉄骨建築における柱材には角鋼管、丸鋼管などが用いられ、これらの鋼管は、所定長さに切断された後に端面部にレ形などの開先加工を施される。これは接合される他の部材に対する溶接性を良好に保持するためである。

ところで、上記の鋼管に開先加工を行う加工装置の一例として、本出願人の提案に係るものが公知（特許文献１参照）となっている。

この従来の開先加工装置は、図１０のように様々の大きさの鋼管（以下、ワークＷという）に対し、その中心に向けて開先加工カッター１０１および倣いローラ１０２を作用することを第１の設計条件としており、このための構成として、開先加工カッター１０１と倣いローラ１０２を保持する大径の旋回体１０３を昇降作動して対応したものである。このようにしてワークＷと旋回体１０３の中心を揃えることにより、機械的にバランスのとれた切削加工を行うことができたものである。

また従来の加工装置では、図１１に示すように開先加工カッター１０１と倣いローラ１０２とを同一回転軸心上に配設してあり、倣いローラ１０２をワークＷの外周面に当接しながら転動して開先加工カッター１０１の切込み深さを規制したものである。そして、これによって所要のルートフェイスを得ながら正確な開先加工を行ったものである。

特開昭６１−９０８１５号

このように従来の加工装置においては、大径の旋回体１０３およびその保持手段、作動手段を含めて全体構成を昇降作動する必要があり、非常に大型化してしまうという問題があった。また重量構造体を迅速に作動させなければならず、大きな動力負担を招くという問題点もあった。

また角鋼管などにおいては、ワンシーム材、ツーシーム材（図１２は前者）と呼ばれるものがあり、何れも製作工程上において継目となる箇所に溶接ビード部１０４を生ずる。この溶接ビード部１０４は外周面上に突出するものであり、このワークＷを従来の倣い切削方式で加工したときには、同図のように切削面に突起部１０５を生ずる。

この突起部１０５は、後工程でグラインダ掛けすれば平らに修正することができるが、人為作業のために多くの労力負担を要する。また事前に溶接ビード部１０３を削除することによって、突起部１０５の生成を回避することができるが、上記同様の労力負担を招くことになり改善が望まれた。

本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、機械構成の小型化、所要動力の軽減を図ることができ、また溶接ビード部の人為削除を必要とすることなく正確に開先加工を行うことができる角鋼管などの開先加工装置を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る角鋼管などの開先加工装置は、定位置において回転駆動する円盤状の旋回体、旋回体を回転駆動する回転駆動手段、旋回体の回転平面部に配設した第１の移動ガイド、第１の移動ガイドに移動自在に設けた第１の移動ベース、第１の移動ベースをガイド方向に駆動する第１の直線駆動手段、第１の移動ガイドと直交して第１の移動ベースに配設した第２の移動ガイド、第２の移動ガイドに移動自在に設けた第２の移動ベース、第２の移動ベースをガイド方向に駆動する第２の直線駆動手段、軸受筒を介して第２の移動ベースに設けたスピンドル、スピンドルに取りつけた開先加工カッター、第２の移動ベースに支持させてスピンドルの先端部に配設した倣いローラを備え、上記倣いローラをワークの外周面に当接しながら転動し、開先加工カッターによってワークの端面部に開先加工を行うようにしたものである。

また本発明に係る角鋼管などの開先加工装置は、請求項２において、倣いローラを第２の移動ガイド方向において移動する作動手段を設け、この倣いローラを、ワークの外周面に当接する当接位置と、外周面から離隔する退避位置とに切り換え設定するようにしたものである。

このように構成した課題解決手段によれば、円盤状の旋回体および旋回体に備えた移動ベースなどの全ての構成を昇降作動することがない。このため、機械構成を小型化することができる。また重量構造体のための所要動力を節減することができるという優れた効果を発揮する。

また請求項２の発明によれば、倣いローラをワークの外周面に当接した状態と倣いローラを離隔した状態での切削加工を行うことができる。従って、当接状態の開先加工カッターの位置を保持したまま倣いローラを離隔することで、溶接ビードを逃すことができ、所要の開先加工を行うことができる。そして、これによって開先面の突起部を削除するなどの人為作業をなくすることができる。

本発明に係る角鋼管などの開先加工装置の一実施例を示す正面図である。 同じく、一部を縦断して示す側面図である。 同じく、倣いローラと開先加工カッターの構成を示す説明図である。 同じく、動作状態を示す説明図である。 同じく、切削加工状態を示す説明図である。 同じく、切削加工動作の説明図である。 同じく、切削加工動作の説明図である。 同じく、切削加工動作の説明図である。 同じく、切削加工動作の説明図である。 従来の開先加工装置を示す説明図である。 同じく、倣いローラと開先加工カッターの構成を示す説明図である。 同じく、従来装置によって切削加工したワークの説明図である。

以下、本発明に係る角鋼管などの開先加工装置を一実施例について説明する。図１〜図３において、Ｗは両側板の中央に溶接ビード部Ｂを有するツーシームタイプの角鋼管 １はワークＷを載置するコロコンベア式のテーブル ２はテーブル２の中間部に立設した門型状のフレーム ３はフレーム２に設けた複数個の受ローラ ４は外周面を受ローラ４に支持して回転自在とした旋回体である。この旋回体４は、正面視したとき円盤状であり、中央部に大きな空間部５を備える。

６は旋回体４の外周部に設けたギヤ ７はフレーム２側に固定して設けたサーボモータなどの電動モータ ８は電動モータ７の出力軸に取りつけたピニオンギヤである。上記の電動モータ７とギヤ部材は、旋回体４を自由な速度で回転する回転駆動手段を構成する。

９は旋回体４の回転平面部にして空間部の両側に配設した直径方向の第１の移動ガイド １０はスライドベアリングを介して第１の移動ガイド９に移動自在に配設した一対の第１の移動ベース １１は第１の移動ベース１０のそれぞれをガイド方向に作動する油圧シリンダである。この油圧シリンダ１１は、第１の直線駆動手段を構成する。

１２は第１の移動ベース１０に配設した第１の移動ガイドと直交方向の第2の移動ガイド １３はスライドベアリングを介して第2の移動ガイド１２に移動自在に配設した第2の移動ベース １４は第2の移動ベース１３の移動方向に設けた送りねじ軸 １５は送りねじ軸１４を回転するサーボモータなどの電動モータ 上記の送りねじ軸１４は、第2の移動ベース１３側のナット体（図示省略）に螺合しており、第2の移動ベース１３を直線移動する第2の直線駆動手段を構成する。

１６は第2の移動ベース１３に設けた軸受筒 １７は軸受筒１６に回転自在に設けたスピンドル １８は減速手段を介してスピンドル１７を回転駆動する電動モータ １９はスピンドル１７の先端部に取りつけた截頭円錐形状の開先加工カッターである。

２０は軸受筒１６の端部に張り出して設けた取付ステイ ２１は取付ステイ２０に設けた第１の移動ガイド９と同方向のスライドガイド ２２はスライドガイド２１９に移動自在に設けた取付バー ２３は支軸２４によって取付バー２２に回転自在に設けた倣いローラ ２５は倣いローラ２３をスライド方向に作動する油圧シリンダである。この油圧シリンダ２５は、倣いローラ２３の位置を設定する設定手段を構成する。

上記の倣いローラ２３は、開先加工カッター１９に接近して配置されており、その回転中心が開先加工カッター１９の回転中心と一致する当接位置と、そこから退避する離隔位置に切換的に設定される。

一実施例に係る角鋼管などの開先加工装置の構成は、上記の通りであり、次のようにしてワークＷの端面部に所要の開先加工を行う。

それには、まずテーブル１上にワークＷを供給し、長手方向の位置を当接ストッパ手段（図示省略）によって決定する。そして、次に幅方向のクランプ手段（図示省略）を動作し、ワークＷの幅中心を旋回体４の回転中心に合わせて設定する。なお、一例としてのワークＷの高さ中心は、旋回体４の中心位置より下方にある。

またワークＷは、両側板の継目部分に溶接ビード部Ｂを有するツーシーム材であり、この溶接ビード部Ｂは、ワークＷ高さの半分の位置に存在する。この高さ寸法は、予め数値的に知ることができる。

このようにしてワークＷのセットが終了したならば、図６のように、旋回体第１の移動ガイド９が水平状態に、また第2の移動ガイド１２が垂直状態に設定されており、開先加工カッター１９が溶接ビード部Ｂの位置より幾分低い位置に設定されていることを確認する。また倣いローラ２３が開先加工カッター１９の回転中心と一致する当接位置にあることを確認する。

以上の初期設定が終了したならば、開先加工カッター１９を回転駆動すると共に油圧シリンダ１１を作動し、開先加工カッター１９をワークＷに向けて接近作動する。この動作によって開先加工カッター１９がワークＷの側板に切込み、開先加工が行われる。この切削加工は、倣いローラ２３がワークＷの外周面に当接するとき終了する。

上記の切込み切削が終了したならば、上記の油圧シリンダ１１をロック（給排油ポートを閉塞する）し、次いで油圧シリンダ２５によって倣いローラ２３をワークＷの外周面から離隔する。そして、上記の状態を保持したまま電動モータ１５を作動し、第2の移動ベース１３を介して開先加工カッター１９を上昇作動する。この上昇動作は、開先加工カッター１９がワークＷの溶接ビード部Ｂを通過するまで持続する。（図３参照）このような切削方式をとることにより、溶接ビード部の突起に関係なく所要の開先加工を行うことができる。

上記の倣いローラ２３の当接によらない切削加工が終了したならば、再び倣いローラ２３を当接位置に戻すと共に油圧シリンダ１１のロックを解除して倣いローラ２３をワークＷの外周面に当接して転動させる。そして、この状態において電動モータ１５による旋回体４の回転制御と電動モータ１５による第１の移動ベース１０の位置制御を行い、開先加工カッター１９を好適な位置に保持しながら切削加工を行う。

上記の制御動作による切削加工は、図６から図９のようにして行なわれるものであり、倣いローラ２３がワークＷの外周面に当接しながら転動し、ワークＷの端面部に所要の開先加工を行う。このワークＷの開先加工は、旋回体４が一周回するときに終了する。

Ｗ ワーク
Ｂ 溶接ビード部
４ 旋回体
７ 電動モータ
９ 第１の移動ガイド
１０ 第１の移動ベース
１１ 油圧シリンダ
１２ 第2の移動ガイド
１３ 第2の移動ベース
１５ 電動モータ
１９ 開先加工カッター
２３ 倣いローラ
２５ 油圧シリンダ

Claims (2)

1. 定位置において回転駆動する円盤状の旋回体、旋回体を回転駆動する回転駆動手段、旋回体の回転平面部に配設した第１の移動ガイド、第１の移動ガイドに移動自在に設けた第１の移動ベース、第１の移動ベースをガイド方向に駆動する第１の直線駆動手段、第１の移動ガイドと直交して第１の移動ベースに配設した第２の移動ガイド、第２の移動ガイドに移動自在に設けた第２の移動ベース、第２の移動ベースをガイド方向に駆動する第２の直線駆動手段、軸受筒を介して第２の移動ベースに設けたスピンドル、スピンドルに取りつけた開先加工カッター、第２の移動ベースに支持させてスピンドルの先端部に配設した倣いローラ、
   によって構成され、上記倣いローラをワークの外周面に当接しながら転動し、開先加工カッターによってワークの端面部に開先加工を行う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。
2. 倣いローラを第２の移動ガイド方向において移動する作動手段を設け、この倣いローラを、ワークの外周面に当接する当接位置と、外周面から離隔する退避位置とに切り換え設定するようにしたことを特徴とする請求項１の角鋼管などの開先加工装置。