JP2019209427A - Processing device for edge face of steel pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼管端部のフランジ部の継手面を平坦加工する鋼管の端面加工装置であり、特に、グラインダのブレードの振幅動作を利用して平坦加工を行うことで、量産性や品質の安定性を実現する鋼管の端面加工装置に関する。 The present invention is a steel pipe end face processing apparatus for flattening the joint surface of the flange part of the steel pipe end part, and in particular, by performing the flat processing using the amplitude operation of the blade of the grinder, it is possible to stabilize mass productivity and quality. The present invention relates to a steel pipe end face processing apparatus that realizes the performance.
鋼管は、流体輸送用の配管として用いられ、冷凍食品加工工場や冷蔵食品加工工場等のプラント設備では、複数の鋼管を連結させることで、排水配管やガス配管等の流体配管を形成している。そして、特許文献1では、上記流体配管の鋼管同士の連結部において、ルーズフランジを用いて鋼管同士を連結する構造が開示されている。図6(A)及び図6(B)は、鋼管同士の連結方法を説明する斜視図である。
Steel pipes are used as pipes for transporting fluids. In plant equipment such as frozen food processing plants and refrigerated food processing factories, fluid pipes such as drain pipes and gas pipes are formed by connecting a plurality of steel pipes. . And in
図6(A)では、流体管路のコーナー部において、直線形状の鋼管100と曲線形状の鋼管101とをルーズフランジ103、104を用いて連結する状況を示している。そして、鋼管100の端部にはフレア加工によるフランジ部105が形成され、同様に、鋼管の101の端部にもフランジ部106が形成されている。
FIG. 6A shows a state in which the
図6(B)では、図6(A)に示す鋼管100、101が連結された状態を示している。フランジ部105、106の継手面の間にはパッキン107を挟み込み、ルーズフランジ103、104の間にはパッキン107を挟み込み、ルーズフランジ103、104はボルト締結されている。この構造により、鋼管100、101の連結箇所では、流体配管を流れる流体の止水性が保たれている。
FIG. 6B shows a state where the
図6(B)に示す如く、流体配管では、フランジ部105、106の継手面の間にパッキン107を挟み込んだ状態にて、しっかりとルーズフランジ103、104により締め付けられることで、流体配管の止水性を実現している。
As shown in FIG. 6 (B), in the fluid piping, with the
しかしながら、フランジ部105、106の継手面のメッキ剥離により凹凸形状が形成されている場合、フランジ部105、106の継手面に電縫部の凹凸形状が形成されている場合等、継手面の平坦性が維持されていない場合には、継手面の間にパッキン107が挟み込まれた状態においても、上記凹凸形状の形成領域から流体が漏れ易くなり所望の止水性を実現し難いという問題がある。
However, when the uneven shape is formed by plating peeling of the joint surfaces of the
上記止水性の問題を解決するためには、フランジ部105、106の継手面を平坦加工し、上記凹凸形状を除去する必要がある。そして、上記平坦加工作業には、量産性や品質の安定性の観点から、NC旋盤加工機を用いることが考えられる。しかしながら、特に、直線形状の鋼管100は長尺のため、鋼管100を上記加工ルームに収納することが出来ず、汎用のNC旋盤加工機を用いることが難しいという問題がある。尚、鋼管100の継手面を平坦加工するため、NC旋盤加工機を特注することも考えられるが、設備費が嵩み、採算性が合わず、現実的な対処方法ではない。
In order to solve the water-stop problem, it is necessary to flatten the joint surfaces of the
一方、上記特注のNC旋盤加工機の問題を解決するために、例えば、流体配管のコーナー部に配設される鋼管101のように、鋼管101の長さをNC旋盤加工機の加工ルームに収納出来る長さにすることも考えられる。この場合、機械による研磨工程により、量産性や品質の安定性を実現することは出来るが、流体配管の連結箇所が増大し、現場での施工性や材料コストが悪化し、現実的な対処方法ではない。
On the other hand, in order to solve the problem of the above-mentioned custom-made NC lathe machine, the length of the
その結果、鋼管100の長さは維持しつつ、上記止水性の問題を解決するためには、作業員が、グラインダを用いて、鋼管100の継手面に対して平坦加工を施すことが考えられる。しかしながら、グラインダは、上記継手面に対してグラインダのブレードを押圧しながら使用するため、作業者の習熟度等により製品品質の安定化を実現し難いという問題がある。例えば、継手面の平坦性は実現できたが、フランジ部105を切削し過ぎることで、フランジ部105が薄くなり、耐久性を維持出来ず、施工時や使用時にフランジ部105が破損することもある。また、昨今の高齢化社会による人材不足からも、熟練の作業員を確保することも難しいという問題もある。
As a result, in order to solve the water-stopping problem while maintaining the length of the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鋼管の端部のフランジ部の継手面に対してグラインダのブレードの振幅動作を利用して平坦加工を機械的に行うことで、量産性や品質の安定性を実現する鋼管の端面加工装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of mass production by mechanically flattening the joint surface of the flange portion at the end of the steel pipe using the amplitude operation of the blade of the grinder. And an end face processing apparatus for steel pipe that realizes stability of quality.
本発明の鋼管の端面加工装置では、鋼管の一端側を固定する固定機構と、前記鋼管の他端側の端面を研削するグラインダと、前記グラインダのディスクを前記端面に対して研削可能な位置に支持するグラインダ支持機構と、を備え、前記グラインダ支持機構は、前記ディスクの回転時において、前記ディスクと前記端面とが常時に接触しない非接触位置から、前記ディスクの振幅動作により前記ディスクと前記端面との接触状態と非接触状態とを繰り返すように、前記グラインダを支持することを特徴とする。 In the steel pipe end face processing apparatus of the present invention, a fixing mechanism for fixing one end of the steel pipe, a grinder for grinding the end face on the other end of the steel pipe, and a disk of the grinder at a position capable of grinding with respect to the end face. A grinder support mechanism for supporting the disk and the end face by an amplitude operation of the disk from a non-contact position where the disk and the end face do not always contact when the disk rotates. The grinder is supported so as to repeat the contact state and the non-contact state.
また、本発明の鋼管の端面加工装置では、前記端面は、前記鋼管にフレア加工を施して形成したフランジ部の継手面であり、前記グラインダ支持機構は、前記継手面と対向領域を有するように前記ディスクを前記非接触位置に配設すると共に、前記対向領域において、前記ディスクの外周端側を前記継手面との平行な位置から前記継手面側へと近づくように傾斜して前記ディスクを配設することを特徴とする。 In the steel pipe end face processing apparatus of the present invention, the end face is a joint surface of a flange portion formed by flaring the steel pipe, and the grinder support mechanism has a region facing the joint surface. The disk is disposed at the non-contact position, and the disk is arranged in such a manner that the outer peripheral end side of the disk is inclined so as to approach the joint surface side from a position parallel to the joint surface in the facing region. It is characterized by providing.
また、本発明の鋼管の端面加工装置では、更に、前記非接触位置における前記ディスクと前記端面との離間距離を測定する原点検出接触センサと、を備え、前記ディスクの回転時において、前記グラインダ支持機構は、前記グラインダを間欠的に前記端面側へと移動させると共に、前記原点検出接触センサの計測値に応じて前記グラインダの移動を停止させることを特徴とする。 The steel pipe end surface processing apparatus of the present invention further includes an origin detection contact sensor for measuring a separation distance between the disk and the end surface at the non-contact position, and the grinder support when the disk rotates. The mechanism is characterized in that the grinder is intermittently moved to the end face side, and the movement of the grinder is stopped according to a measurement value of the origin detection contact sensor.
また、本発明の鋼管の端面加工装置では、更に、前記固定機構が前記鋼管を固定する際に用いる固定治具と、を備え、前記固定治具の一端側には、前記固定機構により固定される固定領域が設けられると共に、前記固定治具の他端側には、前記鋼管の前記フランジ部が固定される固定用フランジ部が設けられ、前記固定治具は、ルーズフランジを有することを特徴とする。 The steel pipe end surface processing apparatus of the present invention further includes a fixing jig used when the fixing mechanism fixes the steel pipe, and is fixed to one end side of the fixing jig by the fixing mechanism. And a fixing flange portion to which the flange portion of the steel pipe is fixed is provided on the other end side of the fixing jig, and the fixing jig has a loose flange. And
また、本発明の鋼管の端面加工装置では、前記固定機構は、前記鋼管を固定しながら、前記鋼管の軸心を中心として前記鋼管を回転させ、前記ディスクと前記端面との接触領域を移動させることを特徴とする。 In the steel pipe end face processing apparatus of the present invention, the fixing mechanism rotates the steel pipe around the axis of the steel pipe while moving the steel pipe, and moves the contact area between the disk and the end face. It is characterized by that.
また、本発明の鋼管の端面加工装置では、前記グラインダ支持機構は、前記固定機構に固定された前記鋼管に対して前記グラインダを前記端面に沿って移動させ、前記ディスクと前記端面との接触領域を移動させることを特徴とする。 Further, in the steel pipe end surface processing apparatus of the present invention, the grinder support mechanism moves the grinder along the end surface with respect to the steel pipe fixed to the fixing mechanism, so that a contact area between the disk and the end surface It is characterized by moving.
本発明の鋼管の端面加工装置では、鋼管の一端側を固定する固定機構と、鋼管の他端側の端面を研削するグラインダと、グラインダのディスクを端面に対して研削可能な位置に支持するグラインダ支持機構と、を備えている。そして、ディスクは、ディスクと端面とが常時に接触しない非接触位置から、ディスクの回転時の振幅動作を利用して端面を研削加工する。この構造により、ディスクは、端面を繰り返し叩く様に研削加工を施すことで、端面を研削し過ぎることを防止すると共に、自動化による製品品質の安定化や量産性を実現することができる。 In the steel pipe end face processing apparatus of the present invention, a fixing mechanism for fixing one end side of the steel pipe, a grinder for grinding the end face on the other end side of the steel pipe, and a grinder for supporting the disc of the grinder at a position capable of grinding with respect to the end face. And a support mechanism. Then, the end surface of the disc is ground from a non-contact position where the disc and the end surface do not always contact each other by using an amplitude operation during the rotation of the disc. With this structure, the disc is ground so that the end surface is repeatedly hit, so that the end surface is prevented from being excessively ground and product quality can be stabilized and mass productivity can be realized by automation.
また、本発明の鋼管の端面加工装置では、端面は、鋼管のフレア加工されたフランジ部の継手面であり、継手面とディスクとの対向領域において、ディスクの外周端側が継手面との平行な位置から継手面側へと近づくように、ディスクは傾斜して配設されている。この構造により、ディスクと継手面との接触面積を増大させることができ、研削加工作業の効率を向上させることができる。 Further, in the steel pipe end surface processing apparatus of the present invention, the end surface is a joint surface of the flanged flange portion of the steel pipe, and the outer peripheral end side of the disk is parallel to the joint surface in the facing region between the joint surface and the disk. The disk is inclined and arranged so as to approach the joint surface side from the position. With this structure, the contact area between the disk and the joint surface can be increased, and the efficiency of the grinding work can be improved.
また、本発明の鋼管の端面加工装置は、非接触位置におけるディスクと端面との離間距離を測定する原点検出接触センサを備えている。この構造により、グラインダ支持機構は、グラインダを間欠的に端面側へと移動させ研削加工を施すと共に、原点検出接触センサの計測値に応じてグラインダの移動を停止させ、端面を研削し過ぎることを防止することができる。 In addition, the steel pipe end surface processing apparatus of the present invention includes an origin detection contact sensor that measures the separation distance between the disk and the end surface at the non-contact position. With this structure, the grinder support mechanism intermittently moves the grinder to the end face side to perform grinding processing, stops the grinder movement according to the measured value of the origin detection contact sensor, and overgrinds the end face. Can be prevented.
また、本発明の鋼管の端面加工装置は、固定機構が鋼管を固定する際に用いる固定治具を備えている。そして、固定治具の一端側には、固定機構により固定される固定領域が設けられると共に、固定治具の他端側には、鋼管のフランジ部が固定される固定用フランジ部が設けられている。この構造により、鋼管のフランジ部と固定治具の固定用フランジ部とをルーズフランジを介して連結し、固定することで、流体配管に用いられる鋼管の両端側のフランジ部の継手面に対して、研削加工により平坦面を形成することができる。 Moreover, the steel pipe end surface processing apparatus of this invention is provided with the fixing jig used when a fixing mechanism fixes a steel pipe. A fixing region fixed by a fixing mechanism is provided on one end side of the fixing jig, and a fixing flange portion for fixing the flange portion of the steel pipe is provided on the other end side of the fixing jig. Yes. With this structure, the flange part of the steel pipe and the fixing flange part of the fixing jig are connected and fixed via a loose flange, so that the joint surface of the flange part on both ends of the steel pipe used for fluid piping is fixed. A flat surface can be formed by grinding.
また、本発明の鋼管の端面加工装置では、固定機構は、鋼管を固定しながら、鋼管の軸心を中心として鋼管を回転させ、ディスクと端面との接触領域を移動させることができる。この構造により、鋼管の端面に平坦面を形成する研削加工を自動化することができ、昨今の作業員の人材不足や作業員の技量による品質のばらつきを解消することができる。 Moreover, in the end surface processing apparatus of the steel pipe of this invention, a fixing mechanism can rotate a steel pipe centering on the axial center of a steel pipe, fixing a steel pipe, and can move the contact area of a disc and an end surface. With this structure, it is possible to automate the grinding process for forming a flat surface on the end face of the steel pipe, and it is possible to eliminate the recent shortage of workers and the quality variation due to the skill of the workers.
また、本発明の鋼管の端面加工装置では、グラインダ支持機構は、固定機構に固定された鋼管に対してグラインダを端面に沿って移動させ、ディスクと端面との接触領域を移動させることができる。この構造により、鋼管の端面に平坦面を形成する研削加工を自動化することができ、昨今の作業員の人材不足や作業員の技量による品質のばらつきを解消することができる。 Moreover, in the end surface processing apparatus of the steel pipe of this invention, the grinder support mechanism can move a grinder along an end surface with respect to the steel pipe fixed to the fixing mechanism, and can move the contact area of a disc and an end surface. With this structure, it is possible to automate the grinding process for forming a flat surface on the end face of the steel pipe, and it is possible to eliminate the recent shortage of workers and the quality variation due to the skill of the workers.
以下に、本発明の一実施形態である鋼管11の端面加工装置10(以下、「端面加工装置10」と呼ぶ。)について図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。また、紙面上下方向は端面加工装置10の高さ方向を示し、紙面左右方向は端面加工装置10の横幅方向を示し、紙面前後方向は端面加工装置10の奥行方向を示している。
Below, the end surface processing apparatus 10 (henceforth "the end
最初に、図1(A)は、本実施形態の端面加工装置10を説明する側面図である。図1(B)は、本実施形態の端面加工装置10を説明する正面図である。図2は、本実施形態の端面加工装置10を説明するブロック図である。
First, FIG. 1 (A) is a side view illustrating the end
図1(A)に示す如く、端面加工装置10は、主に、鋼管11を固定する固定機構12と、鋼管11の端面を研削加工するグラインダ13と、グラインダ13を支持するグラインダ支持機構14と、グラインダ支持機構14に設けられ、グラインダ13と鋼管11の端面との離間距離を測定する原点検出接触センサ15と、グラインダ支持機構14を移動させる搬送機構16と、制御部17(図2参照)と、を有している。
As shown in FIG. 1A, the end
固定機構12は、端面加工装置10の台座19上面に固定されている。固定機構12としては、例えば、マツモト機械株式会社製のポジショナーが用いられる。固定機構12は、主に、本体部12Aと、本体部12Aの回転テーブル12Bに着脱自在に配設され、鋼管11の一端側の端面を固定するチャック部12Cと、本体部12A内に配設され、回転テーブル12Bを一定の速度にて回転させる回転部(図示せず)と、を有している。
The fixing
チャック部12Cは、その前面に、例えば、鋼管11の外周面を挟み込むように支持する3つの爪部12Dを有し、爪部12Dは、円周上に120度間隔にて配設されている。そして、本体部12Aは、鋼管11の一端側を固定した状態にて、回転テーブル12B及びチャック部12Cを移動させることで、鋼管11は、その軸心CL(鋼管11の延在方向(紙面前後方向))が端面加工装置10の台座19の上面に対して略平行となる。詳細は後述するが、本体部12A内の回転部は、回転テーブル12B及びチャック部12Cを回転させることで、鋼管11はその軸心CLを中心にして一定の速度にて回転する。この構造により、グラインダ13は固定状態であるが、鋼管11の端面であるフランジ部18の継手面18A(図1(B)参照)を全周に渡り研削することができる。
The
グラインダ13は、グラインダ支持機構14の固定部14Bに対して固定される。グラインダ13としては、例えば、日立工機株式会社製の電気ディスクグラインダが用いられる。グラインダ13は、主に、鋼管11の端面を研削するディスク13Aと、ディスク13Aを回転自在に支持する本体部13Bと、を有している。詳細は後述するが、研削加工時において、ディスク13Aは、常時、鋼管11の端面に押圧されるのではなく、その回転時における振幅動作を利用して、繰り返し鋼管11の端面を叩く様に接触する。
The
グラインダ支持機構14は、主に、搬送機構16の主柱部16Aに対して固定される本体部14Aと、グラインダ13を固定する固定部14Bと、固定部14Bを間欠的に鋼管11の端面側(紙面前後方向)へと移動させる駆動部14Cと、を有している。
The
ここで、図1(B)に示す如く、駆動部14Cは、ネジ機構14Dを介して本体部14Aの鋼管11との対向面に配設されている。そして、ネジ機構14Dの一端側は本体部14Aの側面から導出し、そのネジ機構14Dの端部にはハンドル部14Eが配設されている。この構造により、ハンドル部14Eを操作することで、駆動部14Cは、本体部14Aに対して、端面加工装置10の横幅方向(紙面左右方向)に、例えば、450mm程度のストローク量を有して移動することができる。つまり、駆動部14Cは、研削加工を施す鋼管11の径に応じて、端面加工装置10の横幅方向に移動することで、研削加工時において、グラインダ13を最適な位置に調整することができる。
Here, as shown in FIG. 1B, the drive portion 14C is disposed on the surface of the
図1(A)に示す如く、固定部14Bは、例えば、金具等の締結部材を用いてグラインダ13の本体部13Bを固定し、研削加工時における振動や反動により、鋼管11の端面に対して位置固定したディスク13Aの位置がずれることを防止する。更には、固定部14Bには、角度調整機能も有し、詳細は後述するが、鋼管11の端面に対して、ディスク13Aの角度を、例えば、1度から5度の範囲にて調整することができる。
As shown in FIG. 1A, the fixing
駆動部14Cは、主に、ステッピングモータ(図示せず)と、ボールネジ14Fと、を有し、本体部14Aと固定部14Bとを連結する。そして、駆動部14Cは、例えば、0.1mm単位にて紙面前後方向にボールネジ14Fを間欠的に移動させることで、固定部14Bを鋼管11の端面側へ向けて移動させる。この構造により、駆動部14Cは、研削加工時において、制御部17により制御され、鋼管11の回転数や回転スピードに合わせて、グラインダ13のディスク13Aを鋼管11の端面側へと前進させる。
The drive unit 14C mainly includes a stepping motor (not shown) and a
原点検出接触センサ15は、例えば、グラインダ支持機構14の固定部14Bの鋼管11との対向面に配設されている。詳細は後述するが、原点検出接触センサ15にて、グラインダ13と鋼管11の端面との離間距離を測定しながら、グラインダ13による研削加工を行うことで、鋼管11の端面を研削し過ぎる事を防止し、研削加工後においても、フランジ部18の所望の厚みを維持することができる。
The origin
搬送機構16は、端面加工装置10の台座19上面に配設され、主に、グラインダ支持機構14を支持する主柱部16Aと、台座19上面に配設される一対のレール部16Bと、を有している。そして、主柱部16Aは、一対のレール部16B上面に配設されることで、例えば、手動により台座19上面を紙面前後方向に移動することができる。そして、主柱部16Aには、ストッパー機構(図示せず)が配設され、鋼管11の端面に対して紙面前後方向におけるグラインダ13の位置を調整することができる。詳細は後述するが、研削加工時において、所望の位置に主柱部16Aを固定し、その後、グラインダ支持機構14の駆動部14Cを介して、固定部14Bを鋼管11の端面側へ向けて間欠的に移動させることで、鋼管11の端面に位置精度良く平坦面を形成することができる。
The
図2に示す如く、制御部17は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有して構成され、端面加工装置10を制御するための各種の演算等を実行する電子制御ユニット(ECU)である。
As shown in FIG. 2, the
制御部17の記憶部は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−only Memory)等の不揮発性メモリにて構成され、端面加工装置10の制御に必要な各種データが記憶されている。
The storage unit of the
上述したように、端面加工装置10は、固定機構12の回転部により回転テーブル12Bを回転させ、チャック部12Cにて固定した鋼管11を一定の速度にて回転させることで、鋼管11の端面の全周に渡り研削加工を施す。そして、制御部17では、タイマ20を介してその鋼管11の回転数に合わせて、適宜、グラインダ支持機構14の駆動部14Cを駆動させ、固定部14Bを鋼管11の端面側へ向けて間欠的に前進させる。
As described above, the end
このとき、制御部17では、原点検出接触センサ15による測定結果に基づき、グラインダ13のディスク13Aが、所望の設定値よりも鋼管11の端面に近づかない様にグラインダ支持機構14の駆動部14Cを制御する。つまり、制御部17では、ディスク13Aと鋼管11の端面との離間距離とが、上記設定値になった時点にて、グラインダ支持機構14の固定部14Bが鋼管11の端面側へと前進すること停止させると共に、ディスク13Aの回転を停止させ、研削加工を終了させる。
At this time, the
次に、図3(A)は、本実施形態の端面加工装置10により研削加工される鋼管11を説明する正面図である。図3(B)は、本実施形態の端面加工装置10により研削加工される鋼管11を説明する断面図である。
Next, FIG. 3 (A) is a front view illustrating the
鋼管11は、凍食品加工工場や冷蔵食品加工工場等のプラント設備にて、排水やガス等の流体を流すための流体配管として用いられる。鋼管11としては、例えば、配管用ステンレス鋼管や配管用炭素鋼管が用いられる。そして、流体配管は、各プラント設備の設計に応じて所望の経路にて敷設されるため、複数の鋼管11同士をルーズフランジ(図示せず)やガスケット(図示せず)等を介して連結される。
The
そのため、図3(A)に示す如く、鋼管11の両端部には、フランジ部18が形成され、鋼管11同士の連結箇所では、フランジ部18の継手面18Aにて、ガスケットを挟み込み、その外側からルーズフランジにてしっかりと締結することで、継手面18Aとガスケットとが密着し、流体配管としての止水性が実現される。
Therefore, as shown in FIG. 3 (A),
また、図3(B)に示す如く、鋼管11として、低価格帯の配管用ステンレス鋼管や配管用炭素鋼管を用いる場合、鋼管11は、帯鋼をロールフォーミングし、その継ぎ目を高周波電気抵抗溶接機等にて連続的に溶接して製造されるため、鋼管11には、その長手方向に渡り電縫部18Bが形成される。その結果、図3(A)に示すように、フランジ部18の継手面18Aにも電縫部18Bが存在し、電縫部18Bは、その他の領域の継手面18Aに対して凸形状となり、継手面18Aの平坦性が阻害されてしまう。
In addition, as shown in FIG. 3B, when a low-priced stainless steel pipe or a carbon steel pipe for piping is used as the
一方、鋼管11として、配管用炭素鋼管を用いる場合には、その内外周を含めた鋼管11の全面に渡り亜鉛メッキが施された後、温間や冷間によるフレア成形加工が施され、フランジ部18が形成される。その結果、上記フレア成形加工時に亜鉛メッキが剥離することで、継手面18Aの平坦性が阻害されてしまう。また、鋼管11では、メッキ浴槽内にその全体が浸漬され、その表面に亜鉛メッキが形成されるため、亜鉛メッキの膜厚はばらつき易く、上記亜鉛メッキの剥離が発生しない状況においても、継手面18Aの平坦性を維持することは難しい。
On the other hand, when a carbon steel pipe for piping is used as the
そこで、フランジ部18の継手面18Aには、グラインダ13等により研削加工が施され、平坦面が形成されるが、フランジ部18の厚みT1が薄くなり過ぎると、ルーズフランジにて締結した際に、フランジ部18が欠けてしまう等、その耐久性に問題が発生する。つまり、継手面18Aに所望の長さL1の平坦面を確保すると共に、フランジ部18の所望の厚みT1を確保する必要があり、研削加工時にフランジ部18を研削し過ぎない加工方法が必要となる。
Therefore, the
次に、図4(A)及び図4(B)は、本実施形態の端面加工装置10を用いた研削加工状態を説明する断面図である。
Next, FIG. 4A and FIG. 4B are cross-sectional views illustrating a grinding state using the end
図4(A)では、端面加工装置10による研削加工が開始される前のセット状態を示している。矢印L1にて示す領域が、フランジ部18の継手面18Aに対して平坦面を形成する加工領域21であり、継手面18Aの加工領域21に対して、ディスク13Aの中心部よりも半径方向の外側の研削加工面が対向して配設されている。そして、継手面18Aの加工領域21は、矢印22にて示すように、ディスク13Aの研削加工面と約1mm程度離間した状態である。つまり、グラインダ13のディスク13Aは、加工領域21に対する非接触位置を保持しながら、研削加工を継手面18Aの加工領域21に施すことで、フランジ部18を研削し過ぎることを防止できる。
FIG. 4A shows a set state before grinding by the end
詳細は図4(B)を用いて説明するが、グラインダ13のディスク13Aは、高速回転するため、矢印23にて示すように、ディスク13Aの先端部では、約1〜2mm程度の振幅動作が発生する。そして、ディスク13Aの中心部へ向かう程、その振幅動作の幅は狭まるため、ディスク13Aの研削加工面と継手面18Aとの成す角度θ1が、1度以上5度以下となるように、ディスク13Aは、その先端側が継手面18A側へと傾斜して配設されている。
Although details will be described with reference to FIG. 4B, the
上記角度θ1が、1度よりも小さい場合、言い換えると、ディスク13Aの研削加工面と継手面18Aとが平行位置に近づくにつれて、ディスク13Aの研削加工面と継手面18Aとの接触面積が小さくなり、継手面18Aの加工領域21に所望の平坦面を形成するための作業時間が長くなり、量産性に適さない。一方、上記角度θ1が、5度よりも大きい場合、言い換えると、ディスク13Aの研削加工面と継手面18Aとの上記角度θ1が大きくなるにつれて、上記同様に、ディスク13Aの研削加工面と継手面18Aとの接触面積が小さくなり量産性に適さない。更には、ディスク13Aと継手面18Aとの接触の際に、ディスク13Aの研削加工面が継手面18Aに対して強く押圧された状態となり、フランジ部18を研削し過ぎてしまい、フランジ部18が耐久性を満たさない恐れがある。
When the angle θ1 is smaller than 1 degree, in other words, as the grinding surface of the
以上より、上記角度θ1を1度以上5度以下に保つことで、ディスク13Aの研削加工面と継手面18Aとの接触面積が大きくなり量産性に適すると共に、ディスク13Aの研削加工面が継手面18Aに対して必要以上する押圧することがなく、継手面18Aを研削し過ぎることを防止できる。つまり、ディスク13Aの上記非接触位置とは、継手面18Aの加工領域21において、ディスク13Aと継手面18Aとの離間距離が、ディスク13A先端における最大の振幅幅よりも狭く、上記角度θ1にてディスク13Aの先端側が継手面18A側へと傾斜した位置となる。
As described above, by maintaining the angle θ1 at 1 ° or more and 5 ° or less, the contact area between the grinding surface of the
図4(B)では、端面加工装置10による研削加工が施されている状態を示している。継手面18Aの加工領域21において、矢印23にて示すように、ディスク13Aの先端側が大きく振幅し、実線は、ディスク13Aが継手面18A側へと最も近づいた状態を示し、点線は、ディスク13Aが継手面18Aから最も離れた状態を示している。
FIG. 4B shows a state in which grinding by the end
研削加工時において、ディスク13Aは、図4(A)にて説明した非接触位置において高速回転し、その高速回転により発生するディスク13Aの振幅動作を利用して継手面18Aの加工領域21に平坦面を形成する。そして、ディスク13Aは、高速回転しているため、ディスク13Aの振幅動作のスピードも高速となるが、ディスク13Aの研削加工面と継手面18Aとは、実線の接触状態と点線の非接触状態を繰り返している。
At the time of grinding, the
上述したように、鋼管11は、固定機構12の回転部を介してゆっくりと回転することで、ディスク13Aの研削加工面と継手面18Aとの接触領域は徐々に移動する。一方、継手面18Aには、電縫部18B(図3(A)参照)や亜鉛メッキの剥離等による凹凸面が形成されているため、ディスク13Aは、継手面18Aの凸部形状を中心に研削を行う。そして、鋼管11が複数回回転することで、継手面18Aには、徐々に平坦面が形成されていく。
As described above, the
ここで、図2に示す如く、制御部17では、タイマ20を介してその鋼管11の回転数に合わせて、適宜、グラインダ支持機構14の駆動部14Cを駆動させ、固定部14Bを鋼管11の端面側へ向けて間欠的に前進させる。例えば、鋼管11が5回転する毎にグラインダ13のディスク13Aを継手面18A側へと0.1mm前進させることで、継手面18Aの凸部形状を中心に研削した後、継手面18Aの凹部形状も研削することで、継手面18Aには平坦面が形成される。
Here, as shown in FIG. 2, in the
図4(A)に示すセット状態を完成させる前に、ディスク13Aの先端部を一度継手面18Aに接触させ、原点検出接触センサ15により原点出しを行ってからセット状態とし、研削加工を開始する。そして、研削加工中には、制御部17にて、原点検出接触センサ15の測定値を監視することで、継手面18Aの表面から2mm程度研削することも可能となり、フランジ部18を研削し過ぎる事を防止し、研削加工後においても、フランジ部18の所望の厚みを維持することができる。
Before the set state shown in FIG. 4A is completed, the tip of the
以上より、グラインダ13は、通常、継手面18Aに対して常時押圧した状態にて使用されるが、本実施形態の端面加工装置10では、ディスク13Aの研削加工面が、継手面18Aに対して、実線にて示す接触状態と点線にて示す非接触状態とを繰り返しながら、研削加工を施す。この構造により、継手面18Aには、徐々に平坦面が形成されることとなり、フランジ部18が必要以上に研削されることが防止され、フランジ部18における止水性を実現すると共に、フランジ部18が所望の耐久性を有し、高品質な流体配管を形成することができる。
As described above, the
次に、図5(A)は、本実施形態の端面加工装置10に用いる固定治具31を説明する側面図である。図5(B)は、図5(A)に示す固定治具31を用いて鋼管11を固定する状態を説明する側面図である。
Next, FIG. 5A is a side view for explaining the fixing
図5(A)に示す如く、固定治具31としては、鋼管11と同じ材料から形成され、その一端側にフランジ部32が形成された本体部33と、本体部33に挿通されたルーズフランジ34と、を有している。上述したように、流体配管に使用される鋼管11は、その両端部にフランジ部18が形成される場合が多く、この場合には、図1(A)に示すように、端面加工装置10の固定機構12では、鋼管11を固定することが出来ない。
As shown in FIG. 5A, the fixing
そこで、図5(B)に示す如く、固定治具31のフランジ部が形成されていない他端側の固定領域35を端面加工装置10の固定機構12にて固定し、研削加工を行う鋼管11と固定治具31とをルーズフランジ34を介して固定する。この構造により、端面加工装置10では、両端部にフランジ部18が形成された鋼管11に対しても、上述した研削加工を施すことができる。尚、固定治具21の本体部33として、レジューサ管を用いることで、固定領域35側の配管径を固定しても、フランジ部32側にて、例えば、65A〜200Aの鋼管11に対応することができる。
Therefore, as shown in FIG. 5 (B), the fixing
このとき、研削加工を施す鋼管11の長さが、固定治具31と連結することで長くなった場合でも、鋼管11の延在方向の中間部にて、その外周面を下方から支える載置台(図示せず)を有する場合でも良い。上述したように、鋼管11が回転することで、鋼管11のフランジ部18の継手面18Aに研削加工を施すが、その中間部を下方から支えることで、上記研削加工の際に、フランジ部18がぶれることが防止され、ディスク13Aによる加工精度を高めることができる。尚、載置台は、必ずしも必須の部材ではなく、鋼管11が長尺の場合に用いられ、鋼管11の上記平行位置を保持する。
At this time, even when the length of the
この構造により、1台の端面加工装置10にて、様々な形状の鋼管11に対しても研削加工を施すことができ、様々な形状の流体配管を形成することができる。また、端面加工装置10では、機械加工による量産性や品質の安定性にも適しており、熟練の作業員を確保する必要もなくなる。更には、ディスク13Aの回転時における振幅動作を利用することで、継手面18Aの加工領域21に対してディスク13Aを常時押し付けるのではなく、叩くように研削加工を行うことで、フランジ部18を研削し過ぎることを防止できる。
With this structure, it is possible to grind various shapes of the
尚、本実施形態では、グラインダ13は、グラインダ支持機構14等を介して固定した状態にて、固定機構12にて鋼管11を回転させることで、鋼管11のフランジ部18の継手面18Aに全周に渡り研削加工を施す場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、グラインダ支持機構14を鋼管11のフランジ部18の継手面18Aに沿って回転させ、鋼管11を固定状態する場合でも良い。この場合、例えば、グラインダ支持機構14の本体部14Aが、搬送機構16の主柱部16Aに対して紙面上下方向に可動すると共に、紙面左右方向にも可動する機構を有し、制御部17にて両方向における可動スピードを制御することで実現することができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。
In this embodiment, the
10 端面加工装置
11 鋼管
12 固定機構
12A 本体部
12B 回転テーブル
12C チャック部
12D 爪部
13 グラインダ
13A ディスク
13B 本体部
14 グラインダ支持機構
14A 本体部
14B 固定部
14C 駆動部
14D ネジ機構
14E ハンドル部
14F ボールネジ
15 原点検出接触センサ
16 搬送機構
16A 主柱部
16B レール部
17 制御部
18 フランジ部
18A 継手面
18B 電縫部
19 台座
20 タイマ
21 加工領域
DESCRIPTION OF
本発明の鋼管の端面加工装置では、鋼管の一端側を固定する固定機構と、前記鋼管の他端側の端面を研削するグラインダと、前記グラインダのディスクを前記端面に対して研削可能な位置に支持するグラインダ支持機構と、を備え、前記グラインダ支持機構は、前記ディスクと前記端面との離間距離が前記ディスクの先端の最大の振幅幅より狭くなる非接触位置に前記ディスクが位置するように、前記グラインダを支持し、前記ディスクは、その回転時において、前記非接触位置から、前記ディスクの振幅動作により前記端面との接触状態と非接触状態とを繰り返すことを特徴とする。
In the steel pipe end face processing apparatus of the present invention, a fixing mechanism for fixing one end of the steel pipe, a grinder for grinding the end face on the other end of the steel pipe, and a disk for the grinder at a position where the disc can be ground with respect to the end face. A grinder support mechanism for supporting the disc, and the grinder support mechanism is arranged such that the disc is positioned at a non-contact position where a separation distance between the disc and the end surface is smaller than a maximum amplitude width of a tip of the disc. supporting said grinder, said disc during rotation of that, from said non-contact position, and wherein and the repeat score a non-contact state and the state of contact between the O Ri before Symbol end face to the amplitude behavior of the disc To do.
Claims (6)
前記鋼管の他端側の端面を研削するグラインダと、
前記グラインダのディスクを前記端面に対して研削可能な位置に支持するグラインダ支持機構と、を備え、
前記グラインダ支持機構は、前記ディスクの回転時において、前記ディスクと前記端面とが常時に接触しない非接触位置から、前記ディスクの振幅動作により前記ディスクと前記端面との接触状態と非接触状態とを繰り返すように、前記グラインダを支持することを特徴とする鋼管の端面加工装置。 A fixing mechanism for fixing one end of the steel pipe;
A grinder for grinding an end face of the other end of the steel pipe;
A grinder support mechanism for supporting the grinder disk at a position where it can be ground with respect to the end face;
The grinder support mechanism is configured to change a contact state and a non-contact state between the disk and the end surface by an amplitude operation of the disk from a non-contact position where the disk and the end surface are not always in contact when the disk rotates. A steel pipe end face processing apparatus, characterized by supporting the grinder so as to repeat.
前記グラインダ支持機構は、前記継手面と対向領域を有するように前記ディスクを前記非接触位置に配設すると共に、前記対向領域において、前記ディスクの外周端側を前記継手面との平行な位置から前記継手面側へと近づくように傾斜して前記ディスクを配設することを特徴とする請求項1に記載の鋼管の端面加工装置。 The end surface is a joint surface of a flange portion formed by flaring the steel pipe,
The grinder support mechanism disposes the disk at the non-contact position so as to have a region facing the joint surface, and in the facing region, the outer peripheral end side of the disk from a position parallel to the joint surface. The steel pipe end face processing apparatus according to claim 1, wherein the disk is disposed so as to be inclined toward the joint surface side.
前記ディスクの回転時において、前記グラインダ支持機構は、前記グラインダを間欠的に前記端面側へと移動させると共に、前記原点検出接触センサの計測値に応じて前記グラインダの移動を停止させることを特徴とする請求項2に記載の鋼管の端面加工装置。 Furthermore, an origin detection contact sensor that measures a separation distance between the disk and the end surface at the non-contact position,
When the disk rotates, the grinder support mechanism intermittently moves the grinder to the end face side, and stops the movement of the grinder according to the measurement value of the origin detection contact sensor. The steel pipe end surface processing apparatus according to claim 2.
前記固定治具の一端側には、前記固定機構により固定される固定領域が設けられると共に、前記固定治具の他端側には、前記鋼管の前記フランジ部が固定される固定用フランジ部が設けられ、
前記固定治具は、ルーズフランジを有することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の鋼管の端面加工装置。 And a fixing jig used when the fixing mechanism fixes the steel pipe,
A fixing region fixed by the fixing mechanism is provided on one end side of the fixing jig, and a fixing flange portion on which the flange portion of the steel pipe is fixed is provided on the other end side of the fixing jig. Provided,
The said fixing jig has a loose flange, The end surface processing apparatus of the steel pipe of Claim 2 or Claim 3 characterized by the above-mentioned.
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