JP2023032274A - コラム端部加工装置 並びにこれを用いたコラム端部加工方法 並びにコラム端部加工装置に適用されるビード加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼製コラムの開先加工時にビード除去加工も一挙に行い、効率的にコラム端部加工が行えるようにした新規なコラム端部加工手法の開発を技術課題とする。【解決手段】 本発明のコラム端部加工装置Ｍは、フレーム１と開先加工機２とクランプ装置４とを具え、開先加工機２は、中央部にワーク通過口２５を具えた回動フレーム２４と、回動フレーム２４に支持される一対の開先カッタユニット３とを具え、ワーク通過口２５にワークＷを通過させるとともに、クランプ装置４によりワークＷを保持した状態で、ワーク端縁部に開先カッタユニット３における開先カッタ本体を対向的に作用させ、回動フレーム２４を回動させることによって、ワーク端部全周に開先加工を行い、この開先加工機２に併設されるように、ビードカッタ本体５６を有したビード加工機５を具え、ビードカッタ本体５６をワーク内面のビード部に作用させて除去することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、建造物の構造材として多用される鋼製コラムを加工対象とし、その端部に対し開先加工と内面ビードの除去加工とを一挙に行う手法に関するものであって、コラム端部加工装置、並びにこれを用いたコラム端部加工方法、並びにコラム端部加工装置に適用されるビード加工機に係るものである。

例えば、建造物の構造材に用いる重量鉄骨の一例であるコラムは、その端部に梁等を剛接続させるために、ダイアフラム等を溶接により接合する加工が行われている（例えば特許文献１参照）。このため例えば矩形断面のコラムは、一定長に切断された後、切断端縁には、ここをレ形状に面取加工する開先加工が施される。更にこのようなコラム材は、その加工手法に因み、例えば内側の一辺に角柱成形時に生ずる溶接ビードが盛り上がり状に生じており、これを除去する加工も併せて行う必要があった。
因みに、このような内面溶接ビードを除去する必要性は、前述したダイアフラム等の他の部材との間に隙間が生じないよう、且つ溶材が充分隙間を埋められるようにするために角枠状の裏当て金をコラム端部に内嵌め状に取り付けるためである。

ところで、このような開先加工とビード除去加工とは、従来それぞれ別々の加工として認識され、一般的には、先に開先加工が施されたワークたるコラムを別途、開先加工機から離れた作業テーブル等に搬送し、そこでディスクグラインダー（いわゆるサンダー）を用いた手作業によって除去作業を行っていた。
具体的には、一例として図１０に骨格的に示すように、まず長尺材から所望の長さ寸法に切断されたワークＷに、開先加工機による開先加工を施した後（図１０（ａ））、開先加工機から移動させ、クレーン装置Ｃによって持ち上げて、断面視で上下反転させていた（図１０（ｂ））。ここでワークＷを上下反転させる目的について説明する。ワークＷは、前述した通り溶接した面が、完全な平滑（平坦）ではないため、開先加工を行うにあたっては、ワークＷの安定支持のためビード部Ｗｂが発生する面を上面となるように（もしくはビード部Ｗｂが下面とならないように）設定している。一方、ビード除去作業は、作業者による手作業で行うため、内面のビード部Ｗｂが下方に位置するにようにワークＷを反転させなければならなかった。

このようにしてワークＷを反転させた後、ディスクグラインダーＧを用いて手作業によりビード部Ｗｂを除去していた（図１０（ｃ））。そして、ワークＷの端部内面を平滑化した後、ここに角枠状の裏当て金Ｕを嵌め込んで取り付け（図１０（ｄ））、裏当て金ＵとワークＷとを溶接固定していた（図１０（ｅ））。
そして、このようにして裏当て金Ｕが設けられたワーク端部にダイアフラムＤＰを仮取り付け状態にあてがい（図１０（ｆ））、その後、前記開先を埋めるようにダイアフラムＤＰとワークＷとを溶接固定するものであった（図１０（ｇ））。
このような従来手法は、ワーク端部の開先加工とビード除去加工という異なる加工を別々に行ない、且つそのためにはワークＷをクレーン操作で上下反転する作業を必要とした上、ビード除去加工は手作業で行うものであり、加工効率を上げるにも一定の限界があった。

もちろん、このようなビード除去作業を専用のビード加工機（ビード除去機）によって行うという省力化の試みもあり、例えば本出願人も既に特許出願（特開２００８－９３７５８号「コラム材における内面ビード部の切削装置」）に及んでいる（特許文献２参照）。
しかしながら、この着想の段階では、あくまで開先加工と、ビード除去加工とは異別の加工として認識され、両者を有機的に組み合わせるための工夫はされていなかった。すなわちビード除去装置単独で使用することを前提としていたため、ビード除去作業以外の他作業、例えば開先作業等と組み合わせ、ワークを連続搬送すること等についての具体的配慮等はなされていなかった。

特開平４－１１８４４６号公報 特開２００８－９３７５８号公報

本発明は、このような従来の作業手法を考慮してなされたものであって、開先加工時にビード除去も機械加工により一挙に行い、従来作業の効率化を阻んでいた、ワーク反転作業等の段取り作業やビード除去加工における手作業を廃することのできる新規なコラム端部加工手法の開発を技術課題としたものである。

すなわち、請求項１記載のコラム端部加工装置は、
フレームと、このフレームに支持される開先加工機と、加工対象のワークを保持するクランプ装置とを具え、前記開先加工機は、中央部にワーク通過口を具えた回動フレームと、このワーク通過口を挟んで対向して回動フレームに支持される一対の開先カッタユニットとを具えて構成され、回動フレーム中央部のワーク通過口に、搬送装置に支持されたワークを通過させるとともに、前記クランプ装置でワークを保持した状態で、ワーク端縁部に開先カッタユニットにおける開先カッタ本体を対向的に作用させ、回動フレームを回動させることによって、ワーク端部全周に開先加工を行うコラム端部加工装置であって、
この装置は、前記開先加工機に併設されるようにビード加工機を具えるものであり、このビード加工機は、ビードカッタ本体を具え、このビードカッタ本体をワーク内面のビード部に作用させて、当該ビード部を除去する構成であることを特徴として成るものである。

また請求項２記載のコラム端部加工装置は、前記請求項１記載の要件に加え、
前記コラム端部加工装置は、同仕様のものが第１のコラム端部加工装置・第２のコラム端部加工装置として、ワークの搬送方向において対向的に一対組み合わせて設けられ、ワークの実加工にあたっては、ワークを一方向に移動させながらワークの前後両端部に対し、開先加工機による開先加工と、ビード加工機によるビード除去加工とを順次行うことができる構成であることを特徴して成るものである。

また請求項３記載のコラム端部加工装置は、前記請求項１または２記載の要件に加え、
前記ビード加工機は、前記クランプ装置を支持するクランプ装置フレームに固定状態に取り付けられるアダプタフレームと、このアダプタフレームに対し移動自在に支持される基部フレームと、この基部フレームに対し移動自在に支持される中継フレームと、この中継フレームに対し移動自在に支持されるカッタフレームとを具え、且つこのカッタフレームには、ビードカッタ本体を具えたビード除去ユニットが搭載されるものであり、
これら移動自在の三フレーム部材によって、前記ビード除去ユニットが三次元方向に移動できる構成であることを特徴として成るものである。

また請求項４記載のコラム端部加工装置は、前記請求項３記載の要件に加え、
前記基部フレームは、アダプタフレームに対し昇降自在に支持され、
また中継フレームは、基部フレームに対しワークの搬送方向に沿って進退自在に支持され、
更にまたカッタフレームは、中継フレームに対し、ワーク搬送方向と直交する方向に横行自在に支持され、ビード除去ユニットを三次元方向に移動できるように構成したものであり、
なお且つカッタフレームは、中継フレーム下面に設けられるとともにカッタフレームに搭載されるビード除去ユニットにおけるビードカッタ本体とそのスピンドルケースとは、下方に干渉部材を具えない構成であることを特徴として成るものである。

また請求項５記載のコラム端部加工装置は、前記請求項１から４のいずれか１項記載の要件に加え、
前記ビード加工機は、ビードカッタ本体の近傍に、ワークにおけるビード除去部位を検出するビードセンサプローブを具えていることを特徴として成るものである。

請求項６記載のコラム端部加工装置は、前記請求項５記載の要件に加え、
前記ビード加工機は、ビード除去加工の際、ワークの肉厚を一定とするようにビードカッタ本体の移動軌跡が設定されることを特徴として成るものである。

請求項７記載のコラム端部加工装置は、前記請求項１から６のいずれか１項記載の要件に加え、
前記開先加工機とビード加工機との間には、ワークのクランプ装置が設けられ、
このクランプ装置は、開先加工機による開先加工と、ビード加工機によるビード除去加工とのいずれの加工時にも共用的にワークをクランプする構成であることを特徴として成るものである。

また請求項８記載のコラム端部加工方法は、
前記請求項２から７のいずれか１項記載のコラム端部加工装置を用いて、ワークの端部を加工する方法であって、
この方法は、搬送装置によりコラム端部加工装置にワークを進入させ、第一工程で、ワークが進入する側の前方先端部に、第１のコラム端部加工装置における開先加工機を作用させて、ワーク先端周縁に開先加工を施し、
次いで搬送装置により、ワークを更に前進移動させて、第二工程・第三工程を行うものであり、前記第１・第２の各コラム端部加工装置における各ビード加工機のいずれかに先に臨んだワーク端部に対し、当該いずれかのビード加工機を作用させて、第二工程となるビード除去加工を行い、次いで搬送装置によりワークを更に前進移動させて、他のワーク端部を他のビード加工機に臨ませて、第三工程となるビード除去加工を行い、
次いで第四工程において、搬送装置によりワークを更に前進移動させ、ワーク後端部に、第２のコラム端部加工装置における開先加工機を作用させて、ワーク後端周縁に開先加工を施すことを特徴として成るものである。

また請求項９記載のコラム端部加工方法は、前記請求項８記載の要件に加え、
前記ワークの長さ寸法が前後一対のビード加工機の設置間隔より短い場合、
第二工程では、第１のコラム端部加工装置におけるビード加工機によって、ワーク後端側のビード部を除去し、且つ第三工程では、第２のコラム端部加工装置におけるビード加工機によって、ワーク前端側のビード部を除去することを特徴として成るものである。

また請求項１０記載のコラム端部加工方法は、前記請求項８記載の要件に加え、
前記ワークの長さ寸法が前後一対のビード加工機の設置間隔より長い場合、
第二工程では、第２のコラム端部加工装置におけるビード加工機によって、ワーク前端側のビード部を除去し、且つ第三工程では、第１のコラム端部加工装置におけるビード加工機によって、ワーク後端側のビード部を除去することを特徴として成るものである。

また請求項１１記載のコラム端部加工方法は、前記請求項８から１０のいずれか１項記載の要件に加え、
前記ビード加工機によるビード除去加工においては、ワークの肉厚を一定とするように、ビードカッタ本体の移動軌跡を設定することを特徴として成るものである。

また請求項１２記載のコラム端部加工方法は、前記請求項８から１１のいずれか１項記載の要件に加え、
前記第１のコラム端部加工装置における開先加工とビード除去加工とにおいては、加工中のワーク保持は、同じクランプ装置によって共通して行うものであり、
且つ第２のコラム端部加工装置における開先加工とビード除去加工とにおいては、加工中のワーク保持は、他のクランプ装置によって共通して行うことを特徴として成るものである。

また請求項１３記載のビード加工機は、
前記請求項１から７のいずれか１項記載のコラム端部加工装置に適用され、ワークの端部における内面ビードを除去するためのビード加工機であって、このビード加工機は、クランプ装置を支持するクランプ装置フレームに固定状態に取り付けられるアダプタフレームと、このアダプタフレームに対し移動自在に支持される基部フレームと、この基部フレームに対し移動自在に支持される中継フレームと、この中継フレームに対し移動自在に支持されるカッタフレームとを具え、且つこのカッタフレームには、ビードカッタ本体を具えたビード除去ユニットが搭載されるものであり、
これら移動自在の三フレーム部材によって、前記ビード除去ユニットが三次元方向に移動できる構成であることを特徴として成るものである。

また請求項１４記載のビード加工機は、前記請求項１３記載の要件に加え、
前記基部フレームは、アダプタフレームに対し昇降自在に支持され、
また中継フレームは、基部フレームに対しワークの搬送方向に沿って進退自在に支持され、
更にまたカッタフレームは、中継フレームに対し、ワーク搬送方向と直交する方向に横行自在に支持され、ビード除去ユニットを三次元方向に移動できるように構成したものであり、
なお且つカッタフレームは、中継フレーム下面に設けられるとともにカッタフレームに搭載されるビード除去ユニットにおけるビードカッタ本体とそのスピンドルケースとは、下方に干渉部材を具えない構成であることを特徴として成るものである。

また請求項１５記載のビード加工機は、前記請求項１３または１４記載の要件に加え、
前記ビード除去ユニットにおけるビードカッタ本体の近傍には、ワークにおけるビード除去部位を検出するビードセンサプローブを具えていることを特徴として成るものである。

また請求項１６記載のビード加工機は、前記請求項１５記載の要件に加え、
前記ビード加工機は、ビード除去加工の際、ワークの肉厚を一定とするようにビードカッタ本体の移動軌跡が設定されることを特徴として成るものである。
そして、これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

まず請求項１記載の発明によれば、コラム等のワークの端部における開先加工と、必要とされるビード除去加工とが、有機的に関連付けられ、これら両加工を一挙に行うことができる。

また請求項２、８、９、１０のいずれか１項記載の発明によれば、ワークに実加工を行うにあたっては、ワークをコラム端部加工装置内において一方向に前進移動させながら、ワーク両端部の開先加工と、両端部のビード除去加工とを順次行うことができ、効率的な加工作業を達成することができる。

また請求項３、４、５、１３、１４、１５のいずれか１項記載の発明によれば、ビード加工機によるビード除去作業を円滑に行うことができる。

また請求項６、１１、１６のいずれか１項記載の発明によれば、ビード除去加工にあたり、例えばワーク外面（溶接接合部）が凹陥状態に形成されていても、ワークの肉厚が一定に保てるため、当該部分でワークの強度を劣化させてしまうことがないものである。

また請求項７または１２記載の発明によれば、開先加工とビード除去加工との両加工において、ワークのクランプは不可欠なものであるが、その際のクランプ装置を共用できるようにしたものであり、合理的なクランプ手法が得られる。

本発明のコラム端部加工装置の一実施例を示す斜視図である。 同上側面図である。 コラム端部加工装置を構成するビード加工機を拡大して示す側面図である。 同上ビード加工機をワークの搬送方向から視た投影図（正面図）である。 同上ビード加工機を示す斜視図である。 コラム端部加工装置によるワークの加工態様を段階的に示す平面図及び側面図である。 コラム端部加工装置によるワークの加工態様を段階的に示す平面図及び側面図である。 コラム端部加工装置によるワークの加工態様を段階的に示す平面図及び側面図である。 コラム端部加工装置によるワークの加工態様を段階的に示す平面図及び側面図である。 コラム端部加工装置を構成する開先加工機によってワークの端部に開先加工を施す様子を段階的に示す説明図である。 コラム端部加工装置を構成する開先加工機によってワークの端部に開先加工を施す様子を段階的に示す説明図である。 コラム端部加工装置を構成するビード加工機によってワーク内側のビード部を除去する様子を示す説明図である。 ワーク外面の種々の形状を示す説明図である。 ワークの長さによってビード除去の加工順序を変更する様子を骨格的に示す説明図である。 ワーク内側のビード部を除去する従来手法を段階的に示す説明図である。

本発明は、以下の実施例に述べる通りであるが、この実施例に対して本発明の技術思想の下に種々の改変が可能である。

以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。
本発明のコラム端部加工装置Ｍは、一例として図１・図２に示すように、フレーム１と、このフレーム１に支持される開先加工機２と、加工対象となるコラム等のワークＷを保持するクランプ装置４とを具える。
開先加工機２は、フレーム１に対して回動自在に支持されるものであり、中央部にワーク通過口２５を具えた回動フレーム２４と、このワーク通過口２５を挟んで対向的に回動フレーム２４に支持される一対の開先カッタユニット３とを具えて構成される。
そして回動フレーム２４の中央部のワーク通過口２５に、搬送装置６に支持されるワークＷを通過させるとともに、ワーク端縁部に開先カッタユニット３における開先カッタ本体３２（図６・図７参照）を対向的に作用させ、回動フレーム２４を回動させることにより、ワーク端部全外周に開先加工を行う。

そして、コラム端部加工装置Ｍは、更に開先加工機２に併設されるようにビード加工機５を具えるものであり、このビード加工機５は、ビードカッタ本体５６を具え、このビードカッタ本体５６をワーク端部からワーク奥側まで進退自在に移動できるように構成され、回転するビードカッタ本体５６をワークＷにおけるビード部Ｗｂ（内面ビード部）に作用させて、このビード部Ｗｂを除去するものである。

以下、コラム端部加工装置Ｍの各構成部について説明する。
まずフレーム１について説明する。
フレーム１は、大別すると開先加工機フレーム１１と、クランプ装置フレーム１２と、連結フレーム１３と、アダプタフレーム１５とを具える。開先加工機フレーム１１と、クランプ装置フレーム１２とは、一例として上記図１に示すように、矩形枠状ないしは門形フレーム状に構成され、これらが連結フレーム１３によって前後方向に連結されて、全体として立体格子状に形成される。
またクランプ装置フレーム１２に対しては、ビード加工機５のフレーム部材を構成するアダプタフレーム１５を連結するものであって、このアダプタフレーム１５については、ビード加工機５の説明において詳細に説明する。

そして前記開先加工機フレーム１１に対して、開先加工機２が支持される。すなわち開先加工機２は、開先加工機フレーム１１に対し、昇降自在に設けられる昇降フレーム２１を具えるものであり、このものは開先加工機フレーム１１のポスト部材に案内されて、昇降シフトシリンダ２２により上下方向に昇降シフトされる。また昇降フレーム２１は、中央部が大きく開口した円環状の回動案内枠２３を具え、ここに回動フレーム２４が回動自在に支持される。

そして回動フレーム２４自体もその中央にワーク通過口２５を具えるとともに、回動シフト機構２６により、一例として１８０度往復回動できるように構成されている。この回動シフト機構２６は、前記昇降フレーム２１に対し、回動シフトモータ２６Ｍを取り付け、回動シフトモータ２６Ｍの出力ピニオンを回動フレーム２４のリングギヤに噛み合わせて、その回動シフトを図る。

また回動フレーム２４は、前記ワーク通過口２５を挟んで開先カッタユニット３を搭載支持するものであって、具体的には図７に示すように、回動フレーム２４には、中心側に張り出すようにカッタユニットブラケット２７が左右対向状に一対設けられる。この左右一対のカッタユニットブラケット２７は、それぞれ上下対向的に一対のガイドレール２７ａを設け、このガイドレール２７ａ上をスライドするリニアガイド２８ａを介してカッタマウント２８を取り付け、一対の開先カッタユニット３がワーク通過口２５の中心に向かって、接近・離反するように構成されている。

なお、この開先カッタユニット３自体は、前記ワーク通過口２５を挟んで対向的に一対設けられるものであるから、ガイドレール２７ａは、両者が互いに干渉しないように前後方向に幾らかずらして設けられている（図２参照）。またカッタマウント２８には、拡縮シフトシリンダ２９が接続され、カッタマウント２８に搭載された開先カッタユニット３の移動、つまりワーク通過口２５の中心側への接近・離反が自在に行えるように構成されている。

次に開先カッタユニット３について更に説明する。
図中符号「３Ｍ」は、カッタモータであり、開先カッタユニット３の前記カッタマウント２８に対してユニットケーシング３１内に伝達部材を適宜配置し、これら伝達部材を介して、開先カッタ本体３２を駆動する。この開先カッタ本体３２は、カッタモータ３Ｍよりも更にワーク通過口２５寄りに設けられている。また開先カッタ本体３２の形状は、自由端側を窄まり状とした円錐台形状であり、その先端部には倣いローラ３３を具える（図６－１（ａ）の拡大図参照）。

次にクランプ装置４について説明する。
クランプ装置４は、一例として図５に示すように、前記クランプ装置フレーム１２に支持されるものであって、まず左右一対の側部クランプ４１が設けられる。この一対の側部クランプ４１は、クランプボディ４２がリニアガイド４３によって、横方向（左右方向）にスライド自在に構成され、その駆動は、図示を省略する側部クランプシフタによって成される。もちろんワークＷを固定する際には、側部クランプシフタを作動させて、左右のクランプボディ４２を接近させて、側部クランプ４１間にワークＷを挟み込むようにするものである。
更にクランプ装置４は、上方にワークＷの上部を押さえ込む上部クランプ４５を具えるものであり、この上部クランプ４５は、クランプ片４６を下端部に具え、これをシフトシリンダ（図示略）によって昇降シフトする。ここでもワークＷの固定を図る際には、シフトシリンダを作動させて、上部クランプ４５を下降させ、クランプ片４６でワークＷの上部を押さえるようにするものである。

次にビード加工機５について説明する。
ビード加工機５は、アダプタフレーム１５を支持部材とするものであり、このアダプタフレーム１５から説明する。
アダプタフレーム１５は、一例として図２～図５に示すように、ベース部フレーム１５ａを下方に具えるとともに、その上方に各種制御機器等を収納し得る筐体部フレーム１５ｂが積み重なり状に設けられて構成される。更に前記ベース部フレーム１５ａは、ベース接続フレーム１５ｃがクランプ装置フレーム１２側に延びるように構成されて、クランプ装置フレーム１２との固定ができるように構成されている。同様に前記筐体部フレーム１５ｂも、その上端側に上部接続フレーム１５ｄを具えている。このようなアダプタフレーム１５をビード加工機５の基本的な支持部材とする。

そして前記筐体部フレーム１５ｂには、例えば図５・図４に示すように、ワークＷの通過側に面して上下方向に延びる前後一対の上下ガイドレール１５ｅを具え、ここにビード加工機５の基部フレームとなる昇降フレーム５１を昇降自在に支持する。すなわち昇降フレーム５１は、前記上下ガイドレール１５ｅにスライド自在に嵌合する昇降スライドブロック５１ａを具えるとともに昇降フレーム５１のワークＷの通過側には、前後に水平方向に延びる上下一対の前後ガイドレール５１ｂを具えている。そして基部フレームたる昇降フレーム５１の昇降シフトのために昇降シフトモータ５Ｍがアダプタフレーム１５における筐体部フレーム１５ｂの上方に設けられている。この昇降シフトモータ５Ｍから延びたスクリューシャフト５０ｓが昇降フレーム５１におけるメネジブロック５０ｂと噛み合い、昇降シフトモータ５Ｍの駆動により昇降フレーム５１の昇降シフトが行われる。

このような昇降フレーム５１に対して中継フレーム５２が前後動自在に支持される。すなわち中継フレーム５２は前後スライドブロック５２ａを具えて、前記昇降フレーム５１に設けられた前後ガイドレール５１ｂにより案内されて前後方向、つまりワークＷの搬送方向に沿って移動できるように構成されている。この前後方向の移動は、前後シフトシリンダ５３を前記昇降フレーム５１に取り付けて、そのシリンダロッドを中継フレーム５２に取り付けることにより、中継フレーム５２を前後移動させるものである。そして中継フレーム５２は、更に横行ガイドレール５２ｂを、その下面及び後部面に設けるような形態を採る（図３参照）。すなわち横行ガイドレール５２ｂは、中継フレーム５２の下面に対し、ワークＷの搬送方向と直行するように設けられた二本の平行する横行ガイドレール５２ｂと、更に当該下面から立ち上がる後部面に同じく平行に設けた一本の横行ガイドレール５２ｂの計三本により構成されている。

このような横行ガイドレール５２ｂを支持部材として、カッタフレーム５４が横行スライド自在に支持される。すなわちカッタフレーム５４は、その上方等に横行スライドブロック５４ａを設けるものであり、より詳細には前記三本の横行ガイドレール５２ｂに対応して、一例として上向きに前後それぞれ二組、更に前記後部面の横行ガイドレール５２ｂに対応して一組、計三組の横行スライドブロック５４ａを具える。そしてカッタフレーム５４は、例えば上記図４に示すように、前記中継フレーム５２に対して設けた横行シフトモータ５４Ｍの出力軸たるスクリューシャフト５４ｓをカッタフレーム５４に設けたメネジブロック５４ｂに螺合させ、カッタフレーム５４の横行シフトが行い得るようにする。

このカッタフレーム５４は、ビード除去ユニット５５を支持するものであり、この特徴としては、ビードカッタ本体５６と、これを駆動する部材を収めたスピンドルケース５６ｂとの下方には他の部材を存在させず、言わば緩衝部材が存在しない状態に構成される。要はビードカッタ本体５６の下方には充分な空間を確保している。これによりワークＷたるコラムの端部の開先加工時だけでなく、ビード除去加工時にもワークＷのビード除去ユニット５５の下方においてワークＷの搬送を妨げることのない充分な空間が確保されている。

以下、ビード除去ユニット５５について更に説明すると、図中符号「５５Ｍ」は、ビード除去モータであり、そのプーリケース５６ａに対して、下方にビードカッタ本体５６が設けられる。そしてビードカッタ本体５６には、図示を省略するスピンドル軸受を介して、ビード除去モータ５５Ｍの駆動が伝達される。更にこのビードカッタ本体５６の近傍には、ビードセンサプローブ５７が配置され、ビード形状等の検出がされる。また加えてビードセンサプローブ５７の近傍には、ワーク端部センサ５８を設ける。

また、このようなコラム端部加工装置Ｍは、更にワークＷを搬送するための搬送装置６を具える。この搬送装置６は、コラム端部加工装置Ｍの外部からワークＷを送り込むための接続搬送コンベヤ６１と、これに更に接続するようにクランプ装置４に常設されるクランプコンベヤ６２と、開先加工機２に対して支持される中間退去コンベヤ６３とを具える。
なお、本実施例では接続搬送コンベヤ６１は幅広状に形成され、クランプコンベヤ６２及び中間退去コンベヤ６３は幅狭状に形成されている。
ここで接続搬送コンベヤ６１は、端部加工前のワークＷをコラム端部加工装置Ｍに送り込むコンベヤと、端部加工が成されたワークＷをコラム端部加工装置Ｍから次工程に送り出すコンベヤとに分けられ、これらを区別する場合には前者を搬入側コンベヤ６１Ａとし、後者を搬出側コンベヤ６１Ｂとして区別する。
また中間退去コンベヤ６３は、一例として図６に示すように、退去案内フレーム６４に対し回動自在に一端側が支持され、開先加工機２における加工時には、実際の加工つまり開先カッタユニット３の回り込み動作の妨げにならないように、ワーク搬送姿勢から退去し得るように構成されている。なお、この退去シフト自体は、図２中の退去シフトシリンダ６５によって成される。また、中間退去コンベヤ６３についても、搬入側と搬出側とで区別する場合には、搬入側を中間退去コンベヤ６３Ａ、搬出側を中間退去コンベヤ６３Ｂとして区別する。

以上述べたコラム端部加工装置Ｍは、上記図１・図２に示すように、ワークＷの搬送方向において対向するように前後一対組み合わせて設置することが好ましく、これらを区別する場合には、ワークＷが最初に送り込まれる搬入側（搬送方向上流側）のものを第１のコラム端部加工装置ＭＡとし、その後にワークＷが送り込まれる搬出側（搬送方向下流側）のものを第２のコラム端部加工装置ＭＢとする。
またワークＷの搬送方向において前後一対設けられた開先加工機２を区別する場合には、第１のコラム端部加工装置ＭＡにおける開先加工機を２Ａとし、第２のコラム端部加工装置ＭＢにおける開先加工機を２Ｂとする。また同様に、前後一対のビード加工機５を区別する場合には、第１のコラム端部加工装置ＭＡにおけるビード加工機を５Ａとし、第２のコラム端部加工装置ＭＢにおけるビード加工機を５Ｂとする。なお、クランプ装置４も、第１のコラム端部加工装置ＭＡに設けられるものと、第２のコラム端部加工装置ＭＢに設けられるものとの二基設けられ、これらを区別する場合には各々４Ａ、４Ｂの符号を付して区別する。因みにクランプ装置４Ａは、第１のコラム端部加工装置ＭＡにおけるビード加工機５Ａ及び開先加工機２Ａにおいて共通してワークＷを固定するものである。またクランプ装置４Ｂは、第２のコラム端部加工装置ＭＢにおけるビード加工機５Ｂ及び開先加工機２Ｂにおいて共通してワークＷを固定するものである。

本発明のコラム端部加工装置Ｍは、以上述べたような構成を基本構造とするものであって、以下その作業態様について第１・第２のコラム端部加工装置ＭＡ、ＭＢを組み合わせた実施例に基づいて説明する。
なお、説明にあたってはワークＷの長さＬが、第１のビード加工機５Ａ～第２のビード加工機５Ｂの設置間隔Ｄよりも短い寸法のワークＷ（短寸材と称することがある）を加工する場合についてまず説明し（Ｌ＜Ｄ）、その後、ワークＷの長さＬが、一対のビード加工機５の設置間隔Ｄよりも長い寸法のワークＷ（長寸材と称することがある）を加工する場合について説明する（Ｌ＞Ｄ）。
因みに、ワークＷが短寸材の場合（Ｌ＜Ｄ）には、一例として図９に示すように、第一工程がワーク前端部の開先加工となり、第二工程がワーク後端側のビード除去加工となる。また第三工程がワーク前端側のビード除去加工となり、第四工程がワーク後端部の開先加工となる。そして、これら第一工程～第四工程までが、ワーク端部加工の実質的な加工工程となり（実加工と称することがある）、この実加工にあたってワークＷは全て前進移動するように各工程間に送られる。逆に言えば、実加工以外の準備工程においては、実加工を円滑且つ確実に行うためにワークＷを一旦後退させることがある。

１. 準備作業
（１）ワークについて
ワークＷたるコラムの一例としては、断面矩形状の建築、構築用の鋼鉄製構造部材であり、コラム端部加工装置Ｍに搬送されてくる段階では、既に所定の設計に従った長さ寸法に切断された状態で供給される。
またコラム端部加工装置Ｍに搬送されてくるワークＷは、接続搬送コンベヤ６１（搬入側コンベヤ６１Ａ）上でビード部Ｗｂを上向きとした姿勢で搬入される。なお、ビード部Ｗｂを上方に位置させた姿勢は、コラム端部加工の全工程において維持される。

（２）装置の始発状態（待機状態）
次に、コラム端部加工装置Ｍの始発状態について説明する。
まず中間退去コンベヤ６３は、例えば図６－１（ａ）に示すように、ほぼ垂直に跳ね上がった状態を初期姿勢（基本姿勢）とし、このものはワークＷの搬送面より下方で且つ中央寄りの位置を回動中心として退去案内フレーム６４に支持されている。このように中間退去コンベヤ６３は、搬入側端部（または搬出側端部）を回動自由端とする跳ね上げ式として構成される。
また、昇降自在の回動フレーム２４は、例えば下死点位置で待機している状態を初期の基本位置とし、この初期位置では、回動フレーム２４（ワーク通過口２５）の中心が、搬送装置６上に載置されたワークＷの中心よりも低い位置に設定される。

また、ビード加工機５及び開先加工機２は、ともにワークＷの受け入れが可能な状態に設定され、搬送装置６上を搬送されてくるワークＷと干渉しないように考慮される。
具体的には、例えばビード加工機５では、ビード除去ユニット５５を最大限上昇させ、その下方に、ワークＷの搬入を妨げる部材が存在しないように設定される。
また開先加工機２では、開先カッタ本体３２が中心から最も離反した状態で待機し、ワーク通過口２５を最大限開口させた状態で待機するように設定される。
また、クランプ装置４についても側部クランプ４１を充分拡開させるとともに、上部クランプ４５も充分上方に退去させた状態としておき、ワークＷの搬入を妨げないように設定される。
なおコラム端部加工装置Ｍとしてビード加工機５を併設せず、既存の開先加工のみを行うことができるコラム端部加工装置Ｍを適用した場合には、後付け状態にビード加工機５を設定する準備も必要となる。因みに、本発明にあっては、このように既存のコラム端部加工装置Ｍに対して、ビード加工機５を後付け改造することも可能であり、ユーザの装置導入の負担を軽減することができる。

２．第一工程を行うための準備工程
（１）ワークの芯合わせ
まず、ワークＷを接続搬送コンベヤ６１（搬入側コンベヤ６１Ａ）によってコラム端部加工装置Ｍに送り込む。なお、この送り込みの際、搬入側コンベヤ６１Ａ上でワークＷを一旦停止させ、左右から芯合わせ装置６１１によってワークＷを挟み込み、ワークＷのセンターを、コラム端部加工装置Ｍ（特に開先加工機２Ａ）のセンターに合致させるものである（図６－１（ａ）参照）。

（２）回動フレームの上昇（ワークとの芯合わせ）
また回動フレーム２４については、このものを下死点位置から上昇させ、ワーク進行方向から見て回動フレーム２４の中心を、搬送装置６上のワークＷの中心位置に合致させるものである。

（３）ワークの前進
このような設定後、ワークＷは、前端部が搬入側コンベヤ６１Ａからクランプコンベヤ６２に到るように搬送される。ここで両コンベヤの搬送高さは同じ高さに設定されているため、ワークＷはスムーズにクランプコンベヤ６２に移載される（図６－１（ａ）参照）。またワークＷは、前端部が開先加工機２Ａの開先カッタ本体３２の待機位置に到るまで送り込まれる。

（４）ワークの搬送を停止
このようにしてワークＷの前端部が、第１の開先加工機２Ａの待機位置に到達したら、ワークＷの搬送を一旦停止する。ここでワークＷの前進を停止させるにあたっては、例えばクランプコンベヤ６２の搬送面からストッパを突出させ、このストッパにワークＷの前端を当接させて停止させるようにすれば、ワークＷの前端部を常に同じ位置で停止させることができる。

（５）ワークのクランプ
ワークＷの前進を停止させたら、今度は第１のクランプ装置４ＡによってワークＷの固定を図る。具体的には、拡開させていた側部クランプ４１を左右から中央側に接近させることによりワークＷを左右両側から挟み込み、更には上方に退去させていた上部クランプ４５を下降させてワークＷを上方から押さえ込むようにクランプする。

３．第一工程（ワーク前端部の開先加工）
（１）開先カッタ本体の接近（最初の切り込み切削）
このような準備工程を経た後、第一工程たる最初の開先加工、すなわちワーク前端部の開先加工が実施される。この際、一対の開先カッタユニット３は、一例として図７－１（ａ）に示すように、水平方向に対向した離反位置で待機しており、結果的に角管状のワークＷに対しては、その両側面に開先カッタユニット３の開先カッタ本体３２が作用して、そこから開先加工が行われる。
すなわち、ワークＷの前端部において、ワークＷの左右両側に離反した開先カッタ本体３２は、一例として図７－１（ｂ）に示すように、拡縮シフトシリンダ２９の作用によって、中心側に接近し、ワークＷの側面に当接する。その後、開先カッタ本体３２は、更に互いに接近し合い、開先加工深さまでワークＷを切り込むように切削する。この切削限界は、開先カッタ本体３２の先端に設けられた倣いローラ３３がワークＷの側面に接することにより切削限界となり、それ以上の切削が進まないように構成されている（図６－１（ａ）の拡大図参照）。

（２）開先カッタ本体の回り込み（ワーク周囲の開先加工）
このようにして開先カッタ本体３２が、切削限界まで接近したら、開先カッタ本体３２の回転駆動を継続しながら、一例として図７－１（ｃ）～図７－２（ｇ）に示すように、回動フレーム２４を全体的に１８０度回転させて、開先カッタ本体３２をワークＷの前端縁周囲において順次移動させ、ワークＷの前端縁周囲を対向的に削り込んで行く。この際、上記図７－１（ｃ）に示すように、ワークＷの中心と加工部位との寸法は、当初、順次拡大傾向を見せ、それぞれの開先カッタ本体３２がワークＷの頂点部に達するときに最大となるものであり、それに従った開先カッタユニット３の退去・接近が、前記拡縮シフトシリンダ２９及び回動フレーム２４の作用によって成される。このようにして回動フレーム２４がほぼ１８０度回転すると、対向的に配置された一対の開先カッタ本体３２が、ワークＷの全周囲を切削加工するものである。

なお、このような開先加工において、一対の開先カッタユニット３が、ワークＷの後端部下方まで回り込むが、搬入側の中間退去コンベヤ６３Ａは上述したように跳ね上げ状態となっているため、開先カッタユニット３は、当該中間退去コンベヤ６３Ａと干渉することなく、ワークＷの前端部下方まで回り込むことができるものである。
その後、対向的に設けられた開先カッタ本体３２を互いに離反させることで、開先カッタ本体３２のワークＷへの圧接（食い込み）を解除するものである。

４．第二工程を行うための準備工程
（１）クランプ解除
まず第一工程を行うために行っていたクランプ装置４ＡによるワークＷの固定を解除する。具体的には、上方から押さえ込むようにしていた上部クランプ４５を上方に退去させてワークＷの押さえ込みを解除する。またワークＷを左右両側から挟み込んでいた側部クランプ４１を、両サイド側に離反させて、ワークＷの挟み込みを解除する。

（２）ワークの後退
その後、一例として図６－１（ｂ）に示すように、ワークＷを一旦、搬入側に後退させ、ワーク前端部をクランプコンベヤ６２上に位置させる。つまりワーク前端部がクランプコンベヤ６２の先端から突出しないようにする。ここでワークＷを搬入側に戻す理由は、この後、ワークＷを再度、前進させる（搬出側に送る）が、そのためには一例として図６－２（ｃ）に示すように、まず搬入側（前方側）の中間退去コンベヤ６３Ａを水平に回動させる必要があり、ワークＷを戻さないと、水平姿勢に回動させる中間退去コンベヤ６３Ａの回動先端がワークＷに当たってしまうためである。
逆に言えば、このような後退動作を入れることにより、中間退去コンベヤ６３Ａを水平に倒した際、ワーク前端部と干渉しないようにしたものである。

（３）回動フレームの上昇（上死点までの上昇）と９０度戻し
また、跳ね上げ状態の中間退去コンベヤ６３Ａを水平状態に回動させることに伴い、回動フレーム２４を上昇させる（例えば上死点まで上昇させる）。これにより、水平姿勢に倒す中間退去コンベヤ６３Ａの回動先端部が回動フレーム２４（ワーク通過口２５）の内側開口縁に当たってしまうことを防止するものである。
その後、回動フレーム２４は、９０度戻される。

（４）中間退去コンベヤ６３を水平回動
このような設定後、一例として図６－２（ｃ）に示すように、跳ね上げ状態で待機させていた中間退去コンベヤ６３を水平状態に回動させる。この際、ワークＷの前端部は、上述したように、搬入側に退去した状態となっているため、中間退去コンベヤ６３の回動自由端が、ワークＷに干渉することはないし、回動フレーム２４（ワーク通過口２５）の内側開口縁に当たることもない。そして、中間退去コンベヤ６３を水平姿勢に倒すことにより、ワークＷの搬送経路がつながり、ワークＷを搬出側に前進させることができるようになる。

（５）ワークの前進
次いで、搬送装置６を駆動させ、ワークＷを前進させるが、この前進は、一例として図６－２（ｄ）に示すように、ワークＷの後端側がビード加工機５Ａの待機位置に達した段階で停止される。
なお、この前進によって、ワークＷの先端部が中間退去コンベヤ６３Ｂに達する場合には、このときまでに中間退去コンベヤ６３Ｂも水平状態に姿勢変更しておき、ワークＷの保持・搬送を二基の中間退去コンベヤ６３Ａ・６３Ｂによって安定的に且つ確実に行うことが好ましい。
もちろん中間退去コンベヤ６３Ｂを水平状態に倒す際には、事前に開先加工機２Ｂの回動フレーム２４を上昇させておき（例えば上死点まで上昇）、水平姿勢に倒す中間退去コンベヤ６３Ｂが回動フレーム２４（ワーク通過口２５）の内側開口縁に当たることを確実に防止する必要がある。なお、この作動そのものは、中間退去コンベヤ６３Ａと同様であり、上記図６－２は、この状態を前提として図示している。

（６）ワークのクランプ
以上のようにしてワークＷの前進を停止させたら、ここでもクランプ装置４ＡによってワークＷの固定を図る。具体的には、拡開させていた側部クランプ４１を左右から中央側に接近させることによりワークＷを左右両側から挟み込み、更には上方に退去させていた上部クランプ４５を下降させてワークＷを上方から押さえ込むようにクランプする。
なお、ここでは第１のビード加工機５Ａによるビード除去加工を行うにあたり、第１の開先加工機２Ａによる開先加工時と同じクランプ装置４Ａを適用するものである。そして、このようなクランプ装置４Ａの共通化使用によって、装置構成の全体的なシンプル化を図り、装置全体の低コスト化・省スペース化を達成するものである。

５．第二工程（ワーク後端側のビード除去加工）
（１）ビード除去ユニットをワーク後端部に移動
この第二工程では、上述したようにワーク後端部のビード除去加工を行う。そのため第１のビード加工機５Ａにおけるビードカッタ本体５６を、ワーク後端側のビード部Ｗｂに作用し得るように適宜移動させるものである。具体的には、上記のようにクランプされたワークＷに対し、ビード除去ユニット５５のビードカッタ本体５６がワークＷの後端開口部からビード部Ｗｂに臨むように、基部フレームたる昇降フレーム５１の昇降移動と、中継フレーム５２の前後移動と、カッタフレーム５４の横行移動とを適宜組み合わせて、ビードカッタ本体５６を所望位置に位置させるものである。

（２）ビード除去（ワークの内面・外面検知）
ビード部Ｗｂを除去するにあたっては、まず当該除去作業に先立ち、ワークＷにビードカッタ本体５６を作用させる範囲、すなわちワークＷに対するビードカッタ本体５６の位置関係を設定するため、加工部位の形状計測を行う。なお、このような計測を必要とする理由は以下の通りである。
実際のワークＷにおいてビード部Ｗｂ周辺の形状を見ると、一例として図８－１に誇張して示すように、ビード部Ｗｂは、ワークＷの溶接接合部において内側になだらかな隆起状を呈するとともに、ワーク外面は、幾分か溶接接合部（中央部）が凹陥したような形状を呈することがある。
このような状態で仮にビード部Ｗｂの隆起部分を全て平面状に除去したとすると、その一部、多くは溶接接合部では、ワークＷの肉厚が薄くなり、当然その部位の強度劣化は免れない。
このため、ビード除去加工にあたっては、あくまでワークＷの当初の肉厚を確保することを優先して行うことが好ましい。具体的には、ワーク上面の凹陥部位では、ワーク内側のビード除去についても、ワーク外面の凹陥形状に倣うように切削すべく、ビードカッタ本体５６の移動軌跡を設定する。

このようなビードカッタ本体５６の適切な移動軌跡を設定するために、例えばレーザーセンサ等の非接触センサ（ビードセンサプローブ５７）により、まずビード部Ｗｂの左右の隆起開始点二カ所の位置と、ワーク上面の凹陥状態とを上記センサを移動させて検出する。ここで図８－１は、上記センサの作動状況を骨格的に示したものであり、一つのビードセンサプローブ５７が姿勢を変えて、ワークＷの内側・外側双方を検出できるようにしても構わないし、内側検出用と外側検出用との二つのセンサプローブによってワークＷの内側と外側とを別々に検出するようにしても構わない。
また、検出にあたっては、例えば図８－１の拡大図に示すように、センサによって、まずビード部Ｗｂの隆起開始点の一方の点（例えば図中の「Ｐ１」）を検出し、次いでワークＷの上面中央の凹陥状態（例えば図中の「Ｚ」）を検出し、最後にビード部Ｗｂの隆起開始点のもう一方の点（例えば図中の「Ｐ２」）を検出する。

なお、上記図８－１では、ワーク外面が凹陥状を呈するワークＷを誇張して図示したが、ワークＷ自体は、必ずしもこのような形状に限定されるものではない。すなわち、ワークＷとしては、例えば図８－２（ａ）に誇張して示すようにワーク外面が上方に凸形状を呈するものもあり得るし、他にも例えば図８－２（ｂ）に誇張して示すようにワーク外面が傾斜状を呈するものもあり得る。このようにワークＷは、外面形状（上面形状）として種々の形状が想定されるが、ワーク外面がどのような形状であっても、ビード部Ｗｂを除去する際には、ワークＷの当初の肉厚を維持するように、ビードカッタ本体５６を移動させて行くことが好ましい。因みに、上記図８－２（ｂ）では、向かって左側から右側に向かって上り勾配となる傾斜状態のワークＷを図示したが、逆の傾斜つまり向かって左側から右側に向かって下り勾配となる傾斜状態のワークＷについても同様である。

（３）ビードカッタ本体のワーク奥側への進入
ビード除去加工にあたっては、一例として上記図６－２（ｄ）・図８－１に示すように、ビードカッタ本体５６を、ワークＷの後端開口部からワーク奥側に入り込むように進入させる。なお上記図６－２（ｄ）は、ビードカッタ本体５６が既にワークＷの奥側に入り込んだ様子を図示している。

（４）ビードカッタ本体の上昇
ワーク奥側に入り込んだビードカッタ本体５６は、その後、一例として上記図８－１に示すように、ワーク内周面（非ビード部）に当接するまで、ワーク内を上昇する。そして、ワーク内周面との当接を感知した段階で、ビードカッタ本体５６の上昇を停止させるように制御する。
ここでビードカッタ本体５６がワーク内面に当接する位置は、ワークＷの板厚の下限を下回らないように設定される。因みに、図８－１中の「α値」が、ワークＷの板厚の下限を下回らないように設定する、余厚み寸法を示している。

（５）ビードカッタ本体の横行
その後、上記図８－１に示すように、ビードカッタ本体５６を左右方向に移動（横行移動）させ、ワーク内面のビード部Ｗｂを除去する。もちろん、ビードカッタ本体５６の横行移動は、カッタフレーム５４の横行動作によって成される。
ただし、ビード部Ｗｂの除去は、上述したようにワークＷの肉厚を一定に維持することを優先して行われるため、例えばワークＷの上面が凹陥状態となっている場合には、ビードカッタ本体５６の横行移動は、単に水平に移動させるのではなく、図８－１の拡大図において太い破線で示すように、幾らか上下方向にも移動させ、ワーク上面の凹陥状態を倣うような横行移動（移動軌跡）となる。
もちろん、ビードカッタ本体５６の横行移動の終了位置がビード除去加工の終了点となる。
また、このようなビード除去加工にあたっては、ビード除去ユニット５５のワーク端部センサ５８をワークＷの端部に当接させて加工が行われる。

（６）ビード除去加工後のビードカッタ本体の退去
ビード除去加工後、ビードカッタ本体５６は、まずワーク内面から幾らか下降して、ワークＷの内面から離反する。その後、ビードカッタ本体５６は、ワークＷの後端開口部からワークＷの外側に退去するように引き出されるものであり、最終的には、次なるワークＷの搬入を妨げない位置（例えば初期退去位置）に戻るものである。

６．第三工程を行うための準備工程
（１）第三工程と、第２のビード加工機５Ｂの状態
第三工程は、ワーク前端側のビード部Ｗｂを除去する工程であるため、これに先立ち第二工程で行っていたワークＷのクランプ固定を解除したり、第三工程を行う位置までワークＷを前進させたりする等の準備工程が行われる。
また、ワーク前端側のビード除去加工は、第２のビード加工機５Ｂによって行われるが、ビード加工機５Ｂのビード除去ユニット５５も予めワークＷの送り込み（搬送）に支障がないよう、搬送面から充分退去（上昇）した位置に設定されている（待機している）。

（２）クランプ解除
第二工程のために行っていたクランプの解除操作、すなわちクランプ装置４Ａにより行っていたワークＷの固定解除操作は、上記と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、このようなクランプ固定解除後に、ワークＷを前進させる。

（３）ワークの前進
ワークＷを前進させるにあたり、中間退去コンベヤ６３Ｂは、一例として図６－３（ｅ）に示すように、水平状態に設定されることから、第２の開先加工機２Ｂの回動フレーム２４も予め上昇位置（例えば上死点位置）で待機させるものである。もちろん、中間退去コンベヤ６３を水平状態とすれば、ワークＷの搬送経路がつながるため、ワークＷをそのまま第三工程に向けて前進させることができる。
このワークＷの前進は、ワーク前端側が第２のビード加工機５Ｂに達するまで行われ、ここに達した段階でワークＷの搬送が一旦停止される。

（４）ワークのクランプ
以上のようにしてワークＷの前進を停止させたら、ここでは第２のクランプ装置４ＢによってワークＷの固定を図る。具体的には、第１のクランプ装置４Ａの固定操作と同様に、拡開させていた側部クランプ４１を左右から中央側に接近させることによりワークＷを左右両側から挟み込み、更には上方に退去させていた上部クランプ４５を下降させてワークＷを上方から押さえ込むようにしてワークＷを固定する。

７．第三工程（ワーク前端側のビード除去加工）
（１）ビード除去ユニットをワーク前端部に移動
ここでも上述した第二工程と同様に、第２のビード加工機５Ｂにおけるビードカッタ本体５６を、ワーク前端側のビード部Ｗｂに作用し得るように適宜移動させるものである。

（２）ビードカッタ本体によるビード除去加工
ビード除去加工を行うにあたっては、一例として上記図６－３（ｅ）・図８－１に示すように、ビードカッタ本体５６を、ワークＷの前端開口部からワーク奥側に入り込むように進入させる。
なお、ビード部Ｗｂを除去する際の形状検出やビードカッタ本体５６の動作（操作）、あるいは加工後にビードカッタ本体５６を初期位置に戻す動作等も、上述した第二工程と同様であるため、詳細な説明は省略する。

８．第四工程を行うための準備工程
（１）第四工程と、第２の開先加工機２Ｂの状態
第四工程は、ワーク後端部の開先加工を行う工程であるため、その前に第三工程で行っていたワークＷのクランプを解除し、第四工程を行うためにワークＷを前進させる等の準備工程を行う。
また、ワーク後端部の開先加工は、第２の開先加工機２Ｂによって行われるが、開先加工機２Ｂにおける一対の開先カッタ本体３２も予めワークＷの受け入れ（搬送）に支障がないように、中心から充分離反した状態に設定される（待機している）。

（２）ワークの前進：中間退去コンベヤ６３Ａの跳ね上げ
クランプ装置４Ｂの固定解除後、ワークＷを前進させる。この際、一例として図６－３（ｆ）に示すように、当該ワークＷの前進に伴い、当該ワークＷの後端部が、搬入側の中間退去コンベヤ６３Ａ上を通過したら、中間退去コンベヤ６３Ａを跳ね上げ状態とし、次に加工するワークＷの搬入を受け入れ得る状態、つまり上記図６－１（ａ）に示す状態にすることが好ましい。

（３）ワークの前進：中間退去コンベヤ６３Ｂの跳ね上げ
また第四工程に向けて前進させているワークＷの後端部が、搬出側の中間退去コンベヤ６３Ｂ上を通過したら、一旦、当該ワークＷの前進を停止させた後、一例として図６－４（ｇ）に示すように、中間退去コンベヤ６３Ｂを跳ね上げ状態とする。もちろん、中間退去コンベヤ６３Ｂを跳ね上げ状態とする際には、事前に第２の開先加工機２Ｂにおける回動フレーム２４（ワーク通過口２５）を上昇させておき（例えば上死点に上昇）、跳ね上げる中間退去コンベヤ６３Ｂの回動自由端が回動フレーム２４と干渉しないようにしておくものである。
なお、この段階で搬出側の中間退去コンベヤ６３Ｂを跳ね上げる理由は、この後、ワークＷを後退させて、ワーク後端部の開先加工を行うが、中間退去コンベヤ６３Ｂを跳ね上げないと、開先カッタ本体３２がワークＷの下方まで回り込めないためである。すなわち中間退去コンベヤ６３Ｂを跳ね上げることによって、開先カッタ本体３２が、中間退去コンベヤ６３Ｂと干渉することなく、ワークＷの下方に回り込むことができるようにするのである。

（４）ワークの戻し（後退）
中間退去コンベヤ６３Ｂを跳ね上げた後、回動フレーム２４を下死点まで下降させ、この状態で、一例として図６－４（ｈ）に示すように、ワークＷを一旦後退させる。この後退は、ワークＷの後端部が、第２の開先加工機２Ｂの加工位置に到達するまで行われ、ここに到達したら、ワークＷの後退搬送は停止となる。また、この状態でワークＷの後端部は、クランプコンベヤ６２の後端から突出するようになり、突出したワークＷの後端部下方に、何も存在しない状態となる。すなわち、この状態で開先カッタ本体３２が、ワークＷの下方に回り込むスペースが確保されるのである。
次いで、ワークＷをクランプし、その後、回動フレーム２４を適宜上昇させ、回動フレーム中心をワーク中心に合致させる高さ設定が成される。

ここでワークＷのクランプは、第２のクランプ装置４Ｂによって固定が成されるものであり、具体的なクランプ固定の操作は、上記と同様であるため、詳細な説明は省略する。
また、ここでも第２の開先加工機２Ｂによる開先加工を行うにあたり、第２のビード加工機５Ｂによるビード除去加工時と同じクランプ装置４Ｂを適用するものである。そして、このようなクランプ装置４Ｂの共通化使用によって、装置構成の全体的なシンプル化を図り、装置全体の低コスト化・省スペース化を達成するものである。

９．第四工程（ワーク後端部の開先加工）
（１）開先カッタ本体による開先加工
このような準備工程を経た後、第四工程たるワーク後端部の開先加工が実施される。なお、一対の開先カッタユニット３の作動（操作）態様は、前述した第一工程たるワーク前端部の開先加工と同様であるため、詳細な説明は省略する。
因みに、このような開先加工において、一対の開先カッタユニット３が、ワークＷの後端部下方まで回り込むものであるが、搬出側の中間退去コンベヤ６３Ｂは、上述したように跳ね上げ状態となっているため、開先カッタユニット３がワークＷの後端部下方まで回り込んでも、中間退去コンベヤ６３Ｂと干渉しないものである。
また、この第四工程では、搬入側コンベヤ６１Ａ上で待機していたワークＷ、すなわち上記図６－３（ｆ）において仮想線で示したワークＷを前進させ、このものに第一工程たるワーク前端部の開先加工を施すものである。

１０．端部加工を終了したワークの搬出
（１）クランプ解除
以上のようにして後端部の開先加工が終了したワークＷは、前後両端部の開先加工及びビード除去加工が全て終了するため、クランプが解除された後、次工程に搬出される。
なお、上記説明では二基の中間退去コンベヤ６３Ａ・６３Ｂの初期姿勢を、跳ね上げ状態としたが、水平状態に設定することもできる。また回動フレーム２４の初期位置（上下方向の高さ位置）も、回動フレーム２４の中心が、搬送装置６上のワークＷの中心位置よりも低い位置を初期位置（下死点位置）としたが、これも適宜の高さの設定が可能であり、更には回動フレーム２４の上死点位置も適宜の設定が採り得る。当然ながら、これらの初期位置設定に応じて、各構成部材の作動状況は適宜変更し得るものである。

また上記説明は、先に述べたようにワークＷの長さＬが、前後一対のビード加工機５Ａ・５Ｂの設置間隔Ｄよりも短い短寸材（Ｌ＜Ｄ）についての加工態様であるが、ワークＷの長さＬが、前後一対のビード加工機５Ａ・５Ｂの設置間隔Ｄよりも長い長寸材（Ｌ＞Ｄ）もコラム端部加工装置Ｍによって加工することができる。ただし、長寸材の場合には、一例として図９に示すように、短寸材における第二工程と第三工程が入れ代わる。すなわち、長寸材の第二工程は、ワーク前端側のビード除去加工となり（短寸材の第三工程）、長寸材の第三工程は、ワーク後端側のビード除去加工となる（短寸材の第二工程）。
これは、長寸材（Ｌ＞Ｄ）のワークＷでは、例えば上記図９に示すように、第一工程を終えたワークＷは、長寸であるために、ワーク後端側が第１のビード加工機５Ａに到達するよりも前に、ワーク前端側が第２のビード加工機５Ｂに到達するためである。換言すれば、ワーク前端側が第２のビード加工機５Ｂに到達した後に、ワーク後端側が第１のビード加工機５Ａに到達するため、長寸材の場合には、短寸材における第二工程と第三工程とが入れ代わることとなる。
しかし、加工態様自体は、上述した説明と同様の態様となる。また、長寸材（Ｌ＞Ｄ）のワークＷの場合も、第１の開先加工機２Ａによってワーク前端部の開先加工を行う第一工程と、第１のビード加工機５Ａによってワーク後端側のビード除去加工を行う第三工程とにおいて同じクランプ装置４Ａを適用するものである。また、第２のビード加工機５Ｂによってワーク前端側のビード除去加工を行う第二工程と、第２の開先加工機２Ｂによってワーク後端部の開先加工を行う第四工程とにおいて同じクランプ装置４Ｂを適用するものであり、クランプ装置４を共通化使用する点も同様である。

また前述の作業態様は、コラム端部加工装置Ｍを前後方向（ワークＷの搬送方向）に対向して二基組み合わせて、ワークＷたるコラムの両端を一挙に加工できるようにしたものであるが、コラム端部加工装置Ｍは、必ずしも二基組み合わせる必要はない。すなわちコラム端部加工装置Ｍは、一基を単独で用いることも可能であり、この場合、ワークＷの搬送経路の設定次第、すなわちワークＷの前後を反転できるようなターンテーブル等を途中に具えた戻し経路を設定する等して、一端部のみ加工が終了したワークＷを、再度、方向を換えてコラム端部加工装置Ｍに通過させ、両端部の工程を完了させるようにすることが可能である。

Ｍ コラム端部加工装置
ＭＡ 第１のコラム端部加工装置
ＭＢ 第２のコラム端部加工装置

Ｃ クレーン装置
Ｇ ディスクグラインダー
Ｕ 裏当て金
ＤＰ ダイアフラム

Ｗ ワーク
Ｗｂ ビード部
Ｌ ワークの長さ
Ｄ 一対のビード加工機の設置間隔
Ｐ１ 隆起開始点の一方
Ｐ２ 隆起開始点の他方
Ｚ ワーク上面の凹陥状態（範囲）

１ フレーム
２ 開先加工機
２Ａ 開先加工機（第１）
２Ｂ 開先加工機（第２）
３ 開先カッタユニット
４ クランプ装置
４Ａ クランプ装置（第１）
４Ｂ クランプ装置（第２）
５ ビード加工機
５Ａ ビード加工機（第１）
５Ｂ ビード加工機（第２）
６ 搬送装置

１１ 開先加工機フレーム
１２ クランプ装置フレーム
１３ 連結フレーム
１５ アダプタフレーム
１５ａ ベース部フレーム
１５ｂ 筐体部フレーム
１５ｃ ベース接続フレーム
１５ｄ 上部接続フレーム
１５ｅ 上下ガイドレール

２１ 昇降フレーム
２２ 昇降シフトシリンダ
２３ 回動案内枠
２４ 回動フレーム
２５ ワーク通過口
２６ 回動シフト機構
２６Ｍ 回動シフトモータ
２７ カッタユニットブラケット
２７ａ ガイドレール
２８ カッタマウント
２８ａ リニアガイド
２９ 拡縮シフトシリンダ

３Ｍ カッタモータ
３１ ユニットケーシング
３２ 開先カッタ本体
３３ 倣いローラ

４１ 側部クランプ
４２ クランプボディ
４３ リニアガイド
４５ 上部クランプ
４６ クランプ片

５Ｍ 昇降シフトモータ
５０ｓ スクリューシャフト
５０ｂ メネジブロック
５１ 昇降フレーム（基部フレーム）
５１ａ 昇降スライドブロック
５１ｂ 前後ガイドレール
５２ 中継フレーム
５２ａ 前後スライドブロック
５２ｂ 横行ガイドレール
５３ 前後シフトシリンダ
５４ カッタフレーム
５４ａ 横行スライドブロック
５４Ｍ 横行シフトモータ
５４ｓ スクリューシャフト
５４ｂ メネジブロック
５５ ビード除去ユニット
５５Ｍ ビード除去モータ
５６ ビードカッタ本体
５６ａ プーリケース
５６ｂ スピンドルケース
５７ ビードセンサプローブ
５８ ワーク端部センサ

６１ 接続搬送コンベヤ
６１Ａ 搬入側コンベヤ
６１Ｂ 搬出側コンベヤ
６１１ 芯合わせ装置
６２ クランプコンベヤ
６３ 中間退去コンベヤ
６３Ａ 中間退去コンベヤ（搬入側）
６３Ｂ 中間退去コンベヤ（搬出側）
６４ 退去案内フレーム
６５ 退去シフトシリンダ

Claims (16)

1. フレームと、このフレームに支持される開先加工機と、加工対象のワークを保持するクランプ装置とを具え、前記開先加工機は、中央部にワーク通過口を具えた回動フレームと、このワーク通過口を挟んで対向して回動フレームに支持される一対の開先カッタユニットとを具えて構成され、回動フレーム中央部のワーク通過口に、搬送装置に支持されたワークを通過させるとともに、前記クランプ装置でワークを保持した状態で、ワーク端縁部に開先カッタユニットにおける開先カッタ本体を対向的に作用させ、回動フレームを回動させることによって、ワーク端部全周に開先加工を行うコラム端部加工装置であって、
   この装置は、前記開先加工機に併設されるようにビード加工機を具えるものであり、このビード加工機は、ビードカッタ本体を具え、このビードカッタ本体をワーク内面のビード部に作用させて、当該ビード部を除去する構成であることを特徴とするコラム端部加工装置。
   
2. 前記コラム端部加工装置は、同仕様のものが第１のコラム端部加工装置・第２のコラム端部加工装置として、ワークの搬送方向において対向的に一対組み合わせて設けられ、ワークの実加工にあたっては、ワークを一方向に移動させながらワークの前後両端部に対し、開先加工機による開先加工と、ビード加工機によるビード除去加工とを順次行うことができる構成であることを特徴とする請求項１記載のコラム端部加工装置。
   
3. 前記ビード加工機は、前記クランプ装置を支持するクランプ装置フレームに固定状態に取り付けられるアダプタフレームと、このアダプタフレームに対し移動自在に支持される基部フレームと、この基部フレームに対し移動自在に支持される中継フレームと、この中継フレームに対し移動自在に支持されるカッタフレームとを具え、且つこのカッタフレームには、ビードカッタ本体を具えたビード除去ユニットが搭載されるものであり、
   これら移動自在の三フレーム部材によって、前記ビード除去ユニットが三次元方向に移動できる構成であることを特徴とする請求項１または２記載のコラム端部加工装置。
   
4. 前記基部フレームは、アダプタフレームに対し昇降自在に支持され、
   また中継フレームは、基部フレームに対しワークの搬送方向に沿って進退自在に支持され、
   更にまたカッタフレームは、中継フレームに対し、ワーク搬送方向と直交する方向に横行自在に支持され、ビード除去ユニットを三次元方向に移動できるように構成したものであり、
   なお且つカッタフレームは、中継フレーム下面に設けられるとともにカッタフレームに搭載されるビード除去ユニットにおけるビードカッタ本体とそのスピンドルケースとは、下方に干渉部材を具えない構成であることを特徴とする請求項３記載のコラム端部加工装置。
   
5. 前記ビード加工機は、ビードカッタ本体の近傍に、ワークにおけるビード除去部位を検出するビードセンサプローブを具えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のコラム端部加工装置。
   
6. 前記ビード加工機は、ビード除去加工の際、ワークの肉厚を一定とするようにビードカッタ本体の移動軌跡が設定されることを特徴とする請求項５記載のコラム端部加工装置。
   
7. 前記開先加工機とビード加工機との間には、ワークのクランプ装置が設けられ、
   このクランプ装置は、開先加工機による開先加工と、ビード加工機によるビード除去加工とのいずれの加工時にも共用的にワークをクランプする構成であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のコラム端部加工装置。
   
8. 前記請求項２から７のいずれか１項記載のコラム端部加工装置を用いて、ワークの端部を加工する方法であって、
   この方法は、搬送装置によりコラム端部加工装置にワークを進入させ、第一工程で、ワークが進入する側の前方先端部に、第１のコラム端部加工装置における開先加工機を作用させて、ワーク先端周縁に開先加工を施し、
   次いで搬送装置により、ワークを更に前進移動させて、第二工程・第三工程を行うものであり、前記第１・第２の各コラム端部加工装置における各ビード加工機のいずれかに先に臨んだワーク端部に対し、当該いずれかのビード加工機を作用させて、第二工程となるビード除去加工を行い、次いで搬送装置によりワークを更に前進移動させて、他のワーク端部を他のビード加工機に臨ませて、第三工程となるビード除去加工を行い、
   次いで第四工程において、搬送装置によりワークを更に前進移動させ、ワーク後端部に、第２のコラム端部加工装置における開先加工機を作用させて、ワーク後端周縁に開先加工を施すことを特徴とするコラム端部加工方法。
   
9. 前記ワークの長さ寸法が前後一対のビード加工機の設置間隔より短い場合、
   第二工程では、第１のコラム端部加工装置におけるビード加工機によって、ワーク後端側のビード部を除去し、且つ第三工程では、第２のコラム端部加工装置におけるビード加工機によって、ワーク前端側のビード部を除去することを特徴とする請求項８記載のコラム端部加工方法。
   
10. 前記ワークの長さ寸法が前後一対のビード加工機の設置間隔より長い場合、
    第二工程では、第２のコラム端部加工装置におけるビード加工機によって、ワーク前端側のビード部を除去し、且つ第三工程では、第１のコラム端部加工装置におけるビード加工機によって、ワーク後端側のビード部を除去することを特徴とする請求項８記載のコラム端部加工方法。
    
11. 前記ビード加工機によるビード除去加工においては、ワークの肉厚を一定とするように、ビードカッタ本体の移動軌跡を設定することを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項記載のコラム端部加工方法。
    
12. 前記第１のコラム端部加工装置における開先加工とビード除去加工とにおいては、加工中のワーク保持は、同じクランプ装置によって共通して行うものであり、
    且つ第２のコラム端部加工装置における開先加工とビード除去加工とにおいては、加工中のワーク保持は、他のクランプ装置によって共通して行うことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項記載のコラム端部加工方法。
    
13. 前記請求項１から７のいずれか１項記載のコラム端部加工装置に適用され、ワークの端部における内面ビードを除去するためのビード加工機であって、このビード加工機は、クランプ装置を支持するクランプ装置フレームに固定状態に取り付けられるアダプタフレームと、このアダプタフレームに対し移動自在に支持される基部フレームと、この基部フレームに対し移動自在に支持される中継フレームと、この中継フレームに対し移動自在に支持されるカッタフレームとを具え、且つこのカッタフレームには、ビードカッタ本体を具えたビード除去ユニットが搭載されるものであり、
    これら移動自在の三フレーム部材によって、前記ビード除去ユニットが三次元方向に移動できる構成であることを特徴とするビード加工機。
    
14. 前記基部フレームは、アダプタフレームに対し昇降自在に支持され、
    また中継フレームは、基部フレームに対しワークの搬送方向に沿って進退自在に支持され、
    更にまたカッタフレームは、中継フレームに対し、ワーク搬送方向と直交する方向に横行自在に支持され、ビード除去ユニットを三次元方向に移動できるように構成したものであり、
    なお且つカッタフレームは、中継フレーム下面に設けられるとともにカッタフレームに搭載されるビード除去ユニットにおけるビードカッタ本体とそのスピンドルケースとは、下方に干渉部材を具えない構成であることを特徴とする請求項１３記載のビード加工機。
    
15. 前記ビード除去ユニットにおけるビードカッタ本体の近傍には、ワークにおけるビード除去部位を検出するビードセンサプローブを具えていることを特徴とする請求項１３または１４記載のビード加工機。
    
16. 前記ビード加工機は、ビード除去加工の際、ワークの肉厚を一定とするようにビードカッタ本体の移動軌跡が設定されることを特徴とする請求項１５記載のビード加工機。

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