JP3200687B2 - 継手付配管ユニットの製造装置 - Google Patents

継手付配管ユニットの製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、現場で敷設される配管
の各要素を予め工場等において製造するための継手付配
管ユニットの製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】配管設計図に基づいて、配管の各部毎に
所望の長さの管とその端部に管継手とを予め溶接した多
数の配管ユニット(配管スプールともいう)を用意し、
配管敷設現場において各ユニットどうしを互いに接合す
る配管敷設方法が存在した。このような場合、配管ユニ
ットは手作業により管の磨きや刻印,溶接,切断その他
を行っていた。このような従来の方法によると、配管ユ
ニットの製作に多くの工数及び時間を要する欠点があっ
た。
【0003】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、継手付
配管ユニットを自動的に製作し得る製造装置を提供する
ことを目的とし、その目的達成のために次の構成をと
る。本発明の装置は、配管搬送ライン1が設けられた装
置本体2を有し、その搬送ライン1にクランプ装置4が
前後動自在に駆動される。そしてそのクランプ装置4
は、管3の外周を着脱自在に把持し、その把持状態で管
軸の回りに回転駆動可能に構成されている。さらに、ク
ランプ装置4により回転駆動された状態の管3の端部の
外皮を削る外皮研磨体6を有する研磨装置7が、管の軸
線に接離自在に案内される。さらに、管軸に出入り自在
に継手供給装置9が案内され、その継手供給装置9は継
手8が把持されると共に、その開口の軸線を前記管軸に
整合させる。そして、継手供給装置9とクランプ装置4
とにより、管3の端と継手8とが接続された状態で、そ
の接続部を自動溶接する溶接機10が設けられたものであ
る。又、本発明の好ましい実施態様は、管3の外周を着
脱自在に把持すると共に、その把持状態で管を切断する
カッタ11が設けられる。さらには、管の外周に識別番号
及び記号をマーキングするレーザマーカ15が設けられ
る。
【0004】
【作用】図1において、供給された管3はクランプ装置
4により把持される。そして、クランプ装置4が搬送ラ
イン1に案内されて前後動すると共に管を回転する。そ
して、研磨装置7が搬送ライン1に接離自在に近接し、
回転する管3の端部を研磨し溶接のための黒皮を削りと
ると共に、先端縁を隅取する。次いで管3は、クランプ
装置4によりさらに下流側に移動すると共に、継手供給
装置9により管3の先端に継手が嵌着される。次いで、
溶接機10により継手と管3との接続部が自動溶接され
る。次に、カッタ11により管3が所望の長さに切断され
継手付配管ユニットが完成する。
【0005】
【実施例】次に、図面に基づいて本発明の装置の実施例
につき説明する。図1は本製造装置の平面的略図であ
り、図2は同正面図、図3は同製造装置のクランプ装置
4の正面図、図4は同平面図、図5は同側面図である。
又、図6は研磨装置7の一部断面正面図、図7は同側面
図である。さらに、図8は本製造装置の継手供給装置9
の継手クランプ43部分を示す側面図、図9は本装置によ
る管3と継手8との溶接状態を示す説明図、図10は本装
置により製造された継手付配管ユニットの一例を示す。
又、図11及び図12は本装置に用いられるカッタ11の側面
図及び正面図を夫々示す。さらに図13は本装置の動作説
明図である。本装置は図1及び図2に示す如く、装置本
体2の上面の長手方向に搬送ライン1が設けられ、該搬
送ライン1上に一対のガイドレール22及び後述するラッ
クが互いに平行に配置されている。そして、このガイド
レール22に案内されてクランプ装置4が装置本体2の長
手方向に前後動自在に案内されている。
【0006】さらに、搬送ライン1上には複数のパイプ
受け台12が互いに分離して設けられている。又、この搬
送ライン1の中央部には研磨装置7とレーザマーカ15と
が配置されている。研磨装置7は、搬送ライン1に対し
て図1の矢印方向に出入自在に配置されている。即ち、
搬送ライン1の幅方向に移動し、搬送されてくる管3の
軸線上に出入りするものである。又、レーザマーカ15は
その先端部に突出された可動部が僅かに昇降移動し、そ
の下方に配置される管3に識別用マーキングを行うもの
である。又、搬送ライン1の下流端にはカッタ11が配置
されている。このカッタ11とレーザマーカ15との間には
溶接機10及び継手供給装置9が設けられている。溶接機
10は溶接ロボット19の先端部に、一例としてティグ溶接
機を設けたものであり、継手供給装置9は継手ロボット
20の端部に把持装置を設けたものである。又、この継手
供給装置9に隣接した位置に継手収納棚18が設けられ、
ここに各種大きさの継手が配置される。そして、これら
を制御する制御装置14が搬送ライン1に隣接して配置さ
れている。
【0007】そこで次に本製造装置の各構成要素につき
説明する。先ず、搬送ライン1の上流側に存在するパイ
プ受け台12及びクランプ装置4は、図3〜図5の如く設
けられている。即ち、装置本体2の上面には一対のガイ
ドレール22が平行に設けられ、それに図5の如くクラン
プ装置4の下端が案内される。一対のガイドレール22の
内側には、一対のラック23が互いに平行に配置され、そ
のラック23にクランプ装置4のピニオン24が歯合する。
このピニオン24は、図示しないエンコーダを介し前後動
駆動モータ25により回転し、搬送ライン1の長手方向に
クランプ装置4を前後動させる。又、クランプ装置4の
下部にはクランプ回転用モータ26が設けられ、それが制
御装置14を介してクランプを回転し、そこに把持される
管をその軸線の回りに回転させるものである。そして、
クランプ装置4の上部には貫通孔56が設けられ、そこに
管を貫通させ、その外周を着脱自在にクランプするもの
である。又、クランプ装置4の側部にはパイプストッパ
16が配置され、図5の実線の位置から矢印方向に回転し
貫通孔56の軸線位置まで回動する。このパイプストッパ
16は、クランプ装置4に供給される管の最初の把持位置
を正確に位置決めするためのものである。
【0008】次に、クランプ装置4の上流側には複数の
パイプ受け台12が設けられている。最上流端のパイプ受
け台12は固定され、他のパイプ受け台12は夫々クランプ
装置4の前進に伴って前進し、管の中間部を略等間隔で
支持するものである。これらのパイプ受け台12には、夫
々その上面に鼓形のローラ13が回転自在に軸支され、こ
のローラ13が支持軸と共に上下方向に僅かに移動し、供
給される管3の直径に拘わらず常に管の軸線をクランプ
装置4の貫通孔の軸線に整合させるように構成してい
る。このローラ13の昇降動作は、エアーシリンダを使用
して制御装置14により自動的におこなわれる。次にクラ
ンプ装置4の下流側の側面には、図6及び図7に示す研
磨装置7が配置され、そのフレーム35が幅方向駆動シリ
ンダ36により、装置本体の幅方向に出入り自在に設けら
れている。即ち、フレーム35はガイドピン41に案内され
ると共に、その中心に設けられた幅方向駆動シリンダ36
のロッド37の伸縮により、図1の実線の位置から矢印方
向に出入りする。そして、供給される管3の軸線上に進
入しその側面に設けられた貫通孔から管3が研磨装置7
内に進入する。
【0009】この貫通孔の位置は、図7においてフレー
ム35先端部のほぼ中央にパイプ挿入孔27として記載さ
れ、そのパイプ挿入孔27内に管3が進入する。フレーム
35内には、外皮研磨体6,アース用外皮研磨体6aが夫
々配置されている。この外皮研磨体6,アース用外皮研
磨体6aは夫々ベルトサンダーからなり、一対のプーリ
ー間に巻回されたエンドレスなサンドベルトの回転によ
り管3の外皮を研磨するものである。なお、外皮研磨体
6,アース用外皮研磨体6aは、共に外皮研磨体昇降用
シリンダ31により図7において大径側プーリーの中心の
回りに上下に揺動し、管3の外周面に接離自在に構成さ
れている。即ち、一対の外皮研磨体6及びアース用外皮
研磨体6aの一部が外皮研磨体フレーム32に連結され、
その外皮研磨体フレーム32が外皮研磨体昇降用シリンダ
31のピストンロッドに支持されている。そしてピストン
ロッドの上下動に伴い、外皮研磨体6及びアース用外皮
研磨体6aを上下動するものである。ここで外皮研磨体
6は管3の先端部外周面に接触し、アース用外皮研磨体
6aはその先端部より僅かに下流側位置の管3外周面に
接触する。そしてクランプ装置4の回転により管3を回
転しつつ、外皮研磨体6及びアース用外皮研磨体6aを
駆動して、管3の先端部の外皮を削り取るものである。
【0010】次に、管3の先端縁を研磨する縁部研磨体
5が図6の如く、外皮研磨体6及びアース用外皮研磨体
6aの上方に斜めに配置されている。この縁部研磨体5
もベルトサンダーからなり、それが端縁研磨体昇降フレ
ーム29に支持されている。この端縁研磨体昇降フレーム
29は、ガイドピン28に案内されてフレーム昇降シリンダ
39により上下動すると共に、水平な一対のガイドピン40
に案内され、水平揺動用シリンダ30により水平方向に移
動する。そしてこの縁部研磨体5により、管3先端縁を
隅取して管3先端が継手の開口に嵌着できるようにする
ものである。又、外皮研磨体6により管3先端部外皮を
取り除き、管3外周面に溶接部を形成できるように構成
する。さらにアース用外皮研磨体6aにより、溶接用電
極の当接部を形成するものである。又、研磨装置7内に
は図示しない収塵装置のホースの先端が導かれ、粉塵が
吸引される。
【0011】次に、研磨装置7の下流側に設けられるレ
ーザマーカ15は公知のものであり、管3の直径に合わせ
てレーザマーカ15の先端部が上下動し、管3外周面に識
別記号をマーキングするものである。さらに、レーザマ
ーカ15の下流側に配置される溶接機10も、公知の溶接ロ
ボット19の先端部に公知のティグ溶接機を設け、それを
制御装置14により制御するものである。同様に継手供給
装置9も公知の継手ロボット20を用い、その先端部に継
手クランプ43が図8の如く設けられている。この継手ク
ランプ43には、一対の爪部44が互いに平行に離間して配
置され、両者間が拡縮自在に構成されている。そして、
その両者間に継手保持用治具45が着脱自在に把持され
る。この継手保持用治具45には継手8が嵌着される。即
ち、短い溝状に形成された継手保持用治具45の溝底部中
央に、半径方向にバネ性を有する継手嵌着部46を突設
し、それに継手8一方の開口部を嵌着して位置決めする
ものである。そして、爪部44が継手保持用治具45の上端
両側に突設されたフランジ部側面を把持できるようにし
たものである。
【0012】次に、この継手保持用治具45は図1におい
て平面上に多数区画された継手収納棚18内に夫々配置さ
れ、各継手保持用治具45内に予め各種形状及び大きさの
継手8が収納される。そして、各継手収納棚18の各番地
毎にそこに収納された各継手8の種類及び大きさが制御
装置14に登録される。次に、搬送ライン1の下流端に配
置されるカッタ11は、図11〜図12の如く形成されてい
る。即ち、図11はその側面図を示し図12はその正面図を
示す。このカッタ11には、管3の両側を着脱自在に把持
するカッタ用パイプクランプ21が設けられている。この
カッタ用パイプクランプ21は、クランプ用シリンダ54を
介して管3の外周を着脱自在に把持し、その把持状態で
回転する刃55を下降することにより、管3の適宜位置を
切断するものである。この刃55はカッタ駆動モータ53に
より回転駆動されると共に、カッタ昇降用シリンダ52を
介し昇降するものである。
【0013】
【使用方法】次に、図13は本装置よる配管ユニットの製
造工程を示す流れ図である。本装置の制御装置にフロッ
ピーディスクが挿入される。このフロッピーディスクに
は、予め継手付配管ユニット(スプール)のスプール番
号や、系統、用途データー一式、管継手の材料、管の長
さ、溶接番号、その他が入力されている。さらに、図1
における継手収納棚18の夫々の番地に収納された管継手
の種類及び大きさが制御装置14に入力される。そこでこ
れらのデーターに基づき管の種類が指示され、本装置の
上流側に配置された図示しない管供給装置を通じて、所
望の管3が図1の如く供給される。このとき、パイプ受
け台12のローラ13が管3の管径に応じて制御装置14の指
示により、上下方向に微調整移動される。それより、管
3がローラ13上に搬送されたとき、管3の軸線とクラン
プ装置4の貫通孔の軸線とを整合させる。そして、管3
をクランプ装置4に貫通させると共に、その先端がパイ
プストッパ16に当接して停止する。そして、クランプ装
置4により管3外周を把持する。
【0014】次いで、パイプストッパ16を回動させると
共に、研磨装置7を搬送ライン1側に進入させる。そし
て図示しないエンコーダを介し、クランプ装置4を下流
側に所定距離移動させ、研磨装置7の貫通孔に管3先端
部を嵌入する。そして、図6及び図7の鎖線の如く管3
を進入させる。ついで、クランプ装置4を回転させつ
つ、縁部研磨体5,外皮研磨体6,アース用外皮研磨体
6aを駆動する。それにより管3の先端縁と、管3の先
端部外周及びそれに隣接した部分の外皮を削り取る。次
いで、クランプ装置4の回転が停止すると共に、管3を
把持したままそれが後退する。すると、研磨装置7が後
退する。次に、レーザマーカ15の先端部が管3の外径に
応じて上下方向に微調整移動されると共に、管3を把持
したクランプ装置4が下流側に移動し、管3の適宜位置
をレーザマーカ15先端部の下方に配置させる。そして、
管3外周に識別記号その他をマーキングする。
【0015】次に、管3を把持したままクランプ装置4
がさらに下流側に移動する。それと共に、継手供給装置
9が制御装置14により指示された継手収納棚18上の所望
の管継手をその継手保持用治具45と共に把持し(図8参
照)、管3の軸線上にその継手の開口を整合して待機す
る。そして、管3の先端部を継手供給装置9の開口に嵌
着する。このとき、搬送ライン1の下方に配置された溶
接アース17が上昇し、前工程で研磨された管3の下面に
接触する。この溶接アース17の上面はV字溝状に形成さ
れ、各種大きさの管3をそのV字溝に接触できるように
構成されている。 そこで次に溶接機10により、継手8
と管3との嵌着部外周の研磨された部分で互いに離間し
た2点を点溶接で仮止め溶接する。次に仮止めが完了す
ると、継手供給装置9の継手クランプ43が開放され、そ
れが搬送ライン1上から後退する。次いで、クランプ装
置4により管3を回転しつつ、管3先端部と継手8との
接続部を本溶接する。このとき継手保持用治具45は継手
嵌着部46を介し、継手8に嵌着されたままの状態にあ
る。
【0016】次に、クランプ装置4をさらに下流側に移
動し、管3の先端部をカッタ11のカッタ用パイプクラン
プ21より前方に突出させる。次いで、カッタ用パイプク
ランプ21により管3外周を把持する。次に、クランプ装
置4の把持部を開放しクランプ装置4を後退させる。そ
して管3の適宜位置を把持すると共に、カッタ用パイプ
クランプ21の把持部を開放する。次いでクランプ装置4
を下流側に移動させ、管3をさらに下流側に突出し、適
宜位置で停止する。次にカッタ用パイプクランプ21によ
り管3外周を把持し、カッタ11の刃55を図11の鎖線の如
く下降させ、管3の適宜位置を切断し一つの配管ユニッ
トを完成する。このような作業が制御装置14の指示によ
り、次々に自動的に行われるものである。
【0017】
【発明の効果】本発明の装置によれば、端部に継手が設
けられた配管ユニットを迅速に且つ自動的に製作するこ
とが可能となり、品質の安定性と省人化に寄与し、その
結果製造原価を大幅に低価させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本製造装置の平面的略図。
【図2】同正面図。
【図3】本装置に用いられるクランプ装置4の正面図。
【図4】同平面図。
【図5】同側面図。
【図6】本装置に用いられる研磨装置7の一部断面正面
図。
【図7】同側面図。
【図8】本装置に用いられる継手供給装置9の継手クラ
ンプ43部分を示す側面図。
【図9】本装置による管3と継手8との溶接状態を示す
説明図。
【図10】本装置により製造された継手付配管ユニットの
一例を示す。
【図11】本装置に用いられるカッタ11の側面図。
【図12】本装置に用いられるカッタ11の正面図。
【図13】本装置の流れ図。
【符号の説明】
1 搬送ライン 2 装置本体 3 管 4 クランプ装置 5 縁部研磨体 6 外皮研磨体 6a アース用外皮研磨体 7 研磨装置 8 継手 9 継手供給装置 10 溶接機 11 カッタ 12 パイプ受け台 13 ローラ 14 制御装置 15 レーザマーカ 16 パイプストッパ 17 溶接アース 18 継手収納棚 19 溶接ロボット 20 継手ロボット 21 カッタ用パイプクランプ 22 ガイドレール 23 ラック 24 ピニオン 25 前後動駆動モータ 26 クランプ回転用モータ 27 パイプ挿入孔 28 ガイドピン 29 端縁研磨体昇降フレーム 30 水平揺動用シリンダ 31 外皮研磨体昇降用シリンダ 32 外皮研磨体フレーム 33 軸 34 軸受 35 フレーム 36 幅方向駆動シリンダ 37 ロッド 39 フレーム昇降シリンダ 40 ガイドピン 41 ガイドピン 42 基部 43 継手クランプ 44 爪部 45 継手保持用治具 46 継手嵌着部 47 端縁研磨部 48 端部外皮研磨部 49 アース用研磨部 50 電極 51 溶接部 52 カッタ昇降用シリンダ 53 カッタ駆動モータ 54 クランプ用シリンダ 55 刃 56 貫通孔
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23P 15/00 B23K 9/00 501 B23K 37/04 B23K 37/053

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配管搬送ライン(1)が設けられた装置
    本体(2)と、前記搬送ライン(1)に案内されて前後
    動自在に駆動されると共に、管(3)の外周が着脱自在
    に把持され、その把持状態でその管軸の回りに回転駆動
    可能なクランプ装置(4)と、そのクランプ装置(4)
    により前記回転駆動された前記管(3)の端部の外皮を
    削る外皮研磨体(6)を有し、その把持されたときの前
    記管の軸線に接離自在に案内される研磨装置(7)と、
    前記管軸に出入り自在に案内され、継手(8)が把持さ
    れその開口の軸線を前記管軸に整合させる継手供給装置
    (9)と、その継手供給装置(9)と前記クランプ装置
    (4)とにより管(3)の端と前記継手(8)とが接続
    された状態で、その接続部を自動溶接する溶接機(10)
    と、を具備する継手付配管ユニットの製造装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、管(3)の外周を着
    脱自在に把持すると共に、その把持状態で前記管を切断
    するカッタ(11)が設けられた継手付配管ユニットの製
    造装置。
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