JP3662318B2 - スパイラル鋼管の外面余盛切削装置 - Google Patents

スパイラル鋼管の外面余盛切削装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はスパイラル鋼管の外面ビードの除去技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9はスパイラル鋼管の製造工程説明図であり、熱間圧延工程で製造したコイル101を巻戻し、レベラ102で平坦化処理をし、エッジシーリング装置103で幅の調整及びサイドエッジの開先形成をし、成形ロール104でスパイラル成形し、内面溶接機105で内面溶接をし、外面溶接機106で外面溶接をし、プラズマトーチ107で所定の管長に切断することで、スパイラル鋼管108を製造する。
【0003】
このスパイラル鋼管108において、母材外面から溶着金属(ビード)の余盛が突起している。被覆鋼管と称して、外面に樹脂や塗料をコートする場合に、外へ突起している外面余盛は邪魔になる。また、管端加工を行なう際に外面にガイドローラを使用する場合があり、そのとき外面余盛が邪魔になる。
そこで、外面余盛を全面的又は局部的に除去して、ビードを母材と面一にするところの外面余盛切削又は研削工程が必要となる。
【0004】
いままでは、次の▲1▼,▲2▼の手法で外面余盛を研削又は切削していた。
▲1▼…オフラインにて、グラインダで外面余盛を研削する。
▲2▼…インラインにて、フライス盤で外面余盛を切削する。即ち、図9の外面溶接機106とプラズマトーチ107との間に、フライス盤を置き、これのフライスカッタを鋼管の外面に当接して、ビードの外面余盛を切削する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記▲1▼は、量産には不向きである。
前記▲2▼は、量産に好適である。フライス盤は管の中心に向ってフライスカッタを進退させる工作機である。ところが、現実のスパイラル鋼管製造において、僅かではあるが、管が径方向に振れる。そのために、余盛の切削不足、切削過多が発生することが分かった。振れが大きいと、ビードのみならず、フライスカッタも傷むので問題である。
【0006】
図10はオフセットの概念図であり、スパイラル鋼管製造工程では、母材を高速で走らせるため、左の母材111と右の母材112との間に、0.1〜3.0mm程度のオフセットδが発生しやすく、このオフセットのために、増々、余盛の切削不足、切削過多がひどくなる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、スパイラル鋼管製造中に発生する振れに追従する切削装置及びオフセットにも追従する切削装置の研究を進め、満足できる装置を完成するに至った。
具体的には、ベースプレートに鋼管の母材へ向って進退自在に載置した台板と、この台板上に取付けた倣いローラ及びビードの余盛の入側及び出側の母材外面までの距離を図る一対の距離計と、前記倣いローラが母材外面に一定の押圧力で当接するまで前記ベースプレートを前進させる第1進退手段と、前記台板に母材へ向って進退自在に載置した主軸台と、この主軸台を進退させる第2進退手段と、前記主軸台の先端に取付けた余盛を切削するためのフライスカッタと、前記距離計からの一対の距離情報を比較し距離の小さい方の母材外面まで前記フライスカッタを送る制御部とからスパイラル鋼管の外面余盛切削装置を構成する。
【0008】
ビードの前後の母材相互間に肉厚方向のオフセットが発生しても、確実に余盛を切削することができる。鋼管が径方向に振れても台板が追従するため、フライスカッタに無理な力が作用せず、カッタの寿命が延びる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るスパイラル鋼管の外面余盛切削装置の斜視図であり、外面余盛切削装置1は、基盤2と、円板状のベースプレート3と、このベースプレート3上に取付けた2本のレール4,4と、これらのレール4,4上を摺動するスライダ5・・・(・・・は複数個を示す。以下同様。)と、これらのスライダ5・・・を下部に備えた脚材6,6と、こられの脚材6,6に載置した装置本体10と、主電動機7とからなる。この主電動機7はケース11の上面に固定され、プーリ8及びベルト9を介して後述の主軸を回動する。12は主軸の先端に取付けたフライスカッタである。
装置本体10は大きなケース11に大部分が収納されているので、ケース11内部を次に説明する。
【0010】
図2は本発明に係る外面余盛切削装置の要部正面図であり、図1の正面図下部を示す透視図である。
装置本体10は、前記脚材6,6の上部に掛け渡した台板13と、この台板13を図表裏方向へ移動させる第1進退手段としてのシリンダユニット14と、台板13上面中央に載置した主軸台15と、台板13上面にブラケット16,16を介して取付けた距離計17A,17Bと、台板13上面に配置した倣いローラ18,19と、次図で説明する送りねじ機構とからなる。
倣いローラ18,19はボール21,21を回転自在に保持した球面ガイドである。
前記主軸台15は、台板13上面に貼ったレール22,22上を摺動するスライダ23・・・の作用で図面表裏方向へ移動可能である。
【0011】
図3は本発明に係る外面余盛切削装置の要部側面図であり、図1の側面図下部を示す透視図である。
前記主軸台15は主軸25を回動自在に保持する。この主軸25には、先端にフライスカッタ12(正しくは正面フライス)、後端にプーリ26を備える。
第2進退手段としての送りねじ機構30は、主軸台15から垂下したナット部材31と、このナット部材31に螺着した送りねじ32と、この送りねじ32を台板13に回転自在に取付けるホルダ33,33と、送りねじ32の一端に取付けたプーリ34と、このプーリ34に巻き掛けたタイミングベルト35と、不図示のプーリ並びにサーボモータとからなる。
シリンダユニット14の作動により、脚材6とともに台板13は図左右に移動し、台板13上の主軸台15、送りねじ機構30、ケース11などが一括して移動する。
次に、送りねじ32の作動により、主軸台15のみが図左右に移動する。ただし、この移動量は、シリンダユニット14による移動量に比べてごく小さく且つ精密である。
【0012】
図4は本発明に係る外面余盛切削装置の要部平面図であり、図1の正面図下部を示す図である。
前記送りねじ機構30のタイミングベルト35、プーリ36及びサーボモータ37の取合いを示す。
また、仮想線L1は倣いローラ18,19のボール21,21の外接線であり、この線L1に向ってフライスカッタ12が進退することを示し、さらに、距離計17A,17Bはフライスカッタ12の両脇を見ていることを示す。
【0013】
以上に述べた外面余盛切削装置の作用を次に説明する。
図5は本発明に係る外面余盛切削装置の作用説明図であり、41は外面溶接機、1は本発明の外面余盛切削装置、42は測長器、43はプラズマトーチ、44は切削/切断制御部、45はプロセス制御部である。測長器42は鋼管46にコロを摺接し、このコロの回転数で鋼管46の進行長さを検出するものであり、プラズマトーチ43は図示せぬ移動手段により、鋼管46と同調して移動する。すなわち、鋼管46は回転しつつ前進する。
【0014】
切削/切断制御部44は、距離計17A,17Bの信号を受けてサーボモータ37を適宜駆動し、フライスカッタ12の出入りを調整するとともに、測長器42の信号を受けてプラズマトーチ43に切断指令を出す。
【0015】
図6は本発明に係る距離計の作用説明図であり、鋼管46のビードを境に入側を母材47A、出側を母材47Bとし、ビードを溶込み部48と余盛49と呼称する。
そして、母材47Aの外面から入側の距離計17Aまでの距離をA、それの実測定値をA0,A1・・・とし、母材47Bの外面から出側の距離計17Bまでの距離をB、それの実測定値をB0,B1・・・とする。
【0016】
図7は本発明に係る外面余盛切削装置の作動フロー図であり、ST××はステップ番号を示す。
ST01;第1進退手段(シリンダユニット)を進動して、台板を前進させ、図6に示す通りに倣いローラ18,19を母材47A,47Bに押圧する。以降、鋼管が振れるとそれに倣って倣いローラ18,19を介して台板が追従する。
ST02;ビードへマニュアルにてフライスカッタを送り、切込み量を決定する。このステップを自動化してもよいが、本実施例では初期切込みを手動式とした。
ST03;自動運転ボタンを押す。以降、自動運転される。
ST04;ST02のボタン押しと同時に、距離A,Bを計測し、その値をA0とB0とする。
【0017】
ST05;距離A0と距離B0とを比較し、A0が小(または等しい)であればST06へ進み、A0が大きければST07へ進む。
ST06;A0を第1基準値Cとする。
ST07;B0を第1基準値Cとする。
ここまでが、初期設定及び初期値取込み工程である。
【0018】
引続き以下の工程を連続又は一定時間毎に実行する。
ST08;距離A,Bを計測し、その値をA1とB1とする。
ST09;距離A1と距離B1とを比較し、A1が小(または等しい)であればST10へ進み、A1が大きければST11へ進む。
ST10;A1を第2基準値Dとする。
ST11;B1を第2基準値Dとする。
ST12;第1基準値Cから第2基準値Dを引き、その値をZとする。
【0019】
ST13;値Zが負又は0であればST14へ進み、正であればST15へ進む。
ST14;フライスカッタを「Zの絶対値」だけ前進させる。
ST15;フライスカッタを「Zの絶対値」だけ後退させる。
ST16;運転停止の指令の有無を調べ、なければST08に戻る。
以降、ST08〜ST16を繰り返す。
【0020】
図8は本発明に係る外面余盛の切削説明図であり、図7の工程によってフライスカッタ12にて余盛が良好に切削できたことを示す。すなわち、本発明によれば母材47A,47B間に肉厚方向のオフセットが発生しても、好しく余盛を切削することができる。
【0021】
尚、図7の工程は一例を示すもので、オフセット付き余盛を良好に切削できれば工程を変更する、または、計算式を変更することは差支えない。
また、第1進退手段14は油圧シリンダ、空圧シリンダが好適であり、要は台板13を鋼管46に向って進退させる手段であれば種類、形式は任意である。
また、第2進退手段30は、送りねじ機構、電動シリンダ、油圧ステッピングシリンダ、ピニオン・ラックが好適であり、要は、フライスカッタ12の位置決めが精密になせる往復移動手段であれば種類、形式は任意である。
【0022】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1は、ベースプレートに鋼管の母材へ向って進退自在に載置した台板と、この台板上に取付けた倣いローラ及びビードの余盛の入側及び出側の母材外面までの距離を図る一対の距離計と、前記倣いローラが母材外面に一定の押圧力で当接するまで前記ベースプレートを前進させる第1進退手段と、前記台板に母材へ向って進退自在に載置した主軸台と、この主軸台を進退させる第2進退手段と、前記主軸台の先端に取付けた余盛を切削するためのフライスカッタと、前記距離計からの一対の距離情報を比較し距離の小さい方の母材外面まで前記フライスカッタを送る制御部とからスパイラル鋼管の外面余盛切削装置を構成する。
【0023】
ビードの前後の母材相互間に肉厚方向のオフセットが発生しても、確実に余盛を切削することができる。鋼管が径方向に振れても台板が追従するため、フライスカッタに無理な力が作用せず、カッタの寿命が延びる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスパイラル鋼管の外面余盛切削装置の斜視図
【図2】本発明に係る外面余盛切削装置の要部正面図
【図3】本発明に係る外面余盛切削装置の要部側面図
【図4】本発明に係る外面余盛切削装置の要部平面図
【図5】本発明に係る外面余盛切削装置の作用説明図
【図6】本発明に係る距離計の作用説明図
【図7】本発明に係る外面余盛切削装置の作動フロー図
【図8】本発明に係る外面余盛の切削説明図
【図9】スパイラル鋼管の製造工程説明図
【図10】オフセットの概念図
【符号の説明】
1…外面余盛切削装置、3…ベースプレート、12…フライスカッタ、13…台板、14…第1進退手段(シリンダユニット)、15…主軸台、17A,17B…距離計、18,19…倣いローラ、25…主軸台、30…第2進退手段(送りねじ機構)、44…制御部(切削/切断制御部)、46…鋼管(スパイラル鋼管)、47A,47B…母材、49…余盛。

Claims (1)

  1. ベースプレートに鋼管の母材へ向って進退自在に載置した台板と、この台板上に取付けた倣いローラ及びビードの余盛の入側及び出側の母材外面までの距離を図る一対の距離計と、前記倣いローラが母材外面に一定の押圧力で当接するまで前記ベースプレートを前進させる第1進退手段と、前記台板に母材へ向って進退自在に載置した主軸台と、この主軸台を進退させる第2進退手段と、前記主軸台の先端に取付けた余盛を切削するためのフライスカッタと、前記距離計からの一対の距離情報を比較し距離の小さい方の母材外面まで前記フライスカッタを送る制御部とからなるスパイラル鋼管の外面余盛切削装置。
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