JP6913654B2 - 鋼管端部の加工方法および加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管端部を面取り加工する加工方法および加工装置に関するものである。

鋼管の外端部に面取り加工を行う面取り装置(加工装置)は、装置本体に回転可能に枢支した主軸に、該主軸と一体的に回転するように回転盤が配設されると共に、該回転盤の前端面には、回転盤の回転中心から径方向に偏位した位置に、位置調整自在に刃物台が配設されている。また、刃物台に、鋼管の加工位置や加工形状等に応じたチップを備えたバイトが装着されている。そして、鋼管の加工位置に合わせて刃物台を位置決めすると共に、回転盤の前端面に鋼管の端面を対向した状態で、該回転盤を所要方向に回転すると共に鋼管端部に近接するように移動することにより、該回転盤の回転に伴って旋回する刃物台のチップで鋼管の外端部が面取り加工される。

前記面取り装置は、前記刃物台に対して揺動可能に配設した回動腕に、前記バイトが装着されると共に、前記鋼管の外周面に当接可能な倣いローラが回動可能に配設されており、バイトは、倣いローラが鋼管の外周面に当接した状態で前記チップが鋼管端部の加工位置に適正に位置するように位置決めされている。また、回動腕は、倣いローラを、鋼管の外周面に常に当接するようにバネにより付勢されている。そして、倣いローラを鋼管の外周面に当接するよう回動腕をバネにより付勢した状態で回転盤を回転することで、鋼管の外端部に沿ってバイトのチップが適正に旋回して、高精度で面取り加工を行い得るようになっている(例えば、特許文献１参照)。

特開２００３−２５１０３号公報

前記面取り装置では、前記バネによって倣いローラを鋼管の外周面に常に当接させるように回動腕を付勢しているため、面取り加工後に鋼管端部から回転盤を軸方向に離間移動する際に、バネで付勢されている倣いローラが、面取り加工された加工面に押し付けられた状態で移動するため、該倣いローラによって加工面が損傷する問題があった。また、面取り加工後は、回転盤を回転しつつ鋼管端部から軸方向に離間移動しており、このときに回動腕に作用する遠心力は、倣いローラを鋼管の外周面に押し付ける方向に作用するため、該遠心力とバネの付勢力とによって倣いローラが加工面に押し付けられることで、該加工面の損傷が顕著になる問題もあった。

本発明は、従来の技術に内在する前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、鋼管における加工後の加工面が、倣いローラによって損傷するのを防ぐことができる鋼管端部の加工方法および加工装置を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１の発明に係る鋼管端部の加工方法は、
回転盤に設けた加工手段を、鋼管の中心軸線回りに旋回させて鋼管の端部を加工する加工方法であって、
前記加工手段と一体的に移動するように前記回転盤に設けた倣いローラを、前記回転盤の回転に伴う遠心力によって、前記鋼管の外周面から該倣いローラを径方向に離間するように付勢する付勢手段の付勢力に抗して鋼管の外周面に当接した状態で、前記加工手段を鋼管の端部に押し付けるように前記回転盤を前進移動して加工し、
前記加工手段での加工が完了した前記回転盤を後退移動する際に、前記倣いローラが鋼管の加工面に至る前に前記回転盤の回転速度を、回転に伴う遠心力が前記付勢手段の付勢力より小さくなるまで下げることで、該付勢手段の付勢力によって倣いローラを鋼管の外周面から離間するようにしたことを要旨とする。
これによれば、回転盤の回転速度を可変することで、付勢手段の付勢力によって倣いローラを鋼管の外周面から離間させることができるので、回転盤を鋼管から離間させる際に倣いローラが鋼管の加工面に押し付けられることはなく、該加工面が損傷するのを防止することができ、得られる製品品質を向上し得る。

請求項２に係る発明は、
前記加工手段での加工が完了した際に、該加工手段が鋼管の端面より外方に至るまで前記回転盤を後退移動した後に、前記付勢手段の付勢力より遠心力が小さくなるまで回転盤の回転速度を下げるようにしたことを要旨とする。
これによれば、加工手段が鋼管の端面より外方に至るまでは、付勢手段の付勢力によって加工手段が鋼管の加工面に押し付けられることはないから、該加工面が加工手段によって傷付くのを防止できる。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項３の発明に係る鋼管端部の加工装置は、
回転盤に設けた加工手段を鋼管の中心軸線回りに旋回させて鋼管の端部を加工する加工装置であって、
前記鋼管の中心軸線方向に前記回転盤を移動可能な移動手段と、
前記回転盤に回動可能で前記加工手段と一体的に移動するように配設され、前記鋼管の外周面に当接可能な倣いローラと、
前記倣いローラを、前記鋼管の外周面から径方向に離間する方向に付勢する付勢手段と、
前記回転盤を回転駆動する駆動手段と、
前記回転盤の回転に伴う遠心力により、前記倣いローラを前記鋼管の外周面に当接する方向に移動させる作動手段とを備え、
前記鋼管の加工に際し、前記作動手段で移動される前記倣いローラが鋼管の外周面に当接するよう前記付勢手段の付勢力より遠心力が大きくなる回転速度で前記回転盤を回転すると共に、前記加工手段での加工が完了した前記回転盤を移動する際は、前記倣いローラが前記付勢手段の付勢力によって鋼管の外周面から離間するよう該付勢力より遠心力が小さくなる回転速度で該回転盤を回転するように前記駆動手段を制御し得るよう構成したことを要旨とする。
これによれば、回転盤の回転速度を可変することで、付勢手段の付勢力によって倣いローラを鋼管の外周面から離間させることができるので、回転盤を鋼管から離間させる際に、倣いローラが鋼管の加工面に押し付けられるのを防いで、該加工面が損傷するのを防止することができ、得られる製品品質を向上し得る。また、回転盤の回転時に発生する遠心力と、付勢手段の付勢力とを用いて倣いローラを鋼管の外周面に当接したり離間させる構成であるので、倣いローラを鋼管の外周面に対して近接・離間移動する駆動手段を用いる必要はなく、簡単な構成で加工面が損傷するのを防ぐことができる。

請求項４に係る発明は、
前記倣いローラは、前記移動手段で回転盤を前記鋼管の端面に近接する方向において前記加工手段より前側に配置され、
前記加工手段での加工が完了した前記回転盤を、遠心力が前記付勢力より大きくなる回転速度で回転したまま前記加工手段が鋼管の端面より外方に至るまで前記移動手段で移動させた後、前記倣いローラが鋼管端部の加工面に至る前に遠心力が前記付勢力より小さくなる回転速度で回転盤を回転するように前記駆動手段を制御するよう構成したことを要旨とする。
これによれば、加工手段が鋼管の端面より外方に至るまでは、付勢手段の付勢力によって加工手段が鋼管の加工面に押し付けられることはないから、該加工面が加工手段によって傷付くのを防止できる。

請求項５に係る発明は、
前記付勢手段の付勢力によって移動する前記倣いローラを、前記鋼管の外周面から離間する位置に位置規制する規制部材を備えたことを要旨とする。
これによれば、付勢手段の付勢力によって移動する倣いローラを規制部材で位置規制するよう構成したので、付勢手段の付勢力より小さな遠心力が発生している状態や回転盤の回転を停止している状態で回転盤を移動する際に、倣いローラを定位置で支持することができる。

本発明に係る鋼管端部の加工方法および加工装置によれば、鋼管における加工後の加工面が、倣いローラを移動する際に損傷するのを防止することができる。

実施例に係る加工装置の全体を示す概略構成図である。 実施例に係る加工装置における回転盤の正面図である。 実施例に係る第１刃物台を示す図２のＡ矢視図である。 実施例に係る第２刃物台を示す図２のＢ矢視図である。 実施例に係る第１刃物台を拡大して示す説明正面図である。 実施例に係る第２チップにより鋼管の内端部を面取り加工する際の工程図である。 実施例に係る加工装置のタイミングチャート図である。

次に、本発明に係る鋼管端部の加工方法および加工装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

図１は、実施例に係る加工装置の全体を示す概略構成図であって、ベース１０の上面に一対のガイドレール１２,１２(一方のみ図示)が平行に配設され、このガイドレール１２,１２に装置本体１４が摺動走行可能に載架されている。また装置本体１４の前方に臨むベース１０上には、鋼管１６の端面を装置本体１４に対向した状態で該鋼管１６を保持する保持装置１８が配置される。そして装置本体１４は、保持装置１８で保持された鋼管１６に対し、図示しない制御手段によって駆動制御される例えばサーボモータにより正逆回転されるネジ軸とナットの組合わせ等からなる移動手段２０によって、該鋼管１６の中心軸線方向に移動して、後述する回転盤２２を鋼管端面に近接・離間移動し得るよう構成される。また移動手段２０は、サーボモータに設けたエンコーダ等の位置検出手段(図示せず)によって、鋼管１６に対する装置本体１４(後述する加工手段としてのチップ３８ａ,５２ａや倣いローラ４２,５４の位置を)を検出し得るよう構成されて、制御手段は、位置検出手段による位置検出に基づいて、後述する回転盤２２の回転速度を可変速制御し得るよう構成される。

前記装置本体１４の内部には、前記ガイドレール１２と平行に主軸(図示せず)が回転可能に枢支され、該主軸の本体前面に突出する軸端に円形の回転盤２２が一体的に回転するように配設されている。主軸には、ギヤやベルト等からなる伝達系(図示せず)を介して駆動モータ(駆動手段)２４が接続され、該駆動モータ２４を前記制御手段によって駆動制御することにより、主軸および回転盤２２が一体的に回転するよう構成される。なお、回転盤２２に対して前記鋼管１６は、その軸心を回転盤２２の回転中心に一致した状態で位置決めされる。実施例では、主軸が回転盤２２の回転軸となる。なお、実施例では、保持装置１８で保持された鋼管１６に対する回転盤２２の近接移動を前進移動、鋼管１６に対する回転盤２２の離間移動を後退移動と指称する場合がある。

前記回転盤２２の前面には、図２に示す如く、２基の刃物台２６,２８の夫々が、回転盤２２の回転中心Ｃ_０を通って径方向に延在する基準線Ｌに沿って移動可能に配設されている。なお、２基の刃物台２６,２８に関連する基本的な構成は同一であるので、図２において回転盤２２の回転中心Ｃ_０より上側に配設される第１刃物台２６に関する構成について説明し、下側の第２刃物台２８に関する同一部材には同じ符号を付して示すこととする。

前記回転盤２２には、２本のガイド３０,３０が、前記基準線Ｌと直交する方向に離間して該基準線Ｌと平行に設けられ、両ガイド３０,３０に沿って第１刃物台２６が摺動可能で、かつ複数(実施例では４個)の固定手段としてのボルト３２により任意の位置で回転盤２２に直接位置決め固定可能に構成されている。なお、図示しないが、回転盤２２の前面に、ガイド３０の延在方向に所定間隔で目盛が付されたスケールが配設されており、作業者は、第１刃物台２６を鋼管１６の管径に応じた任意の目盛に合わせることで、該第１刃物台２６の位置調整を簡単に行い得るようになっている。

前記第１刃物台２６には、前記主軸と平行に支持軸３４が前方に向けて突設され、該支持軸３４に揺動部材(作動手段)３６が揺動可能に支持されている。この揺動部材３６の支持軸３４を挟んで、該支持軸３４の径方向の一方(回転盤２２の回転中心Ｃ_０に近接する側)に延出する第１腕部３６ａに、前記鋼管１６の外端部に面取り加工を施す第１チップ(外端部用の加工手段)３８ａが取付けられた第１バイト３８が着脱交換自在に装着される(図３参照)。また、第１腕部３６ａには、前記支持軸３４(主軸)と平行な保持軸４０が前方に向けて突設されており、該保持軸４０に第１倣いローラ(外端部用の倣いローラ)４２が回動可能に配設してある。すなわち、揺動部材３６は、回転盤２２の回転軸(主軸)と平行な軸回りに揺動可能に第１刃物台２６(回転盤２２)に支持されると共に、第１倣いローラ４２は、回転盤２２の回転軸(主軸)と平行な軸回りに回動可能に揺動部材３６に配設される。

前記第１刃物台２６に配設される第１倣いローラ４２および第１チップ３８ａは、第１倣いローラ４２を鋼管１６の外周面から離間する方向に揺動部材３６が揺動することで、第１チップ３８ａが鋼管１６の外端部から離間する方向に移動し、第１倣いローラ４２を鋼管１６の外周面に当接する方向に揺動部材３６が揺動することで、第１チップ３８ａが鋼管１６の外端部に近接する方向に移動する関係となっている。

前記第１倣いローラ４２は、図３に示す如く、外周面が等径の倣い面４２ａと、該倣い面４２ａに連続して前端に向けて直径が徐々に小さくなる案内面４２ｂとが形成され、前記第１チップ３８ａによる面取り加工(加工)に際し、前記倣い面４２ａが前記鋼管１６の外周面に当接するよう構成される。前記揺動部材３６に対して第１倣いローラ４２は、前記回転盤２２を鋼管１６の端面に向けて近接する方向において第１チップ３８ａより前側に配置され、回転盤２２を前進移動する際には、鋼管１６に対して先に第１倣いローラ４２が当接し、該第１倣いローラ４２の倣い面４２ａが鋼管１６の外周面に当接した以後に、第１チップ３８ａが加工部である鋼管１６の外端部に押し付けられるよう構成される。すなわち、倣い面４２ａが鋼管１６の外周面に当接した倣い状態で前記回転盤２２を回転することで、第１チップ３８ａが、鋼管１６の中心軸線回りに旋回して外端部を面取り加工するようになっている。なお、第１倣いローラ４２の案内面４２ｂは、回転盤２２を鋼管１６の端面に近接移動する際に、前記倣い面４２ａを外周面に案内するべく機能する。

図２、図５に示す如く、前記第１刃物台２６に支持した前記揺動部材３６の重心位置Ｍ_１は、該揺動部材３６の揺動中心Ｃ_１を挟んで前記第１倣いローラ４２の配設側とは反対側に位置し、面取り加工するために前記回転盤２２を所要方向(実施例では図２における時計回り)に回転した際に揺動部材３６に発生する遠心力が、第１倣いローラ４２を鋼管１６の外周面に当接する方向に揺動部材３６を揺動するように作用するよう構成される。すなわち、揺動部材３６は、回転盤２２の回転に伴う遠心力により、第１倣いローラ４２を鋼管１６の外周面に当接する方向に移動させる作動手段として機能する。

図２に示す如く、前記揺動部材３６における支持軸３４を挟んで第１腕部３６ａと反対方向に延出する第２腕部３６ｂに可動側支持部材４４が配設されると共に、前記第１刃物台２６には、該可動側支持部材４４から離間する位置に固定側支持部材４６が配設されている。そして、両支持部材４４,４６間に、付勢手段としての第１圧縮コイルバネ(外端部用の付勢手段)４８が弾力的に介装されている。この第１圧縮コイルバネ４８は、揺動部材３６を、前記第１倣いローラ４２が鋼管１６の外周面から径方向に離間する方向(図２、図５の反時計回り)に前記支持軸３４を中心として揺動するように付勢するべく機能する。

前記第１刃物台２６の前面には、後述する加工時回転速度ＲＡで回転盤２２を回転した際に発生する遠心力によって第１圧縮コイルバネ４８の付勢力に抗して図２における時計回りに揺動する揺動部材３６の第１腕部３６ａが当接可能な位置にストッパ５０が配設され、該ストッパ５０によって揺動部材３６の揺動角度を規制するよう構成される。実施例では、ストッパ５０に第１腕部３６ａが当接した状態で、前記第１倣いローラ４２の案内面４２ｂが、前記保持装置１８に保持されている鋼管１６の外端縁に当接し得る位置に臨むよう構成される(図６(ａ)参照)。すなわち、加工装置による面取り加工の開始時に、回転盤２２を鋼管１６の端面に近接するように前進移動する際には、鋼管１６の外端縁に第１倣いローラ４２の案内面４２ｂが当接し、更に回転盤２２が前進移動することで揺動部材３６が揺動して、第１倣いローラ４２の倣い面４２ａが鋼管１６の外周面に至るように案内される(図６(ｂ)参照)。また、第１刃物台２６には、第１圧縮コイルバネ４８の付勢力によって図２における反時計回りに揺動される揺動部材３６の第１腕部３６ａが当接可能な位置に規制部材５１が配設され、第１腕部３６ａを規制部材５１に当接することで第１倣いローラ４２を、倣い面４２ａが鋼管１６の外周面から離間した位置に位置規制するよう構成される(図６(ｄ)参照)。

ここで、前記加工装置において、面取り加工時における回転盤２２の加工時回転速度をＲＡ、加工時回転速度ＲＡで回転盤２２を回転した場合に、第１倣いローラ４２を鋼管１６の外周面に当接する方向に揺動部材３６を揺動するように作用する加工時遠心力をＦＡ_１、前記第１圧縮コイルバネ４８によって第１倣いローラ４２を鋼管１６の外周面から離間する付勢力をＫ_１とした場合に、加工時遠心力ＦＡ_１は、付勢力Ｋ_１より大きくなるよう構成される。また、加工時回転速度ＲＡより低速の解除時回転速度をＲＢ、該解除時回転速度ＲＢで回転盤２２を回転した際に、第１倣いローラ４２を鋼管１６の外周面に当接する方向に揺動部材３６を揺動するように作用する解除時遠心力をＦＢ_１とした場合に、該解除時遠心力ＦＢ_１は、付勢力Ｋ_１より小さくなるよう構成される。すなわち、回転盤２２を加工時回転速度ＲＡで回転した場合に第１倣いローラ４２は、前記加工時遠心力ＦＡ_１が第１圧縮コイルバネ４８の付勢力Ｋ_１より大きくなることで、第１倣いローラ４２は加工時遠心力ＦＡ_１によって鋼管１６の外周面に当接するように押し付けられる。これに対し、回転盤２２を解除時回転速度ＲＢで回転した場合に第１倣いローラ４２は、解除時遠心力ＦＢ_１が第１圧縮コイルバネ４８の付勢力Ｋ_１より小さくなることで、第１倣いローラ４２は付勢力Ｋ_１によって鋼管１６の外周面から離間される。実施例では、付勢力Ｋ_１、加工時遠心力ＦＡ_１、解除時遠心力ＦＢ_１は、ＦＢ_１＜Ｋ_１＜ＦＡ_１の関係に設定される。

また、前記第１倣いローラ４２の倣い面４２ａが鋼管１６の外周面に当接した状態で、図３に示すように、前記第１チップ３８ａは鋼管１６における外端部に所要角度で当接して、該部位に面取り加工を施し得るよう設定される。そして、前記揺動部材３６に対して第１チップ３８ａは、該チップ３８ａにより鋼管１６の外端部に面取り加工を施す際に生ずる切削力が、揺動部材３６を図２において時計回り、すなわち第１倣いローラ４２を鋼管１６の外周面に押し付ける方向に付勢するように作用する位置に配設されている。これにより、面取り加工中に、第１倣いローラ４２が鋼管１６の外周面から離間して加工精度が低下するのは防止されるようになっている。

次に、前記第２刃物台２８に関連する構成につき、前記第１刃物台２６に関連する構成とは異なる構成につき説明する。第２刃物台２８に配設された揺動部材３６の第１腕部３６ａに、前記鋼管１６の内端部に面取り加工(加工)を施す第２チップ(内端部用の加工手段)５２ａが取付けられた第２バイト５２が着脱交換自在に装着される。また、第１腕部３６ａに突設した保持軸４０に回動可能に配設した第２倣いローラ５４には、図４に示す如く、第１倣いローラ４２と同様の倣い面５４ａと案内面５４ｂとが形成され、前記第２チップ５２ａによる面取り加工に際し、前記倣い面５４ａが前記鋼管１６の外周面に当接すると共に、案内面５４ｂによって倣い面５４ａを鋼管１６の外周面に案内するよう構成される。

前記第１刃物台２６と同様の構成で第２刃物台２８の揺動部材３６の第２腕部３６ｂに配設される付勢手段としての第２圧縮コイルバネ(内端部用の付勢手段)５６は、揺動部材３６を、前記第２倣いローラ５４が鋼管１６の外周面から径方向に離間する方向(図２の反時計回り)に前記支持軸３４を中心として揺動部材３６を揺動するように付勢するべく機能する。また、第２刃物台２８には、前記第１刃物台２６に配設したストッパ５０および規制部材５１と同じ機能を有するストッパ５０および規制部材５１が配設されており、ストッパ５０および規制部材５１によって、揺動部材３６の揺動角度を規制し得るよう構成される。

前記第２倣いローラ５４の倣い面５４ａが鋼管１６の外周面に当接した状態で、図４に示すように、前記第２チップ５２ａは鋼管１６における内端部に所要角度で当接して、該部位に面取り加工を施し得るよう設定される。また前記揺動部材３６に対して第２チップ５２ａは、該チップ５２ａにより鋼管１６の内端部に面取り加工を施す際に生ずる切削力が、揺動部材３６を図２において時計回り、すなわち第２倣いローラ５４を鋼管１６の外周面に当接する方向に揺動するように作用する位置に配設されている。これにより、面取り加工中に、第２倣いローラ５４が鋼管１６の外周面から離間して加工精度が低下するのが防止されるようになっている。

なお、前記第２刃物台２８に配設される第２倣いローラ５４と第２チップ５２ａとは、第２倣いローラ５４を鋼管１６の外周面から離間する方向に揺動部材３６が揺動することで、第２チップ５２ａが鋼管１６の内端部に近接する方向に移動し、第２倣いローラ５４を鋼管１６の外周面に当接する方向に揺動部材３６が揺動することで、第２チップ５２ａが鋼管１６の内端部から離間する方向に移動する関係となっている(図６参照)。

図２に示す如く、前記第２刃物台２８に支持した揺動部材３６の重心位置Ｍ_２は、該揺動部材３６の揺動中心Ｃ_１を挟んで前記第２倣いローラ５４の配設側とは反対側に位置し、面取り加工するために前記回転盤２２を図２における時計回りに回転した際に揺動部材３６に発生する遠心力が、第２倣いローラ５４を鋼管１６の外周面に当接する方向に揺動部材３６を揺動するように作用するよう構成される。すなわち、揺動部材３６は、回転盤２２の回転に伴う遠心力により、第２倣いローラ５４を鋼管１６の外周面に当接する方向に移動させる作動手段として機能する。そして、第２刃物台２８において、加工装置による面取り加工時における回転盤２２の加工時回転速度ＲＡ、加工時回転速度ＲＡで回転盤２２を回転した際に揺動部材３６に生ずる加工時遠心力ＦＡ_２、前記第２圧縮コイルバネ５６による付勢力Ｋ_２、解除時回転速度ＲＢ、該解除時回転速度ＲＢで回転盤２２を回転した際に揺動部材３６に生ずる解除時遠心力ＦＢ_２の関係は、第１刃物台２６に関連して説明したと同様である。すなわち、回転盤２２を加工時回転速度ＲＡで回転した場合に第２倣いローラ５４は、加工時遠心力ＦＡ_２が第２圧縮コイルバネ５６による付勢力Ｋ_２より大きくなることで、第２倣いローラ５４は加工時遠心力ＦＡ_２によって鋼管１６の外周面に当接するように押し付けられ、回転盤２２を解除時回転速度ＲＢで回転した場合に第２倣いローラ５４は、解除時遠心力ＦＢ_２が第２圧縮コイルバネ５６の付勢力Ｋ_２より小さくなることで、第２倣いローラ５４は付勢力Ｋ_２によって鋼管１６の外周面から離間される。また、付勢力Ｋ_２、加工時遠心力ＦＡ_２、解除時遠心力ＦＢ_２の関係は、第１刃物台２６に関連して説明したと同様に、ＦＢ_２＜Ｋ_２＜ＦＡ_２に設定される。

実施例の加工装置では、図７に示す如く、面取り加工を行う場合に、前記制御手段は、前記保持装置１８に保持されている鋼管１６から離間する待機位置から装置本体１４を前進移動して鋼管１６に前記回転盤２２を近接するよう前記移動手段２０(サーボモータ)を制御し、前記各倣いローラ４２,５４が鋼管１６に接触するまでの間に、該回転盤２２の回転速度を加工時回転速度ＲＡとなるように前記駆動モータ２４を制御する。そして、前記チップ３８ａ,５２ａでの鋼管１６の外端部および内端部の面取り加工が完了した後、前記制御手段は、移動手段２０(サーボモータ)を制御して装置本体１４を後退移動して回転盤２２を鋼管１６から離間する際には、前記倣いローラ４２,５４が鋼管１６の加工済みの外端部の加工面１６ａに至る前に、回転盤２２の回転速度を解除時回転速度ＲＢまで下げるように駆動モータ２４を制御する。また、実施例の加工装置では、チップ３８ａ,５２ａでの面取り加工が完了した後の回転盤２２の後退移動に際して、鋼管１６の内端部を面取り加工する第２チップ５２ａが鋼管１６の端面より外方に至るまで(加工手段が鋼管の外部に抜けるまで)は、回転盤２２の回転速度を加工時回転速度ＲＡに維持し、その後に倣いローラ４２,５４が加工面１６ａに至る前に解除時回転速度ＲＢまで下げるように駆動モータ２４を制御手段で制御するよう構成される。なお、第２チップ５２ａが鋼管１６の端面より外方に至るタイミングおよび倣いローラ４２,５４が加工面１６ａに至るタイミングは、前記移動手段２０に設けた位置検出手段によって制御手段が認識する。

〔実施例の作用〕
次に、前述のように構成された実施例の加工装置の作用につき、加工方法との関係で説明する。

待機位置に位置する前記装置本体１４において、前記保持装置１８に保持された鋼管１６の寸法に応じて、前記第１刃物台２６および第２刃物台２８を回転盤２２に対して夫々位置調整し、ボルト固定する。このとき、前記各揺動部材３６は、対応する圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２によって規制部材５１に夫々当接した非押付け状態に保持されている。この非押付け状態において、各倣いローラ４２,５４の倣い面４２ａ,５４ａは、加工対象となる鋼管１６の外周面に対応する位置より径方向外方に位置決めされる。

前記移動手段２０により装置本体１４および回転盤２２を前進移動すると共に、前記駆動モータ２４により回転盤２２を回転駆動する。回転盤２２の回転速度が前記解除時回転速度ＲＢより上がると、前記圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２より、各揺動部材３６を図２における時計回りに揺動する遠心力が大きくなり、各揺動部材３６は圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２に抗して時計回りに揺動して、各第１腕部３６ａが対応するストッパ５０に当接して位置規制される。すなわち、各倣いローラ４２,５４の案内面４２ｂ,５４ｂが、鋼管１６の外端縁に当接可能な位置に位置決めされる(図６(ａ)参照)。

図７に示す如く、前記回転盤２２の回転速度を加工時回転速度ＲＡに維持して前記装置本体１４と共に回転盤２２を前進移動すると、各倣いローラ４２,５４の案内面４２ｂ,５４ｂが、鋼管１６の外端縁に当接する。そして、装置本体１４および回転盤２２の前進移動に伴って、案内面４２ｂ,５４ｂが鋼管１６の外端縁に当接した状態で、前記各揺動部材３６が支持軸３４を中心として図２における反時計回りに揺動しつつ各倣いローラ４２,５４が鋼管１６の径方向外方に移動して、前記倣い面４２ａ,５４ａが鋼管１６の外周面に当接するに至る。倣い面４２ａ,５４ａが鋼管１６の外周面に当接した状態で、前記第１バイト３８の第１チップ３８ａは、回転盤２２の回転により鋼管１６の外周面に倣う軌跡で外周端に沿って旋回すると共に、前記第２バイト５２の第２チップ５２ａは、回転盤２２の回転により鋼管１６の外周面に倣う軌跡で内周端に沿って旋回する。

前記回転盤２２の回転速度を加工時回転速度ＲＡに維持して該回転盤２２を更に前進移動すると、旋回している第１チップ３８ａにより鋼管１６の外端部が面取り加工されると共に、旋回している第２チップ５２ａにより鋼管１６の内端部が面取り加工される(図６(ｂ)参照)。このとき、各倣いローラ４２,５４は、対応する圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２より大きな加工時遠心力ＦＡ_１,ＦＡ_２によって所要の押圧力で鋼管１６の外周面に当接するように押し付けられるので、倣いローラ４２,５４による確実な倣いが行われて高精度の面取り加工が達成される。また、各チップ３８ａ,５２ａによる切削力も倣いローラ４２,５４を鋼管１６の外周面に当接するように押し付ける方向に作用するから、倣いローラ４２,５４によるより確実な倣いが行われる。

前記チップ３８ａ,５２ａによる面取り加工が完了すると、前記制御手段は、前記移動手段２０(サーボモータ)を制御して、装置本体１４と共に回転盤２２を、鋼管１６から離間するように後退移動する。この場合に、前記倣いローラ４２,５４が鋼管１６の加工面１６ａに至る前であって、前記第２チップ５２ａが鋼管１６の端面より外方に至るまで制御手段は、回転盤２２の回転速度を加工時回転速度ＲＡに維持するように前記駆動モータ２４を制御する。すなわち、第２チップ５２ａが鋼管１６の端面より外方に至るまでは、前記圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２より大きな加工時遠心力ＦＡ_１,ＦＡ_２によって倣いローラ４２,５４が鋼管１６の外周面に当接しているから、鋼管１６の内端部の加工面１６ｂに第２チップ５２ａが押し付けられて該加工面１６ｂが傷付くことはない。

前記第２チップ５２ａが鋼管１６の端面より外方に至った後(チップ３８ａ,５２ａが鋼管１６の加工面１６ａ,１６ｂから離間した後)に、前記制御手段は、前記駆動モータ２４を制御して前記回転盤２２の回転速度を解除時回転速度ＲＢまで下げる。前記圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２は、解除時回転速度ＲＢで生ずる解除時遠心力ＦＢ_１,ＦＢ_２より大きいので、該圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２によって、各揺動部材３６は、倣いローラ４２,５４が鋼管１６の外周面から離間する方向に揺動する。従って、回転盤２２の後退移動に伴って移動する倣いローラ４２,５４が鋼管１６の加工面１６ａに至る前に、該倣いローラ４２,５４は鋼管１６の外周面から径方向に離間し、前記第１チップ３８ａで面取り加工された加工面１６ａに倣いローラ４２,５４が押し付けられることはなく、該加工面１６ａが損傷するのは防止される。

実施例の加工装置では、倣いローラ４２,５４が鋼管１６の外周面から離間する方向に揺動部材３６を揺動付勢する圧縮コイルバネ４８,５６を設けると共に、該圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２を、回転盤２２を加工時回転速度ＲＡで回転した場合に倣いローラ４２,５４を鋼管１６の外周面に当接する方向に作用する加工時遠心力ＦＡ_１,ＦＡ_２より小さく、加工時回転速度ＲＡより低速の解除時回転速度ＲＢで回転盤２２を回転した場合に倣いローラ４２,５４を鋼管１６の外周面に当接する方向に作用する解除時遠心力ＦＢ_１,ＦＢ_２より大きく設定したので、回転盤２２の回転速度を加工時回転速度ＲＡから解除時回転速度ＲＢまで下げるだけで、圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２によって倣いローラ４２,５４を鋼管１６の外周面から離間させることができる。すなわち、圧縮コイルバネ４８,５６を設けた簡単な構成によって、倣いローラ４２,５４による確実な倣いを達成すると共に、面取り加工後の加工面１６ａが倣いローラ４２,５４によって損傷するのを防止することができ、得られる製品品質を向上し得る。また、回転盤２２の回転速度を変えるだけで、倣いローラ４２,５４を鋼管１６の外周面に当接したり離間させることができるので、倣いローラ４２,５４を鋼管１６の外周面に対して近接・離間移動するための専用のシリンダやモータ等の駆動手段を用いる必要はなく、簡単な構成で加工面１６ａが損傷するのを防ぐことができる。

また、実施例のように、鋼管１６の外端部の面取り加工に併せて、該鋼管１６の内端部を面取り加工するため、前記第２刃物台２８に、鋼管１６の外周面に当接可能な内端部用の第２倣いローラ５４と、該第２倣いローラ５４と一体的に移動する内端部用の第２チップ５２ａとを設けた場合に、面取り加工の完了後に前記回転盤２２を後退移動する際には、第２チップ５２ａが鋼管１６の端面より外方に至るまでは回転盤２２の回転速度を加工時回転速度ＲＡに維持することで、前記第２圧縮コイルバネ５６の付勢力Ｋ_２によって第２倣いローラ５４が鋼管１６の外周面から離間するのを防ぐことができる。すなわち、第２圧縮コイルバネ５６の付勢力Ｋ_２によって第２チップ５２ａが鋼管１６の内端部の加工面１６ｂに押し付けられることはなく、該加工面１６ｂが傷付くのを確実に防止し得る。

また、前記圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２より小さな遠心力が揺動部材３６に作用している状態や、回転盤２２の回転を停止している状態において、圧縮コイルバネ４８,５６の付勢力Ｋ_１,Ｋ_２によって付勢される揺動部材３６を位置規制する規制部材５１を設けているので、回転盤２２の移動時に揺動部材３６がガタ付いたりするのを防止して、倣いローラ４２,５４を定位置に支持することができる。

〔変更例〕
本願は、前述した実施例の構成に限定されるものでなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
１．実施例では、倣いローラを鋼管の外周面から離間する方向に付勢する付勢手段として圧縮コイルバネを用いたが、引張りコイルバネや皿バネ等、各種のバネを用いることができる。
２．実施例では、回転盤に２基の刃物台を配設したが、１基あるいは３基以上の刃物台を配設してもよく、各刃物台が本願発明の構成を採用していればよい。
３．回転盤に、鋼管の外端部の面取り加工を施す刃物台(実施例では第１刃物台)のみを配設した構成であれば、面取り加工が完了した後、回転盤の後退移動を開始する前に回転盤の回転速度を直ちに解除時回転速度まで下げるようにしてもよい。すなわち、第１倣いローラと第１チップ(外端部用の加工手段)は何れも鋼管の外側に位置しているので、第１倣いローラが第１圧縮コイルバネの付勢力によって鋼管の外周面から離間しても、第１チップが鋼管に干渉することはないからである。
４．実施例の構成において、揺動部材に錘を設けて重心位置を変えることで、面取り加工時に作用する遠心力を増加して、面取り加工時に倣いローラを鋼管の外周面に押し付ける押圧力を高めて、より安定した倣いを行うようにすることができる。
５．実施例では、揺動部材を、回転盤に対して位置調整可能に配設した刃物台に配設したが、単一の管径の鋼管の端部に面取り加工を施す構成であれば、揺動部材を回転盤に直接配設するようにしてもよい。

６．実施例では、圧縮コイルバネの付勢力に抗して倣いローラを鋼管の外周面に当接する方向に移動する場合の回転盤の回転速度を、加工時回転速度としたが、圧縮コイルバネの付勢力に抗して倣いローラを鋼管の外周面に当接する方向に移動する場合の回転盤の回転速度は、回転盤の回転に伴う遠心力が、圧縮コイルバネの付勢力より大きくなる回転速度であればよい。すなわち、実施例では、加工完了後に回転盤を後退移動する際に、第２チップ(加工手段)が鋼管の端面より外方に至るまで回転盤の回転速度を加工時回転速度に維持するようにしたが、第２チップ(加工手段)が鋼管の端面より外方に至るまで、遠心力が圧縮コイルバネの付勢力より大きい範囲であれば、回転盤の回転速度を変速(減速または増速)するものであってもよい。
７．実施例では、回転盤(刃物台)に揺動自在に支持した揺動部材の重心位置を、該揺動部材の揺動中心を挟んで倣いローラと反対側に設定することで、回転盤の回転に伴う遠心力によって揺動部材を揺動して倣いローラを鋼管の外周面に当接する方向に移動するよう構成したが、回転盤(刃物台)に対して直線的に移動する支持部材に加工手段および倣いローラを設け、作動手段を介して支持部材を、回転盤の回転に伴う遠心力により直線的に移動して倣いローラを鋼管の外周面に当接させる構成を採用することができる。

１６ 鋼管
１６ａ 加工面
２０ 移動手段
２２ 回転盤
２４ 駆動モータ(駆動手段)
３６ 揺動部材(作動手段)
３８ａ 第１チップ(加工手段)
４２ 第１倣いローラ(倣いローラ)
４８ 第１圧縮コイルバネ(付勢手段)
５１ 規制部材
５２ａ 第２チップ(加工手段)
５４ 第２倣いローラ(倣いローラ)
５６ 第２圧縮コイルバネ(付勢手段)
ＦＡ_１ 加工時遠心力(遠心力)
ＦＢ_１ 解除時遠心力(遠心力)
ＦＡ_２ 加工時遠心力(遠心力)
ＦＢ_２ 解除時遠心力(遠心力)
Ｋ_１ 第１圧縮コイルバネの付勢力(付勢手段の付勢力)
Ｋ_２ 第２圧縮コイルバネの付勢力(付勢手段の付勢力)

Claims (5)

1. 回転盤(22)に設けた加工手段(38a,52a)を、鋼管(16)の中心軸線回りに旋回させて鋼管(16)の端部を加工する加工方法であって、
   前記加工手段(38a,52a)と一体的に移動するように前記回転盤(22)に設けた倣いローラ(42,54)を、前記回転盤(22)の回転に伴う遠心力(FA_１,FA_２)によって、前記鋼管(16)の外周面から該倣いローラ(42,54)を径方向に離間するように付勢する付勢手段(48,56)の付勢力(K_１,K_２)に抗して鋼管(16)の外周面に当接した状態で、前記加工手段(38a,52a)を鋼管(16)の端部に押し付けるように前記回転盤(22)を前進移動して加工し、
   前記加工手段(38a,52a)での加工が完了した前記回転盤(22)を後退移動する際に、前記倣いローラ(42,54)が鋼管(16)の加工面(16a)に至る前に前記回転盤(22)の回転速度を、回転に伴う遠心力(FB_１,FB_２)が前記付勢手段(48)の付勢力(K_１,K_２)より小さくなるまで下げることで、該付勢手段(48)の付勢力(K_１,K_２)によって倣いローラ(42,54)を鋼管(16)の外周面から離間するようにした
   ことを特徴とする鋼管端部の加工方法。
2. 前記加工手段(38a,52a)での加工が完了した際に、該加工手段(38a,52a)が鋼管(16)の端面より外方に至るまで前記回転盤(22)を後退移動した後に、前記付勢手段(48)の付勢力(K_１,K_２)より遠心力(FB_１,FB_２)が小さくなるまで回転盤(22)の回転速度を下げるようにした請求項１記載の鋼管端部の加工方法。
3. 回転盤(22)に設けた加工手段(38a,52a)を鋼管(16)の中心軸線回りに旋回させて鋼管(16)の端部を加工する加工装置であって、
   前記鋼管(16)の中心軸線方向に前記回転盤(22)を移動可能な移動手段(20)と、
   前記回転盤(22)に回動可能で前記加工手段(38a,52a)と一体的に移動するように配設され、前記鋼管(16)の外周面に当接可能な倣いローラ(42,54)と、
   前記倣いローラ(42,54)を、前記鋼管(16)の外周面から径方向に離間する方向に付勢する付勢手段(48,56)と、
   前記回転盤(22)を回転駆動する駆動手段(24)と、
   前記回転盤(22)の回転に伴う遠心力(FA_１,FA_２,FB_１,FB_２)により、前記倣いローラ(42)を前記鋼管(16)の外周面に当接する方向に移動させる作動手段(36)とを備え、
   前記鋼管(16)の加工に際し、前記作動手段(36)で移動される前記倣いローラ(42)が鋼管(16)の外周面に当接するよう前記付勢手段(48,56)の付勢力(K_１,K_２)より遠心力(FA_１,FA_２)が大きくなる回転速度で前記回転盤(22)を回転すると共に、前記加工手段(38a,52a)での加工が完了した前記回転盤(22)を移動する際は、前記倣いローラ(42)が前記付勢手段(48,56)の付勢力(K_１,K_２)によって鋼管(16)の外周面から離間するよう該付勢力(K_１,K_２)より遠心力(FB_１,FB_２)が小さくなる回転速度で該回転盤(22)を回転するように前記駆動手段(24)を制御し得るよう構成した
   ことを特徴とする鋼管端部の加工装置。
4. 前記倣いローラ(42)は、前記移動手段(20)で回転盤(22)を前記鋼管(16)の端面に近接する方向において前記加工手段(38a,52a)より前側に配置され、
   前記加工手段(38a,52a)での加工が完了した前記回転盤(22)を、遠心力(FA_１,FA_２)が前記付勢力(K_１,K_２)より大きくなる回転速度で回転したまま前記加工手段(38a,52a)が鋼管(16)の端面より外方に至るまで前記移動手段(20)で移動させた後、前記倣いローラ(42,54)が鋼管端部の加工面(16a)に至る前に遠心力(FB_１,FB_２)が前記付勢力(K_１,K_２)より小さくなる回転速度で回転盤(22)を回転するように前記駆動手段(24)を制御するよう構成した請求項３記載の鋼管端部の加工装置。
5. 前記付勢手段(48,56)の付勢力(K_１,K_２)によって移動する前記倣いローラ(42,54)を、前記鋼管(16)の外周面から離間する位置に位置規制する規制部材(51)を備えた請求項３または４記載の鋼管端部の加工装置。

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