JPH0438524B2

JPH0438524B2 -

Info

Publication number: JPH0438524B2
Application number: JP58036420A
Authority: JP
Priority date: 1983-03-05
Filing date: 1983-03-05
Publication date: 1992-06-24
Also published as: JPS59161210A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、外周面を正確に倣うことができ
て、しかもその端部周縁に所望の開先加工を行う
ことができる角鋼管などの開先加工装置に関する
ものである。

従来、各種パイプ材の開先加工はガスカツテイ
ングによることが多かつたが、この手法によると
きはカツト周縁形状が一定しなかつたり、また、
変質したりするので、そのまま溶接するには適し
ていない。そこで、グラインダや電動カンナを用
いて手動によつて加工不良を矯正すると共に、変
質層の除去を行つたものであるが、これでは非能
率的であり、労力が著しく掛かるという問題点が
あつた。

そこで近年、角パイプ加工においては切削ヘツ
ドを数値制御でＸ軸、Ｙ軸方向に移動させて周縁
部の開先加工を行うものが出現したが、この種の
ものは辺部すなわち、フラツト面の加工は問題な
く行えるが、四隅部にある小さなアール部分の加
工ができなかつた。

従つて、この部分については依然としてグライ
ンダ掛けなどの手加工にたよる他はなく、生産性
および加工精度向上の鑑点からは、このアール部
まで自動的に加工することができる開先加工機の
開発が要望されていた。

また、このものは被加工材料がその断面におい
て歪んでいる場合、その外周面形状なりに加工す
ることができず、削成した開発が不正確になると
いう問題点を有していた。

係る技術上の要請に基づいて、本発明者は先に
特願昭57−207922号に係る「角鋼管などの開先加
工装置」を開発し、市場に提供したものである
が、このものは切削ヘツドが１基のみであるため
に作業能率が低いことは歪めず、また、大きな押
圧力を作用させて切削を行うことから被加工材料
のクランプに大型のものを要し、かつ切削バラン
スが良くないという問題点があつた。

ここにおいて本発明は、前記発明の改良、拡張
関係に当たるもので、切削ヘツドを複数基設けて
これをバランス良く作用させることにより、上記
問題点を合理的に解決することを目的としてい
る。

以下、この発明に係る角鋼管などの開先加工装
置を一実施例について詳細に説明する。

本発明に係る開先加工機は、その基本構成とし
て角鋼管などの被加工材料（以下、単に加工材と
いう）を所定位置においてクランプ固定するクラ
ンプ装置と、この加工材の外周端縁部を切削加工
する切削装置を備えるものであつて、まず、前者
のクランプ装置の構成について述べる。

図面第１図〜第３図において、符号１は機台２
は機台１の前側（第１図の右方位置）に配設した
水平ベツドで、この水平ベツド２の上部には第３
図左右方向で示す水平のガイドレール３を配設す
る。そして、このガイドレール３に両側一対から
なるバイス片４ａおよび４ｂを係合するもので、
これらバイス片４ａ，４ｂは、その下部にそれぞ
れ固定したナツト筒５ａおよび５ｂと、これらナ
ツト筒５ａ，５ｂに互いに逆ねじ部を螺合させた
送りねじ軸６によつて求心的に開閉操作される。

前記送りねじ軸６は、ガイドレール３の両端部
に回転だけ自由に支承するもので、その一端側に
開閉操作ハンドル７を固定してある。なお、この
バイス片４ａ，４ｂの開閉操作手段としては、他
に油圧シリンダ、電動モータなどが挙げられるも
ので、これらのものを適宜採用しうる。

次に符号８ａおよび８ｂは、前記バイス装置を
配設した水平ベツド２の両側部に樹立した左右一
対の支柱であつて、この支柱８ａ，８ｂに上下位
置調整自在に横梁９を架設する。そして、この横
梁９の中央部にピストンロツド１０ａを下向きに
して油圧シリンダ１０を固定し、前記ピストンロ
ツド１０ａの下端に押圧板１１を取付ける。な
お、上記において横梁９は、ねじ式の昇降調整手
段１２によつて高さ設定した後、固定ピン１３，
１３によつて支柱８ａ，８ｂに連結し、各種寸法
を有する加工材に押圧板１１を対応させる。

また、符号１４で示すものは水平ベツド２の前
側に配設した加工材の搬送用コロで、この搬送用
コロ１４は、前記したガイドレール３の上面に形
成した受面３ａと一致して配設する。なお、本実
施例においては、上記搬送用コロ１４の前側に遊
転コロからなるコンベヤ装置Ｃを接続する。

而して、前記の両バイス片４ａ，４ｂによつて
加工材をその両側から挟圧し、また、押圧板１１
によつて上側から押圧して、定位置に加工材をク
ランプ固定する。

尚、前記クランプ装置は前後方向（第１図の左
右方向）に連装するように構成してもよい。

次に、前記加工材を切削加工するに当たつて、
その加工部位の位置決めを行う定規装置について
説明する。

この定規装置は、加工材の長手方向先端西部に
当接してその位置を決定すべく、給材時に加工材
の前方位置に突出し、（第５図参照）また、クラ
ンプが完了さらには切削加工が開始されたとき、
そこから退避する（第１図参照）ように構成す
る。すなわち、符号１５は先端に当接片１６を取
り付けた回動アームで、このものは、その根部端
を水平ベツド２に設けた水平軸受メタル１７に枢
支している。

この回動アーム１５の自由端には、ピストンロ
ツド１８ａを上向きにして油圧シリンダ１８を関
連するもので、ピストンロツド１８ａが伸長作動
した場合において、前記当接片１６を上方に突出
して加工材における下辺部の前側に臨むようにし
ている。また、ピストンロツド１８ａが収縮作動
した場合において、前記当接片１６をそこから下
方に没入する。

ここにおいて、前記当接片１６は回動アーム１
５に螺着保持されていて、前後方向の位置調整を
可能としており、後述する回転カツターに対する
加工材の取付位置を微細に調節できるようにし
て、加工時における切削面のルートフエースを所
要に設定する。

以上が加工材を所定位置において押圧固定する
クランプ装置さらには、加工材の取付位置を設定
する定規装置の詳細である。

次に前記クランプ装置に対応して設けた切削装
置について説明する。

符号２１は機台１の後側（第１図の左方位置）
に配設した機枠で、この機枠２１は前記機台１上
に立設した両側一対の竪枠２１ａおよび２１ｂ
と、これら堅枠２１ａ，２１ｂの上端を連結した
横梁２１ｃとによつて構成され門形状をなしてい
る。そして、上記竪枠２１ａ，２１ｂにおける
各々の内側に上下方向のガイド２２，２２を配設
し、このガイド２２，２２にほぼ方形の支持盤２
３を昇降自在に保持する。

また、前記横梁２１ｃには下向きにして一対の
送りねじ軸２４，２４を回転だけ自由に支承する
もので、この送りねじ軸２４，２４を前記支持盤
２３の上端に固設したナツト筒２５，２５に螺合
し、回転操作によつて支持盤２３の上下位置を調
整する。前記送りねじ軸２４，２４には、その
夫々の上端に設けた伝導ギヤ手段２６，２６およ
び連動軸２７を介して、電動モータM₁を連結し、
この電動モータM₁の正逆回転制御によつて前記
昇降調整を行う。

次に、前記支持盤２３の中央部には大きな円形
の凹陥孔２８を穿設し、この凹陥孔２８内に後述
の支承部材と回転駆動機構を介して、円形の回動
盤２９を回動自在に備える。

すなわち、支承部材は前記支持盤２３の隅部４
箇所に配設された転子３０……から構成し、これ
ら転子３０……を回転盤２９の外周面に当接す
る。また、回転駆動機構は前記回動盤２９の外周
面に刻設したギヤ３１と、このギヤ３１に中間ギ
ヤ３２を介して連係したピニオン３３およびこの
ギヤ３３を出力軸に固定した減速機付の電動モー
タM₂によつて構成するもので、電動モータM₂の
駆動によつて回動盤２９を第２図にＱ矢印で示す
方向に定速周回する。なお、電動モータM₂には
電気的な回転速度可変手段を備えるもので、上記
周回速度を適宜に設定する。

また、回動盤２９の中央部には直状で幅広の凹
孔３４を穿設し、この凹孔３４の内壁部に回動盤
２９の直径線方向と平行に一対の直線ガイド３５
ａ，３５ｂを設ける。この直線ガイド３５ａ，３
５ｂには保持体３６ａおよび３６ｂをスライドの
み自在に係合し、さらにこの保持体３６ａ，３６
ｂに切削ヘツドとこの切削ヘツドを回動盤２９の
中心方向へ押圧作動する押圧操作機構を備える。

まず、押圧操作機構について説明すると、この
ものは回動盤２９の前面側にして前記直線ガイド
３５ａ，３５ｂと平行に配設した各油圧シリンダ
３７ａ，３７ｂによつて構成され、その各々のピ
ストンロツド３７′，３７′を前記保持体３６ａ，
３６ｂに結着し、シリンダ筒３７″，３７″を回動
盤２９の周縁端に結着する。そして、前記ピスト
ンロツド３７′，３７′の収縮作動時において、各
保持体３６ａ，３６ｂを回動盤２９の中心に接近
する方向に移動し、また、ピストンロツド３７′，
３７′の伸長作動時において中心から離反する方
向に移動する。

また、前記油圧シリンダ３７ａ，３７ｂには図
示省略の給排油絞り手段を接続するもので、保持
体３６ａ，３６ｂの移動速度を適宜に調整する。

次に切削ヘツドは、まず軸受筒３８ａ，３８ｂ
を前記移動体３６ａ，３６ｂに取付固定すると共
に、この軸受筒３８ａ，３８ｂにスピンドル３９
ａ，３９ｂを回転自在に支承する。そして、該ス
ピンドル３９ａ，３９ｂの一端を前方（第１図の
右方）へ突出して先端部に回転カツター４０ａ，
４０ｂを取り付ける。また、他端にはギヤ４１
ａ，４１ｂを固定するもので、このギヤ４１ａ，
４１ｂにピニオン４２ａ，４２ｂを介して電動モ
ータM₃，M₃を連結する。

ここで、前記回転カツター４０ａ，４０ｂは、
切刃部形状が円錐形状のカツターを使用するもの
で、その勾配（コーナー角）によつて切削加工し
うる開先角度を決定する。従つて、このフライス
カツターは、削成する開先加工角度に応じて種々
用意するもので、取り替え自在に装着する。

また、前記回転カツター４０ａ，４０ｂの直前
部にしてスピンドル３９ａ，３９ｂの端部には、
回転カツター４０ａ，４０ｂのほぼ最小径の大き
さの倣い転子４３および４３を回転自由に取付け
る。この倣い転子４３，４３は、前記切削ヘツド
が中心方向に押圧移動されたとき、加工材の外周
面部に当接して回転カツター４０ａ，４０ｂの切
削位置を決定する。

次に第２図において、符号LS₁は回動盤２９の
ドツク４４ａ，４４ｂに関連させたリミツトスイ
ツチで、このリミツトスイツチLS₁によつて回動
盤２９の半周回運動とその工程端位置を制御し、
切削開始時における切削ヘツドの切込み位置に設
定する。

因みに、この実施例では切削ヘツドによる当初
の切り込みが第２図に示す上下方向、すなわち垂
直方向であるように設定する。また、前記ドツク
４４ａ，４４ｂは180°の回転位相差をもつて配設
される。

次に、符号LS₂，LS₂は切削機構が退避位置に
あることを検出するリミツトスイツチで、該リミ
ツトスイツチLS₂は切削工程終了を確認し、前記
電動モータ、油圧シリンダなどの各種アクチユエ
ータの駆動を停止させる。

符号４５ａ，４５ｂは切削ヘツドの重量に相当
する重量を持つバランスウエイトで、このバラン
スウエイト４５ａ，４５ｂと前記切削ヘツドの軸
受筒３８ａ，３８ｂとをチエン４６，４６で連結
すると共に、このチエン４６，４６をスプロケツ
ト４７，４７に掛けて両者を均衡させる。

さて、このように構成した開先加工装置を使用
して角鋼管の外周端縁部に所要の開先加工を施す
には、まず、スピンドル３９ａ，３９ｂに所要の
開先切削角をもつ回転カツター４０ａ，４０ｂを
装着し、続いて、その先端に倣い転子４３，４３
を軸支する。回転カツター４０ａ，４０ｂの取付
けが済んだならば、次にコンベヤ装置Ｃ上の加工
材をクランプ装置におけるガイドレール３の受面
３ａ上まで送り込み、そして、その先端部を突出
状態の当接片１６に突き当てて位置決めする。

以上のようにして、加工材の先端加工位置を決
定したならば当接片１６を下方へ没入退避させる
と共に、両側一対のバイス片４ａ，４ｂによつて
加工材を左右から挟圧し、さらに押圧板１１によ
つて上方から押圧して強固にクランプする。

この場合、加工材の左右方向の中心は前記求心
バイス片４ａ，４ｂによつて回動盤２９の中心に
丁度一致する。

また、上記のように加工材をセツトして、その
上方から回転カツター４０ａ，４０ｂを切り込ん
だ場合において、加工材の外周端縁には第４図に
示すように所要のルートフエースＲと開先角度θ
とが削成されるように予め各部および当接片１６
の位置を設定しておく。

なお、上記におけるルートフエースＲの調整は
当接片１６の前後調整で行うが、その際の調整量
は加工材の肉厚、開先角度、ルートフエースを諸
元とした換算表に基づいて決定するのが都合がよ
い。また、この換算表を寸法表示目盛として当接
片１６に表示しておくこともできる。

上記の操作が済んだならば、加工材における上
下方向の中心を回動盤２９の中心位置に合わせ
る。

この操作は電動モータM₁の制御によつて支持
盤２３を上方または下方に移動することで行うも
ので、このように設定した場合した場合、回動盤
２３の中心に向つて押圧される回転カツターおよ
び倣い転子がこの回動盤２３の回動と共に変位し
たとき、その押圧力を加工材の中心へ向けること
ができる。つまり、どの周縁部すなわち上下、左
右の辺部および４つの隅部に対して中心方向に作
用する。

以上各部のセツトが終了したならば、回転カツ
ター４０ａ，４０ｂを回転させた状態で押圧操作
機構たる油圧シリンダ３７ａ，３７ｂを作動さ
せ、両方の保持体３６ａ，３６ｂを介して切削ヘ
ツドを回動盤２９の中心に向けて移動する。こう
すると、加工材における上辺および下辺の中央部
外端縁に倣い転子４３，４３が当接するまでカツ
ター４０ａ，４０ｂが切込まれるもので、この切
込部は所要の開先形状をなすことになる。

而して、回転カツター４０ａ，４０ｂの切込み
動作が終了したならば、押圧操作機構を作動した
ままの状態で回転駆動機構を作動し、回動盤２９
を第２図のＱ矢印方向に回転駆動させる。このよ
うにすると、押圧操作機構によつて、倣い転子４
３が常に加工材の外周縁に圧接して転動し、平坦
な辺部はもとよりアールのついた隅部もこれに的
確に倣うことができ、この状態で回転カツターに
よる端縁の切削加工が行れる。そして、回動盤２
９の半周回によつて加工材の全周端縁に一様に所
要の開先加工に施すことができる。

また、この実施例では２基の切削ヘツドを作動
方向の中心に対して対称的に配設したから、その
作動押圧力によつて加工材が安定的に保持され、
クランプが確かに行われる。また、切削バランス
が良く振動がない状態で切削できるので、美しい
切削面を得ることができる。

また、この開先加工装置では切削ヘツドにかか
る荷重と釣り合うバランスウエイト４５ａ，４５
ｂを設けたため、例えば、上辺部でも下辺部でも
同じ押圧力で切削加工することができ、安定した
状態で高精度の切削加工が行える。

なお、本発明は上記の一実施例に限定されるも
のではなく、次のような態様で具体化することも
できる。

(イ) 被加工材料が丸鋼管である場合において、ク
ランプ装置の構成をこの材料に対応できるよう
に適宜変更すること。

(ロ) クランプ装置の全体を前後方向に移動調節で
きるように構成して、被加工材料のクランプ状
態で開先量調整を行うようにすること。

(ハ) 搬送用コロ、コンベヤ装置を積極駆動式とし
て被加工材料の自動搬入、搬出を図ると共に、
定規装置に対して材料端の自動当接を行うよう
にすること。

(ニ) 切削ヘツドを３基またはそれ以上備え、これ
ら切削ヘツドを同時に作動して加工能率の向上
を図るようにすること。

(ホ) 押圧操作機構としてトルクモータ、トルクリ
ミツタ機構を備えた電動モータなどを使用する
こと。

(ヘ) 倣い転子の転動部の付近に切屑除去用の流体
（流体、空気）を噴射して、誤つた倣い動作の
防止を図ること。

(ト) 角鋼管を開先加工する場合において、切削ヘ
ツドが加工材の四隅部付近に接近したとき、こ
れを検出する検出手段（一例としてリミツトス
イツチ）を備えて、この検出信号に基づいて一
定距離または一定時間だけ回動盤の回転速度を
減速し、加工速度の補正を図ること。

(チ) 加工材の大きさに応じて、回動盤の回転速度
を自動的に調整する速度調整手段を設けるこ
と。

以上実施例の説明で明らかな通り、本発明の開
先加工装置は、機台に支持盤を装備し、この支持
盤を介して上記機台に回転駆動機構で回転操作さ
れる回動盤を備え、さらに、この回動盤に当該回
動盤における直径線方向の直線ガイドを設けて、
この直線ガイドに複数の切削ヘツドを、それぞれ
回動盤の中心に対して対称方向に配設し、また、
これら切削ヘツドに、当該切削ヘツドを直線ガイ
ド方向に沿つて移動操作する押圧操作機構を関連
し、さらに、この切削ヘツドに、回転カツター
と、この回転カツターの軸心に一致し被加工材の
外周面に当接する倣い転子を設けたもので、なら
い切削方式によつて、角鋼管の外周面に沿つた高
精度の開先加工を自動的に能率良く行うことがで
きるという優れた効果を発揮する。

また、複数の切削ヘツドを回動中心に対して対
称的に配設して、これを同時に作動することによ
り加工材を安定的に保持することができ、その結
果非常に切削バランスが良く加工が行え、高精度
の切削面を得ることができるという効果を発揮す
る。さらに、本発明では円錐形状の回転カツター
を用いたので、被加工材の長手方向端面位置を定
規装置によつて規制することにより、カツターと
加工材との対応関係を変更することができ、簡単
に所望形状の開先加工を行うことができるという
効果を奏する。

追加の関係本発明は、原出願である「特許第1623488号
（特公平２−48370号）の、「機台に支持盤を装備
し、この支持盤を介して上記機台に回転駆動機構
で回転操作される回動盤を備え、さらに、この回
動盤に当該回動盤における直径線方向の直線ガイ
ドを設けて、この直線ガイドに切削ヘツドをスラ
イドのみ自在に係合し、また、この切削ヘツド
に、当該切削ヘツドを直線ガイド方向に移動操作
する押圧操作機構に関連させ、さらにこの切削ヘ
ツドに円錐形状の回転カツターと、この回転カツ
ターの軸心に一致し、被加工材の外周面に当接す
る倣い転子を設け、また被加工材の長手方向端面
には、回転カツターに対する被加工材の対応位置
を設定する定規装置を対設した角鋼管などの開先
加工装置」の構成に欠くことのできない事項の主
要部を、その発明の主要部としている発明であつ
て、原発明と同一の目的を達成するものであるか
ら、特許法第31条第１号に規定する追加の特許の
要件を具備するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る角鋼管などの開先加工装
置の一実施例を示すもので、第１図は全体構成を
示す一部縦断側面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線
で切断して示す切削装置の正面図、第３図は第１
図のＹ−Ｙ方向から見たクランプ装置の正面図
第４図は開先加工状態の説明図第５図は本発明
に適用した位置決め用の定規装置の側面図であ
る。１……機台、２……水平ベツド、３……ガイド
レール、４ａ，４ｂ……バイス片、８ａ，８ｂ…
…支柱、９……横梁、１０……油圧シリンダ、１
１……押圧板、１２……昇降調整手段、１４……
搬送用コロ、１５……回動アーム、１６……当接
片、１８……油圧シリンダ、２１……機枠、２１
ａ，２１ｂ……竪枠、２１ｃ……横梁、２３……
支持盤、２４……送りねじ軸、２５……ナツト
筒、２８……凹陥孔、２９……回動盤、３０……
転子、３４……凹孔、３５ａ，３５ｂ……直線ガ
イド、３６ａ，３６ｂ……保持体、３７ａ，３７
ｂ……油圧シリンダ、３８ａ，３８ｂ……軸受
筒、３９ａ，３９ｂ……スピンドル、４０ａ，４
０ｂ……回転カツター、４３……倣い転子、４５
ａ，４５ｂ……バランスウイエイト、４６……チ
エン、４７……スプロケツト、M₁，M₂，M₃…
…電動モータ、LS₁，LS₂……リミツトスイツチ、
Ｃ……コンベヤ装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１機台に支持盤を装備し、この支持盤を介して
上記機台に回転駆動機構で回転操作される回動盤
を備え、さらに、この回動盤に当該回動盤におけ
る直径線方向の直線ガイドを設けて、この直線ガ
イドに複数の切削ヘツドをそれぞれ回動盤の中心
に対して対称方向に配設し、また、これら切削ヘ
ツドに、当該切削ヘツドを直線ガイド方向に沿つ
て移動操作する押圧操作機構を関連し、さらに、
この切削ヘツドに、円錐形の回転カツターと、こ
の回転カツターの軸心に一致し被加工材の外周面
に当接する倣い転子を設け、また、被加工材の長
手方向端面には、回転カツターに対する被加工材
の対応位置を設定する定規装置を対設したことを
特徴とする角鋼管などの開先加工装置。