JPH05277821A

JPH05277821A - Ｈ形鋼の開先加工装置

Info

Publication number: JPH05277821A
Application number: JP10588392A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Matsunaga; 知明松永
Original assignee: Shinx Ltd
Current assignee: Shinx Ltd
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-26

Abstract

(57)【要約】【目的】外開先加工と内開先加工を行う際の人為的な
カッターの着脱操作を排除し、加工作業を効率的に行う
こと。【構成】一つの切削ヘッド11（12）に二本の回転筒2
1、22を設け、この回転筒21、22にスプライン31、32を
介してそれぞれスピンドル29、30を備える。一方のスピ
ンドル29の一端には第１の開先カッター46を、他方のス
ピンドル30の一端には第２の開先カッター47を取りつ
け、かつ両スピンドル29、30の他端には進退作動部34、
35を介してそれぞれ駆動モータＭ₁、Ｍ₂を連係する。上
記のうち一方の第１の開先カッター46は外開先加工に対
応し、他方の第２の開先カッター47は内開先加工に対応
する形状を有する。駆動モータＭ₁、Ｍ₂の正逆回転によ
ってスピンドル29、30が軸方向へ移動調整され、カッタ
ーを切削位置と退避位置へ設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カッター着脱の操作
を要することなく外開先加工と内開先加工とが行えるＨ
形鋼の開先加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築用構造材として用いられる鉄骨仕口
部は、コラム材の両端にダイヤフラムを溶接して得られ
るジョイントパーツに対し、Ｈ形鋼からなる持ち出し梁
を側面四方に突き合わせて構成したものであり、このＨ
形鋼の突き合わせ部には、溶接品質の向上、作業性の向
上を目的として開先加工及びスカラップ加工が行われ
る。要するに、図６のようにＨ形鋼Ｗにおける両側フラ
ンジａ、ｂとウェブｃとの両接合端部に、奥部を円弧状
とした切欠きＦ₁、Ｆ₂（スカラップ加工）を形成し、ま
た両側フランジ端には直線状のルート面Ｒ₁、Ｒ₂と斜面
状の面取り面Ｖ₁、Ｖ₂（開先加工）を形成したものであ
る。

【０００３】そして、上記の開先スカラップ加工を行う
ための加工装置として、例えば実開昭６２−７４９１６
号に提案される開先加工装置が知られており、上記の切
欠き加工を半球状のスカラップ加工カッターが、またル
ート面加工と面取り面加工とをそれぞれ円筒状の追込み
カッターと円錐状の開先カッターとが個別に担ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の端面
処理は用いられる個所に応じて加工形状を変えてやる必
要があり、前述した図６のように面取り面Ｖ₁、Ｖ₂が外
方へ向いているもの（外開先）以外に、図７のように面
取り面Ｖ₁、Ｖ₂が内方へ向いているもの（内開先）、あ
るいは両者が混在しているものなど種々存在する。

【０００５】このような外開先、内開先に対応するため
に、従来の加工装置では加工用のカッターを二種類準備
しておき、このカッターを同じスピンドルに対して人為
的に交換することで応じていた。ところが、このカッタ
ーは重切削に耐え得るように厳重に取りつけられている
ため、工具交換の手間が多大で作業の休止時間が長くな
り、生産性の低下を招くという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記した従来技術の問題点に着
目してなされたもので、手間が掛かる工具交換が不要で
あり、しかも作業の休止時間を短縮して効率の良い開先
作業ができるＨ形鋼の開先加工装置を提供しようとする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る開先加工装置は次のように構成した
ものである。すなわちその要旨とするところは、切削位
置にクランプされたＨ形鋼に対して切削ヘッドを所要の
送り方向に移動し、Ｈ形鋼におけるフランジ端部及びフ
ランジとウェブとの接合端部にそれぞれ開先加工とスカ
ラップ加工を行う加工機において、上記切削ヘッドに、
少なくとも第１及び第２の開先カッターと、これら第１
及び第２の開先カッターを駆動するスピンドルを備え、
各スピンドルにそれぞれ進退調整手段を備えて、カッタ
ー位置をスピンドル軸心方向において移動調整できるよ
うにしたことにある。

【０００８】

【作用】第１の開先カッターを外開先加工用として一方
のスピンドルに取りつけ、また第２の開先カッターを内
開先加工用として他方のスピンドルに取りつけておく。
そして、第１の開先カッターを使用して外開先加工を行
うときは、進退調整手段によって他方の第２の開先カッ
ターを退避位置に逃がしておくようにする。また上記と
反対に、第２の開先カッターを使用して内開先加工を行
うときは、他方の第１の開先カッターを退避位置に逃が
しておくようにする。これによってスピンドルへのカッ
ターの着脱操作を排除し、併せてカッターの迅速な設定
を行うようにする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係る開先加工装置を一実施例
に基づいて具体的に説明する。図１及び図２は、双頭型
の開先加工装置の全体構成を示すもので、１は機台２
はベッドで、このベッド２の後側に加工材であるＨ形鋼
Ｗ（以下、単にワークＷという）を搬入するコンベア３
を設ける。上記機台１の上部には、コンベア３を跨ぐよ
うに門型フレーム４を設ける。５は門型フレーム４の一
側（図２の右側）に設けたサイドフレームで、このサイ
ドフレーム５は図示省略のスライド機構によって門型フ
レーム４及び機台１に対して前後調整できるように配設
する。

【００１０】上記サイドフレーム５の前面側には、図１
の右側に位置する一方の支持フレーム６を取りつけるよ
うにし、また一方の支持フレーム６に対応して門型フレ
ーム４の左方前面側には、他方の支持フレーム７を配設
する。上記他方の支持フレーム７は門型フレーム４に設
けた水平ガイド８によって左右方向に移動できるように
なっており、前記一方の支持フレーム６との間隔を調整
する。

【００１１】そして、上記支持フレーム６、７に以下の
ワーククランプ手段Ｃ、切削手段Ａなどの各機構をそれ
ぞれ備える。まず切削手段Ａは、両支持フレーム６、７
に各別に配設するもので、９及び10は一方の支持フレー
ム６と他方の支持フレーム７のそれぞれの前面部に設け
た昇降ガイド 11、12は昇降ガイド９、10に昇降自在に
係合した切削ヘッドで、これら切削ヘッド11、12はその
左右一対の構成において、対称形をなす。

【００１２】本実施例では、重複による煩雑を避けるた
めにこれら切削ヘッド11、12について個々の説明を省略
することとし、一方の切削ヘッド11側についてのみ図４
によって詳述する。すなわち、13はヘッドケース 14、
14はヘッドケース13の両側に設けたベアリングケース
で、ベアリング15ａ、15ｂ〜18ａ、18ｂによって上方か
ら順に二本のスピンドル19、20と二本の回転筒21、22を
回転自在に支承する。上記のスピンドル19、20と回転筒
21、22は所定の間隔で平行に配設する。

【００１３】上記のスピンドルと回転筒は、外装したギ
ヤ23〜26と、これらに噛み合うアイドルギヤ（図示省
略）によって一斉に回転駆動する。上記二本のスピンド
ル19、20の一端はヘッドケース13から側方へ突出し、こ
の部分にカッターの取付部27、28を形成する。また、上
記二本の回転筒21、22には、次の進退調整手段を備えた
スピンドル29、30を内装する。

【００１４】まず、上記回転筒21、22内に緊密にスピン
ドル29、30を装入し、両者をスプライン31、32によって
連結する。このスプライン結合により、スピンドル29、
30は軸方向への自由なスライド運動が許容され、かつ回
転筒21、22の回転力を受けて回転駆動される。これらス
ピンドル29、30の一端はヘッドケース13から側方へ突出
してカッターの取付部31、32を形成しており、他端は他
側へ突出して進退作動部33、34を形成している。

【００１５】この進退作動部33、34にはスライド運動の
ためのナット部35、36を設けるもので、回転系と遮断す
るためにベアリング37、38を介してスピンドル29、30に
連係する。次に39はヘッドケース13の側部に設けた駆動
モータＭ₁、Ｍ₂の取付ベース40、41は上記駆動モータＭ
₁、Ｍ₂の出力軸に取りつけた送りねじ軸で、それぞれ進
退作動部33、34のナット部35、36に螺合する。

【００１６】上記ま駆動モータＭ₁、Ｍ₂には図示省略の
回転制御装置を接続するもので、ここからの制御出力が
モータ駆動回路を介して与えられる。また駆動モータＭ
₁、Ｍ₂には図示省略の回転検出器を備えるもので、回転
量に相当する検出パルスを前記回転制御装置にフィード
バックし、制御出力と検出パルスの比較により駆動モー
タＭ₁、Ｍ₂が回転制御される。なお、ＬＳ₁、ＬＳ₂はス
ピンドル29、30の後退端である原点確認用のリミットス
イッチ 42、43はリミットスイッチＬＳ₁、ＬＳ₂に対応
して進退作動部33、34に設けた当接片Ｍ₃は各スピン
ドル19、20、29、30の駆動モータである。

【００１７】そして、上記スピンドルのカッター取付部
27、28、31、32にそれぞれ追込みカッター44、スカラッ
プカッター45、第１の開先カッター46、第２の開先カッ
ター47を取りつける。ここで、第１の開先カッター46と
第２の開先カッター47は、ともに円錐形状（截頭円錐形
状）のカッターを用いるものであるが、一方のスピンド
ル29には細径部を先端側としたカッターを取りつけ、他
方のスピンドル30には太径部を先端側としたカッターを
取りつける。

【００１８】次に図１に戻り、上記切削手段Ａ、Ａを所
要の切削方向に駆動する切削送り手段Ｂについて説明す
る。この切削送り手段Ｂは、昇降ガイド９、10の上端に
取りつけた減速モータ48、49、同モータの出力軸に設け
た上下方向の送りねじ軸50、51及び前記一方の切削ヘッ
ド11及び他方の切削ヘッド12に固定した受動ナット52、
53の各部材によって構成する。そして、送りねじ軸50、
51を正逆転することによって切削ヘッド11、12を昇降移
動するもので、上昇時にワークＷの切削加工を行う。

【００１９】次に切削加工に当たって、ワークＷをクラ
ンプ保持するクランプ手段Ｃを図５によって説明する。
このクランプ手段Ｃは、基本構成としてワークＷにおけ
るフランジａ、ｂを上下から挟圧して支持フレーム側に
固定する一対のクランプ爪からなる。54、55は一方及び
他方の支持フレーム６、７のそれぞれ内面側に設けた昇
降ガイド 56、57及び58、59は上記昇降ガイド54、55に
昇降自在に係合した上下一対のクランプ爪で、これらク
ランプ爪56〜59には各別に油圧シリンダＳ₁〜Ｓ₄を関連
する。

【００２０】上記クランプ爪56〜59は、外方へ向く垂直
の基準面ｅと内方へ向く勾配状の押圧面ｆの二面によっ
て当接部を構成するもので、押圧面ｆをフランジａ、ｂ
の内側面に当接してワークＷのクランプ保持を行う。次
にワークＷの幅、すなわちフランジａ、ｂの寸法間隔に
応じて前記切削手段Ａ、Ａ及びクランプ手段Ｃ、Ｃの位
置を調整する間隔設定手段Ｄについて説明する。

【００２１】この間隔設定手段Ｄは、幅方向において固
定である一方の支持フレーム６に対して他方の支持フレ
ーム７を移動調整する駆動機構によって構成する。図３
において、Ｓ₅は他方の支持フレーム７の背面側にして
門型フレーム４に取りつけた油圧シリンダこの油圧シ
リンダＳ₅は、そのピストンロッドを取付部材60を介し
て前記他方の支持フレーム７に連結してあり、ピストン
ロッドを伸長作動するとき他方の支持フレーム７を介し
て切削手段Ａ、クランプ手段Ｃを閉方向に移動する。こ
の移動により両切削手段Ａ、Ａは対応間隔を接近する。

【００２２】ＬＳ₃は前記取付部材60に設けたリミット
スイッチで、上記支持フレーム７が閉方向に作動すると
き、ワークＷにおけるフランジｂの側面を検出し、その
検出信号によりピストンロッドの伸長動作を停止する。
そして、停止後は油圧シリンダＳ₅の給油ポートをオー
プン状態、すなわちピストンロッドを含む他方の支持フ
レーム７の自由な動きを許容するようにバルブを切り換
える。61はコンベア３の一側に配設したワークＷの送り
込みガイド板である。

【００２３】次にワークＷの送り込み位置を規制する位
置決め手段Ｅについて説明する。この位置決め手段Ｅ
は、図１及び図２のようにワークＷにおけるフランジ
ａ、ｂの前端に対応する突当部材をもって構成する。Ｓ
₆は一方の切削ヘッド11及び他方の切削ヘッド12の上端
に、それぞれ横向きに取りつけた油圧シリンダ 62はア
ーム状の回動部材で、一端に上記油圧シリンダＳ₆のピ
ストンロッドを連結し、他端に当接片63を設ける。上記
当接片63は、ピストンロッドの伸長作動時にワークＷの
移送路に突出し、フランジａ、ｂの先端に対応する。

【００２４】上記当接片63には、フランジａ、ｂの当接
を検出する検出スイッチ（図示省略）を備えるもので、
これによって前記したサイドフレーム５の前後方向の作
動を制御する。すなわち、図２のように端面を直角に切
断したワークＷの場合は、並行状態にある両方の検出ス
イッチが同時に動作するが、端面が斜めのワークＷの場
合は、フランジａのみが右側の検出スイッチを作動す
る。このとき、検出スイッチはサイドフレーム５を前進
（図の下方向）駆動するようにスライド機構を操作す
る。

【００２５】ワークＷの継続的な送り込みに伴い、他方
のフランジｂにより左側の検出スイッチが作動する。そ
して、この検出信号によりスライド機構によるサイドフ
レーム５の前進が停止する。このように各検出スイッチ
によってワークＷのフランジａ、ｂの位置を規制するこ
とにより、ワークＷの所要加工位置へ切削手段Ａ、Ａを
正確に対応することができる。

【００２６】なお、上記した各構成において、その駆動
部材（モータ、油圧シリンダ）は、図示省略の電気制御
回路のシーケンス指令に従った動作を行うもので、ワー
ク送り込み後のクランプ、切削加工の一連の動作はタイ
ミングよく行われる。

【００２７】一実施例に係る開先加工装置の構成は上記
の通りであり、以下のようにして所要の開先スカラップ
加工がなされる。まず、図６のように外開先加工を行う
場合は、フランジａ、ｂの端面に第１の開先カッター4
6、46を対応させ、第２の開先カッター47、47を退避位
置に設定する。このカッターの位置設定は、図示省略の
電気制御回路で駆動モータＭ₁、Ｍ₂を操作して行う。

【００２８】上記第１の開先カッター46、46の位置決め
は駆動モータＭ₁、Ｍ₁を前進送り方向に回転して行い、
進退作動部33によりスピンドル29を同方向に移動し、図
４の仮想線で示すカッターを実線位置に設定する。ま
た、第２の開先カッター47は駆動モータＭ₂により行
い、同図に実線で示す退避位置にカッターを設定する。
なお、この開先カッターの位置設定が終了した段階にお
いて、他の各手段は次の待機状態にある。

【００２９】すなわち、他方の支持フレーム７は開放端
にあり、クランプ手段Ｃ、Ｃにおけるクランプ爪56〜59
は、それぞれ上端及び下端の開放端にある。また両切削
手段Ａ、Ａは下降端にある。この状態にあって位置決め
手段Ｅ、Ｅの当接片63、63はワークＷの移送路に突出
し、フランジａ、ｂの先端に対応している。上記の待機
状態において、まず油圧シリンダＳ₅により他方の支持
フレーム７を閉方向に作動し、ワークＷの幅に応じて左
右のクランプ手段Ｃ、Ｃの間隔を概略合わせて設定す
る。

【００３０】次に、コンベア３上のワークＷをガイド板
61に沿って移送すると、このワークＷはクランプ間隔を
通過して当接片63に突き当たり、図示省略の検出スイッ
チにより一方の切削手段Ａを前後移動調整しながら位置
規制を行う。ここで再び上記の油圧シリンダＳ₅を操作
し、ピストンロッドを伸長するとリミットスイッチＬＳ
₃がワークＷのフランジｂに接触し、他方の支持フレー
ム７の閉方向の動きが停止する。この設定間隔が、以下
のワークＷのクランプ保持動作に適合する間隔となる。
（図５参照）

【００３１】上記の間隔設定が終了したら、クランプ爪
56〜59の油圧シリンダＳ₁〜Ｓ₄を作動し、各ピストンロ
ッドを伸長する。こうすると、まずクランプ爪における
勾配状の押圧面ｆがフランジａ、ｂの上下の外縁に当接
してワークＷを挟圧し、同時にスライド方向に分力を与
える。このスライド方向の分力は他方の支持フレーム７
の移動によって吸収される。そして、クランプ爪56〜59
の挟圧力によりフランジａ、ｂの内端縁に基準面ｅが当
接するとき、クランプ動作が終了する。

【００３２】上記のクランプ動作の終了と共に、一方と
他方の支持フレーム６、７の間隔が最終的に決定される
もので、両支持フレーム６、７に搭載した切削手段Ａ、
Ａの切削加工位置もこれによって設定される。（図３参
照）上記のクランプ動作が終了すると位置決め手段Ｅ、
Ｅが退避し、駆動モータＭ₃、Ｍ₃により各カッター44〜
47が一斉に回転する。そして、切削送り手段Ｂ、Ｂのモ
ータ48、49により切削ヘッド11、12に上昇方向の切削送
りが与えられる。

【００３３】ワークＷは、上方に位置するカッターから
順に切削加工されるもので、追込み加工、スカラップ加
工そして第１の開先カッター46、46による外開先加工が
行われる。切削手段Ａ、Ａが上昇端に達して切削加工が
終了したとき、クランプ手段Ｃ、Ｃを解除すれば、ワー
クＷをコンベア３の送り込み側に戻して処理することが
できる。続いて切削手段Ａ、Ａを下降端に戻し、当接片
63を移送路に突出すれば次のワークＷの加工に対応する
ことができる。

【００３４】次に、Ｈ形鋼の端部に内開先加工を行う場
合について説明する。このときは、フランジａ、ｂの端
面に第２の開先カッター47、47を対応し、第１の開先カ
ッター46、46を退避設定する。これらカッターの位置設
定は、前述した外開先加工の際と同様に駆動モータ
Ｍ₁、Ｍ₂を制御して行う。すなわち、第１の開先カッタ
ー46を図４の実線から仮想線の位置に退避し、第２の開
先カッター47を同図の実線位置から仮想線の切削加工位
置に設定する。

【００３５】そして、以後は前述の手順に従ってワーク
Ｗの送り込み、間隔設定、ワーククランプ、カッターの
切削送りなどの各操作を行うようにすれば、ワークＷに
所定の内開先加工を行うことができる。なお、フランジ
ａ、ｂの厚さが大きくてＫ開先を形成する必要があると
きは、図１０のように第１及び第２の両方の開先カッタ
ー46、47を使用すれば良い。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明に係る開先加工装置
は、切削ヘッドに各別の第１及び第２の開先カッター
と、これらカッターを位置調整する進退調整手段を備
え、カッターを切削位置と退避位置に切り換えて使用す
るようにしたものである。このため、単なる切り換え操
作によって外開先加工と内開先加工を行うことができる
という効果を発揮する。よって課題とされた工具交換時
の手間、作業能率の低下などの問題点を合理的に解決す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る開先加工装置の正面図である。

【図２】同じく平面図である。

【図３】一部を横断して示す加工機の平面図である。

【図４】この発明の要部である切削手段の構成を示す縦
断正面図である。

【図５】クランプ手段の構成を示す正面図である。

【図６】外開先加工を施したワークの斜視図である。

【図７】内開先加工を施したワークの斜視図である。

【図８】外開先加工状態を示す説明図である。

【図９】内開先加工状態を示す説明図である。

【図１０】Ｋ開先加工状態を示す説明図である。

【符号の説明】

ＷＨ形鋼（ワーク）６一方の支持フレーム７他方の支持フレームＡ切削手段 11 切削ヘッド 12 切削ヘッド 13 ヘッドケース 19 スピンドル 20 スピンドル 29 スピンドル 30 スピンドル 21 回転筒 22 回転筒 31 スプライン 32 スプライン 33 進退作動部 34 進退作動部Ｍ₁ 駆動モータＭ₂ 駆動モータ 44 追込みカッター 45 スカラップカッター 46 第１の開先カッター 47 第２の開先カッターＢ切削送り手段Ｃクランプ手段Ｄ間隔設定手段Ｅ位置決め手段ａフランジｂフランジｃウェブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】切削位置にクランプされたＨ形鋼に対し
て切削ヘッドを所要の送り方向に移動し、Ｈ形鋼におけ
るフランジ端部及びフランジとウェブとの接合端部にそ
れぞれ開先加工とスカラップ加工を行う加工機におい
て、上記切削ヘッドに、少なくとも第１及び第２の開先
カッターと、これら第１及び第２の開先カッターを駆動
するスピンドルを備えると共に、各スピンドルにそれぞ
れ進退調整手段を備えて、カッター位置をスピンドル軸
心方向において移動調整できるようにしたことを特徴と
するＨ形鋼の開先加工装置。
【請求項２】第１の開先カッターをフランジの外開先加
工に対応させ、第２の開先カッターをフランジの内開先
加工に対応させた請求項１のＨ形鋼の開先加工装置。