JPH0542444A - 開先加工機のカツタの送り速度の変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開先加工機でＨ形鋼のフランジの端部に開先
を加工する際のカッタの送り速度の制御方法に関するも
ので、ワーク寸法の変更や加工形状の変更があったとき
のカッタの送り速度の設定ミスの発生を可及的に回避す
ることができる制御方法を提供することである。 【構成】 形鋼の寸法と加工形状のデータからカッタ１
８、１９がウエブ３４を加工する際の加工開始点、
および加工終了点、を演算する演算式を制御器に予
め登録し、各種の形鋼の寸法と加工形状に対応して上記
加工開始点、および加工終了点、を演算してそ
の演算結果を一組の加工データとして制御器のメモリに
登録し、複数の寸法の形鋼の複数の加工形状に対する複
数組の加工データを予め登録したあと、加工しようとす
る形鋼の寸法と加工形状を入力することにより該当する
加工データを呼び出してカッタの送り装置を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、開先加工機における
カッタの送り速度の制御方法、特に送り速度の変換方法
に関するもので、特に鉄骨建築物の骨組みとして用いら
れるＨ形鋼のフランジの端部の開先を加工する際に好適
な制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨造および鉄骨コンクリート造の建築
物の桁材には、通常Ｈ形鋼が用いられ、所定長さに切断
した形鋼の端部を図９（桁材が水平な場合）又は図１０
（桁材が傾斜している場合）に示すような形状に開先加
工した上で柱材（通常コラムと呼ばれる）に溶接され
る。

【０００３】このような形状の開先は、図１に示すよう
に、ワーク（形鋼）１を固定する加工基準台２の両側に
工具ヘッド１６を案内するコラム３、４を立設し、この
工具ヘッドに円筒形の追い込みカッタ１８、円弧周面を
有するスカラップカッタ１９および円錐形の開先カッタ
２０を装着して上下方向の切削送りを与えて加工する。
ここで追い込みカッタ１８は図９、１０のａ部分を切除
してフランジ端１０をウエブ端３５より若干後退させ、
スカラップカッタ１９は両図のｂ部分を切除してウエブ
３４のスカラップ加工を行い、開先カッタ２０は同図の
ｃ部分を切除して追い込まれた後のフランジ端３５に開
先を形成する。

【０００４】図９、１０より理解されるように、追い込
みカッタ１８およびスカラップカッタ１９がウエブ３４
部分を通過するときは、加工面積が大きくなるため、カ
ッタの送り速度を遅くしなければならない。そのため工
具ヘッド１６の送り速度は通常図３で示すように制御さ
れる。図３の横軸は工具ヘッド１６の移動量であり、縦
軸は移動速度である。

【０００５】ここで速度Ａは追い込みカッタ１８がフラ
ンジ端１０を加工しているときの送り速度、速度Ｂは追
い込みカッタ１８がウエブ３４部分を通過するときの送
り速度、速度Ｃはスカラップカッタ１９がウエブ３４部
分を通過するときの送り速度、速度Ｄは開先カッタ２０
がフランジ端１０を加工しているときの送り速度、速度
Ｅはカッタ１８、１９、２０がワークを離脱した後の早
送り速度である。

【０００６】また図３の位置は追い込みカッタ１８の
周面がウエブ３４の先端下面に達する位置（図４）、位
置は追い込みカッタ１８の中心がウエブ３４の上面に
達する位置（図５）、位置はスカラップカッタ１９の
周面がウエブ３４の先端下面に達する位置（図６）、位
置はスカラップカッタ１９の中心がウエブ３４の上面
に達する位置（図７）、位置は開先カッタ２０の中心
がフランジ９の上端に達する位置（図８）である。

【０００７】このような速度制御における速度Ａないし
Ｄおよび位置ないしは、フランジ９の幅（加工時に
おける高さ）Ｈ、フランジ９およびウエブ３４の肉厚ｔ
₁ 、ｔ₂ 、追い込み量Ｎ₁ 、Ｎ₂ およびスカラップの深
さｆ（図９）によって変化する。

【０００８】そこで従来の制御においては、速度Ａない
しＤを加工開始時に操作盤より入力し、位置ないし
については工具ヘッド１６の移動方向に沿って配置した
ドグの位置を調整することにより設定していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】建築物の骨組みには各
種の寸法の形鋼が用いられ、形鋼の寸法が同じであって
も溶接方法や溶接方向によって開先の形状は異なる。上
記従来の方法では、形鋼の寸法や加工形状が異なる毎
に、複数種類の切削速度を入力し複数個のドグの位置調
整を行わねばならず、作業が面倒で段取時間が長くかか
るうえ、設定ミスが起こり易いという問題があった。

【００１０】特に速度設定ミスによって送り速度を速く
しすぎたときや、位置設定ミスによって速い送り速度の
ままウエブの加工を行わせたときには、カッタに作用す
る切削負荷が過大となり、カッタの刃の損傷という重大
な障害が発生する危険がある。

【００１１】そのため作業者は細心の注意を払って段取
作業を行う必要があり、それでもなお設定ミスを皆無と
することは極めて困難であるという問題があった。

【００１２】この発明は、以上の問題点を解決するため
になされたもので、ワーク寸法の変更や加工形状の変更
があった場合の段取り作業が極めて簡単で、かつ設定ミ
スの発生を可及的に回避することができる制御方法を提
供することを課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明では、形鋼の寸
法および加工形状のデータから追い込みカッタ１８およ
びスカラップカッタ１９がウエブ３４を加工する際の加
工開始点、および加工終了点、を演算する演算
式を制御器に予め登録し、入力された各形鋼寸法および
加工形状のデータから前記加工開始点、および加工
終了点、を演算し、その演算結果を各加工位置にお
けるカッタの送り速度ＡないしＤとともに一組の加工デ
ータとして制御器のメモリに登録し、複数の寸法の形鋼
の複数の加工形状に対する複数組の加工データを予め登
録したあと、加工しようとする形鋼の寸法および加工形
状に応じて登録された複数組の加工データから一組の加
工データを呼び出し、該呼び出した加工データに基いて
カッタの送り装置を制御することにより、上記課題を解
決している。

【００１４】

【作用】建築の骨組みとして使用される各寸法の形鋼に
ついての各加工形状毎にその加工データを予め制御器の
メモリに登録しておけば、ある寸法の形鋼についてある
加工形状が指定されたときに、その加工に用いられる一
組のデータをコード番号等を操作盤より入力して呼び出
すことにより、予め設定された加工プログラムに基いて
開先加工を行うことができる。従って、段取り替えは呼
び出すデータのコードを入力するだけで良く、形鋼寸法
や加工形状変更時の段取り替えを短時間でかつ簡単な操
作で行うことが可能になる。

【００１５】そして段取り替え時には、１個の入力デー
タのみを確認すれば良いので、入力ミスの発生する虞も
少ない。さらに加工しようとする形鋼をクランプしたと
きに、形鋼のフランジ幅およびフランジ間隔を検出する
ことができるから、これらの寸法と呼び出されたデータ
の寸法を照合することによって入力ミスの発生をさらに
回避することが可能である。

【００１６】またこの発明の方法では、形鋼の寸法およ
び加工形状から送り速度の変換位置ないしを予め定
められた計算式に従って演算して加工データとして登録
するので、加工データの登録時に送り速度の変換位置
ないしの登録ミスが生ずる虞がなく、また演算後の最
終加工データを記憶することとしたので、加工実行時に
位置ないしを演算するものに比べて応答性の速い制
御が可能であるという特徴がある。

【００１７】

【実施例】図１および図２はこの発明の実施例を示した
もので、図１は開先加工機の正面図とその制御ブロック
を示した図、図２は制御手順を示すフローチャートであ
る。

【００１８】図１において、加工しようとする形鋼１を
載置する加工基準台２の両側には第１コラム３と第２コ
ラム４とが立設され、第１コラム３はシフトモータ５に
より図の紙面直角方向に移動位置決め可能であり、第２
コラム４はクランプシリンダ６により図の左右方向に移
動して第１コラム３との間で形鋼１をクランプする。図
１０に示すような先端が傾斜した形鋼を加工するときに
は、第１コラム３を図の紙面直角方向に移動して先端の
傾斜に対応させる。

【００１９】加工基準台２は、第１及び第２コラム３、
４に軸支されて対向する２個のローラで形成されてい
る。コラム３、４の対向面には、昇降シリンダ７によっ
て駆動される押え爪８が設けられており、第２コラム４
が形鋼１を幅方向にクランプした後、押え爪８が下降し
て形鋼１のフランジ９の上端を固定する。

【００２０】形鋼１を固定したときの第２コラム４の移
動ストロークは、センサ１１で検出され、また押え爪８
の移動ストロークは、昇降シリンダ７のロッド側ハウジ
ング１２に内蔵されたストロークセンサによって検出さ
れ、その検出信号はそれぞれ制御器１３に送られてい
る。

【００２１】各コラム３、４には垂直方向のレール１５
に沿って案内される工具ヘッド１６が設けられており、
この工具ヘッドには工具モータ１７によって同時駆動さ
れる３本の水平方向の工具軸に上から順に追い込みカッ
タ１８、スカラップカッタ１９および開先カッタ２０が
装着されている。工具ヘッド１６はコラム３、４の上端
に設けた減速機付きサーボモータ２１によって駆動され
る垂直方向の送りネジ２２に螺合しており、サーボモー
タ２１によって工具ヘッド１６を上方に移動させること
によって、カッタ１８、１９、２０に加工送りが与えら
れる。この加工送りはサーボモータ２１の回転数制御に
より、図３に示すような速度パターンで制御される。

【００２２】開先加工機の操作盤２４は、キーボードな
どのデータ入力部２５、ＣＲＴや液晶パネルなどの表示
部２６および起動スイッチ等を備えた操作部２７を備え
ており、データ入力部２５からはカッタ径、材料寸法、
加工寸法、加工速度などのデータが入力され、表示部２
６にはデータ入力エラー、機械が加工中であることの表
示、登録されている加工データの一覧表示などが行わ
れ、操作部２７からは電源投入や加工開始指令が与えら
れる。

【００２３】制御器１３は、全体の制御を司る制御部２
９と、登録された加工データを表形式で記憶しているメ
モリ３０と、入力データの検証を行う比較部３１と入力
データから加工データを演算する演算部３２とを備えて
いる。

【００２４】次に第２図を参照して加工データの登録時
および加工時の制御手順を説明する。加工データの登録
モードが指定されると、データ入力状態となり、データ
入力部２５から材料寸法、加工寸法、加工速度などが入
力される。具体的な入力データの一例は表１に示されて
おり、この例では形鋼のフランジ幅Ｈ、フランジ間距離
Ｗ、フランジ厚さｔ₁ 、ウエブｔ₂ 、先端の段差Ｓ、左
追い込み量Ｎ₁ 、右追い込み量Ｎ₂ 、追い込み加工速度
Ａ、スカラップ加工速度Ｃ、開先加工速度Ｄ、左開先パ
ターンＰ₁、右開先パターンＰ₂ が入力されている。こ
こで左および右開先パターンの入力値１は外開先を示
し、例えば２は内開先、３は低開先とする。

【００２５】

【表１】 ────────────────────────────── Ｈ：２４０ Ｗ：７００ ｔ₁ ：１２０ ｔ₂ ：２４０ Ｓ：０ Ｎ₁ ：１００ Ｎ₂ ：１００ Ａ：５０００ Ｃ：１５００ Ｄ：５０００ Ｐ₁ ：１ Ｐ₂ ：１ ──────────────────────────────

【００２６】以上のような一組の入力データが入力され
ると、各データのそれぞれに対して予め登録されている
許容最大値および許容最小値と入力されたデータとを比
較し、入力データがその許容範囲から外れているときに
は、入力エラーを表示部２６に表示して入力データの訂
正を促す。ここで各データの許容最大値と最小値とは、
たとえば加工可能な形鋼１の最大寸法と最小寸法、フラ
ンジ９やウエブ３４の最大および最小肉厚、対応可能な
最大の先端段差、機械に許容される最大加工速度などで
ある。

【００２７】入力データがこれらの最大値と最小値の間
にあることが確認されたら、次に入力された材料寸法お
よび加工形状を用いて予め登録されている演算式によ
り、前述した図３の速度ＡないしＤの最大許容値を算出
し、入力された加工速度が許容値内にあるかどうかをチ
ェックする。もし許容値を超えていれば、表示部２７に
入力エラー表示をして入力データの訂正を要求する。も
し加工速度のデータが入力されなかったときには、演算
によって求められた許容加工速度を登録すべきデータと
する。たとえば表１の入力データ中には、図３の速度Ｂ
すなわち追い込みカッタ１８がウエブ３４部分を通過す
るときの加工速度が入力されていないが、この速度Ｂは
演算によって求められ、加工データとしてメモリ３０に
登録される。（表２参照）

【００２８】以上の入力データのチェックが行われた
後、予め登録されたカッタ径と材料寸法および加工形状
に従って、送り速度の変速位置ないしが演算され、
表２に示すような一組の加工データとしてメモリ３０に
登録される。ここで表２中スカラップ開始位置はスカラ
ップ加工が開始される位置（図６）、開先開始位置は開
先カッタ２０がフランジ９の下端に達する位置、加工終
了位置は開先カッタ２０の中心がフランジ９の上端に達
する位置（図８）、追い込み速度は図３の速度Ａ、スカ
ラップ速度は図３の速度Ｃ、開先速度は図３の速度Ｄ、
勾配移動量は入力データのフランジ間段差値Ｓに対応す
る値、左ストッパ移動量および右ストッパ移動量は左右
のフランジ先端を抑えるストッパ（図示せず）の後退
量、バイス幅移動量は形鋼１をクランプする際の第２コ
ラム４の移動量（センサ１１で検出）、材料高さ測長デ
ータはフランジ幅Ｈに対応する押え爪８の移動ストロー
ク、ウエブ追い込み開始位置は追い込みカッタ１８がウ
エブ３４に到達した位置（図４）、ウエブ追い込み終了
位置は追い込みカッタ１８の中心がウエブ３４の上面に
達した位置（図５）、ウエブ追い込み加工速度は図３の
速度Ｂである。これらの加工データは入力データの数値
そのままではなく、制御時におけるパルス数に換算され
て一組の加工データとしてメモリ３０に登録される。

【００２９】

【表２】 ───────────────────────────────── スカラップ開始位置：２５２００００ 開先開始位置：３１６４１８２ 加工終了位置：６１０００００ 追い込み速度：３５３６０ スカラップ速度：１０６８０ 開先速度：３５３６０ 勾配移動量：１０００００ 左ストッパ移動量：１４００ 右ストッパ移動量：１４００ バイス幅移動量：１００００ 材料高さ測長データ：２８４００ ウエブ追い込み開始位置：１１９９１６７ ウエブ追い込み終了位置：１８０１２４０ ウエブ追い込み加工速度：９０５１ ─────────────────────────────────

【００３０】このような加工データの組は加工される各
寸法のＨ形鋼毎にかつその開先の加工形状毎に一組にし
てメモリ３０に登録される。

【００３１】実際の加工に際しては、形鋼の寸法および
加工形状に応じたデータコードを入力部２５から入力す
ることによって、対応する加工データの組をメモリ３０
から呼び出し、ワークをクランプしたときの第２コラム
４の移動量および押え爪８の移動量と呼び出した加工デ
ータの対応する値とを比較して、もし両者が誤差範囲以
上違っていれば入力エラーを表示してデータの再入力を
要求し、もし両者が誤差範囲内にあるならば呼び出した
一組の加工データに従って加工を実行する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したこの発明の方法によれば、
加工しようとする形鋼の寸法や開先形状が変わったとき
の段取り替えを極めて簡単に行うことができ、また予め
登録されたデータに従って加工が行われるので、段取り
替え時にデータの入力ミスが生ずることがない。

【００３３】また加工速度の変換位置を入力された材料
寸法および加工形状に基いて予め登録された演算式に従
って演算しているので、カッタ速度の変換位置の設定ミ
スを完全に回避することができる。

【００３４】さらにワーク加工時にはクランプ具の移動
ストロークを検出して呼び出されたデータと対比するこ
とにより、異なった寸法の形鋼のデータに基いて加工が
行われるのも防止できるので、誤った位置で速度変換が
行われることによる事故をほぼ完全に防止することが可
能である。

【００３５】またこの発明の方法では、入力データから
加工データを演算して演算した後の加工データをメモリ
に登録することができるので、メモリから呼び出したデ
ータを直ちに制御値として用いることができ、実行時に
おける速やかな制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】開先加工機の正面図を制御ブロック図とともに
示す図

【図２】制御手順を示すフローチャート

【図３】カッタの送り速度の変化を示す線図

【図４】送り速度の第１の変換位置を示す図

【図５】送り速度の第２の変換位置を示す図

【図６】送り速度の第３の変換位置を示す図

【図７】送り速度の第４の変換位置を示す図

【図８】送り速度の第５の変換位置を示す図

【図９】開先加工の一例を示す図

【図１０】開先加工の他の例を示す図

【符号の説明】

18 追い込みカッタ 19 スカラップカッタ 20 開先カッタ 34 ウエブ 、 加工開始点 、 加工終了点 Ａ〜Ｄ カッタの送り速度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 追い込みカッタ(18)、スカラップカッタ
   (19)および開先カッタ(20)を備えた開先加工機でＨ形鋼
   の開先加工を行う際のカッタの制御方法において、形鋼
   の寸法および加工形状のデータから追い込みカッタ(18)
   およびスカラップカッタ(19)がウエブ(34)を加工する際
   の加工開始点（) 、（）および加工終了点（) 、
   （) を演算する演算式を制御器に予め登録し、入力さ
   れた各形鋼寸法および加工形状のデータから前記加工開
   始点（) 、（) および加工終了点（) 、（) を
   演算し、その演算結果を各加工位置におけるカッタの送
   り速度(A) ないし(D) とともに一組の加工データとして
   制御器のメモリに登録し、複数の寸法の形鋼の複数の加
   工形状に対する複数組の加工データを予め登録したあ
   と、加工しようとする形鋼の寸法および加工形状に応じ
   て登録された複数組の加工データから一組の加工データ
   を呼び出し、該呼び出した加工データに基いてカッタの
   送り装置を制御することを特徴とする、開先加工機にお
   けるカッタの送り速度の変換方法。