JPH07136829A - 切断開先加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 材料の外周面を基準として材料の切断および
開先切削加工を同時に行なうことにより開先加工精度を
改善し、設備の合理化を図る。 【構成】 カッター18，18´と材料外周面に押付けられ
る材料倣い用のガイドローラ20，20´とを同芯に軸支す
る。カッター18，18´は、円盤状のカッター本体18a の
最大径部に切断刃部18b を設け、その両側に開先角度に
形成された開先加工刃部18c を有する。材料搬入側クラ
ンプ機構３および搬出側クランプ機構８，10により材料
Ｗを固定する。ガイドローラ20，20´を材料外周面に押
付けることにより材料基準の倣い方式によってカッター
切込量を制御しながら切断刃部18bにより材料を分断す
る。同時に、開先加工刃部18c により分断溝内に開先切
削加工を施す。材料搬出側のクランプ機構８，10は、材
料の先端開口より材料内に挿入して材料内面をクランプ
する一対のクランプ爪8d，10d を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は角鋼管、丸鋼管などの中
空材料の切断と開先切削加工とを同時に行なう切断開先
加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】角鋼管などを溶接使用するには、まず鋸
盤にて所定の長さに切断し、両端部を開先加工機により
開先加工している。鋸盤は帯鋸盤が多く使用されるが、
この帯鋸盤は鋸歯のたわみ等によって切断面が不正確で
あり、材料サイズが大きいほど寸法誤差が増大する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この結果、開先切削加
工時には切断形状不良の影響を受けてルート残し量が変
動し、良好な開先切削加工が得られない。また、設備的
には鋸盤と開先加工機とを別個に設置することになり、
費用およびスペースとも多大であるとともに加工能率も
良くない。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
で、材料の外周面を基準として材料の切断および開先切
削加工を同時に行えるようにすることにより、開先加工
精度を改善し、同時に設備上の問題も解決することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、クラ
ンプ機構により挟持された材料に対し切断と開先切削加
工とを１工程で行なう切断開先加工装置であって、円盤
状のカッター本体の最大径部に設けられた切断刃部およ
びこの切断刃部の両側に斜面状に形成された開先加工刃
部を有するカッターと、このカッターと同芯に軸支され
て材料外周面に押付けられる材料倣い用のガイドローラ
とを具備した構成の切断開先加工装置である。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載された
カッターおよびガイドローラが材料を挟んで２組配置さ
れた構成の切断開先加工装置である。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１のクランプ機
構として、材料の先端開口より材料内に挿入されて相互
に離間することにより材料先端の内面をクランプする一
対のクランプ爪が、相互に接近することにより材料の外
面をクランプする一対のクランプ本体の先端部にそれぞ
れ一体的に設けられた構成である。

【０００８】請求項４の発明は、請求項３記載のクラン
プ機構に、最初の加工で切断されてクランプ爪に残った
材料先端部を相対的に押出して落下させるプッシャを設
けた構成である。

【０００９】

【作用】請求項１の発明は、切断および開先加工両用の
特殊カッターを使用して材料の切断と開先切削加工とを
１工程で行なう。すなわち、ガイドローラを材料外周面
に押付けることにより材料基準の倣い方式によってカッ
ター切込量を制御しながら、切断刃部による材料の分断
と、開先加工刃部による分断溝内の開先切削加工とを同
時に行なう。

【００１０】請求項２の発明は、カッターと同芯の倣い
用ガイドローラを備えた２組のカッターヘッドを材料外
周面の両側に配置し、各ガイドローラを材料外周面に押
付けて各カッターを材料の周方向に移動し、２個のカッ
ターにより材料外周の半分ずつを切断および開先切削加
工することにより全周を加工する。

【００１１】請求項３の発明は、１回目の加工時のみ一
対のクランプ爪を相互に開方向へ移動して材料先端の内
面をクランプするとともに、２回目以降は一対のクラン
プ本体を相互に閉方向へ移動して材料外面をクランプす
る。

【００１２】請求項４の発明は、１回目の加工後にクラ
ンプ爪に残った材料先端部を、プッシャにより相対的に
クランプ爪から押出して落下させる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る切断開先加工装置を図面
に示された一実施例を参照して詳細に説明する。なお、
以下の説明で述べるシリンダは、それぞれ油圧シリンダ
を意味する。

【００１４】図１（Ａ）および図２に示されるように、
ベース１の材料搬入側に立設された門型フレーム４の下
部に、多数のローラ2aをＶ形に配列してなる材料搬入コ
ンベア２を取付け、この搬入コンベア２の上方に材料搬
入側クランプ機構３を配置する。

【００１５】この搬入側クランプ機構３は、門型フレー
ム４の上部中央に固定されたガイド部4aにスライド部3a
が昇降自在に取付けられ、門型フレーム４の上面に取付
けられたロッド受板4bとクランプ爪取付板3bとの間に設
けられたクランプシリンダ５によって、取付板3bの下面
に取付けられた逆Ｖ形のクランプ爪3cを押下げ、このク
ランプ爪3cにより材料Ｗをコンベアローラ2aに押付けて
固定する。

【００１６】図１（Ａ）に示されるように、ベース１の
材料搬出側に立設された門型フレーム６の後方に搬入側
と同様に多数のローラ7aをＶ形に配列してなる材料搬出
コンベア７を配置する。この材料搬出側には搬出コンベ
ア７を挟んで上側クランプ機構８と下側クランプ機構10
とが設けられている。

【００１７】材料搬出側の上側クランプ機構８は、門型
フレーム６の上部中央に固定されたガイド6aにスライド
部8aを昇降自在に取付け、門型フレーム６の上面に取付
けられたロッド受板6bと、前記スライド部8aの下端に一
体化された昇降板8bとの間に上側クランプシリンダ９を
設け、この上側クランプシリンダ９により昇降板8bを昇
降させる。

【００１８】材料搬出側の下側クランプ機構10は、門型
フレーム６の下部中央に固定されたガイド6cにスライド
部10a を昇降自在に取付け、ガイド6cの下部に取付けら
れたロッド受板6dと、前記スライド部10a の上端に一体
化された昇降板10b との間に下側クランプシリンダ11を
設け、この下側クランプシリンダ11により昇降板10bを
昇降させる。

【００１９】これらの材料搬出側の上下クランプ機構
８，10は、図７に示されるように昇降板8b，10b の後部
にクランプ前後進シリンダ12，13を備え、このシリンダ
12，13によりライン方向に移動されるクランプ本体8c，
10c が図８に示されるように前記昇降板8b，10b にそれ
ぞれ摺動自在に嵌着されている。

【００２０】図７および図８に示されるように、クラン
プ本体8c，10c の先端には逆Ｖ形およびＶ形のクランプ
爪8d，10d が細長くかつ薄く形成されており、後述のよ
うに材料Ｗの先端を切捨加工する時にこのクランプ爪8
d，10d により材料Ｗを内面からクランプする。

【００２１】搬出側の上側クランプ機構８は、昇降板8b
の下面にシリンダ14を取付け、このシリンダ14のピスト
ンロッド先端に図８に示されるようなほぼ半円板形のプ
ッシャ14a を取付けてなる。

【００２２】図３および図４に示されるように、搬出側
門型フレーム６の左右部にガイド6eをそれぞれ設け、こ
の各ガイド6eにそれぞれスライドベース15，15´を昇降
自在に取付ける。この各スライドベース15，15´にそれ
ぞれ取付板15a ，15a'を介しシリンダ21，21´を取付け
るとともに、その各シリンダ21，21´のピストンロッド
先端をベース１に接続し、このシリンダ21，21´によっ
てスライドベース15，15´を昇降させる。

【００２３】さらに、各スライドベース15，15´にカッ
ターヘッド16，16´を横行自在に取付け、スライドベー
ス15，15´の下部に取付けられた横行シリンダ17，17´
によりカッターヘッド16，16´を横行移動させる。この
カッターヘッド16，16´にカッター18，18´と、このカ
ッター18，18´を駆動するモーター19，19´とを取付け
る。

【００２４】各カッター18，18´は、図１（Ｂ）に示さ
れるように切断および開先加工両用の特殊カッターを使
用する。すなわち、各カッター18，18´は、それぞれ円
盤状のカッター本体18a の最大径部に設けられた丸鋸刃
形の切断刃部18b と、この切断刃部18b の両側に開先形
状に応じた角度で形成された開先切削加工用の開先加工
刃部18c とを有する。そして、切断刃部18b により材料
Ｗを分断するとともに、開先形状に応じた角度の両側の
開先加工刃部18c により材料Ｗの分断溝内面に開先切削
加工を施す。

【００２５】さらに、カッターヘッド16，16´には、カ
ッター18，18´と同軸でガイドローラ20，20´を回転自
在（駆動しない）に取付ける。このガイドローラ20，20
´は材料Ｗの表面に沿って転動し、カッター18，18´の
切込深さを一定にするものである。

【００２６】前記搬入側コンベア２には材料外面に接
触、回転して材料の通過長さを検出するメジャリングロ
ール（図示せず）を備える。

【００２７】カッター18，18´の上下方向位置および左
右方向位置は、各方向の直線運動をラック・ピニオン噛
合機構（図示せず）によりそれぞれ回転運動に変換し、
その回転量を回転検出器（図示せず）により検出して、
原点から各方向への各カッター18，18´の移動距離を検
出する。

【００２８】搬出側の上下クランプ機構８，10の高さ位
置も、上記と同じくラック・ピニオン噛合機構と回転検
出器（図示せず）とにより検出される。

【００２９】次に、上記のように構成された装置の動作
について説明する。

【００３０】材料搬入前の各部待機状態を述べると、材
料搬入側クランプ機構３は図１および図２に示される上
昇端に、搬出側の上下クランプ機構８，10は図７に示さ
れるように材料サイズ（辺長）に対応して材料内面クラ
ンプ可能な高さにあり、クランプ前後進シリンダ12，13
は伸長端にある。プッシャ用シリンダ14は縮小端にあ
る。

【００３１】一方のカッター18は、図４に示された材料
Ｗの最上点の直上から５mmだけ横行シリンダ17の伸長側
（図５Ａ点の上方）にて待機し、他方のカッター18´は
材料Ｗの最下点の直下から５mmだけ横行シリンダ17´の
伸長側（図５Ｒ点の下方）にて待機する。

【００３２】コンベア２上に材料Ｗを搬入して先端切捨
長さに見合う点に材料先端を停止させる。このとき、搬
出側の上下クランプ爪8d，10d は図７および図８に示さ
れるように材料Ｗの内側に挿入される。

【００３３】そして、クランプシリンダ５を伸長作動し
て材料搬入側クランプ機構３のクランプ爪3cを下降し、
コンベア２上の材料Ｗをクランプするとともに、搬出側
の上下クランプシリンダ９，11をそれぞれ縮小作動し
て、相互に拡開した上下クランプ爪8d，10d にて材料Ｗ
の先端部を内面よりクランプする。

【００３４】次に加工開始である。カッター18，18´を
駆動回転し、昇降シリンダ21，21´にてカッター18，18
´を材料Ｗに押付ける。シリンダ21，21´の作動後、一
定時間経過したら、ガイドローラ20，20´が材料Ｗの外
面に接触する。このとき、切断刃部18b により切断され
た面は、同時に開先加工刃部18c により所定の開先形状
に達している筈であるから、次は材料Ｗの外周面に沿っ
たカッター切削送りを開始し、切断および開先加工を材
料Ｗの周方向に拡大する。

【００３５】以後、図５における材料ＷのＡ点からスタ
ートしたカッター18は、横行シリンダ17および昇降シリ
ンダ21の動作方向と両シリンダ17，21の油圧力の高低と
を順次に切換えつつ、Ｂ点、Ｃ点およびＤ点を経てＥ点
まで進行する。Ｅ点到達後は下方に退避させる。同様
に、図６にてＲ点からスタートしたカッター18´は、横
行シリンダ17´および昇降シリンダ21´の動作方向と両
シリンダ17´，21´の油圧力の高低とを順次に切換えつ
つ、Ｓ点、Ｔ点およびＵ点を経てＶ点まで進行する。

【００３６】ここで、図５および図６に示された実線矢
印はシリンダ油圧を高圧に制御した場合を示し、破線矢
印はシリンダ油圧を低圧に制御した場合を示す。この高
圧（実線）と低圧（破線）は、横行シリンダ17，17´の
押引力（水平方向の矢印）と、昇降シリンダ21，21´の
押引力（上下方向の矢印）との相対的関係を示すもの
で、ガイドローラ20，20´が確実に材料面に密着したま
ま所定の送り方向に進む条件になっている。

【００３７】以上で材料先端の加工は終り、分断された
材料先端部は搬出側の上側クランプ爪8d上に残るので、
この材料先端部を次のように処理する。搬出側の上側ク
ランプ爪8dを少し下降するとともに下側クランプ爪10d
を少し上昇させてクランプを解除し、図７に２点鎖線で
示されるようにシリンダ14によりプッシャ14a を一杯に
突出する。そして、このプッシャ14a により材料先端を
係止しながら、シリンダ12，13を短縮動作させて上下ク
ランプ爪8d，10d を後退させることにより、分断された
材料先端部を落下させる。

【００３８】次に、２回目の加工準備として搬出側の上
側クランプ機構８をシリンダ９により上昇させ、下側ク
ランプ機構10をシリンダ11により下降させて、上下クラ
ンプ本体8c，10c を適当な高さに退避させる。そして、
材料搬入側クランプ機構３をアンクランプして材料Ｗを
所要長さだけコンベア２，７により前進させる。

【００３９】それから、材料搬入側クランプ機構３と搬
出側の上下クランプ本体8c，10c にて図９に示されるよ
うに材料Ｗをクランプし、カッター18，18´により切断
する。カッター18，18´の動作は１回目の加工時と同様
であるが、１回目の終点から逆回りに動作するので各カ
ッター18，18´のスタート位置と進行方向は互いに入れ
替りとなる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、カッターと同
芯の材料倣い用ガイドローラを材料外周面に押付け、材
料基準の倣い方式によって切断刃部による材料の切断と
開先加工刃部による開先切削加工とを同時に行なうこと
により、切断面の正確な直角度に基づく高精度の開先切
削加工が可能である。また、１工程で材料の分断とその
分断溝内の開先切削加工とを行うことができ、設備の合
理化および加工能率の向上等を図れる。

【００４１】請求項２の発明によれば、２組のカッター
およびガイドローラにより材料全周の半分ずつを分担し
て切断および開先切削加工するから、加工時間の短縮を
図れるとともにカッター等の移動機構も複雑にならな
い。

【００４２】請求項３の発明によれば、１回目の加工時
はクランプ爪により材料先端のみを内面からクランプし
ながら分断できるので、不要部分として切落とされる材
料先端の切捨長さを極力少なくすることができるととも
に、２回目以降はクランプ本体により材料の外面を確実
にクランプできる。

【００４３】請求項４の発明によれば、１回目の加工後
にクランプ爪に残った材料先端部をプッシャにより相対
的に後方へ押出して落下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の切断開先加工装置の一実施例
を示す正面断面図、（Ｂ）はそのカッターの断面図であ
る。

【図２】同上装置の材料搬入側の側面図である。

【図３】同上装置のカッターヘッド可動機構を示す側断
面図である。

【図４】同上装置のカッターヘッド可動機構を示す側面
図である。

【図５】図４の左側カッターヘッドを移動する昇降およ
び横行用シリンダの動作方向と油圧力の設定状態とを示
す説明図である。

【図６】図４の右側カッターヘッドを移動する昇降およ
び横行用シリンダの動作方向と油圧力の設定状態とを示
す説明図である。

【図７】プッシャの作用が併記された材料搬出側の上下
クランプ機構を示す正断面図である。

【図８】同上クランプ機構による材料先端の内面クラン
プを示す側面図である。

【図９】同上クランプ機構による材料外面クランプを示
す側面図である。

【符号の説明】

Ｗ 材料 ８，10 クランプ機構 8c，10c クランプ本体 8d，10d クランプ爪 14a プッシャ 18，18´ カッター 18a カッター本体 18b 切断刃部 18c 開先加工刃部 20，20´ ガイドローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプ機構により挟持された材料に対
   し切断と開先切削加工とを１工程で行なう切断開先加工
   装置であって、 円盤状のカッター本体の最大径部に設けられた切断刃部
   およびこの切断刃部の両側に斜面状に形成された開先加
   工刃部を有するカッターと、 このカッターと同芯に軸支されて材料外周面に押付けら
   れる材料倣い用のガイドローラとを具備したことを特徴
   とする切断開先加工装置。
2. 【請求項２】 カッターおよびガイドローラが材料を挟
   んで２組配置されたことを特徴とする請求項１記載の切
   断開先加工装置。
3. 【請求項３】 クランプ機構として、材料の先端開口よ
   り材料内に挿入されて相互に離間することにより材料先
   端の内面をクランプする一対のクランプ爪が、相互に接
   近することにより材料の外面をクランプする一対のクラ
   ンプ本体の先端部にそれぞれ一体的に設けられたことを
   特徴とする請求項１記載の切断開先加工装置。
4. 【請求項４】 クランプ機構に、最初の加工で切断され
   てクランプ爪に残った材料先端部を相対的に押出して落
   下させるプッシャを設けたことを特徴とする請求項３記
   載の切断開先加工装置。