JPH08309609A

JPH08309609A - 鋼管切断方法とその装置

Info

Publication number: JPH08309609A
Application number: JP14245095A
Authority: JP
Inventors: Minoru Morisono; 稔森園; Junichi Takagi; 純一高木; Kozo Tsuda; 耕三津田; Takushi Hironaka; 拓志廣中
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】走行する鋼管をオンラインにて一度で切断及
び開先加工する方法と装置に関するもので生産性の向
上、省人化を図ると共にエンドフェーサや切断パイプ移
送設備が不要となりコストが低減できることを目的とし
ている。また開先加工作業が正確、均一にできる。【構成】切断刃と開先加工刃とを有し、パイプＰの外
周面を倣いながら切断と開先加工を行うカッタと、この
カッタを駆動する回転駆動装置３２とを具備するミーリ
ング式走行切断装置２１と、該カッタ前後に配置されパ
イプのラジアル方向に移動するコピーロールとその制御
装置からなる鋼管外周面倣い装置と、切断中は成形され
る鋼管の進行と同調しうる走行台車２２とを備えた装置
で、該装置により開先寸法を一定にするため鋼管外周面
に倣いながらパイプの切断と開先加工を同時に同一のミ
ーリングカッタによって行なうもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は走行する鋼管をオンライ
ンにて切断及び開先加工する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４及び図５に溶接鋼管（以下パイプと
言う）を成形するスパイラルミルライン及び電縫管製造
ラインの鋼管を切断する走行切断機を、また図６にこれ
らラインのオフラインに設けられたエンドフェーサを又
図８にバイト取付台に端面加工バイト及び開先加工バイ
トを取付けた状態図を示す。

【０００３】図４に示すスパイラルミルラインの送り出
し部１には、フレーム９上を走行しつつパイプＰを切断
し、切断後元の位置に戻る走行切断機５と、走行切断機
５の上流側及び下流側にパイプを支持するロール群２と
１０及び６、７と１３が設けられている。

【０００４】走行切断機５は、図示しないセンサーにて
回転しつつ走行するパイプＰの先端（ひいては切断長）
を検知した後、パイプを既存の機械的手段にてクランプ
する。

【０００５】該クランプ手段はパイプと共に回転し、走
行切断機５全体はパイプと同期して走行しつつ定位置に
設けられたガス又はプラズマトーチによる切断装置１４
にて切断する。

【０００６】また図５に示すように、電縫管製造ライン
では、パイプは走行するのみで回転はしないので、走行
切断機５′にてパイプＰを切断する方法は、図４に示す
走行切断機５と殆ど同一であるがガス又はプラズマトー
チやミーリングカッタ１４′等による切断装置がパイプ
の外周面に沿って移動する点が異なる。（Ｘ軸及びＹ軸
方向の移動を合成した方向に移動する）

【０００７】このようにして切断され支持ロール群６、
７及び１３上に送り出された切断パイプは例えば図示し
ない切断パイプの軸方向に直交する方向に走行するコン
ベア又はトラバーサ等にて送り出し部１外に搬出され、
オフラインに設置されたエンドフェーサ（図６）にて、
管端のプレーンエンド（端面）の仕上げ加工及び開先加
工が行われる。

【０００８】図６に示すようにエンドフェーサ１５に
は、ベッド上を切断パイプの長さに応じて摺動する一対
の駆動ヘッド１６、１６と、切断パイプを締付け固定す
るクランプ装置１７、１７と、駆動ヘッド１６、１６に
固設され、管端のプレーンエンド（端面）を仕上げ加工
するバイトｑ１及び開先を加工するバイトｑ２を取り付
ける取付台１９、１９を駆動するモータ１８、１８とが
設けられている。尚図６は内容の理解を早めるための説
明図、図７はバイト取付台１９、バイトｑ１、ｑ２の拡
大図である。端面加工バイトｑ１と開先加工バイトｑ２
が、バイト取付台１９に位相をずらせて取り付けられて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述のような
従来のパイプ切断方法及び装置においては、以下に示す
いくつかの不具合点がある。

【００１０】（１）上述のように切断パイプの溶断面
（プレーンエンド）の仕上げ加工及び開先の加工をオフ
ラインにて行うので、オフラインにエンドフェーサを設
置せねばならず、コスト高となり、また設置スペースも
必要となる。

【００１１】（２）溶接パイプ成形ライン（オンライ
ン）より切断パイプを取り外しエンドフェーサまで搬送
する作業に人手を要する上、手間がかかる。また搬送す
る設備が入要となり更にコストが嵩む。

【００１２】（３）バイトを使用する施盤方式のエンド
フェーサでは、発生する螺旋状の連続切屑の処理（短く
折る）が困難である。

【００１３】（４）走行切断機のガス切断装置等へのガ
ス（エネルギー）の供給及び発生するヒューム（Ｆｕｍ
ｅ悪臭）の処理が必要となる。

【００１４】本発明は上記従来技術の各不具合点を解消
する新たなパイプ切断方法とその装置を提供することを
目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の鋼管切断方法は、走行する鋼管をオンラインに
て切断する装置において、パイプの外形状の歪みにかか
わらず開先寸法を一定にする為、鋼管外周面に倣いなが
ら、切断刃と開先加工刃を備えたカッタを鋼管と相対的
にフィードすることにより鋼管の切断と開先加工を同時
に行うことを特徴とするものである。

【００１６】またこの切断方法を実施するための装置と
しては、走行する鋼管をオンラインにて切断する装置に
おいて、鋼管のフィード方向に平行に走行する台車上
に、外周面に切断刃と回転軸に対してある角度を形成し
た開先加工刃を有するカッタと該カッタを回転自在に支
持し、該カッタの回転駆動装置を有したカッタヘッド
と、該カッタヘッドを鋼管軸に対して直角な面内で移動
可能に支持し、該カッタが被切断鋼管の外周面に倣いな
がら動くようにコピーロールが該カッタヘッドの近傍に
相対的に支持され、該カッタヘッドを動かすアクチュエ
ータよりなる倣い装置と、走行する鋼管を保持するクラ
ンプ装置を載置したものがある。

【００１７】また、コピーロールの代わりに、センサー
と、該センサーの信号に基づきアクチュエータに信号を
送る制御装置よりなる倣い装置を設けてもよい。

【００１８】また、前記ミーリング式走行切断装置を、
溶接鋼管を成形するスパイラル鋼管製造設備における鋼
管成形後の鋼管溶接機の下流側に配置し、オンラインに
て鋼管の切断と開先加工を同時に行うよう構成すること
も好ましい。

【００１９】さらに、前記ミーリング式走行切断装置
を、溶接鋼管を成形する電縫管製造設備における溶接機
とサイジングスタンドの下流側に配置し、オンラインに
て鋼管の切断と開先加工を同時に行うよう構成すること
もできる。

【００２０】

【作用】上記のように構成された本発明においては、オ
ンラインにて切断と開先加工とを同時に行うので、これ
ら加工が一度ですみ、従来のようにオフラインでのエン
ドフェーサによる切断パイプの両端のプレーンエンド仕
上加工及び開先加工の必要がなく、オンラインにて切断
されたパイプを上記エンドフェーサに移送するための装
置及び作業がなくなる。

【００２１】また、パイプの外周面に倣って開先加工を
行うので、パイプの外周面に歪みがあっても外周面を基
準にして開先が正確にかつ均一に加工される。

【００２２】またミーリングカッタにて切断及び開先加
工を行うので加工精度がよく、仕上げ面は平滑で、加工
時発生する切屑は分断されているので切屑処理が容易で
ある。

【００２３】またパイプの外周面に歪があっても無理な
く柔軟にパイプをクランプすることができる。

【００２４】

【実施例】以下図面により本発明の実施例について説明
する。図１は本発明の一実施例に係るミーリング式走行
切断機の平面図、図２は同正面図、図３は切断刃と開先
加工刃とが組み合わされた複合刃あるいは一体刃のミー
リングカッタの刃先の形状図である。

【００２５】図１、図２において、ミーリング式走行切
断機２１は、フレーム９上に敷設されたリニアウェイ
（ｌｉｎｅａｒｗａｙ直線軌道）２０又はレールに沿
って往復走行（矢印）する台車２２、パイプＰをクラン
プすることによりパイプと同期して台車２２と共に走行
する走行部本体２５（以下本体と略す）及び本体２５を
パイプ切断後台車２２と共にホームポジション（走行開
始時の位置）に戻す駆動装置２４にて構成されている。

【００２６】本体２５には前後一対の固定フレーム２６
ａ、２６ｂ、各固定フレーム２６ａ、２６ｂにスイベル
リング（ｓｗｉｖｅｌｒｉｎｇ回転軸受）２８ａ、２
８ｂ又はレールを介して取り付けられた回転フレーム２
７ａ、２７ｂ、固定フレーム２６ａと２６ｂを連結する
上横梁３０ｃ、３０ｄと下横梁３１ｃ、３１ｄ、及び図
３に示すミーリングカッタ３３を駆動するカッタ駆動装
置３２が設けられている。

【００２７】回転フレーム２７ａ、２７ｂは、ともに外
周辺２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ及び２７ｆにパイプの径に
応じてそのラジアル方向にアクチュエータ（図２ではモ
ータ駆動ねじ式ジャッキ）３８ｃ〜ｆが固設されてい
て、ジャッキ３８ｃと３８ｆ及び３８ｄと３８ｅの先端
には、それぞれリジット（ｒｉｇｉｄ強固）に、及びパ
イプの外周面の歪を考慮してばね４０を介して、クラン
プピース３９ｃと３９ｆ及び３９ｄと３９ｅが取り付け
られている。

【００２８】尚本実施例ではクランプ手段としてクラン
プピースを使用したが、走行するパイプに対し電気的に
本体２５を同期して走行させ、クランプピース等による
機械的クランプ手段を設けなくても、切断及び開先加工
を行うことが出来る。

【００２９】カッタ駆動装置３２は、固定フレーム２６
ａ、２６ｂの間に、パイプの走行方向に向かって左側に
設けられていて、架台４４、架台４４に敷設されたリニ
アウェイ４５又はガイド上を摺動する移動台４６、架台
４４に固設され移動台４６をリニアウェイ４５又はガイ
ドに沿って移動させるアクチュエータ４７、移動台４６
上に設置され、モータ４８にて駆動されるミーリングカ
ッタ３３を回転自在に支持するカッタヘッド４９及びア
クチュエータ（図１はモータ駆動ねじ式ジャッキ）５１
にてパイプのラジアル方向（左右方向）に移動する少な
くとも２ケ以上のミーリングカッタ３３の近傍に設置さ
れたコピーロール（ＣｏｐｙＲｏｌｌ、倣いロール）
５２により構成されており、ミーリングカッタ３３はパ
イプの歪（変形）になっている外周面に倣って（追従し
て）切断及び開先加工を行う。

【００３０】通常スパイラル鋼管は図８（ａ）に示すよ
うに溶接線がスパイラル状になっており、その溶接部は
図８（ｂ）に示すようにパイプ母材部よりビードが盛り
上がっており、この溶接ビード部にコピーロールが乗り
上げると母材の形状に沿って正しくミーリングカッタを
動かすことが出来なくなって、開先寸法が一定とならな
くなる。

【００３１】そこでミーリングカッタ３３の近傍に２ケ
のコピーロールを設け、パイプ外周面上の溶接ビードが
接近するとそのコピーロールを逃がし、もう一方のコピ
ーロールでパイプ形状に倣うことで溶接ビードの影響を
受けずに、パイプ全周均一に開先加工が可能となる。

【００３２】なお、本実施例装置のようなコピーロール
を使わず、電気的にパイプの外周面を計測しつつ制御装
置によりカッタ３３の動きを制御することも出来る。例
えば位置検出センサーによりパイプ外周面より一定の距
離を保つようにカッタヘッド位置を制御しつつパイプ外
周面をカメラによりモニタリングし画像処理によりビー
ド部の検出を行ったり、位置検出センサーによりパイプ
外周面より盛り上がった部分を検出しビードと判断する
方法や温度センサーにより温度の高い部分を検出しビー
ド部と判断する方法がある。

【００３３】つぎに図３により切断刃と開先加工刃とが
組み合わされた複合刃あるいは一体刃のミーリングカッ
タの刃先構造について説明する。

【００３４】図３−１は切刃をねじ付けしたものの状態
図で（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示し、また図３
−２は切刃をろう付けにより固定したもので（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図を示す。

【００３５】図３−１においてミーリングカッタ３３の
先端には切断刃３３ｒがついており開先加工刃３３ｑは
回転軸に対して角度α（通常１５°〜７０°程度）を有
しており、切り屑を逃がす為、切刃の前側にチップポケ
ット３３ｔが形成されている。

【００３６】切込み開始時には、まず切断刃３３ｒにて
パイプ外周面より切断加工を行い、切込みが進むと切断
刃３３ｒにて切断を行いながら開先加工刃３３ｑにより
開先加工を行う。開先量の変更はコピーロール５２とカ
ッタ３３の相対位置の変更により調整できる。

【００３７】また図３−２は切刃をろう付け固定したも
ので、ミーリングカッタ３３′の先端に切断刃３３′ｒ
を取付けており、また開先刃３３′ｑは図３−１同様に
回転軸に対して角度αを有している。

【００３８】つぎに上記実施例で説明した構造を有する
走行切断機２１によりパイプＰを所定の長さに切断する
と同時に開先加工を行う作業手順につぎ説明すると、以
下の通りである。

【００３９】（１）メジャリング（ｍｅａｓｕｒｉｎ
ｇ、センサーにてパイプの先端を検出し、切断長を測定
する。）により切断長をきめ、切断タイミングを設定す
る。

【００４０】（２）この切断タイミングにて回転フレー
ム２７ａ、２７ｂのクランプピース３９ｃ〜ｆにて回転
しているパイプを締付けると回転する回転フレーム２７
ａ、２７ｂ及び本体２５と台車２２がパイプと共にパイ
プの走行方向に同期して走行する。

【００４１】（３）上記同期走行中ミーリングカッタ３
３によりパイプの切断及び開先加工が行われ、コピーロ
ール５２によりパイプの外周面に倣った開先が加工され
る。なおこの際発生した切屑は回収装置５０で回収され
切屑コンベアによりライン外に搬出される。

【００４２】（４）パイプの切断及び開先加工が完了す
るとクランプピース３９が開き本体２５と台車２２が停
止する。ついで駆動装置２４にて、台車２２が本体２５
を伴ってホームポジションに戻る。

【００４３】以上本実施例ではスパイラルミルラインの
ミーリングカッタを使用したミーリング式走行切断機を
主体に説明したが、本発明は上記実施例の他、電縫管製
造ラインの走行切断機又はスパイラル鋼管製造ラインの
走行切断機にも適用することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の鋼管切断方
法及びその装置によれば次に示す効果を奏する。

【００４５】（１）パイプの切断及び開先加工が一度で
すみ従来のようにオフラインのエンドフェーサにおける
切断パイプの切断面の仕上げ加工と開先加工作業及びオ
ンラインにて切断されたパイプを前記エンドフェーサに
移送する作業を必要としないので、工程が短縮され生産
性の向上と合理化及び省人化が計られる。またエンドフ
ェーサや切断パイプ移送設備が不要となりイニシャルコ
ストが低減する。

【００４６】（２）２ケ以上のコピーロール又はセンサ
ーと制御装置により鋼管の外形に倣ってミーリングカッ
タをフィードして開先加工を行うのでパイプの外周面に
歪があってもまた溶接ビードがあっても、２ケ以上のコ
ピーロールを交互に逃がすことにより外周面を基準にし
て開先が正確にかつ均一に加工される。またばねを介し
てクランプするのでパイプに歪があっても無理なく柔軟
にクランプすることが出来る。

【００４７】（３）ミーリング式走行切断機にてミーリ
ング加工を行うので、従来のエンドフェーサによる旋盤
加工にて発生する螺旋状の連続切粉は出ず、分断切屑の
みなので切屑の回収が容易で、パイプの切断面及び開先
面の加工精度が格段に良く、加工面は平滑であり、従来
のガス等にて切断する時必要とするエネルギー（例えば
ガス）の供給が不要となり、発生するヒュームの処理を
行う必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係るミーリング式走行切断
機の平面図である。

【図２】同切断機の平面図である。

【図３】同切断機で使用する複合刃あるいは一体刃のミ
ーリングカッタの刃先形状図を示し、図３−１は切刃を
ねじで取付けたもの、図３−２はろう付け固定したもの
である。

【図４】従来のスパイラルラインに設けられた送り出し
部の走行切断機の側面図である。

【図５】従来の電縫管製造ラインの走行切断機を示し
（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

【図６】図５の切断機におけるオフラインに設けられた
エンドフェーサの側面図である。

【図７】図５の切断機における端面加工バイト及び開先
加工バイトの取付図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面
図である。

【図８】スパイラル鋼管の溶接部構造を示すもので
（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視正面図で
ある。

【符号の説明】

９フレーム２０リニアウェイ２１ミーリング式走行切断機２２台車２４駆動装置２５走行部本体２６ａ、２６ｂ固定フレーム２７ａ、２７ｂ回転フレーム２８ａ、２８ｂスイベルリング３２カッタ駆動装置３３、３３′ ミーリングカッタ３３ｒ、３３′ｒ切断刃３３ｔチップポケット３３ｑ、３３′ｑ開先刃３８ｃ、ｄ、ｅ、ｆジャッキ３９ｃ、ｄ、ｅ、ｆクランプピース４０ばね４４架台４５リニアウェイ４６移動台４７アクチュエータ４８モータ４９カッタヘッド５０切屑回収装置５１アクチュエータ５２コピーロールＰパイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣中拓志広島県三原市寿町一丁目１番地三原菱重エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行する鋼管をオンラインにて切断する
装置において、パイプの外形状の歪みにかかわらず開先
寸法を一定にする為、鋼管外周面に倣いながら、切断刃
と開先加工刃を備えたカッタを鋼管と相対的にフィード
することにより鋼管の切断と開先加工を同時に行うこと
を特徴とする鋼管切断方法。
【請求項２】走行する鋼管をオンラインにて切断する
装置において、鋼管のフィード方向に平行に走行する台
車上に、外周面に切断刃と回転軸に対してある角度を形
成した開先加工刃を有するカッタと該カッタを回転自在
に支持し、該カッタの回転駆動装置を有したカッタヘッ
ドと、該カッタヘッドを鋼管軸に対して直角な面内で移
動可能に支持し、該カッタが被切断鋼管の外周面に倣い
ながら動くようにコピーロールが該カッタヘッドの近傍
に相対的に支持され、該カッタヘッドを動かすアクチュ
エータよりなる倣い装置と、走行する鋼管を保持するク
ランプ装置を載置したことを特徴とする鋼管切断装置。
【請求項３】前記請求項２において、コピーロールの
代わりにセンサーと、該センサーの信号に基づきアクチ
ュエータに信号を送る制御装置よりなる倣い装置を有し
た請求項２記載の鋼管切断装置。
【請求項４】前記ミーリング式走行切断装置を、溶接
鋼管を成形するスパイラル鋼管製造設備における鋼管成
形後の鋼管溶接機の下流側に配置し、オンラインにて鋼
管の切断と開先加工を同時に行うよう構成したことを特
徴とする請求項２記載の鋼管切断装置。
【請求項５】前記ミーリング式走行切断装置を、溶接
鋼管を成形する電縫管製造設備における溶接機とサイジ
ングスタンドの下流側に配置し、オンラインにて鋼管の
切断と開先加工を同時に行うよう構成したことを特徴と
する請求項２記載の鋼管切断装置。