JPH09141511A - スパイラル鋼管の外面余盛切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 切削／切断制御部４４は、距離計１７
Ａ，１７Ｂの信号を受けてサーボモータ３７を適宜駆動
し、フライスカッタ１２の出入りを調整するとともに、
測長器４２の信号を受けてプラズマトーチ４３に切断指
令を出す。 【効果】 ビードの前後の母材相互間に肉厚方向のオフ
セットが発生しても、確実に余盛を切削することができ
る。鋼管が径方向に振れても台板が追従するため、フラ
イスカッタに無理な力が作用せず、カッタの寿命が延び
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスパイラル鋼管の外
面ビードの除去技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９はスパイラル鋼管の製造工程説明図
であり、熱間圧延工程で製造したコイル１０１を巻戻
し、レベラ１０２で平坦化処理をし、エッジシーリング
装置１０３で幅の調整及びサイドエッジの開先形成を
し、成形ロール１０４でスパイラル成形し、内面溶接機
１０５で内面溶接をし、外面溶接機１０６で外面溶接を
し、プラズマトーチ１０７で所定の管長に切断すること
で、スパイラル鋼管１０８を製造する。

【０００３】このスパイラル鋼管１０８において、母材
外面から溶着金属（ビード）の余盛が突起している。被
覆鋼管と称して、外面に樹脂や塗料をコートする場合
に、外へ突起している外面余盛は邪魔になる。また、管
端加工を行なう際に外面にガイドローラを使用する場合
があり、そのとき外面余盛が邪魔になる。そこで、外面
余盛を全面的又は局部的に除去して、ビードを母材と面
一にするところの外面余盛切削又は研削工程が必要とな
る。

【０００４】いままでは、次の，の手法で外面余盛
を研削又は切削していた。 …オフラインにて、グラインダで外面余盛を研削す
る。 …インラインにて、フライス盤で外面余盛を切削す
る。即ち、図９の外面溶接機１０６とプラズマトーチ１
０７との間に、フライス盤を置き、これのフライスカッ
タを鋼管の外面に当接して、ビードの外面余盛を切削す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記は、量産には不
向きである。前記は、量産に好適である。フライス盤
は管の中心に向ってフライスカッタを進退させる工作機
である。ところが、現実のスパイラル鋼管製造におい
て、僅かではあるが、管が径方向に振れる。そのため
に、余盛の切削不足、切削過多が発生することが分かっ
た。振れが大きいと、ビードのみならず、フライスカッ
タも傷むので問題である。

【０００６】図１０はオフセットの概念図であり、スパ
イラル鋼管製造工程では、母材を高速で走らせるため、
左の母材１１１と右の母材１１２との間に、０．１〜
３．０ｍｍ程度のオフセットδが発生しやすく、このオ
フセットのために、増々、余盛の切削不足、切削過多が
ひどくなる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
スパイラル鋼管製造中に発生する振れに追従する切削装
置及びオフセットにも追従する切削装置の研究を進め、
満足できる装置を完成するに至った。具体的には、ベー
スプレートに鋼管の母材へ向って進退自在に載置した台
板と、この台板上に取付けた倣いローラ及びビードの余
盛の入側及び出側の母材外面までの距離を図る一対の距
離計と、前記倣いローラが母材外面に一定の押圧力で当
接するまで前記ベースプレートを前進させる第１進退手
段と、前記台板に母材へ向って進退自在に載置した主軸
台と、この主軸台を進退させる第２進退手段と、前記主
軸台の先端に取付けた余盛を切削するためのフライスカ
ッタと、前記距離計からの一対の距離情報を比較し距離
の大きい方の母材外面まで前記フライスカッタを送る制
御部とからスパイラル鋼管の外面余盛切削装置を構成す
る。

【０００８】ビードの前後の母材相互間に肉厚方向のオ
フセットが発生しても、確実に余盛を切削することがで
きる。鋼管が径方向に振れても台板が追従するため、フ
ライスカッタに無理な力が作用せず、カッタの寿命が延
びる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るスパイラル鋼管の外面
余盛切削装置の斜視図であり、外面余盛切削装置１は、
基盤２と、円板状のベースプレート３と、このベースプ
レート３上に取付けた２本のレール４，４と、これらの
レール４，４上を摺動するスライダ５・・・（・・・は複数個
を示す。以下同様。）と、これらのスライダ５・・・を下
部に備えた脚材６，６と、こられの脚材６，６に載置し
た装置本体１０と、主電動機７とからなる。この主電動
機７はケース１１の上面に固定され、プーリ８及びベル
ト９を介して後述の主軸を回動する。１２は主軸の先端
に取付けたフライスカッタである。装置本体１０は大き
なケース１１に大部分が収納されているので、ケース１
１内部を次に説明する。

【００１０】図２は本発明に係る外面余盛切削装置の要
部正面図であり、図１の正面図下部を示す透視図であ
る。装置本体１０は、前記脚材６，６の上部に掛け渡し
た台板１３と、この台板１３を図表裏方向へ移動させる
第１進退手段としてのシリンダユニット１４と、台板１
３上面中央に載置した主軸台１５と、台板１３上面にブ
ラケット１６，１６を介して取付けた距離計１７Ａ，１
７Ｂと、台板１３上面に配置した倣いローラ１８，１９
と、次図で説明する送りねじ機構とからなる。倣いロー
ラ１８，１９はボール２１，２１を回転自在に保持した
球面ガイドである。前記主軸台１５は、台板１３上面に
貼ったレール２２，２２上を摺動するスライダ２３・・・
の作用で図面表裏方向へ移動可能である。

【００１１】図３は本発明に係る外面余盛切削装置の要
部側面図であり、図１の側面図下部を示す透視図であ
る。前記主軸台１５は主軸２５を回動自在に保持する。
この主軸２５には、先端にフライスカッタ１２（正しく
は正面フライス）、後端にプーリ２６を備える。第２進
退手段としての送りねじ機構３０は、主軸台１５から垂
下したナット部材３１と、このナット部材３１に螺着し
た送りねじ３２と、この送りねじ３２を台板１３に回転
自在に取付けるホルダ３３，３３と、送りねじ３２の一
端に取付けたプーリ３４と、このプーリ３４に巻き掛け
たタイミングベルト３５と、不図示のプーリ並びにサー
ボモータとからなる。シリンダユニット１４の作動によ
り、脚材６とともに台板１３は図左右に移動し、台板１
３上の主軸台１５、送りねじ機構３０、ケース１１など
が一括して移動する。次に、送りねじ３２の作動によ
り、主軸台１５のみが図左右に移動する。ただし、この
移動量は、シリンダユニット１４による移動量に比べて
ごく小さく且つ精密である。

【００１２】図４は本発明に係る外面余盛切削装置の要
部平面図であり、図１の正面図下部を示す図である。前
記送りねじ機構３０のタイミングベルト３５、プーリ３
６及びサーボモータ３７の取合いを示す。また、仮想線
Ｌ１は倣いローラ１８，１９のボール２１，２１の外接
線であり、この線Ｌ１に向ってフライスカッタ１２が進
退することを示し、さらに、距離計１７Ａ，１７Ｂはフ
ライスカッタ１２の両脇を見ていることを示す。

【００１３】以上に述べた外面余盛切削装置の作用を次
に説明する。図５は本発明に係る外面余盛切削装置の作
用説明図であり、４１は外面溶接機、１は本発明の外面
余盛切削装置、４２は測長器、４３はプラズマトーチ、
４４は切削／切断制御部、４５はプロセス制御部であ
る。測長器４２は鋼管４６にコロを摺接し、このコロの
回転数で鋼管４６の進行長さを検出するものであり、プ
ラズマトーチ４３は図示せぬ移動手段により、鋼管４６
と同調して移動する。すなわち、鋼管４６は回転しつつ
前進する。

【００１４】切削／切断制御部４４は、距離計１７Ａ，
１７Ｂの信号を受けてサーボモータ３７を適宜駆動し、
フライスカッタ１２の出入りを調整するとともに、測長
器４２の信号を受けてプラズマトーチ４３に切断指令を
出す。

【００１５】図６は本発明に係る距離計の作用説明図で
あり、鋼管４６のビードを境に入側を母材４７Ａ、出側
を母材４７Ｂとし、ビードを溶込み部４８と余盛４９と
呼称する。そして、母材４７Ａの外面から入側の距離計
１７Ａまでの距離をＡ、それの実測定値をＡ0，Ａ1・・・
とし、母材４７Ｂの外面から出側の距離計１７Ｂまでの
距離をＢ、それの実測定値をＢ0，Ｂ1・・・とする。

【００１６】図７は本発明に係る外面余盛切削装置の作
動フロー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。 ＳＴ０１；第１進退手段（シリンダユニット）を進動し
て、台板を前進させ、図６に示す通りに倣いローラ１
８，１９を母材４７Ａ，４７Ｂに押圧する。以降、鋼管
が振れるとそれに倣って倣いローラ１８，１９を介して
台板が追従する。 ＳＴ０２；ビードへマニュアルにてフライスカッタを送
り、切込み量を決定する。このステップを自動化しても
よいが、本実施例では初期切込みを手動式とした。 ＳＴ０３；自動運転ボタンを押す。以降、自動運転され
る。 ＳＴ０４；ＳＴ０２のボタン押しと同時に、距離Ａ，Ｂ
を計測し、その値をＡ0とＢ0とする。

【００１７】 ＳＴ０５；距離Ａ0と距離Ｂ0とを比較し、Ａ0が小（ま
たは等しい）であればＳＴ０６へ進み、Ａ0が大きけれ
ばＳＴ０７へ進む。 ＳＴ０６；Ａ0を第１基準値Ｃとする。 ＳＴ０７；Ｂ0を第１基準値Ｃとする。 ここまでが、初期設定及び初期値取込み工程である。

【００１８】引続き以下の工程を連続又は一定時間毎に
実行する。 ＳＴ０８；距離Ａ，Ｂを計測し、その値をＡ1とＢ1とす
る。 ＳＴ０９；距離Ａ1と距離Ｂ1とを比較し、Ａ1が小（ま
たは等しい）であればＳＴ１０へ進み、Ａ1が大きけれ
ばＳＴ１１へ進む。 ＳＴ１０；Ａ1を第２基準値Ｄとする。 ＳＴ１１；Ｂ1を第２基準値Ｄとする。 ＳＴ１２；第１基準値Ｃから第２基準値Ｄを引き、その
値をＺとする。

【００１９】 ＳＴ１３；値Ｚが負又は０であればＳＴ１４へ進み、正
であればＳＴ１５へ進む。 ＳＴ１４；フライスカッタを「Ｚ」だけ前進させる。 ＳＴ１５；フライスカッタを「Ｚ」だけ後退させる。 ＳＴ１６；運転停止の指令の有無を調べ、なければＳＴ
０８に戻る。 以降、ＳＴ０８〜ＳＴ１６を繰り返す。

【００２０】図８は本発明に係る外面余盛の切削説明図
であり、図７の工程によってフライスカッタ１２にて余
盛が良好に切削できたことを示す。すなわち、本発明に
よれば母材４７Ａ，４７Ｂ間に肉厚方向のオフセットが
発生しても、好しく余盛を切削することができる。

【００２１】尚、図７の工程は一例を示すもので、オフ
セット付き余盛を良好に切削できれば工程を変更する、
または、計算式を変更することは差支えない。また、第
１進退手段１４は油圧シリンダ、空圧シリンダが好適で
あり、要は台板１３を鋼管４６に向って進退させる手段
であれば種類、形式は任意である。また、第２進退手段
３０は、送りねじ機構、電動シリンダ、油圧ステッピン
グシリンダ、ピニオン・ラックが好適であり、要は、フ
ライスカッタ１２の位置決めが精密になせる往復移動手
段であれば種類、形式は任意である。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、ベースプレートに鋼管の母材へ向っ
て進退自在に載置した台板と、この台板上に取付けた倣
いローラ及びビードの余盛の入側及び出側の母材外面ま
での距離を図る一対の距離計と、前記倣いローラが母材
外面に一定の押圧力で当接するまで前記ベースプレート
を前進させる第１進退手段と、前記台板に母材へ向って
進退自在に載置した主軸台と、この主軸台を進退させる
第２進退手段と、前記主軸台の先端に取付けた余盛を切
削するためのフライスカッタと、前記距離計からの一対
の距離情報を比較し距離の大きい方の母材外面まで前記
フライスカッタを送る制御部とからスパイラル鋼管の外
面余盛切削装置を構成する。

【００２３】ビードの前後の母材相互間に肉厚方向のオ
フセットが発生しても、確実に余盛を切削することがで
きる。鋼管が径方向に振れても台板が追従するため、フ
ライスカッタに無理な力が作用せず、カッタの寿命が延
びる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスパイラル鋼管の外面余盛切削装
置の斜視図

【図２】本発明に係る外面余盛切削装置の要部正面図

【図３】本発明に係る外面余盛切削装置の要部側面図

【図４】本発明に係る外面余盛切削装置の要部平面図

【図５】本発明に係る外面余盛切削装置の作用説明図

【図６】本発明に係る距離計の作用説明図

【図７】本発明に係る外面余盛切削装置の作動フロー図

【図８】本発明に係る外面余盛の切削説明図

【図９】スパイラル鋼管の製造工程説明図

【図１０】オフセットの概念図

【符号の説明】

１…外面余盛切削装置、３…ベースプレート、１２…フ
ライスカッタ、１３…台板、１４…第１進退手段（シリ
ンダユニット）、１５…主軸台、１７Ａ，１７Ｂ…距離
計、１８，１９…倣いローラ、２５…主軸台、３０…第
２進退手段（送りねじ機構）、４４…制御部（切削／切
断制御部）、４６…鋼管（スパイラル鋼管）、４７Ａ，
４７Ｂ…母材、４９…余盛。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースプレートに鋼管の母材へ向って進
   退自在に載置した台板と、この台板上に取付けた倣いロ
   ーラ及びビードの余盛の入側及び出側の母材外面までの
   距離を図る一対の距離計と、前記倣いローラが母材外面
   に一定の押圧力で当接するまで前記ベースプレートを前
   進させる第１進退手段と、前記台板に母材へ向って進退
   自在に載置した主軸台と、この主軸台を進退させる第２
   進退手段と、前記主軸台の先端に取付けた余盛を切削す
   るためのフライスカッタと、前記距離計からの一対の距
   離情報を比較し距離の大きい方の母材外面まで前記フラ
   イスカッタを送る制御部とからなるスパイラル鋼管の外
   面余盛切削装置。