JPH10337601A - 管状の被加工物加工用工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】管状の被加工物等の端面加工を行う場合、専用
工具の段取り換え作業での設備能率を向上する。 【解決手段】主軸５を回転自在に支持し、主軸の軸線Ｃ
方向にベッドに対して移動自在に設けられた主軸支持体
３と、主軸に取付けられ、主軸と一体になって回転する
面板２０と、鋼管８の周面に接触する倣いローラ２３を
取付け、前記面板に主軸軸線と直交する面板の直径方向
に移動自在に設けられ、鋼管８の周面の倣いローラに連
動した移動動作を行う一方のスライダ２１と、鋼管の加
工工具２６が取付けられ、前記面板に一方のスライダ２
１に対して相対的に面板の直径方向に移動自在の他方の
スライダ２２とを備え、前記主軸支持体の主軸軸線方向
の移動及び他方のスライダの面板直径方向の移動を数値
制御することにより、前記工具を周面を基準とする所望
の工具経路で移動させて加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管など管状の被
加工物の端部を加工するための管状の被加工物加工用工
作機械に係り、例えば、鋼管の製造ライン上で搬送され
てくるシームレス鋼管に、用途に応じた各種形状の加工
を行う鋼管面切削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】シームレス鋼管の製造ラインでは、鋼管
は用途に応じた長さに切断され、切断後の鋼管には、製
造ライン上の鋼管面切削機で直ちに各種形状の端面加工
が施される。この端面加工には、内面取り加工，外面取
り加工，開先面取り加工，端面仕上げ加工など各種のも
のがあり、鋼管の用途に応じて所望の形状に加工され
る。このような鋼管の公差には、外径公差，内径公差，
真円度公差，肉厚公差等があり、シームレス鋼管では他
の公差に比べて肉厚公差が大きく許容されている。

【０００３】前記許容公差の条件の下で所望の端面形状
を得るためには、鋼管の内面又は外面に倣った端面加工
をする必要がある。そのため、鋼管の製造ラインで鋼管
の端面加工を行う鋼管面切削機では、鋼管を位置決め固
定し、倣いローラで鋼管の内面又は外面に倣いながら、
工具を面板で回転させて加工を行う方式が採用されてい
る。例えば、特開平６−２４６５０２号公報には、倣い
ローラをスライダに回転自在に取付けて鋼管の内周面に
接触させて倣いながら、スライダに取付けられた工具を
鋼管に押付けて端面加工を行う鋼管面切削機が開示され
ている。この鋼管面切削機では、倣いローラと工具は、
一つのスライダに取付けられてこのスライダと一体的に
移動するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記鋼管面切削機で
は、工具の前記主軸軸線方向の送りと面板直径方向の送
りを倣いローラから独立して制御するようにはなってい
ないので、工具を倣いローラに対して相対的に移動させ
て加工することはできなかった。

【０００５】そのため、端面加工の種類ごとに専用の工
具を使用することになるので、別の種類の端面加工を行
うには、それに合った専用工具に交換しなければなら
ず、その段取り換え作業が必要である。しかも、鋼管の
種類，直径，肉厚，端面加工の形状等は、用途に合わせ
て多岐に渡っている。したがって、鋼管に対して所望の
端面加工を行うためには、端面加工の種類や鋼管の種
類，形状等に合わせて、高価な専用工具を多種類ストッ
クしておく必要があり、また、専用工具の段取り換え作
業に時間がかかるので、設備能率が低下していた。

【０００６】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、管状の被加工物の周面に倣いローラを接
触させながら前記被加工物の端面加工等を行う場合、専
用工具でなくても多種類の加工を可能にし、段取り換え
作業を簡略化して高能率な加工ができる管状の被加工物
加工用工作機械を提供することを目的とする。本発明の
別の目的は、管状の被加工物加工用工作機械でバランス
加工を行い加工能率を更に向上させることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係る管状の被加工物加工用工作機械は、ベ
ッドと、主軸を回転自在に支持するとともにこの主軸の
軸線方向に前記ベッドに対して移動自在に設けられた主
軸支持体と、前記主軸に取付けられ、この主軸と一体に
なって回転する面板と、管状の被加工物の周面に接触す
る倣いローラが取付けられるとともに、前記面板に前記
主軸軸線と直交する方向である前記面板の直径方向に移
動自在に設けられ、前記被加工物の周面に倣う前記倣い
ローラに連動した移動動作を行う一方のスライダと、前
記被加工物を加工する工具が取付けられ、前記面板に前
記一方のスライダに対して相対的に前記面板の直径方向
に移動自在に設けられた他方のスライダとを備え、前記
主軸支持体の前記主軸軸線方向の移動及び前記他方のス
ライダの前記面板の直径方向の移動を数値制御すること
により、前記工具を前記周面を基準とする所望の工具経
路で移動させて加工する。

【０００８】なお、前記一方のスライダの前記面板の直
径方向の移動を数値制御することにより、前記倣いロー
ラを複数の種類の前記被加工物の周面に接触可能とする
のが好ましい。

【０００９】また、前記一方のスライダと、この一方の
スライダを移動させる送りねじ機構との間に付勢手段を
設けることにより、前記一方のスライダをこの付勢手段
の付勢力に抗して移動可能にし、この付勢力で前記倣い
ローラを前記被加工物周面に接触させ、前記倣いローラ
による前記周面を基準とする倣い動作で前記一方のスラ
イダを移動させるようにするのが好ましい。

【００１０】例えば、前記周面は前記管状の被加工物の
内周面であり、この内周面に倣う前記倣いローラに連動
した移動動作を行う前記一方のスライダに対して前記他
方のスライダを相対的に移動させ、前記他方のスライダ
に取付けられた前記工具で、前記内周面を基準とした前
記所望の工具経路で少なくとも前記被加工物の外周部の
加工を行うのが好ましい。

【００１１】また、前記一方のスライダと前記他方のス
ライダとを、前記主軸の回転中心に対して点対称に前記
面板に一対設け、少なくとも一対の前記他方のスライダ
に取付けた前記工具で前記管状被加工物を同時に加工で
きるようにするのが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
の一例を図１乃至図７を参照して説明する。図１は管状
被加工物加工用工作機械としての鋼管面切削機の全体を
示す正面図、図２は鋼管面切削機の面板を正面から見た
外観図、図３は図２のIII-III 線断面図、図４は図２の
IV−IV線矢視図、図５は加工中の状態を示す鋼管面切削
機の部分拡大図である。

【００１３】図１に示すように、鋼管面切削機（鋼管加
工用工作機械）１において、ベッド２上には主軸支持体
３が取付けられ、主軸支持体３はベッド２の摺動面上を
Ｚ軸方向（後述する主軸軸線方向）に往復移動自在に設
けられている。主軸支持体３は、ベッド２に設けられた
Ｚ軸用サーボモータ（以下、Ｚ軸用モータと記載）４に
よりＺ軸方向に駆動され、ＮＣ（数値制御）装置でその
送りが制御される。主軸支持体３の内部には、主軸５が
回転自在に支持されて主軸用駆動モータ６により回転駆
動される。主軸５には加工ヘッド７が設けられている。

【００１４】ベッド２上には、シームレス鋼管，溶接式
鋼管など管状の被加工物の外周部を、主軸５の軸線Ｃと
同心で非回転状態に位置決め固定するためのワーク支持
装置９が取付けられている。シームレス鋼管（以下、鋼
管と記載）８は、Ｚ軸方向に直交し水平方向に相対向し
て移動する一対の爪１０を有するバイスにより挟持され
る。一対の爪１０は、ワーク支持装置９の油圧駆動装置
１１により駆動されるようになっており、求心機構（図
示せず）により連動して、常に鋼管８の外周部を主軸軸
線Ｃと同軸になるように設定することができる。なお、
鋼管８のある方向（図１の左方）を鋼管面切削機１の前
方として説明する。

【００１５】図２乃至図５に示すように、加工ヘッド７
はほぼ円形状の面板２０を備えており、面板２０は主軸
５に取付けられている。面板２０は、主軸５と一体にな
って、主軸用駆動モータ６により回転駆動されるととも
に、Ｚ軸用モータ４によりＺ軸方向に送り駆動される。
加工ヘッド７は、一方のスライダとしての第１のスライ
ダ２１と、他方のスライダとしての第２のスライダ２２
とを備えている。第１，第２のスライダ２１，２２によ
り一組のユニット２９が構成されている。

【００１６】加工ヘッド７には一組のユニット２９のみ
を設けてもよいが、本実施形態の加工ヘッド７では、一
対のユニット２９が、主軸５の回転中心Ｏ₁ に対してほ
ぼ点対称の位置に面板２０に設けられている。第１，第
２のスライダ２１，２２の駆動制御軸は、それぞれＸ₁
軸，Ｘ₂ 軸である。Ｘ₁ 軸，Ｘ₂ 軸方向はＺ軸方向と直
交する方向の同一軸方向であり、総称してＸ軸方向とい
う。

【００１７】第１のスライダ２１には、被加工物の周面
（ここでは、内周面）に接触する倣いローラ２３が取付
けられており、倣いローラ２３は、軸部７２ａに対して
自由回転するローラ部７２（図５）を有している。第１
のスライダ２１は、面板２０の直径方向（以下、Ｘ₁ 軸
方向と記載）に移動自在に面板２０に設けられて送り駆
動され、倣いローラ２３に連動した倣い動作を行う。

【００１８】第１のスライダ２１の前面には、倣いロー
ラ装着部７０が、主軸軸線Ｃと平行な中心軸線Ｃ₁ 方向
に形成されている。倣いローラ２３の軸部７２ａは、倣
いローラ装着部７０に着脱自在に装着され、係止部材７
１により係止された状態で位置決め固定されている（図
５参照）。管状の被加工物がシームレス鋼管８の場合に
は、内周面２４及び外周面２５は比較的滑らかなので内
面倣いと外面倣いのいずれも可能であるが、図３に示す
倣いローラ２３は内周面２４に接触して内面倣いを行っ
ている。

【００１９】第２のスライダ２２には、鋼管８を加工す
るための工具（例えば、バイト，又はバイトホルダ等の
先端部に取付けられたチップ）２６が取付けられてい
る。第２のスライダ２２は、第１のスライダ２１に対し
てＸ軸方向に相対的に移動自在に設けられて、Ｘ₂ 軸方
向に送り駆動される。主軸支持体３のＺ軸方向の移動及
び第２のスライダ２２のＸ₂ 軸方向の移動をＮＣ装置で
制御することにより、工具２６（又は、工具２６の刃
先）を鋼管８の周面を基準とする所望の工具経路で（例
えば、直線移動，直線補間，円弧補間等で）移動させ
て、鋼管８を加工する。

【００２０】鋼管８の内周面２４に倣いローラ２３を接
触させながら鋼管８の端面加工等を行う場合、工具２６
がＺ軸方向及びＸ₂ 軸方向の送りを制御されて鋼管８に
対して移動するので、鋼管８は所望の形状に端面加工さ
れる。即ち、鋼管内周面２４に倣う倣いローラ２３に連
動した移動動作を行う第１のスライダ２１に対して第２
のスライダ２２を相対的に移動させ、第２のスライダ２
２に取付けられた工具２６で、鋼管内周面２４を基準と
した所望の工具経路で少なくとも鋼管８の外周部の加工
を行っている。

【００２１】中空軸状の主軸５は、主軸支持体３の内部
に軸受３１，３２等によって回転自在に軸支されてお
り、主軸５の中心部には貫通孔３０が主軸軸線Ｃ方向に
形成されている。主軸５の後部には差動歯車機構３３が
配設されており、差動歯車機構３３の出力軸は、主軸支
持体３に固定され主軸軸線Ｃと同心位置に配置されてい
る。差動歯車機構３３には、第１のスライダ２１にＸ₁
軸方向の送りを与えるための第１のＸ軸用サーボモータ
（以下、第１のＸ軸用モータと記載）３４と、第２のス
ライダ２２にＸ₂ 軸方向の送りを与えるための第２のＸ
軸用サーボモータ（以下、第２のＸ軸用モータと記載）
３５とが設けられている。第１，第２のＸ軸用モータ３
４，３５の回転力が、差動歯車機構３３を介して別個に
出力されるようになっている。Ｚ軸用モータ４と第１，
第２のＸ軸用モータ３４，３５は、ＮＣ装置によりそれ
ぞれ制御されている。

【００２２】第１のスライダ２１をＸ₁ 軸方向に移動さ
せるための第１の駆動軸４０が、主軸５に対して相対的
に回動自在に貫通孔３０内に同心状に挿通されている。
第１の駆動軸４０は、差動歯車機構３３を介して第１の
Ｘ軸用モータ３４の出力部に連結され、第１のＸ軸用モ
ータ３４により正逆方向に回転駆動される。第１の駆動
軸４０は中空軸状に形成され、主軸５の内部に軸受４
１，４１等によって回動自在に軸支され、且つ主軸軸線
Ｃ方向には移動しないようにその動作が規制されてい
る。第１の駆動軸４０の回転運動は、面板２０に設けら
れた第１の動力伝達機構４４を介して、面板２０に対す
る第１のスライダ２１のＸ₁ 軸方向の直線運動に変換さ
れるようになっている。

【００２３】第２のスライダ２２をＸ₂ 軸方向に移動さ
せるための第２の駆動軸４２が、主軸５及び第１の駆動
軸４０に対して相対的に回動自在に貫通孔３０内に同心
状に挿通されている。第２の駆動軸４２は、第１の駆動
軸４０の内部に軸受４３，４３等によって回動自在に軸
支され、且つ主軸軸線Ｃ方向には移動しないようにその
動作が規制されている。第２の駆動軸４２は、差動歯車
機構３３を介して第２のＸ軸用モータ３５の出力部に連
結され、第２のＸ軸用モータ３５により正逆方向に回転
駆動される。なお、第１の駆動軸４０と第２の駆動軸４
２の位置を逆にして、第２の駆動軸を主軸５内に軸支
し、第２の駆動軸内に第１の駆動軸を軸支してもよい。

【００２４】第２の駆動軸４２の回転運動は、面板２０
に設けられた第２の動力伝達機構４６を介して、面板２
０に対する第２のスライダ２２の相対的な直線運動に変
換される。第１，第２のスライダ２１，２２をＸ₁ 軸，
Ｘ₂ 軸方向に移動させない時には、第１，第２の駆動軸
４０，４２は、主軸５と一体的に回動するが、第１のス
ライダ２１をＸ₁ 軸方向に移動させる時には、第１の駆
動軸４０を主軸５に対して相対的に回動させる。第２の
スライダ２２を第１のスライダ２１に対して相対的に移
動させない時には、第１，第２の駆動軸４０，４２は一
体的に回動するが、第２のスライダ２２を第１のスライ
ダ２１に対して相対的にＸ₂ 軸方向に移動させる時に
は、第２の駆動軸４２を第１の駆動軸４０に対して相対
的に回動させる。

【００２５】主軸５の前方端部に固定された面板２０の
反主軸側の面（即ち、前面）には、一対の案内部４７，
４７ａ及び他の一対の案内部４８，４８ａがＸ₁ 軸，Ｘ
₂ 軸方向に向けて平行に形成され、面板２０の回転中心
Ｃ₁ を通る線に対して線対称になっている。一方の案内
部４７，４７ａは、一方のユニット２９の第１，第２の
スライダ２１，２２を案内保持し、他方の案内部４８，
４８ａは、他方のユニット２９の第１，第２のスライダ
２１，２２を案内保持している。案内部４７，４７ａ，
４８，４８ａは、第１，第２のスライダ２１，２２をＺ
軸方向及びこのＺ軸方向に直交し且つＸ₁ 軸，Ｘ₂ 軸方
向に直交する方向（即ち、図２の左右方向）に関して規
制した状態で、第１，第２のスライダ２１，２２をころ
がり案内してＸ₁ 軸，Ｘ₂ 軸方向に往復移動自在に保持
している。

【００２６】第１の動力伝達機構４４は、第１の駆動軸
４０の前方端部に固定された第１の駆動側かさ歯車５０
と、面板２０に回動自在に支持され、第１の駆動側かさ
歯車５０に噛合する第１の被駆動側かさ歯車５１，５１
ａと、面板２０に回動自在に取付けられた第１のねじ軸
５２，５２と、第１の歯車列５３，５３ａとを備えてい
る。第１の歯車列５３，５３ａは、第１の被駆動側かさ
歯車５１と第１のねじ軸５２とを連結して動力を伝達す
る。第１のねじ軸５２は面板２０の前面にＸ₁ 軸方向に
向けて取付けられており、面板２０に取付けられた軸受
部５４，５４ａ，５４ｂにより回動自在に軸支されてい
る。符号５５は、第１のねじ軸５２に固定されたストッ
パである。

【００２７】第１のねじ軸５２に形成された雄ねじには
第１，第２のナット５６，５７が螺合しており、第１の
ねじ軸５２が回転すると、第１，第２のナット５６，５
７は軸線方向（Ｘ₁ 軸方向）に移動する。第１のねじ軸
５２と第１，第２のナット５６，５７とにより、第１の
スライダ２１を移動させるための送りねじ機構２７が構
成されている。第１のスライダ２１と送りねじ機構２７
との間には、付勢手段としての圧縮ばね２８が設けられ
ており、第１のスライダ２１を圧縮ばね２８の付勢力に
抗して移動可能にしている。そして、圧縮ばね２８の付
勢力で倣いローラ２３を鋼管８の周面に接触させ、倣い
ローラ２３による鋼管周面を基準とする倣い動作で第１
のスライダ２１を移動させるようにしている。

【００２８】圧縮ばね２８は、第１のナット５６と、第
１のスライダ２１に固定された係止部５８との間に介装
されている。第１のスライダ２１は、圧縮ばね２８のば
ね力により常に一方向（図３の矢印ｆ方向）に付勢され
た状態になっており、このばね力による第１のスライダ
２１の一方向への移動は、係止部５８が第２のナット５
７に当接することにより規制されている。第１，第２の
ナット５６，５７は、第１のスライダ２１に対してＸ₁
軸方向にのみ相対移動可能に係合し、非回転状態に拘束
されている。

【００２９】したがって、第１のねじ軸５２が回転運動
すると、第１，第２のナット５６，５７がＸ₁ 軸方向に
移動するので、圧縮ばね２８と第２のナット５７に挟ま
れた状態の係止部５８とともに一方の第１のスライダ２
１が、案内部４７，４７ａに案内されてＸ₁ 軸方向に直
線運動する。同様な第１の動力伝達機構が図示はしてい
ないが、第１の被駆動側かさ歯車５１ａ側にもあり、他
方の第１のスライダ２１が案内部４８，４８ａに案内さ
れてＸ₁ 軸方向に直線移動する。

【００３０】倣いローラ２３が鋼管８の内周面２４に接
触して、圧縮ばね２８のばね力に抗して第１のナット５
６側（図３の矢印ｇ方向）に若干移動した状態の時に
は、第２のナット５７と係止部５８とは離れた状態にな
っている。したがって、この状態では、倣いローラ２３
が圧縮ばね２８のばね力で鋼管８の内周面２４に圧接し
ているので、倣いローラ２３は、前記ばね力の作用によ
りある程度の範囲でＸ₁ 軸方向に自由に移動することが
でき、鋼管８の内周面に対して正確な倣い動作を行う。

【００３１】第２の動力伝達機構４６は、第２の駆動軸
４２の前方端部に固定された第２の駆動側かさ歯車６０
と、面板２０に回動自在に支持され、第２の駆動側かさ
歯車６０に噛合する第２の被駆動側かさ歯車６１，６１
ａと、第２のねじ軸６２と、第２の歯車列６３とを備え
ている。第２の歯車列６３は、第２の被駆動側かさ歯車
６１と第２のねじ軸６２とを連結して動力を伝達する。
第２のねじ軸６２は、一方側に雄ねじが形成され、他方
側にスプライン軸部６４が形成されている。スプライン
軸部６４には、第２の歯車列６３の歯車６５のスプライ
ン穴が係合しているので、歯車６５は第２のねじ軸６２
に回転力のみを伝達し、第２のねじ軸６２は歯車６５内
を軸線方向（即ち、Ｘ₂ 軸方向）に自在に移動する。

【００３２】第１のスライダ２１には、第２のスライダ
２２用の連結用軸受部６６が設けられている。第２のね
じ軸６２の一端部は連結用軸受部６６に軸支され、他端
部のスプライン軸部６４は歯車６５に係合している。第
２のねじ軸６２に形成された雄ねじには、第２のスライ
ダ２２に固定された第３のナット６７が螺合している。
第２のねじ軸６２と第３のナット６７とによりボールね
じが構成されている。

【００３３】したがって、第１のスライダ２１がＸ₁ 軸
方向に移動すると、連結用軸受部６６，第２のねじ軸６
２，第３のナット６７を介して、第２のスライダ２２も
第１のスライダ２１と一体的にＸ₂ 軸方向に案内部４
７，４７ａに案内されて往復移動する。更に、第２のね
じ軸６２の雄ねじが第３のナット６７に螺合しているの
で、第２のねじ軸６２が回転運動すると、第２のスライ
ダ２２は第３のナット６７を介してＸ₂ 軸方向に案内部
４７，４７ａに案内されて直線運動する。これは即ち、
第２のスライダ２２が、第１のスライダ２１を基準とし
てこの第１のスライダ２１に対して独立して相対的に移
動することを意味している。同様な第２の動力伝達機構
が図示はしていないが、第２の被駆動側かさ歯車６１ａ
側にもあり、他方の第２のスライダ２２が案内部４８，
４８ａに案内されてＸ₂ 軸方向に直線移動する。

【００３４】次に、鋼管面切削機１の動作を図１乃至図
５により説明する。鋼管８に対して内面倣い・開先面取
り加工を行う場合を例にとると、ＮＣ（数値制御）装置
には、鋼管８の内面倣い・開先面取り加工を行うための
ＮＣプログラムが予め入力されている。まず最初に、製
造ライン上で用途に応じて適当な長さに切断された鋼管
８が鋼管面切削機１のワーク支持装置９に搬入される
と、油圧駆動装置１１を駆動して、鋼管８を一対の爪１
０で挟持して所定位置に位置決め固定する。次いで、主
軸用駆動モータ６を駆動すれば、主軸支持体３の内部で
主軸５が回転し、主軸５に取付けられた加工ヘッド７も
主軸軸線Ｃを中心として回転する。

【００３５】ＮＣ装置の指令により第２のＸ軸用モータ
３５を駆動して、工具２６を、鋼管８に接触しない位置
に退避させておく。次いで、第１のＸ軸用モータ３４を
駆動して、倣いローラ２３を主軸軸線Ｃ側（面板半径方
向内方側）に移動させる。即ち、第２のＸ軸用モータ３
５を停止した状態で第１のＸ軸用モータ３４を駆動する
と、第１の駆動軸４０が回転する。この回転運動は、第
１の駆動側かさ歯車５０，第１の被駆動側かさ歯車５
１，５１ａ，第１の歯車列５３を介して第１のねじ軸５
２に伝えられて、この第１のねじ軸５２を回転させる。

【００３６】すると、第１のねじ軸５２に螺合している
第１，第２のナット５６，５７がＸ₁ 軸方向に直線的に
移動するので、圧縮ばね２８及び係止部５８を介して、
第１のスライダ２１が案内部４７，４７ａに案内されな
がら移動する。第１のスライダ２１と一体の倣いローラ
２３は、主軸軸線Ｃから所定の距離離れた半径位置で位
置決めされ、倣いローラ２３は鋼管８の内周部に侵入可
能になる。この状態の時は、係止部５８は圧縮ばね２８
のばね力により第２のナット５７に当接している。

【００３７】次いで、Ｚ軸用モータ４を駆動して主軸支
持体３をベッド２上でＺ軸方向（前方）に移動させ、面
板２０を鋼管８に近づけて、倣いローラ２３を鋼管８の
内周面２４に対向させる。その後、第１のＸ軸用モータ
３４を駆動して第１の駆動軸４０を回転させれば、その
駆動力は上述と同様の経路を介して第１のスライダ２１
に伝達され、倣いローラ２３が、面板２０の半径方向外
方に向けて移動し、やがて鋼管８の内周面２４の径が一
番小さい部分に当接する。

【００３８】鋼管８の外周面２５は、中心軸線とかなり
良好な精度で同軸に形成されているが、内周面２４は、
鋼管８の所定の公差の範囲で偏心，肉厚変化を生じてい
る場合がある。そこで、第１のＸ軸用モータ３４を同じ
方向にもう少し回転させ、第１の駆動軸４０，第１の動
力伝達機構４４等を動作させ、第１のねじ軸５２を回転
させて、倣いローラ２３が全内周にわたって充分接触す
る位置まで第１，第２のナット５６，５７を移動させ
る。

【００３９】その結果、係止部５８が第２のナット５７
から離れて、圧縮ばね２８が圧縮されるので、倣いロー
ラ２３は、圧縮ばね２８のばね力で鋼管内周面２４に弾
性的に圧接する。即ち、第１のスライダ２１は、面板２
０の回転中心に対し倣いローラ２３と一体となって、鋼
管８の内周面に倣って移動する倣い動作を行う。この状
態の倣いローラ２３の位置を、図３中の二点鎖線Ｅで示
している。

【００４０】このように、第２のＸ軸用モータ３５を停
止している時に、第１のスライダ２１がＸ₁ 軸方向に直
線的に移動すると、この直線運動は、第１のスライダ２
１に固定された連結用軸受部６６，第２のねじ軸６２，
第３のナット６７を介して、第２のスライダ２２に伝達
される。その結果、第２のスライダ２２も第１のスライ
ダ２１と同じ直線運動をし、倣いローラ２３と工具２６
は、一体的にＸ₁ 軸，Ｘ₂ 軸方向に同じ直線運動をする
ことになる。

【００４１】次いで、第２のＸ軸用モータ３５を駆動す
ると、第２の駆動軸４２が、第１の駆動軸４０に対して
相対的に回転する。第２の駆動軸４２の回転運動は、第
２の駆動側かさ歯車６０，第２の被駆動側かさ歯車６
１，６１ａ，第２の歯車列６３及びその歯車６５を介し
て、スプライン軸部６４に伝達されてこれを回転させ
る。スプライン軸部６４を有する第２のねじ軸６２が回
転すると、第２のスライダ２２が、第２のねじ軸６２に
螺合している第３のナット６７と一体的に、第１のスラ
イダ２１を基準として相対的にＸ₂ 軸方向に移動する。
これにより、工具２６は、倣いローラ２３に対して相対
的にＸ₂ 軸方向に制御される。更に、Ｚ軸用モータ４を
駆動して、工具２６をＺ軸方向に制御する。工具２６
は、Ｘ₂ 軸，Ｚ軸方向に同時に又はどちらか一方に移動
して、鋼管８に所定の端面加工を行う。即ち、倣いロー
ラ２３で内面倣いを行いながら、工具２６で鋼管８に開
先面取り加工を行う。

【００４２】この鋼管８の端面加工が完了すると、第２
のＸ軸用モータ３５を駆動して、工具２６を鋼管８から
離す。その後、第１のＸ軸用モータ３４を駆動して、倣
いローラ２３を鋼管８の半径方向内方に移動させて鋼管
８の内周面２４から離す。次いで、Ｚ軸用モータ４を駆
動して、倣いローラ２３及び工具２６をＺ軸方向に後退
させる。そして、加工済み鋼管を次の未加工鋼管に交換
した後、上述と同様にして未加工鋼管の端面加工を行
う。

【００４３】次に、第１のスライダ２１に倣いローラ２
３を設けない場合について説明する。この場合の加工ヘ
ッド７は、面板２０と、面板２０の直径方向（Ｘ₁ 軸方
向）に移動自在に面板２０に設けられて送り駆動される
第１のスライダ２１と、第１のスライダ２１に対して相
対的に移動自在に設けられてＸ₂ 軸方向に送り駆動され
る第２のスライダ２２とを備えた構成になる。そして、
主軸支持体３のＺ軸方向の送りをＮＣ装置で制御し、第
１，第２のスライダ２１，２２に工具を着脱自在に設け
る。第１のスライダ２１に内径加工用工具２６ａを、第
２のスライダ２２に外径端面加工用工具２６を、それぞ
れ装着する。この第１，第２のスライダ２１，２のＸ₁
軸，Ｘ₂ 軸方向の送りをＮＣ装置で制御することによ
り、内径加工用工具２６ａ，外径端面加工用工具２６を
所望の工具経路で移動させて被加工物を加工する。

【００４４】図６は、第１のスライダ２１に内径加工用
工具２６ａを取付けた状態を示す図で図５相当図であ
る。図６では、第１のスライダ２１の倣いローラ装着部
７０に、倣いローラ２３に代えて内径加工用工具２６ａ
としてボーリングバーを装着した場合を示している。即
ち、ボーリングバー２６ａの軸部７２ｂを倣いローラ装
着部７０に着脱自在に装着している。この場合には、Ｚ
軸用モータ４と第１のＸ軸用モータ３４とを駆動して制
御することにより、被加工物８のボーリング加工を行う
ことができる。

【００４５】これとは別の例として、被加工物８が、内
周面倣いができないほど内径の小さい鋼管の場合には、
前記と同様に、主軸支持体３のＺ軸方向の送りと、内径
加工用工具２６ａが取付けられた第１のスライダ２１の
Ｘ₁ 軸方向の送りとを制御することにより、内径加工用
工具２６ａを所望の工具経路で移動させて端面加工をす
ることができる。

【００４６】更に別の例として、外周面倣い・糸面取り
加工を行う場合には、倣いローラ２３ａと面取り用工具
２６ｂとを有する外面倣い面取り装置７３を第２のスラ
イダ２２に取付ければ、倣いローラ２３ａで外面倣いを
行いながら、面取り用工具２６ｂで面取り加工ができ
る。外面倣い面取り装置７３は、内部に軸部７４，倣い
ローラ２３ａを付勢するばね（図示せず）等が設けられ
ていて、倣い加工を可能にしている。

【００４７】図７は本発明による被加工物の各種加工例
を示す説明図であり、図７（Ａ）乃至（Ｃ）は倣い加工
を示し、図７（Ｄ），（Ｅ）は非倣い加工を示してい
る。図７（Ａ）は、内面倣い・外ベベル加工，ルートフ
ェース（開先突合面）フェーシング加工を直線補間，円
弧補間，直線移動等を組み合わせた所定の工具経路で行
い、内面倣い・内面取り加工をプランジカット（刃先を
所定の形状にした工具を押し付けて行う加工）で行って
いる。

【００４８】図７（Ｂ）は、倣い又は非倣いで、端面フ
ェーシング加工を所定の工具経路で行い、内面倣い・内
面取り加工，又は外面倣い・外面取り加工をプランジカ
ットで行っている。図７（Ｃ）は、内面倣い・多段形ベ
ベル加工及びルートフェースフェーシング加工を所定の
工具経路で行い、内面倣い・内面取り加工をプランジカ
ットで行っている。

【００４９】図７（Ｄ）は、非倣い・外ベベル加工及び
ルートフェースフェーシング加工，非倣い・内面取り加
工を所定の工具経路で行っており、図７（Ｅ）は、非倣
い・外径加工及びルートフェースフェーシング加工，非
倣い・内径ボーリング加工を所定の工具経路で行ってい
る。図７（Ｄ），（Ｅ）の場合は、非倣いで被加工物８
ａを真円加工することができるので、例えば、この端面
加工部分に後工程でねじ切り加工等を行う場合に好都合
である。

【００５０】なお、図３等に示す実施形態では、第１の
スライダ２１のＸ₁ 軸方向の移動をＮＣ装置で制御する
ことにより、倣いローラ２３を複数の種類の鋼管８の内
周面２４に接触可能にしている。この第１のスライダ２
１の制御は、ほぼ一定の直径の鋼管８を順次加工する場
合には必ずしも必要ではないが、直径の異なる鋼管８を
順次加工するような場合に有効である。

【００５１】例えば、鋼管８の加工を行うためのＮＣプ
ログラムをＮＣ装置に予め入力しておき、このプログラ
ムに基づいて第１のＸ軸用モータ３４を制御することに
より、それぞれの鋼管８の直径に対応させて、加工前に
第１のスライダ２１をＸ₁ 軸方向に移動させればよい。
これにより、各鋼管８の直径に対応するように、倣いロ
ーラ２３が鋼管８の内周面２４に自動的に位置決めされ
て接触する。したがって、鋼管８の内径が変わる毎に倣
いローラ２３の位置決めを行うＮＣプログラムの変更だ
けで、いろいろな寸法の鋼管８を自動的に順次端面加工
できる。

【００５２】上述のように、本発明では、面板２０に設
けられるスライダを、倣いローラ用のスライダと工具用
のスライダとに分離し、一方のスライダを基準として他
方のスライダがＸ₁ 軸又はＸ₂ 軸方向に相対移動できる
ようにし、それぞれのスライダ２１，２２をＸ軸用モー
タ３４，３５で別個独立してＸ₁ 軸，Ｘ₂ 軸方向に移動
可能にした。これにより、被加工物の内周面又は外周面
に倣いローラを接触させて倣いながら、工具のＺ軸方向
及びＸ₁ 軸又はＸ₂ 軸方向の送りを制御して、工具の刃
先を所望の工具経路で移動させることができるので、被
加工物の端面等を所望の形状に自動的に加工することが
できる。

【００５３】従来、専用工具を被加工物に押付けて端面
加工していた時は、この専用工具では一種類の加工しか
できなかったが、本発明では、このような専用工具でな
くても、標準的な汎用の工具（市販の工具）で多種類の
加工が可能になる。したがって、工具の段取り換え作業
が簡略化して高能率で加工することができる。また、工
具費用の削減が図れる。即ち、第１，第２のスライダ２
１，２２に、倣いローラ２３，２３ａや標準的な工具２
６，２６ａ，２６ｂを取付けることにより、外面倣い，
内面倣い又は非倣いで、端面加工，内周面加工，外周面
加工又はボーリング加工等ができ、しかも、加工形状と
しては、ベベル加工，曲面加工又は多段加工など多種類
の加工を自在に行うことができる。また、高価な専用工
具を多種類ストックしておく必要はないので、工具の管
理が簡単でコストも低減できる。

【００５４】一対のユニット２９を面板２０に設けて、
一対のスライダに取付けた二つの工具で被加工物を同時
に加工するので、一つの工具で加工する場合と比べて、
二倍の高速送り切削が可能になり実加工時間をほぼ半分
に短縮することができ、加工能率が更に向上する。一対
のユニット２９は主軸５の回転中心Ｏ₁ に対してほぼ点
対称に設けられているので、加工ヘッド７の回転バラン
スが良好である。

【００５５】鋼管の製造ラインに設けられる鋼管面切削
機１には特に高速加工が要求されるが、本発明では、段
取り換え作業を簡略化して高加工能率にし、且つ二組の
ユニット２９を設けて高速送り切削を可能にしたので、
高速加工を実現できることになり前記製造ラインで特に
有効である。

【００５６】ところで、第１のスライダに対して相対的
に移動する第２のスライダを第１のスライダの上に載せ
た構成にしてもよいが、本実施形態では、第２のスライ
ダ２２を、第１のスライダ２１の上に載せないで面板２
０で支持している。したがって、切削時に工具２６，２
６ｂに掛かる負荷は、第２のスライダ２２から面板２０
に直接伝えられるので、第２のスライダ２２は十分な剛
性を発揮して、高精度の加工ができる。なお、各図中同
一符号は同一又は相当部分を示す。

【００５７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、被
加工物の周面に倣いローラを接触させながら被加工物の
端面加工等を行う場合、専用工具でなくても多種類の加
工が可能になり、段取り換え作業を簡略化して高能率な
加工を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図７は本発明の実施形態の一例を示す
図で、図１は鋼管面切削機の全体を示す正面図である。

【図２】鋼管面切削機の面板を正面から見た外観図であ
る。

【図３】図２のIII-III 線断面図である。

【図４】図２のIV−IV線矢視図である。

【図５】加工中の状態を示す鋼管面切削機の部分拡大図
である。

【図６】第１のスライダに工具を取付けた状態を示す図
で図５相当図である。

【図７】各種加工例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 鋼管面切削機（管状被加工物加工用工作機械） ２ ベッド ３ 主軸支持体 ５ 主軸 ８ シームレス鋼管（被加工物） ８ａ 被加工物 ２０ 面板 ２１ 第１のスライダ（一方のスライダ又は他方のス
ライダ） ２２ 第２のスライダ（他方のスライダ又は一方のス
ライダ） ２３，２３ａ 倣いローラ ２４ 内周面（周面） ２５ 外周面（周面） ２６，２６ａ，２６ｂ 工具 ２７ 送りねじ機構 ２８ 圧縮ばね（付勢手段） Ｃ 主軸軸線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベッドと、 主軸を回転自在に支持するとともにこの主軸の軸線方向
   に前記ベッドに対して移動自在に設けられた主軸支持体
   と、 前記主軸に取付けられ、この主軸と一体になって回転す
   る面板と、 管状の被加工物の周面に接触する倣いローラが取付けら
   れるとともに、前記面板に前記主軸軸線と直交する方向
   である前記面板の直径方向に移動自在に設けられ、前記
   被加工物の周面に倣う前記倣いローラに連動した移動動
   作を行う一方のスライダと、 前記被加工物を加工する工具が取付けられ、前記面板に
   前記一方のスライダに対して相対的に前記面板の直径方
   向に移動自在に設けられた他方のスライダとを備え、 前記主軸支持体の前記主軸軸線方向の移動及び前記他方
   のスライダの前記面板の直径方向の移動を数値制御する
   ことにより、前記工具を前記周面を基準とする所望の工
   具経路で移動させて加工することを特徴とする管状の被
   加工物加工用工作機械。
2. 【請求項２】 前記一方のスライダの前記面板の直径方
   向の移動を数値制御することにより、前記倣いローラを
   複数の種類の前記被加工物の周面に接触可能としたこと
   を特徴とする請求項１に記載の管状の被加工物加工用工
   作機械。
3. 【請求項３】 前記一方のスライダと、この一方のスラ
   イダを移動させる送りねじ機構との間に付勢手段を設け
   ることにより、前記一方のスライダをこの付勢手段の付
   勢力に抗して移動可能にし、 この付勢力で前記倣いローラを前記被加工物周面に接触
   させ、前記倣いローラによる前記周面を基準とする倣い
   動作で前記一方のスライダを移動させるようにしたこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の管状の被加
   工物加工用工作機械。
4. 【請求項４】 前記周面は前記管状の被加工物の内周面
   であり、この内周面に倣う前記倣いローラに連動した移
   動動作を行う前記一方のスライダに対して前記他方のス
   ライダを相対的に移動させ、前記他方のスライダに取付
   けられた前記工具で、前記内周面を基準とした前記所望
   の工具経路で少なくとも前記被加工物の外周部の加工を
   行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
   の項に記載の管状の被加工物加工用工作機械。
5. 【請求項５】 前記一方のスライダと前記他方のスライ
   ダとを、前記主軸の回転中心に対して点対称に前記面板
   に一対設け、 少なくとも一対の前記他方のスライダに取付けた前記工
   具で前記管状被加工物を同時に加工できるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの項に
   記載の管状の被加工物加工用工作機械。