JPS6038236B2 - パイプ，シート材，等に切断，溶接等の加工を行なう装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイプ、プレート、タンク端等に切断、溶接
等の加工を行なうことに関し、とくに、このような部材
上で正確な角度的操作を実施する装置に関する。

米国特許第３０６３６９７号を米国特許第３４６６６７
び号‘まともに「チェーンとスプロケット装置によりパ
イプのまわりで回転される酸素アセチレンＱトーチを用
いてパイプを溶接することで開示している。

トーチがパイプのまわりで回転する角度は〜カムーブレ
ートが所要の角度で位層ぎめすることにより調節するこ
とができる。カムＧプレートと係合せしめるローラーは
、トーチを担持している滑動可能な取り付け装置に接続
されている。したがって、ローラーがブリセットされた
カムにより所要角度押し動かされるとｔトーチは、前記
角度ぶんパイプのまわりを回動する。カムＱプレートの
プロフィールを選択することにより「サドルＧカットも
ストレート・アングル。カットあるいはその他多くのい
ろいろなカットをパイプのカット表面に作ることができ
る。たとえば、サドル１カットを実施するにあたっては
、このようなカム・プレートは、その中央部にふくらみ
を備えている。米国特許第２４０８５１７号は、上記２
つの特許と同じ作動原理を有する装置を開示したもので
ある。主な相違は、トーチをパイプのまわりで回転する
装置にある。この特許はまた、所要の角度額斜カットを
行なうため、切断作業の前に、角度的に回転することと
ができる調節可能なトーチ・ヘッドを開示している。こ
のような傾斜カットは、パイプのソリッドな部分が切断
される角度に関するものである。米国特許第２９９０１
６９号‘ま、パイプ切断装置のいま１つの形態を開示し
たものであって、この装置においては、トーチ・ヘッド
は、所要の角度傾斜カットを行なうため、切断作業の前
に調節を行なうことができる。

従来のこの装置はすべて、トーチが回転されている間、
傾斜カットを調節する方法を備えていない。

したがって、このような調節を考慮していない在来のこ
の種装置においては、トーチ・ヘッドが、プリセットさ
れた角度的な位置に設定されると、傾斜面は、いたると
ころ一定の角度でカットが行なわれることとなる。本発
明は、円周上に取り付ける部材が機械的に装置を制約す
ることにかんがみ、カツチング・ヘッドあるいは溶接ヘ
ッドの動作を制御する。

機械的な円周装置を使用し、その結果、装置のサイズと
加工キャパシティを制約することなく、パイプ、プレー
ト、シート材、タンク類あるいはざら形の材料を切断し
あるいは溶接することにより加工を行なう装置を提供す
るものである。本発明はまた、カットあるいは傾斜面の
角度が切断作業の間、連続的に変更することができる調
節可能なトーチ・ヘッドを提供するものである。本発明
は、取り扱いならびに輸送が容易であって、切断を行な
うためまた２つの切断された部品を溶接するため遠隔の
現場作業場所で使用することができるパイプ等を切断す
る装置を提供するものである。

パイプ、シート材、プレート材のワークピースに切断、
溶接等の加工を行なう本発明に係る装置は、ワークピー
スの表面に平行な第１の軸に従って移動することができ
るキャリッジと、第１の軸に対し交差し、前記ワークピ
ースの表面に平行な第２の軸に関して往復勤するよう、
前記キャリッジに取り付けられた工具フレ−ムと、該工
具フレームの端に取り付けられている工具とを有し、第
１と第２の両軸に対し、交差しあるいはねじれの位置に
あるとともに前記ワークピースの表面に直交する第３の
軸に関し前記工具を位置調節可能に前記工具フレームに
装着する装置と、前記第１と第２の軸のそれぞれに関す
る前記キャリッジと工具フレームそれぞれの移動径路を
所定のプロフィール・カーブによるプログラムに対応し
て、前記の工具の位贋ぎめと同時に制御する装置とを備
え、前記工具フレーム上に滑動可能に取り付けられた第
１のアームに装着されたセンサーによって第１のプロフ
ィール・カーブを検出し、検出されたプロフィール・カ
ーブにしたがって、上記工具の位層ぎめを行ない、上記
工具フレームに固定された第２のアームに装着されたセ
ンサーによって第２のプロフィール・カーブを検出し、
検出されたプロフィール・カーブにしたがって上記キャ
リッジの中で上記工具フレームを移動させ、しかして、
前記第３の軸に従って前記工具を調節することにより、
前記工具が、ワークピース表面に対し所定の選択された
角度で位暦ぎめされ、かつ選択された径路に沿って前記
ワークピースを加工するものである。

トーチのごとき工具は、調節可能に位贋ぎめを行なうこ
とができるよう取り付けられており、したがって煩斜面
あるいはカットの角度をたえず調節することができる。

これを実施するためとパイプのカットの角度を与えるた
め、第１と第２のアームそれぞれによって光学的な検知
が行なわれ、一方、走査は、パイプ等のまわりに作図さ
れあるいは取り付けらた第１と第２のプロフィール・カ
ーブによって行なわれる。第１のプロフィール・カーブ
は、第１のアームの動作を制御し、したがって、第１の
アームは、トーチを支承するブラケットの動きを制御す
る第２のプロフィール・カーブは、トーチの回転角を調
節し、したがって、煩斜カットの角度を調節する１対の
モーターを制御する。もし、本装置を溶接のために使用
しなければならない場合、トーチは、電気アークあるい
は類似のものと取り換えられるよう。

溶接ヘッドの振り子運動は、角度調節装置にって実施す
ることできるが、それ以外、本装置の動作は、同一であ
る。以下、本発明の実施例としてパイプを切断するため
に使用される装置を図解した添付図面を参照しながら本
発明を詳細に説明する。第１図には、切断すべきパイプ
１が示されている。

パィブーの上に断面矩形のキャリッジ２が取り付けられ
ており、しかして、該キャリッジ２の長さ方向の軸は、
一般にパイプの軸にて垂直であるようにされている。キ
ヤ１」ツジ２は、キヤリツジ長さ方向の軸に直角に延在
した軸上にキャリッジ２の下側で回転可能に取り付けら
れた４個のホイール３，４，５，６を有する。これらの
ホイールは、パイプのまわりで回転する間、パイプとホ
イールとの間に正しい接触を与えるようこれらホイール
のまわりにゴム被膜を備えている。さらに、これらのゴ
ムが被覆されているホイールは、以下記載されているテ
ンション・トルク保持ベルトの作用のもと、必要なとき
は縮むので、パイプの表面のどのようなでこぼこを補う
ことができる。２つのホイール５と６は、モーター７の
軸に取り付けられているスプロケットによって動作確実
に駆動されるチェーン８を介して可逆モーター７によっ
て駆動される。

チェーン８は、軸９上に配設されたスプロケットを介し
てホイール５と６だけを接続する軸９を駆動する。ホイ
ール５と６だけが、モーター７によって駆動されること
が示されているにすぎないとはいえ、ホイール５と６の
代りにホイール３と４とを駆動することあるいはすべて
の４つのホイールを駆動することが、本発明の範囲にあ
ることはいうまでもない。キャリッジ２をパイプのまわ
りで１つの方向に回転するよう、ホイール５と６を駆動
することも可能であり、またキャリッジが、パイプのま
わりで反対方向に回転することができるよう、ホイール
５と６を駆動することも可能であり、つねに一方の対の
ホイールあるいは他の対のホイールのどちらかが使用さ
れる。チェーン伝導のほか、プーリ伝導やベルト伝導あ
るいは直接歯車駆動を使用してもさしつかえない。第２
図には、キャリッジ２を安定的にパィプーのまわりで回
哲させるための配置が示されている。

２つのブラケツト・アーム１０と１１が、キャリッジ２
の向かいあった側部にキヤリツジ２から突設しており、
前記ブラケット・アームはそれぞれ、パイプの長さ方向
に対し垂直にキャリツジから延在している。

ブラケツト・アーム１０と１１は、パイプの一部のまわ
りを円周に延在したチェーン１２を支えている。チェー
ン１２は、ローラー１５が自由に軸支されている軸ピン
１４と１４ａにより相互に接続された一連の対をなすス
トレート・リンク１３とフック・リンク１３ａより構成
されている。各リンクは、軸ピンによって平行に間隔が
設けられた位置関係に保持されている１対のアームを備
えている。鞄ピン１４ａは、ストレート・リンク１３の
自由端より横向きに延在しており、これによりリンク１
３ａのフック状端をストレート・リンク１３に取りはず
し可能に固着させることが可能である。中央部の軸ピン
１４はそれぞれ、２つのＩＪソクをしっかりと結合する
。よってチェーンの長さは、対をなすりンクを１組ある
いは複数組取りはずしてたりあるいは差し込むことによ
り調節することができるとは理解されよう。ここに記載
されている可調節テンション付与装置と関連してフック
・リンクを使用することにより、チェーンをパイプのま
わりに取り付け、取りはずすことが可能である。キャリ
ッジ２をチェーン１２に取り付け、同時に十分なテンシ
ョンを確保して、作業中、パイプのまわりで回動してい
る間でさえ、キャリツジを正しい位置に維持するため、
一端がチェーンの端部１７に後続され、池端がプラケッ
ト１１に接続されたテンション付与装置１６が配置され
ている。

テンション付与装置１６は、ボックス状フレーム１８を
有し、該フレ−ム１８の中にテンション・スプリング１
９が収容されている。スプリング１９は、調節可能に動
くようにフレーム１８内に配設されている。このことは
、第２図より了承することができるように、フレ−ム１
８を通って延在し、一端がチェーン１２の端部に接続さ
れるともに、ナット２１を取り付けるため、池端にねじ
山が形成されたロッド２０１こより達成される。フレー
ム１８は、本体の上端に固定された第２のロツ２０ａに
よりブラケット・アーム１１に接続されており、したが
って、フレーム１８が回転すると、テンション１９の有
効長さは、減少するかあるいは大きくなる。どの直径の
パイプにも合わせることができるよう、チェーン長さの
正確な調節を行なうことができるため、引締め金の調節
長ごは、少なくとも各対のストレート・リンク１３と１
３ａの長さに相当することが望ましい。テンション・ス
プリングは、いったん調節されると、本装置がパイプの
まわりで回転する間、安定性を維持するに十分な力をも
つこととなる。チェーン１２の他端２２は、在来の設計
の引締め金２３によりブラケット・アーム１川こ接続さ
れている。

引締め金２３を回わすと、引締め金２３は、回転の方向
に応じ、チェ」ンの池端２２をブラケット・アームー川
こ近づけるかあるいはブラケット・アーム１０よりさら
に遠ざけることとなる。テンション付与装置１６は、た
とえば、ナット２１に固定されるときにボックス状フレ
ーム１８に設けた長さ方向のスロットを通って突き出た
ピン２１ａを備えている。みぞあるいはマークのような
増減表示手段が、スロットに近接した本体の外側に形成
されている。その結果、引締め金２３を回わしてチェー
ン１２を引締めると、チェーン上のテンションの程度が
、スロットに沿うピン２１ｂの位置によって指示される
。いったん、適正な程度のテンションが得られると、ピ
ン２１ｂが同じ所定の表示マーククを指示するよう調節
を行なうことによってのみ、本装置の使用中ずっと、適
正量のテンションを維持することができる。ホイール５
と６がモーター７により駆動されるとき、装置全体がパ
イプのまわりに一元的に回転されるよう、テンションが
あらかじめ設定されるのが好ましい。すなわち、キャリ
ッジとチェーン１２とがいつしよになって、パイプのま
わりにしっかりと戦遣された回転ユニットを形成するこ
ととなる。テンション付与装置の第２の形態が、第２ａ
図に示されており、この第２ａ図においては、ロッド２
０‘ま、その自由端に、１対の横方向に延在した１対の
ピン２１ａを備えており、しかして、該ピン２１ａは、
本体の底壁にその下端が固定されたコイル・スプリング
のらせんの間に延在している。

それ自身チェーン１２に固定されたロッド２０に関して
ボックス状フレーム１８を回転させると、ピン２１ａは
コイルの長さに沿って麹方向に移動し、これによりコイ
ルの有効長さが選択的に変化する。ボックスフレーム１
８を回転させることができるよう、ロッド２０ａは、本
体の頂部を回転自在に貫設しており、そしてその端部に
ねじ込まれたナット２０ｂにより適所に保持されている
。キャリッジ２は、すべり動作を行なうため、三角形の
アーム２５，２６，２７と該アームの間に配設されたア
ーム３１により形成される工具フレームを支承しており
、これらアームはそれぞれ、キャリッジを通って自在に
往復勤することができるよう適当に鞄支されている。

アーム２５と３１は、簡明を期するため、第１図には食
い違いの状態に示されている。これらのアームは、どち
らかの端部に取り付けられた部材のため安定した片持ち
レバー状の支えを提供する適当なビーム・タイプの都材
より成る。アーム２６と２７は、共通の水平面内で互に
勝手反対に配設されており、その最後織部においてトラ
バース・プレート２８により接合されており、一方、ア
ーム３１は、前記最後端部を通り抜けて延在している。
アーム２５，２６，２７はすべて、その最前端において
ツール・ホルダーとして機能するフレームあるいはプレ
ート２９により結合されている。アームとプレート２８
と２９は、適当な方法で、好ましくは溶接により固定す
ることができる。キャリッジ２の向かいあわせに配設さ
れたトラバース・プレートの壁は、三角形状のカットア
ウト３０を有し、該カットアウト３０′によりフレーム
がその中ですべり動くことができる。アームは、カット
アウトのそれぞれの頂角部に滑動可能に係合するよう取
り付けることができるので、アームを三角形状に配置す
ることにより比較的大きい支えが得られる。アーム２６
，２７，２８，３１を含め、すべてのアームは、たとえ
ば、勝手違いに配設されたローフー・ベアリング、ジャ
ーナル等（図示せず）により、在来の方法で取り付ける
ことができる。簡明を期するため、キャリッジの内部は
、中空として図示されている。しかし、キヤリツジの外
側は、適当なフレーム部材、ブラケット等を備えている
ものであことは理解されよう。アーム２５，２６，２７
は、キャリッジ２に関し、横方向の軸に平行に延在して
いる。センシング・アーム３１も、アーム２５，２６，
２７に平行に、キャリッジを通って自由に往復動するよ
う滑動可能に取り付けられている。

アーム３１は、適当なべアリング部材によりトラバース
・プレート２８とキャリッジ２の最後部で支承されてい
る。第１図と第３図より判るように、アーム２５は、そ
の底面に沿ってラック・ギアが形成されており、一方、
センシング・アーム３１は、その側面にラック。ギアは
、形成されている。アーム２５Ｇのラック・ギアは、キ
ヤリツジ内に水平に取り付けられた可逆モータ−３４の
シャフトに固定されているピニオン３３と噛みあってい
る。アーム３１のラック・ギアも、キヤリツジ内に垂直
に取り付けられた可逆モーター３６のシャフトに固定さ
れたピニオソ３５と噛みあっている。光学的スキャンナ
ー３７と３８はそれぞれ（第１図参照）、相互に干渉し
ないようなふうに（すなわち、反対側どうしのエッジに
沿って取り付けられることにより）アーム２５と３１そ
れぞれの後端に取り付けらている。

スキャンナー３７と３８の直下に、それぞれ１対のプロ
フィール・カーブ３９と４０が独立して配談されている
。プロフィール。カーブ３９と４０は、直接パイプ１上
に別々に作図してさしつかえなく、さもなければ、紙等
に作図して「 これをパイプのまわりに巻きつけてもさ
しつかえない。プロフィール・カーブ３９は、センサー
３７の信号アウトプットによって、パイプの表面に関し
、またパイプの長さ方向の軸と横方向の軸のそれぞれに
関して任意の所要の角度で工具を位層ぎめする（以下記
載の）１対のモーター４１と４２を制御する働きをする
。図示より明らかなように、前記工具は、傾斜したカッ
ト、垂直のカットあるいはその他のどのようなカットを
も作ることができるよう、パイプ中心に関し任意の方向
の位置を占めるようになっている。工具は、半径方向の
平面、弦状平面あるいは前記どちらかの面に対し角度を
なす面で任意の角度の動作あるいは姿勢を取ることがで
きる。プロフイール・カーブ４０は、カーブ４０からの
ピック・アップに応じて電気信号を発したとき、モータ
ー３４がアーム２５を動かすようＬモーター３４を制御
する働きをする。アーム２５は、その反対側の端部にツ
ール・ホルダー２９に固定的に接続されているので、ア
ーム２５の上記の動作は、スキャンナー３８が発した電
気信号に従がつてパイプの長さに沿い工具を前後に動か
すこととなる（第５図参照）。光学的スキャンナー３７
がプロフィール・カーブの径路に沿って保持されるよう
、スキャンナ−３７からのアウト・プットは、モーター
３６に供与される。

モーター３６は、装置全体がパイプのまわりに回転する
にともなって、スキャンナーをプロフィール・カーブに
沿って保持するよう、このような信号に応答してスキャ
ンナ−を支承したアーム３１を移動させる。スキャンナ
ー３７からのアウト・プットは、ノズル・ヘッド５１を
角度的に位贋ぎめするようモーター４１と４２に信号を
与える。したがって、パイプをまわるキャリッジの動作
にかかわりなく、アーム２５と３１に関連したスキヤン
ナ−２５と３１それぞれをプロフィール・カーブに沿っ
て保持するため、モーター３４と３６が、アーム２５と
３１それぞれの動作を制御するものであることは理解さ
れよう。

加えて、アーム２５の動きがモーター３４によって制御
され、したがって、アーム２５が、パイプの長さに平行
な長さ方向に沿ってその前端で工具を移動させる。同時
に、２つのモーター４１と４２をスキャンナー３７によ
り制御することにより、キャリツジに取り付けられたア
ームがパイプのまわりで回転する間、工具は、表面に関
し任意に所要の角度を占めることができる。もし、工具
が、トーチのようなカッチング装置である場合、どのよ
うな傾斜カットをも実施することができ、そして、要求
あるときは、連続的に変更することができる。プロフィ
ール・カーブは、作図されるか、あるいは、アーム２５
と３１の長さに応じ、キャリジから所定の距離離れたと
ころにパイプに取り付けなければならないことは注目す
べきことである。このような距離は、多数の細片に切断
するため、パイプ上の１つの位置からいま１つの位置に
移動させることができるよう、アームの長さに沿って選
択してさしつかえない。いくつかの光学的スキャンナー
が公知ある。

これらのスキヤンナ−は、プロフィール。カーブ３９と
４０からの反射光量を検知するよう動作することができ
、しかして、このような光の強さは、ただちに、スキャ
ンナーからのアウト・プツトを制御する。このため、プ
ロフィール３９と４０との間の区域は、第４図に示され
ているように「黒塗り仕上げしてさしつかえない。他方
、スキャンナーが線あるいは軌道を追跡し、そしてこれ
ら線あるいは軌道からの変分を補正することができるも
のも公知である。これら２つのプロフィールは、このよ
うな変分に応じたアウト・プツトを提供するものである
。たとえば、カナダ国ハミルトン市在のカナディアン・
ウヱスチングハウス社電子システム・ディピジョンによ
り製造、販売され、リナトール（ＬＩＮＡＴＲＯＬ）Ｈ
Ｌ−ｌｍ型と、ＨＬ−１に型と、ＨＬ−７頃型と、ＨＬ
−７２型の商品のもとで市販供されている公知のフレー
ム・カッチングや、径路指示アーク・カツチングや縫合
作業、切断作業用の制御装置付き電子式ライン・トレー
サーに言及することができる。これらの装置は、可動ア
ームと増幅器の端部に取り付けることができる可毅セン
シング・ヘッドと、上記キャリジのような本体内にある
いはこのようなユニットから離れたところに取り付ける
ことができる制御装置とより成る。ＨＬ−７０型におい
ては、少なくとも２つの駆動アウト・プットを有する座
標駆動トレーニング制御装置が設けられている。該ュニ
ットは、とくに単一のプロフィール・カーブ３９を読み
取り、工具を位層ぎめするためとアーム３１を移動させ
るためにモーター４１と４２の両方を制御することがで
きる。類似のセンシング。コントロール装置は、アーム
２５の端部に“センサー”３８として取り付けてさしつ
かえない。センサー３７と３８，モーター３４，３５と
４１，４２ならびにモ−ター７が別々に図示されている
この説明においては、これらの装置は、検知された信号
をパワー・パルスに変換するための信号増幅器、制御回
路等といつしよに以下記載のキナトロール（ＫＩＮＡＴ
ＲＯＬ）のシグナル・パツケイジに組みこむことができ
ることは了承されよう。トーチ、溶接ヘッド、ペンキ「
スプレィ「スクラッパ一等であってよい工具が、どのよ
うにしてサポート‘フレーム端部に取り付けることがで
き、またその動作角度がどのように変更することができ
るかを、第５図を参照しながら説明する。図解のために
、トーチとして表示されている工具は、本体５０と、イ
ンレツト・ライン５２と５３それぞれを介して酸素と燃
料を受けとるようにされたヘッドとより成る。工具は、
幅の広い円筒状の径路の中で選択的に回転可能であるか
あるいは任意の動作角度を占めるため回動可能であるよ
う取り付けられている。

これを実施するため、トーチ本体５０は、万能スイベル
・ジョイント５４によりフレーム・キヤリア・プレート
２９より片持ちレバーの態様で適切に固持された５５ａ
と５５ｂにより一般的に表示されている１対の垂直方向
に間隔をあげて配設された手え部村に取り付けらている
。支え部材は、工具を交換することができるよう、取り
はずし可能なプラケットに取り付けられるのが好ましい
。第６図より明らかなように、ありみぞタイプのブラケ
ットとスロット５９が適当である。詳しくは第６図より
明らかなように（１つだけが、図示されているにすぎな
いが）、支え部材それぞれは、内側リング５６と、外側
リング５７と、前記両リングの間に介在され２つの平行
した列に並べた２つのローラー５８とより成る。

内側リングと外側リングは、環状リテ−ナ−６０と６１
によって接合されている。リテーナー６川ま、ねじ６２
により外側リングに固持されていて、内側リングに作ら
れた環状スロット６４に滑敷可能に嫁着された関係はば
き６３を備え、該はばき６３は内側に延在している。も
う一方のリテーナー６１‘ま、ねじ６５により内側リン
グに固持され、半径方向に外に向かって延在し、スロッ
ト６７に滑動可能に鉄着されたはばき６６が形成されて
いる。このようにして、内側リングは、外側リングに関
して回転可能であり、一方、前記両リングの中に収容さ
れているレースとローラー５８は、効果的にほこり等よ
りシールされている。支え部材の内側は、潤滑剤が充填
されている。内側リング５６の外周との二つのエッジの
間にラック４ギア６８が形成されている。センサー３７
によって制御される２つのモーター鶴亀と４２の１つに
接続されている（ボーデン．ケーブルのごとき）フレク
シブル。シャフト６９は、カットアウト。ホール７８の
中に収容されていて、外側リング５７を通って軸方向に
延在している。ピニオン７１は、ケーブルの端部で固定
されてｔラックギア６８と噛みあっており、したがって
、内側リング６６は、外側リング５７内で回転する。支
え部材のうちの１つからのフレクシブルシャフト６９は
、モ−ター４ｊのアウト・プツトシヤフトに接続されて
おり、他方のベアリングのフレクシブル・シヤフトは、
モーター４２のアウト。

プット・シャフトに接続されており（第１図参照）、し
かして前記両モーターは、上述のごとく、スキャンナ−
３７によって制御される。フレクシブル・シャフト６９
とモーター４１のシャフトとの間の接続は、在来のどの
装置によって実施してもさしつかえない。第７図に示さ
れているように、トーチ５０は、任意の所要の角度にあ
わせて回動させることができる。

上部支え部材５５ａの内側リング５６と下部支え都材５
５ｂの内側リング５６を別々に回転することにより、ト
ーチの動作について任意の所要の角度を得ることができ
る。トーチ５０は、内側リング５６の内側円周上の一部
分に固持され、外側ＩＪング５７に関して旋回するよう
、可能ボール・ソケット・ジョイントに取り付けられて
いることは、注目すべきことである。トーチ５０が外側
リング５７に関して旋回するため、可能ボール・ジョイ
ントは、内側リング５６に固定されたソケット７２と、
工具を取り囲むバンド７４によつ固持されたボール７３
とより成る。上部の支え都材５５ａの内側リング５６と
関連したバンド７４は、トーチ本体５０のまわりを締め
つける環状のコイル・スプリング７５を備えており、こ
れにより工具は適所に保持されるが、工具は、移動しあ
るし、は滑動することができる。下部の支え部村５５ｂ
に装着されるバンド７４は、ねじ、ボルトあるいは他の
固持装置によって、トーチ本体に絶対的に固定されてい
るようにされているが、この端部にはなんらの相対的な
移動はみられない。もし、ワーク・ピースの表面から比
較的一定の距離のところで、トーチあるいは工具の端部
を維持しながら、所要の角度を得なければならない場合
、支え部材に固持されるトーチ本体の部分の間の距離は
、支え部材が相対的の回転するとき変化しなければなら
ないので、前記のことは必要である。たとえば、俵点Ａ
とＢとの間および接点Ａ′とＢ′との間等の直線距離は
、支え部材の相対的な回転に応じて変化することとなる
。したがって、支え都材５５ａ，５５ｂの内側リングは
それぞれ、３６０度の任意の分数角度でもつて相互に関
し別々に回転することができ、したがって工具は、任意
の角度位置を占めるが、工具のワーキング端よりワーキ
ング面までの距離は、つねに一定に保持された状態にあ
る。

頂部と底部の支え部村５リングの両方が回転することを
示したが、一方のリングだけを回転可能とすることも本
発明の範囲内に属する。

さらに各支え都材と接合するフレクシフル・シャフトは
、実例につてのみ示されているが、異なった輪郭を備え
ていてもよく、これらも、本発明の範囲内にある。たと
えば、フレクシブル・シャフトは、外側リングを通って
延在する必要はなく、内側リングの円周上の頂部エッジ
上にラック・ギァを設けることにより、内側リングと係
合してさしつかえない。同様に外側リングはリング状で
あ必要はなく、内側リングが適切に支承されているかぎ
り、その他いろいろな形状を備えてさしつかえない。

本発明は、いろいろ多くの方法で使用してさしつかえな
いことは了承されよう。本説明書においては、パイプの
切断が言及されているが、板、タンク端部等を切断する
ためやこれらの部材に穴を開設するために本発明を使用
することも、本発明の範囲内に属することはいうまでも
ない。非円筒形のワーク・ピース上では、キャリジは、
チェーンを使用しないで、地面あるいはワーク・ピース
上に戦層するようにしてさしつかえなく、ワーク・ピー
スのまわりに円形に動かすよにむしろワーク・ピースの
面内で直線状に動くようにしてもさしつかえない。本発
明の工具は、いろいろな直径と寸法の穴を開設するため
、３６０度回転するようにしてさしつかえない。

ツール・ホルダーは、可榛性を有するバンド７４の中に
保持されて、上部支え部材５５ａの内側リング５６を所
要の方向に回転し、しかるのち、下部キャリア・リング
を３６０度回転することにより、所定の直径の穴を開設
することができる。上部支え都材５５ａの内側リング５
６を再度新しい位置に回転し、しかるのち、下部支え部
材５５ｂの内側リング５６を３６０度回転することによ
り、形状が異なった別の穴を開設することができる。ト
ーチ・アームをｘ方向とｙ方向に動かすことにより、寸
法と形状が異なった穴をあげることができることはいう
までもない。傾斜角度は、同様に変更することができ、
しかして、このような調節は、動作開始角度をたえず変
更することができるよう、工具の使用中でさえいつでも
実施することができることは理解されよう。傾斜角度、
すなわち、材料ワーク、ピースの２つの表面に関して材
料のエッジが切り取られる角度は、ワークピースの表面
に関する工具の動作開始角度しだいである。

したがって、もし、工具が表面に垂直に保持されるとき
は、直角カットあるいは直角面が得られ、一方、もし、
工具がワーク・ピースの中心に向かう半径方向の平面内
に保持された状態で、表面に対し４５度傾斜していると
きは、ワーク・ピースに関して円錐をなす４５度の傾斜
面が得られることとなる。もし工具の角度的な配置が変
わると、傾斜が変化したサドル・カットを得ることがで
きる。ワーク・ピースに開設した穴の全体形状あるいは
ワーク・ピースの切断カットは、動作開始角度にはそれ
ほどには左右さす、工具フレームとキャリジそれぞれの
動作次第である。さて、第１図より第７図まで示されて
いる。

本発明の好ましい実施例の動作を説明する。まず、キャ
リジ２とチェーン１２が、切断を行なうべきパイプ１の
まわりに戦層される。モーター７が付勢され、キャリジ
とチェーンをパイプのまわりで回動させる。モーター７
は、回転速度と方向が実施するカットのタイプに合致し
、しかも工具トーチがパイプを切断することがでる速度
と関連しているよう制御される。アーム２５の端に取り
付けられているスキャンナー３８は、キヤリジ２がパイ
プのまわりを回転するにともなって、プロフィール・カ
ーブ４０に応じた信号を発する。反射した光の量に応じ
て変化する前記信号は、モーター３４を制御して前記信
号に応じてアーム２５を動かす。アーム２５のこのよう
な動作により、キャリジとトーチがパイプのまわりを回
転するにともなって、トーチの鞄方向に選択された往復
動作が生じる。アーム３１の端部に取り付けられている
スキャンナー３７も、プロフィール・カーブ２川こ応じ
た信号を発し、この信号は、まずモーター３６を制御し
、スキャンナー３７をプロフィール・カーブに沿って保
持するようアーム３１を前後に動かす。

スキャンナー３７の信号はまた、モータ−ｊｌと４２を
制御し、該モーター４１と４２は、内側リング５６を回
転するため、フレクシブル・シャフト６９を回転する。
かくて、内側リングは、スキャンナー３７が発した信号
に従がつて回転し、所要の形状のカットを行ない、所要
の形状の関先を加工する。第８図より第１３図までには
、本発明により実施されたいろいろなカットが示されて
いる。

第８図は、一定角度のパイプの切断を示し、この場合、
煩斜は、一定に保たれている。第９図は、開先の傾斜が
一定に保たれているサドル・カットを示し、第１０図は
、開先の傾斜が表面カットに沿って変化しているサドル
・カットを示す。

第１１図は、本発明に従がつてパイプ中に開設された穴
７６を示し、第１２図は、プレート８０に開設されたい
ろいろなカットアウトを示す。

これらのカットアウトは、図示のごとく、円形の穴８１
であり、楕円形の穴８２であり、ギア形状の穴８３であ
る。第１３図は、プレート８０のエッジで切断加工した
２つの形状を示す。

第１のカット８５は、単純な直線カットであり、第２の
カット８６は、不規則形状のカットの１つである。本発
明装置により多くの他の形状のものを作ることができ、
上記は、そのうちの数例を示唆したにすぎない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のキャリジとセンシング装置の図解的
平面図、第２図は、第１図の２−２線に沿って切断した
断面図であって、パイプのまわりで本発明のキヤリジを
固持し、回転するためのテンション付与装置を包有した
保持チェーンを示す。 第２ａ図は、保持チェーンにテンションを与えるための
第２の実施例の拡大図、第３図は、本発明のアーム上に
取り付けたアームとラック・ギアの側面図、第４図は、
第３図に示されたアームを制御するために使用される本
発明のプロフィール・カーブの１つのタイプの説明図、
第５図は、本発明トーチの回転可能な取付け装置の側面
図、第６図は、本発明の回転取付け装置用フレクシブル
・シャフトの駆動部を断面図で示す部分的側面図、第７
図は、回転状態にある本発明のトーチを示す回転取付け
装置の部分的断面拡大図。第８図より第１３図までは、
本発明装置が実施することのできるカットのいくつかの
タイプの説明図。１……パイプ、２……キヤリジ、３，
４，５，６……ホイール、７，３４，３６，４１，４２
……モーター、８，１２……チェーン、９……軸、１０
，１１……ブラケツト・アーム、１３，１３ａ・・・・
・・リンク、１４，１４ａ……軸ピン、１５…・・・ロ
ーフー、１６……テンション付与装置、１７，２２・・
・・・・チェン端、１８…・・・ボックス状フレーム、
１９……テンシヨン、スプリング、２０，２０ａ……ロ
ッド、２０ｂ，２１””“ナット、２１ａ，２１ｂ……
ピン、２３……引締め金、２５，２６，２７……アーム
、２８……トラバ−ス・プレート、２９……ホルダー・
プレート、３０，７０……力トアウト、３１……アーム
、３３，３５，７１……ピニオン、３７，３８……スキ
ヤンナー、３９，４０……プロフイール・カープ、５０
……トーチ本体、５１…ノズル・ヘッド、５２，５３…
インレツト・ライン、５４……万能スイベル・ジョイン
ト、５５ａ，５５ｂ．・・．・・支え部材、５６・・・
・・・内側リング、５７・・・・・・外側リング、５８
……ローフー、５９，６７……スロット、６０，６１・
・・・・・環状リテーナー、６２，６５…・・・ねじ、
６３，６６・・・・・・はぱき、６４・・・・・・環状
スロット、６８……ラック・ギア、６９・・…・フレク
シブル・シヤフト、７２…ソケット、７３……ポール、
７４……バンド、７５…コイル・スプリング、７６……
穴、８０，８０′……プレート、８１…・・・円形の穴
、８２……楕円の穴、８３・・・…ギア形状の穴、８５
，８６・・．・・・カット。 ＦｒＧ．′Ｆ′Ｇ．２０ Ｆ′Ｇ．４ Ｆ′Ｇ．６ Ｆ′Ｇ．ア Ｆ′Ｇ２ Ｆ′○３ Ｆ′Ｇ．５ Ｆ／Ｇ．８ Ｆ′○９ ‘′Ｇ．′○ Ｆ′Ｇ．〃 Ｆ′Ｇ．′２ Ｆ′Ｇ．／３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パイプ、シート材、プレート等のワークピースの表
   面に平行な第１の軸に従つて移動することができるキヤ
   リツジと、第１の軸に対し交差し、前記ワークピースの
   表面に平行な第２の軸に関して往復動するよう、前記キ
   ヤリツジに取り付けられた工具フレームと、該工具フレ
   ームの端部に取り付けられている工具とを有するパイプ
   、シート材、プレート等のワークピースに切断、溶接等
   の加工を行なう装置において、第１と第２の両軸に対し
   、交差しあるいはねじれの位置にあるとともに、前記ワ
   ークピースの表面に直交する第３の軸に関し前記工具を
   位置調節可能に前記工具フレームに装着する装置と、ワ
   ークピースの表面の所定の位置に設けた第１，第２のプ
   ロフイール・カーブと、前記工具フレーム上に滑動可能
   に取り付けられた第１のアームと、上記第１のプロフイ
   ール・カーブを検出するために上記第１のアームに装着
   されたセンサーと、上記工具フレーム上に固定された第
   ２のアームと、上記第２のプロフイール・カーブを検出
   するために上記第２のアームに装着されたセンサーと、
   検出された上記第１，第２のプロフイール・カーブにし
   たがつて上記第１，第２のセンサーが上記第１，第２の
   プロフイール・カーブに沿うよう上記第１のアームと上
   記工具フレームの移動を制御するとともに上記第１のア
   ームの移動により上記工具の第３の軸に関する位置を制
   御するための制御装置とより成り、しかして、前記第３
   の軸に従つて前記工具を調節することにより、前記工具
   が、ワークピース表面に対し所定の選択された角度で位
   置ぎめされ、かつ選択された経路に沿つて前記ワークピ
   ースを加工することを特徴とする装置。 ２ 上記工具フレームおよび工具を制御するための上記
   制御装置が、上記プロフイール・カーブを検出するセン
   サーに応じ、上記工具フレームあるいは工具を個々に駆
   動するモータを個々に働かせるようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記ワークピースに対してある角度をなして前記工
   具を調節可能に取り付ける前記装置が、同軸的に取り付
   けられるとともに上下に間隔をへだてて配設された第１
   と第２の回転可能な支え部材と、各支え部材に前記工具
   を保持する装置と、前記検出されたプロフイール・カー
   ブに応じて前記支え部材をそれぞれ別々に回転する装置
   とより成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ある
   いは第２項記載の装置。 ４ 前記工具が、上部支え部材に対し摺動自在かつ旋回
   自在に装着されるとともに、下部支え部材に対しても旋
   回自在に装着されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の装置。 ５ 前記支え部材の内側リングがそれぞれ、前記工具フ
   レームに固持された外側リングの中に回転可能に軸支さ
   れており、フレクシブル・ケーブルが、一方の端部に前
   記外側リング内側リングとの間に介在されたスプロケツ
   トを備えており、しかして、前記内側リングが、前記ス
   プロケツトと噛みあつたラツクをその外周に有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置６ 前記
   工具フレームの中に滑動可能に取り付けられた第１のア
   ームと、プロフイール・カーブから反射した光を検知す
   る前記アームの端部に取り付けられた光学的スキヤンナ
   ーと、前記内側リングの１つを回転する第１のモーター
   と、前記第１のモーターに接続されるとともに、前記一
   方の内側リングに積極的に係合された第１のフレキシブ
   ル・シヤフトと、他方の内側リングを回転する第２のモ
   ーターと、前記第２のモーターに接続されるとともに、
   前記第２の内側リングに積極的に係合された第２のフレ
   クシブル・シヤフトとより成り、しかして、前記制御装
   置が、前記第１と第２のモーターを同時に電気的に調節
   するため、前記センサーのアウトプツトを弁別する装置
   を包含することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の装置。 ７ 前記工具フレームに固定的に接続された第２のアー
   ムと、前記プロフイール・カーブから反射された光を検
   知する前記アームの端部に取り付けられた第２の光学的
   スキヤンナーと、前記工具フレームを前記キヤリツジの
   中で移動させる第３のモーターとより成り、該第３のモ
   ーターが、前記第２の光学的スキヤンナーに電気的に接
   続されていることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
   載の装置。 ８ 前記第１の滑動可能なアームを駆動する第４のモー
   ターであつて、該第４のモーターが、前記工具フレーム
   の動作と同時に前記第１の光学的スキヤンナーのアウト
   プツトに応じて前記第１のアームを動かすため前記第１
   の光学的スキヤンナーに電気的に接続されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項あるいは第６項あるい
   は第７項記載の装置。 ９ 前記キヤリツジが、ワークピースの表面に載置され
   るようにされた複数のホイールを有し、そのうちの少な
   くとも１つが、前記ワークピースに沿つて前記キヤリツ
   ジを回転するよう積極的に駆動されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項より第８項までのうちのいずれか
   １つに記載の装置。 １０ チエーンと、第１のブラケツト・アームと、前記
   キヤリツジの向かいあつた側部から延在した第２のブラ
   ケツト・アームと、一端を前記チエーンの第１の端部に
   接続せしめるとともに、他端を前記第１のブラケツト・
   アームに接続せしめた引締め金具と、一端を前記チエー
   ンの第２の端部に接続せしめるとともに、他端を前記第
   ２のブラケツト・アームに接続せしめたテンシヨン付与
   装置とより成る前記キヤリツジをパイプの表面のまわり
   に案内する装置であつて、前記チエーンが、パイプのま
   わりで回転するため前記キヤリツジをパイプまわりに取
   り付けていることを特徴とする特許請求の範囲第９項記
   載の装置。 １１ 前記テンシヨン付与装置が、スプリングより成り
   、該スプリングの有効長さあるいはテンシヨンを変更す
   る装置を包有する特許請求の範囲第１０項記載の装置。