JPS6071145A - Finishing device for pipe line weld bead - Google Patents

Finishing device for pipe line weld bead

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Publication number
JPS6071145A
JPS6071145A JP17845983A JP17845983A JPS6071145A JP S6071145 A JPS6071145 A JP S6071145A JP 17845983 A JP17845983 A JP 17845983A JP 17845983 A JP17845983 A JP 17845983A JP S6071145 A JPS6071145 A JP S6071145A
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JP
Japan
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cutting
pipe
grindstone
grinding
cutter
Prior art date
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Pending
Application number
JP17845983A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Nezu
根津 利雄
Shigekiyo Sagi
鷺 重清
Yasukata Tamai
玉井 康方
Koji Saito
斉藤 浩次
Yoshio Yada
矢田 良男
Noboru Umehara
昇 梅原
Motoyasu Oda
織田 元康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Service Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Service Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP17845983A priority Critical patent/JPS6071145A/en
Publication of JPS6071145A publication Critical patent/JPS6071145A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/013Control or regulation of feed movement
    • B23Q15/02Control or regulation of feed movement according to the instantaneous size and the required size of the workpiece acted upon

Abstract

PURPOSE:To carry out finish-machining of a weld bead of a pipe line to a uniform height with respect to the outer surface of the pipe line, by providing, in a finishing device for weld beads on pipe lines, means for measuring the distance between a cutter or grinding stone and the outer surface of the pipe line, means for controlling the amount of cut-in and means for controlling the speed of feed. CONSTITUTION:A guide ring 2 arranged around a pipe line 1, circumferentially moves to serve as a guide rail. A carriage 6 is attached with a drive device 8 and a cutting device 17 so thast the carriage 6 may be moved by the power of a DC motor. The cutting device 17 carries a magnetic sensor 18 power of a DC motor. The cutting device 17 carries a magnetic sensor 18 for measuring the distance between the outer surface of a mother material and a milling cutter 16. A computing circuit in a microcomputer in a control panel controls the amount of cut-in in accordance with the output of the magnetic sensor 18 to carry out the cutting. Cutting or grinding load may be detected from variations in the rotational speed of an air motor 14 or variations in torque of the motor. Further, the control of feed speed may be made by detecting the rotational speed of the air motor 14 with the use of a tachometer generator 15.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、配管の溶接ビードを切削もしくは研削により
平滑に仕上げるための装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an apparatus for smoothing a weld bead of a pipe by cutting or grinding it.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、この種の仕上げ装置はい配管を取巻いて環状のガ
イドリングを取付け、これをガイドレールとして配管の
周シを回るキャリジに切削(研削)装置を設け、これに
よシ配管溶接部の溶接ビードを平滑に仕上げるものであ
シ、該切削(研削)装置の切削(研削)加圧力がバネに
ょシ調整されるようになっている。
Conventionally, this type of finishing equipment has been used to attach an annular guide ring around the piping, use this as a guide rail, and install a cutting (grinding) device on a carriage that rotates around the circumference of the piping. The purpose is to finish the bead smooth, and the cutting (grinding) force of the cutting (grinding) device is adjusted by a spring.

しかし、この従来の仕上げ装置では、被削材たる溶接ビ
ードの表面の状態に起因する負荷変動に伴なって切削(
研削)速度が変化するので面粗さが一定に仕上らず、ま
た、例えば配管が水平や斜めの場合には、バネに切削(
研削)装置の自重が直接に加わるので、その分だけバネ
の伸び縮みが発生し、その結果、切削(研削)加圧力が
変動して加圧力が過大になったシ、過小になったシする
事態が発生する。
However, with this conventional finishing device, cutting (
Since the speed (grinding) changes, the surface roughness cannot be uniformly finished, and if the piping is horizontal or diagonal, for example, cutting (grinding) on the spring may be difficult.
Since the weight of the grinding) device is directly applied, the spring expands and contracts accordingly, and as a result, the cutting (grinding) pressure fluctuates, causing the pressure to become too high or too low. A situation occurs.

またこの種の仕上げ装置は、狭く且つ足場の不安定な場
所で使用されることが多いから、取扱いを容易にするた
め装置のコンパクト化、軽量化を図る必要があるが、そ
のために駆動系を小型化すると小出力になって作業能率
が上らないという問題が生じる。特に前記のガイドリン
グと配管の心がずれていたシ又は配管自体に歪みがある
場合には、配管の周方向の位置によって溶接ビーrを削
れなかったシ又は配管自体の表面を削ってしまうの仕様
以上になって、モータの回転が停止し、作業不可能とな
ることがある。このとき強いて配管周方向に装置が送ら
れると、装置自体が破損する恐れがある。また研削中の
砥石の摩耗の影響も従来は避けることができなかった。
In addition, this type of finishing equipment is often used in narrow spaces with unstable footing, so it is necessary to make the equipment more compact and lightweight to make it easier to handle. When miniaturized, the problem arises that the output is small and work efficiency cannot be improved. In particular, if the center of the guide ring and the piping are misaligned, or if the piping itself is distorted, the welding bead may not be able to be scraped due to the circumferential position of the piping, or the surface of the piping itself may be scraped. If the temperature exceeds the specifications, the motor may stop rotating and work may become impossible. At this time, if the device is forced to move in the circumferential direction of the pipe, there is a risk that the device itself will be damaged. Furthermore, the influence of wear of the grindstone during grinding could not be avoided in the past.

以上のような原因のため、従来装置では配管溶接ビード
の適正な仕上げを行なうことができなかった。
Due to the above-mentioned causes, it has not been possible to properly finish pipe weld beads using conventional equipment.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、配管の姿勢にかかわらず、且つ配管表
面とガイドリングの相対的配置関係の精度が正確でなく
ても、切削又は研削の過負荷を招くことなく、配管表面
に対して一定の高さに溶接ビードを切削又は研削仕上げ
することのできる配管溶接ビード仕上装置を提供するこ
とにある。
It is an object of the present invention to maintain a constant position on the piping surface without causing an overload during cutting or grinding, regardless of the orientation of the piping and even if the relative positional relationship between the piping surface and the guide ring is not accurate. An object of the present invention is to provide a piping weld bead finishing device capable of cutting or grinding a weld bead to a height of .

〔発明の、概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴は、前記タイプの配管溶接ビード仕上装置
において、溶接ビードに対する切削カッタ又は研削砥石
と配管表面との距離を測定するキャリジ上の計測手段と
、該計゛測手段の出力に基づきカッタ又は砥石を配管表
面から所定高さに切込ませる切込み量制御手段と、切削
又は研削負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手
段の出力に基づき上記負荷を所定範囲に保つようにカッ
タ又は砥石のガイドリング周方同送シ速度を制御する送
シ速度制御手段とを備えたことにある。
The present invention is characterized in that the pipe weld bead finishing apparatus of the type described above includes a measuring means on a carriage for measuring the distance between a cutting cutter or a grinding wheel and the pipe surface with respect to the weld bead, and a cutter based on the output of the measuring means. or a cut amount control means for cutting the grindstone to a predetermined height from the piping surface, a load detection means for detecting the cutting or grinding load, and a cutter or cutter for keeping the load within a predetermined range based on the output of the load detection means The present invention further includes a feeding speed control means for controlling the circumferential feeding speed of the guide ring of the grindstone.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

実施例■ まず、切削によシ溶接ビードの仕上加工をする仕上げ装
置として実施した場合の本発明装置の実施例について説
明する。
Embodiment (1) First, an embodiment of the apparatus of the present invention will be described when it is implemented as a finishing apparatus for finishing a weld bead by cutting.

第1図は配管の長手方向から見た図であって、配管1の
周囲にはがルト3で結合された二分割型のガイドリング
2が配置され、このガイドリング2は締付用コマ4およ
び締付?ルト5によって配管1とおおよその心合せかさ
れ且つ軸方向および周方向に動かないように配管1にフ
ランジされている。ガイドリング2の上には、がルト6
′で結合された二分割型のキャリッジ6がローラ7を介
して配管1の円周方向にガイドリング2をガイドレール
として周動し得るように取シ付けられている。
FIG. 1 is a view seen from the longitudinal direction of the pipe, and a two-part guide ring 2 connected by a peel bolt 3 is arranged around the pipe 1, and this guide ring 2 is connected to a tightening piece 4. and tightening? It is roughly aligned with the piping 1 by the bolt 5 and is flanged to the piping 1 so as not to move in the axial and circumferential directions. Above the guide ring 2 is the bolt 6.
A two-piece carriage 6 connected at 1 is mounted so as to be movable in the circumferential direction of the pipe 1 via rollers 7 using a guide ring 2 as a guide rail.

キャリッジ6には駆動装置8および切削装置17が装着
されている。駆動装置8はキャリッジ6をガイドリング
2に沿って周動させるためのものであり、それに組込ま
れたDCモータ9の動力がギヤー10を介してガイドリ
ング2のリングギヤーに伝達されることによシキャリッ
ゾ6を周動させるものである。ギヤー10で回転せしめ
られるポテンショメータ11はキャリジ60周動位置を
検出するためのものである。
A drive device 8 and a cutting device 17 are mounted on the carriage 6 . The drive device 8 is for rotating the carriage 6 along the guide ring 2, and the power of the DC motor 9 incorporated therein is transmitted to the ring gear of the guide ring 2 via the gear 10. This is to rotate the Siccalizo 6. A potentiometer 11 rotated by a gear 10 is used to detect the rotational position of the carriage 60.

磁気センサー1Bは、切削装置17に支持されておシ、
配管1の母材表面とフライスカッタ16の距離を計測す
るためのものである。すなわち、配管1が歪んでいた)
或いはガイドリング2の中心が配管1の中心と一致して
いない場合には、切削中、配管1の母材表面とフライス
カッタ16との半径方向距離が回動位置に依って変化す
るので、これを磁気センサ18で検出し、フライスカッ
タの切シ込みをインプロセスで自動的に補正変化させて
、常に溶接ビードを配管1の母材表面から一定高さに切
削仕上げするのである。
The magnetic sensor 1B is supported by the cutting device 17 and
This is for measuring the distance between the base material surface of the pipe 1 and the milling cutter 16. In other words, pipe 1 was distorted)
Alternatively, if the center of the guide ring 2 does not coincide with the center of the pipe 1, the radial distance between the base material surface of the pipe 1 and the milling cutter 16 will change depending on the rotational position during cutting. is detected by the magnetic sensor 18, and the depth of cut of the milling cutter is automatically corrected and changed in-process, so that the weld bead is always cut to a constant height from the surface of the base material of the pipe 1.

第2図は磁気センサ18およびフライスカッタ16の取
付図を示す。磁気センサー18は、配管1の溶接ビード
Bの近くの配管母材表面に非接触で対向するように取付
板19によって切削装置17(D切削アーム20に取シ
付けられている。磁気センサー18は、金属配管1の周
囲に発生する磁場の強弱変化を電圧として取シ出してセ
ンサー18の先端部と配管表面との距離ΔH’を測定す
るものであって、その特性は配管1の材質にょシ変化し
ステンレス鋼、炭素鋼の場合第3図のようになる。磁気
センサ18の表面はフライスカッタ16の表面よシΔH
2だけ高いところに配置されている。また配管母材表面
からフライスカ、夕16までの距離ΔH1は、ΔH0=
ΔH−ΔH3なる式で表わさレル。これは制御装置内部
のマイクロコンピュータによシ計算される。
FIG. 2 shows an installation diagram of the magnetic sensor 18 and the milling cutter 16. The magnetic sensor 18 is attached to the cutting device 17 (D cutting arm 20) by a mounting plate 19 so as to face the surface of the pipe base material near the weld bead B of the pipe 1 without contacting it. , the distance ΔH' between the tip of the sensor 18 and the surface of the pipe is measured by extracting changes in the strength of the magnetic field generated around the metal pipe 1 as a voltage, and its characteristics depend on the material of the pipe 1. In the case of stainless steel and carbon steel, the surface changes as shown in Figure 3.The surface of the magnetic sensor 18 is at a distance ΔH from the surface of the milling cutter 16.
It is located 2 times higher. In addition, the distance ΔH1 from the surface of the piping base material to the fly cutter 16 is ΔH0=
It is expressed by the formula ΔH - ΔH3. This is calculated by a microcomputer inside the control device.

第4図は、ガイドリング2を配管上に据え付けた時の一
般的な状態を示す。図示のように、ガイドリング2を配
管1と心合せして取シ付けた状態でも、ガイドリング2
の機械公差および配管1の歪み、その後の取付は誤差等
で配管1の中心oPとガイドリング2の中心O6とは必
ずしも一致しない。このため、第4図の半径RPの位置
では、配管1の表面を切削してしまう。一方、半径R6
の位置では、溶接ビードBとフライスカッタ16の先端
との間に間隔ΔH2′がおいて溶接ビーrBを削れない
場合が生じ得る。上記のように切り込みが大きくなシ過
ぎたシ、全く削れなくなる事態が発生するのを防ぐため
には、配管の表面よシ常に一定の距離にスライスカッタ
を保って切削する必要がある。
FIG. 4 shows the general state when the guide ring 2 is installed on the pipe. As shown in the figure, even when the guide ring 2 is aligned with the piping 1 and installed, the guide ring 2
The center oP of the pipe 1 and the center O6 of the guide ring 2 do not necessarily match due to mechanical tolerances, distortion of the pipe 1, and errors in subsequent installation. For this reason, the surface of the pipe 1 is cut at the position of the radius RP in FIG. 4. On the other hand, radius R6
At the position, there may be a case where there is a distance ΔH2' between the weld bead B and the tip of the milling cutter 16, and the weld bead rB cannot be cut. In order to prevent the above-mentioned situation where the cut is too large and the pipe cannot be cut at all, it is necessary to keep the slice cutter at a constant distance from the surface of the pipe when cutting.

この為、本実施例では、配管1の径方向におけるカッタ
16の切シ込み制御を下記の如く行なう。
Therefore, in this embodiment, the cutting depth of the cutter 16 in the radial direction of the pipe 1 is controlled as follows.

磁気センサー18によって配管表面からセンサー先端ま
での距離ΔHを測定し、この測定値に基づき配管表面か
らフライスカッタ18の先端までの距離ΔH1(ΔH□
=ΔH−ΔHz)を制御盤内のマイクロコンピュータの
演算回路で計算する。このデータを基に、切削装置17
のDCモータ12を駆動して第5図(、)に示すように
第一回目の所定の切削距離ΔHsまでフライスカッタ1
6を下降させ1回目の切削を溶接ビードBに対して行な
う。この切削中は、磁気センサー18の測定値をマイク
ロコンピュータにフィードバックしてインプロセスで上
記距離ΔH1を計算して所定切削距離ΔH8と比較し、
もしΔH1がΔH8から外れた時にはΔH1がΔHll
と等しくなるまでフライスカッタ16を配管1の半径方
向に動かして、配管表面から切削面までの距離を常に所
定の一定値ΔH5に保って切削するような切シ込み制御
を行なう。
The distance ΔH from the pipe surface to the tip of the sensor is measured by the magnetic sensor 18, and based on this measurement, the distance ΔH1 (ΔH□
=ΔH−ΔHz) is calculated by the arithmetic circuit of the microcomputer in the control panel. Based on this data, the cutting device 17
The milling cutter 1 is driven to a predetermined first cutting distance ΔHs as shown in FIG.
6 is lowered and the first cutting is performed on the weld bead B. During this cutting, the measured value of the magnetic sensor 18 is fed back to the microcomputer to calculate the distance ΔH1 in-process and compare it with the predetermined cutting distance ΔH8.
If ΔH1 deviates from ΔH8, ΔH1 becomes ΔHll
The milling cutter 16 is moved in the radial direction of the pipe 1 until it becomes equal to , and cutting depth control is performed such that the distance from the pipe surface to the cutting surface is always maintained at a predetermined constant value ΔH5.

次に第2回目の切削は、予め設定した切シ込み量tだけ
上記距離ΔHsから更にフライス力、り16を下降させ
た上で、上記と同様の切シ込み制御を行ないながら切削
を行なう。
Next, in the second cutting, the milling force 16 is further lowered from the distance ΔHs by a preset cutting depth t, and cutting is performed while performing cutting depth control similar to that described above.

以下同様にして、第5図(b)の如く、第n回目は切削
距離ΔHn’lrΔHn−ΔHB ntなる値に保って
切削を行なう。
Thereafter, in the same way, as shown in FIG. 5(b), the nth cutting is performed while maintaining the cutting distance ΔHn'lrΔHn−ΔHBnt.

配管母材への削り過ぎを防止するため、第5図(c)に
示すように、予め設定した削シ残し量Hcを前回のΔH
nと比較し、He ’>”ΔHnなることをマイクロコ
ンピュータで検出した場合には切削を終了させる。
In order to prevent over-shaving into the pipe base material, as shown in Fig. 5(c), the preset remaining amount Hc is adjusted by the previous ΔH.
When the microcomputer detects that He′>”ΔHn, cutting is completed.

上記が本実施例での切シ込み制御である。The above is the cutting control in this embodiment.

さて溶接部の溶接ビーPが手溶接によるものであれ、又
は自動溶接によるものであれ、多少は溶接ビーげに凹凸
が存在している。これが切削時の負荷変動の原因となる
。また切削時において上記の切シ込み制御を行なってい
るため、実際には、切削中刻々切シ込み量が変化してお
シ、このため負荷の変動を常時化じている状態にある。
Now, whether the weld bead P of the welded part is welded by hand or by automatic welding, there will be some unevenness in the weld bead. This causes load fluctuations during cutting. Furthermore, since the above-mentioned depth of cut control is performed during cutting, the amount of depth of cut actually changes every moment during cutting, and as a result, the load is constantly fluctuating.

もし、この変動する負荷の大きさがモータの定格負荷以
下の場合は問題ないが、これ以上になった場合には過負
荷状態となシ、フライスカッタ18の駆動用モータの回
転がストップし切削が不可能となる。
If the magnitude of this fluctuating load is less than the rated load of the motor, there will be no problem, but if it exceeds this, there will be an overload condition, and the rotation of the motor for driving the milling cutter 18 will stop, causing cutting. becomes impossible.

この場合、装置が損傷する恐れがあり、また作業が中断
して作業能率の低下を招くことになる。
In this case, there is a risk of damage to the equipment, and the work will be interrupted, leading to a decrease in work efficiency.

上記問題を解決するため、本実施例装置では以下に説明
する送シ速度制御を行なう。
In order to solve the above problem, the apparatus of this embodiment performs feed speed control as described below.

本実施例装置では、コンパクト化、軽量化を図るため、
容積当シ比較的高出力が得られるエアモータ14をフラ
イスカッタ16の駆動源として使用している。第6図は
エアモータ140回転数−トルク特性図、およびトルク
−馬力特性図を示す。
In order to make the device of this embodiment compact and lightweight,
An air motor 14 that can provide a relatively high output per volume is used as a drive source for the milling cutter 16. FIG. 6 shows an air motor 140 rotation speed-torque characteristic diagram and a torque-horsepower characteristic diagram.

この図に示すように、エアモータは回転数NとトルクT
の関係が垂下特性を示すため、フライスカッタ16の負
荷変動すなわちトルク変動が回転数変動と対応している
。すなわち負荷の変動を検出するにはエアモータの回転
数変動を検出すればよい。
As shown in this figure, the air motor has a rotation speed N and a torque T.
Since this relationship shows a drooping characteristic, the load fluctuation, that is, the torque fluctuation, of the milling cutter 16 corresponds to the rotation speed fluctuation. That is, in order to detect changes in the load, it is sufficient to detect changes in the rotational speed of the air motor.

切削に必要なトルクT6、エアモータのトルクTと回転
数N、馬力H(PS)の関係は次式で表わされる。
The relationship between the torque T6 required for cutting, the torque T of the air motor, the rotation speed N, and the horsepower H (PS) is expressed by the following equation.

(1)切削必要トルク T。(1) Required cutting torque T.

To=KX t X b X re K:比例定数 t:切シ込み量 b:切削幅 rc二カッタの半径 (2)エアモータのトルクTと回転数Nの関係N=−K
T+N0 に:比例定数 No:無負荷回転数 (3)研削馬力H(PS) I((PS)=NXTc/716.2 一方、切削を開始すると、ビードの凹凸および上述した
切夛込み制御によフ、切り込みが常に変化して負荷変動
を生じ、切削必要トルクが変化することになシ、従りて
、モータの特性から回転数が変化することになる。いま
、第6図に示した特性図上で馬力が最大H0となるよう
なトルクT1、回転eN1で切削していて、上記の切ρ
込み量の変化によシ、切削がある程度進行した状態で切
り込み量がt□→t2(tx >tx )と変化したと
すると、トルクおよび回転数はT1→TB r N1→
NHと変化する。もし負荷トルクT11がエアモータの
ストールトルク18以上になると回転数N=0とな9、
エアモータの回転が停止し、機械の損傷や切削効率の低
下という不所望な事態を招くことになる。そこで本実施
例では、エアモータ14の後部にタコジェネレータ15
を連結し、これによシェアモータ14の回転数Nをマイ
クロコンピュータでサンプリング検出し、もし、N1−
N)0ならば、負荷大と判断して周方同送シ量■を減少
し、またN1−N(0ならば、負荷小と判断して周方同
送シ量Vを増加させる。以上の制御を行なうことによシ
、第6図に示した馬力H2から最大馬力H□の範囲で切
削が行なわれる。
To=KX t
T+N0: Proportional constant No.: No-load rotation speed (3) Grinding horsepower H (PS) I ((PS) = NXTc/716.2 On the other hand, when cutting starts, the unevenness of the bead and the above-mentioned cutting depth control The depth of cut constantly changes, causing load fluctuations and the required cutting torque to change. Therefore, the rotation speed changes due to the characteristics of the motor. Now, the characteristics shown in Figure 6 In the diagram, cutting is performed with torque T1 and rotation eN1 such that the horsepower reaches the maximum H0, and the above cutting ρ
Due to the change in the depth of cut, if the depth of cut changes from t□ → t2 (tx > tx) with cutting progressing to a certain extent, the torque and rotational speed will become T1 → TB r N1 →
Changes to NH. If the load torque T11 becomes more than the stall torque of the air motor 18, the rotation speed N=09.
The rotation of the air motor will stop, causing undesirable situations such as damage to the machine and reduction in cutting efficiency. Therefore, in this embodiment, a tacho generator 15 is installed at the rear of the air motor 14.
The number of revolutions N of the shear motor 14 is sampled and detected by a microcomputer, and if N1-
If N) is 0, it is determined that the load is large and the circumferential simultaneous feed amount ■ is decreased, and if N1-N (0), it is determined that the load is small and the circumferential simultaneous feed amount V is increased.The above control is performed. Particularly, cutting is performed in the range from the horsepower H2 to the maximum horsepower H□ shown in FIG.

以上が本実施例における送多速度制御である。The above is the transmission speed control in this embodiment.

但し本実施例装置では、上記の送多速度制御をするに当
たシ注意すべきは、フライスカッタ16を使用している
ためカッタ切れ刃がある一定のインターバルを以って切
削する断続的切削動作になるということである。第7図
に示すように、この断続切削の影響によシモータ14の
回転数は時間間隔ΔT8で激しく上昇、下降を繰シ返す
。いま、第7図(、)の通常負荷状態で切削していて切
シ込みが大きくなり、順次同図(b) 、 (c)のよ
うに過負荷状態となったとすると、実際の負荷の変動(
回転数の変動)はそれぞれΔN8.ΔN2で表わされる
にもかかわらず、回転数の上下動によシ、タコジェネレ
ータ15による回転数検出が偶々0点を検出し、次に(
b)の過負荷状態となった時に偶々2点を検出したとす
ると、実際のΔN□なる負荷変動が検出されず、過負荷
になったことが検出できないという問題が生じる。また
Q点およびR点でも同様になる。
However, in this embodiment, the above-mentioned feeding speed control should be carried out with care, since the milling cutter 16 is used, the cutter cutting edge cuts at a certain interval, which is an intermittent cutting process. It means that it becomes action. As shown in FIG. 7, due to the influence of this intermittent cutting, the rotation speed of the shimoter 14 repeatedly increases and decreases rapidly at time intervals ΔT8. Now, if cutting is being performed under the normal load condition shown in Figure 7 (,), and the depth of cut becomes large, and then the overload condition occurs as shown in Figures (b) and (c), the actual load fluctuation will be (
(variation in rotational speed) is ΔN8. Although it is expressed as ΔN2, due to the vertical movement of the rotation speed, the rotation speed detection by the tacho generator 15 happens to detect the 0 point, and then (
If two points are accidentally detected when the overload condition b) occurs, a problem arises in that the actual load fluctuation of ΔN□ is not detected and overload cannot be detected. The same applies to point Q and point R.

この問題を解決するには、このモータ14の回転数の上
下動に基づくタコジェネレータ15の出力の変動を第7
図中の(aγ、 (b)’ 、 (e)’の如くコンデ
ンサで平均化処理してサンプリングするという手段を採
ればよい。
To solve this problem, the fluctuation in the output of the tachogenerator 15 based on the vertical movement of the rotation speed of the motor 14 is
As shown in (aγ, (b)', (e)' in the figure), it is sufficient to use a means of averaging processing and sampling using a capacitor.

第8図に切シ込みおよび送シ速度制御系のブロック線図
を示す。
FIG. 8 shows a block diagram of the cutting depth and feed speed control system.

第8図のA部は送シ速度制御のブロック線図であシ、ま
たB部は切シ込み制御のブロック線図である。
Part A of FIG. 8 is a block diagram of feed speed control, and part B is a block diagram of cutting depth control.

また0部は後述の制御装置63の内部の計算機制御のブ
ロック図を表わしている。
Part 0 represents a block diagram of computer control inside the control device 63, which will be described later.

本制御の優先順位は切シ込み制御、送り速度制御の順と
なっている。
The priority order of this control is cutting depth control and feed rate control.

まず切り切り込み制御について以下説明する。First, cutting control will be explained below.

本制御の目的は溶接ビードの高さを配管表面よシ一定と
することでちる。
The purpose of this control is to keep the height of the weld bead constant across the piping surface.

切シ込み制御は次の3つの状態が考えられる。The following three states can be considered for the cutting depth control.

(1) フライスカッタ16と配管表面の距離H2が初
期設定高さH工に等しい場合、すなわちH,=H,の場
合 (z) nl>axの場合 (3) Hl<H2の場合 以下、順をおって説明する。
(1) When the distance H2 between the milling cutter 16 and the piping surface is equal to the initial setting height H, that is, when H,=H, (z) When nl>ax (3) When Hl<H2 I will explain below.

H,=H,の場合、ブロック線図中の高さの偏差JHは
0となる。この時、計算機の内部に〜あらかじめ準備さ
れている高さの偏差ΔHとモータ12の増幅器への印加
電圧Vのテーブル上においては印加電圧V=Oとなシ、
従ってモータ12は動かない。
In the case of H,=H, the height deviation JH in the block diagram becomes 0. At this time, on the table of the height deviation ΔH and the applied voltage V to the amplifier of the motor 12, which is prepared in advance inside the calculator, the applied voltage V=O.
Therefore, the motor 12 does not move.

H□> Htの場合、高さの偏差ΔHは負の値となシナ
−ゾル上においてはΔHの大きさにかかわらずモータに
は負の設定電圧がかかり、フライスカッタ16はH1=
I(、となるまで磁気センサー18を介してフィードバ
ック制御される。
When H > Ht, the height deviation ΔH is a negative value. On the sinusol, a negative set voltage is applied to the motor regardless of the magnitude of ΔH, and the milling cutter 16 has a negative value of H1=
Feedback control is performed via the magnetic sensor 18 until I(, .

その結果(1)の状態となシフライスカッタ16の上下
方向の動きは停止する。
As a result, the vertical movement of the chisel cutter 16, which is in the state (1), is stopped.

Ht<Hzの場合、偏差ΔHは正の値となフ、テーブル
上においてΔHの大きさにかかわらずモータ12には正
の電圧がかがシフライスカッタ16はH1=H,となる
まで(2)と同様に制御される。
When Ht<Hz, the deviation ΔH is a positive value. Regardless of the magnitude of ΔH on the table, a positive voltage is applied to the motor 12, and the Schiff cutter 16 is applied until H1=H (2 ) is controlled in the same way.

この結果、再び(1)の状態となシフライスカッタ16
は停止する。
As a result, the chiseling cutter 16 is again in the state (1).
stops.

実際の切シ込み制御においては上記3つの状態いずれか
を常時、選択して行っている。
In actual cutting control, one of the three states mentioned above is always selected.

次に送シ速度制御について以下説明する。Next, feed speed control will be explained below.

本制御の目的はフライスカッタ16の駆動源であるエア
ーモータの過負荷を送り速度を下げることによシ防止す
るとともに、負荷が小さくなった時送シ速度を上げるこ
とによシ、作業能率を上げることにある。
The purpose of this control is to prevent overload of the air motor, which is the drive source of the milling cutter 16, by lowering the feed speed, and to increase work efficiency by increasing the feed speed when the load is small. It's about raising.

本制御の場合、負荷により次の3つの状態が考えられる
。この場合、負荷は前記の様にエアーモータの回転数と
して考えている。
In the case of this control, the following three states are possible depending on the load. In this case, the load is considered as the rotational speed of the air motor as described above.

(1) エアーモータ14が過負荷の場合、すなわち設
定下限回転数NLより実回転数Nが低くなった場合、す
なわち%N<NLの場合 (2) NL≦N≦NHの場合 (3)N>NHの場合 以下、順をおって説明する。
(1) When the air motor 14 is overloaded, that is, when the actual rotation speed N is lower than the set lower limit rotation speed NL, that is, when %N<NL (2) When NL≦N≦NH (3) N >NH case will be explained in order below.

N<NLの場合には計算機内部にあらかじめ準備されて
いるエアーモータ14の回転数と偏差電圧のテーブルよ
り、正の電圧が偏差に比例して発生する。次にこの偏差
電圧を設定電圧よシ引いた電圧が周方同送9のDCモー
タ9に増幅器を介して印加される。従ってDCモータ9
の回転数が低くなシリングギヤー10を介してのフライ
スカッタ16の送シ速度が低下する。
If N<NL, a positive voltage is generated in proportion to the deviation based on a table of the rotational speed of the air motor 14 and the deviation voltage prepared in advance inside the computer. Next, a voltage obtained by subtracting this deviation voltage from the set voltage is applied to the DC motor 9 of the circumferential simultaneous transmission 9 via an amplifier. Therefore, the DC motor 9
The speed at which the milling cutter 16 is fed through the milling gear 10, which has a low rotational speed, is reduced.

この結果、前述した様に負荷が減少しエアーモータ14
の回転数が徐々に増加する。この回転数の変化をタコジ
ェネレータ15で電圧に変換し、計算機内部に準備され
ているタコジェネレータ15の電圧−回転数テーブルを
参照して回転数Nをめる。
As a result, as mentioned above, the load is reduced and the air motor 14
The number of revolutions gradually increases. This change in rotational speed is converted into voltage by the tacho generator 15, and the rotational speed N is determined by referring to a voltage-revolution table for the tachogenerator 15 prepared inside the computer.

以下、前述の動作を、回転数NがNL≦N≦NHとなる
までくシ返して行なう。
Thereafter, the above-described operation is repeated repeatedly until the rotational speed N satisfies NL≦N≦NH.

NL≦N≦NIIの場合は偏差電圧が0の為、初期設定
電圧で決まる送シ速度で動作する。
If NL≦N≦NII, the deviation voltage is 0, so the device operates at the sending speed determined by the initial setting voltage.

N>NHの場合は(1)の場合と反対の動作となる。When N>NH, the operation is opposite to the case (1).

本実施例装置の全体の制御系統図を第9図に示す。既出
の符号と′同じ符号は同じ部分を示す。制御装置はマイ
クロコンピュータ23、制御回路24、操作盤25よ多
構成されている。本実施例装置で使用しているモータ9
e12+14等のアクチュエータおよびポテンショメー
タ11.13等の検出器は全て脚変換器22等のインタ
ーフェイスを介してマイクロコンピータ23と接続され
、このメモリ領域にあるプログラムにより制御を行なっ
ている。
FIG. 9 shows an overall control system diagram of the apparatus of this embodiment. Codes that are the same as those previously used indicate the same parts. The control device includes a microcomputer 23, a control circuit 24, and an operation panel 25. Motor 9 used in this example device
Actuators such as e12+14 and detectors such as potentiometers 11 and 13 are all connected to a microcomputer 23 via an interface such as a leg converter 22, and are controlled by a program stored in this memory area.

次に本実施例装置の作業フローチャートを第10図によ
シ説明する。
Next, a work flowchart of the apparatus of this embodiment will be explained with reference to FIG.

まず制御装置と対話形式で配管径、切削送シ速度、−回
の切シ込み量、最終のビード高さ等の切削に必要な情報
をマイクロコンピュータ61に入力する。
First, information necessary for cutting, such as the pipe diameter, cutting feed speed, -cut depth, final bead height, etc., is input into the microcomputer 61 through interaction with the control device.

次に自動原点復帰ぎタンによシ厖動装置8、及び切削フ
ライスカッタ16の原点復帰を行なう。
Next, the automatic origin return button causes the movable device 8 and the milling cutter 16 to return to their origin.

さらに自動スタートメタンに、よシ起動をかけると、ま
ず、フライスカッタ16の駆動源であるエアーモータ1
4が回転し、次にフライスカッタが前記の入力された情
報に基づいて計算された第1回目の切シ込み位置に磁気
センサー18を介して上下方向溶接ビードを切削しなが
ら位置決めされる。
Furthermore, when the automatic start methane is started again, the air motor 1, which is the drive source of the milling cutter 16, starts.
4 rotates, and then the milling cutter is positioned at the first cutting position calculated based on the input information while cutting the weld bead in the vertical direction via the magnetic sensor 18.

この後で駆動装置8が周方向に走行すると共に配管表面
からのフライスカッタの距離を磁気センサ18を介して
インプロセス計測を行ないながら、このデータを基にマ
イクロコンピュータ内部で切シ込み制御を行ないつつ、
同時に切削の負荷をある一定の間隔でサンプリング検出
を行なう。もし負荷が所定の範囲外(N < N、 ;
bるいはN>Nu)であれば送多速度制御を行ない、常
に適正な切削負荷で切削を行なう。
After this, the drive device 8 travels in the circumferential direction, and the distance of the milling cutter from the piping surface is measured in-process via the magnetic sensor 18, and the cutting depth is controlled within the microcomputer based on this data. Tsutsu,
At the same time, the cutting load is sampled and detected at certain intervals. If the load is outside the predetermined range (N < N,
(or N>Nu), feed speed control is performed and cutting is always performed with an appropriate cutting load.

駆動装置8の位置はポテンショメータにより常に監視し
ている。そして1周切削を行なった時にはまず駆動装置
8が停止し、次の切シ込み位置にフライスカッタを位置
決めし、以下前述の動作をくシかえず。
The position of the drive device 8 is constantly monitored by a potentiometer. When one round of cutting is completed, the drive device 8 is first stopped, the milling cutter is positioned at the next cutting position, and the above-mentioned operation is repeated thereafter.

この様にして最終的に、あらかじめ定められた切り込み
位置に達するまで自動的に切削を行ない最終切削を行な
った時点で駆動装置8が停止し、フライスカッタ16が
原点位置まで上昇し全作業を停止する。
In this way, cutting is performed automatically until a predetermined cutting position is finally reached, and when the final cutting is performed, the drive device 8 stops, and the milling cutter 16 rises to the home position, stopping the entire operation. do.

実施例■ 次に、本発明の他の実施例として、配管溶接ビードを研
削によって仕上げる仕上げ装置の例を説明する。
Embodiment (2) Next, as another embodiment of the present invention, an example of a finishing device for finishing a pipe weld bead by grinding will be described.

第11図は本実施例の装置を配管の長手方向から見た図
であシ、第1図と同じ部分は同じ符号で示しである。但
し、17は本実施例では切削装置ではなくて研削装置で
あシ、16′はその砥石を示す。37はキャリッジ6に
設けられた形状検出装置であシ、これは周方向における
配管1の表面よシの溶接ビード高さを計測すると共に、
配管10表面とガイドリング2との間の距離を計測し、
ガイドリング2の取付状態をチェックするためのもので
ある。
FIG. 11 is a diagram of the apparatus of this embodiment viewed from the longitudinal direction of the piping, and the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. However, in this embodiment, 17 is not a cutting device but a grinding device, and 16' is its grindstone. 37 is a shape detection device provided on the carriage 6, which measures the height of the weld bead across the surface of the pipe 1 in the circumferential direction, and
Measure the distance between the surface of the pipe 10 and the guide ring 2,
This is for checking the installation condition of the guide ring 2.

第12図は形状検出装置37の構造を示す図であって、
キャリッジ6に固定された支持体38に沿って\DCモ
ータ39により摺動可能な支持板40上にポテンショメ
ータ41.42が取付けられており、その各々の転動ロ
ーラ43が配管1の表面および溶接ビードBに接触せし
められている。
FIG. 12 is a diagram showing the structure of the shape detection device 37,
Potentiometers 41 , 42 are mounted on a support plate 40 that can be slid by a DC motor 39 along a support 38 fixed to the carriage 6 , each of which has rolling rollers 43 that touch the surface of the pipe 1 and the weld. It is brought into contact with bead B.

ポテンショメータ41と42の出力の差がその位置にお
けるビード高さHBを表し、またポテンショメータ41
の出力の変動が、ガイドリング2と配管1との距離の変
動を表わすことになる。
The difference between the outputs of potentiometers 41 and 42 represents the bead height HB at that position;
The variation in the output represents the variation in the distance between the guide ring 2 and the pipe 1.

第13図、第14図は研削装置17の砥石駆動機構及び
砥石切9込み機構を示す断面図である。
13 and 14 are cross-sectional views showing the grindstone drive mechanism and grindstone cutting mechanism of the grinding device 17.

これ、ら図において、エアーモータ14の駆動力はネジ
歯車44および45を介して砥石16′が固定されてい
るスピンドル46に伝達される。砥石16′はスピンド
ル46にスペーサ47の摩擦力を介してナツト48で締
め付けられている。スピンドル46の軸受49を担持し
ている研削ヘッド50は本体17に摺動可能に支持され
ておJ、DCモータ12の回転がネジ歯車51.52を
介してネジ軸53に伝達されることによってナツト54
を介して、研削ヘッド50は切シ込み運動をする。
In these figures, the driving force of the air motor 14 is transmitted via screw gears 44 and 45 to a spindle 46 to which a grindstone 16' is fixed. The grindstone 16' is fastened to the spindle 46 with a nut 48 through the frictional force of a spacer 47. A grinding head 50 carrying a bearing 49 of the spindle 46 is slidably supported on the main body 17 and is rotated by the rotation of the DC motor 12 being transmitted to the screw shaft 53 via screw gears 51, 52. Natsuto 54
Through this, the grinding head 50 performs a cutting movement.

このときの砥石16′の切シ込み量はポテンショメータ
13によシ検出される。
The depth of cut of the grindstone 16' at this time is detected by the potentiometer 13.

また、研削用の砥石16′は研削中に摩耗し勝ぢなもの
であるから、これに対処するために本実施例は砥石摩耗
量検出機構を備えている。この機構は研削作業によって
消耗する砥石16′の径をインプロセスで測定するもの
であって、第15図の如く砥石カバー55の内側に投光
器56と受光器57を取付けたものである。第15図(
&)は研削前の砥石の状態、同(b)は成る時間研削し
た後の摩耗した砥石の状態を示す。投光器56より発光
した平行光線が砥石16′をはさんで対向して取付けら
れでいる受光器57で受光される。研削作業によって砥
石16′がΔHだけ摩耗すると、この分だけ受光器57
に入る光量が■□からv2へ増加する。
Furthermore, since the grinding wheel 16' is prone to wear during grinding, this embodiment is provided with a grindstone wear amount detection mechanism to cope with this problem. This mechanism measures in-process the diameter of a grindstone 16' that is consumed during grinding work, and has a light projector 56 and a light receiver 57 mounted inside a grindstone cover 55 as shown in FIG. Figure 15 (
&) shows the state of the grindstone before grinding, and (b) shows the state of the worn grindstone after grinding for a certain period of time. A parallel beam of light emitted from the light projector 56 is received by a light receiver 57 mounted opposite to the grindstone 16'. When the grinding wheel 16' wears down by ΔH due to grinding work, the light receiver 57 wears down by this amount.
The amount of light entering increases from ■□ to v2.

受光器57は入射する平行光線を電圧、電流に変換する
素子であシ、光量差に応じて出力電圧、電流値が変化す
る。従ってこの変化量をマイクロコンピュータで計算し
摩耗量ΔHを計測することができる。
The light receiver 57 is an element that converts the incident parallel light beam into voltage and current, and the output voltage and current values change according to the difference in light amount. Therefore, the amount of wear ΔH can be measured by calculating this amount of change using a microcomputer.

さて、砥石を用いる本実施例でも、フライスカッタを用
いる前記実施例の場合と同様に、ガイドリング2と配管
1との心合せの具合、ガイドリング2の機械公差や配管
自体の歪み等のために、ガイドリング2と配管1との距
離は円周方向の全ての位置において必ずしも一様でない
から、円周方向のある位置ではビードが削れず、ある位
置では配管の表面を研削してしまうといった事態が発生
する。これを防止するためには、配管の表面よシ常に一
定距離に砥石16′を保って研削する必要がある。
Now, in this embodiment using a grindstone, as in the case of the previous embodiment using a milling cutter, there are various factors such as the alignment between the guide ring 2 and the pipe 1, the mechanical tolerance of the guide ring 2, the distortion of the pipe itself, etc. In addition, since the distance between the guide ring 2 and the pipe 1 is not necessarily uniform at all positions in the circumferential direction, the bead cannot be ground at a certain position in the circumferential direction, and the surface of the pipe is ground at a certain position. A situation occurs. In order to prevent this, it is necessary to keep the grindstone 16' at a constant distance from the surface of the pipe during grinding.

本実施例では、このだめに配管1の径方向における砥石
16′の切込み制御を下記のように行なう。
In this embodiment, the cutting of the grindstone 16' in the radial direction of the pipe 1 is controlled as follows.

まず、成る円周方向基準位置からの角度をψとし、ψの
関数として、前記形状検出装置の二つのポテンショメー
タ41.42によって、第16図に示す様に、ビード高
さHB(ψ)、配管表面からガイドリング2のレール面
までの距離H(ψ)を円周方向における一定の角度増分
lψ毎に測定する。
First, let the angle from the circumferential reference position be ψ, and as a function of ψ, the bead height HB (ψ), the piping The distance H (ψ) from the surface to the rail surface of the guide ring 2 is measured at every constant angular increment lψ in the circumferential direction.

次に、このデータから角度ψにおけるガイドリング中心
から配管表面までの距離R,(ψ)=RR−H(ψ)を
計算する。(RILはガイドリング2の半径。)次に砥
石16′の研削位置(ガイドリング中心からの距離) 
RGは前記RP(ψ)および予め設定されているビード
残し高さHe(但しHcは円周方向で一定)から式R6
(ψ) = R,+ Hcをマイクロコンピータの演算
回路で計算する。
Next, from this data, the distance R from the center of the guide ring to the piping surface at the angle ψ, (ψ)=RR−H(ψ) is calculated. (RIL is the radius of the guide ring 2.) Next, the grinding position of the grindstone 16' (distance from the center of the guide ring)
RG is calculated using formula R6 from the above RP (ψ) and the preset bead remaining height He (however, Hc is constant in the circumferential direction).
(ψ) = R, + Hc is calculated by the arithmetic circuit of the microcomputer.

このマイクロコンビーータで計算された角度ψにおける
砥石16′の研削位置R6(ψ)情報によってDCモー
タ12を駆動し且つポテンショメータ13によ)位置の
フィードバック制御を行ないながら研削すれば、常に配
管10表面よυ一定の高さで研削仕上出来る。
If the DC motor 12 is driven by the information on the grinding position R6 (ψ) of the grinding wheel 16' at the angle ψ calculated by this microconbeater, and the position is feedback controlled (by the potentiometer 13), the piping 1 Can be ground to a constant height from the surface.

しかし、研削を何周も行なうと、砥石16′自体も消耗
し、その半径寸法が変化する。従って、上記の研削切込
み制御だけでは砥石18の減少した半径分だけ切込みが
不足する。
However, when grinding is performed many times, the grinding wheel 16' itself wears out and its radius changes. Therefore, with only the above-mentioned grinding depth of cut control, the depth of cut is insufficient by the reduced radius of the grindstone 18.

これを解決するために、前記の第15図で説明した非接
触式の砥石摩耗量検出機構により、インプロセスでこの
砥石外形寸法に相当する電圧変化ΔV=V、−V1を検
出する。この電圧変化ΔVをマイクロコンビーータによ
シ摩耗量ΔHに変換し、このデータに基づきDCモータ
12を上記ポテンショメータ13からのフィードバック
のもとに駆動して切込み量の補正を行なう。
In order to solve this problem, the non-contact type grindstone wear detection mechanism described in FIG. 15 detects the voltage change ΔV=V, -V1 corresponding to the external dimensions of the grindstone in-process. This voltage change ΔV is converted into a wear amount ΔH by a microconbeater, and based on this data, the DC motor 12 is driven with feedback from the potentiometer 13 to correct the depth of cut.

以上が本実施例における切込み制御でおる。The above is the cutting control in this embodiment.

さて、本実施例においても、フライスカッタを用いる前
記実施例で述べたと同様な原因によって研削負荷の変動
が生じ、砥石駆動モータが停止して装置の破損を招いた
シ、作業が中断する事態が起シ得る。これを防ぐために
、本実施例においても以下のように送シ速度制御を行う
Now, in this embodiment as well, fluctuations in the grinding load occur due to the same reasons as described in the previous embodiment using a milling cutter, and the grinding wheel drive motor stops, causing damage to the equipment and interrupting the work. Get up. In order to prevent this, the feeding speed is controlled as follows in this embodiment as well.

本実施例においてもコンパクト化、軽量化を図るため、
容積光シ比較的高出力が得られるエアモータ14を砥石
16′の駆動源として使用している。
In this example as well, in order to achieve compactness and weight reduction,
An air motor 14 capable of producing a relatively high volumetric output is used as a drive source for the grinding wheel 16'.

その特性は第6図と同じである。Its characteristics are the same as in FIG.

前述した所により、負荷変動は回転数変動を検出すれば
よい。
As described above, load fluctuations can be detected by detecting rotational speed fluctuations.

研削に必要なトルクT0、エアモータのトルクTと回転
数N、このときの馬力I((PS)の関係は次式%式% (1)研削必要トルクT0 Tg=KXtXbXrq K:比例定数 t:切込み量 b=研削巾 rG:砥石の半径 (2)エアモータのトルクTと回転数Nの関係N=−R
T+N0 R:比例定数 No:無負荷回転数 (3)研削馬力H(PS) HP = N X T、/716.2 配管円周方向に研削をすると、配管上の円周方向位置ψ
及び溶接ビートの状態によシ切込みt5研削巾すが変化
する。従って研削必要トルクが変化すること(てなり、
モータの特性から回転数が変化することになる。
The relationship between the torque T0 required for grinding, the torque T of the air motor, the rotation speed N, and the horsepower I ((PS) at this time is the following formula % formula % (1) Required grinding torque T0 Tg = KXtXbXrq K: proportionality constant t: depth of cut Quantity b = Grinding width rG: radius of grinding wheel (2) Relationship between air motor torque T and rotation speed N = -R
T+N0 R: Proportional constant No.: No-load rotation speed (3) Grinding horsepower H (PS) HP = N
The cutting width t5 changes depending on the condition of the welding bead. Therefore, the required torque for grinding changes (turning,
The rotation speed will change depending on the characteristics of the motor.

いま、第6図に示した特性図上で馬力が最大H□となる
ようなトルクTユ、回転数N工て研削していて、配管円
周方向にΔψだけ進んだ状態で。
Now, on the characteristic diagram shown in Fig. 6, we are grinding at a torque T and a rotation speed N such that the horsepower becomes the maximum H□, and the pipe has advanced by Δψ in the circumferential direction.

切シ込み及び研削中が夫々t1→t x (tz >t
l)、b1→bz (bt ’>b2’ )と変化した
とすると、トルクおよび回転数はT□→THI N工→
NLとなる。もし、負荷トルクT□がエアモータのスト
ールトルクTs以上になると回転数N→0となってニア
モータ140回転が停止してしまう事態が生ずる。
During cutting and grinding, t1 → t x (tz > t
l), b1 → bz (bt '>b2'), the torque and rotational speed are T□ → THI N →
Becomes NL. If the load torque T□ exceeds the stall torque Ts of the air motor, a situation will occur in which the number of rotations N→0 and the near motor 140 rotations will stop.

そこで、本実施例ではエアモータ14の後部に付いてい
るタコジェネレータ15の回転数Nを、マイクローンピ
ユータでサンプリング検出し、もしN□−N2〉0なら
ば、負荷が大きいと判断して送シ速度Vを減少し、また
NL−N)0ならば、負荷が小さいと判断して送シ速度
■を増加させる。
Therefore, in this embodiment, the rotational speed N of the tachogenerator 15 attached to the rear of the air motor 14 is sampled and detected using a micron computer, and if N□-N2>0, it is determined that the load is large and the transmission is performed. If NL-N) is 0, it is determined that the load is small and the feed speed (2) is increased.

以上の制御によシ、第6図に示した馬力H2から最大馬
力H1の範囲で研削が行なわれる。
With the above control, grinding is performed in the range from the horsepower H2 to the maximum horsepower H1 shown in FIG.

以上が送9速度制御である。The above is the nine-speed feed control.

第17図は本実施例における上記の切込み制御および送
シ速度制御を行う系のブロック線図である。
FIG. 17 is a block diagram of a system for performing the above-mentioned cutting depth control and feed speed control in this embodiment.

本制御系のゾロツク線図は、第8図とほとんど同じもの
なので、ここでは説明を省略する。
The Zollock diagram of this control system is almost the same as that shown in FIG. 8, so its explanation will be omitted here.

本実施例装置の全体の制御系統を第18図に示す。既出
の符号と同じ符号は同じ部分3辷示す。制御装置はマイ
クロコンピュータ60、制御回路61、操作盤62によ
シ構成される。本装置で使用されているDCモータ9,
12.39はモータ制御回路58を介してマイクロコン
ピュータ60と接続されている。
FIG. 18 shows the entire control system of the device of this embodiment. The same reference numerals as those previously used indicate the same three parts. The control device is composed of a microcomputer 60, a control circuit 61, and an operation panel 62. DC motor 9 used in this device,
12.39 is connected to the microcomputer 60 via the motor control circuit 58.

またポテンショメータ11,13,41.42及び投受
光器はA/Dコンバータ59を介してマイクロコンピュ
ータ60と接続されている。本装置の操作モードとして
手動及び自動があシ゛、自動の場合ハ、マイクロコンピ
ー−タロ0の内部メモリにストアされている制御プログ
ラムによ多制御される。
Further, the potentiometers 11, 13, 41, 42 and the light emitter/receiver are connected to a microcomputer 60 via an A/D converter 59. There are two operating modes for this device: manual and automatic. In the case of automatic, the operation mode is largely controlled by a control program stored in the internal memory of the microcomputer 0.

本実施例装置の全体動作について第19図のフローチャ
ートで説明する。まず、形状検出装置37.1駆動装置
8、研削装置17をキャリッジ6上に固定する。砥石1
6′を原点に復帰させ1.形状検出装置37により溶探
ビード面の形を全周に亘って計測し、スタート点よシ、
円周方向の各々の位置における溶接ビードの高さおよび
配管10表面とガイドリング2のレール面との距離をマ
イクロコンピュータ60で演算する。もしこの状態で研
削を続行する必要がなければそこで作業は終了する。そ
うでない場合は研削方向を決めて、砥石16′を研削開
始点に位置決めした後研削を開始する。この時、形状検
出装置37の計測データを基に切シ込み制御を行なうと
ともに、エアモータ14の回転数をマイクロコンピュー
タ60でサンプリング検出することによシ、研削負荷変
動が一定範囲を超えないよう制御しながら研削を行う。
The overall operation of the apparatus of this embodiment will be explained with reference to the flowchart of FIG. 19. First, the shape detection device 37.1, the drive device 8, and the grinding device 17 are fixed on the carriage 6. Whetstone 1
Return 6' to the origin 1. The shape detection device 37 measures the shape of the welding bead surface over the entire circumference, and from the starting point,
The height of the weld bead and the distance between the surface of the pipe 10 and the rail surface of the guide ring 2 at each position in the circumferential direction are calculated by the microcomputer 60. If there is no need to continue grinding in this state, the work ends there. If not, the grinding direction is determined, the grinding wheel 16' is positioned at the grinding starting point, and then grinding is started. At this time, the depth of cut is controlled based on the measurement data of the shape detection device 37, and the rotation speed of the air motor 14 is sampled and detected by the microcomputer 60, thereby controlling the grinding load fluctuation so that it does not exceed a certain range. While grinding.

さらに、砥石16′の、摩耗量もマイクロコンピュータ
60でインプロセスで計測されているので、もしこの摩
耗量が設定量よシ大きくなった場合には、切シ込み値を
補正する。以上の椋な制御をしながら、所定の削シ残し
量Hcのビード高さになるまで研削を実行する。
Furthermore, since the amount of wear of the grindstone 16' is also measured in-process by the microcomputer 60, if the amount of wear becomes greater than the set amount, the depth of cut value is corrected. While performing the above-mentioned careful control, grinding is carried out until the bead height reaches a predetermined amount Hc of remaining machining.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、配管とガイドリングとの心が必ずしも
正確に合っていなくても、又は配管自体に歪みがあった
υガイドリングに機械的公差があっても配管の水平、垂
直又は斜めの全姿勢において常に適正な切削(研削)加
圧力を以て、且っモータに対する負荷を適切範囲に維持
しつつ、配管の円周方向において一定な高さに溶接ビー
ドを能率良く仕上げることができ、しかも装置の小型化
を図ることができる。
According to the present invention, even if the centers of the piping and the guide ring are not necessarily aligned accurately, or even if the piping itself is distorted and the guide ring has mechanical tolerances, the horizontal, vertical or diagonal position of the piping can be adjusted. It is possible to efficiently finish the weld bead to a constant height in the circumferential direction of the pipe while always applying appropriate cutting (grinding) pressure in all positions and maintaining the load on the motor within an appropriate range. can be made smaller.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例Iの正面図%第2図は第1図中
の磁気センサとプライスカッタの取付図、第3図は磁気
センナの特性図、第4図はガイドリングと配管との相対
的位置関係を示す模式図、第5図は実施例Iにおける切
込み制御の説明図、第6図はエアモータの特性図、第7
図はフライスの断続的切削の負荷検出への影響を説明す
る図、第8図は実施例1における切込み制御および送シ
速度制御のプロ、り線図、第9図は同実施例の全体制御
系統図、第10図は同実施例の切削フローチャート、第
11図は本発明の実施例Hの正面図、第12図は第11
図中の形状検出装置の概要側面図、第13図は第11図
中の研削装置の正面断面イドリンクと配管との相対的位
置関係の説明図、第17図は実施例■における切込み制
御および送シ速度制御のブロック線図、第18図は実施
例■の全体制御系統図、第19図は同実施例の研削フロ
ーチャートである。 1・・・配管、 2・・・ガイドリング、6・・・キャ
リジ、 8・・・駆動装置、9・・・DCモータ、 1
1・・・ポテンショメータ、12・・・DCモータ、 
13・・・ポテンショメータ、14・・・エアモータ、
 15・・・タコジェネレータ、16・・・フライスカ
ッタ、16′・・・砥石、17・・・切削(研削)装置
、 18・・・磁気センサ、21・・・増巾器、22・・・
シΦ変換器、 23・・・マイクロコンピータ、24・
・・制御回路、 25・・・操作盤、37・・・形状検
出装置、 39・・・DC−C,−タ、41.42・・
・ポテンショメータ、 56・・・投光器、 57・・・受光器、58・・・増
巾器、 59・・・A/D変換器、60・・・マイクロ
コンピュータ、 61・・・制御装置、 62・・・操作盤。 第1図 第16図 =ii(”jj十lsf)−1−1(Lf)第19図 第1頁の続き @発明者斉藤 浩次 @発明者矢1)長男 [相]発 明 者 梅 原 昇 ■発明者織1)元康 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日立製作所日立工
場内 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日立製作所日立工
場内 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日立製作所日立工
場内
Figure 1 is a front view of Embodiment I of the present invention. Figure 2 is an installation diagram of the magnetic sensor and price cutter in Figure 1, Figure 3 is a characteristic diagram of the magnetic sensor, and Figure 4 is a guide ring and piping. FIG. 5 is an explanatory diagram of the cutting control in Example I, FIG. 6 is a characteristic diagram of the air motor, and FIG.
The figure is a diagram explaining the influence of intermittent cutting of the milling cutter on load detection, Figure 8 is a professional line diagram of depth of cut control and feed speed control in Example 1, and Figure 9 is the overall control of the same example. System diagram, FIG. 10 is a cutting flowchart of the same embodiment, FIG. 11 is a front view of embodiment H of the present invention, and FIG. 12 is a cutting flowchart of the same embodiment.
A schematic side view of the shape detection device in the figure, FIG. 13 is a front cross-sectional view of the grinding device in FIG. 11, and an explanatory diagram of the relative positional relationship between the idle link and the piping. A block diagram of feed speed control, FIG. 18 is an overall control system diagram of the embodiment (2), and FIG. 19 is a grinding flowchart of the same embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Piping, 2... Guide ring, 6... Carriage, 8... Drive device, 9... DC motor, 1
1... Potentiometer, 12... DC motor,
13... Potentiometer, 14... Air motor,
15... Tacho generator, 16... Milling cutter, 16'... Grinding wheel, 17... Cutting (grinding) device, 18... Magnetic sensor, 21... Magnifier, 22...
Φ converter, 23... microcomputer, 24...
...Control circuit, 25...Operation panel, 37...Shape detection device, 39...DC-C, -ta, 41.42...
- Potentiometer, 56... Emitter, 57... Light receiver, 58... Amplifier, 59... A/D converter, 60... Microcomputer, 61... Control device, 62. ··Operation board. Figure 1 Figure 16 = ii ("jj1lsf) -1-1 (Lf) Figure 19 Continuation of page 1 @ Inventor Koji Saito @ Inventor Ya 1) Eldest son [phase] Inventor Noboru Umehara ■Inventor Ori 1) Motoyasu 3-1-1 Saiwai-cho, Hitachi City Hitachi, Ltd. Hitachi Factory 3-1-1 Saiwai-cho, Hitachi City Hitachi, Ltd. Hitachi Factory 3-1-1 Saiwai-cho, Hitachi City No. Hitachi, Ltd. Hitachi Factory

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、配管上にクランプされたリング状ガイドレール、該
ガイドレール上で配管の周シに駆動されるキャリジ、該
キャリジに固定されたキャリジ駆動装置、及び配管の溶
接ビードに対するカッタ又は砥石を有し該キャリジに装
着された切削又は研削装置を備えてなる配管溶接ビード
仕上装置において、カッタ又は砥石と配管表面との距離
を測定する該キャリジ上の計測手段、該計測手段の測定
出力に基づきカッタ又は砥石を配管表面から所定の高さ
に切込ませる切込み量制御手段、切削又は研削負荷を検
出する負荷検出手段、および該負荷検出手段の出力に基
づき上記負荷を所定範囲に保つようにカッタ又は砥石の
上記ガイドレール局方同送り速度を制御する送シ速度制
御手段を設けたことを特徴とする配管溶接ビード仕上装
置。 2、配管溶接ビードの配管表面からの高さを測定する計
測手段を更に設け、この計測手段の出力に基づいて前記
切込み量制御を補正することを特徴とする特許請求の範
囲第1項の配管溶接ビード仕上装置。 3、砥石の摩耗量を検出する手段を更に備え、該手段の
出力に基づいて前記切込み量制御を砥石の摩耗に対して
補正することを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
2項の配管溶接ビード仕上装置。
[Claims] 1. A ring-shaped guide rail clamped onto a pipe, a carriage driven around the circumference of the pipe on the guide rail, a carriage drive device fixed to the carriage, and a weld bead of the pipe. In a pipe welding bead finishing apparatus comprising a cutter or grindstone and a cutting or grinding device mounted on the carriage, a measuring means on the carriage measures the distance between the cutter or grindstone and the pipe surface; A depth of cut control means for cutting a cutter or grindstone to a predetermined height from the piping surface based on the measured output, a load detection means for detecting the cutting or grinding load, and a load detection means for controlling the load to a predetermined range based on the output of the load detection means. A piping weld bead finishing device characterized in that a feed speed control means is provided for controlling the feed speed of the cutter or the grindstone so that the feed speed of the cutter or the grindstone is maintained at the same rate as the guide rail. 2. The pipe according to claim 1, further comprising a measuring means for measuring the height of the pipe weld bead from the pipe surface, and the cutting depth control is corrected based on the output of the measuring means. Weld bead finishing equipment. 3. Claims 1 or 2 further comprising means for detecting the amount of wear of the grindstone, and correcting the depth of cut control with respect to the wear of the grindstone based on the output of the means. piping weld bead finishing equipment.
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