JPS62107911A - 鋼管の内面溶接ビ−ドの切削方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＵＯ鋼管製造工程に於ける鋼管内面の溶接ビ
ードを切削する方法及び装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にＵＯｗｉ管製造工程に於いては、シーム溶接後に
行なわれる水圧試験に対する鋼管と水圧試験機との密封
性確保及び管端開先加工上の要求から、第１４図（ａ）
に示すように両管端部の内面溶接ビードを切削除去して
いる。この図で１は鋼管、２は内面溶接ビード、２′は
外面溶接ビード、ｌは内面溶接ビードを除去した長さく
通常１５０ｆｌ程度）、ｌ′は斜め切除した長さである
。内面溶接ビードの切削除去に当っては、未切削ビード
高さは０．５Ｒ以下であり、そして鋼管の肉厚を確保す
るために、母材の切削は許されないという条件を満たす
ことが必要とされている。

従来の鋼管の内面溶接ビード切削装置としては、第１５
図に示す特願昭５８−２４７９８３に記載された接触式
変位計を使用した鋼管の内面溶接ビードの切削方法及び
装置がある。接触式変位計は鋼管１の下方に設置された
上下方向変位計３９とそれの昇降装置からなり、これら
の詳細及び測定要領を第１６図に示す。変位計３９は昇
降フレーム３８上に鋼管長手方向に２列、１列当たり横
方向に４個設置されている。第１６図の３９−１〜３９
−４が１列目の４個、３９−５が２列目の４個のうちの
１つである。昇降フレーム３８は昇降用油圧シリンダ３
６、ガイドボスト３７を介してベースフレーム３５に取
り付けられている。変位計３９は測定子４０の変位によ
り基準位置から鋼管外面までの距離を測定するものであ
り、これによる測定結果からピーキング角α、オフセッ
トａ、管軸方向の曲がり角βを演算し、フライスカッタ
傾斜角θ０、フライスカッタ横方向移動量ｘｏ及び倣い
ロール上下方向移動量ｚｏを設定する。

ピーキングとは、第１７図（ａ）に示すように溶接部近
傍の鋼管が完全な円形にならず、直線状になって外方に
突き出ることを言い、溶接部両側の接線のなす角αでそ
の程度を示す。オフセットとは第１７図（ｂ）に示すよ
うに突合せ部に生じた段差ａを言い、曲り角βとは第１
７図（Ｃ）に示すように鋼管中心軸方向Ｘに対する管端
溶接部の傾斜角を言う。管端にはこのようなピーキング
α、オフセットａ、曲りβがあるので、未切削ビード高
さは０゜５１１以下、母材は切削しないことという前記
条件で内面溶接ビードを切削するには該切削を行なうフ
ライスカッタをα、ａ、βに応じて調節する必要があり
、前記既提案装置では接触式変位計を用いて第１６図に
示す如くα、ａ、βを測定し、これらにより前記θｏ、
ｘｏ、ｚｏを調整する。

即ち内面溶接ビードの幅方向彎曲形状は鋼管内径により
変り、これには第２０図（ａ）　（ｂ）に示すフライス
カッタ５の傾斜角θ０を変えることにより対処できる（
θｏ＝０なら平面切削、θｏ＝９０゜ならカッタ５の曲
率での切削）が、これにピーキングαによる補正を加え
る。即ちピーキングは曲率変化と捉え（曲率大）、第２
１図（ａ）〜（Ｃ）に示すように曲率（α）に応じた傾
斜角修正を行ない且つカッタ上下位置（２０）を修正す
る。オフセットａに対しては第１９図に示すようにフラ
イスカッタ５をｘｏだけ横方向に移動し、未切削ビード
高さｈが許容範囲内に収まるようにする。曲り角βに対
しては、倣いロール４７を用いてカッタ位置を調整する
。即ち第１８図に示すように、前記θＧ段設定後曲り角
βを用いてフライスカッタ先端と倣いロール先端との間
の上下方向距離２＋を求め、これと前記α、ａに対応す
るための上下方向移動量を考慮してロール位置ｚｏを求
め、該ｚ。

にロール４７を設定してカッタ上下方向位置を適切に制
御する。

〔従来技術の問題点〕

従来の接触式変位計は基準位置から鋼管外面までの距離
を測定してピーキング角、オフセット量、管軸方向の曲
がり角を求めているが、これは鋼管内面の溶接ビードを
切削するために必要な内面溶接ビードの形状、ビード端
の位置情報及び鋼管の内面溶接ビード部近傍の形状を直
接求めるものではなく、推定の域を出ないから測定精度
が不足している。

〔発明の目的〕

本発明は、鋼管内面の溶接ビードを切削するために必要
な情報である内面溶接ビードの形状、ビード端の位置及
び溶接ビード部近傍の形状を鋼管の内側より多点測定す
ることにより求め、これにより許容未切削ビード高さの
範囲内及び母材非切削の条件で高精度に内面溶接ビード
を自動切削する鋼管内面溶接ビード切削方法及び切削装
置を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、鋼管の管軸長手方向、横方向及び上下方向に
移動可能な機能を持つブーム先端にフライスカッタと非
接触式光学変位計を取り付け、該フライスカッタの取付
部にはフライスカッタ回転軸のブームに対する角度を任
意設定可能にする機構を設け、鋼管内面溶接ビード切削
範囲内の任意位置の溶接ビード近傍形状パターンを、ビ
ード幅方向にエアーシリンダー駆動により移動可能な架
台に据付けられたレーザービーム発信部と対象物より反
射されるレーザービームを受ける受信部よりなる小型セ
ンサーにて検知し、計算機演算処理部へ送信することで
、フライスカッタ設定値をシミュレーションにて溶接ビ
ード切残し量のチェックを行うことにより、フライスカ
ッタ傾斜角、フライスカッタ横方向移動量、フライスカ
ッタ上下方向移動量を演算し、溶接ビードのねじれ、鋼
管の曲がりに対して倣わせながら前記ブームをビード方
向に移動することにより鋼管内面の溶接ビードを許容未
切削ビード高さ範囲内に収まるようにフライス切削する
ことを特徴とするものである。

〔発明の構成〕

本発明装置は、傾斜式フライスカッタにより鋼管の内面
溶接ビードを切削するビード切削装置本体、溶接部近傍
の鋼管形状を測定する形状測定装置及び切削時に鋼管を
固定する鋼管固定装置から構成される。以下これらを順
に説明する。

ビード切削装置本体：ビード切削装置は第１゜２図に示
すように傾斜式フライスカッタ５及び非接触式光学変位
計１５を取り付けたブ・−ム３と、そのブームの３軸方
向位置決め装置等からなり、水平に置かれた鋼管１の管
端部に設置される。４はフライスカッタ５及びフライス
カッタ駆動用モータ６からなるカッタヘッドであり、こ
れは軸７を介してブーム３に回転可能に取り付けられて
いる。カッタヘッド４のブーム３に対する傾斜角は、電
動機１０及びウオームギヤにより設定される機構となっ
ている。ブーム３は移動ブロック１９の側面に摺動可能
に取り付けられ、駆動電動ｆｉ２０゜スクリュー２１，
７．クリユーガイド２２の機構で昇降される。１８はバ
ランスウェイトである。移動ブロック１９は移動ブロッ
ク２５上面に摺動可能に取り付けられ、スクリューガイ
ド２６．スクリューシャフト２７．スクリューシャフト
駆動電動機２８．軸受２９からなる横方向位置決め機構
により第２図で左、右方向に移動する。さらに移動ブロ
ック２５は、固定へラド３０上面に摺動可能に取り付け
られ、スクリューガイド３１．スクリューシャフト３２
．スクリューシャフト駆動電動機３３．軸受３４からな
る管軸長手方向位置決め機構により管軸方向に前、後進
する。

形状測定装置二上記戦構により鋼管の管軸方向Ｙ、横方
向Ｘ及び上下方向Ｚに移動可能なブーム３の先端に、第
３図に示すように鋼管の内面溶接ビード近傍にレーザー
ビームスポットを照射する光源１１及び光学系１２と、
前記レーザービームスポットの物体表面での反射光の一
部を結像レンズ１３で受け、鋼管内面上の反射点の明る
い光点の像を光検出素子１４の受光面上に投影する装置
からなる非接触式光学変位計１５を取り付け、第５図に
示すように鋼管の管軸横方向に移動可能なエアーシリン
ダー１６により変−位置１５の走査を行ない、また第４
図に示すように１２だけ管軸方向にブーム３を移動した
のち再度管軸に対して横方向に走査し、これらの光検出
素子１４からの電気出力信号を処理し、後述のように鋼
管内面溶接ビード部近傍の形状を求める。なお第５図で
１７はデジタル磁気スケール、１６ａは変位計１６の取
付は用ブラケット、１６ｂはエアシリンダー１６の受は
ブラケット、１６ｃはガイドロッド、１６ｄはエアー配
管である。また第３図の変位計は、該変位計と鋼管内面
との間隔が変ると光検出器１４上の光点位置が変ること
を利用して第７図の如く鋼管内面のプロフィルを検知す
るものである。

鋼管固定装置：鋼管固定装置は、管端部に設置されたつ
め４４，４５、フレーム４３などを備え、油圧シリンダ
４２の作用でつめ４４．４５が鋼管を挾み、固定する機
構となっている。

〔発明の作用〕

本装置は鋼管があらかじめ所定の基準位置に搬送され、
かつ溶接ビード部が鋼管横断面円周上の最下面位置に来
るよう位置合わせされた状態で動作する。この状態に於
ける本装置の動作は鋼管の固定、溶接ビード部近傍の形
状測定その結果による切削条件の設定及び実際の内面溶
接ビード切削の各動作からなる。以下これら一連の動作
を逐次説明する。

鋼管の固定：第１図に示すように所定位置に位置決めさ
れた鋼管１は油圧シリンダ４２の作用によるつめ４４の
下降、つめ４５の上昇により挾まれることにより固定さ
れ、切削中の鋼管位置を一定に保つと共に鋼管の振動を
吸収、減衰し、切削騒音の低減を図る。

形状測定：上記のように鋼管が所定位置に固定されると
第４図に示すように、ブーム３の先端を鋼管１の内部に
挿入し、非接触式光学変位計１５により鋼管の管端位置
を検出し、鋼管の軸長手方向に管端より一定ストローク
ｉｔ前進したところでブーム３を停止させ非接触式光学
変位計１５をエアーシリンダー１６により鋼管の管軸横
方向に一定ストロークＸだけ横行させる。鋼管の管軸方
向をＹ軸、横方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とすると、非
接触式光学変位計１５の管軸横方向の動作位置（Ｘ座標
値）をディジタル磁気スケール１７にて検出し、管軸方
向の動作位置（Ｙ座標値）をブーム３の駆動用サーボモ
ーター３３に付属する装置で検出する。また、鋼管の内
側における管軸上下方向の変位量（２座標値）を非接触
式光学変位計１５からの出力信号により得、これらによ
り上記Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系における鋼管の内面溶接ビード
部近傍の形状を検知し、メモリに記憶する。

次に管軸長手方向に設定距離１２前進させ、同様な動作
を行い、鋼管の内面溶接ビード部近傍の形状パターンを
記憶する。１回の走査で第７図のようなパターンが得ら
れ、これによりピーキング角α及びオフセット量ａが求
まり（但し内面でのそれ）、２回走査すると曲がり角β
および第１４図（ｂ）に示す如き捩れを求めることがで
きる。

切削条件設定−次に、鋼管の内面溶接ビード部近傍の形
状パターンをもとに、切削条件を設定する動作について
説明する。

■ビード端の検出：鋼管の内面溶接ビード部近傍の形状
パターンから、左右のビード端を検出する。これには第
６図に示すゲージ法を使用する。

まず左ビード端の検出は第６図（ａ）に示すように鋼管
内面に一定長さのかつＸ軸に平行なゲージＧの左端を当
て、一定ピツチで鋼管内面の形状に沿って右側へ移動す
る（但しこれはデータ処理で行ない、等価的にこのよう
にする。以下同様）。第６図（ｂ）に示すようにゲージ
Ｇの右端がビードに当ったところで、該ゲージの範囲で
の最下点Ｐ　ｈｔ　（Ｘｈ／＝。

Ｚ　ｈｔ）を求める。これが左ビード端であるが、正し
くそうであるかをチェックするため第６図（Ｃ１に示す
ようにゲージ内側の形状データを、ゲージ右端を中心に
α°右回転し、最下点ｐ　ｔｚ（ｘ　ｔｔ、　　ｚ　ｔ
、ｔ＞を求める。Ｐ　ｈｌｈ　Ｐ　ｔｌの２座標が同じ
であれば左ビード端をｐ　ｔｔとし、ｚ　ｈｔ＞　ｚ　
ｔｔなら左ビード端をｐｈｃする。次に、第６図＋ｄ）
に示すように右ビード端の検出についても同様に行い、
右側最下点Ｐ　ｈｒ　（Ｘ　ｈｒ、　　Ｚ　ｈｒ）を求
める。また、ゲージ内側の形状データをゲージ左端を中
心にα°の左回転を行い、最下点Ｐ　ｔｒ　（Ｘ　ｔｒ
、　Ｚ　ｔｒ）を求め、ＰｈｒとＰＬｒのＺ座標が同じ
であれば、右ビード端をＰｔｒとし、ＺｈｒとＺｔｒと
を比べてＺｔｒの方が小さければ、左ビード端をＰｈｒ
とする。左右ビード端を求めた後第６（ｅ）図に示すよ
うに、両ビード端を通る公称円より、両ビード端の中央
として切込み量のヂエック点Ｐｋｓを求める。

■鋼管内面の直線近似；第７図に示すような左右のビー
ド端Ｐ　ｔ、ｔ、　　Ｐ　ｔｒから水平方向に一定距離
（２０〜３０ｍｍ）Ｄ内の計測点を使って鋼管内面゛　
の傾きを左、右それぞれ算出する。まず鋼管内面の左側
の顛きを左ビード端ＰＬｔとそれに最も近い計測点Ｐｌ
＋を結ぶ直線を引き、傾きＣＩｔ＋を求め、ｐ　ｔｔと
次に近い測定点を結ぶ直線を引いてその傾きを求め、以
下同様にして順次傾きＣｒｉを求め、その平均値ａｌ＋
を算出し、ＰＬｔを通り傾きａｌ＋の直線Ｚ＝ａｊ！＋
ｘ＋ａＡ２を引く。同様に鋼管内面の右側の傾きを右ビ
ード端Ｐ　ｔｒと点Ｐｒ１を結ぶ直線を引き、傾きＣｒ
ｌを求め、順次傾きＣｒｉを求め、その平均値ａｒｔを
算出し、Ｐ　ｔｒを通り傾きａｒｌの直線Ｚ＝ａｒ＋ｘ
＋ａｒ２を引く。これらの直線が、溶接部両側の幅方向
鋼管内面を表わす。

■形状パターンの分類：鋼管内面の形状パターンを、左
右ビード端を通る近似直線の傾きａｉ！Ｉ。

ａｒｌとビード端の位置Ｐｔｔ、ＰＬｒのＺＥＥＥ標ｚ
　ｔＬＺＬｒにより第８図に示す４通りに分ける。形状
パターンＩ　ＰＴＮｌと４は左、右のビード端かは−同
じ高さにあるが前者は左、右の近似直線の傾きａｊ２１
．ａｒｌが適当値ａ１ｍ、ａｒｍ（これらはシミュレー
ションでの数値を使用する）以上、後者はそれ以下であ
る場合である。ＩＰＴＮ２は右肩上り又は左肩上りの場
合、ＩＰＴＮ３は段ずれを生じている場合で右端下りと
左端下りがある。

形状パターン決定要領を第１０図に示す。

■切削条件の設定：鋼管内面の形状パターンに適した位
置にカンタを設定する。このカッタの位置決めには、フ
ライスカッタ傾斜角θ０．フライスカッタ横方向移動Ｒ
ＸＱ、　　フライスカッタ長手方向移動量ｙｏ、フライ
スカッタ上下方向移動量ｚｏを設定することにより行な
う。

■フライスカッタ傾斜角θ０．フライスカッタ移動ＱＸ
ｏ、ｙｏ、２口の設定： 第２０図で説明したように、傾斜式フライスカッタはフ
ライス回転軸を鋼管に対して適当に傾斜させることによ
り、ビード幅という狭い範囲内に於いては近似的に鋼管
内径と同じ切削径を得ることができ、この特徴を利用し
て径の異なる鋼管の内面ビード切削を１つのフライスカ
ッタで行なうことができる。即ち第２０図（ａ）に示す
ように管径Ｄｉが大きいときは、フライスカッタ傾斜角
θ０を小さく、第２０図（ｂ）に示すように管径が小さ
いときはθ０を大きくすればよい。鋼管が真円であると
きは、第２１図（ａｌに示すように鋼管内径にほぼ等し
い切削径が得られるフライスカッタ傾斜角を選ぶと未切
削ビード高さｈは、はぼ０になる。

しかし、鋼管内径が同じでもピーキングがある場合は同
一フライスカッタ傾斜角にで切削を行うと第２１図中）
に示すように未切削ビード高さｈが大き（なり許容範囲
に収まらない。これは傾斜角θ０を大にしかつ２ｏを調
整すると第２１図（Ｃ）の如くなり未切削ビード高さｈ
を許容範囲に収めることができる。また段差がある場合
は第１９図に示した如く力７夕をｘｎだけ横にずらし、
かつ２０を調整するのが有効である。

本発明ではピーキング角α、オフセット量ａなどの測定
は行なわないが、内面ビード形状を測定し、第８図に示
したようにこれをＩＰＴＮＩ〜４、左右区別ＩＰＬＲ０
，１，−１にグループ化し、これらのグループ別にフラ
イスカッタ傾斜角θ０、フライスカッタ横方向移動量ｘ
ｏ、フライスカッタ上下方向移動１ｉｚｏを、第９図の
カッタ対内面形状の関係が得られるように調整する。即
ちＩＰＴＮ＝１に対しては楕円（カッタを管軸方向で見
たもの）が左、右の近似直線に接するようにし、未切削
ビード高さが許容範囲に収まるようにする。

またＩＰＴＮ＝２に対しては楕円が左近似線又は右近似
線に接するようにしく反対側の近似線とは離れることも
ある）、ＩＰＴＮ＝３に対しては楕円が左又は右近似線
に接し、右又は左ビード端を通るようにする。カッタ傾
斜角θ０はビード切削機の機構上の制約からθ〜３０°
範囲であることが要求され、そこで管内面形状に応じて
変更するθ　ロ　は　５　°　、　　ｌ　Ｏ°　、　　
１５　°　　、　　２０　°　　２５　°　、　　３０
°の６種とし、どれを採用するかは第９図の楕円評価法
による。

これらの各ケースにおける未切削ビード高さｈは第１１
図で求めることができ、該りが許容範囲内にあるように
する。管内面形状は実測してあり、楕円は前記θｏ、Ｘ
ｏ、２ｏにより定まるから左。

右未切削ビード高さｈｒ、ｈｌは演算により求まる。カ
ッタ傾斜角及び移動量θｏ、ｘｏ、ｚａを求める要領を
第１２図に示す。

フライスカッタ長手方向の移動量ｙＯは鋼管の管端から
の切削長により設定される。

■フライスカッタ横方向移動量ｘｇ、フライスカッタ上
下方向移動量２０の補正機能：第１８図で説明したよう
に、鋼管管端部に於いて管軸方向の曲がりによる上下方
向のレベル変動が存在する場合、フライスカッタを管軸
長手方向のみに移動し切削を行なうと未切削ビード高さ
ｈが許容範囲に収まらない。また、第１４図（ｂ）に示
すように鋼管端部に於いて管軸方向のシームねじれによ
る横方向の変動が存在する場合も、フライスカッタを管
軸長手方向のみに移動し切削を行うと未切削ビード高さ
ｈが許容範囲に収まらない。

そこで鋼管管端部及びそれより内方へ入った切削開始点
の鋼管内面近傍の形状パターンを計測し、上下方向のレ
ベル変動、横方向の変動量を算出することにより、フラ
イスカッタ横方向移動量Ｘ。

とフライスカッタ上下方向移動量ｚｏを、管軸長手方向
移動中に補正して切削を行う。これにより未切削ビード
高さｈが許容範囲内に収まる。

切削装置の動作：切削装置の動作は上記過程で求めた切
削条件の設定、第１４図（ａｌに示した長さｌ′のビー
ド境界部の切り下げ、及び所定長さｌの内面溶接ビード
切削の各動作からなる。第１３図は、これら一連の動作
を示す説明図である。切削装置が所定位置で待機してい
る状態で内外面溶接を終了した鋼管が搬送され所定位置
に置かれると、該鋼管は鋼管固定装置４２〜４５により
固定される。この状態で第１３図（ａ）に示すように管
端の溶接ビード部近傍の形状測定を行った後、プーム３
が管軸方向位置決め機構３１〜３４の作用で管内に前進
し、所定の被切削ビード長さに応じた位置に停止し、溶
接ビード部近傍の形状測定を行う。この位置で第１３図
（ｂｌに示すようにカッタヘッド４は傾斜角設定機構８
〜ＩＯの作用により所定角度θ０だけ傾斜すると共に、
横方向位置決め機構２６〜２８の作用により所定量ｘｏ
だけ横方向に移動する。次に第１３図（Ｃ）に示すよう
にプーム３は油圧圧下装置２０〜２４の作用により下降
し、所定の位置にてフライスカッタ５が回転を開始する
。本装置による溶接ビード切削は第１３図＋ｄｌに示す
ようにフライスカッタ５に対し油圧シリンダ２０により
所定量の圧下を加え、かつ管端及び切削開始位置での溶
接ビード部近傍の形状測定結果より、横方向（Ｘ軸）及
び上下方向（Ｚ軸）の補正を加えながらフライスカッタ
５を管軸方向（Ｙ軸）に後退させることにより行なわれ
るが、ビード切削境界部分は斜めに切り下げる必要があ
り、第１３図（ｅ）に示すようにフライスカッタの後退
に同期してブーム３を所期設定位置（Ｚ＝Ｚ。

＋ΔＺｏ）から所定位置（Ｚ＝Ｚｏ）に変化させ切込量
を変化させることによりビード切削開始部が所定の形状
に切り下げられる。境界部の切削が終了すると、前記の
ようにブーム３は設定位置（Ｚ＝Ｚｏ）に保持され引き
継きフライスカッタ５が後退することにより所定長の内
面溶接ビードが切削され第１４図に示す状態が得られる
。

〔発明の効果〕

以上の説明の通り、本発明方法を実機化した本発明装置
は、内面溶接ビードの形状、ビード端の位置及び溶接ビ
ード部近傍の形状を鋼管の内側より多点測定することに
より許容未切削ビード高さの範囲内で高精度に内面溶接
ビードを自動切削することが可能となった。

また内面ビード形状を複数種に区分し、各々に対するカ
ッタのとるべき傾斜および位置状態を予め定めておいて
、測定して得られた内面ビード形状がどの種類かにより
カッタのとるべき傾斜及び位置状態を定め、左、右端の
未切削ビード高さを計算して許容値になるようにカッタ
を調整するので、該カッタの調整が容易かつ正確に行な
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内面溶接ビード切削装置の正面図、第
２図は本発明の内面溶接ビード切削装置の側面図、第３
図は溶接ビード部近傍の形状を測定する装置の構造説明
図、第４図は溶接ビード部近傍の形状を測定する装置の
動作説明図、第５図は溶接ビード部近傍の形状を測定す
る装置の正面図、第６図は鋼管の内面溶接ビード部近傍
の形状パターンから左右のビード端を検出する要領の説
明図、第７図は鋼管内面に於ける形状パターンの直線近
似を行う要領の説明図、第８図は形状パターンの説明図
、第９図はカッタ当接要領の説明図、第１Ｏ図は形状パ
ターン決定要領を示す流れ図、第１１図は左右内面ビー
ド切残し量のシミュレーションを示す説明図、第１２図
はカッタ制御要領を示す流れ図、第１３図は本発明の内
面溶接ビード切削装置の動作説明図、第１４図は内面溶
接ビード切削後の状態説明図及び管軸長手方向にシーム
ねじれを有する鋼管の説明図、第１５図は従来の内面溶
接ビード切削装置の構造説明図、第１６図は従来の溶接
ビード部近傍の形状測定装置の動作説明図、第１７図は
ピーキング、オフセット、及び曲りの説明図、第１８図
は管軸長手方向に曲りを有する鋼管の内面溶接ビードを
切削する際の切削条件設定動作の説明図、第１９図は段
差がある場合の切削要領の説明図、第２０図は傾斜式フ
ライスカッタの説明図、第２１図は溶接ビード切削要領
を示す説明図である。 １：鋼管　２：内面溶接ビード　２′　：外面溶接ビー
ド　３：ブーム　４：カッタヘッド　５：フライスカッ
タ　６：フライスカッタ駆動油圧モータ　７：カンタヘ
ッド回転軸　８：ウオームホイール　９：ウオームギヤ
　１０：電動機　１１：レーザービーム発信器　１２：
レンズ　１３：結像レンズ　１４：光検出素子　１５：
非接触式光学変位計　１６：エアーシリング−１７：デ
ィジタル磁気スケール　１８：バランスウェイト１９：
移動ブロック　２０：駆動電動機　２１ニスクリユー　
２２ニスクリユーガイド　２３：軸受　２４：軸受　２
５：移動ブロック　２６：スクリューガイド　２７：ス
クリューシャフト　２８：電動機　２９：軸受　３０：
固定ヘッド　３１ニスクリユーガイド　３２ニスクリユ
ーシヤフト　３３：電動機　３４：軸受　３５：ベース
フレーム　３６：油圧シリンダ　３７：ガイドポスト　
３８：昇降フレーム　３９：変位計　４０：測定子　４
１：ベースフレーム　４２：油圧シリンダ　４３：鋼管
固定装着フレーム　４４：内つめ　４５：外つめ　４６
：倣いロールガイド　４７：倣いロール　４８ニスクリ
ユーシヤフト　４９：電動機 出　願　人　　新日本製鐵株式会社 出　願　人　　三菱重工業株式会社 代理人弁理士　　青　柳　　　　稔 第３図 第４図 体） （ｂ） 、（Ｃ） （ｄ） 第６図 ｔ７）込み量の＋ニーツク膚。 第６図 第７図 第１２図 第１３図 （ｄ） （ｅ） （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） Δ−Δ′！／ｒ面 （ａ′）（ｂ′） （ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）（ｃ） （ａ） 第１９図 （ａ） 第２０図 第２１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼管内面溶接ビードを、未切削ビード高さが許容
   範囲内かつ母材非切削の条件で切削する方法において、 鋼管内面の溶接ビード部の横方向表面形状を管軸方向複
   数位置で非接触式光学変位計により測定し、 測定された横方向表面形状が、複数種に区分した横方向
   表面形状のどれに属するかにより、傾斜式フライスカッ
   タの作る楕円と、測定された横方向表面形状により求ま
   るビードの左、右側内面の近似直線との関係を選択しそ
   の選択した状態で未切削ビード高さが許容範囲に収まる
   ようにカッタ傾斜角、横方向及び上下方向移動量を設定
   して切削を行ない、 更に、測定された管軸方向複数位置での横方向表面形状
   により管端の曲がり及び溶接ビードの捩れを検出してこ
   れらにより切削中のフライスカッタの横方向及び上下方
   向位置を調整することを特徴とした鋼管の内面ビードの
   切削方法。
2. （２）鋼管内面溶接ビードを、未切削ビード高さが許容
   範囲内かつ母材非切削の条件で切削する装置において、 鋼管の管軸方向、横方向および上下方向に移動可能なブ
   ームと、 該ブームの先端部に、横方向移動可能に取付けられた非
   接触式光学変位計及び回動可能に取付けられた傾斜式フ
   ライスカッタと、 前記変位計の出力より、鋼管内面の溶接ビード部の横方
   向表面形状が、複数種に区分した横方向表面形状のどれ
   に属するかを求める手段、その所属別に、フライスカッ
   タの作る楕円と測定された表面形状により求まるビード
   左右内面の近似直線との関係を定めて、その状態で未切
   削ビード高さを許容範囲に収めるカッタ傾斜角、横方向
   及び上下方向移動量を算出する手段、及び前記変位計が
   出力する管軸方向複数位置での横方向表面形状により管
   端の曲がり及び溶接ビードの捩れを検出してこれらによ
   り、切削中のフライスカッタの横方向及び上下方向位置
   調整量を算出、出力する手段を有する演算装置とを備え
   ることを特徴とする鋼管の内面溶接ビードの切削装置。