JPS6227925B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多孔板を高能率且つ高精度に仕上げ
るブローチ加工装置に関し、特に多管円筒形熱交
換器の管板加工に応用して好適なものである。

発電プラントの一部を構成する蒸気発生器の管
保持板のような多管円筒形熱交換器の管板には、
伝熱管を取り付ける数千もの孔が等間隔で穿設さ
れている。通常、このような多数の孔を迅速且つ
正確な寸法に仕上げる場合にはブローチを用いる
ことが多く、従来では第１図に示すような装置が
用いられている。これは、ブローチ盤１１がガン
トリ１２が囲むような構造となつており、取り付
け枠１３に固定された被加工物１４はキヤリア１
５を介してガントリ１２に懸吊され、ブローチ１
６の切削送り方向に対して直角な方向に移動し得
るようになつている。一方、プラーヘツド１７に
掴持されたブローチ１６はベツド１８上に摺動自
在に装着されたスライダ１９を介して油圧シリン
ダ２０に連結され、この油圧シリンダ２０の作動
によりブローチ１６がリトリバーヘツド２１側か
ら被加工物１４にあらかじめ穿設された図示しな
い下穴を通過する間にこの下穴を所定の径にブロ
ーチ加工するようになつている。

ところが、このような従来の多孔板用ブローチ
加工装置では、ブローチ加工がプラーヘツド１７
の後退時のみしか行なわれず、ブローチ１６をリ
トリバーヘツド２１へ戻す行程は全くの無駄時間
となつてしまう。又、このブローチ１６をリトリ
バーヘツド２１へ戻す際には被加工物１４を図中
の二破鎖線で示すような待機位置へずらす必要が
あり、被加工物１４の位置決めは取り付け枠１３
に設けられたピン穴２２を基準としているため、
下穴形成時の誤差等によりこの下穴とブローチ１
６との心ずれが発生し、ブローチ１６が曲げられ
偏つて下穴を仕上げる結果となる。更に、ブロー
チ加工時にはブローチ１６がプラーヘツド１７の
みの片持ち状態となるため、細長いブローチ１６
は自重によつて曲がり、偏つたり或いは曲がつた
状態で下穴が仕上げられると共にブローチ１６の
振動で切削面にびびりが発生してしまう欠点があ
つた。

本発明は上述した従来の多孔板用ブローチ加工
装置の欠点を解消し、高能率且つ高精度に多孔板
を仕上げる装置を提供することを目的とする。

この目的を達成する本発明の多孔板用ブローチ
加工装置にかかる構成は、一方のブローチ盤のプ
ラーヘツドの側方に他方のブローチ盤のリトリバ
ーヘツドが位置するように相互に平行に配置され
た二台のブローチ盤と、これらブローチ盤の各プ
ラーヘツドとリトリバーヘツドとの間に位置決め
される被加工物をブローチの切削移動方向と直角
な方向に移動させる被加工物移動手段と、一方の
前記ブローチ盤のプラーヘツドから他方の前記ブ
ローチ盤のリトリバーヘツド側へ前記ブローチを
その向きが180度反転した状態で移動させる二台
のブローチ移動手段とからなるものである。

以下、本発明による多孔板用ブローチ加工装置
を二軸横形インタナルブローチ盤を利用して蒸気
発生器の管保持板加工用に応用した一実施例につ
いて第２図〜第６図を参照しながら詳細に説明す
る。

本実施例の外観を表わす第２図ａ及びその平面
形状、右側面形状をそれぞれ表わす第２図ｂ，ｃ
に示すように、二台のブローチ盤１００ａ，１０
０ｂはそれらの向きが180度異なるように相互に
平行に設置され、それぞれこれらにはブローチの
向きを180度反転させるための二台のマニピユレ
ータ（ブローチ移動手段）２００ａ，２００ｂが
付設されている。更に、円板状をなし且つ無数の
下穴が穿設された管保持板１を懸吊する門型のガ
ントリ（被加工物移動手段）３００が二台のブロ
ーチ盤１００ａ，１００ｂを跨ぐように設置され
ている。

ブローチ盤１００ａ，１００ｂは全く同一構成
のものであり、第２図ｂにおけるブローチ盤１０
０ａ，１００ｂの左半分を拡大した第３図ａ及び
その右側面形状を表わす第３図ｂに示すように、
ベツド１０１上に敷設された三本のガイドレール
１０２，１０３，１０４には、これらに案内され
て第３図ａ中、左右方向に摺動自在となる一方の
ブローチ盤１００ａのラムスライド１０５及び他
方のブローチ盤１００ｂのリトリバースライド１
０６がそれぞれ係合状態で取り付けられている。
従つて、一方のブローチ盤１００ａのラムスライ
ド１０５及び他方のブローチ盤１００ｂのリトリ
バースライド１０６には、それぞれ一方のブロー
チ盤１００ａの図示しないリトリバースライド及
び他方のブローチ盤１００ｂの図示しないラムス
ライドが対向状態で一直線状に設置されている。
ラムスライド１０５はメインシリンダ１０７によ
りガイドレール１０２，１０３に沿つて駆動さ
れ、又、リトリバースライド１０６は回転シリン
ダ１０８に連結されたスプロケツト１０９と噛み
合うチエン１１０によりガイドレール１０３，１
０４に沿つて駆動される。ラムスライド１０５に
は二個のプラーヘツド１１１が固定され、リトリ
バースライド１０６には二個のリトリバーヘツド
１１２が固定され、合計四本のブローチ１１３を
同時に掴持し得るようになつている。これらプラ
ーヘツド１１１及びリトリバーヘツド１１２の間
隔は、管保持板１に穿設された下穴の間隔の整数
倍に設定しておく必要があり、本実施例ではプラ
ーヘツド１１１相互及びリトリバーヘツド１１２
相互の間隔は水平方向に下穴三個分に相当し、
又、プラーヘツド１１１とリトリバーヘツド１１
２との間隔は水平方向に下穴九個分に相当するよ
うに設定してある。なお、ガントリ３００直下の
ベツド１０１の端部には管保持板１の下穴に係合
し得る図示しない位置決め用テーパピン及び管保
持板１を固定するクランプ機構を組み込んだ位置
決め固定部材１１４が取り付けられている。

前記マニピユレータ２００ａ，２００ｂは同一
構成のものであり、それぞれ向きを逆にして各ブ
ローチ盤１００ａ，１００ｂのリトリバースライ
ド１０６側に設置されている。一方のマニピユレ
ータ２００ａの外観を表わす第４図ａ及びその平
面，左側面形状をそれぞれ表わす第４図ｂ，ｃに
示すように、マニピユレータアーム２０１はブロ
ーチ盤１００ｂのベツド１０１に固定した支持台
２０２の回動軸２０３に枢支されており、油圧シ
リンダ２０４の操作により回動軸２０３を中心に
上下に回動するようになつている。このマニピユ
レータアーム２０１の先端部には旋回ブラケツト
２０５がほぼ水平に回動自在に取り付けられてお
り、反転用モータ２０６と一体の駆動スプロケツ
ト２０７に噛み合う無端チエン２０８が旋回ブラ
ケツト２０５と一体の伝達スプロケツト２０９に
巻き掛けられているため、この旋回ブラケツト２
０５は反転用モータ２０６の作動により180度回
動するようになつている。旋回ブラケツト２０５
にはブローチ１１３把持用のフインガ２１０を有
する摺動ブラケツトがブローチ１１３の把持状態
における当該ブローチ１１３の長手方向に移動自
在に取り付けられており、旋回ブラケツト２０５
に設置された移動モータ２１２と一体の駆動歯車
２１３が摺動ブラケツト２１１に装着されたラツ
ク２１４と噛み合つている。従つて、移動用モー
タ２１２の作動により摺動ブラケツト２１１は旋
回ブラケツト２０５に対して移動するようになつ
ている。なお、旋回ブラケツト２０５の反転中心
は、一方のブローチ盤１００ａのプラーヘツド１
１１と他方のブローチ盤１００ｂのリトリバーヘ
ツド１１２との丁度中間にあるため、一方のプラ
ーヘツド１１１から引き抜かれたブローチ１１３
を180度反転することにより、他方のリトリバー
ヘツド１１２側へ移すことが可能である。

一方、ガントリ３００の外観を表わす第５図ａ
及びその右側面形状を表わす第５図ｂに示すよう
に、ブローチ盤１００ａ，１００ｂの中間部にブ
ローチ１１３による切削送り方向に対して直角な
方向に敷設された二本の案内レール３０１，３０
２上に四個の車輪３０３を介してガントリ本体３
０４が乗せられており、このガントリ本体３０４
に装着されたラツク３０５と噛み合う駆動歯車３
０６が水平駆動モータ３０７に装着され、この水
平駆動モータ３０７の作動によりガントリ本体３
０４が案内レール３０１，３０２に沿つて第５図
ａ中、左右に移動するようになつている。管保持
板１は二本の懸吊用チエン３０８を介して昇降フ
レーム３０９に垂直に懸吊されており、更に昇降
フレーム３０９は一端に釣り合い重錘３１０が固
定され且つ途中でスプロケツト３１１にそれぞれ
巻き掛けられた二本の昇降用チエン３１２の他端
に連結されている。前記スプロケツト３１１はガ
ントリ本体３０４の上端に設置された昇降駆動モ
ータ３１３に連結され、この昇降駆動モータ３１
３の作動によりスプロケツト３１１が回転し、昇
降フレーム３０９が管保持板１と共に上下動する
ようになつている。なお、釣り合い重錘３１０の
重量は管保持板１と昇降フレーム３０９との重量
和にほぼ等しくしておく必要がある。前記昇降フ
レーム３０９にはブローチ加工に伴つて変化して
来る管保持板１の重量に対応してバランスを取る
ためのバランス装置３１４が組み付けられてお
り、その部分を拡大した第６図に示すように、前
記二本の懸吊用チエン３０８はリンク３１５，３
１６を介して一本のタイロツド３１７で連結さ
れ、相互に連動して上下に回動する。一方のリン
ク３１５には平衡用重錘３１８が移動自在に取り
付けられており、このリンク３１５と一体に固定
された平衡用モータ３１９の送りねじ軸３２０が
平衡用重錘３１８に固定された送りナツト３２１
にねじ込まれている。又、リンク３１５にはドツ
グ３２２が突設されており、このドツグ３２２に
当接してリンク３１５が常にほぼ水平位置を維持
するように平衡用モータ３１９の作動を制御する
上下一対のリミツトスイツチ３２３，３２４が昇
降フレーム３０９に取り付けられている。

このような構成となつているから、ガントリ３
００に垂直に懸吊された管保持板１はガントリ３
００の水平駆動モータ３０７，昇降駆動モータ３
１３及び図示しない位置決め制御装置により所定
の加工位置に大まかに位置決めされたのち、ブロ
ーチ盤１００ａ，１００ｂの位置決め固定部材１
１４の図示しない位置決め用テーパピンが管保持
板１の所定の下穴に嵌入し、そのクランプ機構に
よつて管保持板１が正確に位置決め固定される。
なお、本実施例では位置決め用テーパピンはブロ
ーチ加工が行なわれる下穴の二つ分下つた下穴に
係合するようになつている。

次に、マニピユレータアーム２０１が一直線状
に対向するブローチ盤１００ａ，１００ｂの待機
位置にあるプラーヘツド１１１とリトリバーヘツ
ド１１２との中間部に下降すると共に摺動ブラケ
ツト２１１がプラーヘツド１１１側へ前進するた
め、マニピユレータ２００ａ，２００ｂのフイン
ガ２１０にそれぞれ二本ずつ把持されたブローチ
１１３は、管保持板１の下穴を通つてプラーヘツ
ド１１１の中に一端部が入り込む。又、リトリバ
ーヘツド１１２はブローチ１１３の後端部（リト
リバーエンド）がこのリトリバーヘツド１１２内
に入るまで前進するため、ブローチ１１３はプラ
ーヘツド１１１及びリトリバーヘツド１１２とに
両端支持された状態となる一方、マニピユレータ
２００ａ，２００ｂのフインガ２１０は開いてマ
ニピユレータアーム２０１が上昇する。

更に、プラーヘツド１１１内の図示しない爪が
ブローチ１１３の前端部（プラーエンド）を掴持
し、ラムスライド１０５がメインシリンダ１０７
により引張られて後退し、同時に管保持板１の四
つの下穴がブローチ１１３により仕上げられる。
この時、ラムスライド１０５の作動に追従してリ
トリバーヘツド１１２が前進するが、ブローチ１
１３の切刃部が管保持板１を通過するとこのリト
リバーヘツド１１２は停止し、ブローチ１１３の
後端部が管保持板１から抜け外れる位置までラム
スライド１０５は後退を続ける。

しかるのち、ブローチ盤１００ａ，１００ｂの
位置決め固定部材１１４の位置決め用テーパピン
が下穴から抜け外れると共にクランプ機構が解除
されて管保持板１は自由状態となる。そこで、管
保持板１はガントリ３００の位置決め制御により
次の加工位置へ移動する。この間に、マニピユレ
ータアーム２０１が下降してフインガ２１０がブ
ローチ１１３を把持し、摺動ブラケツト２１１が
リトリバーヘツド１１２側へ移動してブローチ１
１３をプラーヘツド１１１から引き抜き、再びマ
ニピユレータアーム２０１が上昇する。そうして
旋回ブラケツト２０５を180度反転してブローチ
１１３を隣接する反対側のブローチ盤１００ｂ，
１００ａのリトリバーヘツド１１２の真上へ移動
させるが、この間にプラーヘツド１１１及びリト
リバーヘツド１１２は元の待機位置へ戻り、マニ
ピユレータアーム２０１の下降動作に伴つてこれ
ら反転されたブローチ１１３が一直線状をなすプ
ラーヘツド１１１とリトリバーヘツド１１２との
中間位置に下降し、再び前述した操作を繰り返す
ことによつて次の下穴へ仕上げ加工が施される。
なお、下穴の加工順序は上述した加工を終了する
度に管保持板１の下穴の一穴分ずつ二回水平移動
し、更に四穴分水平移動して次いで一穴分ずつ二
回水平移動することにより、連続した24個の下穴
を仕上げ加工することができる。七回目の加工に
際しては更に十六穴分水平移動して前述の操作を
始め、水平に一列の下穴の加工を終了したならば
管保持板１を垂直に下穴の一穴分上下動して再び
水平に下穴の加工を行なうとよい。このようにし
て管保持板１の下穴の殆んどを四本のブローチ１
１３の同時操作によつて仕上げ加工するが、周縁
部に位置する下穴は自動プログラムによりブロー
チ１１３の一部が外され、一本或いは二本のブロ
ーチ１１３で加工するようになつている。

一方、加工の進行に伴つて管保持板１の重量が
減少して重量バランスがくずれるが、これに伴つ
てバランス装置３１４のドツグ３２２が徐々に下
降してリミツトスイツチ３２３に当接するため、
この信号により平衡用モータ３１９が作動して平
衡用重錘３１８を第６図中、右側へ移動させる。
この平衡用重錘３１８の移動によりドツグ３２２
が徐々に上昇してリミツトスイツチ３２４に当接
し、これにより平衡用モータ３１９の作動が停止
して重量バランスが保持されるようになつてい
る。従つて、ブローチ加工中に管保持板１の重量
が変化してもリンク３１５の回動範囲がリミツト
スイツチ３２３，３２４内に収まることとなり、
管保持板１を上下するに要する力は極くわずかで
済む。つまり、管保持板１は懸吊用チエン３０８
で支持されているため、これを水平方向に移動す
る力は小さくてよく、又、上述したように管保持
板１を垂直に移動する力もわずかでよいから、管
保持板は水平方向及び垂直方向に対してほぼ自由
支持状態とみなすことが可能であり、ブローチ盤
１００ａ，１００ｂの位置決め固定部材１１４の
位置決めテーパピンが管保持板１の下穴に嵌合す
る場合、管保持板１の変位が円滑に行なわれ、正
確な位置決めを達成し得る。

このように本発明の多孔板用ブローチ加工装置
によると、二台のブローチ盤を並置してそれぞれ
同時にブローチを逆方向に移動させることにより
ブローチ加工を行ない、これらブローチを反転し
て反対側のブローチ盤へ移送したのち、再びブロ
ーチ加工を行なうようにしたので、往復切削によ
る高能率連続加工が可能である。しかも、リトリ
バーヘツドがプラーヘツドに追従して移動するた
め、ブローチを両端支持の状態で加工を行なうこ
とができ、被加工物の下穴を基準としてその位置
決めを行なうことと相俟つて高精度で品質の優れ
た下穴加工が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多孔板用ブローチ加工装置の概
略外観を表わす斜視図であり、第２図ａは本発明
による多孔板用ブローチ加工装置の一実施例の外
観を表わす正面図、第２図ｂ，ｃはそれぞれその
平面図、右側面図、第３図ａは本実施例で使用し
たブローチ盤の平面図、第３図ｂはその右側面
図、第４図ａは本実施例で使用したマニピユレー
タの正面図、第４図ｂ，ｃはそれぞれその平面
図、左側面図、第５図ａは本実施例で使用したガ
ントリの正面図、第５図ｂはその右側面図、第６
図はそのバランス装置の原理図である。又、図中
の符号で １は管保持板、１００ａ，１００ｂはブローチ
盤、１０５はラムスライド、１０６はリトリバー
スライド、１０７はメインシリンダ、１０８は回
転シリンダ、１１１はプラーヘツド、１１２はリ
トリバーヘツド、１１３はブローチ、１１４は位
置決め固定部材、２００ａ，２００ｂはマニピユ
レータ、２０１はマニピユレータアーム、２０３
は回動軸、２０４は油圧シリンダ、２０５は旋回
ブラケツト、２０６は反転用モータ、２１０はフ
インガ、２１１は摺動ブラケツト、２１２は移動
用モータ、３００はガントリ、３０４はガントリ
本体、３０７は水平駆動モータ、３０８は懸吊用
チエン、３０９は昇降フレーム、３１０は釣り合
い重錘、３１２は昇降用チエン、３１３は昇降用
モータ、３１４はバランス装置、３１５，３１６
はリンク、３１７はタイロツド、３１８は平衡用
重錘、３１９は平衡用モータ、３２０は送りねじ
軸、３２１は送りナツトである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方のブローチ盤のプラーヘツドの側方に他
   方のブローチ盤のリトリバーヘツドが位置するよ
   うに相互に平行に配置された二台のブローチ盤
   と、これらブローチ盤の各プラーヘツドとリトリ
   バーヘツドとの間に位置決めされる被加工物をブ
   ローチの切削移動方向と直角な方向に移動させる
   被加工物移動手段と、一方の前記ブローチ盤のプ
   ラーヘツドから他方の前記ブローチ盤のリトリバ
   ーヘツド側へ前記ブローチをその向きが180度反
   転した状態で移動させる二台のブローチ移動手段
   とからなる多孔板用ブローチ加工装置。