JPS62287907A - 可搬式管開先加工機 - Google Patents

可搬式管開先加工機

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JPS62287907A
JPS62287907A JP12841186A JP12841186A JPS62287907A JP S62287907 A JPS62287907 A JP S62287907A JP 12841186 A JP12841186 A JP 12841186A JP 12841186 A JP12841186 A JP 12841186A JP S62287907 A JPS62287907 A JP S62287907A
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    • B23Q9/00Arrangements for supporting or guiding portable metal-working machines or apparatus
    • B23Q9/0014Portable machines provided with or cooperating with guide means supported directly by the workpiece during action
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B5/00Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B23B5/16Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for bevelling, chamfering, or deburring the ends of bars or tubes
    • B23B5/161Devices attached to the workpiece
    • B23B5/162Devices attached to the workpiece with an internal clamping device

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Turning (AREA)

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】 3、発明の詳細な説明 [産業上の利用分野コ この発明は、管の端面を加工する加工機に関する。特に
、管の開先を加工するための可搬式管開先加工機に関す
る。
[発明の背景] 開先加工を施そうとする管に現場で装置本体を固定して
加工する可搬式の管開先加工機は、従来から種々提案さ
れている。この加工を自動化するため、自動送り装置を
付けたものもある。管の半径方向送り、軸線方向送りを
M星歯車機構、ラチェ、ト送り機構などで自動化したも
のなども種々提案されている(特公昭36−4447号
公報、特公昭36−6145号公報、特公昭58−51
23号公報等参i児)。
しかし、いずれも曲線などの輪郭までも加■でき、かつ
完全に自動化したものは、なく、r15.純な開先加工
しか加工できなかった。また、加工には多少の熟練を関
していた。
7+、、発1!11は、1!!1′〆(制御化してプロ
グラム次第で未熟練者でも自由にあらゆる形状の加工が
できる開先布り機を提供するものである。
[発明の技術的F段] 未発明の可搬式管開先加工機はこのため、次の構成(技
術的手段)を採る。すなわち、■管に固定される固定機
構と、(2)前記固定機構に固定され、刃物台回転機構
、半径方向送り機構及び軸方向送り機構を収容する固定
ケースと、■前記固定機構1ユに刃物台を摺動かつ回転
回部に装着される刃物台機構とからなり、■前記刃物台
回転機構は1iii記刃物白刃物の軸線の回りに回転駆
動する刃物台回転モーターを備え、t’lp +iFJ
記半径方向送り機構は前記刃物台を半径方向に送るため
の半径方向送りモーターを備え、(←補ff記軸方向送
り機構は111記刃物台を管の軸線方向に送るための軸
方向送りモーターを備えるとともに、t’f) iii
記半径方向送りモーターと前記軸方向送りモーターとに
各差動歯車列が連結され、各差動歯車列には回転を直線
囲動に変換する伝達手段が連結され、10)半径方向送
りモーターと軸方向送りモーターとを制御する制御装置
をイjする、ことを特徴とする。
[作用] 固定機構により本加工機を管に固定し、刃物台回転モー
ターを作動すると刃物台は回転する。
」二足操作に加え、半径方向送りモーターを作動すると
刃物台は回転連動とともに半径方向に移動する。これに
より管端面を切削する。
刃物台回転モーターを操作したまま、軸方向送りモータ
ーを作動すると刃物台は回転運動とともに軸方向に移動
する。これにより管外周面を管軸方向に切削加工する。
刃物台回転モーターを操作したまま、半径方向送りモー
ター及び軸方向送りモーターを作動すると刃物台は回転
運動とともに半径方向及び軸方向の送りが合成されて移
動する。これにより管端面を所望の角度又は所望の輪郭
にすJ削加工する。
半径方向送りモーター並びに軸方向送りモーターをそれ
ぞれ単独でかつ独立をして作動するとき刃物台は゛r径
方向あるいは軸方向に移動し、これにより刃物台の位置
合わせを行うことができる。
[実施例] 以下、本発明の可搬式管開先加工機の実施例を図面にノ
、(づいて説明する。
第1図はその一実施例のJ!要を示し、第2図はその機
構の詳細を示す。
本加工機は、被加工物である管Pに固定するための固定
機構A、刃物台機構B、刃物台回転機構C1゛ト1イ方
向送り機構D、軸方向送り機構Eからなる。
凰I」L硫3 固定機構Aは、′i?内周面に本加工機を固定するもの
である。
lOは固定中心軸棒、20は該固定中心軸棒lOの外周
に回転可能に嵌装される中間固定軸管、30は該中間固
定軸管20の外周に嵌装される固定外管である。
40は外方固定手段(チャックともいう)である。該外
方固定手段40は、円周方向に等ピッチC3箇所に半径
方向に配置されている。固定ポルト41はそれぞれ移動
ナツト42にねじ込まれている。移動ナツト42と固定
ポルト41はナツト43で固定されている。固定ポル)
41は半径方向に調整自在であり、管内周の径により調
整される。移動ナツト42の一端はねじ11の軸線に斜
めの面で切り欠いてあり、くさびナツト44と接してい
る。固定ポル)41の頭の側部にはばねピン45が固定
してあり、ばね46が係止してあり、固定ポルト41、
移動ナツト42を半径方向の軸線側に引っ張っている。
くさびナツト44は固定中心軸棒10の一端のねじ11
にねじ込まれている。固定中心軸棒1’0の他端には回
転用のナツト12が固定してあり、このナツト12を回
すことにより固定中心軸棒10を回し、くさびナツト4
4を軸線方向に移動させる。
50は内方固定子役であり、固定ポルト51゜移動ナツ
ト52、ナツト53、くさびナツト54、ばねビン55
及びばね56よりなり、その構成は前記外方固定ドラ4
0に準じる。中間固定軸管20の一端にはねじ21か形
成してあり、〈さびす、l・54にねしiΔんである。
中間固定軸管20の他端には回転ナツト22が固定して
あり、該ナラi・22は、中間固定軸’i720を回し
くさびナンド54を軸線方向に移動させ固定ポルト51
をせり出し、′臂Pの内周面に固定する。
中間固定軸管20と固定外管30とは回転自在である。
固定外管30には固定ケース60が固定されている。固
定ケース60は加工中も不動であり、固定ケース60内
に刃物台回転機構C2半径方向送り機構D、軸方向送り
機構Eを納めである。
刃物台回転機構C1半径方向送り機構D、軸方向送り機
構Eには、それぞれ刃物台回転モーター100゛、半径
方向送りモーター200、軸方向送りモーター300を
右している。
へ立丘(」」 刃物台機構Bは、切削バイトが取り付けられて刃物台回
転機構Cの回転を受けて回転切削を行うとともに、半径
方向送り機構り及び軸方向送り機構Eの出力によりその
切削バイトを半径方向及び軸方向に移動させ任低の形状
に切削するものである。
70は)^筒であって、後記する回転スリーブ105に
キー71により軸方向にのみ移動自在で、該回転スリー
ブ105と一体的に回転するように嵌着、されている。
基筒70の一側面には刃物台ポスト73が植設され、刃
物台74は該刃物台ポスト73に沿って半径方向に移動
するように取り付けられる。すなわち、刃物台74はボ
スト73中に軸支されたねじ棒75と螺合し、ねじ棒7
5の正及び逆回転により刃物台74は半径方向に自在に
送られる。ねじ棒75の回転はねじ棒75の基端部に固
定したウオームホイール(図示せず)と後記する゛ト径
方向送り機構りの出力軸215に取り付けられたウオー
ム77との噛合いによりなされる。ウオーム77はウオ
ーム駆動軸216で駆動され、ウオームホイール216
とウオーム77はキー217で結合され、軸線方向に摺
動自在である。
ノ1(筒70の他端部には軸送すボス)80が植設され
、後記する軸方向送り機構Eの送りねじ316と螺合し
、該送りねじ316の正及び逆回転により基筒70は軸
方向に自在に送られる。
ノ   ム 111 シニ      C刃物台回転機
構Cは切削加工時に刃物台を回転駆動するためのもので
ある。
刃物台回転モーター100の駆動シャフト1OOaには
ピニオン101がキー止めされている。
ピニオン101の他端には半径方向送り機構りに連動す
る傘歯車102がキー止めされている。刃物台回転モー
ター100が回転するときはピニオン101と傘m1l
102とは同時に回転駆動する。
ピニオン101は平歯車103とかみ合っている。
11尚車103は刃物台回転軸管104にキー止めされ
ていて、回転モーター100の回転を刃物台回転軸管1
04に伝える。
平歯車103はピニオン101と対称位置に配されたピ
ニオン101′を回転させ、該ピニオン101“の端部
には軸方向送り機構Eに連動する傘歯車102°がキー
止めされている。
刃物台回転軸管104の他端部には、回転スリーブ10
5がポルト107により固定しである。
更に、回転スリーブ105には回転ケース106が固定
されており、回転スリーブ105と共に固定外管30の
円周を回転する0回転スリーブ105には、基筒70が
回転スリーブ105の軸線方向に摺動自在にキー71に
よりキー止めされている。
蔓予−ii’−4[) 半径方向送り機構りは、切削加工時に刃物台を管の半径
方向に駆動する機構である。
半径方向送りモーター200の回転は、差動傘歯・1(
列、差動歯車列の二つの差動機構を介して半径駆動軸ビ
ニオンを駆動し、刃物台74を半径方向に駆動する。
’!’ i’f: ’、)j自送りモーター200の主
軸シャフト200aにキー固定されたビニオン201は
、41歯車202とかみ合う。ト南・If 202をキ
ー固定した輛203の他端には、傘歯11204がキー
固定されている。
全山上204は全面・It 205にかみ合っている。
傘歯車205はト(¥方向駆動軸210に回転自在に設
けられている。全面・Ic 205と回軸に傘歯車20
6が1.ツけである。傘歯車206に対して同時にかみ
合う全面!lt、207 、208がそれぞれ腕軸20
9に回転自在[に設けである。腕軸209は゛に径方向
駆動軸210にキー固定されている。傘歯車207及び
傘歯車208は、刃物台回転モーター100に連動する
傘@1j102の回りで同時にかみ合っている。しかし
て、傘歯車205、全歯書IC206、全歯i[207
、全面1吃208、腕軸209、傘歯車102及び半径
方向駆動軸210は、差動傘歯車列(または傘歯車の!
i星歯・1(列)を構成している。
人力は、半径方向送りモーター200から傘歯車205
への回転と、刃物台回転モーター100からの傘歯車1
02への回転とであり、出力は半径方向駆動軸210で
ある。傘歯車206と傘歯車102との歯数は同じであ
り、同様に全歯・lj 207と傘歯車208との歯数
は同じ数である。
’i’ i子方向駆動軸210の他端には、V−歯車2
11がキー固定されている。平i1T、211は平歯車
212にかみ合っている。平歯車212は別の平歯11
j312の外周に回転自在に設けられている。
平歯車212と同軸に歯数が違う平歯車?13が設けで
ある。更に、平歯車213には、別の出力+h215に
キー固定された平歯車214とかみ合っている。出力軸
215の他端には、ウオーム駆動軸216が連結しであ
る。
本実施例の半径方向送り機構りと刃物台回転機構Cとは
完全に同期しており、刃物台回転機構Cの回転中に半径
方向送りモーター200を正転又は逆転するのみで刃物
台74は半径方向の外方又は内方に移動する。−例とし
てピニオン101の歯数を16、平歯車1.03の歯数
を64.11尚車211の歯数を26、平歯車212の
ljI数を52とすれば、ビニオン101、平歯車10
3.刃物台回転軸管104の系統の減速比は、l 6/
64=1/4となる。これに対し、差動tJ4−1f列
を経由した回転は、差動南・1(列で1/2に減速(差
動尚+1(列の原理)し、次に11歯車211 、 J
L尚11鳳212により26152 = 1/2に減速
され、結局1/4に減速される。これは、に記の減速比
と一致し、半(革方自送りモーター200を回転させな
い限りf−14j車214、出力軸215は回転しない
ことになる。換言すれば、平歯車212と平歯車213
とは刃物台回転軸管104と相対的な回転運動が生じな
い。従って、刃物台回転モーター100の回転のみでは
刃物台74は駆動回転するが、半径方向の移動は生じな
い。
1’i+−I   E 軸方向送り機構Eは、刃物台74を管の軸線方向に送る
もので、主に管の軸線方向の切削送りに使用するもので
ある。歯車機構はほぼ半径方向送り機構とほぼ同じであ
る。
軸方向送りモーター300の回転は、差動傘歯車列を介
して軸送り駆動軸310.差動歯車列を介して軸送りね
じ軸315を駆動し、刃物台74を軸方向に駆動する。
軸方向送りモーター300の主軸シャフト300aにキ
ー固定されたピニオン301は、平歯車302とかみ合
う、平歯車302をキー固定した軸303の他端には、
傘歯車304がキー止めされている。
傘歯車304は傘歯車305にかみ合っている。
傘歯車305は軸送り駆動軸310に回転自在に設けら
れている。傘歯車305と同軸に傘歯車306が設けで
ある。傘歯車306に対しては、同1IIfにかみ合う
傘歯車307,308がそれぞれ腕軸309に回転自在
に設けである。腕軸309は輔送り駆動軸310にキー
固定されている。全歯i!j 307及び傘歯車308
は、刃物台回転モーター100に連動する傘歯車102
゛の回りで同時にかみ合っている。しかして、全肉・I
E 305、全歯jlj 306、傘!に1東307、
傘tk1東308、腕軸309、喰尚11E 102′
 輛送り駆動+Vh310は、差動中1!j IIt列
(または全面東の酋星南τ1(列)を構成している。
入力は、軸方向送りモーター300からの傘歯1It3
05への回転と、刃物台回転モーター100かもの傘m
l1f102’への回転とであり、出力は輔送り駆動軸
310である。全肉IIC306と喰に小102゛との
歯数は同じであり、同様に全歯市307と、全肉・ト3
08との両数は同じである。
輛送り駆動軸310の一端には、平歯車31.1がキー
固定されている6磐南市1j3L1は可7. jJi・
1t、312にかみ合っている。’le市312は、別
の′+ii「1212の内周に回転自在に設けられてい
る。
1L尚1t、312と同軸に両数が違う平歯車313が
設けである。更に、平歯車313は軸送りねじ軸315
にキー止めされた平歯車314とかみ合っている。軸送
りねじ軸315の他端には送りねじ316が切ってあり
、輔送リポスト80に固定したす7ト317にねじ込ま
れている。袖送りねじ輔315の回転により、刃物台7
4を装着した基油70を軸線方向に送る。
衣実施例の軸方向送り機構Eと刃物台回転機構Cとは完
全に回期しており、その相対回転並びに各歯・i〔のm
敗は+iij述の半径方向送り機構りに準じる。
披町盟j 第3(4にilNすものは、NC回路の原理を示すブロ
ンク線図である。14では半径方向送りモーター200
、軸方向送りモーター300の二つのモーターを制御す
る数値制御装置の原理を示す。
テープリーダー、または入力設定ダイヤル、COSメモ
リーなどから読み込まれた入力指令は、入力制御回路の
1@きによって、まずバッファレジスタに記憶される。
曲線、開先角度を有する管を切削する場合は、駆動サー
ボ機構が高速で動くので、そこで指令テープからの指令
パルスlブロック単位を7へッファレジスタに読み込ん
でおき、指令を一時的に記憶しておく。
この指令パルスは、ワードアドレスレジスタ及び入力情
報レジスタをへて、それぞれ指令値が所属する位置レジ
スタ、速度レジスタまたは操作機能レジスタに送り込ま
れて、位置制御、速度制御、操作機構制御を行う。
指令パルス発生器から出た指令パルスは、ここで−11
,パルス分配器に供給される。パルス分配器は、任意の
角度を持つ直線切削、すなわち開先加りや、曲線や円弧
などを直線補間や円弧補間を行って、刃物の現在値と指
令値の目標位置を直線で結ぶ軌跡−」二を刃物が移動す
るように、半径方向送りモーター200、軸方向送りモ
ーター300の送り速度を指令する回路である。
送り速度は各送り軸の送り速度の合成であるから、この
合成速度がテープからの指令速度と一致するようになっ
ている。つまり、テープからの速度指令(I/iを各送
り軸の移動速度のベクトル成分に分解して、各送り軸の
サーボ機構に′j−える指令イ〆1をここで演算するの
である。
このように各軸の運動と相関関係を持ったパルス列に直
された指令パルスは、ディジタル位相変調回路に供給さ
れ、複雑な形状の曲線や曲面が切削される。
入力指令にテープを用いたが、テープによらなくても予
め形状などの加工指令情報を記憶させたCMOSメモリ
ーなどのt導体メモリーを使ってもよい。
じ’kW工石の4 (1)刃物台回転モーターの駆動 制御装置を起動して刃物台回転モーターlOOを所定の
回転速度で回るように指令する。この回転速度は、管の
材質、バイトの材質などの条件で適宜選択される。
刃物台回転モーターlOOの回転は、ピニオンlO1、
平歯車103を介して減速されて刃物台回転軸管104
、スリーブ105を回転駆動する。
本実施例では、1/4に減速されて回転される。
同時に刃物台回転モーターlOOの回転は、全歯・l<
 l O2に連動する差動傘f’I!it列を介して半
径方向駆動軸210を駆動する。この時点で゛h径方向
自送モーター200は、動いていないので傘歯車204
.205は固足されている。従って、差動傘歯車列の原
理により、全歯I 102の回転は1/2に減速されて
半径方向駆動軸210に伝達される。
゛F′:径方向駆動輛210の回転は、平向・1E21
1に伝えられ、更にftJii車212に伝達されて1
/2に減速される。即ち、刃物台回転モーター1゜Oの
傘mjlj102側の回転は、l/4に減速される。前
述したようにこのことは、ビニオン101、f 1m車
103・・・の駆動伝達系統と減速比が一致する。
回転ケース106と、平歯車212,213とは共に同
一の回転を行う、したがって、千南東214、出力軸2
15と、回転ケース106とは相対回転を起すことがな
いので、出力軸215につながる刃物台74は半径方向
に移動することはない。
全く同様に、軸方向送り機構にも同様に作動する。刃物
台回転モーター100の回転は、ビニオン101’、傘
歯車102′から傘歯車列によって減速され、輛送り駆
動軸310.”Ff車311、平歯車312によって減
速される結果、輛送りねじ軸315と回転ケース106
とは、相対回転を起こすことはない。
半径方向、軸方向の送りは共に生じないので管の切削は
できない。
(2)半径方向の切削送り 刃物台74のバイトを半径方向に送り、管端面、フラッ
ジなどの面を削る場合に使う機能である。
前記の刃物台回転モーター100を回転(方向一定)さ
せた状態で、半径方向送りモーター200を駆動させる
。このモーター200の回転は、ビニオン201、平歯
車202、傘歯車204、傘歯車205.傘歯車206
に伝わり差動傘歯車列に入力される。半径方向送りモー
ター200の回転は、その回転方向により半径方向駆動
軸21Oに172減速より更に減速として作用するか、
1/2減速を減じ減速比を減らすかになる。言い(+え
ると、半径方向駆動モーター200を正転させるか、逆
回転させるかで決まる。この減速比の相違は、直ちに平
歯車212.平歯車213.平南車214に伝達され、
回転ケース106と、出力軸215とは相対回転連動を
起こし、ビニオン216を回転させる。このウオーム駆
動軸216の回転は、刃物台74を半径方向に駆動し所
望の切削を行う、半径方向の送り方向の選択は、即ち外
周から内周又は内周から外周方向かの選択は、半径方向
送りモーター200の回転方向によって決まる。切削方
向を逆転させたい場合は、半径方向送りモーター200
を逆転させればよい、また、刃物台74の送り速度は半
径方向送りモーター200の回転速度に対応する。
なお、半径方向送りモーター200の主軸シャフト20
0aあるいは輛203の外端に操作ハンドル(図示せず
)を取り付け、手動により該ハンドルを回動させて半径
方向切削送りを行うことも可能である。
(3)軸方向送り切削 管外周などの管軸方向の切削する場合に使用する機能で
ある。
制御装置の機能を選択し軸線方向の切削を指定する。半
径方向送り切削と同様に刃物台回転モーター100は回
転状態である。この状態で軸方向送りモーター300の
回転は、半径方向送りモーター200と同様に、軸方向
送りモーター300を駆動し、差動傘歯車列軸送り駆動
軸310、平歯車311.−ftkI車312、平歯車
313、平歯車314.軸送りねじ315、送りねじ3
16を回転駆動する。刃物台74の送り方向及び送り速
度は、軸線方向送りモーター300の回転方向並びに回
転速度で決定される点も半径方向送りと同様である。
なお、軸方向送りモーター300の主軸シャフト300
aあるいは軸303の外端に操作ハンドルを取り付け1
手動により軸方向送り切削をなすこともr′tr能であ
る。
(4)開先加工、輪郭加工 管端面を所望の角度又は所望の輪郭に加1:するときの
加工である。
刃物台回転モーター100は所定の回転で回転させて置
くことは+iif記の加工と同じである。テープ、メモ
リーなどに所望の形状、切削条件を予め人力しておく。
制御装置のパネル」二の手動送すノ\ントル(レソルバ
など)で刃物台74を半径方向、+h線方向に送って試
し切削をし原点を決める。数イ白制御装置に原点を指示
したら、予めプログラムしていた所望の形状を呼び出し
て、プログラムを実行させる。プログラムにしたがって
前記制御装置の動作で数値制御装置が作動し、所望の形
状を切削していく、これらの各モーターの動作(方向及
び速度)は、前記した半径方向の切削と、軸線方向の9
J削と全く同様であり、これらの動きが複合されて所望
の輪郭を切削する。
管軸線と所定角度を有するあらゆる開先加工はもちろん
、特殊な輪郭加工もプログラム次第で加工ができる。
[発明の効果] 本発明の管開先加工機は叙ヒの構成を有し作用を奏する
ものであるので以下の特有の効果を有する。
■ 数値制御装置と差動歯車機構を組み合わせてたので
、複雑な曲線の形状でも簡単に切削でき、種々の開先加
工にも対応出来る。
(之)  予め加工条件を決め記憶できるので、未熟練
者でも能率良く切削でき、加工の時間が少なくて済む。
(■ 差動歯車機構を使って固定ケースを回転させない
で、操作者が介在することが少なく安全である。
【図面の簡単な説明】
m1図は本発明の可搬式性開先加工機の原理を示す概略
図、第2図はその一実施例の詳細構造を示す断面図、第
3図は制御装置のブロック線図である。 P・・・管、A・・・固定機構、B・・・刃物台機構、
C・・・刃物台回転機構、D・・・半径方向送り機構、
E・・・軸方向送り機構、60・・・固定ケース、74
・・・刃物台。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、管(P)に固定される固定機構(A)と、前記固定
    機構(A)に固定され、刃物台回転機構(C)、半径方
    向送り機構(D)及び軸方向送り機構(E)を収容する
    固定ケース(60)と、前記固定機構(A)上に刃物台
    (74)を摺動かつ回転可能に装着される刃物台機構(
    B)とからなり、 前記刃物台回転機構(C)は前記刃物台(74)を管の
    軸線の回りに回転駆動する刃物台回転モーター(100
    )を備え、 前記半径方向送り機構(D)は前記刃物台(74)を半
    径方向に送るための半径方向送りモーター(200)を
    備え、 前記軸方向送り機構(E)は前記刃物台(74)を管の
    軸線方向に送るための軸方向送りモーター(300)を
    備えるとともに、 前記半径方向送りモーター(200)と前記軸方向送り
    モーター(300)とに各差動歯車列が連結され、各差
    動歯車列には回転を直線運動に変換する伝達手段が連結
    され、 半径方向送りモーター(200)と軸方向送りモーター
    (300)とを制御する制御装置(400)を有する、 ことを特徴とする可搬式管開先加工機。
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