(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タブ板の上反りを矯正する上反り矯正手段と、
タブ板の下反りを矯正する下反り矯正手段と、
タブ板の横開きを矯正する左右一対の横開き矯正手段とを備えた矯正装置であって、該矯正装置は架台上にて管軸方向に移動および昇降可能に装備され、さらに原管の円周方向のタブ板のズレに対して前記矯正装置全体を追従させる傾動手段と、
原管の外径データにより、前記横開き矯正手段の矯正角度を変更する角度調整手段と、
を備えたことを特徴とする溶接管のタブ板自動矯正装置。
【請求項２】
前記架台に設けた昇降体に傾動フレームを枢着し、該傾動フレームに前記上反り矯正手段、下反り矯正手段、横開き矯正手段、傾動手段および角度調整手段を設けてなることを特徴とする請求項１記載の溶接管のタブ板自動矯正装置。
【請求項３】
前記傾動手段は、タブ板を両側から挟み付ける開閉可能なハサミ部材を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の溶接管のタブ板自動矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接管の製造過程において使用するタブ板の自動矯正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＵＯＥ鋼管を製造する際、鋼管の溶接線の延長上の両端に溶接の開始および終了をその個所で行うためのタブ板を取り付ける。これらのタブ板は専ら手溶接もしくは半自動溶接で取り付けられるため、上反り、下反り、横開き等の変形を生じており、そのためハンマーや治具等を使用して人手により上記のごときタブ板の変形を矯正していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、タブ板の矯正は人手作業のため多くの時間、工数がかかるだけでなく、矯正後の形状にもバラツキがあった。さらに、鋼管のサイズによりルートギャップ、オフセット量が異なるため、作業がきわめて煩雑となり、精度の良い矯正が困難であった。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、タブ板の上反り、下反り、横開き等の変形を自動的に矯正することができる溶接管のタブ板自動矯正装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る溶接管のタブ板自動矯正装置は、タブ板の上反りを矯正する上反り矯正手段と、タブ板の下反りを矯正する下反り矯正手段と、タブ板の横開きを矯正する左右一対の横開き矯正手段とを備えた矯正装置であって、該矯正装置は架台上にて管軸方向に移動および昇降可能に装備され、さらに原管の円周方向のタブ板のズレに対して前記矯正装置全体を追従させる傾動手段と、原管の外径データにより、前記横開き矯正手段の矯正角度を変更する角度調整手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明において、上反り矯正手段はタブ板の先端部を押し下げることにより上反りを矯正する。下反り矯正手段はタブ板の先端部を押し上げることにより下反りを矯正する。横開き矯正手段はタブ板を両側から押圧することにより横開きを矯正する。角度調整手段は原管の外径に応じて横開き矯正手段の矯正角度（原管の外径の接線方向の角度）を複数段階に変更するものである。傾動手段はタブ板が常に原管の真上の位置にあるとは限らないので、多少円周方向にずれている場合に、本矯正装置全体をタブ板のずれている方向に追従して傾けさせるものである。この傾動手段は、請求項３に記載するように、タブ板を両側から挟み付ける開閉可能なハサミ部材を有するものである。
本矯正装置は、上記のように構成されているので、タブ板の上反り、下反り、横開き等の変形を自動的に矯正することができ、省力化が可能である。しかも、溶接管のサイズによらずタブ板を自動矯正することができる。
【０００７】
本発明の溶接管のタブ板自動矯正装置は、前記架台に設けた昇降体に傾動フレームを枢着し、該傾動フレームに前記上反り矯正手段、下反り矯正手段、横開き矯正手段、傾動手段および角度調整手段を設けてなることを特徴とするものである。
【０００８】
このように、傾動フレームを架台上の昇降体に回転軸により軸支し、この傾動フレームに上反り矯正手段、下反り矯正手段、横開き矯正手段、傾動手段および角度調整手段を設けることによって、タブ板の円周方向のズレに対して、本矯正装置を追従して傾動させることができる。特に、傾動手段を、タブ板を両側から挟み付ける開閉可能なハサミ部材を有するものとすることにより、タブ板からハサミ部材に作用する反力により傾動フレームを回転軸の回りに回転させることができるので、傾動フレームの回転動力は不要となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明のタブ板自動矯正装置の概要図、図２はこのタブ板自動矯正装置の上反り矯正装置、下反り矯正装置、および横開き矯正装置の配置関係を示す概要図である。これらの各装置の詳細は図３〜図６に示す。
この矯正装置本体１０は、管軸方向に移動可能な架台１１に昇降可能に取り付けられている。原管１の管端にはタブ板２が原管１の開先３とタブ板２の開先４がほぼ一致するように取り付けられている。そして、矯正装置本体１０には、タブ板２の上反りを押し下げ力により矯正する上反り矯正装置１２と、タブ板２の下反りを押し上げ力により矯正する下反り矯正装置１３と、タブ板２の横開きを両側からの挟み付け力により矯正する横開き矯正装置１４と、タブ板２の根元を挟み、原管１の円周方向のタブ板２のズレに対して、矯正装置本体１０が軸を中心に回転し追従する傾動装置１５と、原管１の外径に応じて横開き矯正装置１４の矯正角度を変更する角度調整装置１６が設けられている。１７は光電スイッチ等からなる近接スイッチで、管端からの設定位置にて架台１１が停止する。１８は油圧装置である。
【００１０】
図３は矯正装置本体の正面図、図４はその側面図、図５は傾動装置を省略した正面図、図６は図５の側面図である。また、図７は傾動装置のタブ板追従作用を示す説明図である。
【００１１】
架台１１のコラム２０に昇降体２１が設けられ、昇降体２１にナット部２２を介して連結されたスクリューシャフト２３を昇降用モータ２４により回転することにより、昇降体２１はコラム２０のガイド２５に沿って昇降する。なお、図示の例では架台１１全体が管軸方向に移動可能になっているが、架台１１の下部を固定とし、コラム２０のみを管軸方向移動可能に構成してもよい。
【００１２】
この昇降体２１に矯正装置本体１０を取り付けた傾動フレーム３０が回転軸３１により回転自在に軸支されている。また、傾動フレーム３０と昇降体２１の間に回転軸３１を中心とする円弧状のガイド機構３２が設けられている。
【００１３】
上記の上反り矯正装置１２は油圧シリンダからなるもので、傾動フレーム３０の上部に取り付けられ、シリンダロッドの先端部に取り付けられた押圧体３３により両側のタブ板２の先端部を押し下げるようにしている。３４は上反り矯正装置１２の油圧シリンダの両側に配設されたガイド機構である。
【００１４】
同じく油圧シリンダからなる下反り矯正装置１３は、上反り矯正装置１２と対向して傾動フレーム３０に取り付けられ、シリンダロッドの先端部に取り付けられた押圧体３５により両側のタブ板２の先端部を押し上げるようにしている。また、この押圧体３５はその上面が原管１の内面に当接するよう長く伸びている。３６は下反り矯正装置１３の油圧シリンダの両側に配設されたガイド機構である。なお、図示は省略するが、上反り矯正装置１２およびそのガイド機構３４の押圧体３３との取付部、並びに下反り矯正装置１３およびそのガイド機構３６の押圧体３５との取付部には電気絶縁物を介在させている。
【００１５】
ハサミ形状をした傾動装置１５は、傾動フレーム３０の前面部に立設され、ハサミ部材３７、その固定軸３８、ハサミ部材３７に結合したリンク機構３９、およびハサミ部材３７を開閉させる油圧シリンダ４０から構成されている。ハサミ部材３７は固定軸３８により傾動フレーム３０に枢着される。このハサミ部材３７によって左右のタブ板２の根元部側面を両側から挟み付ける。これによって、後述するようにタブ板２の円周方向のズレに対して、矯正装置本体１０全体が追従するようになる。
【００１６】
左右一対の油圧シリンダからなる横開き矯正装置１４は、傾動フレーム３０の両側に「ハ」の字状に配設され、さらに電動シリンダからなる角度調整装置１６にそれぞれ連結されている。また、横開き矯正装置１４はピン４１により傾動フレーム３０に枢着されており、原管１の外径に応じて外径の接線方向に向くように矯正角度が角度調整装置１６により複数段階に変更される。各横開き矯正装置１４の押圧体４２によりタブ板２の先端部側面を押圧する。なお、押圧体４２は図示しない電気絶縁物を介してシリンダロッドの先端部に取り付けられている。
【００１７】
次に、上記のように構成されたタブ板自動矯正装置の動作を説明する。
まず、このタブ板自動矯正装置の架台１１が、近接スイッチ１７により設定された原管１の管端からの設定位置まで移動し停止する。
次に、前工程である自動仮付け溶接工程において読み込まれた原管１の外径データに基づいて、制御盤（図示せず）により矯正装置本体１０を設定位置まで昇降停止する。矯正装置本体１０の昇降は昇降体２１によって行われ、昇降用モータ２４によりスクリューシャフト２３を正転または逆転させることにより昇降体２１が昇降する。以下、タブ板２の上反り、下反り、横開き等の矯正を次のように行う。
【００１８】
（１）上反りの矯正
タブ板２が図８（Ａ）に示すように上反りとなっている場合には、上反り矯正装置１２を利用し、その押圧体３３でタブ板２の先端部を押し下げることにより矯正する。押圧体３３は当該原管１の外径にほぼ一致する位置まで下降する。なお、図８（Ａ）の（Ａ−１）図は正面図、（Ａ−２）図は断面側面図である。
【００１９】
（２）下反りの矯正
タブ板２が図８（Ｂ）に示すように下反りとなっている場合には、下反り矯正装置１３を利用し、その押圧体３５でタブ板２の先端部を押し上げることにより矯正する。このとき、押圧体３５は当該原管１の内面に当接するまで上昇する。
なお、図８（Ｂ）の（Ｂ−１）図は正面図、（Ｂ−２）図は断面側面図である。
【００２０】
（３）横開きの矯正
タブ板２が図８（Ｃ）に示すように横開きの状態になっている場合には、左右一対の横開き矯正装置１４を利用し、各押圧体４２により両側のタブ板２の先端部側面を押圧することにより矯正する。このとき、事前に横開き矯正装置１４の矯正角度を角度調整装置１６により当該原管１の外径の接線方向となるように調整してから矯正する。左右の押圧体４２の矯正力を設定値に合わせることで横開きを矯正することができる。また、角度調整装置１６は原管１の外径サイズに応じて、４段階程度に矯正角度を変更するようにしている。なお、図８（Ｃ）の（Ｃ−１）図は正面図、（Ｃ−２）図は上面図である。
【００２１】
（４）オフセットの矯正
タブ板２が図８（Ｄ）に示すようにオフセットしている場合には、上記上反り矯正装置１２と下反り矯正装置１３の両者を用いて、上反りおよび下反りの矯正を同時に行えばよい。
【００２２】
（５）タブ板の円周方向のズレに対する追従作用
図７を参照して、その（Ａ）図はタブ板２の円周方向のズレがない場合で、（Ｂ）図は円周方向のズレがある場合である。
タブ板２が（Ａ）図のように原管１の真上にあるときには、上に述べたように上反り、下反り、横開き、オフセットの矯正をそのままの状態で行うことができる。しかし、原管１はウォーキングビーム等により払い出されてくるため、必ずしもタブ板２が原管１の真上にあるとは限らず、多少円周方向にずれた状態となっていることがある。例えば、（Ｂ）図のように左側にタブ板２がずれている場合、傾動装置１５のハサミ部材３７によりタブ板２の根元部を挟むとき、左側のハサミ部材３７が先にタブ板２の側面に当接する。このとき、左側のタブ板２から左側のハサミ部材３７に反力Ｐが作用し、この反力Ｐによって傾動フレーム３０が回転軸３１の回りに反時計方向に回転し、これによって矯正装置本体１０全体を同方向に傾動させる。したがって、左右のハサミ部材３７で最終的に左右のタブ板２を両側から挟み込んだときには（Ｂ）図の破線で示すようにタブ板２の変位位置における中心線４５の角度に矯正装置１０が傾くことになり、以後上に述べたようにそのタブ板２の上反り、下反り、横開き、オフセットの矯正を行うことができる。このように、ハサミ部材３７によりタブ板２を両側から挟み付けることにより、タブ板２の円周方向のズレに対して矯正装置本体１０全体を追従させることができる。
【００２３】
以上の構成および作用により、タブ板の上反り、下反り、横開き、およびオフセットを原管の外径に応じて自動的に矯正することができる。したがって、矯正後の形状のバラツキがきわめて少なくなり、開先形状精度が良好なものとなる。
【００２４】
本発明の実施例では、次の条件で実施した。
（条件）
▲１▼管外径            φ７１１．２ｍｍ
▲２▼管厚                  １６．４ｍｍ
▲３▼上反り量                    ０ｍｍ
▲４▼下反り量                  ４０ｍｍ
▲５▼横開き量                    ４ｍｍ
▲６▼円周方向ズレ量            ２０ｍｍ
（矯正力設定値）
▲１▼上反り矯正力            ９．８ｋＮ
▲２▼下反り矯正力          １１．８ｋＮ
▲３▼横開き矯正力          １１．８ｋＮ
【００２５】
矯正後の結果は次のとおりであった。
▲１▼ルートギャップ量            ０ｍｍ
▲２▼オフセット量                ０ｍｍ
▲３▼タクトタイム          ２１．５ｓ
これは、本矯正装置の走行開始から横開き矯正完了までの時間である。従来の手作業では熟練者でも数分かかることがあり、本発明でははるかに短時間で矯正することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、溶接管のタブ板の上反り、下反り、横開き、オフセットを自動的に短時間に矯正することができ、省力化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタブ板自動矯正装置の概要図である。
【図２】上反り矯正装置、下反り矯正装置、および横開き矯正装置とその角度調整装置の配置関係を示す概要図である。
【図３】矯正装置本体の正面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】図３の傾動装置を省略して示す正面図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】傾動装置のタブ板追従作用を示す説明図である。
【図８】タブ板の上反り、下反り、横開き、オフセットの状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  原管
２  タブ板
３  原管の開先
４  タブ板の開先
１０  矯正装置本体
１１  架台
１２  上反り矯正装置
１３  下反り矯正装置
１４  横開き矯正装置
１５  傾動装置
１６  角度調整装置
１７  近接スイッチ
２１  昇降体
３０  傾動フレーム
３７  ハサミ部材
【図１】
0003709517.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003709517.tif 000008
【図８】
0003709517.tif 000009