(57)【要約】【課題】圧延後の鋼材に対して、フランジ先端外側の角におけるＲ面の形成を容易且つ均一に行うことができる鋼材の加工装置および加工方法を提供する。【解決手段】圧延工程後の鋼材９の搬送ライン１０の搬送方向に沿って配置される複数のロールで構成され、搬送方向に回転しながら、鋼材９の幅方向の位置を拘束するサイドガイドロール２と、サイドガイドロール２の下流側に配置され、鋼材９の被研削部を研削する複数のグラインダ４と、グラインダ４の上流側に配置され、搬送方向に回転しながら鋼材９を上方から押さえるピンチロール３と、グラインダ４の高さおよび被研削部へ押し付ける方向を制御する制御部６とを有する。【選択図】図１
2014108500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の圧延工程後の搬送ライン上に設置される鋼材の加工装置であって、
前記搬送ラインの搬送方向に沿って配置される複数のロールで構成され、前記搬送方向に回転しながら、前記鋼材の幅方向の位置を拘束するサイドガイドロールと、
前記サイドガイドロールの下流側に配置され、前記鋼材の被研削部を研削する複数のグラインダと、
前記グラインダの上流側に配置され、前記搬送方向に回転しながら前記鋼材を上方から押さえるピンチロールと、
前記グラインダの高さおよび前記被研削部へ押し付ける方向を制御する制御部と、
を有することを特徴とする、鋼材の加工装置。
【請求項２】
前記グラインダの研削部は、フラップホイールであることを特徴とする、請求項１に記載の鋼材の加工装置。
【請求項３】
前記複数のグラインダは、互いに異なる角度で前記鋼材を研削することを特徴とする、請求項１または２に記載の鋼材の加工装置。
【請求項４】
前記サイドガイドロールは、前記鋼材を幅方向に拘束する位置と、前記鋼材から離れた退避位置とに移動可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼材の加工装置。
【請求項５】
前記グラインダの下流側に、研削後の鋼材の幅方向の位置を拘束する前方サイドガイドロールを備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の鋼材の加工装置。
【請求項６】
鋼材の圧延工程後の搬送ライン上において、前記鋼材の角を面取りする鋼材の加工方法であって、
前記鋼材の幅方向の位置を、前記搬送方向に沿って配置された複数のロールで構成されるサイドガイドロールにより拘束し、
前記鋼材をピンチロールで上方から押さえるとともに、前記鋼材の被研削部に対して、高さおよび押し出し方向を制御して、複数の互いに異なる角度で前記鋼材に接するグラインダで前記鋼材の先端部から研削を開始すると同時に、
一旦前記鋼材を搬送方向と逆方向に後退させ、
再び前記鋼材を搬送方向前方に搬送し、前記鋼材の先端から前記グラインダで研削を行うことを特徴とする、鋼材の加工方法。
【請求項７】
前記鋼材を後退させる際、前記サイドガイドロールの複数のロールのうち、前記鋼材の後端側に配置されたロールを、前記鋼材から離れた退避位置に移動させることを特徴とする、請求項６に記載の鋼材の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材のフランジ先端外側の角にＲ面を形成する鋼材の加工装置および加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば船舶の外壁等の補強に使用される鋼材は、さび止め塗装の剥離を抑制し、塗装の耐久性を向上させる目的で、先端の角を２Ｒ以上とすることが規格により定められている。
【０００３】
山形鋼等の形鋼の圧延工程で、例えば、鋼材が、ＢＤミル（粗圧延機）、エッジャーミル、ユニバーサルミル、スキュールミル、仕上げミルの順に搬送される。これらの工程において、従来、形鋼の内側の角部には、圧延時にＲ面が形成されやすいが、フランジ先端外側にはＲ面が形成されにくい。そのため、例えば造船用鋼材として用いる場合、圧延後の鋼材に対して、ハンドグラインダ等を用いて手作業でＲ面を形成していた。例えば特許文献１には、現場で面取り加工が行えるハンディタイプの面取り機が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２および特許文献３には、鋼板を自動的に面取りする面取り加工装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７６７１９号公報
【特許文献２】特開平８−２９０３１３号公報
【特許文献３】特許第３７２９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような面取り機で手作業により面取り加工を行うことは、極めて非効率的であるうえ仕上がり精度が一定でなく、しかも大量生産に対応することが困難であった。
【０００７】
また、特許文献２は、上部および下部カッタの位置を決めて角を削り取ることにより面取りするものであり、自由な角度で研削して滑らかなＲ面を形成することができない。特許文献３は、端縁に対する砥石の位置を順次変化させてＲ面を形成することができるものであるが、様々な寸法のワークの長手方向に均一なＲ面を形成することは困難であるという問題点がある。
【０００８】
本発明の目的は、圧延後の鋼材に対して、フランジ先端外側の角におけるＲ面の形成を容易且つ均一に行うことができる鋼材の加工装置および加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明は、鋼材の圧延工程後の搬送ライン上に設置される鋼材の加工装置であって、前記搬送ラインの搬送方向に沿って配置される複数のロールで構成され、前記搬送方向に回転しながら、前記鋼材の幅方向の位置を拘束するサイドガイドロールと、前記サイドガイドロールの下流側に配置され、前記鋼材の被研削部を研削する複数のグラインダと、前記グラインダの上流側に配置され、前記搬送方向に回転しながら前記鋼材を上方から押さえるピンチロールと、前記グラインダの高さおよび前記被研削部へ押し付ける方向を制御する制御部と、を有することを特徴とする鋼材の加工装置を提供する。
【００１０】
前記グラインダの研削部は、フラップホイールでもよい。また、前記複数のグラインダは、互いに異なる角度で前記鋼材を研削することが好ましい。
【００１１】
前記サイドガイドロールは、前記鋼材を幅方向に拘束する位置と、前記鋼材から離れた退避位置とに移動可能であってもよい。さらに、前記グラインダの下流側に、研削後の鋼材の幅方向の位置を拘束する前方サイドガイドロールを備えてもよい。
【００１２】
また、本発明によれば、鋼材の圧延工程後の搬送ライン上において、前記鋼材の角を面取りする鋼材の加工方法であって、前記鋼材の幅方向の位置を、前記搬送方向に沿って配置された複数のロールで構成されるサイドガイドロールにより拘束し、前記鋼材をピンチロールで上方から押さえるとともに、前記鋼材の被研削部に対して、高さおよび押し出し方向を制御して、複数の互いに異なる角度で前記鋼材に接するグラインダで前記鋼材の先端部から研削を開始すると同時に、一旦前記鋼材を搬送方向と逆方向に後退させ、再び前記鋼材を搬送方向前方に搬送し、前記鋼材の先端から前記グラインダで研削を行うことを特徴とする、鋼材の加工方法が提供される。
【００１３】
この加工方法において、前記鋼材を後退させる際、前記サイドガイドロールの複数のロールのうち、前記鋼材の後端側に配置されたロールを、前記鋼材から離れた退避位置に移動させてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧延後の鋼材の搬送ライン上で、自動的に、鋼材の先端外側の角に均一なＲ面の形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の加工装置を示す構成図である。
【図２】本発明の加工装置のサイドガイドロールおよびピンチロールの構成の概略を示す正面図である。
【図３】本発明の加工装置のグラインダの構成の概略を示す正面図である。
【図４】図１の加工装置によるＲ面の形成の最初の工程を示す平面図である。
【図５】図４の次の工程を示す平面図である。
【図６】図５の次の工程を示す平面図である。
【図７】図６の次の工程を示す平面図である。
【図８】図７の次の工程を示す平面図である。
【図９】図８の次の工程を示す平面図である。
【図１０】図９の次の工程を示す平面図である。
【図１１】図１０の次の工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の加工装置の構成の概略を示す。本発明の加工装置１は、圧延工程後の加工工程における搬送ライン１０上に設けられ、山形鋼等の所定の形鋼に成形された鋼材９が、加工装置１を通過する。
【００１８】
加工装置１は、被研削材である鋼材９の幅方向の位置を拘束して鋼材９を正しい方向に搬送するためのサイドガイドロール２、鋼材９を下方に押さえ付けるピンチロール３、鋼材９のフランジ先端外側の角にＲ面を形成するグラインダ４、グラインダ４の下流側で鋼材９の幅方向の位置を拘束する前方サイドガイドロール５、およびこれらの動作を制御する制御部６を備えている。
【００１９】
サイドガイドロール２は、鋼材９の搬送時の両側方を複数のロールで押さえて幅方向の位置を拘束するものであり、図１に示すように、鋼材９の幅方向の対向位置に設けられたロールを一対とし、搬送ライン１０の搬送方向に沿って複数組設けられる。搬送ライン１０の幅方向の少なくとも片側に設けられたロール１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂは、例えば図２に示すように、エアシリンダ２１により搬送ライン１０の幅方向に移動可能となるように設置され、搬送される鋼材９の幅寸法の変化に応じることができるとともに、鋼材９の側方から離れた位置に退避させることができる。サイドガイドロール２の各ロールが、鋼材９の搬送とともに搬送方向に回転しながら鋼材９の側面に接触することにより、鋼材９に疵等を付けることなく幅方向の位置を拘束することができる。また、前方サイドガイドロール５も、サイドガイドロール２と同様の構成であり、図１に示すように幅方向の対向位置に一組、または複数組設けられる。そして、少なくとも片側に設けられたロール１５ｂは、例えばエアシリンダにより搬送ライン１０の幅方向に移動可能となるように設置される。
【００２０】
ピンチロール３は、グラインダ４付近の上流側、例えばグラインダ４の直前の位置に設けられ、鋼材９を上方から下方に押さえ付ける。これにより、搬送ロール１９と鋼材９との摩擦力を向上させることができ、サイドガイドロール２で鋼材９が幅方向に拘束された状態でも、十分な搬送力が確保される。また、鋼材９は、後述するグラインダ４により、下側から上方へ押し上げる方向に研削されるため、ピンチロール３で下方に押さえ付けることによって、鋼材９の浮き上がり等を防止して、正確な位置でＲ面を形成することができる。ピンチロール３は、鋼材９の搬送とともに、鋼材９の上部で搬送方向に回転しながら接触することにより、鋼材９に疵等を付けることなく押さえ付けることができる。さらに、図２に示すように、ピンチロール３は例えばエアシリンダ２２により上下方向に移動可能であり、搬送される鋼材９の高さに応じることができるとともに、鋼材９の上方から離れた位置に退避させることができる。
【００２１】
グラインダ４は、鋼材９の搬送方向に沿って直列に、例えば２体設けられ、研削部１６は例えばフラップホイールで構成される。フラップホイールは柔軟性があり、鋼材９の被研削部分の形状になじみやすく、角部のＲ面の形成に好適である。グラインダ４は、鋼材９のフランジ先端の外側に接触し、鋼材９の下側から上方へ押し上げる方向に研削する。グラインダ４は、図３に示すように、支持体３１に取り付けられたエアシリンダ３２を介して接続され、エアシリンダ３２は、上下方向および押し出し方向の角度が可変となるように支持体３１に取り付けられている。したがって、グラインダ４は、高さ方向や鋼材９への押し出し方向を自在に調整できるように取り付けられている。これらは制御部６（図１）で制御される。さらに、研削部１６は、フレキシブルシャフト３３に取り付けられ、鋼材９への接触角度が自在に調整できる。なお、研削部１６の角度を自在に動かせるものであれば、駆動軸はフレキシブルシャフトに限らない。
【００２２】
さらに、本発明の加工装置１には、鋼材９の上方に、グラインダ４で研削された鋼材９の粉塵を吸い込む吸塵手段（図示省略）が設けられる。
【００２３】
例えば山形鋼等の鋼材９を、防錆塗装を行う造船用鋼材として用いる場合、仕上げ圧延工程後の搬送ライン１０に設けられた上記の加工装置１で、フランジ先端外側の角にＲ面を形成し、その後、検査床で製品検査を行う。本発明によれば、鋼材９を搬送ライン１０上で搬送することで、自動的に全長にわたって鋼材９の外側の角にＲ面を形成することができる。
【００２４】
次に、以上の加工装置１を用いて、形鋼９のフランジ先端外側にＲ面を形成する加工方法について、図４〜図１１に基づいて説明する。
【００２５】
圧延工程により圧延された後の鋼材９を２次加工する加工工程の搬送ライン上において、図４に示すように、先端部が加工装置１のグラインダ４の位置に到達するまで、鋼材９を搬送する。このとき、鋼材９の両側方をガイドするサイドガイドロール２のうち、一方の側方のロール１１ａ〜１４ａのみを鋼材９に接触させ、対向側のロール１１ｂ〜１４ｂは鋼材９の側方から離れた位置に退避させる。また、ピンチロール３およびグラインダ４も、鋼材９から離れた位置に退避させておく。尚、図示の例では、サイドガイドロール２は、鋼材９の幅方向に対向して配置された２つのロールを一対とし、グラインダ４よりも搬送方向手前側に４組（１１〜１４ａ，ｂ）配置されている。
【００２６】
図４に示すように鋼材９の先端がグラインダ４よりも少し前方に到達したら、図５に示すように、退避させていた側のロール１１ｂ〜１４ｂを鋼材９の側方に接触させる。これにより、両側方のロール１１〜１４ａ、１１〜１４ｂで鋼材９を幅方向に拘束し、鋼材９が正しい位置を通過するように調整される。その後、図６に示すように、ピンチロール３を鋼材９の上面に接触させ、鋼材９の下側に配置された搬送ロールと鋼材９との摩擦力を向上させる。さらに、後の工程で鋼材９を一旦後方に搬送する際の障害にならないように、サイドガイドロール２のうち、後方の２組の一側方のロール１１ｂ、１２ｂを、鋼材９から離れた退避位置に移動させる。この状態で、図７に示すように、グラインダ４を、研削加工する鋼材９のフランジ先端外側の角に接触させ、回転させて研削を開始する。同時に、図８に示すように、鋼材９の先端がグラインダ４よりも後方位置になるまで、鋼材９を後方に向けて搬送する。
【００２７】
鋼材９を後方に搬送したら、図９に示すように、グラインダ４を保護のために一旦退避させ、その後、再度、鋼材９を前方に向けて搬送し、図１０に示すように、グラインダ４を鋼材９の研削加工位置に接触させて、鋼材９の先端から後端まで全長にわたって研削を行う。また、鋼材９の先端から研磨が開始されると、グラインダ４の前方側に配置された前方サイドガイドロール５のロール１５ｂを鋼材９の幅に応じて鋼材９の側方に接触する位置に移動させ、研削加工後の鋼材９をガイドする。鋼材９の搬送速度は、例えば４０ｍ／ｍｉｎ程度である。
【００２８】
鋼材９の後端が通過し、研削が終了したら、図１１に示すように、ロール１１ｂ〜１５ｂを退避位置に移動させ、ピンチロール３およびグラインダ４も、退避位置に移動させる。こうして、例えば通常６ｍ〜２４ｍ程度の長さの鋼材９の先端のＲ面の形成が完了する。次の鋼材９が搬送されると、図４〜図１１の工程が繰り返される。
【００２９】
２体のグラインダ４は互いに異なる角度で鋼材９に接触し、グラインダ４の研削部１６であるフラップホイールは柔軟性があるので、上記の工程で、被研削部分の角全体に滑らかなＲ面を形成できる。グラインダ４の回転数は、例えば３６００ｒｐｍ、押し付け力は０．２ＭＰａ程度に制御される。
【００３０】
搬送された鋼材９をそのまま先端から研削すると、鋼材９が正しい位置からずれて通過した場合に、先端部からグラインダ４に過剰な力がかかり、加工面の仕上がりが不均一になったり、加工装置１に負担をかけることがある。本発明では、上記のように、サイドガイドロール２で鋼材９を正しい位置に合わせた後、一旦後退して再度先端から研削を行うことにより、鋼材９が正しい方向に直進し、長手方向にばらつきを生じることなく全長にわたって均一に、先端外側にＲ面を形成することができる。
【００３１】
また、グラインダ４が鋼材９の下方から押し上げる方向に研削を行っても、グラインダ４の手前に設けられたピンチロール３で鋼材９を上方から押さえ付けることにより、搬送ロール１９と鋼材９との摩擦力を向上させて、鋼材９の浮き上がり等を防止し、搬送力の低下を防ぐことができる。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３３】
例えば、サイドガイドロール２のロール数やグラインダ４の数は、図示の例に限らない。また、グラインダ４の研削部１６は、弾力性や柔軟性があれば、フラップホイールには限らない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、搬送ライン上で被搬送材の外側先端の面取り加工を行う装置および方法として適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１    加工装置
２    サイドガイドロール
３    ピンチロール
４    グラインダ
５    前方サイドガイドロール
６    制御部
９    鋼材
１０  搬送ライン
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ  ロール
１５ａ、１５ｂ  ロール
１６  研削部
【図１】
2014108500.tif 000003
【図２】
2014108500.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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