(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形加工によってオープン管に成形される鋼板の板幅方向の両側エッジ部を開先加工する開先加工装置において、
前記鋼板の性状を示す鋼材条件と前記プレス成形加工の条件を示すプレス条件とをもとに、前記オープン管の開先部をなす前記両側エッジ部が前記オープン管の真円形状の外周面から突き出る量であるピーキング量を予測し、前記オープン管の成形時に互いに突き合わせる前記両側エッジ部の各ルートフェイス部と開先加工前の前記両側エッジ部の各端面とが各々なす各ルートフェイス角度を、予測した前記ピーキング量をなす前記両側エッジ部の各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるように設定する角度設定部と、
前記角度設定部によって設定されたルートフェイス角度をなす前記各ルートフェイス部を有する各開先形状に前記両側エッジ部を各々加工するエッジ加工部と、
を備えたことを特徴とする開先加工装置。
【請求項２】
過去に前記プレス成形加工によって成形した複数の前記オープン管を用いて得られた前記ピーキング量の過去実績データと前記鋼材条件および前記プレス条件との相関を示すピーキング量情報と、前記各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさる場合の前記ルートフェイス角度を前記ピーキング量別に示すルートフェイス角度情報とを記憶する記憶部をさらに備え、
前記角度設定部は、前記ピーキング量情報に基づき、前記鋼材条件および前記プレス条件に応じた前記ピーキング量を予測し、予測した前記ピーキング量と前記ルートフェイス角度情報とに基づき、前記各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるような前記各ルートフェイス角度を導出することを特徴とする請求項１に記載の開先加工装置。
【請求項３】
前記エッジ加工部の刃物を交換する刃物交換部をさらに備え、
前記角度設定部は、設定した前記各ルートフェイス角度に対応して、前記エッジ加工部の刃物を、加工すべき前記両側エッジ部の前記各開先形状に合った刃物に交換するように前記刃物交換部を制御する制御部であることを特徴とする請求項１または２に記載の開先加工装置。
【請求項４】
プレス成形加工によってオープン管に成形される鋼板の板幅方向の両側エッジ部を開先加工する開先加工方法において、
前記鋼板の性状を示す鋼材条件と前記プレス成形加工の条件を示すプレス条件とをもとに、前記オープン管の開先部をなす前記両側エッジ部が前記オープン管の真円形状の外周面から突き出る量であるピーキング量を予測するピーキング量予測ステップと、
前記オープン管の成形時に互いに突き合わせる前記両側エッジ部の各ルートフェイス部と開先加工前の前記両側エッジ部の各端面とが各々なす各ルートフェイス角度を、予測した前記ピーキング量をなす前記両側エッジ部の各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるように設定する角度設定ステップと、
前記角度設定ステップによって設定したルートフェイス角度をなす前記各ルートフェイス部を有する各開先形状に前記両側エッジ部を各々加工するエッジ加工ステップと、
を含むことを特徴とする開先加工方法。
【請求項５】
前記ピーキング量予測ステップは、過去に前記プレス成形加工によって成形した複数の前記オープン管を用いて得られた前記ピーキング量の過去実績データと前記鋼材条件および前記プレス条件との相関を示すピーキング量情報に基づき、前記鋼材条件および前記プレス条件に応じた前記ピーキング量を予測し、
前記角度設定ステップは、前記各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさる場合の前記ルートフェイス角度を前記ピーキング量別に示すルートフェイス角度情報と予測した前記ピーキング量とに基づき、前記各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるような前記各ルートフェイス角度を導出することを特徴とする請求項４に記載の開先加工方法。
【請求項６】
前記エッジ加工ステップは、設定した前記各ルートフェイス角度に対応して、前記両側エッジ部の加工に用いる刃物を、加工すべき前記両側エッジ部の前記各開先形状に合った刃物に交換することを特徴とする請求項４または５に記載の開先加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の板幅方向の端部（以下、エッジ部という）を開先加工する開先加工装置および開先加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大径溶接鋼管等の溶接鋼管の製造工程において、溶接鋼管の素材となる鋼板の両側エッジ部を所定の開先形状に加工する開先加工が行われている。一般に、鋼板の開先加工では、ミーリングカッター等を用いて鋼板の両側エッジ部が切削または研削される。これにより、鋼板の両側エッジ部は、Ｘ開先等の開先形状に加工される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
鋼板を開先加工した後、この開先加工後の鋼板の両側エッジ部は、クリンピングプレスによって曲げ加工される。その後、この鋼板に対し、ＵプレスおよびＯプレスによる成形加工、あるいは、ベンディングプレス法による成形加工（例えば特許文献２参照）が施され、これにより、オープン管が製造される。オープン管は、上述したプレス成形加工により、素材である鋼板を管状に曲げ加工し且つ開先形状の両側エッジ部同士を溶接せずに突き合わせてなる管状鋼材である。また、これら開先形状の両側エッジ部を互いに突き合わせた部分は、このオープン管の開先部となる。このように製造したオープン管に対しては、開先部の両側エッジ部同士を仮付けする仮付け溶接が施される。続いて、この仮付け溶接後のオープン管の開先部は、内面側から外面側の順に本溶接される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４３９７４号公報
【特許文献２】特開２０００−３１９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、ベンディングプレス法等によって鋼板をオープン管に成形加工した場合、例えば図１１に示すように、オープン管の開先部１１１のエッジ部端面間にギャップ１１２が発生する可能性がある。この開先部１１１のギャップ１１２は、過大化することによって、開先部１１１の仮付け溶接不良を招来する。具体的には、ギャップ１１２が過大となった開先部１１１を仮付け溶接した場合、図１１に示すように、仮付け溶接による溶接ビード１１６と開先部１１１との間に隙間１１３，１１４，１１５が生じる。すなわち、溶接ビード１１６は、仮付け溶接すべき開先部１１１に密着していない不安定な状態である。上述した従来技術では、オープン管の開先部１１１のギャップ１１２を軽減することは困難であるため、開先部１１１のギャップ１１２が過大化して、開先部１１１を仮付け溶接した際の溶接ビード１１６が不安定状態になる場合が多い。このように仮付け溶接時の溶接ビード１１６が不安定状態である場合、開先部１１１を本溶接する前に溶接補修作業によって溶接ビード１１６の隙間１１３，１１４，１１５を埋めなければならず、この溶接補修作業に多大な労力および時間が掛かる。このことは、溶接鋼管（以下、単に「鋼管」と略す）の生産効率の悪化を引き起こしかねない。また、仮付け溶接による不安定な溶接ビード１１６は、開先部１１１の本溶接時に溶接金属流れ等の不具合を引き起こす可能性がある。これに起因して、開先部１１１の溶接強度の劣化等、本溶接後の管状鋼材（鋼管）の品質低下が生じ、延いては、鋼管の製造歩留まりが低下してしまう。
【０００６】
近年、製品としての鋼管の更なる高強度化が要求される傾向にある。これに伴い、より高強度または厚肉の鋼板を鋼管素材として用いる必要性が増している。このような状況下においては、ベンディングプレス法等のプレス成形加工によって製造したオープン管の開先部に過大なギャップが発生し易く、このため、上述した問題が顕著となる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、鋼管素材である鋼板の両側エッジ部を、オープン管の開先部のギャップを軽減する開先形状に加工することが可能な開先加工装置および開先加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる開先加工装置は、プレス成形加工によってオープン管に成形される鋼板の板幅方向の両側エッジ部を開先加工する開先加工装置において、前記鋼板の性状を示す鋼材条件と前記プレス成形加工の条件を示すプレス条件とをもとに、前記オープン管の開先部をなす前記両側エッジ部が前記オープン管の真円形状の外周面から突き出る量であるピーキング量を予測し、前記オープン管の成形時に互いに突き合わせる前記両側エッジ部の各ルートフェイス部と開先加工前の前記両側エッジ部の各端面とが各々なす各ルートフェイス角度を、予測した前記ピーキング量をなす前記両側エッジ部の各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるように設定する角度設定部と、前記角度設定部によって設定されたルートフェイス角度をなす前記各ルートフェイス部を有する各開先形状に前記両側エッジ部を各々加工するエッジ加工部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる開先加工装置は、上記の発明において、過去に前記プレス成形加工によって成形した複数の前記オープン管を用いて得られた前記ピーキング量の過去実績データと前記鋼材条件および前記プレス条件との相関を示すピーキング量情報と、前記各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさる場合の前記ルートフェイス角度を前記ピーキング量別に示すルートフェイス角度情報とを記憶する記憶部をさらに備え、前記角度設定部は、前記ピーキング量情報に基づき、前記鋼材条件および前記プレス条件に応じた前記ピーキング量を予測し、予測した前記ピーキング量と前記ルートフェイス角度情報とに基づき、前記各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるような前記各ルートフェイス角度を導出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる開先加工装置は、上記の発明において、前記エッジ加工部の刃物を交換する刃物交換部をさらに備え、前記角度設定部は、設定した前記各ルートフェイス角度に対応して、前記エッジ加工部の刃物を、加工すべき前記両側エッジ部の前記各開先形状に合った刃物に交換するように前記刃物交換部を制御する制御部であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる開先加工方法は、プレス成形加工によってオープン管に成形される鋼板の板幅方向の両側エッジ部を開先加工する開先加工方法において、前記鋼板の性状を示す鋼材条件と前記プレス成形加工の条件を示すプレス条件とをもとに、前記オープン管の開先部をなす前記両側エッジ部が前記オープン管の真円形状の外周面から突き出る量であるピーキング量を予測するピーキング量予測ステップと、前記オープン管の成形時に互いに突き合わせる前記両側エッジ部の各ルートフェイス部と開先加工前の前記両側エッジ部の各端面とが各々なす各ルートフェイス角度を、予測した前記ピーキング量をなす前記両側エッジ部の各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるように設定する角度設定ステップと、前記角度設定ステップによって設定したルートフェイス角度をなす前記各ルートフェイス部を有する各開先形状に前記両側エッジ部を各々加工するエッジ加工ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる開先加工方法は、上記の発明において、前記ピーキング量予測ステップは、過去に前記プレス成形加工によって成形した複数の前記オープン管を用いて得られた前記ピーキング量の過去実績データと前記鋼材条件および前記プレス条件との相関を示すピーキング量情報に基づき、前記鋼材条件および前記プレス条件に応じた前記ピーキング量を予測し、前記角度設定ステップは、前記各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさる場合の前記ルートフェイス角度を前記ピーキング量別に示すルートフェイス角度情報と予測した前記ピーキング量とに基づき、前記各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるような前記各ルートフェイス角度を導出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる開先加工方法は、上記の発明において、前記エッジ加工ステップは、設定した前記各ルートフェイス角度に対応して、前記両側エッジ部の加工に用いる刃物を、加工すべき前記両側エッジ部の前記各開先形状に合った刃物に交換することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鋼管素材である鋼板の両側エッジ部を、オープン管の開先部のギャップを軽減する開先形状に加工することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる開先加工装置を適用した鋼管製造装置の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、オープン管の横断面構造の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかる開先加工装置の一構成例を示す図である。
【図４】図４は、本実施例における鋼板の両側エッジ部の開先加工を説明する図である。
【図５】図５は、本実施の形態におけるオープン管のピーキング量および開先部のギャップ量を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる開先加工方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明による開先加工後の鋼板をプレス成形加工してなるオープン管の開先部の状態を示す図である。
【図８】図８は、本発明による開先加工後の鋼板をプレス成形加工してなるオープン管の開先部を仮付け溶接した状態を示す図である。
【図９】図９は、本実施例に対する比較例において仮付け溶接したオープン管開先部の溶接ビード状態の評価結果を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施例において仮付け溶接したオープン管開先部の溶接ビード状態の評価結果を示す図である。
【図１１】図１１は、従来技術の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、添付図面を参照して、本発明にかかる開先加工装置および開先加工方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、各図面において同一構成部分には同一符号を付している。
【００１７】
(鋼管製造装置)
まず、本発明の実施の形態にかかる開先加工装置を適用した鋼管製造装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる開先加工装置を適用した鋼管製造装置の一構成例を示す図である。この鋼管製造装置１０は、造管ラインの一部をなすものであり、図１に示すように、開先加工装置１と、クリンピングプレス装置２と、ベンディングプレス装置３と、仮付け溶接装置４と、内面溶接装置５と、外面溶接装置６と、メカニカル拡管装置７とを備える。なお、図１において、太線矢印は、鋼管素材である鋼板１００または鋼板１００を管状に成形した管状鋼材の搬送の流れを示す。
【００１８】
この鋼管製造装置１０において、開先加工装置１には、タブ溶接等の必要な処理が施された鋼板１００が順次搬入される。開先加工装置１は、加工対象の鋼板１００を受け入れ、この受け入れた鋼板１００をその搬送方向に搬送しつつ、鋼板１００の両側エッジ部を開先加工する。開先加工後の鋼板１００は、開先加工装置１からクリンピングプレス装置２へ搬送される。
【００１９】
クリンピングプレス装置２は、開先加工後の鋼板１００を開先加工装置１から受け入れ、この受け入れた鋼板１００をその搬送方向に搬送しつつ、鋼板１００の両側エッジ部をクリンピングプレスする。これにより、クリンピングプレス装置２は、開先加工後の鋼板１００の両側エッジ部を、この鋼板１００の長手方向の全域に亘って曲げ加工する。この際、クリンピングプレス装置２は、後段のベンディングプレス装置３による鋼板１００のプレス成形加工時と同じ曲げ方向に鋼板１００の両側エッジ部を湾曲させる。クリンピングプレス後の鋼板１００は、クリンピングプレス装置２からベンディングプレス装置３へ搬送される。
【００２０】
ベンディングプレス装置３は、クリンピングプレス後の鋼板１００をクリンピングプレス装置２から受け入れ、この受け入れた鋼板１００を管状にプレス成形加工する。この際、ベンディングプレス装置３は、ベンディングプレス法により、この鋼板１００の両側エッジ部の一方から他方に向かう方向（鋼板１００の板幅方向）に沿って、この鋼板１００の局部的な曲げ加工を順次行う。この結果、ベンディングプレス装置３は、この鋼板１００をオープン管１１０（図２参照）にプレス成形加工する。図２は、オープン管の横断面構造の一例を示す断面図である。本実施の形態において、オープン管１１０は、ベンディングプレス装置３によるプレス成形加工により、図２に示すように鋼管素材である鋼板１００を管状に曲げ加工し且つこの鋼板１００の開先形状をなす両側エッジ部１０１，１０２同士を溶接せずに突き合わせてなる管状鋼材である。また、この鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２は、開先加工装置１によって既に開先形状に加工（開先加工）されている。このような開先形状の両側エッジ部１０１，１０２を互いに突き合わせた部分は、図２に示すように、オープン管１１０の開先部１１０ａとなる。上述したようにベンディングプレス装置３によって製造されたオープン管１１０は、ベンディングプレス装置３から仮付け溶接装置４へ搬送される。
【００２１】
仮付け溶接装置４は、後段の内面溶接装置５および外面溶接装置６によるオープン管１１０の本溶接が行われる前に、このオープン管１１０の仮付け溶接を行う。具体的には、仮付け溶接装置４は、上述したように製造されたオープン管１１０をベンディングプレス装置３から受け入れ、この受け入れたオープン管１１０をその外周面側から複数のケージロール（図示せず）等によって拘束する。これにより、仮付け溶接装置４は、オープン管１１０の開先部１１０ａを閉じた状態、すなわち、この開先部１１０ａをなす鋼板１１０の両側エッジ部１０１，１０２同士を突き合わせた状態（図２参照）に維持する。続いて、仮付け溶接装置４は、この開先部１１０ａの状態を維持しつつ、ガスシールドアーク溶接等の溶接法により、オープン管１１０の長手方向の全域に亘って連続的に、開先部１１０ａをその外周面側から仮付け溶接する。仮付け溶接後のオープン管１１０は、仮付け溶接装置４から内面溶接装置５へ搬送される。
【００２２】
内面溶接装置５は、オープン管１１０をその内周面側から本溶接する。具体的には、内面溶接装置５は、仮付け溶接後のオープン管１１０を仮付け溶接装置４から受け入れる。続いて、内面溶接装置５は、この受け入れたオープン管１１０の長手方向の全域に亘って、サブマージアーク溶接等の溶接法により、このオープン管１１０の開先部１１０ａをその内面側から連続的に溶接する。この結果、内面溶接装置５は、このオープン管１１０の開先部１１０ａの内面側部分全域を溶接する（以下、この溶接を内面溶接という）。このように内面溶接装置５によって開先部１１０ａを内面溶接されたオープン管１１０は、内面溶接装置５から外面溶接装置６へ搬送される。
【００２３】
外面溶接装置６は、オープン管１１０をその外周面側から本溶接する。具体的には、外面溶接装置６は、上述した内面溶接後のオープン管１１０を内面溶接装置５から受け入れる。続いて、外面溶接装置６は、この受け入れたオープン管１１０の長手方向の全域に亘って、サブマージアーク溶接等の溶接法により、このオープン管１１０の開先部１１０ａをその外面側から連続的に溶接する。この結果、外面溶接装置６は、このオープン管１１０の開先部１１０ａの外面側部分全域を溶接する（以下、この溶接を外面溶接という）。このように、外面溶接装置６は、上述した内面溶接が施されたオープン管１１０の開先部１１０ａを外面溶接することにより、このオープン管１１０の開先部１１０ａの本溶接を達成する。この本溶接により、開先部１１０ａにおける両側エッジ部１０１，１０２同士は、オープン管１１０の長手方向の全域に亘り、十分な接合強度をもって接合される。この結果、オープン管１１０は、開先部１１０ａが本溶接された管状鋼材となる。この本溶接後の管状鋼材は、外面溶接装置６からメカニカル拡管装置７へ搬送される。
【００２４】
メカニカル拡管装置７は、本溶接後の管状鋼材の形状および口径を調整する拡管処理を行う。具体的には、メカニカル拡管装置７は、本溶接後の管状鋼材を外面溶接装置６から受け入れる。続いて、メカニカル拡管装置７は、この受け入れた管状鋼材をその内面側から押し広げる。これにより、メカニカル拡管装置７は、この管状鋼材の形状を真円に近い円筒形状（望ましくは真円形状）に成形しつつ、この管状鋼材の口径を目標の口径に調整する。この結果、メカニカル拡管装置７は、目標の円筒形状および口径を有する鋼管１２０を製造する。
【００２５】
（開先加工装置）
つぎに、本発明の実施の形態にかかる開先加工装置１について説明する。図３は、本発明の実施の形態にかかる開先加工装置の一構成例を示す図である。本実施の形態にかかる開先加工装置１は、プレス成形加工によってオープン管１１０（図２参照）に成形される鋼板１００の板幅方向の両側エッジ部１０１，１０２を開先加工するものであり、図３に示すように、両側エッジ部１０１，１０２を切削加工するエッジ加工部１１と、エッジ加工部１１の刃物を交換する刃物交換部１２と、鋼板１００に関する各種条件を入力する条件入力部１３と、開先加工制御に必要な情報等を記憶する記憶部１４と、開先加工を制御する制御部１５とを備える。
【００２６】
エッジ加工部１１は、鋼管素材である鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２を各々開先形状に加工するものである。図４は、本実施例における鋼板の両側エッジ部の開先加工を説明する図である。エッジ加工部１１は、図４に示す一対のミーリングカッター１１ａ，１１ｂおよびミーリングカッター１１ａ，１１ｂの回転駆動部（図示せず）等を用いて構成される。ミーリングカッター１１ａ，１１ｂは、各々、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の目標とする開先形状に合った刃先をもつ回転式の刃物である。ミーリングカッター１１ａ，１１ｂは、図４に示すように、鋼板１００を挟んで互いの刃先が対向するように配置される。ミーリングカッター１１ａ，１１ｂは、この配置状態を維持しながら各々回転する。エッジ加工部１１は、回転中のミーリングカッター１１ａ，１１ｂの刃先を、図３の太線矢印に示される搬送方向に搬送（走行）中の鋼板１００の各エッジ部１０１，１０２に各々押し付ける。この場合、図４に示すように、ミーリングカッター１１ａの刃先は、鋼板１００の一方のエッジ部１０１の端面に押し付けられ、ミーリングカッター１１ｂの刃先は、鋼板１００の他方のエッジ部１０２の端面に押し付けられる。このような状態において、エッジ加工部１１は、鋼板１００の走行に伴い、回転中のミーリングカッター１１ａ，１１ｂと両側エッジ部１０１，１０２とを鋼板１００の搬送方向に沿って相対的に移動させる。この結果、エッジ加工部１１は、鋼板１００の長手方向の全域に亘り、ミーリングカッター１１ａ，１１ｂによって目標の開先形状に両側エッジ部１０１，１０２を各々切削加工する。
【００２７】
具体的には、図４に示すように、一方のエッジ部１０１は、ミーリングカッター１１ａによって、ルートフェイス部１０１ａと内面部１０１ｂと外面部１０１ｃとを有する開先形状に切削加工される。これと同様に、他方のエッジ部１０２は、ミーリングカッター１１ｂによって、ルートフェイス部１０２ａと内面部１０２ｂと外面部１０２ｃとを有する開先形状に切削加工される。ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａは、鋼板１００をオープン管１１０（図２参照）に成形した際に互いに突き合わせる部分である。図４に示すように、ルートフェイス部１０１ａは、ミーリングカッター１１ａによる切削加工（開先加工）前の鋼板１００のエッジ部端面１０１ｄに対してルートフェイス角度θａをなして傾斜する。すなわち、ルートフェイス角度θａは、このエッジ部端面１０１ｄとルートフェイス部１０１ａとのなす角度である。これと同様に、ルートフェイス部１０２ａは、ミーリングカッター１１ｂによる切削加工（開先加工）前の鋼板１００のエッジ部端面１０２ｄに対してルートフェイス角度θｂをなして傾斜する。すなわち、ルートフェイス角度θｂは、このエッジ部端面１０２ｄとルートフェイス部１０２ａとのなす角度である。これらのルートフェイス角度θａ，θｂは、開先加工装置１の制御部１５によって設定される。一方、内面部１０１ｂ，１０２ｂは、図２に示したオープン管１１０の内側を向く端面部分である。図４に示すように、内面部１０１ｂは、ルートフェイス部１０１ａおよび鋼板１００の上面（オープン管１１０の内周面）に対して傾斜し且つ連続する。これと同様に、内面部１０２ｂは、ルートフェイス部１０２ａおよび鋼板１００の上面（オープン管１１０の内周面）に対して傾斜し且つ連続する。他方、外面部１０１ｃ，１０２ｃは、図２に示したオープン管１１０の外側を向く端面部分である。図４に示すように、外面部１０１ｃは、ルートフェイス部１０１ａおよび鋼板１００の下面（オープン管１１０の外周面）に対して傾斜し且つ連続する。これと同様に、外面部１０２ｃは、ルートフェイス部１０２ａおよび鋼板１００の下面（オープン管１１０の内周面）に対して傾斜し且つ連続する。
【００２８】
刃物交換部１２は、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２を開先形状に各々切削加工するエッジ加工部１１の刃物を交換するものである。具体的には、刃物交換部１２は、エッジ加工部１１に取り付けられるミーリングカッター１１ａ，１１ｂを含む複数のミーリングカッターセットを、エッジ加工部１１用の刃物として有する。これら複数のミーリングカッターセットは、各々、ルートフェイス角度別に異なる刃先を有する。刃物交換部１２は、エッジ加工部１１の刃物すなわち一対のミーリングカッター１１ａ，１１ｂを、目標とするルートフェイス部１０１ａ，１０２ａのルートフェイス角度θａ，θｂに合った刃先を有するミーリングカッターにすべく、ミーリングカッターの交換を行う。
【００２９】
条件入力部１３は、管状にプレス成形加工する鋼板１００に関する各種条件を入力するものである。具体的には、条件入力部１３は、プロセスコンピュータ等の鋼管製造装置１０（図１参照）の操業条件を管理する装置を用いて実現される。条件入力部１３は、鋼管製造装置１０のベンディングプレス装置３によってオープン管１１０にプレス成形加工される鋼板１００に関する操業条件、すなわち、鋼材条件およびプレス条件を制御部１５に入力する。鋼材条件は、鋼管素材である鋼板１００の強度（規格）、鋼種、板幅および板厚等の性状を示すものである。プレス条件は、鋼板１００のプレス成形加工の条件を示すものである。特に、本実施の形態において、プレス条件は、ベンディングプレス装置３によって鋼板１００をオープン管１１０にプレス成形加工する際のプレス線圧およびプレスピッチ等の条件を示す。なお、条件入力部１３は、入力キーおよびマウス等の入力デバイスを用いて実現され、作業者による入力操作によって、鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件を制御部１５に入力してもよい。あるいは、条件入力部１３は、プロセスコンピュータおよび入力デバイス等を適宜組み合わせたものでもよい。
【００３０】
記憶部１４は、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の開先加工の制御に必要な各種情報を記憶する。具体的には、図３に示すように、記憶部１４は、鋼板１００からなるオープン管１１０のピーキング量に関するピーキング量情報１４ａと、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス角度θａ，θｂに関するルートフェイス角度情報１４ｂとを記憶する。図５は、本実施の形態におけるオープン管のピーキング量および開先部のギャップ量を示す図である。本実施の形態において、ピーキング量ｈは、図５に示すように、オープン管１１０の開先部１１０ａをなす鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２がオープン管１１０の真円形状の外周面（図５の二点鎖線部分参照）から突き出る量である。ピーキング量情報１４ａは、過去にベンディングプレス装置３がプレス成形加工によって成形した複数のオープン管１１０を用いて取得し蓄積したピーキング量ｈの過去実績データと、複数種類の鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件との相関を示す情報である。このピーキング量情報１４ａにおいては、オープン管１１０の開先部１１０ａにおけるピーキング量ｈと、このピーキング量ｈをなす鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件とが対応付けられる。一方、ルートフェイス角度情報１４ｂは、オープン管１１０の開先部１１０ａをなすエッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士が正対して突き合わさる場合のルートフェイス角度θａ，θｂをピーキング量ｈ別に示す情報である。このルートフェイス角度情報１４ｂにおいては、オープン管１１０の開先部１１０ａにおけるピーキング量ｈと、このピーキング量ｈをなす開先部１１０ａの両側エッジ部１０１，１０２間のギャップ量ｄを零とするために必要なルートフェイス角度θａ，θｂとが対応付けられる。また、上記のギャップ量ｄは、図５に示すように、開先部１１０ａにおいて突き合わせるべき両側エッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間に生じるギャップの最大距離である。
【００３１】
制御部１５は、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の開先加工を制御するものであり、これら両側エッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス角度θａ，θｂを設定する角度設定部としての機能を有する。具体的には、制御部１５は、条件入力部１３によって入力された鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件をもとに、この鋼板１００をプレス成形加工してなるオープン管１１０の開先部１１０ａをなす両側エッジ部１０１，１０２のピーキング量ｈを予測する。この際、制御部１５は、記憶部１４からピーキング量情報１４ａを読み出し、読み出したピーキング量情報１４ａに基づき、条件入力部１３からの入力情報すなわち鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件に応じたピーキング量ｈを予測する。ついで、制御部１５は、上記のように予測したピーキング量ｈをなす鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士がオープン管１１０の成形時に正対して突き合わさるように、各ルートフェイス角度θａ，θｂを設定する。ここで、ルートフェイス角度θａ，θｂは、オープン管１１０の成形時に互いに突き合わせる両側エッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａと開先加工前の両側エッジ部１０１，１０２の各端面とが各々なす角度である。制御部１５は、記憶部１４からルートフェイス角度情報１４ｂを読み出し、上記のように予測したピーキング量ｈと読み出したルートフェイス角度情報１４ｂとに基づき、各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士が正対して突き合わさるような各ルートフェイス角度θａ，θｂを導出する。制御部１５は、このように導出した各ルートフェイス角度θａ，θｂを、両側エッジ部１０１，１０２の各開先形状のルートフェイス角度として各々設定する。
【００３２】
また、制御部１５は、上述したように設定した各ルートフェイス角度θａ，θｂに対応して、エッジ加工部１１のミーリングカッター１１ａ，１１ｂを、加工すべき鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の各開先形状に合った刃先のミーリングカッターに交換するように刃物交換部１２を制御する。制御部１５は、この刃物交換部１２の制御を通して、上述したように設定した各ルートフェイス角度θａ，θｂに合う刃先のミーリングカッター１１ａ，１１ｂを用いた両側エッジ部１０１，１０２の切削加工をエッジ加工部１１に行わせる。これにより、制御部１５は、オープン管１１０の開先部１１０ａにおけるギャップ量ｄ（図５参照）が零となるルートフェイス角度θａ，θｂのルートフェイス部１０１ａ，１０２ａを形成するように、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の開先加工を制御する。
【００３３】
（開先加工方法）
つぎに、本発明の実施の形態にかかる開先加工方法について説明する。図６は、本発明の実施の形態にかかる開先加工方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態にかかる開先加工装置１（図３参照）は、図６に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４の各処理を順次行うことにより、プレス成形加工によってオープン管１１０（図２参照）に成形される鋼板１００の板幅方向の両側エッジ部１０１，１０２を開先加工する。
【００３４】
すなわち、本実施の形態にかかる開先加工方法において、開先加工装置１は、図６に示すように、まず、鋼管素材である鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件を取得する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、開先加工装置１の制御部１５には、条件入力部１３によって鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件が入力される。制御部１５は、条件入力部１３からの鋼材条件に基づく鋼板１００の強度、鋼種、板幅および板厚等の性状を認識する。また、制御部１５は、条件入力部１３からのプレス条件に基づく鋼板１００のプレス成形加工の条件、具体的には、ベンディングプレス装置３によって鋼板１００をオープン管１１０にプレス成形加工する際のプレス線圧およびプレスピッチ等の条件を認識する。
【００３５】
続いて、開先加工装置１は、ステップＳ１０１において取得した鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件をもとに、この鋼板１００プレス成形加工してなるオープン管１１０のピーキング量ｈを予測する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、制御部１５は、条件入力部１３によって入力された鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件をもとに、この鋼板１００に応じたピーキング量ｈを予測する。ここで、ピーキング量ｈは、図５に示したように、オープン管１１０の開先部１１０ａをなす鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２がオープン管１１０の真円形状をなす際の外周面から突き出る量である。制御部１５は、記憶部１４からピーキング量情報１４ａを読み出し、読み出したピーキング量情報１４ａと鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件とを参照する。これにより、制御部１５は、ピーキング量情報１４ａの中から、これらの鋼材条件およびプレス条件と対応付けられたピーキング量を導出する。制御部１５は、このようにピーキング量情報１４ａに基づいて導出したピーキング量を、鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件に応じたピーキング量ｈとして予測する。
【００３６】
つぎに、開先加工装置１は、ステップＳ１０２において予測したピーキング量ｈをなす鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士が正対して突き合わさるように、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａの各ルートフェイス角度θａ，θｂを設定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、制御部１５は、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２が予測のピーキング量ｈをなして各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士を突き合わせた際に各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄ（図５参照）が零となるように、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａの各ルートフェイス角度θａ，θｂを設定する。ここで、ギャップ量ｄは、図５に示したように、鋼板１００からなるオープン管１１０の開先部１１０ａにおいて突き合わせるべき両側エッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間に生じるギャップの最大距離である。制御部１５は、上記のギャップ量ｄが零となる場合すなわち各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士が正対して突き合わさる場合のルートフェイス角度をピーキング量別に示すルートフェイス角度情報１４ｂを、記憶部１４から読み出す。ついで、制御部１５は、読み出したルートフェイス角度情報１４ｂと、ステップＳ１０２による予測のピーキング量ｈとを参照して、ルートフェイス角度情報１４ｂの中から、予測のピーキング量ｈと対応付けられたルートフェイス角度を導出する。制御部１５は、このようにルートフェイス角度情報１４ｂと予測のピーキング量ｈとに基づいて導出したルートフェイス角度を、予測のピーキング量ｈをなす両側エッジ部１０１，１０２の各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士が正対して突き合わさり得るルートフェイス角度θａ，θｂとして設定する。
【００３７】
その後、開先加工装置１は、ステップＳ１０３において設定したルートフェイス角度θａ，θｂをなす各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａを有する各開先形状に鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２を各々加工する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、制御部１５は、ステップＳ１０３によって設定した各ルートフェイス角度θａ，θｂに対応して、刃物交換部１２によるエッジ加工部１１のミーリングカッター交換動作を制御する。刃物交換部１２は、制御部１５の制御に基づき、エッジ加工部１１が鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の加工に用いるミーリングカッターセットを、加工すべき両側エッジ部１０１，１０２の各開先形状に合った刃先を有する一式のミーリングカッター１１ａ，１１ｂに交換する。この刃物交換部１２の作用により、エッジ加工部１１は、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２を切削加工する際、ステップＳ１０３において制御部１５が設定したルートフェイス角度θａ，θｂに合う刃先のミーリングカッター１１ａ，１１ｂを常に用いることができる。エッジ加工部１１は、刃物交換部１２によって選択的に取り付けられたミーリングカッター１１ａ，１１ｂを回転させながら、これらのミーリングカッター１１ａ，１１ｂの各刃先を、搬送中の鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２に各々押し付ける。これにより、エッジ加工部１１は、鋼板１００の長手方向の全域に亘って、上述した設定のルートフェイス角度θａ，θｂに対応した各開先形状に、これらの両側エッジ部１０１，１０２を各々切削加工（開先加工）する。すなわち、エッジ加工部１１は、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２の各全域に、上述したギャップ量ｄ（図５参照）を零とし得るルートフェイス角度θａ，θｂをもつルートフェイス部１０１ａ，１０２ａを各々形成する。
【００３８】
なお、開先加工装置１は、開先加工対象の鋼板１００が搬送される都度、この鋼板１００に対して、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０４の各処理を順次行う。これにより、開先加工装置１は、順次搬送される鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２を、上述したルートフェイス角度θａ，θｂの各ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａをなす各開先形状に各々加工する。
【００３９】
本実施の形態において、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０４による開先加工後の鋼板１００は、図１に示したベンディングプレス装置３により、オープン管１１０にプレス加工成形される。図７は、本発明による開先加工後の鋼板をプレス成形加工してなるオープン管の開先部の状態を示す図である。上述した開先加工装置１によって開先加工された鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２は、この鋼板１００がオープン管１１０にプレス成形加工された際、図２に示したように、互いに突き合わさってオープン管１１０の開先部１１０ａを構成する。この開先部１１０ａにおいて、両側エッジ部１０１，１０２は、図７に示すように、オープン管１１０が真円形状をなす場合のオープン管外周面（図７の二点鎖線部分参照）から外側に突き出る現象（以下、ピーキングという）を発生させる。このピーキングの突出量は、例えばミリオーダーの量であり、上述したステップＳ１０３において予測されたピーキング量ｈと同程度になる。ここで、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２は、開先加工装置１により、ピーキング量ｈに応じて最適化されたルートフェイス角度θａ，θｂのルートフェイス部１０１ａ，１０２ｂを各々有する開先形状に形成されている。このような開先形状の両側エッジ部１０１，１０２同士を突き合せてなる開先部１１０ａにおいて、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａは、たとえピーキング量ｈのピーキングが発生する場合であっても、図７に示すように、互いに正対して突き合わさる。この結果、鋼板１００をプレス加工成形してなるオープン管１１０の開先部１１０ａにおいて、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄ（図５参照）は、開先部１１０ａに許容される基準ギャップ量（例えば０．１ミリオーダーのギャップ量）に、望ましくは零に低減した。
【００４０】
一方、図１に示した仮付け溶接装置４は、オープン管１１０の外周面をケージロールによって拘束することにより、上述したようにルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄを低減した状態を維持しながら、このオープン管１１０の開先部１１０ａを仮付け溶接する。図８は、本発明による開先加工後の鋼板をプレス成形加工してなるオープン管の開先部を仮付け溶接した状態を示す図である。本実施の形態において、オープン管１１０の開先部１１０ａは、図８に示すように、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士を正対して突き合わせた状態（ギャップ量ｄを低減した状態）を維持しながら、仮付け溶接装置４によって仮付け溶接される。この際、仮付け溶接装置４は、オープン管１１０の長手方向に沿って溶接トーチ４ａを移動させつつ、開先部１１０ａの全域に溶接ビード４ｂを形成する。このように形成した溶接ビード４ｂは、開先部１１０ａの全域に亘って、両側エッジ部１０１，１０２のルートフェイス部１０１ａ，１０２ａおよび外面部１０１ｃ，１０２ｃと隙間なく密着した安定状態となる。この結果、オープン管１１０の開先部１１０ａの高品質な仮付け溶接を実現することができる。このような仮付け溶接の高品質化は、図１に示した内面溶接装置５による開先部１１０ａの内面溶接と外面溶接装置６による開先部１１０ａの外面溶接との高品質化、すなわち、オープン管１１０の開先部１１０ａに対する本溶接の高品質化に繋がる。
【００４１】
（実施例および比較例）
つぎに、本発明の作用効果を具体的に説明するための実施例および比較例について説明する。本実施例では、図１，３等に示した開先加工装置１を用い、図６に示した開先加工方法（ステップＳ１０１〜Ｓ１０４）に沿って、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２を開先加工した。この際、鋼材条件およびプレス条件を適宜変更した複数の鋼板サンプルを鋼板１００として用い、鋼材条件およびプレス条件等をもとに予測したピーキング量ｈに応じて、ルートフェイス角度θａ，θｂを設定し、設定したルートフェイス角度θａ，θｂのルートフェイス部１０１ａ，１０２ａを有する開先形状に両側エッジ部１０１，１０２を加工した。本実施例における開先加工後の鋼板１００は、ベンディングプレス装置３等を用いてオープン管１１０にプレス加工成形し、製造したオープン管１１０の開先部１１０ａを仮付け溶接装置４（図１参照）によって仮付け溶接した。
【００４２】
また、本実施例では、仮付け溶接装置４によってオープン管１１０の開先部１１０ａを仮付け溶接する際、開先部１１０ａにおけるピーキング量ｈとルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄとを測定し、ピーキング量ｈおよびギャップ量ｄの測定結果毎に、開先部１１０ａに対する仮付け溶接の溶接ビード状態を評価した。
【００４３】
一方、本実施例に対する比較例では、鋼板１００の両側エッジ部１０１，１０２を開先加工する際にルートフェイス角度θａ，θｂを４［°］に固定し、一定のルートフェイス角度θａ，θｂ＝４［°］のルートフェイス部１０１ａ，１０２ａを有する開先形状の両側エッジ部１０１，１０２を形成した。このルートフェイス角度条件以外、比較例の条件は、上述した実施例と同じにした。なお、上記４［°］というルートフェイス角度θａ，θｂは、オープン管１１０が真円形状をなす場合に開先部１１０ａにおいてルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士が正対して突き合わさる角度である。
【００４４】
また、この比較例についても、上述した実施例と同様に、オープン管１１０の開先部１１０ａにおけるピーキング量ｈとルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄとを測定し、ピーキング量ｈおよびギャップ量ｄの測定結果毎に、開先部１１０ａに対する仮付け溶接の溶接ビード状態を評価した。
【００４５】
図９は、本実施例に対する比較例において仮付け溶接したオープン管開先部の溶接ビード状態の評価結果を示す図である。図１０は、本実施例において仮付け溶接したオープン管開先部の溶接ビード状態の評価結果を示す図である。図９，１０において、「●」印は、オープン管１１０の開先部１１０ａを仮付け溶接した際の溶接ビードが安定状態であることを示す。この安定状態とは、例えば図８に示したように、仮付け溶接による溶接ビード４ｂがオープン管１１０の開先部１１０ａにおけるルートフェイス部１０１ａ，１０２ａおよび外面部１０１ｃ、１０２ｃと隙間なく密着した状態を意味する。一方、「△」印は、オープン管１１０の開先部１１０ａを仮付け溶接した際の溶接ビードが不安定状態であることを示す。この不安定状態とは、例えば図１１に示したように、仮付け溶接による溶接ビード１１６がオープン管の開先部１１１におけるルートフェイス部および外面部との間に隙間をあけてルートフェイス部および外面部と密着していない状態を意味する。
【００４６】
図９に示すように、ルートフェイス角度θａ，θｂを４［°］に固定した比較例では、ピーキング量ｈが３［ｍｍ］以上である場合に、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄが０．５［ｍｍ］を超過した。これは、ピーキング量ｈの変化によらずルートフェイス角度θａ，θｂを一定にしたので、鋼板１００（特に高強度鋼板）をオープン管１１０にプレス成型加工した際に、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士の正対すべき突き合わせが過大なピーキング量ｈに対応しきれなくなったためと考えられる。このようにピーキング量ｈおよびギャップ量ｄがともに過大化した結果、図９に示すように、オープン管１１０の開先部１１０ａを仮付け溶接した際の溶接ビードは、不安定状態となった。
【００４７】
これに対し、本実施例では、鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件をもとに予測したピーキング量ｈに応じて、ルートフェイス角度θａ，θｂを、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士の正対した突き合わせに好適な最適角度に設定した。例えば、上述した比較例において固定していたルートフェイス角度θａ，θｂ＝４［°］を、本実施例では８［°］に最適化した。これにより、本実施例では、図１０に示すように、ピーキング量ｈの増減変化によらず、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄが０．５［ｍｍ］以下に安定した。すなわち、ピーキング量ｈが、比較例において溶接ビードを安定状態にし得るピーキング量範囲内（０≦ｈ＜３）である場合は勿論、比較例において過大と判断されたピーキング量範囲（ｈ≧３）の値であっても、ギャップ量ｄは０．５［ｍｍ］以下であった。これは、鋼板１００の鋼材条件およびプレス条件に応じて予測したピーキング量ｈに応じてルートフェイス角度θａ，θｂを最適角度に設定したので、各種条件の鋼板１００をオープン管１１０にプレス成型加工しても、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ同士が正対して突き合わさり易くなったためと考えられる。このような本実施例では、ピーキング量ｈが従来過大と判断される量であっても、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄを、溶接対象の開先部１１０ａに許容される基準ギャップ量以下（望ましくは零）に低減できる。この結果、本実施例においてオープン管１１０の開先部１１０ａを仮付け溶接した際の溶接ビードは、図１０に示すように、ピーキング量ｈによらず安定状態となった。また、図９，１０を参照して分かるように、本実施例では、０．５［ｍｍ］という基準ギャップ量を設定し、ルートフェイス部１０１ａ，１０２ａ間のギャップ量ｄを、この基準ギャップ量以下に管理することにより、溶接ビードの安定状態を確保できる。
【００４８】
以上、説明したように、本発明の実施の形態では、鋼管素材である鋼板の鋼材条件とプレス条件とをもとに、この鋼板をプレス成形加工してなるオープン管の開先部におけるピーキング量を予測し、予測したピーキング量をなす鋼板の両側エッジ部の各ルートフェイス部同士が正対して突き合わさるようにルートフェイス角度を設定し、設定したルートフェイス角度をなすルートフェイス部を有する開先形状に鋼板の両側エッジ部を各々加工している。
【００４９】
このため、鋼板の両側エッジ部に形成する開先形状のルートフェイス角度を、予測のピーキング量に応じて常に、ルートフェイス部同士の正対する突き合わさりに最適な角度にすることができる。この結果、鋼板をプレス成形加工してなるオープン管の開先部に従来過大とされるピーキングが発生した場合であっても、この開先部において互いに突き合わせる各ルートフェイス部の間のギャップ量を、この開先部に許容される基準ギャップ量以下（望ましくは零）に低減することができる。すなわち、鋼管素材である多種多様な鋼板（特に高強度鋼板）の両側エッジ部を、オープン管の開先部のギャップを可能な限り軽減し得る開先形状に加工することができる。
【００５０】
本発明にかかる開先加工装置および開先加工方法を鋼管製造に適用することにより、ベンディングプレス法等の鋼板のプレス成形加工によって製造したオープン管の開先部を仮付け溶接した際、この開先部全域に安定状態の溶接ビードを形成することができる。この結果、オープン管の開先部の仮付け溶接の品質が飛躍的に向上することから、この開先部に対する本溶接（内面溶接および外面溶接）の溶接品質の向上を促進することができ、延いては、鋼管の品質および製造歩留まりを向上することができる。また、仮付け溶接後のオープン管に対して溶接補修作業を行う必要が減るため、溶接補修作業に費やす労力および時間を可能な限り省くことができる。これにより、鋼管製造装置においてオープン管等の鋼管素材の流れが停滞する事態を可能な限り回避でき、この結果、鋼管の生産効率を向上することができる。
【００５１】
また、本発明の実施の形態では、鋼板の両側エッジ部の開先加工に用いるエッジ加工部のミーリングカッターを交換する刃物交換部を設け、各ルートフェイス角度の設定値に対応して、この刃物交換部によるミーリングカッターの交換動作を制御している。これにより、鋼板の両側エッジ部の加工に用いるミーリングカッターを、加工すべき両側エッジ部の各開先形状に合った刃先を有するミーリングカッターに自動交換することができる。この結果、ルートフェイス角度の設定変更に対応してエッジ加工部のミーリングカッターを円滑且つ容易に最適なミーリングカッターに交換できるとともに、ミーリングカッターの交換に擁する作業者の手間を可能な限り軽減することができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態では、刃物交換部１２により、エッジ加工部１１のミーリングカッター１１ａ，１１ｂをルートフェイス角度θａ，θｂの設定値に対応して自動交換していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、エッジ加工部１１のミーリングカッター１１ａ，１１ｂは、作業者がルートフェイス角度θａ，θｂの設定値に対応してミーリングカッターの交換作業を行うことにより、手動交換されてもよい。この場合、開先加工装置１は、刃物交換部１２の代わりに、制御部１５によって設定されたミーリングカッターの情報を表示する表示部を備えてもよく、作業者は、この表示部の表示内容を確認してミーリングカッターの交換作業を行ってもよい。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、ピーキング量ｄを予測する際に用いるピーキング量情報１４ａを、過去の鋼管製造の操業実績に基づいて蓄積したピーキング量の過去実績データと鋼板の鋼材条件およびプレス条件との相関を示す情報としていたが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明において、ピーキング量情報１４ａは、鋼板の開先加工に関する実験またはシミュレーションの結果に基づいて蓄積したピーキング量のデータと鋼板の鋼材条件およびプレス条件との相関を示す情報であってもよい。一方、ルートフェイス角度情報１４ｂによって示されるピーキング量別のルートフェイス角度は、過去の鋼管製造の操業実績に基づいて蓄積した過去実績データであってもよいし、実験またはシミュレーションに基づいて蓄積したデータであってもよい。
【００５４】
さらに、上述した実施の形態では、開先加工装置１による開先加工後の鋼板１００をベンディングプレス法によってオープン管１１０にプレス成形加工していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明にかかる開先加工装置１および開先加工方法によって開先加工された後の鋼板１００は、Ｕ型プレス成形およびＯ型プレス成形をこの順に行うことにより、オープン管１１０にプレス成形加工されてもよい。すなわち、本発明において、鋼管製造装置１０は、ベンディングプレス装置３の代わりに、鋼板１００のＵ型プレス成形を行うＵプレス装置と、このＵプレス装置によるＵ型プレス成形後の鋼板１００に対してＯ型プレス成形を行うＯプレス装置とを備えてもよい。
【００５５】
また、上述した実施の形態または実施例により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１  開先加工装置
２  クリンピングプレス装置
３  ベンディングプレス装置
４  仮付け溶接装置
４ａ  溶接トーチ
４ｂ，１１６  溶接ビード
５  内面溶接装置
６  外面溶接装置
７  メカニカル拡管装置
１０  鋼管製造装置
１１  エッジ加工部
１１ａ，１１ｂ  ミーリングカッター
１２  刃物交換部
１３  条件入力部
１４  記憶部
１４ａ  ピーキング量情報
１４ｂ  ルートフェイス角度情報
１５  制御部
１００  鋼板
１０１，１０２  エッジ部
１０１ａ，１０２ａ  ルートフェイス部
１０１ｂ，１０２ｂ  内面部
１０１ｃ，１０２ｃ  外面部
１１０  オープン管
１１０ａ，１１１  開先部
１１２  ギャップ
１１３，１１４，１１５  隙間
１２０  鋼管
【図１】
0005954299.tif 000002
【図２】
0005954299.tif 000003
【図３】
0005954299.tif 000004
【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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