(57)【要約】【課題】カッタの交換サイクルが短くなるという問題と、カッタの交換のためのライン停止によって、溶接作業が断続的になってパイプに溶接不良が発生するという問題を解決したパイプ切断方法を提供する。【解決手段】パイプを挿通する穴を中央部に有し、レール上をカッタが移動可能に設けられた回転体の回転角度と、カッタの位置とによる目標座標毎に切断軌道を求めて、回転体およびカッタを駆動制御して前記パイプを切断するパイプ切断する際に、カッタがパイプを切断するときのカッタの切断軌道を、切断毎に変化させて切断する。【選択図】図１
2007015031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプを挿通する穴を中央部に有し、レール上をカッタが移動可能に設けられた回転体の回転角度と、前記カッタの位置とによる目標座標毎に切断軌道を求めて、前記回転体および前記カッタを駆動制御して前記パイプを切断するパイプ切断方法であって、
前記カッタが、前記パイプを切断するときの前記カッタの切断軌道を、切断毎に変化させて切断することを特徴とするパイプ切断方法。
【請求項２】
前記カッタが、
第１の回転刃と、
第１の回転刃と１８０度に対向する第２の回転刃と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のパイプ切断方法。
【請求項３】
前記パイプが、角形パイプまたは丸形パイプであることを特徴とする請求項１または２に記載のパイプ切断方法。
【請求項４】
前記パイプが角パイプである場合、前記切断軌道は、
前記第１の回転刃が、前記角パイプの直交する隣同士の第１の切断辺と、第２の切断辺との間の第１のコーナーから所定距離だけ離隔する第１の待機位置から前記角パイプの前記第１のコーナーに切込んだ後、前記第２の切断辺、前記第２の切断辺と前記第２の切断辺と直交する第３の切断辺との間の第２のコーナーおよび前記第３の切断辺の夫々の外形形状に沿って順に切り進んで、前記第２の回転刃が前記第３の切断辺に切り残した肉厚部を切断できる位置とする第１の境界部まで前記角パイプを切断し、その後、前記第３の切断辺から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第２の境界部で逆方向に転じ、その後、前記第３の切断辺に接触しないように旋回して、前記第１の待機位置と前記第１のコーナーとの相対的位置と同一の関係とするように、前記第２のコーナーから離隔する第２の待機位置で待機する第１のステップと、
前記第１の回転刃が、前記第２の待機位置から前記第２のコーナーに切込んだ後、前記第３の切断辺、前記第３の切断辺と前記第３の切断辺と直交する第４の切断辺との間の第３のコーナー、および前記第４の切断辺の夫々の外形形状に沿って順に切り進んで、前記第２の回転刃が前記第４の切断辺に切り残した肉厚部を切断できる位置とする第３の境界部まで前記角パイプを切断し、その後、前記第４の切断辺から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第４の境界部で逆方向に転じ、それから前記第４の切断辺、前記第３の切断辺および前記第２の切断辺に接触しないように旋回して、前記第１の待機位置で待機する第２のステップと、
前記第１のステップと前記第２のステップとを、角パイプの切断毎に切り換えて前記角パイプを切断する第３のステップと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のパイプ切断方法。
【請求項５】
前記パイプが丸パイプである場合、前記切断軌道は、
前記第１の回転刃が、前記丸パイプの外形部から所定距離だけ離隔する第１の待機位置から前記丸パイプに切込んで前記丸パイプの一部を切断した後、前記丸パイプの外形形状に沿って切り進んで、前記第２の回転刃が切り残した肉厚部を切断できる位置とする第１の境界部まで前記丸パイプを切断し、その後、前記丸パイプの外形部から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第２の境界部で逆方向に転じ、その後、前記丸パイプの外形部に接触しないように旋回して、前記第１の境界部から略９０度、かつ前記第１の待機位置と前記丸パイプとの相対的位置と同一の関係とする第２の待機位置で待機する第１のステップと、
前記第１の回転刃が、前記第２の待機位置から前記丸パイプに切込んで前記丸パイプの一部を切断した後、前記丸パイプの外形形状に沿って切り進んで、前記第２の回転刃が切断し残した肉厚部を切断できる位置とする第３の境界部まで前記丸パイプを切断し、その後、前記丸パイプの外形部から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第４の境界部で逆方向に転じ、その後、前記丸パイプの外形部に接触しないように旋回して、前記第１の待機位置で待機する第２のステップと、
前記第１のステップと前記第２のステップとを、前記丸パイプの切断毎に切り換えて前記丸パイプを切断する第３のステップと、
とを含むことを特徴とする請求項３に記載のパイプ切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプを複数のカッタにより切断するパイプ切断方法に関し、特に対向する２枚の回転刃物により、角パイプまたは丸パイプを切断するパイプ切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプを複数のカッタにより切断する切断方法として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に示すように、各カッタが移動して切断するときのカッタの切断軌道が、同じところを繰り返す。例えば、上下２枚のカッタでパイプを切断する場合、上刃はパイプ上部を、下刃はパイプ下部を切り続ける。
【０００３】
図７は、従来技術に係るミーリングカッタの回転体機構の概略図である。
【０００４】
図７に示すように、ミーリングカッタの回転体１の機構（制御に関連する部分を示す）は、回転体（円板）１、（丸パイプまたは角パイプ）の挿通穴２、カッタ３Ａ，３Ｂ、レール４Ａ，４Ｂ、回転体駆動用電動機１８、パルスジェネレータ１９、カッタ３Ａ駆動用電動機２８、パルスジェネレータ２９、カッタ３Ｂ駆動用電動機３８、パルスジェネレータ３９を備える。
【０００５】
このミーリングカッタの回転体１は、パイプの異なる形状、例えば、角パイプまたは丸パイプを同一機械で切断可能にしたもので、パイプを保持できるように、円板の中心部には丸パイプまたは角パイプが挿通できる挿通口２が設けられている。
【０００６】
また、回転体１の表面には、レール４Ａおよびレール４Ｂが各々固定され、固定されたレール４Ａおよびレール４Ｂ上に、カッタ３Ａおよびカッタ３Ｂが回転体１の中心から各々等距離に設けられ、各々回転可能に配置して、レール４Ａおよびレール４Ｂ上を移動できる構造となっている。
【０００７】
なお以下の説明において、レール４Ａ，４Ｂを区別する必要のない場合には、単にレール４と表記するものとする。
【０００８】
回転体１の挿通口２にパイプを挿通し、回転体１をマスターにして回転させ制御することにより、回転体１の表面に固定されたレール４Ａおよびレール４Ｂ上に設けられた２枚のカッタ３Ａおよびカッタ３Ｂが、回転体１の回転に追従しながら、回転体１の内側に各々移動を開始することによって、回転体１の同一面内でパイプの肉厚部分のみを切断することができるため、パイプの切断面のバリが僅少で、切断面がきれいに仕上がり、ミーリングカッタの切断ストロークを短くすることができる。
【０００９】
図８は、従来技術の角パイプにおけるカッタの切断軌道図である。角パイプを切断するカッタ３Ａの切断軌道は、図８に示すように、逐次計算した目標座標、即ち、角パイプの待機位置（原点）Ｐｓｗ（Ｘｗ，Ｙｗ）、切断辺の切断完了位置点Ｐｓ１（Ｘ１，Ｙ１）、コーナー開始点Ｐｓｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）、コーナー原点、コーナー終了点Ｐｓｃθ（Ｘｃθ，Ｙｃθ）、切断完了点Ｐｓ２（Ｘ２，Ｙ２）、刃抜き完了点Ｐｓ３’（Ｘ３’，Ｙ３’）、戻り基準点Ｐｓ３（Ｘ３，Ｙ３）の各々の目標座標を算出して、直交座標（Ｘ，Ｙ）で出力し、回路上で極座標（ｒ，θ）に変換して制御に用いる。
【００１０】
図９は、従来技術の丸パイプにおけるカッタの切断軌道図である。丸パイプを切断するカッタ３Ａの切断軌道は、図９に示すように、丸パイプの待機位置Ｐｒｗ（Ｘｗ，Ｙｗ）、切り込み目標点Ｐｒ１（Ｘ１，Ｙ１）、切断刃貫通点Ｐｒ１’（Ｘ１’，Ｙ１’）、基準切断完了点Ｐｒ２（Ｘ２，Ｙ２），実切断完了点Ｐｒ２’（Ｘ２’，Ｙ２’）、刃抜き完了点Ｐｒ３’（Ｘ３’，Ｙ３’）、戻り基準点Ｐｒ３（Ｘ３，Ｙ３）の各々の目標座標を算出して、直交座標（Ｘ，Ｙ）で出力し、回路上で極座標（ｒ，θ）に変換して制御に用いる。
【００１１】
以上の説明では、角パイプおよび丸パイプの切断方法において、カッタ３Ａが角パイプおよび丸パイプを切断した後の待機位置は、いずれも最初の待機位置（原点）に戻る。カッタ３Ｂについても、カッタ３Ａと同様に、いずれも最初の待機位置に（原点）に戻る。
【００１２】
図１０は、ミーリングカッタ制御回路のブロック図である。図１０に示すように、このミーリングカッタの制御装置は、偏差速度制御方式に基づくものであり、設定器６と、デジタル分散型制御装置７に含まれる演算部（ＣＰＵ）１００と、回転体１の制御ブロックと、カッタ３Ａおよびカッタ３Ｂの各制御ブロックと、コーナー制御回路１０１とにより構成されている。
【００１３】
演算部（ＣＰＵ）１００に、パイプのパラメータである角パイプの幅，高さ、コーナー回転設定あるいは丸パイプの径、角パイプおよび丸パイプの共通パラメータとして、板厚、切込み深さ、待機量、送り速度、切断刃径等を設定することによって、角パイプおよび丸パイプの目標座標を逐次計算する。
【００１４】
この各々の目標座標は、直交座標（Ｘ，Ｙ）で出力し、回路上で極座標（ｒ，θ）に変換して制御に用いている。この極座標で制御するのは、直交座標で制御するよりも演算処理が速く経済的であることによる。この直交座標（Ｘ，Ｙ）の極座標（ｒ，θ）は、基本式として、次式により求めることができる。
r＝√（Ｘ2＋Ｙ2）
θ＝arctan（Ｙ／Ｘ）                        （１）
【００１５】
次に、鋼管材を切断するミーリングカッタの制御方法について概略説明する。切断する鋼管材の形状のパラメータ（角パイプの場合、角パイプの幅（Ｗ），高さ（ｈ）、コーナー回転設定（Ｃｔ）あるいは丸パイプの径（Φｐ）、角パイプおよび丸パイプの共通パラメータとして、板厚（ｔ）、切込み深さ（ｄ）、待機量（ｐ）、送り速度（ｃｖ）、切断刃径（Φｓ）等）および鋼管材の切断する諸工程のパラメータを、演算部１００に設定し計算することによって、切断する鋼管材の形状を自動的に選択し、目標座標を直交座標にて出力し、目標座標である直交座標を極座標に置き換えて制御し、回転体１の回転角度とカッタ３Ａ，３Ｂの位置の目標座標毎に逐次計算しながら切断軌道を求めて、回転体１およびカッタ３Ａ,３Ｂの駆動を制御する。
【００１６】
演算部（ＣＰＵ）１００に、角パイプのデータを設定器６で設定する。そして、設定されたデータは、演算部１００によって計算される。そして、リセットすると、回転体１およびカッタ３Ａは、待機位置（原点）Ｐｓｗの（Ｘｗ，Ｙｗ）まで移動し待機する。目標座標である直交座標（Ｘｔ，Ｙｔ）は、回路上の直／極変換器１１，２１より極座標（ｒｔ，θｔ）に変換され、制御信号に置き換えられて、回転体１およびカッタ３Ａを制御する。
【特許文献１】特開２００３−１９１１２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の方法では、パイプを切断する場合、パイプ下部に加工液が流れ、切屑が下部に溜まるため、パイプ下部を切断するカッタの寿命は、上部を切断するカッタに比べて短くなる。このため、カッタの交換サイクルは、下部を切断するカッタの寿命により決まるという問題が生じる虞がある。また、パイプ造管設備における連続切断装置の場合、カッタの交換のためのライン停止によって、溶接作業が断続的になってパイプに溶接不良が発生するという問題が生じる虞がある。
【００１８】
本発明の目的は、以上のような問題を解決したパイプ切断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、パイプを挿通する穴を中央部に有し、レール上をカッタが移動可能に設けられた回転体の回転角度と、カッタの位置とによる目標座標毎に切断軌道を求めて、回転体およびカッタを駆動制御して前記パイプを切断するパイプ切断方法であって、カッタが、パイプを切断するときのカッタの切断軌道を、切断毎に変化させて切断することを特徴とする。
【００２０】
さらに、好適には、カッタが、第１の回転刃と、第１の回転刃と１８０度に対向する第２の回転刃とを有することを特徴とする。
【００２１】
さらに、好適には、パイプが、角形パイプまたは丸形パイプであることを特徴とする。
【００２２】
さらに、好適には、パイプが角パイプである場合、切断軌道は、第１の回転刃が、角パイプの直交する隣同士の第１の切断辺と、第２の切断辺との間の第１のコーナーから所定距離だけ離隔する第１の待機位置から角パイプの第１のコーナーに切込んだ後、第２の切断辺、第２の切断辺と第２の切断辺と直交する第３の切断辺との間の第２のコーナーおよび第３の切断辺の夫々の外形形状に沿って順に切り進んで、第２の回転刃が第３の切断辺に切り残した肉厚部を切断できる位置とする第１の境界部まで角パイプを切断し、その後、第３の切断辺から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第２の境界部で逆方向に転じ、その後、第３の切断辺に接触しないように旋回して、第１の待機位置と第１のコーナーとの相対的位置と同一の関係とするように、第２のコーナーから離隔する第２の待機位置で待機する第１のステップと、第１の回転刃が、第２の待機位置から第２のコーナーに切込んだ後、第３の切断辺、第３の切断辺と第３の切断辺と直交する第４の切断辺との間の第３のコーナー、および第４の切断辺の夫々の外形形状に沿って順に切り進んで、第２の回転刃が第４の切断辺に切り残した肉厚部を切断できる位置とする第３の境界部まで角パイプを切断し、その後、第４の切断辺から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第４の境界部で逆方向に転じ、それから第４の切断辺、第３の切断辺および第２の切断辺に接触しないように旋回して、第１の待機位置で待機する第２のステップと、第１のステップと、第２のステップとを、角パイプの切断毎に切り換えて角パイプを切断する第３のステップと、を含むことを特徴とする。
【００２３】
さらに、好適には、パイプが丸パイプである場合、切断軌道は、第１の回転刃が、丸パイプの外形部から所定距離だけ離隔する第１の待機位置から丸パイプに切込んで丸パイプの一部を切断した後、丸パイプの外形形状に沿って切り進んで、第２の回転刃が切り残した肉厚部を切断できる位置とする第１の境界部まで丸パイプを切断し、その後、丸パイプの外形部から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第２の境界部で逆方向に転じ、その後、丸パイプの外形部に接触しないように旋回して、第１の境界部から略９０度、かつ第１の待機位置と丸パイプとの相対的位置と同一の関係とする第２の待機位置で待機する第１のステップと、第１の回転刃が、第２の待機位置から丸パイプに切込んで丸パイプの一部を切断した後、丸パイプの外形形状に沿って切り進んで、第２の回転刃が切断し残した肉厚部を切断できる位置とする第３の境界部まで丸パイプを切断し、その後、丸パイプの外形部から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第４の境界部で逆方向に転じ、その後、丸パイプの外形部に接触しないように旋回して、第１の待機位置で待機する第２のステップと、第１のステップと第２のステップとを、丸パイプの切断毎に切り換えて丸パイプを切断する第３のステップと、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、カッタがパイプを切断するときに切断毎にカッタの切断軌道を変化させることにより、カッタの寿命を伸ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るパイプ切断方法の第１の実施形態のモードＡにおけるカッタの切断軌道を示す図である。図１は、パイプ切断方法を角パイプ５０に適用した場合のカッタ３Ａの切断軌道図である。角パイプ５０および丸パイプ５１を切断するカッタ３Ａおよび３Ｂを保持する回転体機構およびカッタ３Ａおよび３Ｂを制御する制御方法については、例えば、特許文献１の場合と同様とする。
【００２７】
また、角パイプ５０および丸パイプ５１の形状のパラメータは、特許文献１に記載される鋼管材の形状のパラメータ（角パイプの場合、角パイプの幅（Ｗ）（図１におけるＸ方向の寸法を示す）、高さ（ｈ）（図１におけるＹ方向の寸法を示す）、コーナー回転設定（Ｃｔ）あるいは丸パイプの径（Φｐ）、角パイプおよび丸パイプの共通パラメータとして、板厚（ｔ）、切込み深さ（ｄ）、待機量（ｐ）、送り速度（ｃｖ）、切断刃径（Φｓ）等）と同一とする。
【００２８】
角パイプ５０の各辺は、第１の切断辺、第２の切断辺、第３の切断辺および第４の切断辺を備える。第１の切断辺と隣り合う第２の切断辺との間のコーナーを第１コーナーとし、同様に、時計方向に各コーナーを第２コーナー、第３コーナーおよび第４コーナーとする。第１の回転刃３Ａと、第２の回転刃３Ｂとは、互いに１８０度に位置する。回転体１の回転方向すなわち、第１の回転刃および第２の回転刃の公転回りの回転方向は、時計方向の回転を順方向の回転とし、反時計方向の回転を逆方向の回転とする。
【００２９】
図１は、図８と同一の機能を示す点について、同一の符号を付して表す。
【００３０】
まず、図１に示すように、モードＡにおける角パイプ５０を切断するカッタ３Ａの切断軌道は、第１待機位置Ｐsw点からスタートし、Ｐsc点、Ｐscθ点、Ｐs2点、Ｐs3’点およびＰs3点を経由して、第２の待機位置Ｐsw2で停止する。
【００３１】
すなわち、切断軌道は、第１の回転刃３Ａが、第１コーナーから所定距離だけ離隔する第１の待機位置Ｐsw点から角パイプ５０の第１コーナーに切込んだ後、第２の切断辺、第２コーナーおよび第３の切断辺の夫々の外形形状に沿って順に切り進んで、第２の回転刃３Ｂが第３の切断辺に切り残した肉厚部を切断できる位置とする第１の境界部Ｐs2点まで角パイプ５０を切断し、その後、第３の切断辺から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第２の境界部Ｐs3’点で逆方向に転じ、それから第３の切断辺に接触しないように旋回して、第１の待機位置Ｐsw点と第１コーナーとの相対位置と同一の関係となるように、第２コーナーから離隔する第２の待機位置Ｐsw2点で停止し、待機する。
【００３２】
ここで、Ｐs2点は、第１の境界部とし、Ｐs3’点は、第２の境界部とする。第１待機位置Ｐswの直交座標（Ｘw,Ｙw）は、次式により求められる。
Ｘw＝−（（Ｗ／２）＋α）
Ｙw＝（h＋φs）／２−（t＋d）              （２）
ここで、αは、カッタ３Ａの大きさによる補正量である。
【００３３】
次に、角パイプ５０の平行面に沿って、切断するときは、切断辺の切断完了位置Ｐs1（Ｘ1,Ｙ1）を目標座標とする。
【００３４】
切断辺の切断完了位置Ｐs1（Ｘ1,Ｙ1）は、次式により求められる。
Ｘ1＝（Ｗ＋φs）／２−（t＋d）
Ｙ1＝Ｙw＝（h＋φs）／２−（t＋d）        （３）
【００３５】
次の目標座標であるコーナー開始点Ｐscの直交座標（Ｘc,Ｙc）は、次式により求められる。
Ｘc＝Ｗ／２−Ｃt×t
Ｙc＝Ｙw＝（h＋φs）／２−（t＋d）        （４）
【００３６】
さらに、コーナー終了点Ｐscθの直交座標（Ｘscθ,Ｙscθ）は、次式により求められる。
Ｘcθ＝Ｘ1＝（Ｗ＋φs）／２−（t＋d）
Ｙcθ＝Ｗ／２−Ｃt×t                      （５）
【００３７】
次に、目標座標である切断完了点Ｐs2の直交座標（Ｘ2,Ｙ2）は、カッタ３Ａが、円弧状コーナーを有する角パイプ５０を切断するとき、通常、Ｃt×t≦＝（t＋d）が成立すると考えられるので、次式により求められる。
Ｘ2＝Ｘ1＝（Ｗ＋φs）／２−（t＋d）
Ｙ2＝√（φs×d−d2）−h／２＋（t＋ｄ）    （６）
【００３８】
刃抜き完了点Ｐs3’は、回転体１が切断完了点Ｐs2に達すると同時に、カッタ３Ａが刃抜けを開始し、回転体１は減速を開始する。回転体１は、減速から連続的に運転を開始するが、回転体１が逆転を開始するよりも前に、カッタ３Ａが刃抜き完了点Ｐs3’に達する。
【００３９】
回転体１は、戻り基準点Ｐs3を経由して、第２の待機位置Ｐsw2に戻り、停止する。
【００４０】
戻り基準点Ｐs3の直交座標（Ｘ3,Ｙ3）は、次式により求められる。
Ｘ3＝r3×cosθ3
Ｙ3＝r3×sinθ3                            （７）
【００４１】
ここで、θ3は、第１の境界部Ｐs2（Ｘ2,Ｙ2）点における回転体１の回転角度とし、r3は、回転体１の回転角度がθ3のとき、カッタ３Ａが第４の切断辺から完全に離れている所定位置の極半径とする。
【００４２】
第２の待機位置Ｐsw2の直交座標（Ｘw2,Ｙw2）は、次式により求められる。例えば、第２の待機位置Ｐsw2（Ｘw2,Ｙw2）が、第１の待機位置Ｐsw（Ｘw,Ｙw）と角形パイプ５０の外形部との相対的位置と同一の関係とすれば、すなわち、
Ｘw2＝Ｙw＝（Ｗ＋φs）／２−（t＋d）
Ｙw2＝−Ｘw＝Ｗ／２＋α                    （８）
ここで、αは、刃の大きさによる補正量である。
【００４３】
図２は、本発明に係るパイプ切断方法の第１の実施形態のモードＢにおけるカッタの切断軌道を示す図である。図２は、図８と同一の機能を示す点について、同一の符号を付して表す。
【００４４】
図２に示すように、モードＢにおける角パイプ５０を切断するカッタ３Ａの切断軌道は、第２の待機位置Ｐsw2点からスタートし、Ｐsc2点、Ｐscθ2点、Ｐs22点、Ｐs32’点およびＰs32点を経由して、第３の待機位置Ｐsw3で停止する。第３の待機位置Ｐsw3点は、第１の待機位置Ｐsw点と一致するものとする。
【００４５】
すなわち、第１の回転刃３Ａが、第２の待機位置Ｐsw2点から第２コーナーに切込んだ後、第３の切断辺、第３コーナーおよび第４の切断辺の夫々の外形形状に沿って順に切り進んで、第２の回転刃３Ｂが第４の切断辺に切り残した肉厚部を切断できる位置とする第３の境界部Ｐs22点まで角パイプ５０を切断し、その後、第４の切断辺から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第４の境界部Ｐs32’点で逆方向に転じ、それから第４の切断辺、第３の切断辺および第２の切断辺に接触しないように旋回して、第１の待機位置Ｐswに停止し、待機する。
【００４６】
ここで、Ｐs22点は、第３の境界部とし、Ｐs32’点は、第４の境界部とする。
【００４７】
第２待機位置Ｐsw2の直交座標（Ｘw2,Ｙw2）は、式８より求められる。
【００４８】
次に、角パイプ５０の平行面に沿って、切断するときは、切断辺の切断完了位置Ｐs12（Ｘ12,Ｙ12）を目標座標とする。
【００４９】
切断辺の切断完了位置Ｐs12（Ｘ12,Ｙ12）は、次式により求められる。
Ｘ12＝Ｘw2＝（Ｗ＋φs）／２−（t＋d）
Ｙ12＝−（h＋φs）／２＋（t＋d）            （９）
【００５０】
次の目標座標であるコーナー開始点Ｐsc2の直交座標（Ｘc2,Ｙc2）は、次式により求められる。
Ｘc2＝Ｘw2＝（Ｗ＋φs）／２−（t＋d）
Ｙc2＝−Ｘc＝−Ｗ／２＋Ｃt×t              （１０）
【００５１】
さらに、コーナー終了点Ｐscθ2の直交座標（Ｘcθ2,Ｙcθ2）は、次式により求められる。
Ｘcθ2＝−Ｙc2＝Ｗ／２−Ｃt×t
Ｙcθ2＝−Ｘc2＝−（h＋φs）／２＋（t＋d）  （１１）
【００５２】
次に、目標座標である切断完了点Ｐs22の直交座標（Ｘ22,Ｙ22）は、次式により求められる。
Ｘ22＝Ｙ2＝−（Ｗ＋φs）／２＋β
Ｙ22＝Ｙ12＝−（h＋φs）／２＋（t＋d）      （１２）
【００５３】
刃抜き完了点Ｐs32’は、回転体１が切断完了点Ｐs22に達すると同時にカッタ３Ａが刃抜けを開始し、回転体１は減速を開始する。回転体１は、減速から連続的に運転を開始するが、回転体１が逆転を開始するよりも前に、カッタ３Ａが刃抜き完了点に達する。
【００５４】
回転体１は、戻り基準点Ｐs32を経由して第３の待機位置Ｐsw3、すなわち、第１待機位置Ｐswに戻り、停止する。
【００５５】
戻り基準点Ｐs32の直交座標（Ｘ32,Ｙ32）は、次式により求められる。
Ｘ32＝r32×cosθ32
Ｙ32＝r32×sinθ32                          （１３）
【００５６】
図３は、本発明に係るパイプ切断方法の第２の実施形態のモードＡにおけるカッタの切断軌道を示す図である。図３は、パイプ切断方法を丸パイプ５１に適用した場合のカッタ３Ａの切断軌道図である。図３は、図９と同一の機能を示す点について同一の符号を付して表す。
【００５７】
まず、図３に示すように、モードＡにおける丸パイプ５１を切断するカッタ３Ａの切断軌道は、第１待機位置Ｐrw点からスタートし、Ｐr1’点、Ｐr2点、Ｐr2’点、Ｐr3’点、Ｐr3”点およびＰr3点を経由して、第２待機位置Ｐrw2で停止する。ここで、Ｐr2’点は、第１の境界部とし、Ｐr3”点は、第２の境界部とする。
【００５８】
すなわち、切断軌道は、第１の回転刃３Ａが、丸パイプ５１の外形部から所定距離だけ離隔する第１の待機位置Ｐrw点から丸パイプ５１に切込んで丸パイプ５１の一部を切断した後、丸パイプ５１の外形形状に沿って切り進んで、第２の回転刃３Ｂが切り残した肉厚部を切断できる位置とする第１の境界部Ｐr2’点まで丸パイプ５１を切断し、その後、丸パイプ５１の外形部から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第２の境界部Ｐr3”点で逆方向に転じ、それから丸パイプ５１の外形部に接触しないように旋回して、第１の境界部Ｐr2’点から略９０度、かつ第１の待機位置Ｐrw点と丸パイプ５１との相対的位置と同一の関係とする第２の待機位置Ｐrw2点で停止し、待機する。
【００５９】
第１待機位置Ｐrw(Ｘw,Ｙw)点の直交座標は、次式により求められる。
Ｘw＝rw×cosθw
Ｙw＝rw×sinθw                            （１４）
ここで、θwは、待機位置の回転体１の角度θである。
【００６０】
そして、運転が開始されると、回転体１は、第１待機位置Ｐrwから基準切断完了点Ｐr2の直交座標（Ｘ2,Ｙ2）へ向かい、逐次計算しながら回転する。
【００６１】
回転体１のレール４Ａ上のカッタ３Ａは、第１待機位置Ｐrwから切込み目標Ｐr1まで、逐次計算しながら内側に移動する。回転体１の回転と、カッタ３Ａの内側の移動の各々の動作の合成により、切断軌道上の切断刃貫通点Ｐr1’を経由する。切込み目標点Ｐr1の直交座標（Ｘ1,Ｙ1）は、次式により求められる。
Ｘ1＝r1×cosθ1
Ｙ1＝r1×sinθ1                            （１５）
【００６２】
この切断刃貫通点Ｐr1’の極座標（r1’,θ1’）は次式により求められる。
r  1’ ≦（φp＋φs）／２−t                （１６）
ここで、θ1’ は、r1＝r1’ になった時点での回転体１の角度θである。
【００６３】
そして、回転体１のレール４Ａ上の基準切断完了点Ｐr2の直交座標（Ｘ2,Ｙ2）は、次式より求められる。
Ｘ2＝r2×cosθ2
Ｙ2＝r2×sinθ2                            （１７）
【００６４】
丸パイプ５１の内側まで切断刃が貫通するのは、回転体１が切断刃貫通点Ｐr1’を過ぎてからであるから、回転体１が切断刃貫通点Ｐr1’を過ぎた時点で、回転体１の目標位置である基準切断完了点Ｐr2に、既に、回転体１が回転した角度分の補正を加えた、実切断完了点（刃抜き開始点）Pr2’の極座標（r2’，θ2’）は、次式により求められる。
ｒ2’＝r1＝r2
θ2’＝θ2＋（θ１−θ1’）                  （１８）
【００６５】
そして、実切断完了点Ｐr2’に到着すると直ちに、回転体１は、目標座標を第２待機位置Ｐrw2とすることにより、回転体１は、減速を開始し、カッタ３Ａも、目標位置を待機位置Ｐrw2とすることにより、回転体１の外向きへ移動する。回転体１の減速とカッタ３Ａの外向きへの移動により、切断軌道は、刃抜き完了点Ｐr3’を経由する。この刃抜き完了点Ｐr3’の極座標（ｒ３，θ３）は、次式により求められる。
ｒ３≧（Φｐ＋Φｓ）／２                    （１９）
【００６６】
θ３’は、θ３’＝（Φｐ＋Φｓ）／２になった時点での回転体１の角度θである。
【００６７】
切断軌道は、刃抜き完了点Ｐr3’を通過後、回転体１の減速によって通過する一時停止点Ｐr3”および戻り基準点Ｐr3を経由して、第１待機位置Ｐrw1から順方向にほぼ９０度をなす第２待機位置Ｐrw2まで逐次計算しながら戻り、第２待機位置Ｐrw2で停止する。
【００６８】
以上は、回転体１とカッタ３Ａの組み合わせによる制御について説明したが、回転体１とカッタ３Ｂの組み合わせによる制御も同じである。
【００６９】
図４は、本発明に係るパイプ切断方法の第２の実施形態のモードＢにおけるカッタの切断軌道を示す図である。図４は、図８と同一の機能を示す点について同一の符号を付して表す。
【００７０】
まず、図４に示すように、モードＢにおける丸パイプ５１を切断するカッタ３Ａの切断軌道は、第２の待機位置Ｐrw2点からスタートし、Ｐr12’点、Ｐr22点、Ｐr22’点、Ｐr32’点、Ｐr32”点およびＰr32点を経由して、第３の待機位置Ｐrw3点で停止する。第３の待機位置Ｐrw3点が、第１待機位置Ｐrw点に一致するものとする。ここで、Ｐr22’点は、第３の境界部とし、Ｐr32”点は、第４の境界部とする。
【００７１】
すなわち、第１の回転刃３Ａが、第２の待機位置Ｐrw2点から丸パイプ５１に切込んで丸パイプ５１の一部を切断した後、丸パイプ５１の外形形状に沿って切り進んで、第２の回転刃３Ｂが切断し残した肉厚部を切断できる位置とする第３の境界部Ｐr22’点まで丸パイプ５１を切断し、その後、丸パイプ５１の外形部から離れるようにして順方向に旋回し、さらに、一時停止する第４の境界部Ｐr32”点で逆方向に転じ、それから丸パイプ５１の外形部に接触しないように旋回して、第１の待機位置Ｐrw点で停止し、待機する。
【００７２】
そして、第２の待機位置Ｐrw2点と、Ｐr12’点、Ｐr22点、Ｐr22’点、Ｐr32’点、Ｐr32”点およびＰr32点との相対的位置の関係は、第１の待機位置Ｐrw点とＰr1’点、Ｐr2点、Ｐr2’点、Ｐr3’点、Ｐr3”点およびＰr3点との相対的位置の関係と同一とする。すなわち、第２の待機位置Ｐrw2点と、Ｐr12’点、Ｐr22点、Ｐr22’点、Ｐr32’点、Ｐr32”点およびＰr32点との相対的位置の関係は、回転体１の中心点Ｏを中心に、第１の待機位置Ｐrw点とＰr1’点、Ｐr2点、Ｐr2’点、Ｐr3’点、Ｐr3”点およびＰr3点との相対的位置の関係を保ちながら、順方向に略９０度だけ回転した位置関係とする。
【００７３】
さらに、モードＢにおける切断終了後のカッタ３Ａの待機位置は、モードＡの場合と異なり、モードＡにおけるスタート点すなわち、第１の待機位置Ｐrwとする。
【００７４】
したがって、モードＢにおけるカッタ３Ａの切断軌道各点（第２待機位置と第３待機位置との範囲を除く）の極座標は、切断軌道の各点の半径が、モードＡの場合における各極座標の半径に等しく、回転体１の回転角度が、モードＡの場合における各極座標の角度に対し、順方向に９０度だけ位相を変えて算出する。
【００７５】
図５は、本発明に係るパイプ切断方法の第１の実施形態におけるカッタの切断処理のフローチャートを示す図である。カッタ３Ａが角パイプ５０を切断する処理手順について、以下に説明する。
【００７６】
まず、モードＡについて、まず、カッタ３Ａが、第１の待機位置Psw点から角パイプ５０に切込むように移動する（Ｓ−１）。次に、カッタ３Ａが、位置Psc点およびPscθ点を経由し、位置Ps2点まで加工する（Ｓ−２）。さらに、カッタ３Ａが、位置Ps2点から減速し、位置Ps3’点まで後退する（Ｓ−３）。そして、カッタ３Ａが、位置Ps3’点から逆方向に移動し、位置Ps3点を経由して、第２の待機位置Psw2点まで移動し、停止する（Ｓ−４）。以上の処理により、角パイプ５０の上側を含む面がカッタ３Ａによって切断され、モードＡの処理が終了する。
【００７７】
カッタ３Ａにより角パイプ５０をさらに切断するとき、モードＢに移行し、開始する。モードＢについて以下に説明する。カッタ３Ａが、第２の待機位置Psw2点から角パイプ５０に切込むように移動し、位置Psc2点およびPscsθ2点を経由し、位置Ps22点まで加工する（Ｓ−５）。そして、カッタ３Ａが、位置Ps22点から減速し、位置Ps32’点まで後退する（Ｓ−６）。さらに、カッタ３Ａが、位置Ps32’点から逆方向に移動し、位置Ps32点を経由して、第１の待機位置Psw点に戻り、停止する（Ｓ−７）。以上の処理により、角パイプ５０の下側を含む面がカッタ３Ａによって切断され、モードＢの処理が終了する。
【００７８】
さらに、連続して角パイプ５０を切断するとき、モードＡ、モードＢの順に繰り返し処理する。
【００７９】
図６は、本発明に係るパイプ切断方法の第２の実施形態におけるカッタの切断処理のフローチャートを示す図である。カッタ３Ａが丸パイプ５１を切断する処理手順について、以下に説明する。まず、モードＡについて、カッタ３Ａが、第１の待機位置Prw点から丸パイプ５１に切込むように移動する（Ｓ−１）。次に、カッタ３Ａが、位置Pr2点を経由し、位置Pr2’点まで加工する（Ｓ−２）。さらに、カッタ３Ａが、位置Pr2’点から減速し、位置Pr3’点まで後退する（Ｓ−３）。次に、カッタ３Ａが、位置Pr3’点から逆方向に移動し、位置Pr3点を経由して、第２の待機位置Prw2点まで移動し、停止する（Ｓ−４）。以上の処理により、丸パイプ５１の上側を含む面がカッタ３Ａによって切断され、モードＡの処理が終了する。
【００８０】
カッタ３Ａにより丸パイプ５１をさらに切断するとき、モードＢに移行し、開始する。モードＢについて以下に説明する。まず、カッタ３Ａが、第２の待機位置Prw2点から丸パイプ５１に切込むように移動し、位置Pr22点を経由し、位置Pr22’点まで加工する（Ｓ−５）。次に、カッタ３Ａが、位置Pr22’点から減速し、位置Pr32’点を経由して、位置Pr32”点まで後退する（Ｓ−６）。カッタ３Ａが、位置Pr32”点から逆方向に移動し、位置Pr32点を経由して、第１の待機位置Prw点まで戻り、停止する（Ｓ−７）。以上の処理により、丸パイプ５１の下側を含む面がカッタ３Ａによって切断され、モードＢの処理が終了する。
【００８１】
さらに、連続して丸パイプ５１を切断するとき、モードＡ、モードＢの順に繰り返し処理する。
【００８２】
以上の説明では、カッタ３Ａの場合の処理手順であるが、カッタ３Ｂについても同様である。すなわち、カッタ３Ｂは、モードＡによって丸パイプ５１の下部を含む面を切断し、モードＢによって上部を含む面を切断する。
【００８３】
以上により、角パイプ５０または丸パイプ５１を切断するカッタ３Ａおよび３Ｂの切断軌道が、モードＡとモードＢとにおいて異なる。すなわち、カッタ３Ａおよび３Ｂが、角パイプ５０または丸パイプ５１を切断するときのカッタ３Ａおよび３Ｂの切断軌道を切断毎に変化させることができる。したがって、本発明は、カッタの切断軌道を切断毎に変化させない場合に比べて、カッタの寿命を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係るパイプ切断方法の第１の実施形態のモードＡにおけるカッタの切断軌道を示す図である。
【図２】本発明に係るパイプ切断方法の第１の実施形態のモードＢにおけるカッタの切断軌道を示す図である。
【図３】本発明に係るパイプ切断方法の第２の実施形態のモードＡにおけるカッタの切断軌道を示す図である。
【図４】本発明に係るパイプ切断方法の第２の実施形態のモードＢにおけるカッタの切断軌道を示す図である。
【図５】本発明に係るパイプ切断方法の第１の実施形態におけるカッタの切断処理のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明に係るパイプ切断方法の第２の実施形態におけるカッタの切断処理のフローチャートを示す図である。
【図７】従来技術に係るミーリングカッタの回転体機構の概略図である。
【図８】従来技術の角パイプにおけるカッタの切断軌道図である。
【図９】従来技術の丸パイプにおけるカッタの切断軌道図である。
【図１０】ミーリングカッタ制御回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  回転体（円板）
２  材料の挿通穴
３Ａ，３Ｂ  カッタ
４Ａ，４Ｂ  レール
１８  回転体用電動機
１９，２９，３９  パルスジェネレータ
２０，３０  ギヤ
２８  カッタ３Ａ用電動機
３８  カッタ３Ｂ用電動機
【図１】
2007015031.tif 000003
【図２】
2007015031.tif 000004
【図３】
2007015031.tif 000005
【図４】
2007015031.tif 000006
【図５】
2007015031.tif 000007
【図６】
2007015031.tif 000008
【図７】
2007015031.tif 000009
【図８】
2007015031.tif 000010
【図９】
2007015031.tif 000011
【図１０】
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