(57)【要約】【課題】  従来の加工装置においては、水平作動制御手段と昇降作動制御手段の極めて微細な制御動作が要求され、電気制御装置の複雑さを含めて非常に大きなコスト負担を招くという問題点があった。【解決手段】  水平方向および垂直方向に駆動される刃物台１４に、回転駆動する開先加工カッター１６と、ワークＷの外周面に当接して転動する倣いローラ２４を設け、この倣いローラ２４によって開先加工カッター１６の切込み位置を規制しながら開先加工を行うようする。上記開先加工カッター１６の回転軸心を中心として揺動する揺動プレート２０を設け、この揺動プレート２０にワークＷの内周面に当接して転動する内面支持ローラ３４と、この内面支持ローラ３４を前記揺動中心に向けて作動する当接作動手段Ｇを設ける。【選択図】  図１
2013043230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向および垂直方向に駆動される刃物台に、回転駆動する開先加工カッターと、ワークの外周面に当接して転動する倣いローラを設け、この倣いローラによって開先加工カッターの切込み位置を規制しながら開先加工を行うようにしたものにおいて、
上記開先加工カッターの回転軸心を中心として揺動する揺動プレートを設け、この揺動プレートにワークの内周面に当接して転動する内面支持ローラと、この内面支持ローラを前記揺動中心に向けて作動する当接作動手段を設けたことを特徴とする角鋼管などの開先加工装置。
【請求項２】
揺動プレートに、これを水平状態に保持する第１の姿勢設定手段と、垂直状態に保持する第２の姿勢設定手段を作動自在に設けたことを特徴とする請求項１の角鋼管などの開先加工装置。
【請求項３】
倣いローラに、これをワークの外周面に当接する当接位置と、外周面から離隔する退避位置に設定する切換設定手段を設けたことを特徴とする請求項１の角鋼管などの開先加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角鋼管などの端面部にレ形などの開先加工を行う開先加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨建築における柱材として角鋼管、丸鋼管などが用いられ、これらの鋼管は、所定長さに切断された後に端面部にレ形などの開先加工を施される。これは接合される他方の部材との溶接性を良好に保持するためである。
【０００３】
ところで、上記の鋼管に開先加工を行う加工装置の一例が、本出願人によって提案されている。（特許文献１参照）
【０００４】
この従来の開先加工装置は、図１３のように切削加工ヘッド１０３を水平作動手段１０１と上下作動手段１０２によって制御駆動し、切削加工ヘッド１０３に備えた倣いローラ１０４をワークＷの外周面に当接しながら転動したものである。そして、この倣いローラ１０４によって開先加工カッター１０５の切込み位置を規制して、ワークＷの端面部に所要の開先加工を行ったものである。
【０００５】
また従来の加工装置では、図１４に示すように開先加工カッター１０５と倣いローラ１０４とを同一回転軸心上に配設してあり、ワークＷの水平および垂直平面部はもとより隅角アール部においても一律の切込みをもって正確な開先加工を行えるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１４４１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来の加工装置においては、倣いローラ１０４をワークＷの外周面に当接し、押圧状態で切削加工を行うものであり、その押圧力は外周面の平面部および隅角アール部の何れの部分においても法線方向に作用することが最も望ましい。しかしながら、この理想条件を満たすためには水平作動手段１０１と上下作動手段１０２の極めて微細な制御動作が要求され、電気制御装置の複雑さを含めて非常に大きなコスト負担を招くという問題点があった。
【０００８】
また角鋼管などにおいては、ワンシーム材、ツーシーム材（図１５は前者）と呼ばれるものがあり、何れも製作工程上において継目となる箇所に溶接ビード部１０６を生ずる。この溶接ビード部１０６は外周面上に突出するものであり、このワークＷを従来の倣い切削方式で加工したときには、同図のように切削面に突起部１０７を生ずる。
【０００９】
この突起部１０７は、後工程でグラインダ掛けすれば平らに修正することができるが、人為作業のために多くの労力負担を要する。また事前に溶接ビード部１０６を削除することによって、突起部１０７の生成を回避することができるが、上記同様の労力負担を招くことになり改善が望まれた。
【００１０】
本発明は、このような技術的課題に着目してなされたものであり、機械構成の簡易化とこれによる製作コストの低減を図ることができ、また溶接ビード部の人為削除を必要とすることなく正確に開先加工を行うことができる角鋼管などの開先加工装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る角鋼管などの開先加工装置は、水平方向および垂直方向に駆動される刃物台に、回転駆動する開先加工カッターと、ワークの外周面に当接して転動する倣いローラを設け、この倣いローラによって開先加工カッターの切込み位置を規制しながら開先加工を行うようにしたものにおいて、上記開先加工カッターの回転軸心を中心として揺動する揺動プレートを設け、この揺動プレートにワークの内周面に当接して転動する内面支持ローラと、この内面支持ローラを前記揺動中心に向けて作動する当接作動手段を設けたものである。
【００１２】
また本発明に係る角鋼管などの開先加工装置は、請求項２において、揺動プレートに、これを水平状態に保持する第１の姿勢設定手段と、垂直状態に保持する第２の姿勢設定手段を作動自在に設けたものである。
【００１３】
また本発明に係る角鋼管などの開先加工装置は、請求項３において、倣いローラに、これをワークの外周面に当接する当接位置と、外周面から離隔する退避位置に設定する切換設定手段を設けたものである。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成した課題解決手段によれば、倣いローラと内面支持ローラとによってワークを挟圧した状態で切削加工を行うことができ、特にワークの隅角アール部において、その内面部を内面支持ローラによって支持した状態で倣いローラの当接動作を行うことができる。このため、倣いローラおよび開先加工カッターを含む刃物台の水平方向、垂直方向の制御動作が容易となり、構成の簡単化を達成することができるという優れた効果を発揮する。
【００１５】
また請求項３の発明によれば、当接状態における開先加工カッターの位置を保持したまま、倣いローラだけをワークの外周面から離隔することができる。そして、これによって溶接ビード部を逃して切削加工を行うことができるので、開先面の突起部を削除するなどの人為作業をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る角鋼管などの開先加工装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】同じく、要部の構成を示す横断平面図である。
【図３】同じく、要部を拡大して示す正面図である。
【図４】同じく、側面図である。
【図５】同じく、切削加工状態を示す説明図である。
【図６】同じく、切削加工状態を示す説明図である。
【図７】同じく、切削加工状態を示す説明図である。
【図８】同じく、切削加工状態を示す説明図である。
【図９】同じく、切削加工状態を示す説明図である。
【図１０】同じく、切削加工状態を示す説明図である。
【図１１】同じく、ビード部の切削加工状態を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る角鋼管などの開先加工装置の他の実施例を示す説明図である。
【図１３】従来の開先加工装置を示す説明図である。
【図１４】同じく、倣いローラと開先加工カッターの構成を示す説明図である。
【図１５】同じく、従来装置によって切削加工したワークの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る角鋼管などの開先加工装置を一実施例について説明する。図１〜図３において、ＷはテーブルＴに載置され、所定位置に固定したワーク  このワークＷは、両側板（垂直辺）の中央に溶接ビード部Ｂを有するツーシームタイプの角鋼管である。  １はベース  ２はベース１の両側に立設したコラム  ３はコラム２、２を連結したビームである。
【００１８】
４，４はベース１とビーム３に配設した上下一対の水平ガイドレール  ５はスライドベアリングを介して水平ガイドレール４に移動自在に設けたコラム状の横移動ベース  Ｄは横移動ベース５を水平方向において制御駆動する水平移動制御手段である。
【００１９】
上記の水平移動制御手段Ｄは、水平ガイドレール４と同方向に配設した送りねじ軸６、送りねじ軸６に螺合した横移動ベース５側のナット体７、減速ギヤ機構を介して送りねじ軸６に連結したサーボモータ８によって構成する。
【００２０】
９は横移動ベース５に配設した垂直方向の上下ガイドレール  １０はスライドベアリングを介して上下ガイドレール９に移動自在に配設した昇降移動ベース  Ｅは昇降移動ベース１０を上下方向において制御駆動する昇降移動制御手段である。
【００２１】
上記の昇降移動制御手段Ｅは、上下ガイドレール９と同方向に配設した送りねじ軸１１、送りねじ軸１１に螺合した昇降移動ベース１０側のナット体１２、減速ギヤ機構を介して送りねじ軸１１に連結したサーボモータ１３によって構成する。
【００２２】
次に図２において、１４は昇降移動ベース１０に搭載した刃物台  １５は刃物台１４にベアリングを介して回転自在に設けたスピンドル  １６はスピンドル１５の一端に取りつけた截頭円錐形状の開先加工カッター  １７は減速ギヤ機構を介してスピンドル１５の他端に連係した電動モータである。
【００２３】
２０はベアリングを介して刃物台１４の端部に揺動自在に配設した揺動プレート  この揺動プレート２０は、その旋回中心をスピンドル１５の回転中心と一致しており、開先加工カッター１６に接近した位置に設ける。
【００２４】
２２は揺動プレート２０に一端側に配設した開先加工カッター１６における直径方向のガイドレール  ２３はスライドベアリングを介してガイドレール２２に移動自在に設けた一方の取付ベース  ２４はこの取付ベース２３の端部に、支軸２５によって回転自在に設けた倣いローラ  ２６は一方の取付ベース２３を介して倣いローラ２４を移動制御する油圧シリンダである。
【００２５】
上記の油圧シリンダ２６を含む部材は、倣いローラ２４の位置を設定する切換設定手段Ｆを構成するものであり、倣いローラ２４を、その回転軸心が開先加工カッター１６の回転軸心と一致する当接位置と、回転軸心が開先加工カッター１６の回転軸心から隔離する退避位置に設定する。
【００２６】
３２は揺動プレート２０の他端側に配設したガイドレール２２と同方向のガイドレール  ３３はスライドベアリングを介してガイドレール３２に移動自在に配設した他方の取付ベース  ３４は取付ベース３３の端部に支軸３５によって回転自在に取りつけた内面支持ローラ  ３６は他方の取付ベース３３を介して内面支持ローラ３４を移動制御する油圧シリンダである。
【００２７】
上記の油圧シリンダ３６を含む部材は、内面支持ローラ３４をワークＷの内周面に当接する位置と、当接を解除する位置に作動する当接作動手段Ｇを構成する。
【００２８】
第４図において、４０は刃物台１４の一側に設けた水平支軸  ４１は水平支軸４０に回動自在に設けたＬ形状の回動レバー  ４２は回動レバー４１の一端に連係した油圧シリンダ  ４３は回動レバー４１の他端部に設けたストッパ片である。上記の油圧シリンダ４２を含む部材は、揺動プレート２０の姿勢を設定する第１の姿勢設定手段Ｊを構成しており、揺動プレート２０を水平状態に設定する。
【００２９】
図２において、５０は刃物台１４の上側に設けた垂直支軸  ５１は垂直支軸５０に回動自在に設けたＬ形状の回動レバー  ５２は回動レバー５１の一端に連係した油圧シリンダ  ５３は回動レバー５１の他端部に設けたストッパ片である。上記の油圧シリンダ５２を含む部材は、揺動プレート２０の姿勢を設定する第２の姿勢設定手段Ｋを構成しており、揺動プレート２０を垂直状態に設定する。
【００３０】
一実施例に係る角鋼管などの開先加工装置の構成は上記の通りであり、次のようにしてワークＷの端面部に所要の開先加工を行う。
【００３１】
それには、まずテーブル上にワークＷを供給し、長手方向の位置を当接定規（図示省略）によって決定する。そして、次に幅方向のクランプ手段（図示省略）を動作し、ワークＷにおける一方の側板を基準として固定する。ワークＷは、両側板の継目に溶接ビード部Ｂを有するツーシーム材であり、その位置はワーク高さの半分のところにある。
【００３２】
このようにしてワークＷのセットが終了したならば、揺動プレート２０が第１の姿勢設定手段Ｊのストッパ片４３によって水平状態にあり、また内面支持ローラ３４がワークＷの内周面に対応し、倣いローラ２４がワークＷの外周面に対応していることを確認する。また倣いローラ２４が当接位置にあって、この回転軸心が開先加工カッター１６の軸心と一致していることを確認する。
【００３３】
以上の確認が終了したならば、開先加工カッター１６を回転駆動すると共に水平移動制御手段Ｄのサーボモータ８を駆動して開先加工カッター１６をワークＷの外周面に向けて接近作動する。また他方において、当接作動手段Ｇの油圧シリンダ３６を作動し、内面支持ローラ３４をワークＷの内周面に当接する。
【００３４】
この動作によって、開先加工カッター１６がワークＷの側板に切り込み、開先加工が行われる。この切削加工は、倣いローラ２４がワークＷの外周面に当接するとき終了する。この切削加工状態において、ワークＷは倣いローラ２４と内面支持ローラ３４によって挟圧されており、薄い肉厚のものであっても、振動を抑えて良好な加工を行うことができる。（図３参照）
【００３５】
上記の切り込み切削が終了したならば、ワークＷの挟圧状態を保持しながら開先加工カッター１６を上昇移動する。この動作は昇降移動制御手段Ｅのサーボモータ１３を回転制御して行う。この上昇移動によって倣いローラ２４がワークＷの外周面に当接して転動するので、ワークＷの端面部には所要の開先加工がなされる。
【００３６】
切削加工が進行して、開先加工カッター１６が溶接ビード部Ｂに接近すると、検出手段（図示省略）の出力によって水平移動制御手段Ｄのサーボモータ８がサーボロックし、開先加工カッター１６の水平方向の動きが固定する。そして、同時に切換設定手段Ｆの油圧シリンダ２６が作動し、倣いローラ２４を当接位置から退避位置に設定する。
【００３７】
上記の状態での切削加工は、倣いローラ２４が溶接ビード部Ｂを通過するまで行われる。そしてこの結果、溶接ビード部の突起に影響されることなく所定の開先加工を行うことができる。なお、このときに内面支持ローラ３４による内周面の押圧は持続しておく。（図１１参照）
【００３８】
倣いローラ２４が溶接ビード部Ｂを通過したならば、サーボモータ１３のロックを解除すると共に倣いローラ２４を当接位置に戻し、当初のようにワークＷを挟圧して切削加工を行う。この状態での切削加工は、内面支持ローラ３４がワークＷにおける上板の内面に到達するまで継続する。（図６参照）
【００３９】
上記の到達信号が出力されると、第１の姿勢設定手段Ｊにおける油圧シリンダ４２がストッパ片４３を設定位置から退避し、揺動プレート２０の自由な旋回動作を許容する。次いで開先加工カッター１６がワークＷにおける隅角アール部に接近すると、水平移動制御手段Ｄのサーボモータ８と昇降移動制御手段Ｅのサーボモータ１３が倣いローラ２４を内面支持ローラ３４に向けて押圧するように制御駆動する。（図７参照）
【００４０】
このときの開先加工カッター１６の動きは、内面支持ローラ３４を基点として行なわれ、揺動プレート２０を介して機械的にも規制される。このため、水平および昇降方向における各サーボモータ８、１３の制御に厳密さが要求されず穏やかにして容易に行うことができる。このワークＷにおける隅角アール部の切削加工は、揺動プレート２０が垂直状になるまで継続される。
【００４１】
なお上記の内面支持ローラ３４は、隅角アール部の内面直径より大きく、この場合は倣いローラ２４の押圧方向が外周面との接点に対して理想的な法線方向とはならない。しかし、倣い切削加工を行ううえにおいては許容範囲である。上記の理想条件を満たすには、内面支持ローラ３４の直径を前記内面直径と同等もしくは小さくすれば良い。
【００４２】
前記の揺動プレート２０が垂直状態になると、第２の姿勢設定手段Ｋにおける油圧シリンダ５２が動作してストッパ片５３が突出し、揺動プレート２０を垂直状態に保持する。（図８参照）
【００４３】
開先加工カッター１６が隅角アール部を通過したならば、昇降作動制御手段Ｅのサーボモータ１３によって倣いローラ２４をワークＷの上板外周面に押圧し、また水平移動制御手段Ｄのサーボモータ８によって倣いローラ２４を水平移動して開先加工カッター１６による切削加工を行う。
【００４４】
以下は開先加工カッター１６が他方の隅角アール部に接近したとき、第２の姿勢設定手段Ｋのストッパ片５３を退避して揺動プレート２０の揺動を許容し、このアール部の切削加工に対応する。そして、このアール部の切削加工終了後は、第１の姿勢設定手段Ｊのストッパ片４３を当接位置に設定し、揺動プレート２０を水平に保持して切削加工を行う。
【００４５】
もう一方の側板の加工は、水平移動制御手段Ｄのサーボモータ８によって倣いローラ２４をワークＷの外周面に押圧し、また昇降作動制御手段Ｅのサーボモータ１３によって倣いローラ２４を下降移動して行う。
【００４６】
この後の切削加工については、前述した説明に順じた動作で行われるものであり、倣いローラ２４がワークＷの全外周面を周回することによってワークＷの端面部に所要の開先加工を行うことができる。
【００４７】
なお上記の一実施例では、水平移動制御手段Ｄと昇降移動制御手段Ｅの駆動機器としてサーボモータを用いたが、油圧シリンダ方式などに変更することもできる。また切換設定手段Ｆなどにおいて使用した油圧シリンダは、これを空圧シリンダに代えることができる。
【００４８】
また一実施例では、一つの開先加工カッター１６によって切削加工を行うようにしたが、対称位置にもう一つの開先加工カッターおよびその移動制御手段を配設するように設計することは容易である。このようにして、二つの開先加工カッターを同時に使用することで切削加工の能率向上を図ることができる。
【００４９】
また一実施例では、ビード部Ｂによる切削面の突起部を解消するために、水平移動手段Ｄのサーボモータ８をロックすると共に倣いローラ２４をワークＷの外周面から退避作動するようにしたものである。しかしながら、図１２に示す別の実施例のように構成することで、サーボモータ８をロックさせることなく切削加工を行うことができる。
【００５０】
すなわち、６１は倣いローラ２４における転動方向の前方位置にしてスライドガイド２２に隣接して設けたスライドガイド  ６２はスライドガイド６１に移動自在に設けた移動プレート  ６３は支軸６４によって移動プレート６２に回転自在に設けた第２の倣いローラ  ６５は移動プレート６２に連係した油圧シリンダである。
【００５１】
上記の油圧シリンダ６５は、第２の倣いローラ６３の位置設定手段を構成しており、突出作動位置において、倣いローラ６３をワークＷの外周面に当接する当接位置に設定する。また油圧シリンダ６５は、反対方向への作動によって倣いローラ６３をワークＷの外周面から離隔する退避位置に設定する。
【００５２】
前記および上記の油圧シリンダ２６、６５には切換作動回路が接続されており、倣いローラ２４が突出位置にあってワークＷの外周面に当接するときは、第２の倣いローラ６３が退避位置に設定される。またこれと反対に第２の倣いローラ６３が当接位置にあってワークＷの外周面に当接するときは、倣いローラ２４が退避位置に設定される。
【００５３】
この実施例の場合は、最初に倣いローラ２４を使用してワークＷの全外周面の切削加工を行ない、そして、次に第２の倣いローラ５３を使用してワークＷの切削加工を行うようにすることもできる。この２回目の切削加工は、開先加工カッター１６が突起部を削除するだけの範囲でよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｗ  ワーク
Ｂ  溶接ビード部
Ｄ  水平移動制御手段
４  水平ガイドレール
５  横移動ベース
８  サーボモータ
Ｅ  昇降移動制御手段
９  上下ガイドレール
１０  昇降移動ベース
１３  サーボモータ
１４  刃物台
１５  スピンドル
１６  開先加工カッター
２０  揺動プレート
２３  一方の取付ベース
２４  倣いローラ
Ｆ  切換設定手段
２６  油圧シリンダ
３３  他方の取付ベース
３４  内面支持ローラ
３６  油圧シリンダ
Ｇ  当接作動手段
４３  ストッパ片
Ｊ  第１の姿勢設定手段
５３  ストッパ片
Ｋ  第２の姿勢設定手段
【図１】
2013043230.tif 000003
【図２】
2013043230.tif 000004
【図３】
2013043230.tif 000005
【図４】
2013043230.tif 000006
【図５】
2013043230.tif 000007
【図６】
2013043230.tif 000008
【図７】
2013043230.tif 000009
【図８】
2013043230.tif 000010
【図９】
2013043230.tif 000011
【図１０】
2013043230.tif 000012
【図１１】
2013043230.tif 000013
【図１２】
2013043230.tif 000014
【図１３】
2013043230.tif 000015
【図１４】
2013043230.tif 000016
【図１５】
2013043230.tif 000017