(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する鋼板をその幅方向に切断する切断方法であって、
前記鋼板の速度と同期して移動可能とする鋼板の長さ方向に間隔をもって配置された少なくとも２基のプラズマ切断機により、切断機の鋼板走行方向の速度を鋼板走行速度に対して変更することにより、前記鋼板の幅方向中間位置から幅方向外側に向けてそれぞれの切断線が交わるようにプラズマ切断することを特徴とする切断方法。
【請求項２】
前記鋼板の長さ方向に間隔をもった前記鋼板幅方向中間位置の２点から鋼板長さ方向に切断した後、幅方向外側に向けてプラズマ切断することを特徴とする請求項１記載の切断方法。
【請求項３】
走行する鋼板をその幅方向に切断する切断装置であって、
前記鋼板と同期して走行可能であるとともに、前記鋼板の幅方向に移動可能な少なくとも２基のプラズマ切断機を前記鋼板の長さ方向に一定の間隔を持って設け、切断機の鋼板走行方向の速度を鋼板走行速度に対し変更し、それぞれのプラズマ切断機の切断線を交差させてひとつの連続した切断線を得るように制御する制御装置を設けたことを特徴とする切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断方法および切断装置に係り、特に、鋼板コイルから引出した鋼板を連続的に円筒状に成形し溶接管を作る電縫管製造設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、鋼板コイルから引出した鋼板を連続的に円筒状に成形し溶接管を作る電縫管製造設備であり、この電縫管製造設備においては、アンコイラ４０に掛けられた鋼板コイルから巻き出された鋼板Ｓが、ルーパ４１を経てピンチロール４２に引張され成形部４３に供給される。成形部４３においては鋼板Ｓを連続的に円筒状に成形し、その後溶接部４４により継ぎ目を溶接して管が製造される。
アンコイラ４０の鋼板を使いきると、その末端と新規コイル（図示せず）との先端とを溶接機４５により接合する。このアンコイラ４０と新規コイルとの接合時には、ルーパ４１に蓄えられた鋼板Ｓを供給することにより、成形部４３より下流における管の製造は連続的に行われる。
【０００３】
ここで、製造する管のサイズを変更する場合、供給する鋼板Ｓの幅を変更する必要がある。このとき、溶接機４５により先行している旧サイズ用鋼板の後端に新サイズ用鋼板コイルから引出した新サイズ用鋼板の先端を接合する。
一方、鋼板Ｓのサイズ替えのためには、成形部４３を鋼板Ｓの無い状態にしてから成形部４３の成形ロール４３ａの交換および位置決めをおこなう必要がある。
そのため、前記新旧サイズ用鋼板の接合部を接合部切断作業施行部４６に位置した状態で、電縫管製造装置の動作を停止し、作業員が手作業でガス切断等により前記新旧サイズ用鋼板の接合部付近で板幅の狭い側を切断した後、旧サイズ側の電縫管製造装置下流側のみ再起動し、旧サイズ用鋼板の後端部が成形部４３，溶接部４４を通過して管の製造が完了すると機械を停止して成形ロール４３ａの交換作業をおこなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、製造する管のサイズ変更のためには、溶接機４５により接合した鋼板を成形部４３の前で切断するという工程が必要である。
しかし、接合部の切断のためラインを停止した際、連続的に成形している成形部４３において成形の不良を発生するとともに、連続的に溶接している溶接部４４において溶接の不良を発生することになり、製品の歩留りが低下するという問題があった。
また、この問題を解消するために、ライン停止を避ける切断装置が考えられるが、このサイズ変更は通常一日一回程度と頻度が少いため、安価であることが要求されていた。
この要求に対応する安価なガス切断機では切断速度が小さいという問題がある。
また、ガス切断機より切断速度の大きいプラズマ切断機を採用した場合でも、一台のプラズマ切断機により鋼板の側部から側部へ一工程で切断すると、切断にかかる切断時間が長くなるため、切断時に必要なラインの長さが長くなるという問題があった。これを避けるため特殊仕様のプラズマ切断機として出力を上げた際には、装置の価格が高価となるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、鋼板の走行を停止せずに鋼板を切断して、電縫管製造時の成形および溶接における不良発生を低減するとともに、同時に安価な切断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、走行する鋼板をその幅方向に切断する切断方法であって、前記鋼板の速度と同期して移動可能とする鋼板の長さ方向に間隔をもって配置された少なくとも２基のプラズマ切断機により、切断機の鋼板走行方向の速度を鋼板走行速度に対して変更することにより、前記鋼板の幅方向中間位置から幅方向外側に向けてそれぞれの切断線が交わるようにプラズマ切断することにより上記課題を解決した。
また、本発明における前記鋼板の長さ方向に間隔を持った前記鋼板幅方向中間位置の２点から長さ方向に切断した後、幅方向外側に向けてプラズマ切断することが望ましい。
また、本発明は、走行する鋼板をその幅方向に切断する切断装置であって、前記鋼板と同期して走行可能であるとともに、前記鋼板の幅方向に移動可能な少なくとも２基のプラズマ切断機を前記鋼板の長さ方向に一定の間隔を持って設け、切断機の鋼板走行方向の速度を鋼板走行速度に対し変更し、それぞれのプラズマ切断機の切断線を交差させてひとつの連続した切断線を得るように制御する制御装置を設けたことにより上記課題を解決した。
さらに、本発明は、昇降可能な前記プラズマ切断機に追従して昇降し、下降時に前記鋼板と当接する支持棒を設ける手段を採用することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る切断方法および切断装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１ないし図５において、符号Ｓは鋼板、Ｔはテーブル、１は切断機、２は支持フレーム９はテーブルローラ、２０はプラズマ切断機、２０Ａは切断ヘッド部である。
【０００８】
図１は本実施形態の装置全体を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
本実施形態の切断装置は、図７に示した電縫管製造設備において、図１に示すように、ピンチロールＰＲと成形部４３のブレークダウンＢＤとの間に設けられる。この切断装置は、鋼板Ｓを搬送するテーブルＴと、テーブルＴに設けられる複数のテーブルローラ９と、鋼板Ｓの上側位置を鋼板Ｓと同方向に走行可能な切断機１と、テーブルＴに固定され切断機１を支持する支持フレーム２とを有する。
なお、本発明において、前後方向とは、切断機１の進行方向および鋼板Ｓの長さ方向と平行な方向を示し、左右方向とは、鋼板Ｓの幅方向と平行な方向を意味する。
【０００９】
図２は切断機１を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。
切断機１は、図１および図２に示すように、左右方向に延在し切断ヘッド部２０Ａを支持するフレーム１Ａと、切断機１を走行可能とするローラ４と、ピニオン５と、該ピニオン５を回転駆動する走行駆動モータ７と、バケツ８と、２本の押えロール１６と、２基の切断ヘッド部２０Ａとを有する。
支持フレーム２には、その上側に切断機１の走行するレール３が前後方向に取り付けられるとともに、該レール３と平行にピニオン５に噛み合うラック６が取り付られる。
【００１０】
切断機１は、図１および図２に示すように、駆動モータ７によりピニオン５を回転駆動して該ピニオン５と噛み合うラック６からの反力により、レール３上をローラ４の回転により前後方向に走行する。
【００１１】
図３は切断機１の切断ヘッド部２０Ａを示す正面図（ａ），側面図（ｂ），および（ｂ）におけるＡ−Ａ矢視図（ｃ）である。
切断ヘッド部２０Ａは、図２および図３に示すように、プラズマ切断機２０と、このプラズマ切断機２０に従って移動する支持枠２３および支持棒２１とを有する。この切断ヘッド部２０Ａは、垂直方向および左右方向に移動可能にフレーム１Ａに取り付けられる。
下向きにプラズマアークを噴出するプラズマ切断機２０は、図２に示す長さＡだけ前後方向に間隔を持って２基配置される。
先端が球面形状の支持棒２１は、鋼板Ｓに当接して鋼板Ｓとプラズマ切断機２０先端との間を一定に保つとともに、鋼板Ｓに当接した状態で前後左右に移動可能である。
【００１２】
また、この切断ヘッド部２０Ａは、後述のフレーム３２に固定されるリニヤガイド２２により昇降（垂直方向移動）をガイドされる。ここで、切断ヘッド部２０Ａは、後述のフレーム３２に固定された鎖車２５に巻回されたチェーン２４を介してバランスウェイト２６に接続されて、該切断ヘッド部２０Ａとバランスウェイト２６とがバランスされ、鎖車２５の回転によりそれぞれ昇降する。
チェーン２４には、金具２８が連結されるとともに、該金具２８には、後述のフレーム３２に固定されたエアシリンダ２７が接続され、該エアシリンダ２７の伸縮により金具２８を移動して、切断ヘッド部２０Ａを昇降し、支持棒２１先端を鋼板Ｓに当接および離間する。使用しない時は、切断ヘッド２０Ａを上昇させておく。
フレーム３２は、切断機１のフレーム１Ａに固定されるリニアガイド３３により左右方向移動をガイドされるとともに、該フレーム３２は、フレーム１Ａに取付けたラック２９に噛み合うピニオン３０と、該ピニオン３０を駆動する駆動モータ３１とにより左右方向に駆動される。
【００１３】
図４は押えロール１６を示す側面図である。
押えロール１６は、図１，図２および図４に示すように、プラズマ切断機２０の前後方向外側位置に、左右方向に位置して２本設けられる。この押えロール１６は、切断機１に固定されたエアシリンダ１８の伸張によりレバー１７を介して走行している鋼板Ｓを押圧し、鋼板Ｓの切断位置前後を押圧して鋼板Ｓが波打たないようにする。
【００１４】
図５はテーブルローラ９を示す拡大側面図（ａ）および拡大正面図（ｂ）である。
複数のテーブルローラ９，９は、テーブルＴに設けられ鋼板Ｓを搬送するとともに、鋼板Ｓの切断時に、切断時のプラズマ切断機２０のプラズマに接触しないために切断機１の走行に従って移動する。
テーブルローラ９は、図１および図５に示すように、その左右方向両端の軸受１０を軸１１が貫通する。該軸１１の両端にはローラ１２が設けられ、このローラ１２によりテーブルローラ９がテーブルＴに固定されるレール１５上を移動可能に支持される。軸１１の一端には、テーブルローラ９，９どうし，および切断機１の最近接位置にあるテーブルローラ９と切断機１とを連結するチェーン１４が取り付けられるとともに、テーブルローラ９の直径よりも大きい直径を有する間隔板１３が軸１１のローラ１２とチェーン１４と間に取り付けられる。複数のテーブルローラ９，９のうち最上流側と最下流側のものはテーブルＴに固定される。
切断機１の移動時には、図１および図３に示すように、切断機１の進行方向後側に位置するテーブルローラ９がチェーン１４に引張されて、該チェーン１４長さに規定される等間隔に位置する。また、このとき、切断機１の進行方向前側に位置するテーブルローラ９は、間隔板１３が相互に当接し、該間隔板１３の直径に規定される等間隔に位置する。
【００１５】
水を満たしたバケツ８は、図１に示すように、プラズマ切断に際して飛散し落下する溶滓を収納して安全を期するため、切断機１の下部に備られえる。
【００１６】
以下、上述の切断装置による切断方法を説明する。
【００１７】
図６は切断方法を示す平面図である。
切断装置においては、図６に示す新旧サイズ用鋼板の接合部Ｃが図１に示すピンチロールＰＲを通過した後に、該接合部Ｃ付近のプラズマ切断を開始する。
【００１８】
ここで、切断機１は、接合部Ｃにおける接合線Ｂより幅の狭い側の鋼板Ｓを切断するように、切断機１の駆動モータ７を起動し、切断機１をローラ４の回転によってレール３上を走行させる。
【００１９】
走行開始した切断機１の速度は、ラインを走行する鋼板Ｓの速度と同期し、この切断機１の走行に従って、切断機１前後のテーブルローラ９，９がその間隔を伸縮して走行する鋼板Ｓを支持する。
【００２０】
この切断器１の走行開始と同時に、エアシリンダ１８を作動させて押えロール１６を下降し、切断時に鋼板Ｓが波打たないように鋼板Ｓの切断位置前後を押圧するとともに、エアシリンダ２７を作動させて切断ヘッド部２０Ａを下降し、鋼板Ｓに支持棒２１先端を当接して切断状態にセットする。支持棒２１が鋼板Ｓに当接した際には、鋼板Ｓと切断機１との速度を同期させる。
【００２１】
このとき、プラズマ切断機２０では、パイロットアーク状態であったプラズマが自動的にメインアークに切替わり穴明け（ピアシング）を開始する。このピアシングは数秒で終了する。
【００２２】
プラズマメインアークにより鋼板Ｓの図６に示す点Ｏおよび点Ｏ’の位置に穴明け（ピアシング）が完了したら、走行する鋼板Ｓの速度と同期していた切断機１の速度を下げて、図６に示す距離Ｌだけ相対的に移動し前後方向後ろ向きに鋼板Ｓを切断する。
なお、切断方向が前後方向であれば、切断機１の速度を上げて、図６に示す距離Ｌだけ相対的に移動し前後方向前向きに鋼板Ｓを切断してもよい。
【００２３】
この時、距離Ｌは、図２および図６に示す前述のプラズマ切断機２０，２０の配置間隔の長さＡに対して、
Ｌ＞Ａ
の関係を満たす。
【００２４】
距離Ｌだけ移動切断した後、切断機１と鋼板Ｓとの速度を再度同期させ、駆動モータ３１を駆動して、プラズマ切断機２０を図６に矢印Ｋで示す左右方向外側に向けてそれぞれ移動させ、それぞれの切断線が交わるように鋼板Ｓを左右方向に切断する。
【００２５】
プラズマ切断機２０が、鋼板Ｓを左右方向に切断し終わると、該プラズマ切断機２０はこれを検知して自動的にプラズマをメインアークからパイロットアークに切替える。同時に、切断機１は走行を停止し、切断位置より上流のピンチロールＰＲ側の鋼板Ｓも走行停止する。
【００２６】
その後、切断位置より下流の成形部４３ブレークダウンＢＤ側の鋼板Ｓは走行を続け加工されるとともに、切断機１は切断開始位置へと復帰する。
【００２７】
なお、上記の切断工程を制御装置により自動化することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の切断方法および切断装置によれば、走行する鋼板に同期して走行可能な切断機により鋼板を切断することにより、鋼板の走行を停止することがないため、切断後に成形溶接して電縫管製造を行う場合には、走行停止による電縫管製造時の成形および溶接における不良発生を低減し、その結果、終端まで品質低下することなく成形および溶接できて、電縫管製造における歩留向上を計ることができる。
また、鋼板を、その幅方向中間位置の２点より鋼板長さ方向に切断し、その後切断線が相互に交差するように幅方向外側に向けて切断することにより、鋼板幅に無関係にいつも一定点から始動でき、かつ、切断終了点はプラズマ切断機にて自動的に検知できるため、切断における作業性を向上することができる。
上記のように、鋼板を、その幅方向中間位置の２点より鋼板長さ方向に向けて切断し、その後切断線が相互に交差するように幅方向外側に向けて切断することにより、１基のプラズマ切断機による切断長さを短縮することができ、したがって、切断速度が遅くても使用可能となるため、市販の一般仕様のプラズマ切断機を使用できることになり、その結果、安価な切断装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る切断装置全体を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図２】  図１における切断機を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。
【図３】  切断ヘッド部を示す正面図（ａ）および側面図（ｂ），（ｂ）におけるＡ−Ａ矢視図（ｃ）である。
【図４】  押えロールを示す側面図である。
【図５】  テーブルローラを示す拡大側面図（ａ）および拡大正面図（ｂ）である。
【図６】  切断方法を示す平面図である。
【図７】  電縫管製造設備を示す模式図である。
【符号の説明】
Ｓ…鋼板
Ｔ…テーブル
１…切断機
１Ａ…フレーム
２…支持フレーム
３…レール
４…ローラ
５…ピニオン
６…ラック
７…駆動モータ
８…バケツ
９…テーブルローラ
１０…軸受
１１…軸
１２…ローラ
１３…間隔板
１４…チェーン
１５…レール
１６…押えロール
１７…レバー
１８…エアシリンダ
２０…プラズマ切断機
２０Ａ…切断ヘッド部
２１…支持棒
２２…リニヤガイド
２３…支持枠
２４…チェーン
２５…鎖車
２６…バランスウェイト
２７…エアシリンダ
２８…金具
２９…ラック
３０…ピニオン
３１…駆動モータ
【図１】
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【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】
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