(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台と、この架台に装着された回転手段と、この回転手段に駆動されるワークと、上記架台に設けられた移送手段と、上記移送手段により回転自在に保持され、上記回転手段に駆動されるワークの方向に移送、押圧される２個のガイドと、上記２個のガイドのワーク側接線方向に設けられ、上記２個のガイドと１体になって動く支点と、その支点を中心にスイングし、２個のガイドの間を通って上記ワークの外周に押圧され倣う接触子と、接触子と１体に設けられた溶断開先手段よりなる溶断開先加工機。
【請求項２】
ワークの形状が直線、円、自由曲線等で形成された鋼板で、その形状の１部に直線又は曲線で構成されるコーナーがあり、上記コーナーがワークの回転により２個のガイドの間に入って出る事で、２個のガイドが上記コーナーから力を受け、上記２個のガイドをワークの回転方向と反対方向に回転駆動する駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の溶断開先加工機。
【請求項３】
ワークを回転駆動する受板の上に載せ、スラスト軸受を経て上記ワークを押圧し、上記受板と上記ワークの間に生じる押圧による摩擦力で上記受板の回転を上記ワークに伝え、上記ワークを回転駆動するワーク回転機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の溶断開先加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械フレーム等に使用する鋼板の周囲形状の溶断開先加工機に関する。一般に機械等の構造は鋼板の溶接による事が多いが、溶接強度を上げるため溶接部の一部を溶断切断で開先面取し、その部分に溶接肉盛して溶接強度をあげている。
【背景技術】
【０００２】
溶断による開先加工は切断噴射手段の噴射方向を常にワークの切断部の稜線に対し９０°（直交）近くに維持する事が望ましい。直角（角）、曲線、直線等が入組んだ複雑な形状のワークでは連続して切断噴射手段の噴射方向をワーク稜線に直交近くに維持することが難しいため、従来市販されている自動溶断開先加工機はワークの直線部分だけを段取を変えながら数度にわたって溶断開先加工している。また、自由曲線で構成されるワークの自動溶断開先加工機は市販されていない。この他ロボット制御による高額（数千万円程度）な溶断開先加工機による方法か、フライス盤（工作機械）による方法があるが、これらは高コストで、データー入力が必要で、手間と時間が掛かり、高価で、専門技術も必要で一般的には普及していない。
【０００３】
また、自由曲線のワークの自動溶断開先加工機の特許（特許文献１）が出願されているが市販はされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３００７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の溶断開先加工機ではワークと同じ形状をしたモデル（テンプレート）を固定し、その外周を一対のスタイラスローラー（ガイドローラー）と規制ローラーで倣い、その動きで切断トーチをコントロールし、ワークの溶断開先加工をしている。しかし、この場合テンプレートの重心の真下にワークの重心が来る必要があり、更にテンプレートの回転方向の位相とワークのそれが一致しなければ正確な溶断開先加工は出来ない。ワークを取替える度毎に自由曲線で構成されるワークの重心を求め、それをモデルの重心の真下にセットし、更に両者の回転方向の位相を合わせる作業が必要となり、大きな労力と時間が必要となる問題点があった。
【０００６】
また、自由曲線で構成されるワークにコーナーがある場合には溶断開先手段の噴射方向がコーナーの部分を通過するとき、通過前の方向から急激に方向転換する必要がある。従来の溶断開先加工機ではこの機構を具備しておらず、従ってワークのコーナーの部分の正確な溶断開先加工は出来ないのが現状である。コーナーの部分の溶断開先加工の必要度は大きく、この加工が出来ない事は問題である。
【０００７】
また、従来の溶断開先加工機では駆動サーボの配線、規制ローラーに設けられているトーチアーム、溶断ガス配管等が３６０°回転する必要があるが、それらが機械フレーム（例えば特許文献１の第１アーム、第２アーム。）と干渉して３６０°迄回転出来ない問題があった。
【０００８】
更に、従来の溶断開先加工機では、１対のスタイラスローラーをモデルに圧接して倣う為に、スタイラスローラーを磁石製にし、それを回転駆動する為にサーボモーターを使用しており、装置が複雑で高価になる問題があった。
【０００９】
また、従来の溶断開先加工機ではモデルの製作が必要で、溶断開先加工が終了しても、最後にモデル１個が無駄になる問題があった。
【００１０】
本発明は以上に示した欠陥を除き、モデルが不必要でワークの取付が簡単で、精度良く溶断開先加工が出来、角、自由曲線、直線などが混在するワークでも１回の段取りで全周溶断開先加工が出来て構造も簡単で低コストの全周自動溶断開先加工機を提供する事を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の解決手段は請求項１に示す様に、架台と、この架台に装着された回転手段と、この回転手段に駆動されるワークと、上記架台に設けられた移送手段と、上記移送手段により回転自在に保持され、上記回転手段に駆動されるワークの方向に移送、押圧される２個のガイドと、上記２個のガイドのワーク側接線方向に設けられ、上記２個のガイドと１体になって動く支点と、その支点を中心にスイングし、２個のガイドの間を通って上記ワークの外周に押圧され倣う接触子と、接触子と１体に設けられた溶断開先手段よりなるものである。
【００１２】
本発明の第２の解決手段は請求項２に示す様にワーク回転による溶断開先加工機の場合、ワークの形状が直線、円、自由曲線等で形成された鋼板で、その形状の１部に直線又は曲線で構成されるコーナーがあり、上記コーナーがワークの回転により２個のガイドの間に入って出る事で、２個のガイドが上記コーナーから力を受け、上記２個のガイドをワークの回転方向と反対方向に回転駆動する駆動機構を備えたものである。
【００１３】
本発明の第３の解決手段は請求項３に示す様にワーク回転による溶断開先加工機の場合、ワークを回転駆動される受板の上に載せ、スラスト軸受を経て上記ワークを押圧し、上記受板と上記ワークの間に生じる押圧による摩擦力で上記受板の回転を上記ワークに伝え、上記ワークを回転駆動するワーク回転機構を備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば接触子、２個のガイドが直接ワークに接して倣う為、モデルを必要とせず、ワークのセットに従来必要であった重心の位置合わせ、回転方向の位相合わせが不要になり、作業が能率的になる。
【００１５】
請求項２の発明のように従来不可能であったワークのコーナーの部分の溶断開先加工が可能になり、直線、自由曲線、角等で構成されるワークの全周の溶断開先加工が一回の段取りで可能になる。
【００１６】
請求項３の発明で簡単なハンドル操作でワークの着脱が可能になる。
【００１７】
上述したように本発明の溶断開先加工機は直線、角、曲線等よりなるワークの開先溶断を、一回の作業で全周、自動で行える事が出来、簡単な作業で、低コストで能率的な自働溶断開先加工が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自動溶断開先加工機の平面図である
【図２】自動溶断開先加工機の側面図である
【図３】ワーク回転手段の側面図である
【図４】回転自由に保持される軸体とガイドの関係図
【図５】回転自由に保持される軸体と接触子、ガイド、ワーク関係図
【図６】一般的なワークの場合のガイド、接触子、溶断手段の位置関係を示す図
【図７】２個のガイドの間にワークの角が入った状態を示す図
【図８】２個のガイドの間にワークの角が入る前の状態を示す図
【図９】ワークの角の部分で接触子、ガイド、溶断手段の回転移動図
【図１０】ワークの１部分の溶断面取で、溶断スタート治具の使用方法を示す図
【図１１】ワークの１部分の溶断面取で、溶断終了治具の使用方法を示す図
【図１２】ワーク回転の場合の溶断手段組立図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この実施例ではワークを回転駆動し、それに２個のガイドを押圧し、２個のガイドが共にワークに接触する状態で２個のガイドのワーク側接線に直交する方向を溶断開先手段の噴射方向とし、ワークの外周の認知を接触子で行い、噴射方向と外周の認知の両者の組合により溶断開先加工をおこない、更に２個のガイドの間の隙間にワークの角が入ることにより接触子と溶断開先手段が高速に回転駆動され、従来不可能であったワークのコーナー（角）の両側で溶断開先手段の噴射方向がワーク外周に直交して面取出来る様になる。
【実施例】
【００２０】
ワークを回転して開先溶断を行なう場合を実施例で説明する。実際の加工装置を図１〜図３で説明する。図１は装置の平面図、図２は装置の側面図、図３はワーク回転手段の側面図を示している。これらの図で１は装置の架台でその上に減速モーター２、垂直ブラケット３、ワーク押えブラケット１４が設けられている。
【００２１】
減速モーター２はその出力軸５を経て受板６の上に置かれたワーク７を摩擦回転駆動している。
【００２２】
垂直ブラケット３は２個の軸受２８により回転自在に保たれた垂直軸９を持ち、それにつなぎ板１０が設けられ、それにスライド部１１を経て板１２が設けられている。スライド部１１はハンドル１３を回す事で板１２を上下に駆動出来る様になっており、これで２個のガイド８、接触子１８の上下位置を調整している。
【００２３】
図４に軸体４の断面図を示す。軸体４は板１２に設けられたハウジング１４に内臓された２個の軸受１５により回転自在に保持されている。上記軸体４にはブラケット１６が取付られ、それに図５に示す様に２個のガイド８が設けられている。図６で上記２個のガイド８の間には接触子１８が通れる隙間が設けられ、支点３０を中心にスイングして動けるようになっている。図１で２個のガイド８はエヤ-シリンダー３５によりワーク７の方向に加勢され、軸体４が回転自在に保持されるため、回転して２個のガイド８が２個共ワーク７に接触するようになる。図４にガイド８がワーク７に接する側面図を示している。
【００２４】
図５で上記軸体４の下にはレバー１９が固定されており、その端に支点３０が設けられ、これに回転自在に設けられたアーム２０が設けられ、その端に接触子１８が取り付けられ、２個のガイド８の間をスイングして動く様になっている。図６はワーク７が右回転の場合を示しており、支点３０は２個のガイド８のワーク側の接線上でワーク７から見てワーク７の回転方向と逆方向にある。また図６ではワーク７、ガイド８、接触子１８の配置関係を示しており、図５でレバー１９とアーム２０はスプリング２１で結ばれ接触子１８がワーク７に接触する方向に加勢されている。
【００２５】
図３でワーク７は受板６に乗せられ、上から回転自在に保持されたスラスト軸受３３で押えられている。スラスト軸受３３はハンドル３１により上下に調整出来、溶断加工の場合は下方に調整してワーク７を押え、ワーク７の交換の場合は上方に調整する。上下調整はねじ３２をハンドル３１を回すことで行なう。
【００２６】
第１２図に示すように接触子1８が取り付けられたアーム２０には溶断開先手段４０が取り付けられ、その噴射方向、上下位置は調整可能になっており、溶断量は調整ねじ６５で噴射ノズルの上下位置を変える事で、溶断方向はクランプデバイス２３で溶断開先手段４０の噴射ノズルの方向（角度）を変える事で行う。
【００２７】
本発明は以上に述べた構成をしているが、肝心な事は複雑な連続形状をしているワーク７の溶断部外周に対し溶断開先手段の噴射方向が連続して、自動的に直交に近い角度を保つ事である。
【００２８】
一般的な形状の場合を図６で説明する。この図で接触子1８がスイングする回転中心は支点３０で、それは２個のガイド８のワーク７側の接線上にあり、この接線と接触子１８が描く円周は直交する。接触子１８と一体に取り付けられている溶断開先手段４０も接触子１８と同じ動きをする。この事は２個のガイド８のワーク側接線と２個のガイド８がワークに接する部分を結ぶ線が殆ど重なり合う事から図６に示すように切断開先手段４０のゼット噴射方向はワーク７に接する部分の稜線に大体直交して動き、角、直線、自由曲線等で形成されるワーク７の溶断面取がワーク７の外周に直交方向に行なわれる。
【００２９】
ワーク７の形状に９０°近いコーナーがある特殊なケースの溶断開先面取りを説明する。図７に示すように２個のガイド８の間に隙間があり、それに９０°近いコーナー（かど）が入ることにより、ワークのコーナーの部分が少し移動（回転移動）するだけで接触子１８と溶断開先手段４０が９０°近く回転する。図９に接触子１８が連続して９０°近く旋廻する状態を示している。この様にする事でコーナーの前の直線部分から次の直線部分に速やかに接触子１８及び溶断開先手段４０が回転移行して溶断開先面取を行なう。図８はコーナーが隙間に入る直前の状態を示している。
【００３０】
以上説明したように直線、曲線、コーナー等で形成されるワークを回転しながら溶断開先加工を行う場合について述べたが、この場合溶断開先手段４０の噴射方向はワーク７の外周に大体直交して溶断面取が出来る。
【００３１】
以上のようにして請求項１〜請求項３の発明を実施すればワーク全周の溶断開先面取りが一回の段取りで自動的に行われ、かつ安価なコストで溶断開先加工が行なわれ効率的、経済的である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
ガス等によるこの発明による開先切断はアセチレン、プロパン、レーザー、プラズマ等に広く応用でき、又被切断材も鉄、ステンレス、アルミ等が切断可能で広く産業会に貢献出来るものと考えられる。
【符号の説明】
【００３３】
１  架台
２  減速モーター
３  垂直ブラケット
４  軸体
５  出力軸
６  受板
７  ワーク
８  ２個のガイド
１４  ワーク押えブラケット
１８  接触子
２０  スイングバー
４０  溶断開先手段
４２  移動体
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004880768.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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