JP2009039731A - 電縫管の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電縫管を移送しつつ、小規模の設備装置でもって所要の長さの電縫管を得ることができると同時に、切り屑やバリの発生を抑えることができる電縫管の製造方法及び製造装置の提供。
【解決手段】帯状の鋼板２に幅方向に亘って凹設した分割溝を所要の長さ間隔で形成し、溶接後の電縫管９を分割溝の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断することとした。分割溝は略Ｖ字断面で、深さが鋼板の板厚×０．８〜０．９としたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電縫管の製造方法及び製造装置に関する。

従来、アンコイラからコイル状に巻回された鋼板を引き出しつつ、ロール成形装置により筒状に形成すると共に、その継ぎ目を溶接装置で溶接した後、所要の長さで切断するようにした電縫管の製造方法及び製造装置の技術が公知となっている（特許文献１参照）。
また、電縫管の切断装置としては丸鋸状の電動カッタを備える走行台車を電縫管の移送に同期して移動させながら電縫管を切断する所謂走行切断装置が採用されている（特許文献２〜４参照）。
特開２０００−３０１２３２号公報 特開２００１−２０５５１６号公報 特開２００３−３２６３１２号公報 特開２００４−１３６４０７号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、回転する電動カッタや軸直方向に移動するカッタで電縫管を瞬時に切断することができないため、電動カッタを載せた重量物（３００〜６００ｋｇ前後）である走行台車を電縫管の移送に同期させて移動させる必要が生じ、大規模な設備装置が必要になるという問題点があった。
また、電縫管を切断する際に、切断刃による切り屑や切断面にバリが大量に発生してしまうという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、電縫管を移送しつつ、小規模の設備装置でもって所要の長さの電縫管を得ることができると同時に、切り屑やバリの発生を抑えることができる電縫管の製造方法及び製造装置を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、帯状の鋼板を引き出しつつ、ロール成形装置により筒状に形成すると共に、その継ぎ目を溶接した後、所要の長さで切断するようにした電縫管の製造方法において、前記帯状の鋼板に幅方向に亘って凹設した分割溝を前記所要の長さ間隔で形成する溝成形工程と、前記溶接後の電縫管を前記分割溝の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断する切断工程を備えることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明では、帯状の鋼板を引き出しつつ、ロール成形装置により筒状に形成すると共に、その継ぎ目を溶接した後、所要の長さで切断するようにした電縫管の製造装置において、前記帯状の鋼板に幅方向に亘って凹設した分割溝を前記所要の長さ間隔で形成する溝成形装置と、前記溶接後の電縫管を前記分割溝の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断する切断装置を備えることを特徴とする。

本発明では、前述のようにしたため、帯状の鋼板に幅方向に亘って凹設した分割溝を所要の長さ間隔で形成し、溶接後の電縫管を分割溝の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断することにより、電縫管を移送しつつ、小規模の設備装置でもって所要の長さの電縫管を得ることができると同時に、切り屑やバリの発生を抑えることができる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１の電縫管の製造装置の製造ラインを示す図、図２〜４は実施例１の溝成形装置の作動を説明する図、図３〜５は実施例１の切断装置の作動を説明する図である。

先ず、実施例１の電縫管の製造装置の製造ラインを説明する。
図１に示すように、実施例１の電縫管の製造装置の製造ラインは、送出工程と、溝成形工程と、ロール成形工程と、溶接工程と、ビード切削工程と、冷却工程と、切断工程とから構成されている。

送出工程では、アンコイラ１に巻回された帯状の鋼板２を送り装置３を用いて下流側へ向けて連続的に引き出すと共に、レベラ４を用いて平坦化する。
送り装置３の具体的な構成は適宜設定できるが、実施例１では、図示しないモータに連結された一対の送りローラ３ａが鋼板２の幅方向両端部に当接しつつ回転することにより、鋼板２を下流側へ押し出して送り出すようになっている。
レベラ４は、複数の回転ローラ４ａを鋼板２の上下面に交互に摺動させることにより、該鋼板２を平坦化するようになっている。

溝成形工程では、後述する溝成形装置５を用いて分割溝６を形成する。

ロール成形工程では、ロール成形装置７を用いて帯状の鋼板２を筒状に形成する。
ロール成形装置７の具体的な構成は適宜設定できるが、実施例１では、エッジローラ群７ａにより帯状の鋼板２の下部を拘束支承しつつその幅方向端部を内側へ曲げ成形した後、ケージロール群７ｂによりその下部及び幅方向端部を拘束支承しつつ、センタロール群７ｃによりその幅方向中央を徐々に内側へ曲げ変形して略Ｕ字断面に湾曲させる。
その後、サイドロール群７ｄ及びフィンパスロール群７ｅにより、略Ｕ字断面の鋼板２の幅方向両縁部同士を突き合わせた形状として円筒状に形成するようになっている。

溶接工程では、筒状の鋼板２の継ぎ目をアーク溶接装置等の溶接装置８を用いて溶接して、電縫管９を形成する。

ビード切削工程では、電縫管９の継ぎ目の内外面に発生する余分な溶接線を公知のトリマー装置１０等を用いて切削・除去する。

冷却工程では、電縫管９の溶接線に低温なガス（空気）または液体（水）を当てて常温まで冷却する。
なお、ビード切削工程と冷却工程の工程順序は入れ替えても良いし、場合によっては省略することもあり得る。

切断工程では、電縫管９を後述する切断装置１１を用いて切断する。
なお、切断された電縫管９は、ローラテーブル１２等を用いて下流側へ搬送した後、図示しないバケット等に収容する。

また、送り装置３と溝成形装置５との間には、鋼板２の走行長さ及び走行速度を連続的に計測する接触ローラ式の計測装置１３を備える他、製造ラインの適宜の箇所には、電縫管９の幅方向端部を拘束支承するガイドローラ１４を備える。

さらに、少なくとも送り装置３、溝成形装置５、計測装置１３、溶接装置８、切断装置１１の制御手段としてサーボコントローラ及びプログラマブル・コントローラを用いたメイン制御装置１５を備える。

次に、溝成形装置５について説明する。
図２に示すように、溝成形装置５は、下流側へ走行する鋼板２を平坦な上面で支持する下型５ａと、その上方に離間して配置される上型５ｂとから構成されている。
上型５ｂは、その下部に鋼板２よりも幅広で先端が略Ｖ字状に先細りした押圧部５ｃが設けられる一方、その上部に上下方向へ伸縮可能な図示しないアクチュエータのピストンロッド５ｄが連結されている。

そして、図２〜４に示すように、メイン制御装置１５の指令によりアクチュエータが作動すると、ピストンロッド５ｄの伸縮により上型５ｂが一時的に所定寸法だけ上下動し、これにより、押圧部５ｃが鋼板２の上面の一部を凹設して分割溝６を形成するようになっている。
この際、押圧部５ｃにより鋼板２の上面の一部を押圧して分割溝６を形成するため、切り屑やバリが発生することはない。
また、下型５ａが分割溝６の形成に掛かる所要時間は瞬時であり、図２、４は図示の都合上、押圧部５ｃを鋼板２から離間して図示しているが、実際上、これら両者は限りなく近接して配置している。
また、分割溝６の形状や深さは適宜設定できるが、実施例１では、図３に示すように、分割溝６をＶ字断面とし、その深さＤ１を板厚Ｄ２×０．８〜０．９に設定している。なお、Ｖ字の成す角度θについては適宜設定できる。

なお、押圧部５ｃを上下動させる構成は適宜設定でき、例えば、モータとこのモータの回転軸と偏心して連結された円盤状の偏心カムに押圧部５ｃを設けて上下動させても良く、要は押圧部５ｃを精度良く上下動可能な構成であれば良い。

次に、切断装置１１について説明する。
図５に示すように、切断装置１１は、下流側へ走行する電縫管９を貫通させた状態で前後に配置されるそれぞれ略矩形状の前後型11a,11bで構成されている。
前型１１ａは、その中心に下流側へ走行する電縫管９の外周に摺動しながら拘束支承する貫通穴１１ｃが形成される他、その下部は図示を省略する基台に固定されている。
後型１１ｂは、その中心に下流側へ走行する電縫管９の外周に摺動しながら拘束支承する貫通穴１１ｄが形成される他、その上部は上下方向へ伸縮可能な図示しないアクチュエータのピストンロッド１１ｅに連結されている。
その他、前型１１ａと後型１１ｂとの間には所定隙間Ｗ１が形成される他、後型の貫通穴１１ｄの上流側開口端には拡径されたテーパ状の拡径部１１ｆが形成されている。なお、所定隙間Ｗ１の値については適宜設定できる。

そして、図５、６に示すように、前後型11a,11bの間を電縫管９の分割溝６が通過するときに、メイン制御装置１５の指令によりアクチュエータが作動すると、ピストンロッド１１ｅの伸縮により後型１１ｂが一時的に所定寸法だけ上下動し、これにより、電縫管９を分割溝６の前後で軸直方向へ軸ずれさせて切断するようになっている。
この際、電縫管９は、軸ずれによって分割溝６のＶ字の交点に亀裂が発生して剪断するため、丸鋸状の電動カッタで切断するのに比べて切り屑やバリが発生して変形することがなく、良好な切断面を形成できる。

また、図７に示すように、後型１１ｂが元位置に復帰した後は、切断された下流側の電縫管９の下流側端部９ａが上流側の電縫管９の上流側端部９ｂを下流側へ押しながら走行するようになっている。
この際、後型１１ｂの貫通穴１１ｄの拡径部１１ｆによって、切断された電縫管９の下流側端部９ａが後型１１ｂに引っ掛かる虞がなく、貫通穴１１ｄへの挿入性が良くなっている。

また、電縫管９の切断に掛かる所要時間は瞬時である。
前述したように、電縫管９の分割溝６付近は、板厚×０．１〜０．２の厚みで繋がっているため、その板厚を１．０〜２．０ｍｍとした場合、後型１１ｂの移動距離を０．１〜０．２ｍｍとすれば電縫管９を切断できる。
しかしながら、実施例１では電縫管９が上下方向に軸ずれして切断されるため、分割溝６の外周上のうち、最も切断しにくい軸ずれ方向に対して直角の幅方向両端部及び材料の特性を考慮して、その移動距離を０．１〜０．２ｍｍよりも大きく約２倍程度に設定することで、電縫管９を確実に切断できる。
なお、図５、６においては図示の都合上、後型１１ｂを大きく移動させているが、実際上は僅かである。

従って、実施例１では、後型１１ｂを僅かに上下動させるだけで電縫管９の走行を停止することなく電縫管９を所要長さに正確且つ短時間で切断できる。

次に、メイン制御装置１５による各装置の作動制御ついて説明する。
送出工程において、メイン制御装置１５は、送り装置３を作動させてアンコイラ１から鋼板２を下流側へ向けて送り出すと同時に、計測装置１３で計測された鋼板２の走行長さ・走行距離に応じて溝成形装置５を作動させることにより、鋼板２に分割溝６を該メイン制御装置１５に予め入力・記憶された所要長さ間隔で形成する。
また、メイン制御装置１５は、計測装置１３の計測値に基づいて分割溝６の位置を監視する。

切断工程において、メイン制御装置１５は、電縫管９の分割溝６が前後型11a,11bの間を通過する際に、切断装置１１を作動させて電縫管９を切断する。

従って、メイン制御装置１５は、送り装置３の作動を制御するため、鋼板２（電縫管９）の走行速度を簡単に変更でき、場合によっては鋼板２（電縫管９）の走行を一時的に停止させることも可能である。
また、メイン制御装置１５に入力・記憶される電縫管９の所要の長さの寸法値を変更するだけで所要の長さの電縫管９を連続的に形成できる。
或いは、材料を流しながら次々に様々な長さの電縫管９を連続的に形成することも可能である。その場合、その下流工程に電縫管９の長さを計測し、長さ別にそれぞれのバケットやコンベア等に順次収容する工程を設ける。

ここで、従来の発明にあっては、電動カッタで電縫管を瞬時に切断することはできないため、電動カッタを載せた重量物（３００〜６００ｋｇ前後）である走行台車を電縫管の移送に同期させて移動させる必要が生じ、大規模な設備装置が必要になるという問題点があった。
また、電縫管を切断する際に、切り屑やバリが大量に発生してしまうという問題点があった。

これに対し、実施例１では、前述したように、切断装置１１は電縫管９を剪断により瞬時に切断できるため、従来の発明に比べて大型の設備装置は必要なく、小規模な装置設備でもって実施でき、省電力にも貢献できる。

また、溝成形工程及び切断工程において、切り屑やバリが発生しない上、電縫管９の切断面を良好にすることができる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の電縫管９の製造方法及び製造装置にあっては、アンコイラ１から引き出した帯状の鋼板２に幅方向に亘って凹設した分割溝６を所要の長さ間隔で形成し、溶接後の電縫管９を分割溝６の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断することにより、電縫管９を移送しつつ、小規模の設備装置でもって所要の長さの電縫管９を得ることができると同時に、切り屑やバリの発生を抑えることができる。

また、分割溝６を略Ｖ字断面としたため、該Ｖ字の交点から亀裂を発生させて破断でき、小さい応力で電縫管９を切断できる上、良好な切断面を形成できる。

また、分割溝６の深さを鋼板２の板厚×０．８〜０．９としたため、ロール成形装置７による加工力に破断することなく十分に耐えると同時に、切断装置１１による容易な切断が可能となり、好適となる。

また、切断装置１１を、電縫管９を貫通させた状態で拘束支承可能な前型１１ａと後型１１ｂで構成し、電縫管９の分割溝６が前型１１ａと後型１１ｂとの間を通過する際に、後型１１ｂを一時的に軸直方向に移動させて電縫管９を押圧することにより、該電縫管９を分割溝６の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断するため、簡便な設備でもって、電縫管９を瞬時に切断できる。

以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例１では、前後型11a,11bが電縫管９を貫通させた状態でその外周に摺動しながら拘束支承することとしたが、少なくとも前後型11a,11bが電縫管９の外周の対向する部位に当接して前後型11a,11bのいずれか一方または両方が軸直方向へ移動すれば良い。

また、図８〜１０に示すように、後型１１ｂの貫通穴１１ｄを下方へ開口した半円筒状とし、電縫管９を切断した後、下方へ落下させて図示しないバケットやコンベア等に順次収容するようにしても良い。
また、実施例１では分割溝６を電縫管９の内周側に設けたが、外周側に設けても良いし、内外周の両側に設けても良い。
さらに、前後型11a,11bの間に分割溝６の位置を検知するセンサ（例えばＸ線調査装置や超音波調査装置等）を設置して、このセンサからの計測値に基づいてメイン制御装置１５が切断装置１１を作動させるようにしても良い。

実施例１の電縫管の製造装置の製造ラインを示す図である。 実施例１の溝成形装置の作動を説明する図である。 実施例１の溝成形装置の作動を説明する図である。 実施例１の溝成形装置の作動を説明する図である。 実施例１の切断装置の作動を説明する図である。 実施例１の切断装置の作動を説明する図である。 実施例１の切断装置の作動を説明する図である。 その他の実施例の切断装置の作動を説明する図である。 その他の実施例の切断装置の作動を説明する図である。 その他の実施例の切断装置の作動を説明する図である。

符号の説明

１ アンコイラ
２ 鋼板
３ 送り装置
３ａ ローラ
４ レベラ
４ａ 回転ローラ
５ 溝成形装置
５ａ 下型
５ｂ 上型
５ｃ 押圧部
５ｄ ピストンロッド
６ 分割溝
７ ロール成形装置
７ａ エッジローラ群
７ｂ ケージロール群
７ｃ センタロール群
７ｄ サイドロール群
７ｅ フィンパスロール群
８ 溶接装置
９ 電縫管
９ａ 下流側端部
９ｂ 上流側端部
１０ トリマー装置
１１ 切断装置
１１ａ 前型
１１ｂ 後型
１１ｃ、１１ｄ 貫通穴
１１ｅ ピストンロッド
１１ｆ 拡径部
１２ ローラテーブル
１３ 計測装置
１４ ガイドローラ
１５ メイン制御装置

Claims (5)

1. 帯状の鋼板を引き出しつつ、ロール成形装置により筒状に形成すると共に、その継ぎ目を溶接した後、所要の長さで切断するようにした電縫管の製造方法において、
   前記帯状の鋼板に幅方向に亘って凹設した分割溝を前記所要の長さ間隔で形成する溝成形工程と、
   前記溶接後の電縫管を前記分割溝の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断する切断工程を備えることを特徴とする電縫管の製造方法。
2. 帯状の鋼板を引き出しつつ、ロール成形装置により筒状に形成すると共に、その継ぎ目を溶接した後、所要の長さで切断するようにした電縫管の製造装置において、
   前記帯状の鋼板に幅方向に亘って凹設した分割溝を前記所要の長さ間隔で形成する溝成形装置と、
   前記溶接後の電縫管を前記分割溝の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断する切断装置を備えることを特徴とする電縫管の製造装置。
3. 請求項２記載の電縫管の製造装置において、
   前記分割溝を略Ｖ字断面としたことを特徴とする電縫管の製造装置。
4. 請求項２または３記載の電縫管の製造装置において、
   前記分割溝の深さを鋼板の板厚×０．８〜０．９としたことを特徴とする電縫管の製造装置。
5. 請求項２〜４のうちのいずれかに記載の電縫管の製造装置において、
   前記切断装置を、電縫管を貫通させた状態で拘束支承可能な前型と後型で構成し、
   前記電縫管の分割溝が前型と後型との間を通過する際に、該前後型の少なくとも一方を一時的に軸直方向に移動させて電縫管を押圧することにより、該電縫管を分割溝の前後で軸直方向に軸ずれさせて切断することを特徴とする電縫管の製造装置。

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