专利名称：钢管端部的加工装置以及用于其中的刀具架调整方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使旋转盘旋转，用安装在该旋转盘上的刀具架上的刀片在钢管端部上实施坡口倒角加工或平面加工的加工装置以及用于其中的刀具架调整方法及其装置。
背景技术：
在钢管的外端部和内端部上实施坡口倒角加工、同时在该钢管的轴端面上实施平面加工的装置具备配设在可旋转地枢轴支承于装置主体上的主轴上、并一体地旋转的旋转盘，在该旋转盘的前面配设有三台分别可在径向上移动调整的鞍架。各鞍架定位固定在从旋转盘的旋转中心朝径向偏移的适当位置上，并且在该鞍架上安装有具备刀头的的刀具架，该刀头具备与钢管的加工位置或加工形状等相对应的刀片。而且，在将钢管的端面对向地定位于旋转盘的前面，并且与钢管的加工位置配合地经由各鞍架对刀具架进行了定位的状态下，通过将旋转盘向所需要的方向旋转，用随着该旋转盘的旋转而转动的刀具架的刀片在钢管的外端部和内端部上实施坡口倒角加工，同时在轴端面上实施平面加工。
在上述加工装置中，在因指令变更而加工的钢管的材质或加工形状等改变的情况下，要将具备与其相对应的刀片的新刀具架和安装在鞍架上的与旧指令相对应的旧刀具架进行更换。以往，刀具架螺栓固定在鞍架上，操作者以手工操作将螺栓卸下，用吊车将旧刀具架从鞍架上卸下，然后用吊车将新刀具架定位在鞍架上后再次由螺栓固定。即，由于刀具架的更换操作依赖于操作者的手工操作，所以损耗时间较多，为了更换1个刀具架，以往需要30分钟左右的时间，所以成为生产率降低的原因。
而且，在上述加工装置中，在因指令变更而加工的钢管的尺寸改变、或者钢管的加工部位改变的情况下，要与其相对应地将鞍架向旋转盘的径向移动，调整安装在刀具架上的刀片的位置。以往，由于鞍架是螺栓固定在上述旋转盘上的，所以在进行该鞍架的位置调整时，首先解除鞍架的螺栓对旋转盘的固定，然后操作者一边观察加在旋转盘上的刻度一边移动该鞍架进行调整。即，现状是上述鞍架(刀具架)的位置调整依赖于操作者的手工操作，定位操作费时，并且因操作者的熟练程度不同而具有在定位精度上产生参差不齐的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术中存在的问题而提出的一种良好地解决该问题的方案，提供一种使刀具架的更换自动化、省力的钢管端部的加工装置，而且提供一种使刀具架的更换自动化、实现省力和调整时间缩短，并且可提高定位精度的钢管端部的加工装置中的刀具架调整方法及其装置。
为了克服上述问题，达到预期的目的，本发明的钢管端部的加工装置是一种在可旋转地配设在装置主体上的旋转盘的前面配设有多个可在各自的径向上移动的鞍架，在可装卸、更换地配设在各鞍架上的刀具架上安装有刀头，该刀头具备对钢管的端部进行坡口倒角加工的刀片或者进行平面加工的刀片，用通过上述旋转盘的旋转而转动的各刀片在钢管的端部上实施坡口倒角加工和平面加工的钢管端部的加工装置，其特征是，包括调整装置，使鞍架相对于上述旋转盘在径向上移动而进行调整；保持机构，配设在上述鞍架上，能够始终将上述刀具架固定保持在鞍架上并能够解除保持；解除机构，配设在上述装置主体上，在通过上述旋转盘的旋转将通过上述调整装置移动到解除位置并定位的鞍架定位在工具更换位置上的状态下，可解除上述保持机构对刀具架的固定保持；具备更换机构的自动工具更换装置，该更换机构将可装卸地安装有多个刀具架的工具储存装置以及该储存装置的刀具架和工具更换位置的上述鞍架的刀具架进行更换。
为了克服上述问题，达到预期的目的，本发明的钢管端部的加工装置中刀具架调整方法的特征是，在可旋转地配设在装置主体上的旋转盘的前面配设有多个可在各自的径向上移动的鞍架，在配设在各鞍架上的刀具架上安装有刀头，该刀头具备对钢管的端部进行坡口倒角加工的刀片或者进行平面加工的刀片，用通过上述旋转盘的旋转而转动的各刀片在钢管的端部上实施坡口倒角加工和平面加工的加工装置中，通过配设在上述装置主体上的解除机构解除配设在上述旋转盘上的保持装置对上述鞍架的旋转盘的固定保持，
在使配设在上述装置主体或者底座上的位置检测装置的探针抵接在上述鞍架上的状态下，通过移动装置使该鞍架相对于旋转盘在径向上移动，基于来自检测随着上述鞍架的移动而移动的探针的移动量的检测器的信号，通过控制装置控制上述移动装置，进行鞍架的位置调整。
为了克服上述问题，达到预期的目的，本发明的另一钢管端部的加工装置的刀具架调整装置为一种在可旋转地配设在装置主体上的旋转盘的前面配设有多个可在各自的径向上移动的鞍架，在配设在各鞍架上的刀具架上安装有刀头，该刀头具备对钢管的端部进行坡口倒角加工的刀片或者进行平面加工的刀片，用通过上述旋转盘的旋转而转动的各刀片在钢管的端部上实施坡口倒角加工和平面加工的加工装置中，其特征是，包括移动装置，使鞍架相对于上述旋转盘在径向上移动；保持装置，配设在上述旋转盘上，能够始终将上述鞍架固定保持在旋转盘上并能够解除保持；解除机构，配设在上述装置主体上，可解除上述保持装置对鞍架的固定保持；位置检测装置，配设在上述装置主体或底座上，具备检测器，所述检测器使可相对上述鞍架接近、分离的探针随着鞍架的移动而移动，同时检测该探针的移动量；控制装置，基于来自上述检测器的信号控制上述移动装置。
图1为表示本申请第1发明的加工装置整体的示意主视图。
图2为表示第1发明的加工装置的倒角装置的示意侧视图。
图3为第1发明的倒角装置的示意主视图。
图4为以将刀具架从鞍架上卸下的状态表示第1发明的倒角装置的旋转盘的示意主视图。
图5为表示第1发明的倒角装置的调整装置的示意主视图。
图6为表示第1发明的倒角装置的保持装置的主要部分剖视图。
图7为表示构成采用实施本申请第2发明的刀具架调整方法的第3发明的刀具架调整装置的加工装置的倒角装置的示意主视图。
图8为第3发明的倒角装置的示意侧视图。
图9为表示第3发明的刀具架调整装置的移动装置、保持装置、以及解除机构的主要部分示意主视图。
图10为表示第3发明的刀具架调整装置的解除机构和液压缸的主要部分示意侧剖视图。
图11为表示第3发明的位置调整装置的示意侧视图。
图12为表示第3发明的位置调整装置的剖视图。
图13为第3发明的加工装置的控制框图。
具体实施例方式
以下，举出优选实施例、并参照附图对本发明的钢管端部的加工装置以及用于其中的刀具架调整方法及其装置加以说明。
第1发明的钢管端部的加工装置图1～图6表示第1发明的钢管端部的加工装置的优选实施例，该加工装置10基本上是由倒角装置11以及配置在该倒角装置11一侧的自动工具更换装置12构成。
(自动工具更换装置)自动工具更换装置12是在立设在基台上13上的支承部件14上可旋转地配设工具储存装置15，同时在该工具储存装置15的外周上，沿着圆周方向以规定的间隔形成多个工具保持部15a，在各工具保持部15a上可从前侧装卸地安装各种刀具架16。而且，工具储存装置15通过未图示的分度用马达进行分度旋转，可将任意的工具保持部15a分度定位在工具更换位置。
在上述工具储存装置15和倒角装置11之间的基台13上立设支承台17，在该支承台上配设有作为更换机构的更换臂18。这种更换臂18在其长度方向的两端部上具备握持部18a、18a，可将定位在工具储存装置15的工具更换位置上的刀具架16、或者定位在倒角装置11的后述的工具更换位置上的刀具架16握持在各握持部18a。而且，更换臂18可沿着前后方向移动，并且可进行180°旋转，从工具储存装置15的工具保持部15a或者后述的鞍架28的工具安装部28a将握持在各握持部18a上的刀具架16向前方卸下或者进行安装，同时在鞍架28和工具储存装置15之间更换各握持部18a的刀具架16。
(倒角装置)上述倒角装置11如图2和图3所示，在底座19的上面平行地配设一对导轨20、20，在该导轨20、20上可滑动行走地架设有装置主体21。而且，在面向装置主体21的前方的底座19上配置有以钢管22的端面与装置主体21对向的状态保持该钢管22的工件支承装置23。装置主体21构成为由例如通过伺服马达而正反向旋转的螺纹轴和螺母的组合等构成的移动机构24相对于工件保持装置23保持的钢管22接近、离开地移动。
在上述装置主体21的内部可旋转地枢轴支承有与上述导轨20平行的主轴(未图示)，在该主轴的主体前面突出的轴端上一体地配设有圆形的旋转盘25。在主轴上经由齿轮或皮带等构成的传动系统26连接有驱动马达27，通过对该驱动马达27进行驱动，主轴和旋转盘25一体地旋转。另外，旋转盘25通过驱动马达27旋转，可将各鞍架28定位在自动工具更换装置12确定的工具更换位置。
如图4所示，在上述旋转盘25的前面，可在径向上移动地配设有多台(实施例中为3台)鞍架28，各鞍架28通过后述的调整装置31而与钢管22的尺寸相对应地进行位置调整。而且，在各鞍架28上配设有通过上述自动工具更换装置12可自由装卸的刀具架16。各刀具架16具备可嵌插在鞍架28上形成的工具安装部28a上的心轴部29(参照图6)，并且配设有可自由装卸、更换地安装了在钢管22的外端部或内端部上实施坡口倒角加工或者在钢管22的轴端面上实施平面加工的刀片的刀头30。另外，配设在钢管22的外端部或内端部上实施坡口倒角加工的刀片的刀具架16具备抵接在钢管22的外周面或内周面上的仿形滚轮，在该仿形滚轮抵接在钢管22的外周面或内周面上的状态下，刀片以规定的角度抵接在钢管22的外端部或内端部上，可在该部位适当地实施坡口倒角加工。而且，在刀具架16的心轴部29的圆周部上形成有作为后述的保持装置43的卡合部件44可卡止、脱离地卡合的被卡合部的凹部29a，并且在该凹部29a中旋转盘一侧的内表面上形成有倾斜面29b(参照图6)。
(鞍架的调整装置)使上述各鞍架28相对于旋转盘25进行移动调整的调整装置31由配设在装置主体21上的驱动机构部32，以及与各鞍架28相对应地配设在旋转盘25上的移动机构部33构成。另外，由于各移动机构部33的结构相同，所以仅对图4中位于左侧的鞍架28的移动机构部33加以说明，对其他的鞍架28、28的移动机构部33、33的相同部件赋予相同的附图标记。
上述驱动机构部32具备可同轴转动地配设在上述主轴内部的动作轴34，该动作轴34构成为可通过配设在装置主体21上的伺服马达等调整用马达35(参照图2)而控制其正反向旋转。如图5所述，在该主轴34的前端上可一体旋转地配设主伞齿轮36，在该伞齿轮36上分别啮合有配设在构成各移动机构部33的传动轴37上副伞齿轮38。
在上述旋转盘25的前面平行地设置沿着径向延伸的一对导引部39、39，在两导引部39、39之间可滑动地配设有鞍架28。而且在两导引部39、39之间可转动地配设有构成移动机构部33的调整用螺轴40，该螺轴40螺纹插入配置在鞍架28上的螺母41中。另外，在两导引部39、39之间将上述传动轴37配设成与调整用螺轴40平行、从旋转盘25的旋转中心沿着径向延伸并且可旋转，该传动轴37经由齿轮列42连接在调整用螺轴40上。即，通过上述调整用马达35使动作轴34向正反方向旋转，经由传动轴37，调整用螺轴40正反向旋转，从而在与螺母41的协同作用下，鞍架28沿着导引部39、39在旋转盘25的径向上移动而被调整。
另外，实施例中，在动作轴34的主伞齿轮36上共通地啮合有各移动机构部33的副伞齿轮38，可由1台调整用马达35进行各鞍架28的移动调整。然而，该移动机构部33上传动轴37和调整用螺轴40的连接可通过适当的机构解除，而分别仅对任意的鞍架28进行移动调整。
(刀具架的保持装置)上述各鞍架28上分别配设作为可装卸地保持上述刀具架16的保持结构的保持装置43。该保持装置43如图6所示，具备可沿着与鞍架28上的上述工具安装部28a的轴中心线正交的方向进退移动的卡合部件44，该卡合部件44的前端部44a向工具安装部内突出，可与嵌插在该工具安装部28a上的刀具架16的心轴部29上的凹部29a卡止、脱离地卡合。另外，卡合部件44的前端部44a通过作为施力机构的盘簧45的作用而始终向卡合在凹部29a中的方向依附。而且，在前端部44a上形成有与在凹部29a上形成的上述倾斜面29b相对应的倾斜面44b，通过两倾斜面29b、44b抵接的榫接作用，可将心轴部29牢固地固定保持在工具安装部28a上。
上述保持装置43具备使上述卡合部件44克服盘簧45的弹性力而离开凹部29a地移动的解除机构46。该解除机构46基本上由一端部经由第1销47可转动地连结在卡合部件44的后端部上的连结板48，和经由第2销49可相对于鞍架28转动地配设的L字形的动作板50构成，该动作板50的一端部和连结部48的另一端部经由第3销51可转动地连结在一起。而且，在鞍架28的旋转盘一侧的部位上可滑动地配设有可相对于动作板50的另一端接近、离开的动作销52，通过将该动作销52抵接在动作板50的另一端部上，使该动作板50以第2销49作为支点向规定方向(图6中的逆时针方向)转动，上述卡合部件44的前端部44a离开心轴部29的凹部29a地移动，从而刀具架16相对于鞍架28的固定保持被解除。
在设置于上述旋转盘25的导引部39、39之间的解除位置上，可在旋转盘25的轴向(与动作销52的移动方向相同的方向)移动地配设驱动销53，并且该驱动销53在压缩弹簧54的作用下始终朝向离开鞍架28的方向(后方)依附。而且，驱动销53设定成在通过调整装置31将上述鞍架28移动定位在解除位置上的状态下、在离开上述动作销52的同时沿着轴向排列。
在上述装置主体21中设定在自动工具更换装置12的配设一侧上的工具更换位置上，在面向上述旋转盘25的背侧的部位上配设作为解除机构的液压缸55，该液压缸55的活塞杆55a指向旋转盘25。该活塞杆55a设定成在后退到缸筒内的待机位置上离开上述驱动销53，不对旋转盘25的旋转造成妨碍。而且，在使旋转盘25旋转，将面向解除位置的各鞍架28定位在工具更换位置上后，上述驱动销53和活塞杆55a在轴向上排列，对液压缸55施力而使该活塞杆55a从缸筒中伸出，从而经由驱动销53使动作销52抵接在动作板50的另一端部上地移动。
另外，在上述倒角装置11的装置主体21上配设有可对旋转盘25进行定位的定位装置(未图示)，在后述的刀具架16更换之际定位保持旋转盘25。
第1发明的实施例的作用以下，对这样构成的第1发明的实施例所涉及的加工装置的作用加以说明。当各鞍架28被定位在与上述钢管22的尺寸相对应的位置上的旋转盘25旋转时，安装在上述各刀具架16上的刀片以摹仿钢管22的外端部、内端部或者轴端面的轨迹旋转。当在该状态下使装置主体21接近钢管端部移动时，通过旋转的各刀片在钢管22的外端部和内端部上实施坡口倒角加工，同时在轴端面上实施平面加工。
在通过指令变更而更换刀具架16的情况下，对上述调整装置31进行动作控制，使上述鞍架28沿着导引部39、39移动，从而被定位在解除位置。然后，使上述旋转盘25旋转，将安装有更换的刀具架16的鞍架28定位在工具更换位置，从而如图6所示，使上述液压缸55的活塞杆55a、驱动销53、以及动作销52在轴向上排列。此时，通过配设在装置主体21上的定位装置保持旋转盘25不旋转位移。
接着，当对上述液压缸55向其活塞杆55a从缸筒伸出的方向施力时，该杆55a抵接在上述驱动销53上，使其朝向前方(鞍架一侧)移动，从而该驱动销53抵接在上述动作销52上，该动作销52朝向前方(动作板50的另一端部)移动。由于该动作销52抵接在上述动作板50的另一端部上而将其向前方推压，所以该动作板50以第2销49为支点在图6中向逆时针方向转动，经由上述连结板48使卡合部件44克服盘簧45的弹性力移动，从工具安装部28a退避。即，卡合部件44的前端部44a从嵌插于工具安装部28a上的刀具架16的心轴部29的凹部29a离开，刀具架16对鞍架28的固定保持被解除。
在上述自动工具更换装置12中，上述更换臂18上的一个握持部18a上把持有与新指令相对应的新刀具架16，更换臂18朝向倒角装置11移动，该臂18上的空的握持部18a接近上述倒角装置11。这样一来，相对于鞍架28的固定保持被解除了的与旧指令相对应的旧刀具架16把持在空的握持部18a上。而且，通过将该更换臂18从旋转盘25向前方离开地移动，将旧刀具架16从鞍架28上取下。
然后，转动上述更换臂18，使把持新刀具架16的握持部18a向鞍架28的前方移动后，通过使该更换臂18接近旋转盘25地移动，新刀具架16的心轴部29嵌插在鞍架28的工具安装部28a中。而且通过对上述液压缸55逆向施力，使活塞杆55a向缸筒内后退，上述驱动销53在压缩弹簧54的弹力作用下离开动作销52地移动。这样一来，成为容许上述动作板50向顺时针方向(图6中)转动的状态，上述卡合部件44在盘簧45的弹性力作用下移动，其前端部44a突出到工具安装部内，嵌合在心轴部29的凹部29a上。此时，通过卡合部件44的倾斜面44b和心轴部29的倾斜面29b抵接的榫接作用，新刀具架16被牢固地固定保持在鞍架28上。在解除了更换臂18的握持部18a的把持后，使该臂18离开旋转盘25地移动，同时朝向上述工具储存装置15接近地移动，从而新旧刀具架16、16的更换结束。
另外，保持在上述更换臂18的握持部18a上的旧刀具架16由于该臂18的前后移动而返回到预先分度定位在工具更换位置上的工具储存装置15上的工具保持部15a。
通过按每一鞍架进行上述的更换作业，在所有的鞍架28上安装与新指令相对应的新刀具架16。而且，通过控制上述调整装置31动作，各鞍架28被移动调整到相对于上述旋转盘25为与钢管22的加工位置相对应的位置。
即，在实施例中，由于进行将刀具架16固定保持在鞍架28上的保持装置的解除的液压缸55(解除结构)设置在不旋转的装置主体21上，所以可不使旋转盘25的结构复杂化地实现刀具架16的更换作业自动化。因此，在刀具架16的更换作业上无需人力，可实现省力化。
在上述的实施例中，对将在钢管的外端部、内端部或者轴端面上实施加工的各刀片分别安装在各刀具架上的情况进行了说明，但即使是例如将在钢管的外端部、内端部上实施加工的两个刀片安装在一台刀具架上的形式，也可以采用本发明。而且，在钢管的外端部、内端部上实施加工的刀具架也可以是不具备仿形滚轮的固定式。另外，在实施例中是经由动作销使解除机构旋转的结构，但也可以采用通过驱动销或者液压缸的活塞杆而使其直接旋转的结构。而且，解除机构并不仅限于液压缸，也可以是气压缸等，或者采用组合了马达和通过该马达旋转的凸轮的机构等。另外，施力机构并不仅限于盘簧，也可以采用压缩弹簧等其他的弹性部件。
第2和第3发明的钢管端部的加工装置中刀具架调整方法及其装置图7～图13表示采用实施第2发明的刀具架调整方法的第3发明的刀具架调整装置的加工装置的优选实施例，构成该加工装置的倒角装置110是在底座111的上表面上平行地设置一对导轨112、112，在该导轨112、112上可滑动行走地架设装置主体113。而且，在面对装置主体113的前方的底座111上，以钢管114的端面与装置主体113对向的状态配置保持该钢管114的工件支承装置115。装置主体113构成为例如通过伺服马达而正反向旋转的螺纹轴和螺母的组合等构成的移动机构116相对于由工具支承装置115保持的钢管114接近、离开地移动。
在上述装置主体113的内部可旋转地枢轴支承有与上述导轨112平行的主轴(未图示)，在该主轴的主体前面突出的轴端上一体地配设有圆形的旋转盘117。在主轴上经由齿轮或皮带等构成的传动系统118而连接有驱动马达119，通过对该驱动马达119进行驱动，主轴和旋转盘117一体地旋转。另外，旋转盘117被设定成在后述的鞍架124的位置调整之际通过驱动马达119而旋转，定位在预先设定的调整位置。
另外，在上述装置主体113上，在面对旋转盘117的一侧(图7中的右侧)的位置，经由安装架122配设有活塞杆120a指向旋转盘117的旋转中心的气压缸120构成的定位装置121。而且，在活塞杆120a的前端上配设截头圆锥形的推压体123，在沿着该杆120a伸出的方向对气压缸120施力之际，推压体123嵌插在旋转盘117的周面上形成的凹部117a中进行推压，可将旋转盘117定位保持在调整位置。另外，在活塞杆120a后退到缸筒内的待机位置上，推压体123被设定成离开旋转盘117，对旋转不产生影响。
在上述旋转盘117的前面上，如图7所示，可沿径向移动地配设有多台(在实施例中为3台)鞍架124，各鞍架124通过刀具架调整装置M与钢管114的尺寸等相对应地进行位置调整。而且在各鞍架124上配设刀具架125。各刀具架125具备安装有刀片的刀头126，在钢管114的外端部或内端部上实施坡口倒角加工、或在钢管114的轴端面上实施平面加工。另外，配设了在钢管114的外端部或内端部上实施坡口倒角加工的刀片的刀具架125具备抵接在钢管114的外周面或内周面上的仿形滚轮，在该仿形滚轮抵接在钢管114的外周面或内周面上的状态下，刀片以规定的角度抵接在钢管114的外端部或内端部上，可良好地在该部位上实施坡口倒角加工。
(刀具架调整装置)上述刀具架调整装置M基本上是由使鞍架124相对于上述旋转盘117沿着径向移动的移动装置127，相对于旋转盘117固定保持鞍架124的保持装置149，解除保持装置149对鞍架124的固定保持的液压缸166，检测鞍架124的移动量的位置检测装置167，以及基于来自位置检测装置167的信号控制移动装置127的控制装置142构成。
(鞍架的移动装置)使上述各鞍架124相对于旋转盘117移动的移动装置127由配设在装置主体113上的驱动机构部128以及与各鞍架124相对应地配设在旋转盘117上的移动机构部129构成。另外，由于各移动机构部129的结构相同，所以仅对图7中位于左侧的鞍架124的移动机构部129进行说明，对其他鞍架124、124的移动机构部129、129的相同部件赋予相同的附图标记。
上述驱动机构部128具备可同轴转动地配设在上述主轴内部的动作轴130，该动作轴130构成为通过配设在装置主体113上的伺服马达等调整用马达131(参照图8)而正反向旋转。如图9所示，在该动作轴130的前端上可一体旋转地配设主伞齿轮132，配设在构成各移动机构部129的传动轴133的一端上的副伞齿轮134分别啮合在该伞齿轮132上。另外，调整用马达131和动作轴130经由离合器135连结在一起，在加工装置110进行的加工中，通过离合器135解除调整用马达131和动作轴130的连结，可使该动作轴130成为能够自由旋转的状态。
在上述旋转盘117的前面，平行地配设沿着径向延伸的一对导引部136、136，在两导引部136、136之间可滑动地配设有上述鞍架124。而且在两导引部136、136之间可转动地配设有构成移动机构部129的调整用螺纹轴137，该螺纹轴137螺纹插入配设在鞍架124上的螺母138中。另外，在两导引部136、136之间可转动地配设有上述传动轴133，该传动轴133与调整用螺纹轴137平行，从旋转盘117的旋转中心沿着径向延伸。在该传动轴133的另一端部配设第1齿轮139，该齿轮139经由中间齿轮141与配设在调整用螺纹轴137的一端部上的第2齿轮140啮合。即，通过由图13所示的控制装置142而控制旋转的上述调整用马达131使动作轴130正反向旋转，经由传动轴133，调整用螺纹轴137正反向旋转，因此，在与螺母138的协同作用下，鞍架124沿着导引部136、136在旋转盘117的径向上移动。另外，在实施例中，各移动机构部129的副伞齿轮134共同地啮合在动作轴130的主伞齿轮132上，用一台调整用马达131可使所有的鞍架124移动。
而且，第2齿轮140经由转矩限制器143安装在上述调整用螺纹轴137上。这种转矩限制器143的功能为平时将调整用螺纹轴137和第2齿轮140连结在一起而一体旋转，而在该螺纹轴137上施加了规定以上的负荷(过负荷)时，使第2齿轮140相对于调整用螺纹轴137自由旋转，解除旋转的传递。
(鞍架的保持装置)如图9所示，在上述调整用螺纹轴137的另一端部，一体旋转地配设有截头圆锥形的制动锥体144。而且在与制动锥体144对向的离开位置，轴部件146可沿着调整用螺纹轴137的轴向滑动地插入支承在配设于旋转盘117上的支承部件145中，而且在该轴部件146的指向制动锥体144的一端部上配设有形成了可与该锥体144的外周面抵接的凹部147a的制动部件147。通过将该制动部件147抵接在制动锥体144上，可对调整用螺纹轴137施加制动。而且，在制动部件147和支承部件145之间插装有作为施力机构的盘簧148，制动部件147始终在盘簧148的弹性力作用下向与制动锥体144抵接的方向依附。另外，盘簧148的弹性力设定成可在上述调整用螺纹轴137上施加上述转矩限制器143动作的过负荷。即，在第2实施例中，由制动锥体144、制动部件147以及盘簧148构成鞍架124的保持装置149。
(保持装置的解除机构)接近上述各调整用螺纹轴137、可使上述制动部件147克服盘簧148的弹性力离开制动锥体144地移动的解除机构150分别配设在旋转盘117上。这种解除机构150如图10所示，具备经由撑架151与调整用螺纹轴137平行地配设在旋转盘117上的动作杆152，该动作杆152可在长度方向上移动。在该动作杆152的靠近上述制动部件147的一端部和从上述支承部件145向与调整用螺纹轴137相反一侧延伸的轴部件146之间，如图9所示，第1动作板155经由第1销154可转动地连结在旋转盘117上，并且该动作板155的一端部经由第2销156可转动地连结在轴部件146上，该动作板155的另一端部经由第3销157可转动地连结在第1连结板158的一端部上。这样一来，第1连结板158的另一端部经由第4销159可转动地连结在动作杆152的一端部上。
而且，在靠近上述动作杆152的另一端部的旋转盘117上，如图10所示，经由第5销161可转动地枢轴支承有L字形的第2动作板160，第2连结板163的一端部经由第6销162可转动地连结在该动作板160的一端部上，另一端部经由第7销164可转动地连结在动作杆152的另一端部上。上述旋转盘117的与第2动作板160的另一端部相对应的位置上，可滑动地配设有能够相对于该动作板160的另一端部接近、分离的动作销160，该动作销160的前端部抵接在第2动作板160的另一端部上，该动作销160以第5销161为支点向解除方向(图10中的逆时针方向)转动，从而第1动作板155经由上述动作杆152以第1销154为支点向解除方向(图9中的顺时针方向)转动。因此，经由上述轴部件146，制动部件147克服盘簧148的弹性力离开上述制动锥体144地移动，相对于上述调整用螺纹轴137施加的过负荷被解除。
(使解除机构动作的液压缸)在将上述旋转盘117定位在调整位置后的状态下，在上述各解除机构150的与动作销165的后端部相对向位置的装置主体113上分别配设有作为解除机构的液压缸166，该液压缸166的活塞杆166a如图10所示，设定成指向动作销165的后端部并且沿着轴向排列。这种活塞杆166a设定成在后退到缸筒内的待机位置上从上述动作销165的后端部离开，不会对旋转盘117的旋转造成影响。而且，通过对液压缸166施力，使活塞杆166a从缸筒伸出，通过该杆166推压动作销165移动，使上述第2动作板160向解除方向转动。
即，通过上述控制装置142对与各鞍架124相对应地配设的任意的液压缸166进行施力控制，解除相对于调整用螺纹轴137施加的过负荷，能够用一台调整用马达131仅使任意鞍架124分别地移动。
(鞍架的位置检测装置)在上述装置主体133或者底座111上，与鞍架124的数量相同地配设有检测各鞍架124(刀具架125)的位置的位置检测装置167。另外，由用于各位置检测装置167的结构大致相同，所以仅对位于图7中左侧的位置检测装置167的结构进行说明，对其他的位置检测装置167、167的相同部件赋予相同的附图标记。
上述位置检测装置167如图7所示，在定位在调整位置的旋转盘117的径向外方，与鞍架124相对应的位置上经由安装架122配设在底座111上。即，在安装架112上，经由安装台170配设双杆式的气压缸169，构成可使活塞杆168沿着鞍架124的移动方向移动的位置检测装置167。在活塞杆168的向缸筒169a的鞍架一侧延伸的第1杆168a的前端上配设探针171，该探针171定位成可抵接在鞍架124的外侧面(朝向旋转盘117的外周一侧的面)上。而且，气压缸169构成为在后述的位置调整作业中沿着使探针171始终以规定压力抵接在鞍架124上的方向受力，探针171可随着鞍架124的移动而进退移动。另外，设定成在第1杆168a退避到缸筒内的待机位置，该探针171从旋转盘117的外周端移动到外侧，不对该旋转盘117的旋转造成影响。
在上述活塞杆168的从缸筒169a向鞍架相反一侧延伸的第2杆168b的前端上，如图11所示，可滑动地支承在上述安装台170上的齿条172配设成经由撑架173一体移动。而且如图12所示，作为检测器的脉冲发生器174配设在安装台170上，配设在该脉冲发生器174的轴上的小齿轮175与上述齿条172啮合。这种脉冲发生器174与第2杆168b、即上述探针171的移动量相对应地产生脉冲，该脉冲(信号)输入到上述控制装置142。
在此，当将上述旋转盘177定位到调整位置后，如图7所示，位于上部的鞍架124的位置检测装置167经由安装架122配设在装置主体113上。而且，在这样配设在装置主体113上的安装架122上配设有用于使该位置检测装置167的整体离开旋转盘117地移动的退避用气压缸176，在加工装置110进行的加工中，可使位置检测装置167离开旋转盘117地退避。另外，关于位于图7中右侧的位置检测装置167，配设在上述定位装置121所配设的安装架122上。
(控制装置)在实施例的控制装置142中，设定成接收来自上述脉冲发生器174的脉冲的输入，根据其脉冲产生数量进行运算，监视上述鞍架124的现在位置，进行上述调整用马达131的转速控制。即，构成为通过对与预先设定输入到控制装置142中的鞍架124的新的加工位置有关的数据和与鞍架124的现在位置有关的数据进行比较，设定调整用马达131的旋转方以及旋转量，进行鞍架124的位置调整。另外，在第2实施例中，将探针171的待机位置作为原点运算鞍架124的现在位置。
第2发明的实施例的作用以下，对这样构成的第2发明的实施例的加工装置中刀具架调整装置的作用，以和刀具架调整方法的关系进行说明。使各鞍架124被定位在与上述钢管114的尺寸相对应的加工位置上的旋转盘117旋转时，安装在上述各刀具架125上的刀片以摹仿钢管114的外端部、内端部或者轴端面的轨迹旋转。在这种状态下，当装置主体113朝向钢管端部接近地移动时，通过旋转的各刀片在钢管114的外端部以及内端部上实施坡口倒角加工，同时在轴端面上实施平面加工。
在通过数据变更进行各刀具架125的位置调整的情况下，控制上述旋转盘117旋转，将该旋转盘117定位在各鞍架124面对与位置检测装置167相对应的位置的调整位置上。这样一来，与各鞍架124相对应地配设在旋转盘117上的各动作销165沿着配设在装置主体113上的对应的上述液压缸166的活塞杆166a的轴向排列(参照图10)。此时，配设在装置主体113上的定位装置121的气压缸120在规定方向上受力，活塞杆120a从缸筒伸出，上述推压体123嵌插在旋转盘117的凹部117a中进行推压，该旋转盘117保持不旋转位移。
然后，当沿着活塞杆166a从缸筒中伸出的方向对上述任意的液压缸166施力时，该杆166a抵接在上述动作销165上，使其朝向前方(鞍架一侧)移动，从而该动作销165抵接在第2动作板160的另一端部。因此，第2动作板160以第5销161为支点向解除方向转动，第1动作板155经由上述第2连结板163、动作杆152以及第1连结板158以第1销154为支点向解除方向转动。因此，经由轴部件146连结在第1动作板155上的制动部件147克服上述盘簧148的弹性力离开上述制动锥体144地移动。即，在上述调整用螺纹轴137上，成为不施加上述转矩限制器143动作的过负荷的解除状态，该螺纹轴173和上述第2齿轮140能够一体旋转。
而且，上述位置检测装置167的双杆式气压缸169沿着规定方向受力，使上述探针171抵接在对应的鞍架124的外侧面上。此时的探针171的移动量经由上述齿条172和小齿轮175而由脉冲发生器174检测出，与其移动量相对应的脉冲输入到控制装置142。在控制装置142中，接受来自脉冲发生器174的脉冲输入，根据其脉冲产生数量运算鞍架124的现在位置，与预先输入的新的加工位置有关的数据进行比较，设定上述调整用马达131的旋转方向和旋转量。
在这种状态下，通过上述离合器135将动作轴130和调整用马达131连结在一起，通过上述控制装置142控制调整用马达131向规定方向旋转，从而调整用螺纹轴137经由主伞齿轮132、传动轴133、第1齿轮139、中间齿轮141以及第2齿轮140而旋转，在与上述螺母138的旋合作用下，鞍架124沿着上述导引部136、136移动。此时，上述探针171在气压缸169的施力下以抵接在鞍架124上的状态随动移动，其移动量经由齿条172和小齿轮175由脉冲发生器174检测出，与其移动量相对应的脉冲反馈到控制装置142，从而能够将鞍架124正确地定位在新的加工位置上。另外，相对于上述保持装置149进行的过负荷的施加被解除的调整用螺纹轴137，对应的第2齿轮140通过转矩限制器143而自由旋转，旋转不被传递，鞍架124不进行移动调整。
当上述鞍架124、即刀具架125的位置调整结束时，上述液压缸166逆向受力，其活塞杆166a后退到缸筒内，离开动作销165地移动。因此，成为容许上述第1动作板155向反解除方向(图9中逆时针方向)转动的状态，上述制动部件147在盘簧148的弹性力作用下抵接在上述制动锥体144上，上述调整用螺纹轴137被施加上述的过负荷。而且，上述位置检测装置167的探针171和定位装置121的推压体123后退到待机位置，同时通过离合器135，动作轴130和调整用马达131的连结状态被解除，位置调整作业结束。
通过按照每个鞍架或者多个鞍架同时进行上述的位置调整作业，所有的鞍架124被位置调整到与新数据相对应的加工位置。另外，在旋转上述旋转盘117而进行钢管114的加工时，由于上述动作轴130和调整用马达131的连结状态被解除，并且上述调整用螺纹轴137上施加有过负荷，所以该螺纹轴137不会旋转，鞍架124不会移动。
即，在实施例中，由于进行将鞍架124固定保持(施加过负荷)在旋转盘117上的保持装置149的解除的液压缸166、以及检测鞍架124的位置的位置检测装置167设置在不旋转的装置主体113或者底座111上，所以不必将电气配线或油压管路等配设在旋转盘117上而使结构复杂化，可实现鞍架124、即刀具架125的位置调整的自动化。因此，在刀具架125的位置调整作业中无需人力，达到了省时省力。
在此，当更换上述各刀具架125之际，是在所有的鞍架124被移动到设置在旋转盘117上的规定的更换位置后的状态下进行的。即，在刀具架125更换后的位置调整之际，所有的鞍架124一齐移动到规定位置后，通过在解除了选择出的任意的鞍架124的上述保持装置149进行的固定保持的状态下控制调整用马达131旋转，能够实现位置调整作业时间的缩短。
在实施例中，以与配设在旋转盘117上的各鞍架124相对应，将作为检测机构的液压缸166以及位置检测装置167配设在装置主体113或者底座111上的情况进行了说明，但本发明并不仅限于此。即，可采用在规定位置(调整工位)仅配设一台液压缸166以及位置检测装置167，在每次控制旋转盘117旋转，将各鞍架124定位在该调整工位上时，顺序进行该鞍架124的位置调整的结构。
另外，实施例中构成为保持装置实现的固定保持的解除是经由解除机构进行的，但也可以是通过液压缸(解除机构)直接进行的结构。而且，解除机构并不仅限于液压缸，也可以是空压缸等，或者还可以采用组合了马达和由该马达旋转的凸轮的机构等。另外，施力机构并不仅限于盘簧，也可以采用压缩弹簧等其他弹性部件。检测器并不仅限于脉冲发生器，也可以采用能够检测探针的移动量的其他机构。
发明效果如上所述，根据本发明的钢管端部的加工装置，通过将具备刀片的刀具架固定保持在鞍架上的保持装置的解除机构设置在旋转盘的外部，能够不使结构复杂化地使自动工具更换装置进行的刀具架的更换作业自动化。即，能够将作业者从繁重劳动中解放出来，达到省力化。而且，由于作业者不必靠近机械装置地进行作业，所以能够确保安全性。
另外，根据本发明的钢管端部的加工装置的刀具架调整方法及其装置，通过将具备刀具架的鞍架固定保持在旋转盘上的保持装置的解除机构、以及进行鞍架的位置检测的位置检测装置设置在旋转盘的外部，能够不使结构复杂化地使刀具架的位置调整自动化。即，能够将作业者从繁重劳动中解放出来，达到省力化以及缩短调整时间。而且，由于作业者不必靠近机械装置地进行作业，所以能够确保安全性。另外，不会因作业者的熟练程度不同而产生定位精度的离散，能够始终高精度地对刀具架进行位置调整。
权利要求
1.一种钢管端部的加工装置，在可旋转地配设在装置主体(21)上的旋转盘(25)的前面配设有多个可在各自的径向上移动的鞍架(28)，在可装卸、更换地配设在各鞍架(28)上的刀具架(16)上安装有刀头(30)，该刀头(30)具备对钢管的端部进行坡口倒角加工的刀片或者进行平面加工的刀片，用通过上述旋转盘(25)的旋转而转动的各刀片在钢管(22)的端部上实施坡口倒角加工和平面加工，其特征是，包括调整装置，使鞍架(28)相对于上述旋转盘(25)在径向上移动而进行调整；保持机构(43)，配设在上述鞍架(28)上，能够始终将上述刀具架(16)固定保持在鞍架(28)上并能够解除保持；解除机构(55)，配设在上述装置主体(21)上，在通过上述旋转盘(25)的旋转将通过上述调整装置(31)移动到解除位置并定位的鞍架(28)定位在工具更换位置上的状态下，可解除上述保持机构(43)对刀具架(16)的固定保持；具备更换机构(18)的自动工具更换装置(12)，该更换机构(18)将可装卸地安装有多个刀具架(16)的工具储存装置(15)以及该储存装置(15)的刀具架(16)和工具更换位置的上述鞍架(28)的刀具架(16)进行更换。
2.如权利要求1所述的钢管端部的加工装置，其特征是，上述保持机构(43)由可与上述刀具架(16)的被卡合部(29a)卡合、脱离的卡合部件(44)，对该卡合部件(44)施力、使其始终与被卡合部(29a)卡合的施力机构(45)，以及克服施力机构(45)的施力而使卡合部件(44)离开被卡合部(29a)地移动的解除机构(46)构成，通过上述解除机构(55)使解除机构(46)动作，使卡合部件(44)离开被卡合部(29a)地移动。
3.一种钢管端部的加工装置的刀具架调整方法，所述加工装置在可旋转地配设在装置主体(113)上的旋转盘(117)的前面配设有多个可在各自的径向上移动的鞍架(124)，在配设在各鞍架(124)上的刀具架(125)上安装有刀头(126)，该刀头(126)具备对钢管(114)的端部进行坡口倒角加工的刀片或者进行平面加工的刀片，用通过上述旋转盘(117)的旋转而转动的各刀片在钢管(114)的端部上实施坡口倒角加工和平面加工，其特征是，通过配设在上述装置主体(113)上的解除机构(166)解除配设在上述旋转盘(117)上的保持装置(149)对上述鞍架(124)的旋转盘(117)的固定保持，在使配设在上述装置主体(113)或者底座(111)上的位置检测装置(167)的探针(171)抵接在上述鞍架(124)上的状态下，通过移动装置(127)使该鞍架(124)相对于旋转盘(127)在径向上移动，基于来自检测随着上述鞍架(124)的移动而移动的探针(171)的移动量的检测器(174)的信号，通过控制装置(142)控制上述移动装置(127)，进行鞍架(124)的位置调整。
4.一种钢管端部的加工装置的刀具架调整装置，所述加工装置在可旋转地配设在装置主体(113)上的旋转盘(117)的前面配设有多个可在各自的径向上移动的鞍架(124)，在配设在各鞍架(124)上的刀具架(125)上安装有刀头(126)，该刀头(126)具备对钢管(114)的端部进行坡口倒角加工的刀片或者进行平面加工的刀片，用通过上述旋转盘(117)的旋转而转动的各刀片在钢管(114)的端部上实施坡口倒角加工和平面加工，其特征是，包括移动装置，使鞍架(124)相对于上述旋转盘(117)在径向上移动；保持装置(149)，配设在上述旋转盘(117)上，能够始终将上述鞍架(124)固定保持在旋转盘(117)上并能够解除保持；解除机构(166)，配设在装置主体(113)上，可解除上述保持装置(149)对鞍架(124)的固定保持；位置检测装置(167)，配设在上述装置主体(113)或底座(111)上，具备检测器(174)，所述检测器(174)使可相对上述鞍架(124)接近、分离的探针(171)随着鞍架(124)的移动而移动，同时检测该探针(171)的移动量；控制装置(142)，基于来自上述检测器(174)的信号控制上述移动装置(127)。
全文摘要
一种钢管端部的加工装置以及用于其中的刀具架调整方法及其装置，能够使刀具架的更换自动化，实现省力化。加工装置(10)由倒角装置(11)，以及配置在该倒角装置(11)的侧方的自动工具更换装置(12)构成。自动工具更换装置(12)由可装卸地安装了多个刀具架(16)的工具储存装置(15)，以及配设在该储存装置(15)和倒角装置(11)之间、更换刀具架(16)的更换臂(18)构成。在可旋转地配设在倒角装置(11)的装置主体(21)上的旋转盘(25)的前面，可沿径向移动地配设三台鞍架(28)。在各鞍架(28)上配设有可通过自动工具更换装置(12)装卸、更换自如的刀具架(16)。在各刀具架(16)上配设有装卸、更换自如地安装了刀片的刀头，该刀片在钢管(22)的外端部或内端部上实施坡口倒角加工，而且在钢管的轴端面上实施平面加工。
文档编号B23B5/00GK1625452SQ0282886
公开日2005年6月8日 申请日期2002年9月12日 优先权日2002年9月12日
发明者鬼头则俊, 加藤贤二, 门野让, 村上纯一郎, 广中拓志, 大谷博, 岩本理彦 申请人:株式会社大同机械制作所, 三菱重工业株式会社, 住友金属工业株式会社