JPH0319761A - 中空体の内側表面を切削加工するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ．　産業上の利用分野 本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念に記載の中空
体の内側表面を切削加工するための方法とこの方法を実
施する装置に関する。

ｂ．　従来の技術 ***特許出願公開第３４４６０５５号公報から、管の内
側表面を研磨するための方法及び装置が公知であり、こ
れを用いてずでに敷設されている導管の円周シーム熔接
のシームのルート部を加工することができる。この装置
は、管周縁にわたり分散配置され互いに１２０゜ずれて
いる車輪から成る走行装置を有し、これらの車輪は、液
圧又は空圧で半径方向で管内側表面に向かって位置調整
可能であり、管軸線を基準とするこの装置のセンタリン
グを可能にする。この装置の外側に、半径方向で外方に
向かって位置調整可能であり電動機により駆動され回転
軸が半径方向に指向され壺状の研磨体を有する多くの研
磨装置が配置されている。例えば溶接シームを加工ずる
ために管の周方向での前送りを生しさせるために特別の
駆動装置担体が設けられており、この駆動装置担体は管
内側表面に支持され本装置全体を回転させる。

その際に、他の時には管ＩＩＩＩ線の方向での運動を可
能にする走行装置担体の回転軸が９０゜回動され、従っ
て走行装置担体は周方向に走行することが可能になる。

この公知の装置の欠点は、これにより例えば円５ ６ 周シーム溶接のシームのルー１・部を偏平加工すること
はほとんど不可能である点である。すなわちこの加工は
、管内側表面に研磨体が常に正確に位置設定されている
ことが必要である。研磨体の設定位置が手前すぎると、
削り取るべき材料の一部が残り、これに対して位置設定
が半径方向で外部に向かって突込みすぎると管内側表面
に溝状の切欠が生し、この切欠は望ましくない楔作用を
発生させ、導管の流体工学的特性にも不利な影響を与え
る。理想の円形からの管横断面のずれにより同様に加工
材の削り取りが、対応して局所的に不足又は過剰となる
。

Ｃ．　発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、これらの欠点が生しないようにＷ頭に
記載の方法を改善し、この方法を実施する装置を提供す
ることにある。

ｄ．　課題を解決するための手段 上記課題は方法に関しては特許請求の範囲第１項の特徴
部分に記載の特徴により解決される。本発明の装置は特
許請求の範囲第２項の特徴部分に記載の特＠．ムこより
構成され、特許請求の範囲第２項ないし第１１項の特徴
部分に記載の特徴により有利な方法で実施可能である。

ｅ，　実施例 次に本発明を図を用いて詳しく説明する。本発明の装置
は機器担体１を有し、機器担体１は送行装置１３を有し
、従って中空体３は軸線方向に（例えば円周シーム溶接
のシーム、溶接ソケット等の）加工個所まで移動するこ
とが可能である。加工個所への到達は、例えば図示され
ていないビデオカメラ又は放射性位置検出放射器により
外部から監視することができる。有利には互いに１２０
゜ずれており液圧又は空圧で作動され半径方向で外方に
走行することのできる３つの押出しグイから或るクラン
プ装置６こより中空体３の中の機器担体１を不動に固定
することができる。これにより同時に管の軸線を基準と
して機器担体１をかなりの精度でセンタリングすること
ができる。しかしセンタリングは、本発明の装置が支障
なく動作するための前提ではなく、回動駆動装置４の回
動軸７が管軸線に十分に平行に位置設定されることを保
証するにすぎない。この回動駆動装置４は、機器担体１
が停止している場合に、例えば砥石又はフライス等の切
削工具６の前送り運動を回転の形式で実行ずる。回動駆
動装置４における回転可能な部分には懸架部材１４が不
動に固定されている。懸架部材１４の中には振り子軸８
により工具収容部材５がその駆動電動機と一緒に回転可
能に支承されている。振り子軸８は回動軸線７に垂直に
位置する。

概念的に図示されている振り子駆動装置９により工具収
容部材５とひいてはその中にクランプ装着されている切
削工具６とが振り子軸８の回りを円弧状の振動運動する
。従ってこの振り子運動は切削工具６の（回動軸７の回
りの回転による）前送り方向に対して横方向で行われる
、ずなわち円周シーム溶接のシームを加工する場合には
シーム方向（第３図）に対して横方向に行われる。切削
工具６の切削深さを変化させるために、対応ずる（第１
図に略示されている）位置調整装置１１が設けられてお
り、位置調整装置１１は遠隔操作で調整でき有利には空
圧又は液圧式の二重ピストン装置として構成されている
。有利にはヘッド輸又はへ冫ド球を有する接触検出ビン
として構成されている間隔センサ１０が懸架部材１４と
接続され、従って工具収容部材５の各回動運動を一緒に
行う。間隔センサ１０はばね力により中空体３の内側表
面に支持される接触検出ピンをばねで止めて装着する場
合及びばねを外して取出す場合には、位置が予め定めら
れている零位置に対して相対的に例えば電気的接点を閉
しる又ば液圧又は空圧の弁を直接に作動することにより
位置調整装置１１は、切削工具６を有する工具収容部材
５を、零位置に再び到達するまで半径方向で進入又は進
出させる。このようにして、回動軸７が管の内側表面か
ら一定の垂直間隔を常に維持し、これにより工具６がそ
の作業面と一緒に管の内側表面に常に正確に位置するこ
とが保証される。これにより切削工具６は、（例えば管
の偏平化の場合のように）管の形状が理想の円形からず
れている場合でも管の内側表面を正確に追従することが
できる。種々異なる管直径へ９ ｌ０ 整合するためと、（例えば管偏平化の場合のように）所
望の切削深さに調整するためとに接触検出ピンは長さが
変化可能に（例えば回転スピンドルとして）実施されて
いる。

本発明の主要な特徴は、工具収容部材５のための振り子
駆動装置にあり、この振り子駆動装置は、例えば前送り
の際に円周シーム溶接のシームに沿って切削工具の振動
運動を生じさせる。これにより切削工具６の作業表面は
常に中空体３の表面の円軌道に接近しこの円軌道の中に
ほぼ″浸人１′シ再び円軌道から離れる。このようにし
て常に、加工されない管内側表面と、加工された領域と
の間の移行が、たとえ切削工具６が少し深めに管内側表
面に設定される場合でも漸次に行われる。すなわちこの
ような場合でも、例えばシームの***が平坦に加工され
ることが実際的に保証される。

しかし本発明の装置は前述の方法で円周シーム溶接のシ
ームにおけるルート部の加工に用いられるだけでなく、
導管及び容器におけるその他の形式の加工作業にも適し
ている。例えば振り子駆動装置９を所望の角度位置に固
定して、対応して斜めに設定されたフライス工具により
傾斜面を切削することができる。

第１図ないし第３図に示されている実施例から多数の変
形を形成することができる。例えば１つの工具収容部材
５の代わりに、互いに独立な位置調整装置及び振り子装
置を有する複数の工具収容部材を回動駆動装Ｗ４に設け
ることができる。管内側表面と回動軸７との間の間隔を
決めるために、別の物理的原理（例えばレーザ光学、超
音波、容量性又は誘導性移動距離センサ等）で動作する
センサを設けることができる。クランプ装置は電気的、
磁気的又は機械的に操作することも可能である。

種々異なる駆動装置のために空圧及び液圧の他に例えば
電気駆動装置も可能である。導管内におけるこの装置の
運動のためには、走行装置１３に固有の駆動装置を設け
ることの他に例えば自動駆動走行装置に付随させること
、又は摺動棒により移動させることも可能である。これ
らの場合には１つの走行装置の代わりに滑動そりを用い
ることができる。その他の変形も可能である。

実施例に示されている機器をその機能において計算機制
御により大幅に自動的に作動し、個々の駆動装置を最適
な方法で互いに調整すると特に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は管の中に設けられている本発明の装置の軸線を
中心とした横断面図、第２図は第ｌ図の導管の軸線を中
心とした長手断面図、第３図は円周シーム溶接のシーム
の領域における軸線を中心とした長手方向断面図である
。 ｌ・・・機器担体、　　　　　２・・・クランプ装置、
３・・・中空体、　　　　　４・・・回動駆動装置、５
・・・工具収容部材、　　６・・・切削工具、７・・・
回動軸、　　　　　８・・・振り子軸、９・・・振り子
駆動装置、　ＩＯ・・・間隔センサ、ＩＩ・・・位置調
整装置、 １２・・・円周シーム溶接のシーム、 １３・・・走行装置、　　　　】４・・・懸架部材。 １３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）管の内側表面に沿って案内される（前送り運動）回
   転する少なくとも１つの切断工具を用いる、中空体の内
   側表面を切削加工するための方法において、その都度の
   前送り方向に対して平行である振り子軸の回りの円弧状
   の振り子運動を切断工具が切削中に行うことと、切削領
   域周縁を切断工具が巡っている際には、中空体の内側表
   面からの振り子軸の垂直間隔が、内側表面を連続的に接
   触検出することにより一定に保持されることを特徴とす
   る中空体の内側表面を切削加工するための方法。 ２）電動機式回転駆動装置を備え切削工具のための少な
   くとも１つの工具収容部材が固定装着されている機器担
   体と、中空体の中の機器担体を支持しかつ軸線方向で位
   置調整するための装置と、工具収容部材のための前送り
   運動を生じさせる電動機式駆動装置と、中空体の内側表
   面を基準として工具収容部材を半径方向で位置調整する
   ための遠隔操作される位置調整装置とを備える特許請求
   の範囲第１項記載の方法を実施する装置におて、機器担
   体（１）を支持し軸線方向で位置調整するための装置が
   、機器担体（１）を中空体（３）に不動に固定する遠隔
   操作されるクランプ装置（２）として構成されているこ
   とと、前送り運動を生じさせるための駆動装置が、機器
   担体（１）の中に組込まれた回動駆動装置（４）として
   構成され、回動駆動装置（４）における回転可能な部分
   に工具収容部材（５）が接続されていることと、工具収
   容部材（５）が、回動駆動装置（４）の回動軸（７）に
   対してと切削工具（６）の位置調整方向に対して垂直な
   振り子軸（８）の回りを電動機式振り子駆動装置（９）
   により振動運動して回転することが可能であるか又は固
   定角度に位置調整されることが可能であることと、この
   回動運動が行われている間は中空体（３）の内側表面か
   らの振り子軸（８）の垂直間隔がこの回動運動を一緒に
   行う、切削工具（６）のための半径方向位置調整装置（
   １１）に作用する間隔センサにより一定に保持されるこ
   とが可能であることを特徴とする中空体の内側表面を切
   削加工するための装置。 ３）前記切削工具（６）のための前記半径方向位置調整
   装置（１１）が空圧式二重ピストン装置として構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の中
   空体の内側表面を切削加工するための装置。 ４）前記間隔センサが接触検出ピンとして構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記
   載の中空体の内側表面を切削加工するための装置。 ５）前記接触検出ピンのヘッドがヘッド輪又はヘッド球
   として形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の中空体の内側表面を切削加工するための装
   置。 ６）前記接触検出ピンの長さが遠隔操作で調整されるこ
   とが可能であることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   又は第５項記載の中空体の内側表面を切削加工するため
   の装置。 ７）前記接触検出ピンの長さ調整装置が回転スピンドル
   として形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の中空体の内側表面を切削加工するための装
   置。 ８）前記基礎体（１）が穴用スクレーパの仕様で構成さ
   れクランプ装置（２）が遠隔操作可能であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項ないし第７項のうちのいず
   れか１項に記載の中空体の内側表面を切削加工するため
   の装置。 ９）前記基礎体（１）が、電動機により駆動される走行
   装置（１３）を備えることを特徴とする特許請求の範囲
   第８項記載の中空体の内側表面を切削加工するための装
   置。 １０）前記切削工具（６）の前記回転軸がそれぞれ前記
   位置調整装置（１１）に同軸に位置することを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項ないし第９項のうちのいずれか
   １項に記載の中空体の内側表面を切削加工するための装
   置。 １１）計算機式制御装置が設けられ、この計算機式制御
   装置により中空体（３）の加工材とその形状と、使用さ
   れる切削工具（６）の仕様とに依存して、位置調整角度
   又は振り子運動周波数及び振幅と、切削工具（６）の駆
   動回転数と、回動駆動装置（４）の前送りと、中空体（
   ３）の表面への切削工具（６）の位置調整（切断深さ）
   との適切な組合せが、前もって与えられている限界値及
   び閾値に基づいて求められ調整されることが可能である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第１０項
   のうちのいずれか１項に記載の中空体の内側表面を切削
   加工するための装置。