３次元レーザ加工機のパイプシーム検出装置

【課題】パイプ加工を行う３次元レーザ加工機における溶接パイプのシーム位置を検出する装置を提供する。
【解決手段】３次元レーザ加工機は、丸パイプ４００を把持し、回転及び軸移動を行うチャック６２を有する。溶接シーム検出装置１００は、レーザ加工本体部３０に装備される検出ヘッド１１０を備える。検出ヘッド１１０は、丸パイプ４００の内壁面４１０に倣うマスターレバー１２０と検出レバー１４０を備える。丸パイプ４００を回転させて、溶接シームが検出レバー１４０に接すると、マイクロスイッチ１５０が検出レバー１４０の動きを検知し、ＮＣ装置９０に信号を送り、溶接シーム位置を認識する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ材等を加工するレーザ加工機に装備されるパイプ材の溶接シーム検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプ材加工用のレーザ加工機は、パイプ材を把持するチャックを回転しつつレーザ加工ヘッドによりパイプ材にレーザ加工を施す。
例えば、下記の特許文献は、パイプ加工が可能なレーザ加工機を開示している。
【特許文献１】特開２００１−１５０１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
加工対象であるパイプ素材は、図９の（ａ）（ｂ）に示すように円筒形状のパイプＰ_１や角筒形状のパイプＰ_２のもの等があるが、パイプ素材によっては、鋼材を円筒形状や角筒形状に成型して、つき合せ部を溶接して接合したいわゆる溶接鋼管もある。
この種の溶接パイプにあっては、パイプの軸線に沿って、シームと称される溶接ビードＳ_１，Ｓ_２が存在する。このシームは外観上の問題があるので、シームを表側にすることはできるだけ避けることが望ましい。また、構造上の目的でシームを避けた位置にレーザ加工を施す必要があることも多い。この種のレーザ加工にあっては、溶接パイプのシームの位置を確認し、このシームの位置を規準としてパイプの角度を割り出して加工する必要がある。
そこで、本発明の目的は、溶接パイプのシーム位置の検出装置を備えたレーザ加工機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の３次元レーザ加工機は、パイプ内壁面のシームに接触してシームパイプのシーム位置を検出する検出ヘッドを備えるものである。
そして、パイプシーム検出装置は、検出ヘッドと検出ヘッドを昇降する手段を備え、検出ヘッドは、シームに接触する検出レバーと、検出レバーの作動を検知するリミットスイッチを備え、検出ヘッドは検出部に向けてエアブローを行うエアノズルを備える。
また、検出ヘッドは検出レバーに近接して配置され、パイプ内壁面に接触して倣うレバーを備えるものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、溶接パイプのシームの位置を機械的な手段で確実に検知し、３次元レーザ加工を自動的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明を適用する３次元レーザ加工機の概要を示す説明図である。
全体を符号１で示す３次元レーザ加工機は、ベース１０と、ベース１０の中央部に配設される加工部２０を有する。
加工部２０には、レーザ加工本体部３０が軸方向への移動自在に装備されている。レーザ加工本体部３０には、レーザヘッド３２が旋回動自在にとりつけられている。
加工部２０の前後には素材自動搬入装置（ローダー）４０と、製品自動搬出装置（アンローダー）５０が配設されている。
【０００７】
この３次元レーザ加工機１は、ベース１０上を移動する４基のチャック６１，６２，６３，６４を備える。各チャックは、素材であるパイプ材やチャンネル材等の異形材を把持し、素材を軸方向に移動させるとともに、回転制御して３次元レーザ加工を施す。
この３次元レーザ加工機１にあっては、レーザ発振器７０、制御盤８０、ＮＣ装置９０や操作盤９２等を備える。
図２は、加工部２０の近傍の詳細を示し、加工部２０上にレーザ加工本体部３０が軸方向移動自在に支持されている。レーザ加工本体部３０は、レーザヘッド３２を旋回動自在に支持する。
【０００８】
図３は、レーザ加工本体部３０に装備される本発明の溶接シーム検出装置１００を示す。
溶接シーム検出装置１００は、検出ヘッド１１０と、検出ヘッド１１０を昇降させる駆動装置３００を備える。
【０００９】
図４は、検出ヘッド１１０の基本的な原理を示す説明図である。
検出ヘッド１１０は、検査対象（ワーク）となる丸パイプ４００の内壁面４１０に接触するマスターレバー１２０を有する。このマスターレバー１２０は、スプリング１６０等を有するフローティング機構により固定部材１７０に支持される。
すなわち、丸パイプ４００は、チャック６２により回転され、また、検出ヘッド１１０は、紙面に垂直な方向に移動するが、この作動にあっても、マスターレバー１２０の先端の接触部１２２は、常に丸パイプ４００の内壁面４１０に接触する。
【００１０】
マスターレバー１２０に対して検出レバー１４０がピン１３０により回動自在にとりつけられる。この検出レバー１４０は、その先端１４２が丸パイプ４００の内壁面４１０に突出するシームに突き当ると、ピン１３０を中心に旋回動する。
マイクロスイッチ１５０は、検出レバー１４０の後端１４４の作動を検知し、ＮＣ装置９０に信号を送る。ＮＣ装置９０は、検出ヘッド１１０の現在位置が丸パイプ４００のシームの位置と認識して、以後のレーザ加工を実行する。
【００１１】
図５は、検出ヘッド１１０の正面図、図６は図５の右側面図である。
マスターレバー１２０等は、ピン２３０によりハウジング２００に片持ち支持され、スプリング２２０によりハウジング２００に対して吊り下げられている。
検出レバー１４０は、マスターレバー１２０の内側に配置され、その作動はマイクロスイッチ１５０により検知される。
検出レバー１４０の先端部に向けて開口するエアノズル２１０が設けてあり、ワーク内部にエアブローＡ_１を行い、清掃する。
【００１２】
図７は、丸パイプ４００の内壁面４１０に存在するシーム４２０を検出する工程を示す。
丸パイプ４００の場合には、検出レバー１４０をチャックのオリエント位置に停止させた状態で丸パイプ４００をチャックにより矢印Ｒ_１方向に回転させ、シーム４２０が検出レバー１４０に接触したときのチャックの角度位置を認識する。
【００１３】
図８は、角パイプ４５０の内壁面に存在するシーム４７０を検出する工程を示す。
角パイプ４５０の場合には、４つの内壁面のいずれかの内壁面の中央部にシーム４７０が存在する。
そこで、図８の（ａ）の状態で検出ヘッドとともに検出レバー１４０を矢印Ｆ_１方向に移動させる。この内壁面４６０ａにはシームの存在が検出されないときには、検出レバー１４０を退避させ、角パイプ４５０を矢印Ｒ_１方向に９０度回転させ、停止する。
この状態で検出レバー１４０を矢印Ｆ_１方向に移動させ、シーム４７０の存在を検知する。ＮＣ装置は、角パイプ４５０の内壁面４６０ｂにシーム４７０が存在することを認識する。
【００１４】
本発明によれば、３次元レーザ加工機は、溶接パイプのシーム位置を自動的に検知することができ、このシーム位置を認識して溶接パイプに３次元レーザ加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用する３次元レーザ加工機の概要を示す説明図。
【図２】加工部の近傍の詳細を示す説明図。
【図３】レーザ加工本体部に装備される本発明の溶接シーム検出装置を示す説明図。
【図４】検出ヘッドの基本的な原理を示す説明図。
【図５】検出ヘッドの正面図。
【図６】図５の右側面図。
【図７】丸パイプの内壁面に存在するシームを検出する工程を示す説明図。
【図８】角パイプの内壁面に存在するシームを検出する工程を示す説明図。
【図９】溶接パイプのシームを示す説明図。
【符号の説明】
【００１６】
１３次元レーザ加工機
２０加工部
３０レーザ加工本体部
３２レーザヘッド
６１，６２，６３，６４チャック
９０ＮＣ装置
１００溶接シーム検出装置
１１０検出ヘッド
１２０マスターレバー
１４０検出レバー
１５０マイクロスイッチ
４００丸パイプ
４５０角パイプ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプを把持して回転及び軸方向に制御されるチャックと、パイプに３次元のレーザ加工を施すレーザヘッドを備える３次元レーザ加工機にあって、
パイプ内壁面のシームに接触してシームパイプのシーム位置を検出する検出ヘッドを備える３次元レーザ加工機のパイプシーム検出装置。
【請求項２】
パイプシーム検出装置は、検出ヘッドと検出ヘッドを昇降する手段を備え、
検出ヘッドは、シームに接触する検出レバーと、検出レバーの作動を検知するリミットスイッチを備える請求項１記載の３次元レーザ加工機のパイプシーム検出装置。
【請求項３】
検出ヘッドは検出部に向けてエアブローを行うエアノズルを備える請求項１又は２記載の３次元レーザ加工機のパイプシーム検出装置。
【請求項４】
検出ヘッドは検出レバーに近接して配置され、パイプ内壁面に接触して倣うレバーを備える請求項１乃至３のいずれかに記載の３次元レーザ加工機のパイプシーム検出装置。

【図１】