JP2000074609A - 管内面の螺旋突起の自動検査装置 - Google Patents
管内面の螺旋突起の自動検査装置Info
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- JP2000074609A JP2000074609A JP10243304A JP24330498A JP2000074609A JP 2000074609 A JP2000074609 A JP 2000074609A JP 10243304 A JP10243304 A JP 10243304A JP 24330498 A JP24330498 A JP 24330498A JP 2000074609 A JP2000074609 A JP 2000074609A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】管内面に形成された螺旋突起の形状品質、特に
突起高さを螺旋突起の全長に亙って精度よく測定し得る
自動検査装置を提供する。 【解決手段】この検査装置は、被検管体（１０）に管軸
を中心とする回転運動を与える回転駆動装置（２０）、
螺旋突起（１１）の突起頂部と管内面（１２）との段差
（突起高さｈ）を検出する変位センサ（４１）を、管体
の内側空間に保持して管軸方向に移動させる変位センサ
移動装置（３０）、回転している管体の螺旋突起（１
１）の螺旋軌道を変位センサがなぞるように、管体の回
転速度と変位センサの管軸方向移動速度を整合させる制
御装置、を有し、管体の回転運動下、管軸方向に移動す
る変位センサ（４１）により、螺旋突起（１１）の突起
高さ（ｈ）を、螺旋軌道に沿って連続的に検出するよう
にしている。
突起高さを螺旋突起の全長に亙って精度よく測定し得る
自動検査装置を提供する。 【解決手段】この検査装置は、被検管体（１０）に管軸
を中心とする回転運動を与える回転駆動装置（２０）、
螺旋突起（１１）の突起頂部と管内面（１２）との段差
（突起高さｈ）を検出する変位センサ（４１）を、管体
の内側空間に保持して管軸方向に移動させる変位センサ
移動装置（３０）、回転している管体の螺旋突起（１
１）の螺旋軌道を変位センサがなぞるように、管体の回
転速度と変位センサの管軸方向移動速度を整合させる制
御装置、を有し、管体の回転運動下、管軸方向に移動す
る変位センサ（４１）により、螺旋突起（１１）の突起
高さ（ｈ）を、螺旋軌道に沿って連続的に検出するよう
にしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管内面に形成され
た螺旋突起の形状品質、特にその突起高さを螺旋突起の
全長に亙って効率的かつ精度良く測定することを可能に
する自動検査装置に関する。
た螺旋突起の形状品質、特にその突起高さを螺旋突起の
全長に亙って効率的かつ精度良く測定することを可能に
する自動検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】管内面に、図６に示すように、管軸方向
に螺回する螺旋突起（１１）が形成された管体（１０）
はすぐれた熱交換性能を有する。これは、螺旋突起（１
１）が管内を流通する流体に対する攪拌要素として作用
し、乱流形成の効果として管の熱伝達性能を高めるので
ある。この管体は、例えばエチレン製造用熱分解反応管
等として有用であり、螺旋突起による高熱伝達性能の効
果として、反応効率の飛躍的な向上を可能にする。上記
管内面の螺旋突起（１１）は、粉体プラズマ溶接等によ
り、溶接肉盛層として形成される。
に螺回する螺旋突起（１１）が形成された管体（１０）
はすぐれた熱交換性能を有する。これは、螺旋突起（１
１）が管内を流通する流体に対する攪拌要素として作用
し、乱流形成の効果として管の熱伝達性能を高めるので
ある。この管体は、例えばエチレン製造用熱分解反応管
等として有用であり、螺旋突起による高熱伝達性能の効
果として、反応効率の飛躍的な向上を可能にする。上記
管内面の螺旋突起（１１）は、粉体プラズマ溶接等によ
り、溶接肉盛層として形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】管内面（１２）に形成
された螺旋突起（肉盛層）の形状品質の検査，特にその
突起高さ（突起頂部と管内面との段差）の確認は、螺旋
突起の性能保証において極めて重要である。しかし、そ
の突起高さを管体の一端側から他端側に到る全長に亙っ
て効率的かつ精度よく測定する方法はなく、従来は初期
１本の管体を破壊して螺旋突起の全長にわたる突起高さ
を測定し、製品管体については、各管体の開口端付近の
突起高さを確認するにとどまっている。螺旋突起の形状
品質の信頼性を高めるには、その全長に亙って突起高さ
を測定することが不可欠であり、その測定操作を高精度
かつ効率的に遂行し得ることが望まれる。本発明は、こ
の要請に応えるための管内面の自動検査装置を提供する
ものである。
された螺旋突起（肉盛層）の形状品質の検査，特にその
突起高さ（突起頂部と管内面との段差）の確認は、螺旋
突起の性能保証において極めて重要である。しかし、そ
の突起高さを管体の一端側から他端側に到る全長に亙っ
て効率的かつ精度よく測定する方法はなく、従来は初期
１本の管体を破壊して螺旋突起の全長にわたる突起高さ
を測定し、製品管体については、各管体の開口端付近の
突起高さを確認するにとどまっている。螺旋突起の形状
品質の信頼性を高めるには、その全長に亙って突起高さ
を測定することが不可欠であり、その測定操作を高精度
かつ効率的に遂行し得ることが望まれる。本発明は、こ
の要請に応えるための管内面の自動検査装置を提供する
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る管内面の螺
旋突起自動検査装置は、管軸を中心とする管体の回転運
動を行わせる管体回転駆動装置、螺旋突起の突起頂部と
管内面との段差を検出する変位センサを、管体の内側空
間に保持して管軸方向に移動させる変位センサ移動装
置、および回転する管体の螺旋突起の螺旋軌道を変位セ
ンサがなぞるように、管体の回転速度と変位センサの管
軸方向移動速度を整合させる制御装置、を有し、管体の
回転運動下に変位センサを管軸方向に移動させながら、
螺旋突起の突起頂部と管内面の段差を螺旋突起の螺旋軌
道に沿って連続的に検出するようにしている。
旋突起自動検査装置は、管軸を中心とする管体の回転運
動を行わせる管体回転駆動装置、螺旋突起の突起頂部と
管内面との段差を検出する変位センサを、管体の内側空
間に保持して管軸方向に移動させる変位センサ移動装
置、および回転する管体の螺旋突起の螺旋軌道を変位セ
ンサがなぞるように、管体の回転速度と変位センサの管
軸方向移動速度を整合させる制御装置、を有し、管体の
回転運動下に変位センサを管軸方向に移動させながら、
螺旋突起の突起頂部と管内面の段差を螺旋突起の螺旋軌
道に沿って連続的に検出するようにしている。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１において、（２０）は管体の
回転駆動装置、（３０）は変位センサを管軸方向に移動
させるセンサ移動装置、（４０）は変位センサ（４１）
による突起高さ検出装置、（５０）は、被検管体（１
０）の回転と変位センサ（４１）の管軸方向移動運動と
を連動させる制御手段である。被検管体（１０）は、回
転駆動装置（２０）に水平姿勢で保持され、管軸を中心
とする回転運動が与えられる。管体（１０）は、回転軸
芯のふれを生じないように、一端側をチャッキング（２
１) され、他端側はフリーローラ（２２）等に担持され
ている。
回転駆動装置、（３０）は変位センサを管軸方向に移動
させるセンサ移動装置、（４０）は変位センサ（４１）
による突起高さ検出装置、（５０）は、被検管体（１
０）の回転と変位センサ（４１）の管軸方向移動運動と
を連動させる制御手段である。被検管体（１０）は、回
転駆動装置（２０）に水平姿勢で保持され、管軸を中心
とする回転運動が与えられる。管体（１０）は、回転軸
芯のふれを生じないように、一端側をチャッキング（２
１) され、他端側はフリーローラ（２２）等に担持され
ている。
【０００６】突起高さ検出装置（４０）は、変位センサ
（４１）および検出信号出力装置（４２）を有する。変
位センサ（４１）は、長尺部材であるホルダー（３１）
の先端部に装着されている。該ホルダー（３１）は管軸
方向の進退移動運動が可能なように、その基端側をセン
サ移動装置（３０）に連結されており、変位センサ（４
１）はホルダー（３１）と共に管体（１０）の内側空間
を管軸方向に進退移動する。制御手段（５０）は、管体
（１０）の回転と変位センサ（４１）の管軸方向移動を
連動させるのに必要な管体回転速度と変位センサ移動速
度を算出する計算手段（５２）、その算出値を指令信号
とする、管体回転制御手段（５３）および変位センサ移
動速度制御手段（５４）等からなる。
（４１）および検出信号出力装置（４２）を有する。変
位センサ（４１）は、長尺部材であるホルダー（３１）
の先端部に装着されている。該ホルダー（３１）は管軸
方向の進退移動運動が可能なように、その基端側をセン
サ移動装置（３０）に連結されており、変位センサ（４
１）はホルダー（３１）と共に管体（１０）の内側空間
を管軸方向に進退移動する。制御手段（５０）は、管体
（１０）の回転と変位センサ（４１）の管軸方向移動を
連動させるのに必要な管体回転速度と変位センサ移動速
度を算出する計算手段（５２）、その算出値を指令信号
とする、管体回転制御手段（５３）および変位センサ移
動速度制御手段（５４）等からなる。
【０００７】螺旋突起の突起高さを検出する変位センサ
（４１）は、図２に示すように、一対の変位センサ（４
１Ａ）と（４１Ｂ）とからなる。変位センサ（４１Ａ）
（４１Ｂ）は、胴部（４１1 ）および該胴部から突出す
る接触子（４１2 ）を有し、接触子（４１2 ）は胴部
（４１1 ）に対する進退（出入）が自在なように構成さ
れている。なお、２つの変位センサ（４１Ａ）と（４１
Ｂ）は、管体（１０）に対する相互の位置関係が固定さ
れるように連結部材（４１3 ）により連結固定されてい
る。また、胴部（４１1 ）の内部には、接触子（４
１2 ）の突出長さＡ，Ｂの変化をインピーダンスの変化
としてとらえ、電気量（電圧，電流）として出力する電
気回路が組み込まれている。
（４１）は、図２に示すように、一対の変位センサ（４
１Ａ）と（４１Ｂ）とからなる。変位センサ（４１Ａ）
（４１Ｂ）は、胴部（４１1 ）および該胴部から突出す
る接触子（４１2 ）を有し、接触子（４１2 ）は胴部
（４１1 ）に対する進退（出入）が自在なように構成さ
れている。なお、２つの変位センサ（４１Ａ）と（４１
Ｂ）は、管体（１０）に対する相互の位置関係が固定さ
れるように連結部材（４１3 ）により連結固定されてい
る。また、胴部（４１1 ）の内部には、接触子（４
１2 ）の突出長さＡ，Ｂの変化をインピーダンスの変化
としてとらえ、電気量（電圧，電流）として出力する電
気回路が組み込まれている。
【０００８】上記一対の変位センサ（４１）のうち、一
方の変位センサ（４１Ａ）は、その接触子（４１1 ）の
先端が管体の表面（１２）に接触し、他方の変位センサ
（４１b ）の接触子（４１1 ）の先端は、螺旋突起（１
１）の突起頂部に接触されている。螺旋突起（１１）の
突起高さ（ｈ）は、２つの変位センサ（４１Ａ）（４１
Ｂ）の接触子のそれぞれの突出長さ「Ａ」と「Ｂ」との
差値（ｈ＝Ａ−Ｂ）として検知され、その検出信号は電
気量として出力装置（４２）に送信される。出力装置
（４２）は、変位センサ（４１Ａ）（４１Ｂ）から伝送
された検出信号を処理する制御部（４２1 ），検出され
た突起高さを波形等の画像としてを映し出すモニター
（４２2 ）、突起高さを記録するプリンタ（４２3 ）等
により構成されている。
方の変位センサ（４１Ａ）は、その接触子（４１1 ）の
先端が管体の表面（１２）に接触し、他方の変位センサ
（４１b ）の接触子（４１1 ）の先端は、螺旋突起（１
１）の突起頂部に接触されている。螺旋突起（１１）の
突起高さ（ｈ）は、２つの変位センサ（４１Ａ）（４１
Ｂ）の接触子のそれぞれの突出長さ「Ａ」と「Ｂ」との
差値（ｈ＝Ａ−Ｂ）として検知され、その検出信号は電
気量として出力装置（４２）に送信される。出力装置
（４２）は、変位センサ（４１Ａ）（４１Ｂ）から伝送
された検出信号を処理する制御部（４２1 ），検出され
た突起高さを波形等の画像としてを映し出すモニター
（４２2 ）、突起高さを記録するプリンタ（４２3 ）等
により構成されている。
【０００９】次に、被検管体（１０）の回転駆動制御と
変位センサ（４１）の管軸方向の移動制御について説明
する。管体（１０）の螺旋突起の検査開始に当たり、管
体（１０）の管径（Ｄ）と螺旋突起（１１）のリード角
（θ）、または螺旋突起（１１）のリード（Ｌ）（Ｌ＝
πＤx tan θ）を、設定器（５１）により計算手段（５
２）に入力する。また回転駆動装置（２０）及びシフト
駆動装置（３０）のそれぞれの装置に固有の制限条件
（駆動速度上限値等）を設定器（５１）で計算手段（５
２）に設定する。変位センサ（４１）を回転する管体
（１０）の螺旋突起（１１）の螺旋軌道に沿わせるため
の、変位センサ（４１）の管軸方向移動速度（ＶS ）と
被検管体（１０）の回転速度（ＶR ）の関係は、下式
〔１〕により与えられる（図４）。
変位センサ（４１）の管軸方向の移動制御について説明
する。管体（１０）の螺旋突起の検査開始に当たり、管
体（１０）の管径（Ｄ）と螺旋突起（１１）のリード角
（θ）、または螺旋突起（１１）のリード（Ｌ）（Ｌ＝
πＤx tan θ）を、設定器（５１）により計算手段（５
２）に入力する。また回転駆動装置（２０）及びシフト
駆動装置（３０）のそれぞれの装置に固有の制限条件
（駆動速度上限値等）を設定器（５１）で計算手段（５
２）に設定する。変位センサ（４１）を回転する管体
（１０）の螺旋突起（１１）の螺旋軌道に沿わせるため
の、変位センサ（４１）の管軸方向移動速度（ＶS ）と
被検管体（１０）の回転速度（ＶR ）の関係は、下式
〔１〕により与えられる（図４）。
【００１０】 ＶS ＝ＶR ×（D/2)×tan θ＝ＶR ×Ｌ/2π…〔１〕 〔ＶR : 被検管体の回転角速度（ラジアン/sec) ＶS : 変位センサの管軸方向移動速度（mm/sec) Ｄ: 被検管体の内径（mm） Ｌ: 螺旋突起のリード（mm） θ: 螺旋突起のリード角 〕
【００１１】計算手段（５２）の算出値は、回転制御手
段（５３）およびシフト制御手段（５４）に指令信号と
して出力される。管体回転駆動装置（２０）および変位
センサ移動装置（３０）は、変位センサ（４１）が螺旋
突起（１１）の螺旋軌道から外れないように、管体（１
０）の回転と変位センサ（４１）の軸方向移動を連動さ
せる。このように被検管体（１０）の回転運動下に、変
位センサ（４１）を管の一端側から他端側に向かって管
軸方向に移動させながら、変位センサ（４１）の検出信
号を制御部（４２1 ）に送信する。その検出信号による
突起高さ及び変化を波形画像としてモニター（４２2 ）
に映し出し、あるいはプリンタ（４２3）で記録するこ
とにより、螺旋突起（１１）の突起高さを検査する。
段（５３）およびシフト制御手段（５４）に指令信号と
して出力される。管体回転駆動装置（２０）および変位
センサ移動装置（３０）は、変位センサ（４１）が螺旋
突起（１１）の螺旋軌道から外れないように、管体（１
０）の回転と変位センサ（４１）の軸方向移動を連動さ
せる。このように被検管体（１０）の回転運動下に、変
位センサ（４１）を管の一端側から他端側に向かって管
軸方向に移動させながら、変位センサ（４１）の検出信
号を制御部（４２1 ）に送信する。その検出信号による
突起高さ及び変化を波形画像としてモニター（４２2 ）
に映し出し、あるいはプリンタ（４２3）で記録するこ
とにより、螺旋突起（１１）の突起高さを検査する。
【００１２】被検管体（１０）が、図５に示すように、
複数条の螺旋突起（１１）（同図は３条の例）を有する
場合は、螺旋突起（１１1,１１2,１１3 ）の各条ごと
に、変位センサ（４１）の管軸方向シフト操作を反復
（この場合は３回）する。別法として、図３に示すよう
に、３つの変位センサ（４１Ｂ）と１つの変位センサ
（４１Ａ）からなるセンサ構成〔変位センサ４１Ｂ同士
の間隔ｄは螺旋突起のピッチｐ（ｐ＝Ｌ／ｎ，ｎは螺旋
条数）に合致するように設定される〕を採用することに
より、複数条の螺旋突起（１１1,１１2,１１3 ）のそれ
ぞれの突起高さｈ1 (= A - B1 ) ，ｈ2 (= A - B2 ) ，
ｈ3 (= A - B3 ) を、１回のシフト操作で同時に測定す
ることができる。
複数条の螺旋突起（１１）（同図は３条の例）を有する
場合は、螺旋突起（１１1,１１2,１１3 ）の各条ごと
に、変位センサ（４１）の管軸方向シフト操作を反復
（この場合は３回）する。別法として、図３に示すよう
に、３つの変位センサ（４１Ｂ）と１つの変位センサ
（４１Ａ）からなるセンサ構成〔変位センサ４１Ｂ同士
の間隔ｄは螺旋突起のピッチｐ（ｐ＝Ｌ／ｎ，ｎは螺旋
条数）に合致するように設定される〕を採用することに
より、複数条の螺旋突起（１１1,１１2,１１3 ）のそれ
ぞれの突起高さｈ1 (= A - B1 ) ，ｈ2 (= A - B2 ) ，
ｈ3 (= A - B3 ) を、１回のシフト操作で同時に測定す
ることができる。
【００１３】前記説明では、変位センサ（４１）として
接触型センサを使用しているが、例えば、センサコイル
と管体の螺旋突起・管内面との間の電磁誘導現象による
インピーダンスの変化を検出する渦電流方式の変位セン
サを採用することにより、突起高さを非接触測定する構
成を採用することもできる。
接触型センサを使用しているが、例えば、センサコイル
と管体の螺旋突起・管内面との間の電磁誘導現象による
インピーダンスの変化を検出する渦電流方式の変位セン
サを採用することにより、突起高さを非接触測定する構
成を採用することもできる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、管内面に形成された螺
旋突起の突起高さの検査を、被検管体の管径や螺旋状突
起形態の如何に拘らず、その全長に亙って精度よく効率
的に行うことができ、螺旋突起の形状品質の信頼性を高
めることができる。
旋突起の突起高さの検査を、被検管体の管径や螺旋状突
起形態の如何に拘らず、その全長に亙って精度よく効率
的に行うことができ、螺旋突起の形状品質の信頼性を高
めることができる。
【図１】本発明の装置構成の例を示す正面説明図であ
る。
る。
【図２】変位センサの構成を示す正面図である。
【図３】変位センサの構成の他の例を示す正面説明図で
ある。
ある。
【図４】螺旋突起の螺旋形態を示す管体の展開図であ
る。
る。
【図５】螺旋突起の螺旋形態の他の例を示す管体の展開
図である。
図である。
【図６】管体を管軸方向に半分割して管内面の螺旋突起
を示す図である。
を示す図である。
１０: 管体 １１: 螺旋突起 １２：管内面 ２０: 管体回転駆動装置 ３０: 変位センサ移動装置 ３１：変位センサホルダー ４０: 突起高さ検出装置 ４１（４１A,４１B): 変位センサ ４１1 : 変位センサの胴部 ４１2 ：接触子 ４１3 ：連結部材 ４２: 検出信号出力装置 ５０: 制御手段
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F062 AA43 BB04 BB20 BC80 CC22 CC23 EE01 EE07 EE09 EE42 EE63 EE65 EE66 FF03 FF17 FF25 GG63 GG65 HH05 HH12 LL01 2F063 AA14 BC02 BD05 BD12 BD20 CA13 DA02 DA11 DB08 DC08 DD03 DD05 EB01 EB22 FA01 GA08 MA05 2G024 AA21 BA01 CA02 CA04 DA09 EA01
Claims (1)
- 【請求項１】 管内面に形成された螺旋突起の突起高さ
を螺旋軌道に沿って連続的に測定する装置であって、 管軸を中心とする管体の回転運動を行わせる管体回転駆
動装置、 螺旋突起の突起頂部と管内面との段差を検出する変位セ
ンサを、管体の内側空間に保持して管軸方向に移動させ
る変位センサ移動装置、および回転する管体の螺旋突起
の螺旋軌道を変位センサがなぞるように、管体の回転速
度と変位センサの管軸方向移動速度を整合させる制御装
置、を有し、 管体の回転運動下に変位センサを管軸方向に移動させな
がら、螺旋軌道に沿って突起頂部と管内面の段差を連続
的に検出するようにした管内面の螺旋突起の自動検査装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243304A JP2000074609A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 管内面の螺旋突起の自動検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243304A JP2000074609A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 管内面の螺旋突起の自動検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000074609A true JP2000074609A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17101851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10243304A Pending JP2000074609A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 管内面の螺旋突起の自動検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000074609A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100357613B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2002-10-25 | 현대자동차주식회사 | 라이너 표면 스캐닝 시스템 |
| KR101376053B1 (ko) | 2013-03-04 | 2014-03-20 | 주로테크 주식회사 | 알갱이 및 분체 이송용 스크류 컨베이어의 스크류 동심도 및 직진도 측정방법 |
| CN104807426A (zh) * | 2014-01-24 | 2015-07-29 | 上海华林工业气体有限公司 | 一种用于高温炉管外径的自动检测装置 |
| KR20190124956A (ko) * | 2018-04-27 | 2019-11-06 | 주식회사 포스코 | 직진도 측정장치 및 이를 사용한 선재 제조방법 |
| CN113324471A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-31 | 重庆工程职业技术学院 | 一种滚动测量列车对轮圆度的装置 |
| JP2021156779A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 芦森工業株式会社 | 管内凹凸測定装置および管内凹凸測定方法 |
| JP7523991B2 (ja) | 2020-08-18 | 2024-07-29 | 株式会社東京精密 | セグメントコイルの剥離検査方法及びそれに用いる剥離検査装置 |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP10243304A patent/JP2000074609A/ja active Pending
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