JP2000346637A - Method and apparatus for measuring groove shape for piping - Google Patents

Method and apparatus for measuring groove shape for piping

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JP2000346637A
JP2000346637A JP11159520A JP15952099A JP2000346637A JP 2000346637 A JP2000346637 A JP 2000346637A JP 11159520 A JP11159520 A JP 11159520A JP 15952099 A JP15952099 A JP 15952099A JP 2000346637 A JP2000346637 A JP 2000346637A
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JP
Japan
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pipe
groove shape
groove
rotation
face
Prior art date
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Application number
JP11159520A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Yokoyama
大 横山
Hideyuki Suwa
秀行 諏訪
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Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Plant Technologies Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily stereoscopically measure a groove shape of an end face of piping. SOLUTION: The apparatus for measuring a groove shape for piping comprises a two-dimensional displacement sensor 14 for measuring at least one of axial and radial displacements of an end face of piping 10, a rotating means for rotating the sensor 14 along the end face of the piping, an angle detecting means 28 for detecting a rotating angle of the rotating means, and a mounting jig for mounting the rotating means at an end of the piping to rotatably support the rotating means and having a guide member for positioning an inside of the piping to an inner wall of the piping so that the rotating surface of the rotating means crosses perpendicularly to the central axis of the piping 10. Thus, the groove shape can be measured separately for the piping on the ground, and an additional working amount of the groove can be known, and hence the groove can be easily worked.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は配管用開先形状計測
装置に係り、特に建設現場で配管を突き合わせて溶接す
る場合に、お互いの配管端面の接合部の立体形状を計測
して比較する配管用開先形状計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe groove shape measuring apparatus, and particularly to a pipe for measuring and comparing the three-dimensional shape of a joint between pipe end faces when butt welding a pipe at a construction site. The present invention relates to a groove shape measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図19に配管10、10どうしの突き合
わせ状態を示す。発電所やプラント等の建設現場に於い
て、気体または流体が流れる配管10、10を溶接する
場合、配管10、10の溶接を行う前に、配管10、1
0の端面に溶接を確実にするための開先加工を行う。本
発明の対象となる配管径である200(mm)以上の配
管では配管10、10の切断に溶断を用い、開先の加工
はグラインダを用いることが多い。配管10、10の接
合部における開先形状は、一般に図20に示す形状をし
ており、配管接合部の溶接に要求される開先形状の寸法
許容値は、ギャップGが±0.5(mm)、開先半径の
差である内径段差Δr1nと外径段差Δr2nが±0.3
(mm)程であるため、接合する配管10、10どうし
を実際に突き合わせてみて肉眼で突き合わせた配管開先
形状どうしに段差がないかを、また接合する部分のギャ
ップが均一になっているかをギャップゲージで計測して
いた。
2. Description of the Related Art FIG. 19 shows a state in which pipes 10 and 10 are joined to each other. When welding pipes 10 and 10 through which gas or fluid flows at a construction site such as a power plant or a plant, the pipes 10 and 1 are welded before welding the pipes 10 and 10.
A beveling process is performed on the end face of No. 0 to ensure welding. In the case of a pipe having a diameter of 200 (mm) or more, which is a target of the present invention, fusing is used for cutting the pipes 10 and 10, and a grinder is often used for forming a groove. The groove shape at the joint portion of the pipes 10 and 10 generally has the shape shown in FIG. 20, and the dimension tolerance of the groove shape required for welding the pipe joint portion is that the gap G is ± 0.5 ( mm), the inner diameter step Δr1n and the outer diameter step Δr2n, which are differences in groove radius, are ± 0.3.
(Mm), the pipes 10 and 10 to be joined are actually butted with each other to see if there is a step between the pipe groove shapes which have been butted with the naked eye, and whether or not the gap at the joined portions is uniform. It was measured with a gap gauge.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では、実際に接合する配管どうしを所定の角度に回転
させて突き合わせて計測してみないと、開先形状のどこ
を加工すればよいのか判定できなかった。またそれに加
え加工の削り代も数値で把握することができなかったの
で、加工した後に再び突き合わせて計測し加工するとい
った効率の悪い作業を行う必要があった。更に、発電所
やプラントの配管は図19に示すように高所に設置され
る場合も多々あり、加工と計測の繰り返しは、配管の吊
り上げ、固定、高所での計測、吊り下げ、加工という、
作業工数のかかる作業を繰り返して行わなければならな
かった。
However, in the conventional method, it is necessary to rotate the pipes to be actually joined to each other at a predetermined angle and measure them by abutting each other. could not. In addition, since the machining allowance could not be grasped numerically, it was necessary to perform inefficient work, such as performing the machining again after the machining and then measuring and machining. Further, there are many cases where the piping of a power plant or a plant is installed at a high place as shown in FIG. 19, and the repetition of processing and measurement includes lifting and fixing the pipe, measuring at a high place, hanging, and processing. ,
Work that required a lot of man-hours had to be repeated.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、配管どうしを突き合わせて溶接する際に接
合部分の開先形状の計測を行うための開先形状計測装置
であって、配管端面の軸方向の変位及び半径方向の変位
のうち少なくとも一方を計測するための変位センサと、
前記変位センサを配管端面に沿って回転させるための回
転手段と、前記回転手段の回転角度を検出するための角
度検出手段と、前記回転手段を配管の端部に取り付ける
ための取付治具であって、該回転手段を回転自在に支持
するとともに、回転手段の回転面が配管の中心軸と直交
するように配管の内側又は外側から配管の管壁に対して
移動し位置決めするガイド部材を有する取付治具と、を
備えたことを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a groove shape measuring device for measuring a groove shape of a joint portion when butt-welding pipes, A displacement sensor for measuring at least one of axial displacement and radial displacement of the pipe end face,
A rotation unit for rotating the displacement sensor along a pipe end face; an angle detection unit for detecting a rotation angle of the rotation unit; and a mounting jig for mounting the rotation unit to an end of the pipe. And a guide member for rotatably supporting the rotating means and moving and positioning the rotating surface of the rotating means relative to the pipe wall from the inside or outside of the pipe such that the rotation surface of the rotating means is orthogonal to the center axis of the pipe. And a jig.

【0005】本発明によれば、配管端面の軸方向の変位
及び半径方向の変位のうち少なくとも一方を計測するた
めの変位センサと、前記変位センサを配管端面に沿って
回転させるための回転手段と、前記回転手段の回転角度
を検出するための角度検出手段と、前記回転手段を配管
の端部に取り付けるための取付治具であって、該回転手
段を回転自在に支持するとともに、回転手段の回転面が
配管の中心軸と直交するように配管の内側又は外側から
配管の管壁に対して移動し位置決めするガイド部材を有
する取付治具とを備えたので、開先形状の計測を地上で
配管どうし別々に行えるとともに、開先の追加工量を知
ることが可能なので開先の加工が容易となる。
According to the present invention, there is provided a displacement sensor for measuring at least one of an axial displacement and a radial displacement of a pipe end face, and a rotating means for rotating the displacement sensor along the pipe end face. An angle detecting means for detecting a rotation angle of the rotating means, and a mounting jig for mounting the rotating means to an end of a pipe, wherein the rotating means is rotatably supported, and Since there is provided a mounting jig having a guide member for moving and positioning relative to the pipe wall of the pipe from the inside or outside of the pipe so that the rotation surface is orthogonal to the center axis of the pipe, measurement of the groove shape is performed on the ground. The pipes can be formed separately, and the additional work of the groove can be known, so that the processing of the groove becomes easy.

【0006】また前記目的を達成するために請求項2又
は3に記載の発明は、変位センサの回転中心位置から変
位センサの原点までの距離を求める手段と、前記変位セ
ンサの回転中心位置から変位センサの原点までの距離
と、前記変位センサによって計測した配管端面の軸方向
の変位及び半径方向の変位と、前記変位センサを配管端
面に沿って回転したときの回転角度とから複数の回転角
度における配管端面の高さ、外径及び開先の内径を演算
する手段と、前記演算結果を表示する表示手段とを備え
たことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 or 3 comprises means for obtaining a distance from the rotation center position of the displacement sensor to the origin of the displacement sensor, and a means for determining the distance from the rotation center position of the displacement sensor. At a plurality of rotation angles from the distance to the origin of the sensor, the axial displacement and the radial displacement of the pipe end face measured by the displacement sensor, and the rotation angle when the displacement sensor is rotated along the pipe end face. It is characterized by comprising means for calculating the height, the outer diameter, and the inner diameter of the groove, of the pipe end face, and display means for displaying the calculation result.

【0007】本発明によれば、変位センサの回転中心位
置から変位センサの原点までの距離を求める手段と、前
記変位センサの回転中心位置から変位センサの原点まで
の距離と、前記変位センサによって計測した配管端面の
軸方向の変位及び半径方向の変位と、前記変位センサを
配管端面に沿って回転したときの回転角度とから複数の
回転角度における配管端面の高さ、外径及び開先の内径
を演算する手段と、前記演算結果を表示する表示手段と
を備えたことによって配管端面の開先形状、外径及び配
管端面の軸方向の変位を容易に正確に知ることができ
る。
According to the present invention, means for determining a distance from the rotation center position of the displacement sensor to the origin of the displacement sensor, a distance from the rotation center position of the displacement sensor to the origin of the displacement sensor, and measurement by the displacement sensor The height, outer diameter, and inner diameter of the groove at a plurality of rotation angles from the axial displacement and the radial displacement of the pipe end face, and the rotation angle when the displacement sensor is rotated along the pipe end face. Is provided, and the display means for displaying the result of the calculation makes it possible to easily and accurately know the groove shape, outer diameter, and axial displacement of the pipe end face in the pipe end face.

【0008】また前記目的を達成するために請求項4に
記載の発明は、請求項2又は3に記載の発明に加えて外
径及び開先の内径を演算する手段に、回転角度と複数の
回転角度における配管端面の高さ、外径又は開先の内径
の離散値データのうち少なくとも1種類のデータを直線
又は曲線で近似又は補間して、前記各離散値データの間
の角度における配管端面の高さ、外径及び開先の内径の
データのうち少なくとも1種類のデータを得る手段を備
えたことを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the second or third aspect, a means for calculating an outer diameter and an inner diameter of a groove includes a rotation angle and a plurality of angles. At least one type of data among the discrete value data of the height of the pipe end face at the rotation angle, the outer diameter or the inner diameter of the groove is approximated or interpolated by a straight line or a curve, and the pipe end face at the angle between the respective discrete value data Means for obtaining at least one type of data among the height, outer diameter, and groove inner diameter data.

【0009】本発明によれば、外径及び開先の内径を演
算する手段に、回転角度と複数の回転角度における配管
端面の高さ、外径又は開先の内径の離散値データのうち
少なくとも1種類のデータを直線又は曲線で近似又は補
間して、前記各離散値データの間の角度における配管端
面の高さ、外径及び開先の内径のデータのうち少なくと
も1種類のデータを得る手段を備えたので、少ない測定
点数で配管端面の形状を連続データとして扱うことが可
能となり、測定した複数の配管端面形状どうしを比較し
やすくすることができる。
According to the present invention, the means for calculating the outer diameter and the inner diameter of the groove include at least one of the discrete values of the height, outer diameter, or inner diameter of the groove at the rotation angle and the plurality of rotation angles. Means of approximating or interpolating one type of data with a straight line or a curve to obtain at least one type of data among the height, outer diameter, and groove inner diameter data of the pipe end surface at an angle between the discrete value data. Is provided, it is possible to handle the shape of the pipe end face as continuous data with a small number of measurement points, and it is possible to easily compare a plurality of measured pipe end face shapes.

【0010】また前記目的を達成するために請求項5に
記載の発明は、配管どうしを突き合わせて溶接する際に
接合部分の開先形状の計測を行うための開先形状計測方
法であって、請求項1の開先形状計測装置を第1の配管
に取り付け、前記変位センサを複数の回転位置に回転さ
せるとともに、各回転位置において前記変位センサから
第1の配管の端面の軸方向の変位及び半径方向の変位の
うちの少なくとも一方を取り込み、請求項1の開先形状
計測装置を前記第1の配管と突き合わされる第2の配管
に取り付け、前記変位センサを複数の回転位置に回転さ
せるとともに、各回転位置において前記変位センサから
第2の配管の端面の軸方向の変位及び半径方向の変位の
うちの少なくとも一方を取り込み、各回転位置ごとに取
り込んだ第1及び第2の配管の端面の軸方向の変位及び
半径方向の変位の少なくとも一方に基づいて第1及び第
2の配管の突き合わせ時の開先ギャップ、外径段差及び
内径段差を求めて表示することを特徴としている。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 5 is a groove shape measuring method for measuring a groove shape of a joint portion when butt-welding pipes, The groove shape measuring device according to claim 1 is attached to a first pipe, and the displacement sensor is rotated to a plurality of rotation positions. At each rotation position, an axial displacement of the end face of the first pipe from the displacement sensor is determined. At least one of radial displacements is taken in, the groove shape measuring device of claim 1 is attached to a second pipe abutted with the first pipe, and the displacement sensor is rotated to a plurality of rotational positions. At each rotation position, at least one of the axial displacement and the radial displacement of the end face of the second pipe is captured from the displacement sensor, and the first and the second captured at each rotation position. The groove gap, the outer diameter step and the inner diameter step when the first and second pipes are butted are obtained and displayed based on at least one of the axial displacement and the radial displacement of the end face of the second pipe. And

【0011】本発明によれば請求項1の開先形状計測装
置を第1の配管に取り付け、前記変位センサを複数の回
転位置に回転させるとともに、各回転位置において前記
変位センサから第1の配管の端面の軸方向の変位及び半
径方向の変位のうちの少なくとも一方を取り込み、請求
項1の開先形状計測装置を前記第1の配管と突き合わさ
れる第2の配管に取り付け、前記変位センサを複数の回
転位置に回転させるとともに、各回転位置において前記
変位センサから第2の配管の端面の軸方向の変位及び半
径方向の変位のうちの少なくとも一方を取り込み各回転
位置ごとに取り込んだ第1及び第2の配管の端面の軸方
向の変位及び半径方向の変位の少なくとも一方に基づい
て第1及び第2の配管の突き合わせ時の開先ギャップ、
外径段差及び内径段差を求めるようにしたので、開先形
状の計測を地上で配管どうし別々に行えるとともに、開
先の追加工量も知ることが可能なので開先の加工が容易
となる。
According to the present invention, the groove shape measuring device according to claim 1 is attached to a first pipe, the displacement sensor is rotated to a plurality of rotation positions, and the displacement sensor is moved from the displacement sensor to the first pipe at each rotation position. Capturing at least one of an axial displacement and a radial displacement of the end face of the end face, attaching the groove shape measuring device according to claim 1 to a second pipe abutted with the first pipe, and mounting the displacement sensor. While rotating to a plurality of rotation positions, at each rotation position, at least one of the axial displacement and the radial displacement of the end face of the second pipe is taken in from the displacement sensor at each rotation position. A groove gap at the time of abutment of the first and second pipes based on at least one of an axial displacement and a radial displacement of an end face of the second pipe;
Since the outer diameter step and the inner diameter step are determined, the groove shape can be measured separately between the pipes on the ground, and the additional processing time of the groove can be known, so that the groove processing is facilitated.

【0012】また前記目的を達成するために請求項6に
記載の発明は、請求項5の発明に加えて、各回転位置ご
とに取り込んだ第1及び第2の配管の端面の軸方向の変
位及び半径方向の変位の少なくとも一方に基づいて、第
1及び第2の配管の突き合わせ時の開先ギャップ、外径
段差及び内径段差の少なくともいずれか1つを求めて、
該開先ギャップ、外径段差及び内径段差の少なくともい
ずれか1つが全周にわたって最小となるように、第1及
び第2の配管の端面の座標値を配管の端面に平行な方向
に移動又は回転の少なくともいずれか1つの演算を行う
ことを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in addition to the fifth aspect of the present invention, the axial displacement of the end faces of the first and second pipes taken in at each rotational position. And at least one of the displacement in the radial direction, the groove gap at the time of abutment of the first and second pipes, at least one of the outer diameter step and the inner diameter step is obtained,
Move or rotate the coordinate values of the end faces of the first and second pipes in a direction parallel to the end faces of the pipes so that at least one of the groove gap, the outer diameter step, and the inner diameter step is minimized over the entire circumference. Is characterized in that at least one of the calculations is performed.

【0013】本発明によれば、外径段差及び内径段差の
少なくともいずれか1つが全周にわたって最小となるよ
うに、第1及び第2の配管の端面の座標値を配管の端面
に平行な方向に移動又は回転の少なくともいずれか1つ
の演算を行うようにしたので、開先形状の修正作業を最
小限にとどめることができる。
According to the present invention, the coordinate values of the end faces of the first and second pipes are adjusted in a direction parallel to the end faces of the pipes so that at least one of the outer diameter step and the inner diameter step is minimized over the entire circumference. Since the calculation of at least one of the movement and the rotation is performed, the work of correcting the groove shape can be minimized.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る配管用開先形状計測装置及びその方法の好ましい形態
について説明する。図1は、計測対象である配管端面の
切断加工面に本発明に係る計測装置機構部を取り付けた
測定状態を示す斜視図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a pipe groove shape measuring apparatus and method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a measurement state in which a measuring device mechanism according to the present invention is attached to a cut surface of a pipe end surface to be measured.

【0015】配管10の端面接合部には、配管を確実に
溶接接合するための溶接用の開先が加工してある。開先
形状計測装置12の2次元変位センサ14は、配管10
の開口部の淵にレーザービームスポット16を走査しな
がら照射し、配管10の開口部の開先形状を2次元形状
計測する。2次元変位センサ14は、開先形状計測装置
12に於ける回転手段の回転軸であるセンサ回転軸Aに
対して放射方向(図1のB方向)に伸長可能なアーム1
8の先端に設置されていて、配管10の直径に応じて2
次元変位センサ14の測定位置を調節可能としている。
符番20は回転ブロックで、アーム18の摺動部を保持
するとともに、センサの回転軸Aを中心に回転する。ク
ランプレバー22は、測定時にアーム18の伸長摺動を
固定するための把手である。測定時にセンサ回転軸Aを
回転方向に固定する方法は、位置決め穴24にプランジ
ャ26の先端部を落とし込むことによって達成される。
位置決め穴24は、センサ回転軸Aの回りに測定点の数
だけあいている。通常の状態ではプランジャ26は、図
示しないバネの力で位置決め穴の方向に押す構造になっ
ているため、センサ回転軸Aの回転は規制される。1測
定点における測定終了後にセンサ回転軸Aまわりにセン
サ14の位置を回転する場合には、プランジャ26のノ
ブを引いて位置決め穴24からプランジャ26の先端部
を抜き、回転ブロック20は回転自在となる。
At the end face joint portion of the pipe 10, a welding groove is formed for securely welding and joining the pipe. The two-dimensional displacement sensor 14 of the groove shape measuring device 12
The laser beam spot 16 is irradiated while scanning the edge of the opening of the pipe 10 to measure the two-dimensional shape of the groove of the opening of the pipe 10. The two-dimensional displacement sensor 14 is an arm 1 that can be extended in a radial direction (a direction B in FIG. 1) with respect to a sensor rotation axis A that is a rotation axis of a rotation unit in the groove shape measuring device 12.
8 according to the diameter of the pipe 10.
The measurement position of the dimensional displacement sensor 14 can be adjusted.
Reference numeral 20 denotes a rotating block which holds a sliding portion of the arm 18 and rotates about a rotation axis A of the sensor. The clamp lever 22 is a handle for fixing the extension slide of the arm 18 during measurement. The method of fixing the sensor rotation axis A in the rotation direction at the time of measurement is achieved by dropping the tip of the plunger 26 into the positioning hole 24.
The positioning holes 24 are provided around the sensor rotation axis A by the number of measurement points. In a normal state, the plunger 26 is configured to be pushed in the direction of the positioning hole by the force of a spring (not shown), so that the rotation of the sensor rotation axis A is restricted. When the position of the sensor 14 is rotated around the sensor rotation axis A after the measurement at one measurement point, the knob of the plunger 26 is pulled out, the tip of the plunger 26 is pulled out from the positioning hole 24, and the rotation block 20 is rotatable. Become.

【0016】センタマウント30の上部の外周部には、
回動ノブ31が取り付けられている回動リング32が回
動自在に設けられていて、円筒形状をしているセンタマ
ウント30の側面からは放射状に複数個の爪34、3
4、34(図1の例では3組設けられているが、2組以
上であればよい)が回転軸Aに対して放射状に移動可能
に支持されている。そして、回動リング32をセンタマ
ウント30に対して回動させると、回動リング32の下
面に設けられた図示しない螺旋状の歯車と各々の爪34
の上面に設けられた歯37との働きにより、爪34、3
4、34は同時に回転軸Aに対して放射状に摺動して出
入りする。
On the outer periphery of the upper part of the center mount 30,
A rotating ring 32 to which a rotating knob 31 is attached is provided rotatably, and a plurality of claws 34, 3, 3 are radiated from the side surface of the cylindrical center mount 30.
4 and 34 (three sets are provided in the example of FIG. 1, but two or more sets may be provided), and are supported so as to be movable radially with respect to the rotation axis A. When the rotating ring 32 is rotated with respect to the center mount 30, a spiral gear (not shown) provided on the lower surface of the rotating ring 32 and each of the claws 34.
With the action of the teeth 37 provided on the upper surface of the
4 and 34 simultaneously slide radially with respect to the rotation axis A to enter and exit.

【0017】前記各々の爪34には、配管10の内壁を
内側から押圧するための内壁当接部35と、配管10の
端面に押し当てて回転軸Aを配管10の端面に対して直
交するように位置決めするための端面当接部36とが設
けられている。このように構成されたセンタマウント3
0の回動リング32を回動することによって、開先形状
計測装置12を容易に配管10の端面に脱着するととも
に、開先形状計測装置12の回転軸Aを配管10の端面
と直交するように固定することが可能となる。本発明の
配管用開先形状計測装置12によれば、配管10の開口
部に近接して配管10が屈曲しているエルボ形状になっ
ていても、開先形状計測装置12の回転軸Aを配管10
の端面と直交するように固定することが可能である。な
お、開先形状計測装置12を配管10に装着するとき
は、回転軸A回りの原点となる爪34に設けられている
原点マーク38と、配管10に記入されている原点マー
ク40(配管どうしの突き合わせ用注目点)が一致する
ように開先形状計測装置12を固定する。
Each of the claws 34 has an inner wall abutting portion 35 for pressing the inner wall of the pipe 10 from the inside, and the rotating shaft A is perpendicular to the end face of the pipe 10 by pressing against the end face of the pipe 10. And an end face contact portion 36 for positioning as described above. Center mount 3 configured as above
By rotating the 0 rotation ring 32, the groove shape measuring device 12 is easily attached to and detached from the end face of the pipe 10, and the rotation axis A of the groove shape measuring apparatus 12 is orthogonal to the end face of the pipe 10. It is possible to fix to. According to the groove shape measuring device 12 for pipes of the present invention, even if the pipe 10 has an elbow shape bent near the opening of the pipe 10, the rotation axis A of the groove shape measuring device 12 can be adjusted. Piping 10
Can be fixed so as to be orthogonal to the end face. When the groove shape measuring device 12 is mounted on the pipe 10, the origin mark 38 provided on the claw 34 serving as the origin about the rotation axis A and the origin mark 40 (written between the pipes 10) The groove shape measuring device 12 is fixed so that the matching points of interest coincide.

【0018】センタマウント30の中心部にはセンサ回
転軸Aの回転用に図示しないベアリングが内設されてお
り、回転ブロック20に固定された図示しないシャフト
を保持している。前記シャフトの後端には図示しないカ
ップリングを介して角度検出手段28のシャフトが連結
されている。本実施例における角度検出手段は、一般に
市販されている光学式のロータリーエンコーダを用いて
いるが、本発明はこれに限定されるものではなく、角度
を読み取れるものであれば単なる目盛り程度の角度検出
手段であっても目的は達成される。角度検出手段28の
ステータ(ケース)は、センタマウント30に固定され
ていて、角度検出手段28はセンタマウントと回転ブロ
ック20との角度差を検出する。
At the center of the center mount 30, a bearing (not shown) is provided for rotating the sensor rotation shaft A, and holds a shaft (not shown) fixed to the rotation block 20. The shaft of the angle detecting means 28 is connected to the rear end of the shaft via a coupling (not shown). The angle detecting means in this embodiment uses an optical rotary encoder which is generally commercially available. However, the present invention is not limited to this, and any angle detecting device that can read an angle can detect an angle of only a scale. The purpose is achieved even by means. The stator (case) of the angle detecting means 28 is fixed to a center mount 30, and the angle detecting means 28 detects an angle difference between the center mount and the rotating block 20.

【0019】図2に、本発明に係る配管の開先形状計測
装置の情報処理部の構成図を示す。2次元変位センサ1
4で得られた2次元形状情報はセンサコントロールユニ
ット50で処理される。2次元変位センサ14は、三角
測量式のレーザビームセンサで図2の紙面上下方向(Z
方向)の高さの変位を測定するとともに、レーザビーム
を配管10の径方向(r方向)に走査することによって
径方向の位置に於けるZ方向の高さを計測可能な2次元
変位センサである。センサコントロールユニット50は
2次元変位センサ14の制御を行うとともに、2次元変
位センサ14からの信号を処理する機能や、表示する機
能、ホストコンピュータ52と通信する機能を備えてい
る。
FIG. 2 shows a configuration diagram of an information processing unit of the pipe groove shape measuring apparatus according to the present invention. Two-dimensional displacement sensor 1
The two-dimensional shape information obtained in step 4 is processed by the sensor control unit 50. The two-dimensional displacement sensor 14 is a triangulation type laser beam sensor, and is a vertical direction (Z
A two-dimensional displacement sensor capable of measuring the height displacement in the radial direction (r direction) while measuring the displacement of the height in the radial direction (r direction) of the pipe 10 while measuring the displacement of the height in the radial direction (r direction). is there. The sensor control unit 50 controls the two-dimensional displacement sensor 14 and has a function of processing a signal from the two-dimensional displacement sensor 14, a function of displaying the signal, and a function of communicating with the host computer 52.

【0020】角度検出手段28からの位置パルスは、カ
ウンタカード54に送られて位置データに変換される。
カウンタカード54はホストコンピュータ52からの指
令で、カウンタの設定や、リセット、データの読み出し
が行えるようになっている。上記の装置により配管端面
接合部の立体形状を把握できる。上記の例ではアーム1
8の長さや、センサ回転軸Aの位置調節の機構にスライ
ド式の調整機構を設けた例で説明したが、取り付け穴を
複数開けて段階的に調節可能な機構とすることも考えら
れる。
The position pulse from the angle detecting means 28 is sent to a counter card 54 and converted into position data.
The counter card 54 can perform setting, resetting, and data reading of the counter in response to a command from the host computer 52. The three-dimensional shape of the pipe end face joint can be grasped by the above-mentioned device. In the above example, arm 1
Although the description has been given of an example in which a slide type adjustment mechanism is provided in the mechanism for adjusting the length of the sensor rotation axis A and the position of the sensor 8, a mechanism in which a plurality of mounting holes are opened and the stepwise adjustment is possible may be considered.

【0021】以下に、図に従って本発明に係る開先形状
計測装置を用いた実施の形態を説明する。図3は、計測
全体の流れを示した流れ図である。図3に示す実施例で
はステップ131でマスタ管60の端面を計測して配管
用開先形状計測装置12の校正を行う。次にステップ1
34で第1の配管の端面を測定し、次にステップ137
で第1の配管と溶接する相手である第2の配管の端面を
測定する。計測が終了したら、ステップ139で第1、
第2の配管計測結果を表示して、作業者は表示結果にも
とづいて配管接続部の開先形状を修正する。計測の前後
に行うのは配管用開先形状計測装置12の取り付け調整
及び取り外しである。
An embodiment using a groove shape measuring device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a flowchart showing a flow of the entire measurement. In the embodiment shown in FIG. 3, in step 131, the end face of the master pipe 60 is measured to calibrate the pipe groove shape measuring device 12. Then step 1
The end face of the first pipe is measured at 34 and then at step 137
Then, the end face of the second pipe to be welded to the first pipe is measured. When the measurement is completed, the first is
The second pipe measurement result is displayed, and the operator corrects the groove shape of the pipe connection based on the display result. Before and after the measurement, mounting adjustment and removal of the pipe groove shape measuring device 12 are performed.

【0022】まず、図2に示すアーム18の長さに相当
する寸法LAを求めるために測定対象の配管とほぼ直径
が等しくて、予め外径が測定されていて、真円度が規定
の範囲内であるマスタ管60(図5(A)参照)を測定
するために、マスタ管60へ開先形状計測装置を取り付
ける作業(図3のステップ130)を行う。図5(A)
に示すようにマスタ管の開口部に開先形状計測装置12
を置いた後、回動リング32をセンタマウント30に対
して回動させると爪34、34、34が同時に回転軸A
に対して放射状に突出して、爪34、34、34は配管
10の内壁を内側から押圧して開先形状計測装置12は
配管10の端面に固定される。この状態で開先形状計測
装置12の回転軸Aは、マスタ管60のほぼ中心に位置
されている。次に2次元変位センサ14のレーザービー
ムスポット16の走査範囲内にマスタ管60の端面が全
周において入るようにアーム18を摺動させて回転ブロ
ック20との位置関係を調節する。
First, in order to obtain a dimension LA corresponding to the length of the arm 18 shown in FIG. 2, the diameter is substantially equal to the pipe to be measured, the outer diameter is measured in advance, and the roundness is within a specified range. In order to measure the inside of the master tube 60 (see FIG. 5A), an operation of attaching the groove shape measuring device to the master tube 60 (Step 130 in FIG. 3) is performed. FIG. 5 (A)
As shown in FIG.
When the rotating ring 32 is rotated with respect to the center mount 30 after placing, the claws 34, 34, and 34 simultaneously rotate the rotation axis A.
The claws 34, 34, and 34 press the inner wall of the pipe 10 from the inside, and the groove shape measuring device 12 is fixed to the end face of the pipe 10. In this state, the rotation axis A of the groove shape measuring device 12 is located substantially at the center of the master tube 60. Next, the arm 18 is slid so that the end face of the master tube 60 enters the entire scanning range of the laser beam spot 16 of the two-dimensional displacement sensor 14, and the positional relationship with the rotary block 20 is adjusted.

【0023】次に図3のステップ131に示すマスタ管
60の計測を行う。図3のステップ131の詳細は図4
に示してある。マスタ管60へ開先形状計測装置12の
設定が終了したら、ホストコンピュータ52にマスタ管
60の測定を指示し、ステップ140にてマスタ管60
の外径を入力する。その後に、ステップ141、142
にてマスタ管の外径部位LMn(添え字 nは測定点の番
号)をなるべく広い範囲で3点以上測定する。角度検出
手段28により測定するアーム角度と、2次元変位セン
サ14により測定するデータはステップ143と144
で独立して処理される。2次元変位センサ14から受け
たデータをセンサコントロールユニット50でステップ
145にてスムージング等の処理を行うと図5(A)の
センサコントロールユニット50の表示部に示されてい
るグラフに示す2次元形状が得られる。図5(A)のグ
ラフの横軸は2次元変位センサ14の原点からの距離を
示しており、縦軸はマスタ管60の端面の高さを表して
いる。更にマスタ管60の外径部分の位置LMnを判定し
やすくするためにデータをホストコンピュータ52に送
り、そこでステップ146にてセンサコントロールユニ
ット50で得られた前記2次元形状を2回LMで微分す
ると、図5(B)になる。ステップ147のエッジ判定
は図5(B)で高さの微分値Z”が負から正に立ち上が
った点をLMnと定める。このようにして各角度において
繰り返し計測して求めたマスタ管60の外径位置の点の
配置を図6に示す。図6において、アームの長さLA
と、センサ回転中心Aとマスタ管60の中心位置OMと
の位置差aM及びbMは未知数であるが、測定点3点以上
のLMnの値と、予め記憶されているマスタ管60の外径
DMによって未知数を決定することができる(ステップ
150)。ここで求めたアームの長さLAを記憶手段で
記憶する(ステップ151)。このアームの長さLAは
後の測定後の演算で使用するので、アーム18の回転ブ
ロック20に対する伸長量を第1の配管及び第2の配管
の端面計測が終了するまで変更してはならない。もしア
ーム18のブロック20に対する伸長量を変更した場合
は再びマスタ管を測定して新たなアームの長さLAを求
める。
Next, the measurement of the master tube 60 shown in step 131 of FIG. 3 is performed. Details of step 131 in FIG.
It is shown in When the setting of the groove shape measuring device 12 to the master pipe 60 is completed, the host computer 52 is instructed to measure the master pipe 60, and at step 140, the master pipe 60 is measured.
Enter the outside diameter of. Thereafter, steps 141 and 142
The outer diameter portion LMn (subscript n is the number of the measurement point) of the master tube is measured at three or more points in a wide range as possible. The arm angle measured by the angle detecting means 28 and the data measured by the two-dimensional displacement sensor 14 are stored in steps 143 and 144.
Is processed independently. When the data received from the two-dimensional displacement sensor 14 is subjected to processing such as smoothing in the sensor control unit 50 in step 145, the two-dimensional shape shown in the graph shown on the display unit of the sensor control unit 50 in FIG. Is obtained. The horizontal axis of the graph in FIG. 5A indicates the distance from the origin of the two-dimensional displacement sensor 14, and the vertical axis indicates the height of the end face of the master tube 60. Further, data is sent to the host computer 52 in order to make it easier to determine the position LMn of the outer diameter portion of the master tube 60, where the two-dimensional shape obtained by the sensor control unit 50 is differentiated twice by LM in step 146. 5 (B). In the edge determination in step 147, the point at which the height differential value Z ″ rises from negative to positive in FIG. 5B is defined as LMn. The outside of the master tube 60 obtained by repeatedly measuring at each angle in this manner. The arrangement of points at the radial position is shown in Fig. 6. In Fig. 6, the length LA of the arm is shown.
And the position differences aM and bM between the sensor rotation center A and the center position OM of the master tube 60 are unknown, but the values of LMn at three or more measurement points and the outer diameter DM of the master tube 60 stored in advance are Can determine an unknown (step 150). The length LA of the arm obtained here is stored in the storage means (step 151). Since the length LA of the arm is used in the calculation after the measurement, the amount of extension of the arm 18 with respect to the rotary block 20 must not be changed until the end face measurement of the first pipe and the second pipe is completed. If the extension amount of the arm 18 with respect to the block 20 is changed, the master tube is measured again to obtain a new arm length LA.

【0024】なお、アームの長さLAが予め既知である
場合には、既知のアームの長さLAを記憶装置に入力し
て記憶するのみで、上記校正作業は行わなくともよい。
次に図3のステップ133以降に記載されている第1の
配管10の端面計測を行う。ステップ133では、第1
の配管10の原点マーク40と開先形状計測装置の原点
を合わせた後に、マスタ管60の開口部端面を計測した
時と同様に開先形状計測装置12を第1の配管開口部に
取り付ける。設定が終了したら、センサ回転軸A回りに
2次元変位センサ14を回転させて、測定点を配管10
の原点マーク40のある位置に合わせる。
When the length LA of the arm is known in advance, the calibration operation need not be performed only by inputting and storing the known length LA of the arm in the storage device.
Next, the end face measurement of the first pipe 10 described in step 133 and subsequent steps in FIG. 3 is performed. In step 133, the first
After the origin mark 40 of the pipe 10 is matched with the origin of the groove shape measuring device, the groove shape measuring device 12 is attached to the first pipe opening in the same manner as when the opening end face of the master tube 60 is measured. When the setting is completed, the two-dimensional displacement sensor 14 is rotated around the sensor rotation axis A, and the measurement point is set to the pipe 10.
To the position of the origin mark 40.

【0025】設定が終了したら、ステップ134に進
む。ステップ134の第1の配管計測と、ステップ13
7の第2の配管計測方法の内容は同じであり、共に詳細
を図7に示す。配管端面計測を行う場合はホストコンピ
ュータ52に第1の配管10の測定を指示する。その後
に図7のステップ181、182に示される第1の配管
のLd1mn(添え字 mは配管10の半径方向の測定点を示
し、添え字 nは円周上の測定点を示す)を円周上の決め
られた角度における8点に於いて測定する。本説明例で
は8点測定しているが、測定点は同一円周上に3点以上
あればデータの解析は可能である。角度検出手段28に
より測定するアーム角度と、2次元変位センサ14によ
り測定するデータはステップ183と184で独立して
処理される。ステップ185に於いて、2次元変位セン
サ14から受けたデータにセンサコントロールユニット
50でスムージング等の処理を行うと図8(A)のセン
サコントロールユニット50の表示部に示されているグ
ラフに示す2次元形状が得られる。図8(A)の横軸は
2次元変位センサ14の原点からの距離を示しており、
縦軸は第1の配管10の端面高さを表している。更にス
テップ186で第1の配管10の外径部分Ld11n及び開
先内径エッジの位置Ld12nを判定しやすくするために、
センサコントロールユニット50で得られた前記2次元
形状データをホストコンピュータ52に送信し、Ldで
微分すると、図8(B)になる。また更に微分すると図
8(C)に示されるデータが得られる。ステップ187
のエッジ判定では図8(C)の配管10の端面の高さデ
ータの微分値Z”P が負から正に立ち上がった点の原点
方向から2つ点目をLd12nとしている。ステップ188
では他の測定点の測定を判定し、各角度におけるデータ
を求める。ステップ189ではこのようにして求めた第
1の配管10の外径位置の点Ld12nと角度検出手段28
によって求めたθn との配置を統合計算する。図9
(A)に、任意の測定点l,m,n(l は配管番号、m は配
管10の半径方向の測定点を示し、n は配管10の円周
上の測定点を示す。)に於けるX,Y座標値を図9
(B)に示す。図9(A)において、センサ回転中心A
と第1の配管10の中心位置Owとの位置差aW及びbW
は未知数であるが、測定点3点以上の外径Ld12nの値
と、予め記憶されているアームの長さLAによって未知
数を決定することができる(ステップ190)。測定点
が3点の場合は測定点3点を通る円で計算し、4点以上
の場合は最小自乗法等の手段を用いて最適な円を計算す
る。ここで求めたaWと、bWを用いて測定点の座標原点
をAからOWへずらす。座標原点をOWに変換した場合の
測定点 l,m,nに於けるX,Y座標値を図9(C)に示
す。更に、測定点をr,θ座標系に変換すると測定点の
座標は図9(D)に示す値となる。本発明による開先形
状測定装置12では計測装置の設定を容易にしているた
めにセンサ回転中心と第1の配管の中心には前記aW、
bWのずれがあるので、原点マーク40の位置に於ける
測定点1も図9(A)に示すようにθ1の角度を持って
いる。そこで、測定点全てのθnからθ1を減算して、測
定点1を角度0の原点とした相対角で他の測定点の角度
θを表す。
When the setting is completed, the routine proceeds to step 134. Step 134: first piping measurement;
7 is the same as the second piping measurement method, and details are shown in FIG. When performing the pipe end face measurement, the host computer 52 is instructed to measure the first pipe 10. Thereafter, Ld1mn (subscript m indicates a measurement point in the radial direction of the pipe 10 and subscript n indicates a measurement point on the circumference) of the first pipe shown in Steps 181 and 182 of FIG. Measure at 8 points at the above determined angle. In this example, eight points are measured, but data analysis is possible if there are three or more measurement points on the same circumference. The arm angle measured by the angle detecting means 28 and the data measured by the two-dimensional displacement sensor 14 are processed independently in steps 183 and 184. In step 185, when the data received from the two-dimensional displacement sensor 14 is subjected to processing such as smoothing by the sensor control unit 50, the data shown in the graph shown in the display section of the sensor control unit 50 in FIG. A dimensional shape is obtained. The horizontal axis of FIG. 8A indicates the distance from the origin of the two-dimensional displacement sensor 14,
The vertical axis represents the height of the end face of the first pipe 10. Further, in step 186, in order to easily determine the outer diameter portion Ld11n of the first pipe 10 and the position Ld12n of the groove inner diameter edge,
When the two-dimensional shape data obtained by the sensor control unit 50 is transmitted to the host computer 52 and differentiated by Ld, the result is as shown in FIG. Further, by further differentiating, data shown in FIG. 8C is obtained. Step 187
In the edge judgment of (2), the second point from the origin direction of the point where the differential value Z ″ P of the height data of the end face of the pipe 10 in FIG.
Then, measurements at other measurement points are determined, and data at each angle is obtained. In step 189, the point Ld12n of the outer diameter position of the first pipe 10 obtained in this way is determined by the angle detection means 28.
The calculation of the arrangement with θn obtained by the above is integrated. FIG.
(A), at arbitrary measurement points l, m, n (l is a pipe number, m is a measurement point in the radial direction of the pipe 10, and n is a measurement point on the circumference of the pipe 10). X and Y coordinate values obtained
(B) shows. In FIG. 9A, the sensor rotation center A
Aw and bW between the center position Ow of the first pipe 10 and the center position Ow.
Is an unknown, but the unknown can be determined from the values of the outer diameter Ld12n at three or more measurement points and the length LA of the arm stored in advance (step 190). If the number of measurement points is three, calculation is performed using a circle passing through the three measurement points. If the number of measurement points is four or more, an optimal circle is calculated using a method such as the least square method. The coordinate origin of the measurement point is shifted from A to OW using the obtained aW and bW. FIG. 9C shows the X, Y coordinate values at the measurement points l, m, n when the coordinate origin is converted to OW. Further, when the measurement point is converted into the r, θ coordinate system, the coordinates of the measurement point have the values shown in FIG. In the groove shape measuring device 12 according to the present invention, since the setting of the measuring device is facilitated, the aW,
Since there is a shift of bW, the measurement point 1 at the position of the origin mark 40 also has an angle of θ1 as shown in FIG. Therefore, θ1 is subtracted from θn of all the measurement points, and the angle θ of the other measurement points is represented by a relative angle with the measurement point 1 as the origin of the angle 0.

【0026】次に高さ方向のデータ処理について説明す
る。高さ方向のデータZpln のうちで最大の値(2次元
変位センサ14に一番近い位置)のデータZpmaxとし、
この値を高さ=0(mm)として全ての高さデータをZ
ln=Zpmax−Zpln と演算してデータをシフトする。こ
のようにして求めた各測定点のr1mn 、θn と、各測定
点における高さZlnを、ホストコンピュータ52内の記
憶装置に記憶する。
Next, data processing in the height direction will be described. Data Zpmax of the maximum value (the position closest to the two-dimensional displacement sensor 14) among the data Zpln in the height direction is defined as:
With this value as height = 0 (mm), all height data are Z
The data is shifted by calculating ln = Zpmax-Zpln. The thus obtained r1mn and θn of each measurement point and the height Zln at each measurement point are stored in a storage device in the host computer 52.

【0027】図10に前記記憶したr,θの離散値を直
線補間してホストコンピュータ画面に表示した例を示
す。図10の例ではrl11 ,rl21 の値を示した円に、
各角度に於ける測定点のデータrl1n ,rl2n の誤差を
拡大して示している。図11は、横軸を各測定点の角度
θ(°)にとり、縦軸をrl1,rl2,Zl として各離散
値データを直線補間して図10と同様に誤差を拡大して
示した図である。図10及び図11において、各測定点
のデータを直線で結んでいるが、二次以上の曲線で結ん
でもよいし、最小自乗法等の手段を用いて近似した曲線
を表示してもよい。なお、このように測定した点列の間
のデータを得ることによって、複数の配管の端面形状の
基準角度を微妙にずらして配管どうしが最適な接合状態
となる状態を捜し出す演算を行うことが可能となる。
FIG. 10 shows an example in which the stored discrete values of r and θ are linearly interpolated and displayed on the host computer screen. In the example of FIG. 10, circles showing the values of rl11 and rl21
The error of the data rl1n and rl2n of the measurement point at each angle is shown in an enlarged manner. FIG. 11 is a diagram in which the horizontal axis is the angle θ (°) of each measurement point, and the vertical axis is rl1, rl2, Zl, and the discrete value data is linearly interpolated to enlarge the error as in FIG. is there. In FIGS. 10 and 11, the data at each measurement point is connected by a straight line, but may be connected by a quadratic or higher-order curve, or an approximated curve may be displayed using a method such as the least square method. In addition, by obtaining data between the point sequences measured in this way, it is possible to perform an operation to find the state where the pipes are in the optimal joint state by slightly shifting the reference angle of the end face shape of multiple pipes Becomes

【0028】上記第1の配管の端面計測と同様にして、
図3のステップ137に示す第2の配管の端面計測を行
う。同様にして求めた各測定点のr2mn ,θn と、各測
定点における高さZ2nを、ホストコンピュータ52内の
記憶装置に記憶し、表示を行う。次に第1及び第2の配
管を接合すると仮定した場合の寸法差の演算及び表示に
ついて図3のステップ139の詳細図である図12にも
とづいて説明する。まず図12のステップ221に於い
て、角度θ1 °に於ける半径差Δr1を求めるために、
第1の配管の外周半径r111 から第2の配管の外周半径
r211 を引く。次に、高さ方向のデータからギャップに
相当するΔZ1 を算出する。ΔZ1 はZ11+Z21で表す
ことができる。演算が終了したら、ステップ223で次
の角度n+1で計算を行うか判断したのち、n+1で演
算を行う場合はステップ224でnにn+1を代入した
後に再びステップ221に於いて演算を行う。全演算を
終了した場合にはステップ225へ進み、測定、演算結
果を表示する。図13、図14、図15は、演算結果の
表示例を示している。図13は、第1の配管の半径デー
タ71と、第2の配管の半径データ72の各角度におけ
る誤差を拡大して重ね合わせて作図し、各方向に於ける
誤差の最大値を数値で表示してある。特に図13に示す
様に双方の配管端面の開口部形状が楕円であって、第1
の配管と第2の配管を相対的に約90°回転すると接合
時の誤差が減少すると考えられる場合には表示画面上で
データを任意の角度だけ回転して調べる機能を持つ。図
12のステップ226に於いて表示角度をシフトさせる
と指示した場合には、ステップ227へ進み、シフトさ
せる角度を入力する。再びステップ221、223、2
24で全てのΔrmn、ΔZn を演算したのちに、ステッ
プ225で表示する。本説明では作業者が表示画面を見
ながらシフトする角度を判断し入力していたが、各角度
に於ける半径差Δrmnの絶対値の総和が最小になるよう
に収束演算して自動でシフトするべく最適角度を求める
ことも可能である。そして、配管の接続面を回転させた
場合には開先形状の寸法が許容値に入るか否かの判断を
行う。
In the same manner as the end face measurement of the first pipe,
The end face measurement of the second pipe shown in step 137 of FIG. 3 is performed. The r2mn, .theta.n of each measurement point and the height Z2n at each measurement point obtained in the same manner are stored in a storage device in the host computer 52 and displayed. Next, the calculation and display of the dimensional difference when the first and second pipes are assumed to be joined will be described with reference to FIG. 12 which is a detailed view of step 139 in FIG. First, in step 221 in FIG. 12, in order to obtain a radius difference Δr1 at an angle θ1 °,
The outer radius r211 of the second pipe is subtracted from the outer radius r111 of the first pipe. Next, ΔZ1 corresponding to the gap is calculated from the data in the height direction. ΔZ1 can be represented by Z11 + Z21. When the calculation is completed, it is determined in step 223 whether the calculation is to be performed at the next angle n + 1. If the calculation is to be performed in n + 1, n + 1 is substituted for n in step 224, and then the calculation is performed again in step 221. When all calculations have been completed, the process proceeds to step 225, where the measurement and calculation results are displayed. FIGS. 13, 14, and 15 show display examples of calculation results. FIG. 13 is a diagram in which the error at each angle between the radius data 71 of the first pipe and the radius data 72 of the second pipe is enlarged and superimposed, and the maximum value of the error in each direction is numerically displayed. I have. In particular, as shown in FIG.
If it is considered that the error at the time of joining is considered to decrease when the pipe and the second pipe are rotated by about 90 ° relative to each other, the apparatus has a function of rotating and examining the data by an arbitrary angle on the display screen. When it is instructed to shift the display angle in step 226 in FIG. 12, the process proceeds to step 227, and the angle to be shifted is input. Steps 221, 223, and 2 again
After calculating all Δrmn and ΔZn in 24, they are displayed in step 225. In this description, the operator determines and inputs the shift angle while looking at the display screen. However, the convergence calculation is performed so that the sum of the absolute values of the radius differences Δrmn at each angle is minimized, and the shift is automatically performed. It is also possible to find the optimum angle as much as possible. Then, when the connection surface of the pipe is rotated, it is determined whether or not the dimension of the groove shape falls within an allowable value.

【0029】図14は、第1の配管の高さデータZ1n
と、第2の配管の半径データZ2nの各角度における誤差
を拡大して作図し、最大値を数値で表示している。図1
5は、算出したΔr1 、Δr2 、ΔZを横軸を角度θの
グラフで表した例を示している。以上のようにして計測
して求めた接合する第1の配管と第2の配管の端面の開
先形状をもとに、開先の加工を行い、それぞれの配管を
溶接する。
FIG. 14 shows the height data Z1n of the first pipe.
And the error at each angle of the radius data Z2n of the second pipe is enlarged and plotted, and the maximum value is displayed numerically. FIG.
FIG. 5 shows an example in which the calculated Δr1, Δr2, and ΔZ are represented by a graph of the angle θ on the horizontal axis. The groove is machined based on the groove shapes of the end faces of the first and second pipes to be joined measured and obtained as described above, and the respective pipes are welded.

【0030】上記の説明では、配管10の切り口の端面
形状を円と仮定して計算した例で示したが、以下に示す
ように配管10の切り口の端面形状を楕円と仮定して計
算してもよい。図16は本発明に係る配管用形状計測装
置及びその方法の他の実施の形態を示すフローチャート
である。
In the above description, an example was shown in which the end face shape of the cut end of the pipe 10 was calculated as a circle, but as shown below, the end face shape of the cut end of the pipe 10 was calculated assuming an elliptical shape. Is also good. FIG. 16 is a flowchart showing another embodiment of the piping shape measuring apparatus and method according to the present invention.

【0031】同図によればステップ200で配管10の
形状測定が開始されるとステップ201で2次元変位セ
ンサ14と角度検出手段28から寸法情報と角度情報を
得る。ステップ202で2次元変位センサ14の2次元
の寸法波形から、開先形状の半径と高さの寸法を生成す
る。ステップ203では、ステップ202で得られた開
先形状の寸法から内径段差、外径段差開先GAP用位置
の(X,Z)座標データを自動で抽出する。次にステッ
プ204で、測定時におけるアーム18の長さ等を考慮
した治具の回転中心Aからの長さrと、計測開始点から
の回転角θを用いてステップ203で求めた座標値を暫
定位置として表す。
According to the figure, when the shape measurement of the pipe 10 is started in step 200, dimensional information and angle information are obtained from the two-dimensional displacement sensor 14 and the angle detecting means 28 in step 201. In step 202, the dimensions of the radius and height of the groove shape are generated from the two-dimensional waveform of the two-dimensional displacement sensor 14. In step 203, (X, Z) coordinate data of the position for the inner diameter step and the outer diameter step groove GAP is automatically extracted from the dimensions of the groove shape obtained in step 202. Next, in step 204, the coordinate value obtained in step 203 using the length r from the rotation center A of the jig in consideration of the length of the arm 18 at the time of measurement and the rotation angle θ from the measurement start point is calculated. Expressed as a provisional position.

【0032】ステップ205では、計測位置が楕円上に
あると仮定して楕円中心を求める。この楕円の中心は、
図9(A)ではOWに相当する。そしてこのOWを新たな
中心としてステップ206にて楕円中心OWからの長さ
rと、計測開始点からの回転角θを用いてステップ20
4で求めた座標値を変換する。そしてステップ207に
てステップ206で求めた計算結果を保存する。
In step 205, the center of the ellipse is determined assuming that the measurement position is on the ellipse. The center of this ellipse is
In FIG. 9A, it corresponds to OW. Then, using this OW as a new center, in step 206, the length r from the ellipse center OW and the rotation angle θ from the measurement start point are used in step 20.
The coordinate values obtained in step 4 are converted. Then, in step 207, the calculation result obtained in step 206 is stored.

【0033】ステップ208では保存されている第1の
配管と第2の配管の端面の開先形状の差を演算する。次
のステップ209では、ステップ208で求めた第1の
配管と第2の配管の端面の開先形状の差を表示して作業
者に知らせる。ステップ208で表示が終了したら、ス
テップ210「END」に進み、本ルーチンを終了す
る。
In step 208, the difference between the groove shapes of the end faces of the first and second pipes stored is calculated. In the next step 209, the difference between the groove shapes of the end faces of the first pipe and the second pipe obtained in step 208 is displayed to inform the operator. When the display is completed in step 208, the process proceeds to step 210 "END", and this routine ends.

【0034】図17は、本発明に係る開先形状計測装置
の配管形状計測結果の他の表示例を示す図である。同図
は横軸を各測定点の角度θ(°)にとり、縦軸を内径段
差Δr1 ,Δr2として誤差を拡大して表示している図
である。図17に示す表示画面には、測定結果の表示を
行う画面を選択する結果表示タブ300と、測定結果の
配管を選択する配管1選択ボタン302と配管2選択ボ
タン304と、配管の場所や名称を識別するために配管
名称を書き込む配管名称ボックス306、306と、コ
メントやメモを記載しておくメモボックス308、30
8と、横軸を各測定点の角度θ(°)にとって内・外径
段差や開先ギャップをグラフ表示するモードを選択する
グラフタブ310と、内・外径段差や開先ギャップの表
示項目を選択するスピンボタン312とが設けられてい
る。
FIG. 17 is a view showing another display example of the pipe shape measurement result of the groove shape measuring apparatus according to the present invention. In the figure, the horizontal axis represents the angle θ (°) of each measurement point, and the vertical axis represents the inner diameter steps Δr1 and Δr2, and the error is enlarged and displayed. The display screen shown in FIG. 17 includes a result display tab 300 for selecting a screen for displaying a measurement result, a pipe 1 selection button 302 and a pipe 2 selection button 304 for selecting a pipe for the measurement result, a location and a name of the pipe. Pipe name boxes 306, 306 for writing pipe names to identify the pipes, and memo boxes 308, 30 for writing comments and memos.
8, a graph tab 310 for selecting a mode for displaying a graph of the inner / outer diameter step and the groove gap with the horizontal axis being the angle θ (°) of each measurement point, and a display item of the inner / outer diameter step and the groove gap. A spin button 312 for selection is provided.

【0035】また該表示画面には、計算の実行を開始す
る計算ボタン314と、プリンター等に表示しているグ
ラフの印刷を指示するためのグラフ印刷ボタン316
と、測定結果の読み込みを指示する結果読込ボタン31
8と、計算した結果を保存するための保存ボタン320
と、配管用開先形状計測プログラムの終了を指示するた
めの終了ボタン322とが設けられている。
On the display screen, a calculation button 314 for starting execution of calculation and a graph print button 316 for instructing printing of a graph displayed on a printer or the like are displayed.
Read result button 31 for instructing reading of measurement results
8 and a save button 320 for saving the calculated result
And an end button 322 for instructing the end of the pipe groove shape measurement program.

【0036】同図の内容を表示する方法は、結果表示タ
ブ300を選択したのちにグラフタブ310を選択し、
配管名称を配管名称ボックス306、306にタイプし
て内外径段差のスピンボタン312を選択することによ
って、同図に示されるΔr1,Δr2 の内外径段差のグラ
フが表示される。図18は、本発明に係る開先形状計測
装置の配管形状計測結果の他の表示例を示す図である。
In the method of displaying the contents of FIG. 3, after selecting the result display tab 300, select the graph tab 310,
By typing the pipe name in the pipe name boxes 306 and 306 and selecting the spin button 312 for the inner and outer diameter steps, a graph of the inner and outer diameter steps of Δr1 and Δr2 shown in the figure is displayed. FIG. 18 is a diagram showing another display example of the pipe shape measurement result of the groove shape measuring device according to the present invention.

【0037】同図は前記記憶した内径段差Δr1のr,θ
の極座標値をホストコンピュータ画面に表示した例を示
す。同図には図17で説明したボタンやテキストボック
スの他に、図形タブ324と、内径段差や外径段差の表
示項目を選択するスピンボタン326とが設けられてい
る。
FIG. 7 shows the relationship between the stored inner diameter step Δr1 and r, θ.
An example is shown in which the polar coordinate values of are displayed on the host computer screen. In addition to the buttons and the text box described with reference to FIG. 17, the figure includes a graphic tab 324 and a spin button 326 for selecting display items of the inner diameter step and the outer diameter step.

【0038】同図の内容を表示する方法は、結果表示タ
ブ300を選択したのちに図形タブ324を選択し、配
管名称を配管名称ボックス306、306にタイプして
内径段差のスピンボタン326を選択することによっ
て、同図に示されるΔr1 の内径段差が極座標表示で表
示される。
In the method of displaying the contents of the same figure, after selecting the result display tab 300, select the graphic tab 324, type the pipe name in the pipe name boxes 306, 306, and select the spin button 326 of the inner diameter step. By doing so, the inner diameter step of Δr1 shown in the figure is displayed in polar coordinates.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る配管
用開先形状計測装置によれば、配管端面の軸方向の変位
及び半径方向の変位のうち少なくとも一方を計測するた
めの変位センサと、前記変位センサを配管端面に沿って
回転させるための回転手段と、前記回転手段の回転角度
を検出するための角度検出手段と、前記回転手段を配管
の端部に取り付けるための取付治具であって、該回転手
段を回転自在に支持するとともに、回転手段の回転面が
配管の中心軸と直交するように配管の内側又は外側から
配管の管壁に対して移動し位置決めするガイド部材を有
する取付治具とを備えたので、開先形状の計測を地上で
配管どうし別々に行えるとともに、開先の追加工量を知
ることが可能なので開先の加工が容易となる。
As described above, according to the pipe groove shape measuring apparatus of the present invention, a displacement sensor for measuring at least one of an axial displacement and a radial displacement of a pipe end face is provided. A rotating means for rotating the displacement sensor along the pipe end face, an angle detecting means for detecting a rotation angle of the rotating means, and a mounting jig for mounting the rotating means to an end of the pipe. And a guide member for rotatably supporting the rotating means and moving and positioning the rotating surface of the rotating means relative to the pipe wall from the inside or outside of the pipe such that the rotating surface of the rotating means is orthogonal to the central axis of the pipe. Since the mounting jig is provided, the groove shape can be measured separately from each other on the ground, and the additional processing amount of the groove can be known, so that the groove processing is facilitated.

【0040】また前記配管用開先形状計測装置は、前記
変位センサの回転中心位置から変位センサの原点までの
距離を求める手段と、前記変位センサの回転中心位置か
ら変位センサの原点までの距離と、前記変位センサによ
って計測した配管端面の軸方向の変位及び半径方向の変
位と、前記変位センサを配管端面に沿って回転したとき
の回転角度とから複数の回転角度における配管端面の高
さ、外径及び開先の内径を演算する手段と、前記演算結
果を表示する表示手段とを備えたことによって配管端面
の開先形状、外径及び配管端面の軸方向の変位を容易に
正確に知ることができる。
The pipe groove shape measuring device may further comprise means for determining a distance from the rotation center position of the displacement sensor to the origin of the displacement sensor, and a distance from the rotation center position of the displacement sensor to the origin of the displacement sensor. The height of the pipe end face at a plurality of rotation angles from the axial displacement and the radial displacement of the pipe end face measured by the displacement sensor, and the rotation angle when the displacement sensor is rotated along the pipe end face. By providing a means for calculating the diameter and the inner diameter of the groove and a display means for displaying the calculation result, it is possible to easily and accurately know the groove shape of the pipe end face, the outer diameter and the axial displacement of the pipe end face. Can be.

【0041】また前記配管用開先形状計測装置は、外径
及び開先の内径を演算する手段に、回転角度と複数の回
転角度における配管端面の高さ、外径又は開先の内径の
離散値データのうち少なくとも1種類のデータを直線又
は曲線で近似又は補間して、前記各離散値データの間の
角度における配管端面の高さ、外径及び開先の内径のデ
ータのうち少なくとも1種類のデータを得る手段を備え
たので、少ない測定点数で配管端面の形状を連続データ
として扱うことが可能となり、測定した複数の配管端面
形状どうしを比較しやすくすることができる。
In the pipe groove shape measuring device, the means for calculating the outer diameter and the inner diameter of the groove include discrete values of the height of the pipe end face, the outer diameter, or the inner diameter of the groove at a plurality of rotation angles. At least one kind of value data is approximated or interpolated by a straight line or a curve, and at least one kind of data of height, outer diameter, and inner diameter of a groove at an angle between the discrete value data is provided. Is provided, the shape of the pipe end face can be handled as continuous data with a small number of measurement points, and it is possible to easily compare a plurality of measured pipe end face shapes.

【0042】また本発明に係る前記配管用開先形状計測
方法は、配管どうしを突き合わせて溶接する際に接合部
分の開先形状の計測を行うための開先形状計測方法であ
って、請求項1の開先形状計測装置を第1の配管に取り
付け、前記変位センサを複数の回転位置に回転させると
ともに、各回転位置において前記変位センサから第1の
配管の端面の軸方向の変位及び半径方向の変位のうちの
少なくとも一方を取り込み、請求項1の開先形状計測装
置を前記第1の配管と突き合わされる第2の配管に取り
付け、前記変位センサを複数の回転位置に回転させると
ともに、各回転位置において前記変位センサから第2の
配管の端面の軸方向の変位及び半径方向の変位のうちの
少なくとも一方を取り込み、各回転位置ごとに取り込ん
だ第1及び第2の配管の端面の軸方向の変位及び半径方
向の変位の少なくとも一方に基づいて第1及び第2の配
管の突き合わせ時の開先ギャップ、外径段差及び内径段
差を求めて表示するようにしたので、開先形状の計測を
地上で配管どうし別々に行えるとともに、開先の追加工
量も知ることが可能なので開先の加工が容易となる。
The groove shape measuring method for piping according to the present invention is a groove shape measuring method for measuring a groove shape of a joint portion when butt-welding pipes. A first groove shape measuring device is attached to a first pipe, the displacement sensor is rotated to a plurality of rotation positions, and an axial displacement and a radial direction of an end face of the first pipe from the displacement sensor at each rotation position. Captures at least one of the displacements, attaches the groove shape measuring device of claim 1 to a second pipe abutted with the first pipe, and rotates the displacement sensor to a plurality of rotation positions. At the rotation position, at least one of the axial displacement and the radial displacement of the end face of the second pipe is taken in from the displacement sensor, and the first and second taken in at each rotation position are taken. Since the groove gap, the outer diameter step and the inner diameter step when the first and second pipes are butted are determined and displayed based on at least one of the axial displacement and the radial displacement of the end face of the pipe, The groove shape can be measured separately from each other on the ground, and the additional work of the groove can be known.

【0043】また前記配管用開先形状計測方法は、外径
段差及び内径段差の少なくともいずれか1つが全周にわ
たって最小となるように、第1及び第2の配管の端面の
座標値を配管の端面に平行な方向に移動又は回転の少な
くともいずれか1つの演算を行うようにしたので、開先
形状の修正作業を最小限にとどめることができる。
Further, in the method for measuring the groove shape for piping, the coordinate values of the end faces of the first and second piping are set so that at least one of the outer diameter step and the inner diameter step is minimized over the entire circumference. Since at least one calculation of movement or rotation is performed in a direction parallel to the end face, the work of correcting the groove shape can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】計測対象である配管に、本発明に係る開先形状
計測装置機構部を取り付けた測定状態を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a measurement state in which a groove shape measuring device mechanism according to the present invention is attached to a pipe to be measured.

【図2】計測対象である配管に、本発明に係る開先形状
計測装置機構部を取り付けてある状態と情報処理部の構
成図
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a groove shape measuring device mechanism according to the present invention is attached to a pipe to be measured and a configuration of an information processing unit.

【図3】本発明に係る開先形状計測装置の計測方法全体
を示す流れ図
FIG. 3 is a flowchart showing the entire measuring method of the groove shape measuring apparatus according to the present invention.

【図4】本発明に係る開先形状計測装置のマスタ管端面
計測の方法を示す流れ図
FIG. 4 is a flowchart showing a method of measuring a master pipe end face of the groove shape measuring apparatus according to the present invention.

【図5】(A)は本発明に係る開先形状計測装置のマス
タ管端面計測の方法を示す斜視図とセンサコントロール
ユニットの表示例を示す図 (B)は本発明に係る開先形状計測装置のマスタ管端面
の2次元データを2回微分した結果例を示す図
5A is a perspective view showing a method of measuring a master pipe end face of the groove shape measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 5B is a view showing a display example of a sensor control unit. FIG. 5B is a view showing a groove shape measuring method according to the present invention. The figure which shows the example of the result of differentiating twice the two-dimensional data of the master pipe end face of a device.

【図6】本発明に係る開先形状計測装置のマスタ管端面
の測定点を示す図
FIG. 6 is a diagram showing measurement points on an end face of a master pipe of the groove shape measuring apparatus according to the present invention.

【図7】本発明に係る開先形状計測装置の配管端面計測
の方法を示す流れ図
FIG. 7 is a flowchart showing a method of measuring a pipe end surface of the groove shape measuring apparatus according to the present invention.

【図8】(A)は本発明に係る開先形状計測装置の配管
端面計測の方法を示す斜視図とセンサコントロールユニ
ットの表示例を示す図 (B)は本発明に係る開先形状計測装置のマスタ管端面
の2次元データを1回微分した結果例を示す図 (C)は本発明に係る開先形状計測装置のマスタ管端面
の2次元データを2回微分した結果例を示す図
8A is a perspective view showing a method of measuring a pipe end surface of a groove shape measuring device according to the present invention, and FIG. 8B is a diagram showing a display example of a sensor control unit. FIG. 8B is a diagram showing a groove shape measuring device according to the present invention. (C) is a diagram showing an example of the result obtained by differentiating the two-dimensional data of the master tube end face twice in the groove shape measuring apparatus according to the present invention.

【図9】(A)は本発明に係る開先形状計測装置の配管
端面の測定点を示す図 (B)は測定点lmn のAを原点としたX、Y座標値 (C)は測定点lmn のOW を原点としたX、Y座標値 (D)は測定点lmn のOW を原点としたr、θ座標値
9 (A) is a diagram showing measurement points on the pipe end face of the groove shape measuring apparatus according to the present invention. FIG. 9 (B) is an X, Y coordinate value with the origin of measurement point lmn at A. FIG. X and Y coordinate values with the origin of lm at lm as the origin (D) r and θ coordinate values with the origin of OW at the measurement point lmn

【図10】本発明に係る開先形状計測装置の配管形状計
測結果の表示例を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a display example of a pipe shape measurement result of the groove shape measuring device according to the present invention.

【図11】本発明に係る開先形状計測装置の配管形状計
測結果の表示例を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a display example of a pipe shape measurement result of the groove shape measuring device according to the present invention.

【図12】本発明に係る開先形状計測装置の第1、第2
の配管計測結果表示の方法を示す流れ図
FIG. 12 shows first and second embodiments of the groove shape measuring apparatus according to the present invention.
Flow chart showing the method of displaying pipe measurement results

【図13】本発明に係る開先形状計測装置の配管形状計
測結果の表示例を示す図
FIG. 13 is a diagram showing a display example of a pipe shape measurement result of the groove shape measuring device according to the present invention.

【図14】本発明に係る開先形状計測装置の配管形状計
測結果の表示例を示す図
FIG. 14 is a diagram showing a display example of a pipe shape measurement result of the groove shape measuring device according to the present invention.

【図15】本発明に係る開先形状計測装置の配管形状計
測結果の表示例を示す図
FIG. 15 is a diagram showing a display example of a pipe shape measurement result of the groove shape measuring device according to the present invention.

【図16】本発明に係る配管用形状計測方法の他の実施
の形態を示すフローチャート
FIG. 16 is a flowchart showing another embodiment of the piping shape measuring method according to the present invention.

【図17】本発明に係る開先形状計測装置の配管形状計
測結果の他の表示例を示す図
FIG. 17 is a diagram showing another display example of the pipe shape measurement result of the groove shape measuring device according to the present invention.

【図18】本発明に係る開先形状計測装置の配管形状計
測結果の他の表示例を示す図
FIG. 18 is a diagram showing another display example of the pipe shape measurement result of the groove shape measuring device according to the present invention.

【図19】配管の突き合わせ状態を示す図FIG. 19 is a diagram showing a state in which pipes are butted;

【図20】配管の突き合わせ状態及び開先形状を示す断
面図
FIG. 20 is a sectional view showing a butt state and a groove shape of a pipe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…配管、12…開先形状計測装置、14…2次元変
位センサ、16…レーザービームスポット、18…アー
ム、20…回転ブロック、22…クランプレバー、24
…位置決め穴、28…角度検出手段、52…ホストコン
ピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Piping, 12 ... Groove shape measuring device, 14 ... Two-dimensional displacement sensor, 16 ... Laser beam spot, 18 ... Arm, 20 ... Rotating block, 22 ... Clamp lever, 24
... Positioning holes, 28 ... Angle detecting means, 52 ... Host computer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA02 AA03 AA06 AA13 AA15 AA39 AA40 AA42 AA63 AA83 BB40 CC02 DD15 DD25 FF00 GG04 GG07 GG45 GG59 GG62 GG71 HH15 JJ10 JJ22 MM04 MM32 NN00 NN05 NN18 NN21 PP01 QQ05 QQ12 RR05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2F069 AA02 AA03 AA06 AA13 AA15 AA39 AA40 AA42 AA63 AA83 BB40 CC02 DD15 DD25 FF00 GG04 GG07 GG45 GG59 GG62 GG71 HH15 JJ10 JJ22 MM04 MM32 NN00 NN00 NN00

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配管どうしを突き合わせて溶接する際に
接合部分の開先形状の計測を行うための配管用開先形状
計測装置であって、 配管端面の軸方向の変位及び半径方向の変位のうち少な
くとも一方を計測するための変位センサと、 前記変位センサを配管端面に沿って回転させるための回
転手段と、 前記回転手段の回転角度を検出するための角度検出手段
と、 前記回転手段を配管の端部に取り付けるための取付治具
であって、該回転手段を回転自在に支持するとともに、
回転手段の回転面が配管の中心軸と直交するように配管
の内側又は外側から配管の管壁に対して移動し位置決め
するガイド部材を有する取付治具と、 を備えたことを特徴とする配管用開先形状計測装置。
1. A pipe groove shape measuring device for measuring a groove shape of a joint portion when butting and welding pipes with each other, comprising: an axial displacement and a radial displacement of a pipe end face. A displacement sensor for measuring at least one of the above, a rotating unit for rotating the displacement sensor along a pipe end surface, an angle detecting unit for detecting a rotation angle of the rotating unit, and a piping for the rotating unit. A mounting jig for mounting to the end of the, while rotatably supporting the rotating means,
And a mounting jig having a guide member for moving and positioning relative to the pipe wall from the inside or outside of the pipe so that the rotation surface of the rotating means is orthogonal to the center axis of the pipe. Groove shape measuring device.
【請求項2】 前記変位センサの回転中心位置から変位
センサの原点までの距離を求める手段と、 前記変位センサの回転中心位置から変位センサの原点ま
での距離と、前記変位センサによって計測した配管端面
の軸方向の変位及び半径方向の変位と、前記変位センサ
を配管端面に沿って回転したときの回転角度とから複数
の回転角度における配管端面の高さ、外径及び開先の内
径を演算する手段と、 前記演算結果を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とする請求項1の配管用開先形状計
測装置。
2. A means for determining a distance from the rotation center position of the displacement sensor to the origin of the displacement sensor; a distance from the rotation center position of the displacement sensor to the origin of the displacement sensor; and a pipe end surface measured by the displacement sensor. The height, outer diameter and inner diameter of the groove at a plurality of rotation angles are calculated from the axial displacement and the radial displacement of the pipe and the rotation angle when the displacement sensor is rotated along the pipe end face. The groove shape measuring device for piping according to claim 1, further comprising: means, and display means for displaying the calculation result.
【請求項3】 前記外径及び開先の内径を演算する手段
は、 前記計測した回転中心からの半径データと該回転中心回
りに前記変位センサを回転したときの回転角度データと
から、配管端面形状の中心位置を算出し、前記計測した
回転中心からの半径データと前記回転角度データを、該
算出した配管端面形状の中心からの半径データと回転角
度データとに変換する手段を備えていることを特徴とす
る請求項2の配管用開先形状計測装置。
3. The means for calculating the outer diameter and the inner diameter of the groove includes: a pipe end face based on the measured radius data from the rotation center and rotation angle data when the displacement sensor is rotated around the rotation center. Means for calculating the center position of the shape, and converting the measured radius data from the rotation center and the rotation angle data into the calculated radius data from the center of the pipe end surface shape and the rotation angle data. The groove shape measuring device for piping according to claim 2, characterized in that:
【請求項4】 前記外径及び開先の内径を演算する手段
は、 前記回転角度と複数の回転角度における配管端面の高
さ、外径又は開先の内径の離散値データのうち少なくと
も1種類のデータを直線又は曲線で近似又は補間して、
前記各離散値データの間の角度における配管端面の高
さ、外径及び開先の内径のデータのうち少なくとも1種
類のデータを得る手段を備えていることを特徴とする請
求項2又は3の配管用開先形状計測装置。
4. The means for calculating the outer diameter and the inner diameter of the groove includes at least one of discrete value data of the height, outer diameter, or inner diameter of the groove at the rotation angle and a plurality of rotation angles. Approximate or interpolate the data of a straight line or curve,
4. The apparatus according to claim 2, further comprising means for obtaining at least one kind of data among the data of the height, the outer diameter, and the inner diameter of the groove at the angle between the discrete value data. Groove shape measuring device for piping.
【請求項5】 配管どうしを突き合わせて溶接する際に
接合部分の開先形状の計測を行うための開先形状計測方
法であって、 請求項1の配管用開先形状計測装置を第1の配管に取り
付け、前記変位センサを複数の回転位置に回転させると
ともに、各回転位置において前記変位センサから第1の
配管の端面の軸方向の変位及び半径方向の変位のうちの
少なくとも一方を取り込み、 請求項1の配管用開先形状計測装置を前記第1の配管と
突き合わされる第2の配管に取り付け、前記変位センサ
を複数の回転位置に回転させるとともに、各回転位置に
おいて前記変位センサから第2の配管の端面の軸方向の
変位及び半径方向の変位のうちの少なくとも一方を取り
込み、 各回転位置ごとに取り込んだ第1及び第2の配管の端面
の軸方向の変位及び半径方向の変位の少なくとも一方に
基づいて第1及び第2の配管の突き合わせ時の開先ギャ
ップ、外径段差及び内径段差を求めて表示することを特
徴とする配管用開先形状計測方法。
5. A groove shape measuring method for measuring a groove shape of a joint portion when butting and welding pipes to each other, comprising: Attaching to the pipe, rotating the displacement sensor to a plurality of rotation positions, and taking in at least one of an axial displacement and a radial displacement of an end face of the first pipe from the displacement sensor at each rotation position; The groove shape measuring device for pipes according to item 1 is attached to a second pipe abutted with the first pipe, and the displacement sensor is rotated to a plurality of rotation positions. The axial displacement and the radial displacement of the end faces of the first and second pipes, which are taken in at least one of the axial displacement and the radial displacement of the end face of the pipe at each rotation position. A groove shape measurement method for a pipe, comprising: obtaining and displaying a groove gap, an outer diameter step, and an inner diameter step when the first and second pipes are butted based on at least one of the displacements in the directions.
【請求項6】 前記各回転位置ごとに取り込んだ第1及
び第2の配管の端面の軸方向の変位及び半径方向の変位
の少なくとも一方に基づいて、第1及び第2の配管の突
き合わせ時の開先ギャップ、外径段差及び内径段差の少
なくともいずれか1つを求めて、該開先ギャップ、外径
段差及び内径段差の少なくともいずれか1つが全周にわ
たって最小となるように、第1及び第2の配管の端面の
座標値を配管の端面に平行な方向に移動又は回転の少な
くともいずれか1つの演算を行うことを特徴とする請求
項5の配管用開先形状計測方法。
6. A method for abutting the first and second pipes based on at least one of axial displacement and radial displacement of end faces of the first and second pipes taken in at each of the rotation positions. The groove gap, the outer diameter step and the inner diameter step are obtained, and the first and the second are so determined that at least one of the groove gap, the outer diameter step and the inner diameter step is minimized over the entire circumference. 6. The pipe groove shape measuring method according to claim 5, wherein the coordinate value of the end face of the pipe is moved or rotated in a direction parallel to the end face of the pipe.
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