JP2003326312A

JP2003326312A - 電縫管製造ライン及び電縫管製造ラインにおける管切断長さ制御方法

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Publication number: JP2003326312A
Application number: JP2002134235A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kusakabe; 幸男日下部; Koichi Mori; 紘一森
Original assignee: Kusakabe Denki KK
Current assignee: Kusakabe Denki KK
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2003-11-18
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP3974448B2

Abstract

(57)【要約】【課題】連続的に供給される帯板状の材料を徐々に湾
曲して円筒状に曲成し、この円筒状に突き合わせた材料
の継ぎ目を溶接して電縫管に成形し、該電縫管を所定長
さに切断して製品管を製造する電縫管製造ラインにおい
て、製品管は一定長さであっても引き抜き加工後の２次
加工管の長さにおいてバラツキが発生する現象があり、
後処理において歩留まりが良くないという問題があっ
た。【解決手段】ロール成形機２・２・・・により帯板状
の材料１１を湾曲する前、若しくは湾曲中に材料１１の
板厚を板厚計測装置７で計測しておき、この計測値を主
制御装置９に出力して、該計測値に基づき製品管１１ａ
の重量が一定となるように切断長さを演算しておき、該
切断長さに基づいて走間切断機６を動作させ、原管１１
Ｃを切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電縫管製造ライン
における製品管の製造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、連続的に供給される帯板状の
材料を徐々に湾曲して円筒状に曲成し、この円筒状に突
き合わせた材料の継ぎ目を溶接して電縫管に成形し、該
電縫管を切断して製品管を製造する技術が知られてい
る。この電縫管製造ラインは、例えば、図３のように構
成され、回転軸１ａに巻回されている帯板状の材料１１
を巻き戻して下流側に供給するアンコイラー１と、該帯
板状の材料１１を連続的に平らな板から徐々に円弧状の
断面に湾曲していき、最終的には円筒状の断面に曲成す
るロール成形機２・２・・・と、円筒状に突き合わせた
材料１１Ａの継ぎ目を誘導加熱で溶融点以上に加熱し、
アップセット・ロールで圧接して溶接していく溶接機３
と、溶接により成形された電縫管１１Ｂの加熱された溶
接部を空冷並びに水冷で常温まで冷却する冷却装置４
と、冷却後、電縫管１１Ｂを絞りロールで外径を絞って
外形寸法を決めるロール整形機５・５・・・と、この整
形された原管１１Ｃを下流側に搬送するローラテーブル
１５・１５・・・と、該原管１１Ｃを一定長さに走管切
断する走間切断機６と、該原管１１Ｃの走行長さ及び走
行速度を連続的に計測する接触ローラー方式の計測装置
８と、該計測装置８から得られた測定値に基づき走間切
断機６を制御するサーボ制御装置１０等を備えている。

【０００３】前記サーボ制御装置１０にオペレータによ
り原管１１Ｃの切断長さが入力されると、該サーボ制御
装置１０は管走行長さ及び走行速度の計測値を監視しな
がら、該切断長さとなる切断点が近づいた時点で走間切
断機６を原管１１Ｃと同一速度に同調走行させて、目的
の切断点を同調走行しながら切断するようにサーボ制御
されている。該原管１１Ｃの切断を完了すると、サーボ
制御装置１０は走間切断機６を減速・停止させた後、逆
方向に走行させて元位置のホームポジション１４に復帰
させ、次の切断点が到着するまで待機させる。これを繰
り返すことで、オペレータから入力された切断長さで次
々と原管１１Ｃが切断されて、一定長さの製品管１１ｂ
・１１ｂ・・・が製造されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、この
製品管１１ｂ・１１ｂ・・・をさらに２次加工としてプ
ラグ及びダイスの中を通して引き抜き加工することで内
径及び外径寸法精度をより高めて精密加工部品材料に用
いる用途が増加してきた。

【０００５】この場合、製品管１１ｂ・１１ｂ・・・は
一定長さであっても引き抜き加工後の２次加工管の長さ
においてバラツキが大きく発生する現象があり、後処理
において歩留まりが良くないという問題があった。引き
抜き加工では、外径をダイスで、内径をプラグで精密に
寸法規制しながら塑性加工するために、加工後の管断面
積が極めて精度が高く、従って、一定長さの２次加工管
はその重量が一定となっていた。一方、電縫管製造ライ
ンで製造されただけの製品管は、外径は成形ロールで規
制されているので寸法精度は高いが、内径側は規制して
いるものが無く精度は必ずしも外径程にはよくない結
果、管断面積は計測個所によってある程度バラツキがあ
り、一定長さの製品管でもその重量には管断面積のバラ
ツキに比例したバラツキが存在する。

【０００６】具体的な実績例として、外径４５．０ｍ
ｍ、肉厚３．５ｍｍ、長さ６０００ｍｍの鋼管は、理論
重量は２１．４９ｋｇであるが、製品管の実績重量は２
０．９５〜２２．０３ｋｇの範囲にばらついている。製
品管の板厚３．５ｍｍの冷間圧延鋼板の場合のＪＩＳ規
格の厚さ許容差は±０．０９ｍｍであり、比率にすると
呼称厚さの±２．５％となり上記の重量ばらつきの比率
と一致することになる。この製品管を引き抜き加工によ
り外径４２．０ｍｍ、肉厚３．２ｍｍの２次加工管にす
ると、理論長さは７０３６ｍｍとなるが、実績例では６
８５９〜７２１３ｍｍの範囲にばらつき、最小長さの管
と最大長さの管では３５４ｍｍの差が生じる。このた
め、引き抜き加工後の２次加工管の長さが一定となるよ
うな製品管の製造が要請され、そこで、本発明では、こ
の点を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。まず、請求項１に記載のように、
連続的に供給される帯板状の材料を徐々に湾曲して円筒
状に曲成していく曲成手段と、円筒状に突き合わせた材
料の継ぎ目を溶接する溶接手段と、溶接により成形され
た電縫管を所定長さの製品管に切断する切断手段と、を
備えた電縫管製造ラインにおいて、前記製品管の重量が
一定となるように前記電縫管の切断長さを調整する制御
手段を設ける。

【０００８】また、請求項２に記載のように、前記制御
手段は、前記曲成手段の上流側、若しくは曲成手段中に
設けた、帯板の板厚を計測する板厚計測手段と、この板
厚の計測値に基づき製品管の重量が一定となるように切
断長さを演算する演算手段と、この切断長さに基づき前
記切断手段を動作させるサーボ制御手段と、を備える。

【０００９】そして、請求項３に記載のように、連続的
に供給される帯板状の材料を徐々に湾曲して円筒状に曲
成し、この円筒状に突き合わせた材料の継ぎ目を溶接し
て電縫管に成形し、該電縫管を所定長さに切断して製品
管を製造する電縫管製造ラインにおいて、前記製品管の
重量が一定となるように前記電縫管を切断する。

【００１０】また、請求項４に記載のように、前記電縫
管製造ラインにおける管切断長さ制御方法において、帯
板状の材料を湾曲する前、若しくは湾曲中に板厚を計測
しておき、この計測値に基づき製品管の重量が一定とな
るように切断長さを演算し、該切断長さに基づき前記電
縫管を切断する。

【００１１】

【発明の実施の形態】これより、本発明の実施の一形態
を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る
電縫管製造ラインの概略構成を示す側面図であり、図２
は本発明に係る電縫管製造ラインにおける管切断長さ制
御を示すフローチャートであり、図３は従来における電
縫管製造ラインの概略構成を示す側面図である。

【００１２】図１に示すように、電縫管製造ラインは、
回転軸１ａに巻回されている帯板状の材料１１を巻き戻
して下流側に供給するアンコイラー１と、該帯板状の材
料１１を連続的に平らな板から徐々に円弧状の断面に湾
曲していき、最終的には円筒状の断面に曲成するロール
成形機（通称、フォーミング・ロール・スタンド）２・
２・・・と、ロール成形機２・２間に配置されて帯板状
の材料１１の厚さを連続的に計測する板厚計測装置７
と、円筒状に突き合わせた材料１１Ａの継ぎ目を誘導加
熱で溶融点以上に加熱し、アップセット・ロールで圧接
して溶接していく溶接機３と、溶接により成形された電
縫管１１Ｂの加熱された溶接部を空冷並びに水冷で常温
まで冷却する冷却装置４と、冷却後、電縫管１１Ｂを絞
りロールで外径を絞って外形寸法を決めるロール整形機
５・５・・・（通称、サイジング・ロール・スタンド）
と、この整形された原管１１Ｃを下流側に搬送するロー
ラテーブル１５・１５・・・と、該原管１１Ｃを一定長
さに走管切断する走間切断機６と、該原管１１Ｃの走行
長さ及び走行速度を連続的に計測する接触ローラー方式
の計測装置８と、プログラマブル・コントローラーを用
いた主制御装置９と、走間切断機６を走行している原管
１１Ｃと同一速度に同調走行させて、所定の長さで切断
するための制御をするサーボ制御装置１０とを備えてい
る。

【００１３】さらに、ローラテーブル１５の下流側に
は、切断された製品管１１ａ・１１ａ・・・の端部を面
取り加工したり、該製品管１１ａ・１１ａ・・・を一定
本数に束ねて結束したりする精整設備が配置されている
ことがあるが、本図では省略している。なお、前記板厚
計測装置７については、ロール成形機２・２・・・の上
流側に配置してもよい。

【００１４】ここで、曲成手段は、前記ロール成形機２
・２・・・と前記ロール整形機５・５・・・とであり、
溶接手段は前記溶接機３であり、切断手段は前記走間切
断機６であり、制御手段は前記主制御装置９と前記板厚
計測装置７と前記計測装置８と前記サーボ制御装置１０
とである。演算手段は主制御装置９に内蔵されており、
板厚計測手段は板厚計測装置７であり、サーボ制御手段
はサーボ制御装置１０である。なお、各手段は上記記載
の機材や機器に特に限定するものではなく、それ以外の
ものでもよい。また、前記計測装置７としてはガンマ線
を用いた非接触計測装置、超音波を用いた非接触計測装
置、接触ローラーを用いた機械的接触式計測装置などが
あるが、これについても特に限定はしないものとする。

【００１５】次に、本発明の電縫管製造ラインによる製
品管１１ａ・１１ａ・・・の製造までの流れを図２を参
照しながら説明する。アンコイラー１から連続的に供給
される帯板状の材料１１は、ロール成形機２・２・・・
に送入され（ステップＳ１）、この送入直後に、板厚計
測装置７によって材料１１の板厚が計測され（ステップ
Ｓ２）、この計測値は主制御装置９へ出力される（ステ
ップＳ３）。主制御装置９では、この板厚の計測値に基
づいて、製品管１１ａ・１１ａ・・・の重量が一定目標
値となるように切断長さが演算され（ステップＳ４）、
演算された切断長さはサーボ制御装置１０へ出力される
（ステップＳ５）。この演算については後述することと
する。

【００１６】そうして材料１１は、ロール成形機２・２
・・・により徐々に円弧状に湾曲されていき、最終的に
は円筒状の曲成されて、円筒状に突き合わせた材料１１
Ａの継ぎ目は溶接機３で溶接され、電縫管１１Ｂが成形
される（ステップＳ６）。この電縫管１１Ｂの加熱され
た溶接部を冷却装置４で冷却した後、該電縫管１１Ｂの
外径がロール整形機５・５・・・で絞られて外形寸法が
決められ、整形されていく（ステップＳ７）。こうして
整形された原管１１Ｃはローラテーブル１５・１５・・
・によりさらに下流側に搬送され、このとき、計測装置
８により原管１１Ｃの走行長さ及び走行速度が計測され
ており（ステップＳ８）、前記サーボ制御装置１０では
該原管１１Ｃの走行長さ及び走行速度の計測値を監視し
ながら、前記演算された切断長さとなる切断点が近づい
た時点で走間切断機６を原管１１Ｃと同一速度に同調走
行させて、目的の切断点を同調走行しながら切断する
（ステップＳ９）。

【００１７】こうして原管１１Ｃの切断を完了すると、
サーボ制御装置１０は走間切断機６を減速・停止させた
後、逆方向に走行させて元位置のホームポジション１４
に復帰させ、次の切断点が到着するまで待機させる。こ
のようにして原管１１Ｃが次々と切断され、一定重量の
製品管１１ａ・１１ａ・・・が製造されるのである。

【００１８】次に、前記原管１１Ｃの切断長さの演算に
ついて説明する。前記主制御装置９は板厚計測装置７か
らの計測データと管走行長さ・走行速度計測装置７から
の計測データとを連続的に取り込みながら、この管の公
称（予定）切断長さＬごとに板厚データの平均値を算出
する。例えば、長さＬ＝６０００ｍｍの材料の板厚を１
００ｍｍピッチでサンプリング計測すると６０個の計測
データＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔ６０が得られ、これらの
平均値Ｔａｖｅは以下のようになる。Ｔａｖｅ＝（Ｔ１＋Ｔ２＋・・・＋Ｔ６０）／６０・・・このＴａｖｅがこの材料の公称板厚Ｔに対する実際板厚
Ｔａｃｔとなる。Ｔａｃｔ＝Ｔａｖｅ・・・・・

【００１９】この実際板厚Ｔａｃｔのデータを用いてさ
らに、主制御装置９は実際切断長さＬａｃｔを次の計算
式により演算する。ここで、Ｌは公称(予定)切断長さで
あり、Ｔは公称板厚さであり、Ｄは公称製品管外径であ
り、Ｗは理論（目標）切断管重量である。また、Ｌａｃ
ｔは実際切断長さであり、Ｔａｃｔは上式、から得
られた実際板厚である。Ｗ＝０．０２４６６×Ｌ×(Ｄ−Ｔ)×Ｔ・・・Ｌａｃｔ＝Ｌ×(Ｄ−Ｔ)／(Ｄ−Ｔａｃｔ)×Ｔ／Ｔａｃｔ・・・この演算式で得られたＬａｃｔの長さで切断すれば、こ
の切断管の重量は理論（目標）切断管重量Ｗに常に一致
する。

【００２０】主制御装置９はこのＬａｃｔの値を毎回の
切断ごとに演算してはサーボ制御装置１０へデータを出
力し、サーボ制御装置１０は毎回与えられる切断長さ指
令値Ｌａｃｔに従って、切断機６の切断動作を制御して
いる。なお、板厚計測装置７と切断機６との間の設置間
隔に距離があって、材料の実際板厚を計測した時点と、
実際にその材料部分が切断機位置に到達するまでの間に
タイム・ラグがある点に関しては、主制御装置９がその
間のデータをメモリーに記憶していて、計算してあった
個所が切断機に到着した時点でそこに該当する実切断長
さ指令を出力するように制御している。

【００２１】以上のように、本発明の電縫管製造ライン
における管切断長さ制御方法は、電縫管製造ラインにお
いて帯板状の材料１１を連続的にロール成形するロール
成形機２・２・・・の上流側、若しくはロール成形機２
・２間に帯板１１の板厚を連続的に計測する板厚計測装
置７を設置して、その板厚の計測値から製品管１１ａ・
１１ａ・・・の重量が一定目標値となるように切断長さ
を演算し、その演算値のとおりの切断長さに原管１１Ｃ
を切断するように切断機６を制御するようにようにして
いる。

【００２２】このような構成で、原管１１Ｃの切断ライ
ンにおける管切断長さは、常に切断された製品管１１ａ
・１１ａ・・・の重量が一定となるように切断されるた
めに、該製品管１１ａ・１１ａ・・・を後工程の引き抜
き工程で、引き抜き加工した後、２次加工管の長さは一
定となり、歩留まりが向上する。

【００２３】

【発明の効果】以上のように構成した本発明では、次の
ような効果を奏する。まず、請求項１のように、連続的
に供給される帯板状の材料を徐々に湾曲して円筒状に曲
成していく曲成手段と、円筒状に突き合わせた材料の継
ぎ目を溶接する溶接手段と、溶接により成形された電縫
管を所定長さの製品管に切断する切断手段と、を備えた
電縫管製造ラインにおいて、前記製品管の重量が一定と
なるように前記電縫管の切断長さを調整する制御手段を
備えたことで、電縫管の切断ラインにおける管切断長さ
は、常に切断された製品管の重量が一定となるように切
断されるために、該製品管を後工程の引き抜き工程で、
引き抜き加工した後の２次加工管の長さは一定となり、
歩留まりが向上する。

【００２４】また、請求項２のように、前記制御手段
は、前記曲成手段の上流側、若しくは曲成手段中に設け
た、帯板の板厚を計測する板厚計測手段と、この板厚の
計測値に基づき製品管の重量が一定となるように切断長
さを演算する演算手段と、この切断長さに基づき前記切
断手段を動作させるサーボ制御手段と、を備えたこと
で、電縫管の切断ラインにおける管切断長さは、常に切
断された製品管の重量が一定となるように切断されるた
めに、該製品管を後工程の引き抜き工程で、引き抜き加
工した後の２次加工管の長さは一定となり、歩留まりが
向上する。

【００２５】そして、請求項３のように、連続的に供給
される帯板状の材料を徐々に湾曲して円筒状に曲成し、
この円筒状に突き合わせた材料の継ぎ目を溶接して電縫
管に成形し、該電縫管を所定長さに切断して製品管を製
造する電縫管製造ラインにおいて、前記製品管の重量が
一定となるように前記電縫管を切断することで、該製品
管を後工程の引き抜き工程で、引き抜き加工した後の２
次加工管の長さは一定となり、歩留まりが向上する。

【００２６】また、請求項４のように、前記電縫管製造
ラインにおける管切断長さ制御方法において、帯板状の
材料を湾曲する前、若しくは湾曲中に板厚を計測してお
き、この計測値に基づき製品管の重量が一定となるよう
に切断長さを演算し、該切断長さに基づき前記電縫管を
切断することで、電縫管の切断ラインにおける管切断長
さは、常に切断された製品管の重量が一定となるように
切断されるために、該製品管を後工程の引き抜き工程
で、引き抜き加工した後の２次加工管の長さは一定とな
り、歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電縫管製造ラインの概略構成を示
す側面図。

【図２】本発明に係る電縫管製造ラインにおける管切断
長さ制御を示すフローチャート。

【図３】従来における電縫管製造ラインの概略構成を示
す側面図。

【符号の説明】

１アンコイラー２ロール成形機３溶接機４冷却装置５ロール整形機６走間切断機７板厚計測装置８計測装置９主制御装置１０サーボ制御装置１１帯板状の材料１１Ａ円筒状の材料１１Ｂ電縫管１１Ｃ原管１１ａ製品管１４ホームポジション１５ローラテーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的に供給される帯板状の材料を徐々
に湾曲して円筒状に曲成していく曲成手段と、円筒状に突き合わせた材料の継ぎ目を溶接する溶接手段
と、溶接により成形された電縫管を所定長さの製品管に切断
する切断手段と、を備えた電縫管製造ラインにおいて、前記製品管の重量が一定となるように前記電縫管の切断
長さを調整する制御手段を備えたことを特徴とする電縫
管製造ライン。
【請求項２】前記制御手段は、前記曲成手段の上流側、若しくは曲成手段中に設けた、
帯板の板厚を計測する板厚計測手段と、この板厚の計測値に基づき製品管の重量が一定となるよ
うに切断長さを演算する演算手段と、この切断長さに基づき前記切断手段を動作させるサーボ
制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載
の電縫管製造ライン。
【請求項３】連続的に供給される帯板状の材料を徐々
に湾曲して円筒状に曲成し、この円筒状に突き合わせた
材料の継ぎ目を溶接して電縫管に成形し、該電縫管を所
定長さに切断して製品管を製造する電縫管製造ラインに
おいて、前記製品管の重量が一定となるように前記電縫
管を切断することを特徴とする電縫管製造ラインにおけ
る管切断長さ制御方法。
【請求項４】前記電縫管製造ラインにおける管切断長
さ制御方法において、帯板状の材料を湾曲する前、若し
くは湾曲中に板厚を計測しておき、この計測値に基づき
製品管の重量が一定となるように切断長さを演算し、該
切断長さに基づき前記電縫管を切断することを特徴とす
る請求項３に記載の電縫管製造ラインにおける管切断長
さ制御方法。