JP2525264B2

JP2525264B2 - パイプもしくは丸棒などの長尺材の曲り量計測方法

Info

Publication number: JP2525264B2
Application number: JP2028379A
Authority: JP
Inventors: 高人古川; 篤尚竹腰
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JPH03233301A

Description

【発明の詳細な説明】「発明の目的」本発明は断面円形部材または断面楕円形部材などの曲
がり量計測方法に係り、パイプや丸棒などの被測定物を
回転させることなく、かつ長手方向に断面形状が変化し
ているような被測定物でも、精度良く中心軸の曲がり量
を測定できる測定方法を提供しようとするものである。

（産業上の利用分野）パイプや丸棒などの曲がり量測定技術。

（従来の技術）パイプもしくは丸棒（以下被測定物と称する）の曲が
り量を測定する方法に、被測定物を長手方向に横たえて
置き、被測定物の中心軸を通る平面内で、被測定物の両
端部及び中央部の固定点から被測定物表面までの距離を
測定して、曲がり量を測定する方法がある。第３図は上
記のような方法による被測定物の曲がり量の測定装置の
構成図である。第３図中１は被測定物のパイプもしくは
丸棒、32は被測定物の回転ローラ、33は回転ローラ駆動
装置、34は回転制御装置、35は回転検出器、36は角度演
算器、71〜73は距離計、38は曲がり量演算器、39は最大
曲がり量演算器、40は曲がり量表示器である。距離計71
〜73は曲がりのない被測定物の中心軸を通る平面内で被
測定物の長手方向の両端部及び中央部に配置され、被測
定物の外表面までの距離l₇₁、l₇₂、l₇₃を測定する。曲
がり量演算器８はδ＝｛（l₇₁＋l₇₃）/2−l₇₂｝/Lの式
により曲がりを演算し、Ｌは距離計71と73間の距離であ
る。

測定に当っては、被測定物１を回転ローラ32で１回転
させるよう回転ローラ駆動装置33および回転制御装置34
で制御し、回転検出器35、角度演算器36で得られる一定
角度毎に、上記演算を行ない１回転での中で最大曲がり
量を最大曲がり量演算器39で検出し、曲がり量表示器40
に表示することにより、被測定物１がどの方向にどの程
度まがっているかが測定できる。

（発明が解決しようとする課題）従来の方法では、被測定物１がどの方向にどの程度ま
がっているかを測定するためには、被測定物１を一回転
させる必要があり、被測定物１の回転装置や回転に同期
して曲がり量を演算するための回転検出器35、角度演算
器36が必要である。又、測定に被測定物１の１回転をな
すための時間を要した。曲がり量測定用の距離計71〜73
を外周上に夫々多数設置すれば測定時間の問題は解決す
るが、装置が更に大型化し、被測定物装脱などの操作が
煩雑のなると共にコストアップとなる。

更に、上記のような従来法では、被測定物１の両端部
および中央部での断面形状が同一であれば、測定した曲
がりは被測定物の中心軸の曲がりであるが、断面形状が
同一でなければ、例えば一部円、一部楕円であったりす
ると、その測定原理上、被測定物の中心軸の曲がりを測
定したことにならず曲がり量を正確に計測出来ない。被
測定物の断面が楕円で、ねじれている場合にも正確な測
定をなし得ないことになる。

「発明の構成」（課題を解決するための手段）本発明は上記したような従来のものにおける課題を解
消するように検討して創案されたものであって、以下の
如くである。

パイプもしくは丸棒などの長尺材における両端部およ
び長手方向中央部において、該長尺材中心軸に直角方向
の断面上で前記長尺材の表面より外側に配置した距離計
により長尺材表面との距離を５点以上同時に測定し、該
測定値から長尺材表面における測定点の上記断面上での
２次元座標を５点以上演算して得られた座標の値を得、
この座標の値を円もしくは楕円などの周面を表す式に代
入して得られる方程式を解いて前記断面上での中心座標
を夫々求め、前記した長尺材の両端部における各中心座
標を結ぶ中心軸と該長尺材中央部の中心座標との距離を
求めて曲がり量を計測することを特徴とするパイプもし
くは丸棒などの長尺材曲り量計測方法。

（作用）パイプや丸棒などの長尺材中心軸に直角方向の断面上
で該尺長尺材の表面より外側に配置した距離計により長
尺材表面との距離を５点以上測定し、該測定値から長尺
材表面における測定点の上記断面上での３次元座標を５
点以上演算して得られた座標の値を得、この座標の値を
円もしくは楕円などの周面を表す式に代入して得られる
方程式を解いて前記断面上での中心座標が得られる。

円の中心座標は円周上の３点が、楕円の中心座標は楕
円周上の５点の座標が求まれば得ることができる。

前記のような中心座標を被測定長尺材の両端部および
長手方向中央部においてそれぞれ求め、前記した長尺材
の両端部における各中心座標を結ぶ中心軸と該長尺材中
央部の中心座標との距離を求めることによって曲がり量
を計測する。

なお、上記のように計測することができることから曲
がり量を測定するために、被測定物を回転させる必要が
なく、回転装置や回転検出器、角度演算器も不要とす
る。また、被測定物を回転する必要がないので、測定時
間を短縮せしめ、さらに、被測定物の断面形状が同一で
ないねじれた被測定物の曲がり量でも制度良く計測せし
め得る。

（実施例）本発明によるものの具体的な実施例を添付図面を参照
して説明すると、第１図は本発明による曲がり測定のた
めの全般的な構成図であり、又第２図はその被測定物中
心座標を求める計測装置（以下座標計という）の構成図
である。然して第１図においてパイプまたは丸棒の如き
である被測定物１は搬送ローラ11上において搬送され、
搬送ローラ11は搬送ローラ制御手段12によって速度制御
されるように成っている。

18a〜18cは座標計であって、座標計18a、18bには移動
手段13a〜13bと、移動位置発信器16a〜16bを備え、各移
動手段13a、13bと発信器16bは制御機構14に接続され、
発信器16aは位置演算器17に接続されている。20は曲が
り用演算器であって、前記した各座標計18a〜18cと位置
演算器17に接続され、又該曲がり量演算器20には曲がり
量表示器21が付設されている。

上記した各座標計18a〜18cは第２図に示すように搬送
ローラ11上の被測定物１の周面に対して支持台22により
距離計23a〜23eが配設され、これらの距離計23a〜23eか
らの信号はそれぞれ座標演算器19の座標演算部24a〜24e
に導かれ、しかもこれらの演算部24a〜24eは中心座標演
算器25に接続されている。

前記したように支持台22に配設される距離計23a〜23e
については断面真円状のパイプ又は丸棒のみを被測定物
とする場合においては基本的に３個で足りるが、楕円形
状の被測定物の場合にはこの図示のように５個を配設す
ることが必要である。又断面形状が更に変化した場合に
おいては適宜にその配設数を増加または減少することが
できるが、一般的に５個またはそれ以上を配設したもの
とすることにより常用されている長尺材に対し広く適用
することができる。

具体的な測定演算操作を前記したような図示実施態様
のものについて説明すると、上記したような距離計23a
〜23eによりそれぞれの距離計から被測定物１表面にお
ける点Ａ〜Ｅまでの各距離を測定し、このようにして測
定した距離データから座標演算部24a〜24eにより、Ａ〜
Ｅ点の座標（x_A，y_A）〜（x_E，y_E）を演算する。中心座
標演算部ではX²／α²＋Y²／β²＝１で現される円もしく
は楕円の中心が座標（x_O，y_O）に移動し、かつその位置
で角度θだけ回転しているものとして、上記式を変形
し、この変形した式にＡ〜Ｅ点の座標（x_A，y_A）〜
（x_E，y_E）を代入して５次元連立方程式を解けば、中心
座標（x_O，y_O）を得ることができる。

被測定物１には色々な長さのものがあるため、座標計
18a〜18cを正しく被測定物の両端部及び中央部にセット
する必要がある。この被測定物１は搬送ローラ11によっ
て本曲がり量測定装置内へ搬入され、第１図に示すよう
にその一端が座標計18cの位置に停止するように、搬送
ローラ制御手段12によって制御される。実施例の場合、
座標計18cは固定であるため搬送ローラ制御手段12によ
って被計測物１を座標計18cに位置合わせしているが、
座標計18cに移動機能を持たせ、座標計18cを被測定物１
に位置合わせすることも可能である。このようにして座
標計18cの位置決めが終わったら、残り２台の座標計18a
と18bの位置合わせを行う。即ちまず、座標計18aが移動
装置13aにより被測定物１のもう一方の端に位置合わせ
するように移動し、その移動制御は移動制御機構14で行
われる。座標計18aの位置合わせ動作中に、座標計18aの
移動方向と移動距離を移動位置発信器16aにて検出し、
座標計18aと18c間の距離を位置演算器17で演算する。こ
の演算結果は座標計の移動装置用制御機構14に送られ、
座標計18bが座標計18aと18cの中間に来るように移動装
置用制御機構14で制御される。座標計18bの位置検出は
移動位置発信器16bで行われ、被測定物１と座標計18a、
18bの位置決めが終わると各座標計18a〜18cにより、被
測定物１の両端部および中央部の中心座標が演算され
る。各座標計18a〜18cにより演算されたそれぞれの測定
面での中心座標の点をａ、ｂ、ｃとし、その座標をａ点
（x_a，y_a）、ｂ点を（x_b，y_b）、ｃ点を（x_c，y_c）と
し、曲がり量演器20では次の演算を行う。

即ちａ点とｃ点を結ぶ直線が座標計18bの測定面と交
わる点ｄ（x_d，y_d）は｛（x_a＋x_c）/2,（y_a＋y_c）/2｝
なる。ｃ点とｄ点の距離ｌはｌ＝｛（x_b−x_d）^２＋（y_b
−y_d）^２｝^1/2であり、曲がりδはδ＝l/Lとなる。Ｌは
18aと18c間の距離である。この結果は表示器21に表示さ
れる。

何れにしても瞬間的に測定結果が得られ、短時間内に
目的の曲がり量を得ることができる。

「発明の効果」以上説明したような、この発明によれば、従来の曲が
り測定装置のように、曲がり量を測定するために、被測
定物を回転させる必要がなく、回転装置や回転検出器、
角度演算器が不要となり、また、被測定物を回転する必
要がないので、測定時間を短縮せしめ、さらに被測定物
の断面形状が同一でない、ねじれた被測定物の曲がり量
でも精度良く計測することが可能であるなどの効果を有
しており、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明による曲がり測定の全般的な構成関係を示した
説明図、第２図はその被測定物中心座標を求める計測装
置の構成を示した説明図、第３図は従来の曲がり量測定
法についての説明図である。然してこれらの図面における符号は以下の如くである。１は被測定物（パイプもしくは丸棒など）、２は被測定
物の搬送ローラ、11は被測定物の搬送ローラ、12は搬送
ローラ制御手段、13a〜13bは座標計の移動手段、14は座
標計の移動装置用制御機構、15はレール、16a〜16bは座
標計移動位置発信器、17は位置演算器、18a〜18cは座標
計、19は座標演算器、20は曲がり量演算器、21は曲がり
量表示器、22は支持台、23a〜23eは距離計、24a〜24eは
座標演算部、25は中心座標演算部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パイプもしくは丸棒などの長尺材における
両端部および長手方向中央部において、該長尺材中心軸
に直角方向の断面上で前記長尺材の表面より外側に配置
した距離計により長尺材表面との距離を５点以上同時に
測定し、該測定値から長尺材表面における測計点の上記
断面上で２次元座標を５点以上演算して得られた座標の
値を得、この座標の値を円もしくは楕円などの周面を表
す式に代入して得られる方程式を解いて前記断面上での
中心座標を夫々求め、前記した長尺材の両端部における
各中心座標を結ぶ中心軸と該長尺材中央部の中心座標と
の距離を求めて曲り量を計測することを特徴とするパイ
プもしくは丸棒などの長尺材曲り量計測方法。