JP2605561B2 - バーステディアの芯計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マンネスマン方式に
よる継目無管製造の穿孔圧延機（ピアサ）の出側におい
て、プラグを支持するマンドレルバーの支持装置である
バーステディアの芯計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マンネスマン方式による継目無管の製造
においては、図４に示すとおり、穿孔圧延機２１で穿孔
が完了するとドラグアウトローラ２２により穿孔圧延機
２１から引き出される。バーステディア装置２３は、穿
孔中のマンドレルバー２４の振れ回りを抑止するための
支持装置で、３つのロールがリンク機構で開閉し、素管
が近づくと熱塊検出器のＯＮのタイミングにより開放し
て素管をガイドする。このときバーステディアは、素管
径よりも若干大きい位置まで開く。上記穿孔圧延におい
ては、プラグがミル芯に対して偏芯していると、穿孔後
の肉厚が不均一になる偏芯性偏肉が発生する。このた
め、バーステディアの芯がパス芯に一致するよう約３ケ
月に１度程度の割合でバーステディアの芯計測が実施さ
れている。なお、バーステディアのパス芯は、穿孔ロー
ルミル芯に比べ約４ｍｍ低く設定している。

【０００３】従来、バーステディアの芯測定は、図５、
図６に示すとおり、穿孔圧延機ロール上部冠部３１から
ピアノ線３２をパス芯３３と水平投影面内で同一に張
り、そのピアノ線３２から各バーステディア３４水平方
向中心位置に先端に錘３５を付けたピアノ線３６をつり
下げる。一方、バーステディア３４には、バーステディ
ア３４一台でのみ保持できる長さの真円のビレット端面
に垂直にけがいたダミーバー３７を保持させ、錘３５を
つり下げたピアノ線３６の垂線とダミーバー３７にけが
いた垂線とのずれから水平方向（以下Ｘ軸という）の芯
ずれを測定する。また、高さ方向（以下Ｙ軸という）に
ついては、図７に示すとおり、基準高さとのずれをダミ
ーバー３７上に定規３８を立ててトランシット等の光学
式レベルメータ３９で覗き、定規３８と基準高さとの交
点の目盛りを読むことによって測定していた。上記バー
ステディア３４の芯測定は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の各バ
ーステディアについて実施し、Ｘ軸、Ｙ軸方向に芯ずれ
が発生している場合は、各バーステディアの垂直水平方
向調整部を逐次調整し芯合わせを実施している。上記バ
ーステディアの芯測定は、通常３名の測定者で８時間程
度を要するばかりでなく、芯出し精度は±１ｍｍ程度が
限度であった。

【０００４】また、レーザビーム照射部とレーザビーム
受光装置を組合せた芯出し装置としては、第一スタンド
の入側に近接してレーザ照射部を、また最終スタンドの
出側に近接して前記レーザ照射部の発射ビームを受信す
るビーム検出器を設け、各一対のロールのカリバーによ
って形成されたほぼ円形の空間にそれぞれ該空間の中心
と一致する中心部を有する治具を着脱自在に取付け、前
記レーザ照射部から第一スタンドの側壁と垂直にレーザ
ビームを発射し、各治具の中心部がレーザビームのセン
ターと一致するように各一対のロールを軸方向に修正す
る方法（特公昭６０−７５６３号公報）、レーザビーム
の通る孔を備え、圧延ロールに装着可能なテンプレート
を包含し、前記孔の軸線が前記ロールによって形成され
るパスの軸線に一致し、パスの軸線に対するレーザビー
ムの片寄りを決定する装置を備え、テンプレートが管を
備えさらに弾性材料で載頭円錐形またはピラミッド状に
作った２個のエレメントを備え、かつ該エレメントがそ
れらの小面積端部を互いに対面させて前記管に沿って軸
線方向に移動できるように該管に取付けられている装置
（特開昭６４−５６１４号公報）、中心に基準ターゲッ
トを有し、マンドレルミルの各スタンドの圧延ロール間
に挟持された鼓型状の治具ロールと、前記基準ターゲッ
トの中心位置を測定する光学式読取装置からなる装置
（実開平３−６８９０１号公報）、多段鋼管圧延機の圧
延ロールの鋼管搬送方向入側から出側に向けて平行光線
を照射する光源と、該平行光源を前記圧延ロールの鋼管
搬送方向出側で受光する受光器と、該受光器の受光結果
に基づき得られた前記圧延ロールの位置により芯出し位
置を求めて表示する演算表示装置とを備えた装置（実開
平４−３３４０１号公報）等の提案が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特公昭６０−７５
６３号公報、特開昭６４−５６１４号公報および実開平
３−６８９０１号公報に開示の技術は、いずれも溝形圧
延ロール間に治具を装入し、圧延ロールに接触させた治
具の中心と、通過するレーザビームの位置関係からロー
ル軸芯測定を行うもので、バーステディアの芯測定を行
うものではない。

【０００６】この発明の目的は、上記バーステディアの
パス芯測定を高精度で、しかも短時間に測定できるバー
ステディアの芯測定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験検討を重ねた。その結果、レーザ
発光装置をバーステディアの入側または出側のいずれか
一方に設置し、その反対側に半導体位置検出装置（Ｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ 以
下ＰＳＤという）またはＣＣＤカメラ等の受光位置検出
装置をバーステディアの基準パス芯に合わせて設置し、
レーザ発光装置のレーザビーム芯をバーステディアの基
準パス芯に合致させ、ＰＳＤまたはＣＣＤカメラ等の受
光位置検出装置をダミー管の軸芯と同心円上に内蔵させ
たダミー管をバーステディアのロールに保持させ、レー
ザビームを照射してダミー管の軸芯の相対位置が測定で
きるとの結論に至り、この発明に到達した。

【０００８】すなわちこの発明は、穿孔圧延機のバース
テディアの入側または出側のいずれか一方に設けた反対
方向に向けてレーザビームを照射するレーザ発光装置
と、該レーザ発光装置の反対側にバーステディアの基準
パス芯に合致させて設けた受光位置検出器のセンサーヘ
ッドと、バーステディアの三つのロールに保持させるダ
ミー管内にダミー管の同心円上に配設した前記レーザビ
ームを受光する受光位置検出器と、該受光位置検出器の
受光結果に基づき得られるダミー管の軸芯とレーザビー
ムとの差を求める演算表示装置からなるバーステディア
の芯計測装置である。

【０００９】

【作用】この発明においては、穿孔圧延機のバーステデ
ィアの入側または出側のいずれか一方に反対方向に向け
てレーザビームを照射するレーザ発光装置を設け、該レ
ーザ発光装置の反対側にバーステディアの基準パス芯に
合致させて受光位置検出器のセンサーヘッドを設けたか
ら、レーザ発光装置からレーザビームをバーステディア
の基準パス芯に合致させて設けた受光位置検出器のセン
サーヘッドに照射し、受光位置検出器のコントローラの
Ｘ軸、Ｙ軸表示出力が零になるまでレーザ発光装置を位
置調整すれば、基準パス芯に合わせることができる。各
バーステディアの三つのロールに保持させるダミー管内
にその軸心と同心円上に前記レーザビームを受光する受
光位置検出装置を設けたから、ダミー管の軸芯とレーザ
ビームのパス芯とのずれを測定することによって、バー
ステディアの基準パス芯に対するずれ量が測定できる。

【００１０】この発明におけるレーザ発光装置は、バー
ステディアのパス芯の基準とするべく、パス芯に一致す
るようにバーステディアの入側あるいは出側に設置す
る。また、レーザ発光装置は、Ｘ軸（水平）、Ｙ軸（垂
直）方向に移動可能で、また、Ｘ軸、Ｙ軸各々の軸まわ
りに回転可能となっており、ミル芯と一致させるよう照
射方向を調節可能に設ける。バーステディアの基準パス
芯とレーザビームの芯を一致させるには、レーザ発光装
置の反対側に受光位置検出装置を取付け、バーステディ
アの基準パス芯に位置調整し合わせる。この場合、粗調
整は受光位置検出装置取付け治具をセットすることによ
り行い、微調整はＸ軸、Ｙ軸方向調整ねじにより行う。

【００１１】各バーステディアのパス芯計測は、バース
テディアの三つのロールに保持させるダミー管内にその
軸心と同心円上に前記レーザビームを受光する受光位置
検出装置を配設したダミー管をまずＮｏ．１バーステデ
ィアに取付けクランプする。そしてバーステディアのパ
ス芯に調整したレーザ発光装置からスポットレーザビー
ムを受光位置検出装置受光面に照射し、受光位置検出装
置のコントローラのＸ軸、Ｙ軸表示出力を確認する。中
心位置よりずれが発生している場合は、Ｎｏ．１バース
テディアの調整部によりＸ軸、Ｙ軸方向の修正を行う。
Ｎｏ．１バーステディアのパス芯計測が終了すると、ダ
ミー管を取外してＮｏ．２バーステディアに取付けクラ
ンプし、同様にＮｏ．２バーステディアのパス芯とのず
れを計測する。順次Ｎｏ．８バーステディアまで同様の
作業を実施する。なお、上記ダミー管を２個用意し、１
個を次計測のバーステディアに取付けておくことによ
り、パス芯計測の能率を向上させることができる。

【００１２】

【実施例】以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図
１ないし図３に基づいて説明する。図１はこの発明のバ
ーステディアの芯測定装置の設置位置を示す平面図、図
２はＰＳＤセンサーヘッドを内蔵したダミー管を示すも
ので、（ａ）図はダミー管の側断面とＰＳＤコントロー
ラとの接続図、（ｂ）図はダミー管の正面図、図３はダ
ミー管をバーステディアのロールでクランプした状態の
正面図である。図１において、１は穿孔圧延機のロー
ル、２はロール１の出側に設けた出力１ｍＷのＨｅ−Ｎ
ｅレーザ発光装置、３はロール１の出側テーブルに設け
られたＮｏ．１〜Ｎｏ．８バーステディアで、図３に示
すとおり、３個のロール４がリンク機構５で開閉するよ
う構成されている。

【００１３】６はＮｏ．８バーステディア３の出側に設
けたバーステディア３の基準パス芯にレーザ発光装置２
を位置調整するためのＰＳＤセンサーヘッドで、バース
テディア３の基準パス芯に位置調整し固定されている。
この場合、粗調整はＰＳＤセンサーヘッド取付け治具を
セットすることにより行い、微調整はＰＳＤセンサーヘ
ッドのＸ軸、Ｙ軸方向調整ねじにより行う。ＰＳＤセン
サーヘッド６は、演算記憶部７ａ、表示部７ｂおよびロ
ギング出力部７ｃからなるＰＳＤコントローラ７と接続
され、その測定結果はＰＳＤコントローラ７の表示部７
ｂおよびＸ−Ｙレコーダ８に表示記録される。９は各バ
ーステディア３の芯計測のためのダミー管で、図２に示
すとおり、長さ５００〜６００ｍｍ、外径２２８ｍｍの
肉厚パイプからなり、内部同心円上にＰＳＤセンサーヘ
ッド１０が内蔵され、ＰＳＤセンサーヘッド１０はＰＳ
Ｄコントローラ７と接続され、その測定結果の履歴は、
ＰＳＤコントローラ７の演算記憶部７ａに記憶され、表
示部７ｂに表示され、ロギング出力部７ｃへの出力なら
びにＸ−Ｙレコーダ８に表示記録されるよう構成されて
いる。

【００１４】上記のとおり構成したことにより、次の手
順により各バーステディア３の芯測定を行うことができ
る。まず、バーステディア３の基準パス芯とレーザビー
ムの芯を一致させるには、レーザ発光装置２の反対側に
設けたＰＳＤセンサーヘッド６をバーステディア３の基
準パス芯に位置調整し固定する。この場合、粗調整はＰ
ＳＤセンサーヘッド６取付け治具をセットすることによ
り行い、微調整はＰＳＤセンサーヘッド６のＸ軸、Ｙ軸
方向調整ねじにより行う。ついでレーザ用電源装置１１
を操作してレーザ発光装置２からスポットレーザビーム
をＰＳＤセンサーヘッド６に向かって照射し、ＰＳＤコ
ントローラ７の表示部７ｂのＸ−Ｙ表示およびＸ−Ｙレ
コーダ８のＸ軸、Ｙ軸表示出力が零になるまでレーザ発
光装置２を位置調整し、レーザビームをバーステディア
３の基準パス芯に合わせる。これによって、各バーステ
ディア３の芯測定の準備が完了する。

【００１５】各バーステディア３の芯測定は、内部同心
円上にＰＳＤセンサーヘッド１０を内蔵したダミー管９
をＮｏ．１バーステディア３とＮｏ．２バーステディア
３に取付け、図３に示すとおりクランプする。そしてレ
ーザ用電源装置１１を操作してバーステディア３の基準
パス芯に調整したレーザ発光装置２からスポットレーザ
ビームをＮｏ．１バーステディア３に取付けたダミー管
９のＰＳＤセンサーヘッド１０に照射し、ＰＳＤコント
ローラ７の表示部７ｂのＸ−Ｙ表示およびＸ−Ｙレコー
ダ８のＸ軸、Ｙ軸表示を確認する。Ｎｏ．１バーステデ
ィア３の芯が基準パス芯、すなわち中心位置よりずれて
いる場合は、Ｎｏ．１バーステディア３の調整部により
Ｘ軸、Ｙ軸方向の修正を行い、ＰＳＤコントローラ７の
表示部７ｂのＸ−Ｙ表示およびＸ−Ｙレコーダ８のＸ
軸、Ｙ軸表示出力が零の基準パス芯にＮｏ．１バーステ
ディア３の芯を合致させる。その測定結果の履歴は、Ｐ
ＳＤコントローラ７の演算記憶部７ａに記憶され、ロギ
ング出力部７ｃへ出力されると共に、Ｘ−Ｙレコーダ８
に記録される。

【００１６】Ｎｏ．１バーステディア３のパス芯計測が
終了すると、Ｎｏ．１バーステディア３からＰＳＤセン
サーヘッド１０を内蔵したダミー管９を取外し、Ｎｏ．
３バーステディア３に取付け、ついでＮｏ．２バーステ
ディア３のパス芯計測を同様に実施することを繰り返
し、Ｎｏ．８バーステディア３まで同じ作業を実施す
る。なお、各バーステディア３の３ロール長手方向の傾
きが懸念されるため、１つのバーステディア３でロール
長手方向の前方および後方の２カ所で芯計測を行うの
が、バーステディア３の基準パス芯と各バーステディア
３のパス芯とを合致させるのに適している。上記作業を
行うことによって、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８バーステディア
３のパス芯計測を行うことができる。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
通常３名で８時間を要していたバーステディアの芯測定
が、一人で２〜３時間で実施できると共に、芯測定の精
度が従来の±１ｍｍから±０．１ｍｍに向上し、バース
テディアの芯狂いにより発生する製品の偏肉等の寸法不
良の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のバーステディアの芯測定装置の全体
配置平面図である。

【図２】ＰＳＤセンサーヘッドを内蔵したダミー管を示
すもので、（ａ）図はダミー管の側断面とＰＳＤコント
ローラとの接続図、（ｂ）図はダミー管の正面図であ
る。

【図３】ダミー管をバーステディアのロールでクランプ
した状態の正面図である。

【図４】穿孔圧延ミルにおけるバーステディアの位置を
示す平面図である。

【図５】従来のピアノ線利用によるバーステディア芯測
定の説明図である。

【図６】従来のピアノ線利用によるバーステディア芯の
水平方向のずれ測定の説明図である。

【図７】従来のピアノ線利用によるバーステディア芯の
垂直方向のずれ測定の説明図である。

【符号の説明】

１、４ ロール ２ レーザ発光装置 ３、３４ バーステディア ５ リンク機構 ６ ＰＳＤセンサーヘッド ７ ＰＳＤコントローラ ７ａ 演算記憶部 ７ｂ 表示部 ７ｃ ロギング出力部 ８ Ｘ−Ｙレコーダ ９ ダミー管 １０ ＰＳＤセンサーヘッド １１ レーザ用電源装置 ２１ 穿孔圧延機 ２２ ドラグアウトローラ ２３ バーステディア装置 ２４ マンドレルバー ３１ 穿孔圧延機ロール上部冠部 ３２、３６ ピアノ線 ３３ パス芯 ３５ 錘 ３７ ダミーバー ３８ 定規 ３９ 光学式レベルメータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穿孔圧延機のバーステディアの入側また
   は出側のいずれか一方に設けた反対方向に向けてレーザ
   ビームを照射するレーザ発光装置と、該レーザ発光装置
   の反対側にバーステディアの基準パス芯に合致させて設
   けた受光位置検出器のセンサーヘッドと、バーステディ
   アの三つのロールに保持させるダミー管内にダミー管の
   同心円上に配設した前記レーザビームを受光する受光位
   置検出器のセンサーヘッドと、該受光位置検出器の受光
   結果に基づき得られるダミー管の軸芯とレーザビームと
   の差を求める演算表示装置からなるバーステディアの芯
   計測装置。