JP3387778B2 - Contact type sensor for external inspection of cylindrical workpieces - Google Patents

Contact type sensor for external inspection of cylindrical workpieces

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JP3387778B2
JP3387778B2 JP16033297A JP16033297A JP3387778B2 JP 3387778 B2 JP3387778 B2 JP 3387778B2 JP 16033297 A JP16033297 A JP 16033297A JP 16033297 A JP16033297 A JP 16033297A JP 3387778 B2 JP3387778 B2 JP 3387778B2
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peripheral surface
outer peripheral
contact
cylindrical work
roller
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靖弘 宮崎
宏文 犬伏
利幸 平野
聡 川原
利和 中嶋
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鋼管などの
円筒形ワークの製造工程において楕円形状などに変形し
た円筒形ワークの外周面形状を検査し、その検査結果に
基づいて円筒形ワークの外形を所定の真円形状に自動矯
正等するために使用される円筒形ワークの外形検査用接
触式センサに関するものである。 【0002】 【従来の技術】鋼管などの円筒形ワークの外形状を検査
するためのセンサとして、従来一般的には、レーザーセ
ンサなどの非接触式センサが用いられていたが、このよ
うな非接触式センサを用いる場合は、円筒形ワークの外
周面が非常に細かい凹凸や不規則な凹凸を有する状態の
ものであったり、あるいは、各種の色相が混在する状態
のものであったり、要するに外乱要素を持つものである
と、測定誤差を招いて検査精度が非常に信頼性の乏しい
ものとなる。 【0003】そこで、非接触式センサに代えて、円筒形
ワークの外周面に接触可能な接触ローラを有し、この接
触ローラをワークの外周面に押付けた状態でワークの周
りに回転移動させ、このとき、ワーク外周面の変形に応
じて径方向に移動するローラ支持部の移動量を検出する
ことで、円筒形ワークの外周面の変形量を検出するよう
にした接触式センサを用いることも従来から知られてい
る。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら用いられている接触式センサは、その先端接触子とな
る接触ローラがその軸線方向の全長に亘って同一径の円
柱状周面の形態に形成されたものであった。そのため
に、ワーク外周面の変形量を正確に検出するためには、
接触ローラをその円柱状周面の全域がワーク外周面に密
着するように押付けることが必要条件となり、その条件
をクリアするためには、円筒形ワークの位置決め精度を
非常に高くすることを要し、その結果、ワーク位置決め
装置として、構造的に非常に複雑で、かつ精巧なものを
設置することが必要で、検査装置全体が非常に高価にな
るという問題があった。 【0005】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、円筒形ワークの位置決め精度の緩い設定を可能とし
ながらも、ワーク外周面の変形量を正確に、かつ能率よ
く検出することができる円筒形ワークの外形検査用接触
式センサを提供することを目的としている。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る円筒形ワークの外形検査用接触式セン
サは、円筒形ワークの外周面に接触可能な接触ローラ
と、この接触ローラを上記円筒形ワークの径方向に直線
的に移動変位自在に支持するローラ支持部と、このロー
ラ支持部を介して上記接触ローラを上記円筒形ワークの
外周面側に押付け付勢する押付け付勢機構と、この押付
け付勢機構による付勢力によって上記円筒形ワークの外
周面側に押付け付勢された上記接触ローラを上記円筒形
ワークの周りに回転移動させる時の上記ローラ支持部の
径方向の移動量を検出して円筒形ワークの外周面の変形
量を検出する手段とを備えてなる円筒形ワークの外形検
査用接触式センサであって、上記接触ローラが、その軸
線方向の一端部に形成された環状先鋭突起部とそれより
も小径で軸線方向に広幅な円柱状部とを有する形態に構
成されていることを特徴とするものである。 【0007】上記構成の円筒形ワークの外形検査用接触
式センサによれば、円筒形ワークの外周面のうち、例え
ば軸線方向の幅が小さいフランジ部などの外形を検査す
るときは、接触ローラの周面のうち広幅な円柱状部をワ
ーク外周面に押付けてワークの周りに回転移動させるこ
とによって、軸線方向に広い外周面部の変形量を一挙に
正確に検出することが可能であり、また、軸線方向の幅
が非常に大きい外周面部の外形を検査するときは、接触
ローラの周面のうち環状先鋭突起部をワーク外周面に局
所的に押付けてワークの周りに回転移動させることによ
って、ワーク外周面の変形量を線状に分割して検出する
ことが可能であり、これによって、円筒形ワークの位置
決め精度が多少悪くとも各部の検査を正確に、かつ、で
きるだけ能率よく行わせることができる。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明に係る円筒形ワーク
の外形検査用接触式センサを含むワーク矯正設備の全体
レイアウトを示す概略側面図、図2はその概略平面図で
あり、このワークの外形検査・矯正設備は大別して、円
筒形ワークの一例として直管部W1の軸芯方向の一端側
に大径フランジ部W2を有する管体Wをその中心線CL
が水平姿勢にある状態に受止め支持して水平レール1で
構成される一定水平経路に沿って上記中心線CLの方向
に往復走行する走行台車2と、この走行台車2の走行方
向に沿って近接状態に並設された管体外形自動矯正装置
3及び管体Wの外形検査装置4とから構成されている。 【0009】上記走行台車2は、前後それぞれに上記レ
ール1に転載される左右一対づつの走行車輪5,5を軸
支した台枠6と、この台枠6の前後位置それぞれに左右
一対づつ設けた油圧式リフター7,7を介して台枠6に
対して昇降自在に連設された前後一対の昇降枠8,8
と、軸受9,9を介して回転可能に軸支された左右一対
の管体受止め支持用ローラ10,10と、上記走行車輪
5,5をチェーンなどの無端伝動具を介して回転駆動可
能な走行用駆動モータ11と、後述する管体楕円自動矯
正時において上記管体受止め支持用ローラ10,10の
一つを回転駆動させて該ローラ10,10上に受止め支
持されている管体Wをその中心線CLの周りに回転駆動
させる管体回転用モータ12とを備えている。 【0010】上記管体外形自動矯正装置3は、上記走行
台車2の通過を許すように固定設置された正面視形状が
門形の固定枠体13と、この固定枠体13の左右一対の
縦枠部13a,13a間の中央位置に相当する地下部に
形成したピット14内に縦姿勢に収納された油圧シリン
ダ15を介して昇降駆動可能に構成され、上昇姿勢にお
いて管体Wの下端外周面部分に下方から当接される管体
矯正用支持具16と、上記固定枠体13の左右一対の縦
枠部13a,13a間の上方部に円周方向に間隔を隔て
てその円中心部に向けて出退駆動自在に配置され、後述
する外形検査装置4による検査データ基づく管体Wの中
心線CLに向けての進出作動時に管体Wの外周面を押圧
する複数の管体外形矯正用押圧具17とを備えている。 【0011】上記管体Wの外形検査装置4は、図3に示
すように構成されている。即ち、上記台車2の通過を許
すように固定設置された正面視門形の固定枠18に、円
周方向の一部、具体的には中心角度90°の範囲に亘る
切欠部19を有する円環状の回転枠20を、図4および
図5に明示するように、その下部の中心角度90°に亘
る部分が切欠かれて上記固定枠18に固定された円環状
のLMレール21とこのLMレール21も抜出不能に嵌
合された複数の摺動片22とを介して、その中心周りに
回転可能に支持させている。この円環状回転枠20の円
周方向に等距離を隔てた複数箇所、具体的には中心角度
が90°毎の周方向距離を隔てた箇所には、管体Wの外
周面との間の距離を検出する4個の接触式センサ23が
ブラケット24を介して上記回転枠20の回転中心に向
かう径方向姿勢で取り付けられている。 【0012】また、上記円環状回転枠20の外周部で上
記門形固定枠18の左右一対の縦枠部18a,18aの
うち一方の縦枠部18aの上下中間位置には、正面視略
矩形の支持枠25が固定されており、この支持枠25に
図6〜図8に示すように、3個のスプロケット27,2
8,28が二等辺三角形の各頂点に配置されているとと
もに、そのうち1つのスプロケット27がサイクロ減速
機付モータ26の出力軸26aに直結されて該モータ2
6の正逆転切替えに応じて正逆駆動回転自在に構成され
ている。上記円環状回転枠20の外周面で上記切欠部1
9の一端側に近い箇所とそれから円周方向に離れた箇所
との2箇所に両端が固定係止されたローラチェーン29
の途中部分が上記3個のスプロケット28,27,28
に屈折状に掛架されており、以上の各構成によって、上
記モータ26の正逆転切替えに応じて上記円環状回転枠
20を上記接触式センサ23の隣接周方向距離に相当す
る中心角度90°の範囲に亘って往復回転駆動させる回
転駆動機構が構成されている。なお、上記3つのスプロ
ケット27,28,28のうち1つのスプロケット28
を取り付けた回転軸28aの端部には、円環状回転枠2
0の回転角度を検出するエンコーダ30が連結されてい
る。また、上記円環状回転枠20の外周部には、回転停
止時のオーバーランストッパーおよび原点停止オーバー
ランストッパーが固定されているとともに、これらスト
ッパーが当接する当たり部材が上記固定枠18側に固定
されているが、これらについての図示は省略する。 【0013】上記各接触式センサ23は図9〜図11に
示すように構成されている。即ち、上記管体Wの外周面
に対する接触子となる接触ローラ34をその軸芯周りに
回転可能に支承している可動板35(ローラ支持部の
例)が、ハイボニックギヤモータ31およびラックジャ
ッキ32からなる段取用ギャッキ33を介して該段取用
ギャッキ33の両側に配置したガイドシャフト36およ
びスライドシフター37によりスライドガイドされる状
態で上記円環状回転枠20の径方向に直線的に駆動移動
変位自在に構成されているとともに、径方向内方へ移動
変位させた状態で上記接触ローラ34を管体Wの外周面
に押付け移動付勢するシリンダ38(押付け付勢機構の
例)が設けられている。 【0014】上記接触ローラ34は、上記管体Wの直管
部W1を検査する時に該直管部W1の外周面の局所に押
付けられるように軸線方向の一端部に形成された環状先
鋭突起部34aと上記管体Wのフランジ部W2を検査す
る時に該フランジ部W2の外周面全域に押付けられるよ
うに上記環状先鋭突起部34aよりも小径で軸線方向に
広幅な円柱状部34bとを有する形態に構成されてい
る。 【0015】また、上記シリンダ38の下側部には上記
接触ローラ34の径方向の移動量を検出するポテンショ
ンメータ39(変形量検出手段の例)が設けられ、この
ポテンションメータ39により検出される上記接触ロー
ラ34の径方向移動量と上記エンコーダ30により検出
される円環状回転枠20の回転角度とを取り込んで上記
管体Wの外周面形状および変形量を演算するとともに、
その演算結果を検査データとして保存し、この保存検査
データを上記管体外形自動矯正装置3における複数の管
体外形矯正用押圧具16の作動量として出力するパソコ
ン(図示省略)が設けられている。 【0016】次に、上記構成の管体の外形検査・矯正設
備の動作について簡単に説明する。まず、走行台車2の
管体受止め支持用ローラ10,10上にフランジ部W2
付管体Wをその中心線CLが水平姿勢になるように受止
め支持させた上で、該走行台車2そレール1に沿って図
1の矢印x方向に走行移動させることにより、該台車2
を上記管体外形自動矯正装置3における門形固定枠体1
3に対して潜り走行通過させる。そして、上記管体Wの
フランジ部W2が上記外形検査装置4における門形固定
枠18および円環状回転枠20の切欠部19の直下位置
にまで到達された時点で上記走行台車2の走行移動を停
止する。 【0017】この走行台車2の停止状態で油圧式リフタ
ー7,7を介して前後一対の昇降枠8,8を上昇させる
ことによって、上記ローラ10,10上に受止め支持さ
れている管体Wをその中心線CLが上記円環状回転枠2
0の中心と合致するように上昇させて所定の検査態勢と
するとともに、上記外形検査装置4における段取用ジャ
ッキ33を作動させて円周方向に等間隔で配置されてい
る4個の接触式センサ23を上記円環状回転枠20の径
方向内方に直線的に駆動移動変位させ、かつ、各接触式
センサ23における接触ローラ34の円柱状部34bを
シリンダ38を介して上記管体Wのフランジ部W2の外
周面全域に押付ける。 【0018】続いて、上記外形検査装置4におけるサイ
クロ減速機付モータ26を作動して3個のスプロケット
28,27,28およびローラチェーン29を介して上
記円環状回転枠20を中心角度90°の範囲に亘って図
3の矢印a方向に回転駆動させると、上記各接触式セン
サ23における先端接触ローラ34の円柱状部34bが
管体Wのフランジ部W2の外周面に押付け状態のままで
回転移動する。 【0019】このような円環状回転枠20の回転駆動時
の回転角度がエンコーダ30により検出されて、その検
出値が上記パソコンに取り入れられる一方、上記円環状
回転枠20の回転駆動に伴う各接触式センサ23の回転
移動時において、上記フランジ部W2の外周面の変形に
応じて各接触ローラ34が径方向にそれぞれ各別に移動
し、それら接触ローラ34の径方向の移動量がポテンシ
ョンメータ39により検出されてその検出値が上記パソ
コンに取り入れられる。そして、それら両検出値の演算
によって上記管体Wのフランジ部W2における変形量お
よび外周面全体形状を判別するような検査が行われる。 【0020】上記管体Wのフランジ部W2の検査が終了
したならば、上記サイクロ減速機付モータ26を逆転さ
せて3個のスプロケット28,27,28およびローラ
チェーン29を介して上記円環状回転枠20を中心角度
90°の範囲に亘って図3の矢印b方向に回転駆動させ
ることにより元の回転位置に復帰させるとともに、段取
用ジャッキ33を逆方向に作動させて4個の接触式セン
サ23を上記円環状回転枠20の径方向外方に直線的に
駆動移動変位させて検出待機姿勢とする。次いで、上記
走行台車2を上記矢印x方向に少し走行移動させて上記
管体Wの直管部W1の一部が上記外形検査装置4におけ
る門形固定枠18および円環状回転枠20の切欠部19
の直下位置にまで到達された時点で上記走行台車2の走
行移動を停止する。 【0021】この走行台車2の停止状態で、上記段取用
ジャッキ33を再作動させて上記4個の接触式センサ2
3を上記円環状回転枠20の径方向内方に直線的に駆動
移動変位させ、かつ、各接触式センサ23における接触
ローラ34の環状先鋭突起部34aをシリンダ38を介
して上記管体Wの直管部W1の外周面の局所に押付け
る。それ以降は、上記フランジ部W2の検査の場合と同
様に、上記サイクロ減速機付モータ26を作動して3個
のスプロケット28,27,28およびローラチェーン
29を介して上記円環状回転枠20を中心角度90°の
範囲に亘って図3の矢印a方向に回転駆動させて上記各
接触式センサ23における先端接触ローラ34の先鋭突
起部34aを管体Wの直管部W1の外周面に押付け状態
のままで回転移動させ、この時の円環状回転枠20の回
転角度をエンコーダ30により検出しその検出値を上記
パソコンに取り入れる一方、上記円環状回転枠20の回
転駆動に伴う各接触式センサ23の回転移動時に、上記
直管部W1の外周面の変形に応じた各接触ローラ34個
々の径方向の移動量をポテンションメータ39により検
出しその検出値を上記パソコンに取り入れ、それら両検
出値の演算によって上記管体Wの直管部W1における変
形量および外周面全体形状を判別するような検査が行わ
れる。 【0022】そして、上記走行台車2を予め設定した位
置へ移動し停止させながら、上記と同様な動作を繰り返
すことにより、管体Wの直管部W1における変形量およ
び外周面形状の判別検査をその全長に亘って行なえるも
のであり、その結果として上記パソコンには管体Wの各
部における変形量および外周面形状のデータが保存され
ることになる。 【0023】上記のようにして、管体W全長の各部にお
ける外形検査が完了した後は、上記走行台車2を上記管
体外形自動矯正装置3における門形固定枠体13に対し
て予め設定した量ごとに移動し停止させ、その停止位置
において、管体回転用モータ12を介して一つの管体受
止め支持用ローラ10を回転駆動させて管体Wをその中
心線CLの周りに所定角度づつ回転させながら、管体矯
正用支持具16および複数個の管体楕円矯正用押圧具1
7を上記パソコンに保存されている検査データに基づい
て作動させることにより、製造過程等で発生した管体W
の変形が自動的に、かつ適正に矯正される。 【0024】特に、管体Wを固定支持させるとともに、
その周囲に等間隔に配置した4個の接触式センサ23を
管体Wの周りに回転移動させることにより、管体Wの円
周方向で4分割された外周面部分それぞれの変形量およ
び形状を検出するものであるから、図12の(A)
(B)(C)などのように、管体Wがどのように変形し
たものであっても、その外周面全体における変形量およ
び形状を精度よく検査し、検査後における管体の自動矯
正に必要な検査データを得ることが可能である。 【0025】また、接触式センサ23の接触ローラ34
として、管体Wの直管部W1の外周面の局所に押付けら
れる環状先鋭突起部34aと管体Wの大径フランジ部W
2の外周面全域に押付けられる広幅な円柱状部34bと
を有する形態のものを用いることによって、管体Wの位
置決め精度が多少悪くとも各部の検査を正確に行うこと
が可能であり、その分だけ管体Wの位置決め精度を緩く
設定することができるという利点を有する。 【0026】なお、上記の実施の形態では、円筒形ワー
クとして、フランジ付管体を対象としたもので説明した
が、中実の円筒形ワークの外形検査にも適用可能であ
る。 【0027】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接触式センサであることによって、円筒形ワークの外周
面が非常に細かい凹凸や不規則な凹凸を有する状態のも
のであったり、あるいは、各種の色相が混在する状態の
ものであったり、要するに外乱要素を持つものであって
も、それら外乱要素に起因する誤差の発生がなく、検査
精度の信頼性を高めることができるのはもとより、円筒
形ワークの外周面の形態に対応して接触ローラの円柱状
部と環状先鋭突起部とを選択使用することによって、ワ
ークの位置決め精度を緩く設定しながらも、ワーク外周
面各部の変形量をできるだけ効率よく、かつ、正確に検
出することができる。また、それゆえに、ワークの位置
決め装置として特別に複雑かつ精巧なものを用いる必要
がなく、検査装置全体の構造の簡単化および低コスト化
を図りやすいという効果を奏する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention inspects an outer peripheral shape of a cylindrical work deformed into an elliptical shape or the like in a manufacturing process of a cylindrical work such as a steel pipe. The present invention relates to a contact type sensor for inspecting the outer shape of a cylindrical work used for automatically correcting the outer shape of a cylindrical work to a predetermined perfect circular shape based on an inspection result. 2. Description of the Related Art As a sensor for inspecting the outer shape of a cylindrical work such as a steel pipe, a non-contact type sensor such as a laser sensor has conventionally been generally used. When a contact-type sensor is used, the outer peripheral surface of the cylindrical workpiece has very fine irregularities or irregular irregularities, or is in a state where various hues are mixed. If the element has an element, a measurement error is caused, and the inspection accuracy becomes very poor. Therefore, instead of a non-contact type sensor, a contact roller is provided which can contact the outer peripheral surface of the cylindrical work, and the contact roller is rotated around the work while being pressed against the outer peripheral surface of the work. At this time, it is also possible to use a contact type sensor that detects the amount of deformation of the outer peripheral surface of the cylindrical work by detecting the amount of movement of the roller supporting portion that moves in the radial direction according to the deformation of the outer peripheral surface of the work. Conventionally known. However, in the contact type sensor conventionally used, a contact roller serving as a tip contact has a cylindrical peripheral surface having the same diameter over the entire length in the axial direction. It was formed into a form. Therefore, in order to accurately detect the amount of deformation of the outer peripheral surface of the work,
It is necessary to press the contact roller so that the entire area of the cylindrical peripheral surface is in close contact with the outer peripheral surface of the workpiece.To clear this condition, the positioning accuracy of the cylindrical workpiece must be extremely high. As a result, it is necessary to install a very complicated and elaborate work positioning device as a work positioning device, resulting in a problem that the entire inspection device becomes very expensive. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a cylinder capable of accurately and efficiently detecting the amount of deformation of the outer peripheral surface of a work while enabling the positioning accuracy of a cylindrical work to be set loosely. It is an object of the present invention to provide a contact type sensor for shape inspection of a shaped work. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a contact sensor for inspecting the outer shape of a cylindrical work, comprising: a contact roller capable of contacting an outer peripheral surface of the cylindrical work; A roller support that supports the contact roller so as to be linearly movable and displaceable in the radial direction of the cylindrical work, and presses and biases the contact roller toward the outer peripheral surface of the cylindrical work via the roller support. A pressing urging mechanism, and the roller supporting unit when rotating the contact roller pressed and urged toward the outer peripheral surface side of the cylindrical work by the urging force of the pressing urging mechanism around the cylindrical work. Means for detecting the amount of displacement in the radial direction to detect the amount of deformation of the outer peripheral surface of the cylindrical work, wherein the contact roller has an axial direction. Is characterized in that it has an annular sharp projection formed at one end of the first portion and a columnar portion having a smaller diameter and a wider width in the axial direction. According to the contact type sensor for inspecting the outer shape of a cylindrical work having the above-described configuration, when inspecting the outer shape of, for example, a flange portion having a small width in the axial direction, on the outer peripheral surface of the cylindrical work, the contact roller is not used. By pressing a wide columnar portion of the peripheral surface against the outer peripheral surface of the work and rotating the work around the work, it is possible to accurately detect the deformation amount of the outer peripheral surface portion which is wide in the axial direction at once, and When inspecting the outer shape of the outer peripheral surface portion having a very large width in the axial direction, the annular sharp projection portion of the contact roller peripheral surface is locally pressed against the outer peripheral surface of the work and rotated around the work to rotate the work. It is possible to detect the amount of deformation of the outer peripheral surface by dividing it linearly, so that the inspection of each part can be performed accurately and as efficiently as possible even if the positioning accuracy of the cylindrical work is somewhat poor. It is possible to 's. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view showing the overall layout of a work straightening device including a contact sensor for contour inspection of a cylindrical workpiece according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view thereof. Broadly speaking, as an example of a cylindrical work, a pipe W having a large-diameter flange portion W2 on one end side in the axial direction of a straight pipe portion W1 is defined by a center line CL.
A traveling vehicle 2 that reciprocates in the direction of the center line CL along a fixed horizontal path constituted by a horizontal rail 1 while receiving and supporting the vehicle in a horizontal posture, and along a traveling direction of the traveling vehicle 2 The apparatus comprises an automatic tube shape correcting device 3 and a device W for checking the shape of a tube W which are arranged side by side in the proximity state. The traveling vehicle 2 is provided with a frame 6 supporting a pair of left and right traveling wheels 5 and 5 which are re-transferred to the rail 1 at the front and rear, respectively, and a pair of right and left at each of the front and rear positions of the frame 6. A pair of front and rear elevating frames 8, 8 connected to the underframe 6 via the hydraulic lifters 7, 7 so as to be able to move up and down.
And a pair of left and right tube receiving and supporting rollers 10 and 10 rotatably supported via bearings 9 and 9, and the traveling wheels 5 and 5 can be rotationally driven via an endless transmission such as a chain. The driving motor 11 for driving the vehicle and one of the rollers 10 and 10 for supporting and supporting the pipes at the time of automatic correction of the pipe ellipse to be described later rotate the pipes 10 and 10 supported on the rollers 10 and 10. And a tube rotating motor 12 for rotating the body W about its center line CL. The automatic tubular body shape correcting device 3 includes a fixed frame 13 fixedly installed so as to allow the traveling carriage 2 to pass therethrough and having a gate-shaped front view, and a pair of left and right vertical portions of the fixed frame 13. It is configured to be vertically drivable via a hydraulic cylinder 15 housed in a vertical position in a pit 14 formed in a basement portion corresponding to a central position between the frame portions 13a, 13a. The support member 16 for correcting the tube body, which comes into contact with the portion from below, and the upper portion between the pair of left and right vertical frame portions 13a, 13a of the fixed frame member 13 are spaced apart in the circumferential direction at the center of the circle. A plurality of pipe outer shape correction units which are arranged so as to be able to be driven back and forth and press the outer peripheral surface of the pipe body W when the pipe W is advanced toward the center line CL based on inspection data by the outer shape inspection device 4 described later. A pressing tool 17 is provided. The outer shape inspection apparatus 4 for the tubular body W is configured as shown in FIG. That is, a circle having a cutout portion 19 extending partly in the circumferential direction, specifically, a range of a central angle of 90 °, is provided on a fixed frame 18 in a front view portal shape fixedly installed so as to allow the carriage 2 to pass therethrough. As shown in FIGS. 4 and 5, the annular rotating frame 20 has an annular LM rail 21 whose lower part is cut out at a central angle of 90 ° and is fixed to the fixed frame 18. 21 is also rotatably supported around its center via a plurality of sliding pieces 22 fitted non-extractably. At a plurality of locations at equal distances in the circumferential direction of the annular rotating frame 20, specifically, at locations where the center angle is separated by a circumferential distance of every 90 °, the distance between the outer circumferential surface of the tubular body W Four contact-type sensors 23 for detecting the distance are mounted via a bracket 24 in a radial posture toward the rotation center of the rotating frame 20. A substantially rectangular shape in front view is provided at an outer peripheral portion of the annular rotary frame 20 at an upper and lower intermediate position of one of the pair of left and right vertical frame portions 18a, 18a of the gate-shaped fixed frame 18. 6 is fixed to the support frame 25, as shown in FIGS.
8 and 28 are arranged at the respective vertices of an isosceles triangle, and one of the sprockets 27 is directly connected to the output shaft 26a of the motor 26 with the cyclo-reduction gear.
The motor 6 is configured to be rotatable in the forward / reverse drive in accordance with the forward / reverse rotation switching of No. 6. The notch 1 is formed on the outer peripheral surface of the annular rotary frame 20.
Roller chain 29 having both ends fixedly locked at two places, a place close to one end side and a place distant in the circumferential direction therefrom.
In the middle of the three sprockets 28, 27, 28
With the above-described configurations, the annular rotating frame 20 is rotated at a central angle of 90 ° corresponding to the distance in the circumferential direction adjacent to the contact sensor 23 in accordance with the forward / reverse switching of the motor 26. A rotary drive mechanism for reciprocating rotary drive over the range is configured. In addition, one of the three sprockets 27, 28, 28
At the end of the rotating shaft 28a to which the
An encoder 30 for detecting a rotation angle of 0 is connected. Further, an overrun stopper for stopping rotation and an overrun stopper for stopping the origin are fixed to the outer peripheral portion of the annular rotating frame 20, and a contact member with which these stoppers abut is fixed to the fixed frame 18 side. However, illustration of these is omitted. Each of the contact type sensors 23 is configured as shown in FIGS. That is, a movable plate 35 (an example of a roller supporting portion) that rotatably supports a contact roller 34 serving as a contact with the outer peripheral surface of the tube W around its axis is composed of a hibonic gear motor 31 and a rack jack 32. Is linearly driven in the radial direction of the annular rotating frame 20 while being slid and guided by a guide shaft 36 and a slide shifter 37 disposed on both sides of the setup jack 33 via a setup jack 33 made of A cylinder 38 (an example of a pressing biasing mechanism) that is configured to be displaceable and that presses and biases the contact roller 34 against the outer peripheral surface of the tube W in a state of being displaced inward in the radial direction is provided. ing. The contact roller 34 has an annular sharp projection formed at one end in the axial direction so as to be pressed locally on the outer peripheral surface of the straight pipe W1 when the straight pipe W1 of the pipe W is inspected. 34a and a cylindrical portion 34b which is smaller in diameter than the annular sharp protrusion 34a and is wider in the axial direction so as to be pressed against the entire outer peripheral surface of the flange portion W2 when inspecting the flange portion W2 of the tubular body W. Is configured. A lower part of the cylinder 38 is provided with a potentiometer 39 (an example of a deformation detecting means) for detecting the amount of radial movement of the contact roller 34, which is detected by the potentiometer 39. The outer peripheral surface shape and the deformation amount of the tubular body W are calculated by taking in the radial movement amount of the contact roller 34 and the rotation angle of the annular rotating frame 20 detected by the encoder 30,
A personal computer (not shown) is provided for storing the calculation results as inspection data and outputting the stored inspection data as the operation amounts of the plurality of tubular body shape correcting pressing tools 16 in the automatic tubular body shape correcting device 3. . Next, the operation of the external inspection / correction equipment for a tubular body configured as described above will be briefly described. First, the flange portion W2 is placed on the tube receiving and supporting rollers 10, 10 of the traveling vehicle 2.
The receiving body W is received and supported so that its center line CL is in a horizontal posture, and is then moved along the traveling carriage 2 and the rail 1 in the direction of arrow x in FIG.
Is fixed to the portal-shaped fixed frame 1 in the automatic tube shape correcting device 3.
3 and dive and pass. When the flange portion W2 of the pipe W reaches the position immediately below the notch portion 19 of the gate-shaped fixed frame 18 and the annular rotary frame 20 in the external shape inspection device 4, the traveling movement of the traveling vehicle 2 is started. Stop. By raising the pair of front and rear lifting frames 8, 8 via the hydraulic lifters 7, 7 while the traveling vehicle 2 is stopped, the pipe W supported and received on the rollers 10, 10 is supported. The center line CL of the ring-shaped rotating frame 2
0 is set to a predetermined inspection state by being raised so as to coincide with the center of zero, and the setup jack 33 in the external shape inspection device 4 is operated to make four contact-type arrangements arranged at equal intervals in the circumferential direction. The sensor 23 is linearly driven and displaced radially inward of the annular rotating frame 20, and the cylindrical portion 34 b of the contact roller 34 in each contact type sensor 23 is Press the entire outer peripheral surface of the flange portion W2. Subsequently, the motor 26 with the cyclo reducer in the outer shape inspection apparatus 4 is operated to move the annular rotary frame 20 through the three sprockets 28, 27, 28 and the roller chain 29 so that the center angle of the annular rotary frame 20 is 90 °. When rotated in the direction of arrow a in FIG. 3 over the range, the columnar portion 34b of the tip contact roller 34 in each of the contact type sensors 23 rotates while being pressed against the outer peripheral surface of the flange portion W2 of the tube W. Moving. The rotation angle of the annular rotating frame 20 at the time of rotational driving is detected by the encoder 30 and the detected value is taken into the personal computer. When the sensor 23 rotates, the contact rollers 34 move individually in the radial direction in accordance with the deformation of the outer peripheral surface of the flange portion W2, and the amount of movement of the contact rollers 34 in the radial direction is determined by the potentiometer 39. And the detected value is taken into the personal computer. Then, an inspection is performed to determine the amount of deformation in the flange portion W2 of the tubular body W and the overall shape of the outer peripheral surface by calculating the detected values. When the inspection of the flange portion W2 of the tubular body W is completed, the motor 26 with the cyclo-reduction device is rotated in the reverse direction, and the annular rotation is performed via three sprockets 28, 27, 28 and a roller chain 29. The frame 20 is rotated in the direction indicated by the arrow b in FIG. 3 over a range of the central angle of 90 ° to return to the original rotation position, and the setup jack 33 is operated in the reverse direction so that the four contact types are operated. The sensor 23 is driven and displaced linearly outward in the radial direction of the annular rotary frame 20 to set a detection standby posture. Next, the traveling carriage 2 is slightly moved in the direction of the arrow x so that a part of the straight pipe portion W1 of the tubular body W is cut out of the portal-shaped fixed frame 18 and the annular rotary frame 20 in the outer shape inspection device 4. 19
The traveling movement of the traveling vehicle 2 is stopped when the traveling vehicle 2 reaches the position immediately below the traveling vehicle. While the traveling vehicle 2 is stopped, the setup jack 33 is reactivated and the four contact sensors 2
3 is linearly driven and displaced radially inward of the annular rotating frame 20, and the annular sharp projection 34 a of the contact roller 34 of each contact type sensor 23 is It is pressed locally on the outer peripheral surface of the straight pipe portion W1. Thereafter, as in the case of the inspection of the flange portion W2, the motor 26 with the cyclo reducer is operated to move the annular rotary frame 20 through the three sprockets 28, 27, 28 and the roller chain 29. Rotation is performed in the direction of arrow a in FIG. 3 over a range of the central angle of 90 ° to press the sharp projection 34a of the tip contact roller 34 in each of the contact type sensors 23 against the outer peripheral surface of the straight pipe W1 of the pipe W. While rotating, the rotary angle of the annular rotary frame 20 at this time is detected by the encoder 30 and the detected value is taken into the personal computer. During the rotational movement of the contact 23, the amount of movement of each contact roller 34 in the radial direction according to the deformation of the outer peripheral surface of the straight pipe portion W1 is detected by the potentiometer 39, and the detected value is detected as described above. Incorporated Sokon, inspection so as to determine the amount of deformation and the overall outer peripheral surface shape of the straight pipe portion W1 of the tube W is performed by the calculation of their both detection values. By repeating the same operation as described above while moving and stopping the traveling vehicle 2 to a preset position, the inspection for determining the deformation amount and the outer peripheral surface shape of the straight pipe portion W1 of the pipe W is performed. This can be performed over the entire length, and as a result, the personal computer stores the data of the deformation amount and the outer peripheral surface shape of each part of the tubular body W. After the outer shape inspection is completed at each part of the entire length of the tube W as described above, the traveling carriage 2 is set in advance with respect to the portal fixed frame 13 in the automatic tube shape correcting device 3. The tube W is moved and stopped by the amount, and at the stop position, one of the tube receiving and supporting rollers 10 is rotationally driven via the tube rotating motor 12 to move the tube W at a predetermined angle around its center line CL. While rotating each time, the support 16 for correcting the tubular body and the plurality of pressing tools 1 for correcting the tubular ellipse
7 is operated on the basis of the inspection data stored in the personal computer, so that the pipe W
Is automatically and properly corrected. In particular, while the tube W is fixedly supported,
By rotating the four contact-type sensors 23 arranged at equal intervals around the tube W around the tube W, the deformation amount and shape of each of the outer peripheral surface portions of the tube W divided into four in the circumferential direction are determined. (A) of FIG.
(B) Even if the tube W is deformed as in (C) or the like, the amount of deformation and the shape of the entire outer peripheral surface are accurately inspected, and the tube W is automatically corrected after the inspection. It is possible to obtain necessary inspection data. The contact roller 34 of the contact sensor 23
The annular sharp protrusion 34a pressed locally on the outer peripheral surface of the straight pipe W1 of the pipe W and the large-diameter flange W of the pipe W
2 having a wide columnar portion 34b pressed against the entire outer peripheral surface, it is possible to accurately inspect each part even if the positioning accuracy of the tubular body W is somewhat poor. This has the advantage that the positioning accuracy of the tube W can be set loosely. In the above embodiment, the description has been given of a case where the cylindrical workpiece is a pipe with a flange. However, the present invention can also be applied to the outer shape inspection of a solid cylindrical workpiece. As described above, according to the present invention,
Due to the contact type sensor, the outer peripheral surface of the cylindrical workpiece has very fine irregularities or irregular irregularities, or is in a state where various hues are mixed, in short, disturbance Even with a contact roller, there is no error caused by those disturbance elements, and the reliability of inspection accuracy can be improved. By selectively using the columnar portion and the annular sharp projection, the deformation amount of each portion of the outer peripheral surface of the work can be detected as efficiently and accurately as possible, while setting the positioning accuracy of the work loosely. Therefore, it is not necessary to use a particularly complicated and elaborate device as a work positioning device, so that it is easy to simplify the structure of the entire inspection device and to reduce the cost.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る円筒形ワークの外形検査用接触式
センサを含むワーク矯正設備の全体レイアウトを示す概
略側面図である。 【図2】図1の概略平面図である。 【図3】管体の外形検査装置の拡大正面図である。 【図4】図3の要部の拡大正面図である。 【図5】図4のA−A線に沿った断面図である。 【図6】図3のB−B線に沿った要部の拡大横断平面図
である。 【図7】図3のC−C線に沿った要部の拡大側面図であ
る。 【図8】図3のD−D線に沿った要部の拡大縦断面図で
ある。 【図9】接触式センサの拡大正面図である。 【図10】図9のE−E方向からの矢視図である。 【図11】図9のF−F線に沿った断面図である。 【図12】(A)(B)(C)はそれぞれ各種変形状態
の管体の正面図である。 【符号の説明】 23 接触式センサ 34 接触ローラ 34a 環状先鋭突起部 34b 円柱状部 35 可動板(ローラ支持部の例) 38 シリンダ(押付け付勢機構の例) W 管体(円筒形ワークの例)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic side view showing an overall layout of a work straightening facility including a contact type sensor for inspecting the outer shape of a cylindrical work according to the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view of FIG. FIG. 3 is an enlarged front view of the outer shape inspection device for a tubular body. FIG. 4 is an enlarged front view of a main part of FIG. 3; FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of FIG. 4; 6 is an enlarged cross-sectional plan view of a main part along line BB in FIG. 3; FIG. 7 is an enlarged side view of a main part along the line CC in FIG. 3; FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view of a main part taken along line DD of FIG. 3; FIG. 9 is an enlarged front view of the contact sensor. 10 is a view as seen from the direction of arrows EE in FIG. 9; FIG. 11 is a sectional view taken along line FF of FIG. 9; FIGS. 12A, 12B, and 12C are front views of the tubular body in various deformed states, respectively. [Description of Signs] 23 Contact type sensor 34 Contact roller 34a Annular sharp protrusion 34b Columnar portion 35 Movable plate (example of roller support) 38 Cylinder (example of pressing and urging mechanism) W Tube (example of cylindrical workpiece) )

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川原 聡 兵庫県尼崎市大浜町2丁目26番地 株式 会社クボタ武庫川製造所内 (72)発明者 中嶋 利和 兵庫県尼崎市大浜町2丁目26番地 株式 会社クボタ武庫川製造所内 (56)参考文献 特開 平8−141643(JP,A) 特開 平11−10232(JP,A) 実開 昭63−92209(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 5/00 - 5/32 G01B 7/00 - 7/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Kawahara 2-26, Ohama-cho, Amagasaki-shi, Hyogo Co., Ltd. Inside the Kubota Mukogawa Plant (72) Inventor Toshikazu Nakashima 2-26, Ohama-cho, Amagasaki-shi, Hyogo Kubota, Inc. Inside the Mukogawa Works (56) References JP-A-8-141643 (JP, A) JP-A-11-10232 (JP, A) JP-A 63-92209 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl 7, DB name) G01B 21/00 -. 21/32 G01B 5/00 - 5/32 G01B 7/00 - 7/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 円筒形ワークの外周面に接触可能な接触
ローラと、 この接触ローラを上記円筒形ワークの径方向に直線的に
移動変位自在に支持するローラ支持部と、 このローラ支持部を介して上記接触ローラを上記円筒形
ワークの外周面側に押付け付勢する押付け付勢機構と、 この押付け付勢機構による付勢力によって上記円筒形ワ
ークの外周面側に押付け付勢された上記接触ローラを上
記円筒形ワークの周りに回転移動させる時の上記ローラ
支持部の径方向の移動量を検出して円筒形ワークの外周
面の変形量を検出する手段とを備えてなる円筒形ワーク
の外形検査用接触式センサであって、 上記接触ローラが、その軸線方向の一端部に形成された
環状先鋭突起部とそれよりも小径で軸線方向に広幅な円
柱状部とを有する形態に構成されていることを特徴とす
る円筒形ワークの外形検査用接触式センサ。
(1) A contact roller capable of contacting an outer peripheral surface of a cylindrical work, and a roller supporting the contact roller so as to be linearly movable and displaceable in a radial direction of the cylindrical work. A supporting portion; a pressing urging mechanism for pressing the contact roller against the outer peripheral surface side of the cylindrical work via the roller supporting portion; and an outer peripheral surface of the cylindrical work by the urging force of the pressing urging mechanism. Means for detecting the amount of radial movement of the roller support when rotating the contact roller urged against the side around the cylindrical work to detect the amount of deformation of the outer peripheral surface of the cylindrical work A contact-type sensor for inspecting the outer shape of a cylindrical work, comprising: an annular sharp projection formed at one end in the axial direction thereof; and a circle having a diameter smaller than that and wider in the axial direction. With columnar part A contact-type sensor for inspecting the outer shape of a cylindrical work, wherein the contact-type sensor is configured to be configured as follows.
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