JP5785758B2 - パイプラインの自動芯出し装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、このようなチェーンブロックによる芯出し方法では、作業準備及び芯出し作業に多くの時間と人力を必要とするだけでなく、チェーンブロックにより吊られたパイプが動揺するために、吊られたパイプの溶接開先が他方のパイプの溶接開先にぶつかり開先に重大な損傷を与えるという課題があり、このような課題解決のために、以下の特許文献1及び2が提供されている。
すなわち、本願の請求項1は、2つの管の管端部分を互いに接合するパイプラインの自動芯出し装置であって、既設管を支持する固定ローラと、前記固定ローラに支持された前記既設管の管端に対して、管端が近接するように新設管を支持し、かつ管軸に沿う方向及び管端円断面における水平方向と垂直方向の三方向に可動可能な可動ローラと、前記新設管の周面に取り付けられるリング体と、該リング体の円周上に等間隔で少なくとも3箇所設けられて、前記2つの管端の管軸に沿う隙間量、及び管端円断面における水平方向と垂直方向の管ずれ量を検出する位置変位センサと、前記リング体に設けられて、前記管端円断面上の前記垂直方向の軸からの前記位置変位センサの角度ずれ量を検出する角度センサと、前記位置変位センサで検出された管ずれ量及び前記角度センサで検出された管の角度ずれ量から、前記可動ローラの管端円断面における水平方向と垂直方向の補正値を演算するデータ処理手段と、前記データ処理手段で演算された補正値、及び前記位置変位センサで検出された隙間量が一定値以下となるよう可動ローラを駆動する可動ローラ制御装置と、からなることを特徴とする。
すなわち、本発明の自動芯出し装置では、円周上に等間隔に3箇所以上設けられた位置変位センサがリアルタイムで管ずれ量を計測するとともに、角度センサが管の角度ずれ量を計測し、これら管ずれ量及び角度ずれ量に基づき、該管ずれ量を可動ローラで自動調整するようにしたので、パイプの芯出し作業を、パイプを回転せずに短時間で、かつ、芯出しオペレータの技量に拠らない精度良く安定した芯出し作業を実施することができる。
また、本発明の自動芯出し装置では、リング体に取り付けられたセンサで計測した管ずれ量及び角度ずれ量に基づき、該管ずれ量を可動ローラで自動調整するようにしたので、該リング体の管への取り付け精度を厳密にする必要がなく、該リング体の取り付け時間を短縮することができる。また、可動ローラの役割分担を明確にすることで、作業効率を向上し、芯出し時間を短縮することもできる。
図1に符号P2・P2で示されるものは互いに接続される管であって、符号P1は既に複数連結された既設管、符号P2は既設管P1に対して新たに接合する新設管である。
前記可動ローラ2は、新設管P2の長さ方向に間隔をおいて2組配置されたものであり、それぞれが該新設管P2の管端付近を支持している。また、各可動ローラ2は、駆動機構3により、水平方向である矢印x方向、垂直方向である矢印y方向、これらに直交しかつ前記管軸方向に沿う矢印z方向に、回転支持ローラ2A上の新設管P2を移動可能とするものであり、これにより該新設管P2の管軸(符号O2で示す)を、固定ローラ1に支持された既設管P1の管軸O1に一致するように位置決めし、かつ現場での現地芯出し作業を可能とする。
なお、以下の説明において、隙間量Cとは、2つの管P1・P2の近接する管端P1A・P2Aの管軸方向(z方向)に沿う隙間量Cを意味し、また、管ずれ量Liとは、水平方向(x方向)及び垂直方向(y方向)がなす平面における管軸O1からの新設管P2の管端P2Aのずれ量を意味している。
そして、可動ローラ駆動手段15では、データ処理手段14で演算した補正値(Xi,Yi)、及び帯レーザ位置変位センサ12での2つの管P1・P2の近接する管端P1A・P2Aの管軸O2に沿う方向(z方向)の隙間量Cに基づき、これら管ずれ量Li及び管端P1A・P2Aの隙間量Cが一定値以下となるよう可動ローラ2を調整する。
また、位置変位センサ12を3点以上としたのは、測定対象の管は、扁平や局所変形により真円ではなく、2点では、管ずれ量Liを正確に把握することは困難なためである。隙間量Cについても、測定点が2点では、円周全体の隙間量Cを推定することが困難であり、局所的な芯出しとなってしまうため、円周全体の管ずれ量Li及び管端P1A・P2Aの隙間量Cを一定値以下に調整するためには、3点以上の位置変位センサ12が必要である。なお、位置変位センサ12を等間隔に配置するのは、管ずれ量調整に必要な近似円中心の算出を容易にするためである。
また、上記自動芯出し装置では、リング体11に取り付けられたセンサ12・13で計測した管ずれ量Li及び角度ずれ量θiに基づき、該管ずれ量を可動ローラ2で自動調整するようにしたので、該リング体11のパイプへの取り付け精度を厳密にする必要がなく、該リング体11の取り付け時間を短縮することができる。また、可動ローラ2の役割分担を明確にすることで、作業効率を向上し、芯出し時間を短縮することもできる。
2 可動ローラ
10 管位置決め機構
11 リング体
12 帯レーザ位置変位センサ
13 角度センサ
14 データ処理手段
15 可動ローラ制御装置
16 反割り状リング
17 蝶番
O1 (新設管の)管軸
O2 (既設管の)管軸
P1 既設管
P1A 管端
P2 新設管
P2A 管端
Li 管ずれ量
θi 角度ずれ量
Claims (3)
- 2つの管の管端部分を互いに接合するパイプラインの自動芯出し装置であって、
既設管を支持する固定ローラと、
前記固定ローラに支持された前記既設管の管端に対して、管端が近接するように新設管を支持し、かつ管軸に沿う方向及び管端円断面における水平方向と垂直方向の三方向に可動可能な可動ローラと、
前記新設管の周面に取り付けられるリング体と、
該リング体の円周上に等間隔で少なくとも3箇所設けられて、前記2つの管端の管軸に沿う隙間量、及び管端円断面における水平方向と垂直方向の管ずれ量を検出する位置変位センサと、
前記リング体に設けられて、前記管端円断面上の前記垂直方向の軸からの前記位置変位センサの角度ずれ量を検出する角度センサと、
前記位置変位センサで検出された管ずれ量及び前記角度センサで検出された管の角度ずれ量から、前記可動ローラの管端円断面における水平方向と垂直方向の補正値を演算するデータ処理手段と、
前記データ処理手段で演算された補正値、及び前記位置変位センサで検出された隙間量が一定値以下となるよう可動ローラを駆動する可動ローラ制御装置と、からなることを特徴とするパイプラインの自動芯出し装置。 - 前記リング体は2つの半割り状リングが蝶番により開閉自在に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のパイプラインの自動芯出し装置。
- 前記管端の隙間量及び管ずれ量の調整は、管内の内面クランプで接合箇所を把持する前の粗調整と、把持後の精密調整の2段階に分けて調整することを特徴とする請求項1または2に記載のパイプラインの自動芯出し装置。
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