JP6091275B2 - 曲げ加工中の金属管の管厚を測定する方法及び装置 - Google Patents
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Description
本願発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、曲げ加工中の金属管の背面の管厚の測定をオンライン化することで検査作業の高効率化をはかり、又、取り扱いが簡単で、かつ安価な曲げ加工中の金属管の背面の管厚を測定する方法及び装置を提供することである。
すなわち、金属管の加熱部に曲げモーメントを作用させて変形させ、その直後の部分を冷却する金属管の曲げ加工方法に於いて、該冷却部分の冷却水と該金属管の接触点である水冷線の近傍に金属管の管厚を測定する装置の超音波厚さ計のプローブを収納したケースを、該金属管の曲げ中心oに垂直方向に移動できるように配設し、該ケースを必要に応じて駆動装置を駆動して該金属管の背面に押し付け、該プローブと該金属管の表面との間に予め設定した隙間を形成して、該隙間を該冷却水が通過できるようにすることで、該冷却水を接触媒質として利用して該金属管の背面の管厚を測定することが出来ることを見出した。
すなわち、曲げ加工中の金属管の冷却部分の冷却水と該金属管の接触点である水冷線の近傍の管厚を測定するためのプローブと、該プローブを収納したケースと、該プローブと該金属管の表面との隙間を調整した後ロックするセットボルトと、該プローブと該金属管の表面との該隙間を一定に確保するため該ケースに取付けたローラと、該ケースと該金属管の表面との距離を駆動して可変する駆動装置を備えてなることを特徴とするものである。
図1は、本発明の基本的な原理を説明する図であり、図2の正面図のA−Aから下側を拡大した図で、曲げ加工中の金属管の曲げ部の背面に管厚を測定する装置を押し付けた状態を示す図である。
曲げ加工中の金属管の曲げ部の背面の管厚を測定するため、金属管の管厚を測定する装置100のプローブ101を収納したケース103を、駆動装置102を用いて金属管の曲げ中心o方向に駆動して、冷却部分の冷却水8と金属管2の接触点である水冷線の近傍にセットした状態を示す図であり、この時、プローブ101と金属管2の表面との間に適宜の隙間gが保たれるようにセットボルト105を用いて予め調整しておき、この隙間gを通過する冷却水8をハッチィングで示すように接触媒質として利用するようにしている。
又、プローブ101と金属管2の表面との隙間gを一定に保つため、駆動装置102を用いて、ローラ104が金属管2の表面に接触するまで押し付けている。
又、駆動装置にはケースの回り止め機能が付いている(図示せず)。
実施の形態1
図3に、本願請求項1の本発明を実施するための説明図を示す。
図3の(A)は、曲げ待機中の曲げ機と金属管の管厚を測定する装置100の関係位置を示す図。
図3の(B)は、曲げ加工中の図で、金属管2の背面に、金属管の管厚を測定する装置100のプローブ101を収納したケース103を、駆動装置102を用いて金属管の曲げ中心o方向に駆動して冷却部分の冷却水8と金属管2の接触点である水冷線の近傍にローラ104が接触するまで押し付けた状態を示す図である。
この時には、予めプローブ101と金属管2の表面との間に適宜の隙間gが保たれるように調整されており、この隙間gを通過する冷却水8を接触媒質として利用するようにしている。
金属管の管厚の測定値は厚さ変換器6の出力信号tと、アームの旋回角度検出器5の出力信号θと共に記録計9に送られ記録される。
金属管の管厚の測定値tは、旋回角度θをパラメータとして、任意に設定した旋回角度ピッチでオンラインで記録計9に記録される。
又、測定予定の金属管と同一曲げ半径の曲げ管のサンプルを用いて、プローブと金属管の表面の隙間gを0.5mm以内に設定した。
実際の曲げ加工に適用した時の実施例について述べる。
図3に示す装置構成で、鉄鋼材料のSTPG38、寸法は、外径165.2mm、管厚9.3mm、曲げ半径Rは800mm、曲げ角度90°、曲げ部の加熱温度は950℃で曲げ加工したときの金属管背面の管厚は、管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した場合と、検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した場合を比較すると下記の通りであった。
尚、曲げ加工中の金属管の管厚の測定は、この曲げにより金属管の背面の管厚が約10%減肉すると予想されたので、金属管の背面の管厚は8.5mm程度になるものと推定し、8mmの校正用試験片を用いて校正した後に、曲げ始めの直管と曲管の境界部から10°、25°、45°、65°、80°の5箇所の背面管厚を、金属管の管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した。
加工後の金属管の管厚の測定は、検査定盤上でオンライン測定と同じく、曲げ始めの直管と曲管の境界部から10°、25°、45°、65°、80°の5箇所の背面管厚を検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した。
比較データを表1に示す。
以上の結果より、管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した場合と、検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した場合では、オンラインで測定した方が薄く表示されてはいるが、大差ないことを確認することが出来た。
実施例1と同じ金属管で異なる曲げ半径に適用した時の実施例について述べる。
図3に示す装置構成で、鉄鋼材料のSTPG38、寸法は、外径165.2mm、管厚9.3mm、曲げ半径Rは400mm、曲げ角度90°、曲げ部の加熱温度は950℃で曲げ加工したときの金属管背面の管厚は管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した場合と、検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した場合を比較すると下記の通りであった。
尚、曲げ加工中の金属管の管厚の測定は、この曲げにより金属管の背面の管厚が約15%減肉すると予想されたので、金属管の背面の管厚は8mm程度になるものと推定し、8mmの校正用試験片を用いて校正した後に、曲げ始めの直管と曲管の境界部から10°、25°、45°、65°、80°の5箇所の背面管厚を、金属管の管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した。
加工後の金属管の管厚の測定は、検査定盤上でオンライン測定と同じく、曲げ始めの直管と曲管の境界部から10°、25°、45°、65°、80°の5箇所の背面管厚を検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した。
比較データを表2に示す。
以上の結果より、管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した場合と、検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した場合では、オンラインで測定した方が薄く表示されてはいるが、大差ないことを確認することが出来た。
実際の曲げ加工で異なる金属管の外径及び曲げ半径に適用した時の実施例について述べる。
図3に示す装置構成で、鉄鋼材料のSTPG38、寸法は、外径139.8mm、管厚7.1mm、曲げ半径Rは600mm、曲げ角度90°、曲げ部の加熱温度は950℃で曲げ加工したときの金属管背面の管厚は管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した場合と、検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した場合を比較すると下記の通りであった。
尚、曲げ加工中の金属管の管厚の測定は、この曲げにより金属管の背面の管厚が約10%減肉すると予想されたので、金属管の背面の管厚は6.5mm程度になるものと推定し、6mmの校正用試験片を用いて校正した後に、曲げ始めの直管と曲管の境界部から10°、25°、45°、65°、80°の5箇所の背面管厚を金属管の管厚を、測定する装置100を用いてオンラインで測定した。
加工後の金属管の管厚の測定は、検査定盤上でオンライン測定と同じく、曲げ始めの直管と曲管の境界部から10°、25°、45°、65°、80°の5箇所の背面管厚を検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した。
比較データを表3に示す。
以上の結果より、管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した場合と、検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した場合では、オンラインで測定した方が薄く表示されてはいるが、大差ないことを確認することが出来た。
実施例3と同じ金属管で異なる曲げ半径に適用した時の実施例について述べる。
図3に示す装置構成で、鉄鋼材料のSTPG38、寸法は、外径139.8mm、管厚7.1mm、曲げ半径Rは300mm、曲げ角度90°、曲げ部の加熱温度は950℃で曲げ加工したときの金属管背面の管厚は管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した場合と、検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した場合を比較すると下記の通りであった。
尚、曲げ加工中の金属管の管厚の測定は、この曲げにより金属管の背面の管厚が約20%減肉すると予想されたので、金属管の背面の管厚は6mm程度になるものと推定し、6mmの校正用試験片を用いて校正した後に、曲げ始めの直管と曲管の境界部から10°、25°、45°、65°、80°の5箇所の背面管厚を、金属管の管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した。
加工後の金属管の管厚の測定は、検査定盤上でオンライン測定と同じく、曲げ始めの直管と曲管の境界部から10°、25°、45°、65°、80°の5箇所の背面管厚を検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した。
比較データを表4に示す。
以上の結果より、管厚を測定する装置100を用いてオンラインで測定した場合と、検査員が手動で超音波厚さ計を用いて測定した場合では、オンラインで測定した方が薄く表示されてはいるが、大差ないことを確認することが出来た。
2 金属管の曲げられた部分
3 曲げアーム
4 旋回軸
5 旋回角度検出器
6 厚さ変換器
7 加熱冷却コイル
8 冷却水
9 記録計
100 金属管の管厚を測定する装置
101 プローブ
102 エアーシリンダー
103 ケース
104 ローラ
105 セットボルト
V 金属管の進行方向
R 曲げ半径
o 曲げ中心
t 厚さ信号
θ 角度信号
g 金属管表面とプローブとの隙間
Claims (1)
- 曲げようとする金属管を、長手方向の狭幅領域を加熱冷却する加熱冷却装置に通して、加工先端側を回転可能な曲げアームにクランプし、該金属管を該加熱冷却装置で加熱しながら、長手方向に推進することにより加熱部に曲げモーメントを作用させて変形させ、その直後の部分を冷却する金属管の曲げ加工方法に於いて、該冷却部分の冷却水と該金属管の接触点である水冷線の近傍に、金属管の管厚を測定する装置の超音波厚さ計のプローブを収納したケースを、該金属管の曲げ中心に垂直方向に移動できるように配設し、該ケースを必要に応じて、駆動装置を駆動して該金属管の背面に押し付け、該プローブと該金属管の表面との間に予め設定した隙間を形成して、該隙間を該冷却水が通過できるようにして、該冷却水を接触媒質として利用して該金属管の管厚を測定することを特徴とする曲げ加工中の金属管の管厚を測定する方法。
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