JPH01165909A - Method for measuring dimension of three-dimensional piping - Google Patents

Method for measuring dimension of three-dimensional piping

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JPH01165909A
JPH01165909A JP32289387A JP32289387A JPH01165909A JP H01165909 A JPH01165909 A JP H01165909A JP 32289387 A JP32289387 A JP 32289387A JP 32289387 A JP32289387 A JP 32289387A JP H01165909 A JPH01165909 A JP H01165909A
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pipe
dimensions
points
dimensional
measuring
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JP32289387A
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Nobuyuki Kajiya
梶屋 伸之
Takeshi Kanazawa
武 金沢
Yoshio Yada
矢田 良男
Hiroshi Kato
浩 加藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To safely and easily perform inspection with high accuracy within a short time by a few persons, by measuring a collimation point by a three-dimensional position measuring apparatus using two or more measuring apparatuses to calculate the center axis of the bent pipe provided on the outer shape of a bent pipe. CONSTITUTION:A plurality of collimation points 83 are set to the outer surface of a bent pipe to be subjected to dimensional inspection to be displayed. The bend pipe is placed in the measuring area 82, which is surrounded by four reference points 81 whose three-dimensional position coordinates of a measuring coordinates system are clear and three-dimensional position measuring devices D11, D12 can be measured by the collimation of two reference points 81. The three-dimensional position coordinates of the collimation points are calculated from the solid angles alpha11, theta11, alpha12, theta12 collimating the collimation points 83 becoming points to be measured using the devices D11, D12 whose three-dimensional positions are clear. The equation of the center axis of the bent pipe is calculated on the basis of the coordinates values of said respective points by an operational processor and the dimension of the bent pipe after bending processing is calculated on the basis of said equation.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、曲げ部を有する金属管の寸法検査方法に係り
、特に金属管の熱間あるいは冷間曲げ加工後の寸法検査
を行うに好適な寸法測定方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for inspecting the dimensions of a metal tube having a bent portion, and is particularly suitable for inspecting the dimensions of a metal tube after hot or cold bending. This relates to a method for measuring dimensions.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、発電プラン1−2化学プラント等の多くの分野に
て配管製作、据付作業の合理化をめざして、従来の配管
継手(エルボ)の代りに、直線状の鋼管曲げ加工を施し
た曲げ管の採用が増加してきている。従来、鋼管の曲げ
加工を実施するに際しては寸法精度、偏平度等しこ厳し
い視準が課せj′、れでいる為、予め余長をつけた」]
料に曲げ加工登行った後、第13図に示すような多様な
測定箇所の用法測定を行い、さらに、切断位置の買価ま
ての検査作業を行っていた。
In recent years, with the aim of streamlining piping production and installation work in many fields such as power generation plan 1-2 chemical plants, bent pipes that are made by bending straight steel pipes have been introduced instead of conventional pipe joints (elbows). Recruitment is increasing. Conventionally, when bending steel pipes, strict collimation was required in terms of dimensional accuracy, flatness, etc.;
After completing the bending process, we measured the usage of various measurement points as shown in Figure 13, and also inspected the purchase price of the cutting position.

この検査作業は検査用定盤上で行われ、金属管の実寸大
の形状を罫画き、この」二に金属管を慎重に、できるだ
け罫画き線とのずれを小さくするように載せ、その後ず
れ量を測定することにより、金属面り管の寸法を測定し
ていた。
This inspection work is carried out on an inspection surface plate, where the actual size shape of the metal tube is marked, the metal pipe is carefully placed on this second plate so as to minimize the deviation from the marked line, and then the deviation is By measuring the amount, the dimensions of the metal face pipe were measured.

このような測定を行う配管形状の例としては第5図の(
A)〜(D)に示すものかあり、特に第S図(D)のよ
うに立体形状の配管については、測定作業中に配管の姿
勢を変える必要があり、多大な検査時間を要した。
An example of a pipe shape for such measurements is shown in Figure 5 (
There are cases shown in A) to (D), and in particular, for three-dimensional pipes as shown in Fig. S (D), it was necessary to change the posture of the pipe during measurement work, which required a large amount of inspection time.

このため従来から検査時間を短縮すべき方法が種々考案
されてきている。
For this reason, various methods have been devised to shorten the inspection time.

その代表例として、三次元物体の外形形状の非接触式の
測定方法として、三次元物体の全体形状の視覚的決定方
法(特開昭62−87807号)、あるいは、三次元位
置測定装置前(特開昭62−69106号)に記載の測
定方法が提案されている。これらの方法を配管の寸法測
定に用いた方法の公知例としては、警棒状体の曲り測定
方法(特開昭61−71307号)かある。この方法は
直管の3カ所で管の中心点の座標を外形から演算で求め
て曲り測定を行うものであるが、本方法はあくまでも直
管と比較しての曲り量を測定するものであり、曲げ管に
要求される寸法測定とは本質的に異なっている。曲り部
詮有する配管(以下、11111ず管と称す。)の寸法
測定についての公知例はない。
As a representative example, there is a method for visually determining the overall shape of a three-dimensional object (Japanese Patent Laid-Open No. 62-87807) as a non-contact measuring method for the external shape of a three-dimensional object, or A measuring method described in JP-A No. 62-69106) has been proposed. A known example of a method using these methods for measuring the dimensions of piping is a method for measuring the bending of a baton-like object (Japanese Patent Application Laid-open No. 71307/1983). This method measures the bending by calculating the coordinates of the center point of the pipe from the outer shape at three locations on the straight pipe, but this method only measures the amount of bending compared to a straight pipe. , which is essentially different from the dimensional measurements required for bent pipes. There is no known example of measuring the dimensions of a pipe having a bend (hereinafter referred to as a 11111 pipe).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

」二記従来技術によって直線状の鋼管を曲げ加工する場
合は、製作寸法に余長を加えた長めの寸法の曲げ管を作
成し、後で製作寸法に切断する場合が多く、前記の検査
機能に曲げ加工後の該管の切断位置、開先加工位置の管
端からの距離を表示する機能を加えた、1・−タル的な
配管寸法測定システムはない。
2. When bending a straight steel pipe using the conventional technology, the bent pipe is often made with a longer dimension by adding extra length to the production dimensions, and then cut to the production dimensions later, and the inspection function described above is required. There is no one-dimensional piping dimension measurement system that has the function of displaying the cutting position of the pipe after bending and the distance from the pipe end to the beveling position.

従って、特に複雑な立体形状の配管の寸法測定において
は、従来技術では非常に手間かかかるという欠点を有し
ている。
Therefore, the conventional technique has the disadvantage that it is extremely time-consuming when measuring the dimensions of pipes that have a particularly complex three-dimensional shape.

本発明の目的は、製作された曲げ管を効率良く1i11
1定することにあり、従来数人の人手によって測定して
ぎたものを、」人の人間によって曲げ管の測定を、容易
に行い得る方法を提供しようとするものである。
The object of the present invention is to efficiently bend the manufactured bent pipe into 1i11
The purpose of this invention is to provide a method that allows one person to easily measure bent pipes, which has conventionally been done manually by several people.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

」1記[」的は、曲げ管の外形−ヒに設けた該管の中心
軸を求める為に、必要な視準点の位置座標を容易に測定
することが出来る、2台以」二の測量器を用いた3次元
位置測定装置と、既知である該管の製作寸法等を記憶し
ている記憶装置と、視準点の位置座標から該管の寸法と
切断位置を演算出力する為の処理装置と、前記の処理装
置の出力結果を出力する出力装置、及び、」1記の諸装
置を操作する為のキーボードからなる三次元配管寸法測
定方法において、 い) 該管の中心軸を求める為、該管表面に設けた視準
点の位置座標を、前記3次元位置測定装置を用いた測定
方法により測定し、 (jj)  曲げ管の寸法を求める為、曲げ部の両端に
存在する直管部の中心軸の方程式を求めた後、2直線の
交点を求めて、演算出力する処理を、前記処理装置で行
うことにより達成される。
``1.'' The objective is to use two or more units that can easily measure the position coordinates of the necessary sighting point in order to find the central axis of the bent tube provided on the outside of the bent tube. A three-dimensional position measuring device using a surveying instrument, a storage device that stores the known manufacturing dimensions of the pipe, and a device for calculating and outputting the dimensions and cutting position of the pipe from the position coordinates of the sighting point. In a three-dimensional pipe dimension measuring method comprising a processing device, an output device for outputting the output results of the processing device, and a keyboard for operating the various devices described in 1., a) determining the central axis of the pipe; (jj) In order to determine the dimensions of the bent pipe, the position coordinates of the sight point provided on the pipe surface are measured using the measurement method using the three-dimensional position measuring device. This is achieved by using the processing device to calculate the equation of the central axis of the tube, then calculate and output the intersection of two straight lines.

なお、本発明を実施する際の態様として、(iii) 
 切断及び開先加工位置の買価作業を支援する為、前記
記憶装置に格納されている該管の既定寸法から、切断及
び開先加工の位置を求め、前記、3次元位置測定装置の
位置座標系に変換出力する処理を、前記処理装置で行い
、(1v)配管寸法検査を行う為、上述の演算出力の結
果を前記出力装置(デイスプレー装置及びプリンター装
置)に表示すると、計測並びに計測後の溶接加工に好都
合である。    □〔作用〕 3次元測定装置に、視準測定器を用いることにより、光
学測定器を使用する場合に必要となる自動追尾装置が必
要でなくなり、装置がシンプルになる。この視準測定器
は曲げ管上の視準点を視準した時点の視準測定器自身の
3次元的な角度を処理装置に伝える為、第8図のように
視準点81を見ることが出来る位置に設置された、2台
の視準測定装置Dll、 D12と、処理装置及び入出
力装置(何れも図示せず)かあれば可能である為、視準
点を設定すれば、該曲げ管に触れることなく、測定エリ
アから離れた位置から、複雑な形状の曲げ管についても
測定可能であり、効率のよい三次元位置座標の測定が可
能となる。
In addition, as an aspect when implementing the present invention, (iii)
In order to support the purchase of cutting and bevel processing positions, the cutting and beveling positions are determined from the predetermined dimensions of the pipe stored in the storage device, and the position coordinate system of the three-dimensional position measuring device is calculated. (1v) In order to perform a piping dimension inspection, when the above calculation output results are displayed on the output device (display device and printer device), the measurement and post-measurement It is convenient for welding. □ [Operation] By using a collimation measuring device in the three-dimensional measuring device, an automatic tracking device that is required when using an optical measuring device is no longer necessary, and the device becomes simple. This collimating measuring device transmits the three-dimensional angle of the collimating measuring device itself at the time when the collimating point on the bent pipe is sighted to the processing device, so it is necessary to look at the collimating point 81 as shown in Fig. 8. This is possible if you have two collimation measuring devices Dll and D12, a processing device, and an input/output device (none of which are shown) installed at positions where the collimation point can be set. It is possible to measure even complex-shaped bent pipes from a position away from the measurement area without touching the bent pipe, and it is possible to efficiently measure three-dimensional position coordinates.

さらに、骸骨の形状パターン分類方法によって、視準点
の数が最少限になるようにルール付けすることにより、
測定効率はより向上するものである。
Furthermore, by creating rules to minimize the number of sighting points using the skeleton shape pattern classification method,
Measurement efficiency is further improved.

また、(イ)求められた曲げ管の寸法と、(ロ)記憶装
置に格納されている既定の配管製作寸法と(ハ)管端か
ら切断位置までの距離と、(ニ)開先線位置間の距離と
を、デイスプレー、又は、プリンタに表示することによ
り、該曲げ管の寸法測定、及び、骸骨に施される切断、
開先加工の買価作業を支援し、曲げ加」二後の金属管の
検査と次の工程に対する準備作業を効率良く行うことが
出来る。
In addition, (a) the determined dimensions of the bent pipe, (b) the default pipe manufacturing dimensions stored in the storage device, (c) the distance from the pipe end to the cutting position, and (d) the groove line position. By displaying the distance between the two on a display or printer, the dimensions of the bent pipe can be measured, and the cutting made on the skeleton can be performed.
It supports purchasing work for bevel processing, and enables efficient inspection of metal pipes after bending and preparation work for the next process.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図に従って詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明のブロック図であり、第2図及び第3
図は、第1図に示した三次元位置測定装置5として、視
準点の三次元位置座標を視準することによって測定し得
る装置を適用した場合のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of the present invention, and FIGS.
The figure is a block diagram when a device capable of measuring the three-dimensional position coordinates of a sighting point by collimating is applied as the three-dimensional position measuring device 5 shown in FIG. 1.

第4図は配管の寸法検査方法を説明するためのフローチ
ャー1〜である。
FIG. 4 is a flowchart 1 to 1 for explaining the piping dimension inspection method.

第1図において、1は入力された製作しようとする曲げ
管の形状を表わすデータ(以下、曲げ管の製作データと
いう)を記憶している記憶装置である。2は、(イ)配
管形状に対応して、あらかじめ決定されている測定方法
に従って、三次元位置測定装置5により測定された視準
点の三次元座標データから該曲げ管の寸法を求める演算
処理と、(ロ)記憶装置1から該曲げ管製作データをオ
ンラインで取込み、該曲げ管の寸法から切断寸法。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a storage device that stores input data representing the shape of a bent pipe to be manufactured (hereinafter referred to as bending pipe manufacturing data). 2 is (a) arithmetic processing for determining the dimensions of the bent pipe from the three-dimensional coordinate data of the sight point measured by the three-dimensional position measuring device 5 according to a predetermined measurement method corresponding to the pipe shape; and (b) importing the bending pipe production data from the storage device 1 online and determining cutting dimensions from the dimensions of the bending pipe.

開先加工寸法を求める演算処理とを行う処理装置である
。4は、2で処理した結果を印刷する出力装置である。
This is a processing device that performs arithmetic processing to obtain groove processing dimensions. Reference numeral 4 denotes an output device that prints the results processed in step 2.

6と3とは、1,2,4.5を操作する為に、必要なデ
イスプレー装置と入力装置(キーボード)とである。
6 and 3 are a display device and an input device (keyboard) necessary for operating 1, 2, and 4.5.

第2図において、三次元位置測定装置5は4個の視準測
定器7と、各視準測定器7から送られてくるデータから
視準点の三次元位置座標を求め演算処理を行う処理装置
6とを備えて構成される。
In FIG. 2, the three-dimensional position measuring device 5 includes four collimation measuring devices 7 and processing for calculating the three-dimensional position coordinates of the collimating point from the data sent from each collimating measuring device 7. The device 6 is configured to include a device 6.

第3図において、視準測定器7は、(イ)視準点を視準
し、視準した時点の立体角度を検出する機能を備えた視
準器8と、(ロ)該視準器8を操作する為に必要な表示
装置9、及び、(ハ)入力装置10とを備えて構成され
ている。
In FIG. 3, the collimating device 7 includes (a) a collimating device 8 having a function of collimating a collimating point and detecting a solid angle at the time of collimating, and (b) the collimating device 8, and (c) an input device 10.

ここで、処理装置2と処理装置6とは、本実施例を分り
やすくする為に分けたもので、実際は同一の処理装置で
処理している。即ち、本第3図は構成部材の配列を示す
ものではなく、機能部分の繋がりを表わしたものである
Here, the processing device 2 and the processing device 6 are separated in order to make the present embodiment easier to understand, and in reality, processing is performed by the same processing device. That is, FIG. 3 does not show the arrangement of the constituent members, but rather shows the connection of the functional parts.

第4図は、三次元配管寸法測定システムの一連の処理を
表わしたものである。ステップ1では、入力されたパイ
プNoを基に、記憶装置1に登録されている配管製作デ
ータの中から、当該的がり管を含む操作データをサーチ
し、処理装置2のメモリに取込む。次に、この取込んだ
当骸骨製作デーCq) 夕の中の寸法データから、骸骨の両端に存在する曲げ部
交点からの切断寸法、開先加工寸法を算出し、処理装置
2のメモリに格納するものである。
FIG. 4 shows a series of processes of the three-dimensional pipe dimension measuring system. In step 1, based on the input pipe number, operation data including the target pipe is searched from among the piping manufacturing data registered in the storage device 1 and taken into the memory of the processing device 2. Next, from the imported dimensional data of the skeleton production data Cq), the cutting dimensions and beveling dimensions from the intersection of the bending parts at both ends of the skeleton are calculated and stored in the memory of the processing device 2. It is something to do.

上記実施例では、切断寸法、開先加工寸法を処理装置2
て算出したが、これと異なる実施例として、予め、算出
しておいて記憶装置1に登録しておいても差しつかえな
い。
In the above embodiment, the cutting dimensions and the beveling dimensions are determined by the processing device 2.
However, as a different embodiment, it may be calculated in advance and registered in the storage device 1.

次にステップ2では、ステップ1で処理装置2に格納し
たデータのうち、配管製作寸法、切断寸法、開先加工寸
法をデイスプレー6に表示し、測定者に対してステップ
1で入力したパイプNoの配管の形状及び寸法を伝える
ものである。
Next, in step 2, among the data stored in the processing device 2 in step 1, the pipe manufacturing dimensions, cutting dimensions, and beveling dimensions are displayed on the display 6, and the pipe No. entered in step 1 is displayed for the measurer. It conveys the shape and dimensions of the piping.

ここで配管の形状については、曲げ部のない直管と曲げ
部を有する曲げ管とに分類され、曲げ管は第5図に示す
ように、−平面上に曲げ部を有する平面形状曲げ管と、
2平面以上の曲げ部を有する立体形状の曲げ管とに分類
される。たとえば、1つの曲げ部を有する配管(以下、
■ベン1−管と称する)は、第5図(A、 )の形状パ
ターンとなり、2つの曲げ部を有する配管(以下、2ベ
ント管と称する)は(B)(C)(D)のうち何れかの
形状パターンとなる。
Regarding the shape of piping, it is classified into straight pipes without bends and bent pipes with bends, and bent pipes are classified into - flat-shaped bent pipes with bends on a plane and curved pipes with bends on a plane, as shown in Figure 5. ,
It is classified as a three-dimensional bent pipe that has two or more plane bends. For example, a pipe with one bend (hereinafter referred to as
■The pipe with two bends (hereinafter referred to as the 2-bent pipe) has the shape pattern shown in Figure 5 (A, ), and the pipe with two bends (hereinafter referred to as the 2-bent pipe) is one of (B), (C), and (D). It becomes any shape pattern.

さらに、3つ以上の曲げ部を有する配管については、同
様に数種のパターンに分類されるが、複雑になるので、
平面形状面がり管と、立体形状的がり管とに分類し、か
つ、曲げ部の角度と、1つの曲げ部の面に隣り合う曲げ
部の面が構成する角度(以後、旋回角と称す。)と各部
の寸法とを表現する(第5図参照)。
Furthermore, piping with three or more bends is similarly classified into several types of patterns, but since they are complicated,
They are classified into planar facing pipes and three-dimensional facing pipes, and the angle formed by the angle of the bent part and the face of the bent part adjacent to the face of one bent part (hereinafter referred to as the turning angle). ) and the dimensions of each part (see Figure 5).

次にステップ3ては、骸骨の寸法測定を行う為に必要な
視準点を、配管」二に設定する作業を測定者が行うもの
である。ここでは、あらかじめ配管の形状パターンによ
り、視準点を設定するルールを決めておく。例えば、第
6図に示すように平面形状の骸骨については、曲げ部の
両側に存在する直管部の中心線を、垂直方向に移動して
管表面上に表現した直線(糸68と同69とに411当
する直線)の−にの4点、(すなわち、視準点61.,
62゜63.64)を視準点とし設定する。ここで特に
、管端に近い視準点61、及び同64は、管端頂」。
Next, in step 3, the measurer performs the task of setting a sight point necessary for measuring the dimensions of the skeleton on the piping. Here, rules for setting the sight point are determined in advance based on the shape pattern of the piping. For example, for a skeleton with a planar shape as shown in FIG. 411 points on the line), (i.e., the collimation point 61.,
62°63.64) as the aiming point. In particular, the sight points 61 and 64 near the tube end are the tube end apex.

(]1) に設けることにより、寸法(第5図(A)のL1〜L2
及びL)と曲げ角度(第5図(A)の(Jl)を求める
ことができるものである。
(]1) By providing the dimensions (L1 to L2 in Fig. 5 (A)
and L) and the bending angle ((Jl) in FIG. 5(A)).

また、直管部の中心線と同様に曲げ部の中心線を垂直方
向に移動し該管表面」二に表現した場合の曲線上の3点
(すなわち、視準点65,66゜67)を設定すること
により、曲げ部の半径を求めることができる。
In addition, similarly to the center line of the straight pipe section, the center line of the bent section is moved in the vertical direction, and three points on the curve (i.e., collimation points 65, 66° 67) when expressed on the pipe surface are By setting this, the radius of the bent portion can be determined.

以上は平面形状の曲がり管についての説明であるが、立
体形状の曲がり管に対する視準点の設定については、第
8図に示すように立体形状の骸骨の直管部の中心軸を得
る為には、視準点と視準点が骸骨の直径を挟む位置に配
置された一組の視準点を、骸骨が有する直管部全てに対
し2組明示することで、寸法と曲げ角度の測定が可能と
なる。
The above is an explanation of a planar bent pipe, but regarding setting the sight point for a three-dimensional bent pipe, as shown in Figure 8, in order to obtain the central axis of the straight pipe part of a three-dimensional skeleton, Measures dimensions and bending angles by clearly indicating two sets of sighting points for all the straight pipe parts that the skeleton has, where the sighting point and the sighting point are placed at positions sandwiching the diameter of the skeleton. becomes possible.

この視準点を設定する場合、第7図に2面図を示したよ
うな治具を使用すると便利である。
When setting this sighting point, it is convenient to use a jig such as the one shown in two views in FIG.

尚、以」二に述べた実施例は、曲げ管の中心軸の方程式
を得る為に、必要、最小限の視準点の設定方法で、骸骨
の楕円化や、曲がりといった変形は無視している。
The example described below is a method for setting the necessary and minimum sighting points in order to obtain the equation of the central axis of the bent pipe, and deformations such as ovalization and bending of the skeleton are ignored. There is.

これらを含めて測定精度を上げる為には、有効な多くの
視準点を設定する必要があるが、測定時間と精度との兼
ね合いを考慮して適宜に定めれば良い。
In order to improve measurement accuracy including these points, it is necessary to set many effective collimation points, but these may be determined as appropriate in consideration of the balance between measurement time and accuracy.

次にステップ4 (第4図)では設定された視準点の三
次元位置座標を三次元位置測定装置により求める。
Next, in step 4 (FIG. 4), the three-dimensional position coordinates of the set sight point are determined using a three-dimensional position measuring device.

第2図及び第3図のブロック図で構成される視準器を用
いた三次元位置測定装置の測定の原理と取扱い方法とを
、第8図を用いて次に説明する。
The measurement principle and handling method of the three-dimensional position measuring device using the collimator configured as shown in the block diagrams of FIGS. 2 and 3 will be explained next with reference to FIG. 8.

本三次元位置測定装置は、測定座標系を表わす4つの、
三次元位置座標が明確な基準点に包囲された測定エリア
に置かれた当該的がり管の周囲に配置され、移動可能と
なっているものであり、各三次元位置測定装置自身の三
次元的な位置は、4つの基イ(6点8]の内の何れか2
つの基準点を視準することにより測定可能となっている
This three-dimensional position measuring device has four points representing the measurement coordinate system.
The three-dimensional position coordinates of each three-dimensional position measuring device are placed around the target tube, which is placed in a measurement area surrounded by clear reference points, and are movable. The position is any 2 of the 4 bases (6 points 8)
Measurement is possible by aiming at two reference points.

この三次元的な位置が明確な2台の測定装置D□H,D
12を用いて、被測定点となる視準点を視準した場合の
立体角α11. 011.α12.  Os2から、視
準点の三次元位置座標を求めることを行う。
Two measuring devices D□H, D that can clearly determine this three-dimensional position
12, the solid angle α11. 011. α12. The three-dimensional position coordinates of the sight point are determined from Os2.

したがって、当該測定装置Dlll D12は、2台あ
れば測定可能であるが、移動するとその度に当該測定装
置自身の三次元位置座標を測定し直す必要が生じてくる
為、立体形状の曲がり管を効率良く寸法測定する場合は
4台の当該111定装置を測定エリア82の周囲に設置
し、特に、θ工1・ 012が30°〜75°になるよ
うな位置から測定すると精度よく、効率のよい測定作業
が可能である。
Therefore, it is possible to perform measurements with two measuring devices Dll D12, but each time the measuring device moves, it becomes necessary to re-measure the three-dimensional position coordinates of the measuring device itself. In order to measure dimensions efficiently, install four such 111 constant devices around the measurement area 82, and in particular, measure from a position where θ1/012 is between 30° and 75° to achieve high accuracy and efficiency. Good measurement work is possible.

(イ)この視準点の三次元位置座標を、前述の立体角α
11.θ11.α12.012を、2台の測定装置の三
次元位置座標D11 (X11+ ylit Z 11
) +D1z(x工21 yl、2! Z12)から求
める演算処理や、(ロ)当該測定装置自身の三次元位置
座標を2つの基準点を視準した時点の立体角から求める
演算処理は、処理装置6で行なう。
(b) Set the three-dimensional position coordinates of this sight point to the solid angle α
11. θ11. α12.012 is expressed as the three-dimensional position coordinate D11 (X11+ylit Z 11
) +D1z (x engineering 21 yl, 2! Z12), and (b) the calculation process to calculate the three-dimensional position coordinates of the measuring device itself from the solid angle at the time when the two reference points are collimated. This is done using device 6.

この演算処理で用いる幾何学の法則としては、−辺の長
さとこれをはさむ両端の角度が既知な三角形における演
算と、2辺の長さとその挟角とが既知な三角形における
演算とかあり、演算処理の結果は処理装置2の内部メモ
リに転送される。
The laws of geometry used in this calculation process include calculations on a triangle whose side length and the angle between the sides are known, and calculations on a triangle whose two side lengths and included angles are known. The results of the processing are transferred to the internal memory of the processing device 2.

以上に述へた三次元位置測定装置の使用においては測定
者が、各部7(口側定器に備えられている表示装置9と
入力装置10と(第3図)を用いて手元で製作しながら
、被測定点となる視準点を順序よく、視準器8により視
準することにより測定を行うものである。
When using the three-dimensional position measuring device described above, the measurer manually manufactures each part 7 (the display device 9 and the input device 10 (FIG. 3) provided in the oral position measuring device). However, the measurement is performed by collimating the collimation points, which are the points to be measured, in order with the collimator 8.

次にステップ5(第4図)では、先にステップ4で処理
装置2の内部メモリに送られた、当該管の視準点の三次
元位置座標データを基に、骸骨の寸法、…ロザ角度2曲
げ半径を求める処理を行う。
Next, in step 5 (Fig. 4), based on the three-dimensional position coordinate data of the aiming point of the tube, which was previously sent to the internal memory of the processing device 2 in step 4, the dimensions of the skeleton, ... Rosa angle 2. Perform processing to obtain the bending radius.

この処理の内容を、第9図のフローチャー1〜に従って
、次に説明する。
The contents of this process will be explained next according to flowcharts 1 to 1 in FIG.

まず、ステップ5−1では、当該的がり管の曲げ部の数
(以下、曲げ数と称す。)をnとする。
First, in step 5-1, the number of bends (hereinafter referred to as the number of bends) of the target tube is set to n.

従って直管の場合は、n=o、1ベント管の場合はn=
1,2ベン1く管の場合はn=2となる。
Therefore, in the case of a straight pipe, n=o, and in the case of a single vent pipe, n=
In the case of 1,2 Ben and 1 pipe, n=2.

次にステップ5−2では、骸骨の直管部の視準点位置座
標を直管部の中心点座標に変換する処理を行う。この変
換処理は、視7<f!点を設定するルールによって異な
り、例えば骸骨が第6図で示すような平面形状であり、
かつ、その視準点設定作業が視準点設定ルールに従って
いる場合であるならば、「視準点位置座標と中心点座標
は等しい。」としても、寸法2曲げ角度7曲げ半径を求
める上では問題はない。
Next, in step 5-2, processing is performed to convert the collimation point position coordinates of the straight pipe section of the skeleton into coordinates of the center point of the straight pipe section. This conversion process is performed when viewing 7<f! It depends on the rules for setting points. For example, if a skeleton has a planar shape as shown in Figure 6,
And, if the sighting point setting work follows the sighting point setting rules, even if "the sighting point position coordinates and the center point coordinates are equal," in calculating the dimension 2 bending angle 7 bending radius, No problem.

この他、立体形状の曲げ管については、直径の両端に当
たる位置に配置されている1対の視準点間の距離を2分
する点が、管の中心点となるように演算処理を行う。
In addition, for a three-dimensional bent pipe, calculation processing is performed so that the point that bisects the distance between a pair of sighting points located at both ends of the diameter becomes the center point of the pipe.

次にステップ5−3では、曲げ管(すなわち、曲げ数が
1以」二の配管)についてのみ曲げ角度。
Next, in step 5-3, the bending angle is determined only for bent pipes (that is, pipes with one or more bends).

寸法を求め、さらに、立体形状の曲げ管については、こ
れに加えて旋回角を求める。ここでの処理内容は後で詳
細に述べるものとし、ここで説明はしない。
The dimensions are determined, and for three-dimensional bent pipes, the turning angle is also determined. The processing content here will be described in detail later and will not be explained here.

次にステップ5−4では、骸骨の両端の中心点間の距離
(L)を求める。
Next, in step 5-4, the distance (L) between the center points at both ends of the skeleton is determined.

ここでの処理内容は、ステップ5−2で求めた直管部の
中心点座標のうち、該曲げ管の両端にあたる2つの中心
点の距離を求めるものである。
The processing content here is to find the distance between the two center points at both ends of the bent pipe among the center point coordinates of the straight pipe part found in step 5-2.

次にステップ5−5では存在する曲げ部の曲げ半径を求
める。
Next, in step 5-5, the bending radius of the existing bending portion is determined.

ここでの処理内容は、ステップ5−2で求めた曲げ部の
3つの中心点座標で求められる平面上において、3つの
中心点を通る正円の半径を求める処理を、曲げ部につい
て数回繰り返すことにより行うものである。
The process here is to repeat the process of finding the radius of a perfect circle passing through the three center points on the plane determined by the coordinates of the three center points of the bend obtained in step 5-2 several times for the bend. This is done by

次に、ステップ5−6では、曲げ管の両端に存在する切
断位置寸法、開先位置寸法を求める(これらの寸法は、
最寄りの管端の視準点からの距離として求める)。
Next, in step 5-6, the cutting position dimensions and groove position dimensions existing at both ends of the bent pipe are determined (these dimensions are
(calculated as the distance from the nearest tube end sighting point).

この演算処理の内容は、次の如くである。即ち、111
0ず管のし1寸法から該曲げ管先頭部の切断寸法。
The contents of this calculation process are as follows. That is, 111
Cutting dimension of the front end of the bent pipe from the first dimension of the 0zu pipe.

開先寸法を引いた寸法が曲げ管先頭管端からの距離であ
り、また該110ザ管のLn寸法から該管後方部の切断
寸法、開先寸法を引いた寸法が該管後方管端からの距離
である。
The dimension obtained by subtracting the groove dimension is the distance from the front end of the bent pipe, and the dimension obtained by subtracting the cutting dimension of the rear part of the pipe and the bevel dimension from the Ln dimension of the 110-piece pipe is the distance from the rear end of the pipe. is the distance.

ここで前述のステップ5−3の処理の詳細について、第
10図のフローチャー1・に従って説明する。
Here, details of the process of step 5-3 described above will be explained according to flowchart 1 in FIG. 10.

この演算処理の原理を第11図に示す3ベンド立体形状
の配管を例にとって説明すると、曲げ角度(01〜03
)、旋回角(α2〜α3)、配管各部の寸法(LX〜L
4)、及び、配管の小口間寸法(L)は、曲げ部交点(
P1〜P3)、管端の中心点の座標(Pil、 P23
)が分れは、求めることが可能となっている。
The principle of this arithmetic processing is explained by taking as an example the 3-bend three-dimensional pipe shown in Fig. 11. The bending angle (01 to 03
), turning angle (α2~α3), dimensions of each part of the piping (LX~L
4), and the dimension (L) between the pipe ends is the intersection of the bending parts (
P1 to P3), coordinates of the center point of the tube end (Pil, P23
) is now possible to find.

第10図のフローチャー1・のステップ5−3−1は、
次のステップ5−3−2で曲げ部交点を求める為に行う
処理であり、これを第12図に従って説明する。
Step 5-3-1 of flowchart 1 in FIG.
This is the process performed in the next step 5-3-2 to find the intersection of the bending parts, and this will be explained with reference to FIG.

本第12図において、符号Pは管の中心点を表わすもの
である。
In FIG. 12, the symbol P represents the center point of the tube.

上記の符号Pに付したサフィックスのJは、第5番目の
直管部であることを表わす。従って、サフィックス、■
+1は、その次の直管部を表わす。
The suffix J attached to the above code P indicates that it is the fifth straight pipe section. Therefore, the suffix, ■
+1 represents the next straight pipe section.

上記のサフィックスJ(又はJ+1)の欣に、コンマを
介して付した]、又は2の意味は、である。ただし、何
れを先端側にするかについては、適宜に設定することが
出来る。
] or 2 added to the above suffix J (or J+1) via a comma is as follows. However, which side should be the tip side can be set as appropriate.

ここでは、曲げ部交点PJ を求める為にその両側の直
管部の中心軸MJとM J + t とが演算上京めら
れるように、4つの直管部中心点PJ、1、PJ、2、
Pa++、+、P J十t 、 2のうち、第J+1直
管部の曲げ部側の中心点PJ+1.2を補正するもので
ある。この方法はPJ、1. PJ、2、PJ+1.2
の3点で構成する平面Saの方程式を求め、この平面S
J上に直管部中心点p、+ が存在するように、PJ+
1.1の座標を第、■直管部の中心軸M、+ を中心と
して、回転移動することにより、PJ+1.Iの座標を
補正し、補正後の座標P’、l+1.1を求めるもので
ある。
Here, four straight pipe center points PJ, 1, PJ, 2,
Among Pa++, +, PJt, 2, the center point PJ+1.2 on the bending part side of the J+1 straight pipe part is corrected. This method is based on PJ, 1. PJ, 2, PJ+1.2
Find the equation of the plane Sa consisting of three points, and calculate this plane S
PJ+ so that the center point p,+ of the straight pipe section exists on J
PJ+1.1 by rotating the coordinates of 1.1 about the central axis M, + of the straight pipe section. The coordinates of I are corrected and the corrected coordinates P', l+1.1 are determined.

次に、ステップ5−:3−2では、第5曲げ部交点座標
と第、J曲げ部の曲げ角度(C1;+)とを、ステップ
5−3−1で補正後の4つの直管部中心点から求める。
Next, in Step 5-: 3-2, the fifth bending part intersection coordinates and the bending angle (C1; +) of the J-th bending part are adjusted to the four straight pipe parts corrected in Step 5-3-1. Find from the center point.

次に、ステップ5−3−3では、第1曲げ部についての
み実行する処理となっており、先頭直管端部中心点と、
第1曲げ部交点との間の距離を求める。
Next, in step 5-3-3, the process is executed only for the first bent part, and the center point of the leading straight pipe end,
Find the distance between the intersection point of the first bending part.

また、ステップ5−3−4では、2ベンド以上の曲げ管
について、第5曲げ部交点とその1つ前の曲げ部交点(
第n−1曲げ部交点)との間の距離(L、])を求め、
さらに、ステップ5−3−5では第n−1曲げ部の平面
5n−iに対して、第n曲げ部の平面S。がなす左回り
の角度(αJ)を求める。
In addition, in step 5-3-4, for bent pipes with two or more bends, the fifth bend intersection and the previous bend intersection (
Find the distance (L, ]) between the
Furthermore, in step 5-3-5, the plane S of the n-th bending portion is determined with respect to the plane 5n-i of the n-1th bending portion. Find the counterclockwise angle (αJ) formed by

次に、ステップ5−3−4では、該曲げ管の後端の中心
点(第n+1直管部中心点)と、第n曲げ部中心点との
間の距離(Ln+1)を求めて処理を完了する。
Next, in step 5-3-4, the distance (Ln+1) between the center point of the rear end of the bent pipe (center point of the n+1 straight pipe part) and the center point of the n-th bent part is calculated and processed. Complete.

以上がステップ5−3の処理の詳細説明であり、これで
ステップ5の処理装置2の演算処理内容の説明を終了す
る。
The above is a detailed explanation of the processing in step 5-3, and this concludes the explanation of the contents of the arithmetic processing of the processing device 2 in step 5.

次に、ステップ6では、ステップ5で求めた情報をデイ
スプレー6、あるいは出力装置4に出力する。第14図
にその出力例を示す。
Next, in step 6, the information obtained in step 5 is output to the display 6 or output device 4. FIG. 14 shows an example of the output.

この場合、ステップ2てデイスプレー6に表示した該管
製作寸法と比較できるように曲げ管側定寸法を表示する
ことにより、検査業務が容易となり、また、管端から切
断位置、開先加工位置までの距離を演算により求め表示
することにより、切断位置、開先加ゴー位置の詩画作業
を支援し作業効率向」二を計るものである。
In this case, by displaying the fixed dimensions of the bent pipe side so that they can be compared with the pipe manufacturing dimensions displayed on the display 6 in step 2, inspection work becomes easier. By calculating and displaying the distance to the cutting point, the system supports the painting work of the cutting position and beveling position, thereby improving work efficiency.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、直線状の配管から複数の曲げ部を有す
る平面形状あるいは立体形状の配管に至るまで各種の曲
げ管し3ついて、寸法2曲げ半径。
According to the present invention, various bending pipes, ranging from straight pipes to planar or three-dimensional pipes having a plurality of bends, can be bent with a bending radius of 2 dimensions.

曲げ角度、旋回角の測定を、三次元位置測定装置によっ
て行い得るので、曲げ管の寸法検査を小人数で、短時間
で、安全・容易に、しかも高精度で行うことが出来ると
いう優れた実用的効果を奏する。
Since bending angles and turning angles can be measured using a three-dimensional position measuring device, it is an excellent practical tool that allows dimensional inspection of bent pipes to be performed safely, easily, and with high accuracy by a small number of people in a short period of time. It has the desired effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。 第2図及び第3図は、第1図の三次元位置測定装置に視
準測定装置を使用した場合のブロック図である。 第4図は、三次元配管寸法測定システムの一連の処理の
フローチャー1〜、第5図は配管形状の分類を表わした
説明図、第6図は視準点の設定ルールの説明の為の斜視
図、第7図は視準点設定器具の説明図、第8図は視準測
定装置の原理図である。 第9図及び第10図は処理装置のフローチャート、第1
1図乃至第14図は演算処理の説明図である。 1 記憶装置、2・処理装置、3・・・入力装置、4・
・出力装置、5−・・三次元位置測定装置、6 デイス
プレー、7・・・視準測定器、8・・視準器、9表示装
置、10・・入力装置。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. 2 and 3 are block diagrams when a collimation measuring device is used in the three-dimensional position measuring device of FIG. 1. Figure 4 shows the flowcharts 1 to 1 of a series of processes of the three-dimensional piping dimension measurement system, Figure 5 is an explanatory diagram showing the classification of piping shapes, and Figure 6 is a flowchart for explaining the rules for setting the collimation point. A perspective view, FIG. 7 is an explanatory diagram of the collimation point setting instrument, and FIG. 8 is a principle diagram of the collimation measuring device. 9 and 10 are flowcharts of the processing device,
1 to 14 are explanatory diagrams of arithmetic processing. 1. Storage device, 2. Processing device, 3.. Input device, 4.
- Output device, 5--Three-dimensional position measuring device, 6-Display, 7--Collimation measuring device, 8--Collimating device, 9--Display device, 10--Input device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(a)寸法検査すべき曲げ部を有する金属管の外表
面に複数の視準点を設定してこれを標示し、 (b)2台以上の測量器を設置間隔寸法を予め定め、該
2台以上の測量器によつて前記複数の視準点を視準し、 (c)前記2台以上の測量器のそれぞれと基準線とのな
す角に基づいて各視準点の座標を決定し、 (d)上述の各点の座標値に基づき、演算処理装置を用
いて前記金属管の中心軸の方程式を求め、 (e)上記の方程式に基づいて該金属管の曲げ加工後の
寸法を算出することを特徴とする、三次元配管の寸法測
定方法。 2、前記金属管の加工寸法を予め既知であり、上記の既
知の寸法に基づいて切断個所および開先の寸法を演算に
よつて算出し、かつ、これを表示することを特徴とする
、特許請求の範囲第1項に記載した三次元配管の寸法測
定方法。
[Claims] 1. (a) Setting and marking a plurality of sighting points on the outer surface of a metal tube having a bent portion to be dimensional inspected; (b) Installing two or more surveying instruments. (c) sighting the plurality of sighting points with the two or more surveying instruments by predetermining the interval dimensions; (d) Based on the coordinate values of each point mentioned above, determine the equation of the central axis of the metal tube using an arithmetic processing device; (e) Based on the above equation, determine the coordinates of the metal tube. A three-dimensional piping dimension measurement method characterized by calculating the dimensions of the pipe after bending. 2. A patent characterized in that the processing dimensions of the metal tube are known in advance, and the dimensions of the cutting location and the groove are calculated by calculation based on the known dimensions, and these are displayed. A method for measuring dimensions of three-dimensional piping according to claim 1.
JP32289387A 1987-12-22 1987-12-22 Method for measuring dimension of three-dimensional piping Pending JPH01165909A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047253A (en) * 2004-08-09 2006-02-16 Mitsutoyo Corp Reference coordinate calculation method, reference coordinate calculation program, recording medium thereof, surface plate, and shape-measuring device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047253A (en) * 2004-08-09 2006-02-16 Mitsutoyo Corp Reference coordinate calculation method, reference coordinate calculation program, recording medium thereof, surface plate, and shape-measuring device

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