JPH01205827A - 鋼管ネジ切り部の自動刻印装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ この発明は油井管のバットレスネジ部等の鋼管ネジ切り
部にカップリング締付は位置確認用のトライアングルマ
ークを刻印する装置に関する。 （従来の技術］ 例えば、油井管の接続用ネジには一般にバットレスネジ
が使用される。バットレスネジはＡＰＩ（米国石油協会
）規格のネジで、油井管用のネジとして標準的なもので
あり、プロフィールとしては台形状をしており、継手強
度が高いという特徴を有している。 上記油井管の使用に際しては、バットレスネジ部にネジ
明後のカップリング締付は位置を示すトライアングルマ
ークを刻印するのが一般的である。 このトライアングルマークは三角形をしており、このい
わゆる三角印を油井管に刻印する場合は、第６図に示す
ように、双方の油井管（１）、　（１）を接続するカッ
プリング（継手）（３）の締付は完了位置に該マーク（
５）の底辺が位置するごとく刻印する。このトライアン
グルマーク（５）の刻印位置は表１に示すように油井管
の管外径に応じて決った寸法（第６図に示す寸法Ａ）の
位置とする必要があり、その場合トライアングルマーク
の基準線となる底辺が刻印跡として残らなければならな
い。 ところが、バットレスネジはネジ長さの指定がないため
ネジ終点はまちまちであり、ときには寸法Ａ以降で終点
となることもある。この時、寸法＾付近はネジ底が完全
に切削されているが、ネジ山は不完全な黒皮状態となっ
ていたり、完全なネジ山になっていたりする。したがっ
て、トライアングルマーク跡を残すためには該マークの
底辺がネジ底にならないように、つまりネジ山部にトラ
イアングルマークの底辺が位置するように刻印しなけれ
ばならない。 このことを第７図に基づいて説明すると、図（Ａ）はト
ライアングルマークの底辺がネジ山にある場合を示し、
図（Ｂ）はトライアングルマークの底辺がネジ底にある
場合を示す。 すなわち、規定の寸法への付近はネジ底が切削されてい
るので、この部分にトライアングルマーク（５）の底辺
がくるように刻印すると、図（Ｂ）に示すように該マー
クの底辺が残らず、カップリング締付は位置の確認がで
きない。したがって、トライアングルマーク（５）を刻
印する際は、図（Ａ）に示すようにトライアングルマー
クの底辺がネジ山（４−２）の部分にくるように刻印し
なければならないのである。 従来、このようなトライアングルマークの刻印作業は油
井管をターニングローラ上に載置し、作業者が油井管を
手動で回転さぜながら目視にて位置決めを行ない刻印を
していた。 ［発明が解決しようとする課題］ 従来の、油井管等の鋼管のネジ切り部に対するトライア
ングルマークの刻印作業は前記の通り、当該鋼管をター
ニングローラ上に載置して行なうため、多くの手間と時
間がかかり、作業能率を向上できないという問題があっ
た。 この発明は従来のこのような問題を解決するためになさ
れたものであり、トライアングルマークを所定の位置に
自動的に刻印できる装置を提案せんとするものである。

【課題を解決するための手段】

この発明に係る刻印装置は、ネジ部の寸法測定によって
ネジ部の凹凸を識別してトライアングルマーク打刻位置
を検出し、その検出信号に基づいてターニングローラを
回転させて円周方向の位置決めを行ない、トライアング
ルマークの底辺がネジ山部に位置するようにトライアン
グルマークを刻印する機構となしたものである。 すなわちこの発明は、鋼管を回転載置するターニングロ
ーラ、ターニングローラ上に載置された鋼管に対する装
置の端面揃え機構、刻印ヘッドの管軸方向位置決め機構
および刻印ヘッド昇降機構からなる刻印装置において、
ターニングローラ上の鋼管の周方向位置決めを自動化し
たものであり、その要旨は、上記装置にターニングロー
ラ上の鋼管の周方向位置決め用パルス発生器と、鋼管の
バットレスネジ部を管軸方向に走査してネジ面までの距
離を測定するセンサーおよびこれらの信号を２値化する
信号処理回路、前記２値化パターンに基づいてバットレ
スネジの凹凸を識別しトライアングルマーク打刻位置を
電気的に検出するトライアングルマーク打刻位置検出回
路を設け、前記トライアングルマーク打刻位置検出信号
に基づいてターニングローラ駆動モータを制御して鋼管
の周方向位置決めを自動的に行なえるようにしたもので
ある。

【作　　用】

第１図はこの発明の装置本体を示す側面図、第２図は同
上装置の凹凸検出ヘッド部を示す拡大図、第３図は同上
装置の制御系統を示すブロック図である。 すなわち、刻印装置の本体部は鋼管（１）を回転載置す
るターニングローラ（１０）、端面揃え機構（１１）、
刻印ヘッド（１２）、刻印ヘッドの管軸方向位置決め機
構（１３）および刻印ヘッド昇降機構（１４）とから構
成されている。 ターニングローラ（１０）は制動装置付き駆動モータ（
１０−１）にて駆動される仕組みとなすとともに、鋼管
（１）の周方向位置決めを行なうためのパルス発生器（
１０−２）を有している。すなわち、駆動モータ（１０
−１）にて回転するターニングローラ（１０）の回転量
をパルス発生器（１０−２）により測定し、パルス数が
所定の数になったところで駆動モータ（１０−１）が停
止する仕組みとなっている。 端面揃え機構（１１）は機台（９）にシリンダー（１１
−１）にて管軸方向に移動可能に支持した可動台（１１
−２）にターニングローラ（１０）上の鋼管（１）の端
面に当接する端面揃えレバー（１１−３）を有し、前記
シリンダー（１１−１）にて可動台（１１−２）を前進
させて端面揃えレバー（１１−３）がターニングローラ
（１０）上の鋼管（１）の端面に当接して停止する仕組
みとなっている。 刻印ヘッド管軸方向位置決め機構（１３）は前記可動台
（１１−２）に取付けたシリンダー（１３−１）にて刻
印ヘッドホルダー（１２−１）を前後動可能に支持し、
シリンダー（１３−１）にて刻印ヘッドホルダー（１２
−１）を管軸方向に移動させることによって位置決めを
行なう仕組みとなっている。 刻印ヘッド昇降機構（１４）は刻印ヘッドホルダー（１
２−１）に内蔵されたシリンダー（１４−１）のロッド
（１４−２）の下部に刻印ヘッド（１２）が取付けられ
、前記シリンダーによって刻印ヘッド（１２）を昇降さ
せる機構となっている。 刻印ヘッドホルダー（１２−１）には鋼管（１）のバッ
トレスネジ部を管軸方向に走査してネジ面までの距離を
測定する凹凸検出ヘッド（１５）が取付けられている。 この検出ヘッドは第２図に拡大して示すごとく、走査駆
動モータ（１５−１）により回転するスクリュウ−軸（
１５−２）に螺着されて管軸方向に移動する距離センサ
ー（１５−３）および該センサーと一体に取付けたリニ
アスケール（１５−４＞とから構成されており、走査の
センターはトライアングルマーク底辺位置によりネジピ
ッチの整数倍の位置にとり、走査幅は２ピッチ分の約１
０ｍｍとする。距離センサー（１５−３＞およびリニア
スケール（１５−４）の分解能は０．０５ｍｍ程度とす
る。 また、第３図において、（１６）は距離センサー（１５
−３）およびリニアスケール（１５−４）からの信号を
２値化する信号処理回路、（１７）はトライアングルマ
ーク打刻位置検出回路、（１８）はターニングモータ制
御回路、（１９）は管径設定器、（２０）は刻印ヘッド
管軸方向位置決め回路（寸法Ａの設定）、（２１）は打
刻制御回路、距離センサー走査制御回路である。 上記装置において、まず管径設定器（１９）により鋼管
（１）の管径（呼び管径）をもとに寸法へを選択し、管
軸方向位置決め回路（２０）により装置本体の刻印ヘッ
ド管軸方向位置決め機構（１３）のシリンダー（１３−
１）を作動させて管端からの刻印ヘッド（１２）の位置
を決める。 次に、端面揃え機構（１１）のシリンダー（１１−１）
にて可動台（１１−２）を管軸方向に前進させ、端面揃
えレバー（１１−３）を油井管（１）の端面に当接させ
て端面を揃える。 刻印場所における装置の管軸方向の位置決めが完了する
と、凹凸検出ヘッド（１５）を走査し距離センサー（１
５−３）にてネジ面までの距離を測定する。 第４図は凹凸検出ヘッド（１５）によるバットレスネジ
部の距離センサー出力信号を示す説明図である。図中、
（ａ）はネジの凹凸、（ｂ）は距離センサー出力信号、
（Ｃ）は２値化俊の信号をそれぞれ示す。 第４図より、距離センサー（１５−３）の出力信号によ
りネジ山部とネジ谷部が明確に区別できる。 すなわち、ネジ山部は低い信号となり、ネジ谷部は高い
信号となる。この距離センサーの出力信号の高レベルと
低レベルの幅が同一になるようにスライスレベルを決め
ることにより、図（Ｃ）に示す２値化後の信号が得られ
るのである。 第５図は２値化された高・低パターンとトライアングル
マークの位置を示す説明図である。 すなわち、鋼管の回転位置決めはトライアングルマーク
に最も近いネジ山の中央部をトライアングルマーク底辺
に合わせることであり、第５図で説明すると、あらかじ
めリニアスケール（１５−４＞の寸法値にてトライアン
グルマーク底辺位置にネジピッチｐの整数ｎ倍の補正を
した位置決め基準位置（図中ｄ）を決めておく。 凹凸検出ヘッド（１５）が走査して出力した２値化信号
にはネジ２ピッチ分の高・低パターンがあるので、立ち
上り点（ａ＋　、　　ａＺ　）と立上り点（ｂｌ。 ｂ２）をみつけ、それぞれの中間点（Ｃ＋、Ｃｚ）を下
記（１）式、（２）式にて算出する。 ２−　ａ２ Ｃ２＝　ａ２＋□　　　　　　　　　・・・（２）次に
、トライアングルマーク基準ビット（ｄ点）に最も近い
中間点（Ｃ＋またはＣ２）を選び、ｄ点と０点の距離（
ｒｌビット）を下記（３）式にて算出する。 １＝（Ｃ＋まタハＣ２）　　ｄ　　　　　・・・（３）
上記（３）式によりｚ８算出すると、その符号（正・負
）により油井管の回転方向がわかり、下記（４）式によ
り油井管の回転量χを算出できる。 一方、パルス発生器（１０−２）のパルス数をｐパルス
／　ｒｅＶとすると、ターニングローラ径ｄ、管径りお
よび回転量χより回転量パルス数ｙが下記（５）式によ
り求まる。 ｙ＝２’　　ｄ　　”　　　　　　　　°（５１上記（
４Ｘ５１式により回転方向回転量パルス数が求まると、
トライアングルマーク打刻位置検出回路（１７）よりタ
ーニングモータ制御回路（１８）に前記回転方向回転量
パルス数ｙが入力され、ターニングローラの駆動モータ
（１０−１）を起動させて鋼管を回転させ、パルス発生
器（１０−２）のパルス数が前記所定パルス数ｙになっ
たところで駆動モータ（１０−１）が停止する。これに
より、寸法Ａの所はネジ山部になり、鋼管の周方向の位
置決めが完了する。 しかる後、打刻制御回路（２１）に打刻指令が送られ、
刻印ヘッド昇降機構（１４）が作動し、刻印ヘッド（１
２）が下降して打撃が加えられることによって、トライ
アングルマークの底辺がパットレスネジ山にくるように
刻印（第７図Ａに示す位置）されるのである。 ［発明の効果］ 以上説明したごとく、この発明装置によれば、鋼管のバ
ットレスネジ切り後のトライアングルマーク刻印の際の
鋼管の位置決めを自動的かつ正確に行なうことができる
ので、位置決め作業の簡易迅速化がはかられ作業能率を
大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置本体部を示す側面図である。 第２図は同上装置の検出ヘッド部を示す拡大図である。 第３図は同上装置の制御系を示すブロック図である。 第４図は同上装置のバットレスネジ部の出力信号を示す
説明図である。 第５図は同上装置の２値化パターンとトライアングルマ
ーク位置を示す説明図である。 第６図は油井管の接続部を示す平面図である。 第７図はトライアングルマークの刻印位置を示す説明図
である。 １・・・油井管　　　　　　９・・・機台１０・・・タ
ーニングローラ １０−１・・・駆動モータ　　　１０−２・・・パルス
発生器１１・・・端面揃え機構 １２・・・刻印ヘッド １３・・・刻印ヘッド管軸方向位置病め機構１４・・・
刻印ヘッド昇降機構 １５・・・凹凸検出ヘッド １６・・・信号処理回路 １７・・・打刻位置検出回路 １８・・・ターニングモータ制御回路 １９・・・管径設定器 ２０・・・管軸方向位置決め回路 ２１・・・打刻制御回路 ２２・・・距離センサー走査制御回路 出願人　　住友金属工業株式会社 第１図 第２図 第４図 （α） 第５図 （位置決め暴早位ｉ！！）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼管を回転載置するターニングローラ、ターニングロー
   ラ上に載置された鋼管に対する端面揃え機構、刻印ヘッ
   ドの管軸方向位置決め機構および刻印ヘッド昇降機構か
   らなる刻印装置において、ターニングローラ上の鋼管の
   周方向位置決め用パルス発生器、鋼管のバットレスネジ
   部を管軸方向に走査してネジ面までの距離測定を行なう
   センサーおよびそれらの信号を２値化する信号処理回路
   、前記２値化パターンに基づいてバットレスネジの凹凸
   を識別しトライアングルマーク打刻位置を電気的に検出
   するトライアングルマーク打刻位置検出回路を備え、前
   記トライアングルマーク打刻位置検出信号に基づいてタ
   ーニングローラ駆動モータを制御する仕組みとなしたこ
   とを特徴とする鋼管ネジ切り部の自動刻印装置。