JPH02208506A

JPH02208506A - Ｕ字管の寸法測定方法及び装置

Info

Publication number: JPH02208506A
Application number: JP2849189A
Authority: JP
Inventors: Osamu Keyakida; 理欅田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-20
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0749953B2

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〕本発明はＵ字管の曲管部の寸法を測定する方法及びその
装置に関する。

〔従来の技術〕

Ｕ字管は、原子力発電プラント及び火力発電プラント等
のプラントの熱交換器に用いられている。

このＵ字管においては、管をＵ字形に加工する際に発生
する曲げ歪により管が応力を受けて断面形状が変形する
という問題があり、管の外径、真円度及びＵ字管の曲部
の外面曲率を高精度で測定することにより製品の品質を
管理することが要求されている。

従来の外径及び真円度を測定する方法及び装置としては
、第１３図に示す如きリニアゲージ８を用いて行う方法
がある。第１３図はリニアゲージ８によるＵ字管７の外
径及び真円度の測定方法を示す模式図である。リニアゲ
ージ８による測定は平置されたＵ字管７を図示しない２
個の挟持部材にて挟み、この挟持部材間の距離を測定す
ることにより該Ｕ字管７の外径を測定するものであり、
Ｕ字管７の水平方向及び鉛直方向の外径を測定する。

このリニアゲージ８は旋回中心０を中心としてＵ字管７
の曲部に沿って図中に矢符にて示される方向へ旋回自在
に設けられている。

作業者は、リニアゲージ８を矢符方向へ連続的に旋回移
動させることにより前述した如きリニアゲージ８による
Ｕ字管７の水平方向及び鉛直方向の外径の測定を行う。

Ｕ字管７の真円度はこの外径の測定結果より下記（１１
式に示す如く得られる。

またＵ字管の外面曲率は作業者がＲゲージを用いて測定
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕前述の如きリニアゲージ８による測定においては、測定
装置の旋回中心０はＵ字管７の曲げ中心に対して若干の
偏位があり、これにより前記水平方向の測定において前
記挟持部材の挟持方向がＵ字管７の軸断面方向よりずれ
るため測定値に誤差が生じ、またリニアゲージ８の挾持
部材が摩耗した場合にも測定値に誤差が生じる。更に前
記挟持部材とＵ字管７との接触によりＵ字管に疵が生じ
る虞れがある。

また、前記真円度の算出に関しては、水平方向及び鉛直
方向の２方向の測定結果のみで真円度を演算しているた
め、該２方向を除く方向に真円度不良がある場合、これ
が検出不可能であった。

前記外面曲率は作業者によるＲゲージでの測定が行われ
るため、測定に個人差があり、測定精度が悪く、再現性
が不良であるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、非接
触型の距離検出器を用い、これをＵ字管の曲部に沿って
旋回させつつ外径の計測を行い、この計測結果をＵ字管
の曲げ中心に対する旋回中心の偏位量に基づいて補正す
ることにより高精度にてＵ字管の各種寸法を測定するこ
とが可能であるＵ字管の寸法測定方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るＵ字管の寸法測定方法は、非接触型の距離
検出器をＵ字管の曲部に沿って旋回させることにより該
Ｕ字管の曲部の各種寸法を測定するＵ字管の寸法測定方
法において、前記Ｕ字管の曲げ中心に対する距離検出器
の旋回中心の偏位量を求め、該偏位量によって測定結果
を補正することを特徴とする。

また、本発明に係るＵ字管の寸法測定装置は、非接触型
の距離検出器によりＵ字管の曲部の各種寸法を測定する
Ｕ字管の寸法測定装置において、前記Ｕ字管の曲部に沿
って前記距離検出器を旋回させる旋回手段と、Ｕ字管の
管軸周りに距離検出器を回動させる回動手段と、これら
の手段を用いることにより得られる測定結果よりＵ字管
の曲げ中心に対する前記旋回手段の旋回中心の偏位量を
幾何学的計算により求め、該偏位量に基づいて前記測定
結果を補正する演算手段とを具備することを特徴とする
。

〔作用〕

本発明に係る請求項１においては、Ｕ字管の曲部の各種
寸法を測定する場合、距離検出器の旋回中心のＵ字管の
曲げ中心に対する偏位量を、該旋回中心よりＵ字管の管
軸までの距離を曲部において複数個所測定し、これらの
測定結果より曲げ中心の位置を求め、これにより得られ
るＵ字管の曲げ中心に対する旋回中心の偏位量に応じて
、該偏位量に起因する測定誤差を抑制すべく測定結果を
補正する。

また、本発明に係る請求項２においては、距離検出器を
回動手段により、管軸周りに回動させることにより多方
向よりＵ字管の外径が測定可能であり、距離検出器をＵ
字管の曲部に沿って旋回させることにより曲部の全長に
渡って適長ピッチで測定可能であり、これらにより得ら
れた測定結果は、演算手段がＵ字管の曲げ中心に対する
旋回中心の偏位量を求め、幾何学的計算によって測定結
果を補正することにより該偏位量に起因する測定結果の
誤差を減少させる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係るＵ字管の寸法測定方法の
原理を示す、Ｕ字管を平置しである模式的平面図であり
、第２図は非接触型の距離検出器１０をＵ字管７の管軸
方向より見た側面図である。

図中１０は直線状の照射範囲を有する光を発する発光器
１０１及び図示しないリニアダイオードアレイを並設し
てなる受光器１０２を発光器１０１の照射範囲と受光器
１０２の受光範囲であるリニアダイオードアレイの並設
範囲とが対向するように適長離して配設させてなる距離
検出器であり、これらの間に前記照射範囲と交差するよ
うに被測定物を位置させ、該被測定物が前記受光器１０
２に投影する影の距離（幅）を検出する。この距離検出
器１０は、旋回中心０１周りに、平置されたＵ字管７の
曲部に沿ってＵ字管７に対して非接触状態で、水平に旋
回するようになっており、前記旋回中心Ｏ５がＵ字管７
の曲げ中心０２と一致するように配置される。

この距離検出器１０によるＵ字管７の外径の測定は、距
離検出器１０を、その発光器１０１と受光器１０２とが
対向する方向が鉛直方向となるように配置し、距離検出
器１０の旋回によりＵ字管７の曲部の複数個所にて行う
。

次に距離検出器１０によるＵ字管７の外径の測定方法に
ついて説明する。第２図において距離検出器１０は発光
器１０１と受光器１０２とが対向する方向が鉛直方向と
なるように設けられており、前記発光器１０１より受光
器１０２へ向けて光を照射する。

また、距離検出器１０はＵ字管７の曲部とは非接触とな
るように設けられる。発光器１０１より発せられる光は
発光器１０１　と受光器１０２との間に位置するＵ字管
７に一部さえぎられて受光器１０２に受光される。受光
器１０２では、受光面におけるＵ字管７の径方向の投影
距離り、を検出することによりＵ字管７の外径が得られ
るようになっている。

このような距離検出器１０によりＵ字管７の外径を計測
する場合、Ｕ字管７の曲げ中心０２に対する前記旋回中
心０１の偏位によって計測誤差が生じる。この計測誤差
を無くするために本発明方法においては、曲げ中心０□
の位置を検出し、該曲げ中心０□の旋回中心０１に対す
る偏位量を求め、この結果に基づいて前記外径の計測値
を補正する。

次に前記外径の補正方法について説明する。図において
Ｅ、、は距離検出器１０における旋回中心０１より最も
遠い位置にある受光器１０２の最端部よりＵ字管７の投
影端までのエツジ長さであり、Ｒｏは旋回中心０１より
前記受光器１０２の最端部までの長さである。

前述の如きパラメータを用い、旋回中心Ｏ３よりＵ字管
７の管軸までの長さＲ７は下記（２）式の如く求められ
る。

ｎＲ１冨Ｒｏ　　　Ｅ−−・・・（２）そして、旋回中心０．を原点とし、Ｕ字管７の直管部が
延びる方向をＸ軸、該Ｘ軸に対して前記原点において直
交する方向をｙ軸とする座標系を考えると、該座標上の
計測点とＯ９とを結ぶ線分がｙ軸に交差する角度を０７
とすれば、Ｒｆｉとθ。

にて表される検出器１０による計測点の座標は下記（３
１，（４１式に示されるＸｎ＋　　ｙｎとなる。

ｘ１１＝Ｒ，Ｘ　ｓｉｎθ、　　　・（３）Ｙ　Ｒ＝　
Ｒ１１Ｘ　ＣＯ５θ、　　　・（４１第３図はＵ字管７
の曲部の曲げ中心０２の算出方法を示す図であり、図中
Ｐ１〜Ｐ、はＵ字管７の曲部のＥｌ及びり。を例えば９
点に渡って計測し、この結果より前述の如き方法にて座
標化したものである。

これらの計測点Ｐ１〜Ｐ９より任意の３８１測点を選び
、これらの３計測点を結ぶ三角形を形成する。このよう
にして任意の３計測点の組み合わせにて得られるＮ個の
三角形を形成し、これらの三角形に外接する円の中心点
（ＸＮ　、　ＹＮ　）即ち曲げ中心０２を夫々の三角形
について算出する。これにより得られるＮ個の（ｘ、、
ｙ、）のデータには、ばらつきがあるため、これらを下
記（５）式の如く平均演算する。この演算結果であるδ
８．δ。

は旋回中心ＯＩに対する曲げ中心０□のＸ軸方向及びｙ
軸方向における偏位量となる。このδ８゜δ、は換言す
れば前記ｘ、　　ｙ座標系における曲げ中心Ｏ１の座標
である。

このようにして偏位量δ８．δ、が求められると、該偏
位量６８．δ、よりＵ字管７の任意の計測点に対して曲
げ中心ｏ２より計測した場合と旋回中心０．より計測し
た場合との計測角度偏差αが求められる。

第４図は外径を補正する方法を示す図である。

図中７１はＵ字管７の曲部の任意の場所の軸断面の外周
であり、７２はこの場所を前述の如き旋回中心０、を有
する距離検出器ｌＯにより、Ｕ字管７の軸心０４を原点
とし、曲げ中心０□に向かう方向であるＸ′軸とこれに
直交する方向であるｙ′軸にてなされるｘ′、ｙ′座標
系に対してＸ′軸方向にＸ′、ｙ′軸方向にＹ′の偏位
量を有する回動中心０１周りに計測されるＵ字管７の外
周である。

Ｘ′軸に対し距離検出器１０を角度θ１回動させ、図中
に白抜矢符で示される方向より光を照射して外径を計測
する場合、受光幅Ｗを有する受光器１０２にて計測され
る外径は、旋回中心Ｏ３に対する曲げ中心の偏差により
外周７２上において受光器１０２のりニアダイオードア
レイが延びる方向の両端となるＦ点及びＧ点が投影する
距離Ｄｎであるが、この計測値には旋回中心０１に対す
る曲げ中心０２の偏位量に起因する誤差が含まれている
。このため、外径の計測値を前記偏位■を用いて補正演
算する。

この補正方法を以下に示す。まずＵ字管７の軸心Ｏ１に
対する前記回動中心０３の偏位ＮＲＧは前記Ｘ’、Ｙ’
及びθ１を用い下記（６）式の如く求められる。

ＲＧ　＝　（Ｘ　’Ｘ　ｔａｎθ＋　　＋Ｙ’）　　ｘ
　ｃｏｓθＩ　　　・（６）次に回動中心０．より距離
検出器１０の一方の受光面端部までの長さＡ、前記エツ
ジ部長さＥｎ及び偏位ｉｔ　Ｒｃを用いて軸心０４より
前記Ｆ点までの長さＲＬを下記（７）式の如く算出する
。

ＲＬ　＝　（Ａ　　Ｅ＋＋　　Ｒｅ　）　／　ｃｏｓθ
４　　・（’ｒ）但し、θ４はＦ点より受光器１０２の
受光面に平行な直線と、軸心０４とＦ点とを結ぶ線分と
がなす角度そして、Ｆ点と０４とを結ぶ線分がｙ′軸となす角度を
θ３とする。また、Ｆ点より外周７１に向かうＸ′軸に
対して平行な線と軸断面７１との交点をＨ点とする。軸
心ｏ４と１（点との間の長さＲＤ。

は旋回中心０．と曲げ中心０２との偏位量による誤差を
含まないＵ字管７の半径であり、これと同様に前記Ｇ点
より外周７１に向かうＸ′軸に対して平行な線と外周７
１との交点■と軸心０４との間の長さＲＤ！を求め、こ
れに前記ＲＤ、を加えると、補正された外径ＤＤが求め
られる。

前記ＲＤ、とｙ′軸とがなす角度をθ２とすれば、ＲＤ
、は下記（８）式の如く求められる。

ＲＤ、　　　＝ＲＬ　　　Ｘ　　　ｃｏｓ　　θ　、　
　　／　　ｃｏｓ　　θ　２　　　　・・・（８）また
、ＲＤ、はＲＤ、と同様にして求められ、ＲＤ＋　。

ＲＤ、は夫々半径であるため、補正外径ＤＤは下記（９
）式に示される如＜ＲＤ、　とＲＤ、の和として求めら
れる。

ＤＤ　”　ＲＤ＋　　＋　ＲＤｚ　　　　　　・・・（
９）以上の方法が外径の補正方法であるが、前記回動角
度θ、がθ、＝Ｏ°の場合（距離検出器１０の発光器１
０１と受光器１０２とが対向する方向が水平方向のとき
）は、計測値り、を外径の測定値とする。０°〈θ、＜
９０°の場合には、前述の如き補正された外径を測定値
とし、また、θ＝９０°　（距離検出器１０の発光器１
０１と受光器１０２とが対向する方向が鉛直方向のとき
）には、第１図に示す如き、旋回中心Ｏ５と曲げ中心０
２との偏位量に起因する前記計測角度偏差αを用いてＤ
ｎ　Ｘ　１　／ｃｏｓαを外径の測定値とする。

真円度はＵ字管７の管軸周りに所定個所測定され、前述
の如く補正された外径値ＤＤより最大値ＤＤＭＡＸ　、
最小値ＤＤＭ、Ｎを下記００）式の如く算出する。

次に外面曲率の演算法を説明する。第５図は外面曲率を
求める方法を示す図である。回動中心Ｏ１より外表面Ｑ
１〜Ｑ、までの長さを検出器１０の回動角度θ、の関数
としてＲ（θ、）で表わし、これによって回動中心０３
に対するＱ、〜Ｑ、の座標（Ｘ、Ｙ）は下記００式の如
く求められる。

Ｘ＝Ｒ（θ＋）ｓｉｎ　θ、、Ｙ＝Ｒ（θ、）ｃｏｓ　
θ、・（ｌυこのようにして求められる（Ｘ、Ｙ）座標
のうち任意に３点を選び、三角形Ｓを形成する。このよ
うにして任意の３計測点の組み合せにて得られるＮ個の
三角形に外接する円の半径ＲＲを演算し、該半径ＲＲの
平均値を下記叩式の如く算出し、この結果ＲＲが回動角
θ１の範囲の外面曲率となる。

但し、Ｎ：三角形の個数次に前述した如き原理によるＵ字管の寸法測定を実現す
るための装置の構成を説明する。

第６図は、本発明に係るＵ字管の寸法測定装置の正面図
であり、第７図はその側面図である。Ｕ字管の寸法測定
装置は下面に装置の移動用の車輪３１、３１．３１．３
１及び固定用の脚柱３２．３２．３２．３２を備えた箱
状の基台３と、該基台３の上面に配設され、Ｕ字管７を
水平に載置し、固定するＵ字管固定部４と、これと同様
に前記基台３の上面においてＵ字管固定部４と並ぶよう
に配設され、前述の如く固定されたＵ字管７の曲部に沿
って移動しつつ光を用いた距離検出器１０により咳曲部
の外径を自動的に測定する測定部１とにより構成される
。

前記Ｕ字管固定部４は、基台３上に立設された円柱状の
支柱４１の上端に、Ｕ字管７を支持する支持板４４を、
その長手方向が前記測定部１が配設されている方向へ向
かうように取付けである。支持Ｆｉ４４の長手方向の両
端部には、Ｕ字管７の曲げ方向が前記基台３の上面に対
して水平となるように該Ｕ字管７を載置固定すべく、相
対する方向にＵ字管７の前記両直管部を挟入する断面円
弧状の溝を有する管挾持部材４２．４２を、ねじ４３の
締付力により上下方向からＵ字管７を挾持する管挟持器
４５゜４５が、Ｕ字管７をその直管部が延びる方向が測
定部１へ向かう方向へむけて固定するように配設される
。

斯かるＵ字管固定部４においては、前記管挟持器４５．
４５により検査用のＵ字管７を、該Ｕ字管７の曲部が測
定部１へ向かうように固定するようになっている。

次に測定部１の構成について説明する。１７は測定部１
の検出器旋回用モータ１６及び距離検出器１０等の主要
構成部を支持する支持台である。該支持台１７は、前記
基台３の上面に取付けられており、該基台３の上面には
スライドベアリングを用い、送りハンドル１５１の調節
により基台３の上面に対して前記Ｕ字管７の直管部分の
管軸方向に摺動する第１スライド台１５が配設されてい
る。該第１スライド台１５の上には、これと同様にスラ
イドベアリングを用い、送りハンドル１４１の調節によ
り第１スライド台１５の摺動方向に直交する方向に摺動
する第２スライド台１４が配設されている。

前記第２スライド台１４には、後述する旋回用モータ１
６を取付けるための円形の穴が開口しており、また第１
スライド台１５及び支持台１７の上面には前記旋回用モ
ータＩ６が水平方向に移動可能となるようにこの円形の
穴よりも大径の穴が開口している。

第２スライド台１４の前記円形の穴には検出器旋回用モ
ータ１６がその回転軸１６１が上下方向に位置するよう
に第１スライド台１５及び支持台１７の上面を貫通して
取付けられる。この検出器旋回用モータ１６の回転軸１
６１には、前記距離検出器１０を水平方向に旋回させる
旋回アーム１２の端部が水平方向に回動自在に取付けら
れている。即ち前記第１スライド台１５及び第２スライ
ド台１４はこの旋回アーム１２の回動軸である前記回動
軸１６１の位置調整を行うようになっている。

前記旋回アーム１２は、回転軸１６１に取付けられた支
持アーム１２２と、該支持アーム１２２の上方に位置し
、スライドベアリングを用いることにより、該支持アー
ム１２２の旋回半径方向に対して摺動自在に設けられた
スライドアーム１２１と、前記支持アーム１２２に対す
るスライドアーム１２１の相対位置を調節すべくスライ
ドアーム１２１に取付けられ、ねじ１２４の螺合により
スライドアーム１２１を支持アーム１２２に固定するス
ライド位２１４節部材１２３とよりなり、該スライド位
置調節部材１２３によって旋回アーム１２の旋回半径を
調節できるようになっている。

また、旋回アーム１２の、前記回転軸１６１に取付けら
れた側と反対側のスライドアーム１２１の端部の側面に
は距離検出器１０を取付ける検出器取付は板１１１の下
部が取り付けられている。この検出器取付は板１１１の
上部の一面において、前述の如くＵ字管固定部４に取付
けられたＵ字管７と対向する位置に距離検出器１０を取
付ける。

距離検出器１０は直方体に一面よりその対向する面まで
貫通する断面コの字形の溝部１０３を形成した如き外観
を有し、この溝部１０３における対向する面の一面に発
光器１０１を備え、また他面に受光器１０２を備えてな
り、前記溝部１０３にＵ字管７の曲部を位置させ、これ
に向けて発光器１０１より光を発し、これを受光器１０
２で受光し、管によって光がさえぎられて受光器１０２
の受光面上に発生する影の長さを検出することにより管
の外径を測定する。

前記距離検出器１０は溝部１０３を有する両側面の一方
の面に、中央部にＵ字形の切欠きがある取付部材１１４
を取付け、該取付部材１１４の距離検出器ｌＯに取付け
られた面の反対面にこれと同様の切欠き部分を有する歯
車１１３を取付ける。更に前記歯車１１３の取付部材１
１４が取付けられた面の反対面に、前記Ｕ字形の切欠き
の幅寸法について不連続部分があるガイドリング１１２
を取付ける。

前記取付部材１１４、歯車１１３及びガイドリング１１
２は夫々の切欠き部分が、前記距離検出器１０の溝部１
０３と連通するように夫々取付けられる。そして、ガイ
ドリング１１２の歯車１１３が取付けられている面の反
対面が、前記検出器取付板１１１に取付けられる。前記
検出器取付板１１１において、ガイドリング１１２が取
付けられている面の反対面には前記歯車１１３を駆動す
る検出器回動用モータ１１が取付けられる。この検出器
回動用モータ１１の回転軸には前記歯車１１３と噛合す
る図示しない小歯車が取付けてあり、前記回転軸の回転
により歯車１１３を回転させ、距離検出器１０を歯車１
１３の回転中心用りに回動させるようになっている。即
ち前記検出器ｌＯの溝部１０３にＵ字管７の曲部を位置
させた場合に、この管軸用りに距離検出器１０が回動す
る。

以上の如く構成されたＵ字管の寸法測定装置の測定時に
おいては、Ｕ字管固定部４にＵ字管７をその曲部が前記
距離検出器１０の溝部１０３に入るように固定し、次に
測定部ｌの第１スライド台１４第２スライド台１５にて
距離検出器１０の旋回中心をＵ字管７の曲げ中心に略等
しくなるように調節すると共にスライド位置調節部材１
２３によって距離検出器１０の旋回半径を調節し、距離
検出器１０が非接触状態にてＵ字管７の曲部に沿って旋
回できるようにする。そして、検出器回動用モータ１１
の駆動により距離検出器１０の回動状態を変化させるこ
とにより検出角度を変えると共に検出器旋回用モータ１
６の駆動により距離検出器１０をＵ字管７の曲部に沿っ
て旋回させつつ距離検出器ｌＯによりＵ字管７を測定す
る。

第８図は、前述したＵ字管の寸法測定装置を用いて測定
を実施する場合の測定に関するブロック図である。図に
おいて５は検出器回動用モータ１１及び検出器旋回用モ
ータ１６の駆動制御を行う測定制御部であり、６は測定
されたデータの処理を行うデータ処理部である。５３は
距離検出器１０による測定手順、即ち寸法測定において
検出器回動用モータ１１及び検出旋回用モータ１６の駆
動により距離検出器１０を移動させるシーケンスが設定
されているシーケンサであり、該シーケンサ５３の出力
端子は旋回用モータ駆動装置５１及び回動用モータ駆動
値？＆５２の制御を行う測定制御器５０の入力端子に接
続されている。

測定制御器５０はシーケンサ５３より測定手順を順次読
み込み、該測定手順に従って距離検出器１０を移動させ
るべく制御信号を旋回用モータ駆動装置５１及び回動用
モータ駆動装置５２へ出力する。旋回用モータ駆動装置
５１及び回動用モータ駆動装置５２は、入力された制御
信号に基づいて検出器回動用モータ１１及び検出器旋回
用モータ１６の駆動制御を行う。

データ処理部６においては、補正演算装置６０の入力側
端子は、前記受信器１０２の出力側端子に接続されてお
り、受信器１０２により検出された測定データは、前記
補正演算装置６０へ入力される。該補正演算装置６０は
入力された測定データを補正演算して外径を算出し、更
に外面曲率及び真円度を算出し、この演算結果をプリン
タ及びＸ−ｙブロック等の出力装置６１へ出力し、また
同様にフロ・ノビ−ディスク等の記憶装置６２へ出力す
る。

次に前述した如き構成の装置を用いて実際にＵ字管７の
寸法測定を行う場合の全体の作業手順を、第９図に示す
フローチャートに基づき説明する。

まず、Ｕ字管７の曲部の測定箇所を所定散穿める。そし
て、一箇所の外径計測を管軸層りに所定ピンチにて全周
に渡って行い、これが終了すると、Ｕ字管７の曲部に沿
って移動し、また同様の外径計測を行う。この計測をＵ
字管７の曲部全体に渡って行ない、計測を終了する（ス
テップ１）。

続いて、前記補正演算装置６０において前記計測により
得られたデータに基づいて前述した如く旋回中心Ｏ１よ
り管軸までの長さＲ，と、旋回の角度θ。によりＵ字管
の曲げ中心０□の座標を算出する（ステップ２）。

次にステップ２において算出された曲げ中心０□と旋回
中心０．との座標上の偏位量δＸ、δｙ及び前記計測角
度偏差αを算出しくステップ３）、該偏位量δＸ、δｙ
及び計測角度偏差αに基づいて外径の計測値を補正演算
する（ステップ４）。

そして、ステップ４において補正された外径値の最大値
、最小値を求め、これにより真円度を算出する（ステッ
プ５）。

また、ステップ６では前述した如く、各測定点の円周上
における検出器の回動中心０３よりの距離の測定結果に
基づいて管軸断面の外面曲率を算出する（ステップ６）
。そして以上の計測及び演算の結果は出力装置６１及び
記憶装置６２へ出力され、測定作業は終了される。

以下、前述した如き演算方法について各別に、その手順
を示すフローチャートに従って説明する。

第１０図は旋回中心０．に対する曲げ中心０２の偏位量
の算出手順をしめずフローチャートであり、ステップ１
において、距離検出器１０によりＵ字管各部の計測を行
う。この計測結果よりエツジ長さＥｎ、外径Ｄｎ、旋回
中心より受光器１０２の最先端部までの長さＲｏ等のパ
ラメータを算出する　（ステップ２）。

次に前記パラメータより旋回中心０１よりＵ字管７の管
軸までの長さＲｎを算出し、該Ｒｎより、Ｕ字管７の曲
部の各計測点のｘ、　　ｙ座標化を行う（ステップ３）
。そしてこれらの計測点を結ぶ三角形の外接円の中心点
の平均値を算出し、この算出結果をＵ字管７の曲げ中心
０２とする（ステップ４）。以上の演算を実行後、各演
算結果を出力装置６１及び記憶装置６２へ出力する　（
ステップ５）。

第１１図は外径の補正及び真円度算出の手順を示すフロ
ーチャートである。補正演算装置６０においては、メモ
リより前述した如き計測結果を読み込み（ステップ１）
、各測定点における管の軸心Ｏ１と検出器１０の回動中
心０３の偏位ｉＲＧを算出する（ステップ２）。

そしてこの偏位ＩＲＧ、エツジ部長さＥｎ及び回動中心
０３より受光器１０２の受光端部までの長さＡ等のパラ
メータより前記軸心０４からの誤差を含まない管の半径
ＲＤ、、ＲＤ２を算出しくステップ３）、これらの半径
を加算し、補正後の外径値ＤＤを算出する　（ス、テッ
プ４）。

次にステップ４において算出された補正後の外径値ＤＤ
より最大、最小値（ＤＤＭＡＸ、　ＤＤ□Ｎ）を抽出し
くステップ５）、これらの差を公称外径で除して真円度
を算出する（ステップ６）。以上の演算結果は出力装置
６１及び記憶装置６２へ出力される（ステップ７）。

第１２図はＵ字管７の軸断面の円周部の外面曲率の算出
の手順を示すフローチャートである。補正演算装置６０
においては、メモリより前述した如き計測結果を読み込
み（ステップ１）、前記円周上の計測点を、回動中心０
３を原点とし、これらの座標化を行う（ステップ２）。

次に座標化された計測点を結ぶ三角形の外接円の半径Ｒ
Ｒを任意に算出しくステップ３）、これらの半径■を平
均して、外面曲率ＲＲを算出する（ステップ４）。以上
の演算結果は出力装置６１及び記憶装置６２へ出力され
る　（ステップ５）。

前述の如き本発明方法及び装置を用い、実際に公称外径
２２．２３　ｖａｎ、真円度６％以下、外面曲率８．０
龍以下のＵ字管の外径を測定した結果、従来装置では±
０．０５ｍｍ以上の測定誤差が生じていたが、本発明方
法及び装置による測定結果は測定誤差が±０．０３ｍ以
下に抑制されることとなった。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明においては、非接触型の距離
検出器を用い、これをＵ字管の曲部に沿って旋回させつ
つ外径の計測を行ない、この計測結果をＵ字管の曲げ中
心に対する旋回中心の位置の偏位量に基づいて補正する
ことにより、高精度にてＵ字管の曲部の各種寸法を測定
することが可能である等本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るＵ字管の寸法測定方法の原理を
示す模式的平面図、第２図は非接触型の距離検出器の側
面図、第３図はＵ字管の曲げ中心の算出方法を示す図、
第４図は外径の補正方法を示す図、第５図は外面曲率を
求める方法を示す図、第６図はＵ字管の寸法測定装置の
正面図、第７図はその側面図、第８図はそのブロック図
、第９図はＵ字管７の寸法測定を行う場合の全体の作業
手順のフローチャート、第１０図は旋回中心に対する曲
げ中心の偏位量の算出手順のフローチャート、第１１図
は外径の補正及び真円度算出の手順を示すフローチャー
ト、第１２図はＵ字管の軸断面の円周部の外面曲率の算
出の手順を示すフローチャート、第１３図は、従来のり
ニアゲージによるＵ字管の外径及び真円度の測定方法を
示す図である。１・・・測定部　４・・・Ｕ字管固定部　７・・・（Ｊ
字管１０・・・距離検出器　１１・・・検出器回動用モ
ータ１６・・・検出器旋回用モータ　６０・・・補正演
算装置時　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人
　弁理士　　河　　野　　登　　夫第２図賂　１　　図鴻Ｓ図も凹葛図第図猶凹篤図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】１、非接触型の距離検出器をＵ字管の曲部に沿って旋回
させることにより該Ｕ字管の曲部の各種寸法を測定する
Ｕ字管の寸法測定方法において、前記Ｕ字管の曲げ中心に対する距離検出器の旋回中心の偏位量を求め、該偏位量によって測定結果
を補正することを特徴とするＵ字管の寸法測定方法。２、非接触型の距離検出器によりＵ字管の曲部の各種寸
法を測定するＵ字管の寸法測定装置において、前記Ｕ字管の曲部に沿って前記距離検出器を旋回させる旋回手段と、Ｕ字管の管軸周りに距離検出器を回動させる回動手段と、これらの手段を用いることにより得られる測定結果よりＵ字管の曲げ中心に対する前記旋回手段の
旋回中心の偏位量を幾何学的計算により求め、該偏位量
に基づいて前記測定結果を補正する演算手段とを具備することを特徴とするＵ字管の寸法測定装置。