JPH0338007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼管を拡管する際に拡管機ヘツドが
鋼管内面ビードへ乗上げることを防止する方法に
関するものである。

第１図は、拡管の開始の際に鋼管内面に拡管機
ヘツドを挿入した状態の斜視図であり、１は鋼
管、２は外面ビード、２′は内面ビード、３は溶
接シームねじれ、４は拡管機、５は拡管機ヘツ
ド、６は拡管機ヘツドに設けた内面ビードを避け
るためのダイ溝である。

第２図は、拡管機ヘツドが鋼管内面ビードに乗
上げたときの拡管機ヘツドとビードの状態を示す
断面図で、２は外面ビード、２′は内面ビード、
６は拡管機ヘツドに設けられたダイ溝、７は鋼管
の母材部、８は拡管機ヘツドの鋼管内面ビードへ
の乗上げによつて発生することがあるビードトウ
割れである。

第１図に示すように、拡管機ヘツド５のダイ溝
６は拡管の当初、鋼管の内面ビードがダイ溝に入
るようにして拡管を開始しても溶接シームねじれ
３により拡管を進めるに従つて第２図に示すよう
に内面ビードがダイ溝より外れてダイが内面ビー
ドに乗上げ、８に示すビードトウ割れが生じた
り、溶接部の靭性劣化、溶接部の硬度増加、ピー
キングの増加等が生じる。

このような拡管機ヘツドが拡管すべき鋼管の内
面ビードに乗上げることを防止するための従来の
方法は、 イ 拡管開始前、拡管機ヘツドを鋼管内面に挿入
する直前に拡管機ヘツドと内面ビードとを目
視、又はテレビカメラなどのような画像機器を
使用することによつて位置合せする方法。

があり、また、考えられる方法として、 ロ 内面ビードの余盛を溶接線全長にわたつて削
除した後で拡管する方法。

がある。

これらの従来の方法には、それぞれ以下に示す
問題点が存在する。まずイの方法では、直接目視
で位置合せするために位置合せ精度が悪いことと
同時に拡管中は位置の確認ができず、拡管機ヘツ
ドが鋼管内面ビードに乗上げることを完全に防止
できない。ロの方法は、作業者環境、及び生産能
率上機械化することが望ましいが、内面ビードを
溶接線全長にわたつて削除する装置はきわめて大
規模となるために現実的でない。

本発明の目的は、従来技術の欠点に対処し、小
規模な装置の導入によつて拡管機ヘツドの鋼管内
面ビードへの乗上げを完全に防止できるようにし
たものである。

本発明の特徴は、拡管中常時、拡管機ヘツドと
ビードとの相対的な位置関係をビード位置看視装
置で看視することにより、拡管機ヘツドが鋼管内
面ビードへ乗上げる状態を、拡管開始前に行なう
拡管機ヘツドと外面ビードとの位置合せ精度の良
否に関係なく高精度に検知し、以降の拡管フロー
に修正措置をとることができる点である。

本発明は、鋼管を拡管する際に、ビード位置検
出器と信号処理装置とから成るビード位置看視装
置を使用し、あらかじめ拡管機ヘツドのダイ溝位
置を検出しておき、次に拡管すべき鋼管の外面ビ
ードの位置を検出して前記ダイ溝位置と外面ビー
ドとを逐一対比してダイ溝へ正確に内面ビードが
入ることを看視しながら拡管を行なうことを特徴
とする拡管機ヘツドの鋼管内面ビードへの乗上げ
を防止する方法である。

以下に図面に基づいて本発明の実施例について
述べる。

第３図は本発明方法を用いた装置における拡管
状況を示す側面図で、鋼管は走行台車１３によつ
て支持されながら矢印方向（右方向から左方向）
に移動させられる。ビード位置検出器には、検出
の信頼性の点でもつとも最適であると考えられる
光切断法を採用した例である。第３図において、
ビード位置検出器は扇状レーザ発生器９とイメー
ジセンサ１０とから成り、これらは架台１１に支
承され、該架台１１は架台用スタンド１２に固定
されている。

第４図は、本発明方法を用いた装置の拡管開始
の際、鋼管内面に拡管機ヘツドを挿入した状態で
のビード位置検出器周りと信号処理装置の模式図
である。第４図において、信号処理装置は画像表
示部１４と信号処理部２５とから成り、１５は画
像表示部１４に表示された外面ビード信号（ただ
し；内面ビードと位置的ずれ、形状の相違がある
場合は補正した表示が必要）１６は画像表示部１
４に表示させた拡管機ヘツドのダイ溝信号、１７
は画像表示部１４の画面中心、１８は画像表示部
１４の画面上における拡管機ヘツドのダイ溝中
心、１９は画像表示部１４の画面上における外面
ビード幅の中心、２０は画像表示部１４の画面上
における画面中心と拡管機ヘツドのダイ溝中心と
の偏差、２１は画像表示部１４の画面上における
画面中心と外面ビード幅の中心との偏差、２２は
画像表示部１４の画面上における拡管機ヘツドの
ダイ溝幅、２３は画像表示部１４の画面上におけ
る外面ビード幅、２４は画像表示部１４の画面上
における拡管機ヘツドのダイ溝端の位置と外面ビ
ードトウ部の位置との偏差、である。すなわち本
発明方法を用いたビード位置看視装置の主要部
は、扇状レーザ発生器９とイメージセンサ１０、
及びこれらを支持固定する架台１１とスタンド１
２とから成るビード位置検出器と、画像表示部１
４と信号処理部２５とから成る信号処理装置とか
ら成つている。

次に、本発明方法に用いられるビード位置看視
装置に関して説明する。

ビード位置検出器は、その信頼性の点で非接触
方式が望ましい。特にビード部が滑らかであるた
めにビード部と母材部との区別が目視で困難であ
るような場合は、接触式（倣いロール式等）では
実現不可能と考えられる。どの方式を採用しても
かまわないが、一般に鋼管のビードは滑らかであ
るために採用できる方式は、接触式、又は非接触
式いずれの方式かを問わず、その数が限られる。

本発明方法に用いられるビード位置看視装置と
しては最適例としてとり挙げた前記の光決断法以
外の非接触方式、例えば、適切なる演色性と照度
を保持できる照明器具を併設してテレビカメラで
ビード位置を看視する方法があるが、この方法で
は、ビード部が滑らかである場合にビード部と母
材部の区別を容易にするために、ビード部と母材
部との境界に細い白線で線引きする、又は有色す
るスリツト光をあてるのがよい。ただ、いずれの
方式にしろ、高い信頼性を保持しながら常時ビー
ド位置を看視できるビード位置検出器であれば良
いことは言うまでもない。

ビード位置検出器を支持する架台は、ビード位
置検出器の機能を余すことなく引出すために支障
のないものであることが必要である。そのポイン
トとして、支持架台１１と固定スタンド１２のガ
タは、ビード位置の看視精度に直接影響するの
で、該ガタを排除できる堅牢代が必要であり、使
用場所によつては振動等にも耐えるものでなけれ
ばならない。

また、一般に、鋼管については多種サイズの製
造に対応した製造所が多いので、鋼管サイズが変
わつても、ビード位置検出器を最適動作条件に迅
速、かつ円滑に設定し直せるように、扇状レーザ
ー発生器９の角度設定機構、及びイメージセンサ
１０の光学系の調整機構を遠隔操作化する、等の
工夫が必要となる。

更に、ビード位置検出器が滞りなく安定した動
作を続けるために、鋼管の形状（曲り等）にビー
ド位置検出器を強制的に追求させる（図面には入
れていない）上下自動倣い機構の採用も考慮する
ことが必要である。

信号処理部に送る信号は、まず拡管機ヘツドの
ダイ溝をビード位置検出器で認識させ、得た信号
を基準信号として統一しておく。

ビード位置検出器で常時看視することによつて
得る位置信号は、看視視野が広いこと、鋼管長が
長いこと等によつて多大な信号量となることが推
測され、又、拡管機ヘツドの鋼管内面ビードへの
乗上げ防止するために、本発明方法を用いたビー
ド位置看視装置によつて乗上げが発生する事前に
拡管機にフイードフオワードするタイミングは、
リアルタイムに行なわなければならないことか
ら、信号処理部の中枢には、高速処理が可能なマ
イコン、又は、ミニコン等の導入が望ましいが、
使用法によつてはこの限りではない。

次に本発明方法における作用を、ビード位置検
出器に光切断法を採用して本発明方法を用いた例
で説明する。

まず鋼管１は第３図の実線の位置にあり、ビー
ド位置検出器は拡管機ヘツドのダイ溝６を看視、
認識して信号処理部２５に信号を送る。信号処理
部２５は、統一した信号として準備信号を得て画
像表示部１４に拡管機ヘツドのダイ溝信号１６を
表示させる。更に鋼管１は走行台車１３によつて
破線の位置方向に進められ、ビード位置検出器は
ビード位置信号を信号処理部２５に送る。信号処
理部２５は、拡管機ヘツドのダイ溝信号１６と外
面ビード信号１５とを表示、及び画像解析するこ
とによつて１８〜２３を算出し、最終的に、拡管
機ヘツドのダイ溝端の位置と外面ビードトウ部の
位置との偏差２４を算出し、認識して拡管機ヘツ
ドが鋼管内面ビードへ乗上げるか否かを評価す
る。その評価信号はただちに拡管機４と走行台車
１３にフイードフオワードされ、「乗上げる」と
の評価である場合は「位置決めし直し」シーケン
スへのフロー変更が自動的に行なわれ、又、「乗
上げない」との評価である場合は、そのまま、拡
管が進められる。もちろん、「乗上げる」との評
価が出された時点で拡管機を手動運転に自動的に
切換させることも容易である。拡管が開始される
と鋼管１は更に左方向の破線位置へ進められて同
様な看視動作が繰返される。

本発明方法を適用できるビード位置看視装置を
導入する場合に、対象とする鋼管において、外面
ビードで内面ビードの位置、大きさを代表できな
い場合は、基準信号としての拡管機ヘツドのダイ
溝信号を、又は外面ビード信号をあらかじめ補正
することが必要である。

本発明方法を適用できるビード位置看視装置を
導入することにより、拡管機ヘツドの鋼管内面ビ
ードへの乗上げを完全に防止することが可能とな
つて次の効果を得た。

イ 第２図８に示すような、拡管機ヘツドの鋼管
内面ビードへの乗上げにより発生するビードト
ウ割れを完全に防止することが可能となつた。

ロ 拡管機ヘツドの鋼管内面ビードへの乗上げが
原因である品質劣化を防止した。

ハ 付帯効果として、拡管機の機側にはり付いて
常駐看視している作業者の省力化が可能であ
る。

以上の如く、本発明方法は、拡管機ヘツドの内
面ビードへの乗上げを防止して、鋼管の品質を確
保すると共に、コスト低減、及び省力化にも寄与
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、拡管開始時の状態を示す斜視図、第
２図は内面ビードがダイ溝から外れた場合の状態
を示すビードの断面図、第３図は本発明方法に係
るビード位置検出器と拡管機の概略図、第４図は
本発明方法に係る装置の模式図である。 １……鋼管、２……外面ビード、２′……内面
ビード、５……拡管機ヘツド、６……ダイ溝、９
……扇状レーザー発生器、１０……イメージセン
サ、１４……画像表示部、２５……信号処理部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼管を拡管する際に、ビード位置検出器と信
   号処理装置とから成るビード位置看視装置を使用
   し、あらかじめ、拡管機ヘツドのダイ溝位置を検
   出しておき、次に拡管すべき鋼管の外面ビードの
   位置を検出して、前記ダイ溝位置と外面ビード位
   置とを逐一対比してダイ溝へ正確に内面ビードが
   入ることを看視しながら拡管を行なうことを特徴
   とする拡管機ヘツドの鋼管内面ビードへの乗上げ
   防止方法。