JPH06142722A - バーステディアの芯計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーステディアのパス芯測定を高精度で、し
かも短時間に測定する。 【構成】 穿孔圧延機１のバーステディア３の入側に設
けたレーザビームを照射するレーザ発光装置２と、該レ
ーザ発光装置２と対向して出側にバーステディアの基準
パス芯に合致させて設けた受光位置検出器のセンサーヘ
ッド６と、内蔵の前記レーザビームを受光する受光位置
検出器のセンサーヘッドがマンドレルバー１０中心と同
心円上になるようマンドレルバー１０先端に固定した各
バーステディアに保持させるダミー管９と、該受光位置
検出器の受光結果に基づき得られるマンドレルバー１０
の軸芯とレーザビーム基準パス芯との差を求める演算表
示装置からなる。 【効果】 バーステディアの芯狂いにより発生する製品
の偏肉等の寸法不良を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マンネスマン方式に
よる継目無管製造の穿孔圧延機（ピアサ）の出側におい
て、プラグを支持するマンドレルバーの支持装置である
バーステディアの芯計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マンネスマン方式による継目無管の製造
においては、図４に示すとおり、穿孔圧延機２１で穿孔
が完了すると素管はドラグアウトローラ２２により穿孔
圧延機２１から引き出される。バーステディア装置２３
は、穿孔中のマンドレルバー２４の振れ回りを抑止する
ための支持装置で、３つのロールがリンク機構で開閉
し、素管が近づくと熱塊検出器のＯＮのタイミングによ
り開放して素管をガイドする。このときバーステディア
は、素管径よりも若干大きい位置まで開く。上記穿孔圧
延においては、プラグがミル芯に対して偏芯している
と、穿孔後の肉厚が不均一になる偏芯性偏肉が発生す
る。このため、バーステディアの芯がパス芯に一致する
よう約３ケ月に１度程度の割合でバーステディアのパス
芯計測が実施されている。なお、穿孔ロールミル芯レベ
ルは、パス芯レベルより約４ｍｍ高い。バーステディア
の芯は、パス芯に一致するよう設定されている。

【０００３】従来、バーステディアの芯測定は、図５、
図６に示すとおり、穿孔圧延機ロール上部冠部３１から
ピアノ線３２をパス芯３３と水平投影面内で同一に張
り、そのピアノ線３２から各バーステディア３４水平方
向中心位置に先端に錘３５を付けたピアノ線３６をつり
下げる。一方、バーステディア３４には、バーステディ
ア３４一台でのみ保持できる長さの真円のビレット端面
に垂直にけがいたダミーバー３７を保持させ、錘３５を
つり下げたピアノ線３６の垂線とダミーバー３７にけが
いた垂線とのずれから水平方向（以下Ｘ軸という）の芯
ずれを測定する。また、高さ方向（以下Ｙ軸という）に
ついては、図７に示すとおり、基準高さとのずれをダミ
ーバー３７上に定規３８を立ててトランシット等の光学
式レベルメータ３９で覗き、定規３８と基準高さとの交
点の目盛りを読むことによって測定していた。上記バー
ステディア３４の芯測定は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の各バ
ーステディアについて実施し、Ｘ軸、Ｙ軸方向に芯ずれ
が発生している場合は、各バーステディアの垂直水平方
向調整部を逐次調整し芯合わせを実施している。上記バ
ーステディアの芯測定は、通常３名の測定者で８時間程
度を要するばかりでなく、芯出し精度は±１ｍｍ程度が
限度であった。

【０００４】また、レーザビーム照射部とレーザビーム
受光装置を組合せた芯出し装置としては、第一スタンド
の入側に近接してレーザ照射部を、また最終スタンドの
出側に近接して前記レーザ照射部の発射ビームを受信す
るビーム検出器を設け、各一対のロールのカリバーによ
って形成されたほぼ円形の空間にそれぞれ該空間の中心
と一致する中心部を有する治具を着脱自在に取付け、前
記レーザ照射部から第一スタンドの側壁と垂直にレーザ
ビームを発射し、各治具の中心部がレーザビームのセン
ターと一致するように各一対のロールを軸方向に修正す
る方法（特公昭６０−７５６３号公報）、レーザビーム
の通る孔を備え、圧延ロールに装着可能なテンプレート
を包含し、前記孔の軸線が前記ロールによって形成され
るパスの軸線に一致し、パスの軸線に対するレーザビー
ムの片寄りを決定する装置を備え、テンプレートが管を
備えさらに弾性材料で載頭円錐形またはピラミッド状に
作った２個のエレメントを備え、かつ該エレメントがそ
れらの小面積端部を互いに対面させて前記管に沿って軸
線方向に移動できるように該管に取付けられている装置
（特開昭６４−５６１４号公報）、中心に基準ターゲッ
トを有し、マンドレルミルの各スタンドの圧延ロール間
に挟持された鼓型状の治具ロールと、前記基準ターゲッ
トの中心位置を測定する光学式読取装置からなる装置
（実開平３−６８９０１号公報）、多段鋼管圧延機の圧
延ロールの鋼管搬送方向入側から出側に向けて平行光線
を照射する光源と、該平行光源を前記圧延ロールの鋼管
搬送方向出側で受光する受光器と、該受光器の受光結果
に基づき得られた前記圧延ロールの位置により芯出し位
置を求めて表示する演算表示装置とを備えた装置（実開
平４−３３４０１号公報）等の提案が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特公昭６０−７５
６３号公報、特開昭６４−５６１４号公報および実開平
３−６８９０１号公報に開示の技術は、いずれも溝形圧
延ロール間に治具を装入し、圧延ロールに接触させた治
具の中心と、通過するレーザビームの位置関係からロー
ル軸芯測定を行うもので、バーステディアの芯測定を行
うものではない。

【０００６】この発明の目的は、上記バーステディアの
パス芯測定を高精度で、しかも短時間に測定できるバー
ステディアの芯測定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験検討を重ねた。その結果、レーザ
発光装置をバーステディアの入側に設置し、その反対側
に半導体位置検出装置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉ
ｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ 以下ＰＳＤという）またはＣ
ＣＤカメラ等の受光位置検出器のセンサーヘッドをバー
ステディアの基準パス芯に合わせて設置し、レーザ発光
装置のレーザビーム芯をバーステディアの基準パス芯に
合致させ、バーステディアに保持させるダミー管に内蔵
のＰＳＤまたはＣＣＤカメラ等の受光位置検出器のセン
サーヘッドがマンドレルバーの中心と同心円上なるよう
マンドレルバー先端に固定し、ダミー管をバーステディ
アのロールに保持させ、レーザビームを照射すればマン
ドレルバーの軸芯との相対位置が測定できるとの結論に
至り、この発明に到達した。

【０００８】すなわちこの発明は、穿孔圧延機のバース
テディアの入側に設けたレーザビームを照射するレーザ
発光装置と、該レーザ発光装置と対向して出側にバース
テディアの基準パス芯に合致させて設けた受光位置検出
器のセンサーヘッドと、内蔵の前記レーザビームを受光
する受光位置検出器のセンサーヘッドがマンドレルバー
中心と同心円上になるようマンドレルバー先端に固定し
た各バーステディアに保持させるダミー管と、該受光位
置検出器の受光結果に基づき得られるマンドレルバーの
軸芯とレーザビーム基準パス芯との差を求める演算表示
装置からなるバーステディアの芯計測装置である。

【０００９】

【作用】この発明においては、穿孔圧延機のバーステデ
ィアの入側にレーザビームを照射するレーザ発光装置を
設け、該レーザ発光装置と対向して出側にバーステディ
アの基準パス芯に合致させて受光位置検出器のセンサー
ヘッドを設けるから、バーステディアの基準パス芯に合
致させて設ける受光位置検出器のセンサーヘッドにレー
ザ発光装置からレーザビームを照射し、受光位置検出器
のコントローラのＸ軸、Ｙ軸表示出力が零になるまでレ
ーザ発光装置を位置調整すれば、レーザ発光装置のレー
ザビームを基準パス芯に合わせることができる。また、
各バーステディアに保持させるダミー管に内蔵の前記レ
ーザビームを受光する受光位置検出器のセンサーヘッド
をマンドレルバー中心と同心円上になるようマンドレル
バー先端に固定したから、マンドレルバー先端に固定し
たダミー管を各バーステディアでクランプし、マンドレ
ルバー軸芯とレーザビームのパス芯とのずれを測定する
ことによって、バーステディアの基準パス芯に対するず
れ量が測定できる。

【００１０】この発明におけるレーザ発光装置は、Ｘ
軸、Ｙ軸方向に移動可能で、また、Ｘ軸、Ｙ軸各々の軸
まわりに回転可能となっており、バーステディアの基準
パス芯と一致させるよう照射方向を調節可能に設ける。
バーステディアの基準パス芯とレーザ発光装置のレーザ
ビームの芯を一致させるのに用いるバーステディアの出
側にバーステディアの基準パス芯に位置調整して受光位
置検出器センサーヘッドを固定する場合は、粗調整は受
光位置検出器センサーヘッド取付け治具をセットするこ
とにより行い、微調整はＸ軸、Ｙ軸方向調整ねじにより
行う。

【００１１】各バーステディアのパス芯計測は、レーザ
発光装置のレーザビームの芯をバーステディアの基準パ
ス芯と一致させるのに用いた受光位置検出器センサーヘ
ッドを取り外し、バーステディアに保持させるダミー管
に内蔵した受光位置検出器のセンサーヘッドがマンドレ
ルバーの中心と同心円上になるようマンドレルバーの先
端に固定し、まずマンドレルバーを前進させてＮｏ．１
バーステディアでマンドレルバーの先端に固定したダミ
ー管をクランプする。この場合、Ｎｏ．２バーステディ
ア以降はクランプ開放である。そしてバーステディアの
基準パス芯に調整したレーザ発光装置からスポットレー
ザビームをダミー管の受光位置検出器のセンサーヘッド
に照射し、受光位置検出器のコントローラのＸ軸、Ｙ軸
表示出力を確認する。中心位置よりずれが発生している
場合は、Ｎｏ．１バーステディアの調整部によりＸ軸、
Ｙ軸方向の修正を行う。Ｎｏ．１バーステディアのパス
芯計測が終了すると、マンドレルバーを後退させてダミ
ー管をＮｏ．２バーステディアにクランプし、同様にＮ
ｏ．２バーステディアの基準パス芯とのずれを計測す
る。順次Ｎｏ．８バーステディアまで同様の作業を実施
する。

【００１２】

【実施例】以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図
１ないし図３に基づいて説明する。図１はこの発明のバ
ーステディアの芯測定装置の設置位置を示す平面図、図
２はマンドレルバー先端に固定したＰＳＤセンサーヘッ
ドを内蔵したダミー管の側断面図、図３はダミー管をバ
ーステディアのロールでクランプした状態の正面図であ
る。図１において、１は穿孔圧延機、２は穿孔圧延機１
の出側に設けた出力１ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザ発光装
置、３は穿孔圧延機１の出側テーブルに設けられたＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．８バーステディアで、図３に示すとお
り、３個のロール４がリンク機構５で開閉するよう構成
されている。

【００１３】６はＮｏ．８バーステディア３の出側に設
けたバーステディア３の基準パス芯にレーザ発光装置２
を位置調整するためのＰＳＤセンサーヘッドで、レーザ
発光装置２の位置調整までの間バーステディア３の基準
パス芯に位置調整し固定されている。この場合、粗調整
はＰＳＤセンサーヘッド取付け治具をセットすることに
より行い、微調整はＰＳＤセンサーヘッドのＸ軸、Ｙ軸
方向調整ねじにより行う。ＰＳＤセンサーヘッド６は、
演算記憶部７ａ、表示部７ｂおよびロギング出力部７ｃ
からなるＰＳＤコントローラ７と接続され、その測定結
果はＰＳＤコントローラ７およびＸ−Ｙレコーダ８に表
示記録される。９は各バーステディア３の芯計測のため
のマンドレルバー１０の先端に取付けたダミー管で、図
２に示すとおり、プラグを取外したマンドレルバー１０
の先端に内蔵したＰＳＤセンサーヘッド１１がマンドレ
ルバー１０の中心と同芯円上になるよう取付ける。ＰＳ
Ｄセンサーヘッド１１はＰＳＤコントローラ７と接続さ
れ、その測定結果はＰＳＤコントローラ７およびＸ−Ｙ
レコーダ８に記録されるよう構成されている。

【００１４】上記のとおり構成したことにより、次の手
順により各バーステディア３の芯測定を行うことができ
る。まず、バーステディア３の基準パス芯とレーザビー
ムの芯を一致させるには、レーザ発光装置２の反対側に
ＰＳＤセンサーヘッド６をバーステディア３の基準パス
芯に位置調整し固定する。この場合、粗調整はＰＳＤセ
ンサーヘッド６取付け治具をセットすることにより行
い、微調整はＰＳＤセンサーヘッド６のＸ軸、Ｙ軸方向
調整ねじにより行う。ついでレーザ用電源装置１２を操
作してレーザ発光装置２からスポットレーザビームをＰ
ＳＤセンサーヘッド６に向けて照射し、ＰＳＤコントロ
ーラ７の表示部７ｂのＸ−Ｙ表示およびＸ−Ｙレコーダ
８のＸ軸、Ｙ軸表示出力が零になるまでレーザ発光装置
２を位置調整し、レーザビームをバーステディア３の基
準パス芯に合わせる。そしてＰＳＤセンサーヘッド６を
除去し、各バーステディア３の芯測定の準備が完了す
る。

【００１５】各バーステディア３の芯測定は、マンドレ
ルバー１０の先端にＰＳＤセンサーヘッド１１を内蔵し
たダミー管９を、マンドレルバー１０の中心と同心円上
にＰＳＤセンサーヘッド１１が位置するよう取付けて固
定したのち、マンドレルバー１０を前進させてＮｏ．１
バーステディア３でダミー管９をクランプする。この場
合、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．８バーステディアのロール４は開
放されている。そしてレーザ用電源装置１２を操作して
バーステディア３の基準パス芯に調整したレーザ発光装
置２からスポットレーザビームをＮｏ．１バーステディ
ア３でクランプしたダミー管９のＰＳＤセンサーヘッド
１１に照射し、ＰＳＤコントローラ７の表示部７ｂおよ
びＸ−Ｙレコーダ８でＰＳＤセンサーヘッド１１のＸ
軸、Ｙ軸表示を確認する。Ｎｏ．１バーステディア３の
芯が基準パス芯、すなわち中心位置よりずれている場合
は、Ｎｏ．１バーステディア３の調整部によりＸ軸、Ｙ
軸方向の修正を行い、Ｎｏ．１バーステディア３の芯を
基準パス芯に合致させる。

【００１６】Ｎｏ．１バーステディア３のパス芯計測が
終了すると、Ｎｏ．１バーステディア３のロール４を開
放し、マンドレルバー１０先端のＰＳＤセンサーヘッド
１１を内蔵したダミー管９のクランプを解除したのち、
マンドレルバー１０を後退させてＮｏ．２バーステディ
ア３でダミー管９をクランプする。この場合、Ｎｏ．２
バーステディア以外のロール４は開放されている。そし
てＮｏ．２バーステディア３のパス芯計測を同様に実施
することを繰り返し、Ｎｏ．８バーステディア３まで同
じ作業を実施する。なお、各バーステディア３の３ロー
ル長手方向の傾きが懸念されるため、１つのバーステデ
ィア３でロール長手方向の前方および後方の２カ所で芯
計測を行うのが、バーステディア３の基準パス芯と各バ
ーステディア３のパス芯とを合致させるのに適してい
る。上記作業を行うことによって、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８
バーステディア３のパス芯計測を行うことができる。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
通常３名で８時間を要していたバーステディアの芯測定
が、一人で２〜３時間で実施できると共に、芯測定の精
度が従来の±１ｍｍから±０．１ｍｍに向上し、バース
テディアの芯狂いにより発生する製品の偏肉等の寸法不
良の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のバーステディアの芯測定装置の全体
配置平面図である。

【図２】マンドレルバー先端に固定したＰＳＤセンサー
ヘッドを内蔵したダミー管の側断面図である。

【図３】ダミー管をバーステディアのロールでクランプ
した状態の正面図である。

【図４】穿孔圧延ミルにおけるバーステディアの位置を
示す平面図である。

【図５】従来のピアノ線利用によるバーステディア芯測
定の説明図である。

【図６】従来のピアノ線利用によるバーステディア芯の
水平方向のずれ測定の説明図である。

【図７】従来のピアノ線利用によるバーステディア芯の
垂直方向のずれ測定の説明図である。

【符号の説明】

１、２１ 穿孔圧延機 ２ レーザ発光装置 ３、３４ バーステディア ４ ロール ５ リンク機構 ６ ＰＳＤセンサーヘッド ７ ＰＳＤコントローラ ８ Ｘ−Ｙレコーダ ９ ダミー管 １０、２４ マンドレルバー １１ ＰＳＤセンサーヘッド １２ レーザ用電源装置 ２２ ドラグアウトローラ ２３ バーステディア装置 ３１ 穿孔圧延機ロール上部冠部 ３２、３６ ピアノ線 ３３ パス芯 ３５ 錘 ３７ ダミーバー ３８ 定規 ３９ 光学式レベルメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穿孔圧延機のバーステディアの入側に設
   けたレーザビームを照射するレーザ発光装置と、該レー
   ザ発光装置と対向して出側にバーステディアの基準パス
   芯に合致させて設けた受光位置検出器のセンサーヘッド
   と、内蔵の前記レーザビームを受光する受光位置検出器
   のセンサーヘッドがマンドレルバー中心と同心円上にな
   るようマンドレルバー先端に固定した各バーステディア
   に保持させるダミー管と、該受光位置検出器の受光結果
   に基づき得られるマンドレルバーの軸芯とレーザビーム
   基準パス芯との差を求める演算表示装置からなるバース
   テディアの芯計測装置。