JPH08114422A - 鋼管の外径測定装置 - Google Patents

鋼管の外径測定装置

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JPH08114422A
JPH08114422A JP27716994A JP27716994A JPH08114422A JP H08114422 A JPH08114422 A JP H08114422A JP 27716994 A JP27716994 A JP 27716994A JP 27716994 A JP27716994 A JP 27716994A JP H08114422 A JPH08114422 A JP H08114422A
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JP
Japan
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steel pipe
outer diameter
supports
distance
measured
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Withdrawn
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JP27716994A
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English (en)
Inventor
Kosuke Harada
浩介 原田
Shizuo Yamamoto
静夫 山本
Kazuyoshi Miyazawa
和義 宮澤
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Nippon Steel Corp
Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管や比較的太径の丸棒鋼等の外径を簡単な
装置によって、高精度で測定することを目的とする。 【構成】 該搬送ラインを挟んで平行に設けられた対の
支持体4と、支持体の左右両側を貫通して設けられたリ
ニアガイド5と、該支持体の少なくとも左右一方を貫通
し、かつ軸方向中央部を境にして互いに逆方向の螺子が
切られているボールネジ6と、ボールネジ6の一端に連
結しているモータ7と、該支持体の向かい合う面の左右
一方に設けられたレーザ投光器8と左右他方に設けられ
た一次元ラインセンサー9と、該支持体を渡して設けら
れたリニアエンコーダー10と、該支持体を支持し且つ
鋼管の軸芯を中心して搬送ラインと直交する面内で回転
駆動する面盤11と、一次元ラインセンサー9によって
検出されたビット出力カウント数及びリニアエンコーダ
ー10によって鋼管の外径を演算する演算処理装置13
とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼管や比較的太径の棒
鋼等の外径測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼管や比較的太径の丸棒鋼等の外径を測
定するための装置としては、例えば図6に示す光学式の
測定装置が知られている。この測定装置は、投光器1よ
り一次元ラインセンサー2(又はレーザスキャンセン
サ)に向けて平行光線を被測定物3の全体に照射し、被
測定物3による影を一次元ラインセンサー2に投影し、
影の長さを一次元ラインセンサー2のビット出力カウン
タ数(又はレーザスキャンセンサの電圧出力)を処理す
ることで被測定物3の外径を測定するものである。しか
し、この装置では、測定しようとする被測定物3の外径
が投光器1が照射する平行光線の幅以下であることが必
要であり、それ以上の太径の被測定物の測定は不可能で
ある。
【0003】一方、比較的太径の被測定物の外径を測定
するための装置として、図7に示す装置が知られてい
る。図7に示す装置は、投光器1,1から一次元ライン
センサー2,2に向かって平行光線を被測定物3の上端
部及び下端部に照射し、図6と同様に被測定物3の外径
寸法を測定するものである。しかし、この装置では、平
行光線を照射するためにレンズを用いているため、一次
元ラインセンサー2の測定範囲を広くするにつれて、レ
ンズの径を大きくする必要があり、これに伴ってレンズ
収差が増大するため、測定精度が低下する。
【0004】また図7に示した装置と類似の装置におい
て、光源として白色光を用いた投光器及び小型白色光C
CDセンサーを用いた一次元ラインセンサーを、それぞ
れ独立して昇降可能に設け、被測定物の外径に応じて投
光器および一次元ラインセンサーを昇降させ、その移動
量を投光器および一次元ラインセンサーに設けた4台の
リニアエンコーダーによって測定することで被測定物の
外径を測定する装置が知られている。しかし、この装置
では、光源として白色光を用いているため、単色光(レ
ーザ光)に比べるとレンズ収差の影響を受けやすく、さ
らには、投光器と一次元ラインセンサー2とが独立して
移動するため、投光器1と一次元ラインセンサー2間で
光軸のずれが生じること、及びリニアエンコーダー4台
分の測定誤差が加算されるため測定精度が低下する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼管や比較
的太径の丸棒鋼等の外径を簡単な装置によって、高精度
で測定することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明の鋼管の外径測定装置は、鋼管の搬送ラインにお
いて、該搬送ラインを上下に挟んで互いに平行に設けら
れた一対の支持体と、該支持体の左右両側を貫通して設
けられたリニアガイドと、該支持体の少なくとも左右一
方を貫通して設けられたボールネジと、該支持体の向か
い合う面の左右一方に設けられたレーザ投光器と左右他
方に設けられた一次元ラインセンサーと、該支持体間を
渡して設けられたリニアエンコーダーと、該支持体を支
持し且つ鋼管の軸芯を中心して搬送ラインと直交する面
内で回転駆動する面盤と、前記一次元ラインセンサーに
よって検出されたビット出力カウント数及びリニアエン
コーダーによって測定された支持体間の距離によって鋼
管の外径を演算する演算処理装置とから成り、前記ボー
ルネジには軸方向中央部を境にして互いに逆方向の螺子
が切られており且つ一端にはモータが連結されているこ
とを特徴とする。
【0007】また、前記装置において、該装置の搬送ラ
イン前方に該搬送ラインを左右に挟んで両側に垂直に並
べて設けられた複数の光電管と、該光電管によって測定
された鋼管の外径と前記リニアエンコーダーによって測
定された支持体間の距離とを比較し、鋼管の外径が支持
体間の距離よりも大きい場合に搬送ラインに停止信号を
出力する演算制御装置とが設けられていることを特徴と
する。
【0008】
【作用】本発明の装置は、鋼管の搬送ラインを上下に挟
んだ一対の支持体が互いに平行に設けられており、該支
持体の左右両側を貫通して設けられたリニアガイドが設
けられている。該支持体の少なくとも左右一方を貫通し
てボールネジが設けられており、ボールネジには軸方向
中央部を境にして互いに逆方向の螺子が切られており、
上端にはモータが連結されている。従って、モータを駆
動すると、上下一対の支持体はボールネジの軸方向中央
部を境にして互いに並行に接近又は離反する。
【0009】上下一対の支持体の向かい合う面の左右一
方には、レーザ投光器が取り付けられており、他方には
一次元ラインセンサーが取り付けられている。支持体の
上下間には支持体の間隔を測定するためのリニアエンコ
ーダーが連結して設けられている。従って、一次元ライ
ンセンサーに投影された測定物の影によるビット出力カ
ウント数とリニアエンコーダーによる支持体間の距離に
よって鋼管の外径を測定することができる。このとき、
リニアエンコーダーによる測定個所が一箇所であるため
測定誤差が小さく、高精度な外径測定が可能である。
【0010】支持体は、面盤に支持して設けられてお
り、面盤はモータによって鋼管の軸芯を中心にして回転
可能である。従って、支持体に設けられたレーザ投光器
及び一次元ラインセンサーは面盤に支持されており、そ
の相対位置が不変であり、レーザ投光器と一次元ライン
センサーとの光軸のずれが小さいため、測定誤差が小さ
く高精度な外径測定が可能である。また、鋼管を本装置
に導入するとき、鋼管の外径が支持体間の距離よりも大
きい場合は、鋼管は支持体に衝突する。
【0011】本発明では、これを防止するため、本装置
の搬送ライン前方において搬送ラインを左右で挟んで両
側に複数の光電管を縦に並べて設け、光電管によって測
定された鋼管の外径と、前記リニアエンコーダーによっ
て測定された支持体間の距離とを比較し、鋼管の外径が
支持体間の距離よりも大きい場合は、搬送ラインに停止
させることで、鋼管の支持体への衝突を防止することが
できる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の外径測定装置16を鋼管の製
造ラインに設置した実施例を示しており、4および4は
レーザ投光器8,8及び一次元ラインセンサー9,9を
支持する支持体であり、支持体4,4は鋼管Pの搬送ラ
インを挟んで互いに平行に設けられている。支持体4,
4の左右両側にはリニアガイド5,5が貫通されてお
り、支持体4,4はリニアガイド5,5に沿って昇降可
能である。支持体4,4の左右一方には、ボールネジ6
が貫通されており、ボールネジ6には、軸方向中央部を
境にして互いに逆方向の螺子が切られており、上端には
モータ7が連結されている。従って、モータ7を駆動す
ると、支持体4,4はボールネジ6の軸方向中央部を境
にして並行に接近または離反する。
【0013】支持体4,4の向かい合う面の左右一方
(図では左側)には、レーザ投光器8,8が取り付けら
れており、他方には複数の電荷撮像素子を並べた一次元
ラインセンサー9,9が取り付けられている。10は支
持体4,4の間隔を測定するためのリニアエンコーダー
であり、支持体4と4の間に連結して設けられている。
以上の構成部材は、面盤11に支持して設けられてお
り、面盤はモータ12によって鋼管Pの軸芯を中心Oに
して回転可能である。13はパソコンを用いた演算処理
装置である。
【0014】上記のように構成された外径測定装置16
を用いて、鋼管Pの外径を測定するときは、鋼管Pの外
径に合わせてモータ7を駆動してボールネジ6を回転さ
せ、支持体4を,4昇降させることで、レーザ投光器
8,8と一次元ラインセンサー9,9を結ぶ線が鋼管P
の上端部及び下端部を通過するように位置決めする。次
に、モータ12を駆動して面盤11を鋼管Pの軸芯を中
心にして180°回転させながら、図2に示すように、
レーザ投光器8,8からレーザ光を一次元ラインセンサ
ー9,9に向けて照射すると、このレーザ光の一部は鋼
管Pにより遮られて一次元ラインセンサー9,9には、
幅A,Bのレーザ光が投影され、幅A,Bのレーザ光に
対応するビット出力カウント数が演算処理装置13に送
られる。
【0015】一方、リニアエンコーダー10によって測
定された支持体4,4間の距離Lが演算処理装置13に
送られる。演算処理装置13では、(1)式により鋼管
Pの外径Diが演算される。
【0016】 Di=L−(A+B)・・・・・(1)式 L:支持体間の距離 A,B:一次元ラインセンサーに投影されたレーザ光の
【0017】なお、外径Diの演算頻度は、面盤11の
回転速度により決定され、本実施例では、回転角0.3
°毎に1回転演算した。本実施例においては、180°
回転する間に測定されたN個のDiの中より、最大値と
最小値を演算処理装置13に取り込んで外径Diを演算
した。
【0018】さらに、(2)式により鋼管Pの円周長L
を演算した。 L=ΣπDi/N・・・・・(2)式 また、面盤11の回転角度と外径Diを対応させること
により、鋼管Pの外径プロフィールとして真円度を演算
処理装置13によって演算した。
【0019】本装置においては、レーザ投光器8と一次
元ラインセンサー9を結ぶ線が互いに平行になるように
支持体4,4に支持されているため、光軸が一定であ
り、光軸のずれが極めて小さい。また、リニアエンコー
ダー10による測定個所が一箇所であるため測定誤差が
小さい。このため、±100μmの高精度な外径測定が
可能である。
【0020】ところで、図3に示すように本発明の外径
測定装置16に鋼管Pを導入するとき、鋼管Pの外径D
4 が支持体4,4と搬送ローラ14間の距離Dよりも大
きい場合は、鋼管Pは支持体4,4に衝突する。本実施
例では、これを防止するため、図3および図4に示すよ
うに、外径測定装置16の鋼管入側において、搬送ライ
ンを左右に挟んで両側に各々5個の光電管S1 ,S2
・S5 を縦に並べて設けた。光電管S1 ,S2 ・・S5
の上端位置は鋼管Pの上端よりも僅かに高く位置する。
添字の1,2,3・・・は鋼管の外径区分を示す。
【0021】鋼管Pが光電管S1 ,S2 ・・S5 を通過
すると、光電管P1 ,P2 ・・P5 によって測定された
鋼管Pの略外径D4 及びリニアエンコーダー10によっ
て測定された上側の支持体4と搬送ローラ14の距離D
とが演算制御装置15に取り込まれる。演算制御装置1
5では、図5に示すようにリニアエンコーダー10によ
って測定された距離Dに応じた接点X1 ,X2 ・・X5
と光電管S1 ,S2 ・・S5 によって測定された鋼管P
の略外径に応じた接点Y1 ,Y2 ・・Y5 とでインター
ロック機構のシーケンスが形成されておりインターロッ
ク機構は、例えば接点X1とY1 とが同時にONになっ
た場合に働く。
【0022】いま光電管S4 より僅かに小径の外径D4
の鋼管Pが導入されると、接点X4がONになる。この
とき上側の支持体4と搬送ローラ14との距離Dが鋼管
Pの外径D4 より大きい場合には、接点Y4 はONには
ならない。このためインターロック機構は働かず、鋼管
Pは外測定装置に導入される。一方、距離Dが鋼管Pの
外径がD4 より小さい場合には、接点Y4 はONにな
り、インターロック機構が働いて搬送ローラ14が停止
する。
【0023】
【発明の効果】本発明の装置により、比較的太径サイズ
の鋼管等の外径を高精度で測定することができる。この
ため鋼管製造ラインにおける品質管理体制を一層強化す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の外径測定装置の実施例を示す正面図で
ある。
【図2】鋼管の外径測定を説明する図である。
【図3】本発明の外径測定装置の他の実施例を示す側面
図である。
【図4】図3をZ−Z線方向から見た正面図である。
【図5】インターロック機構を示す図である。
【図6】従来の外径測定装置の正面図である。
【図7】従来の外径測定装置の正面図である。
【符号の説明】
1 投光器 2 一次元ラインセンサー 3 被測定物 4 支持体 5 リニアガイド 6 ボールネジ 7 モータ 8 レーザ投光器 9 一次元ラインセンサー 10 リニアエンコーダー 11 面盤 12 モータ 13 演算処理装置 14 搬送ローラ 15 演算制御装置 S 光電管 P 鋼管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮澤 和義 北海道室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道 制御システム株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼管の搬送ラインにおいて、該搬送ライン
    を上下に挟んで互いに平行に設けられた一対の支持体
    (4),(4)と、該支持体の左右両側を貫通して設け
    られたリニアガイド(5),(5)と、該支持体の少な
    くとも左右一方を貫通して設けられたボールネジ(6)
    と、該支持体の向かい合う面の左右一方に設けられたレ
    ーザ投光器(8),(8)と左右他方に設けられた一次
    元ラインセンサー(9),(9)と、該支持体間を渡し
    て設けられたリニアエンコーダー(10)と、該支持体
    を支持し且つ鋼管の軸芯を中心して搬送ラインと直交す
    る面内で回転駆動する面盤(11)と、一次元ラインセ
    ンサー(9),(9)によって検出されたビット出力カ
    ウント数及びリニアエンコーダー(10)によって測定
    された支持体間の距離を基に鋼管の外径を演算する演算
    処理装置(13)とから成り、ボールネジ(6)には軸
    方向中央部を境にして互いに逆方向の螺子が切られてお
    り且つ一端にはモータ(7)が連結されていることを特
    徴とする鋼管の外径測定装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の装置において、該装置の
    搬送ライン前方に該搬送ラインを左右に挟んで両側に垂
    直に並べて設けられた複数の光電管(S)と、該光電管
    によって測定された鋼管の外径とリニアエンコーダー
    (10)によって測定された支持体間の距離とを測定
    し、鋼管の外径が支持体間の距離よりも大きい場合に搬
    送ラインに停止信号を出力する演算制御装置(15)と
    が設けられていることを特徴とする鋼管の外径測定装
    置。
JP27716994A 1994-10-18 1994-10-18 鋼管の外径測定装置 Withdrawn JPH08114422A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010071778A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 大径管の外径測定装置
CN102650516A (zh) * 2011-02-28 2012-08-29 宝山钢铁股份有限公司 大口径钢管管端外径和椭圆度在线测量方法及装置
CN110044313A (zh) * 2019-04-26 2019-07-23 江苏理工学院 基于传感技术的轴类零件测量装置及其测量方法
JP2019128203A (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 日本製鉄株式会社 被測定管の外径測定装置及び方法
JP2019190830A (ja) * 2018-04-18 2019-10-31 中国電力株式会社 外径計測装置

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Effective date: 20020115