JPH1110232A - 円筒形ワークの外形検査・矯正設備 - Google Patents
円筒形ワークの外形検査・矯正設備Info
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- JPH1110232A JPH1110232A JP16033397A JP16033397A JPH1110232A JP H1110232 A JPH1110232 A JP H1110232A JP 16033397 A JP16033397 A JP 16033397A JP 16033397 A JP16033397 A JP 16033397A JP H1110232 A JPH1110232 A JP H1110232A
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Abstract
わらず、管体の外形状を迅速かつ精度よく検査できると
ともに、その検査結果を忠実に反映させて所定の真円形
状に確実容易に、しかも効率よく矯正できるようにす
る。 【解決手段】 管体Wを水平姿勢に受止め支持して一定
水平経路に沿って往復走行する走行台車2と、走行台車
2の走行通過を許す門形の固定枠体13で囲まれる空間
部の周方向の複数箇所に管体Wの外周面を押圧する管体
外形矯正用押圧具17を有する管体外形自動矯正装置2
と、走行台車2の走行通過を許す門形の固定枠18に回
転可能に支持され、かつ円周方向の一部に中心角度90
°の切欠部19を有する円環状回転枠20の周部で中心
角度90°ごとの複数箇所に管体Wの外周面に押付けら
れる接触ローラ34を持った接触式センサ27を取り付
けてなる管体外形検査装置4とを備え、管体外形自動矯
正装置2の管体外形矯正用押圧具17を管体外形検査装
置4による検査データに基づいて作動するように構成し
ている。
Description
検査・矯正設備で、詳しくは鋼管などの円筒形ワークの
製造工程において楕円形状などに変形した円筒形ワーク
の外周面形状を検査するとともに、その検査結果に基づ
いて円筒形ワークの外形を所定の真円形状に自動矯正等
するために使用される円筒形ワークの外形検査・矯正設
備に関するものである。
する手段として、従来では、円周方向の複数箇所にセン
サを固定設置し、それらセンサで囲まれる空間部内にお
いて円筒形ワークをその中心周りに回転させることによ
り、円筒形ワークの外径を測定し、その測定値から外周
面形状を類推し検査する手段や、割ゲージやメジャー、
リングゲージなどを使用して該ワークの外周長を周方向
で分割して人手作業により計測し、それら各計測値と計
測位置とからワークの外形状を割り出して検査する手段
が知られており、また、その検査結果を受けて円筒形ワ
ークの外形を矯正するにあたり、従来では、検査手段と
は別個にプレス式等の自動矯正機を用いて外形を矯正し
ていた。
査手段のうち、前者の手段の場合は、ワーク外周面の楕
円量などの変形量は測定できるものの、ワークの変形位
置及び形状は正確に判別することができない。また、セ
ンサを固定して円筒形ワーク側を回転させるものである
から、外径の大きいワークの場合、自重による撓みが生
じて回転によって変形状態が変化するために、変形量さ
えも正確に測定することができない。そのために、外径
の大きいワークの場合は、後者の人手作業を中心とした
手段を採用せざるを得ず、作業性が非常に悪いばかりで
なく、計測値も作業者個々でばらつきやすくて、ワーク
外形状の検査結果の精度が非常に低い。
作業を行う必要があって、最終製品の生産性が非常に悪
い。加えて、検査精度が低いだけでなく、検査位置と矯
正位置との位置合わせにもずれを生じやすいために、ワ
ークを所定の真円形状に矯正することが技術的に非常に
困難であるという問題があった。
で、いかなる外径であっても、また外周面がいかなる形
に変形している円筒形ワークであっても、その外径状を
迅速かつ精度よく検査することができるとともに、その
検査結果を忠実に反映させて所定の真円形状に確実、容
易に、しかも効率よく矯正することができる円筒形ワー
クの外形検査・矯正設備を提供することを目的としてい
る。
に、本発明に係る円筒形ワークの外形検査・矯正設備
は、円筒形ワークをその中心線が水平姿勢にある状態に
受止め支持するワーク受止め支持部と該ワーク受止め支
持部を昇降させる昇降機構とを有し、一定水平経路に沿
って往復走行自在に構成された走行台車と、上記走行台
車の走行通過を許すように固定設置された門形の固定枠
体と該固定枠体で囲まれた空間部の周方向の複数箇所に
配置された上記空間部の中心点に向けて出退駆動自在に
構成され、かつ、それらの進出時に円筒形ワークの外周
面を押圧する複数のワーク外形矯正用押圧具とを有する
円筒形ワーク外形自動矯正装置と、上記走行台車の走行
通過を許すように固定設置された門形の固定枠と円周方
向の一部に切欠部を有し、かつ、その中心周りに回転可
能な状態で上記固定枠に支持された円環状の回転枠と該
回転枠の円周方向に等距離を隔てた複数箇所に上記回転
中心に向かう姿勢で取り付けられて上記円筒形ワークり
外周面との間の距離を検出する複数のセンサと上記円環
状回転枠を円周方向で隣接するセンサ間の円周方向距離
に相当する中心角度に亘って往復回転駆動する回転駆動
機構とを有する円筒形ワーク外形検査装置とを備え、上
記円筒形ワーク外形自動矯正装置と円筒形ワーク外形検
査装置とが上記走行台車の走行方向に沿って近接状態に
並設されているとともに、上記円筒形ワーク外形自動矯
正装置における複数のワーク外形矯正用押圧具は上記円
筒形ワーク外形検査装置による検査データに基づいて作
動されるように構成されていることを特徴とするもので
ある。
設備によれば、円筒形ワークを走行台車におけるワーク
受止め支持部にその中心線が水平姿勢にある状態に受止
め支持させた上で、走行台車を円筒形ワーク外形検査装
置および円筒形ワーク外形自動矯正装置それぞれにおけ
る門形の固定枠に対して順番に走行通過させることによ
り、外形状の検査とその検査データに基づく外形矯正と
を連続的に行うことが可能で、設備および作業スペース
の削減はもちろん、最終製品の生産性の向上が図れる。
ては、走行台車における昇降機構を上昇させることで、
受止め支持されている円筒形ワークの中心を円環状回転
枠の回転中心に同芯に位置させ、この状態で、回転駆動
機構を介して円環状回転枠をその中心周りで所定の回転
中心角度に亘って往復回転駆動させることにより、円筒
形ワークの円周方向で複数に分割された外周面部分それ
ぞれの距離変化を複数のセンサで検出し、それらセンサ
による分割外周面部分の検出距離および円環状回転枠の
回転角度を取り込み演算することによって、いかなる径
の円筒径ワークであっても、また、外周面がどのように
変形していても、その外周面全体における変形量および
形状を精度よく検査することが可能であり、このような
高精度な検査データに基づいて円筒形ワーク外形自動矯
正装置における複数のワーク外形矯正用押圧具を作動さ
せることにより、円筒形ワークの外形状を所定の真円形
状に確実、容易に、しかも効率よく矯正することができ
る。
載のように、上記円環状回転枠の径方向に移動変位可能
で、かつ、円筒形ワークの外周面に押付け移動付勢され
る接触子を有する接触式センサを用いることが公的であ
るが、レーザーセンサのような非接触式センサを用いて
もよい。
に基づいて説明する。図1は本発明に係る円筒形ワーク
の外形検査・矯正設備の全体レイアウトを示す概略側面
図、図2はその概略平面図であり、このワークの外形検
査・矯正設備は大別して、円筒形ワークの一例として直
管部W1の軸芯方向の一端側に大径フランジ部W2を有
する管体Wをその中心線CLが水平姿勢にある状態に受
止め支持して水平レール1で構成される一定水平経路に
沿って上記中心線CLの方向に往復走行する走行台車2
と、この走行台車2の走行方向に沿って近接状態に並設
された管体外形自動矯正装置3及び管体Wの外形検査装
置4とから構成されている。
ール1に転載される左右一対づつの走行車輪5,5を軸
支した台枠6と、この台枠6の前後位置それぞれに左右
一対づつ設けた油圧式リフター7,7(昇降機構の例)
を介して台枠6に対して昇降自在に連設された前後一対
の昇降枠8,8と、これら前後一対の昇降枠8,8それ
ぞれに軸受9,9を介して回転可能に軸支された左右一
対の管体受止め支持用ローラ10,10(管体受止め支
持部の例)と、上記走行車輪5,5をチェーンなどの無
端伝動具を介して回転駆動可能な走行用駆動モータ11
と、後述する管体楕円自動矯正時において上記管体受止
め支持用ローラ10,10の一つを回転駆動させて該ロ
ーラ10,10上に受止め支持されている管体Wをその
中心線CLの周りに回転駆動させる管体回転用モータ1
2とを備えている。
台車2の通過を許すように固定設置された正面視形状が
門形の固定枠体13と、この固定枠体13の左右一対の
縦枠部13a,13a間の中央位置に相当する地下部に
形成したピット14内に縦姿勢に収納された油圧シリン
ダ15を介して昇降駆動可能に構成され、上昇姿勢にお
いて管体Wの下端外周面部分に下方から当接される管体
矯正用支持具16と、上記固定枠体13の左右一対の縦
枠部13a,13a間の上方部に円周方向に間隔を隔て
てその円中心部に向けて出退駆動自在に配置され、後述
する外形検査装置4による検査データ基づく管体Wの中
心線CLに向けての進出作動時に管体Wの外周面を押圧
する複数の管体外形矯正用押圧具17とを備えている。
すように構成されている。即ち、上記台車2の通過を許
すように固定設置された正面視門形の固定枠18に、円
周方向の一部、具体的には中心角度90°の範囲に亘る
切欠部19を有する円環状の回転枠20を、図4および
図5に明示するように、その下部の中心角度90°に亘
る部分が切欠かれて上記固定枠18に固定された円環状
のLMレール21とこのLMレール21に抜出不能に嵌
合された複数の摺動片22とを介して、その中心周りに
回転可能に支持させている。この円環状回転枠20の円
周方向に等距離を隔てた複数箇所、具体的には中心角度
が90°毎の周方向距離を隔てた箇所には、管体Wの外
周面との間の距離を検出する4個の接触式センサ23が
ブラケット24を介して上記回転枠20の回転中心に向
かう径方向姿勢で取り付けられている。
記門形固定枠18の左右一対の縦枠部18a,18aの
うち一方の縦枠部18aの上下中間位置には、正面視略
矩形の支持枠25が固定されており、この支持枠25に
図6〜図8に示すように、3個のスプロケット27,2
8,28が二等辺三角形の各頂点に配置されているとと
もに、そのうち1つのスプロケット27がサイクロ減速
機付モータ26の出力軸26aに直結されて該モータ2
6の正逆転切替えに応じて正逆駆動回転自在に構成され
ている。上記円環状回転枠20の外周面で上記切欠部1
9の一端側に近い箇所とそれから円周方向に離れた箇所
との2箇所に両端が固定係止されたローラチェーン29
の途中部分が上記3個のスプロケット28,27,28
に屈曲状に掛架されており、以上の各構成によって、上
記モータ26の正逆転切替えに応じて上記円環状回転枠
20を上記接触式センサ23の隣接周方向距離に相当す
る中心角度90°の範囲に亘って往復回転駆動させる回
転駆動機構が構成されている。なお、上記3つのスプロ
ケット27,28,28のうち1つのスプロケット28
を取り付けた回転軸28aの端部には、円環状回転枠2
0の回転角度を検出するエンコーダ30が連結されてい
る。また、上記円環状回転枠20の外周部には、回転停
止時のオーバーランストッパーおよび原点停止オーバー
ランストッパーが固定されているとともに、これらスト
ッパーが当接する当たり部材が上記固定枠18側に固定
されているが、これらについての図示は省略する。
示すように構成されている。即ち、上記管体Wの外周面
に対する接触子となる接触ローラ34をその軸芯周りに
回転可能に支承している可動板35が、ハイボニックギ
ヤモータ31およびラックジャッキ32からなる段取用
ジャッキ33を介して該段取用ジャッキ33の両側に配
置したガイドシャフト36およびスライドシフター37
によりスライドガイドされる状態で上記円環状回転枠2
0の径方向に直線的に駆動移動変位自在に構成されてい
るとともに、径方向内方へ移動変位させた状態で上記接
触ローラ34を管体Wの外周面に押付け移動付勢するシ
リンダ38が設けられている。
部W1を検査する時に該直管部W1の外周面の局所に押
付けられる環状先鋭突起部34aと上記管体Wのフラン
ジ部W2を検査する時に該フランジ部W2の外周面全域
に押付けられる広幅な円柱状部34bとを有する形態に
構成されている。
接触ローラ34の径方向の移動量を検出するポテンショ
ンメータ39が設けられ、このポテンションメータ39
により検出される上記接触ローラ34の径方向移動量と
上記エンコーダ30により検出される円環状回転枠20
の回転角度とを取り込んで上記管体Wの外周面形状およ
び変形量を演算するとともに、その演算結果を検査デー
タとして保存し、この保存検査データを上記管体外形自
動矯正装置3における複数の管体外形矯正用押圧具17
の作動量として出力するパソコン(図示省略)が設けら
れている。
備の動作について簡単に説明する。まず、走行台車2の
管体受止め支持用ローラ10,10上にフランジ部W2
付管体Wをその中心線CLが水平姿勢になるように受止
め支持させた上で、該走行台車2をレール1に沿って図
1の矢印x方向に走行移動させることにより、該台車2
を上記管体外形自動矯正装置3における門形固定枠体1
3に対して潜り走行通過させる。そして、上記管体Wの
フランジ部W2が上記外形検査装置4における門形固定
枠18および円環状回転枠20の切欠部19の直下位置
にまで到達された時点で上記走行台車2の走行移動を停
止する。
ー7,7を介して前後一対の昇降枠8,8を上昇させる
ことによって、上記ローラ10,10上に受止め支持さ
れている管体Wをその中心線CLが上記円環状回転枠2
0の中心と合致するように上昇させて所定の検査態勢と
するとともに、上記外形検査装置4における段取用ジャ
ッキ33を作動させて円周方向に等間隔で配置されてい
る4個の接触式センサ23を上記円環状回転枠20の径
方向内方に直線的に駆動移動変位させ、かつ、各接触式
センサ23における接触ローラ34の円柱状部34bを
シリンダ38を介して上記管体Wのフランジ部W2の外
周面全域に押付ける。
クロ減速機付モータ26を作動して3個のスプロケット
28,27,28およびローラチェーン29を介して上
記円環状回転枠20を中心角度90°の範囲に亘って図
3の矢印a方向に回転駆動させると、上記各接触式セン
サ23における先端接触ローラ34の円柱状部34bが
管体Wのフランジ部W2の外周面に押付け状態のままで
回転移動する。
の回転角度がエンコーダ30により検出されて、その検
出値が上記パソコンに取り入れられる一方、上記円環状
回転枠20の回転駆動に伴う各接触式センサ23の回転
移動時において、上記フランジ部W2の外周面の変形に
応じて各接触ローラ34が径方向にそれぞれ各別に移動
し、それら接触ローラ34の径方向の移動量がポテンシ
ョンメータ39により検出されてその検出値が上記パソ
コンに取り入れられる。そして、それら両検出値の演算
によって上記管体Wのフランジ部W2における変形量お
よび外周面全体形状を判別するような検査が行われる。
したならば、上記サイクロ減速機付モータ26を逆転さ
せて3個のスプロケット28,27,28およびローラ
チェーン29を介して上記円環状回転枠20を中心角度
90°の範囲に亘って図3の矢印b方向に回転駆動させ
ることにより元の回転位置に復帰させるとともに、段取
用ジャッキ33を逆方向に作動させて4個の接触式セン
サ23を上記円環状回転枠20の径方向外方に直線的に
駆動移動変位させて検出待機姿勢とする。次いで、上記
走行台車2を上記矢印x方向に少し走行移動させて上記
管体Wの直管部W1の一部が上記外形検査装置4におけ
る門形固定枠18および円環状回転枠20の切欠部19
の直下位置にまで到達された時点で上記走行台車2の走
行移動を停止する。
ジャッキ33を再作動させて上記4個の接触式センサ2
3を上記円環状回転枠20の径方向内方に直線的に駆動
移動変位させ、かつ、各接触式センサ23における接触
ローラ34の環状先鋭突起部34aをシリンダ38を介
して上記管体Wの直管部W1の外周面の局部に押付け
る。それ以降は、上記フランジ部W2の検査の場合と同
様に、上記サイクロ減速機付モータ26を作動して3個
のスプロケット28,27,28およびローラチェーン
29を介して上記円環状回転枠20を中心角度90°の
範囲に亘って図3の矢印a方向に回転駆動させて上記各
接触式センサ23における先端接触ローラ34の先鋭突
起部34aを管体Wの直管部W1の外周面に押付け状態
のままで回転移動させ、この時の円環状回転枠20の回
転角度をエンコーダ30により検出しその検出値を上記
パソコンに取り入れる一方、上記円環状回転枠20の回
転駆動に伴う各接触式センサ23の回転移動時に、上記
直管部W1の外周面の変形に応じた各接触ローラ34個
々の径方向の移動量をポテンションメータ39により検
出しその検出値を上記パソコンに取り入れ、それら両検
出値の演算によって上記管体Wの直管部W1における変
形量および外周面全体形状を判別するような検査が行わ
れる。
こどに移動し停止させながら、上記と同様な動作を繰り
返すことにより、管体Wの直管部W1における変形量お
よび外周面形状の判別検査をその全長に亘って行なえる
ものであり、その結果としてパソコンには管体Wの各部
における変形量および外周面形状のデータが保存される
ことになる。
ける外形検査が完了した後は、上記走行台車2を上記管
体外形自動矯正装置3における門形固定枠体13に対し
て予め設定した量ごとに移動し停止させ、その停止位置
において、管体回転用モータ12を介して一つの管体受
止め支持用ローラ10を回転駆動させて管体Wをその中
心線CLの周りに所定角度づつ回転させながら、管体矯
正用支持具16および複数個の管体楕円矯正用押圧具1
7を上記パソコンに保存されている検査データに基づい
て作動させることにより、製造過程等で発生した管体W
の変形が自動的に、かつ適正に矯正される。
その周囲に等間隔に配置した4個の接触式センサ23を
管体Wの周りに回転移動させることにより、管体Wの円
周方向で4分割された外周面部分それぞれの変形量およ
び形状を検出するものであるから、図12の(A)
(B)(C)などのように、管体Wがどのように変形し
たものであっても、その外周面全体における変形量およ
び形状を精度よく検査し、検査後における管体の自動矯
正に必要な検査データを得ることが可能である。
として、管体Wの直管部W1の外周面の局所に押付けら
れる環状先鋭突起部34aと管体Wの大径フランジ部W
2の外周面全域に押付けられる広幅な円柱状部34bと
を有する形態のものを用いることによって、管体Wの位
置決め精度が多少悪くとも各部の検査を正確に行うこと
が可能であり、その分だけ管体Wの位置決め精度を緩く
設定することができるという利点を有する。
クとして、フランジ付管体を対象としたもので説明した
が、中実の円筒形ワークの外形検査にも適用可能であ
る。
円筒形ワークの外径の大小にかかわらず、外周面がどの
ように変形していても、その外周面全体における変形量
および変形位置、全体形状を迅速に、かつ精度よく検査
することができる。しかも、このような高精度な検査デ
ータに基づいて円筒形ワーク外形自動矯正装置における
複数のワーク外形矯正用押圧具を変形に忠実に反映さ
せ、かつ、検査に連続して作動させることが可能であ
り、したがって、円筒形ワークの外形を所定の真円形状
に確実、容易に、しかも効率よく矯正することができる
という効果を奏する。
備の全体レイアウトを示す概略側面図である。
である。
る。
ある。
の管体の正面図である。
例) 13 固定枠体 17 管体外形矯正用押圧具 18 固定枠 19 切欠部 20 円環状回転枠 23 接触式センサ 34 接触ローラ(接触子の例) W 管体(円筒形ワークの例)
Claims (2)
- 【請求項1】 円筒形ワークをその中心線が水平姿勢に
ある状態に受止め支持するワーク受止め支持部と該ワー
ク受止め支持部を昇降させる昇降機構とを有し、一定水
平経路に沿って往復走行自在に構成された走行台車と、 上記走行台車の走行通過を許すように固定設置された門
形の固定枠体と該固定枠体で囲まれた空間部の周方向の
複数箇所に配置されて上記空間部の中心点に向けて出退
駆動自在に構成され、かつ、それらの進出時に円筒形ワ
ークの外周面を押圧する複数のワーク外形矯正用押圧具
とを有する円筒形ワーク外形自動矯正装置と、 上記走行台車の走行通過を許すように固定設置された門
形の固定枠と円周方向の一部に切欠部を有し、かつ、そ
の中心周りに回転可能な状態で上記固定枠に支持された
円環状の回転枠と該回転枠の円周方向に等距離を隔てた
複数箇所に上記回転中心に向かう姿勢で取り付けられて
上記円筒形ワークり外周面との間の距離を検出する複数
のセンサと上記円環状回転枠を円周方向で隣接するセン
サ間の円周方向距離に相当する中心角度に亘って往復回
転駆動する回転駆動機構とを有する円筒形ワーク外形検
査装置とを備え、 上記円筒形ワーク外形自動矯正装置と円筒形ワーク外形
検査装置とが上記走行台車の走行方向に沿って近接状態
に並設されているとともに、 上記円筒形ワーク外形自動矯正装置における複数のワー
ク外形矯正用押圧具は上記円筒形ワーク外形検査装置に
よる検査データに基づいて作動されるように構成されて
いることを特徴とする円筒形ワークの外形検査・矯正設
備。 - 【請求項2】 上記円筒形ワーク外形検査装置における
各センサが、上記円環状回転枠の径方向に移動変位可能
で、かつ、円筒形ワークの外周面に押付け移動付勢され
る接触子を有する接触式センサから構成されている請求
項1に記載の円筒形ワークの外形検査・矯正設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16033397A JP3349923B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 円筒形ワークの外形検査・矯正設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16033397A JP3349923B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 円筒形ワークの外形検査・矯正設備 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1110232A true JPH1110232A (ja) | 1999-01-19 |
JP3349923B2 JP3349923B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=15712712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16033397A Expired - Lifetime JP3349923B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 円筒形ワークの外形検査・矯正設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3349923B2 (ja) |
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