JPH11190602A - 配管間距離等測定装置 - Google Patents
配管間距離等測定装置Info
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- JPH11190602A JPH11190602A JP36837297A JP36837297A JPH11190602A JP H11190602 A JPH11190602 A JP H11190602A JP 36837297 A JP36837297 A JP 36837297A JP 36837297 A JP36837297 A JP 36837297A JP H11190602 A JPH11190602 A JP H11190602A
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Abstract
することができると共に、安価に製作することができる
配管間距離等測定装置を提供する。 【解決手段】 連結ロッド28の両端がそれぞれ第1及
び第2のフランジ12、13の軸線A1 、A2 となす角
度φ1 、φ2 を固定角度としたので、測定かつ演算すべ
き変数を可及的に少なくすることができ、第1、第2の
フランジ12、13の中心P0 、P3 間の直線距離L及
び角度を含むベクトル→dを迅速かつ正確に求めること
ができると共に、配管間距離等測定装置Aを安価に製作
することができる。
Description
た配管の端面間の距離や角度を測定することができる配
管間距離等測定装置に関する。
舶における複雑な配管設備は、多数の配管の端部同士を
フランジ結合によって接続することによって行われてい
る。ところで、配管の途中には、所定角度に屈曲された
部分もあり、この部分の接続は、通常、両側の直管部分
の配管がなされた後に行われている。
作業者が一方の配管のフランジから他方の配管のフラン
ジまでの角度と距離を粗測定し、これらの測定データに
基づいて、工場で任意角度に湾曲した配管を仮止め状態
で特別に製造し、それを現場に運び込んで修正した後、
再び工場において本溶接を行ってから、再度現場に持ち
込んで本来の据え付け作業を行っていた。しかし、本溶
接時に、若干の溶接誤差が生じる場合があり、これによ
り、現場と工場との往復をさらに何回か強いられる場合
もあった。
軸線a1 、a2 が同一平面上にない2つの配管80、8
1の端部に、基準位置にボルト孔82、83を有する第
1及び第2のフランジ84、85を取付け、これらのフ
ランジ84、85の中心p0、p3 間の直線距離lや角
度を演算によって正確に求め、この直線距離lに基づい
て、基準位置にボルト孔82、83を保持した状態で、
両端がフランジ84、85にそれぞれ接続される曲管8
6を製作し、この曲管86を用いて配管80、81を接
続する方法が提示されている。
照して説明すると、まず、各種測定器を用いて、第1の
フランジ84の中心p0 からその軸線a1 上の点p1 ま
での直線距離l1 と、前記第2のフランジ85の中心p
3 からその軸線a2 上の点p2 までの直線距離l2 と、
前記点p1 と点p2 との間の直線距離l3 と、点p1か
ら見て点p2 を決定づける軸線a1 回りの旋回角度θa
と、点p2 から見て点p1 を決定づける軸線a2 回りの
旋回角度θb と、軸線a1 と点p1 と点p2 とを結ぶ軸
線a3 とのなす角度φa 及び軸線a2 と軸線a3 とのな
す角度φb を測定する。その後、これらの測定値をマイ
クロコンピュータによって演算処理し、配管80、81
のフランジ84、85の中心p0 、p3 間の直線距離l
や角度を求めることができる。
間距離測定方法は、未だ、以下の解決すべき課題を有し
ていた。即ち、第1のフランジ84の中心p0 と、第2
のフランジ85の中心p3 との間の直線距離lを求める
ためには、直線距離l1 、l2 、l3 及び旋回角度
θa、θb 、軸線のなす角度φa 、φb 、即ち、7つの
変数を測定する必要がある。
定方法では、多くの変数を設定する必要があるため、測
定結果に誤差を生じる可能性が高くなり、その演算結果
においても誤差を生じることになり、正確な直線距離l
や角度を求めることができない場合がある。また、変数
ごとに測定器を設ける必要があるため、配管間距離等測
定装置の全体構成が大型化、複雑化し、製作費用も高く
なる。
ものであり、測定すべき変数を可及的に少なくすること
によって、構造を簡単かつ軽量化して取り扱い性を向上
することができると共に、安価に製作することができる
配管間距離等測定装置を提供することを目的とする。
記載の配管間距離等測定装置は、所定位置にボルト孔を
それぞれ有する第1、第2のフランジ間の距離と角度を
三次元的に測定する装置であって、前記第1のフランジ
にその基部が取付けられ、前記第1のフランジの軸線に
そのガイド方向が平行となった第1のガイド部材と、前
記第1のガイド部材に摺動可能に取付けられた第1の摺
動ブロックと、前記第2のフランジにその基部が取付け
られ、前記第2のフランジの軸線にそのガイド方向が平
行となった第2のガイド部材と、前記第2のガイド部材
に摺動可能に取付けられた第2の摺動ブロックと、前記
第1、第2の摺動ブロックに取付けられて、一方が前記
第1のフランジの軸線と交叉し、他方が前記第2のフラ
ンジの軸線と交叉する位置で、しかも、前記第1、第2
のガイド部材に所定の固定角度(φ1 、φ2 )で連結さ
れる直線状の連結ロッドと、前記第1の摺動ブロックに
取付けられた前記連結ロッドの前記第1のフランジの基
準位置に対する旋回角度(θ1 )を検知する第1の角度
センサと、前記第2の摺動ブロックに取付けられた前記
連結ロッドの前記第2のフランジの基準位置に対する旋
回角度(θ2 )を検知する第2の角度センサと、前記連
結ロッドが前記第1のフランジの軸線に交叉する前記第
1のガイド部材上の長さ位置を検知する第1の距離セン
サと、前記連結ロッドが前記第2のフランジの軸線に交
叉する前記第2のガイド部材上の長さ位置を検知する第
2の距離センサと、前記連結ロッドが、前記第1のフラ
ンジの軸線と交叉する位置と、前記第2のフランジの軸
線と交叉する位置との距離を測定する第3の距離センサ
とを具備する。
請求項1記載の配管間距離等測定装置において、前記固
定角度(φ1 、φ2 )は、それぞれ90度である。
請求項1又は2記載の配管間距離等測定装置において、
前記第1、第2のフランジの基準位置は、それぞれのフ
ランジの何れか一個のボルト孔の中心又は何れか隣り合
う2個のボルト孔間の中心位置である。
求項1〜3のいずれか1項に記載の配管間距離等測定装
置において、前記第1、第2のガイド部材の基部は、前
記第1、第2のフランジに直接取付けられるフランジ固
定部材に横方向に移動自在に取付けられた中心位置決め
ブロック上に取付けられる。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。
1の実施の形態に配管間距離等測定装置Aについて説明
する。図1に示すように、相互に接続されるべき配管1
0、11が三次元空間内に配置されており、これらの配
管10、11の軸線A1 、A2 は相互に交叉しない状態
にある。
の対応する端部には、それぞれ第1及び第2のフランジ
12、13がそれぞれ同心円的に取付けられており、第
1及び第2のフランジ12、13は、配管10、11と
軸線A1 、A2 を共有している。また、第1及び第2の
フランジ12、13はそれぞれ所定位置、即ち、基準位
置に、円周方向に間隔をあけて複数のボルト孔14、1
5を設けている。
3の上面には、それぞれ、フランジ固定部材の一例であ
るフランジ固定プレート16、17が固定状態に取付け
られており、フランジ固定プレート16、17上には横
方向に移動自在に(本実施の形態では摺動自在に)中心
位置決めブロック18、19が取付けられている。そし
て、中心位置決めブロック18、19上には、直線状の
長尺杆からなる第1及び第2のガイド部材20、21の
基部が取付けられている。また、第1及び第2のガイド
部材20、21は、そのガイド方向が第1及び第2のフ
ランジ12、13の軸線A1 、A2 と平行になってい
る。
中心位置決めブロック18、19の上部には、軸線
A1 、A2 回りに回転自在な回転盤22、23が取付け
られており、軸線A1 、A2 から偏心した位置に第1及
び第2のガイド部材20、21の基部が突設されてい
る。第1及び第2のガイド部材20、21には、それぞ
れ、第1及び第2の摺動ブロック24、25が、軸線A
1 、A2 と同一方向に摺動自在に取付けられている。
第1及び第2の摺動ブロック24、25を介して、直線
状の連結ロッド28の両端が第1及び第2のガイド部材
20、21に所定の固定角度φ1 、φ2 で連結されてい
る。即ち、第1及び第2の摺動ブロック24、25に
は、それぞれロッド挿通孔26、27が設けられてお
り、ロッド挿通孔26には連結ロッド28の一端(一
方)が摺動自在に挿通され、ロッド挿通孔27には連結
ロッド28の他端(他方)が摺動自在に挿通されてい
る。そして、連結ロッド28の軸線A3 の一端は第1の
フランジ12の軸線A1と固定角度φ1 で交叉すると共
に、その他端は第2のフランジ13の軸線A2 と固定角
度φ2 で交叉している。なお、図8において、それぞれ
の交叉点がP1 、P2 で表されている。ここに、固定角
度φ1 、φ2 は、例えば、90°、60°、45°とす
ることができ、好ましくは、後述する理由によって、9
0°とする。
それぞれ、第1及び第2の摺動ブロック24、25に連
結された連結ロッド28の両端の第1及び第2のフラン
ジ12、13の基準位置に対する旋回角度θ1 、θ2 を
検知するエンコーダからなる第1及び第2の角度センサ
29、30が取付けられている。ここで、基準位置とし
て、第1及び第2のフランジ12、13に設けられたボ
ルト孔14、15の中心や、何れか隣り合う2個のボル
ト孔14、15間の中心位置を用いる。
28が第1のフランジ12の軸線A1 に交叉する第1の
ガイド部材20上の長さ位置(距離)L1 を検知するリ
ニアエンコーダからなる第1の距離センサ31が取付け
られており、第2の摺動ブロック25には、連結ロッド
28が第2のフランジ13の軸線A2 に交叉する第2の
ガイド部材21上の長さ位置(距離)L2 を検知するリ
ニアエンコーダからなる第2の距離センサ32が取付け
られている。
ロッド28が、第1のフランジ12の軸線A1 と交叉す
る位置と、第2のフランジ13の軸線A2 と交叉する位
置との距離L3 を測定するリニアエンコーダからなる第
3の距離センサ33が取付けられている。
変形例に係る連結ロッド34を示しており、連結ロッド
34の両端は第1の摺動ブロック35と第2の摺動ブロ
ック36にそれぞれ挿着されており、かつ、連結ロッド
34に平行して、マグネスケール(株式会社ソニーの登
録商標)からなる第3の距離センサ37が配設されてお
り、その両端はそれぞれ第1の摺動ブロック35と第2
の摺動ブロック36に挿着されている。
つの変形例に係る連結ロッド38を示しており、連結ロ
ッド38の両端は第1の摺動ブロック39と第2の摺動
ブロック40にそれぞれ挿着されており、かつ、連結ロ
ッド38に平行して、バーニア尺からなる第3の距離セ
ンサ41が配設されている。
制御装置Bをブロック図で示す。図示するように、マイ
クロコンピュータ42の入力インターフェース43に
は、第1の角度センサ29、第2の角度センサ30、第
1の距離センサ31、第2の距離センサ32、第3の距
離センサ33が接続されており、出力インターフェース
44には、旋回角度θ1 、θ2 、距離L1 、L2 、
L3 、及び、第1、第2のフランジ12、13の中心P
0 、P3 間の直線距離Lや角度を表示するディスプレイ
装置45が接続されている。
測定装置Aを用いた配管間距離測定方法について、図
1、図8及び図9を参照して説明する。まず、図1に示
すように、配管間距離等測定装置Aを配管10、11の
間に配設すると共に、フランジ固定プレート16、17
を第1及び第2のフランジ12、13に固着連結するこ
とによって、第1及び第2のガイド部材20、21を第
1及び第2のフランジ12、13に取付ける。
ジ固定プレート16、17に対して横移動し、それぞれ
の交叉点P1 、P2 を第1及び第2のフランジ12、1
3の軸線A1 、A2 に合わせる。
4、25と連結ロッド28を操作して、連結ロッド28
を第1及び第2の摺動ブロック24、25に設けたロッ
ド挿通孔26、27内に挿通する。これによって、図8
に示すように、距離L1 、L2 、L3 及び旋回角度
θ1 、θ2 が一義的に決定されることになり、これらの
値は、第1及び第2の角度センサ29、30及び第1〜
第3の距離センサ31〜33によって容易に読み取られ
ると共に、制御装置Bに入力インターフェース43を介
して入力されることになる。なお、固定角度φ1 、φ2
は既知であり、予め、マイクロコンピュータ42のメモ
リに記憶されている。
力データ及びメモリから読み出したデータに基づいてベ
クトル演算(図8において、(→d)=(→a)+(→
b)+(→c))を行い、第1、第2のフランジ12、
13の中心P0 、P3 間の直線距離Lや角度を含んだベ
クトル(→d)を速やかに演算すると共に、その値をデ
ィスプレイ装置45上に表示することができる。
ド28の両端がそれぞれ軸線A1 、A2 となす角度を固
定角度φ1 、φ2 としたので、固定角度φ1 、φ2 を測
定するための手段を不要とすることができ、配管間距離
等測定装置Aの構造を簡単かつ軽量なものとすることが
でき、その取り扱い性を向上することができる。即ち、
配管間距離等測定装置Aを容易に現場へ搬入、搬出する
ことができ、第1及び第2のフランジ12、13間に容
易に取付けることができ、従来技術と異なり、ワイヤを
用いる必要がないので、余分な神経を使う必要がなく、
測定作業を容易に行うことができ、さらに、安価に製作
することができる。また、連結ロッド28の両端がそれ
ぞれ軸線A1 、A2 となす角度を固定角度φ1 、φ2 と
したので、測定かつ演算すべき変数を可及的に少なくす
ることができ、第1、第2のフランジ12、13の中心
P0 、P3 間の直線距離Lを正確に求めることができ、
配管10、11間に介設される接続管を正確かつ効率よ
く製作することができる。
が第1のフランジ12の軸線A1 と交叉する位置と、第
2のフランジ13の軸線A2 と交叉する位置との距離L
3 を最短距離とすることができる点で、固定角度φ1 、
φ2 を90°とするのが好ましい。このように、距離L
3 を最短距離とすることによって、配管間距離等測定装
置Aの構造をコンパクトにすることができると共に、第
1、第2のフランジ12、13の中心P0 、P3 間の直
線距離Lを含んだベクトル(→d)の演算もより簡単に
行うことができる。
いて、同一平面上にない2直線を最短で結ぶ線分は、2
直線にそれぞれ直交することを、以下説明する。図9に
示すように、同一平面上にない2直線g1 、g2 は以下
の式(1)で表すことができる。
z1 )を通り、その方向比は、u1: v1 : w1 であ
る。また、直線g2 は点X2 (x2 、y2 、z2 )を通
り、その方向比は、u2 : v2 : w2 である。なお、こ
こで、u1 、v1 、w1 及びu2 、v2 、w2 はそれぞ
れ方向ベクトルである。また、直線g1 を含み、直線g
2 に平行な平面Rは、図9に示すように表される。平面
Rは点(x、y、z)を通るので、その方程式は次式
(2)で表すことが出来る。
R上の法線ベクトルである。平面Rが直線g1 を含み、
直線g2 に平行な条件は、次式(3)、(4)で表すこ
とができる。
を消去すると、平面Rの方程式は次式(5)で表すこと
ができる。
明らかなように、直線g1 、g2 の共通垂線H1 H2 に
等しい。また、この最短距離は、次式(6)で表すこと
ができる。
照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形
態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他
の実施の形態や変形例も含むものである。
置においては、連結ロッドの両端がそれぞれ第1及び第
2のフランジの軸線となす角度を固定角度としたので、
配管間距離等測定装置の構造を簡単かつ軽量なものとす
ることができ、その取り扱い性を向上することができ
る。即ち、配管間距離等測定装置を容易に現場へ搬入、
搬出することができ、第1及び第2のフランジ間に容易
に取付けることができ、従来技術と異なり、ワイヤを用
いる必要がないので、余分な神経を使う必要がなく、測
定作業を容易に行うことができ、さらに、安価に製作す
ることができる。また、測定かつ演算すべき変数を可及
的に少なくすることができ、第1、第2のフランジの中
心間の直線距離を迅速かつ正確に求めることができ、三
次元空間に配設された配管間に介設される接続管を正確
かつ効率よく製作することができる。
いては、両固定角度を90度としたので、連結ロッドが
第1のフランジの軸線と交叉する位置と、連結ロッドが
第2のフランジの軸線と交叉する位置との距離を最短距
離とすることができ、配管間距離等測定装置の構造をさ
らに簡単な構造とすることができ、配管間距離等測定装
置をより安価に製作することができる。また、第1、第
2のフランジの中心間の直線距離や角度の演算をより簡
単かつ正確に行うことができる。
いては、第1、第2のフランジの基準位置は、それぞれ
のフランジの何れか一個のボルト孔の中心又は何れか隣
り合う2個のボルト孔間の中心位置とすることによっ
て、容易に旋回角度を測定することができ、この面から
も、第1、第2のフランジの中心間の直線距離や角度の
演算をより簡単かつ正確に行うことができる。
いては、第1、第2のガイド部材の基部は、第1、第2
のフランジに直接取付けられるフランジ固定部材に横方
向に摺動自在に取付けられた中心位置決めブロック上に
取付けられているので、第1、第2のフランジの大きさ
如何にかかわらず、連結ロッドに沿った軸線とガイド部
材に沿った軸線の交叉点を第1及び第2のフランジの軸
線に容易に合わせることができ、配管間距離等測定装置
の取り扱い性をこの面からも向上することができる。
装置の斜視図である。
装置に用いる制御装置のブロック図である。
装置の各部の動作を示すベクトル図である。
は、2直線にそれぞれ直交することを示す説明図であ
る。
て接続する場合の斜視図である。
示す説明図である。
ランジ 13 第2のフランジ 14 ボルト孔 15 ボルト孔 16 フランジ
固定プレート 17 フランジ固定プレート 18 中心位置
決めブロック 19 中心位置決めブロック 20 第1のガ
イド部材 21 第2のガイド部材 22 回転盤 23 回転盤 24 第1の摺
動ブロック 25 第2の摺動ブロック 26 ロッド挿
通孔 27 ロッド挿通孔 28 連結ロッ
ド 29 第1の角度センサ 30 第2の角
度センサ 31 第1の距離センサ 32 第2の距
離センサ 33 第3の距離センサ 34 連結ロッ
ド 35 第1の摺動ブロック 36 第2の摺
動ブロック 37 第3の距離センサ 38 連結ロッ
ド 39 第1の摺動ブロック 40 第2の摺
動ブロック 41 第3の距離センサ 42 マイクロ
コンピュータ 43 入力インターフェース 44 出力イン
ターフェース 45 ディスプレイ装置
Claims (4)
- 【請求項1】 所定位置にボルト孔をそれぞれ有する第
1、第2のフランジ間の距離と角度を三次元的に測定す
る装置であって、 前記第1のフランジにその基部が取付けられ、前記第1
のフランジの軸線にそのガイド方向が平行となった第1
のガイド部材と、 前記第1のガイド部材に摺動可能に取付けられた第1の
摺動ブロックと、 前記第2のフランジにその基部が取付けられ、前記第2
のフランジの軸線にそのガイド方向が平行となった第2
のガイド部材と、 前記第2のガイド部材に摺動可能に取付けられた第2の
摺動ブロックと、 前記第1、第2の摺動ブロックに取付けられて、一方が
前記第1のフランジの軸線と交叉し、他方が前記第2の
フランジの軸線と交叉する位置で、しかも、前記第1、
第2のガイド部材に所定の固定角度(φ1 、φ2 )で連
結される直線状の連結ロッドと、 前記第1の摺動ブロックに取付けられた前記連結ロッド
の前記第1のフランジの基準位置に対する旋回角度(θ
1 )を検知する第1の角度センサと、 前記第2の摺動ブロックに取付けられた前記連結ロッド
の前記第2のフランジの基準位置に対する旋回角度(θ
2 )を検知する第2の角度センサと、 前記連結ロッドが前記第1のフランジの軸線に交叉する
前記第1のガイド部材上の長さ位置を検知する第1の距
離センサと、 前記連結ロッドが前記第2のフランジの軸線に交叉する
前記第2のガイド部材上の長さ位置を検知する第2の距
離センサと、 前記連結ロッドが、前記第1のフランジの軸線と交叉す
る位置と、前記第2のフランジの軸線と交叉する位置と
の距離を測定する第3の距離センサとを具備する配管間
距離等測定装置。 - 【請求項2】 前記固定角度(φ1 、φ2 )は、それぞ
れ90度である請求項1記載の配管間距離等測定装置。 - 【請求項3】 前記第1、第2のフランジの基準位置
は、それぞれのフランジの何れか一個のボルト孔の中心
又は何れか隣り合う2個のボルト孔間の中心位置である
請求項1又は2記載の配管間距離等測定装置。 - 【請求項4】 前記第1、第2のガイド部材の基部は、
前記第1、第2のフランジに直接取付けられるフランジ
固定部材に横方向に移動自在に取付けられた中心位置決
めブロック上に取付けられることを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項に記載の配管間距離等測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36837297A JP3857796B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 配管間距離等測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36837297A JP3857796B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 配管間距離等測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11190602A true JPH11190602A (ja) | 1999-07-13 |
JP3857796B2 JP3857796B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=18491649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36837297A Expired - Lifetime JP3857796B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 配管間距離等測定装置 |
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