JPS58160805A - 大口径鋼管の寸法、形状測定方法 - Google Patents
大口径鋼管の寸法、形状測定方法Info
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- JPS58160805A JPS58160805A JP4362482A JP4362482A JPS58160805A JP S58160805 A JPS58160805 A JP S58160805A JP 4362482 A JP4362482 A JP 4362482A JP 4362482 A JP4362482 A JP 4362482A JP S58160805 A JPS58160805 A JP S58160805A
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- distance
- steel pipe
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は大口径溶接鋼管外面の溶接部近傍および管端面
の寸法形状を非接触で測定する方法に関するものである
。
の寸法形状を非接触で測定する方法に関するものである
。
鋼管の品質においては外（内）径、真円度、肉厚、曲プ
なと寸法・形状は重要な保証項目で′Ｉりシ％に溶接鋼
管においては４！に溶接余盛の形状およびその近傍の形
状さらに管端部上開先加工を行った管はその開先形状の
良否は管品質評価の重要項目である。
なと寸法・形状は重要な保証項目で′Ｉりシ％に溶接鋼
管においては４！に溶接余盛の形状およびその近傍の形
状さらに管端部上開先加工を行った管はその開先形状の
良否は管品質評価の重要項目である。
これら溶接部近傍の形状や開先部の形状は例えば流体（
ｆス、オイル）輸送用の・ｆイブラインとして敷設現場
で１４イブが溶接される時に前後のノヤイゾの形状があ
る許容範囲内にあることは中継溶接の品質を保つ上で重
ＩＩな要因となるものである。
ｆス、オイル）輸送用の・ｆイブラインとして敷設現場
で１４イブが溶接される時に前後のノヤイゾの形状があ
る許容範囲内にあることは中継溶接の品質を保つ上で重
ＩＩな要因となるものである。
そのため大口径溶接鋼管％に高級ラインノ母イブ製造ミ
ルにおいては鋼管の外径、肉厚、曲りなどとともに溶接
部近傍の形状（ビード高さ、ピード輪、ピーキング、オ
フセット）や開先形状（ルートフェース巾、ベベル角度
）の検査を出荷検査として実施している。現在これらの
測定は各種の測定治具を使用し、人手によって実施して
いる。−例として第１図に示すようＫ ／ｌｌイブに接
触する治具にダイヤルデージを取りつけた計測器でビー
ド高さく第１図（ａ））、ピーキングＣｌ１１図（ｂ）
）、オフセット（第１図（０） ）等を、又ノゼスでピ
ード巾（第１図（ｄ））をさらに簡易分度器でベベル角
度（第１図（・））、ルートフェース（第１図（ｆ）
） ｔ−測定している。
ルにおいては鋼管の外径、肉厚、曲りなどとともに溶接
部近傍の形状（ビード高さ、ピード輪、ピーキング、オ
フセット）や開先形状（ルートフェース巾、ベベル角度
）の検査を出荷検査として実施している。現在これらの
測定は各種の測定治具を使用し、人手によって実施して
いる。−例として第１図に示すようＫ ／ｌｌイブに接
触する治具にダイヤルデージを取りつけた計測器でビー
ド高さく第１図（ａ））、ピーキングＣｌ１１図（ｂ）
）、オフセット（第１図（０） ）等を、又ノゼスでピ
ード巾（第１図（ｄ））をさらに簡易分度器でベベル角
度（第１図（・））、ルートフェース（第１図（ｆ）
） ｔ−測定している。
前記のようＫこれらの測定は人手によって行っているた
め、測定項目が多いことと相まって測定時間をかなり要
し、又測定精度も個人差によってパラつく要因がか１ｋ
ｂある。さらに今後、作業員の老令化を伴う場合はます
ます作業の能率低下や測定精度低下が予想される。
め、測定項目が多いことと相まって測定時間をかなり要
し、又測定精度も個人差によってパラつく要因がか１ｋ
ｂある。さらに今後、作業員の老令化を伴う場合はます
ます作業の能率低下や測定精度低下が予想される。
今後ますます製造工程が高能率化がはかられるに伴って
検査工程も高能率化も促進する必要があり、ユーザーの
品質要求レベルが厳しくなるに伴って測定精度も向上、
安定する必要が、ある。
検査工程も高能率化も促進する必要があり、ユーザーの
品質要求レベルが厳しくなるに伴って測定精度も向上、
安定する必要が、ある。
本発明は以上のような問題を解決し非接触で大口径溶接
鋼管外面の溶接部近傍や開先の形状のプロフィルを測定
し、しかるのちに＠種の演算を行りて目的とする形状や
寸法の計測値ｔ−Ｘ出する方法を提供するものでその％
黴は大口径鋼管外面の溶接部近傍又は開先加工を伴った
管端部及びその双方を１同時に複数の検査項目について
、測定する方法であって、レーザービームの反射点位置
を検出して被検材までの距離を電圧信号として測定する
計測装置と、該針１１１１ 装置の電圧信号を間隔信号
に変換する針側信号処理装置と、上記計測装置と大口径
鋼管を相対移動させて、走査距離を距離ノｆルスとして
測定する走査量検出器と、該走査量検出器の距離ノｌル
スを移動量信号に変換する走査移動信号処理装置を用い
、この間隔信号と移動量信号を寸法演算処環装縫で所定
の基準値と比較し、複数の検査項目の寸法値を演算し判
定を行うことｔ−特徴とする大口径鋼管の寸法、形状測
定方法にある。
鋼管外面の溶接部近傍や開先の形状のプロフィルを測定
し、しかるのちに＠種の演算を行りて目的とする形状や
寸法の計測値ｔ−Ｘ出する方法を提供するものでその％
黴は大口径鋼管外面の溶接部近傍又は開先加工を伴った
管端部及びその双方を１同時に複数の検査項目について
、測定する方法であって、レーザービームの反射点位置
を検出して被検材までの距離を電圧信号として測定する
計測装置と、該針１１１１ 装置の電圧信号を間隔信号
に変換する針側信号処理装置と、上記計測装置と大口径
鋼管を相対移動させて、走査距離を距離ノｆルスとして
測定する走査量検出器と、該走査量検出器の距離ノｌル
スを移動量信号に変換する走査移動信号処理装置を用い
、この間隔信号と移動量信号を寸法演算処環装縫で所定
の基準値と比較し、複数の検査項目の寸法値を演算し判
定を行うことｔ−特徴とする大口径鋼管の寸法、形状測
定方法にある。
以下本発明を図示の一実施例に基き絆細に説明する。
本発明においては第２図に示すように細いレーデ−ビー
ム５０反射点の位置を検出する方式によシ物体４ｔでの
距離を計測する装置例えば光マイクロを用い、第３図（
ａ） ＃ （ｂ） Ｋ示すように大口径鋼管の溶接部近
傍や開先加工を行った管端部分を計測装置１を走査する
かあるいはまた計測装置１を固定し、大口径鋼管４ｔ−
移動することにより測定箇所の形状プロフィル中寸法を
測定するものである。
ム５０反射点の位置を検出する方式によシ物体４ｔでの
距離を計測する装置例えば光マイクロを用い、第３図（
ａ） ＃ （ｂ） Ｋ示すように大口径鋼管の溶接部近
傍や開先加工を行った管端部分を計測装置１を走査する
かあるいはまた計測装置１を固定し、大口径鋼管４ｔ−
移動することにより測定箇所の形状プロフィル中寸法を
測定するものである。
しかるのちに該測定プロフィルから直接又は測定プロフ
ィルとあらかじめ想定した基準プロフィルを比較するこ
とにより必要な寸法、形状を演算することによ〕大口径
鋼管の寸法形状を検査判定するものである。
ィルとあらかじめ想定した基準プロフィルを比較するこ
とにより必要な寸法、形状を演算することによ〕大口径
鋼管の寸法形状を検査判定するものである。
本発明のデミフィル測定に用いる光学的計測器の一例を
第２図に示す、これは計測器本体ＩＫ内蔵されたレーザ
ー発光体２から照明レンズ３を通して被検査物４にレー
ザー光５を照射する。レーザー光５は被検査物上着で乱
反射し、その一部は結像レンズ６を通して位置検出セン
サー上７に結像する。センサー上の結倫位置は被検査物
と計測器との距離によって変化する。さらにセンサー上
の結果位置は処理回路８によって電圧に変換され出力さ
れる。従って被検査物４と計測器ｌとの間隔は電圧の変
化として検出できる。
第２図に示す、これは計測器本体ＩＫ内蔵されたレーザ
ー発光体２から照明レンズ３を通して被検査物４にレー
ザー光５を照射する。レーザー光５は被検査物上着で乱
反射し、その一部は結像レンズ６を通して位置検出セン
サー上７に結像する。センサー上の結倫位置は被検査物
と計測器との距離によって変化する。さらにセンサー上
の結果位置は処理回路８によって電圧に変換され出力さ
れる。従って被検査物４と計測器ｌとの間隔は電圧の変
化として検出できる。
本発明は例えばこの計測器１′に第３図（ａ） 、 （
ｂ）に示すように溶接部近傍または開先加工した管端部
上を矢印真方向に走査することによ〕まずその形状プロ
フィルを測定する。計測器の走査・距離は走査装署に付
属する測定装置によって正確に測定される。
ｂ）に示すように溶接部近傍または開先加工した管端部
上を矢印真方向に走査することによ〕まずその形状プロ
フィルを測定する。計測器の走査・距離は走査装署に付
属する測定装置によって正確に測定される。
第４図（ａ） 、 （ｂ） Ｋ第３図（＆） ｌ （ｂ
）のプロフィル測定結果１Ｘ−Ｙレコーダーに配鎌した
一例を示す。
）のプロフィル測定結果１Ｘ−Ｙレコーダーに配鎌した
一例を示す。
とのプロフィルが測定された後それぞれ定義に基づいて
寸法を算出する。溶接部近傍のゾロフィルを第５図の実
線とする。第５図において横軸ｄ計測器の移動距離たて
軸は計測器の出力すなわち計測器と鋼管面状までの距離
とする＠＊、６は溶接余盛の端部、ｂはａとＣの中間点
とする。またＪｌ・δ薯は溶接余盛両端部の変位、−鵞
は−６１＋ ６３−とする。−４は溶接余盛の最高位置
とする。このように計測器出力計測器移動距離を決める
と下記の検査項目は以下のように定義できる・（１）溶
接余盛幅 ｃ−ａ （２）溶接余感高さ δ４−一３ （３）オフセット量 δ１−２重 また開先形状のプロフィルは第６図に示す、横軸は計測
器出力すなわち計測器と鋼管端面までの距離、たて軸は
計測器移動距離を示す。
寸法を算出する。溶接部近傍のゾロフィルを第５図の実
線とする。第５図において横軸ｄ計測器の移動距離たて
軸は計測器の出力すなわち計測器と鋼管面状までの距離
とする＠＊、６は溶接余盛の端部、ｂはａとＣの中間点
とする。またＪｌ・δ薯は溶接余盛両端部の変位、−鵞
は−６１＋ ６３−とする。−４は溶接余盛の最高位置
とする。このように計測器出力計測器移動距離を決める
と下記の検査項目は以下のように定義できる・（１）溶
接余盛幅 ｃ−ａ （２）溶接余感高さ δ４−一３ （３）オフセット量 δ１−２重 また開先形状のプロフィルは第６図に示す、横軸は計測
器出力すなわち計測器と鋼管端面までの距離、たて軸は
計測器移動距離を示す。
ａ′は管端開先部の内面側、開先始端、ｂ′はルートフ
ェースとベベル面の境界点 ｏ／は外面側の終端とする
。又ａ１′ は＊Ｉ 、 ｂＩ点の計測器出力、δｌは
０２点における計測器出、力とする。このように計測器
出力、計測器移動距離を決めると王妃の検査項目は以下
のように定義される。
ェースとベベル面の境界点 ｏ／は外面側の終端とする
。又ａ１′ は＊Ｉ 、 ｂＩ点の計測器出力、δｌは
０２点における計測器出、力とする。このように計測器
出力、計測器移動距離を決めると王妃の検査項目は以下
のように定義される。
（４）ルートフェース幅 ａ′−ｂ′又検査項目−
一キングは大口径鋼管の公称外径の真円に対して溶接部
近傍の形状が真円からどの程度けずれているかを示す量
である。従ってピーキングは第７図に示すように溶接部
近傍のプロフィル上の決められた２点’＊ ”會通る公
称径の理想−Ｅｌ（点線）を想定し、この理想曲面と測
定グロフィル曲面との変位量の差をノ月、ΔＸｇ・・・
Δｘｎ・・・とすればΔ”ｍ□をピーキングと定義する
ことができる。
一キングは大口径鋼管の公称外径の真円に対して溶接部
近傍の形状が真円からどの程度けずれているかを示す量
である。従ってピーキングは第７図に示すように溶接部
近傍のプロフィル上の決められた２点’＊ ”會通る公
称径の理想−Ｅｌ（点線）を想定し、この理想曲面と測
定グロフィル曲面との変位量の差をノ月、ΔＸｇ・・・
Δｘｎ・・・とすればΔ”ｍ□をピーキングと定義する
ことができる。
次に以上の測定項目を測定する測定装置とその方法につ
いて第８図に七の一例を示す、検査ラインに受は入れ九
人口径鋼管９けターニングローラー１０によって溶接余
盛をほぼ真上にくるように回転させる。鋼管の上部には
高さ１整などができるようになった架台１１の先端に光
マイクｃ１１３が設置されている。光マイク０１３を移
動するためのモーター１４．スクリ、−１５および光マ
イクロ１３の移動距離を計測する走査量検出器１６から
成る走査装置１１１２がとりつけられている。
いて第８図に七の一例を示す、検査ラインに受は入れ九
人口径鋼管９けターニングローラー１０によって溶接余
盛をほぼ真上にくるように回転させる。鋼管の上部には
高さ１整などができるようになった架台１１の先端に光
マイクｃ１１３が設置されている。光マイク０１３を移
動するためのモーター１４．スクリ、−１５および光マ
イクロ１３の移動距離を計測する走査量検出器１６から
成る走査装置１１１２がとりつけられている。
鋼管の溶接余盛が真上Ｋ〈ると光マイクロ１３はただち
に回転するスクリ、−１５によって鋼管９の上を走査し
、その移動距離は走査量検出器１６によって正確に計測
される。
に回転するスクリ、−１５によって鋼管９の上を走査し
、その移動距離は走査量検出器１６によって正確に計測
される。
光マイクロ１３と鋼管９の間の距離信号は電圧（ＰＩ号
として光マイクロ信号処理装置１７に送られ、この光マ
イクロ信号処理装置１１７で電圧信号１％点の間隔信号
に変換する。さらに光ｉイクロ１３の移動し九距離は走
査量検出器１６により距離）譬ルスに変換され、その信
号は走査移動信号処理装置１８に送られ、ここでこのノ
臂ルスの数をカウントすることにより移動量に変換され
る。
として光マイクロ信号処理装置１７に送られ、この光マ
イクロ信号処理装置１１７で電圧信号１％点の間隔信号
に変換する。さらに光ｉイクロ１３の移動し九距離は走
査量検出器１６により距離）譬ルスに変換され、その信
号は走査移動信号処理装置１８に送られ、ここでこのノ
臂ルスの数をカウントすることにより移動量に変換され
る。
この間隔信号と移動量信号はそれぞれ各検査項目の寸法
會演算する寸法演算処理装＆１９に送られる。？、の装
置の中で前述したようなあらかじめ決められ良計算式や
合否判定を行う基準値に（とづいて各検査項目の寸法値
が演算され、合否判定を行い、その結果が例えばプリン
ター２゛０、マーキング装置２１、選別装置２２に出力
される。
會演算する寸法演算処理装＆１９に送られる。？、の装
置の中で前述したようなあらかじめ決められ良計算式や
合否判定を行う基準値に（とづいて各検査項目の寸法値
が演算され、合否判定を行い、その結果が例えばプリン
ター２゛０、マーキング装置２１、選別装置２２に出力
される。
又光マイクｏ１ｇを固定しターニングローラー１００回
転で鋼管を移動して測定する場合はターニングローラ１
０にパルス発生器１０’が対応して結合されており、パ
ルス発生器１０′が送り距離に同期した・臂ルス信号を
発生し走査移動信号処理値＃１８に出力するものである
。
転で鋼管を移動して測定する場合はターニングローラ１
０にパルス発生器１０’が対応して結合されており、パ
ルス発生器１０′が送り距離に同期した・臂ルス信号を
発生し走査移動信号処理値＃１８に出力するものである
。
同じような装置構成で走査装置１２を回転自在に構成し
自画方向に取りつけることによって管端部の形状プロフ
ィルを測定できる。
自画方向に取りつけることによって管端部の形状プロフ
ィルを測定できる。
もちろんＳｍ部近傍用と管端部用の専用装置を別ｋＫ設
ければよ〕早く測定可能である。又鋼管のＩＩＩ定個所
は溶接部については管長手方向の３ケ＾（先端、中央、
後端）ｔ−管端部は先後端各々４ケ所（管円周の９００
間隔で）行うのが一般的である。
ければよ〕早く測定可能である。又鋼管のＩＩＩ定個所
は溶接部については管長手方向の３ケ＾（先端、中央、
後端）ｔ−管端部は先後端各々４ケ所（管円周の９００
間隔で）行うのが一般的である。
以上のように管溶接部近傍および管端形状のプロフィル
を測定した後必要な検査項目について寸法演算を行へ本
発明方法は従来各検査項目について七れぞれに測定治具
を使い人間が手作業で行っていた検査に比べ検査時間が
短く、ま九検査結果の記録判定が自動的に行え、さらに
個人の技量や集中力の差による検査結果のバラツキがな
く検査精度が高くなる轡効来が大きいものである。
を測定した後必要な検査項目について寸法演算を行へ本
発明方法は従来各検査項目について七れぞれに測定治具
を使い人間が手作業で行っていた検査に比べ検査時間が
短く、ま九検査結果の記録判定が自動的に行え、さらに
個人の技量や集中力の差による検査結果のバラツキがな
く検査精度が高くなる轡効来が大きいものである。
第１図（ａ）、伽） 、 （ｅ） 、 （ｄ） 、 （
・）、（ｆ）は、従来行なわれている溶接鋼管の寸法、
形状測定態様の説明図、第２図は本発明のプロフィル測
定に用いる光学計＃１器の１例？示す図、第３図−）
、 （ｂ）は本発明の−部実施態様例を示す図、第４図
（ａ） 、 （ｂ）Ｆｉ第３図−）。 （ｂ）に対応する測定結果を示す図、第５図、第６図第
７図は測定７”ａフィルを夫々の定義に基づいて寸法、
形状算出するための説明図、第８図は本発明の寮施態様
例を示す図である。 １：計測器 ２：レーザー発光体３：レンｊ
ｅ ４：被検査物（鋼管）５ニレ−デービー
ム ６：レンズ ７：位置検出センサー ８：処理回路９ ：鋼管
ｌＯ： ターニングローラー１２＝走査
装置 １３：光マイクロ１４＝モーター
１５ニスクリ、−１６：走査量検出器 １７：光
マイクロ信号処理装置１８ ：走査移動信号処理装置
１９ ：演算処理装置２０：ｆリンター ２１：マ
ーキング装置２２二選別侠置 ・ｉ３ １ １−’３ 第２図 （ａ＞ 第３図 （ａ） 第４図 （１） 踵 第５図 一計」°）１％ｓ＊ｈ＊醋− −ｉｔ看１ｍ出力→
・）、（ｆ）は、従来行なわれている溶接鋼管の寸法、
形状測定態様の説明図、第２図は本発明のプロフィル測
定に用いる光学計＃１器の１例？示す図、第３図−）
、 （ｂ）は本発明の−部実施態様例を示す図、第４図
（ａ） 、 （ｂ）Ｆｉ第３図−）。 （ｂ）に対応する測定結果を示す図、第５図、第６図第
７図は測定７”ａフィルを夫々の定義に基づいて寸法、
形状算出するための説明図、第８図は本発明の寮施態様
例を示す図である。 １：計測器 ２：レーザー発光体３：レンｊ
ｅ ４：被検査物（鋼管）５ニレ−デービー
ム ６：レンズ ７：位置検出センサー ８：処理回路９ ：鋼管
ｌＯ： ターニングローラー１２＝走査
装置 １３：光マイクロ１４＝モーター
１５ニスクリ、−１６：走査量検出器 １７：光
マイクロ信号処理装置１８ ：走査移動信号処理装置
１９ ：演算処理装置２０：ｆリンター ２１：マ
ーキング装置２２二選別侠置 ・ｉ３ １ １−’３ 第２図 （ａ＞ 第３図 （ａ） 第４図 （１） 踵 第５図 一計」°）１％ｓ＊ｈ＊醋− −ｉｔ看１ｍ出力→
Claims (1)
- 大口径鋼管外面の溶接部近傍又は開先加工を行った管端
部及びその双方を、同時に複数の検査項目について、測
定する方法であって、レーザービームの反射点位置を検
出して被検材までの距離を電圧信号として測定する計測
装置と、該計測装置の電圧信号を間隔信号に変換する計
測信号処理装置と、上記計測装置と大口径鋼管を相対移
動させて、走査距離を距離・量ルスとして測定する走査
量検出器と、骸走査量検出器の距離ノタルスを移動量信
号に便換する走査移動信号処理装置を用い、この間隔信
号と移動量信号を寸法演算処理装置で所定の基準値と比
較し、複数の検査項目の寸法値を演算し判定を１行うこ
とｔ特徴とする大口径鋼管の寸法、形状測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4362482A JPS58160805A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 大口径鋼管の寸法、形状測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4362482A JPS58160805A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 大口径鋼管の寸法、形状測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58160805A true JPS58160805A (ja) | 1983-09-24 |
Family
ID=12668998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4362482A Pending JPS58160805A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 大口径鋼管の寸法、形状測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58160805A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61172006A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Nippon Steel Corp | 溶接管の溶接部段差測定方法 |
| JPS6283611A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-17 | Nippon Steel Corp | 溶接管の溶接部段差測定方法 |
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-
1982
- 1982-03-18 JP JP4362482A patent/JPS58160805A/ja active Pending
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