JPS58171613A - 管ネジ部の肉厚測定方法及び装置 - Google Patents

管ネジ部の肉厚測定方法及び装置

Info

Publication number
JPS58171613A
JPS58171613A JP5440282A JP5440282A JPS58171613A JP S58171613 A JPS58171613 A JP S58171613A JP 5440282 A JP5440282 A JP 5440282A JP 5440282 A JP5440282 A JP 5440282A JP S58171613 A JPS58171613 A JP S58171613A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
wall thickness
distance
screw
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5440282A
Other languages
English (en)
Inventor
Hayaharu Ishimoto
石本 早治
Arata Nemoto
新 根本
Kiyohiko Kawaguchi
川口 清彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP5440282A priority Critical patent/JPS58171613A/ja
Publication of JPS58171613A publication Critical patent/JPS58171613A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2425Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures of screw-threads

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管外周面にネジを形成した部分の肉厚を測定す
る全く新規な方法及びその実施に使用する装置に関する
油井管として用いらnる鋼管の端部には他の鋼管との接
続のための継手と螺合連結させるべく外周面にネジが形
成される。数百本を連結して使用される油井管にとって
社このネジ邸の強度は極めて重要であシ、そのためにテ
ーバ、リード、ハイド等のネジ要素を測定してとれ″か
規格を満たすこと、ネジ表面に疵がないこと等が要求さ
nる。またアプセットのない中径管にあってはネジ部肉
厚が重要視さnる。けだし肉厚不足はネジ切扛を招来し
て座屈◆故を起すことになるからである。而して従来の
管端肉厚検査は第9図に示すように音叉状のゲージ91
を管端部から管肉部を挾むようにして挿入し、管端部に
向けて薄肉となるようにテーバを付して形成したネジ部
の挿入量lが所定量よシ短い場合は所要の肉厚があると
して合否判定を行っていた。、つまり、肉厚の測定その
ものは行わnておらず、しかも手作業に依る検査であり
、何らかの改善が望まnていた。
本発明は斯かる事情に鑑みてなさnたものであって、自
動的に肉厚測定することを可能とし、品質管理精度の向
上及び検査能率の向上を図り得る肉厚測定方法及びその
実施に使用する装置の提供を目的とする。
本発明に係る管ネジ部の肉厚測定方法Vi管外周面にネ
ジを形成した部分の肉厚を測定する方法において、管外
庵面の管周方向所定位置に対して光を投射することによ
ってネジのプロフィールを測定すると共に、前記管周方
向所定位tIt’を通る管内径上の適宜位置から管内周
面までの距離を測定し、とnらの測定結果に関連づけて
肉厚を求めることを特徴としている。
以下、まずネジのプロフィール測定の原理について説明
する。第1図において11はレーザビーム発生装置であ
って微小径のレーザビームを連続出力しており、ビーム
走査器12にて高速で鉛直方向に走査さnている。ビー
ム走査器12から適長離隔した位置には集光レンズ13
が対設さnておシ、集光レンズ13を透過して集光さn
たビームを集光レンズと光軸を整合させて配置した受光
素子14に投射して、ここで光電変換するようにしてい
る。1フは被測定物たる油井管用鋼管(以下パイプとい
う)であって、レーザビームの進行方向及び走査方向の
いずnとも直交する方向、即ちビーム走査器12と集光
レンズ13との対設方向と直交する水平方向(紙面の表
裏方向)に定速で相対移動し、その外周面の上部のネジ
部17aがレーザビーム走査域16に位置するように光
学系とパイプとの相対高さを定めている。なお実隊には
上記相対移動はパイプ定置、光学系移動にて行う。
第2図はレーザビームの投受光方向がらみたパイプ下部
のネジ部1’/aの断面を示している。
レーザビームは鉛直に走査さn1パイプはとnと直交す
る方向に相対移動するから、ネジ部17aFiレーザビ
ームの走査方向を主走査方向、パイプの相対移動方向を
副走査方向とする2次元走査が行わ些ることになる。パ
イプ1フの相対移動速度に比してレーザビームの走査速
度は十分高坏(例えば走査速度1ooO回/秒)である
から、高密度の走査が行わnることKなる。而して1回
の主走査によって受光素子14に受光さ扛る光の童、又
は受光状態と通光状態とが反転するタイミングはネジ部
の表面位置に関する情報を有している。従って受光索子
14として、その感光部における受光域に応じたアナロ
グ電気信号(電流)を出力するものを用い、こnとビー
ム走査速度とによりネジ部の表面位置を得ることができ
る。或いは受光素)子14として多数の感光単位を1次
元配置して受光域の大きさがディジタルデータで得らn
るリニアダイオードアレイ等を用い、その出方信号を所
要の信号処理回路15へ与えることにより、こ扛ら受光
索子14における受光域と遮光域の境界、換言すnばそ
の走査の際にレーザビームを遮るところとなったネジ部
の表面に関する主走査方向位置が特定でき、こnを反復
することにょっ又ネジNの断面;y’0フィールを離散
的に求めることができる。なおネジ部に投射すべき光ビ
ームは微小径のビームを1次元的に走査したものに限ら
ず、上下に長くパイプ移動方向に微細な帯状ビーム、即
ち走査によることなく上下方向に広がったビームを連続
的又は断続的に投射することとしてもよい。
また副走査方向の位置情報は光学系又はパイプ17が定
速移動させらnている限り、受光素子14から信号処理
回路15への信号取込み周期又はレーザビーム走査周期
を代用すnはよいが精度を高める上で光学系又はパイプ
等の被測定物の移動量検出器18を設け、その検出デー
タを用いるのが望ましい。
次に本発明方法がネジピッチに影響さnることな〈実施
できることを明らかにする。前述した゛ように本発明方
法は例えば下側に位置しているネジ部の断面プロフィー
ルを光学的に捉えるのであるが、この部分の手前又は先
方にあるネジ山部分がレーザビームの通過を妨げ、その
部分の輪郭をネジ形状と誤認してしまう懸念がある。第
3図は第1図に示すようにパイプ下部にてネジ形状を測
定するように光学系をレイアウトした場合のパイプの平
面図と光の進路を示している。問題とすべきは、平坦な
ネジの谷部の端縁■、■を通過するスポットビームがそ
の端縁に連なるネジの山■、qの頂部■、6に遁らnず
にネジ部を通過できるか否かを確認することである。
第4図はパイプ下部におけるネジ部断面図である。AP
I規格のラウンドネジでは、頂角が60’であり、ネジ
ピッチ(=リード)’t−Pとすると平坦部が0.08
4 Fとなるのでネジの山(下部1に現fる)の平坦部
の中心と端縁■との距離は0.4827Pとなる。また
山と谷の高さ、即ちハイドはO,’760 Fとなる。
第5図はネジ部17aの谷部、山部を大々内外径として
表わしている。いまパイプ下部の谷部の平坦面に接する
水平面H8を考え、ネジ山の頂部Qに規制さnてこの面
に一致するビームを考える。このビームと頂部@との交
点上、パイプ中心とを結ぶ線が鉛直線となす角度”θは
ネジ山頂部の円の直径(ネジ部外径>tEとするとθ=
罵 (1−□〕  ・・・(1) 2 而してパイプ軸に対して直角に、且つ水平に投射される
このビームは第3図から明らかな如くパイプ下端部に接
近するに従って相対的に谷側へ寄ることになるが、上記
ビームが接する頂部■のパイプ下端側端線@はパイプ下
端部にて■に最も近い0位置になるがとのOとネジ山平
坦部(頂部◎)の中心との距離蓋は θ X=□・P      ・・・(2) 60 と表わさ扛 結局(1)I (2)式から API規格品中で最も栄性的に難しいと考えら扛るネジ
山数11.5/インチの5Bの公称外径1インチのもの
について(3)式を計算するとP = 25,4/l 
1.5==2.2087 xxE:=  3149ai であるO テ! = 0.164++wとなり■の位置
までの距離 0.4827X 2.208’7 = 1.066鰭に
比して十分小さく、ネジ山の頂部平坦部をかすめて通過
した光がパイプ上端部の谷部に到ることがなく、換言す
nば■、のを通過するビームが◎。
σにて辿られることがない。
もつともこnはAPI規格の油井管用ネジの場合である
が、よシリードの大きいネジ叫の場合であってネジ山に
てビーム通過が迩らnる場合は軸心線に対して直角とは
せず、ネジの傾きに合せて軸心線に対して少し傾斜させ
るように光学系tレイアウトすnばよい。
本発明方法はこのような原理にて測定さnるネジ部17
aのプロフィールと管内周面との離隔距at−モッてネ
ジ部1フaの肉厚とするノテある。
第6因はパイプ1フのネジ部17aの局部側断面を示し
ている。
管中心1γbよシ少し下の位置には、管中心を通る鉛直
、11(即ち鉛直方向の半径)を測長方向とするように
配された距離計21が設けら扛ており前述の原理で動作
するネジプロフィール測定装置と連動してパイプ17の
ネジ送り方向、つまり軸長方向に移動する。この距離計
21が測定する距離、つまり距離計21がら管内周面1
7cまでの距離をり、とする。
またネジプロフィール測定装#にょって測定さnた断面
プロフィールに基き (具体的には受光域と遮光域との
境界に係るデータに・暴き)、レーザビーム走査域の最
下限位置16aを基準位前とするネジfip17fiの
外表面までの距離L2に求めるものとする。ネジプロフ
ィール測定装置と距離計21の管径方向の相対位置関係
を固定しておく場合は距離計21とレーザビーム走査域
の最下眼位116aとの距’1% Lsは一定である。
従ってパイプ17のネジ部17aの肉厚りは L = Ls−(L1+ T4)     ・・・(4
)として求めらnる。以上が本発明の測定原理である0 なお距離計21としては渦流式距離計、又はマイクロ波
利用のもの等、非接触式のものが望ましい0 次に実施例を示す図面に基き具体的に説明する。
第7図は本発明装置の模式的正面図、第8図は拡大側断
面図である。基台30上にはパイプ17を載置するため
に左右1対のターニングローラ31゜31が複数対(図
には1対のみあられnている)パイプ17の長手方向に
配設しである。ターニングローラ31,31はパイプ1
7の半径と略同長離隔させて水平に設置さnており、パ
イプ17は管周方向の相異る位置の測定のためにターニ
ングロアう31,31の回転により、または人力で回転
駆動さnる。パイプ17はネジ部17がネジプロフィー
ル測定装置1o及び距離#21寄シに配された図示のタ
ーニングロー231,31よりもネジプロフィール測定
装置10.距離計21偵1jに位置するように載置され
る。
32は基台30上に定置さfた案内台であって、ネジプ
ロフィール測定装置10及び距離計21はこの案内台3
2上をパイプ17の軸長方向又はネジの送り方向に移動
せしめらnる。案内台32はこの移動を安定に行わしめ
るだけの幅寸法と、ネジ部17aの全長に亘る測定をO
r能ならしめるだけの長さ寸法を有している。ネジプロ
フィール測定装置10及び距離計21は共通の移動台3
3に固定さnておシ、この移動台33けその下側に左右
対をなすようにして保合凸部33aが形成さnており、
こnらに対応するように案内台32には係合凹部32a
 (いずnも図には一方のみが現nている)が形成さn
ている。係合凸部33aは係せ凹綽32a内に摺動自在
に故人さnておシ、こnによって移動台33をパイプ1
7の軸長方向に正確に移動させ得るようになっている。
案内台32の端部には移動台33を駆動するためのパル
スモータ34,34が設けらnており、各パルスモータ
の出力軸は線杆34aに連なり、この線杆34aを移動
台33の係合凸部33aに螺設したネジ穴に螺入してあ
り、パルスモータ34゜34の正逆回転にて移動台33
をパイプ17に接近させ、また離隔する方向へ駆動する
ようにしている。
移動台33上に固定されたネジプロフィール測定装置1
0は、右側置部10rに前述のレーザビーム発生装置1
1.ビーム走査器12等の光学系を収納してあり、こt
らに正対する左側置部101に前述の集光レンズ13、
及び受光素子14が収納されている。両置部10 r、
  10 /には投受光を可能とするように窓が開設さ
れていることは言うまでもない。また両猷部10 r、
  10 /は両者間に横置きされたパイプ17の下部
が位置し得るだゆ離隔させて配されていることL勿論で
ある。
移動台33のパイプ端から最も遠い位置、つまりパルス
モータ34,34取付側端部の上面における左右方向中
央に扛支柱35が立設さnており、支柱35の上端部鉱
適幅の切込部が形成さtてぃて、この切込部に挾み込む
11M様でパイプ1フの方向に水平に延びる支持アーム
36がボルト止めにて堆付けらnている。支持アーム3
6の先端には環状のブラケット37が設けらγしており
、このブラケット37に距離計21を抱持させている。
支柱35.支持アーム36等の寸法は距離計21の測定
位置か、ネジプロフィール測定装置のパイプ軸長方向の
測定位置と一致し、また、距離計21が鉛直の半径方向
の長さを測定し、更に移動台33がパイプ1フの方向に
接近移動してネジ部17aのパイプ中央側端部まで副定
か進んだ状態においてもパイプ端末が支柱35に衝突す
ることがないように定められる。
20ti演算制麹部であって、パルスモータ3434の
連動駆動制御と距離計21出方、ネジプロフィール測定
装置10の受光素子14出方に基き前述の原理にてネジ
部17aの肉厚を算出するこトド、パルスモータ34,
34の駆動のために与えるパルス数に基き測定部分のパ
イプ軸長方向位置を得て、これを前記肉厚と関連づけて
プリンタ。
プロッタ等の記録装置22へ出力することを行う。
斯かる本発明装置を用いて本発明方法を実施する場合は
ターニングローラ31,31上にパイプ17を載置し、
演算制御部20を起動するだけでネジ部1γaの肉厚測
定がその全長に亘って自動的に行われることになる。そ
して必要に応じてパイプ1’7aを回転させ、複数の周
方向位置における肉厚測定を行うことも極めて容易であ
る。
このように本発明は従来は行わnていなかった油井管端
部のネジ形成部分の肉厚を自動測定することを可能とし
、品質管理精度、検査能率を格段に向上させる。
【図面の簡単な説明】
第1図はネジプルフィール測定の原理説明図、第2図は
ネジ部の拡大図、第3.4.5図はビーム進路とリード
との関係を説明するための説明図、j1g6図は肉厚測
定原理の説明図、第7図は本発明装置の模式的正面図、
第8図はその拡大側断面図、第9図は従来方法の説明図
である。 10・・・ネジプロフィール側層装置 17・・・パイ
プ17a・・・ネジ部 21・・・距離計 31・・・
ターニングロー233・・・移動台 特許出願人  住友金属工業株式会社 代理人弁理士  河  野 登  夫 俸 1 閏 65− 専 3 図 0、Hp 阜 4 図 卑ワ口 率6図 弗 9 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、管外周面にネジを形成した部分の肉厚を測定する方
    法において、管外周面の管周方向所定位置に対して光を
    投射することによってネジのプロフィールを測定すると
    共に、#配管周方向所定位置を通る管内径上の適宜位置
    から管内周面までの距離を測定し、こnらの測定績、果
    に関連づけて肉厚を求めること全特徴とする管ネジ部の
    肉厚測定方法。 2、管外周面にネジを形成した部分の肉厚を測定する装
    置において、実質的に1次元の広がりをもつ光ビームの
    発生手段と、該光ビーム全受光して光嵯変換する受光手
    段と、前記光ビーム発生手段及び受光手段と被測定物と
    を前記ネジの送り方向に相対移動させる手段とを備え、
    ネジ形成部分を光ビームの股引域に位置させた場合に受
    光手段が出力する眠気信号からその受光部と遮光部の境
    界を求める構成とし九ネジプロフィール測定装置ト、管
    内に配され、前記ネジプロフィール測定装置と測定位置
    を整合させるように連動連結さnており、管内局面まで
    の距離を測定する距離針と、 該距離計か測定する距離が管径方向距離となるように管
    を支持する手段と を具備することを特徴とする菅ネジ部の肉厚測定装置。
JP5440282A 1982-03-31 1982-03-31 管ネジ部の肉厚測定方法及び装置 Pending JPS58171613A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5440282A JPS58171613A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 管ネジ部の肉厚測定方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5440282A JPS58171613A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 管ネジ部の肉厚測定方法及び装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58171613A true JPS58171613A (ja) 1983-10-08

Family

ID=12969691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5440282A Pending JPS58171613A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 管ネジ部の肉厚測定方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58171613A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009192474A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Takao Nemoto 雄螺子の測定装置及び判定装置
JP2010523988A (ja) * 2007-04-12 2010-07-15 ファウ・ウント・エム・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 雄ねじを光学計測するための方法および装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010523988A (ja) * 2007-04-12 2010-07-15 ファウ・ウント・エム・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 雄ねじを光学計測するための方法および装置
JP2009192474A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Takao Nemoto 雄螺子の測定装置及び判定装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1062478B8 (en) Apparatus and method for optically measuring an object surface contour
US7755754B2 (en) Calibration device for use in an optical part measuring system
US5125741A (en) Method and apparatus for inspecting surface conditions
US20090100900A1 (en) Optical method and system for generating calibration data for use in calibrating a part inspection system
JPH08184416A (ja) 容器仕上部形状パラメータの光学的検査
CN101448143B (zh) 用于检测诸如轧制/拉制金属条的工件上的表面缺陷的装置和方法
EP0250089A1 (en) Method and apparatus for dimensional measurement of an object
JPS58171613A (ja) 管ネジ部の肉厚測定方法及び装置
US4279513A (en) Optical inspection system for large parts and for multiple measurements
JP2000230816A (ja) 角度測定装置
JP3162364B2 (ja) 光センサ装置
JPH0233089B2 (ja)
JPH08323477A (ja) 溶接管製造用シームセンター検出装置および溶接管の製造方法
RU2178140C1 (ru) Устройство для бесконтактного измерения геометрических параметров цилиндрических изделий
JPS6210379B2 (ja)
JPH05118999A (ja) X線分析装置
JPS632322B2 (ja)
JPH10185514A (ja) コイル位置検出装置
JP2001165625A (ja) 高さ測定装置、焦点検出装置、焦点検出ユニット、および、合焦機能を備えた光学装置
JPS5811804A (ja) ネジ形状測定方法及び装置
JPS5845506A (ja) ネジ要素測定方法及び装置
EP0100446A1 (en) High resolution electronic automatic imaging and inspecting system
JP2689167B2 (ja) 粒度分布測定装置
JPH052424B2 (ja)
JPS6191507A (ja) 傾斜角測定装置