JPS592593B2 - 溶接部の位置検出補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接部の位置検出補正装置（ｗｅｌｄｔｒａｃ
ｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）、特に溶接後のパイプが検査部
を直線移動する際に生じた同パイプの周方向変位を検出
するとこのパイプを回転させて位置を補正する位置検出
補正装置に関する。

一般にパイプをサブマージアーク溶接すると、溶接部に
おいてビードがパイプ外方に３−程度突出する。

このような溶接部を超音波試験する場合には溶接部の両
側で超音波式変換器をパイプに装置する必要があるため
、パイプの直線移動時を通して上記溶接部を両変換器間
の定位置に維持せねばならない。またＸ線管を固定して
行う螢光検査においても、パイプの直線移動時溶接部の
円周方向変位を阻止して定位置に保持する必要がある。
本発明によれば１対の円錐状接触ローラを対向位置で且
つ夫々移動しているビードとの接触により回転するよう
に溶接部に対して配設し、上記各ローラによりパルス式
回転速度計を駆動し、もしビードの周方向位置が所期の
検査位置からずれている場合には回転速度従つて回転出
力計の出力信号が異るようにし、これら出力信号をサー
ボ機構を駆動して溶接部の位置を補正するのに使用する
。則ち本発明の目的は、ビードを検査装置に対して自動
的に定位置に保持するパイプ溶接部の位置検出補正装置
を提供することにある。本発明の他の目的は、細長い物
体が長さ方向に移動している際にその左右方向の変位を
検出する装置を提供することにある。

本発明を略述すれば、ほぼ平行な２本の軸にビードにほ
ぼ直角にそれぞれ円錐状の接触ローラを、ビードとの接
触により回転するように装着し、且つこれら接触ローラ
は相互に対して反対方向に装着してビードに接する直径
が同一になつた時点で基準位置を規定するようにし、更
に上記両軸にはパルス式回転速度計をビードが上記基準
位置から左右方向に移動して両接触ローラの回転速度に
差異を生じた場合に異つた信号を発生するように装着し
、これらの信号を受けてサーボ機構を介して前記ビード
を基準位置に移動させる電気回路を設け、長さ方向に移
動しているビードの左右方向の変位を自動的に検出し補
正する装置である。

以下本発明の実施例を添附図面を参照して詳述する。第
１図において、２は検査の目的で長さ方向に移動させら
れる溶接後のパイプで一部のみが図示されており、４は
その溶接部、６は上記パイプ２外方に突出した溶接ビー
ドを示す。

８は軸１０の一端に取付けられてビード６に接触する左
側の円錐状接触ローラで、上記軸１０はパイプ２の軸線
に対しほぼ直角に軸受装置１２により回転可能に支承さ
れている。

１４は同軸１０の他端に装着されて出力信号１６を発生
するパルス式回転速度計である。

１８は軸２００一端に取付けられて前記ビード６！ｆ−
接触する右側の円錐状接触ローラで、上記軸２０は前記
パイプ２の軸線に対しほぼ直角に軸受装置２２により回
転可能に支承されている。

２４は同軸２０の他端に装着されて出力信号２６を発生
するパルス式回転速度計を示す。

尚接触ローラ８，１８の形状は実施例のように円錐台と
しても或は円錐としてもよぃ。回転速度計１４の出力信
号１６は周波数一電圧変換器２８の入力端子に接続され
、一方回転速度計２４の出力信号２６は周波数一電圧変
換器３０の入力端子に接続されている。

これら周波数一電圧変換器２８，３０の出力３２，３４
は夫々減算器３６の入力端子に、該減算器３６の出力３
８は比例積分制御器４０の入力端子に、該制御器４０の
出力４２は駆動回路４４の入力端子に、該駆動回路４４
の出力４６はモータ４８に、そして該モータは図中１個
のみを示す従来の支持ローラ５０を駆動すべく順次接続
されている。作動時、接触ローラ８，１８がそれらの直
径が等しくなる所望基準位置（以下零位置（Ｎｕｌｌｐ
ＯｓｉｔｉＯｎ）と称す）でビード６に接触するように
軸受装置１２，２２を整合させる。

これらローラ８，１８はビード６に接触して回転するが
、その接触力は例えばバネを使用したり或はパイプの溶
接部が頂部に位置していれば同ローラ装置の自重により
適切に附与される。パイプ２が長さ方向に移動すると、
接触ローラ８，１８の回転に応じて回転速度計１４，２
４が回転し、接触ローラ８，１８の回転速度に対応した
出力信号１６，２６を発生する。ここで上記ビード６が
例えば反時計方向に変位すると、接触ローラ８はより大
径部でビード６１ｆＣ接触する結果回転速度が減少し、
逆に接触ローラ１８はより小径部で同ビード６に接触し
て回転速度が増加する。従つて回転速度計１４，２４の
回転速度が異つて出力信号１６，２６の周波数に差を生
じ、これらは異つた電圧３２，３４に変換される。そし
て出力電圧３２，３４の差である出力３８は偏差信号と
して従来の比例積分制御器４０に送られ、この制御器４
０は制御信号４２を発生する。駆動回路４４はこの制御
信号４２を受けると前記零位置からのビード６の変位置
に比例した信号４６をモータ４８に送り、モータ４８が
回転して支持ローラ５０を回転することによりパイプ２
を零位置まで時計方向に戻す。第２図は本発明の他の実
施例を示すもので、図中第１図と同様の符号は同様の要
素を示すが、本実施例では前記出力１６，２６を異る態
度で用いて比偏差信号を発生する構成としている。

即ち５２は回転速度計の前記出力信号１６，２６を除算
して両出力信号１６，２６の比に対応した出力信号５４
を発生する除算器で、該出力信号５４は減算器３６の一
方の入力端子に送られる。５６は基準信号発生器で、信
号比１：１に対応する基準信号５８を減算器３６の他方
の入力端子に送る。

そして減算器３６は上記信号５４，５８に基いて比偏差
信号６０を発生し、比例積分制御器４０が該比偏差信号
６０ＶＣ応じて前記実施例と同様に作用する。ここで１
秒当りのパルス周波数をｆ、回転速度計の１回転当りの
パルス数をＦ、パイプ２の線速度をＶ（Ｒｍ／／Ｓｅｃ
）、ビード６に接触しているローラの半径をＲ（Ｗｒｍ
）とすれば、信号１６，２６はで表わされる。

また周波数一電圧変換定数をＫ１、接触ローラ８，１８
のビード６との接触部分の半径をＲＬ，ＲＲとすると、
偏差信号３８は（１）式からとなる。

上記（２）式から偏差信号３８従つて制御自体はパイプ
２の前記線速度にＶにより左右されることが分かる。

これはパイプの検査時の移動速度を可及的に均一に維持
するのが望ましく且つ最低速度は適切な応答性が得られ
る程度であるべきことを意味する。更に比偏差信号６０
については、周波数一電圧変換定数をＫ２、接触ローラ
８，１８のビード６との接触部分の半径をＲＬ，ＲＲと
すると、（１）式から次式で表わされる。

五１１ こへ３）式から比偏差信号６０はパイプ２の移動速度に
左右され、従つて検査時に該移動速度が変化し易い場合
には望ましいことが分る。

以上の実施例では接触ローラ８，１８の表面形状を直線
を回転させて得られる円錐状として、接触点が前記零位
置から移動する場合の応答性は直線的であつた。

第３図は接触ローラ表面をパイプ２の曲率に応じて湾曲
させることにより応答性を更に向上させた変形例を示し
、６２はパイプ２の曲率に近似した曲線を回転させて得
られる湾曲面を有する接触ローラである。第３図の構成
の場合、パイプ２の半径をｒ、接触ローラ６２の最少直
径をｄ、同ローラ６２１ｆＣおける小径端からビード６
との接触点までの周距離をｓとすると、前記（１）式は
となる。尚第３図の接触ローラ６２を使用した場合には
前記（２），（３）式が上直４）式に基いて変形される
が、各偏差信号の有利さは変わることがない。

また前記各実施例では各接触ローラの円錐状表面を得る
線として直線及びパイプ２の曲率に対応した曲線を示し
たが、その他適宜の線を使用してローラ面を構成するこ
とにより前記零位置からの変位に対する異つた応答性を
附与してもよい。更に以上の説明では溶接したパイプの
ビードの位置を検出する場合について示したが、本発明
は細長い物体を長さ方向の移動時にその左右方向の変位
を検出するとともに適宜のサーボ機構により該物体を自
動的に所期の基準位置まで戻す場合にも応用できること
は明らかである。

以下本発明の実施態様を列挙する。

（１）細長い物体が長さ方向に移動している間に該物体
の基準位置からの左右方向の変位を検出し、上記物体を
基準位置まで左右方向に戻す装置にして、この物体に接
触してその長さ方向の移動により回転させられる１対の
相近接した円錐状の接触ローラを備え、該接触ローラを
夫々前記物体の長さ方向の広がりに対しほぼ直角に且つ
両接触ローラの大径端を対向させて各別の軸に装着する
ことにより、両接触ローラの同一直径部分に前記物体が
接触した場合に左右方向の基準位置が設定されるように
し、更に上記両軸に夫々対応する軸の回転速度を表わす
電気信号を発生する信号発生手段を結合し、また該両信
号発生手段から相異つた信号を受けると前記物体を基準
位置まで左右方向に戻す物体移動手段を上記信号発生手
段に接続してなる物体の位置検出補正装置。

（２）前記第１項において、信号発生手段をパルス式回
転速度計とし、物体移動手段を該回転速度計に接続され
てそれらの出力を電圧信号に変換する変換器と、該変換
器に接続され一方の電圧信号から他方の電圧信号を減算
して偏差信号を発生する減算器と、前記物体を左右方向
に移動させるサーボ機構と、これら減算器とサーボ機機
とに接続されて前記偏差信号を受けるとサーボ機構を駆
動する制御手段とから構成した物体の位置検出補正装置
。

（３）前記第１項において、信号発生手段をパルス式回
転速度計とし、物体移動手段を該回転速度計に接続され
てそれらの出力間の比に対応した信号を発生する除算器
と、１：１の比に対応する信号を発生する基準信号発生
手段と、これら除算器と基準信号発生手段とに接続され
て前記回転速度計間の出力比に対応する信号を上記１：
１の比に対応する信号から減算して比偏差信号を発生す
る減算器と、前記物体を左右方向に移動するサーボ機構
と、上記減算器とサーボ機構とに接続されて前記比偏差
信号を受けるとサーボ機構を駆動する制御手段とから構
成した物体の位置検出補正手段。

（４）前記第１項におぃて、接触ローラの形状を直円錐
台とした、物体の位置検出補正装置。

（５）前記第１項において、物体の左右方向の移動が円
弧状に生ずるものとし、接触ローラの接触面を該円弧の
曲率に対応した曲率の曲線を回転させて得られる形状と
した、物体の位置検出補正装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は制御
回路の他の例を示す概略図、第３図は接触ローラの他の
例を示す概略図である。 符号の説明、２・・・・・・パイプ、４・・・・・・溶
接部、６・・・・・・ビード、８，１８，６２・・・・
・・接触ローラ、１０，２０・・・・・・軸、１２，２
２・・・・・・軸受装置、１４，２４・・・・・・回転
速度計、１６，２６，３２，３４，３８，４２，４６，
５４，５８，６０・・・・・・出力信号、２８，３０・
・・・・・周波数一電圧変換器、３６・・・・・・減算
器、４０・・・・・・比例積分制御器、４４・・・・・
・駆動回路、４８・・・・・・モータ、５０・・・・・
・支持ローラ、５２・・・・・・除算器、５６・・・・
・・基準信号発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 細長い物体が長さ方向に移動している間に該物体の
   基準位置からの左右方向の変位を検出し、上記物体を基
   準位置まで左右方向に戻す装置にして、この物体に接触
   してその長さ方向の移動により回転させられる１対の相
   近接した円錐状の接触ローラを備え、該接触ローラを夫
   々前記物体の長さ方向の広がりに対しほぼ直角に且つ両
   接触ローラの大径端を対向させて各別の軸に装着するこ
   とにより、両接触ローラの同一直径部分に前記物体が接
   触した場合に左右方向の基準位置が設定されるようにし
   、更に上記両軸に夫々対応する軸の回転速度を表わす電
   気信号を発生する信号発生手段を結合し、また該両信号
   発生手段から相異つた信号を受けると前記物体を基準位
   置まで左右方向に戻す物体移動手段を上記信号発生手段
   に接続したことを特徴とする物体の位置検出補正装置。