JPS6052212A - 鋼管端面加工制御方法 - Google Patents
鋼管端面加工制御方法Info
- Publication number
- JPS6052212A JPS6052212A JP16028983A JP16028983A JPS6052212A JP S6052212 A JPS6052212 A JP S6052212A JP 16028983 A JP16028983 A JP 16028983A JP 16028983 A JP16028983 A JP 16028983A JP S6052212 A JPS6052212 A JP S6052212A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel pipe
- face
- value
- root face
- width
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B5/00—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
- B23B5/16—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for bevelling, chamfering, or deburring the ends of bars or tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (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】
（産業上の利用分野）
本発明は端面加工機による鋼管端面のベベル加工におい
て、ベベル加工中の切削量を制御し適切なルートフェイ
ス幅を得るための鋼管端面加工制御方法に関するもので
ある。
て、ベベル加工中の切削量を制御し適切なルートフェイ
ス幅を得るための鋼管端面加工制御方法に関するもので
ある。
（従来技術）
一般に鋼管を溶接により継ぎ合せて使用する場合、溶接
を容易に行うために鋼管端面を牙１図に示すように平担
面を残して斜めに切削加工する。この切削加工をベベル
加工と称し、平担面をルートフェイス３と称する。
を容易に行うために鋼管端面を牙１図に示すように平担
面を残して斜めに切削加工する。この切削加工をベベル
加工と称し、平担面をルートフェイス３と称する。
とのベベル加工は鋼管１を回転させなからベベル加工用
の刃物２を鋼管１の端面に押し当て矢印Ａの方向に移動
させながら切削し、適切なルートフェイス３の幅を残し
て切削を完了する。
の刃物２を鋼管１の端面に押し当て矢印Ａの方向に移動
させながら切削し、適切なルートフェイス３の幅を残し
て切削を完了する。
ルートフェイス３は鋼管を継ぎ合せたときの鋼管と鋼管
の接合面となり、この幅の許容誤差はきわめて小さいた
め端面加工機によるベベル加工時の刃物位置を高精度で
制御する必要がある。
の接合面となり、この幅の許容誤差はきわめて小さいた
め端面加工機によるベベル加工時の刃物位置を高精度で
制御する必要がある。
しかし端面加工機によるベベル加工中は鋼管が高速で回
転し、ベベル加工時に発生する切削くずやベベル加工用
刃物の冷却用ンリブル油などが飛散し、人が近づくこと
や精密な計測及び制御装置を設置することが困難であっ
た＼めに従来は第２図及び第３図に示すようにリミット
スイッチ１３やエンコーダ１４等を使って刃物２の位置
あるいは移動距離を計測し所定の位置に刃物２が達した
とき鋼管１の切削を終了する方法により、ルートフェイ
スを確保しようとしていた。
転し、ベベル加工時に発生する切削くずやベベル加工用
刃物の冷却用ンリブル油などが飛散し、人が近づくこと
や精密な計測及び制御装置を設置することが困難であっ
た＼めに従来は第２図及び第３図に示すようにリミット
スイッチ１３やエンコーダ１４等を使って刃物２の位置
あるいは移動距離を計測し所定の位置に刃物２が達した
とき鋼管１の切削を終了する方法により、ルートフェイ
スを確保しようとしていた。
しかしながらこのような方法では刃物の定位置制御のた
め刃物と鋼管の位置関係が精密に固定されていないと目
的とするルート７エイスを確保できず、また鋼管の肉厚
が変動した場合もルートフェイスに変動を生じるという
問題があった。
め刃物と鋼管の位置関係が精密に固定されていないと目
的とするルート７エイスを確保できず、また鋼管の肉厚
が変動した場合もルートフェイスに変動を生じるという
問題があった。
（発明の目的）
本発明はこのような問題を解消し、端面加工機によるベ
ベル加工において高精度のルートフェイスの幅を確保す
ることを目的とする。
ベル加工において高精度のルートフェイスの幅を確保す
ることを目的とする。
（発明の構成、作用）
本発明は端面加工機によるベベル加工中のルートフェイ
スをファイバースコープとイメージセンサからなる光学
式寸法測定装置において計測し、鋼管の回転周期に同期
した計測値の微小変動やベベル加工中の切削くず等の計
測視野内飛び込みによる誤指示の除去方法として、前記
計測値の指数平滑演算あるいは移動平均演算による平滑
化処理とこれらの演算を行うことにより生じる指示値の
遅れに対して鋼管が一回転するごとに切削され減少する
変化量を計測値よりめ、これを平滑演算処理した結果に
より補正することにより、該計測値の微小変動を除去す
ると＼もに、切削ぐずの飛び込み等に対しては前記計測
値の補正結果と計測値を比較し、前もって設定された設
定値以上の差がある場合は補正結果の値を計測値として
代入し演算を続行することにより、切削ぐずの飛び込み
による誤指示の影響を除去して安定なルートフェイスの
判定を行ない、この判定結果が目的とするルートフェイ
スになったときベベル加工用刃物を退避させベベル加工
を終了する方法である。
スをファイバースコープとイメージセンサからなる光学
式寸法測定装置において計測し、鋼管の回転周期に同期
した計測値の微小変動やベベル加工中の切削くず等の計
測視野内飛び込みによる誤指示の除去方法として、前記
計測値の指数平滑演算あるいは移動平均演算による平滑
化処理とこれらの演算を行うことにより生じる指示値の
遅れに対して鋼管が一回転するごとに切削され減少する
変化量を計測値よりめ、これを平滑演算処理した結果に
より補正することにより、該計測値の微小変動を除去す
ると＼もに、切削ぐずの飛び込み等に対しては前記計測
値の補正結果と計測値を比較し、前もって設定された設
定値以上の差がある場合は補正結果の値を計測値として
代入し演算を続行することにより、切削ぐずの飛び込み
による誤指示の影響を除去して安定なルートフェイスの
判定を行ない、この判定結果が目的とするルートフェイ
スになったときベベル加工用刃物を退避させベベル加工
を終了する方法である。
以下本発明の詳細を図面をもって説明する。
第４図は本発明を行うための端面加工制御方法の模式図
で、鋼管１のルートフェイス３を検出端部６、ファイバ
ースコープ７、イメージセンサ９、照明用光源１０から
なる光学式寸法計測装置により計測し、マイクロコンピ
ュータ１１により光学式寸法計測装置の出力を信号処理
してこの値が目標値と等しくなった時点ズ刃物駆動装置
５を止めベベル加工用刃物２を退避させるものである。
で、鋼管１のルートフェイス３を検出端部６、ファイバ
ースコープ７、イメージセンサ９、照明用光源１０から
なる光学式寸法計測装置により計測し、マイクロコンピ
ュータ１１により光学式寸法計測装置の出力を信号処理
してこの値が目標値と等しくなった時点ズ刃物駆動装置
５を止めベベル加工用刃物２を退避させるものである。
鋼管ｌを図示していない端面加工機にセットするために
ストッパー１２に鋼管１の端面を突き当て定位置にセッ
トさせる。この時、寸法計測装置の検出端部６は図示し
ていない架台により退避させておく。
ストッパー１２に鋼管１の端面を突き当て定位置にセッ
トさせる。この時、寸法計測装置の検出端部６は図示し
ていない架台により退避させておく。
セットが終了するとストッパー１２が退避すると＼もに
、端面加工のため鋼管１を回転させ端面加工機の突切り
バイト４を押し当て鋼管１の端面を切断する。端面切断
を終了すると突切りバイト４は退避すると同時に光学式
寸法計測装置の検出端部６を図示していない架台により
鋼管１の端面前方に位置せしめる。
、端面加工のため鋼管１を回転させ端面加工機の突切り
バイト４を押し当て鋼管１の端面を切断する。端面切断
を終了すると突切りバイト４は退避すると同時に光学式
寸法計測装置の検出端部６を図示していない架台により
鋼管１の端面前方に位置せしめる。
光学式寸法計測装置の検出端部６の内部は第５図に示す
ように照明用のライトガイドファイバー７αと画像伝達
用のイメージガイドファイバー７ｋが内設されると＼も
に、この外部はエアーパージノズルでお＼われ、エアー
パージ用配管８が接続されルートフェイス３の直前に配
置される。
ように照明用のライトガイドファイバー７αと画像伝達
用のイメージガイドファイバー７ｋが内設されると＼も
に、この外部はエアーパージノズルでお＼われ、エアー
パージ用配管８が接続されルートフェイス３の直前に配
置される。
こうすることによりライトガイドファイバー７ａによる
ルートフェイス３への照明とイメージガイドファイバー
７６による観測が可能であると＼もにエアーパージ用配
管８から供給されるエアーが検出端部６の先端から放出
され、ベベル加工時に刃物の冷却に使用するソリプル油
の光学系への付着を防止すると＼もに、鋼管１やルート
フェイス３に付着しているソリプル油を除去して安定な
ルートフェイス３の観測を可能にしている。
ルートフェイス３への照明とイメージガイドファイバー
７６による観測が可能であると＼もにエアーパージ用配
管８から供給されるエアーが検出端部６の先端から放出
され、ベベル加工時に刃物の冷却に使用するソリプル油
の光学系への付着を防止すると＼もに、鋼管１やルート
フェイス３に付着しているソリプル油を除去して安定な
ルートフェイス３の観測を可能にしている。
このようにして観測されたルートフェイス３の画像はイ
メージガイドファイバー７ｂによりイメージセンサ９に
導かれ計測される。
メージガイドファイバー７ｂによりイメージセンサ９に
導かれ計測される。
イメージセンサ９に導かれた画像は第６図に示すように
ルートフェイス３で反射した光がイメージガイドファイ
バー７−＆に入光するためイメージセンサ９上に投影さ
れる実像はルートフェイス３の輝度が強くなっており、
これを光電変換したビデオ信号はルートフェイス３に対
応した信号が得られ、これを処理することにより容易に
ルートフェイス３の計測が可能である。
ルートフェイス３で反射した光がイメージガイドファイ
バー７−＆に入光するためイメージセンサ９上に投影さ
れる実像はルートフェイス３の輝度が強くなっており、
これを光電変換したビデオ信号はルートフェイス３に対
応した信号が得られ、これを処理することにより容易に
ルートフェイス３の計測が可能である。
こ＼で使用されるイメージセンサは一般の光学式寸法計
測に使用されるセンサで、例えばリニアアレー素子を使
用したセンサやＺＴＶなどであり、またこれらのセンサ
から寸法をめるための信号処理法も一般のもので良い。
測に使用されるセンサで、例えばリニアアレー素子を使
用したセンサやＺＴＶなどであり、またこれらのセンサ
から寸法をめるための信号処理法も一般のもので良い。
こうして得られるルートフェイス３の寸法は鋼管１が回
転しベベル加工されながら計測されるため、オフ図に示
すように鋼管１が１回転するごとにΔろ・Δ“２・Δｘ
ｓ−−−Δｊｅｑと計測値が減少すると＼もに鋼管１の
偏心や肉厚変動のため鋼管の回転に同期した周期的な微
小変動を示すため適正なルートフェイスの幅を判定する
ことが困難であるばかりかベベル加工による切削ぐずの
飛び込みによる誤指示を生じることがある。
転しベベル加工されながら計測されるため、オフ図に示
すように鋼管１が１回転するごとにΔろ・Δ“２・Δｘ
ｓ−−−Δｊｅｑと計測値が減少すると＼もに鋼管１の
偏心や肉厚変動のため鋼管の回転に同期した周期的な微
小変動を示すため適正なルートフェイスの幅を判定する
ことが困難であるばかりかベベル加工による切削ぐずの
飛び込みによる誤指示を生じることがある。
本発明は微小変動に対する対策としては、計測値の指数
平滑演算あるいは移動平均演算による平滑化処理を行い
、これらの演算を行うことにより生じる指示値の遅れに
対しては、鋼管が一回転するごとに切削され減少する変
化量を計測値よりめ、これを平滑演算処理した結果によ
り補正することにより、計測値の微小変動を除去する。
平滑演算あるいは移動平均演算による平滑化処理を行い
、これらの演算を行うことにより生じる指示値の遅れに
対しては、鋼管が一回転するごとに切削され減少する変
化量を計測値よりめ、これを平滑演算処理した結果によ
り補正することにより、計測値の微小変動を除去する。
切削ぐずの飛び込みについては、前記計測値の補正結果
と計測値を比較し前もって設定された設定値以上の差が
ある場合は補正結果の値を計測値として代入し演算を続
行することにより、切削ぐずの飛び込みによる誤指示の
影響を除去する。第４図のマイクロコンピュータ１１は
イメージセンサ９から得られたルートフェイス幅の計測
値を取り込み、これらの演算を行なうものである。
と計測値を比較し前もって設定された設定値以上の差が
ある場合は補正結果の値を計測値として代入し演算を続
行することにより、切削ぐずの飛び込みによる誤指示の
影響を除去する。第４図のマイクロコンピュータ１１は
イメージセンサ９から得られたルートフェイス幅の計測
値を取り込み、これらの演算を行なうものである。
以下この方法の具体例として平滑処理に指数平滑演算を
適用した演算方法について説明する。
適用した演算方法について説明する。
回転周期に同期した微小変動を除去した指数平滑演算結
果をＳＬ、イメージセンサ９によるルートフェイスの計
測値をＬｌとすると、Ｓｂ ＝ α ・ｘｉ 十 （１
−ｃ！ ） ・ ５Ｌ−ｔ （１）により微小変動分を
除去した結果がまる０なお、（１）式のαは平滑係数で
０〈α≦１の範囲であり、鋼管の回転周期に同期した微
小変動分が除去できる最大の値とする。
果をＳＬ、イメージセンサ９によるルートフェイスの計
測値をＬｌとすると、Ｓｂ ＝ α ・ｘｉ 十 （１
−ｃ！ ） ・ ５Ｌ−ｔ （１）により微小変動分を
除去した結果がまる０なお、（１）式のαは平滑係数で
０〈α≦１の範囲であり、鋼管の回転周期に同期した微
小変動分が除去できる最大の値とする。
この指数平滑演算を行なった結果化じる遅れは、αを最
適値（鋼管の回転周期に同期した微小変動分を除去でき
る最大の値）に設定した場合、鋼管１回転当りの計測値
の変化、つまり鋼管１回転当りの切削量の１／２の量＃
丘ど生じる。
適値（鋼管の回転周期に同期した微小変動分を除去でき
る最大の値）に設定した場合、鋼管１回転当りの計測値
の変化、つまり鋼管１回転当りの切削量の１／２の量＃
丘ど生じる。
このため鋼管１回転当りの切削量ΔＸＬを（２）式によ
りめ、（３）式によりこの指数平滑演算を行なうことに
より鋼管１回転当りの切削量の平均値Ｐｂヲ求め、（４
）式によりＳ＝からＰＬの１／２の値を減算する。
りめ、（３）式によりこの指数平滑演算を行なうことに
より鋼管１回転当りの切削量の平均値Ｐｂヲ求め、（４
）式によりＳ＝からＰＬの１／２の値を減算する。
ΔＸ＝ ＝ Ｘｂ−＋ Ｘｂ （２）
ＰＬ＝ β・ΔＸ＝＋（１−β）・Ｐｂ−Ｉ＜３）なお
、（３）式でβは平滑係数で０〈β≦１の範囲を任意に
選択する。（１回転当りの切削量が安定している場合は
β＝１でよい。） Ｗ＝ ＝ ｓ戸−弘 （４） これによりまるＷｂはルートフェイスの幅の判定値であ
り、イメージセンサから計測値χ２が得られるたびにＷ
Ｌを演算によりめる。
、（３）式でβは平滑係数で０〈β≦１の範囲を任意に
選択する。（１回転当りの切削量が安定している場合は
β＝１でよい。） Ｗ＝ ＝ ｓ戸−弘 （４） これによりまるＷｂはルートフェイスの幅の判定値であ
り、イメージセンサから計測値χ２が得られるたびにＷ
Ｌを演算によりめる。
また、ベベル加工中に切削〈ず等が光学式寸法測定装置
の視野内に飛び込み計測値が異常になる場合については
、 Ａし ≦ Ｗｉ、−１−Ｘ−ノ ≧ ＡＨ（５）を演算
し、この条件を満足しない場合は、り（） ＝ Ｗ＝−
＋ （６） として（１）式から（４）式までの演算を続行する。
の視野内に飛び込み計測値が異常になる場合については
、 Ａし ≦ Ｗｉ、−１−Ｘ−ノ ≧ ＡＨ（５）を演算
し、この条件を満足しない場合は、り（） ＝ Ｗ＝−
＋ （６） として（１）式から（４）式までの演算を続行する。
なお、（５）式でＡＬ及びＡ）１は許容限界値で、パイ
プの回転周期に同期した微小変動値より若干大きな値を
前もって設定しておく。
プの回転周期に同期した微小変動値より若干大きな値を
前もって設定しておく。
このようにしてめられたルートフェイス幅の判定値が目
的とするルートフェイスの幅と等しくなったところで、
刃物駆動装置５を止め刃物４を退避させベベル加工を終
了することにより、高精度で目的とするルートフェイス
の幅を得ることができる。
的とするルートフェイスの幅と等しくなったところで、
刃物駆動装置５を止め刃物４を退避させベベル加工を終
了することにより、高精度で目的とするルートフェイス
の幅を得ることができる。
（発明の効果）
本発明により端面加工機によるベベル加工中のルートフ
ェイス幅を安定に高精度で制御することができ、また端
面加工機によるベベル加工工程でルートフェイスの幅を
高精度で確保することができるため後工程のルートフェ
イス幅の検定を省略することも可能になり、品質及び工
程省路上大きな効果を得ることができる。
ェイス幅を安定に高精度で制御することができ、また端
面加工機によるベベル加工工程でルートフェイスの幅を
高精度で確保することができるため後工程のルートフェ
イス幅の検定を省略することも可能になり、品質及び工
程省路上大きな効果を得ることができる。
牙１図は端面加工機によるベベル加工法を示す側面図、
則・２図は端面加工機の刃物位置をリミットスイッチで
検知している側面図、第３図は端面加工機の刃物位置を
エンコーダで検知している側面図、第４図は光学式寸法
計測装置でルートフェイス幅を計測し、端面加工機の刃
物を制御する端面加工制御装置の模式図、第５図は光学
式寸法計測装置の検出端部内部を示す断面図、第６図は
ルートフェイス部への光の投光と反射の関係を示す断面
図、オフ図はベベル加工中のルートフェイス幅の減少を
示す図である。 １は鋼管、２はベベル加工用の刃物、３はルートフェイ
ス、４は突切りバイト、５は刃物駆動装置、６は検出端
部、７はファイバースコープ、７αはライトガイドファ
イバー、７４はイメージガイドファイバー、８はエアー
パージ用配管、９はイメージセンサ、１ｏは照明用光源
、１１はマイクロコンピュータ、１２はストッパー、１
３はリミットスイッチ、１４はエンコーダ。 特許出願人新日本製鉄株式会社 尤／男 矛２易
則・２図は端面加工機の刃物位置をリミットスイッチで
検知している側面図、第３図は端面加工機の刃物位置を
エンコーダで検知している側面図、第４図は光学式寸法
計測装置でルートフェイス幅を計測し、端面加工機の刃
物を制御する端面加工制御装置の模式図、第５図は光学
式寸法計測装置の検出端部内部を示す断面図、第６図は
ルートフェイス部への光の投光と反射の関係を示す断面
図、オフ図はベベル加工中のルートフェイス幅の減少を
示す図である。 １は鋼管、２はベベル加工用の刃物、３はルートフェイ
ス、４は突切りバイト、５は刃物駆動装置、６は検出端
部、７はファイバースコープ、７αはライトガイドファ
イバー、７４はイメージガイドファイバー、８はエアー
パージ用配管、９はイメージセンサ、１ｏは照明用光源
、１１はマイクロコンピュータ、１２はストッパー、１
３はリミットスイッチ、１４はエンコーダ。 特許出願人新日本製鉄株式会社 尤／男 矛２易
Claims (3)
- （１）鋼管の端面加工機によるベベル加工において、ベ
ベル加工中のルートフェイスの幅をファイバースコープ
とイメージセンサから寿る光学式寸法計測装置にて１測
し、この計測値が目的とするルートフェイスの幅になっ
た時ベベル加工用の刃物を退避させることを特徴とする
、鋼管端面加工制御方法。 - （２）光学式寸法計測装置から得られる計測値から回転
周期に同期した微小変動分を取り除いた値と、鋼管−回
転当りの切削量をめ、前記微小変動分を取り除いた値か
ら鋼管−回転当りの切削量の平均値の１／２の値を減算
することにより、ルート７エイス幅のＲ）測値を補正す
る特許請求の範囲第１項記載の鋼管端面加工制御方法。 - （３）補正結果と計測値を比較し、前もって設定された
設定値以上Ｑ差が生じた場合は、補正結果の値を計測値
として代入し演算を続行することにより切削ぐずの飛び
込み等による誤指示の影響を除去する特許請求の範囲第
１項又は牙２項記載の鋼管端面加工制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16028983A JPS6052212A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 鋼管端面加工制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16028983A JPS6052212A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 鋼管端面加工制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052212A true JPS6052212A (ja) | 1985-03-25 |
Family
ID=15711762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16028983A Pending JPS6052212A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 鋼管端面加工制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052212A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01111025A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-27 | Kyowa Kikai Seisakusho:Kk | 精紡機におけるボトムローラの駆動機構 |
| WO1995015828A1 (de) * | 1993-12-11 | 1995-06-15 | Maschinenfabrik Reika-Werk Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum lage- und massgenauen anfasen eines rohrendes |
-
1983
- 1983-09-02 JP JP16028983A patent/JPS6052212A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01111025A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-27 | Kyowa Kikai Seisakusho:Kk | 精紡機におけるボトムローラの駆動機構 |
| WO1995015828A1 (de) * | 1993-12-11 | 1995-06-15 | Maschinenfabrik Reika-Werk Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum lage- und massgenauen anfasen eines rohrendes |
| US5778744A (en) * | 1993-12-11 | 1998-07-14 | Maschinenfabrik Reika-Werk Gmbh | Method and device for position-exact and dimension-exact chamfering of a pipe end |
| EP0934787A2 (de) * | 1993-12-11 | 1999-08-11 | MASCHINENFABRIK REIKA-WERK GmbH | Vorrichtung zum lage- und massgenauen Anfasens eines Rohrendes |
| EP0934787A3 (de) * | 1993-12-11 | 2003-06-25 | MASCHINENFABRIK REIKA-WERK GmbH | Vorrichtung zum lage- und massgenauen Anfasens eines Rohrendes |
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