JPS6171307A - 管棒状体の曲り測定方法 - Google Patents

管棒状体の曲り測定方法

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JPS6171307A JP59194314A JP19431484A JPS6171307A JP S6171307 A JPS6171307 A JP S6171307A JP 59194314 A JP59194314 A JP 59194314A JP 19431484 A JP19431484 A JP 19431484A JP S6171307 A JPS6171307 A JP S6171307A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は管、棒状体の曲りを測定する方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、管、棒状体の曲りを測定する方法としては、静止
状態あるいは警棒の長手方向と直角な方向に移送される
状態の、被測定材の両端部および中80部の各点の基準
位置からの距離を光学的方法により検出して、これらの
各距離から曲り量を測定する方法(たとえば、特開昭5
4−146653号、特開昭54−158261号、特
開昭55−47406号公報)や。
被測定材の両端を支持したうえで回転させながら、中央
部の偏位量を検出して曲り量を測定する方法(たとえば
、特開昭54−146656号、特開昭55−G370
9号公報)などが提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような測定方法で曲りを測定することは、もちろ
ん可能であるが、上記従来の方法では、たとえば電縫溶
接鋼管の製造工程でいえば、最終成品置場に近い工程で
しか測定することができず、測定結果を造管工程にフィ
ードバックして造管作業の制御を行なうには、測定結果
の得られるのがあまりにも遅すぎて実用に供し得ないと
いう問題があった。
本発明はこのような実情に鑑み、造管工程もしくは該工
程に近い工程においても管又は棒体の曲りを測定するこ
とが可能で、かつ測定精度の高い曲り測定方法を提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
このための本発明では、被測定材の適宜の長さ部分を片
持梁の状態に支持し、該梁部分の長手方向の少なくとも
3個所のそれぞれの鉛直横断面を含む面内に、被測定材
の同一外周上の異なる2点を指向する2個1組の距離検
出器を配置し、該距離検出器の幾何学的な配置関係と該
距離検出器で検出した被測定材外周までの距離および被
測定材の外径とから、被測定材の前記各鉛直横断面の中
心位置を算出し、一方 被測定材の自重による前記各鉛
直断面位置における被測定材のたわみ量を算出し、該算
出したたわみ量により前記算出した各中心位置を補正し
、該補正後の各中心位置の連なりから、被d111定材
の曲り量を算出する。
すなオ〕ち本発明では、たとえば電縫溶接鋼管の製造工
程でいえば、造管機の圧接ロール又は矯正機の最終ロー
ル、あるいは搬送ラインのピンチロールなどの出側にお
いて、管が左右または上下のロールにより片持梁の状態
で支持されているときに、管長手方向の少なくも3点に
対応する位置に設けた2個1組の各距離検出器により管
外周上の2点までの距離をそれぞれ81’l定し、距離
検出器の幾何学的な配置関係と前記管外周までの距離お
よび管外径とから管の中心軸を算出し、一方、管の自重
によるたわみ量を算出して前記算出した中心軸を補正す
ることにより、管の曲りの方向と量を求める。
〔作用〕
以下1本発明による曲り測定方法を管の曲り測定に適用
した場合を例にして、図面にもとづき詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例における、被測定材に対す
る距離検出器の配置関係を示す図である。
図においてPは被測定材である管であり、この管Pの図
面左側の部分が上下ロールPRによって支持されており
、管Pの被計測部分は片持梁の状態にある。  、  
 − 距離検出器は、管Pの鉛直横断面を含むX−Y面内で該
面内の基準点Oz1からある一定の距離を距で、かつ2
個の距離検出器DllとDI2がある一定の間隔をもっ
て配置されている。この2個1組の距離検出器DI 1
 + Dl 2は、図では1組しか示していないが、管
Pの長手方向の少なくとも3点に対してそれぞれ第1図
のように配置される。
距離検出器DI I r Di 2としては、たとえば
、レーザーやマイクロ波を用いる測長針、渦流式変位計
、静電容量式変位計など、公知の距離検出器を使用する
ことができ、水平軸(X軸)に対し一定の角度θで取付
け、距離検出器Di 1 r DI 2の軸線の延長線
上にある管外周までの距離を検出する。
第2図は、距離検出器D11 + D−12の幾何学的
な配置関係と前記管外周までの距離および管外径から管
の中心位置を算出する方法を説明するための図である。
図に示すように、距離検出器Di 1 + Di 2の
取付は角0とその座標(xlt * yllL (xt
 21y+2)が既知であるから、管外周までの距離L
l l + Ll 2が得られると、管外周上の点A1
1.Δ12の座標が算出できる。
被測定材Pの断面輪郭は円または近似的な円であるから
、線分All  A12の垂直2等分線上に被測定+、
4 [−)の中心があることは幾何学の示すところであ
る。
従って前記距離検出器の取付は角θ、座標(x+ lr
 y+ +L (X12 t yt2)y距離L11.
r、+2と管の外径D(既知の値または実測値)とから
測定点における管Pの中心P’10(これを見掛上の中
心という)の座標(xp’+o+MP’In)を算出で
きる。
この算出の手順はIl?I qtな幾何学上の問題であ
るので、算出式等の説明は省略する。
ところで第1図に示したように片持梁状に管Pを支持し
た場合、管には自重によるたわみを生じているので、こ
のたわみによる管中心の移動量分を補正してたわみのな
いときの管Pの中心Pi。
(これを真の中心という)の座標を求める必要がある。
測定点における管Pの自重によるたわみ量は、管Pの断
面寸法、比重2弾性係数および支持点から測定点までの
管長さ、を用い材料力学の公式にもとづいて算出できる
ので、この自重によるたわみ世相当分P”  to(x
p”  10゜yp”to)だけ前記見掛は上の中心の
座標(xp’  10yyP’  to)を補正し、こ
の補正後のpJ!標(xpt o + ypt o)を
真の中心p1゜の座標とする。
さて、2個1組の距離検出器を管Pの長手方向に間隔を
おいて3組設置し、各測定点に関して前記の演算を適用
すると、管長手方向の3点の真の中心座標が得られる。
いま、管長手方向をz 4i111とし、3組の距離検
出器の設置位置を等ri11隔 すなわち10z1−0
z2 1=Iozz −0z3 lとすると、各測定点
および測定点相互の間の幾何学的関係は第3図に示すよ
うになり、各測定点における管の真の中心P+o+P2
o*Paoの座標は、それぞれ(XPloy YP1o
+ 0z1)+(XP201 YP2010z2)t 
(XP3atyp3ojoz3)となる。 ゛ 第3図からもわかるように、管の曲りの左右方向成分は
X−Z平面上で求められ、また曲りの上下方向成分はY
−Z平面上で求められ、第3図に例示した曲りは、X−
Z平面上では第4a図のようになり、Y−Z平面上では
、第4b図のようになる。
X−Z平面上での曲り量Lxは、線分xpt o−XP
30の中点をXP”20としたとき。
LX’i (Xp” ’ 20  XP26 )・co
sφx=・・(1)但し、 φx=t、an−’  I (XPa o −xpt 
o )/(Oza −0zt )IXP” ’  20
 =(1/2)・(xplo +xpa o)で近似さ
れる。
また、y−z平面上での曲り量t、yは同様に。
Ly’q(y p” ’ 20−y P20 )cos
φy・・・・(2)但し φy=i、an−11(yp” ’ 3 o−ypt 
o)/(○Z3−OZI)1y p” ’ 2 G =
(1/2)・(ypto+yp3o)で近似される。
従って 合成面り量りは L=、/E?コーア・・・・・・・・(3)で求められ
る。
尚、見掛の中心、P’  io+ P’ 20+ P’
 30の連なりから見掛の曲りを求め、且つ、たわみ相
当分P” IOt P” 2o、P” 30がら求めた
たわみによる曲り分で前記、見掛の曲りを補正すること
により、真の曲りを求めることが出来ることはいうまで
もない。また1曲りの方向は。
たとえば頂点を基準として時計回りで角度φで表現する
とつぎのように表わすことができる。
Lx=O,+ Ly>0のとき φ=O−・・・ (4
)Lx二〇、Lyく0のとき φ=π・・・・ (5)
L x > Oのとき。
φ= (g/2)  t、an−’ (Ly/Lx)・
・・・ (6)Lx<0のとき φ = (3n / 2)   tan−″ (Ly/
 LX)・ ・ ・ ・  (7)曲り方向を表わす際
のJ&準点は、たとえば溶接管の溶接部の位置を別の方
法で計測し、その位置を基準点として表わせば1曲り方
向が溶接点に対してどのようになっているかがわかり、
操業上の有効な情報となる。
上記のようにして片持梁の状態に支持した管の曲りの量
と方向をill’l定することができる。
ところで 実際の管製造ラインにおいては、管の長さは
一定ではなく、また1片持梁の状態で支持できる長さも
管の外径や肉厚によって変わるので、前記した固定配置
の距離検出器を用いる方法では、異なる支持長さの管の
すべてに対して支持部分の曲りを測定することはできな
い。
異なる長さの支持部分に対して測定を可能にするには、
最大長さに相当する範囲内に多数個の距離検出器を配置
するか、または少なくとも1個の距離検出器を移動可能
に設置する必要がある。
しかし、たとえば電縫管製造においては、管の曲りは連
続して同じ曲率で発生することが多いので、このような
場合には、前記した方法で、ある長さの部分の曲り量を
測定し、この部分の曲り量から任意の長さの曲り量を算
出することができる。
この算出方法は第5図に示すごとく、被測定材全体の曲
率半径が一定値Rであって、測定部長さがQ、長、さQ
での曲り量がLとすると、任意の長さyoの曲り量り。
は近似的に Lo ’=、CQ o / fl) 2・L ・・・・
・・ (8)で求められる。
〔発明の効果〕
本発明になる管、棒状体の曲り測定方法は 以上のよう
な方法であるので、管、棒の製造ラインにおいてオ、ン
ライン的に曲りを測定することが可能であり、かつ被測
定材の自重によるたわみの影響も除外して正確な曲り測
定を行うことができて。
測定結果の操業へのフィードバックを効果的なものとし
、製品品質の向上に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は 本発明の一実施例における被測定材に対する
距離検出器の配置関係を示す斜視図、第2図は被測定材
の断面中心位置の算出方法を説明す名ための正面図、第
3図は各測定点における被測定材の断面中心位置の連な
りを示す斜視図、第4a図および第4b図は被測定材の
曲り量の算出方法を説明するためのグラフ、第5図は部
分的な曲り量から全体の曲り量を算出する方法を説明す
るための図であり、管Pの側面図に相当する。 児4a図 出4b泗 兜5羽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被測定材の適宜の長さ部分を片持梁の状態に支持し、該
    梁部分の長手方向の少なくとも3個所のそれぞれの鉛直
    横断面を含む面内に、被測定材の同一外周上の異なる2
    点を指向する2個1組の距離検出器を配置し、該距離検
    出器の幾何学的な配置関係と該距離検出器で検出した被
    測定材外周までの距離および被測定材の外径とから、被
    測定材の前記各鉛直横断面の中心位置を算出し、一方被
    測定材の自重による前記各鉛直断面位置における被測定
    材のたわみ量を算出し、該算出したたわみ量により前記
    算出した各中心位置を補正し、該補正後の各中心位置の
    連なりから、被測定材の曲り量を算出することを特徴と
    する管棒状体の曲り測定方法。
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