JPS62133346A - 管継手欠陥検査装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は金属構造物に発生した欠陥を検出する欠陥検出
装置に係り、特に、ガス配管や水道管等に使用される管
継手に生じた欠陥を検出するのに好適な検査装置に関す
る。

〔発明の背景〕

従来の電気抵抗法、及びポテンシャル法による欠陥（き
裂）検出法としては４端子法と呼ばれるものがある。そ
れは一対の給電端子とその間に一対の測定端子を一列に
配したものを被測定部材の表面に接触走査して、電位差
分布の変化から欠陥を検出するもので、欠陥の有無判定
は欠陥が無いと思われる領域における電位差を基準電位
差とし、それよりも大きな電位差となったところに欠陥
があると判定するものである。しかしこの４端子法によ
る欠陥検出では端子を被測定部材の表面に接触走査しな
ければならないため、短時間に欠陥の有無を判定する。

一度に複数個の部材の欠陥を検出する、或いはオンライ
ンで欠陥を検出することができないと言う欠点があった
。

また現状での管継手のオンライン上における欠陥検査は
、気圧漏れ検査方法で行われているが、この方法ではき
裂が外周に貫通している場合は容易に検出できるが、未
貫通のき裂は検出できない。

この様な管継手を使用しガス配管等を行った場合、ネジ
部の締付力で未貫通のき裂が貫通してしまい問題が生ず
る。この為未貫通の有害なき裂を発見するため前記検査
後に再度目視検査を行い、管継手内部に生じた未貫通き
裂を検査している。

しかしこれも内面にネジが加工されている等、形状が複
雑な為、欠陥の有るものを完全に検出することは困難で
ある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、管継手に発生した欠陥を、製造工程の
中でオンラインで短時間に、且つ全自動で検出し、欠陥
の有る管継手を自動選別できる装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

管継手（円筒部材）に発生した欠陥をポテンシャル法に
より検出する方法として管継手外周端に複数の端子を等
間隔に配し、相対する一対の端子を給電端子として電流
を流し他の端子間の電位差を測定し欠陥の有無を判定す
る方法で研究を行っていた。しかし管継手の欠陥検査装
置として実用化する上で欠陥検査処理時間２秒／１ケで
行うことが必要であるが、装置化に当り構造が複雑とな
す事実上困難である。これを解決するために測定位置を
管継手端面で行うようにし、管継手端面の円周上に複数
の端子を等間隔で配し、これを管継手の両端面に配置し
、尚且つこれらの端子群を複数組設け、同時に多数の管
継手を両端同時に測定して欠陥の有無判定を行う装置と
した。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第８図により説明す
る。

第１図〜第５図に示す管継手欠陥検査装置において、架
台２５の上面に固定されたフレーム２６の上に、管継手
１を供給するための、クランパ３およびストッパ４を有
するサプライシュート２を設け、サプライシュート２の
下部にはシリンダ６により往復動し、管継手１を納める
４ケの穴を有するスライドフィーダ５と、シリンダ７に
より往復動してフィーダ下面を開閉するゲートプレート
８を設ける、更に本フィーダの下部には４ケの分配シュ
ート９が有り、各々にストッパ１０およびクランパ１１
が設けである。

また、架台２５上には基準ベース２７に支えられ、基準
ベース２７の下部に設けられた駆動機２０、およびサー
ボモータ２１により割出し回転するターンテーブル１２
を設ける、該ターンテーブル１２には円周上で１２等分
位置に管継手１を納める穴を設け、各々の収納穴にはタ
ーンテーブル１２の外周方向に放射状に設けたクランプ
ガイド１４と該クランプガイド１４に内装した伸縮自在
な弾性体１８で押し付は力を得るクランプ１５を有し、
ターンテーブル１２の外周に設けたプレートカム１３に
よりガイドローラ１６．１７がガイドされ、前記クラン
プガイド１４を押し、引きして管継手１をターンテーブ
ル１２の収納穴内面にクランプ、およびアンクランプす
る構造となっている。

第３図に検出ヘッド部の詳細を示す。基準ベース２７、
およびプレートカム１３に固定されたブラケット３６．
３６’があり、本ブラケット３６゜３６′にはシリンダ
３ｏのロット３１に接続したキャップ３２と絶縁材を用
い、端子３７の上部をガイドし更に弾性体３８をバック
アップする基板３３と絶縁材料で製作した１２ケの端子
３７を等間隔に配したガイド基板３４より成る検出ヘッ
ドがあり、ボルト３５で結合されている。

また、検出ヘッド先端中心には管継手１をセンタリング
保持するテーパ状のガイドホルダ３９が弾性体４０によ
り出入り自在に取り付けられている。

１２ケの端子３７は基板３３に配線したリード線（図示
していない）が各々に接続されている。

本検出ヘッド部は前記構成のヘッドが管継手１．１ケに
対し上下１対として４組設けてあり、それぞれのヘッド
はシリンダ３０のストロークでブラケット３６．３６’
のガイド部に案内され昇降する構造となっている。

第４図は本発明の欠陥検出装置の概要を示し、第５図は
本発明の管継手欠陥検出装置の全体システム構成を示し
たものである。

電源５０から供給された電流はスイッチング装置５１、
および電源切換スイッチ５１′を介し絶縁体基板３３お
よびガイド基板の円周に等間隔で配置した端子３７中の
Ａ−Ｃ，又はＢ−Ｄの端子３７に給電される。例えば管
継手１が設定され端面に端子３７を接触させた後、Ａ−
Ｃの端子３７に給電した場合、Ａ−Ｃの端子３７は給電
端子の役割りをし、他の端子３７は測定端子となる。こ
の場合Ａ−Ｃ端子の両隣りの端子３７との間Ｖｔ。

Ｖｅ　、Ｖ７　＋　Ｖｔｚを除く他の測定端子間の電位
差をスキャナー５３を介し微小電位差計５４で測定しイ
ンターフェース５５を介しマイクロコンピュータ（以下
マイコンという）５６に読み込む、その後スイッチング
装置５１により＋、−の極性を反転して同様に電位差を
測定し、マイコン５６に読み込む１次に電源切換スイッ
チ５１′によりＢ・Ｄの端子３７に電流を供給し、Ｂ−
Ｄ端子の両隣りの端子３７との間Ｖ３　、Ｖ４　、Ｖｓ
　、Ｖｘｏを除く他の測定端子間の電位差を測定しマイ
コン５６に読み込ませ、更にスイッチング装置５１で＋
、−の極性を反転して同様電位差を測定しマイコン５６
に読み込ませる。

電流の極性を反転させて電位差を測定するのは測定端子
３７と被測定物である管継手の材質が異り熱起電力が生
じ、電位差そのものを測定できない。

この為電流の極性を反転し測定した電位差の差の絶対値
で電位差を求めるためである。

また給電端子をＡ−Ｃ，Ｂ−Ｄと切換えて測定するため
、Ｖ２　、Ｖｓ　＊　Ｖｓ　、Ｖｉｔは２回測定するこ
とになる。この部分については２回測定した電位差の平
均値をその部分の電位差としている。

次に■１〜Ｖ１２の電位差比は、求めようとする端子間
の電位差Ｖとその両隣りの電位差の平均値Ｖｏとの比に
より求める。これらは全てマイクロコンピュータ５６で
演算処理され、例えば電位差比が１．１　より大きけれ
ば欠陥有りとして判定し、小さければ欠陥無し、もしく
は欠陥が非常に小さく使用上問題無いものと判定する。

第７図は管継手のサンプルに模擬欠陥を付け、測定した
時の電位差を示し、第８図はその電位差比を表わしたも
ので、欠陥の有る事を明確に表わしている。

尚、装置出側には、マイコン５６の判定結果の指令によ
り作動する切換フラッパ４１を有する出側シュート４２
が設けである。

管継手１の欠陥検査は、管継手１がサプライシュート２
内を落下してストッパ４で止まる。この時サプライシュ
ート２の上部に設けたクランパ３がストッパ４の位置か
ら５ケ目の管継手１をクランプする、クランプが完了す
るとストッパ４が開き、管継手１はスライドフィーダ５
の収納穴に落し、同時にシリンダ６によりスライドフィ
ーダ５が横行して順次管継手１を４ケ所の穴に収納する
。

スライドフィーダ５が横行端で停止するとシリンダ７に
よりゲートプレート８が前進し、ゲートプレート８に設
けた穴とスライドフィーダ５の穴が一致し、ゲートが開
の状態となり、４ケの管継手１は下部の分配シュート７
にそれぞれ落下する。

以後ゲートプレート８はシリンダ７により戻り閉状態と
なり、スライドフィーダ５が後退しスタート点に戻り、
次の管継手１をサブライシュート２より受は取る。以後
前記動作を繰り返し順次分配シュート７に分配する分配
シュート７に入った管継手１はストッパ１０で止まる。

次にクランパ１１が２段目の管継手１をクランプしスト
ッパ１０が開いて管継手１はターンテーブル１２の穴に
落ち、ストッパ１０が閉じるとクランパ１１が後退し次
の管継手１がストッパ１０まで落ちる。

ターンテーブル１２に入った管継手１はターンテーブル
１２の割出し回転で１２０度回転した位置に運ばれる。

この時ターンテーブル１２の管継手１収納穴に対し放射
状に設けたクランプ機構のクランプガイド１４、クラン
プ１５１弾性体１８、ガイドローラ１６がカムプレート
１３によりガイドされ管継手１をターンテーブル１２の
収納穴内面に押し付はクランプする。

ターンテーブル１２の割出し回転で検出ヘッド部に運ば
れた管継手１は、上下に設けた検出ヘッドをシリンダ３
０により下側を上昇、上側を下降させヘッド先端に設け
たテーパ状のガイドホルダ３９で管継手１をセンタリン
グし保持し、同時に検出ヘッドの基板３３、ガイド基板
３４に円周上等間隔に配した端子３７を管継手１の上下
両端面に押し付ける。この時端子３７の後部に設けた弾
性体３８により端子３７は一定の押し何カが得られる。

また、テーパ状のガイドホルダ３９も後部に弾性体４０
を設は一定の保持力が得られる様にする。但し下側のガ
イドホルダ３９には本弾性体４０を省略しても良い。管
継手１が検出ヘッド部、゛に設定されたら、先ず電源５
０から端子３７の内Ａ−Ｃを給電端子となる様、マイコ
ン５６の制御により電源切換スイッチ５１′を切換え、
スイッチ５１＃をＯＮＬ、電流を供給し、他の端子３７
を測定端子としてＶｌ　、Ｖａ　、Ｖ７　、Ｖｔｚの端
子３７間を除く他の測定端子間の電位差をスキャナー５
３を介し微小電位差計５４で測定し、マイコン５６に読
み込む。次にスイッチ５１′をＯＦＦにし、スイッチン
グ装置５１によりＡ−Ｃ端子３７の極性を反転してスイ
ッチ５１′をＯＮＬ電流を流し同様に電位差を測定する
。以下前記した要領で電位差を測定してマイコン５６で
演算処理し各端子間の電位差比を比較演算し電位差比が
１．１　より大きい場合は欠陥の有るもの、小さければ
欠陥が充分に小さいか欠陥が無いものと判定する。欠陥
検出測定が終了すると、検出ヘッドがシリンダ３０によ
り後退し管継手１から隔れる、その後ターンテーブル１
２が１２０度割出し回転し、管継手１を出側シュート４
２に運びターンテーブル１２のクランプ機構がプレート
カム１３のガイドで引き戻され管継手１をアンクランプ
にし、排出口より出側シュート４２に順次排出する。こ
の時前記欠陥測定結果の判定によりマイコン５６が切換
フラッパに信号を送り欠陥有り（不良品）の管継手を自
動選別する。

本実施例によれば量産品の管継手をオンラインで短時間
（２秒／１ケ）に且つ全自動で欠陥検査ができる効果が
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、パイプ状部材、特にガス管等の継手端
部や端部内面に発生した有害な欠陥を、オンライン上で
短時間に且つ全自動で測定判別することかでき管継手製
造ラインの完全自動化が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は欠陥検査装置の平面図、第２図は欠陥検査装置
の断面図を含む側面図、第３図は欠陥検出ヘッド部の断
面図を含む詳細図、第４図は欠陥検査システムの概要図
、第５図は本発明の欠陥検査装置のシステム構成図、第
６図は欠陥検査装置の動作フロー図、第７図は測定した
管継手の電位差分布を示す図、第８図は測定した管継手
の電位差比を求めた分布を示す図。 １・・・管継手、２・・・サプライシュート、３・・・
クランパ、４・・・ストッパ、５・・・スライドフィー
ダ、６゜７・・・シリンダ、８・・・ゲートプレート、
９・・・分配シュート、１０・・・ストッパ、１１クラ
ンパ、１２・・・ターンテーブル、１３・・・プレート
カム、１４・・・クランプガイド、１５・・・クランプ
、１６．１７・・・ガイドローラ、１８・・・弾性体、
２０・・・駆動機、２１・・・サーボモータ、２５・・
・架台、２６・・・フレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被測定部材の表面に相互に離間して設けた一対給電
   端子より電流を印加し、該給電端子対の間に等間隔に配
   した複数の端子を測定端子とし端子間の電位差を測るこ
   とにより部材に生じた欠陥を検出する装置において、円
   周上に４の倍数となる複数個の端子を等間隔に設けた検
   出ヘッドを円筒部材の端面に配し、第一に相対する一対
   の端子から電流を印加してその両隣にある端子間を除く
   他の端子間の電位差を測定、第二に前記の相対する一対
   の端子から夫々９０度ずれた位置で相対する一対の端子
   から電流を印加し、その両隣にある端子間を除く他の端
   子間の電位差を測定して、円筒部材端面部、及び端部内
   外面の欠陥を検出することを特徴とする管継手欠陥検査
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、円周上に４の
   倍数となる複数個の端子を等間隔に設けた検出ヘッドを
   円筒部材の両端面に配し、両端を同時に測定する装置と
   したことを特徴とする管継手欠陥検査装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載において、
   円周上または直線上に配した複数の円筒部材の端面また
   は両端面に夫々複数の検出ヘッドを設け、同時に複数個
   の部材をスキヤナーで時分割的に測定して欠陥の検出を
   行い、判定選別することを特徴とする管継手欠陥検査装
   置。 ４、特許請求の範囲第３項記載において、検出ヘッド先
   端にテーパ状のガイドを、後部に弾性体を配して伸縮自
   在に設け、円筒部材を検出ヘッド中心に正確に保持する
   構造とした検出ヘッドとしたことを特徴とする管継手欠
   陥検査装置。