JPS63144822A - 長尺材の曲がり矯正方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長尺材、例えばパイプ、シャフト等の曲がり
矯正方法に関するものである。

〔従来の技術〕

例えばパイプは各種の方法によって製造されるが、一般
に造管工程における歪に起因して曲がりを生ずることが
ある。

一般にこのパイプの曲がり矯正はオンラインで行われる
ことが多くなっており、そのための曲がり矯正装置とし
て例えば特開昭５９−３９４１９号公報に記載されたも
のが知られている。

この曲がり矯正装置は、パイプを搬送ローラで所定の計
測位置に搬送し、ここで回転ローラで把持した状態でパ
イプを回転させ、このパイプの長手方向に配設した変位
計とパイプ端面位置に配設した回転角度計によりパイプ
曲がり量を計測してその最大面がり部位を検出し、最大
面がり部位をプレスラム位置に移動してプレスラムによ
り矯正力を加えて、パイプの曲がり矯正をするようにし
たものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この従来例においては、矯正力を加える
プレスラムの位置、パイプを支持する受台の位置は固定
されているため、その矯正に際してはパイプの最大面が
り部位を長手方向に移動し、プレスラム直下に位置決め
する必要がある。また、矯正結果を確認するための計測
に際しては矯正位置から再び計測位置に移動位置決めす
る必要があり、計測から矯正作業にかかるまでに長時間
を要するという問題がある。

また最大面がり部位は回転軸中心からの変位量の検出に
よって把握していると推測され、パイプを把持する場合
においては、その回転中心軸の変動は避けられないため
回転中心軸の変動による変位量計測値の精度低下が生じ
矯正精度の低下は避けられず、計測０移動０矯正の繰り
返しが多くなるという欠点がある。

上述のような曲がり矯正装置による押込み矯正は、一般
的には、次に説明する基本原理に基づいて行われている
。すなわち、第５図（ａ）に示すように、基準線■（下
金型の谷底部を結ぶ直線）よりＤだけ上に曲がっている
パイプにＰという力を加え、■の状態よりＳだけ押し下
げ、除荷すると、■の状態となり、Ｄの曲がりが矯正さ
れたことになる。この押し込みＭＳと曲がりｉＤの間に
は、次式の関係があることが知られている。

５＝ａＤＴ＋ｂ （ただし、ａ、ｂ、　　γは学習パラメータであり、ａ
＞０．ｂｏｏ、ｏ＜ｒ＜ｉの範囲の値である）パイプ外
径、肉厚、材質、金型パターン毎に、このａ、ｂ、ｒを
与えておき、曲がりＤに応した押込量Ｓを演算し、矯正
作業を行う。

ところが、これらのａ、　　ｂ、　　γを予め正確に予
知することは困難である。そこで、今までの経験に基づ
いて予想したＳＤ凸曲線設定し、それに従って矯正を行
い、その矯正実績により、予想ＳＤ凸曲線修正して、真
のＳＤ凸曲線近づける工夫が必要となる。

本発明は、このような観点に基づいて達成されたもので
あり、矯正曲線を、真のＳＤ凸曲線近づけることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕この目的を達
成するため、本発明の長尺材の曲がり矯正方法は、長尺
材を回転させながら該長尺材の長手方向に所定間隔で配
設された複数個の計測子によって該長尺材の曲がりを算
出し、この算出値により曲がり矯正パターンを決め、そ
の矯正パターンに対応した矯正特性関数に従って押込み
量を決め、押込み矯正を行うようにした長尺材の曲がり
矯正方法であって、矯正特性関数を単調増加関数として
設定し、この矯正特性関数による押込み矯正に加えて、
適応制御矯正法による再押込み矯正を行うと共に押込量
対矯正量のデータを学習標本値として蓄積し、この学習
標本値により、前記矯正特性関数のパラメータを学習推
定し、修正することを特徴とする。

以下、本発明をその作用と共に具体的に説明する。先ず
、本発明を実施するための装置例について説明する。本
例は、パイプの矯正に適用した例である。

第１図において、造管後のパイプＰは搬送ラインに沿っ
て所定位置に送られ、ここでターニングローラ４とこれ
に対向して配設されたピンチローラ６によって把持され
る。パイプＰは、駆動用モータ８によりピンチローラ６
を介して回転され、この回転はタコジェネレータ９によ
って計測される。ターニングローラ４は昇降シリンダ５
によって、またピンチローラ６は昇降シリンダ７によっ
てそれぞれ昇降自在であり、パイプ把持位置、傾きが１
周整自在である。

所定位置に停止しているパイプの長手方向には複数の計
測子１．〜１．が所定の間隔で配設されている。この計
測子１．〜１．は計測子ベース２に取付けられており、
計測子昇降ａ３により昇降自在である。

所定位置に停止しているパイプの先端は回転計測用コー
ン１１によって支承され、その回転角度はパルスジェネ
レータ１２によって計測される。

この回転計測コーン１１の位置はシリンダ１３．１４に
よって調整自在であり、パイプの端面の変位に追従でき
るようになっている。

また計測子１の近傍には曲がり矯正用の下金型１５ａ〜
１５ｅが配設され、この下金型１５ａ〜１５ｅの上方に
は、上金型１７ａ、１７ｂが対向して設置されている。

この上金型１７ａ、１７ｂは昇降装置２０により昇降し
、かつ移動装置１９により水平移動自在であり、各下金
型１５８〜１５ｅの位置に対応して位置を移動でき、更
に、下金型１５ａ＝１５ｅと協動することによって、そ
の間に位置するパイプの曲がりを矯正できるようになっ
ている。

この下金型はパイプＰの軸に対して進退自在であり、光
点となる場合は位置を固定できるようになっている。

１８ａ、１８ｂは上金型１７ａと１７ｂ間の間隔を調整
するシリンダである。

２１はパイプに対する上金型による押込みストロークを
制御する油圧装置である。

２２は矯正作業手順を設定したシーケンサであり、矯正
作業は次の手順で行われる。

先ず、スタート信号により、ターニングローラ４とピン
チローラ６によりパイプＰを把持し、駆動モータ８によ
りピンチローラ６を回転し、パイプを回転させる。

この回転角度はパイプ先端面を支承している回転計測コ
ーン１１を介してパルスジェネレータ１２によって計測
され、同時に計測子１．〜１．によりパ・ｆプＰの各部
（所定位置）における変位が計測される。

パルスジェネレータ１２で計測された回転角度計測信号
は直接に、また、計測子１で計測された各部の変位は、
フィードバンクユニット１０を経てそれぞれ中央処理袋
！２３に送られ、ここでパイプの曲り量と変形パターン
が演算される。

この演算結果はＣＲＴ２４に表示され、またプリンタ２
５によって出力される。

そして、この演算結果に基づいてパイプＰの曲がり矯正
作業が行われる。

曲り量が基準値（許容曲り）以上である場合、すなわち
矯正を必要とする場合、その変形パターン及び曲り量に
応じて、矯正パターン及び押込量が決定される。

即ち、上金型１７　ａ　、　１７　ｂの間隔、押込み（
加圧）位置、採用下金型（１５２〜１５ｅのうちの２個
）、押込み（加圧）ストロークが決定され、この結果に
基づいてシリンダ１８ａ、１８ｂ＋移動装置１９を駆動
し、油圧装置２１により、昇降装置２０を制御して上金
型１７ａ、１７ｂの押込みを行う。

矯正作業中、各計測子１によるパイプの変形量の計測が
行われ、押込み量と有効矯正量が把握され、必要に応じ
て矯正特性関数の補正による適応制御が行われる。そし
て、パイプの曲がりが許容範囲に矯正されたことを中央
処理装置２３によって監視し、所定の基準値に入った場
合、再度、回転計測を行い、全長にわたって曲り量が基
準値（許容曲り）内に入ったことをｌｉ！認した後、矯
正作業を終了し、パイプの払い出しを行う。

なお、矯正特性関数のパラメータは学習により修正され
、その修正値は記憶装置２７に蓄積される。

図中２８はキーボードである。

次に、本発明の特徴的構成についてパイプの曲がり矯正
に適用する場合に基づいて説明する。

本発明は、凡そ次の５つの工程よりなる。すなわち、パ
イプの曲がり量の回転計測、この計測結果に基づく曲が
り量の演算、押込矯正パターン分類、適応制御法による
矯正作業、パラメータ学習である。これについて詳細に
説明する。

ｆ）回転計測 第１図に示すように計測位置に導かれたパイプＰの片側
はターニングローラ４とピンチローラ６によって把持さ
れ、ピンチローラ６の駆動によって回転する。

第２図ｆａｔに示すようにこのパイプＰの長手方向には
、複数の計測子ｌ、〜１７がＩｌｈ　ｌ　−Ｎａ　ｎの
位置にそれぞれ配設されており、それぞれ回転するパイ
プＰに接触し、パイプＰの変位を測定し、この測定値に
基づいてパイプＰの中心軸の曲がりを演算で導き出す回
転計測方式を採用している。

ここで曲がりというのは、！１ｋＬｌの位置の軸中心と
ｌ’ｈｎの位置の軸中心を結んだ直線から見た当該位置
の軸中心までの距離Ｘのことを、食味する。

この曲がりを算出することによって、このパイプの最大
面がりを知ることができ、その曲がりの程度に応じ、良
品、要矯正、不良品を判別し、それらに応じた処理をす
る。

この内の要矯正のパイプについては各位置（隘１−Ｎａ
ｎ）の曲がりに応じて第２図世）に示すように光点（下
金型１５ａ〜１５ｅのうちの２点）と押込点（上金型装
置１６）及び押込計測点（計測子１ｂ〜ｌｄ）を決め、
そのパターンを分類し、そのパターンに対応した押込量
を求め、これによって矯正を行う。

したがって、回転計測は矯正装置の各動作を導き出す根
拠を提供する役割を持ち、最も基本的で重要な部分をな
している。

本回転計測法においては、測定値の変化だけを利用し、
絶対値を要求しないので、原理的には計測子の較正をし
なくても曲がり量を求めることができる。

また位置階１とＮａｎの中心軸を結んだ直線から見た曲
がり量を問題にしており、回転中心軸から見た曲がり、
即ち偏差そのものを問題にしていないので、パイプ把持
側の影響による回転軸の変動に左右されない強みがある
。

■）測定演算方法 第３図（ａｌに示すように、パイプＰがある回転軸○の
回りに公転しその１回転毎に１回転の自転をするとき、
あるＸＹ断面（Ｚａ）上ではパイプＰの状態は第３図（
ｂｌのようになる。

なお、ここではθとθ＋πにおけるパイプの位置につい
てのみ論するのでθが変わったときにＯ軸が変動しても
差支えない。

Ｃ（＋１は初期位置からθ、たけ回転したときのパイプ
の中心であり、ＣｅＩからπだけ前のパイプの中心をＣ
ａｔ−πとすると、このＣｅｓ＋Ｃｅ＋−πをもってパ
イプの状態を表示するある水平線Ｂ　（便宜上、鉛直方
向に計測子を配置するとして記述するが、原理上軸方向
に横切る方向に配置すればここでの議論が適用できる。

）から測ったＣｅｕこおけるパイプの底面の高さをｈｉ
、ｃθ１−πにおけるパイプ底面の高さをり、πで表す
と、０から見た００１点の高さ、すなわち０ＣｅｓのＹ
軸への射影ｄ、。は、 ｄ直。＝（ｈ蓋−り、π）／２　　　　　・・・・・・
（１）で求められることが容易に判る。

さらに軸方向Ｚの次元を加えると座標系が第３図（Ｃ）
のようになる、この座標系でｈｉ、ｈ　Ｉｆ、ｄ　ｉ。

を表すと次のようになる。

長さ方向（軸方向）の座標Ｚｊ（Ｊはｊ番目を表し、端
部側をｊ＝１．把持側をｊ＝ｎとする）において、回転
角θ＋（ｉはｉ番目の取り入れた回転角）にきたとき、
測定したパイプ底面の高さをＨ（２１，θ、）とすると
、回転軸に対するパイプ中心の鉛直成分Ｄ（ｚ；、θ、
）は、（１）弐よりＤ（ｚ１θ；　）　＝２　ＣＩＩ　
（ｚ　ｊ−θ＋）　　Ｈ（ｚＪ、θｉ−π））・・・・
・・（１）′ で求められる。

１回転をｍ分割すると ・・・・・・（２） と書き換えられる。但しｍは４の倍数とする。

ｚ、と２いにおけるパイプ中心を結んだ直線から見た位
置２．の、パイプ中心のずれの鉛直成分Ｖ（わ、θ、）
は、（３）式で表される。

Ｖ（ｚｊ、θｔ）”Ｄ（Ｚａ、θｉ）　　ｔ’（ｚｊ、
θ、　）　　、　、　、　、　、　、　（３１但し、Ｌ
（ｚｊ、θ、）は端部側Ｃｚ−ｚ、）パイプ中心と把持
側（ｚ＝ｚ、、）パイプの中心を結んだ直線上における
Ｚｊの縦座標であり、次のように表される。

ＬＣｚ；、θｔ）＝Ｄ（ｚｌ、θ蘇） ＋　ムニ虹（Ｄ　（ｚ　ｎ、θｔ）−Ｄ（ｚｌ、θ、）
）１ｌ−ｚｌ ＝Ｚｎ二”−Ｄ　（ｚ　、　、θ、） ＺＲ２１ ＋　　　　　Ｄ（ＺＲ，θ、　）　　　、　、　、　、
　、　、　（４１ｚ、１−ｚｌ ＋２１．　＋３１．　＋４１の各式より、ｈ二Ｚｊ＝ｇ
１．□＝ｋ、　　　　・・・・・・（５）Ｚｎ　　２１
　　　　　　　　２，１　２１とおくと、次式が導かれ
る。

Ｖ（ｚ１θ、）＝Ｄ（ｚＪ、θｔ）−ｇ＝Ｄ（ｚ＋、θ
ｔ）　　ｋＪＤ（２＋＋、θ、）−ｋｊｌｌ（ｚａ、θ
１−−ｚｚ））　　　　　　・・＝・１６）・・・・・
・（７） とおくと（６）式は、 Ｖ（Ｚｊ＋θ；）　＝’ｒ（Ｚ；）−”＋−＋ａｚｚ（
Ｚ＝）　　　＋−１０６，（Ｉｌｌとなる。

ある回転角θ、とそのπだけ前（θ＝θ、−π）におけ
る測定値よりθ、における曲がりの鉛直成分Ｖ（ｚ７．
　　θ、）が求められることは（８）式の示す通りであ
る。

いま、θ＝０においての中心線とＺ　−ＺｊのＸ−Ｙ平
面との交点Ｐ（ｚＪ、ｏ）が水平軸となす角度をφ（ｊ
）で表すと、曲がりの絶対値ａ（１［Ｊｌ、　　φ（ｊ
）、θ、とｖ（ｚＪ、θ、）の間には次の関係がある。

Ｖ（ｚ４．θｔ）　＝ａｏ（Ｊ）ｓｉｎ（θ、＋φ（ｊ
））　　　・・・・・・（９）θ、よりπ／２だけ前（
θ＝θ、−π／２）におけるＶ（ｚｊ、　　θ、−π／
２）は、 Ｖ（ｇ、θ１−π／２）　　＝ａｏ（Ｊ）ｓｉｎ（θ、
−π／２＋φ（ｊ））＝−ａｏｏｌｃｏｓ（θ、＋φ（
ｊ））・・・・・・（ｌＯ） である。Ｔ９）、　　（１０）式より、ａａＵ）＝　　
ｄ■Ｚ丁ムｙ１弓〔ｖ（ｚｊ、θ１−１ｔ／２）ν・・
・・・・（１１） θ１＋φ（Ｊｌ−−ｔａｎ−’　（Ｖ（ｚＪ、θｔ）／
Ｖ（ｚ、θ、−π／２））・・・・・・（１２） φｆｊ）＝−ｊａｎ−’　（Ｖ（ｚＪ、θｔ）／Ｖ（Ｚ
Ｊ、θｉ−π／２）ｌ　　−θ。

・・・・・・（１３） となる、θ１におけるａｏ（ｊｌ、　　φ（Ｊｌを（１
１）式、　（１３）式で求め、それぞれａａｔ（ｊｌ、
　　φ、（ｊ）で表し、Σａｏｋ（ｊｌ、　　　Σφｍ
ｆｊｌ ｋ＋ｌａ／４に＋３Ｍ／４ を求めておくと、１回転完了後、平均値を計算すること
ができる。これによって測定誤差等の影響が、ある程度
軽減されるｅ　’　”　ｏ　（ｔｌ　＝ａ　ｏ　（ｎｌ
−０であるから、このａｏ（ｊｌとφｆＪ］（ｊ＝２・
・・ｎ−１）とで、ｎ−”１個の計測子位置における曲
がりは完全に規定される。

第１図に示した装置では、ピンチローラとターニングロ
ーラでパイプを把持し、回転させながら計測を行うが、
パイプの大曲がりの影響でパイプは必ずしも一定の回転
軸の周りに回転しない。つまり、回転軸自身が変動する
可能性がある。

ところが前に述べた説明は、あるθ、とθ、−πについ
て展開しているので、他のθξのときの回転軸がθ、の
それと異なってもその議論が成立つ。

したがって、回転軸が変動しても差支えない。

■）押込矯正とパターン分類 パイプを第４図ｆａ＋のようにＳ、、Ｓ、点で支え、２
０点で外力Ｆ、を加えるとパイプが曲がる。弾性限界内
では外力を取除くとパイプは元の形に戻るが、弾性限界
を超えると外力を除いても元の形に戻らないで永久歪み
が残り、いわゆる塑性変形が起こる。始めから曲がって
いるパイプを矯正するのにこの性質を利用して元の曲が
りと反対方向に同じ大きさの塑性変形を起こせば両方が
相殺してパイプが矯正される。

第４図（ｂｌに示すように元々５ＬＡＳ、なる形に外力
を加えてＳ、ＣＳ、まで押込んだ後、外力を取除くと５
ＬＢＳ、まで戻る。この場合、ｏＣを押込量Ｓ、ＡＢを
矯正量りと呼ぶと、ＤとＳには第４図（Ｃ１のような関
係があることが経験的に知られている。このＤ−３曲線
はパイプの材質寸法、履歴と関係があるが、これらの条
件が一定のとき、交点Ｓ、、Ｓ、と押込点０の位置に依
存する。つまり、あるパイプのＤ−３特性は、Ｓ、、Ｓ
、、Ｏの位置に　　“よって決まる。

そこで、Ｓ、、Ｓ、、Ｏでパターン分類し、そのパター
ンに応したＤ−３特性に従ってＤ＝ＡＯなるＤに該当す
る押込１ｓを求め、そのＳになるまで外力を加えれば、
外力が除去されたとき塑性変性となる矯正ＩＡＯが残り
、元の曲がりと相殺して０の位置においてパイプが０点
に来て矯正されたことになる。

これで、Ｓ、、ＳＬ、Ｏ点において、パイプが一直線上
に収まることになる。

一方、０の位置に外力を加えてもＳ、、ＳＬにおいては
曲げモーメントがゼロなので塑性変形が残らない。もし
元々曲′率ゼロ（直線）の点をＳ−、Ｓｔに選んで上述
の矯正作業を行えば、矯正後、Ｓ、。

Ｓ４間に多少凸凹があっても、ｓ、、ｓｔ、ｏの三点に
関しては直線となり、Ｓ、、Ｓ、の外においては元々直
線であるので全体としてはほぼ直線となる。

例えば第４図ｆｄｌのようにＭＮＬＲなる形をもつパイ
プを矯正する場合について考えてみる。仮にＭＮ、ＬＲ
間は元々直線つまり、Ｎ、Ｌ点の曲率が元々ゼロであれ
ば、Ｎ、Ｌを光点に選び、Ｎ。

Ｌ間を直線となるように矯正すれば、結果としてＭＮＬ
’Ｒ’のようになり、全体としてほぼ直線となり、矯正
されたことになる。

■）適応制御法による矯正作業 ■）の項で述べたように、第４図ｔｂ＋の初期的がりＡ
Ｏを矯正するためパイプをＣまで押込み、外力を取除い
た後、パイプが０点まで戻りＳｔ、Ｏ。

Ｓ１三点は一直線上に並ぶこととなり、全体は矯正され
ることになる。

第４１１Ｚｆｅ＋の矯正ＩＤ対押込量Ｓ曲線は実験によ
って求められるが、パイプの寸法（外径、肉厚）。

材質のバラツキや履歴もあって、それを予知することが
困難である。そこでいままでの経験に基づいて予想矯正
特性曲線を立て、その予想曲線に従って押込んでみる。

押込結果によって特性曲線を修正し、次の押込量を算出
し、次の押込を実行する。このように漸次近位すること
によって、真に押込むべき量に接近し、所期の矯正量に
到達すると共に押込結果の知識を自動的に蓄積してＤ−
３特性曲線をより真に近い曲線にもっていく。

［Ｖ−１）比例補正による適応制御矯正法第５図ｔａｌ
の基準線■よりＤだけ上に曲がっているパイプを上から
矢印のように力を加えて、ＩｆｆよりＳだけ下に曲がる
まで押込んだ後、外力を取除けばパイプが■に戻り、も
とのＩの曲がりが矯正されたこととなる（第５図Ｆ３１
参照、ただし、パイプの中心線のみを表示している）。

この原理をパイプの曲がり矯正に利用する。

ＤとＳの関係は、第５図（ｂｌに示すような単調増加関
数 ５＝Ｓｏ（Ｄ）　　　　　　　　・・・・・・（１５）
の形に書けることが経験的に知られている。

もしく１５）式が事前に正確に分かれば、Ｄに応したＳ
だけを押せば１回でＤの曲がりを矯正できるはずである
。しかし、実際にはパイプの特性のバラツキがあり、式
は往々にして正確に求められていないこともあるので、
再押込の必要や過矯正が生じる。

第６図に示すように、いま予め仮定しておいた５＝ｓｏ
（Ｄ）による初期予想特性曲線をＣ，。とする。

矯正すべき初期的がりをＤｏとする。これは、これから
外力を加えて逆の方向に（下に凸）に生起させる予定の
変形に該当する。

Ｄ、の曲がりを逆方向につくるため、Ｃ，。によればＳ
ｌなる押込量だけ押込むべきである。

１回目の押込にＳｌだけ押込を実行したとき、Ｄｌだけ
矯正された（初期の形より下にり、だけの変形を生起さ
せた）とする（第６図ｆａｔ参照）。この場合、点Ｐ、
”　ＣＤＩ、Ｓ、）は真の特性曲線Ｃ１上にある。一方
、初期予想特性曲線Ｃ１゜に基づいてり。

の矯正量に対応する計算押込ｉｔ　ｓ　＋　ｃは、次式
よりＳ＋’　＝Ｓｏ（ＤＩ）　　　　・・・・・・（１
５’　）となる。

ＳｌとＳ、ｅを比較して ｆ（ｔ）＝３．／Ｓ、ｅ＝Ｓｏ（Ｄｏ）／５ｏ（ＤＩ）
　−・・−（１６）を求める。これはＰ−とＰｌＣの関
係を示し、２回目の押込のための修正係数として利用す
る。

いま、１回目の結果に基づいて新たに ５＝ｒ（１１３，ＣＤ、）＝Ｓｌ（ＤＩ）　　　・−・
・（１７）なる１回目の予想曲線Ｃ□をつくる（第６図
ＦＣ＋参照）。

先ず、真の特性曲線Ｃ１が１回目予想特性曲線Ｃ□より
急峻、すなわちり、より大きいＤについてＣｓにおける
ＳがＣｅ＋におけるＳより大である場合について調べて
見る。

Ｄ、がり。より小さくて、矯正不十分である。

この場合、Ｄｏ　　Ｄｉだけ追加矯正を考えるよりはむ
しろ初期の形からＤｏだけ永久変化をつくり出すことを
考えなければならない（第６図（ｄ＋参照）。

１回目の押込結果より得たＣ□からり。に対応した押込
量が８２になることが推測できる。式で表すと、（１７
）式に代入して ５ｔ＝ｆｆｌ）Ｓｏ（Ｄ；）＝Ｓ＋（Ｄｏ）　　　−−
・・・・（１８）が得られる。

このＳ２を実行すると、真の特性曲線がＣ１であるので
、真の矯正量Ｄ２が得られる（第６図［Ｃ１参照）。

一方、Ｃ，ｌよりＤ２に該当する計算押込量ｓ　ｚ　’
は、 ３２′＝　ｆ　（ｔｌ　Ｓ　０（０２）　　　　　・・
・・・・（１９）である。（１６）式と同しようにＣａ
ｌに対して、ｆ　（２１＝　３２／Ｓ２’＝　ｆ　（１
）Ｓｏ（Ｄｏ）／ｆ　（ｌｌｓｏ（Ｄｔ）即ち ｆ　（２１＝　Ｓ　ｏ　（Ｄ、）／　Ｓ　ｏ　（Ｄｚ）
　　　　・・・・・・（２０）を求める。この（２０）
式をＣ０に掛けて新しい２回目予想特性Ｃ８□をつくる
（第６図ｆｆｌ参照）。

０．２を表す式は Ｓ　＝　ｆ　（２１・ｆ　（１）　Ｓ　ｏ（Ｄ）　＝　
５２（Ｄ）　　・・・・・・（２１）である。

真の特性曲線が予想曲線より上にある限り、以上の演算
を繰返して実行すれば限りなく真の押込量Ｓ、に接近す
ることができる。そこで、ｎ回目押込後のｎ回目予想特
性曲線Ｃａ＋ｔは、Ｓ　＝　ｆ　（ｎ）　ｒ　（ｎ−Ｉ
Ｌ・・・・ｆ　ｆｌｌｓｏ（Ｄ）　　・・、・−・＜２
２ａ）ｒ　（ｌｌ　＝　Ｓ　ｏ（Ｄｏ）／　Ｓ　ｏ（Ｄ
ｔ）　　　　　・・・・・・（２２ｂ）となる。

そのうち、残油がり量（Ｄ、０−Ｄｉ）が、許容曲がり
量以下になると、パイプのこの区間の矯正作業が終了す
る。

（２２ａ）式を次の形に書き換えろこともできる。

Ｓ　＝　’Ｆ　（ｎｌ　Ｓ　ｏ　（Ｄ）、　　　　　１
ｆ　（１＋　＝　Ｓ。０．。）７８゜１．）１次は、真
の特性曲線Ｃ１がｎ回目予想特性曲襟Ｃ，、、より平坦
、すなわちＤ７より大きいＤについてＣ１におけるＳが
Ｃ０１ｌにおけるＳより小さな場合について調べてみる
。この場合、第６図ｆｇ＋のようになる。Ｃｅ＋ｔの式
は（２３）式の通り、Ｓ　＝　ｇ−ｉｎｔ　Ｓ　ｏ（ｏ
） である。

Ｃ，ｌｌに基づいて求めたｎ＋１回目の押込ｆｆ１ｓ１
１．。

は、 Ｓ、、１＝＄ｔｎｌＳｏ（ｎｏ）　　　　　　　　・”
・・・（２４）で押込実行すると、Ｄ７．１なる矯正量
が得られ、矯正過剰となる。そのときのこの区間の矯正
を中止し、再び回転計測を実行し、次の矯正点を求める
。一方、過剰矯正のために生じた、反対方向の変形り。

＋Ｉ−ＤＯが許容曲がり量以上であれば、後に反対方向
でもう一度矯正する必要が生じてくる。

そのため ｒ　ｍ　＝　Ｓ　ｏ（Ｄｏ）／　Ｓ　ｏ（Ｄｉ）　　　
　ｊを記憶しておく。ただし過矯正しないためヒ（、）
〉ｌならチ（・）＝１とおき、′ｆ−（・）≦１ならそ
の値を記憶する。また管棒材の異方性を考慮して次の押
込点が変わった場合び（・）＝１に戻しておく。

過矯正した場合、 ｒ　（ｎ＋１）　＝　５ｏ（ＤＪ／５ｏ（Ｄ１１＋１）
はｌより小さい（それまでのｆ（・）は１より大きい）
。

■−２）多項式近似による適応近イ以法ｒｖ−ｔに述べ
た方法は同じ型のＳ−Ｄ矯正特性関数Ｓ、（Ｄ）を想定
してＳ−Ｄの実績値で比例計算して次の押込量を決める
が、５ｏ（Ｄ）は通常５＝ａＤγ＋ｂ　　　ａ、ｂ、ｒ
：パラメータ０≦γ≦１ の形をとる。しかし、限られたＤの範囲内で次の形の多
項式で近似できる。

ａ　ｌｌＳ　１″＋ａ１１−．５’−’＋ａ＋Ｓ＋ａｏ
　＝　Ｄ　　　　　・・−−−−（２６）（普通ではｎ
・２でかなりよい近似ができる）この多項式は（ｎ＋１
）　ＭＬの（Ｓ、　　Ｄ＞　の値が与えられればａ　Ｏ
＋・・・・・、ａ、、の（直がｔ夫まる。そこで、（ｒ
Ｖｌ）で述べた方法で（ｎ＋１）回の押込を実行して（
ｎ＋１）　＆Ｊｌの（Ｓ、Ｄ）が求まる。次に、それら
を用いてａ。、、、、、、、　ａ、、を求め、それらを
Ｄｏと共に（２６）式に代入して必要な押込量を求め、
ｎ＋２回目の押込を実行すれば、Ｄｏにかなり近い矯正
量が得られる。

このＳで押込んでもなお、残油がりが許容曲がり量より
大きい場合、２回目から（ｎ＋２）回目までの（ｎ＋１
）　＆ｌｌの（Ｓ、［１）を用いて上述と同じ計算をし
て（ｎ＋３）回目の押込量を求めればよい。

ｒＶ−３）回転計測結果に基づく補正 ■の回転計測で述べた相対計測法は計測子の原点（基準
点）位置に関係なく計測子から読取った測定値の変化分
だけを用いて計算してきたので、基準点校正誤差が入っ
てこない、また、（１４）式で平均値を求めているので
、パイプの表面の凹凸の影響も軽減され、高い精度の計
測値が得られる。

一方矯正作業に入ると光点の高さを知る必要があるが、
押込後の結果をいちいち回転計測を行って把持するのは
時間がかかって能率が悪い。そこで、矯正作業はある基
準点からの距離を計る絶対計測法を採用する。

このとき、矯正作業時光点でパイプを支えているため、
回転計測値時とパイプの状態が変わる。

この相違と、他に起因する誤差を矯正前の回転計測結果
で補正する。

仮に第７図（ａｌのように０点のａ、ｂ点に対する曲が
りが、回転計測によってＤ　ｃｒと求められたとする。

同じパイプの光点に支えられたとき第７図中）のように
なる、なお、他の箇所の状態によって光点てパイプと光
点が接触しないことがある。絶対計測法でＤ　ｅ％なる
曲がりが計測されたとする。

ただし、 Ｄｃｓ””　ｈｅ　　（（ｈｂ−ｈ）ｃａ／ｂａ＋ｈ）
そこで、ΔＤ　＝　Ｄｃ、−Ｄｃ。

を求めておくと、絶対測定値Ｄ　ｃｓが分かれば、ΔＤ
を用いてＤｃｌ＋ΔＤを計算することによりＤ−が求ま
り、より精度の高い相対計測法に近づけ、作業時間の短
縮を計り高能率、高精度の矯正作業が得られる。

■）パラメータ学習 加圧矯正は Ｓ−５（Ｄ） に基づいて実行される。この式は前に述べたように実験
によって求められ、−例として、５＝Ｓ（Ｄ）＝ａＤｒ
　＋ｂ のような未定定数に関して非線型関数の形で表される。

ただし、ａ、ｂ、ｒは未定定数である。

一方、加圧矯正作業で、実績押込量と実行矯正量がデー
タとして採取できる。この実績押込量Ｓと実効矯正量り
を実績値として受取って、それを用いてａ、ｂ、　　γ
の値を推計することができる。

実効矯正４ＪＤと実績押込量Ｓの組で１組のサンプル値
をなしている。但し、同一点あるいはその近傍を複数の
方向から矯正する場合、材質的問題のためにデータが乱
れるため、区別して認識しておく必要がある。このよう
なサンプル値の数（組数）がある値に達すると、推計作
業すなわち学習を実行し、パラメータａ＋ｂ＋７を推計
する。

■−１）非線型最小自乗法 Ｓ＝ａ　Ｄγ＋ｂ・・・・・・（２７）において、（Ｄ
、　　Ｓ）実験値がある程度集まると、非線型最小自乗
法を用いてａ、ｂ、ｒを求めることができる。

ここでは、矯正特性関数を ５＝ａＤＴ＋ｂ とおいたが、未定定数について非線型な任意のＳ＝　ｆ
　（Ｄ）についても適用できる。未定定数についての線
型関数〔たとえば（Ｓの多項式）＝Ｄ）については、勿
論特例として通常の最小自乗法を適用すればよい。

■−２）矯正特性関数の更新 ■−１）で述べた方法で新しく求めた特性関数ｓ　＝　
ｓ　ｐ−（Ｄ）　　　　　　　　　・・・・・・・・（
２８）と、いままでの経験の蓄積として得た特性関数Ｓ
　＝　５ＱＬ（Ｄ）　’　　　　　　　　−−（２９）
との荷重平均 Ｓ＝Ｓ、（Ｄ）−８ｌ、ｒ（Ｄ）＋ＷｏＬＳｏＬ（Ｄ）
・・・・（３０）をとれば、突発的なサンプル値の乱に
よる誤りを　　　□防ぎながら、つねに最新なデータを
取入れる効果がある。

ところが、このＳ、、（Ｄ）では解析的に求めるよりも
Ｄの有効範囲について有限個のＤ点に関して（３０）式
を計算してそれによって得た（Ｓ、　Ｄ）の組について
Ｖ−２で述べた非線型最小自乗法を適用した方が実際的
である。本装置ではこのようなシュミレーション方法を
採用して、古い矯正特性関数を更新し、それに基づいて
矯正作業を実行する。

〔実施例〕

第１図に示す曲がり矯正装置を用い、本発明によるパイ
プの曲がり計測と矯正を行った例について、第１表及び
第８図に基づいて説明する。

パイプの長さ方向の各位置（隘１〜隘５）の計測子によ
り曲がり量を計測した結果、第８図（ａｌに示すように
、回転角が一６９″のところで、ＭＤ　２　。

ＭＤ３即ち、隘２と隘３の位置の計測値が０．３７ｆｌ
。

０．４５鶴、で曲がり許容範囲の０．３５日量を超え要
矯正となった。この場合の矯正パターンは１−５−３゜
即ち、磁１と魚５の位置で支持し、第８図世）の矢印で
示すように、最も曲がり量の大きい隘３の位置で押込む
というパターンが選定され、このパターンにおける学習
パラメータは過去の蓄積データからａ　＝１．５．　ｂ
　＝’３．５．７　＝０．３と設定した。

この場合の矯正特性関数、即ち押込量Ｓは前記（２７）
式から Ｓ、＝ａＤ０γ＋ｂ ＝１．５Ｘ０．４５°・’＋３．５″＃４．６８０４７
と算定した。

従って、隘３位置における押込量は４．６８と設定し、
第１回目の押込みを行った。実際の押込み量も４．６８
であった。

このときの有効矯正量は０．０３であり、残曲がりが０
．４２で曲がり許容範囲の外で計算値通りにはいかなか
った。

そこで、適応制御法による矯正を実施することとし、押
込み量と有効矯正量との関係から補正係数を算定し、２
回目の押込み量Ｓ２を算定した。

Ｓ、　　　　　　　　４．６８ ”＝ａｆ：）、ｒ　＋ｂ　’１．５ｘ０．０３°・３＋
３．５　＝’°１６３０５従って、第２回目の押込み量
Ｓｔは ５ｔ−ｆ、Ｓ、＝１．１６３０５　ｘ４．６８０４７　
＝５．４４３６２と算定された。

そこで、第２回目の押込み量は５．４４に設定し、押込
みを行った（実際の押込み量は５．４６）　。

その結果、有効矯正ｆｆ１ｏｚは０．０４で、残曲がり
が０．４１となり、曲がり許容範囲外で、再矯正が必要
となった。

そこで、前記と同様、押込み量と有効矯正量との関係か
ら、補正係数ｆ２を算定し第３回目の押込み量を算定し
た結果 ｆ２−−一防−＝　　　　５．但−−＝１．３４ａＤ２
γ＋ｂ　　１．５Ｘ０．０４°・’＋３．５従って第３
回目の押込みｌｉｔ　Ｓ　３は、Ｓ＋＝ｆｔＳｚ＝４．
６８Ｘ１．３４＝６．２８となった。

そこで、第３回目の押込み量を６．２８にして、再押込
みを行った（実際の押込み量も６．２８）。

その結果、有効矯正量口、は０．０８となり、残曲がり
は０．３７となり、また、曲がり許容範囲外となり、更
に矯正が必要であった。

そこで、また前記と同様にして押込みＮｓｓと有効矯正
量０３との関係から補正係数ｆ、を算定し、押込み量Ｓ
４を算定した。

［、＝ａＤ、Ｔ＋ｂ＝１・４９ 第４回目の押込み量Ｓ４は、 ５４−ｂｓｚ＃１．４９Ｘ４．６８０４７　＝６．９９
となった。

そこで第４回目の押込み量を６．９９として再押込みを
行った（実際の押込み量は７．０２）。

その結果、有効矯正ｉｏ、は０．１６で、残曲がりは０
．２９となり、曲り許容範囲内に入ったので−６９゜の
位置における矯正を完了した。

しかる後、全体の曲がりを回転計測した結果、各点にお
ける曲がり量はいずれも曲がり許容範囲内に入っていた
ので矯正を完了し、良品として払い出しを行った。この
矯正による押込量の変化を第８図Ｔｅｌに示す。

なお、このパイプの適応制御法による矯正作業の結果が
集積され、学習過程を通じて矯正特性関数の諸パラメー
タの修正を行い、そのロフトにおける矯正特性関数のパ
ラメータの設定変更を行うようにした。

この実施例においてはこのロットの初期段階における矯
正であるため、４回もの押込みを繰り返したが、以後の
矯正においては、学習パラメータ。

矯正特性関数が補正、設定されるので押込み回数は減少
する。

〔適応制御の実施例〕

パイプ　　　　Ｄ−φ１３９．７ ｔ−１２，０９ アップセット部長さ−１３７，０ 外径−１６０，０ 許容面がり　　　０．３５１ 第　　１　　表 注）※はすべて合格を示す。

〔発明の効果〕 以上に説明したように、本発明における長尺材の曲がり
矯正方法は、計測子の原点、すなわち基準点の計測結果
に基づく測定値の変化だけを利用し、高さの絶対値を要
求しないので、原理的には計測値の較正をしなくても曲
がり量を容易に求めることができる。

また、回転軸から見た曲がり偏差そのものを問題にして
いないので、把持側の影響による回転軸の変動に左右さ
れず、曲がり測定精度は良好である。

長尺材の特性のバラツキのため不確実な矯正特性関数し
か分からない場合においても、適応制御法による矯正作
業を実施する一方、学習機能を有するため、矯正作業を
繰り返して行くうち、再押込み回数を減少することがで
き、高精度でかつ、短時間で矯正作業を完了することが
できる。

また、押込み矯正に際しては軸方向の移動をしないで、
曲がり量を計測しながら矯正ができるので、短時間で矯
正を完了することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する曲がり矯正装置例を示す側断
面説明図、第２図ｆａｌは本発明における曲がり量の回
転計測原理を示す側面説明図、第２図（ｂｌは本発明に
おける上金型と下金型による押込み矯正概念説明図、第
３図（ａｌ〜第３図ｆｄｌは本発明における回転計測に
おける曲がり量の計測演算の概念説明図、第４図（ａ）
は外力による押込み概念説明図、第４図中）は押込みと
矯正との関係を示す概念説明図、第４図ｔｅｌは押込み
量と矯正量との関係を表す矯正特性曲線の説明図、第４
図Ｔｄ＋は矯正の概念説明図、第５図（ａｌ、　（ｂｌ
は押込矯正の概念説明図、第６図ｆ８）〜第６図Ｆｇ＋
は比例補正による適応制御の概念説明図、第７図（ａ）
、第７図Ｔｏｌは回転計測による絶対計測結果補正概念
説明図、第８図＋ａ＋は本発明の実施例における曲がり
后の説明図、第８図中）は第８図（ａｌの曲がり量に対
応する押込パターン説明図、第８図（ｃｉは本実施例に
おいて補正係数による押込ＩＪｓｉの変化を示す説明図
である。 第１０ ２８：キーボード 筒　２　図 （ｂ） 第３図 （ａｌ　　　　　　　　　　　　（ｂ）（ｄ） （Ｃ） 第４区 （。）（ｂ） 砧 一 斎 ζ 第　５　図　　　　　　　　　　　　（０）（ｂ） 第６図 （ｄ）　　　　　　　（Ｑ） （ｅ） （↑） 第７図 （ｂｌ ＋　　　　　　　　ｔ　　　　　　５　　　　　　　４
　　　　　　　コ第８図 （Ｃ） 手続補正書 昭和６２年６月２７日 特許庁長官　小　川　　邦　夫　殿 昭和６１年特　許　願第２９０９２１号２、発明の名称 長尺材の曲がり矯正方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　　　東京都千代田区大手町２丁目６番３号氏　
名　　　（６６５）新日本製鐵株式会社（ほか２名）代
表者　　　武　１）　　豊 ４、代理人 明細書及び図面 ６、補正の内容 （１）明細書全文を別紙の通り補正する。 （２）図中、第１図、第３図（ｄ）及び第７図（ａ）を
別紙の通り補正する。 明　　　　細　　　　書 １、発明の名称　長尺材の曲がり矯正方法２、特許請求
の範囲 １、　長尺材を回転させな赤ら該長尺材の長手方向に所
定間隔で配設された複数個の計測子によって該長尺材の
曲がりを算出し、この算出値により曲がり矯正パターン
を決め、その矯正パターンに対応した矯正特性関数に従
って押込み量を決め、押込み矯正を行うようにした長尺
材の曲がり矯正方法において、前記矯正特性関数を単調
増加関数として設定し、この矯正特性関数による押込み
矯正に加えて、適応制御矯正法による再押込み矯正を行
うと共に押込量対矯正量のデータを学習標本値として蓄
積し、この学習標本値により、前記矯正特性関数のパラ
メータを学習推定し、修正することを特徴とする長尺材
の曲がり矯正方法。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長尺材、例えばパイプ、シャフト等の曲がり
矯正方法に関するものである。 〔従来の技術〕 例えばパイプは各種の方法によって製造されるが、一般
に造管工程における歪に起因して曲がりを生ずることが
ある。 一般にこのパイプの曲がり矯正はオンラインで行われる
ことが多くなっており、そのための曲がり矯正装置とし
て例えば特開昭５９−３９４１９号公報に記載されたも
のが知られている。 この曲がり矯正装置は、パイプを搬送ローラで所定の計
測位置に搬送し、ここで回転ローラで把持した状態でパ
イプを回転させ、このパイプの長手方向に配設した変位
計とパイプ端面位置に配設した回転角度計によりパイプ
曲がり量を計測してその最大面がり部位を検出し、最大
面がり部位をプレスラム位置に移動してプレスラムによ
り矯正力を加えて、パイプの曲がり矯正をするようにし
たものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、この従来例においては、矯正力を加える
プレスラムの位置、パイプを支持する受台の位置は固定
されているため、その矯正に際してはパイプの最大面が
り部位を長手方向に移動し、プレスラム直下に位置決め
する必要がある。また、矯正結果を確認するための計測
に際しては矯正位置から再び計測位置に移動位置決めす
る必要があり、計測から矯正作業にかかるまでに長時間
を要するという問題がある。 また最大面がり部位は回転軸中心からの変位量の検出に
よって把握していると推測され、パイプを把持する場合
においては、その回転中心軸の変動は避けられないため
回転中心軸の変動による変位量計測値の精度低下が生じ
矯正精度の低下は避けられず、計測←移動０矯正の繰り
返しが多くなるという欠点がある。 上述のような曲がり矯正装置による押込み矯正は、−Ｃ
的には、次に説明する基本原理に基づいて行われている
。すなわち、第５図（ａｌに示すように、基準線■（下
金型の谷底部を結ぶ直線）よりＤだけ上に曲がっている
パイプにＰという力を加え、■の状態よりＳだけ押し下
げ、除荷すると、■の状態となり、Ｄの曲がりが矯正さ
れたことになる。この押し込み量Ｓと曲がりｌｉＤの間
には、次式の関係があることが知られている。 ５＝ａＤＴ十ｂ （ただし、ａ、ｂ、ｙは学習パラメータであり、ａ＞Ｑ
、ｂｏｏ、Ｏ＜７＜１の範囲の値である）パイプ外径、
肉厚、材質、金型パターン毎に、このａ、ｂ、１を与え
ておき、曲がりＤに応じた押込量Ｓを演算し、矯正作業
を行う。 ところが、これらのａ、　　ｂ、　　γを予め正確に予
知することは困難である。そこで、今までの経験に基づ
いて予想したＳＤ凸曲線設定し、それに従って矯正を行
い、その矯正実績により、予想ＳＤ凸曲線修正して、真
の３ＤＩｌｔｌＬ？ｔに近づける工夫が必要となる。 本発明は、このような観点に基づいて達成されたもので
あり、矯正曲線を、真のＳＤ凸曲線近づけることを目的
とする。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕この目的を達
成するため、本発明の長尺材の曲がり矯正方法は、長尺
材を回転させながら該長尺材の長手方向に所定間隔で配
設された複数個の計測子によって該長尺材の曲がりを算
出し、この算出値により曲がり矯正パターンを決め、そ
の矯正パターンに対応した矯正特性関数に従って押込み
量を決め、押込み矯正を行うようにした長尺材の曲がり
矯正方法であって、矯正特性関数を単調増加関数として
設定し、この矯正特性関数による押込み矯正に加えて、
適応制御矯正法による再押込み矯正を行うと共に押込量
対矯正量のデータを学習標本値として蓄積し、この学習
標本値により、前記矯正特性関数のパラメータを学習推
定し、修正することを特徴とする。 以下、本発明をその作用と共に具体的に説明する。先ず
、本発明を実施するための装置例について説明する。本
例は、パイプの矯正に適用した例である。 第１図において、造管後のパイプＰは搬送ラインに沿っ
て所定位置に送られ、ここでターニングローラ４とこれ
に対向して配設されたピンチローラ６によって把持され
る。パイプＰは、駆動用モータ８によりピンチローラ６
を介して回転され、この回転はタコジェネレータ９によ
って計測される。ターニングローラ４は昇降シリンダ５
によって、またピンチローラ６は昇降シリンダ７によっ
てそれぞれ昇降自在であり、パイプ把持位置、傾きが調
整自在である。 所定位置に停止しているパイプの長手方向には複数の計
測子１１〜１．が所定の間隔で配設されている。この計
測子１　ｌ”　ｌ　ｓは計測子ベース２に取付けられて
おり、計測子昇降機３により昇降自在である。 所定位置に停止しているパイプの先端は回転計測用コー
ン１１によって支承され、その回転角度はパルスジェネ
レータ１２によって計測される。 この回転計測コーン１１の位置はシリンダ１３．１４に
よって調整自在であり、パイプの端面の変位に追従でき
るようになっている。 また計１１ｔｉ子１の近傍には曲がり矯正用の下金型１
５ａ−１５ｅが配設され、この下金型１５ａ’−１５ｅ
の上方には、上金型１７ａ、１７ｂが対向して設置され
ている。 この上金型１７ａ、１７ｂは昇降装置２０により昇降し
、かつ移動装置Ｉ９により水平移動自在であり、各下金
型１５ａ〜１５ｅの位置に対応して位置を移動でき、更
に、下金型１５２〜１５ｅと協動することによって、そ
の間に位置するパイプの曲がりを矯正できるようになっ
ている。 この下金型はパイプＰの軸に対して進退自在であり、光
点となる場合は位置を固定できるようになっている。 １８ａ、１８ｂは上金型１７ａと１７ｂ間の間隔を調整
するシリンダである。 ２１はパイプに対する上金型による押込みストロークを
制御する油圧装置である。 ２２は矯正作業手順を設定したシーケンサであり、矯正
作業は次の手順で行われる。 先ず、スタート信号により、ターニングローラ４とピン
チローラ６によりパイプＰを把持し、駆動モータ８によ
りピンチローラ６を回転し、パイプを回転させる。 この回転角度はパイプ先端面を支承している回転計測コ
ーン１１を介してパルスジェネレータ１２によって計測
され、同時に計測子ｌ、〜ｌ、によりパイプＰの各部（
所定位置）における変位が計測される。 パルスジェネレータ１２で計測された回転角度計測信号
は直接に、また、計測子ｌで計測された各部の変位は、
フィードバックユニッ目Ｏを経てそれぞれ中央処理装置
２３に送られ、ここでパイプの曲り量と変形パターンが
演算される。 この演算結果はＣＲＴ２４に表示され、またプリンタ２
５によって出力される。 そして、この演算結果に基づいてパイプＰの曲がり矯正
作業が行われる。 曲り量が基準値（許容曲り）以上である場合、すなわち
矯正を必要とする場合、その変形パターン及び曲り量に
応して、矯正パターン及び押込量が決定される。 即ち、上金型１７ａ、１７ｂの間隔、押込み（加圧）位
置、採用下金型（１５ａ　−１５ｅのうちの２個）、押
込み（加圧）ストロークが決定され、この結果に基づい
てシリンダ１３ａ、　１８ｂ、移動装置１９を駆動し、
油圧装置２１により、昇降装置２０を制御して上金型１
７ａ、１７ｂの押込みを行う。 矯正作業中、各計測子１によるパイプの変形量の計測が
行われ、押込み量と有効矯正量が把握され、必要に応じ
て矯正特性関数の補正による適応制御が行われる。そし
て、パイプの曲がりが許容範囲に矯正されたことを中央
処理装置２３によって監視し、所定の基準値に入った場
合、再度、回転計測を行い、全長にわたって曲り量が基
準値（許容曲り）内に入ったことを確認した後、矯正作
業を終了し、パイプの払い出しを行う。 なお、矯正特性関数のパラメータは学習により修正され
、その修正値は記憶装置２７に蓄積される。 図中２８はキーボードである。 次に、本発明の特徴的構成についてパイプの曲がり矯正
に適用する場合に基づいて説明する。 本発明は、凡そ次の５つの工程よりなる。すなわち、パ
イプの曲がり量の回転計測、この計測結果に基づく曲が
り量の演算、押込矯正パターン分類、適応制御法による
矯正作業、パラメータ学習である。これについて詳細に
説明する。 ■）回転計測 第１図に示すように計測位置に導かれたパイプＰの片側
はターニングローラ４とピンチローラ６によって把持さ
れ、ピンチローラ６の駆動によって回転する。 第２図ｆａｔに示すようにこのパイプＰの長手方向には
、複数の計測子１１〜１．ｌが一１〜Ｉｋｎの位置にそ
れぞれ配設されており、それぞれ回転するパイプＰに接
触し、パイプＰの変位を測定し、この測定値に基づいて
パイプＰの中心軸の曲がりを演算で導き出す回転計測方
式を採用している。 ここで曲がりというのは、−１の位置の軸中心とｍｎの
位置の軸中心を結んだ直線から見た当該位置の軸中心ま
での距離Ｘのことを意味する。 この曲がりを算出することによって、このパイプの最大
面がりを知ることができ、その曲がりの程度に応じ、良
品、要矯正、不良品を判別し、それらに応じた処理をす
る。 この内の要矯正のパイプについては各位置（高１−Ｎａ
ｎ）の曲がりに応じて第２図（ｂｌに示すように光点（
下金型１５ａ〜１５ｅのうちの２点）と押込点（上金型
装置１６）及び押込計測点（計測子１ｂ〜ｌｄ）を決め
、そのパターンを分類し、そのパターンに対応した押込
量を求め、これによって矯正を行う。 したがって、回転計測は矯正装置の各動作を導き出す根
拠を提供する役割を持ち、最も基本的で重要な部分をな
している。 本回転計測法においては、測定値の変化だけを利用し、
絶対値を要求しないので、原理的には計測子の較正をし
なくても曲がり量を求めることができる。 また位置魚１とｔｌｈｎの中心軸を結んだ直線から見た
曲がり量を問題にしており、回転中心軸から見た曲がり
、即ち偏差そのものを問題にしていないので、パイプ把
持側の影響による回転軸の変動に左右されない強みがあ
る。 ■）測定演算方法 第３図Ｔａｌに示すように、パイプＰがある回転軸０の
回りに公転しその１回転毎に１回転の自転をするとき、
あるＸＹ断面（Ｚａ）上ではパイプＰの状態は第３図ｆ
ｂｌのようになる。 なお、ここではθとθ＋πにおけるパイプの位置につい
てのみ論するのでθが変わったときにＯ軸が変動しても
差支えない。 Ｃ１１１は初期位置から０３だけ回転したときのパイプ
の中心であり、Ｃｅ１からπだけ前のパイプの中心をＣ
ｅ１−πとすると、このｃａｔ、ｃｅｔ−πをもってパ
イプの状態を表示するある水平線Ｂ　（便宜上、鉛直方
向に計測子を配置するとして記述するが、原理上軸方向
に横切る方向に配置すればここでの議論が適用できる。 ）から測ったＣ６ｔにおけるパイプの底面の高さをｌｌ
ｉ　＋　ｃｅｔ−πにおけるパイプ底面の高さをり、π
で表すと、０から見たＣ６１点の高さ、すなわち０Ｃｏ
ＩのＹ軸への射影ｄ、。は、 ｄ、。＝（ｈｌｈＩπ）／２　　　　　・・・・・・［
１１で求められることが容易に判る。 さらに軸方向Ｚの次元を加えると座標系が第３図（Ｃ１
のようになる。この座標系でｌｌｉ、）ｌｌｆ、ｄｉ。 を表すと次のようになる。 長さ方向（軸方向）の座標ｚｊ（Ｊはｊ番目を表し、端
部側をｊ＝１１把持側をｊ＝ｎとする（において、回転
角θ１（＋はｉ番目の取り入れた回転角）にきたとき、
測定したパイプ底面の高さをＨ（ｚＪ、θ、）とすると
、回転軸に対するパイプ中心の鉛直成分Ｄ（ｚｊ、θ、
）は、（１）式より・・・・・・（１）′ で求められる。 １回転をｍ分割すると ・・・・・・（２） と書き換えられる。但しｍは４の倍数とする。 ｌ、と２．１におけるパイプ中心を結んだ直線から見た
位ＬＪの、バイブ中心のずれの鉛直成分Ｖ（２，、θ、
）は、（３）式で表される。 Ｖ（ｚ７．θ１）−Ｄ（ｇ、θ＋）　　Ｌ　（ｚ７．θ
り・・・・・・（３１但し、Ｌ（ｚ７．θＩ）は端部側
（ｚ＝ｚｌ）バイブ中心と把持側（ｚ　＝　ｚ、）パイ
プの中心を結んだ直線上における２、の縦座標であり、
次のように表される。 Ｌ＜ｚ）、θ＋）−Ｄ（ｚｌ、θ、） ＋ｈニム（Ｄ　（ｌ　ｓ−ａｌ）　−Ｄ（２１，Ｂ　ｔ
）　）！、−ｚ。 一二とユ’−Ｄ（ｚ＋、θ、） Ｚｓ−Ｘ＋ ＋ムニ虹−Ｄ（ｚ、、θ、）　　・・・・・・（４）Ｚ
ｌｌ−２゜ ＋２１．　＋３１．　＋４１の各式より、ムニム　　　
２ＥゴーＬ−−に、　　　　　・・・・・・（５）ｇＪ
　Ｉ ｚｓ　　　Ｚｒ　　　　　　　　Ｘ５−２＋とおくと、
次式が導かれる。 Ｖ　（２７，θ１）＝Ｄ（ｚ７．θ１）−ｇＪＤ（ｚｌ
。θ＋）−に、Ｄ（２＊、θ１）！ −２（ＩＩ　（ｚ　１θ＋　）　−ｇ　ＪＩｔ　（Ｚ　
Ｉ−θｉ）　　Ｌｌｌ（ｚ、、θ、）−に、Ｈ（ｚ、、
θＩ−−／２））　　　　　　＝−−−１（６１ｊ４ｒ
　Ｃｚ；”）　−２（）ｌ　（ｚ＝、θｔ）−ｇｊＨ（
ｚ＋、θ１）　−に；Ｈ（ｚｓ、θｉ）　）・・・・・
・（７） とおくと（６）式は、 Ｖ（ＺＪＩ　θ　＋）　　＝＊ｔ（ｚＪ）−−メイｉ−
＋ｂ／ｚ（Ｚｊ　　　　・・・・・４８１となる。 ある回転角θｉとそのバだけ前（θ＝θ、−π）におけ
る測定値よりθ、における曲がりの鉛直成分Ｖ（ｚ）、
　　θ、）が求められることは＋８１式の示す通りであ
る。 いま、θ±０においての中心線とｔ　−ｚ４のＸ−Ｙ平
面との交点Ｐ（ｚ７．０）が水平軸となす角度をφ（Ｊ
ｌで表すと、曲がりの絶対値ａｏｗｌ、　　φ（ｊ）、
θ、とＶ　（ＺＪ、　　θＩ）の間には次の関係がある
。 νＣｚ７．　　θ＋）−ａｏｆＪｌｓｉｎ（θ、＋　φ
（ハ）　　　　　　−、、、、、［９１θ直よりｆｆ／
２だけ前（θ−θ、−π／２）におけるＶ（ｚ７．　　
θ、−π／２）は、 Ｖ（３，θ、−π／２）　　＝ａａ（Ｊｌｓｉｎ（θ１
−π／２＋φ（ｊ）〉漏−ａｓ（ｊ）ｃｏｓ（θ、＋φ
（ｊ））・・・・・・（１０） である、　＋９１．　（１０）式より、・・・・・・（
１１） θ、↓φ（Ｊｌ−−ｔａｎ−’　（Ｖ（ｚ７．θ＋）／
Ｖ（ｚ７．θ五−π／２））・・・・・・（１２） φ（バー　−ｊａｎ−’　　（Ｖ（ｚＪ、θｔ）／Ｖ（
２７，θ、−ｆｃ／２））　　−θ。 ・・・・・・（１３） となる、θ、におけるａ＠Ｕｌ、　　φ（Ｊｌを（１１
）式、　（１３）式で求め、それぞれａａ＋（１１，φ
、〔ハで表し、を求めておくと、１回転完了後、平均値
を計算することができる。これによって測定誤差等の影
響が、ある程度軽減される。丁。ｆｌ＋−丁。（ｎｌ−
〇であるから、このａｌＪｌとφ（３１（ｊ−２・・・
ｎ−１）とで、ｎ−２個の計測子位置における曲がりは
完全に規定される。 第１図に示した装置では、ピンチローラとターニングロ
ーラでパイプを把持し、回転させながら計測を行うが、
パイプの大曲がりの影響でパイプは必ずしも一定の回転
軸の周りに回転しない、つまり、回転軸自身が変動する
可能性がある。 ところが前に述べた説明は、あるθ１と０１−πについ
て展開しているので、他のθξのときの回転軸がθ、の
それと異なってもその議論が成立つ。 したがって、回転軸が変動しても差支えない。 ｍ）押込矯正とパターン分類 パイプを第４図（ａｌのようにＳｔ、ＳＦ点で支え、２
０点で外力Ｆ、を加えるとパイプが曲がる。弾性限界内
では外力を取除くとパイプは元の形に戻るが、弾性限界
を超えると外力を除いても元の形に戻らないで永久歪み
が残り、いわゆる塑性変形が起こる。始めから曲がって
いるパイプを矯正するのにこの性質を利用して元の曲が
りと反対方向に同じ大きさの塑性変形を起こせば両方が
相殺してパイプが矯正される。 第４図（ｂｌに示すように元々５ＩＡＳ、なる形に外力
を加えてＳ、ＣＳ、まで押込んだ後、外力を取除くとＳ
、ＢＳ、まで戻る。この場合、ＯＣを押込量Ｓ、ＡＢを
矯正ＩＤと呼ぶと、ＤとＳには第４図（Ｃ１のような関
係があることが経験的に知られている。このＤ−３曲線
はパイプの材質寸法、履歴と関係があるが、これらの条
件が一定のとき、光点Ｓ、、Ｓ、と押込点Ｏの位置に依
存する。つまり、あるパイプのＤ−３特性は、Ｓ、、Ｓ
、、Ｏの位置によって決まる。 そこで、Ｓ、、Ｓ、、Ｏでパターン分類し、そのパター
ンに応じたＤ−３特性に従ってＤ＝ＡＯなるＤに該当す
る押込量Ｓを求め、そのＳになるまで外力を加えれば、
外力が除去されたとき塑性変性となる矯正ＩＡＯが残り
、元の曲がりと相殺して０の位置においてパイプが０点
に来て矯正されたことになる。 これで、Ｓ、、Ｓ、、０点において、パイプが一直線上
に収まることになる。 一方、０の位置に外力を加えてもＳ、、ＳＩ　において
は曲げモーメントがゼロなので塑性変形が残らない。も
し元々曲率ゼロ（直線）の点をＳ、、Ｓ。 に選んで上述の矯正作業を行えば、矯正後、Ｓｒ。 Ｓｌ間に多少凹凸があっても、Ｓ、、Ｓ、、○の三点に
関しては直線となり、Ｓ、、Ｓ、の外においては元々直
線であるので全体としてはほぼ直線となる。 例えば第４図ｆｄ＋のようにＭＮＬＲなる形をもつパイ
プを矯正する場合について考えてみる。仮にＭＮ、ＬＲ
間は元々直線つまり、Ｎ、Ｌ点の曲率が元々ゼロであれ
ば、Ｎ、　　Ｌを光点に選び、Ｎ。 １間を直線となるように矯正すれば、結果としてＭＮＬ
’Ｒ’のようになり、全体としてほぼ直線となり、矯正
されたことになる。 ■）適応制御法による矯正作業 ■）の項で述べたように、第４図ｆｂ）の初期曲がりＡ
○を矯正するためパイプをＣまで押込み、外力を取除い
た後、パイプが０点まで戻りＳ、、Ｏ。 Ｓ、、三点は一直線上に並ぶこととなり、全体は矯正さ
れることになる。 第４図（Ｃ１の矯正量り対押込１ｓ曲線は実験によって
求められるが、パイプの寸法（外径、肉厚）。 材質のバラツキや履歴もあって、それを予知することが
困難である。そこでいままでの経験に基づいて予想矯正
特性曲線を立て、その予想曲線に従って押込んでみる。 押込結果によって特性曲線を修正し、次の押込量を算出
し、次の押込を実行する。このように漸次近似すること
によって、真に押込むべき量に接近し、所期の矯正量に
到達すると共に押込結果の知識を自動的に蓄積してＤ−
３特性曲線をより真に近い曲線にもっていく。 ＩＶ−１）比例補正による適応制御矯正法第５図ｆａｔ
の基準線■よりＤだけ上に曲がっているパイプを上から
矢印のように力を加えて、■よりＳだけ下に曲がるまで
押込んだ後、外力を取除けばパイプが■に戻り、もとの
■の曲がりが矯正されたこととなる　（第５図Ｔａｌ参
照、ただし、パイプの中心線のみを表示している）。 この原理をパイプの曲がり矯正に利用する。 ＤとＳの関係は、第５図（ｂｌに示すようなＭ、調増加
関数 ５＝３６（Ｄ）　　　　　　　　・・・・・・（１５）
の形に書けることが経験的に知られている。 もしく１５）式が事前に正確に分かれば、Ｄに応じたＳ
だけを押せば１回でＤの曲がりを矯正できるはずである
。しかし、実際にはパイプの特性のバラツキがあり、式
は往々にして正確に求められていないこともあるので、
再押込の必要や過矯正が生じる。 第６図に示すように、いま予め仮定しておいた５＝ｓｏ
（Ｄ）による初期予想特性曲線をＣ，。とする。 矯正すべき初期曲がりをＤｏとする。これは、これから
外力を加えて逆の方向に（下に凸）に生起させる予定の
変形に該当する。 Ｄｏの曲がりを逆方間につくるため、Ｃ１゜によればＳ
ｌなる押込量だけ押込むべきである。 １回目の押込にＳＩだけ押込を実行したとき、Ｄｌだけ
矯正された（初期の形より下にＤｌだけの変形を生起さ
せた）とする（第６図ｆｆｌ参照）。この場合、点’Ｚ
”　（ＤＩ、Ｓｔ）は真の特性曲線Ｃ，上にある。一方
、初期予想特性曲線Ｃ０゜に基づいてＤｌの矯正量に対
応する計算押込！　ｓ　＋　’は、次式よりＳ＋Ｃ＝Ｓ
ｏ（ＤＩ）　　　　・・・・・・（１５’）となる。 ＳｌとＳＩｃを比較して ｆ（１１＝Ｓｌ／Ｓｌ’　＝ＳＯ（ＤＯ）／３０（ＤＩ
）・・・・（１６）を求める。これはＰＩ′とＰ、Ｃの
関係を示し、２回目の押込のための修正係数として利用
する。 いま、１回目の結果に基づいて新たに Ｓ＝　ＨｔｌＳ、（Ｄ）＝Ｓ、（Ｉｌ）　　　　　・−
・−（１７）なる１回目の予想曲線Ｃ□をつ（る（第６
図（Ｃ１参照）。 先ず、真の特性曲線Ｃ１が１回目予想特性曲線Ｃａｔよ
り急峻、すなわちり、より大きいＤについてＣ１におけ
るＳがＣ０１におけるＳより大である場合について調べ
て見る。 Ｄ、がＤｏより小さくて、矯正不十分である。 この場合、ＤＯ−Ｄ、たけ追加矯正を考えるよりはむし
ろ初期の形からＤｏだけ永久変化をつくり出すことを考
えなければならない（第６図ｆｄ）参照）。 １回目の押込結果より得たＣ０からり。に対応した押込
量が８２になることが推測できる。式で表すと、（１７
）弐に代入して Ｓｔ　＝　ｒ　（ＩＩｓＯ（０６）　＝　Ｓ　１（ＤＯ
）　　　・・”・１１８）が得られる。 このＳ２を実行すると、真の特性曲線がＣ１であるので
、真の矯正ｆｆ１Ｄｚが得られる（第６図ｆｆｌ参照）
。 一方、Ｃ１１ｌよりＤ２に該当する計算押込、Ｉｓ、’
は、 Ｓ１’＝　ｆ　ｆｌｌｓａ（Ｄｚ）　　　　　・・・・
・・（１９）である。（１６）式と同じように００に対
して、ｆ　（２）””　Ｓｚ／５ｚｃ＝　ｆ　ｆｌｌｓ
ｏ（Ｄｏ）／　ｆ　（ｌｌｓｏ（Ｄｉ）即ち ｆ　（２）＝　５Ｏ（ＤＯ）／５ｏ（０２）　　　　　
・・・・・・（２０）を求める。この（２０）式をＣａ
ｔに掛けて新しい２回目予想特性Ｃ０っをつくる（第６
図ｆｆｌ参照）。 Ｃａｔを表す式は　　− ３＝ｆ（２）・ｆ（１１３０（Ｄ）＝Ｓｚ（Ｄ）　　・
・・−・＝（２１）である。 真の特性曲線が予想曲線より上にある限り、以上の演算
を繰返して実行すれば限りなく真の押込量Ｓ、に接近す
ることができる。そこで、ｎ回目押込後のｎ回目予想特
性曲線Ｃｅ＋ｔは、５＝ｆｆｎｌｆ（ｎ−１）・・・・
・ｆ（１］Ｓ＋＋（Ｄ）　　・・・−−−（２２ａ）ｆ
（１）”　Ｓ　ｅ（ＤＪ／　Ｓ　ａ（ＤＩ）　　　　　
・・・・・・（２２ｂ）となる。 そのうち、残油がりＩ　（Ｄｏ−ＤＩ）が、許容曲がり
量以下になると、パイプのこの区間の矯正作業が終了す
る。 （２２ａ）式を次の形に書き換えることもできる。 次は、真の特性曲線Ｃ１がｎ回目予想特性曲線Ｃ，、、
より平坦、すなわちり、、より大きいＤについてＣ１１
におけるＳがＣ，，１におけるＳより小さな場合につい
て調べてみる。この場合、第６図ｆｇｌのようになる。 Ｃ０ｏの式は（２３）式の通り、Ｓ＝！）ｆｎｌ　Ｓ　
ｏ　（Ｄ） である。 Ｃ１，、に基づいて求めたｆｉ＋１回目の押込ｉｓ、、
。 は、 Ｓ、、、　＝？Ｆ［ｎ１Ｓｏ（Ｄｏ）　　　　　　　　
・・−・・−＜２４）で押込実行すると、Ｄ７．、なる
矯正量が得られ、矯正過剰となる。そのときのこの区間
の矯正を中止し、再び回転計測を実行し、次の矯正点を
求める。一方、過剰矯正のために生した、反対方向の変
形Ｄ□１−Ｄ０が許容曲がり量以上であれば、後に反対
方向でもう一度矯正する必要が生じてくる。 そのため ｆ（１）＝Ｓｏ（Ｄ。）／５ｏ（Ｄｉ）ノを記憶してお
く。ただし過矯正し７ないため′Ｆ（、）〉ｌならチ（
・）＝１とおき、ヂ（・）≦１ならその値を記憶する。 また管棒材の異方性を考慮して次の押込点が変わった場
合′Ｊ−（・）＝１に戻しておく。 過矯正した場合、 ｒ　（ｎ＋１）　＝　５ｏ（Ｄｏ）／、５ｏ（Ｄｆｉ、
＋）は１より小さい（それまでのｆ（・）は１より大き
い）。 ■−２）多項式近似による適応近似法 ｒＶ−１に述べた方法は同じ型のＳ−Ｄ矯正特性関数３
６　（［１）を想定してＳ−Ｄの実績値で比例計算して
次の押込量を決めるが、５ｏ（ｎ）は通常５＝ａＤγ＋
ｌ）　　　ａ、ｂ、Ｔ：パラメータ０≦γ≦１ の形をとる。しかし、限られたＤの範囲内で次の形の多
項式で近イ以できる。 ａｌｌｓ’＋ａ、、ｓ’−’＋ａ、Ｓ＋ａｏ　＝Ｄ　　
　　　・−−−−−＜２６’）（普通ではｎ＝２でかな
りよい近似ができる）この多項式は（ｎ＋１）　Ｈの（
Ｓ、　　Ｄ）の値が与えられればａｏ＋・・・・・Ｉ　
ａｌｌの値が決まる。そこで、（ＩＶ−１）で述べた方
法で（ｎ＋１）回の押込を実行して（ｎ＋１）組の（Ｓ
、［））が求まる０次に、それらを用いてａ。＋””’
＋　ａｌｌを求め、それらをＤｏと共に（２６）式に代
入して必要な押込量を求め、ｎ＋２回目の押込を実行す
れば、Ｄｏにかなり近い矯正量が得られる。 このＳで押込んでもなお、残油がりが許容的がり量より
大きい場合、２回口から（ｎ＋２）回目までの（ｎ＋１
）組の（Ｓ、Ｄ）を用いて上述と同じ計算をして（ｎ＋
３）回目の押込量を求めればよい。 ＩＶ−３）回転計測結果に基づく補正 ■の回転計測で述べた相対計測法は計測子の原点（基準
点）位置に関係なく計測子から読取った測定値の変化分
だけを用いて計算してきたので、基準点校正誤差が入っ
てこない。また、（１４）式で平均値を求めているので
、パイプの表面の凹凸の影響も軽減され、高い精度の計
測値が得られる。 一方矯正作業に入ると光点の高さを知る必要があるが、
押込後の結果をいちいち回転計測を行って把握するのは
時間がかかって能率が悪い。そこで、矯正作業はある基
準点からの距離を計る絶対計測法を採用する。 このとき、矯正作業時光点でパイプを支えているため、
回転計測値時とパイプの状態が変わる。 この相違と、他に起因する誤差を矯正前の回転計測結果
で補正する。 仮に第７図１８＋のように０点のａ、ｂ点に対する曲が
りが、回転計測によってＤ　ｅＦと求められたとする。 同じパイプが光点に支えられたとき第７図（ｂｌのよう
になる。なお、他の箇所の状態によって光点でパイプと
光点が接触しないことがある。絶対計測法でＤ　ｃａな
る曲がりが計測されたとする。 ただし、 Ｄｃｓ＝　ｈｃ　−（（ｈｂ−ｈｓ）ｃａ／ｂａ　　十
ｈａ）そこで、ΔＤ　＝　ＤＣ，−Ｄ、。 を求めておくと、絶対測定値Ｄ　ｃｓが分かれば、ΔＤ
を用いてＤ　ｅｌ＋ΔＤを計算することによりＤ　（Ｆ
が求まり、より精度の高い相対計測法に近づけ、作業時
間の短縮を計り高能率、高精度の矯正作業が得られる。 ■）パラメータ学習 加圧矯正は ５＝Ｓ（Ｄ） に基づいて実行される。この式は前に述べたように実験
によって求められ、−例として、５＝Ｓ（Ｄ）＝ａＤＴ
＋ｂ のような未定定数に関して非線型関数の形で表される。 ただし、ａ、ｂ、７は未定定数である。 一方、加圧矯正作業で、実績押込量と実効矯正量がデー
タとして採取できる。この実績押込１ｓと実効矯正量り
を実績値として受取って、それを用いてａ、ｂ、１の値
を推計することができる。 実効矯正ｉ１Ｄと実績押込１ｓの組で１組のサンプル値
をなしている。但し、同一点あるいはその近傍を複数の
方向から矯正する場合、材質的問題のためにデータが乱
れるため、区別して認識しておく必要がある。このよう
なサンプル値の数（組数）がある値に達すると、推計作
業すなわち学習を実行し、パラメータａ＋ｂ＋ｒを推計
する。 ■−１）非線型最小自乗法 Ｓ　＝　ａ　Ｄｒ　＋　ｂ　　　　　　　　・・・・−
・（２７）において、（Ｄ、　　Ｓ）実験値がある程度
集まると、非線型最小自乗法を用いてａ、ｂ、　　γを
求めることができる。 ここでは、矯正特性関数を ５＝ａＤｒ＋ｂ とおいたが、未定定数について非線型な任意のＳ＝　ｆ
　（Ｄ）についても適用できる。未定定数についての線
型関数〔たとえば（Ｓの多項式）＝Ｄ〕については、勿
論特例として通常の最小自乗法を適用すればよい。 ■−２）矯正特性関数の更新 ■−１）で述べた方法で新しく求めた特性関数Ｓ＝Ｓ□
（Ｄ）　　　　　　　　　・・・・・・・・（２８）と
、いままでの経験の蓄積として得た特性関数ｓ　＝　５
ＱＬ（Ｄ）　　　　　　　　　・・−−−−−・Ｃ２９
＞との荷重平均 Ｓ　”　Ｓ＋＋ｗ（Ｄ）　＝　５ｐｒ（Ｄ）　＋　ＷＯ
ＬＳ（ＩＬ（Ｄ）　・・・・（３０）をとれば、突発的
なサンプル値の乱による誤りを防ぎながら、つねに最新
なデータを取入れる効果がある。 ところが、このＳ、ｌ、（Ｄ）では解析的に求めるより
もＤの有効範囲について有限個のＤ点に関して（３０）
式を計算してそれによって得た（Ｓ、Ｄ）の組について
Ｖ−１で述べた非線型最小自乗法を適用した方が実際的
である０本装置ではこのようなシェミレーション方法を
採用して、古い矯正特性関数を更新し、それに基づいて
矯正作業を実行する。 〔実施例〕 第１図に示す曲がり矯正装置を用い、本発明によるパイ
プの曲がり計測と矯正を行った例について、第１表及び
第８図に基づいて説明する。 パイプの長さ方向の各位ｆ（ｌｌｈｌ〜Ｎ１５）の計測
子により曲がり量を計測した結果、第８図（ａｌに示す
ように、回転角が一６９″のところで、６口２゜ＭＤ３
即ち、隘２とＮａ３の位置の計測値が０．３７■■。 Ｑ、４５ｍ、で曲がり許容範囲の０．３５１１を超え要
矯正となった。この場合の矯正パターンは１−５−３゜
即ち、陽ｌと嵐５の位置で支持し、第８図中）の矢印で
示すように、最も曲がり量の大きい隘３の位置で押込む
というパターンが選定され、このパターンにおける学習
パラメータは過去の蓄積データからａ　＝１．５．　ｂ
　＝３．５．１　＝０．３と設定した。 この場合の矯正特性関数、即ち押込量Ｓは前記（２７）
式から Ｓ、＝ａＤ、Ｔ　＋ｂ ＝１．５Ｘ０．４５°・”＋３．５　＝４゜６８０４７
と算定した。 従って、−３位置における押込量は４．６８と設定し、
第１回目の押込みを行った。実際の押込み量も４．６８
であった。 このときの有効矯正量は０．０３であり、残曲がりが０
．４２で曲がり許容範囲の外で計算値通りにはいかなか
った。 そこで、適応制御法による矯正を実施することとし、押
込み量と有効矯正量との関係から補正係数を算定し、２
回目の押込み量Ｓ２を算定した。 従って、第２回目の押込み量Ｓ□は ｓ、＝ｆ、Ｓ、＝１．１６３０５　ｘ４．６８０４７　
＝５．４４３６２と算定された。（但し、ここのｆ、ｌ
は（２３）式の！Ｆ　（ｎｌと同じである。） そこで、第２回目の押込み量は５．４４に設定し、押込
みを行った（実際の押込み量は５．４６）。 その結果、有効矯正量Ｄ！は０．０４で、残曲がりが０
．４１となり、曲がり許容範囲外で、再矯正が必要とな
った。 そこで、前記と同様、押込み量と有効矯正量との関係か
ら、補正係！３［ｒｚを算定し第３回目の押込み量を算
定した結果 従って第３回目の押込み量Ｓ３は、 Ｓｓ”ｆｉｓｔ−４，６８Ｘ１．３４＝６．２８となっ
た。 そこで、第３回目の押込み量を６゜２８にして、再押込
みを行った（実際の押込み量も６．２８）。 その結果、有効矯正ｌｏｔは０．０８となり、残曲がり
は０．３７となり、また、曲がり許容範囲外となり、更
に矯正が必要であった。 そこで、また前記と同様にして押込みｆｆｉ　Ｓ　３と
有効矯正量り、との関係から補正係数ｆ、を算定し、押
込み景Ｓ４を算定した。 第４回目の押込み量Ｓ４は、 ５４＝ｆ３Ｓｚ＃１．４９Ｘ４．６８０４７　＝６．９
９となった。 そこで第４回目の押込み量を６．９９として再押込みを
行った（実際の押込み景は７．０２）　。 その結果、有効矯正１０．は０．１６で、残油がりは０
．２９となり、曲り許容範囲内に入ったので−６９６の
位ｒにおける矯正を完了した。 しかる後、全体の曲がりを回転計測した結果、各点にお
ける曲がり量はいずれも曲がり許容範囲内に入っていた
ので矯正を完了し、良品として払い出しを行った。この
矯正による押込量の変化を第８図ｆｃｌに示す。 なお、このパイプの適応制御法による矯正作業の結果が
集積され、学習過程を通じて矯正特性関数の諸パラメー
タの修正を行い、そのロフトにおける矯正特性関数のパ
ラメータの設定変更を行うようにした。 この実施例においてはこのロフトの初期段階における矯
正であるため、４回もの押込みを繰り返したが、以後の
矯正においては、学習バラメーク。 矯正特性関数力楠１１正、設定されるので押込み回数は
減少する。 〔適応制御の実施例〕 パイプ　　　　Ｄ＝φ１３９．７ ｔ−１２，０９ アップセット部長さ＝　１３７．０ 外径＝　１６０．０ 許容曲がり　　　０．３５１ 第　　１　　表 注）※はすべで合格を示す。 〔発明の効果〕 以上に説明したように、本発明における長尺材の曲がり
矯正方法は、計測子の原点、すなわち基準点の計測結果
に基づく測定値の変化だけを利用し、高さの絶対値を要
求しないので、原理的には計測値の較正をしなくても曲
がり量を容品に求めることができる。 また、回転軸から見た曲がり偏差そのものを問題にして
いないので、把持側の影響による回転軸の変動に左右さ
れず、曲がり測定精度は良好である。 長尺材の特性のバラツキのため不確実な矯正特性関数し
か分からない場合においても、適応制御法による矯正作
業を実施する一方、学習機能を有するため、矯正作業を
繰り返して行くうち、再押込み回数を減少することがで
き、高精度でかつ、短時間で矯正作業を完了することが
できる。 また、押込み矯正に際しては軸方向の移動をしないで、
曲がり量を計測しながら矯正ができるので、短時間で矯
正を完了することができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明を実施する曲がり矯正装置例を示す側断
面説明図、第２図ｆａ＋は本発明における曲がり量の回
転計測原理を示す側面説明図、第２図（ｂｌは本発明に
おける上金型と下金型による押込み矯正概念説明図、第
３図ｆａｌ〜第３図［ｄｌは本発明における回転計測に
おける曲がり量の計測演算の概念説明図、第４図ｆａｔ
は外力による押込み概念説明図、第４図［ｂｌは押込み
と矯正との関係を示す概念説明図、第４図ｔｅｌは押込
み量と矯正量との関係を表す矯正特性曲線の説明図、第
４図（ｄｌは矯正の概念説明図、第５図ｆ８）、　０１
１は押込矯正の概念説明図、第６図ｆａ１〜第６図ｆｇ
＋は比例補正による適応制御の概念説明図、第７図（ａ
）、第７図（ｂｌは回転計測による絶対計測結果補正概
念説明図、第８図ｆａｔは本発明の実施例における曲が
り量の説明図、第８図ｆｂｌは第８図（ａｌの曲がり量
に対応する押込パターン説明図、第８図ｔｅｌは本実施
例において補正係数による押込量Ｓ、の変化を示す説明
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、長尺材を回転させながら該長尺材の長手方向に所定
   間隔で配設された複数個の計測子によって該長尺材の曲
   がりを算出し、この算出値により曲がり矯正パターンを
   決め、その矯正パターンに対応した矯正特性関数に従っ
   て押込み量を決め、押込み矯正を行うようにした長尺材
   の曲がり矯正方法において、前記矯正特性関数を単調増
   加関数として設定し、この矯正特性関数による押込み矯
   正に加えて、適応制御矯正法による再押込み矯正を行う
   と共に押込量対矯正量のデータを学習標本値として蓄積
   し、この学習標本値により、前記矯正特性関数のパラメ
   ータを学習推定し、修正することを特徴とする長尺材の
   曲がり矯正方法。