JPS63165706A

JPS63165706A - 管端の形状測定装置

Info

Publication number: JPS63165706A
Application number: JP30920586A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Tomizawa; 富沢　良信
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-09

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、管端の形状測定装置に関する。

［従来の技術］鋼管等の管製造ラインの最終工程では、製品管の品質管
理のため、管端の寸法形状を測定している。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、従来の管端の寸法形状測定作業は、ノギ
ス、マイクロメータ等を用いた手作業によっており、測
定能率の向上に限界がある。

本発明は、管端の寸法形状を非接触で自動的に、かつ高
精度に測定可能とすることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明に係る管端の形状測定装置は、管体を回転させる
回転装置を備えるとともに、管体の直径線上において相
対する２つの管端肉厚部のそれぞれに対応する第１ＩＪ
Ａ定部と第２測定部を備え、第１測定部には一方の管端
肉厚部の外面との距離を測定する第１外面センサと該管
端肉厚部の内面との距離を測定する第１内面センサとを
設け、第２測定部には他方の管端肉厚部の外面との距離
を測定する第２外面センサと該管端肉厚部の内面との距
離を測定する第２内面センサとを設け、第１ＩＮ４足部
と第２測定部の設置間隔、第１測定部における第１外面
センサと第１内面センサの設置間隔、および第２測定部
における第２外面センサと第２内面センサの設置間隔、
ならびに上記各センサの測定結果に基づいて、管端の肉
厚、外径、内径、真円度、チャンファのそれぞれを演算
する演算装置を有してなるようにしたものである。

［作用］本発明によれば、第３図に示すように第１測定部と第２
測定部の設置間隔りが測定対象としての管体の外径、肉
厚の程度に応じて予め設定される。

また、角測定部が待機位置から管端肉厚部の長手方向に
前進する時、第１測定部の第１外面センサと第１内面セ
ンサがそれらの設置間隔Ｓｔから管端のルートフェース
ｖ１を差し引いた（ａ１＋ａ２＋ｅｌ）を測定し、第２
測定部の第２外面センサと第２内面センサがそれらの設
置間隔Ｓ２から管端のルートフェースｖ２を差し引いた
（ａ３＋ａ４＋ｅ２）を測定する。また、この時、管端
面取り部の長手力向長さｕｌ、ｕ２が測定される。

また１両測定部が管端肉厚部に対する前進端の測定位置
に停留し、管体が回転装置により回転させられる状態下
で、第１測定部の第１外面センサと第１内面センサのそ
れぞれが相対する管端表面（外面または内面）との距ｇ
ｌａｌ、ａ２を管端の周方向各部について連続的に測定
し、第２１Ｍ足部の第２外面センサと第２内面センサの
それぞれが相対する管端表面との距１ｔａ３．ａ４を管
端の周方向各部について連続的に測定する。

そこで、本発明の演算装置は、管端の肉厚それぞれを、
下記（１）弐〜（８）式に基づいて演算すル、ナオ、Ｏ
Ｄ　ＭＡＸは外径最大値、ＯＤＭＩＮｔ＊外径最小値、
ＯＤ　Ｎｏｍ１＋＋ａｌは外径公称値である。

ｔｌ　−３ｔ　−（ａｌ　＋ａ２　）　　　　　　　・
（１）ｔ２　＝３２−　（ａ３　＋ａ４　）　　　　　
　　−（２）ＯＤ＝Ｌ−（ａｌ　＋ａ４　）　　　　　
　　　・（３）ＩＤ＝ＯＤ−（ｋｌ　＋ｔ２　）　　　
　　　　・・・（４）Ｒ＝　　［（ＯＤＭＡＸ　　−Ｏ
ＤＭＩＮ）／　ＯＤＮｏ閤Ｌｎａｌ］×１００％　　　
　　　・・・（５）ｖｌ　＝Ｓ１−　（ａｔ　＋ａ２　＋ｅｌ　）　　　　
・−（Ｅｌ）ｖ２　＝Ｓ２−　（ａ３　＋ａ４　＋ｅ２
　）　　　　・・−（７）θ１＝Ｔａｆ″’　　（ｅｌ
　／１１　）　　　　　　　−（８）θ２−Ｔａｎ＝　
　（ｅ２　／１２　）　　　　　　　−（８）これによ
り１本発明によれば、管端の寸法形状を自動的に、かつ
高精度に測定することができる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例に係る形状測定装置を示す模
式図、第２図は第１図の要部側面図、第３図は本発明に
よる測定状態を示す模式図、第４図は本発明の測定系統
を示すブロック図、第５図は本発明の各測定部が管端測
定位置に前進する時の各センサの出力変化を示す線図で
ある。

形状測定装置１０は、管体１１を測定領域において回転
させるターニングローラー（回転装置）１２を備えてい
る。１３は駆動モータ、１４は回転角センサである。

形状測定装置１０は、測定部ｆｉｉ１５と演算装置１６
を備えている。

測定装置１５は、レール１７に沿って管体１１の長手方
向（Ｘ方向）に進退できる測定台車１８に、第１測定部
１９と第２測定部２０を備えている。１８Ａは測定台車
１８の駆動シリンダである０両測定部１９．２０は管体
１１の直径線上において相対する２つ管端肉厚部のそれ
ぞれに対応するように配設されている。測定台車１８は
、角測定部１９．２０を第１図に示す待機位置から第３
図に示す測定位置に前進させる。第１測定部１９は、一
方の管端肉厚部の外面との距離を測定する第１外面セン
サ１９Ａと、該管端肉厚部の内面との距離を測定する＠
ｌ内面センサ１９Ｂとを設けられている。また、第２測
定部２ｏは、他方の管端肉厚部の外面との距離を測定す
る第２外面センサ２０Ａと、該管端肉厚部の内面との距
離を測定する第２内面センサ２０Ｂとを設けられている
。各センサ１９Ａ、１９Ｂ、２０Ａ、２０Ｂとしては、
例えばレーザー光の投光器と受光器を備える距離センサ
が用いられる。

測定器Ｍ１５は、両測定部１９．２ｏの設置間隔りを測
定対象としての管体１１の外径の程度に応じて調整可能
としている。すなわち、第２測定部２０の連結部２１に
は連結体２２が回転のみ可能に装着され、連結体２２に
は第１測定部１９の連結部２３が軸方向移動のみ可能に
螺着されている。モータ２４は駆動ギア２５と噛合う連
結体２２を回転可能としている。すなわち、モータ２４
によって連結体２２が駆動されると、連結体２２に対し
て第１測定部１９の連結部２３がＹ方向に移動し、両測
定部１９．２０の設置間隔りが調整される。２６は上記
りの例えばリニアセンサ等の測定計である。

また、測定装置１５は、第１Ｉｓ定部１９における両セ
ンサ１９Ａ、１９Ｂの設置間隔３１と、第２測定部２０
における両センサ２０Ａ、２０Ｂの設置間隔Ｓ２とを固
定としているが、測定対象としての管体１１の肉厚の程
度に応じてもちろん変更は可能である。

また、測定装置１５は、測定台車１８、両測定部１９．
２０の待機位置からの前進距離を検出する測定計２７を
備えている。

以下、上記形状測定装置１０の作動について説明する。

■第１測定部１９と第２測定部２０の設置間隔りが、測
定対象としての管体１１の外径、肉厚の程度に応じて予
め設定される。測定部１９は、両センサ１９Ａ、１９Ｂ
の第３図における検出距離ａ１とａ２が等しくなるよう
に設定される。

■測定部１９．２０が、管体１１の管端測定位置に対し
て、第３図に示すように設定されるまで、測定台車１８
が前進される。

■両測定部１９．２０が待機位置から管端肉厚部の長手
方向に前進する時、第５図の■〜＠の各状態に応じて両
測定部１９．２０の各センサ１９Ａ、１９Ｂ、２０Ａ、
２０Ｂの検出出力は第５図に示すように推移する。肉厚
測定開始の■状態によりルートフェースｖ１が測定でき
る。また、■状態と■状態の位置の出力差からｅｌが測
定できる。また、■と＠の間の前進距離見１が測定器２
７から測定され、Ｔａｎ”　　（ｅ　１　／　ｌ　ｌ　
）により、ベベル角度θ１が計算される。

■その後、両測定部１９．２０が管端肉厚部に対する前
進端の測定位置に停留し、管体１１がターニングローラ
ー１２により回転させられる状態下で、第１測定部１９
の第１外面センサ１９Ａと第１内面センサ１９Ｂのそれ
ぞれが相対する管端表面（外面または内面）との距離ａ
１．ａ２を管端の周方向各部について連続的に測定し、
第２測定部２０の第２外面センサ２０Ａと第２内面セン
サ２０Ｂのそれぞれが相対する管端表面との距離ａ３．
ａ４を管端の周方向各部について連続的に測定する。

■演算装置１６は、上記■、■、■のデータを収集し、
管端の肉厚ｔｌ、ｔ２．外径ＯＤ、内径ＩＤ、真円度Ｒ
、ルートｙｚ−スｖｌ　、　ｖ２　、ベベル角度θ１、
θ２のそれぞれを、前記（１）弐〜（９）式に基づいて
演算する。

■測定装置１５は、管体１１の１回転後に待機位置に戻
り、１サイクルの測定作業を終了する。

また、本発明によれば、電縫管の内面溶接ビード高さ、
外面溶接ビード高さも測定できる。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、管端の寸法形状を自動
的に、かつ高精度に測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る形状測定装置を示す模
式図、第２図は第１図の要部側面図、第３図は本発明に
よる測定状態を示す模式図、第４図は本発明の測定系統
を示すブロック図、第５図は本発明の各測定部が管端測
定位置に前進する時の各センサの出力変化を示す線図で
ある。１０・・・形状測定装置、１１・・・管体、１２・・・
ターニングローラー（回転装置）、１５・・・測定装置
、１６・・・演算装置、１８・・・測定台車、１９・・
・第１測定部、１９Ａ・・・第１外面センサ、１９Ｂ・
・・第１内面センサ、２０・・・第２測定部、２０Ａ・
・・第２外面センサ、２０Ｂ・・・第２内面センサ。代理人　弁理士　　塩　川　修　治第１図第２図第３図第５図 □ストローク

Claims

【特許請求の範囲】

（１）管体を回転させる回転装置を備えるとともに、管
体の直径線上において相対する２つの管端肉厚部のそれ
ぞれに対応する第１測定部と第２測定部を備え、第１測
定部には一方の管端肉厚部の外面との距離を測定する第
１外面センサと該管端肉厚部の内面との距離を測定する
第１内面センサとを設け、第２測定部には他方の管端肉
厚部の外面との距離を測定する第２外面センサと該管端
肉厚部の内面との距離を測定する第２内面センサとを設
け、第１測定部と第２測定部の設置間隔、第１測定部に
おける第１外面センサと第１内面センサの設置間隔、お
よび第２測定部における第２外面センサと第２内面セン
サの設置間隔、ならびに上記各センサの測定結果に基づ
いて、管端の肉厚、外径、内径、真円度、ルートフェー
ス、ベベル角度のそれぞれを演算する演算装置を有して
なる管端の形状測定装置。