JPS63246607A - 管棒材の曲り測定方法 - Google Patents

管棒材の曲り測定方法

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JPS63246607A
JPS63246607A JP8077087A JP8077087A JPS63246607A JP S63246607 A JPS63246607 A JP S63246607A JP 8077087 A JP8077087 A JP 8077087A JP 8077087 A JP8077087 A JP 8077087A JP S63246607 A JPS63246607 A JP S63246607A
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Masayuki Nagai
昌幸 永井
Yukinori Yoshihiro
吉広 幸紀
Yoshitora Okada
岡田 良虎
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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、棒材の曲り測定方法及び装置に係り、特に
たわみが生ずる小径長尺の管、棒材に適した曲り測定方
法及び装置に関する。
〔従来の技術〕
管、棒材は熱間加工又は更に冷間加工により所定の寸法
に加工され、その後必要により熱処理が施されるが、そ
の製造工程において曲りが発生する。管、棒材に曲りが
あると、外面又は内面の切削、研削時に未加工部分が生
じ、あるいは曲りが大きいと加工できないこともある。
特に最近はシリンダー、ロッド等の素材である機械構造
用鋼管において加工能率の向上、歩留りの向上のために
削り代を減少する傾向にあり、曲りを厳しく規制してい
る。
従来、管、棒材に生ずる曲りの検査方法としては、例え
ば、(112本の管を並列に接触させて並べ、生じた隙
間を目視又はスキミゲージで調べる方法、(2)管をス
キッド上で転がし、その時の管端の振れを目視で調べる
方法、(3)ストレッチャー、定盤等直線部を有するも
のを基準体としてスキミゲージにより隙間を測定する方
法、(4)管を水平に支持して回転させ、両端及び中央
部の振れをダイヤルゲージで検出し曲りを測定する方法
、等が用いられている。又その他にも数多(の提案がな
されており、例えば実開昭58−50407号公報では
基準線から管体の直管部及び管体端部までの距離を測定
する複数の距離測定センサーとそれらのセンサーによっ
て得た信号を用いて管体の曲り値を求める測定演算部を
備えた管体の端部的り測定装置、実開昭<30−880
9号公報では管等の回転体の両端部を保持固定し、その
周りを旋回する旋回バーに変位センサーを取り付けた回
転体の形状測定装置、特U1昭58−81417号公報
では基準位置からの変位fJを光学的方法により検出し
、被検査体の形状を演算する機構ををした柱体の形状検
査装置等が提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来の管、棒材の曲がりを検査、測
定する方法あるいは装置においては以下のような問題が
あった。即ち、前記(1)及び(2)の目視又はスキミ
ゲージで調べる方法では定量的な判定ができず、又倹査
真によるバラツキも大きく、機械構造用鋼管等の曲り公
差の厳しいものには適用できない。(3)のストレッチ
ャーとスキミゲージを用いる方法では最大曲り位置を探
すのに時間がかかり、定盤を用いる場合は更にたわみが
影響し正確な値が求められない。(4)の管を回転させ
振れを測定する方法では全長曲りは測定できるが管端面
りの測定は困難で、前記(3)の方法等を併用して管端
面りを測定しなければならず、多大の工数がかかる。又
、前記実開昭58−50407号公報で提案された曲り
測定装置では管端部の曲りは測定できるが、全長曲りは
測定できず、実開昭60−8809号公報あるいは特開
昭50−81417号公報で提案された測定装置では逆
に管端部における曲りは測定できない。更に全長曲りの
測定において管のたわみの影響が考に2されていないと
いう問題もある。
上記のように、従来用いられあるいは提案されている方
法あるいは装置では管、棒材の端部の曲りと全長曲りを
能率よくかつ正確に測定することは困難であった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記従来の問題を解決する手段を提供すること
を目的とするもので、本発明のmlの発明は管、棒材を
その両端から所定の相等しいmmにある2ケ所で支持ロ
ーラにより支持し、該支持ローラで管、棒材をその軸の
周りに回転させつつ管、棒材の両端、該両端と前記支持
ローラの間にあって前記管、棒材の両端からそれぞれ曲
り発生可能長さ以上離れた位置、該位置からそれぞれ管
、棒材の中央部寄りの位置及び管、棒材の中央位置にお
いて外周下面の基準位置からの変位量を検出し、該検出
した変位量に基づき前記各個所での管、棒材の振れを算
出し、該算出した振れに基づき管、棒材の端部的り及び
全長曲りを算出することを特徴とする告、棒材の曲り測
定方法に関する。尚、0;1記曲り発生可能長さとはス
トレートナ−のロールピッチより短く曲り矯正できない
管、棒材の端部の長さをいう。
又、本発明のi2の発明は管、棒材を水平に支持すると
共に鎖管、棒材の軸の周りに回転させる支持ローラと、
管、棒材の回転軸に向いかつ管、棒材の軸方向に移動可
能に配置され管、棒材の外周下面の基準位置からの変位
量を検出する少なくとも7個の変位センサーと、前記各
変位センサーの検出値に基づき各変位センサー位置にお
ける管、棒材の振れを算出し、M算出した振れに基づき
管、棒材の端部的り及び全長曲りを算出する演算装置と
からなる管、棒材の曲り測定装置に関する。
以下、本発明の詳細な説明する。尚、以下の説明におい
ては管の曲り測定方法及び測定装置について述べるが、
棒材に対してももちろん同様に適用できる。
第1図は実施例に対応するもので、本発明を実施するた
めのZ mの一例の構成を示す説明図である。同図にお
いて、被測定材である管(1)の軸方向に沿った直線上
に3対の支持ローラ(21>、(22>、(23)が固
定して配置され、更に9個の変位センサー(31>。
(32)、(33)、(34)、(35)、(3G)、
(37)、(38)、(39) (以下変位センサー(
3)と総称する)が前記管(1)の回転軸に向いかつ管
(1)の軸方向に移動可能に取り付けられている。前記
変位センサー(3)は、該変位センサー(3)の検出値
に基づき管の曲りを算出する演算装置(4)に接続され
、該演算装置(4)は被測定材である管(1)の製造番
号、ロフト名、本数、外径、肉厚、曲り規定値等に関す
る情報が入力されたコンピュータら)と接続される。
支持ローラはローラ軸を管の軸方向と平行にして並列に
並べた2個のローラで1対となっており、少なもとも2
対配置する。管の長さが種々変る場合は、支持ローラを
管の軸方向に移動させて支持ローラ間の距離を変えるよ
うにしてもよいし、あるいは固定して3対もしくはそれ
以上配置し管の長さに応じて選択した2対を使用しても
よい。本(1′l成例では固定した3対の支持ローラ(
2+>、(22)、(23)を設けた。支持ローラは管
を支持したときに少なくとも1対が管をその軸の周りに
回転させ得るように駆動装置を備えている。本11が成
例では支持ローラ(2I)が駆動装置を有する。又、支
持ローラはいずれも昇降機能をもたせることが望ましい
変位センサーは基準位置から管の外周下面までの距離を
検出し、これを電気信号に変えて演算装置にイノプツト
できるものであればいずれも使用可能である。変位セン
サーは後述するように少なくとも7個必要で、管の軸方
向に移動可能に取り付ける。尚、変位センサーは保護の
ため測定時のみ上昇するように昇降装置台に取り付ける
ことが望ましい。
演算装置(4)は変位センサー(2)で検出した距πを
信号に基づき後述の方法で管の曲りを算出する機能を有
するもので、更にコンピュータ(5)からの情報、ある
いは別に設けた変位センサー位置検出機構からの信号等
に基づき支持ローラの選択、変位センサーの配置等がで
きるような機能をもたせてもよい。
〔作   用〕
菅の曲りの測定は上記のような本発明の方法ならびに装
置を用いて下記作用に基づいてなされる。
まず、管の支持ローラによる支持は管の両端から所定の
相等しい距離にある2個所で行なう。第3図は前記支持
方法を示す説明図で、1.及びムは管(1)の両端から
支持ローラ(21)、 (23)までの距離、hは支持
0− ラ(21>、 (23)間の距離、Sハff(1
)ノ左端寄りの2個所に配置した変位センサー(31)
、 (32)間の距離であるが、同図においてu、 =
 A、でかっ1、≧Sの条件を溝たすようにすることが
必要である。管(1)の右端側に関しても同様である。
即ち、管0)からの両端の張り出し量を等しくシ、該張
り出し量は管(1)の両端寄りのそれぞれ2個所に配に
した変位センサー間の距離以上とすることが必要である
次に各変位センサー(3)の取付位置と振れ量の測定は
以下のように行なう。変位センサー(3I)及び(39
)はそれぞれ管(1)の両端に取り付ける。変位センサ
ー(32)及び(38)はそれぞれ変位センサー(31
)及び(39)より曲り発生可能長さ即ち曲り矯正でき
ない管喘長さ以上の間隔を置く。変位センサー(33)
及び(34)の位置は前記変位センサー(32)より管
の中央寄りで任意であるが、前記の変位センサー (3
1)、 (32)間の距離Sに対し変位センサー(33
)あるいは(34)が α3S〜1.5Sの範囲になる
ようにすると後述する管(1)の曲り計算において誤差
が少なくなるので前記範囲を考慮して定め、Sの長さに
応じて変位センサー(33)あるいは(34)を選択使
用する。変位センサー(37)及び(36)の位置につ
いても前記変位センサー(33)及び(34)の場合と
同様に求め、変位センサー(39)、 (38)間の距
離に応じて選択使用する。変位センサー(35)は2対
の支持ローラの中央に置く。第4図は各変位センサーの
取付位置での振れの状態を模式的に示した説明図テ、(
イ)図は管(1)の端部から3番目の変位センサーとし
て支持ローラ(21)より管(1)の中央寄り即ち内側
の変位センサー(34)を使用した場合、(ロ)図は支
持ローラ(21)より外側の変位センサー(33)を使
用した場合である。(イ)図、(ロ)図のいずれにおい
ても管(1)の左側のみを示した。
第4図において、管(1)を支持ローラ(21)の駆動
により1回転させると菅(1)は曲りを任しているため
側面からみると上下に変位する。同図において実線で示
した管0)は基準l1IXからの変位が最大となった場
合、破線で示した管(1)は最小となった場合である。
前記変位を各変位センサー(3)で測定し、その最大値
と最小値の差を各変位センサー取付位置での振れ量とす
る。即ち、第4図においてXA+Xo、 Xc、 Xo
はそれぞれ各変位センサー(31)、(32)、(33
)。
(34)の取付位置での振れ量を示す。尚、管(1)の
中央点より右側における変位センサー(図示せず)も左
側と同様第4図の(イ)図又は(ロ)図のように増付け
る。
上記のように求めた各変位センサー(3)取付は位置で
の振れ量からの管(1)の端部における曲りの算出は以
下のように行なう。ここにいう管の端部における曲りと
は、市記第4図(イ)において変位センサー(32)及
び(34)で検出した管(1)の振れが最大値を示す点
rと点りとを直線で結び、該直線を変位センサー(3I
)で検出しこ管0)の端部における振れが最大値を示す
点iから下した鉛直線と交わる点、1まで外挿したとき
の点iと 点jとの差B1である。又、同じ(第4図(
ロ)において変位センサー(33)で検出した管(1)
の振れが最大値を示す点をgとすると、点fと点gとを
直線で結び(イ)図の場合と同様に定められるB、であ
る。図示していないが、告(f)の右側においても同様
である。第5図及び第6図は前記第4図(イ)及び(ロ
)の一部の拡大図で、第5図において2対の支持ローラ
(左側の支持ローラ(2I)のみ図示した)で支持され
ている部分の外周下面を結ぶ直l1IZを基準にとり、
前記の点iから下した鉛直線、点fから下した鉛直線及
び点りから鉛直方向に伸ばした直線が前記基準線2と交
わる点をそれぞれに11及びmとすると、点iと点にと
の間の距離は振れ量X^の1、点fと点1との間の距離
は振れfit Xs f)〜、点りと点mとの間の距離
は振れ量XDの−である。又、点fと点りから基準線Z
に平行にひいた直線が点iから下した鉛直線と交わる点
をそれぞれn及び0とし、点jと点0との可の距離を0
1変位センサー(31)。
(32)間の距離を81変位センサー(32)、 (3
4)間の距離をユとすると次式が成り立つ。
ユ (J)式より となり、管(1)の端部における曲りB1は次式で表わ
すことができる。
即ち、変位センサー(31>、 (32>及び(34)
の取付位置での振れを検出するときに上り管端部におけ
る曲り ロー を算出することができる。尚、本発明に
おいては管の曲りは蛇行していない弓状の曲りであると
仮定している。第6図においても同様で、基eVltZ
と前記の点gから下した鉛直線が交わる点をp1八へか
ら基準IaZに平行にひいたei腺が点iから下した鉛
直線と交わる点をqとすると、点A iと点にとの間の距離は−、点fと点1とのとなり、点
jと点qとの間の距離を01変位センサー(31)、(
32)間の距離を81変位センサー(32)、(33)
間の距離をaとすると次式が成り立つ。
Xll     xe (3)式より となり、管(1)の端部における曲りB8は次式で表わ
すことかできる。
即ち、変位センサー(31)、 (32)及び(34)
の取付位置での振れを検出することにより、管端部にお
ける曲りB、を算出することができる。
次に、管の全長曲りの算出は以下のように行なう。ここ
にいう管の全長曲りとは管の両端を結んだ直線に対する
最大隙間をいう。第7図は菅の全長曲りの状態を模式的
に示した説明図で、前記第5図及び第6図の場合と同様
に管(1)の左端部において点iと点にとの間の距離は
振れ量X^の一1管(1)の右端部において変位センサ
ー(39)で検出した管(1)の振れが最大値を示す点
をr1点rから下した鉛直線が基準線Zと交わる点をS
とすると点rと点Sとの間の距離は振れ量をX+とじて
Xlの−となる。又、前記第3図に示したような支持方
法をとっているので、支持ローラ(21>、 (23>
の中央点と管(1)のm心とが一致し、この点で支持ロ
ーラ(2+>、 (23)間での振れ量は最大となるの
で変位セ/サー(35)で検出した管(亘)の振れが最
小値を示す点をL1点tから鉛直方向にひいたi腺が基
準線Zと交わる点をUとすると、点tと点Uとの間の距
離は振れ量をXEとして XI!のj誓になる。点tと
点Uを結ぶ直線が点iと点rを結ぶ直線と交わる点をV
とすると管0)の全長曲りは点【と点Vとの間の距離Y
で、点Uと点Vとの間の距離をKとすると管(1)の全
長曲りYは次式で表わすことができる。
xl・: Y = K+−・・・・・・・・・(5)であるから となる。即ち、変位センサー(31)、 (35)及び
(39)の取付位置での振れを検出することにより管0
)の全長曲りYを算出することができる。
尚、上記の曲り測定においては、管(1)を少なくとも
1回転させその間における各変位センサー(3)の取付
位置での最大値、最小値を測定することが肝要で、これ
により管(1)の自重によるたわみを打消して振れ量を
正確に求めることができる。
〔実 施 例〕
以下、実施例に基づいて説明する。
第1図は本発明の方法を実施するための装置の一例の構
成を示す説明図で、被測定材である管(1)の軸方向に
沿った直線上に3対の支持ローラ(21)。
(22)、(23)を有し、そのうちの2対の支持ロー
ラ(21>。
(23)で管0)を支持している。尚、支持ローラ(2
鵞)が管(1)を回転させるための駆動装置を有してい
る。
変位センサー(3)は合計8個、即ち管(1)の両端に
各1個の変位センサー(31)及び(39) 、該変位
センサー(31)、 (39)からそれぞれ850 m
11中央寄りの位置に変位センサー(32)及び([8
) 、該変位センサー(32)、(38)より更に中央
寄りに変位センサー(33)、(34)及び(37)、
 (:lG)そして管(1)の中央部に変位センサー(
35)をいずれも管(1)の回転軸に向けて取り付けた
変位センサー(32)及び(38)の取付位置は管0)
の矯正に用いた ストレートナ−のロールピッチが85
0−−であるので、それぞれ変位センサー(31)。
(39)から8501−としたものである。又、変位セ
ンサー(33)、 (34)及び(37)、 (3G>
は変位センサー(32)とこれより中央寄りの変位セン
サーまでの距離及び変位センサー(38)とこれより中
央寄りの変位センサーまでの距離が、変位センサー(3
3)あるいは(34) 、変位センサー(37)あるい
は(36)を選択することにより、いずれも前記の0.
3S〜1.53を7G足する300〜900龍の範囲に
入るように取付けている。本実施例では変位センサー(
33)、 (37)を使用した。変位センサー(3)と
してはいずれもストロークがθ〜100關、分解能力が
1/100關のりニアゲージセンサーと通称される電子
式の変位測定器を用いた。
各変位センサー(3)に接続される演算装置(4)とし
てはバーンナルコンピュータを使用した。該バーンナル
コンピュータのキーボードより各変位センサー(3)の
重付位置を入力することができる。前記演算装置(4)
は管(1)の長さ、曲り規定値等の情報をインプットさ
れたコンピュータら)と接続されておす、該コンピュー
タ((ト)から与えられた告(1)の長さに基づいて後
述する管の端面検知センサー(01)、(02)の位置
、使用する支t70−ラの選択、変位センサー(3)の
配置等についてのtr1示を行なう。
第2図は第1図に示した本発明の装置を使用するに際し
付随して設けた装置の一例の構成を示す説明図で、被n
1定材である芒(図示せず)の端部を検知する管の進行
方向と平行に移動可能に取付けた端面検知センサー(6
1)、 (G2>と、管の進行方向と直角に取付けたキ
ツカー(′7)及びストッパー(81>。
(82)を備えた6本のスキッド(9)からなる。
第1図及び第2図において、唇(1)は道管ローラ(l
Olにより送られ、Ii7端があらかじめ位置決めされ
た端面検知センサー(62)を横切ると道管スピードが
低下し、端面検知センサー(61)の位置に達したとこ
ろで停止する。次いでキツカー(2)によりキックアウ
トされてスキッド(9)に転出され、該スキッド(9)
上を回転しつつ移動し、ストッパー(81)で−担保持
された後、1本づつ支持ローラ(21>、 (23)へ
供給される。ストッパー(82)は管(1)の転りを抑
え前記支持ローラ(21>、 (23)への供給を円滑
化するように働く。本実施例においては変位センサー(
34)。
(3G)はそれぞれ変位センサー(33)、 (37)
を移動することで代用している。上記のような付raH
置を取り付けることによりオンライン測定が可能となっ
ている。
管(1)の曲りの測定は、まず支持ローラ(21)に取
付けた駆動装置により管(1)が回転し各変位センサー
(3)で検出された変位量は電気信号に変換され、バー
ンナルコンピューターに入力される。次いで前記の式(
2)、(4)及び(6)に基き演算が行なわれ、告の両
端部における曲り及び全長曲りが算出される。
本実施例に用いたバーンナルコンピュータでは前記曲り
の算出値とコンピュータ6)により与えられた曲り規定
値との比較がなされ、その判定結果は警報及び良否表示
ランプにより検査口に知らされる。更に、変位センサー
(3)による検出値、該検出値に基づく曲り算出値及び
良否判定結果はプリンターで印刷され、記すα装置にも
書込まれ、記fαされたデータは統計処理を行なうこと
も可能である。
〔発明の効果〕
以上述べたように、管、棒材を支持ローラで支持すると
共に、その軸の周りに回転させつつ軸方向の各部におけ
る垂直方向の変位量を検出し、該変位KLに基づき管、
棒材の端部的り及び全長曲りを算出する本発明の方法及
び装置を用いることにより、端部的り及び全長曲りを同
時に能率よ(測定することができる。又、管、棒材にた
わみがあってもその影響をうけることなく精度の良い測
定が可能であり、答、棒材の真直度の保証を行なう上で
極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するための装置の一例の構成を姶
す説明図、下2図は実施例において本発明の装置に付随
して設けた装置の一例の構成を示す説明図、第3図は本
発明における管、棒材の支t1方法を示す説明図、第4
図は本発明における各変位センサーの取付位置での振れ
の状態を模式的に示す説明図、第5図及び第6図は第4
図の一部の拡大図、第7図は管、棒材の全長曲りの状態
を模式的に示す説明図である。 1・・・資        21,22.23・・・支
持ロール3.3+ 、32,33.3↓、35.30.
37,38.39・・・変位センサー4・・・演算装置
      5・・・コンピュータ01.02・・・端
面検知センサー  7・・・キツカー81.82・・・
ストッパー    9・・・スキッド10・・・送管ロ
ーラ 第 1 図 2/      22      zj第 3 図 第4図 (イ)                    1(
口〕 第5図 −」−I jす 第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)管、棒材をその両端から所定の相等しい距離にあ
    る2個所で支持ローラにより支持し、該支持ローラで管
    、棒材をその軸の周りに回転させつつ管、棒材の両端、
    該両端と前記支持ローラの間にあって前記管、棒材の両
    端からそれぞれ曲り発生可能長さ以上離れた位置、該位
    置からそれぞれ管、棒材の中央部寄りの位置及び管、棒
    材の中央位置において外周下面の基準位置からの変位量
    を検出し、該検出した変位量に基づき前記各個所での管
    、棒材の振れを算出し、該算出した振れに基づき管、棒
    材の端部曲り及び全長曲りを算出することを特徴とする
    管、棒材の曲り測定方法。
  2. (2)管、棒材を水平に支持すると共に該管、棒材の軸
    の周りに回転させる支持ローラと、管、棒材の回転軸に
    向いかつ管、棒材の軸方向に移動可能に配置され管、棒
    材の外周下面の基準位置からの変位量を検出する少なく
    とも7個の変位センサーと、前記各変位センサーの検出
    値に基づき各変位センサー位置における管、棒材の振れ
    を算出し、該算出した振れに基づき管、棒材の端部曲り
    及び全長曲りを算出する演算装置とからなる管、棒材の
    曲り測定装置。
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