JPS632882Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、溶接鋼管等のシーム位置制御装置
に関する。

大径管製造ラインでは、高寸法精度および最適
機械的性質を得るためにエキスパンダによる拡管
が行なわれる。ところで、溶接管は溶接シーム部
を有しており、拡管にあたつては、このシーム部
がエキスパンダのダイスセグメントに当接しない
ようその位置を制御する必要がある。すなわち、
シーム部がダイスに当接したままダイスを押広げ
た場合、ダイス外周面に疵がつき、これを繰返し
た場合には製品自体に欠陥を招来する結果とな
る。したがつて、シーム部は拡管前においてエキ
スパンダのダイスセグメント間の間隙に相当する
位置に調整する必要がある。

そのため、従来においては、テレビカメラを設
置し、テレビモニターを見ながら手動にてターニ
ングローラを回転させ、シーム部を定位置に合せ
ていたが、省力の面などから自動化が望まれてい
た。

この考案は、拡管前において鋼管のシーム部を
適正な位置に自動的に調整し、もつて拡管作業を
自動的になし得るシーム位置制御装置を提供する
ことを目的とする。

以下この考案を図示する実施例に基づいて説明
する。第１図に示すように、この考案のシーム位
置制御装置はエキスパンダ１の入側前方に配置さ
れる。第１図において、２は溶接鋼管（以下これ
を鋼管と略記する。）、３は鋼管２を載置する載置
テーブル、４は架台、５は架台４上に設けられた
シーム位置検出器、６はシーム位置検出器５の視
野全域に必要光量を与える投光器である。

第２図に示すように、載置テーブル３は、鋼管
２をその軸方向に調整移動可能な軸方向移動装置
７と、鋼管２をその周方向に正逆回転させ、鋼管
２のシーム部８の径方向位置調整可能なターニン
グ装置９とからなる。

軸方向移動装置７は、載置された鋼管２の軸方
向両端部に対応して配置された中心位置検出器１
０，１０、その検出出力を受けて駆動モータ１１
を正逆回転させ鋼管２の軸方向中心位置を設定位
置Ａに合わせるべく制御するコントローラ１２、
鋼管２が載置され駆動モータ１１に連結された複
数のローラ１３より構成される。

ターニング装置９は、鋼管２の径方向一対に設
けられ昇降手段１４により昇降可能とされた複数
のターニングローラ１５、およびこれらターニン
グローラ１５を正逆回転させる駆動モータ１６よ
りなる。

シーム位置検出器５は、対物レンズ１７の光軸
１８を鋼管２の軸方向中心位置に合わせるよう位
置され、その中心位置および近傍を視野内に納め
るよう配置されている。また、シーム位置検出器
５は昇降手段１９により鋼管２の外径に対応して
上下の位置を調節可能となつている。

さらにシーム位置検出器５の構成は、前述の対
物レンズ１７含を含む光学系２０と、その光軸上
後方に配置されたイメージセンサ２１からなり、
ケーシング５内に納められている。このイメージ
センサ２１はイメージオルシコン、ビジコン等の
撮像管を使用したいわゆるテレビジヨンカメラと
は異なり、ホトダイオードアレイ等の半導体製光
電変換素子群により構成されたものである。そし
て、その配列素子は鋼管２の径方向に平行して配
列されている。もとより素子数は任意であるが、
シーム位置の検出精度を考慮すればビツト数が多
いものが好ましい。さらにイメージセンサ２１
は、自己走査型のものを使用しており、ゲート回
路、シフトレジスタ、プリアンプ等の周辺部分が
一体となつており、デジタル演算が可能であり、
スキヤニング速度が早くとれ測定精度が優れる。
すなわち、後述する停止精度の向上にも役立つて
いる。

イメージセンサ２１の出力端は、演算器２２を
介してコントローラ２３に接続され、ターニング
装置９の駆動モータ１６に到るフイードバツクル
ープが形成されている。

昇降手段１９は、設定器２４に予めプログラミ
ングされた鋼管径情報によりコントローラ２５を
通じて適宜調整され、種々の鋼管径に対してイメ
ージセンサ２１と鋼管２との距離が一定となるよ
うにする。

以上の制御系は、中央コントローラ２６により
自動的に集中制御するようになつている。

次に、動作を説明する。まず、鋼管２が搬送ラ
イン（図示せず。）から載置テーブル３上に転送
される。このとき、ターニング装置９のターニン
グローラ１５は昇降手段１４により、軸方向移動
装置７のローラ１３により下方に引込んで待期し
ており、したがつて鋼管２はローラ１３上に載置
される。

次いで、鋼管２は中心位置検出器１０によりそ
の偏位量が検出され、検出出力に応じてコントロ
ーラ１２が駆動モータ１１に修正命令を与え、ロ
ーラ１３を正逆回転させて鋼管２の軸方向中心を
設定位置Ａに合わせる。この時点で、シーム位置
検出器５の光軸が鋼管２の軸方向中心に一致す
る。

しかし、このとき鋼管２のシーム部８の周方向
位置は不確定である。そこで、ターニングローラ
１５が昇降手段１４により上昇し、鋼管２をロー
ラ１３より外して押上げる。そして、モータ１６
を駆動してターニングローラ１５を回転させる。
この回転によつて、シーム部８がシーム位置検出
器５の視野内に入ると、ターニングローラ１５の
回転速度が減速される。同時に、イメージセンサ
２１の基準アレービツト位置に対するシーム位置
が演算器２２において演算され、その演算出力が
コントローラ２３に入力される。コントローラ２
３は、入力演算値に対応してモータ１６を駆動
し、イメージセンサ２１の減速範囲に入つた時、
イメージセンサ制御部よりモータ制御部へ減速指
令が出され、モータ１６は約1/4に減速される。
イメージセンサ２１の基準ビツト位置にビーム部
８のビーム巾センタ位置が一致したときモータ１
６の駆動を停止して鋼管２を停止させる。

ここで、鋼管２の慣性によつて生じるシーム部
８のオーバーランを考慮する必要がある。そこ
で、イメージセンサ２１のシーム位置検出により
鋼管２が停止した瞬間、再度シーム部位置が許容
誤差内にあるか否かをチエツクし、その偏位状態
に応じてモータ１６を正逆回転させて修正する。
また、オーバーランの逆もありうるがその場合の
修正動作も同様である。なお、このオーバーラン
の修正にあたつて、鋼管の重量、外径、回転速度
等の情報が既知であれば、慣性によるオーバーラ
ンは予測しうる。したがつて、予測値を求め検出
値との相関によつて制御することができる。

このようにしてシーム部８の位置が決まると、
ターニングローラ１５が下降し、鋼管２は再びロ
ーラ１３上に載置され、エキスパンダ１に送給さ
れる。

以上の通りこの考案によれば、鋼管のシーム部
を正確に設定位置に調整することができ、したが
つてエキスパンダのダイスへの疵つけを防止で
き、品質向上に寄与する。加えて、この考案では
シーム位置検出器としてイメージセンサを用いた
ことにより、検出出力信号の演算処理が簡略化さ
れ、しかも制御系の構成が簡単になるので、設備
費用の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案によるシーム位置制御装置
の概要構成を示す立面図、第２図は、その制御系
の詳細を示すブロツク図である。 １……エキスパンダ、２……溶接鋼管、３……
載置テーブル、４……架台、５……シーム位置検
出器、６……投光器、７……軸方向移動装置、８
……シーム部、９……ターニング装置、１０……
中心位置検出器、１１……駆動モータ、１２……
コントローラ、１３……ローラ、１４……昇降手
段、１５……ターニングローラ、１６……駆動モ
ータ、１７……対物レンズ、１８……光軸、１９
……昇降手段、２０……光学系、２１……イメー
ジセンサ、２２……演算器、２３……コントロー
ラ、２４……設定器、２５……コントローラ、２
６……中央コントローラ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 溶接鋼管を載置して、前記鋼管を周方向に正逆
   回転可能なターニング装置と、 イメージセンサを受光部として鋼管上方に配置
   され鋼管のシーム位置を検出し、かつ種々の鋼管
   径に対して前記イメージセンサと鋼管との距離を
   一定とする昇降手段を備えたシーム位置検出器
   と、 このシーム位置検出器の視野に必要光量を与え
   る投光器と、 前記イメージセンサからの検出信号から、イメ
   ージセンサの基準アレービツト位置に対する現シ
   ーム位置を演算する演算器と、 この演算器の出力に基づいて前記ターニング装
   置に制御信号を出力し、鋼管の径方向におけるシ
   ーム位置がシーム位置検出器の視野内に入ると減
   速指令を与え、前記シーム位置が前記イメージセ
   ンサの基準アレービツトに一致するとターニング
   装置を停止させるとともに、前記シーム位置が許
   容誤差内に入るようにターニング装置を正逆転さ
   せて修正するコントローラを備えた溶接鋼管のシ
   ーム位置制御装置。