WO2017221282A1 - パイプ形状計測システム及びパイプ形状整合システム - Google Patents

パイプ形状計測システム及びパイプ形状整合システム Download PDF

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WO2017221282A1
WO2017221282A1 PCT/JP2016/002990 JP2016002990W WO2017221282A1 WO 2017221282 A1 WO2017221282 A1 WO 2017221282A1 JP 2016002990 W JP2016002990 W JP 2016002990W WO 2017221282 A1 WO2017221282 A1 WO 2017221282A1
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WO
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pipe
rod
measuring
casing
shape
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/002990
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English (en)
French (fr)
Inventor
寿夫 和田
遼太 武内
敬次 下山
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures

Definitions

  • the present invention relates to a pipe shape measuring system and a pipe shape matching system.
  • a laying ship construction method is known as a construction method for a submarine pipeline (see, for example, Patent Document 1).
  • the pipeline is stretched by repeatedly welding the longitudinal end of the short pipe to the end of the pipeline on the deck of the laying vessel, and the pipeline is supported and guided by the stinger and the tensioner.
  • the ship is launched from the laying ship into the sea while adjusting the tension, and the pipeline is set to the bottom of the sea.
  • a pipe shape measuring system extends in a predetermined axial direction, and aligns the axis of the pipe with the predetermined axis in the internal space of the end of the pipe.
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be measured when the end of the pipe is clamped.
  • a pipe holder clamp
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be measured together. Time and money costs related to measurement can be reduced.
  • the relative angular position around the pipe axis or the positional relationship on a plane orthogonal to the pipe axis is obtained.
  • a procedure for reducing the difference in the inner peripheral surface of the two pipes that have been adjusted and butted together can be easily incorporated into the construction method of the submarine pipeline. As a result, the joining quality can be improved and the pipeline laying speed can be improved.
  • a pipe shape calculation unit that calculates the shape of the entire inner peripheral surface of the pipe based on the shape of the inner peripheral surface of the pipe measured by the measurement mechanism may be provided.
  • the shape of the entire inner peripheral surface of the pipe can be acquired.
  • the measurement mechanism has a plurality of measurement units arranged radially with respect to the predetermined axis of the casing, and each measurement unit is formed at an end portion on the radially outer side of the predetermined axis of the casing. And a resiliently deforming portion formed radially inward of the predetermined axis of the casing with respect to the abutting portion, the retracted position and the abutting portion being located in the casing with respect to the retracted position.
  • a measuring rod that is movable between an advancing position that is located radially outward of the predetermined axis, a rod deformation detecting unit that detects deformation of the elastically deforming unit, and the measuring rod at the retracted position and the You may provide the rod movement mechanism moved between the advance positions, and the rod movement distance measurement part which measures the movement distance of the said measurement rod.
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be accurately measured.
  • the rod deformation detection unit is configured to perform the elasticity after the point when the rod moving mechanism starts moving the measurement rod from the retracted position toward the advanced position.
  • the position of the contact portion of the measuring rod is calculated based on the moving distance of the measuring rod detected by the rod moving distance measuring unit at the time when the deformation of the deforming portion is detected, and each of the plurality of measuring units You may provide the pipe shape calculation part which calculates the shape of the whole internal peripheral surface of the said pipe based on the position of a contact part.
  • the rod deformation detection unit may be a strain gauge attached to the elastic deformation unit.
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be accurately measured.
  • the rod moving distance measuring unit may be a potentiometer.
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be accurately measured.
  • the measurement mechanism has a plurality of measurement units arranged radially with respect to the predetermined axis of the casing, and each measurement unit is formed at an end portion on the radially outer side of the predetermined axis of the casing. And a driving force for the measuring rod that is movable between a retracted position and an advancing position in which the abutting part is located radially outside the predetermined axis with respect to the retracted position.
  • the rod moving mechanism that moves the measuring rod between the retracted position and the advanced position by means of, and the driving force that moves the measuring rod from the retracted position toward the advanced position exceeds a predetermined reference value.
  • a driving force limiting mechanism that limits transmission of a driving force that exceeds a predetermined upper limit among the driving forces transmitted from the rod moving mechanism to the measuring rod, and a transfer of each of the plurality of measuring rods.
  • a rod moving distance measuring unit for measuring the distance may comprise.
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be accurately measured.
  • the rod moving distance measuring unit detects a time after the time when the rod moving mechanism starts moving the measuring rod from the retracted position toward the advanced position.
  • the position of the contact portion of the measuring rod is calculated based on the moving distance of the measuring rod detected by the rod moving distance measuring unit at the time when the change in the moving distance of the measuring rod is not measured.
  • the rod moving distance measuring unit may be a potentiometer.
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be accurately measured.
  • the rod moving mechanism has a drive unit having a drive shaft, and a rotational force linear motion conversion mechanism that converts the rotational force of the drive shaft of the drive unit into a linear motion and operates the measuring rod,
  • the driving force limiting mechanism may be a torque limiter interposed between the driving shaft and the rotational force linear motion converting mechanism.
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be accurately measured.
  • the measurement mechanism has a plurality of measurement units arranged radially with respect to the predetermined axis of the casing, and each measurement unit is attached to the casing, and the radial direction of the predetermined axis of the casing You may provide the non-contact-type distance sensor which measures the distance to the target object located outside.
  • the shape of the inner peripheral surface of the pipe can be accurately measured.
  • the casing includes an insertion portion that is inserted into an internal space of an end portion of the pipe, and an outer portion that extends from the insertion portion in the predetermined axial direction of the casing.
  • the measuring mechanism may be disposed and may further include a hanging tool attached to the external portion.
  • the pipe after measuring the shape of the inner peripheral surface of the pipe, the pipe can be quickly lifted.
  • a pipe shape matching system includes a pipe shape alignment system that extends in a predetermined axial direction and has two abutted two pipes that meet the boundary portion of the inner space of two abutted pipes.
  • a casing that is inserted in such a manner that the axis of the pipe and the predetermined axis coincide with each other, and includes a first casing part and a second casing part that are adjacent to each other in the predetermined axial direction, and the second casing part is the first casing part.
  • a casing part configured to be rotatable around the predetermined axis with respect to one casing part, and a clamp mechanism provided in each of the first casing part and the second casing part,
  • the clamp mechanism is provided in the casing and a clamp head that is movable between a retracted position and an advanced position that is located radially outside the predetermined axis with respect to the retracted position.
  • a clamp mechanism having a clamp head moving mechanism for moving the clamp head from the retracted position toward the advanced position, and a measurement mechanism provided in each of the first casing part and the second casing part.
  • the measurement mechanism measures the shape of the inner peripheral surface of the corresponding pipe, and the angular position for detecting the relative angular position of the second casing part around the predetermined axis with respect to the first casing part.
  • a detection unit configured to be rotatable around the predetermined axis with respect to one casing part, and a clamp mechanism provided in each of the first casing part and the second casing part,
  • a pipe shape calculation unit that calculates the shape of the entire inner peripheral surface of each pipe, and the inner portion of each of the pipes calculated by the pipe shape calculation unit
  • An alignment position calculation unit that compares the shapes of the entire peripheral surfaces and calculates a relative angular positional relationship around the axis where the radial step of the axis on the inner peripheral surfaces of the two butted pipes is less than an allowable value And may be further provided.
  • a pipe rotating device that rotates one of the two butted pipes around the axis of the two butted pipes with respect to the other may be provided.
  • the alignment position calculation unit further includes a positional relationship on a plane orthogonal to the predetermined axis where the radial step of the axial line of the inner peripheral surfaces of the two butted pipes is less than an allowable value, and the predetermined The positional relationship in the axial direction may be calculated.
  • a pipe position adjusting device for moving one of the two butted pipes in a direction orthogonal to the axis of the two butted pipes and the axial direction may be provided.
  • the present invention has an effect of preventing bonding failure.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a laying ship 21 to which a pipe shape measuring system 100 according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a side view showing a configuration example of the pipe 22 lifted by the crane 24 of the laying ship 21 according to the embodiment of the present invention.
  • the laying ship 21 As shown in FIG. 1, the laying ship 21 according to this embodiment is equipped with various facilities for laying the pipeline 2 on the seabed.
  • a stinger 25 that extends and extends the pipeline 2 by welding the pipe 22 to the end portion of the pipeline 2 while gradually moving the laying ship 21, and supports and guides the pipeline 2 near the sea surface. Through which the pipeline 2 is launched.
  • the pipe 22 (short pipe) connected to the end of the pipeline 2 to extend the pipeline 2 is temporarily stored in the pipe storage 28 on the deck.
  • the pipe 22 is loaded at the time of departure from the port, and is transported and loaded by the pipe carrier 20 during long-term voyage.
  • a crane 24 provided on the laying ship 21 is used to transfer the pipe 22 from the pipe carrier 20 to the laying ship 21.
  • a pair of pipe holders 1 is provided at the tip of the wire 24 a of the crane 24. Then, the pair of pipe holders 1 clamp both ends of the pipe 22 mounted on the pipe carrier 20. Then, the crane 24 lifts the pipe 22 and transfers the pipe 22 from the pipe carrier 20 to the laying ship 21.
  • a plurality of pipe delivery rollers 23 arranged in the extending direction of the pipeline 2 are provided on the deck of the laying ship 21, and the movement path of the pipeline 2 is defined by these pipe delivery rollers 23.
  • the pipeline 2 fed out in the launching direction 99 of the pipeline 2 by a plurality of pipe feed rollers 23 is held on the hull by a tensioner 26 with a predetermined tension.
  • the pipe 22 is transferred from the pipe storage 28 to the bow side, and then transferred to a work stage related to the joining of the pipeline 2 and the pipe 22 by the transfer 27.
  • the direction in which the pipeline 2 is sent out is simply referred to as the downstream side, and the opposite direction is simply referred to as the upstream side.
  • a plurality of work stages related to the joining of the pipeline 2 and the pipe 22 are provided along the movement path of the pipeline 2.
  • the plurality of work stages are arranged in the extending direction of the pipeline 2 at a predetermined interval (in this embodiment, an interval corresponding to the length of approximately one pipe).
  • a predetermined interval in this embodiment, an interval corresponding to the length of approximately one pipe.
  • a plurality of welding, inspection, and anticorrosion heat insulation work processes are performed, and work is assigned to each work stage. In each work stage, work is performed in parallel.
  • the work stage on the upstream side is the welding stage 9 (9A to 9E).
  • the welding stage 9A is provided with a processing machine (not shown) for processing a groove (groove) at the upstream end portion of the pipeline 2 and the downstream end portion of the pipe 22, and a groove processing operation is performed.
  • the welding stage 9A is provided with an aligning device 29 for aligning the inner peripheral surfaces of the pipeline 2 and the pipe 22, and a step (difference amount) between the upstream end of the pipeline 2 and the downstream end of the pipe 22. Adjustment work is carried out. Then, the first and second layers of welding for joining the upstream end portion of the pipeline 2 and the downstream end portion of the pipe 22 that have been adjusted by the aligning device 29 are performed.
  • the second to third layers of the pipe joint are welded.
  • the third to fourth layers of the pipe joint are welded.
  • the fourth to fifth layers of the pipe joint are welded.
  • the fifth to finishing layers of the pipe joint are welded.
  • the laying ship 21 according to this embodiment includes five welding stages 9A to 9E, but the number of welding stages 9 is not limited to this. Further, the work content of each stage may be changed so that the cycle time of the work in each stage is equal.
  • a configuration may be adopted in which a plurality of pipes 22 (for example, about 2 to 4 pipes) are joined and the joined pipes 22 are joined to the pipeline 2.
  • the inspection stage 10 is provided on the downstream side of the welding stage 9E.
  • the joint state of the pipe joint is inspected using a nondestructive inspection device (ultrasonic method, X-ray method, etc.).
  • a re-welding stage 11 is provided on the downstream side of the inspection stage 10. In the re-welding stage 11, when a bonding failure is found on the inspection stage 10, an operation for correcting it is performed.
  • each pipe 22 constituting the pipeline 2 is, for example, a steel pipe 81.
  • the outer surface of the portion excluding both ends 81 e in the extending direction (longitudinal direction) of the steel pipe 81 is covered with a coating 82.
  • the coating 82 is intended for protection of the steel pipe 81, heat insulation, and weight adjustment for allowing the pipeline 2 to sink to the seabed.
  • the coating 82 is, for example, concrete, but is not limited thereto.
  • Both end portions 81e of the steel pipe 81 are uncoated portions where the coating 82 is not applied for welding, and the both ends of the pipe 22 are in a state where the steel pipe 81 is exposed.
  • a coating layer is formed on the outer peripheral surface of the uncovered portion of the pipeline 2 in the corrosion-resistant and heat-insulating coating stage 13 provided on the downstream side of the re-welding stage 11.
  • the pipeline 2 in which the coating layer is formed on the uncoated portion by the corrosion-resistant thermal insulation coating stage 13 is sent out to the seabed through the stinger 25.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of the pipe holder 1 of the pipe shape measuring system 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the pipe holder 1 of the pipe shape measuring system 100 according to the first embodiment.
  • the pipe shape measuring system 100 includes a pipe holder 1 and a controller 8 (see FIG. 5).
  • the pipe holder 1 is partially inserted into the end of the pipe 22 (which will be described later) 31 to hold the end of the pipe 22.
  • the pipe holder 1 is used to identify a casing 3, a clamp mechanism 4, a measurement mechanism 5, a pipe identification, and a predetermined reference angular position in the circumferential direction (for example, an origin position) in pipe inner diameter shape measurement. Including an identification information printing mechanism (not shown) for printing on the outer surface of the pipe.
  • the casing 3 is a housing that is inserted into the internal space of the end 81 e of the steel pipe 81.
  • the casing 3 holds the clamp mechanism 4 and the measurement mechanism 5 at predetermined positions and protects the clamp mechanism 4 and the measurement mechanism 5.
  • the casing 3 is formed in a substantially cylindrical shape extending in the predetermined axis L direction, and in a state where the casing 3 is inserted into the end portion 81e of the steel pipe 81, the axis L of the casing 3 and the axis of the steel pipe 81 are , Are configured to substantially match.
  • the shape of the casing 3 is not limited to a substantially cylindrical shape, and a frame structure may be used instead.
  • Casing 3 includes an insertion portion 31 and an external portion 32.
  • the insertion portion 31 is a portion that is inserted into the steel pipe 81 when the pipe holder 1 is attached to the pipe 22.
  • the external portion 32 is a portion located (exposed) outside the end portion 81 e of the steel pipe 81 when attached to the pipe 22.
  • the insertion portion 31 has a clamp head insertion hole 33 and a measurement rod insertion hole 34 formed in the peripheral wall.
  • the clamp head insertion hole 33 is a hole through which a clamp head 41 described later is inserted, and a plurality of clamp head insertion holes 33 are provided on the peripheral wall of the insertion portion 31 corresponding to the clamp head 41.
  • the measurement rod insertion hole 34 is a hole through which a measurement rod 52 described later is inserted, and a plurality of measurement rod insertion holes 34 are provided on the peripheral wall of the insertion portion 31 corresponding to the measurement rod 52.
  • the hanging part 35 is provided in the external part 32.
  • the lifting tool 35 is attached to the tip end of the wire 24 a of the crane 24 and supports the load of the pipe holder 1 and the pipe 22 when the pipe 22 is lifted by the crane 24.
  • the hanger 35 is attached to the upper part of the peripheral wall of the external portion 32, and is formed in an annular shape, for example.
  • the clamp mechanism 4 is a mechanism for fixing the casing 3 to the end portion 81 e of the steel pipe 81.
  • Two sets of the clamp mechanisms 4 are provided in the insertion portion of the casing 3 so as to be aligned in the direction of the axis L. That is, the inner clamp mechanism 4 ⁇ / b> A and the outer clamp mechanism 4 ⁇ / b> B are provided in the extending direction of the axis L of the casing 3 and in the direction from the insertion portion 31 toward the outer portion 32.
  • Each clamp mechanism 4 includes a plurality of clamp units 40 provided at positions that are rotationally symmetric about the axis L. That is, the clamp unit 40 includes a plurality of clamp units 40 provided at equal intervals in the circumferential direction with the axis L as the center, and exemplifies a form including two clamp units 40.
  • the clamp unit 40 includes a clamp head 41 and a clamp head moving mechanism 42.
  • the clamp head 41 has a contact surface that contacts the inner peripheral surface S of the steel pipe 81.
  • the clamp head 41 is configured to be movable between a retracted position P1 (see FIG. 6) and an advanced position P2 (see FIG. 6).
  • the retracted position P1 is defined, for example, inside the clamp head insertion hole 33 of the casing 3.
  • the advance position P2 is defined outside the casing 3 that is radially outward with the axis L of the casing 3 as the center from the retracted position P1. Further, the distance from the advance position P2 to the axis L is defined so as to be larger than the radius of the inner peripheral surface S of the steel pipe 81.
  • the clamp head moving mechanism 42 is an actuator that is provided in the casing 3 and moves the clamp head 41 between the retracted position P1 and the advanced position P2.
  • the clamp head moving mechanism 42 is configured to fix the clamp head 41 at an arbitrary position between the retracted position P1 and the advanced position P2.
  • a well-known hydraulic mechanism, a motor, or the like can be applied as the clamp head moving mechanism 42.
  • the clamp head moving mechanism 42 moves the clamp head 41 from the retracted position P1 to the advanced position P2 in the internal space of the end portion 81e of the steel pipe 81 and pushes the clamp head 41 against the inner peripheral surface S of the steel pipe 81.
  • the pipe holder 1 is fixed to the steel pipe 81 so that the axis L of the casing 3 and the axis of the steel pipe 81 are substantially coincident with each other.
  • two sets of the clamp mechanisms 4 are provided so as to be aligned in the direction of the axis L, so that the pipe holder 1 is fixed to the steel pipe 81 by the two sets of clamp mechanisms 4, so It is possible to prevent the axis L of the casing 3 from tilting with respect to the axis of the steel pipe 81 when the pipe 22 is lifted. As a result, the pipe 22 can be stabilized during the lifting work.
  • the measuring mechanism 5 is a mechanism that measures the shape of the inner peripheral surface S of the steel pipe 81.
  • the measurement mechanism 5 is disposed in the insertion portion of the casing 3 and is provided between the inner clamp mechanism 4A and the outer clamp mechanism 4B.
  • the measurement mechanism 5 includes a plurality of measurement units 51 arranged radially with respect to the axis L of the casing 3.
  • the plurality of measurement mechanisms 5 are disposed at rotationally symmetric positions around the axis L, for example.
  • the measurement unit 51 measures the distance of the inner peripheral surface S of the steel pipe 81 from a predetermined reference position in a state where the insertion part 31 of the casing 3 is inserted into the internal space of the end part 81e of the steel pipe 81. In the present embodiment, the measurement unit 51 measures the distance of the inner peripheral surface S of the steel pipe 81 in the radial direction of the axis L from the axis L of the casing 3.
  • the measurement unit 51 includes a measurement rod 52, a rod deformation detection unit 53, a rod movement mechanism 54 (see FIG. 5), and a rod movement distance measurement unit 55.
  • the measuring rod 52 is a rod-like body that extends in the radial direction of the axis L of the casing 3 as a whole, and is composed of an elastic body such as a spring material.
  • the measuring rod 52 has an abutting portion 52a formed at an end portion on the radially outer side of the axis L of the casing 3, and an elasticity formed on the inner side of the abutting portion 52a (inwardly in the radial direction of the axis L of the casing 3). And a deformable portion 52b.
  • the abutting portion 52a is a portion that abuts on the inner peripheral surface S of the steel pipe 81, and is formed in a sharp shape. Thereby, the shape of the inner peripheral surface S of the steel pipe 81 can be accurately measured.
  • the measuring rod 52 is configured to be movable between a retracted position P3 (see FIG. 6) and an advanced position P4 (see FIG. 6).
  • the retreat position P3 is defined, for example, at a position where the contact portion 52a is located inside the measurement rod insertion hole 34 of the casing 3. Thereby, the measurement rod 52 can be protected by the casing 3, and the measurement rod 52 can be prevented from being damaged when the pipe holder 1 is attached to and detached from the pipe 22.
  • the advance position P4 is defined radially outside the retracted position, with the axis L of the casing 3 being the center, and the contact portion 52a is defined on the outside of the casing 3. Further, the distance from the contact portion 52a of the measuring rod 52 located at the advance position P4 to the axis L of the casing 3 is defined to be larger than the radius of the inner peripheral surface S of the steel pipe 81.
  • the elastic deformation portion 52b is a portion that is elastically deformed when the measuring rod 52 moves from the retracted position P3 to the advanced position P4 and the contact portion 52a contacts the inner peripheral surface S of the steel pipe 81.
  • the elastic deformation portion 52 b is formed in a U shape that swells in the radial direction of the axis L of the casing 3 in the intermediate portion of the measuring rod 52.
  • the measuring rod insertion hole 34 of the casing 3 is formed in a slot shape so that the elastic deformation portion 52b can be inserted.
  • the rod deformation detection unit 53 detects the deformation of the elastic deformation unit 52b.
  • the rod deformation detection unit 53 is a strain gauge.
  • a signal related to the deformation of the elastic deformation part 52 b detected by the rod deformation detection part 53 is output to the pipe shape calculation part 7.
  • the rod moving mechanism 54 moves the measuring rod 52 between the retracted position P3 and the advanced position P4.
  • the rod moving mechanism 54 is, for example, a hydraulic device, and includes a hydraulic pressure generator (not shown) and a hydraulic drive device 58.
  • the hydraulic pressure generator is a hydraulic pump provided outside the casing 3.
  • the hydraulic drive device 58 is a hydraulic cylinder attached to the casing 3, and a measuring rod 52 is attached to the piston. Then, the measuring rod 52 is configured to move between the retracted position P3 and the advanced position P4 by operating the piston.
  • the hydraulic pressure is transmitted from the hydraulic pressure generator to the hydraulic drive device 58 of each measurement unit 51 via the hydraulic pressure generator side hydraulic main pipe 56 and the hydraulic drive apparatus side hydraulic main pipe 57.
  • the hydraulic pressure generator side hydraulic main pipe 56 is a hydraulic pipe extending from the hydraulic pressure generator, and is provided with a connector 56a at the tip.
  • the hydraulic drive side hydraulic main pipe 57 is a hydraulic pipe provided in the casing 3, and a base end portion is located outside the outer portion 32 of the casing 3. The base end portion of the hydraulic drive side hydraulic main pipe 57 can be connected to and disconnected from the connector 56a of the hydraulic pressure generator side hydraulic main pipe 56. By connecting, the conduit of the hydraulic pressure generator side hydraulic main pipe 56 is connected.
  • a connector 57a that connects the conduit of the hydraulic drive side hydraulic main pipe 57 to each other.
  • the distal end portion of the hydraulic drive side hydraulic main pipe 57 is connected to the hydraulic drive device 58 of each measurement unit 51 and supplies hydraulic pressure to the hydraulic drive device 58 of each measurement unit 51.
  • the measurement rods 52 of the plurality of measurement units 51 can be moved simultaneously. And even if it is when the contact part 52a of some measurement rods 52 contact
  • the measuring rod 52 is configured to be movable. Therefore, the contact portions 52 a of the measurement rods 52 of all the measurement units 51 can be brought into contact with the inner peripheral surface S of the steel pipe 81. Further, it is not necessary to provide a prime mover for generating a driving force in each measurement unit 51, and the mechanism for operating the measurement rod 52 can be made compact.
  • the rod moving distance measuring unit 55 measures the moving distance of the measuring rod 52.
  • the rod movement distance measuring unit 55 outputs a signal related to the measured movement distance of the measurement rod 52.
  • the output signal is input to the pipe shape calculation unit 7.
  • the rod moving distance measuring unit 55 is a potentiometer. That is, the rod moving distance measuring unit 55 is in contact with a portion of the measuring rod 52 that is radially inward of the axis L with respect to the elastic deformation portion 52b and that extends in the radial direction of the axis L.
  • 52 is a rotating body that is rotated by being moved between the retracted position P3 and the advanced position P4, a detection mechanism that detects an angular position of the rotating body, and a measuring rod based on the rotational angle of the rotating body.
  • a moving distance calculating unit that calculates the moving distance of 52.
  • the moving distance of the measuring rod 52 may be calculated by the pipe shape calculation unit 7 based on the angular position of the rotating body. *
  • the identification information printing mechanism prints a mark used for pipe identification and a mark used for identification of a predetermined reference angular position in the circumferential direction in measuring the inner diameter shape of the pipe on the outer surface of the pipe.
  • the identification information printing mechanism converts, for example, an identification code given to each pipe into a two-dimensional code (hereinafter referred to as 2D code) and prints the 2D code on the outer surface of the pipe. This allows individual pipes to be identified and identified by reading the 2D code with a reader. Since the inner diameter shape is measured for each end of the pipe, this 2D code is printed on each end of the pipe.
  • the identification code may include information for identifying which side of the both ends of the pipe is located on either side.
  • the 2D code may be printed at a position corresponding to the predetermined reference angle position at the end of the pipe.
  • a mark indicating the reference angular position may be printed separately from the 2D code.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically showing a configuration example of the control system of the pipe shape measuring system 100. As shown in FIG.
  • the controller 8 includes, for example, a control unit 61 having a computing unit such as a CPU and a storage unit 62 having a memory such as a ROM and a RAM.
  • the controller 8 may be composed of a single controller that performs centralized control, or may be composed of a plurality of controllers that perform distributed control in cooperation with each other.
  • the control unit 61 includes a pipe shape calculation unit 7.
  • the pipe shape calculation unit 7 calculates the shape of the entire inner peripheral surface S of the steel pipe 81.
  • the pipe shape calculation unit 7 is a functional block realized by the control unit 61 executing a predetermined control program stored in the storage unit 62.
  • the pipe shape calculation unit 7 calculates the shape of the entire inner peripheral surface S of the steel pipe 81.
  • the control unit 61 is connected to the rod deformation detection unit 53 and the rod movement distance measurement unit 55 of each measurement unit 51 of the pair of pipe holders 1 by wire or wirelessly.
  • the signals output from the unit 53 and the rod moving distance measuring unit 55 are input.
  • the input signals of the rod deformation detection unit 53 and the rod movement distance measurement unit 55 are stored in the storage unit 62 in association with each other.
  • the control unit 61 controls and operates the clamp head moving mechanism 42 of the clamp mechanism 4 and the rod moving mechanism 54 of the measuring mechanism 5.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams showing an operation example of the pipe shape measuring system 100.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams showing an operation example of the pipe shape measuring system 100.
  • control unit 61 positions the clamp heads 41 of the clamp mechanisms 4 of the pair of pipe holders 1 provided at the tips of the wires 24a of the crane 24 at the retracted position P1, and measures the measurement mechanisms 5.
  • the rod 52 is positioned at the retracted position P3.
  • the connector 56a and the connector 57a are connected by an operator, and as shown in FIG. 6, the casing 3 of the pair of pipe holders 1 is attached to both ends 81e of the pipe 22 mounted on the pipe carrier 20 as a measurement unit 51.
  • the control portion 61 causes the corresponding end portion 81e to be moved by the inner clamp mechanism 4A of each pipe holder 1. Clamp. Thereby, the steel pipe 81 is fixed to the pipe holder 1.
  • each rod moving distance measuring unit 55 measures the moving distance of the corresponding measuring rod 52, and each rod moving distance measuring unit 55 outputs a signal related to the moving distance of the corresponding measuring rod 52.
  • the corresponding rod deformation detection part 53 detects the deformation of the elastic deformation part 52b, and elastic deformation.
  • the rod deformation detection unit 53 outputs a signal related to the deformation of the part 52b.
  • Information relating to the movement distance of each measuring rod and the deformation of the elastic deformation portion 52 b input to the control portion 61 is stored in the storage portion 62 in association with each other.
  • the pipe shape calculation unit 7 specifies the movement distance of the measurement rod 52 at the time when the rod deformation detection unit 53 detects the deformation of the elastic deformation unit 52b for each measurement unit 51 of the pair of pipe holders 1. To do. And based on the movement distance of the specified measurement rod 52, the position of the contact part 52a of the measurement rod 52 at the time of detecting the deformation
  • the calculation of the shape of the entire inner peripheral surface S of the end portion 81e of the steel pipe 81 is performed using the axis L as the calculated position of each contact portion 52a (that is, the position of the inner peripheral surface S that contacts the contact portion 52a). This is done by calculating a curve smoothly connecting in the radial direction as the center. Accordingly, the pipe shape calculation unit 7 interpolates between two measurement points adjacent to each other, and acquires the shape of the entire inner peripheral surface S of the pipe 22. In this way, the shape of the inner peripheral surface S of the pipe 22 can be accurately measured, and the shape of the entire inner peripheral surface S of the pipe 22 can be acquired. Moreover, the shape of the inner peripheral surface S of the pipe 22 can be acquired quickly, and the time and money costs can be reduced.
  • the display of information related to the shape of the entire inner peripheral surface S of the end portion 81e of the steel pipe 81 is 2D information related to the calculated shape of the entire inner peripheral surface S of the end portion 81e of the steel pipe 81. Conversion into a code is performed by printing the 2D code on the outer peripheral surface in the vicinity of the end portion 81e whose shape has been measured. Thus, the shape of the end portion 81e of the steel pipe 81 can be acquired by reading the 2D code in the work stage related to the joining of the pipeline 2 and the pipe 22.
  • the control unit 61 positions the clamp head 41 of the clamp mechanism 4 of each pipe holder 1 and the measurement rod 52 of the measurement mechanism 5 at the retreat position P3 again.
  • the control unit 61 is provided with a pair of pipe holders.
  • the corresponding end portion 81e of the pipe 22 is clamped by each of the inner clamp mechanisms 4A and the outer clamp mechanisms 4B.
  • the pair of pipe holders 1 are fixed to the steel pipe 81.
  • the operator attaches the tip end of the wire 24 a of the crane 24 to the hanger 35 of each pipe holder 1, lifts the pipe 22 with the crane 24, and transfers the pipe 22 from the pipe carrier 20 to the pipe storage 28.
  • identification information is given to both end portions 81e of the pipe 22, and the given identification information is displayed on both end portions 81e of the pipe 22, respectively.
  • the shape of the edge part 81e of the steel pipe 81 acquired by measurement is linked
  • the identification information displayed on the end 81e of the steel pipe 81 may be read, and the shape of the end of the end 81e of the steel pipe 81 corresponding to this identification information may be acquired from the server.
  • the measurement mechanism 5 is provided between the inner clamp mechanism 4A and the outer clamp mechanism 4B, but is not limited thereto.
  • the outer clamp mechanism 4B of the insertion portion 31 of the casing 3 may be provided outside. Then, the pipe holder 1 is inserted deeply so that the entire insertion portion 31 of the casing 3 is inserted into the inner space of the steel pipe 81, and the end portion 81e of the steel pipe 81 is clamped by the inner clamp mechanism 4A and the outer clamp mechanism 4B. Thereafter, the shape of the end portion of the end portion 81 e of the steel pipe 81 may be acquired by the measurement mechanism 5.
  • the steel pipe 81 which the measurement mechanism 5 measured is displayed.
  • Information on the shape of the inner peripheral surface S of the end portion 81e may be displayed on the corresponding end portion 81e of the steel pipe 81.
  • the measurement mechanism 5 measures the shape of the inner peripheral surface S in a scattered manner, and the pipe shape calculation unit 7 interpolates between two measurement points adjacent to each other, so that the inner peripheral surface
  • the present invention is not limited to this, and the measuring mechanism 5 may directly acquire the shape of the entire inner peripheral surface S.
  • the pipe shape calculation part 7 is a functional block implement
  • the pipe shape calculation unit 7 specifies the moving distance of the measurement rod 52 at the time when the rod deformation detection unit 53 detects the deformation of the elastic deformation unit 52b for each measurement unit 51, and the elastic deformation unit The position of the contact portion 52a of the measuring rod 52 at the time of detecting the deformation of 52b is calculated, and the shape of the entire inner peripheral surface S of the end portion 81e of the steel pipe 81 is calculated. As described below, the shape of the entire inner peripheral surface S of the end portion 81 e of the steel pipe 81 may be calculated based on the deformation amount of the elastic deformation portion 52 b detected by the rod deformation detection portion 53.
  • the measurement rods 52 of each measurement unit 51 are sent out equidistantly so that the contact portions 52a of all the measurement rods 52 of each measurement unit 51 are in contact with the inner peripheral surface S of the end portion 81e of the steel pipe 81.
  • the shape of the entire inner peripheral surface S of the end portion 81e of the steel pipe 81 may be calculated based on the difference in deformation amount of the elastic deformation portion 52b detected by the deformation detection portion 53.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pipe holder 201 of the pipe shape measuring system 200 according to the second embodiment.
  • the measurement unit 51 of the measurement mechanism 5 includes a measurement rod 52, a rod deformation detection unit 53, a rod movement mechanism 54, and a rod movement distance measurement unit 55.
  • the measurement unit 251 of the measurement mechanism 5 includes a measurement rod 252, a driving force limiting mechanism 253, a rod moving mechanism 254, and a rod moving distance measuring unit 55.
  • the measuring rod 252 is a rod-like body extending in the radial direction of the axis L, and is made of a material having rigidity such as a steel material.
  • the measuring rod 252 includes an abutting portion 252 a formed at the radially outer end of the axis L of the casing 3.
  • the description is abbreviate
  • the rod moving mechanism 254 is a mechanism that moves the measuring rod 252 between the retracted position P3 and the advanced position P4.
  • the rod moving mechanism 254 converts a driving unit 255 having a rotating driving shaft, and a rotational force linear motion conversion for converting the rotational force of the driving shaft of the driving unit 255 into a linear motion and operating the measuring rod 252.
  • the rotational force linear motion conversion mechanism 256 is interposed between the drive unit 255 and the measuring rod 252.
  • the rotational force linear motion conversion mechanism 256 is, for example, a rack and pinion mechanism, and the measurement rod 252 formed with a rack that meshes with the pinion gear is advanced from the retracted position P3 by the rotation of the pinion gear rotated by the driving force of the driving unit 255. It is comprised so that it may move between position P4.
  • the driving force limiting mechanism 253 includes the driving force transmitted from the rod moving mechanism 254 to the measuring rod 252 when the driving force that moves the measuring rod 252 from the retracted position P3 toward the advanced position P4 exceeds a predetermined value. This is a mechanism that limits transmission of driving force exceeding a predetermined upper limit value.
  • the driving force limiting mechanism 253 is interposed between the driving shaft of the driving unit 255 and the rotational force linear motion conversion mechanism 256, and when the pinion gear receives a torque greater than a predetermined torque, the driving unit 255. This is a torque limiter that limits transmission of the driving force to the rotational force linear motion conversion mechanism 256.
  • the measuring rod 252 is moved from the retracted position P3 toward the advanced position P4 by the driving force of the rod moving mechanism 254, and the contact portion 52a of the measuring rod 252 contacts the inner peripheral surface S of the steel pipe 81, the measuring rod The movement of 252 is restricted, and the rotation of the drive shaft of the drive unit 255 is restricted. As a result, the torque received by the pinion gear increases. When the torque received by the pinion gear exceeds a predetermined reference value, the driving force limiting mechanism 253 limits the transmission of the driving force so that the torque exceeding the predetermined upper limit value is not applied to the pinion gear. As a result, the driving force is kept constant.
  • the predetermined reference value is set to be the same as, for example, the predetermined upper limit value, but may be set to a value exceeding the predetermined upper limit value. Further, the predetermined upper limit value may be set to 0, and all of the driving force transmitted from the rod moving mechanism 254 to the measuring rod 252 may be cut off. Thereby, an overload is applied to the measuring rod 252 and the measuring rod 252 can be prevented from being plastically deformed.
  • each rod moving distance measuring unit 55 measures the moving distance of the measuring rod 252 and outputs a signal related to the measured moving distance of the measuring rod 252. And if the contact part 52a of each measurement rod 252 contact
  • the pipe shape calculation unit 7 at the time when the moving distance of the measuring rod 252 converges to a certain value or a certain numerical range, that is, when the moving distance of the measuring rod 252 no longer changes.
  • the moving distance of the measuring rod 252 is specified.
  • the pipe shape calculation part 7 calculates the position of the contact part 52a of the measurement rod 52 based on the movement distance of the specified measurement rod 252 about each measurement unit 251.
  • the pipe shape calculation part 7 calculates the shape of the whole internal peripheral surface S of the edge part 81e of the steel pipe 81 based on the calculated position of each contact part 52a.
  • the clamp mechanism 4 and the measurement mechanism 5 are separately provided, and the end 81e of the steel pipe 81 is clamped by positioning the clamp head 41 of the clamp mechanism 4 at the advanced position P2. It is not limited to. Instead of this, the end portion 81e of the steel pipe 81 may be clamped by integrally configuring the clamp mechanism 4 and the measurement mechanism 5 and positioning the measurement rod 252 at the advanced position P4. Thereby, the pipe holder 1 can be quickly fixed to the steel pipe 81.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pipe holder 301 of the pipe shape measuring system 300 according to the third embodiment.
  • the measurement unit 51 of the measurement mechanism 5 includes a measurement rod 52, a rod deformation detection unit 53, a rod movement mechanism 54, and a rod movement distance measurement unit 55.
  • the measurement unit 351 of the measurement mechanism 5 includes a non-contact distance sensor 355.
  • the non-contact type distance sensor 355 is a sensor that is attached to the outer peripheral surface of the casing 3 and measures the distance to an object located on the radially outer side of the axis L.
  • the non-contact distance sensor 355 is, for example, an ultrasonic distance sensor.
  • the control unit When the pipe holder 301 is fixed to the steel pipe 81 in the same manner as in the first embodiment, the control unit then moves to the inner peripheral surface S of the end 81e of the steel pipe 81 by the non-contact distance sensor 355. Measure the distance.
  • the pipe shape calculation unit 7 determines the shape of the entire inner peripheral surface S of the end portion 81e of the steel pipe 81 based on the measured distance to the inner peripheral surface S of the end portion 81e of the steel pipe 81 for each measurement unit 251. calculate.
  • the pipe shape measuring system 100 of the present invention can measure the shape of the inner peripheral surface S of the pipe 22 when clamping the end of the pipe 22. Accordingly, since the pipe 22 is lifted by the crane 24, when the pipe holder 1 is attached to the pipe 22, the shape of the inner peripheral surface S of the pipe 22 can be measured and the inner periphery of the pipe 22 can be measured. The time and money costs related to the measurement of the shape of the surface S can be reduced.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a configuration example of a pipe shape matching system 400 according to the fourth embodiment.
  • the pipe shape matching system 400 adjusts the level difference (difference amount) between the upstream end 81f of the pipeline 2 and the downstream end 81g of the pipe 22, and performs the work of matching the shapes of the pipeline 2 and the pipe 22. It is a device to do.
  • the pipe shape alignment system 400 includes an internal clamp device 401, a movable guide roller device 408, a pipe rotation device 409, and a controller 420 (see FIG. 12).
  • the internal clamp device 401 is inserted into the boundary portion of the internal space between the pipe 22 and the pipeline 2 in a state where the upstream end of the pipeline 2 and the downstream end of the pipe 22 are in contact with each other.
  • the upstream end 81f and the downstream end 81g of the pipe 22 are held.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of the internal clamp device 401.
  • the internal clamp device 401 includes a casing 403, a pipeline side clamp mechanism 404A, a pipe side clamp mechanism 404B, a pipeline side measurement mechanism 405A, a pipe side measurement mechanism 405B, and an angular position.
  • a detection unit 406 and a self-propelled mechanism 402 are included.
  • the casing 403 is a casing that is inserted into the boundary portion of the internal space of the pipe 22 and the pipeline 2 in a state where the upstream end 81f of the pipeline 2 and the downstream end 81g of the pipe 22 are abutted.
  • the casing 403 arranges the clamp mechanism 404, the pipeline side measurement mechanism 405A, and the pipe side measurement mechanism 405B in an appropriate positional relationship in the implementation of the present invention, and also includes the clamp mechanism 404, the pipeline side measurement mechanism 405A, and the pipe side measurement.
  • the mechanism 405B is protected.
  • the casing 403 is formed in a substantially cylindrical shape extending in the direction of the predetermined axis L, and is butt-matched with the axis L of the casing 3 in a state where the casing 403 is inserted into the inner space of the butt pipe line 2 and the pipe 22. Further, the axes of the pipeline 2 and the pipe 22 are configured to substantially coincide with each other.
  • the shape of the casing 3 is not limited to a substantially cylindrical shape, and a frame structure may be used instead.
  • the casing 403 includes a pipeline side casing (first casing portion) 403A and a pipe side casing (second casing portion) 403B adjacent in the direction of the axis L.
  • the pipe side casing 403B is configured to be rotatable around the axis L with respect to the pipeline side casing 403A.
  • the pipeline side casing 403A and the pipe side casing 403B are provided with a clamp head insertion hole 33 and a measurement rod insertion hole 34, respectively, similarly to the casing 3 of the first embodiment.
  • the pipeline-side clamp mechanism 404A is a mechanism that fixes the pipeline-side casing 403A to the upstream end 81f of the pipeline 2, and is provided in the pipeline-side casing 403A.
  • the pipe-side clamp mechanism 404B is a mechanism for fixing the pipe-side casing 403B to the downstream end 81g of the pipe 22, and is provided in the pipe-side casing 403B.
  • the other configurations of the pipeline side clamp mechanism 404A and the pipe side clamp mechanism 404B are the same as those of the clamp mechanism 4 of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the pipeline-side measuring mechanism 405A is a mechanism that measures the shape of the inner peripheral surface S of the upstream end 81f of the pipeline 2, and is provided in the pipeline-side casing 403A.
  • the pipe-side measuring mechanism 405B is a mechanism that measures the shape of the inner peripheral surface S of the downstream end 81g of the pipe 22, and is provided in the pipe-side casing 403B.
  • the configurations of the pipeline-side measuring mechanism 405A and the pipe-side measuring mechanism 405B are the same as those of the measuring mechanism 5 of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the configurations of the pipeline side measurement mechanism 405A and the pipe side measurement mechanism 405B may be configured in the same manner as in the second embodiment or the third embodiment.
  • the angular position detector 406 detects the relative angular position of the pipe-side casing 403B around the axis L with respect to the pipeline-side casing 403A.
  • the angular position detection unit 406 is an encoder, for example, and is provided inside the casing 403.
  • the self-propelled mechanism 402 is a mechanism that moves the internal clamp device 401 in the axial direction of the steel pipe 81.
  • the internal clamp device 401 inserted into the internal space from the upstream end of the pipe 22 is configured to be able to self-run and move to the boundary between the internal space of the pipe 22 and the pipeline 2. Has been.
  • the movable guide roller device (pipe position adjusting device) 408 is a mechanism for guiding the pipe 22 in the axial direction of the pipe 22 and moving the pipe 22 in a direction orthogonal to the axial line of the pipe 22.
  • the movable guide roller device 408 includes a vertically movable guide roller 481 and a horizontally movable guide roller 482.
  • the vertically movable guide roller 481 is a mechanism for guiding the pipe 22 in the axial direction of the pipe 22 and moving the pipe 22 in the vertical direction.
  • the vertically movable guide roller 481 includes a first roller 483 and an actuator 484.
  • the first roller 483 is a roller that rotates about an axis extending in the horizontal direction, and guides the placed pipe 22 in the axial direction of the pipe 22.
  • the actuator 484 is attached to the shaft of the first roller 483 and moves the shaft of the first roller 483 in the vertical direction. As a result, the pipe 22 placed on the first roller 483 is moved in the vertical direction.
  • the left / right movable guide roller 482 is a mechanism for guiding the pipe 22 in the axial direction of the pipe 22 and moving the pipe 22 in the left / right direction.
  • the left and right movable guide rollers 482 include a pair of left and right second rollers 485 and a pair of left and right actuators 486.
  • the pair of left and right second rollers 485 are rollers that rotate around an axis extending in the vertical direction, and are disposed so as to sandwich the pipe 22.
  • the pair of left and right second rollers 485 guide the sandwiched pipe 22 in the axial direction of the pipe 22.
  • the pair of left and right actuators 486 are attached to the shafts on the corresponding side of the pair of left and right second rollers 485, respectively, and move the shaft of the second roller 485 in the left and right direction. As a result, the pipe 22 sandwiched between the pair of second rollers 485 is moved in the left-right direction.
  • the movable guide roller device 408 moves the pipe 22 in the direction orthogonal to the axis of the pipe 22 and aligns the downstream end 81g of the pipe 22 with the upstream end 81f of the pipeline 2. Can do.
  • the pipe rotation device 409 is a device that rotates the pipe 22 around the axis L.
  • the pipe rotation device 409 includes a third roller 487 and a roller rotation device 488.
  • the third roller 487 is a roller that rotates around an axis that extends in parallel with the axis of the pipe 22, and is disposed at a position that contacts the lower surface of the pipe 22.
  • the roller rotation device 488 is a device that rotates the third roller 487. Accordingly, when the roller rotation device 488 rotates the third roller 487, the pipe 22 rotates about the axis of the pipe 22.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system of the pipe shape matching system 400.
  • the controller 420 includes, for example, a control unit 461 having a computing unit such as a CPU, and a storage unit 462 having a memory such as a ROM and a RAM.
  • the controller may be composed of a single controller that performs centralized control, or may be composed of a plurality of controllers that perform distributed control in cooperation with each other.
  • the control unit 461 includes a pipe shape calculation unit 7 and an alignment position calculation unit 421.
  • the alignment position calculation unit 421 is a functional block realized by the control unit 461 executing a predetermined control program stored in the storage unit 462.
  • the alignment position calculation unit 421 includes the shape of the entire inner peripheral surface S of the upstream end 81f of the pipeline 2 calculated by the pipe shape calculation unit 7 and the downstream end of the pipeline 2 calculated by the pipe shape calculation unit 7.
  • the alignment position calculation unit 421 compares the shapes of the inner peripheral surfaces S of the pipeline 2 and the pipe 22, and the inner peripheral surfaces of the upstream end 81 f of the pipeline 2 and the downstream end 81 g of the pipeline 2.
  • the step in the radial direction of the axis L of S (the difference amount) is less than the allowable value, that is, the relative positional relationship of the pipe 22 in the plane perpendicular to the axis of the pipeline 2 or the casing 3 and the axis of the pipeline 2 Alternatively, the positional relationship of the casing 3 in the axial direction is calculated, and the target butting position of the pipe 22 with respect to the pipeline 2 is calculated.
  • control unit 461 includes a clamp head moving mechanism 42 of the pipeline side clamp mechanism 404A and the pipe side clamp mechanism 404B, a rod moving mechanism 54 of the pipeline side measurement mechanism 405A and the pipe side measurement mechanism 405B, and a vertically movable guide roller 481.
  • the actuator 484, the actuator 486 of the left and right movable guide roller 482, the pipe rotating device 409, and the self-propelled mechanism 402 are controlled and operated.
  • control unit 461 is wired or wirelessly, the rod deformation detection unit 53, the rod movement distance measurement unit 55, and the angular position detection unit 406 of each measurement unit of the pipeline side measurement mechanism 405A and the pipe side measurement mechanism 405B. And output from the rod deformation detection unit 53, the rod movement distance measurement unit 55, and the angular position detection unit 406 of each measurement unit of the pipeline side measurement mechanism 405A and the pipe side measurement mechanism 405B to the control unit 461. Signal is input.
  • the input signals of the rod deformation detection unit 53 and the rod movement distance measurement unit 55 are associated with each other and stored in the storage unit 462.
  • transmission of signals between the internal clamp device 401 and the controller 420, supply of electric power to the internal clamp device 401, and / or supply of hydraulic pressure to the internal clamp device 401 are performed by pipes from the internal clamp device 401. It is configured to be performed via a cable 410 (or pipe) extending to the 22 side.
  • the cable 410 is made of a flexible material that is not twisted by the pipe-side casing 403B rotating with respect to the pipeline-side casing 403A.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an operation example of the pipe shape matching system 400.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an operation example of the pipe shape matching system 400.
  • the measurement rods 52 of the pipeline-side measurement mechanism 405A and the pipe-side measurement mechanism 405B are positioned at the retracted position P3 (see FIG. 6).
  • the internal clamp device 401 is inserted into the internal space of the steel pipe 81 from the upstream end of the pipe 22.
  • the control unit 461 moves the internal clamp device 401 to the boundary portion of the internal space of the pipe 22 and the pipeline 2 by the self-propelled mechanism 402.
  • the control unit 461 positions the pipeline-side casing 403A, the pipeline-side clamp mechanism 404A, and the pipeline-side measurement mechanism 405A in the internal space of the pipeline 2, and the pipe-side casing 403B, the pipe-side clamp mechanism 404B,
  • the pipe-side measuring mechanism 405B is positioned in the internal space of the pipe 22.
  • control unit 461 measures the shape of the inner peripheral surface S of the upstream end portion 81f of the pipeline 2 by the pipeline side measurement mechanism 405A. Further, the control unit 461 measures the shape of the inner peripheral surface S of the downstream end 81g of the pipe 22 by the pipe side measuring mechanism 405B. Then, the pipe shape calculation unit 7 calculates information related to the shape of the entire inner peripheral surface S of the end portion 81e of the pipeline 2 and the pipe 22, and the alignment position calculation unit 421 calculates the target butt position and the target butt angle position. .
  • control unit 461 fixes the pipeline casing 403A to the pipeline 2 by the pipeline clamp mechanism 404A, and fixes the pipe casing 403B to the pipe 22 by the pipe clamp mechanism 404B.
  • control unit 461 drives the movable guide roller device 408 to place the pipe 22 at the calculated target butt position. Further, the control unit 461 drives the pipe rotating device 409 to rotate the pipe 22 toward the target butt angle position.
  • the pipe-side casing 403A is fixed to the pipeline 2 and the pipe-side casing 403B is fixed to the pipe 22
  • the pipe-side casing 403B rotates relative to the pipeline-side casing 403A, and the pipe Angular displacement of the pipe side casing 403B with respect to the line side casing 403A is detected by the angular position detection unit 406.
  • the controller 461 Based on the angular displacement detected by the angular position detector 406, the controller 461 rotates the pipe 22 until the pipe 22 is positioned at the target butt angle position, and positions the pipe 22 at the target butt angle position. . In this way, the level difference between the inner peripheral surfaces of the pipeline 2 and the pipe 22 that are abutted can be reduced. As a result, poor bonding can be prevented.
  • the first roller 483 and / or the second roller 485 is rotated to move the pipe 22 in the axial direction of the pipe 22.
  • the pipeline 2 may be moved in the axial direction of the pipeline 2 by the tensioner 26.
  • the shape of the inner peripheral surface S of the upstream end 81f of the pipeline 2 and the shape of the inner peripheral surface S of the downstream end 81g of the pipe 22 are set in advance before the welding stage 9. Is measured, the alignment position calculation unit 421 calculates the target butt position and target butt angle position based on the information related to these shapes, and the pipe 22 is positioned at the target butt position and target butt angle position. Further, the control unit 461 may drive the movable guide roller device 408 and the pipe rotating device 409.
  • the pipe 22 is rotated by the pipe rotating device 409 that rotates the pipe 22 around the axis L, but the present invention is not limited to this.
  • a rotating device that rotates the pipe-side casing 403B with respect to the pipeline-side casing 403A may be provided inside the casing 403.
  • the pipeline-side casing 403A is fixed to the pipeline 2 by the pipeline-side clamp mechanism 404A
  • the pipe-side casing 403B is fixed to the pipe 22 by the pipe-side clamp mechanism 404B.
  • the apparatus can rotate the pipe 22 relative to the pipeline 2 by rotating the pipe-side casing 403B relative to the pipeline-side casing 403A.
  • the pipe shape calculation unit 7 and the alignment position calculation unit 421 are functional blocks realized by the control unit 461 executing predetermined control programs stored in the storage unit 462, respectively.
  • they may be a pipe shape calculator and a matching position calculator, respectively.
  • the pipe shape matching system 400 of the present invention when the pipeline 2 and the pipe 22 are abutted and joined, the shape of the inner peripheral surface S of the pipe 22 and the end portion 81e of the pipeline 2 is measured. Based on the above, the relative angular position around the axis of the steel pipe 81 and the positional relationship on the plane orthogonal to the axis of the steel pipe 81 and the position in the axial direction of the steel pipe 81 are adjusted. The step on the peripheral surface can be reduced. As a result, the joining quality can be improved, and the pipe laying speed can be improved.

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Abstract

　所定の軸線(L)方向に伸延し、パイプ(2)の端部の内部空間にパイプの軸線と所定の軸線とを一致させて挿入されるケーシング(3)と、退避位置と該退避位置よりも所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能であるクランプヘッド(41)と、ケーシングに設けられ、クランプヘッドを退避位置から進出位置に向かって移動させるクランプヘッド移動機構(42)とを有するクランプ機構(4)と、パイプの内周面の形状を計測する計測機構(5)と、を備える。

Description

パイプ形状計測システム及びパイプ形状整合システム
　本発明は、パイプ形状計測システム及びパイプ形状整合システムに関する。
　従来、海底パイプラインの敷設工法として、例えば、敷設船工法が知られている（例えば特許文献１参照）。この敷設船工法では、敷設船の甲板上でパイプラインの端部に短パイプの長手方向端部を溶接することを繰り返してパイプラインを延伸しつつ、パイプラインをスティンガーで支持・案内させ且つテンショナーで張力を調節しながら敷設船から海中へ進水させ、パイプラインを海底に着底させていく。
　そして、溶接において、突き合わせたパイプの開先部内面側の目違いに起因する溶接不良を避けるため、パイプの管端の真円度を改善する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
特開昭５５－２０９２１号公報 特開昭６１－７０６７号公報
　しかし、前述のように、パイプの管端の真円度を改善した場合においても、パイプの内径のばらつき等に起因して、許容値を超える目違いが生じる場合があり、これが接合部の接合不良の一因となっていた。接合不良が検査において見つかると、接合不良を治す作業を実施するため、パイプの敷設速度の低下を招いていた。
　上記課題を解決するため、本発明のある態様に係るパイプ形状計測システムは、所定の軸線方向に伸延し、パイプの端部の内部空間に前記パイプの軸線と前記所定の軸線とを一致させて挿入されるケーシングと、退避位置と該退避位置よりも前記所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能であるクランプヘッドと、前記ケーシングに設けられ、前記クランプヘッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動させるクランプヘッド移動機構とを有するクランプ機構と、前記パイプの内周面の形状を計測する計測機構と、を備える。
　この構成によれば、パイプの端部をクランプするときにパイプの内周面の形状を計測することができる。これによって、パイプをクレーンで吊り上げるためにパイプにパイプ保持具（クランプ）を取り付けたときに、パイプの内周面の形状の計測をあわせて実施することができ、パイプの内周面の形状の計測に係る時間的及び金銭的なコストを低減することができる。これによって、２本のパイプを突き合わせて接合する際、計測したパイプの内周面の形状に基づいて、パイプの軸線周りの相対的な角度位置又はパイプの軸線と直交する平面上の位置関係を調整し、突き合わせた２本のパイプの内周面の段差を軽減する手順を海底パイプラインの敷設工法に容易に組み込むことができる。その結果、接合品質を向上させることができ、パイプラインの敷設速度を向上させることができる。
　前記計測機構が計測した前記パイプの内周面の形状に基づき前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出部を備えていてもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面全体の形状を取得することができる。
　前記計測機構は、前記ケーシングの前記所定の軸線に対して放射状に配設された複数の計測ユニットを有し、各計測ユニットは、前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向外側の端部に形成された当接部と前記当接部よりも前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向内側に形成された弾性変形部とを有し、退避位置と前記当接部が該退避位置よりも前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能である計測ロッドと、前記弾性変形部の変形を検知するロッド変形検知部と、前記計測ロッドを前記退避位置と前記進出位置との間で移動させるロッド移動機構と、前記計測ロッドの移動距離を計測するロッド移動距離計測部と、を備えていてもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面の形状を精確に計測することができる。
　前記複数の計測ユニットのそれぞれについて、前記ロッド移動機構が前記計測ロッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動を開始させた時点よりも後の時点であって前記ロッド変形検知部が前記弾性変形部の変形を検知した時点における前記ロッド移動距離計測部が検知した前記計測ロッドの移動距離に基づいて前記計測ロッドの前記当接部の位置を算出し、前記複数の計測ユニットのそれぞれの前記当接部の位置に基づいて、前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出部を備えていてもよい。
　この構成によれば、精確なパイプの内周面全体の形状を取得することができる。
　前記ロッド変形検知部は、前記弾性変形部に取り付けられた歪ゲージであってもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面の形状を精確に計測することができる。
　前記ロッド移動距離計測部は、ポテンショメータであってもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面の形状を精確に計測することができる。
　前記計測機構は、前記ケーシングの前記所定の軸線に対して放射状に配設された複数の計測ユニットを有し、各計測ユニットは、前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向外側の端部に形成された当接部を有し、退避位置と前記当接部が該退避位置よりも前記所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能である計測ロッドと、その駆動力によって前記計測ロッドを前記退避位置と前記進出位置との間で移動させるロッド移動機構と、前記計測ロッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動させる前記駆動力が所定の基準値を超えたときに前記ロッド移動機構から前記計測ロッドへ伝達される前記駆動力のうち所定の上限値を超える駆動力の伝達を制限する駆動力制限機構と、前記複数の計測ロッドのそれぞれの移動距離を計測するロッド移動距離計測部と、を備えていてもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面の形状を精確に計測することができる。
　前記複数の計測ユニットのそれぞれについて、前記ロッド移動機構が前記計測ロッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動を開始させた時点よりも後の時点であって前記ロッド移動距離計測部が検知した前記計測ロッドの移動距離の経時変化が計測されない時点における前記ロッド移動距離計測部が検知した前記計測ロッドの移動距離に基づいて前記計測ロッドの前記当接部の位置を算出し、前記複数の計測ユニットのそれぞれの前記当接部の位置に基づいて、前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出器を備えていてもよい。
　この構成によれば、精確なパイプの内周面全体の形状を取得することができる。
　前記ロッド移動距離計測部は、ポテンショメータであってもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面の形状を精確に計測することができる。
　前記ロッド移動機構は、駆動軸を有する駆動部と、前記駆動部の前記駆動軸の回転力を直線動作に変換し、前記計測ロッドを動作させる回転力直線動作変換機構と、を有し、前記駆動力制限機構は、前記駆動軸と前記回転力直線動作変換機構との間に介在するトルクリミッタであってもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面の形状を精確に計測することができる。
　前記計測機構は、前記ケーシングの前記所定の軸線に対して放射状に配設された複数の計測ユニットを有し、各計測ユニットは、前記ケーシングに取り付けられ、前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向外側に位置する対象物までの距離を計測する非接触式距離センサを備えていてもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面の形状を精確に計測することができる。
　前記複数の計測ユニットのそれぞれの前記クランプヘッド移動機構が前記クランプヘッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動させた時点よりも後の時点における前記非接触式距離センサが計測した前記パイプの内周面までの距離に基づいて、前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出器を備えていてもよい。
　この構成によれば、精確なパイプの内周面全体の形状を取得することができる。
　前記ケーシングは、前記パイプの端部の内部空間に挿入される挿入部と、前記挿入部から前記ケーシングの前記所定の軸線方向に延びる外在部とを有し、前記挿入部に前記クランプ機構及び前記計測機構が配設され、前記外在部に取り付けられた吊り具を更に有していてもよい。
　この構成によれば、パイプの内周面の形状を計測した後、速やかにパイプを吊り上げることができる。
　上記課題を解決するため、本発明の他の態様に係るパイプ形状整合システムは、所定の軸線方向に伸延し、突き合わされた２本のパイプの内部空間の境界部分に前記突き合わされた２本のパイプの軸線と前記所定の軸線とを一致させて挿入されるケーシングであって、前記所定の軸線方向に隣接する第１ケーシング部と第２ケーシング部とを含み、前記第２ケーシング部は前記第１ケーシング部に対して前記所定の軸線周りに相対的に回動可能に構成されているケーシング部と、前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部にそれぞれ設けられたクランプ機構であって、各クランプ機構は、退避位置と該退避位置よりも前記所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能であるクランプヘッドと、前記ケーシングに設けられ、前記クランプヘッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動させるクランプヘッド移動機構とを有するクランプ機構と、前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部にそれぞれ設けられた計測機構であって、各計測機構は対応する前記パイプの内周面の形状を計測する計測機構と、前記第１ケーシング部に対する前記所定の軸線周りの前記第２ケーシング部の相対的な角度位置を検知する角度位置検知部と、を備える。
　この構成によれば、２本のパイプを突き合わせて接合する際、計測したパイプの内周面の形状に基づいて、パイプの軸線周りの相対的な角度位置又はパイプの軸線と直交する平面上の位置関係を調整し、突き合わせた２本のパイプの内周面の段差を軽減することができる。その結果、接合品質を向上させることができ、パイプの敷設速度を向上させることができる。
　各前記計測機構が計測した前記パイプの内周面の形状に基づき、各前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出部と、前記パイプ形状算出部が算出した各前記パイプの内周面全体の形状を比較し、前記突き合わされた２本のパイプの内周面の前記軸線の径方向の段差が許容値以下となる前記軸線周りの相対角度位置関係を算出する整合位置算出部とを更に備えていてもよい。
　この構成によれば、突き合わされた２本のパイプの内周面の軸線の径方向の段差が許容値以下となる軸線周りの相対角度位置関係を速やかに取得することができる。
　前記突き合わせた２本のパイプのうち一方を他方に対して前記突き合わせた２本のパイプの軸線周りに回動させるパイプ回動装置を備えていてもよい。
　この構成によれば、突き合わせた２本のパイプの内周面の段差を軽減することができる。その結果、接合不良を防止することができる。
　前記整合位置算出部は、更に前記突き合わされた２本のパイプの内周面の前記軸線の径方向の段差が許容値以下となる前記所定の軸線と直交する平面上の位置関係及び前記所定の軸線方向の位置関係を算出してもよい。
　この構成によれば、突き合わされた２本のパイプの内周面の軸線の径方向の段差が許容値以下となる軸線と直交する平面上の位置関係及び前記所定の軸線方向の位置関係を速やかに取得することができる。
　前記突き合わせた２本のパイプのうち一方を前記突き合わせた２本のパイプの軸線と直交する方向と、前記軸線方向と、に移動させるパイプ位置調整装置を備えていてもよい。
　この構成によれば、自動的に突き合わせた２本のパイプの内周面の段差を軽減することができる。その結果、接合不良を防止することができる。
　本発明は、接合不良を防止することができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１に係るパイプ形状計測システムが適用される敷設船の構成例を示す平面図である。 図１の敷設船のクレーンによって吊り上げられるパイプの構成例を示す側面図である。 図１のパイプ形状計測システムのパイプ保持具の構成例を示す縦断面図である。 図１のパイプ形状計測システムのパイプ保持具の構成例を示す横断面図である。 図１のパイプ形状計測システムの制御系統の構成例を概略的に示すブロック図である。 図１のパイプ形状計測システムの動作例を示す図である。 図１のパイプ形状計測システムの動作例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るパイプ形状計測システムのパイプ保持具の構成例を示す横断面図である。 本発明の実施の形態３に係るパイプ形状計測システムのパイプ保持具の構成例を示す横断面図である。 本発明の実施の形態４に係るパイプ形状整合システムの構成例を示す斜視図である。 図１０のパイプ形状整合システムのインターナルクランプ装置の構成例を示す縦断面図である。 図１０のパイプ形状整合システムの制御系統の構成例を示すブロック図である。 図１０のパイプ形状整合システムの動作例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係るパイプ形状計測システム１００が適用される敷設船２１の構成例を示す平面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る敷設船２１のクレーン２４によって吊り上げられるパイプ２２の構成例を示す側面図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る敷設船２１には、海底にパイプライン２を敷設するための各種設備が搭載されている。この敷設船２１では、敷設船２１を徐々に進行させながら、パイプライン２の端部にパイプ２２を溶接することによってパイプライン２を延伸し、海面付近でパイプライン２を支持・案内するスティンガー２５を通してパイプライン２を進水させる。
　パイプライン２を延長するために当該パイプライン２の端部に接続されるパイプ２２（短パイプ）は、甲板上のパイプストレージ２８に一時保管されている。パイプ２２は、出港時に積み込まれる他、長期の航海においては、パイプ運搬船２０によって運搬されて積み込まれる。図２に示すように、パイプ運搬船２０から敷設船２１へのパイプ２２の移送には、例えば敷設船２１に設けられたクレーン２４が用いられる。クレーン２４のワイヤ２４ａの先端には、一対のパイプ保持具１が設けられている。そして、一対のパイプ保持具１がパイプ運搬船２０に搭載されているパイプ２２の両端部をクランプする。そして、クレーン２４がパイプ２２を吊り上げてパイプ運搬船２０から敷設船２１にパイプ２２を移送する。
　敷設船２１の甲板上にはパイプライン２の延伸方向に並ぶ複数のパイプ送出用ローラ２３が設けられており、これらのパイプ送出用ローラ２３によってパイプライン２の移動経路が規定されている。複数のパイプ送出用ローラ２３でパイプライン２の進水方向９９へ送り出されるパイプライン２は、テンショナー２６によって所定の張力で船体に保持されている。パイプ２２はパイプストレージ２８から船首側へ移送され、次いでトランスファー２７でパイプライン２とパイプ２２の接合に係る作業ステージへ移送される。以下では、パイプライン２が送り出される方向を単に下流側といい、その反対方向を単に上流側ということがある。
　パイプライン２とパイプ２２の接合に係る作業ステージは、パイプライン２の移動経路に沿って、複数設けられている。これら複数の作業ステージは、所定間隔（本実施形態では、およそ１本のパイプの長さに相当する間隔）でパイプライン２の延伸方向に並んでいる。本実施形態においては、上記パイプ２２の接合に係る複数の作業ステージでは、複数回の溶接、検査、防蝕断熱被覆の作業工程が行われ、各作業ステージに作業が割り振られている。各作業ステージでは、並行して作業が行われる。
　複数の作業ステージのうち上流側の作業ステージは、溶接ステージ９（９Ａ～９Ｅ）である。溶接ステージ９Ａには、パイプライン２の上流側端部及びパイプ２２の下流側端部に開先（グルーブ）を加工する加工機（図示せず）が設けられ、開先加工作業が行われる。更に溶接ステージ９Ａには、パイプライン２及びパイプ２２の内周面を整合させる整合装置２９が設けられ、パイプライン２の上流側端部とパイプ２２の下流側端部の段差（目違い量）の調整作業が実施される。そして、整合装置２９によって目違い量の調整作業が実施されたパイプライン２の上流側端部とパイプ２２の下流側端部とを突き合わせて接合するための、第１～２層目の溶接が行われる。これにより、パイプライン２の端部とパイプ２２の端部との間にパイプ接合部が形成される。なお、この溶接作業においては、パイプライン２を回転させることができないため、溶接にはパイプ２２及びパイプライン２の周壁上を移動して溶接作業を行う周溶接機などが利用される。
　また、溶接ステージ９Ｂでは、上記のパイプ接合部の第２～３層目の溶接が行われる。同様に、溶接ステージ９Ｃでは、パイプ接合部の第３～４層目の溶接が行われる。同様に、溶接ステージ９Ｄでは、パイプ接合部の第４～５層目の溶接が行われる。同様に、溶接ステージ９Ｅでは、パイプ接合部の第５～仕上げ層目の溶接が行われる。なお、本実施形態に係る敷設船２１は、５つの溶接ステージ９Ａ～９Ｅを備えているが、溶接ステージ９の数はこれに限定されない。また、各ステージにおける作業のサイクルタイムが均等になるように各ステージの作業内容が変更されてもよい。パイプ２２を複数本（例えば２～４本程度）接合した上で、この接合された複数本のパイプ２２をパイプライン２に接合するという形態でも良い。
　溶接ステージ９Ｅの下流側には検査ステージ１０が設けられている。検査ステージ１０では、非破壊検査装置（超音波方式、Ｘ線方式等）を用いて、パイプ接合部の接合状態の検査が行われる。検査ステージ１０の下流側には溶接直しステージ１１が設けられている。溶接直しステージ１１では、検査ステージ１０で接合不良が見つかった場合に、それを直す作業が行われる。
　図２に示すように、パイプライン２を構成する各パイプ２２は、例えば、鋼管８１である。この鋼管８１の延伸方向（長手方向）の両端部８１ｅを除いた部分は、コーティング８２でその外面が覆われている。コーティング８２は、鋼管８１の保護、断熱、及びパイプライン２を海底に沈降させるための重量調整を目的している。コーティング８２は、例えばコンクリートであるが、これに限定されない。鋼管８１の両端部８１ｅは、溶接のためにコーティング８２が施されていない未被覆部分となっており、パイプ２２の両端部は鋼管８１が露出した状態となっている。そして、溶接直しステージ１１の下流側に設けられた防蝕断熱被覆ステージ１３において、パイプライン２の未被覆部分の外周面に被覆層が形成される。防蝕断熱被覆ステージ１３で未被覆部分に被覆層が形成されたパイプライン２は、スティンガー２５を通して海底へ送り出される。
　［パイプ形状計測システムの構成例］
　図３は、実施の形態１に係るパイプ形状計測システム１００のパイプ保持具１の構成例を示す縦断面図である。図４は、実施の形態１に係るパイプ形状計測システム１００のパイプ保持具１の構成例を示す横断面図である。
　本実施の形態において、パイプ形状計測システム１００は、パイプ保持具１と、制御器８（図５参照）とを備える。
　パイプ保持具１は、一部（後述する挿入部３１）がパイプ２２の端部に挿入され、パイプ２２の端部を保持する。
　パイプ保持具１は、ケーシング３と、クランプ機構４と、計測機構５と、パイプの識別、及びパイプの内径形状計測における周方向の所定の基準角度位置（例えば原点位置）の特定に用いられる印をパイプ外表面に印刷する識別情報印刷機構（図示せず）を含む。
　ケーシング３は、鋼管８１の端部８１ｅの内部空間に挿入される筐体である。ケーシング３は、クランプ機構４及び計測機構５を所定の位置に保持すると共に、クランプ機構４及び計測機構５を保護している。本実施の形態において、ケーシング３は、所定の軸線Ｌ方向に伸延する略円筒状に形成され、鋼管８１の端部８１ｅに挿入された状態において、ケーシング３の軸線Ｌと鋼管８１の軸線とは、略一致するように構成されている。なお、ケーシング３の形状は、略円筒状に限られず、これに代えてフレーム構造であってもよい。
　ケーシング３は、挿入部３１と、外在部３２とを含む。挿入部３１は、パイプ保持具１をパイプ２２に取り付けるときに、鋼管８１の内部に挿入する部分である。また、外在部３２は、パイプ２２に取り付けたときに、鋼管８１の端部８１ｅの外に位置する（露出する）部分である。そして、挿入部３１には、周壁にクランプヘッド挿通孔３３と、計測ロッド挿通孔３４とが形成されている。クランプヘッド挿通孔３３は、後述するクランプヘッド４１が挿通される孔であり、クランプヘッド４１に対応して、挿入部３１の周壁に複数設けられている。計測ロッド挿通孔３４は、後述する計測ロッド５２が挿通される孔であり、計測ロッド５２に対応して、挿入部３１の周壁に複数設けられている。
　外在部３２には吊り具３５が設けられている。吊り具３５は、クレーン２４のワイヤ２４ａの先端部を装着し、クレーン２４によってパイプ２２を吊り上げたときに、パイプ保持具１及びパイプ２２の荷重を支える。吊り具３５は、外在部３２の周壁の上部に取り付けられ、例えば環状に形成されている。
　クランプ機構４は、ケーシング３を鋼管８１の端部８１ｅに固定する機構である。クランプ機構４は、ケーシング３の挿入部に配設され、軸線Ｌ方向に並ぶように２組設けられている。すなわち、ケーシング３の軸線Ｌの延在方向であって、挿入部３１から外在部３２に向かう方向に内側クランプ機構４Ａと外側クランプ機構４Ｂとが設けられている。各クランプ機構４は、軸線Ｌを中心として回転対称となる位置に設けられた複数のクランプユニット４０を含む。すなわち、クランプユニット４０は、軸線Ｌを中心として周方向に等間隔となる位置に設けられた複数のクランプユニット４０を含み、２つのクランプユニット４０を含む形態を例示している。
　クランプユニット４０は、クランプヘッド４１と、クランプヘッド移動機構４２とを含む。クランプヘッド４１は、鋼管８１の内周面Ｓに当接する当接面を有する。そして、クランプヘッド４１は、退避位置Ｐ１（図６参照）と進出位置Ｐ２（図６参照）との間で移動可能に構成されている。退避位置Ｐ１は、例えば、ケーシング３のクランプヘッド挿通孔３３の内部に規定される。進出位置Ｐ２は、退避位置Ｐ１よりもケーシング３の軸線Ｌを中心とする径方向外側のケーシング３の外部に規定される。また、進出位置Ｐ２から軸線Ｌまでの距離は、鋼管８１の内周面Ｓの半径よりも大きくなるように規定される。
　クランプヘッド移動機構４２は、ケーシング３に設けられており、クランプヘッド４１を退避位置Ｐ１と進出位置Ｐ２との間で移動させるアクチュエータである。また、クランプヘッド移動機構４２は、クランプヘッド４１を退避位置Ｐ１と進出位置Ｐ２との間の任意の位置で、クランプヘッド４１を固定することができるように構成されている。クランプヘッド移動機構４２は、例えば周知の油圧機構、モータ等を適用することができる。このように、クランプヘッド移動機構４２は、鋼管８１の端部８１ｅの内部空間において、クランプヘッド４１を退避位置Ｐ１から進出位置Ｐ２に移動させてクランプヘッド４１を鋼管８１の内周面Ｓに押し当てて、クランプすることができる。これによって、ケーシング３の軸線Ｌと鋼管８１の軸線とが略一致するように、パイプ保持具１が鋼管８１に固定される。
　そして、上述の通り、クランプ機構４は、軸線Ｌ方向に並ぶように２組設けられているので、２組のクランプ機構４によってパイプ保持具１を鋼管８１に固定することにより、クレーン２４によってパイプ２２を吊り上げたときに、鋼管８１の軸線に対してケーシング３の軸線Ｌが傾動することを防止することができ、その結果、吊り上げ作業時にパイプ２２を安定させることができる。
　計測機構５は、鋼管８１の内周面Ｓの形状を計測する機構である。本実施の形態において、計測機構５は、ケーシング３の挿入部に配設され、内側クランプ機構４Ａと外側クランプ機構４Ｂとの間に設けられている。計測機構５は、ケーシング３の軸線Ｌの軸線に対して放射状に配設された複数の計測ユニット５１を含む。複数の計測機構５は、例えば、互いに軸線Ｌを中心とする回転対称位置に配設されている。
　計測ユニット５１は、ケーシング３の挿入部３１が鋼管８１の端部８１ｅの内部空間に挿入された状態において、所定の基準位置から鋼管８１の内周面Ｓの距離を計測する。本実施の形態において、計測ユニット５１は、ケーシング３の軸線Ｌから軸線Ｌの径方向における鋼管８１の内周面Ｓの距離を計測する。
　本実施の形態において、計測ユニット５１は、計測ロッド５２と、ロッド変形検知部５３と、ロッド移動機構５４（図５参照）と、ロッド移動距離計測部５５とを含む。
　計測ロッド５２は、全体として、ケーシング３の軸線Ｌの径方向に伸延する棒状体であり、ばね材等の弾性体で構成されている。計測ロッド５２は、ケーシング３の軸線Ｌの径方向外側の端部に形成された当接部５２ａと、当接部５２ａよりも内側（ケーシング３の軸線Ｌの径方向内側）に形成された弾性変形部５２ｂとを含む。当接部５２ａは、鋼管８１の内周面Ｓに当接する部位であり、尖った形状に形成されている。これにより、鋼管８１の内周面Ｓの形状を精度良く計測することができる。
　そして、計測ロッド５２は、退避位置Ｐ３（図６参照）と進出位置Ｐ４（図６参照）との間で移動可能に構成されている。退避位置Ｐ３は、例えば、当接部５２ａがケーシング３の計測ロッド挿通孔３４の内部に位置する位置に規定される。これにより、ケーシング３により計測ロッド５２を保護することができ、パイプ保持具１のパイプ２２への脱着の際に計測ロッド５２が損傷することを防止することができる。進出位置Ｐ４は、退避位置よりもケーシング３の軸線Ｌを中心とする径方向外側であり、当接部５２ａがケーシング３の外側に位置する位置に規定される。また、進出位置Ｐ４に位置する計測ロッド５２の当接部５２ａからケーシング３の軸線Ｌまでの距離は、鋼管８１の内周面Ｓの半径よりも大きくなるように規定される。
　弾性変形部５２ｂは、退避位置Ｐ３から進出位置Ｐ４に計測ロッド５２が移動し、当接部５２ａが鋼管８１の内周面Ｓに当接することによって、弾性変形する部位である。弾性変形部５２ｂは、計測ロッド５２の中間部において、ケーシング３の軸線Ｌの径方向に膨らむＵ字状に形成されている。なお、ケーシング３の計測ロッド挿通孔３４は、弾性変形部５２ｂが挿通可能となるよう、スロット状に形成されている。
　ロッド変形検知部５３は、弾性変形部５２ｂの変形を検知する。本実施の形態において、ロッド変形検知部５３は、歪ゲージである。ロッド変形検知部５３で検出された弾性変形部５２ｂの変形に係る信号は、パイプ形状算出部７に対して出力される。
　ロッド移動機構５４は、計測ロッド５２を退避位置Ｐ３と進出位置Ｐ４との間で移動させる。ロッド移動機構５４は、例えば油圧装置であり、油圧発生装置（図示せず）と、油圧駆動装置５８とを含む。油圧発生装置は、ケーシング３の外部に設けられている油圧ポンプである。油圧駆動装置５８は、ケーシング３に取り付けられている油圧シリンダであり、ピストンには計測ロッド５２が取り付けられている。そして、ピストンを動作させることにより、計測ロッド５２が退避位置Ｐ３と進出位置Ｐ４との間で移動するように構成されている。
　油圧発生装置から各計測ユニット５１の油圧駆動装置５８への油圧の伝達は、油圧発生装置側油圧本管５６と油圧駆動装置側油圧本管５７を介して行われる。油圧発生装置側油圧本管５６は、油圧発生装置から延びる油圧パイプであり、先端部にコネクタ５６ａが設けられている。油圧駆動装置側油圧本管５７は、ケーシング３に設けられている油圧パイプであり、基端部が、ケーシング３の外在部３２の外側に位置している。油圧駆動装置側油圧本管５７の基端部には、油圧発生装置側油圧本管５６のコネクタ５６ａと接続及び切り離しが可能であり、接続することによって油圧発生装置側油圧本管５６の管路と油圧駆動装置側油圧本管５７の管路を連通させるコネクタ５７ａが設けられている。そして、油圧駆動装置側油圧本管５７の先端部は、各計測ユニット５１の油圧駆動装置５８に接続され、各計測ユニット５１の油圧駆動装置５８に油圧を供給する。
　このように、油圧発生装置で発生させた油圧が各計測ユニット５１の油圧駆動装置５８に供給されるので、複数の計測ユニット５１の計測ロッド５２を同時に移動させることができる。そして、複数の計測ユニット５１の計測ロッド５２のうち、一部の計測ロッド５２の当接部５２ａが鋼管８１の内周面Ｓに当接し、その移動が規制されたときであっても、他の計測ロッド５２は移動可能に構成されている。したがって、全ての計測ユニット５１の計測ロッド５２の当接部５２ａを鋼管８１の内周面Ｓに当接させることができる。また、各計測ユニット５１のそれぞれに駆動力を発生させる原動機を設ける必要がなく、計測ロッド５２を動作させる機構をコンパクトにすることができる。これによって、ケーシング３により多くの計測ユニット５１を設けることを可能にし、計測精度を向上させることができる。さらに、油圧発生装置側油圧本管５６と油圧駆動装置側油圧本管５７はコネクタ５６ａ及びコネクタ５７ａを介して接続されているので、鋼管８１を吊り上げるときに、油圧発生装置側油圧本管５６と油圧駆動装置側油圧本管５７とを切り離すことができる。これによって、クレーン２４によるパイプ２２の搬送経路全体にまたがって油圧パイプを這わせる必要が無くなり、油圧装置をコンパクトに構成することができる。
　ロッド移動距離計測部５５は、計測ロッド５２の移動距離を計測する。また、ロッド移動距離計測部５５は、計測した計測ロッド５２の移動距離に係る信号を出力する。出力した信号は、パイプ形状算出部７に入力される。
　本実施の形態において、ロッド移動距離計測部５５は、ポテンショメータである。すなわち、ロッド移動距離計測部５５は、計測ロッド５２のうち、弾性変形部５２ｂよりも軸線Ｌの径方向内側の部分であって、軸線Ｌの径方向に延在する部分に当接し、計測ロッド５２が退避位置Ｐ３と進出位置Ｐ４との間を移動することにより従動して回動する回転体と、当該回転体の角度位置を検出する検出機構と、回転体の回転角度に基づいて計測ロッド５２の移動距離を算出する移動距離算出部とを備える。なお、計測ロッド５２の移動距離は、回転体の角度位置に基づいてパイプ形状算出部７において算出されてもよい。　
　識別情報印刷機構は、パイプの識別に用いられる印、及びパイプの内径形状計測における周方向の所定の基準角度位置の識別に用いられる印をパイプ外表面に印刷する。識別情報印刷機構は、例えば、個々のパイプに付与した識別コードを２次元コード（以下２Ｄコードという）化し、当該２Ｄコードをパイプの外表面に印刷する。これによって、２Ｄコードを読取機で読み取ることによって、個々のパイプを識別し、特定することができる。なお、パイプの両端それぞれに対して内径形状を計測しているため、この２Ｄコードはパイプの両端にそれぞれ印刷される。また、識別コードには、パイプの両端部のうち何れかの側の端部かを識別するための情報が含まれていてもよい。
　更に、パイプの内径形状計測における周方向の所定の基準角度位置を特定するため、２Ｄコードは、パイプの端部の所定の基準角度位置に相当する位置に印刷されてもよい。また、これに代えて、基準角度位置を示す印を２Ｄコードとは別に印刷してもよい。これによって、パイプの内径形状計測における周方向の所定の基準角度位置（例えば原点位置）を特定することができる。
　図５は、パイプ形状計測システム１００の制御系統の構成例を概略的に示すブロック図である。
　図５に示すように、制御器８は、例えば、ＣＰＵ等の演算器を有する制御部６１と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを有する記憶部６２とを備えている。制御器８は、集中制御する単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御器で構成されてもよい。
　制御部６１は、パイプ形状算出部７を含む。パイプ形状算出部７は、鋼管８１の内周面Ｓ全体の形状を算出する。パイプ形状算出部７は、記憶部６２に格納された所定の制御プログラムを制御部６１が実行することにより実現される機能ブロックである。パイプ形状算出部７は、鋼管８１の内周面Ｓ全体の形状を算出する。
　また、制御部６１は、有線又は無線により一対のパイプ保持具１のそれぞれの各計測ユニット５１のロッド変形検知部５３及びロッド移動距離計測部５５と接続され、制御部６１には、ロッド変形検知部５３及びロッド移動距離計測部５５から出力された信号が入力される。そして、入力されたロッド変形検知部５３及びロッド移動距離計測部５５の信号は互いに関連付けられて記憶部６２に格納される。更に、制御部６１は、クランプ機構４のクランプヘッド移動機構４２及び計測機構５のロッド移動機構５４を制御し、動作させる。
　［動作例］
　次に、パイプ形状計測システム１００の動作例を説明する。
　図６及び図７は、パイプ形状計測システム１００の動作例を示す図である。
　まず、制御部６１は、クレーン２４のワイヤ２４ａの先端に設けられている一対のパイプ保持具１のそれぞれの各クランプ機構４のクランプヘッド４１を退避位置Ｐ１に位置させ、各計測機構５の計測ロッド５２を退避位置Ｐ３に位置させる。
　次に、作業者によってコネクタ５６ａとコネクタ５７ａとが接続され、図６に示すように、パイプ運搬船２０に搭載されたパイプ２２の両端部８１ｅに一対のパイプ保持具１のケーシング３を計測ユニット５１の計測ロッド５２の当接部５２ａが鋼管８１の端部８１ｅに位置するように浅く挿入されると、制御部６１は、各パイプ保持具１の内側クランプ機構４Ａによって、対応する端部８１ｅをクランプする。これによって、鋼管８１がパイプ保持具１に固定される。
　次に、制御部６１は、一対のパイプ保持具１のそれぞれの各計測ロッド５２を退避位置Ｐ３から進出位置Ｐ４に移動させる。これによって、各ロッド移動距離計測部５５が対応する計測ロッド５２の移動距離を計測し、対応する計測ロッド５２の移動距離に係る信号を各ロッド移動距離計測部５５が出力する。そして、各計測ロッド５２の当接部５２ａが鋼管８１の内周面Ｓに当接し、計測ロッド５２が変形すると、対応するロッド変形検知部５３が弾性変形部５２ｂの変形を検知し、弾性変形部５２ｂの変形に係る信号をロッド変形検知部５３が出力する。制御部６１に入力された各計測ロッドの移動距離と弾性変形部５２ｂの変形に係る情報は、互いに関連付けられて記憶部６２に格納される。
　次に、パイプ形状算出部７は、一対のパイプ保持具１のそれぞれの各計測ユニット５１について、ロッド変形検知部５３が弾性変形部５２ｂの変形を検知した時点における計測ロッド５２の移動距離を特定する。そして、特定した計測ロッド５２の移動距離に基づいて、弾性変形部５２ｂの変形を検知した時点における計測ロッド５２の当接部５２ａの位置を算出する。そして、算出した各当接部５２ａの位置に基づき、鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状を算出する。鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状の算出は、例えば、算出した各当接部５２ａの位置（すなわち、当接部５２ａと当接する内周面Ｓの位置）を軸線Ｌを中心とする径方向に滑らかに結ぶ曲線を算出することにより行う。これによって、パイプ形状算出部７が互いに隣接する２つの計測点の間を補間して、パイプ２２の内周面Ｓ全体の形状を取得している。このようにして、パイプ２２の内周面Ｓの形状を精確に計測することができ、パイプ２２の内周面Ｓ全体の形状を取得することができる。また、パイプ２２の内周面Ｓの形状を速やかに取得することができ、時間的及び金銭的コストを低減することができる。
　そして、作業者（又はプリンター）によって、算出した鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状に係る情報が対応する鋼管８１の端部８１ｅに表示される。本実施の形態において、算出した鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状に係る情報の表示は、算出した鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状に係る情報を２Ｄコードに変換し、この２Ｄコードを形状を計測した端部８１ｅの近傍の外周面に印刷することにより行う。これによって、パイプライン２とパイプ２２との接合に係る作業ステージにおいて２Ｄコードを読み込むことにより、鋼管８１の端部８１ｅの形状を取得することができる。
　次に、図７に示すように、制御部６１は、各パイプ保持具１のクランプ機構４のクランプヘッド４１及び計測機構５の計測ロッド５２を再び退避位置Ｐ３に位置させる。そして、作業者によって各パイプ保持具１のケーシング３の挿入部３１全体が鋼管８１の内部空間に位置するようにパイプ保持具１が深く挿入されると、制御部６１は、一対のパイプ保持具１のそれぞれの内側クランプ機構４Ａ及び外側クランプ機構４Ｂによって、パイプ２２の対応する端部８１ｅをクランプする。これによって、鋼管８１に対して一対のパイプ保持具１が固定される。そして、作業者が各パイプ保持具１の吊り具３５にクレーン２４のワイヤ２４ａの先端部を取り付け、クレーン２４によってパイプ２２を吊り上げて、パイプ２２をパイプ運搬船２０からパイプストレージ２８に移送する。
　＜実施の形態１の変形例１＞
　上記実施の形態１においては、算出した鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状に係る情報を対応する鋼管８１の端部８１ｅに表示したがこれに限られるものではなく、以下の通りに取り扱ってもよい。
　すなわち、パイプ２２の両端部８１ｅにそれぞれ識別情報を付与し、付与した識別情報をパイプ２２の両端部８１ｅにそれぞれ表示する。そして、計測によって取得した鋼管８１の端部８１ｅの形状と当該端部に表された識別情報とを関連付け、この関連付けた情報を別途設けたサーバに格納する。そして、作業ステージにおいて、鋼管８１の端部８１ｅに表示された識別情報を読み込み、この識別情報に対応する鋼管８１の端部８１ｅの端部の形状をサーバから取得してもよい。
　また、上記実施の形態においては、計測機構５は、内側クランプ機構４Ａと外側クランプ機構４Ｂとの間に設けたがこれに限られるものではない。これに代えて、ケーシング３の挿入部３１の外側クランプ機構４Ｂの外側に設けてもよい。そして、ケーシング３の挿入部３１全体が鋼管８１の内部空間に挿入されるようにパイプ保持具１を深く挿入し、内側クランプ機構４Ａ及び外側クランプ機構４Ｂによって、鋼管８１の端部８１ｅをクランプした後、計測機構５によって鋼管８１の端部８１ｅの端部の形状を取得してもよい。
　更に、上記実施の形態においては、内側クランプ機構４Ａ及び外側クランプ機構４Ｂを設けたが、単一のクランプ機構４を設けてもよい。
　また、上記実施の形態においては、算出した鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状に係る情報を対応する鋼管８１の端部８１ｅに表示したが、計測機構５が計測した鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓの形状に係る情報を対応する鋼管８１の端部８１ｅに表示してもよい。
　更に、上記実施の形態においては、計測機構５が散点的に内周面Ｓの形状を計測し、パイプ形状算出部７が互いに隣接する２つの計測点の間を補間して、内周面Ｓの全体形状を取得しているが、これに限られるものではなく、計測機構５が内周面Ｓ全体の形状を直接取得してもよい。
　また、上記実施の形態においては、パイプ形状算出部７は、記憶部６２に格納された所定の制御プログラムを制御部６１が実行することにより実現される機能ブロックであるが、パイプ形状算出器としてもよい。
　＜実施の形態１の変形例２＞
　上記実施の形態１においては、パイプ形状算出部７が各計測ユニット５１について、ロッド変形検知部５３が弾性変形部５２ｂの変形を検知した時点における計測ロッド５２の移動距離を特定し、弾性変形部５２ｂの変形を検知した時点における計測ロッド５２の当接部５２ａの位置を算出し、鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状を算出するよう構成されているが、これに代えて、以下の通り、パイプ形状をロッド変形検知部５３で検出された弾性変形部５２ｂの変形量に基づいて鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状を算出してもよい。
　すなわち、各計測ユニット５１の全ての計測ロッド５２の当接部５２ａが鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓに当接するように、各計測ユニット５１の各計測ロッド５２を等距離送り出し、ロッド変形検知部５３が検知した弾性変形部５２ｂの変形量の差に基づいて鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状を算出してもよい。
　（実施の形態２）
　以下では実施の形態２の構成、動作について、実施の形態１との相違点を中心に述べる。
　図８は、実施の形態２に係るパイプ形状計測システム２００のパイプ保持具２０１の構成例を示す横断面図である。
　上記実施の形態１において、計測機構５の計測ユニット５１は、計測ロッド５２と、ロッド変形検知部５３と、ロッド移動機構５４と、ロッド移動距離計測部５５とを含む。これに対し、本実施の形態では、計測機構５の計測ユニット２５１は、計測ロッド２５２と、駆動力制限機構２５３と、ロッド移動機構２５４と、ロッド移動距離計測部５５とを含む。
　計測ロッド２５２は、軸線Ｌの径方向に伸延する棒状体であり、鋼材等の剛性を有する材質で構成されている。計測ロッド２５２は、ケーシング３の軸線Ｌの径方向外側の端部に形成された当接部２５２ａを含む。計測ロッド２５２のその他の構成については、上記実施の形態１の計測ロッド５２の構成と同様であるので、その説明を省略する。
　ロッド移動機構２５４は、計測ロッド２５２を退避位置Ｐ３と進出位置Ｐ４との間で移動させる機構である。本実施の形態において、ロッド移動機構２５４は、回転する駆動軸を有する駆動部２５５と、駆動部２５５の駆動軸の回転力を直線動作に変換し、計測ロッド２５２を動作させる回転力直線動作変換機構２５６とを有し、回転力直線動作変換機構２５６は、駆動部２５５と計測ロッド２５２との間に介在する。回転力直線動作変換機構２５６は、例えばラックアンドピニオン機構であり、駆動部２５５の駆動力によって回転するピニオンギヤの回転によって、ピニオンギヤと歯合するラックが形成された計測ロッド２５２が退避位置Ｐ３と進出位置Ｐ４との間で移動するように構成されている。
　駆動力制限機構２５３は、計測ロッド２５２を退避位置Ｐ３から進出位置Ｐ４に向かって移動させる駆動力が所定の値を超えたときにロッド移動機構２５４から計測ロッド２５２へ伝達される駆動力のうち所定の上限値を越える駆動力の伝達を制限する機構である。本実施の形態において、駆動力制限機構２５３は、駆動部２５５の駆動軸と回転力直線動作変換機構２５６との間に介在し、ピニオンギヤが所定のトルク以上のトルクを受けたときに駆動部２５５の駆動力の回転力直線動作変換機構２５６への伝達を制限するトルクリミッタである。このトルクリミッタは、周知のトルクリミッタを適用することができ、その詳細な説明を省略する。そして、ロッド移動機構２５４の駆動力によって計測ロッド２５２が退避位置Ｐ３から進出位置Ｐ４に向かって移動し、計測ロッド２５２の当接部５２ａが鋼管８１の内周面Ｓに当接すると、計測ロッド２５２の移動が規制されて駆動部２５５の駆動軸の回転が規制され、その結果、ピニオンギヤが受けるトルクが上昇する。そして、ピニオンギヤが受けるトルクが所定の基準値を超えると、駆動力制限機構２５３が所定の上限値を超えるトルクがピニオンギヤにかからないように駆動力の伝達を制限する。その結果、駆動力が一定に保たれる。所定の基準値は、例えば所定の上限値と同一に設定されているが、所定の上限値を超える値に設定されていてもよい。また、所定の上限値を０とし、ロッド移動機構２５４から計測ロッド２５２へ伝達される駆動力の全てが遮断されてもよい。これによって、計測ロッド２５２に過負荷がかかり、計測ロッド２５２が塑性変形することを防ぐことができる。
　［動作例］
　次に、本実施の形態におけるパイプ形状計測システム２００の動作例を説明する。
　上記実施の形態１と同様に鋼管８１に対してパイプ保持具２０１が固定されると、次に、制御部は、計測ロッド５２を退避位置Ｐ３から進出位置Ｐ４に移動させる。これによって、各ロッド移動距離計測部５５が計測ロッド２５２の移動距離を計測し、計測した計測ロッド２５２の移動距離に係る信号を出力する。そして、各計測ロッド２５２の当接部５２ａが鋼管８１の内周面Ｓに当接すると、計測ロッド２５２の移動が規制され、駆動部２５４ｂの駆動力によって回転力直線動作変換機構２５６のピニオンギヤに所定のトルク以上のトルクが掛かる。その結果、駆動力制限機構２５３は、駆動部２５５から計測ロッド２５２への駆動力の伝達を制限する。
　次に、パイプ形状算出部７は、各計測ユニット２５１について、計測ロッド２５２の移動距離が一定の値又は一定の数値範囲に収束した時点、すなわち計測ロッド２５２の移動距離が変化しなくなった時点における計測ロッド２５２の移動距離を特定する。そして、パイプ形状算出部７は、各計測ユニット２５１について、特定した計測ロッド２５２の移動距離に基づいて、計測ロッド５２の当接部５２ａの位置を算出する。そして、パイプ形状算出部７は、算出した各当接部５２ａの位置に基づき、鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状を算出する。
　＜実施の形態２の変形例＞
　上記実施の形態２においては、クランプ機構４と計測機構５とを個別に設け、クランプ機構４のクランプヘッド４１を進出位置Ｐ２に位置させることによって、鋼管８１の端部８１ｅをクランプするが、これに限られるものではない。これに代えて、クランプ機構４と計測機構５とを一体的に構成し、計測ロッド２５２を進出位置Ｐ４に位置させることによって、鋼管８１の端部８１ｅをクランプしてもよい。これによって、速やかにパイプ保持具１を鋼管８１に固定することができる。
　（実施の形態３）
　以下では実施の形態３の構成、動作について、実施の形態１との相違点を中心に述べる。
　図９は、実施の形態３に係るパイプ形状計測システム３００のパイプ保持具３０１の構成例を示す横断面図である。
　上記実施の形態１において、計測機構５の計測ユニット５１は、計測ロッド５２と、ロッド変形検知部５３と、ロッド移動機構５４と、ロッド移動距離計測部５５とを含む。これに対し、本実施の形態では、計測機構５の計測ユニット３５１は、非接触式距離センサ３５５を含む。
　非接触式距離センサ３５５は、ケーシング３の外周面に取り付けられ、軸線Ｌの径方向外側に位置する対象物までの距離を計測するセンサである。本実施の形態において、非接触式距離センサ３５５は、例えば超音波式距離センサである。
　［動作例］
　次に、本実施の形態におけるパイプ形状計測システム３００の動作例を説明する。
　上記実施の形態１と同様に鋼管８１に対してパイプ保持具３０１が固定されると、次に、制御部は、非接触式距離センサ３５５によって、鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓまでの距離を計測する。
　次に、パイプ形状算出部７は、各計測ユニット２５１について、計測した鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓまでの距離に基づき、鋼管８１の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状を算出する。
　以上に説明したように、本発明のパイプ形状計測システム１００は、パイプ２２の端部をクランプするときにパイプ２２の内周面Ｓの形状を計測することができる。これによって、パイプ２２をクレーン２４で吊り上げるため、パイプ２２にパイプ保持具１を取り付けたときに、パイプ２２の内周面Ｓの形状の計測をあわせて実施することができ、パイプ２２の内周面Ｓの形状の計測に係る時間的及び金銭的なコストを低減することができる。これによって、パイプ２２をパイプライン２と突き合わせて接合する際、計測したパイプ２２の内周面Ｓの形状に基づいて、パイプ２２の軸線周りの相対的な角度位置又はパイプの軸線と直交する平面上の位置関係及びパイプ２２の軸線方向の位置関係を調整し、突き合わせたパイプ２２とパイプライン２との内周面Ｓの段差を軽減する手順を海底パイプラインの敷設工法に容易に組み込むことができる。その結果、接合品質を向上させることができ、パイプライン２の敷設速度を向上させることができる。
　（実施の形態４）
　以下では実施の形態４の構成、動作について、実施の形態１との相違点を中心に述べる。
　図１０は、実施の形態４に係るパイプ形状整合システム４００の構成例を示す斜視図である。
　パイプ形状整合システム４００は、パイプライン２の上流側端部８１ｆとパイプ２２の下流側端部８１ｇの段差（目違い量）を調整し、パイプライン２とパイプ２２の形状を整合させる作業を実施する装置である。
　パイプ形状整合システム４００は、インターナルクランプ装置４０１と、可動ガイドローラ装置４０８と、パイプ回動装置４０９と、制御器４２０（図１２参照）とを備える。
　インターナルクランプ装置４０１は、パイプライン２の上流側端部とパイプ２２の下流側端部とを突き合わせた状態において、パイプ２２及びパイプライン２の内部空間の境界部分に挿入され、パイプライン２の上流側端部８１ｆ及びパイプ２２の下流側端部８１ｇを保持する。
　図１１は、インターナルクランプ装置４０１の構成例を示す縦断面図である。
　図１１に示すように、インターナルクランプ装置４０１は、ケーシング４０３と、パイプライン側クランプ機構４０４Ａと、パイプ側クランプ機構４０４Ｂと、パイプライン側計測機構４０５Ａと、パイプ側計測機構４０５Ｂと、角度位置検知部４０６と、自走機構４０２と、を含む。
　ケーシング４０３は、パイプライン２の上流側端部８１ｆとパイプ２２の下流側端部８１ｇとを突き合わせた状態において、パイプ２２及びパイプライン２の内部空間の境界部分に挿入される筐体である。ケーシング４０３は、クランプ機構４０４、パイプライン側計測機構４０５Ａ及びパイプ側計測機構４０５Ｂを本発明の実施において適切な位置関係に配置すると共に、クランプ機構４０４、パイプライン側計測機構４０５Ａ、及びパイプ側計測機構４０５Ｂを保護している。本実施の形態において、ケーシング４０３は、所定の軸線Ｌ方向に伸延する略円筒状に形成され、突き合わせたパイプライン２及びパイプ２２の内部空間に挿入された状態において、ケーシング３の軸線Ｌと突き合わせたパイプライン２及びパイプ２２の軸線とは、略一致するように構成されている。なお、ケーシング３の形状は、略円筒状に限られず、これに代えてフレーム構造であってもよい。
　ケーシング４０３は、パイプライン側ケーシング（第１ケーシング部）４０３Ａと、軸線Ｌ方向に隣接するパイプ側ケーシング（第２ケーシング部）４０３Ｂとを含む。パイプ側ケーシング４０３Ｂは、パイプライン側ケーシング４０３Ａに対して軸線Ｌ周りに相対的に回動可能に構成されている。パイプライン側ケーシング４０３Ａ及びパイプ側ケーシング４０３Ｂは、上記実施の形態１のケーシング３と同様に、それぞれクランプヘッド挿通孔３３及び計測ロッド挿通孔３４が設けられている。
　パイプライン側クランプ機構４０４Ａは、パイプライン側ケーシング４０３Ａをパイプライン２の上流側端部８１ｆに固定する機構であり、パイプライン側ケーシング４０３Ａに設けられている。パイプ側クランプ機構４０４Ｂは、パイプ側ケーシング４０３Ｂをパイプ２２の下流側端部８１ｇに固定する機構であり、パイプ側ケーシング４０３Ｂに設けられている。その他のパイプライン側クランプ機構４０４Ａ及びパイプ側クランプ機構４０４Ｂの構成は、上記実施の形態１のクランプ機構４と同様であるので、その説明を省略する。
　パイプライン側計測機構４０５Ａは、パイプライン２の上流側端部８１ｆの内周面Ｓの形状を計測する機構であり、パイプライン側ケーシング４０３Ａに設けられている。パイプ側計測機構４０５Ｂは、パイプ２２の下流側端部８１ｇの内周面Ｓの形状を計測する機構であり、パイプ側ケーシング４０３Ｂに設けられている。パイプライン側計測機構４０５Ａ及びパイプ側計測機構４０５Ｂの構成は、上記実施の形態１の計測機構５と同様であるので、その説明を省略する。なお、パイプライン側計測機構４０５Ａ及びパイプ側計測機構４０５Ｂの構成を、上記実施の形態２又は上記実施の形態３と同様に構成してもよい。
　角度位置検知部４０６（図１２参照）は、パイプライン側ケーシング４０３Ａに対する軸線Ｌ周りのパイプ側ケーシング４０３Ｂの相対的な角度位置を検知する。角度位置検知部４０６は、例えばエンコーダであり、ケーシング４０３の内部に設けられている。
　自走機構４０２は、インターナルクランプ装置４０１を鋼管８１の軸線方向に移動させる機構である。これによって、パイプ２２の上流側端部からの内部空間に挿入されたインターナルクランプ装置４０１は、パイプ２２及びパイプライン２の内部空間の境界部分まで自走して移動することができるように構成されている。
　可動ガイドローラ装置（パイプ位置調整装置）４０８は、パイプ２２をパイプ２２の軸線方向に案内すると共に、パイプ２２をパイプ２２の軸線と直交する方向に移動させる機構である。可動ガイドローラ装置４０８は、上下可動ガイドローラ４８１と、左右可動ガイドローラ４８２とを含む。
　上下可動ガイドローラ４８１は、パイプ２２をパイプ２２の軸線方向に案内すると共に、パイプ２２を上下方向に移動させる機構である。上下可動ガイドローラ４８１は、第１ローラ４８３と、アクチュエータ４８４とを含む。第１ローラ４８３は、水平方向に延在する軸線周りに回動するローラであり、載置されたパイプ２２をパイプ２２の軸線方向に案内する。アクチュエータ４８４は、第１ローラ４８３の軸に取り付けられ、第１ローラ４８３の軸を上下方向に移動させる。これによって、第１ローラ４８３に載置されたパイプ２２を上下方向に移動させる。
　左右可動ガイドローラ４８２は、パイプ２２をパイプ２２の軸線方向に案内すると共に、パイプ２２を左右方向に移動させる機構である。左右可動ガイドローラ４８２は、左右一対の第２ローラ４８５と、左右一対のアクチュエータ４８６とを含む。左右一対の第２ローラ４８５は、それぞれ垂直方向に延在する軸線周りに回動するローラであり、パイプ２２を挟持するように配設されている。そして、左右一対の第２ローラ４８５は、挟持しているパイプ２２をパイプ２２の軸線方向に案内する。左右一対のアクチュエータ４８６は、それぞれ左右一対の第２ローラ４８５の対応する側の軸に取り付けられ、第２ローラ４８５の軸を左右方向に移動させる。これによって、一対の第２ローラ４８５に挟持されたパイプ２２を左右方向に移動させる。
　このように、可動ガイドローラ装置４０８は、パイプ２２をパイプ２２の軸線と直交する方向に移動させ、パイプライン２の上流側端部８１ｆに対するパイプ２２の下流側端部８１ｇの位置合わせを行うことができる。
　パイプ回動装置４０９は、パイプ２２を軸線Ｌ周りに回動させる装置である。本実施の形態において、パイプ回動装置４０９は、第３ローラ４８７と、ローラ回動装置４８８とを含む。第３ローラ４８７は、パイプ２２の軸線と平行に延在する軸線周りに回動するローラであり、パイプ２２の下面に当接する位置に配置されている。ローラ回動装置４８８は、第３ローラ４８７を回動させる装置である。これによって、ローラ回動装置４８８が第３ローラ４８７を回動させると、パイプ２２がパイプ２２の軸線周りに回動する。
　図１２は、パイプ形状整合システム４００の制御系統の構成例を示すブロック図である。
　図１２に示すように、制御器４２０は、例えば、ＣＰＵ等の演算器を有する制御部４６１と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを有する記憶部４６２とを備えている。制御器は、集中制御する単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御器で構成されてもよい。
　制御部４６１は、パイプ形状算出部７と、整合位置算出部４２１とを備える。整合位置算出部４２１は、記憶部４６２に格納された所定の制御プログラムを制御部４６１が実行することにより実現される機能ブロックである。整合位置算出部４２１は、パイプ形状算出部７が算出したパイプライン２の上流側端部８１ｆの内周面Ｓ全体の形状と、パイプ形状算出部７が算出したパイプライン２の下流側端部８１ｇの内周面Ｓ全体の形状とを比較し、パイプライン２の上流側端部８１ｆとパイプライン２の下流側端部８１ｇとの内周面Ｓの軸線Ｌの径方向の段差（目違い量）が許容値以下となる相対角度位置関係を算出し、パイプライン２に対するパイプ２２の目標突合せ角度位置を算出する。更に、整合位置算出部４２１は、パイプライン２及びパイプ２２の内周面Ｓの形状を比較し、パイプライン２の上流側端部８１ｆとパイプライン２の下流側端部８１ｇとの内周面Ｓの軸線Ｌの径方向の段差（目違い量）が許容値以下となるすなわちパイプライン２の軸線又はケーシング３の軸線と直交する平面におけるパイプ２２の相対的な位置関係及びパイプライン２の軸線又はケーシング３の軸線方向の位置関係を算出し、パイプライン２に対するパイプ２２の目標突合せ位置を算出する。
　また、制御部４６１は、パイプライン側クランプ機構４０４Ａ及びパイプ側クランプ機構４０４Ｂのクランプヘッド移動機構４２、パイプライン側計測機構４０５Ａ及びパイプ側計測機構４０５Ｂのロッド移動機構５４、上下可動ガイドローラ４８１のアクチュエータ４８４、左右可動ガイドローラ４８２のアクチュエータ４８６、パイプ回動装置４０９、及び自走機構４０２を制御し、動作させる。
　更に、制御部４６１は、有線又は無線により、パイプライン側計測機構４０５Ａ及びパイプ側計測機構４０５Ｂのそれぞれの各計測ユニットのロッド変形検知部５３、ロッド移動距離計測部５５、及び角度位置検知部４０６と接続され、制御部４６１には、パイプライン側計測機構４０５Ａ及びパイプ側計測機構４０５Ｂのそれぞれの各計測ユニットのロッド変形検知部５３、ロッド移動距離計測部５５、及び角度位置検知部４０６から出力された信号が入力される。入力されたロッド変形検知部５３及びロッド移動距離計測部５５の信号は互いに関連付けられて記憶部４６２に格納される。
　なお、インターナルクランプ装置４０１と制御器４２０との間の信号の伝達、インターナルクランプ装置４０１に対する電力の供給、及び／又はインターナルクランプ装置４０１に対する油圧の供給は、インターナルクランプ装置４０１からパイプ２２側に延びるケーブル４１０（又はパイプ）を介して行われるように構成されている。ケーブル４１０は、パイプライン側ケーシング４０３Ａに対してパイプ側ケーシング４０３Ｂが回転することにより捩じ切れることのない柔軟な材質で構成されている。
　［動作例１］
　図１３は、パイプ形状整合システム４００の動作例を示す図である。
　次に、パイプライン側計測機構４０５Ａ及びパイプ側計測機構４０５Ｂによって、パイプライン２の上流側端部８１ｆの内周面Ｓの形状、及びパイプ２２の下流側端部８１ｇの内周面Ｓの形状を計測した上で、パイプライン２の上流側端部８１ｆとパイプ２２の下流側端部８１ｇの段差（目違い量）の調整作業を実施する場合におけるパイプ形状整合システム４００の動作例を説明する。
　図１３は、パイプ形状整合システム４００の動作例を示す図である。
　まず、パイプライン側計測機構４０５Ａ及びパイプ側計測機構４０５Ｂの計測ロッド５２を退避位置Ｐ３（図６参照）に位置させる。
　次に、インターナルクランプ装置４０１を、パイプ２２の上流側端部から鋼管８１の内部空間に挿入する。そして、図１３に示すように、制御部４６１は、自走機構４０２によってインターナルクランプ装置４０１をパイプ２２及びパイプライン２の内部空間の境界部分まで移動させる。そして、制御部４６１は、パイプライン側ケーシング４０３Ａ、パイプライン側クランプ機構４０４Ａ、及びパイプライン側計測機構４０５Ａをパイプライン２の内部空間に位置させ、且つパイプ側ケーシング４０３Ｂ、パイプ側クランプ機構４０４Ｂ、及びパイプ側計測機構４０５Ｂをパイプ２２の内部空間に位置させる。
　次に、制御部４６１は、パイプライン側計測機構４０５Ａによって、パイプライン２の上流側端部８１ｆの内周面Ｓの形状を計測する。また、制御部４６１は、パイプ側計測機構４０５Ｂによって、パイプ２２の下流側端部８１ｇの内周面Ｓの形状を計測する。そして、パイプ形状算出部７がパイプライン２及びパイプ２２の端部８１ｅの内周面Ｓ全体の形状に係る情報を算出し、整合位置算出部４２１が目標突合せ位置及び目標突合せ角度位置を算出する。このように、突き合わされたパイプライン２及びパイプ２２の内周面Ｓの段差が許容値以下となる突き合わせたパイプライン２及びパイプ２２の軸線周りの位置関係及び突き合わせたパイプライン２及びパイプ２２の軸線と直交する平面上の位置関係及びパイプライン２及びパイプ２２の軸線方向の位置関係を速やかに取得することができる。
　次に、制御部４６１は、パイプライン側クランプ機構４０４Ａによってパイプライン側ケーシング４０３Ａをパイプライン２に固定し、パイプ側クランプ機構４０４Ｂによってパイプ側ケーシング４０３Ｂをパイプ２２に固定する。
　次に、制御部４６１は、可動ガイドローラ装置４０８を駆動し、パイプ２２を算出した目標突合せ位置に位置させる。更に、制御部４６１は、パイプ回動装置４０９を駆動し、目標突合せ角度位置に向かってパイプ２２を回動させる。このとき、パイプライン側ケーシング４０３Ａはパイプライン２に固定され、パイプ側ケーシング４０３Ｂはパイプ２２に固定されているため、パイプ側ケーシング４０３Ｂはパイプライン側ケーシング４０３Ａに対して相対的に回転し、パイプライン側ケーシング４０３Ａに対するパイプ側ケーシング４０３Ｂの角度変位が角度位置検知部４０６によって検知される。そして、制御部４６１は、角度位置検知部４０６によって検知された角度変位に基づいて、パイプ２２が目標突合せ角度位置に位置するまでパイプ２２を回動させ、パイプ２２を目標突合せ角度位置に位置させる。このようにして、突き合わせたパイプライン２及びパイプ２２の内周面の段差を軽減することができる。その結果、接合不良を防止することができる。
　また、パイプライン２及びパイプ２２の軸線方向の相対的な位置関係を調整するときは、第１ローラ４８３及び／又は第２ローラ４８５を回転させて、パイプ２２をパイプ２２の軸線方向に移動させる。また、これに代えて、テンショナー２６によってパイプライン２をパイプライン２の軸線方向に移動させてもよい。
　［動作例２］
　次に、予め計測したパイプライン２の上流側端部８１ｆの内周面Ｓの形状、及びパイプ２２の下流側端部８１ｇの内周面Ｓの形状に基づいて、パイプライン２の上流側端部とパイプ２２の下流側端部の段差（目違い量）の調整作業を実施する場合におけるパイプ形状整合システム４００の動作例を説明する。
　上記実施の形態１のように、溶接ステージ９よりも前に予めパイプライン２の上流側端部８１ｆの内周面Ｓの形状、及びパイプ２２の下流側端部８１ｇの内周面Ｓの形状が計測済みである場合、これらの形状に係る情報に基づいて、整合位置算出部４２１が目標突合せ位置及び目標突合せ角度位置を算出し、パイプ２２が目標突合せ位置及び目標突合せ角度位置に位置するように制御部４６１が可動ガイドローラ装置４０８及びパイプ回動装置４０９を駆動させてもよい。
　＜実施の形態４の変形例＞
　上記実施の形態において、パイプ２２を軸線Ｌ周りに回動させるパイプ回動装置４０９によってパイプ２２を回動させたがこれに限られるものではない。これに代えて、パイプライン側ケーシング４０３Ａに対してパイプ側ケーシング４０３Ｂを回動させる回動装置をケーシング４０３の内部に設けてもよい。この場合、パイプライン側クランプ機構４０４Ａによってパイプライン側ケーシング４０３Ａをパイプライン２に固定し、更にパイプ側クランプ機構４０４Ｂによってパイプ側ケーシング４０３Ｂをパイプ２２に固定し、ケーシング４０３の内部に設けた回動装置がパイプライン側ケーシング４０３Ａに対してパイプ側ケーシング４０３Ｂを回動させることによって、パイプライン２に対してパイプ２２を回動させることができる。
　また、上記実施の形態においては、パイプ形状算出部７及び整合位置算出部４２１は、それぞれ記憶部４６２に格納された所定の制御プログラムを制御部４６１が実行することにより実現される機能ブロックであるが、それぞれパイプ形状算出器及び整合位置算出器としてもよい。
　以上に説明したように、本発明のパイプ形状整合システム４００は、パイプライン２とパイプ２２とを突き合わせて接合する際、計測したパイプ２２及びパイプライン２の端部８１ｅの内周面Ｓの形状に基づいて、鋼管８１の軸線周りの相対的な角度位置及び鋼管８１の軸線と直交する平面上の位置関係ならびに鋼管８１の軸線方向の位置を調整し、突き合わせたパイプライン２及びパイプ２２の内周面の段差を軽減することができる。その結果、接合品質を向上させることができ、パイプの敷設速度を向上させることができる。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　Ｌ　軸線
　１　パイプ保持具
　３　ケーシング
　４　クランプ機構
　５　計測機構
　７　パイプ形状算出部
　８　制御器
　４０　クランプユニット
　４１　クランプヘッド
　４２　クランプヘッド移動機構

Claims (18)

  1. 　所定の軸線方向に伸延し、パイプの端部の内部空間に前記パイプの軸線と前記所定の軸線とを一致させて挿入されるケーシングと、
    　退避位置と該退避位置よりも前記所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能であるクランプヘッドと、前記ケーシングに設けられ、前記クランプヘッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動させるクランプヘッド移動機構とを有するクランプ機構と、
    　前記パイプの内周面の形状を計測する計測機構と、を備えるパイプ形状計測システム。
  2. 　前記計測機構が計測した前記パイプの内周面の形状に基づき前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出部を備える、請求項１に記載のパイプ形状計測システム。
  3. 　前記計測機構は、前記ケーシングの前記所定の軸線に対して放射状に配設された複数の計測ユニットを有し、
    　各計測ユニットは、
    　前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向外側の端部に形成された当接部と前記当接部よりも前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向内側に形成された弾性変形部とを有し、退避位置と前記当接部が該退避位置よりも前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能である計測ロッドと、
    　前記弾性変形部の変形を検知するロッド変形検知部と、
    　前記計測ロッドを前記退避位置と前記進出位置との間で移動させるロッド移動機構と、
    　前記計測ロッドの移動距離を計測するロッド移動距離計測部と、を備える請求項１に記載のパイプ形状計測システム。
  4. 　前記複数の計測ユニットのそれぞれについて、前記ロッド移動機構が前記計測ロッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動を開始させた時点よりも後の時点であって前記ロッド変形検知部が前記弾性変形部の変形を検知した時点における前記ロッド移動距離計測部が検知した前記計測ロッドの移動距離に基づいて前記計測ロッドの前記当接部の位置を算出し、前記複数の計測ユニットのそれぞれの前記当接部の位置に基づいて、前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出部を備える、請求項３に記載のパイプ形状計測システム。
  5. 　前記ロッド変形検知部は、前記弾性変形部に取り付けられた歪ゲージである、請求項３又は４に記載のパイプ形状計測システム。
  6. 　前記ロッド移動距離計測部は、ポテンショメータである請求項３乃至５の何れかに記載のパイプ形状計測システム。
  7. 　前記計測機構は、前記ケーシングの前記所定の軸線に対して放射状に配設された複数の計測ユニットを有し、
    　各計測ユニットは、
    　前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向外側の端部に形成された当接部を有し、退避位置と前記当接部が該退避位置よりも前記所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能である計測ロッドと、
    　その駆動力によって前記計測ロッドを前記退避位置と前記進出位置との間で移動させるロッド移動機構と、
    　前記計測ロッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動させる前記駆動力が所定の基準値を超えたときに前記ロッド移動機構から前記計測ロッドへ伝達される前記駆動力のうち所定の上限値を超える駆動力の伝達を制限する駆動力制限機構と、
    　前記複数の計測ロッドのそれぞれの移動距離を計測するロッド移動距離計測部と、を備える請求項１に記載のパイプ形状計測システム。
  8. 　前記複数の計測ユニットのそれぞれについて、前記ロッド移動機構が前記計測ロッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動を開始させた時点よりも後の時点であって前記ロッド移動距離計測部が検知した前記計測ロッドの移動距離の経時変化が計測されない時点における前記ロッド移動距離計測部が検知した前記計測ロッドの移動距離に基づいて前記計測ロッドの前記当接部の位置を算出し、前記複数の計測ユニットのそれぞれの前記当接部の位置に基づいて、前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出器を備える、請求項７に記載のパイプ形状計測システム。
  9. 　前記ロッド移動距離計測部は、ポテンショメータである、請求項７又は８に記載のパイプ形状計測システム。
  10. 　前記ロッド移動機構は、駆動軸を有する駆動部と、前記駆動部の前記駆動軸の回転力を直線動作に変換し、前記計測ロッドを動作させる回転力直線動作変換機構と、を有し、
    　前記駆動力制限機構は、前記駆動軸と前記回転力直線動作変換機構との間に介在するトルクリミッタである、請求項７乃至９の何れかに記載のパイプ形状計測システム。
  11. 　前記計測機構は、前記ケーシングの前記所定の軸線に対して放射状に配設された複数の計測ユニットを有し、
    　各計測ユニットは、前記ケーシングに取り付けられ、前記ケーシングの前記所定の軸線の径方向外側に位置する対象物までの距離を計測する非接触式距離センサを備える請求項１に記載のパイプ形状計測システム。
  12. 　前記複数の計測ユニットのそれぞれの前記クランプヘッド移動機構が前記クランプヘッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動させた時点よりも後の時点における前記非接触式距離センサが計測した前記パイプの内周面までの距離に基づいて、前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出器を備える請求項１１に記載のパイプ形状計測システム。
  13. 　前記ケーシングは、前記パイプの端部の内部空間に挿入される挿入部と、前記挿入部から前記ケーシングの前記所定の軸線方向に延びる外在部とを有し、
    　前記挿入部に前記クランプ機構及び前記計測機構が配設され、
    　前記外在部に取り付けられた吊り具を更に有する、請求項１乃至１２の何れかに記載のパイプ形状計測システム。
  14. 　所定の軸線方向に伸延し、突き合わされた２本のパイプの内部空間の境界部分に前記突き合わされた２本のパイプの軸線と前記所定の軸線とを一致させて挿入されるケーシングであって、前記所定の軸線方向に隣接する第１ケーシング部と第２ケーシング部とを含み、前記第２ケーシング部は前記第１ケーシング部に対して前記所定の軸線周りに相対的に回動可能に構成されているケーシング部と、
    　前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部にそれぞれ設けられたクランプ機構であって、各クランプ機構は、退避位置と該退避位置よりも前記所定の軸線の径方向外側に位置する進出位置との間で移動可能であるクランプヘッドと、前記ケーシングに設けられ、前記クランプヘッドを前記退避位置から前記進出位置に向かって移動させるクランプヘッド移動機構とを有するクランプ機構と、
    　前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部にそれぞれ設けられた計測機構であって、各計測機構は対応する前記パイプの内周面の形状を計測する計測機構と、
    　前記第１ケーシング部に対する前記所定の軸線周りの前記第２ケーシング部の相対的な角度位置を検知する角度位置検知部と、を備えるパイプ形状整合システム。
  15. 　各前記計測機構が計測した前記パイプの内周面の形状に基づき、各前記パイプの内周面全体の形状を算出するパイプ形状算出部と、
    　前記パイプ形状算出部が算出した各前記パイプの内周面全体の形状を比較し、前記突き合わされた２本のパイプの内周面の前記軸線の径方向の段差が許容値以下となる前記軸線周りの相対角度位置関係を算出する整合位置算出部とを更に備える請求項１４に記載のパイプ形状整合システム。
  16. 　前記突き合わせた２本のパイプのうち一方を他方に対して前記突き合わせた２本のパイプの軸線周りに回動させるパイプ回動装置を備える、請求項１５に記載のパイプ形状整合システム。
  17. 　前記整合位置算出部は、更に前記突き合わされた２本のパイプの内周面の前記軸線の径方向の段差が許容値以下となる前記所定の軸線と直交する平面上の位置関係及び前記所定の軸線方向の位置関係を算出する、請求項１５又は１６に記載のパイプ形状整合システム。
  18. 　前記突き合わせた２本のパイプのうち一方を前記突き合わせた２本のパイプの軸線と直交する方向と、前記軸線方向と、に移動させるパイプ位置調整装置を備える、請求項１７に記載のパイプ形状整合システム。
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