JPH02168109A - 管体の管端曲がり測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は鋼管の管端部の曲がり量を測定する管体の管
端部がりｎ１定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

個々のバイブを接続す゛ることによって長い供給ライン
を要求される油井管として使用される鋼管はその製造工
程に於いて、または最終製品に於いて高い真直度が要求
される。特に鋼管の管端部については、ネジ切り加工後
カップリングと称する接続部品を取り付ける関係上、真
直であることが絶対条件となる。万一、管端が曲がって
いる場合、ネジ要素が規格公差を満足できなくなり、ネ
ジ切り作業能率の低減・歩留の低減を引き起こし、また
、客先でネジ切り作業を行なう材料についてはクレーム
を引き起こすこととなる。

こうした背景からＡＰＩ規格ではサドルゲージによる曲
がりｎ１定方法を規定している。

第５図は従来のサドルゲージによる管体の曲がり測定方
法を示す説明図である。この測定方法は鋼管（１）の外
面に間隔を置いた二又脚（２ａ）を有する支持体（２）
によってダイヤルゲージ（３）を接触させた状態で、鋼
管（１）を一回転させ、鋼管（１）の円周方向の曲がり
ｆａ　（Ｔ　Ｉ　Ｒ値）をダイヤルゲージによって４Ｐ
１定するものである。しかし、この方法では鋼管（１）
の外面に支持体（２）の二又脚（２ａ）を位置決めして
ダイヤルゲージ（３）により回転する鋼管（１）の曲が
り量を測定するため、測定作業が複雑であり、慣れるま
でに時間を要し、かつ作業員により測定誤差が生じ、測
定精度が悪いという問題点があった。また、短時間にて
能率良く連続して作業することも難しく、オンラインで
の全数検査は不可能である。

かかる問題点を解決するために、第６図に示す例えば特
開昭８０−２３８７０６号公報に記載の管体の曲がり測
定装置がある。このＨ１定装置は測定すべき管体（１）
をその軸線を中心に回転させながら、管体（１）の肉厚
部分を挾むように延在する二つの腕部（４）、　（４）
の一方に取り付けた二つの検出器（５）。

（５）が管体（１）の曲がりを光ビームの受光位置ズレ
と受光量の大小として検出し、検出器（５）の信号によ
りその肉厚と曲がり量を演算器（６）の演算により求め
るものである。

また、第７図に示す例えば特開昭６１−１［１５４ｆ）
９号公報に記載の管体の曲がり測定装置がある。このΔ
Ｐｊ定装置は測定すべき管体（１）がコンベア上を管長
手方向に搬送されている間に被測定物である管体（１）
の走行方向に沿って配設された複数個のライセンサ−カ
メラ（８）〜（１５）により管体（１）の中心位置を二
方向より測定し、端部がりを演算により求めるものであ
る。

更に、第８図（ａ）　、　（ｂ）に示す。例えば実開昭
８２−７００６号公報に記載の管体の曲がり測定装置が
ある。この測定装置は搬送用傾斜スキッド（１６）の中
間部に設けられた水平キッド（１７）上を回転する被測
定材（１）の端部が曲がり許容基準値に設定されたゲー
ジ板（１８）と接触するか、間隙Ａがあって接触しない
かで、曲がりを検出し、接触したときの接触信号により
被測定材（１）の端部における曲がり二を測定するもの
である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような第６図に示す従来の管体の曲がりＡＰ１定
方法では、測定すべき管体（１）の肉厚部分を二つの腕
部（４）、（４）で挾み一方の腕（４）に検出器（５）
を設けた構成であるため、設備が複雑で規模が大きくな
り、しかも測定範囲がごく管端近傍にかぎられること等
の間居点が生じる。また、第７図に示す従来の管体の曲
がり測定装置では測定すべき管体（１）がコンベア上に
真直ぐ！を置されているとはいえず、第８図に示す従来
の管体的がり測定装置では被測定材（１）の端部がゲー
ジ板（１８）に接触したか否かで彼ｉ’９１定材（１）
に所定量の曲がりがあることを測定するだけであるから
曲がり量を正確に測定することは依然困難であるという
問題点が残った。更に、第６図及び第８図に示す従来の
管体の曲がりＡｌｌｌｌ法ではいずれも一円周断面にお
ける曲がり変位量を測定し、第７図に示す従来の管体の
曲がり測定方法では二方向の長手方向中心軸に対する変
位量を；Ｉｌｌ］定しており、回転する管体外面の変位
量を測定し、鋼管の管端部がりに対して一般に客先が求
めるＡＰＩ規格によるＴＩＲ値を求める方法と異なるた
め、上述した第６図乃至第８図に示す王者ともＡＰＩ規
格で定めるＴＩＲ値の判定に利用することはできないと
いう問題があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、鋼管等の管体における管端部の曲がり量を精度高く
、オンラインで能率的に測定し、それらのデータをもと
にＴＩＲ値の演算判定ができる管体の管端部がり測定装
置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る管体の管端部がり測定装置は、ｆｌｌｌ
Ｊ定されるべき管体を回転させる管体回転機構と、上記
管体の管端部分を支持する管体支持機構と′、管体回転
機構によって回転させられている管体の管端部の長手方
向における二ケ所で管端部がりによる変位量をそれぞれ
測定する二つの変位ＥＩＩＪ定器と、二つの変位量測定
器からＴＩＲ値を演算する演算手段と、演算手段が演算
したＴＩＲ値が予め設定された基準上限値以内にあるか
否かを判断する管体的がり判定手段とを備えるように構
成したものである。

［作　用］ この発明においては、管体支持機構に管体の管端部分を
支持させ、二つの変位ｍａＪＪ定器を管体の管端部に所
定間隔を置いて設定し、管体支持機構とこれに近接する
測定器との距離を二つの変位量測定器相互の距離と同じ
に設定し、管体支持機構に管端部分が支持されている管
体を管体回転機構によって一回転させ、その間に管体の
管端部外面に接触している二つの変位量測定器によって
管体の管端部２ケ所における径方向の変位量をそれぞれ
一定の間隔をもって複数回ＩＪ１定し、演算手段では各
変位量測定器によって測定された測定値からＴＩＲ値を
演算し、管体的がり判定手段で演算手段が演算したＴＩ
Ｒ値が予め設定された基準上限値以内にあるか否かを判
断して、管体の管端部における曲げ量の合否判定を行う
ものである。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の概略を示す構成図、第２
図は同実施例のブロック図、第３図は二つの変位量測定
器の１ｌｌＪ定値の演算処理をそれぞれ説明する模式図
、第４図はこの発明の一実施例による測定結果を示すグ
ラフである。第１図において、（２１）は例えば外径７
３．０ｍｍ肉厚７．０１ｍｍの特殊ネジ切り素管である
測定すべき管体で、図示省略の管体回転機構によって回
転させられる。（２２）は管体（２１）の管端部分を支
持する管体支持機構、（２３）は管体支持機構（２１）
のフリーローラー　（２４）は測定器支持台で、管体（
２１）の管端側に所定間隔を置いて２台設置されている
。（２５）は測定器支持台（２４）を上下動させるスク
リュージヤツキ、（２Ｂ）はｎ１定器支持台（２４）の
先端部に設けられた上下動可能なタッチローラで、フリ
ーローラ（２３）による管体軸心レベルより少し高く設
定されている。（２７）はｉｌＪ定器支持台（２４）に
設けられ、タッチローラ（２Ｂ）を常時上方に付勢して
いる付勢装置、（２８）はタッチローラ（２Ｂ）の上下
動と連動するスケール、（２９）は測定器支持台（２４
）に設けられ、スケール（２Ｂ）の変位量を検出する変
位量測定器であるイメージセンサである。

第２図において、（ａＯ）は各イメージセンサ（２９）
の検出した測定値である変位量をデジタルの電気信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、（３１）はＡ／Ｄ変換器（３０
）のデジタルの測定値からＴＩＲ値を演算処理する演算
手段、（３２）は演算手段（３Ｉ）の演算値を記憶する
メモリ、（３３）は演算手段（３１）が演算したＴＩＲ
値が、基準上限値以内にあるか否かによって管体（２１
）の曲がりの合否を判定する管体的がり判定手段、（３
４）は管体的がり判定手段（３３）の判定信号から管体
（２１）の曲がりの合否及び曲がり量であるＴＩＲ値を
表示する管体的がり表示手段である。

次に上記実施例の動作を第１図乃至第４図を参照しなが
ら説明する。

ＡＰＩ規格で規定されるＴＩＲ値を演算判定するために
、２台の測定支持台（２４）　、　（２４）はこれらの
間隔が３０４．１１龍となるように、また、管体支持機
構（２２）とこれに近接する測定器支持台（２４）とは
これらの間隔が３０４．８鰭となるように配設される。

また、最も管端側に位置する測定器支持台（２４）の測
定点となるタッチローラ（２６）の位置が管体（１）の
管端より１２７〜１５２＋ｎの範囲に設定される。この
管体（１）は外径７３．０ｍｍ、肉厚７　、０１　ｍｍ
の特殊ネジ切り素管で、管体支持機構（２）によって支
持されている。

次に、各スクリュージヤツキ（２５）によって管体（１
）の外径寸法に応じて各測定器支持台（２４）の高さ設
定を行う。しかる後に図示しない管体回転機構によって
、管体支持機構（２２）に支持されている管体（２１）
をａｍ／ｓｉｎの周速で１回転させる。その間に管体（
２１）の管端部外面に接触している二つのタッチローラ
（２Ｂ）、（２Ｂ）がそれぞれ管体（２１）の曲がりに
よって付勢装置（２７）の付勢力に抗して上下動し、各
タッチローラ（２６）と連動するスケール（２８）の動
きを変位量測定器である各イメージセンサ（２９）が測
定精度０　、０１　ｍｍで管体（２１）が一回転する間
に１２５個の管体（２１）の変位量を測定値として検出
する。かかる測定値のデータサンプリング方法としてこ
の実施例では時間分割方式を採用しており、管体（２１
）の１回転の時間を１２５等分した測定時ｔ　　、ｔ　
　、ｔ　　、ｔａ・・・・・・における管体（２１）の
管端に近い部分の変位量ａ、ａ、ａ２゜ｌ ａ　・・・・・・と管端に遠い部分の変位量す、ｂ、。

ｂ２．ｂ３・・・・・・を二つのイメージセンサ（２９
）（２９）がそれぞれシｊ定し、その測定値を各々Ａ／
Ｄ変換器（３０）を介して演算手段（３１）に入力する
。演算手段（３１）ではまず第３図に示すようにこれら
の測定値から、次式によってその偏差値を演算する。

ここで、Ａ１は管端に近い部分の偏差値を示し、Ｂ１は
管端に遠い部分の偏差値を示す。

更に、これらの演算値より各Δ−ｊ定時ｔｉ　（ｉ−１
２５）におけるＴＩＲ値を次式によって演算処理する。

Ｘ　　　−Ａ　　　−２ＸＣＸＢ　　　　　　（ｉ　　
−１〜１２５）そのＸ１値を、メモリ（３２）に記憶さ
せる。

ここで、上記式のＣは補正係数であり、本発明ではＣ−
１とした、また上記式の数字２はＡＰＩ規格に基づ（Ｔ
ＩＲ値を求める場合における、Ａ　の値におけるＢ１の
値を補正する換算係数である。

その結果、管体（２１）が一回転した時点にて各測定時
における値Ｘ　、Ｘ　・・・Ｘ　　の１２５個の計算値
がメモリ（３２）に記憶される。

一回転の計測が終了した時点において、メモリ（３２）
に記憶された１２５個の計算値より最大値Ｘ　ｗａｘ及
び最小値Ｘ　ｗｉｎを求め、次式により、実際のＴＩＲ
値を演算する。

ＴＩＲ値−Ｘ＋ｇａｘ　−Ｘｍｉｎ 管体曲がり判定手段（３３）では演算手段（３１）によ
って演算された一回転した場合のＴＩＲ値が予めＡＰＩ
規格によって設定されたＴＩＲ値の基準・上限値以内に
あるか否かを判断し、管体（１）の曲がりの合否を判定
する。管体的がり表示手段（３４）では、管体的がり判
定手段（３３）の判定結果及びＴＩＲ値を表示する。ま
た、図示しないプリンタによって判定結果及びＴＩＲ値
をプリントアウトすることもできる。

第４図のグラフはこの発明の管体の管端部がりＭｊ定装
置によって測定されたＴＩＲ値を示し、測定・演算によ
る誤差はレンジにて０．２ｍ＋ｓの範囲にあり、ＴＩＲ
の判定を行なうには十分な誤差範囲にあることがわかる
。また、δ−１定されるＴＩＲ値の精度は補正係数Ｃを
変更することによって良くすることができる。更に、１
剣定サイクルタイムはウオーキングビームによる搬送時
間を含め、１０秒以内であり、前後設備とオンラインに
て十分稼動できるものである。

なお、この実施例のイメージセンサ（２９）による変位
量のサンプリング方法は、管体（２１）が１回転するサ
ンプリングタイムを決め、時間分割によってｎ個の変位
量データをサンプリングするものであるが、管体回転角
度検出機構を設け、均等角度分割によってサンプリング
する方法をとってもこの発明を実施しえることはいうま
でもない。また、サンプリング数は、管体の外径によっ
て異なるが、いずれのサンプリング方法をとっても最低
１０個以上、５０〜１５０個程度が適当である。また、
演算手段の演算能力が許せば、サンプリング数ｎが多い
程、正確となることはいうまでもない。

更に、この実施例では変位量測定器としてイメージセン
サ（２９）を用いているが、リニアゲージセセンサ、差
動トランス方式によるものであってもよい。

［発明の効果コ この発明は以上説明したとおり、管体支持機構に管端部
分が支持されている管体を管体回転機構によって一回転
させ、その間に管体の管端部外面に所定間隔を置いて接
触している二つの変位量測定器によって、管体の管端部
２ケ所における径方向の変位量をそれぞれ一定の間隔を
もって複数回ＪＰ１定し、演算手段では凸曲がり測定器
によって測定された測定値からＴＩＲ値を演算し、管体
的がり判定手段では演算手段が演算したＴＩＲ値が予め
設定された基準以内にあるか否かを判定して管体の管端
部における曲がり量の合否判定を短時間にかつ自動的に
行い、しかも演算されたＴＩＲ値の誤差が０．２１以内
であるから、極めて精度良く判定できるので、管体製品
の品質向上が図れ、曲がり矯正送りとする材料の仕分け
を迅速・適確に行うことができるという工業上優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概略を示す構成。、第２
．、、よ。実施。、）ッ。”ｔ　、ｆｊｇＪ、第、□よ
ユ　艷１　図つの変位量測定器の測定値の演算処理をそ
れぞれ説明する模式図、第４図はこの発明の一実施例に
よる測定結果を示すグラフ。第５図は従来のサドルゲー
ジによる管体の曲がり測定方法を示す説明図、第６図は
従来の別の管体の曲がり測定装置を示す構成図、第７図
は従来のまた別の管体の曲がり測定装置を示す構成図、
３４８図（ａ）　、　（ｂ）は従来の更に別の管体の曲
がり測定装置を示す構成図である。 ２１・・・管体、２２・・・管体支持機構、２９・・・
イメージセンサ（変位量測定器）、３１・・・演算手段
、３３・・・管体　第２図曲がり判定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定されるべき管体を回転させる管体回転機構と、上記
   管体の管端部分を支持する管体支持機構と、管体回転機
   構によって回転させられている管体の管端部の長手方向
   における二ケ所で管端曲がりによる変位量をそれぞれ測
   定する二つの変位量測定器と、二つの変位量測定器から
   ＴＩＲ値を演算する演算手段と、演算手段が演算したＴ
   ＩＲ値が予め設定された基準上限値以内にあるか否かを
   判断する管体曲がり判定手段とを備えてなることを特徴
   とする管体の管端曲がり測定装置。