JPH0367573B2 - - Google Patents

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JPH0367573B2
JPH0367573B2 JP59194314A JP19431484A JPH0367573B2 JP H0367573 B2 JPH0367573 B2 JP H0367573B2 JP 59194314 A JP59194314 A JP 59194314A JP 19431484 A JP19431484 A JP 19431484A JP H0367573 B2 JPH0367573 B2 JP H0367573B2
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bending
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Kazuo Yamamoto
Yoshiaki Matsuoka
Toshio Terunuma
Takao Miura
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27BSAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B1/00Methods for subdividing trunks or logs essentially involving sawing
    • B27B1/007Methods for subdividing trunks or logs essentially involving sawing taking into account geometric properties of the trunks or logs to be sawn, e.g. curvature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G01B11/27Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は管、棒状体の曲りを測定する方法に関
する。
〔従来の技術〕
従来、管、棒状体の曲りを測定する方法として
は、静止状態あるいは管棒の長手方向と直角な方
向に移送される状態の、被測定材の両端部および
中間部の各点の基準位置からの距離を光学的方法
により検出して、これらの各距離から曲り量を測
定する方法(たとえば、特開昭54−146653号、特
開昭54−158261号、特開昭55−47406号公報)や、
被測定材の両端を支持したうえで回転させなが
ら、中央部の偏位置を検出して曲り量を測定する
方法(たとえば、特開昭54−146656号、特開昭55
−63709号公報)などが提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような測定方法で曲りを測定すること
は、もちろん可能であるが、上記従来の方法で
は、たとえば電縫溶接鋼管の製造工程でいえば、
最終成品置場に近い工程でしか測定することがで
きず、測定結果を造管工程にフイードバツクして
造管作業の制御を行なうには、測定結果の得られ
るのがあまりにも遅すぎて実用に供し得ないとい
う問題があつた。
本発明はこのような実情に鑑み、造管工程もし
くは該工程に近い工程においても管又は棒体の曲
りを測定することが可能で、かつ測定精度の高い
曲り測定方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
このための本発明では、被測定材の適宜の長さ
部分を片持梁の状態に支持し、該梁部分の長手方
向の少なくとも3個所のそれぞれの鉛直横断面を
含む面内に、被測定材の同一外周上の異なる2点
を指向する2個1組の距離検出器を配置し、該距
離検出器の幾何学的な配置関係と該距離検出器で
検出した被測定材外周までの距離および被測定材
の外径とから、被測定材の前記各鉛直横断面の中
心位置を算出し、一方被測定材の自重による前記
各鉛直断面位置における被測定材のたわみ量を算
出し、該算出したたわみ量により前記算出した各
中心位置を補正し、該補正後の各中心位置の連な
りから、被測定材の曲り量を算出する。
すなわち本発明では、たとえば電縫溶接鋼管の
製造工程でいえば、造管機の圧接ロール又は矯正
機の最終ロール、あるいは搬送ラインのピンチロ
ールなどの出側において、管が左右または上下の
ロールにより片持梁の状態で支持されているとき
に、管長手方向の少なくも3点に対応する位置に
設けた2個1組の各距離検出器により管外周上の
2点までの距離をそれぞれ測定し、距離検出器の
幾何学的な配置関係と前記管外周までの距離およ
び管外径とから管の中心軸を算出し、一方、管の
自重によるたわみ量を算出して前記算出した中心
軸を補正することにより、管の曲りの方向と量を
求める。
〔作用〕
以下、本発明による曲り測定方法を管の曲り測
定に適用した場合を例にして、図面にもとづき詳
細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例における、被測定
材に対する距離検出器の配置関係を示す図であ
る。
図においてPは被測定材である管であり、この
管Pの図面左側の部分が上下ロールPRによつて
支持されており、管Pの被計測部分は片持梁の状
態にある。
距離検出器は、管Pの鉛直横断面を含むX−Y
面内で該面内の基準点Oz1からある一定の距離を
距て、かつ2個の距離検出器D11とD12がある一
定の間隔をもつて配置されている。この2個1組
の距離検出器D11,D12は、図では1組しか示し
ていないが、管Pの長手方向の少なくとも3点に
対してそれぞれ第1図のように配置される。
距離検出器D11,D12としては、たとえば、レ
ーザーやマイクロ波を用いる測長計、渦流式変位
計、静電容量式変位計など、公知の距離検出器を
使用することができ、水平軸(X軸)に対し一定
の角度θで取付け、距離検出器D11,D12の軸線
の延長線上にある管外周までの距離を検出する。
第2図は、距離検出器D11,D12の幾何学的な
配置関係と前記管外周までの距離および管外径か
ら管の中心位置を算出する方法を説明するための
図である。
図に示すように、距離検出器D11,D12の取付
け角θとその座標(x11,y11),(x12,y12)が既
知であるから、管外周までの距離L11,L12が得ら
れると、管外周上の点A11,A12の座標が算出で
きる。
被測定材Pの断面輪郭は円または近似的な円で
あるから、線分A11−A12の垂直2等分線上に被
測定材Pの中心があることは幾何学の示すところ
である。
従つて前記距離検出器の取付け角θ、座標
(x11,y11),(x12,y12)、距離L11,L12と管の外
径D(既知の値または実測値)とから測定点にお
ける管Pの中心P′10(これを見掛上の中心という)
の座標(xp′10,yp′10)を算出できる。
この算出の手順は簡単な幾何学上の問題である
ので、算出式等の説明は省略する。
ところで第1図に示したように片持梁状に管P
を支持した場合、管には自重によるたわみを生じ
ているので、このたわみによる管中心の移動量分
を補正してたわみのないときの管Pの中心P10(こ
れを真の中心という)の座標を求める必要があ
る。
測定点における管Pの自重によるたわみ量yt
は、管Pの断面寸法、比重、弾性係数、支持点か
ら測定点までの管長さ、及び被測定材の突き出し
量(支持点から管先端までの長さ)を用い材料力
学の公式を用いて計算できる。
被測定材の突き出し量の測定器は、被測定材の
先端が第3番目の検出器位置に来た時に曲がり測
定を行えば、特に設ける必要はない。被測定材の
先端が、3番目の検出器位置に来たことは、第3
番目の検出器の信号をモニターしておけば容易に
わかる。また、連続的に曲がりを測定したい場合
には、上下PRロールに、ロータリエンコーダ等
の各種公知の長さ測定手段を付加すれば、容易に
連続的に突き出し量が求められるので、第3番目
の検出器を管先端が通過した後のたわみ量、及び
曲がりも容易に連続的に求めることが出来る。
この自重によるたわみ量ytだけ、前記見掛け上
の中心座標(xp10,yp10)を補正し、この補正
後の座標(xp10,yp10)を真の中心P10の座標とす
る。
さて、2個1組の距離検出器を管Pの長手方向
に間隔をおいて3組設置し、各測定点に関して前
記の演算を適用すると、管長手方向の3点の真の
中心座標が得られる。
いま、管長手方向をz軸とし、3組の距離検出
器の設置位置を等間隔すなわち |Oz1−Oz2|=|Oz2−Oz3| とすると、各測定点および測定点相互の間の幾何
学的関係は第3図に示すようになり、各測定点に
おける管の真の中心P10,P20,P30の座標は、そ
れぞれ(xp10,yp10,Oz1),(xp20,yp20,Oz2),
(xp30,yp30,Oz3)となる。
第3図からもわかるように、管の曲りの左右方
向成分はX−Z平面上で求められ、また曲りの上
下方向成分はY−Z平面上で求められ、第3図に
例示した曲りは、X−Z平面上では第4a図のよ
うになり、Y−Z平面上では、第4b図のように
なる。
X−Z平面上での曲り量Lxは、線分xp10
xp30の中点をxp″20としたとき、 Lx≒(xp20−xp20)・cosφx …(1) 但し、 φx=tan-1|(xp30−xp10)/(Oz3−Oz1)| xp20=(1/2)・(xp10+xp30) で近似される。
また、Y−Z平面上での曲り量Lyは同様に、 Ly≒(yp20−yp20)・cosφy …(2) 但し φy=tan-1|(yp30−yp10)/(Oz3−Oz1)| yp20=(1/2)・(yp10+yp30) で近似される。
従つて合成曲り量Lは L=√22 …(3) で求められる。
尚、見掛の中心、P′10,P′20,P′30の連なりか
ら見掛の曲りを求め、且つ、たわみ相当分P″10
P″20,P″30から求めたたわみによる曲り分で前
記、見掛の曲りを補正することにより、真の曲り
を求めることが出来ることはいうまでもない。ま
た、曲りの方向は、たとえば頂点を基準として時
計回りで角度φで表現するとつぎのように表わす
ことができる。
Lx=0,Ly>0のとき φ=0 …(4) Lx=0,Ly<0のとき φ=π …(5) Lx>0のとき、 φ=(π/2)−tan-1(Ly/Lx) …(6) Lx<0のとき φ=(3π/2)−tan-1(Ly−Lx) …(7) 曲り方向を表わす際の基準点は、たとえば溶接
管の溶接部の位置を別の方法で計測し、その位置
を基準点として表わせば、曲り方向が溶接点に対
してどのようになつているかがわかり、操業上の
有効な情報となる。
上記のようにして片持梁の状態に支持した管の
曲りの量と方向を測定することができる。
ところで実際の管製造ラインにおいては、管の
長さは一定ではなく、また、片持梁の状態で支持
できる長さも管の外径や肉厚によつて変わるの
で、前記した固定配置の距離検出器を用いる方法
では、異なる支持長さの管のすべてに対して支持
部分の曲りを測定することはできない。
異なる長さの支持部分に対して測定を可能にす
るには、最大長さに相当する範囲内に多数個の距
離検出器を配置するか、または少なくとも1個の
距離検出器を移動可能に設置する必要がある。
しかし、たとえば電縫管製造においては、管の
曲りは連続して同じ曲率で発生することが多いの
で、このような場合には、前記した方法で、ある
長さの部分の曲り量を測定し、この部分の曲り量
から任意の長さの曲り量を算出することができ
る。この算出方法は第5図に示すごとく、被測定
材全体の曲率半径が一定値Rであつて、測定部長
さがl、長さlでの曲り量がLとすると、任意の
長さl0の曲り量L0は近似的に L0≒(l0/l)2・L …(8) で求められる。
〔発明の効果〕 本発明になる管、棒状体の曲り測定方法は以上
のような方法であるので、管、棒の製造ラインに
おいてオンライン的に曲りを測定することが可能
であり、かつ被測定材の自重によるたわみの影響
も除外して正確な曲り測定を行うことができて、
測定結果の操業へのフイードバツクを効果的なも
のとし、製品品質の向上に大きく寄与することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における被測定材に
対する距離検出器の配置関係を示す斜視図、第2
図は被測定材の断面中心位置の算出方法を説明す
るための正面図、第3図は各測定点における被測
定材の断面中心位置の連なりを示す斜視図、第4
a図および第4b図は被測定材の曲り量の算出方
法を説明するためのグラフ、第5図は部分的な曲
り量から全体の曲り量を算出する方法を説明する
ための図であり、管Pの側面図に相当する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被測定材の適宜の長さ部分を片持梁の状態に
    支持し、該梁部分の長手方向の少なくとも3個所
    のそれぞれの鉛直横断面を含む面内に、被測定材
    の同一外周上の異なる2点を指向する2個1組の
    距離検出器を配置し、該距離検出器の幾何学的な
    配置関係と該距離検出器で検出した被測定材外周
    までの距離および被測定材の外径とから、被測定
    材の前記各鉛直横断面の中心位置を算出し、一
    方、被測定材の自重による前記各鉛直断面位置に
    おける被測定材のたわみ量を被測定材の突き出し
    量に基づき算出し、該算出したたわみ量により前
    記算出した各中心位置を補正し、該補正後の各中
    心位置の連なりから、被測定材の曲り量を算出す
    ることを特徴とする管棒状体の曲り測定方法。
JP59194314A 1984-09-17 1984-09-17 管棒状体の曲り測定方法 Granted JPS6171307A (ja)

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