JPH07314291A - 電縫管内面ビード切削状態監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】電縫管の内面ビードを切削するバイトを装着し
た内面マンドレルバー７と、この内面マンドレルバーの
振動を検出する素子（例えば、振動センサー）１と、前
記振動を検出する素子からの振動の出力と設定した基準
振動とを比較して切削状態を判定する手段４とを備えた
ことを特徴とする電縫管内面ビード切削状態監視装置。
上記の基準振動として、振動レベルの基準値を用いる場
合、振幅偏差の基準値を用いる場合、および振動レベル
の基準傾きと基準値を用いる場合に区分される。 【効果】内面ビードの切削状態を確実、迅速に検出する
ことができるので、内面ビードの切削不良の発生を最小
限に抑え、電縫管の歩留り低下および製造ラインの稼働
率悪化を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電縫管の内面ビード
切削状態監視装置に関し、さらに詳しくは内面ビード用
切削バイトの摩耗、欠損および切削バイトを装着する内
面マンドレルバーの破損、ならびに内面ビード高さ不
良、内面筋疵および微小ビードやフラッシュの引掛け疵
を検出する電縫管内面ビード切削状態監視装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電縫管の製造方法は、エントリー設備か
ら挿入された帯鋼を管状にロール成形し、溶接し易い所
定の形状に成形したのち連続溶接する方法であって、生
産性に優れた製管方法である。図２は後述する電縫管の
製造工程の概要を示す図であるが、図示するように、電
縫管の製造ラインにおいて、成形ロールスタンド８に挿
入された帯鋼はオープンパイプ９として逐次管状に成形
されたのち、そのエッジ部がワークコイル（誘導子）12
による誘導電流によって加熱、溶融される。その後、オ
ープンパイプ９はスクイズロール13によって加圧圧着さ
れ、連続的に溶接された電縫管10となる。

【０００３】オープンパイプ９を連続して溶接する際に
は、スクイズロール13による加圧圧着後、圧着部分であ
る電縫管の内面エッジ部に「ビード」と言われる余肉が
生じる。内面ビードの形状は圧着条件によって変化し、
また内面ビード高さの許容範囲は電縫管の用途によって
異なっており、所定の精度に合致するように内面ビード
の切削が行われる。ビード切削は製造ライン外で行われ
るオフライン切削もあるが、一般にはスクイズロール13
を出た直後で行われるオンライン切削が採用されてい
る。

【０００４】内面ビードのオンライン切削では、製造ラ
イン入り側の成形ロールスタンド８に着脱可能に取り付
けられた内面マンドレルバー７の先端に切削バイト11を
装着して、電縫管のライン進行方向への移送力を利用し
て、この切削バイト11でビードを切削している。

【０００５】電縫管のビード切削で問題になるのは、切
削バイトが摩耗し、若しくは欠損すること、または電縫
管の内面と内面マンドレルバーとの間隙にビードの切削
屑や溶接フラッシュが詰まって、内面マンドレルバーが
破損することによって、内面ビードの切削不良の発生や
製造ラインの稼働率悪化を生ずることである。さらに内
面ビードが規定の許容範囲内で切削されず、いわゆる内
面ビード高さ不良を発生したり、または内面筋疵やビー
ド屑等による引掛け疵を発生することも、電縫管の品質
を低下させ、歩留り低下の要因となるので避けなければ
ならない。

【０００６】一般に、製造ラインにおける内面ビードの
切削状況の良否、すなわち、切削バイトの摩耗、欠損ま
たは内面ビード高さ不良等の有無判定は、ビード切削を
行っている箇所からかなり隔たったライン後方に設けら
れた走行切断機によって管を切断した後、管端部の指触
またはマイクロメータ等により行われている。このた
め、オペレータが内面ビードの切削異常を発見して、直
ちに停機の対応をとっても、ビード切削を行っている箇
所以降の電縫管は不良品・格下げ品となって、歩留りお
よび品質を低下させるだけでなく、製造ラインの生産性
も著しく悪化させている。

【０００７】上記の電縫管の製造ラインにおける内面ビ
ード切削の問題点を解消するために、従来から次の監視
装置が提案されている。

【０００８】 特開昭54-102681 号公報には、切削反
力とその変化を検出する歪ゲージを内面マンドレルの保
持部に取り付けるとともに、この歪ゲージからの出力が
設定基準値以下に変化したことを判定する手段と、この
変化が一定時間継続したことを判定する手段とを備えた
バイト摩耗およびバイト破損を検出する装置について提
案がある。すなわち、この装置ではバイト切削反力を歪
ゲージを介して検出し、設定基準値との対比で切削バイ
トの欠損を検知しているが、実際上、製造ラインに適用
するには、切削反力の出力に関する基準値の設定が困難
である。この設定基準値は、内面マンドレルバーの諸元
（寸法、材質等）、切削バイトの条件（形状、支持方式
等）、製管条件（材質、寸法、切削抵抗等）などの数多
くのパラメータに基づくものであるから、製造ラインの
操業条件に合った判断基準をどのようにするかという問
題が常にあり、適正な基準値を製造ラインの条件毎に設
定できないからである。また、バイトの切削反力を検出
する歪ゲージそのものの寿命が比較的短いことも、実際
に適用できない理由である。

【０００９】 一方、電縫管の製造ライン中で内面ビ
ードの切削形状を直接監視することによって、切削バイ
トの摩耗や破損を検知する装置が開発されている。例え
ば、切削装置と切削後の状態を検出する検出装置とその
結果を基にして切削部と非切削部である母材部との輝度
差から切削断面を精度よく制御する装置（特開平5-6921
8 号公報参照）、または、内面マンドレルバーの先端部
に内面ビード部への投射光および内面ビード部からの反
射光を透過する手段を設けた内面ビードの切削状況を監
視する装置（特開平3-234444号公報、他参照）等があ
る。しかし、これらの装置構成では、電縫管の内面にカ
メラ等のビード切削状況を検出する装置を挿入しなけれ
ばならず、小径サイズの電縫管には適用できないという
制約がある。さらに、これらの装置は、装置の構造のみ
ならず、切削異常の判定方法が複雑になるため、オペレ
ータでは対応ができず、製造ラインに適用できないとい
う問題もある。

【００１０】 特開昭54-21372号公報では、電縫管に
微小スポット状の超音波を入力して、さらに反射エコー
信号を受信する超音波レンズを設けた超音波探触子を特
徴とする内面ビード切削形状測定装置が提案されてい
る。この装置では、オンラインでの超音波探傷によって
切削バイトの摩耗や切削バイトの折損の有無を、単に検
知するのみでなく、電縫管の製造中に切削ビードの形状
をモニターによって直接監視することができることか
ら、内面ビード切削形状を監視する装置の主流となりつ
つある。しかし、この装置は高価であり、その割にはビ
ード切削に伴って発生する振動等によってS/N 比が悪化
し、切削バイトの折損等の検出性能が低下するという問
題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を克服して、簡便な装置構成で、製造ラ
インへの適用が容易であって、かつ全ての製管サイズに
対応できる電縫管内面ビード切削状態監視装置を安価に
提供することを課題としてなされたものである。

【００１２】また、従来の装置は、いずれも切削バイト
の摩耗および欠損の検出を主体にしたものであったが、
電縫管の歩留りを低下させ、さらに稼働率を悪化させる
要因として、内面マンドレルバーの破損も無視すること
ができないので、本発明では内面マンドレルバー破損の
監視も対象とされる。

【００１３】さらに、切削バイトの摩耗、欠損および内
面マンドレルバーの破損というような直ちに電縫管の不
良や製造ラインの停止に結びつく極端な切削異常のみで
なく、電縫管の品質に影響を及ぼす内面ビード高さ不
良、内面筋疵またはビード屑等による引掛け疵の発生を
も判定できる装置を提供することも本発明の課題であ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１および図
２に示すように、次の（１）〜（４）の電縫管内面ビー
ド切削状態監視装置を要旨としている。

【００１５】（１）電縫管10の内面ビードを切削するバ
イト11を装着した内面マンドレルバー７と、この内面マ
ンドレルバーの振動を検出する素子（例えば、振動セン
サー）１と、前記振動を検出する素子からの振動の出力
と設定した基準振動とを比較して切削状態を判定する手
段４とを備えたことを特徴とする電縫管内面ビード切削
状態監視装置。

【００１６】（２）（１）記載の切削状態を判定する手
段が、振動の出力が予め設定した振動レベルの基準値ま
たは下記（Ａ）式によって定められる振動レベルの基準
値を超えて一定時間継続したか否かを判断する手段であ
ることを特徴とする電縫管内面ビード切削状態監視装
置。

【００１７】 振動レベルの基準値＝Ｋ・ａ₀ ・・・ （Ａ） ただし、Ｋ：係数、 ａ₀ ：正常時の振動レベル （３）（１）記載の切削状態を判定する手段が、振動の
出力が下記（Ｂ）式によって定められる振幅偏差の基準
値を超えて一定時間継続したか否かを判断する手段であ
ることを特徴とする電縫管内面ビード切削状態監視装
置。

【００１８】 振幅偏差の基準値＝Ｋ・ｂ₀ ・・・ （Ｂ） ただし、Ｋ：係数、 ｂ₀ ：正常時の振幅偏差 （４）（１）記載の切削状態を判定する手段が、下記
（Ｃ）式によって定められる振動レベルの基準傾き（Δ
ｇ）または予め設定した振動レベルの基準値を超えたか
否かを判断する手段であることを特徴とする電縫管内面
ビード切削状態監視装置。

【００１９】 振動レベルの基準傾き（Δｇ）＝Ｋ・ｃ₀ ／Ｔ ・・・ （Ｃ） ただし、Ｋ：係数、 ｃ₀ ：正常時の振動レベル、
Ｔ：経過時間 上記（１）〜（４）に記載の電縫管内面ビード切削状態
監視装置を製造ラインに適用するに当たっては、オペレ
ータの便宜や官能判定の技能向上の観点から記録計３お
よび警報機５を設けることが望ましい。

【００２０】

【作用】従来の電縫管内面ビード切削状態監視装置が有
する問題点を個々に解消して、実際の製造ラインに適用
できる装置を完成するには、装置の構成が簡易であって
製造ラインへの着脱が容易であること、大径サイズの電
縫管のみに使用されるだけでなく、小径サイズにも使用
できるものであること、および内面ビード切削異常の判
定基準の設定が容易であること等の技術的課題を克服す
ることが必要である。

【００２１】このような装置を完成させるために、内面
ビードの切削異常に起因して発生する内面マンドレルバ
ーの振動が、内面ビード切削時の切削状況によって変化
することに着目して、この振動を検出する素子、例えば
振動センサーを利用することとした。

【００２２】図２は、電縫管の製造ライン（成形〜溶接
〜ビード切削工程）における設備の概略配置および本発
明の内面ビード切削状態監視装置の概略構成を示す図で
ある。製管された電縫管10は、連続的に製造ラインの進
行方向に移送されているため、内面ビードを切削するバ
イト11、これを装着する内面マンドレルバー７およびこ
れらを支持する保持具６には一定の引張力が加わり、固
有の振動を有することになる。そして、切削バイト11が
摩耗、欠損したとき、若しくはビード屑や溶接フラッシ
ュの詰まりが発生したとき、または内面ビード高さ不
良、内面筋疵若しくは微小ビードやフラッシュの引掛け
疵が発生したときには、内面マンドレルバーや保持具に
加わっている引張力が変動し、それと同時にそれが有す
る固有の振動が変化する。

【００２３】上述の内面マンドレルバーの振動の変化
は、異常原因によって異なったものとなり、大きく三つ
のパターンに分類することができる。すなわち、第一は
切削バイトの摩耗、欠損およびビード屑や溶接フラッシ
ュの詰まりによる内面マンドレルバーの破損（以下、
「切削バイトの欠損等」と略称する）に起因する振動の
変化であり、第二は切削ビード高さ不良および内面筋疵
（以下、「切削ビード高さ不良等」と略称する）に起因
する振動の変化であり、第三は微小ビードやフラッシュ
の引掛け疵（以下、「微小ビード等の引掛け疵」と略称
する）に起因する振動の変化である。このため、電縫管
の内面ビード切削状態監視の判定基準は、これらの内面
マンドレルバーの振動パターンに基づいて設定される。
ここでは、それぞれの切削異常に起因して発生する内面
マンドレルバーの振動の変化とその判定基準の設定要領
について、切削バイトの欠損等を対象とする場合、切削
ビード高さ不良等および微小ビード等の引掛け疵をそれ
ぞれ対象とする場合に分けて説明する。

【００２４】１．切削バイトの欠損等に起因する振動と
判定基準の設定 切削バイトの欠損等に起因する代表的な振動の変化を振
動レベルとして示すと、図３および図４のようになり、
起因する切削異常によって振動レベルに差が表れる。

【００２５】図３は、外径42.7mm、肉厚 5.5mmの電縫管
(JIS SGP）を製造（ミル速度 45m／分）したときに発生
した振動を振動センサーで測定したとき検出された振動
レベル（両振幅で表示）を示す図であり、（ａ）は正常
なビード切削が行われている場合の振動レベルを、
（ｂ）は切削バイトが摩耗した場合、（ｃ）は切削バイ
トが欠損した場合、さらに（ｄ）はビード屑や溶接フラ
ッシュの詰まりの場合のそれぞれの振動レベルを示した
ものである。一方、図４は、外径27.2mm、肉厚 2.9mmの
電縫管(JIS SGP）を製造（ミル速度 85m／分）したとき
に発生した振動を、図３と同様に測定した結果を示して
いる。

【００２６】図３および図４の測定結果から明らかなよ
うに、電縫管の寸法が異なる場合、さらに製管条件が相
違する場合でも、切削異常に起因して発生する振動の基
本的な振動レベル、すなわち切削異常を判定することが
できる基準振動（振動の振幅、振幅変化量、変化速度、
継続時間等）は、それぞれの原因によって定まってく
る。

【００２７】例えば、切削バイトの摩耗によって発生す
る振動（図中（ｂ）参照）は、正常状態から順次振幅を
増大させ、所定時間の経過後、正常なビード切削時の振
動レベルの1.5 〜2 倍程度になる。一方、切削バイトの
欠損に起因する振動（図中（ｃ）参照）は、正常状態の
振動レベルから切削中の衝撃によって切削バイトの先端
が欠損すると、瞬間的に振幅を増大させ、振動レベルが
2 〜3 倍程度に跳ね上がる。またビード屑等が詰まって
内面マンドレルバーが破損する場合（図中（ｄ）参照）
には、切削バイトの欠損の場合と同様に、正常状態の振
動レベルから瞬間的に振動レベルが３倍以上に増大し、
内面マンドレルバーの破損に至っている。

【００２８】したがって、切削バイトの欠損等による切
削異常の検出は、切削バイトの摩耗、欠損や内面マンド
レルバーの破損によって発生する基準振動を予め設定し
ておき、切削中に発生する振動の変化を検出して、連続
的に切削状況を判定することによって可能になる。具体
的な基準振動の設定としては、振動レベルの基準値（し
きい値）と振動の継続時間を予め設けることになる。

【００２９】切削バイトの欠損等に起因する基準振動
（振動レベルの基準値と振動の継続時間）を予め設定し
ておき、切削状況の判定する方法として絶対値判定法と
相対値判定法とがある。

【００３０】図５は、絶対値判定法と相対値判定法によ
る切削状況の判定方法における基準振動を設定する要領
を説明する図であり、（ａ）は絶対値判定法における場
合、（ｂ）〜（ｄ）は相対値判定法における場合の設定
要領をそれぞれ示したものである。ただし、図５におい
ては、振動レベルを片振幅レベルとして表している。

【００３１】絶対値判定法は、製管ライン、製管サイ
ズ、材質および製管速度等に基づいて、所定の振動レベ
ルの基準値（ａ₁ ）を予め設定する方法である。操業中
に検出した振動レベルと比較し、その基準値を超え、か
つ一定時間（例えば、５秒〜10秒以上）継続した場合に
切削異常と判断する。

【００３２】例えば、図５（ａ）ではビード屑等が詰ま
って内面マンドレルバーが破損する場合の振動レベルの
変化を示しているが、振動レベルの基準値（ａ₁ ）を予
め設定し、所定の判断をすれば内面マンドレルバーの破
損が防止できることが分かる。操業中に内面マンドレル
バーの破損が発生した場合には、その都度、振動レベル
の基準値（ａ₁ ）の更新を行い、判定精度の向上を図る
ことができる。

【００３３】相対値判定法では、正常時の振動レベル
（ａ₀ ）を単位として、つぎのように異常原因別に振動
レベルの基準値を設定する。

【００３４】 切削バイト摩耗の基準値（ａ₂ ：図５
（ｂ）参照） 前述の通り、切削バイト摩耗の場合の振動レベルの変化
は、正常時の振動レベル（ａ₀ ）から順次振幅が増大す
る。通常、この場合に振幅が増大する速度は、1.2 ａ₀/
10sec が目安となり、基準値は正常時の振動レベル（ａ
₀ ）の 1.5〜 2.0倍と設定し、基準値と振動レベルの変
化時間で判定される。

【００３５】 切削バイト欠損の基準値（ａ₃ ：図５
（ｃ）参照） 正常時の振動レベル（ａ₀ ）から瞬間的に２〜３倍程度
に跳ね上がり、その後ある一定の振動レベルを継続す
る。切削バイト欠損の基準値（ａ₃ ）は、正常時の振動
レベル（ａ₀ ）の２〜３倍に設定される。

【００３６】 ビード屑、溶接フラッシュ詰まりの基
準値（ａ₄ ：図５（ｄ）参照） 切削バイト欠損の場合と同様に、正常時の振動レベル
（ａ₀ ）から瞬間的に２〜３倍程度に跳ね上がり、その
後ある一定の振動レベルを継続する。ビード屑、溶接フ
ラッシュ詰まりの基準値（ａ₄ ）は、正常時の振動レベ
ル（ａ₀ ）の３倍に設定される。

【００３７】したがって、相対値判定法では、振動レベ
ルの基準値（ａ₂ 〜ａ₄ ）を下記（Ａ）式に基づいて予
め設定して、これを超える振動が一定時間継続するか否
かによって判定する。

【００３８】 ａ₂ 、ａ₃ 、ａ₄ ＝Ｋ・ａ₀ ・・・ （Ａ） ただし、Ｋ：係数（ 1.5〜 3.0）、 ａ₀ ：正常時の振
動レベル なお、後述する実施例では、切削状態の判定に絶対値判
定法または相対値判定法のいずれを採用しても、判定精
度に何ら問題ないことを確認している。しかし、絶対値
判定法と相対値判定法における振動レベルの基準値（ａ
₁ 〜ａ₄ ）は電縫管の製造ラインによって若干変化する
ため、個々の設備毎に設定するのが望ましい。

【００３９】このようにして切削異常を検知したら、直
ちに製造ラインを停止して、切削バイトの欠損等に起因
する電縫管の不良発生を防止することができる。

【００４０】２．切削ビード高さ不良等に起因する振動
と判定基準の設定 電縫管の内面ビード高さの許容範囲は用途によって異な
るので、所定の精度に合致するように内面ビードを切削
しなければならず、許容範囲を外れて他の用途に流用で
きない場合には不良品となる。また、ビード切削時に発
生する内面筋疵も著しい発生があると、品質保証上格下
げ品となる。したがって、切削ビード高さ不良等に関し
ても、電縫管の製造ラインで常時監視するのが望まし
い。しかし、切削ビード高さ不良等に起因する振動の変
化は、上述の切削バイトの欠損等に起因するものと異な
るので、上述の基準振動に基づいて判定することができ
ない。

【００４１】図６は、切削ビード高さ不良が発生した場
合の振動レベル (片振幅で表示) を、正常時の振動レベ
ルと比較して示す図である。同図においては、外径25.4
mm、肉厚3.2mm の電縫管 (JIS SGP)を内面ビード切削規
定深さ±0.2mm で製造 (ミル速度64m/分）したときに発
生した振動を振動センサーで測定した振動レベルとして
示し、図中の（ａ）は正常時の振動レベル（管内表面に
対しビード切削深さ±0.1mm ）を、（ｂ）は内面ビード
切削深さが規定値以上に深く切削しすぎた場合の振動レ
ベル（例えば、ビード切削深さ−0.5 〜−0.8mm ）を示
したものである。なお、内面ビード切削深さが規定値に
達せず過少になる場合には、オフラインにおける内面ビ
ード手入れが必要となる。

【００４２】図７は、内面筋疵が発生している場合の振
動レベル (片振幅で表示) を、正常時の振動レベルと比
較して示す図である。同図においては、外径31.8mm、肉
厚 1.6mmの電縫管 (JIS SGP)を製造 (ミル速度85m/分）
したときに発生した振動を、図６と同様に示し、（ａ）
は正常時の振動レベルを、（ｂ）は内面ビード切削時に
内面筋疵が発生している場合の振動レベルを示したもの
である。

【００４３】図６および図７の測定結果から、切削ビー
ド高さ不良や内面筋疵が発生している場合であっても、
その振動レベルは正常時の振動レベル（ａ₀ ）と変わら
ないことが分かる。しかし、それぞれの振動における振
幅の変化に着目すると、異常発生時と正常時とでは、明
らかに相違している。ここで、振動の最大（片）振幅と
最小（片）振幅との差を「振幅偏差」と定義すると（図
中のｂ₀ 、ｂ₁ 、ｂ₂）、異常発生にともなって振幅偏
差が増大している。

【００４４】例えば、切削ビード高さ不良に起因する振
動の変化 (図６中（ｂ）参照) は、振動レベルにおいて
変化がないものの、振幅偏差（ｂ₁ ）が正常時の振幅偏
差（ｂ₀ ）に比べ 1.5〜２倍になる。一方、内面筋疵に
起因する振動の変化（図７中（ｂ）参照) は、切削ビー
ド高さ不良に起因する場合と同様に、振幅が大きく変化
し、振幅偏差（ｂ₂ ）が正常時の振幅偏差（ｂ₀ ）に比
べ２〜３倍になる。

【００４５】振動測定を行った切削ビード高さ不良等が
発生した電縫管の製造では、いずれも操業上製造ライン
の停止に至ることはなかったが、最終的には目標とする
電縫管の用途に合致せず、または内面品質の不良で格下
げ品となる。

【００４６】切削ビード高さ不良等に起因する振動の変
化には上記の特徴が見られるのであるから、前述の切削
バイトの欠損等と同様に、基準振動をあらかじめ設定し
ておき、切削中に発生する振動の変化を検出して、連続
的に切削状況を判定することによって、発生を防止する
ことが可能である。具体的な基準振動の設定としては、
振幅偏差の基準値と振動の継続時間を予め設定すること
になる。以下に、前記の図６、図７を用いて、基準振動
の設定要領を説明する。

【００４７】振幅偏差は、正常時の振幅偏差（ｂ₀ ）を
単位として、切削異常の原因別に設定される。

【００４８】 切削ビード高さ不良の基準値（ｂ₁ ：
図６（ｂ）参照) 前述の通り、切削ビード高さ不良に起因する振幅偏差
は、正常時の振幅偏差（ｂ₀ ）から、異常発生と同時
に、増大してそのまま継続する。したがって、振幅偏差
の基準値（ｂ₁ ）は、正常時の振幅偏差（ｂ₀ ）の 1.5
〜２倍に設定される。

【００４９】 内面筋疵の基準値 (ｂ₂ ：図７（ｂ）
参照) 内面筋疵の発生にともなって、これに起因する振幅偏差
は、正常時の振幅偏差（ｂ₀ ）から増大して、２〜３倍
に達して継続する。したがって、振幅偏差の基準値 (ｂ
₂ ）は、正常時の振幅偏差（ｂ₀ ）の２〜３倍に設定さ
れる。

【００５０】上述の通り、切削ビード高さ不良等の判定
における振幅偏差の基準値（ｂ₁ 、ｂ₂ ）は、下記
（Ｂ）式に基づいて設定され、振動がこの基準値を超え
て一定時間継続したか否かによって、異常発生が判定さ
れる。

【００５１】 ｂ₁ 、ｂ₂ ＝Ｋ・ｂ₀ ・・・ （Ｂ） 但し、Ｋ：係数（ 1.5〜 3.0）、 ｂ₀ ：正常時の振動
偏差 なお、上記の振動偏差の基準値（ｂ₁ 、ｂ₂ ）は電縫管
の製造ラインによって若干変化するため、監視精度を向
上させるためには、個々の設備毎に設定するのが望まし
い。

【００５２】操業において、切削ビード高さ不良等を検
知したら、直ちに製造ラインを停止して切削ビード高さ
の調整を行う等の処置をすることにより、不良品による
歩留りの悪化および格下げ品の発生を防ぐことができ
る。

【００５３】３．微小ビード等の引掛け疵に起因する振
動と判定基準の設定 電縫管のエッジ部の溶融、加圧圧着にともなって、微小
なビード屑や溶接フラッシュが管の内面に落下する。通
常、これらは内面に疵を付けることなく除去されるが、
それらの一部が内面マンドレルバーに付着して、管の内
表面に引掛け疵を発生する場合がある。引掛け疵が小さ
いものであると品質保証上の不具合を生じないが、内面
マンドレルバーへの付着が増大し、引掛け疵が著しくな
ると品質保証上格下げ品となる。したがって、切削ビー
ド高さ不良等の場合と同様に、微小ビード等の引掛け疵
も電縫管の製造ラインで常時監視するのが望ましい。

【００５４】図８は、微小ビード等の引掛け疵が発生し
た場合の振動レベル (片振幅で表示) の推移を示す図で
ある。同図においては、外径25.4mm、肉厚3.2mm の電縫
管 (JIS SGP)を製造 (ミル速度64m/分）したときに発生
した振動を測定したもののうち、微小ビード等の引掛け
疵に起因する振動の代表例を振動Ａおよび振動Ｂとして
示している。いずれも、時間の経過とともに振動レベル
が増大して、品質上の不具合を生じたと判定されたもの
である。

【００５５】図８から明らかなように、微小ビード等の
引掛け疵に起因する不具合を防止するには、変化する振
動レベルの傾きに留意する必要がある。すなわち、振動
Ａでは、その振動レベルの傾きが急速に増加することに
よって、不具合Ａに至っている。したがって、基準振動
としての振動レベルの基準傾きを予め設定しておき、切
削中に発生する振動レベルの傾きを測定して、連続的に
判定することによって、不具合の発生を防止することが
できる。しかし、微小ビード等の引掛け疵に起因する振
動レベルでは、振動Ｂのように振動レベルの傾きが小さ
く、かつ一定するものであっても、それが長時間継続す
ることによって、不具合Ｂを生じる場合がある。これ
は、予め振動レベルの基準値（ｃ₁ ）を設定することに
よって防止できる。

【００５６】微小ビード等の引掛け疵に起因する振動レ
ベルに上記の特徴が見られるのであるから、正常時の振
動レベル（ｃ₀ ）を基準にして、振動レベルの基準傾き
および振動レベルの基準値はつぎのように設定される。

【００５７】種々の検討結果から、具体的な振動レベル
の基準傾きΔｇを下記（Ｃ）式に基づいて設定すること
によって、不具合の発生を防止することができる。

【００５８】 Δｇ＝Ｋ・ｃ₀ ／Ｔ ・・・ （Ｃ） ただし、Ｋ：係数（ 1.5〜 3.0）、 ｃ₀ ：正常時の振
動レベル Ｔ：経過時間（10秒間） したがって、連続測定された振動レベルの傾きがこの基
準傾きΔｇを超える場合には、微小ビード等の引掛け疵
に起因する不具合の発生を予測する。

【００５９】一方、振動レベルの傾きが基準傾きΔｇ以
下であっても、長時間継続することによって不具合が発
生するのを防止するには、振動レベルの基準値（ｃ₁ ）
を設定する。すなわち、振動レベルの基準値（ｃ₁ ）と
して正常時の振動レベル（ｃ₀ ）の３倍に設定して、こ
れを超える振動レベルが発生する場合には、不具合の発
生を予測する。この場合、振動レベルの基準値（ｃ₁ ）
を超えて一定時間継続するか否かの判断は必要なく、こ
の基準値（ｃ₁ ）を超えると直ちに不具合の発生と判断
する。

【００６０】なお、上記の振動レベルの基準傾きΔｇは
電縫管の製造ラインによって若干変化するため、監視精
度を向上させるためには、個々の設備毎に設定するのが
望ましい。また、操業中、微小ビード等の引掛け疵に起
因する不具合を判定したら、直ちに製造ラインを停止す
ることにより、格下げ品の発生を防ぐことができる。

【００６１】基準振動の設定要領は、切削バイトの欠損
等を判定する場合、切削ビード高さ不良等を判定する場
合、さらに微小ビード等の引掛け疵に起因する不具合を
判定する場合とではそれぞれ異なるが、電縫管の製造ラ
インにおいては、切削状態の判断手段としてそれぞれ単
独に設定しても良いし、重複して設定しても何ら問題が
ない。

【００６２】

【実施例】図１は、本発明の内面バイト切削異常監視装
置の構成の一例を示す概略図である。

【００６３】本発明の内面バイト切削異常監視装置にお
いて、図１および図２に示すように、内面マンドレル保
持部６に内面マンドレルバー７の振動を検出する素子で
ある振動センサー１を取り付ける。振動センサー１を取
り付けるときは、内面マンドレルバー７の振動を最も検
出し易い場所に取り付けるのが望ましいが、内面マンド
レルバー７は製管サイズ毎に取り替えるために、内面マ
ンドレル保持部６に取り付けることとした。

【００６４】振動センサー１にはマグネット式と固定式
の２方式があるが、この実施例では、振動センサーの取
付けを磁力着脱で行うマグネット式振動センサーを使用
している。内面マンドレル保持具６を交換する際に、そ
の着脱が容易であり、また、内面マンドレルバー７の振
動の検出において固定式と同等の性能を持つからであ
る。勿論、固定式振動センサーを使用しても切削異常の
監視性能には支障は生じない。

【００６５】振動センサー１から出力された振動の信号
は、アンプ２を介して、切削状態判定装置４に取り込ま
れる。ここでは、予め設定しておいた基準振動との比較
によって切削状態を判定する。

【００６６】基準振動を設定にあたり、切削バイトの欠
損等の判定では振動レベルの基準値（ａ₁ 〜ａ₄ ）を、
切削ビード高さ不良および内面筋疵の判定では振幅偏差
の基準値（ｂ₁ 、ｂ₂ ）を、微小ビード等の引掛け疵の
判定では振動レベルの基準傾き（Δｇ）と振動レベルの
基準値（ｃ₁ ）を設定しなければならないが、判定対象
とする切削異常に基づいてそれぞれ単独に設定しても、
または重複して設定しても判定精度に何ら問題が無いこ
とを確認している。振動レベルの基準値（ａ₁〜ａ₄ ）
または振幅偏差の基準値（ｂ₁ 、ｂ₂ ）を超える振動の
継続時間として、５〜10秒を超えると切削異常の発生と
判断されるように設定した。

【００６７】アンプ２は、さらに記録計（メモリモニ
タ）３にも接続されている。このように振動の信号を記
録計に入力することによって、常時オペレータに肉眼で
監視、認識させることは、切削異常の低減に望ましいか
らである。

【００６８】切削状態判定装置４が切削異常を判定した
場合には、瞬時に警報器５により内面ビード切削異常を
警報する。この警報によって、製造ラインを停止して、
切削バイトや内面マンドレルバーを交換する等の適当な
手段を講じて、内面ビードの切削不良の発生、内面ビー
ドの切削不良による不良品・格下げ品の発生を防止する
ことができる。

【００６９】

【発明の効果】本発明装置によれば、内面ビードの切削
状態を確実、迅速に検出することができるので、内面ビ
ードの切削箇所と電縫管の切断場所が離れていても、内
面ビードの切削不良の発生を防止し、電縫管の歩留り低
下、品質低下による格下げ品の増加および製造ラインの
稼働率悪化を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内面バイト切削異常監視装置の構成の
一例を示す概略図である。

【図２】電縫管の製造ライン（成形〜溶接〜ビード切削
工程）における設備の概略配置および本発明の内面ビー
ド切削状態監視装置の概略構成を示す図である。

【図３】外径42.7mm、肉厚 5.5mmの電縫管(JIS SGP）を
製造（ミル速度 45m／分）したときに発生した振動レベ
ルを示す図であり、（ａ）は正常なビード切削が行われ
ている場合、（ｂ）は切削バイトが摩耗した場合、
（ｃ）は切削バイトが欠損した場合、（ｄ）は内面マン
ドレルバー破損の場合のそれぞれの振動の検出信号を示
したものである。

【図４】外径27.2mm、肉厚 2.9mmの電縫管(JIS SGP）を
製造（ミル速度 85m／分）したときに発生した振動レベ
ルを示す図である（（ａ）〜（ｄ）は図３と同じ）。

【図５】絶対値判定法と相対値判定法による切削状況の
判定方法における基準振動の基準値を設定する要領を説
明する図であり、（ａ）は絶対値判定法における場合
を、さらに（ｂ）〜（ｄ）は相対値判定法における場合
の設定要領をを示したものである。

【図６】外径25.4mm、肉厚3.2mm の電縫管 (JIS SGP)を
製造 (ミル速度64m/分）したときに発生した振動レベル
を示す図であり、（ａ）は正常時の振動レベルを、
（ｂ）は内面ビード切削深さが規定値以上に深く切削し
すぎた場合の振動レベルを示したものである。

【図７】外径31.8mm、肉厚 1.6mmの電縫管 (JIS SGP)を
製造 (ミル速度85m/分）したときに発生した振動レベル
を示す図である。（（ａ）〜（ｂ）は図６と同じ）。

【図８】微小ビード等の引掛け疵が発生した場合の振動
レベル (片振幅で表示) の推移を示す図である。

【符号の説明】

１…振動計、２…アンプ、３…記録計、４…切削状態判
定装置、５…警報器 ６…内面マンドレル保持具、７…内面マンドレルバー ８…成形ロールスタンド、９…オープンパイプ、10…電
縫管 11…切削バイト、12…ワークコイル、13…スクイズロー
ル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電縫管の内面ビードを切削するバイトを装
   着した内面マンドレルバーと、この内面マンドレルバー
   の振動を検出する素子と、前記振動を検出する素子から
   の振動の出力と設定した基準振動とを比較して切削状態
   を判定する手段とを備えることを特徴とする電縫管内面
   ビード切削状態監視装置。
2. 【請求項２】電縫管の内面ビードを切削するバイトを装
   着した内面マンドレルバーと、この内面マンドレルバー
   の振動を検出する素子と、前記振動を検出する素子から
   の振動の出力が、予め設定した振動レベルの基準値また
   は下記（Ａ）式によって定められる振動レベルの基準値
   を超えて一定時間継続したか否かを判断する手段とを備
   えることを特徴とする電縫管内面ビード切削状態監視装
   置。 振動レベルの基準値＝Ｋ・ａ₀ ・・・ （Ａ） ただし、Ｋ：係数、 ａ₀ ：正常時の振動レベル
3. 【請求項３】電縫管の内面ビードを切削するバイトを装
   着した内面マンドレルバーと、この内面マンドレルバー
   の振動を検出する素子と、前記振動を検出する素子から
   の振動の出力が、下記（Ｂ）式によって定められる振幅
   偏差の基準値を超えて一定時間継続したか否かを判断す
   る手段とを備えることを特徴とする電縫管内面ビード切
   削状態監視装置。 振幅偏差の基準値＝Ｋ・ｂ₀ ・・・ （Ｂ） ただし、Ｋ：係数、 ｂ₀ ：正常時の振幅偏差
4. 【請求項４】電縫管の内面ビードを切削するバイトを装
   着した内面マンドレルバーと、この内面マンドレルバー
   の振動を検出する素子と、前記振動を検出する素子から
   の振動の出力が、下記（Ｃ）式によって定められる振動
   レベルの基準傾きまたは予め設定した振動レベルの基準
   値を超えたか否かを判断する手段とを備えることを特徴
   とする電縫管内面ビード切削状態監視装置。 振動レベルの基準傾き＝Ｋ・ｃ₀ ／Ｔ ・・・ （Ｃ） ただし、Ｋ：係数、 ｃ₀ ：正常時の振動レベル、
   Ｔ：経過時間