JPS5992128A - 拡管機ヘツドの鋼管内面ビ−ドへの乗上げ防止方法 - 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】 Ｊ！．４管内面ピーＰへ乗上げることを防止する方法に
１９、１するものである。

７［）一図は、拡；ａの開始の際に鋼管内面に拡管機ヘ
ッドを１申人した状態の斜視図であり、１は鋼管、２は
外面ビード、２′は内面ビー１−″、３は溶接シームね
じれ、４は拡管機、５は拡管機ヘラｌ′，６は拡管機ヘ
ッドに設けた内面ビーＰを避けるだめのダイ溝である。

第２図は、拡管機ヘッドが＠管内面ビードに乗上げたと
きの拡管機ヘッドとビードの状態を示す断面図で、２は
外面ビード％　２′は内面ビー￥，６は拡管機ヘッドに
設けられたダイｉｔ与、７は鋼管の母材部，８け拡管機
ヘッドの鋼管内面ビードへの乗上げによって発生するこ
とがあるビー＋ｙ　トウ割れである。

第一図に示すように、拡管機ヘラ＃：′５のダイｒ１ψ
６は拡管の当初、鋼管の内面ビードがダイ？Ｒに入るよ
うにして拡管を開始しても溶接シームねじれ３により拡
管を進めるに従って第２図に示すように内面ビードがダ
イ溝より外れてダイが内面ビードに乗上げ、８に示すビ
ー１：′トウ割九が生じたり。

溶接部の靭性劣化、溶接部の硬度増加、ビーギングの増
加等が生じる。

このような拡管機ヘラＰが拡管すべき゛鋼管の内面ビー
１２に乗上げることを防止するだめの従来の方法は、 イ。拡管開始前、拡管機ヘッドを鋼管内面に挿入するｉ
ｆ前に拡管機ヘッドと内面ビードとを目視、又はテレビ
カメラなどのような画像機器を使用することによって位
置合せする方法。

があり、また、考えられる方法として、口、内面ピード
の余盛を溶接線全長にわたって削除した後で拡管する方
法。

がある。

これら従来の方法には、それぞれ以下に示す問題点が存
在する。まずイの方法では、直接目視で位置合せするた
めに位置合せ精度が悪いことと同時に拡管中は位置の確
認ができず、拡管機ヘッドが鋼管内面ビードに乗上げる
ことを完全には防止できない。口の方法は、作業者環境
、及び生産能率上機械化することが望ましいが、内面ビ
ードを溶接線全長にわたって削除する装置ａはきわめて
大規模となるために現実的でない。

本発明の目的は、従来技術の欠点に対処し、小規模な装
（ｄの導入によって拡管機ヘッドの、ｉ′Ｉ：４管内面
ビー１２への乗−りげを完全に防止できるように１７た
ものである。

本発明の特徴は、拡管中宮時、拡雷機ヘツ１とビーｒと
の相対的な位置門脈をビー１？位（ａ看視装置で看視す
ることにより、拡’Ｕ　＋ＪＡヘッドが鋼管内面ビーＰ
へ乗上げる状態を、拡管開始＋１１１に行なう拡管機ヘ
ラｒと外面ビーＰとの位１１コ合せ精度の良否に関係な
く高精度に検知し、以降の拡管〕１コーに修正措置をと
ることができる点である。

本発明は、鋼管を拡管する際に、ビード位置検出器と信
号処理装置とから成るピー１Ｓ位置看視装置を使用し、
あらかじめ拡管機ヘッドのグイ溝位置を検出しておき、
次に拡１ｔｊｔすべき鋼管の外面ピーＹの位置を検出し
て前記ダイ溝位置と外面ビーｒ位置とを逐一対比してダ
イ溝へ正確に内面ビードが入ることを看視しながら拡管
を行なうことを特徴とする拡管機ヘッドの鋼管内面ビー
ｒへの乗上げを防止する方法である。

以下に図面に基づいて本発明の実施例について述べる。

２１１３図は本発明方法を用いた装置における拡管状況
を示す佃面図で、鋼管は走行台車１３によって支持され
ながら矢印方向（右方向から左方向）に移動させられる
。ビード位置検出器には、検出の信頼性の点でもつとも
最適であると考えられる光切断法を採用した例である。

第３図において、ピー１位＋ｐ＝を検出器は扇状レーザ
ー発生器９とイメージセンサ１０とからＩｊ７す、これ
らは架台１１に支承され、該架台１１は架台用スタンＰ
１２に固定されている。

第４図は、本発明方法を１１４いた装置の拡管開始の際
、鋼管内面に拡管機ヘラ１さを挿入した状態でのビー１
２位行検出器周りと信号処理装置１ｔの模式図である。

第４図において、信号処理装置は画像表示部】４と信号
処理部２５とから成り、１５は画商表示部１４に表示さ
せたダＩ面ビー１？信号（ただ（７；内面ビードと［η
１６的ずれ、形状の相違があるｊｌ、ｊ合Ｌ１補正した
表示が必要）１６は画像表示部１４に表示さすだ拡ゞ［
゛？俵ヘッドのグイ溝信号、１７は画像表示部１４の画
面中ＩＣハ　１８は画像表示部１４の画面上における拡
管機ヘラＰのダイ溝中心、１９は画像表示部１４の画面
上における外面ビード幅の中心、２０は画像表示部１４
の画面上における画面中心と拡管機ヘラＰのグイ溝中心
との偏差、２１は画像表示部１４の画面上における画面
中心と外面ビード幅の中心との偏差、２２目画像表示部
１４の画面上に、しける拡管機ヘラＰのグイ溝幅、２３
は画像表示部１４の画面上における外面ビー１幅、２４
は画［象表示部１４の画面」二における拡管機ヘッドの
グイ溝幅の位置と外面ビーｒトウ部の位置との偏差、で
ある。すなわら本発明方法を用いたビード位置看視装置
窟の主要部ｉ＜ｔ、ｈ４状レーザー発生器９とイメージ
センサ１０、及びこれらを支持固定する架台１１とスタ
ンｐｘ２とから成るビード位置検出器と、画像表示部１
４と信号処」」部２５とから成る信号処理装置１苛とか
ら成っている。

次に、本発明方法にＬｌｉいら）１．るビー１’ｆ企１
１“／１宥ｉｌ！装置に関して説明する。

ビード６γ首検出器は、その信頼性の点で非接触方式が
望ましい。特にと−ド部が滑らかであるためにビード部
と母材部との区別が目視で困難であるような場合は、接
触式（倣いロール式等）では実現不可能と考えられる。

どの方式を採用してもか′土わないが、一般に鋼管のビ
ーｒは滑らかであるためＶＣ採用できる方式は、接触式
、又は非接触式いずれの方式かを問わず、その数が限ら
れる。

本発明方法に用いられるビーｒ位置看視装置としては最
適例としてとり準げた前記の光切新法以外の非接触方式
、例えば、適切なる演色性と照度を保持できる照明器具
を併設してテレビカメラでビード位置を看視する方法が
あるが、この方法では、ビード部が滑らかである場合に
ビード部と母材部の区別を容易にするために、ビード部
と母材部との境界に細い白線で線引きする、又は有色す
るスリット光をあてるのがよい。ただ、いずれの方式に
しろ、高い信頼性を保持しながら常時ビー１’　（１ｒ
　ｉｉ’、ｌ’を看視できるビーｒ位ｌｉｔ検出器であ
れば良いことは占−う・）でもない。

ビードＱｒ　ＩＨ検出器を支持する架台は、ビード位置
検出器の機能を余すことなくυ目１１すために支障のな
いものであることが必要である。そのポイントとして、
支持架台１１と固定スタンド１２のガタは、ビーｒ位１
ｇの看視種度に直接影響するので、該ガタを排除できる
堅牢化が必要であり、使用場所によってけ撮動等にも耐
えるものでなければならない。

−まだ、一般に、鋼管についてＯま多種ナイノの製造に
対応した製造所が多いので％”ｒｉｌ：Ｎ管すイズが変
わっても、ビード６ｒ置検出器を最適動作条件に迅速、
かつ円滑にｈｕ゛定し直せるように、扇状レーデ−発生
器９の角度設定、Ｋ構、及びイメージセンサ１０の光学
系の調整機構を遠隔操作化する、等の工夫が必要となる
。

ｋに、ビー１２位１ｆｔｔ、検出器が滞り々〈安定した
１山作を続けるために、鋼管の形状（曲り等）Ｋビード
位置検出器を強制的に追従さぜろ（図面には入れていな
い）−ヒ下自動倣い機構の採用も考慮することが必要で
ある。

信号量」」部に送る信号は、まず拡管機ヘラＰのグイ溝
をビー）’　（’＋’ｌ　Ｉｌ＃検出器で認識させ、得
た信号を基！■倍信号して統一しておく。

ビー１−′位置検出器で常時看視することによってイυ
る位１〆を信号は、看視視野が広いこと、鋼管長が１そ
いこと等によって多大な信号量となることが推６１１１
さＪ］１、又、拡管機ヘッドの鋼管内面ビーＰへの乗−
Ｆげを防止するために１本発明方法を中いたビー　ＩＦ
位ｊ１７７看視装置によって乗上げが発生する事前に拡
管機にフイードフオワーＰするタイミングは。

リアルタイムに行なわなければならないことから、信シ
シ処１・１！部の中枢には、高速処理が可能なマイコン
、又は、ミニコン等の導入が望ましいが、使用法によっ
てはこの限りではない。

次に本発明方法における作用を、ビード位置検出器に光
切断法を採用して本発明方法を用いた例で説明する。

土ず銅管１は第３図の実線の位置にあり、ビー１位ｉ”
７検出器Ｖロシｉ　’ｌ’、ｆ磯ヘッドのダイ溝６を看
視１４．（（識して信号盟哩部２５に信号を送る。信号
処理部２５は、統一したＧｔ号と１７て基ｆＩ　Ｍ号を
得て画像表示部１４に拡管機ヘッドのグイ溝信号１６を
表示させる。更に鋼管１は走行台車１３によって破線の
位置方向に進められ、ビード位置検出器１、ビー１？位
置信号を信号処理部２５に送る。信は処理部２５は、拡
管機ヘッドのダイ溝信号１６と外面ビード信号１５とを
表示、及び画像解析することによって１８〜２３を算出
（７、最終的に、拡管機ヘッドのダイ溝嬬の位１ｄと外
面ビードトウ部の位置との偏差２４を算出、認識して拡
Ｉ０機ヘツＰが鋼管内面ビードへ乗上げるか否かを評価
する。

その評価信号はだだらに拡管機４と走行台車１３にフィ
ーＰフォワードされ、「乗上げる」との評価である場合
は「位置決めし直し」シーケンスへのフロー変更が自動
的に行なわれ、又、「乗上げない」との評価である場合
は、その！捷、拡・ｉｔが進められる。もちろん、「乗
上げる」との評価が出された時点で拡管機を手動運転に
自動的に切換させることも容易である。拡青が開始さｈ
ると鋼管ｌは更に左方向の破線位１１ｔへ進められて同
様な看視動作が繰返される。

本発明方法を適用できるビーｒ位置看視装置を導入する
場合に、対象とする鋼管において、外面ビーｒで内面ビ
ー＋２の位置、大きさを代表できない場合は、基準信号
としての拡管機ヘラＰのダイ溝信号を、又は外面ピーｒ
信号をあらかじめ補正することが必要である。

本発明方法を適用できるビーＰ位置看視装置を導入する
ことにより、拡管機ヘラＰの鋼管内面ビーｐへの乗上げ
を完全に防止することが可能となって次の効果を得た。

イ、第２図８に示すような、拡管機ヘッドの鋼管内面ビ
ードへの乗上げにより発生するピードトウ割れを完全に
防止することが可能となった。

口、披管機ヘツ＋Ｗの鋼管内面ビーＰへの乗上げが原因
である品質劣化を防止１−だ。

ノ１　付帯効果として、拡管機の機側にはり付いて常駐
看視［、ている作業者の省力化が可能である。

以上の如く、本発明方法は、拡管機ヘラＰの内面ビー１
３への采上げを防止１−２て、鋼管の品質を確保すると
共に、コスト低減、及び省力化にも寄、Ｌ３するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、拡管開始時の状態を示す斜視図、第２図は内
面ビーｒがダイ溝から外れた場合の状態を示すビーｌ？
の断面図、第３図は本発明方法に係るピーＰ位置検出器
と拡管機の（既略図、第４図は本発明方法に係る装置の
模式図で々）る。 １・・・鋼管、２・・・外面ビーＰ％　２′・・・内面
ビー＃：″、５・・・拡管機ヘッド、６・・・グイ溝、
９・・・扇伏レーザー発生器、１０・・・イメージセン
サ、１４・・・画１架表示部、２５・・・信号処理部。 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼管を拡管する際に、ピーＰ位置検出器と信号処
   理装置とから成るビード位置看視装置を使用し、あらか
   じめ、拡管機ヘッドのダイ溝位置を検出１−ておき１次
   に拡管すべき鋼管の外面ビー１３の位置を検出して、前
   記ダイ溝位置と外面ビーＰ位置とを逐一対比してダイ溝
   へ正確に内面ビーＰが入ることを看視しながら拡管を行
   なうことを特徴とする拡管機ヘラＰの鋼管内面ビーｒへ
   の乗上げ防止方法。