JP3789047B2 - 矯正装置，測定装置及び測定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的長尺な型鋼材やパイプ材等の寸法や全体曲がり等の形状測定を行い、矯正する矯正装置，測定装置及び測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、比較的長尺な型鋼材やパイプ等の製品は、製造過程で反りや曲がり，断面の変形が発生し、複雑な変形形状をしている。そこで、精密な寸法形状を必要とする製品に対しては形状を測定し、公差ハズレの場合は矯正により寸法精度の確保を図っている。
【０００３】
形状測定装置は、例えば、特開平５−１８０６４９号公報に記載のように、製品の断面形状寸法と曲がりやソリ形状寸法を分けて行うものが知られている。また、形状測定装置と、形状を矯正する矯正装置とは、一般に別装置とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、従来の装置においては、型鋼材やパイプ材等の被測定物の形状の測定と、形状が測定された被測定物の矯正は、別装置によって行われているため、被測定物の段取り及び持ち替え作業に多大の工数を要するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、作業性の向上した矯正装置，測定装置及び測定方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、被測定物の外径寸法を測定する外径寸法測定手段と、この被測定物の板厚寸法を測定する板厚寸法測定手段と、上記被測定物の曲がりを矯正する矯正プレス手段と、上記被測定物を支持する支持機構部と、上記外径寸法測定手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の外径寸法を測定し、上記板厚寸法測定手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の板厚寸法を測定し、上記測定された外径寸法及び板厚寸法に基づいて矯正方法及び矯正条件を設定し、上記矯正プレス手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の曲がりを矯正する制御手段とを備え、上記支持機構部は、上記被測定物の両端部若しくは底部を支持する支持手段と、上記被測定物の位置を割り出し、位置決めする割り出し位置決め手段と、上記被測定物の矯正時に、矯正支持位置にて上記被測定物を支持するとともに任意の位置に位置決め可能な矯正支持手段とを備えるとともに、上記支持手段及び上記割り出し位置決め手段を用いて、上記被測定物の持ち替えを行うようにしたものである。かかる構成により、被測定物の断面あるいは全体曲がりを自動的に矯正して、作業性を向上し得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、上記支持機構部は、さらに、上記被測定物の矯正時に、上記被測定物を拘束してズレを防止する拘束手段を備えるようにしたものである。かかる構成により、上記被測定物の矯正時のズレを防止し得るものとなる。
【０００９】
（３）上記（１）において、好ましくは、上記外径寸法測定手段及び上記板厚寸法測定手段は、上記矯正プレス手段に搭載するようにしたものである。かかる構成により、上記各手段の移動機構は、一つでよいため、装置をコンパクトにし得るものとなる。
【００１０】
（４）上記（１）において、好ましくは、上記矯正プレス手段は、ベース部張り出しフレームの上部に搭載され、且つ、このフレームの上部を移動可能な矯正支持機構部に対し、張り出しフレームの下部に配置され、Ｃ型フレーム構造で上記矯正支持機構部が通り抜け可能な構造とし、矯正時に、上記矯正支持機構部と矯正プレス機構部との間で矯正することによって発生する矯正反力を上記ベース部張り出しフレームの板厚方向の圧縮力に変換するようにしたものである。かかる構成により、矯正時に矯正支持機構部と矯正プレス機構部との間で矯正することによって発生する矯正反力をべ一ス部張り出しフレームの板厚方向の圧縮力に変換できるので、矯正プレス機構部フレームに付加される曲げモーメントを低減し得るものとなる。
【００１１】
（５）上記（１）において、好ましくは、上記制御手段は、上記外径寸法測定手段及び上記板厚寸法測定手段により測定された上記被測定物の外径寸法及び板厚寸法により、上記被測定物の全体の曲がりの変極点を検出し、複数の変極点の内、曲がりの変化量が最大の変極点近傍から矯正を開始するようにしたものである。かかる構成により、複雑な曲がりあるいはソリを有した被測定物を矯正する際にも、複雑な曲がりを高精度且つ効率よく矯正し得るものとなる。
【００１２】
（６）上記（５）において、好ましくは、上記制御手段は、矯正を開始した点から順次被測定物の長手方向に位置をずらしながら矯正するようにしたものである。かかる構成により、曲がり矯正を効率よく行いえるものとなる。
【００１３】
（７）上記（１）において、好ましくは、上記制御手段は、上記矯正プレス手段が上記被測定物に接触した矯正開始位置と、矯正プレスの押し込み量と押し込み荷重とから上記被測定物の弾性領域から塑性領域に変わるポイントを検出し、これらの検出結果と被測定物寸法測定結果から矯正目標値を決定して矯正を行うようにしたものである。
【００１５】
（８）上記目的を達成するために、本発明は、 被測定物の断面を挟んで配置されたレーザ発光部と受光部を有し、レーザ光の透過により上記被測定物の外径を測定するレーザ測定ヘッドと、上記被測定物の表面にジェット水を噴射し、上記被測定物から発せられる超音波により上記被測定物の板厚を測定する超音波測定ヘッドとを備えるようにしたものである。かかる構成により、複雑変形を有した被測定物の外径寸法及び板厚寸法を高精度測定し得るものとなる。
【００１６】
（９）上記（８）において、好ましくは、上記レーザ測定ヘッド及び上記超音波測定ヘッドは、同一位置決め駆動機構部に組み付けるようにしたものである。
【００１７】
（１０）上記（８）において、好ましくは、さらに、上記超音波測定ヘッドに水を供給するとともに、上記被測定物表面から水を受け、回収するジェット水供給装置を備えるようにしたものである。かかる構成により、水処理を容易に行いえるものとなる。
【００１８】
（１１）上記（８）において、好ましくは、上記超音波測定ヘッドは、上記被測定物の板厚を測定する際、上記被測定物の長さ方向に対して直角方向に追従移動可能としたガイドローラを備え、上記被測定物表面にガイドローラを押し付けることにより、上記被測定物の長さ方向に追従するようにしたものである。かかる構成により、複雑変形を有した被測定物表面と超音波測定ヘッドとの距離を一定にすることができ、また測定個所の位置決めも安定して行い得るものとなる。
【００１９】
（１２）上記目的を達成するために、本発明は、超音波測定ヘッドを用いて、被測定物の表面にジェット水を噴射し、この被測定物から発せられる超音波により上記被測定物の板厚を測定する測定方法において、上記超音波測定ヘッドは、上記被測定物の板厚を測定する際、上記被測定物の長さ方向に対して直角方向に追従移動可能なガイドローラを用いて、上記被測定物表面にガイドローラを押し付けることにより、上記被測定物の長さ方向に追従できるようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１５を用いて、本発明の一実施形態による矯正装置の構成及び矯正方法について説明する。
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による矯正装置の全体構成について説明する。
図１は、本実施形態による矯正装置の正面図であり、図２は、本実施形態による矯正装置の平面図である。なお、図１と図２において、同一符号は、同一部分を示している。
【００２１】
本実施形態の矯正装置によって、形状の測定や矯正を行う対象製品は、中空パイプ形状で、製品の機能上、中空パイプの内径側に何重にも中空パイプが重なって組み立てられ、それらの部品が摺動する製品である。そのため、各中空パイプの外径寸法，内径寸法精度及び全体のソリや曲がりに対する寸法精度が厳しく管理されている。従って、長尺な中空パイプの内径を測定する必要があるものである。なお、以下の説明では、中空パイプを対象として説明するが、中実製品や型鋼材などに対しても、同様にして、形状測定や矯正を行えるものである。
【００２２】
図１に示す被測定物１は、例えば、全長４ｍで、外径１５０ｍｍの中空パイプ形状をした長尺なものである。端部クランプ装置８ａ，８ｂは、被測定物１の両端側に備えられ、被測定物１の内径をクランプ爪により把持できる。回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂは、端部クランプ装置８ａ，８ｂを、それぞれ、回転割り出し及び回転位置決めする。端部クランプ装置８ａ，８ｂ及び回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂは、移動テーブルｌ０ａ，１０ｂ上に搭載されている。
【００２３】
移動テーブル１０ａは、駆動アクチュエータ１５ａにより、取付ベース１３上を、被測定物の長手方向（図中ｘ２方向）に移動可能であり、任意位置に位置決め可能である。また、移動テーブル１０ｂは、アクチュエータ１５ｂにより、位置調整テーブル１４上を、被測定物の長手方向（図中ｘ３方向）に移動可能であり、被測定物１の右側端面を押し付ける。位置調整テーブル１４は、その下側のベース１７に対して、図中ｘ３方向の位置を調整可能である。
【００２４】
一般に、被測定物１の長さは多種存在するため、被測定物１の左側端面を基準とし、被測定物長さに対応して右側に配置した位置調整テーブル１４により右側端部クランプ機構部である端部クランプ装置８ｂ及び回転割り出し位置決め装置９ｂを位置調整するようにしている。即ち、被測定物１の長さに応じて、位置調整テーブル１４を粗調整し、さらに、クランプ装置８ｂを被測定物１に押しつける際には、移動テーブル１０ｂを移動することによって行われる。
【００２５】
被測定物１の端部内径をクランプした後、回転割り出し位置決め装置９ａを駆動することによって、被測定物１を回転させ、位置割り出しを行うが、そのとき、回転割り出し位置決め装置９ｂは、回転割り出し位置決め装置９ａに従動する。
【００２６】
左側支持テーブル６ａは、取付ベース１３上に取り付けられたシリンダ１１ａによって、被測定物１の長手方向（図中ｘ２方向）に移動可能である。左側支持テーブル６ａには、上下方向（図中ｚ２方向）に移動できる上下支持シリンダ７ａが組み込れている。また、右支持テーブル６ｂは、位置調整テーブル１４上に取り付けられたシリンダ１１ｂによって、被測定物１の長手方向（図中ｘ３方向）に移動可能である。右側支持テーブル６ｂには、上下方向（図中ｚ３方向）に移動できる上下支持シリンダ７ｂが組み込れている。
【００２７】
また、矯正支持フレーム５ａ，５ｂの上には、それぞれ、ズレ防止機構２ａ，２ｂと、矯正支持型３ａ，３ｂと、上下位置決め機構４ａ，４ｂとが搭載されている。ズレ防止機構２ａ，２ｂは、矯正時あるいは受け渡し時に発生する被測定物１の回り及びズレを防止するものであり、被測定物１の外径を挟み込む構成となっている。矯正支持型３ａ，３ｂは、被測定物１を矯正する際、被測定物１の重量を受け、また、矯正の反力を受けられるものである。上下位置決め機構４ａ，４ｂは、被測定物１を支持するとともに、上下位置決め可能なものである。矯正支持フレーム５ａ，５ｂは、それぞれ、被測定物１の長手方向（図中ｘ４，ｘ５方向）に移動可能である。被測定物１は、位置決め装置９ａ，９ｂによって回転は可能であるが、長手方向については、固定されている。従って、矯正支持フレーム５ａ，５ｂを、それぞれ、被測定物１の長手方向（図中ｘ４，ｘ５方向）に移動することによって、矯正支持型３ａ，３ｂを、被測定物１の長手方向の位置に、任意に位置決めすることができる。
【００２８】
また、ベース１７上には、被測定物１の長手方向（図中ｘ１方向）に移動可能な矯正プレス手段２０が設けられている。矯正プレス手段２０は、被測定物１に矯正力を加える矯正ヘッドを備えており、この矯正ヘッドは、矯正プレスシリンダ２３によって駆動される。矯正プレスシリンダ２３は、縦フレーム２４に固定された横フレーム２１に取り付けられている。横フレーム２１は、モータ２２によって、ベース１７上を、被測定物１の長手方向（図中ｘ１方向）に移動可能である。なお、矯正プレス手段２０の詳細構成については、図５を用いて、詳述する。
【００２９】
さらに、矯正プレス手段２０の取り付けられた縦フレーム２４には、被測定物１の外径寸法を測定する外径寸法測定手段４０と、被測定物１の板厚寸法測定手段５０が取り付けられている。外径寸法測定手段４０及び板厚寸法測定手段５０は、矯正プレス手段２０と同様に、被測定物１の長手方向（図中ｘ１方向）に移動可能である。なお、外径寸法測定手段４０及び板厚寸法測定手段５０の詳細構成については、図６〜図８を用いて後述する。
【００３０】
本実施形態における板厚寸法測定手段５０は、ジェット水を被測定物１に噴射して、そのとき発生する超音波により板厚を測定するものであり、ジェット水供給装置６０は、板厚寸法測定手段５０に水を供給するとともに、測定に用いられた水を回収する。ジェット水供給手段６０の詳細構成については、図８用いて後述する。
【００３１】
次に、図３及び図４を用いて、本実施形態による矯正装置の矯正機構部の構成について説明する。
図３は、本実施形態による矯正装置の右側面図であり、図４は、本実施形態による矯正装置の左側面図である。なお、図１と図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００３２】
被測定物１を矯正する矯正機構部としては、下部に移動用ガイドを設けた縦フレーム２４ａ，２４ｂと、横フレーム２１とで構成されており、全体としてＣ型形状のフレームとしている。また、ベース１７上に配置した張り出しフレーム１８ａ，１８ｂの下部に、被測定物１の長手方向に移動させるためのレール１９ａ，１９ｂを配置し、張り出しフレーム１８ａ，１８ｂに吊り下がるように、縦フレーム２４ａ，２４ｂを取り付ける構造としてある。矯正支持機構部を含め、本構造とすることにより、被測定物１を矯正する際の矯正力は、矯正支持型３ａ，３ｂに伝達され、同時に矯正プレス部からの矯正力も縦フレーム２４ａ，２４ｂを介して、張り出しフレーム１８ａ，１８ｂに伝達され、総合的に矯正力が張り出しフレーム１８ａ，１８ｂの圧縮力に変換され、矯正プレス機構部に対して不均一なモーメントは付加されない構造となっている。
【００３３】
なお、図３において、モータ１６ａは、図１に示した矯正支持フレーム５ａを移動するためのものである。また、図４において、モータ１６ｂは、図１に示した矯正支持フレーム５ｂを移動するためのものである。シリンダ１２ｂは、上下位置決め機構４ｂを上下動させるためのものである。
【００３４】
次に、図５を用いて、本実施形態による矯正装置に用いる矯正プレス手段２０の矯正プレス部３０の詳細構成について説明する。
図５は、本実施形態による矯正装置に用いる矯正プレス部の断面図である。なお、図１と図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００３５】
矯正プレスシリンダ２３は、図１に示した横フレーム２１の中央に、下向きに取り付けられている。矯正プレスシリンダ２３の先端には、被測定物（被矯正物）を矯正するための矯正プレス部３０が取り付けられている。
【００３６】
矯正プレスシリンダ２３の先端は、矯正プレス部３０のロッドブロック３１を介して、ガイドブロック３２に取り付けられている。ガイドブロック３２は、ガイドフレーム３３によってガイドされ、ガイドブロック３２の先端下部に取り付けられた矯正押し型３４を上下方向に移動できるとともに、高精度に位置決めできる。矯正押し型３４は、パイプ状の被測定物（被矯正物）の外径に合わせた断面形状が半円形となっている。また、ガイドブロック３２の外周に配置したガイドフレーム３３により、矯正により発生するモーメントを受け、更に高精度案内ガイドを行えるようになっている。
【００３７】
また、矯正プレスシリンダ２３のロッドに取リ付けられたロッドブロック３１を介して、ガイドブロック３２の内部に装着したロードセル３５に、シリンダ力が伝達される。さらに、ガイドブロック３２の下部に埋め込んだ接触点検出ロードセル３６には、アンビルシャフト３７により、被測定物（被矯正物）との接触力が伝達される。アンビルシャフト３７は、矯正押し型３４の中央に通し穴を設け、その通し穴から適当な量だけ頭が出るように構成されている。また、接触点検出ロードセル３６とアンビルシャフト３７との間にスプリング３８を装着することにより、接触点検出ロードセル３６を破損させることなく、更に安定した検出ができる。また、アンビルシャフト３７を被測定物１に接触させる際、被測定物１の頂点に接触するように取り付けられている。
【００３８】
次に、図６〜図８を用いて、本実施形態による矯正装置に用いる外径寸法測定手段４０と板厚寸法測定手段５０とからなる形状測定機構部の構成について説明する。
図６は、本実施形態による矯正装置に用いる形状測定機構部の断面図であり、図７は、本実施形態による矯正装置に用いる外径寸法測定手段の正面図であり、図８は、本実施形態による矯正装置に用いる板厚測定手段の正面図である。なお、図１と図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００３９】
図６に示すように、形状測定機構部を構成する外径寸法測定手段４０及び板厚寸法測定手段５０は、形状測定用架台フレームＦＲに取り付けられている。そして、形状測定用架台フレームＦＲを用いて、図１に示したように、縦フレーム２４ａ，２４ｂを組み立てた構造体の中央部側面で、しかも、被測定物１の上部方向に備えられている。外径寸法測定手段４０は、光を用いて被測定物１の外径寸法を測定するものである。また、板厚寸法測定手段５０は、ジェット水による超音波を用いて、被測定物１の板厚を測定するものである。
【００４０】
次に、図６及び図７を用いて、外径寸法測定手段４０の構成について説明する。
外径寸法測定手段４０は、レーザ光を発光させるレーザ発光部４１ａ，４１ｂと、レーザ受光部４２ａ，４２ｂとを備えている。レーザ発光部４１ａとレーザ受光部４２ａは対となり、また、レーザ発光部４１ｂとレーザ受光部４２ｂが対となっている。レーザ発光部４１ａから発せられたレーザ光Ｌａは、レーザ受光部４２ａによって受光される。また、レーザ発光部４１ｂから発せられたレーザ光Ｌｂは、レーザ受光部４２ｂによって受光される。
【００４１】
レーザ発光部４１ａ，４１ｂ及びレーザ受光部４２ａ，４２ｂは、それぞれ、レーザ位置決め用フレーム４３に取り付けられている。レーザ位置決め用フレーム４３は、シリンダ４４によリ、図中Ｚ１方向に移動可能であり、上下割り出しが可能となっている。
シリンダ４４により、レーザ位置決め用フレーム４３を下降させて、図中二点鎖線で示す位置に移動して、被測定物１がレーザ発光部４１ａ’，４１ｂ’から発せられるレーザー光Ｌａ’，Ｌｂ’を遮ると、レーザ受光部４２ａ’，４２ｂ’で受光される光量が低下することにより、被測定物１の外径寸法を測定することができる。
【００４２】
なお、被測定物１の外径が小さいものに対しては、一対のレーザセンサでの測定も可能である。
また、被測定物１の曲がりなどのセンサに対する絶対位置座標を高精度に測定する必要がある場合は、レーザ位置決めフレーム４３を高精度に位置決めする必要がある。
また、被測定物１に対し、横から割り出しを行う機構でもよいものである。
また、レーザセンサの代わりに接触式変位計を使用してもよいものである。
【００４３】
次に、図６及び図８を用いて、板厚寸法測定手段５０の構成について説明する。
板厚寸法測定手段５０は、図中Ｙ１方向に移動可能な水平移動フレーム５１の下部に取り付けられた板厚を測定する超音波測定器５２を備えている。超音波測定器５２からは、被測定物１に対して、ジェット水ＪＷを吹き付け、そのとき発生する超音波を検出することにより、被測定物１の板厚を測定する。また、水平移動フレーム５１には、ガイドローラ５３ａ，５３ｂが取り付けられている。ガイドローラ５３ａ，５３の開き角度は、例えば、１２０°としてあり、被測定物１の外径に対し、上方から最適な角度で接触し、押し付けできるように配置されている。即ち、ガイドローラ５３ａ，５３ｂと超音波測定器５２との位置関係を最適化し、そして、被測定物１表面と超音波測定器５２とのギャップを最適化している。なお、ガイドローラ５３ａ，５３ｂの開き角度は、被測定物１の外径に応じて変えることができる。
【００４４】
水平移動フレーム５１は、上下移動フレーム５４に取り付け固定されている。上下移動フレーム５４は、シリンダ５５により図中Ｚ１方向に移動可能であり、上下方向の割り出しが可能である。
被測定物１にガイドローラ５３ａ，５３ｂを押し付け、被測定物１の断面形状に倣わせながら長手方向に移動させるため、上下方向はシリンダ５５の駆動圧力を制御し、また、水平方向はバネ等の弾性体で保持してある。
【００４５】
また、ジェット水供給装置６０は、水供給タンク６１に貯えられた水を、超音波測定器５２に供給するためのポンプ６２を備えている。矯正機構部の縦フレーム２４ｂの側面に割り出しべース６３を配置し、その上を移動できる割り出しテーブル６４上にジェット水受け容器６５を取り付けた水供給タンク６１を搭載し、ジェット水を受け、その水をタンク６１内に誘導できるようにしている。即ち、超音波測定器５２から被測定物１に吹き付けられたジェット水は、ジェット水受け容器６５によって受けられ、高低差を利用して自然にタンク６１内に誘導できる。
【００４６】
以上のようにして、形状測定機構部を構成する外径寸法測定手段４０を用いて、被測定物１の外径寸法を測定し、さらに、板厚寸法測定手段５０を用いて、被測定物１の板厚寸法を測定することにより、外径寸法と板厚寸法の差により、被測定物１の内径寸法を測定することができる。
【００４７】
次に、図９〜図１５用いて、本実施形態による矯正装置を用いた矯正方法について説明する。
最初に、図９を用いて、本実施形態による矯正装置のシステム構成について説明する。なお、図１〜図８と同一符号は、同一部分を示している。
【００４８】
制御手段１００は、外径寸法測定手段４０及び板厚寸法測定手段５０を制御して、外径寸法及び板厚寸法を測定する。制御手段１００には、外径寸法測定手段４０によって測定された被測定物の外径寸法と、板厚寸法測定手段５０によって測定された被測定物の板厚寸法が入力する。
【００４９】
また、制御手段１００は、矯正プレス部２０を制御して、被測定物（被矯正物）の曲がり等の矯正を行う。まさ、その際、支持機構部００を制御して、被測定物のローディング・アンローディングやクランプ等を行う。ここで、支持機構部００としては、図１〜図２に示した端部クランプ装置８ａ，８ｂや、回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂや、アクチュエータ１５ａ，１５ｂや、シリンダ１１ａ，１１ｂや、ズレ防止機構２ａ，２ｂや、上下位置決め機構４ａ，４ｂ等が含まれている。
【００５０】
次に、図１０及び図１１〜図１５用いて、本実施形態による矯正装置の動作について説明する。
図１０は、本発明の一実施形態による矯正装置の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
図１０のステップ１１０において、制御手段１００は、自動運転開始状態のチェックを内部で行う。
次に、ステップ１１２において、制御手段１００は、支持機構部００の中の製品支持部機構である左側上下支持シリンダ７ａ及び右側上下支持シリンダ７ｂ，若しくは左側上下位置決め機構４ａ及び右側上下位置決め機構４ｂのいずれかを上昇させ、被測定物（被矯正物）である製品を矯正装置にローディングする。
【００５２】
次に、ステップ１１６において、制御手段１００は、支持機構部００の中の端部クランプ装置８ａ，８ｂを用いて、製品の端部を把持し、クランプする。
次に、ステップ１１８において、制御手段１００は、支持機構部００の中の上下位置決め機構４ａ，４ｂを下降させ、製品クランプが完了する。
【００５３】
ここで、図１１を用いて、本実施形態による形状寸法測定状況について説明する。
図１１は、本発明の一実施形態による矯正装置における形状寸法測定状況を示す正面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
製品クランプが完了した時点では、図示するように、被測定物１の両端は、左端部クランプ装置８ａ及び右端部クランプ装置８ｂによって内側より把持されている。また、上下位置決め機構４ａ，４ｂは、図示するように、下降した状態となっている。
【００５４】
次に、図１０のステップ１２０以降によって、計測工程がスタートする。
ステップ１２０において、制御手段１００は、自動測定開始状態を自動的にチェックする。
【００５５】
次に、ステップ１２２以降において、製品の外径を測定する。
そのため、ステップ１２２において、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、外径寸法測定手段４０を、製品長手方向の左側に位置決めする。このとき位置決めされる初期外径寸法測定位置は、図１１に示す位置Ｐ１としている。ここで、製品である被測定物１の左側端部の位置をＰ０とすると、位置Ｐ１は、位置Ｐ０から右に１５ｃｍほど移動した位置である。なお、Ｐ２は、さらに、位置Ｐ１から１５ｃｍ離れた位置である。そして、この位置Ｐ１において、制御手段１００は、外径寸法測定手段４０のシリンダ４４（図７）を制御して、発光部４１ａ，４１ｂ及び受光部４２ａ，４２ｂからなるレーザ測定ヘッドを、図７に二点鎖線で示すように、被測定物１を挟む位置まで下降させる。
【００５６】
次に、ステップ１２４において、制御手段１００は、図１１に示すように、外径寸法測定手段４０を用いて、被測定物１の外径とレーザ寸法測定装置基準からの距離を測定する。この測定終了後、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、外径寸法測定手段４０を製品長手方向の右方向の位置Ｐ２に位置決めする。そして、位置決め終了後、再び、制御手段１００は、外径寸法測定手段４０を用いて、被測定物１の外径とレーザ寸法測定装置基準からの距離を測定する。このようにして、制御手段１００は、外径寸法測定手段４０を所定距離（例えば、１５ｃｍ）づつ移動しながら、被測定物１の長手方向について、それぞれの位置における外径寸法を測定する。
【００５７】
次に、ステップ１２６において、制御手段１００は、図１１に示すように、支持機構部００の中の回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂを制御して、被測定物１の回転割り出しを行う。本実施形態においては、最初の位置から被測定物１を９０°回転させる。
【００５８】
その後、ステップ１２４に戻り、外径寸法測定手段４０を用いて、被測定物１の外径とレーザ寸法測定装置基準からの距離を、被測定物１の長手方向について、それぞれの位置毎に測定する。
さらに、ステップ１２６において、被測定物１を、さらに、９０°回転させ、その後、ステップ１２４において、外径を測定し、また、ステップ１２６において、被測定物１を、さらに、９０°回転させ、その後、ステップ１２４において、外径を測定することを繰り返す。これにより、被測定物１の角度０°，９０°，１８０°，２７０°の４つの回転割り出し位置において、それぞれ、被測定物１の長手方向に、所定の位置毎の被測定物１の外径とレーザ寸法測定装置基準からの距離を測定する。
【００５９】
次に、ステップ１２８において、制御手段１００は、外径寸法測定手段４０のシリンダ４４（図７）を制御して、発光部４１ａ，４１ｂ及び受光部４２ａ，４２ｂからなるレーザ測定ヘッドを上昇させる。
そして、ステップ１３０において、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、計測開始位置に戻して、外径測定を終了する。
【００６０】
製品外径の寸法を測定終了後、ステップ１３２以降により、製品の板厚寸法を測定する。
ステップ１３２において、制御手段１００は、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、板厚寸法測定手段５０を、製品長手方向の左側の位置Ｐ１に位置決めする。そして、この位置Ｐ１において、制御手段１００は、板厚寸法測定手段５０のシリンダ５５（図８）を制御して、超音波測定器５２やガイドローラ５３ａ，５３ｂからなる超音波板厚測定ヘッドを、図８に示すように、被測定物１に近接する位置まで下降させる。
【００６１】
次に、ステップ１３４において、制御手段１００は、図１１に示すように、板厚寸法測定手段５０を用いて、被測定物１の板厚を測定する。この測定終了後、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、板厚寸法測定手段５０を製品長手方向の右方向の位置Ｐ２に位置決めして、再び、板厚寸法測定手段５０を用いて、被測定物１の板厚を測定する。このようにして、制御手段１００は、板厚寸法測定手段５０を所定距離（例えば、１５ｃｍ）づつ移動しながら、被測定物１の長手方向について、外径の測定位置と同じ位置において、それぞれの位置における板厚寸法を測定する。
【００６２】
次に、ステップ１３６において、制御手段１００は、図１１に示すように、支持機構部００の中の回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂを制御して、被測定物１の回転割り出しを行う。本実施形態においては、最初の位置から被測定物１を９０°回転させる。
【００６３】
その後、ステップ１３４に戻り、板厚寸法測定手段５０を用いて、被測定物１の板厚を、被測定物１の長手方向について、それぞれの位置毎に測定する。
さらに、ステップ１３６において、被測定物１を、さらに、９０°回転させ、その後、ステップ１２４において、板厚を測定し、また、ステップ１２６において、被測定物１を、さらに、９０°回転させ、その後、ステップ１２４において、板厚を測定することを繰り返す。これにより、被測定物１の角度０°，９０°，１８０°，２７０°の４つの回転割り出し位置において、それぞれ、被測定物１の長手方向に、所定の位置毎の被測定物１の板厚を測定する。
【００６４】
次に、ステップ１３８において、制御手段１００は、板厚寸法測定手段５０のシリンダ５５（図８）を制御して、超音波板厚測定ヘッドを上昇させる。
そして、ステップ１４０において、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、計測開始位置に戻して、板厚測定を終了する。
【００６５】
なお、上述の例では、被測定物の外径寸法の測定と板厚寸法の測定を、それぞれ、個別に行っているが、これらを同時に行うこともできる。即ち、図６に示したように、レーザ外径寸法測定ヘッド及び超音波板厚寸法測定ヘッドは、形状測定用架台フレームＦＲに組み付けられている。そして、レーザ外径寸法測定ヘッド及び超音波板厚寸法測定ヘッドの間の距離を、例えば、３０ｃｍとすることにより、図１１に示した位置Ｐ３において外径寸法の測定を行いながら、位置Ｐ１における板厚測定を同時に行うことができる。
【００６６】
なお、レーザ外径寸法測定と超音波板厚寸法測定を行っている間、矯正支持機構部である上下支持シリンダ７ａ，７ｂ及び上下位置決め機構４ａ，４ｂは、被測定物１の下方の離れた位置，即ち、被測定物１から下方に逃がされており、形状測定を行っている際、あるいは、両端を把持している際には、被測定物の下方を任意に移動，位置決めすることができる。
【００６７】
次に、図１０のステップ１５０において、制御手段１００は、製品の内径寸法を測定する必要があるため、測定された板厚寸法と外径寸法との演算処理により内径寸法を算出する。そして、寸法測定終了後、測定データが問題ないかどうかチェックする。例えば、外径１５０ｍｍのパイプを測定した場合に、外径寸法が３００ｍｍのような異常なデータとなった場合には、測定に問題があるものとする。
そして、ステップ１５０において、制御手段１００は、測定データに問題が場合には、ステップ１３０に戻り、計測工程を再度行い、再測定する。また、測定結果が予め設定した公差をクリアした場合、ステップ１６０以降において、製品をアンローディングして終了となる。さらに、測定結果が公差をハズレていた場合には、ステップ１５２以降の矯正工程に進む。
【００６８】
ここで、ステップ１６０以降のアンローディング工程について説明する。
ステップ１６０において、制御手段１００は、支持機構部００の中の製品支持部機構である左側上下支持シリンダ７ａ及び右側上下支持シリンダ７ｂ，若しくは左側上下位置決め機構４ａ及び右側上下位置決め機構４ｂのいずれかを上昇させ、被測定物（被矯正物）である製品を支持する。
次に、ステップ１６２において、制御手段１００は、支持機構部００の中の端部クランプ装置８ａ，８ｂによる製品端部の把持を解放して、アンクランプすることにより、製品のアンローディングを終了する。
【００６９】
次に、矯正が必要な場合には、ステップ１５２において、制御手段１００は、矯正方法を設定する。
また、ステップ１５４において、制御手段１００は、矯正条件を設定する。
【００７０】
ここで、図１２及び図１３を用いて、本実施形態における矯正方法及び矯正条件の設定の仕方について説明する。
図１２及び図１３は、本発明の一実施形態による矯正装置における矯正方法及び矯正条件の設定の説明図である。
図１２は、複雑形状品の曲がり発生及び変極点の一例を示している。
図１２に示すように、被測定物１が複雑な曲がりを有しているものについては、形状寸法測定結果より、変極点１，変極点２，変極点３，変極点４が算出される。端部については端部と変極点、それ以外は変極点間を緒んだ際の直線とその間にある変極点との距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４をそれぞれ算出する。なお、図示する例では、Ｌ３＞Ｌ４＞Ｌ２＞Ｌ１とする。このような場合、本実施形態におけるステップ１５２における矯正方法としては、距離が大きいものから順に矯正する矯正手順からなる方法をとるものとする。
【００７１】
次に、図１３は、複雑形状品の変極点間の矯正条件と矯正方法の一例を示している。
ステップ１５４における矯正条件としては、矯正位置，矯正支持位置，押し込み量等がある。従って、図１１に示した変極点３を矯正する際の矯正支持位置としては、変極点２と変極点４にそれぞれ左矯正支持型３ａ，３ｂを位置決めして支持するものとする。また、矯正位置としては、変極点３に矯正押し型２７を位置決めし矯正を行うものとする。押し込み量は、距離Ｌ３に応じて決定するものとする。
また、操作方法としては、矯正パターンがある。即ち、矯正押し込み型２７により変極点３を押し込んで矯正後、押し込み型２７の位置を、押し込み型２７’，押し込み型２７”と、長手方向にズラして矯正する矯正パターンとしている。矯正位置をズラすことにより、被測定物１の長手方向に対する曲げモーメント分布を変えることができ、まっすぐな矯正が可能となる。
【００７２】
次に、図１０のステップ１７０以降において、矯正工程を行う。
ステップ１７０において、制御手段１００は、自動矯正工程開始状態を自動的にチェックする。
次に、ステップ１７２において、制御手段１００は、ステップ１５２及びステップ１５４によって求められた矯正方法及び矯正条件に基づいて、支持機構部００の中の回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂを駆動して、図１３に示したように、最初の矯正位置である変極点３が真上を向くように、被矯正物（被測定物）１を回転させ、矯正角度を割り出す。
次に、ステップ１７４において、制御手段１００は、図１３に示したように、支持機構部００の中のモータ１６ａ，１６ｂを駆動して、矯正支持フレーム５ａ，５ｂを移動し、矯正支持型３ａ，３ｂを、それぞれ、所定の矯正支持位置に位置決めする。また、支持機構部００の中のモータ２２を駆動して、矯正プレス手段２０を移動し、矯正押し型３４を所定の矯正位置に位置決めする。
【００７３】
次に、ステップ１７６において、制御手段１００は、支持機構部００の中の製品支持部機構である左側上下支持シリンダ７ａ及び右側上下支持シリンダ７ｂ，若しくは左側上下位置決め機構４ａ及び右側上下位置決め機構４ｂのいずれかを上昇させ、被矯正物である製品を支持する。
次に、ステップ１７８において、制御手段１００は、支持機構部００の中の端部クランプ装置８ａ，８ｂによる製品端部の把持を解放して、アンクランプする。
【００７４】
次に、ステップ１８０において、制御手段１００は、支持機構部００の中の上下位置決め機構４ａ，４ｂを下降させる。
次に、ステップ１８２において、制御手段１００は、支持機構部００の中のズレ防止機構２ａ，２ｂを駆動して、被矯正物１を両側から挟み込んで、回転ズレを拘束する。
次に、ステップ１９０において、矯正工程を実行する。
【００７５】
図１４は、ステップ１７０〜ステップ１９０の処理により、矯正工程を実行する際の装置の配置状況を示している。なお、図１〜図１１と同一符号は、同一部分を示している。
形状寸法測定工程から矯正工程に切替える場合は、まず、形状寸法測定結果から、矯正方法，矯正条件などを自動的に設定し、それぞれ各機構部の位置決めを行う。次に、被測定物１の両端をアンクランプし、左側支持テーブル６ａ，右側支持テーブル６ｂをお互い前進させた後、左側上下支持シリンダ７ａ，右側上下支持シリンダ７ｂを上昇させ、両端クランプ装置８ａ，８ｂの逃がしを行って受け渡しを行う。また、左側上下位置決め機構４ａ，右側上下位置決め機構４ｂを使用した受け渡し可能である。それぞれの受け渡し方法により、左矯正支持型３ａ，右矯正支持型３ｂに被測定物１を搭載した後、矯正を行うものである。矯正する際は、被測定物１の曲がりを上に向けて矯正するため、矯正により回転方向に回されるので、左ズレ防止機構２ａ，右ズレ防止機構２ｂにより、被測定物１を挾み込んでクランプする機構としている。
【００７６】
ここで、図１５を用いて、ステップ１９０の矯正工程の詳細について説明する。
図１５は、本実施形態による矯正装置を用いた矯正工程の処理を示すフローチャートである。
【００７７】
最初に、ステップ１９１において、制御手段１００は、矯正プレス手段２０の中の矯正プレスシリンダ２３を動作させて、矯正押し型３４を下降させる。
次に、ステップ１９２において、制御手段１００は、矯正プレス部３０の接触点検出ロードセル３６（図５）を用いて、その検出圧力から、被矯正物１の表面に接触した点、あるいは、ある設定した押し付け力での位置を検出する。この点あるいは位置は、図１３に示す例では、変極点２と変極点４を支持する矯正支持型３ａ，３ｂを結ぶ直線に対する矯正位置である変極点３までの高さＨ１として検出される。
【００７８】
次に、ステップ１９３において、制御手段１００は、予め設定した矯正量の範囲内の領域で、押し込んでいく際、押し込み量と矯正力を接触点検出ロードセル３６を用いてリアルタイムに高精度に検出し、被矯正物１の降伏点を検出する。降伏点は、被矯正物１の機械的性質や矯正条件により変わるものである。また、矯正プレス力を解除すれば基の状態に戻る、いわゆる弾性領域は、押し込み量と矯正力は比例的な関係を推移する。更に押し込みを行うと、変形が始まる塑性領域に達し、押し込み量と矯正力の関係を見ると、比例関係が崩れる。その比例関係が崩れる点を変形開始点，即ち、降伏点とみなし、その点を基準に矯正量を決定する。
【００７９】
次に、ステップ１９４において、制御手段１００は、目標とした矯正量だけ矯正を行う。
次に、ステップ１９５において、制御手段１００は、目標とした矯正量を確保した後、最初の矯正開始点まで矯正プレスを戻す。
次に、ステップ１９６において、制御手段１００は、矯正プレスを再度、被矯正物１に接触させ、実際に矯正された変形量を検出する。
【００８０】
そして、ステップ１９７において、制御手段１００は、目標した矯正通りに行われたかを判断する。問題がなければ矯正工程を終了して、図１０のステップ２００に進む。
また、問題あれば、ステップ１９８において、制御手段１００は、矯正条件を見直し、ステップ１９９において、再度、目標矯正条件を設定し、繰り返し実行する。なお、図１２及び図１３において説明したように、複数の変極点毎に矯正を実行する。
【００８１】
次に、図１０のステップ２００において、制御手段１００は、矯正状況をチェックし、矯正が目標通り行なわれたか否かを判定する。矯正の良否の総合判定でＯＫの場合には、ステップ１２０以降の計測工程に進み、再度計測し、ステップ１５０において公差をクリアすると、ステップ１６０に進んで、被矯正物をアンローディングする。また、ＮＧの場合には、ステップ２１０以降において、再度矯正工程に進む。
【００８２】
ステップ２１０以降では、製品の持ち替え工程を実行する。
ステップ２１０において、制御手段１００は、製品持ち替え開始状態のチェックを内部で行う。
次に、ステップ２１２において、制御手段１００は、支持機構部００の中の製品支持部機構である左側上下支持シリンダ７ａ及び右側上下支持シリンダ７ｂ，若しくは左側上下位置決め機構４ａ及び右側上下位置決め機構４ｂのいずれかを上昇させる。
【００８３】
次に、ステップ２１４において、制御手段１００は、支持機構部００の中の端部クランプ装置８ａ，８ｂを用いて、製品の端部を把持し、クランプする。
次に、ステップ２１６において、制御手段１００は、支持機構部００の中の上下位置決め機構４ａ，４ｂを下降させ、製品クランプが完了する。
【００８４】
次に、ステップ２１８において、制御手段１００は、ステップ１２０〜ステップ１３０の処理と同様に、被測定物の外径を測定する。なお、ここでは、被測定物の外径のみの測定であり、板厚測定は行わないものである。
次に、ステップ２２０において、制御手段１００は、ステップ１５４の処理と同様に、矯正条件を設定する。そして、ステップ１７０以降に戻り、再度、矯正工程を実行する。
【００８５】
なお、被測定物を矯正するための矯正条件データと、その矯正による変化量データを逐次に、矯正データ保存エリアに保管し、学習機能を持たせるシステムとすることにより、複雑な断面変形及び曲がり変形を効率よく自動的に矯正を行うことが可能となる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によれば、 被測定物を本実施形態による矯正装置に搭載後、形状測定工程，矯正工程，その工程間の持ち替え工程により、自動的に計測，矯正を自動的に行えるので、被測定物の段取り及び持ち替え作業が不要になり、工数を低減することができる。また。比較的長尺で重量物の場合でも、本実施形態による矯正装置により、自動化できるので、作業効率を向上することができる。
【００８７】
また、型鋼材やパイプ材等の被測定物は、製作上あるいは製作途中での加工により、被測定物の断面形状及び長手方向に複雑な曲がり変形が発生する場合が多いものであるが、このような場合でも、複雑な曲がりやソリを有し、また、断面形状が変形した被測定物の外径，内径，板厚寸法及び曲がり等の形状寸法を自動的に且つ高精度に測定することができる。また、この測定結果に基づき、矯正手順，矯正パターン等の矯正方法の設定及び矯正条件の設定機能を有しているため、自動矯正が可能となる。
【００８８】
さらに、被測定物の断面を挟んでレーザ発光部及び受信部を配置したレーザ測定ヘッドにより、レーザ光を用いて被測定物の外径を測定し、また、超音波測定ヘッドにより、被測定物の表面にジェット水を流して板厚を測定するようにしているので、被測定物の外径寸法と内径寸法を同時に測定が可能となり、測定タクトの短縮され、また別工程としていた従来から見れば段取リ替えが不要となる。
【００８９】
そして、レーザ測定ヘッドと超音波測定ヘッドは、それぞれ、同一位置決め駆動機構部（形状測定用架台フレームＦＲを介して取り付けられるとともに、モータ２２によって駆動されるフレーム２１，２４）に組み付けられており、また、それぞれ必要に応じ被測定物に対する割り出し位置決めが可能であるため、複雑変形を有した被測定物の外径寸法及び板厚寸法を高精度に測定できる。また、測定装置をコンパクトにすることができる。
【００９０】
また、超音波測定ヘッドは、ガイドローラ５３ａ，５３ｂを備えており、被測定物の長さ方向に対して直角方向に追従移動可能であるので、被測定物表面と一定距離を確保可能であり、位置決めも容易であるとともに、板厚測定精度を向上することができる。また、被測定物表面にガイドローラを押し付けた際の押し付け力を制御することにより、被測定物の長さ方向に追従できる機構とすることにより、複雑変形を有した被測定物表面と超音波測定センサとの距離を一定にすることができ、また測定個所の位置決めも安定して行える。
【００９１】
さらに、ジェット水供給装置６０は、超音波測定するためのジェット水を被測定物表面に流す水供給機能と、被測定物表面から流れたジェット水を受け、回収する機能を備えているため、複雑変形を有した被測定物の外径寸法及び板厚寸法を高精度に測定できる。また、水処理を容易に行うことができる。
【００９２】
また、ベース部張り出しフレーム上部に搭載され、且つそのフレーム上部を移動可能な矯正支持機構部に対し、張り出しフレーム下部に配置し、Ｃ型フレーム構造で矯正支持機構部が通り抜け可能な構造及び配置とし、矯正時に矯正支持機構部と矯正プレス機構部との間で矯正することによって発生する矯正反力をべ一ス部張り出しフレームの板厚方向の圧縮力に変換し、矯正プレス機構部フレームに矯正反力による付加される曲げモーメントを低減することができる。また、曲げモーメントの均等化することができ、矯正機構部フレームの変形を極力抑えることができる。
【００９３】
また、複雑な曲がりあるいはソリを有した被測定物を矯正する際に、形状測定結果より、被測定物の全体曲がりの変極点を算出し、複数の変極点のうちから、最適な手順，組み合わせを設定した後、その変極点を支持し、またその支持した変極点に対し、曲がりの変化量が最大あるいはその近傍から矯正を開始し、必要に応じ順次被測定物の長手方向に矯正位置をズラして矯正しながらその変極点間の曲がりを矯正した後、順次、次の変極点間に移行して曲がりを矯正することにより、複雑な曲がりを高精度且つ効率よく矯正することができる。
【００９４】
さらに、被測定物の外径寸法あるいは板厚寸法測定結果より演算処理された結果に基づき、被測定物断面あるいは全体曲がりを矯正する際に、矯正プレスが被測定物に接触した矯正開始位置を検出し、矯正プレスの押し込み量と押し込み荷重とを連続的に検出し、更にそのデータを基に、被測定物の弾性領域から塑性領域に変わるポイント（塑性変形開始点）を自動算出するようにしているので、塑性変形開始点の検出が容易になる。更に、その算出結果と被測定物寸法測定結果から矯正目標値を決定して矯正を行い、またその矯正において、実際の変形量を検出し、矯正目標値に対する比較を常に行いながら矯正を行うことにより、自動的に且つ効率よく矯正作業が行える。
【００９５】
また、被測定物の形状寸法測定結果から算出演算された断面寸法及び曲がり寸法と、予め設定された許容寸法から、矯正が数回に渡る複雑矯正の場合の矯正手順，矯正位置及び矯正量、また曲がり形状に対応した矯正支持位置と矯正プレスにて矯正を行う位置等の矯正条件を算出することにより、矯正作業を効率的に行うことができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、測定装置を含む矯正装置の作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による矯正装置の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態による矯正装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による矯正装置の右側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による矯正装置の左側面図である。
【図５】本発明の一実施形態による矯正装置に用いる矯正プレス部の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による矯正装置に用いる形状測定機構部の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による矯正装置に用いる外径寸法測定手段の正面図である。
【図８】本発明の一実施形態による矯正装置に用いる板厚測定手段の正面図である。
【図９】本発明の一実施形態による矯正装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による矯正装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態による矯正装置における形状寸法測定状況を示す正面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による矯正装置における矯正方法及び矯正条件の設定の説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態による矯正装置における矯正方法及び矯正条件の設定の説明図である。
【図１４】本発明の一実施形態による矯正装置を用いた矯正工程実行時の装置の配置状況の説明図である。
【図１５】本実施形態による矯正装置を用いた矯正工程の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…被測定物
２ａ，２ｂ…ズレ防止機構
３ａ，３ｂ…矯正支持型
４ａ，４ｂ…上下位置決め機構
５ａ，５ｂ…矯正支持フレーム
６ａ，６ｂ…支持テーブル
７ａ，７ｂ…上下支持シリンダ
８ａ，８ｂ…端部クランプ装置
９ａ，９ｂ…回転割り出し位置決め装置
１０ａ，１０ａ…移動テーブル
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ…シリンダ
１３…取り付けベース
１４…位置調整テーブル
１５ａ，１５ｂ…駆動アクチュエータ
１６ａ，１６ｂ…モータ
１７…べース
１８ａ，１８ｂ…ベース部張り出しフレーム
１９ａ，１９ｂ…レール
２０…矯正プレス手段
２１，２４…フレーム
２２…モータ
２３…矯正プレスシリンダ
２７…矯正押し込み型
３０…矯正プレス部
３１…ロッドブロック
３２…ガイドブロック
３３…ガイドフレーム
３４…矯正押し型
３５…ロードセル
３６…接触点検出ロードセル
３７…アンビルシャフト
３８…スプリング
４０…外径寸法測定手段
４１…レーザ発光部
４２ａ，４２ｂ…レーザ受光部
４３…レーザ位置決め用フレーム
４４…シリンダ
５０…板厚寸法測定手段
５１…水平移動フレーム
５２…超音波測定器
５３ａ，５３ｂ…ガイドローラ
５４…上下移動フレーム
５５…シリンダ
６０…ジェット水供給装置
６１…水供給タンク
６２…ポンプ
６５…ジェット水受け容器
ＦＲ…形状測定用架台フレーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的長尺な型鋼材やパイプ材等の寸法や全体曲がり等の形状測定を行い、矯正する矯正装置，測定装置及び測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、比較的長尺な型鋼材やパイプ等の製品は、製造過程で反りや曲がり，断面の変形が発生し、複雑な変形形状をしている。そこで、精密な寸法形状を必要とする製品に対しては形状を測定し、公差ハズレの場合は矯正により寸法精度の確保を図っている。
【０００３】
形状測定装置は、例えば、特開平５−１８０６４９号公報に記載のように、製品の断面形状寸法と曲がりやソリ形状寸法を分けて行うものが知られている。また、形状測定装置と、形状を矯正する矯正装置とは、一般に別装置とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、従来の装置においては、型鋼材やパイプ材等の被測定物の形状の測定と、形状が測定された被測定物の矯正は、別装置によって行われているため、被測定物の段取り及び持ち替え作業に多大の工数を要するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、作業性の向上した矯正装置，測定装置及び測定方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、被測定物の外径寸法を測定する外径寸法測定手段と、この被測定物の板厚寸法を測定する板厚寸法測定手段と、上記被測定物の曲がりを矯正する矯正プレス手段と、上記被測定物を支持する支持機構部と、上記外径寸法測定手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の外径寸法を測定し、上記板厚寸法測定手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の板厚寸法を測定し、上記測定された外径寸法及び板厚寸法に基づいて矯正方法及び矯正条件を設定し、上記矯正プレス手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の曲がりを矯正する制御手段とを備え、上記支持機構部は、上記被測定物の両端部若しくは底部を支持する支持手段と、上記被測定物の位置を割り出し、位置決めする割り出し位置決め手段と、上記被測定物の矯正時に、矯正支持位置にて上記被測定物を支持するとともに任意の位置に位置決め可能な矯正支持手段とを備えるとともに、上記支持手段及び上記割り出し位置決め手段を用いて、上記被測定物の持ち替えを行うようにしたものである。かかる構成により、被測定物の断面あるいは全体曲がりを自動的に矯正して、作業性を向上し得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、上記支持機構部は、さらに、上記被測定物の矯正時に、上記被測定物を拘束してズレを防止する拘束手段を備えるようにしたものである。かかる構成により、上記被測定物の矯正時のズレを防止し得るものとなる。
【０００９】
（３）上記（１）において、好ましくは、上記外径寸法測定手段及び上記板厚寸法測定手段は、上記矯正プレス手段に搭載するようにしたものである。かかる構成により、上記各手段の移動機構は、一つでよいため、装置をコンパクトにし得るものとなる。
【００１０】
（４）上記（１）において、好ましくは、上記矯正プレス手段は、ベース部張り出しフレームの上部に搭載され、且つ、このフレームの上部を移動可能な矯正支持機構部に対し、張り出しフレームの下部に配置され、Ｃ型フレーム構造で上記矯正支持機構部が通り抜け可能な構造とし、矯正時に、上記矯正支持機構部と矯正プレス機構部との間で矯正することによって発生する矯正反力を上記ベース部張り出しフレームの板厚方向の圧縮力に変換するようにしたものである。かかる構成により、矯正時に矯正支持機構部と矯正プレス機構部との間で矯正することによって発生する矯正反力をべ一ス部張り出しフレームの板厚方向の圧縮力に変換できるので、矯正プレス機構部フレームに付加される曲げモーメントを低減し得るものとなる。
【００１１】
（５）上記（１）において、好ましくは、上記制御手段は、上記外径寸法測定手段及び上記板厚寸法測定手段により測定された上記被測定物の外径寸法及び板厚寸法により、上記被測定物の全体の曲がりの変極点を検出し、複数の変極点の内、曲がりの変化量が最大の変極点近傍から矯正を開始するようにしたものである。かかる構成により、複雑な曲がりあるいはソリを有した被測定物を矯正する際にも、複雑な曲がりを高精度且つ効率よく矯正し得るものとなる。
【００１２】
（６）上記（５）において、好ましくは、上記制御手段は、矯正を開始した点から順次被測定物の長手方向に位置をずらしながら矯正するようにしたものである。かかる構成により、曲がり矯正を効率よく行いえるものとなる。
【００１３】
（７）上記（１）において、好ましくは、上記制御手段は、上記矯正プレス手段が上記被測定物に接触した矯正開始位置と、矯正プレスの押し込み量と押し込み荷重とから上記被測定物の弾性領域から塑性領域に変わるポイントを検出し、これらの検出結果と被測定物寸法測定結果から矯正目標値を決定して矯正を行うようにしたものである。
【００１５】
（８）上記目的を達成するために、本発明は、 被測定物の断面を挟んで配置されたレーザ発光部と受光部を有し、レーザ光の透過により上記被測定物の外径を測定するレーザ測定ヘッドと、上記被測定物の表面にジェット水を噴射し、上記被測定物から発せられる超音波により上記被測定物の板厚を測定する超音波測定ヘッドとを備えるようにしたものである。かかる構成により、複雑変形を有した被測定物の外径寸法及び板厚寸法を高精度測定し得るものとなる。
【００１６】
（９）上記（８）において、好ましくは、上記レーザ測定ヘッド及び上記超音波測定ヘッドは、同一位置決め駆動機構部に組み付けるようにしたものである。
【００１７】
（１０）上記（８）において、好ましくは、さらに、上記超音波測定ヘッドに水を供給するとともに、上記被測定物表面から水を受け、回収するジェット水供給装置を備えるようにしたものである。かかる構成により、水処理を容易に行いえるものとなる。
【００１８】
（１１）上記（８）において、好ましくは、上記超音波測定ヘッドは、上記被測定物の板厚を測定する際、上記被測定物の長さ方向に対して直角方向に追従移動可能としたガイドローラを備え、上記被測定物表面にガイドローラを押し付けることにより、上記被測定物の長さ方向に追従するようにしたものである。かかる構成により、複雑変形を有した被測定物表面と超音波測定ヘッドとの距離を一定にすることができ、また測定個所の位置決めも安定して行い得るものとなる。
【００１９】
（１２）上記目的を達成するために、本発明は、超音波測定ヘッドを用いて、被測定物の表面にジェット水を噴射し、この被測定物から発せられる超音波により上記被測定物の板厚を測定する測定方法において、上記超音波測定ヘッドは、上記被測定物の板厚を測定する際、上記被測定物の長さ方向に対して直角方向に追従移動可能なガイドローラを用いて、上記被測定物表面にガイドローラを押し付けることにより、上記被測定物の長さ方向に追従できるようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１５を用いて、本発明の一実施形態による矯正装置の構成及び矯正方法について説明する。
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による矯正装置の全体構成について説明する。
図１は、本実施形態による矯正装置の正面図であり、図２は、本実施形態による矯正装置の平面図である。なお、図１と図２において、同一符号は、同一部分を示している。
【００２１】
本実施形態の矯正装置によって、形状の測定や矯正を行う対象製品は、中空パイプ形状で、製品の機能上、中空パイプの内径側に何重にも中空パイプが重なって組み立てられ、それらの部品が摺動する製品である。そのため、各中空パイプの外径寸法，内径寸法精度及び全体のソリや曲がりに対する寸法精度が厳しく管理されている。従って、長尺な中空パイプの内径を測定する必要があるものである。なお、以下の説明では、中空パイプを対象として説明するが、中実製品や型鋼材などに対しても、同様にして、形状測定や矯正を行えるものである。
【００２２】
図１に示す被測定物１は、例えば、全長４ｍで、外径１５０ｍｍの中空パイプ形状をした長尺なものである。端部クランプ装置８ａ，８ｂは、被測定物１の両端側に備えられ、被測定物１の内径をクランプ爪により把持できる。回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂは、端部クランプ装置８ａ，８ｂを、それぞれ、回転割り出し及び回転位置決めする。端部クランプ装置８ａ，８ｂ及び回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂは、移動テーブルｌ０ａ，１０ｂ上に搭載されている。
【００２３】
移動テーブル１０ａは、駆動アクチュエータ１５ａにより、取付ベース１３上を、被測定物の長手方向（図中ｘ２方向）に移動可能であり、任意位置に位置決め可能である。また、移動テーブル１０ｂは、アクチュエータ１５ｂにより、位置調整テーブル１４上を、被測定物の長手方向（図中ｘ３方向）に移動可能であり、被測定物１の右側端面を押し付ける。位置調整テーブル１４は、その下側のベース１７に対して、図中ｘ３方向の位置を調整可能である。
【００２４】
一般に、被測定物１の長さは多種存在するため、被測定物１の左側端面を基準とし、被測定物長さに対応して右側に配置した位置調整テーブル１４により右側端部クランプ機構部である端部クランプ装置８ｂ及び回転割り出し位置決め装置９ｂを位置調整するようにしている。即ち、被測定物１の長さに応じて、位置調整テーブル１４を粗調整し、さらに、クランプ装置８ｂを被測定物１に押しつける際には、移動テーブル１０ｂを移動することによって行われる。
【００２５】
被測定物１の端部内径をクランプした後、回転割り出し位置決め装置９ａを駆動することによって、被測定物１を回転させ、位置割り出しを行うが、そのとき、回転割り出し位置決め装置９ｂは、回転割り出し位置決め装置９ａに従動する。
【００２６】
左側支持テーブル６ａは、取付ベース１３上に取り付けられたシリンダ１１ａによって、被測定物１の長手方向（図中ｘ２方向）に移動可能である。左側支持テーブル６ａには、上下方向（図中ｚ２方向）に移動できる上下支持シリンダ７ａが組み込れている。また、右支持テーブル６ｂは、位置調整テーブル１４上に取り付けられたシリンダ１１ｂによって、被測定物１の長手方向（図中ｘ３方向）に移動可能である。右側支持テーブル６ｂには、上下方向（図中ｚ３方向）に移動できる上下支持シリンダ７ｂが組み込れている。
【００２７】
また、矯正支持フレーム５ａ，５ｂの上には、それぞれ、ズレ防止機構２ａ，２ｂと、矯正支持型３ａ，３ｂと、上下位置決め機構４ａ，４ｂとが搭載されている。ズレ防止機構２ａ，２ｂは、矯正時あるいは受け渡し時に発生する被測定物１の回り及びズレを防止するものであり、被測定物１の外径を挟み込む構成となっている。矯正支持型３ａ，３ｂは、被測定物１を矯正する際、被測定物１の重量を受け、また、矯正の反力を受けられるものである。上下位置決め機構４ａ，４ｂは、被測定物１を支持するとともに、上下位置決め可能なものである。矯正支持フレーム５ａ，５ｂは、それぞれ、被測定物１の長手方向（図中ｘ４，ｘ５方向）に移動可能である。被測定物１は、位置決め装置９ａ，９ｂによって回転は可能であるが、長手方向については、固定されている。従って、矯正支持フレーム５ａ，５ｂを、それぞれ、被測定物１の長手方向（図中ｘ４，ｘ５方向）に移動することによって、矯正支持型３ａ，３ｂを、被測定物１の長手方向の位置に、任意に位置決めすることができる。
【００２８】
また、ベース１７上には、被測定物１の長手方向（図中ｘ１方向）に移動可能な矯正プレス手段２０が設けられている。矯正プレス手段２０は、被測定物１に矯正力を加える矯正ヘッドを備えており、この矯正ヘッドは、矯正プレスシリンダ２３によって駆動される。矯正プレスシリンダ２３は、縦フレーム２４に固定された横フレーム２１に取り付けられている。横フレーム２１は、モータ２２によって、ベース１７上を、被測定物１の長手方向（図中ｘ１方向）に移動可能である。なお、矯正プレス手段２０の詳細構成については、図５を用いて、詳述する。
【００２９】
さらに、矯正プレス手段２０の取り付けられた縦フレーム２４には、被測定物１の外径寸法を測定する外径寸法測定手段４０と、被測定物１の板厚寸法測定手段５０が取り付けられている。外径寸法測定手段４０及び板厚寸法測定手段５０は、矯正プレス手段２０と同様に、被測定物１の長手方向（図中ｘ１方向）に移動可能である。なお、外径寸法測定手段４０及び板厚寸法測定手段５０の詳細構成については、図６〜図８を用いて後述する。
【００３０】
本実施形態における板厚寸法測定手段５０は、ジェット水を被測定物１に噴射して、そのとき発生する超音波により板厚を測定するものであり、ジェット水供給装置６０は、板厚寸法測定手段５０に水を供給するとともに、測定に用いられた水を回収する。ジェット水供給手段６０の詳細構成については、図８用いて後述する。
【００３１】
次に、図３及び図４を用いて、本実施形態による矯正装置の矯正機構部の構成について説明する。
図３は、本実施形態による矯正装置の右側面図であり、図４は、本実施形態による矯正装置の左側面図である。なお、図１と図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００３２】
被測定物１を矯正する矯正機構部としては、下部に移動用ガイドを設けた縦フレーム２４ａ，２４ｂと、横フレーム２１とで構成されており、全体としてＣ型形状のフレームとしている。また、ベース１７上に配置した張り出しフレーム１８ａ，１８ｂの下部に、被測定物１の長手方向に移動させるためのレール１９ａ，１９ｂを配置し、張り出しフレーム１８ａ，１８ｂに吊り下がるように、縦フレーム２４ａ，２４ｂを取り付ける構造としてある。矯正支持機構部を含め、本構造とすることにより、被測定物１を矯正する際の矯正力は、矯正支持型３ａ，３ｂに伝達され、同時に矯正プレス部からの矯正力も縦フレーム２４ａ，２４ｂを介して、張り出しフレーム１８ａ，１８ｂに伝達され、総合的に矯正力が張り出しフレーム１８ａ，１８ｂの圧縮力に変換され、矯正プレス機構部に対して不均一なモーメントは付加されない構造となっている。
【００３３】
なお、図３において、モータ１６ａは、図１に示した矯正支持フレーム５ａを移動するためのものである。また、図４において、モータ１６ｂは、図１に示した矯正支持フレーム５ｂを移動するためのものである。シリンダ１２ｂは、上下位置決め機構４ｂを上下動させるためのものである。
【００３４】
次に、図５を用いて、本実施形態による矯正装置に用いる矯正プレス手段２０の矯正プレス部３０の詳細構成について説明する。
図５は、本実施形態による矯正装置に用いる矯正プレス部の断面図である。なお、図１と図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００３５】
矯正プレスシリンダ２３は、図１に示した横フレーム２１の中央に、下向きに取り付けられている。矯正プレスシリンダ２３の先端には、被測定物（被矯正物）を矯正するための矯正プレス部３０が取り付けられている。
【００３６】
矯正プレスシリンダ２３の先端は、矯正プレス部３０のロッドブロック３１を介して、ガイドブロック３２に取り付けられている。ガイドブロック３２は、ガイドフレーム３３によってガイドされ、ガイドブロック３２の先端下部に取り付けられた矯正押し型３４を上下方向に移動できるとともに、高精度に位置決めできる。矯正押し型３４は、パイプ状の被測定物（被矯正物）の外径に合わせた断面形状が半円形となっている。また、ガイドブロック３２の外周に配置したガイドフレーム３３により、矯正により発生するモーメントを受け、更に高精度案内ガイドを行えるようになっている。
【００３７】
また、矯正プレスシリンダ２３のロッドに取リ付けられたロッドブロック３１を介して、ガイドブロック３２の内部に装着したロードセル３５に、シリンダ力が伝達される。さらに、ガイドブロック３２の下部に埋め込んだ接触点検出ロードセル３６には、アンビルシャフト３７により、被測定物（被矯正物）との接触力が伝達される。アンビルシャフト３７は、矯正押し型３４の中央に通し穴を設け、その通し穴から適当な量だけ頭が出るように構成されている。また、接触点検出ロードセル３６とアンビルシャフト３７との間にスプリング３８を装着することにより、接触点検出ロードセル３６を破損させることなく、更に安定した検出ができる。また、アンビルシャフト３７を被測定物１に接触させる際、被測定物１の頂点に接触するように取り付けられている。
【００３８】
次に、図６〜図８を用いて、本実施形態による矯正装置に用いる外径寸法測定手段４０と板厚寸法測定手段５０とからなる形状測定機構部の構成について説明する。
図６は、本実施形態による矯正装置に用いる形状測定機構部の断面図であり、図７は、本実施形態による矯正装置に用いる外径寸法測定手段の正面図であり、図８は、本実施形態による矯正装置に用いる板厚測定手段の正面図である。なお、図１と図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００３９】
図６に示すように、形状測定機構部を構成する外径寸法測定手段４０及び板厚寸法測定手段５０は、形状測定用架台フレームＦＲに取り付けられている。そして、形状測定用架台フレームＦＲを用いて、図１に示したように、縦フレーム２４ａ，２４ｂを組み立てた構造体の中央部側面で、しかも、被測定物１の上部方向に備えられている。外径寸法測定手段４０は、光を用いて被測定物１の外径寸法を測定するものである。また、板厚寸法測定手段５０は、ジェット水による超音波を用いて、被測定物１の板厚を測定するものである。
【００４０】
次に、図６及び図７を用いて、外径寸法測定手段４０の構成について説明する。
外径寸法測定手段４０は、レーザ光を発光させるレーザ発光部４１ａ，４１ｂと、レーザ受光部４２ａ，４２ｂとを備えている。レーザ発光部４１ａとレーザ受光部４２ａは対となり、また、レーザ発光部４１ｂとレーザ受光部４２ｂが対となっている。レーザ発光部４１ａから発せられたレーザ光Ｌａは、レーザ受光部４２ａによって受光される。また、レーザ発光部４１ｂから発せられたレーザ光Ｌｂは、レーザ受光部４２ｂによって受光される。
【００４１】
レーザ発光部４１ａ，４１ｂ及びレーザ受光部４２ａ，４２ｂは、それぞれ、レーザ位置決め用フレーム４３に取り付けられている。レーザ位置決め用フレーム４３は、シリンダ４４によリ、図中Ｚ１方向に移動可能であり、上下割り出しが可能となっている。
シリンダ４４により、レーザ位置決め用フレーム４３を下降させて、図中二点鎖線で示す位置に移動して、被測定物１がレーザ発光部４１ａ’，４１ｂ’から発せられるレーザー光Ｌａ’，Ｌｂ’を遮ると、レーザ受光部４２ａ’，４２ｂ’で受光される光量が低下することにより、被測定物１の外径寸法を測定することができる。
【００４２】
なお、被測定物１の外径が小さいものに対しては、一対のレーザセンサでの測定も可能である。
また、被測定物１の曲がりなどのセンサに対する絶対位置座標を高精度に測定する必要がある場合は、レーザ位置決めフレーム４３を高精度に位置決めする必要がある。
また、被測定物１に対し、横から割り出しを行う機構でもよいものである。
また、レーザセンサの代わりに接触式変位計を使用してもよいものである。
【００４３】
次に、図６及び図８を用いて、板厚寸法測定手段５０の構成について説明する。
板厚寸法測定手段５０は、図中Ｙ１方向に移動可能な水平移動フレーム５１の下部に取り付けられた板厚を測定する超音波測定器５２を備えている。超音波測定器５２からは、被測定物１に対して、ジェット水ＪＷを吹き付け、そのとき発生する超音波を検出することにより、被測定物１の板厚を測定する。また、水平移動フレーム５１には、ガイドローラ５３ａ，５３ｂが取り付けられている。ガイドローラ５３ａ，５３の開き角度は、例えば、１２０°としてあり、被測定物１の外径に対し、上方から最適な角度で接触し、押し付けできるように配置されている。即ち、ガイドローラ５３ａ，５３ｂと超音波測定器５２との位置関係を最適化し、そして、被測定物１表面と超音波測定器５２とのギャップを最適化している。なお、ガイドローラ５３ａ，５３ｂの開き角度は、被測定物１の外径に応じて変えることができる。
【００４４】
水平移動フレーム５１は、上下移動フレーム５４に取り付け固定されている。上下移動フレーム５４は、シリンダ５５により図中Ｚ１方向に移動可能であり、上下方向の割り出しが可能である。
被測定物１にガイドローラ５３ａ，５３ｂを押し付け、被測定物１の断面形状に倣わせながら長手方向に移動させるため、上下方向はシリンダ５５の駆動圧力を制御し、また、水平方向はバネ等の弾性体で保持してある。
【００４５】
また、ジェット水供給装置６０は、水供給タンク６１に貯えられた水を、超音波測定器５２に供給するためのポンプ６２を備えている。矯正機構部の縦フレーム２４ｂの側面に割り出しべース６３を配置し、その上を移動できる割り出しテーブル６４上にジェット水受け容器６５を取り付けた水供給タンク６１を搭載し、ジェット水を受け、その水をタンク６１内に誘導できるようにしている。即ち、超音波測定器５２から被測定物１に吹き付けられたジェット水は、ジェット水受け容器６５によって受けられ、高低差を利用して自然にタンク６１内に誘導できる。
【００４６】
以上のようにして、形状測定機構部を構成する外径寸法測定手段４０を用いて、被測定物１の外径寸法を測定し、さらに、板厚寸法測定手段５０を用いて、被測定物１の板厚寸法を測定することにより、外径寸法と板厚寸法の差により、被測定物１の内径寸法を測定することができる。
【００４７】
次に、図９〜図１５用いて、本実施形態による矯正装置を用いた矯正方法について説明する。
最初に、図９を用いて、本実施形態による矯正装置のシステム構成について説明する。なお、図１〜図８と同一符号は、同一部分を示している。
【００４８】
制御手段１００は、外径寸法測定手段４０及び板厚寸法測定手段５０を制御して、外径寸法及び板厚寸法を測定する。制御手段１００には、外径寸法測定手段４０によって測定された被測定物の外径寸法と、板厚寸法測定手段５０によって測定された被測定物の板厚寸法が入力する。
【００４９】
また、制御手段１００は、矯正プレス部２０を制御して、被測定物（被矯正物）の曲がり等の矯正を行う。まさ、その際、支持機構部００を制御して、被測定物のローディング・アンローディングやクランプ等を行う。ここで、支持機構部００としては、図１〜図２に示した端部クランプ装置８ａ，８ｂや、回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂや、アクチュエータ１５ａ，１５ｂや、シリンダ１１ａ，１１ｂや、ズレ防止機構２ａ，２ｂや、上下位置決め機構４ａ，４ｂ等が含まれている。
【００５０】
次に、図１０及び図１１〜図１５用いて、本実施形態による矯正装置の動作について説明する。
図１０は、本発明の一実施形態による矯正装置の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
図１０のステップ１１０において、制御手段１００は、自動運転開始状態のチェックを内部で行う。
次に、ステップ１１２において、制御手段１００は、支持機構部００の中の製品支持部機構である左側上下支持シリンダ７ａ及び右側上下支持シリンダ７ｂ，若しくは左側上下位置決め機構４ａ及び右側上下位置決め機構４ｂのいずれかを上昇させ、被測定物（被矯正物）である製品を矯正装置にローディングする。
【００５２】
次に、ステップ１１６において、制御手段１００は、支持機構部００の中の端部クランプ装置８ａ，８ｂを用いて、製品の端部を把持し、クランプする。
次に、ステップ１１８において、制御手段１００は、支持機構部００の中の上下位置決め機構４ａ，４ｂを下降させ、製品クランプが完了する。
【００５３】
ここで、図１１を用いて、本実施形態による形状寸法測定状況について説明する。
図１１は、本発明の一実施形態による矯正装置における形状寸法測定状況を示す正面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
製品クランプが完了した時点では、図示するように、被測定物１の両端は、左端部クランプ装置８ａ及び右端部クランプ装置８ｂによって内側より把持されている。また、上下位置決め機構４ａ，４ｂは、図示するように、下降した状態となっている。
【００５４】
次に、図１０のステップ１２０以降によって、計測工程がスタートする。
ステップ１２０において、制御手段１００は、自動測定開始状態を自動的にチェックする。
【００５５】
次に、ステップ１２２以降において、製品の外径を測定する。
そのため、ステップ１２２において、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、外径寸法測定手段４０を、製品長手方向の左側に位置決めする。このとき位置決めされる初期外径寸法測定位置は、図１１に示す位置Ｐ１としている。ここで、製品である被測定物１の左側端部の位置をＰ０とすると、位置Ｐ１は、位置Ｐ０から右に１５ｃｍほど移動した位置である。なお、Ｐ２は、さらに、位置Ｐ１から１５ｃｍ離れた位置である。そして、この位置Ｐ１において、制御手段１００は、外径寸法測定手段４０のシリンダ４４（図７）を制御して、発光部４１ａ，４１ｂ及び受光部４２ａ，４２ｂからなるレーザ測定ヘッドを、図７に二点鎖線で示すように、被測定物１を挟む位置まで下降させる。
【００５６】
次に、ステップ１２４において、制御手段１００は、図１１に示すように、外径寸法測定手段４０を用いて、被測定物１の外径とレーザ寸法測定装置基準からの距離を測定する。この測定終了後、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、外径寸法測定手段４０を製品長手方向の右方向の位置Ｐ２に位置決めする。そして、位置決め終了後、再び、制御手段１００は、外径寸法測定手段４０を用いて、被測定物１の外径とレーザ寸法測定装置基準からの距離を測定する。このようにして、制御手段１００は、外径寸法測定手段４０を所定距離（例えば、１５ｃｍ）づつ移動しながら、被測定物１の長手方向について、それぞれの位置における外径寸法を測定する。
【００５７】
次に、ステップ１２６において、制御手段１００は、図１１に示すように、支持機構部００の中の回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂを制御して、被測定物１の回転割り出しを行う。本実施形態においては、最初の位置から被測定物１を９０°回転させる。
【００５８】
その後、ステップ１２４に戻り、外径寸法測定手段４０を用いて、被測定物１の外径とレーザ寸法測定装置基準からの距離を、被測定物１の長手方向について、それぞれの位置毎に測定する。
さらに、ステップ１２６において、被測定物１を、さらに、９０°回転させ、その後、ステップ１２４において、外径を測定し、また、ステップ１２６において、被測定物１を、さらに、９０°回転させ、その後、ステップ１２４において、外径を測定することを繰り返す。これにより、被測定物１の角度０°，９０°，１８０°，２７０°の４つの回転割り出し位置において、それぞれ、被測定物１の長手方向に、所定の位置毎の被測定物１の外径とレーザ寸法測定装置基準からの距離を測定する。
【００５９】
次に、ステップ１２８において、制御手段１００は、外径寸法測定手段４０のシリンダ４４（図７）を制御して、発光部４１ａ，４１ｂ及び受光部４２ａ，４２ｂからなるレーザ測定ヘッドを上昇させる。
そして、ステップ１３０において、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、計測開始位置に戻して、外径測定を終了する。
【００６０】
製品外径の寸法を測定終了後、ステップ１３２以降により、製品の板厚寸法を測定する。
ステップ１３２において、制御手段１００は、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、板厚寸法測定手段５０を、製品長手方向の左側の位置Ｐ１に位置決めする。そして、この位置Ｐ１において、制御手段１００は、板厚寸法測定手段５０のシリンダ５５（図８）を制御して、超音波測定器５２やガイドローラ５３ａ，５３ｂからなる超音波板厚測定ヘッドを、図８に示すように、被測定物１に近接する位置まで下降させる。
【００６１】
次に、ステップ１３４において、制御手段１００は、図１１に示すように、板厚寸法測定手段５０を用いて、被測定物１の板厚を測定する。この測定終了後、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、板厚寸法測定手段５０を製品長手方向の右方向の位置Ｐ２に位置決めして、再び、板厚寸法測定手段５０を用いて、被測定物１の板厚を測定する。このようにして、制御手段１００は、板厚寸法測定手段５０を所定距離（例えば、１５ｃｍ）づつ移動しながら、被測定物１の長手方向について、外径の測定位置と同じ位置において、それぞれの位置における板厚寸法を測定する。
【００６２】
次に、ステップ１３６において、制御手段１００は、図１１に示すように、支持機構部００の中の回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂを制御して、被測定物１の回転割り出しを行う。本実施形態においては、最初の位置から被測定物１を９０°回転させる。
【００６３】
その後、ステップ１３４に戻り、板厚寸法測定手段５０を用いて、被測定物１の板厚を、被測定物１の長手方向について、それぞれの位置毎に測定する。
さらに、ステップ１３６において、被測定物１を、さらに、９０°回転させ、その後、ステップ１２４において、板厚を測定し、また、ステップ１２６において、被測定物１を、さらに、９０°回転させ、その後、ステップ１２４において、板厚を測定することを繰り返す。これにより、被測定物１の角度０°，９０°，１８０°，２７０°の４つの回転割り出し位置において、それぞれ、被測定物１の長手方向に、所定の位置毎の被測定物１の板厚を測定する。
【００６４】
次に、ステップ１３８において、制御手段１００は、板厚寸法測定手段５０のシリンダ５５（図８）を制御して、超音波板厚測定ヘッドを上昇させる。
そして、ステップ１４０において、制御手段１００は、支持機構部００の中のモータ２２（図１）を駆動して、計測開始位置に戻して、板厚測定を終了する。
【００６５】
なお、上述の例では、被測定物の外径寸法の測定と板厚寸法の測定を、それぞれ、個別に行っているが、これらを同時に行うこともできる。即ち、図６に示したように、レーザ外径寸法測定ヘッド及び超音波板厚寸法測定ヘッドは、形状測定用架台フレームＦＲに組み付けられている。そして、レーザ外径寸法測定ヘッド及び超音波板厚寸法測定ヘッドの間の距離を、例えば、３０ｃｍとすることにより、図１１に示した位置Ｐ３において外径寸法の測定を行いながら、位置Ｐ１における板厚測定を同時に行うことができる。
【００６６】
なお、レーザ外径寸法測定と超音波板厚寸法測定を行っている間、矯正支持機構部である上下支持シリンダ７ａ，７ｂ及び上下位置決め機構４ａ，４ｂは、被測定物１の下方の離れた位置，即ち、被測定物１から下方に逃がされており、形状測定を行っている際、あるいは、両端を把持している際には、被測定物の下方を任意に移動，位置決めすることができる。
【００６７】
次に、図１０のステップ１５０において、制御手段１００は、製品の内径寸法を測定する必要があるため、測定された板厚寸法と外径寸法との演算処理により内径寸法を算出する。そして、寸法測定終了後、測定データが問題ないかどうかチェックする。例えば、外径１５０ｍｍのパイプを測定した場合に、外径寸法が３００ｍｍのような異常なデータとなった場合には、測定に問題があるものとする。
そして、ステップ１５０において、制御手段１００は、測定データに問題が場合には、ステップ１３０に戻り、計測工程を再度行い、再測定する。また、測定結果が予め設定した公差をクリアした場合、ステップ１６０以降において、製品をアンローディングして終了となる。さらに、測定結果が公差をハズレていた場合には、ステップ１５２以降の矯正工程に進む。
【００６８】
ここで、ステップ１６０以降のアンローディング工程について説明する。
ステップ１６０において、制御手段１００は、支持機構部００の中の製品支持部機構である左側上下支持シリンダ７ａ及び右側上下支持シリンダ７ｂ，若しくは左側上下位置決め機構４ａ及び右側上下位置決め機構４ｂのいずれかを上昇させ、被測定物（被矯正物）である製品を支持する。
次に、ステップ１６２において、制御手段１００は、支持機構部００の中の端部クランプ装置８ａ，８ｂによる製品端部の把持を解放して、アンクランプすることにより、製品のアンローディングを終了する。
【００６９】
次に、矯正が必要な場合には、ステップ１５２において、制御手段１００は、矯正方法を設定する。
また、ステップ１５４において、制御手段１００は、矯正条件を設定する。
【００７０】
ここで、図１２及び図１３を用いて、本実施形態における矯正方法及び矯正条件の設定の仕方について説明する。
図１２及び図１３は、本発明の一実施形態による矯正装置における矯正方法及び矯正条件の設定の説明図である。
図１２は、複雑形状品の曲がり発生及び変極点の一例を示している。
図１２に示すように、被測定物１が複雑な曲がりを有しているものについては、形状寸法測定結果より、変極点１，変極点２，変極点３，変極点４が算出される。端部については端部と変極点、それ以外は変極点間を緒んだ際の直線とその間にある変極点との距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４をそれぞれ算出する。なお、図示する例では、Ｌ３＞Ｌ４＞Ｌ２＞Ｌ１とする。このような場合、本実施形態におけるステップ１５２における矯正方法としては、距離が大きいものから順に矯正する矯正手順からなる方法をとるものとする。
【００７１】
次に、図１３は、複雑形状品の変極点間の矯正条件と矯正方法の一例を示している。
ステップ１５４における矯正条件としては、矯正位置，矯正支持位置，押し込み量等がある。従って、図１１に示した変極点３を矯正する際の矯正支持位置としては、変極点２と変極点４にそれぞれ左矯正支持型３ａ，３ｂを位置決めして支持するものとする。また、矯正位置としては、変極点３に矯正押し型２７を位置決めし矯正を行うものとする。押し込み量は、距離Ｌ３に応じて決定するものとする。
また、操作方法としては、矯正パターンがある。即ち、矯正押し込み型２７により変極点３を押し込んで矯正後、押し込み型２７の位置を、押し込み型２７’，押し込み型２７”と、長手方向にズラして矯正する矯正パターンとしている。矯正位置をズラすことにより、被測定物１の長手方向に対する曲げモーメント分布を変えることができ、まっすぐな矯正が可能となる。
【００７２】
次に、図１０のステップ１７０以降において、矯正工程を行う。
ステップ１７０において、制御手段１００は、自動矯正工程開始状態を自動的にチェックする。
次に、ステップ１７２において、制御手段１００は、ステップ１５２及びステップ１５４によって求められた矯正方法及び矯正条件に基づいて、支持機構部００の中の回転割り出し位置決め装置９ａ，９ｂを駆動して、図１３に示したように、最初の矯正位置である変極点３が真上を向くように、被矯正物（被測定物）１を回転させ、矯正角度を割り出す。
次に、ステップ１７４において、制御手段１００は、図１３に示したように、支持機構部００の中のモータ１６ａ，１６ｂを駆動して、矯正支持フレーム５ａ，５ｂを移動し、矯正支持型３ａ，３ｂを、それぞれ、所定の矯正支持位置に位置決めする。また、支持機構部００の中のモータ２２を駆動して、矯正プレス手段２０を移動し、矯正押し型３４を所定の矯正位置に位置決めする。
【００７３】
次に、ステップ１７６において、制御手段１００は、支持機構部００の中の製品支持部機構である左側上下支持シリンダ７ａ及び右側上下支持シリンダ７ｂ，若しくは左側上下位置決め機構４ａ及び右側上下位置決め機構４ｂのいずれかを上昇させ、被矯正物である製品を支持する。
次に、ステップ１７８において、制御手段１００は、支持機構部００の中の端部クランプ装置８ａ，８ｂによる製品端部の把持を解放して、アンクランプする。
【００７４】
次に、ステップ１８０において、制御手段１００は、支持機構部００の中の上下位置決め機構４ａ，４ｂを下降させる。
次に、ステップ１８２において、制御手段１００は、支持機構部００の中のズレ防止機構２ａ，２ｂを駆動して、被矯正物１を両側から挟み込んで、回転ズレを拘束する。
次に、ステップ１９０において、矯正工程を実行する。
【００７５】
図１４は、ステップ１７０〜ステップ１９０の処理により、矯正工程を実行する際の装置の配置状況を示している。なお、図１〜図１１と同一符号は、同一部分を示している。
形状寸法測定工程から矯正工程に切替える場合は、まず、形状寸法測定結果から、矯正方法，矯正条件などを自動的に設定し、それぞれ各機構部の位置決めを行う。次に、被測定物１の両端をアンクランプし、左側支持テーブル６ａ，右側支持テーブル６ｂをお互い前進させた後、左側上下支持シリンダ７ａ，右側上下支持シリンダ７ｂを上昇させ、両端クランプ装置８ａ，８ｂの逃がしを行って受け渡しを行う。また、左側上下位置決め機構４ａ，右側上下位置決め機構４ｂを使用した受け渡し可能である。それぞれの受け渡し方法により、左矯正支持型３ａ，右矯正支持型３ｂに被測定物１を搭載した後、矯正を行うものである。矯正する際は、被測定物１の曲がりを上に向けて矯正するため、矯正により回転方向に回されるので、左ズレ防止機構２ａ，右ズレ防止機構２ｂにより、被測定物１を挾み込んでクランプする機構としている。
【００７６】
ここで、図１５を用いて、ステップ１９０の矯正工程の詳細について説明する。
図１５は、本実施形態による矯正装置を用いた矯正工程の処理を示すフローチャートである。
【００７７】
最初に、ステップ１９１において、制御手段１００は、矯正プレス手段２０の中の矯正プレスシリンダ２３を動作させて、矯正押し型３４を下降させる。
次に、ステップ１９２において、制御手段１００は、矯正プレス部３０の接触点検出ロードセル３６（図５）を用いて、その検出圧力から、被矯正物１の表面に接触した点、あるいは、ある設定した押し付け力での位置を検出する。この点あるいは位置は、図１３に示す例では、変極点２と変極点４を支持する矯正支持型３ａ，３ｂを結ぶ直線に対する矯正位置である変極点３までの高さＨ１として検出される。
【００７８】
次に、ステップ１９３において、制御手段１００は、予め設定した矯正量の範囲内の領域で、押し込んでいく際、押し込み量と矯正力を接触点検出ロードセル３６を用いてリアルタイムに高精度に検出し、被矯正物１の降伏点を検出する。降伏点は、被矯正物１の機械的性質や矯正条件により変わるものである。また、矯正プレス力を解除すれば基の状態に戻る、いわゆる弾性領域は、押し込み量と矯正力は比例的な関係を推移する。更に押し込みを行うと、変形が始まる塑性領域に達し、押し込み量と矯正力の関係を見ると、比例関係が崩れる。その比例関係が崩れる点を変形開始点，即ち、降伏点とみなし、その点を基準に矯正量を決定する。
【００７９】
次に、ステップ１９４において、制御手段１００は、目標とした矯正量だけ矯正を行う。
次に、ステップ１９５において、制御手段１００は、目標とした矯正量を確保した後、最初の矯正開始点まで矯正プレスを戻す。
次に、ステップ１９６において、制御手段１００は、矯正プレスを再度、被矯正物１に接触させ、実際に矯正された変形量を検出する。
【００８０】
そして、ステップ１９７において、制御手段１００は、目標した矯正通りに行われたかを判断する。問題がなければ矯正工程を終了して、図１０のステップ２００に進む。
また、問題あれば、ステップ１９８において、制御手段１００は、矯正条件を見直し、ステップ１９９において、再度、目標矯正条件を設定し、繰り返し実行する。なお、図１２及び図１３において説明したように、複数の変極点毎に矯正を実行する。
【００８１】
次に、図１０のステップ２００において、制御手段１００は、矯正状況をチェックし、矯正が目標通り行なわれたか否かを判定する。矯正の良否の総合判定でＯＫの場合には、ステップ１２０以降の計測工程に進み、再度計測し、ステップ１５０において公差をクリアすると、ステップ１６０に進んで、被矯正物をアンローディングする。また、ＮＧの場合には、ステップ２１０以降において、再度矯正工程に進む。
【００８２】
ステップ２１０以降では、製品の持ち替え工程を実行する。
ステップ２１０において、制御手段１００は、製品持ち替え開始状態のチェックを内部で行う。
次に、ステップ２１２において、制御手段１００は、支持機構部００の中の製品支持部機構である左側上下支持シリンダ７ａ及び右側上下支持シリンダ７ｂ，若しくは左側上下位置決め機構４ａ及び右側上下位置決め機構４ｂのいずれかを上昇させる。
【００８３】
次に、ステップ２１４において、制御手段１００は、支持機構部００の中の端部クランプ装置８ａ，８ｂを用いて、製品の端部を把持し、クランプする。
次に、ステップ２１６において、制御手段１００は、支持機構部００の中の上下位置決め機構４ａ，４ｂを下降させ、製品クランプが完了する。
【００８４】
次に、ステップ２１８において、制御手段１００は、ステップ１２０〜ステップ１３０の処理と同様に、被測定物の外径を測定する。なお、ここでは、被測定物の外径のみの測定であり、板厚測定は行わないものである。
次に、ステップ２２０において、制御手段１００は、ステップ１５４の処理と同様に、矯正条件を設定する。そして、ステップ１７０以降に戻り、再度、矯正工程を実行する。
【００８５】
なお、被測定物を矯正するための矯正条件データと、その矯正による変化量データを逐次に、矯正データ保存エリアに保管し、学習機能を持たせるシステムとすることにより、複雑な断面変形及び曲がり変形を効率よく自動的に矯正を行うことが可能となる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によれば、 被測定物を本実施形態による矯正装置に搭載後、形状測定工程，矯正工程，その工程間の持ち替え工程により、自動的に計測，矯正を自動的に行えるので、被測定物の段取り及び持ち替え作業が不要になり、工数を低減することができる。また。比較的長尺で重量物の場合でも、本実施形態による矯正装置により、自動化できるので、作業効率を向上することができる。
【００８７】
また、型鋼材やパイプ材等の被測定物は、製作上あるいは製作途中での加工により、被測定物の断面形状及び長手方向に複雑な曲がり変形が発生する場合が多いものであるが、このような場合でも、複雑な曲がりやソリを有し、また、断面形状が変形した被測定物の外径，内径，板厚寸法及び曲がり等の形状寸法を自動的に且つ高精度に測定することができる。また、この測定結果に基づき、矯正手順，矯正パターン等の矯正方法の設定及び矯正条件の設定機能を有しているため、自動矯正が可能となる。
【００８８】
さらに、被測定物の断面を挟んでレーザ発光部及び受信部を配置したレーザ測定ヘッドにより、レーザ光を用いて被測定物の外径を測定し、また、超音波測定ヘッドにより、被測定物の表面にジェット水を流して板厚を測定するようにしているので、被測定物の外径寸法と内径寸法を同時に測定が可能となり、測定タクトの短縮され、また別工程としていた従来から見れば段取リ替えが不要となる。
【００８９】
そして、レーザ測定ヘッドと超音波測定ヘッドは、それぞれ、同一位置決め駆動機構部（形状測定用架台フレームＦＲを介して取り付けられるとともに、モータ２２によって駆動されるフレーム２１，２４）に組み付けられており、また、それぞれ必要に応じ被測定物に対する割り出し位置決めが可能であるため、複雑変形を有した被測定物の外径寸法及び板厚寸法を高精度に測定できる。また、測定装置をコンパクトにすることができる。
【００９０】
また、超音波測定ヘッドは、ガイドローラ５３ａ，５３ｂを備えており、被測定物の長さ方向に対して直角方向に追従移動可能であるので、被測定物表面と一定距離を確保可能であり、位置決めも容易であるとともに、板厚測定精度を向上することができる。また、被測定物表面にガイドローラを押し付けた際の押し付け力を制御することにより、被測定物の長さ方向に追従できる機構とすることにより、複雑変形を有した被測定物表面と超音波測定センサとの距離を一定にすることができ、また測定個所の位置決めも安定して行える。
【００９１】
さらに、ジェット水供給装置６０は、超音波測定するためのジェット水を被測定物表面に流す水供給機能と、被測定物表面から流れたジェット水を受け、回収する機能を備えているため、複雑変形を有した被測定物の外径寸法及び板厚寸法を高精度に測定できる。また、水処理を容易に行うことができる。
【００９２】
また、ベース部張り出しフレーム上部に搭載され、且つそのフレーム上部を移動可能な矯正支持機構部に対し、張り出しフレーム下部に配置し、Ｃ型フレーム構造で矯正支持機構部が通り抜け可能な構造及び配置とし、矯正時に矯正支持機構部と矯正プレス機構部との間で矯正することによって発生する矯正反力をべ一ス部張り出しフレームの板厚方向の圧縮力に変換し、矯正プレス機構部フレームに矯正反力による付加される曲げモーメントを低減することができる。また、曲げモーメントの均等化することができ、矯正機構部フレームの変形を極力抑えることができる。
【００９３】
また、複雑な曲がりあるいはソリを有した被測定物を矯正する際に、形状測定結果より、被測定物の全体曲がりの変極点を算出し、複数の変極点のうちから、最適な手順，組み合わせを設定した後、その変極点を支持し、またその支持した変極点に対し、曲がりの変化量が最大あるいはその近傍から矯正を開始し、必要に応じ順次被測定物の長手方向に矯正位置をズラして矯正しながらその変極点間の曲がりを矯正した後、順次、次の変極点間に移行して曲がりを矯正することにより、複雑な曲がりを高精度且つ効率よく矯正することができる。
【００９４】
さらに、被測定物の外径寸法あるいは板厚寸法測定結果より演算処理された結果に基づき、被測定物断面あるいは全体曲がりを矯正する際に、矯正プレスが被測定物に接触した矯正開始位置を検出し、矯正プレスの押し込み量と押し込み荷重とを連続的に検出し、更にそのデータを基に、被測定物の弾性領域から塑性領域に変わるポイント（塑性変形開始点）を自動算出するようにしているので、塑性変形開始点の検出が容易になる。更に、その算出結果と被測定物寸法測定結果から矯正目標値を決定して矯正を行い、またその矯正において、実際の変形量を検出し、矯正目標値に対する比較を常に行いながら矯正を行うことにより、自動的に且つ効率よく矯正作業が行える。
【００９５】
また、被測定物の形状寸法測定結果から算出演算された断面寸法及び曲がり寸法と、予め設定された許容寸法から、矯正が数回に渡る複雑矯正の場合の矯正手順，矯正位置及び矯正量、また曲がり形状に対応した矯正支持位置と矯正プレスにて矯正を行う位置等の矯正条件を算出することにより、矯正作業を効率的に行うことができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、測定装置を含む矯正装置の作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による矯正装置の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態による矯正装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による矯正装置の右側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による矯正装置の左側面図である。
【図５】本発明の一実施形態による矯正装置に用いる矯正プレス部の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による矯正装置に用いる形状測定機構部の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による矯正装置に用いる外径寸法測定手段の正面図である。
【図８】本発明の一実施形態による矯正装置に用いる板厚測定手段の正面図である。
【図９】本発明の一実施形態による矯正装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による矯正装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態による矯正装置における形状寸法測定状況を示す正面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による矯正装置における矯正方法及び矯正条件の設定の説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態による矯正装置における矯正方法及び矯正条件の設定の説明図である。
【図１４】本発明の一実施形態による矯正装置を用いた矯正工程実行時の装置の配置状況の説明図である。
【図１５】本実施形態による矯正装置を用いた矯正工程の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…被測定物
２ａ，２ｂ…ズレ防止機構
３ａ，３ｂ…矯正支持型
４ａ，４ｂ…上下位置決め機構
５ａ，５ｂ…矯正支持フレーム
６ａ，６ｂ…支持テーブル
７ａ，７ｂ…上下支持シリンダ
８ａ，８ｂ…端部クランプ装置
９ａ，９ｂ…回転割り出し位置決め装置
１０ａ，１０ａ…移動テーブル
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ…シリンダ
１３…取り付けベース
１４…位置調整テーブル
１５ａ，１５ｂ…駆動アクチュエータ
１６ａ，１６ｂ…モータ
１７…べース
１８ａ，１８ｂ…ベース部張り出しフレーム
１９ａ，１９ｂ…レール
２０…矯正プレス手段
２１，２４…フレーム
２２…モータ
２３…矯正プレスシリンダ
２７…矯正押し込み型
３０…矯正プレス部
３１…ロッドブロック
３２…ガイドブロック
３３…ガイドフレーム
３４…矯正押し型
３５…ロードセル
３６…接触点検出ロードセル
３７…アンビルシャフト
３８…スプリング
４０…外径寸法測定手段
４１…レーザ発光部
４２ａ，４２ｂ…レーザ受光部
４３…レーザ位置決め用フレーム
４４…シリンダ
５０…板厚寸法測定手段
５１…水平移動フレーム
５２…超音波測定器
５３ａ，５３ｂ…ガイドローラ
５４…上下移動フレーム
５５…シリンダ
６０…ジェット水供給装置
６１…水供給タンク
６２…ポンプ
６５…ジェット水受け容器
ＦＲ…形状測定用架台フレーム
Claims (12)
- 被測定物の外径寸法を測定する外径寸法測定手段と、
この被測定物の板厚寸法を測定する板厚寸法測定手段と、
上記被測定物の曲がりを矯正する矯正プレス手段と、
上記被測定物を支持する支持機構部と、
上記外径寸法測定手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の外形寸法を測定し、上記板厚寸法測定手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の板厚寸法を測定し、上記測定された外径寸法及び板厚寸法に基づいて矯正方法及び矯正条件を設定し、上記矯正プレス手段及び上記支持機構部を制御して上記被測定物の曲がりを矯正する制御手段とを備え、
上記支持機構部は、
上記被測定物の両端部若しくは底部を支持する支持手段と、
上記被測定物の位置を割り出し、位置決めする割り出し位置決め手段と、
上記被測定物の矯正時に、矯正支持位置にて上記被測定物を支持するとともに任意の位置に位置決め可能な矯正支持手段とを備えるとともに、
上記支持手段及び上記割り出し位置決め手段を用いて、上記被測定物の持ち替えを行うことを特徴とする矯正装置。 - 請求項１記載の矯正装置において、
上記支持機構部は、さらに、上記被測定物の矯正時に、上記被測定物を拘束してズレを防止する拘束手段を備えたことを特徴とする矯正装置。 - 請求項１記載の矯正装置において、
上記外径寸法測定手段及び上記板厚寸法測定手段は、上記矯正プレス手段に搭載されていることを特徴とする矯正装置。 - 請求項１記載の矯正装置において、
上記矯正プレス手段は、ベース部張り出しフレームの上部に搭載され、且つ、このフレームの上部を移動可能な矯正支持機構部に対し、張り出しフレームの下部に配置され、Ｃ型フレーム構造で上記矯正支持機構部が通り抜け可能な構造とし、矯正時に、上記矯正支持機構部と矯正プレス機構部との間で矯正することによって発生する矯正反力を上記ベース部張り出しフレームの板厚方向の圧縮力に変換することを特徴とする矯正装置。 - 請求項１記載の矯正装置において、
上記制御手段は、上記外径寸法測定手段及び上記板厚寸法測定手段により測定された上記被測定物の外径寸法及び板厚寸法により、上記被測定物の全体の曲がりの変極点を検出し、複数の変極点の内、曲がりの変化量が最大の変極点近傍から矯正を開始することを特徴とする矯正装置。 - 請求項５記載の矯正装置において、
上記制御手段は、矯正を開始した点から順次被測定物の長手方向に位置をずらしながら矯正することを特徴とする矯正装置。 - 請求項１記載の矯正装置において、
上記制御手段は、上記矯正プレス手段が上記被測定物に接触した矯正開始位置と、矯正プレスの押し込み量と押し込み荷重とから上記被測定物の弾性領域から塑性領域に変わるポイントを検出し、これらの検出結果と被測定物寸法測定結果から矯正目標値を決定して矯正を行うことを特徴とする矯正装置。 - 被測定物の断面を挟んで配置されたレーザ発光部と受光部を有し、レーザ光の透過により上記被測定物の外径を測定するレーザ測定ヘッドと、上記被測定物の表面にジェット水を噴射し、上記被測定物から発せられる超音波により上記被測定物の板厚を測定する超音波測定ヘッドとを備えたことを特徴とする測定装置。
- 請求項８記載の測定装置において、
上記レーザ測定ヘッド及び上記超音波測定ヘッドは、同一位置決め駆動機構部に組み付けられていることを特徴とする測定装置。 - 請求項８記載の測定装置において、
さらに、上記超音波測定ヘッドに水を供給するとともに、上記被測定物表面から水を受け、回収するジェット水供給装置を備えたことを特徴とする測定装置。 - 請求項８記載の測定装置において、
上記超音波測定ヘッドは、上記被測定物の板厚を測定する際、上記被測定物の長さ方向に対して直角方向に追従移動可能としたガイドローラを備え、上記被測定物表面にガイドローラを押し付けることにより、上記被測定物の長さ方向に追従できることを特徴とした測定装置。 - 超音波測定ヘッドを用いて、被測定物の表面にジェット水を噴射し、この被測定物から発せられる超音波により上記被測定物の板厚を測定する測定方法において、上記超音波測定ヘッドは、上記被測定物の板厚を測定する際、上記被測定物の長さ方向に対して直角方向に追従移動可能なガイドローラを用いて、上記被測定物表面にガイドローラを押し付けることにより、上記被測定物の長さ方向に追従できることを特徴とした測定方法。
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