JP6150236B1

JP6150236B1 - Membrane bar processing system

Info

Publication number: JP6150236B1
Application number: JP2016233976A
Authority: JP
Inventors: 耕二佐藤; 啓樹小松; 山田　学; 学山田; 雄輔吉田
Original assignee: Hitachi Plant Construction Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Construction Co Ltd
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: JP2018089727A

Abstract

【課題】スパイラルチューブ間の隙間計測に要する時間を短縮する事ができ、現場において効率良くメンブレンバーを提供する事のできるメンブレンバー加工システムを提供する。【解決手段】火力ボイラの水壁を構成するスパイラルチューブ４０の溶接部位における隙間領域４２に配置されるメンブレンバーを現場加工するためのシステムであって、対象とするメンブレンバーを配置するための隙間領域４２の形状をステレオ撮影する携帯型の撮像手段１２と、撮像手段１２により撮像された２枚の画像データに基づいて、隙間領域４２の領域抽出を行うと共に３次元座標を算出し、加工用データを作成する演算手段２４と、演算手段２４により作成された前記加工用データに基づいて選定された板部材が加工部にセットされ、前記加工用データに従った切削加工を行う切削手段２６と、を有する事を特徴とする。【選択図】図１The present invention provides a membrane bar processing system that can reduce the time required to measure a gap between spiral tubes and can efficiently provide a membrane bar on site. A system for on-site processing of a membrane bar disposed in a gap region 42 in a welded portion of a spiral tube 40 constituting a water wall of a thermal boiler, the gap for placing a target membrane bar On the basis of the portable imaging means 12 for taking a stereo image of the shape of the area 42 and the two pieces of image data taken by the imaging means 12, the gap area 42 is extracted and the three-dimensional coordinates are calculated for processing. A calculation means 24 for creating data, and a cutting means 26 for setting a plate member selected on the basis of the machining data created by the calculation means 24 to a machining section and performing a cutting process according to the machining data. It is characterized by having. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、メンブレンバーの加工システムに係り、特に、管路外形に溶接部を有する部位への配置を予定するメンブレンバーの加工システムに関する。 The present invention relates to a membrane bar processing system, and more particularly, to a membrane bar processing system that is planned to be disposed in a portion having a welded portion in a pipe outer shape.

火力ボイラ等の外周に螺旋状に配置されるスパイラルチューブ（水管）（以下、単にチューブと略す事あり）は、設置時には縦型の分割構造体とされている。このため、設置に際して隣接配置されているスパイラルチューブと延設されるスパイラルチューブどうしの溶接が成される。そして、メンブレンバーは、この溶接部位を避けるための形状加工が必要となる。このため、特許文献１、特許文献２のような、様々な技術が提案されている。 A spiral tube (water tube) (hereinafter simply abbreviated as a tube) disposed in a spiral shape on the outer periphery of a thermal power boiler or the like is a vertically divided structure when installed. For this reason, welding is performed between the spiral tubes that are arranged adjacent to each other and the spiral tubes that are extended. The membrane bar needs to be shaped to avoid this welded part. For this reason, various techniques such as Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed.

特許文献１に開示されている技術では、計測装置をスパイラルチューブに取り付け、メンブレンバーを配置する隙間に沿って接触型の計測機器を移動させ、隙間形状のデータを取得する。その後、計測されたデータを加工機に入力し、計測データに合致したメンブレンバーを作成するというものである。 In the technique disclosed in Patent Document 1, a measuring device is attached to a spiral tube, and a contact-type measuring device is moved along a gap in which a membrane bar is arranged to acquire gap shape data. After that, the measured data is input to the processing machine, and a membrane bar that matches the measured data is created.

特許文献２に開示されている技術も、スパイラルチューブ間に形成される隙間（ギャップ）を計測するための計測装置である。特許文献２の計測装置は、スパイラルチューブに磁石で吸着固定され、チューブの軸方向に摺動するスライダに取り付けられた接触型のギャップセンサにより、隙間の形状を検出する。ここで、計測装置には、芯出し治具が設けられており、計測装置をチューブに固定する際当該装置の中心が、計測対象とする隙間の中心に位置するように配置する事を可能としている。そして、計測されたデータを加工機に入力し、計測データに合致したメンブレンバーを作成する。 The technique disclosed in Patent Document 2 is also a measuring device for measuring a gap (gap) formed between spiral tubes. The measuring device of Patent Document 2 detects the shape of a gap by a contact-type gap sensor attached to a spiral tube by a magnet and attached to a slider that slides in the axial direction of the tube. Here, the measuring device is provided with a centering jig, and when the measuring device is fixed to the tube, the center of the device can be arranged at the center of the gap to be measured. Yes. Then, the measured data is input to the processing machine, and a membrane bar that matches the measured data is created.

特開平７−７１９０３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-71903 特開平７−２４３８０２号公報JP-A-7-243802

上記特許文献に開示されている計測装置によれば、実際の隙間形状を接触検出して形状データを取得するため、正確なデータを取得する事ができる。このため、取得データに基づいて加工装置により作成されるメンブレンバーも、隙間に合致した形状とする事ができる。 According to the measurement device disclosed in the above-mentioned patent document, since the actual gap shape is detected by contact and the shape data is acquired, accurate data can be acquired. For this reason, the membrane bar created by the processing apparatus based on the acquired data can also have a shape that matches the gap.

しかし、上記特許文献に開示されている計測装置は、いずれも接触型のセンサを採用し、隙間の形状を直接計測している。このため個々の隙間における計測時間が長く、５０００箇所から５００００箇所という多くの隙間を計測するためには、計測に要する時間が非常に長くなるといった問題がある。 However, all of the measurement devices disclosed in the above-mentioned patent documents employ contact type sensors and directly measure the shape of the gap. For this reason, the measurement time in each gap is long, and in order to measure many gaps from 5000 to 50,000, there is a problem that the time required for measurement becomes very long.

そこで本発明では、上記問題点を解決し、スパイラルチューブ間の隙間計測に要する時間を短縮する事ができ、現場において効率良くメンブレンバーを提供する事のできるメンブレンバー加工システムを提供する事を目的とする。 Accordingly, the present invention aims to provide a membrane bar processing system that solves the above-described problems, can reduce the time required to measure the gap between the spiral tubes, and can efficiently provide a membrane bar on site. And

上記目的を達成するための本発明に係るメンブレンバー加工システムは、火力ボイラの水壁を構成するスパイラルチューブの溶接部位におけるチューブ間隙間に配置されるメンブレンバーを現場加工するためのシステムであって、対象とするメンブレンバーを配置するための前記チューブ間隙間を撮像して３次元座標を取得する撮像手段と、取得された前記チューブ間隙間の３次元座標に基づいて作成された加工用データに基づいて、選定された板部材の加工を行う切削手段と、を有することを特徴とするものであると良い。 In order to achieve the above object, a membrane bar processing system according to the present invention is a system for on-site processing of a membrane bar disposed between tube gaps in a welded portion of a spiral tube constituting a water wall of a thermal boiler. Imaging means for imaging the gap between the tubes for arranging the target membrane bar and acquiring three-dimensional coordinates; and processing data created based on the acquired three-dimensional coordinates between the tube gaps And a cutting means for processing the selected plate member.

また、上記目的を達成するための本発明に係るメンブレンバー加工システムは、火力ボイラの水壁を構成するスパイラルチューブの溶接部位におけるチューブ間隙間に配置されるメンブレンバーを現場加工するためのシステムであって、対象とするメンブレンバーを配置するための前記チューブ間隙間の形状をステレオ撮影する携帯型の撮像手段と、前記撮像手段により撮像された２枚の画像データに基づいて、前記隙間の領域抽出を行うと共に３次元座標を算出し、加工用データを作成する演算手段と、前記演算手段により作成された前記加工用データに基づいて選定された板部材が加工部にセットされ、前記加工用データに従った切削加工を行う切削手段と、を有する事を特徴とするものであっても良い。 A membrane bar processing system according to the present invention for achieving the above object is a system for processing a membrane bar disposed between tube gaps in a welded portion of a spiral tube constituting a water wall of a thermal boiler. A portable imaging unit that stereo-photographs the shape between the tube gaps for disposing the target membrane bar, and the gap area based on two pieces of image data captured by the imaging unit. A calculation means for performing extraction and calculating three-dimensional coordinates to create processing data, and a plate member selected based on the processing data generated by the calculation means is set in a processing section, and the processing It may be characterized by having a cutting means for performing cutting according to data.

また、上記のような特徴を有するメンブレンバー加工システムにおいて前記撮像手段には、前記スパイラルチューブと撮像のためのカメラレンズとの距離を一定に保つための据付アームを備えるようにすると良い。 In the membrane bar processing system having the above-described features, the imaging means may be provided with an installation arm for keeping the distance between the spiral tube and the camera lens for imaging constant.

このような特徴を有する事によれば、スパイラルチューブとカメラレンズの位置を撮影の都度調整する事を要さず、設置から撮像までの時間を短縮する事が可能となる。 With such a feature, it is not necessary to adjust the positions of the spiral tube and the camera lens each time shooting is performed, and the time from installation to imaging can be shortened.

また、上記のような特徴を有するメンブレンバー加工システムにおいて前記据付アームには、前記撮像手段を前記チューブに固定するための吸着手段を備えるようにすることができる。 In the membrane bar processing system having the above-described features, the installation arm may be provided with a suction unit for fixing the imaging unit to the tube.

このような特徴を有する事によれば、撮像時に撮像手段を支えている必要が無くなる。このため、労力を軽減する事ができると共に、支持状態の変化によって生ずる撮影角度の変化も抑制する事ができる。 With such a feature, it is not necessary to support the imaging means during imaging. For this reason, the labor can be reduced, and the change in the photographing angle caused by the change in the support state can be suppressed.

また、上記のような特徴を有するメンブレンバー加工システムにおいて前記撮像手段には、撮像範囲に照射する投光手段を備えるようにすると良い。 In the membrane bar processing system having the above-described features, the imaging unit may include a light projecting unit that irradiates the imaging range.

このような特徴を有する事により、撮像範囲が暗所であったり、逆光であったりする場合でも、隙間領域の境界を明確化する事が可能となる。また、シャッタースピードを上げる事ができ、撮像画像のブレを防止する事ができる。 By having such a feature, it is possible to clarify the boundary of the gap region even when the imaging range is dark or backlit. In addition, the shutter speed can be increased, and blurring of the captured image can be prevented.

さらに、上記のような特徴を有するメンブレンバー加工システムにおいて前記演算手段は、撮像された画像データから、前記切削手段により切削加工されるメンブレンバーが配置されるスパイラルチューブの番号を読み取り、切削加工されるメンブレンバーの管理を前記番号により行うようにすると良い。 Further, in the membrane bar processing system having the characteristics as described above, the calculation means reads the number of the spiral tube in which the membrane bar to be cut by the cutting means is read from the captured image data, and is cut. It is preferable to manage the membrane bar according to the number.

このような特徴を有する事により、メンブレンバーの数が多い場合であっても、特定の隙間領域に対応するメンブレンバーを特定する事が容易となる。 By having such a feature, even when the number of membrane bars is large, it is easy to specify a membrane bar corresponding to a specific gap region.

上記のような構成のメンブレンバー加工システムによれば、スパイラルチューブ間の隙間計測に要する時間を短縮する事ができる。これにより、現場において効率良くメンブレンバーを加工、作成し、提供する事が可能となる。 According to the membrane bar processing system configured as described above, the time required for measuring the gap between the spiral tubes can be shortened. As a result, the membrane bar can be efficiently processed, created and provided on site.

実施形態に係るメンブレンバー加工システム構成を示す図である。It is a figure which shows the membrane bar processing system structure which concerns on embodiment. スパイラルチューブ間における隙間領域の撮像を行う様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the imaging of the clearance gap area between spiral tubes is performed. ２つのカメラにより撮像された２つの画像データを示す図である。It is a figure which shows two image data imaged with two cameras. ２つの画像データに関して、隙間領域とその他の領域との区別が明確となるように、二値化を施した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which binarized so that distinction with a clearance gap area and another area | region might become clear regarding two image data. 二値化された画像データから、画像中央に位置する隙間領域を抽出した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which extracted the clearance gap area located in the center of an image from the binarized image data. 中央に位置する隙間領域を示す２つの画像に基づき、基準点の３次元座標を求める処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which calculates | requires the three-dimensional coordinate of a reference | standard point based on two images which show the clearance gap area located in the center. ３次元座標とピクセル座標から、隙間領域の実寸法を求める処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which calculates | requires the actual dimension of a clearance gap area from a three-dimensional coordinate and a pixel coordinate. カメラにより撮像された画像データから、メンブレンバーのＩＤを取得する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which acquires ID of a membrane bar from the image data imaged with the camera. 実際の隙間領域から抽出した３次元画像データをＸＹ座標系に配置したＮＣ加工データの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the NC process data which has arrange | positioned the three-dimensional image data extracted from the actual clearance area to XY coordinate system. 図９に示すＮＣ加工データに対して末端処理を施した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the terminal process was performed with respect to NC process data shown in FIG.

以下、本発明のメンブレンバー加工システムに係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図面において、図１は実施形態に係るメンブレンバー加工システムの構成を示す図であり、図２から図８は、３次元データ作成プログラムについての説明を行う過程における画像データについての図であり、図９、図１０は、ＮＣ加工データ作成プログラムについての説明を行うための図である。 Hereinafter, an embodiment according to the membrane bar processing system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a membrane bar processing system according to an embodiment, and FIGS. 2 to 8 are diagrams of image data in a process of explaining a three-dimensional data creation program. 9 and 10 are diagrams for explaining the NC machining data creation program.

［システム構成について］
本実施形態に係るメンブレンバー加工システム１０は、撮像手段１２と、演算手段２４、及び切削手段２６とを有する。撮像手段１２は、螺旋状に配置されたスパイラルチューブ４０（図２参照）間の隙間領域４２（図２参照）を撮像し、撮像データから３次元データを抽出するための要素である。本実施形態の場合、３次元データの抽出手段として、写真測量（三角測量）の原理を用いることとした。このため、撮像手段１２の本体１４には、視差を生じさせる位置に設けた２つのカメラ１６ａ，１６ｂが備えられている。 [System configuration]
The membrane bar processing system 10 according to the present embodiment includes an imaging unit 12, a calculation unit 24, and a cutting unit 26. The imaging means 12 is an element for imaging a gap region 42 (see FIG. 2) between spiral tubes 40 (see FIG. 2) arranged in a spiral shape and extracting three-dimensional data from the imaging data. In the present embodiment, the principle of photogrammetry (triangulation) is used as the means for extracting three-dimensional data. For this reason, the main body 14 of the imaging means 12 is provided with two cameras 16a and 16b provided at positions where parallax is generated.

［撮像手段］
また、撮像手段１２には、本体１４と、撮像対象とするスパイラルチューブ４０との距離を一定に保つために、スパイラルチューブ４０に当接する据付アーム１８が備えられている。据付アーム１８には、スパイラルチューブ４０との当接面に永久磁石等の吸着手段２０が設けられると共に、本体１４とスパイラルチューブ４０との距離を調整可能なアジャスト機構１８ａが備えられている。据付アーム１８は、カメラ１６ａ，１６ｂの中心が撮像対象となる隙間領域４２に位置すると共に、撮像手段１２の本体１４が据え付け位置から回転しないように、スパイラルチューブ４０との接触面が、複数のスパイラルチューブ４０を跨ぐこととなるように構成されている。 [Imaging means]
Further, the imaging means 12 is provided with a mounting arm 18 that contacts the spiral tube 40 in order to keep the distance between the main body 14 and the spiral tube 40 to be imaged constant. The installation arm 18 is provided with an attracting means 20 such as a permanent magnet on a contact surface with the spiral tube 40 and an adjustment mechanism 18 a capable of adjusting the distance between the main body 14 and the spiral tube 40. The installation arm 18 is located in the gap region 42 to be imaged at the center of the cameras 16a and 16b, and has a plurality of contact surfaces with the spiral tube 40 so that the main body 14 of the imaging means 12 does not rotate from the installation position. It is comprised so that the spiral tube 40 may be straddled.

また、本体１４には、投光手段２２が備えられており、撮像箇所を照らし出す事ができるように構成されている。暗所や逆光での撮像の場合、スパイラルチューブ４０と隙間領域４２との境界が不明瞭となる場合があるからである。このような場合に、投光手段２２を使用して輝度を確保する事により境界線が明瞭となると共に、暗部であっても速いシャッタースピードを確保する事ができ、撮像時のブレの発生を防ぐ事ができる。 Further, the main body 14 is provided with a light projecting means 22 so as to illuminate an imaging location. This is because the boundary between the spiral tube 40 and the gap region 42 may be unclear in the case of imaging in a dark place or backlight. In such a case, by using the light projecting means 22 to ensure brightness, the boundary line becomes clear, and a fast shutter speed can be ensured even in a dark part, and blurring during imaging can occur. It can be prevented.

撮像手段１２をこのような構成とする事で、撮像手段１２をコンパクトで軽量な構成（携帯型）とする事ができる。このため、現場作業における労力の軽減と、作業性の向上を図る事ができる。 By configuring the imaging unit 12 as described above, the imaging unit 12 can be configured to be compact and lightweight (portable). For this reason, the labor in field work can be reduced and workability can be improved.

［演算手段］
また、撮像手段１２には、演算手段２４が付帯されている。本実施形態に係る演算手段２４は、上述した撮像手段１２や、後述する切削手段２６の操作パネルとしての役割と共に、撮像手段１２により撮像された２枚の画像データに基づいて、３次元データや、ＮＣ加工データ（加工用データ）を作成する役割を担う手段である。このため演算手段２４には、各手段の操作機能と共に、少なくとも、３次元データ作成プログラムと、ＮＣ加工データ作成プログラムが記録されている。 [Calculation means]
Further, the imaging means 12 is accompanied by a calculation means 24. The computing unit 24 according to the present embodiment functions as an operation panel of the imaging unit 12 described above and the cutting unit 26 described later, and based on two pieces of image data captured by the imaging unit 12, , Means for creating NC machining data (machining data). Therefore, at least a three-dimensional data creation program and an NC machining data creation program are recorded in the calculation means 24 together with the operation functions of the respective means.

［３次元データ作成プログラム］
３次元データ作成プログラムとは、図２に示すようにスパイラルチューブ４０に撮像手段１２を据え付けて撮像された２つの画像データ（図３参照）に基づいて、メンブレンバーを配置する隙間領域４２の座標データを求めるためのプログラムである。３次元データ作成プログラムは、撮像手段１２により撮像された２つの画像データが演算手段２４に入力された上で起動される（画像の入力：図３参照）。なお、図３から図６において、紙面上左側に配置されている画像がカメラ１６ａによる撮像画像、右側に配置されている画像がカメラ１６ｂによる撮像画像であるとして説明を行う。 [Three-dimensional data creation program]
As shown in FIG. 2, the three-dimensional data creation program refers to the coordinates of the gap region 42 in which the membrane bar is arranged based on two pieces of image data (see FIG. 3) imaged by installing the imaging means 12 on the spiral tube 40. This is a program for obtaining data. The three-dimensional data creation program is activated after two pieces of image data picked up by the image pickup means 12 are input to the calculation means 24 (image input: see FIG. 3). In FIG. 3 to FIG. 6, description will be made assuming that the image arranged on the left side of the drawing is an image taken by the camera 16 a and the image arranged on the right side is an image taken by the camera 16 b.

３次元データ作成プログラムでは、まず、２つの画像データに対してそれぞれ、メンブレンバーを配置する隙間領域４２と、その他の領域を分けるための二値化画像データを作成する（画像の二値化：図４参照））。二値化画像データが作成された後、隙間領域４２の抽出を行う（領域抽出：図４参照）。二値化画像データに基づく領域抽出を行った際、複数の隙間領域４２が検出された場合、画像データの中心に位置する隙間領域４２を抽出する（画像中心部の領域抽出：図５参照）。 In the three-dimensional data creation program, first, binary image data for separating the gap area 42 in which the membrane bar is arranged and other areas is created for each of the two image data (binarization of an image: (See FIG. 4)). After the binarized image data is created, the gap region 42 is extracted (region extraction: see FIG. 4). When a plurality of gap areas 42 are detected when the area extraction based on the binarized image data is performed, the gap area 42 located at the center of the image data is extracted (area extraction at the center of the image: see FIG. 5). .

次に、抽出した隙間領域４２の隅（例えば直線距離Ｌが最も小さい頂点位置）を基準点Ｐ_０として抽出し、２つの画像データそれぞれについて、基準点Ｐ_０のピクセル座標を取得する（領域の隅を基準点として抽出：図６参照））。各画像データについて、基準点Ｐ_０のピクセル座標を取得した後、予め入力されているレンズ歪に対する補正値と、カメラ１６ａ，１６ｂの位置座標、及び２つの画像データから取得した各基準点Ｐ_０のピクセル座標に基づいて、三角測量の原理から、基準点Ｐ_０の三次元座標を算出する（レンズ歪、カメラ座標から、基準点の三次元座標を取得：図７参照）。 Then, the extracted corners of the gap region 42 (e.g., the smallest vertex position straight line distance L) and extracted as a reference point P _0, for each of the two image data, and acquires the pixel coordinates of the reference point P ₀ (region of The corner is extracted as a reference point: see FIG. 6)). For each image data, after obtaining the pixel coordinates of the reference point P ₀ , the correction value for the lens distortion inputted in advance, the position coordinates of the cameras 16 a and 16 b, and the reference points P ₀ obtained from the two image data. Based on the pixel coordinates, the three-dimensional coordinates of the reference point P ₀ are calculated from the principle of triangulation (the three-dimensional coordinates of the reference point are obtained from the lens distortion and camera coordinates: see FIG. 7).

基準点のピクセル座標の取得、及び基準点の三次元座標の取得という処理を、隙間領域４２において少なくとも２点（例えば２つの頂点位置）について行い、２つの基準点Ｐ_０，Ｐ_１間における実寸法Ｄと、ピクセル座標寸法の算出を行う。両者を求めた後に、２つの基準点Ｐ_０，Ｐ_１間における実寸法Ｄとピクセル座標寸法との比（実寸法比）を算出する（二つの基準点の三次元座標から基準点間の実寸法とピクセル座標寸法の比を取得：７参照）。 The process of acquiring the pixel coordinates of the reference point and the acquisition of the three-dimensional coordinates of the reference point is performed for at least two points (for example, two vertex positions) in the gap region 42, and the actual value between the two reference points P ₀ and P ₁ is obtained. The dimension D and the pixel coordinate dimension are calculated. After obtaining both, the ratio (actual dimension ratio) between the actual dimension D and the pixel coordinate dimension between the two reference points P ₀ and P ₁ is calculated (the actual distance between the reference points from the three-dimensional coordinates of the two reference points). Get the ratio of dimensions to pixel coordinate dimensions: see 7).

ピクセル座標寸法と実寸法との比を求めた後、撮像手段１２により撮像された２つの画像データのうちの一方について、画像データにおけるピクセル座標寸法を実寸法比で変換し、隙間領域４２全体の実寸法を取得する（画像データのピクセル寸法を実寸法比で変換）。 After obtaining the ratio between the pixel coordinate dimension and the actual dimension, the pixel coordinate dimension in the image data is converted by the actual dimension ratio for one of the two image data captured by the imaging unit 12, and the entire gap area 42 is obtained. Get the actual dimensions (convert the pixel dimensions of the image data by the actual dimension ratio).

次に、撮像手段１２により撮像された画像データから、隙間領域４２に対するＩＤ情報が記載されている範囲を取得する（例えば隙間領域４２の左上側の一定範囲）。なお、ＩＤ情報記載範囲の取得は、予め定めた所定範囲を自動的に切り取る処理としても良いが、作業者が演算手段２４における表示画面等を介して画像データを見ながら選択するようにしても良い（画像データから文字が記入されている範囲を取得）。取得されたＩＤ情報記載範囲について、文字認識機能を介して文字情報を抽出する。抽出された文字情報について、対象とする隙間領域４２に配置するメンブレンバーのＩＤとして記録する（文字認識機能で現地取付用メンブレンバーのＩＤを取得：図８参照）。撮像された画像データやＮＣ加工データ等を、取得したＩＤに関連付けて記録する事で、ＩＤによりメンブレンバーの管理を行う事が可能となる。 Next, a range in which ID information for the gap region 42 is described is acquired from the image data captured by the imaging unit 12 (for example, a fixed range on the upper left side of the gap region 42). The acquisition of the ID information description range may be a process of automatically cutting out a predetermined range, but the operator may select the range while viewing the image data via the display screen or the like in the calculation means 24. Good (obtains the range where characters are entered from the image data). Character information is extracted through the character recognition function for the acquired ID information description range. The extracted character information is recorded as the ID of the membrane bar placed in the target gap region 42 (the ID of the membrane bar for field attachment is acquired by the character recognition function: see FIG. 8). By recording imaged image data, NC processing data, and the like in association with the acquired ID, the membrane bar can be managed by the ID.

［ＮＣ加工データ作成プログラム］
ＮＣ加工データ作成プログラムとは、３次元データ作成プログラムで求めた座標データに基づいて、隙間領域４２の実寸法を求め、切削範囲を定めた加工データを作成するためのプログラムである。 [NC machining data creation program]
The NC machining data creation program is a program for obtaining the actual dimension of the gap region 42 based on the coordinate data obtained by the three-dimensional data creation program and creating machining data defining the cutting range.

ＮＣ加工データ作成プログラムでは、まず、３次元データ作成プログラムを実行して得られた隙間領域４２の実寸法を加工モデルとしての座標面へ反映させる処理を行う。この時、Ｚ軸中心を基準として隙間領域４２の加工モデルを回転させ、加工側面の少なくとも一方に、切削量が０ｍｍとなる点（基準点）が２つ以上（本実施形態では基準点Ｐ_２，Ｐ_３の２つ）配置されるように調整する（計測データの座標反映：図９参照）。 In the NC machining data creation program, first, a process of reflecting the actual dimension of the gap region 42 obtained by executing the three-dimensional data creation program on the coordinate plane as a machining model is performed. At this time, the machining model of the gap region 42 is rotated with reference to the center of the Z axis, and at least one of the machining side surfaces has two or more points (reference points) at which the cutting amount becomes 0 mm (reference point P ₂ in this embodiment). , two P ₃₎ is adjusted so as to be disposed (coordinates reflect the measured data: see FIG. 9).

次に、座標面へ反映させた加工モデルに対し、非切削面となる長手方向端面の形状データを削除する処理を行う（末端処理）。末端処理は、Ｘ値に対してＹ値が３点以上あるデータの削除を行う事により成される。具体的には、図９に示すように、Ｘ軸の原点位置をＡ、Ｙ軸にデータが存在するＸ軸上の最大値をＣ、ＡとＣの中間位置をＢとした場合、次のように行えば良い。 Next, a process of deleting the shape data of the end face in the longitudinal direction that is a non-cutting surface is performed on the machining model reflected on the coordinate plane (terminal processing). The end processing is performed by deleting data having three or more Y values with respect to the X value. Specifically, as shown in FIG. 9, when the origin position of the X axis is A, the maximum value on the X axis where data exists on the Y axis is C, and the intermediate position between A and C is B, You can do this.

まず、ＡからＢに向けて各Ｘ値に対するＹ値のデータ数を計測するように計測軸を進める。そして、Ｘ値に対するＹ値のデータ数が２点を超えた場合（３点以上）、その位置までに存在する座標データ（Ａから計測軸までの座標データ）を削除する。 First, the measurement axis is advanced from A to B so as to measure the number of Y value data for each X value. If the number of Y-value data with respect to the X-value exceeds two points (three or more points), the coordinate data (coordinate data from A to the measurement axis) existing up to that position is deleted.

その後ＢからＣに向けて各Ｘ値に対するＹのデータ数を計測するように計測軸を進める。そして、Ｘ値に対するＹ値のデータ数が２点を超えた場合（３点以上）、その点以降に存在する座標データ（計測軸からＣまでの座標データ）を削除する。 Thereafter, the measurement axis is advanced from B to C so as to measure the number of Y data for each X value. When the number of Y value data with respect to the X value exceeds two points (three or more points), the coordinate data (coordinate data from the measurement axis to C) existing after that point is deleted.

このような処理を施す事で、板部材の無加工部分が明確となり、図１０で示すようなシンプルな加工データとする事ができる。 By performing such processing, the unprocessed portion of the plate member becomes clear, and simple processing data as shown in FIG. 10 can be obtained.

［切削手段］
切削手段２６は、演算手段２４により作成されたＮＣ加工データに基づいて、メンブレンバーを構成する板部材を切削加工するための手段である。本実施形態に係る切削手段２６は、少なくともワークテーブル２８と、クランプ手段３０、主軸３２、及びＸＹテーブル３４を備えるようにしている。 [Cutting means]
The cutting means 26 is means for cutting the plate member constituting the membrane bar based on the NC machining data created by the computing means 24. The cutting means 26 according to this embodiment includes at least a work table 28, a clamping means 30, a main shaft 32, and an XY table 34.

ワークテーブル２８は、メンブレンバーを形成する板部材を載置するためのテーブルである。クランプ手段３０は、ワークテーブル２８に対して板部材を押し付けて固定する要素である。また、主軸３２は、モータ等の駆動手段を備え、切削用のエンドミルを保持する要素である。実施形態に係る切削手段２６は、ワークテーブル２８に対して、クランプ手段３０と主軸３２が、板部材を介して対向配置される形態としており、主軸３２は、板部材の一方の側面のみを切削可能な構成としている。このように、切削手段２６の可動軸を減らす事で、装置の小型化を図る事ができ、現場への搬入、移動が容易となる。 The work table 28 is a table for placing a plate member forming a membrane bar. The clamp means 30 is an element that presses and fixes a plate member to the work table 28. The main shaft 32 is an element that includes driving means such as a motor and holds an end mill for cutting. The cutting means 26 according to the embodiment is configured such that the clamping means 30 and the main shaft 32 are disposed to face the work table 28 via a plate member, and the main shaft 32 cuts only one side surface of the plate member. It has a possible configuration. Thus, by reducing the movable shaft of the cutting means 26, it is possible to reduce the size of the apparatus, and it is easy to carry in and move to the site.

ＸＹテーブル３４は、主軸３２を板部材の長手方向、及び幅方向に移動させるための要素である。ここで、実施形態に係るワークテーブル２８には、長手方向当板２８ａと、幅方向当板２８ｂが設けられている。長手方向当板２８ａは、ワークテーブル２８に配置される板部材の長手方向の一端部を当接させる要素である。一方、幅方向当板２８ｂは、ワークテーブル２８に配置される板部材の幅方向の一端部を当接させる要素である。 The XY table 34 is an element for moving the main shaft 32 in the longitudinal direction and the width direction of the plate member. Here, the work table 28 according to the embodiment is provided with a longitudinal direction contact plate 28a and a width direction contact plate 28b. The longitudinal direction contact plate 28 a is an element that abuts one end portion of the plate member disposed on the work table 28 in the longitudinal direction. On the other hand, the width direction abutment plate 28 b is an element that abuts one end portion of the plate member disposed on the work table 28 in the width direction.

［効果］
上記のような特徴を有するメンブレンバー加工システム１０によれば、撮像手段１２をスパイラルチューブ４０に固定して撮像するだけで隙間領域４２の計測を行う事ができる。よって、隙間計測に要する時間を短縮する事ができる。また、計測データから加工用データを作成し、簡易型の切削手段２６により切削加工を行うため、現場において効率良くメンブレンバーを提供する事ができる。 [effect]
According to the membrane bar processing system 10 having the above-described features, the gap region 42 can be measured simply by fixing the imaging unit 12 to the spiral tube 40 and imaging. Therefore, the time required for gap measurement can be shortened. In addition, since the processing data is created from the measurement data and the cutting is performed by the simple cutting means 26, the membrane bar can be efficiently provided at the site.

なお、上記実施形態において、撮像手段１２と演算手段２４、及び切削手段２６間における操作信号や各種データの授受は、有線による伝送であっても、無線による伝送であっても良い。また、データの授受に関しては、各種記録媒体を介して行うようにしても良い。 In the above-described embodiment, the transmission and reception of operation signals and various data between the imaging unit 12, the calculation unit 24, and the cutting unit 26 may be wired transmission or wireless transmission. In addition, data exchange may be performed via various recording media.

［メンブレンバーの加工、作成］
次に、上記のような構成のメンブレンバー加工システム１０を用いたメンブレンバーの加工、作成について説明する。 [Membrane bar processing and creation]
Next, processing and creation of the membrane bar using the membrane bar processing system 10 having the above configuration will be described.

まず、据付アーム１８を介して撮像手段１２をスパイラルチューブ４０に配置・固定する（例えば図２参照）。撮像手段１２を配置・固定した後、演算手段２４を介した操作、あるいは直接撮像手段１２を操作する事により、本体１４に設けられた２つのカメラ１６ａ，１６ｂによって２つの画像を撮像する。 First, the imaging means 12 is arranged and fixed to the spiral tube 40 via the installation arm 18 (see, for example, FIG. 2). After arranging and fixing the imaging unit 12, two images are captured by the two cameras 16a and 16b provided on the main body 14 by operating the calculation unit 24 or directly operating the imaging unit 12.

撮像された画像データは、メモリーカード等の記録媒体や、ケーブル等を介して演算手段２４の記憶部へ入力される。演算手段２４では、３次元データ作成プログラムと、ＮＣ加工データ作成プログラムを介してＮＣ加工データが作成される。ここで、いずれか一方の側面には、少なくとも２点、切削量が０ｍｍとなる点が設けられるように、座標変換を行う。 The imaged image data is input to the storage unit of the computing unit 24 via a recording medium such as a memory card, a cable, or the like. In the calculation means 24, NC machining data is created through the three-dimensional data creation program and the NC machining data creation program. Here, coordinate conversion is performed so that at least two points and a point with a cutting amount of 0 mm are provided on any one of the side surfaces.

ＮＣ加工データにおけるメンブレンバーの最大幅に応じて板部材の選定を行い、油圧カッター等の切断手段により、メンブレンバーの長さに合わせて板部材の切断を行う。板部材を適切な長さに切断した後、切削手段２６のワークテーブル２８に板部材を配置し、クランプ手段３０により固定する。 The plate member is selected according to the maximum width of the membrane bar in the NC processing data, and the plate member is cut according to the length of the membrane bar by a cutting means such as a hydraulic cutter. After the plate member is cut to an appropriate length, the plate member is placed on the work table 28 of the cutting means 26 and fixed by the clamp means 30.

ここで、主軸３２と対面する事となる第１切削側面には、切削量が０ｍｍとなる点（２点）を定めた加工面が来るように配置する。また、第１切削側面と反対側の側面（第２切削側面）は、幅方向当板２８ｂに当接させ、いずれか一方の長手方向端部は、長手方向当板２８ａに当接させる。 Here, it arrange | positions so that the processing surface which determined the point (2 points | pieces) from which the cutting amount becomes 0 mm may come to the 1st cutting side surface which will face the main axis | shaft 32. FIG. Further, the side surface opposite to the first cutting side surface (second cutting side surface) is brought into contact with the width direction abutting plate 28b, and one of the longitudinal end portions thereof is brought into contact with the longitudinal direction abutting plate 28a.

このようにして板部材を切削手段２６に配置した後、演算手段２４による操作機能を介してエンドミルの回転速度、切削速度、及び一回の切削深さ等の加工条件を定め、板部材の第１切削側面の加工を開始する。第１切削側面の加工が完了した後、クランプ手段３０による板部材の固定を解除し、板部材の長手方向中心を基点として１８０度回転させ、第２切削側面を主軸３２側に位置させてワークテーブル２８に配置する。この時、第１切削側面に定めた切削量が０ｍｍとなる点を基準点として、幅方向当板２８ｂに当接させる。これにより、第２切削側面の切削量を板部材の幅に基づいて定める事ができる。また、板部材の長手方向における一方の端部は、長手方向当板２８ａに当接させた状態とする。これにより、長手方向の位置決めを成す事ができ、第１切削側面と第２切削側面との間において、溶接部分のビードを回避するための凹部の位置がズレる事を防ぐ事ができる。 After the plate member is arranged in the cutting means 26 in this way, the processing conditions such as the rotation speed of the end mill, the cutting speed, and the cutting depth once are determined through the operation function of the calculating means 24, and the plate member 1 Machining of the cut side is started. After the processing of the first cutting side surface is completed, the fixing of the plate member by the clamping means 30 is released, the plate member is rotated 180 degrees from the longitudinal center of the plate member, and the second cutting side surface is positioned on the main shaft 32 side. Place on the table 28. At this time, it is made to contact | abut to the width direction contact board 28b by making into a reference point the point from which the cutting amount set to the 1st cutting side surface becomes 0 mm. Thereby, the cutting amount of the second cutting side surface can be determined based on the width of the plate member. One end of the plate member in the longitudinal direction is in contact with the longitudinal plate 28a. Thereby, positioning in the longitudinal direction can be achieved, and the position of the concave portion for avoiding the bead of the welded portion between the first cutting side surface and the second cutting side surface can be prevented from shifting.

板部材の反転設置が完了した後、クランプ手段３０による固定を行い、第２切削側面の加工を開始する。第２切削側面の加工が完了した後は、クランプ手段３０による板部材の固定を解除し、作成されたメンブレンバーに対して、対応するＩＤ番号の書き込みを行う。 After the reverse installation of the plate member is completed, fixing by the clamping means 30 is performed, and processing of the second cutting side surface is started. After the processing of the second cutting side surface is completed, the fixing of the plate member by the clamping means 30 is released, and the corresponding ID number is written on the created membrane bar.

このように、実施形態に係るメンブレンバー加工システム１０を用いる事により、隙間領域４２の形状計測を短時間で行う事が可能となる。また、板部材を手動で反転させ、片側の側面づつ切削を行う切削手段２６としたため、切削手段２６を小型、軽量化する事が可能となった。 Thus, by using the membrane bar processing system 10 according to the embodiment, it is possible to measure the shape of the gap region 42 in a short time. Further, since the plate member is manually turned over to provide the cutting means 26 for cutting one side face at a time, the cutting means 26 can be reduced in size and weight.

なお、上記実施形態においては、撮像手段１２は、２つのカメラ（カメラ１６ａ，１６ｂ）を備えたステレオ撮影型のカメラである旨説明した。しかしながら、本発明を実施するにあたり、撮像手段１２は、板部材を加工するために、隙間領域４２の３次元座標を取得する事ができれば良い。このため、撮像手段は、３次元距離画像カメラなど、直接３次元座標を得る事ができるものであっても良い。この場合演算手段２４では、取得された３次元座標から隙間領域４２の範囲を抜き出し、ＮＣ加工データを作成する処理を行うようにすれば良いこととなる。また、演算手段２４の機能を外部に持たせ、取得した３次元座標データを、別途コンピュータ等の処理装置に入力し、ＮＣ加工データを作成した後、これを切削手段２６に入力するようにしても良い。 In the above-described embodiment, it has been described that the imaging unit 12 is a stereo shooting type camera including two cameras (cameras 16a and 16b). However, in carrying out the present invention, the imaging unit 12 only needs to be able to acquire the three-dimensional coordinates of the gap region 42 in order to process the plate member. For this reason, the imaging means may be one that can directly obtain three-dimensional coordinates, such as a three-dimensional distance image camera. In this case, the calculation means 24 may extract the range of the gap region 42 from the acquired three-dimensional coordinates and perform processing for creating NC machining data. Further, the function of the calculation means 24 is provided outside, and the obtained three-dimensional coordinate data is separately input to a processing device such as a computer, NC machining data is created, and then input to the cutting means 26. Also good.

１０………メンブレンバー加工システム、１２………撮像手段、１４………本体、１６ａ，１６ｂ………カメラ、１８………据付アーム、１８ａ………アジャスト機構、２０………吸着手段、２２………投光手段、２４………演算手段、２６………切削手段、２８………ワークテーブル、２８ａ………長手方向当板、２８ｂ………幅方向当板、３０………クランプ手段、３２………主軸、３４………ＸＹテーブル、４０………スパイラルチューブ、４２………隙間領域。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ......... Membrane bar processing system, 12 ......... Imaging means, 14 ......... Main body, 16a, 16b ......... Camera, 18 ......... Installation arm, 18a ......... Adjusting mechanism, 20 ......... Adsorption means , 22 ......... Projection means, 24 ... ... Calculation means, 26 ... ... Cutting means, 28 ... ... Work table, 28a ... ... Longitudinal plate, 28b ... Width direction plate, 30 ... ...... Clamping means 32... Spindle 34... XY table 40... Spiral tube 42.

Claims

火力ボイラの水壁を構成するスパイラルチューブの溶接部位におけるチューブ間隙間に配置されるメンブレンバーを現場加工するためのシステムであって、
対象とするメンブレンバーを配置するための前記チューブ間隙間を撮像して３次元座標を取得する撮像手段と、
取得された前記チューブ間隙間の３次元座標に基づいて作成された加工用データに基づいて、選定された板部材の加工を行う切削手段と、を有することを特徴とするメンブレンバー加工システム。 A system for on-site processing of a membrane bar disposed between tube gaps at a welded portion of a spiral tube constituting a water wall of a thermal boiler,
An imaging means for imaging the gap between the tubes for arranging a target membrane bar and acquiring three-dimensional coordinates;
A membrane bar processing system comprising: cutting means for processing a selected plate member based on processing data created based on the acquired three-dimensional coordinates between the tube gaps.

火力ボイラの水壁を構成するスパイラルチューブの溶接部位におけるチューブ間隙間に配置されるメンブレンバーを現場加工するためのシステムであって、
対象とするメンブレンバーを配置するための前記チューブ間隙間の形状をステレオ撮影する携帯型の撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された２枚の画像データに基づいて、前記隙間の領域抽出を行うと共に３次元座標を算出し、加工用データを作成する演算手段と、
前記演算手段により作成された前記加工用データに基づいて選定された板部材が加工部にセットされ、前記加工用データに従った切削加工を行う切削手段と、を有する事を特徴とするメンブレンバー加工システム。 A system for on-site processing of a membrane bar disposed between tube gaps at a welded portion of a spiral tube constituting a water wall of a thermal boiler,
Portable imaging means for stereo-photographing the shape between the tube gaps for placing the target membrane bar;
Based on the two pieces of image data picked up by the image pickup means, the calculation means for extracting the area of the gap and calculating three-dimensional coordinates to create processing data;
A membrane bar comprising: cutting means for setting a plate member selected based on the processing data created by the calculation means to a processing portion and performing cutting processing according to the processing data Processing system.

前記撮像手段には、前記スパイラルチューブと撮像のためのカメラレンズとの距離を一定に保つための据付アームが備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載のメンブレンバー加工システム。 3. The membrane bar processing system according to claim 1, wherein the imaging unit includes an installation arm for maintaining a constant distance between the spiral tube and a camera lens for imaging.

前記据付アームには、前記撮像手段を前記チューブに固定するための吸着手段が備えられていることを特徴とする請求項３に記載のメンブレンバー加工システム。 The membrane bar processing system according to claim 3, wherein the installation arm is provided with suction means for fixing the imaging means to the tube.

前記撮像手段には、撮像範囲に照射する投光手段が備えられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のメンブレンバー加工システム。 The membrane bar processing system according to any one of claims 1 to 4, wherein the imaging unit includes a light projecting unit that irradiates an imaging range.

前記演算手段は、撮像された画像データから、前記切削手段により切削加工されるメンブレンバーが配置されるスパイラルチューブの番号を読み取り、切削加工されるメンブレンバーの管理を前記番号により行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のメンブレンバー加工システム。 The computing means reads the number of the spiral tube in which the membrane bar cut by the cutting means is arranged from the captured image data, and manages the membrane bar to be cut by the number. The membrane bar processing system according to any one of claims 1 to 5.