JP6388566B2 - Liner dimensional accuracy measurement method for mandrel mill chock - Google Patents
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Description
本発明は、ライン芯方向に複数のロールスタンドが設置されるマンドレルミルにおけるロールスタンドが設置されるチョック部のライナー寸法精度測定方法に関する。 The present invention relates to a liner dimensional accuracy measurement method for a chock portion in which a roll stand is installed in a mandrel mill in which a plurality of roll stands are installed in a line core direction.
多段のロールによりパイプの圧延成形を行うマンドレルミルは、パイプを成形するライン芯に沿って独立したロールスタンドがパイプの進行方向に複数配置され、パイプを連続的に圧延成形するものである。
このようなマンドレルミル１は、図９に示すように、チョック部３と呼ばれる支持架台に、ロールスタンド５がライナー７を介して設置される構造である。
チョック部３及びロールスタンド５は、パイプの進行方向（紙面直交方向）に複数基（例えば８基）設置されて、パイプを成形するものである。
各ロールスタンド５の中央には成形されるパイプが挿入されるパイプ挿入穴９が設けられている。
A mandrel mill that performs rolling forming of a pipe with multi-stage rolls has a plurality of independent roll stands arranged in the traveling direction of the pipe along a line core for forming the pipe, and continuously rolls the pipe.
As shown in FIG. 9, such a mandrel mill 1 has a structure in which a roll stand 5 is installed on a support frame called a chock portion 3 via a liner 7.
A plurality of (e.g., eight) chock units 3 and a roll stand 5 are installed in the pipe traveling direction (the direction perpendicular to the paper surface) to form a pipe.
A pipe insertion hole 9 into which a molded pipe is inserted is provided at the center of each roll stand 5.
なお、チョック部３は図９に示すように、ドライブシャフト１１がロールスタンド５に向けて延出する第１チョック部３ａと、第１チョック部３ａに対して直角を成すように取り付けられた第２チョック部３ｂを備えている。
第１チョック部３ａ及び第２チョック部３ｂは、それぞれ垂直面に対して４５°の傾斜角度となる傾斜面を有しており、各傾斜面にライナー７が設けられている。
As shown in FIG. 9, the chock portion 3 includes a first chock portion 3 a in which the drive shaft 11 extends toward the roll stand 5, and a first chock portion 3 attached so as to form a right angle with respect to the first chock portion 3 a. 2 chock portions 3b are provided.
The first chock part 3a and the second chock part 3b each have an inclined surface having an inclination angle of 45 ° with respect to the vertical surface, and a liner 7 is provided on each inclined surface.
パイプ進行方向に設置された全てのロールスタンド５のパイプ挿入穴９がライン芯上にある必要がある。そのため、ロールスタンド５の設置状態において、パイプ挿入穴９の中心をライン芯に一致させる必要がある。
そこで、ロールスタンド５のパイプ挿入穴９は設計通りに製造されているので、ライナー７の調整が正確に行われていれば、ロールスタンド５を設置した状態で各ロールスタンド５のパイプ挿入穴９の中心はライン芯に一致させることができる。換言すれば、ロールスタンド５を設置した状態で各ロールスタンド５のパイプ挿入穴９の中心がライン芯に一致するときのライン芯から各ライナー７までの距離を規定値として、この規定値になるようにライナー表面位置を調整することで、ロールスタンド５の設置状態でパイプ挿入穴９の中心をライン芯に一致させることができる。
The pipe insertion holes 9 of all the roll stands 5 installed in the pipe traveling direction need to be on the line core. Therefore, in the installed state of the roll stand 5, it is necessary to make the center of the pipe insertion hole 9 coincide with the line core.
Therefore, since the pipe insertion holes 9 of the roll stand 5 are manufactured as designed, if the liner 7 is accurately adjusted, the pipe insertion holes 9 of each roll stand 5 are installed with the roll stand 5 installed. The center of can coincide with the line core. In other words, with the roll stand 5 installed, the distance from the line core to each liner 7 when the center of the pipe insertion hole 9 of each roll stand 5 coincides with the line core is set as the specified value. By adjusting the liner surface position in this manner, the center of the pipe insertion hole 9 can be made coincident with the line core in the installed state of the roll stand 5.
このようなライナー表面の調整作業の従来の方法について図１０に基づいて説明する。図１０は、図９のロールスタンド５を取り外した状態でライナー７の寸法精度を測定している状態を示している。 A conventional method for adjusting the liner surface will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a state in which the dimensional accuracy of the liner 7 is measured with the roll stand 5 of FIG. 9 removed.
従来のライナー寸法精度測定方法で用いる主な機器は、図１０に示すように、測量器１３と、三角定規の形状をした三角定規冶具１５、及びピアノ線１７である。
三角定規冶具１５は、三角定規の形状をしており、直角部をチョック部３のライナー７に当てたときに、ライナー７が正しく設定されていると、直角の対辺の所定位置がライン芯になるように設定されている。
上記の機器を用いた従来の調整作業の手順を概説すると以下の通りである。
As shown in FIG. 10, main devices used in the conventional liner dimension accuracy measuring method are a surveying instrument 13, a triangular ruler jig 15 having a triangular ruler shape, and a piano wire 17.
The triangular ruler jig 15 has a triangular ruler shape, and when the right-angled portion is placed on the liner 7 of the chock portion 3 and the liner 7 is correctly set, the predetermined position on the opposite side of the right-angle is the line core. It is set to be.
An outline of the procedure of the conventional adjustment work using the above-described equipment is as follows.
高さの基準であるベンチマークとマンドレルミル１の入側、出側のラインセンター点までピアノ線１７を引き回してライン芯の直上にピアノ線１７を配置する。
ロールスタンド５が設置されるのと同様に、三角定規冶具１５をライナー７に押し付けて、三角定規冶具１５の直角の対辺が水平になるようにして、かつピアノ線１７から下げ振り１９を垂下させて、下げ振り１９の先端が三角定規冶具１５の直角の対辺に設定されたライン芯位置になるようにする。この状態で、ライナー７表面と三角定規冶具１５のすき間をすき間ゲージで計測する。
The piano wire 17 is routed to the line center point on the entry side and the exit side of the benchmark and mandrel mill 1 which are height standards, and the piano wire 17 is arranged immediately above the line core.
In the same manner as the roll stand 5 is installed, the triangular ruler jig 15 is pressed against the liner 7 so that the right angle opposite side of the triangular ruler jig 15 is horizontal, and the swinging swing 19 is suspended from the piano wire 17. Thus, the tip of the downward swing 19 is set to the line core position set on the opposite side of the triangle ruler jig 15 at a right angle. In this state, the gap between the liner 7 surface and the triangular ruler jig 15 is measured with a gap gauge.
なお、機器の測定・調整方法として、マンドレルミルのチョック部のライナー寸法精度の測定ではないが、冶具を用いないでレーザ光線を利用して穿孔圧延機の芯出し測定をする技術が特許文献１に開示されている。 In addition, as a measuring / adjusting method of the apparatus, although it is not the measurement of the liner dimensional accuracy of the chock part of the mandrel mill, a technique for measuring the centering of the piercing and rolling mill using a laser beam without using a jig is disclosed in Patent Document 1. Is disclosed.
また、測定対象物に再反射ターゲットを当接して、該再反射ターゲットにレーザ光を照射して、その反射光から再反射ターゲットを当てた前記測定対象物の空間座標を求める３次元レーザトラッカーを用いた測定方法に関する技術が特許文献２に開示されている。 In addition, a three-dimensional laser tracker for contacting a re-reflection target with a measurement object, irradiating the re-reflection target with laser light, and obtaining a spatial coordinate of the measurement object with the re-reflection target applied from the reflected light is provided. A technique relating to the measurement method used is disclosed in Patent Document 2.
上述したピアノ線でライン芯を出して、三角定規冶具１５を用いてすき間ゲージで測定する方法では、（ａ）すき間ゲージでの測定に至るまでのピアノ線によるライン芯出し作業に時間を要すること、（ｂ）三角定規冶具１５が大きく重く（１５ｋｇ〜３０ｋｇ）、不安定な作業のため補助者が３名以上必要なこと、（ｃ）三角定規冶具１５の直角部の対辺が水平になるように常に水準器をその対辺に設置して水平調整する必要があるが、４ヶ所のライナーの当りにバラツキがあることから、寸法精度も±２．０ｍｍ以内に治めるのが精一杯であった。 In the method of measuring the line core with the above-mentioned piano wire and measuring with the gap gauge using the triangular ruler jig 15, (a) it takes time to align the line with the piano wire until the measurement with the gap gauge. (B) Triangular ruler jig 15 is large and heavy (15 kg to 30 kg), and three or more assistants are required for unstable work. (C) The opposite side of the right angle portion of triangular ruler jig 15 is horizontal. However, it was necessary to always install a level on the opposite side and adjust the level horizontally. However, since there were variations at the four liners, the dimensional accuracy was limited to within ± 2.0 mm.
このように、従来行われているライナー寸法精度測定方法には種々の問題があり、特許文献１に示されたように光学的な機器を用いること、より具体的には特許文献２に示されたレーザトラッカーを用いることが考えられる。
しかしながら、レーザトラッカーを用いるとしても、具体的にどのように用いるかについて、具体的な開示や示唆をした文献は発明者が知る限りはなく、具体的な測定方法の開発が望まれていた。
As described above, there are various problems in the conventional method for measuring the liner dimensional accuracy. As shown in Patent Document 1, an optical device is used, and more specifically, Patent Document 2 shows. It is conceivable to use a laser tracker.
However, even if a laser tracker is used, the inventor does not know any document that specifically discloses or suggests how to use the laser tracker, and the development of a specific measurement method has been desired.
本発明はかかる課題を解決するものであり、マンドレルミルのチョック部のライナー寸法精度測定方法に関し、３次元レーザトラッカーを用いて、効率的かつ精度よく測定する方法を提供することを目的としている。 The present invention solves such a problem, and relates to a method for measuring the liner dimensional accuracy of a chock part of a mandrel mill, and an object thereof is to provide a method for efficiently and accurately measuring using a three-dimensional laser tracker.
（１）本発明に係るマンドレルミルのチョック部のライナー寸法精度測定方法は、ライン芯方向に複数のロールスタンドが設置されるマンドレルミルにおける前記ロールスタンドを設置するチョック部のライナー寸法精度測定方法において、測定対象物に再反射ターゲットを当接して、該再反射ターゲットにレーザ光を照射して、その反射光から再反射ターゲットを当てた前記測定対象物の空間座標を求める３次元レーザトラッカーを用いるものであって、前記３次元レーザトラッカーによって高さの基準点を示すベンチマークの座標と、前記マンドレルミルの入側、出側のセンターマークの座標を求め、これらの座標に基づいて前記ライン芯を空間座標に設定するライン芯設定工程と、前記３次元レーザトラッカーによって前記チョック部に設置された各ライナーの表面の座標を求めるライナー表面座標取得工程と、該ライナー表面座標取得工程で得られた座標と前記ライン芯とを用いて各ライナー表面と前記ライン芯を通り当該ライナーが設置されているチョック部の傾斜角度と同一傾斜角度を有する面との最短距離を算出するライン芯・ライナー間距離算出工程と、ライン芯・ライナー距離算出工程で得られた距離と予め設定された規定値との差から寸法精度を算出する寸法精度算出工程とを備えたことを特徴とするものである。 (1) The liner dimensional accuracy measuring method of the chock part of the mandrel mill according to the present invention is a method of measuring the liner dimensional accuracy of the chock part in which the roll stand is installed in the mandrel mill in which a plurality of roll stands are installed in the line core direction. A three-dimensional laser tracker is used in which the re-reflection target is brought into contact with the measurement object, the re-reflection target is irradiated with laser light, and the spatial coordinates of the measurement object obtained by applying the re-reflection target to the re-reflection light are obtained. The benchmark coordinates indicating the height reference point by the three-dimensional laser tracker and the coordinates of the entrance and exit center marks of the mandrel mill are obtained, and the line core is determined based on these coordinates. a line core setting step of setting the spatial coordinates, the by the 3-dimensional laser tracker chock unit The liner surface coordinate acquisition step for obtaining the coordinates of the surface of each installed liner, and the liner installed through each liner surface and the line core using the coordinates obtained in the liner surface coordinate acquisition step and the line core. The line core / liner distance calculation step for calculating the shortest distance between the surface having the same inclination angle as the inclination angle of the chock part, the distance obtained in the line core / liner distance calculation step, and a preset rule And a dimensional accuracy calculating step for calculating dimensional accuracy from a difference from the value.
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記３次元レーザトラッカーによって前記各ライナー表面における少なくとも３点の座標を求め、該座標を含む平面の法線の方向を求め、該法線方向が予め設定されている方向に対して所定の範囲内にあるかどうかを判定することによって、前記各ライナーの取り付け状態を判定するライナー取付け状態判定工程を含み、
該ライナー取付け状態判定工程は、前記ライナー表面座標取得工程の前に行って、前記ライナー取付け状態判定工程でライナーの取付け状態が良好と判定されたときにライナー表面座標取得工程を行うことを特徴とするものである。
(2) Further, in the device described in (1) above, the coordinates of at least three points on the surface of each liner are obtained by the three-dimensional laser tracker, the direction of the normal line of the plane including the coordinates is obtained, and the normal line Including a liner attachment state determination step of determining the attachment state of each liner by determining whether the direction is within a predetermined range with respect to a preset direction;
The liner attachment state determination step is performed before the liner surface coordinate acquisition step, and the liner surface coordinate acquisition step is performed when the liner attachment state determination step determines that the liner attachment state is good. To do.
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、再反射ターゲットを当てるライナーがレーザ光を直接照射できない場合において、前記再反射ターゲットを測定用冶具に取り付けて座標の取得を行うことを特徴とするものである。 (3) Further, in the above-described (1) or (2), when the liner to which the re-reflection target is applied cannot directly irradiate the laser beam, the re-reflection target is attached to a measuring jig to obtain coordinates. It is characterized by doing.
本発明においては、３次元レーザトラッカーを用いて、ライン芯設定工程と、ライナー表面座標取得工程と、ライン芯・ライナー間距離算出工程と、寸法精度算出工程とを備えたことにより、小人数でかつ短時間で作業ができ、格段に作業効率を向上することができ、かつ精度の向上を図ることができる。
また、調整に必要なシム量が数値として得られるので、調整作業が容易であるという効果も得られる。
In the present invention, a three-dimensional laser tracker is used to provide a line core setting process, a liner surface coordinate acquisition process, a line core / liner distance calculation process, and a dimensional accuracy calculation process. In addition, the work can be performed in a short time, the work efficiency can be remarkably improved, and the accuracy can be improved.
In addition, since the shim amount necessary for adjustment is obtained as a numerical value, an effect that adjustment work is easy is also obtained.
本発明の一実施の形態に係るマンドレルミルのチョック部のライナー寸法精度測定方法は、３次元レーザトラッカー２１を用いるものであって、図１に示すように、ライン芯設定工程と、ライナー表面座標取得工程と、ライン芯・ライナー間距離算出工程と、寸法精度算出工程とを備えている。
まず、３次元レーザトラッカー２１（図２参照）について説明し、その後で本発明の各工程を説明する。
The liner dimensional accuracy measuring method of the chock part of the mandrel mill according to one embodiment of the present invention uses a three-dimensional laser tracker 21, and as shown in FIG. An acquisition step, a line core / liner distance calculation step, and a dimensional accuracy calculation step are provided.
First, the three-dimensional laser tracker 21 (see FIG. 2) will be described, and then each process of the present invention will be described.
＜３次元レーザトラッカー＞
３次元レーザトラッカー２１は、特許文献２にも記載されているように、測定対象物に再反射ターゲット２５の球面部を当接して、再反射ターゲット２５にレーザ光を照射して、その反射光から測定対象物の空間座標を求めるものである。
再反射ターゲット２５は、入射したレーザ光を入射方向に反射する構造になっている。
<3D laser tracker>
As described in Patent Document 2, the three-dimensional laser tracker 21 abuts the spherical surface portion of the re-reflection target 25 on the object to be measured, irradiates the re-reflection target 25 with laser light, and reflects the reflected light. The spatial coordinates of the measurement object are obtained from the above.
The re-reflection target 25 has a structure that reflects incident laser light in the incident direction.
このような３次元レーザトラッカー２１による測定は一般的に以下のように行う。
測定対象物の近傍に３次元レーザトラッカー２１を設置し、再反射ターゲット２５の球面部を測定対象物の表面に当接させる。そして、３次元レーザトラッカー２１からレーザ光を再反射ターゲット２５に向けて出射し、再反射ターゲット２５で反射した光を再び３次元レーザトラッカー２１で受け取る。このときのエンコーダの値とレーザ干渉計の値とから、再反射ターゲット２５が当接している測定対象物の空間座標（３次元位置情報）を得る。空間座標の取得や、取得された空間座標に基づく演算等は、３次元レーザトラッカー２１に付随するコンピュータが所定のプログラムを実行することで実現される各手段によって行われる。
Such a measurement by the three-dimensional laser tracker 21 is generally performed as follows.
A three-dimensional laser tracker 21 is installed in the vicinity of the measurement object, and the spherical portion of the re-reflection target 25 is brought into contact with the surface of the measurement object. Then, the laser light is emitted from the three-dimensional laser tracker 21 toward the re-reflection target 25, and the light reflected by the re-reflection target 25 is received by the three-dimensional laser tracker 21 again. From the encoder value and the laser interferometer value at this time, the spatial coordinates (three-dimensional position information) of the measurement object with which the re-reflection target 25 is in contact are obtained. The acquisition of the spatial coordinates, the calculation based on the acquired spatial coordinates, and the like are performed by each means realized by a computer associated with the three-dimensional laser tracker 21 executing a predetermined program.
なお、以下の説明において、３次元レーザトラッカー２１による空間座標の取得は、特に説明しないが上述した操作によって行うものである。 In the following description, the acquisition of the spatial coordinates by the three-dimensional laser tracker 21 is performed by the above-described operation although not particularly described.
＜ライン芯設定工程＞
ライン芯設定工程は、３次元レーザトラッカー２１によって高さの基準点を示すベンチマーク２３の座標と、マンドレルミル１の入側及び出側のセンターマークの座標を求め、これらに基づいてライン芯を空間座標に設定する工程である。
例えば、図２に示すように、基準高さであるベンチマーク２３からｈの高さが設計上のライン芯高さである場合、ベンチマーク２３、入側及び出側のセンターマークに再反射ターゲット２５を当接して、レーザ光を照射してこれらの座標を求め、これらの座標から座標空間にライン芯を設定する。
なお、センターマークとは、基準位置として設備の中心を示すマークであり、設備を設置する際に床面等に設けられるものである。
<Line core setting process>
In the line core setting step, the coordinates of the benchmark 23 indicating the height reference point by the three-dimensional laser tracker 21 and the coordinates of the center marks on the entry side and the exit side of the mandrel mill 1 are obtained, and based on these, the line core is defined as a space. This is a step of setting coordinates.
For example, as shown in FIG. 2, when the height of benchmark 23 to h, which is the reference height, is the designed line core height, the re-reflection target 25 is placed on the benchmark 23, the entrance and exit center marks. These coordinates are obtained by abutting and irradiating a laser beam, and a line core is set in the coordinate space from these coordinates.
The center mark is a mark indicating the center of the facility as a reference position, and is provided on the floor or the like when installing the facility.
＜ライナー表面座標取得工程＞
ライナー表面座標取得工程は、図３に示すように、チョック部３に設置された各ライナー表面の座標を求める工程である。具体的には、再反射ターゲット２５を各ライナー表面に当接させ、再反射ターゲット２５にレーザ光を照射して各ライナー７の座標を取得する。
<Liner surface coordinate acquisition process>
As shown in FIG. 3, the liner surface coordinate acquisition step is a step of obtaining coordinates of each liner surface installed in the chock unit 3. Specifically, the re-reflection target 25 is brought into contact with each liner surface, and the re-reflection target 25 is irradiated with laser light to obtain the coordinates of each liner 7.
例えば、ロールスタンド５（図９参照）がパイプ進行方向に８基設置されている場合で、各チョック部３に８枚（入側：４枚、出側：４枚）のライナー７が設置されている場合には、ライナー７の数は全部で６４枚となり、全てのライナー７について各ライナー表面の座標を取得する。 For example, when eight roll stands 5 (see FIG. 9) are installed in the pipe traveling direction, eight liners (incoming side: four, outgoing side: four) are installed in each chock portion 3. In this case, the total number of liners 7 is 64, and the coordinates of the surface of each liner are obtained for all liners 7.
＜ライン芯・ライナー間距離算出工程＞
ライン芯・ライナー間距離算出工程は、ライン芯設定工程で設定されたライン芯とライナー表面座標取得工程で得られた座標とに基づいて、各ライナー表面とライン芯を通り所定の傾斜角度（チョック部３の傾斜角度の設計値）に傾斜する面までの最短距離を算出する工程である。
<Line core / liner distance calculation process>
The distance calculation process between the line core and the liner is based on the line core set in the line core setting process and the coordinates obtained in the liner surface coordinate acquisition process. This is a step of calculating the shortest distance to the surface inclined to the design angle of the inclination angle of the portion 3).
この工程を一つのロールスタンド５の入側に設置されている４枚のライナー７を対象とした場合を例に挙げ、図４に基づいて説明する。
ライン芯を通り第１チョック部３ａの傾斜角度に平行な面をＰ、ライン芯を通り第２チョック部３ｂの傾斜角度に平行な面をＱとする。
第１ライナー７（１）から面Ｐまでの最短距離ａを演算によって求める。同様にして、第２ライナー７（２）から面Ｐまでの最短距離ｂを演算によって求める。
また、第３ライナー７（３）から面Ｑまでの最短距離ｃを演算によって求める。同様にして、第４ライナー７（４）から面Ｑまでの最短距離ｄを演算によって求める。
This process will be described with reference to FIG. 4, taking as an example the case where four liners 7 installed on the entrance side of one roll stand 5 are targeted.
A plane passing through the line core and parallel to the tilt angle of the first chock part 3a is designated as P, and a plane passing through the line core and parallel to the tilt angle of the second chock part 3b is designated as Q.
The shortest distance a from the first liner 7 (1) to the surface P is obtained by calculation. Similarly, the shortest distance b from the second liner 7 (2) to the surface P is obtained by calculation.
Further, the shortest distance c from the third liner 7 (3) to the surface Q is obtained by calculation. Similarly, the shortest distance d from the fourth liner 7 (4) to the surface Q is obtained by calculation.
＜寸法精度算出工程＞
寸法精度算出工程は、ライナー距離算出工程で得られた最短距離ａ〜ｄと予め設定された前記最短距離の規定値との差から寸法精度を算出する工程である。
例えば、図５に示すように、第１ライナー７（１）から面Ｐまでの最短距離の規定値をＡ、第２ライナー７（２）から面Ｐまでの最短距離の規定値をＢ、第３ライナー７（３）から面Ｑまでの最短距離をＣ、第４ライナー７（４）から面Ｑまでの最短距離Ｄとすると、Δａ＝ａ−Ａ、Δｂ＝ｂ−Ｂ、Δｃ＝ｃ−Ｃ、Δｄ＝ｄ−Ｄを求める。
<Dimensional accuracy calculation process>
The dimensional accuracy calculation step is a step of calculating the dimensional accuracy from the difference between the shortest distances a to d obtained in the liner distance calculation step and a preset specified value of the shortest distance.
For example, as shown in FIG. 5, the prescribed value of the shortest distance from the first liner 7 (1) to the surface P is A, the prescribed value of the shortest distance from the second liner 7 (2) to the surface P is B, Assuming that the shortest distance from the third liner 7 (3) to the surface Q is C and the shortest distance D from the fourth liner 7 (4) to the surface Q is Δa = a−A, Δb = b−B, Δc = c− C, Δd = d−D is obtained.
寸法精度算出工程で算出された寸法精度Δａ、Δｂ、Δｃ、Δｄが予め規定した精度の範囲内にあるかどうかを判定し、規定値を超える場合には、シムによる調整を行うようにする。 It is determined whether or not the dimensional accuracy Δa, Δb, Δc, Δd calculated in the dimensional accuracy calculating step is within a predetermined accuracy range. If the dimensional accuracy exceeds a specified value, adjustment by a shim is performed.
以上のように、本実施の形態によれば、従来行われていた三角定規冶具１５を用いる方法に比較して、ピアノ線による芯出し作業や三角定規冶具１５を用いた不安定な作業、さらには隙間ゲージを用いた測定作業が不要となり、小人数でかつ短時間で作業ができ、格段に作業効率を向上することができ、かつ精度の向上を図ることができる。
また、本実施の形態によれば、調整に必要なシム量が数値として得られるので、調整作業が容易であるという効果もある。
As described above, according to the present embodiment, as compared with the conventional method using the triangle ruler jig 15, the centering work using the piano wire and the unstable work using the triangle ruler jig 15, The measurement work using the gap gauge is not required, the work can be performed by a small number of people in a short time, the work efficiency can be remarkably improved, and the accuracy can be improved.
In addition, according to the present embodiment, since the shim amount necessary for adjustment is obtained as a numerical value, there is an effect that adjustment work is easy.
なお、実際に測定作業を実施したところ、作業効率に関し、従来の冶具を用いる方法の場合、指揮者が１名、作業者が４名で、９６時間を要していたのに対して、本発明によれば、指揮者が１名、作業者が２名で、１６時間で作業を完了できた。つまり、半分の作業員で、作業時間が１/６に短縮できた。
また、精度に関しては、上述の従来例では、±２.０ｍｍ程度の精度であったのものが、±０．５ｍｍ以内に調整することができた。
In addition, when the measurement work was actually carried out, with regard to work efficiency, in the case of the method using the conventional jig, it took 96 hours with one conductor and four workers. According to the invention, one conductor and two workers can complete the work in 16 hours. In other words, half the workers were able to reduce the work time to 1/6.
Regarding the accuracy, the accuracy of about ± 2.0 mm in the above-described conventional example can be adjusted within ± 0.5 mm.
なお、上記の説明では、各ライナー７が正しくチョック部３に固定されて、ライナー表面が正しい傾斜角度、すなわちチョック部３の傾斜角度と同一になっていることを前提にしている。
しかしながら、例えばライナー７を固定するボルトの弛みによってライナー７がチョック部３に正しく固定されず、ライナー表面が正しい傾斜角度になっていない場合も考えられる。
ライナー表面が正しい傾斜角度でない場合には、ライナー表面おける座標を取得する位置によって前述した最短距離が変わってしまい正しい測定ができない。
In the above description, it is assumed that each liner 7 is correctly fixed to the chock portion 3 and the liner surface is the same as the correct inclination angle, that is, the inclination angle of the chock portion 3.
However, for example, there may be a case where the liner 7 is not correctly fixed to the chock portion 3 due to loosening of the bolt that fixes the liner 7 and the liner surface is not at the correct inclination angle.
When the liner surface is not at the correct inclination angle, the above-mentioned shortest distance varies depending on the position at which the coordinates on the liner surface are acquired, and correct measurement cannot be performed.
そこで、このような事態を防止するために、以下に示すライナー取付け状態判定工程をさらに備えることが望ましい。
ライナー取付け状態判定工程は、各ライナー表面において少なくとも３点の座標を求め、該座標を含む平面の法線の方向を求め、該方向が予め設定されている方向に対して所定の範囲内にあるかどうかを判定することによって、各ライナー７の取り付け状態を判定する。
例えば、前記法線の方向が、チョック部３の傾斜面に対して直角方向が設計値であるとすると、この角度と直角との差が予め設定した角度範囲以内であれば、所定の範囲内にあると判定する。
Therefore, in order to prevent such a situation, it is desirable to further include a liner attachment state determination step shown below.
The liner attachment state determination step obtains coordinates of at least three points on each liner surface, obtains a direction of a normal line of a plane including the coordinates, and the direction is within a predetermined range with respect to a preset direction. By determining whether or not, the mounting state of each liner 7 is determined.
For example, if the direction of the normal line is a design value that is perpendicular to the inclined surface of the chock portion 3, the difference between the angle and the right angle is within a predetermined angle range. It is determined that
ライナー取付け状態判定工程は、ライナー表面座標取得工程の前に行って、ライナー取付け状態判定工程でライナー７の取付け状態が良好と判定されたときにライナー表面座標取得工程を行うようにすればよい。 The liner attachment state determination step may be performed before the liner surface coordinate acquisition step, and the liner surface coordinate acquisition step may be performed when it is determined that the liner 7 attachment state is good in the liner attachment state determination step.
なお、ライナー７は断面がＬ字形になっているものがあり（図６参照）、この場合、Ｌ字の立上り片部７ａによってレーザ光が遮られてライナー表面座標取得工程における座標取得ができない場合がある。
このような場合には、図６に示すように、ライナー７における座標を取得する面上に予め長さが既知の測定用冶具２７をマグネットスタンド２９で固定した状態で立設し、測定用冶具２７の上端部に再反射ターゲット２５を取り付けるようにすればよい。
この場合、ライナー表面の座標は、測定用冶具２７の立設する長さを考慮して演算することで求めることができる。
In some cases, the liner 7 has an L-shaped cross section (see FIG. 6). In this case, the laser beam is blocked by the L-shaped rising piece 7a and the coordinate acquisition in the liner surface coordinate acquisition process is not possible. There is.
In such a case, as shown in FIG. 6, a measuring jig 27 having a known length is fixed in advance on a surface for acquiring coordinates in the liner 7 with a magnet stand 29, and the measuring jig is set up. What is necessary is just to attach the re-reflection target 25 to the upper end part of 27. FIG.
In this case, the coordinates of the liner surface can be obtained by calculating in consideration of the length of the measuring jig 27 standing.
本発明の効果を確認するために、マンドレルミル１の実機に対してライナー７の精度測定を行ったので、これについて以下説明する。
図７は、測定対象としてマンドレルミル１のライナー７の配置の説明図である。本実施例で測定対象としたマンドレルミル１は、図８に示すものと同型であり、ロールスタンド５が９０°互い違いに８スタンド配置された小径管製造設備のミルスタンドである。１つのスタンドには各々８枚のライナー７があり、合計で６４枚のライナー７の寸法精度測定を実施した。なお、図７においては、各チョック部３に配置されている８枚のライナー７のライナー番号（１〜８）を付している。
In order to confirm the effect of the present invention, the accuracy of the liner 7 was measured on the actual machine of the mandrel mill 1, and this will be described below.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the arrangement of the liner 7 of the mandrel mill 1 as a measurement target. The mandrel mill 1 to be measured in this example is the same type as that shown in FIG. 8, and is a mill stand for small-diameter pipe manufacturing equipment in which eight roll stands 5 are arranged 90 ° alternately. One stand has eight liners 7 each, and a total of 64 liners 7 were measured for dimensional accuracy. In FIG. 7, the liner numbers (1 to 8) of the eight liners 7 arranged in each chock portion 3 are given.
先ず、３次元レーザトラッカー２１を使用してベンチマーク２３の座標を取得し、ベンチマーク２３より４３３．８ｍｍ上方（フロワーラインＦＬからは１０００ｍｍ）をライン芯高さとした。また、設備の入側と出側のセンターマークの座標を取得し、この座標とライン芯高さとからライン芯を３次元座標空間に設定した。 First, the coordinates of the benchmark 23 were obtained using the three-dimensional laser tracker 21, and the line core height was 433.8 mm above the benchmark 23 (1000 mm from the lower line FL). Further, the coordinates of the center marks on the entry side and the exit side of the equipment were acquired, and the line core was set in the three-dimensional coordinate space from the coordinates and the line core height.
次に、ライナー取付け状態判定工程によって、ライナー７の取り付け状態が正常であることを確認し、さらにライナー表面座標取得工程によって各ライナー表面の座標を取得し、またさらにライン芯・ライナー間距離算出工程によって前述したライン芯とライナー表面との最短距離を算出した。 Next, the liner attachment state determination step confirms that the liner 7 is in a normal attachment state, further acquires the liner surface coordinates by the liner surface coordinate acquisition step, and further calculates the distance between the line core and the liner. Was used to calculate the shortest distance between the line core and the liner surface described above.
本実施例で測定対象としたマンドレルミル１の各ライナー表面とライン芯との最短距離の規定値は、図８に示すように、奇数番スタンドのライナー番号（１，２，５，６）と偶数番スタンドのライナー番号（３，４，７，８）は、Ｌ１ｍｍに設定されている。また、奇数番スタンドのライナー番号（３，４，７，８）と偶数番スタンドのライナー番号（１，２，５，６）はＬ２ｍｍに設定されている。
寸法算出工程では、ライン芯・ライナー間距離算出工程によって得られた値と上記の規定値との差を算出した。
算出結果を表１に示す。
As shown in FIG. 8, the prescribed value of the shortest distance between the surface of each liner of the mandrel mill 1 to be measured in the present embodiment and the line core is the liner number (1, 2, 5, 6) of the odd-numbered stand. The liner number (3, 4, 7, 8) of the even-numbered stand is set to L 1 mm. Further, the liner number (3,4,7,8) of the odd-numbered stand and the liner number (1,2,5,6) of the even-numbered stand are set to L 2 mm.
In the dimension calculation step, the difference between the value obtained in the line core / liner distance calculation step and the above-mentioned prescribed value was calculated.
The calculation results are shown in Table 1.
表１において、マイナスの値となっているライナーは、基準面より出っ張っていることを表しており、逆に＋の値となってライナーは、基準面より凹んでいることを表している。
表１に示す数値より、実施したマンドレルミルでの製品品質要求レベルから＋０．５ｍｍ以上、−０．５ｍｍ以下をＮＧと判定し、シム調整を行うことにした。
その結果、ＮＧと判断したライナーは１ｓｔのＮｏ．３，７，８と、２ｓｔのＮｏ．８，３ｓｔのＮｏ．１，２，７，８と、５ｓｔのＮｏ．４，８，の合計１０個のライナーである。
In Table 1, a negative value indicates that the liner protrudes from the reference surface, and conversely a positive value indicates that the liner is recessed from the reference surface.
Based on the numerical values shown in Table 1, it was determined that a value of +0.5 mm or more and −0.5 mm or less was determined as NG from the product quality requirement level in the implemented mandrel mill, and shim adjustment was performed.
As a result, the liner judged as NG was No. 1st. 3, 7, 8 and 2st No. Nos. 8 and 3st. 1, 2, 7, 8 and 5 st No. There are a total of 10 liners of 4,8.
これらの１０個のライナーについてシム調整を行い、調整後の各々のライナー寸法精度を再度測定した。測定結果を表２に示す。 Shim adjustment was performed on these ten liners, and the dimensional accuracy of each liner after the adjustment was measured again. The measurement results are shown in Table 2.
表２に示すように、全てのライナーが±０．５ｍｍ以内に納まっていることが確認できた。
以上のように、本発明の効果が確認された。
As shown in Table 2, it was confirmed that all liners were within ± 0.5 mm.
As described above, the effects of the present invention were confirmed.
なお、上記の実施例では小径管製造設備のミルスタンド内のライナー寸法測定について述べているが、本発明はこれに限るものではなく、中径管やヒストリー管製造設備の測定においても同様に適用できる。 In the above embodiment, the measurement of the liner size in the mill stand of the small diameter pipe manufacturing facility is described. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to the measurement of the medium diameter pipe and the history pipe manufacturing facility. it can.
１ マンドレルミル
３ チョック部
３ａ 第１チョック部
３ｂ 第２チョック部
５ ロールスタンド
７ ライナー
７（１） 第１ライナー
７（２） 第２ライナー
７（３） 第３ライナー
７（４） 第４ライナー
７ａ 立上り片部
９ パイプ挿入穴
１１ ドライブシャフト
１３ 測量器
１５ 三角定規冶具
１７ ピアノ線
１９ 下げ振り
２１ ３次元レーザトラッカー
２３ ベンチマーク
２５ 再反射ターゲット
２７ 測定用冶具
２９ マグネットスタンド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mandrel mill 3 Chock part 3a 1st chock part 3b 2nd chock part 5 Roll stand 7 Liner 7 (1) 1st liner 7 (2) 2nd liner 7 (3) 3rd liner 7 (4) 4th liner 7a Rising piece 9 Pipe insertion hole 11 Drive shaft 13 Surveying instrument 15 Triangular ruler jig 17 Piano wire 19 Down swing 21 3D laser tracker 23 Benchmark 25 Re-reflection target 27 Measuring jig 29 Magnet stand
Claims (3)
測定対象物に再反射ターゲットを当接して、該再反射ターゲットにレーザ光を照射して、その反射光から再反射ターゲットを当てた前記測定対象物の空間座標を求める３次元レーザトラッカーを用いるものであって、
前記３次元レーザトラッカーによって高さの基準点を示すベンチマークの座標と、前記マンドレルミルの入側、出側のセンターマークの座標を求め、これらの座標に基づいて前記ライン芯を空間座標に設定するライン芯設定工程と、
前記３次元レーザトラッカーによって前記チョック部に設置された各ライナーの表面の座標を求めるライナー表面座標取得工程と、
該ライナー表面座標取得工程で得られた座標と前記ライン芯とを用いて各ライナー表面と前記ライン芯を通り当該ライナーが設置されているチョック部の傾斜角度と同一傾斜角度を有する面との最短距離を算出するライン芯・ライナー間距離算出工程と、
ライン芯・ライナー距離算出工程で得られた距離と予め設定された規定値との差から寸法精度を算出する寸法精度算出工程とを備えたことを特徴とするマンドレルミルのチョック部のライナー寸法精度測定方法。 In the liner dimensional accuracy measurement method of the chock part to install the roll stand in the mandrel mill where a plurality of roll stands are installed in the line core direction,
A three-dimensional laser tracker is used in which a re-reflection target is brought into contact with a measurement object, laser light is irradiated to the re-reflection target, and the spatial coordinates of the measurement object obtained by applying the re-reflection target from the reflected light are obtained. Because
Benchmark coordinates indicating the height reference point by the three-dimensional laser tracker and the coordinates of the center marks on the entry side and the exit side of the mandrel mill are obtained, and the line core is set as a space coordinate based on these coordinates. A line core setting process;
Liner surface coordinate acquisition step for obtaining the coordinates of the surface of each liner installed in the chock part by the three-dimensional laser tracker ;
Using the coordinates obtained in the liner surface coordinate acquisition step and the line core, the shortest distance between each liner surface and the surface having the same inclination angle as the inclination angle of the chock portion where the liner is installed through the line core. A line core / liner distance calculation step for calculating the distance;
Liner dimensional accuracy of the chock part of a mandrel mill characterized by comprising a dimensional accuracy calculation step for calculating dimensional accuracy from the difference between the distance obtained in the line core / liner distance calculation step and a preset specified value Measuring method.
該ライナー取付け状態判定工程は、前記ライナー表面座標取得工程の前に行って、前記ライナー取付け状態判定工程でライナーの取付け状態が良好と判定されたときにライナー表面座標取得工程を行うことを特徴とする請求項１記載のマンドレルミルのチョック部のライナー寸法精度測定方法。 The coordinates of at least three points on the surface of each liner are obtained by the three-dimensional laser tracker, the direction of the normal line of the plane including the coordinates is obtained, and the normal direction is within a predetermined range with respect to a preset direction. A liner attachment state determination step of determining the attachment state of each liner by determining whether or not
The liner attachment state determination step is performed before the liner surface coordinate acquisition step, and the liner surface coordinate acquisition step is performed when the liner attachment state determination step determines that the liner attachment state is good. The method for measuring the liner dimensional accuracy of the chock part of the mandrel mill according to claim 1.
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