JPH0372928B2 - - Google Patents

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JPH0372928B2
JPH0372928B2 JP60224494A JP22449485A JPH0372928B2 JP H0372928 B2 JPH0372928 B2 JP H0372928B2 JP 60224494 A JP60224494 A JP 60224494A JP 22449485 A JP22449485 A JP 22449485A JP H0372928 B2 JPH0372928 B2 JP H0372928B2
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JP
Japan
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pipe
measured
welded
difference
weld
Prior art date
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JP60224494A
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English (en)
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JPS6283611A (ja
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Toshio Terunuma
Kazuo Yamamoto
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は溶接管の溶接部段差を測定する方法に
関する。
(従来の技術) 溶接管の溶接部段差、即ち溶接前の素材側端の
突き合わせ部の目違いによつて生ずる溶接部段差
は、管の溶接部品質と大きな関係があり、溶接管
製造工程における重要な管理項目の一つである。
この溶接部段差を溶接管製造工程中に測定する
従来の方法として、特開昭57−137801号公報に記
載の方法がある。この方法は、管の溶接部にスリ
ツト光を照射して得られる光切断プロフイール受
像信号から、溶接部のビード方向両端(溶接部境
界)にそれぞれ連続する外周面の多数点について
X−Y座標を求め、この各点のX−Y座標から溶
接部両側の外周面の円の方程式(Y=GL(x),
Y=GR(x))を求め、両者の差(D=|GL−GR
|)から溶接部段差を求める方法である。
(発明が解決しようとする問題点) 上記従来の方法で溶接部段差を測定することは
勿論可能であるが、この方法では光学系及び信号
処理装置を含めて装置の構成が複雑で高価なもの
となり、またこの方法では溶接ビードを切削した
後では段差測定ができないので、溶接直後からビ
ード切削までの間、すなわちスクイズロールとビ
ード切削機の間の狭隘な場所に光学系を設置しな
ければならないという困難性がある。さらに実際
のオンライン測定においては、管外表面の周方向
形状は必ずしも真円とは限らず、管が移送中に横
振れや回転を起こしたときに段差測定値に誤差が
生じるという問題点があつた。そこで本発明は、
比較的簡単な装置で溶接部段差を測定するため
に、従来鋼板など平坦な板の突き合わせ溶接時の
段差を検出するのに用いられているところの、両
板面までの距離の差から段差を求める方法を応用
することとし、この方法を用いた場合の管の横振
れや回転による段差測定誤差を補正して正しい溶
接部段差を測定する方法を提供しようとするもの
である。
(問題点を解決するための手段) 即ち、本発明は、管外面の溶接部両側の境界近
傍をそれぞれ指向する2個の距離検出器を管の移
送経路中に配置し、管軸方向に移送されてきた管
の外周上の溶接部両側の境界近傍までの距離を夫
夫同時に検出し、該両距離検出値の差から溶接部
段差を求める方法であり、この際、その被測定部
近傍の外表面の周方向形状が必ずしも真円でない
管が移送中に横振れして水平方向に変位した場
合、この水平方向変位によつて前記距離検出値が
変化して段差測定値に誤差を生ずるので、この誤
差を補正するために、被測定物の軸方向と直交
し、該被測定物の両側方にそれぞれ配置した2個
の距離検出器によつて管の水平方向変位量を検出
すること、又、管が移送中に外周方向に回転した
場合、この回転によつて前記距離検出値が変化し
て段差測定値に誤差を生ずるので、この誤差を補
正するために、被測定物の軸方向と直交し、被測
定物の直上に配置した溶接部位置検出器によつて
管の外周方向回転量を検出すること、及びこれら
水平方向変位量と外周方向回転量の検出値に応じ
て前記距離検出値の差を補正するようにした溶接
管の溶接部段差測定方法である。
(実施例と作用) 以下本発明を電縫溶接管の製造工程における溶
接部段差測定に適用した実施例にもとづき詳細に
説明する。
第1図は本発明の実施例における被測定物と検
出器の配置関係を示す正面図であり、図において
Pは被測定物である溶接管(以下単に管という)
であり、図では真円でないことを誇張して全体を
楕円で示してある。D1およびD2は管Pの上方に
配置した距離検出器、D3及びD4は管Pの両側方
に配置した距離検出器、D5は管Pの上方に配置
した溶接位置検出器である。管Pは図示省略の移
送テーブル上にあつて移送中心線CLを中心にし
て溶接部Bが真上になるようにして管軸方向に移
送されている。距離検出器D1及びD2は管Pの上
方でかつ移送中心線CLの両側に適宜の距離l1
びl(l1=l2でもよい)をおいて配置し、管Pの溶
接部Bの両側の外周面上の点S1及びS2までの距離
L1及びL2を夫々検出する。尚、点S1,S2は同一
外周面上の点であることが計測精度上望ましい
が、実際には管の長手方向に極端に(例えば数
100mm以上)離れなければ実用上は同一外周面上
の点でなくても差し支えない。距離検出器D3
よびD4は管Pの側方でかつ移送中心線CLの両側
に適宜の距離l3及びl4(l3=l4でもよい)をおいて
配置し、管Pの外周面までの距離L3及びL4を検
出する。この距離検出値L3とL4の差の1/2が
管Pの移送中心線CLに対する水平方向変位量と
なる。即ち、水平方向変位量dhは次式で求めら
れる。
dh=(L3−L4)/2 …(1) 溶接位置検出器D5は管Pの溶接部B近傍を指
向してその上方に配置し、溶接部Bの移送中心線
CLに対する水平方向の変位量を検出する検出器
である。溶接位置検出器としては、温度分布測定
方式、表面光沢比較方式、電磁的方式などの各種
方式が考えられるが、溶接直後あるいはビード切
削直後において比較的簡単な構成で、且つ、精度
よく溶接部中心位置を検出できるものとして、例
えば特開昭59−197856号公報に記載のような温度
分布測定方式の検出器を用いることができる。こ
こで溶接位置検出器の検出値には管P自体の水平
方向変位量と管Pの外周方向回転にもとづく水平
方向変位量の両方が含まれているので、溶接位置
検出器D5の検出値dHから前記水平方向変位量dh
を差し引いて管Pの回転にもとづく溶接部Bの移
送中心線CLに対する水平方向変位量を求める。
即ち、管の回転にもとづく水平方向変位量drは次
式で求められる。
dr=dH−dh …(2) 尚、本実施例では装置を簡単にするために管P
の回転にもとづく溶接部の水平方向変位量drを検
出するのに間接的な検出方法を採つたが、これを
直接検出するようにしても良いことは言うまでも
ない。管の外周方向回転にもとづく溶接部の水平
方向変位量drが求められれば、管の軸心に対する
回転量dQは後述する幾何学的関係から求められ
る。
第2図は溶接部段差を説明するための図であ
る。この図では、便宜的に溶接前の管状成形素管
pを、第1図の管Pの代りに示してあり、この素
管pの突き合わせ部の目違い(図は誇張してあ
る)が溶接後の溶接部段差となる。従つて、溶接
部段差とは図中のWで示す溶接前素管両端部の段
差をいうのであるが、溶接後にオンラインにおい
てWの量を直接測定することは出来ないので、実
操業では、突き合わせ部から一定距離離れた点
(本実施例ではS1及びS2の点)の相互の高さの違
いをもつて管理上の段差としている。この点S1
S2の高さの差は、管上方の基準位置から該点まで
の距離L1及びL2の差を求める事によつて得られ
る。尚、第1図に示したl1,l2は説明の輻湊を避
ける為、第2図ではl1=l2とした。以下同様であ
る。従つて、本実施例では溶接部段差dWは dW=L1−L2 …(3) として求められる。ところで実際の製造工程で
は、前記移送中心線CLを管Pの中心が通つてい
るという保証はなく、一般には管Pの振動や横移
動等により移送中の管Pの中心が所定の移送中心
線CLに対して水平方向に変位している事が多く、
又、管Pの溶接部は管Pの真上になく管Pの中心
に対し左右に回転している場合が多い。従つて、
管Pの溶接部近傍の周方向外表面形状が真円でな
い場合には、管中心の水平方向の変位や溶接部の
周方向の回転があると第2図で説明した方法で段
差を求めた場合に誤差を生ずるので、前述した方
法により求めた変位量dh及びdrに応じて(3)式を
補正する必要がある。これを第3図により説明す
る。
第3図は管自体の水平方向変位と外周方向回転
とによつて生ずる見掛けの段差とその補正法を説
明するための図である。先ず管Pの溶接部近傍
(第3図では省略してある)の外表面のプロフイ
ールを表す式を楕円として近似する。即ち、 X2/a2+Y2/b2=1 …(4) 但し、 a:(溶接部が真上にある時の管Pの縦軸長さ
の1/2)×C1 b:(溶接部が真上にある時の管Pの横軸長さ
の1/2)×C2 C1,C2:係数 又、管Pの縦軸、横軸の長さは別の方法で計測
するものとする。
を管Pの溶接部近傍の外表面のプロフイールを表
す式とする。
いま、第3図に示すようにX−Y座標において
楕円で近似された管Pの中心が移送中心線CLと
一致しているときの管中心Poの座標を原点とし、
移送中の管Pの中心が移送中心線CLに対しX軸
方向にdXだけ変位し、且つ管Pの溶接部位置が
その中心Poaを軸に時計回りにdQ(ラジアン)だ
け回転したとする。即ち、第3図において管Pが
横振れと回転を起こしたときの状態を管Paとす
る。従つて、Xa−Ya座標で管Paの外表面のプロ
フイールを表す式は(4)から Xa2/a2+Ya2/b2=1 …(5) となる。この管Paを距離検出器D1及びD2の計測
座標であるX−Y座標で観測するために、前記水
平方向変位量dx及び回転量dQに応じて(5)式を座
標変換し、簡略化すると(6)式がX−Y座標におけ
る管Paの外表面のプロフイールを表わす式とな
る。従つて、(7)式、及び(8)式を(6)式に代入しYに
ついて解いた値Ys1,Ys2の高低差が管の横振れ
及び回転によつて生ずる見掛けの段差となる。
尚、演算そのものは単純な代数上の問題なので詳
細は略する。
AY2+BXY+CY+DX2+EX+F=0 …(6) 但し、A,B,C,D,E,Fは夫々前記a,
b,dX,dQにより決定される定数 dX=dh dQ=dr/a Xs1=l1 …(7) Xs2=l2 …(8) Ys1=Bl1−C+√(1−)2
−4(1 21+)/2A…(9) Ys2=−Bl2+C)+√(2+)2
−4(2 22+)/2A…(10) 従つて、管の水平変位及び回転があつたとき、
距離検出器D1,D2の検出値を夫々L1a,L2aとす
ると管の水平方向変位量dh及び外周方向回転量
dQに応じて補正された溶接部段差dW1は dW1=(L1a−L2a)−(Ys2−Ys1) …(11) として求められる。
尚、実際の測定においては、管の外径の変化範
囲や距離検出器自体の測定距離範囲に応じて、距
離検出器を上下方向に可動にしたり、あるいは測
定距離範囲(または測定精度)の異なる検出器を
組合せたりすることができる。距離検出器として
は、レーザやマイクロ波を用いた測長計、渦流式
変位計、静電容量式変位計等の公知の距離検出器
を単独あるいは組合せて使用することができ、
又、溶接位置検出器としては測温式位置検出器等
の公知の検出器を使用することができる。
(発明の効果) 以上述べたごとく本発明によれば、溶接管の溶
接部段差を溶接管製造工程においてオンライン的
に測定するのに比較的簡単な装置によつて測定す
ることができ、また移送中の管の水平方向変位や
回転による周方向変位にもとづく測定誤差を補正
できて溶接部段差を精度よく測定できるという実
用的に優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における検出器の配置
関係を示す正面図、第2図は溶接部段差を説明す
るための図、第3図は本発明の実施例における溶
接部段差の測定と補正法を説明するための図であ
る。 P:溶接管、D1〜D4:距離検出器、B:溶接
部、p:素管、D5:溶接位置検出器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 溶接管の溶接工程後の管搬送路において、被
    測定物の外面の溶接部両側の境界近傍をこれぞれ
    指向して配置した2個の距離検出器によつて被測
    定物外周上の溶接部両側の境界近傍までの距離を
    夫々検出し、該両距離検出値の差から溶接部段差
    を求めるにあたり、被測定物の軸方向と直交し、
    該被測定物の両側方にそれぞれ配置した2個の距
    離検出器によつて被測定物の管軸方向と直交する
    水平方向の変位量を検出するとともに、被測定物
    の軸方向と直交し、被測定物の直上に配置した溶
    接部位置検出器の検出値と前記被測定物の水平方
    向の変位量とから被測定物の外周方向の回転量を
    検出し、被測定物を楕円形と仮定し被測定物の形
    状を表す方程式を求め、該方程式を用いて被測定
    物の水平方向変位量と回転による前記距離検出値
    の差の検出誤差を計算し、前記距離検出値の差に
    対し該誤差を補正することを特徴とする溶接管の
    溶接部段差測定方法。
JP22449485A 1985-10-08 1985-10-08 溶接管の溶接部段差測定方法 Granted JPS6283611A (ja)

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JPS6283611A JPS6283611A (ja) 1987-04-17
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57137082A (en) * 1981-02-20 1982-08-24 Nippon Kokan Kk <Nkk> Measuring method for cross-sectional shape of weld zone
JPS58160805A (ja) * 1982-03-18 1983-09-24 Nippon Steel Corp 大口径鋼管の寸法、形状測定方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57137082A (en) * 1981-02-20 1982-08-24 Nippon Kokan Kk <Nkk> Measuring method for cross-sectional shape of weld zone
JPS58160805A (ja) * 1982-03-18 1983-09-24 Nippon Steel Corp 大口径鋼管の寸法、形状測定方法

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JPS6283611A (ja) 1987-04-17

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