JPH0712501A - 管体の形状測定装置 - Google Patents
管体の形状測定装置Info
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- JPH0712501A JPH0712501A JP15472193A JP15472193A JPH0712501A JP H0712501 A JPH0712501 A JP H0712501A JP 15472193 A JP15472193 A JP 15472193A JP 15472193 A JP15472193 A JP 15472193A JP H0712501 A JPH0712501 A JP H0712501A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】管体の断面諸元を短時間かつ高精度で測定する
とともに、管体の溶接部を確実に確実に検出する。 【構成】一対の押圧ローラ１，２を、管体Ｐの肉厚部を
挟持する形で押圧させた状態で、これら押圧ローラ１，
２を固定している架台１１を、実質的に管体Ｐの周方向
に回転させ、押圧ローラ１，２の移動量等より断面諸寸
法を求める。また、回転中に押圧ローラ１，２の加速度
を測定することにより溶接部を検出し、この溶接点を基
準とする周方向の各指定位置の断面諸寸法を求める。
とともに、管体の溶接部を確実に確実に検出する。 【構成】一対の押圧ローラ１，２を、管体Ｐの肉厚部を
挟持する形で押圧させた状態で、これら押圧ローラ１，
２を固定している架台１１を、実質的に管体Ｐの周方向
に回転させ、押圧ローラ１，２の移動量等より断面諸寸
法を求める。また、回転中に押圧ローラ１，２の加速度
を測定することにより溶接部を検出し、この溶接点を基
準とする周方向の各指定位置の断面諸寸法を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼、非鉄材料等の溶
接管体の端部形状における肉厚，内径，外径等の諸寸法
を測定する装置に係り、特に生産ラインに設置される上
記測定装置に関する。
接管体の端部形状における肉厚，内径，外径等の諸寸法
を測定する装置に係り、特に生産ラインに設置される上
記測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば油輸送に用いられるラインパイ
プは、長距離に定尺の鋼管を溶接して形成されるが、鋼
管端部の寸法が公差内にない場合、溶接不可あるいは不
良による油の漏洩あるいは鋼管の破断等を誘発し、多大
の損害を生じるとともに環境問題となる場合もある。し
たがって、生産ラインにおいて製造される管体製品の端
部形状の精度が公差内にあるか否かは、極めて重要な管
理項目である。
プは、長距離に定尺の鋼管を溶接して形成されるが、鋼
管端部の寸法が公差内にない場合、溶接不可あるいは不
良による油の漏洩あるいは鋼管の破断等を誘発し、多大
の損害を生じるとともに環境問題となる場合もある。し
たがって、生産ラインにおいて製造される管体製品の端
部形状の精度が公差内にあるか否かは、極めて重要な管
理項目である。
【０００３】そこで、生産者は製品である管体形状の諸
元寸法（肉厚、内径、外径等）を測定し、生産ミルコン
トロールあるいは出荷の可否を判断しているが、従来、
管体の形状測定は、ノギス，巻尺等を用いた手動測定が
主であった。
元寸法（肉厚、内径、外径等）を測定し、生産ミルコン
トロールあるいは出荷の可否を判断しているが、従来、
管体の形状測定は、ノギス，巻尺等を用いた手動測定が
主であった。
【０００４】しかし、この測定方法では時間と手間がか
かり、しかも再現性に乏しいという問題点がある。これ
らの問題点に鑑み、管体の形状を自動的に測定する装置
も近年種々提案されている。たとえば、本出願人は、先
の実開平4-43209 号公報において、レーザー変位計を管
体の外面および内面に測定軸が一致するようにそれぞれ
設置し、管体の肉厚を測定する厚み計として構成し、こ
の厚み計を管体の肉厚部に倣いながら回転させて、管体
の形状を測定する装置を開示している。
かり、しかも再現性に乏しいという問題点がある。これ
らの問題点に鑑み、管体の形状を自動的に測定する装置
も近年種々提案されている。たとえば、本出願人は、先
の実開平4-43209 号公報において、レーザー変位計を管
体の外面および内面に測定軸が一致するようにそれぞれ
設置し、管体の肉厚を測定する厚み計として構成し、こ
の厚み計を管体の肉厚部に倣いながら回転させて、管体
の形状を測定する装置を開示している。
【０００５】溶接管体の形状を測定する場合、各寸法諸
元の表示は一般的に溶接部の位置を基準とする各指定位
置（所定角度位置）での外径、内径、肉厚として表示さ
れるとともに、寸法最大値または最小値等の位置を前記
溶接部の位置からの角度で表示しているため、かかる管
体形状の測定においては、溶接部を検出する必要があ
る。
元の表示は一般的に溶接部の位置を基準とする各指定位
置（所定角度位置）での外径、内径、肉厚として表示さ
れるとともに、寸法最大値または最小値等の位置を前記
溶接部の位置からの角度で表示しているため、かかる管
体形状の測定においては、溶接部を検出する必要があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、溶接部の検出との関係で、次のような問題
点がある。レーザー変位計は、被測定面にレーザー光を
照射し、その反射光により被測定面との距離を測定する
ものであるため、被測定面の表面性状によって測定値に
誤差を生じる。すなわち、レーザー光は、錆面，研磨面
あるいはグラインダー面でそれぞれ反射パターンが異な
り、受光素子として用いられるＰＳＤ（Position Senns
itive Detector) の受光光量の平均値を位置信号として
出力することに起因して測定値に誤差が生じる。したが
って、管体母材部の均一な滑らかな性状と異なる溶接部
の場合は、ビード形状の不均一、クレータの存在等によ
りレーザー変位計を用いた測定では、測定値が不安定と
なり、溶接部を正確に特定できない等の問題があった。
においては、溶接部の検出との関係で、次のような問題
点がある。レーザー変位計は、被測定面にレーザー光を
照射し、その反射光により被測定面との距離を測定する
ものであるため、被測定面の表面性状によって測定値に
誤差を生じる。すなわち、レーザー光は、錆面，研磨面
あるいはグラインダー面でそれぞれ反射パターンが異な
り、受光素子として用いられるＰＳＤ（Position Senns
itive Detector) の受光光量の平均値を位置信号として
出力することに起因して測定値に誤差が生じる。したが
って、管体母材部の均一な滑らかな性状と異なる溶接部
の場合は、ビード形状の不均一、クレータの存在等によ
りレーザー変位計を用いた測定では、測定値が不安定と
なり、溶接部を正確に特定できない等の問題があった。
【０００７】そこで本発明の主たる課題は、溶接管体の
形状における諸元寸法を短時間かつ高精度で測定すると
ともに、溶接管体の溶接部を確実に検出し得る形状測定
装置を提供するものである。
形状における諸元寸法を短時間かつ高精度で測定すると
ともに、溶接管体の溶接部を確実に検出し得る形状測定
装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、実質的に管体の中心軸周りに回転する回
転アームと、この回転アームを回転させる回転駆動手段
と、前記回転アームの回転方向位置検出手段と、前記回
転アームに管体の半径方向に移動可能に設けられた架台
と、管体の半径方向に対する前記架台の移動量を測定す
るための測定手段と、管体の端部外面および内面にそれ
ぞれ当接して回転アームの回転に伴って自転する一対の
押圧ローラと、これらの押圧ローラを管体の外面および
内面に押圧させる前記架台に固定された一対の押圧手段
と、前記各ローラの架台に対する移動量を計測する計測
手段と、前記各押圧ローラの管体半径方向の加速度を測
定し管体溶接部の周方向位置を検出するための加速度測
定装置と、これらの測定値から管体の断面諸寸法を算出
するための演算装置とからなる点を、その構成とする。
め、本発明は、実質的に管体の中心軸周りに回転する回
転アームと、この回転アームを回転させる回転駆動手段
と、前記回転アームの回転方向位置検出手段と、前記回
転アームに管体の半径方向に移動可能に設けられた架台
と、管体の半径方向に対する前記架台の移動量を測定す
るための測定手段と、管体の端部外面および内面にそれ
ぞれ当接して回転アームの回転に伴って自転する一対の
押圧ローラと、これらの押圧ローラを管体の外面および
内面に押圧させる前記架台に固定された一対の押圧手段
と、前記各ローラの架台に対する移動量を計測する計測
手段と、前記各押圧ローラの管体半径方向の加速度を測
定し管体溶接部の周方向位置を検出するための加速度測
定装置と、これらの測定値から管体の断面諸寸法を算出
するための演算装置とからなる点を、その構成とする。
【０００９】
【作用】本発明では、管体の端部外面および内面にそれ
ぞれ当接して回転アームを回転に伴って自転する一対の
押圧ローラを設け、これらの押圧ローラを管体の外面お
よび内面に押圧させるためのエアシリンダ等の押圧手段
によって押圧状態で支持しながら、管体の周方向に回転
させ、主にこの押圧ローラの管体半径方向の移動変位か
ら管材の断面諸寸法を求める。
ぞれ当接して回転アームを回転に伴って自転する一対の
押圧ローラを設け、これらの押圧ローラを管体の外面お
よび内面に押圧させるためのエアシリンダ等の押圧手段
によって押圧状態で支持しながら、管体の周方向に回転
させ、主にこの押圧ローラの管体半径方向の移動変位か
ら管材の断面諸寸法を求める。
【００１０】一方、溶接管体における溶接部は内面、外
面とも溶接ビードによって若干盛り上がっている。従っ
て、溶接管体の表面を押圧ローラが倣い、その溶接部を
押圧ローラが乗り越すようにして通過するときには、図
２（Ａ）に示すように、押圧ローラの径方向の移動軌跡
は山状となる。したがって、該溶接部を通過する際、乗
り上げ時点と乗り下げ時点に、通過する押圧ローラに急
激な加速度が発生するため、本発明においては、前記ロ
ーラにこの加速度測定装置を設け、この加速度の検知す
ることによって、溶接部の存在位置を特定することとし
ている。
面とも溶接ビードによって若干盛り上がっている。従っ
て、溶接管体の表面を押圧ローラが倣い、その溶接部を
押圧ローラが乗り越すようにして通過するときには、図
２（Ａ）に示すように、押圧ローラの径方向の移動軌跡
は山状となる。したがって、該溶接部を通過する際、乗
り上げ時点と乗り下げ時点に、通過する押圧ローラに急
激な加速度が発生するため、本発明においては、前記ロ
ーラにこの加速度測定装置を設け、この加速度の検知す
ることによって、溶接部の存在位置を特定することとし
ている。
【００１１】したがって、回転アームの回転中に、図２
（Ｂ）に示すように、一定レベル以上の加速度変化量の
パルス列が連続して発生した場合、最初のパルス列発生
時から２度目のパルス列終了時までを溶接部とし、その
中間位置を溶接点として確実に特定することができる。
（Ｂ）に示すように、一定レベル以上の加速度変化量の
パルス列が連続して発生した場合、最初のパルス列発生
時から２度目のパルス列終了時までを溶接部とし、その
中間位置を溶接点として確実に特定することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
具体的に説明する。図１は、本発明に係る管体の形状測
定装置の例の全体図であり、１および２は押圧ローラ
で、管体Ｐの端部の肉厚部を挟持するように、外面およ
び内面に当接する状態で配設されている。これら押圧ロ
ーラ１、２は、エア源（図示しない）共に共通とする押
圧手段たるエアシリンダー３，４によって管体Ｐの外面
および内面にそれぞれ押圧されている。
具体的に説明する。図１は、本発明に係る管体の形状測
定装置の例の全体図であり、１および２は押圧ローラ
で、管体Ｐの端部の肉厚部を挟持するように、外面およ
び内面に当接する状態で配設されている。これら押圧ロ
ーラ１、２は、エア源（図示しない）共に共通とする押
圧手段たるエアシリンダー３，４によって管体Ｐの外面
および内面にそれぞれ押圧されている。
【００１３】他方、管体Ｐの中心軸心に実質的に一致す
るように、回転駆動モーター１３が配設され、その出力
軸に回転アーム１２が半径方向に取付けられており、回
転駆動モーター１３の回転に伴って、回転アーム１２が
管体Ｐの中心軸心回りに回転するようになっている。ま
た、回転アーム１２にはその長手方向に沿ってたとえば
スクリューネジ１４Ａに沿って移動自在に架台１１が設
けられ、この架台１１の移動量はスクリューネジ１４Ａ
を回転させるサーボモーター（図示せず）による回転数
を検出するか、より精度を高めるために、「マグネスケ
ール」（商品名）等からなる直線移動量検出器１４Ｂを
代替してまたは併用して検出するようになっている。な
お、架台１１は対象の管体Ｐの半径方向に応じて移動さ
れるが、形状測定中はその位置は固定されている。ま
た、回転駆動モーター１３の前記回転アーム１２の反対
側には、回転アーム１２の回転中の周方向位置を計測す
るためのエンコーダ１５が設けられている。
るように、回転駆動モーター１３が配設され、その出力
軸に回転アーム１２が半径方向に取付けられており、回
転駆動モーター１３の回転に伴って、回転アーム１２が
管体Ｐの中心軸心回りに回転するようになっている。ま
た、回転アーム１２にはその長手方向に沿ってたとえば
スクリューネジ１４Ａに沿って移動自在に架台１１が設
けられ、この架台１１の移動量はスクリューネジ１４Ａ
を回転させるサーボモーター（図示せず）による回転数
を検出するか、より精度を高めるために、「マグネスケ
ール」（商品名）等からなる直線移動量検出器１４Ｂを
代替してまたは併用して検出するようになっている。な
お、架台１１は対象の管体Ｐの半径方向に応じて移動さ
れるが、形状測定中はその位置は固定されている。ま
た、回転駆動モーター１３の前記回転アーム１２の反対
側には、回転アーム１２の回転中の周方向位置を計測す
るためのエンコーダ１５が設けられている。
【００１４】前記架台１１の管体Ｐ側に二股となってお
り、それらの先端部に保持部７，８が固定され、この保
持部７、８にエアシリンダー３，４が固定されている。
エアシリンダー３，４のロッドの先端はＬ字状支持部
９，１０と繋がれ、この支持部９、１０に押圧ローラ
１、２が取り付けられている。また支持部９，１０は、
架台１１のスライドレール１１Ａ、１１Ｂに沿って管体
Ｐの半径方向に移動自在に設けられている。さらに、各
押圧ローラ１、２の近傍には、各押圧ローラ１，２の管
体半径方向の加速度を測定し、管体溶接部の位置を検出
するための加速度計１６、１７が設けられている。
り、それらの先端部に保持部７，８が固定され、この保
持部７、８にエアシリンダー３，４が固定されている。
エアシリンダー３，４のロッドの先端はＬ字状支持部
９，１０と繋がれ、この支持部９、１０に押圧ローラ
１、２が取り付けられている。また支持部９，１０は、
架台１１のスライドレール１１Ａ、１１Ｂに沿って管体
Ｐの半径方向に移動自在に設けられている。さらに、各
押圧ローラ１、２の近傍には、各押圧ローラ１，２の管
体半径方向の加速度を測定し、管体溶接部の位置を検出
するための加速度計１６、１７が設けられている。
【００１５】一方、保持部７，８の側方には、レーザー
距離計等からなる距離計５，６が固定され、支持部９，
１０までの距離、すなわちその移動量を検出し、結果と
して押圧ローラ１，２の、架台１１に対する移動量を検
出するようになっている。また、前記エアシリンダー
３，４は、等圧となるよう圧力調整装置（図示しない）
によりその圧力が調整されている。
距離計等からなる距離計５，６が固定され、支持部９，
１０までの距離、すなわちその移動量を検出し、結果と
して押圧ローラ１，２の、架台１１に対する移動量を検
出するようになっている。また、前記エアシリンダー
３，４は、等圧となるよう圧力調整装置（図示しない）
によりその圧力が調整されている。
【００１６】管体の形状測定の概要は、以下の通りであ
る。
る。
【００１７】先ず、管体Ｐが移動装置（図示しない）に
よって搬送され、測定の所定位置において停止する。こ
のとき、押圧ローラ１、２間は、管体Ｐの肉厚以上の離
間をしており、管体Ｐが進入した後、支持部９，１０お
よび架台１１が移動して、押圧ローラ１、２がそれぞれ
管体Ｐの端部の外面および内面に当接され、肉厚部を挟
む状態となる。回転アーム１２に対して、この位置に架
台１１は固定される。
よって搬送され、測定の所定位置において停止する。こ
のとき、押圧ローラ１、２間は、管体Ｐの肉厚以上の離
間をしており、管体Ｐが進入した後、支持部９，１０お
よび架台１１が移動して、押圧ローラ１、２がそれぞれ
管体Ｐの端部の外面および内面に当接され、肉厚部を挟
む状態となる。回転アーム１２に対して、この位置に架
台１１は固定される。
【００１８】このときの架台１１の移動量は、固定され
た時点で直線移動量検出器１４によって検出され、予め
演算装置（図示せず）に出力されている。なお、径がグ
レード的に異なる管体Ｐについての測定時には、予め架
台１１を回転アーム１２に沿って移動させることによっ
て、管体Ｐの中心軸と、回転アーム１２の回転軸とがほ
ぼ同じとなるように調節する。その後、回転駆動モータ
ー１３が起動し、回転アーム１２は管体Ｐの実質的中心
軸周りに１回転以上回転せられる。
た時点で直線移動量検出器１４によって検出され、予め
演算装置（図示せず）に出力されている。なお、径がグ
レード的に異なる管体Ｐについての測定時には、予め架
台１１を回転アーム１２に沿って移動させることによっ
て、管体Ｐの中心軸と、回転アーム１２の回転軸とがほ
ぼ同じとなるように調節する。その後、回転駆動モータ
ー１３が起動し、回転アーム１２は管体Ｐの実質的中心
軸周りに１回転以上回転せられる。
【００１９】回転アーム１２が回転する間、管体Ｐの肉
厚等の形状変化によって押圧ローラ１、２は管体Ｐの径
方向に変位し、その変位量が距離計５、６によって測定
される。なお、回転中の計測位置は、回転駆動モータ１
３に取り付けられたエンコーダ１５により測定される。
厚等の形状変化によって押圧ローラ１、２は管体Ｐの径
方向に変位し、その変位量が距離計５、６によって測定
される。なお、回転中の計測位置は、回転駆動モータ１
３に取り付けられたエンコーダ１５により測定される。
【００２０】また、前記回転アーム１２が回転している
間、各押圧ローラ１，２の近傍に設けられた加速度測定
装置１６，１７により、各押圧ローラ１，２の加速度が
測定されており、図２（Ｂ）に示すようなパルスが検出
されたならば、当該位置を溶接部として検出する。この
検出位置は前記エンコーダ１５によって測定され、後述
する演算処理によって最終的に算出される管材断面諸元
を表示する際の基準点とされる。
間、各押圧ローラ１，２の近傍に設けられた加速度測定
装置１６，１７により、各押圧ローラ１，２の加速度が
測定されており、図２（Ｂ）に示すようなパルスが検出
されたならば、当該位置を溶接部として検出する。この
検出位置は前記エンコーダ１５によって測定され、後述
する演算処理によって最終的に算出される管材断面諸元
を表示する際の基準点とされる。
【００２１】距離計５，６によって測定される各押圧ロ
ール１，２の変位量、エンコーダ１５によって検出され
た当該測定位置、および前記加速度測定装置１６、１７
によって特定された溶接位置等のデータは演算装置に送
られ、形状判定のための演算処理が行われるとともに、
前記溶接部を基準とした各指定位置（中心角で表示）に
おける外径、内径、肉厚および周長等の断面諸元が求め
られる。
ール１，２の変位量、エンコーダ１５によって検出され
た当該測定位置、および前記加速度測定装置１６、１７
によって特定された溶接位置等のデータは演算装置に送
られ、形状判定のための演算処理が行われるとともに、
前記溶接部を基準とした各指定位置（中心角で表示）に
おける外径、内径、肉厚および周長等の断面諸元が求め
られる。
【００２２】以下、各測定値に基づく形状判定のための
演算処理について述べる。回転駆動モータ１３として
は、ステッピングモーターなどが用いられ、その微小回
転角Δθごとに、距離計５、６からの測定値が演算処理
装置（図示せず）に与えられる。
演算処理について述べる。回転駆動モータ１３として
は、ステッピングモーターなどが用いられ、その微小回
転角Δθごとに、距離計５、６からの測定値が演算処理
装置（図示せず）に与えられる。
【００２３】Δθ＝３６０°/ Ｎとする時のｉを０≦ｉ
≦Ｎ−１の整数として、回転角θｉ（＝ｉ×Δθ）時
の、距離計５または６によって求められる回転中心から
管体Ｐの外面までの距離をＲｉ、またそのときの指定位
置をＰｉとした場合直交座標系Ｘ−ＹによるＰｉの平面
座標（Ｘｉ、Ｙｉ）は、次記の通りである。 Ｘｉ＝Ｒｉ・ｃｏｓ（ｉ・Δθ） Ｙｉ＝Ｒｉ・ｓｉｎ（ｉ・Δθ） 図３に示されているように、上記のＸｉ、Ｙｉは、回転
中心Ｏを原点とする座標系についてのＰｉであるが、一
般に回転中心Ｏは管体Ｐの中心Ｏ’から外れている。こ
のとき、管体Ｐの中心Ｏ’のＸ−Ｙ座標を（α、β）、
管体Ｐの平均半径をＲ0 とし、最小２乗法を用いて、指
定位置Ｐｉ全体（０≦ｉ≦Ｎ−１）を最もよく近似する
円のα、β、Ｒ0 を決定する。Ｏ’を原点とする座標
Ｘ’−Ｙ’に関するＰｉの座標は、 Ｘｉ’＝Ｘｉ−α Ｙｉ’＝Ｙｉ−β で与えられるから、
≦Ｎ−１の整数として、回転角θｉ（＝ｉ×Δθ）時
の、距離計５または６によって求められる回転中心から
管体Ｐの外面までの距離をＲｉ、またそのときの指定位
置をＰｉとした場合直交座標系Ｘ−ＹによるＰｉの平面
座標（Ｘｉ、Ｙｉ）は、次記の通りである。 Ｘｉ＝Ｒｉ・ｃｏｓ（ｉ・Δθ） Ｙｉ＝Ｒｉ・ｓｉｎ（ｉ・Δθ） 図３に示されているように、上記のＸｉ、Ｙｉは、回転
中心Ｏを原点とする座標系についてのＰｉであるが、一
般に回転中心Ｏは管体Ｐの中心Ｏ’から外れている。こ
のとき、管体Ｐの中心Ｏ’のＸ−Ｙ座標を（α、β）、
管体Ｐの平均半径をＲ0 とし、最小２乗法を用いて、指
定位置Ｐｉ全体（０≦ｉ≦Ｎ−１）を最もよく近似する
円のα、β、Ｒ0 を決定する。Ｏ’を原点とする座標
Ｘ’−Ｙ’に関するＰｉの座標は、 Ｘｉ’＝Ｘｉ−α Ｙｉ’＝Ｙｉ−β で与えられるから、
【００２４】
【数１】
【００２５】を最小とするα、β、Ｒ０ を求めれば、
これらが求めるＯ’の座標および平均半径である。
これらが求めるＯ’の座標および平均半径である。
【００２６】次に、前記の変換式により、ＰｉのＸ−Ｙ
座標 (Ｘｉ、Ｙｉ）をＸ’−Ｙ’(Ｘｉ’、Ｙｉ’）に
変換して、近似円が決定される。
座標 (Ｘｉ、Ｙｉ）をＸ’−Ｙ’(Ｘｉ’、Ｙｉ’）に
変換して、近似円が決定される。
【００２７】以上の演算により、管体Ｐの中心Ｏ’を原
点とする各指定位置Ｐｉの座標Ｘｉ’、Ｙｉ’が決定さ
れたならば、これらの隣接する指定位置Ｐｉを順に直線
で結べば、管体Ｐの外面形状を多角形で近似することが
できる。したがって、管の形状、寸法について算出する
ことができる。
点とする各指定位置Ｐｉの座標Ｘｉ’、Ｙｉ’が決定さ
れたならば、これらの隣接する指定位置Ｐｉを順に直線
で結べば、管体Ｐの外面形状を多角形で近似することが
できる。したがって、管の形状、寸法について算出する
ことができる。
【００２８】まず、指定位置Ｐｉにおける直径は、次の
ようにして求めることができる。ＰｉとＯ’を通る直線
と、各Ｐｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）を直線で結んで得られる
近似多角形の交点Ｑｉを求める。このＰｉ、Ｑｉの間の
距離が求める直径を与える。なお、図３におけるα、
β、は十分に小さいと考えられるため、指定位置Ｐｉに
おける直径は、次のように近似的に求めても良い。すな
わち、Ｐｉと１８０°対角する角度を挟む２つのデータ
Ｐｉ、Ｐｉ−1 を直線で結ぶことにより、交点Ｑｉを求
め、これから直径を求めることができる。
ようにして求めることができる。ＰｉとＯ’を通る直線
と、各Ｐｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）を直線で結んで得られる
近似多角形の交点Ｑｉを求める。このＰｉ、Ｑｉの間の
距離が求める直径を与える。なお、図３におけるα、
β、は十分に小さいと考えられるため、指定位置Ｐｉに
おける直径は、次のように近似的に求めても良い。すな
わち、Ｐｉと１８０°対角する角度を挟む２つのデータ
Ｐｉ、Ｐｉ−1 を直線で結ぶことにより、交点Ｑｉを求
め、これから直径を求めることができる。
【００２９】同様の処理を各指定位置Ｐｉについて１８
０°分のデータについて行えば、Δθ毎の直径が全て求
められ、さらにこれから最大径、最小径、平均径が求め
られる。ここで求めた平均径は、Ｎが十分に大きければ
先に最小２乗法で求めた近似円半径Ｒ0 とほぼ一致す
る。
０°分のデータについて行えば、Δθ毎の直径が全て求
められ、さらにこれから最大径、最小径、平均径が求め
られる。ここで求めた平均径は、Ｎが十分に大きければ
先に最小２乗法で求めた近似円半径Ｒ0 とほぼ一致す
る。
【００３０】周長は、各Ｐｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）を直線
で結んで得られる近似多角形の辺の長さの総和として求
められる。しかし、単純に平均径Ｒ0 に円周率πを乗じ
て求めてもよい。両者の差もＮが十分に大きく、管体Ｐ
の真円度が悪くなければ十分に小さいからである。
で結んで得られる近似多角形の辺の長さの総和として求
められる。しかし、単純に平均径Ｒ0 に円周率πを乗じ
て求めてもよい。両者の差もＮが十分に大きく、管体Ｐ
の真円度が悪くなければ十分に小さいからである。
【００３１】内径についても同様である。各指定位置に
おける肉厚は、距離計５，６による測定値の加減算で簡
単に求められる。また、真円度については、前記のよう
にして求めた最大径、最小径より次式により求めること
ができる。
おける肉厚は、距離計５，６による測定値の加減算で簡
単に求められる。また、真円度については、前記のよう
にして求めた最大径、最小径より次式により求めること
ができる。
【００３２】
【数２】
【００３３】以上のようにして、微小回転角Δθ毎に断
面諸元が求められたならば、溶接部の円周方向位置は、
既に特定されているため、溶接部を基準とした円周方向
の角指定位置（中心角で表示）での外径、内径、肉厚等
の諸寸法を抽出するとともに、諸寸法の最大値または最
小値等の位置を前記溶接部からの角度によって表示す
る。
面諸元が求められたならば、溶接部の円周方向位置は、
既に特定されているため、溶接部を基準とした円周方向
の角指定位置（中心角で表示）での外径、内径、肉厚等
の諸寸法を抽出するとともに、諸寸法の最大値または最
小値等の位置を前記溶接部からの角度によって表示す
る。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
よれば、管体の断面諸元を短時間かつ高精度で測定でき
るとともに、管体の溶接部を確実に検出することができ
るようになり、たとえば、溶接点を基準とした各指定位
置での断面諸元表示等が容易に行え、かつその信頼性も
向上する。
よれば、管体の断面諸元を短時間かつ高精度で測定でき
るとともに、管体の溶接部を確実に検出することができ
るようになり、たとえば、溶接点を基準とした各指定位
置での断面諸元表示等が容易に行え、かつその信頼性も
向上する。
【図１】本発明に係る演算装置の概略図である。
【図２】溶接部におけるローラの変位およびその加速度
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】各指定位置の座標を示す図である。
Ｐ…管体、１・２…押圧ローラ、３・４…エアシリンダ
ー、５・６…距離計、１１…架台、１２…回転アーム、
１３…回転駆動モーター、１４…直線移動量検出器、１
５…エンコーダ、１６・１７…加速度測定装置
ー、５・６…距離計、１１…架台、１２…回転アーム、
１３…回転駆動モーター、１４…直線移動量検出器、１
５…エンコーダ、１６・１７…加速度測定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 宏暢 兵庫県尼崎市東向島西之町１番地 住金制 御エンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】実質的に管体の中心軸周りに回転する回転
アームと、この回転アームを回転させる回転駆動手段
と、前記回転アームの回転方向位置検出手段と、前記回
転アームに管体の半径方向に移動可能に設けられた架台
と、管体の半径方向に対する前記架台の移動量を測定す
るための測定手段と、管体の端部外面および内面にそれ
ぞれ当接して回転アームの回転に伴って自転する一対の
押圧ローラと、これらの押圧ローラを管体の外面および
内面に押圧させる前記架台に固定された一対の押圧手段
と、前記各ローラの架台に対する移動量を計測する計測
手段と、前記各押圧ローラの管体半径方向の加速度を測
定し管体溶接部の周方向位置を検出するための加速度測
定装置と、これらの測定値から管体の断面諸寸法を算出
するための演算装置とからなることを特徴とする管体の
形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15472193A JPH0712501A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 管体の形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15472193A JPH0712501A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 管体の形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712501A true JPH0712501A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15590515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15472193A Pending JPH0712501A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 管体の形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712501A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001099607A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Aisin Takaoka Ltd | ワーク良否測定装置 |
| EP1688703A1 (en) * | 2003-11-28 | 2006-08-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Shape-measuring device |
| CN106969716A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-21 | 江苏亚威机床股份有限公司 | 一种板料厚度检测装置 |
| CN109211084A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-01-15 | 福建工程学院 | 竹壁厚度测量装置及其方法 |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15472193A patent/JPH0712501A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001099607A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Aisin Takaoka Ltd | ワーク良否測定装置 |
| EP1688703A1 (en) * | 2003-11-28 | 2006-08-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Shape-measuring device |
| EP1688703A4 (en) * | 2003-11-28 | 2010-01-20 | Ngk Insulators Ltd | SHAPE MEASURING DEVICE |
| CN106969716A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-21 | 江苏亚威机床股份有限公司 | 一种板料厚度检测装置 |
| CN109211084A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-01-15 | 福建工程学院 | 竹壁厚度测量装置及其方法 |
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