JPS6283610A - 溶接管の溶接部段差測定方法 - Google Patents

溶接管の溶接部段差測定方法

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JPS6283610A
JPS6283610A JP22449385A JP22449385A JPS6283610A JP S6283610 A JPS6283610 A JP S6283610A JP 22449385 A JP22449385 A JP 22449385A JP 22449385 A JP22449385 A JP 22449385A JP S6283610 A JPS6283610 A JP S6283610A
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照沼 俊夫
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発萌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) a装管の溶接部段差、即ち溶接前の素材側端の突き合わ
せ部の目違いによっ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、管の溶接部にスリット光を照射
して得られる光切断プロフィール受像信号から、溶接部
のピード方向両端(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 =
 GLF) mY =−GR,、X) ) t−求め、
両者の差(D=l Gl、−GRl )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夛、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基金設
置しなけn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画定値に誤差が生じるという問題点
があった。そこで本発明は、比較的簡単な装置で溶衾部
段差金測定するために、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nているところ
の、画板面までの距離の差から段差金求める方法全応用
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f:
till定する方法を提供しようとするものである。
(問題点全解決するための手段) 即ち、本発明は、管外面の溶接部境界近傍全指向する距
離検出器?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連接部両側の境界近傍までの距離
亡夫々検出し、該両距、・惟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衣
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
って前記距離検出値が変化して段差測定直に誤差紫生ず
るので、この誤差を補正するために管の水平方向の変位
量全検出すること、また管が移送中に外周方向に回転し
た場合、この回転によって前記距離検出値が変化して段
差1t111定直に誤差を生ずるので、この誤差金補正
するために管の外周方向回転量を検出すること、及び、
被測定物の管軸方向と直交する水平方向に前記距離検出
器全移動させながら前記距離全検出し、得らnた周方向
距離検出値群の連なりから溶接部両側の周方向外表面の
プロフィールを表す方程式を求め、前記水平方向変位量
と外周方向回転量の検出1ii!に応じ前記方程式を用
いて前記距離検出値の差を補正するようにしたmiに管
の溶接部段差測定方法である。
(実施例と作用) 以下本発明?′心縫溶接管の製造工程におけるa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)であシ、図では真円で
なhことを誇張して全体を楕円で示しである。DIおよ
びDzは管Pの上方に配置した距離検出器、D3及びD
4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って移送中心線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及びり、は管Pの上方でかつ、移
送中心線CLの両側に適宜の間隔をおいて配置し7、管
Pの溶接部Bの両側の外周面上の複数の点までの距離を
夫々検出する。但し、第1図では図面の輻輳とさけるた
めに溶接部中心から水平距離にしてtii及びt2jの
点Sxi及びS!jまでの距離り口及びL2j  を検
出する態様を示しCある。尚、点8111 S2jは同
一外周面上の点でありことが計i!1111度上望”ま
しいが、実際には彦の長手方向に極端に(例えば数10
0−a以上)離れなければ実用上は同一外周面上の点で
なくても伍し支えない。距離検出器D3およびD4はa
Pの側方でかつ移送中心線cLの両側に適宜の距離t、
及びtacts=t−でもよい)全おいて配置し、摩P
の外周面までの距離L3及びL4全検出する。この距離
検出値L3とL4の差の1//2が管Pの移送中心線C
L(/C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−(Ls −L4 )/2      ・・・・・
回(1)溶接立直検出器D5は管Pの溶接部B近傍を指
向してその上方に配録し、td溶接部の移送中心;尿C
Lに対する水平方向の変位量全検出する検出器である。
ここで溶接部Bの水平方向変位針の検出11aには・θ
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4の両方が3まnているので、溶接位置
検出器D5の検出値dHがら前記水平))向変位量dh
(r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nる
d、=dH−dh          ・・・・・・・
・・(2)尚、本実施例では装置全簡単にするために・
aPの回転にもとづく溶接部の水平方向変位m ar 
’;x検出するのに間接的な検出方法を採ったが、これ
全直接検出するようにしても良いことは言うまでもない
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pk、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
部の口達b(図は誇張しである)か溶接後の溶接部段差
となる。従って、溶接部段差とは図中のWで示す溶接前
素管両端部の段差金いうのであるが、浴接仮にオンライ
ンにおいてWの址全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11およびt2
離れた点S1およびS2の相互の高さの違い金もって管
理上の段差としている。この点S1と82の高さの差は
、管P上方の基準位置から線点までの距離L+  ’i
びL2の差?求めることによって得らnる。
即ち、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ml移送中心線CLi
管Pの中心が通っ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CLK対l−で水平方向に変位1−ている事
が多く、又、・度Pの溶接部(づ―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。従って
、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全米めた場合に
誤差金主するので、前述した方法により求めた変位ta
b及びdrに応じて(3)代金補正する必要がある。
この補正法金第3図及び第4図により説明する。
第3図は管Pの溶接部近傍の絢”方向外表面のノロフィ
ール全表わす方程式全米める方法全説明するための図で
あり、図においてLll +Ij12 jlJ13+L
 14 r Ij 15及びLZI・L’22 * L
23 T ”24・L25 は夫々距離検出器D!ある
いはDzをIPのa軸方向と直交する水平方向に適宜の
ステラ!で移動させたとき(移動機構は図示してない)
に得られる距離検出値群(説明の庚宜上副接部の左右人
々の計測点の数音5個に止めた)である。この2つの距
離検出fit詳Lll”Li5及びL 21−L 25
に夫々例えば最小自乗法全適用して溶接部間B111の
周方向外表面の!ロフィール全表す方程式Y = FL
jXンyY=FatX)と求める。尚、これ等距離検出
全順次行めるに・わたり、距離検出器D1とDz ’f
r:同時に移動させて溶接部間$111に′g″する距
p進検出r同時に行うようにしても良く、またいづれか
一方の検出41金移動させ溶接部両側の距離検出全順次
行い曲刃の検出器は1ml定場せて管の上下振動に対す
る11b正用として用いることが出来る。又、距離検出
器D!あるいはDz全水平方向に移動させるに際しその
移動範囲には、第2図に示したgPO外Am上の点S。
及びS2が含ま扛るようにし、且つ溶接部中心位置金よ
む一定範囲(図中XVrで示す範囲で溶接ビード部また
はビード切削部とそ゛の直近部に相当)は管外に面とは
異なるグロフィール全しているので計l1Jll +−
j’jl囲から除外r゛ると管Pのd接部近傍の周方向
外表面プロフィールを表す方程式全精度よく求めるIt
が出来る。即ち、^1■記距離検出値群L l 1””
”’+5及びLzt〜25  は前記Wr都の距離検出
器を除外した距離検出1直群である。
第4図はa自体の水平方向変位と外周方向回転とによっ
て生ずる見掛けの段差とその補正法金説明するための図
である。いま第・1図に示すよう(/(、X−Y 座標
において管Pの中心が移送中心geI。
と一致しているときの管中心poの座標を原点とし、j
送中の¥IPの中心が移送中心2嵌CLに対してX軸方
向にdX/f、け変位し、且つ管Pの溶接部位置(第4
図で(づ:省略している)がその中心Poa f軸に1
+、F計量りにdQ (ラノアン)だけ回転したとする
と、この変位量dX々、び回転着dQと前述のようにし
て求められた変’i)’L fi tih及びd、との
関係は次のようになる。
dX=dh          川・・・・−(4)d
Q # d r/R、・−・−・−・(5)但し、Rは
管の公称又は目標外半径もしくは別の方法で計測された
縦軸でちる。縦軸とは溶接部とその相対する下面を挾む
長さの1/2である。
そこである画定時点における溶接部両側の周方向外表面
プロフィールを表す方程式Y=FL(3)及びY=FR
Qc)金前記水平方向変位着dh及び回転漬dQに応じ
て座具変換してYIL =FL (xa)及びYa=F
a(Xa)となし、そして管外表面の計測点Sl&及び
S2a のX−Y座標軸におけるX座標(tt及びt3
 )が、X1L−Ya  座標・紬においては/−1a
及びtta  になったとすると、管の水平方向変位置
dh及び外周方向回転量dQに応じて補正さnた溶接部
段差dW、は、計測点Sl&及び5AIL に対する距
離検出値をLIIL及びLe&とすると、 dWa ”(Lta−Lza ) −(Ft、(−6t
a) −Fa(tza) )・・・・・・・・・(6) として求めらnる。
尚、実際の画定においては、管の外径の変化範囲や市離
検出器自体の測定距離範囲に応じて、距離検出益金上下
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)の異なる検出益金組合せたりすることができる
。距離検出器としては、ンーデやマイクロ波を用いた測
長計、渦流式変位計、静電容置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弐位置演出益等の公知の
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ょnば、16棲管の溶接部段
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って測定することができ、また
移送中の管の水平方間変位や回転による周方向変位にも
とづく」1j定、AMt補正できて溶接部段差゛と隋度
よく画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は関係2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近傍の周方向外表
面のプロフィールと表す方程式全求める方法を説明する
ための図、第4図は本発明の実施例における溶接部段差
の測定と補正法全説明するための図である。 P・・・溶接A管、    D1〜D4・・・距離検出
器、B・・・溶接部、     p・・・素管、D5・
・・溶接位置検出器。 1・、、、、7 m 代理人  石 山 輝 雄1:”、、1.、jロ一 本  多  小  平1′ じ−」 新 部 興 冶毛゛ \−−:ノ 第1図 第2図 ≧ レーCL Dr、02−距組検出葛 p−,1蕾 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被測定物の外面の溶接部境界近傍を指向して配置した距
    離検出器によって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、前記距離検出器を被測定物の管軸方
    向と直交する水平方向に移動させながら前記距離を検出
    し、得られた周方向距離検出値群の連なりから溶接部両
    側の周方向外表面のプロフィールを表す方程式を求める
    とともに、被測定物の管軸方向と直交する水平方向の変
    位量と被測定物の外周方向の回転量を検出し、該変位量
    と回転量に応じ前記方程式を用いて前記距離検出値の差
    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。
JP22449385A 1985-10-08 1985-10-08 溶接管の溶接部段差測定方法 Granted JPS6283610A (ja)

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JPH0372927B2 JPH0372927B2 (ja) 1991-11-20

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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
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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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