鋼管の寸法測定装置
【課題】鋼管の横断面内の複数箇所における外径や肉厚を簡易にかつ十分な測定精度で自動測定を行う。
【解決手段】外径、肉厚測定用の第１の外側、内側レーザ距離計１，１Ａを第１の直線１３上に、位置合わせ用の第２の外側レーザ距離計２を第１の直線１３と直交する第２の直線１４上に、かつこれらを同心円上に、配置して、枠体３で支持し、枠体３を枠体回転手段、枠体移動手段、および、前後進手段で、全てのレーザ距離計の同心回転、第２の直線１４の方向、および、同心円の直交方向の移動を可能とした。
【解決手段】外径、肉厚測定用の第１の外側、内側レーザ距離計１，１Ａを第１の直線１３上に、位置合わせ用の第２の外側レーザ距離計２を第１の直線１３と直交する第２の直線１４上に、かつこれらを同心円上に、配置して、枠体３で支持し、枠体３を枠体回転手段、枠体移動手段、および、前後進手段で、全てのレーザ距離計の同心回転、第２の直線１４の方向、および、同心円の直交方向の移動を可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管の寸法測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管例えば継目無鋼管の外径、肉厚を測定するにあたっては、従来、作業者がマイクロメータやノギスを用いて人手により測定していたが、時間と人手がかかるため、自動的に鋼管の外径、肉厚を測定する装置が提案されている（特許文献１，２）。
特許文献１には、測定対象の管の外周側にて管の軸心を介して径方向に対向するように配され、各別に管の外周面までの距離を光学的に測定する一対の第１距離測定手段と、該第１距離測定手段の各々と管の径方向に所定距離を隔てて対向するように管の内周側に配され、各別に管の内周面までの距離を光学的に測定する一対の第２距離測定手段と、前記第１距離測定手段及び前記第２距離測定手段の測定結果に基づいて管の外径を求める手段と、前記第１距離測定手段及び前記第２距離測定手段の測定結果に基づいて管の肉厚を求める手段とを具備することを特徴とする管の外径・肉厚測定装置が記載されている。なお、管は固定されている。
【０００３】
特許文献２には、回転あるいは直進搬送されてくる丸棒、管材等の材料外径あるいは肉厚をパルス反射法を用いて測定する装置において、この材料を中にしてその周囲側面に向かって互いに対向すべく少なくとも２個の超音波探触子を設け、加えてこれら超音波探触子を結ぶ軸線と直交する軸上には上記材料の周囲側面までの距離を測定するセンサを互いに対向すべく設けると共に、この距離測定用センサからの検知信号を受けて材料との距離情報の差を常に一定となる様に、上記超音波探触子の位置を一体に垂直及び水平方向に移動させてなる丸棒、管材等の外径及び肉厚測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２４０６２１号公報
【特許文献２】実開昭５９−１６２６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の装置は、マイクロメータと同程度の精度で測定可能であるが、該装置の中心位置と管の中心位置とを位置合せする手段が示されていないため、その位置合せ作業に多大な時間を要する。また、管の同一円周方向の複数箇所における外径や肉厚を測定する要求がある場合、第１距離測定手段と第２距離測定手段とを前記測定する箇所数と同じ個数ずつ配設する必要があり、装置が複雑となる。
【０００６】
また、特許文献２に記載の装置は、超音波探触子を結ぶ軸線が材料中心位置を通るように位置合せする手段を有するが、管の横断面内の複数箇所における外径や肉厚を測定する手段は示されていない。さらに、超音波探触子の測定精度は、マイクロメータの測定精度よりも低くて不十分である。
上述のように、従来の技術では、鋼管の横断面内の複数箇所における外径や肉厚を簡易にかつ十分な測定精度で自動測定することができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためになされた本発明は、以下のとおりである。
（１） レーザ距離計を用いて鋼管の横断面内の複数箇所における外径、肉厚を測定する装置であって、
鋼管の内径よりも径が小さい内円と、該内円の中心を通り該内円の径方向に延びる第１の直線との２つの交点のいずれか１つに１つ、または、これら２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の内周面までの前記第１の直線方向の距離測定用の内側レーザ距離計と、
前記内円と同一平面内にあり前記内円と同心で鋼管の内径よりも径が大きい第１の外円と、前記第１の直線との２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の外周面までの第１の直線方向の距離測定用の第１の外側レーザ距離計と、
前記内円と同一平面内にあり前記内円と同心で鋼管の外径よりも径が大きい第２の外円と、該第２の外円の径方向に延び前記第１の直線と前記中心にて直交する第２の直線との２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の外周面までの前記第２の直線方向の距離測定用の第２の外側レーザ距離計と、
前記第１の外側レーザ距離計および前記第２の外側レーザ距離計を支持する外枠部と、前記第内側レーザ距離計を支持する内枠部とが一体化されてなる枠体と、
前記枠体を、前記内円、前記第１の外円、前記第２の外円を含む平面と直交する方向を回転軸として回転させる枠体回転手段と、
前記枠体を、少なくとも前記第２の直線の方向に移動させることが可能な枠体移動手段と、
前記枠体を前記平面に垂直な方向に前後進させる前後進手段とを有することを特徴とする、鋼管の寸法測定装置。
（２） ２つの前記第２の外側レーザ距離計による測定値の差が０となるように前記枠体移動手段を制御する位置合わせ手段をさらに有することを特徴とする前項（１）に記載の鋼管の寸法測定装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鋼管の横断面内の複数箇所における外径や肉厚を簡易にかつ十分な測定精度で自動測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の１例を示す側面図
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図
【図３】図１の例を用いた寸法測定手順を説明する図
【図４】図１の例を用いた別の寸法測定手順を説明する図
【図５】図１の例を用いたさらに別の寸法測定手順を説明する図
【図６】本発明の別の例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
例えば図１〜図２に示すように、本発明に係る鋼管の寸法測定装置（略して本発明装置）は、第１の外側レーザ距離計１、内側レーザ距離計１Ａ、第２の外側レーザ距離計２、枠体３、枠体回転手段４、枠体移動手段７、前後進手段５、位置合わせ手段８、寸法演算器６を具備する。
内側レーザ距離計１Ａは、被測定対象物である鋼管１０の外径よりも径が小さい内円１２と、該内円１２の中心Ｏを通り該内円１２の径方向に延びる第１の直線１３との２つの交点に１つずつ設けられている。内側レーザ距離計１Ａは、鋼管１０の内面までの距離を測定するものであり、それぞれ、第１の直線１３に沿う方向で、内円１３の外側向きに距離を測定可能としてある。なお、図中の例では、２つの交点の１つずつ設けられているが、これらのうちいずれか１つを省略することもできる。
【００１１】
第１の外側レーザ距離計１は、前記内円１２と同一平面内にあり前記内円１２と同心で鋼管の内径よりも径が大きい第１の外円１１Ａと、前記第１の直線１３との２つの交点に１つずつ設けられている。第１の外側レーザ距離計１は、鋼管１０の外面までの距離を測定するものであり、それぞれ、第１の直線１３に沿う方向で、第１の外円１１Ａの内側向きに距離を測定可能としてある。
【００１２】
第２の外側レーザ距離計２は、前記内円１２と同一平面内にあり前記内円１２と同心で鋼管の外径よりも径が大きい第２の外円１１Ｂと、該第２の外円１１Ｂの径方向に延び前記第１の直線１３と前記中心Ｏにて直交する第２の直線１４との２つの交点に１つずつ設けられている。第２の外側レーザ距離計２は、鋼管の外面までの距離を測定するものであり、それぞれ、第２の直線１４に沿う方向で、第２の外円１１Ｂの内側向きに距離を測定可能としてある。
【００１３】
枠体３は、前記第１の外側レーザ距離計１および第２の外側レーザ距離計２を支持する外枠部３Ａと、前記内側レーザ距離計１Ａを支持するうち内枠部３Ｂとを一体化した構造のものとする。
枠体回転手段４は、前記内円、前記第１の外円、前記第２の外円を含む平面と直交する方向を回転軸として回転させるものである。図１、２に示した例では、前記枠体３の内枠部３Ｂを回転軸４Ａで軸支して回転させるようにしてあり。回転軸４Ａは、内円１２、第１の外円１１Ａ、第２の外円１１Ｂを含む面に直交する方向を向く軸である。回転軸４Ａの回転中心は、前記内円１２の中心Ｏと同じ位置とされており、また、回転軸はその軸方向が、内円１３、第１の外円１１Ａ，第２の外円１１Ｂを含む面と直交する。したがって、枠体回転手段４により枠体３を回転させると、内側レーザ距離計１Ａは内円１２に沿って、第１の外側レーザ距離計１は第１の外円１１Ａに沿って、第２の外側レーザ距離計２は第２の外円１１Ｂに沿って周回する。
【００１４】
枠体移動手段７は、枠体３を第２の直線１４の方向に移動させることが可能としてある。図中の例は、枠体移動手段７が、枠体３を内円１３、第１の外円１１Ａ、第２の外円１１Ｂを含む平面と平行な面内で少なくとも前記第２の直線の方向に移動させるものである。この例では、枠体３を内円１３、第１の外円１１Ａ、第２の外円１１Ｂを含む平面が、上下方向および左右方向を含む面であるので、この平面内で互いに直交する２つの方向として上下方向、左右方向を採用し、これら方向に枠体３を移動させる枠体移動手段７として上下移動手段７Ａと左右移動手段７Ｂとを有している。上下移動手段７Ａが枠体回転手段４を上下動可能に支持し、左右移動手段７Ｂが上下移動手段７Ａを左右に移動可能に支持している。よって、これら２つの移動手段を組み合わせれば、枠体３を回転させて第２の直線が傾いていたとしても、第２の直線の方向に枠体３を移動させることが可能である。
【００１５】
前後進手段５は、枠体３を内円１３、第１の外円１１Ａ、第２の外円１１Ｂを含む平面と垂直な方向に前後進させるものであり、左右移動手段７Ｂを該平面と垂直な方向に前後進可能に支持している。被測定物である鋼管１０の管軸方向を、前後進手段５の前後進方向と一致させ、枠体３の鋼管１０の一端に対向配置し、この状態で前後進手段５により枠体３を鋼管１０側へと前進させることにより、内枠部３Ｂを鋼管１０の内側に挿入し、かつ、外枠部３Ａを鋼管の外周の外側に位置させる。この枠体の前進移動により、内側レーザ距離計１Ａを鋼管１０の内周面に対向配置させ、第１の外側レーザ距離計１および第２の外側レーザ距離計２を鋼管１０の外周面に対向配置させることができる。
【００１６】
なお、枠体回転手段４、枠体移動手段７、および、前後進手段５は、通常よく用いられているアクチュエータ（シリンダ、モータなど）と簡単な自動制御系とを組み合わせることで容易に構成できる。
位置合わせ手段８は、鋼管の外径、および、肉厚を測定するのに用いる第１の外側レーザ距離計および内側レーザ距離計が鋼管１０に対して測定可能位置となるように、枠体移動手段７および回転手段４を制御するものであり、第２の外側レーザ距離計の測定値Ｌ２１、Ｌ２２、あるいはさらに、第１の外側レーザ距離計の測定値Ｌ１１、Ｌ１２または内側レーザ距離計の測定値Ｌ1A1、L1A2のうちの少なくともいずれかが入力され、これら測定値にもとづいて枠体移動手段７を動作させる。
【００１７】
寸法演算器６は、第１の外側レーザ距離計の測定値Ｌ１１、Ｌ１２、および、内側レーザ距離計の測定値Ｌ1A1、L1A2が入力され、これら測定値にもとづいて鋼管１０の外径および肉厚を演算するものである。
位置合わせ手段８と寸法演算器６とで、寸法測定装置の制御装置２０を構成している。
以上説明した、本実施形態に係る装置にて、鋼管１０の外径および肉厚を、鋼管の横断面における周方向の複数点について測定する方法を説明する。
【００１８】
図３は、本発明の鋼管の寸法測定装置を用いた寸法測定手順の概略を示す図であり、図１のＡ−Ａ矢視図に相当するものである。なお、図３（ｂ）〜（ｆ）では、外枠部３Ａ、内枠部３Ｂについては省略した図としている。
先ず、鋼管１０の一端を枠体３に対向配置させる。なお、前後進手段５による前後進方向が鋼管の管軸方向となるよう、測定装置は予め固定されている。そして、前後進手段５により枠体３を前進させ、内枠部３Ｂを鋼管１０の内側に挿入し、かつ、外枠部３Ａを鋼管の外周の外側に位置させる。この状態で寸法装置の鋼管１０へのセットが完了である。なお、枠体３は初期状態において、第１の直線が上下方向、第２の直線が水平方向となるようにしてあり、また、セット完了状態においては、鋼管１０の中心Ｐは第１のレーザ距離計の測定方向である第１の直線１３上にはない（図３（ａ）参照）。
【００１９】
セットを完了した後に、制御装置２０に測定開始指令を与えると、まず、制御装置２０の位置合わせ手段８が位置合わせを開始する。図３（ａ）〜図３（ｂ）に示すように、２つの第２のレーザ距離計２のそれぞれで鋼管内面までの距離を測定しながら、枠体移動手段７を動作させ、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となる位置に枠体３を移動させる。図３（ａ）の例では、初期状態において第１の直線１３が上下方向、第２の直線１４が水平方向となっており、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるためには、枠体３を水平方向に移動させる必要があり、よって、左右移動手段７Ｂを用いて枠体３を移動させている。
【００２０】
次に、制御手段の寸法演算器が１番目の寸法測定を行う。測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となった状態（図３（ｂ）の状態）では、第１の直線１３上に鋼管１０の中心Ｐがあるから、第１の直線１３と鋼管の外周との２つの交点間の距離が鋼管の外径であり、第１の直線１３と鋼管の内周との２つの交点間の距離が鋼管の内径である。よって、図３（ｃ）に示すように第１の直線１３に沿って鋼管外面までの距離を測定する第１のレーザ距離計を用いて鋼管外面までの距離を測定して測定値Ｌ１１，Ｌ１２を得て、第１の直線１３に沿って鋼管内面までの距離を測定する内側レーザ距離計を用いて鋼管内面までの距離を測定して測定値Ｌ1A1、Ｌ1A2を得れば、鋼管の外径Ｄ、鋼管の肉厚ｔ1、ｔ2は以下の演算式で求めることができる。
Ｄ＝第１の外円の直径−（Ｌ１１＋Ｌ１２）
ｔ1＝第１の外円の半径−内円の半径−（Ｌ１１＋Ｌ1A1）
ｔ2＝第１の外円の半径−内縁の半径−（Ｌ１２＋Ｌ1A2）
１番目の寸法演算が完了すると、１番目の外径演算結果Ｄ1および２つの肉厚演算結果ｔ11、ｔ21を記録した後、位置合わせ手段が、２番目の寸法測定位置への枠体３の回転を行う。枠体の回転は、図３（ｄ）に示すように、枠体回転手段４を用いて、枠体３を所定角度θだけ回転させる。所定角度θは、鋼管の周方向に何点の外径、肉厚測定を行うかにより決まる角度である。管円周上の複数の点（便宜上、等角度間隔で２×Ｎ箇所の肉厚、Ｎ箇所の外径を測定するとする）を測定対象としたとき、回転角度θ＝１８０°／Ｎの小回転を行う。この角度θについては予め位置合わせ手段８に入力し設定しておく。
【００２１】
次に、位置合わせ手段８は、第２のレーザ距離計２を用いて鋼管外面までの距離を測定して測定値Ｌ２１、Ｌ２２を得つつ、図３（ｅ）に示すように、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるように枠体移動手段７を用いて枠体３を第２の直線１４の方向へ移動させる。第２の直線１４の方向へ移動させるには、ｎ番目の測定である場合には、左右移動手段７Ｂの移動量ｘに対して、上下移動手段７の移動量をｘ・tan［（ｎ−１）・θ）］とすればよい。このように位置合わせをした後、図３（ｆ）に示すように、第１の外側レーザ距離計１および内側レーザ距離計１Ａを用いて測定を行い、寸法演算器６が得られた測定値Ｌ１１，Ｌ１２、Ｌ1A1、Ｌ1A2から上述の演算式により鋼管の外径および肉厚を求め、２番目の外径演算結果Ｄ2、および肉厚演算結果ｔ12、ｔ22を記録する。
【００２２】
この作業を繰り返し、合計でＮ回の第１のレーザ距離計による測定を行うことで、鋼管の周方向にＮ箇所についての鋼管の外径、２×Ｎ箇所についての鋼管の肉厚を測定することができる。
なお、図３（ｃ）の状態から図３（ｄ）の状態へ至る枠体３を回転させる動作と、図３（ｄ）の状態から図３（ｅ）の状態へ至る、枠体回転後の枠体３の位置合わせ動作とは、同時に行うようにしてもよい。この場合、位置合わせ手段８は枠体回転手段３を作動させるとともに、第２の外側レーザ距離計による測定を行い、その測定値Ｌ２１、Ｌ２２との差が０を維持できるように、左右移動手段および上下移動手段を作動させる。第２の直線１４の方向に枠体を移動させるには、回転角度θの変化にともない、上下移動手段と左右移動手段との移動量の関係を変えて行けばよい。
【００２３】
図４は、図１に示した本発明の装置を用いた別の測定法を説明する図である。なお、以下の説明においても、位置合わせが位置合わせ手段８が、鋼管の外径、肉厚の演算は寸法演算器６が行うものである。図４（ａ）〜（ｄ）までは、鋼管１０への測定装置のセットから２番目の測定位置への枠体３の回転までの行程であり、図３（ａ）〜（ｄ）と同様の方法であるので説明は省略する。この例では、枠体３を所定角度θ回転させた後の、枠体移動手段による位置合わせ法が図３の例とは異なっている。すなわち、図４（ｅ）に示すように、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるように枠体移動手段７を用いて枠体３を移動させるが、図４（ｄ）〜（ｅ）に至る例では、上下移動手段７Ａを用いて枠体を下方へ移動させることにより、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるようにしている。その後に、図４（ｆ）に示すように、第１のレーザ距離計１および内側レーザ距離計１Ａによる測定を行い、第１のレーザ距離計と鋼管外面との間の距離の測定値Ｌ１１，Ｌ１２、および、内側レーザ距離計と鋼管内面との間の距離の測定値Ｌ1A1、Ｌ1A2を得て、上述の演算式により、鋼管の外径Ｄ、鋼管の肉厚ｔ1、ｔ2を求める。
【００２４】
図４の例では、図４（ａ）から図４（ｂ）の状態への枠体３の移動では、水平方向に枠体３を移動させて上下方向に沿って存在する第１の直線１３上に鋼管１０の中心Ｐを位置させている。さらに、図４（ｄ）の状態へ枠体３を回転させるが、この状態においては枠体３の回転中心の真下に鋼管１０の中心１０が位置しているので、この状態から上下方向（最初の移動方向と直交する方向）に枠体３を移動させて、第１の直線１３上に鋼管１０の中心Ｐを位置させると、回転軸４Ａの中心と鋼管１０の中心Ｐとが一致する。したがって、以後は、枠体３を回転させても、常に、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるので、３回目の測定以降は枠体移動手段７による位置合わせを省略してもよいこととなる。
【００２５】
また、第１回目の第１のレーザ距離計による測定を行う前に、第２のレーザ距離計２による測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるようにだけでなく、内側レーザ距離計１Ａによっても測定を行い測定値Ｌ1A1、Ｌ1A2の差が０となるように、あるいは、第１の外側レーザ距離計１によっても測定を行い測定値Ｌ１１，Ｌ１２の差が０となるように枠体３を移動させるようにしてもよい。上下移動手段７Ａと左右移動手段７Ｂとを用いて、図５（a）、（ｂ）に示すように、水平移動と上下移動の両方を行うことにより、Ｌ２１、Ｌ２２の差が０という条件と、Ｌ1A1、Ｌ1A2の差が０あるいはＬ１１，Ｌ１２の差が０のいずれかの条件をともに満足させれば、枠体３の回転中心と鋼管１０の中心とが一致する状態となるので、以後は枠体３を回転させる都度、枠体移動手段７による位置合わせを行う必要はなくなる。
【００２６】
また、内側レーザ距離計による測定値Ｌ1A1、Ｌ1A2の差が０となるように、あるいは、第１のレーザ距離計による測定値Ｌ１１，Ｌ１２の差が０となるように枠体３を移動させる代わりに、第２の外側レーザ距離計の測定値Ｌ２１、Ｌ２２の和が所定値以下となるようにしてもよい。すなわち、図５に示すように、鋼管１０の中心Ｐが第２の直線１４上にある場合には、
Ｌ２１＋Ｌ２２＝第２の外円の直径−鋼管の外径
となるが、中心Ｐが第２の直線１４から離れるにつれて、Ｌ２１＋Ｌ２２の値は大きくなる。したがって、鋼管の外径として公称外径の値を与えておき、測定値Ｌ２１、Ｌ２２が次式の条件を満たすように枠体３を移動させることによっても、鋼管１０の中心Ｐを枠体３の回転中心にほぼ一致させることが可能である。
【００２７】
Ｌ２１＋Ｌ２２ ≦ 第２の外円の直径−鋼管の公称外径＋α
ここで、αは、実際の鋼管の外径が公称外径に比べて小さかった場合の余裕代
以上説明した、第２の外側レーザ距離計による測定値、あるいはさらに、第１の外側レーザ距離計、内側レーザ距離計による測定値を用いた枠体３の位置合わせは、位置合わせ手段８が自動で行い、また、第１の外側レーザ距離計、内側レーザ距離計による測定値からの外径および肉厚の演算については、寸法演算器６が自動で行うようにしているが、各レーザ距離計による測定値を計測しながら、手動で枠体移動手段７を運転して位置合わせを行うようにしてもよいし、また、第１の外側レーザ距離計、内側レーザ距離計による測定値からの外径および肉厚の演算についても、測定者が計算を行って求め、記録するようにしてもよい。
【００２８】
なお、上記の実施形態における寸法測定装置では、第１の外円１１Ａと第２の外円１１Ｂとが異なる径となっており、これら異なる外円上に第１の外側レーザ距離計と第２の外側レーザ距離計とが配置していたが、第１の外円１１Ａと第２の外円１１Ｂとを同一径としてひとつの外円上に第１の外側レーザ距離計と第２のレーザ距離計とを配置してもよい。
【００２９】
また、上記の実施形態における寸法測定装置は、枠体移動手段７が上下移動手段７Ａと左右移動手段７Ｂとから構成されているが、図３を用いて説明した例では、枠体３の位置合わせにおける枠体３の移動は、第２の直線１４の方向にのみ移動できればよいので、例えば、図６に示すように、回転軸４Ａに回転体４０を軸支させておき、この回転体４０に枠体３を第２の直線１４の方向へスライド可能に取り付けておくとともに、枠体移動手段７は回転体４０に対して枠体３をスライドさせる枠体スライド手段７Ｃを設けておくようにしてもよい。図６の例では、回転体４０に第２の直線１４と平行な軌道４１を設けてあり、枠体スライド手段７Ｃはこの軌道４１に沿って枠体３をスライドさせることを可能としてある。
【００３０】
さらに、本発明の装置においては、枠体の長さ十分に長くし、また、前後進手段による前後進可能範囲も十分に長くとれば、鋼管の長手方向についても複数の外径および肉厚の測定を行うことができる。
以上説明したとおり、本発明の鋼管の寸法測定装置によれば、管内側と管外側の寸法測定用のレーザ距離計（第１の外側レーザ距離計および内側レーザ距離計）を、管の横断面を含む面内で回転させる機能を持たせ、また、寸法測定用のレーザ距離計を配置した第１の直線とは上記面内で直交する第２の直線上に、位置合わせ用のレーザ距離計（第２のレーザ距離計）を配置し、さらに、第２の直線方向にレーザ距離計を移動させる移動手段（枠体移動手段）を設けてあるので、鋼管の横断面内の複数箇所における外径、肉厚の測定が可能となった。
【符号の説明】
【００３１】
１ 第１の外側レーザ距離計
１Ａ 内側レーザ距離計
２ 第２の外側レーザ距離計
３ 枠体
３Ａ 外枠部
３Ｂ 内枠部
４ 枠体回転手段
４Ａ 回転軸
５ 前後進手段
６ 寸法演算器
７ 枠体移動手段
８ 位置合わせ手段
１０ 鋼管
１１ 外円
１２ 内円
１３ 第１の直線
１４ 第２の直線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管の寸法測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管例えば継目無鋼管の外径、肉厚を測定するにあたっては、従来、作業者がマイクロメータやノギスを用いて人手により測定していたが、時間と人手がかかるため、自動的に鋼管の外径、肉厚を測定する装置が提案されている（特許文献１，２）。
特許文献１には、測定対象の管の外周側にて管の軸心を介して径方向に対向するように配され、各別に管の外周面までの距離を光学的に測定する一対の第１距離測定手段と、該第１距離測定手段の各々と管の径方向に所定距離を隔てて対向するように管の内周側に配され、各別に管の内周面までの距離を光学的に測定する一対の第２距離測定手段と、前記第１距離測定手段及び前記第２距離測定手段の測定結果に基づいて管の外径を求める手段と、前記第１距離測定手段及び前記第２距離測定手段の測定結果に基づいて管の肉厚を求める手段とを具備することを特徴とする管の外径・肉厚測定装置が記載されている。なお、管は固定されている。
【０００３】
特許文献２には、回転あるいは直進搬送されてくる丸棒、管材等の材料外径あるいは肉厚をパルス反射法を用いて測定する装置において、この材料を中にしてその周囲側面に向かって互いに対向すべく少なくとも２個の超音波探触子を設け、加えてこれら超音波探触子を結ぶ軸線と直交する軸上には上記材料の周囲側面までの距離を測定するセンサを互いに対向すべく設けると共に、この距離測定用センサからの検知信号を受けて材料との距離情報の差を常に一定となる様に、上記超音波探触子の位置を一体に垂直及び水平方向に移動させてなる丸棒、管材等の外径及び肉厚測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２４０６２１号公報
【特許文献２】実開昭５９−１６２６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の装置は、マイクロメータと同程度の精度で測定可能であるが、該装置の中心位置と管の中心位置とを位置合せする手段が示されていないため、その位置合せ作業に多大な時間を要する。また、管の同一円周方向の複数箇所における外径や肉厚を測定する要求がある場合、第１距離測定手段と第２距離測定手段とを前記測定する箇所数と同じ個数ずつ配設する必要があり、装置が複雑となる。
【０００６】
また、特許文献２に記載の装置は、超音波探触子を結ぶ軸線が材料中心位置を通るように位置合せする手段を有するが、管の横断面内の複数箇所における外径や肉厚を測定する手段は示されていない。さらに、超音波探触子の測定精度は、マイクロメータの測定精度よりも低くて不十分である。
上述のように、従来の技術では、鋼管の横断面内の複数箇所における外径や肉厚を簡易にかつ十分な測定精度で自動測定することができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためになされた本発明は、以下のとおりである。
（１） レーザ距離計を用いて鋼管の横断面内の複数箇所における外径、肉厚を測定する装置であって、
鋼管の内径よりも径が小さい内円と、該内円の中心を通り該内円の径方向に延びる第１の直線との２つの交点のいずれか１つに１つ、または、これら２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の内周面までの前記第１の直線方向の距離測定用の内側レーザ距離計と、
前記内円と同一平面内にあり前記内円と同心で鋼管の内径よりも径が大きい第１の外円と、前記第１の直線との２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の外周面までの第１の直線方向の距離測定用の第１の外側レーザ距離計と、
前記内円と同一平面内にあり前記内円と同心で鋼管の外径よりも径が大きい第２の外円と、該第２の外円の径方向に延び前記第１の直線と前記中心にて直交する第２の直線との２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の外周面までの前記第２の直線方向の距離測定用の第２の外側レーザ距離計と、
前記第１の外側レーザ距離計および前記第２の外側レーザ距離計を支持する外枠部と、前記第内側レーザ距離計を支持する内枠部とが一体化されてなる枠体と、
前記枠体を、前記内円、前記第１の外円、前記第２の外円を含む平面と直交する方向を回転軸として回転させる枠体回転手段と、
前記枠体を、少なくとも前記第２の直線の方向に移動させることが可能な枠体移動手段と、
前記枠体を前記平面に垂直な方向に前後進させる前後進手段とを有することを特徴とする、鋼管の寸法測定装置。
（２） ２つの前記第２の外側レーザ距離計による測定値の差が０となるように前記枠体移動手段を制御する位置合わせ手段をさらに有することを特徴とする前項（１）に記載の鋼管の寸法測定装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鋼管の横断面内の複数箇所における外径や肉厚を簡易にかつ十分な測定精度で自動測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の１例を示す側面図
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図
【図３】図１の例を用いた寸法測定手順を説明する図
【図４】図１の例を用いた別の寸法測定手順を説明する図
【図５】図１の例を用いたさらに別の寸法測定手順を説明する図
【図６】本発明の別の例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
例えば図１〜図２に示すように、本発明に係る鋼管の寸法測定装置（略して本発明装置）は、第１の外側レーザ距離計１、内側レーザ距離計１Ａ、第２の外側レーザ距離計２、枠体３、枠体回転手段４、枠体移動手段７、前後進手段５、位置合わせ手段８、寸法演算器６を具備する。
内側レーザ距離計１Ａは、被測定対象物である鋼管１０の外径よりも径が小さい内円１２と、該内円１２の中心Ｏを通り該内円１２の径方向に延びる第１の直線１３との２つの交点に１つずつ設けられている。内側レーザ距離計１Ａは、鋼管１０の内面までの距離を測定するものであり、それぞれ、第１の直線１３に沿う方向で、内円１３の外側向きに距離を測定可能としてある。なお、図中の例では、２つの交点の１つずつ設けられているが、これらのうちいずれか１つを省略することもできる。
【００１１】
第１の外側レーザ距離計１は、前記内円１２と同一平面内にあり前記内円１２と同心で鋼管の内径よりも径が大きい第１の外円１１Ａと、前記第１の直線１３との２つの交点に１つずつ設けられている。第１の外側レーザ距離計１は、鋼管１０の外面までの距離を測定するものであり、それぞれ、第１の直線１３に沿う方向で、第１の外円１１Ａの内側向きに距離を測定可能としてある。
【００１２】
第２の外側レーザ距離計２は、前記内円１２と同一平面内にあり前記内円１２と同心で鋼管の外径よりも径が大きい第２の外円１１Ｂと、該第２の外円１１Ｂの径方向に延び前記第１の直線１３と前記中心Ｏにて直交する第２の直線１４との２つの交点に１つずつ設けられている。第２の外側レーザ距離計２は、鋼管の外面までの距離を測定するものであり、それぞれ、第２の直線１４に沿う方向で、第２の外円１１Ｂの内側向きに距離を測定可能としてある。
【００１３】
枠体３は、前記第１の外側レーザ距離計１および第２の外側レーザ距離計２を支持する外枠部３Ａと、前記内側レーザ距離計１Ａを支持するうち内枠部３Ｂとを一体化した構造のものとする。
枠体回転手段４は、前記内円、前記第１の外円、前記第２の外円を含む平面と直交する方向を回転軸として回転させるものである。図１、２に示した例では、前記枠体３の内枠部３Ｂを回転軸４Ａで軸支して回転させるようにしてあり。回転軸４Ａは、内円１２、第１の外円１１Ａ、第２の外円１１Ｂを含む面に直交する方向を向く軸である。回転軸４Ａの回転中心は、前記内円１２の中心Ｏと同じ位置とされており、また、回転軸はその軸方向が、内円１３、第１の外円１１Ａ，第２の外円１１Ｂを含む面と直交する。したがって、枠体回転手段４により枠体３を回転させると、内側レーザ距離計１Ａは内円１２に沿って、第１の外側レーザ距離計１は第１の外円１１Ａに沿って、第２の外側レーザ距離計２は第２の外円１１Ｂに沿って周回する。
【００１４】
枠体移動手段７は、枠体３を第２の直線１４の方向に移動させることが可能としてある。図中の例は、枠体移動手段７が、枠体３を内円１３、第１の外円１１Ａ、第２の外円１１Ｂを含む平面と平行な面内で少なくとも前記第２の直線の方向に移動させるものである。この例では、枠体３を内円１３、第１の外円１１Ａ、第２の外円１１Ｂを含む平面が、上下方向および左右方向を含む面であるので、この平面内で互いに直交する２つの方向として上下方向、左右方向を採用し、これら方向に枠体３を移動させる枠体移動手段７として上下移動手段７Ａと左右移動手段７Ｂとを有している。上下移動手段７Ａが枠体回転手段４を上下動可能に支持し、左右移動手段７Ｂが上下移動手段７Ａを左右に移動可能に支持している。よって、これら２つの移動手段を組み合わせれば、枠体３を回転させて第２の直線が傾いていたとしても、第２の直線の方向に枠体３を移動させることが可能である。
【００１５】
前後進手段５は、枠体３を内円１３、第１の外円１１Ａ、第２の外円１１Ｂを含む平面と垂直な方向に前後進させるものであり、左右移動手段７Ｂを該平面と垂直な方向に前後進可能に支持している。被測定物である鋼管１０の管軸方向を、前後進手段５の前後進方向と一致させ、枠体３の鋼管１０の一端に対向配置し、この状態で前後進手段５により枠体３を鋼管１０側へと前進させることにより、内枠部３Ｂを鋼管１０の内側に挿入し、かつ、外枠部３Ａを鋼管の外周の外側に位置させる。この枠体の前進移動により、内側レーザ距離計１Ａを鋼管１０の内周面に対向配置させ、第１の外側レーザ距離計１および第２の外側レーザ距離計２を鋼管１０の外周面に対向配置させることができる。
【００１６】
なお、枠体回転手段４、枠体移動手段７、および、前後進手段５は、通常よく用いられているアクチュエータ（シリンダ、モータなど）と簡単な自動制御系とを組み合わせることで容易に構成できる。
位置合わせ手段８は、鋼管の外径、および、肉厚を測定するのに用いる第１の外側レーザ距離計および内側レーザ距離計が鋼管１０に対して測定可能位置となるように、枠体移動手段７および回転手段４を制御するものであり、第２の外側レーザ距離計の測定値Ｌ２１、Ｌ２２、あるいはさらに、第１の外側レーザ距離計の測定値Ｌ１１、Ｌ１２または内側レーザ距離計の測定値Ｌ1A1、L1A2のうちの少なくともいずれかが入力され、これら測定値にもとづいて枠体移動手段７を動作させる。
【００１７】
寸法演算器６は、第１の外側レーザ距離計の測定値Ｌ１１、Ｌ１２、および、内側レーザ距離計の測定値Ｌ1A1、L1A2が入力され、これら測定値にもとづいて鋼管１０の外径および肉厚を演算するものである。
位置合わせ手段８と寸法演算器６とで、寸法測定装置の制御装置２０を構成している。
以上説明した、本実施形態に係る装置にて、鋼管１０の外径および肉厚を、鋼管の横断面における周方向の複数点について測定する方法を説明する。
【００１８】
図３は、本発明の鋼管の寸法測定装置を用いた寸法測定手順の概略を示す図であり、図１のＡ−Ａ矢視図に相当するものである。なお、図３（ｂ）〜（ｆ）では、外枠部３Ａ、内枠部３Ｂについては省略した図としている。
先ず、鋼管１０の一端を枠体３に対向配置させる。なお、前後進手段５による前後進方向が鋼管の管軸方向となるよう、測定装置は予め固定されている。そして、前後進手段５により枠体３を前進させ、内枠部３Ｂを鋼管１０の内側に挿入し、かつ、外枠部３Ａを鋼管の外周の外側に位置させる。この状態で寸法装置の鋼管１０へのセットが完了である。なお、枠体３は初期状態において、第１の直線が上下方向、第２の直線が水平方向となるようにしてあり、また、セット完了状態においては、鋼管１０の中心Ｐは第１のレーザ距離計の測定方向である第１の直線１３上にはない（図３（ａ）参照）。
【００１９】
セットを完了した後に、制御装置２０に測定開始指令を与えると、まず、制御装置２０の位置合わせ手段８が位置合わせを開始する。図３（ａ）〜図３（ｂ）に示すように、２つの第２のレーザ距離計２のそれぞれで鋼管内面までの距離を測定しながら、枠体移動手段７を動作させ、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となる位置に枠体３を移動させる。図３（ａ）の例では、初期状態において第１の直線１３が上下方向、第２の直線１４が水平方向となっており、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるためには、枠体３を水平方向に移動させる必要があり、よって、左右移動手段７Ｂを用いて枠体３を移動させている。
【００２０】
次に、制御手段の寸法演算器が１番目の寸法測定を行う。測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となった状態（図３（ｂ）の状態）では、第１の直線１３上に鋼管１０の中心Ｐがあるから、第１の直線１３と鋼管の外周との２つの交点間の距離が鋼管の外径であり、第１の直線１３と鋼管の内周との２つの交点間の距離が鋼管の内径である。よって、図３（ｃ）に示すように第１の直線１３に沿って鋼管外面までの距離を測定する第１のレーザ距離計を用いて鋼管外面までの距離を測定して測定値Ｌ１１，Ｌ１２を得て、第１の直線１３に沿って鋼管内面までの距離を測定する内側レーザ距離計を用いて鋼管内面までの距離を測定して測定値Ｌ1A1、Ｌ1A2を得れば、鋼管の外径Ｄ、鋼管の肉厚ｔ1、ｔ2は以下の演算式で求めることができる。
Ｄ＝第１の外円の直径−（Ｌ１１＋Ｌ１２）
ｔ1＝第１の外円の半径−内円の半径−（Ｌ１１＋Ｌ1A1）
ｔ2＝第１の外円の半径−内縁の半径−（Ｌ１２＋Ｌ1A2）
１番目の寸法演算が完了すると、１番目の外径演算結果Ｄ1および２つの肉厚演算結果ｔ11、ｔ21を記録した後、位置合わせ手段が、２番目の寸法測定位置への枠体３の回転を行う。枠体の回転は、図３（ｄ）に示すように、枠体回転手段４を用いて、枠体３を所定角度θだけ回転させる。所定角度θは、鋼管の周方向に何点の外径、肉厚測定を行うかにより決まる角度である。管円周上の複数の点（便宜上、等角度間隔で２×Ｎ箇所の肉厚、Ｎ箇所の外径を測定するとする）を測定対象としたとき、回転角度θ＝１８０°／Ｎの小回転を行う。この角度θについては予め位置合わせ手段８に入力し設定しておく。
【００２１】
次に、位置合わせ手段８は、第２のレーザ距離計２を用いて鋼管外面までの距離を測定して測定値Ｌ２１、Ｌ２２を得つつ、図３（ｅ）に示すように、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるように枠体移動手段７を用いて枠体３を第２の直線１４の方向へ移動させる。第２の直線１４の方向へ移動させるには、ｎ番目の測定である場合には、左右移動手段７Ｂの移動量ｘに対して、上下移動手段７の移動量をｘ・tan［（ｎ−１）・θ）］とすればよい。このように位置合わせをした後、図３（ｆ）に示すように、第１の外側レーザ距離計１および内側レーザ距離計１Ａを用いて測定を行い、寸法演算器６が得られた測定値Ｌ１１，Ｌ１２、Ｌ1A1、Ｌ1A2から上述の演算式により鋼管の外径および肉厚を求め、２番目の外径演算結果Ｄ2、および肉厚演算結果ｔ12、ｔ22を記録する。
【００２２】
この作業を繰り返し、合計でＮ回の第１のレーザ距離計による測定を行うことで、鋼管の周方向にＮ箇所についての鋼管の外径、２×Ｎ箇所についての鋼管の肉厚を測定することができる。
なお、図３（ｃ）の状態から図３（ｄ）の状態へ至る枠体３を回転させる動作と、図３（ｄ）の状態から図３（ｅ）の状態へ至る、枠体回転後の枠体３の位置合わせ動作とは、同時に行うようにしてもよい。この場合、位置合わせ手段８は枠体回転手段３を作動させるとともに、第２の外側レーザ距離計による測定を行い、その測定値Ｌ２１、Ｌ２２との差が０を維持できるように、左右移動手段および上下移動手段を作動させる。第２の直線１４の方向に枠体を移動させるには、回転角度θの変化にともない、上下移動手段と左右移動手段との移動量の関係を変えて行けばよい。
【００２３】
図４は、図１に示した本発明の装置を用いた別の測定法を説明する図である。なお、以下の説明においても、位置合わせが位置合わせ手段８が、鋼管の外径、肉厚の演算は寸法演算器６が行うものである。図４（ａ）〜（ｄ）までは、鋼管１０への測定装置のセットから２番目の測定位置への枠体３の回転までの行程であり、図３（ａ）〜（ｄ）と同様の方法であるので説明は省略する。この例では、枠体３を所定角度θ回転させた後の、枠体移動手段による位置合わせ法が図３の例とは異なっている。すなわち、図４（ｅ）に示すように、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるように枠体移動手段７を用いて枠体３を移動させるが、図４（ｄ）〜（ｅ）に至る例では、上下移動手段７Ａを用いて枠体を下方へ移動させることにより、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるようにしている。その後に、図４（ｆ）に示すように、第１のレーザ距離計１および内側レーザ距離計１Ａによる測定を行い、第１のレーザ距離計と鋼管外面との間の距離の測定値Ｌ１１，Ｌ１２、および、内側レーザ距離計と鋼管内面との間の距離の測定値Ｌ1A1、Ｌ1A2を得て、上述の演算式により、鋼管の外径Ｄ、鋼管の肉厚ｔ1、ｔ2を求める。
【００２４】
図４の例では、図４（ａ）から図４（ｂ）の状態への枠体３の移動では、水平方向に枠体３を移動させて上下方向に沿って存在する第１の直線１３上に鋼管１０の中心Ｐを位置させている。さらに、図４（ｄ）の状態へ枠体３を回転させるが、この状態においては枠体３の回転中心の真下に鋼管１０の中心１０が位置しているので、この状態から上下方向（最初の移動方向と直交する方向）に枠体３を移動させて、第１の直線１３上に鋼管１０の中心Ｐを位置させると、回転軸４Ａの中心と鋼管１０の中心Ｐとが一致する。したがって、以後は、枠体３を回転させても、常に、測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるので、３回目の測定以降は枠体移動手段７による位置合わせを省略してもよいこととなる。
【００２５】
また、第１回目の第１のレーザ距離計による測定を行う前に、第２のレーザ距離計２による測定値Ｌ２１、Ｌ２２の差が０となるようにだけでなく、内側レーザ距離計１Ａによっても測定を行い測定値Ｌ1A1、Ｌ1A2の差が０となるように、あるいは、第１の外側レーザ距離計１によっても測定を行い測定値Ｌ１１，Ｌ１２の差が０となるように枠体３を移動させるようにしてもよい。上下移動手段７Ａと左右移動手段７Ｂとを用いて、図５（a）、（ｂ）に示すように、水平移動と上下移動の両方を行うことにより、Ｌ２１、Ｌ２２の差が０という条件と、Ｌ1A1、Ｌ1A2の差が０あるいはＬ１１，Ｌ１２の差が０のいずれかの条件をともに満足させれば、枠体３の回転中心と鋼管１０の中心とが一致する状態となるので、以後は枠体３を回転させる都度、枠体移動手段７による位置合わせを行う必要はなくなる。
【００２６】
また、内側レーザ距離計による測定値Ｌ1A1、Ｌ1A2の差が０となるように、あるいは、第１のレーザ距離計による測定値Ｌ１１，Ｌ１２の差が０となるように枠体３を移動させる代わりに、第２の外側レーザ距離計の測定値Ｌ２１、Ｌ２２の和が所定値以下となるようにしてもよい。すなわち、図５に示すように、鋼管１０の中心Ｐが第２の直線１４上にある場合には、
Ｌ２１＋Ｌ２２＝第２の外円の直径−鋼管の外径
となるが、中心Ｐが第２の直線１４から離れるにつれて、Ｌ２１＋Ｌ２２の値は大きくなる。したがって、鋼管の外径として公称外径の値を与えておき、測定値Ｌ２１、Ｌ２２が次式の条件を満たすように枠体３を移動させることによっても、鋼管１０の中心Ｐを枠体３の回転中心にほぼ一致させることが可能である。
【００２７】
Ｌ２１＋Ｌ２２ ≦ 第２の外円の直径−鋼管の公称外径＋α
ここで、αは、実際の鋼管の外径が公称外径に比べて小さかった場合の余裕代
以上説明した、第２の外側レーザ距離計による測定値、あるいはさらに、第１の外側レーザ距離計、内側レーザ距離計による測定値を用いた枠体３の位置合わせは、位置合わせ手段８が自動で行い、また、第１の外側レーザ距離計、内側レーザ距離計による測定値からの外径および肉厚の演算については、寸法演算器６が自動で行うようにしているが、各レーザ距離計による測定値を計測しながら、手動で枠体移動手段７を運転して位置合わせを行うようにしてもよいし、また、第１の外側レーザ距離計、内側レーザ距離計による測定値からの外径および肉厚の演算についても、測定者が計算を行って求め、記録するようにしてもよい。
【００２８】
なお、上記の実施形態における寸法測定装置では、第１の外円１１Ａと第２の外円１１Ｂとが異なる径となっており、これら異なる外円上に第１の外側レーザ距離計と第２の外側レーザ距離計とが配置していたが、第１の外円１１Ａと第２の外円１１Ｂとを同一径としてひとつの外円上に第１の外側レーザ距離計と第２のレーザ距離計とを配置してもよい。
【００２９】
また、上記の実施形態における寸法測定装置は、枠体移動手段７が上下移動手段７Ａと左右移動手段７Ｂとから構成されているが、図３を用いて説明した例では、枠体３の位置合わせにおける枠体３の移動は、第２の直線１４の方向にのみ移動できればよいので、例えば、図６に示すように、回転軸４Ａに回転体４０を軸支させておき、この回転体４０に枠体３を第２の直線１４の方向へスライド可能に取り付けておくとともに、枠体移動手段７は回転体４０に対して枠体３をスライドさせる枠体スライド手段７Ｃを設けておくようにしてもよい。図６の例では、回転体４０に第２の直線１４と平行な軌道４１を設けてあり、枠体スライド手段７Ｃはこの軌道４１に沿って枠体３をスライドさせることを可能としてある。
【００３０】
さらに、本発明の装置においては、枠体の長さ十分に長くし、また、前後進手段による前後進可能範囲も十分に長くとれば、鋼管の長手方向についても複数の外径および肉厚の測定を行うことができる。
以上説明したとおり、本発明の鋼管の寸法測定装置によれば、管内側と管外側の寸法測定用のレーザ距離計（第１の外側レーザ距離計および内側レーザ距離計）を、管の横断面を含む面内で回転させる機能を持たせ、また、寸法測定用のレーザ距離計を配置した第１の直線とは上記面内で直交する第２の直線上に、位置合わせ用のレーザ距離計（第２のレーザ距離計）を配置し、さらに、第２の直線方向にレーザ距離計を移動させる移動手段（枠体移動手段）を設けてあるので、鋼管の横断面内の複数箇所における外径、肉厚の測定が可能となった。
【符号の説明】
【００３１】
１ 第１の外側レーザ距離計
１Ａ 内側レーザ距離計
２ 第２の外側レーザ距離計
３ 枠体
３Ａ 外枠部
３Ｂ 内枠部
４ 枠体回転手段
４Ａ 回転軸
５ 前後進手段
６ 寸法演算器
７ 枠体移動手段
８ 位置合わせ手段
１０ 鋼管
１１ 外円
１２ 内円
１３ 第１の直線
１４ 第２の直線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ距離計を用いて鋼管の横断面内の複数箇所における外径、肉厚を測定する装置であって、
鋼管の内径よりも径が小さい内円と、該内円の中心を通り該内円の径方向に延びる第１の直線との２つの交点のいずれか１つに１つ、または、これら２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の内周面までの前記第１の直線方向の距離測定用の内側レーザ距離計と、
前記内円と同一平面内にあり前記内円と同心で鋼管の内径よりも径が大きい第１の外円と、前記第１の直線との２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の外周面までの第１の直線方向の距離測定用の第１の外側レーザ距離計と、
前記内円と同一平面内にあり前記内円と同心で鋼管の外径よりも径が大きい第２の外円と、該第２の外円の径方向に延び前記第１の直線と前記中心にて直交する第２の直線との２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の外周面までの前記第２の直線方向の距離測定用の第２の外側レーザ距離計と、
前記第１の外側レーザ距離計および前記第２の外側レーザ距離計を支持する外枠部と、前記第内側レーザ距離計を支持する内枠部とが一体化されてなる枠体と、
前記枠体を、前記内円、前記第１の外円、前記第２の外円を含む平面と直交する方向を回転軸として回転させる枠体回転手段と、
前記枠体を、少なくとも前記第２の直線の方向に移動させることが可能な枠体移動手段と、
前記枠体を前記平面に垂直な方向に前後進させる前後進手段とを有することを特徴とする、鋼管の寸法測定装置。
【請求項２】
２つの前記第２の外側レーザ距離計による測定値の差が０となるように前記枠体移動手段を制御する位置合わせ手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の鋼管の寸法測定装置。
【請求項１】
レーザ距離計を用いて鋼管の横断面内の複数箇所における外径、肉厚を測定する装置であって、
鋼管の内径よりも径が小さい内円と、該内円の中心を通り該内円の径方向に延びる第１の直線との２つの交点のいずれか１つに１つ、または、これら２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の内周面までの前記第１の直線方向の距離測定用の内側レーザ距離計と、
前記内円と同一平面内にあり前記内円と同心で鋼管の内径よりも径が大きい第１の外円と、前記第１の直線との２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の外周面までの第１の直線方向の距離測定用の第１の外側レーザ距離計と、
前記内円と同一平面内にあり前記内円と同心で鋼管の外径よりも径が大きい第２の外円と、該第２の外円の径方向に延び前記第１の直線と前記中心にて直交する第２の直線との２つの交点に１つずつ設けた、該交点から鋼管の外周面までの前記第２の直線方向の距離測定用の第２の外側レーザ距離計と、
前記第１の外側レーザ距離計および前記第２の外側レーザ距離計を支持する外枠部と、前記第内側レーザ距離計を支持する内枠部とが一体化されてなる枠体と、
前記枠体を、前記内円、前記第１の外円、前記第２の外円を含む平面と直交する方向を回転軸として回転させる枠体回転手段と、
前記枠体を、少なくとも前記第２の直線の方向に移動させることが可能な枠体移動手段と、
前記枠体を前記平面に垂直な方向に前後進させる前後進手段とを有することを特徴とする、鋼管の寸法測定装置。
【請求項２】
２つの前記第２の外側レーザ距離計による測定値の差が０となるように前記枠体移動手段を制御する位置合わせ手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の鋼管の寸法測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７５８７（Ｐ２０１１−７５８７Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５０５２０（Ｐ２００９−１５０５２０）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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