【手続補正書】
【提出日】平成17年3月2日(2005.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形ロールにより円筒状に連続成形された鋼帯の両端部を突合せ高周波溶接し、その後矯正、切断して電縫鋼管を製造する造管ラインの、矯正スタンドの出側に３台の二次元変位計を等間隔で配置し、それぞれの位置での二次元の変位量を同時に測定し、その３つの測定値に基づいて電縫鋼管の曲り量を算出することを特徴とする電縫鋼管の曲り量自動測定方法。
【請求項２】
二次元変位計が渦流式二次元変位計である請求項１に記載の電縫鋼管の曲り量自動測定方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法で測定した曲り量を用いて、矯正スタンドのタークスヘッドロールを上下・左右に移動させる装置の駆動をフィードバック制御し、タークスヘッドロールの位置を調整して電縫鋼管の曲りを矯正することを特徴とする電縫鋼管の自動矯正方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電縫鋼管の曲り量自動測定方法は、その目的を達成するため、成形ロールにより円筒状に連続成形された鋼帯の両端部を突合せ高周波溶接し、その後矯正、切断して電縫鋼管を製造する造管ラインの、矯正スタンドの出側に３台の二次元変位計を等間隔で配置し、それぞれの位置での二次元の変位量を同時に測定し、その３つの測定値に基づいて電縫鋼管の曲り量を算出することを特徴とする。
また、電縫鋼管の自動矯正方法は、上記曲り量を用いて、矯正スタンドのタークスヘッドロールを上下・左右に移動させる装置の駆動をフィードバック制御し、タークスヘッドロールの位置を調整して電縫鋼管の曲りを矯正することを特徴とする。
二次元変位計としては、渦流式のものを使用することが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【実施の態様】
本発明にしたがった造管ライン内での電縫鋼管の曲り測定方法では、図２に示すように、タークスヘッドスタンド２２の出側に３台の二次元変位計２１を等間隔で配置した。間隔に応じて精度が変わってくるが、実用の造管ラインに付設することを考慮すると、５０〜５００ｍｍの間隔を空けて配置することが好ましい。
変位測定装置が、測定される電縫鋼管と接触すると測定するパイプに疵を付けたり、測定に影響を及ぼしたりするので、二次元変位計としては非接触式のものを使用することが好ましい。非接触式の二次元変位計として、測定精度の優れたレーザー変位計を使用することができる。低コストで二次元変位計を設置しようとすると、渦流式のものを使用することが好ましい。
本明細書では、渦流式二次元変位計を使用した場合について、以下に説明する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
渦流式二次元変位計で変位量を測定する際の各機器構成の概要を図３に示す。測定対象鋼管を検出コイル２１１内に挿入すれば、その鋼管の中心原点からの変位量が電位値として検出される。電子装置２１２内で換算すると表示装置２１３に読みやすい単位で数値表示でき、またオシロスコープ２１５に具体的変位位置を表示することもできる。
ところで、渦流式二次元変位計では測定対象鋼管の材質，外径によって位相，感度が異なるので、表示値は測定対象が変わるごとに相対的に変わってくる。したがって、予め使用する（測定しようとする）材質，外径の鋼管ごとにその位相，感度を把握しておく必要がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
その把握方法について説明する。
測定対象を原点からＸもしくはＹの一定方向に動かし、動かした後の座標（Ｘ，Ｙ）をマイクロメータ等で測定する。他方、このときの渦流式二次元変位計に現れた表示値（Ｘ′，Ｙ′）を確認する。
感度をγ、位相をαとすると、
（Ｘ2＋Ｙ2）1/2＝γ（Ｘ′2＋Ｙ′2）1/2
Ｘ＝γ（Ｘ′ｃｏｓα＋Ｙ′ｓｉｎα）
Ｙ＝γ（Ｘ′ｃｏｓα−Ｙ′ｓｉｎα）
の関係があるので、上記（Ｘ，Ｙ）の測定値と（Ｘ′，Ｙ′）の表示値から測定対象鋼管ごとの位相αと感度γを把握することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明者等は、代表的鋼種，外径について予め上記予備試験を実施し、各対象鋼管の位相αと感度γを把握し、渦流式二次元変位計に現れる電位値と実際の変位量の換算表を作成した。
実際の変位量と渦流式二次元変位計に現れる電位値を位相αと感度γで換算した一例を表１に示す。
この表は、例えば、ＳＵＳ３０４の外径３１．８ｍｍ、肉厚１．５ｍｍの鋼管をＸ軸の負の方向に０．５ｍｍ変位させたとき、二次元変位計の変換値が−０．４９Ｖの値を表示していることを示している。
したがって、二次元変位計のＸ軸方向，Ｙ軸方向の表示値を換算することにより、鋼管の縦横の変位量を把握できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の電縫鋼管の自動矯正方法について、具体的に矯正態様を説明する。
図２に示すように各機器を配置する。造管ラインのサイジングスタンド２５以降下流側には、サイジングロールを支点として電縫鋼管を左右・上下に曲げ矯正できるサイドロール２３と上下ロール２４が設けられたタークスヘッドスタンド２２、等間隔で設置した３台の渦流式二次元変位計２１、および電縫鋼管を所定寸法に移動しながら切断する走間切断機２６が順に設置されている。
自動曲げ矯正の制御は、３台の渦流式二次元変位計２１からそれぞれのＸ，Ｙ方向の変位信号を曲り量測定演算装置２７に取り込み、該演算装置で鋼種および鋼管厚に応じて曲り量が演算され、必要に応じて表示される。曲り量はタークスヘッド位置制御装置２８に送られ、該制御装置ではＸ，Ｙ方向の曲り量に対して逆方向に左右ロール位置決め電動モータ２９および上下ロール位置決め電動モータ３０を駆動させて左右ロール２３および上下ロール２４を移動させて電縫鋼管の曲りを矯正する。
なお、タークスヘッドロールの移動量が大きすぎると渦流式二次元変位計の内側に電縫鋼管が接触することが考えられるが、タークスヘッドロールの移動量に対して電縫鋼管が接触しない内径の渦流式二次元変位計が使用される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、フィードバック制御は、次のように行われる。すなわち、製造された電縫鋼管が最下流の渦流式二次元変位計内にある状態で、かつ先端部が無拘束の状態で各変位量を計測し、走間切断機２６が切断開始のために電縫鋼管を把持した段階でタークスヘッドロールが所定距離移動して矯正を開始する。次いで、走間切断器６が電縫鋼管の切断を完了し、次の溶接鋼管の先端部が無拘束状態で次の変位量を計測する。このサイクルを繰り返すことにより電縫鋼管の曲りが自動的に矯正される。
なお、電縫鋼管片側無拘束による自動曲りは、測定時の鋼管長さと鋼管厚み・径等に応じて計測変位量から自動補正する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【実施例】
ＳＵＳ３０４、外径１６．１ｍｍ，板厚１．０ｍｍの電縫鋼管について、１５０ｍｍ径の左右ロールおよび上下ロールを有するタークスヘッドスタンドの下流側に２００ｍｍ間隔で配置した３台の渦流式二次元変位計で、走行中の電縫鋼管の変位量を測定したところ、それぞれ（０．５，１．２），（０．６，１．７），（０．３，１．０）であった（単位はｍｍ）。
この測定値から曲り量を計算すると、電縫鋼管としては、Ｘ方向すなわち左右方向に＋０．２ｍｍ、Ｙ方向すなわち上下方向に＋０．６ｍｍ曲っていることが確認できた。
そこで、タークスヘッドロールを左右・上下位置をそれぞれ、−Ｘ方向に０．２ｍｍ、−Ｙ方向に０．６ｍｍ動かして、電縫鋼管の曲りを矯正した。
次の段階で同様に曲り量を測定したところ、Ｘ方向は０ｍｍ（曲りなし），Ｙ方向は＋０．２ｍｍであった。そこでタークスヘッドロールの上下位置を−０．２ｍｍ動かし、矯正した。その後はほとんど曲りのない電縫鋼管が得られた。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】  一般的な電縫鋼管製造ラインのレイアウトを説明する図
【図２】  本発明の二次元変位計の配置および矯正機器の配置状況を説明する図
【図３】  渦流式二次元変位計の構成要素を説明する図
【図４】  ３台の二次元変位計で曲り量を測定する態様を説明する図
【図５】  曲り量の計算手法を説明する図
【符号の説明】
１：アンコイラー    ２：レベラー    ３：端部切断機    ４：突合せ溶接機    
５：ルーパー    ６：入口ガイド    ７：ブレークダウンロール    
８：クラスターロール    ９：フィンパスロール    １０：高周波誘導溶接機    
１１：スクイズロール    １２：サイジングロール    
１３：タークスヘッドロール    １４：切断機    
２１：渦流式二次元変位計    ２２：タークスヘッドスタンド    
２３：サイドロール    ２４：上下ロール    ２５：サイジングスタンド    
２６：走間切断機    ２７：曲り量測定演算装置    
２８：タークスヘッド位置制御装置    ２９：左右ロール位置決め電動モータ    
３０：上下ロール位置決め電動モータ
２１１：検出コイル    ２１２：電子装置    ２１３：表示装置    
２１４：マルチメータ    ２１５：オシロスコープ