(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱コイルを備えた電縫管製造装置において、取付けられたビード切削刃物が昇降する方向に揺動する刃物取付フレームと、該刃物取付フレームの揺動運動を検出する機械的検出手段と、この検出量を素管開放部に設けたリニアセンサに誘導加熱コイル内を通って伝達する機械的伝達手段と、該機械的伝達手段が誘導加熱コイルの影響を受けないようにする２重管構造と、切削後のビード面を観察するセンサの測定値によってリニアセンサを較正する手段と、該リニアセンサの情報に基づいて前記刃物取付フレームを揺動させる遠隔操作可能な駆動装置とを備えたことを特徴とする電縫管の内面ビード切削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば１００ｍｍφ以下の小径電縫管にも好適に使用することができる電縫管の内面ビード切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電縫管はスケルプを順次曲げて素管に成形し、スケルプの縁部を突合わせてこの部分を溶接して製管する。管の内面に生じた溶接ビードは溶接直後の管内に配設したビード切削装置で切削され、管内面が平滑化される。ビード切削装置は溶接前のスケルプ曲げ加工中のスケルプの縁部の隙間から素管内に挿入されている。溶接のために素管縁部を選択加熱し、スクイズロールにてシーム部を圧着させるが、この加熱は、大径管ではシーム部入側直近の両横に配設したコンタクトチップによりなされ、小径管（概ね１００ｍｍφ以下）では素管の周囲を囲繞する誘導加熱コイルによってなされている。
【０００３】
従来、電縫管の内面ビード切削は、大径管に対しては切削刃物の高さを油圧等により遠隔操作で上下させる装置が用いられている。例えば特開２０００−２４８２６号公報にもこのような装置が開示されている。また板厚が変ったときなどの刃物位置の基準合わせには、管の溶接シーム部の一部を切り取ってシーム部の切削された形状を調査して定める。大径管では溶接部加熱はコンタクトチップを用いることと距離があるため、管内に切削部の形状を検知するセンサ等を設けてもノイズを受けない。しかし、小径管では溶接部近傍に素管を囲繞する誘導加熱コイルがあるため、センサや操作部を溶接後の管内に設けると、その情報を伝送する媒体が誘導加熱コイル中を通過するので誘導加熱コイルによってノイズを生じ、検出精度不良を招く問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決し、センサや操作部を管外に設け、誘導加熱コイルによる影響を受けないような機構とし、誘導加熱コイルを用いる小径の電縫管の製管工程においても好適に使用することができる電縫管の内面ビード切削装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、次の技術手段を講じたことを特徴とする電縫管の内面ビード切削装置である。
すなわち、本発明は、誘導加熱コイルを備えた電縫管製造装置において、取付けられたビード切削刃物が昇降する方向に揺動する刃物取付フレームと、該刃物取付フレームの揺動運動を検出する機械的検出手段と、この検出量を素管開放部に設けたリニアセンサに誘導加熱コイル内を通って伝達する機械的伝達手段と、該機械的伝達手段が誘導加熱コイルの影響を受けないようにする２重管構造と、切削後のビード面を観察するセンサの測定値によってリニアセンサを較正する手段と、該リニアセンサの情報に基づいて前記刃物取付フレームを揺動させる遠隔操作可能な駆動装置とを備えたことを特徴とする電縫管の内面ビード切削装置である。
【０００６】
本発明は、ビード切削刃物の高さ位置を、素管の未溶接位置に配設したリニアセンサによって検出し、これを素管内を通るロッドによる機械的伝達機構を用いて伝達するようにした。従ってセンサの検出情報が誘導加熱コイルの影響を受けない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
一般に、刃物高さ調整を外部から機械的に遠隔操作する装置は操作ロッド等の伸び等の影響があり、必ずしも好適な手段とは言いがたい。しかも、センサ等の検出値が誘導加熱コイルの影響を受けて信頼性が乏しくなれば、却って役に立たない。本発明は刃物取付フレームの駆動源とセンサを、フレーム直近と加熱コイルの影響を受ける位置に内外に分けて設け、上記の問題を解決するようにした。このセンサとしては素管の未溶接部の管内に配設したマグネスケール等の差動センサを用い、刃物取付フレームの揺動運動をリニア変化に変えてロッドにより伝達して検出する。なお、このリニアセンサは、管の肉厚変化、刃物の摩耗その他の変化に対しては、切削後のビード面を実際に観察するセンサ例えばレーザプロフィル計や超音波肉厚計などの測定値によって較正する。
【０００８】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例の電縫管の内面ビード切削装置の全体を示す構成図である。
本発明の電縫管の内面ビード切削装置１は、溶接直後の管内に配設したビード切削刃物取付フレーム１０、これを管外から揺動させる駆動システム３０、素管の未溶接位置に配設されたリニアセンサ５０及びリニアセンサ５０をビード切削刃物取付フレーム１０と結合する結合システム７０とから成っている。素管のシーム部を溶接するためのスクイズロール９１の上流側に誘導加熱コイル９０が設けられており、結合システム７０は誘導加熱コイルの影響を受けない２重管ロッドが誘導加熱コイルの位置を貫通してリニアセンサ５０に連結されている。すなわち、刃物取付フレームの揺動運動を検出する機械的検出手段と、この検出量を素管開放部に設けたリニアセンサに誘導加熱コイル内を通って伝達する機械的伝達手段と、該機械的伝達手段が誘導加熱コイルの影響を受けないようにする２重管構造と、切削後のビード面を観察するセンサの測定値によってリニアセンサを較正する手段とを備えている。
【０００９】
図２は実施例の主要部の側面図で、図１のＸ部の詳細図である。刃物取付フレーム１０は、先頭端のヘッド本体１０ａに上ローラ１１を備え、上ローラ１１の上流にビード切削刃物１３、ビード切削刃物１３より上流側に下ローラ圧下用揺動クランク２０を備え、さらに、その尾端側は揺動検知装置７０に連結されている。フレーム１０とクランク２０とは別体である。
【００１０】
図３は図２のＡ−Ａ矢視図で、上ローラ１１を示している。上ローラ１１は管１００の内面の最上部に当接する。この上ローラ１１はフレーム本体１０ａに軸１２を介して回転自在に取付けられている。図４は図２のＢ−Ｂ矢視図で、ビード切削刃物１３が取り付けられている。図５は、図２のＣ−Ｃ矢視図で下ローラ１４を示しており、この下ローラ１４は管１００の内面の最下部に接している。この下ローラ１４は揺動クランク２０に軸１５を介して回転自在に取付けられている。図６は図２のＤ−Ｄ矢視図で後方上ローラ１６を示している。後方上ローラ１６はフレーム１０に軸１７を介して取付けられており、回転自在である。この軸１７は揺動クランク２０の上部の孔に挿入されており、揺動クランク２０は軸１７を中心に揺動する。揺動クランク２０の中間部には軸２１が取付けられており、この軸２１にシャックル２２が取付けられている。このシャックル２２には揺動ロッド２３が取付けられている。揺動ロッド２３は、中心軸６５を経て管外の駆動システム３０（図１参照）に連結されている。駆動システム３０は揺動ロッド２３を介してクランク２０を前後に操作する。クランク２０が揺動ロッド２３によって前後に押し引きされると、下ローラが圧下されて切削装置全体が昇降し、管内に拘束される状態になる。
【００１１】
図１０，１１にビード切削刃物取付フレーム１０を示した。図１０は平面図、図１１はその側面図である。図１０、１１の向かって左端は先端部であって上ローラ１１の軸１２を取り付ける二股部を備え、その上流側の上端にビード切削刃物１３が取り付けられ、さらに尾端延長部１８に揺動運動による動きを取り出すためのピン孔１９が設けられている。このピン孔１９は、図１２に示すコマ８０の孔８１を通るピンによってコマ８０を取り付けるためのものである。このコマ８０は、図１３に示すように、結合システム７０の結合金物７１に設けた斜めの矩形孔７２内に移動自在に挿入される。ビード切削刃物取付フレーム１０が上ローラ１１を中心として揺動したとき、コマ８０は斜めの矩形孔７２内で上下動するから、結合金物７１はこの上下動に伴って水平移動する。この水平移動はピン７４に取り付けた連結金物７６（図２参照）に伝えられる。
【００１２】
図７は、図２のＥ−Ｅ矢視図である。結合金物７１はガイドレール７３に沿って水平運動し、ピン７４を介して連結金物７６を移動させる。連結金物７６は、シリンダ６２のロッド６１に連結しており、その移動をシリンダ６２に入力する。図８は図２のＦ−Ｆ矢視図である。シリンダ６２は入力された情報を増幅してロッド６３に出力する。ロッド６３はロッド６４を介してこの出力をリニアセンサ５０に伝達する。図９は図２のＧ−Ｇ矢視図である。刃物取付フレームを揺動させるロッド２３はピン２４を介して中空ロッド６５に連結され、ロッド６４はその中空部を通って取り出される。ロッド６４は、誘導加熱コイル９０内を通って管外まで伸びているが、機械的伝達手段であるロッドであるので、情報伝達に関して誘導加熱コイルの影響を受けない。
【００１３】
図１に示すように、切削後の形状測定センサの情報に基づいてリニアセンサのコントロール量をかえる。
【００１４】
従来、ビード切削は、切込量を０．１ｍｍ単位で調整していたが、センサの伝達情報が誘導加熱コイルから受けるノイズの影響によって、０．１ｍｍ以上の誤差を生ずることがあったが、本発明により切込量０．０５ｍｍの精度を得ることができるようになった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の電縫管の内面ビード切削装置は以上のように構成され、ビード切削量（ビード切削刃物位置）を検出してビード切削刃物高さを適正に制御するセンサが誘導加熱コイルの影響を受けないようにしたから、精度の高い検出と制御を達成することができ、生産ラインを停止してサンプリングによりセンサの精度を確認する必要が無くなり、生産性が向上するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の全体システムを示す骨格図である。
【図２】実施例の側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】図２のＤ−Ｄ矢視図である。
【図７】図２のＥ−Ｅ矢視図である。
【図８】図２のＦ−Ｆ矢視図である。
【図９】図２のＧ−Ｇ矢視図である。
【図１０】ビード切削刃物取付フレームの平面図である。
【図１１】図１０の側面図である。
【図１２】コマの側面図である。
【図１３】検出部の側面図である。
【符号の説明】
１    ビード切削装置
１０    刃物取付フレーム
１０ａ    ヘッド本体
１１    上ローラ
１２    軸
１３    ビード切削刃物
１４    下ローラ
１５    軸
１６    後方上ローラ
１７    軸
１８    尾端延長部
１９    ピン孔
２０    揺動クランク
２１    軸
２２    シャックル
２３    揺動ロッド
２４    ピン
３０    駆動システム
３１    出力信号
５０    リニアセンサ
５１    出力
６１    ロッド
６２    シリンダ
６３    ロッド
６４    ロッド
６５    中空ロッド
６６    ガイド
７０    結合システム
７１    結合金物
７２    矩形孔
７３    ガイドレール
７４    ピン
７６    連結金物
８０    コマ
８１    孔
９０    誘導加熱コイル
９１    スクイズロール
１００    管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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