(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ外面の上部溶接時に発生する熱変形によるパイプ曲りを考慮した、溶接機出側の搬送装置高さ制御方法であって、
溶接機出側の搬送装置の上流に設置したエリアセンサにてパイプの高さ位置を計測し、計測したパイプの高さ位置に基づいて、前記搬送装置の上昇量を演算し、パイプが前記搬送装置に到着するまでに制御することを特徴とする溶接機出側の搬送装置高さ制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接機出側の搬送装置高さ制御方法において、
前記上昇量Ｙ（ｍｍ）は、
エリアセンサと溶接機出側の搬送装置の距離Ｌ（ｍ）、パイプの単位長さ当たりの最大曲り量Ｗ（ｍｍ／ｍ）、エリアセンサ高さｈ（ｍｍ）、エリアセンサ未検出長Ｈ（ｍｍ）、および前記搬送装置の接地面から前記搬送装置の搬送ローラの上端までの下限高さを前記搬送装置の下限位置Ｈｃ（ｍｍ）とすると、以下の（１）式で演算することを特徴とする溶接機出側の搬送装置高さ制御方法。
【数１】
0006003907.tif 000005
【請求項３】
パイプ外面の上部溶接時に発生する熱変形によるパイプ曲りを考慮した、溶接機出側の搬送装置高さ制御装置であって、
溶接機出側の搬送装置の上流に設置し、パイプの高さ位置を計測するエリアセンサと、
計測したパイプの高さ位置に基づいて前記搬送装置の上昇量を演算する演算器と、
演算した上昇量だけ前記搬送装置をパイプが前記搬送装置に到着するまでに制御する制御器とを具備することを特徴とする溶接機出側の搬送装置高さ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の溶接機出側の搬送装置高さ制御装置において、
前記上昇量Ｙ（ｍｍ）は、
エリアセンサと溶接機出側の搬送装置の距離Ｌ（ｍ）、パイプの単位長さ当たりの最大曲り量Ｗ（ｍｍ／ｍ）、エリアセンサ高さｈ（ｍｍ）、エリアセンサ未検出長Ｈ（ｍｍ）、および前記搬送装置の接地面から前記搬送装置の搬送ローラの上端までの下限高さを前記搬送装置の下限位置Ｈｃ（ｍｍ）とすると、以下の（１）式で演算されることを特徴とする溶接機出側の搬送装置高さ制御装置。
【数１】
0006003907.tif 000006
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接機出側の搬送装置高さ制御方法および装置に関し、特に、鋼管（以下、パイプとも称する）外面の溶接時に発生する熱変形によるパイプ曲りを考慮するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＵＯＥ鋼管 は、厚板を特殊なプレス機で「Ｕ」次いで「Ｏ」字状に整形して、接合部をアーク溶接した後、内側からエキスパンダーで拡張(Ｅ)して所定の寸法に仕上げた鋼管である。鋼管の外面上部溶接では、溶接入熱によりパイプ上部の溶接部が伸び、その結果、長手方向にパイプの下反りが発生する。溶接機を固定した状態でパイプを搬送しながら溶接する場合、溶接機出側の搬送装置を下反りに対応したものにしなければならない。
【０００３】
すなわち、パイプを溶接しながら搬送する場合、溶接機出側の搬送装置は上下方向動作させてパイプの反りに合わせてを搬送するようにしなければならない。例えば、特許文献１には、出側搬送コンベアローラ直前にパイプ通過センサを設け、パイプ検出後ローラの回転を検出するまでローラを上昇させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５３５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のように、パイプの通過検出センサおよびローラ回転検出センサを使用する場合には、パイプの通過を検出してからローラ待機位置からローラを上昇させるため、ローラ待機位置によってローラ上昇時間にバラツキがでてしまう。
【０００６】
ローラ上昇時間を短くしようとローラ待機位置を上方位置に設定すると、パイプが予想より曲っているケースでは、ローラにパイプが衝突してしまい搬送異常となる危険性がある。このため、ローラにパイプが衝突しないように下方位置にローラを待機させる場合は、ローラの待機位置までの下降時間およびパイプ検出後の上昇時間が長くかかってしまい、搬送開始までに無駄な時間が発生することとなる。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鋼管反りに対する出側搬送装置高さ制御を適正に行うことにより、溶接中の鋼管搬送を安定的かつ効率的に行うことができる、溶接機出側の搬送装置高さ制御方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
【０００９】
［１］  パイプ外面の上部溶接時に発生する熱変形によるパイプ曲りを考慮した、溶接機出側の搬送装置高さ制御方法であって、
溶接機出側の搬送装置の上流に設置したエリアセンサにてパイプの位置を計測し、計測したパイプの位置に基づいて、前記搬送装置の上昇量を演算し、パイプが前記搬送装置に到着するまでに制御することを特徴とする溶接機出側の搬送装置高さ制御方法。
【００１０】
［２］  上記［１］に記載の溶接機出側の搬送装置高さ制御方法において、
前記上昇量Ｙ（ｍｍ）は、
エリアセンサと溶接機出側の搬送装置の距離Ｌ（ｍ）、パイプの単位長さ当たりの最大曲り量Ｗ（ｍｍ／ｍ）、エリアセンサ高さｈ（ｍｍ）、エリアセンサ未検出長Ｈ（ｍｍ）、および前記搬送装置の下限位置Ｈｃ（ｍｍ）とすると、以下の（１）式で演算することを特徴とする溶接機出側の搬送装置高さ制御方法。
【００１１】
【数１】
0006003907.tif 000002
【００１２】
［３］  パイプ外面の上部溶接時に発生する熱変形によるパイプ曲りを考慮した、溶接機出側の搬送装置高さ制御装置であって、
溶接機出側の搬送装置の上流に設置し、パイプの位置を計測するエリアセンサと、
計測したパイプの位置に基づいて前記搬送装置の上昇量を演算する演算器と、
演算した上昇量だけ前記搬送装置をパイプが前記搬送装置に到着するまでに制御する制御器とを具備することを特徴とする溶接機出側の搬送装置高さ制御装置。
【００１３】
［４］  上記［３］に記載の溶接機出側の搬送装置高さ制御装置において、
前記上昇量Ｙ（ｍｍ）は、
エリアセンサと溶接機出側の搬送装置の距離Ｌ（ｍ）、パイプの単位長さ当たりの最大曲り量Ｗ（ｍｍ／ｍ）、エリアセンサ高さｈ（ｍｍ）、エリアセンサ未検出長Ｈ（ｍｍ）、および前記搬送装置の下限位置Ｈｃ（ｍｍ）とすると、以下の（１）式で演算されることを特徴とする溶接機出側の搬送装置高さ制御装置。
【００１４】
【数１】
0006003907.tif 000003
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、溶接機出側搬送装置の高さ位置制御を適正に行うようにしたので、溶接中の鋼管搬送を安定的かつ効率的に行うことができ、生産性、即ち単位時間当りの処理量を向上することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】溶接機出側の搬送装置についての装置構成例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係る溶接機出側の搬送装置高さ制御装置の装置構成を示す模式的断面図である。
【図３】エリアセンサを模式的に示す図である。
【図４】溶接機出側の搬送装置の高さ演算方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態について、図面ならびに数式に基づいて説明を行う。図１は、溶接機出側の搬送装置についての装置構成例を示す模式的断面図である。図中、１は鋼管（パイプ）、２は溶接機、３は固定式コンベアローラ、４は溶接機出側搬送装置（昇降式コンベアローラ）、５はエリアセンサ、および６は通過センサをそれぞれ表す。
【００１８】
溶接機２で外面溶接された鋼管（パイプ）１は、溶接機側の高さ固定式の固定式コンベアローラ３で搬送された後、パイプの反りに合わせて上下方向移動可能な溶接機出側搬送装置（昇降式コンベアローラ）４にて搬送される。これまでの溶接機出側搬送装置４は、溶接機出側搬送装置４の直上に設置した通過センサ６で、鋼管１の先端到着を検知した後、溶接機出側搬送装置４を上昇させていた。
【００１９】
本発明では、溶接機出側搬送装置４の上流に距離Ｌの位置にエリアセンサ５を設置し、このエリアセンサ５にてパイプ１の位置を計測し、計測したパイプ１の位置に基づいて直下流の溶接機出側搬送装置４の高さを決定する。図１では、エリアセンサ５と溶接機出側搬送装置４のペアを３セット配置している例を示している。
【００２０】
図２は、本発明に係る溶接機出側の搬送装置高さ制御装置の装置構成を示す模式的断面図である。図中、４ａは搬送ローラ、４ｂは昇降台、４ｃは回転検出センサ、７は演算器、および８は制御器をそれぞれ表し、その他の符号を図１と同じであり説明を省略する。
【００２１】
溶接機出側搬送装置４は、パイプ１を搬送する搬送ローラ４ａ、搬送ローラ４ａを昇降する昇降台４ｂ、およびパイプ１の搬送に伴う搬送ローラ４ａの回転を検出する回転検出センサ４ｃといった主な要素で構成されている。
【００２２】
演算器７は、通過センサ６、回転検出センサ４ｃ、およびエリアセンサ５からの情報に基づいて、昇降式コンベアローラ４の昇降量を演算し、制御器８に送る。制御器８は、これに基づいて昇降台４ｂを昇降する。
【００２３】
図３は、エリアセンサを模式的に示す図である。エリアセンサ投光器とエリアセンサ受光器を面対向させ、センサビームを遮るパイプの位置を信頼性高く検出することができる。パイプの位置（高さ）方向検出精度は±１〜２ｍｍ程度のものが好適である。なお、ここの説明では、パイプの位置を計測するのに上述のエリアセンサを用いているが、レーザなどを用いた距離計を用いるようにしてもよい。
【００２４】
図４は、溶接機出側の搬送装置の高さ演算方法を説明する図である。溶接開始後、距離Ｌ（ｍ）離れたエリアセンサ５にて先ずパイプ１の先端の高さ位置を計測し、この計測した高さ位置に基づいて昇降式コンベア上昇量を演算し、昇降式コンベア４へパイプ１が達する前までに、予め昇降式コンベアを上昇させておく。ここで、パイプの単位長さ当たりの最大曲り量Ｗ（ｍｍ／ｍ）、エリアセンサ高さｈ（ｍｍ）、エリアセンサ未検出長Ｈ（ｍｍ）、昇降式コンベア上昇量Ｙ（ｍｍ）、および昇降式コンベア下限位置Ｈｃ（ｍｍ）とすると、これらには図４に示した関係式が成り立つ。
【００２５】
そして、式を変形すると、昇降式コンベア上昇量Ｙ（ｍｍ）は以下の（１）式で求めることができる。
【００２６】
【数１】
0006003907.tif 000004
【００２７】
すなわち、（１）式で演算される昇降式コンベア上昇量Ｙは、予想されるパイプの最大曲り量Ｗに関係しており、図２に示す演算器７で演算し、制御器８に送られパイプ１の先端が溶接機出側搬送装置（昇降式コンベア）４に達するまでに、先回りして昇降台４ｂを調節する。なお、（１）式中のパイプの単位長さ当たりの最大曲り量Ｗは、予想されるパイプの最大曲り量とすれば、パイプ１の先端が溶接機出側搬送装置（昇降式コンベア）４に達したときに、お互いの衝突を避けることができ、さらにその後パイプに搬送ローラが接触するまでの時間も短縮できる。例えば、これまでの経験的なパイプの最大曲り量として、50(mm)/12(m)＝ 4.2(mm/m)との値がある。
【００２８】
以上のように、パイプ１の先端が溶接機出側搬送装置（昇降式コンベア）４に達するまでに溶接機出側搬送装置４を下限位置から上述の上昇量だけ先回りして移動させておくことで、パイプとの衝突回避ならびに先端が到着してから移動するより移動時間を短縮できる。
【００２９】
次に、通過センサ６でパイプ１の先端が到着したら、この信号を受けた演算器７は制御器８に昇降台４ｂ上昇の指令を出す。この上昇は、搬送ローラ４ａがパイプ１に接触し回転し始め、この回転を回転検出センサ４ｃが検知するまで続く（図２参照）。
【００３０】
以上のように、溶接機出側搬送装置（昇降式コンベア）４の高さ制御を２段階で行うことにより、高さ制御時間が短縮され、結果として安定した溶接が可能となる。
【００３１】
なお、図１に示すように、下流にも同様な高さ制御装置を複数配置し、溶接の進行およびパイプ搬送につれ同様の高さ制御を連続的に行う。
【００３２】
本発明の適用前は、オペレータによる昇降調整に時間がかかっていたものが、本発明により手動介入なく全自動で短時間に昇降調整が可能となった。
【符号の説明】
【００３３】
１      鋼管（パイプ）
２      溶接機
３      固定式コンベアローラ
４      溶接機出側搬送装置（昇降式コンベアローラ）
４ａ    搬送ローラ
４ｂ    昇降台
４ｃ    回転検出センサ
５      エリアセンサ
６      通過センサ
７      演算器
８      制御器
【図２】
0006003907.tif 000007
【図４】
0006003907.tif 000008
【図１】
0006003907.tif 000009
【図３】
0006003907.tif 000010