(57)【要約】【課題】パイプ要素に溝を形成するための好適な方法およびデバイスを提供すること。【解決手段】パイプ要素を冷間加工するために対向ローラを使用してパイプ要素内に円周溝を形成する方法は、パイプ要素がローラの間で回転される間、溝の直径を決定する。本方法を実行するためのデバイスが、フィードバックループ内において溝直径の瞬時決定を使用し、デバイスの動作を制御し、溝直径が規定された公差内であるとき、溝形成を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の円周を測定することと、
前記溝の円周を使用して、前記溝の直径を決定することと、
前記溝の直径を所望の公差範囲と比較することと、
前記溝の直径が前記所望の公差範囲内になるまで、前記形成すること、測定すること、決定すること、および比較することを繰り返すことと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記パイプ要素の直径を決定することと、
前記パイプ要素の直径を前記パイプ要素の直径に関する公差範囲と比較することと、
前記パイプ要素の直径が前記パイプ要素の直径に関する公差範囲内ではない場合、前記溝を前記パイプ要素内に形成する前に、前記パイプ要素を拒否することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パイプ要素の直径を決定することは、
前記パイプ要素が前記溝付けローラと係合される間、前記パイプ要素を回転させることであって、前記溝付けローラは、前記パイプ要素に応答して回転する、ことと、
前記パイプ要素と係合される前記溝付けローラの表面の直径を把握することと、
前記パイプ要素の１回転毎に、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を決定することと、
前記パイプ要素の直径に比例する前記パイプ要素の１回転あたりの前記パイプ要素の直径と、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数とを計算することと、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を決定することは、前記パイプ要素の少なくとも１回転に対し、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を計数することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パイプ要素を回転させながら、第１の時間および第２の時間において、前記パイプ要素上の特徴を感知することによって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、前記パイプ要素の外側表面をマークすることと、
前記パイプ要素の外側表面上に光を当てることと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記光の第１の反射および第２の反射を前記光反射表面から感知することと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
磁石を前記パイプ要素の表面上に位置付けることと、
前記パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知することと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることは、それらの間に前記パイプ要素を保持するために十分な力で、前記溝付けローラと前記駆動ローラとの間に前記パイプ要素を挟圧することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記パイプ要素の内側表面を前記駆動ローラと係合させることと、前記パイプ要素の外側表面を前記溝付けローラと係合させることとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、前記パイプ要素を回転させるための回転速度を選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、前記パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢するための力を選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、前記パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、前記溝を前記パイプ要素内に形成するために、前記溝付けローラのフィードレートを選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、前記パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記溝の直径を決定することは、
前記パイプ要素内にある前記溝と係合される前記溝付けローラの表面の直径を把握することと、
前記パイプ要素の１回転毎に、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を決定することと、
前記溝の直径に比例する前記パイプ要素の１回転あたりの前記溝の直径と、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数とを計算することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を決定することは、前記パイプ要素の少なくとも１回転に対し、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を計数することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記パイプ要素を回転させながら、第１の時間および第２の時間において、前記パイプ要素上の特徴を感知することによって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、前記パイプ要素の外側表面をマークすることと、
前記パイプ要素の外側表面上に光を当てることと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記光の第１の反射および第２の反射を前記光反射表面から感知することと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
磁石を前記パイプ要素の表面上に位置付けることと、
前記パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知することと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素内における前記円周溝に近接する複数の寸法を測定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数の寸法を測定することは、前記溝の端部から前記パイプの端部までの距離、前記溝の幅、前記溝の深度、前記パイプのフレア高さ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、少なくとも１つの寸法を測定することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の複数の円周を測定することと、
前記溝の複数の円周を使用して、前記溝の複数の直径を決定することと、
前記パイプ要素の１回転あたりの前記溝の直径の変化を計算することと、
前記溝の１回転あたりの前記直径の変化を使用して、所望の直径の溝を形成するために必要とされる前記パイプ要素の回転数を計算することと、
前記パイプ要素の回転数を計数することと、
前記所望の直径の溝を形成するために必要とされる前記回転数に到達することに応じて、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢することを中断することと、
を含む、方法。
【請求項２４】
前記溝の直径を測定することと、
前記溝の直径を前記所望の直径と比較することと、
前記形成するステップ、測定するステップ、決定するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すことと、
をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の複数の円周を測定することと、
前記パイプ要素の１回転あたりの前記溝の円周の変化を計算することと、
前記パイプ要素の１回転あたりの前記円周の変化を使用して、所望の円周の溝を形成するために必要とされる前記パイプ要素の回転数を計算することと、
前記パイプ要素の回転数を計数することと、
前記所望の円周の溝を形成するために必要とされる前記回転数に到達することに応じて、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢することを中断することと、
を含む、方法。
【請求項２６】
前記溝の円周を測定することと、
前記溝の円周を前記所望の円周と比較することと、
前記形成するステップ、測定するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すことと、
をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記パイプ要素の回転のために前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記溝付けローラを、ある離散距離だけ、前記パイプ要素の中に押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の円周を測定することと、
前記溝の円周を使用して、前記溝の直径を決定することと、
前記溝の直径を前記溝の直径に関する公差範囲と比較することと、
前記溝の直径が前記公差範囲内になるまで、前記形成するステップ、測定するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すことと、
を含む、方法。
【請求項２８】
前記直径が前記公差範囲に近づくにつれて、前記回転毎に、前記離散距離を減少させることをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記パイプ要素の回転のために前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記溝付けローラを、ある離散距離だけ、前記パイプ要素の中に押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の円周を測定することと、
前記溝の円周を前記溝の円周に関する公差範囲と比較することと、
前記溝の円周が前記公差範囲内になるまで、前記形成するステップ、測定するステップ、および比較するステップを繰り返すことと、
を含む、方法。
【請求項３０】
前記直径が前記公差範囲に近づくにつれて、前記回転毎に、前記離散距離を減少させることをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記パイプ要素の回転のために前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記溝付けローラを、ある離散距離だけ、前記パイプ要素の中に押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記溝の１回転あたりの前記離散距離を使用して、所望の直径の溝を形成するために必要とされる前記パイプ要素の回転数を計算することと、
前記パイプ要素の回転数を計数することと、
前記所望の直径の溝を形成するために必要とされる前記回転数に到達することに応じて、前記溝付けローラを、前記離散距離だけ、前記パイプ要素の中に押勢することを中断することと、
を含む、方法。
【請求項３２】
前記溝の直径を測定することと、
前記溝の直径を前記所望の直径と比較することと、
前記形成するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すことと、
をさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素の直径を測定することと、
所望の溝直径公差に対応する所望の溝深度公差を計算することと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記パイプ要素を回転させながら、溝深度を測定することと、
前記溝深度を前記所望の溝深度公差と比較することと、
前記溝深度が前記所望の溝深度公差内になるまで、前記溝を形成すること、前記溝深度を測定すること、および前記溝深度を前記所望の溝深度公差と比較することを繰り返すことと、
を含む、方法。
【請求項３４】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素の直径を決定することと、
前記パイプ要素の直径に基づいて、所望の溝直径公差を決定することと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記パイプ要素を回転させながら、溝直径を決定することと、
前記溝直径を前記所望の溝直径公差と比較することと、
前記溝の直径が前記所望の溝直径公差内になるまで、前記溝を形成することおよび前記溝直径を決定することを繰り返すことと、
を含む、方法。
【請求項３５】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させることと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させることと、
前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素の円周を測定することと、
前記パイプ要素の直径に基づいて、所望の溝円周公差を決定することと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成することと、
前記パイプ要素を回転させながら、溝円周を測定することと、
前記溝円周を前記所望の溝円周公差と比較することと、
前記溝円周が前記所望の溝円周公差内になるまで、前記形成すること、測定すること、および比較することを繰り返すことと、
を含む、方法。
【請求項３６】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成するためのデバイスであって、前記デバイスは、
駆動ローラ軸を中心に回転可能である駆動ローラであって、前記駆動ローラは、前記駆動ローラ軸が前記パイプ要素の縦軸に略平行に配向されるとき、前記パイプ要素の内側表面と係合可能である、駆動ローラと、
前記駆動ローラ軸に略平行に配向される、溝付けローラ軸を中心に回転可能である溝付けローラであって、前記溝付けローラは、既知の直径を有し、前記パイプ要素の回転に応じて、前記パイプ要素の材料を変位させ、前記溝をその中に形成するように、前記パイプ要素の外側表面に強制的に係合するように、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である、溝付けローラと、
前記溝付けローラの回転度を決定し、それを示す第１の信号を発生させるための第１のセンサと、
前記パイプ要素の回転度を決定し、それを示す第２の信号を発生させるための第２のセンサと、
前記第１の信号および第２の信号を受信し、前記溝の直径を決定するために前記第１の信号および第２の信号を使用し、前記溝の直径に応答して、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように前記溝付けローラの運動を制御するように適合される、制御システムと、
を備える、デバイス。
【請求項３７】
前記第１のセンサは、前記溝付けローラと動作可能に関連付けられる回転エンコーダを備える、請求項３６に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記第２のセンサは、
前記パイプ要素の外側表面に添着される光反射表面であって、前記光反射表面は、前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす、光反射表面と、
前記パイプ要素の外側表面上およびそこに添着される前記光反射表面上に光を投影するように位置付けられる、光投影機と、
前記光反射表面からの反射に応じて、前記光投影機によって投影される光を検出するように適合される検出器であって、前記検出器は、それを示す信号を発生させる、検出器と、
を備える、請求項３６に記載のデバイス。
【請求項３９】
前記光投影機は、レーザを備える、請求項３８に記載のデバイス。
【請求項４０】
前記光反射表面は、鏡面反射表面、拡散反射表面、コントラスト色反射表面、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項３８に記載のデバイス。
【請求項４１】
前記第２のセンサは、
前記パイプ要素の表面に添着される磁石と、
磁場を検出するように適合される検出器であって、前記検出器は、それを示す信号を発生させる、検出器と、
を備える、請求項３６に記載のデバイス。
【請求項４２】
前記パイプ要素の少なくとも一部の表面外形を測定し、それを示す信号を発生させるための第３のセンサをさらに備える、請求項３６に記載のデバイス。
【請求項４３】
前記第３のセンサは、
前記パイプ要素の少なくとも一部に沿って扇形ビームを投影するように適合されるレーザと、
前記扇形ビームの反射を前記パイプ要素の一部から受信するように適合される検出器と、
三角測量を使用して、前記反射を、前記表面外形を表す測定値に変換し、前記測定値を示す信号を発生させ、前記信号を前記制御システムに伝送するための計算機ユニットと、
を備える、請求項４２に記載のデバイス。
【請求項４４】
前記溝付けローラは、前記制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載される、請求項３６に記載のデバイス。
【請求項４５】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成するためのデバイスであって、前記デバイスは、
駆動ローラ軸を中心に回転可能である駆動ローラであって、前記駆動ローラは、前記駆動ローラ軸が前記パイプ要素の縦軸に略平行に配向されるとき、前記パイプ要素の内側表面と係合可能である、駆動ローラと、
前記駆動ローラ軸に略平行に配向される、溝付けローラ軸を中心に回転可能である溝付けローラであって、前記溝付けローラは、前記パイプ要素の回転に応じて、前記パイプ要素の材料を変位させ、前記溝をその中に形成するように、前記パイプ要素の外側表面に強制的に係合するように、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である、溝付けローラと、
前記駆動ローラ軸に略平行に配向されるアイドラローラ軸を中心に回転可能であるアイドラローラであって、前記アイドラローラは、既知の直径を有し、前記アイドラローラは、前記パイプ要素の回転に応じて回転するように、前記パイプ要素の外側表面に係合するように、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である、前記アイドラローラと、
前記アイドラローラの回転度を決定し、それを示す第１の信号を発生させるための第１のセンサと、
前記パイプ要素の回転度を決定し、それを示す第２の信号を発生させるための第２のセンサと、
前記第１の信号および第２の信号を受信し、前記溝の直径を決定するために前記第１の信号および第２の信号を使用し、前記溝の直径に応答して、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように前記溝付けローラの運動を制御するように適合される、制御システムと、
を備える、デバイス。
【請求項４６】
前記第１のセンサは、前記アイドラローラと動作可能に関連付けられる回転エンコーダを備える、請求項４５に記載のデバイス。
【請求項４７】
前記第２のセンサは、
前記パイプ要素の外側表面に添着される光反射表面であって、前記光反射表面は、前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす、光反射表面と、
前記パイプ要素の外側表面上およびそこに添着される前記光反射表面上に光を投影するように位置付けられる、光投影機と、
前記光反射表面からの反射に応じて、前記光投影機によって投影される光を検出するように適合される検出器であって、それを示す信号を発生させる、検出器と、
を備える、請求項４５に記載のデバイス。
【請求項４８】
前記光投影機は、レーザを備える、請求項４７に記載のデバイス。
【請求項４９】
前記光反射表面は、鏡面反射表面、拡散反射表面、コントラスト色反射表面、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項４７に記載のデバイス。
【請求項５０】
前記第２のセンサは、
前記パイプ要素の表面に添着される磁石と、
磁場を検出するように適合される検出器であって、前記検出器は、それを示す信号を発生させる、検出器と、
を備える、請求項４５に記載のデバイス。
【請求項５１】
前記パイプ要素の少なくとも一部の表面外形を測定し、それを示す信号を発生させるための第３のセンサをさらに備える、請求項４５に記載のデバイス。
【請求項５２】
前記第３のセンサは、
前記パイプ要素の少なくとも一部に沿って扇形ビームを投影するように適合されるレーザと、
前記扇形ビームの反射を前記パイプ要素の一部から受信するように適合される検出器と、
三角測量を使用して、前記反射を、表面外形を表す測定値に変換し、前記測定値を示す信号を発生させ、前記信号を前記制御システムに伝送するための計算機ユニットと、
を備える、請求項５０に記載のデバイス。
【請求項５３】
前記溝付けローラは、前記制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載される、請求項４５に記載のデバイス。
【請求項５４】
前記アイドラローラは、前記制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載される、請求項４５に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円周溝をパイプ要素内に形成するための方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプ管等の任意のパイプ状物品だけではなく、例えば、エルボ型、Ｔ型、および直線型を含む、継手と、弁、ストレーナ、端部キャップ、ならびにポンプ吸込口および吐出口等の構成要素とを含む、パイプ要素は、機械的パイプ結合を使用して、端部間関係において密封継合されてもよく、その実施例が、米国特許第７，０８６，１３１号に開示されている。結合部は、ねじ山付き締結具によって端部間に継合される２つまたはそれを上回る区画から形成される。使用時、結合部区画は、パイプ要素を囲繞するように位置付けられ、相互に向かって牽引され、ねじ山付き締結具を緊締することによって、パイプ要素と係合する。パイプ要素は、パイプ結合部上の鍵部を半径方向に突出させることによって係合される円周溝を有し、内部の流体からの内圧下にあるとき、正の拘束力をパイプ要素によって受けるスラスト荷重に提供し得る。多くの場合、リングの形態であるエラストマーガスケットが、継合の液密性を確実にするために、結合部区画とパイプ要素との間に位置付けられる。ガスケットは、パイプ要素内で内液圧を使用するパッキン押さえを有し、漏出を防止するために効果的な状態のままである最大圧力を増加させ得る。ガスケットは、所望の流密シールをもたらすために、結合部区画とパイプ要素との間に半径方向に圧縮される。
【０００３】
溝付きパイプ要素を伴う機械的結合部を使用して、液密継合を形成するために、溝が結合部要素の鍵部に適切に係合し、また、区画が、相互に向かって移動し、十分にガスケットを圧縮し、流密シールをもたらすことを可能にするように、パイプ要素の円周溝の寸法を制御することが必要である。溝は、典型的には、略平行回転軸を中心に転回する間、油圧手段によってパイプ要素の材料を変位させるために、相互に向かって押勢される対向ローラの間のパイプ要素の側壁を冷間加工することによって形成されてもよい。パイプ要素は、それ（または、パイプ円周の周囲のローラ軌道）に応答して、回転し、溝は、パイプ要素円周を中心に形成される。溝の寸法制御は、パイプ寸法の許容可能公差によって困難になる。例えば、鋼鉄パイプに関して、直径に関する公差は、＋／−１％と同等の大きさであり得、壁厚公差は、−１２．５％であり（固定上限値を伴わない）、真円度公差は、＋／−１％である。これらの比較的大きい寸法公差は、冷間加工によって円周溝を形成するとき、課題を提示する。溝形成ローラが溝を形成するにつれてその運動を制御するために、溝が形成されるにつれて、溝直径等のパラメータを能動的に測定し、そのような測定値を使用する、方法および装置を開発することが有益となるであろう。これは、先行技術の検査溝および測定／調節手順を回避するであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，０８６，１３１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成する方法に関する。本方法は、駆動ローラおよび溝付けローラを使用してもたらされる。一例示的実施形態では、本方法は、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップと、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップと、
パイプ要素の材料を変位させるように、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢しながら、縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって、溝を形成するステップと、
パイプ要素を回転させながら、溝の円周を測定するステップと、
溝の円周を使用して、溝の直径を決定するステップと、
溝の直径を所望の公差範囲と比較するステップと、
溝直径が所望の公差範囲内になるまで、形成するステップ、測定するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
を含む。
【０００６】
本例示的方法はさらに、
パイプ要素の直径を決定するステップと、
パイプ要素の直径をパイプ要素の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
パイプ要素の直径がパイプ要素の直径に関する公差範囲内ではない場合、溝をパイプ要素内に形成する前に、パイプ要素を拒否するステップと、
を含んでもよい。
【０００７】
本方法の特定の実施例では、パイプ要素の直径を決定するステップは、
パイプ要素が溝付けローラと係合される間、パイプ要素を回転させるステップであって、溝付けローラは、パイプ要素に応答して回転する、ステップと、
パイプ要素と係合される溝付けローラの表面の直径を把握するステップと、
パイプ要素の１回転毎に、その分数部分を含む溝付けローラの回転数を決定するステップと、
パイプ要素の直径に比例するパイプ要素の１回転あたりのパイプ要素の直径と、その分数部分を含む溝付けローラの回転数とを計算するステップと、
を含んでもよい。
【０００８】
実施例として、その分数部分を含む溝付けローラの回転数を決定するステップは、パイプ要素の少なくとも１回転に対し、その分数部分を含む溝付けローラの回転数を計数するステップを含んでもよい。
【０００９】
例示的方法の実施形態では、パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップは、
パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
パイプ要素を回転させながら、光の第１の反射および第２の反射を光反射表面から感知するステップと、
によってもたらされる。
【００１０】
特定の例示的実施形態では、溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップは、それらの間にパイプ要素を保持するために十分な力で、溝付けローラと駆動ローラとの間にパイプ要素を挟圧するステップを含む。本方法の例示的実施形態は、パイプ要素の内側表面を駆動ローラと係合させるステップと、パイプ要素の外側表面を溝付けローラと係合させるステップとを含む。
【００１１】
実施例として、本方法はまた、パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、パイプ要素を回転させるための回転速度を選択するステップを含んでもよい。パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されてもよい。
【００１２】
同様に、実施例として、本方法はさらに、パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢するための力を選択するステップを含んでもよい。パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されてもよい。
【００１３】
再度、実施例として、本方法は、パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、溝をパイプ要素内に形成するために、溝付けローラのフィードレートを選択するステップを含んでもよい。パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されてもよい。
【００１４】
本方法の例示的実施形態では、溝の直径を決定するステップは、
パイプ要素内にある溝と係合される溝付けローラの表面の直径を把握するステップと、
パイプ要素の１回転毎に、その分数部分を含む溝付けローラの回転数を決定するステップと、
溝の直径に比例するパイプ要素の１回転あたりの溝の直径と、その分数部分を含む溝付けローラの回転数とを計算するステップと、
を含む。
【００１５】
加えて、実施例として、その分数部分を含む溝付けローラの回転数を決定するステップは、パイプ要素の少なくとも１回転に対し、その分数部分を含む溝付けローラの回転数を計数するステップを含む。
【００１６】
例示的実施形態では、パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップは、
パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
パイプ要素を回転させながら、光の第１の反射および第２の反射を光反射表面から感知するステップと、
によってもたらされ得る。
【００１７】
加えて、例示的方法はさらに、パイプ要素を回転させながら、パイプ要素内における円周溝に近接する複数の寸法を測定するステップを含んでもよい。例示的実施形態では、複数の寸法を測定するステップは、溝の端部からパイプの端部までの距離、溝の幅、溝の深度、パイプのフレア高さ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つの寸法を測定するステップを含む。
【００１８】
本発明はまた、駆動ローラおよびアイドラローラを使用して、縦軸を有するパイプ要素を処理する方法を包含する。例示的実施形態では、本方法は、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップと、
アイドラローラをパイプ要素と係合させるステップと、
パイプ要素がアイドラローラと係合される間、縦軸を中心にパイプ要素を回転させるステップであって、アイドラローラは、パイプ要素に応答して回転する、ステップと、
パイプ要素と係合されるアイドラローラの表面の直径または円周を把握するステップと、パイプ要素の１回転毎に、その分数部分を含むアイドラローラの回転数を決定するステップと、
その分数部分を含むアイドラローラの回転数を使用して、パイプ要素の１回転あたりのパイプ要素の直径を計算するステップと、
によって、パイプ要素の直径を決定するステップを含む。
【００１９】
本実施例では、その分数部分を含むアイドラローラの回転数を決定するステップは、パイプ要素の少なくとも１回転に対し、その分数部分を含むアイドラローラの回転数を計数するステップを含んでもよい。
【００２０】
例示的方法はさらに、
パイプ要素の直径をパイプ要素の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
パイプ要素の直径がパイプ要素の直径に関する公差範囲内ではない場合、パイプ要素を拒否するステップと、
を含んでもよい。
【００２１】
実施例として、パイプ要素の少なくとも１回転は、
パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
パイプ要素を回転させながら、光の第１の反射および第２の反射を光反射表面から感知するステップと、
によって決定されてもよい。
別の例示的実施形態では、パイプ要素の少なくとも１回転は、
磁石をパイプ要素の表面上に位置付けるステップと、
パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知するステップと、
によって決定されてもよい。
【００２２】
特定の例示的実施形態では、アイドラローラは、
パイプ要素を回転させながら、パイプ要素の材料を変位させるように、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢するステップと、
パイプ要素を回転させながら、溝の円周を測定するステップと、
溝の円周を使用して、溝の直径を決定するステップと、
溝の直径を溝の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
溝の直径が公差範囲内になるまで、押勢するステップ、測定するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
によって、縦軸を中心に円周溝をパイプ要素内に形成する溝付けローラとして使用されてもよい。
【００２３】
実施例として、パイプ要素を回転させながら溝の円周を測定するステップは、
溝と係合される溝付けローラの表面の直径または円周を把握するステップと、
パイプ要素の１回転毎に、溝付けローラの回転数およびその分数部分を決定するステップと、
パイプ要素の１回転毎に、表面の直径または円周と、溝付けローラの回転数と、その分数部分とを使用して、溝の円周を計算するステップと、
を含んでもよい。
【００２４】
特定の実施例では、溝付けローラの回転数およびその分数部分を決定するステップは、パイプ要素の少なくとも１回転に対し、溝付けローラの回転数およびその分数部分を計数するステップを含む。
【００２５】
さらなる実施例は、パイプ要素を回転させながら、第１の時間および第２の時間に、パイプ要素上の特徴を感知することによって、パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップを含む。
【００２６】
さらなる実施例として、パイプ要素の少なくとも１回転は、
パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
パイプ要素を回転させながら、光の第１の反射および第２の反射を光反射表面から感知するステップと、
によって決定されてもよい。
【００２７】
別の実施例では、パイプ要素の少なくとも１回転は、
磁石をパイプ要素の表面上に位置付けるステップと、
パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知するステップと、
によって決定されてもよい。
別の例示的実施形態では、溝付けローラは、
パイプ要素を回転させながら、パイプ要素の材料を変位させるように、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢するステップと、
パイプ要素を回転させながら、溝の円周を測定するステップと、
溝の円周を使用して、溝の直径を決定するステップと、
溝の直径を溝の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
溝の直径が公差範囲内になるまで、押勢するステップ、測定するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
によって、縦軸を中心に円周溝をパイプ要素内に形成するために使用されてもよい。
【００２８】
特定の実施形態では、パイプ要素を回転させながら溝の円周を測定するステップは、
アイドラローラを溝内にあるパイプ要素と係合させるステップと、
溝内にあるパイプ要素と係合されるアイドラローラの表面の直径または円周を把握するステップと、
パイプ要素の１回転毎に、アイドラローラの回転数およびその分数部分を決定するステップと、
パイプ要素の１回転毎に、表面の直径または円周と、アイドラローラの回転数と、その分数部分とを使用して、溝の円周を計算するステップと、
を含んでもよい。
【００２９】
さらなる実施例として、アイドラローラの回転数およびその分数部分を決定するステップは、パイプ要素の少なくとも１回転に対し、アイドラローラの回転数およびその分数部分を計数するステップを含んでもよい。
【００３０】
別の例示的実施形態は、
パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
パイプ要素を回転させながら、光の第１の反射および第２の反射を光反射表面から感知するステップと、
によって、パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップを含んでもよい。
さらなる実施例として、パイプ要素の少なくとも１回転は、
磁石をパイプ要素の表面上に位置付けるステップと、
パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知するステップと、
によって決定されてもよい。
【００３１】
本発明はさらに、円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成するためのデバイスを包含する。一例示的実施形態では、デバイスは、駆動ローラ軸を中心に回転可能である駆動ローラを備える。駆動ローラは、駆動ローラ軸がパイプ要素の縦軸に略平行に配向されるとき、パイプ要素の内側表面と係合可能である。溝付けローラは、駆動ローラ軸に略平行に配向される溝付けローラ軸を中心に回転可能である。溝付けローラは、既知の直径を有する。溝付けローラは、パイプ要素の回転に応じて、パイプ要素の外側表面に強制的に係合し、溝をその中に形成するように、駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である。第１のセンサが、溝付けローラの回転度を決定し、それを示す第１の信号を発生させるために使用される。第２のセンサが、パイプ要素の回転度を決定し、それを示す第２の信号を発生させるために使用される。制御システムが、第１の信号および第２の信号を受信し、溝の直径を決定するために第１の信号および第２の信号を使用し、溝の直径に応答して、駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように溝付けローラの運動を制御するように適合される。
【００３２】
実施例として、第１のセンサは、溝付けローラと動作可能に関連付けられる回転エンコーダを備えてもよい。また、実施例として、第２のセンサは、パイプ要素の外側表面に添着される光反射表面を備えてもよい。光反射表面は、パイプ要素の外側表面とコントラストをなす。光投影機が、パイプ要素の外側表面上およびそこに添着される光反射表面上に光を投影するように位置付けられる。光反射表面からの反射に応じて、光投影機によって投影される光を検出するように適合される検出器が、それを示す信号を発生させる。実施例として、光投影機は、レーザを備えてもよい。さらに、ある実施例では、光反射表面は、鏡面反射表面、拡散反射表面、コントラスト色反射表面、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されてもよい。別の例示的実施形態では、第２のセンサは、パイプ要素の表面に添着される磁石を備える。検出器は、磁場を検出するように適合される。検出器は、それを示す信号を発生させる。別の例示的実施形態では、デバイスはさらに、パイプ要素の少なくとも一部の表面外形を測定し、それを示す信号を発生させるための第３のセンサを備えてもよい。第３のセンサは、例えば、パイプ要素の少なくとも一部に沿って扇形ビームを投影するように適合されるレーザを備えてもよい。検出器は、扇形ビームの反射をパイプ要素の一部から受信する。計算機ユニットが、三角測量を使用して、反射を、表面外形を表す測定値に変換する。計算機ユニットは、次いで、測定値を示す信号を発生させ、信号を制御システムに伝送する。
【００３３】
実施例として、溝付けローラは、制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載されてもよく、アクチュエータは、例えば、油圧ラムを備える。
【００３４】
本発明はさらに、円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成するためのデバイスを包含する。例示的実施形態では、デバイスは、駆動ローラ軸を中心に回転可能である駆動ローラを備える。駆動ローラは、駆動ローラ軸がパイプ要素の縦軸に略平行に配向されるとき、パイプ要素の内側表面と係合可能である。溝付けローラは、駆動ローラ軸に略平行に配向される溝付けローラ軸を中心に回転可能である。溝付けローラは、パイプ要素の回転に応じて、パイプ要素の材料を変位させ、溝をその中に形成するように、パイプ要素の外側表面に強制的に係合するように、駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である。アイドラローラは、駆動ローラ軸に略平行に配向されるアイドラローラ軸を中心に回転可能である。アイドラローラは、既知の直径を有する。アイドラローラは、パイプ要素の回転に応じて回転するように、パイプ要素の外側表面に係合するように、駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である。第１のセンサは、アイドラローラの回転度を決定し、それを示す第１の信号を発生させる。第２のセンサは、パイプ要素の回転度を決定し、それを示す第２の信号を発生させる。制御システムは、第１の信号および第２の信号を受信し、溝の直径を決定するために第１の信号および第２の信号を使用し、溝の直径に応答して、駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように溝付けローラの運動を制御するように適合される。
【００３５】
特定の例示的実施形態では、第１のセンサは、アイドラローラと動作可能に関連付けられる回転エンコーダを備える。さらなる実施例として、第２のセンサは、パイプ要素の外側表面に添着される光反射表面を備えてもよい。光反射表面は、パイプ要素の表面外側表面とコントラストをなす。光投影機は、パイプ要素の外側表面上およびそこに添着される光反射表面上に光を投影するように位置付けられる。検出器は、光反射表面からの反射に応じて、光投影機によって投影される光を検出するように適合され、検出器は、それを示す信号を発生させる。光投影機は、例えば、レーザを備える。
【００３６】
別の例示的実施形態では、第２のセンサは、パイプ要素の表面に添着される磁石を備えてもよい。検出器は、磁場を検出するように適合される。検出器は、それを示す信号を発生させる。例示的デバイスはさらに、パイプ要素の少なくとも一部の表面外形を測定し、それを示す信号を発生させるための第３のセンサを備えてもよい。特定の例示的実施形態では、第３のセンサは、パイプ要素の少なくとも一部に沿って扇形ビームを投影するように適合されるレーザを備える。検出器は、扇形ビームの反射をパイプ要素の一部から受信するように適合される。計算機ユニットは、三角測量を使用して、反射を、表面外形を表す測定値に変換する。センサは、測定値を示す信号を発生させ、信号を制御システムに伝送する。
【００３７】
特定の例示的実施形態では、溝付けローラは、制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載される。同様に、実施例として、アイドラローラは、制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載されてもよい。
【００３８】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成するためのデバイスの別の例示的実施形態では、デバイスは、駆動ローラ軸を中心に回転可能である駆動ローラを備える。駆動ローラは、駆動ローラ軸がパイプ要素の縦軸に略平行に配向されるとき、パイプ要素の内側表面と係合可能である。駆動ローラ軸に略平行に配向される溝付けローラ軸を中心に回転可能である、溝付けローラは、既知の直径を有する。溝付けローラは、パイプ要素の回転に応じて、パイプ要素の外側表面に強制的に係合し、溝をその中に形成するように、駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である。センサは、パイプ要素の少なくとも一部の表面外形を測定し、それを示す信号を発生させるために使用される。信号を受信するように適合される制御システムは、溝の直径を決定するために信号を使用し、溝の直径に応答して、駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように溝付けローラの運動を制御する。
【００３９】
特定の例示的実施形態では、センサは、パイプ要素の少なくとも一部に沿って扇形ビームを投影するように適合されるレーザを備える。検出器は、扇形ビームの反射をパイプ要素の一部から受信する。計算機ユニットは、三角測量を使用して、反射を、表面外形を表す測定値に変換し、測定値を示す信号を発生させ、信号を制御システムに伝送する。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
駆動ローラおよびアイドラローラを使用して、縦軸を有するパイプ要素を処理する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記アイドラローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記パイプ要素が前記アイドラローラと係合される間、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させるステップであって、前記アイドラローラは、前記パイプ要素に応答して回転する、ステップと、
前記パイプ要素と係合される前記アイドラローラの表面の直径または円周を把握するステップと、
前記パイプ要素の１回転毎に、その分数部分を含む前記アイドラローラの回転数を決定するステップと、
前記パイプ要素の直径を計算するために、前記パイプ要素の１回転あたりのその分数部分を含む前記アイドラローラの回転数を使用するステップと、
によって、前記パイプ要素の直径を決定するステップを含む、方法。
（項目２）
その分数部分を含む前記アイドラローラの回転数を決定するステップは、前記パイプ要素の少なくとも１回転に対し、その分数部分を含む前記アイドラローラの回転数を計数するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記パイプ要素の直径を前記パイプ要素の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
前記パイプ要素の直径が前記パイプ要素の直径に関する公差範囲内ではない場合、前記パイプ要素を拒否するステップと、
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記パイプ要素を回転させながら、第１の時間および第２の時間に、前記パイプ要素上の特徴を感知することによって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、前記パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
前記パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記光の第１の反射および第２の反射を前記光反射表面から感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
磁石を前記パイプ要素の表面上に位置付けるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して溝付けローラを押勢するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の円周を測定するステップと、
前記溝の円周を使用して、前記溝の直径を決定するステップと、
前記溝の直径を前記溝の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
前記溝の直径が前記公差範囲内になるまで、前記押勢するステップ、測定するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
によって、前記縦軸を中心に円周溝を前記パイプ要素内に形成する溝付けローラとして前記アイドラローラを使用するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記パイプ要素を回転させながら前記溝の円周を測定するステップは、
前記溝と係合される前記溝付けローラの表面の直径または円周を把握するステップと、
前記パイプ要素の１回転毎に、前記溝付けローラの回転数およびその分数部分を決定するステップと、
前記パイプ要素の１回転毎に、前記表面の直径または円周と、前記溝付けローラの回転数と、その分数部分とを使用して、前記溝の円周を計算するステップと、
を含む、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記溝付けローラの回転数およびその分数部分を決定するステップは、前記パイプ要素の少なくとも１回転に対し、前記溝付けローラの回転数およびその分数部分を計数するステップを含む、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記パイプ要素が回転する間、第１の時間および第２の時間において、前記パイプ要素上の特徴を感知することによって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目８に記載の方法。
（項目１１）
前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、前記パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
前記パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記光の第１の反射および第２の反射を前記光反射表面から感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目８に記載の方法。
（項目１２）
磁石を前記パイプ要素の表面上に位置付けるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目８に記載の方法。
（項目１３）
前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の円周を測定するステップと、
前記溝の円周を使用して、前記溝の直径を決定するステップと、
前記溝の直径を前記溝の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
前記溝の直径が前記公差範囲内になるまで、前記押勢するステップ、測定するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
によって、前記縦軸を中心に円周溝を前記パイプ要素内に形成する溝付けローラを使用するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記パイプ要素を回転させながら前記溝の円周を測定するステップは、
前記アイドラローラを前記溝内にある前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記溝内にある前記パイプ要素と係合される前記アイドラローラの表面の直径または円周を把握するステップと、
前記パイプ要素の１回転毎に、前記アイドラローラの回転数およびその分数部分を決定するステップと、
前記パイプ要素の１回転毎に、前記表面の直径または円周と、前記アイドラローラの回転数と、その分数部分とを使用して、前記溝の円周を計算するステップと、
を含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記アイドラローラの回転数およびその分数部分を決定するステップは、前記パイプ要素の少なくとも１回転に対し、前記アイドラローラの回転数およびその分数部分を計数するステップを含む、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、前記パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
前記パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記光の第１の反射および第２の反射を前記光反射表面から感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目１４に記載の方法。
（項目１７）
磁石を前記パイプ要素の表面上に位置付けるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目１４に記載の方法。
（項目１８）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の円周を測定するステップと、
前記溝の円周を使用して、前記溝の直径を決定するステップと、
前記溝の直径を所望の公差範囲と比較するステップと、
前記溝の直径が前記所望の公差範囲内になるまで、前記形成するステップ、測定するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
を含む、方法。
（項目１９）
前記パイプ要素の直径を決定するステップと、
前記パイプ要素の直径を前記パイプ要素の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
前記パイプ要素の直径が前記パイプ要素の直径に関する公差範囲内ではない場合、前記溝を前記パイプ要素内に形成する前に、前記パイプ要素を拒否するステップと、
をさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記パイプ要素の直径を決定するステップは、
前記パイプ要素が前記溝付けローラと係合される間、前記パイプ要素を回転させるステップであって、前記溝付けローラは、前記パイプ要素に応答して回転する、ステップと、
前記パイプ要素と係合される前記溝付けローラの表面の直径を把握するステップと、
前記パイプ要素の１回転毎に、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を決定するステップと、
前記パイプ要素の直径に比例する前記パイプ要素の１回転あたりの前記パイプ要素の直径と、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数とを計算するステップと、
を含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を決定するステップは、前記パイプ要素の少なくとも１回転に対し、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を計数するステップを含む、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記パイプ要素を回転させながら、第１の時間および第２の時間において、前記パイプ要素上の特徴を感知することによって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、前記パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
前記パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記光の第１の反射および第２の反射を前記光反射表面から感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２４）
磁石を前記パイプ要素の表面上に位置付けるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップは、それらの間に前記パイプ要素を保持するために十分な力で、前記溝付けローラと前記駆動ローラとの間に前記パイプ要素を挟圧するステップを含む、項目１８に記載の方法。
（項目２６）
前記パイプ要素の内側表面を前記駆動ローラと係合させるステップと、前記パイプ要素の外側表面を前記溝付けローラと係合させるステップとをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２７）
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、前記パイプ要素を回転させるための回転速度を選択するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２８）
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、前記パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢するための力を選択するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目３０）
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、前記パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴に基づいて、前記溝を前記パイプ要素内に形成するために、前記溝付けローラのフィードレートを選択するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目３２）
前記パイプ要素の少なくとも１つの特徴は、前記パイプ要素の直径、壁厚、材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
前記溝の直径を決定するステップは、
前記パイプ要素内にある前記溝と係合される前記溝付けローラの表面の直径を把握するステップと、
前記パイプ要素の１回転毎に、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を決定するステップと、
前記溝の直径に比例する前記パイプ要素の１回転あたりの前記溝の直径と、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数とを計算するステップと、
を含む、項目１８に記載の方法。
（項目３４）
その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を決定するステップは、前記パイプ要素の少なくとも１回転に対し、その分数部分を含む前記溝付けローラの回転数を計数するステップを含む、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
前記パイプ要素を回転させながら、第１の時間および第２の時間において、前記パイプ要素上の特徴を感知することによって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす光反射表面を用いて、前記パイプ要素の外側表面をマークするステップと、
前記パイプ要素の外側表面上に光を当てるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記光の第１の反射および第２の反射を前記光反射表面から感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目３４に記載の方法。
（項目３７）
磁石を前記パイプ要素の表面上に位置付けるステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、第１の磁場および第２の磁場を感知するステップと、
によって、前記パイプ要素の少なくとも１回転を決定するステップをさらに含む、項目３４に記載の方法。
（項目３８）
前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素内における前記円周溝に近接する複数の寸法を測定するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目３９）
前記複数の寸法を測定するステップは、前記溝の端部から前記パイプの端部までの距離、前記溝の幅、前記溝の深度、前記パイプのフレア高さ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、少なくとも１つの寸法を測定するステップを含む、項目３８に記載の方法。
（項目４０）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の複数の円周を測定するステップと、
前記溝の複数の円周を使用して、前記溝の複数の直径を決定するステップと、
前記パイプ要素の１回転あたりの前記溝の直径の変化を計算するステップと、
前記溝の１回転あたりの前記直径の変化を使用して、所望の直径の溝を形成するために必要とされる前記パイプ要素の回転数を計算するステップと、
前記パイプ要素の回転数を計数するステップと、
前記所望の直径の溝を形成するために必要とされる前記回転数に到達することに応じて、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢することを中断するステップと、
を含む、方法。
（項目４１）
前記溝の直径を測定するステップと、
前記溝の直径を前記所望の直径と比較するステップと、
前記形成するステップ、測定するステップ、決定するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すステップと、
をさらに含む、項目４０に記載の方法。
（項目４２）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の複数の円周を測定するステップと、
前記パイプ要素の１回転あたりの前記溝の円周の変化を計算するステップと、
前記パイプ要素の１回転あたりの前記円周の変化を使用して、所望の円周の溝を形成するために必要とされる前記パイプ要素の回転数を計算するステップと、
前記パイプ要素の回転数を計数するステップと、
前記所望の円周の溝を形成するために必要とされる前記回転数に到達することに応じて、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢することを中断するステップと、
を含む、方法。
（項目４３）
前記溝の円周を測定するステップと、
前記溝の円周を前記所望の円周と比較するステップと、
前記形成するステップ、測定するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すステップと、
をさらに含む、項目４２に記載の方法。
（項目４４）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記パイプ要素の回転のために前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記溝付けローラを、ある離散距離だけ、前記パイプ要素の中に押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の円周を測定するステップと、
前記溝の円周を使用して、前記溝の直径を決定するステップと、
前記溝の直径を前記溝の直径に関する公差範囲と比較するステップと、
前記溝の直径が前記公差範囲内になるまで、前記形成するステップ、測定するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
を含む、方法。
（項目４５）
前記直径が前記公差範囲に近づくにつれて、前記回転毎に、前記離散距離を減少させるステップをさらに含む、項目４４に記載の方法。
（項目４６）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記パイプ要素の回転のために前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記溝付けローラを、ある離散距離だけ、前記パイプ要素の中に押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、前記溝の円周を測定するステップと、
前記溝の円周を前記溝の円周に関する公差範囲と比較するステップと、
前記溝の円周が前記公差範囲内になるまで、前記形成するステップ、測定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
を含む、方法。
（項目４７）
前記直径が前記公差範囲に近づくにつれて、前記回転毎に、前記離散距離を減少させるステップをさらに含む、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記パイプ要素の回転のために前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記溝付けローラを、ある離散距離だけ、前記パイプ要素の中に押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記溝の１回転あたりの前記離散距離を使用して、所望の直径の溝を形成するために必要とされる前記パイプ要素の回転数を計算するステップと、
前記パイプ要素の回転数を計数するステップと、
前記所望の直径の溝を形成するために必要とされる前記回転数に到達することに応じて、前記溝付けローラを、前記離散距離だけ、前記パイプ要素の中に押勢することを中断するステップと、
を含む、方法。
（項目４９）
前記溝の直径を測定するステップと、
前記溝の直径を前記所望の直径と比較するステップと、
前記形成するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すステップと、
をさらに含む、項目４８に記載の方法。
（項目５０）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素の直径を測定するステップと、
所望の溝直径公差に対応する所望の溝深度公差を計算するステップと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、溝深度を測定するステップと、
前記溝深度を前記所望の溝深度公差と比較するステップと、
前記溝深度が前記所望の溝深度公差内になるまで、前記溝を形成するステップ、前記溝深度を測定するステップ、および前記溝深度を前記所望の溝深度公差と比較するステップを繰り返すステップと、
を含む、方法。
（項目５１）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素の直径を決定するステップと、
前記パイプ要素の直径に基づいて、所望の溝直径公差を決定するステップと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、溝直径を決定するステップと、
前記溝直径を前記所望の溝直径公差と比較するステップと、
前記溝の直径が前記所望の溝直径公差内になるまで、前記溝を形成するステップおよび前記溝直径を決定するステップを繰り返すステップと、
を含む、方法。
（項目５２）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する方法であって、前記方法は、
前記パイプ要素を前記駆動ローラと係合させるステップと、
前記溝付けローラを前記パイプ要素と係合させるステップと、
前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させながら、前記パイプ要素の円周を測定するステップと、
前記パイプ要素の直径に基づいて、所望の溝円周公差を決定するステップと、
前記パイプ要素の材料を変位させるように、前記パイプ要素に対して前記溝付けローラを押勢しながら、前記縦軸を中心に前記パイプ要素を回転させることによって、前記溝を形成するステップと、
前記パイプ要素を回転させながら、溝円周を測定するステップと、
前記溝円周を前記所望の溝円周公差と比較するステップと、
前記溝円周が前記所望の溝円周公差内になるまで、前記形成するステップ、測定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップと、
を含む、方法。
（項目５３）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成するためのデバイスであって、前記デバイスは、
駆動ローラ軸を中心に回転可能である駆動ローラであって、前記駆動ローラは、前記駆動ローラ軸が前記パイプ要素の縦軸に略平行に配向されるとき、前記パイプ要素の内側表面と係合可能である、駆動ローラと、
前記駆動ローラ軸に略平行に配向される、溝付けローラ軸を中心に回転可能である溝付けローラであって、前記溝付けローラは、既知の直径を有し、前記パイプ要素の回転に応じて、前記パイプ要素の材料を変位させ、前記溝をその中に形成するように、前記パイプ要素の外側表面に強制的に係合するように、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である、溝付けローラと、
前記溝付けローラの回転度を決定し、それを示す第１の信号を発生させるための第１のセンサと、
前記パイプ要素の回転度を決定し、それを示す第２の信号を発生させるための第２のセンサと、
前記第１の信号および第２の信号を受信し、前記溝の直径を決定するために前記第１の信号および第２の信号を使用し、前記溝の直径に応答して、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように前記溝付けローラの運動を制御するように適合される、制御システムと、
を備える、デバイス。
（項目５４）
前記第１のセンサは、前記溝付けローラと動作可能に関連付けられる回転エンコーダを備える、項目５３に記載のデバイス。
（項目５５）
前記第２のセンサは、
前記パイプ要素の外側表面に添着される光反射表面であって、前記光反射表面は、前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす、光反射表面と、
前記パイプ要素の外側表面上およびそこに添着される前記光反射表面上に光を投影するように位置付けられる、光投影機と、
前記光反射表面からの反射に応じて、前記光投影機によって投影される光を検出するように適合される検出器であって、前記検出器は、それを示す信号を発生させる、検出器と、
を備える、項目５３に記載のデバイス。
（項目５６）
前記光投影機は、レーザを備える、項目５５に記載のデバイス。
（項目５７）
前記光反射表面は、鏡面反射表面、拡散反射表面、コントラスト色反射表面、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目５５に記載のデバイス。
（項目５８）
前記第２のセンサは、
前記パイプ要素の表面に添着される磁石と、
磁場を検出するように適合される検出器であって、前記検出器は、それを示す信号を発生させる、検出器と、
を備える、項目５３に記載のデバイス。
（項目５９）
前記パイプ要素の少なくとも一部の表面外形を測定し、それを示す信号を発生させるための第３のセンサをさらに備える、項目５３に記載のデバイス。
（項目６０）
前記第３のセンサは、
前記パイプ要素の少なくとも一部に沿って扇形ビームを投影するように適合されるレーザと、
前記扇形ビームの反射を前記パイプ要素の一部から受信するように適合される検出器と、
三角測量を使用して、前記反射を、前記表面外形を表す測定値に変換し、前記測定値を示す信号を発生させ、前記信号を前記制御システムに伝送するための計算機ユニットと、
を備える、項目５９に記載のデバイス。
（項目６１）
前記溝付けローラは、前記制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載される、項目５３に記載のデバイス。
（項目６２）
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成するためのデバイスであって、前記デバイスは、
駆動ローラ軸を中心に回転可能である駆動ローラであって、前記駆動ローラは、前記駆動ローラ軸が前記パイプ要素の縦軸に略平行に配向されるとき、前記パイプ要素の内側表面と係合可能である、駆動ローラと、
前記駆動ローラ軸に略平行に配向される、溝付けローラ軸を中心に回転可能である溝付けローラであって、前記溝付けローラは、前記パイプ要素の回転に応じて、前記パイプ要素の材料を変位させ、前記溝をその中に形成するように、前記パイプ要素の外側表面に強制的に係合するように、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である、溝付けローラと、
前記駆動ローラ軸に略平行に配向されるアイドラローラ軸を中心に回転可能であるアイドラローラであって、前記アイドラローラは、既知の直径を有し、前記アイドラローラは、前記パイプ要素の回転に応じて回転するように、前記パイプ要素の外側表面に係合するように、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように移動可能である、前記アイドラローラと、
前記アイドラローラの回転度を決定し、それを示す第１の信号を発生させるための第１のセンサと、
前記パイプ要素の回転度を決定し、それを示す第２の信号を発生させるための第２のセンサと、
前記第１の信号および第２の信号を受信し、前記溝の直径を決定するために前記第１の信号および第２の信号を使用し、前記溝の直径に応答して、前記駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように前記溝付けローラの運動を制御するように適合される、制御システムと、
を備える、デバイス。
（項目６３）
前記第１のセンサは、前記アイドラローラと動作可能に関連付けられる回転エンコーダを備える、項目６２に記載のデバイス。
（項目６４）
前記第２のセンサは、
前記パイプ要素の外側表面に添着される光反射表面であって、前記光反射表面は、前記パイプ要素の外側表面とコントラストをなす、光反射表面と、
前記パイプ要素の外側表面上およびそこに添着される前記光反射表面上に光を投影するように位置付けられる、光投影機と、
前記光反射表面からの反射に応じて、前記光投影機によって投影される光を検出するように適合される検出器であって、それを示す信号を発生させる、検出器と、
を備える、項目６２に記載のデバイス。
（項目６５）
前記光投影機は、レーザを備える、項目６４に記載のデバイス。
（項目６６）
前記光反射表面は、鏡面反射表面、拡散反射表面、コントラスト色反射表面、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目６４に記載のデバイス。
（項目６７）
前記第２のセンサは、
前記パイプ要素の表面に添着される磁石と、
磁場を検出するように適合される検出器であって、前記検出器は、それを示す信号を発生させる、検出器と、
を備える、項目６２に記載のデバイス。
（項目６８）
前記パイプ要素の少なくとも一部の表面外形を測定し、それを示す信号を発生させるための第３のセンサをさらに備える、項目６２に記載のデバイス。
（項目６９）
前記第３のセンサは、
前記パイプ要素の少なくとも一部に沿って扇形ビームを投影するように適合されるレーザと、
前記扇形ビームの反射を前記パイプ要素の一部から受信するように適合される検出器と、
三角測量を使用して、前記反射を、表面外形を表す測定値に変換し、前記測定値を示す信号を発生させ、前記信号を前記制御システムに伝送するための計算機ユニットと、
を備える、項目６７に記載のデバイス。
（項目７０）
前記溝付けローラは、前記制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載される、項目６２に記載のデバイス。
（項目７１）
前記アイドラローラは、前記制御システムによって制御されるアクチュエータ上に搭載される、項目６２に記載のデバイス。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１および１Ａは、円周溝をパイプ要素内に形成するためのデバイスの例示的実施形態の等角図である。
【図１Ａ】図１および１Ａは、円周溝をパイプ要素内に形成するためのデバイスの例示的実施形態の等角図である。
【図２】図２は、図１に示される、デバイスの一部の等角図である。
【図３】図３、３Ａ、４、および５は、図１に示される、デバイスの一部の断面図である。
【図３Ａ】図３、３Ａ、４、および５は、図１に示される、デバイスの一部の断面図である。
【図４】図３、３Ａ、４、および５は、図１に示される、デバイスの一部の断面図である。
【図５】図３、３Ａ、４、および５は、図１に示される、デバイスの一部の断面図である。
【図６】図６は、円周溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図７】図７は、図１に示される、デバイスの一部の断面図である。
【図８】図８は、円周溝を有するパイプ要素の縦断面図である。
【図９】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１０Ａ】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１０Ｂ】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１１Ａ】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１１Ｂ】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１２】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１３】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１４】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１５】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１６】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【図１７】図９−１７は、図８に示される溝をパイプ要素内に形成する例示的方法を例証する、フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、円周溝をパイプ要素内に形成するためのデバイス１０の例示的実施形態を示す。デバイス１０は、軸１４を中心に回転可能である駆動ローラ１２を備える。本実施例では、駆動ローラ１２は、駆動ローラが搭載される筐体１８内に位置付けられる電気モータ１６によって、軸１４を中心に回転される。駆動ローラ１２は、下記に説明されるようなパイプ要素の内側表面と係合可能である外側表面２０を有する。本例示的実施形態においては溝付けローラ２２であるアイドラローラもまた、軸２４を中心とする回転のために、筐体１８上に搭載される。軸１４および２４は、相互に略平行であり、円周溝を形成するとき、それらが協働することを可能にする。
【００４２】
溝付けローラ２２は、溝付けローラが、略平行関係において軸１４および２４を維持しながら、矢印２８によって示される方向に、駆動ローラに向かって、およびそこから離れるように、移動させられることを可能にする、ヨーク２６を介して、筐体１８に搭載される。ヨーク２６、ひいては、溝付けローラ２２の移動は、アクチュエータ３０によってもたらされる。油圧アクチュエータが、溝を徐々に形成するために、パイプ材料を局所的に生じさせることが可能である微細な増分において調節可能な広範囲の高い力を提供するため、有益となる。他のタイプのアクチュエータも、当然ながら、実現可能である。
【００４３】
図２に示されるように、デバイスはまた、パイプ要素内における円周溝の形成の間、軸２４を中心とする溝付けローラ２２の回転度を決定するための第１のセンサ３２を含む。本例示的実施形態では、第１のセンサ３２は、回転エンコーダを備える。回転エンコーダは、優れた信頼性、再現性、正確性、および分解能を有し、溝付けローラ２２の回転を測定する際の優れた正確性のために、典型的には、回転が、６００，０６０の離散ステップに分割されることを可能にするため、有益となる。ＲＬＳ（Ｌｊｕｂｊａｎａ，Ｓｌｏｖｅｎｉａ）によって供給される、回転エンコーダモデルＬＭ１０１Ｃ００５ＢＢ２０Ｆ００が、デバイス１０に対して適切な実用的実施例として役割を果たす。
【００４４】
概して、パイプ要素の少なくとも１回転は、パイプ要素を回転させながら、第１の時間および第２の時間において、パイプ要素上の特徴を感知することによって、決定されてもよい。例えば、特徴は、任意の特定の目的のために、パイプ上に受けない一意の傷、ツールマーク、継ぎ目、または他の特徴等の自然に生じる特徴であり得る。しかしながら、パイプ要素の回転の信頼性があり、かつ正確な決定を確実にするように、容易に検出可能であろう、パイプ要素上の特徴を位置付けることが有益となる。２つの実施例が、下記に説明され、他の検出方法もまた、実現可能であることを理解されたい。
【００４５】
再度、図１を参照すると、デバイス１０は、パイプ要素の回転度を決定するための第２のセンサ３４を備える。図３は、光投影機３６を備える第２のセンサ３４（例えば、レーザ）と、光がパイプ要素４０から反射された際に投影機からの光を検出する検出器３８と、パイプ要素４０の外側表面４０ｂに添着される光反射表面４２との実施例を示す。光反射表面４２は、鏡面反射性であるか、拡散性であるか、またはパイプ要素４０の外側表面４０ｂの色と異なる色を有し、ひいては、パイプ要素外側表面とのコントラストを提供し得る。センサ３４はまた、検出器３８が、パイプ外側表面４０ｂから反射される投影された光とコントラスト光反射表面４２との間の差異を検出するため、コントラストセンサとして既知である。３４等のコントラストセンサは、Ｌｅｕｚｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（Ｎｅｗ  Ｈｕｄｓｏｎ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）によって製造されており、モデル番号ＨＲＴＬ  ３Ｂ／６６−Ｓ８が、本明細書に開示されるデバイス１０に対して実現可能である。光反射表面４２が、投影機３６からの光の下を通過する毎に、検出器は、そこからの反射を検出し、そして、パイプ要素の回転を検出しかつそれを計数するために使用され得る信号を発生させる。
【００４６】
図３Ａに示される、代替実施形態では、第２のセンサ３４は、磁気センサ３５を備えてもよい。磁気センサ３５はまた、誘導性または容量性原理を使用し、表面（例えば、パイプ要素４０の外側表面４０ｂ）に添着される磁石３７の通過を感知する、非接触近接センサでもある。磁石３７が磁気センサ３５を通過する毎に、これは、パイプ要素の回転を検出しかつそれを計数するために使用され得る信号を発生させる。
【００４７】
図１に示されるように、デバイス１０はまた、パイプ要素の少なくとも一部の表面外形を測定するための第３のセンサ４６を有してもよい。図７に示されるように、第３のセンサ４６は、三角測量センサであり、外形５２が測定されるパイプ要素４０の外側表面４０ｂの一部に沿って、扇形ビーム５０を生成するように適合される、レーザ４８を備える。検出器５４が、扇形ビームの反射をパイプ要素の外側表面部から受信するように適合される。第３のセンサ４６はまた、三角測量を使用し、扇形ビームの反射を、外側表面外形を表す測定値に変換する、計算機ユニット５５を含む。
【００４８】
再度、図１を参照すると、デバイス１０はまた、制御システム５６を含む。制御システム５６は、センサ３２、３４、および４６、ならびに電気的モータ１６およびアクチュエータ３０と通信する。通信は、専用電線路５８を通してもよい。制御システムは、センサ３２、３４、および４６によって発生される信号を受信し、コマンドをアクチュエータ３０およびモータ１６に送信し、デバイス１０の種々の部分の動作を制御し、溝をパイプ要素内に形成する。センサ３２は、溝付けローラ２２の回転を示す信号を発生させ、センサ３４は、パイプ要素４０の回転を示す信号を発生させ（また、図３参照）、センサ４６は、パイプ要素４０の外側表面外形を示す信号を発生させる（また、図７参照）。これらの信号は、制御システムに伝送される。制御システム５６は、センサ３２、３４、および４６からの信号を解釈し、次いで、コマンドをアクチュエータ３０およびモータ１６に発行し、円周溝をパイプ要素内に形成するステップと関連付けられる種々の機能をもたらす常駐ソフトウェアを有する、コンピュータまたはプログラマブルロジックコントローラを備えてもよい。ともに、制御システム５６、アクチュエータ３０、モータ１６、ならびにセンサ３２、３４、および４６は、下記に説明されるように、動作時、フィードバックループ内において動作し、自動的に溝を形成する。
【００４９】
図１Ａは、アイドラローラ２２から分離される第２のアイドラローラ２３を有する、デバイス１０ａを示す。本例示的実施形態では、アイドラローラ２２は、上記に説明されるようなヨーク２６上に搭載される溝付けローラであり、第２のアイドラローラ２３は、デバイス１０ａ上に搭載される、アクチュエータ２５上に搭載される。アクチュエータ２５は、制御システム５６によって制御され、駆動ローラ１２に向かって、およびそこから離れるようにアイドラローラ２３を移動させ、アイドラローラ２３をパイプ要素と係合および係脱させる。アイドラローラ２３は、軸１４に略平行である軸２７を中心に回転可能であり、駆動ローラ１２上に搭載され、かつそれによって回転されるパイプ要素と係合されるとき、軸２７を中心に回転するであろう。本実施形態では、アイドラローラ２３は、パイプ要素直径および溝直径を決定するために使用され、アイドラ（溝付け）ローラ２２は、パイプ要素を支持し、円周溝を形成するために使用される。そのためには、第１のセンサ３２は、アイドラローラ２３と動作可能に関連付けられ、パイプ要素直径の決定およびパイプ要素内における円周溝の形成の間、軸２７を中心とするアイドラローラ２３の回転度を決定するために使用される。本例示的実施形態では、第１のセンサ３２は、再度、上記に説明されるような回転エンコーダを備えてもよい。回転エンコーダは、アイドラローラ２３の回転数およびその分数部分を計数し、それを示す信号を発生させ、該信号は、ハードワイヤード線５８等の通信リンクを介して制御システム５６に伝送される。制御システム５６は、下記に説明されるように、信号内で伝送される情報を使用し、パイプ要素の直径を決定し、溝形成の間、機械動作を制御する。
【００５０】
（デバイス動作）
デバイス１０を使用して円周溝をパイプ要素内に形成する例示的方法が、図１−５および図６のフローチャートに例証される。図３に示されるように、パイプ要素４０は、駆動ローラ１２と係合される（図６のボックス６２参照）。本実施例では、パイプ要素４０の内側表面４０ａは、駆動ローラと接触するように設置される。次に、図６のボックス６４に説明されるように、溝付けローラ２２は、パイプ要素４０の外側表面４０ｂに係合するまで、駆動ローラ１２に向かって、アクチュエータ３０（制御システム５６のコマンド下）によって移動させられる。パイプ要素をデバイス１０上に固着保持するために十分な力で、駆動ローラ１２と溝付けローラ２２との間にパイプ要素４０を挟圧することが有益となる。この時点において、パイプ要素を受け取り、円周溝を形成すること、または、その直径が容認された公差範囲の外側であり、ひいては、同一の公称サイズの他のパイプ要素と互換性がないので、パイプ要素を拒否することのいずれかのために、パイプ要素４０の直径を決定することが可能である。パイプ要素直径を決定するステップは、図６のボックス６６によって表され、モータ１６によって給電される駆動ローラ１２を使用して、その縦軸６８を中心にパイプ要素４０を回転させながら、パイプの円周を測定することによってもたらされる。駆動ローラ１２は、順に、パイプ要素４０を回転させ、溝付けローラ２２をその軸２４を中心に回転させる。測定のより優れた正確性のために、溝付けローラ２２が、滑動することなく、パイプ要素４０に応答して回転する場合、有益となる。パイプ要素４０の直径は、次いで、パイプ要素４０と接触する溝付けローラ２２の表面２２ａの直径を把握し、パイプ要素の１回転毎に、回転の分数部分を含む溝付けローラの回転数を計数することによって、計算されてもよい。溝付けローラ表面２２ａの直径Ｄが、把握される場合、パイプ要素４０の円周Ｃは、関係Ｃ＝（Ｄ×ｒｅｖ×Π）から計算されることができる（式中、「ｒｅｖ」は、パイプ要素の１回転に対する溝付けローラ２２の回転数（回転の分数部分を含む）に等しい）。いったんパイプ要素の円周Ｃが把握されると、パイプ要素直径ｄは、関係ｄ＝Ｃ／Πから計算されることができる。
【００５１】
デバイス１０内では、センサ３２（例えば、回転エンコーダ）が、溝付けローラ２２の回転数およびその分数部分（ｒｅｖ）を計数し、それを示す信号を発生させる。パイプ要素４０の各回転は、それを示す信号を発生させるセンサ３４によって検出かつ／または計数される。例えば、センサ３４が上記に説明されるようなコントラストセンサ（図３参照）である場合、第１の反射および第２の反射を光反射表面４２から感知し、これは、パイプ要素の１回転を検出している、またはそれを計数していることを示す。センサ３４が、磁気センサ（図３Ａ）である場合、該センサは、第１の磁場および第２の磁場を感知し、これは、パイプ要素の１回転を検出している、またはそれを計数していることを示す。センサ３２およびセンサ３４からの信号が、計算を実施し、パイプ要素４０の直径を決定する、制御システム５６に伝送される。制御システムは、次いで、容認または拒否に関して、パイプ要素直径をオペレータに表示してもよい、あるいは制御システム自体が、パイプ要素直径を既知の公称サイズのパイプに関する公差範囲と比較し、「容認」または「拒否」信号をオペレータに表示してもよい。そのような自動動作のために、制御システムは、種々の標準サイズのパイプ要素に関する寸法公差データを用いて、プログラムされることに留意されたい。オペレータは、標準パイプサイズおよび形成される溝に適切な溝付けローラを搭載し、制御システムに処理される特定の標準パイプ要素を入力しなければならない。これらの入力に応答して、制御システム内の常駐ソフトウェアは、次いで、パイプ要素が選択された標準サイズのパイプ要素に関する容認可能公差範囲内に収まる直径を有するかどうかを決定するために、適切な参照データを使用するであろう。
【００５２】
図６のボックス７０および図４は、溝７２をパイプ要素４０内に形成するステップを例証する。駆動ローラ１２は、回転され、それによって、その縦軸６８を中心にパイプ要素４０を回転させ、これは、軸２４を中心に溝付けローラ２２を回転させる。駆動ローラ１２の回転軸１４、溝付けローラ２２の回転軸２４、およびパイプ要素４０の縦軸６８は、相互に略平行であることに留意されたい。本明細書に使用されるような「略平行」は、有意な摩擦を伴わない回転を可能にするが、また、回転の間、駆動ローラおよび溝付けローラと係合されるパイプ要素を維持する、発生される力を追跡することを可能にするように、約２度以内を意味する。パイプ要素の回転の間、アクチュエータ３０（図１）は、溝付けローラ２２をパイプ要素４０に対して押勢し、それによって、パイプ要素を冷間加工し、パイプ要素材料を変位させ、円周溝７２を形成する。アクチュエータ３０によって付与される力、ならびに溝付けローラ２２のフィードレート（すなわち、溝付けローラが駆動ローラに向かって移動するレート）およびパイプ要素の回転速度は、パイプ要素４０の１つまたはそれを上回る特徴に基づいて、選択され得ることに留意されたい。そのような特徴は、例えば、パイプ要素直径、壁厚（スケジュール）、およびパイプ要素を備える材料を含む。力、フィードレート、および回転速度等の動作パラメータの選択は、オペレータによって、または、処理される特定のパイプを指定するオペレータからの入力に応答して、制御システム５６によって確立されてもよい。例えば、制御システムは、直径、スケジュール、および材料に従って、特定の標準パイプ要素と関連付けられる好ましい動作パラメータのデータベースを有してもよい。
【００５３】
機械的結合部とのパイプ要素４０の互換性のために、溝７２の最終直径７４ｂ（図５参照）が、処理される特定の直径のパイプ要素に関する容認可能公差内であることが必要である。ボックス７６（また、図４参照）に示されるように、容認可能溝７２を生成するために、瞬時溝直径７４ａ（すなわち、その最終直径に達成する前の溝直径）が、パイプ要素４０が回転している間、間隔を空けて決定される。瞬時溝直径７４ａは、図４に示されるように、パイプ要素４０の直径を決定するための上記に説明されるようなセンサ３２およびセンサ３４からの信号を使用して決定される（図６、ボックス６６）。溝付けローラ２２の回転数（および、その分数部分）を示すセンサ３２からの信号ならびにパイプ要素の回転数を示すセンサ３４からの信号は、溝７２内のパイプ要素４０の瞬時円周の測定値を構成する。これらの信号は、信号内の情報を使用し、溝７２の瞬時直径７４ａを決定する（すなわち、計算する）、制御システム５６に伝送される（溝を形成する溝付けローラ２２の直径表面２２ａが把握されることに留意されたい）。ボックス７８に示されるように、制御システムは、次いで、溝の瞬時直径を、処理される特定のパイプの溝直径に関する適切な公差範囲と比較する。ボックス８０に示されるように、瞬時溝直径が、適切な公差範囲内ではない（例えば、瞬時溝直径が、処理される特定のパイプ要素に関する最大容認可能直径を上回る）場合、制御システム５６は、パイプ要素の材料を変位させるように、溝付けローラ２２をパイプ要素に対して押勢しながら、その縦軸６８を中心にパイプ要素４０を回転させ、パイプ要素４０を回転させながらステップ溝７２の瞬時直径７４ａを決定し、溝の直径が溝の直径に対する容認可能公差範囲内になるまで、溝の瞬時直径を溝の直径に関する公差範囲と比較することによって、溝７２を形成することを継続する。
【００５４】
いったん最終溝直径７４ｂが既定の標的直径になると、制御システム５６は、駆動ローラ１２に向かう溝付けローラ２２の運動を停止するが、少なくとも１回の完全回転に対するパイプ要素の回転を継続し、均一な溝の深度を確実にする。回転は、次いで、停止され、溝付けローラ２２は、パイプ要素４０がデバイス１０から取り外され得るように、駆動ローラ１２から離れるように移動させられる。
【００５５】
円周溝をパイプ要素内に形成する別の例示的方法が、図１Ａに示されるデバイス１０ａを使用して説明される。本実施形態は、２つの別個のアイドラローラ（溝付けローラであるアイドラローラ２２および測定ローラであるアイドラローラ２３）を有する。上記に説明されるように、パイプ要素は、駆動ローラ１２と係合される（図６のボックス６２参照）。次に、図６のボックス６４に説明されるように、溝付けローラ２２は、パイプ要素の外側表面に係合するまで、駆動ローラ１２に向かって、アクチュエータ３０によって移動させられる（制御システム５６のコマンド下）。パイプ要素をデバイス１０上に固着保持するために十分な力で、駆動ローラ１２と溝付けローラ２２との間にパイプ要素を挟圧することが有益となる。制御システム５６はまた、アクチュエータ２５に、アイドラローラ２３を移動し、パイプ要素の外側表面と係合させるように命令する。この時点において、パイプ要素を受け取り、円周溝を形成すること、または、その直径が容認された公差範囲の外側であり、ひいては、同一の公称サイズの他のパイプ要素と互換性がないので、パイプ要素を拒否することのいずれかのために、パイプ要素の直径を決定することが可能である。パイプ要素直径を決定するステップは、図６のボックス６６によって表され、モータ１６によって給電される駆動ローラ１２を使用して、その縦軸を中心にそれを回転させながら、パイプ要素の円周を測定することによってもたらされる。駆動ローラ１２は、順に、パイプ要素を回転させ、アイドラローラ２３をその軸２７を中心に回転させる。測定のより優れた正確性のために、アイドラローラ２３が、滑動することなく、パイプ要素に応答して回転する場合、有益となる。パイプ要素の直径は、次いで、パイプ要素と接触するアイドラローラ２３の表面の直径を把握し、パイプ要素の１回転毎に、回転の分数部分を含むアイドラローラ２３の回転数を計数することによって、計算されてもよい。アイドラローラ２３の直径Ｄが把握される場合、パイプ要素の円周Ｃは、関係Ｃ＝（Ｄ×ｒｅｖ×Π）から計算されることができる（式中、「ｒｅｖ」は、パイプ要素の１回転に対するアイドラローラ２３の回転数（回転の分数部分を含む）に等しい）。いったんパイプ要素の円周Ｃが把握されると、パイプ要素直径ｄは、関係ｄ＝Ｃ／Πから計算されることができる。
【００５６】
デバイス１０ａ内では、センサ３２（例えば、回転エンコーダ）が、アイドラローラ２３の回転数およびその分数部分を計数し、それを示す信号を発生させる。パイプ要素の各回転は、それを示す信号を発生させるセンサ３４（例えば、コントラストセンサまたは磁気センサ）によって検出かつ／または計数される。センサ３２およびセンサ３４からの信号は、計算を実施し、パイプ要素の直径を決定する、制御システム５６に伝送される。制御システムは、次いで、容認または拒否に関して、パイプ要素直径をオペレータに表示してもよい、あるいは、制御システム自体が、パイプ要素直径を既知の公称サイズのパイプに関する公差範囲と比較し、「容認」または「拒否」信号をオペレータに表示してもよい。
【００５７】
図６のボックス７０は、溝をパイプ要素内に形成するステップを例証する。駆動ローラ１２は、回転され、それによって、その縦軸を中心にパイプ要素を回転させ、これは、その軸２４を中心に回転させ、そして溝付けローラ２２およびその軸２７を中心にアイドラローラ２３を回転させる。駆動ローラ１２の回転軸１４、溝付けローラ２２の回転軸２４、アイドラローラ２３の回転軸２７、およびパイプ要素の縦軸は、相互に略平行であることに留意されたい。パイプ要素の回転の間、アクチュエータ３０は、溝付けローラ２２をパイプ要素に対して押勢し、それによって、パイプ要素を冷間加工し、パイプ要素材料を変位させ、円周溝を形成する。また、パイプ要素の回転の間、アクチュエータ２５は、溝付けローラ２２によって形成される溝内にあるパイプ要素とアイドラローラ２３を接触させて維持する。
【００５８】
機械的結合部とのパイプ要素の互換性のために、溝の最終直径が、処理される特定の直径のパイプ要素に関する容認可能公差内にあることが必要である。ボックス７６に示されるように、容認可能溝を生成するために、瞬時溝直径（すなわち、その最終直径に達成する前の溝直径）が、パイプ要素が回転する間、間隔を空けて決定される。瞬時溝直径は、パイプ要素の直径を決定するための上記に説明されるようなセンサ３２およびセンサ３４からの信号を使用して決定される（図６、ボックス６６）。アイドラローラ２３の回転数（および、その分数部分）を示すセンサ３２からの信号ならびにパイプ要素の回転数を示すセンサ３４からの信号は、溝付けローラ２２によって形成される溝内にあるパイプ要素の瞬時円周の測定値を構成する。これらの信号は、信号内の情報を使用し、溝の瞬時直径を決定する（すなわち、計算する）、制御システム５６に伝送される（パイプ要素と接触するアイドラローラ２３の直径が把握されることに留意されたい）。ボックス７８に示されるように、制御システムは、次いで、溝の瞬時直径を、処理される特定のパイプの溝直径に関する適切な公差範囲と比較する。ボックス８０に示されるように、瞬時溝直径が、適切な公差範囲内ではない場合（例えば、瞬時溝直径が、処理される特定のパイプ要素に関する最大容認可能直径を上回る）、制御システム５６は、パイプ要素の材料を変位させるように、溝付けローラ２２をパイプ要素に対して押勢しながら、その縦軸を中心にパイプ要素を回転させ、パイプ要素を回転させながら、溝の瞬時直径を決定し（アイドラローラ２３およびその関連付けられたセンサ３２を介して）、溝の直径が溝の直径に対する容認可能公差範囲内になるまで、溝の瞬時直径を溝の直径に関する公差範囲と比較することによって、溝を形成することを継続する。
【００５９】
いったん最終溝直径が既定の標的直径になると、制御システム５６は、駆動ローラ１２に向かう溝付けローラ２２の運動を停止するが、少なくとも１回の完全回転に対するパイプ要素の回転を継続し、均一な溝の深度を確実にする。回転は、次いで、停止され、溝付けローラ２２およびアイドラローラ２３は、パイプ要素がデバイス１０ａから取り外され得るように、駆動ローラ１２から離れるように移動させられる。
【００６０】
図７に示されるように、三角測量センサ４６もまた、溝７２に近接するパイプ要素４０の複数の寸法を測定するために、使用されてもよい。図８に示されるように、パイプ４０の端部から溝７２までの距離８８、溝の幅９０、溝の深度９２、およびパイプ要素のフレア高さ９４等の寸法が、パイプ端部の外形を作成するために、測定されてもよい。フレアは、溝加工の結果として生じ得、フレア高さは、パイプ直径を上回るパイプ要素の端部の高さである。この情報は、標準パイプ要素に対するこれらの寸法に関する容認可能公差との比較のために、制御システムに伝送されてもよい。
【００６１】
図７および９に描写されるように、複数の寸法の測定は、パイプ要素を回転させながらもたらされ、円周溝７２を含む、パイプ要素４０の表面長さに沿って、光５０の扇形ビームを投影するステップを含む（図９のボックス９６参照）。ビーム５０の反射が、センサ５４によって検出される（ボックス９８）。センサ５４と動作可能に関連付けられる計算機ユニット５５が、三角測量法を使用し、ビーム５０によって掃引されるパイプ要素４０の領域の寸法を計算する（ボックス１００）。寸法情報は、本実施例では、ハードワイヤード線５８にわたって、制御システム５６に伝送される信号にエンコードされる（図１参照）。このように取得される寸法情報は、処理されるようなパイプ要素を特性評価するために、データベースに対して表示かつ／または評価されてもよい。
【００６２】
円周溝を、縦軸を有するパイプ要素内に形成し、駆動ローラおよび溝付けローラを使用する別の例示的方法は、図１０に示される。本例示的方法は、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップ（ボックス１０２）と、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップ（ボックス１０４）と、
パイプ要素の材料を変位させるように、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢しながら、その縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって溝を形成するステップ（ボックス１０６）と、
パイプ要素を回転させながら、溝の複数の円周を測定するステップ（ボックス１０８）と、
溝の複数の円周を使用して、溝の複数の直径を決定するステップ（ボックス１１０）と、パイプ要素の１回転あたりの溝の直径の変化を計算するステップ（ボックス１１２）と、溝の１回転あたりの直径の変化を使用して、所望の直径の溝を形成するために必要とされるパイプ要素の回転数を計算するステップ（ボックス１１４）と、
パイプ要素の回転数を計数するステップ（ボックス１１６）と、
所望の直径の溝を形成するために必要とされる回転数に到達することに応じて、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢することを中断するステップ（ボックス１１８）と、
を含む。
【００６３】
図１０に示される本方法は、パイプ要素の１回転あたりの直径の変化率を使用し、パイプ要素の材料を変位させることによって溝を形成するステップを中断すべきときを予測する、予測法である。予測が、所望されているのと同程度に精密な溝直径をもたらさない場合があり得るので、
溝の直径を測定するステップ（ボックス１２０）と、
溝の直径を所望の直径と比較するステップ（ボックス１２２）と、
形成するステップ、測定するステップ、決定するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すステップ（ボックス１２４）と、
の付加的ステップは、有益となり得る。
【００６４】
図１１は、溝を形成する類似する予測子修正子法を示す。しかしながら、本方法は、直径ではなく、溝の円周に基づく。特定の実施例では、本方法は、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップ（ボックス１２６）と、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップ（ボックス１２８）と、
パイプ要素の材料を変位させるように、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢しながら、縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって、溝を形成するステップ（ボックス１３０）と、
パイプ要素を回転させながら、溝の複数の円周を測定するステップ（ボックス１３２）と、パイプ要素の１回転あたりの溝の円周の変化を計算するステップ（ボックス１３４）と、パイプ要素の１回転あたりの円周の変化を使用して、所望の円周の溝を形成するために必要とされるパイプ要素の回転数を計算するステップ（ボックス１３６）と、
パイプ要素の回転数を計数するステップ（ボックス１３８）と、
所望の円周の溝を形成するために必要とされる回転数に到達することに応じて、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢することを中断するステップ（ボックス１４０）と、
を含む。
再度、予測を使用して、不正確な溝形成を考慮するために、
溝の円周を測定するステップ（ボックス１４２）と、
溝の円周を所望の円周と比較するステップ（ボックス１４４）と、
形成するステップ、測定するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すステップ（ボックス１４６）と、
が、追加されてもよい。
【００６５】
ここまで説明された方法は、パイプ要素に向かう溝付けローラの略連続フィードを使用する。しかしながら、図１２に示され、以下に記載される方法：
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップ（ボックス１４８）と、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップ（ボックス１４９）と、
パイプ要素の回転のためにパイプ要素の材料を変位させるように、溝付けローラを、ある離散距離だけ、パイプ要素の中に押勢しながら、縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって、溝を形成するステップ（ボックス１５０）と、
パイプ要素を回転させながら、溝の円周を測定するステップ（ボックス１５２）と、
該溝の円周を使用して、該溝の直径を決定するステップ（ボックス１５４）と、
溝の直径を溝の直径に関する公差範囲と比較するステップ（ボックス１５６）と、
溝の直径が公差範囲内になるまで、該形成するステップ、決定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップ（ボックス１５８）
に説明されるように、溝付けローラが離散増分で前進される場合、効率性および精度において利点が存在し得る。
【００６６】
さらに、溝付けローラが移動する離散距離のサイズを（例えば、直径が公差範囲に近づくにつれて、１回転毎に、離散距離を減少させることによって）変動させることが有益となり得る。これは、溝形成におけるより精密な精度を可能にし、溝を形成するために必要とされる時間を短縮し得る。
【００６７】
図１３に説明される例示的方法もまた、溝付けローラによって進行される距離の離散増分を使用するが、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップ（ボックス１６０）と、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップ（ボックス１６２）と、
パイプ要素の回転のためにパイプ要素の材料を変位させるように、溝付けローラを、ある離散距離だけ、パイプ要素の中に押勢しながら、縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって、溝を形成するステップ（ボックス１６４）と、
パイプ要素を回転させながら、溝の円周を測定するステップ（ボックス１６６）と、
溝の円周を溝の円周に関する公差範囲と比較するステップ（ボックス１６８）と、
溝の円周が公差範囲内になるまで、該形成するステップ、測定するステップ、および比較するステップを繰り返すステップ（ボックス１７０）と、
に説明されるように、溝の円周の測定値に基づき、溝付けローラを制御する。
【００６８】
再度、さらに、溝付けローラが移動する離散距離のサイズを（例えば、直径が公差範囲に近づくにつれて、１回転毎に、離散距離を減少させることによって）変動させることが有益となり得る。これは、溝形成におけるより精密な精度を可能にし、溝を形成するために必要とされる時間を短縮し得る。
【００６９】
図１４に示される例示的方法では、予測子修正子法側面は、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップ（ボックス１７２）と、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップ（ボックス１７４）と、
パイプ要素の回転のためにパイプ要素の材料を変位させるように、溝付けローラを、ある離散距離だけ、パイプ要素の中に押勢しながら、縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって、溝を形成するステップ（ボックス１７６）と、
溝の１回転あたりの離散距離を使用して、所望の直径の溝を形成するために必要とされるパイプ要素の回転数を計算するステップ（ボックス１７８）と、
パイプ要素の回転数を計数するステップ（ボックス１８０）と、
所望の直径の溝を形成するために必要とされる回転数に到達することに応じて、溝付けローラを、ある離散距離だけ、パイプ要素の中に押勢することを中断するステップ（ボックス１８２）と、
に説明されるように、溝付けローラの離散段階運動と組み合わせられる。
【００７０】
再度、図１４に示される方法に、
溝の直径を測定するステップ（ボックス１８４）と、
溝の直径を所望の直径と比較するステップ（ボックス１８６）と、
形成するステップ、測定するステップ、計算するステップ、計数するステップ、および中断するステップを繰り返すステップ（ボックス１８８）と、
のステップを追加することが有益となり得る。
【００７１】
図１５の例示的方法実施形態では、溝深度９２（また、図８参照）は、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップ（ボックス１９０）と、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップ（ボックス１９２）と、
縦軸を中心にパイプ要素を回転させながら、パイプ要素の直径を測定するステップ（ボックス１９４）と、
所望の溝直径公差に対応する所望の溝深度公差を計算するステップ（ボックス１９６）と、
パイプ要素の材料を変位させるように、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢しながら、縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって、溝を形成するステップ（ボックス１９８）と、
パイプ要素を回転させながら、溝深度を測定するステップ（ボックス２００）と、
溝深度を所望の溝深度公差と比較するステップ（ボックス２０２）と、
溝深度が所望の溝深度公差内になるまで、溝を形成するステップ、溝深度を測定するステップ、および溝深度を所望の溝深度公差と比較するステップを繰り返すステップ（ボックス２０４）と、
に説明されるように、溝付けローラの運動を制御するために使用される。
【００７２】
図１６は、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップ（ボックス２０５）と、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップ（ボックス２０６）と、
縦軸を中心にパイプ要素を回転させながら、パイプ要素の直径を決定するステップ（ボックス２０８）と、
パイプ要素の直径に基づいて、所望の溝直径公差を決定するステップ（ボックス２１０）と、
パイプ要素の材料を変位させるように、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢しながら、縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって、溝を形成するステップ（ボックス２１２）と、
パイプ要素を回転させながら、溝直径を決定するステップ（ボックス２１４）と、
溝直径を所望の溝直径公差と比較するステップ（ボックス２１６）と、
溝の直径が所望の溝直径公差内になるまで、溝を形成するステップおよび溝直径を決定するステップを繰り返すステップ（ボックス２１８）と、
に説明されるように、溝の直径が溝付けローラの運動を制御するために使用される、例示的方法を示す。
【００７３】
図１７は、
パイプ要素を駆動ローラと係合させるステップ（ボックス２２０）と、
溝付けローラをパイプ要素と係合させるステップ（ボックス２２４）と、
縦軸を中心にパイプ要素を回転させながら、パイプ要素の円周を測定するステップ（ボックス２２６）と、
パイプ要素の直径に基づいて、所望の溝円周公差を決定するステップ（ボックス２２８）と、
パイプ要素の材料を変位させるように、パイプ要素に対して溝付けローラを押勢しながら、縦軸を中心にパイプ要素を回転させることによって、溝を形成するステップ（ボックス２３０）と、
パイプ要素を回転させながら、溝円周を測定するステップ（ボックス２３２）と、
溝円周を所望の溝円周公差と比較するステップ（ボックス２３４）と、
溝円周が所望の溝円周公差内になるまで、溝を形成するステップ、溝円周を測定するステップ、および溝円周を比較するステップを繰り返すステップ（ボックス２３６）と、
に説明されるように、溝円周が溝付けローラの運動を制御するために使用される例示的方法を例証する。
【００７４】
本明細書に開示される方法および装置は、人的エラーの確率ならびに奇形溝の頻度を低減させる溝付きパイプ要素の形成における効率性の増加をもたらす。
【図１】
2018140443.tif 000003
【図１Ａ】
2018140443.tif 000004
【図２】
2018140443.tif 000005
【図３】
2018140443.tif 000006
【図３Ａ】
2018140443.tif 000007
【図４】
2018140443.tif 000008
【図５】
2018140443.tif 000009
【図６】
2018140443.tif 000010
【図７】
2018140443.tif 000011
【図８】
2018140443.tif 000012
【図９】
2018140443.tif 000013
【図１０Ａ】
2018140443.tif 000014
【図１０Ｂ】
2018140443.tif 000015
【図１１Ａ】
2018140443.tif 000016
【図１１Ｂ】
2018140443.tif 000017
【図１２】
2018140443.tif 000018
【図１３】
2018140443.tif 000019
【図１４】
2018140443.tif 000020
【図１５】
2018140443.tif 000021
【図１６】
2018140443.tif 000022
【図１７】
2018140443.tif 000023
【外国語明細書】
2018140443000001.pdf