| 【発明の名称】 |
フレキシブル管のへこみ欠陥検出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】飯田 淳
【氏名】福高 善己
【氏名】穴吹 善範
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、フレキシブル管のへこみ欠陥をフレキシブル管の搬送中にオンラインで検出するフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置に関する。
【解決手段】フレキシブル管のへこみ欠陥検出装置を、１対のセンタリングガイドと、中心を搬送ラインの中心に合わせて設置した保持リングと、該保持リングに、先端近傍部が前記フレキシブル管の外面に当接するように前記搬送ラインの中心に向けて配設した複数の触針と、該触針のうち、その触針の先端近傍部が前記へこみ欠陥によって前記フレキシブル管の当接すべき位置に当接しない状態を検出するふれ検出器と、から構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 管軸方向に周期的に波付けされたフレキシブル管の外周方向の少なくとも一部がへこんだへこみ欠陥をフレキシブル管の搬送中にオンラインで検出するフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置であって、該へこみ欠陥検出装置は、管軸方向に連続して搬送されるフレキシブル管の中心位置を搬送ラインの中心に合わせる１対のセンタリングガイドと、該１対のセンタリングガイドの搬送方向の間に、中心を搬送ラインの中心に合わせて設置した保持リングと、該保持リングに、先端近傍部が前記フレキシブル管の外面に当接するように前記搬送ラインの中心に向けて配設した複数の触針と、該触針のうち、その触針の先端近傍部が前記へこみ欠陥によって前記フレキシブル管の当接すべき位置に当接しない状態を検出するふれ検出器と、から構成されることを特徴とするフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置。
【請求項２】 前記ふれ検出器が、前記保持リングの内側に設置され、常時は、前記触針のいずれにも接触せず、へこみ欠陥によって前記フレキシブル管の当接すべき位置に当接せず、はずれた状態の触針にのみ接触するタッチリングと、該タッチリングに係接され、前記触針のタッチリングへの接触を検出するタッチセンサと、からなることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置。
【請求項３】 前記ふれ検出器が、前記触針のそれぞれに個別に有する接点であって、該接点が、常時は触針に接してＯＮとなっており、へこみ欠陥によって触針が前記フレキシブル管の当接すべき位置に当接せず、はずれた状態の場合にＯＦＦとなるようにされたことを特徴とし、常時はＯＮとなっているそれらの接点がＯＦＦとなることを検出してへこみ欠陥の検出を行う請求項１に記載のフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置。
【請求項４】 管軸方向に周期的に波付けされたフレキシブル管の外周方向の少なくとも一部がへこんだへこみ欠陥をフレキシブル管の搬送中にオンラインで検出するフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置であって、管軸方向に連続して搬送されるフレキシブル管の中心位置を搬送ラインの中心に合わせる１対のセンタリングガイドと、該１対のセンタリングガイドの間に、その中心位置を搬送ラインの中心に合わせて設置した保持リングと、該保持リングの周方向に、投光したレーザが前記フレキシブル管外周面の波部に反射して再度受光できるように、前記搬送ラインの中心に向けて放射状に配設したレーザ反射型光電スイッチと、から構成され、該レーザ反射型光電スイッチのうち、投光したレーザの反射方向が前記へこみ欠陥によって変化し、レーザ反射を再受光できない状態となるレーザ反射型光電スイッチのＯＦＦ時間が、別に設定した設定時間以上持続することを検出してへこみ欠陥の検出を行うことを特徴とするフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管軸方向に周期的に波付けされたフレキシブル管のリング部に生じたへこみ欠陥を検出するへこみ欠陥検出装置に係り、特にステンレス製フレキシブル管等の製造直後のオンライン走行中に、該へこみ欠陥を非接触で自動的に検出するのに好適なフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に示す如く、フレキシブル管２は、素材となる原管１を直進させながら、フレキシブル管製造機３をその回りに回転させ、波付けした形状に成形加工して製造される。フレキシブル管２は、多数のリング部４が連なって構成され自在に曲げることが可能であり、例えばステンレス製（ＳＵＳ）のフレキシブル管がよく知られている。
【０００３】このようにして製造されるフレキシブル管では、その製造工程における何らかの異常発生で、図９に示すように、リング部４の一部がへこんでしまう、いわゆるへこみ欠陥５が発生することがある。このようなへこみ欠陥の検査は、フレキシブル管の形状が複雑であることから従来は自動化することができず、もっぱら目視検査が行われてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来は目視検査であるため、へこみ欠陥の見逃しも多く、また、検査員の疲労度によって、欠陥検出の検出レベルが大きく変動する等の問題があった。本発明はこのような従来の問題を解消するためになされたものであり、フレキシブル管製造機直後のオンライン搬送中に、へこみ欠陥を自動的に検出することを可能とするフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、管軸方向に周期的に波付けされたフレキシブル管の外周方向の少なくとも一部がへこんだへこみ欠陥をフレキシブル管の搬送中にオンラインで検出するフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置であって、該へこみ欠陥検出装置は管軸方向に連続して搬送されるフレキシブル管の中心位置を搬送ラインの中心に合わせる１対のセンタリングガイドと、該１対のセンタリングガイドの搬送方向の間に、中心を搬送ラインの中心に合わせて設置した保持リングと、該保持リングに、先端近傍部が前記フレキシブル管の外面に当接するように前記搬送ラインの中心に向けて配設した複数の触針と、該触針のうち、その触針の先端近傍部が前記へこみ欠陥によって前記フレキシブル管の当接すべき位置に当接しない状態を検出するふれ検出器と、から構成されることを特徴とするフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置によって上記課題を解決したのである。
【０００６】また、本発明は、前記ふれ検出器を、前記保持リングの内側に設置され、常時は、前記触針のいずれにも接触せず、へこみ欠陥によって前記フレキシブル管の当接すべき位置に当接せず、はずれた状態の触針にのみ接触するタッチリングと、該タッチリングに係接され、前記触針のタッチリングへの接触を検出するタッチセンサと、から構成することが好適であることを見出したのである。
【０００７】さらに、本発明は、前記ふれ検出器が、前記触針のそれぞれに個別に有する接点であって、該接点が、常時は触針に接してＯＮとなっており、へこみ欠陥によって触針が前記フレキシブル管の当接すべき位置に当接せず、はずれた状態の場合にＯＦＦとなるようにされたことを特徴とし、常時はＯＮとなっているそれらの接点がＯＦＦとなることを検出してへこみ欠陥の検出を行うことが好適であることを見出したのである。
【０００８】さらに、本発明は、光学的手段を適用し、管軸方向に周期的に波付けされたフレキシブル管の外周方向の少なくとも一部がへこんだへこみ欠陥をフレキシブル管の搬送中にオンラインで検出するフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置であって、管軸方向に連続して搬送されるフレキシブル管の中心位置を搬送ラインの中心に合わせる１対のセンタリングガイドと、該１対のセンタリングガイドの間に、その中心位置を搬送ラインの中心に合わせて設置した保持リングと、該保持リングの周方向に、投光したレーザが前記フレキシブル管外周面の湾曲部に反射して再受光できるように、前記搬送ラインの中心に向けて放射状に配設したレーザ反射型光電スイッチと、から構成され、該レーザ反射型光電スイッチのうち、投光したレーザの反射方向が前記へこみ欠陥によって変化し、レーザ反射を再受光できない状態となるレーザ反射型光電スイッチのＯＦＦ時間が、別に設定した設定時間以上持続することを検出してへこみ欠陥の検出を行うことを特徴とするフレキシブル管のへこみ欠陥検出装置によって上記課題を解決したのである。
【０００９】すなわち、本発明は、その形状の複雑さから、従来適切な方法のなかったフレキシブル管のへこみ欠陥検出の自動化を可能とすることを目的とし、接触式の触針手段、もしくは、非接触式の光学的手段を用いることで、へこみ欠陥の検出を簡便に、かつ、自動で行うことのできる装置を開発することを目的とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、まず接触式の触針手段を適用した第１と第２の実施形態について説明し、次に非接触式の光学的手段を適用した第３の実施形態について説明する。接触式の触針手段を適用した第１の実施形態について、図１、図２に基づき説明する。
【００１１】図１において、矢印の方向に搬送されているフレキシブル管２は１対のセンタリングガイド６によってその中心が搬送ラインの中心に合うようにセンタリングされている。そして、本発明の第１の実施形態に適用されるタッチ式触針保持リング７が、１対のセンタリングガイド６の間であって、その中心が搬送ラインの中心に合うように配置される。
【００１２】タッチ式触針保持リング７は、保持リング7aの周方向に触針7bが放射状に配設された構造とされており、保持リング7aの内側には、タッチリング7cが設けられている。放射状に配設された触針は、本実施形態では10度毎に36本配設されているがこれに限定するものではなく、フレキシブル管のサイズ、検出すべきへこみ欠陥の大きさ等に応じて適宜決定される。
【００１３】タッチリング7cには、図２に示すようにタッチセンサ11（図１には図示していない。）が係接されている。タッチセンサ11は、触針7bがへこみ欠陥５を検出しフレキシブル管２のリング部４を外れた場合に、触針7bがタッチリング7cにタッチしたことを検出する。ここで、触針7bは、へこみ欠陥５がない場合は、常にフレキシブル管２のリング部４に当接しており、タッチリング7cにタッチすることはない。
【００１４】また、タッチセンサ11は、タッチリング7cが触針7bにタッチされて押し込まれることを検出するものであり、微少な変位を検出することのできる接点スイッチであるマイクロスイッチ等を適用することができる。同様に、タッチリング7cに所定の電位をかけておき、あらかじめ接地しておいた触針7bがタッチすることで、その電位が接地レベルに落ちることを検出するようにしてもよく、タッチセンサは触針がタッチリングに一瞬でもタッチしたことを検出できればよい。
【００１５】また、触針7bは、その先端部近傍をフレキシブル管２の外面にわずかに当接させておくことが必要であり、フレキシブル管２のサイズ替えに応じて交換することが必要となる。通常、フレキシブル管のサイズは、10A 、15A 、20A の３種類であり、そのサイズに応じたタッチ式触針保持リング７を用意しておく。タッチ式触針保持リングの交換作業は容易に自動化が可能であり、ここではその詳細を説明しないが、本実施形態では、ラインを制御する上位コンピュータからのサイズ替え情報のセットアップによって、タッチ式触針保持リングの交換を自動的に行うようにされている。
【００１６】更に、図２に示しているように、以上のようにして検出したへこみ欠陥検出の情報は、トラッキングセンサ12からのトラッキング情報と共にデータ処理装置13に取り込み、へこみ欠陥の位置情報等のデータ収集が行われる。ただし、この第１の実施形態においては、へこみ欠陥のフレキシブル管円周方向の位置を特定することはできず、フレキシブル管の軸方向の位置を特定できるのみである。
【００１７】次に、第２の実施形態について、図３、図４に基づき説明する。図３に示すように、接触式の触針手段を適用することは第１の実施形態と同様であり、センタリングガイド６の配置も第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、触針8bのそれぞれに接点8cを配したことを特徴とする。触針8bは保持リング8aに配設されており、個別接点式触針保持リング８が構成されている。
【００１８】図４に示すように、触針8bとそれぞれの触針に対応した接点8cは対として接点信号中継器14に接続されている。フレキシブル管２の正常なリング部４に当接している触針の接点は、常時ＯＮとなり閉回路が形成されており、フレキシブル管２がはんそうされて移動しても接点が離れてＯＦＦとなることはない。しかし、へこみ欠陥５があると、触針４はフレキシブル管２のリング部４をはずれ、接点５がＯＦＦして回路がオープンになるのである。
【００１９】この回路の状態変化の信号は、接点信号中継器14を介してデータ処理装置13に取り込まれる。第２の実施形態においては、周方向の触針毎に個別に接点を有するため、フレキシブル管２の管軸方向だけではなく、周方向のへこみ欠陥発生位置を特定することも可能である。
【００２０】次に、非接触式の光学的手段を用いた第３の実施形態について、図５、図６に基づき説明する。図５において、矢印の方向に搬送されているフレキシブル管２は１対のセンタリングガイド６によってその中心が搬送ラインの中心に合うようにセンタリングされている。そして、本発明の第３の実施形態に適用されるレーザ反射型光電スイッチ保持リング９が、１対のセンタリングガイド６の間であって、その中心が搬送ラインの中心に合うように配置される。
【００２１】レーザ反射型光電スイッチ保持リング９は、保持リング9aの周方向にレーザ反射型光電スイッチ9bを放射状に配設した構造である。放射状に配設したレーザ反射型光電スイッチ9bは、図示の例では10基であるが、これに限定されるものではなく、フレキシブル管のサイズ、検出すべきへこみ欠陥の大きさ等に応じて適宜配設される。また、反射型光電スイッチ9bの光軸は、センサー取付用の保持リング9aの中心軸と交わるように設置されている。反射型光電スイッチ9bの光軸と保持リング9aの中心軸とは40゜程度の角度をもって交わることが好適であるが、この交差角度は、処理対象であるフレキシブル管のリング部の仕様によって適宜変更される。
【００２２】それぞれの反射型光電スイッチ9bは、フレキシブル管２のリング部４に向けられて配設されており、レーザ光のリング部からの反射を検出するようにされている。ここで、図６に示すように、正常なリング部４からはレーザ光が正常に反射され、反射型光電スイッチ9bで再受光することから反射型光電スイッチ9bはＯＮとなるが、へこみ欠陥５があると、反射位置でのリング部が欠落するために乱反射が起こり、反射型光電スイッチ9bで再受光することができず反射型光電スイッチ9bはＯＦＦとなってしまう。
【００２３】この第３の実施形態においては、反射型光電スイッチ9bのＯＮ／ＯＦＦ状態がこのように変化することを利用してへこみ欠陥の検出を行う。反射型光電スイッチ9bのＯＮ／ＯＦＦ状態は、レーザ反射型光電スイッチ信号中継器15を介してデータ処理装置13に取り込まれる。しかしながら、フレキシブル管２は搬送されて常時移動しているため、正常部であっても、フレキシブル管２のリング部４の頂点にレーザ光があたった瞬間には、レーザ光の乱反射が起こり反射型光電スイッチ9bで受光できなくなる。
【００２４】そのため、反射型光電スイッチ9bは、フレキシブル管２の搬送速度に応じて、断続的にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことになる。一方、へこみ欠陥の部位ではリング部が一山分消失しているため、反射型光電スイッチ9bのＯＦＦ時間はその消失した一山分だけ持続することになる。第３の実施形態では、このことを利用することを特徴とする。すなわち、反射型光電スイッチ9bのレーザ投光部9cから投光したレーザの反射方向が前記へこみ欠陥において変化し、レーザ反射をレーザ受光部9dで再受光できない状態が、あらかじめ設定しておいた設定時間、つまりしきい値の時間を上回る場合にへこみ欠陥検出とするのである。
【００２５】ここで、設定時間（しきい値の時間）は図６には図示しない上位計算機からデータ処理装置13にあらかじめ処理対象材の製品情報の一部としてセットアップされる。また、直接、設定時間をセットアップするのではなく、処理対象材の製品情報の一部としてリング部４のピッチ間隔情報をセットアップするようにし、トラッキング装置12によって検出されるフレキシブル管２の実搬送速度と前記のピッチ間隔情報から設定時間（しきい値の時間）を決めるようにしてもよい。この場合は、ラインの速度変動による誤検出を低減する効果が大きい。
【００２６】本発明の第３の実施形態では、このようにして反射型光電スイッチ9bを利用する上で避けることのできない誤検出を有効に回避することができ、正常なリング部においてＯＮ／ＯＦＦ信号がリング部のピッチに対応して変化する影響を完全に除去することができる。また、この第３の実施形態では、センサとして非接触の反射型光電スイッチを利用しているため、反射型光電スイッチの簡単な設定条件変更のみでサイズ替えを実現でき、10A 、15A 、20A のすべてのフレキシブル管２に対して、レーザ反射型光電スイッチ保持リングそのものを取り替えることなく共通化して対応可能なことを特徴とする。
【００２７】以上の第１から第３の実施形態では、いずれもトラッキング装置からのトラッキング信号入力をベースとして、データ処理装置13によるへこみ欠陥の位置特定処理を行っている。このデータ処理装置13において行われている処理のフローを図７に示す。図７のフローでは、へこみ欠陥検出センサ入力処理部100 においてへこみ欠陥が検出され、へこみ欠陥検出判定部110 でへこみ欠陥検出と判定されると、並行して取り込まれているトラッキング信号入力処理部120 からのトラッキング情報を基にして、へこみ欠陥位置特定処理部130 でへこみ欠陥のフレキシブル管軸方向の欠陥位置の特定処理が行われる。
【００２８】ここで、へこみ欠陥検出センサ入力100 方式は、上記の第１〜第３の実施形態において既に詳細に説明したように、（触針式）タッチリング方式（1a）、（触針式）個別接点方式（1b）、レーザ反射型光電スイッチ方式（２）の何れかの方式を適用することを好適とする。欠陥位置の特定処理において、（触針式）個別接点方式（1b）、レーザ反射型光電スイッチ方式（２）の２方式では、管軸方向だけではなく、管周方向のへこみ欠陥位置の特定処理を行うこともできる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によって、フレキシブル管のへこみ欠陥検出を、簡便かつ自動的に行うことができるようになった。また、本発明の装置はメンテナンス性にも優れており、本発明の第１〜２の実施形態では、触針の保持リングを交換するだけでサイズ替えを行うことができ、また、第３の実施形態では、サイズ替え時も装置の設定条件を変更するのみであり、事実上のサイズ替えフリーを実現している。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２５８
【氏名又は名称】川崎製鉄株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月１日（１９９９．３．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９５３１
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 英一
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４９６４７（Ｐ２０００−２４９６４７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月１４日（２０００．９．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−５２７８７ |
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