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【発明の名称】 管計測装置
【発明者】 【氏名】今泉 尚人

【氏名】大岡 友明

【氏名】鈴垣 良博
【要約】 【課題】計測・演算に係る手間と時間を削減し、誤差、計測不良を解消する管計測装置を提供すること。

【解決手段】双方の継手（２）の位置間に設けられた型模範（１）と、この型模範（１）の基本寸法計測に必要とされる位置に取り付けられたマーク（８）と、このマーク（８）の位置を撮像する少なくとも一つの撮像手段（７）と、これら撮像手段（７）から画像情報を取り込み、前記撮像手段（７）の位置と所定の基準位置からの前記マーク（８）の距離と角度を入力し、前記マーク（８）の位置座標を演算して、前記型模範（１）の少なくとも変節点、寸法、曲げ角度を算出する演算手段（１０）と、を具備。
【特許請求の範囲】
【請求項１】双方の継手の位置間に設けられた型模範と、この型模範の基本寸法計測に必要とされる位置に取り付けられたマークと、このマークの位置を撮像する少なくとも一つの撮像手段と、これら撮像手段から画像情報を取り込み、前記撮像手段の位置と所定の基準位置からの前記マークの距離と角度を入力し、前記マークの位置座標を演算して、前記型模範の少なくとも変節点、寸法、曲げ角度を算出する演算手段と、を具備したことを特徴とする管計測装置。
【請求項２】管製作時に前記演算手段で得た演算値に従い管加工を行なうにあたり、前記演算手段へ、使用される管曲げ機械固有の機能、能力に係るデータを入力することを特徴とする請求項１に記載の管計測装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶・各種プラント等の配管の現場型取り・製作工事、特に管（パイプ）製作工事に適用される管計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、船舶・各種プラント等の配管工事を施工する際、設計図面に従い、まず図面ベースで管の継ぎ手毎に分割した管の一品毎の形状を合わせて、管毎に個別に製作図を作成し、製作図に沿い管加工を実施して取り付けまでを実施している。
【０００３】しかし、全ての管について製作図通りに管加工を実施すると、各種装置の取り付け位置関係との微妙な位置ずれ及び各種障害物との干渉により、取り付け不可能もしくは隣り合う管の各継手面の不一致が生じる。このように、図面ベースで製作された管では、製作・取り付けが不可能となる場合がある。
【０００４】そこで従来では、図面ベースでは無い現物幾何学位置の型を製作して、その型模範（金型）に合った管を製作して、取り付けを実施している。以下、この型模範（金型）を使用した製作手順を図３の（ａ）〜（ｃ）を基に説明する。
【０００５】（１）現場にて型模範（金型）１を製作する。このとき、図３の（ａ）に示すような型模範（金型）１と合いフランジ２との位置関係を記録する。
【０００６】（２）型模範（金型）１を工場等へ持ち帰り、寸法計測を実施する。このとき、各基準点座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計測して、図３の（ｂ）に示す管一品の変節点３を求める。
【０００７】（３）各座標点から直管部分・曲げ管部分・継手厚み等を計算して、図３の（ｃ）に示す直管長４・曲げ半径５・各変節点６（曲げ方向角度・曲げ角度）を算出する。
【０００８】（４）上記管製作寸法に基づき管加工を実施し、その後現場へ積み込み、取り付けを実施する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の型模範（金型）の製作・計測方法では、その都度寸法計測を行ない、手計測で座標系を求め、次いで各加工寸法も手計算で演算するため、計測・演算に膨大な手間と時間がかかる等の問題があった。さらに、手計測・手演算のために誤差も発生して、製作管の修正・再製作等の手間がより一層増大するという問題があった。
【００１０】本発明の目的は、計測・演算に係る手間と時間を削減し、誤差、計測不良を解消する管計測装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の管計測装置は以下の如く構成されている。
【００１２】（１）本発明の管計測装置は、双方の継手の位置間に設けられた型模範と、この型模範の基本寸法計測に必要とされる位置に取り付けられたマークと、このマークの位置を撮像する少なくとも一つの撮像手段と、これら撮像手段から画像情報を取り込み、前記撮像手段の位置と所定の基準位置からの前記マークの距離と角度を入力し、前記マークの位置座標を演算して、前記型模範の少なくとも変節点、寸法、曲げ角度を算出する演算手段と、から構成されている。
【００１３】（２）本発明の管計測装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ管製作時に前記演算手段で得た演算値に従い管加工を行なうにあたり、前記演算手段へ、使用される管曲げ機械固有の機能、能力に係るデータを入力する。
【００１４】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１の（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態におけるパイプ３次元計測装置による現場合わせ管型模範（金型）の３次元計測・演算、及び管の製作手順を示す図である。
【００１５】図１の（ａ）〜（ｄ）に示すように本パイプ３次元計測装置は、双方の合フランジ（継手）２，２の位置間に現場合わせで製作された管の型模範（金型）１が備えられている。この型模範（金型）１には、基本寸法計測に必要とされる位置にターゲットマーク８が取り付けられており、これらターゲットマーク８の位置を複数個所撮像する単数もしくは複数のデジタルカメラ７が備えられている。
【００１６】本パイプ３次元計測装置は、演算装置１０を備えている。この演算装置１０では、デジタルカメラ７から画像情報を取り込み、このデジタルカメラ７の配置位置とゼロ位置基準点９の位置からの各ターゲットマーク８の各距離と各角度を複数分入力して、各ターゲットマーク８の位置座標を演算するとともに、型模範（金型）１の各変節点、寸法、曲げ角度等を算出する。
【００１７】次に、上記パイプ３次元計測装置にて管加工を製作する手順を説明する。
【００１８】（１）図１の（ａ）に示すように、現場にて、型模範（金型）１を製作し、合フランジ２との位置関係を記録する。
【００１９】（２）図１の（ｂ）に示すように、型模範（金型）１の基本寸法計測に必要な記録を作成するため、型模範（金型）１の必要な位置にターゲットマーク８（表示マーク）を付ける。
【００２０】（３）ターゲットマーク８の位置をデジタルカメラ７で複数個所撮像し、基準点９とデジタルカメラ７の位置からのターゲットマーク８の各距離と各角度を、複数分演算装置１０に入力することで、演算装置１０により各ターゲットマーク８の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を求めることができる。
【００２１】（４）演算装置１０により各ターゲットマーク８の位置座標から管の中心点を求め、図１の（ｃ）に示すように、管一品の変節点３を求める。
【００２２】（５）実際の管の外径を考慮して、演算装置１０にて各座標点から直管部分・曲げ管部分・継手厚み等の計算と、図１の（ｄ）に示す直管長４・曲げ半径５・各変節点（曲げ方向角度・曲げ角度）６を演算する。
【００２３】本パイプ３次元計測装置によれば、以下のような効果を奏する。
【００２４】（１）現場合わせの型模範（金型）の計測から自動計測とすることにより、従来実施していた手計測・手演算のような計測・演算の手間が不要となる。
【００２５】（２）従来の型模範（金型）の計測は、現場作業者の経験と勘が必要であったが、その経験、勘が不要となる。
【００２６】（３）本装置により型模範（金型）の非接触計測が可能となり、計測寸法に制限がなくなり、自由度が増す。
【００２７】（４）デジタルカメラによるターゲットマークの計測により、管の曲がり部が増大してもその都度計測可能になり、狭隘箇所による管の微小曲がり・多点曲がり管の計測も可能になり、略全ての現場合わせ管の計測を可能とすることができる。
【００２８】（５）３次元計測が可能となり、従来の２次元による手計測の合成計算が不要となる。
【００２９】（６）デジタルカメラによる客観的な自動計測により、誤差、計測不良が解消され、得られた管製作加工寸法が図面ベースの製作手順と同一になり、現場合わせ・図面ベースの作成手順との差異が解消される。
【００３０】（７）手計測・手演算による誤差が解消され、従来行なわれていた型模範（金型）製作後の型模範（金型）の再度の寸法確認及び微調整等が不要となる。
【００３１】（第２の実施の形態）図２の（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態におけるパイプ３次元計測装置による現場合わせ管型模範（金型）の３次元計測・演算、及び管の製作手順を示す図である。図２の（ａ）〜（ｄ）において図１の（ａ）〜（ｄ）と同一な部分には同符号を付してある。
【００３２】本第２の実施の形態は、管製作時に第１の実施の形態で得た演算値に従い管加工を行なうにあたり、使用される管曲げ機械固有の機能、能力を、上記第１の実施の形態に示した演算装置１０へデータ１１化して入力することを特徴とするものである。
【００３３】すなわち、型模範（金型）から管製作加工寸法を得て、管製作をする際、曲げ機械固有の機能、能力をデータ１１化して演算装置１０へ入力しておくことで、例えば、管の曲げ代、つかみ代等、生産技術に必要な製作寸法を、曲げ機械に適応できるよう演算、計測をすることができる。
【００３４】本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の管計測装置によれば、手計測・手演算が不要となるため、これら計測・演算に係る手間と時間を削減でき、誤差、計測不良が解消される。
【００３６】本発明の管計測装置によれば、生産技術に必要な製作寸法を曲げ機械に適応できるよう演算、計測をすることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【出願日】 平成１１年１１月１７日（１９９９．１１．１７）
【代理人】 【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外４名）
【公開番号】 特開２００１−１４１４１９（Ｐ２００１−１４１４１９Ａ）
【公開日】 平成１３年５月２５日（２００１．５．２５）
【出願番号】 特願平１１−３２７１５０