JPS595648B2 - シ−ム追従制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シーム追従制御方法に係り、特に、電縫管製
造工程における溶接後のシーム部のアニーリング工程に
用いるに好適な、搬送設備上流側のシーム加工位置でシ
ームされ、搬送されるシーム管の、シーム線の円周方向
変位に応じて、搬送設備下流側に配設されたヘッドをシ
ーム管円周方向に追従させるシーム追従制御方法に関す
る。

電縫管製造において、溶接部のシーム部のアニーリング
は、品質上重要な技術となっている。

特に、最近は電縫管の高級化に伴い、要求されるアニー
リングの品質レベルも高くなってきている。

一方、電縫管は、一般に、その進行と共にねじれるので
、何らかの方法により、アニーラヘッドをシーム線の変
位に追従させ、両者の相対的関係を一定に保つ必要があ
る。

しかし従来は、シーム管のシーム線変位を自動的に検出
する方法がなかったので、作業者の目視によってアニー
ラヘッドの位置を手動制御していた。

即ち、作業者が常時シーム管の側におり、シーム線位置
を目で見て、操作ボタン等によりアニーラヘッドを駆動
していた。

しかしこのような目視によりアニーラヘッドをシーム線
位置に合わせる方法においては、その為の作業者が必要
であり、又、目視である為、シーム線位置を誤検出した
り、更に、手動操作の為に操作ミスをすることがあると
いう問題点を有した。

特に近年は、電縫管製造におけるスピードアンプ、大容
量化、大径化が進行しており、アニーラヘッドをシーム
管進行方向に複数個タンデム配置し、且つ、造管スピー
ドを上げるようになってきており、又、アニーラ装置か
ら発生する騒音を防止する為、アニーラ装置全体を防音
室に納め、外部から目視できない状態になってきている
。

従って従来のように、目視によりアニーラヘッドをシー
ム線位置に合わせる方法では、速いスピードに速やかに
対応して、複数のアニーラヘッドを手動操作することは
、極めて困難になってきている。

又、品質上からも、電縫管の高級化に伴い、確実にシー
ム部を追従してアニールすることが要求されてきている
。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべ（なされたもの
で、シーム管のシーム線変位に確実にヘッドを追従させ
ることができるシーム追従制御方法を提供することを目
的とする。

本発明のシーム追従制御方法は、シーム加工位置とヘッ
ド位置の中間でシーム線のシーム加工位置延長線からの
円周方向へのシームずれ量を検出し、このシームずれ量
を基にしてシーム加工位置から検出位置までの距離に対
するシーム加工位置からヘッド位置までの距離に比例し
てヘッド位置におけるシームずれ量を算出し、この量を
目標値としてヘッドをシーム管円周方向に変位させるこ
とを特徴とするものである。

又、前記目標値を、シーム管の管端部と管端部以外で異
なるものとして、シーム線のシーム管端部における特異
な動きを対処したものである。

以下本発明の詳細な説明する。

今、第１図Ａに示す如く、シーム管１０が、搬送設備上
流側のシーム加工位置０でシームされ、該シーム加工位
置０より下流側のシームずれ量検出位置Ｘ。

で、シーム管１０のねじれ等に伴うシーム線Ａのシーム
加工位置延長線Ａ。

からの円周方向へのシームずれ量Ｍ。

を検出し、更に、該シームずれ量検出位置Ｘ。

より下流側のヘッド位置Ｘに配設されたヘッド１４を前
記シーム管１０のシーム線変位に応じて円周方向に追従
させる場合を考えると、該ヘッド位置Ｘにおけるシーム
ずれ量Ｍ１或いはＭ２はシーム管１０の板厚、管径、搬
送（造管）速度Ｖに応じて、次に示される（１）式或い
は（２）式で近似されることが発明者の実験により確認
された。

ここで前記（１）式は、第１図Ｂに示す如く、シーム線
Ａ１がシーム加工位置延長線Ａ。

に対してシーム管１０の移動と共にほぼ直線的に円周方
向に変位していった場合に相当し、係数Ａは、実際のシ
ーム線のシーム線Ａ１からの平行移動ずれを補正するた
めのＯ〜５内の定数である。

又、前記（２）式は、第１図Ｃに示す如く、シーム線Ａ
２がシーム加工位置延長線Ａ。

に対してほぼ直線的な関係にあるシーム線Ａ、から、更
に曲がっていった場合を、０〜５内の係数Ｂを有する２
次項ＢＸ２で補正して近似したものである。

発明者の実験によると、シーム管の板厚、管径、搬送速
度Ｖを様々に変化させた場合の選択されるべきシームず
れ量Ｍ１、Ｍ２は下記第１表に示す如くであった。

第１表において、ｖｌは、シーム管径１０〜１２インチ
の場合の閾値速度、ｖ２はシーム管径１２〜２０インチ
の場合の閾値速度、ｖ３はシーム管径２０〜２６インチ
の場合の閾値速度である。

以上のようにして、シームずれ量検出位置Ｘ。

で検出されたシームずれ量Ｍ。

を、シーム加工位置０からヘッド位置Ｘ迄の距離Ｘ、シ
ーム管の板厚、管径、搬送速度に応じて、前記（１）式
或いは（２）式を用、いて適宜補正した値を目標値とし
て、ヘッド１４をシーム線Ａ４２ 、Ａ２に沿ってシー
ム管円周方向に変位させれば良いことが明らかであ゛る
。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

本実施例は、本発明を電縫管の連続焼鈍設備に適用した
もので、第２図に示す如く、シーム管１０の搬送設備上
流側のシーム加工位置０に配設された溶接装置２０と、
該溶接装置２０より下流側に、シーム加工位置０よりそ
れぞれ距離Ｘｓ 、Ｘ２ Ｆ Ｘｓ 、Ｘ４を置いてタ
ンデム配置された４個のアニーラヘッド２２，２４，２
６，２８と、を有する連続焼鈍設備において、前記シー
ム加工位置０と最上流側の第１のアニーラヘッド位置Ｘ
１の中間位置Ｘ。

に配置される、シーム線Ａのシーム加工位置延長線Ａ。

からの円周方向へのシームずれ量Ｍ。

を検出するシームずれ量検出器１２と、シーム管１０の
搬送速度Ｖ（この場合には造管速度）を検出する速度検
出器３０と、シーム管１０の先後端位置を検出する為、
焼鈍設備の入側及び出側にそれぞれ配置されたシーム管
検出器３２．３４と、造管中のシーム管１０の板厚及び
外径を設定する設定器３６と、該設定器３６の出力、前
記シームずれ量検出器１２の出力、前記速度検出器３０
の出力、前記シーム管検出器３２゜３４０出力に基づき
、各アニーラヘッド２２゜２４．２６，２８の円周方向
移動量の目標値を算出するデジタルコントローラ３８と
、該デジタルコントローラ３８の出力に基づき、各アニ
ーラヘッド２２，２４，２６，２８の円周方向位置を制
御するアニーラ駆動回路４０とを設けたものである。

前記シームずれ量検出器１２は、例えば、第３図に示す
如く構成されている。

図において、１６は、シーム線Ａを有するシーム管１０
を長手方向に連続的に移送する為のローラ、１２ａは、
シーム線Ａの位置を検出する検出ヘッド、１２ｂは前記
検出ヘッド１２ａを上昇或いは下降させる駆動機構、１
２ｃは、シーム管１０の外径に応じて、前記検出ヘッド
１２ａがシーム管１０と等距離に位置するように、前記
駆動機構１２ｂを駆動するモータである。

従って、シーム管１０のシーム線Ａのシーム加工位置延
長線Ａからの円周方向へのシームずれ量Ｍ。

は特開昭５３−１３１２４７号で出願人が開示した如く
、狭視野を有する温度計により溶接部残留熱を溶接方向
と直角に走査して連続的に測定し、この測定温度のうち
所定温度と合致する２位置の中間点を求める方式あるい
は、シーム線に対称な位置に２個の温度計を設け、シー
ム線の溶接による残留熱を利用して、これらの温度が一
定になる様温雇計を移動させるようにして求めることが
可能である。

以下作用を説明する。

シーム管１０が溶接装置２０によりシーム加工位置０で
溶接され、図の右方向から連続焼鈍設備に入ってくると
、そのシーム線Ａのシーム加工位置延長線Ａ。

からの円周方向のずれ量がシームずれ量検出器１２によ
り検出される。

するとデジタルコントローラ３８は、該シームずれ量検
出器１２出力のシームずれ量Ｍ。

、前記設定器３６から入力されているシーム管１０の板
厚、管径、前記速度検出器３０から入力される造管速度
Ｖ、各アニーラヘッドの配設位置Ｘ１゜Ｘ２．Ｘ３．ｘ
、に応じて、前記第１表を参照して、前記（１）式或い
は（２）式を選択し、各アニーラヘッド毎の最適なシー
ムずれ量目標値Ｍ１或いはＭ２をアニーラ駆動回路４０
に出力する。

すると該アニーラ駆動回路４０は、各アニーラヘッド２
２，２４゜２６．２８毎に配設されている追従装置に、
各アニーラヘッド２２，２４，２６，２８の配設位置Ｘ
１．Ｘ２．Ｘ３．Ｘ４に応じた目標値を出力し、該追従
装置によりアニーラヘッド２２，２４，２６゜２８がシ
ーム線Ａと対向する位置に移動される。

又、アニーラヘッド２２，２４，２６，２８の前後に配
置されたシーム管検出器３２，３４により、シーム管１
０の先端或いは後端が検出された場合には、シームずれ
目標値として、前記（１）式或いは（２）式で算出され
たシームずれ目標値Ｍｌ ｔ Ｍ２ではなく、シームず
れ量Ｍ。

をシーム検出位置からヘッド位置まで移動するのに要す
る時間だけ遅らせたシームずれ目標値Ｍ３を用いて、シ
ーム線のシーム管１０の先端或いは後端における特異な
動きを補正する。

この補正は、具体的には次のようにして行なわれる。

即ち、入側のシーム管検出器３２により、シーム管１０
の先端が検出された場合には、そのときの速度検出器３
０出力の造管速度Ｖから、次式により、シーム管１０の
先端が、シーム検出位置Ｘ。

からヘッド位置Ｘ迄移動するのに要する時間τを算出す
る。

次いで、デジタルコントローラ３８に蓄積されているシ
ームずれ量Ｍ。

のデータから、次式によりシームずれ目標値Ｍ３を算出
してアニーラ駆動回路４０に出力する。

ここで、ＭＯ（−τ）は、τ秒前の鳩の値である。

更に、シーム管１０が進行し、その先端が出側のシーム
管検出器３４により検出された場合には、この補正演算
式（４）による補正を停止し、前出（１）式或いは（２
）式による演算に切換える。

後端についても同様であり、入側のシーム管検出器３２
により、シーム管の後端が検出された場合には、前記補
正演算式（４）による補正に移行するものである。

本実施例によれば、アニーラヘッドが複数個タンデム配
置されている連続焼鈍設備に本発明を適用したので、従
来方法では、各アニーラヘッドを正確に且つ同時にシー
ム位置に合わせることは困難であり、加熱位置がコイル
毎にずれを生じ、アニーラ出側の温度がばらつ（ことが
あったのに対し、本実施例によれば、各アニーラヘッド
を正確にシーム位置に合わせることができ、アニーラヘ
ッド毎の加熱位置すれかなくなり、アニーリング温度が
安定される。

なお本発明の適用範囲は、タンデム配置されたアニーラ
ヘッドを有する連続焼鈍設備に限定されず、１台のアニ
ーラヘッドを有する連続焼鈍設備、或いは、一般のシー
ム管のシーム位置に追従させるべき加工或いは検出ヘッ
ドを有する設備にも同様に適用できることは明らかであ
る。

以上説明した通り、本発明によれば、作業者を介するこ
となく、ヘッドをシーム線位置に対して正確に且つ確実
に追従させることができる。

従って、連続焼鈍設備に用いた場合には、シーム線位置
を正確に焼鈍でき、作業者を省略できるだけでなく、溶
接部の品質が向上するという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るシーム追従制御方法の原理を示
す線図、第２図は、本発明に係るシーム追従制御方法の
実施例が適用された連続焼鈍設備の構成を示すブロック
線図、第３図は、前記連続焼鈍設備におけるシーム検出
装置の構成を示す断面図である。 １０・・・・・・シーム管、１２・・・・・・シームず
れ量検出器、１４，２２，２４，２６，２８・・・・・
・ヘッド、１６・・・・・・ローラ、２０・・・・・・
溶接装置、３０・・・・・・速度検出器、３６・・・・
・・設定器、３８・・・・・・デジタルコントローラ、
４０・・・・・・アニーラ駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 搬送設備上流側のシーム加工位置でシームされ、搬
   送されるシーム管のシーム線の円周方向変位に応じて搬
   送設備下流側に配設された１ケ又は複数のヘッドなシー
   ム管円周方向に追従させるシーム追従制御方法において
   、前記シーム加工位置とヘッド位置の中間に配置された
   シームずれ量検出器でシーム線のシーム加工位置延長線
   からの円周方向へのシームずれ量を検出し、該シームず
   れ量を基にしてシーム加工位置から前記検出器までの距
   離に対するシーム加工位置からヘッド位置までの距離に
   比例してヘッド位置におけるシームずれ量を算出し、こ
   の量を目標値として前記ヘッドをシーム管円周方向に変
   位させるようにしたことを特徴とするシーム追従制御方
   法。