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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023045542
(43)【公開日】2023-04-03
(54)【発明の名称】外径測定装置、校正装置及び外径測定方法
(51)【国際特許分類】
G01B 11/10 20060101AFI20230327BHJP
【ＦＩ】
G01B11/10 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021154027
(22)【出願日】2021-09-22
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001748
【氏名又は名称】弁理士法人まこと国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】久保田 和人
(72)【発明者】
【氏名】赤間 太郎
(72)【発明者】
【氏名】手島 浩真
【テーマコード（参考）】
2F065
【Ｆターム（参考）】
2F065AA26
2F065AA48
2F065BB15
2F065FF61
2F065FF64
2F065GG04
2F065HH03
2F065HH13
2F065JJ05
2F065JJ09
2F065MM03
(57)【要約】
【課題】異なる径方向について測定した外径を被測定体の軸方向位置と紐付けることが可能な外径測定装置を提供する。
【解決手段】外径測定装置１００は、被測定体Ｐの水平方向の両端位置を検出するための第１レーザ式外径計１、２と、被測定体の上下方向の両端位置を検出するための第２レーザ式外径計３、４と、第１レーザ式外径計の離隔距離を調整する第１駆動手段５、６と、第２レーザ式外径計の離隔距離を調整する第２駆動手段７、８と、被測定体の搬送速度を測定する速度センサ９と、被測定体の外径を演算する演算手段１０と、を備える。演算手段は、被測定体の水平方向の両端位置に基づき、被測定体の水平方向の外径を演算すると共に、被測定体の上下方向の両端位置に基づき、被測定体の上下方向の外径を演算し、被測定体の搬送速度に基づき、被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を被測定体の軸方向位置と紐付ける。
【選択図】 図１
【解決手段】外径測定装置１００は、被測定体Ｐの水平方向の両端位置を検出するための第１レーザ式外径計１、２と、被測定体の上下方向の両端位置を検出するための第２レーザ式外径計３、４と、第１レーザ式外径計の離隔距離を調整する第１駆動手段５、６と、第２レーザ式外径計の離隔距離を調整する第２駆動手段７、８と、被測定体の搬送速度を測定する速度センサ９と、被測定体の外径を演算する演算手段１０と、を備える。演算手段は、被測定体の水平方向の両端位置に基づき、被測定体の水平方向の外径を演算すると共に、被測定体の上下方向の両端位置に基づき、被測定体の上下方向の外径を演算し、被測定体の搬送速度に基づき、被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を被測定体の軸方向位置と紐付ける。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
３００ｍｍ以上の外径を有し、軸方向に水平に搬送される断面略円形の長尺の被測定体の外径を測定する装置であって、
前記被測定体を挟んだ前記被測定体の搬送方向に直交する水平方向両側にそれぞれ配置され、前記被測定体の水平方向の両端位置を検出するための一対の第１レーザ式外径計と、
前記一対の第１レーザ式外径計に対して前記被測定体の搬送方向に離隔した位置において、前記被測定体を挟んだ上下方向両側にそれぞれ配置され、前記被測定体の上下方向の両端位置を検出するための一対の第２レーザ式外径計と、
前記一対の第１レーザ式外径計の水平方向の離隔距離を調整する第１駆動手段と、
前記一対の第２レーザ式外径計の上下方向の離隔距離を調整する第２駆動手段と、
前記被測定体の搬送速度を測定する速度センサと、
前記被測定体の外径を演算する演算手段と、を備え、
前記演算手段は、前記第１駆動手段で水平方向の離隔距離が調整された前記一対の第１レーザ式外径計で検出した前記被測定体の水平方向の両端位置に基づき、前記被測定体の水平方向の外径を演算すると共に、前記第２駆動手段で上下方向の離隔距離が調整された前記一対の第２レーザ式外径計で検出した前記被測定体の上下方向の両端位置に基づき、前記被測定体の上下方向の外径を演算し、前記速度センサで測定した前記被測定体の搬送速度に基づき、前記被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を前記被測定体の軸方向位置と紐付ける、
外径測定装置。
前記被測定体を挟んだ前記被測定体の搬送方向に直交する水平方向両側にそれぞれ配置され、前記被測定体の水平方向の両端位置を検出するための一対の第１レーザ式外径計と、
前記一対の第１レーザ式外径計に対して前記被測定体の搬送方向に離隔した位置において、前記被測定体を挟んだ上下方向両側にそれぞれ配置され、前記被測定体の上下方向の両端位置を検出するための一対の第２レーザ式外径計と、
前記一対の第１レーザ式外径計の水平方向の離隔距離を調整する第１駆動手段と、
前記一対の第２レーザ式外径計の上下方向の離隔距離を調整する第２駆動手段と、
前記被測定体の搬送速度を測定する速度センサと、
前記被測定体の外径を演算する演算手段と、を備え、
前記演算手段は、前記第１駆動手段で水平方向の離隔距離が調整された前記一対の第１レーザ式外径計で検出した前記被測定体の水平方向の両端位置に基づき、前記被測定体の水平方向の外径を演算すると共に、前記第２駆動手段で上下方向の離隔距離が調整された前記一対の第２レーザ式外径計で検出した前記被測定体の上下方向の両端位置に基づき、前記被測定体の上下方向の外径を演算し、前記速度センサで測定した前記被測定体の搬送速度に基づき、前記被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を前記被測定体の軸方向位置と紐付ける、
外径測定装置。
【請求項2】
請求項１に記載の外径測定装置を校正するために用いられる校正装置であって、
前記第１レーザ式外径計と第２レーザ式外径計との前記被測定体の搬送方向の離隔距離に応じた長さを有して水平方向に延び、前記外径測定装置を校正する際に、長手方向が前記被測定体の搬送方向に合致するように配置される支持体と、
前記支持体の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、前記支持体の長手方向に直交する水平方向に延び、前記支持体に対して前記支持体の長手方向に直交する水平方向に移動可能な第１校正用バーと、
前記支持体の他方の端部に着脱自在に取り付けられ、上下方向に延び、前記支持体に対して上下方向に移動可能な第２校正用バーと、を備える、
校正装置。
前記第１レーザ式外径計と第２レーザ式外径計との前記被測定体の搬送方向の離隔距離に応じた長さを有して水平方向に延び、前記外径測定装置を校正する際に、長手方向が前記被測定体の搬送方向に合致するように配置される支持体と、
前記支持体の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、前記支持体の長手方向に直交する水平方向に延び、前記支持体に対して前記支持体の長手方向に直交する水平方向に移動可能な第１校正用バーと、
前記支持体の他方の端部に着脱自在に取り付けられ、上下方向に延び、前記支持体に対して上下方向に移動可能な第２校正用バーと、を備える、
校正装置。
【請求項3】
請求項１に記載の外径測定装置を用いて、３００ｍｍ以上の外径を有し、軸方向に搬送される断面略円形の長尺の被測定体の外径を測定する方法であって、
請求項２に記載の校正装置を用いて前記外径測定装置を校正する校正ステップと、
前記校正ステップで校正した後の前記外径測定装置を用いて前記被測定体の外径を測定する測定ステップと、を有し、
前記校正ステップにおいて、
前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーとして、前記被測定体の最大外径に相当する長さを有するバーをそれぞれ前記支持体に取り付けた場合に、前記外径測定装置で測定される前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さが、真の前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さにそれぞれ合致すると共に、前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーとして、前記被測定体の最小外径に相当する長さを有するバーをそれぞれ前記支持体に取り付けた場合に、前記外径測定装置で測定される前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さが、真の前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さにそれぞれ合致するように、前記外径測定装置を校正する、
外径測定方法。
請求項２に記載の校正装置を用いて前記外径測定装置を校正する校正ステップと、
前記校正ステップで校正した後の前記外径測定装置を用いて前記被測定体の外径を測定する測定ステップと、を有し、
前記校正ステップにおいて、
前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーとして、前記被測定体の最大外径に相当する長さを有するバーをそれぞれ前記支持体に取り付けた場合に、前記外径測定装置で測定される前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さが、真の前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さにそれぞれ合致すると共に、前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーとして、前記被測定体の最小外径に相当する長さを有するバーをそれぞれ前記支持体に取り付けた場合に、前記外径測定装置で測定される前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さが、真の前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さにそれぞれ合致するように、前記外径測定装置を校正する、
外径測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、大径の鍛造管など、３００ｍｍ以上の外径を有し、軸方向に搬送される断面略円形の長尺の被測定体の外径を測定する装置、前記外径測定装置を校正するために用いられる校正装置、及び、前記外径測定装置及び前記校正装置を用いて被測定体の外径を測定する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、外径が３００～９００ｍｍである大径の鍛造管については、静止した状態で、大型のノギス等の測定器具を用いて、作業者がその外径を手動測定するのが一般的である。
しかしながら、測定器具を用いた手動測定には、作業者によって個体差が生じる可能性があるという問題や、工数の観点から全数・全長に亘る測定が困難であるという問題がある。
しかしながら、測定器具を用いた手動測定には、作業者によって個体差が生じる可能性があるという問題や、工数の観点から全数・全長に亘る測定が困難であるという問題がある。
【0003】
このため、例えば、特許文献１には、レーザ式外径計を用いた大径管の外径測定装置が提案されている。
特許文献１に記載の装置によれば、搬送中の大径管の外径を連続的に測定可能であるため、全数・全長に亘る測定が可能である。また、作業者の個体差が生じることもない。
特許文献１に記載の装置によれば、搬送中の大径管の外径を連続的に測定可能であるため、全数・全長に亘る測定が可能である。また、作業者の個体差が生じることもない。
【0004】
しかしながら、特許文献１には、異なる径方向について測定した外径を大径管の軸方向位置と紐付けることについて開示も示唆も無い。異なる径方向について測定した外径を軸方向位置と紐付けなければ、同じ軸方向位置における異なる径方向の外径を精度良く比較できないため、特許文献１に記載の装置では、例えば、楕円率（＝（最大外径－最小外径）／平均外径）を精度良く算出することができない。
さらに、特許文献１には、外径測定装置を校正する装置について開示も示唆もない。
さらに、特許文献１には、外径測定装置を校正する装置について開示も示唆もない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１０－７１７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、３００ｍｍ以上の外径を有し、軸方向に搬送される断面略円形の長尺の被測定体の外径を測定する装置であって、異なる径方向について測定した外径を被測定体の軸方向位置と紐付けることが可能な外径測定装置を提供することを課題とする。また、本発明は、前記外径測定装置を効率良く校正するために用いられる校正装置を提供することを課題とする。さらに、本発明は、前記外径測定装置及び前記校正装置を用いて被測定体の外径を精度良く測定する方法を提供することを課題とする。
【0007】
前記課題を解決するため、本発明は、３００ｍｍ以上の外径を有し、軸方向に水平に搬送される断面略円形の長尺の被測定体の外径を測定する装置であって、前記被測定体を挟んだ前記被測定体の搬送方向に直交する水平方向両側にそれぞれ配置され、前記被測定体の水平方向の両端位置を検出するための一対の第１レーザ式外径計と、前記一対の第１レーザ式外径計に対して前記被測定体の搬送方向に離隔した位置において、前記被測定体を挟んだ上下方向両側にそれぞれ配置され、前記被測定体の上下方向の両端位置を検出するための一対の第２レーザ式外径計と、前記一対の第１レーザ式外径計の水平方向の離隔距離を調整する第１駆動手段と、前記一対の第２レーザ式外径計の上下方向の離隔距離を調整する第２駆動手段と、前記被測定体の搬送速度を測定する速度センサと、前記被測定体の外径を演算する演算手段と、を備え、前記演算手段は、前記第１駆動手段で水平方向の離隔距離が調整された前記一対の第１レーザ式外径計で検出した前記被測定体の水平方向の両端位置に基づき、前記被測定体の水平方向の外径を演算すると共に、前記第２駆動手段で上下方向の離隔距離が調整された前記一対の第２レーザ式外径計で検出した前記被測定体の上下方向の両端位置に基づき、前記被測定体の上下方向の外径を演算し、前記速度センサで測定した前記被測定体の搬送速度に基づき、前記被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を前記被測定体の軸方向位置と紐付ける、外径測定装置を提供する。
【0008】
本発明に係る外径測定装置で外径を測定する被測定体としては、外径が３００～９００ｍｍである大径の鍛造管を例示できるが、必ずしもこれに限るものではなく、３００ｍｍ以上の外径を有し、軸方向に搬送される断面略円形の長尺の被測定体である限りにおいて、鍛造管以外の管や中実の棒材など、種々の被測定体に適用可能である。
本発明に係る外径測定装置によれば、一対の第１レーザ式外径計によって被測定体の水平方向の両端位置が検出され、演算手段によって、検出した被測定体の水平方向の両端位置に基づき、被測定体の水平方向の外径が演算される。同様に、一対の第２レーザ式外径計によって被測定体の上下方向の両端位置が検出され、演算手段によって、検出した被測定体の上下方向の両端位置に基づき、被測定体の上下方向の外径が演算される。
そして、演算手段が、速度センサで測定した被測定体の搬送速度に基づき、被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を被測定体の軸方向位置と紐付ける。具体的には、例えば、被測定体の先端（搬送方向下流側の端）が一対の第１レーザ式外径計の測定位置に到達して、被測定体の先端における水平方向の両端位置が一対の第１レーザ式外径計で検出され始めてから（演算手段が被測定体の水平方向の外径を演算し始めてから）の経過時間と、速度センサで測定した被測定体の搬送速度とを乗算することで、当該経過時間における被測定体の軸方向位置（先端からの距離）を演算可能である。この演算した被測定体の軸方向位置と、当該経過時間において演算した被測定体の水平方向の外径とを紐付けることが考えられる。同様に、被測定体の先端が一対の第２レーザ式外径計の測定位置に到達して、被測定体の先端における上下方向の両端位置が一対の第２レーザ式外径計で検出され始めてから（演算手段が被測定体の上下方向の外径を演算し始めてから）の経過時間と、速度センサで測定した被測定体の搬送速度とを乗算することで、当該経過時間における被測定体の軸方向位置を演算可能である。この演算した被測定体の軸方向位置と、当該経過時間において演算した被測定体の上下方向の外径とを紐付けることが考えられる。
以上のように、本発明に係る外径測定装置によれば、被測定体の異なる径方向について測定した外径、具体的には、測定した被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を、被測定体の軸方向位置と紐付けることが可能である。
本発明に係る外径測定装置によれば、一対の第１レーザ式外径計によって被測定体の水平方向の両端位置が検出され、演算手段によって、検出した被測定体の水平方向の両端位置に基づき、被測定体の水平方向の外径が演算される。同様に、一対の第２レーザ式外径計によって被測定体の上下方向の両端位置が検出され、演算手段によって、検出した被測定体の上下方向の両端位置に基づき、被測定体の上下方向の外径が演算される。
そして、演算手段が、速度センサで測定した被測定体の搬送速度に基づき、被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を被測定体の軸方向位置と紐付ける。具体的には、例えば、被測定体の先端（搬送方向下流側の端）が一対の第１レーザ式外径計の測定位置に到達して、被測定体の先端における水平方向の両端位置が一対の第１レーザ式外径計で検出され始めてから（演算手段が被測定体の水平方向の外径を演算し始めてから）の経過時間と、速度センサで測定した被測定体の搬送速度とを乗算することで、当該経過時間における被測定体の軸方向位置（先端からの距離）を演算可能である。この演算した被測定体の軸方向位置と、当該経過時間において演算した被測定体の水平方向の外径とを紐付けることが考えられる。同様に、被測定体の先端が一対の第２レーザ式外径計の測定位置に到達して、被測定体の先端における上下方向の両端位置が一対の第２レーザ式外径計で検出され始めてから（演算手段が被測定体の上下方向の外径を演算し始めてから）の経過時間と、速度センサで測定した被測定体の搬送速度とを乗算することで、当該経過時間における被測定体の軸方向位置を演算可能である。この演算した被測定体の軸方向位置と、当該経過時間において演算した被測定体の上下方向の外径とを紐付けることが考えられる。
以上のように、本発明に係る外径測定装置によれば、被測定体の異なる径方向について測定した外径、具体的には、測定した被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を、被測定体の軸方向位置と紐付けることが可能である。
【0009】
なお、本発明に係る外径測定装置によれば、一対の第１レーザ式外径計の水平方向の離隔距離を調整する第１駆動手段と、一対の第２レーザ式外径計の上下方向の離隔距離を調整する第２駆動手段と、を備えるため、一対の第１レーザ式外径計で被測定体の水平方向の両端位置を検出でき、一対の第２レーザ式外径計で被測定体の上下方向の両端位置を検出できるように、測定すべき被測定体の外径（公称径）に応じて、一対の第１レーザ式外径計の水平方向の離隔距離及び一対の第２レーザ式外径計の上下方向の離隔距離を調整することが可能である。このため、外径が３００～９００ｍｍである大径の鍛造管など、外径が広範囲に亘る被測定体であっても、水平方向の外径及び上下方向の外径を測定可能である。
【0010】
また、前記課題を解決するため、本発明は、前記外径測定装置を校正するために用いられる校正装置であって、前記第１レーザ式外径計と第２レーザ式外径計との前記被測定体の搬送方向の離隔距離に応じた長さを有して水平方向に延び、前記外径測定装置を校正する際に、長手方向が前記被測定体の搬送方向に合致するように配置される支持体と、前記支持体の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、前記支持体の長手方向に直交する水平方向に延び、前記支持体に対して前記支持体の長手方向に直交する水平方向に移動可能な第１校正用バーと、前記支持体の他方の端部に着脱自在に取り付けられ、上下方向に延び、前記支持体に対して上下方向に移動可能な第２校正用バーと、を備える、校正装置を提供する。
【0011】
本発明に係る校正装置によれば、外径測定装置を校正する際、支持体は、その長手方向が被測定体の搬送方向に合致するように配置される。
このため、支持体の一方の端部に取り付けられ、支持体の長手方向に直交する水平方向に延びる第１校正用バーは、外径測定装置を校正する際に、被測定体の搬送方向に直交する水平方向に延びることになる。したがって、第１校正用バーの両端を一対の第１レーザ式外径計で検出し、演算手段で第１校正用バーの長さを演算することが可能である。そして、この演算した第１校正用バーの長さが、真の第１校正用バーの長さに合致するように、外径測定装置を校正することが可能である。
一方、支持体の他方の端部に取り付けられ、上下方向に延びる第２校正用バーは、外径測定装置を校正する際にも、上下方向に延びることになる。したがって、第２校正用バーの両端を一対の第２レーザ式外径計で検出し、演算手段で第２校正用バーの長さを演算することが可能である。そして、この演算した第２校正用バーの長さが、真の第２校正用バーの長さに合致するように、外径測定装置を校正することが可能である。
そして、支持体が、第１レーザ式外径計と第２レーザ式外径計との被測定体の搬送方向の離隔距離に応じた長さを有するため、第１校正用バーと第２校正用バーとの離隔距離も、第１レーザ式外径計と第２レーザ式外径計との離隔距離に応じた距離となる。このため、校正装置の配置位置を変更することなく、同じ位置に配置された校正装置を用いて、第１校正用バーの両端を一対の第１レーザ式外径計で検出すると同時に、第２校正用バーの両端を一対の第２レーザ式外径計で検出することができる。すなわち、校正装置の配置位置を変更することなく、一対の第１レーザ式外径計と一対の第２レーザ式外径計とを備えた外径測定装置を校正することができる。
また、従来、外径測定装置を校正する際には、被測定体と同じ断面略円形の校正用サンプルが用いられるのが一般的であるが、３００ｍｍ以上の外径を有する校正用サンプルは重量が大きくなるため、持ち運びが容易ではない。これに対し、本発明に係る校正装置では、第１校正用バー及び第２校正用バーとして、狭幅の薄板状部材を用いることができるため、その長さを３００ｍｍ以上としても、上記の校正用サンプルに比べて重量が小さくなり、持ち運びが容易である。
以上のように、本発明に係る校正装置は、配置位置を変更する必要がなく、持ち運びも容易であるため、外径測定装置を効率良く校正することが可能である。
このため、支持体の一方の端部に取り付けられ、支持体の長手方向に直交する水平方向に延びる第１校正用バーは、外径測定装置を校正する際に、被測定体の搬送方向に直交する水平方向に延びることになる。したがって、第１校正用バーの両端を一対の第１レーザ式外径計で検出し、演算手段で第１校正用バーの長さを演算することが可能である。そして、この演算した第１校正用バーの長さが、真の第１校正用バーの長さに合致するように、外径測定装置を校正することが可能である。
一方、支持体の他方の端部に取り付けられ、上下方向に延びる第２校正用バーは、外径測定装置を校正する際にも、上下方向に延びることになる。したがって、第２校正用バーの両端を一対の第２レーザ式外径計で検出し、演算手段で第２校正用バーの長さを演算することが可能である。そして、この演算した第２校正用バーの長さが、真の第２校正用バーの長さに合致するように、外径測定装置を校正することが可能である。
そして、支持体が、第１レーザ式外径計と第２レーザ式外径計との被測定体の搬送方向の離隔距離に応じた長さを有するため、第１校正用バーと第２校正用バーとの離隔距離も、第１レーザ式外径計と第２レーザ式外径計との離隔距離に応じた距離となる。このため、校正装置の配置位置を変更することなく、同じ位置に配置された校正装置を用いて、第１校正用バーの両端を一対の第１レーザ式外径計で検出すると同時に、第２校正用バーの両端を一対の第２レーザ式外径計で検出することができる。すなわち、校正装置の配置位置を変更することなく、一対の第１レーザ式外径計と一対の第２レーザ式外径計とを備えた外径測定装置を校正することができる。
また、従来、外径測定装置を校正する際には、被測定体と同じ断面略円形の校正用サンプルが用いられるのが一般的であるが、３００ｍｍ以上の外径を有する校正用サンプルは重量が大きくなるため、持ち運びが容易ではない。これに対し、本発明に係る校正装置では、第１校正用バー及び第２校正用バーとして、狭幅の薄板状部材を用いることができるため、その長さを３００ｍｍ以上としても、上記の校正用サンプルに比べて重量が小さくなり、持ち運びが容易である。
以上のように、本発明に係る校正装置は、配置位置を変更する必要がなく、持ち運びも容易であるため、外径測定装置を効率良く校正することが可能である。
【0012】
なお、本発明に係る校正装置によれば、第１校正用バー及び第２校正用バーが支持体の端部に着脱自在に取り付けられるため、例えば、長さの異なる第１校正用バー及び第２校正用バーに付け替えて校正を繰り返すことで、校正精度を高めることが可能である。
また、本発明に係る校正装置によれば、第１校正用バーが支持体に対して支持体の長手方向に直交する水平方向に移動可能である。すなわち、外径測定装置を校正する際に、第１校正用バーが被測定体の搬送方向に直交する水平方向に移動可能である。このため、第１校正用バーを移動させることで、一対の第１レーザ式外径計で検出する第１校正用バーの両端の位置を変更することができる。被測定体に水平方向の曲がりや搬送中の蛇行が生じていると、被測定体の水平方向の外径に変動がなくても、被測定体の水平方向の両端位置は変動する。このため、第１校正用バーの両端の位置を変更して校正を繰り返すことで、被測定体の水平方向の曲がりや蛇行の影響を低減させることが可能である。同様に、本発明に係る校正装置によれば、第２校正用バーが支持体に対して上下方向に移動可能である。すなわち、外径測定装置を校正する際に、第２校正用バーが上下方向に移動可能である。このため、第２校正用バーを移動させることで、一対の第２レーザ式外径計で検出する第２校正用バーの両端の位置を変更することができる。被測定体に上下方向の曲がりが生じていると、被測定体の上下方向の外径に変動がなくても、被測定体の上下方向の両端位置は変動する。このため、第２校正用バーの両端の位置を変更して校正を繰り返すことで、被測定体の上下方向の曲がりの影響を低減させることが可能である。
また、本発明に係る校正装置によれば、第１校正用バーが支持体に対して支持体の長手方向に直交する水平方向に移動可能である。すなわち、外径測定装置を校正する際に、第１校正用バーが被測定体の搬送方向に直交する水平方向に移動可能である。このため、第１校正用バーを移動させることで、一対の第１レーザ式外径計で検出する第１校正用バーの両端の位置を変更することができる。被測定体に水平方向の曲がりや搬送中の蛇行が生じていると、被測定体の水平方向の外径に変動がなくても、被測定体の水平方向の両端位置は変動する。このため、第１校正用バーの両端の位置を変更して校正を繰り返すことで、被測定体の水平方向の曲がりや蛇行の影響を低減させることが可能である。同様に、本発明に係る校正装置によれば、第２校正用バーが支持体に対して上下方向に移動可能である。すなわち、外径測定装置を校正する際に、第２校正用バーが上下方向に移動可能である。このため、第２校正用バーを移動させることで、一対の第２レーザ式外径計で検出する第２校正用バーの両端の位置を変更することができる。被測定体に上下方向の曲がりが生じていると、被測定体の上下方向の外径に変動がなくても、被測定体の上下方向の両端位置は変動する。このため、第２校正用バーの両端の位置を変更して校正を繰り返すことで、被測定体の上下方向の曲がりの影響を低減させることが可能である。
【0013】
さらに、前記課題を解決するため、本発明は、前記外径測定装置を用いて、３００ｍｍ以上の外径を有し、軸方向に搬送される断面略円形の長尺の被測定体の外径を測定する方法であって、前記校正装置を用いて前記外径測定装置を校正する校正ステップと、前記校正ステップで校正した後の前記外径測定装置を用いて前記被測定体の外径を測定する測定ステップと、を有し、前記校正ステップにおいて、前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーとして、前記被測定体の最大外径に相当する長さを有するバーをそれぞれ前記支持体に取り付けた場合に、前記外径測定装置で測定される前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さが、真の前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さにそれぞれ合致すると共に、前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーとして、前記被測定体の最小外径に相当する長さを有するバーをそれぞれ前記支持体に取り付けた場合に、前記外径測定装置で測定される前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さが、真の前記第１校正用バー及び前記第２校正用バーの長さにそれぞれ合致するように、前記外径測定装置を校正する、外径測定方法を提供する。
【0014】
本発明に係る外径測定方法によれば、校正ステップにおいて、被測定体の最大外径に相当する長さを有する第１校正用バー及び第２校正用バーを用いて外径測定装置を校正すると共に、被測定体の最小外径に相当する長さを有する第１校正用バー及び第２校正用バーを用いて外径測定装置を校正し、測定ステップにおいて、校正後の外径測定装置を用いて被測定体の外径を測定する。このため、被測定体の最小外径から最大外径までの範囲において、精度の良い外径測定が可能である。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る外径測定装置によれば、測定した被測定体の水平方向の外径及び上下方向の外径を、被測定体の軸方向位置と紐付けることが可能である。また、本発明に係る校正装置によれば、本発明に係る外径測定装置を効率良く校正することが可能である。さらに、本発明に係る外径測定方法によれば、本発明に係る外径測定装置及び本発明に係る校正装置を用いて被測定体の外径を精度良く測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態に係る外径測定装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る校正装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る外径測定方法の校正ステップを実行している状態を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る外径測定装置、校正装置及び外径測定方法（校正ステップ）について、断面略円形の長尺の被測定体が大径（外径が３００～９００ｍｍ）の鍛造管であり、検査工程の搬送ラインにおいて、軸方向に水平に搬送されながら外径が測定される場合を例に挙げて説明する。なお、各図は、参考的に表したものであり、各図に表された構成要素の寸法、縮尺及び形状は、実際のものとは異なっている場合があることに留意されたい。
【0018】
＜外径測定装置＞
最初に、本実施形態に係る外径測定装置について説明する。
図１は、本実施形態に係る外径測定装置の概略構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は外径測定装置全体の概略構成を示す側面図（被測定体の搬送方向（Ｚ方向）に直交する水平方向（Ｘ方向）から見た図）であり、図１（ｂ）は第１レーザ式外径計の概略構成を拡大して示す正面図（被測定体の搬送方向から見た図）であり、図１（ｃ）は第２レーザ式外径計の概略構成を拡大して示す正面図（被測定体の搬送方向から見た図）である。なお、図１（ａ）では、便宜上、図１（ｂ）に示す支持部５、６及び図１（ｃ）に示すアーム７、８の図示を省略している。
図１に示すように、本実施形態に係る外径測定装置１００は、搬送ラインに設置された搬送ローラＲによって軸方向（Ｚ方向）に搬送される被測定体（鍛造管）Ｐの外径を測定する装置であって、一対の第１レーザ式外径計１、２と、一対の第２レーザ式外径計３、４と、第１駆動手段（第１駆動手段を構成するアーム５、６のみを図示）と、第２駆動手段（第２駆動手段を構成するアーム７、８のみを図示）と、速度センサ９と、演算手段１０と、を備える。また、本実施形態に係る外径測定装置１００は、光電センサ１１を備える。
最初に、本実施形態に係る外径測定装置について説明する。
図１は、本実施形態に係る外径測定装置の概略構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は外径測定装置全体の概略構成を示す側面図（被測定体の搬送方向（Ｚ方向）に直交する水平方向（Ｘ方向）から見た図）であり、図１（ｂ）は第１レーザ式外径計の概略構成を拡大して示す正面図（被測定体の搬送方向から見た図）であり、図１（ｃ）は第２レーザ式外径計の概略構成を拡大して示す正面図（被測定体の搬送方向から見た図）である。なお、図１（ａ）では、便宜上、図１（ｂ）に示す支持部５、６及び図１（ｃ）に示すアーム７、８の図示を省略している。
図１に示すように、本実施形態に係る外径測定装置１００は、搬送ラインに設置された搬送ローラＲによって軸方向（Ｚ方向）に搬送される被測定体（鍛造管）Ｐの外径を測定する装置であって、一対の第１レーザ式外径計１、２と、一対の第２レーザ式外径計３、４と、第１駆動手段（第１駆動手段を構成するアーム５、６のみを図示）と、第２駆動手段（第２駆動手段を構成するアーム７、８のみを図示）と、速度センサ９と、演算手段１０と、を備える。また、本実施形態に係る外径測定装置１００は、光電センサ１１を備える。
【0019】
一対の第１レーザ式外径計１、２は、被測定体Ｐを挟んだ被測定体Ｐの搬送方向に直交する水平方向（Ｘ方向）両側にそれぞれ配置され、被測定体Ｐの水平方向の両端位置を検出する。一対の第１レーザ式外径計１、２は、演算手段１０と電気的に接続されている。
図１（ｂ）の左側に配置された第１レーザ式外径計１は、被測定体Ｐの左端を挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置された投光器１ａ及び受光器１ｂを具備する。図１（ｂ）に示す例では、投光器１ａが上側に配置され、受光器１ｂが下側に配置されているが、これに限るものではなく、投光器１ａが下側に配置され、受光器１ｂが上側に配置された構成を採用することも可能である。
図１（ｂ）の右側に配置された第１レーザ式外径計２は、被測定体Ｐの右端を挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置された投光器２ａ及び受光器２ｂを具備する。図１（ｂ）に示す例では、投光器２ａが上側に配置され、受光器２ｂが下側に配置されているが、これに限るものではなく、投光器２ａが下側に配置され、受光器２ｂが上側に配置された構成を採用することも可能である。また、投光器１ａ、２ａの何れもが上下方向の同じ側に配置される構成に限るものではなく、投光器１ａが上側に、投光器２ａが下側に配置された構成や、投光器１ａが下側に、投光器２ａが上側に配置された構成を採用することも可能である。
図１（ｂ）の左側に配置された第１レーザ式外径計１は、被測定体Ｐの左端を挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置された投光器１ａ及び受光器１ｂを具備する。図１（ｂ）に示す例では、投光器１ａが上側に配置され、受光器１ｂが下側に配置されているが、これに限るものではなく、投光器１ａが下側に配置され、受光器１ｂが上側に配置された構成を採用することも可能である。
図１（ｂ）の右側に配置された第１レーザ式外径計２は、被測定体Ｐの右端を挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置された投光器２ａ及び受光器２ｂを具備する。図１（ｂ）に示す例では、投光器２ａが上側に配置され、受光器２ｂが下側に配置されているが、これに限るものではなく、投光器２ａが下側に配置され、受光器２ｂが上側に配置された構成を採用することも可能である。また、投光器１ａ、２ａの何れもが上下方向の同じ側に配置される構成に限るものではなく、投光器１ａが上側に、投光器２ａが下側に配置された構成や、投光器１ａが下側に、投光器２ａが上側に配置された構成を採用することも可能である。
【0020】
一対の第２レーザ式外径計３、４は、一対の第１レーザ式外径計１、２に対して被測定体Ｐの搬送方向（Ｘ方向）に離隔した位置に配置されている。図１（ａ）に示す例では、一対の第２レーザ式外径計３、４は、被測定体Ｐの搬送方向下流側（図１（ａ）の右側）に離隔距離Ｌ１だけ離れて配置されている。ただし、本発明は、これに限るものではなく、一対の第１レーザ式外径計１、２の方が、一対の第２レーザ式外径計３、４に対して被測定体の搬送方向下流側に配置された構成を採用することも可能である。
一対の第２レーザ式外径計３、４は、被測定体Ｐを挟んだ上下方向（Ｙ方向）両側にそれぞれ配置され、被測定体Ｐの上下方向の両端位置を検出する。一対の第２レーザ式外径計３、４は、演算手段１０と電気的に接続されている。
図１（ｃ）の上側に配置された第２レーザ式外径計３は、被測定体Ｐの上端を挟んで左右方向（Ｘ方向）に対向配置された投光器３ａ及び受光器３ｂを具備する。図１（ｃ）に示す例では、投光器３ａが左側に配置され、受光器３ｂが右側に配置されているが、これに限るものではなく、投光器３ａが右側に配置され、受光器３ｂが左側に配置された構成を採用することも可能である。
図１（ｃ）の下側に配置された第２レーザ式外径計４は、被測定体Ｐの下端を挟んで左右方向（Ｘ方向）に対向配置された投光器４ａ及び受光器４ｂを具備する。図１（ｃ）に示す例では、投光器４ａが左側に配置され、受光器４ｂが右側に配置されているが、これに限るものではなく、投光器４ａが右側に配置され、受光器４ｂが左側に配置された構成を採用することも可能である。また、投光器３ａ、４ａの何れもが左右方向の同じ側に配置される構成に限るものではなく、投光器３ａが左側に、投光器４ａが右側に配置された構成や、投光器３ａが右側に、投光器４ａが左側に配置された構成を採用することも可能である。
一対の第２レーザ式外径計３、４は、被測定体Ｐを挟んだ上下方向（Ｙ方向）両側にそれぞれ配置され、被測定体Ｐの上下方向の両端位置を検出する。一対の第２レーザ式外径計３、４は、演算手段１０と電気的に接続されている。
図１（ｃ）の上側に配置された第２レーザ式外径計３は、被測定体Ｐの上端を挟んで左右方向（Ｘ方向）に対向配置された投光器３ａ及び受光器３ｂを具備する。図１（ｃ）に示す例では、投光器３ａが左側に配置され、受光器３ｂが右側に配置されているが、これに限るものではなく、投光器３ａが右側に配置され、受光器３ｂが左側に配置された構成を採用することも可能である。
図１（ｃ）の下側に配置された第２レーザ式外径計４は、被測定体Ｐの下端を挟んで左右方向（Ｘ方向）に対向配置された投光器４ａ及び受光器４ｂを具備する。図１（ｃ）に示す例では、投光器４ａが左側に配置され、受光器４ｂが右側に配置されているが、これに限るものではなく、投光器４ａが右側に配置され、受光器４ｂが左側に配置された構成を採用することも可能である。また、投光器３ａ、４ａの何れもが左右方向の同じ側に配置される構成に限るものではなく、投光器３ａが左側に、投光器４ａが右側に配置された構成や、投光器３ａが右側に、投光器４ａが左側に配置された構成を採用することも可能である。
【0021】
第１レーザ式外径計１の投光器１ａは、レーザ光源や、ミラーやレンズ等の走査光学系から構成され、受光器１ｂに向けて、Ｘ方向に走査されたレーザ走査光（図１において、レーザ走査光にはドット状のハッチングを施している）を投光する。受光器１ｂは、レンズ等の集光光学系や、受光素子から構成され、投光器１ａから投光されたレーザ走査光のうち、被測定体Ｐで遮蔽されずに受光器１ｂに到達したレーザ走査光を受光して電気信号に変換する。そして、第１レーザ式外径計１は、受光器１ｂで受光された（被測定体Ｐで遮蔽されなかった）レーザ走査光の走査時間を長さに換算した値（図１（ｂ）に示す長さＬＸＬ）を、被測定体Ｐの左端位置として、演算手段１０に出力する。なお、本発明は、これに限るものではなく、逆に受光器１ｂで受光されなかった（被測定体Ｐで遮蔽された）レーザ走査光の走査時間を長さに換算した値を、被測定体Ｐの左端位置として、演算手段１０に出力する構成を採用することも可能である。
【0022】
第１レーザ式外径計２の投光器２ａ、第２レーザ式外径計３の投光器３ａ及び第２レーザ式外径計４の投光器４ａも、第１レーザ式外径計１の投光器１ａと同様の構成を有し、第１レーザ式外径計２の受光器２ｂ、第２レーザ式外径計３の受光器３ｂ及び第２レーザ式外径計４の受光器４ｂも、第１レーザ式外径計１の受光器１ｂと同様の構成を有する。第２レーザ式外径計３の投光器３ａ及び第２レーザ式外径計４の投光器４ａから投光されるレーザ走査光の走査方向はＹ方向である。
そして、第１レーザ式外径計２は、受光器２ｂで受光された（被測定体Ｐで遮蔽されなかった）レーザ走査光の走査時間を長さに換算した値（図１（ｂ）に示す長さＬＸＲ）を、被測定体Ｐの右端位置として、演算手段１０に出力する。ただし、これに限るものではなく、逆に受光器２ｂで受光されなかったレーザ走査光の走査時間を長さに換算した値を、被測定体Ｐの左端位置として、演算手段１０に出力する構成を採用することも可能である。
第２レーザ式外径計３は、受光器３ｂで受光された（被測定体Ｐで遮蔽されなかった）レーザ走査光の走査時間を長さに換算した値（図１（ｃ）に示す長さＬＹＵ）を、被測定体Ｐの上端位置として、演算手段１０に出力する。ただし、これに限るものではなく、逆に受光器３ｂで受光されなかったレーザ走査光の走査時間を長さに換算した値を、被測定体Ｐの上端位置として、演算手段１０に出力する構成を採用することも可能である。
第２レーザ式外径計４は、受光器４ｂで受光された（被測定体Ｐで遮蔽されなかった）レーザ走査光の走査時間を長さに換算した値（図１（ｃ）に示す長さＬＹＬ）を、被測定体Ｐの下端位置として、演算手段１０に出力する。ただし、これに限るものではなく、逆に受光器４ｂで受光されなかったレーザ走査光の走査時間を長さに換算した値を、被測定体Ｐの下端位置として、演算手段１０に出力する構成を採用することも可能である。
そして、第１レーザ式外径計２は、受光器２ｂで受光された（被測定体Ｐで遮蔽されなかった）レーザ走査光の走査時間を長さに換算した値（図１（ｂ）に示す長さＬＸＲ）を、被測定体Ｐの右端位置として、演算手段１０に出力する。ただし、これに限るものではなく、逆に受光器２ｂで受光されなかったレーザ走査光の走査時間を長さに換算した値を、被測定体Ｐの左端位置として、演算手段１０に出力する構成を採用することも可能である。
第２レーザ式外径計３は、受光器３ｂで受光された（被測定体Ｐで遮蔽されなかった）レーザ走査光の走査時間を長さに換算した値（図１（ｃ）に示す長さＬＹＵ）を、被測定体Ｐの上端位置として、演算手段１０に出力する。ただし、これに限るものではなく、逆に受光器３ｂで受光されなかったレーザ走査光の走査時間を長さに換算した値を、被測定体Ｐの上端位置として、演算手段１０に出力する構成を採用することも可能である。
第２レーザ式外径計４は、受光器４ｂで受光された（被測定体Ｐで遮蔽されなかった）レーザ走査光の走査時間を長さに換算した値（図１（ｃ）に示す長さＬＹＬ）を、被測定体Ｐの下端位置として、演算手段１０に出力する。ただし、これに限るものではなく、逆に受光器４ｂで受光されなかったレーザ走査光の走査時間を長さに換算した値を、被測定体Ｐの下端位置として、演算手段１０に出力する構成を採用することも可能である。
【0023】
第１駆動手段は、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向（Ｘ方向）の離隔距離を調整する。具体的には、本実施形態の第１駆動手段は、第１レーザ式外径計１（投光器１ａ、受光器１ｂ）が取り付けられたアーム５と、第１レーザ式外径計２（投光器２ａ、受光器２ｂ）が取り付けられたアーム６と、を具備する。また、第１駆動手段は、例えば、サーボモータ（図示省略）と、水平方向（Ｘ方向）に延びるリニアガイド（図示省略）と、を具備する。
以上の構成を有する第１駆動手段において、サーボモータを駆動することで、アーム５、６は、それぞれリニアガイドに沿って水平方向に移動する。これにより、アーム５に取り付けられた第１レーザ式外径計１も、アーム５と共に水平方向に移動する。同様に、アーム６に取り付けられた第１レーザ式外径計２も、アーム６と共に水平方向に移動する。第１駆動手段は、各アーム５、６の水平方向の移動量を制御することで、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離を調整する。なお、第１駆動手段によって制御された各アーム５、６の水平方向の移動量（第１レーザ式外径計１、２の水平方向の移動量）は、第１駆動手段から演算手段１０に出力される。
ただし、第１駆動手段は、上記の構成に限るものではなく、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離を調整可能である限りにおいて、種々の構成を採用可能である。
以上の構成を有する第１駆動手段において、サーボモータを駆動することで、アーム５、６は、それぞれリニアガイドに沿って水平方向に移動する。これにより、アーム５に取り付けられた第１レーザ式外径計１も、アーム５と共に水平方向に移動する。同様に、アーム６に取り付けられた第１レーザ式外径計２も、アーム６と共に水平方向に移動する。第１駆動手段は、各アーム５、６の水平方向の移動量を制御することで、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離を調整する。なお、第１駆動手段によって制御された各アーム５、６の水平方向の移動量（第１レーザ式外径計１、２の水平方向の移動量）は、第１駆動手段から演算手段１０に出力される。
ただし、第１駆動手段は、上記の構成に限るものではなく、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離を調整可能である限りにおいて、種々の構成を採用可能である。
【0024】
第２駆動手段は、一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向（Ｙ方向）の離隔距離を調整する。具体的には、本実施形態の第２駆動手段は、第２レーザ式外径計３（投光器３ａ、受光器３ｂ）が取り付けられたアーム７と、第２レーザ式外径計４（投光器４ａ、受光器４ｂ）が取り付けられたアーム８と、を具備する。また、第２駆動手段は、例えば、サーボモータ（図示省略）と、上下方向（Ｙ方向）に延びるリニアガイド（図示省略）と、を具備する。
以上の構成を有する第２駆動手段において、サーボモータを駆動することで、アーム７は、リニアガイドに沿って上下方向に移動する。これにより、アーム７に取り付けられた第２レーザ式外径計３も、アーム７と共に上下方向に移動する。一方、本実施形態では、アーム８は上下方向に移動せず、固定位置で静止している。したがって、アーム８に取り付けられた第２レーザ式外径計４も上下方向に移動しない。これは、被測定体Ｐの外径が変化したとしても、被測定体Ｐは搬送ローラＲによって支持されており、被測定体Ｐの下端位置に大きな変化が生じないため、移動させる必要がないからである。第２駆動手段は、アーム７の上下方向の移動量を制御することで、一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向の離隔距離を調整する。なお、第２駆動手段によって制御されたアーム７の上下方向の移動量（第２レーザ式外径計３の上下方向の移動量）は、第２駆動手段から演算手段１０に出力される。
ただし、第２駆動手段は、上記の構成に限るものではなく、一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向の離隔距離を調整可能である限りにおいて、種々の構成を採用可能である。
以上の構成を有する第２駆動手段において、サーボモータを駆動することで、アーム７は、リニアガイドに沿って上下方向に移動する。これにより、アーム７に取り付けられた第２レーザ式外径計３も、アーム７と共に上下方向に移動する。一方、本実施形態では、アーム８は上下方向に移動せず、固定位置で静止している。したがって、アーム８に取り付けられた第２レーザ式外径計４も上下方向に移動しない。これは、被測定体Ｐの外径が変化したとしても、被測定体Ｐは搬送ローラＲによって支持されており、被測定体Ｐの下端位置に大きな変化が生じないため、移動させる必要がないからである。第２駆動手段は、アーム７の上下方向の移動量を制御することで、一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向の離隔距離を調整する。なお、第２駆動手段によって制御されたアーム７の上下方向の移動量（第２レーザ式外径計３の上下方向の移動量）は、第２駆動手段から演算手段１０に出力される。
ただし、第２駆動手段は、上記の構成に限るものではなく、一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向の離隔距離を調整可能である限りにおいて、種々の構成を採用可能である。
【0025】
速度センサ９は、被測定体Ｐの搬送速度を測定する。具体的には、本実施形態の速度センサは、第１光電センサ９１と、第１光電センサ９１よりも被測定体Ｐの搬送方向下流側（図１（ａ）の右側）に配置された第２光電センサ９２と、を具備する。また、演算手段１０も速度センサ９の一部を構成している。
第１光電センサ９１は、被測定体Ｐが搬送される搬送ラインを挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置されたレーザ光源９ａ及び受光素子９ｂを具備する透過型の光電センサである。ただし、レーザ光源９ａ及び受光素子９ｂの配置は、これに限るものではなく、搬送ラインを挟んで水平方向（Ｘ方向）に対向配置された構成を採用することも可能である。第２光電センサ９２も同様に、被測定体Ｐが搬送される搬送ラインを挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置されたレーザ光源９ｃ及び受光素子９ｄを具備する透過型の光電センサである。ただし、レーザ光源９ｃ及び受光素子９ｄの配置は、これに限るものではなく、搬送ラインを挟んで水平方向（Ｘ方向）に対向配置された構成を採用することも可能である。第１光電センサ９１の受光素子９ｂ及び第２光電センサ９２の受光素子９ｄは、演算手段１０と電気的に接続されている。
第１光電センサ９１は、被測定体Ｐが搬送される搬送ラインを挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置されたレーザ光源９ａ及び受光素子９ｂを具備する透過型の光電センサである。ただし、レーザ光源９ａ及び受光素子９ｂの配置は、これに限るものではなく、搬送ラインを挟んで水平方向（Ｘ方向）に対向配置された構成を採用することも可能である。第２光電センサ９２も同様に、被測定体Ｐが搬送される搬送ラインを挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置されたレーザ光源９ｃ及び受光素子９ｄを具備する透過型の光電センサである。ただし、レーザ光源９ｃ及び受光素子９ｄの配置は、これに限るものではなく、搬送ラインを挟んで水平方向（Ｘ方向）に対向配置された構成を採用することも可能である。第１光電センサ９１の受光素子９ｂ及び第２光電センサ９２の受光素子９ｄは、演算手段１０と電気的に接続されている。
【0026】
第１光電センサ９１が配置されている位置に被測定体Ｐの先端（搬送方向下流側の端）が到達していない状態では、第１光電センサ９１のレーザ光源９ａから投光されたレーザ光が受光素子９ｂで受光され、第１光電センサ９１が配置されている位置に被測定体Ｐの先端が到達すると、第１光電センサ９１のレーザ光源９ａから投光されたレーザ光が被測定体Ｐで遮蔽されて、受光素子９ｂで受光されなくなる。このため、受光素子９ｂから出力される電気信号は、被測定体Ｐの先端が第１光電センサ９１が配置されている位置に到達するタイミングで、オンからオフに切り替わる。
同様に、第２光電センサ９２が配置されている位置に被測定体Ｐの先端が到達していない状態では、第２光電センサ９２のレーザ光源９ｃから投光されたレーザ光が受光素子９ｄで受光され、第２光電センサ９２が配置されている位置に被測定体Ｐの先端が到達すると、第２光電センサ９２のレーザ光源９ｃから投光されたレーザ光が被測定体Ｐで遮蔽されて、受光素子９ｄで受光されなくなる。このため、受光素子９ｄから出力される電気信号は、被測定体Ｐの先端が第２光電センサ９２が配置されている位置に到達するタイミングで、オンからオフに切り替わる。
同様に、第２光電センサ９２が配置されている位置に被測定体Ｐの先端が到達していない状態では、第２光電センサ９２のレーザ光源９ｃから投光されたレーザ光が受光素子９ｄで受光され、第２光電センサ９２が配置されている位置に被測定体Ｐの先端が到達すると、第２光電センサ９２のレーザ光源９ｃから投光されたレーザ光が被測定体Ｐで遮蔽されて、受光素子９ｄで受光されなくなる。このため、受光素子９ｄから出力される電気信号は、被測定体Ｐの先端が第２光電センサ９２が配置されている位置に到達するタイミングで、オンからオフに切り替わる。
【0027】
速度センサ９の一部として機能する演算手段１０は、受光素子９ｂ、９ｄから出力される電気信号がオンからオフに切り替わるタイミングの時間差を検出し、第１光電センサ９１と第２光電センサ９２との被測定体Ｐの搬送方向（Ｚ方向）の離隔距離Ｌ２を、検出した時間差で除算することにより、被測定体Ｐの搬送速度を演算する。
なお、速度センサ９は、上記の構成に限るものではなく、被測定体Ｐの搬送速度を測定可能である限りにおいて、反射型の光電センサの組み合わせや、レーザドップラ速度計など、種々の構成を採用可能である。
なお、速度センサ９は、上記の構成に限るものではなく、被測定体Ｐの搬送速度を測定可能である限りにおいて、反射型の光電センサの組み合わせや、レーザドップラ速度計など、種々の構成を採用可能である。
【0028】
光電センサ１１は、被測定体Ｐが搬送される搬送ラインを挟んで上下方向（Ｙ方向）に対向配置されたレーザ光源１１ａ及び受光素１１ｂを具備する透過型の光電センサである。ただし、レーザ光源１１ａ及び受光素子１１ｂの配置は、これに限るものではなく、搬送ラインを挟んで水平方向（Ｘ方向）に対向配置された構成を採用することも可能である。光電センサ１１の受光素子１１ｂは、演算手段１０と電気的に接続されている。
光電センサ１１が配置されている位置に、被測定体Ｐの先端が到達した後、被測定体Ｐの後端（搬送方向上流側の端）が通過していない状態では、光電センサ１１のレーザ光源１１ａから投光されたレーザ光が被測定体Ｐで遮蔽されて、受光素子１１ｂで受光されないが、光電センサ１１が配置されている位置を被測定体Ｐの後端が通過すると、光電センサ１１のレーザ光源１１ａから投光されたレーザ光が受光素子１１ｂで受光されるようになる。このため、受光素子１１ｂから出力される電気信号は、被測定体Ｐの後端が光電センサ１１が配置されている位置を通過するタイミングで、オフからオンに切り替わる。
光電センサ１１は、後述のようにして、演算手段１０が演算した被測定体Ｐの外径（被測定体Ｐの軸方向位置と紐付けられた外径）を演算手段１０に記憶する際に用いられる。具体的には、演算手段１０は、後述のようにして演算した被測定体Ｐの外径を、光電センサ１１の受光素子１１ｂから出力される電気信号がオフからオンに切り替わったタイミングで記憶する。
光電センサ１１が配置されている位置に、被測定体Ｐの先端が到達した後、被測定体Ｐの後端（搬送方向上流側の端）が通過していない状態では、光電センサ１１のレーザ光源１１ａから投光されたレーザ光が被測定体Ｐで遮蔽されて、受光素子１１ｂで受光されないが、光電センサ１１が配置されている位置を被測定体Ｐの後端が通過すると、光電センサ１１のレーザ光源１１ａから投光されたレーザ光が受光素子１１ｂで受光されるようになる。このため、受光素子１１ｂから出力される電気信号は、被測定体Ｐの後端が光電センサ１１が配置されている位置を通過するタイミングで、オフからオンに切り替わる。
光電センサ１１は、後述のようにして、演算手段１０が演算した被測定体Ｐの外径（被測定体Ｐの軸方向位置と紐付けられた外径）を演算手段１０に記憶する際に用いられる。具体的には、演算手段１０は、後述のようにして演算した被測定体Ｐの外径を、光電センサ１１の受光素子１１ｂから出力される電気信号がオフからオンに切り替わったタイミングで記憶する。
【0029】
演算手段１０は、被測定体Ｐの外径を演算する。
具体的には、演算手段１０は、第１駆動手段で水平方向の離隔距離が調整された（被測定体Ｐの水平方向の両端位置が検出可能となる離隔距離に調整された）一対の第１レーザ式外径計１、２で検出した被測定体Ｐの水平方向の両端位置（左端位置としての長さＬＸＬ、右端位置としての長さＬＸＲ）に基づき、被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸを演算する。
より具体的には、図１（ｂ）に示すように、被測定体Ｐの左端位置を検出する際に、第１レーザ式外径計１が水平方向の基準位置Ｂ１から水平方向に長さΔＬＬＸＬだけ移動した状態になっているとすると、この長さΔＬＬＸＬ（水平方向の移動量）は、第１駆動手段から演算手段１０に入力される。また、被測定体Ｐの右端位置を検出する際に、第１レーザ式外径計２が、水平方向の基準位置Ｂ２から水平方向に長さΔＬＬＸＲだけ移動した状態になっているとすると、この長さΔＬＬＸＲ（水平方向の移動量）は、第１駆動手段から演算手段１０に入力される。そして、演算手段１０には、固定値である基準位置Ｂ１と基準位置Ｂ２との水平方向の離隔距離ＬＬＸ０が予め記憶されている。演算手段１０は、これらのパラメータを用いて、以下の式（１）によって、被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸを演算する。
ＯＤＸ＝（ＬＬＸ０＋ΔＬＬＸＬ＋ΔＬＬＸＲ）－（ＬＸＬ＋ＬＸＲ） ・・・（１）
具体的には、演算手段１０は、第１駆動手段で水平方向の離隔距離が調整された（被測定体Ｐの水平方向の両端位置が検出可能となる離隔距離に調整された）一対の第１レーザ式外径計１、２で検出した被測定体Ｐの水平方向の両端位置（左端位置としての長さＬＸＬ、右端位置としての長さＬＸＲ）に基づき、被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸを演算する。
より具体的には、図１（ｂ）に示すように、被測定体Ｐの左端位置を検出する際に、第１レーザ式外径計１が水平方向の基準位置Ｂ１から水平方向に長さΔＬＬＸＬだけ移動した状態になっているとすると、この長さΔＬＬＸＬ（水平方向の移動量）は、第１駆動手段から演算手段１０に入力される。また、被測定体Ｐの右端位置を検出する際に、第１レーザ式外径計２が、水平方向の基準位置Ｂ２から水平方向に長さΔＬＬＸＲだけ移動した状態になっているとすると、この長さΔＬＬＸＲ（水平方向の移動量）は、第１駆動手段から演算手段１０に入力される。そして、演算手段１０には、固定値である基準位置Ｂ１と基準位置Ｂ２との水平方向の離隔距離ＬＬＸ０が予め記憶されている。演算手段１０は、これらのパラメータを用いて、以下の式（１）によって、被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸを演算する。
ＯＤＸ＝（ＬＬＸ０＋ΔＬＬＸＬ＋ΔＬＬＸＲ）－（ＬＸＬ＋ＬＸＲ） ・・・（１）
【0030】
また、演算手段１０は、第２駆動手段で上下方向の離隔距離が調整された（被測定体Ｐの上下方向の両端位置が検出可能となる離隔距離に調整された）一対の第２レーザ式外径計３、４で検出した被測定体Ｐの上下方向の両端位置（上端位置としての長さＬＹＵ、下端位置としての長さＬＹＬ）に基づき、被測定体Ｐの上下方向の外径ＯＤＹを演算する。
より具体的には、図１（ｃ）に示すように、被測定体Ｐの上端位置を検出する際に、第２レーザ式外径計３が上下方向の基準位置Ｂ３から上下方向に長さΔＬＬＹＵだけ移動した状態になっているとすると、この長さΔＬＬＹＵ（上下方向の移動量）は、第２駆動手段から演算手段１０に入力される。そして、演算手段１０には、固定値である基準位置Ｂ３と第２レーザ式外径計４（第２レーザ式外径計４の投光器４ａから投光されるレーザ走査光の下端位置）との上下方向の離隔距離ＬＬＹ０が予め記憶されている。演算手段１０は、これらのパラメータを用いて、以下の式（２）によって、被測定体Ｐの上下方向の外径ＯＤＹを演算する。
ＯＤＹ＝（ＬＬＹ０＋ΔＬＬＹＵ）－（ＬＹＵ＋ＬＹＬ） ・・・（２）
より具体的には、図１（ｃ）に示すように、被測定体Ｐの上端位置を検出する際に、第２レーザ式外径計３が上下方向の基準位置Ｂ３から上下方向に長さΔＬＬＹＵだけ移動した状態になっているとすると、この長さΔＬＬＹＵ（上下方向の移動量）は、第２駆動手段から演算手段１０に入力される。そして、演算手段１０には、固定値である基準位置Ｂ３と第２レーザ式外径計４（第２レーザ式外径計４の投光器４ａから投光されるレーザ走査光の下端位置）との上下方向の離隔距離ＬＬＹ０が予め記憶されている。演算手段１０は、これらのパラメータを用いて、以下の式（２）によって、被測定体Ｐの上下方向の外径ＯＤＹを演算する。
ＯＤＹ＝（ＬＬＹ０＋ΔＬＬＹＵ）－（ＬＹＵ＋ＬＹＬ） ・・・（２）
【0031】
そして、演算手段１０は、前述のようにして測定（演算）した被測定体Ｐの搬送速度に基づき、被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸ及び上下方向の外径ＯＤＹを被測定体Ｐの軸方向位置と紐付ける。
具体的には、本実施形態の演算手段１０は、被測定体Ｐの先端が一対の第１レーザ式外径計１、２の測定位置に到達して、被測定体Ｐの先端における水平方向の両端位置が一対の第１レーザ式外径計１、２で検出され始めてから（演算手段１０が被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸを演算し始めてから）の経過時間と、速度センサ９で測定した被測定体Ｐの搬送速度とを乗算することで、当該経過時間における被測定体Ｐの軸方向位置（先端からの距離）を演算する。そして、演算手段１０は、この演算した被測定体Ｐの軸方向位置と、当該経過時間において演算した被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸとを紐付ける。
同様に、本実施形態の演算手段１０は、被測定体Ｐの先端が一対の第２レーザ式外径計３、４の測定位置に到達して、被測定体Ｐの先端における上下方向の両端位置が一対の第２レーザ式外径計３、４で検出され始めてから（演算手段１０が被測定体Ｐの上下方向の外径ＯＤＹを演算し始めてから）の経過時間と、速度センサ９で測定した被測定体Ｐの搬送速度とを乗算することで、当該経過時間における被測定体Ｐの軸方向位置を演算する。そして、演算手段１０は、この演算した被測定体Ｐの軸方向位置と、当該経過時間において演算した被測定体Ｐの上下方向の外径ＯＤＹを紐付ける。
演算手段１０は、以上のようにして被測定体Ｐの軸方向位置と紐付けられた被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸ及び上下方向の外径ＯＤＹを記憶する。
具体的には、本実施形態の演算手段１０は、被測定体Ｐの先端が一対の第１レーザ式外径計１、２の測定位置に到達して、被測定体Ｐの先端における水平方向の両端位置が一対の第１レーザ式外径計１、２で検出され始めてから（演算手段１０が被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸを演算し始めてから）の経過時間と、速度センサ９で測定した被測定体Ｐの搬送速度とを乗算することで、当該経過時間における被測定体Ｐの軸方向位置（先端からの距離）を演算する。そして、演算手段１０は、この演算した被測定体Ｐの軸方向位置と、当該経過時間において演算した被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸとを紐付ける。
同様に、本実施形態の演算手段１０は、被測定体Ｐの先端が一対の第２レーザ式外径計３、４の測定位置に到達して、被測定体Ｐの先端における上下方向の両端位置が一対の第２レーザ式外径計３、４で検出され始めてから（演算手段１０が被測定体Ｐの上下方向の外径ＯＤＹを演算し始めてから）の経過時間と、速度センサ９で測定した被測定体Ｐの搬送速度とを乗算することで、当該経過時間における被測定体Ｐの軸方向位置を演算する。そして、演算手段１０は、この演算した被測定体Ｐの軸方向位置と、当該経過時間において演算した被測定体Ｐの上下方向の外径ＯＤＹを紐付ける。
演算手段１０は、以上のようにして被測定体Ｐの軸方向位置と紐付けられた被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸ及び上下方向の外径ＯＤＹを記憶する。
【0032】
以上に説明した本実施形態に係る外径測定装置１００によれば、被測定体Ｐの異なる径方向について測定した外径、具体的には、測定した被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸ及び上下方向の外径ＯＤＹを、被測定体Ｐの軸方向位置と紐付けることが可能である。
鍛造管の検査工程の搬送ラインでは、被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸ及び上下方向の外径ＯＤＹのうち、いずれか一方が最大外径となり、いずれか他方が最小外径となる場合が大半である。このため、被測定体Ｐの全周に亘る外径を測定しなくても、被測定体Ｐの同じ軸方向位置における水平方向の外径ＯＤＸと上下方向の外径ＯＤＹとの差を両者の平均値で除算することにより、楕円率を精度良く算出可能である。
また、本実施形態に係る外径測定装置１００によれば、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離を調整する第１駆動手段と、一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向の離隔距離を調整する第２駆動手段と、を備えるため、一対の第１レーザ式外径計１、２で被測定体Ｐの水平方向の両端位置を検出でき、一対の第２レーザ式外径計３、４で被測定体Ｐの上下方向の両端位置を検出できるように、測定すべき被測定体Ｐの外径（公称径）に応じて、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離及び一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向の離隔距離を調整することが可能である。このため、本実施形態の被測定体Ｐのように、外径が３００～９００ｍｍの広範囲に亘る鍛造管であっても、水平方向の外径ＯＤＸ及び上下方向の外径ＯＤＹを測定可能である。
鍛造管の検査工程の搬送ラインでは、被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸ及び上下方向の外径ＯＤＹのうち、いずれか一方が最大外径となり、いずれか他方が最小外径となる場合が大半である。このため、被測定体Ｐの全周に亘る外径を測定しなくても、被測定体Ｐの同じ軸方向位置における水平方向の外径ＯＤＸと上下方向の外径ＯＤＹとの差を両者の平均値で除算することにより、楕円率を精度良く算出可能である。
また、本実施形態に係る外径測定装置１００によれば、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離を調整する第１駆動手段と、一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向の離隔距離を調整する第２駆動手段と、を備えるため、一対の第１レーザ式外径計１、２で被測定体Ｐの水平方向の両端位置を検出でき、一対の第２レーザ式外径計３、４で被測定体Ｐの上下方向の両端位置を検出できるように、測定すべき被測定体Ｐの外径（公称径）に応じて、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離及び一対の第２レーザ式外径計３、４の上下方向の離隔距離を調整することが可能である。このため、本実施形態の被測定体Ｐのように、外径が３００～９００ｍｍの広範囲に亘る鍛造管であっても、水平方向の外径ＯＤＸ及び上下方向の外径ＯＤＹを測定可能である。
【0033】
＜校正装置＞
次に、外径測定装置１００を校正するために用いられる本実施形態に係る校正装置について説明する。
図２は、本実施形態に係る校正装置の概略構成を模式的に示す図である。図２（ａ）は外径測定装置１００を校正する際の配置状態で示す校正装置の平面図（上下方向（Ｙ方向）から見た図）であり、図２（ｂ）は外径測定装置１００を校正する際の配置状態で示す校正装置の側面図（被測定体Ｐの搬送方向（Ｚ方向）に直交する水平方向（Ｘ方向）から見た図）であり、図２（ｃ）は外径測定装置１００を校正する際の配置状態で示す校正装置の正面図（被測定体Ｐの搬送方向から見た図）である。
図２に示すように、本実施形態に係る校正装置２００は、支持体２１と、第１校正用バー２２と、第２校正用バー２３と、を備える。また、本実施形態に係る校正装置２００は、基台２４と、支柱２５と、を備える。
次に、外径測定装置１００を校正するために用いられる本実施形態に係る校正装置について説明する。
図２は、本実施形態に係る校正装置の概略構成を模式的に示す図である。図２（ａ）は外径測定装置１００を校正する際の配置状態で示す校正装置の平面図（上下方向（Ｙ方向）から見た図）であり、図２（ｂ）は外径測定装置１００を校正する際の配置状態で示す校正装置の側面図（被測定体Ｐの搬送方向（Ｚ方向）に直交する水平方向（Ｘ方向）から見た図）であり、図２（ｃ）は外径測定装置１００を校正する際の配置状態で示す校正装置の正面図（被測定体Ｐの搬送方向から見た図）である。
図２に示すように、本実施形態に係る校正装置２００は、支持体２１と、第１校正用バー２２と、第２校正用バー２３と、を備える。また、本実施形態に係る校正装置２００は、基台２４と、支柱２５と、を備える。
【0034】
支持体２１は、水平方向に延び、外径測定装置１００を校正する際に、その長手方向が被測定体Ｐの搬送方向（Ｚ方向）に合致するように配置される。また、支持体２１のＸ方向の中心位置が、被測定体Ｐの搬送ラインのＸ方向の中心位置に合致するように、支持体２１は配置される。支持体２１は、第１レーザ式外径計１、２と第２レーザ式外径計３、４との離隔距離Ｌ１（図１（ａ）参照）に応じた長さＬ３を有する。すなわち、支持体２１の長さＬ３は、第１レーザ式外径計１、２と第２レーザ式外径計３、４との離隔距離Ｌ１と同等の値である。
本実施形態の支持体２１は、円柱形状であり、その両端部に断面矩形状の切り欠きが形成されている。本実施形態の支持体２１は、基台２４に立設された一対の支柱２５で支持されている。
本実施形態の支持体２１は、円柱形状であり、その両端部に断面矩形状の切り欠きが形成されている。本実施形態の支持体２１は、基台２４に立設された一対の支柱２５で支持されている。
【0035】
第１校正用バー２２は、支持体２１の一方の端部（外径測定装置１００を校正する際の配置状態では、被測定体Ｐの搬送方向上流側の端部）に着脱自在に取り付けられ、支持体２１の長手方向（Ｚ方向）に直交する水平方向（Ｘ方向）に延びる。具体的には、本実施形態の第１校正用バー２２は、断面矩形状で、狭幅の（Ｚ方向の寸法が小さい）薄板状部材であり、支持体２１の一方の端部に形成された断面矩形状の切り欠きに、遊びを有する状態で嵌め込まれることで、取り付けられている。第１校正用バー２２は、遊びを有する状態で支持体２１の一方の端部に取り付けられているため、支持体２１に対して支持体２１の長手方向に直交する水平方向（Ｘ方向）に移動可能である。
【0036】
第２校正用バー２３は、支持体２１の他方の端部（外径測定装置１００を校正する際の配置状態では、被測定体Ｐの搬送方向下流側の端部）に着脱自在に取り付けられ、上下方向（Ｙ方向）に延びる。具体的には、本実施形態の第２校正用バー２３は、断面矩形状で、狭幅の（Ｘ方向の寸法が小さい）薄板状部材であり、支持体２１の他方の端部に形成された断面矩形状の切り欠きに、遊びを有する状態で嵌め込まれることで、取り付けられている。第２校正用バー２３は、遊びを有する状態で支持体２１の他方の端部に取り付けられているため、支持体２１に対して上下方向（Ｙ方向）に移動可能である。なお、自重によって落下しないように、第２校正用バー２３は、着脱自在の固定具（図示せず）によって、上下方向の所定位置で支持体２１に固定される。第２校正用バー２３を上下方向に移動させるときには、固定具は取り外される。
【0037】
本実施形態に係る校正装置２００によれば、第１校正用バー２２の両端を一対の第１レーザ式外径計１、２で検出し、演算手段１０で第１校正用バー２２の長さを演算することが可能である。そして、この演算した第１校正用バー２２の長さが、真の第１校正用バー２２の長さに合致するように、外径測定装置１００を校正することが可能である。また、第２校正用バー２３の両端を一対の第２レーザ式外径計３、４で検出し、演算手段１０で第２校正用バー２３の長さを演算することが可能である。そして、この演算した第２校正用バー２３の長さが、真の第２校正用バー２３の長さに合致するように、外径測定装置１００を校正することが可能である。
なお、外径測定装置１００の校正としては、例えば、第１レーザ式外径計１、２の受光器１ｂ、２ｂで受光されたレーザ走査光の走査時間を長さＬＸＬ、ＬＸＲに換算する際に用いる、走査時間と長さとの対応関係の調整や、第１駆動手段によって一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離を調整する際に第１駆動手段から演算手段１０に入力される、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の移動量（長さΔＬＬＸＬ、ΔＬＬＸＲ）の誤差を補正する補正量の調整など、前述の式（１）によって演算される被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸに影響を及ぼすパラメータの調整が行われる。第２レーザ式外径計３、４についても同様である。
なお、外径測定装置１００の校正としては、例えば、第１レーザ式外径計１、２の受光器１ｂ、２ｂで受光されたレーザ走査光の走査時間を長さＬＸＬ、ＬＸＲに換算する際に用いる、走査時間と長さとの対応関係の調整や、第１駆動手段によって一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の離隔距離を調整する際に第１駆動手段から演算手段１０に入力される、一対の第１レーザ式外径計１、２の水平方向の移動量（長さΔＬＬＸＬ、ΔＬＬＸＲ）の誤差を補正する補正量の調整など、前述の式（１）によって演算される被測定体Ｐの水平方向の外径ＯＤＸに影響を及ぼすパラメータの調整が行われる。第２レーザ式外径計３、４についても同様である。
【0038】
本実施形態に係る校正装置２００によれば、支持体２１が、第１レーザ式外径計１、２と第２レーザ式外径計３、４との被測定体Ｐの搬送方向の離隔距離Ｌ１に応じた長さＬ３を有するため、第１校正用バー２２と第２校正用バー２３との離隔距離も、第１レーザ式外径計１、２と第２レーザ式外径計３、４との離隔距離Ｌ１に応じた距離となる。このため、校正装置２００の配置位置を変更することなく、同じ位置に配置された校正装置２００を用いて、第１校正用バー２２の両端を一対の第１レーザ式外径計１、２で検出すると同時に、第２校正用バー２３の両端を一対の第２レーザ式外径計３、４で検出することができる。すなわち、校正装置２００の配置位置を変更することなく、一対の第１レーザ式外径計１、２と一対の第２レーザ式外径計３、４とを備えた外径測定装置１００を校正することができる。
また、本実施形態に係る校正装置２００は、第１校正用バー２２及び第２校正用バー２３として、狭幅の薄板状部材を用いるため、重量が小さく、持ち運びが容易である。
以上のように、本実施形態に係る校正装置２００は、配置位置を変更する必要がなく、持ち運びも容易であるため、外径測定装置１００を効率良く校正することが可能である。
また、本実施形態に係る校正装置２００は、第１校正用バー２２及び第２校正用バー２３として、狭幅の薄板状部材を用いるため、重量が小さく、持ち運びが容易である。
以上のように、本実施形態に係る校正装置２００は、配置位置を変更する必要がなく、持ち運びも容易であるため、外径測定装置１００を効率良く校正することが可能である。
【0039】
また、本実施形態に係る校正装置２００によれば、第１校正用バー２２を移動させることで、一対の第１レーザ式外径計１、２で検出する第１校正用バー２２の両端の位置を変更することができる。換言すれば、被測定体Ｐに生じ得る水平方向の曲がりや搬送中の蛇行を模擬することができる。このため、第１校正用バー２２の両端の位置を変更して校正を繰り返すことで、被測定体Ｐの水平方向の曲がりや蛇行の影響を低減させることが可能である。
同様に、本実施形態に係る校正装置２００によれば、第２校正用バー２３を移動させることで、一対の第２レーザ式外径計３、４で検出する第２校正用バー２３の両端の位置を変更することができる。換言すれば、被測定体Ｐに生じ得る上下方向の曲がりを模擬することができる。このため、第２校正用バー２３の両端の位置を変更して校正を繰り返すことで、被測定体Ｐの上下方向の曲がりの影響を低減させることが可能である。
同様に、本実施形態に係る校正装置２００によれば、第２校正用バー２３を移動させることで、一対の第２レーザ式外径計３、４で検出する第２校正用バー２３の両端の位置を変更することができる。換言すれば、被測定体Ｐに生じ得る上下方向の曲がりを模擬することができる。このため、第２校正用バー２３の両端の位置を変更して校正を繰り返すことで、被測定体Ｐの上下方向の曲がりの影響を低減させることが可能である。
【0040】
＜外径測定方法（校正ステップ）＞
本実施形態に係る外径測定方法は、本実施形態に係る外径測定装置１００を用いて被測定体Ｐの外径を測定する方法であって、本実施形態に係る校正装置２００を用いて外径測定装置１００を校正する校正ステップと、校正ステップで校正した後の外径測定装置１００を用いて被測定体Ｐの外径を測定する測定ステップと、を有する。
以下、校正ステップについて説明する。
本実施形態に係る外径測定方法は、本実施形態に係る外径測定装置１００を用いて被測定体Ｐの外径を測定する方法であって、本実施形態に係る校正装置２００を用いて外径測定装置１００を校正する校正ステップと、校正ステップで校正した後の外径測定装置１００を用いて被測定体Ｐの外径を測定する測定ステップと、を有する。
以下、校正ステップについて説明する。
【0041】
図３は、校正ステップを実行している状態を模式的に示す正面図（被測定体Ｐの搬送方向（Ｚ方向）から見た図）である。
図３（ａ）に示すように、校正ステップでは、第１校正用バー２２及び第２校正用バー２３として、被測定体Ｐの最大外径（本実施形態では９００ｍｍ）に相当する長さを有するバー（図３（ａ）では、最大外径に相当する長さを有する第１校正用バー２２を「第１校正用バー２２ａ」として示し、最大外径に相当する長さを有する第２校正用バー２３を「第２校正用バー２３ａ」として示している）をそれぞれ支持体２１に取り付ける。そして、外径測定装置１００の第１レーザ式外径計１、２を用いて測定される第１校正用バー２２ａ及び第２レーザ式外径計３、４を用いて測定される第２校正用バー２３ａの長さが、真の第１校正用バー２２ａ及び第２校正用バー２３ａの長さ（本実施形態では９００ｍｍ）にそれぞれ合致するように、外径測定装置１００を校正する。
次に、図３（ｂ）に示すように、第１校正用バー２２ａ及び第２校正用バー２３ａを支持体２１から取り外した後、第１校正用バー２２及び第２校正用バー２３として、被測定体Ｐの最小外径（本実施形態では３００ｍｍ）に相当する長さを有するバー（図３（ｂ）では、最小外径に相当する長さを有する第１校正用バー２２を「第１校正用バー２２ｂ」として示し、最小外径に相当する長さを有する第２校正用バー２３を「第２校正用バー２３ｂ」として示している）をそれぞれ支持体２１に取り付ける。そして、外径測定装置１００の第１レーザ式外径計１、２を用いて測定される第１校正用バー２２ｂ及び第２レーザ式外径計３、４を用いて測定される第２校正用バー２３ｂの長さが、真の第１校正用バー２２ｂ及び第２校正用バー２３ｂの長さ（本実施形態では３００ｍｍ）にそれぞれ合致するように、外径測定装置１００を校正する。
図３（ａ）に示すように、校正ステップでは、第１校正用バー２２及び第２校正用バー２３として、被測定体Ｐの最大外径（本実施形態では９００ｍｍ）に相当する長さを有するバー（図３（ａ）では、最大外径に相当する長さを有する第１校正用バー２２を「第１校正用バー２２ａ」として示し、最大外径に相当する長さを有する第２校正用バー２３を「第２校正用バー２３ａ」として示している）をそれぞれ支持体２１に取り付ける。そして、外径測定装置１００の第１レーザ式外径計１、２を用いて測定される第１校正用バー２２ａ及び第２レーザ式外径計３、４を用いて測定される第２校正用バー２３ａの長さが、真の第１校正用バー２２ａ及び第２校正用バー２３ａの長さ（本実施形態では９００ｍｍ）にそれぞれ合致するように、外径測定装置１００を校正する。
次に、図３（ｂ）に示すように、第１校正用バー２２ａ及び第２校正用バー２３ａを支持体２１から取り外した後、第１校正用バー２２及び第２校正用バー２３として、被測定体Ｐの最小外径（本実施形態では３００ｍｍ）に相当する長さを有するバー（図３（ｂ）では、最小外径に相当する長さを有する第１校正用バー２２を「第１校正用バー２２ｂ」として示し、最小外径に相当する長さを有する第２校正用バー２３を「第２校正用バー２３ｂ」として示している）をそれぞれ支持体２１に取り付ける。そして、外径測定装置１００の第１レーザ式外径計１、２を用いて測定される第１校正用バー２２ｂ及び第２レーザ式外径計３、４を用いて測定される第２校正用バー２３ｂの長さが、真の第１校正用バー２２ｂ及び第２校正用バー２３ｂの長さ（本実施形態では３００ｍｍ）にそれぞれ合致するように、外径測定装置１００を校正する。
【0042】
なお、上記の説明では、第１校正用バー２２ａ及び第２校正用バー２３ａを用いて外径測定装置１００を校正した後、第１校正用バー２２ｂ及び第２校正用バー２３ｂを用いて外径測定装置１００を校正する手順について述べたが、これに限るものではなく、第１校正用バー２２ｂ及び第２校正用バー２３ｂを用いて外径測定装置１００を校正した後、第１校正用バー２２ａ及び第２校正用バー２３ａを用いて外径測定装置１００を校正する手順を採用することも可能である。
【0043】
本実施形態に係る外径測定方法によれば、校正ステップにおいて、被測定体Ｐの最大外径に相当する長さを有する第１校正用バー２２ａ及び第２校正用バー２３ａを用いて外径測定装置１００を校正すると共に、被測定体Ｐの最小外径に相当する長さを有する第１校正用バー２２ｂ及び第２校正用バー２３ｂを用いて外径測定装置１００を校正し、測定ステップにおいて、校正後の外径測定装置１００を用いて被測定体Ｐの外径を測定する。このため、被測定体Ｐの最小外径から最大外径までの範囲において、精度の良い外径測定が可能である。
【0044】
図４は、校正後の本実施形態に係る外径測定装置１００を用いた測定結果の一例を示す図である。図４（ａ）は被測定体Ｐ（公称径３１８．５ｍｍ）の水平方向の外径ＯＤＸを測定した結果の一例であり、図４（ｂ）は図４（ａ）と同じ被測定体Ｐの上下方向の外径ＯＤＹを測定した結果の一例であり、図４（ｃ）は第１校正用バー２２ｂ及び第２校正用バー２３ｂの長さ（真の長さ３００ｍｍ）を測定した結果の一例である。
【0045】
図４（ａ）には、被測定体Ｐの先端からの各軸方向位置における、外径ＯＤＸの測定値を「○」で、誤差（測定器具を用いて手動で測定した外径との差）を「□」でプロットしている。また、図４（ｂ）には、被測定体Ｐの先端からの各軸方向位置における、外径ＯＤＹの測定値を「○」で、誤差（測定器具を用いて手動で測定した外径との差）を「■」でプロットしている。
図４（ａ）及び図４（ｂ）から分かるように、本実施形態に係る外径測定装置１００を用いれば、誤差は±０．１５ｍｍ以内であり、被測定体Ｐの外径を精度良く測定できていることが分かる。
図４（ａ）及び図４（ｂ）から分かるように、本実施形態に係る外径測定装置１００を用いれば、誤差は±０．１５ｍｍ以内であり、被測定体Ｐの外径を精度良く測定できていることが分かる。
【0046】
図４（ｃ）の横軸は、第１校正用バー２２ｂ及び第２校正用バー２３ｂの所定の基準位置からのずれ量を示す。第１校正用バー２２ｂについては、水平方向（Ｘ方向）のずれ量を、第２校正用バー２３ｂについては、上下方向（Ｙ方向）のずれ量を意味する。図４（ｃ）には、各ずれ量だけずらした場合における、第１校正用バー２２ｂの長さ測定値の誤差（真の長さ３００ｍｍとの差）を「□」で、第２校正用バー２３ｂの長さ測定値の誤差（真の長さ３００ｍｍとの差）を「■」で、プロットしている。
図４（ｃ）から分かるように、本実施形態に係る外径測定装置１００を用いれば、誤差は±０．１ｍｍ以内であり、たとえ被測定体Ｐに、基準位置から±３０ｍｍ程度の水平方向又は上下方向の曲がりや搬送中の蛇行が生じていても、被測定体Ｐの外径を精度良く測定できることが分かる。
図４（ｃ）から分かるように、本実施形態に係る外径測定装置１００を用いれば、誤差は±０．１ｍｍ以内であり、たとえ被測定体Ｐに、基準位置から±３０ｍｍ程度の水平方向又は上下方向の曲がりや搬送中の蛇行が生じていても、被測定体Ｐの外径を精度良く測定できることが分かる。
【符号の説明】
【0047】
１、２・・・第１レーザ式外径計
３、４・・・第２レーザ式外径計
５、６・・・アーム（第１駆動手段）
７、８・・・アーム（第２駆動手段）
９・・・速度センサ
１０・・・演算手段
１００・・・外径測定装置
２００・・・校正装置
Ｐ・・・被測定体
３、４・・・第２レーザ式外径計
５、６・・・アーム（第１駆動手段）
７、８・・・アーム（第２駆動手段）
９・・・速度センサ
１０・・・演算手段
１００・・・外径測定装置
２００・・・校正装置
Ｐ・・・被測定体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】