BR112012018564B1 - Aparelho de inspeção de defeitos - Google Patents

Abstract

aparelho de inspeção de defeitos trata-se de um dispositivo de inspeção de defeito que pode detectar precisamente defeitos na superfície de carga de um cano que tem uma superfície de carga inclinada para longe da extremidade de cano e defeitos em uma região de inspeção entre rosas de parafuso. sendo que o dito dispositivo de inspeção de defeito, o qual também pode detectar defeitos na superfície externa de uma seção de lábio , é caracterizado pelo fornecimento de: uma primeira fonte de luz (20; um primeiro meio de imageamento (3) que imagea a superfície externa de uma seção de lábio (102) mediante a recepção da luz refletida emitida a partir da primeira fonte de luz e refletida para longe da superfície externa da dita seção de lábio ; uma segunda fonte de luz (7); um segundo meio de imageamento (8) que imageia uma superfície de carga ( 103) mediante a recepção da luz refletida emitida a partir da segunda fonte de luz e refletida para longe da superfície de carga; uma terceira fonte de luz (9) ; um terceiro meio de imageamento (10) que iamgeia uma região de inspeção (106) entre as roscas de parafuso mediante a recepção da luz refletida emitida a partir da terceira fonte de luz e refletida para longe da dita região de inspeção ; e um meio de inspeção que executa o processamento de imagem nas imagens obtidas pelo primeiro até o terceiro meio de imageamento com a finalidade de detecar defeitos na superfície externa da seção de lábio , na superfície de carga , e na região de inspeção entre as roscas de parafuso.

Description

“APARELHO DE INSPEÇÃO DE DEFEITOS”.

Campo da Técnica

A presente invenção refere-se a um aparelho de inspeção de defeitos para inspecionar um defeito na superfície periférica externa de um cano ou tubo. Doravante, “cano ou tubo” é referido como cano” quando considerado apropriado.

Antecedentes

Um aparelho de inspeção de defeitos para inspecionar um defeito na superfície periférica externa de um cano foi revelado na Literatura de Patente 1. O aparelho de inspeção de defeitos revelado na Literatura de Patente 1 inclui uma fonte de luz para iluminar a superfície periférica externa do cano, um dispositivo de captura de imagem para apreender a imagem da superfície periférica externa do cano por receber a luz de reflexão refletida pela superfície periférica externa do cano, e um dispositivo de inspeção para inspecionar um defeito na superfície periférica externa do cano por processar a imagem capturada apreendida pelo dispositivo de captura de imagem.

Os canos submetidos a tal inspeção de defeito podem incluir a cano de aço para perfuração, tubagem e revestimento de poço de óleo (doravante, referido como um cano de aço de poço de óleo) como mostrado em Figura 10. Na parte de extremidade de um cano de aço de poço de óleo 200, uma peça de rosca externa 201 e uma peça de lábio 202 são fornecidas em na ordem a partir do lado de dentro na direção de eixo geométrico do cano. A peça de lábio 202 é afunilada de forma que a dimensão na direção perpendicular à direção de eixo geométrico do cano diminua externamente (para o lado de extremidade do cano) na direção de eixo geométrico do cano.

Com o uso do cano de aço de poço de óleo 200, dois ou mais canos são unidos por uma junta 210. Na superfície periférica interna da junta 210, uma peça de rosca interna 211 capaz de engatar de maneira rosqueada com a peça de rosca externa 201 do cano de aço de poço de óleo 200 e uma peça não rosqueada 212 são fornecidas. Quando a peça de rosca externa 201

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do cano de aço de poço de óleo 200 e a peça de rosca interna 211 da junta 210 são engatadas de maneira rosqueada entre si, a superfície periférica externa da peça de lábio 202 entra em contato com a peça não rosqueada 212 da junta 210. Pelo contato próximo da superfície periférica externa da peça de lábio 202 com a peça não rosqueada 212, o vazamento de óleo dentre o cano de aço de poço de óleo 200 e a junta 210 é evitado quando dois ou mais canos de aço de poço de óleo 200 são unidos em uso.

Se um defeito estiver presente na superfície periférica externa da peça de lábio 202, que está em contato próximo com a peça não rosqueada

212, o vazamento de óleo pode ocorrer de entre o cano de aço de poço de óleo

200 e a junta 210. Além disso, no caso em que os canos de aço de poço de óleo 200 são unidos em uso, uma tensão elevada pode ser desenvolvida em uma face de carga 203 da peça de rosca externa 201 e em uma zona de inspeção de face de fundo de rosca 206. A face de carga 203 é uma face interna (no lado oposto ao lado de extremidade do cano) de faces laterais opostas na direção de eixo geométrico do cano de uma peça de crista de rosca 207. A zona de inspeção de face de fundo de rosca 206 é uma zona de uma face de fundo de rosca 204 que abrange a partir de uma peça de limiar 205 entre a face de carga 203 e a face de fundo de rosca 204 a uma parte 208 da face de fundo de rosca

204 espaçadas internamente por uma distância predeterminada a partir da peça de limiar 205 na direção de eixo geométrico do cano. Visto que uma tensão elevada é desenvolvida na face de carga 203 e na zona de inspeção de face de fundo de rosca 206 como descrito acima, se um defeito está presente na face de carga 203 ou na zona de inspeção de face de fundo de rosca 206, o cano de aço de poço de óleo 200 pode ser danificado.

Por essa razão, qualquer defeito na superfície periférica externa da peça de lábio 202, na face de carga 203, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca 206 deve ser inspecionado com alta precisão.

Como mostrado em Figura 10, alguns canos de aço de poço de óleo 200 têm a face de carga 203 inclinada internamente na direção de eixo

3/42 geométrico do cano em relação ao plano vertical perpendicular à direção de eixo geométrico do cano. Como mostrado em Figura 11, a direção do eixo geométrico óptico de um dispositivo de captura de imagem 222 na qual o aparelho de Literatura de Patente 1 coincide com a direção perpendicular à direção de eixo geométrico do cano. O dispositivo de captura de imagem 222 do aparelho de Literatura de Patente 1, em que a direção de eixo geométrico óptico coincide com a direção perpendicular à direção de eixo geométrico do cano, não pode apreender a imagem da face de carga 203 inclinada internamente na direção de eixo geométrico do cano. Dessa forma, o aparelho de Literatura de

Patente 1 não pode inspecionar um defeito na face de carga 203 inclinada internamente na direção de eixo geométrico do cano.

Além disso, se a face de carga 203 é inclinada internamente na direção de eixo geométrico do cano, na direção de eixo geométrico do cano, a face de carga 203 está presente na mesma posição de uma parte perto da peça de limiar 205 da zona de inspeção de face de fundo de rosca 206. Em razão da presença da face de carga 203, a iuz de reflexão refletida na direção perpendicular à direção de eixo geométrico do cano pela parte perto da peça de limiar 205 da zona de inspeção de face de fundo de rosca 206 penetra na face de carga 203. Dessa forma, o dispositivo de captura de imagem 222 do aparelho de Literatura de Patente 1, em que a direção de eixo geométrico óptico coincide com a direção perpendicular à direção de eixo geométrico do cano como descrito acima, não pode apreender a imagem da zona inteira da zona de inspeção de face de fundo de rosca 206 (ou seja, não pode apreender a imagem da parte perto da peça de limiar 205 da zona de inspeção de face de fundo de rosca 206). Dessa forma, o aparelho de Literatura de Patente 1 não pode inspecionar um defeito na zona inteira da zona de inspeção de face de fundo de rosca 206 se a face de carga 203 estiver inclinada internamente na direção de eixo geométrico do cano.

Além disso, a Literatura de Patente 1 não descreve a inspeção de qualquer defeito na superfície periférica externa da peça de lábio 202.

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Lista de Citação

Literatura de patente [Literatura de Patente 1] JP2-58588B

Sumário da Invenção

Problema Técnico

Um objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho de inspeção de defeitos capaz de inspecionar defeitos em uma face de carga e em uma zona de inspeção de face de fundo de rosca de um cano ou tubo no qual a face de carga é inclinada internamente na direção de eixo geométrico de cano ou tubo, e também capaz de um defeito na superfície periférica externa de uma peça de lábio.

Solução ao Problema

A presente invenção fornece um aparelho de inspeção de defeitos para inspecionar um defeito na superfície periférica externa um cano ou tubo em que, na parte de extremidade do mesmo, uma peça de rosca externa e uma peça de lábio são fornecidas na ordem a partir do lado de dentro (o lado oposto ao lado de extremidade de cano ou tubo) na direção de eixo geométrico de cano ou tubo; uma face de carga da peça de rosca externa é inclinada internamente na direção de eixo geométrico de cano ou tubo em relação ao plano vertical perpendicular à direção de eixo geométrico de cano ou tubo; e a peça de lábio é afunilada de forma que a dimensão na direção perpendicular à direção de eixo geométrico de cano ou tubo diminua externamente (para o lado de extremidade de cano ou tubo) na direção de eixo geométrico de cano ou tubo, em que o aparelho de inspeção de defeitos inclui uma primeira fonte de luz para iluminar a superfície periférica externa da peça de lábio, em que o eixo geométrico óptico da mesma é inclinado através de um ângulo A que satisfaz a fórmula (1) externamente na direção de eixo geométrico de cano ou tubo em relação ao plano vertical; um primeiro dispositivo de captura de imagem que é anexado à primeira fonte de luz de forma que o eixo geométrico óptico do mesmo seja coaxial com o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz, e recebe a luz de

5/42 reflexão emitida a partir da primeira fonte de luz e refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio para apreender a imagem da superfície periférica externa da peça de lábio; uma segunda fonte de luz para iluminar a face de carga; um segundo dispositivo de captura de imagem que é anexado à segunda fonte de luz, e tem o eixo geométrico óptico ajustado de forma que a luz de reflexão emitida a partir da segunda fonte de luz e refletida pela face de carga para a direção inclinada através de uma fórmula satisfatória de ângulo B (2) internamente na direção de eixo geométrico de cano ou tubo em relação ao plano pode ser recebido, e a luz de reflexão é recebida para apreender a imagem da face de carga; uma terceira fonte de luz para iluminar uma zona de inspeção de face de fundo de rosca que abrange a partir de uma peça de limiar entre a face de carga e a face de fundo de rosca da peça de rosca externa a uma parte da face de fundo de rosca espaçadas internamente por uma distância predeterminada a partir da peça de limiar na direção de eixo geométrico de cano ou tubo; um terceiro dispositivo de captura de imagem que é anexado à terceira fonte de luz, e tem o eixo geométrico óptico ajustado de forma que a luz de reflexão emitida a partir da terceira fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca à direção inclinada através de um ângulo C que satisfaz a fórmula (3) internamente na direção de eixo geométrico de cano ou tubo em relação ao plano vertical pode ser recebido, e a luz de reflexão é recebida para apreender a imagem da zona de inspeção de face de fundo de rosca; e um dispositivo de inspeção para inspecionar defeitos na superfície periférica externa da peça de lábio, na face de carga, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca por processar a imagem capturada apreendida pelo primeiro ao terceiro dispositivos de captura de imagem: a - 45 < A <a + 45 (1) b < B < c (2) b<C<d (3) a é um ângulo (menor do que 90°) formado entre a superfície periférica externa da peça de lábio e a direção de eixo geométrico de cano ou tubo na seção transversal que inclui o eixo geométrico de cano ou tubo;

6/42 b é um ângulo (menor do que 90°) formado entre a face de carga e o plano vertical na seção transversal que inclui o eixo geométrico de cano ou tubo;

c é um ângulo (menor do que 90°) formado entre uma linha reta e o plano vertical na seção transversal que inclui o eixo geométrico de cano ou tubo, a linha reta que conecta a peça de limiar entre a face de carga e a face de fundo de rosca a uma peça de extremidade frontal de uma face de inserção da peça de rosca externa, a face de inserção que é conectada com uma peça de extremidade interna na direção de eixo geométrico de cano ou tubo da face de fundo de rosca; e d° sendo um ângulo (menor que 90°) formado entre uma linha reta e o plano vertical na seção transversal que inclui o eixo geométrico de tubo ou cano, sendo que a linha reta conecta uma peça de extremidade de dentro na direção de eixo geométrico de tubo ou cano da zona de inspeção de face de fundo de rosca à peça de extremidade frontal da face de inserção da peça de rosca externa, a face de inserção que se conecta uma peça de extremidade de dentro na direção de eixo geométrico de tubo ou cano da face de fundo de rosca.

Primeiramente, explicação é dada do fato de que o aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a presente invenção, pode inspecionar um defeito na superfície periférica externa da peça de lábio. O eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz para iluminar a superfície periférica externa da peça de lábio é inclinado através do ângulo A que satisfaz a fórmula (1) externamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical perpendicular à direção de eixo geométrico de tubo ou cano. O caso em que o ângulo A é um ângulo negativo implica que o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz é inclinado através de um ângulo A por seu valor absoluto internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical. Visto que o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz é inclinado através do ângulo A externamente na direção de eixo geométrico

7/42 de tubo ou cano em relação ao plano vertical conforme descrito acima, segue-se que a luz emitida a partir da primeira fonte de luz entra na superfície periférica externa da peça de lábio a partir da direção inclinada através de um ângulo não maior que 45° em relação à direção normal para a superfície periférica externa da peça de lábio. Portanto, o ângulo formado entre a direção da qual a luz emitida a partir da primeira fonte de luz entra na superfície periférica externa da peça de lábio e a direção especular (a direção da luz refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio de modo que o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão são iguais um para o outro) que é emitida partir da primeira fonte de luz, entra na superfície periférica externa da peça de lábio, e é refletida, de forma especular, pela superfície periférica externa do mesmo é de 90° no máximo. Visto que o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem é coaxial com o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz, a direção do eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem coincide com a direção da qual a luz emitida a partir da primeira fonte de luz entra na superfície periférica externa da peça de lábio. Portanto, o ângulo formado entre a direção do eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem e a direção especular não é maior que 90°. A quantidade de luz refletida pela superfície periférica externa do mesmo tende a aumentar conforme a direção de reflexão está mais próxima da direção especular. Portanto, o primeiro dispositivo de captura de imagem, de modo que o ângulo formado entre a direção especular e a direção de eixo geométrico óptico não seja maior que 90°, pode receber a iuz de reflexão, a qual é emitida a partir da primeira fonte de luz e refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio, em grandes quantidades, de modo que a imagem da superfície periférica externa da peça de lábio possa ser agarrada claramente. Visto que o primeiro dispositivo de captura de imagem pode agarrar a imagem da superfície periférica externa da peça de lábio claramente, o aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a presente invenção pode inspecionar um defeito na superfície periférica externa da peça de lábio ao processar a imagem capturada

8/42 agarrada pelo primeiro dispositivo de captura de imagem.

A seguir, explicação é dada pelo fato de que o aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a presente invenção, pode inspecionar um defeito na face de carga com alta precisão. O aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a presente invenção, inclui a segunda fonte de luz e o segundo dispositivo de captura de imagem. A segunda fonte de luz ilumina a face de carga. A iluminação da face de carga fornecida pela segunda fonte de luz tem duas implicações; se faz com que a luz emitida a partir da segunda fonte de luz entre na face de carga sem ser refletida por qualquer parte do cano ou tubo, e se faz com que a luz emitida a partir da segunda fonte de luz entre na face de carga sem ser refletida por uma a parte (por exemplo, a face de fundo de rosca) do cano ou tubo.

Para o segundo dispositivo de captura de imagem, o eixo geométrico óptico é ajustado de modo que a luz de reflexão que é emitida a partir da segunda fonte de luz e refletida pela face de carga para a direção inclinada através do ângulo B que satisfaz a fórmula (2) internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical possa ser recebida. A face de carga é inclinada através de b° internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical. Portanto, todas as luzes de reflexão refletidas pela face de carga são refletidas pela face de carga para a direção inclinada através de um ângulo maior que b° ínternamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical. Além disso, se a direção de reflexão da luz de reflexão refletida pela peça de limiar entre a face de carga e a face de fundo de rosca for a direção inclinada através de um ângulo maior que c° internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical, a luz de reflexão entra na face de inserção que se conecta com uma peça de extremidade de dentro na direção de eixo geométrico de tubo ou cano da face de fundo de rosca. Portanto, o segundo dispositivo de captura de imagem cujo eixo geométrico óptico é ajustado de modo a ser capaz de receber a luz de reflexão refletida pela face de

9/42 carga para a direção inclinada através do ângulo B que satisfaz a fórmula (2) internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical pode receber as luzes de reflexão refletidas pelas posições da face de carga, e, portanto pode agarrar a imagem da face de carga. Visto que o segundo dispositivo de captura de imagem pode agarrar a imagem da face de carga, o aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a presente invenção, pode inspecionar um defeito na face de carga co alta precisão ao processar a imagem agarrada pelo segundo dispositivo de captura de imagem.

A seguir, explicação é dada pelo fato de que o aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção pode inspecionar um defeito na zona de inspeção de face de fundo de rosca com alta precisão. O aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção inclui a terceira fonte de luz e o terceiro dispositivo de captura de imagem. A terceira fonte de luz ilumina a zona de inspeção de face de fundo de rosca. A iluminação da zona de inspeção de face de fundo de rosca fornecida pela terceira fonte de luz tem duas implicações; se faz com que luz emitida a partir da terceira fonte de luz entre na zona de inspeção de face de fundo de rosca sem ser refletida por qualquer parte do cano ou tubo, e se faz com que a luz emitida a partir da terceira fonte de luz entre na zona de inspeção de face de fundo de rosca após ser refletida por uma parte (por exemplo, a face de carga) do cano ou tubo.

Para o terceiro dispositivo de captura de imagem, o eixo geométrico óptico é ajustado de modo que a luz de reflexão que é emitida a partir da terceira fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca para a direção inclinada através do ângulo C que satisfaz a fórmula (3) internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical possa ser recebida. Conforme descrito acima, a face de carga é inclinada través de b° internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical. Portanto, se a direção de reflexão da luz de reflexão refletida pela peça de limiar entre a face de carga e a face de fundo de rosca for uma direção inclinada através de b° ou um ângulo menor que b°

10/42 internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical, a luz de reflexão entre na face de carga. Além disso, se a direção de reflexão da luz de reflexão refletida pela peça de extremidade de dentro na direção de eixo geométrico de tubo ou cano da zona de inspeção de face de fundo de rosca for uma direção inclinada através de um ângulo maior que d° internamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical, a luz de reflexão entre na face de inserção que se conecta com a peça de extremidade de dentro na direção de eixo geométrico de tubo ou cano da face de fundo de rosca. Portanto, o terceiro dispositivo de captura de imagem cujo eixo geométrico óptico é ajustado de modo a ser capaz de receber a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca para a direção inclinada através do ângulo C que satisfaz a fórmula (3) interna mente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical pode receber as luzes de reflexão refletidas pelas posições da zona de inspeção de face de fundo de rosca, e, portanto pode agarrar a imagem da zona de inspeção de face de fundo de rosca. Visto que o terceiro dispositivo de captura de imagem pode agarrar a imagem da zona de inspeção de face de fundo de rosca desta forma, o aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a presente invenção, pode inspecionar um defeito na zona de inspeção de face de fundo de rosca com alta precisão ao processar a imagem capturada agarrada pelo terceiro dispositivo de captura de imagem.

Além disso, o primeiro dispositivo de captura de imagem é preso à primeira fonte de luz de modo que o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem seja coaxial com o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz. Por essa razão, o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz pode ser ajustado de modo a ser inclinado através do ângulo A externamente na direção de eixo geométrico de tubo ou cano em relação ao plano vertical enquanto o estado no qual o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem é coaxial com o geométrico óptico da primeira fonte de luz é mantido. Portanto, no aparelho de inspeção de defeito, de acordo

11/42 com a presente invenção, através do ajuste do eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz, um receio de que o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem possa ser tornar não coaxial com o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz é eliminado, de modo que o ajuste para fazer o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem coaxial com eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz seja desnecessário.

Uma configuração preferencial do aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção pode incluir uma configuração que inclui um único membro de fonte de luz usado como a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz; um único dispositivo de captura de imagem usado como o segundo dispositivo de captura de imagem e o terceiro dispositivo de captura de imagem; e um espelho a orientação de que pode ser mudada entre uma orientação em que a luz emitida a partir do membro de fonte de luz é levada a entrar na face de carga e a luz de reflexão emitida a partir do membro de fonte de luz e refletida pela face de carga é recebida pelo dispositivo de captura de imagem e uma orientação em que a luz emitida a partir do membro de fonte de luz é levada a entrar na zona de inspeção de face de fundo de rosca e a luz de reflexão emitida a partir do membro de fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca é recebida pelo dispositivo de captura de imagem.

Nessa configuração preferencial, quando o espelho assume a orientação em que a luz emitida a partir do membro de fonte de luz é levada a entrar na face de carga e a luz de reflexão emitida a partir do membro de fonte de luz e refletida pela face de carga é recebida pelo dispositivo de captura de imagem, o membro de fonte de luz funciona como a segunda fonte de luz, e o dispositivo de captura de imagem funciona como o segundo dispositivo de captura de imagem. Também, quando o espelho assume a orientação em que a luz emitida a partir do membro de fonte de luz é levada a entrar na zona de inspeção de face de fundo de rosca e a luz de reflexão* emitida a partir do membro de fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de

12/42 rosca é recebida pelo dispositivo de captura de imagem, o membro de fonte de luz funciona como a terceira fonte de luz, e o dispositivo de captura de imagem funciona como o terceiro dispositivo de captura de imagem.

De acordo com essa configuração preferencial, já que o único 5 membro de fonte de luz é usado como a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz como descrito acima, o aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção não precisa ser dotado de duas fontes de luz (a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz) independente e separadamente.,De modo semelhante, já que o único dispositivo de captura de imagem é usado como o segundo dispositivo de captura de imagem e o terceiro dispositivo de captura de imagem, o aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção não precisa ser dotado de dois dispositivos de captura de imagem (o segundo dispositivo de captura de imagem e o terceiro dispositivo de captura de imagem) independente e separadamente. Por essa razão, de acordo com a configuração preferencial acima, o número de peças do aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção pode ser reduzido.

Uma configuração preferencial do aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção pode incluir uma configuração em que o primeiro dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente telecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio, o segundo dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente telecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela face de carga, e o terceiro dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente telecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca.

Já que cada um dentre o primeiro ao terceiro dispositivos de captura de imagem são dotados de uma lente telecêntrica, mesmo se as distâncias entre o primeiro ao terceiro dispositivos de captura de imagem e a superfície periférica externa da peça de lábio, a face de carga, e a zona de inspeção de face de fundo de rosca, respectivamente, variarem, a distorção

13/42 pode ter a ocorrência reduzida nas imagens capturadas apreendidas pelo primeiro ao terceiro dispositivos de captura de imagem. Portanto, de acordo com a configuração preferencial acima, mesmo se as distâncias entre o primeiro ao terceiro dispositivos de captura de imagem e a superfície periférica externa da peça de lábio, a face de carga, e a zona de inspeção de face de fundo de rosca, respectivamente, variarem, os defeitos na superfície periférica externa da peça de lábio, na face de carga, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca podem ser inspecionados.

Uma configuração específica do aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção pode incluir uma configuração em que a primeira fonte de luz é um iluminador em formato de anel fixado ao redor do primeiro dispositivo de captura de imagem, a segunda fonte de luz é um iluminador em formato de anel que tem um eixo geométrico óptico coaxial ao eixo geométrico óptico do segundo dispositivo de captura de imagem e é fixado ao redor do segundo dispositivo de captura de imagem, e a terceira fonte de luz é um iluminador em formato de anel que tem um eixo geométrico óptico coaxial ao eixo geométrico óptico do terceiro dispositivo de captura de imagem e é fixado ao redor de o terceiro dispositivo de captura de imagem.

Além disso, a presente invenção fornece um aparelho de inspeção de defeito incluindo uma quarta fonte de luz em lugar da segunda fonte de luz e da terceira fonte de luz; e um quarto dispositivo de captura de imagem em lugar do segundo dispositivo de captura de imagem e do terceiro dispositivo de captura de imagem, em que a quarta fonte de luz ilumina a face de carga e a zona de inspeção de face de fundo de rosca; e o quarto dispositivo de captura de imagem é fixado à quarta fonte de luz, e tem o eixo geométrico óptico ajustado de um modo que a luz de reflexão que é emitida a partir da quarta fonte de luz e refletida pela face de carga na direção inclinada através da fórmula satisfatória de ângulo C (3) para dentro na direção do eixo geométrico do tubo ou cano em relação ao plano vertical e a luz de reflexão que é emitida a partir da quarta fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca

14/42 na direção inclinada através da fórmula satisfatória de ângulo C (3) para dentro na direção do eixo geométrico do tubo ou cano em relação ao plano vertical pode ser recebida, e as luzes de reflexão são recebidas para apreender as imagens da face de carga e da zona de inspeção de face de fundo de rosca; e o dispositivo de inspeção inspeciona os defeitos na superfície periférica externa da peça de lábio, na face de carga, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca processando as imagens capturadas apreendidas pelo primeiro e quarto dispositivos de captura de imagem em lugar das imagens capturadas apreendidas pelo primeiro ao terceiro dispositivos de captura de imagem: b<C<d (3) b é um ângulo (menor do que 90°) formado entre a face de carga e o plano vertical no corte transversal do cano ou tubo incluindo o eixo geométrico do tubo ou cano; e d é um ângulo (menor do que 90°) formado entre uma linha reta e o plano vertical no corte transversal do cano ou tubo incluindo o eixo geométrico do tubo ou cano, sendo que a linha reta conecta uma parte de extremidade traseira da zona de inspeção de face de fundo de rosca na face de fundo de rosca à parte de extremidade frontal da face de inserção da parte de rosca externa, sendo que a face de inserção se conecta com uma parte de extremidade de dentro na direção do eixo geométrico do tubo ou cano da face de fundo de rosca.

Como o aparelho de inspeção de defeito descrito acima incluindo a segunda fonte de luz, a terceira fonte de luz, o segundo dispositivo de captura de imagem, e o terceiro dispositivo de captura de imagem (doravante, chamado de a segunda fonte de luz e similares), o aparelho de inspeção de defeito incluindo a quarta fonte de luz e o quarto dispositivo de captura de imagem inspeciona os defeitos na superfície periférica externa da peça de lábio, na face de carga, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca processando as imagens capturadas da superfície periférica externa da peça de lábio, a face de carga, e a zona de inspeção de face de fundo de rosca. No aparelho de

15/42 inspeção de defeito incluindo a quarta fonte de luz e o quarto dispositivo de captura de imagem, a imagem da superfície periférica externa da peça de lábio é apreendida pelo primeiro dispositivo de captura de imagem como o aparelho de inspeção de defeito incluindo a segunda fonte de luz e similares. No aparelho de inspeção de defeito incluindo a quarta fonte de luz e o quarto dispositivo de captura de imagem, as imagens da face de carga e a zona de inspeção de face de fundo de rosca são apreendidas pela quarta fonte de luz e pelo quarto dispositivo de captura de imagem.

Como descrito acima, no aparelho de inspeção de defeito incluindo 10 a segunda fonte de luz e similares, para fazer com que o segundo dispositivo de captura de imagem apreenda a imagem da face de carga para receber a luz de reflexão refletida pela face de carga, o eixo geométrico óptico é ajustado de um modo que a luz de reflexão refletida na direção inclinada através do ângulo B para dentro na direção do eixo geométrico do tubo ou cano em relação ao plano vertical pode ser recebida. Os limites inferiores do ângulo B e do ângulo C são uns iguais aos outros, sendo b, mas o limite superior d do ângulo C é menor do que o limite superior c° do ângulo B. Portanto, a faixa do ângulo C é incluída na faixa do ângulo B. Por essa razão, o quarto dispositivo de captura de imagem, cujo eixo geométrico óptico é ajustado a fim de ser capaz de receber as luzes de reflexão refletidas pela face de carga e pela zona de inspeção de face de fundo de rosca na direção inclinada através do ângulo C para dentro na direção do eixo geométrico do tubo ou cano em relação ao plano vertical pode simultaneamente receber as luzes de reflexão refletidas pelas respectivas posições da face de carga e a zona de inspeção de face de fundo de rosca.

Para o quarto dispositivo de captura de imagem, recebendo simultaneamente as luzes de reflexão refletidas pelas respectivas posições da face de carga e da zona de inspeção de face de fundo de rosca, as imagens da face de carga e da zona de inspeção de face de fundo de rosca podem ser apreendidas por um processo de captura de imagem. Portanto, de acordo com o aparelho de inspeção de defeito incluindo o quarto dispositivo de captura de imagem, os

16/42 defeitos na face de carga e na zona de inspeção de face de fundo de rosca podem ser inspecionados por um pequeno número de capturas de imagem, e o tempo de inspeção da face de carga e na zona de inspeção de face de fundo de rosca pode ser diminuído.

A iluminação da face de carga e a zona de inspeção de face de fundo de rosca fornecidas pela quarta fonte de luz implicam que a luz emitida a partir da quarta fonte de luz é levada a entrar na face de carga e na zona de inspeção de face de fundo de rosca sem ser refletida por qualquer porção do cano ou tubo.

Uma configuração preferencial do aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção que inclui a quarta fonte de luz e o quarto dispositivo de captura de imagem pode incluir uma configuração na qual o primeiro dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente telecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio, e o quarto dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente telecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela face de carga e a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca.

Visto que o primeiro e quarto dispositivos de captura de imagem são, cada um, dotados de uma lente telecêntrica, mesmo se as distâncias entre o primeiro e o quarto dispositivos de captura de imagem e a superfície periférica externa da peça de lábio, e a face de carga e a zona de inspeção de face de fundo de rosca, variarem, respectivamente, a ocorrência da distorção pode ser contida nas imagens capturadas apreendidas pelo primeiro e quarto dispositivos de captura de imagem. Portanto, de acordo com a configuração preferencial descrita acima, mesmo se as distâncias entre o primeiro e quarto dispositivos de captura de imagem e a superfície periférica externa da peça de lábio, e a face de carga e a zona de inspeção de face de fundo de rosca, variarem, respectivamente, os defeitos sobre a superfície periférica externa da peça de lábio, sobre a face de carga e na zona de inspeção de face de fundo de rosca podem ser inspecionados.

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Uma configuração específica do aparelho de inspeção de defeito de acordo com a presente invenção que inclui a quarta fonte de luz e o quarto dispositivo de captura de imagem pode incluir uma configuração na qual a primeira fonte de luz é um iluminador em formato de anel fixado ao redor do primeiro dispositivo de captura de imagem, e a quarta fonte de luz é um iluminador em formato de anel que tem um eixo geométrico óptico coaxial com o eixo geométrico óptico do quarto dispositivo de captura de imagem e é fixado ao redor do quarto dispositivo de captura de imagem.

[Efeitos Vantajosos da Invenção]

A presente invenção pode dotar o aparelho de inspeção de defeito capaz de inspecionar defeitos de alta precisão sobre a face de carga e na zona de inspeção de face de fundo de rosca de um cano ou tubo no qual a face de carga é inclinada para dentro na direção do eixo geométrico do cano ou tubo, e também capaz de inspecionar um defeito sobre a superfície periférica externa da peça de lábio.

[Breve Descrição de Desenhos] [Figura 1] A Figura 1 é uma vista que mostra uma configuração esquemática de um aparelho de inspeção de defeito de uma primeira modalidade da presente invenção, que mostra uma seção transversal que inclui o eixo geométrico do cano inspecionado.

[Figura 2] A Figura 2A é uma vista esquemática que mostra a orientação de um espelho mostrado na Figura 1 no caso onde a luz que entra no espelho a partir da direção inclinada através de b° para dentro na direção do eixo longitudinal do cano em relação ao plano vertical perpendicular ao eixo geométrico do cano, entra em um dispositivo de captura de imagem, e a Figura 2B é uma vista esquemática que mostra a orientação do espelho no caso onde a luz que entra no espelho a partir da direção inclinada através de c° para dentro na direção do eixo geométrico do cano em relação ao plano vertical perpendicular ao eixo geométrico do cano, entra no dispositivo de captura de imagem.

18/42 [Figura 3] A Figura 3 é uma vista esquemática que mostra a orientação de um espelho mostrado na Figura 1 no caso onde a luz que entra no espelho a partir da direção inclinada através de d° para dentro na direção do eixo geométrico do cano em relação ao plano vertical perpendicular ao eixo geométrico do cano, entra em um dispositivo de captura de imagem.

[Figura 4] A Figura 4 é uma vista esquemática de uma imagem capturada apreendida por um primeiro dispositivo de captura de imagem mostrado na Figura 1.

[Figura 5] A Figura 5 é uma vista esquemática de um filtro de 10 processamento de imagem.

[Figura 6] As Figuras 6A e 6B são vistas esquemáticas de uma imagem capturada apreendida por um primeiro dispositivo de captura de imagem mostrado na Figura 1.

[Figura 7] A Figura 7 é uma vista esquemática de uma imagem 15 capturada apreendida por um dispositivo de captura de imagem mostrado na

Figura 1.

[Figura 8] A Figura 8 é um gráfico que mostra a distribuição de um valor de brilho na direção X de uma linha de pixel.

[Figura 9] A Figura 9 é uma vista que mostra a configuração 20 esquemática de uma seção de aparelho de inspeção de defeito de uma terceira modalidade da presente invenção, que mostra uma seção transversal que inclui o eixo geométrico do cano inspecionado.

[Figura 10] A Figura 10 é uma vista secional de um cano de aço de poço de óleo e uma junta.

[Figura 11] A Figura 11 é uma vista esquemática de um aparelho de inspeção de defeito convencional.

[Descrição das Modalidades]

Primeira modalidade

Doravante deste momento em diante no presente documento, a 30 inspeção de defeito executada por um aparelho de inspeção de defeito de uma

19/42 primeira modalidade será explicada. A Figura 1 é uma vista que mostra a configuração esquemática do aparelho de inspeção de defeito da primeira modalidade, que mostra uma seção transversal que inclui o eixo geométrico do cano inspecionado. Nessa modalidade, o cano inspecionado é um cano de aço de poço de óleo 100.

Conforme mostrado na Figura 1, em uma porção de extremidade do cano de aço de poço de óleo 100, uma peça de rosca externa 101 e uma peça de lábio 102 são fornecidas na ordem de dentro (o lado esquerdo na Figura 1) na direção do eixo geométrico do cano P. Em uma seção transversal que inclui o eixo geométrico do cano do cano de aço de poço de óleo 100, uma face de carga 103 da peça de rosca externa 101 é inclinada através de b° para dentro (na direção anti-horário na Figura 1) na direção do eixo geométrico do cano P em relação ao plano vertical R perpendicular à direção do eixo geométrico do cano P. A face de carga 103 é uma face lateral dentro da direção do eixo geométrico do cano P das faces laterais de uma peça de crista de roca 107. A peça de lábio 102 é afunilada de modo que a dimensão na direção perpendicular para a direção do eixo geométrico do cano P diminui para fora (no lado direito na Figura 1) na direção do eixo geométrico do cano P. Na seção transversal que inclui o eixo geométrico do cano do cano de aço de poço de óleo 100, a superfície periférica externa da peça de lábio 102 faz um ângulo de a° em relação à direção do eixo geométrico do cano P.

O aparelho de inspeção de defeito dessa modalidade inclui uma primeira fonte de luz 2, um primeiro dispositivo de captura de imagem 3, um único membro de fonte de luz 4, um único dispositivo de captura de imagem 5, um espelho 6, e um dispositivo de inspeção (não mostrado). A primeira fonte de luz 2 ilumina a superfície periférica externa da peça de lábio 102, de modo que o eixo geométrico óptico L1 seja inclinado através de um ângulo A que satisfaz a fórmula (1) descrita abaixo para fora (na direção horária na Figura 1) na direção do eixo geométrico do cano P em relação ao plano vertical R. A primeira fonte de luz 2 é um iluminador em formato de anel fixado ao redor do primeiro

20/42 dispositivo de captura de imagem 3, a-45<A<a + 45 (1)

O primeiro dispositivo de captura de imagem 3 capta a imagem da superfície periférica externa da peça de lábio 102 recebendo a luz de reflexão emitida da primeira fonte de luz 2 e refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio 102, Os eixos geométricos da primeira fonte de luz 2 e do primeiro dispositivo de captura de imagem 3 são coaxiais. Nessa modalidade, o primeiro dispositivo de captura de imagem 3 é dotado de uma lente telecêntrica como uma lente para receber a luz de reflexão refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio 102.

Conforme descrito acima, o eixo geométrico óptico L1 da primeira fonte de luz 2 que ilumina a superfície periférica externa da peça de lábio 102 é inclinado através de um ângulo A para fora na direção do eixo geométrico do cano P em relação ao plano vertical R. Em outras palavras, a luz emitida a primeira fonte de luz 2 entra na superfície periférica externa da peça de lábio 102 a partir da direção inclinada através de a1°, que não é maior do que 45°, em relação à direção normal N da superfície periférica externa da peça de lábio 102. Portanto, um ângulo D formado entre a direção a partir da qual a luz emitida da primeira fonte de luz 2 entra na superfície periférica externa da peça de lábio 102 (a direção do eixo geométrico óptico L1 da primeira fonte de luz 2) e a direção especular R2 na qual a luz emitida da primeira fonte de luz 2 e que entra na superfície periférica externa da peça de lábio 102 é refletido de maneira especular pela superfície periférica externa da peça de lábio 102, de modo que o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão iguais entre si sejam de 90° no máximo. Visto que o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem 3 é coaxial com o eixo geométrico óptico L1 da primeira fonte de luz 2, a direção do eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem 3 coincide com a direção a partir da qual a luz emitida da primeira fonte de luz 2 entra na superfície periférica externa da peça de lábio 102. Portanto, o ângulo formado entre a direção do eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo

21/42 de captura de imagem 3 e a direção especular mencionada anteriormente R2 não é maior do que 90°. A quantidade de luz que entra na superfície periférica externa da peça de lábio 102 e reflete através da superfície periférica externa da mesma tende a aumentar, à medida que a direção da reflexão se torna mais próxima à direção tal que o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão relativo à superfície periférica externa da peça de lábio 102 sejam iguais entre si. Portanto, o primeiro dispositivo de captura de imagem 3, de modo que o ângulo formado entre a direção especular mencionada acima R2 e a direção do eixo geométrico óptico não seja maior do que 90°, pode receber a luz de reflexão, que é emitida a partir da primeira fonte de luz 2 e refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio 102, em grandes quantidades, tal que a imagem da superfície periférica externa da peça de lábio 102 pode ser apreendida claramente.

O membro de fonte de luz 4 é usado tanto como uma segunda fonte de luz e uma terceira fonte de luz. A segunda fonte de luz é uma fonte de luz para iluminar a face de carga 103. A terceira fonte de luz é uma fonte de luz para iluminar uma zona de inspeção de face de fundo de rosca 106. A zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 é uma zona de uma face de fundo de rosca 104 que varia de uma peça limítrofe 105 entre a face de carga 103 e a face de fundo de rosca 104 para uma parte 108 da face de fundo de rosca 104 separada para dentro por uma distância predeterminada a partir da peça limítrofe 105 na direção do eixo geométrico do cano. A luz emitida do membro da fonte de luz 4 é refletida pelo espelho 6 e, então, entra na face de carga 103 ou na zona de inspeção de face de fundo de rosca 106. A orientação do espelho 6 pode ser alterada. Ao trocar a orientação do espelho 6, o destino incidente de luz emitida do membro de fonte de luz 4 pode ser alterado entre a face de carga 103 e a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106. Desse modo, ao alterar a orientação do espelho 6, o membro da fonte de luz 4 é alterado entre um estado de funcionamento como uma segunda fonte de luz e um estado de funcionamento como a terceira fonte de luz. Nessa modalidade, o membro da

22/42 fonte de luz 4 é um iluminador em formato de anel fixado ao redor do dispositivo de captura de imagem 5.

O dispositivo de captura de imagem 5 é usado tanto como um segundo dispositivo de captura de imagem e um terceiro dispositivo de captura de imagem. O segundo dispositivo de captura de imagem é um dispositivo de captura de imagem que é anexado à segunda fonte de luz, e tem o eixo geométrico óptico ajustado de modo que a luz de reflexão que é emitida a partir da segunda fonte de luz e refletida pela face de carga 103 para a direção inclinada através de uma fórmula satisfatória de ângulo B (2) para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R possa ser recebida, e a luz de reflexão seja recebida para apreender a imagem da face de carga 103.

b < B < c (2) c° é um ângulo (menor do que 90°) formado entre uma linha reta

S1 e o plano vertical R conforme mostrado na Figura 1. A linha reta S1 conecta, na seção transversal incluindo o eixo geométrico do cano, a peça de limiar descrita acima 105 a uma peça de extremidade frontal 111 de uma face de inserção 110 da peça de rosca externa 101, a face de inserção 110 que conecta com uma peça de extremidade interna 109 na direção do eixo geométrico de cano da face de fundo de rosca 104. A face de inserção 110 é uma face lateral no lado de fora na direção do eixo geométrico de cano P das faces laterais da peça de crista de rosca 107. A peça de extremidade frontal 111 da face de inserção 110 é uma peça de limiar entre a face de inserção 110 e uma face de topo de rosca 112 da peça de crista de rosca 107.

O terceiro dispositivo de captura de imagem é um dispositivo de captura de imagem que é anexado à terceira fonte de luz, e tem o eixo geométrico óptico ajustado que modo que a luz de reflexão que é emitida a partir da terceira fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 para a direção inclinada através de uma fórmula satisfatória de ângulo C (3) para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano

23/42 vertical R possa ser recebida, e a luz de reflexão seja recebida para apreender a imagem da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106. b<C<d (3) d° é um ângulo (menor do que 90°) formado entre a linha reta S2 e o plano vertical R conforme mostrado na Figura 1. A linha reta S2 conecta, na seção transversal incluindo o eixo geométrico do cano, uma peça de extremidade interna 108 na direção do eixo geométrico de cano P da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 à peça de extremidade frontal 111 da face de inserção 110.

Conforme mostrado na Figura 1, o dispositivo de captura de imagem 5 recebe a luz de reflexão refletida pela face de carga 103 ou pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 por meio do espelho 6. Ao mudar a orientação do espelho 6, a luz de reflexão recebida pelo dispositivo de captura de imagem 5 pode ser mudada entre a luz de reflexão refletida pela face de carga 103 e a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106. Isto é, ao mudar a orientação do espelho 6, o dispositivo de captura de imagem 5 pode ser mudado entre um estado de funcionamento como o segundo dispositivo de captura de imagem e um estado de funcionamento como o terceiro dispositivo de captura de imagem. Nessa modalidade, os eixos geométricos ópticos do membro de fonte de luz 4 e o dispositivo de captura de imagem 5 são coaxiais, e esses eixos geométricos ópticos são inclinados para fora na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. Ademais, nessa modalidade, o dispositivo de captura de imagem 5 é dotado de uma lente telecêntrica como uma lente para receber a luz de reflexão refletida pela face de carga 103 e a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106.

O espelho 6 é girável em torno de um eixo geométrico que interseciona em ângulos retos com a direção do eixo geométrico de cano (que interseciona em ângulos retos com a superfície de papel da Figura 1). A orientação do espelho 6 pode ser mudada entre um orientação para fazer com

24/42 que a luz emitida a partir do membro de fonte de luz 4 entre na face de carga

103 e para fazer com que o dispositivo de captura de imagem 5 receba a luz de reflexão refletida pela face de carga 103 para a direção inclinada através do ângulo B para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R (doravante do presente documento, referida como uma primeira orientação) e uma orientação para fazer com que a luz emitida a partir do membro de fonte de luz 4 entre na zona de inspeção de face de fundo de rosca

106 e para fazer com que o dispositivo de captura de imagem 5 receba a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 para a direção inclinada através do ângulo C para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R (doravante do presente documento, referida como uma segunda orientação). Na primeira orientação, o espelho 6 é inclinado através de uma fórmula satisfatória de ângulo E (4) para fora na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. r1 > E > r2 (4)

Conforme mostrado na Figuras 2A e 2B, r1° e r2° são ângulos que representam o grau de inclinação para fora do espelho 6 na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. No estado mostrado na Figura 2B, como o espelho 6 é inclinado para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R, r2° é um ângulo negativo.

Conforme mostrado na Figura 2A, quando o ângulo E é r1°, a luz

L2 que entra no espelho 6 a partir da direção inclinada através de b° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R entra no dispositivo de captura de imagem 5. A partir da Figura 2A, como 90° = r1° + (r1° + b°) + e°, a fórmula (5) pode ser derivada. r1° = (90° - b° - e°)/2 (5) e° é um ângulo que representa o grau de inclinação para dentro do eixo geométrico óptico do dispositivo de captura de imagem 5 na direção do eixo geométrico de cano P em relação à direção do eixo geométrico de cano P.

Além disso, conforme mostrado na Figura 2B, quando o ângulo E é r2°, a luz L3 que entra no espelho 6 a partir da direção inclinada através de c°

25/42 para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R entra o dispositivo de captura de imagem 5. A partir da Figura 2B, como 90° = (c° + 2r2°) + e°, a fórmula (6) pode ser derivada. r2° = (90° - c° - e°)/2 (6)

Devido à descrição acima, na primeira orientação, a luz que entra no espelho 6 a partir da direção inclinada através de b° ou um ângulo menor do que b° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R e a luz que entra no espelho 6 a partir da direção inclinada através de um ângulo maior do que c° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R não são recebidas pelo dispositivo de captura de imagem 5. Por outro lado, a face de carga 103 é inclinada através de b° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. Portanto, todas as luzes de reflexão refletidas pela face de carga 103 são refletidas para a direção inclinada através de um ângulo maior do que b° para dentro na direção do eixo geométrico de cano em relação ao plano vertical R. Ademais, se a direção de reflexão da luz de reflexão refletida pela peça de limiar descrita acima 105 for a direção inclinada através de um ângulo maior do que c° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R, a luz de reflexão entra na face de inserção 110. Portanto, se o ângulo E satisfaz a fórmula (4), o dispositivo de captura de imagem 5 pode receber a luz de reflexão refletida pela face de carga 103, e pode apreender a imagem da face de carga 103 ao receber a luz de reflexão. Isto é, se o ângulo E satisfaz a fórmula (4), o dispositivo de captura de imagem 5 funciona como o segundo dispositivo de captura de imagem.

Por outro lado, na segunda orientação, o espelho 6 é inclinado através da fórmula satisfatória de ângulo E (7) para fora na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. r1°>E>r3 (7)

Conforme mostrado na Figura 3, r3° é, como r1° e r2°, um ângulo que representa o grau de inclinação para fora do espelho 6 na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. No estado mostrado na

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Figura 3, como o espelho 6 é inclinado para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R, r3° é um ângulo negativo.

Quando o ângulo E é r3°, a luz L4 que entra no espelho 6 a partir da direção inclinada através de d° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R entra no dispositivo de captura de imagem 5. A partir da Figura 3, como 90° = (d° + 2r3°) + e°, a fórmula (8) pode ser derivada. r3° = (90° - d° - e°)/2 (8)

Devido à descrição acima, na segunda orientação, a luz que entra no espelho 6 a partir da direção inclinada através de b° ou um ângulo menor do que b° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R e a luz que entra no espelho 6 a partir da direção inclinada através de um ângulo maior do que d° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R não são recebidas pelo dispositivo de captura de imagem 5. Por outro lado, a face de carga 103 é inclinada através do ângulo b° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. Portanto, a luz de reflexão refletida pela peça de limiar descrita acima 105 para a direção inclinada através do ângulo b° ou um ângulo menor do que b° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R entra na face de carga 103. Ademais, a luz de reflexão refletida pela peça de extremidade interna 108 na direção do eixo geométrico de cano da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 para a direção inclinada através de um ângulo maior do que o ângulo d° para dentro na direção do eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R entra na face de inserção 110. Portanto, se o ângulo E satisfaz a fórmula (7), o dispositivo de captura de imagem 5 pode receber a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106, e pode apreender a imagem da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 ao receber a luz de reflexão. Isto é, se o ângulo E satisfaz a fórmula (7), o dispositivo de captura de imagem 5 funciona como o terceiro dispositivo de captura de imagem.

O dispositivo de inspeção inspeciona defeitos sobre a superfície

27/42 periférica externa da peça de lábio 102, sobre a face de carga 103, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 através do processamento da imagem capturada apreendida pelo primeiro dispositivo de captura de imagem 3 e da imagem capturada apreendida pelo dispositivo de captura de imagem 5. O processamento de imagem é realizado conforme descrito abaixo.

Em primeiro lugar, é explicado o processamento de imagem para inspecionar um defeito sobre a superfície periférica externa da peça de lábio 102. Nos termos deste documento, é dada uma explicação acerca do caso em que a inspeção de defeito é uma inspeção para verificação se uma falha linear estendendo-se na direção de eixo geométrico de cano P está presente, ou não, sobre a superfície periférica externa da peça de lábio 102. A Figura 4 mostra uma imagem capturada 40 apreendida pelo primeiro dispositivo de captura de imagem 3. Na Figura 4 e Figuras 6 e 7, descritas posteriormente, a direção Y marcada pela seta de cabeça dupla é a direção correspondente à direção de eixo geométrico de cano P (doravante, a direção correspondente à direção de eixo geométrico de cano P é denominada a direção Y). Da imagem capturada 40, uma região (região branca) que tem um valor de brilho elevado estendendose na direção perpendicular à direção Y (doravante, a direção X marcada com seta de cabeça dupla, ou seja, a direção perpendicular à direção Y na Figuras 4, 6 e 7 é denominada a direção X) é uma região de peça de lábio 48 correspondente à superfície periférica externa da peça de lábio 102. A razão pela qual o valor de brilho da região de peça de lábio 48 é elevado é que a luz de reflexão refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio 102 é recebida pelo primeiro dispositivo de captura de imagem 3 em grandes quantidades.

Em primeiro lugar, quando a imagem capturada 40 apreendida pelo primeiro dispositivo de captura de imagem 3 é inserida, o dispositivo de inspeção extrai uma ROI (região de interesse) 49 da imagem capturada 40. A ROI 49 é uma parte na qual a região de peça de lábio 48 é substancialmente paralela à direção X. A informação posicionai da ROI 49 é calculada

28/42 antecipadamente a partir da posição do cano de aço de poço de petróleo 100 em relação ao primeiro dispositivo de captura de imagem 3 no instante da captura de imagem, o diâmetro externo do cano de aço de poço de petróleo 100, e similares, e é armazenada no dispositivo de inspeção antecipadamente. Após extração da ROI 49, o dispositivo de inspeção realiza pré-processamento como cancelamento de ruído na região 49.

Posteriormente, o dispositivo de inspeção identifica linhas de pixel que constituem a região de peça de lábio 48 dentre as linhas de pixel 41a, 41b, 41c estendendo-se na direção X na ROI 49. A identificação é feita conforme descrito abaixo. Em primeiro lugar, o dispositivo de inspeção calcula a soma dos valores de brilho de todos os pixels que constituem as linhas de pixel 41a, 41b, 41c ... para cada linha de pixel. O dispositivo de inspeção identifica linhas de pixel nas quais a soma dos valores de brilho calculados é superior a um valor limite predeterminado como as linhas de pixel que constituem a região de peça de lábio 48. Nessa modalidade, as linhas de pixel 41 n1, 41 n2, 41 n3 e 41 n4 são identificadas como as linhas de pixel que constituem a região de peça de lábio 48. Quando as linhas de pixel que constituem a região de peça de lábio 48 não podem ser identificadas, o dispositivo de inspeção finaliza o processamento de imagem para inspeção de defeito neste instante.

Posteriormente, dentre todos os pixels que constituem uma linha de pixel identificada como as linhas de pixel que constituem a região de peça de lábio 48, o dispositivo de inspeção detecta um candidato de pixel que constitui uma borda de um lado 52 (doravante, denominado pixel de candidato de borda de um lado) e um candidato de pixel que constitui a borda de outro lado 53 (doravante, denominada pixel candidato de borda de outro lado) de uma região de falha linear 51 correspondente a uma falha linear. Os pixels de candidato de borda de um lado e de borda de outro lado são detectados conforme descrito abaixo. O dispositivo de inspeção identifica o pixel que está posicionado em uma região na qual o valor de brilho aumenta gradualmente na direção de um lado (lado direito na modalidade) na direção X como pixel de candidato de borda de

29/42 um lado, e identifica o pixel que está posicionado em um a região na qual o valor de brilho diminui gradualmente na direção de um lado na direção X como o pixel candidato de borda de outro lado. A razão pela qual os pixels de candidato de borda de um lado e de borda de outro lado são identificados desta maneira é que o pixel que constitui a região de falha linear 51 tem um valor de brilho inferior aos pixels que constituem outras regiões da linha de pixel correspondente à superfície periférica externa da peça de lábio 102. Isso devido ao fato de que, em uma parte na qual uma falha linear ocorre da superfície periférica externa da peça de lábio 102, a orientação daquela parte é alterada pela ocorrência de falha linear, e a luz de reflexão refletida por aquela parte se torna menos provável a ser recebida pelo primeiro dispositivo de captura de imagem 3. Nessa modalidade, o dispositivo de inspeção calcula o grau de mudança brusca do valor de brilho na direção de um lado na direção X através do uso de um filtro de processamento de imagem mostrado na Figura 5. Dessa maneira, o dispositivo de inspeção detecta o pixel de candidato de borda de um lado e o pixei candidato de borda de outro lado dentre todos os pixels que constituem todas as linhas de pixel identificadas como as linhas de pixel que constituem a região de peça de lábio 48. Quando os pixels de candidato de borda de um lado e de outro lado não podem ser detectados, o dispositivo de inspeção finaliza o processamento de imagem para inspeção de defeito neste instante.

Quando os pixels de candidato de borda de um lado e de outro lado são detectados, o dispositivo de inspeção realiza processamento de identificação no pixel de candidato de borda de um lado, e, deste modo, detecta um candidato de grupo de pixel que constitui a borda de um lado 52 da região de falha linear 51 (doravante, denominado grupo de pixel de candidato de borda de um lado). De maneira similar, o dispositivo de inspeção realiza processamento de identificação no pixel candidato de borda de outro lado, e, deste modo, detecta um candidato de grupo de pixel que constitui a borda de outro lado 53 da região de falha linear 51 (doravante, denominado grupo de

30/42 pixel candidato de borda de outro lado).

Posteriormente, com base no comprimento na direção Y e a orientação na direção longitudinal de cada um dos grupos de pixel de candidato de borda de um lado e de outro lado, o espaço entre o grupo de pixel de candidato de borda de um lado e o grupo de pixel candidato de borda de outro lado, e similares, o dispositivo de inspeção determina se cada um dos grupos de pixel de candidato de borda de um lado e de outro lado é, ou não, um grupo de pixel que constitui realmente a borda de um lado 52 e a borda de outro lado 53 da região de falha linear 51. Se for determinado que cada um dos grupos de pixel de candidato de borda de um lado e de outro lado é um grupo de pixel que constitui realmente as bordas de um lado e de outro lado 52 e 53 da região de falha linear 51, o dispositivo de inspeção determina que uma falha linear ocorre em uma parte sobre a superfície periférica externa da peça de lábio 102 correspondente aos grupos de pixel de candidato de borda de um lado e de outro lado. Quando a imagem capturada 40 é exibida em um monitor, o dispositivo de inspeção processa a imagem capturada 40 de modo que os grupos de pixel de candidato de borda de um lado e de outro lado sejam circundados por um quadro vermelho ou similar. Através desse processamento da imagem capturada 40, o operador pode decidir se uma falha linear ocorreu, ou não, sobre a superfície periférica externa da peça de lábio 102 e pode determinar a parte na qual a falha linear ocorreu ao observar o monitor no qual a imagem capturada 40 é exibida.

Nos termos deste documento, é dada explicação acerca do caso no qual a inspeção é executada a fim de verificar, ou não, conforme mostrado na

Figura 6A, se uma falha 61 estendendo-se da parte de extremidade na direção de eixo geométrico de cano P para o lado central sobre a superfície periférica externa da peça de lábio 102 está presente sobre a superfície periférica externa da peça de lábio 102. Conforme mostrado na Figura 6B, o dispositivo de inspeção identifica as linhas de pixel que constituem a região de peça de lábio

48. O dispositivo de inspeção calcula uma média W1 de comprimentos W na

31/42 direção Y de uma região 64 que consiste em todas as linhas de pixel identificadas como as linhas de pixel que constituem a região de peça de lábio 48. O comprimento W na direção Y da região 64 é um comprimento na direção Y de um grupo de pixel que consiste em pixels do qual os valores de brilho são superiores ao valor limite predeterminado. Posteriormente, no caso em que, na região 64, uma seção V na qual o comprimento W na direção Y é mais curto que a média W1 por um comprimento predeterminado ou mais, continua superior que os pixels predeterminados na direção X, o dispositivo de inspeção determina que a falha 61 ocorreu nessa seção. Então, o dispositivo de inspeção processa a imagem capturada de modo que a seção seja destacada quando a imagem capturada 40 for exibida no monitor.

Posteriormente, é explicado o processamento de imagem para inspeção de defeito da face de carga 103. A Figura 7 mostra uma imagem capturada 70 apreendida pelo dispositivo de captura de imagem 5 (ou seja, o segundo dispositivo de captura de imagem) quando o espelho 6 assume a primeira orientação. Na imagem capturada 70, uma região na qual o valor de brilho é o mais baixo, uma região na qual é o segundo mais baixo, e uma região na qual é o mais elevado, estão presentes. A região do valor de brilho mais baixo é uma região de face de carga 71 correspondente à face de carga 103. A região do segundo valor de brilho mais baixo é uma região correspondente à zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 (doravante, denominada uma região de face de fundo de rosca 72). A região do valor de brilho mais elevado é uma região de face de topo de rosca 73 correspondente à face de topo de rosca 112. Embora a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 e a face de topo de rosca 112 estejam substancialmente paralelas entre si, a região de face de fundo de rosca 72 tem um valor de brilho inferior àquele da região de face de topo de rosca 73 devido ao fato de que alguma luz refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 entra na face de carga 103 e a face de inserção 110 e não entra no dispositivo de captura de imagem 5.

Quando a imagem capturada 70 é inserida, o dispositivo de

32/42 inspeção extrai uma ROI (região de interesse) 74 da imagem capturada 70. A ROI 74 é uma parte na qual a região de face de carga 71, a região de face de fundo de rosca 72 e a região de face de topo de rosca 73 são substancialmente paralelas em relação à direção X. A informação posicionai da ROI 74 é calculada antecipadamente a partir da posição do cano de aço de poço de petróleo 100 em relação ao dispositivo de captura de imagem 5 no instante da captura de imagem, o diâmetro externo do cano de aço de poço de petróleo 100, e similares, e é armazenada no dispositivo de inspeção antecipadamente. Após extrair a ROI 74, o dispositivo de inspeção realiza pré-processamento como redução de ruído na região.

Em seguida, o dispositivo de inspeção identifica as linhas de pixel que constituem a região de face de carga 71 dentre as linhas de pixel 75a, 75b, 75c ... da imagem capturada 70 que se estende na direção X no ROI 74. A identificação é feita conforme descrito abaixo. Em primeiro lugar, o dispositivo de inspeção calcula a soma dos valores de brilho de todos os pixels que constituem as linhas de pixel 75a, 75b, 75c ... para cada linha de pixel. O dispositivo de inspeção identifica as linhas de pixel em que a soma dos valores de brilho calculados é menor que o valor limite predeterminado como as linhas de pixel que constituem a região de face de carga 71. Quando as linhas de pixel que constituem a região de face de carga 71 não podem ser identificadas, o dispositivo de inspeção finaliza o processamento de imagem para inspeção de defeito naquele momento.

Em seguida, o dispositivo de inspeção calcula uma linha de valor de brilho (refere-se à Figura 8) que mostra a distribuição na direção X dos valores de brilho de uma linha de pixel (doravante referida como uma linha de pixel observada) das linhas de pixel identificadas como as linhas de pixel que constituem a região de face de carga 71, e a média dos valores de brilho (valor de brilho médio) dos pixels que constituem aquela linha de pixel. O dispositivo de inspeção determina se ou não o número de interseções da linha de valor de brilho com o valor de brilho médio não é menor que um valor limite

33/42 predeterminado, e o valor de brilho médio é menor que um valor limite predeterminado. Se for determinado que o número de interseções não é menor que o valor limite predeterminado, e o valor de brilho médio é menor que o valor limite predeterminado, o dispositivo de inspeção determina que uma falha ocorreu em uma parte da face de carga 103 que corresponde à linha de pixel observada. Por outro lado, se for determinado que o número de interseções não é menor que o valor limite predeterminado, e o valor de brilho médio excede o valor limite predeterminado, o dispositivo de inspeção determina que nenhuma falha ocorreu na parte da face de carga 103 que corresponde à linha de pixel observada. Similarmente, o dispositivo de inspeção determina se ou não uma falha ocorreu nas porções que correspondem a todas as linhas de pixel identificadas como as linhas de pixel que constituem a região de face de carga 71. Quando a imagem capturada 70 é exibida no monitor, o dispositivo de inspeção processa a imagem capturada 70 de forma que a linha de pixel que corresponda à parte da face de carga 103 que teve uma falha determinada na mesma seja cercada por um quadro vermelho ou similar. Pela exibição da imagem capturada 70 assim processada no monitor, o operador decide se ou não uma falha ocorreu na face de carga 103 e pode determinar a parte em que a falha ocorreu olhando no monitor.

Em seguida, o processamento de imagem para inspeção de defeito da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 é explicado. O processamento de imagem para inspeção de defeito da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 é realizado na imagem capturada apreendida pelo dispositivo de captura de imagem 5 (ou seja, o terceiro dispositivo de captura de imagem) quando espelho 6 assume a segunda orientação. Na imagem capturada no momento quando o espelho 6 assume a segunda orientação, como a imagem capturada 70 mostrada na Figura 7, a região de face de carga 71, a região de face de fundo de rosca 72, e a região de face de topo de rosca 73 estão presentes. Na presente invenção, o processamento de imagem para inspeção de defeito da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 é

34/42 explicado assumindo-se que a imagem capturada 70 mostrada na Figura 7 é uma imagem capturada apreendida pelo dispositivo de captura de imagem 5 quando o espelho 6 assume a segunda orientação.

Quando a imagem capturada 70 é inserida, o dispositivo de inspeção extrai o ROI 74 da imagem capturada 70.

Em seguida, o dispositivo de inspeção identifica as linhas de pixel que constituem a região de face de carga 71 dentre as linhas de pixel 75a, 75b, 75c ... da imagem capturada 70 que se estende na direção X no ROI 74. A identificação é feita pelo mesmo método que o método usado no processamento de imagem for inspeção de defeito da face de carga 103. Em seguida, o dispositivo de inspeção identifica as linhas de pixel que constituem a região de face de topo de rosca 73 dentre as linhas de pixel 75a, 75b, 75c ... .A identificação é feita conforme descrito abaixo. Em primeiro lugar, o dispositivo de inspeção calcula a soma dos valores de brilho de todos os pixels que constituem as linhas de pixel 75a, 75b, 75c ... para cada linha de pixel. O dispositivo de inspeção identifica as linhas de pixel em que a soma dos valores de brilho calculados não é menor que o valor limite predeterminado como as linhas de pixel que constituem a região de face de topo de rosca 73. Em seguida, o dispositivo de inspeção identifica a região de face de carga 71 a partir das linhas de pixel que constituem a região de face de carga 71, e identifica a região de face de topo de rosca 73 a partir das linhas de pixel que constituem a região de face de topo de rosca 73. Em seguida, o dispositivo de inspeção identifica uma região entre a região de face de carga 71 e a região de face de topo de rosca 73 como a região de face de fundo de rosca 72. Quando as linhas de pixel que constituem a região de face de carga 71 e a região de face de topo de rosca 73 não pode ser identificada, o dispositivo de inspeção finaliza o processamento de imagem para inspeção de defeito naquele momento.

Em seguida, o dispositivo de inspeção calcula uma linha de valor de brilho que mostra a distribuição na direção X dos valores de brilho de uma linha de pixel (doravante referida como uma linha de pixel observada) das

35/42 linhas de pixel que constituem a região de face de fundo de rosca 72, e a medida dos valores de brilho (valor de brilho médio) dos pixels que constituem aquela linha de pixel. O dispositivo de inspeção determina se ou não o número de interseções da linha de valor de brilho com o valor de brilho médio não é menor que o valor limite predeterminado, e o valor de brilho médio é menor que o valor limite predeterminado. Se for determinado que o número de interseções não é menor que o valor limite predeterminado, e o valor de brilho médio é menor que o valor limite predeterminado, o dispositivo de inspeção determina que uma falha ocorreu em uma parte da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 que corresponde à linha de pixel observada. Por outro lado, se for determinado que o número de interseções não é menor que o valor limite predeterminado, e o valor de brilho médio excede o valor limite predeterminado, o dispositivo de inspeção determina que nenhuma falha ocorreu na parte da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 que corresponde à linha de pixel observada. Similarmente, o dispositivo de inspeção determina se ou não uma falha ocorreu nas porções que correspondem às linhas de pixel que constituem a região de face de fundo de rosca 72. Quando a imagem capturada 70 é exibida no monitor, o dispositivo de inspeção processa a imagem capturada 70 de forma que a linha de pixel que corresponde à parte da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 que teve uma falha determinada na mesma seja cercada por um quadro vermelho ou similar. Pela exibição da imagem capturada 70 assim processada no monitor, o operador pode decidir se ou não uma falha ocorreu na zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 e pode determinar a parte em que a falha ocorreu olhando no monitor.

Conforme descrito acima, de acordo com o aparelho de inspeção de defeito desta modalidade, os defeitos que ocorrem na superfície periférica externa da peça de lábio 102, na face de carga 103, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 podem ser inspecionados.

O primeiro dispositivo de captura de imagem 3 é anexado à primeira fonte de luz 2 de forma que o eixo geométrico óptico do primeiro

36/42 dispositivo de captura de imagem 3 seja coaxial com o eixo geométrico óptico L1 da primeira fonte de luz 2. Por esta razão, o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz 2 pode ser ajustado de forma a ser inclinado através do ângulo A para fora na direção do eixo geométrico do tubo P em relação ao plano vertical R enquanto o estado em que o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem 3 é coaxial com o eixo geométrico óptico L1 da primeira fonte de luz 2 é mantido. Sendo assim, no aparelho de inspeção de defeito desta modalidade, pelo ajuste do eixo geométrico óptico L1 da primeira fonte de luz 2, um temor de que o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem 3 possa se tornar não coaxial com o eixo geométrico óptico L1 da primeira fonte de luz 2 é eliminado, de forma que o ajuste para tornar o eixo geométrico óptico do primeiro dispositivo de captura de imagem 3 coaxial com o eixo geométrico óptico L1 da primeira fonte de luz 2 é desnecessário.

Além disso, o membro de fonte de luz 4 é usado tanto como a segunda fonte de luz quanto como a terceira fonte de luz. Sendo assim, o aparelho de inspeção de defeito desta modalidade não precisa ser dotado de duas fontes de luz (a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz) independente e separadamente. Similarmente, o dispositivo de captura de imagem 5 é usado tanto como o segundo dispositivo de captura de imagem e o terceiro dispositivo de captura de imagem. Sendo assim, o aparelho de inspeção de defeito desta modalidade não precisa ser dotado de dois dispositivos de captura de imagem (o segundo dispositivo de captura de imagem e o terceiro dispositivo de captura de imagem) independente e separadamente. Por esta razão, o número de peças do aparelho de inspeção de defeito desta modalidade é pequeno.

Como o primeiro dispositivo de captura de imagem 3 e o dispositivo de captura de imagem 5, cada um, são dotados de lentes telocêntricas, mesmo se as distâncias entre o primeiro dispositivo de captura de imagem 3 e o dispositivo de captura de imagem 5 e a superfície periférica externa da peça de lábio 102, e a face de carga 103 e a zona de inspeção de

37/42 face de fundo de rosca 106, respectivamente, variarem, a distorção pode ser limitada de ocorrer nas imagens capturadas apreendidas pelo primeiro dispositivo de captura de imagem 3 e o dispositivo de captura de imagem 5. Sendo assim, para o aparelho de inspeção de defeito desta modalidade, mesmo se as distâncias entre o primeiro dispositivo de captura de imagem 3 e o dispositivo de captura de imagem 5 e a superfície periférica externa da peça de lábio 102, e a face de carga 103 e a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106, respectivamente, variarem, os defeitos na superfície periférica externa da peça de lábio 102, na face de carga 103, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 podem ser inspecionados.

Ademais, no aparelho de inspeção de defeito dessa modalidade, mesmo se as direções dos eixos geométricos ópticos do membro de fonte de luz 4 e do dispositivo de captura de imagem 5 forem inclinadas para dentro ou para fora na direção de eixo geométrico do cano P em relação ao plano vertical R, pelo ajuste da orientação o espelho 6, a face de carga 103 ou a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 pode ser iluminada pelo membro de fonte de luz 4, e também a luz de reflexão refletida pela face de carga 103 ou a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 pode ser recebida pelo dispositivo de captura de imagem 5. Portanto, se os eixos geométricos ópticos do membro de fonte de luz 4 e o dispositivo de captura de imagem 5 estiverem inclinados para fora na direção de eixo geométrico de cano P da mesma forma que o primeiro dispositivo de captura de imagem 3 que nessa modalidade, os defeitos na superfície periférica externa da peça de lábio 102, na face de carga 103, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca 10, podem ser inspecionados, e, além disso, o aparelho de inspeção de defeito dessa modalidade pode ser produzido para ser compacto em tamanho.

Ademais, é preferível que o eixo geométrico óptico do dispositivo de captura de imagem 5 no momento em que o dispositivo de captura de imagem 5 funciona como o segundo dispositivo de captura de imagem seja ajustado de modo que a luz de reflexão refletida na direção incfinada através de

38/42 c°, que é o maior ângulo em relação ao plano vertical R dentre os ângulos que a fórmula que satisfaz o ângulo B (2) pode adotar, possa ser recebido. Se a direção do eixo geométrico óptico do dispositivo de captura de imagem 5 for ajustada de modo que a luz de reflexão refletida na direção, de modo que o ângulo em relação à direção do eixo geométrico do cano P seja pequeno, possa ser recebida, a faixa de captura de imagem do dispositivo de captura de imagem 5 pode ser ampliada ao longo da direção de eixo geométrico de cano P. Portanto, ao ajustar o eixo geométrico óptico do dispositivo de captura de imagem 5 de modo que a luz de reflexão refletida na direção inclinada através de c° possa ser recebida, as imagens de muitas faces de carga 103 podem ser apreendidas por um processo de captura de imagem. Ademais, é preferível que o eixo geométrico óptico do dispositivo de captura de imagem 5 no momento em que o dispositivo de captura de imagem 5 funciona como o terceiro dispositivo de captura de imagem seja ajustado de modo que a luz de reflexão refletida na direção inclinada através de d°, que é o menor ângulo em relação à direção de eixo geométrico de cano P dentre os ângulos que a fórmula que satisfaz o ângulo C (3) pode adotar, possa ser recebida. Se a direção do eixo geométrico óptico do dispositivo de captura de imagem 5 for ajustada de modo que a luz de reflexão refletida na direção, de modo que o ângulo em relação à direção de eixo geométrico de cano P seja pequeno, possa ser recebida, a faixa de captura de imagem do dispositivo de captura de imagem 5 pode ser ampliada ao longo da direção de eixo geométrico de cano P. Portanto, ao ajustar o eixo geométrico óptico do dispositivo de captura de imagem 5 de modo que a luz de reflexão refletida na direção inclinada através de d° possa ser recebida, as imagens de muitas zonas de inspeção de face de fundo de rosca 106 podem ser apreendidas por um processo de captura de imagem. Ao ajustar o eixo geométrico óptico do dispositivo de captura de imagem 5 dessa maneira, os defeitos na face de carga 103 e na zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 podem ser inspecionados por um pequeno número de capturas de imagem, e o tempo de inspeção da face de carga 103 e a zona de inspeção de face de

39/42 fundo de rosca 106 podem ser diminuídos.

Segunda modalidade

O aparelho de inspeção de defeito de uma segunda modalidade inclui uma quarta fonte de luz no lugar do membro de fonte de luz da primeira modalidade e inclui um quarto dispositivo de captura de imagem no lugar do dispositivo de captura de imagem da primeira modalidade. A quarta fonte de luz ilumina a face de carga 103 e a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 ao mesmo tempo. O quarto dispositivo de captura de imagem é fixado à quarta fonte de luz. O quarto dispositivo de captura de imagem é um dispositivo de captura de imagem que tem o eixo geométrico óptico ajustado de modo que as luzes de reflexão que são emitidas da quarta fonte de luz e refletidas pela face de carga 103 e pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 na direção inclinada através do ângulo C que satisfaz a fórmula (3) para dentro na direção de eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R possam ser recebidas, e as luzes de reflexão são recebidas para apreender as imagens da face de carga 103 e a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106.

Conforme descrito acima, para o dispositivo de captura de imagem da primeira modalidade, a luz de reflexão refletida pela face de carga 103 pode ser recebida pelo ajuste do eixo geométrico óptico de modo que a luz de reflexão refletida na direção inclinada através do ângulo B para dentro na direção de eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R possa ser recebida. Os limites inferiores do ângulo B e do ângulo C são iguais um ao outro, sendo b°, mas o limite superior d° do ângulo C é menor que o limite superior c° do ângulo B. Portanto, a faixa do ângulo C é incluída na faixa do ângulo B. Por essa razão, o quarto dispositivo de captura de imagem cujo eixo geométrico óptico é ajustado de modo a ser capaz de receber as luzes de reflexão refletidas pela face de carga 103 e pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 na direção inclinada através do ângulo C para dentro na direção de eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R pode receber, simultaneamente, as luzes de reflexão refletidas pelas respectivas

40/42 posições da face de carga 103 e pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106. Para o quarto dispositivo de captura de imagem, ao receber simultaneamente as luzes de reflexão refletidas pelas respectivas posições da face de carga 103 e pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106, as imagens de ambas a face de carga 103 e a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 podem ser apreendidas por um processo de captura de imagem. Portanto, de acordo com o aparelho de inspeção de defeito dessa modalidade, os defeitos na face de carga 103 e na zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 podem ser inspecionados por um número pequeno de capturas de imagem, e o tempo de inspeção da face de carga 103 e da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 pode ser diminuído.

Terceira modalidade

Conforme mostrado na Figura 9, o aparelho de inspeção de defeito 1 de uma terceira modalidade inclui a primeira fonte de luz 2 (não mostrada), o primeiro dispositivo de captura de imagem 3 (não mostrado), uma segunda fonte de luz 7, um segundo dispositivo de captura de imagem 8, uma terceira fonte de luz 9, um terceiro dispositivo de captura de imagem 10, e o dispositivo de inspeção (não mostrado). A primeira fonte de luz 2, o primeiro dispositivo de captura de imagem 3, e o dispositivo de inspeção têm, cada um, a mesma configuração que no aparelho de inspeção de defeito da primeira modalidade.

A segunda fonte de luz 7 é uma fonte de luz para iluminar a face de carga 103. O segundo dispositivo de captura de imagem 8 é fixado à segunda fonte de iuz 7 e recebe a luz refletida pela face de carga 103. O eixo geométrico óptico do segundo dispositivo de captura de imagem 8 é ajustado na direção inclinada através do ângulo B que satisfaz a fórmula (2) para dentro na direção de eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. Conforme descrito acima, todas as luzes de reflexão refletidas pela face de carga 103 são refletidas pela face de carga 103 na direção inclinada através de um ângulo maior que b° para dentro na direção de eixo geométrico de cano em relação ao plano vertical R. Ademais, se a direção de reflexão da luz de reflexão refletida

41/42 pela peça limítrofe descrita acima 105 for uma direção inclinada através de um ângulo maior que o ângulo c° para dentro na direção de eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R, a luz de reflexão entra na face de inserção 110. Portanto, o segundo dispositivo de captura de imagem 8 pode receber a luz de reflexão refletida pela face de carga 103, e, portanto, pode apreender a imagem da face de carga 103.

A terceira fonte de luz 9 é uma fonte de luz para iluminar a zona de inspeção de face de fundo de rosca 106. O terceiro dispositivo de captura de imagem 10 é fixado à terceira fonte de luz 9 e recebe a luz refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106. Para o terceiro dispositivo de captura de imagem 10, a direção do eixo geométrico óptico é ajustada na direção inclinada através do ângulo C, que satisfaz a fórmula (3), para dentro na direção de eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R. Conforme descrito acima, a luz de reflexão refletida pela peça limítrofe descrita acima 105 na direção inclinada através do ângulo b° ou um ângulo menor que b° para dentro na direção de eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R entra na face de carga 103. Além disso, a luz de reflexão refletida pela peça de extremidade interna 108 na direção de eixo geométrico de cano da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106 na direção inclinada através de um ângulo maior que o ângulo d° para dentro na direção de eixo geométrico de cano P em relação ao plano vertical R entra na face de inserção 110. Portanto, o terceiro dispositivo de captura de imagem 10 pode receber a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca 106, e, portanto, pode apreender a imagem da zona de inspeção de face de fundo de rosca 106.

[Lista de Sinais de Referência]

- primeira fonte de luz,

- primeiro dispositivo de captura de imagem,

- membro de fonte de luz,

- dispositivo de captura de imagem,

- espelho,

42/42

- segunda fonte de luz,

- segundo dispositivo de captura de imagem,

- terceira fonte de luz,

- terceiro dispositivo de captura de imagem

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Aparelho de inspeção de defeito para inspecionar um defeito na superfície periférica externa de um cano ou tubo em que na porção de extremidade do mesmo são fornecidas uma peça rosqueada externa e uma peça de lábio nessa ordem do interior na direção de eixo geométrico do cano ou tubo; uma face de carga da peça rosqueada externa é inclinada para dentro na direção de eixo geométrico do cano ou tubo em relação ao plano vertical perpendicular à direção de eixo geométrico de cano ou tubo; e a peça de lábio é cuneiforme de modo que a dimensão na direção perpendicular à direção de eixo geométrico do cano ou tubo diminua para fora na direção de eixo geométrico de cano ou tubo, sendo que o aparelho de inspeção de defeito é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

   uma primeira fonte de luz para iluminar a superfície periférica externa da peça de lábio, em que o eixo geométrico óptico da mesma é inclinado através de um ângulo A que satisfaz a fórmula (1) para fora na direção do eixo geométrico óptico do cano ou do tubo em relação ao plano vertical;

   um primeiro dispositivo de captura de imagem que é fixado à primeira fonte de luz de modo que o eixo geométrico óptico da mesma seja coaxial com o eixo geométrico óptico da primeira fonte de luz, e recebe a luz de reflexão emitida a partir da primeira fonte de luz e refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio para apreender a imagem da superfície periférica externa da peça de lábio;

   uma segunda fonte de iuz para iluminar a face de carga; um segundo dispositivo de captura de imagem que é fixado à segunda fonte de luz e tem o eixo geométrico óptico ajustado de modo que a luz de reflexão emitida a partir da segunda fonte de luz e refletida pela face de carga para a direção inclinada através de um ângulo B que satisfaz a fórmula (2) para dentro na direção do eixo geométrico óptico do cano ou do tubo em relação ao plano vertical possa ser recebida, e a luz de reflexão é
2. 2/6 recebida para apreender a imagem da face de carga;

   uma terceira fonte de luz para iluminar uma zona de inspeção de face de fundo de rosca que abrange de uma parte de limiar entre a face de carga e a face de fundo de rosca da peça de rosca externa até uma parte da face de fundo de rosca afastada para dentro por uma distância predeterminada da parte de limiar na direção do eixo geométrico do cano ou do tubo;

   um terceiro dispositivo de captura de imagem que é fixado à terceira fonte de luz e que tem o eixo geométrico óptico ajustado de modo que a luz de reflexão emitida a partir da terceira fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca para a direção inclinada através de um ângulo C que satisfaz a fórmula (3) para dentro na direção do eixo geométrico do cano ou do tubo em relação ao plano vertical possa ser recebida, e a luz de reflexão é recebida para apreender a imagem da zona de inspeção de face de fundo de rosca; e um dispositivo de inspeção para inspecionar defeitos na superfície periférica externa da peça de lábio na face de carga e na zona de inspeção de face de fundo de rosca mediante o processamento das imagens capturadas apreendidas pelo primeiro ao terceiro dispositivos de captura de imagem:

   a-45<A<a + 45 (1) b < B < c (2) b<C<d (3) a° é um ângulo (menor do que 90°) formado entre a superfície periférica externa da peça de lábio e a direção de eixo geométrico do cano ou do tubo na seção transversal que inclui o eixo geométrico de cano ou tubo;

   b° é um ângulo (menor do que 90°) formado entre a face de carga e o plano vertical na seção transversal que inclui o eixo geométrico de cano ou tubo;

   c° é um ângulo (menor do que 90°) formado entre uma linha reta e o plano vertical na seção transversal que inclui o eixo geométrico de cano
3. 3/6 ou tubo, a linha reta que conecta a parte de limiar entre a face de carga e a face de fundo de rosca a uma peça de extremidade frontal de uma face de inserção da peça de rosca externa, a face de inserção se conecta com uma peça de extremidade interna na direção do eixo geométrico do cano ou tubo da face de fundo de rosca; e d° é um ângulo (menor do que 90°) formado entre uma linha reta e o plano vertical na seção transversal que inclui o eixo geométrico de cano ou tubo, sendo que a linha reta conecta uma peça de extremidade interna na direção do eixo geométrico do cano ou tubo da zona de inspeção de face de fundo de rosca à peça de extremidade frontal da face de inserção da peça de rosca externa, sendo que a face de inserção se conecta com uma peça de extremidade interna na direção do eixo geométrico do cano ou tubo da face de fundo de rosca.

   2. Aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

   um membro de fonte de luz único usado tanto pela segunda fonte de luz quanto pela terceira fonte de luz;

   um dispositivo de captura de imagem único usado tanto pelo segundo dispositivo de captura de imagem quanto pelo terceiro dispositivo de captura de imagem; e um espelho cuja orientação pode ser alterada entre uma orientação na qual a luz emitida a partir do membro de fonte de luz é impelida a entrar na face de carga e a luz de reflexão emitida a partir do membro de fonte de luz e refletida pela face de carga é recebida pelo dispositivo de captura de imagem e uma orientação na qual a luz emitida a partir do membro de fonte de luz é impelida a entrar na zona de inspeção de face de fundo de rosca e a luz de reflexão emitida a partir do membro de fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca é recebida pelo dispositivo de captura de imagem.

   3. Aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a
4. 4/6 reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que:

   o primeiro dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente telecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela superfície periférica externa da peça de lábio;

   o segundo dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente telecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela face de carga; e o terceiro dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente telecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca.

   4. Aparelho de inspeção de defeito, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que:

   a primeira fonte de luz é um iluminador em formato de anel fixado ao redor do primeiro dispositivo de captura de imagem;

   a segunda fonte de luz é um iluminador em formato de anel que tem um eixo geométrico óptico coaxial com o eixo geométrico óptico do segundo dispositivo de captura de imagem e é fixado ao redor do segundo dispositivo de captura de imagem; e a terceira fonte de luz é um iluminador em formato de anel que tem um eixo geométrico óptico coaxial com o eixo geométrico óptico do terceiro dispositivo de captura de imagem e é fixado ao redor do terceiro dispositivo de captura de imagem.
5. 5. Aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

   uma quarta fonte de luz no lugar da segunda fonte de luz e da terceira fonte de luz; e um quarto dispositivo de captura de imagem no lugar do segundo dispositivo de captura de imagem e do terceiro dispositivo de captura de imagem, em que a quarta fonte de luz ilumina a face de carga e a zona de inspeção de face de fundo de rosca; e

   5/6 o quarto dispositivo de captura de imagem é fixado à quarta fonte de luz e tem o eixo geométrico óptico ajustado de modo que a luz de reflexão que é emitida a partir da quarta fonte de luz e refletida pela face de carga para a direção inclinada através do ângulo C que satisfaz a fórmula (3) para dentro na direção do eixo geométrico do cano ou tubo em relação ao plano vertical e a luz de reflexão que é emitida a partir da quarta fonte de luz e refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca para a direção inclinada através do ângulo C que satisfaz a fórmula (3) para dentro na direção do eixo geométrico do cano ou tubo em relação ao piano vertical possa ser recebida, e as luzes de reflexão são recebidas para apreender as imagens da face de carga e da zona de inspeção de face de fundo de rosca; e o dispositivo de inspeção inspeciona defeitos na superfície periférica externa da peça de lábio, na face de carga, e na zona de inspeção de face de fundo de rosca mediante o processamento das imagens capturadas apreendidas pelo primeiro e peto quarto dispositivos de captura de imagem no lugar das imagens capturadas apreendidas pelo primeiro ao terceiro dispositivos de captura de imagem: b<C<d l(3) b° é um ângulo (menor do que 90°) formado entre a face de carga e o plano vertical na seção transversal do cano ou tubo que inclui o eixo geométrico de cano ou tubo; e d° é um ângulo (menor do que 90°) formado entre uma linha reta e o plano vertical na seção transversal do cano ou do tubo que inclui o eixo geométrico de cano ou tubo, sendo que a tinha reta conecta uma peça de extremidade traseira da zona de inspeção de face de fundo de rosca em uma face de fundo de rosca a uma peça de extremidade frontal de uma face de inserção da peça de rosca externa, sendo que a face de inserção se conecta com uma peça de extremidade interna na direção do eixo geométrico do cano ou tubo da face de fundo de rosca.
6. 6/6

   6. Aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que:

   o primeiro dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente teiecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela superfície

   5 periférica externa da peça de lábio; e o quarto dispositivo de captura de imagem é dotado de uma lente teiecêntrica para receber a luz de reflexão refletida pela face de carga e a luz de reflexão refletida pela zona de inspeção de face de fundo de rosca.
7. 7. Aparelho de inspeção de defeito, de acordo com a 10 reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que:

   a primeira fonte de luz é um iluminador em formato de anel fixado ao redor do primeiro dispositivo de captura de imagem; e a quarta fonte de luz é um iluminador em formato de anel que tem um eixo geométrico óptico coaxial com o eixo geométrico óptico do

   15 quarto dispositivo de captura de imagem e é fixado ao redor do quarto dispositivo de captura de imagem.