JPH02249965A - シーム部の自動探傷方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電縫管のシーム部などのシーム部の自動探傷
方法とその装置に関する。

〔従来の技術〕

電縫管の製造ラインにおいて、そのシーム部の品質保証
のために、超音波探傷がなされている。

この場合、より探傷精度を高めるために、シーム部に沿
って超音波探傷器を自動的に倣わせる自動追従方式が採
用されている。この追従方式としては、従来、次の２通
りの方式が用いられていた。

（１）シーム部上に光学的検出器、たとえばイメージセ
ンサ−を設け、シーム部と母材部との反射光分布の相違
により、シーム部位置を検出し、これに基づいて超音波
探傷器を追従させる方式。

（２）光学的に検出したシーム位置に対して、周方向に
一定偏位位置に管の長手方向にマーキング線を施し、こ
のマーキング線を基準として上記（１）と同様に超音波
探傷器を追従させる方式。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記（１）の方式においては、溶接の直後であ
れば切断した切断面と母材部との反射光分布の相違に基
づいてシーム部を十分検出できるが、製管の最終ライン
で探傷しようとすると、シーム部と母材部との材質的変
化が明瞭でなく追従性が悪い。

この点、（２）の方式はかかる虞れがなく優れるけれど
も、マーキング線をシーム部上またはその近傍に施すと
、アニーリング（シーム部の局部加熱）によりマーキン
グ線が焼かれてしまうので、シーム部より十分離間させ
る必要がある。

しかるに、マーキング線をシーム部より十分離間させこ
とによって、新たな問題が生じる。すなわち、第６図（
ａｌのように、種々の外径をもっ管ＡまたはＢのマーキ
ング線ＭａまたはＭｂを、共通の第１保持体としての第
１セグメント１０に保持されたＣＣＤカメラなどからな
るマーキング線検出器１１が、睨んで検出するとき、管
Ａ、　Ｂの曲率の相違に対して第１セグメントの曲率が
同一であるため、マーキング線検出器１１がマーキング
線ＭａまたはＭｂを検出した位置は、角度θの誤差を生
じる。その結果、マーキング線検出器１１の位置出力信
号として、（ｂｌのように誤差Ｘを生じる。したがって
、このマーキング線検出器１１の位置信号に基づいて追
従している超音波探傷器もシーム部に対して位置ずれを
生じ、精度のよい探傷を行うことができない。

他方、マーキング線を対象の管に対してスプレーガンな
どにより施す際、対象の管のサイズ替えにより、サイズ
替えに対応してガンの位置換えを精度よく行うことは困
難であり、なんらかの誤差を生じる。このことも、超音
波探傷精度を低下させる要因である。

そこで、本発明の主たる目的は、対象検査体のサイズ替
えがあっても、マーキング線検出器を当該マーキング線
に正確に対応した位置に補正できるシーム部の自動探傷
方法とその装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための、本発明法は、シーム部より
円周方向に離間した位置にシーム部と平行に被検査体に
施されたマーキング線を光学的に睨むマーキング線検出
器と、これを保持する第１保持体と、この第１保持体を
前記マーキング線検出器とともに周方向に移動させる第
１駆動手段と、この第１駆動手段による移動量を検出す
る第１移動量検出器と、前記第１保持体およびマーキン
グ線検出器のうち少なくとも一方の周方向の移動位置を
検出する対地固定の第１位置決め器とを備えたマーキン
グ線追従系において、 前記第１駆動手段により周方向に前記第１保持体を前記
第１位置決め器がその移動を検出するまで移動させ、次
いでこの検出位置から所定距離周方向に第１駆動手段に
より第１保持体を移動させ、この移動後の位置において
、マーキング線検出器が睨んだ現マーキング線の基準マ
ーキング線からの位置ずれを光学的に検出し、その位置
ずれを修正すべく前記第１駆動手段により第１保持体を
周方向に移動させることを特徴とするものである。

また、本発明装置は、シーム部より円周方向に離間した
位置にシーム部と平行に被検査体に施されたマーキング
線を光学的に睨むマーキング線検出器と、これを保持す
る第１保持体と、この第１保持体を前記マーキング線検
出器とともに周方向に移動させる第１駆動手段と、この
第１駆動手段による移動量を検出する第１移動量検出器
と、前記第１保持体およびマーキング線検出器のうち少
なくとも一方の周方向の移動位置を検出する対地固定の
第１位置決め器と、 前記マーキング線検出器と被検査体の長手方向に離間し
て配置されかつシーム部を超音波探傷する超音波探傷器
と、これを保持する第２保持体と、この第２保持体を前
記超音波探傷器とともに周方向に移動させる第２駆動手
段と、この第２駆動手段による移動量を検出する第２移
動量検出器と、前記第２保持１体および超音波探傷器の
うち少なくとも一方の周方向の移動位置を検出する対地
固定の第２位置決め器と、 を備えたことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明においても、マーキング線をマーキング線検出器
により睨みその位置を検出する。その際、前述のように
対象被検査体、たとえば管のサイズ替えがあったとき、
マーキング線の検出誤差（角度θまたは位置Ｘ）を生じ
る。

そこで、本発明では、マーキング線検出器を保持する第
１保持体とともにサイズ替えに対応して位置換えを行う
。この際、それらの絶対位置が不明であるため、対地固
定の第１位置決め器を別途設け、この第１位置決め器に
より第１保持体が移動し当接した位置を基準位置とし、
この基準位置から所定距離り、第１保持体を移動させ、
そのとき現マーキング線を検出し、サイズ替えがなかっ
たならばあるべき基準マーキング線からの偏位距離Ｘを
光学的に検知し、この偏位距離Ｘ分第１保持体を移動さ
せ、マーキング線検出器の位置を修正すると、現マーキ
ング線に対応した正規の位置にマーキング線検出器を位
置決めできる。その結果、これに追従する超音波探傷器
も正規の位置を基準として追従するようになるため、探
傷精度が高まる。

他方、超音波探傷系についても、マーキング線追従系と
同様に位置決めを行えば、サイズ替え後のキャリブレー
ションを行うことができ、より探傷精度が高まる。

〔発明の具体的構成〕

以下さらに本発明を詳説する。

第１図〜第４図において、被検査体としての鋼管１上方
に、その長手方向に間隔を置いて（たとえば５００ｍｍ
）　、第１セグメント１０および第２セグメント２０が
配設されている。これら各セグメント１０．２０にはそ
れぞれマーキング線検出器１１を収容するカメラボック
ス１２、超音波探傷器２１を収容する探傷器ボックス２
２が固定されている。

マーキング線検出器１１がマーキング線Ｍを正規の位置
において睨むように第１セグメント１０を周方向移動さ
せる第１駆動手段１３が設けられている。この第１駆動
手段１３は、駆動モータ１３ａの出力軸に連結された駆
動ギア１３ｂが第１セグメント１０外周面に形成された
ギア１０ａに噛合することで形成されている。さらに、
この第１駆動手段１３による第１セグメント１０の移動
量を検出するために、第１セグメント１０の外周面に第
１移動量検出器としてのロータリーエンコーダ１４が接
触して配設されている。マーキング線Ｍをより明瞭に検
出するために、カメラボックス１２には照明ランプ１５
が取付けられている。

他方、超音波探傷器２１のシーム部Ｓ追従系においても
、同様に、第２駆動手段２３および第２移動量検出器と
してのロータリーエンコーダ２４設けられている。超音
波探傷器２１は第１図のように、シーム部Ｓの両側方に
対となって設けられている。

第１図を参照すると、マーキング線検出器１１からの出
力信号はマーキング線検出回路３ｏに取り込まれ、その
検知信号が主演算処理装置（ＣＰＵ）３１に入力される
ようになっている。他方、ロータリーエンコーダ１４．
２４の位置フィードバック信号は、それぞれサーボ制御
回路３２に取り込まれ、主演算処理装置３１からの信号
とともに、第１および第２セグメント１０．２０の位置
制御信号として、モータ１３　ａ、　　２３　ａｊ、ｍ
対しテ出力するようになっている。３３は超音波探傷器
２１の位置表示器である。

さらに、第１および第２セグメント１０．２０の移動範
囲の適宜の位置には、第１位置決め器としての第１リミ
ツトスイツチ１５、および第２位置決め器としての第２
リミツトスイツチ２５が対地固定で配設されている。

このように構成された装置により、管ｌのサイズ替えな
どのキャリブレーション必要時においては、第５図も参
照すれば、まず第１駆動手段１３により第１セグメント
１０を周方向に移動させ、この第１セグメント１０が第
１リミツトスイツチ１５に当接するまで移動させ、第１
リミツトスイツチ１５がオンとなったならば、サーボ制
御回路３２により、その位置を位置修正用基準点とし、
第１駆動手段１３により第１セグメント１０を逆方向に
距離Ｌ１分移動させる。この距離Ｌ１は、シーム部Ｓセ
ンターからのマーキング線Ｍ基準位置までの距離、たと
えば５０ＩＩＩＩ１１に対応する第１セグメント１０上
の距離Ｌ０を、第１セグメント１０上のシーム部Ｓセン
ターと第１リミツトスイツチ１５との既知の距離りから
差し引いて予め求めておく。

このように、第１セグメント１０が戻った位置において
、当該マーキング線Ｍをマーキング線検出器１１により
光学的に検出する。この検出結果において、第４図のよ
うに、マーキング線Ｍの位置ずれＸがみられたならば、
その位置ずれＸ量をとりあえず主演算処理装置１ｆ３２
のメモリーに一時記憶させておく。

次いで、マーキング線追従系との連係を一旦縁切りした
状態で、超音波探傷器の追従系においても、第２駆動手
段２３により、第２セグメント２゜を周方向に移動させ
、この第２セグメント２０が第２リミツトスイツチ２５
に当接するまで移動させ、第２リミツトスイツチ２５が
オンとなったならば、サーボ制御回路３２により、その
位置を位置修正用基準点とし、第２駆動手段２３により
第２セグメント２０を逆方向に距離り７分移動させる。

この距離Ｌ２はシーム部Ｓセンターと第２リミツトスイ
ツチ２５との位置関係から予め設定される。これによっ
て、マーキング線検出器１１の電気的および機械的ゼロ
点位置設定誤差が解消される。

その後、前述の記憶しておいた位置ずれＸを修正するよ
うに、超音波探傷器の追従系との連係を縁切りした状態
で、第１駆動手段１３により、位置ずれ方向と逆方向に
第１セグメント１ｏを移動させ、マーキング線検出器１
１の位置修正を行う。

これによって、マーキング線検出器１１の視野センター
がマーキング線Ｍの中心と一致するようになり、光学的
ずれを解消できる。

かくして、かかるキャリブレーション終了後、マーキン
グ線追従系と超音波探傷系との連係の縁切りを解除すれ
ば、マーキング線Ｍに超音波探傷器２１が自動追従する
。その際、マーキング線検出器１１が正規の位置におい
てマーキング線Ｍを捉えて超音波探傷器２１に対してサ
ーボ信号を与えるので、探傷精度が低下することがない
。

第５図に本発明法のタイムフローチャートを示したが、
改めて説明することは、上記の説明で明らかであるから
、不要であろう。

上記例において、保持体１０，２０、駆動手段１３．２
３として限定されるものでなく、その他の変形例も採用
できる。位置決め器１５．２５についても同様である。

また、もし超音波探傷器２１が先のサイズの時と次のサ
イズの時とで位置の誤差が実質的にないときは、超音波
探傷器２１のキャリブレーションを省略できる。

〔実施例〕

第７図および第８図には、従来法の場合と第３図の条件
設定下での本発明法との場合とで、シーム部の探傷精度
、シーム部追従の際の手動介入率の変化を調べた結果を
示した。

これによって、本発明を採ることによる優位性が明らか
である。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明によれば、対象検査体のサイズ替
えがあっても、マーキング線検出器を当該マーキング線
に正確に対応した位置に補正できる。したがって、探傷
精度が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体的構成図、第２図は自動探傷装置
の斜視図、第３図はマーキング線検出器とマーキング線
との位置関係図、第４図は検出マーキング線の位置ずれ
のマーキング線検出器の出力波形図、第５図は本発明法
のタイムフローチャート、第６図はサイズ替えにおける
マーキング線検出の誤差発生原理図、第７図および第８
図は本発明と従来例との比較グラフである。 １・・・被検査体（電縫管）１０・−・第１セグメント
１１・・・マーキング線検出器　１３・・・第１駆動手
段　２０・・・第２セグメント　２１・・・超音波探傷
器２３・・・第２駆動手段　３０・・・マーキング線検
出回路　３１・・・主演算処理装置　３２・・・サーボ
制御回路　Ｓ・・・シーム部　Ｍ、Ｍａ、Ｍｂ・・・マ
ーキング線 第 図 第 図 （ビデオ傷そ） Ｙ軸 呻不 第 図 （α） （ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シーム部より円周方向に離間した位置にシーム部
   と平行に被検査体に施されたマーキング線を光学的に睨
   むマーキング線検出器と、これを保持する第１保持体と
   、この第１保持体を前記マーキング線検出器とともに周
   方向に移動させる第１駆動手段と、この第１駆動手段に
   よる移動量を検出する第１移動量検出器と、前記第１保
   持体およびマーキング線検出器のうち少なくとも一方の
   周方向の移動位置を検出する対地固定の第１位置決め器
   とを備えたマーキング線追従系において、 前記第１駆動手段により周方向に前記第１保持体を前記
   第１位置決め器がその移動を検出するまで移動させ、次
   いでこの検出位置から所定距離周方向に第１駆動手段に
   より第１保持体を移動させ、この移動後の位置において
   、マーキング線検出器が睨んだ現マーキング線の基準マ
   ーキング線からの位置ずれを光学的に検出し、その位置
   ずれを修正すべく前記第１駆動手段により第１保持体を
   周方向に移動させることを特徴とするシーム部の自動探
   傷方法。
2. （２）シーム部より円周方向に離間した位置にシーム部
   と平行に被検査体に施されたマーキング線を光学的に睨
   むマーキング線検出器と、これを保持する第１保持体と
   、この第１保持体を前記マーキング線検出器とともに周
   方向に移動させる第１駆動手段と、この第１駆動手段に
   よる移動量を検出する第１移動量検出器と、前記第１保
   持体およびマーキング線検出器のうち少なくとも一方の
   周方向の移動位置を検出する対地固定の第１位置決め器
   と、 前記マーキング線検出器と被検査体の長手方向に離間し
   て配置されかつシーム部を超音波探傷する超音波探傷器
   と、これを保持する第２保持体と、この第２保持体を前
   記超音波探傷器とともに周方向に移動させる第２駆動手
   段と、この第２駆動手段による移動量を検出する第２移
   動量検出器と、前記第２保持体および超音波探傷器のう
   ち少なくとも一方の周方向の移動位置を検出する対地固
   定の第２位置決め器と、 を備えたことを特徴とするシーム部の自動探傷装置。