JPH06126450A - Ｕｏ鋼管の溶接部検出方法および装置 - Google Patents
Ｕｏ鋼管の溶接部検出方法および装置Info
- Publication number
- JPH06126450A JPH06126450A JP27966692A JP27966692A JPH06126450A JP H06126450 A JPH06126450 A JP H06126450A JP 27966692 A JP27966692 A JP 27966692A JP 27966692 A JP27966692 A JP 27966692A JP H06126450 A JPH06126450 A JP H06126450A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接部検出の精度向上および検出対象物の範
囲拡大。 【構成】 １対のレーザー式変位計を相対向させてＵＯ
鋼管の外面と内面に配置し、ＵＯ鋼管を円周方向に回転
させながら変位計の検出距離値を用いて鋼管の肉厚を算
出しし、算出肉厚が最大のとき、溶接部が変位計の位置
にあると判定する。
囲拡大。 【構成】 １対のレーザー式変位計を相対向させてＵＯ
鋼管の外面と内面に配置し、ＵＯ鋼管を円周方向に回転
させながら変位計の検出距離値を用いて鋼管の肉厚を算
出しし、算出肉厚が最大のとき、溶接部が変位計の位置
にあると判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＵＯ鋼管の円周方向に
おける溶接部分を検出する溶接部検出方法および装置に
関する。
おける溶接部分を検出する溶接部検出方法および装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管の溶接部検出を行う従来技術として
は、例えば特開昭57-206592号公報に開示された方法が
ある。この技術は、溶接鋼管の外周に近接して設けた１
対の超音波送受波器で鋼管の肉厚を検出し、各々の肉厚
測定信号の差を検出して得られた電圧値により判定する
ことにより、溶接部を検出しそれを所定位置に停止させ
る、溶接部位置制御方法である。
は、例えば特開昭57-206592号公報に開示された方法が
ある。この技術は、溶接鋼管の外周に近接して設けた１
対の超音波送受波器で鋼管の肉厚を検出し、各々の肉厚
測定信号の差を検出して得られた電圧値により判定する
ことにより、溶接部を検出しそれを所定位置に停止させ
る、溶接部位置制御方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＵＯ鋼管の
横断面は図３に示したようになっている。１はＵＯ鋼
管、９ａはその母材部、９ｂは溶接部で、電縫溶接鋼管
とは異なり、外面の溶接部にも盛り上がり部がある。従
って、上述の従来技術をＵＯ鋼管に適用することを考え
てみると、次のような問題点があり、溶接部を正確に検
出できない。すなわち第１点として、この従来技術で
は、超音波を伝播させるためにノズルと鋼管外面との間
に水の層流柱を形成する必要があり、盛り上がり部のあ
る鋼管外面の溶接部において、ＵＯ鋼管をターニングさ
せながらこの層流柱を正確に形成することが難しい。第
２点としては、超音波が層流柱の水からＵＯ鋼管外面に
入射する際に、外面溶接部の盛り上がりのために入射角
が大きく変動して肉厚を正確に測定できない。
横断面は図３に示したようになっている。１はＵＯ鋼
管、９ａはその母材部、９ｂは溶接部で、電縫溶接鋼管
とは異なり、外面の溶接部にも盛り上がり部がある。従
って、上述の従来技術をＵＯ鋼管に適用することを考え
てみると、次のような問題点があり、溶接部を正確に検
出できない。すなわち第１点として、この従来技術で
は、超音波を伝播させるためにノズルと鋼管外面との間
に水の層流柱を形成する必要があり、盛り上がり部のあ
る鋼管外面の溶接部において、ＵＯ鋼管をターニングさ
せながらこの層流柱を正確に形成することが難しい。第
２点としては、超音波が層流柱の水からＵＯ鋼管外面に
入射する際に、外面溶接部の盛り上がりのために入射角
が大きく変動して肉厚を正確に測定できない。
【０００４】本発明は、ＵＯ鋼管の円周方向における溶
接部分の位置を正確に検出することを目的とする。
接部分の位置を正確に検出することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明方法では、ＵＯ鋼
管を円周方向に回転させながら、ＵＯ鋼管の外面と内面
に対向させて配置したレーザ式変位計での検出距離値を
用いて鋼管の肉厚を計測し、母材部と溶接部との肉厚の
差によって円周方向における溶接部を検出する。本発明
装置は、ＵＯ鋼管を円周方向に回転させるためのターニ
ングロール、鋼管の肉厚を計測するために上記ターニン
グロールによって横向きに支持された鋼管の下端部に配
置した対向させた一対のレーザ式変位計、および溶接部
分の判定を行うための計算機を備える。
管を円周方向に回転させながら、ＵＯ鋼管の外面と内面
に対向させて配置したレーザ式変位計での検出距離値を
用いて鋼管の肉厚を計測し、母材部と溶接部との肉厚の
差によって円周方向における溶接部を検出する。本発明
装置は、ＵＯ鋼管を円周方向に回転させるためのターニ
ングロール、鋼管の肉厚を計測するために上記ターニン
グロールによって横向きに支持された鋼管の下端部に配
置した対向させた一対のレーザ式変位計、および溶接部
分の判定を行うための計算機を備える。
【０００６】
【作用】本発明では、測定距離範囲の比較的大きなレー
ザ式変位計を用いるので、ＵＯ鋼管の管壁の内，外面に
対する変位計設定可能範囲が大幅に拡大する。したがっ
て適用対象が広くなる。また、鋼管の内，外面に一対の
レーザ式変位計を対向させて配置するので、両変位計間
の距離より各変位計の検出距離を差し引いたものが鋼管
肉厚（検出値）であり、鋼管が回転中に振動しても、振
動によって一方の変位計の検出距離は短くなりその分他
方の変位計の検出距離が長くなるので、鋼管肉厚検出値
は変化しない。すなわち振動による検出誤差を実質上生
じない。
ザ式変位計を用いるので、ＵＯ鋼管の管壁の内，外面に
対する変位計設定可能範囲が大幅に拡大する。したがっ
て適用対象が広くなる。また、鋼管の内，外面に一対の
レーザ式変位計を対向させて配置するので、両変位計間
の距離より各変位計の検出距離を差し引いたものが鋼管
肉厚（検出値）であり、鋼管が回転中に振動しても、振
動によって一方の変位計の検出距離は短くなりその分他
方の変位計の検出距離が長くなるので、鋼管肉厚検出値
は変化しない。すなわち振動による検出誤差を実質上生
じない。
【０００７】
【実施例】図１に、本願発明の一実施態様を示し、図２
には図１に示すデジタル計算機７の溶接部検出処理の内
容を示す。まず、図１において、１はＵＯ鋼管、２はＵ
Ｏ鋼管を円周方向に回転させるためのターニングロール
である。３は鋼管１の溶接部を検出するための変位計で
あり、振動等があっても確実に溶接部分を検出できるよ
うに、相対向する一対の変位計３を用いて、鋼管１の管
壁各部の、管内側距離（管内変位計の測定距離）および
管外側距離（管外変位計の測定距離）を測定して肉厚を
算出する。変位計３としては、検出範囲を長くできるレ
ーザ変位計を用いる。
には図１に示すデジタル計算機７の溶接部検出処理の内
容を示す。まず、図１において、１はＵＯ鋼管、２はＵ
Ｏ鋼管を円周方向に回転させるためのターニングロール
である。３は鋼管１の溶接部を検出するための変位計で
あり、振動等があっても確実に溶接部分を検出できるよ
うに、相対向する一対の変位計３を用いて、鋼管１の管
壁各部の、管内側距離（管内変位計の測定距離）および
管外側距離（管外変位計の測定距離）を測定して肉厚を
算出する。変位計３としては、検出範囲を長くできるレ
ーザ変位計を用いる。
【０００８】４は、変位計３を鋼管１の内外面に設置す
るための支持架台である。また、これらは、ターニング
ロール２によって横向きに支持された鋼管１の最下端部
を一対の変位計３が検出するように設置し、これら一対
のレーザ式変位計３の相対位置（変位計間距離）は、振
動等によって変化しないように支持する。
るための支持架台である。また、これらは、ターニング
ロール２によって横向きに支持された鋼管１の最下端部
を一対の変位計３が検出するように設置し、これら一対
のレーザ式変位計３の相対位置（変位計間距離）は、振
動等によって変化しないように支持する。
【０００９】５は、鋼管１の搬入，搬出の際に変位計３
および支持架台４を退避させるための機構である。
および支持架台４を退避させるための機構である。
【００１０】６は、一対の変位計３それぞれの距離検出
信号をアナログ／デジタル変換する装置であり、７は鋼
管１の肉厚の演算および溶接部分の判定等を行うための
デジタル計算機である。
信号をアナログ／デジタル変換する装置であり、７は鋼
管１の肉厚の演算および溶接部分の判定等を行うための
デジタル計算機である。
【００１１】８は、デジタル計算機７が出力する溶接部
検出信号を出力する装置であり、図示しないターニング
ロール回転装置に溶接部検出信号を出力する。タ−ニン
グロ−ル回転装置は、タ−ニングロ−ル２の回転同期パ
ルス（ロ−ル２の所定小角度の回転につき１パルス発生
する電気パルス）をカウントし、溶接部検出信号に応答
してカウント値を初期化（設定値に再セット；設定値を
０とするときは初期化はカウンタクリアで行なう）し、
この初期化があった後、カウント値が設定値になったと
きに、タ−ニングロ−ル２の回転を停止する。このとき
のカウント値が、変位計３と鋼管１の中心を結ぶ基準線
（垂直線）に対する、溶接部の位置（回転角度）とな
る。なお、タ−ニングロ−ル２の回転を停止するカウン
ト値（設定値）を０とすると、溶接部が変位計３の位置
にあるときにデジタル計算機７が溶接部検出信号を発生
し、これに連動してタ−ニングロ−ル２の回転が停止す
ることになり、溶接部が変位計３の位置に到達したとき
に、鋼管１の回転が止まる。タ−ニングロ−ル２の回転
を停止するカウント値（設定値）を、鋼管１の１８０度
の回転の間の前記回転同期パルスのカウント値相当に設
定すると、溶接部が垂直方向で最も高い位置に達したと
きに、タ−ニングロ−ル２の回転が停止する。すなわち
鋼管１の回転が停止する。
検出信号を出力する装置であり、図示しないターニング
ロール回転装置に溶接部検出信号を出力する。タ−ニン
グロ−ル回転装置は、タ−ニングロ−ル２の回転同期パ
ルス（ロ−ル２の所定小角度の回転につき１パルス発生
する電気パルス）をカウントし、溶接部検出信号に応答
してカウント値を初期化（設定値に再セット；設定値を
０とするときは初期化はカウンタクリアで行なう）し、
この初期化があった後、カウント値が設定値になったと
きに、タ−ニングロ−ル２の回転を停止する。このとき
のカウント値が、変位計３と鋼管１の中心を結ぶ基準線
（垂直線）に対する、溶接部の位置（回転角度）とな
る。なお、タ−ニングロ−ル２の回転を停止するカウン
ト値（設定値）を０とすると、溶接部が変位計３の位置
にあるときにデジタル計算機７が溶接部検出信号を発生
し、これに連動してタ−ニングロ−ル２の回転が停止す
ることになり、溶接部が変位計３の位置に到達したとき
に、鋼管１の回転が止まる。タ−ニングロ−ル２の回転
を停止するカウント値（設定値）を、鋼管１の１８０度
の回転の間の前記回転同期パルスのカウント値相当に設
定すると、溶接部が垂直方向で最も高い位置に達したと
きに、タ−ニングロ−ル２の回転が停止する。すなわち
鋼管１の回転が停止する。
【００１２】図２を参照して、デジタル計算機７の溶接
部検出処理の内容を説明する。オペレ−タ，ホストコン
ピュ−タ，前述のターニングロール回転装置等、外部か
ら検出指示が与えられると計算機７は、検出厚の最大値
を格納するためのレジスタｔmaxを初期化する。すなわ
ちレジスタｔmaxの内容を０とする。なお、検出指示が
与えられる直前までに、鋼管１はタ−ニングロ−ル２に
載置され、ロ−ル２が実質上定速度で回転駆動され、支
持架台４が退避機構５を介して鋼管２の管壁を挟むよう
に管内方に駆動されている。計算機７は前記初期化を行
なうと、所定周期で変位計３の距離検出信号を読込む。
この読込みは変換装置６を介して行なう。そして、一回
の読込み毎に、鋼管１の肉厚値ｔの算出，算出値が最大
値であるかの判定（ｔ−ｔmax＜α？）、および、この
判定のための処理を行なう。
部検出処理の内容を説明する。オペレ−タ，ホストコン
ピュ−タ，前述のターニングロール回転装置等、外部か
ら検出指示が与えられると計算機７は、検出厚の最大値
を格納するためのレジスタｔmaxを初期化する。すなわ
ちレジスタｔmaxの内容を０とする。なお、検出指示が
与えられる直前までに、鋼管１はタ−ニングロ−ル２に
載置され、ロ−ル２が実質上定速度で回転駆動され、支
持架台４が退避機構５を介して鋼管２の管壁を挟むよう
に管内方に駆動されている。計算機７は前記初期化を行
なうと、所定周期で変位計３の距離検出信号を読込む。
この読込みは変換装置６を介して行なう。そして、一回
の読込み毎に、鋼管１の肉厚値ｔの算出，算出値が最大
値であるかの判定（ｔ−ｔmax＜α？）、および、この
判定のための処理を行なう。
【００１３】デジタル計算機７は、鋼管１の肉厚値ｔ
は、一対の変位計３間の相対距離より、各変位計が計測
した鋼管内，外面の距離を減算して得る。そして最新に
得た肉厚の値ｔnより、それまでに測定した肉厚ｔn-1，
ｔn-2，・・・ｔ1の最大値（レジスタｔmaxの内容）を
減算し、これにより得た値が、適切に設定したしきい値
α（負値）を越えて下回ったとき（算出肉厚が、上昇か
ら下降に転じたとき）に、溶接部分の頂点が実質上変位
計３の位置にあると判定し、溶接部検出信号を出力し、
現在ロ−ラ２上にある鋼管１の溶接部検出を終了する
（図２中の「検出完了」）。
は、一対の変位計３間の相対距離より、各変位計が計測
した鋼管内，外面の距離を減算して得る。そして最新に
得た肉厚の値ｔnより、それまでに測定した肉厚ｔn-1，
ｔn-2，・・・ｔ1の最大値（レジスタｔmaxの内容）を
減算し、これにより得た値が、適切に設定したしきい値
α（負値）を越えて下回ったとき（算出肉厚が、上昇か
ら下降に転じたとき）に、溶接部分の頂点が実質上変位
計３の位置にあると判定し、溶接部検出信号を出力し、
現在ロ−ラ２上にある鋼管１の溶接部検出を終了する
（図２中の「検出完了」）。
【００１４】前記減算により得た値がしきい値α以上で
あると、最新に得た肉厚値ｔがレジスタｔmax（これま
での最大値）の内容より大きいかチェックして、大きい
と該最新に得た肉厚値ｔをレジスタｔmaxに更新書込み
する。これにより溶接部を検出するまでは、レジスタｔ
maxの内容が、検出最大値に更新される。
あると、最新に得た肉厚値ｔがレジスタｔmax（これま
での最大値）の内容より大きいかチェックして、大きい
と該最新に得た肉厚値ｔをレジスタｔmaxに更新書込み
する。これにより溶接部を検出するまでは、レジスタｔ
maxの内容が、検出最大値に更新される。
【００１５】次に具体的に説明する。ターニングロール
２によって、直径約450〜1500mmのＵＯ鋼管１を、円周
方向に周速約10mpmで回転させながら、管端部から約30c
mの位置に配置した一対の変位計３を用いて検出した距
離値をもとに、鋼管１の肉厚6〜40mmを円周方向に沿っ
て検出ピッチ約3mmにて複数点測定する。最新に算出し
た肉厚の値ｔは、それ以前に距離計測し算出した肉厚の
最大値によって減算し、差の値が負でありかつ適切に設
定したしきい値１mmを越えて下回る場合には、溶接部分
を通過したと判断する。また一方、同様に演算した差の
値が、正または零、あるいは負であっても上記しきい値
を越えない場合には、溶接部でないと判断するととも
に、今回検出した肉厚値をそれ以前に検出した肉厚の最
大値と比較して上回っているならば肉厚の最大値をその
値で更新する。これらによって、鋼管１の溶接部分が母
材部分と比較して、内外面併せて例えば2mm以上の肉盛
りがある場合に溶接部分の位置を確実に検出した。
２によって、直径約450〜1500mmのＵＯ鋼管１を、円周
方向に周速約10mpmで回転させながら、管端部から約30c
mの位置に配置した一対の変位計３を用いて検出した距
離値をもとに、鋼管１の肉厚6〜40mmを円周方向に沿っ
て検出ピッチ約3mmにて複数点測定する。最新に算出し
た肉厚の値ｔは、それ以前に距離計測し算出した肉厚の
最大値によって減算し、差の値が負でありかつ適切に設
定したしきい値１mmを越えて下回る場合には、溶接部分
を通過したと判断する。また一方、同様に演算した差の
値が、正または零、あるいは負であっても上記しきい値
を越えない場合には、溶接部でないと判断するととも
に、今回検出した肉厚値をそれ以前に検出した肉厚の最
大値と比較して上回っているならば肉厚の最大値をその
値で更新する。これらによって、鋼管１の溶接部分が母
材部分と比較して、内外面併せて例えば2mm以上の肉盛
りがある場合に溶接部分の位置を確実に検出した。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋼管溶接
部検出方法および装置によれば、ＵＯ鋼管をターニング
ロールにて円周方向に回転させるながら、ＵＯ鋼管の外
面と内面に対向させて配置した変位計の検出距離値を用
いて鋼管の肉厚を検出し、母材部と溶接部との肉厚の差
によって円周方向における溶接部を検出することによ
り、例えば外面溶接部の肉盛り高さが小さい場合や、あ
るいはターニングロールにて鋼管の円周方向に回転させ
る際に振動などが生じても鋼管の溶接部が正確に検出さ
れる。また、検出範囲の大きなレーザ変位計を用いるの
で、センサの設定可能範囲が広く、センサ等の設置自由
度が高く、本発明の適用範囲が広い。
部検出方法および装置によれば、ＵＯ鋼管をターニング
ロールにて円周方向に回転させるながら、ＵＯ鋼管の外
面と内面に対向させて配置した変位計の検出距離値を用
いて鋼管の肉厚を検出し、母材部と溶接部との肉厚の差
によって円周方向における溶接部を検出することによ
り、例えば外面溶接部の肉盛り高さが小さい場合や、あ
るいはターニングロールにて鋼管の円周方向に回転させ
る際に振動などが生じても鋼管の溶接部が正確に検出さ
れる。また、検出範囲の大きなレーザ変位計を用いるの
で、センサの設定可能範囲が広く、センサ等の設置自由
度が高く、本発明の適用範囲が広い。
【図１】 本発明装置の一実施例の概要を示すブロック
図である。
図である。
【図２】 図１に示すデジタル計算機７の、溶接部検出
処理の内容を示すフローチャートである。
処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】 ＵＯ鋼管の横断面図である。
１：ＵＯ鋼管 ２：ターニング
ロール ３：変位計（一対） ４：変位計の支
持架台 ５：変位計退避機構 ６：Ａ／Ｄ変換
装置 ７：デジタル計算機 ８：デジタル出
力装置 ９ａ：ＵＯ鋼管の母材部 ９ｂ：ＵＯ鋼管
の溶接部
ロール ３：変位計（一対） ４：変位計の支
持架台 ５：変位計退避機構 ６：Ａ／Ｄ変換
装置 ７：デジタル計算機 ８：デジタル出
力装置 ９ａ：ＵＯ鋼管の母材部 ９ｂ：ＵＯ鋼管
の溶接部
Claims (2)
- 【請求項１】レーザ式変位計を対向させてＵＯ鋼管の外
面と内面に配置し、ＵＯ鋼管を円周方向に回転させなが
ら変位計の検出距離値を用いて鋼管の肉厚を計測し、母
材部と溶接部との肉厚の差によって円周方向における溶
接部を検出する、ＵＯ鋼管の溶接部検出方法。 - 【請求項２】ＵＯ鋼管を円周方向に回転させるためのタ
ーニングロール、鋼管の肉厚を計測するために上記ター
ニングロールによって横向きに支持された鋼管の下端部
に配置した対向させた一対のレーザ式変位計、および溶
接部分の判定を行うための計算機を備えることを特徴と
する、ＵＯ鋼管の溶接部検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27966692A JPH06126450A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | Ｕｏ鋼管の溶接部検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27966692A JPH06126450A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | Ｕｏ鋼管の溶接部検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126450A true JPH06126450A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17614174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27966692A Withdrawn JPH06126450A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | Ｕｏ鋼管の溶接部検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126450A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6357780A (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-12 | Usui Internatl Ind Co Ltd | 排ガス浄化コンバ−タ−用金属製担持体の製造方法 |
| JP2011106821A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 管材の溶接ビード測定方法並びに溶接ビード切削方法及び溶接ビード切削装置 |
| CN105345369A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-02-24 | 重庆大帝重工机械有限公司 | 钣金件焊接时消除夹持抖动的方法 |
| CN106705906A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-05-24 | 镇江市恒源汽车零部件有限公司 | 一种焊缝检测装置 |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP27966692A patent/JPH06126450A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6357780A (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-12 | Usui Internatl Ind Co Ltd | 排ガス浄化コンバ−タ−用金属製担持体の製造方法 |
| JP2011106821A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 管材の溶接ビード測定方法並びに溶接ビード切削方法及び溶接ビード切削装置 |
| CN105345369A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-02-24 | 重庆大帝重工机械有限公司 | 钣金件焊接时消除夹持抖动的方法 |
| CN106705906A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-05-24 | 镇江市恒源汽车零部件有限公司 | 一种焊缝检测装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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