JPH0740049A - Uo鋼管の溶接部検出方法及び装置 - Google Patents

Uo鋼管の溶接部検出方法及び装置

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JPH0740049A
JPH0740049A JP18841193A JP18841193A JPH0740049A JP H0740049 A JPH0740049 A JP H0740049A JP 18841193 A JP18841193 A JP 18841193A JP 18841193 A JP18841193 A JP 18841193A JP H0740049 A JPH0740049 A JP H0740049A
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Youichi Fujikake
懸 洋 一 藤
Tsutomu Michioka
岡 力 道
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Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 UO鋼管の溶接部位置および幅を正確に検出
する。 【構成】 スリット光をUO鋼管溶接部及びその近傍に
照射する投光器;スリット光を撮影して光切断像を得る
撮影装置;撮影画像に細線化処理,差分処理Iを施し、
差分デ−タに強調処理を施し、強調デ−タに更に差分処
理IIを施して、差分処理IIで得た差分デ−タのピ−ク位
置を溶接幅の一端として摘出し、溶接部幅両端の位置,
幅および幅中央位置を算出する計算機を備えた事を特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、UO鋼管溶接部近傍を
光切断法で撮影して溶接部の位置を検出するUO鋼管溶
接部位置検出方法及び溶接部の幅を計測するUO鋼管溶
接部幅検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶接鋼管の溶接線の検出を行う従来技術
としては、例えば特公平03−32434号公報に開示
された方法がある。この技術は、溶接機の至辺距離で溶
接位置から円周方向谷側へ所定角の位置に蛍光塗料の線
を引き、下流側で蛍光線を読み取って円周方向山側へ所
定角の位置の溶接線位置を決定することにより精度を向
上させる、溶接鋼管の溶接線を検出追従するための方法
および装置である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術は、電
縫鋼管を対象にしたものである。電縫鋼管の製造方法と
しては、鋼管径寸法に対応する所定幅にスリッティング
された熱延コイルをアンコイラで巻戻しながら成形ロー
ルにて該熱延コイルの板幅両端部を突き合わせた鋼管状
に成形して溶接し、溶接部の超音波探傷,溶接部熱処
理,サイジング,ストレートナー等の工程を経由して、
造管工程の最後で走行切断機により所定の長さに切断す
るのが一般的である。しかるに、電縫鋼管はアンコイラ
から走行切断機に至るまで連続した材料でつながってお
り、また通常溶接部分を上側にしているので、鋼管溶接
部が搬送中に多少捩れるとしてもほぼ上面にあり搬送ロ
ール等に接触することはない。上記造管工程中で溶接線
の検出追従が必要とされる超音波探傷および溶接部熱処
理等においては、従来技術の方法による溶接機の至辺距
離で溶接位置から円周方向谷側へ所定角の位置に線引き
した蛍光塗料は、ほぼ鮮明な状態で保存されていると考
えられる。
【0004】一方、UO鋼管の製造方法は、一枚の厚板
をUプレス及びOプレスにより管状に形成して内外面の
溶接を施した後、後方の検査工程に搬送される。すなわ
ち、UO鋼管は1本ずつ製造されるので、造管の各工程
の搬送方法として搬送ロールを使用する方法の他に横転
させて搬送する方法も多く用いられている。それ故に、
横転させる際のキックダウンとの接触、鋼管回転時のタ
ーニングロールとの接触、および溶接部が必ずしも上向
きでないことによる搬送ロールとの接触などにより、従
来技術に示された方法で蛍光塗料の線引きを行ったとし
ても、搬送中の汚れの付着や接触による塗料の剥離が生
じて線引き塗料は不鮮明なものとなり、検出追従の信頼
性は著しく低下する恐れがある。
【0005】本発明は、UO鋼管の溶接部分の位置を正
確に検出することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明装置は、かかる従
来技術の問題点を解決するためになされたもので、スリ
ット光をUO鋼管溶接部及びその近傍に照射するための
投光器、該スリット光を撮影して光切断像を得るための
撮像装置、該光切断像に細線化および差分等の処理を行
い、溶接部端部位置の検出及び溶接部幅の計測を行うた
めの計算機を備えることを特徴とする。
【0007】本発明は、スリット光をUO鋼管溶接部及
びその近傍に照射し、撮像装置により該スリット光を撮
影して得た光切断像を用いて溶接部の位置を検出する方
法において、該光切断像を細線化処理して細線化データ
を得、該細線化データを差分処理して差分データを得、
該差分データを強調処理して差分強調データを得、さら
に該差分強調データ列を差分処理して得られる溶接部端
部強調データを用いて溶接部端部位置の検出を行うこと
により、溶接部位置の検出及び溶接部幅の計測を行うこ
とを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明では、光切断法により溶接部分の肉盛り
形状を直接検出するので上記従来技術に示されたような
蛍光塗料等による線引きが不要であり、搬送中での汚れ
の付着やロールとの接触による塗料の剥離等によって線
引き塗料が不鮮明になることに起因する検出信頼性の低
下を防ぐことができる。さらに、溶接部分の両端部を強
調して検出することにより、溶接部位置の検出を行うと
ともに、溶接部幅の計測も可能である。
【0009】
【実施例】以下に、本発明について、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図1は、この発明の一実施例を示す
ブロック図である。図1において、1はUO鋼管、2は
その溶接部である。スリット光投光器3で溶接部及びそ
の近傍にスリット光を投射してUO鋼管1表面にスリッ
ト光像4を形成して、該スリット光像4を斜めからとら
える位置に撮像装置5a及び5bを配設する。ここで
は、UO鋼管外表面の溶接部を検出する場合を示してい
るが、内表面の場合も同様に内表面の溶接部及びその近
傍にスリット光像を形成して撮像すればよい。スリット
光投光器3としては、例えば図2に示すように、レーザ
ダイオード12を発光させ、コリメータレンズ13によ
ってレーザ光を集光するとともに、シリンドリカルレン
ズ14によってレーザ光を扇形状に広げてスリット光を
形成する装置を用い、これによって例えば0.1mm程度の
半値幅のスリット光像4を形成する。
【0010】撮像装置5a,5bとしては、例えばCC
Dカメラを用いる。撮像装置5a,5bは十分な分解能
を有することが望まれるので、この実施例では撮像装置
1台当たりの視野を溶接部端部(溶接部幅の半分)に限
って、左右それぞれ一台、合計2台の撮像装置を配設し
たが、十分な分解能が得られるのであれば撮像装置は1
台としてもよい。
【0011】UO鋼管の溶接部分は、通常は母材部分に
対して肉盛りを施している。従って、該撮像装置5a,
5bにおいて、図3の(a)に示すA−A’線及びB−
B’線部分のスリット光像4を撮影すると、光切断法の
原理で、それぞれ図3の(b)及び図3の(c)のよう
な光切断画像21及び22が得られる。これらの光切断
画像21及び22は、溶接部検出処理部6(図1)に入
力される。
【0012】図1に示す溶接部検出処理部6において
は、該光切断画像21を画像記憶部7aにおいてA/D
変換し、2次元のデジタル値PL(x,y)として記憶
する。同時に、該光切断画像22を画像記憶部7bにお
いてA/D変換し、2次元のデジタル値PR(x,y)
として記憶する。
【0013】次に、細線化処理部8a及び8bによって
細線化を行うが、細線化処理について詳細に示したもの
が図4であり、ここでは2次元画像データPL(x,
y)について説明する。図4に示す2次元画像データP
L(x,y)について画面y方向1ライン上で最大輝度
を有する点を選択する処理を、画面x方向に進めて行
き、x座標に対応する最大輝度点のy座標値を配列させ
た細線化データ列SL(x)を得る。そのとき、スリッ
ト像の輝度が小さい部分についてスリット像外のノイズ
を誤選択しないように、輝度最大として選択した点の輝
度が輝度しきい値に達していない場合、1つ前のライン
における最大輝度点のy座標と同じ値として、細線化デ
ータがスリット像から外れるのを防ぐ。例えば、xm
ラインの最大輝度点の輝度がしきい値以下の場合、SL
(xm)にはSL(xm-1)の値を入れる。2次元画像デ
ータPR(x,y)についても同じ処理を行いSR(x)
を得る。次に、データ列演算部9にて、細線化データ列
L(x),SR(x)をもとに溶接部端部を検出して溶
接部位置および溶接部幅を演算する処理について説明す
る。SL(x)及びSR(x)とも同じ処理を行うので、
以後は添字LRを省略した記号で説明する。
【0014】まず、細線化データ列S(x)の差分処理
Iを図5を参照して説明する。まず適当な画素数Δxを
設定し、細線化データ列S(x)上のある点A(xA
S(xA))およびΔx分離れた点B(xB,S(xB))
をとり、差分要素C((xA+xB)/2,S(xB)−S
(xA))を演算する。この演算をx座標全域に渡って
行い、差分要素Cを配列した差分データ列D(x)を作
成する。差分データ列D(x)の要素の値は、溶接部立
上り部分では正の値、溶接部立下り部分では負の値をと
る。
【0015】次に、差分データ列D(x)の強調処理を
図6を参照して説明する。ここでは、差分データ列D
(x)の連続するk個のデータの移動和演算を、
【0016】
【数1】
【0017】としてx座標全域に渡って行い、溶接部立
上り,立下り部分をさらに強調した強調データ列E
(x)を作成する。さらに、強調データ列E(x)に差
分処理IIを施して溶接部端部検出データ列F(x)を作
成する。該デ−タ列F(x)を図7に示す。差分処理II
の内容は、前述の差分処理I(図5)と同様であり、差
分処理IIを強調データ列E(x)に対して実施すること
により得られる溶接部端部検出データ列F(x)は、溶
接部の立上りおよび立下りの端部位置にほぼ一致したx
座標で正のピークをとる値となる。図7に示すように、
溶接部端部検出データ列F(x)の正のピークをとるx
座標の値を溶接部端部位置と見なして、溶接部左右の端
部に対応するx座標としてxLおよびxRをとることで、
撮像装置5aおよび5bでの撮像視野範囲上での溶接部
端部位置とする。
【0018】このようにして溶接部端部位置xL,xR
求めれば、撮像装置5aと5bの位置は固定されてお
り、両撮像装置間のx座標を予め校正しておくことによ
り、撮像装置5aおよび5bに対する溶接部位置(左側
端部、右側端部、中央)を演算できる。また、溶接部左
側端部及び右側端部の位置により、溶接部の幅を計測す
ることができる。
【0019】次に、以上説明した実施例において具体的
数値を設定して疵を検査した例について説明する。スリ
ット光投光器3では、20mWレーザダイオードを2ms
ec周期でパルス点灯し、撮像装置(5a,5b)には2
台のCCDカメラを用いて、幅方向32mm,高さ方向
45mmの視野にて、スリット光像4が含まれる鋼管表
面を256諧調の濃淡画像として撮像し、その後512
×512画素×2画面の画像処理装置6を用いて処理し
た。データ列演算装置における輝度しきい値を5と設定
し差分間隔Δx=8と設定し、強調処理の移動和の画素
数k=6としてUO鋼管の溶接部端部を検出したとこ
ろ、1mm以上の肉盛り高さを有する溶接部の端部を確
実に検出した。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のUO鋼管
の溶接部端部検出装置及び方法によれば、肉盛りの施し
てあるUO鋼管溶接部位置を高い信頼性で検出できると
もに溶接部の幅を計測可能である。さらに、本発明によ
り検出したUO鋼管溶接部位置信号を外部装置に入力し
て、その信号をもとに外部装置を動かすことにより、外
部装置を溶接部に倣わすことが可能となる。例えば、U
O鋼管を長手方向に移動させながら溶接部を超音波探傷
する装置に適用すれば、溶接部の断面の所望の位置の探
傷が精度よく行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を一態様で実施する装置構成の概要を
示し、UO鋼管1,投光器3および撮像装置5aと5b
の外観を示す斜視図、および画像処理装置6の構成を示
すブロック図である。すブロック図この発明の一実施例
を示すブロック図である。
【図2】 図1に示す投光器3の内部構成を示す拡大斜
視図である。
【図3】 (a)は図1に示すUO鋼管1の一部を拡大
して示す斜視図、(b)は図1に示す撮像装置5aの撮
影画像を示す平面図、(c)は図1に示す撮像装置5b
の撮影画像を示す平面図である。
【図4】 図1に示す撮像装置5aの撮影画像を示す平
面図および撮影画像情報を細線化処理して得る細線化画
像情報の1ライン分の輝度分布を示すグラフである。
【図5】 細線化画像情報が表わす画像を示す平面図お
よび該情報を差分処理Iして得られる差分デ−タの画面
上x方向のレベル分布を示すグラフであり、(a)は図
1に示す撮像装置5aの撮影画像情報に基づくものを、
(b)は図1に示す撮像装置5bの撮影画像情報に基づ
くものを示す。
【図6】 差分デ−タの画面上x方向のレベル分布を示
すグラフおよび該差分デ−タを強調処理して得た強調デ
−タのレベル分布を示すグラフであり、(a)は図1に
示す撮像装置5aの撮影画像情報に基づくものを、
(b)は図1に示す撮像装置5bの撮影画像情報に基づ
くものを示す。
【図7】 強調デ−タのレベル分布を示すグラフおよび
強調デ−タを差分処理IIして得られる差分デ−タの画面
上x方向のレベル分布を示すグラフであり、(a)は図
1に示す撮像装置5aの撮影画像情報に基づくものを、
(b)は図1に示す撮像装置5bの撮影画像情報に基づ
くものを示す。
【符号の説明】
1:UO鋼管 2:UO鋼管溶
接部 3:スリット光投光器 4:スリット光
像 5a:撮像装置 5b:撮像装置 6:溶接部検出処理部 7a:画像記憶
部 7b:画像記憶部 8a:細線化
処理部 8b:細線化処理部 9:データ列
演算部 12:レーザダイオード 13:コリメー
タレンズ 14:シリンドルカルレンズ 21:撮影画像
上のスリット光像 22:撮影画像上の光像
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年8月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スリット光をUO鋼管溶接部及びその近傍
    に照射し、撮像装置により該スリット光を撮像して得た
    光切断像を用いて溶接部の位置を検出する方法におい
    て、 該光切断像を細線化処理して細線化データを得、該細線
    化データを差分処理して差分データを得、該差分データ
    を強調処理して差分強調データを得、さらに該差分強調
    データ列を差分処理して得られる溶接部端部強調データ
    を用いて溶接部端部位置の検出を行うことにより、溶接
    部位置の検出及びまたは溶接部の幅の計測を行うことを
    特徴とするUO鋼管の溶接部検出方法。
  2. 【請求項2】スリット光をUO鋼管溶接部及びその近傍
    に照射する投光器、該スリット光を撮影して光切断像を
    得る撮像装置、該光切断像に細線化および差分処理を行
    い、溶接部端部位置の検出及びまたは溶接部幅の計測を
    行う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。
JP18841193A 1993-07-29 1993-07-29 Uo鋼管の溶接部検出方法及び装置 Withdrawn JPH0740049A (ja)

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