JPS61269007A - 溶接管の溶接部段差測定方法 - Google Patents
溶接管の溶接部段差測定方法Info
- Publication number
- JPS61269007A JPS61269007A JP11065185A JP11065185A JPS61269007A JP S61269007 A JPS61269007 A JP S61269007A JP 11065185 A JP11065185 A JP 11065185A JP 11065185 A JP11065185 A JP 11065185A JP S61269007 A JPS61269007 A JP S61269007A
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- Japan
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- weld
- pipe
- weld part
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
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）
本発明は溶接管の溶接部段差を測定する方法に関する。
（従来の技術）
溶接管の溶接部段差、即ち溶接前案管の目違いによって
生ずる溶接部段差は管の溶接部品質と大きな関係があシ
、溶接管製造工程における重要な管理項目の一つである
。この溶接段差を溶接管製造中に測定する従来の方法と
して、特開昭５７−１３７８０１号公報に記載の方法が
おる。この方法は、管の溶接部およびその近傍にスリッ
ト光を照射して得られた光切断像を、走査屋光電変換受
偉装置で走査毎に得られるビデオ信号をフレームメモリ
に逐次格納し、しかるのちにこれを逐次読み出して最大
輝度が得られる点のＸ−Ｙ座標を求めて逐次−次元メそ
りに記憶し、これを全ビデオ信号について繰返して得ら
れた一次元メモリのデータから溶接部両側の外周面の円
の方程式（Ｙ、＝ＧＬ←）。
生ずる溶接部段差は管の溶接部品質と大きな関係があシ
、溶接管製造工程における重要な管理項目の一つである
。この溶接段差を溶接管製造中に測定する従来の方法と
して、特開昭５７−１３７８０１号公報に記載の方法が
おる。この方法は、管の溶接部およびその近傍にスリッ
ト光を照射して得られた光切断像を、走査屋光電変換受
偉装置で走査毎に得られるビデオ信号をフレームメモリ
に逐次格納し、しかるのちにこれを逐次読み出して最大
輝度が得られる点のＸ−Ｙ座標を求めて逐次−次元メそ
りに記憶し、これを全ビデオ信号について繰返して得ら
れた一次元メモリのデータから溶接部両側の外周面の円
の方程式（Ｙ、＝ＧＬ←）。
Ｙ２ ＝ＣＨ（Ｘ））を求め両者の差ＩＹ、−Ｙ２１か
ら溶接部段差を求める方法である。
ら溶接部段差を求める方法である。
（発明が解決しようとする問題点）
上記従来の方法で溶接部段差を計測することは勿論可能
であるが、溶接部両側の管外周面のプロフィールの方程
式を求めるに当たシ、溶接部およびその近傍の光切断像
の各走査ビデオ信号をフレームメモリに逐次格納し、し
かるのちにこれを逐次読みだして最大輝度が得られる点
のＸ−Ｙ座標を求めて逐次−次元メモリに記憶し、これ
を全ビデオ信号について繰返して得られた一次元メモリ
のデータから溶接部両側の管外周面のプロフィールの方
程式を求め両者の差から溶接部段差を求めるという極め
て複雑表信号処理を行っているために、段差値データを
一つ得るのに長時間を要し、従来の方法ではオンライン
計測には適さないという問題があった。
であるが、溶接部両側の管外周面のプロフィールの方程
式を求めるに当たシ、溶接部およびその近傍の光切断像
の各走査ビデオ信号をフレームメモリに逐次格納し、し
かるのちにこれを逐次読みだして最大輝度が得られる点
のＸ−Ｙ座標を求めて逐次−次元メモリに記憶し、これ
を全ビデオ信号について繰返して得られた一次元メモリ
のデータから溶接部両側の管外周面のプロフィールの方
程式を求め両者の差から溶接部段差を求めるという極め
て複雑表信号処理を行っているために、段差値データを
一つ得るのに長時間を要し、従来の方法ではオンライン
計測には適さないという問題があった。
また、プロフィールの方程式を求めるに当たシ、前記光
切断像のうち溶接ビード部に該当する範囲を除外する必
要があるが、従来の方法では、前記−次元メモリのデー
タを用い、溶接ピード部の形状の特徴から溶接ビードの
最大高さの点およびビード両端の位置を演算によシ求め
る方法であるために、溶接ビード切削後では溶接部を認
識できず、溶接ビードを切削する以前の状態でしか適用
することができないという問題点がおった。
切断像のうち溶接ビード部に該当する範囲を除外する必
要があるが、従来の方法では、前記−次元メモリのデー
タを用い、溶接ピード部の形状の特徴から溶接ビードの
最大高さの点およびビード両端の位置を演算によシ求め
る方法であるために、溶接ビード切削後では溶接部を認
識できず、溶接ビードを切削する以前の状態でしか適用
することができないという問題点がおった。
そこで本発明は、比較的簡単な装置構成で溶接部両側の
外周面のプロフィールを表す方程式を短時間で求めるこ
とができ、かつ溶接ビード切削後であっても適用可能な
溶接部段差測定方法を提供しようとするものである。
外周面のプロフィールを表す方程式を短時間で求めるこ
とができ、かつ溶接ビード切削後であっても適用可能な
溶接部段差測定方法を提供しようとするものである。
（問題点を解決するための手段）
即ち、本発明は、溶接管の溶接部段差を測定するにおた
υ、被測定物の溶接部およびその近傍の外周面に管軸方
向と直行させてスリット光を照射し、被照射部の上方に
設けた二次元配置光電変換素子群からなる検出器によっ
て光切断像を検出し該光切断像各点と基準位置との離隔
距離を検出し、一方前記被照射部近傍を指向して設けた
溶接位置検出器によりて溶接部中心位置を検出し、前記
離隔距離検出値のうち溶接中心位置を含む一定範囲を除
外した両側の夫々の距離検出値の連なシから溶接部両側
の被測定物外周面のプロフィ・−ルを表す方程式を求め
、咳方程式の前記溶接部中心位置に相当する位置におけ
る解の差から溶接部の段差を求めることを特徴とする溶
接管の溶接部段差測定方法である。
υ、被測定物の溶接部およびその近傍の外周面に管軸方
向と直行させてスリット光を照射し、被照射部の上方に
設けた二次元配置光電変換素子群からなる検出器によっ
て光切断像を検出し該光切断像各点と基準位置との離隔
距離を検出し、一方前記被照射部近傍を指向して設けた
溶接位置検出器によりて溶接部中心位置を検出し、前記
離隔距離検出値のうち溶接中心位置を含む一定範囲を除
外した両側の夫々の距離検出値の連なシから溶接部両側
の被測定物外周面のプロフィ・−ルを表す方程式を求め
、咳方程式の前記溶接部中心位置に相当する位置におけ
る解の差から溶接部の段差を求めることを特徴とする溶
接管の溶接部段差測定方法である。
（実施例と作用）
以下本発明を電縫溶接鋼管の製造工程における溶接部段
差測定に適用した実施例にもとすき詳細に説明する。
差測定に適用した実施例にもとすき詳細に説明する。
第１図は、本発明の実施例における被測定物と検出器等
との配置関係を示す図であシ、図においてＰは被測定物
である溶接管（以下単に管という）、Ｌは管Ｐの上方に
設置したスリット光源、Ｄは管Ｐの被照射部の斜め上方
に設置した二次元配置光電変換素子群からなる像検出器
、Ｔは被照射部の近傍を指向して設置した溶接位置検出
器である。
との配置関係を示す図であシ、図においてＰは被測定物
である溶接管（以下単に管という）、Ｌは管Ｐの上方に
設置したスリット光源、Ｄは管Ｐの被照射部の斜め上方
に設置した二次元配置光電変換素子群からなる像検出器
、Ｔは被照射部の近傍を指向して設置した溶接位置検出
器である。
管Ｐは図示省略の移送テーブル上にあって溶接部Ｗを真
上にして管軸方向に移送される。図中Ｃはスリット光に
より照出された光切断線であシ、像検出器りはこの光切
断線Ｃの像を検出するものである。尚、図に示し九光源
りと像検出器りとの位置関係は一例であって図示の配置
に限定されるものではない。
上にして管軸方向に移送される。図中Ｃはスリット光に
より照出された光切断線であシ、像検出器りはこの光切
断線Ｃの像を検出するものである。尚、図に示し九光源
りと像検出器りとの位置関係は一例であって図示の配置
に限定されるものではない。
第２図（ａ） 、 （ｂ）は、像検出器による光切断像
の検出方法を説明するための図であシ、第２図（、）に
おいて、ＣＬは管Ｐが移送されるべき移送中心線を示し
、ＤＩ ＊ ０２ ｒ Ｄ５ ｚ ”’ｒ Ｄｎ＋は夫
々が、多数個（ｍ個）の微小光電変換素子群からなるリ
ニアアレイであり、ｎ個のりニアアレイで検出器りを構
成している。尚、検出器りは微小光電変換素子をｍ行ｎ
列に多数個配置したエリアアレイであってもよいのはい
うまでも表い。スリット光によシ照出された光切断＠Ｃ
は、第２図（ｂ）に示すように検出器りの光電変換面（
ｍＸｎ個の光電変換素子群）に結像されて光切断像Ｐｒ
として検出される。尚、第２図（ｂ）の光切断像で点線
で示す部分は溶接ビード切削後に検出を行った場合のビ
ード切削部の像を示す。
の検出方法を説明するための図であシ、第２図（、）に
おいて、ＣＬは管Ｐが移送されるべき移送中心線を示し
、ＤＩ ＊ ０２ ｒ Ｄ５ ｚ ”’ｒ Ｄｎ＋は夫
々が、多数個（ｍ個）の微小光電変換素子群からなるリ
ニアアレイであり、ｎ個のりニアアレイで検出器りを構
成している。尚、検出器りは微小光電変換素子をｍ行ｎ
列に多数個配置したエリアアレイであってもよいのはい
うまでも表い。スリット光によシ照出された光切断＠Ｃ
は、第２図（ｂ）に示すように検出器りの光電変換面（
ｍＸｎ個の光電変換素子群）に結像されて光切断像Ｐｒ
として検出される。尚、第２図（ｂ）の光切断像で点線
で示す部分は溶接ビード切削後に検出を行った場合のビ
ード切削部の像を示す。
第３図は、溶接部段差を説明する図である。この図では
、便宜的に溶接前の管状成を素管ｐを、第１図の管Ｐの
代シに示してあシ、この素管ｐの突き合わせ部の目違い
（図は誇張しである）が溶接後の溶接部段差となる。従
って、溶接部段差とは図中のＷｏで示す溶接前素管両端
部の段差をいうのである。しかし、溶接後にオンライン
において段差ＷＯの量を直接測定することは出来ないの
で、実操業では、前記特開昭５７−１７３８０１号公報
に記載のように段差ＷＯを間接的に求める方法が用いら
れているのである。本発明も間接的な方法により段差Ｗ
Ｏを測定するものである。この段差Ｗｏは第３図からも
明らかなように、溶接部両側の管外周面の高さを溶接部
中心に向けて延長したときの溶接部中心位置における両
外周面の高低差であるから、段差Ｗｏは第２図（ｂ）に
示した光切断像の各点と基準位置との離隔距離を検出し
それを処理して算出することができる。この際、溶接部
中心位置を含む一定範囲（第２図（ｂ）に示すＷｒの範
囲で、溶接ピーｊ ド部またはピード切削部に相当
）は管外周面とは異なる形状をしているので、検出値の
なかから除外する必要がある。そこで本発明では、第１
図に示したように溶接部中心位置を検出する為の溶接位
置検出器Ｔを別に設置して、前記被照射部の直近におい
て溶接部中心位置を検出する。溶接位置検出器としては
、温度分布測定方式、表面光沢比較方式、電磁的方式な
ど各種方式が考えられるが、溶接直後あるいはピード切
削直後において比較的簡単な構成でかつ精度よく溶接部
中心位置を検叶できるものとして、たとえば特開昭５９
−１９７８５６号公報に記載のような温度分布測定方式
の検出器を用いるーことができる。前記除外範囲Ｗｒは
管のサイズや溶接条件に応じて予め定めておくことがで
きるので、溶接中心位置が検出されたならば、該中心位
置から両側に予め定めた一定長さに相当する光切断像上
の一定範囲Ｗｒ部に対応する離隔距離検出値を除外し、
残る両側の離隔距離検出値から両側の管外局面グロフィ
ルを表わす方程式を算出する。
、便宜的に溶接前の管状成を素管ｐを、第１図の管Ｐの
代シに示してあシ、この素管ｐの突き合わせ部の目違い
（図は誇張しである）が溶接後の溶接部段差となる。従
って、溶接部段差とは図中のＷｏで示す溶接前素管両端
部の段差をいうのである。しかし、溶接後にオンライン
において段差ＷＯの量を直接測定することは出来ないの
で、実操業では、前記特開昭５７−１７３８０１号公報
に記載のように段差ＷＯを間接的に求める方法が用いら
れているのである。本発明も間接的な方法により段差Ｗ
Ｏを測定するものである。この段差Ｗｏは第３図からも
明らかなように、溶接部両側の管外周面の高さを溶接部
中心に向けて延長したときの溶接部中心位置における両
外周面の高低差であるから、段差Ｗｏは第２図（ｂ）に
示した光切断像の各点と基準位置との離隔距離を検出し
それを処理して算出することができる。この際、溶接部
中心位置を含む一定範囲（第２図（ｂ）に示すＷｒの範
囲で、溶接ピーｊ ド部またはピード切削部に相当
）は管外周面とは異なる形状をしているので、検出値の
なかから除外する必要がある。そこで本発明では、第１
図に示したように溶接部中心位置を検出する為の溶接位
置検出器Ｔを別に設置して、前記被照射部の直近におい
て溶接部中心位置を検出する。溶接位置検出器としては
、温度分布測定方式、表面光沢比較方式、電磁的方式な
ど各種方式が考えられるが、溶接直後あるいはピード切
削直後において比較的簡単な構成でかつ精度よく溶接部
中心位置を検叶できるものとして、たとえば特開昭５９
−１９７８５６号公報に記載のような温度分布測定方式
の検出器を用いるーことができる。前記除外範囲Ｗｒは
管のサイズや溶接条件に応じて予め定めておくことがで
きるので、溶接中心位置が検出されたならば、該中心位
置から両側に予め定めた一定長さに相当する光切断像上
の一定範囲Ｗｒ部に対応する離隔距離検出値を除外し、
残る両側の離隔距離検出値から両側の管外局面グロフィ
ルを表わす方程式を算出する。
今、第２図（ｂ）に示すように、光切断像Ｐｒに対して
座標軸Ｘ、Ｙを設定し、検出した溶接部中心位置に対応
する点をＸ＝Ｏとし、像検出器の光電変換素子のある行
（たとえば１行）をＹ＝０（基準位置）とすると、光切
断像Ｐｒの各点（光電変換素子）のｘ−ｙ座標が決まる
。
座標軸Ｘ、Ｙを設定し、検出した溶接部中心位置に対応
する点をＸ＝Ｏとし、像検出器の光電変換素子のある行
（たとえば１行）をＹ＝０（基準位置）とすると、光切
断像Ｐｒの各点（光電変換素子）のｘ−ｙ座標が決まる
。
とのＸ−Ｙ座標においてＸ軸は管断面の水平軸に相当し
、Ｙ軸は垂直軸に相当する。従って光切断像ＰｒのＸ軸
方向各点のＹ座標（基準位置からの距離であシ、本実施
例の場合は光電変換素子のカウント数でもある）は管外
周面の各点の基準位置からの距離に相当し、この各点の
距離の連なシが管外周面のプロフィールを示すことにな
る。これら各点のＸ−Ｙ座標のうち前述の一定範囲（溶
接部中心位置から両側にたとえば５−〜１〇−程釦を除
いたそれぞれの側（Ｌ側およびＲ側）について各点のｘ
−ｙ座標から方程式 ％式％（１） を求めると、これが管Ｐの溶接部両側の管外周面のプロ
フィールを表す式になる。
、Ｙ軸は垂直軸に相当する。従って光切断像ＰｒのＸ軸
方向各点のＹ座標（基準位置からの距離であシ、本実施
例の場合は光電変換素子のカウント数でもある）は管外
周面の各点の基準位置からの距離に相当し、この各点の
距離の連なシが管外周面のプロフィールを示すことにな
る。これら各点のＸ−Ｙ座標のうち前述の一定範囲（溶
接部中心位置から両側にたとえば５−〜１〇−程釦を除
いたそれぞれの側（Ｌ側およびＲ側）について各点のｘ
−ｙ座標から方程式 ％式％（１） を求めると、これが管Ｐの溶接部両側の管外周面のプロ
フィールを表す式になる。
前述のように溶接部段差とは素管の突合わせ位置の段差
でアシ、該突合わせ位置は前記Ｘ−Ｙ座標でＸ＝Ｏであ
るから、溶接部段差Ｗ０は、Ｗ０＝＝ ｋ １ＰｒＬＯ
） Ｐｒａｙ） ｌ ＋ ｃ ”・＜３）ｋ＋ｃ：
定数 として求めることができる。
でアシ、該突合わせ位置は前記Ｘ−Ｙ座標でＸ＝Ｏであ
るから、溶接部段差Ｗ０は、Ｗ０＝＝ ｋ １ＰｒＬＯ
） Ｐｒａｙ） ｌ ＋ ｃ ”・＜３）ｋ＋ｃ：
定数 として求めることができる。
なお、実際の造管プロセスにおいては、管の振動や捩れ
のために溶接部中心位置が真上にない場合があるので、
溶接部中心位置の検出結果により、前記、ｘ −ｙ’座
標の座標変換を行ったうえで上述の演算を行うようにす
る。
のために溶接部中心位置が真上にない場合があるので、
溶接部中心位置の検出結果により、前記、ｘ −ｙ’座
標の座標変換を行ったうえで上述の演算を行うようにす
る。
（発明の効果）
以上述べたごとく本発明は、溶接部およびその近傍の光
切断像を得るのに二次元配置光電変換素子群からなる像
検出器を用い、また光切断像と基準位置との離隔距離検
出値から溶接部段差を算出する際の基準となる溶接部中
心位置を別途に設けた溶接位置検出器によシ検出するよ
うにしたので、 。
切断像を得るのに二次元配置光電変換素子群からなる像
検出器を用い、また光切断像と基準位置との離隔距離検
出値から溶接部段差を算出する際の基準となる溶接部中
心位置を別途に設けた溶接位置検出器によシ検出するよ
うにしたので、 。
溶接管の溶接部段差を溶接管製造工程においてオ 。
ンライン的に測定するのに、高速で、且つ精度よ １
゜トｊ く溶接部段差を測定でき、また溶接ピードの切削 ：
前後を問わず、測定できるという実用的に優れた効果が
ある。
゜トｊ く溶接部段差を測定でき、また溶接ピードの切削 ：
前後を問わず、測定できるという実用的に優れた効果が
ある。
第１図は、本発明の実施例における検出器等の配置関係
を示す図、第２図（＆） 、 （ｂ）は、像検出器によ
る光切断像の検出方法を説明するための図、第３図は、
溶接部段差を説明する図である。 Ｐ：溶接管、 Ｗ：溶接部、 Ｐｒ：光切断像、 Ｌニスリット光源、Ｄ：像
検出器、 Ｔ：溶接位置検出器、ｐ：素管、
Ｃ：光切断線。 ｊ［１図 Ｃ；尤切館臘 第２図Ｃ） 第２図 Ｃｂ）
を示す図、第２図（＆） 、 （ｂ）は、像検出器によ
る光切断像の検出方法を説明するための図、第３図は、
溶接部段差を説明する図である。 Ｐ：溶接管、 Ｗ：溶接部、 Ｐｒ：光切断像、 Ｌニスリット光源、Ｄ：像
検出器、 Ｔ：溶接位置検出器、ｐ：素管、
Ｃ：光切断線。 ｊ［１図 Ｃ；尤切館臘 第２図Ｃ） 第２図 Ｃｂ）
Claims (1)
- 溶接管の溶接部段差を測定するにあたり、被測定物の溶
接部およびその近傍の外周面に管軸方向と直行させてス
リット光を照射し、被照射部の上方に設けた二次元配置
光電変換素子群からなる像検出器によって光切断像を検
出し該光切断像各点と基準位置との離隔距離を検出し、
一方前記被照射部近傍を指向して設けた溶接位置検出器
によって溶接部中心位置を検出し、前記離隔距離検出値
のうち溶接中心位置を含む一定範囲を除外した両側の夫
々の距離検出値の連なりから溶接部両側の被測定物外周
面のプロフィールを表す方程式を求め、該方程式の前記
溶接部中心位置に相当する位置における解の差から溶接
部の段差を求めることを特徴とする溶接管の溶接部段差
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065185A JPS61269007A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 溶接管の溶接部段差測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065185A JPS61269007A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 溶接管の溶接部段差測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269007A true JPS61269007A (ja) | 1986-11-28 |
| JPH0337121B2 JPH0337121B2 (ja) | 1991-06-04 |
Family
ID=14541070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11065185A Granted JPS61269007A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 溶接管の溶接部段差測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61269007A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041511A (ja) * | 1990-04-17 | 1992-01-07 | Nippon Koshuha Kk | 非接触形状測定装置 |
| US5245409A (en) * | 1991-11-27 | 1993-09-14 | Arvin Industries, Inc. | Tube seam weld inspection device |
| JP2016173242A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | 日本碍子株式会社 | 製品を生産する方法及び立体形状を測定する方法 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP11065185A patent/JPS61269007A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041511A (ja) * | 1990-04-17 | 1992-01-07 | Nippon Koshuha Kk | 非接触形状測定装置 |
| US5245409A (en) * | 1991-11-27 | 1993-09-14 | Arvin Industries, Inc. | Tube seam weld inspection device |
| JP2016173242A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | 日本碍子株式会社 | 製品を生産する方法及び立体形状を測定する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0337121B2 (ja) | 1991-06-04 |
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