JP2001030071A - 監視装置付き金属管内面肉盛装置 - Google Patents

監視装置付き金属管内面肉盛装置

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JP2001030071A JP2000053054A JP2000053054A JP2001030071A JP 2001030071 A JP2001030071 A JP 2001030071A JP 2000053054 A JP2000053054 A JP 2000053054A JP 2000053054 A JP2000053054 A JP 2000053054A JP 2001030071 A JP2001030071 A JP 2001030071A
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均 早川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 肉盛ビードやアークの異常などの不具合発生
を肉盛溶接作業中に発見でき不良品の発生を防止でき
る、監視装置付き金属管内面肉盛装置を提供する。 【解決手段】 基端部を支持された水平方向に延びるア
ーム３の先端部に取付けた横向トーチ４により、水平方
向に延びる軸線１４のまわりに回転自在に支持された金
属管（鋼管Ｗ）の内面部に、金属管または横向トーチ４
を軸線１４方向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金属
管内面肉盛装置において、アーム３の先端部に取付けた
ミラー２１と、このミラーから離間した位置に配置され
横向トーチ４のアーク光近傍部の肉盛ビード２３をミラ
ー２１を介して撮像するＣＣＤカメラ２４と、このカメ
ラの出力する映像信号を画像として表示するモニタ装置
２６とをそなえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は金属管の内面に肉
盛溶接をおこなう肉盛装置に関し、さらに詳しくは、肉
盛溶接状況を監視する監視装置をそなえた金属管内面肉
盛装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油生産用や石油輸送用などの鋼管とし
ては、耐食性が高く耐摩耗性に優れた鋼管が必要とさ
れ、このために低合金製の鋼管の内面に高合金粉末を肉
盛溶接して用いることが多い。
【０００３】ところがこの種の鋼管は１本当りの長さが
２〜１２ｍにも及ぶ長尺のものであり、その内面に肉盛
溶接装置により肉盛作業をする際に、作業者が肉盛溶接
状況を確認・監視することは困難である。そのため肉盛
後に、鋼管内を内視鏡を用いて目視観察して欠陥を探
し、製造品の評価をおこなってきた。しかしこの製造後
の検査では、肉盛欠陥位置の正確な特定およびその欠陥
部の補修は極めて困難であって、欠陥検出品は不良品と
なり、製造コストの上昇および納期の遅延を招くもので
あった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点を解決しようとするもので、肉盛ビードやアーク
の異常などの不具合発生を肉盛溶接作業中に発見でき、
これに対して早期に不具合解消処置をとることにより不
良品の発生を防止できる、監視装置付き金属管内面肉盛
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の監視装置
付き金属管内面肉盛装置は、基端部を支持された水平方
向に延びるアームの先端部に取付けた横向トーチによ
り、水平方向に延びる軸線のまわりに回転自在に支持さ
れた金属管の内面部に、前記金属管または前記横向トー
チを前記軸線方向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金
属管内面肉盛装置において、前記アームの先端部に取付
けたミラーと、前記ミラーから離間した位置に配置され
前記横向トーチのアーク光近傍部の肉盛ビードを前記ミ
ラーを介して撮像するカメラと、前記カメラの出力する
映像信号を画像として表示するモニタ装置とをそなえた
ことを特徴とする。
【０００６】この請求項１の手段によれば、アーク光近
傍部の肉盛ビードは、ミラーによる反射像としてカメラ
により撮像されてモニタ装置に表示されるので、肉盛溶
接作業中においてモニタ装置を観察することにより肉盛
ビードの異常を直ちに発見でき、必要な処置をとること
ができる。
【０００７】また請求項２記載の監視装置付き金属管内
面肉盛装置は、基端部を支持された水平方向に延びるア
ームの先端部に取付けた横向トーチにより、水平方向に
延びる軸線のまわりに回転自在に支持された金属管の内
面部に、前記金属管または前記横向トーチを前記軸線方
向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金属管内面肉盛装
置において、前記アームの先端部に取付けたミラーと、
前記ミラーから離間した位置に配置され前記横向トーチ
のアーク光近傍部の肉盛ビードを前記ミラーを介して撮
像するとともに前記肉盛ビード像と同一画面内に前記ア
ーク光を撮像するカメラと、前記カメラの出力する映像
信号を画像として表示するモニタ装置とをそなえたこと
を特徴とする。
【０００８】この請求項２の手段によれば、請求項１と
同じ肉盛ビードの反射像とともに、アーク光の画像がモ
ニタ装置において同一画面内に表示されるので、肉盛溶
接作業中においてモニタ装置を観察することにより肉盛
ビードとともにアーク光の異常も直ちに発見でき、必要
な処置をとることができる。
【０００９】また請求項３記載の監視装置付き金属管内
面肉盛装置は、基端部を支持された水平方向に延びるア
ームの先端部に取付けた横向トーチにより、水平方向に
延びる軸線のまわりに回転自在に支持された金属管の内
面部に、前記金属管または前記横向トーチを前記軸線方
向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金属管内面肉盛装
置において、前記アームの先端部に取付けたミラーと、
前記ミラーから離間した位置に配置され前記横向トーチ
のアーク光近傍部の肉盛ビードを前記ミラーを介して撮
像するカメラと、前記カメラの出力する映像信号にもと
づいて肉盛の適否を判定する画像処理装置とをそなえた
ことを特徴とする。
【００１０】この請求項３の手段によれば、アーク光近
傍部の肉盛ビードは、ミラーによる反射像としてカメラ
により撮像されてその映像信号にもとづいて画像処理装
置により肉盛の適否を判定されるので、肉盛溶接作業中
に画像処理装置の判定出力により肉盛溶接の異常を直ち
に発見でき、必要な処置をとることができる。
【００１１】また請求項４記載の監視装置付き金属管内
面肉盛装置は、基端部を支持された水平方向に延びるア
ームの先端部に取付けた横向トーチにより、水平方向に
延びる軸線のまわりに回転自在に支持された金属管の内
面部に、前記金属管または前記横向トーチを前記軸線方
向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金属管内面肉盛装
置において、前記アームの先端部に取付けたミラーと、
前記ミラーから離間した位置に配置され前記横向トーチ
のアーク光近傍部の肉盛ビードを前記ミラーを介して撮
像するとともに前記肉盛ビード像と同一画面内に前記ア
ーク光を撮像するカメラと、前記カメラの出力する映像
信号にもとづいて肉盛の適否を判定する画像処理装置と
をそなえたことを特徴とする。
【００１２】この請求項４の手段によれば、請求項３と
同じ肉盛ビードの反射像の映像信号とともに、アーク光
の映像信号にもとづいて画像処理装置により肉盛の適否
を判定されるので、肉盛溶接作業中に画像処理装置の判
定出力により肉盛ビードとともにアーク光の異常も直ち
に発見でき、必要な処置をとることができる。
【００１３】この発明においては、カメラには適宜のフ
ィルタを用いることができるが、請求項５記載の発明の
ように、前記ミラーと前記カメラの間に、前記肉盛ビー
ド部から前記カメラへの入射光に対して前記アーク光を
より大きく減光させるフィルタを設けた構成とすれば、
カメラの撮像面部に結像する肉盛ビードとアーク光の画
像の明度差を少なくして、両者を鮮明な画像として撮像
できるので、好ましい。
【００１４】この発明においては、金属管には格別の冷
却装置を付設しなくてもよいが、請求項６記載の発明の
ように、金属管の外周部に冷却用流体を流通させる冷却
装置をそなえている構成とすれば、アークによる入熱量
が多い場合でも金属管の熱影響による曲りを少量に抑制
して、ミラーと金属管内面との間の距離の変動によりミ
ラーによる反射像の位置がずれて画面からはみ出すのを
防止できるので、カメラの上下位置や光軸角度の微調整
を繰返す必要がなく、好ましい。
【００１５】またこの発明においては、ミラーには格別
の冷却装置を設けなくてもよいが、請求項７記載の発明
のように、前記ミラーの受光面側に、該受光面冷却用ガ
スを流通させるミラー冷却装置を設けた構成とすれば、
ミラーの受光面部が高温のアーク光や肉盛溶接金属部か
らの輻射熱によって溶損するのが防止され、肉盛ビード
の反射像を常に鮮明な画像としてカメラにより撮像でき
るので、好ましい。
【００１６】またこの発明は各種の金属管の内面の肉盛
装置に適用することができるが、請求項８記載の発明の
ように、金属管が鋼管である場合は、長尺の鋼管を大量
に肉盛溶接する必要のある石油生産用や石油輸送用など
の鋼管の肉盛溶接に特に好適で効果の大きい監視装置付
き鋼管内面肉盛装置を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下図１〜図５により、この発明
の実施の形態の第１例を説明する。図１は装置の全体を
示し、基台１の一端部に立設したフレーム２により、水
平方向に延びるアーム３の基端部が固定支持され、この
アーム３の先端部には肉盛溶接用の横向トーチ４が取付
けてある。この横向トーチ４は、硬質合金粉（この例で
はハステロイ）をプラズマアークにより溶融させ金属管
である鋼管Ｗの内面に肉盛溶接するもので、この肉盛溶
接に必要な粉末材料やガスは、材料供給部５から供給さ
れるようになっている。またアーム３は、外筒部材６内
に内筒部材７が軸方向に移動可能に嵌合した伸縮式のも
のであり、８はその伸縮駆動用のモータである。
【００１８】また基台１上に敷設したレール１１上に、
台車１２が水平方向に移動自在に載置され、この台車１
２上には、肉盛対象の金属管である鋼管Ｗを内径側に同
心状に支持した筒体状の冷却装置１３が、水平方向に延
びる軸線１４のまわりに回転自在に支持されている。１
５はこの冷却装置１３を歯車１６を介して回転駆動する
モータであり、また台車１２に立設した支柱１７には、
冷却装置１３の外筒体３５の外周部を支承する支持ロー
ラ１８（図３参照）が取付けられている。
【００１９】なお上記の基本的構成は、実用新案登録第
２５０４９５４号の実用新案登録公報記載のものと同じ
であり、アーム３と鋼管Ｗの内周面との間の案内装置、
およびアーム３の内筒部材７を外筒部材６と同心に支持
する支持装置などの細部構造も、上記公報記載のものを
使用することができる。
【００２０】そして上記アーム３の先端部には、図２に
詳細に示すようにミラー２１が取付けてある。このミラ
ー２１は、横向トーチ４の近傍で、かつ横向トーチ４よ
りもさらにアーム先端側（ＣＣＤカメラ２４側）の位置
に取付けられ、横向トーチ４のアーク光２２の近傍部の
肉盛溶接ずみの肉盛ビード２３の像を反射して水平方向
に出射するように取付角度を調整してある。
【００２１】このミラー２１から離間した、基台１の他
端部近くの位置に、ＣＣＤカメラ２４が配置され、この
例ではこのＣＣＤカメラ２４は、前記ミラー２１による
肉盛ビード２３の反射像２５（図５参照）とともに、横
向トーチ４のアーク光２２をも直接撮像できるように、
その上下位置および光軸角度を調節してある。２６はこ
のＣＣＤカメラ２４の出力する映像信号を可視化して表
示するモニタ装置である。２７はＣＣＤカメラのレンズ
前側に装着したフィルタで、ＣＣＤカメラ２４の受光部
に到達するアーク光２２等の光量を適量に減光させるた
めのものである。
【００２２】また冷却装置１３は、前記実用新案登録公
報記載のものと同構成のものであって、図３に示すよう
に、両端部に第１フランジ３１および第２フランジ３２
を有する複数本の外筒管３０と、これら両フランジ間に
形成される環状溝３３内に挟持されて鋼管Ｗを支持する
環状支持部材３４と、上記両フランジ間を締付けること
により複数本の外筒管３０を長手方向に連結して長尺の
外筒体３５を形成させるボルトナット３６とを備えてい
る。
【００２３】環状支持部材３４は、図４にも示すように
銅或いはステンレスなどの金属製のＣ字形リングであっ
て、環状溝３３のテーパ状底面３７と接するテーパ状外
周面３８を備えており、これら両面の摺動作用によりボ
ルトナット３６の締付けに伴って縮径させられることに
よって、鋼管Ｗの外周面の複数箇所を支持する。また、
外筒体３５のアーム３側端部の第２フランジ３２には第
３フランジ３９が、モータ１５側端部の第１フランジ３
１にはモータ１５側へ突出する円筒部４１を備えた第４
フランジ４０が、それぞれ締付され、上記第２フランジ
３２と第３フランジ３９との間、および第１フランジ３
１と第４フランジ４０との間に形成される環状溝３３に
も、環状支持部材３４が挟持されている。そして環状支
持部材３４の内周面には、図４にも示すように、冷却流
体が流通する内周貫通溝４５が形成されている。４６，
４７，４８は各部シール用のＯリングである。
【００２４】冷却流体供給管５１は、ロータリジョイン
ト５２を介して図示しない冷却流体循環装置と接続さ
れ、各外筒管３０内に配設されたホース５３および第１
フランジ３１および第２フランジ３２を迂回する迂回ホ
ース５４と直列に順次接続され、外筒体３５のアーム３
側端部内に位置する流体放出リング５５へ冷却流体を供
給する。流体放出リング５５は、複数の放出口５６を備
えており、外筒体３５と鋼管Ｗの間に形成された流通空
間５７へ冷却流体（この例では水）を放出する。外筒体
３５のモータ１５側端部内には、上記冷却流体を流入さ
せる複数の流入口５８を備えた流体吸入リング５９が設
けられており、この流体吸入リング５９により吸入され
た冷却流体は、冷却流体還流管６０およびロータリジョ
イント５２を経て冷却流体循環装置に戻されるようにな
っている。
【００２５】上記構成の装置により肉盛溶接をおこなう
には、新しい鋼管Ｗを支持した冷却装置１３を台車１２
上へ載せ、ロータリジョイント５２を冷却流体循環装置
に接続後、鋼管Ｗの長さ、詳しくはその内面に施す肉盛
領域Ｓの水平方向長さに応じて、アーム３の全長をモー
タ８により調節し、台車１２を図１に鎖線６１で示す位
置まで前進させて、横向トーチ４を肉盛領域Ｓのモータ
１５側端部に位置させる。そしてＣＣＤカメラ２４の焦
点を合せてミラー２１による肉盛ビード２３の反射像お
よびアーク光２２の画像がカメラ受光部に明瞭に結像す
るようにレンズ系をセットする。このときもフィルタ２
７を取外せば、モニタ装置２６の画面２８を見ながら焦
点調節できる。
【００２６】上記セット後、横向トーチ４による肉盛溶
接を開始するとともに、モータ１５による冷却装置１３
と一体の鋼管Ｗの軸線１４のまわりの回転駆動、および
図示しない駆動装置による台車１２の矢印Ｘ方向への低
速駆動により、鋼管Ｗの内面に肉盛溶接をおこなってい
く。横向トーチ４の近傍部の肉盛された肉盛ビード２３
は、ミラー２１による反射像２５としてＣＣＤカメラ２
４により撮像されて、図５に示すようにモニタ装置２６
の画面２８に表示されるとともに、アーク光２２も同画
面上に表示される。
【００２７】そこでこれらの画像を監視して、不揃いあ
るいは過小な肉盛ビード２３の発生やアーク光２２の不
安定などの、肉盛ビードおよびアークの異常状態を発見
したら、肉盛作業を中断して、材料供給部５による材料
供給状況、ガス圧等の点検、横向トーチ４の鋼管外方へ
の引出と点検・清掃などをおこない、要すれば過小肉盛
部には再肉盛による補修をおこなったのち、肉盛溶接を
再開・続行する。
【００２８】このように肉盛溶接直後の肉盛ビード２３
や肉盛溶接中のアーク光２２の異常を直ちに発見して、
上記のような不具合解消処置をとることができるので、
不良品発生を防止できるのである。
【００２９】また冷却装置１３部においては、流通空間
５７内を流通する冷却流体により鋼管Ｗが冷却され、鋼
管Ｗの曲りが少量に抑制されるので、肉盛ビードの反射
像２５がモニタ装置２６の画面２８内で大きくずれるの
を防止でき、また特に鋼管Ｗの中間部外周面が環状支持
部材３４によって支持されるので、鋼管Ｗの曲りが一層
確実に防止される。
【００３０】次に図６および図７により、この発明の実
施の形態の第２例を説明する。この例では図６に示すよ
うに、ＣＣＤカメラ２４には、前記第１例と同じモニタ
装置２６を接続するとともに、新たにＣＣＤカメラ２４
の出力する映像信号にもとづいて肉盛の適否を判定する
画像処理装置７０を接続してあり、その他の構成は第１
例と同じであるので、図２と同一部分には同一符号を付
してそれらの部分の説明は省略し、以下、他の例も同様
とする。
【００３１】画像処理装置７０は、図７に示すように、
ＣＣＤカメラ２４の出力する映像信号、すなわち各撮像
素子の明暗濃度信号から、肉盛ビード２３の巾，アーク
光２２の形状および輝度等の監視対象物を認識し、その
データと予め設定・入力してある許容範囲データとを比
較して、許容範囲内のときはＯＫ信号を、許容範囲外の
ときはＮＧ信号を出力する回路構成を有するものであ
る。
【００３２】７１は上記のＮＧまたはＯＫ信号に応じて
点灯する表示灯で、上記ＮＧ信号は、異常警報信号とし
て表示灯７１に出力されてＮＧ灯を点灯させるととも
に、肉盛中止信号Ｐとして肉盛溶接装置の制御部に出力
される。なお表示灯７１のかわりに、あるいは併用する
形で、ＮＧ時のみ吹鳴する警報ブザー等を設けてもよ
い。
【００３３】また７２は上記判定結果を記録する記録装
置で、必要に応じて設けるものである。なおこの記録装
置７２に、撮像画面をそのまま記録するようにしてもよ
いし、モニタ装置２６をＣＣＤカメラ２４ではなく画像
処理装置７０の出力側に接続して、画像処理装置７０を
介して撮像画面をそのままモニタ装置２６に表示させる
ようにしてもよい。
【００３４】上記構成の装置により第１例と同様に鋼管
Ｗの回転駆動および台車１２の低速駆動等をおこないつ
つ横向トーチ４により肉盛溶接をおこなっていけば、肉
盛ビード２３およびアーク光２２はＣＣＤカメラ２４に
より撮像されてモニタ装置２６の画面２８に表示される
とともに、過小な肉盛ビード２３の発生やアーク光２２
の過小や過大などの異常が発生すると、画像処理装置７
０がＮＧ信号を出力して表示灯７１のＮＧ灯を点灯させ
るとともに、肉盛中止信号Ｐの出力により肉盛作業が自
動的に中断される。この中断後の不具合解消処置は前記
第１例と同様にしておこなえばよい。
【００３５】このように画像処理装置７０の判定出力に
より、肉盛ビード２３やアーク光２２の異常を直ちに発
見して、必要な処置をとることができるので、不良品発
生を防止できるのである。
【００３６】なおこの第２例においては、モニタ装置２
６を併用しているので、画像処理装置７０のＮＧ信号に
より表示灯７１の点灯および／または前述の警報ブザー
の吹鳴等のみをおこなって、作業者のモニタ装置２６注
視をうながし、溶接作業の中断は作業者の判断によるよ
うにしてもよく、この場合は作業者は常時モニタ装置２
６を監視していなくてもよいので、作業者の負担を減ら
すことができる。
【００３７】また上記第２例において、モニタ装置２６
は省略して画像処理装置７０のみにより肉盛の適否を判
定するようにしてもよく、またこの場合も、上記の肉盛
中止信号Ｐにより肉盛作業を自動させるかわりに、表示
灯７１の点灯および／または前述の警報ブザーの吹鳴等
のみをおこなって、溶接作業の中断は作業者の判断によ
るようにしてもよい。
【００３８】次に図８〜図１０により、この発明の実施
の形態の第３例を説明する。この例では、前記第１例に
おけるミラー２１のかわりにプリズム形式のミラー８０
を用い、このミラー８０冷却用のミラー冷却装置８５を
設けるとともに、前記第１例におけるＣＣＤカメラ２４
のレンズ前面部に取付けるフィルタ２７のかわりに、ミ
ラー８０とＣＣＤカメラ２４との間に特殊構成のフィル
タ９０を介在させてあり、その他の構成は第１例と同じ
である。
【００３９】ミラー８０は、傾斜面（背面）部に銀メッ
キ層からなる反射膜を被着したプリズム８１をケーシン
グ８２中に収容し、その受光面側を保護ガラス板８３で
覆ったものであり、アーム３の先端部に支軸８４により
傾動調節自在に取付けてあり、前記第１例のミラー２１
と同様に、横向トーチ４のアーク光２２の近傍部の肉盛
溶接ずみの肉盛ビード２３の像を反射して水平方向に出
射するように取付角度を調整してある。
【００４０】ミラー冷却装置８５は、アーム３内を通っ
て図示しないアルゴンガス供給源に接続された冷却用ガ
ス供給管８６の先端部８６ａを図９に示すように屈曲さ
せて、該先端部に複数個のガス吹出口８７を穿設し、こ
のガス吹出口８７から吹出す冷却用ガス（アルゴンガ
ス）Ｇが、保護ガラス板８３の表面に沿って流通するよ
うになっている。
【００４１】これによって、保護ガラス板８３の表面部
が冷却用ガスＧにより冷却されて、該表面部がアーク光
２２および肉盛溶接金属部からの輻射熱により溶損して
曇りを生じるのが防止され、肉盛ビード２３の反射像を
常に鮮明な画像としてＣＣＤカメラ２４により撮像する
ことができるのである。
【００４２】なお上記保護ガラス板８３を用いない場合
は、直接プリズム８１の受光面側に沿って冷却用ガスＧ
を流通させるようにすればよく、また前記第１例の平板
状のミラー２１を用いる場合にも、このミラー２１の表
面（受光面）に沿って冷却用ガスＧを流通させるように
すればよい。
【００４３】またフィルタ９０は、鋼管Ｗの開口端部を
覆う形で図示しない支持アームにより基台１（図１参
照）上に固設された２枚のフィルタ９１，９２から成
り、肉盛ビード２３部からＣＣＤカメラ２４への入射光
が通る上側のフィルタ９１よりも、アーク光２２が通る
下側のフィルタ９２の減光率を大としてある。
【００４４】これによって、ＣＣＤカメラ２４の撮像面
部（撮像素子部）に結像する肉盛ビード２３の反射像２
５と、アーク光２２の画像との明度差を少なくして、両
者を鮮明な画像として撮像することができるのである。
【００４５】この発明は上記の例に限定されるものでは
なく、たとえば、上記の例では撮像用のカメラとしてＣ
ＣＤカメラ２４を用いたので、ノイズの影響が少なく、
画像処理装置７０における画像処理が容易であり、また
肉盛作業記録がコンピュータ等へ容易にできるという長
所を有するものであるが、撮像管カメラなど、ＣＣＤカ
メラ以外のカメラを使用してもよい。また上記の例で
は、肉盛ビード２３と共にアーク光２２も撮像し、モニ
タ装置２６に表示させあるいは画像処理装置７０による
アーク光の適否判定をおこなわせたが、アーク光２２の
不具合は肉盛ビード２３の状態となってあらわれるの
で、肉盛ビード２３のみを撮像し監視あるいは適否判定
をするようにしてもよい。また鋼管Ｗの外周部に冷却用
流体を流通させる冷却装置としては、上記の環状支持部
材３４を有しないものなど、他形式の冷却装置を用いて
もよいし、また鋼管が比較的短尺であったり肉盛溶接時
の入熱量が少ない場合などは、冷却装置は省略すること
もできる。
【００４６】また上記の例では横向トーチ４とＣＣＤカ
メラ２４を固定位置に配置し、鋼管Ｗを軸線１４方向に
移動させつつ肉盛溶接する場合について説明したが、こ
の発明は、一定位置で回転自在に支持された鋼管に対し
て、横向トーチを上記軸線方向に移動させつつ肉盛溶接
する鋼管内面肉盛溶接装置にも適用でき、この場合は横
向トーチとカメラを連動して移動させて、横向トーチと
一体になって移動するミラーと、カメラの離間距離を、
一定値に維持すればよい。
【００４７】また以上は金属管が鋼管である場合につい
て説明したが、この発明はたとえば銅管など、鋼管以外
の金属管の肉盛溶接装置にも適用できるものである。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、アーク光近傍部の肉盛ビードの反射像がモニ
タ装置に表示されるので、肉盛溶接作業中において肉盛
ビードの異常を直ちに発見でき、これに対して装置の点
検や再肉盛による補修などの不具合解消処置をとること
により、不良品の発生を防止できる。
【００４９】また上記の効果に加えて、請求項２記載の
発明によれば、上記肉盛ビードの反射像とともにアーク
光の画像がモニタ装置の同一画面内に表示されるので、
肉盛溶接作業中において肉盛ビードとともにアーク光の
異常も直ちに発見でき、これに対して上記と同様な不具
合解消処置をとることにより、不良品の発生を防止でき
る。
【００５０】また請求項３記載の発明によれば、アーク
光近傍部の肉盛ビードは、ミラーによる反射像としてカ
メラにより撮像されてその映像信号にもとづいて画像処
理装置により肉盛の適否を判定されるので、肉盛溶接作
業中に画像処理装置の判定出力により肉盛溶接の異常を
直ちに発見でき、これに対して装置の点検や再肉盛によ
る補修などの不具合解消処置をとることにより、不良品
の発生を防止できる。
【００５１】また上記の請求項３記載の発明の効果に加
えて、請求項４記載の発明によれば、肉盛ビードの反射
像の映像信号とともに、アーク光の映像信号にもとづい
て画像処理装置により肉盛の適否を判定されるので、肉
盛溶接作業中において肉盛ビードとともにアーク光の異
常も直ちに発見でき、これに対して上記と同様な不具合
解消処置をとることにより、不良品の発生を防止でき
る。
【００５２】また上記の請求項２および４記載の発明の
効果に加えて、請求項５記載の発明によれば、肉盛ビー
ドとアーク光の画像の明度差を少なくして、両者を鮮明
な画像としてカメラにより撮像できる。
【００５３】また上記の効果に加えて、請求項６記載の
発明によれば、金属管は冷却用流体により冷却されるの
で、アークによる入熱量が多い場合でも金属管の熱影響
による曲りが少量に抑制され、ミラーによる反射像の位
置がずれて画面からはみ出すのを防止できる。
【００５４】また上記の効果に加えて、請求項７記載の
発明によれば、ミラーの受光面部が冷却用ガスにより冷
却されるので該受光面部の溶損が防止され、肉盛ビード
を常に鮮明な反射像としてカメラにより撮像できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の第１例を示す鋼管内面
肉盛装置の正面図である。
【図２】図１の装置における肉盛および撮像状態を示す
要部拡大縦断面図である。
【図３】図１の装置における冷却装置の縦断面図であ
る。
【図４】図３のＡーＡ線断面図である。
【図５】図２に示す撮像時のモニタ装置における表示画
面である。
【図６】この発明の実施の形態の第２例を示す鋼管内面
肉盛装置の肉盛および撮像状態を示す要部拡大縦断面図
（図２相当図）である。
【図７】図６の装置における画像処理装置のデータ処理
工程を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態の第３例を示す鋼管内面
肉盛装置の肉盛および撮像状態を示す要部拡大縦断面図
（図２相当図）である。
【図９】図８の矢視Ｂ−Ｂ底面図である。
【図１０】図８の矢視Ｃ−Ｃ側面図である。
【符号の説明】
２…フレーム、３…アーム、４…横向トーチ、１１…レ
ール、１２…台車、１３…冷却装置、１４…軸線、１８
…支持ローラ、２１…ミラー、２２…アーク光、２３…
肉盛ビード、２４…ＣＣＤカメラ、２５…反射像、２６
…モニタ装置、２８…画面、３４…環状支持部材、３５
…外筒体、５７…流通空間、７０…画像処理装置、７１
…表示灯、８０…ミラー、８１…プリズム、８３…保護
ガラス板、８５…ミラー冷却装置、８６…冷却用ガス供
給管、８７…ガス吹出口、９０…フィルタ、９１…フィ
ルタ、９２…フィルタ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基端部を支持された水平方向に延びるア
    ームの先端部に取付けた横向トーチにより、水平方向に
    延びる軸線のまわりに回転自在に支持された金属管の内
    面部に、前記金属管または前記横向トーチを前記軸線方
    向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金属管内面肉盛装
    置において、前記アームの先端部に取付けたミラーと、
    前記ミラーから離間した位置に配置され前記横向トーチ
    のアーク光近傍部の肉盛ビードを前記ミラーを介して撮
    像するカメラと、前記カメラの出力する映像信号を画像
    として表示するモニタ装置とをそなえたことを特徴とす
    る監視装置付き金属管内面肉盛装置。
  2. 【請求項２】 基端部を支持された水平方向に延びるア
    ームの先端部に取付けた横向トーチにより、水平方向に
    延びる軸線のまわりに回転自在に支持された金属管の内
    面部に、前記金属管または前記横向トーチを前記軸線方
    向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金属管内面肉盛装
    置において、前記アームの先端部に取付けたミラーと、
    前記ミラーから離間した位置に配置され前記横向トーチ
    のアーク光近傍部の肉盛ビードを前記ミラーを介して撮
    像するとともに前記肉盛ビード像と同一画面内に前記ア
    ーク光を撮像するカメラと、前記カメラの出力する映像
    信号を画像として表示するモニタ装置とをそなえたこと
    を特徴とする監視装置付き金属管内面肉盛装置。
  3. 【請求項３】 基端部を支持された水平方向に延びるア
    ームの先端部に取付けた横向トーチにより、水平方向に
    延びる軸線のまわりに回転自在に支持された金属管の内
    面部に、前記金属管または前記横向トーチを前記軸線方
    向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金属管内面肉盛装
    置において、前記アームの先端部に取付けたミラーと、
    前記ミラーから離間した位置に配置され前記横向トーチ
    のアーク光近傍部の肉盛ビードを前記ミラーを介して撮
    像するカメラと、前記カメラの出力する映像信号にもと
    づいて肉盛の適否を判定する画像処理装置とをそなえた
    ことを特徴とする監視装置付き金属管内面肉盛装置。
  4. 【請求項４】 基端部を支持された水平方向に延びるア
    ームの先端部に取付けた横向トーチにより、水平方向に
    延びる軸線のまわりに回転自在に支持された金属管の内
    面部に、前記金属管または前記横向トーチを前記軸線方
    向に移動させつつ肉盛溶接をおこなう金属管内面肉盛装
    置において、前記アームの先端部に取付けたミラーと、
    前記ミラーから離間した位置に配置され前記横向トーチ
    のアーク光近傍部の肉盛ビードを前記ミラーを介して撮
    像するとともに前記肉盛ビード像と同一画面内に前記ア
    ーク光を撮像するカメラと、前記カメラの出力する映像
    信号にもとづいて肉盛の適否を判定する画像処理装置と
    をそなえたことを特徴とする監視装置付き金属管内面肉
    盛装置。
  5. 【請求項５】 前記ミラーと前記カメラの間に、前記肉
    盛ビード部から前記カメラへの入射光に対して前記アー
    ク光をより大きく減光させるフィルタを設けた請求項２
    または４記載の監視装置付き金属管内面肉盛装置。
  6. 【請求項６】 前記金属管の外周部に冷却用流体を流通
    させる冷却装置をそなえている請求項１または２または
    ３または４または５記載の監視装置付き金属管内面肉盛
    装置。
  7. 【請求項７】 前記ミラーの受光面側に、該受光面冷却
    用ガスを流通させるミラー冷却装置を設けた請求項１ま
    たは２または３または４または５または６記載の監視装
    置付き金属管内面肉盛装置。
  8. 【請求項８】 前記金属管が鋼管である請求項１または
    ２または３または４または５または６または７記載の監
    視装置付き金属管内面肉盛装置。
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