JP2630717B2 - 自動開先検査装置 - Google Patents
自動開先検査装置Info
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- JP2630717B2 JP2630717B2 JP28585892A JP28585892A JP2630717B2 JP 2630717 B2 JP2630717 B2 JP 2630717B2 JP 28585892 A JP28585892 A JP 28585892A JP 28585892 A JP28585892 A JP 28585892A JP 2630717 B2 JP2630717 B2 JP 2630717B2
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接前に行う開先形状
の計測技術に関するものである。
の計測技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、開先形状の測定は光切断法を利用
して行われている。例えば、図９は特開昭５２−１３３
０５０号公報に開示された開先の表面形状測定の概念図
であって、溶接母材１の開先部２に対し、レーザ光線３
をレーザ光源４から照射して、その照射線像を撮像装置
５で撮像し、撮像した画像データから溶接母材１の表面
形状を推定するものである。図１０は撮像した画像デー
タの例を示したもので、図中の黒丸部が画像データであ
って、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の補助線を作成することで開先
の表面形状が推定できる。
して行われている。例えば、図９は特開昭５２−１３３
０５０号公報に開示された開先の表面形状測定の概念図
であって、溶接母材１の開先部２に対し、レーザ光線３
をレーザ光源４から照射して、その照射線像を撮像装置
５で撮像し、撮像した画像データから溶接母材１の表面
形状を推定するものである。図１０は撮像した画像デー
タの例を示したもので、図中の黒丸部が画像データであ
って、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の補助線を作成することで開先
の表面形状が推定できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の開先の形状測定では、開先の断面形状まで推
定できず、したがって開先の厚さやルートフェースまで
は測定することができなかった。本発明は、この課題を
解決するためになされたもので、開先の断面形状を推定
して、開先の厚さやルートフェースまで測定できる装置
を提供することを目的とする。
うな従来の開先の形状測定では、開先の断面形状まで推
定できず、したがって開先の厚さやルートフェースまで
は測定することができなかった。本発明は、この課題を
解決するためになされたもので、開先の断面形状を推定
して、開先の厚さやルートフェースまで測定できる装置
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の自動開先検査装
置は、開先部にレーザ光を照射する光学装置と、この光
学装置からのレーザ光の照射線像を撮像する撮像装置
と、この撮像装置の撮像データから開先部の表面形状を
推定する表面形状推定装置と、開先部の近傍の板厚を測
定する超音波板厚計と、表面形状推定装置で得られた表
面形状と超音波板厚計で得られた板厚とから開先部の断
面形状を合成する断面形状推定装置とを備えたものであ
る。
置は、開先部にレーザ光を照射する光学装置と、この光
学装置からのレーザ光の照射線像を撮像する撮像装置
と、この撮像装置の撮像データから開先部の表面形状を
推定する表面形状推定装置と、開先部の近傍の板厚を測
定する超音波板厚計と、表面形状推定装置で得られた表
面形状と超音波板厚計で得られた板厚とから開先部の断
面形状を合成する断面形状推定装置とを備えたものであ
る。
【０００５】
【作用】本発明においては、光学装置、撮像装置及び表
面形状推定装置で開先部の表面形状を得、超音波板厚計
で母材の板厚を得、これら両方のデータから断面形状推
定装置で開先部の断面形状を推定する。
面形状推定装置で開先部の表面形状を得、超音波板厚計
で母材の板厚を得、これら両方のデータから断面形状推
定装置で開先部の断面形状を推定する。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す自動開先検査装
置の全体構成図である。開先の表面形状の測定は原則と
して従来と同じ構成であって、溶接母材１の開先部２に
対し、レーザ光３をレーザ光源４から光ファイバー６で
導き、レンズアッセンブリ７から照射して、撮像装置５
によってその照射線像を撮像する。さらに、撮像データ
を画像処理器８において２値化処理した後、表面形状デ
ータとして座標演算装置９へ転送する。
置の全体構成図である。開先の表面形状の測定は原則と
して従来と同じ構成であって、溶接母材１の開先部２に
対し、レーザ光３をレーザ光源４から光ファイバー６で
導き、レンズアッセンブリ７から照射して、撮像装置５
によってその照射線像を撮像する。さらに、撮像データ
を画像処理器８において２値化処理した後、表面形状デ
ータとして座標演算装置９へ転送する。
【０００７】また、超音波板厚計１０の超音波探触子１
１を溶接母材１の開先部２近傍に配置し、超音波板厚計
１０により溶接母材１の開先部２付近の板厚を計測し、
その板厚を座標演算装置９へ転送する。
１を溶接母材１の開先部２近傍に配置し、超音波板厚計
１０により溶接母材１の開先部２付近の板厚を計測し、
その板厚を座標演算装置９へ転送する。
【０００８】座標演算装置９では、これらの表面形状デ
ータと板厚とから開先部２の形状座標を算出して開先部
２の断面形状を推定する。なお、開先形状演算装置１２
は、座標演算装置９で算出した座標から、ルートフェー
ス、ルートギャップ、目違い、開先角度等を個々に算出
するためのものである。
ータと板厚とから開先部２の形状座標を算出して開先部
２の断面形状を推定する。なお、開先形状演算装置１２
は、座標演算装置９で算出した座標から、ルートフェー
ス、ルートギャップ、目違い、開先角度等を個々に算出
するためのものである。
【０００９】図２は座標演算装置９による断面形状推定
の説明図である。まず溶接母材１Ａ、１Ｂの表面形状デ
ータから表面形状の座標を算出し、実線ａ−ｂ−ｃとｆ
−ｇ−ｈを得る。ここで、表面形状は、開先部上面から
認識できるａ−ｂ−ｃ及びｆ−ｇ−ｈで形成される形状
のことで、開先角度θ、目違いＤ、ルートギャップＧ等
から構成される。次に、実線ａ−ｂ、実線ｆ−ｇを基準
とし、溶接母材１Ａ、１Ｂのそれぞれの板厚Ｔ１、Ｔ２
に相当する間隔を有した位置を求め、溶接母材１Ａ、１
Ｂの底面形状として、一点鎖線ｄ−ｅとｉ−ｊを得る。
また、点ｃから一点鎖線ｄ−ｅに、点ｈから一点鎖線ｉ
−ｊにそれぞれ垂線を下ろし、ルートフェースＨ１、Ｈ
２として破線ｃ−ｅとｈ−ｊを得る。すなわち、断面形
状は、ａ−ｂ−ｃ−ｅ−ｄ及びｆ−ｇ−ｈ−ｊ−ｉで形
成される開先部の垂直断面形状のことで、開先角度θ、
目違いＤ、ルートギャップＧ、母材板厚Ｔ１、Ｔ２、ル
ートフェースＨ１、Ｈ２等から構成される。
の説明図である。まず溶接母材１Ａ、１Ｂの表面形状デ
ータから表面形状の座標を算出し、実線ａ−ｂ−ｃとｆ
−ｇ−ｈを得る。ここで、表面形状は、開先部上面から
認識できるａ−ｂ−ｃ及びｆ−ｇ−ｈで形成される形状
のことで、開先角度θ、目違いＤ、ルートギャップＧ等
から構成される。次に、実線ａ−ｂ、実線ｆ−ｇを基準
とし、溶接母材１Ａ、１Ｂのそれぞれの板厚Ｔ１、Ｔ２
に相当する間隔を有した位置を求め、溶接母材１Ａ、１
Ｂの底面形状として、一点鎖線ｄ−ｅとｉ−ｊを得る。
また、点ｃから一点鎖線ｄ−ｅに、点ｈから一点鎖線ｉ
−ｊにそれぞれ垂線を下ろし、ルートフェースＨ１、Ｈ
２として破線ｃ−ｅとｈ−ｊを得る。すなわち、断面形
状は、ａ−ｂ−ｃ−ｅ−ｄ及びｆ−ｇ−ｈ−ｊ−ｉで形
成される開先部の垂直断面形状のことで、開先角度θ、
目違いＤ、ルートギャップＧ、母材板厚Ｔ１、Ｔ２、ル
ートフェースＨ１、Ｈ２等から構成される。
【００１０】図３は本発明を鋼管の溶接開先部検査に用
いた概略斜視図である。ここでは、鋼管２１の溶接開先
部付近に円周方向レール２２を配し、円周方向レール２
２にはこのレール２２をガイドとして鋼管２１の周方向
にスライドするスライダ２３を取付け、スライダ２３に
は鋼管２１の軸方向と平行に移動可能なアーム２４を備
え、このアーム２４に本発明の走査部を構成する撮像装
置５、レンズアッセンブリ７及び超音波探触子１１を支
持する（本発明の他の構成部の表示は省略）。図４は図
３の全体構成図であって、２０は走査部とデータ処理部
で表した本発明の自動開先検査装置、２５はスライダ２
３及びアーム２４の動きを制御する走査制御装置、２６
は自動検査装置２０及び走査制御装置２５を制御すると
ともに走査制御装置２５から転送される鋼管２１の位置
座標と、自動検査装置２０から転送される開先形状デー
タとを記憶装置２７に記憶させる機能も有する。
いた概略斜視図である。ここでは、鋼管２１の溶接開先
部付近に円周方向レール２２を配し、円周方向レール２
２にはこのレール２２をガイドとして鋼管２１の周方向
にスライドするスライダ２３を取付け、スライダ２３に
は鋼管２１の軸方向と平行に移動可能なアーム２４を備
え、このアーム２４に本発明の走査部を構成する撮像装
置５、レンズアッセンブリ７及び超音波探触子１１を支
持する（本発明の他の構成部の表示は省略）。図４は図
３の全体構成図であって、２０は走査部とデータ処理部
で表した本発明の自動開先検査装置、２５はスライダ２
３及びアーム２４の動きを制御する走査制御装置、２６
は自動検査装置２０及び走査制御装置２５を制御すると
ともに走査制御装置２５から転送される鋼管２１の位置
座標と、自動検査装置２０から転送される開先形状デー
タとを記憶装置２７に記憶させる機能も有する。
【００１１】なお、本発明の開先検査装置に、図５に示
すように白色光源２８を備えれば、撮像装置５と共に用
いて目視検査を行うことができる。また、図６に示すよ
うに渦流センサ２９と渦流測定器３０を備えれば、鋼管
２１等の縦シーム溶接部３１の位置を検出することもで
きる。
すように白色光源２８を備えれば、撮像装置５と共に用
いて目視検査を行うことができる。また、図６に示すよ
うに渦流センサ２９と渦流測定器３０を備えれば、鋼管
２１等の縦シーム溶接部３１の位置を検出することもで
きる。
【００１２】その他、開先検査装置には、鋼管２１に打
刻してある刻印の読取機構を備えることもできる。これ
は、図７に示すように、レンズアッセンブリ７と撮像装
置５を用い、鋼管２１の打刻部（図では数字の２）にレ
ーザ光を当てると、画像処理装置８の画像データは図８
の（ａ）のように、打刻数字に対応する箇所にくぼみ３
２を生じるので、これに２値化画像処理を施し、さらに
パターン認識を行うことによって、（ｂ）のように数字
もしくは記号として識別できる。
刻してある刻印の読取機構を備えることもできる。これ
は、図７に示すように、レンズアッセンブリ７と撮像装
置５を用い、鋼管２１の打刻部（図では数字の２）にレ
ーザ光を当てると、画像処理装置８の画像データは図８
の（ａ）のように、打刻数字に対応する箇所にくぼみ３
２を生じるので、これに２値化画像処理を施し、さらに
パターン認識を行うことによって、（ｂ）のように数字
もしくは記号として識別できる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学装置、撮像装置及び表面形状推定装置で開先部の表面
形状を、超音波板厚計で母材の板厚をそれぞれ得て、断
面形状推定装置でこれらを合成することにより、開先部
の断面形状を得ることが可能になった。さらに、本装置
により得られた開先部の断面形状データを、次の溶接工
程における溶接条件に反映させ、また溶接完了後の超音
波探傷試験における超音波探触子の位置設定に利用する
ことによって、高品質の溶接を保障できる効果がある。
学装置、撮像装置及び表面形状推定装置で開先部の表面
形状を、超音波板厚計で母材の板厚をそれぞれ得て、断
面形状推定装置でこれらを合成することにより、開先部
の断面形状を得ることが可能になった。さらに、本装置
により得られた開先部の断面形状データを、次の溶接工
程における溶接条件に反映させ、また溶接完了後の超音
波探傷試験における超音波探触子の位置設定に利用する
ことによって、高品質の溶接を保障できる効果がある。
【図１】本発明の開先検査装置の実施例を示す全体構成
図である。
図である。
【図２】座標演算装置による断面形状推定の説明図であ
る。
る。
【図３】本発明を鋼管の溶接開先部検査に用いた概略斜
視図である。
視図である。
【図４】図３の全体構成図である。
【図５】本発明の開先検査装置の一部を構成する目視検
査機構である。
査機構である。
【図６】本発明の開先検査装置の一部を構成する縦シー
ム溶接部検出機構である。
ム溶接部検出機構である。
【図７】本発明の開先検査装置の一部を構成する刻印読
取機構である。
取機構である。
【図８】刻印読取機構の動作説明図である。
【図９】従来の開先表面形状測定の概念図である。
【図１０】撮像装置によって撮像した画像データの例で
ある。
ある。
【符号の説明】 １ 溶接母材 ２ 開先部 ３ レーザ光 ４ レーザ光源 ５ 撮像装置 ６ 光ファイバー ７ レンズアッセンブリ ８ 画像処理器 ９ 座標演算装置 １０ 超音波板厚計 １１ 超音波探触子 １２ 開先形状演算装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｂ 17/02 Ｇ０１Ｂ 17/02 Ｚ (73)特許権者 000004123 日本鋼管株式会社 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 (72)発明者 石原 耕司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 宮崎 孝雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 萩原 明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 木村 豊吉 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 岡本 和夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 佐藤 卓雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−29904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−9145（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−49213（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−133050（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−258473（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−136004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−60946（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 開先部にレーザ光を照射する光学装置
と、この光学装置からのレーザ光の照射線像を撮像する
撮像装置と、この撮像装置の撮像データから開先部の表
面形状を推定する表面形状推定装置と、開先部近傍の板
厚を測定する超音波板厚計と、表面形状推定装置で得ら
れた表面形状と超音波板厚計で得られた板厚とから開先
部の断面形状を合成する断面形状推定装置とを備えた自
動開先検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28585892A JP2630717B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 自動開先検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28585892A JP2630717B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 自動開先検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06137853A JPH06137853A (ja) | 1994-05-20 |
| JP2630717B2 true JP2630717B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=17696968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28585892A Expired - Fee Related JP2630717B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 自動開先検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630717B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010112578A (ko) * | 2000-06-09 | 2001-12-20 | 이구택 | 스트립의 접합부 자동 점검장치 |
| US7015473B2 (en) * | 2003-09-30 | 2006-03-21 | General Electric Company | Method and apparatus for internal feature reconstruction |
| EP2123389B1 (en) * | 2007-02-13 | 2016-04-13 | JFE Steel Corporation | Seam-welded steel pipe manufacturing method and its manufacturing apparatus |
| EP2554286B1 (en) * | 2010-03-26 | 2019-06-12 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method and apparatus for manufacturing uoe steel pipe |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP28585892A patent/JP2630717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06137853A (ja) | 1994-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970114 |
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