JP7318817B2 - 溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出装置、溶接鋼管の製造設備、溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出方法、溶接鋼管の製造方法および溶接鋼管の品質管理方法 - Google Patents
溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出装置、溶接鋼管の製造設備、溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出方法、溶接鋼管の製造方法および溶接鋼管の品質管理方法 Download PDFInfo
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Description
まず、溶接鋼管の製造設備の構成について、図1を参照しながら説明する。合わせて、溶接鋼管の製造方法についても説明する。製造設備1は、溶接機11と、切削機12と、複数のアニーラ加熱子13からなる加熱装置と、を備えている。
次に、本発明の実施形態に係る溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出装置と位置検出方法について、図2を参照しながら説明する。位置検出装置2は、アニーラ加熱子13による加熱中または加熱後において、溶接鋼管Wのシーム部Sの位置と、アニーラ加熱子13によってシーム部Sが狙って加熱されることで発生する加熱部の位置とを検出する(位置検出工程)。ここで、シーム部Sおよび加熱部の位置は、どちらも溶接鋼管Wの表面上での位置となる。位置検出装置2は、複数のアニーラ加熱子13を備える製造設備1に適用される場合、いずれか一つのアニーラ加熱子13の後ろに設置されればよい。
次に、撮像装置22として用いるカメラの精度について説明する。まず、溶接鋼管Wのシーム部Sと加熱部との位置合わせの要求精度に対して、分解能を設定する必要がある。例えば0.5mmの精度が必要であれば、画素分解能以上に正しく位置を推定することは困難であるため、少なくとも0.5mm/画素以上の分解能が必要となる。
次に、溶接鋼管Wのシーム部Sの画像を撮像するための照射手段21および撮像装置22の適切な配置位置について説明する。図7は、シーム部Sのアニーリング前後における画像であり、(a)は加熱前に正反射条件で撮像した画像、(b)は加熱後に正反射条件で撮像した画像、(c)は加熱前に拡散反射条件で撮像した画像、(d)は加熱後に拡散反射条件で撮像した画像、である。
前記した位置検出装置2では、溶接鋼管Wのシーム部Sおよび加熱部の位置検出結果を表示装置24に表示していた。これに代えて、例えば図13に示すように、画像処理装置23によって検出したシーム部Sおよび加熱部の位置のズレ量に基づいて、アニーラ加熱子13の位置を制御してもよい。同図に示した位置検出装置2Aは、図2に示した位置検出装置2の構成に加えて、加熱子位置制御装置26を備えている。
溶接鋼管Wの品質管理方法は、位置検出装置2,2Aによって検出されたシーム部Sの位置に対する加熱部の位置のズレ量に基づいて、溶接鋼管Wの品質を管理する。品質管理方法では、例えば前記したズレ量が予め定めた閾値以上である場合、溶接鋼管Wの品質(例えば靭性等)が、予め定められた要求スペックを満たすか否かを検査する検査工程を実施する。そして、検査工程の結果に基づいて、当該溶接鋼管Wをグレード落ちとして再利用するか、あるいはNG品として廃棄するかを決定する。このように、シーム部Sの位置に対する加熱部の位置のズレ量に基づいて溶接鋼管Wを分類することにより、品質の優れた溶接鋼管Wを提供することができる。
本発明の実施例について説明する。本実施例では、図2と同様の位置検出装置を構築し、シーム部および加熱部の位置を検出した。撮像装置として、640×480画素のカメラを用い、照射手段として、50μsで照射可能なフラッシュ光源を用いた。また、撮像装置と照射手段の配置は、正反射条件とし、光の照射角を5度に設定した。得られた画像から重心処理によってシーム部および熱部の位置を算出した結果を図14に示す。同図に示すように、シーム部に対して加熱部が精度よく追従できていることがわかる。
11 溶接機
12 切削機
13 アニーラ加熱子
2,2A 位置検出装置
21,21A,21B 照射手段
22 撮像装置
23 画像処理装置
24 表示装置
25 制御装置
26 加熱子位置制御装置
S シーム部
W 溶接鋼管
n 法線ベクトル
α 照射角度
β 受光角度
c 測定箇所
Claims (10)
- 溶接鋼管のシーム部の位置と、前記シーム部および/またはシーム部近傍が加熱されることで発生する加熱部の位置とを検出する位置検出装置であって、
光を照射する照射手段と、
光が照射された前記シーム部および前記加熱部の第一の画像と、光が照射されていない前記シーム部および前記加熱部の第二の画像とを撮像する撮像装置と、
前記照射手段による光の照射と、前記撮像装置の撮像タイミングとを制御する制御装置と、
前記第一の画像と前記第二の画像との差分を取ることにより、前記シーム部および前記加熱部の位置を検出する画像処理装置と、
を備える溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出装置。 - 前記制御装置は、前記第一の画像および前記第二の画像の、許容される画像の位置ズレ量に基づいて、前記照射手段の光の照射タイミングと、前記撮像装置の撮像タイミングとを制御する請求項1に記載の溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出装置。
- 溶接鋼管のシーム部の位置と、前記シーム部および/またはシーム部近傍が加熱されることで発生する加熱部の位置とを検出する位置検出装置であって、
光を照射する照射手段と、
光が照射された前記シーム部および前記加熱部の第一の画像と、光が照射されていない前記シーム部および前記加熱部の第二の画像とを撮像する撮像装置と、
前記照射手段による光の照射と、前記撮像装置の撮像タイミングとを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記第一の画像および前記第二の画像の、許容される画像の位置ズレ量に基づいて、前記照射手段の光の照射タイミングと、前記撮像装置の撮像タイミングとを制御する溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出装置。 - 前記照射手段と前記撮像装置とが、前記シーム部を含む測定箇所に対して、正反射条件となる位置に配置される請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出装置。
- 筒状に成形された鋼板の突合せ部を溶接する溶接機と、
溶接後のビード部を切削する切削機と、
切削後のシーム部を加熱する一つまたは複数のアニーラ加熱子と、
前記アニーラ加熱子の内いずれか一つの後ろに設けられた、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出装置と、
を備え、
前記位置検出装置は、前記シーム部の位置と、前記アニーラ加熱子により発生した加熱部の位置とを検出する溶接鋼管の製造設備。 - 溶接鋼管のシーム部の位置と、前記シーム部および/またはシーム部近傍が加熱されることで発生する加熱部の位置とを検出する位置検出方法であって、
照射手段によって光を照射する照射工程と、
撮像装置によって、光が照射された前記シーム部および前記加熱部の第一の画像と、光が照射されていない前記シーム部および前記加熱部の第二の画像とを撮像する撮像工程と、
画像処理装置によって、前記第一の画像と前記第二の画像との差分を取ることにより、前記シーム部および前記加熱部の位置を検出する画像処理工程と、
を含み、
前記照射工程および前記撮像工程では、制御装置によって、前記照射手段による光の照射と、前記撮像装置の撮像タイミングとを制御する、
溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出方法。 - 溶接鋼管のシーム部の位置と、前記シーム部および/またはシーム部近傍が加熱されることで発生する加熱部の位置とを検出する位置検出方法であって、
照射手段によって光を照射する照射工程と、
撮像装置によって、光が照射された前記シーム部および前記加熱部の第一の画像と、光が照射されていない前記シーム部および前記加熱部の第二の画像とを撮像する撮像工程と、
を含み、
前記照射工程および前記撮像工程では、
制御装置によって、前記照射手段による光の照射と、前記撮像装置の撮像タイミングとを制御し、
前記制御装置によって、前記第一の画像および前記第二の画像の、許容される画像の位置ズレ量に基づいて、前記照射手段の光の照射タイミングと、前記撮像装置の撮像タイミングとを制御する
溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出方法。 - 筒状に成形された鋼板の突合せ部を溶接する溶接工程と、
溶接後のビード部を切削する切削工程と、
切削後のシーム部を、アニーラ加熱子によって加熱する加熱工程と、
を含み、
前記加熱工程は、請求項6または請求項7に記載の溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出方法によって、前記シーム部の位置と、前記アニーラ加熱子により発生した加熱部の位置とを検出する位置検出工程を含む溶接鋼管の製造方法。 - 前記加熱工程は、前記位置検出工程によって検出された前記シーム部の位置に対する前記加熱部の位置のズレ量に基づいて、前記アニーラ加熱子の位置を制御する加熱子位置制御工程を含む請求項8に記載の溶接鋼管の製造方法。
- 請求項6または請求項7に記載の溶接鋼管のシーム部および加熱部の位置検出方法によって検出された、前記シーム部の位置に対する前記加熱部の位置のズレ量に基づいて、前記溶接鋼管の品質を管理する溶接鋼管の品質管理方法。
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