JPH0857667A - ビーム溶接管のシーム倣い制御方法及びシーム倣い制御装置 - Google Patents
ビーム溶接管のシーム倣い制御方法及びシーム倣い制御装置Info
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- JPH0857667A JPH0857667A JP6198655A JP19865594A JPH0857667A JP H0857667 A JPH0857667 A JP H0857667A JP 6198655 A JP6198655 A JP 6198655A JP 19865594 A JP19865594 A JP 19865594A JP H0857667 A JPH0857667 A JP H0857667A
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- pipe
- axis
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接不良を生じない溶接管のシーム倣い制御
方法及びシーム倣い制御装置を提供する。 【構成】 管軸ｘ−ｘ回りに回動可能な加工ヘッド５を
オープンパイプＨ上方に配し、衝合部６のシームずれ量
をシームずれ量検出部２０が検出する。検出結果に応じ
て演算部３１が加工ヘッド５の回転量及びミラー１，２
の回動量を算出し、加工ヘッド制御部３０が加工ヘッド
５を回動せしめ、ミラー制御部３２，３３がミラー１，
２を回動せしめる。レーザビーム９が加工ヘッド５から
ミル中心ラインｘ−ｘを含む平面上に在る方向からオー
プンパイプＨの衝合部６に照射され、衝合端面に溶接不
良を生じることなくビーム溶接管が製造される。
方法及びシーム倣い制御装置を提供する。 【構成】 管軸ｘ−ｘ回りに回動可能な加工ヘッド５を
オープンパイプＨ上方に配し、衝合部６のシームずれ量
をシームずれ量検出部２０が検出する。検出結果に応じ
て演算部３１が加工ヘッド５の回転量及びミラー１，２
の回動量を算出し、加工ヘッド制御部３０が加工ヘッド
５を回動せしめ、ミラー制御部３２，３３がミラー１，
２を回動せしめる。レーザビーム９が加工ヘッド５から
ミル中心ラインｘ−ｘを含む平面上に在る方向からオー
プンパイプＨの衝合部６に照射され、衝合端面に溶接不
良を生じることなくビーム溶接管が製造される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビーム溶接により金属
管をシーム溶接する際のシーム倣い制御方法及びその実
施に使用する装置に関する。
管をシーム溶接する際のシーム倣い制御方法及びその実
施に使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エネルギービーム溶接は、他の溶接方法
と比較して熱源のエネルギが高いために溶接管への溶け
込みが深く、高速な溶接が可能である。また、総入熱量
が他の溶接方法よりも少ないので、溶接部分の状態が良
好になる。この溶接速度をさらに高めるために、高周波
による加熱を行った後にレーザビームを用いて溶融溶接
を行う方法、複合熱源溶接法が特開平２−70379 号公報
等で提案されている。
と比較して熱源のエネルギが高いために溶接管への溶け
込みが深く、高速な溶接が可能である。また、総入熱量
が他の溶接方法よりも少ないので、溶接部分の状態が良
好になる。この溶接速度をさらに高めるために、高周波
による加熱を行った後にレーザビームを用いて溶融溶接
を行う方法、複合熱源溶接法が特開平２−70379 号公報
等で提案されている。
【０００３】ところで、エネルギービーム溶接法はＭＩ
Ｇ，ＴＩＧ等の、一般的な溶融溶接法と比較して溶接ビ
ード幅が狭い。上述したような複合熱源溶接法では、レ
ーザビーム単独の場合よりも若干幅が広い溶接ビードの
形状にする事が可能であるが、一般的な溶融溶接法と比
較すると極めてビード幅は狭い。このために、シームず
れの溶接欠陥が発生し易い。
Ｇ，ＴＩＧ等の、一般的な溶融溶接法と比較して溶接ビ
ード幅が狭い。上述したような複合熱源溶接法では、レ
ーザビーム単独の場合よりも若干幅が広い溶接ビードの
形状にする事が可能であるが、一般的な溶融溶接法と比
較すると極めてビード幅は狭い。このために、シームず
れの溶接欠陥が発生し易い。
【０００４】また、板状の被溶接物を溶接する際には基
準線からの平行ずれだけに留意すれば良いのに対して、
管状の溶接にあっては管の捩れを考慮する必要があり、
溶接端面の一点を検出するだけではシームずれを防止す
ることはできない。これを解決するために、特公平４−
31799 号公報では、溶接の上流側で溶接管の２ヶ所の端
面を検出して夫々の位置ベクトルを基に溶接基準線から
の衝合部のずれ量を算出し、それに応じて加工ヘッドを
移動させるシーム倣い制御方法が提案されている。
準線からの平行ずれだけに留意すれば良いのに対して、
管状の溶接にあっては管の捩れを考慮する必要があり、
溶接端面の一点を検出するだけではシームずれを防止す
ることはできない。これを解決するために、特公平４−
31799 号公報では、溶接の上流側で溶接管の２ヶ所の端
面を検出して夫々の位置ベクトルを基に溶接基準線から
の衝合部のずれ量を算出し、それに応じて加工ヘッドを
移動させるシーム倣い制御方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のシー
ム倣い制御方法に用いられる装置は、レーザを伝搬して
溶接管の衝合部に照射する加工ヘッドを備え、この加工
ヘッドをシーム部のずれに追随して移動させるようにな
っている。図１０は従来のレーザ溶接装置の加工ヘッド
の構成を示す側面図である。図中、Ｈはオープンパイプ
であり、長手方向にタンデム配置された図示しない各種
ロール成形スタンドにより金属帯が水平方向に搬送さ
れ、この間に金属帯の幅方向の端面が対向するように断
面円形に曲成される。
ム倣い制御方法に用いられる装置は、レーザを伝搬して
溶接管の衝合部に照射する加工ヘッドを備え、この加工
ヘッドをシーム部のずれに追随して移動させるようにな
っている。図１０は従来のレーザ溶接装置の加工ヘッド
の構成を示す側面図である。図中、Ｈはオープンパイプ
であり、長手方向にタンデム配置された図示しない各種
ロール成形スタンドにより金属帯が水平方向に搬送さ
れ、この間に金属帯の幅方向の端面が対向するように断
面円形に曲成される。
【０００６】レーザビームを伝搬する加工ヘッド１５は
ミラー１２，１３，１４を備えており、オープンパイプ
Ｈの上方に配されている。ミラー１２，１３はこの間の
光路中心を鉛直方向にして配されており、この光路中心
の軸ｐ−ｐ回りに回動可能に支持されている。図示しな
いレーザ光源から放射されたレーザビーム９は、ミラー
１２，１３を経由し、ミラー１３の反射光がミラー１４
に達する。そしてミラー１４で集光反射されてオープン
パイプＨの衝合部６に照射されるようになっている。こ
のとき、衝合部６に照射されるレーザビーム９の光軸方
向は、加工ヘッド１５の回転の軸ｐ−ｐと同方向の鉛直
方向である。
ミラー１２，１３，１４を備えており、オープンパイプ
Ｈの上方に配されている。ミラー１２，１３はこの間の
光路中心を鉛直方向にして配されており、この光路中心
の軸ｐ−ｐ回りに回動可能に支持されている。図示しな
いレーザ光源から放射されたレーザビーム９は、ミラー
１２，１３を経由し、ミラー１３の反射光がミラー１４
に達する。そしてミラー１４で集光反射されてオープン
パイプＨの衝合部６に照射されるようになっている。こ
のとき、衝合部６に照射されるレーザビーム９の光軸方
向は、加工ヘッド１５の回転の軸ｐ−ｐと同方向の鉛直
方向である。
【０００７】このような装置を用いて溶接管を製造する
場合は、衝合部６のレーザ照射目標位置からのずれ量が
検出され、このずれ量に応じて加工ヘッド１５を軸ｐ−
ｐ回りに回動せしめ、レーザビーム９を衝合部６に照射
する。このとき、加工ヘッド１５の回転の軸ｐ−ｐは鉛
直方向であるので、オープンパイプＨに照射されるレー
ザビーム９は常に鉛直下向きに放射される。
場合は、衝合部６のレーザ照射目標位置からのずれ量が
検出され、このずれ量に応じて加工ヘッド１５を軸ｐ−
ｐ回りに回動せしめ、レーザビーム９を衝合部６に照射
する。このとき、加工ヘッド１５の回転の軸ｐ−ｐは鉛
直方向であるので、オープンパイプＨに照射されるレー
ザビーム９は常に鉛直下向きに放射される。
【０００８】図１１は、従来の溶接管のレーザビーム照
射の様子を溶接上流側から見た模式的断面図である。い
ま、レーザビームの照射目標位置がオープンパイプＨの
頂部であり、衝合部６が頂部からずれた位置にあると
き、加工ヘッド１５を回動させてレーザビーム９を衝合
部６に追随させる。このときの衝合部６の拡大断面図を
図１２及び図１３に示す。図１２に示すように、レーザ
ビーム９が衝合部６に照射されると、衝合部６周辺から
レーザビーム９の照射方向に沿って管肉方向に溶融金属
１７が形成される。形成された溶融金属１７の熱エネル
ギは溶融金属１７に接した未溶融部分に熱伝導し、溶融
金属１７の領域が拡大される。
射の様子を溶接上流側から見た模式的断面図である。い
ま、レーザビームの照射目標位置がオープンパイプＨの
頂部であり、衝合部６が頂部からずれた位置にあると
き、加工ヘッド１５を回動させてレーザビーム９を衝合
部６に追随させる。このときの衝合部６の拡大断面図を
図１２及び図１３に示す。図１２に示すように、レーザ
ビーム９が衝合部６に照射されると、衝合部６周辺から
レーザビーム９の照射方向に沿って管肉方向に溶融金属
１７が形成される。形成された溶融金属１７の熱エネル
ギは溶融金属１７に接した未溶融部分に熱伝導し、溶融
金属１７の領域が拡大される。
【０００９】しかしながらレーザビーム９の光軸が衝合
端面内にない場合は、図１３に示すように、溶融金属１
７の熱伝導は衝合端面１６に沿わないために、衝合端面
１６の溶融部分１６Ｂから未溶融部分１６Ａへの熱伝導
量は減少し、衝合端面１６の未溶融部分１６Ａが溶融さ
れない。その結果、衝合部分に溶接不良を発生するとい
う問題があった。
端面内にない場合は、図１３に示すように、溶融金属１
７の熱伝導は衝合端面１６に沿わないために、衝合端面
１６の溶融部分１６Ｂから未溶融部分１６Ａへの熱伝導
量は減少し、衝合端面１６の未溶融部分１６Ａが溶融さ
れない。その結果、衝合部分に溶接不良を発生するとい
う問題があった。
【００１０】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、エネルギビームを溶接管の衝合部に追随さ
せ、管肉方向の熱伝導が衝合部から衝合端面内で行われ
ることにより、未溶接部分を生じることなく溶接可能な
溶接管のシーム倣い制御方法及びシーム倣い制御装置を
提供することを目的とする。
のであり、エネルギビームを溶接管の衝合部に追随さ
せ、管肉方向の熱伝導が衝合部から衝合端面内で行われ
ることにより、未溶接部分を生じることなく溶接可能な
溶接管のシーム倣い制御方法及びシーム倣い制御装置を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１発明に係るビーム溶
接管のシーム倣い制御方法は、金属帯を長手方向に搬送
しつつ、幅方向の両端面を相対向するオープンパイプに
曲成し、その両端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構
により伝搬されたエネルギービームを照射して溶接され
るビーム溶接管のシーム倣いを制御する方法において、
前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出する過程と、前記エネルギービーム
の光軸が前記管軸を含む平面上にあるように、前記シー
ムずれ量の検出の結果に応じて前記光学機構を移動せし
める過程とを備えることを特徴とする。
接管のシーム倣い制御方法は、金属帯を長手方向に搬送
しつつ、幅方向の両端面を相対向するオープンパイプに
曲成し、その両端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構
により伝搬されたエネルギービームを照射して溶接され
るビーム溶接管のシーム倣いを制御する方法において、
前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出する過程と、前記エネルギービーム
の光軸が前記管軸を含む平面上にあるように、前記シー
ムずれ量の検出の結果に応じて前記光学機構を移動せし
める過程とを備えることを特徴とする。
【００１２】第２発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御方法は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する方法において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出する過程と、前記エネルギービームの光軸方向が前記
オープンパイプの径方向と一致するように、前記シーム
ずれ量の検出の結果に応じて前記光学機構を移動せしめ
る過程とを備えることを特徴とする。
制御方法は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する方法において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出する過程と、前記エネルギービームの光軸方向が前記
オープンパイプの径方向と一致するように、前記シーム
ずれ量の検出の結果に応じて前記光学機構を移動せしめ
る過程とを備えることを特徴とする。
【００１３】第３発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御装置は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する装置において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出するシームずれ量検出手段と、前記光学機構を前記エ
ネルギービームの光軸が溶接管軸を含む平面上にあるよ
うに移動せしめる移動手段と、前記シームずれ量検出手
段の検出結果に基づいて、前記光学機構の移動量を前記
移動手段に与える移動制御手段とを備えることを特徴と
する。
制御装置は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する装置において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出するシームずれ量検出手段と、前記光学機構を前記エ
ネルギービームの光軸が溶接管軸を含む平面上にあるよ
うに移動せしめる移動手段と、前記シームずれ量検出手
段の検出結果に基づいて、前記光学機構の移動量を前記
移動手段に与える移動制御手段とを備えることを特徴と
する。
【００１４】第４発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御装置は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する装置において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出するシームずれ量検出手段と、前記光学機構を前記エ
ネルギービームの光軸方向が前記オープンパイプの径方
向と一致するように移動せしめる移動手段と、前記シー
ムずれ量検出手段の検出結果に基づいて、前記光学機構
の移動量を前記移動手段に与える移動制御手段とを備え
ることを特徴とする。
制御装置は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する装置において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出するシームずれ量検出手段と、前記光学機構を前記エ
ネルギービームの光軸方向が前記オープンパイプの径方
向と一致するように移動せしめる移動手段と、前記シー
ムずれ量検出手段の検出結果に基づいて、前記光学機構
の移動量を前記移動手段に与える移動制御手段とを備え
ることを特徴とする。
【００１５】第５発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御装置は、第３又は第４発明において、前記移動手段
は前記管軸を中心とする円弧状の支持ガイドを備え、前
記光学機構は前記支持ガイドに支持され、前記移動制御
手段からの入力に応じて前記支持ガイドに沿って移動す
ることを特徴とする。
制御装置は、第３又は第４発明において、前記移動手段
は前記管軸を中心とする円弧状の支持ガイドを備え、前
記光学機構は前記支持ガイドに支持され、前記移動制御
手段からの入力に応じて前記支持ガイドに沿って移動す
ることを特徴とする。
【００１６】第６発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御装置は、第３又は第４発明において、前記移動手段
は前記管軸に垂直な方向に長手方向を有する支持ガイド
と、前記光学機構に設けた前記管軸と平行な回転軸とを
備え、前記光学機構は前記支持ガイドに支持され、前記
移動制御手段からの入力に応じて前記支持ガイドに沿っ
て移動し、前記回転軸回りに回転することを特徴とす
る。
制御装置は、第３又は第４発明において、前記移動手段
は前記管軸に垂直な方向に長手方向を有する支持ガイド
と、前記光学機構に設けた前記管軸と平行な回転軸とを
備え、前記光学機構は前記支持ガイドに支持され、前記
移動制御手段からの入力に応じて前記支持ガイドに沿っ
て移動し、前記回転軸回りに回転することを特徴とす
る。
【００１７】
【作用】本発明のビーム溶接管のシーム倣い制御方法及
びシーム倣い制御装置では、エネルギビームの光軸が管
軸を含む平面上にあるようにオープンパイプの衝合部に
照射され、オープンパイプの管肉方向への熱伝導が衝合
端面内で行われるので衝合端面の全域が溶融されて溶接
不良が生じない。また、エネルギビームがオープンパイ
プの径方向から照射され、オープンパイプの管肉方向へ
の熱伝導が衝合端面内で行われるので衝合端面の全域が
溶融されて溶接不良が生じない。
びシーム倣い制御装置では、エネルギビームの光軸が管
軸を含む平面上にあるようにオープンパイプの衝合部に
照射され、オープンパイプの管肉方向への熱伝導が衝合
端面内で行われるので衝合端面の全域が溶融されて溶接
不良が生じない。また、エネルギビームがオープンパイ
プの径方向から照射され、オープンパイプの管肉方向へ
の熱伝導が衝合端面内で行われるので衝合端面の全域が
溶融されて溶接不良が生じない。
【００１８】また本発明のビーム溶接管のシーム倣い制
御装置では、前記移動手段が管軸を中心とする円弧状の
支持ガイドであり、該支持ガイドに沿って光学機構を移
動せしめることにより、管軸を含む平面上に光軸を有す
るようにエネルギービームが照射される、又はオープン
パイプの径方向からエネルギービームが照射される。
御装置では、前記移動手段が管軸を中心とする円弧状の
支持ガイドであり、該支持ガイドに沿って光学機構を移
動せしめることにより、管軸を含む平面上に光軸を有す
るようにエネルギービームが照射される、又はオープン
パイプの径方向からエネルギービームが照射される。
【００１９】さらに本発明のビーム溶接管のシーム倣い
制御装置では、前記移動手段が管軸に垂直な方向に移動
可能な支持ガイドであり、該支持ガイドに沿って光学機
構を移動せしめることにより、光学機構を管軸方向と平
行な回転軸回りに回動せしめて、管軸を含む平面上に光
軸を有するようにエネルギービームが照射される、又は
オープンパイプの径方向からエネルギービームが照射さ
れる。
制御装置では、前記移動手段が管軸に垂直な方向に移動
可能な支持ガイドであり、該支持ガイドに沿って光学機
構を移動せしめることにより、光学機構を管軸方向と平
行な回転軸回りに回動せしめて、管軸を含む平面上に光
軸を有するようにエネルギービームが照射される、又は
オープンパイプの径方向からエネルギービームが照射さ
れる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は本発明の第１実施例のシー
ム倣い制御装置の構成を示すブロック図である。図中Ｈ
はオープンパイプであり、長手方向にタンデム配置され
た図示しない各種ロール成形スタンドにより水平に搬送
された金属帯が、この搬送の間に幅方向の端面が対向す
るような断面円形のオープンパイプに曲成される。
き具体的に説明する。図１は本発明の第１実施例のシー
ム倣い制御装置の構成を示すブロック図である。図中Ｈ
はオープンパイプであり、長手方向にタンデム配置され
た図示しない各種ロール成形スタンドにより水平に搬送
された金属帯が、この搬送の間に幅方向の端面が対向す
るような断面円形のオープンパイプに曲成される。
【００２１】オープンパイプＨの端面衝合位置よりも上
流側に、図示しないコンタクトチップが配され、高周波
発振器３４で発生させた高周波電流がオープンパイプＨ
に供給される。オープンパイプＨの端面近傍には基準位
置からのシームずれ量を検出するシームずれ量検出部２
０が配設されており、衝合位置の上方には、前記光学機
構である加工ヘッド５及び図示しないレーザビーム光源
が配設され、後述するように加工ヘッド５を移動せしめ
ることにより、オープンパイプＨの衝合部６にレーザビ
ームを照射するようになっている。
流側に、図示しないコンタクトチップが配され、高周波
発振器３４で発生させた高周波電流がオープンパイプＨ
に供給される。オープンパイプＨの端面近傍には基準位
置からのシームずれ量を検出するシームずれ量検出部２
０が配設されており、衝合位置の上方には、前記光学機
構である加工ヘッド５及び図示しないレーザビーム光源
が配設され、後述するように加工ヘッド５を移動せしめ
ることにより、オープンパイプＨの衝合部６にレーザビ
ームを照射するようになっている。
【００２２】図２は、図１に示す加工ヘッド５を含むレ
ーザビーム光路系を搬送側面から見た側面図であり、図
３は搬送下流側から見た正面図である。加工ヘッド５は
表面が平面のミラー２，３及び表面が放物面のミラー４
を備えており、図３に示すように、ミラー２，３，４
は、オープンパイプ搬送正面から見てミル中心Ｘを通る
一直線上に位置している。この直線を加工ヘッド軸ｑ−
ｑとする。また、ミラー２は、ミル中心線ｘ−ｘを含む
平面内の軸Ｃ２−Ｃ２を中心に回動可能であり、後述す
るシームずれ量検出部２０により検出されたシームずれ
量に応じて回動される。ミラー３，４は加工ヘッド５に
対して固定されている。このように構成された加工ヘッ
ド５は、前記移動手段でありミル中心ラインｘ−ｘを中
心とする円弧形状を有する支持ガイド８に支持されてお
り、後述するシームずれ量検出部２０により検出された
シームずれ量に応じて、加工ヘッド５を内周に沿って回
動せしめるようになっている。
ーザビーム光路系を搬送側面から見た側面図であり、図
３は搬送下流側から見た正面図である。加工ヘッド５は
表面が平面のミラー２，３及び表面が放物面のミラー４
を備えており、図３に示すように、ミラー２，３，４
は、オープンパイプ搬送正面から見てミル中心Ｘを通る
一直線上に位置している。この直線を加工ヘッド軸ｑ−
ｑとする。また、ミラー２は、ミル中心線ｘ−ｘを含む
平面内の軸Ｃ２−Ｃ２を中心に回動可能であり、後述す
るシームずれ量検出部２０により検出されたシームずれ
量に応じて回動される。ミラー３，４は加工ヘッド５に
対して固定されている。このように構成された加工ヘッ
ド５は、前記移動手段でありミル中心ラインｘ−ｘを中
心とする円弧形状を有する支持ガイド８に支持されてお
り、後述するシームずれ量検出部２０により検出された
シームずれ量に応じて、加工ヘッド５を内周に沿って回
動せしめるようになっている。
【００２３】なお、本実施例では加工ヘッド５が支持ガ
イド８に連結して移動可能にしてあるが、これに限るも
のではなく、加工ヘッド５が支持ガイド８に固着されて
おり、支持ガイド８がミル中心ラインｘ−ｘを中心に回
動可能にしてあっても良い。
イド８に連結して移動可能にしてあるが、これに限るも
のではなく、加工ヘッド５が支持ガイド８に固着されて
おり、支持ガイド８がミル中心ラインｘ−ｘを中心に回
動可能にしてあっても良い。
【００２４】また、ミル中心ラインｘ−ｘに鉛直に交わ
る軸ｓ−ｓ上にミラー１が配設されている。ミラー１
は、ミル中心ラインｘ−ｘ及び軸ｓ−ｓを含む平面内の
軸Ｃ１−Ｃ１を中心にして回動可能に配設されており、
後述するシームずれ量検出部２０により検出されたシー
ムずれ量に応じて軸Ｃ１−Ｃ１回りに回動される。
る軸ｓ−ｓ上にミラー１が配設されている。ミラー１
は、ミル中心ラインｘ−ｘ及び軸ｓ−ｓを含む平面内の
軸Ｃ１−Ｃ１を中心にして回動可能に配設されており、
後述するシームずれ量検出部２０により検出されたシー
ムずれ量に応じて軸Ｃ１−Ｃ１回りに回動される。
【００２５】以上の如く構成されたレーザビーム光路系
をレーザビームが伝搬する場合は、図示しないレーザ発
振器からレーザビーム９が出射され、図示しない光路管
を経由してミラー１へ照射される。ミラー１で反射され
たレーザビーム９は、ミラー２で反射されてミラー３を
照射し、次にミラー３で反射してミラー４へ達する。ミ
ラー４はレーザビーム９を集光反射してオープンパイプ
Ｈの衝合部６を照射する。
をレーザビームが伝搬する場合は、図示しないレーザ発
振器からレーザビーム９が出射され、図示しない光路管
を経由してミラー１へ照射される。ミラー１で反射され
たレーザビーム９は、ミラー２で反射されてミラー３を
照射し、次にミラー３で反射してミラー４へ達する。ミ
ラー４はレーザビーム９を集光反射してオープンパイプ
Ｈの衝合部６を照射する。
【００２６】このとき、上述したように加工ヘッド５は
ミル中心ラインｘ−ｘを中心に回動されており、ミラー
１及びミラー２は夫々の軸Ｃ１−Ｃ１，Ｃ２−Ｃ２の回
りに回動されている。レーザビーム９をオープンパイプ
Ｈの衝合部６に照射するためには、図３に示すように、
加工ヘッド５を管軸に垂直な面内でのシームねじれ角θ
3 だけ回動せしめ、ミラー１をレーザビーム９の入反射
角度差がθ1 になるように回動せしめ、ミラー２をレー
ザビーム９の入反射角度差がθ2 になるように回動させ
る。
ミル中心ラインｘ−ｘを中心に回動されており、ミラー
１及びミラー２は夫々の軸Ｃ１−Ｃ１，Ｃ２−Ｃ２の回
りに回動されている。レーザビーム９をオープンパイプ
Ｈの衝合部６に照射するためには、図３に示すように、
加工ヘッド５を管軸に垂直な面内でのシームねじれ角θ
3 だけ回動せしめ、ミラー１をレーザビーム９の入反射
角度差がθ1 になるように回動せしめ、ミラー２をレー
ザビーム９の入反射角度差がθ2 になるように回動させ
る。
【００２７】このときのシームねじれ角θ3 と入反射角
度差がθ1 と入反射角度差がθ2 との間には式(1) の関
係が成り立つ。 θ3 ＝θ1 −θ2 …(1) また、ミラー２とミル中心点Ｘとの距離、ミラー１とミ
ル中心Ｘとの距離Ｌは固定されているので、θ3 とθ2
との間には式(2) の関係が成り立つ。
度差がθ1 と入反射角度差がθ2 との間には式(1) の関
係が成り立つ。 θ3 ＝θ1 −θ2 …(1) また、ミラー２とミル中心点Ｘとの距離、ミラー１とミ
ル中心Ｘとの距離Ｌは固定されているので、θ3 とθ2
との間には式(2) の関係が成り立つ。
【００２８】
【数１】
【００２９】これらの関係からシームねじれ角θ3 を求
めることにより、レーザビーム９の光軸がオープンパイ
プＨの衝合部６を通ってミル中心ラインｘ−ｘを含む平
面上にあるように照射される、即ち、光軸方向が搬送正
面から見て管の径方向であり、搬送側面から見てミル中
心ラインｘ−ｘとなす照射角度がαの方向であるように
照射されることが判る。
めることにより、レーザビーム９の光軸がオープンパイ
プＨの衝合部６を通ってミル中心ラインｘ−ｘを含む平
面上にあるように照射される、即ち、光軸方向が搬送正
面から見て管の径方向であり、搬送側面から見てミル中
心ラインｘ−ｘとなす照射角度がαの方向であるように
照射されることが判る。
【００３０】図４は図１に示すシームずれ量検出部２０
の構成を示すブロック図である。シームずれ量検出部２
０は、面温度計２１，衝合点位置算出部２２，スリット
光源２３，ＣＣＤカメラ２４，端面位置算出部２５及び
制御量算出部２６を備えている。面温度計２１は２色温
度計であり、測定された温度分布の情報を衝合点位置算
出部２２へ与える。衝合点位置算出部２２で両端面の位
置情報を決定し、両端面の交点である衝合点の位置を求
めて、この衝合点の位置を制御量算出部２６へ入力する
ようになっている。
の構成を示すブロック図である。シームずれ量検出部２
０は、面温度計２１，衝合点位置算出部２２，スリット
光源２３，ＣＣＤカメラ２４，端面位置算出部２５及び
制御量算出部２６を備えている。面温度計２１は２色温
度計であり、測定された温度分布の情報を衝合点位置算
出部２２へ与える。衝合点位置算出部２２で両端面の位
置情報を決定し、両端面の交点である衝合点の位置を求
めて、この衝合点の位置を制御量算出部２６へ入力する
ようになっている。
【００３１】一方、面温度計２１の搬送上流側にはスリ
ット光源が配設されスリット光源２３の上流側にはＣＣ
Ｄカメラ２４が配設されている。ＣＣＤカメラ２４が撮
像した画像信号は端面位置算出部２５へ入力され、ここ
でスリット光照射位置上の２ヶ所の端面照射点の位置が
求められる。この端面照射点の位置が制御量算出部２６
へ入力される。制御量算出部２６では、衝合点の位置及
び２ヶ所の端面照射点の位置から、レーザビームの照射
目標となる衝合部６の位置を算出し、オープンパイプＨ
の頂部を基準位置としたときのシームずれ量を求める。
このようなシームずれ量検出部を用いて、オープンパイ
プの衝合端面の位置を検出する方法を本願発明者らは特
願平５−143689号で提案しており、ここではその詳細は
省略する。
ット光源が配設されスリット光源２３の上流側にはＣＣ
Ｄカメラ２４が配設されている。ＣＣＤカメラ２４が撮
像した画像信号は端面位置算出部２５へ入力され、ここ
でスリット光照射位置上の２ヶ所の端面照射点の位置が
求められる。この端面照射点の位置が制御量算出部２６
へ入力される。制御量算出部２６では、衝合点の位置及
び２ヶ所の端面照射点の位置から、レーザビームの照射
目標となる衝合部６の位置を算出し、オープンパイプＨ
の頂部を基準位置としたときのシームずれ量を求める。
このようなシームずれ量検出部を用いて、オープンパイ
プの衝合端面の位置を検出する方法を本願発明者らは特
願平５−143689号で提案しており、ここではその詳細は
省略する。
【００３２】シームずれ量検出部２０では、検出された
シームずれ量からシームねじれ角θ 3 を求める。なお、
検出された衝合部６の位置を金属管の最上点からの周方
向距離即ちシームずれ量とすると、 sinθ3 ＝シームず
れ量／溶接管の半径で近似される。
シームずれ量からシームねじれ角θ 3 を求める。なお、
検出された衝合部６の位置を金属管の最上点からの周方
向距離即ちシームずれ量とすると、 sinθ3 ＝シームず
れ量／溶接管の半径で近似される。
【００３３】シームずれ量検出部２０で求められたシー
ムねじれ角θ3 は、加工ヘッド制御部３０及び演算部３
１へ入力される。加工ヘッド制御部３０は入力されたシ
ームねじれ角θ3 を支持ガイド８に与え、加工ヘッド５
即ちミラー２，３，４をミル中心ラインｘ−ｘを中心に
θ3 だけ回動せしめる。演算部３１には上述した式(1),
式(2) が設定されており、シームねじれ角θ3 が入力さ
れて入反射角度差θ1, θ2 が求められる。求められた
入反射角度差θ1 ，θ2 に対応する信号が夫々ミラー制
御部３２，３３へ入力される。ミラー制御部３２は、ミ
ラー１の入反射角度差がθ1 になるようにＣ１−Ｃ１軸
を中心にミラー１を回動させる。ミラー制御部３３は、
ミラー２の入反射角度差がθ2 になるようにＣ２−Ｃ２
軸を中心にミラー２を回動せしめる。
ムねじれ角θ3 は、加工ヘッド制御部３０及び演算部３
１へ入力される。加工ヘッド制御部３０は入力されたシ
ームねじれ角θ3 を支持ガイド８に与え、加工ヘッド５
即ちミラー２，３，４をミル中心ラインｘ−ｘを中心に
θ3 だけ回動せしめる。演算部３１には上述した式(1),
式(2) が設定されており、シームねじれ角θ3 が入力さ
れて入反射角度差θ1, θ2 が求められる。求められた
入反射角度差θ1 ，θ2 に対応する信号が夫々ミラー制
御部３２，３３へ入力される。ミラー制御部３２は、ミ
ラー１の入反射角度差がθ1 になるようにＣ１−Ｃ１軸
を中心にミラー１を回動させる。ミラー制御部３３は、
ミラー２の入反射角度差がθ2 になるようにＣ２−Ｃ２
軸を中心にミラー２を回動せしめる。
【００３４】以上の如き構成のシーム倣い制御装置を用
いてビーム溶接管を製造する場合には、オープンパイプ
Ｈが搬送され、シームずれ量検出部２０がオープンパイ
プＨのシームずれ角θ3 を検出し、加工ヘッド５をミル
中心ラインｘ−ｘを中心にθ 3 だけ回動せしめる。そし
てシームずれ角θ3 に基づき、演算部３１により求めら
れた入反射角度差θ1 ，θ2 に合わせてミラー１及びミ
ラー２を回動する。これにより、ミル中心ラインｘ−ｘ
を含む平面内に光軸を有するように、衝合部６に向かっ
てレーザビーム９を照射し、溶接不良が生じないビーム
溶接管を製造することができる。
いてビーム溶接管を製造する場合には、オープンパイプ
Ｈが搬送され、シームずれ量検出部２０がオープンパイ
プＨのシームずれ角θ3 を検出し、加工ヘッド５をミル
中心ラインｘ−ｘを中心にθ 3 だけ回動せしめる。そし
てシームずれ角θ3 に基づき、演算部３１により求めら
れた入反射角度差θ1 ，θ2 に合わせてミラー１及びミ
ラー２を回動する。これにより、ミル中心ラインｘ−ｘ
を含む平面内に光軸を有するように、衝合部６に向かっ
てレーザビーム９を照射し、溶接不良が生じないビーム
溶接管を製造することができる。
【００３５】次に、ミラー配置及び加工ヘッドの移動方
法が上述の実施例と異なる他の実施例について説明す
る。図５は、第２実施例のシーム倣い制御装置のレーザ
ビーム光路系を搬送側面から見た側面図であり、レーザ
ビーム光路系を制御する機能ブロックと共に示してい
る。図６はレーザビーム光路系を搬送下流側から見た正
面図である。図に示すように、オープンパイプＨの端面
衝合位置上方にはシームずれ量を検出するシームずれ量
検出部４０が配設されている。
法が上述の実施例と異なる他の実施例について説明す
る。図５は、第２実施例のシーム倣い制御装置のレーザ
ビーム光路系を搬送側面から見た側面図であり、レーザ
ビーム光路系を制御する機能ブロックと共に示してい
る。図６はレーザビーム光路系を搬送下流側から見た正
面図である。図に示すように、オープンパイプＨの端面
衝合位置上方にはシームずれ量を検出するシームずれ量
検出部４０が配設されている。
【００３６】また、オープンパイプＨの端面衝合位置の
上方には支持ガイド７がオープンパイプＨの幅方向を長
手方向にして配設され、支持ガイド７上に前記光学機構
である加工ヘッド３５が配設される。加工ヘッド３５
は、ミル中心線ｘ−ｘと平行な自軸を有する円筒形状の
回転部３５ａと、回転部３５ａの搬送上流側に固着され
た略直方体形状のビーム反射部３５ｂとを備えている。
回転部３５ａは内部に表面が平面のミラー１を配設し、
回転軸ｔ−ｔの回りに回動可能である。ビーム反射部３
５ｂは内部に表面が平面のミラー２，３及び表面が放物
面のミラー４を配設している。そして図６に示すよう
に、ミラー１，２，３，４は、オープンパイプ搬送正面
から見てミル中心Ｘを通る加工ヘッド軸ｑ−ｑ上に位置
するように配設されている。
上方には支持ガイド７がオープンパイプＨの幅方向を長
手方向にして配設され、支持ガイド７上に前記光学機構
である加工ヘッド３５が配設される。加工ヘッド３５
は、ミル中心線ｘ−ｘと平行な自軸を有する円筒形状の
回転部３５ａと、回転部３５ａの搬送上流側に固着され
た略直方体形状のビーム反射部３５ｂとを備えている。
回転部３５ａは内部に表面が平面のミラー１を配設し、
回転軸ｔ−ｔの回りに回動可能である。ビーム反射部３
５ｂは内部に表面が平面のミラー２，３及び表面が放物
面のミラー４を配設している。そして図６に示すよう
に、ミラー１，２，３，４は、オープンパイプ搬送正面
から見てミル中心Ｘを通る加工ヘッド軸ｑ−ｑ上に位置
するように配設されている。
【００３７】支持ガイド７は平行移動制御部３７を備え
ており、平行移動制御部３７がオープンパイプＨの幅方
向に移動することにより、回転部３５ａが平行移動す
る。このように前記移動手段は支持ガイド７，平行移動
制御部３７及び回転軸ｔ−ｔを備え、ビーム反射部３５
ｂと回転部３５ａとが一体となって平行移動し、回動す
るようになっている。
ており、平行移動制御部３７がオープンパイプＨの幅方
向に移動することにより、回転部３５ａが平行移動す
る。このように前記移動手段は支持ガイド７，平行移動
制御部３７及び回転軸ｔ−ｔを備え、ビーム反射部３５
ｂと回転部３５ａとが一体となって平行移動し、回動す
るようになっている。
【００３８】以上の如く構成されたレーザビーム光路系
をレーザビームが伝搬する場合は、図示しないレーザビ
ーム光源からレーザビーム９が出射され、上述の実施例
と同様にミラー１，２，３，４を経由してオープンパイ
プＨの衝合部６に照射される。
をレーザビームが伝搬する場合は、図示しないレーザビ
ーム光源からレーザビーム９が出射され、上述の実施例
と同様にミラー１，２，３，４を経由してオープンパイ
プＨの衝合部６に照射される。
【００３９】このときのシームねじれ角θ3 とオープン
パイプＨの幅方向の移動距離δとの間には式(3) の関係
が成り立つ。 tanθ3 ＝δ／Ｇ …(3) ここで、Ｇはレーザビーム９を照射する衝合部６から支
持ガイド７までの距離であり、これは支持ガイド７の配
設位置により決定される。この関係からシームねじれ角
θ3 を求めることにより、レーザビーム９をオープンパ
イプＨの衝合部６を通り、オープンパイプＨの径方向と
一致させて照射できることが判る。
パイプＨの幅方向の移動距離δとの間には式(3) の関係
が成り立つ。 tanθ3 ＝δ／Ｇ …(3) ここで、Ｇはレーザビーム９を照射する衝合部６から支
持ガイド７までの距離であり、これは支持ガイド７の配
設位置により決定される。この関係からシームねじれ角
θ3 を求めることにより、レーザビーム９をオープンパ
イプＨの衝合部６を通り、オープンパイプＨの径方向と
一致させて照射できることが判る。
【００４０】図７は図５に示すシームずれ量検出部４０
の構成を示す立面図である。図に示すように、シームず
れ量検出部４０はオープンパイプＨの上方で加工ヘッド
３５よりも搬送上流側に、オープンパイプＨのミル中心
線ｘ−ｘを中心とする円弧状のガイドベース４１を備
え、ガイドベース４１上を支持ころ４２がオープンパイ
プＨの幅方向に転動できるようになっている。支持ころ
４２の下側には案内ころ４３が連結されており、案内こ
ろ４３はオープンパイプの両端面間に配される。案内こ
ろ４３のオープンパイプＨ幅方向の移動により、支持こ
ろ４２がガイドベース４１上を転動する。このとき支持
ころ４２が備える図示しないパルスゼネレータが支持こ
ろ４２の転動方向及び基準位置からの移動量を測定し、
この結果によりシームねじれ角θ3 が検出される。な
お、本実施例ではオープンパイプＨの頂部を基準位置に
している。
の構成を示す立面図である。図に示すように、シームず
れ量検出部４０はオープンパイプＨの上方で加工ヘッド
３５よりも搬送上流側に、オープンパイプＨのミル中心
線ｘ−ｘを中心とする円弧状のガイドベース４１を備
え、ガイドベース４１上を支持ころ４２がオープンパイ
プＨの幅方向に転動できるようになっている。支持ころ
４２の下側には案内ころ４３が連結されており、案内こ
ろ４３はオープンパイプの両端面間に配される。案内こ
ろ４３のオープンパイプＨ幅方向の移動により、支持こ
ろ４２がガイドベース４１上を転動する。このとき支持
ころ４２が備える図示しないパルスゼネレータが支持こ
ろ４２の転動方向及び基準位置からの移動量を測定し、
この結果によりシームねじれ角θ3 が検出される。な
お、本実施例ではオープンパイプＨの頂部を基準位置に
している。
【００４１】シームずれ量検出部４０で求められたシー
ムねじれ角θ3 は、加工ヘッド回転制御部３８及び演算
部３６へ入力される。加工ヘッド回転制御部３８は回転
軸ｔ−ｔを中心に加工ヘッド３５をθ3 だけ回動せしめ
る。一方、演算部３６には上述した式(3) が設定されて
おり、シームねじれ角θ3 が入力されて移動距離δが求
められる。求められた移動距離は平行移動制御部３７に
入力され、加工ヘッド３５をオープンパイプＨの幅方向
にδだけ移動せしめる。
ムねじれ角θ3 は、加工ヘッド回転制御部３８及び演算
部３６へ入力される。加工ヘッド回転制御部３８は回転
軸ｔ−ｔを中心に加工ヘッド３５をθ3 だけ回動せしめ
る。一方、演算部３６には上述した式(3) が設定されて
おり、シームねじれ角θ3 が入力されて移動距離δが求
められる。求められた移動距離は平行移動制御部３７に
入力され、加工ヘッド３５をオープンパイプＨの幅方向
にδだけ移動せしめる。
【００４２】以上の如き構成のシーム倣い制御装置を用
いてビーム溶接管を製造する場合には、オープンパイプ
Ｈが搬送され、シームずれ量検出部４０がオープンパイ
プＨのシームずれ角θ3 を検出し、加工ヘッド３５を回
転軸ｔ−ｔを中心にθ3 だけ回動せしめる。そしてシー
ムずれ角θ3 に基づいて、演算部３６により求められた
移動距離δに合わせて加工ヘッド３５をオープンパイプ
の幅方向に移動せしめる。これにより、溶接管の半径方
向から、衝合部６に向かってレーザビーム９を照射し、
溶接不良が生じないビーム溶接管を製造することができ
る。
いてビーム溶接管を製造する場合には、オープンパイプ
Ｈが搬送され、シームずれ量検出部４０がオープンパイ
プＨのシームずれ角θ3 を検出し、加工ヘッド３５を回
転軸ｔ−ｔを中心にθ3 だけ回動せしめる。そしてシー
ムずれ角θ3 に基づいて、演算部３６により求められた
移動距離δに合わせて加工ヘッド３５をオープンパイプ
の幅方向に移動せしめる。これにより、溶接管の半径方
向から、衝合部６に向かってレーザビーム９を照射し、
溶接不良が生じないビーム溶接管を製造することができ
る。
【００４３】なお、上述の第１及び第２実施例では、加
工ヘッドはレーザビーム９が鋭角反射するようにミラー
２，３，４が配置されているが、反射角度はこれに限る
ものではない。例えば図８のシーム倣い制御装置の側面
図に示すように、ミラー２，３，４における反射角度が
90°であっても良い。これは、第１実施例の加工ヘッド
にも適用できる。
工ヘッドはレーザビーム９が鋭角反射するようにミラー
２，３，４が配置されているが、反射角度はこれに限る
ものではない。例えば図８のシーム倣い制御装置の側面
図に示すように、ミラー２，３，４における反射角度が
90°であっても良い。これは、第１実施例の加工ヘッド
にも適用できる。
【００４４】また、本発明のシーム倣い制御装置は、製
造すべき溶接管の外径に応じてミラー２，３間の光路長
が調整可能に構成されていても良い。図９は、本発明の
シーム倣い制御装置の加工ヘッドを示す側面図である。
図中、４５はレーザビーム９をオープンパイプＨに照射
するためのミラーを備える加工ヘッドであり、ミラー３
及びミラー４を配設した第１のヘッド部４５Ａと、ミラ
ー２を配設した第２のヘッド部４５Ｂと、加工ヘッド本
体４５Ｃとを備えている。第１のヘッド部４５Ａは加工
ヘッド本体４５Ｃと一体成形されており、第１のヘッド
部４５Ａと第２のヘッド部４５Ｂとは、ミラー２，３間
の光路においてジャバラ部材４６で連結されている。ま
た第１のヘッド４５Ａは移動機構４７を介して加工ヘッ
ド本体４５Ｃと連結されている。
造すべき溶接管の外径に応じてミラー２，３間の光路長
が調整可能に構成されていても良い。図９は、本発明の
シーム倣い制御装置の加工ヘッドを示す側面図である。
図中、４５はレーザビーム９をオープンパイプＨに照射
するためのミラーを備える加工ヘッドであり、ミラー３
及びミラー４を配設した第１のヘッド部４５Ａと、ミラ
ー２を配設した第２のヘッド部４５Ｂと、加工ヘッド本
体４５Ｃとを備えている。第１のヘッド部４５Ａは加工
ヘッド本体４５Ｃと一体成形されており、第１のヘッド
部４５Ａと第２のヘッド部４５Ｂとは、ミラー２，３間
の光路においてジャバラ部材４６で連結されている。ま
た第１のヘッド４５Ａは移動機構４７を介して加工ヘッ
ド本体４５Ｃと連結されている。
【００４５】以上の如き構成のシーム倣い制御装置は、
金属管の溶接以前に移動機構４７を移動せしめてジャバ
ラ部材４６を伸縮させ、製造すべき溶接管の外径に応じ
てミラー２，３間距離を調整できる。
金属管の溶接以前に移動機構４７を移動せしめてジャバ
ラ部材４６を伸縮させ、製造すべき溶接管の外径に応じ
てミラー２，３間距離を調整できる。
【００４６】さらにまた、シームずれ量検出方法は上述
した実施例で示された（図４，図７参照）以外の方法で
あっても良く、θ3 を検出できれば良い。
した実施例で示された（図４，図７参照）以外の方法で
あっても良く、θ3 を検出できれば良い。
【００４７】以下に、本発明装置を用いて厚肉管を製造
した場合のシーム欠陥発生頻度について行った試験の結
果を述べる。試験に用いた溶接条件を表１に示す。
した場合のシーム欠陥発生頻度について行った試験の結
果を述べる。試験に用いた溶接条件を表１に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】本発明法は第１実施例で示した装置を用
い、従来法は従来の加工ヘッドと特願平５−143689号で
開示したシームずれ量検出装置とを用いた。実施例及び
従来例は夫々100 本の製管材を製造し、その溶接部につ
いてＸ線透過試験を行った。その結果を表２に示す。判
定は、JIS Z-3104の判定方法に準じた。JIS Z-3104の判
定方法により、無欠陥、微小なビート形状不良又はブロ
ホールの状態（１〜３級と判定される）と、シームずれ
による欠陥（４級と判定される）とについて調べた。な
お、試験に用いた溶接管の素材である金属帯Ｈは、溶接
時にシームずれを起こし易いように、５ｍの長さのピッ
チで切断した後、再びＭＩＧ溶接で溶接接続しており、
この金属帯Ｈを用いてレーザ溶接管を作成した。
い、従来法は従来の加工ヘッドと特願平５−143689号で
開示したシームずれ量検出装置とを用いた。実施例及び
従来例は夫々100 本の製管材を製造し、その溶接部につ
いてＸ線透過試験を行った。その結果を表２に示す。判
定は、JIS Z-3104の判定方法に準じた。JIS Z-3104の判
定方法により、無欠陥、微小なビート形状不良又はブロ
ホールの状態（１〜３級と判定される）と、シームずれ
による欠陥（４級と判定される）とについて調べた。な
お、試験に用いた溶接管の素材である金属帯Ｈは、溶接
時にシームずれを起こし易いように、５ｍの長さのピッ
チで切断した後、再びＭＩＧ溶接で溶接接続しており、
この金属帯Ｈを用いてレーザ溶接管を作成した。
【００５０】
【表２】
【００５１】表２に示すように、本発明法を適用するこ
とにより従来法よりもシームずれによる欠陥を低減で
き、シームずれによる欠陥（４級）は製管が厚肉である
ほど発生し易いことから、肉厚のビーム溶接管ほどこの
効果は著しいことが判る。また、本試験では複合熱源溶
接法を用いたが、レーザ単独溶接の場合はビード幅が複
合熱源法と比較して狭くなる傾向にあり、シームずれが
より発生し易い。これにより、レーザ単独溶接に本発明
を適用した場合に、表２に示した効果を上回る結果が得
られることが予想できる。
とにより従来法よりもシームずれによる欠陥を低減で
き、シームずれによる欠陥（４級）は製管が厚肉である
ほど発生し易いことから、肉厚のビーム溶接管ほどこの
効果は著しいことが判る。また、本試験では複合熱源溶
接法を用いたが、レーザ単独溶接の場合はビード幅が複
合熱源法と比較して狭くなる傾向にあり、シームずれが
より発生し易い。これにより、レーザ単独溶接に本発明
を適用した場合に、表２に示した効果を上回る結果が得
られることが予想できる。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、エネ
ルギビームを溶接管の衝合部に追随させ、管軸を含む平
面上に光軸を有するように照射する、又はオープンパイ
プの径方向に一致させて照射するので、管肉方向の熱伝
導が衝合端面内で行われるので、衝合端面での接合不良
を生じることなく良好なシーム倣いが実施される等、本
発明は優れた効果を奏するものである。
ルギビームを溶接管の衝合部に追随させ、管軸を含む平
面上に光軸を有するように照射する、又はオープンパイ
プの径方向に一致させて照射するので、管肉方向の熱伝
導が衝合端面内で行われるので、衝合端面での接合不良
を生じることなく良好なシーム倣いが実施される等、本
発明は優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明の第１実施例のシーム倣い制御装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す加工ヘッド５を含むレーザビーム光
路系を搬送側面から見た側面図である。
路系を搬送側面から見た側面図である。
【図３】図１に示す加工ヘッド５を含むレーザビーム光
路系を搬送下流側から見た正面図である。
路系を搬送下流側から見た正面図である。
【図４】図１に示すシームずれ量検出部の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】第２実施例のシーム倣い制御装置のレーザビー
ム光路系の側面図である。
ム光路系の側面図である。
【図６】第２実施例のレーザビーム光路系を搬送下流側
から見た正面図である。
から見た正面図である。
【図７】図５に示すシームずれ量検出部の構成を示す立
面図である。
面図である。
【図８】本発明の他の実施例のシーム倣い制御装置の側
面図である。
面図である。
【図９】本発明の他の実施例のシーム倣い制御装置の加
工ヘッドを示す側面図である。
工ヘッドを示す側面図である。
【図１０】従来のレーザ溶接装置の加工ヘッドの構成を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図１１】従来の溶接管のレーザビーム照射の様子を溶
接上流側から見た模式的断面図である。
接上流側から見た模式的断面図である。
【図１２】図１１に示すオープンパイプの衝合部の拡大
断面図である。
断面図である。
【図１３】図１１に示すオープンパイプの衝合部の拡大
断面図である。
断面図である。
１，２，３，４ ミラー ５，３５，４５ 加工ヘッド ７，８ 支持ガイド ２０，４０ シームずれ量検出部 ３０ 加工ヘッド制御部 ３３，３２ ミラー制御部 ３７ 平行移動制御部 ３８ 加工ヘッド回転制御部
Claims (6)
- 【請求項１】 金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向
の両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両
端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬され
たエネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管
のシーム倣いを制御する方法において、 前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出する過程と、前記エネルギービーム
の光軸が前記管軸を含む平面上にあるように、前記シー
ムずれ量の検出の結果に応じて前記光学機構を移動せし
める過程とを備えることを特徴とするシーム倣い制御方
法。 - 【請求項２】 金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向
の両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両
端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬され
たエネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管
のシーム倣いを制御する方法において、 前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出する過程と、前記エネルギービーム
の光軸方向が前記オープンパイプの径方向と一致するよ
うに、前記シームずれ量の検出の結果に応じて前記光学
機構を移動せしめる過程とを備えることを特徴とするシ
ーム倣い制御方法。 - 【請求項３】 金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向
の両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両
端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬され
たエネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管
のシーム倣いを制御する装置において、 前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出するシームずれ量検出手段と、前記
光学機構を前記エネルギービームの光軸が溶接管軸を含
む平面上にあるように移動せしめる移動手段と、前記シ
ームずれ量検出手段の検出結果に基づいて、前記光学機
構の移動量を前記移動手段に与える移動制御手段とを備
えることを特徴とするシーム倣い制御装置。 - 【請求項４】 金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向
の両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両
端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬され
たエネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管
のシーム倣いを制御する装置において、 前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出するシームずれ量検出手段と、前記
光学機構を前記エネルギービームの光軸方向が前記オー
プンパイプの径方向と一致するように移動せしめる移動
手段と、前記シームずれ量検出手段の検出結果に基づい
て、前記光学機構の移動量を前記移動手段に与える移動
制御手段とを備えることを特徴とするシーム倣い制御装
置。 - 【請求項５】 前記移動手段は前記管軸を中心とする円
弧状の支持ガイドを備え、前記光学機構は前記支持ガイ
ドに支持され、前記移動制御手段からの入力に応じて前
記支持ガイドに沿って移動する請求項３又は４記載のシ
ーム倣い制御装置。 - 【請求項６】 前記移動手段は前記管軸に垂直な方向に
長手方向を有する支持ガイドと、前記光学機構に設けた
前記管軸と平行な回転軸とを備え、前記光学機構は前記
支持ガイドに支持され、前記移動制御手段からの入力に
応じて前記支持ガイドに沿って移動し、前記回転軸回り
に回転する請求項３又は４記載のシーム倣い制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6198655A JP2845139B2 (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | ビーム溶接管のシーム倣い制御方法及びシーム倣い制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6198655A JP2845139B2 (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | ビーム溶接管のシーム倣い制御方法及びシーム倣い制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0857667A true JPH0857667A (ja) | 1996-03-05 |
| JP2845139B2 JP2845139B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=16394841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6198655A Expired - Lifetime JP2845139B2 (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | ビーム溶接管のシーム倣い制御方法及びシーム倣い制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2845139B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103008881A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-04-03 | 中国电子科技集团公司第四十五研究所 | 一种基于模板匹配的焊缝跟踪方法 |
| KR20190001073A (ko) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 공주대학교 산학협력단 | 레이저 절삭기의 레이저 출력 장치 |
| CN109883328A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-14 | 中国计量科学研究院 | 管道内壁测量*** |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP6198655A patent/JP2845139B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103008881A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-04-03 | 中国电子科技集团公司第四十五研究所 | 一种基于模板匹配的焊缝跟踪方法 |
| KR20190001073A (ko) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 공주대학교 산학협력단 | 레이저 절삭기의 레이저 출력 장치 |
| CN109883328A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-14 | 中国计量科学研究院 | 管道内壁测量*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2845139B2 (ja) | 1999-01-13 |
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