CN109982782A - 电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置、方法和程序 - Google Patents

电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置、方法和程序 Download PDF

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三浦孝雄
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Abstract

以精度好地检测电缝焊接中的错口为目的。一种电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，所述电焊钢管是一边将带状的金属板从上游侧向下游侧运送一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的该金属板的周向两端部加热熔融而对接的电焊钢管，所述作业监视装置的特征在于，具备以下机构，所述机构通过基于从成形为所述圆筒状的金属板的外表面侧或内表面侧利用拍摄装置拍摄到的、包含V收敛部位和金属部分的区域的图像，捕捉所述金属板的外表面或内表面中的对接位置的周向两侧的所述金属部分的发光区域的偏移，来检测错口，所述V收敛部位是所述周向两端部收敛成V字状的部位，所述金属部分是比所述V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到所述金属板的表面的金属部分。

Description

电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装 置、方法和程序
技术领域
本发明涉及对一边运送金属板一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的周向两端部加热熔融而对接的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接(以下称为电缝焊接)进行监视的作业监视装置、方法和程序。
背景技术
在石油或天然气用管线管、油井管、原子能用、地热用、化学工厂用、机械结构用以及一般配管用等广泛的领域中使用电焊钢管。在电焊钢管的制造设备中，一边运送带状的钢板一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的周向两端部加热熔融而对接。
在如上述那样一边运送带状的钢板一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状时，有时发生在钢板的一个端部与另一个端部之间产生台阶差的、被称为所谓的“错口”的异常。该错口会导致电焊钢管的强度不足等品质不良，因此要求监视电缝焊接来检测错口。
作为这种技术，在专利文献1中公开了下述的焊接状况监视方法：在弯曲带状金属板并将其相对端面连续地对接焊接来制造焊接金属管时，从V形入侧方向同时检测所述相对端面双方的焊接部分中的板厚方向边缘部和板厚方向中央部的温度分布，基于检测出的温度分布，对向所述对接焊接部分的热输入状况进行推定。并且，通过该方法，也能够检测出左右的对接面上下错离的状态、即错口。
在专利文献2中公开了一种电缝焊接的监视方法，该监视方法对电缝焊接的焊接部进行监视，在所述电缝焊接中，一边将钢板连续地形成为管状一边将对接的该钢板的两端部加热后压接来焊接，该监视方法包括：检测钢液排出的起点位置；判定在所述两端部检测出的钢液排出的起点位置相对于该两端部的对接线是否对称；在判定为在所述两端部检测出的钢液排出的起点位置不对称的情况下，输出通知其意旨的信息。并且，通过该方法，能够检测在焊接中对接的钢板的两端部的加热状态的非对称性。
在专利文献3中公开了一种电缝焊接作业的监视方法，其是一边运送带状的钢板一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的所述钢板的周向两端部加热熔融而对接的电缝焊接作业的监视方法，包括：设定测温区域，所述测温区域包含通过挤压辊的顶锻而使所述钢板的板厚内部的熔融部分开始向表面排出的焊接部；计算所述测温区域的亮度水平；基于预先设定的温度转换数据将所述亮度水平转换为所述测温区域的温度；判定所述测温区域的温度是否在规定的下限值以上。并且，通过该方法，能够进行避开有未熔融的可能性的焊接条件的熔融证明，抑制由未熔融引起的不良部的产生。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62-203680号公报
专利文献2：日本特开2015-217420号公报
专利文献3：日本专利第5549963号公报
发明内容
在专利文献1中，在被对接焊接的两端面熔融而发光的区域因成为液状而粗糙度变低或凹凸变得消失从而成为镜面。而且，有时在对接的上游侧进行端面的氧化物除去处理，在该情况下，两端面的大部分成为镜面。若这样地被对接焊接的两端面成为镜面，则两端面的发光分布均匀化，而且，在原理上不能将原来的发光和反射的发光分离。因此，在如专利文献1那样将两端面的温度分布作为光学的图像进行测定的情况下，会作为基于多重反射的镜像重叠而成的图像进行测定，不能够精度好地检测相对端面双方的焊接部分的温度分布，有时不能够检测尤其是台阶差小的错口。
在专利文献2所记载的方法中，由于仅检测钢液排出的起点位置的差，因此存在下述问题：若在错口上段侧偶发地产生钢液排出，则直接导致误检测。而且，有时发生所谓的波动(rolling)，即，在钢材的两边缘形成的V收敛角的WS(Work side)/DS(Drive side)平衡在成形途中偏移，在该情况下，拍摄图像的水平轴与成形的基准轴偏离，仍然存在误检测的可能性变高的问题。
在专利文献3所记载的方法中，由于将通过挤压辊的顶锻而使钢板的板厚内侧部的熔融部分开始向表面排出的焊接部的温度作为测定对象，因此虽然能够进行避开有未熔融的可能性的焊接条件的熔融证明，但不能够精度好地检测错口。
本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，其目的是能够精度好地检测电缝焊接中的错口。
本发明的要旨如下。
(1)一种电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，所述电焊钢管是一边将带状的金属板从上游侧向下游侧运送一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的该金属板的周向两端部加热熔融而对接的电焊钢管，所述作业监视装置的特征在于，
通过基于从成形为所述圆筒状的金属板的外表面侧或内表面侧利用拍摄装置拍摄到的、包含V收敛部位和金属部分的区域的图像，捕捉所述金属板的外表面或内表面中的对接位置的周向两侧的所述金属部分的发光区域的偏移，来检测错口，所述V收敛部位是所述周向两端部收敛成V字状的部位，所述金属部分是比所述V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到所述金属板的表面的金属部分。
(2)根据上述(1)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，具备：
输入单元，其从所述拍摄装置输入将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像；
图像处理单元，其对被所述输入单元输入的图像实施图像处理；
V收敛点检测单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点；
面积算出单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上求出通过由所述V收敛点检测单元检测出的几何学的V收敛点且与所述图像的X方向平行的直线，将该直线作为对接位置，分别算出由该直线分割出的一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S1、和同样由该直线分割出的另一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S2；和
判定单元，其对由所述面积算出单元算出的对接位置的两侧的发光区域的面积S1、S2进行比较，来判定有无错口产生。
(3)根据上述(1)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，具备：
输入单元，其从所述拍摄装置输入将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像；
图像处理单元，其对被所述输入单元输入的图像实施图像处理；
V收敛点检测单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点；
面积算出单元，其将对所述周向两端部进行直线近似而得到的近似直线分别向下游侧延长超过所述几何学的V收敛点，分别算出比该延长了的近似直线的一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S1”、和比该延长了的近似直线的另一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S2”；和
判定单元，其对由所述面积算出单元算出的发光区域的面积S1”、S2”进行比较，来判定有无错口产生。
(4)根据上述(2)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，在所述判定单元中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1与所述另一侧中的发光区域的面积S2之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
(5)根据上述(3)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，在所述判定单元中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1”和所述另一侧中的发光区域的面积S2”中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1”与所述另一侧中的发光区域的面积S2”之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
(6)根据上述(2)～(5)的任一项所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，在所述判定单元中，也判定在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上所述几何学的V收敛点是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置。
(7)根据上述(2)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，所述面积算出单元在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上求出二等分线或者中线，来对由所述面积算出单元算出的所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2进行修正，所述二等分线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线相交而成的角度的二等分线，所述中线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线与所述图像的X方向的上游侧的端部形成的三角形中的通过所述几何学的V收敛点的中线。
(8)一种电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，所述电焊钢管是一边将带状的金属板从上游侧向下游侧运送一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的该金属板的周向两端部加热熔融而对接的点焊钢管，该作业监视方法的特征在于，
通过从成形为所述圆筒状的金属板的外表面侧或内表面侧利用拍摄装置拍摄包含V收敛部位和金属部分的区域的图像，并基于该图像捕捉所述金属板的外表面或内表面中的对接位置的周向两侧的所述金属部分的发光区域的偏移，来检测错口，所述V收敛部位是所述周向两端部收敛成V字状的部位，所述金属部分是比所述V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到所述金属板的表面的金属部分。
(9)根据上述(8)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，
利用所述拍摄装置拍摄将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像，
对所述拍摄到的图像实施图像处理，
在进行了所述图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点，
在进行了所述图像处理的图像上求出通过所述检测出的几何学的V收敛点且与所述图像的X方向平行的直线，将该直线作为对接位置，分别算出由该直线分割出的一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S1、和同样由该直线分割出的另一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S2，
对所述对接位置的两侧的发光区域的面积S1、S2进行比较，来判定有无错口产生。
(10)根据上述(8)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，
利用所述拍摄装置拍摄将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像，
对所述拍摄到的图像实施图像处理，
在进行了所述图像处理的图像上，对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点，
将对所述周向两端部进行直线近似而得到的近似直线分别向所述运送方向下游侧延长超过所述几何学的V收敛点，分别算出比该延长了的近似直线的一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S1”、和比该延长了的近似直线的另一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S2”，
对所述算出的发光区域的面积S1”、S2”进行比较，来判定有无错口产生。
(11)根据上述(9)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，在所述判定中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1与所述另一侧中的发光区域的面积S2之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
(12)根据上述(10)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，在所述判定中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1”和所述另一侧中的发光区域的面积S2”中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1”与所述另一侧中的发光区域的面积S2”之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
(13)根据上述(9)～(12)的任一项所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，在所述判定中，也判定在进行了所述图像处理的图像上所述几何学的V收敛点是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置。
(14)根据上述(9)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，在所述面积S1和S2的计算中，在进行了所述图像处理的图像上求出二等分线或者中线，来对所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2进行修正，所述二等分线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线相交而成的角度的二等分线，所述中线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线与所述图像的X方向的上游侧的端部形成的三角形中的通过所述几何学的V收敛点的中线。
(15)一种电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，所述电焊钢管是一边将带状的金属板从上游侧向下游侧运送一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的该金属板的周向两端部加热熔融而对接的电焊钢管，所述作业监视程序是用于监视电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接作业的程序，该程序用于使计算机执行下述处理：
通过基于从成形为所述圆筒状的金属板的外表面侧或内表面侧利用拍摄装置拍摄到的、包含V收敛部位和金属部分的区域的图像，捕捉所述金属板的外表面或内表面中的对接位置的周向两侧的所述金属部分的发光区域的偏移，来检测错口，所述V收敛部位是所述周向两端部收敛成V字状的部位，所述金属部分是比所述V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到所述金属板的表面的金属部分。
(16)根据上述(15)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，使计算机作为以下单元发挥功能：
输入单元，其从所述拍摄装置输入将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像；
图像处理单元，其对被所述输入单元输入的图像实施图像处理；
V收敛点检测单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点；
面积算出单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上求出通过由所述V收敛点检测单元检测出的几何学的V收敛点且与所述图像的X方向平行的直线，将该直线作为对接位置，分别算出由该直线分割出的一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S1、和同样由该直线分割出的另一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S2；和
判定单元，其对由所述面积算出单元算出的对接位置的两侧的发光区域的面积S1、S2进行比较，来判定有无错口产生。
(17)根据上述(15)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，使计算机作为以下单元发挥功能：
输入单元，其从所述拍摄装置输入将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像；
图像处理单元，其对被所述输入单元输入的图像实施图像处理；
V收敛点检测单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点；
面积算出单元，其将对所述周向两端部进行直线近似而得到的近似直线分别向下游侧延长超过所述几何学的V收敛点，分别算出比该延长了的近似直线的一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S1”、和比该延长了的近似直线的另一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S2”；和
判定单元，其对由所述面积算出单元算出的发光区域的面积S1”、S2”进行比较，来判定有无错口产生。
(18)根据上述(16)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，在所述判定单元中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1与所述另一侧中的发光区域的面积S2之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
(19)根据上述(17)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，在所述判定单元中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1”和所述另一侧中的发光区域的面积S2”中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1”与所述另一侧中的发光区域的面积S2”之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
(20)根据上述(16)～(19)的任一项所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，在所述判定单元中，也判定在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上所述几何学的V收敛点是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置。
(21)根据上述(16)所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，所述面积算出单元在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上求出二等分线或者中线，来对由所述面积算出单元算出的所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2进行修正，所述二等分线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线相交而成的角度的二等分线，所述中线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线与所述图像的X方向的上游侧的端部形成的三角形中的通过所述几何学的V收敛点的中线。
根据本发明，通过捕捉成形为圆筒状的金属板的外表面或内表面中的对接位置的两侧的发光区域的偏移，来检测错口，因此能够不受端面成为镜面的影响而精度好地检测电缝焊接中的错口。
附图说明
图1是表示电焊钢管的制造设备以及第1实施方式涉及的电缝焊接的作业监视装置的构成的图。
图2是表示使用第1实施方式涉及的电缝焊接的作业监视装置的作业监视方法的流程图。
图3是表示图2的流程图的V收敛点检测处理的流程图。
图4是表示产生了错口的状态的图。
图5是表示利用拍摄装置拍摄到的图像的示意图。
图6是用于说明V收敛点的图。
图7是表示进行了图像处理以及V收敛点检测的图像的示意图。
图8是表示不抽取V收敛部位的斑点(块(Blob))的二值化图像的例子的示意图。
图9是表示在第1实施方式中进行面积计算的图像的示意图。
图10是在实际作业中求出面积比并沿着时间经过绘制的特性图。
图11是表示利用第2实施方式涉及的电缝焊接的作业监视装置进行的作业监视方法的流程图。
图12是用于说明产生了错口的情况与未发生错口的情况相比V收敛点V1向上游侧偏移的原因的图。
图13是表示在第2实施方式中进行面积计算的图像的示意图。
图14是表示电焊钢管的制造设备以及第3实施方式涉及的电缝焊接的作业监视装置的构成的图。
图15是表示在第3实施方式中进行面积计算的图像的示意图。
图16是在实际作业中求出面积比并沿着时间经过绘制的特性图。
图17是表示利用第4实施方式涉及的电缝焊接的作业监视装置进行的作业监视方法的流程图。
图18是表示在第4实施方式中进行面积计算的图像的示意图。
图19是表示高频电流的方向、由电磁力引起的熔融部分的流出、以及由顶锻引起的熔融部分的排出的截面示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
参照图1，对电焊钢管的制造设备的概要进行说明。如图1所示，一边将带状的钢板1朝向方向3从上游侧向下游侧运送，一边利用辊组(未图示)将其连续地成形为圆筒状。并且，在成形为圆筒状的钢板1的内部配置阻抗器6，利用一对接触片7(高频电阻焊接)或感应线圈(未图示)(感应加热焊接)使高频电流5流过，并且利用挤压辊2施加顶锻。由此，使钢板1的周向两端部4、4(以下也仅称为端部)一边收敛成V字状一边加热熔融而对接，能够将钢板1熔融接合(电缝焊接(ERW))。
在钢板1的上方配置有拍摄装置8，拍摄被成形为圆筒状的钢板1的外表面的、包含收敛成V字状的V收敛部位的区域的自然光图案(辐射图案)。V收敛部位包括：以下说明的几何学的V收敛点V1；朝向几何学的V收敛点V1，钢板1的两端部4、4收敛的部位；以及两端部4、4在物理上撞合(接触)的撞合点V2。朝向几何学的V收敛点V1，钢板1的两端部4、4收敛的部位，优选包含从V收敛点V1朝向上游侧5mm以上且30mm以下的区域。拍摄装置8例如使用1600×1200像素的3CCD型彩色照相机，在拍摄视野为宽度30[mm]以上、长度50～100[mm]、拍摄分辨率为50～100[μm/像素]、拍摄速率为30[fps]以上、曝光时间为1/5000[秒]以下的条件下进行拍摄。由拍摄装置8拍摄到的图像数据被输入到电缝焊接的作业监视装置100。
在一边运送带状的钢板1一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状时，如上述那样，有时发生在钢板的一个端部与另一个端部之间产生台阶差的“错口”。在发生了错口的情况下，如图4所示，高频电流5集中于钢板1的两端部4、4的对接端面之中的相面对的部位(对接端面的实际厚度h)。其结果，对于向上偏移的端部(图4的左侧的端部)4而言，在钢板1的内表面侧温度上升，熔融的程度变高。与此相对，对于向下偏移的端部(图4的右侧的端部)4而言，在钢板1的外表面侧温度上升，熔融的程度变高。因此，在产生了错口时，在钢板1的外表面侧及内表面侧，在对接位置的两侧由熔融或红热所致的发光区域产生偏移。错口量优选在板厚的10％以内。例如，在板厚为10mm时，优选使错口量在1.0mm以内。因此，如以下详述的那样，发现：通过从成形为圆筒状的钢板1的外表面侧利用拍摄装置8拍摄包含V收敛部位和比V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的区域的图像，并基于该图像捕捉钢板1的外表面中的对接位置的两侧的所述金属部分的发光区域的偏移，来检测错口。也可以将拍摄装置8配置在成形为圆筒状的钢板1的内表面侧，与将拍摄装置8配置在钢板1的外表面侧的情况同样地从钢板1的内表面侧拍摄图像来检测错口。比V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分，优选包含在由拍摄装置得到的图像的水平方向上从V收敛部位朝向下游侧0mm以上且20mm以下的区域的金属部分。
回到图1进行说明，在电缝焊接的作业监视装置100中，101是输入部，输入由拍摄装置8拍摄到的图像数据。从拍摄装置8输入以钢板1的运送方向为X方向、以钢板1的对接方向为Y方向的图像。图5表示将由拍摄装置8拍摄到的图像图示化的示意图。在由拍摄装置8拍摄到的图像中，沿着钢板1的两端部4、4显现发光区域(亮度水平高的高热区域)51，在运送方向(X方向)的下游侧，显现两端部4、4的熔融部分因电磁力而向金属板的表面流出而形成的波状的图案。如图1及图19所示，在钢板1的两端部4、4的对接端面之中的相面对的部位，高频电流5反方向地流动，因此在两端部4、4之间产生斥力，两端部4、4的熔融部分因电磁力而向金属板的表面流出。其后，通过从左右施加较强的压力的顶锻，钢液在上下方向上被挤出。在本发明中，捕捉因该电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的偏移，来检测错口。若产生错口，则向下偏移的端部(图4的右侧的端部)4的钢板1的外表面侧，电流集中从而加速熔融，另一方面，向上偏移的端部(图4的左侧的端部)4的外表面侧，电流减少从而难以熔融，因此两端部4、4的熔融金属向金属板外表面的流出面积不同。同样地，若产生错口，则向上偏移的端部(图4的右侧的端部)4的钢板1的内表面侧，电流集中从而加速熔融，另一方面，向下偏移的端部(图4的左侧的端部)4的内表面侧，电流减少从而难以熔融，因此两端部4、4的熔融金属向金属板内表面的流出面积不同。该变化即使是比板厚的5％小的错口也能够明确地判别，因此，通过捕捉因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的偏移，与以往相比能够精度好地检测错口。
102是图像处理部，对被输入到输入部101的图像实施红色成分抽取处理、二值化处理等图像处理。
103是V收敛点检测部，在由图像处理部102进行了图像处理的图像上检测几何学的V收敛点V1。几何学的V收敛点V1，如图6中虚线所示，是收敛成V字状的两端部4、4在几何学上相交的点。通过拍摄朝向几何学的V收敛点V1、钢板1的两端部4、4收敛的部位的自然光图案(辐射图案)，能够基于两端部4、4的两边缘的近似线来检测几何学的V收敛点V1。再者，实际上，如图6所示，在几何学的V收敛点V1，两端部4、4并不撞合，而是在几何学的V收敛点V1的下游侧，观测到存在两端部4、4物理上撞合(接触)的撞合点V2的2级收敛现象。另外，焊接点(开始凝固的点)存在于比撞合点V2更靠下游侧的位置。再者，在以后的说明中，有时将几何学的V收敛点V1简称为V收敛点V1。
104是面积算出部，在由图像处理部102进行了图像处理的图像上求出通过由V收敛点检测部103检测出的V收敛点V1、且与图像的X方向平行的直线L1。拍摄装置8被设置成由拍摄装置8得到的图像的水平方向与钢板1的运送方向(X方向)平行，将通过V收敛点V1且与由拍摄装置8得到的图像的水平方向平行的直线作为直线L1。并且，将该直线L1作为对接位置，分别算出由直线L1分割出的一侧中的比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的面积S1、和同样由直线L1分割出的另一侧中的比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的面积S2。比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分，优选包含在由拍摄装置得到的图像的水平方向上从V收敛点V1朝向下游侧0mm以上且20mm以下的区域的金属部分。再者，在后述的图9中说明面积S1、S2的计算的详细情况。
105是判定部，对由面积算出部104算出的对接位置的两侧的发光区域的面积S1、S2进行比较，来判定有无错口产生。
106是输出部，例如将由各部分101～105处理的图像、在判定部105中的面积S1、S2的比较结果显示于未图示的显示装置。另外，在由判定部105判定为产生了错口的情况下，例如进行警报输出。
接着，参照图2，详细说明利用第1实施方式涉及的电缝焊接的作业监视装置100进行的作业监视方法。拍摄装置8的拍摄以一定的时间间隔连续地进行，将在相同时刻拍摄到的一张图像称为帧。当从拍摄装置8经由输入部101输入图像数据时(步骤S1)，图像处理部102为了使对比度明确而从该图像数据中抽取红色成分(波长590～680nm)(步骤S2)。
图像处理部102对在步骤S2中抽取了红色成分的图像数据进行二值化(反转)(步骤S3)。在这里，对于亮度水平为预先设定的阈值以上的像素代入“0”，对于亮度水平小于一定值的像素代入“1”。此时的阈值，设为照相机的噪声水平和来自上辊的反射这一干扰因素的等级水平以上，并在能够捕捉熔融部和钢材端部的形状的范围调整。例如，在熔融的区域在255灰度等级中为160等级水平、干扰因素为30等级水平的情况下，选择40等级水平左右。根据该阈值的设定，决定在本申请中计算面积的对象即发光区域的范围。图7(a)表示将二值化图像图示化了的示意图。
V收敛点检测部103，在在步骤S3中生成的二值化图像上检测几何学的V收敛点V1(步骤S4)。图3表示步骤S4的V收敛点检测处理的具体例。首先，如图7(b)所示，进行对每个斑点(块)附加标签的加标(labelling)处理(步骤S41)，判定是否抽取了符合规定的条件的斑点(步骤S42)。这里所说的斑点，意指：在二值化图像(在8bit下，为0或255等级水平)中以255等级水平成为一块的区域，更具体而言意指：“1”的像素为包含相邻的上下左右的4像素或斜向4像素的相邻8像素中的任一个“1”，其连结而成为一块的各个区域。另外，加标处理表示：对各个斑点附加相同的标签号来抽取特定的斑点，一并进行抽取图像内的位置(X坐标的最大点以及最小点、Y坐标的最大点以及最小点)、宽度、长度、面积等的处理。例如，在图7(b)中，3个斑点分别被标记为“1”、“2”以及“3”，在步骤S42中，如果有符合规定条件的斑点，则抽取该斑点作为两端部4、4收敛成V字状的部位即V收敛部位的斑点52(参照图7(c))，取得坐标、面积等的形状信息。例如在图7(a)所示的二值化图像中，如果有与左端相接且具有规定的面积条件的斑点，则抽取其来作为V收敛部位的斑点52。作为规定的面积条件，例如设定斑点的面积的实际尺寸为15～150mm2这一条件和/或外切长方形的实际尺寸为25～320mm2这一条件等即可。
如果在步骤S42中抽取了符合规定条件的斑点，则在该抽取出的V收敛部位的斑点52中搜索钢板1的两端部4、4(步骤S43)。如将图7(c)放大后的图7(d)所示，从通过V收敛部位的斑点52的运送方向的最下游点且与X方向平行的直线(在图中，用单点划线表示)向+Y方向及-Y方向分别搜索成为“1”→“0”的点，将该点作为钢板1的端部4。这在收敛成V字状的方向(X方向)的规定的范围、例如从二值化图像的左端(运送方向的下游侧)到V收敛部位的斑点52的前端的范围之中的从左端起算的2/3的范围执行。并且，在该规定的范围对钢板1的端部4、4进行直线近似(步骤S44)，检测这些近似直线的交点来作为几何学的V收敛点V1(步骤S45)。再者，上述规定的范围并不是总是设为“从左端起算的2/3的范围”，在根据作业条件V收敛点V1的位置向运送方向的上游侧移动的情况下，优选适当地设定为更小的值、例如设定为1/2等的适当的值。
在搜索钢板1的端部4时，例如也可以从图7(d)所示的图像的Y方向的上下位置朝向内侧搜索成为“0”→“1”的点。但是，已知V收敛部位的斑点52显现在图像的Y方向的中央附近，当从图像的最上位置及最下位置开始搜索时，处理变得无用。因此，如上述那样，通过从V收敛部位的斑点52的内侧向+Y方向及-Y方向搜索成为“1”→“0”的点，来缩短处理时间。另外，在从图像的上下位置朝向内侧搜索成为“0”→“1”的点的情况下，也能够通过加标处理来获知V收敛部位的斑点52的宽幅部(图像的左端)的Y方向位置，因此，如果从该Y方向位置或者其附近朝向内侧搜索成为“0”→“1”的点，则能够缩短处理时间。
如果在步骤S42中未抽取到符合规定条件的斑点，则设立异常标志(步骤S46)。例如在热输入量低的情况下，如图8所示，未抽取到V收敛部位的斑点，因此进入步骤S46。然后，判定是否连续规定的帧数地设立了异常标志(步骤S47)，在连续规定的帧数地设立了异常标志的情况下，输出异常警报(步骤S48)。
回到图2进行说明，面积算出部104，如图9(a)所示那样，在在步骤S3中生成的二值化图像上求出通过在步骤S4中检测出的V收敛点V1且与图像的X方向平行的直线L1(步骤S5)。再者，在图9中，考虑到观察容易度，省略了如图7那样的黑色、白色的颜色区分。并且，面积算出部104，将直线L1作为对接位置，通过加标处理，分别算出由直线L1分割出的一侧中的比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的面积S1、和同样由直线L1分割出的另一侧中的比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的面积S2(步骤S6)。
判定部105判定预先指定的某一侧中的发光区域的面积S1或S2相对于在步骤S6中算出的一侧中的发光区域的面积S1与另一侧中的发光区域的面积S2之和的比是否在上下限值内(步骤S7)。其结果，如果面积比S1/(S1+S2)或S2/(S1+S2)在上下限值内，则判定为没有产生错口，如果超出上限值或下限值，则判定为产生了错口。如在图4中说明的那样，在产生了错口时，在钢板1的外表面侧或内表面侧，在对接位置的两侧，发光区域发生偏移，成为如图9(b)所示那样的状态。因此，如果面积比在1/2的附近、即例如在40％以上且60％以下的范围，则判定为未产生错口，如果低于40％或超过60％，则判定为产生了错口即可。另外，也可以基于事先使错口变化而取得了台阶差与面积比的相关关系的检量线来判定正常/错口产生。在面积比超出上限值或下限值的情况下，进行警报输出等的异常输出(步骤S8)。
在步骤S7中，也可以算出面积S1与面积S2之比、或面积S1与面积S2之差的绝对值，来判定其是否超出规定的阈值。然而，若由于钢板1的运送时的晃动、扭转等导致面积S1、S2中的一方的面积变动，则其变动量直接影响到另一方的面积，因此若单纯地求出面积S1与面积S2之比、或面积S1与面积S2之差，则有判定变得过敏的倾向。与此相对，如本实施方式那样，通过基于一方的面积相对于总体的面积的比(S1/(S1+S2)或者S2/(S1+S2))来判定，能够进行稳定的判定。
图10(a)、(b)是在实际作业中求出一方相对于总体面积的面积比(S1/(S1+S2)或者S2/(S1+S2))，沿着时间经过绘制的特性图。如图10(a)所示，在作业中始终标绘并且监视的结果，在时刻15：03：21以后，面积比超出上限值的状态持续。然后，跟踪检查实际材料的结果，确认到实际上在该时间点产生了错口。由该结果也可知，应用了本发明的错口的检测方法是有效的。
图10(b)是将图10(a)的数据按时间序列取7点的移动平均而重新绘制的图。在图10(a)中，在15：03：21之前也有时面积比暂时地超出下限值，但为噪声成分的可能性高。因此，取数个点程度的数据的移动平均来使曲线平滑，去除噪声成分，由此能够更明确地判定错口的产生。
如以上说明的那样，通过捕捉成形为圆筒状的钢板1的外表面或内表面的对接位置的两侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的偏移，来检测错口，因此能够不受端面成为镜面的影响而精度好地检测电缝焊接中的错口。通过应用本发明，即使在产生了台阶差为2～3mm程度的小的台阶差的情况下，也能够检测错口。
(第2实施方式)
第2实施方式是下述例子：在判定部105中，除了如在第1实施方式中所述的那样对对接位置的两侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的面积S1、S2进行比较以外，也判定在由图像处理部102进行了图像处理的图像上V收敛点V1是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置，从而判定有无产生错口。再者，以下以与第1实施方式的不同点为中心进行说明，省略重复的说明。
在钢板1的运送过程中，有时钢板1向运送方向的左右晃动或扭转。如在第1实施方式中说明的那样，求出通过V收敛点V1且与图像的X方向平行的直线L1，算出该直线L1的两侧的发光区域的面积S1、S2，但若钢板1向运送方向的左右晃动或扭转，则有时实际的对接位置相对于直线L1倾斜(参照图15(a))。在该情况下，与有无产生错口无关，直线L1的两侧的发光区域的面积S1、S2产生差。
可知：在产生了错口的情况下，与未产生错口的情况相比，由V收敛点检测部103检测出的V收敛点V1向上游侧偏移。在未产生错口的情况下，若极端地描绘，则如图12(a)所示，两端部4、4的内表面侧及外表面侧大致均等地熔融。另一方面，在产生了错口的情况下，若极端地描绘，则如图12(b)所示，对于向上偏移的端部(图12的左侧的端部)4而言，在钢板1的内表面侧熔融的程度变高，与此相对，对于向下偏移的端部(图12的右侧的端部)4而言，在钢板1的外表面侧熔融的程度变高。因此，如图12(a)、(b)所示，即使是两端部4、4的间隔相等的状况，若熔融部分120因电磁力而向金属板的表面流出了，则在从箭头Z方向观察时，产生了错口的情况下的外观的距离l1也比未发生错口的情况下的外观的距离l2短。换言之，在从箭头Z方向观察时，在产生了错口的情况下，与未产生错口的情况相比，会在较早的阶段、即上游侧检测到V收敛点V1。因此，在本实施方式中，也判定V收敛点V1是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置。
接着，参照图11，详细说明利用第2实施方式涉及的电缝焊接的作业监视装置100进行的作业监视方法。步骤S1～S6及S8与第1实施方式的图2同样，在此省略其说明。在步骤S17中，判定部105判定预先指定的某一侧中的发光区域的面积S1或S2相对于在步骤S6中算出的一侧中的发光区域的面积S1与另一侧中的发光区域的面积S2之和的比是否在上下限值内。而且，也判定在步骤S4中检测出的V收敛点V1是否位于比规定的X方向位置XS靠上游侧的位置。其结果，如果面积比(S1/(S1+S2)或者S2/(S1+S2))超出上限值或下限值、且V收敛点V1位于比规定的X方向位置XS靠上游侧的位置，则判定为产生了错口(参照图13(b))，除此以外，判定为未产生错口(参照图13(a))。例如，即使面积比(S1/(S1+S2)或者S2/(S1+S2))超出上限值或下限值，如果V收敛点V1没有处于比规定的X方向位置XS靠上游侧的位置，则认为起因于钢板1的晃动、扭转等的可能性高，判定为未产生错口。通过将几何学的V收敛点V1的位置添加到正常/异常判别的条件中，能够比第1实施方式宽地取面积比的上下限值，因此如上述那样，即使在钢板1向运送方向的左右晃动、扭转的情况下也能够进行精度高且稳定的判定。
如以上所述那样，由于能够除去因钢板1的晃动、扭转等产生的影响来检测错口，因此能够精度好地检测电缝焊接中的错口。
(第3实施方式)
第3实施方式，如图14所示，是面积算出部104具备修正部104a，具有对算出的面积S1、S2进行修正的功能的例子。再者，以下以与第1实施方式的不同点为中心进行说明，省略重复的说明。
在第2实施方式中也进行了叙述，在钢板1的运送过程中，当钢板1向运送方向的左右晃动或扭转时，实际的对接位置相对于直线L1倾斜。因此，如图15(a)所示，与有无产生错口无关，有时直线L1的两侧的发光区域的面积S1、S2产生差。
因此，面积算出部104，如图15(a)所示，首先，与第1实施方式同样地求出通过V收敛点V1且与图像的X方向平行的直线L1，分别算出由直线L1分割出的一侧中的比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的面积S1、和同样由直线L1分割出的另一侧中的比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域的面积S2。
接着，修正部104a，如图15(b)所示，求出在图3的步骤S44中求出的钢板1的两端部4、4的近似直线相交而构成的角度的二等分线L2。并且，将在比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域中由直线L1和二等分线L2包围的区域作为修正区域，算出该修正区域的面积S3。
接着，修正部104a，如图15(b)、(c)所示，对在比V收敛点V1靠下游侧的发光区域中二等分线L2不通过的区域的面积(图示例的情况下为面积S1)加上面积S3，并且，从二等分线L2通过的区域的面积(图示例的情况下为面积S2)减去面积S3，来算出修正后的面积S1′(＝S1+S3)、S2′(＝S2-S3)。换言之，分别算出由二等分线L2分割出的一侧中的比V收敛点V1靠下游侧的发光区域的面积S1’、和同样由二等分线L2分割出的另一侧中的比V收敛点V1靠下游侧的发光区域的面积S2’。
其后，与第1实施方式同样地，判定预先指定的某一侧的发光区域的修正后的面积S1′或S2′相对于一侧中的发光区域的修正后的面积S1′与另一侧中的发光区域的修正后的面积S2′之和的比是否在上下限值内。其结果，如果面积比S1′/(S1′+S2′)或S2′/(S1′+S2′)在上下限值内，则判定为未产生错口，如果超过上限值或下限值，则判定为产生了错口。
如以上所述那样，由于能够除去因钢板1的晃动、扭转等产生的影响来检测错口，因此能够精度好地检测电缝焊接中的错口。
图16是求出在实际作业中实际产生钢板1的扭转时的“无修正”的面积比S1/(S1+S2)或S2/(S1+S2)及“有修正”的面积比(S1′/(S1′+S2′)或S2′/(S1′+S2′))，沿着时间经过绘制的特性图。图中的细线为“无修正”的特性线，粗线为“有修正”的特性线。虽然确认到直到时间t1为止都未产生错口，但是，在“无修正”的情况下低于下限值，与此相对，在“有修正”的情况下，除去噪声成分，处于上下限值内，确认到即使在钢板1产生了扭转的状态下也能够精度好地检测错口。
在本实施方式中，求出钢板1的两端部4、4的近似直线相交而构成的角度的二等分线L2，但并不限定于此。例如，也可以求出钢板1的两端部4、4的近似直线与图像的X方向的端部X0形成的三角形中的通过V收敛点V1的中线。
(第4实施方式)
在第1实施方式～第3实施方式中，为了检测比几何学的V收敛点V1靠下游侧的面积的偏移，使用了通过几何学的V收敛点V1的水平线，进而使用了近似直线相交而构成的角度的二等分线。与此相对，本实施方式是下述例子：仅使用用于搜索几何学的V收敛点V1的近似直线来检测面积的偏移。再者，以下以与第1实施方式的不同点为中心进行说明，省略重复的说明。
参照图17，详细说明利用第4实施方式涉及的电缝焊接的作业监视装置100进行的作业监视方法。代替步骤S5而进行步骤S15的处理，步骤S1～S4及S6～S8与第1实施方式的图2同样，在此省略其说明。在步骤S15中，将在步骤S4(步骤S44)中得到的钢板1的端部4、4的近似直线向V收敛点V1的下游侧延长。而且，在步骤S6中，如图18(a)所示，面积算出部104分别算出比V收敛点V1靠下游侧的一侧中的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域之中的、比延长了的近似直线靠周向外侧的面积S1”、和同样比V收敛点V1靠下游侧的另一侧中的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分的发光区域之中的、比延长了的近似直线靠周向外侧的面积S2”。比V收敛点V1靠下游侧的因电磁力而流出到金属板的表面的金属部分，优选包含在由拍摄装置得到的图像的水平方向上从V收敛点V1朝向下游侧0mm以上且20mm以下的区域的金属部分。
在步骤S7中，判定部105与第1实施方式同样地判定面积比(S1”/(S1”+S2”)或S2”/(S1”+S2”))或者面积的差的绝对值(|S1”-S2”|)是否在上下限值内。在产生了错口时，在钢板1的外表面侧或内表面侧，在对接位置的两侧发光区域产生偏移，成为图18(b)所示的状态。这样，即使钢板1向运送方向的左右晃动或扭转，也能够精度好且稳定地进行检测。另外，由于只延长收敛成V字状的周向两端部的近似直线即可，因此也可以不算出通过几何学的V收敛点V1的水平线、以及近似直线相交而构成的角度的二等分线，运算处理变得简单。
在如本实施方式那样求出面积S1”、S2”的情况下，也可以如在第2实施方式中说明的那样一并判定几何学的V收敛点V1是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置。
以上，与各种实施方式一起对本发明进行了说明，但本发明并不仅限定于这些实施方式，能够在本发明的范围内进行变更等。例如，在上述实施方式中，使用了3CCD型彩色照相机，但即使在单色照相机上安装通过波长570～740nm程度的光学滤波器，也能够得到与彩色照相机的R成分同等的图像。例如在使用具备1/3型CCD元件(XGA尺寸)的照相机、且到V收敛部位的距离为1.2m的情况下，将焦距f＝75mm、亮度F8的透镜设定在V收敛部位的上方而进行拍摄。优选实施γ修正，从而钢板1的端部4的亮度低的区域也能够准确地检测。
本发明的电缝焊接的作业监视装置，具体而言能够由具备CPU、ROM、RAM等的计算机系统构成，通过CPU执行程序来实现。本发明的电缝焊接的作业监视装置，可以由一个装置构成，也可以由多个设备构成。
另外，通过向系统或装置供给记录了实现上述的电缝焊接的作业监视功能的软件的程序代码的存储介质也能实现本发明的目的。在该情况下，从存储介质读取的程序代码自身实现上述的实施方式的功能，程序代码自身以及存储了该程序代码的存储介质构成本发明。作为用于供给程序代码的存储介质，可以使用例如软盘、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM等。
附图标记说明
1：钢板
2：挤压辊
3：运送方向
4：周向端部
5：高频电流
6：阻抗器
7：接触片
8：拍摄装置
100：电缝焊接的作业监视装置
101：输入部
102：图像处理部
103：V收敛点检测部
104：面积算出部
104a：修正部
105：判定部
106：输出部
h：对接端面的实际厚度
L1：与图像的X方向平行的直线
L2：钢板的两端部的近似直线相交而构成的角度的二等分线
l1：产生了错口的情况下的外观的距离
l2：未产生错口的情况下的外观的距离
t：钢板的厚度
S1：一侧中的发光区域的面积
S2：另一侧中的发光区域的面积
S3：由直线L1和二等分线L2包围的修正区域
S1′：S1+S3
S2′：S2-S3
V1：V收敛点
V2：撞合点
X0：图像的X方向的端部
XS：规定的X方向位置。

Claims (21)

1.一种电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，所述电焊钢管是一边将带状的金属板从上游侧向下游侧运送一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的该金属板的周向两端部加热熔融而对接的电焊钢管，所述作业监视装置的特征在于，
通过基于从成形为所述圆筒状的金属板的外表面侧或内表面侧利用拍摄装置拍摄到的、包含V收敛部位和金属部分的区域的图像，捕捉所述金属板的外表面或内表面中的对接位置的周向两侧的所述金属部分的发光区域的偏移，来检测错口，所述V收敛部位是所述周向两端部收敛成V字状的部位，所述金属部分是比所述V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到所述金属板的表面的金属部分。
2.根据权利要求1所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，具备：
输入单元，其从所述拍摄装置输入将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像；
图像处理单元，其对被所述输入单元输入的图像实施图像处理；
V收敛点检测单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点；
面积算出单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上求出通过由所述V收敛点检测单元检测出的几何学的V收敛点且与所述图像的X方向平行的直线，将该直线作为对接位置，分别算出由该直线分割出的一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S1、和同样由该直线分割出的另一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S2；和
判定单元，其对由所述面积算出单元算出的对接位置的两侧的发光区域的面积S1、S2进行比较，来判定有无错口产生。
3.根据权利要求1所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，具备：
输入单元，其从所述拍摄装置输入将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像；
图像处理单元，其对被所述输入单元输入的图像实施图像处理；
V收敛点检测单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点；
面积算出单元，其将对所述周向两端部进行直线近似而得到的近似直线分别向下游侧延长超过所述几何学的V收敛点，分别算出比该延长了的近似直线的一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S1”、和比该延长了的近似直线的另一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S2”；和
判定单元，其对由所述面积算出单元算出的发光区域的面积S1”、S2”进行比较，来判定有无错口产生。
4.根据权利要求2所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，在所述判定单元中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1与所述另一侧中的发光区域的面积S2之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
5.根据权利要求3所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，在所述判定单元中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1”和所述另一侧中的发光区域的面积S2”中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1”与所述另一侧中的发光区域的面积S2”之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
6.根据权利要求2～5的任一项所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，在所述判定单元中，也判定在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上所述几何学的V收敛点是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置。
7.根据权利要求2所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视装置，其特征在于，所述面积算出单元在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上求出二等分线或者中线，来对由所述面积算出单元算出的所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2进行修正，所述二等分线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线相交而成的角度的二等分线，所述中线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线与所述图像的X方向的上游侧的端部形成的三角形中的通过所述几何学的V收敛点的中线。
8.一种电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，所述电焊钢管是一边将带状的金属板从上游侧向下游侧运送一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的该金属板的周向两端部加热熔融而对接的点焊钢管，该作业监视方法的特征在于，
通过从成形为所述圆筒状的金属板的外表面侧或内表面侧利用拍摄装置拍摄包含V收敛部位和金属部分的区域的图像，并基于该图像捕捉所述金属板的外表面或内表面中的对接位置的周向两侧的所述金属部分的发光区域的偏移，来检测错口，所述V收敛部位是所述周向两端部收敛成V字状的部位，所述金属部分是比所述V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到所述金属板的表面的金属部分。
9.根据权利要求8所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，
利用所述拍摄装置拍摄将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像，
对所述拍摄到的图像实施图像处理，
在进行了所述图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点，
在进行了所述图像处理的图像上求出通过所述检测出的几何学的V收敛点且与所述图像的X方向平行的直线，将该直线作为对接位置，分别算出由该直线分割出的一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S1、和同样由该直线分割出的另一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S2，
对所述对接位置的两侧的发光区域的面积S1、S2进行比较，来判定有无错口产生。
10.根据权利要求8所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，
利用所述拍摄装置拍摄将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像，
对所述拍摄到的图像实施图像处理，
在进行了所述图像处理的图像上，对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点，
将对所述周向两端部进行直线近似而得到的近似直线分别向所述运送方向下游侧延长超过所述几何学的V收敛点，分别算出比该延长了的近似直线的一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S1”、和比该延长了的近似直线的另一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S2”，
对所述算出的发光区域的面积S1”、S2”进行比较，来判定有无错口产生。
11.根据权利要求9所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，在所述判定中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1与所述另一侧中的发光区域的面积S2之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
12.根据权利要求10所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，在所述判定中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1”和所述另一侧中的发光区域的面积S2”中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1”与所述另一侧中的发光区域的面积S2”之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
13.根据权利要求9～12的任一项所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，在所述判定中，也判定在进行了所述图像处理的图像上所述几何学的V收敛点是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置。
14.根据权利要求9所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视方法，其特征在于，在所述面积S1和S2的计算中，在进行了所述图像处理的图像上求出二等分线或者中线，来对所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2进行修正，所述二等分线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线相交而成的角度的二等分线，所述中线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线与所述图像的X方向的上游侧的端部形成的三角形中的通过所述几何学的V收敛点的中线。
15.一种电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，所述电焊钢管是一边将带状的金属板从上游侧向下游侧运送一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状，并将收敛成V字状的该金属板的周向两端部加热熔融而对接的电焊钢管，所述作业监视程序是用于监视电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接作业的程序，该程序用于使计算机执行下述处理：
通过基于从成形为所述圆筒状的金属板的外表面侧或内表面侧利用拍摄装置拍摄到的、包含V收敛部位和金属部分的区域的图像，捕捉所述金属板的外表面或内表面中的对接位置的周向两侧的所述金属部分的发光区域的偏移，来检测错口，所述V收敛部位是所述周向两端部收敛成V字状的部位，所述金属部分是比所述V收敛部位靠下游侧的因电磁力而流出到所述金属板的表面的金属部分。
16.根据权利要求15所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，使计算机作为以下单元发挥功能：
输入单元，其从所述拍摄装置输入将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像；
图像处理单元，其对被所述输入单元输入的图像实施图像处理；
V收敛点检测单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点；
面积算出单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上求出通过由所述V收敛点检测单元检测出的几何学的V收敛点且与所述图像的X方向平行的直线，将该直线作为对接位置，分别算出由该直线分割出的一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S1、和同样由该直线分割出的另一侧中的比所述几何学的V收敛点靠下游侧的所述金属部分的发光区域的面积S2；和
判定单元，其对由所述面积算出单元算出的对接位置的两侧的发光区域的面积S1、S2进行比较，来判定有无错口产生。
17.根据权利要求15所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，使计算机作为以下单元发挥功能：
输入单元，其从所述拍摄装置输入将所述金属板的运送方向作为X方向、将所述金属板的周向作为Y方向的图像；
图像处理单元，其对被所述输入单元输入的图像实施图像处理；
V收敛点检测单元，其在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上对该周向两端部进行直线近似，作为这些近似直线的交点来检测几何学的V收敛点，所述几何学的V收敛点是收敛成所述V字状的周向两端部在几何学上相交的点；
面积算出单元，其将对所述周向两端部进行直线近似而得到的近似直线分别向下游侧延长超过所述几何学的V收敛点，分别算出比该延长了的近似直线的一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S1”、和比该延长了的近似直线的另一方靠外侧的所述金属部分的发光区域的面积S2”；和
判定单元，其对由所述面积算出单元算出的发光区域的面积S1”、S2”进行比较，来判定有无错口产生。
18.根据权利要求16所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，在所述判定单元中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1与所述另一侧中的发光区域的面积S2之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
19.根据权利要求17所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，在所述判定单元中，求出所述一侧中的发光区域的面积S1”和所述另一侧中的发光区域的面积S2”中的任一个相对于所述一侧中的发光区域的面积S1”与所述另一侧中的发光区域的面积S2”之和的比，来判定该比是否在规定的上下限值内。
20.根据权利要求16～19的任一项所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，在所述判定单元中，也判定在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上所述几何学的V收敛点是否位于比规定的X方向位置靠上游侧的位置。
21.根据权利要求16所述的电焊钢管的高频电阻焊接以及感应加热焊接的作业监视程序，其特征在于，所述面积算出单元在由所述图像处理单元进行了图像处理的图像上求出二等分线或者中线，来对由所述面积算出单元算出的所述一侧中的发光区域的面积S1和所述另一侧中的发光区域的面积S2进行修正，所述二等分线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线相交而成的角度的二等分线，所述中线是收敛成所述V字状的周向两端部的近似直线与所述图像的X方向的上游侧的端部形成的三角形中的通过所述几何学的V收敛点的中线。
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