CN110140022B - 焊接钢管的对接部的形状检测方法及焊接钢管的品质管理方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不需要高速的数据处理装置、复杂的机构，能够高精度地检测焊接钢管的对接部的台阶的焊接钢管的对接部的形状检测方法。即，通过使非接触部件(14)扫描钢管(10)的对接部(12)而得到展开为二维平面的包含上述对接部(12)的特定检测范围的形状坐标数据(L)。对于该形状坐标数据(L)，选出位于上述特定检测范围的起点(A)和终点(D)、位于上述起点(A)与上述对接部(12)之间的第一选择点(B)、以及位于上述对接部(12)与上述终点(D)之间的第二选择点(C)的坐标。算出包含上述起点(A)、终点(D)以及第一选择点(B)的第一近似圆(α1)和包含上述起点(A)、终点(D)以及第二选择点(C)的第二近似圆(α2)。将得到的第一近似圆(α1)与第二近似圆(α2)的偏差用作表现对接部(12)的形状的指标。

Description

焊接钢管的对接部的形状检测方法及焊接钢管的品质管理方 法及其装置
技术领域
本发明主要涉及焊接钢管的对接部的形状检测方法和使用该方法的焊接钢管的品质管理方法及其装置。
背景技术
焊接钢管是通过利用辊成形将钢带形成为开口管的形状后，将相互对接的边缘部彼此焊接而制造的。在该焊接时，若将边缘部彼此对接而成的“对接部”未准确地对接，则在被焊接而成的对接部残留台阶，若该台阶在某个一定的水准以上则判定为不合格品。例如，若对接部的台阶为钢管的直径的0.5％以上，则判定为不合格品。
以往，作为检测这样的台阶的方法，进行如下方法：使用非接触式的光学传感器等测定钢管表面的轮廓，通过处理其轮廓数据来检测对接部的台阶。可是，在该方法中，在对轮廓数据进行处理的情况下，期待对接部的台阶的形状根据母材的平滑的圆弧形状而具有相当急剧的梯度变化来设定处理方法，但由于近年来的钢管制造技术的进步，对接部的台阶的形状也存在作为轮廓而平滑地变化，与其它的母材部分相比没有发现特别的梯度的突变的形状。即，即使在对接部存在台阶，通过以往的方法也无法识别出该台阶，产生无法将不合格品判定为不合格品的情况。
因此，作为能够解决这样的问题的技术，例如在下述的专利文献1中，公开了以下的方法，即，一边使钢管在周向上旋转一边在该钢管表面照射扇状光或者在钢管表面上扫描光点，将照射到钢管表面的扇状光的带状光线或被扫描的光点作为图像信号进行检测，在进行了检测出的图像信号的噪声去除处理、欠缺部分的修复、倾斜修正的图像处理之后，求出该图像处理数据与对该数据应用预先检测出的该钢管外周圆的圆弧而得到的圆弧数据的差异，在该差异数据超过了预先设定的焊缝检测用阈值的情况下，判断为有相当于焊缝的凸部，进而算出超过上述阈值的范围的宽度，在该宽度与包含预先设定的允许范围的焊缝宽度一致的情况下，将该凸部判断为焊缝，将该凸部的位置作为焊缝位置(＝对接部)来算出(所谓的参考匹配方式)。
根据该方法，由于不是直接使用利用光切断法而得到的图像数据，而是对该图像数据进行噪声去除、欠缺部分的修复等图像数据的前处理而修正为准确的图像，基于该图像根据圆弧应用方法而判断有无台阶的方法，因此，即使在对接部的台阶描绘出平滑的轮廓那样的情况下，也能够高精度地进行台阶检测。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3046530号公报
发明内容
发明所要解决的课题
可是，在上述现有技术中存在如下问题。
即，在上述专利文献1所公开的参考匹配方式中，不得不将预先检测出的钢管表面的圆弧数据等作为参考数据而预先保管，另外，在对通过对钢管表面照射规定的光而得到的图像信号进行了噪声去除处理、欠缺部分的修复、倾斜修正这样的图像处理之后，需要求出进行该图像处理而生成的大容量的数据与上述参考数据的差异，因此需要高速的数据处理装置、复杂的机构。
因此，本发明的主要目的在于提供一种焊接钢管的对接部的形状检测方法，其不需要高速的数据处理装置和复杂的机构，即使在焊接钢管的对接部的台阶描绘出平滑的轮廓那样的情况下，也能够高精度地检测该台阶。另外，本发明的另一目的在于提供一种焊接钢管的品质管理方法及其装置，能够使用这样的形状检测方法，可靠地发现在对接部产生了超过品质基准的台阶的不合格品。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的第一发明例如如图1～图5所示，如下那样地构成焊接钢管10的对接部12的形状检测方法。
基于通过使非接触部件14进行扫描而得到且展开为二维平面的包含对接部12的特定检测范围的形状坐标数据L来检测焊接钢管10的被焊接而成的上述对接部12的形状。
对于上述形状坐标数据L，选出上述特定检测范围的起点A和终点D、位于上述起点A与上述对接部12之间的第一选择点B、以及位于上述对接部12与上述终点D之间的第二选择点C的坐标。
算出包含上述起点A、终点D以及第一选择点B的第一近似圆α1和包含上述起点A、终点D以及第二选择点C的第二近似圆α2。
算出将得到的第一近似圆α1及第二近似圆α2平均化而成的假想圆V，并且算出在上述特定检测范围内的上述假想圆V与上述第一近似圆α1或第二近似圆α2之间形成的焊接钢管10的板厚方向的最大偏差作为差异值T1，将该差异值T1用作表现对接部12的形状的指标。
本发明的第二发明例如如图1～图5所示，如下那样第构成焊接钢管10的对接部12的形状检测方法。
基于通过使非接触部件14进行扫描而得到且展开为二维平面的包含对接部12的特定检测范围的形状坐标数据L来检测焊接钢管10的被焊接而成的上述对接部12的形状。
对于上述形状坐标数据L，选出上述特定检测范围的起点A和终点D、位于上述起点A与上述对接部12之间的第一选择点B、以及位于上述对接部12与上述终点D之间的第二选择点C的坐标。
算出包含上述起点A、终点D以及第一选择点B的第一近似圆α1和包含上述起点A、终点D以及第二选择点C的第二近似圆α2。
求出得到的上述第一近似圆α1的中心O1与上述第二近似圆α2的中心O2之间的距离T2，将该距离T2用作表现对接部12的形状的指标。
另外，上述的第二发明包括以下的结构。
即，代替上述第一近似圆α1的中心O1与上述第二近似圆α2的中心O2之间的距离T2，将上述第一近似圆α1的中心O1与上述第二近似圆α2的中心O2的X轴方向的差异的距离T3和Z轴方向的差异的距离T4用作表现对接部12的形状的指标。
上述的第一以及第二发明例如起到如下作用。
在以对接部12为交界将特定检测范围内的形状坐标数据L分割为两个象限而算出与各象限对应的第一近似圆α1以及第二近似圆α2时，由于分别仅在三个坐标点执行运算处理，因此，能够实现运算处理的高速化。
除此之外，作为对接部12的形状判定所需要的数据，使用如上述那样算出的第一近似圆α1以及第二近似圆α2的坐标数据，不需要如以往的参考匹配方式那样的参考数据，并且也不进行复杂的图像处理的运算，因此，不需要高速的数据处理装置、复杂的机构。
本发明的第三发明是使用了上述第一发明的焊接钢管10的对接部12的形状检测方法的焊接钢管10的品质管理方法，其特征在于，“通过将差异值T1与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管10的对接部12的形状是否良好”。
另外，本发明的第四发明是使用了上述第二发明的焊接钢管10的对接部12的形状检测方法的焊接钢管10的品质管理方法，其特征在于，“通过将第一近似圆α1的中心O1与第二近似圆α2的中心O2之间的距离T2或者上述第一近似圆α1的中心O1与上述第二近似圆α2的中心O2的X轴方向的差异的距离T3以及Z轴方向的差异的距离T4与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管10的对接部12的形状是否良好”。
在这些发明中，在判断对接部12的形状的是否良好时，由于不使用在该对接部12的台阶角部产生的拐点，所以即使在对接部12的台阶描绘出平滑的轮廓而难以识别拐点那样的情况下，也能够高精度地检测对接部12的台阶的程度。
本发明的第五发明的“焊接钢管的品质管理装置”是用于实施上述第三发明的方法的装置，例如如图1～图5所示，如下那样地构成焊接钢管10的品质管理装置。
具有非接触部件14，该非接触部件14由对焊接钢管10的包含被焊接而成的对接部12的特定检测范围照射扇状光或者扫描点状光的投光装置14a、和被输入从上述投光装置14a向上述特定检测范围照射的光的反射光，并输出基于该反射光而反映了上述对接部12的位置、形状的变化的形状坐标数据L的数据输出装置14b构成。
由近似圆运算/处理部16b和判定处理部16c构成运算处理装置16，该近似圆运算/处理部16b相对于由上述非接触部件14得到的形状坐标数据L，选出上述特定检测范围的起点A、终点D、位于上述起点A与上述对接部12之间的第一选择点B、以及位于上述对接部12与上述终点D之间的第二选择点C的坐标，算出包含上述起点A、终点D以及第一选择点B的第一近似圆α1、和包含上述起点A、终点D以及第二选择点C的第二近似圆α2，且算出将上述第一近似圆α1和第二近似圆α2平均化而成的假想圆V，求出上述假想圆V与上述第一近似圆α1或第二近似圆α2的焊接钢管10的板厚方向的最大偏差即差异值T1；该判定处理部16c通过将由上述的近似圆运算/处理部16b得到的差异值T1与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管10的对接部12的形状是否良好。
本发明的第六发明是用于实施上述第四发明的方法的装置，例如如图1～图5所示，如下那样地构成焊接钢管10的品质管理装置。
具有非接触部件14，该非接触部件14由对焊接钢管10的包含被焊接而成的对接部12的特定检测范围照射扇状光或者扫描点状光的投光装置14a、和被输入从上述投光装置14a向上述特定检测范围照射的光的反射光，并输出基于该反射光而反映了上述对接部12的位置、形状的变化的形状坐标数据L的数据输出装置14b构成。
由近似圆运算/处理部16b和判定处理部16c构成运算处理装置16，该近似圆运算/处理部16b相对于由上述非接触部件14得到的形状坐标数据L，选出上述特定检测范围的起点A、终点D、位于上述起点A与上述对接部12之间的第一选择点B、以及位于上述对接部12与上述终点D之间的第二选择点C的坐标，算出包含上述起点A、终点D以及第一选择点B的第一近似圆α1、和包含上述起点A、终点D以及第二选择点C的第二近似圆α2，且求出上述第一近似圆α1的中心O1与上述第二近似圆α2的中心O2之间的距离T2或者上述第一近似圆α1的中心O1与上述第二近似圆α2的中心O2的X轴方向的差异的距离T3以及Z轴方向的差异的距离T4；该判定处理部16c通过将由上述的近似圆运算/处理部16b得到的上述距离T2或上述距离T3以及T4与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管10的对接部12的形状是否良好。
发明效果
根据本发明，能够提供一种不需要高速的数据处理装置、复杂的机构，即使在焊接钢管的对接部的台阶描绘出平滑的轮廓的情况下，也能够高精度地检测出该台阶的焊接钢管的对接部的形状检测方法、和使用那样的形状检测方法，能够可靠地发现在对接部产生了超过品质基准的台阶的不合格品的焊接钢管的品质管理方法及装置。
附图说明
图1是表示本发明的焊接钢管的品质管理装置的装置结构例的概略图。
图2是表示本发明的焊接钢管的品质管理装置中的运算处理装置的结构例的框图。
图3是表示本发明的焊接钢管的品质管理方法的一例的流程图。
图4是本发明的焊接钢管的对接部的形状检测方法中的近似圆运算用坐标设定算法的示意图。
图5是本发明的焊接钢管的对接部的形状检测方法中的对接部的形状确认算法中的形状检测示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1是表示本发明的焊接钢管的品质管理装置的装置结构例的概略图。如该图所示，本发明的一实施方式的焊接钢管的品质管理装置具备非接触部件14和运算处理装置16。
非接触部件14是用于得到焊接钢管10的被焊接而成的对接部12的表面形状的坐标数据(即，形状坐标数据L)的装置，在本实施方式中，由投光装置14a和数据输出装置14b构成的非接触式位移计相当于该非接触部件14。
投光装置14a是对焊接钢管10的以被焊接而成的对接部12为中心的特定检测范围照射扇状光或者扫描点状光的装置。具体而言，能够例示出使用了利用柱面透镜等将激光、灯等发光元件放射的光会聚为线状而成的狭缝光源的装置、使用了利用反射镜等在与焊接钢管10的对接部12大致正交的方向(X轴方向)上扫描在照射位置点状地会聚的光那样的扫描点光源的装置等。另外，X轴方向不一定需要相对于焊接钢管10的对接部12准确地正交，也可以是大致正交，但从尽可能不平滑地检测出对接部12的台阶的观点出发，优选尽可能准确地正交。
数据输出装置14b是被输入从投光装置14a向上述的特定检测范围照射的光的反射光，并输出形状坐标数据L的装置，该形状坐标数据L基于该反射光反映了对接部12的位置、形状的变化，并将以对接部12为中心的特定检测范围的形状展开为二维平面。具体而言，数据输出装置14b是由2D埃尔诺斯特(日文：エルノスター)透镜、CMOS图像传感器以及微处理器等构成，使在焊接钢管10的对接部12的表面扩散反射的反射光在CMOS图像传感器的受光元件上成像，检测位置、形状的变化，生成表示其位置、形状的变化的形状坐标数据L的装置。另外，在包含该数据输出装置14b的非接触部件14中，相对于焊接钢管10的长度方向(Y轴方向)连续地进行形状坐标数据L的生成。
然后，由该数据输出装置14b生成的形状坐标数据L经由配线15提供给运算处理装置16。
在本发明的焊接钢管的品质管理装置中，如图1所示，Z轴方向为与X轴和Y轴中的任一个均正交的方向。如图5所示，这样决定的Z轴方向在焊接钢管10的对接部12的附近，与对接部12的台阶的高度方向一致。另外，这样决定的Z轴方向在焊接钢管10的对接部12的附近与焊接钢管10的板厚方向一致。
运算处理装置16是设置在计算机(未图示)上，对命令进行解读并进行运算的装置，如图2所示，数据缓冲部16a、近似圆运算/处理部16b、判定处理部16c、显示处理部16d以及事件发生信号输出部16e的各部被构成在Windows(注册商标)、Linux(注册商标)这样的通用的操作系统16x上。
(数据缓冲部16a)
数据缓冲部16a是暂时存储从非接触部件14连续地提供的焊接钢管10的对接部12的形状坐标数据L的存储装置。
(近似圆运算/处理部16b)
近似圆运算/处理部16b对由数据缓冲部16a提供的上述的形状坐标数据L进行以下的运算。
即，将成为特定检测范围的中心的对接部12作为交界将形状坐标数据L分割为左右的两个象限，并且选出该特定检测范围的起点A与终点D、以及分割后的左右各象限各自的形状坐标数据L上的任意的第一选择点B以及第二选择点C的坐标。
接着，算出包含上述起点A、终点D以及左象限中的第一选择点B的第一近似圆α1、和包含上述起点A、终点D以及右象限中的第二选择点C的第二近似圆α2。在算出这样的近似圆时，使用如图4所示那样的算法。即，针对从形状坐标数据L中选择出的规定的3点(P1、P2、P3)，算出将线段P1、P2二等分的垂线L1和将线段P2、P3二等分的垂线L2。然后，以垂线L1与垂线L2的交点为中心，求出通过点P1、P2、P3的圆，将其作为近似圆。
若将其应用于本实施方式，则使用起点A、第一选择点B、终点D这3点，通过使用图4的算法，能够算出第一近似圆α1。另外，使用起点A、第二选择点C、终点D这3点，通过使用图4的算法，能够算出第二近似圆α2。
另外，根据第一近似圆α1和第二近似圆α2，算出将这2个近似圆平均化而成的假想圆V。该假想圆V的算出例如将第一近似圆α1的中心O1与第二近似圆α2的中心O2的中点作为假想圆V的中心，将第一近似圆α1的半径与第二近似圆α2的半径的平均值决定为假想圆V的半径即可。
此外，在本说明书中，“选出点A的坐标”是指，如图5所示，在由X轴和Z轴构成的二维坐标平面上，决定点A的X坐标和Z坐标。
另外，在本说明书中，“算出第一近似圆α1”是指，如图5所示，在由X轴和Z轴构成的二维坐标平面上，决定第一近似圆α1的中心O1的X坐标和Z坐标、以及第一近似圆α1的半径等。
接着，作为求出第一近似圆α1与第二近似圆α2的二维平面坐标上的偏差的方法，大致可举出以下两种方法(参照图5)。
第一种方法是算出将得到的第一近似圆α1及第二近似圆α2平均化而成的假想圆V，并且算出在特定检测范围内的假想圆V与第一近似圆α1(或第二近似圆α2)之间形成的焊接钢管10的板厚方向的最大偏差作为差异值T1，将该差异值T1用作表现对接部12的形状的指标的方法。
另外，在图5中，图示了将在特定检测范围内的假想圆V与第一近似圆α1之间形成的焊接钢管10的板厚方向的最大偏差作为差异值T1的方法，但也可以将在特定检测范围内的假想圆V与第二近似圆α2之间形成的焊接钢管10板厚方向的最大偏差用作差异值T1，还可以同时使用这些差异值T1双方。
第二种方法是求出得到的第一近似圆α1的中心O1与第二近似圆α2的中心O2之间的距离T2，将该距离T2用作表现对接部12的形状的指标的方法。或者，代替上述的距离T2，求出第一近似圆α1的中心O1和第二近似圆α2的中心O2在X轴方向的差异的距离T3与在Z轴方向的差异的距离T4，将它们用作表现对接部12的形状的指标(参照图5)。
上述第二种方法与上述第一种方法不同，不算出假想圆V。另外，代替焊接钢管10的板厚方向的最大偏差即差异值T1，将第一近似圆α1的中心O1与第二近似圆α2的中心O2之间的距离T2或者上述X轴方向的差异的距离T3以及上述Z轴方向的差异的距离T4用作表现对接部12的形状的指标。
并且，近似圆运算/处理部16b将针对得到的假想圆V与第一近似圆α1或第二近似圆α2求出的差异值T1作为表现对接部12的形状的指标，提供给判定处理部16c以及显示处理部16d。或者，近似圆运算/处理部16b将第一近似圆的中心O1和第二近似圆的中心O2之间的距离T2、X轴方向的差异的距离T3以及Z轴方向的差异的距离T4作为表现对接部12的形状的指标，提供给判定处理部16c以及显示处理部16d。
(判定处理部16c)
判定处理部16c通过将由近似圆运算/处理部16b运算出的、称为差异值T1、距离T2等的偏差与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管10的对接部12的形状是否良好。
例如，在对直径
Figure GDA0002443647890000101
的钢管应用在对接部的台阶为钢管的外径的0.5％以上的情况下判定为不合格品的基准的情况下，在使用差异值T1作为表现焊接钢管10的对接部12的形状的指标时，能够将阈值设为0.25mm。另外，在使用距离T2作为表现焊接钢管10的对接部12的形状的指标时，能够将阈值设为0.72mm。并且，在使用距离T3和T4作为表现焊接钢管10的对接部12的形状的指标时，能够使针对T3的阈值为0.51mm，针对T4的阈值为0.518mm。另外，不一定需要同时使用距离T3和T4，例如，也可以仅将距离T3或距离T4用于判定。
在该判定处理部16c中，在偏差超过阈值时判定为不合格品，将其信号提供给显示处理部16d以及事件发生信号输出部16e。
(显示处理部16d)
显示处理部16d经由配线17与监视器等显示装置18连接，将由近似圆运算/处理部16b以及判定处理部16c提供的数据转换为能够由显示装置18显示。
(事件发生信号输出部16e)
事件发生信号输出部16e经由配线19与旋转警告灯、警报蜂鸣器等外部系统20连接，基于由判定处理部16c判断的焊接钢管10的对接部12的良好/不良的判定结果，向外部系统提供规定的事件发生信号。例如，在由判定处理部16c判定为对接部12的品质不良时，为了向操作员传达不合格品的发生，从该事件发生信号输出部16e发出旋转警告灯、警报蜂鸣器等外部系统20动作那样的事件发生信号。
接着，在使用如以上那样构成的焊接钢管10的品质管理装置进行焊接配管10的对接部12的品质管理时，如图3所示的流程那样，依次执行本发明的焊接钢管10的对接部12的形状检测方法和使用该方法的品质管理方法。
即，在图3的步骤S1中，通过使非接触部件14扫描，以展开为二维平面的形式取得焊接钢管10的以对接部12为中心的特定检测范围的形状坐标数据L，并经由配线15提供给运算处理装置16的数据缓冲部16a。
接着，在图3的步骤S2中，从数据缓冲部16a向近似圆运算/处理部16b提供上述的形状坐标数据L，如上所述，将成为特定检测范围的中心的对接部12作为交界而将形状坐标数据L分割为左右的两个象限，并且选出该特定检测范围的起点A和终点D以及分割后的左右各象限各自中的形状坐标数据L上的任意的第一选择点B以及第二选择点C的坐标(参照图5)。之后，使用图4所示的算法，算出包含起点A、终点D以及左象限中的第一选择点B的第一近似圆α1、和包含起点A、终点D以及右象限中的第二选择点C的第二近似圆α2，并且求出第一近似圆α1和第二近似圆α2在二维平面坐标上的偏差，将这些数据作为表现对接部12的形状的指标而提供给判定处理部16c。
然后，在图3的步骤S3中，在判定处理部16c中，如上所述，通过将第一近似圆α1与第二近似圆α2在二维平面坐标上的偏差与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管10的对接部12的形状是否良好。在对接部12的形状为良好的情况下，在该步骤S4中进行是合格产品的判定OK处理，反之，在对接部12的形状不良的情况下，在该步骤S5中进行是不合格品的判定NG处理，具体而言，如上述那样，为了向操作员传达不合格品的发生，从事件发生信号输出部16e发出旋转警告灯、警报蜂鸣器等外部系统20动作那样的事件发生信号。
在此，在具备激光焊接机的实际的焊接钢管生产线中，在制造直径
Figure GDA0002443647890000121
的焊接钢管(板厚1.2mm)时，作为品质管理装置，一边使用市场销售的高精度二维激光位移计将不良判定基准(阈值)作为台阶0.25mm以上进行品质管理一边进行操作，其结果是，相对于检查根数46246根，不合格品的产生根数为6根，不合格品产生率为0.01％。与此相对，将品质管理装置的运算处理装置16变更为本实施方式的装置，在将使用差异值T1的情况下的阈值设为0.13mm，将使用距离T2的情况下的阈值设为0.36mm，将使用距离T3与距离T4的情况下的阈值分别设为0.25mm和0.25mm而进行操作的情况下，相对于检查根数16417根，不合格品的产生根数为0根，不合格品产生率为0.00％。
另外，在上述的实施方式中，作为非接触部件14，示出了使用投光装置14a的部件，但该非接触部件14只要能够得到焊接钢管10的被焊接而成的对接部12的表面形状的坐标数据(即，形状坐标数据L)，则可以为任何方式，还可以使用超声波产生装置、雷达等来代替该投光装置14a。
另外，对于应用本发明的方法及装置的焊接配管10，其焊接方法没有特别限定，例如，也可以是高频、电弧、等离子体、激光等任何焊接方法。
此外，在上述实施方式中，示出了在选定特定检测范围时，以对接部12为中心的情况，但只要该特定检测范围(在除了起点A以及终点D以外的部分)包含对接部12，则可以是任何方式，并不限定于上述实施方式。
附图标记说明
10：焊接钢管；12：对接部；14：非接触部件；14a：光投射装置；14b：数据输出装置；16：运算处理装置；16b：近似圆运算/处理部；16c：判定处理部；A：(特定检测范围的)起点；B：第一选择点；C：第二选择点；D：(特定检测范围的)终点；L：形状坐标数据；V：假想圆；O1：(第一近似圆的)中心；O2：(第二近似圆的)中心；α1：第一近似圆；α2：第二近似圆；T1：差异值；T2：(O1与O2之间的)距离；T3：(O1与O2的X轴方向的差异的)距离；T4：(O1与O2的Z轴方向的差异的)距离。

Claims (9)

1.一种焊接钢管的对接部的形状检测方法，是基于形状坐标数据(L)来检测焊接钢管(10)的被焊接而成的对接部(12)的形状的焊接钢管(10)的对接部(12)的形状检测方法，该形状坐标数据(L)是通过使非接触部件(14)进行扫描而得到且展开为二维平面的包含上述对接部(12)的特定检测范围的形状坐标数据，其特征在于，
对于上述形状坐标数据(L)，选出上述特定检测范围的起点(A)、终点(D)、位于上述起点(A)与上述对接部(12)之间的第一选择点(B)、以及位于上述对接部(12)与上述终点(D)之间的第二选择点(C)的坐标，
算出包含上述起点(A)、终点(D)以及第一选择点(B)的第一近似圆(α1)、和包含上述起点(A)、终点(D)以及第二选择点(C)的第二近似圆(α2)，
算出将得到的第一近似圆(α1)以及第二近似圆(α2)平均化而成的假想圆(V)，并且将在上述特定检测范围内的上述假想圆(V)与上述第一近似圆(α1)或第二近似圆(α2)之间形成的焊接钢管(10)的板厚方向的最大偏差作为差异值(T1)算出，将该差异值(T1)用作表现对接部(12)的形状的指标。
2.一种焊接钢管的对接部的形状检测方法，是基于形状坐标数据(L)来检测焊接钢管(10)的被焊接而成的对接部(12)的形状的焊接钢管(10)的对接部(12)的形状检测方法，该形状坐标数据(L)是通过使非接触部件(14)进行扫描而得到且展开为二维平面的包含上述对接部(12)的特定检测范围的形状坐标数据，其特征在于，
对于上述形状坐标数据(L)，选出上述特定检测范围的起点(A)、终点(D)、位于上述起点(A)与上述对接部(12)之间的第一选择点(B)、以及位于上述对接部(12)与上述终点(D)之间的第二选择点(C)的坐标，
算出包含上述起点(A)、终点(D)以及第一选择点(B)的第一近似圆(α1)、和包含上述起点(A)、终点(D)以及第二选择点(C)的第二近似圆(α2)，
求出得到的上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)之间的距离(T2)，将该距离(T2)用作表现对接部(12)的形状的指标。
3.根据权利要求2所述的焊接钢管的对接部的形状检测方法，其特征在于，
将上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)的X轴方向的差异的距离(T3)和Z轴方向的差异的距离(T4)，代替上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)之间的距离(T2)，用作表现对接部(12)的形状的指标。
4.一种焊接钢管的品质管理方法，是使用了权利要求1所述的焊接钢管的对接部的形状检测方法的焊接钢管的品质管理方法，其特征在于，
通过将上述差异值(T1)与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管(10)的对接部(12)的形状是否良好。
5.一种焊接钢管的品质管理方法，是使用了权利要求2所述的焊接钢管的对接部的形状检测方法的焊接钢管的品质管理方法，其特征在于，
通过将上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)之间的距离(T2)与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管(10)的对接部(12)的形状是否良好。
6.一种焊接钢管的品质管理方法，是使用了权利要求3所述的焊接钢管的对接部的形状检测方法的焊接钢管的品质管理方法，其特征在于，
通过将上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)的X轴方向的差异的距离(T3)以及Z轴方向的差异的距离(T4)与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管(10)的对接部(12)的形状是否良好。
7.一种焊接钢管的品质管理装置，其特征在于，
该焊接钢管的品质管理装置具备：
非接触部件(14)，具有投光装置(14a)和数据输出装置(14b)，该投光装置(14a)向焊接钢管(10)的包含被焊接而成的对接部(12)的特定检测范围照射扇状光或者扫描点状光；该数据输出装置(14b)被输入从上述投光装置(14a)向上述特定检测范围照射的光的反射光，并输出基于该反射光而反映了上述对接部(12)的位置、形状的变化的形状坐标数据(L)；以及
运算处理装置(16)，具有近似圆运算/处理部(16b)和判定处理部(16c)，该近似圆运算/处理部(16b)相对于由上述非接触部件(14)得到的形状坐标数据(L)，选出上述特定检测范围的起点(A)、终点(D)、位于上述起点(A)与上述对接部(12)之间的第一选择点(B)、以及位于上述对接部(12)与上述终点(D)之间的第二选择点(C)的坐标，算出包含上述起点(A)、终点(D)以及第一选择点(B)的第一近似圆(α1)、和包含上述起点(A)、终点(D)以及第二选择点(C)的第二近似圆(α2)，且算出将上述第一近似圆(α1)和第二近似圆(α2)平均化而成的假想圆(V)，求出上述假想圆(V)与上述第一近似圆(α1)或第二近似圆(α2)的焊接钢管(10)的板厚方向的最大偏差即差异值(T1)；该判定处理部(16c)通过将由上述近似圆运算/处理部(16b)得到的差异值(T1)与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管(10)的对接部(12)的形状是否良好。
8.一种焊接钢管的品质管理装置，其特征在于，
该焊接钢管的品质管理装置具备：
非接触部件(14)，具有投光装置(14a)和数据输出装置(14b)，该投光装置(14a)向焊接钢管(10)的包含被焊接而成的对接部(12)的特定检测范围照射扇状光或者扫描点状光；该数据输出装置(14b)被输入从上述投光装置(14a)向上述特定检测范围照射的光的反射光，并输出基于该反射光而反映了上述对接部(12)的位置、形状的变化的形状坐标数据(L)；以及
运算处理装置(16)，具有近似圆运算/处理部(16b)和判定处理部(16c)，该近似圆运算/处理部(16b)相对于由上述非接触部件(14)得到的形状坐标数据(L)，选出上述特定检测范围的起点(A)、终点(D)、位于上述起点(A)与上述对接部(12)之间的第一选择点(B)、以及位于上述对接部(12)与上述终点(D)之间的第二选择点(C)的坐标，算出包含上述起点(A)、终点(D)以及第一选择点(B)的第一近似圆(α1)、和包含上述起点(A)、终点(D)以及第二选择点(C)的第二近似圆(α2)，且求出上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)之间的距离(T2)；该判定处理部(16c)通过将由上述近似圆运算/处理部(16b)得到的距离(T2)与规定的阈值进行比较，来判定焊接钢管(10)的对接部(12)的形状是否良好。
9.根据权利要求8所述的焊接钢管的品质管理装置，其特征在于，
上述近似圆运算/处理部(16b)求出上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)的X轴方向的差异的距离(T3)以及Z轴方向的差异的距离(T4)，代替上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)之间的距离(T2)，
上述判定处理部(16c)通过将由上述近似圆运算/处理部(16b)得到的上述第一近似圆(α1)的中心(O1)与上述第二近似圆(α2)的中心(O2)的X轴方向的差异的距离(T3)以及Z轴方向的差异的距离(T4)与规定的阈值进行比较，判定焊接钢管(10)的对接部(12)的形状是否良好。
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