JP2001038464A - スパイラル鋼管のシ−ム位置検出方法 - Google Patents
スパイラル鋼管のシ−ム位置検出方法Info
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- JP2001038464A JP2001038464A JP21498599A JP21498599A JP2001038464A JP 2001038464 A JP2001038464 A JP 2001038464A JP 21498599 A JP21498599 A JP 21498599A JP 21498599 A JP21498599 A JP 21498599A JP 2001038464 A JP2001038464 A JP 2001038464A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパイラル鋼管の外面開先加工を正確に行う
ためのシ−ム位置検出方法を提供する。 【解決手段】 スパイラル鋼管の外周面のシ−ム7をテ
レビカメラ11で撮像し、撮像した画像信号を基にした
画像処理によりシ−ム位置を検出する方法において、成
形前の平板状の帯鋼1の外面となる片側端縁1aを連続
的に面取りし、成形後テレビカメラで撮像する際、光を
面取りしていない方向からシ−ムの法線に対して角度を
もたせて照射するスパイラル鋼管のシ−ム位置検出方
法。
ためのシ−ム位置検出方法を提供する。 【解決手段】 スパイラル鋼管の外周面のシ−ム7をテ
レビカメラ11で撮像し、撮像した画像信号を基にした
画像処理によりシ−ム位置を検出する方法において、成
形前の平板状の帯鋼1の外面となる片側端縁1aを連続
的に面取りし、成形後テレビカメラで撮像する際、光を
面取りしていない方向からシ−ムの法線に対して角度を
もたせて照射するスパイラル鋼管のシ−ム位置検出方
法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパイラル鋼管の
製造工程において、管体の外面に開先を形成する外面開
先加工機のカッタ−位置を制御するためのシ−ム位置検
出方法に関するものである。
製造工程において、管体の外面に開先を形成する外面開
先加工機のカッタ−位置を制御するためのシ−ム位置検
出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スパイラル鋼管は、内面開先加工を施し
た帯鋼の両側端を互いに突き合わすように螺旋状に巻回
させて得られる管状部が、その管軸を回転中心として自
転して伸長する過程で、内面溶接され、外面開先加工
後、外面溶接されて得られる。
た帯鋼の両側端を互いに突き合わすように螺旋状に巻回
させて得られる管状部が、その管軸を回転中心として自
転して伸長する過程で、内面溶接され、外面開先加工
後、外面溶接されて得られる。
【0003】外面開先加工において、良好な溶接部品質
を確保し、自動化を図るためには、外面シ−ム(帯鋼端
面の外面側突合せ部)を自動検出し、開先加工機のカッ
タ−を外面シ−ムに正確に倣わせることが重要である。
を確保し、自動化を図るためには、外面シ−ム(帯鋼端
面の外面側突合せ部)を自動検出し、開先加工機のカッ
タ−を外面シ−ムに正確に倣わせることが重要である。
【0004】この外面シ−ムの検出方法については、特
開平3−268815号公報に、カッタ−の支持台に取
り付けたレ−ザ−センサ−で仮付け溶接部を管軸方向に
走査して、各点の高さの変化から仮付け溶接部の中心即
ち、シ−ム位置を検出する方法が開示されている。ま
た、特開平5−138242号公報に、造管形成時の帯
鋼の端縁から一定距離を隔てた位置に白色線を描き、こ
の描き線を撮像し、白色線と帯鋼の端縁の位置関係よ
り、間接的にシ−ム位置を検出する方法が開示されてい
る。
開平3−268815号公報に、カッタ−の支持台に取
り付けたレ−ザ−センサ−で仮付け溶接部を管軸方向に
走査して、各点の高さの変化から仮付け溶接部の中心即
ち、シ−ム位置を検出する方法が開示されている。ま
た、特開平5−138242号公報に、造管形成時の帯
鋼の端縁から一定距離を隔てた位置に白色線を描き、こ
の描き線を撮像し、白色線と帯鋼の端縁の位置関係よ
り、間接的にシ−ム位置を検出する方法が開示されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−268815号の方法は、仮付け溶接部を走査して
シ−ム位置を検出するものであるから、本願発明が対象
とする仮付け溶接を省略して、本溶接だけを行うスパイ
ラル鋼管には適用できない。
3−268815号の方法は、仮付け溶接部を走査して
シ−ム位置を検出するものであるから、本願発明が対象
とする仮付け溶接を省略して、本溶接だけを行うスパイ
ラル鋼管には適用できない。
【0006】また、特開平5−138242号の方法
は、種々の板幅の帯鋼に対して端縁より常に一定の距離
で白色線を引くための高価な専用装置を設置する必要が
ある。また、鋼管を製品とするためには、出荷前に白色
線を消去しなければならないという問題がある。
は、種々の板幅の帯鋼に対して端縁より常に一定の距離
で白色線を引くための高価な専用装置を設置する必要が
ある。また、鋼管を製品とするためには、出荷前に白色
線を消去しなければならないという問題がある。
【0007】本発明は、上記の問題を解消して、外面開
先加工を正確に行うためのシ−ム位置検出方法を提供す
ることを目的とする。
先加工を正確に行うためのシ−ム位置検出方法を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を以
下の方法によって達成する。
下の方法によって達成する。
【0009】請求項1の方法は、スパイラル鋼管の外周
面のシ−ムをテレビカメラで撮像し、撮像した画像信号
を基にした画像処理によりシ−ム位置を検出する方法に
おいて、成形前の平板状の帯鋼の外面となる片側端縁を
連続的に面取りし、成形後テレビカメラで撮像する際、
光を面取りしていない方向からシ−ムの法線に対して角
度をもたせて照射するスパイラル鋼管のシ−ム位置検出
方法である。
面のシ−ムをテレビカメラで撮像し、撮像した画像信号
を基にした画像処理によりシ−ム位置を検出する方法に
おいて、成形前の平板状の帯鋼の外面となる片側端縁を
連続的に面取りし、成形後テレビカメラで撮像する際、
光を面取りしていない方向からシ−ムの法線に対して角
度をもたせて照射するスパイラル鋼管のシ−ム位置検出
方法である。
【0010】この方法によれば、外面となる帯鋼の片側
端縁を連続的に面取りするから、成形された管状部のシ
−ムに、常に面取りの幅と深さに等しい隙間ができる。
さらに、光を面取りしていない方向からシ−ムの法線に
対して角度をもたせて照射することにより、面取りして
いない側端縁の影が面取り部分に明瞭に形成される。こ
の影は、ロ−ル疵等で生じた外表面の凹凸により生じた
影に比べてより明瞭になる。この部分をテレビカメラで
撮像し、撮像した画像を2値化処理すれば、容易にシ−
ムを検出できる。
端縁を連続的に面取りするから、成形された管状部のシ
−ムに、常に面取りの幅と深さに等しい隙間ができる。
さらに、光を面取りしていない方向からシ−ムの法線に
対して角度をもたせて照射することにより、面取りして
いない側端縁の影が面取り部分に明瞭に形成される。こ
の影は、ロ−ル疵等で生じた外表面の凹凸により生じた
影に比べてより明瞭になる。この部分をテレビカメラで
撮像し、撮像した画像を2値化処理すれば、容易にシ−
ムを検出できる。
【0011】請求項2の方法は、請求項1の方法におい
て、外面となる帯鋼の片側端縁を、帯鋼側面に対して1
0〜25度の範囲内で面取りして行う方法である。
て、外面となる帯鋼の片側端縁を、帯鋼側面に対して1
0〜25度の範囲内で面取りして行う方法である。
【0012】面取りしていない側端縁の影を、面取り部
分に明瞭な影として形成させるには、建屋の照明が周囲
の設備から乱反射して面取り部分に入らないようにしな
ければならない。この方法では、帯鋼の片側端縁を、帯
鋼の側面に対して10〜25度としてシ−ム隙間幅を小
さくしているから、前記乱反射光が面取り部分に入り難
い。なお、面取り角度を10度未満にすると、影が識別
し難くなり、また、25度を超える角度にすると、面取
り部分に乱反射光が入り影の両側の検出端が不明瞭とな
りシ−ム位置の判定が不正確になる。
分に明瞭な影として形成させるには、建屋の照明が周囲
の設備から乱反射して面取り部分に入らないようにしな
ければならない。この方法では、帯鋼の片側端縁を、帯
鋼の側面に対して10〜25度としてシ−ム隙間幅を小
さくしているから、前記乱反射光が面取り部分に入り難
い。なお、面取り角度を10度未満にすると、影が識別
し難くなり、また、25度を超える角度にすると、面取
り部分に乱反射光が入り影の両側の検出端が不明瞭とな
りシ−ム位置の判定が不正確になる。
【0013】請求項3の方法は、請求項1の方法におい
て、画像処理によって得られた画像内に計測ウインドウ
を設定し、該計測ウインドウ内において、照射側のシ−
ム検出端をシ−ム位置と判定する方法である。
て、画像処理によって得られた画像内に計測ウインドウ
を設定し、該計測ウインドウ内において、照射側のシ−
ム検出端をシ−ム位置と判定する方法である。
【0014】影の照射側検出端が反照射側検出端より、
より鮮明であり、また、照射側検出端が面取りしていな
い帯鋼の側端縁に一致するから、シ−ム位置の検出が正
確になる。
より鮮明であり、また、照射側検出端が面取りしていな
い帯鋼の側端縁に一致するから、シ−ム位置の検出が正
確になる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて以下に説明する。図1は、本発明に係る機器配置の
説明図である。先ず、エッジトリマ−2、2で帯鋼1の
側端面を切削し、帯鋼の板幅を揃えるとともに、側端部
の不良部分を削除する。次に、帯鋼1は、内面開先加工
機3,3にて内面溶接部分の開先加工を施された後、造
管機5に入る。造管機5は、帯鋼1を内面開先加工が施
された両側端面を互いに突き合わすように螺旋状に矢印
イの方向に巻回するとともに、内面溶接機4で内面を溶
接し、造管部6aを形成する。この造管部6aは、帯鋼
の巻回の進行とともに矢印ロの方向に伸長してゆく。次
に、外面開先加工機8で造管部6aの外面突合せ部(シ
−ムという)7に、開先加工を施した後、外面溶接機9
で溶接を行いスパイラル鋼管6を製造する。
いて以下に説明する。図1は、本発明に係る機器配置の
説明図である。先ず、エッジトリマ−2、2で帯鋼1の
側端面を切削し、帯鋼の板幅を揃えるとともに、側端部
の不良部分を削除する。次に、帯鋼1は、内面開先加工
機3,3にて内面溶接部分の開先加工を施された後、造
管機5に入る。造管機5は、帯鋼1を内面開先加工が施
された両側端面を互いに突き合わすように螺旋状に矢印
イの方向に巻回するとともに、内面溶接機4で内面を溶
接し、造管部6aを形成する。この造管部6aは、帯鋼
の巻回の進行とともに矢印ロの方向に伸長してゆく。次
に、外面開先加工機8で造管部6aの外面突合せ部(シ
−ムという)7に、開先加工を施した後、外面溶接機9
で溶接を行いスパイラル鋼管6を製造する。
【0016】上述のスパイラル鋼管製造設備において、
本発明方法を実施するために、外面のシ−ム検出用面取
り機10、テレビカメラ11および照光器12を設けて
いる。
本発明方法を実施するために、外面のシ−ム検出用面取
り機10、テレビカメラ11および照光器12を設けて
いる。
【0017】外面シ−ム検出面取り機10は、外面とな
る帯鋼の一方の側端縁1aを面取りするもので、造管機
5の上流に取付けられる。なお、外面シ−ム検出用面取
り機10を、他方の側端縁1bを面取りするように反対
側に設けてもよい。
る帯鋼の一方の側端縁1aを面取りするもので、造管機
5の上流に取付けられる。なお、外面シ−ム検出用面取
り機10を、他方の側端縁1bを面取りするように反対
側に設けてもよい。
【0018】このシ−ム検出面取り機10の取付けの態
様を、図2〜図4により説明する。図2に、専用のシ−
ム検出面取り機10の構成を示す。これは、支持台40
の旋回支点41を中心に、作動シリンダ−42のロッド
の伸縮によって、ロ−ル43を回動させて帯鋼1の外面
の片側端縁1aに押し付けることによって、面取りを行
うものである。なお、帯鋼の板幅に応じて支持台40を
左右方向に移動させるために、作動シリンダ−44を設
けてある。この図で、31は内面開先を示す。
様を、図2〜図4により説明する。図2に、専用のシ−
ム検出面取り機10の構成を示す。これは、支持台40
の旋回支点41を中心に、作動シリンダ−42のロッド
の伸縮によって、ロ−ル43を回動させて帯鋼1の外面
の片側端縁1aに押し付けることによって、面取りを行
うものである。なお、帯鋼の板幅に応じて支持台40を
左右方向に移動させるために、作動シリンダ−44を設
けてある。この図で、31は内面開先を示す。
【0019】図3は、内面開先加工機3に外面のシ−ム
検出用面取り機能を持たせたものを示す。これは、回転
体50に内面開先を加工する刃51と外面のシ−ムを検
出するために面取りを行う刃52を設け、内面開先加工
と面取り加工を同時に行うようにしたものである。作動
シリンダ−53は、帯鋼1の板幅に応じて回転体50を
左右方向に移動するためのものである。この例は、既設
の内面開先加工機3を利用するから、新たに専用機を設
置する必要はない。
検出用面取り機能を持たせたものを示す。これは、回転
体50に内面開先を加工する刃51と外面のシ−ムを検
出するために面取りを行う刃52を設け、内面開先加工
と面取り加工を同時に行うようにしたものである。作動
シリンダ−53は、帯鋼1の板幅に応じて回転体50を
左右方向に移動するためのものである。この例は、既設
の内面開先加工機3を利用するから、新たに専用機を設
置する必要はない。
【0020】図4は、エッジトリマ−2に、外面のシ−
ム検出用面取り機能を持たせたものを示す。回転体60
に、側端面切削のための直線刃61と外面のシ−ムを検
出するための面取りを行うテ−パ−状の刃62を設けた
ものである。この場合も、既設の設備を利用するので、
新たに専用装置を設置する必要はない。
ム検出用面取り機能を持たせたものを示す。回転体60
に、側端面切削のための直線刃61と外面のシ−ムを検
出するための面取りを行うテ−パ−状の刃62を設けた
ものである。この場合も、既設の設備を利用するので、
新たに専用装置を設置する必要はない。
【0021】図5は、帯鋼の面取り形状を示したもので
ある。帯鋼1の側面32と面取り面1cのなす角度α
が、10〜25度の範囲になるように加工する。この角
度範囲にするのは、範囲以外では影が識別し難くなるか
らである。また、調査の結果、面取りの深さLは1.5
mm以上あれば十分であることが分かった。なお、面取
り部分は、その後、外面開先加工機8で開先を加工する
際、切除されるので、スパイラル鋼管に痕跡として残る
ことは無い。
ある。帯鋼1の側面32と面取り面1cのなす角度α
が、10〜25度の範囲になるように加工する。この角
度範囲にするのは、範囲以外では影が識別し難くなるか
らである。また、調査の結果、面取りの深さLは1.5
mm以上あれば十分であることが分かった。なお、面取
り部分は、その後、外面開先加工機8で開先を加工する
際、切除されるので、スパイラル鋼管に痕跡として残る
ことは無い。
【0022】図6〜8により外面のシ−ム検出方法につ
いて説明する。シ−ム7の前面に撮像用のテレビカメラ
11を設置し、得られた画像信号を画像処理装置70に
よってシ−ム位置を判定する。画像処理装置70は、テ
レビカメラ11からの画像信号を2値化処理する処理部
71と、画像信号を2値化するための閾値の設定部72
と、2値化デ−タよりシ−ム位置を判定する判定部73
より構成されている。判定部73での判定結果は、外面
開先加工機を制御するための出力信号として、あるい
は、モニタ−テレビ74への出力信号として送信され
る。
いて説明する。シ−ム7の前面に撮像用のテレビカメラ
11を設置し、得られた画像信号を画像処理装置70に
よってシ−ム位置を判定する。画像処理装置70は、テ
レビカメラ11からの画像信号を2値化処理する処理部
71と、画像信号を2値化するための閾値の設定部72
と、2値化デ−タよりシ−ム位置を判定する判定部73
より構成されている。判定部73での判定結果は、外面
開先加工機を制御するための出力信号として、あるい
は、モニタ−テレビ74への出力信号として送信され
る。
【0023】また、シ−ム面取り面1cにシ−ム側端縁
の影を形成させるために、図7に示すように、シ−ムの
外表面法線xに対して、テレビカメラ11を面取り側
に、照光器12を面取りしていない側に設けている。そ
して、照光器12からシ−ムに照射すれば、面取りして
いない側端縁の影が、面取り面1cに明瞭に形成され
る。この明瞭な影をテレビカメラ11で撮像するから、
判定部73での2値化処理がし易くなる。
の影を形成させるために、図7に示すように、シ−ムの
外表面法線xに対して、テレビカメラ11を面取り側
に、照光器12を面取りしていない側に設けている。そ
して、照光器12からシ−ムに照射すれば、面取りして
いない側端縁の影が、面取り面1cに明瞭に形成され
る。この明瞭な影をテレビカメラ11で撮像するから、
判定部73での2値化処理がし易くなる。
【0024】図8は、画像処理装置内でのシ−ム位置判
定方法を示す。テレビカメラより得られた画像75内
に、シ−ム位置を判定するための計測ウインドウ77を
設定する。この計測ウインドウ77の影76の照射側端
部、即ち、面取りしていない端部(図中で、+で示した
部位)をシ−ム位置と判定する。このように判定する理
由は、シ−ムに生成する影76が、面取りしていない側
端縁から面取り面1cにかけて生成し、面取り側の影の
端部は観察条件によって位置が変化するが、面取りして
いない側の影の端部は、常に一定であるからである。
定方法を示す。テレビカメラより得られた画像75内
に、シ−ム位置を判定するための計測ウインドウ77を
設定する。この計測ウインドウ77の影76の照射側端
部、即ち、面取りしていない端部(図中で、+で示した
部位)をシ−ム位置と判定する。このように判定する理
由は、シ−ムに生成する影76が、面取りしていない側
端縁から面取り面1cにかけて生成し、面取り側の影の
端部は観察条件によって位置が変化するが、面取りして
いない側の影の端部は、常に一定であるからである。
【0025】
【発明の効果】請求項1の方法によれば、面取りしてい
ない側端縁の影が面取り部分に明瞭に形成される。ま
た、請求項2のようにすれば、シ−ムの隙間幅が小さく
なり、建屋の照明の乱反射光が面取り部分に入り難くな
り、影の端部の識別が容易になる。さらに、請求項3の
ようにすれば、シ−ム位置の検出が正確にできる。
ない側端縁の影が面取り部分に明瞭に形成される。ま
た、請求項2のようにすれば、シ−ムの隙間幅が小さく
なり、建屋の照明の乱反射光が面取り部分に入り難くな
り、影の端部の識別が容易になる。さらに、請求項3の
ようにすれば、シ−ム位置の検出が正確にできる。
【0026】このように、本発明方法によれば、容易か
つ正確にシ−ム位置を検出できるから、外面開先を正確
に加工することができるとともに、外面開先加工の自動
化が図れる。従って、品質が均一なスパイラル鋼管の製
造が可能となる。
つ正確にシ−ム位置を検出できるから、外面開先を正確
に加工することができるとともに、外面開先加工の自動
化が図れる。従って、品質が均一なスパイラル鋼管の製
造が可能となる。
【図1】本発明に係る機器配置の説明図である。
【図2】本発明に係る面取り機の第1態様を示す側面図
である。
である。
【図3】本発明に係る面取り機の第2態様を示す側面図
である。
である。
【図4】本発明に係る面取り機の第3態様を示す側面図
である。
である。
【図5】帯鋼の面取り形状を示す断面図である。
【図6】本発明方法を説明するブロック図である。
【図7】造管部のシ−ムに対するテレビカメラおよび投
光器の配置を示す平面図である。
光器の配置を示す平面図である。
【図8】画像処理装置におけるシ−ム位置の判定方法の
説明図である。
説明図である。
1 帯鋼 1a,1b 端縁 1c 面取り面 2 エッジトリマ− 3 内面開先加工機 4 内面溶接機 5 造管機 6a 造管部 7 シ−ム(外面突合せ部) 8 外面開先加工機 9 外面溶接機 10 シ−ム検出用面取り機 11 テレビカメラ 12 投光器 70 画像処理装置 71 処理部 72 設定部 73 判定部 74 モニタ−テレビ 75 画像 76 影 77 計測ウインドウ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23Q 17/20 B23Q 17/20 A // B23K 101:06 Fターム(参考) 3C022 DD08 DD09 DD12 DD19 3C029 BB01 BB10 4E028 DA03 4E081 AA14 BA02 EA48 EA54 FA04
Claims (3)
- 【請求項1】 スパイラル鋼管の外周面のシ−ムをテレ
ビカメラで撮像し、撮像した画像信号を基にした画像処
理によりシ−ム位置を検出する方法において、成形前の
平板状の帯鋼の外面となる片側端縁を連続的に面取り
し、成形後テレビカメラで撮像する際、光を面取りして
いない方向からシ−ムの法線に対して角度をもたせて照
射することを特徴とするスパイラル鋼管のシ−ム位置検
出方法。 - 【請求項2】 外面となる帯鋼の片側端縁を、帯鋼の側
面に対して10〜25度の範囲内で面取りする請求項1
記載のスパイラル鋼管のシ−ム位置検出方法。 - 【請求項3】 画像処理によって得られた画像内に計測
ウインドウを設定し、該計測ウインドウ内において、照
射側のシ−ム検出端をシ−ム位置と判定するスパイラル
鋼管のシ−ム部位置検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21498599A JP2001038464A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | スパイラル鋼管のシ−ム位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21498599A JP2001038464A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | スパイラル鋼管のシ−ム位置検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001038464A true JP2001038464A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16664805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21498599A Pending JP2001038464A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | スパイラル鋼管のシ−ム位置検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001038464A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102259228A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-11-30 | 江苏金鑫电器有限公司 | 铝合金螺旋管双面双丝高速焊接方法 |
CN102275045A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-12-14 | 江苏金鑫电器有限公司 | 铝合金螺旋管双面双丝高速焊接装置 |
-
1999
- 1999-07-29 JP JP21498599A patent/JP2001038464A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102259228A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-11-30 | 江苏金鑫电器有限公司 | 铝合金螺旋管双面双丝高速焊接方法 |
CN102275045A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-12-14 | 江苏金鑫电器有限公司 | 铝合金螺旋管双面双丝高速焊接装置 |
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