JP2541396B2 - 溶接監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間で鋼帯を成形、溶
接する熱間電縫管または鍛接管等の接合部（溶接部また
は鍛接部）の接合挙動を監視するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電縫管の溶接突合せ点（溶接点）
周辺の現象観察の手段としては、特開昭６１−１４０３
８４号公報に見られるように、溶接点の上方に２次元イ
メージセンサ・カメラを設置して、この画像処理により
観察する方法、または、特公昭６０−２８５９０号公報
に見られるように、イメージガイド（光ファイバ等）を
かいした画像の処理により観察する方法等が提案されて
いる。

【０００３】従来技術は、冷間の電縫管を対象としてい
る。この場合、一般に上向き成形のため溶接点は上方を
向いており、溶接点近傍で飛散するフラッシュ（溶鋼）
の影響および誘導加熱コイルによる電磁誘導の影響を受
けない位置まで、カメラ等の測定機器を遠去けて設置す
ることが容易である。

【０００４】これに対し、熱間の電縫管や鍛接管等のよ
うに、素材を加熱して成形、溶接を行う製法では、パイ
プ内面の熱間スケール排出を容易にするために、一般
に、下向き溶接を行っている。スペースの制約上、カメ
ラ等の電子機器と誘導加熱コイルとの距離を十分に確保
できない。また、誘導加熱コイルを用いない鍛接管の場
合、素材温度が１２００〜１３００℃と高温のために、
カメラの防熱対策が難しい。これらの対策として、従来
は光ファイバ等により、これら高温物体から離れた位置
にカメラを設置していた。光ファイバの画素数は現状の
技術では３万画素程度が限界であり、画像解像度が悪
く、鮮明な画像が得られにくいという問題があった。ま
た、光ファイバの場合、ピント調整、ズーム調整を遠隔
で行うのは難しく、ラインを止めて手動にて行う必要が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】溶接管、鍛接管等の熱
間成形管の接合部をカメラで直接に撮影できるようにす
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の溶接監視装置
は、熱間の電縫管または鍛接管等の製管ラインにおい
て、熱間成形管の接合部付近にレンズユニットを設け、
該レンズユニットをパージおよび防熱ユニットによって
保護し、前記レンズユニットによって得られた映像を前
記ラインのパスラインから離れた位置に設置した２次元
イメージセンサ・カメラ等の電子機器に送り、そこで直
接撮影を行うことを特徴とした手段によって、上記課題
を解決している。

【０００７】

【作用】本発明の装置の特徴は、熱間の電縫管または鍛
接管等の製管ラインにおいて、その接合部を光ファイバ
等の間接的手段ではなく、２次元イメージセンサ・カメ
ラ等の電子機器により直接撮影し、解像度の高い鮮明な
画像を得ることを可能にした点にある。

【０００８】接合部の上方または下方に十分な空間があ
る場合には、望遠レンズ等を用いたカメラを遠方に設置
することが可能である。しかし、一般の製管ラインで
は、ミルロールスタンド等の干渉があり、接合部上方ま
たは下方のスペースは非常に狭い。特に、熱間の製管ラ
インでは、素材からの高温の放射熱があり、この狭いス
ペースに電子機器を置くことは保守性、耐久性の面から
好ましくない。

【０００９】そこで、本発明では、接合部を直接カメラ
等で撮像する手段として、ミラー、またはプリズム等の
光軸を変更できる手段を用いた潜望鏡タイプのレンズを
かいして、カメラ等を接合部から離れた位置に設置でき
るようにしている。

【００１０】

【実施例】本発明の溶接監視装置の実施例について、図
面を参照して説明する。

【００１１】本発明の溶接監視装置は、図１および２に
示すように、熱間の電縫管または鍛接管等の製管ライン
１に設置されるものであり、主な構成要素はレンズユニ
ット２と、パージおよび防熱ユニット３と、２次元イメ
ージセンサ４１等の電子機器４とからできている。

【００１２】本溶接監視装置は、熱間成形管５の接合部
５１付近にレンズユニット２を設け、レンズユニット２
をパージおよび防熱ユニット３によって保護し、レンズ
ユニット２によって得られた映像をライン１のパスライ
ンから離れた位置に設置した２次元イメージセンサ・カ
メラ４１等の電子機器４に送り、そこで直接撮影を行
う。

【００１３】本発明の溶接監視装置を熱間での下向き成
形（溶接点が下面にある）の電縫溶接ラインに適用した
実施例について詳細に説明する。

【００１４】２次元イメージセンサ・カメラ４１は成形
管５の接合部５１直下において架台（図示せず）上に設
置され、成形管流れ方向Ａおよび流れ方向Ａと垂直な方
向Ｂに移動可能となっており、接合部５１の近傍の任意
の位置を撮影できる。

【００１５】レンズユニット２には、ミラー２１、ユニ
ット長さに応じたレンズ群２２、プリズム２３が組み込
まれ、接合部５１の画像をライン外のカメラ４１に導
く。図示例の場合、作業性の面からカメラ４１はレンズ
ユニット２の上方に設置してあるが、側方（図中右側）
に取り付けてもよい。この場合、プリズム２３は不要と
なる。また、プリズム２３の代りに、ミラーを用いるこ
とも可能である。ユニット２の長さは、誘導加熱コイル
６による電磁誘導をカメラ４１が受けない範囲を測定
し、決定される。カメラ４１の映像はモニタＴＶ４２に
よって監視できる。画像のピント調整およびズーム調整
はレンズ群２２の位置を、遠隔操作盤２４によりサーボ
モータ２５をかいして行われる。これにより、作業者は
スケール、水の飛放するラインに近づくことなく運転室
（図示せず）から遠隔操作が可能となる。

【００１６】画像の光量調整は、光学フイルタ２６の種
類によって調整し、単なる目視またはコンピュータによ
る画像処理を行うかによって、それぞれに適したフイル
タ２６を選択する。

【００１７】レンズユニット２は防水防塵用のステンレ
ス製カバー２７の中に収納され、視野部には耐熱ガラス
２８を取り付けている。

【００１８】パージおよび防熱ユニット３は、ロール冷
却水、熱間スケール、溶接部の溶鋼が耐熱ガラス２８上
に落下して視野を遮ぎらないようにするために、エアパ
ージ・フード３１により上方にエアを吹き出すと共に、
ガラス２８の面上を水平にパージするエアパージ・ノズ
ル３２を取り付けている。さらに、エアパージで除去不
可能なガラス２８の面上の汚れや大きなスケール等は、
スライド式のガラス保護シャッタ３３に取り付けたメカ
ニカルワイパ３４により除去される。メカニカルワイパ
３４の材質は、軟質ゴム、ウレタン、スポンジ等のガラ
ス面に均一な面圧がかかるものが好ましい。

【００１９】保護シャッタ３３は、通常観察時には図中
右側にスライドされているが、ライン非常停止等で、接
合部がオーバーヒートし、多量の溶鋼が落下する恐れの
ある場合、図面で左側にスライドさせ、耐熱ガラス２８
をカバーし、溶鋼によるガラス２８の割損を防止する。
シャッタ３３はエアシリンダ等（図示せず）によって、
運転室より遠隔操作が可能である。

【００２０】本発明の具体的実施例を次に説明する。

【００２１】 （１） 製管条件： 成形管外径 ９０〜１４０ｍｍ 溶接部温度 １３５０〜１４００℃ 母材部温度 ８５０〜９００℃ 製管速度 ８０〜１００ｍ／分 （２） レンズユニット仕様： 視野径 １６〜６５ｍ
ｍ（ズーム比１〜４） 焦点調整範囲 ６０ｍｍ （３） カメラ仕様： １／２インチ イメージセンサ
・カメラ （４） 監視結果 ： 上記条件下にて、溶接点挙動を
鮮明に把握することができた。

【００２２】この装置により、ロール冷却水、熱間スケ
ール、蒸気等が飛散落下し、高温放射熱のある熱間製管
ラインの中にイメージセンサ・カメラ等の電子機器を設
置し、さらに溶接用高周波誘導加熱コイルからの誘導ノ
イズを受けることなく、鮮明な接合部の画像を得ること
が可能となった。

【００２３】

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、従来、スペース上の制
約や悪環境のために光ファイバ等の間接的な手段により
観察を行っていた溶接点近傍の挙動が、直接カメラで撮
影できるようになったので、得られる情報量が飛躍的に
増大し、製管ラインの作業精度および能率の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の溶接監視装置の側面図である。

【図２】 図１のII〜II線からみた端面図である。

【符号の説明】

１：製管ライン ２：レンズユニット ３：パージおよび防熱ユニット ４：電子機器 ５：成形管 ６：高周波誘導加熱コイル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間の電縫管または鍛接管等の下向き成
   形製管ラインにおいて、熱間成形管の下向き接合部直下
   にレンズユニットを設け、該レンズユニットをパージお
   よび防熱ユニットによって保護し、前記レンズユニット
   によって得られた映像を前記ラインのパスラインから離
   れた位置に設置した２次元イメージセンサ・カメラ等の
   電子機器に送り、そこで直接撮影を行うことを特徴とし
   た溶接監視装置。