JP6094690B2 - レーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出方法、鋼管の製造方法、レーザ照射位置ずれ検出装置、鋼管のレーザ溶接装置、および鋼管の製造装置 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して本発明で対象とする鋼帯のレーザ溶接処理の流れと、本実施の形態のレーザ照射位置ずれ検出装置10の概略構成について説明する。図1に示すように、鋼帯1は、図示しないスクイズロール(squeeze roll)により、走行に従って幅方向に凹型(concave shape)から円筒形に整形され、幅方向の両縁が突き合わされる。そして、図示しないレーザ溶接装置により、この鋼帯1の幅方向の両縁が突き合わされ閉塞した突合せ位置2を標準にして、レーザ光3が照射される。レーザ光3は、図示しない発振器からミラー等が組み合わされた伝送チューブや光ファイバ等で伝送され、必要に応じて凹面鏡(concave mirror)や凸レンズ等の光学系によってレーザ照射位置4でエネルギー密度が高まるように集光される。そして、鋼帯1のレーザ照射位置4においてレーザ溶接処理が施され、レーザ溶接鋼管が製造される。本実施の形態におけるレーザ溶接処理では、突合せ位置2においてレーザ光3を鋼帯1の両縁が所定以上のギャップを有して閉塞していない開先部5を介して裏面に貫通させ、鋼帯1の突合せ位置2の近傍を溶融させて溶接する貫通溶接処理が施される。
ここで、図2〜図4を参照して、レーザ照射位置ずれ検出処理の原理について説明する。図2に示すように、レーザ溶接処理中にレーザ照射位置4の近傍をレーザ光3の発振器と同一側から撮像した撮像画像において、レーザ照射位置4では、溶接熱や鋼帯1の溶融等による高輝度の部位(以下、高輝度領域A)が観察される。またこの同一の撮像画像では、鋼帯1の上流側の両縁が所定以上のギャップを有して閉塞していない位置(開先部5)で、鋼帯1の裏面(凹型の内部)に貫通したレーザ光3に起因する自発光が再び開先部5を透過して、透過光として(以下、透過光領域B)観察される。レーザ照射位置ずれ検出装置10は、撮像された1枚の撮像画像から、高輝度領域Aの中心位置をレーザ照射位置4として検出し、透過光領域Bから開先部5の先端の閉塞している位置を突合せ位置2として検出する。そして、レーザ照射位置ずれ検出装置10は、突合せ位置2とレーザ照射位置4との鋼帯1の走行方向に直交する方向でのずれ量をシームずれ量として算出し、表示装置15等に出力する。
次に、図6のフローチャートを参照して、レーザ照射位置ずれ検出装置10によるレーザ照射位置ずれ検出処理手順について説明する。図6のフローチャートは、例えば、操作者によりレーザ照射位置ずれ検出の指示入力があったタイミングで開始となり、レーザ照射位置ずれ検出処理はステップS1の処理に進む。
次に、図7を参照して、ステップS2のレーザ照射位置検出処理手順について説明する。ステップS21の処理では、画像処理装置12が、ステップS1の処理で取得された撮像画像から高輝度領域Aを含む領域を切り出して、輝度のヒストグラムを算出する。なお、撮像画像の高輝度領域Aと透過光領域Bとは、図2に例示したように、長手方向(鋼帯1の走行方向)に分離しているため、撮像画像から長手方向に別々に切り出すことができる。これにより、ステップS21の処理は完了し、レーザ照射位置検出処理はステップS22の処理に進む。
次に、図8を参照して、ステップS3の突合せ位置検出処理手順について説明する。ステップS31の処理では、ステップS1の処理で取得された撮像画像から透過光領域Bを含む領域を切り出して、輝度のヒストグラムを算出する。これにより、ステップS31の処理は完了し、突合せ位置検出処理はステップS32の処理に進む。
まず、レーザ溶接処理中の鋼管を模したサンプルを走行方向に直交する方向に移動させながら、上記のレーザ照射位置ずれ検出装置10を用いてシームずれ量を測定した。図9は、この場合のサンプルの移動量とシームずれ量との関係を例示する図である。図9に示すように、サンプルの移動量とシームずれ量とはほぼ直線性の関係を示しており、シームずれ量を高精度に検出できることが確認された。
2 突合せ位置
3 レーザ光
4 レーザ照射位置
5 開先部
6 撮像視野
10 レーザ照射位置ずれ検出装置
11 カメラ(撮像手段)
12 画像処理装置
13 対物レンズ
14 帯域限定フィルタ
15 表示装置
16 レーザ照射ヘッド位置制御装置
17 レーザ照射ヘッド
20,20A レーザ溶接装置
A 高輝度領域
B 透過光領域
Claims (7)
- 鋼帯の両縁が突き合わされ閉塞した突合せ位置にレーザ光を照射してレーザ溶接鋼管を製造する際、該突合せ位置とレーザ光が照射されたレーザ照射位置とのずれを検出するレーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出方法であって、
前記レーザ照射位置と、前記鋼帯の両縁が所定以上のギャップを有して閉塞していない開先部とを含む領域を、レーザ光の照射方向と同じ方向に同時に撮像する撮像ステップと、
撮像された撮像画像からレーザ照射位置と突合せ位置とを検出する検出ステップと、
検出された前記レーザ照射位置と前記突合せ位置との位置関係を算出する算出ステップと、
を含み、
前記検出ステップにおいて、照射されたレーザ光が前記開先部から前記鋼帯の裏面に貫通した後に前記鋼帯の表面に透過した透過光の撮像画像に基づいて、前記突合せ位置を検出することを特徴とするレーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出方法。 - 前記算出ステップにおいて、検出された前記レーザ照射位置と前記突合せ位置との鋼帯の走行方向に直交する方向でのずれを算出することを特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出方法。
- 前記撮像ステップにおいて、波長が630nm以上900nm以下で帯域幅が20nm以下の光のみを透過する帯域限定フィルタを介して撮像することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出方法。
- 鋼帯の両縁が突き合わされ閉塞した突合せ位置にレーザ光を照射して貫通溶接する鋼管の製造方法において、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出方法によって検出したレーザ照射位置と突合せ位置とのずれ量に基づいて、レーザ光の照射位置を修正しながら溶接することを特徴とする鋼管の製造方法。 - 鋼帯の両縁が突き合わされ閉塞した突合せ位置にレーザ光を照射してレーザ溶接鋼管を製造する際、該突合せ位置とレーザ光が照射されたレーザ照射位置とのずれを検出するレーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出装置であって、
前記レーザ照射位置と、前記鋼帯の両縁が所定以上のギャップを有して閉塞していない開先部とを含む領域を、レーザ光の照射方向と同じ方向に同時に撮像する撮像手段と、
撮像された撮像画像からレーザ照射位置と突合せ位置とを検出する検出手段と、
検出された前記レーザ照射位置と前記突合せ位置との位置関係を算出する算出手段と、
を備え、
前記検出手段は、照射されたレーザ光が前記開先部から前記鋼帯の裏面に貫通した後に前記鋼帯の表面に透過した透過光の撮像画像に基づいて、前記突合せ位置を検出することを特徴とするレーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出装置。 - 請求項5に記載のレーザ溶接鋼管のレーザ照射位置ずれ検出装置を備えることを特徴とする鋼管のレーザ溶接装置。
- 請求項4に記載の鋼管の製造方法により、レーザ照射位置と突合せ位置とのずれ量に基づいて、レーザ光の照射位置を修正しながら溶接することを特徴とする鋼管の製造装置。
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JPH11179580A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Nkk Corp | レーザビームによる突合わせ溶接におけるレーザビーム照射位置制御方法 |
JP2010240734A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-10-28 | Jfe Steel Corp | レーザ溶接鋼管の製造方法 |
JP2013123743A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Jfe Steel Corp | レーザ溶接の溶接位置検出装置および溶接位置検出方法 |
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JPH11179581A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Nkk Corp | レーザビームによる突合わせ溶接におけるレーザビーム照射位置制御方法 |
JPH11179580A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Nkk Corp | レーザビームによる突合わせ溶接におけるレーザビーム照射位置制御方法 |
JP2010240734A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-10-28 | Jfe Steel Corp | レーザ溶接鋼管の製造方法 |
JP2013123743A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Jfe Steel Corp | レーザ溶接の溶接位置検出装置および溶接位置検出方法 |
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