JPH01302103A - 電縫管のシーム位置検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は電縫管の溶接シーム位置検出方法及び装置、
特に光学的な位置検出を行うため２次元型の受光装置を
用いた電縫管のシーム位置検出方法及び装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 第５図は例えば特開昭８１−２５０５０３号公報に示さ
れた従来の電縫管の外面溶接部の位置検出方法を示す説
明図であり、図において７は電縫管、８は電縫管７のシ
ーム部、１１−１は第１ストロボ発光装置、１１−２は
第２ストロボ発光装置、１２はリニアカメラである。ま
た同図（ａ）は電縫管７とそのシーム部８、第１及び第
２ストロボ発光装置１１−１及び１１−２、リニアカメ
ラ１２のそれぞれの位置関係を示す断面図、同図（ｂ）
は第１及び第２ストロボ発生装置＋　１−１及び１１−
２の照射部Ａ及びＢと、リニアカメラ１２の受光視野Ｃ
の位置関係を示す平面図、同図（ｃ）は電縫管７の管表
面の輝度検出信号り、Ｅ。

Ｆと管周方向の位置関係を示す説明図である。

第５図の動作を説明する。水平に移動中の電縫管７の上
方の左右に第１及び第２ストロボ発光装置１１−１及び
１１−２を配置し、前記電縫管７のシーム部８及びその
近傍の表面を、斜め左上方及び右上方から前記第１及び
第２ストロボ発光装置１１−１及び１１−２を交互に発
光させ照射する。前記第１及び第２ストロボ発光装置１
ｌ−１及び１１−２の間に配置したリニアカメラ１２は
、同図（ｂ）に示すＡ部照射及びＢ部照射時の２回の走
査読出しによって、前記表面の輝度を測定する。このよ
うにして測定した前記輝度は通常同図（ｃ）の実線で示
される第１のストロボ発光装置１１−１の照射時の表面
輝度信号りと、破線で示される第２のストロボ発光装置
１１−２の照射時の表面輝度信号Ｅが得られ、この両方
の輝度信号の重複部分であるＦの信号位置がシーム位置
として検出される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の電縫管のシーム位置検出方法及び装
置では、２台のストロボ装置を必要とするので、このス
トロボ装置が高価で重量が大きいという問題点があった
。またストロボ装置の代りに通常の投光器を２台用いて
照射位置が重複しないように配置すると、今度はリニア
カメラが２台必要となり、やはり装置が大型で高価とな
る問題があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、上記ストロボ装置を使用せず、且つ１台の受光カメ
ラで検出装置が実現可能な電縫管のシーム位置検出方法
及び装置を得ることを目的とする。

［課顕を解決するための手段］ この発明に係る電縫管のシーム位置検出方法は、水平に
移動中の電縫管の上方の左右に第１及び第２投光装置を
配置し、前記電縫管のシーム部及びその近傍の表面を斜
め左上方及び右上方から個別の照射範囲を、それぞれの
照射範囲は自己の投光装置によってのみ照射され且つそ
れぞれシーム位置をその中に含むように照射する。受光
装置として２次元型の受光装置を用いて、前記個別の照
射範囲から得られた輝度信号を別々に処理して、各々の
輝度信号から別々のシーム位置を得て、両者のシーム位
置が一致したときのみ、その位置を真のシーム位置とす
る方法である。

また前記受光装置としてテレビカメラを使用し、個別の
照射範囲の輝度信号からシーム位置を得る方法が、前記
テレビカメラの視野を垂直方向に２分した上部視野に照
射範囲の一方が、また下部視野に照射範囲の他方が存在
するように投光範囲及び受光装置の配置を定め、前記上
下各視野の照射範囲に存在する複数の走査線について、
画素の横方向の番地が同じもの毎に規定画面分ビデオ信
号の和を個別に算出し、前記個別の和がそれぞれの規定
値を越えている部分をそれぞれの照射部分に対応する視
野部分の輝度信号から得たそれぞれのシーム位置信号と
する前記電縫管シーム位置検出方法。

この発明に係る電縫管のシーム位置検出装置は、水平に
移動中の電縫管のシーム部を挾んで、各々自己の投光装
置のみによって斜めに照射されかつシーム部を含む照射
面が前記電縫管表面に形成されるように設けられた２台
の投光装置と、第１の投光装置のみによって照射されか
つシーム位置をその中に含む第１照射部分と第２の投光
装置のみによって照射されかつシーム位置をその中に含
む第２照射部分とをその視野の垂直方向に分離して含む
ように前記２台の投光装置の中間に設けられたテレビカ
メラと、前記テレビカメラよりのビデオ信号の水平位置
、垂直位置を検出する同期検出手段と、前記第１照射部
分及び第２照射部分にそれぞれ対応するビデオ信号のう
ち、予め定められた任意垂直位置のビデオ信号を水平方
向の画素番地毎に予め定められた画面付加算する第１加
算手段及び第２加算手段と、前記第１加算手段及び第２
加算手段の加算値がそれぞれ規定値を越えた画素番地を
検出する第１シーム位置検出手段及び第２シーム位置検
出手段と、前記第１シーム位置検出手段と第２シーム位
置検出手段によって共に検出された画素番地をシーム位
置とする第３シーム位置検出手段とを備えたものである
。

［作用］ この発明の電縫管のシーム位置検出方法及び装置は、第
１及び第２の投光装置の照射範囲を、それぞれ自己の投
光装置によってのみ照射され、且つそれぞれシーム位置
をその中に含むような個別照射範囲とし、また２次元型
の受光装置は前記個別照射範囲をその受光視野に含むの
で、前記個別照射範囲から得られる輝度信号を個別に処
理して個別のシー°ム位置を検出し、さらにこの両者の
シーム位置が一致した位置を真のシーム位置として検出
する。

また前記受光装置としてテレビカメラを使用し、このテ
レビカメラの受光視野を垂直方向に２分した上部に一方
の照射範囲を、下部に他方の照射範囲が存在するように
位置を定め、前記上下各部の照射範囲に存在する複数の
走査線について、画素の横方向の番地が同じもの毎に規
定画面分ビデオ信号の和を個別に算出し、前記個別の和
がそれぞれの規定値を越えている部分をそれぞれのシー
ム位置信号とし、両者のシーム位置が一致した位置を真
のシーム位置として検出する。

また第１及び第２の投光装置の照射輝度は、前記上下各
部の照射範囲に存在する複数の走査線について、走査ビ
デオ信号を水平走査位置毎に積算し、且つこの積算値を
２値化した結果得られるシーム位置信号数の大小によっ
て自動的に輝度制御が行われ、所定数のシーム位置信号
が得られるよう制御される。

［実施例コ 第１図はこの発明の電縫管のシーム位置検出方法及び装
置の一実施例を示すブロック図であり、１−１は第１投
光装置、■−２は第２投光装置、２はテレビカメラ、３
−１は第１加算手段、３−２は第２加算手段、４−１は
第１シーム検出手段、４−２は第２シーム検出手段、５
は第３シーム検出手段、６は同期検出手段、７は電縫管
、８は電縫管７のシーム部である。

第２図は投光装置とその照射部及び受光装置と受光視野
を示す説明図である。同図（ａ）は電縫管７とそのシー
ム部８、第１及び第２投光装置１−１及びｌ−２、テレ
ビカメラ２のそれぞれの位置関係を示す断面図であり、
同図（ｂ）は第１及び第２投光器１−１及び１−２のそ
れぞれの照射部分Ａ及びＢとテレビカメラ２の受光視野
Ｃの位置関係を示す平面図であり、同図（Ｃ）は同図（
ｂ）の照射部分Ａ。

Ｂ及び受光視野Ｃの各位置とＡ部の検出走査線り及びＢ
部の検出走査線Ｅとの位置関係を示す平面図である。

第３図は第１図の動作を説明するための波形図である。

第４図は第１図の部分的な詳細なブロック図である。

第２図乃至第４図を参照し第１図の動作を説明する。第
２図（ａ）に示されるように、水平に移動中の電縫管７
のシーム部８の上方の左右に第１及び第２の投光装置１
−１及びｌ−２を配置し、この２台の投光装置によりそ
れぞれシーム部８及びその近傍の管表面を斜め方向から
照射する。この前記２台の投光装置１−１及び１−２に
よる電縫管表面の照射範囲Ａ及びＢは、第２図（ｂ）に
示されるように、それぞれシーム位置８をその内部に含
み且つ自己の投光装置のみによって照射される個別の範
囲であり、またテレビカメラ２によりこの照射範囲Ａ、
Ｂを受光する場合に、テレビカメラ２の視野部分を垂直
方向に２分した上半分の部分に一方の照射範囲（図では
Ａ）を含み、この２分した下半分の部分に他方の照射範
囲（図ではＢ）を含み、さらにまたテレビカメラ２の視
野部分を水平方向に２分する視野中心軸に対してやや右
側の位置に一方の照射範囲（図ではＡ）を、この視野中
心軸に対してやや左側の位置に他方の照射範囲（図では
Ｂ）をそれぞれ設定する。この第１及び第２の投光装置
１−１及び１−２の照射輝度を自動的に調整するための
輝度Ａ　Ｇ　Ｃ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｇａｉｎ　ｃｏ
ｎｔｒｏｌ）制御信号が、それぞれ第１及び第２シーム
検出手段４−１及び４−２から入力される。この入力さ
れる輝度ＡＧＣ制御信号によって、第１及び第２投光装
置　１−１及び１−２は自己の光源に供給する電圧を個
別に制御し輝度調整を行う。その結果電源電圧変動や投
光装置１−１及びｌ−２の経時変化があっても、第１及
び第２シーム検出手段４−１及び４−２は所定数の検出
位置信号が得られ安定に動作を行うことができる。第２
図（ｅ）はテレビカメラ２の受光視野Ｃの上半分のやや
右寄りの位置に第１の投光装置１−１の照射部分Ａが、
また受光視野Ｃの下半分のやや左寄りの位置に第２の投
光装置１−２の照射部分Ｂが同時に含まれることを示し
ている。

またＡ部の照射部分にはＡ部内のシーム部を検出する複
数の検出走査線りと、Ｂ部の照射部分には８部内のシー
ム部を検出する複数の検出走査線Ｅが示されている。こ
れはテレビカメラ２が通常のＮＴＳＣ方式の瑞合、偶数
、奇数の各フィールド走査線は２６２．５本で、帰線部
を除くと２４３．５本あるので、例えば６００番目ら６
３番目までの４本の走査線をＡ部の検出走査線りとし、
１８０番目から１８３番目までの４本の走査線をＢ部の
検出走査線Ｅとするように、特定の番号の走査線を複数
本それぞれＡ部及びＢ部の検出走査線り及びＥとして設
定することができる。このように第１及び第２の投光装
置１−１及びｌ−２を同時点灯し、シーム部８を含む電
縫管７の管表面Ａ部及びＢ部を照射し、この照射された
Ａ部及びＢ部をテレビカメラ２は同時に受光し、受光ビ
デオ信号の走査を行い複合信号（ビデオ信号と同期信号
の複合されたコンポジット信号）を出力し、同期検出手
段６に入力する。

第４図は同期検出手段６と第１及び第２加算手段３−１
及び３−２の一実施例を示すブロック図である。第４図
において同期検出手段６は例えば、ビデオ／同期信号分
離回路６１、水平位置カウンタ６２、垂直位置カウンタ
６３、及びＡ部／Ｂ部走査ゲート信号発生回路６４によ
り構成することができる。また第１加算回路３−１は例
えば、ゲート回路３１−１゜ＡＤ変換器３２−１、加算
器３３−１．記憶回路３４−１及び選択回路３５−１に
より構成することができる。第２加算回路３−２は第１
加算回路３−１と同一構成でよい。いまテレビカメラ２
より複合信号がビデオ／同期信号分離回路６１に入力さ
れると、該回路はビデオ信号と同期信号とを分離し、ビ
デオ信号は第１及び第２加算手段３−１及び３−２に内
蔵されるゲート回路３１−１及び３１−２に供給し、同
期信号は水平クロック信号及び垂直クロック信号として
それぞれ水平位置カウンタ６２及び垂直位置カウンタ６
３に供給する。前記垂直クロック信号としては例えばＮ
ＴＳＣ方式の水平走査周波数１５．７５ＫＨｚの信号が
用いられ、水平クロック信号としては１走査線の水平方
向の画素数をＮとすると、周波数１５．７５　ｘＮ　　
ＫＨｚの信号が用いられる。水平位置カウンタ６２の計
数値は走査時の水平位置（横軸方向の位置）信号として
記憶回路３４−１及び３４−２に供給される。

また垂直カウンタ６３の計数値はＡ部／Ｂ部走査ゲート
信号発生回路６４に入力される。該回路６４はこの人力
された走査時の垂直位置（縦軸方向の位置）信号を判別
し、Ａ部走査ゲート信号、前例では６０番目から６３番
目までの４本の検出走査線りを選択するゲート信号をゲ
ート回路３１−１及び選択回路３５−１に、またＢ部走
査ゲート信号、前例では１８０８０番目１８３８３番目
の４本の検出走査線Ｅを選択するゲート信号をゲート回
路３１−２及び選択回路３５−２に供給する。第１加算
手段３−１においては、ゲート回路３１−１はビデオ／
同期信号分離回路６１から供給されるビデオ信号と、Ａ
部／Ｂ部走査ゲート信号発生回路６４から供給されるＡ
部走査ゲート信号によって、前例の６０番目から６３番
目の４本の検出走査時のビデオ信号のみを通過させＡＤ
変換器３２−１に出力する。ＡＤ変換器３２−１は入力
されるビデオ信号を所定のビット数（例えば４〜８ビツ
ト）のデジタル値に変換し加算器３３−１の一方の入力
に供給する。選択回路３５−１は人力されるＡ部走査ゲ
ート信号を制御信号として用いて、最初の（前例では６
０番目の）走査線のビデオ信号が加算器３３−１に入力
されるときは、入力されるデータ“０”を選択出力して
加算器３３−１の他方の入力に供給する。また２回目か
らの（前例では６１番目以降の）走査線のビデオ信号が
加算器３３−１に入力されるときは、記憶回路３４−１
から読出された該当する水平位置のデータを選択出力し
て加算器３３−１の他方の入力に供給する。この結果加
算器３３−１の出力には、最初の（前例では６０番目の
）走査線のビデオ信号値はそのままの値で、２回目以降
の走査時は、各水平位置毎にビデオ信号の積算値が算出
され記憶回路３４−１に格納される。従って前例の６３
番目の検出走査完了時には、６０番目から６３番目まで
の走査ビデオ信号が各水平位置毎に積算され記憶回路３
４−１に記憶される。全く同様に第２加算手段３−２も
動作するので、前例の１８３８３番目出走査完了時には
、１８０８０番目１８３８３番目の走査ビデオ信号が各
水平位置毎に積算され記憶回路３４−２に記憶される。

第３図（ア）はこのようにして第１投光装置１−１の照
射部分Ａから第１加算手段３−１によって得られた出力
信号で、第１シーム検出手段４−１に供給される。同図
（イ）は同様に第２投光装置１−２の照射部分Ｂから第
２加算手段３−２によって得られた出力信号で、第２シ
ーム検出手段４−２に供給される。第１及び第２シーム
検出手段４−１及び４−２はシーム検出部と、照射輝度
制御部とを内蔵する。、シーム検出部は例えば、デジタ
ル比較器と、基準データ設定器とにより構成され、それ
ぞれ入力される前記Ａ部及びＢ部の走査ビデオ積算値と
、予め設定された基準データ値とを比較し、前者の値が
後者の値より大きい場合に１の出力を、反対の場合には
０の出力を発生する。従って２値化された出力信号が得
られる。第３図（つ）及び（１）にこの２値化された第
１及び第２シーム検出手段４−１及び４−２の出力信号
が示されている。また第１及び第２シーム検出手段４−
１及び４−２はこの２値化動作の安定化を計るため、そ
れぞれ第１及び第２投光装置の照射輝度を自動的に調整
する照射輝度制御部を内蔵させることができる。この照
射輝度制御部の機能は輝度ＡＧＣ制御信号を発生゛させ
ることである。即ちそれぞれ入力されるＡ部及びＢ部の
走査ビデオ積算信号を２値化して検出した水平位置のデ
ータ数が所定の数より少い場合は、対応する投光装置の
照射輝度を増加せしめるため投光装置の光源電圧を増加
させ、反対に前記検出した水平位置のデータ数が所定の
数より多い場合は、対応する投光装置の照射輝度を減少
させるため投光装置の光源電圧を減少させる輝度ＡＧＣ
制御信号を発生させる。この照射輝度制御部は、例えば
２つのデータ値の差分を演算する引算器とこの引算器の
出力値を電圧信号に変換するＤＡ変換器により構成する
ことができる。一般に投光装置は電源電圧により輝度が
変動するほか経時変化により輝度が減少するので、この
輝度ＡＧＣ機能は、装置の実用上有効である。

第１及び第２シーム検出手段４−１及び４−２はそれぞ
れ出力信号を第３シーム検出手段５に供給する。

第３シーム検出手段５は第１及び第２検出手段４−１及
び４−２からそれぞれ入力される２値化走査ビデオ信号
を各水平位置毎に論理積を演算して、両方の信号が存在
するときのみに出力を発生する回路である。従イて第３
シーム検出手段はＡＮＤ回路によって構成することがで
きる。このようにして第１及び第２投光装置１−１及び
１−２の照射部分Ａ及びＢからそれぞれ検出された２値
化走査ビデオ信号のうち、走査線の同一水平位置に存在
する信号がシーム位置検出信号として第３検出手段５か
ら出力され、この出力信号が第３図（オ）に示される波
形のシーム位置検出信号である。

［発明の効果コ この発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

第１及び第２投光装置の照射範囲をそれぞれ自己の投光
装置によってのみ照射され、且つそれぞれシーム位置を
その中に含むような個別の照射範囲とし、また例えばテ
レビカメラのような２次元受光装置が前記個別の照射範
囲を同時に受光し、各照射範囲に存在する走査ビデオ信
号から個別のシーム位置信号を検出し、且つ両者のシー
ム位置が一致した位置を真のシーム位置として検出する
ことにより、従来必要であった２台のストロボ装置を使
用せず且つ１台の受光カメラで電縫管のシーム位置検出
が可能となった。

また受光装置としてＣＣＤカメラを使用することにより
装置の小型軽量化も可能となった。従って電縫管の溶接
個所の良否を超音波探傷器で検査をする場合に、この発
明の１対の投光装置とＣＣＤカメラを超音波探傷器の探
触子ホルダーに収納することも可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電縫管のシーム位置検出方法及び装
置の一実施例を示すブロック図、第２図は投光装置とそ
の照射部及び受光装置と受光視野を示す説明図、第３図
は第１図の動作を説明する波形図、第４図は第１図の部
分的な詳細なるブロック図、第５図は従来の電縫管の外
面溶接部の位置検出方法を示す説明図である。 図において、１−１は第１投光装置、■−２は第２投光
装置、２はテレビカメラ、３−１は第１加算手段、３−
２は第２加算手段、４−１は第１シーム検出手段、４−
２は第２シーム検出手段、５は第３シーム検出手段、６
は同期検出手段、７は電縫管、８はシーム部、１１−１
は第１ストロボ発光装置、１１−２は第２ストロボ発光
装置、１２はリニアカメラ、１３−１．１３−２はゲー
ト回路、３２−１．３２−２はＡＤ変換器、３３−１．
３３−２は加算器、３４−１．３４−２は記憶回路、３
５−１．３５−２は選択回路、Ｂ１はビデオ／同期信号
分離回路、Ｂ２は水平位置カウンタ、６３は垂直位置カ
ウンタ、６４はＡ部／Ｂ部走査ゲート信号発生回路であ
る。 代理人　弁理士　佐々木　宗　治 第２図 番 進行方向 第３図 乏ｇＬＲの水工位濡

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平に移動中の電縫管のシーム部を挾んで２台の
   投光装置を設け、前記２台の投光装置によりそれぞれシ
   ーム部を含む電縫管表面に斜め方向から光を照射し、前
   記２台の投光装置の間に配置した受光装置により前記表
   面の輝度を測定し、前記輝度の測定信号に基いてシーム
   位置を検出する方法において、 前記２台の投光装置の電縫管表面における投光範囲を、
   第１の投光装置のみによって照射されかつシーム位置を
   その中に含む第１照射部分と、第２の投光装置のみによ
   って照射されかつシーム位置をその中に含む第２照射部
   分とが存在するように設定し、 受光装置として２次元型の受光装置を用いて、前記第１
   照射部分に対応する視野部分からの輝度信号と前記第２
   照射部分に対応する視野部分からの輝度信号とを別々に
   処理して各々の輝度信号から別々にシーム位置信号を得
   て、両者のシーム位置信号が一致したときのみその位置
   を真のシーム位置とすることを特徴とする電縫管のシー
   ム位置検出方法。
2. （２）前記受光装置としてテレビカメラを使用し、かつ
   第１照射部分に対応する視野部分及び第２照射部分に対
   応する視野部分からの輝度信号から各々シーム位置を得
   る方法が、その視野を垂直方向に２分した第１の部分に
   前記第１照射部分が、他の部分に前記第２照射部分が存
   在するように投光範囲及び受光装置の配置を定め、 前記第１の部分に存在する１本以上の走査線について、
   画素の横方向の番地が同じもの毎に規定画面分ビデオ信
   号の和を算出し、前記和が規定値を越えている部分を第
   １照射部分に対応する視野部分の輝度信号から得たシー
   ム位置信号とし、前記第２の部分に存在する１本以上の
   走査線について、画素の横方向の番地が同じもの毎に規
   定画面分ビデオ信号の和を算出し、前記和が規定値を越
   えている部分を第２照射部分に対応する視野部分の輝度
   信号から得られたシーム位置信号とする方法である請求
   項１記載の電縫管シーム位置検出方法。
3. （３）水平に移動中の電縫管のシーム部を挾んで、各々
   自己の投光装置のみによって斜めに照射されかつシーム
   部を含む照射面が前記電縫管表面に形成されるように設
   けられた２台の投光装置と、第１の投光装置のみによっ
   て照射されかつシーム位置をその中に含む第１照射部分
   と第２の投光装置のみによって照射されかつシーム位置
   をその中に含む第２照射部分とをその視野の垂直方向に
   分離して含むように前記２台の投光装置の中間に設けら
   れたテレビカメラと、 前記テレビカメラよりのビデオ信号の水平位置、垂直位
   置を検出する同期検出手段と、 前記第１照射部分に対応するビデオ信号のうち、予め定
   められた任意垂直位置のビデオ信号を水平方向の画素番
   地毎に予め定められた画面分加算する第１加算手段と、
   前記第１加算手段の加算値が規定値を越えた画素番地を
   検出する第１シーム位置検出手段と、 前記第２照射部分に対応するビデオ信号のうち、予め定
   められた任意垂直位置のビデオ信号を水平方向の画素番
   地毎に予め定められた画面分加算する第２加算手段と、
   前記第２加算手段の加算値が規定値を越えた画素番地を
   検出する第２シーム位置検出手段と、 前記第１シーム位置検出手段と第２シーム位置検出手段
   によって共に検出された画素番地をシーム位置とする第
   ３シーム位置検出手段を有してなる電縫管のシーム位置
   検出装置。