JPH0237978A - Welding output setter for spiral steel pipe welding device - Google Patents

Welding output setter for spiral steel pipe welding device

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JPH0237978A
JPH0237978A JP18661888A JP18661888A JPH0237978A JP H0237978 A JPH0237978 A JP H0237978A JP 18661888 A JP18661888 A JP 18661888A JP 18661888 A JP18661888 A JP 18661888A JP H0237978 A JPH0237978 A JP H0237978A
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steel pipe
welding
steel plate
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真嶋 博義
Masahide Mori
森 雅英
Tatsuichiro Shimoi
辰一郎 下井
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坂田 秀清
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Abstract

PURPOSE:To obtain stable welding quality by detecting a lap quantity, i.e. the overlap quantity at both side ends of steel plates and automatically setting the welding outputs of the spiral steel pipe welding device in accordance therewith. CONSTITUTION:A 1st prescribed distance, i.e. the distance from the end at a 1st side edge part to a 1st mark L1 of the band-shaped steel plate 36 is designated as A1 and the 2nd prescribed distance, i.e. from the 2nd side edge part of the steel plate 36 to the 2nd mark L2 is designated as A2. The above- mentioned lap quantity is indicated by lambda=A1+A2-D if the distance between the 1st and 2nd marks is designated as D. The lap quantity lambda can, therefore, be determined from the distance D between the marks L1 and L2 detected from the images picked up by ITV cameras 241, 242 of an image pickup means. A defect area rate is lowered and the approximately stable welding quality is obtd. by obtaining the above-mentioned lap quality lambda.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、スパイラル鋼管溶接装置の電気抵抗溶接の溶
接出力を設定する溶接出力設定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a welding output setting device for setting the welding output of electric resistance welding of a spiral steel pipe welding device.

〔従来の技術] スパイラル鋼管溶接装置は、帯状の鋼管を所定ピッチ角
で円筒状に巻回し、対となる両側縁部の突合せ部分を溶
接する装置である。溶接には、各種の方法が採用されて
いるが、装置を自動化する上では電気抵抗溶接(以下E
RWという)が都合が良い。
[Prior Art] A spiral steel pipe welding device is a device that winds a band-shaped steel pipe into a cylindrical shape at a predetermined pitch angle, and welds the abutting portions of the opposite side edges that form a pair. Various methods are used for welding, but electric resistance welding (hereinafter referred to as E
RW) is convenient.

ERWは、sl板の両側縁部がラップした状態で高圧交
流を印加し、接合部を抵抗発熱により溶融して溶接する
方法であり、入熱当量を適正値に保っておく限り、欠陥
面積率が少くほぼ安定した溶接品質が得られる。
ERW is a method in which high-pressure alternating current is applied with both edges of the SL plate wrapped, and the joint is melted and welded by resistance heat generation.As long as the heat input equivalent is kept at an appropriate value, the defect area rate is low. Almost stable welding quality can be obtained.

(発明が解決しようとする課題] ところで、ERWO人熱当量は、実験によれば次式で示
されることが知られている。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, it is known from experiments that the ERWO human heat equivalent is expressed by the following formula.

Q=Eplp−に−v’−J2”−θP 、 jQ 、
λr・・・・・・(1)ただし、 Q:入熱当量 Eplp :給電電力 接する鋼板の両側縁部の重なり量は、通常、検出手段を
持たない上、コイルウオークやキャンバ等の影響を受け
て変動する。つまり、入熱当量Qを適正値に保つために
は、ラップ量λを掌握し、それにより、給電電力Epl
pを調整しなければならない このため、従来においては、スパイラル鋼管溶接装置に
つきっきりでランプ量λを推定しながら溶接時の火災、
ビード形状を監視しながら給電電圧EPを調整する熟練
したオペレータを必要としθニアペックス角 し=鋼板の板厚 λニラツブ量 である。
Q=Eplp-to-v'-J2''-θP, jQ,
λr・・・・・・(1) However, Q: Heat input equivalent Eplp: The amount of overlap between both edges of the steel plate that is in contact with the power supply usually does not have a detection means and is affected by coil walk, camber, etc. It fluctuates. In other words, in order to keep the heat input equivalent Q at an appropriate value, it is necessary to grasp the wrap amount λ, and thereby the supplied power Epl
For this reason, in the past, it was necessary to estimate the lamp amount λ for each spiral steel pipe welding device and to prevent fires during welding.
A skilled operator is required to adjust the power supply voltage EP while monitoring the bead shape, and θ near pex angle = plate thickness λ of the steel plate.

これら各パラメータについての説明は後述するが、この
うち、搬送速度■、給電距離!、アペックス角θおよび
板厚もが容易に設定可能又は検出可能であるのに対し、
ランプ量λ、すなわち、溶〔発明の目的] 本発明は、ラップ量λ、すなわち、溶接する鋼板の両側
縁部の重なり量を検出し、それに基づいてスパイラル鋼
管溶接装置の溶接出力を自動設定する、スパイラル鋼管
溶接装置の溶接出力設定装置を提供することを目的とす
る。
An explanation of each of these parameters will be given later, but among them, transport speed ■, power feeding distance! , the apex angle θ and the plate thickness can be easily set or detected;
Ramp amount λ, that is, melting [Object of the invention] The present invention detects the lap amount λ, that is, the overlap amount of both side edges of the steel plate to be welded, and automatically sets the welding output of the spiral steel pipe welding device based on it. , an object of the present invention is to provide a welding output setting device for a spiral steel pipe welding device.

〔課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明においては、帯状の鋼
板の、第1側縁部の端から第1所定距離の位置に第1マ
ークを、第2側縁部の端から第2所定距離の位置に第2
マークを、それぞれ記録するマーキング手段;スパイラ
ル鋼管溶接装置の鋼板の巻回により、対となった第1お
よび第27−クを含む画像を撮像する撮像手段;該画像
から、第1および第2マークを検出し、各マーク間の距
離を検出する検出手段;および、上部第1および第2所
定距離、ならびに、該各マーク間の距離から、スパイラ
ル鋼管溶接装置の鋼板の巻回による、該wlI仮の第1
側縁部と第2側縁部との重なり量を求め、それに基づい
て該スパイラル鋼管溶接装置の溶接出力を設定する溶接
出力設定手段:を備える構成とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the present invention, a first mark is placed at a position a first predetermined distance from the end of the first side edge of a strip-shaped steel plate, and a first mark is placed on the second side edge of the strip-shaped steel plate. at a position a second predetermined distance from the end of the section.
Marking means for recording marks, respectively; Imaging means for capturing an image including the paired first and second marks by winding the steel plate of the spiral steel pipe welding device; From the image, the first and second marks are recorded. and a detection means for detecting the distance between each mark; and a detection means for detecting the distance between each mark; 1st of
The apparatus further includes a welding output setting means for determining the amount of overlap between the side edge and the second side edge and setting the welding output of the spiral steel pipe welding apparatus based on the amount of overlap.

[作用] つまり、第1所定距離、すなわち、第1側縁部の端から
第1マークまでの距離をΔ1 とし、第2所定距離、す
なわち、第2側縁部の端から第27−りまでの距離をΔ
2とし、スパイラル鋼管溶接装置の鋼板の巻回により対
となった第1マークと第2マークの距離をDとすれば、
ランプ量、すなわち、スパイラル鋼管溶接装置の巻回に
よる第1側縁部と第2側縁部との重なり量λは、λ=Δ
1+ΔzD          ・・・・・・(2)で
示されるので、撮像手段により撮像した画像から検出し
たマーク間の距離りよりラップ量λが求まることになる
。このラップ量λが求まることにより、欠陥面積率が少
くほぼ安定した溶接品質が得られる効果については前述
したとおりである。
[Operation] That is, the first predetermined distance, that is, the distance from the end of the first side edge to the first mark is Δ1, and the second predetermined distance, that is, the distance from the end of the second side edge to the 27th mark. Δ
2, and if the distance between the first mark and the second mark, which are paired by winding the steel plate of the spiral steel pipe welding device, is D, then
The amount of ramp, that is, the amount of overlap λ between the first side edge and the second side edge due to the winding of the spiral steel pipe welding device is λ=Δ
1+ΔzD (2) Therefore, the overlap amount λ can be determined from the distance between the marks detected from the image taken by the imaging means. As described above, by determining the overlap amount λ, a substantially stable welding quality with a small defect area ratio can be obtained.

[実施例〕 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Example〕 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図に本発明を一例で実施するスパイラル鋼管溶接装
置のシステム構成を、第2図にその機構部の一部外観を
示す。
FIG. 1 shows a system configuration of a spiral steel pipe welding apparatus embodying the present invention as an example, and FIG. 2 shows an external appearance of a part of its mechanism.

第1図に示されるように、このシステムは、システムコ
ントローラ1および、システムハス11に接続されたラ
ップ量検出ユニット2、スパイラル鋼管溶接ユニット3
、デイスプレィ4、プリンタ5、フロッピーディスク6
および操作ボード7等でなる。
As shown in FIG. 1, this system includes a system controller 1, a wrap amount detection unit 2 connected to a system lotus 11, and a spiral steel pipe welding unit 3.
, display 4, printer 5, floppy disk 6
and an operation board 7, etc.

システムコントローラ1は、操作ボード7よりの指示に
従ってこれら各要成要素を制御し、必要に応じて処理過
程および処理結果をデイスプレィ4およびプリンタ5に
出力し、フロッピーディスク6に記録する。これら各部
の詳細を説明する前に、以下の説明を容易にするため、
第2図を参照して機構部の概要を説明する。
The system controller 1 controls each of these elements according to instructions from the operation board 7, outputs the processing process and processing results to the display 4 and printer 5, and records them on the floppy disk 6 as necessary. Before explaining the details of each of these parts, in order to facilitate the following explanation,
An overview of the mechanical section will be explained with reference to FIG.

これにおいて、34は固定部に支持された成形スタンド
であり、先端に向加圧ロール35aを備えるこの加圧ロ
ール35aは、それに対向して固定部に備わる外加圧ロ
ール35bとともに、成形スタンド34に対してピッチ
角φでセットされた鋼板36を速度■で搬送しつつ、鋼
板36の両側縁部を重合して加圧する。この重合部の上
流には、ブスバー37により支持された給電チップ32
1および322が各側縁部に接触しており(第2図では
図示の都合上接触が解除している状態を示していること
を了解されたい)、重合部においてERWがなされ、鋼
板36は円筒状のスパイラル鋼管に成形される。
In this, 34 is a forming stand supported by a fixed part, and this pressure roll 35a equipped with a facing pressure roll 35a at the tip is attached to the forming stand 34 together with an outer pressure roll 35b provided on the fixed part opposite thereto. On the other hand, while the steel plate 36 set at the pitch angle φ is being conveyed at a speed 2, both side edges of the steel plate 36 are overlapped and pressurized. Upstream of this overlapping part, a power supply chip 32 supported by a bus bar 37 is provided.
1 and 322 are in contact with each side edge (please understand that FIG. 2 shows a state in which the contact is released for convenience of illustration), ERW is performed at the overlapping part, and the steel plate 36 is It is formed into a cylindrical spiral steel tube.

また、鋼板36の搬送に伴って、成形スタンド34の上
流に備わるマーカ381および382により、綱板36
の各側縁の端からそれぞれΔ1.Δ2の位置に白線のマ
ークしI、L2がマーキングされる。
In addition, as the steel plate 36 is transported, the markers 381 and 382 provided upstream of the forming stand 34 cause the steel plate 36 to
Δ1. A white line is marked at the position of Δ2, and I and L2 are marked.

このマークL、、L2は、重合部の下流に備わる■TV
カメラ241および242による読み取られる。
These marks L, L2 are the ■TV provided downstream of the polymerization part.
Read by cameras 241 and 242.

本実施例においては、第3図に示すようにこれらのIT
Vカメラ241および242を、スパイラル鋼管の軸に
対し、ERWによる溶接点Wと略90゜をなす位置に固
定設置している。
In this embodiment, these IT
V cameras 241 and 242 are fixedly installed at positions making approximately 90 degrees to the welding point W by ERW with respect to the axis of the spiral steel pipe.

なお、前述した給電距離2は、給電チップ321と溶接
点Wとの距離であり、アペックス角θは、溶接点Wに対
して給電チップ321と322がなす角である。
Note that the power feeding distance 2 described above is the distance between the power feeding tip 321 and the welding point W, and the apex angle θ is the angle formed by the power feeding tips 321 and 322 with respect to the welding point W.

再度第1図を参照する。Referring again to FIG.

ランプ量検出ユニット2は、画像処理プロセッサ21、
画像メモリ22、切換回路23、ITVカメラ241な
らびに242、および、モニタTV25等である。画像
処理プロセッサ21は、これらの要素を制御するととも
に、後述するようにITVカメラ241および242が
撮像したスパイラル鋼管(溶接後の鋼板36)上のマー
クL1およびL2を含む画像(多値階調画像)を処理し
、それらの距離りを検出してシステムコントローラ1に
与える。なお、IT’ll’カメラ241および242
が撮像した画像は、常時モニタTV25に映し出される
The lamp amount detection unit 2 includes an image processing processor 21,
These include an image memory 22, a switching circuit 23, ITV cameras 241 and 242, a monitor TV 25, and the like. The image processing processor 21 controls these elements and, as will be described later, generates an image (multilevel gradation image) including marks L1 and L2 on the spiral steel pipe (steel plate 36 after welding) captured by the ITV cameras 241 and 242. ), their distances are detected and provided to the system controller 1. In addition, IT'll' cameras 241 and 242
The images captured by the user are always displayed on the monitor TV 25.

スパイラル鋼管溶接ユニット3は、ERW電源31およ
り−ボドライバ33等を備える。ERW電源31は、イ
ンターフェイス12を介してシステムコントローラ1よ
り与えられたデータで給電電圧Epおよび給電電流Ip
を設定し、給電チップ321と322との間に印加する
。また、サーボドライバ33には、外加圧ロール35b
を駆動するモータMおよびそれに結合されたタイミング
ジェネレータTG等が接続されており、インターフェイ
ス12を介してシステムコントローラ1より与えられた
データでモータMを等速付勢する。
The spiral steel pipe welding unit 3 includes an ERW power source 31, a boiler driver 33, and the like. The ERW power supply 31 uses data given from the system controller 1 via the interface 12 to set the power supply voltage Ep and the power supply current Ip.
is set and applied between the power supply chips 321 and 322. The servo driver 33 also includes an outer pressure roll 35b.
A motor M that drives the motor M and a timing generator TG coupled thereto are connected, and the motor M is energized at a constant velocity using data given from the system controller 1 via the interface 12.

次に、第4図に示したフローチャートを参照してシステ
ムコントローラ1の動作を説明する。
Next, the operation of the system controller 1 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

システムコントローラ1は、図示していない電源の投入
により起動され、5lo1(フローチャートのステップ
に付した番号を示す二以下同じ)において入出力ボート
やレジ゛スタ、メモリ等を初期化する。
The system controller 1 is started by turning on the power (not shown), and initializes the input/output board, registers, memory, etc. in step 5lo1 (numbers assigned to steps in the flowchart are the same below 2).

5102においては、操作ボード7よりの入力を読み取
り、各種のパラメータ、すなわち、目標とする入熱当量
Q、定数に、鋼板36の搬送速度V給電距離i、アペン
クス角θ、鋼板36の板厚しマークL1およびL2のマ
ーキング位置Δ、およびΔ2およびラップ量λをセット
する入力処理を行なう。なお、このときセ・ントするラ
ンフ量λは、画像処理プロセッサ21よりスパイラル鋼
管上のマークし、とL2との間の距離(以下マーク間陽
という)Dが与えられまでのテンポラリデータとして用
いる。
At 5102, the input from the operation board 7 is read, and various parameters such as the target heat input equivalent Q, the constant, the conveying speed V of the steel plate 36, the power supply distance i, the appendix angle θ, and the plate thickness of the steel plate 36 are set. Input processing is performed to set the marking positions Δ and Δ2 of marks L1 and L2 and the amount of overlap λ. The lump amount λ to be set at this time is used as temporary data until the image processing processor 21 gives the mark on the spiral steel pipe and the distance D between the mark and L2 (hereinafter referred to as the distance between marks).

対話形式により、逐次、所定のメツセージをデイスプレ
ィ4上に表示しながら操作ボード7よりの入力に応じて
これらのパラメータをセット(人力OK)すると、スタ
ート指示待ちをループ設定する。
By interactively displaying predetermined messages one after another on the display 4, these parameters are set in response to input from the operation board 7 (manual input is OK), and a loop is set to wait for a start instruction.

スタート指示があると、ループを抜けて3105に進む
、これにおいて、サーボドライバ33に鋼板36の搬送
速度Vを得るモータM等の付勢を指示して通管を開始し
、パラメータQ゛を算出し、カウントレジスタCNをク
リアする。ただし、パラメータQ′ は、 Q  =Q 、 K 、 vrn、 In、θ’−jq
  −旧−(3)なる弐により与えられるものとする。
When a start instruction is given, the process exits the loop and proceeds to step 3105. At this point, the servo driver 33 is instructed to energize the motor M, etc. to obtain the conveyance speed V of the steel plate 36, the pipe passage is started, and the parameter Q' is calculated. and clears count register CN. However, the parameter Q' is Q = Q, K, vrn, In, θ'-jq
- Old - (3) shall be given by the second.

この後は、ストップ指示があるまで、あるいは、異常が
発生するまで、3107〜3112よりなるループを繰
り返して実行する。このループは、画像処理プロセッサ
21よりのマーク間隔りの入力がない場合、その入力が
あり適正値である場合、および、その入力があり適正値
でない場合、の3とおりで設定される。
After this, the loop consisting of steps 3107 to 3112 is repeatedly executed until a stop instruction is given or until an abnormality occurs. This loop is set in three ways: when there is no input of the mark interval from the image processing processor 21, when the input is present and the value is appropriate, and when there is the input and the value is not appropriate.

第1の場合においては、5112において、すでに保持
しているラップ量λを用いて、Q゛ ・λなる演算を行
なって給電電力Eplpを求め、これより、給電電圧E
pと給電電流1pを算出し、それらの値を示すデータを
ERW電源31に向けて出力する。つまり、画像処理プ
ロセッサ21よりマーク間隔りが与えられまで間は操作
ボード7よりの入力に応じて設定したテンポラリデータ
により、また、画像処理プロセッサ21がマーク間隔り
を更新するまでの間は最新のラップ量λにより、ERW
の給電電圧Epと給電電流Ipとが制御される。
In the first case, in step 5112, the already held wrap amount λ is used to perform the calculation Q゛・λ to obtain the feed power Eplp, and from this, the feed power Eplp is obtained.
p and the power supply current 1p are calculated, and data indicating these values is output to the ERW power supply 31. In other words, until the mark interval is given by the image processing processor 21, the temporary data set according to the input from the operation board 7 is used, and until the image processing processor 21 updates the mark interval, the latest data is used. Depending on the wrap amount λ, ERW
The power supply voltage Ep and power supply current Ip are controlled.

なお、Q′ ・λなる演算が、前述の第(1)式を給電
電力EpIpについて解いたものであることは、第(1
)式および第(3)弐より明らかであろう。
Furthermore, the fact that the calculation Q' ・λ is obtained by solving the above-mentioned equation (1) for the feeding power EpIp is based on the equation (1).
) and (3) 2.

第2の場合、すなわち、画像処理プロセッサ21より与
えられたマーク間隔りが予め設定した許容範囲Dmin
以上Dmax以下にある場合においては、5109にお
いてΔ1+ΔzDなる演算を行なってラップ量λを求め
、カウントレジスタCNをクリアした後、5112にお
いて、このラップ量λを用いて上記同様に給電電圧Ep
と給電電流IPを算出し、それらの値を示すデータをE
RW電源31に向けて出力する。なお、Δ1+Δ、−D
なる演算は、前述した第(2)弐と同じものであり、フ
ローチャートにはΔ1+Δ2をΔにより示している。
In the second case, that is, the mark interval given by the image processing processor 21 is within the preset tolerance range Dmin.
If the value is less than or equal to Dmax, in 5109, the calculation Δ1+ΔzD is performed to obtain the wrap amount λ, and after clearing the count register CN, in 5112, the power supply voltage Ep is determined using this wrap amount λ in the same manner as above.
and feeding current IP, and the data showing these values is E.
Output toward the RW power supply 31. In addition, Δ1+Δ, -D
The calculation is the same as the above-mentioned (2) No. 2, and Δ1+Δ2 is indicated by Δ in the flowchart.

第3の場合、すなわち、画像処理プロセッサ21より与
えられたマーク間隔りが上記の許容範囲を超える場合に
おいては、S 110においてカウントレジスタCNを
1インクリメントし、3112においてこのカウントレ
ジスタCNの値と異常判定の閾値CNmaxと比較する
。このとき、カウントレジスタCNO値が閾値CNma
x以下であれば、5122に進み、許容範囲にあったマ
ーク間隔りにより求めたラップ量λのうち、最新のもの
を用いて、第1の場合と同様にERWの給電電圧Epと
給電電流1pとを制御する。しかし、画像処理プロセッ
サ21より与えられるマーク間隔りが継続的に前述の許
容範囲を超えていると、カウントレジスタCNO値が閾
値CNmaxを超えるので、その場合には5113に進
み、サーボドライバに対して通管の停止を指示して処理
を終了するか又は成形条件の調整により許容範囲に入れ
る様にコントロールすることもできる。
In the third case, that is, when the mark interval given by the image processing processor 21 exceeds the above-mentioned allowable range, the count register CN is incremented by 1 in S110, and the value of this count register CN is determined to be abnormal in S110. It is compared with the determination threshold CNmax. At this time, the count register CNO value is equal to the threshold value CNma
If it is less than or equal to and control. However, if the mark interval given by the image processing processor 21 continues to exceed the above-mentioned allowable range, the count register CNO value exceeds the threshold value CNmax. It is also possible to terminate the process by instructing to stop the pipe passage, or to control the molding conditions so that they fall within the allowable range.

また、ストップ指示があった場合にもサーボドライバに
対して通管の停止を指示するが、この場合は、その処理
を8114において行ない、その後、5102に戻る。
Further, when there is a stop instruction, the servo driver is also instructed to stop pipe passage, but in this case, the process is performed in 8114, and then the process returns to 5102.

最後に、第5図に示したフローチャートを参照して画像
処理プロセッサ21の動作を説明する。
Finally, the operation of the image processing processor 21 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

画像処理プロセッサ21は、システムコントローラlと
並行して処理を行なう。したがって、システムコントロ
ーラ1と同様に図示していない電源の投入により起動さ
れ、5201において入出力ポートや内部レジスタ、メ
モリ等を初期化する。
The image processing processor 21 performs processing in parallel with the system controller l. Therefore, like the system controller 1, it is activated by turning on the power (not shown), and initializes input/output ports, internal registers, memory, etc. in step 5201.

5202において画像メモリ22をクリアすると、52
03において切換回路23を制御して、ITVカメラ2
41が撮像した画像lおよび、ITVカメラ242が撮
像した画像2を、それぞれ画素単位で画像メモリ22に
書き込む。ITVカメラ241および242は、前述し
たようにスパイラル鋼管の軸に対して溶接点Wの下流約
90°の位置(第3図参照)に設置されており、この部
位でシーム(溶接による縫合部)を挟んで対向するマー
クL1およびL2を撮像する。
When the image memory 22 is cleared at 5202, 52
03, the switching circuit 23 is controlled and the ITV camera 2
The image 1 captured by the ITV camera 241 and the image 2 captured by the ITV camera 242 are respectively written into the image memory 22 pixel by pixel. As mentioned above, the ITV cameras 241 and 242 are installed at a position approximately 90° downstream of the welding point W with respect to the axis of the spiral steel pipe (see Figure 3), and the seam (seamed part by welding) is located at this location. Images of marks L1 and L2 facing each other with the mark L1 and L2 in between are imaged.

画像メモリ22に書き込んだ画像lおよび画像2には、
第6図に示したようにそれぞれ個別の座標系x−yある
いは +   、+が設定されているが、X軸とX′軸
とはスパイラル鋼管の軸に平行な一直線上で一致してい
る。
Image l and image 2 written to the image memory 22 include
As shown in FIG. 6, separate coordinate systems x-y or +, + are set, but the X-axis and the X'-axis coincide on a straight line parallel to the axis of the spiral steel pipe.

5204は、画像1について行なう直線検出処理を示す
。この処理は、ノイズ除去処理、エツジ強調ならびに2
値化処理、候補点抽出処理、ヒストグラム作成処理およ
び直線式算出処理よりなる。
5204 indicates straight line detection processing performed on image 1. This processing includes noise removal processing, edge enhancement, and
It consists of value processing, candidate point extraction processing, histogram creation processing, and linear equation calculation processing.

ノイズ除去処理は、画像1(多値階調画像)を平滑化し
て個立点等のノイズを除去する。具体的には、画像1の
領域内をラスクスキャンし、注目画素とその8近傍画素
の階調を平均して注目画素の階調に置換している。
In the noise removal process, image 1 (multilevel gradation image) is smoothed to remove noise such as individual points. Specifically, the area of image 1 is scanned by rask, and the gradations of the pixel of interest and its 8 neighboring pixels are averaged and replaced with the gradation of the pixel of interest.

エツジ強調処理においては、3×3画素のラプラシアン
フィルタを用いる。このフィルタは、画像の2階微分を
求めるフィルタであり、これにより、平滑後の画像1内
で階調変化が急激な部位が大きな値に置換され、あまり
階調変化のない部位が小さな値に置換される。したがっ
て、適当な閾値を用いてそれを2値化することにより、
階調変化が急激な部位、すなわち、白線のマークし1の
輪郭のみが抽出される。
In the edge enhancement process, a 3×3 pixel Laplacian filter is used. This filter is a filter that calculates the second-order differential of the image, and as a result, parts of the smoothed image 1 where the gradation changes rapidly are replaced with large values, and parts with little gradation changes are replaced with small values. Replaced. Therefore, by binarizing it using an appropriate threshold,
Only the portion where the gradation changes rapidly, that is, the outline of the white line mark 1, is extracted.

候補点抽出処理は、画像lをラスクスキャンし、2値化
処理により成分ありと判定された点の座標を収集する。
In the candidate point extraction process, the image l is scanned by a rask, and the coordinates of points determined to have components by the binarization process are collected.

この場合、復走査ピッチを5画素とし、同じX座標にお
いてはX標が最も大きいものを候補点とする。
In this case, the backward scanning pitch is set to 5 pixels, and the candidate point is the one with the largest X mark at the same X coordinate.

ヒストグラム作成処理においては、X座標方向に隣り合
う2点を通る直線式(−次式)を求め、その係数および
定数のヒストグラムを作成する。
In the histogram creation process, a linear equation (-formula) passing through two adjacent points in the X-coordinate direction is found, and a histogram of its coefficients and constants is created.

直線式算出処理は、係数および定数のヒストグラムから
、最も出現頻度の高い係数および定数を求め、それによ
りマークし1を記述する直線(以下近似直線という)弐
f1を算出する。
In the linear equation calculation process, the most frequently occurring coefficients and constants are determined from the histogram of coefficients and constants, and a straight line (hereinafter referred to as an approximate straight line) 2f1 that is marked and describes 1 is calculated based on the coefficients and constants that appear most frequently.

5205においては、5204と同様に、画像2につい
て直線検出処理を行ない、マークI、2の近似直線式f
2を算出する。
In step 5205, similarly to step 5204, straight line detection processing is performed on image 2, and the approximate linear equation f of marks I and 2 is calculated.
Calculate 2.

なお、本実施例においては、処理の都合上、直線式f、
およびf2をyの関数として求めている。
Note that in this example, for convenience of processing, the linear equation f,
and f2 are determined as a function of y.

3206においては、直線式「1およびr2の係数を比
較する。このとき、これらが平行と見做せる範囲にあれ
ば適合と判定して5207に進むが、そうでないときに
は5202に戻る。
At 3206, the coefficients of the linear equations "1" and "r2" are compared. At this time, if they are within a range that can be considered parallel, it is determined that they are compatible and the process proceeds to 5207, but if not, the process returns to 5202.

5207においては、所定X座標におけるマークL 、
の近似直線から画像1の右側縁までの距離D1および、
所定y゛座標おけるマークし2の近似直線から画像2の
左側縁までの距離D2をそれぞれ求め、マーク間隔りを
算出し、システムコントローラ1に対して出力する。
In 5207, the mark L at the predetermined X coordinate,
The distance D1 from the approximate straight line to the right edge of image 1, and
The distance D2 from the approximate straight line of the mark 2 at the predetermined y' coordinate to the left edge of the image 2 is determined, the mark interval is calculated, and the result is output to the system controller 1.

これについて再度第6図を参照されたい。Please refer again to FIG. 6 in this regard.

画像lに設定したX座標と画像2に設定したX座標は一
致しているので、これらにより示される各近似直線上の
点はスパイラル鋼管の軸に平行な直線上に存在する。つ
まり、これらの点の間隔D′を求めれば、近似直線の傾
き角φを用いて、マーク間隔りは、 D=D”sinφ           ・・・・・・
(4)で与えられる。
Since the X coordinate set for image 1 and the X coordinate set for image 2 match, the points on each approximate straight line indicated by these exist on a straight line parallel to the axis of the spiral steel pipe. In other words, if we find the interval D' between these points, using the inclination angle φ of the approximate straight line, the mark interval is: D=D''sinφ...
It is given by (4).

第(4)弐において、点の間隔D“は、上記の距離り、
、D2および画像1の右側縁と画像2の左側縁との距離
り。を加算したものであるが、距離D1およびD2は直
線式f1およびf2にX座標の所定値(本実施例では0
としている)を代入して得た各点のX座標より求まり、
距離り。はITVカメラ241および242の設置関係
から固定的に与えられる。なお、本実施例においては、
近似直線の傾き角φを、各近似直線の傾き角の平均値と
している。
In No. (4) 2, the distance D” between the points is the distance above,
, D2 and the distance between the right edge of image 1 and the left edge of image 2. However, the distances D1 and D2 are the linear equations f1 and f2 plus a predetermined value of the X coordinate (in this example, 0
It is determined from the X coordinate of each point obtained by substituting
Distance. is fixedly given due to the installation relationship of ITV cameras 241 and 242. In addition, in this example,
The inclination angle φ of the approximate straight line is the average value of the inclination angles of each approximate straight line.

画像プロセッサ21においては、上記の5201〜52
07により構成されるループを繰り返し実行する。
In the image processor 21, the above 5201 to 52
07 is repeatedly executed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

第7a図および第7b図は、実機において本発明を実施
し、そのとき算出したラップ量λと、ノギスを用いて実
測したラップ量λrを、シーム方向の長さに関して対比
したグラフである。また、第7C図は、さらに多くの試
料について同様の測定を行なって算出ラップ量λと実測
ラップ量λrとの相関を求めたグラフである。これらを
参照すると、算出ラップ量λと実測ラップ量λrとが極
めて良く対応していることがわかる。これらのグラフに
おいては、ラップ量λの算出位置とラップ量λrの実測
位置とのずれを考慮に入れていないが、それを加えれば
、両者の対応はさらに確かになろう。
FIGS. 7a and 7b are graphs comparing the wrap amount λ calculated at that time and the wrap amount λr actually measured using a caliper with respect to the length in the seam direction when the present invention was implemented on an actual machine. Moreover, FIG. 7C is a graph obtained by performing similar measurements on more samples and determining the correlation between the calculated amount of wrap λ and the actually measured amount of wrap λr. Referring to these, it can be seen that the calculated wrap amount λ and the measured wrap amount λr correspond extremely well. Although these graphs do not take into account the deviation between the calculated position of the wrap amount λ and the actual measured position of the wrap amount λr, if it is added, the correspondence between the two will become more reliable.

第8図は、本発明を実施した実機でスパイラル鋼管を作
成したときの、スパイラル鋼管に現われた欠陥面積率、
作成時の実測給電電力EpIprと算出給電電力Epl
pとの比、算出給電電力Eplp、実測給電電力1Ep
lp r、算出給電電圧Ep、実測給電電圧Epr、算
出ラップ量λおよび、実測ラップ量λrをシーム方向の
長さに関して示した多元グラフである。これにおいては
、シーム方向の長さが、0〜3.5(m)の間は、従来
どおり熟練したオペレータが調整を行ない、その後は本
発明による自動制御モードに切換えた。
Figure 8 shows the defect area ratio that appeared in the spiral steel pipe when the spiral steel pipe was created using an actual machine implementing the present invention.
Actual power supply EpIpr and calculated power supply Epl at the time of creation
p, calculated power supply Eplp, measured power supply 1Ep
It is a multidimensional graph showing lp r, calculated power supply voltage Ep, measured power supply voltage Epr, calculated wrap amount λ, and measured wrap amount λr with respect to the length in the seam direction. In this case, when the length in the seam direction was between 0 and 3.5 (m), a skilled operator made adjustments as before, and then switched to the automatic control mode according to the present invention.

この第8図を参照すると、自動制御モードへの切換後、
欠陥面積率が著しく減少して安定していることがわかる
。この値は最大でも1%以下に抑えられており、本発明
の効果が顕著であることが示されている。
Referring to FIG. 8, after switching to automatic control mode,
It can be seen that the defect area ratio has decreased significantly and is stable. This value is suppressed to 1% or less at maximum, indicating that the effect of the present invention is significant.

なお、上記実施例で示した画像処理は一例であり、本発
明を限定するものではないことを付記しておく。
It should be noted that the image processing shown in the above embodiment is an example and does not limit the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を一例で実施するスパイラル鋼管溶接装
置のシステム構成を示すブロック図であり、第2図はそ
の機構部の一部外観を示す斜視図である。 第3図は第1図に示したITVカメラ241および24
2ならびに給電チップ321および322の設置位置示
すための側面図である。 第4図は第1図に示したシステムコントローラ1の動作
を示すフローチャートであり、第5図は第1図に示した
画像処理プロセッサ21の動作を示すフローチャートで
ある。 第6図はマーク間隔りの検出原理を説明するための説明
図である。 第7a図、第7b図、第7C図および第8図は本発明の
効果を示すグラフである。 1ニジステムコントローラ(溶接出力設定手段)11ニ
ジステムバス 12:インターフェイス 2ニラツブ量検出ユニツト 21:画像処理プロセッサ(検出手段)22:画像メモ
リ 23:切換回路 24L 242 : I T Vカメラ(撮像手段)2
5:モニタTV 3:スパイラル鋼管溶接ユニット 31:ERW電源 321、322:給電チップ 33:サーボドライバ 34:成形スタンド  35a、 35b :加圧ロー
ル36:鋼牟反      37:フ゛スハー38L 
382 :マーカ(マーキング手段)4:デイスプレィ 5ニブリンタ ロ:フロッピーディスク 7:操作ボード 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士  青  柳      稔第1図 第2図 第4図 第5@ 計算ラップ量λ (mrn) ラップ臂λ・λrLmrnl ラップ闇λ・2rfmrnl
FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of a spiral steel pipe welding apparatus embodying the present invention as an example, and FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of a part of the mechanism. FIG. 3 shows the ITV cameras 241 and 24 shown in FIG.
2 and a side view showing the installation positions of power supply chips 321 and 322. FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the system controller 1 shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the image processing processor 21 shown in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the principle of detecting mark intervals. FIGS. 7a, 7b, 7c, and 8 are graphs showing the effects of the present invention. 1 Ni-system controller (welding output setting means) 11 Ni-system bus 12: Interface 2 Nilub amount detection unit 21: Image processing processor (detection means) 22: Image memory 23: Switching circuit 24L 242: ITV camera (imaging means) 2
5: Monitor TV 3: Spiral steel pipe welding unit 31: ERW power supply 321, 322: Power supply chip 33: Servo driver 34: Forming stand 35a, 35b: Pressure roll 36: Steel strip 37: Forcer 38L
382: Marker (marking means) 4: Display 5 Nibrintaro: Floppy disk 7: Operation board Applicant: Nippon Steel Corporation Representative Patent Attorney Minoru Aoyagi Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 5 @ Calculated lap amount λ (mrn) Lap arm λ・λrLmrnl Lap darkness λ・2rfmrnl

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、帯状の鋼板; 前記鋼板の、第1側縁部の端から第1所定距離の位置に
第1マークを、第2側縁部の端から第2所定距離の位置
に第2マークを、それぞれ記録するマーキング手段; スパイラル鋼管溶接装置の前記鋼板の巻回により、対と
なった前記第1および第2マークを含む画像を撮像する
撮像手段; 前記画像から、前記第1および第2マークを検出し、各
マーク間の距離を検出する検出手段;および、 前記第1および第2所定距離、ならびに、前記各マーク
間の距離から、前記スパイラル鋼管溶接装置の前記鋼板
の巻回による、該鋼板の前記第1側縁部と前記第2側縁
部との重なり量を求め、それに基づいて該スパイラル鋼
管溶接装置の溶接出力を設定する溶接出力設定手段; を備える、スパイラル鋼管溶接装置の溶接出力設定装置
[Claims] 1. Strip-shaped steel plate; A first mark is placed at a position a first predetermined distance from the end of the first side edge of the steel plate, and a second predetermined distance from the end of the second side edge of the steel plate. marking means for recording a second mark on each; imaging means for capturing an image including the paired first and second marks by winding the steel plate of the spiral steel pipe welding device; detection means for detecting the first and second marks and the distance between each mark; and, from the first and second predetermined distances and the distance between each mark, a welding output setting means for determining the amount of overlap between the first side edge and the second side edge of the steel plate due to winding, and setting the welding output of the spiral steel pipe welding device based on the amount of overlap; Welding output setting device for steel pipe welding equipment.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8002165B2 (en) * 2007-11-20 2011-08-23 Leister Process Technologies Method and welding device for connecting sheets of material

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JPS5630084A (en) * 1979-08-18 1981-03-26 Sumitomo Metal Ind Ltd Measuring method for quantity of upset
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