JPH0341908Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は連続熔接中のビード部の形状を熔接直
後に観測する観測装置に関するものである。

（従来技術） 連続溶接により電縫管を製造する際にはビード
部の形状を観測し、その観測結果に基づいて熔接
条件を自動制御することが行われる。このビード
部は熔接直後の赤熱している間に除去されるの
で、ビードの形状を観測する光学ヘツドはそれ以
前の熔接直後の位置に配置される。

第３図は前記観測装置の従来のものを示してい
る。２８は連続熔接中の電縫管であり矢印方向に
走行しビードカツター２７によつてビードを切除
されている。He−Neレーザ２４で発生させたレ
ーザ光は光フアイバー２３によつてヘツド部２９
に導かれ、シリンドリカルレンズ２１によつてス
リツト光に変換される。このスリツト光は反射鏡
２２によつて光路を曲げられ電縫管２８上のビー
ド部２６に斜めに照射される。スリツト光は電縫
管２８の直径方向に拡がりを持つておりビード部
２６を跨ぐ。この照射部の直上にITVカメラ２
５が設置されており、スリツト光による光切断に
より明らかになつたビード部２６の盛上り形状を
撮像する。

（考案が解決しようとする問題点） 前記のビード観測装置はHe−Neレーザを用い
るためそれぞれを光学ヘツド外に設置しなければ
ならず、光フイバーが必要になる結果、光ロスや
光フアイバーの折損のおそれがある。またITV
カメラは高解像ではあるが寿命、焼け、ノイズ振
動に弱い欠点があり構造上衝撃が加わると光学系
が破損するという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、前記の問題点を解決することを目的
とし、連続熔接により形成されるビード部の形状
を該熔接直後に観測する装置において、前記ビー
ド部に斜めから照射する投光光学系と、前記ビー
ド部上に位置して投光光学系より得られた光切断
プロフイールをCCDカメラに導く受光光学系と、
前記投光光学系と前記受光光学系が収容されるヘ
ツドケースを備えており、前記投光光学系は、光
源としての半導体レーザチツプと、該半導体レー
ザチツプから得られるレーザ光をレンズ系により
スリツト光に変換してビード部を照射するもので
あり、前記受光光学系は、ビード部に対向するレ
ンズ系と光路を折曲するミラーと、レーザ光の波
長成分のみを通過させる干渉フイルターと、受光
ターゲツト面を有するCCDカメラよりなり、前
記ヘツドケースは衝撃作用時に折損する切欠き部
を備えたブラケツトを介して熔接機本体に取付け
たことを特徴とする。

（作用） 半導体レーザは小型であるため、それを光学ヘ
ツド内に組込むことができ光フアイバーを必要と
しない。また、CCDカメラは画面の焼付きがな
くノイズ、振動にも強いし接写リングを使用しな
いので小型になる。さらに光学ヘツドに衝撃が加
わつた際、それがブラケツトに設けた切欠きから
外れるので光学ヘツドの破懐が防止される。

（実施例） 第１図、第２図は本考案の実施例を示すもので
ある。１は2/3インチのCCDカメラであつて、芯
出し円筒を介してヘツドケース１３に取付けてあ
る。CCDカメラ１は観測すべきビード部２６の
像をンズ系４、ミラー３、フイルター２を介して
受像する。ミラー３は光路を直角に曲げ光路長を
延長すると共に、CCDカメラ１を横向きに配置
して光学ヘツドを小型にしている。フイルター２
は干渉フイルターで構成され目的のレーザ光の波
長成分だけを通過させるバンドパスフイルターと
して用いられている。５は波長780nmのレーザ光
を発生する半導体レーザチツプ（ma×30mw）
であつて、それから発生したレーザ光はコリメー
タレンズ６、シリンドリカルレンズ７を経てスリ
ツト光となり、ミラー８，９を経てビード部２６
に照射される。レーザ光がヘツドケース１３を貫
通する位置にはエアパージ１１ａ，１１ｂが設け
られている。ヘツドケース１３は以上の各光学部
品を収容した上、外気圧よりも高い内圧を与えら
れており、ブラケツト１２を介して熔接機本体１
４に取付けられている。ブラケツト１２は第２図
に示すようにその取付片１６の根本の位置に切込
み１５を有している。なお、１０は観測光路と熔
接部１７との間に設けたブラシである。

半導体レーザチツプ５から発振されたレーザ光
は図において紙面と垂直な方向に拡がりを持つス
リツト光となり、ミラー９を調節することにより
目的のビード部２６に45度の入射角で入射する。
このスリツト光により光切断されて得られるビー
ド部２６の輪廓像はレンズ系４、ミラー３、フイ
ルター２を介してCCDカメラ１内のターゲツト
面（CCD素子縦6.6mm×横8.8mm）に結像し、ビー
ド部２６の盛上り形状が観測される。フイルター
２はレーザ光以外の光による雑音レベルを下げ、
Ｓ／Ｎ比を向上させる。ブラシ１０は熔接部１７
からのスパツタが光学ヘツド側に侵入するのを防
止し、エアパージ１１ａ，１１ｂは熔接に伴う煙
が光路を妨害しないようにするためのエアカーテ
ンとして作用する。また、ヘツドケース１３内が
外気より高圧であるため、ごみ等の侵入を防いで
いる。ヘツドケース１３に衝撃が加わるとそれに
より光学系が破懐するおそれがあるが、ヘツドケ
ース１３を熔接機本体１４に取付けているブラケ
ツト１２が切込み１５の部分で破損し、過大な衝
撃力を逃がす。その結果光学系は破懐から免がれ
る。

半導体レーザチツプ５はパルス点灯が可能であ
る。したがつて、パルス状のスリツト光によりビ
ード部２６の観測を行うことができ、それによる
ストロボ効果によつててビード部２６が連続的に
移動していても静止像として観測することができ
る。

（効果） 本考案は以上のように、連続熔接により形成さ
れるビード部の形状を該熔接直後に観測する装置
において、前記ビード部に斜めから照射する投光
光学系と、前記ビード部上に位置して投光光学系
より得られた光切断プロフイールをCCDカメラ
に導く受光光学系と、前記投光光学系と前記受光
光学系が収容されるヘツドケースを備えており、
前記投光光学系は、光源としての半導体レーザチ
ツプと、該半導体レーザチツプから得られるレー
ザ光をレンズ系によりスリツト光に変換してビー
ド部を照射するものであり、前記受光光学系は、
ビード部に対向するレンズ系と光路を折曲するミ
ラーと、レーザ光の波長成分のみを通過させる干
渉フイルターと、受光ターゲツト面を有する
CCDカメラよりなり、前記ヘツドケースは衝撃
作用時に折損する切欠き部を備えたブラケツトを
介して熔接機本体に取付けたので、光学ヘツドを
小型化でき熔接トーチ部に光学ヘツドが取付けら
れるようになり、画面の焼付き、ノイズ、振動に
弱い欠点も解消し、さらに、取付けブラケツトに
切欠き部を設けて衝撃作用時のそれが折損するよ
うにしたので光学系を衝撃力による破懐から守る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の正面図、第２図は第
１図のＡ部の拡大側面図、第３図は従来技術の正
面図である。 １……CCDカメラ、３……ミラー、４……レ
ンズ系、５……半導体レーザチツプ、６……コリ
メータレンズ、７……シリンドリカルレンズ、
８，９……ミラー、１２……ブラケツト、１３…
…ヘツドケース、１４……熔接機本体、１５……
切欠き部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 連続熔接により形成されるビード部の形状を該
   熔接直後に観測する装置において、前記ビード部
   に斜めから照射する投光光学系と、前記ビード部
   上に位置して投光光学系より得られた光切断プロ
   フイールをCCDカメラに導く受光光学系と、前
   記投光光学系と前記受光光学系が収容されるヘツ
   ドケースを備えており、前記投光光学系は、光源
   としての半導体レーザチツプと、該半導体レーザ
   チツプから得られるレーザ光をレンズ系によりス
   リツト光に変換してビード部を照射するものであ
   り、前記受光光学系は、ビード部に対向するレン
   ズ系と光路を折曲するミラーと、レーザ光の波長
   成分のみを通過させる干渉フイルターと、受光タ
   ーゲツト面を有するCCDカメラよりなり、前記
   ヘツドケースは衝撃作用時に折損する切欠き部を
   備えたブラケツトを介して熔接機本体に取付けら
   れることを特徴とする熔接ビード部の観測装置。