JPH05196438A - 鋼管の曲がり検知装置 - Google Patents
鋼管の曲がり検知装置Info
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- JPH05196438A JPH05196438A JP17712692A JP17712692A JPH05196438A JP H05196438 A JPH05196438 A JP H05196438A JP 17712692 A JP17712692 A JP 17712692A JP 17712692 A JP17712692 A JP 17712692A JP H05196438 A JPH05196438 A JP H05196438A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 処理搬送中の鋼管の曲がりをリアルタイムで
検出することができる鋼管の曲がり検知装置を得るこ
と。 【構成】 少なくとも３つのレーザ発生装置４ａ，４
ｂ，４ｃ及び出力されたレーザ光を走査する手段８ａ，
８ｂ，８ｃを設け、被測定鋼管３の上面にある角度をも
ってレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃを互いに平行にかつ被測
定鋼管管軸方向と直交する方向に走査し、被測定鋼管上
に各レーザ反射光による楕円あるいは円周の一部形状の
輝線９ａ，９ｂ，９ｃを描かせる。これら輝線の描く楕
円あるいは円周の一部形状を撮像装置１１によって撮像
し、楕円あるいは円周の管軸方向の頂点または中心を適
切な画像処理によって求め、求めた少なくともこれら３
点の相対的な位置関係とレーザ光照射角度とからこの部
分の上下、左右の曲がり方向と曲がり量を検出する。
検出することができる鋼管の曲がり検知装置を得るこ
と。 【構成】 少なくとも３つのレーザ発生装置４ａ，４
ｂ，４ｃ及び出力されたレーザ光を走査する手段８ａ，
８ｂ，８ｃを設け、被測定鋼管３の上面にある角度をも
ってレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃを互いに平行にかつ被測
定鋼管管軸方向と直交する方向に走査し、被測定鋼管上
に各レーザ反射光による楕円あるいは円周の一部形状の
輝線９ａ，９ｂ，９ｃを描かせる。これら輝線の描く楕
円あるいは円周の一部形状を撮像装置１１によって撮像
し、楕円あるいは円周の管軸方向の頂点または中心を適
切な画像処理によって求め、求めた少なくともこれら３
点の相対的な位置関係とレーザ光照射角度とからこの部
分の上下、左右の曲がり方向と曲がり量を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＵＯＥ鋼管製造
プロセスでのメカニカルエキスパンダにおけるＵＯＥ鋼
管の曲がり測定に好適な鋼管の曲がり検知装置に関する
ものである。
プロセスでのメカニカルエキスパンダにおけるＵＯＥ鋼
管の曲がり測定に好適な鋼管の曲がり検知装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＵＯＥ製管に際しては、形状の
改善や溶接に伴う残留応力除去のために拡管機による拡
管が行われる。この拡管は、主シリンダ、ブーム、拡管
ダイスヘッドより成る拡管機に鋼管を一定長さずつ送り
込むことにより行われるが、拡管に際しては、拡管前に
曲がりを知っておくことが拡管操作の点から重要であ
る。
改善や溶接に伴う残留応力除去のために拡管機による拡
管が行われる。この拡管は、主シリンダ、ブーム、拡管
ダイスヘッドより成る拡管機に鋼管を一定長さずつ送り
込むことにより行われるが、拡管に際しては、拡管前に
曲がりを知っておくことが拡管操作の点から重要であ
る。
【０００３】このための提案は少なく、代表例として
は、実開昭６１ー１０７４３１号公報のものがある。こ
れは、拡管ヘッドより下流側（鋼管が送られる方向を基
準とする）にて、ブーム側に設置した複数のメジャーリ
ングロールを鋼管内面に当接させることにより、ブーム
と鋼管内面との距離を周方向複数点において測定し、曲
がり量を検出するものである。
は、実開昭６１ー１０７４３１号公報のものがある。こ
れは、拡管ヘッドより下流側（鋼管が送られる方向を基
準とする）にて、ブーム側に設置した複数のメジャーリ
ングロールを鋼管内面に当接させることにより、ブーム
と鋼管内面との距離を周方向複数点において測定し、曲
がり量を検出するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように構成された従来の鋼管の曲がり検知装置では、メ
ジャーリングロールを鋼管内面に当接させる手段が機構
的に複雑になるし、拡管ステップ毎にメジャーリングロ
ールの鋼管内面への伸縮を繰り返すのは時間がかかり、
更に振動等の影響によって検出精度が高くないという難
点があった。本発明は以上の点に鑑み、拡管中にリアル
タイムで鋼管の曲がりを検出することのできる鋼管の曲
がり検知装置を得ることを目的とする。
ように構成された従来の鋼管の曲がり検知装置では、メ
ジャーリングロールを鋼管内面に当接させる手段が機構
的に複雑になるし、拡管ステップ毎にメジャーリングロ
ールの鋼管内面への伸縮を繰り返すのは時間がかかり、
更に振動等の影響によって検出精度が高くないという難
点があった。本発明は以上の点に鑑み、拡管中にリアル
タイムで鋼管の曲がりを検出することのできる鋼管の曲
がり検知装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明に係
る曲がり検知装置は、被測定鋼管を心出ししながら処理
搬送する搬送ライン上に、この搬送ラインの軸線に沿わ
せて所定間隔毎に直列に配置されるとともに、該搬送ラ
イン軸線に対しある角度をもって互いに平行なレーザ光
を搬送ライン上の被測定鋼管に向けて照射する少なくと
も３つのレーザ発生装置と、これらレーザ発生装置の前
面にそれぞれ設置され、出力されたレーザ光を前記被測
定鋼管の軸線方向と直交する方向に走査あるいは扇状に
広げる手段と、照射されたレーザ光の前記被測定鋼管上
のレーザ反射光の輝線を撮像する撮像装置と、この撮像
装置からのビデオ信号を取り込んで画像処理し、前記輝
線の位置情報とレーザ光照射角度とから前記被測定鋼管
の上下または左右方向の曲がり量を算出する曲がり量算
出手段とを備えたものである。
る曲がり検知装置は、被測定鋼管を心出ししながら処理
搬送する搬送ライン上に、この搬送ラインの軸線に沿わ
せて所定間隔毎に直列に配置されるとともに、該搬送ラ
イン軸線に対しある角度をもって互いに平行なレーザ光
を搬送ライン上の被測定鋼管に向けて照射する少なくと
も３つのレーザ発生装置と、これらレーザ発生装置の前
面にそれぞれ設置され、出力されたレーザ光を前記被測
定鋼管の軸線方向と直交する方向に走査あるいは扇状に
広げる手段と、照射されたレーザ光の前記被測定鋼管上
のレーザ反射光の輝線を撮像する撮像装置と、この撮像
装置からのビデオ信号を取り込んで画像処理し、前記輝
線の位置情報とレーザ光照射角度とから前記被測定鋼管
の上下または左右方向の曲がり量を算出する曲がり量算
出手段とを備えたものである。
【０００６】また、本発明の第２の発明に係る曲がり検
知装置は、撮像装置を各輝線に対応させて複数設けたも
のである。
知装置は、撮像装置を各輝線に対応させて複数設けたも
のである。
【０００７】また、本発明の第３の発明に係る曲がり検
知装置は、第１の発明のものに、被測定鋼管の位置を検
出するパイプ位置検出器と、前記撮像装置よりも搬送ラ
イン上流側の該撮像装置から管軸方向に所定距離離した
位置に固定設置され、前記被測定鋼管の管端を検出する
パイプ端位置検出器と、前記パイプ位置検出器とパイプ
端位置検出器のそれぞれの検出結果に基づいて前記被測
定鋼管の管端から前記レーザ反射光の輝線群の中の中央
輝線位置までの距離を演算するパイプ送り量演算器と、
前記曲がり量算出手段により求めた前記被測定鋼管の管
軸方向複数個所の測定値列と前記パイプ送り量演算器に
より求めた該管軸方向複数個所の各距離値に対し、前記
被測定鋼管両端部の不感帯を除く該鋼管のプロフィール
を少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づいて
算出するパイププロフィール算出手段とを付加したもの
である。
知装置は、第１の発明のものに、被測定鋼管の位置を検
出するパイプ位置検出器と、前記撮像装置よりも搬送ラ
イン上流側の該撮像装置から管軸方向に所定距離離した
位置に固定設置され、前記被測定鋼管の管端を検出する
パイプ端位置検出器と、前記パイプ位置検出器とパイプ
端位置検出器のそれぞれの検出結果に基づいて前記被測
定鋼管の管端から前記レーザ反射光の輝線群の中の中央
輝線位置までの距離を演算するパイプ送り量演算器と、
前記曲がり量算出手段により求めた前記被測定鋼管の管
軸方向複数個所の測定値列と前記パイプ送り量演算器に
より求めた該管軸方向複数個所の各距離値に対し、前記
被測定鋼管両端部の不感帯を除く該鋼管のプロフィール
を少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づいて
算出するパイププロフィール算出手段とを付加したもの
である。
【０００８】また、本発明の第４の発明に係る曲がり検
知装置は、第３の発明のものに、前記パイププロフィー
ル算出手段により求めた被測定鋼管両端部の不感帯を除
く鋼管プロフィールを、曲がり量算出手段により求めた
鋼管プロフィール測定部両端の曲がり量測定値に基づい
て被測定鋼管全長まで拡張算出するパイププロフィール
拡張算出手段を付加したものである。
知装置は、第３の発明のものに、前記パイププロフィー
ル算出手段により求めた被測定鋼管両端部の不感帯を除
く鋼管プロフィールを、曲がり量算出手段により求めた
鋼管プロフィール測定部両端の曲がり量測定値に基づい
て被測定鋼管全長まで拡張算出するパイププロフィール
拡張算出手段を付加したものである。
【０００９】
【作用】本発明の第１の発明においては、被測定鋼管に
向けてある角度をもって少なくとも３本のレーザ光を互
いに平行に照射し、各レーザ光を被測定鋼管管軸方向と
直交する方向に走査あるいは扇状に広げると、撮像装置
によって撮像される被測定鋼管上のレーザ反射光の輝線
は楕円あるいは円周の一部に極めて近い形状となる。こ
の楕円あるいは円周の管軸方向の頂点または中心を適切
な画像処理によって求め、求めた少なくともこれら３点
の相対的な位置関係とレーザ光照射角度とから被測定鋼
管の上下または左右の曲がり方向と曲がり量を検出する
ことができる。
向けてある角度をもって少なくとも３本のレーザ光を互
いに平行に照射し、各レーザ光を被測定鋼管管軸方向と
直交する方向に走査あるいは扇状に広げると、撮像装置
によって撮像される被測定鋼管上のレーザ反射光の輝線
は楕円あるいは円周の一部に極めて近い形状となる。こ
の楕円あるいは円周の管軸方向の頂点または中心を適切
な画像処理によって求め、求めた少なくともこれら３点
の相対的な位置関係とレーザ光照射角度とから被測定鋼
管の上下または左右の曲がり方向と曲がり量を検出する
ことができる。
【００１０】また、本発明の第２の発明においては、各
撮像装置によってそれぞれ撮像される被測定鋼管上のレ
ーザ反射光の各輝線は楕円あるいは円周の一部に極めて
近い形状となる。これらの楕円あるいは円周の管軸方向
のそれぞれの頂点または中心をそれぞれ適切な画像処理
によって求め、求めた少なくともこれら３点の相対的な
位置関係とレーザ光照射角度とからこの部分の上下、左
右の曲がり方向と曲がり量を検出することができる。
撮像装置によってそれぞれ撮像される被測定鋼管上のレ
ーザ反射光の各輝線は楕円あるいは円周の一部に極めて
近い形状となる。これらの楕円あるいは円周の管軸方向
のそれぞれの頂点または中心をそれぞれ適切な画像処理
によって求め、求めた少なくともこれら３点の相対的な
位置関係とレーザ光照射角度とからこの部分の上下、左
右の曲がり方向と曲がり量を検出することができる。
【００１１】また、本発明の第３の発明においては、パ
イプ位置検出器とパイプ端位置検出器のそれぞれの検出
結果に基づいて管軸方向複数個所における被測定鋼管の
管端からレーザ反射光の輝線群の中の中央輝線位置まで
の距離をそれぞれ求め、求めた各距離と前記管軸方向複
数個所にて求めた被測定鋼管の各曲がり量測定値に対
し、被測定鋼管両端部の不感帯を除く該鋼管のプロフィ
ールを少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づ
いて算出することにより鋼管プロフィールを検出するこ
とができる。
イプ位置検出器とパイプ端位置検出器のそれぞれの検出
結果に基づいて管軸方向複数個所における被測定鋼管の
管端からレーザ反射光の輝線群の中の中央輝線位置まで
の距離をそれぞれ求め、求めた各距離と前記管軸方向複
数個所にて求めた被測定鋼管の各曲がり量測定値に対
し、被測定鋼管両端部の不感帯を除く該鋼管のプロフィ
ールを少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づ
いて算出することにより鋼管プロフィールを検出するこ
とができる。
【００１２】また、本発明の第４の発明においては、鋼
管プロフィール測定部両端にて求めた各曲がり量測定値
に基づいて被測定鋼管両端の不感帯部のプロフィールを
算出することにより、鋼管プロフィールを被測定鋼管全
長まで拡張して検出することができる。
管プロフィール測定部両端にて求めた各曲がり量測定値
に基づいて被測定鋼管両端の不感帯部のプロフィールを
算出することにより、鋼管プロフィールを被測定鋼管全
長まで拡張して検出することができる。
【００１３】
実施例１．以下、図示実施例により本発明を説明する。
図１は本発明の第１の発明に係る鋼管の曲がり検知装置
を示すシステム構成図、図２は撮像装置による画像例の
説明図、図３はレーザ光により被測定鋼管表面に形成さ
れる輝線のピーク点と鋼管上下曲がりの関係を説明する
ための説明図、図４は演算により得られる鋼管の曲がり
ベクトルの説明図である。図１において、メカニカルエ
キスパンダのブーム１の先端には拡管ダイスヘッド２が
設けられ、鋼管３はブーム１に外嵌挿入されて一定長さ
ずつ矢印方向へフィードされ、そのステップ毎に拡管ダ
イスヘッド２による拡管および曲がり矯正がなされる。
図１は本発明の第１の発明に係る鋼管の曲がり検知装置
を示すシステム構成図、図２は撮像装置による画像例の
説明図、図３はレーザ光により被測定鋼管表面に形成さ
れる輝線のピーク点と鋼管上下曲がりの関係を説明する
ための説明図、図４は演算により得られる鋼管の曲がり
ベクトルの説明図である。図１において、メカニカルエ
キスパンダのブーム１の先端には拡管ダイスヘッド２が
設けられ、鋼管３はブーム１に外嵌挿入されて一定長さ
ずつ矢印方向へフィードされ、そのステップ毎に拡管ダ
イスヘッド２による拡管および曲がり矯正がなされる。
【００１４】メカニカルエキスパンダのブーム１の中心
軸を含む概略鉛直面内の上方には、ブーム１の中心軸に
沿わせて３つのレーザ発生装置４ａ，４ｂ，４ｃがそれ
ぞれ距離Ｌの間隔をおいて直列に配置され、ブーム１の
中心軸に対しある角度をもって互いに平行なレーザ光５
ａ，５ｂ，５ｃをブーム１に外嵌挿入された鋼管３の上
面に向けて照射するようになっている。
軸を含む概略鉛直面内の上方には、ブーム１の中心軸に
沿わせて３つのレーザ発生装置４ａ，４ｂ，４ｃがそれ
ぞれ距離Ｌの間隔をおいて直列に配置され、ブーム１の
中心軸に対しある角度をもって互いに平行なレーザ光５
ａ，５ｂ，５ｃをブーム１に外嵌挿入された鋼管３の上
面に向けて照射するようになっている。
【００１５】各レーザ発生装置４ａ，４ｂ，４ｃの前面
には、ミラー６及びミラー揺動用モータ７から成るビー
ムスキャン装置８ａ，８ｂ，８ｃがそれぞれ設置され、
各レーザ発生装置４ａ，４ｂ，４ｃから放出されるレー
ザ光５ａ，５ｂ，５ｃを、それぞれブーム１すなわち鋼
管３の軸線方向と直交する方向に走査するようになって
いる。このとき、走査されるレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃ
は互いに平行となるようにミラー角度が設定されてい
る。
には、ミラー６及びミラー揺動用モータ７から成るビー
ムスキャン装置８ａ，８ｂ，８ｃがそれぞれ設置され、
各レーザ発生装置４ａ，４ｂ，４ｃから放出されるレー
ザ光５ａ，５ｂ，５ｃを、それぞれブーム１すなわち鋼
管３の軸線方向と直交する方向に走査するようになって
いる。このとき、走査されるレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃ
は互いに平行となるようにミラー角度が設定されてい
る。
【００１６】レーザ発生装置の前方には、レーザ光５
ａ，５ｂ，５ｃと鋼管３とが作るレーザ反射光の輝線９
ａ，９ｂ，９ｃを視野１０内におさめる単一の２次元撮
像装置１１が設置されている。図２に２次元撮像装置１
１によって撮像された画像１２を示す。この場合、輝線
９ａ，９ｂ，９ｃが描く形状は概略楕円の１部となる。
ａ，５ｂ，５ｃと鋼管３とが作るレーザ反射光の輝線９
ａ，９ｂ，９ｃを視野１０内におさめる単一の２次元撮
像装置１１が設置されている。図２に２次元撮像装置１
１によって撮像された画像１２を示す。この場合、輝線
９ａ，９ｂ，９ｃが描く形状は概略楕円の１部となる。
【００１７】しかして、１３は２次元撮像装置１１に電
源を供給するとともに、２次元撮像装置１１からの輝線
映像信号をビデオ信号に変換して出力するカメラコント
ローラ、１４はカメラコントローラ１３からのビデオ信
号に基づいて画像処理し、輝線９ａ，９ｂ，９ｃのｘ方
向のピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３の座標Ｏ１（Ｘ１，Ｙ
１），Ｏ２（Ｘ２，Ｙ２），Ｏ３（Ｘ３，Ｙ３）を求
め、これら座標値と輝線映像データを出力するピーク点
演算器、１５はピーク点演算器１４が求めたピーク点Ｏ
１，Ｏ２，Ｏ３の相対的な位置関係とレーザ光照射角度
とからこの部分の上下、左右の曲がり方向と曲がり量を
算出する曲がり量演算器、１６は曲がり量演算器１５で
算出した上下、左右の曲がり方向と曲がり量を２次元座
標に変換し、曲がりベクトルデータとして出力する曲が
りベクトル変換手段、１７はピーク点演算器１４からの
輝線映像データと曲がりベクトル変換手段１６からの曲
がりベクトルデータに基づき、画像を合成して輝線９
ａ，９ｂ，９ｃを表示するとともに画面の空きスペース
に曲がりベクトル（図４）を表示する、またはオペレー
タの指示により輝線９ａ，９ｂ，９ｃと曲がりベクトル
を切り換え表示する表示器である。なお、メカニカルエ
キスパンダのブーム１の中心軸を含む概略鉛直面内の側
方にも、前述したものと同様のレーザ発生装置やビーム
スキャン装置および２次元撮像装置等が設置されている
が、図示は省略する。
源を供給するとともに、２次元撮像装置１１からの輝線
映像信号をビデオ信号に変換して出力するカメラコント
ローラ、１４はカメラコントローラ１３からのビデオ信
号に基づいて画像処理し、輝線９ａ，９ｂ，９ｃのｘ方
向のピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３の座標Ｏ１（Ｘ１，Ｙ
１），Ｏ２（Ｘ２，Ｙ２），Ｏ３（Ｘ３，Ｙ３）を求
め、これら座標値と輝線映像データを出力するピーク点
演算器、１５はピーク点演算器１４が求めたピーク点Ｏ
１，Ｏ２，Ｏ３の相対的な位置関係とレーザ光照射角度
とからこの部分の上下、左右の曲がり方向と曲がり量を
算出する曲がり量演算器、１６は曲がり量演算器１５で
算出した上下、左右の曲がり方向と曲がり量を２次元座
標に変換し、曲がりベクトルデータとして出力する曲が
りベクトル変換手段、１７はピーク点演算器１４からの
輝線映像データと曲がりベクトル変換手段１６からの曲
がりベクトルデータに基づき、画像を合成して輝線９
ａ，９ｂ，９ｃを表示するとともに画面の空きスペース
に曲がりベクトル（図４）を表示する、またはオペレー
タの指示により輝線９ａ，９ｂ，９ｃと曲がりベクトル
を切り換え表示する表示器である。なお、メカニカルエ
キスパンダのブーム１の中心軸を含む概略鉛直面内の側
方にも、前述したものと同様のレーザ発生装置やビーム
スキャン装置および２次元撮像装置等が設置されている
が、図示は省略する。
【００１８】次に、前述の構成を有する鋼管の曲がり検
知装置により、輝線のピーク点及び被測定鋼管の上下、
左右の曲がり方向と曲がり量を算出する手法について説
明する。輝線９ａ，９ｂ，９ｃのピーク点Ｏ１，Ｏ２，
Ｏ３の算出手法は幾つか考えられる。例えば、曲線を辿
って行ってｘ方向のピークとなる点とする求め方や、曲
線に数次までの関数形をあてはめてその関数のｘ方向の
ピークとなる点とする求め方がある。
知装置により、輝線のピーク点及び被測定鋼管の上下、
左右の曲がり方向と曲がり量を算出する手法について説
明する。輝線９ａ，９ｂ，９ｃのピーク点Ｏ１，Ｏ２，
Ｏ３の算出手法は幾つか考えられる。例えば、曲線を辿
って行ってｘ方向のピークとなる点とする求め方や、曲
線に数次までの関数形をあてはめてその関数のｘ方向の
ピークとなる点とする求め方がある。
【００１９】今、図２において、表示器１７の画像１２
上に適当に直交座標系を定めると、ピーク点はＯ１（Ｘ
１，Ｙ１），Ｏ２（Ｘ２，Ｙ２），Ｏ３（Ｘ３，Ｙ３）
となる。鋼管３がストレートで完全な円筒形状とすれ
ば、各輝線間の間隔は、各レーザ発生装置間の間隔また
は各ミラー間の間隔と等しいＬとなり、輝線９ｂ，９ｃ
のｘ方向への変位ｘ２，ｘ３は ｘ２＜＜Ｌ ｘ３＜＜Ｌ を満たすので、左右方向の曲がり量Δｙは近似的に Δｙ＝Ｙ２−（Ｙ１＋Ｙ３）／２ となる。
上に適当に直交座標系を定めると、ピーク点はＯ１（Ｘ
１，Ｙ１），Ｏ２（Ｘ２，Ｙ２），Ｏ３（Ｘ３，Ｙ３）
となる。鋼管３がストレートで完全な円筒形状とすれ
ば、各輝線間の間隔は、各レーザ発生装置間の間隔また
は各ミラー間の間隔と等しいＬとなり、輝線９ｂ，９ｃ
のｘ方向への変位ｘ２，ｘ３は ｘ２＜＜Ｌ ｘ３＜＜Ｌ を満たすので、左右方向の曲がり量Δｙは近似的に Δｙ＝Ｙ２−（Ｙ１＋Ｙ３）／２ となる。
【００２０】図３において、ピーク点Ｏ２，Ｏ３のピー
ク点Ｏ１に対する上下方向の変位をｈ２，ｈ３、上下方
向の曲がり量をΔｘ、レーザ光照射角度をθとすると、 ｘ２＝Ｘ２−Ｘ１−Ｌ ｘ３＝Ｘ３−Ｘ２−Ｌ＋ｘ２ となり ｈ２＝ｘ２×ｔａｎθ ｈ３＝ｘ３×ｔａｎθ となり、上下方向の曲がり量Δｘはｘ２＜＜Ｌ，ｘ３＜
＜Ｌなので近似的に Δｘ＝ｈ２−ｈ３／２ となる。 以上より曲がりベクトル（−Δｙ，Δｘ）が求まる。
ク点Ｏ１に対する上下方向の変位をｈ２，ｈ３、上下方
向の曲がり量をΔｘ、レーザ光照射角度をθとすると、 ｘ２＝Ｘ２−Ｘ１−Ｌ ｘ３＝Ｘ３−Ｘ２−Ｌ＋ｘ２ となり ｈ２＝ｘ２×ｔａｎθ ｈ３＝ｘ３×ｔａｎθ となり、上下方向の曲がり量Δｘはｘ２＜＜Ｌ，ｘ３＜
＜Ｌなので近似的に Δｘ＝ｈ２−ｈ３／２ となる。 以上より曲がりベクトル（−Δｙ，Δｘ）が求まる。
【００２１】ところで、前述のように単一の２次元撮像
装置１１によって各輝線９ａ，９ｂ，９ｃを同一視野１
０内におさめることにより、ピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３
の位置を求めた場合、光学系（広角レンズ等）の関係で
位置精度を十分に上げられないことが考えられる。
装置１１によって各輝線９ａ，９ｂ，９ｃを同一視野１
０内におさめることにより、ピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３
の位置を求めた場合、光学系（広角レンズ等）の関係で
位置精度を十分に上げられないことが考えられる。
【００２２】実施例２．図５は撮像装置を各輝線に対応
させて複数設けることによりピーク点の位置精度を上げ
られるようにした本発明の第２の発明に係る鋼管の曲が
り検知装置を示すシステム構成図である。図５におい
て、２０ａ，２０ｂ，２０ｃは各レーザ発生装置４ａ，
４ｂ，４ｃの前面にそれぞれ設置された円柱レンズであ
り、各レーザ発生装置４ａ，４ｂ，４ｃから出力された
レーザ光５ａ，５ｂ，５ｃを、それぞれブーム１すなわ
ち鋼管３の軸線方向と直交する方向に扇状に広げる。
させて複数設けることによりピーク点の位置精度を上げ
られるようにした本発明の第２の発明に係る鋼管の曲が
り検知装置を示すシステム構成図である。図５におい
て、２０ａ，２０ｂ，２０ｃは各レーザ発生装置４ａ，
４ｂ，４ｃの前面にそれぞれ設置された円柱レンズであ
り、各レーザ発生装置４ａ，４ｂ，４ｃから出力された
レーザ光５ａ，５ｂ，５ｃを、それぞれブーム１すなわ
ち鋼管３の軸線方向と直交する方向に扇状に広げる。
【００２３】１１ａ，１１ｂ，１１ｃはレーザ発生装置
前方に配置され、架台２１により剛結された２次元撮像
装置であり、それぞれレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃと鋼管
３とが作るレーザ反射光の輝線９ａ，９ｂ，９ｃに対応
させて架台２１への取り付け位置が決定され、それぞれ
の視野１０ａ，１０ｂ，１０ｃの角度は、対応する１つ
の輝線のみがおさめられる角度に設定されている。
前方に配置され、架台２１により剛結された２次元撮像
装置であり、それぞれレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃと鋼管
３とが作るレーザ反射光の輝線９ａ，９ｂ，９ｃに対応
させて架台２１への取り付け位置が決定され、それぞれ
の視野１０ａ，１０ｂ，１０ｃの角度は、対応する１つ
の輝線のみがおさめられる角度に設定されている。
【００２４】１３ａ，１３ｂ，１３ｃは各２次元撮像装
置１１ａ，１１ｂ，１１ｃのカメラコントローラ、１４
ａ，１４ｂ，１４ｃはこれらカメラコントローラ１３
ａ，１３ｂ，１３ｃからのビデオ信号に基づいて画像処
理し、輝線９ａ，９ｂ，９ｃのｘ方向のピーク点Ｏ１，
Ｏ２，Ｏ３の座標Ｏ１（Ｘ１，Ｙ１），Ｏ２（Ｘ２，Ｙ
２），Ｏ３（Ｘ３，Ｙ３）を求め、これら座標値と輝線
映像データを出力するピーク点演算器である。ここで、
ピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３の座標は、各２次元撮像装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃを剛結する架台２１の長さと撮
像倍率とから求めることができる。
置１１ａ，１１ｂ，１１ｃのカメラコントローラ、１４
ａ，１４ｂ，１４ｃはこれらカメラコントローラ１３
ａ，１３ｂ，１３ｃからのビデオ信号に基づいて画像処
理し、輝線９ａ，９ｂ，９ｃのｘ方向のピーク点Ｏ１，
Ｏ２，Ｏ３の座標Ｏ１（Ｘ１，Ｙ１），Ｏ２（Ｘ２，Ｙ
２），Ｏ３（Ｘ３，Ｙ３）を求め、これら座標値と輝線
映像データを出力するピーク点演算器である。ここで、
ピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３の座標は、各２次元撮像装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃを剛結する架台２１の長さと撮
像倍率とから求めることができる。
【００２５】曲がり量演算器１５は、各ピーク点演算器
１４ａ，１４ｂ，１４ｃからのピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ
３の座標値を順次読み込んで、これらピーク点部分の上
下、左右の曲がり方向と曲がり量を算出する。それ以外
の構成は実施例１のものと同様である。
１４ａ，１４ｂ，１４ｃからのピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ
３の座標値を順次読み込んで、これらピーク点部分の上
下、左右の曲がり方向と曲がり量を算出する。それ以外
の構成は実施例１のものと同様である。
【００２６】この実施例においては、各２次元撮像装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃの光学系に広角レンズ等を用い
ないので、位置検出の精度が向上する。
１１ａ，１１ｂ，１１ｃの光学系に広角レンズ等を用い
ないので、位置検出の精度が向上する。
【００２７】実施例３．図６は鋼管を軸方向に送りなが
ら局部的な曲率を多点測定し、この測定結果に基づいて
鋼管プロフィールを検出できるようにした本発明の第３
の発明に係る鋼管の曲がり検知装置を示すシステム構成
図であり、実施例１と同一部分には同一符号付してあ
る。図６において、２１は鋼管３の位置を検出するパイ
プ位置検出器、２２は２次元撮像装置１１よりも搬送ラ
イン上流側に２次元撮像装置１１との相対位置関係を固
定して設置され鋼管３の管端を検出するパイプ端位置検
出器、２３はパイプ端位置検出器２２とパイプ位置検出
器２１のそれぞれの検出結果に基づいて管端からレーザ
反射光の輝線９ａ，９ｂ，９ｃの中の中央輝線９ｂ位置
までの距離を演算するパイプ送り量演算器、２４は管軸
方向複数個所にて曲がり量演算器１５により求めた鋼管
３の管軸方向複数個所の上下または左右の曲がり量の測
定値列とパイプ送り量演算器２３により求めた各距離値
に対し、鋼管両端部の不感帯を除く鋼管のプロフィール
を少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づいて
算出するパイププロフィール算出手段であり、曲がり率
曲線多項式係数演算器２４ａとパイププロフィール多項
式係数演算器２４ｂとから構成されている。
ら局部的な曲率を多点測定し、この測定結果に基づいて
鋼管プロフィールを検出できるようにした本発明の第３
の発明に係る鋼管の曲がり検知装置を示すシステム構成
図であり、実施例１と同一部分には同一符号付してあ
る。図６において、２１は鋼管３の位置を検出するパイ
プ位置検出器、２２は２次元撮像装置１１よりも搬送ラ
イン上流側に２次元撮像装置１１との相対位置関係を固
定して設置され鋼管３の管端を検出するパイプ端位置検
出器、２３はパイプ端位置検出器２２とパイプ位置検出
器２１のそれぞれの検出結果に基づいて管端からレーザ
反射光の輝線９ａ，９ｂ，９ｃの中の中央輝線９ｂ位置
までの距離を演算するパイプ送り量演算器、２４は管軸
方向複数個所にて曲がり量演算器１５により求めた鋼管
３の管軸方向複数個所の上下または左右の曲がり量の測
定値列とパイプ送り量演算器２３により求めた各距離値
に対し、鋼管両端部の不感帯を除く鋼管のプロフィール
を少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づいて
算出するパイププロフィール算出手段であり、曲がり率
曲線多項式係数演算器２４ａとパイププロフィール多項
式係数演算器２４ｂとから構成されている。
【００２８】曲がり率曲線多項式係数演算器２４ａは、
曲がり量演算器１５により求めた鋼管３の管軸方向複数
個所の上下または左右の曲がり量の測定値列とパイプ送
り量演算器２３により求めた各距離値の下に、曲がり量
を求める算出式に鋼管のプロフィールを求める無限級数
展開式を当てはめた多項式のプログラムに基づいて多項
式の係数を求めるものである。
曲がり量演算器１５により求めた鋼管３の管軸方向複数
個所の上下または左右の曲がり量の測定値列とパイプ送
り量演算器２３により求めた各距離値の下に、曲がり量
を求める算出式に鋼管のプロフィールを求める無限級数
展開式を当てはめた多項式のプログラムに基づいて多項
式の係数を求めるものである。
【００２９】パイププロフィール多項式係数演算器２４
ｂは、曲がり率曲線多項式係数演算器２４ａで求めた係
数に基づく多項式曲線から、鋼管プロフィールを求める
無限級数展開式に変換した時の係数をこの無限級数展開
式のプログラムに基づいて求めることにより鋼管プロフ
ィールを検出するものである。
ｂは、曲がり率曲線多項式係数演算器２４ａで求めた係
数に基づく多項式曲線から、鋼管プロフィールを求める
無限級数展開式に変換した時の係数をこの無限級数展開
式のプログラムに基づいて求めることにより鋼管プロフ
ィールを検出するものである。
【００３０】また、２６は映像作成手段であり、パイプ
プロフィール算出手段２４で求めた鋼管両端部の不感帯
を除く鋼管プロフィールやピーク点演算器１４で求めた
輝線９ａ，９ｂ，９ｃの各ピーク点や曲がり量演算器１
５で求めた上下または左右の曲がり方向と曲がり量を映
像信号に変換し、変換したこれらの映像信号をオペレー
タの指示に基づいて表示器１７に出力する。更に、後述
のパイププロフィール拡張算出手段２５で求めた鋼管両
端の不感帯部分の鋼管プロフィールとパイププロフィー
ル算出手段２４で求めた鋼管両端部の不感帯を除く鋼管
プロフィールとをオペレータの指示に基づいて合成し、
表示器１７に出力するものである。
プロフィール算出手段２４で求めた鋼管両端部の不感帯
を除く鋼管プロフィールやピーク点演算器１４で求めた
輝線９ａ，９ｂ，９ｃの各ピーク点や曲がり量演算器１
５で求めた上下または左右の曲がり方向と曲がり量を映
像信号に変換し、変換したこれらの映像信号をオペレー
タの指示に基づいて表示器１７に出力する。更に、後述
のパイププロフィール拡張算出手段２５で求めた鋼管両
端の不感帯部分の鋼管プロフィールとパイププロフィー
ル算出手段２４で求めた鋼管両端部の不感帯を除く鋼管
プロフィールとをオペレータの指示に基づいて合成し、
表示器１７に出力するものである。
【００３１】次に、前述の構成を有する鋼管の曲がり検
知装置により、鋼管プロフィールを算出する手法につい
て説明する。ここでは、実施例１のようにして得られた
被測定鋼管の上下、左右の曲がりをそれぞれΔｙ，Δ
ｘ、各輝線間の基準間隔をＬとする。また、鋼管３を軸
方向に送りながら輝線９ａ，９ｂ，９ｃの中間点９ｂが
通過した範囲の鋼管のプロフィールを２次以上の無限級
数展開式（以下、プロフィール多項式という）で近似
し、この場合、説明を簡単にするために上下方向の曲が
りに限定し、多項式の次数は７次までとする。まず、３
本の輝線９ａ，９ｂ，９ｃのピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３
が測定時に移動する範囲を［０，Ｘ］、その区間内の０
２測定点をｘｉ ｉ＝１〜ｎとし、鋼管のプロフィール
多項式を ｆ（ｘ）＝ａ2 ｘ2 ＋ａ3 ｘ3 ＋ａ4 ｘ4 ＋ａ5 ｘ5 ＋ａ6 ｘ6 ＋ａ7 ｘ7 とする。説明を簡単にするために各輝線間の基準間隔Ｌ
を１ｍとすると、計測中間点ｘにおける曲がり量は ｇ（ｘ）＝｛ｆ（ｘ＋１）＋ｆ（ｘ−１）｝／２−ｆ（ｘ） となる。この式に前記プロフィール多項式ｆ（ｘ）を代
入して整理すると、 ｇ（ｘ）＝ａ2 ＋３ａ3 ｘ＋ａ4 （６ｘ2 ＋１）＋５ａ5 （２ｘ3 ＋ｘ）＋ ａ6 （１５ｘ4 ＋１５ｘ2 ＋１）＋７ａ7 （３ｘ5 ＋５ｘ3 ＋ｘ） となる。次に、測定値列（ｘｉ，Δｘｉ） ｉ＝１〜ｎ
（ｎ＞７）の場合に最小二乗法を用いて多項式ｇ
（ｘ）の当てはめを行い、プロフィール多項式ｆ（ｘ）
の係数ａ2 〜ａ7 を決定する。すなわち、残差二乗和ｓ
ｕｍつまり
知装置により、鋼管プロフィールを算出する手法につい
て説明する。ここでは、実施例１のようにして得られた
被測定鋼管の上下、左右の曲がりをそれぞれΔｙ，Δ
ｘ、各輝線間の基準間隔をＬとする。また、鋼管３を軸
方向に送りながら輝線９ａ，９ｂ，９ｃの中間点９ｂが
通過した範囲の鋼管のプロフィールを２次以上の無限級
数展開式（以下、プロフィール多項式という）で近似
し、この場合、説明を簡単にするために上下方向の曲が
りに限定し、多項式の次数は７次までとする。まず、３
本の輝線９ａ，９ｂ，９ｃのピーク点Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３
が測定時に移動する範囲を［０，Ｘ］、その区間内の０
２測定点をｘｉ ｉ＝１〜ｎとし、鋼管のプロフィール
多項式を ｆ（ｘ）＝ａ2 ｘ2 ＋ａ3 ｘ3 ＋ａ4 ｘ4 ＋ａ5 ｘ5 ＋ａ6 ｘ6 ＋ａ7 ｘ7 とする。説明を簡単にするために各輝線間の基準間隔Ｌ
を１ｍとすると、計測中間点ｘにおける曲がり量は ｇ（ｘ）＝｛ｆ（ｘ＋１）＋ｆ（ｘ−１）｝／２−ｆ（ｘ） となる。この式に前記プロフィール多項式ｆ（ｘ）を代
入して整理すると、 ｇ（ｘ）＝ａ2 ＋３ａ3 ｘ＋ａ4 （６ｘ2 ＋１）＋５ａ5 （２ｘ3 ＋ｘ）＋ ａ6 （１５ｘ4 ＋１５ｘ2 ＋１）＋７ａ7 （３ｘ5 ＋５ｘ3 ＋ｘ） となる。次に、測定値列（ｘｉ，Δｘｉ） ｉ＝１〜ｎ
（ｎ＞７）の場合に最小二乗法を用いて多項式ｇ
（ｘ）の当てはめを行い、プロフィール多項式ｆ（ｘ）
の係数ａ2 〜ａ7 を決定する。すなわち、残差二乗和ｓ
ｕｍつまり
【００３２】
【数１】 に前記多項式ｇ（ｘ）を代入する。次いで、
【００３３】
【数２】
【００３４】
【数３】
【００３５】
【数４】
【００３６】
【数５】
【００３７】
【数６】
【００３８】
【数７】 からａ2 〜ａ7 に関する６元連立１次方程式が得られ、
これを掃きだし法等でａ2 〜ａ7 について解くと、求め
る係数ａ2 〜ａ7 が得られる。
これを掃きだし法等でａ2 〜ａ7 について解くと、求め
る係数ａ2 〜ａ7 が得られる。
【００３９】また、測定値列（ｘｉ，Δｘｉ）の個数ｎ
＝６のように、測定値が少ない個数しか得られない場合
にはプロフィール多項式の次数をｎ＋１とし、前記残差
二乗和を最小とする最小二乗法ではなく、測定値列（ｘ
ｉ，Δｘｉ） ｉ＝１〜６上に全く重なる７次多項式を
求める方が良い結果が得られる。この場合は方程式 Δｘｉ＝ｇ（ｘ） に測定値列（ｘｉ，Δｘｉ） ｉ＝１〜６を代入する
と、ａ2 〜ａ7 についての６元連立１次方程式が得られ
るので、これをやはり掃きだし法等で解いて、求める係
数ａ2 〜ａ7 が得られる。
＝６のように、測定値が少ない個数しか得られない場合
にはプロフィール多項式の次数をｎ＋１とし、前記残差
二乗和を最小とする最小二乗法ではなく、測定値列（ｘ
ｉ，Δｘｉ） ｉ＝１〜６上に全く重なる７次多項式を
求める方が良い結果が得られる。この場合は方程式 Δｘｉ＝ｇ（ｘ） に測定値列（ｘｉ，Δｘｉ） ｉ＝１〜６を代入する
と、ａ2 〜ａ7 についての６元連立１次方程式が得られ
るので、これをやはり掃きだし法等で解いて、求める係
数ａ2 〜ａ7 が得られる。
【００４０】このようにして、区間［ｘ１，ｘｎ］内で
の鋼管プロフィールを求めることができる。ｘ１＞Ｌ＝
１ｍ，ｘｎ＜Ｘ−Ｌであるが、ここでは説明を簡単にす
るために、ｘ１＝Ｌ＝１ｍ，ｘｎ＝Ｘ−Ｌ，Ｌ＝１ｍと
する。
の鋼管プロフィールを求めることができる。ｘ１＞Ｌ＝
１ｍ，ｘｎ＜Ｘ−Ｌであるが、ここでは説明を簡単にす
るために、ｘ１＝Ｌ＝１ｍ，ｘｎ＝Ｘ−Ｌ，Ｌ＝１ｍと
する。
【００４１】実施例４．次に、図６を用いて被測定鋼管
両端の不感帯部分の鋼管プロフィールをも検出できるよ
うにした本発明の第４の発明に係る鋼管の曲がり検知装
置について説明する。この第４の発明のものは実施例３
のものにパイププロフィール拡張算出手段２５を付加し
たものである。パイププロフィール拡張算出手段２５
は、パイププロフィール算出手段２４により求めた被測
定鋼管両端の不感帯部分を除く鋼管プロフィールを、曲
がり量演算器１５により求めた鋼管プロフィール測定部
両端の曲がり量測定値に基づいて被測定鋼管全長まで拡
張算出するものである。
両端の不感帯部分の鋼管プロフィールをも検出できるよ
うにした本発明の第４の発明に係る鋼管の曲がり検知装
置について説明する。この第４の発明のものは実施例３
のものにパイププロフィール拡張算出手段２５を付加し
たものである。パイププロフィール拡張算出手段２５
は、パイププロフィール算出手段２４により求めた被測
定鋼管両端の不感帯部分を除く鋼管プロフィールを、曲
がり量演算器１５により求めた鋼管プロフィール測定部
両端の曲がり量測定値に基づいて被測定鋼管全長まで拡
張算出するものである。
【００４２】次に、前述の構成を有する鋼管の曲がり検
知装置により、鋼管プロフィールを被測定鋼管全長まで
拡張算出する手法について説明する。まず、測定部両端
の不感帯であるが、区間［０，ｘ１］については、関係
式 ｆ（０）＝２Δｘ−ｆ（ｘ１＋１）＋２ｆ（ｘ１） で決まる端点（０，ｆ（０））と（ｘ１，ｆ（ｘ１））
を直線内挿して直線式 ｙ＝｛ｆ（ｘ１）−ｆ（０）｝（ｘ−ｘ１）＋ｆ（ｘ１） を得る。
知装置により、鋼管プロフィールを被測定鋼管全長まで
拡張算出する手法について説明する。まず、測定部両端
の不感帯であるが、区間［０，ｘ１］については、関係
式 ｆ（０）＝２Δｘ−ｆ（ｘ１＋１）＋２ｆ（ｘ１） で決まる端点（０，ｆ（０））と（ｘ１，ｆ（ｘ１））
を直線内挿して直線式 ｙ＝｛ｆ（ｘ１）−ｆ（０）｝（ｘ−ｘ１）＋ｆ（ｘ１） を得る。
【００４３】区間［ｘｎ，Ｘ］については、関係式 ｆ（ｘｎ＋１）＝２Δｘ−ｆ（ｘｎ−１）＋２ｆ（ｘｎ） で決まる端点（Ｘ，ｆ（ｘｎ＋１））と（ｘｎ，ｆ（ｘ
ｎ））を直線内挿して直線式 ｙ＝｛ｆ（ｘｎ＋１）−ｆ（ｘｎ）｝（ｘ−ｘｎ）＋ｆ（ｘｎ） を得る。
ｎ））を直線内挿して直線式 ｙ＝｛ｆ（ｘｎ＋１）−ｆ（ｘｎ）｝（ｘ−ｘｎ）＋ｆ（ｘｎ） を得る。
【００４４】以上の拡張によって、測定部全区間［０，
Ｘ］にわたって、鋼管のプロフィールを求めることがで
きる。
Ｘ］にわたって、鋼管のプロフィールを求めることがで
きる。
【００４５】
【表１】
【００４６】表１はＬ＝１ｍ，Ｘ＝４．７ｍの場合の異
なるパイプのそれぞれの測定例を比較して示したもので
ある。また、図７乃至図９は表１のデータに基づいてそ
れぞれ作成した３つの異なるパイプの曲率とプロフィー
ルの特性図を示し、いずれも横軸に測定位置、縦軸にそ
れぞれ曲率とプロフィールをとったものである。このプ
ロフィールの線は曲率に基づいて補間した後の線であ
る。
なるパイプのそれぞれの測定例を比較して示したもので
ある。また、図７乃至図９は表１のデータに基づいてそ
れぞれ作成した３つの異なるパイプの曲率とプロフィー
ルの特性図を示し、いずれも横軸に測定位置、縦軸にそ
れぞれ曲率とプロフィールをとったものである。このプ
ロフィールの線は曲率に基づいて補間した後の線であ
る。
【００４７】なお、前述した各実施例では本発明をＵＯ
Ｅ鋼管の曲がり測定に用いたものを示したが、被測定鋼
管が心出ししながら処理搬送されるものであればどのよ
うな鋼管の曲がり測定にも本発明を適用できることは言
うまでもない。
Ｅ鋼管の曲がり測定に用いたものを示したが、被測定鋼
管が心出ししながら処理搬送されるものであればどのよ
うな鋼管の曲がり測定にも本発明を適用できることは言
うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の第１の発明
によれば、被測定鋼管に向けてある角度をもって少なく
とも３本のレーザ光を互いに平行に照射し、各レーザ光
を被測定鋼管管軸方向と直交する方向に走査あるいは扇
状に広げ、これによって被測定鋼管上にレーザ反射光の
輝線が描く楕円あるいは円周の一部形状を撮像し、画像
処理によって楕円あるいは円周の管軸方向の頂点または
中心を求め、求めた少なくともこれら３点の相対的な位
置関係とレーザ光照射角度とから被測定鋼管の上下また
は左右の曲がり方向と曲がり量を検出するようにしたの
で、処理搬送中の鋼管の曲がりをリアルタイムで検出す
ることができる。
によれば、被測定鋼管に向けてある角度をもって少なく
とも３本のレーザ光を互いに平行に照射し、各レーザ光
を被測定鋼管管軸方向と直交する方向に走査あるいは扇
状に広げ、これによって被測定鋼管上にレーザ反射光の
輝線が描く楕円あるいは円周の一部形状を撮像し、画像
処理によって楕円あるいは円周の管軸方向の頂点または
中心を求め、求めた少なくともこれら３点の相対的な位
置関係とレーザ光照射角度とから被測定鋼管の上下また
は左右の曲がり方向と曲がり量を検出するようにしたの
で、処理搬送中の鋼管の曲がりをリアルタイムで検出す
ることができる。
【００４９】また、本発明の第２の発明によれば、撮像
装置を各輝線に対応させて複数設けたので、撮像装置の
光学系に広角レンズ等を用いる必要がなくなって位置検
出の精度が向上する。
装置を各輝線に対応させて複数設けたので、撮像装置の
光学系に広角レンズ等を用いる必要がなくなって位置検
出の精度が向上する。
【００５０】また、本発明の第３の発明によれば、パイ
プ位置検出器とパイプ端位置検出器のそれぞれの検出結
果に基づいて管軸方向複数個所における被測定鋼管の管
端からレーザ反射光の輝線群の中の中央輝線位置までの
距離をそれぞれ求め、求めた各距離と前記管軸方向複数
個所にて求めた被測定鋼管の各曲がり量測定値に対し、
被測定鋼管両端部の不感帯を除く鋼管のプロフィールを
少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づいて算
出するようにしたことにより、鋼管プロフィールを検出
することができる。
プ位置検出器とパイプ端位置検出器のそれぞれの検出結
果に基づいて管軸方向複数個所における被測定鋼管の管
端からレーザ反射光の輝線群の中の中央輝線位置までの
距離をそれぞれ求め、求めた各距離と前記管軸方向複数
個所にて求めた被測定鋼管の各曲がり量測定値に対し、
被測定鋼管両端部の不感帯を除く鋼管のプロフィールを
少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づいて算
出するようにしたことにより、鋼管プロフィールを検出
することができる。
【００５１】また、本発明の第４の発明によれば、鋼管
プロフィール測定部両端にて求めた各曲がり量測定値に
基づいて被測定鋼管両端の不感帯部のプロフィールを算
出するようにしたことにより、鋼管プロフィールを被測
定鋼管全長まで拡張して検出することができる。
プロフィール測定部両端にて求めた各曲がり量測定値に
基づいて被測定鋼管両端の不感帯部のプロフィールを算
出するようにしたことにより、鋼管プロフィールを被測
定鋼管全長まで拡張して検出することができる。
【図１】本発明の第１の発明に係る鋼管の曲がり検知装
置のシステム構成図である。
置のシステム構成図である。
【図２】撮像装置による画像例の説明図である。
【図３】レーザ光により被測定鋼管表面に形成される輝
線のピーク点と鋼管上下曲がりの関係を説明するための
説明図である。
線のピーク点と鋼管上下曲がりの関係を説明するための
説明図である。
【図４】演算により得られる鋼管の曲がりベクトルの説
明図である。
明図である。
【図５】本発明の第２の発明に係る鋼管の曲がり検知装
置を示すシステム構成図である。
置を示すシステム構成図である。
【図６】本発明の第３及び第４の発明に係る鋼管の曲が
り検知装置を示すシステム構成図である。
り検知装置を示すシステム構成図である。
【図７】第３及び第４の発明によるパイプ１の曲率とプ
ロフィールの特性図である。
ロフィールの特性図である。
【図８】第３及び第４の発明によるパイプ２の曲率とプ
ロフィールの特性図である。
ロフィールの特性図である。
【図９】第３及び第４の発明によるパイプ３の曲率とプ
ロフィールの特性図である。
ロフィールの特性図である。
１ ブーム（搬送ライン） ２ 拡管ヘッド ３ 被測定鋼管 ４ａ，４ｂ，４ｃ レーザ発生装置 ５ａ，５ｂ，５ｃ レーザ光 ８ａ，８ｂ，８ｃ ビームスキャン装置 ９ａ，９ｂ，９ｃ 輝線 １１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ， 撮像装置 １４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ ピーク点演算器（曲が
り量算出手段） １５ 曲がり量演算器（曲がり量算出手段） ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 円柱レンズ ２１ パイプ位置検出器 ２２ パイプ端位置検出器 ２３ パイプ送り量演算器 ２４ パイププロフィール算出手段 ２５ パイププロフィール拡張算出手段
り量算出手段） １５ 曲がり量演算器（曲がり量算出手段） ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 円柱レンズ ２１ パイプ位置検出器 ２２ パイプ端位置検出器 ２３ パイプ送り量演算器 ２４ パイププロフィール算出手段 ２５ パイププロフィール拡張算出手段
Claims (4)
- 【請求項１】 被測定鋼管を心出ししながら処理搬送す
る搬送ライン上に、この搬送ラインの軸線に沿わせて所
定間隔毎に直列に配置されるとともに、該搬送ライン軸
線に対しある角度をもって互いに平行なレーザ光を搬送
ライン上の被測定鋼管に向けて照射する少なくとも３つ
のレーザ発生装置と、 これらレーザ発生装置の前面にそれぞれ設置され、出力
されたレーザ光を前記被測定鋼管の軸線方向と直交する
方向に走査あるいは扇状に広げる手段と、 照射されたレーザ光の前記被測定鋼管上のレーザ反射光
の輝線を撮像する撮像装置と、 この撮像装置からのビデオ信号を取り込んで画像処理
し、前記輝線の位置情報とレーザ光照射角度とから前記
被測定鋼管の上下または左右方向の曲がり量を算出する
曲がり量算出手段とを備えることを特徴とする鋼管の曲
がり検知装置。 - 【請求項２】 撮像装置を各輝線に対応させて複数設け
たことを特徴とする請求項１記載の鋼管の曲がり検知装
置。 - 【請求項３】 被測定鋼管を心出ししながら処理搬送す
る搬送ライン上に、この搬送ラインの軸線に沿わせて所
定間隔毎に直列に配置されるとともに、該搬送ライン軸
線に対しある角度をもって互いに平行なレーザ光を搬送
ライン上の被測定鋼管に向けて照射する少なくとも３つ
のレーザ発生装置と、 これらレーザ発生装置の前面にそれぞれ設置され、出力
されたレーザ光を前記被測定鋼管の軸線方向と直交する
方向に走査あるいは扇状に広げる手段と、照射されたレ
ーザ光の前記被測定鋼管上のレーザ反射光の輝線を撮像
する撮像装置と、 この撮像装置からのビデオ信号を取り込んで画像処理
し、前記輝線の位置情報とレーザ光照射角度とから前記
被測定鋼管の上下または左右方向の曲がり量を算出する
曲がり量算出手段と、 前記被測定鋼管の位置を検出するパイプ位置検出器と、 前記撮像装置よりも搬送ライン上流側の該撮像装置から
管軸方向に所定距離離した位置に固定設置され、前記被
測定鋼管の管端を検出するパイプ端位置検出器と、 前記パイプ位置検出器とパイプ端位置検出器のそれぞれ
の検出結果に基づいて前記被測定鋼管の管端から前記レ
ーザ反射光の輝線群の中の中央輝線位置までの距離を演
算するパイプ送り量演算器と、 前記曲がり量算出手段により求めた前記被測定鋼管の管
軸方向複数個所の測定値列と前記パイプ送り量演算器に
より求めた該管軸方向複数個所の各距離値に対し、前記
被測定鋼管両端部の不感帯を除く該鋼管のプロフィール
を少なくとも２次以上の多項式のプログラムに基づいて
算出するパイププロフィール算出手段とを備えることを
特徴とする鋼管の曲がり検知装置。 - 【請求項４】 パイププロフィール算出手段により求め
た被測定鋼管両端部の不感帯を除く鋼管プロフィール
を、曲がり量算出手段により求めた鋼管プロフィール測
定部両端の曲がり量測定値に基づいて被測定鋼管全長ま
で拡張算出するパイププロフィール拡張算出手段を設け
たことを特徴とする請求項３記載の鋼管の曲がり検知装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17712692A JP2812075B2 (ja) | 1991-07-04 | 1992-07-03 | 鋼管の曲がり検知装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16423791 | 1991-07-04 | ||
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|---|---|---|---|---|
| JP2003014406A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-15 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置 |
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-
1992
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003014406A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-15 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 表面形状測定機のワーク位置決め方法及び装置 |
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