JPH05240619A - 管の外径・肉厚測定装置 - Google Patents

管の外径・肉厚測定装置

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JPH05240619A
JPH05240619A JP7830692A JP7830692A JPH05240619A JP H05240619 A JPH05240619 A JP H05240619A JP 7830692 A JP7830692 A JP 7830692A JP 7830692 A JP7830692 A JP 7830692A JP H05240619 A JPH05240619 A JP H05240619A
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JP
Japan
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wall thickness
pipe
outer diameter
steel pipe
electric resistance
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Application number
JP7830692A
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English (en)
Inventor
Katsunori Nagao
勝則 永尾
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 管の外径・肉厚測定装置における装置の小型
化, 製造費用の低価格化及び検出精度の向上を可能とす
る。 【構成】 投光装置152 によって電縫鋼管Pの端面の全
領域に光を照射し、これによって照射された電縫鋼管P
の端面の全領域をテレビカメラ151 によって2次元的に
撮像し、テレビカメラ151 が撮像した2次元画像を2値
化処理部153 によって電縫鋼管Pの端面とそれ以外の部
分とに2値化し、2値化された2次元画像に基づき肉厚
測定部155 が電縫鋼管Pの肉厚を求め、また、前記2次
元画像に基づき外径測定部156 が電縫鋼管Pの肉厚を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は管の外径及び肉厚を測定
する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】従来、製造された管の外径及び肉厚の測定
は、巻尺及びマイクロメータ等の寸法測定器を用いて作
業者の手作業によって行われており、その測定結果に基
づいて品質管理が行われている。しかし、このような測
定方法では、測定作業に多くの人手を要し、また測定効
率が低いという問題があったため、自動的に管の外径及
び肉厚の測定を行う測定が開発されている。
【0004】このような測定装置としては、以下に示す
ような2種類の装置が開示されている。従来の第1の測
定装置(特開昭51-81641号公報) では、管の両端部に対
して前後進自在に設けられた一対の台車の夫々に、一対
のレバーを管の径方向に移動させて管の外径を測定する
外径測定部と、前記レバーに夫々対向するレバーを有
し、対向するレバーにて管を挟んで管の肉厚を測定する
肉厚測定部とを備え、外径測定部及び肉厚測定部におけ
るレバーの移動に基づいて機械的に管の外径及び肉厚を
測定していた。
【0005】従来の第2の測定装置(実開昭63-19207号
公報) では、管軸線と直交する方向に管と非接触で一対
の超音波探触子を配置し、これらの超音波探触子から超
音波を発生させ、夫々の反射波の検出結果に基づいて管
の外径及び肉厚を測定していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の第1
の測定装置では、機械的に管の外径及び肉厚を測定する
ため、装置の構造が複雑であるので製造費用が高価とな
るという問題があると共に、前記レバーの夫々の移動範
囲が限られているので測定対象の管の寸法の範囲に限界
があるという問題があった。
【0007】また、前述の第2の測定装置では、管と超
音波探触子との位置関係を適正に調節しなければ、良好
な精度の測定結果が得られないので、前記位置関係の調
節のために複雑が複雑化及び大型化するという問題があ
り、また、この装置の測定精度は、マイクロメータの測
定精度よりも低いという問題があった。
【0008】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、その装置が小型で安価であり、測定精度が良好
である管の外径・肉厚測定装置を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る管の外径・
肉厚測定装置は、管の外径及び肉厚を測定する装置にお
いて、測定対象の管の端面の全領域に光を照射する手段
と、該手段によって照射された管の端面の全領域を2次
元的に撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した2次
元画像を管の端面とそれ以外の部分とに2値化する2値
化手段と、該2値化手段によって2値化された2次元画
像に基づいて管の外径を求める手段と、前記2値化手段
によって2値化された2次元画像に基づいて管の肉厚を
求める手段とを具備することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明にあっては、光が照射された測定対象の
管の端面の全領域が2次元的に撮像され、撮像された2
次元画像が管の端面とそれ以外の部分とに2値化される
ので、2値化された2次元画像には、管の端面の全領域
の2次元的な像が示される。このような前記2次元画像
を2次元座標化すれば、夫々の撮像領域において管の肉
厚及び外径が幾何学的に求められる。
【0011】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図1は本発明に係る管の外径・肉
厚測定装置(以下本発明装置という)を適用した電縫鋼
管の製造ラインを示す模式図である。
【0012】図中1は帯鋼Bを円筒状に曲成してオープ
ンパイプOを得るフォーミングロールであり、該フォー
ミングロール群1のライン下流側には、オープンパイプ
Oの両側エッジ部を衝合溶接して電縫鋼管Pを得るウエ
ルダ2,衝合溶接されてなる電縫鋼管Pを冷却する水冷
槽3,電縫鋼管Pを定形するサイザロール群4,電縫鋼
管Pのシーム部の位置を検出するシーム部位置検出装置
5,電縫鋼管Pを所定長に切断するカットオフ機6,切
断された電縫鋼管Pを後述のコンベア8へ順次送るテー
ブル7,該テーブル7から送られた電縫鋼管Pをライン
の下流側へ搬送するコンベア8,該コンベア8の搬送経
路の中途に配され、電縫鋼管Pの曲がりを修正するスト
レーナ9,曲がりを修正された電縫鋼管Pを後述のコン
ベア12へ順次送るテーブル10,テーブル10上を送られる
電縫鋼管Pの両端部を加工する面取機11,11 ,テーブル
10から送られた電縫鋼管Pをラインの下流側へ搬送する
コンベア12,該コンベア12の搬送経路の中途に配され、
電縫鋼管Pの表面検査を行う渦流探傷器13,表面検査さ
れた電縫鋼管Pを順次送るテーブル14,該テーブル14上
の電縫鋼管Pの端部の外径及び肉厚を測定する寸法測定
装置15,15 がこの順序で配設されている。
【0013】このように構成された電縫鋼管の製造ライ
ンにおいては、図中白抜き矢符にて示される、ライン上
流側からライン下流側へ向かう方向に帯鋼Bが送給さ
れ、該帯鋼Bは、フォーミングロール群1に通され、そ
の両側エッジ部が相対する円筒状に曲成されたオープン
パイプOとなる。そして、オープンパイプOは、ウエル
ダ2においてその両側エッジ部に電流が流され、抵抗熱
によって両側エッジ部が加熱溶融させられつつ衝合溶接
されて電縫鋼管Pとなる。このように衝合溶接された電
縫鋼管Pは、水冷槽3にて冷却され、さらに切削装置
(図示せず)によって管内側及び管外側のビードを切削
される。
【0014】そして、電縫鋼管Pは、サイザロール群4
によってその外径変動が抑制されつつ、シーム部位置検
出装置5によってそのシーム部の位置が検出され、検出
されたシーム部が超音波探傷装置(図示せず)によって
探傷される。その後、電縫鋼管Pはサイザロール群4に
よって所定の外径に定形され、カットオフ機6によって
所定長に切断される。
【0015】そして、電縫鋼管Pは、ストレーナ9によ
ってその曲がりが抑制され、面取機11,11 によってその
両端部が機械加工される。その後、電縫鋼管Pは、渦流
探傷器13によって表面を検査され、寸法測定装置15,15
に送られる。
【0016】次に、寸法測定装置15,15 の構成を説明す
る。寸法測定装置15,15 の夫々は同一の構成となってい
るため、以下、その一方の寸法測定装置15を代表例とし
て説明する。図2は寸法測定装置15,15 の構成を示すブ
ロック図である。
【0017】図2に示される如く、電縫鋼管Pの端部近
傍には、電縫鋼管Pの端面全体を撮像するテレビカメラ
151 と、前記テレビカメラ151 の撮像領域に斜め方向か
ら光を照射する投光装置152 とが配設されている。
【0018】テレビカメラ151 の撮像信号は、画像処理
等の信号処理を行うことにより電縫鋼管P端部の外径及
び肉厚の測定値を求める信号処理装置150 に与えられる
ようになっている。また、信号処理装置150 で求められ
た外径及び肉厚の測定値のデータは、表示データ及び記
録データとして出力されるようになっている。
【0019】信号処理装置150 は、テレビカメラ151 で
撮像された画像をその輝度によって2値化する2値化処
理部153 と、前記2値化のための輝度のしきい値を記憶
するしきい値記憶部154 と、2値化された画像から電縫
鋼管Pの端部の肉厚を求める肉厚測定部155 と、2値化
された画像から電縫鋼管Pの端部の外径を求める外径測
定部156 とによって構成されている。
【0020】次に、このように構成された寸法測定装置
15の動作について説明する。テレビカメラ151 の撮像信
号は、信号処理装置150 における2値化処理部153 に与
えられる。2値化処理部153 には、しきい値記憶部154
から2値化のための輝度のしきい値が予め与えられてお
り、2値化処理部153 では、テレビカメラ151 で撮像さ
れた電縫鋼管Pの画像がその輝度により、前記しきい値
に基づいて電縫鋼管Pの端面と、それ以外の部分とに2
値化され、電縫鋼管Pの端面が表された2値化画像が得
られる。
【0021】そして、前述の如く2値化された画像のデ
ータ(以下、2値化画像データという)は肉厚測定部15
5 に与えられ、肉厚測定部155 では以下に説明する方法
により2値化画像データに基づいて電縫鋼管Pの端部の
肉厚を求める。その後、前記2値化画像データは、外径
測定部156 に与えられ、外径測定部156 では以下に説明
する方法により2値化画像データに基づいて電縫鋼管P
の端部の外径を求める。
【0022】図3は肉厚測定部155 における肉厚測定方
法及び外径測定部156 における外径測定方法を説明する
ための2値化画像を示す説明図である。
【0023】図中Wは外径及び肉厚の測定領域を表すウ
インドウである。2値化画像は、例えば電縫鋼管Pの軸
心Q( XO ,YO )の位置を原点として2次元座標化さ
れている。この2次元座標は、2値化画像の縦方向をX
軸,横方向をY軸とするものである。
【0024】まず、軸心Q( XO ,YO )から電縫鋼管
Pの径方向の一方へ延びる線が電縫鋼管Pの外周面に交
叉する点O10( X1 ,Y1 )と、その線が電縫鋼管Pの
内周面に交叉する点I10( X2 ,Y2 )とを求めると共
に、軸心Q( XO ,YO )から電縫鋼管Pの径方向の他
方へ延びる線が電縫鋼管Pの外周面に交叉する点O11(
−X1 ,−Y1 )と、その線が電縫鋼管Pの内周面に交
叉する点I11( −X2,−Y2 )とを求める。
【0025】肉厚測定部155 において肉厚を測定する場
合は、点O10( X1 ,Y1 )と点I10( X2 ,Y2 )と
の間の距離を求めると共に、点O11( −X1 ,−Y1
と点I11( −X2 ,−Y2 )との間の距離を求める。こ
れらの距離を夫々の位置における肉厚の測定値とする。
【0026】また、外径測定部156 において外径を測定
する場合は、一方の半径に相当する、点O10( X1 ,Y
1 )と軸心Q( XO ,YO )との間の距離を求めると共
に、他方の半径に相当する、点O11( −X1 ,−Y1
と軸心Q( XO ,YO )との間の距離(半径に相当)を
求める。そして、これらの距離を加算し、その加算結果
を外径の測定値とする。
【0027】そして、以上のような肉厚の測定及び外径
の測定を、電縫鋼管Pの周方向に所定の角度ピッチθ
(例えば1度〜5度)で実行し(図3の点O20,I20
21,I21,O30,I30,O31,I31を参照)、電縫鋼
管Pの全周の肉厚の測定値及び外径の測定値を得る。
【0028】次に、前述したような本発明装置を用いて
実際に電縫鋼管の外径及び肉厚を測定した場合の結果に
ついて説明する。この場合の検出条件は、電縫鋼管が外
径25.4mm, 肉厚2.0mm の炭素鋼であり、テレビカメラ15
1 が高速度シャッターカメラ(1/700秒),倍率2倍であ
り、角度ピッチθが2.5 度であり、投光装置152 が照度
約10000 lx(照射角度約30度) であった。
【0029】図4は前述の如き条件にて本発明装置を用
いて実際に電縫鋼管の外径及び肉厚を測定した場合の測
定誤差を電縫鋼管の周方向の測定位置毎に示すグラフで
あり、縦軸に測定誤差、横軸に周方向の測定位置(測定
位置の起点を"1" で表し、周方向への1角度ピッチθ毎
の位置を"2","3",…"145" と表してある)を夫々とり、
これらの関係を、1つの測定位置で得られる2つの肉厚
の測定値のうち、一方の肉厚の測定値は白丸、他方の肉
厚の測定値は黒丸にて示しており、外径は白三角にて示
している。但し、測定誤差は、マイクロメータを用いた
測定値を基準値として求めた。
【0030】図4から明らかな如く肉厚及び外径の測定
誤差は±20μm以内に入っている。また、このような条
件で一般的な従来装置を用いて肉厚及び外径を測定した
場合、次のような測定誤差が得られた。その代表例とし
て、前述した如き従来の第2の測定装置では、測定誤差
が±50μmであった。以上の結果から明らかな如く本発
明装置では、従来の装置に比して測定誤差が小さくな
り、検出精度が向上した。
【0031】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明装置において
は、光が照射された測定対象の管の端面の全領域が2次
元的に撮像され、撮像された2次元画像が管の端面とそ
れ以外の部分とに2値化されるので、2値化された2次
元画像には、管の端面の全領域の2次元的な像が示さ
れ、このような2次元画像を2次元座標化することによ
って、管の外径・肉厚が精度良く求めることができ、ま
た、装置は、光を管の表面に照射する装置と、照射され
た部分を撮像する装置と、簡単な画像処理を行う装置と
で構成されるため、装置の小型化が実現できると共に製
造費用の低価格化が実現できる等、優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る管の外径・肉厚測定装置を適用し
た電縫鋼管の製造ラインを示す模式図である。
【図2】寸法測定装置の構成を示すブロック図である。
【図3】肉厚測定部における肉厚測定方法及び外径測定
部における外径測定方法を説明するための2値化画像を
示す説明図である。
【図4】本発明装置を用いて実際に電縫鋼管の外径及び
肉厚を測定した場合の測定誤差を電縫鋼管の周方向の測
定位置毎に示すグラフである。
【符号の説明】
151 テレビカメラ 152 投光装置 153 2値化処理部 155 肉厚測定部 156 外径測定部 P 電縫鋼管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管の外径及び肉厚を測定する装置におい
    て、 測定対象の管の端面の全領域に光を照射する手段と、 該手段によって照射された管の端面の全領域を2次元的
    に撮像する撮像手段と、 該撮像手段が撮像した2次元画像を管の端面とそれ以外
    の部分とに2値化する2値化手段と、 該2値化手段によって2値化された2次元画像に基づい
    て管の外径を求める手段と、 前記2値化手段によって2値化された2次元画像に基づ
    いて管の肉厚を求める手段とを具備することを特徴とす
    る管の外径・肉厚測定装置。
JP7830692A 1992-02-27 1992-02-27 管の外径・肉厚測定装置 Pending JPH05240619A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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