JPH0569218A - 電縫管溶接ビード切削自動制御装置 - Google Patents
電縫管溶接ビード切削自動制御装置Info
- Publication number
- JPH0569218A JPH0569218A JP26057691A JP26057691A JPH0569218A JP H0569218 A JPH0569218 A JP H0569218A JP 26057691 A JP26057691 A JP 26057691A JP 26057691 A JP26057691 A JP 26057691A JP H0569218 A JPH0569218 A JP H0569218A
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- JP
- Japan
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- cut
- bead
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電縫管溶接ビード切削自動制御装置に関する
ものである。 【構成】 電縫管の溶接ビードを切削する際に管軸方向
に可動機能及びまたは管周方向に可動機能を有する切削
装置と該切削装置による切削後の状態を検出する検出装
置とその結果を基にして切削部と非切削部である母材部
との輝度差から切削断面形状を精度良く計測する演算処
理装置とその計測値を基にして該切削装置をファジィ制
御する制御器とで構成することを特徴とする電縫管溶接
ビード切削自動制御装置である。
ものである。 【構成】 電縫管の溶接ビードを切削する際に管軸方向
に可動機能及びまたは管周方向に可動機能を有する切削
装置と該切削装置による切削後の状態を検出する検出装
置とその結果を基にして切削部と非切削部である母材部
との輝度差から切削断面形状を精度良く計測する演算処
理装置とその計測値を基にして該切削装置をファジィ制
御する制御器とで構成することを特徴とする電縫管溶接
ビード切削自動制御装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電縫管溶接ビード切削
自動制御装置に関するものである。
自動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電縫管の溶接ビード切削工程において切
削状態を表す情報をオペレータが監視・判断して切削装
置を遠隔または直接操作することで制御している。ま
た、特開昭５７−１３７０２７号公報においては切削断
面形状を定量化する方法があるが、予め管の内径から算
出した基準線との比較方法であるため精度が得られず自
動制御に耐えるものではない。
削状態を表す情報をオペレータが監視・判断して切削装
置を遠隔または直接操作することで制御している。ま
た、特開昭５７−１３７０２７号公報においては切削断
面形状を定量化する方法があるが、予め管の内径から算
出した基準線との比較方法であるため精度が得られず自
動制御に耐えるものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電縫管の溶接ビード切
削工程において切削状態を表す情報をオペレータが監視
・判断して切削装置を遠隔または直接操作する場合、そ
もそも常時監視・判断するオペレータが必要になり、さ
らに個人差によるばらつきが生じ、ひいては形状精度を
低下させる。本発明は、これらの問題点を有利に解決す
るものである。
削工程において切削状態を表す情報をオペレータが監視
・判断して切削装置を遠隔または直接操作する場合、そ
もそも常時監視・判断するオペレータが必要になり、さ
らに個人差によるばらつきが生じ、ひいては形状精度を
低下させる。本発明は、これらの問題点を有利に解決す
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、電縫管
の溶接ビードを切削する際に管軸方向に可動機能及びま
たは管周方向に可動機能を有する。切削装置と該切削装
置による切削後の状態を検出する検出装置とその結果を
基にして切削部と非切削部である母材部との輝度差から
切削断面形状を精度良く計測する演算処理装置とその計
測値を基にして該切削装置をファジィ制御する制御器と
で構成することを特徴とする電縫管溶接ビード切削自動
制御装置である。即ち、本発明はスリット光を照射しＩ
ＴＶカメラを用いて切削直後のビード形状を光切断方法
により求めるにとどまらず切削部の断面形状を切削部と
非切削部である母材との輝度差から切削部の断面形状を
精度良く計測できるようにした演算処理装置を構成条件
の一つとしかつ、制御系として見た場合多入力、多出力
であり応答性が悪くモデル化が困難であった系に対して
ファジィ制御を適用することにより従来、ビード切削部
の計測までしかできなかったのをビード切削部の自動制
御まで可能にしたものである。
の溶接ビードを切削する際に管軸方向に可動機能及びま
たは管周方向に可動機能を有する。切削装置と該切削装
置による切削後の状態を検出する検出装置とその結果を
基にして切削部と非切削部である母材部との輝度差から
切削断面形状を精度良く計測する演算処理装置とその計
測値を基にして該切削装置をファジィ制御する制御器と
で構成することを特徴とする電縫管溶接ビード切削自動
制御装置である。即ち、本発明はスリット光を照射しＩ
ＴＶカメラを用いて切削直後のビード形状を光切断方法
により求めるにとどまらず切削部の断面形状を切削部と
非切削部である母材との輝度差から切削部の断面形状を
精度良く計測できるようにした演算処理装置を構成条件
の一つとしかつ、制御系として見た場合多入力、多出力
であり応答性が悪くモデル化が困難であった系に対して
ファジィ制御を適用することにより従来、ビード切削部
の計測までしかできなかったのをビード切削部の自動制
御まで可能にしたものである。
【０００５】
【作用】本発明の作用を図１を用いて説明する。図１に
おいて、マンドレル５に固定された切削装置１により溶
接ビード１７を切削し、切削後の形状をスリット投光器
９とＩＴＶカメラ１０とで構成される検出装置によりビ
ード切削部を画像信号として演算処理装置１１に入力さ
れる。該演算処理装置１１では、画像信号を細線化処理
し断面形状を算出しその断面形状の輝度により切削部と
非切削部である母材とを区別しビード切削形状を測定
し、その切削形状を測定した結果を制御器１２に入力す
る。制御器１２では、測定結果と予め設定した制御目標
とを基にしてファジィ推論に乗っ取り該切削装置を制御
する。
おいて、マンドレル５に固定された切削装置１により溶
接ビード１７を切削し、切削後の形状をスリット投光器
９とＩＴＶカメラ１０とで構成される検出装置によりビ
ード切削部を画像信号として演算処理装置１１に入力さ
れる。該演算処理装置１１では、画像信号を細線化処理
し断面形状を算出しその断面形状の輝度により切削部と
非切削部である母材とを区別しビード切削形状を測定
し、その切削形状を測定した結果を制御器１２に入力す
る。制御器１２では、測定結果と予め設定した制御目標
とを基にしてファジィ推論に乗っ取り該切削装置を制御
する。
【０００６】
【実施例】本発明を鋼管の溶接ビード切削形状制御に応
用した実施例を図１、及び図２により説明する。電縫管
溶接ビード切削工程では通常マンドレル５に設けられた
切削装置（バイト）１にて切削を行う。切削されたビー
ド部は、検出装置であるスリット投光器９により照射さ
れ照射されたビード切削部をＩＴＶカメラ１０で撮像す
る。撮像されたビード切削部は図２（ａ）に示すごとく
輝度により切削部と非切削部である母材部と明確に識別
できるものである。即ち、図２（ａ）は切削断面と輝度
との関係を示しているもので切削部の輝度は小さくなっ
ている。切削直後の切削部は鏡面状態になり、母材部は
鋼材の地肌となり、光の反射状態は切削部では正反射成
分中心となり、母材部では乱反射光成分が中心となる。
したがって、図１に示すスリット投光器９とＩＴＶカメ
ラ１０のような光学的配置をとった場合、乱反射光成分
を主として検出するため、切削部では輝度が低くなり、
母材部では輝度が高くなる。従って、その輝度差による
計測結果から図２（ｂ）のごとく切削状態を表す計測値
を演算処理装置１１にて演算することができる。
用した実施例を図１、及び図２により説明する。電縫管
溶接ビード切削工程では通常マンドレル５に設けられた
切削装置（バイト）１にて切削を行う。切削されたビー
ド部は、検出装置であるスリット投光器９により照射さ
れ照射されたビード切削部をＩＴＶカメラ１０で撮像す
る。撮像されたビード切削部は図２（ａ）に示すごとく
輝度により切削部と非切削部である母材部と明確に識別
できるものである。即ち、図２（ａ）は切削断面と輝度
との関係を示しているもので切削部の輝度は小さくなっ
ている。切削直後の切削部は鏡面状態になり、母材部は
鋼材の地肌となり、光の反射状態は切削部では正反射成
分中心となり、母材部では乱反射光成分が中心となる。
したがって、図１に示すスリット投光器９とＩＴＶカメ
ラ１０のような光学的配置をとった場合、乱反射光成分
を主として検出するため、切削部では輝度が低くなり、
母材部では輝度が高くなる。従って、その輝度差による
計測結果から図２（ｂ）のごとく切削状態を表す計測値
を演算処理装置１１にて演算することができる。
【０００７】図２（ｂ）では各領域を最小二乗法で多項
式近似しているもので、各パラメータの意味はｈ1：左
側母材の境界点の高さ、ｈ2：切削部の左側境界点の高
さ、ｈ3：切削部の右側境界点の高さ、ｈ4：右側母材の
境界部の高さ、Ｗ：切削部幅である。従って左側段差は
ｈ1−ｈ2、右側段差はｈ4−ｈ3、さらに切削バイトの傾
きは（ｈ3−ｈ2）／Ｗ、母材の突合せ段差はｈ4−ｈ1で
求められる。
式近似しているもので、各パラメータの意味はｈ1：左
側母材の境界点の高さ、ｈ2：切削部の左側境界点の高
さ、ｈ3：切削部の右側境界点の高さ、ｈ4：右側母材の
境界部の高さ、Ｗ：切削部幅である。従って左側段差は
ｈ1−ｈ2、右側段差はｈ4−ｈ3、さらに切削バイトの傾
きは（ｈ3−ｈ2）／Ｗ、母材の突合せ段差はｈ4−ｈ1で
求められる。
【０００８】この演算処理装置１１により切削後断面形
状を算出し制御器１２はバイト上下調整器７とマンドレ
ル回転調整器４を制御する。即ち、切削深さが制御目標
より深い場合はバイト上下調整器７を構成する歯車１３
を回転させネジ１４を介してくさび１５を前進させマン
ドレル支持上コロ３を上昇させることでマンドレル５を
下降させ切削機（バイト）１を下げるようにする。切削
深さが制御目標より浅い場合は上記逆の操作を行うもの
である。また、切削機（バイト）１が管周方向にずれた
場合はモータ１６と歯車１３′で構成されるマンドレル
回転用調整器４を用いてマンドレル５を回転させ切削機
（バイト）１の管周方向位置合わせを制御するものであ
る。従って、該マンドレル５に設けられた切削装置（バ
イト）１を鋼管６との管肉厚方向位置関係を調節するバ
イト上下調節器７と鋼管との管周方向位置関係を調節す
るマンドレル回転調節器４とを設け切削状態を自在に可
変できる。
状を算出し制御器１２はバイト上下調整器７とマンドレ
ル回転調整器４を制御する。即ち、切削深さが制御目標
より深い場合はバイト上下調整器７を構成する歯車１３
を回転させネジ１４を介してくさび１５を前進させマン
ドレル支持上コロ３を上昇させることでマンドレル５を
下降させ切削機（バイト）１を下げるようにする。切削
深さが制御目標より浅い場合は上記逆の操作を行うもの
である。また、切削機（バイト）１が管周方向にずれた
場合はモータ１６と歯車１３′で構成されるマンドレル
回転用調整器４を用いてマンドレル５を回転させ切削機
（バイト）１の管周方向位置合わせを制御するものであ
る。従って、該マンドレル５に設けられた切削装置（バ
イト）１を鋼管６との管肉厚方向位置関係を調節するバ
イト上下調節器７と鋼管との管周方向位置関係を調節す
るマンドレル回転調節器４とを設け切削状態を自在に可
変できる。
【０００９】尚、電縫管の溶接ビード切削工程において
切削は通常バイトを用い該バイトと電縫管の位置関係を
オペレータの経験により調節することで切削精度を確保
している。本発明では、切削状態を表す情報と切削状態
とを関係付けているこのオペレータ経験をファジィルー
ル化することで切削機を制御する。例えば、切削状態が
得られた場合ファジィルール前件部として「もしワーク
側が大きく深削れし、かつドライブ側に削り残りが少し
ある」後件部は「該バイトを回転方向のドライブ向きに
傾け、かつ上下方向の下向きに下げる。」の様に定めて
おく。このように制御の向きはオペレータノウハウや切
削機構に基づいた切削知識により決め、かつ制御量は切
削形状の大きさをファジィ入力量として操作量を算出す
るものである。
切削は通常バイトを用い該バイトと電縫管の位置関係を
オペレータの経験により調節することで切削精度を確保
している。本発明では、切削状態を表す情報と切削状態
とを関係付けているこのオペレータ経験をファジィルー
ル化することで切削機を制御する。例えば、切削状態が
得られた場合ファジィルール前件部として「もしワーク
側が大きく深削れし、かつドライブ側に削り残りが少し
ある」後件部は「該バイトを回転方向のドライブ向きに
傾け、かつ上下方向の下向きに下げる。」の様に定めて
おく。このように制御の向きはオペレータノウハウや切
削機構に基づいた切削知識により決め、かつ制御量は切
削形状の大きさをファジィ入力量として操作量を算出す
るものである。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば電縫管溶接ビード切削工
程を高精度な加工状態で自動化が可能となり、従来の人
手による切削装置の操作によるばらつきが解消でき、そ
の効果は極めて大きいものである。
程を高精度な加工状態で自動化が可能となり、従来の人
手による切削装置の操作によるばらつきが解消でき、そ
の効果は極めて大きいものである。
【図１】本発明方法を示す説明図、
【図２】発明の実施例を示す図である。
１ 切削装置（バイト） ２ ビード ３ マンドレル支持上コロ ４ マンドレル回転調整器 ５ マンドレル ６ 鋼管 ７ マンドレル昇降機 ８ マンドレル支持下コロ ９ スリット投光器 １０ ＩＴＶカメラ １１ 演算処理装置 １２ 制御器 １３、１３´ 歯車 １４ ネジ １５ くさび １６ モータ １７ 溶接ビード
Claims (1)
- 【請求項１】 電縫管の溶接ビードを切削する際に管軸
方向に可動機能及びまたは管周方向に可動機能を有する
切削装置と該切削装置による切削後の状態を検出する検
出装置とその結果を基にして切削部と非切削部である母
材部との輝度差から切削断面形状を精度良く計測する演
算処理装置とその計測値を基にして該切削装置をファジ
ィ制御する制御器とで構成することを特徴とする電縫管
溶接ビード切削自動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26057691A JPH0569218A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 電縫管溶接ビード切削自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26057691A JPH0569218A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 電縫管溶接ビード切削自動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0569218A true JPH0569218A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=17349873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26057691A Pending JPH0569218A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 電縫管溶接ビード切削自動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0569218A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005224823A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Sumiden Asahi Industries Ltd | ビードトリマ用監視装置 |
| JP2008175577A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Jfe Steel Kk | 電縫溶接管溶接部監視方法及び監視装置並びに電縫溶接管の製造方法 |
| CN109877497A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-14 | 燕山大学 | 一种移动式冷却磁棒焊接erw管的装置及工艺 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090615A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | 溶接鋼管製造装置 |
| JPS6242755A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-24 | Nishihara Environ Sanit Res Corp | 遠心濃縮機 |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP26057691A patent/JPH0569218A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090615A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | 溶接鋼管製造装置 |
| JPS6242755A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-24 | Nishihara Environ Sanit Res Corp | 遠心濃縮機 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005224823A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Sumiden Asahi Industries Ltd | ビードトリマ用監視装置 |
| JP2008175577A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Jfe Steel Kk | 電縫溶接管溶接部監視方法及び監視装置並びに電縫溶接管の製造方法 |
| CN109877497A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-14 | 燕山大学 | 一种移动式冷却磁棒焊接erw管的装置及工艺 |
| CN109877497B (zh) * | 2019-04-18 | 2020-01-07 | 燕山大学 | 一种移动式冷却磁棒焊接erw管的装置及工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19961210 |