JPH069745B2 - スパイラル鋼管溶接装置の溶接出力設定装置 - Google Patents
スパイラル鋼管溶接装置の溶接出力設定装置Info
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- JPH069745B2 JPH069745B2 JP63186618A JP18661888A JPH069745B2 JP H069745 B2 JPH069745 B2 JP H069745B2 JP 63186618 A JP63186618 A JP 63186618A JP 18661888 A JP18661888 A JP 18661888A JP H069745 B2 JPH069745 B2 JP H069745B2
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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。
接出力を設定する溶接出力設定装置に関する。
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。
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。
ＥＲＷは、鋼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。
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。
ところで、ＥＲＷの入熱当量は、実験によれば次式で示
されることが知られている。
されることが知られている。
Ｑ＝Eplp・Ｋ・vm・ｌn・θp・tq・λr……(1) ただし、 である。
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ｖ、給電距離ｌ、アペックス角θおよび
板厚ｔが容易に設定可能又は検出可能であるのに対し、
ラップ量λ、すなわち、溶接する鋼板の両側縁部の重な
り量は、通常、検出手段を持たない上、コイルウォーク
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EpIpを調整しなければならない。
うち、搬送速度ｖ、給電距離ｌ、アペックス角θおよび
板厚ｔが容易に設定可能又は検出可能であるのに対し、
ラップ量λ、すなわち、溶接する鋼板の両側縁部の重な
り量は、通常、検出手段を持たない上、コイルウォーク
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EpIp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
つきっきりでラップ量λを推定しながら溶接時の火炎、
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た。
つきっきりでラップ量λを推定しながら溶接時の火炎、
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た。
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。
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。
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２マー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、各マークを記述
する近似直線を求め、該近似直線の傾き角とスパイラル
鋼管の軸に平行な直線上におけるこれらの近似直線間の
間隔とから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、該鋼板の第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。
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２マー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、各マークを記述
する近似直線を求め、該近似直線の傾き角とスパイラル
鋼管の軸に平行な直線上におけるこれらの近似直線間の
間隔とから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、該鋼板の第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。
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Λ１とし、第２所定距離、すな
わち、第２側縁部の端から第２マークまでの距離をΛ２
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
ップ量、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＝Λ１＋Λ２−Ｄ ……(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Ｄ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。
第１マークまでの距離をΛ１とし、第２所定距離、すな
わち、第２側縁部の端から第２マークまでの距離をΛ２
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
ップ量、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＝Λ１＋Λ２−Ｄ ……(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Ｄ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。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
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。
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。
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、システムバス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、ディスプレイ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。
ントローラ１および、システムバス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、ディスプレイ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。
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ィスプレイ４およびプリタ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。
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ィスプレイ４およびプリタ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。
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、先端に内加圧ロール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ｖ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により支持された供給チップ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３
６は円筒状のスパイラル鋼管に成形される。
であり、先端に内加圧ロール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ｖ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により支持された供給チップ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３
６は円筒状のスパイラル鋼管に成形される。
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、鋼板３６の各側
縁の端からそれぞれΛ1,Ｌ２の位置に白線のマーク
Ｌ１，Ｌ２がマーキングされる。このマークＬ1,Ｌ
２は、重合部の下流に備わるＩＴＶカメラ241および242
による読み取られる。
流に備わるマーカ381および382により、鋼板３６の各側
縁の端からそれぞれΛ1,Ｌ２の位置に白線のマーク
Ｌ１，Ｌ２がマーキングされる。このマークＬ1,Ｌ
２は、重合部の下流に備わるＩＴＶカメラ241および242
による読み取られる。
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。
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。
なお、前述した給電距離ｌ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
て供給チップ321と322がなす角である。
Ｗとの距離であり、アペックス角θは、溶接点Ｗに対し
て供給チップ321と322がなす角である。
再度第１図を参照する。
ラップ量検出ユニット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Ｄを検出してシステムコントローラ１を与える。な
お、ＩＴＶ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。
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Ｄを検出してシステムコントローラ１を与える。な
お、ＩＴＶ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。
スパイラル鋼管溶接ユニット３は、ＥＲＷ電源３１およ
びサーボドライバ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Ｉ
ｐ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１
２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。
びサーボドライバ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Ｉ
ｐ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１
２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。
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。
ムコントローラ１の動作を説明する。
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、Ｓ101（フローチャートのステップに
付した番号を示す：以下同じ）において入出力ポートや
レジスタ、メモリ等を初期化する。
により起動され、Ｓ101（フローチャートのステップに
付した番号を示す：以下同じ）において入出力ポートや
レジスタ、メモリ等を初期化する。
Ｓ102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Ｋ、鋼板３６の搬送速度ｖ，供給距離ｌ，アペ
ックス角θ，鋼板３６の板厚ｔ，マークＬ１およびＬ２
のマーキング位置Λ１およびΛ２およびラップ量λをセ
ットする入力処理を行なう。なお、このときセットする
ラップ量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Ｌ１とＬ２との間の距離（以下マーク間
隔という）Ｄが与えられるまでのテンポラリデータとし
て用いる。
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Ｋ、鋼板３６の搬送速度ｖ，供給距離ｌ，アペ
ックス角θ，鋼板３６の板厚ｔ，マークＬ１およびＬ２
のマーキング位置Λ１およびΛ２およびラップ量λをセ
ットする入力処理を行なう。なお、このときセットする
ラップ量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Ｌ１とＬ２との間の距離（以下マーク間
隔という）Ｄが与えられるまでのテンポラリデータとし
て用いる。
対話形式により、逐次、所定のメッセージをディスプレ
イ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（入力ＯＫ）すると、スタ
ート指示待ちをループ設定する。
イ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（入力ＯＫ）すると、スタ
ート指示待ちをループ設定する。
スタート指示があると、ループを抜けてＳ105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送管を開始し、
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．ｖm・ｌn・θp・ｔq ……(3) なる式により与えられるものとする。
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送管を開始し、
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．ｖm・ｌn・θp・ｔq ……(3) なる式により与えられるものとする。
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、Ｓ107〜112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Ｄ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。
発生するまで、Ｓ107〜112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Ｄ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。
第１図の場合においては、Ｓ112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EpIpを求め、これより、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Ｄ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Ｄ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。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)式より
明らかであろう。
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EpIpを求め、これより、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Ｄ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Ｄ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。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)式より
明らかであろう。
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Ｄ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、Ｓ109においてΛ１
＋Λ２−Ｄ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、Ｓ112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ＥＲＷ電源
３１に向けて出力する。なお、Λ１＋Λ２−Ｄなる演算
は、前述した第(2)式と同じものであり、フローチャー
トにはΛ１＋Λ２をΛにより示している。
えられたマーク間隔Ｄ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、Ｓ109においてΛ１
＋Λ２−Ｄ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、Ｓ112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ＥＲＷ電源
３１に向けて出力する。なお、Λ１＋Λ２−Ｄなる演算
は、前述した第(2)式と同じものであり、フローチャー
トにはΛ１＋Λ２をΛにより示している。
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Ｄが上記の許容範囲を超える場合に
おいては、Ｓ110においてカウントレジスタＣＮを１イ
ンクリメントし、Ｓ112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ＣＮの値が閾値Ｃmax以下であれ
ば、Ｓ122に進み、許容範囲にあったマーク間隔Ｄ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Ｉｐ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Ｄ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ＣＮの値が閾値ＣＮmaxを超
えるので、その場合にはＳ113に進み、サーボドライバ
に対して送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。
えられたマーク間隔Ｄが上記の許容範囲を超える場合に
おいては、Ｓ110においてカウントレジスタＣＮを１イ
ンクリメントし、Ｓ112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ＣＮの値が閾値Ｃmax以下であれ
ば、Ｓ122に進み、許容範囲にあったマーク間隔Ｄ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Ｉｐ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Ｄ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ＣＮの値が閾値ＣＮmaxを超
えるので、その場合にはＳ113に進み、サーボドライバ
に対して送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。
また、ストップ指示があった場合にもサーボドライバに
対して送管の停止を指示するが、この場合は、その処理
をＳ114において行ない、その後、Ｓ102に戻る。
対して送管の停止を指示するが、この場合は、その処理
をＳ114において行ない、その後、Ｓ102に戻る。
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。
処理プロセッサ２１の動作を説明する。
画像処理プロセッサ２１は、システムコントローラ１の
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、Ｓ201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。
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、Ｓ201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。
Ｓ202において画像メモリ２２をクリアすると、Ｓ203に
おいて切換回路２３を制御して、ＩＴＶカメラ241が撮
像した画像１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。
おいて切換回路２３を制御して、ＩＴＶカメラ241が撮
像した画像１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。
画像メモリ２２に書き込んだ画像１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ｘ’−ｙ’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で一致している。
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ｘ’−ｙ’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で一致している。
Ｓ204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，エッジ強調ならびに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。
この処理は、ノイズ除去処理，エッジ強調ならびに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。
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
領域内をラスタシキャンし、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。
て個立点等のノイズを除去する。具体的には、画像１の
領域内をラスタシキャンし、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。
エッ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Ｌ１の
輪郭のみが抽出される。
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Ｌ１の
輪郭のみが抽出される。
候補点抽出処理は、画像１をラスタスキャンし、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。
この場合、複走査ピッチを５画素とし、同じｙ座標にお
いてはｘ座標が最も大きいものを候補点とする。
処理により成分ありと判定された点の座標を収集する。
この場合、複走査ピッチを５画素とし、同じｙ座標にお
いてはｘ座標が最も大きいものを候補点とする。
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（一次式）を求め、その係数および
定数のヒストグラムを作成する。
う２点を通る直線式（一次式）を求め、その係数および
定数のヒストグラムを作成する。
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Ｌ１を記述する直線（以下近似直線という）
式ｆ１を算出する。
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Ｌ１を記述する直線（以下近似直線という）
式ｆ１を算出する。
Ｓ205においては、Ｓ204と同様に、画像２について直線
検出処理を行ない、マークＬ２の近似直線式ｆ２を算出
する。
検出処理を行ない、マークＬ２の近似直線式ｆ２を算出
する。
なお、本実施例においては、処理の都合上、直線式ｆ１
およびｆ２をｙの関数として求めている。
およびｆ２をｙの関数として求めている。
Ｓ206においては、直線式ｆ１およびｆ２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Ｓ207に進むが、そうでないときにはＳ2
02に戻る。
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Ｓ207に進むが、そうでないときにはＳ2
02に戻る。
Ｓ207においては、所定ｙ座標におけるマークＬ１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’座標におけるマークＬ２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Ｄを
算出し、システムコントローラ１に対して出力する。
似直線から画像１の右側縁までの距離Ｄ１、および、所
定ｙ’座標におけるマークＬ２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Ｄを
算出し、システムコントローラ１に対して出力する。
これについて再度第６図を参照されたい。
画像１に設定したｙ座標と画像２に設定したｙ’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Ｄは、 Ｄ＝Ｄ’・sinφ ……(4) で与えられる。
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Ｄは、 Ｄ＝Ｄ’・sinφ ……(4) で与えられる。
第(4)式において、点の間隔Ｄ’は、上記の距離Ｄ1,Ｄ
２および画像１の右側縁と画像２の左側縁との距離Ｄ０
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ｙ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
Ｄ０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、各近似直線の傾き各の平均値としている。
２および画像１の右側縁と画像２の左側縁との距離Ｄ０
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ｙ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
Ｄ０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、各近似直線の傾き各の平均値としている。
画像プロセッサ２１においては、上記のＳ201〜Ｓ207に
より構成されるループを繰り返し実行する。
より構成されるループを繰り返し実行する。
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。
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。
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EpIpとの
比、算出給電電力EpIp、実測給電電力EpIpｒ、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。
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EpIpとの
比、算出給電電力EpIp、実測給電電力EpIpｒ、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。
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。
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。
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。
明を限定するものではないことを付記しておく。
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242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Ｄ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：システムコントローラ（溶接出力設定手段） 11：システムバス 12：インターフェイス ２：ラップ量検出ユニット 21：画像処理プロセーサ（検出手段） 22：画像メモリ 23：切換回路 241，242：ＩＴＶカメラ（撮像手段） 25：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：鋼板 37：ブスバー 381，382：マーカ（マーキング手段） ４：ディスプレイ ５：プリンタ ６：フロッピーディスク ７：操作ボード
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242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Ｄ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：システムコントローラ（溶接出力設定手段） 11：システムバス 12：インターフェイス ２：ラップ量検出ユニット 21：画像処理プロセーサ（検出手段） 22：画像メモリ 23：切換回路 241，242：ＩＴＶカメラ（撮像手段） 25：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：鋼板 37：ブスバー 381，382：マーカ（マーキング手段） ４：ディスプレイ ５：プリンタ ６：フロッピーディスク ７：操作ボード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 秀清 千葉県君津市人見1020―３ 日鐵電設工業 株式会社君津支店内 (56)参考文献 特開 昭56−56781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−30084（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項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
マークを記述する近似直線を求め、該近似直線の傾き角
とスパイラル鋼管の軸に平行な直線上におけるこれらの
近似直線間の間隔とから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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63186618A JPH069745B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | スパイラル鋼管溶接装置の溶接出力設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63186618A JPH069745B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | スパイラル鋼管溶接装置の溶接出力設定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0237978A JPH0237978A (ja) | 1990-02-07 |
| JPH069745B2 true JPH069745B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=16191731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63186618A Expired - Lifetime JPH069745B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | スパイラル鋼管溶接装置の溶接出力設定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069745B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2062720B1 (de) * | 2007-11-20 | 2009-12-02 | Leister Process Technologies | Verfahren und Schweissautomat zum Verbinden Materialbahnen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630084A (en) * | 1979-08-18 | 1981-03-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Measuring method for quantity of upset |
| JPS5656781A (en) * | 1979-10-12 | 1981-05-18 | Hitachi Cable Ltd | Welding current control method |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP63186618A patent/JPH069745B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0237978A (ja) | 1990-02-07 |
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