JPH0857667A - Seam profiling control method for beam welded pipe and seam profiling controller - Google Patents
Seam profiling control method for beam welded pipe and seam profiling controllerInfo
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- JPH0857667A JPH0857667A JP6198655A JP19865594A JPH0857667A JP H0857667 A JPH0857667 A JP H0857667A JP 6198655 A JP6198655 A JP 6198655A JP 19865594 A JP19865594 A JP 19865594A JP H0857667 A JPH0857667 A JP H0857667A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ビーム溶接により金属
管をシーム溶接する際のシーム倣い制御方法及びその実
施に使用する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seam copying control method for seam welding a metal pipe by beam welding and an apparatus used for the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】エネルギービーム溶接は、他の溶接方法
と比較して熱源のエネルギが高いために溶接管への溶け
込みが深く、高速な溶接が可能である。また、総入熱量
が他の溶接方法よりも少ないので、溶接部分の状態が良
好になる。この溶接速度をさらに高めるために、高周波
による加熱を行った後にレーザビームを用いて溶融溶接
を行う方法、複合熱源溶接法が特開平2−70379 号公報
等で提案されている。2. Description of the Related Art In energy beam welding, the energy of a heat source is higher than that of other welding methods, so that the penetration into the welded pipe is deep and high-speed welding is possible. Moreover, since the total heat input is smaller than that of other welding methods, the condition of the welded portion is improved. In order to further increase the welding speed, a method of performing fusion welding using a laser beam after heating with high frequency, a composite heat source welding method, and the like have been proposed in JP-A-2-70379.
【0003】ところで、エネルギービーム溶接法はMI
G,TIG等の、一般的な溶融溶接法と比較して溶接ビ
ード幅が狭い。上述したような複合熱源溶接法では、レ
ーザビーム単独の場合よりも若干幅が広い溶接ビードの
形状にする事が可能であるが、一般的な溶融溶接法と比
較すると極めてビード幅は狭い。このために、シームず
れの溶接欠陥が発生し易い。By the way, the energy beam welding method is MI
The welding bead width is narrower than that of general fusion welding methods such as G and TIG. In the composite heat source welding method as described above, it is possible to make the shape of the weld bead slightly wider than in the case of using the laser beam alone, but the bead width is extremely narrow as compared with the general fusion welding method. For this reason, welding defects such as seam deviation are likely to occur.
【0004】また、板状の被溶接物を溶接する際には基
準線からの平行ずれだけに留意すれば良いのに対して、
管状の溶接にあっては管の捩れを考慮する必要があり、
溶接端面の一点を検出するだけではシームずれを防止す
ることはできない。これを解決するために、特公平4−
31799 号公報では、溶接の上流側で溶接管の2ヶ所の端
面を検出して夫々の位置ベクトルを基に溶接基準線から
の衝合部のずれ量を算出し、それに応じて加工ヘッドを
移動させるシーム倣い制御方法が提案されている。Further, when welding a plate-shaped object to be welded, it suffices to pay attention only to the parallel deviation from the reference line.
In tubular welding, it is necessary to consider the twist of the pipe,
It is not possible to prevent seam shift only by detecting one point on the weld end surface. To resolve this issue,
In Japanese Patent No. 31799, two end faces of the welded pipe are detected on the upstream side of welding, the displacement amount of the abutting portion from the welding reference line is calculated based on each position vector, and the machining head is moved accordingly. A seam copying control method has been proposed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような従来のシー
ム倣い制御方法に用いられる装置は、レーザを伝搬して
溶接管の衝合部に照射する加工ヘッドを備え、この加工
ヘッドをシーム部のずれに追随して移動させるようにな
っている。図10は従来のレーザ溶接装置の加工ヘッド
の構成を示す側面図である。図中、Hはオープンパイプ
であり、長手方向にタンデム配置された図示しない各種
ロール成形スタンドにより金属帯が水平方向に搬送さ
れ、この間に金属帯の幅方向の端面が対向するように断
面円形に曲成される。An apparatus used in such a conventional seam copying control method is provided with a working head for propagating a laser beam and irradiating the abutting portion of a welded pipe with the working head. It is designed to follow the gap and move. FIG. 10 is a side view showing the configuration of a processing head of a conventional laser welding device. In the figure, H is an open pipe, and the metal strip is conveyed horizontally by various roll forming stands (not shown) arranged in tandem in the longitudinal direction, and the cross section is circular so that the widthwise end faces of the metal strip face each other. It is composed.
【0006】レーザビームを伝搬する加工ヘッド15は
ミラー12,13,14を備えており、オープンパイプ
Hの上方に配されている。ミラー12,13はこの間の
光路中心を鉛直方向にして配されており、この光路中心
の軸p−p回りに回動可能に支持されている。図示しな
いレーザ光源から放射されたレーザビーム9は、ミラー
12,13を経由し、ミラー13の反射光がミラー14
に達する。そしてミラー14で集光反射されてオープン
パイプHの衝合部6に照射されるようになっている。こ
のとき、衝合部6に照射されるレーザビーム9の光軸方
向は、加工ヘッド15の回転の軸p−pと同方向の鉛直
方向である。The processing head 15 for propagating the laser beam is provided with mirrors 12, 13, 14 and is arranged above the open pipe H. The mirrors 12 and 13 are arranged with the center of the optical path therebetween in the vertical direction, and are supported rotatably around an axis pp of the center of the optical path. A laser beam 9 emitted from a laser light source (not shown) passes through mirrors 12 and 13, and reflected light from the mirror 13 is reflected by the mirror 14.
Reach Then, the light is condensed and reflected by the mirror 14 and is applied to the abutting portion 6 of the open pipe H. At this time, the optical axis direction of the laser beam 9 with which the abutting portion 6 is irradiated is the vertical direction that is the same as the rotation axis p-p of the processing head 15.
【0007】このような装置を用いて溶接管を製造する
場合は、衝合部6のレーザ照射目標位置からのずれ量が
検出され、このずれ量に応じて加工ヘッド15を軸p−
p回りに回動せしめ、レーザビーム9を衝合部6に照射
する。このとき、加工ヘッド15の回転の軸p−pは鉛
直方向であるので、オープンパイプHに照射されるレー
ザビーム9は常に鉛直下向きに放射される。When a welded pipe is manufactured using such an apparatus, the amount of deviation of the abutting portion 6 from the laser irradiation target position is detected, and the machining head 15 is rotated along the axis p- in accordance with this amount of deviation.
The laser beam 9 is radiated to the abutting portion 6 by rotating it around p. At this time, since the axis pp of rotation of the processing head 15 is in the vertical direction, the laser beam 9 with which the open pipe H is irradiated is always radiated vertically downward.
【0008】図11は、従来の溶接管のレーザビーム照
射の様子を溶接上流側から見た模式的断面図である。い
ま、レーザビームの照射目標位置がオープンパイプHの
頂部であり、衝合部6が頂部からずれた位置にあると
き、加工ヘッド15を回動させてレーザビーム9を衝合
部6に追随させる。このときの衝合部6の拡大断面図を
図12及び図13に示す。図12に示すように、レーザ
ビーム9が衝合部6に照射されると、衝合部6周辺から
レーザビーム9の照射方向に沿って管肉方向に溶融金属
17が形成される。形成された溶融金属17の熱エネル
ギは溶融金属17に接した未溶融部分に熱伝導し、溶融
金属17の領域が拡大される。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the state of laser beam irradiation of a conventional welded pipe as seen from the upstream side of welding. Now, when the irradiation target position of the laser beam is the top of the open pipe H and the abutting portion 6 is at a position displaced from the apex, the processing head 15 is rotated to cause the laser beam 9 to follow the abutting portion 6. . An enlarged cross-sectional view of the abutting portion 6 at this time is shown in FIGS. 12 and 13. As shown in FIG. 12, when the laser beam 9 is irradiated to the abutting portion 6, the molten metal 17 is formed in the tube wall direction from the periphery of the abutting portion 6 along the irradiation direction of the laser beam 9. The thermal energy of the formed molten metal 17 is conducted to the unmelted portion in contact with the molten metal 17, and the area of the molten metal 17 is expanded.
【0009】しかしながらレーザビーム9の光軸が衝合
端面内にない場合は、図13に示すように、溶融金属1
7の熱伝導は衝合端面16に沿わないために、衝合端面
16の溶融部分16Bから未溶融部分16Aへの熱伝導
量は減少し、衝合端面16の未溶融部分16Aが溶融さ
れない。その結果、衝合部分に溶接不良を発生するとい
う問題があった。However, when the optical axis of the laser beam 9 is not within the abutting end face, as shown in FIG.
Since the heat conduction of No. 7 does not follow the abutting end surface 16, the amount of heat conduction from the molten portion 16B of the abutting end surface 16 to the unmelted portion 16A is reduced, and the unmelted portion 16A of the abutting end surface 16 is not melted. As a result, there is a problem that defective welding occurs in the abutting portion.
【0010】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、エネルギビームを溶接管の衝合部に追随さ
せ、管肉方向の熱伝導が衝合部から衝合端面内で行われ
ることにより、未溶接部分を生じることなく溶接可能な
溶接管のシーム倣い制御方法及びシーム倣い制御装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and the energy beam is made to follow the abutting portion of the welded pipe, and heat conduction in the pipe wall direction is performed from the abutting portion to within the abutting end surface. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a seam copying control method and a seam copying controlling device for a welded pipe that can perform welding without producing an unwelded portion.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】第1発明に係るビーム溶
接管のシーム倣い制御方法は、金属帯を長手方向に搬送
しつつ、幅方向の両端面を相対向するオープンパイプに
曲成し、その両端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構
により伝搬されたエネルギービームを照射して溶接され
るビーム溶接管のシーム倣いを制御する方法において、
前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出する過程と、前記エネルギービーム
の光軸が前記管軸を含む平面上にあるように、前記シー
ムずれ量の検出の結果に応じて前記光学機構を移動せし
める過程とを備えることを特徴とする。A seam copying control method for a beam welded pipe according to a first aspect of the present invention conveys a metal strip in a longitudinal direction, and bends both widthwise end faces into opposing open pipes, In the method of controlling the seam copying of the beam welded pipe to be welded by irradiating the energy beam propagated by the optical mechanism to the abutting part where the both end faces are abutted,
A process of detecting the seam deviation amount from the reference position of the abutting part in a plane perpendicular to the tube axis, and the seam deviation amount of the energy beam so that the optical axis of the energy beam is on a plane including the tube axis. And a step of moving the optical mechanism according to a result of the detection.
【0012】第2発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御方法は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する方法において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出する過程と、前記エネルギービームの光軸方向が前記
オープンパイプの径方向と一致するように、前記シーム
ずれ量の検出の結果に応じて前記光学機構を移動せしめ
る過程とを備えることを特徴とする。A seam copying control method for a beam welded pipe according to a second aspect of the present invention conveys a metal strip in the longitudinal direction, bends both widthwise end faces into opposite open pipes, and abuts both end faces. In the method of controlling the seam copying of the beam welded pipe that is welded by irradiating the energy beam propagated by the optical mechanism to the abutting portion, the seam deviation amount from the reference position of the abutting portion is used as the pipe axis. A step of detecting in a vertical plane, and a step of moving the optical mechanism according to the result of detection of the seam shift amount so that the optical axis direction of the energy beam matches the radial direction of the open pipe. It is characterized by being provided.
【0013】第3発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御装置は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する装置において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出するシームずれ量検出手段と、前記光学機構を前記エ
ネルギービームの光軸が溶接管軸を含む平面上にあるよ
うに移動せしめる移動手段と、前記シームずれ量検出手
段の検出結果に基づいて、前記光学機構の移動量を前記
移動手段に与える移動制御手段とを備えることを特徴と
する。A seam copying control device for a beam welded pipe according to a third aspect of the present invention conveys a metal strip in the longitudinal direction, bends both widthwise end faces into opposite open pipes, and abuts both end faces. In the device for controlling the seam copying of the beam welded pipe that is welded by irradiating the energy beam propagated by the optical mechanism to the abutting part, the seam deviation amount from the reference position of the abutting part is used as the pipe axis. Seam deviation amount detecting means for detecting in a vertical plane, moving means for moving the optical mechanism so that the optical axis of the energy beam is on a plane including the welding tube axis, and detection of the seam deviation amount detecting means And a movement control means for giving the movement amount of the optical mechanism to the movement means based on the result.
【0014】第4発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御装置は、金属帯を長手方向に搬送しつつ、幅方向の
両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両端
面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬された
エネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管の
シーム倣いを制御する装置において、前記衝合部の基準
位置からのシームずれ量を管軸に垂直な面内において検
出するシームずれ量検出手段と、前記光学機構を前記エ
ネルギービームの光軸方向が前記オープンパイプの径方
向と一致するように移動せしめる移動手段と、前記シー
ムずれ量検出手段の検出結果に基づいて、前記光学機構
の移動量を前記移動手段に与える移動制御手段とを備え
ることを特徴とする。A seam copying control device for a beam welded pipe according to a fourth aspect of the present invention conveys a metal strip in the longitudinal direction, bends both widthwise end faces into opposing open pipes, and abuts both end faces. In the device for controlling the seam copying of the beam welded pipe that is welded by irradiating the energy beam propagated by the optical mechanism to the abutting part, the seam deviation amount from the reference position of the abutting part is used as the pipe axis. A seam deviation amount detecting means for detecting in a vertical plane, a moving means for moving the optical mechanism so that an optical axis direction of the energy beam coincides with a radial direction of the open pipe, and a seam deviation amount detecting means. And a movement control means for giving the movement amount of the optical mechanism to the movement means based on the detection result.
【0015】第5発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御装置は、第3又は第4発明において、前記移動手段
は前記管軸を中心とする円弧状の支持ガイドを備え、前
記光学機構は前記支持ガイドに支持され、前記移動制御
手段からの入力に応じて前記支持ガイドに沿って移動す
ることを特徴とする。A beam welded pipe seam copying control device according to a fifth aspect of the present invention is the beam welding pipe control device according to the third or fourth aspect of the invention, wherein the moving means includes an arcuate support guide having the tube axis as a center. It is characterized in that it is supported by a support guide and moves along the support guide in response to an input from the movement control means.
【0016】第6発明に係るビーム溶接管のシーム倣い
制御装置は、第3又は第4発明において、前記移動手段
は前記管軸に垂直な方向に長手方向を有する支持ガイド
と、前記光学機構に設けた前記管軸と平行な回転軸とを
備え、前記光学機構は前記支持ガイドに支持され、前記
移動制御手段からの入力に応じて前記支持ガイドに沿っ
て移動し、前記回転軸回りに回転することを特徴とす
る。A beam welded pipe seam copying control device according to a sixth aspect of the present invention is the beam welding pipe control device according to the third or fourth aspect, wherein the moving means includes a support guide having a longitudinal direction in a direction perpendicular to the pipe axis, and the optical mechanism. The optical mechanism is supported by the support guide, moves along the support guide in response to an input from the movement control means, and rotates about the rotation axis. It is characterized by doing.
【0017】[0017]
【作用】本発明のビーム溶接管のシーム倣い制御方法及
びシーム倣い制御装置では、エネルギビームの光軸が管
軸を含む平面上にあるようにオープンパイプの衝合部に
照射され、オープンパイプの管肉方向への熱伝導が衝合
端面内で行われるので衝合端面の全域が溶融されて溶接
不良が生じない。また、エネルギビームがオープンパイ
プの径方向から照射され、オープンパイプの管肉方向へ
の熱伝導が衝合端面内で行われるので衝合端面の全域が
溶融されて溶接不良が生じない。In the seam copying control method and seam copying control apparatus for a beam welded pipe of the present invention, the abutting portion of the open pipe is irradiated so that the optical axis of the energy beam lies on a plane including the pipe axis, and Since heat conduction in the pipe wall direction is performed within the abutting end surface, the entire abutting end surface is melted and welding defects do not occur. Further, since the energy beam is irradiated from the radial direction of the open pipe and the heat conduction in the pipe wall direction of the open pipe is performed within the abutting end surface, the entire abutting end surface is melted and welding defects do not occur.
【0018】また本発明のビーム溶接管のシーム倣い制
御装置では、前記移動手段が管軸を中心とする円弧状の
支持ガイドであり、該支持ガイドに沿って光学機構を移
動せしめることにより、管軸を含む平面上に光軸を有す
るようにエネルギービームが照射される、又はオープン
パイプの径方向からエネルギービームが照射される。Further, in the seam copying control device for a beam welded pipe according to the present invention, the moving means is an arc-shaped support guide having the pipe axis as a center, and the pipe is moved by moving the optical mechanism along the support guide. The energy beam is irradiated so as to have the optical axis on the plane including the axis, or the energy beam is irradiated from the radial direction of the open pipe.
【0019】さらに本発明のビーム溶接管のシーム倣い
制御装置では、前記移動手段が管軸に垂直な方向に移動
可能な支持ガイドであり、該支持ガイドに沿って光学機
構を移動せしめることにより、光学機構を管軸方向と平
行な回転軸回りに回動せしめて、管軸を含む平面上に光
軸を有するようにエネルギービームが照射される、又は
オープンパイプの径方向からエネルギービームが照射さ
れる。Further, in the seam copying control device for a beam welded pipe according to the present invention, the moving means is a support guide movable in a direction perpendicular to the pipe axis, and by moving the optical mechanism along the support guide, By rotating the optical mechanism around a rotation axis parallel to the tube axis direction, the energy beam is irradiated so that the optical axis is on the plane including the tube axis, or the energy beam is irradiated from the radial direction of the open pipe. It
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は本発明の第1実施例のシー
ム倣い制御装置の構成を示すブロック図である。図中H
はオープンパイプであり、長手方向にタンデム配置され
た図示しない各種ロール成形スタンドにより水平に搬送
された金属帯が、この搬送の間に幅方向の端面が対向す
るような断面円形のオープンパイプに曲成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of a seam copying control apparatus according to the first embodiment of the present invention. H in the figure
Is an open pipe, and a metal strip horizontally conveyed by various roll-forming stands (not shown) arranged in tandem in the longitudinal direction is bent into an open pipe with a circular cross section such that the end faces in the width direction face each other during this conveyance. Is made.
【0021】オープンパイプHの端面衝合位置よりも上
流側に、図示しないコンタクトチップが配され、高周波
発振器34で発生させた高周波電流がオープンパイプH
に供給される。オープンパイプHの端面近傍には基準位
置からのシームずれ量を検出するシームずれ量検出部2
0が配設されており、衝合位置の上方には、前記光学機
構である加工ヘッド5及び図示しないレーザビーム光源
が配設され、後述するように加工ヘッド5を移動せしめ
ることにより、オープンパイプHの衝合部6にレーザビ
ームを照射するようになっている。A contact tip (not shown) is arranged on the upstream side of the end face abutting position of the open pipe H, and the high frequency current generated by the high frequency oscillator 34 is applied to the open pipe H.
Is supplied to. In the vicinity of the end surface of the open pipe H, the seam deviation amount detecting unit 2 for detecting the seam deviation amount from the reference position.
0 is provided, and the processing head 5 which is the optical mechanism and a laser beam light source (not shown) are provided above the abutting position, and by moving the processing head 5 as described later, the open pipe is opened. The abutting portion 6 of H is irradiated with a laser beam.
【0022】図2は、図1に示す加工ヘッド5を含むレ
ーザビーム光路系を搬送側面から見た側面図であり、図
3は搬送下流側から見た正面図である。加工ヘッド5は
表面が平面のミラー2,3及び表面が放物面のミラー4
を備えており、図3に示すように、ミラー2,3,4
は、オープンパイプ搬送正面から見てミル中心Xを通る
一直線上に位置している。この直線を加工ヘッド軸q−
qとする。また、ミラー2は、ミル中心線x−xを含む
平面内の軸C2−C2を中心に回動可能であり、後述す
るシームずれ量検出部20により検出されたシームずれ
量に応じて回動される。ミラー3,4は加工ヘッド5に
対して固定されている。このように構成された加工ヘッ
ド5は、前記移動手段でありミル中心ラインx−xを中
心とする円弧形状を有する支持ガイド8に支持されてお
り、後述するシームずれ量検出部20により検出された
シームずれ量に応じて、加工ヘッド5を内周に沿って回
動せしめるようになっている。FIG. 2 is a side view of the laser beam optical path system including the processing head 5 shown in FIG. 1 as seen from the side of the transport, and FIG. 3 is a front view as seen from the downstream side of the transport. The processing head 5 includes mirrors 2 and 3 having a flat surface and a mirror 4 having a parabolic surface.
And, as shown in FIG. 3, mirrors 2, 3, 4
Is located on a straight line passing through the mill center X when viewed from the front of the open pipe conveyance. This straight line is the machining head axis q-
Let q. The mirror 2 is rotatable about an axis C2-C2 in a plane including the mill center line xx, and is rotatable according to a seam displacement amount detected by a seam displacement amount detecting unit 20 described later. To be done. The mirrors 3 and 4 are fixed to the processing head 5. The machining head 5 configured as described above is supported by the support guide 8 which is the moving means and has an arc shape centered on the mill center line xx, and is detected by the seam deviation amount detection unit 20 described later. The machining head 5 can be rotated along the inner circumference in accordance with the seam shift amount.
【0023】なお、本実施例では加工ヘッド5が支持ガ
イド8に連結して移動可能にしてあるが、これに限るも
のではなく、加工ヘッド5が支持ガイド8に固着されて
おり、支持ガイド8がミル中心ラインx−xを中心に回
動可能にしてあっても良い。In this embodiment, the machining head 5 is connected to the support guide 8 so as to be movable, but the present invention is not limited to this, and the machining head 5 is fixed to the support guide 8 and the support guide 8 is provided. May be rotatable about the mill center line xx.
【0024】また、ミル中心ラインx−xに鉛直に交わ
る軸s−s上にミラー1が配設されている。ミラー1
は、ミル中心ラインx−x及び軸s−sを含む平面内の
軸C1−C1を中心にして回動可能に配設されており、
後述するシームずれ量検出部20により検出されたシー
ムずれ量に応じて軸C1−C1回りに回動される。Further, the mirror 1 is arranged on an axis s-s which vertically intersects the mill center line xx. Mirror 1
Is rotatably disposed about an axis C1-C1 in a plane including the mill center line xx and the axis s-s,
It is rotated about the axes C1-C1 according to the seam deviation amount detected by the seam deviation amount detecting unit 20 described later.
【0025】以上の如く構成されたレーザビーム光路系
をレーザビームが伝搬する場合は、図示しないレーザ発
振器からレーザビーム9が出射され、図示しない光路管
を経由してミラー1へ照射される。ミラー1で反射され
たレーザビーム9は、ミラー2で反射されてミラー3を
照射し、次にミラー3で反射してミラー4へ達する。ミ
ラー4はレーザビーム9を集光反射してオープンパイプ
Hの衝合部6を照射する。When the laser beam propagates through the laser beam optical path system configured as described above, the laser beam 9 is emitted from the laser oscillator (not shown) and is applied to the mirror 1 via the optical path tube (not shown). The laser beam 9 reflected by the mirror 1 is reflected by the mirror 2 and illuminates the mirror 3, and then is reflected by the mirror 3 and reaches the mirror 4. The mirror 4 condenses and reflects the laser beam 9 and irradiates the abutting portion 6 of the open pipe H.
【0026】このとき、上述したように加工ヘッド5は
ミル中心ラインx−xを中心に回動されており、ミラー
1及びミラー2は夫々の軸C1−C1,C2−C2の回
りに回動されている。レーザビーム9をオープンパイプ
Hの衝合部6に照射するためには、図3に示すように、
加工ヘッド5を管軸に垂直な面内でのシームねじれ角θ
3 だけ回動せしめ、ミラー1をレーザビーム9の入反射
角度差がθ1 になるように回動せしめ、ミラー2をレー
ザビーム9の入反射角度差がθ2 になるように回動させ
る。At this time, as described above, the machining head 5 is rotated about the mill center line xx, and the mirror 1 and the mirror 2 are rotated about their axes C1-C1 and C2-C2. Has been done. In order to irradiate the abutting portion 6 of the open pipe H with the laser beam 9, as shown in FIG.
Seam helix angle θ in the plane where the machining head 5 is perpendicular to the pipe axis
The mirror 1 is rotated by 3 to rotate the mirror 1 so that the incident / reflected angle difference of the laser beam 9 becomes θ 1 , and the mirror 2 is rotated so that the incident / reflected angle difference of the laser beam 9 becomes θ 2 .
【0027】このときのシームねじれ角θ3 と入反射角
度差がθ1 と入反射角度差がθ2 との間には式(1) の関
係が成り立つ。 θ3 =θ1 −θ2 …(1) また、ミラー2とミル中心点Xとの距離、ミラー1とミ
ル中心Xとの距離Lは固定されているので、θ3 とθ2
との間には式(2) の関係が成り立つ。At this time, the relationship of the equation (1) is established between the seam twist angle θ 3 and the incident / reflection angle difference θ 1 and the incident / reflection angle difference θ 2 . θ 3 = θ 1 −θ 2 (1) Since the distance between the mirror 2 and the mill center point X and the distance L between the mirror 1 and the mill center X are fixed, θ 3 and θ 2
Equation (2) holds between and.
【0028】[0028]
【数1】 [Equation 1]
【0029】これらの関係からシームねじれ角θ3 を求
めることにより、レーザビーム9の光軸がオープンパイ
プHの衝合部6を通ってミル中心ラインx−xを含む平
面上にあるように照射される、即ち、光軸方向が搬送正
面から見て管の径方向であり、搬送側面から見てミル中
心ラインx−xとなす照射角度がαの方向であるように
照射されることが判る。By obtaining the seam twist angle θ 3 from these relationships, irradiation is performed so that the optical axis of the laser beam 9 passes through the abutting portion 6 of the open pipe H and lies on the plane including the mill center line xx. That is, it is understood that the optical axis direction is the radial direction of the tube when viewed from the front side of the transportation, and the irradiation angle formed with the mill center line xx is the direction of α when viewed from the side surface of the transportation. .
【0030】図4は図1に示すシームずれ量検出部20
の構成を示すブロック図である。シームずれ量検出部2
0は、面温度計21,衝合点位置算出部22,スリット
光源23,CCDカメラ24,端面位置算出部25及び
制御量算出部26を備えている。面温度計21は2色温
度計であり、測定された温度分布の情報を衝合点位置算
出部22へ与える。衝合点位置算出部22で両端面の位
置情報を決定し、両端面の交点である衝合点の位置を求
めて、この衝合点の位置を制御量算出部26へ入力する
ようになっている。FIG. 4 shows the seam deviation amount detecting section 20 shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG. Seam shift amount detection unit 2
0 includes a surface thermometer 21, an abutting point position calculation unit 22, a slit light source 23, a CCD camera 24, an end face position calculation unit 25, and a control amount calculation unit 26. The surface thermometer 21 is a two-color thermometer, and supplies information on the measured temperature distribution to the abutting point position calculation unit 22. The abutting point position calculation unit 22 determines the position information of both end faces, obtains the position of the abutting point which is the intersection of the both end faces, and inputs the position of this abutting point to the control amount calculation unit 26.
【0031】一方、面温度計21の搬送上流側にはスリ
ット光源が配設されスリット光源23の上流側にはCC
Dカメラ24が配設されている。CCDカメラ24が撮
像した画像信号は端面位置算出部25へ入力され、ここ
でスリット光照射位置上の2ヶ所の端面照射点の位置が
求められる。この端面照射点の位置が制御量算出部26
へ入力される。制御量算出部26では、衝合点の位置及
び2ヶ所の端面照射点の位置から、レーザビームの照射
目標となる衝合部6の位置を算出し、オープンパイプH
の頂部を基準位置としたときのシームずれ量を求める。
このようなシームずれ量検出部を用いて、オープンパイ
プの衝合端面の位置を検出する方法を本願発明者らは特
願平5−143689号で提案しており、ここではその詳細は
省略する。On the other hand, a slit light source is provided upstream of the surface thermometer 21 for conveyance, and a CC light source is provided upstream of the slit light source 23.
A D camera 24 is provided. The image signal captured by the CCD camera 24 is input to the end face position calculation unit 25, where the positions of two end face irradiation points on the slit light irradiation position are obtained. The position of this end face irradiation point is the control amount calculation unit 26.
Is input to. The control amount calculation unit 26 calculates the position of the abutting unit 6 which is the irradiation target of the laser beam from the positions of the abutting points and the positions of the two end face irradiation points, and the open pipe H
Determine the amount of seam deviation when the top of the is the reference position.
The inventors of the present application have proposed in Japanese Patent Application No. 5-143689 a method for detecting the position of the abutting end face of an open pipe using such a seam shift amount detection unit, and details thereof will be omitted here. .
【0032】シームずれ量検出部20では、検出された
シームずれ量からシームねじれ角θ 3 を求める。なお、
検出された衝合部6の位置を金属管の最上点からの周方
向距離即ちシームずれ量とすると、 sinθ3 =シームず
れ量/溶接管の半径で近似される。The seam shift amount detecting section 20 detects
Seam deviation amount to seam twist angle θ 3Ask for. In addition,
The detected position of the abutting portion 6 is measured from the uppermost point of the metal pipe in the circumferential direction.
Assuming the heading distance or seam shift, sin θ3= Seams
It is approximated by the amount of leakage / radius of welded pipe.
【0033】シームずれ量検出部20で求められたシー
ムねじれ角θ3 は、加工ヘッド制御部30及び演算部3
1へ入力される。加工ヘッド制御部30は入力されたシ
ームねじれ角θ3 を支持ガイド8に与え、加工ヘッド5
即ちミラー2,3,4をミル中心ラインx−xを中心に
θ3 だけ回動せしめる。演算部31には上述した式(1),
式(2) が設定されており、シームねじれ角θ3 が入力さ
れて入反射角度差θ1, θ2 が求められる。求められた
入反射角度差θ1 ,θ2 に対応する信号が夫々ミラー制
御部32,33へ入力される。ミラー制御部32は、ミ
ラー1の入反射角度差がθ1 になるようにC1−C1軸
を中心にミラー1を回動させる。ミラー制御部33は、
ミラー2の入反射角度差がθ2 になるようにC2−C2
軸を中心にミラー2を回動せしめる。The seam twist angle θ 3 obtained by the seam shift amount detection unit 20 is calculated by the machining head control unit 30 and the calculation unit 3.
1 is input. The machining head control unit 30 gives the inputted seam twist angle θ 3 to the support guide 8 and
That is, the mirrors 2, 3 and 4 are rotated by θ 3 about the mill center line xx. In the calculation unit 31, the above-mentioned equation (1),
Equation (2) is set, and the seam twist angle θ 3 is input to obtain the incident / reflection angle differences θ 1 and θ 2 . Signals corresponding to the calculated incident / reflection angle differences θ 1 and θ 2 are input to the mirror control units 32 and 33, respectively. The mirror control unit 32 rotates the mirror 1 about the C1-C1 axis so that the difference between the incident and reflected angles of the mirror 1 becomes θ 1 . The mirror control unit 33
C2-C2 so that the difference between the incident and reflected angles of the mirror 2 becomes θ 2.
The mirror 2 is rotated around the axis.
【0034】以上の如き構成のシーム倣い制御装置を用
いてビーム溶接管を製造する場合には、オープンパイプ
Hが搬送され、シームずれ量検出部20がオープンパイ
プHのシームずれ角θ3 を検出し、加工ヘッド5をミル
中心ラインx−xを中心にθ 3 だけ回動せしめる。そし
てシームずれ角θ3 に基づき、演算部31により求めら
れた入反射角度差θ1 ,θ2 に合わせてミラー1及びミ
ラー2を回動する。これにより、ミル中心ラインx−x
を含む平面内に光軸を有するように、衝合部6に向かっ
てレーザビーム9を照射し、溶接不良が生じないビーム
溶接管を製造することができる。The seam copying control device having the above structure is used.
Open beam when manufacturing beam welded pipes
H is conveyed, and the seam deviation amount detection unit 20 opens
Seam deviation angle of H3To detect and mill the machining head 5
Θ around the center line xx 3Only rotate it. Soshi
Seam deviation angle θ3Based on the
Reflected angle difference θ1, Θ2Mirror 1 and Mi
Rotate the rail 2. As a result, the mill center line xx
Toward the abutting portion 6 so that the optical axis is in a plane including
Beam that irradiates laser beam 9 to prevent welding defects
Welded pipes can be manufactured.
【0035】次に、ミラー配置及び加工ヘッドの移動方
法が上述の実施例と異なる他の実施例について説明す
る。図5は、第2実施例のシーム倣い制御装置のレーザ
ビーム光路系を搬送側面から見た側面図であり、レーザ
ビーム光路系を制御する機能ブロックと共に示してい
る。図6はレーザビーム光路系を搬送下流側から見た正
面図である。図に示すように、オープンパイプHの端面
衝合位置上方にはシームずれ量を検出するシームずれ量
検出部40が配設されている。Next, another embodiment in which the mirror arrangement and the method of moving the processing head are different from the above-mentioned embodiment will be described. FIG. 5 is a side view of the laser beam optical path system of the seam copying control apparatus of the second embodiment as seen from the side of the carrying side, and it is shown together with functional blocks for controlling the laser beam optical path system. FIG. 6 is a front view of the laser beam optical path system as viewed from the downstream side of conveyance. As shown in the figure, a seam shift amount detection unit 40 for detecting the seam shift amount is disposed above the end face abutting position of the open pipe H.
【0036】また、オープンパイプHの端面衝合位置の
上方には支持ガイド7がオープンパイプHの幅方向を長
手方向にして配設され、支持ガイド7上に前記光学機構
である加工ヘッド35が配設される。加工ヘッド35
は、ミル中心線x−xと平行な自軸を有する円筒形状の
回転部35aと、回転部35aの搬送上流側に固着され
た略直方体形状のビーム反射部35bとを備えている。
回転部35aは内部に表面が平面のミラー1を配設し、
回転軸t−tの回りに回動可能である。ビーム反射部3
5bは内部に表面が平面のミラー2,3及び表面が放物
面のミラー4を配設している。そして図6に示すよう
に、ミラー1,2,3,4は、オープンパイプ搬送正面
から見てミル中心Xを通る加工ヘッド軸q−q上に位置
するように配設されている。A support guide 7 is disposed above the end face abutting position of the open pipe H with the width direction of the open pipe H as the longitudinal direction, and the processing head 35 as the optical mechanism is provided on the support guide 7. It is arranged. Processing head 35
Is provided with a cylindrical rotating part 35a having its own axis parallel to the mill center line xx, and a substantially rectangular parallelepiped beam reflecting part 35b fixed to the upstream side of the rotating part 35a in conveyance.
The rotating portion 35a has the mirror 1 having a flat surface disposed therein,
It is rotatable about a rotation axis t-t. Beam reflector 3
5b has therein mirrors 2 and 3 each having a flat surface and a mirror 4 having a parabolic surface. Then, as shown in FIG. 6, the mirrors 1, 2, 3, 4 are arranged so as to be located on the machining head axis q-q passing through the mill center X when viewed from the front of the open pipe conveyance.
【0037】支持ガイド7は平行移動制御部37を備え
ており、平行移動制御部37がオープンパイプHの幅方
向に移動することにより、回転部35aが平行移動す
る。このように前記移動手段は支持ガイド7,平行移動
制御部37及び回転軸t−tを備え、ビーム反射部35
bと回転部35aとが一体となって平行移動し、回動す
るようになっている。The support guide 7 is provided with a parallel movement control section 37. When the parallel movement control section 37 moves in the width direction of the open pipe H, the rotating section 35a moves in parallel. As described above, the moving means includes the support guide 7, the parallel movement control unit 37, and the rotation axis t-t, and the beam reflecting unit 35.
b and the rotating portion 35a are integrally moved in parallel and rotated.
【0038】以上の如く構成されたレーザビーム光路系
をレーザビームが伝搬する場合は、図示しないレーザビ
ーム光源からレーザビーム9が出射され、上述の実施例
と同様にミラー1,2,3,4を経由してオープンパイ
プHの衝合部6に照射される。When the laser beam propagates through the laser beam optical path system configured as described above, the laser beam 9 is emitted from the laser beam source (not shown) and the mirrors 1, 2, 3, 4 are used as in the above-described embodiments. It is irradiated onto the abutting portion 6 of the open pipe H via.
【0039】このときのシームねじれ角θ3 とオープン
パイプHの幅方向の移動距離δとの間には式(3) の関係
が成り立つ。 tanθ3 =δ/G …(3) ここで、Gはレーザビーム9を照射する衝合部6から支
持ガイド7までの距離であり、これは支持ガイド7の配
設位置により決定される。この関係からシームねじれ角
θ3 を求めることにより、レーザビーム9をオープンパ
イプHの衝合部6を通り、オープンパイプHの径方向と
一致させて照射できることが判る。At this time, the relationship of the equation (3) is established between the seam twist angle θ 3 and the widthwise movement distance δ of the open pipe H. tan θ 3 = δ / G (3) Here, G is the distance from the abutting portion 6 that irradiates the laser beam 9 to the support guide 7, and this is determined by the position where the support guide 7 is arranged. From this relationship, it is found that the laser beam 9 can be irradiated through the abutting portion 6 of the open pipe H so as to coincide with the radial direction of the open pipe H by obtaining the seam twist angle θ 3 .
【0040】図7は図5に示すシームずれ量検出部40
の構成を示す立面図である。図に示すように、シームず
れ量検出部40はオープンパイプHの上方で加工ヘッド
35よりも搬送上流側に、オープンパイプHのミル中心
線x−xを中心とする円弧状のガイドベース41を備
え、ガイドベース41上を支持ころ42がオープンパイ
プHの幅方向に転動できるようになっている。支持ころ
42の下側には案内ころ43が連結されており、案内こ
ろ43はオープンパイプの両端面間に配される。案内こ
ろ43のオープンパイプH幅方向の移動により、支持こ
ろ42がガイドベース41上を転動する。このとき支持
ころ42が備える図示しないパルスゼネレータが支持こ
ろ42の転動方向及び基準位置からの移動量を測定し、
この結果によりシームねじれ角θ3 が検出される。な
お、本実施例ではオープンパイプHの頂部を基準位置に
している。FIG. 7 shows the seam deviation amount detecting section 40 shown in FIG.
FIG. 3 is an elevational view showing the configuration of FIG. As shown in the drawing, the seam shift amount detection unit 40 has an arc-shaped guide base 41 centered on the mill center line xx of the open pipe H on the upstream side of the machining head 35 above the open pipe H. The support rollers 42 can roll on the guide base 41 in the width direction of the open pipe H. A guide roller 43 is connected to the lower side of the support roller 42, and the guide roller 43 is arranged between both end surfaces of the open pipe. The support roller 42 rolls on the guide base 41 by the movement of the guide roller 43 in the width direction of the open pipe H. At this time, a pulse generator (not shown) included in the support rollers 42 measures the rolling direction of the support rollers 42 and the movement amount from the reference position,
From this result, the seam twist angle θ 3 is detected. In this embodiment, the top of the open pipe H is set as the reference position.
【0041】シームずれ量検出部40で求められたシー
ムねじれ角θ3 は、加工ヘッド回転制御部38及び演算
部36へ入力される。加工ヘッド回転制御部38は回転
軸t−tを中心に加工ヘッド35をθ3 だけ回動せしめ
る。一方、演算部36には上述した式(3) が設定されて
おり、シームねじれ角θ3 が入力されて移動距離δが求
められる。求められた移動距離は平行移動制御部37に
入力され、加工ヘッド35をオープンパイプHの幅方向
にδだけ移動せしめる。The seam twist angle θ 3 obtained by the seam shift amount detection unit 40 is input to the machining head rotation control unit 38 and the calculation unit 36. The processing head rotation control unit 38 rotates the processing head 35 by θ 3 about the rotation axis t-t. On the other hand, the above-mentioned equation (3) is set in the calculation unit 36, and the seam twist angle θ 3 is input to obtain the moving distance δ. The calculated movement distance is input to the parallel movement control unit 37, and the processing head 35 is moved by δ in the width direction of the open pipe H.
【0042】以上の如き構成のシーム倣い制御装置を用
いてビーム溶接管を製造する場合には、オープンパイプ
Hが搬送され、シームずれ量検出部40がオープンパイ
プHのシームずれ角θ3 を検出し、加工ヘッド35を回
転軸t−tを中心にθ3 だけ回動せしめる。そしてシー
ムずれ角θ3 に基づいて、演算部36により求められた
移動距離δに合わせて加工ヘッド35をオープンパイプ
の幅方向に移動せしめる。これにより、溶接管の半径方
向から、衝合部6に向かってレーザビーム9を照射し、
溶接不良が生じないビーム溶接管を製造することができ
る。When a beam welded pipe is manufactured using the seam copying control device having the above-described structure, the open pipe H is conveyed and the seam deviation amount detecting section 40 detects the seam deviation angle θ 3 of the open pipe H. Then, the processing head 35 is rotated by θ 3 about the rotation axis t-t. Then, based on the seam shift angle θ 3 , the processing head 35 is moved in the width direction of the open pipe in accordance with the movement distance δ calculated by the calculation unit 36. Thereby, the laser beam 9 is irradiated from the radial direction of the welded pipe toward the abutting portion 6,
It is possible to manufacture a beam welded pipe that does not cause welding defects.
【0043】なお、上述の第1及び第2実施例では、加
工ヘッドはレーザビーム9が鋭角反射するようにミラー
2,3,4が配置されているが、反射角度はこれに限る
ものではない。例えば図8のシーム倣い制御装置の側面
図に示すように、ミラー2,3,4における反射角度が
90°であっても良い。これは、第1実施例の加工ヘッド
にも適用できる。In the first and second embodiments described above, the processing head is provided with the mirrors 2, 3 and 4 so that the laser beam 9 is reflected at an acute angle, but the reflection angle is not limited to this. . For example, as shown in the side view of the seam copying control device in FIG.
It may be 90 °. This can also be applied to the processing head of the first embodiment.
【0044】また、本発明のシーム倣い制御装置は、製
造すべき溶接管の外径に応じてミラー2,3間の光路長
が調整可能に構成されていても良い。図9は、本発明の
シーム倣い制御装置の加工ヘッドを示す側面図である。
図中、45はレーザビーム9をオープンパイプHに照射
するためのミラーを備える加工ヘッドであり、ミラー3
及びミラー4を配設した第1のヘッド部45Aと、ミラ
ー2を配設した第2のヘッド部45Bと、加工ヘッド本
体45Cとを備えている。第1のヘッド部45Aは加工
ヘッド本体45Cと一体成形されており、第1のヘッド
部45Aと第2のヘッド部45Bとは、ミラー2,3間
の光路においてジャバラ部材46で連結されている。ま
た第1のヘッド45Aは移動機構47を介して加工ヘッ
ド本体45Cと連結されている。Further, the seam copying control device of the present invention may be constructed so that the optical path length between the mirrors 2 and 3 can be adjusted according to the outer diameter of the welded pipe to be manufactured. FIG. 9 is a side view showing the processing head of the seam copying control device of the present invention.
In the figure, reference numeral 45 denotes a processing head provided with a mirror for irradiating the open pipe H with the laser beam 9, and the mirror 3
And a first head portion 45A on which the mirror 4 is arranged, a second head portion 45B on which the mirror 2 is arranged, and a processing head body 45C. The first head portion 45A is integrally formed with the processing head body 45C, and the first head portion 45A and the second head portion 45B are connected by the bellows member 46 in the optical path between the mirrors 2 and 3. . The first head 45A is connected to the processing head body 45C via the moving mechanism 47.
【0045】以上の如き構成のシーム倣い制御装置は、
金属管の溶接以前に移動機構47を移動せしめてジャバ
ラ部材46を伸縮させ、製造すべき溶接管の外径に応じ
てミラー2,3間距離を調整できる。The seam copying control device having the above structure is
Before welding the metal pipe, the moving mechanism 47 is moved to expand and contract the bellows member 46, and the distance between the mirrors 2 and 3 can be adjusted according to the outer diameter of the welded pipe to be manufactured.
【0046】さらにまた、シームずれ量検出方法は上述
した実施例で示された(図4,図7参照)以外の方法で
あっても良く、θ3 を検出できれば良い。Furthermore, the seam deviation amount detecting method may be a method other than the method shown in the above-described embodiment (see FIGS. 4 and 7), as long as θ 3 can be detected.
【0047】以下に、本発明装置を用いて厚肉管を製造
した場合のシーム欠陥発生頻度について行った試験の結
果を述べる。試験に用いた溶接条件を表1に示す。The results of the tests conducted on the frequency of occurrence of seam defects when a thick pipe is manufactured using the apparatus of the present invention will be described below. Table 1 shows the welding conditions used in the test.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】本発明法は第1実施例で示した装置を用
い、従来法は従来の加工ヘッドと特願平5−143689号で
開示したシームずれ量検出装置とを用いた。実施例及び
従来例は夫々100 本の製管材を製造し、その溶接部につ
いてX線透過試験を行った。その結果を表2に示す。判
定は、JIS Z-3104の判定方法に準じた。JIS Z-3104の判
定方法により、無欠陥、微小なビート形状不良又はブロ
ホールの状態(1〜3級と判定される)と、シームずれ
による欠陥(4級と判定される)とについて調べた。な
お、試験に用いた溶接管の素材である金属帯Hは、溶接
時にシームずれを起こし易いように、5mの長さのピッ
チで切断した後、再びMIG溶接で溶接接続しており、
この金属帯Hを用いてレーザ溶接管を作成した。The method of the present invention uses the apparatus shown in the first embodiment, and the conventional method uses the conventional processing head and the seam shift amount detecting apparatus disclosed in Japanese Patent Application No. 5-143689. In each of the example and the conventional example, 100 pipe materials were manufactured, and the welded portion was subjected to an X-ray transmission test. The results are shown in Table 2. The judgment was based on the judgment method of JIS Z-3104. By the determination method of JIS Z-3104, the defect-free, minute beat shape defect or blowhole state (judged as grade 1 to 3) and the defect due to seam shift (judged to grade 4) were examined. The metal strip H, which is the material of the welded pipe used in the test, was cut at a pitch of 5 m and then welded and connected again by MIG welding so that seam misalignment was likely to occur during welding.
A laser welded tube was produced using this metal strip H.
【0050】[0050]
【表2】 [Table 2]
【0051】表2に示すように、本発明法を適用するこ
とにより従来法よりもシームずれによる欠陥を低減で
き、シームずれによる欠陥(4級)は製管が厚肉である
ほど発生し易いことから、肉厚のビーム溶接管ほどこの
効果は著しいことが判る。また、本試験では複合熱源溶
接法を用いたが、レーザ単独溶接の場合はビード幅が複
合熱源法と比較して狭くなる傾向にあり、シームずれが
より発生し易い。これにより、レーザ単独溶接に本発明
を適用した場合に、表2に示した効果を上回る結果が得
られることが予想できる。As shown in Table 2, by applying the method of the present invention, defects due to seam deviation can be reduced as compared with the conventional method, and defects (class 4) due to seam deviation are more likely to occur as the pipe is thicker. From this, it can be understood that this effect is more remarkable in a thicker beam welded pipe. Further, although the composite heat source welding method was used in this test, in the case of laser single welding, the bead width tends to be narrower than that of the composite heat source method, and the seam shift is more likely to occur. From this, it can be expected that, when the present invention is applied to laser-only welding, results exceeding the effects shown in Table 2 are obtained.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上のように、本発明においては、エネ
ルギビームを溶接管の衝合部に追随させ、管軸を含む平
面上に光軸を有するように照射する、又はオープンパイ
プの径方向に一致させて照射するので、管肉方向の熱伝
導が衝合端面内で行われるので、衝合端面での接合不良
を生じることなく良好なシーム倣いが実施される等、本
発明は優れた効果を奏するものである。As described above, according to the present invention, the energy beam is caused to follow the abutting portion of the welded pipe and is irradiated so that the plane including the pipe axis has the optical axis, or the radial direction of the open pipe. Since the heat conduction in the tube wall direction is performed in the abutting end surface, the seam copying is performed without causing a defective joint at the abutting end surface, and the present invention is excellent. It is effective.
【図1】本発明の第1実施例のシーム倣い制御装置の構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a seam copying control device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す加工ヘッド5を含むレーザビーム光
路系を搬送側面から見た側面図である。FIG. 2 is a side view of a laser beam optical path system including the processing head 5 shown in FIG.
【図3】図1に示す加工ヘッド5を含むレーザビーム光
路系を搬送下流側から見た正面図である。3 is a front view of the laser beam optical path system including the processing head 5 shown in FIG. 1 as viewed from the downstream side of conveyance.
【図4】図1に示すシームずれ量検出部の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a seam deviation amount detection unit shown in FIG.
【図5】第2実施例のシーム倣い制御装置のレーザビー
ム光路系の側面図である。FIG. 5 is a side view of a laser beam optical path system of a seam copying control device according to a second embodiment.
【図6】第2実施例のレーザビーム光路系を搬送下流側
から見た正面図である。FIG. 6 is a front view of the laser beam optical path system of the second embodiment as viewed from the downstream side of conveyance.
【図7】図5に示すシームずれ量検出部の構成を示す立
面図である。7 is an elevational view showing a configuration of a seam deviation amount detection unit shown in FIG.
【図8】本発明の他の実施例のシーム倣い制御装置の側
面図である。FIG. 8 is a side view of a seam copying control device according to another embodiment of the present invention.
【図9】本発明の他の実施例のシーム倣い制御装置の加
工ヘッドを示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing a processing head of a seam copying control device according to another embodiment of the present invention.
【図10】従来のレーザ溶接装置の加工ヘッドの構成を
示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing a configuration of a processing head of a conventional laser welding device.
【図11】従来の溶接管のレーザビーム照射の様子を溶
接上流側から見た模式的断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the state of laser beam irradiation of a conventional welded pipe as viewed from the upstream side of welding.
【図12】図11に示すオープンパイプの衝合部の拡大
断面図である。12 is an enlarged cross-sectional view of the abutting portion of the open pipe shown in FIG.
【図13】図11に示すオープンパイプの衝合部の拡大
断面図である。13 is an enlarged cross-sectional view of the abutting portion of the open pipe shown in FIG.
1,2,3,4 ミラー 5,35,45 加工ヘッド 7,8 支持ガイド 20,40 シームずれ量検出部 30 加工ヘッド制御部 33,32 ミラー制御部 37 平行移動制御部 38 加工ヘッド回転制御部 1, 2, 3, 4 Mirror 5, 35, 45 Machining head 7, 8 Support guide 20, 40 Seam deviation amount detection unit 30 Machining head control unit 33, 32 Mirror control unit 37 Parallel movement control unit 38 Machining head rotation control unit
Claims (6)
の両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両
端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬され
たエネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管
のシーム倣いを制御する方法において、 前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出する過程と、前記エネルギービーム
の光軸が前記管軸を含む平面上にあるように、前記シー
ムずれ量の検出の結果に応じて前記光学機構を移動せし
める過程とを備えることを特徴とするシーム倣い制御方
法。1. A metal band is conveyed in the longitudinal direction, and both end faces in the width direction are bent into open pipes facing each other, and propagated by an optical mechanism to an abutting part where the both end faces are abutted. In a method of controlling a seam copying of a beam welded pipe that is welded by irradiating an energy beam, a process of detecting a seam deviation amount from a reference position of the abutting portion in a plane perpendicular to a pipe axis, and the energy beam And a step of moving the optical mechanism according to a result of the detection of the seam shift amount so that the optical axis of the optical axis is on a plane including the tube axis.
の両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両
端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬され
たエネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管
のシーム倣いを制御する方法において、 前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出する過程と、前記エネルギービーム
の光軸方向が前記オープンパイプの径方向と一致するよ
うに、前記シームずれ量の検出の結果に応じて前記光学
機構を移動せしめる過程とを備えることを特徴とするシ
ーム倣い制御方法。2. A metal band is conveyed in the lengthwise direction, both end faces in the width direction are bent into opposite open pipes, and propagated by an optical mechanism to an abutting part where the both end faces are abutted. In a method of controlling a seam copying of a beam welded pipe that is welded by irradiating an energy beam, a process of detecting a seam deviation amount from a reference position of the abutting portion in a plane perpendicular to a pipe axis, and the energy beam And a step of moving the optical mechanism according to a result of detection of the seam shift amount so that the optical axis direction of the optical axis coincides with the radial direction of the open pipe.
の両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両
端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬され
たエネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管
のシーム倣いを制御する装置において、 前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出するシームずれ量検出手段と、前記
光学機構を前記エネルギービームの光軸が溶接管軸を含
む平面上にあるように移動せしめる移動手段と、前記シ
ームずれ量検出手段の検出結果に基づいて、前記光学機
構の移動量を前記移動手段に与える移動制御手段とを備
えることを特徴とするシーム倣い制御装置。3. A metal band is conveyed in the longitudinal direction, while the widthwise both end faces are bent into open pipes facing each other, and propagated by an optical mechanism to an abutting part where the both end faces are abutted. A device for controlling a seam profile of a beam welded pipe that is welded by irradiating an energy beam, wherein a seam displacement amount detecting means for detecting a seam displacement amount from a reference position of the abutting portion in a plane perpendicular to the pipe axis. A moving means for moving the optical mechanism so that an optical axis of the energy beam is on a plane including a welded pipe axis; and a moving amount of the optical mechanism based on a detection result of the seam shift amount detecting means. A seam copying control device, comprising: a movement control means for giving the movement means.
の両端面を相対向するオープンパイプに曲成し、その両
端面を衝合せしめた衝合部に、光学機構により伝搬され
たエネルギービームを照射して溶接されるビーム溶接管
のシーム倣いを制御する装置において、 前記衝合部の基準位置からのシームずれ量を管軸に垂直
な面内において検出するシームずれ量検出手段と、前記
光学機構を前記エネルギービームの光軸方向が前記オー
プンパイプの径方向と一致するように移動せしめる移動
手段と、前記シームずれ量検出手段の検出結果に基づい
て、前記光学機構の移動量を前記移動手段に与える移動
制御手段とを備えることを特徴とするシーム倣い制御装
置。4. A metal band is conveyed in the longitudinal direction, and is bent by an optical mechanism to an abutting part formed by bending both end faces in the width direction into opposing open pipes and abutting the both end faces. A device for controlling a seam profile of a beam welded pipe that is welded by irradiating an energy beam, wherein a seam displacement amount detecting means for detecting a seam displacement amount from a reference position of the abutting portion in a plane perpendicular to the pipe axis. A moving unit that moves the optical mechanism so that an optical axis direction of the energy beam matches a radial direction of the open pipe; and a moving amount of the optical mechanism based on a detection result of the seam shift amount detecting unit. A seam copying control device, comprising: a movement control means for giving the movement means.
弧状の支持ガイドを備え、前記光学機構は前記支持ガイ
ドに支持され、前記移動制御手段からの入力に応じて前
記支持ガイドに沿って移動する請求項3又は4記載のシ
ーム倣い制御装置。5. The moving means includes an arc-shaped support guide having the tube axis as a center, and the optical mechanism is supported by the support guide and follows the support guide in response to an input from the movement control means. The seam copying control device according to claim 3 or 4, wherein the seam copying control device moves.
長手方向を有する支持ガイドと、前記光学機構に設けた
前記管軸と平行な回転軸とを備え、前記光学機構は前記
支持ガイドに支持され、前記移動制御手段からの入力に
応じて前記支持ガイドに沿って移動し、前記回転軸回り
に回転する請求項3又は4記載のシーム倣い制御装置。6. The moving means includes a support guide having a longitudinal direction in a direction perpendicular to the tube axis, and a rotation axis provided in the optical mechanism and parallel to the tube axis, the optical mechanism including the support guide. 5. The seam copying control device according to claim 3, wherein the seam copying control device is supported by, and moves along the support guide in accordance with an input from the movement control means, and rotates around the rotation axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6198655A JP2845139B2 (en) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | Seam scanning control method and seam scanning control device for beam welded pipe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6198655A JP2845139B2 (en) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | Seam scanning control method and seam scanning control device for beam welded pipe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0857667A true JPH0857667A (en) | 1996-03-05 |
JP2845139B2 JP2845139B2 (en) | 1999-01-13 |
Family
ID=16394841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6198655A Expired - Lifetime JP2845139B2 (en) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | Seam scanning control method and seam scanning control device for beam welded pipe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2845139B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103008881A (en) * | 2012-12-05 | 2013-04-03 | 中国电子科技集团公司第四十五研究所 | Seam tracking method based on template matching |
KR20190001073A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 공주대학교 산학협력단 | Device for supplying laser of laser-guided cutting machine |
CN109883328A (en) * | 2019-04-10 | 2019-06-14 | 中国计量科学研究院 | Inner wall of the pipe measuring system |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP6198655A patent/JP2845139B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103008881A (en) * | 2012-12-05 | 2013-04-03 | 中国电子科技集团公司第四十五研究所 | Seam tracking method based on template matching |
KR20190001073A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 공주대학교 산학협력단 | Device for supplying laser of laser-guided cutting machine |
CN109883328A (en) * | 2019-04-10 | 2019-06-14 | 中国计量科学研究院 | Inner wall of the pipe measuring system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2845139B2 (en) | 1999-01-13 |
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