JPH09267186A - レーザ溶接製管法におけるシーム倣い方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接点手前におけるシームエッジの観測によ
り溶接線のねじれ方向まで加味して溶接位置を推定する
と共に、溶接位置における溶接状況をも考慮して高精度
なシーム倣いを実現する。 【解決手段】 レーザ溶接製管法におけるシーム倣い方
法において、レーザ溶接の手前で溶接対象における対向
するシームエッジ像を検出し、その検出結果に基づき、
レーザを照射させる溶接点を推定する溶接位置推定ステ
ップと、現にレーザが照射されている溶接点を含む溶接
点近傍における，溶接対象の溶融に起因して生じる各微
小位置の状態を観測し、レーザが照射されている溶接点
の位置情報と各微小位置の状態の情報とに基づき、溶接
位置推定ステップにて推定されたレーザを照射させる溶
接点の位置を補正する溶接位置補正ステップとを有する
レーザ溶接製管法におけるシーム倣い方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ溶接製管法
におけるシーム倣い方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から鋼管を製造する方法として、熱
延鋼板等を母材とし、これをパイプ状に加工しつつその
溶接対象端部を突き合わせ、レーザ等の外部熱源で加熱
溶接して製管するシーム溶接が広く用いられている。

【０００３】このような外部熱源を利用する製管法にお
けるシーム溶接では、溶接品質の安定化や向上を図るた
めに、突き合わされて溶接される基準線（以下、溶接線
と称す）を正確に検出し、適正な位置にて溶接する必要
がある。

【０００４】このような溶接位置を検出する方法とし
て、従来、例えば特開昭６２−１４８０８９号公報、特
開平４−３１７９９号公報、及び特開平７−１１６７号
公報等に示される溶接線検出方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６２−１４８０
８９号公報による技術は、図８に示すように突き合わせ
溶接部を単一の検出ヘッドにて測定するものであるが、
この技術では測定点がただ１点であるため、測定点と推
定すべき溶接点がねじれの位置関係にあることが考えら
れる製管プロセスへの適用は困難である。

【０００６】また、図９に示す特開平４−３１７９９号
公報による技術では、溶接対象端部（以下、シームエッ
ジと称す）の直線性を前提として２点の測定点をもって
溶接線を検出し溶接位置を推定することによりねじれの
問題を解決しようとしているが、熱延鋼板などを母材と
して製管プロセスでは、シームエッジの直線性を保証す
ることは困難であり、溶接位置推定誤差発生を原因とす
る溶接不良が発生する問題がある。

【０００７】さらに、図１０に示すような近年開示され
た特開平７−１１６７号公報による技術では、２次元測
定手段を組み合わせることにより上記に示した問題を解
決しようと試みているが、原理的に特開平４−３１７９
９号公報に示された技術を拡張するのみの技術であり、
特開平４−３１７９９号公報同様に溶接対象端部の直線
性の保証が強く求められている。

【０００８】以上に示したように、従来技術ではシーム
エッジの直線性が暗黙のうちに保証されているものとし
て溶接点手前におけるシームエッジ観測結果から溶接位
置が推定されているが、レーザ光で代表される非常に入
熱面積の小さい外部熱源を利用する製管法におけるシー
ム倣い方法としては精度が不十分であった。

【０００９】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、溶接点手前におけるシームエッジの観測に
より溶接線のねじれ方向まで加味して溶接位置を推定す
ると共に、溶接位置における溶接状況をも考慮して高精
度なシーム倣いを実現するレーザ溶接製管法におけるシ
ーム倣い方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、レーザ溶接により溶接
対象を溶接して製管を行うレーザ溶接製管法におけるシ
ーム倣い方法において、レーザ溶接の手前で溶接対象に
おける対向するシームエッジ像を検出し、その検出結果
に基づき、レーザを照射させる溶接点を推定する溶接位
置推定ステップと、現にレーザが照射されている溶接点
を含む溶接点近傍における，溶接対象の溶融に起因して
生じる各微小位置の状態を観測し、レーザが照射されて
いる溶接点の位置情報と各微小位置の状態の情報とに基
づき、溶接位置推定ステップにて推定されたレーザを照
射させる溶接点の位置を補正する溶接位置補正ステップ
とを有するレーザ溶接製管法におけるシーム倣い方法。

【００１１】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、溶接位置推定ステップにお
いては、対向するシームエッジ像から各シームエッジ間
の中点を複数点求め、この複数点の中点に基づいて算出
される線を溶接線とみなしてレーザを照射させる溶接点
を推定し、溶接位置補正ステップにおいては、各微小位
置の状態の情報として、溶接対象の溶融に起因して生じ
る発光に基づく輝度情報，放射温度情報等の光量情報を
用い、レーザが照射されている溶接点の位置を領域境界
の基準として溶接点近傍を少なくとも２つの領域に分
け、各領域の光量情報を比較することで補正量を決定す
るレーザ溶接製管法におけるシーム倣い方法である。 （作用）したがって、まず、請求項１に対応する発明の
レーザ溶接製管法におけるシーム倣い方法においては、
溶接位置推定ステップにより、まず、レーザ溶接の手前
で溶接対象における対向するシームエッジ像が検出され
る。この対向する２本のシームエッジは、突き合わされ
レーザ溶接を行うべき溶接線として収束するものである
から、各シームエッジを検出することで溶接線の予測が
可能となり、レーザを照射させる溶接点が推定される。

【００１２】したがって、溶接点手前におけるシームエ
ッジの観測により溶接線のねじれ方向まで加味して溶接
位置を推定することができる。次に、溶接位置補正ステ
ップによって、現にレーザが照射されている溶接点を含
む溶接点近傍における，溶接対象の溶融に起因して生じ
る各微小位置の状態が観測される。

【００１３】ここで、例えばレーザが照射されている位
置が溶接すべきシームエッジの突き合わせ位置から離れ
ていると、溶接線を挟んだ両領域におけるレーザ加熱に
よる溶接対象の溶融が対称に起こらないことになる。

【００１４】したがって、レーザが照射されている溶接
点の位置情報と各微小位置の状態の情報とに基づき、溶
接点の位置を基準とし、例えば所定の状態にある各微小
位置の状態ついての分布等を考慮することで、情報溶接
位置推定ステップにて推定されたレーザを照射させる溶
接点の位置を補正することが可能となる。

【００１５】これにより、溶接位置における溶接状況を
も考慮した高精度なシーム倣いを実現することができ
る。また、請求項２に対応する発明のレーザ溶接製管法
におけるシーム倣い方法においては、請求項１に対応す
る発明と同様に作用する他、溶接位置推定ステップによ
り、対向するシームエッジ像から各シームエッジ間の中
点が複数点求められ、この複数点の中点に基づいて算出
される線を溶接線とみなしてレーザを照射させる溶接点
が推定される。

【００１６】また、溶接位置補正ステップにおいては、
各微小位置の状態の情報として、溶接対象の溶融に起因
して生じる発光に基づく輝度情報，放射温度情報等の光
量情報が用いられる。

【００１７】上記したように、レーザ照射位置が溶接す
べきシームエッジの突き合わせ位置から離れると、溶接
対象の溶融が対称に起こらないことから、このような場
合には溶接点近傍の光量情報の分布が均一にならないも
のと考えられる。

【００１８】そこで、レーザが照射されている溶接点の
位置を領域境界の基準として溶接点近傍を少なくとも２
つの領域に分け、各領域の光量情報を比較することで補
正量を決定することができる。

【００１９】例えば光量情報として２値化された輝度情
報を用い、２つに分けられた同面積の各領域における２
値化された輝度情報の合計値を比較し、その差の値に比
例して補正値を算出する等の処理が行われる。

【００２０】また例えば光量情報として２値化された放
射温度情報を用い、２つに分けられた同面積の各領域に
おける２値化された放射温度情報の合計値を比較し、そ
の差の値に比例して補正値を算出する等の処理が行われ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明では、図１に示すように、溶接点手
前での突き合わされたシームエッジを２次元撮像手段を
用いて観測し、信号処理することにより溶接線のねじれ
方向を加味した溶接位置を推定するとともに、溶接位置
における溶融部を、光電変換手段により観測し、溶接状
態を評価し先に指定された溶接位置を補正することによ
り高精度なシーム倣い方法を実現するものである。

【００２２】また、本実施の形態においては、突き合わ
せた溶接対象に高周波電流を印加する予備加熱法を組み
合わせたレーザ複合溶接製管プロセスを適用対象例とし
て説明する。

【００２３】図１は本発明の実施の形態に係るレーザ溶
接製管法におけるシーム倣い方法を用いたレーザ溶接製
管システムの主要部を示す構成図である。同図に示すレ
ーザ溶接製管システムにおいては、高周波予熱装置８に
て予熱され、かつ管状に加工中の溶接対象２がレーザ溶
接機１により溶接され、製管される。

【００２４】このレーザ溶接製管システムには、給電点
９から高周波を入力して溶接対象２を予熱する高周波予
熱装置８と、レーザ溶接機１と、このレーザ溶接機１の
位置制御を行うレーザ溶接位置制御装置１２と、２次元
撮像部４と、光源５と、処理装置１０と、２次元光電変
換部７と、処理装置１１と、補正部４０とが設けられて
いる。

【００２５】２次元撮像部４は、ＣＣＤカメラ等からな
り、レーザ溶接機１の手前の突き合わされた溶接対象２
のシームエッジ３を観測できるよう設けられたものであ
る。光源５は、２次元撮像部４で溶接点手前のシームエ
ッジ３を観測するために十分な輝度がない場合もあるの
で、シームエッジ３を照明して２次元撮像部４での観測
を確実に行えるようにすべく設けられている。

【００２６】処理装置１０には、画像処理回路２０と、
溶接位置計算回路２１とが設けられている。ここで、画
像処理回路２０は、２次元撮像部４で観測された映像信
号を受信し、当該信号に画像処理を施してシームエッジ
位置を検出する。

【００２７】一方、溶接位置計算回路２１は、検出され
たシームエッジ位置をもとに溶接線のねじれ方向を加味
した溶接位置を推定し、その結果をレーザ溶接位置制御
装置１２に出力する。

【００２８】２次元光電変換部７は、溶融部６の放熱温
度パタン等を観測するものであり、ＣＣＤカメラ等の２
次元撮像手段や、２次元領域の測定可能な放射温度計等
の２次元放射温度測定手段等が用いられる。

【００２９】処理装置１１には、画像処理回路３０と、
特徴量抽出回路３１と、補正量算出回路３２とが設けら
れている。画像処理回路３０は、２次元光電変換部７に
おける測定結果を受信し、画像処理を施す。

【００３０】特徴量抽出回路３１は、溶融部６の放射温
度パタン、輝度パタン、幅や長さ、面積等の形状情報を
特徴量として抽出する。補正量算出回路３２は、抽出さ
れた特徴量をもとに、処理装置１０でシームエッジ像か
ら推定された溶接位置に加えるべき補正量を算出し、そ
の結果をレーザ溶接位置制御装置１２に出力する。

【００３１】補正部４０は、溶接位置計算回路２１及び
補正量算出回路３２がその演算結果をレーザ溶接位置制
御装置１２に出力するにあたり、補正量を用いて溶接位
置情報を補正するものである。例えば加算器から構成さ
れる。

【００３２】レーザ溶接位置制御装置１２は、処理装置
１０で推定された溶接位置情報及び処理装置１１で算出
された溶接位置の補正量に基づき、レーザ溶接機１によ
るレーザ溶接熱位置を制御し、高精度なシーム倣いを実
現する。

【００３３】なお、本実施の形態の製管法では、予備加
熱装置８による予備加熱により溶接対象２はシームエッ
ジ３においてのみ赤熱自発光するために、この自発光を
２次元撮像部４にて観測することによりシームエッジ３
のみを明瞭に観測することが可能である。

【００３４】しかし、自発光を発しないような予備加熱
量が小さい条件下では検出に十分な自発光量が観測され
ない場合があるので、本実施の形態では、上記の条件に
おいてもシーム倣いが実施できるように、照明装置５を
併せて設けて溶接対象２の表面を照明し、２次元撮像部
４でシームエッジ３を観測している。

【００３５】また、照明装置５は１つでもかまわない
が、本実施の形態では２次元撮像部４の左右から投光す
る事により周率をもった溶接対象２の表面に対して観測
位置による反射むらの影響を最少にし、２次元撮像部４
でのシームエッジ３の明瞭な観測を可能としている。

【００３６】なお、上記各事項と請求項における発明を
特定するために必要な事項とは例えば以下の用に対応す
る。まず、溶接位置推定ステップは、例えば２次元撮像
部４及び処理装置１０の動作によって実現される。

【００３７】次に、溶接位置補正ステップは、例えば２
次元光電変換部７及び処理装置１１の動作によって実現
される。また、各微小位置は、例えば２次元光電変換部
７で撮像される画像上の各撮像点等である。

【００３８】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係るレーザ溶接製管法におけるシーム倣い方
法を用いたレーザ溶接製管システムの処理動作について
説明する。

【００３９】図２は２次元撮像部４により観測されたシ
ームエッジ３を含む領域の画像例を示す図である。この
ように観測された画像は処理装置１０の画像処理回路２
０にて以下に示す処理が行われ、シームエッジ位置が検
出される。

【００４０】はじめに観測された画像について、動的２
値画像変換処理にて図３に示すように、入力画像を構成
する各画素の明るさを示す情報つまりは溶接対象２の表
面の反射輝度値（以下、輝度値と称す）に基づいて輝度
出現頻度量が算出される。

【００４１】図３は２次元撮像部４に撮像された画像の
輝度出現頻度分布を示すグラフ図である。同図には、溶
接対象２の表面を表現する輝度の高い輝度出現頻度分布
ａ１と溶接対象部に挟まれた空間を示す輝度の低い輝度
出現頻度分布ａ２とに明確に弁別される。

【００４２】したがって、図３中の輝度出現頻度分布ａ
１とａ２に挟まれた位置に輝度値ＰＴが設定され、この
輝度値ＰＴを基準にして、入力された画像が０，１の２
値で構成される２値画像に変換される。これにより、入
力画像横方向軸（以下、走査線と称す）におけるシーム
エッジ位置を表す画像が得られる。

【００４３】また、一定周期Ｔで観測される入力画像毎
に上記手段により２値画像変換処理を行うことにより、
溶接対象表面の観測位置における反射むらや外乱光入光
等に影響されずに正確なシームエッジ位置を検出する事
が可能となる。

【００４４】図４はこのようにして得られた２値変換後
画像の例を示す図である。同図に示すような２値変換後
画像により、シームエッジ位置検出処理が行われる。

【００４５】このシームエッジ位置検出処理では、画像
から得られる以下の既知情報を十分条件としてシームエ
ッジ位置を走査線毎に検出することにより、高信頼度な
シームエッジ位置検出が可能である。

【００４６】既知情報： １）同一画像中には、必ず突き合わされた２片のシーム
エッジ像を含んだ溶接対象表面が観測されている（図２
参照）。

【００４７】２）１つの走査線上には、多少なく２つの
シームエッジを示す位置が観測されている（図５参
照）。 ３）１つの走査線上に観測される２つのシームエッジ位
置は、走査線上を便宜的に表現される左右の方向から検
索することにより、各々１つのみ検出される（図５参
照）。

【００４８】４）検出される２つのシームエッジ位置間
の距離は、溶接対象の突き合わせ押しつける量ＥＨによ
り予め決定される（図５参照）。図５は２値変換後画像
に対する走査及び走査によるエッジ位置検出、中点検出
の様子を模式的に示す説明図である。

【００４９】同図に示すように、Ｙ方向（略溶接線方
向）に沿った走査に従い、上記各条件をもとにしてなさ
れるシームエッジ位置検出処理により、ｊ番目の走査線
上に１対のシームエッジ位置Ｘ１［ｊ］、Ｘ２［ｊ］が
検出される。

【００５０】次に、このようにして検出されたシームエ
ッジ位置Ｘ１［ｊ］、Ｘ２［ｊ］の情報に基づき、溶接
位置計算回路２１により溶接線のねじれ方向を加味した
溶接点位置が推定される。まず、（１）式に従う中点位
置演算処理にて、検出された各１対のシームエッジ位置
の中間点位置ＸＣ［ｊ］が算出される。

【００５１】

【数１】

【００５２】ここで、ｊ＝０，１，…，Ｎ（Ｎ：走査線
数）である。また、算出された中点位置ＸＣ［ｊ］につ
いて、走査線間隔ｎをもつＸＣ［ｊ＋ｎ］とを結ぶ直線
の傾き量Ａ［ｊ］が（２）式を用いて算出される。

【００５３】

【数２】

【００５４】ここで、ｊ＝０，１，…，Ｎ（Ｎ：走査線
数）である。次に、算出された傾き量Ａ［ｊ］は図６に
示す傾き量出現頻度分布により幅ＡＨをもって分別され
る。

【００５５】図６は傾き量Ａに対する傾き量出現頻度分
布を示すグラフ図である。同図中の傾き量の最大出現頻
度ｂ１を中心とする検出幅ＡＷの範囲にある情報，すな
わち検出幅ＡＷの範囲内の傾き量Ａ［ｊ］を算出するに
用いられた中点位置情報ＸＣ［ｊ］、ＸＣ［ｊ＋ｎ］の
みが選択され、溶接線を検討する情報として用いられ
る。

【００５６】ここで、検出幅ＡＷの範囲から外れる情
報、特に同図ｂ２，ｂ２´のような外乱等に起因すると
考えられる情報は除外される。このようにして、シーム
エッジの直線性を考慮した溶接線が検出される。

【００５７】なお、先の既知情報によっても弁別不可能
なシームエッジ部の付着物像や外乱光の入光による誤っ
た中点位置が予め溶接線検出処理から除去することがで
きるので、非常に高い信頼度を有する溶接線が検出され
る。

【００５８】上記処理により選択された中点位置ＸＣ
［ｊ］に基づき、最小自乗法を用いた（３）式に示され
る式により溶接線のねじれ方向を加味した直線方程式が
推定される。

【００５９】

【数３】

【００６０】さらに、（３）式で求められた直線はレー
ザ光を照射すべき溶接点位置Ｘを表現するよう（４）式
の形に変形され、溶接位置のｙ方位の値が一定であるこ
とから予め決定される観測領域基準位置と溶接位置との
距離Ｌが代入されて、溶接位置におけるｘ方位の値，す
なわち溶接点位置Ｘが求められる。

【００６１】

【数４】

【００６２】以上の内容で示される一連の処理を、周期
Ｔで観測し入力される画像毎について行うことにより、
時々刻々変化する溶接点位置Ｘが検出され、溶接位置計
算回路２１から、その検出結果が出力される。

【００６３】しかし、以上の処理で得られた溶接点位置
Ｘ情報のみでは、検出される溶接線、さらに遡ると観測
するシームエッジの直線性が保証されないときには、推
定された溶接点位置Ｘに許容できない誤差を含み溶接不
良が発生する場合がある。

【００６４】そこで、シームエッジの直線性が保証され
ないときでも、溶接位置における溶接状況に応じて高精
度なシーム倣い方法による正確な溶接を可能とする手段
について以下に説明する。この方法は、まさに溶接が行
われている瞬間瞬間の情報を得て、シームエッジの直線
性に影響を受けた誤差を含む，処理装置１０にて得られ
た溶接点位置Ｘを補正すること実現される。

【００６５】まず、図１に示すように、光量検出手段，
すなわち２次元光電変換部７により溶接点近傍の放射光
量が観測される。この例では、２次元光電変換部７とし
て２次元撮像手段が使用されている。

【００６６】また、本実施形態では、レーザ溶接により
発生する強い放射光の影響を避けるために、２次元光電
変換部７の撮像する方向を溶接対象裏面からとしてい
る。しかし、この観察（撮像）方向は、表面方向からで
もよく、その場合例えば放射光を減光する光学的フィル
タを設けることにより表面方向からの観測を可能とする
ことができる。

【００６７】上記したように２次元光電変換部７により
観測された画像について、処理装置１１内画像処理回路
３０にて輝度閾値ＩＴで０，１に弁別される２値画像変
換処理が行われ、２値画像が得られる。

【００６８】こうして得られた２値画像について、特徴
量抽出回路３１にて溶接状態の特徴量が求められる。本
実施形態では、レーザ光照射により溶融した部分（以
下、溶融部６と称す）の面積変化量を特徴量として用い
る。

【００６９】突き合わされたシームエッジは均等な溶融
体積を有するため、適正な溶接位置にてレーザ光により
加熱されると溶接線をはさんで溶融部６は左右均等に形
成される。しかし、適正な溶接位置からずれた位置に対
してレーザ光が照射されると溶接体積に偏りを生じ、そ
の結果、溶接線をはさんだ溶融部６の左部，右部の各溶
融部面積に差が生じるように観察される。溶融部の面積
変化量を特徴量として用いることは、この現象の発見に
基づくものである。

【００７０】つまり、特徴量抽出回路３１においては、
時々刻々観測される２値画像Ｐと前時刻に観測された２
値画像Ｑとの間で、図７に示されるような論理演算が行
われ、溶融部特徴画像Ｒが得られる。

【００７１】図７は溶融部特徴画像を得るための論理演
算の規則を示す図である。また、予め画像Ｑについて、
ｉ番目の走査線上の溶融部のエッジ位置ＥＸ１［ｉ］、
ＥＸ２［ｉ］からｉ番目の走査線上における中点位置Ｅ
ＸＣ［ｉ］が、（５）式にて求められている。

【００７２】

【数５】

【００７３】この中点位置ＥＸＣ［ｉ］を基準として分
割される画像Ｒの領域Ｓ１，Ｓ２の面積差ＳＳが算出さ
れる。レーザが適正な溶接位置からずれることにより面
積差ＳＳの絶対値は増大しその符号は溶接位置がずれた
方向を示すことになる。

【００７４】次に、補正量算出回路３２にて、この面積
差ＳＳを特徴量としてこれに基づく適正補正量が算出さ
れ、出力される。そして、先に溶接位置計算回路２１に
て推定された溶接点位置Ｘの情報がこの適正補正量の情
報に基づき補正部４０にて補正されて、レーザ溶接位置
制御装置１２に入力される。

【００７５】レーザ溶接位置制御装置１２によって、得
られた最終的な溶接位置情報からレーザ溶接機１の溶接
位置が制御される。これによって、レーザ溶接機１によ
る製管が実現される。

【００７６】上述したように、本発明の実施の形態に係
るレーザ溶接製管法におけるシーム倣い方法によれば、
処理装置１０により、撮像されたシームエッジ画像から
溶接線に対応する直線が算出され溶接点位置Ｘが推定さ
れ、処理装置１１により、レーザ照射位置の溶融部６の
画像から、レーザ照射位置を挟んだ各領域における特徴
量の差が求められ、上記溶接点位置Ｘを補正するように
したので、本質的に信頼性の高いシーム倣いを実現する
ことができる。そして、このシーム倣いによって信頼性
の高い製管が可能となる。

【００７７】したがって、たとえ入熱面積の非常に小さ
いレーザ光のような外部熱源を用いた場合であっても、
高い信頼性をもって、かつ、自動的に製管プロセスを実
現することが可能となる。

【００７８】また、本実施の形態における製管において
は、シーム倣い精度±０．３ｍｍ以内が要求されたが、
シーム倣い不良による溶接不良の発生は皆無であり、安
定した製管が可能であった。なお、本発明は、上記各実
施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々に変形することが可能である。

【００７９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、溶
接点手前におけるシームエッジの観測により溶接線のね
じれ方向まで加味して溶接位置を推定すると共に、溶接
位置における溶接状況をも考慮して高精度なシーム倣い
を実現するレーザ溶接製管法におけるシーム倣い方法を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ溶接製管法に
おけるシーム倣い方法を用いたレーザ溶接製管システム
の主要部を示す構成図。

【図２】同実施の形態における２次元撮像部により観測
されたシームエッジを含む領域の画像例を示す図。

【図３】同実施の形態における２次元撮像部に撮像され
た画像の輝度出現頻度分布を示すグラフ図。

【図４】同実施の形態における２値変換後画像の例を示
す図。

【図５】同実施の形態における２値変換後画像に対する
走査及び走査によるエッジ位置検出、中点検出の様子を
模式的に示す説明図

【図６】同実施の形態における傾き量Ａに対する傾き量
出現頻度分布を示すグラフ図。

【図７】同実施の形態における溶融部特徴画像を得るた
めの論理演算の規則を示す図。

【図８】特開昭６２−１４８０８９号公報による技術を
説明する概略図。

【図９】特開平４−３１７９９号公報による技術を説明
する該略図。

【図１０】特開平７−１１６７号公報による技術を説明
する概略図。

【符号の説明】

１…レーザ溶接機 ２…溶接対象 ３…シームエッジ ４…２次元撮像部 ５…照明装置 ６…溶融部 ７…２次元光電変換部 ８…高周波予熱装置 ９…給電点 １０…処理装置 １１…処理装置 １２…レーザ溶接位置制御装置 ２０…画像処理回路 ２１…溶接位置計算回路 ３０…画像処理回路 ３１…特徴量抽出回路 ３２…補正量算出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋詰 基 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高橋 一隆 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 江種 俊夫 神奈川県横浜市西区北幸２丁目15番10号 ガイオ・テクノロジー株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ溶接により溶接対象を溶接して製
   管を行うレーザ溶接製管法におけるシーム倣い方法にお
   いて、 前記レーザ溶接の手前で前記溶接対象における対向する
   シームエッジ像を検出し、その検出結果に基づき、レー
   ザを照射させる溶接点を推定する溶接位置推定ステップ
   と、 現にレーザが照射されている溶接点を含む溶接点近傍に
   おける，前記溶接対象の溶融に起因して生じる各微小位
   置の状態を観測し、前記レーザが照射されている溶接点
   の位置情報と前記各微小位置の状態の情報とに基づき、
   前記溶接位置推定ステップにて推定された前記レーザを
   照射させる溶接点の位置を補正する溶接位置補正ステッ
   プとを有することを特徴とするレーザ溶接製管法におけ
   るシーム倣い方法。
2. 【請求項２】 前記溶接位置推定ステップにおいては、
   前記対向するシームエッジ像から各シームエッジ間の中
   点を複数点求め、この複数点の中点に基づいて算出され
   る線を溶接線とみなして前記レーザを照射させる溶接点
   を推定し、 前記溶接位置補正ステップにおいては、前記各微小位置
   の状態の情報として、前記溶接対象の溶融に起因して生
   じる発光に基づく輝度情報，放射温度情報等の光量情報
   を用い、前記レーザが照射されている溶接点の位置を領
   域境界の基準として前記溶接点近傍を少なくとも２つの
   領域に分け、各領域の前記光量情報を比較することで補
   正量を決定することを特徴とする請求項１記載のレーザ
   溶接製管法におけるシーム倣い方法。