JPS6188981A - 電縫管溶接工程におけるスクイズ量算出方法およびその装置 - Google Patents
電縫管溶接工程におけるスクイズ量算出方法およびその装置Info
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- JPS6188981A JPS6188981A JP20950684A JP20950684A JPS6188981A JP S6188981 A JPS6188981 A JP S6188981A JP 20950684 A JP20950684 A JP 20950684A JP 20950684 A JP20950684 A JP 20950684A JP S6188981 A JPS6188981 A JP S6188981A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
- B23K13/01—Welding by high-frequency current heating by induction heating
- B23K13/02—Seam welding
- B23K13/025—Seam welding for tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/08—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups
- B23K11/087—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups for rectilinear seams
- B23K11/0873—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups for rectilinear seams of the longitudinal seam of tubes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、電縫管溶接工程においてスクイズロールによ
り被溶接部材縁部が衝合される際に生じるスクイズ量の
算出方法およびその装置の改良に関する。
り被溶接部材縁部が衝合される際に生じるスクイズ量の
算出方法およびその装置の改良に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕１１２図は電縫
管製造における電縫溶接工程を示す図である。電縫溶接
は、まずフィンパス成形後のオープンシームバイブ１の
縁部を、一対のスクイズロール２ａ、２ｂにより衝合さ
せ、■スロート部を形成させる。次いで、上記Ｖスロー
ト部を一対の給電接触子３ａ、３ｂまたは誘導コイル（
不図示）により加熱すると共に、前記スクイズ０−ル２
ａ、２ｂにより押圧する。このとき、■スロート部に溶
接ビード４が生じるので、これをビードカッター５によ
り切削する。かくして電縫管の溶接工程が終了する。
管製造における電縫溶接工程を示す図である。電縫溶接
は、まずフィンパス成形後のオープンシームバイブ１の
縁部を、一対のスクイズロール２ａ、２ｂにより衝合さ
せ、■スロート部を形成させる。次いで、上記Ｖスロー
ト部を一対の給電接触子３ａ、３ｂまたは誘導コイル（
不図示）により加熱すると共に、前記スクイズ０−ル２
ａ、２ｂにより押圧する。このとき、■スロート部に溶
接ビード４が生じるので、これをビードカッター５によ
り切削する。かくして電縫管の溶接工程が終了する。
ところで、上記スクイズロール２ａ、２ｂによってＶス
ロート部を押圧したときのオーブンシームバイブ１の変
形量をスクイズ量という。このスクイズ量は酸化物性に
おける介在物欠陥をなくし、溶接部の強度および清浄性
等の特性を高品質に保つために、重要な管理項目である
。
ロート部を押圧したときのオーブンシームバイブ１の変
形量をスクイズ量という。このスクイズ量は酸化物性に
おける介在物欠陥をなくし、溶接部の強度および清浄性
等の特性を高品質に保つために、重要な管理項目である
。
従来、上記スクイズ量は次のようにして計測されていた
。すなわち第１３図（ａ）（ｂ）に示す如く、フィンパ
ス成形終了後のオーブンシームバイブ１の外周長Ｊ２０
と溶接終了後のオーブンシームバイブ１の外周長ｎ１と
をそれぞれ巻尺で計測し、その差ΔＬ−４２０−ｎ１を
スクイズ量としていた。
。すなわち第１３図（ａ）（ｂ）に示す如く、フィンパ
ス成形終了後のオーブンシームバイブ１の外周長Ｊ２０
と溶接終了後のオーブンシームバイブ１の外周長ｎ１と
をそれぞれ巻尺で計測し、その差ΔＬ−４２０−ｎ１を
スクイズ量としていた。
しかるに上記従来のスクイズ量計測手段においては、計
測を行なうたびに溶接ラインを停止させなければならな
いため、計測回数に限界があった。
測を行なうたびに溶接ラインを停止させなければならな
いため、計測回数に限界があった。
また巻尺による計測では巻付は位置のずれ等によって測
定誤差が生じやすかった。しかも上記スクイズ量は、被
溶接部材の材質１寸法および溶接条件のばらつきにより
異なると共に、溶接入熱等の溶接条件のばらつきにより
常に変化しているのが実態である。
定誤差が生じやすかった。しかも上記スクイズ量は、被
溶接部材の材質１寸法および溶接条件のばらつきにより
異なると共に、溶接入熱等の溶接条件のばらつきにより
常に変化しているのが実態である。
そこでこれらの欠点を解決するための手段として、特開
昭５２−１５３８４８号公報に記載されている［電縫管
溶接工程におけるスクイズ量算出方法」、特開昭５６−
１１１９５号公報に記載されている「溶接管のアップセ
ット量測定方法およびその装置」、特開昭５６−３００
８４号公報に記載されている「アップセット量測定方法
」等が提案されているが、これらの計測手段は、管周長
の変化量または変化率を求める点では同一のものであり
、実施する上での困難さ、精度向上の面での困難さの点
で共通の問題を有している。
昭５２−１５３８４８号公報に記載されている［電縫管
溶接工程におけるスクイズ量算出方法」、特開昭５６−
１１１９５号公報に記載されている「溶接管のアップセ
ット量測定方法およびその装置」、特開昭５６−３００
８４号公報に記載されている「アップセット量測定方法
」等が提案されているが、これらの計測手段は、管周長
の変化量または変化率を求める点では同一のものであり
、実施する上での困難さ、精度向上の面での困難さの点
で共通の問題を有している。
本発明の目的は、簡単かつ高精度にスクイズ量の計測が
行なえる電縫管溶接工程におけるスクイズ量測定方法お
よびその装置を提供することにある。
行なえる電縫管溶接工程におけるスクイズ量測定方法お
よびその装置を提供することにある。
本発明方法は、溶接直後の溶接ビード部の形状を光切断
法により検出し、この検出信号を演算処理して溶接ビー
ド部の断面積または単位長さ当りの体積を計測し、この
断面積または体積からスクイズ量を算出するようにした
ことを特徴としている。
法により検出し、この検出信号を演算処理して溶接ビー
ド部の断面積または単位長さ当りの体積を計測し、この
断面積または体積からスクイズ量を算出するようにした
ことを特徴としている。
また本発明装置は、管内外面または管外面に光切断法に
よる計測装置を設置し、この計測装置により管内外面ま
たは管外面の溶接ビードの形状を計測・演算することに
より溶接ビードの断面積または単位長さ当りの体積を求
め、この求められた溶接ビードの断面積または単位長さ
当りの体積から所定の算出手段によりスクイズ日を算出
するようにしたことを特徴としている。
よる計測装置を設置し、この計測装置により管内外面ま
たは管外面の溶接ビードの形状を計測・演算することに
より溶接ビードの断面積または単位長さ当りの体積を求
め、この求められた溶接ビードの断面積または単位長さ
当りの体積から所定の算出手段によりスクイズ日を算出
するようにしたことを特徴としている。
以下、本発明装置の一実施例について説明する。
第１図は本発明装置の一実施例の構成を示すブロック図
である。図中１１は素管である。この素管１１は、板材
を管状に成形し、その衝合部に高周波発振器１２からの
高周波電力を一対のコンタクトチップ１３ａ、１３ｂを
介して供給し、上記衝合部を加熱すると共に、スクイズ
ロール（不図示）によって上記衝合部を押圧することに
より電縫溶接されたものである。また上記素管１１は図
中矢印六方向に進行し、管上部の溶接ビード１４ａおよ
び管下部（図中破線内）の溶接ビード１４ｂが所定温度
を保っているうちに、ビードカッタ（不図示）により切
削されるものとなっている。なお図中１５は前記高周波
発振器１２の電圧をイリ御する自動電圧調整器である。
である。図中１１は素管である。この素管１１は、板材
を管状に成形し、その衝合部に高周波発振器１２からの
高周波電力を一対のコンタクトチップ１３ａ、１３ｂを
介して供給し、上記衝合部を加熱すると共に、スクイズ
ロール（不図示）によって上記衝合部を押圧することに
より電縫溶接されたものである。また上記素管１１は図
中矢印六方向に進行し、管上部の溶接ビード１４ａおよ
び管下部（図中破線内）の溶接ビード１４ｂが所定温度
を保っているうちに、ビードカッタ（不図示）により切
削されるものとなっている。なお図中１５は前記高周波
発振器１２の電圧をイリ御する自動電圧調整器である。
前記素管１１の外面直上および内面直下にはシリンドリ
カルレンズ１６ａ、１６ｂが設けられており、このシリ
ンドリカルレンズ１６ａ、１６ｂにより上記素管１１の
溶接直後のビード１４ａ。
カルレンズ１６ａ、１６ｂが設けられており、このシリ
ンドリカルレンズ１６ａ、１６ｂにより上記素管１１の
溶接直後のビード１４ａ。
１４ｂおよびその周辺部（溶接部）に、単一波長のスリ
ット光１７ａ、１７ｂが照射されるものとなっている。
ット光１７ａ、１７ｂが照射されるものとなっている。
つまり、レーザ光発生装置１８ａ。
１８ｂにより発生された例えば６３２８人波長のＨｅ−
Ｎｅレーザ光が、オプチカルファイバ１つａ、１９ｂを
通って前記ビームスリッタのシリンドリカルレンズ１６
ａ、１６ｂに供給され、スリブト光１７ａ、１７ｂとな
り、例えば素管１１の管軸に対して１０〜４０°の角度
で斜めに、かつ管周に沿って素管１１の溶接部に照射さ
れるものとなっている。
Ｎｅレーザ光が、オプチカルファイバ１つａ、１９ｂを
通って前記ビームスリッタのシリンドリカルレンズ１６
ａ、１６ｂに供給され、スリブト光１７ａ、１７ｂとな
り、例えば素管１１の管軸に対して１０〜４０°の角度
で斜めに、かつ管周に沿って素管１１の溶接部に照射さ
れるものとなっている。
かくして、素管１１の溶接部に生じた単一波長のスリッ
ト光１７ａ、１７ｂの照射による溶接部断面形状に対応
した光切断プロフィール２０（内面側は図示しない）か
らの反射光は、素管１１の上方に設けられたスリット光
１７８．１７ｂのもつ波長を通過中心帯域としている狭
帯域干渉フィルタ２１ａ、２１ｂを通ることにより、周
囲光および溶接直後の溶接ビード１４ａ、１４ｂがら発
生した白熱光の影響が除かれた後、ＩＴＶカメラ２２ａ
、２２ｂで受像される。なお、管内面側の計測では、フ
ラッシュスパッタなどを防止するために狭帯域干渉フィ
ルタ２１ｂの前に反射鏡２３が設けられている。
ト光１７ａ、１７ｂの照射による溶接部断面形状に対応
した光切断プロフィール２０（内面側は図示しない）か
らの反射光は、素管１１の上方に設けられたスリット光
１７８．１７ｂのもつ波長を通過中心帯域としている狭
帯域干渉フィルタ２１ａ、２１ｂを通ることにより、周
囲光および溶接直後の溶接ビード１４ａ、１４ｂがら発
生した白熱光の影響が除かれた後、ＩＴＶカメラ２２ａ
、２２ｂで受像される。なお、管内面側の計測では、フ
ラッシュスパッタなどを防止するために狭帯域干渉フィ
ルタ２１ｂの前に反射鏡２３が設けられている。
上記ＩＴＶカメラ２２ａ、２２ｂがらの光切断プロフィ
ール受像信号は、フレームメモリ２４ａ。
ール受像信号は、フレームメモリ２４ａ。
２４ｂに送られ、第２図（ａ）（ｂ）に示すような光切
断プロフィールに対応した画像（形状）データが記憶さ
れる。
断プロフィールに対応した画像（形状）データが記憶さ
れる。
第１図において２５は前記フレームメモリ２４ａ、２４
ｂに記憶された画像データを、直行するＸ軸およびＹ軸
からなるサンプリング座標においてサンプリングするた
めの所要数の縦走査信号および横走査信号を、時系列的
に発生させるサンプリング選択信号発生回路である。２
６ａ、２６ｂは前記縦走査信号または横走査信号によっ
てサンプリングされたフレームメモリ２４ａ、２４ｂに
記憶された画像く形状）データにおけるサンプリング座
標中の縦走査信号または横走査信号上の最大輝度を、各
走査信号毎に検出する最大輝度検出回路である。２７ａ
、２７ｂは上記最大輝度検出回路２６８．２６ｔ）から
の検出出力に基いて、最大輝度を与える縦走査信号また
は横走査信号上の座標（縦走査信号の場合はＹ座標、横
走査信号の場合はＸ座標ンを、各走査信号毎に１次元的
に記憶する１次元メモリである。２８は上記１次元メモ
リ２７ａ、２７ｂの記憶データに基いて、ビード形状か
らスクイズ量を演算する形状指数演算器であり、演算結
果は記録計２９にて記録される。
ｂに記憶された画像データを、直行するＸ軸およびＹ軸
からなるサンプリング座標においてサンプリングするた
めの所要数の縦走査信号および横走査信号を、時系列的
に発生させるサンプリング選択信号発生回路である。２
６ａ、２６ｂは前記縦走査信号または横走査信号によっ
てサンプリングされたフレームメモリ２４ａ、２４ｂに
記憶された画像く形状）データにおけるサンプリング座
標中の縦走査信号または横走査信号上の最大輝度を、各
走査信号毎に検出する最大輝度検出回路である。２７ａ
、２７ｂは上記最大輝度検出回路２６８．２６ｔ）から
の検出出力に基いて、最大輝度を与える縦走査信号また
は横走査信号上の座標（縦走査信号の場合はＹ座標、横
走査信号の場合はＸ座標ンを、各走査信号毎に１次元的
に記憶する１次元メモリである。２８は上記１次元メモ
リ２７ａ、２７ｂの記憶データに基いて、ビード形状か
らスクイズ量を演算する形状指数演算器であり、演算結
果は記録計２９にて記録される。
なお回申３０ａ、３０ｂは前記ＩＴＶカメラ２２ａ、２
２ｂおよびフレームメモリ２４ａ、２４ｂの画像監視用
のＣＲＴである。
２ｂおよびフレームメモリ２４ａ、２４ｂの画像監視用
のＣＲＴである。
第３図は上記の如く構成された本装置により行なわれる
光切断ブＯフィール受像信号処理を示す流れ図である。
光切断ブＯフィール受像信号処理を示す流れ図である。
すなわち、−例として第４図工に示す、フレームメモリ
２４ａ、２４ｂに記憶された画像（形状）信号は、サン
プリングライン選択信号発生回路２５からの縦走査信号
〈第４図工ではＸ軸に沿って順次発生する所要数の信号
のうちの１本の信号ＸＢのみ示す）毎に最大輝度を与え
るＹ軸上の座標（第４図■参照。ｘ９に対応する座標は
Ｖｓ）が最大輝度検出回路２６ａ、２６ｂによって検出
され、この検出結果は１次元メモリ２７ａ、２７ｂに記
憶される。かくして上記１次元メモリ２７ａ、２７ｂの
記憶データに基いて、形状指数演算器２８にて後述する
算出方法によりスクイズ量が算出出力される。
２４ａ、２４ｂに記憶された画像（形状）信号は、サン
プリングライン選択信号発生回路２５からの縦走査信号
〈第４図工ではＸ軸に沿って順次発生する所要数の信号
のうちの１本の信号ＸＢのみ示す）毎に最大輝度を与え
るＹ軸上の座標（第４図■参照。ｘ９に対応する座標は
Ｖｓ）が最大輝度検出回路２６ａ、２６ｂによって検出
され、この検出結果は１次元メモリ２７ａ、２７ｂに記
憶される。かくして上記１次元メモリ２７ａ、２７ｂの
記憶データに基いて、形状指数演算器２８にて後述する
算出方法によりスクイズ量が算出出力される。
次にスクイズ量の算出方法について説明する。
初めにスクイズ量の定義について述へる。従来、スクイ
ズ量はパイプの外周長を直接あるいは間接的に検出し演
算することにより、外周長の変化日または変化率を求め
、これをスクイズ量としていた。本発明においては、以
下に示す如くスクイズロールによる押圧変形により生じ
た溶接ビード１５ａ、１５ｂの断面積または単位長さ当
りの体積（平均断面積）をスクイズ量とする。
ズ量はパイプの外周長を直接あるいは間接的に検出し演
算することにより、外周長の変化日または変化率を求め
、これをスクイズ量としていた。本発明においては、以
下に示す如くスクイズロールによる押圧変形により生じ
た溶接ビード１５ａ、１５ｂの断面積または単位長さ当
りの体積（平均断面積）をスクイズ量とする。
溶接ビードの断面積ＳＳＱをスクイズ量とする場合は、
第５図に示すように外面ビードの断面積をＳａとし、内
面ビードの断面積をｓｂとすると５ｓｑ＝Ｓａ＋Ｓｂ
−（１）となる。
第５図に示すように外面ビードの断面積をＳａとし、内
面ビードの断面積をｓｂとすると５ｓｑ＝Ｓａ＋Ｓｂ
−（１）となる。
一方、溶接ビードの単位長さ当りの体積Ｖｓｑをスクイ
ズ量とする場合は、外面ビードの単位長さ当りの体積を
Ｖａとし、内面ビードの単位長さ当りの体積をｖｂとす
ると Ｖｓｑ＝Ｖａ＋Ｖｂ −（２）となる
。
ズ量とする場合は、外面ビードの単位長さ当りの体積を
Ｖａとし、内面ビードの単位長さ当りの体積をｖｂとす
ると Ｖｓｑ＝Ｖａ＋Ｖｂ −（２）となる
。
ここで溶接ビードの体積を求める積分区間を［ｘｌ、ｘ
２コとすると ＶＳＱ＝ｆ ５ｓｑ（ｘ）ｄｘ／（ｘｌ−ｘ２）ｌ ・・・（３） となる。上記（３）式から明らかなように溶接ビードの
体積を求めることは、溶接ビードの断面積の平均値をと
ることと等価である。したがって溶接ビードの断面積を
求めることにより溶接方向つまりＸ軸のｘ＝ｘ ｉの点
における計測値を示すことになる。
２コとすると ＶＳＱ＝ｆ ５ｓｑ（ｘ）ｄｘ／（ｘｌ−ｘ２）ｌ ・・・（３） となる。上記（３）式から明らかなように溶接ビードの
体積を求めることは、溶接ビードの断面積の平均値をと
ることと等価である。したがって溶接ビードの断面積を
求めることにより溶接方向つまりＸ軸のｘ＝ｘ ｉの点
における計測値を示すことになる。
一方、第６図（ａ）（ｂ）に示す如〈従来の管周長の変
化量ΔＬとビード部の断面積ＳＳＱとの関係は、体積一
定の関係により ΔＬ（λ０＋Δβ）（１０＋Δ１）＝ （℃Ｏ十Δβ）Ｓｓｑ＋３ｄ となる。したがって ５ｓｑ＝（ｔｏ＋Δｔ）ΔＬ−８ｄ ・・・（４）と
なる。ただし１０はオーブンシームパイプ時の肉厚、２
０はオーブンシームバイブ時の長さ、Δｔはスクイズ変
形後の肉厚変化、Δ２はスクイズ変形後のパイプの伸び
、Ｓｄはフラッシュや内面ビード側での溶鋼の落下によ
る断面積の減少分である。
化量ΔＬとビード部の断面積ＳＳＱとの関係は、体積一
定の関係により ΔＬ（λ０＋Δβ）（１０＋Δ１）＝ （℃Ｏ十Δβ）Ｓｓｑ＋３ｄ となる。したがって ５ｓｑ＝（ｔｏ＋Δｔ）ΔＬ−８ｄ ・・・（４）と
なる。ただし１０はオーブンシームパイプ時の肉厚、２
０はオーブンシームバイブ時の長さ、Δｔはスクイズ変
形後の肉厚変化、Δ２はスクイズ変形後のパイプの伸び
、Ｓｄはフラッシュや内面ビード側での溶鋼の落下によ
る断面積の減少分である。
ここで、通常の操業では
Δｔ＃ｏ、Ｓｄ＃Ｏ・・・（５）
であるから、前記（４）式は近似的に
ＳＳＱ岬１０・ΔＬ ・・・（６）とな
る。かくして従来の管周艮の変化量△Ｌと、ビード部の
断面積ＳＳＱはほぼ等価となる。
る。かくして従来の管周艮の変化量△Ｌと、ビード部の
断面積ＳＳＱはほぼ等価となる。
次に、管外面のビード形状の演算を、フレームメモリ２
４ａに記憶された画像（形状）信号の一例である第４図
工に基いて説明する。
４ａに記憶された画像（形状）信号の一例である第４図
工に基いて説明する。
演算データの採取は次の順序で行なわれる。まず、フレ
ームメモリ２４ａに記憶された画像信号が、サンプリン
グ選択信号発生回路２５からの縦走査信号毎に最大輝度
を与えるＹ軸上の座標ｙｉが最大輝度検出回路２６ａに
よって検出され、この検出結果は１次元メモリ２７ａに
記憶される。
ームメモリ２４ａに記憶された画像信号が、サンプリン
グ選択信号発生回路２５からの縦走査信号毎に最大輝度
を与えるＹ軸上の座標ｙｉが最大輝度検出回路２６ａに
よって検出され、この検出結果は１次元メモリ２７ａに
記憶される。
次いで上記１次元メモリ２７ａの隣接記憶データの差分
が次式に基いて演算される。
が次式に基いて演算される。
Δｙ＋ ＝Ｖ＋ Ｈ−’Ｊ＋ （１≦ １≦
Ｎ−１）・・・ （７） さらに（７）式に基いて得られたデータにより、形状指
数演算器２７においてピード両下端の座標（ＸＬ、Ｖｔ
、）、（ＸＲ，’ｌ／Ｒ）が下式に基いて演算される。
Ｎ−１）・・・ （７） さらに（７）式に基いて得られたデータにより、形状指
数演算器２７においてピード両下端の座標（ＸＬ、Ｖｔ
、）、（ＸＲ，’ｌ／Ｒ）が下式に基いて演算される。
ΔｙＬ＞Δｙ ・・・（８）Δｙ
ｉ＜Δｙ （１≦２≦し−１） ・・・（９）Δ’ｌ
／Ｒ−１＜−Δｙ ・・・（１０）Δ
ｙｍ＞−Δｙ （Ｒ≦ｍ≦Ｎ−１’） ・（１１）た
だしΔｙは適当な正の定数とする。
ｉ＜Δｙ （１≦２≦し−１） ・・・（９）Δ’ｌ
／Ｒ−１＜−Δｙ ・・・（１０）Δ
ｙｍ＞−Δｙ （Ｒ≦ｍ≦Ｎ−１’） ・（１１）た
だしΔｙは適当な正の定数とする。
次に、座標（ＸＬ、 ｙＬ）、（ＸＲ，ＶＲ）を直線ま
たはパイプ径に対応する円弧で結ぶ。たとえば前者の場
合、この直線上の座標（Ｘｉ 、 Ｖｓｌ）は ｙＢ＋ ＝（’ｌ／Ｒ−’１／Ｌ）／（ＸＲ−ＸＬ）Ｘ
（ＸＩ −ＸＲ） ＋ＶＲ ・・・（１２） で示される。
たはパイプ径に対応する円弧で結ぶ。たとえば前者の場
合、この直線上の座標（Ｘｉ 、 Ｖｓｌ）は ｙＢ＋ ＝（’ｌ／Ｒ−’１／Ｌ）／（ＸＲ−ＸＬ）Ｘ
（ＸＩ −ＸＲ） ＋ＶＲ ・・・（１２） で示される。
また１次元メモリ２７ａに記憶された最大輝度座標ｙ１
のデータおよび走査線の間隔ΔＸｓから、管外面側溶接
ビードの断面積３ａは Ｓａ＝Σ（Ｖｔ −ＶＢ＋ ） ΔＸｓ ・＝ ＜
１３＞皿 となる。
のデータおよび走査線の間隔ΔＸｓから、管外面側溶接
ビードの断面積３ａは Ｓａ＝Σ（Ｖｔ −ＶＢ＋ ） ΔＸｓ ・＝ ＜
１３＞皿 となる。
一方、管外面側溶接ビードの単位長さ当りの体積Ｖａは
前記（３）式により Ｖａ＝／ ５ａｄｘ／（ｘ２−ｘｉ）ｘＩ ＝ΣＳａ、＋ＶＪΔｒ／（ｘ２−ｘｉ）・・・（１４） となる。ただしＶＪは画像採取時の溶接速度、Δτは画
像採取の時間間隔である。
前記（３）式により Ｖａ＝／ ５ａｄｘ／（ｘ２−ｘｉ）ｘＩ ＝ΣＳａ、＋ＶＪΔｒ／（ｘ２−ｘｉ）・・・（１４） となる。ただしＶＪは画像採取時の溶接速度、Δτは画
像採取の時間間隔である。
以上の演算により、管外面側ビード部の断面積３ａおよ
び単位長さ当りの体積Ｖａが求まる。なお、管内面側ビ
ード部の断面積ｓｂおよび単位長さ当りの体積ｖｂも同
様な演算方法により求められる。したがってスクイズ量
に対応するパラメータＳｓｑ、Ｖｓｑは ５ＳＱ＝Ｓａ＋Ｓｂ −（１５）Ｖ
ｓｑ＝Ｖａ＋Ｖｂ −（１６）にて
求められる。
び単位長さ当りの体積Ｖａが求まる。なお、管内面側ビ
ード部の断面積ｓｂおよび単位長さ当りの体積ｖｂも同
様な演算方法により求められる。したがってスクイズ量
に対応するパラメータＳｓｑ、Ｖｓｑは ５ＳＱ＝Ｓａ＋Ｓｂ −（１５）Ｖ
ｓｑ＝Ｖａ＋Ｖｂ −（１６）にて
求められる。
なお、ビード部の断面積を求める方法としては前述した
方法の他に、第７図に示す如く輪郭形状を直線等で近似
する方法もある。第７図においては、ビード部近傍の管
外周曲線を（ＸＡ、ＹＡ）と（ＸＢ 、 ＹＢ ）の２
点を通る直線と、（Ｘｃ。
方法の他に、第７図に示す如く輪郭形状を直線等で近似
する方法もある。第７図においては、ビード部近傍の管
外周曲線を（ＸＡ、ＹＡ）と（ＸＢ 、 ＹＢ ）の２
点を通る直線と、（Ｘｃ。
Ｙｃ）と（Ｘｏ、Ｙｏ）の２点を通る直線とで近似する
。この際、ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ，Ｘｏは予め設定しておく
。次いで溶接ビードの傾斜面を、（ＸＥＬ、ＹＥ）と（
ＸＦＬ、ＹＰ）の２点を通る直線と、（ＸＥＲ，ＹＥ）
と（ＸＦＲ，ＹＦ）の２点を通る直線とで近似する。ま
たこれら４直線により交点（ＸＬ −、ＹＬ−）および
（ＸＲ−。
。この際、ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ，Ｘｏは予め設定しておく
。次いで溶接ビードの傾斜面を、（ＸＥＬ、ＹＥ）と（
ＸＦＬ、ＹＰ）の２点を通る直線と、（ＸＥＲ，ＹＥ）
と（ＸＦＲ，ＹＦ）の２点を通る直線とで近似する。ま
たこれら４直線により交点（ＸＬ −、ＹＬ−）および
（ＸＲ−。
ＹＲ−）が求まる。そして、上記交点（ＸＬ−。
ＹＬ−）、 （ＸＲ−、Ｙｐ ′ンと、溶接ビードの
最大高さｙｈの座標によりｙ＝ｙｈの直線および溶接ビ
ードの傾斜面を近似した２直線の各々の交点（ＸＨＬ、
Ｙｕ）、（ＸＨＲ，ＹＨ）とにより、溶接ビード頂上付
近の近似形状が決まる。かくしてこれらの近似曲線によ
り囲まれた部分の面積が溶接ビードの断面積に相当する
。
最大高さｙｈの座標によりｙ＝ｙｈの直線および溶接ビ
ードの傾斜面を近似した２直線の各々の交点（ＸＨＬ、
Ｙｕ）、（ＸＨＲ，ＹＨ）とにより、溶接ビード頂上付
近の近似形状が決まる。かくしてこれらの近似曲線によ
り囲まれた部分の面積が溶接ビードの断面積に相当する
。
第８図は外径２５４ｓ＋Ｘ板厚６．３５ａｍの電縫管製
造で従来の管外周長変化量によるスクイズ吊計測値（横
軸）と、ビード部断面積の計測値（縦軸）とを比較した
図である。実験はスクイズロールの設定値を３段階に変
化させ、溶接入熱の条件としては切削前のビード形状が
第２図（ａ）に示す如く最適状態にして、中止め後の巻
尺による外周長計測により、管外周長変化量が０．２Ｍ
、０゜５ｔｔａ、０．８順の条件でビード部断面積ＳＳ
Ｑの計測を行なった。
造で従来の管外周長変化量によるスクイズ吊計測値（横
軸）と、ビード部断面積の計測値（縦軸）とを比較した
図である。実験はスクイズロールの設定値を３段階に変
化させ、溶接入熱の条件としては切削前のビード形状が
第２図（ａ）に示す如く最適状態にして、中止め後の巻
尺による外周長計測により、管外周長変化量が０．２Ｍ
、０゜５ｔｔａ、０．８順の条件でビード部断面積ＳＳ
Ｑの計測を行なった。
その結果、外周長変化量とビード部断面積は実操業のＷ
！囲内でほぼ一次の相関関係があり、従来のスクイズ量
としての管外周長変化量にかわってビード部断面積ＳＳ
ｑが新しいスクイズ量のパラメータとして使用できるこ
とがわかった。
！囲内でほぼ一次の相関関係があり、従来のスクイズ量
としての管外周長変化量にかわってビード部断面積ＳＳ
ｑが新しいスクイズ量のパラメータとして使用できるこ
とがわかった。
第９図は外径２５４Ｊｌ！ＩＩＩＸ板厚６．３５Ｊｌｌ
ｌの電縫管製造で溶接入熱を変化させた場合の実験結果
を示す図である。横軸には溶接入熱を極小、小、中（最
適）、大、極大の条件で表示し、縦軸にはビード部断面
積ＳＳｑを表示する。またスクイズロールは、溶接入熱
を最適にした条件で中止めを行ない、巻尺測定で０．５
ｍだけ外周長を押圧する如く設定した。′その結果、極
小では冷接が生じ、極大ではベネトレータが生じる。小
、中、大の領域では溶接欠陥の発生はない。
ｌの電縫管製造で溶接入熱を変化させた場合の実験結果
を示す図である。横軸には溶接入熱を極小、小、中（最
適）、大、極大の条件で表示し、縦軸にはビード部断面
積ＳＳｑを表示する。またスクイズロールは、溶接入熱
を最適にした条件で中止めを行ない、巻尺測定で０．５
ｍだけ外周長を押圧する如く設定した。′その結果、極
小では冷接が生じ、極大ではベネトレータが生じる。小
、中、大の領域では溶接欠陥の発生はない。
かくして、従来、スクイズ量は中止め状態で巻尺を用い
て計測するため、測定誤差があり、かつオンラインで計
測することは不可能であったが、本発明によれば、溶接
入熱の変化に対応するスクイズ量の変化すなわちビード
部断面積Ｓｓｑの変化がオンラインかつリアルタイムで
計測可能となった。
て計測するため、測定誤差があり、かつオンラインで計
測することは不可能であったが、本発明によれば、溶接
入熱の変化に対応するスクイズ量の変化すなわちビード
部断面積Ｓｓｑの変化がオンラインかつリアルタイムで
計測可能となった。
第１０図は電ｌ管の外面側ビード部面積Ｓａとビード部
断面積ＳＳＱとの関係を示す図である。実験結果を最小
自乗法により近似すると ５ｓｑ＝２．０９ｘＳａ −（１７）とな
る。これは溶接ビード断面積Ｓｓｑの計測にあたって、
外面ビード側の計測だけでも可能なことを示している。
断面積ＳＳＱとの関係を示す図である。実験結果を最小
自乗法により近似すると ５ｓｑ＝２．０９ｘＳａ −（１７）とな
る。これは溶接ビード断面積Ｓｓｑの計測にあたって、
外面ビード側の計測だけでも可能なことを示している。
第１１図は管外面側ビード形状だけを検出し、スクイズ
量を演算する場合の装置構成を示すブロック図である。
量を演算する場合の装置構成を示すブロック図である。
こうすることにより、内面側ビード形状を計測するため
の計測装置を簡略でき、実操業上、シリンドリカルレン
ズ１６ａ、狭帯域干渉フィルタ２１ａ、ＩＴＶカメラ２
２ａからなる光切断装置の設置が容易となる。
の計測装置を簡略でき、実操業上、シリンドリカルレン
ズ１６ａ、狭帯域干渉フィルタ２１ａ、ＩＴＶカメラ２
２ａからなる光切断装置の設置が容易となる。
このように本実施例によれば、溶接ビード断面積ＳＳｑ
または溶接ビードの単位長さ当りの体積Ｖｓｑが、管外
周長の変化量を用いた従来のスクイズ量にかわって、新
しいパラメータとして使用できる。また、オンラインか
つリアルタイムによりスクイズ量が計測できるようにな
ったので、溶接品質の管理が可能となった。
または溶接ビードの単位長さ当りの体積Ｖｓｑが、管外
周長の変化量を用いた従来のスクイズ量にかわって、新
しいパラメータとして使用できる。また、オンラインか
つリアルタイムによりスクイズ量が計測できるようにな
ったので、溶接品質の管理が可能となった。
なお本発明は前記実施例に限定されるものではない。た
とえば、第３図工において撮影方向を９０°傾けること
により、水平走査線上に光切断プロフィルの最大輝度点
は一点となるため、フレームメモリ２３ａ、２３ｂを省
略し、ＩＴＶカメラ２２ａ、２２ｂからの画像信号を直
接最大輝度検出回路２５ａ、２５ｂに入力するようにし
てもよい。このほか本発明の要旨を越えない範囲で種々
変形実施可能なのは勿論である。
とえば、第３図工において撮影方向を９０°傾けること
により、水平走査線上に光切断プロフィルの最大輝度点
は一点となるため、フレームメモリ２３ａ、２３ｂを省
略し、ＩＴＶカメラ２２ａ、２２ｂからの画像信号を直
接最大輝度検出回路２５ａ、２５ｂに入力するようにし
てもよい。このほか本発明の要旨を越えない範囲で種々
変形実施可能なのは勿論である。
本発明方法は、溶接直後の溶接ビード部の形状を光切断
法により検出し、この検出信号を演算処理して溶接ビー
ド部の断面積または単位長さ当りの体積を計測し、この
断面積または体積からスクイズ量を算出するようにした
ものである。
法により検出し、この検出信号を演算処理して溶接ビー
ド部の断面積または単位長さ当りの体積を計測し、この
断面積または体積からスクイズ量を算出するようにした
ものである。
また本発明装置は、管内外面または管外面に光切断法に
よる計測装置を設置し、この計測装置により管内外面ま
たは管外面の溶接ビードの形状を計測・演算することに
より溶接ビードの断面積または単位長さ当りの体積を求
め、この求められた溶接ビードの断面積または単位長さ
当りの体積からスクイズ量を算出するようにしたもので
ある。
よる計測装置を設置し、この計測装置により管内外面ま
たは管外面の溶接ビードの形状を計測・演算することに
より溶接ビードの断面積または単位長さ当りの体積を求
め、この求められた溶接ビードの断面積または単位長さ
当りの体積からスクイズ量を算出するようにしたもので
ある。
したがって本発明によれば、簡単かつ高精度にスクイズ
量の計測が行なえる電縫管溶接工程におけるスクイズｍ
測定方法およびその装置を提供できる。
量の計測が行なえる電縫管溶接工程におけるスクイズｍ
測定方法およびその装置を提供できる。
第１図〜第４図は本発明装置の一実施例を示す図で、第
１図は構成を示すブロック図、第２図（ａ）（ｂ）は溶
接ビードの形状例を示す図、第３図は光切断プロフィー
−ル受像信号処理の一例を示す流れ図、第４図はフレー
ムメモリに記憶された画像信号の一例を示す図である。 第５図〜第１０図は本発明方法を示す図で、第５図は溶
接ビードの断面積を説明するための図、第６図（ａ）（
１））は溶接ビードの単位長さ当りの面積を説明するた
めの図、第７図は溶接ビードの断面積を求める他の手段
を説明するための図、第８図〜第１０図は実験結果を示
す図である。第１１図は本発明装置の変形例を示すブロ
ック図である。第１２図および第１３図（ａ）（ｂ）は
従来例を説明するための図である。 １１・・・素管、１４ａ、１４ｂ・・・溶接ビード、１
６ａ、１６ｂ・・・シリンドリカルレンズ、２２ａ。 ２２ ｂ ・Ｉ Ｔ Ｖカメラ、２４ａ、２４’ｏ−ｙ
レームメモリ、２５・・・サンプリング選択信号発生回
路、２６ａ、２６ｂ・・・最大輝度検出回路、２７ａ、
２７ｂ・・・１次元メモリ、２８・・・形状指数演算器
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３ ｒ 第４１ １ ｍ 第５ 図 （ａ） （ｂ）第７図
１図は構成を示すブロック図、第２図（ａ）（ｂ）は溶
接ビードの形状例を示す図、第３図は光切断プロフィー
−ル受像信号処理の一例を示す流れ図、第４図はフレー
ムメモリに記憶された画像信号の一例を示す図である。 第５図〜第１０図は本発明方法を示す図で、第５図は溶
接ビードの断面積を説明するための図、第６図（ａ）（
１））は溶接ビードの単位長さ当りの面積を説明するた
めの図、第７図は溶接ビードの断面積を求める他の手段
を説明するための図、第８図〜第１０図は実験結果を示
す図である。第１１図は本発明装置の変形例を示すブロ
ック図である。第１２図および第１３図（ａ）（ｂ）は
従来例を説明するための図である。 １１・・・素管、１４ａ、１４ｂ・・・溶接ビード、１
６ａ、１６ｂ・・・シリンドリカルレンズ、２２ａ。 ２２ ｂ ・Ｉ Ｔ Ｖカメラ、２４ａ、２４’ｏ−ｙ
レームメモリ、２５・・・サンプリング選択信号発生回
路、２６ａ、２６ｂ・・・最大輝度検出回路、２７ａ、
２７ｂ・・・１次元メモリ、２８・・・形状指数演算器
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３ ｒ 第４１ １ ｍ 第５ 図 （ａ） （ｂ）第７図
Claims (2)
- （１）電縫管溶接工程において、溶接直後の溶接ビード
部の形状を光切断法により検出し、この検出された信号
を演算処理して溶接ビード部の断面積または単位長さ当
りの体積を計測し、この断面積または体積からスクイズ
量を算出するようにしたことを特徴とする電縫管溶接工
程におけるスクイズ量算出方法。 - （２）電縫管溶接工程において、管内外面または管外面
に設置された光切断法による計測装置と、この計測装置
により管内外面または管外面の溶接ビードの形状を計測
・演算することにより溶接ビードの断面積または単位長
さ当りの体積を求める計測・演算手段と、この計測・演
算手段により求められた溶接ビードの断面積または単位
長さ当りの体積からスクイズ量を算出する手段とを具備
したことを特徴とする電縫管溶接工程におけるスクイズ
量算出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20950684A JPS6188981A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 電縫管溶接工程におけるスクイズ量算出方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20950684A JPS6188981A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 電縫管溶接工程におけるスクイズ量算出方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188981A true JPS6188981A (ja) | 1986-05-07 |
Family
ID=16573926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20950684A Pending JPS6188981A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 電縫管溶接工程におけるスクイズ量算出方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188981A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62289383A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高周波溶接装置の溶接電力測定方法 |
| JPS63224883A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Nippon Steel Corp | 温間電縫溶接法 |
| EP0525621A2 (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-03 | Kabushiki Kaisha Meidensha | High frequency electronic welding system |
| JP2011106821A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 管材の溶接ビード測定方法並びに溶接ビード切削方法及び溶接ビード切削装置 |
| JP2011104627A (ja) * | 2009-11-18 | 2011-06-02 | Jfe Steel Corp | 電縫鋼管の製造方法および電縫鋼管 |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20950684A patent/JPS6188981A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62289383A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高周波溶接装置の溶接電力測定方法 |
| JPH0571357B2 (ja) * | 1986-06-06 | 1993-10-07 | Sumitomo Metal Ind | |
| JPS63224883A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Nippon Steel Corp | 温間電縫溶接法 |
| EP0525621A2 (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-03 | Kabushiki Kaisha Meidensha | High frequency electronic welding system |
| JP2011106821A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 管材の溶接ビード測定方法並びに溶接ビード切削方法及び溶接ビード切削装置 |
| JP2011104627A (ja) * | 2009-11-18 | 2011-06-02 | Jfe Steel Corp | 電縫鋼管の製造方法および電縫鋼管 |
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