JPS63307308A - 管体表面の突起物検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水道・ガス・石油等の管をはしめ、その断面
形状が円形をなす母材表面に形成もしくは付着した突起
物の位置及び大きさを検出する装置に関するものである
。

［従来の技術］ 例えば鋼管のアップセットバイブ製造過程においては、
バイブ端部側部にパリが発生する事が多く、何らかの方
法でこの突起物としてのパリを除去する必要がある。こ
の場合、パリはパイプ外周の１８０″″間隔に２ケ所発
生するのが普通であるがこのパリの発生装置及び大きさ
に情報がなければ自動的なパリ除去作業を行なう事が不
可能である。

従来は例えば同一出願人において出願しているように（
特願昭６２−７８４５６号公報）パイプ表面に垂直にレ
ーザー光を照射し、該スポット光を斜めから受光し、ス
ポット光位置変動信号を検出して、該信号より変動量や
変動幅を抽出、判定することによるパリの検出を行なっ
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながらこの方法は精度がよく実用度の高い技術で
あるが、バイブ外径が変わる毎に、該検出装置を上又は
下方向あるいは左又は右方向、必要なら両方向へ移動さ
せる装置が必要で、かつその移動停止精度は、要求検出
精度が厳しいほど、高精度が要求される。又、第３図は
この方法による位置変動信号から回転に伴う大きなうね
りを除去して得られた波形であるが、検出信号の変化速
度が急であるため、かなり高速の信号処理が必要となる
。

レーザー光の照射面がスポット光という点で検出してい
るため管軸方向でパリが高さ方向にばらつき、パリの谷
部に当ったスポット光を受光した時や、パリ高さはある
が、パリに幅がない時など、未検出の恐れがある。更に
バイブ表面の凹凸、すなわち変位を直接計測するため、
凹凸の程度によっては過検出になりたり、それを防止す
るために複雑な特殊抽出処理装置が必要である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上述の如き、問題点を有効に解決したものであ
り、その要旨とするところは、管体管軸線に対し垂直方
向に走査し、かつ管軸線に対し垂直あるいは傾斜して照
射するレーザー光源と、該レーザー光を透過式に検出す
る受光装置と、管体を一定速度で回転させる回転装置及
び該回転位置を検出する回転位置検出装置と、回転に伴
って受光装置で検出したレーザー光受光幅変動信号を検
出して局所的な変動成分のみを抽出する局所変動成分抽
出装置と、該変動成分の変動率を抽出する局所変動率抽
出装置と、一定レベル以上の変動個所および変動率個所
を抽出するレベル判定装置と、一定幅以上の変動個所お
よび変動率個所゛を抽出する幅判定装置と、一定レベル
及び一定幅以上の変動個所および変動率個所の位置およ
び変動高さを検出する装置とから構成されることを特徴
とする管体表面の突起物検出装置である。

［実施例及び作用］ 次に本発明を図示する実施例装置により詳細に説明する
。

第１図において１は被検対象であるアップセットバイブ
、２はパリを模式的に表わしだもの、３はロール回転装
置、４はロール回転位置検出装置、５は半導体レーザー
、６は７のポリゴンミラーへレーザー光を誘導する誘導
ミラー、７はポリゴンミラー、８はポリゴンミラー７を
回転させるモーター、９はモーター８を回転制御するミ
ラー回転装置、１０はコリメータレンズ、１１はレーザ
ービーム、１２は受光レンズ、１３は受光装置、１４は
受光幅計測装置、１５は受光幅変動検出回路、１６は幅
変動信号、１７は局所変動成分抽出装置、１８は局所変
動率成分抽出装置、１９はレベル判定装置、２０は幅判
定装置、２１はパリ位置および高さ検出装置である。次
に装置の動作を説明する。半導体レーザー３より出射し
た光線はモーター８の回転軸の回りに配列されたポリゴ
ンミラー７に導か′れる。ポリゴンミラー７の面は、コ
リメータレンズｌＯの焦点位置近傍に配置されている。

ポリゴンミラー７で反射されたレーザービームはコリメ
ータレンズ１０により平行光線となって被検対象１を高
速走査する。被検対象１を高速走査したレーザービーム
は管軸線を境に対向配置された受光レンズ１２により受
光装置１３に集められ、受光装置１３はレーザービーム
の明暗に応じた信号を受光幅計測装置１４に送り、該装
置１４では、該明暗信号の時間とレーザー光の走査速度
から、レーザー光の既知の走査幅をもとに受光幅信号を
生成する。該受光幅信号を受光幅変動検出回路１５に入
力して受光幅変動信号１６を得るが、この信号は第２図
（ａ）に示すようにバイブの回転に伴う大きなうねりホ
とパリ位置がレーザービームを直接遮へいしながら通過
しているうねり変動波形イ〜ハ、及びバイブ表面の凹凸
等のパリ以外で発生するノイズ的な変動量から構成され
る。この受光幅変動信号を局所変動成分抽出装置１７に
人力し、次いで局所変化率抽出装置１８に人力すること
により、第２図（ｂ）の波形を得る。この図に示すよう
に大きなうねり変動分が除去され、かつ受光幅変動信号
の変化率を得る。次にレベル判定装置１９によって局所
的な変化率信号のうち、一定レベル　へを越える時期を
検出し基点として一層レベル　トを反対側に越え再びレ
ベル　ヘ〜トの間に落ちつく期間チ〜ヌの間局所変動成
分抽出装置１７の信号を取り出し、第２図（ｃ）に示す
信号を得る。第２図（Ｃ）におけるヨ〜しはパリに対応
する波形であるから、パリ位置及びパリ高さ検出装置２
１によって信号のピークの高さａ、ｂ、ｃと位置ａ’　
、ｂ’　、ｃ’を検出すればパリの高さと位置を検出す
ることができる。尚幅判定装置２０では誤検出を少くす
るため変化率信号より得られる期間第２図（ｂ）チ〜ヌ
の幅が規定値ヲより小さく、規定値ワより大きい事の判
定をしたり、第２図（Ｃ）で得られた波形より、一定レ
ベル　カを越える信号の幅が規定値の上限値および下限
値の中に入るかどうかの判定を行うことにより検出信号
の信頼性を高めることができる。また、被検パイプが高
温の場合でも、第１図の受光レンズ１２の前にレーザー
の波長のみを通過する干渉フィルタを設ければ、パイプ
の自然光による影響を除去することが可能である。

［発明の効果］ 本発明装置をパイプ下面側に設置するとパイプ外径の変
化幅より、レーザー光の走査幅を大きくすることにより
、パイプ外径の変化に伴う検出器の位置変更は不要とな
る。又、パリ通過時の信号の変化が、従来方法に比べ、
ゆるやかで幅が広いのでデータ収集もそれほど高速を要
求されず、更に直接的に表面の変位を検出する従来の方
法に比べ表面凹凸信号がパイプを回転することにより平
滑化されるのでパリの信号の区別が容易となり信号処理
部の装置の簡素化が図れる。又管軸方向でのパリ高さの
変動に対しては、該装置を管軸に対し傾斜させることに
より、パリを点という一次元でみるのではなく線という
二次元で検出できるため、より安定した検出が可能であ
る。以上のように本発明装置の実用上、経済上および検
出の信頼性上の効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明実施例装置の説明図、同（ｂ）は
レーザーの光路の設定を示す図、第２図（ａ）　、　（
ｂ）　、　（Ｃ）は第１図の実施例装置により検査の態
様を示す波形の説明図、第３図は従来方法にて得た位置
変動信号図である。 １・・・アップセットパイプ ２・・・パリ　　　　　　３・・・ロール回転装置４・
・・ロール回転位置検出装置 ５・・・半導体レーザー　６・・・誘導ミラー７・・・
ポリゴンミラー　８・・・モーター９・・・ミラー回転
装置　１０・・・コリメータレンズ１１・・・レーザー
ビーム　１２・・・受光レンズ１３・・・受光装置　　
　　１４・・・受光幅計測装置１５・・・受光幅変動検
出回路 １６・・・幅変動信号 １７・・・局所変動成分抽出装置 １８・・・局所変動率成分抽出装置 １９・・・レベル判定装置　２０・・・幅判定装置２１
・・・パリ位置及び高さ検出装置 ２２・・・投光部ヘッド　　２３・・・受光部ヘッドｊ
′−″″″− 木　　多　　小　　平 ：・−１ ・・・−″、ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管軸線に対し垂直方向に走査し、かつ管軸線に対し垂直
   あるいは傾斜して照射するレーザー光源と、該レーザー
   光を透過式に検出する受光装置と、管体を一定速度で回
   転させる回転装置及び該回転装置を検出する検出装置と
   、回転に伴って受光装置で検出したレーザー光受光幅変
   動信号を検出して局所的な変動成分のみを抽出する局所
   変動成分抽出装置と、該変動成分の変動率を抽出する局
   所変動率抽出装置と、一定レベル以上の変動箇所および
   変動率箇所を抽出するレベル判定装置と、一定幅以上の
   変動個所および変動率個所を抽出する幅判定装置と、一
   定レベルおよび一定幅以上の変動個所および変動率個所
   の位置及び変動高さを検出する装置とから構成される事
   を特徴とする管体表面の突起物検出装置。