KR20120120424A

KR20120120424A - 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치, 조업 관리 방법 및 조업 관리 프로그램

Info

Publication number: KR20120120424A
Application number: KR1020127023962A
Authority: KR
Inventors: 노보루 하세가와; 히데키 하마타니; 다카오 미우라; 구니히코 하타바라; 노부오 미즈하시; 가즈토 야마모토
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-11-01
Also published as: BR112012023775A2; EP2551048A4; JP5079929B2; CN102791418A; CN102791418B; JPWO2011118560A1; EP2551048A1; WO2011118560A1; US20120325805A1; BR112012023775B1; EP2551048B1; KR101447793B1; US9199291B2

Abstract

이 조업 관리 장치는, 띠 형상의 금속판을 반송하면서 그 양단부가 서서히 서로 대향하도록 원통 형상으로 성형하면서, 이 양단부가 서로 대향하여 맞닿는 부분인 V자 수렴부를 용접하는 전봉 용접의 조업 관리를 행한다. 또한, 이 조업 관리 장치는 상기 V자 수렴부를 포함하는 영역의 화상을 기초로 하여, 상기 금속판의 상기 양단부가 기하학적으로 교차되는 제1 V 수렴점과 상기 금속판의 상기 양단부의 접촉점인 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및, 이 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 측정하는 측정부와, 상기 거리 L[㎜] 및 상기 V 수렴각 θ[°]가 하기 식 (1)을 충족시키는지의 여부를 판정하는 판정부를 구비한다.
L_min(θ/θ_st)^-0.15 ≤ L ≤ 35 … (1)

Description

고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치, 조업 관리 방법 및 조업 관리 프로그램 {OPERATION　MANAGEMENT　DEVICE,　OPERATION　MANAGEMENT　METHOD,　AND　OPERATION　MANAGEMENT　PROGRAM　FOR　HIGH-FREQUENCY　RESISTANCE　WELDING　AND　INDUCTION　WELDING}

본 발명은, 금속판을 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통 형상으로 성형하고, V자를 형성하면서 수렴하는 이 금속판의 양단부를 가열 용융시켜서 맞대는 고주파 저항 용접 또는 유도 가열 용접(이하, 전봉 용접이라고 칭함)을 관리하는 조업 관리 장치, 조업 관리 방법 및 조업 관리 프로그램에 관한 것이다.

본 출원은 2010년 3월 23일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2010-66357호를 기초로 하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

석유 또는 천연 가스용 라인 파이프, 유정관, 원자력용, 지열용, 화학 플랜트용, 기계 구조용 및 일반 배관용의 파이프 등의 넓은 분야에 있어서 전봉 강관이 사용되고 있다. 전봉 강관의 제조 설비에서는, 띠 형상의 강판을 반송하면서 그 양단부(둘레 방향 양단부, 양단부 테두리)가 서서히 대향하도록 롤 군에 의해 연속적으로 원통 형상으로 성형하면서, 이 양단부가 서로 대향하면서 맞닿는 부분인 V자 수렴부를 가열에 의해 용융시켜서 맞댄다. 이 전봉 용접 시에는, 입열량을 적정한 범위로 제어해서 입열 부족 및 과입열을 피할 필요가 있다.

이러한 종류의 기술로서, 특허문헌 1에는 강판의 판 두께 t(㎜)와 맞댐 각도 ø가 하기 식 (101)을 만족하는 조건에 있어서, 용접 금속을 포함하는 접촉점과 그 근방을 촬영하고, 이렇게 해서 얻어진 화상 데이터를 기초로 하여, 미용착 시의 용접점을 원점으로 설정했을 때에, 용접점의 위치가 용접 방향으로 -2.0㎜ 이하가 되도록 입열량을 제어하는 전봉 강관의 제조 방법이 개시되어 있다.

0 ≤ ø ≤ tan(0.4/t)^-1 … (101)

또한, 특허문헌 2에는 워크의 용접점 근방 부위를 고속도 카메라에 의해 연속 촬영하고, 그 촬영 화상을 기초로 용접점으로부터 V자 수렴 위치까지의 협간극부의 길이를 계측하고, 이 계측한 협간극부의 길이 L이 하기 식 (102)를 충족시키도록 전봉 용접의 용접 입열을 조정하는 전봉 용접관의 제조 방법이 개시되어 있다.

0.259t ＋ 0.013d - 0.00548v - 6.16 < L < 0.259t ＋ 0.013d - 0.00548v ＋ 23.84 … (102)

t : 금속띠의 판 두께(㎜), d : 관의 외경(㎜), v : 용접 속도(㎜/s)

[특허문헌 1] : 일본 특허 출원 공개 제2008-212961호 공보 [특허문헌 2] : 일본 특허 출원 공개 제2009-233678호 공보

[비특허문헌 1] : 포갬 및 맞댐 심 용접, 용접 학회 기술 자료 No.10(1989년 11월), 용접 학회 경구조 접합 가공 연구 위원회편

그러나 특허문헌 1에 개시되어 있는 방법은, 맞댐 각도 ø가 식 (101)을 만족할 경우에만 적용 가능하며, 맞댐 각도 ø가 식 (101)을 만족하지 않는 맞댐 상태가 발생한 경우에 적용할 수 없다고 생각된다.

또한, 특허문헌 2에 개시되어 있는 방법에서는, 용접점으로부터 V자 수렴 위치까지의 협간극부의 길이 L이 V 수렴각에 의존하고, 이 길이 L과 V 수렴각이 가열 효율에 큰 영향을 주고, 이들의 값이 롤의 편심 및 재료 상태에 따라 쉽게 변동하므로, 용접 관리의 정밀도가 낮다고 생각된다. 특히, 비특허문헌 1에 기재되어 있는 전봉 용접의 이론식[하기 식 (103)]을 고려하면, 입열당량 Q가 기하학적인 V 수렴각 θ에 의존하므로, 특허문헌 2에서는 용접 관리의 정밀도가 낮다고 여겨진다.

Q = kPv^-0.6l^-0.55θ^-0.15t^-0.85 … (103)

P : 용접 전력, θ : 기하학적인 V 수렴각

l : 급전 거리, k : 라인 구성에 의해 결정되는 상수

본 발명은, 상기의 점에 비추어 이루어진 것이며, 광범위한 맞댐 상태에 있어서 맞댐면의 일부가 미용융으로 접합되어 있지 않은 냉접 결함 및 맞댐면에 산화물이 존재하는 페너트레이터(penetrator) 결함이 없는 전봉 용접을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치는, 띠 형상의 금속판을 반송하면서 그 양단부가 서서히 서로 대향하도록 원통 형상으로 성형하면서, 이 양단부가 서로 대향하여 맞닿는 부분인 V자 수렴부를 용접하는 고주파 저항 용접 또는 유도 가열 용접의 조업 관리를 행하는 장치이며, 상기 V자 수렴부를 포함하는 영역의 화상을 기초로 하여, 상기 금속판의 상기 양단부가 기하학적으로 교차되는 제1 V 수렴점과, 상기 금속판의 상기 양단부의 접촉점인 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및, 이 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 측정하는 측정부와, 상기 거리 L[㎜] 및 상기 V 수렴각 θ[°]가 하기 식 (1)을 충족시키는지의 여부를 판정하는 판정부를 구비한다.

L_min(θ/θ_st)^-0.15 ≤ L ≤ 35 … (1)

L_min[㎜] : 미리 설정된 기준 거리

θ_st[°] : 미리 설정된 기준 각도

(2) 상기 (1)에 기재된 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치는, 상기 측정부에서 측정한 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]가 상기 식 (1)을 충족시키도록 입열량을 제어하는 제어부를 더 구비해도 좋다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치에서는, 상기 측정부가 상기 화상을 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 상기 2치화 화상으로부터 상기 금속판의 상기 양단부를 결정하고, V자를 형성하면서 수렴하는 방향의 소정의 범위에서 상기 금속판의 상기 양단부를 직선 근사해서 2개의 근사 직선을 생성하고, 이들 근사 직선의 교점을 상기 제1 V 수렴점으로서 검출하는 제1 검출부를 구비해도 좋다.

(4) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치에서는, 상기 측정부가 상기 화상을 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 상기 2치화 화상으로부터 상기 제2 V 수렴점을 검출하는 제2 검출부를 구비해도 좋다.

(5) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치에서는, 상기 측정부가 상기 화상을 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 이 2치화 화상으로부터 상기 금속판의 상기 양단부를 결정하고, V자를 형성하면서 수렴하는 방향의 소정의 범위에서 상기 금속판의 상기 양단부를 직선 근사해서 2개의 근사 직선을 생성하고, 이들 근사 직선의 교점을 상기 제1 V 수렴점으로서 검출하는 제1 검출부와, 상기 화상을 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 이 2치화 화상으로부터 상기 제2 V 수렴점을 검출하는 제2 검출부를 구비해도 좋다.

(6) 본 발명의 일 형태에 관한 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 방법은, 띠 형상의 금속판을 반송하면서 그 양단부가 서서히 서로 대향하도록 원통 형상으로 성형하면서, 이 양단부가 서로 대향하여 맞닿는 부분인 V자 수렴부를 용접하는 고주파 저항 용접 또는 유도 가열 용접의 조업 관리를 행하는 방법이며, 상기 V자 수렴부를 포함하는 영역을 촬영 장치에 의해 촬영해서 화상을 생성하고, 상기 화상을 기초로 하여, 상기 금속판의 상기 양단부가 기하학적으로 교차되는 제1 V 수렴점과, 상기 금속판의 상기 양단부의 접촉점인 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및, 이 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 측정하고, 상기 거리 L[㎜] 및 상기 V 수렴각 θ[°]가 하기 식 (2)를 충족시키는지의 여부를 판정한다.

L_min(θ/θ_st)^-0.15 ≤ L ≤ 35 … (2)

L_min[㎜] : 미리 설정된 기준 거리

θ_st[°] : 미리 설정된 기준 각도

(7) 본 발명의 일 형태에 관한 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 프로그램은, 띠 형상의 금속판을 반송하면서 그 양단부가 서서히 서로 대향하도록 원통 형상으로 성형하면서, 이 양단부가 서로 대향하여 맞닿는 부분인 V자 수렴부를 용접하는 고주파 저항 용접 또는 유도 가열 용접을 컴퓨터에 의해 관리하는 프로그램이며, 상기 V자 수렴부를 포함하는 영역의 화상을 기초로 하여, 상기 금속판의 상기 양단부가 기하학적으로 교차되는 제1 V 수렴점과, 상기 금속판의 상기 양단부의 접촉점인 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및, 이 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 측정하는 측정 공정과, 상기 거리 L[㎜] 및 상기 V 수렴각 θ[°]가 하기 식 (3)을 충족시키는지의 여부를 판정하는 판정 공정을 구비한다.

L_min(θ/θ_st)^-0.15 ≤ L ≤35 … (3)

L_min[㎜] : 미리 설정된 기준 거리

θ_st[°] : 미리 설정된 기준 각도

본 발명에 따르면, V 수렴각의 시간 변동을 고려한 조건을 기초로 하여 전봉 용접의 조업을 관리함으로써, 광범위한 맞댐 상태에 있어서 냉접 결함 및 페너트레이터 결함이 없는 전봉 용접이 가능해진다. 특히, 강판의 양단부의 용접 개시로부터 용접 종료까지, 조업 시에 있어서의 맞댐 상태의 시간 변동에 영향을 받는 일 없이 안정된 용접을 행할 수 있다.

도 1은 전봉 강관의 제조 설비 및 전봉 용접의 조업 관리 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 전봉 용접의 조업 관리 장치에 의한 조업 관리 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 촬영 장치에 의해 촬영한 화상을 도시하는 모식도이다.
도 4a는 측정부에서 처리를 행한 2치화 화상을 도시하는 모식도이다.
도 4b는 2치화 화상 중의 각 브롭을 도시하는 모식도이다.
도 4c는 추출된 V자 수렴부의 브롭을 도시하는 모식도이다.
도 4d는 기하학적인 V 수렴점 V₁을 결정하는 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5는 접촉점인 V 수렴점 V₂를 결정하는 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은　V자 수렴부의 브롭이 추출되지 않는 2치화 화상의 예를 나타내는 모식도이다.
도 7a는 2단 수렴 현상을 설명하기 위한 강판의 개략 상면도이다.
도 7b는 2단 수렴 현상을 설명하기 위한 강판 단부의 종단면도이다.
도 8a는 2단 수렴 현상을 설명하기 위한 강판의 개략 상면도이다.
도 8b는 2단 수렴 현상을 설명하기 위한 강판 단부의 종단면도이다.
도 9는 맞댐 거리를 설명하기 위한 강판 단부의 종단면도이다.
도 10은 맞댐 거리와 입열량과의 각 조합으로 용접을 행했을 때의 용접 품질의 평가 결과를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 설명한다.

우선, 도 1을 참조하여, 전봉 강관의 제조 설비의 개요를 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 띠 형상의 강판(금속판)(1)을 방향 D1을 향해 반송하면서, 롤 군(도시하지 않음)에 의해 이 강판(1)을 연속적으로 원통 형상으로 성형한다. 그리고 원통 형상으로 성형되는 강판(1)의 내부에 인피더(6)를 배치하고, 한 쌍의 콘택트 팁(7)(고주파 저항 용접에 대응) 또는 유전 코일(도시하지 않음, 유도 가열 용접에 대응)에 의해 강판(1)의 용접부에 고주파 전류(I1)를 흐르게 하면서, 스퀴즈 롤(2)에 의해 업셋을 가한다. 이에 의해, 강판(1)의 둘레 방향 양단부(4, 4)(이하에서는, 단순히 단부라고도 함)를 방향 D1을 향해 V자 형상으로 수렴시키면서 가열 용융시켜서 맞대어, 강판(1)을 용융 접합할 수 있다[전봉 용접(ERW)].

그러나 용접 시에는, 강판(1)의 양단부(4, 4)의 단부면이 반드시 평행하지는 않으며, 도 9에 도시한 바와 같이, 맞대어진 강판(1)의 양단부(4, 4) 사이에 갭이 발생한다. 이 갭의 최대 길이 치수(이하, 맞댐 거리라고 칭함)(h)가 크면, 정상적으로 용접할 수 없는 경우가 있다. 또한, 이 맞댐 거리(h)는 용접 시에 시간 변동하는 경우가 있어, 맞댐 거리(h)가 커진 용접부의 위치에서 용접 품질이 저하되기 쉽다. 또, 도 9에는 강재의 상측(강관의 외면측)에 갭이 발생하는 상태만을 기재하고 있지만, 하측(강관의 내면측)에 갭이 발생하는 경우도 있을 수 있다.

따라서, 강판(1)의 양단부(4, 4)의 맞댐 상태와 입열량을 변화시켜서 용접 품질의 평가(160[℃] 정도의 고온 하에서의 샤르피 충격 시험)를 행했다. 그 결과, 맞댐 거리(h)(도 9를 참조)가 0.3[㎜]를 초과하는 경우라도 입열량을 제어함으로써 정상적으로 용접할 수 있었다. 도 10에는, 맞댐 거리(h)(0, 0.3, 0.6, 0.9[㎜])와 입열량(도 10 중의 용접 상태 A 내지 D가 각각 저입열량 내지 고입열량에 대응함)과의 각 조합으로 용접을 행했을 때의 용접 품질의 평가 결과를 도시한다. 도 10 중에서,「불량」은 냉접 결함 또는 페너트레이터 결함이 발생하고 있는 것을, 또한「양호」는 어떠한 결함도 발생하지 않고 정상적으로 용접할 수 있는 것을 나타낸다. 용접 상태 A에서는 입열 부족으로 인해, 용융 부족에 기인한 냉접 결함이 발생했다. 특히, 맞댐 거리(h)가 길어지는 동시에, 냉접 결함의 발생 빈도가 증가했다. 또한, 용접 상태 B에서는 맞댐 거리(h)가 짧으면(맞댐이 평행에 가까우면) 정상적으로 용접할 수 있었지만, 맞댐 거리(h)가 길어지면 냉접 결함이 발생했다. 또한, 용접 상태 C에서는 입열량이 적절하게 제어되고 있어, 맞댐 거리(h)가 0.3[㎜]를 초과해도 정상적으로 용접할 수 있었다. 또한, 용접 상태 D에서는, 과입열로 인해, 냉접 결함 및 산화한 상태에서의 압접에 의해 발생하는 페너트레이터 결함이 발생했다. 실제로 조업에서는, 판 두께나 맞댐 시의 강판(1)의 양단부면(4, 4)의 위치 변동(시간 변동) 등에 의해 맞댐 거리(h)가 0.3[㎜]를 초과하는 경우가 있으므로, 용접 상태 C가 이상적인 용접 상태이다.

즉, 용접 상태 A는 냉접 결함이 발생하는 저입열량에서의 용접 상태이며, 용접 상태 B는 조업 시의 맞댐 거리(h)가 커진 경우에 냉접 결함이 발생하는 저입열량(용접 상태 A보다 높은 입열량)에서의 용접 상태다. 용접 상태 C는 조업 시의 맞댐 거리에 의존하지 않고, 정상적으로 용접 가능한 최적 입열량(용접 상태 B보다 높은 입열량)에서의 용접 상태다. 또한, 용접 상태 D는 냉접 결함 및 페너트레이터 결함이 발생하는 과입열(용접 상태 C보다 높은 입열량)에서의 용접 상태이다. 또, 도 10 중의 종합 평가는, 실제 조업 시에 있어서의 맞댐 거리(h)의 시간 변동을 고려한 평가를 나타낸다. 도 10에 도시한 바와 같이, 용접 상태 A, 용접 상태 B 및 용접 상태 D에서는, 실제 조업 시에 상기의 결함이 발생하지만, 용접 상태 C에서는 실제 조업 시에 안정적으로 용접을 행할 수 있다.

본 발명자들은, 상술한 바와 같이 맞댐 거리(h)가 0.3[㎜]를 초과할 경우에도 정상적으로 용접할 수 있는 조건이 V 수렴각이 2단계로 변화되는 현상(2단 수렴 현상이라고 칭함)과 상관되는 것을 발견했다. 2단 수렴 현상은, 강판(1)의 단부(4)의 판 두께 방향의 용융 부분이 배출되면서 맞대어질 때에, 판 두께 중심부가 용융해서 배출되므로, 단부(4)가 후퇴한 것처럼 관찰되는 현상이다(도 8b를 참조).

강판(1)의 상방으로부터 V자 수렴부를 포함하는 영역의 자발광 패턴을 매우 정밀하고도 세밀하게 또한 상 흐름 없이 촬영(촬영 분해능 : 60[㎛/화소], 노광 시간 : 1/10000[초]의 조건)해서 높은 정밀도로 V 수렴점을 측정한 바, 이 2단 수렴 현상이 관측되었다. 2단 수렴 현상이 발생하면, 도 8a에 도시한 바와 같이, 반송 방향 D1의 상류측에 기하학적인 V 수렴점 V₁(이하, 제1 V 수렴점이라고 부름)이 존재하고, 하류측에 접촉점인 V 수렴점 V₂(이하, 제2 V 수렴점이라고 부름)가 존재하는 것을 알 수 있었다. 제1 V 수렴점은, 도 8a에 파선으로 나타낸 바와 같이, V자 형상으로 수렴하는 양단부(4, 4)가 기하학적으로 교차되는 점이다. 즉, 직선 근사 가능한 상류측의 양단부(4, 4)의 접선(연장선)의 교점이다. 또한, 제2 V 수렴점은, V자 형상으로 수렴하는 양단부(4, 4)가 물리적으로 부딪치는(접촉) 점이다. 또, 용접점(응고가 시작되는 점)은, 제2 V 수렴점보다 더욱 하류측에 존재한다.

또한, 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점의 거리(L)는, 입열량에 의해 변화되고, 입열량이 높아짐에 따라서 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점이 멀어지는 것이 확인되었다. 도 7a, 도 7b는 용접 상태 B에서 관찰된 2단 수렴 현상을 나타내고, 도 7a에 도시한 바와 같이, 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점이 가깝다(대략 일치하고 있음). 이 경우, 도 7b에 도시한 바와 같이, 강판(1)의 단부(4)의 판 두께 중심부에서의 용융이 불충분해, 냉접 결함이 발생할 가능성이 있다. 그에 반해, 도 8a, 도 8b는 용접 상태 C에서 관찰된 2단 수렴 현상을 나타내고, 도 8a에 도시한 바와 같이, 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점이 떨어져 있다. 이 경우, 도 8b에 도시한 바와 같이, 강판(1)의 단부(4)의 판 두께 중심부의 용융이 적정해져, 강판(1)의 단부(4, 4)를 정상적으로 용접할 수 있다. 또, 도 7b, 도 8b에 나타내는 화살표는, 강판(1)의 단부(4, 4)가 용융해서 용융 부분이 배출되는 상태를 나타낸다.

이상과 같이, 2단 수렴 현상으로 나타나는 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점의 거리 L이, 강판(1)의 단부(4)의 판 두께 중심부의 용융 상태와 상관이 있는 것을 발견했다. 본 발명은, 이러한 지식을 기초로 하여, 이 거리 L의 적정한 범위를 정해, 화상 처리에 의해 고정밀도로 거리 L을 측정함으로써 연속적으로 전봉 용접의 조업을 관리하고 있다.

도 1에 전봉 용접의 조업 관리 장치(100)의 기능 구성을 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 강판(1)의 상방에 촬영 장치(8)가 배치되고, 강판(1)의 V자 수렴부를 포함하는 영역의 자발광 패턴(복사 패턴)을 촬영한다. 촬영 장치(8)에는, 예를 들어 1600×1200 화소의 3CCD형 컬러 카메라가 사용되고, 촬영 시야가 50[㎜] ×100[㎜], 분해능이 50[㎛/화소], 촬영률이 40[fps], 노광 시간이 1/10000[초]의 조건으로 상기 자발광 패턴을 촬영한다. 여기서, 후술하는 화상 처리를 위해, 촬상 화상 중의 제2 V 수렴점의 위치가, 정상 조업 시에 있어서, 예를 들어 반송 방향 D1의 하류측으로부터 반송 방향 D1의 시야 폭의 약 1/3의 위치에 오도록 촬상 범위를 설정한다.

전봉 용접의 조업 관리 장치(100)는 입력부(101)와, 측정부(102)와, 판정부(103)와, 제어부(104)를 구비한다. 이 입력부(101)에는, 촬영 장치(8)에 의해 촬영된 화상 데이터가 입력된다.

측정부(102)는 입력부(101)에 입력된 화상 데이터를 기초로 하여, 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및, 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 측정한다. 측정부(102)는 제1 검출부(102a), 제2 검출부(102b), 연산부(102c)를 구비한다. 제1 검출부(102a)는 입력부(101)에 입력된 화상 데이터를 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 그 2치화 화상으로부터 강판(1)의 양단부(4, 4)를 결정한 후, V자 형상으로 수렴하는 방향의 소정의 범위에서 이 강판(1)의 양단부(4, 4)를 직선 근사해서 2개의 근사 직선을 생성하고, 이들 근사 직선의 교점을 제1 V 수렴점으로서 검출한다. 또한, 제2 검출부(102b)는 입력부(101)에 입력된 화상 데이터를 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 그 2치화 화상으로부터 제2 V 수렴점을 검출한다. 또한, 연산부(102c)는 제1 검출부(102a)에서 검출한 제1 V 수렴점과 제2 검출부(102b)에서 검출한 제2 V 수렴점을 기초로 하여, 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및, 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 구한다.

판정부(103)는 측정부(102)에서 측정한 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]가 하기 식 (4)를 충족시키는지의 여부를 판정한다.

L_min(θ/θ_st)^-0.15 ≤ L ≤ 35 … (4)

L_min : 미리 설정된 기준 거리

θ_st : 미리 설정된 기준 각도

하한값 L_min(θ/θ_st)^-0.15는 입열량이 (θ/θ_st)^-0.15에 비례한다고 하는 이론을 기초로 하여 실험적으로 얻을 수 있는 기준 거리 L_min을 보정한 값이다. 또한, 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜]이 L_min(θ/θ_st)^-0.15[㎜]보다 짧아지면, 조업 시의 용접 상태가 입열 부족의 용접 상태 A 또는 용접 상태 B가 되어 버린다. L_min 및 θ_st는, 예를 들어 강판(1)의 재질, 판 두께, 관 지름에 따라서 설정된다. 탄소강을 예로 들어 설명하면, 예를 들어 판 두께가 4[㎜] 미만이면 L_min이 3.5[㎜]이고 θ_st가 3.5[°], 판 두께가 4[㎜] 이상 또한 10[㎜] 미만이면 L_min이 5[㎜]이고 θst가 5[°], 판 두께가 10[㎜] 이상이면 L_min이 6.5[㎜]이고 θst는 7[°] 등과 같이 L_min 및 θ_st를 세밀하게 설정해도 좋다. 또한, 예를 들어 판 두께에 상관없이 L_min이 5[㎜]이고 θ_st가 5[°] 등과 같이 L_min 및 θ_st를 일률적으로 설정해도 좋다. 다른 재질의 철강 재료에 대해서도 L_min 및 θ_st를 마찬가지로 설정할 수 있다. 이와 같이, 거리 L을 하한값 L_min(θ/θ_st)^-0.15 이상으로 제어함으로써, 실제 조업 시에 상기 맞댐 거리(h)의 시간 변동(예를 들어, 일시적인 증가)이 있던 경우라도, 입열 부족에 의한 냉접 결함을 방지할 수 있다.

또한, 상한값 35는 실험적으로 얻어진 값이며, 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜]가 35[㎜]보다 길어지면, 과입열의 용접 상태 D가 되어 버린다. 즉, 거리 L이 35[㎜]보다 길어지면, 거리 L의 증가와 함께, 산화물(페너트레이터 결함)의 발생 빈도가 증가한다. 따라서, 거리 L을 35[㎜] 이하로 제어함으로써, 실제 조업 시에 과입열에 의한 페너트레이터 결함을 방지할 수 있다.

제어부(104)는 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]가 상기 식 (4)를 충족시키지 않고 있다고 판정부(103)가 판정한 경우, 상기 식 (4)를 충족시키도록 콘택트 팁(7) 또는 유도 코일과 같은 용접 장치로의 인가 전압(또는, 주파수)을 바꾸어서 입열량을 제어한다. 즉, 거리 L이 L_min(θ/θ_st)^-0.15 미만이 되었을 경우에는 입열량을 올리고, 거리 L이 35[㎜]를 초과한 경우에는 입열량을 내려, 거리 L이 상기 식 (4)를 충족시키도록 입열량을 제어한다. 또, 거리 L이 상기 식 (4)를 만족하고 있는 동안은, 입열량을 변경하는 일 없이 제어해도 좋고, 상기 식 (4)를 만족하는 소정값으로 제어해도 좋다. 또한, 거리 L이 L_min(θ/θ_st)^-0.15 미만이 되었을 경우에 입열량을 올리면, 거리 L의 증가에다가, V 수렴각 θ가 증가하므로, 하한값 L_min(θ/θ_st)^-0.15가 저하되어, 처리가 발산하는 일 없이 안정적으로 용접을 계속할 수 있다.

도 2에 전봉 용접의 조업 관리 장치(100)에 의한 조업 관리 방법을 도시한다. 촬영 장치(8)에 의한 촬영은, 일정한 시간 간격으로 연속적으로 행해지고, 어떤 타이밍에서 촬영된 1매의 화상을 프레임이라 부른다. 촬영 장치(8)로부터 입력부(101)에 화상 데이터가 입력되면(스텝 S1), 콘트라스트를 명확하게 하기 위해, 입력부(101) 또는 측정부(102)에 있어서 그 화상 데이터로부터 적색 성분(파장 590 내지 680㎚)을 추출한다(스텝 S2). 도 3에는, 촬영 장치(8)에 의해 촬영한 화상의 모식도를 도시한다. 또, 이하의 설명에서는 도 3, 도 4a 내지 4d, 도 5, 도 6에 도시하는 화상에 있어서 종방향(둘레 방향)을 Y 방향, 횡방향(반송 방향)을 X 방향이라고 표현한다. 촬영 장치(8)에 의해 촬영한 화상에서는, 강판(1)의 양단부(4, 4)를 따라 휘도 레벨이 높은 고열 영역(51)이 나타나고, 반송 방향(X 방향)의 하류측에서는 양단부(4, 4)의 용융 부분이 배출되어 형성되는 물결 모양이 나타난다.

측정부(102)의 제1 검출부(102a)는, 스텝 S2에 있어서 적색 성분이 추출된 화상 데이터를 2치화(반전)한다(스텝 S3). 여기에서는, 휘도 레벨이 일정치 이상인 화소에「0」을, 일정치 미만인 화소에「1」을 대입한다. 도 4a에는, 2치화 화상의 모식도를 도시한다.

다음에, 제1 검출부(102a)는 2치화 화상에 있어서 브롭마다 라벨을 붙이는 라벨링 처리를 행하고(도 4b를 참조)(스텝 S4), 소정의 조건에 합치하는 브롭이 추출되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S5). 여기서, 브롭은 2치화 화상에 있어서「1」인 화소가 인접하는 상하 좌우의 4 화소 및 경사 방향의 4 화소를 포함하는 인접한 8 화소 중 어느 하나가「1」이며, 화소가 연결되어 한 덩어리(여기서는,「1」인 화소 덩어리)로 된 개개의 영역이다. 또한, 라벨링 처리에서는 개개의 브롭을 식별하여, 개개의 브롭에 라벨 번호를 부여해서 특정한 브롭을 추출하고, 그 특정 브롭의 화상 내의 위치(X 좌표의 최대점 및 최소점, Y 좌표의 최대점 및 최소점)나 폭, 길이, 면적 등의 정보를 추출한다. 예를 들어, 도 4b에서는 3개의 브롭이 각각 [1], [2] 및 [3]으로 라벨 부여되어 있다. 스텝 S5에서는, 소정의 조건에 합치하는 브롭이 있으면, 그 브롭(여기서는, 라벨 [2])을, 둘레 방향 양단부(4, 4)가 V자 형상으로 수렴하는 부위인 V자 수렴부의 브롭(52)으로서 추출하고(도 4c를 참조), 이 브롭(52)에 대해서 좌표나 면적 등의 형상 정보를 취득한다. 예를 들어, 도 4a에 도시한 2치화 화상에 있어서, 좌단부에 접하고, 또한 소정의 면적 조건을 갖는 브롭이 있으면, 그 브롭을 V자 수렴부의 브롭(52)으로서 추출한다. 소정의 면적 조건으로서는, 예를 들어 브롭 면적의 실제 치수가 15 내지 150㎟라고 하는 조건이나 외접하는 직사각형 블록의 실제 치수가 25 내지 320㎟라고 하는 조건 등의 조건을 설정하면 좋다. 또한, 이 소정의 면적 조건에는 복수의 조건을 조합할 수 있다. 스텝 S5에 있어서 소정의 조건에 합치하는 브롭이 추출되지 않으면, 스텝 S17로 진행한다. 예를 들어, 입열량이 지나치게 낮을 경우에는, 도 6에 도시한 바와 같이 V자 수렴부의 브롭이 추출되지 않으므로, 스텝 S17로 진행한다.

다음에, 제1 검출부(102a)는 스텝 S4, S5에 있어서 추출한 V자 수렴부의 브롭(52)으로부터 강판(1)의 둘레 방향 양단부(4, 4)를 탐색한다. 도 4d에 도시한 바와 같이, V자 수렴부의 브롭(52)의 반송 방향의 최하류점(하기 스텝 S11에서 검출되는 제2 V 수렴점)을 지나고 X 방향과 평행한 직선(도 4d 중에 1점 쇄선으로 도시함) 상의 점으로부터 ＋Y 방향 및 -Y 방향을 향해 화소값이 처음「0」(「1」→「0」)이 되는 점을 각각 탐색하고, 그 점을 강판(1)의 단부(4)로 결정한다. 이 탐색 처리를, V자 형상으로 수렴하는 방향(X 방향)의 소정 범위, 예를 들어 2치화 화상의 좌단부(반송 방향의 상류측)로부터 V자 수렴부의 브롭(52)의 선단부까지의 범위 중 좌단부로부터 2/3의 범위에서 실행한다. 그리고 이 소정의 범위에서 강판(1)의 단부(4)를 직선 근사해(스텝 S6), 근사 직선의 교점을 제1 V 수렴점으로서 검출한다(스텝 S7). 또, 상기 소정의 범위는 항상 동일한 기준(예를 들어, 「좌단부로부터 2/3의 범위」)으로 설정되는 것은 아니고, 조업 조건에 따라서 적절한 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 조업 조건에 따라 제1 V 수렴점의 위치가 반송 방향의 상류측으로 이동할 가능성이 있는 경우에는, 보다 작은 값(예를 들어,「좌단부로부터 1/2의 범위」)으로 상기 소정의 범위를 설정하는 것이 바람직하다.

또, 강판(1)의 단부(4)를 탐색할 때에, 예를 들어 도 4d에 도시한 화상의 상하 위치(최상 위치 및 최하 위치)로부터 내측(중심부)을 향해 처음「1」(「0」→「1」)이 되는 점을 탐색해도 좋다. 단, V자 수렴부의 브롭(52)은 화상의 상하 방향(Y 방향)의 중앙 부근에 나타나므로, 화상의 최상 위치 및 최하 위치로부터 탐색을 시작하면, 불필요한 처리가 많아진다. 따라서, 상술한 바와 같이 V자 수렴부의 브롭(52)의 내측으로부터 ＋Y 방향 및 -Y 방향을 향해 처음「0」(「1」→「0」)이 되는 점을 탐색함으로써 처리 시간을 단축화시키고 있다. 또한, 화상의 상하 위치로부터 내측을 향해 처음「1」(「0」→「1」)이 되는 점을 탐색하는 경우에도, 라벨링 처리에 의해 V자 수렴부의 브롭(52)의 광폭부(화상의 좌측단부)의 Y 방향 위치를 결정할 수 있으므로, 그 Y 방향 위치 혹은 그 근방으로부터 내측을 향해 처음「1」(「0」→「1」)이 되는 점을 탐색하면 처리 시간을 단축화시킬 수 있다.

스텝 S3 내지 S7의 처리와 병행하여, 측정부(102)의 제2 검출부(102b)는 스텝 S2에 있어서 적색 성분이 추출된 화상 데이터를 2치화(반전)한다(스텝 S8). 여기에서는, 휘도 레벨이 일정치 이상인 화소에「0」을, 일정치 미만인 화소에「1」을 대입한다.

다음에, 제2 검출부(102b)는 제1 검출부(102a)와 마찬가지로, 2치화 화상에 있어서 브롭마다 라벨을 부여하는 라벨링 처리를 행하고(스텝 S9), 소정의 조건에 합치하는 브롭이 추출되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S10). 스텝 S10에서는 소정의 조건에 합치하는 브롭이 있으면, 그 브롭을 V자 수렴부의 브롭(52)으로서 추출하고, 이 브롭(52)에 대해서 좌표나 면적 등의 형상 정보를 취득한다. 그리고 도 5에 도시한 바와 같이, V자 수렴부의 브롭(52)의 X 방향의 선단부를 제2 V 수렴점으로서 검출한다(스텝 S11). 이 경우도, 스텝 S10에 있어서 소정의 조건에 합치하는 브롭이 추출되지 않으면, 스텝 S17로 진행한다.

본 실시 형태에서는, 제1 검출부(102a) 및 제2 검출부(102b)의 각각에서 2치화 처리를 행하고 있지만, 이것은 2치화 처리의 임계값을 각각의 검출부(처리)에서 최적의 값으로 설정하기 위해서다. 물론, 2치화 처리의 임계값을 각각의 검출부에 대하여 동일한 설정으로 해도 되면, 제1 검출부(102a) 및 제2 검출부(102b)에서 2치화 처리나 라벨링 처리 등의 처리를 공통화시켜도 좋다.

이상과 같이 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점을 검출한 후, 연산부(102c)는 제1 V 수렴점과 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜]를 구하고(스텝 S13), 또한 기하학적인 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 구한다(스텝 S12).

다음에, 판정부(103)는 측정부(102)에서 프레임마다 측정한 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]의 평균 계산을 행한다(스텝 S14). 예를 들어 스텝 S1 내지 S13을 예를 들어 16회 정도 반복해서 얻은 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]에 대하여 평균 계산, 바람직하게는 이동 평균 계산을 행한다. 그리고 스텝 S14에 있어서의 평균 계산에 의해 얻게 된 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]가 상기 식 (4)를 충족시키는지의 여부를 판정한다(스텝 S15).

제어부(104)는, 스텝 S15에 있어서 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]가 상기 식 (4)를 충족시키고 있지 않다고 판정부(103)가 판정한 경우, 상기 식 (4)를 충족시키도록 콘택트 팁(7)이나 유도 코일과 같은 용접 장치로의 인가 전압(또는, 주파수)을 바꾸어서 입열량을 제어한다(스텝 S16). 즉, 거리 L이 L_min(θ/θ_st)^-0.15 미만이 되었을 경우에는 입열량을 올리고, 거리 L이 35[㎜]가 되었을 경우에는 입열량을 내려, 상기 식 (4)를 충족시키도록 입열량을 제어한다. 또, 거리 L이 상기 식 (4)를 만족하고 있는 경우에는, 입열량이 그대로 유지되도록 입열량을 제어한다. 스텝 S16 후, 다시 스텝 S1로 복귀하여, 용접 완료까지 입열량의 제어를 반복한다. 또, 이 스텝 S1로부터 스텝 S16까지의 처리는, 일정 간격마다(예를 들어, 촬영 간격마다) 행해지는 것이 바람직하다.

또, 스텝 S17에서는 이상 플래그를 세운다. 그 후, 스텝 S18에서는, 예를 들어 25 프레임 이상 연속해서 이상 플래그가 세워졌는지의 여부를 판정한다. 스텝 S18에서 이상 플래그의 연속 프레임 수가 예를 들어 25회에 달하지 않은 경우(「N」)에는, 다시 스텝 S1로 복귀한다. 또한, 스텝 S18에 있어서 예를 들어 25 프레임 이상 연속해서 이상 플래그가 세워진 경우(「Y」)에는, 스텝 S19에서 이상 알람을 출력한다. 또한, 이 스텝 S19 후, 다시 스텝 S1로 복귀한다.

또, 검출된 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]의 평균 횟수 혹은 이동 평균 횟수는 16회에 제한되지 않고, 용접기나 강판의 품종에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. 마찬가지로, 이상 알람을 출력하기 위한 이상 플래그의 연속 프레임 수는 25 프레임에 제한되지 않고, 용접기나 강판의 품종에 따라서 적절하게 변경할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는 조업 시에 맞댐 거리(h)가 시간 변동(증가)했을 경우에 냉접 결함이나 페너트레이터 결함을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 거리 L 및 V 수렴각 θ만을 사용해서 입열량을 제어할 수 있으므로, 안정적으로 또한 효율적으로 용접을 행할 수도 있다.

또한, 도 1의 전봉 강관의 제조 설비를 사용하여, 강판으로부터 강관을 제작했다.

표 1에는, 상기 식 (4)를 충족시키는 예(실시예)와 상기 식 (4)를 충족시키지 않는 예(비교예)를 나타낸다.

여기서, t는 강판의 판 두께[㎜], V는 용접 속도[mpm], EpIp는 투입 전력[kW]이다. 예를 들어, 제1 실시예에서는 거리 L이 29.7[㎜]이고, 하한값 L_min(θ/θ_st)^-0.15가 4.9[㎜]이므로, 거리 L이 상기 식 (4)를 충족시키고 있었다(4.9 ≤ 29.7 ≤ 35). 또한, 예를 들어 제11 실시예에서는 거리 L이 34.8[㎜]이고, 하한값L_min(θ/θ_st)^-0.15가 4.3[㎜]이므로, 거리 L은 상한값 35[㎜]에 가깝지만, 거리 L이 상기 식 (4)를 충족시키고 있었다(4.3 ≤ 34.8 ≤ 35). 마찬가지로, 제3, 제13 실시예에서는, 거리 L이 상기 식 (4)를 충족시키고 있었다. 그로 인해, 이들 제1 내지 제13 실시예에서는, 용접 현상 타입은 이상적인 용접 상태 C였다.

한편, 예를 들어 제14 비교예에서는, 거리 L이 0.2[㎜]로, 하한값 L_min(θ/θ_st)^-0.15인 4.9[㎜]를 하회하고 있다. 이 경우의 용접 현상 타입은, 입열 부족으로 인해, 용융 부족에 기인하는 냉접 결함이 발생할 가능성이 있는 용접 상태 A였다. 마찬가지로, 제15, 16, 18, 19, 22, 23, 25, 26, 27, 29, 30 비교예에서는, 거리 L이 하한값 L_min(θ/θ_st)^-0.15보다도 작기 때문에, 용접 현상 타입은 입열 부족인 용접 상태 A 또는 용접 상태 B였다.

또한, 예를 들어 제31 비교예에서는 거리 L이 37.6[㎜]로, 상한값 35[㎜]를 상회하고 있다. 이 경우의 용접 현상 타입은, 과입열로 인해, 냉접 결함 및 용접부가 일부 산화한 상태에서 압접되기 때문에 발생하는 페너트레이터 결함이 발생하고 있는 용접 상태 D였다. 마찬가지로, 제17, 20, 21, 24, 28, 32 비교예에서는, 거리 L이 상한값 35[㎜]보다도 크기 때문에, 용접 현상은 과입열인 용접 상태 D였다.

이상 서술한 바와 같이 V 수렴각 θ의 시간 변동을 고려한 식 (4)를 기초로 하여 전봉 용접의 조업을 관리함으로써, 맞댐 거리(h)가 0.3[㎜]를 초과하는 맞댐 상태에 있어서도 냉접 결함 및 페너트레이터 결함이 없는 전봉 용접이 가능해진다.

본 발명의 전봉 용접의 조업 관리 장치는, 구체적으로는 CPU, ROM, RAM 등을 구비한 컴퓨터 시스템에 의해 구성할 수 있고, CPU가 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 또한, 본 발명의 전봉 용접의 조업 관리 장치는 하나의 장치로 구성되어도, 복수의 기기로 구성되어도 좋다.

또한, 본 발명의 목적은 상술한 띠 형상체의 전봉 용접의 조업 관리 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를 기록한 기억 매체를, 시스템 혹은 장치에 공급함으로써도 달성할 수 있다. 이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 상술한 실시 형태의 기능을 실현하고, 프로그램 코드 자체 및 그 프로그램 코드를 기억한 기억 매체가 본 발명을 구성한다. 프로그램 코드를 공급하는 기억 매체로서, 예를 들어 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, 자기 테이프, 비휘발성의 메모리 카드, ROM 등을 사용할 수 있다.

V 수렴각의 시간 변동을 고려한 조건을 기초로 하여 전봉 용접의 조업을 관리하여, 광범위한 맞댐 상태에 있어서 냉접 결함 및 페너트레이터 결함이 없는 전봉 용접을 가능하게 한다.

101 : 입력부
102 : 측정부
102a : 제1 검출부
102b : 제2 검출부
102c : 연산부
103 : 판정부
104 : 제어부

Claims

띠 형상의 금속판을 반송하면서 그 양단부가 서서히 서로 대향하도록 원통 형상으로 성형하면서, 이 양단부가 서로 대향하여 맞닿는 부분인 V자 수렴부를 용접하는 고주파 저항 용접 또는 유도 가열 용접의 조업 관리를 행하는 장치이며,
상기 V자 수렴부를 포함하는 영역의 화상을 기초로 하여, 상기 금속판의 상기 양단부가 기하학적으로 교차되는 제1 V 수렴점과, 상기 금속판의 상기 양단부의 접촉점인 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및 이 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 측정하는 측정부와,
상기 거리 L[㎜] 및 상기 V 수렴각 θ[°]가 하기 식 (1)을 충족시키는지의 여부를 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치.
L_min(θ/θ_st)^-0.15 ≤ L ≤ 35 … (1)
L_min[㎜] : 미리 설정된 기준 거리
θ_st[°] : 미리 설정된 기준 각도
제1항에 있어서, 상기 측정부에서 측정한 거리 L[㎜] 및 V 수렴각 θ[°]가 상기 식 (1)을 충족시키도록 입열량을 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정부가 상기 화상을 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 이 2치화 화상으로부터 상기 금속판의 상기 양단부를 결정하고, V자를 형성하면서 수렴하는 방향의 소정의 범위에서 상기 금속판의 상기 양단부를 직선 근사해서 2개의 근사 직선을 생성하고, 이들 근사 직선의 교점을 상기 제1 V 수렴점으로서 검출하는 제1 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정부가 상기 화상을 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 이 2치화 화상으로부터 상기 제2 V 수렴점을 검출하는 제2 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정부가,
상기 화상을 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 이 2치화 화상으로부터 상기 금속판의 상기 양단부를 결정하고, V자를 형성하면서 수렴하는 방향의 소정의 범위에서 상기 금속판의 상기 양단부를 직선 근사해서 2개의 근사 직선을 생성하고, 이들 근사 직선의 교점을 상기 제1 V 수렴점으로서 검출하는 제1 검출부와,
상기 화상을 2치화해서 2치화 화상을 생성하고, 이 2치화 화상으로부터 상기 제2 V 수렴점을 검출하는 제2 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치.
띠 형상의 금속판을 반송하면서 그 양단부가 서서히 서로 대향하도록 원통 형상으로 성형하면서, 이 양단부가 서로 대향하여 맞닿는 부분인 V자 수렴부를 용접하는 고주파 저항 용접 또는 유도 가열 용접의 조업 관리를 행하는 방법이며,
상기 V자 수렴부를 포함하는 영역을 촬영 장치에 의해 촬영해서 화상을 생성하고,
상기 화상을 기초로 하여, 상기 금속판의 상기 양단부가 기하학적으로 교차되는 제1 V 수렴점과, 상기 금속판의 상기 양단부의 접촉점인 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및, 이 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 측정하고,
상기 거리 L[㎜] 및 상기 V 수렴각 θ[°]가 하기 식 (2)를 충족시키는지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 방법.
L_min(θ/θ_st)^-0.15 ≤ L ≤ 35 … (2)
L_min[㎜] : 미리 설정된 기준 거리
θ_st[°] : 미리 설정된 기준 각도
띠 형상의 금속판을 반송하면서 그 양단부가 서서히 서로 대향하도록 원통 형상으로 성형하면서, 이 양단부가 서로 대향하여 맞닿는 부분인 V자 수렴부를 용접하는 고주파 저항 용접 또는 유도 가열 용접을 컴퓨터에 의해 관리하는 프로그램이며,
상기 V자 수렴부를 포함하는 영역의 화상을 기초로 하여, 상기 금속판의 상기 양단부가 기하학적으로 교차되는 제1 V 수렴점과, 상기 금속판의 상기 양단부의 접촉점인 제2 V 수렴점의 거리 L[㎜] 및, 이 제1 V 수렴점에서의 V 수렴각 θ[°]를 측정하는 측정 공정과,
상기 거리 L[㎜] 및 상기 V 수렴각 θ[°]가 하기 식 (3)을 충족시키는지의 여부를 판정하는 판정 공정을 구비하는, 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 프로그램.
L_min(θ/θ_st)^-0.15 ≤ L ≤ 35 … (3)
L_min[㎜] : 미리 설정된 기준 거리
θ_st[°] : 미리 설정된 기준 각도