KR20140133959A

KR20140133959A - 전봉 용접 조업 관리 장치, 전봉 용접 조업 관리 방법 및 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

Info

Publication number: KR20140133959A
Application number: KR20147030570A
Authority: KR
Inventors: 노보루 하세가와; 도시스케 후카미; 노부오 미즈하시; 히데키 하마타니; 요시후미 가루베; 다카오 미우라; 기미하루 다나카; 가즈토 야마모토
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-11-20
Also published as: CA2870427C; WO2013157422A1; JP5510615B2; US9446473B2; CN104245216B; CA2870427A1; JPWO2013157422A1; CN104245216A; KR101484902B1; EP2839919A4; EP2839919B1; EP2839919A1; US20150090697A1

Abstract

소정의 반송 방향을 따라서 반송되는 원통 형상으로 성형된 금속판의 측면을 한 쌍의 스퀴즈 롤에 의해 가압하면서 상기 금속판에 입열을 행하여 V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향에 있어서의 양단부를 용접하여 전봉강관을 제조할 때의 전봉 용접의 조업을 관리하는 전봉 용접 조업 관리 장치이며, V자 수렴 영역을 포함하는 복수의 화상을 입력하는 화상 입력 수단과, 상기 화상에 의거하여 기하학적 V 수렴점((V0))의 위치를 검출하는 제1 위치 검출 수단과, 상기 화상에 의거하여 충합점인 V 수렴점(V₁)의 위치를 검출하는 제2 위치 검출 수단과, 상기 화상에 의거하여 반송 방향의 최하류에 위치하는 용접 슬릿(S) 단부의 위치를 용접점(W)의 위치로서 취득한 정보에 의거하여, 용접점의 위치를 도출하는 용접점 위치 도출 수단과, 상기 기하학적 V 수렴점의 위치와 상기 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재하는지의 여부를 판정하는 판정 수단을 포함함으로써, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 감소의 상태가 되도록 입열을 제어하는 것이, 종래보다도 용이하게 또한 확실하게 실행할 수 있게 된다.

Description

전봉 용접 조업 관리 장치, 전봉 용접 조업 관리 방법 및 컴퓨터 프로그램{ELECTRIC RESISTANCE WELDING OPERATION MANAGEMENT DEVICE, ELECTRIC RESISTANCE WELDING OPERATION MANAGEMENT METHOD, AND COMPUTER PROGRAM}

본 발명은 전봉 용접 조업 관리 장치, 전봉 용접 조업 관리 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로, 특히 금속판을 반송하면서 롤군에 의해 연속적으로 원통 형상으로 성형하고, V자 형상으로 수렴하는 금속판의 주위 방향의 양단부를 가열 용융시켜서 맞대는 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접(이하, 전봉 용접이라고 칭함)에 사용하기에 적합한 것이다.

석유 또는 천연 가스용 라인 파이프, 유정관, 원자력용, 지열용, 화학 플랜트용, 기계 구조용 및 일반 배관용 등의 넓은 분야에 있어서 전봉강관이 사용되고 있다. 전봉강관을 제조할 경우에는, 띠 형상의 강판, 예를 들어 열연 강대를 관 형상으로 성형하여, 그 맞댐 단부면을 V자 형상으로 수렴시키면서, 고주파 전류에 의해 가열·용융시켜서, 용접 심을 형성한다. 전봉 용접에서는, 입열량 및 용접 속도 등을 적정한 범위로 제어하지 않으면, 용접 결함이 발생한다. 예를 들어, 입열이 부족하거나, 용접 속도가 빠르거나 할 경우에는 미용접부가 발생하는 경우가 있다. 한편, 입열이 과잉이거나, 용접 속도가 늦거나 할 경우에는, 다량의 산화물이 용접부에 잔존하는 경우가 있다.

일반적으로, 전봉 용접에 있어서의 용접 상태는, 강판의 단부면이 최초에 접촉하는 용접점의 위치 변동이 매우 작은 제1종 용접 상태와, 용접점의 위치 변동의 진폭 및 위치 변동의 주기가 중위인 제2종 용접 상태와, 용접점의 위치 변동의 진폭 및 위치 변동의 주기가 큰 제3종 용접 상태로 크게 구별된다. 용접 속도가 빠른 경우, 입열을 증가시키면, 제1종 용접 상태, 제2종 용접 상태 및 제3종 용접 상태와는 다른, 2단 수렴을 수반하는 제2종 용접 상태가 존재한다.

2단 수렴형 제2종 용접 상태는, 용접점의 위치 변동의 진폭 및 위치 변동의 주기가 제2종 용접 상태와 마찬가지로 중위이며, 용접부가 2단의 V자 형태가 되는 용접 상태이다.

도 20은, 각종 용접 상태와, 용접 속도 및 입열과의 관계를 개념적으로 도시하는 도면이다. 도 20에 있어서, 영역(2001)이 제1종 용접 상태에 대응하는 영역이며, 영역(2002)이 제2종 용접 상태에 대응하는 영역이며, 영역(2003)이 제3종 용접 상태에 대응하는 영역이며, 영역(2004)이 2단 수렴형 제2종 용접 상태에 대응하는 영역이다. 또한, V_m은 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 나타나는 임계 용접 속도이며, T_m은 강판의 융점이다.

용접 속도가 임계 용접 속도 V_m 미만의 경우이며, 입열이 낮은 경우에는 용접의 상태는 제1종 용접 상태가 된다. 용접 속도가 임계 용접 속도 V_m 미만이라도, 입열을 증가시키면, 용접의 상태는 제2종 용접 상태가 되고, 또한 입열을 증가시키면 제3종 용접 상태로 이행한다. 한편, 용접 속도가 임계 용접 속도 V_m 이상이 되면, 용접의 상태는 입열의 증가와 함께, 제1종 용접 상태로부터 제2종 용접 상태로 이행하고, 또한 입열을 증가시키면, 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 된다.

제1종 용접 상태에서는, 서로 맞대어지는 강판의 주위 방향의 단부의 두께 방향의 전체에 걸쳐서 강판을 용융시킬 수 없게 될 우려가 있다. 한편, 제3종 용접 상태에서는, 서로 맞대어지는 강판의 주위 방향의 단부가 과가열이 되기 때문에, 다량의 산화물이 용접부에 잔존할 우려가 있다. 또한, 제2종 용접 상태에서는 서로 맞대어지는 강판의 주위 방향의 단부의 두께 방향의 전체에 걸쳐서 강판을 용융시킬 수 있지만, 2단 수렴형 제2종 상태와의 경계에 산화물이 용접부에 잔존하는 상태가 되는 영역이 발생할 우려가 있고, 또한 성형 변동 등의 영향으로 제2종 용접 상태의 범위가 좁아져 버릴 우려가 있다. 이 경우, 제2종 용접 상태의 범위가 되도록 입열 제어하는 것이 곤란해지므로, 보다 광범위한 범위를 갖는 2단 수렴형 제2종 용접 상태에서 전봉 용접을 행하는 것이 요망된다.

2단 수렴형 제2종 용접 상태에서 전봉 용접을 행하기 위한 기술로서 일본 특허 공개 평4-231181호 공보 및 국제 공개 제2011/118560호에 기재된 기술이 있다.

일본 특허 공개 평4-231181호 공보에는, 전봉 용접을 행하기 위하여 공급되는 전원의 출력 주파수의 미소 변동을 F/V 변환하여 얻은 신호의 진동폭 Δf와, 당해 신호의 단위 시간의 변동수 SPL을 사용하여, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태이기 위한 조건을 구축하고, 당해 조건을 충족시켰을 때의 입열량을, 입열의 제어 기준이 되는 신호로서 출력하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평4-231181호 공보 국제 공개 제2011/118560호

그러나 일본 특허 공개 평4-231181호 공보에 기재된 기술에서는, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태인 경우, 전원의 출력 주파수의 미소 변동(즉 미분파형)의 아날로그 전압값은, 용접의 상태가 제2종 용접 상태인 경우의 값보다도 작아진다. 상기한 전원의 출력 주파수의 미소 변동은 전체 진폭의 1/20 이하가 되는 경우도 있고, 또한 중심 주파수도 시시각각 변화되므로, 미소 변동의 성분만을 추출하여 관찰하는 것은 어렵다. 따라서, 일본 특허 공개 평4-231181호 공보에 기재된 기술에서는, 용접의 상태가 확실하게 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 되도록 입열을 제어하는 것은 용이하지는 않다.

본 발명은, 이상과 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 되도록 입열을 제어하는 것을, 종래보다도 용이하게 또한 확실하게 실행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 관점에 의하면, 소정의 반송 방향을 따라서 반송되는 원통 형상으로 성형된 금속판의 측면을 한 쌍의 스퀴즈 롤에 의해 가압하면서 상기 금속판에 입열을 행하여 V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향에 있어서의 양단부를 용접하여 전봉강관을 제조할 때의 전봉 용접의 조업을 관리하는 전봉 용접 조업 관리 장치이며, 소정 기간에 걸쳐 연속적으로 촬상된, 상기 금속판의 V자 형상으로 수렴하는 영역인 V자 수렴 영역을 포함하는, 복수의 화상을 입력하는 화상 입력 수단과, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 화상에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향의 양단부의 기하학적인 교점인 기하학적 V 수렴점의 위치를 검출하는 제1 위치 검출 수단과, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 화상에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향의 양단부가 충합하는 충합점인 V 수렴점의 위치를 검출하는 제2 위치 검출 수단과, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 상기 복수의 화상의 각각에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향의 양단부가 충합하는 충합점인 상기 V 수렴점을 기점으로 하여 V 수렴점보다도 상기 금속판의 반송 방향의 하류측으로 신장하는 용접 슬릿의 상기 반송 방향의 최하류의 점인 슬릿 단부의 상기 소정 기간 내의 각 시점에 있어서의 위치를 도출하고, 도출한 각 시점의 슬릿 단부의 위치 중 슬릿 단부가 상기 반송 방향의 최하류에 위치하는 시점의 위치를 용접점의 위치로서 취득한 정보에 의거하여, 용접점의 위치를 도출하는 제1 용접점 위치 도출 수단과, 상기 제1 위치 검출 수단에 의해 검출된 기하학적 V 수렴점의 위치와 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 검출된 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재하는지의 여부를 판정하는 판정 수단을 포함하는 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제2 관점에 의하면, 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치와, 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 검출된 V 수렴점의 위치 사이의 거리 ΔL을 기억하는 기억 수단을 더 포함하고, 상기 용접점 위치 도출 수단은, 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 검출된 V 수렴점의 위치와 상기 기억 수단에 기억된 상기 거리 ΔL에 의거하여 상기 금속판의 용접점의 위치를 도출하는 제1 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제3 관점에 의하면, 상기 기억 수단은, 강종마다 상기 거리 ΔL을 기억하는 제2 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제4 관점에 의하면, 상기 용접점 위치 도출 수단은, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 복수의 화상의 각각에 의거하여, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 화상마다 용접 슬릿의 슬릿 단부의 위치를 도출하는 슬릿 단부 위치 도출 수단을 포함하고, 상기 슬릿 단부 위치 도출 수단에 의해 도출된 슬릿 단부의 위치 중, 상기 반송 방향에 있어서의 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치를 용접점의 위치로서 도출하는 제1 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제5 관점에 의하면, 상기 판정 수단에 의해 기하학적 V 수렴점의 위치와 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재한다고 판정된 경우에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 수단에 의해 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 설치 위치에 따른 위치 사이의 거리가 소정의 임계값 이하가 된 경우에 상기 금속판에 대한 입열량을 저하시키는 입열 제어 수단을 더 포함하는 제1 내지 제4 어느 한 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제6 관점에 의하면, 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 검출된 V 수렴점의 위치와, 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치에 의거하여 상기 거리 ΔL을 도출하는 거리 ΔL 도출 수단을 더 포함하고, 상기 기억 수단은, 상기 거리 ΔL 도출 수단에 의해 도출된 상기 거리 ΔL을, 상기 용접점 위치 도출 수단에 의한 용접점의 위치 도출보다도 앞에 기억하는 제2 또는 제3 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제7 관점에 의하면, 상기 거리 ΔL 도출 수단은, 적어도 V 수렴점의 위치 변동 주기보다도 긴 기간에 걸쳐서 촬상된 복수의 화상 각각에 의거하여 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 도출된 V 수렴점의 평균 위치와 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치 사이의 거리를 상기 거리 ΔL로서 도출하는 제6 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제8 관점에 의하면, 상기 제1 위치 검출 수단에 의해 검출된 기하학적 V 수렴점의 위치와, 상기 V자 수렴 영역의 금속판 주위 방향의 단부에 대응하는 영역의 근사 직선이 이루는 각도인 V 수렴각의 이등분선으로서 추정되는 용접선인 추정 용접선에 의거하여, 상기 슬릿 단부의 탐색 영역을 설정하는 탐색 영역 설정 수단을 더 포함하고, 상기 슬릿 단부 위치 도출 수단은, 상기 탐색 영역 설정 수단에 의해 설정된 탐색 영역 내에 있어서 상기 슬릿 단부의 위치를 도출하는 제4 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제9 관점에 의하면, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력되는 화상의 각각은, 1/5000[sec] 이하의 노광 시간에 촬상된 화상인 제4 또는 제8 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제10 관점에 의하면, 상기 화상 입력 수단은 250[msec] 이상의 기간에 걸쳐 연속적으로 촬상된 복수의 화상을 입력하는 제4, 제8 및 제9 중 어느 한 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제11 관점에 의하면, 상기 용접점 위치 도출 수단은, 상기 슬릿 단부 위치 도출 수단에 의해 도출된 복수의 슬릿 단부의 위치 중, 상기 반송 방향에 있어서의 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치를 나타내는 좌표값의 이동 평균값을 용접점의 위치로서 도출하는 제4, 제8, 제9 및 제10 중 어느 한 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제12 관점에 의하면, 상기 입열 제어 수단은, 상기 용접점 위치 도출 수단에 의해 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 중심축을 포함하는 평면 사이의 거리가 소정의 임계값 이하인 경우에 상기 금속판에 대한 입열량을 내리도록 제어하는 제5 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제13 관점에 의하면, 상기 용접점 위치 도출 수단에 의해 도출된 용접점의 위치 및 상기 용접점 위치 도출 수단에 의해 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 설치 위치에 따른 위치 사이의 거리 중 적어도 한쪽을 표시하는 표시 수단을 더 포함하는 제1 내지 제12 중 어느 한 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 장치가 제공된다.

본 발명의 제14 관점에 의하면, 소정의 반송 방향을 따라서 반송되는 원통 형상으로 성형된 금속판의 측면을 한 쌍의 스퀴즈 롤에 의해 가압하면서 상기 금속판에 입열을 행하여 V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향에 있어서의 양단부를 용접하여 전봉강관을 제조할 때의 전봉 용접의 조업을 관리하는 전봉 용접 조업 관리 방법이며, 소정 기간에 걸쳐 연속적으로 촬상된, 상기 금속판의 V자 형상으로 수렴하는 영역인 V자 수렴 영역을 포함하는, 복수의 화상을 입력하는 화상 입력 스텝과, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 화상에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판 주위 방향의 양단부의 기하학적인 교점인 기하학적 V 수렴점의 위치를 검출하는 제1 위치 검출 스텝과, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 화상에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판 주위 방향의 양단부가 충합하는 충합점인 V 수렴점의 위치를 검출하는 제2 위치 검출 스텝과, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 상기 복수의 화상 각각에 의거하여, 상기 V 수렴점을 기점으로 하여 V 수렴점보다도 상기 금속판의 반송 방향의 하류측으로 신장하는 용접 슬릿의 상기 반송 방향의 최하류의 점인 슬릿 단부의 상기 소정 기간 내의 각 시점에 있어서의 위치 중 슬릿 단부가 상기 반송 방향의 최하류에 위치하는 시점의 위치를 용접점의 위치로서 취득한 정보에 의거하여, 용접점의 위치를 도출하는 용접점 위치 도출 스텝과, 상기 제1 위치 검출 스텝에 있어서 검출된 기하학적 V 수렴점의 위치와 상기 제2 위치 검출 스텝에 있어서 검출된 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재하는지의 여부를 판정하는 판정 스텝을 포함하는 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제15 관점에 의하면, 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치와, 상기 V 수렴점의 위치 사이의 거리 ΔL을 기억하는 기억 스텝을 더 포함하고, 상기 용접점 위치 도출 스텝은, 상기 제2 위치 검출 스텝에 있어서 검출된 V 수렴점의 위치와 상기 기억 스텝에 있어서 기억된 상기 거리 ΔL에 의거하여 상기 금속판의 용접점의 위치를 도출하는 제14 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제16 관점에 의하면, 상기 기억 스텝에 있어서, 강종마다 상기 거리 ΔL이 기억되는 제15 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제17 관점에 의하면, 상기 용접점 위치 도출 스텝은, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 복수의 화상 각각에 의거하여, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 화상마다 용접 슬릿의 슬릿 단부의 위치를 도출하는 슬릿 단부 위치 도출 스텝을 포함하고, 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서, 상기 슬릿 단부 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 슬릿 단부의 위치 중, 상기 반송 방향에 있어서의 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치가 용접점의 위치로서 도출되는 제14 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제18 관점에 의하면, 상기 판정 스텝에 있어서 기하학적 V 수렴점의 위치와 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재한다고 판정된 경우에 있어서 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 설치 위치에 따른 위치 사이의 거리가 소정의 임계값 이하가 된 경우에 상기 금속판에 대한 입열량을 저하시키는 입열 제어 스텝을 더 포함하는 제14 내지 제17 중 어느 한 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제19 관점에 의하면, 상기 V 수렴점의 위치와, 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치에 의거하여 상기 거리 ΔL을 도출하는 거리 ΔL 도출 스텝을 더 포함하고, 상기 기억 스텝에 있어서, 상기 거리 ΔL 도출 스텝에 있어서 도출된 상기 거리 ΔL이, 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 용접점의 위치가 도출되기 전에 기억되는 제15 또는 제16 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제20 관점에 의하면, 상기 거리 ΔL 도출 스텝에 있어서, 적어도 V 수렴점의 위치의 변동 주기보다도 긴 기간에 걸쳐서 촬상된 복수의 화상 각각에 의거하여 도출된 V 수렴점의 평균 위치와 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치 사이의 거리가 상기 거리 ΔL로서 도출되는 제19 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제21 관점에 의하면, 상기 제1 위치 검출 스텝에 있어서 검출된 기하학적 V 수렴점의 위치와, 상기 V자 수렴 영역의 금속판 주위 방향의 단부에 대응하는 영역의 근사 직선이 이루는 각도인 V 수렴각의 이등분선으로서 추정되는 용접선인 추정 용접선에 의거하여, 상기 슬릿 단부의 탐색 영역을 설정하는 탐색 영역 설정 스텝을 더 포함하고,

상기 슬릿 단부 위치 도출 스텝에 있어서, 상기 탐색 영역 설정 스텝에 있어서 설정된 탐색 영역 내에 상기 슬릿 단부의 위치가 도출되는 제17 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제22 관점에 의하면, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력되는 화상의 각각은, 1/5000[sec] 이하의 노광 시간에 촬상된 화상인 제17 또는 제21 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제23 관점에 의하면, 상기 화상 입력 스텝에 있어서, 250[msec] 이상의 기간에 걸쳐 연속적으로 촬상된 복수의 화상이 입력되는 제17, 제21 및 제22 중 어느 한 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제24 관점에 의하면, 상기 제 용접점 위치 도출 스텝에 있어서, 상기 슬릿 단부 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 복수의 슬릿 단부의 위치 중, 상기 반송 방향에 있어서의 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치를 나타내는 좌표값의 이동 평균값이 용접점의 위치로서 도출되는 제17, 제21, 제22 및 제23 중 어느 한 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제25 관점에 의하면, 상기 입열 제어 스텝에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 중심축을 포함하는 평면 사이의 거리가 소정의 임계값 이하인 경우에 상기 금속판에 대한 입열량이 내려가도록 입열을 제어하는 제18 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제26 관점에 의하면, 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 용접점의 위치 및 상기 제2 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 설치 위치에 따른 위치 사이의 거리 중 적어도 한쪽을 표시하는 표시 스텝을 더 포함하는 제14 내지 제25 중 어느 한 관점에 의한 전봉 용접 조업 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 제27 관점에 의하면, 제1 내지 제13 중 어느 한 관점에 의한 용접 조업 관리 장치의 각 수단으로서 기능시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 제공된다.

본 발명에 따르면, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 현상의 상태가 되도록 입열을 제어하는 것을, 종래보다도 용이하게 또한 확실하게 실행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 전봉강관의 제조 시스템의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2a는 2단 수렴형 제2종 용접 상태에 있어서의 V자 수렴 영역의 일례를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 2b는 2단 수렴형 제2종 용접 상태에 있어서의 V자 수렴 영역의 일례를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3a는 용접 슬릿의 변동이 일어나는 모습의 일례를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3b는 용접 슬릿의 변동이 일어나는 모습의 일례를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3c는 용접 슬릿의 변동이 일어나는 모습의 일례를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 촬상 장치에 의해 촬상된 V자 수렴 영역의 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 용접점과 V 수렴점 사이의 거리와 강판의 두께(판 두께)와의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 결함 면적률과 용접점·스퀴즈 센터 위치 간 거리(G)와의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치의 기능적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 촬상 장치에 의해 촬상된 화상의 일례를 도면화한 도면이다.
도 9a는 2치화 처리가 행하여진 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9b는 라벨링 처리가 행하여진 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9c는 블롭 추출 처리가 행하여진 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9d는 단부 탐색 처리가 행하여진 화상을 도시하는 도면이다.
도 10은 V 수렴점이 검출된 모습의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다.
도 11은 거리 ΔL 도출 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 12는 입열 제어 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 13은 촬상 장치에 의해 촬상된 화상과, 당해 화상에 있어서의 x 방향의 휘도 분포의 일례를 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치의 기능적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 기하학적 V 수렴점, V 수렴점 및 슬릿 단부의 시간 추이의 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치의 기능적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17a는 V 수렴점이 검출된 모습의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다.
도 17b는 기하학적 V 수렴점이 검출되어 슬릿 단부 탐색 영역이 설정된 모습의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다.
도 18a는 슬릿 단부 탐색 영역이 부여된 적색 성분의 화상을 도시하는 도면이다.
도 18b는 슬릿 단부 탐색 영역에서의 2치화 화상의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다.
도 19a는 입열 제어 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 19b는 입열 제어 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 20은 각종 용접 현상과, 용접 속도 및 입열의 관계를 개념적으로 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서는, 설명 또는 표기의 사정상, 각 요소를 생략화 또는 간략화하여 나타내고 있다.

[제1 실시 형태]

먼저, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.

<전봉강관의 제조 시스템>

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 전봉강관의 제조 시스템의 구성 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 전봉강관의 제조 시스템의 각 구성 요소의 위치와, 촬상된 화상의 위치는, 각각 동일한 3차원 직교 좌표(x, y, z 좌표)로 나타내는 것으로 한다. 즉, 각 도면에 나타내는 x, y, z 좌표는, 그 방향만을 나타내는 것이며, 그 원점의 위치는 각 도면에 있어서 동일한 것으로 한다.

도 1에 있어서, 전봉강관의 제조 시스템은, 스퀴즈 롤(2a, 2b)과, 콘택트 칩(3a, 3b)과, 인피더(4)와, 촬상 장치(5)와, 고주파 전원(6)과, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)를 갖는다.

먼저, 전봉강관의 제조 설비의 개요를 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 띠 형상의 강판(1)이 x축의 플러스 방향을 향하여 반송되면서, 롤군(도시하지 않음)에 의해 연속적으로 원통 형상으로 성형된다. 원통 형상으로 성형되는 강판(1)의 내부에는, 자속을 강판(1)의 접합부에 집중시키기 위한 인피더(4)가 배치되어 있다. 고주파 전원(6)으로부터 고주파의 전력이 공급되면, 한 쌍의 콘택트 칩(3a, 3b)[또는 유전 코일(도시하지 않음)]으로부터, 강판(1)의 V자 형상으로 수렴하는 영역의 표면에 고주파 전류가 흐른다. 이때, 스퀴즈 롤(2a, 2b)에 의해, 강판(1)에 대하여 그 양측으로부터 가압력이 가해진다. 이와 같이, 강판(1)의 주위 방향의 양단부(11a, 11b)를 V자 형상으로 수렴시키면서 가열·용융시키고 맞대어서 강판(1)을 용융 접합함으로써, 전봉 용접(ERW)이 행하여진다. 또한, 이하의 설명에서는,「강판(1)의 V자 형상으로 수렴하는 영역」을 필요에 따라서「V자 수렴 영역」이라고 칭한다. 또한, 강판(1)의 주위 방향의 양단부(11a, 11b)가 맞대어져서, 1개의 선 형상으로 관찰되는 부분을 필요에 따라서「용접선」이라고 칭한다[도 1의 용접선(12)을 참조].

촬상 장치(5)는 V자 수렴 영역의 표면을 포함하는 영역의 자발광 패턴(복사 패턴)을 촬상한다. 촬상 장치(5)로서는, 예를 들어 1920×512의 화소를 갖는 3CCD형 컬러 카메라가 사용된다. 촬상 장치(5)는, 예를 들어 촬영 시야가 50[㎜] ×190[㎜], 분해능이 100[㎛/화소], 촬영 프레임레이트가 500[fps], 노광 시간이 1/10000[sec]인 조건으로, V자 수렴 영역의 표면을 포함하는 영역을 촬상한다. 여기서, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)가 후술하는 화상 처리를 행하고, 또한 후술하는 용접 슬릿(S)의 최하류의 점인 슬릿 단부(SE)의 위치 변동을 파악하기 위해서, V 수렴점(V₁)의 촬상 화상 중의 위치가, 정상 조업 시에 있어서, 예를 들어 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 하류측으로부터 약 1/3의 위치가 되도록, 촬상 장치(5)의 촬상 범위가 설정되어 있다. 촬상 장치(5)에 의한 촬상은 일정한 시간 간격으로 연속적으로 행하여진다. 동일한 타이밍에서 촬상된 1매의 화상을 프레임이라 칭한다. 또한, 이하의 설명에서는, 촬상 장치(5)로 촬상된「화상」을 필요에 따라서「V자 수렴 영역의 화상」이라고 칭한다.

본 실시 형태의 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 촬상 장치(5)로 촬상된 V자 수렴 영역의 표면과 슬릿 단부(SE) 및 용접점(W)을 포함하는 영역의 화상(V자 수렴 영역의 화상)을 입력한다. 그리고 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 V자 수렴 영역의 화상에 대한 처리 등을 행하여, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 현상의 상태가 되도록, 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량(VA)을 제어한다. 전봉 용접 조업 관리 장치(100)의 기능의 상세에 대해서는 후술한다.

<2단 수렴형 제2종 용접 현상의 설명>

도 2는, 2단 수렴형 제2종 용접 상태에 있어서의 V자 수렴 영역의 일례를 개념적으로 도시하는 도면이다. 구체적으로 도 2a는, V자 수렴 영역을 그 상방으로부터 본 도면이며, 도 2b는, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 상류측으로부터 V 수렴점(V₁)의 방향을 본 도면이다.

2단 수렴형 제2종 용접 상태에서는, 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)의 두께 방향(z축 방향)의 용융 부분이 배출되면서 맞대어질 때에, 두께 방향의 중심부가 용융하여 배출된다(도 2b에 나타내는 화살표 선을 참조). 이로 인해, 도 2a에 도시한 바와 같이, 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)가, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 하류측으로 후퇴한 것처럼 관찰된다.

강판(1)의 상방으로부터 V자 수렴 영역을 포함하는 영역의 자발광 패턴을 고정밀도로 또한 상 흐름 없이 촬상(촬영 분해능: 100[㎛/화소], 노광 시간: 1/10000[sec]의 조건)하여 높은 정밀도로 V 수렴점을 측정한 결과, 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 관측되었다. 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 되면, 도 2a에 도시한 바와 같이, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 상대적으로 상류측의 영역에 기하학적인 V 수렴점인 기하학적 V 수렴점(V₀)과, 상대적으로 하류측의 영역에 충합점인 V 수렴점(V₁)이 존재하게 된다. 기하학적 V 수렴점(V₀)이란, 도 2a에 파선으로 나타낸 바와 같이, V자 형상으로 수렴하는 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)[하류측으로의(파선으로 나타냄) 연장선]가 기하학적으로 교차하는 점이다. 한편, 충합점인 V 수렴점(V₁)이란, V자 형상으로 수렴하는 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)가 물리적으로 충합(접촉)하는 점이다.

용접의 상태가 제2종 용접 상태가 되는 입열 이상의 입열이 부여될 때에는, 응고가 시작되는 점인 용접점(W)은, 충합점인 V 수렴점(V₁)보다도 또한 하류측의 영역에 존재하고, V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이에는, 강판(1)의 두께 방향에 있어서 강판(1)을 관통하는 용융 슬릿(S)이 형성된다. 또한, 이 용융 슬릿(S)은, V 수렴점(V₁)으로부터, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 하류측으로 신장된 후, 소실된다. 이러한 용접 슬릿(S)의 x축 방향의 크기 변동[용접 슬릿(S)의 성장과 소실]은 수[msec]의 주기로 주기적으로 행하여진다. V 수렴점(V₁)과 용접점(W)은 모두 용접선(12) 위에 존재한다. 또한, 이후의 설명에서는, 용융 슬릿(S)이 존재할 경우에는, 용접 슬릿(S)의 폭 중심을 통과하는 가상적인 선을 고려하여, 그것을 용접 슬릿 부분에 있어서의 용접선이라 간주한다.

도 3은, 용접 슬릿(S)의 x축 방향의 길이 변동이 일어나는 모습의 일례를 개념적으로 도시하는 도면이다. 구체적으로 도 3a는, 용접 슬릿(S)이 소실되고 있는 상태를, 도 3b는, 용접 슬릿(S)이 한창 성장하고 있는 상태를, 도 3c는, 용접 슬릿(S)이 다 성장했을 때의 상태를, 각각 그 상방으로부터 본 도면이다.

<본 발명자들이 새롭게 얻은 지식>

본 발명자들은, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접의 상태인 경우에는, 용접점(W)과 V 수렴점(V₁)과의 거리 ΔL이, 판 두께, 강관 외경 및 입열량에 의존하지 않고, 강종마다 일정한 것을 발견하였다.

고주파 전원(6)으로부터 공급되는 전력량이 일정하다고 하면, 도 3a에 도시한 바와 같이, 용접 슬릿(S)이 존재하지 않는 상태에서는, 콘택트 칩(3a, 3b) 사이의 고주파 전류의 경로 R은 최단이므로, 고주파 전류에 대한 저항값이 최소가 되고, 고주파 전류의 크기는 최대가 된다. 이로 인해, V자 수렴 영역의 온도가 높아지고, 용접 부분에 있어서의 용강의 배출이 촉진된다(도 2b를 참조). 따라서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 용접 슬릿(S)이, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 하류측으로 신장된다.

용접 슬릿(S)이, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 하류측으로 신장하는 것에 수반하여, 콘택트 칩(3a, 3b) 간의 고주파 전류의 경로 R이 길어진다. 따라서, 고주파 전류에 대한 저항값이 커지고, 고주파 전류의 크기가 작아진다. 그렇게 하면, V자 수렴 영역의 온도가 낮아져, 용접 부분에 있어서의 용강의 배출이 억제된다. 따라서, 도 3c에 도시한 바와 같이, 일정 지점까지 용접 슬릿(S)이 성장하면, 용접 슬릿(S)이었던 부분이 용강에 의해 막아져, 도 3a에 도시한 바와 같이, 용접 슬릿(S)이 소실된다. 또한, 용접 슬릿(S)의 x축 방향의 길이의 변동 주기에 비교하면 긴 주기(몇백[msec])이지만, V 수렴점(V₁)도, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)에 있어서 주기적으로 변동된다. 이렇게 용접 슬릿(S)의 길이는 시간적으로 변동하고, 그 변동 범위는 V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이가 된다. 용접점(W)은 강판(1)에 가압력이 걸려서 응고가 시작되는 점, 즉 강판(1)의 맞댐면이 물리적으로 안정되게 접촉하는 점이므로, 이 위치보다 하류측으로 용접 슬릿(S)이 연장되는 일은 없다. 한편, 용접 슬릿(S)을 막는 것은 상술한 바와 같이 용강이므로, 고주파 전류에 의해 유기되는 전자력이 정상적으로 걸려 있는 상태에서는, 용접 슬릿(S)을 막는 용강의 배출이 정상적으로 행하여지고, 물리적으로 간극이 있는 용접점(W)보다 상류는 전부 용접 슬릿(S)으로서 관측된다.

또한, 본 발명자들은, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태로 되어 있을 때에는, 용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL은, 강관 외경과, 강판(1)의 두께(판 두께) t와, 강판(1)에 대한 입열량[예를 들어, 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력의 명령값]에 의존하지 않고 강종마다 대략 일정하다는 것을 확인하였다.

본 실시 형태에서는, 용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL은, 이하와 같이 구한다. 용접 슬릿(S)의 x축 방향의 길이 변동 주기 및 V 수렴점(V₁)의 위치 변동 주기보다도 긴 기간에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상에 있어서의, V 수렴점(V₁)의 평균 위치를 구하고, 이 V 수렴점(V₁)의 평균 위치와 용접점(W) 사이의 거리를 ΔL로 한다. 전술한 바와 같이, V 수렴점(V₁)의 위치 변동 주기 쪽이, 용접 슬릿(S)의 x축 방향의 길이의 변동 주기보다도 길이다. 따라서, V 수렴점(V₁)의 위치 변동 주기보다도 긴 기간에 걸쳐서 복수의 V자 수렴 영역의 화상을 촬상하면, V 수렴점(V₁)의 평균 위치와 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 얻을 수 있다.

도 4는, 촬상 장치(5)에 의해 촬상된 V자 수렴 영역의 화상 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에서는, 강종과 강관 외경과 두께(판 두께)가 각각 동일하고, 서로 다른 입열량이 부여된 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상을, 입열량이 낮은 순서대로 위에서부터 나란히 나타내고 있다(맨 위의 화상이 가장 입열이 낮은 화상이며, 맨 아래의 화상이 가장 입열이 높은 화상임). 도 4에 도시하는 위에서 4번째 내지 7번째의 화상이 2단 수렴형 제2종 용접 상태에 대응하는 화상이다.

또한, 도 4에 도시하는 각각의 화상은, 분해능이 100[㎛/화소], 촬영 프레임레이트가 500[fps], 노광 시간이 1/10000[sec]인 조건으로 강판(1)의 V자 수렴 영역을 3[sec]에 걸쳐서 촬상한 것이다.

여기서, V자 수렴 영역 부근을 3[sec]에 걸쳐서 촬상한 것은, 전봉 용접에 있어서의 모든 변동 요인(성형 변동 등)을 고려한 경우, 3[sec]에 걸쳐서 V자 수렴 영역 부근을 촬상하면, 그들 변동의 1 주기분의 화상이 보다 확실하게 얻어지기 때문이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 되는 입열량보다도 낮은 입열량일 때에는, 복수의 V자 수렴 영역의 화상으로부터 얻어지는「용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL(도 4의 이점 쇄선으로 나타내는 V₁과 일점 쇄선으로 나타내는 W 사이의 x축 방향의 거리)」은 입열량에 의해 변동한다(도 4의 위에서 1번째 내지 3번째의 화상을 참조). 이에 반해, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태일 때에는,「용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL」은, 입열량에 따르지 않고 대략 동일한 것을 알 수 있다(도 4의 위에서 4번째 내지 7번째의 화상을 참조).

따라서, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태일 때에는, 용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL은, 입열량에 따르지 않고 대략 동일해진다고 할 수 있다.

도 5는, (용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태일 때의) 용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL과 강판(1)의 두께(판 두께)와의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시하는「용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL」은, 강재 종류가 동일하고, 두께(판 두께)를 다르게 한 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상으로부터 얻어진 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL은, 강판(1)의 두께(판 두께)에 관계없이, 10[㎜] 정도가 되어, 대략 일정해진다.

이와 같이, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태일 때에는, 용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL은, 강판(1)의 두께(판 두께)에 관계없이 대략 동일해진다고 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명자들은, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태일 때에는, 용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL은, 강판(1)에 부여하는 입열량과, 강관 외경과, 강판(1)의 두께(판 두께)에 관계없이 대략 동일해진다고 하는 지식을 얻었다.

이렇게 되는 이유로서, 금 회 검토한 재질의 강판(1)(인장 강도=30 내지 50)[kgf/㎟])에서는 재료 특성(온도와 저항값의 관계)에 거의 차가 없는 것이나, V 수렴점(V₁)을 정점으로 하는 V자의 각도나 금속판(1)의 두께(판 두께)는 V 수렴점(V₁)보다도 강판(1)의 반송 방향의 하류측(x축의 플러스 방향측)의 용융 현상에 영향을 주지 않는 것 등을 들 수 있다.

또한, 이하의 설명에서는,「용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리 ΔL」을 필요에 따라서「V 수렴점·용접점 간 거리 ΔL」 또는 간단히「거리 ΔL」이라 칭한다.

또한, 본 발명자들은, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태로 되어 있을 때에는, 용접점(W)과, 스퀴즈 롤(2a, 2b)의 롤 중심축을 포함하는 yz 평면 사이의 x축을 따른 방향의 거리(G)가 임계값보다도 작으면, 용접 품질이 열화되는 것을 발견하였다. 또한, 이하의 설명에서는,「스퀴즈 롤(2a, 2b)의 롤 중심축을 포함한yz 평면을 상방으로부터 관측한 x축 방향의 위치(C)」를 필요에 따라서「스퀴즈 센터 위치(C)」라고 칭한다. 또한,「용접점(W)과, 스퀴즈 롤(2a, 2b)의 롤 중심축을 포함하는 yz 평면 사이의 x축을 따른 방향의 거리(G)」를 필요에 따라서「용접점·스퀴즈 센터 위치 간 거리(G)」 또는「거리(G)」라고 칭한다. 또한, 스퀴즈 센터 위치(C)의 높이 방향(z축 방향)의 위치로서는, 예를 들어 원통 형상의 정상부에 대응하는 위치를 채용할 수 있지만, 이 위치에 한정되는 것은 아니다.

도 6은, 강판(1)에 있어서의 결함 면적률과 거리(G)의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

다른 두께·강관 외경의 복수의 강판(1)에 대해서, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리(G)를 변화시켜서 전봉 용접을 행하였다. 각각의 전봉강관으로부터 용접부를 잘라내고, 잘라낸 면의 면적에 대한, 당해 잘라낸 면에 존재하는 결함 면적의 비율을 결함 면적률로서 각각 도출하였다. 도 6은, 이와 같이 하여 도출한 결함 면적률을 플롯한 것이다.

전술한 바와 같이, 거리(G)는, 용접점(W)의 위치와, 스퀴즈 센터 위치(C)로부터 도출된다.

도 6에 나타내는 예에서는, 거리(G)가 대략 27[㎜] 이하가 되면, 결함 면적률이 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다(도 6에 나타내는 세로 방향의 파선을 참조).

이상과 같이, 본 발명자들은, V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL은, 강판(1)에 부여하는 입열량과, 강판(1)의 두께(판 두께)에 관계없이 대략 동일해진다고 하는 지식과, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리(G)가 임계값 이하가 되면, 용접부에 포함되는 결함이 많아진다고 하는 지식을 얻었다.

따라서, 본 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는, 먼저 거리 ΔL을 미리 오프라인으로 측정하여 기억해 둔다. 그 후, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태인 경우에는, 전봉 용접이 행하여지고 있는 강판(1)에 부여하는 입열량을 다음과 같이 하여 제어한다.

우선, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 촬상 장치(5)에 의해 촬상된 화상으로부터 V 수렴점(V₁)의 위치를 도출하고, 도출한 V 수렴점(V₁)의 위치에 대하여 미리 기억해 둔 거리 ΔL만큼 강판(1)의 반송 방향의 하류측에 위치하는 점을 용접점(W)으로서 도출한다.

이어서, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 도출한 용접점(W)과, 미리 설정되어 있는 스퀴즈 센터 위치(C)로부터, 거리(G)를 도출한다.

그리고 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는, 도출한 거리(G)가 임계값 이하인 경우에, 당해 강판(1)에 대한 입열량[고주파 전원(6)으로부터 출력하는 전력량]이 작아지도록 제어한다.

<전봉 용접 조업 관리 장치(100)의 기능>

이하에, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)가 갖는 기능을 상세하게 설명한다.

도 7은, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)의 기능적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM, HDD 및 각종 인터페이스를 구비한 정보 처리 장치를 사용함으로써 실현할 수 있다.

[화상 데이터 입력부(101)]

화상 데이터 입력부(101)는 촬상 장치(5)로 촬상된 V자 수렴 영역의 화상 데이터를 입력한다.

도 8은, 촬상 장치(5)에 의해 촬상된 V자 수렴 영역의 화상의 일례를 도면화한 도면이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(5)에 의해 촬상된 V자 수렴 영역의 화상에서는, 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)를 따라 휘도 레벨이 높은 고열 영역(81a, 81b)이 나타난다. 또한, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 하류측 영역(82)에는, 강판(1)에 주위 방향의 단부(11a, 11b)의 용융 부분이 배출되어서 생기는 물결 형상의 모양이 나타난다. 또한 V자 형상으로 수렴하고 있는 영역 부근으로부터 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)을 따라 용접 슬릿(S)이 나타난다.

화상 데이터 입력부(101)는, 예를 들어 CPU가, 통신 인터페이스를 통하여, 촬상 장치(5)로부터 화상 데이터를 취득하고, 취득한 화상 데이터를, RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[적색 성분 추출부(102)]

적색 성분 추출부(102)는 화상 데이터 입력부(101)에 의해 입력된 V자 수렴 영역의 화상 데이터의 콘트라스트를 명확하게 하기 위해, 그 화상 데이터로부터 적색 성분(파장 590[㎚] 내지 680[㎚])을 추출한다.

적색 성분 추출부(102)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터 화상 데이터를 판독하여 적색 성분을 추출하고, 추출한 적색 성분의 화상 데이터를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[2치화부(103a, 103b)]

2치화부(103a, 103b)는, 적색 성분 추출부(102)에서 얻어진 적색 성분의 화상 데이터를 2치화(반전)한다. 여기에서는, 2치화부(103a, 103b)는, 휘도 레벨이 임계값 이상의 화소에 화소값「0」을, 임계값 미만의 화소에 화소값「1」을 부여한다. 2치화부(103a, 103b)에서는, 휘도 레벨의 임계값이 다르다. 도 9a는, 2치화 화상의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다.

2치화부(103a 및 103b)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터 적색 성분의 화상 데이터를 판독해서 2치화 처리를 행하고, 2치화 화상 데이터를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[라벨링부(104a, 104b)]

라벨링부(104a, 104b)는, 2치화부(103a, 103b)에서 얻어진 2치화 화상에 대하여, 블롭(Blob)마다 라벨을 붙이는 라벨링 처리를 행한다. 여기에서 말하는 블롭이란, 어떤 화소에 대하여 상하 좌우 방향에 있어서 인접하는 4 화소와 경사 방향에 있어서 인접하는 4 화소를 포함하는 인접 8 화소 중 어느 하나에 있어서, 화소값「1」이 부여된 화소가 인접하고 있는 경우, 그들의 화소를 연결하는 것을 각 화소에 대하여 행함으로써 얻어진 개개의 연결 영역을 의미한다. 또한, 라벨링 처리라 함은, 개개의 블롭에 라벨 번호를 부여하여 특정한 블롭을 추출하고, 추출한 블롭의 화상 내의 위치(x 좌표의 최대점 및 최소점, y 좌표의 최대점 및 최소점), 폭, 길이, 면적 등을 추출하는 처리이다.

도 9b는, 라벨링 처리가 행하여진 2치화 화상의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다.

도 9b에 나타내는 예에서는, 3개의 블롭에, 각각 라벨 번호「1」,「2」 및「3」이 부여되어 있는 경우가 나타내어져 있다.

라벨링부(104a 및 104b)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, 2치화 화상 데이터를 판독하여 라벨링 처리를 행하고, 그 결과를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

또한, 2치화부(103a, 103b)에서 사용되는 휘도 레벨의 임계값이 동일한 경우, 2치화부(103a, 103b) 및 라벨링부(104a, 104b)를 각각 1개로 할 수 있다.

[V 수렴점 도출부(105)]

V 수렴점 도출부(105)는 라벨링부(104b)에 의해 라벨 번호가 부여된 블롭 중, 소정의 조건에 합치하는 블롭이 추출되었는지의 여부를 판정한다. V 수렴점 도출부(105)는 소정의 조건에 합치하는 블롭이 있다고 판정한 경우, 그 블롭(도 9b에 나타내는 예에서는 라벨 번호「2」가 부여된 블롭)을, V자 수렴 영역의 블롭(91)으로서 추출한다. 그리고 V 수렴점 도출부(105)는 추출한 V자 수렴 영역의 블롭(91)의 좌표나 면적 등의 형상 정보를 취득한다. 도 9c는, V자 수렴 영역의 블롭(91)이 추출된 모습의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다. 또한, 도 10은, V 수렴점(V₁)이 검출된 모습의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다.

여기서, V 수렴점 도출부(105)는, 예를 들어 도 9a에 나타내는 2치화 화상에 있어서, 좌측 단부에 접하고, 또한 소정의 면적 조건을 갖는 블롭이 있다면, 그것을 V자 수렴 영역의 블롭(91)으로서 추출한다. 소정의 면적 조건으로서는, 예를 들어 블롭 면적의 실제 치수가 15[㎟] 내지 150[㎟]라고 하는 조건과, 블롭에 외접하는 구형 블록의 실제 치수가 25[㎟] 내지 320[㎟]라고 하는 조건 중 적어도 어느 한쪽을 충족시키는 등의 조건을 설정하면 된다.

도 10에 도시한 바와 같이, V 수렴점 도출부(105)는 V자 수렴 영역의 블롭(91)의 x축의 플러스 방향[강판(1)의 반송 방향의 하류 방향]의 선단부를, 충합점인 V 수렴점(V₁)(의 위치)로서 검출한다.

본 실시 형태에서는, V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 미리 오프라인으로 측정할 때에는, V 수렴점 도출부(105)는 촬상 장치(5)에 의해 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대해서, V 수렴점(V₁)의 위치를 검출한다. 촬상 장치(5)는 500[fps]의 촬영 프레임레이트로 화상을 촬상하므로, 1500개의 V 수렴점(V₁)의 위치가 V 수렴점 도출부(105)에 의해 검출된다. 단, 예를 들어 V 수렴점(V₁)의 위치 변동이 근소할 경우, V 수렴점 도출부(105)는 1개의 화상으로부터 도출한 V 수렴점(V₁)의 위치를 검출해도 된다[즉, 반드시 복수의 화상 각각으로부터 V 수렴점(V₁)을 도출할 필요는 없다].

또한, 강판(1)에 대한 입열을 제어할 때에도, V 수렴점 도출부(105)는 촬상 장치(5)에 의해 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대해서, V 수렴점(V₁)의 위치를 검출할 수 있다. 단, 촬상 장치(5)에 의해 촬상된 1개의 V자 수렴 영역의 화상에 대해서, V 수렴점(V₁)의 위치를 검출해도 된다.

또한, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)가 강판(1)에 대한 입열량의 제어를 행하고 있을 때에, 소정의 프레임 수 이상 연속하여 소정의 조건에 합치하는 블롭이 추출되지 않으면, V 수렴점 도출부(105)는 오퍼레이터에게 에러 메시지를 출력할 수 있다.

V 수렴점 도출부(105)는, 예를 들어 CPU가, 라벨링 처리가 행하여진 2치화 화상 데이터를 RAM 등으로부터 판독하여, V 수렴점(V₁)의 좌표를 도출하고, 그 결과를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[기하학적 V 수렴점 도출부(106)]

기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 라벨링부(104a)에 의해 라벨 번호가 부여된 블롭 중, 소정의 조건에 합치하는 블롭이 추출되었는지의 여부를 판정한다. 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 소정의 조건에 합치하는 블롭이 있다고 판정한 경우, 그 블롭을, V자 수렴 영역의 블롭(91)으로서 추출한다. 그리고 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 추출한 V자 수렴 영역의 블롭(91)의 좌표나 면적 등의 형상 정보를 취득한다(도 9b, 도 9c를 참조).

또한, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)가 강판(1)에 대한 입열의 제어를 행하고 있을 때에, 소정의 프레임 수 이상 연속하여 소정의 조건에 합치하는 블롭이 추출되지 않으면, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 오퍼레이터에게 에러 메시지를 출력하도록 할 수 있다. 또한, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 V 수렴점 도출부(105)에서 추출된 V자 수렴 영역의 블롭(91)의 정보를 유용할 수도 있다.

이어서, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 추출한 V자 수렴 영역의 블롭(91)으로부터, 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)에 대응하는 영역을 탐색한다.

도 9d는, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)가 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)에 대응하는 영역을 탐색하는 모습의 일례를 도면화하여 도시하는 도면이다.

도 9d에 도시한 바와 같이, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 V자 수렴 영역의 블롭(91)의, 반송 방향(x축 방향)의 최하류점[V 수렴점 도출부(105)에 의해 검출된 V 수렴점(V₁)]을 통하고, 또한 x축 방향과 평행한 직선(도 9d에 나타내는 일점 쇄선)으로부터, y축의 플러스 방향 및 y축의 마이너스 방향으로, 화소값이「1」에서「0」으로 변화되는 점을 각각 탐색하고, 그 점을 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a 및 11b)로 하는 탐색 처리를 행한다.

기하학적 V 수렴점 도출부(106)는, 이 탐색 처리를, V자 형상으로 수렴하는 방향(x축 방향)의 소정 범위, 예를 들어 2치화 화상의 좌측 단부[강판(1)의 반송 방향의 상류측]로부터, V자 수렴 영역의 블롭(91)의 선단부까지의 범위 중, 좌측 단부로부터 2/3의 범위에서 실행한다(도 9d에 나타내는「직선 근사하는 영역」을 참조). 그리고 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 탐색한 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)에 대응하는 영역을 각각 직선 근사하고, 각각의 근사 직선의 교점을 기하학적 V 수렴점(V₀)으로서 검출한다.

본 실시 형태에서는, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 V 수렴점 도출부(105)가 V 수렴점(V₁)의 위치를 검출했을 때에 사용한 것과 동일한 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대해서, 기하학적 V 수렴점(V₀)을 검출한다.

또한, 상기 소정의 범위로서는, 항상「좌측 단부로부터 2/3의 범위」로 하지 않고, 조업 조건에 의해 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치가, 강판(1)의 반송 방향의 상류측으로 이동하는 경우에는, 보다 작은 값, 예를 들어「좌측 단부로부터 1/2의 범위」로 설정하는 등, 적절하게 적절한 값을 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)에 대응하는 영역을 탐색할 때에, 예를 들어 도 9d에 나타내는 화상의 상하 위치부터 내측을 향해, 화소값이「0」에서「1」로 변화되는 점을 탐색하도록 해도 된다. 단, V자 수렴 영역의 블롭(91)은 화상의 상하 방향(y축 방향)의 중앙 부근에 나타나는 것을 알 수 있다. 따라서, 화상의 최상 위치 및 최하 위치로부터 탐색을 시작하는 것은 처리가 낭비가 된다. 따라서, 전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 V자 수렴 영역의 블롭(92)의 내측으로부터 y축의 플러스 방향 및 y축의 마이너스 방향으로, 화소값이「1」에서「0」으로 변화되는 점을 탐색함으로써 처리 시간을 단축화시키고 있다.

또한, 라벨링 처리에 의해 V자 수렴 영역의 블롭(91)의 광폭부(화상의 좌측 단부)의 y축 방향의 위치를 알 수 있다. 따라서, 화상의 상하 위치로부터 내측을 향해, 화소값이「0」에서「1」로 변화되는 점을 탐색하는 경우에도, 블롭(91)의 광폭부의 y축 방향의 위치 또는 그 근방으로부터 내측을 향해, 화소값이「0」에서「1」로 변화되는 점을 탐색하면 처리 시간을 단축화시킬 수 있다.

기하학적 V 수렴점 도출부(106)는, 예를 들어 CPU가, 라벨링 처리가 행하여진 2치화 화상 데이터를 RAM 등으로부터 판독하여, 기하학적 V 수렴점(V₀)의 좌표를 도출하고, 그 결과를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

또한, V 수렴점(V₁)의 위치와, 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치를 도출하는 방법은, 예를 들어 국제 공개 제2011/118560호 팸플릿에 기재되어 있다.

[용접 상태 판정부(114)]

용접 상태 판정부(114)는 V 수렴점 도출부(105)에 의해 도출된 V 수렴점(V₁)의 위치가, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)에 의해 도출된 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치보다도 강판(1)의 반송 방향의 하류측에 존재하고 있는지 여부를 판정한다. 용접 상태 판정부(114)는 V 수렴점(V₁)의 위치가, 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치보다도 강판(1)의 반송 방향의 하류측에 존재하고 있는 것이라 판정된 경우에는, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태인 것을 나타내는 판정 신호를 입열 제어부(113)에 공급한다.

용접 상태 판정부(114)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V 수렴점(V₁) 및 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치를 판독하고, 이들의 위치에 의거하여 상기한 판정 신호를 생성함으로써 실현된다.

[용접점 위치 입력부(107)]

용접점 위치 입력부(107)는 V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 미리 오프라인으로 측정하기 위해, 촬상 장치(5)에 의해 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상 각각으로부터 오퍼레이터에 의해 육안으로 결정된 용접점(W)의 위치 정보를, 오퍼레이터에 의한 입력 조작에 의거하여 입력한다.

여기서, 오퍼레이터에 의해 용접점(W)의 위치를 결정하는 방법의 예를 설명한다.

촬상 장치(5)에 의해 촬상된 V자 수렴 영역의 화상으로부터, 후술하는 도 13의 상부 도면에 도시한 바와 같은 휘도 분포가 얻어진다(도 13의 상부 도면에서는 표기의 사정상, 흑색과 백색의 영역으로 화상을 나타내고 있지만, 도 13의 상부 도면에 대응하는 화상은, 예를 들어 256계조의 휘도 화상이 됨). 복수의 V자 수렴 영역의 화상(본 실시 형태에서는, 1500개의 V자 수렴 영역의 화상) 각각에 대해서, 슬릿 단부(SE)의 위치[용접 슬릿(S)의 최하류의 점]가 육안으로 특정된다. 슬릿의 휘도 레벨은, 강재가 용융되고 있는 부분의 휘도 레벨보다도 충분히 낮으므로 육안으로 슬릿을 인식하는 것은 용이하다(슬릿의 휘도 레벨은, 강재가 용융되고 있는 부분의 휘도 레벨의 1/10 정도임). 또한, 슬릿이 도중에 끊어져서 관측되는 화상에 있어서도, 상류측의 슬릿으로부터 용접선을 따라 하류 방향으로 휘도가 낮고 또한 가는 선 형상의 부위를 단속 슬릿이라 인식할 수 있다. 이와 같이, 슬릿은 용융 강재에 비하여 저휘도인 것과, 용접선을 따른 선 형상의 형태를 갖고 있으므로, V 수렴 영역의 화상으로부터 슬릿과 용융 강재의 스케일 모양을 용이하게 판별할 수 있다. 그리고 특정한 슬릿 단부(SE)의 위치 중 최하류에 있는 것을 용접점(W)의 위치로서 구할 수 있다.

이어서, 오퍼레이터는 복수의 V자 수렴 영역의 화상으로부터 결정한 용접점(W)의 위치(좌표)의 정보를, 입력 장치를 사용하여 전봉 용접 조업 관리 장치(100)에 입력한다.

용접점 위치 입력부(107)는, 예를 들어 CPU가, 오퍼레이터에 의한 입력 장치의 조작 내용에 의거하여, 용접점(W)의 위치 정보를 취득하고, 취득한 용접점(W)의 위치 정보를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[거리 ΔL 도출부(108), 거리 ΔL 기억부(109)]

거리 ΔL 도출부(108)는 촬상 장치(5)에 의해 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대해서, V 수렴점 도출부(105)에 의해 도출된 V 수렴점(V₁)의 평균 위치와, 용접점 위치 입력부(107)에 의해 입력된 용접점(W)의 위치 사이의 거리를 V 수렴점·용접점 간 거리 ΔL로서 도출한다. 그리고 거리 ΔL 도출부(108)는 도출한 거리 ΔL의 정보를 거리 ΔL 기억부(109)에 기억한다. 본 실시 형태에서는, 거리 ΔL의 도출과 기억은 강종마다 행하여진다.

거리 ΔL 도출부(108)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, V 수렴점(V₁)의 위치와, 용접점 위치 입력부(107)에 의해 입력된 용접점(W)의 위치를 판독하여, V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 도출하고, 그 결과를, HDD 등에 기억함으로써 실현된다. 또한, 거리 ΔL 기억부(109)는, 예를 들어 HDD에 의해 실현된다.

[용접점 위치 도출부(110)]

용접점 위치 도출부(110)는 V 수렴점 도출부(105)에 의해, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V 수렴점(V₁)의 위치가 도출되면, 도출된 V 수렴점(V₁)의 위치로부터, 거리 ΔL 기억부(109)에 기억되어 있는 거리 ΔL만큼 강판(1)의 반송 방향의 하류측(x축의 플러스 방향)에 위치하는 점을 용접점(W)의 위치로서 도출한다.

용접점 위치 도출부(110)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V 수렴점(V₁)의 위치를 판독하는 동시에, HDD 등으로부터, 거리 ΔL을 판독하여, 용접점(W)의 위치를 도출하고, 도출한 용접점(W)의 위치 정보를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[거리(G) 도출부(111)]

거리(G) 도출부(111)는 용접점 위치 도출부(110)에 의해 도출된 강판(1)의 용접점(W)의 위치와, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)에 미리 설정되어 있는 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리를, 용접점·스퀴즈 센터 위치 간 거리(G)로서 도출한다(도 3을 참조).

거리(G) 도출부(111)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치를 판독하는 동시에, HDD 등으로부터, 스퀴즈 센터 위치(C)를 판독하여, 거리(G)를 도출하고, 도출한 거리(G)의 정보를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[임계값 입력부(112)]

임계값 입력부(112)는 오퍼레이터에 의한 입력 조작에 의거하여, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리(G)에 대한 임계값의 정보를 입력하여 기억한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 거리(G)가 어떤 값(도 6에 나타내는 예에서는 27[㎜] 부근) 이하가 되면, 강판(1)에 있어서의 결함 면적률이 급격하게 증가한다. 따라서, 예를 들어 사전에 측정한「결함 면적률과 거리(G)의 관계」로부터, 결함 면적률이 급격하게 증가하는 위치에서의 거리(G)의 값을, 상기 임계값으로서 채용할 수 있다. 이러한 임계값의 특정을, 강종마다 행함으로써, 거리(G)에 대한 임계값이 강종마다 얻어진다.

임계값 입력부(112)는, 예를 들어 CPU가, 오퍼레이터에 의한 입력 장치의 조작 내용에 의거하여, 거리(G)에 대한 임계값의 정보를 취득하고, 취득한 임계값의 정보를 HDD 등에 기억함으로써 실현된다.

[입열 제어부(113)]

입열 제어부(113)는 용접 상태 판정부(114)로부터 공급되는 판정 신호에 의거하여, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태인 것을 판정한 경우에는, 임계값 입력부(112)에 의해 입력된 임계값 중, 입열의 제어 대상이 되는 강종에 대응하는 임계값을 판독한다. 그리고 입열 제어부(113)는 거리(G) 도출부(111)에 의해 도출된 거리(G)가, 판독한 임계값 이하인지의 여부를 판정한다. 입열 제어부(113)는 거리(G)가 임계값 이하라고 판정된 경우, 예를 들어 강판(1)에 대한 입열량의 상한값을 규제하고, 입열량을 내리도록 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량을 제어한다.

입열 제어부(113)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, 거리(G)를 판독하는 동시에, HDD 등으로부터, 거리(G)에 대한 임계값을 판독하여, 판독한 거리(G)와, 임계값의 비교를 행하고, 그 비교 결과에 의거하여, 통신 인터페이스를 통하여 고주파 전원(6)에 대하여 제어 신호를 송신함으로써 실현된다.

또한, 거리(G)가 임계값 이하인 경우에, 입열량을 내리도록 제어를 하고 있으면, 입열 제어부(113)에 의한 제어의 방법은, 전술한 방법에 한정되지 않는다.

<동작 흐름도>

이어서, 도 11의 흐름도를 참조하면서, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)가 V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 도출하는 처리(거리 ΔL 도출 처리)의 일례를 설명한다. 여기에서는, 거리 ΔL을 도출하는데 필요한 화상 데이터 전부가 화상 데이터 입력부(101)에 입력되어 있는 것으로서 설명을 행한다.

우선, 스텝 S1101에 있어서, 화상 데이터 입력부(101)는 V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 도출하기 위한「강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상 데이터」를, 예를 들어 시간적으로 빠른 것으로부터 차례로 1개씩 선택한다.

이어서, 스텝 S1102에 있어서, 적색 성분 추출부(102)는 스텝 S1101에서 선택된 V자 수렴 영역의 화상 데이터로부터 적색 성분(파장 590 내지 680㎚)을 추출한다.

이어서, 스텝 S1103에 있어서, 2치화부(103b)는 스텝 S1102에서 얻어진 적색 성분의 화상 데이터를 2치화(반전)한다.

이어서, 스텝 S1104에 있어서, 라벨링부(104b)는 스텝 S1103에서 얻어진 2치화 화상에 대하여, 블롭(Blob)마다 라벨을 붙이는 라벨링 처리를 행한다.

이어서, 스텝 S1105에 있어서, V 수렴점 도출부(105)는 스텝 S1104에서 행하여진 라벨링 처리에 있어서 라벨 번호가 부여된 블롭 중 소정의 조건에 합치하는 블롭을 V자 수렴 영역의 블롭(91)으로서 추출하고, 추출한 V자 수렴 영역의 블롭(91)으로부터, 충합점인 V 수렴점(V₁)의 위치를 도출한다.

이어서, 스텝 S1106에 있어서, V 수렴점 도출부(105)는, 소정 기간(예를 들어 3[sec])에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 화상 데이터 전부를 선택했는지 여부를 판정한다.

이 판정 결과, 화상 데이터 전부가 선택되어 있지 않은 경우에는, 처리는 스텝 S1101로 복귀되고, 화상 데이터 전부가 선택될 때까지, 스텝 S1101 내지 S1106의 처리가 반복하여 행하여진다.

그리고 소정 기간(예를 들어 3[sec])에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 화상 데이터 전부로부터, V 수렴점(V₁)의 위치가 도출되면, 처리는 스텝 S1107로 진행된다. 스텝 S1107에 있어서, 용접점 위치 입력부(107)는 소정 기간(예를 들어 3[sec])에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 화상 데이터 전부에 의거하여 취득된 용접점(W)의 위치 정보를 오퍼레이터에 의한 입력 조작에 의거하여 입력한다.

또한, 스텝 S1101 내지 S1106 전에, 스텝 S1107의 처리가 행하여져도 된다.

이어서, 스텝 S1108에 있어서, 거리 ΔL 도출부(108)는, 소정 기간(예를 들어 3[sec])에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 화상 데이터 각각에 대해서, 스텝 S1105에서 도출된 V 수렴점(V₁)의 평균 위치와, 스텝 S1107에서 입력된 용접점(W)의 위치 사이의 거리를, V 수렴점·용접점 간 거리 ΔL로서 도출한다.

이어서, 스텝 S1109에 있어서, 거리 ΔL 도출부(108)는 스텝 S1108에서 도출된 거리 ΔL을 거리 ΔL 기억부(109)에 기억한다. 그리고 본 거리 ΔL 도출 처리가 종료된다.

이어서, 도 12의 흐름도를 참조하면서, 강판(1)에 대한 입열을 제어할 때의 전봉 용접 조업 관리 장치(100)의 처리(입열 제어 처리)의 일례를 설명한다. 또한, 본 입열 제어 처리가 실행되기 전에, 상기한 거리 ΔL 도출 처리가 완료되고 있으며, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)에 대응하는 거리 ΔL이 거리 ΔL 기억부(109)에 기억되어 있는 것으로 한다.

먼저, 스텝 S1201에 있어서, V 수렴점 도출부(105)는 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V 수렴점(V₁)의 위치를 도출한다. 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V 수렴점(V₁)의 위치는, 예를 들어 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 화상 데이터에 대해서, 도 11의 스텝 S1102 내지 S1106의 처리와 마찬가지의 처리가 행해짐으로써 도출된다.

이어서, 스텝 S1202에 있어서, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치를 도출한다.

다음으로 스텝 S1203에 있어서, 용접 상태 판정부(114)는 앞선 스텝 S1201에 있어서 도출된 V 수렴점(V₁)의 위치와, 앞선 스텝 S1202에 있어서 도출된 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치에 의거하여, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태인지의 여부를 판정한다. 용접 상태 판정부(114)는 V 수렴점(V₁)의 위치가 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치보다도 강판(1)의 반송 방향의 하류측에 존재하고 있는 경우에, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태라고 판정한다. 용접 상태 판정부(114)에 의해 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태라고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1204로 진행되고, 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 아니라고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1209로 진행된다.

이어서, 스텝 S1204에 있어서, 용접점 위치 도출부(110)는 거리 ΔL 기억부(109)에 기억되어 있는 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 취득한다.

이어서, 스텝 S1205에 있어서, 용접점 위치 도출부(110)는 스텝 S1201에서 취득한 V 수렴점(V₁)의 위치로부터, 강판(1)의 반송 방향의 하류측(x축의 플러스 방향)에, 스텝 S1204에서 취득한 거리 ΔL만큼 떨어진 위치를, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치로서 도출한다.

이어서, 스텝 S1206에 있어서, 거리(G) 도출부(111)는 스텝 S1205에서 도출된 용접점(W)의 위치와, 미리 설정되어 있는 스퀴즈 센터 위치(C)로부터, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리(G)를 도출한다.

이어서, 스텝 S1207에 있어서, 입열 제어부(113)는 스텝 S1206에서 도출된 거리(G)가, 입열의 제어 대상이 되는 강종에 대응하는 임계값 이하인지의 여부를 판정한다.

입열 제어부(113)는 거리(G)가 임계값 이하라고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1208로 진행된다. 스텝 S1208에 있어서, 입열 제어부(113)는 입열량을 내리도록 입열량의 상한값을 규제하고, 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량을 제어한다. 그리고 본 입열 제어 처리가 종료된다.

한편, 입열 제어부(113)는 스텝 S1206에서 도출된 거리(G)가 임계값 이하가 아니라고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1209로 진행된다. 스텝 S1209에 있어서, 입열 제어부(113)는 그 밖의 입열 제어 처리를 행한다. 그 밖의 입열 제어 처리라 함은, 예를 들어 용접 상태가 제1종 용접 상태 또는 제2종 용접 상태인 경우에, 입열량이 오르도록 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량을 제어하는 처리 등이다. 그리고 본 입열 제어 처리가 종료된다.

<정리>

이상과 같이 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태일 때에는, V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL은, 강판(1)에 부여하는 입열량과, 강판(1)의 두께(판 두께)에 관계없이 대략 동일해진다고 하는 지식에 의거하여, 본 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태일 때의 V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 오프라인으로 미리 구하여 기억해 둔다. 그리고 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상으로부터, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V 수렴점(V₁)의 위치를 자동으로 도출하고, 도출한 V 수렴점(V₁)의 위치와, 미리 기억해 둔 거리 ΔL에 의거하여, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치를 도출한다.

또한, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리(G)가 임계값 이하가 되면, 용접면으로 가압력이 충분히 전해지지 않으므로 용접면에 성장한 산화물이 외부로 배출되지 않아, 용접 품질을 저하되게 한다는 지식에 의거하여, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치와, 미리 설정되어 있는 스퀴즈 센터 위치(C)로부터, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리(G)를 도출하고, 도출한 거리(G)가, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 강종에 따른 임계값 이하인 경우에는, 강판(1)에 대한 입열량의 상한값을 규제함으로써, 입열량을 내리도록 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량을 제어한다.

따라서, 거리(G)를 지침으로 하여, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 되도록 하기 위한 입열을 제어할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(100)에 의하면, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 되도록 입열량을 제어하는 것을, 종래보다도 용이하게 또한 확실하게 실행할 수 있다.

<변형예>

상기 실시 형태에서는, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리(G)와 임계값을 비교한 결과에 의거하여, 입열의 제어를 행하였다. 그러나, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 예를 들어, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치와, 당해 용접점(W)보다도 강판(1)의 반송 방향의 하류측의, 스퀴즈 센터 위치(C) 이외의 고정 위치 사이의 거리를, 거리(G) 대신에 사용해도 된다.

또한, 이상과 같은 거리 대신에, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치로부터, 입열의 제어를 행해도 된다. 예를 들어, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치가 소정의 고정 위치보다도 강판(1)의 반송 방향의 하류측에 위치할 경우에, 입열을 내리도록 고주파 전원(6)을 제어하도록 할 수 있다.

즉, V자 수렴 영역의 화상으로부터 얻어진 V 수렴점(V₁)의 위치와, 거리 ΔL로부터 도출되는「입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치」에 의거하여 입열을 제어하도록 하고 있으면 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, V 수렴점·용접점 간 거리[용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리] ΔL을, V 수렴점(V₁) 위치의 변동 주기보다도 긴 기간에 걸쳐서 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상에 있어서의, V 수렴점(V₁)의 평균 위치와 용접점(W) 사이의 거리로 하였다. 그러나 거리 ΔL은, 용접점(W)과 V 수렴점(V₁) 사이의 거리를 대표하는 값이라면, 어떤 값이라도 된다.

예를 들어, 전술한 V 수렴점(V₁)의 평균 위치와 용접점(W) 사이 거리의 소정 배(예를 들어 2배)의 거리를, V 수렴점·용접점 간 거리 ΔL로 해도 된다.

또한, V 수렴점(V₁) 위치의 변동 주기 및 용접 슬릿(S)의 x축 방향 길이의 변동 주기보다도 긴 기간에 걸쳐서 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상으로부터, V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리를 V 수렴점·용접점 간 거리 ΔL로 하고, V 수렴점(V₁) 또는 V 수렴점(V₁)의 평균값에 거리 ΔL을 더해도 된다.

또한, V 수렴점·용접점 간 거리 ΔL을, 강판(1)의 종류마다 거리 ΔL 기억부(109)에 기억해도 된다. 이와 같이 한 경우에는, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 종류에 따른 거리 ΔL을 거리 ΔL 기억부(109)로부터 판독하여, 거리(G)의 도출에 사용할 수 있다.

또한, 전봉 용접 조업 관리 장치(100)는 반드시 고주파 전원(6)을 제어할 필요는 없다. 예를 들어, 용접점 위치 도출부(110)가 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치를 표시 화면에 표시하거나, 거리(G) 도출부(111)가 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 거리(G)를 표시 화면 등에 표시하여 오퍼레이터에게 전달하도록 해도 된다. 이와 같이 한 경우, 오퍼레이터는 표시된 정보에 의거하여, 고주파 전원(6)에 대한 목표 입열의 변경을 지시할 수 있다.

[제2 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 전술한 제1 실시 형태에서는, 거리 ΔL을 미리 오프라인으로 측정하기 위해, 용접점(W)의 위치를 오퍼레이터가 육안으로 결정하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 이에 반해, 제2 실시 형태에서는, 촬상 장치(5)에 의해 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 V자 수렴 영역의 화상으로부터, 용접점(W)의 위치가 화상 처리에 의해 자동으로 결정된다. 이와 같이, 제2 실시 형태와 제1 실시 형태는, 거리 ΔL을 미리 오프라인으로 측정할 때에 사용되는 용접점(W) 위치의 결정 방법이 주로 다르다. 따라서, 제2 실시 형태의 설명에 있어서, 제1 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는, 도 1 내지 도 12에부여된 부호와 동일한 부호를 부여하는 등 하여 상세한 설명을 생략한다.

도 13은, 촬상 장치(5)에 의해 촬상된 화상과, 당해 화상에 있어서의 x축 방향[강판(1)의 반송 방향]의 휘도 분포의 일례를 도시하는 도면이다. 또한, 도 13의 상부 도면에서는, 용접 슬릿(S)의 성장이 종료된 시점에서의 화상을 도면화하고 있다(전술한 바와 같이, 도 13의 상부 도면에서는 표기의 사정상, 흑색과 백색의 영역에서 화상을 나타내고 있지만, 도 13의 상부 도면에 대응하는 화상은, 예를 들어 256계조의 휘도 화상이 됨). 또한, 도 13의 하부 도면에는, V 수렴점(V₁)을 통하고, 또한 x축 방향과 평행한 직선(도 13의 화상 내에 나타내는 일점 쇄선을 참조) 위에 있어서의 휘도 분포를 나타내고 있다.

도 14는, 제2 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(200)의 기능적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제1 용접점 위치 도출부(120)는, 예를 들어 화상 데이터 입력부(101)에 입력된 화상에 대하여, V 수렴점 도출부(105)에서 도출된 V 수렴점(V₁)을 통하고, 또한 x축 방향과 평행한 직선(도 13의 상부 도면에 나타내는 일점 쇄선) 위의 휘도 변화를 탐색하고, 당해 V 수렴점(V₁)의 위치보다도 하류에 있어서 휘도의 변화량(예를 들어 미분값)이 최대가 되는 위치를 슬릿 단부(SE)의 위치로서 도출한다. 제1 용접점 위치 도출부(120)는, 이러한 화상 처리를, 촬상 장치(5)에 의해 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대하여 행한다.

그리고 제1 용접점 위치 도출부(120)는, 예를 들어 촬상 장치(5)에 의해 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대해서, V 수렴점 도출부(105)에 의해 도출된 V 수렴점(V₁)의 평균 위치를 도출하는 동시에, 이상과 같이 하여 도출된 슬릿 단부(SE) 중 최하류에 있는 슬릿 단부(SE)의 위치를 용접점(W)의 위치로서 도출한다. 그리고 거리 ΔL 도출부(108)는 V 수렴점(V₁)의 평균 위치와, 상기와 같이 하여 제1 용접점 위치 도출부(120)에 의해 도출된 용접점(W)의 위치 사이의 거리를, V 수렴점·용접점 간 거리 ΔL로서 도출한다.

제2 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(200)에서는, 도 7에 나타내는 제1 실시 형태에 관한 용접점 위치 입력부(107)가 불필요해지고, 그 대신에, 화상 데이터 입력부(101)와 V 수렴점 도출부(105)로부터의 정보에 의거하여 용접점(W)의 위치를 도출하고, 도출한 용접점(W)의 위치 정보를 거리 ΔL 도출부(108)에 출력하는 제1 용접점 위치 도출부(120)가 제1 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(100)에 대하여 추가되게 된다.

또한, 도 11의 스텝 S1107 처리 대신에, 전술한 바와 같이 하여, 거리 ΔL을 미리 오프라인에서 측정하기 위한 용접점(W)의 위치를 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치로부터 도출하는 처리가 실행된다.

또한, 제2 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(200)에 있어서, 제2 용접점 위치 도출부(110)는, 제1 실시 형태에 관한 용접점 위치 도출부(110)와 실질적으로 동일한 기능을 갖는 것이며, 거리 ΔL 기억부(109)에 기억된 거리 ΔL과, V 수렴점 위치 도출부(105)에 의해 도출된 V 수렴점의 위치에 의거하여, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점의 위치를 도출한다. 즉, 제2 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(200)에 있어서, 제1 용접점 위치 도출부(120)는 오프라인 시에 있어서 거리 ΔL을 도출하기 위하여 용접점(W)의 위치를 도출하고, 제2 용접점 위치 도출부(110)는 온라인 시에 강판(1)에 대한 입열량을 제어하기 위하여 용접점(W)의 위치를 도출한다.

제2 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(200)에 의하면, 제1 실시 형태에서 설명한 효과 외에, V 수렴점(V₁)과 용접점(W) 사이의 거리 ΔL을 자동으로 도출할 수 있어, 오퍼레이터에 의한 부담을 경감할 수 있다. 또한, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)에 대해서, 거리 ΔL을 도출할 수 있다. 이와 같이 한 경우에는, 거리 ΔL을 오프라인에서 측정할 필요는 없어진다. 전술한 바와 같이, 거리 ΔL은, 입열 및 강판(1)의 두께(판 두께)에 의존하지 않고 대략 동일하지만, 엄밀하게 동일하지는 않다. 따라서, 이렇게 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)에 대해서, 거리 ΔL을 도출하면, 보다 정확한 거리 ΔL을 도출할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태에서 설명한 다양한 변형예를 채용할 수 있다.

[제3 실시 형태]

<본 발명자들이 새롭게 얻은 지식>

본 발명자들은, 2단 수렴 2종 용접 상태에 있어서, 용접 슬릿(S)의 강판(1)의 반송 방향의 최하류 위치가 용접점(W)과 동등해지는 것을 발견하였다. 상기한 바와 같이, 슬릿 단부(SE)의 위치는, 주기적으로 변동한다. 본 실시 형태에서는, 촬영 프레임레이트가 40[fps], 노광 시간이 1/5000[sec] 이하(예를 들어 1/10000[sec])의 조건으로 소정 시간(예를 들어 250[msec] 이상의 시간)에 걸쳐 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상 각각으로부터 얻어지는 슬릿 단부(SE) 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 위치하는 슬릿 단부(SE)의 위치가 용접점(W)의 위치로서 도출된다.

또한, 본 발명자들은, 용접 슬릿(S)의 슬릿 단부(SE)는, V 수렴점(V₁)의 위치와, 용접점(W)의 위치[용접 슬릿(S)이 완전히 신장된 위치] 중 어느 하나에 존재할 확률이 높다는 지식을 얻었다.

전술한 바와 같이, 슬릿 단부(SE)의 위치의 변동 주기는, 수[msec]이다. 이로 인해, 종래는 200[fps] 이상의 프레임레이트를 갖는 고속 카메라를 사용하지 않으면, 용접점(W)[주기적으로 변동하는 슬릿 단부(SE)의 최하류의 점]을 파악할 수 없다고 생각되고 있었다. 현재의 일반적인 컴퓨터의 처리 능력으로는, 이러한 프레임레이트로 촬상된 V자 수렴 영역의 화상 전부를 실시간으로 처리하는 것은 곤란하다. 따라서, 용접점(W)의 위치를 실시간(온라인)으로 구하는 것은 곤란하다고 생각되고 있었다.

그런데, 본 발명자들은 2단 수렴형 제2종 용접 상태에서의「V 수렴점(V₁) 및 슬릿 단부(SE)의 위치」가 시간의 경과와 함께 어떻게 변화되는 것인지를 조사한 결과, 슬릿 단부(SE)는 V 수렴점(V₁)의 위치와, 용접점(W)의 위치[용접 슬릿(S)이 완전히 신장된 위치] 중 어느 하나에 존재할 확률이 높기 때문에, 프레임레이트가 200[fps] 이하(예를 들어 40[fps])의 촬상 장치라도 노광 시간을 1/5000[sec] 이하로 함으로써 용접점(W)을 확실하게 파악할 수 있다고 하는 지식을 얻었다.

도 15는, 강판(1)의 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태인 경우에 3[sec]에 걸쳐 연속적으로 촬영된 복수의 화상 각각으로부터 검출된 기하학적 V 수렴점(V₀), V 수렴점(V₁) 및 슬릿 단부(SE)의 시간 추이의 일례를 나타내는 도면이다. 도 15의 횡축은, 촬상을 개시한 타이밍을 0(제로)으로 했을 때의 시간이다. 본 실시 형태에서는, 프레임레이트를 40[fps]으로 하고 있으므로, 촬영 개시 시점으로부터 3[sec]이 경과하는 동안에, 120매의 V자 수렴 영역의 화상이 얻어진다. 이들 120매의 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대해서, 소정의 위치를 기준[0(제로)]으로 했을 때의「기하학적 V 수렴점(V₀), V 수렴점(V₁) 및 슬릿 단부(SE)의 x축 방향의 위치(검출 위치)를 플롯하고, 그들을 서로 연결함으로써(선형 보간을 함), 도 15에 도시하는 그래프가 얻어진다.

도 15에 도시한 바와 같이, 프레임레이트를 40[fps]으로 해도, 슬릿 단부(SE)의 위치의 시간 변동을 파악하여, 일정 시간 내에 있어서의 슬릿 단부(SE)의, 강판(1)의 반송 방향에 있어서의 최하류 위치(도 15에 도시하는 그래프 중의 상방)를 구할 수 있다. 이 슬릿 단부(SE)의 최하류 위치는 용접점(W)에 대응하는 것이며, 도 15에 도시하는 그래프는, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태인 것을 나타내고 있다.

전술한 바와 같이, 슬릿 단부(SE)의 위치의 변동 주기는, 수[msec]이지만, 도 15에 도시하는 결과로부터, 슬릿 단부(SE)는 V 수렴점(V₁)의 위치와, 최하류의 위치[용접점(W)에 대응하는 위치] 중 어느 하나에 존재하고 있는 확률이 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 프레임레이트를 40[fps]으로 해도, 노광 시간을 1/5000[sec] 이하로 하면, 용접의 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태일 때의 용접점(W)의 위치를 파악할 수 있다. 따라서, 화상 처리에 의해 연속적으로(대략 실시간으로) 용접점(W)의 위치를 검출할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명자들은 2단 수렴 2종 용접 상태에 있어서, 슬릿 단부(SE)의, 강판(1)의 반송 방향에 있어서의 최하류 위치가 용접점(W)과 동등해진다고 하는 지식과, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 간의 거리(G)가 임계값 이하가 되면, 용접부에 포함되는 결함이 많아진다고 하는 지식과, 화상 처리에 의해 연속적으로(대략 실시간으로) 용접점(W)의 위치를 검출할 수 있다고 하는 지식을 얻었다.

본 발명자들은, 이들의 지식을 기초로, 온라인으로 강판(1)의 용접점(W)을 도출하여, 강판(1)에 대한 입열량[고주파 전원(6)으로부터 출력하는 전력량]을 제어하는 것을 발견하였다. 이하에, 제3 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(300)에 대하여 설명한다.

<전봉 용접 조업 관리 장치(300)의 기능>

이하에, 제3 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(300)가 갖는 기능을 상세하게 설명한다.

도 16은, 제3 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(300)의 기능적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 전봉 용접 조업 관리 장치(300)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM, HDD 및 각종 인터페이스를 구비한 정보 처리 장치를 사용함으로써 실현할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(300)에 있어서, 화상 데이터 입력부(101), 적색 성분 추출부(102), 2치부(103a 및 103b), 라벨링부(104a 및 104b), 기하학적 V 수렴점 도출부(106), V 수렴점 도출부(105), 거리(G) 도출부(111), 임계값 입력부(112), 입열 제어부(113) 및 용접 상태 판정부(114)의 각각은, 제1 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(100)와 동일하므로, 이들의 설명에 대해서는 생략한다.

[탐색 영역 설정부(201)]

탐색 영역 설정부(201)는 적색 성분 추출부(102)에서 얻어진 적색 성분의 화상 데이터에 있어서의 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역을 설정한다. 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역은, 슬릿 단부(SE)를 탐색하는 영역이다.

슬릿 단부(SE)는 용접선(12) 위에 존재하므로, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역을 설정하기 위해, 탐색 영역 설정부(201)는, 우선 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)에 대응하는 영역의 근사 직선(도 17b에 나타내는 파선을 참조)이 이루는 각도인 V 수렴각 θ의 이등분선(901)(도 17b에 나타내는 일점 쇄선을 참조)을, 용접선(12)의 위치를 추정하는 것으로서 도출한다. 여기에서는, V 수렴각θ의 이등분선(901)으로서 추정되는 용접선을 필요에 따라서「추정 용접선」이라고 칭한다. 또한, 이 근사 직선의 교점은, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)에 의해 도출된 기하학적 V 수렴점(V₀)이 된다.

이어서, 탐색 영역 설정부(201)는 상기 추정 용접선을 둘러싸는 직사각 형상의 영역을, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)으로서 설정한다. 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)은 V 수렴점(V₁)을 최상류단부, 화상의 최하류단부를 하류단부로 하고, V 수렴각 θ의 이등분선(901)으로부터 y축의 플러스 방향 및 마이너스 방향으로 각각 소정의 거리 D만큼 떨어진 폭을 갖는 것으로 한다(거리 D에 대해서는 도 18b를 참조). 또한, 거리 D의 값으로서는, 0(제로)보다 큰 임의의 값이 미리 설정되어 있다.

전술한 바와 같이, 용접 슬릿(S)은 V 수렴점(V₁)을 기점으로 하여, 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)의 하류측으로 신장된다. 따라서, 용접 슬릿(S)의 최하류의 점인 슬릿 단부(SE)는, V 수렴각 θ의 이등분선(901)으로부터 크게 이격되는 일은 없다. 한편, 슬릿 단부(SE)가, V 수렴각 θ의 이등분선(901) 위에 정확하게 위치하지 않을 가능성이 있다. 또한, V자 수렴 영역의 화상에는 노이즈(703)(도 18a를 참조)가 포함되는 경우가 있으므로, 슬릿 단부(SE)의 탐색 범위를 너무 넓게 하면, 이 노이즈(703)가 슬릿 단부(SE)인지의 여부를 판별할 필요가 발생해 버린다. 거리 D의 값은, 이러한 관점에서 적절히 정해지는 것이며, 본 실시 형태에서는 거리 D의 값을 1[㎜]로 하고 있다.

탐색 영역 설정부(201)는, 예를 들어 CPU가, 라벨링 처리가 행하여진 2치화 화상 데이터와, 기하학적 V 수렴점(V₀)의 좌표와, V 수렴점(V₁)의 좌표를 RAM 등으로부터 판독하여, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)을 정하는 좌표를 도출하고, 그 결과를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[탐색 영역 2치화부(202)]

탐색 영역 2치화부(202)는 적색 성분 추출부(102)에서 얻어진 적색 성분의 화상 데이터로부터, 탐색 영역 설정부(201)에서 설정된 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)의 데이터를 추출한다. 도 18a는, 슬릿 단부 탐색 영역(902)이 부여된 적색 성분의 화상의 일례를 도면화한 도면이다.

그리고 탐색 영역 2치화부(202)는, 추출한 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)의 적색 성분의 화상 데이터를 2치화(반전)한다. 여기에서는, 탐색 영역 2치화부(202)는 휘도 레벨이 임계값 이상의 화소에 화소값「0」을, 임계값 미만의 화소에 화소값「1」을 부여한다. 도 18b는, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)에 있어서의 2치화 화상의 일례를 도면화한 도면이다.

용접 슬릿(S)은 가늘고 길므로, 휘도 레벨의 임계값이 크면, 2치화 처리에 의해 용접 슬릿(S)을 적절하게 추출할 수 없게 될 우려가 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 용접 슬릿(S)을 확실하게 추출할 수 있도록, 탐색 영역 2치화부(202)에서 사용되는 휘도 레벨의 임계값을, 2치화부(103a, 103b)에서 사용되는 휘도 레벨의 임계값보다도 작게 하고 있다. 한편, 이와 같이, 2치화부(103a, 103b)에서 사용되는 휘도 레벨의 임계값이 크기 때문에, 도 9a에 나타내는 2치화 화상에서는, 용접 슬릿(S)이 나타내어져 있지 않다.

탐색 영역 2치화부(202)는, 예를 들어 CPU가, 적색 성분의 화상 데이터와, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)을 정하는 좌표를 RAM 등으로부터 판독하여, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)에 있어서의 적색 성분의 화상 데이터에 대하여 2치화 처리를 행하고, 2치화 화상 데이터를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[탐색 영역 라벨링부(203)]

탐색 영역 라벨링부(203)는 탐색 영역 2치화부(202)에서 얻어진 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)에 있어서의 2치화 화상에 대하여, 블롭(Blob)마다 라벨을 붙이는 라벨링 처리를 행한다. 도 18b에 나타내는 예에서는, 3개의 블롭에, 각각 라벨 번호「1」,「2」 및「3」이 부여되어 있는 경우가 나타내어져 있다.

탐색 영역 라벨링부(203)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)에 있어서의 2치화 화상 데이터를 판독하여 라벨링 처리를 행하고, 그 결과를 RAM 등에 일시적으로 기억함으로써 실현된다.

[슬릿 단부 위치 도출부(204), 슬릿 단부 위치 기억부(205)]

슬릿 단부 위치 도출부(204)는 탐색 영역 라벨링부(203)에 의해 라벨 번호가 부여된 블롭 각각의 애스펙트비(블롭의 세로 방향의 길이/블롭의 가로 방향의 길이)를 도출한다. 그리고 슬릿 단부 위치 도출부(204)는 애스펙트비가 임계값 미만의 블롭이 있는지 여부를 판정한다. 전술한 바와 같이, 용접 슬릿(S)은 강판(1)의 반송 방향(x축 방향)으로 신축하므로, 용접 슬릿(S)에 대응하는 블롭은, 그 세로 방향(y축 방향)의 길이보다도 가로 방향(x축 방향)의 길이 쪽이 길어질 가능성이 높은 것에 반해, 세로 방향(y축 방향)의 길이 쪽이 가로 방향(x축 방향)의 길이보다도 긴 블롭은 노이즈에 대응하는 블롭일 가능성이 높다. 애스펙트비에 대한 임계값은, 이러한 관점[슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902) 내의 노이즈를 제거하는 관점]으로부터 정해지는 것이며, 본 실시 형태에서는, 블롭의 애스펙트비에 대한 임계값을 1/2로 하고 있다.

도 18b에 나타내는 예에서는, 라벨 번호「3」이 부여된 블롭이 노이즈라고 해서, 슬릿 단부(SE)의 탐색 대상으로부터 제외된다.

슬릿 단부 위치 도출부(204)는 애스펙트비가 임계값 미만의 블롭이 있다고 판정된 경우, 애스펙트비가 임계값 미만인 블롭 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 블롭의 최하류 점의 좌표를 슬릿 단부(SE)의 좌표(위치)로서 도출하여 슬릿 단부 위치 기억부(205)에 기억한다.

한편, 슬릿 단부 위치 도출부(204)는 애스펙트비가 임계값 미만의 블롭이 없다고 판정된 경우, V 수렴점 도출부(105)에서 도출된 V 수렴점(V₁)의 좌표를 슬릿 단부(SE)의 좌표로서 도출하여 슬릿 단부 위치 기억부(205)에 기억한다.

도 18b에 나타내는 예에서는, 라벨 번호「1」이 부여된 블롭과 라벨 번호「2」가 부여된 블롭이, 애스펙트비가 임계값 미만의 블롭이다. 이들 블롭 중, 라벨 번호「2」가 부여된 블롭이, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 블롭이므로, 슬릿 단부 위치 도출부(204)는 라벨 번호「2」가 부여된 블롭의 최하류의 점을 슬릿 단부(SE)로서 도출한다.

또한, 슬릿 단부 위치 도출부(204)는 애스펙트비가 임계값 미만의 블롭을 접속하여 슬릿 단부(SE)의 좌표를 도출하도록 해도 된다.

본 실시 형태에서는, 슬릿 단부 위치 도출부(204)는 V 수렴점 도출부(105)가 V 수렴점(V₁)의 위치를 검출했을 때에 사용한 것과 동일한 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대해서, 슬릿 단부(SE)의 좌표를 도출한다.

슬릿 단부 위치 도출부(204)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, 라벨링 처리가 행하여진 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)에 있어서의 2치화 화상을 판독하여, 슬릿 단부(SE)의 좌표를 도출하고, RAM 등에 의해 구성되는 슬릿 단부 위치 기억부(205)에 기억함으로써 실현된다.

[용접점 위치 도출부(206)]

용접점 위치 도출부(206)는 이상과 같이 하여, 촬상 장치(5)에 의해 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 V자 수렴 영역의 화상군의 단위로, 당해 V자 수렴 영역의 화상군에 포함되는 V자 수렴 영역의 화상 각각에 대해서, 슬릿 단부(SE)의 좌표가 얻어지면 기동한다.

용접점 위치 도출부(206)는 슬릿 단부 위치 도출부(204)에 의해 V자 수렴 영역의 화상마다 도출된 슬릿 단부(SE)의 좌표 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 좌표를 추출하고, 추출한 좌표를 용접점(W)의 좌표(위치)로서 도출한다.

용접점 위치 도출부(206)는, 예를 들어 CPU가, RAM 등으로부터, 슬릿 단부(SE)의 좌표를 판독하여, 강판(1)의 용접점(W)의 좌표를 도출하고, RAM 등에 기억함으로써 실현된다.

<동작 흐름도>

이어서, 도 19a 및 도 19b의 흐름도를 참조하면서, 전봉 용접 조업 관리 장치(300)의 처리의 일례를 설명한다.

먼저, 도 19a의 스텝 S1901에 있어서, 화상 데이터 입력부(101)는 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상 데이터를 입력한다.

이어서, 스텝 S1902에 있어서, 적색 성분 추출부(102)는 스텝 S1901에서 입력된 V자 수렴 영역의 화상 데이터로부터 적색 성분(파장 590[㎚] 내지 680[㎚])을 추출한다.

이어서, 스텝 S1903에 있어서, 2치화부(103a, 103b)는 스텝 S1902에서 얻어진 적색 성분의 화상 데이터를 2치화(반전)한다.

이어서, 스텝 S1904에 있어서, 라벨링부(104a, 104b)는, 각각 스텝 S1903에서 2치화부(103a, 103b)에 의해 얻어진 2치화 화상에 대하여, 블롭(Blob)마다 라벨을 붙이는 라벨링 처리를 행한다.

이어서, 스텝 S1905에 있어서, V 수렴점 도출부(105)는 스텝 S1904에서 라벨링부(104b)에 의해 라벨 번호가 부여된 블롭 중 소정의 조건에 합치하는 블롭을 V자 수렴 영역의 블롭(91)으로서 추출하고, 추출한 V자 수렴 영역의 블롭(91)으로부터, 충합점인 V 수렴점(V₁)의 좌표(위치)를 도출한다.

이어서, 스텝 S1906에 있어서, 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 스텝 S1904에서 라벨링부(104a)에 의해 라벨 번호가 부여된 블롭 중 소정의 조건에 합치하는 블롭을 V자 수렴 영역의 블롭(91)으로서 추출한다. 그리고 기하학적 V 수렴점 도출부(106)는 추출한 V자 수렴 영역의 블롭(91)으로부터, 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)를 탐색하고, 탐색한 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)에 대응하는 영역을 각각 직선 근사하고, 각각의 근사 직선의 교점을 기하학적 V 수렴점(V₀)의 좌표(위치)로서 도출한다.

다음으로 스텝 S1907에 있어서, 용접 상태 판정부(114)는 앞선 스텝 S1905에 있어서 도출된 V 수렴점(V₁)의 위치와, 앞선 스텝 S1906에 있어서 도출된 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치에 의거하여, 용접 상태가 2단 수렴형 용접 상태인지의 여부를 판정한다. 용접 상태 판정부(114)는 V 수렴점(V₁)의 위치가 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치보다도 강판(1)의 반송 방향의 하류측에 존재하고 있는 경우에, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태라고 판정한다. 용접 상태 판정부(114)에 의해 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태라고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1908로 진행되고, 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 아니라고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1922로 진행된다.

이어서, 스텝 S1908에 있어서, 탐색 영역 설정부(201)는 강판(1)의 주위 방향의 단부(11a, 11b)에 대응하는 영역의 근사 직선이 이루는 각도인 V 수렴각 θ의 이등분선(901)을 도출한다.

이어서, 스텝 S1909에 있어서, 탐색 영역 설정부(201)는 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)을 설정한다. 본 실시 형태에서는, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)은 스텝 S1908에서 얻어진 V 수렴각 θ의 이등분선(901)으로서 추정되는 용접선(상기 추정 용접선)을 둘러싸는 직사각 형상의 영역이며, V 수렴점(V₁)을 최상류단부, 화상의 최하류단부를 하류단부로 하고, V 수렴각 θ의 이등분선(901)으로부터 y축의 플러스 방향 및 마이너스 방향으로 각각 거리 D만큼 떨어진 위치 사이의 길이를 폭으로서 갖는 영역이다.

이어서, 스텝 S1910에 있어서, 탐색 영역 2치화부(202)는 스텝 S1902에서 얻어진 적색 성분의 화상 데이터로부터, 스텝 S1909에서 설정된 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)의 데이터를 추출하고, 추출한 데이터를 2치화(반전)한다.

이어서, 스텝 S1911에 있어서, 탐색 영역 라벨링부(203)는 스텝 S1910에서 얻어진 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)에 있어서의 2치화 화상에 대하여, 블롭(Blob)마다 라벨을 붙이는 라벨링 처리를 행한다.

이어서, 스텝 S1912에 있어서, 슬릿 단부 위치 도출부(204)는 탐색 영역 라벨링부(203)에 의해 라벨 번호가 부여된 블롭의 각각 애스펙트비(블롭의 세로 방향 길이/블롭의 가로 방향 길이)를 도출하고, 애스펙트비가 1/2 미만의 블롭이 있는지의 여부를 판정한다.

슬릿 단부 위치 도출부(204)가, 애스펙트비가 1/2 미만의 블롭이 있다고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1913으로 진행된다. 슬릿 단부 위치 도출부(204)는 스텝 S1913에 있어서, 애스펙트비가 임계값 미만의 블롭 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 블롭의 최하류의 점의 좌표를 슬릿 단부(SE)의 좌표(위치)로서 도출한다.

한편, 슬릿 단부 위치 도출부(204)가, 애스펙트비가 1/2 미만의 블롭이 없다고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1914로 진행된다. 슬릿 단부 위치 도출부(204)는 스텝 S1914에 있어서, 스텝 S1905에서 도출된 V 수렴점(V₁)의 좌표를 슬릿 단부(SE)의 좌표(위치)로서 도출한다.

슬릿 단부 위치 도출부(204)는, 이상과 같이 하여 슬릿 단부(SE)의 좌표를 도출하면, 스텝 S1915에 있어서, 도출한 슬릿 단부(SE)의 좌표를 슬릿 단부 위치 기억부(205)에 기억한다.

이어서, 스텝 S1916에 있어서, 용접점 위치 도출부(206)는 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 화상 데이터의 각각으로부터, 슬릿 단부(SE)의 좌표가 도출되었는지의 여부를 판정한다. 본 실시 형태에서는, 40[fps]의 프레임레이트로 촬상이 행하여지므로, 용접점 위치 도출부(206)는 120개의 슬릿 단부(SE)의 좌표가 도출되었는지의 여부를 판정하게 된다.

용접점 위치 도출부(206)가 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 화상 데이터 각각으로부터, 슬릿 단부(SE)의 좌표가 도출되고 있지 않다고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1901로 복귀되고, 스텝 S1901 내지 S1915의 처리가 행하여지고, 이어서 얻어진 화상 데이터로부터 슬릿 단부(SE)의 좌표가 도출된다.

이상과 같이 해서 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 화상 데이터 각각으로부터, 슬릿 단부(SE)의 좌표가 도출되면, 처리는, 도 19b의 스텝 S1917로 진행된다.

스텝 S1917에 있어서, 용접점 위치 도출부(206)는 도 19a의 스텝 S1901 내지 S1916의 처리에서 얻어진 슬릿 단부(SE)의 각각의 좌표 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 좌표를, 용접점(W)의 좌표로서 도출한다.

이어서, 스텝 S1918에 있어서, 거리(G) 도출부(111)는 스텝 S1917에서 도출된 강판(1)의 용접점(W)의 좌표와, 미리 설정되어 있는 스퀴즈 센터 위치(C)의 좌표 사이의 거리를, 용접점·스퀴즈 센터 위치 간 거리(G)로서 도출한다.

이어서, 스텝 S1919에 있어서, 입열 제어부(113)는 거리(G)에 대한 임계값으로서, 입열의 제어 대상이 되는 강종에 대응하는 임계값을 판독한다.

이어서, 스텝 S1920에 있어서, 입열 제어부(113)는 스텝 S1918에서 도출된 거리(G)가, 스텝 S1919에서 판독한 임계값 이하인지의 여부를 판정한다.

입열 제어부(113)가 거리(G)가 임계값 이하라고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1921로 진행된다. 스텝 S1921에 있어서, 입열 제어부(113)는 입열량을 내리도록 입열의 상한값을 규제하고, 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량을 제어한다. 그리고 본 입열 제어 처리가 종료된다.

한편, 입열 제어부(113)가, 거리(G)가 임계값 이하가 아니라고 판정된 경우에는, 처리는 스텝 S1922로 진행된다. 입열 제어부(113)는 스텝 S1922에 있어서, 그 밖의 입열 제어 처리를 행한다. 그 밖의 입열 제어 처리는, 예를 들어 용접의 상태가 제1종 용접 상태 또는 제2종 용접 상태인 경우에, 입열량이 오르도록 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량을 제어하는 처리, 또는 용접의 상태가 제1종 용접 상태 또는 제2종 용접 상태가 아닌 경우에, 입열량을 유지하도록 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량을 제어하는 처리 등이다. 그리고 본 입열 제어 처리가 종료된다.

<정리>

이상과 같이 슬릿 단부(SE)가, V 수렴점(V₁)의 위치와, 용접점(W)의 위치[용접 슬릿(S)이 완전히 신장된 위치] 중 어느 하나에 존재할 확률이 높다고 하는 지식에 의거하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(300)는 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된「입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상」의 각각으로부터, 슬릿 단부(SE)의 위치를 도출하는 것을 온라인으로 행한다. 그리고 전봉 용접 조업 관리 장치(300)는 도출한 슬릿 단부(SE)의 위치 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 슬릿 단부(SE)의 위치를 강판(1)의 용접점(W)의 위치로서 도출한다.

또한, 용접점·스퀴즈 센터 위치 간 거리(G)가 임계값 이하가 되면, 용접면으로 가압력이 충분히 전해지지 않으므로 용접면에 성장한 산화물이 외부로 배출되지 않아, 용접 품질을 저하되게 한다고 하는 지식에 의거하여, 전봉 용접 조업 관리 장치(300)는 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치와, 미리 설정되어 있는 스퀴즈 센터 위치(C)로부터, 용접점·스퀴즈 센터 위치 간 거리(G)를 도출한다. 그리고 전봉 용접 조업 관리 장치(300)는 도출한 거리(G)가, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 강종에 따른 임계값 이하인 경우에는, 입열량의 상한값을 규제함으로써, 입열량을 내리도록 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 전력량을 제어한다.

따라서, 거리(G)를 지침으로서, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 되도록 하기 위한 입열을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 전봉 용접 조업 관리 장치(300)에 의하면, 용접 상태가 2단 수렴형 제2종 용접 상태가 되도록 입열을 제어하는 것을, 종래보다도 용이하게 또한 확실하게 실행할 수 있다.

<변형예>

제3 실시 형태에서는, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치에 의거하여 자동으로 고주파 전원(6)을 제어하도록 하였다. 그러나, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 예를 들어, 용접점 위치 도출부(206)가 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치를 표시 화면에 표시하거나, 거리(G) 도출부(111)가 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 거리(G)를 표시 화면 등에 표시하여 오퍼레이터에게 전달하도록 해도 된다. 이와 같이 한 경우, 오퍼레이터는 표시된 정보에 의거하여, 고주파 전원(6)에 대한 목표 입열의 변경을 지시할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 3[sec]에 걸쳐서 연속적으로 촬상된「입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상」의 각각으로부터 도출한 슬릿 단부(SE) 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 슬릿 단부(SE)의 위치를 강판(1)의 용접점(W)의 위치로서 도출하였다. 그러나, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 도 15에 도시한 결과로부터, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상을, 250[msec] 사이에 걸쳐 촬상하면, 슬릿 단부(SE)의 위치를 나타내는(위로 볼록한) 피크를 적어도 1개는 파악할 수 있다. 따라서, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상을, 250[msec] 이상의 시간에 걸쳐서 연속적으로 촬상하고 있으면, 강판(1)의 용접점(W)의 위치[슬릿 단부(SE)의 최하류 위치]를 온라인으로 얻을 수 있다. 단, 전술한 바와 같이, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V자 수렴 영역의 화상을, 3[sec] 이상에 걸쳐서 연속적으로 촬상하면, 전봉 용접에 있어서의 모든 변동 요인(성형 변동 등)을 포함하는 1 주기분의 화상이 얻어지므로 바람직하다.

또한, 이상과 같이 하여 제1 소정 기간마다 얻어진 강판(1)의 용접점(W)의 위치의 제2 소정 기간에 있어서의 이동 평균을 취하고, 그 이동 평균의 값을 강판(1)의 용접점(W)의 위치로 해도 된다. 이와 같이 이동 평균을 취하도록 하면, 어떤 타이밍에 있어서, 강판(1)의 용접점(W)의 실제 위치와 크게 다른 위치가, 강판(1)의 용접점(W)의 위치로서 도출되었다고 해도, 출력되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치는 평균화된다. 따라서, 실제 위치와 크게 다른 위치에 의거하여 입열 제어가 행해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이동 평균을 취하도록 하면, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치를 출력하는 간격이 길어지므로, 강판(1)에 대한 입열 제어의 응답 시간에 맞는 타이밍에서, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치를 출력할 수 있다. 또한, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치나, 거리(G)를 표시하여 오퍼레이터에게 전달할 경우에는, 오퍼레이터가 그들을 인식하여 조작할 수 있는 간격으로, 그들을 출력할 수 있다. 또한, 강판(1)에 대한 입열 제어를 자동으로 행할 경우에는, 필요 이상으로 강판(1)에 대한 입열 제어를 행하는 것을 억제할 수 있다. 제2 소정 기간은, 입열의 변동 시상수나 오퍼레이터의 조작 속도 등을 고려하여 결정하면 되어, 예를 들어 이동 평균 시간을 10[sec]로 하면 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, V 수렴각 θ의 이등분선(901)에 의거하여 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)을 설정하도록 하였다. 그러나, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 예를 들어, V 수렴각 θ의 이등분선(901) 대신에 기하학적 V 수렴점(V₀)을 통하는, V자 수렴 영역의 블롭(91) 중간선을 사용하도록 해도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 용접점(W)과 스퀴즈 센터 위치(C) 사이의 거리(G)와 임계값을 비교한 결과에 의거하여, 입열의 제어를 행하였다. 그러나, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 예를 들어, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치와, 당해 용접점(W)보다도 하류측의, 스퀴즈 센터 위치(C) 이외의 고정 위치, 예를 들어 촬영 화상의 하류 단부 사이의 거리를, 거리(G) 대신에 사용해도 된다.

또한, 이상과 같은 거리 대신에, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 절대 위치에 의거하여, 입열의 제어를 행해도 된다. 예를 들어, 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치가 소정의 고정 위치보다도 하류가 되지 않도록 입열을 내려, 고주파 전원(6)을 제어할 수 있다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태 중, 전봉 용접 조업 관리 장치(100, 200 및 300)가 행하는 처리는, 컴퓨터가 프로그램을 실행함으로써 실현할 수 있다. 또한, 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 상기 프로그램 등의 컴퓨터 프로그램 프로덕트도 본 발명의 실시 형태로서 적용할 수 있다. 기록 매체로서는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, 자기 테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM 등을 사용할 수 있다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태는, 모두 본 발명을 실시하는 데 있어서의 구체적인 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안 되는 것이다. 즉, 본 발명은 그 기술 사상, 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 여러 가지 형태로 실시할 수 있다.

[청구항과의 관계]

화상 입력 수단(스텝)은, 예를 들어 화상 데이터 입력부(101)가 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V자 수렴 영역을 포함하는 화상 데이터를 취득함으로써 실현된다.

제1 위치 검출 수단(스텝)은, 예를 들어 기하학적 V 수렴점 도출부(106)가, 강판(1)의 주위 폭 방향의 단부(11a, 11b)에 대응하는 영역을 각각 직선 근사하고, 각각의 근사 직선의 교점을 기하학적 V 수렴점(V₀)으로서 검출함으로써 실현된다.

제2 위치 검출 수단(스텝)은, 예를 들어 적색 성분 추출부(102), 2치화부(103b), 라벨링부(104b) 및 V 수렴점 도출부(105)가 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 V자 수렴 영역을 포함하는 화상 데이터에 대해서, 도 11의 스텝 S1102 내지 1105의 처리를 실행함으로써 실현된다.

용접점 위치 도출 수단(스텝)은, 예를 들어 용접점 위치 도출부(206)가 소정 기간에 걸쳐서 연속적으로 촬상된 복수의 V자 수렴 영역의 화상의 각각으로부터 도출된 슬릿 단부(SE)의 위치 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 슬릿 단부(SE)의 위치를 용접점(W)의 위치로서 도출함으로써 실현된다. 또한, 예를 들어 용접점 위치 도출부(110)가, V 수렴점 위치 도출부(105)에 의해 도출된 V 수렴점(V₁)의 위치로부터, 거리 ΔL 기억부(109)에 기억된 거리 ΔL만큼 강판(1)의 반송 방향의 하류측에 위치하는 점을 용접점의 위치로서 도출함으로써 실현된다.

기억 수단(스텝)은, 예를 들어 화상 데이터 입력부(101), 적색 성분 추출부(102), 2치화부(103b), 라벨링부(104b), V 수렴점 도출부(105) 및 거리 ΔL 도출부(108)가 도 11의 흐름도에 나타내는 처리를 행하고, 거리 ΔL을 도출하고, 거리 도출부(108)가 도출한 거리 ΔL을 거리 ΔL 기억부(109)에 기억함으로써 실현된다.

판정 수단(스텝)은 용접 상태 판정부(114)가, V 수렴점(V₁)의 위치가 기하학적 V 수렴점(V₀)의 위치보다도 강판(1)의 반송 방향의 하류측에 존재하고 있는 것이라 판정한 경우에 판정 신호를 출력함으로써 실현된다.

입열 제어 수단(스텝)은, 예를 들어 입열 제어부(113)가 도 12의 스텝 S1207 내지 S1209의 처리를 실행함으로써 실현된다.

거리 ΔL 도출 수단(스텝)은, 예를 들어 V 수렴점 도출부(105)에 의해 도출된 V 수렴점(V₁)의 평균 위치와, 오퍼레이터의 육안에 의해 특정된 용접점의 위치 또는 제1 용접점 위치 도출부(120)에 의해 도출된 용접점(W)의 위치 사이의 거리를 거리 ΔL로서 도출함으로써 실현된다.

표시 수단은, 용접점 위치 도출부(110 또는 206)가 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 용접점(W)의 위치를 표시 화면에 표시하거나, 거리(G) 도출부(111)가 입열의 제어 대상이 되는 강판(1)의 거리(G)를 표시 화면 등에 표시함으로써 실현된다.

슬릿 단부 위치 도출 수단은, 예를 들어 애스펙트비가 임계값 미만의 블롭 중, 강판(1)의 반송 방향의 최하류에 있는 블롭의 최하류 점의 좌표를 슬릿 단부(SE)의 좌표(위치)로서 도출함으로써 실현된다.

탐색 영역 설정 수단은, 예를 들어 탐색 영역 설정부(201)가 추정 용접선을 둘러싸는 직사각 형상의 영역을, 슬릿 단부(SE)의 탐색 영역(902)으로서 설정함으로써 실현된다.

일본 특허 출원, 일본 특허 출원 제2012-095073호, 일본 특허 출원 제2012-150610호의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 도입된다.

본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 도입되는 것이 구체적이고 또한 개별적으로 기재된 경우와 동일 정도로, 본 명세서에 참조에 의해 도입된다.

1 : 강판
2 : 스퀴즈 롤
3 : 콘택트 칩
4 : 인피더
5 : 촬상 장치
6 : 고주파 전원
100, 200, 300 : 전봉 용접 조업 관리 장치

Claims

소정의 반송 방향을 따라서 반송되는 원통 형상으로 성형된 금속판의 측면을 한 쌍의 스퀴즈 롤에 의해 가압하면서 상기 금속판에 입열을 행하여 V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향에 있어서의 양단부를 용접하여 전봉강관을 제조할 때의 전봉 용접의 조업을 관리하는 전봉 용접 조업 관리 장치이며,
소정 기간에 걸쳐 연속적으로 촬상된, 상기 금속판의 V자 형상으로 수렴하는 영역인 V자 수렴 영역을 포함하는, 복수의 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 화상에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향의 양단부의 기하학적인 교점인 기하학적 V 수렴점의 위치를 검출하는 제1 위치 검출 수단과,
상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 화상에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향의 양단부가 충합하는 충합점인 V 수렴점의 위치를 검출하는 제2 위치 검출 수단과,
상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 상기 복수의 화상의 각각에 의거하여, 상기 V 수렴점을 기점으로 하여 V 수렴점보다도 상기 금속판의 반송 방향의 하류측으로 신장하는 용접 슬릿의 상기 반송 방향의 최하류의 점인 슬릿 단부의 상기 소정 기간 내의 각 시점에 있어서의 위치 중 슬릿 단부가 상기 반송 방향의 최하류에 위치하는 시점의 위치를 용접점의 위치로서 취득한 정보에 의거하여, 용접점의 위치를 도출하는 용접점 위치 도출 수단과,
상기 제1 위치 검출 수단에 의해 검출된 기하학적 V 수렴점의 위치와 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 검출된 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재하는지의 여부를 판정하는 판정 수단을 포함하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제1항에 있어서, 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치와, 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 검출된 V 수렴점의 위치 사이의 거리 ΔL을 기억하는 기억 수단을 더 포함하고,
상기 용접점 위치 도출 수단은, 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 검출된 V 수렴점의 위치와 상기 기억 수단에 기억된 상기 거리 ΔL에 의거하여 상기 금속판의 용접점의 위치를 도출하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제2항에 있어서, 상기 기억 수단은, 강종마다 상기 거리 ΔL을 기억하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제1항에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 수단은, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 복수의 화상 각각에 의거하여, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력된 화상마다 용접 슬릿의 슬릿 단부의 위치를 도출하는 슬릿 단부 위치 도출 수단을 포함하고, 상기 슬릿 단부 위치 도출 수단에 의해 도출된 슬릿 단부의 위치 중, 상기 반송 방향에 있어서의 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치를 용접점의 위치로서 도출하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판정 수단에 의해 기하학적 V 수렴점의 위치와 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재한다고 판정된 경우에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 수단에 의해 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 설치 위치에 따른 위치 사이의 거리가 소정의 임계값 이하가 된 경우에 상기 금속판에 대한 입열량을 저하시키는 입열 제어 수단을 더 포함하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 검출된 V 수렴점의 위치와, 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치에 의거하여 상기 거리 ΔL을 도출하는 거리 ΔL 도출 수단을 더 포함하고,
상기 기억 수단은, 상기 거리 ΔL 도출 수단에 의해 도출된 상기 거리 ΔL을, 상기 용접점 위치 도출 수단에 의한 용접점의 위치 도출보다도 전에 기억하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제6항에 있어서, 상기 거리 ΔL 도출 수단은, 적어도 V 수렴점의 위치 변동 주기보다도 긴 기간에 걸쳐서 촬상된 복수의 화상 각각에 의거하여 상기 제2 위치 검출 수단에 의해 도출된 V 수렴점의 평균 위치와 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치 사이의 거리를 상기 거리 ΔL로서 도출하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 위치 검출 수단에 의해 검출된 기하학적 V 수렴점의 위치와, 상기 V자 수렴 영역의 금속판 주위 방향의 단부에 대응하는 영역의 근사 직선이 이루는 각도인 V 수렴각의 이등분선으로서 추정되는 용접선인 추정 용접선에 의거하여, 상기 슬릿 단부의 탐색 영역을 설정하는 탐색 영역 설정 수단을 더 포함하고,
상기 슬릿 단부 위치 도출 수단은, 상기 탐색 영역 설정 수단에 의해 설정된 탐색 영역 내에 있어서 상기 슬릿 단부의 위치를 도출하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제4항 또는 제8항에 있어서, 상기 화상 입력 수단에 의해 입력되는 화상의 각각은, 1/5000[sec] 이하의 노광 시간에 촬상된 화상인, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제4항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 입력 수단은 250[msec] 이상의 기간에 걸쳐 연속적으로 촬상된 복수의 화상을 입력하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제4항, 제8항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 수단은, 상기 슬릿 단부 위치 도출 수단에 의해 도출된 복수의 슬릿 단부의 위치 중, 상기 반송 방향에 있어서의 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치를 나타내는 좌표값의 이동 평균값을 용접점의 위치로서 도출하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제5항에 있어서, 상기 입열 제어 수단은, 상기 용접점 위치 도출 수단에 의해 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 중심축을 포함하는 평면 사이의 거리가 소정의 임계값 이하인 경우에 상기 금속판에 대한 입열량을 내리도록 제어하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 수단에 의해 도출된 용접점의 위치 및 상기 용접점 위치 도출 수단에 의해 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 설치 위치에 따른 위치 사이의 거리 중 적어도 한쪽을 표시하는 표시 수단을 더 포함하는, 전봉 용접 조업 관리 장치.
소정의 반송 방향을 따라서 반송되는 원통 형상으로 성형된 금속판의 측면을 한 쌍의 스퀴즈 롤에 의해 가압하면서 상기 금속판에 입열을 행하여 V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향에 있어서의 양단부를 용접하여 전봉강관을 제조할 때의 전봉 용접의 조업을 관리하는 전봉 용접 조업 관리 방법이며,
소정 기간에 걸쳐 연속적으로 촬상된, 상기 금속판의 V자 형상으로 수렴하는 영역인 V자 수렴 영역을 포함하는, 복수의 화상을 입력하는 화상 입력 스텝과,
상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 화상에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향의 양단부의 기하학적인 교점인 기하학적 V 수렴점의 위치를 검출하는 제1 위치 검출 스텝과,
상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 화상에 의거하여, V자 형상으로 수렴하는 상기 금속판의 주위 방향의 양단부가 충합하는 충합점인 V 수렴점의 위치를 검출하는 제2 위치 검출 스텝과,
상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 상기 복수의 화상 각각에 의거하여, 상기 V 수렴점을 기점으로 하여 V 수렴점보다도 상기 금속판의 반송 방향의 하류측으로 신장하는 용접 슬릿의 상기 반송 방향의 최하류의 점인 슬릿 단부의 상기 소정 기간 내의 각 시점에 있어서의 위치 중 슬릿 단부가 상기 반송 방향의 최하류에 위치하는 시점의 위치를 용접점의 위치로서 취득한 정보에 의거하여, 용접점의 위치를 도출하는 용접점 위치 도출 스텝과,
상기 제1 위치 검출 스텝에 있어서 검출된 기하학적 V 수렴점의 위치와 상기 제2 위치 검출 스텝에 있어서 검출된 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재하는지의 여부를 판정하는 판정 스텝을 포함하는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제14항에 있어서, 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치와, 상기 V 수렴점의 위치 사이의 거리 ΔL을 기억하는 기억 스텝을 더 포함하고,
상기 용접점 위치 도출 스텝은, 상기 제2 위치 검출 스텝에 있어서 검출된 V 수렴점의 위치와 상기 기억 스텝에 있어서 기억된 상기 거리 ΔL에 의거하여 상기 금속판의 용접점의 위치를 도출하는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제15항에 있어서, 상기 기억 스텝에 있어서, 강종마다 상기 거리 ΔL이 기억되는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제14항에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 스텝은, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 복수의 화상 각각에 의거하여, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력된 화상마다 용접 슬릿의 슬릿 단부의 위치를 도출하는 슬릿 단부 위치 도출 스텝을 포함하고,
상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서, 상기 슬릿 단부 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 슬릿 단부의 위치 중, 상기 반송 방향에 있어서의 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치가 용접점의 위치로서 도출되는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판정 스텝에 있어서 기하학적 V 수렴점의 위치와 V 수렴점의 위치가 다른 위치에 존재한다고 판정된 경우에 있어서 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 설치 위치에 따른 위치 사이의 거리가 소정의 임계값 이하가 된 경우에 상기 금속판에 대한 입열량을 저하시키는 입열 제어 스텝을 더 포함하는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 V 수렴점의 위치와, 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치에 의거하여 상기 거리 ΔL을 도출하는 거리 ΔL 도출 스텝을 더 포함하고,
상기 기억 스텝에 있어서, 상기 거리 ΔL 도출 스텝에 있어서 도출된 상기 거리 ΔL이, 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 용접점의 위치가 도출되기 전에 기억되는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제19항에 있어서, 상기 거리 ΔL 도출 스텝에 있어서, 적어도, V 수렴점의 위치 변동 주기보다도 긴 기간에 걸쳐서 촬상된 복수의 화상 각각에 의거하여 도출된 V 수렴점의 평균 위치와 상기 정보에 의해 나타나는 용접점의 위치 사이의 거리가 상기 거리 ΔL로서 도출되는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제17항에 있어서, 상기 제1 위치 검출 스텝에 있어서 검출된 기하학적 V 수렴점의 위치와, 상기 V자 수렴 영역의 금속판 주위 방향의 단부에 대응하는 영역의 근사 직선이 이루는 각도인 V 수렴각의 이등분선으로서 추정되는 용접선인 추정 용접선에 의거하여, 상기 슬릿 단부의 탐색 영역을 설정하는 탐색 영역 설정 스텝을 더 포함하고,
상기 슬릿 단부 위치 도출 스텝에 있어서, 상기 탐색 영역 설정 스텝에 있어서 설정된 탐색 영역 내에 상기 슬릿 단부의 위치가 도출되는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제17항 또는 제21항에 있어서, 상기 화상 입력 스텝에 있어서 입력되는 화상의 각각은, 1/5000[sec] 이하의 노광 시간에 촬상된 화상인, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제17항, 제21항 및 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 입력 스텝에 있어서, 250[msec] 이상의 기간에 걸쳐 연속적으로 촬상된 복수의 화상이 입력되는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제17항, 제21항, 제22항 및 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서, 상기 슬릿 단부 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 복수의 슬릿 단부의 위치 중, 상기 반송 방향에 있어서의 최하류에 위치하는 슬릿 단부의 위치를 나타내는 좌표값의 이동 평균값이 용접점의 위치로서 도출되는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제18항에 있어서, 상기 입열 제어 스텝에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 중심축을 포함하는 평면 사이의 거리가 소정의 임계값 이하인 경우에 상기 금속판에 대한 입열량이 내려가도록 입열을 제어하는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제14항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 용접점의 위치 및 상기 용접점 위치 도출 스텝에 있어서 도출된 용접점의 위치와 상기 한 쌍의 스퀴즈 롤의 설치 위치에 따른 위치 사이의 거리 중 적어도 한쪽을 표시하는 표시 스텝을 더 포함하는, 전봉 용접 조업 관리 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 용접 조업 관리 장치의 각 수단으로서 기능시키기 위한, 컴퓨터 프로그램.