KR20190049828A - 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치, 방법 및 프로그램 - Google Patents

전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치, 방법 및 프로그램 Download PDF

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히데키 하마타니
다카오 미우라
요시후미 가루베
가즈토 야마모토
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닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

전봉 용접에 있어서의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 띠 형상의 금속판을 상류측에서 하류측으로 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 해당 금속판의 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치이며, 상기 원통형으로 성형되는 금속판의 외표면측 또는 내표면측으로부터 촬영 장치에 의해 촬영한, 상기 둘레 방향 양단부가 V자형으로 수렴하는 부위인 V 수렴 부위와 상기 V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 상기 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분을 포함하는 영역의 화상에 기초하여, 상기 금속판의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 둘레 방향 양측에서의 상기 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.

Description

전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치, 방법 및 프로그램
본 발명은, 금속판을 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접(이하, 전봉 용접이라고 칭함)을 감시하는 조업 감시 장치, 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
석유 또는 천연가스용 라인 파이프, 유정관, 원자력용, 지열용, 화학 플랜트용, 기계 구조용 및 일반 배관용 등의 넓은 분야에 있어서 전봉 강관이 사용되고 있다. 전봉 강관의 제조 설비에서는, 띠 형상의 강판을 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙인다.
상기와 같이 띠 형상의 강판을 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형할 때에, 강판의 한쪽 단부와 다른 쪽 단부 사이에 단차가 발생하는, 소위 「어긋남」이라고 불리는 이상이 발생하는 경우가 있다. 이 어긋남은, 전봉 강관의 강도 부족 등의 품질 불량으로 이어지게 되므로, 전봉 용접을 감시하여 어긋남을 검출할 것이 요구된다.
이러한 종류의 기술로서, 특허문헌 1에는, 띠 형상 금속판을 구부려, 그 대향 단부면을 연속적으로 맞댐 용접하여 용접 금속관을 제조할 때에, V 셰이프 입측 방향으로부터, 상기 대향 단부면 양쪽의 용접 부분에 있어서의 판 두께 방향 에지부와 판 두께 방향 중앙부의 온도 분포를 동시에 검출하고, 검출된 온도 분포에 기초하여, 상기 맞댐 용접 부분으로의 입열 상황을 추정하는 용접 상황 감시 방법이 개시되어 있다. 그리고, 이 방법에 의해, 좌우의 맞댐면이 상하로 어긋난 상태, 즉 어긋남도 검출할 수 있다고 되어 있다.
특허문헌 2에는, 강판을 연속적으로 관 형상으로 형성하면서 맞댄 해당 강판의 양단부를 가열 후에 압접하여 용접하는 전봉 용접의 용접부를 감시하는 전봉 용접의 감시 방법이며, 용강 배출의 기점 위치를 검출하는 것, 상기 양단부에서 검출된 용강 배출의 기점 위치가 해당 양단부의 맞댐 선에 대하여 대칭인지 아닌지를 판정하는 것, 상기 양단부에서 검출된 용강 배출의 기점 위치가 대칭이 아니라고 판정된 경우에, 그 취지를 통지하는 정보를 출력하는 것을 포함하는 전봉 용접의 감시 방법이 개시되어 있다. 그리고, 이 방법에 의해, 용접에 있어서 맞붙이는 강판의 양단부의 가열 상태의 비대칭성을 검지할 수 있다고 되어 있다.
특허문헌 3에는, 띠 형상의 강판을 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 상기 강판의 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 용접 조업의 감시 방법이며, 스퀴즈 롤의 업셋에 의해 상기 강판의 판 두께 내부의 용융 부분이 표면으로 배출되기 시작하는 용접부를 포함하는 측온 영역을 설정하는 것; 상기 측온 영역의 휘도 레벨을 계산하는 것; 상기 휘도 레벨을, 미리 설정된 온도 변환 데이터에 기초하여 상기 측온 영역의 온도로 변환하는 것; 상기 측온 영역의 온도가 소정 하한값 이상인지 여부를 판정하는 것;을 포함하는 전봉 용접 조업의 감시 방법이 개시되어 있다. 그리고, 이 방법에 의해, 미용융의 가능성이 있는 용접 조건을 회피하는 용융 증명을 행하여, 미용융에 기인하는 불량부의 발생을 억제할 수 있다고 되어 있다.
일본 특허 공개 소62-203680호 공보 일본 특허 공개 제2015-217420호 공보 일본 특허 제5549963호 공보
특허문헌 1에 있어서, 맞댐 용접되는 양단부면에 있어서 용융하여 발광하고 있는 영역은, 액상이 됨으로써 조도가 낮아지거나 또는 요철이 없어져서 경면이 된다. 게다가, 맞댐의 상류측에서 단부면의 산화물 제거 처리를 행하는 경우가 있고, 그 경우에는 양단부면의 대부분이 경면이 된다. 이렇게 맞댐 용접되는 양단부면이 경면이 되면, 양단부면의 발광 분포가 균일화되고, 게다가 원래의 발광과 반사된 발광을 분리하는 것은 원리상 할 수 없다. 그 때문에, 특허문헌 1과 같이 양단부면의 온도 분포를 광학적인 이미지로서 측정하는 경우, 다중 반사에 의한 거울상이 중첩된 이미지로서 측정되게 되고, 대향 단부면 양쪽의 용접 부분에 있어서의 온도 분포를 고정밀도로 검출할 수 없고, 특히 단차가 작은 어긋남을 검출할 수 없는 경우가 있었다.
특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 용강 배출의 기점 위치의 차만을 검출하기 때문에, 어긋남 상단측에 우발적으로 용강 배출이 발생하면 직접적으로 오검출로 이어진다는 문제가 있다. 또한 강재의 양쪽 에지에서 형성되는 V 수렴각의 WS(Work side)/DS(Drive side) 밸런스가 성형 도중에 어긋나는, 소위 롤링이 발생하는 경우가 있지만, 이 경우에는 촬영 화상의 수평축과 성형의 기준축이 어긋나게 되고, 역시 오검출의 가능성이 높아지는 문제가 있었다.
특허문헌 3에 기재된 방법에서는, 스퀴즈 롤의 업셋에 의해 강판의 판 두께 내부의 용융 부분이 표면으로 배출되기 시작하는 용접부의 온도를 측정 대상으로 하고 있기 때문에, 미용융의 가능성이 있는 용접 조건을 회피하는 용융 증명을 행할 수 있기는 하지만, 어긋남을 고정밀도로 검출할 수는 없다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것이며, 전봉 용접에 있어서의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 요지는 이하와 같다.
(1) 띠 형상의 금속판을 상류측에서 하류측으로 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 해당 금속판의 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치이며,
상기 원통형으로 성형되는 금속판의 외표면측 또는 내표면측으로부터 촬영 장치에 의해 촬영한, 상기 둘레 방향 양단부가 V자형으로 수렴하는 부위인 V 수렴 부위와 상기 V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 상기 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분을 포함하는 영역의 화상에 기초하여, 상기 금속판의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 둘레 방향 양측에서의 상기 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하는 것
을 특징으로 하는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
(2) 상기 촬영 장치로부터, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력되는 입력 수단과,
상기 입력 수단에 입력된 화상에 대하여 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단과,
상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하는 V 수렴점 검출 수단과,
상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V 수렴점 검출 수단으로 검출한 기하학적인 V 수렴점을 지나고 또한 상기 화상의 X 방향에 평행인 직선을 구하여, 당해 직선을 맞댐 위치로 하여, 당해 직선으로 분단된 한쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 당해 직선으로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출하는 면적 산출 수단과,
상기 면적 산출 수단으로 산출한 맞댐 위치의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2를 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 판정 수단
을 구비한 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
(3) 상기 촬영 장치로부터, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력되는 입력 수단과,
상기 입력 수단에 입력된 화상에 대하여 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단과,
상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하는 V 수렴점 검출 수단과,
상기 둘레 방향 양단부를 직선 근사시킨 근사 직선을, 상기 기하학적인 V 수렴점을 넘어 하류측으로 각각 연장하고, 당해 연장한 근사 직선의 한쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1"과, 당해 연장한 근사 직선의 다른 쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2"을 각각 산출하는 면적 산출 수단과,
상기 면적 산출 수단으로 산출한 발광 영역의 면적 S1", S2"을 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 판정 수단
을 구비한 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
(4) 상기 판정 수단에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (2)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
(5) 상기 판정 수단에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1"과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1" 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (3)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
(6) 상기 판정 수단에서는, 상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 기하학적인 V 수렴점이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부도 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (2) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
(7) 상기 면적 산출 수단은, 상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선, 또는, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선과 상기 화상의 X 방향의 상류측의 단부가 형성하는 삼각형에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점을 지나는 중선을 구하여, 상기 면적 산출 수단으로 산출한 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과, 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2를 보정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (2)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
(8) 띠 형상의 금속판을 상류측에서 하류측으로 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 해당 금속판의 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법이며,
상기 원통형으로 성형되는 금속판의 외표면측 또는 내표면측으로부터, 촬영 장치에 의해 상기 둘레 방향 양단부가 V자형으로 수렴하는 부위인 V 수렴 부위와 상기 V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 상기 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분을 포함하는 영역의 화상을 촬영하고, 그 화상에 기초하여, 상기 금속판의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 둘레 방향 양측에서의 상기 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하는 것
을 특징으로 하는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
(9) 상기 촬영 장치에 의해, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상을 촬영하고,
상기 촬영한 화상에 대하여 화상 처리를 실시하고,
상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하고,
상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 검출한 기하학적인 V 수렴점을 지나고 또한 상기 화상의 X 방향에 평행인 직선을 구하여, 당해 직선을 맞댐 위치로 하고, 당해 직선으로 분단된 한쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 당해 직선으로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출하고,
상기 맞댐 위치의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2를 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 것
을 특징으로 하는, 상기 (8)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
(10) 상기 촬영 장치에 의해, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상을 촬영하고,
상기 촬영한 화상에 대하여 화상 처리를 실시하고,
상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하고,
상기 둘레 방향 양단부를 직선 근사시킨 근사 직선을, 상기 기하학적인 V 수렴점을 넘어 상기 반송 방향 하류측으로 각각 연장하고, 당해 연장한 근사 직선의 한쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1"과, 당해 연장한 근사 직선의 다른 쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2"을 각각 산출하고,
상기 산출한 발광 영역의 면적 S1", S2"을 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 것
을 특징으로 하는, 상기 (8)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
(11) 상기 판정에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (9)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
(12) 상기 판정에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1"과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1" 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (10)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
(13) 상기 판정에서는, 상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 기하학적인 V 수렴점이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부도 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (9) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
(14) 상기 면적 S1, S2의 산출에서는, 상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선, 또는, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선과 상기 화상의 X 방향의 상류측의 단부가 형성하는 삼각형에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점을 지나는 중선을 구하여, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과, 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2를 보정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (9)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
(15) 띠 형상의 금속판을 상류측에서 하류측으로 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 해당 금속판의 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업을 감시하기 위한 프로그램이며,
상기 원통형으로 성형되는 금속판의 외표면측 또는 내표면측으로부터 촬영 장치에 의해 촬영한, 상기 둘레 방향 양단부가 V자형으로 수렴하는 부위인 V 수렴 부위와 상기 V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 상기 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분을 포함하는 영역의 화상에 기초하여, 상기 금속판의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 둘레 방향 양측에서의 상기 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 전봉 강관 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
(16) 상기 촬영 장치로부터, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력되는 입력 수단과,
상기 입력 수단에 입력된 화상에 대하여 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단과,
상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하는 V 수렴점 검출 수단과,
상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V 수렴점 검출 수단으로 검출한 기하학적인 V 수렴점을 지나고 또한 상기 화상의 X 방향에 평행인 직선을 구하여, 당해 직선을 맞댐 위치로 하고, 당해 직선으로 분단된 한쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 당해 직선으로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출하는 면적 산출 수단과,
상기 면적 산출 수단으로 산출한 맞댐 위치의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2를 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 판정 수단으로서 상기 컴퓨터를 기능시키는 것
을 특징으로 하는, 상기 (15)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
(17) 상기 촬영 장치로부터, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력되는 입력 수단과,
상기 입력 수단에 입력된 화상에 대하여 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단과,
상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하는 V 수렴점 검출 수단과,
상기 둘레 방향 양단부를 직선 근사시킨 근사 직선을, 상기 기하학적인 V 수렴점을 넘어 하류측으로 각각 연장하고, 당해 연장한 근사 직선의 한쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1"과, 당해 연장한 근사 직선의 다른 쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2"을 각각 산출하는 면적 산출 수단과,
상기 면적 산출 수단으로 산출한 발광 영역의 면적 S1", S2"을 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 판정 수단으로서 상기 컴퓨터를 기능시키는 것
을 특징으로 하는, 상기 (15)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
(18) 상기 판정 수단에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (16)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
(19) 상기 판정 수단에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1"과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1" 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (17)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
(20) 상기 판정 수단에서는, 상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 기하학적인 V 수렴점이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부도 판정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (16) 내지 (19) 중 어느 한 항에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
(21) 상기 면적 산출 수단은, 상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선, 또는, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선과 상기 화상의 X 방향의 상류측의 단부가 형성하는 삼각형에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점을 지나는 중선을 구하여, 상기 면적 산출 수단으로 산출한 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과, 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2를 보정하는 것을 특징으로 하는, 상기 (16)에 기재된 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
본 발명에 따르면, 원통형으로 성형되는 금속판의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 양측에서의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하므로, 단부면이 경면이 되는 것의 영향을 받는 일 없이, 전봉 용접에 있어서의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있다.
도 1은, 전봉 강관의 제조 설비 및 제1 실시 형태에 따른 전봉 용접의 조업 감시 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 전봉 용접의 조업 감시 장치에 의한 조업 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은, 도 2의 흐름도의 V 수렴점 검출 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 4는, 어긋남이 발생한 상태를 도시하는 도면이다.
도 5는, 촬영 장치에 의해 촬영한 화상을 도시하는 모식도이다.
도 6은, V 수렴점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 화상 처리 및 V 수렴점 검출을 행하고 있는 화상을 도시하는 모식도이다.
도 8은, V 수렴 부위의 블랍(blob)이 추출되지 않는 2치화 화상의 예를 도시하는 모식도이다.
도 9는, 제1 실시 형태에 있어서 면적 산출을 행하고 있는 화상을 도시하는 모식도이다.
도 10은, 실제 조업에 있어서 면적비를 구하여, 시간 경위에 따라 플롯한 특성도이다.
도 11은, 제2 실시 형태에 따른 전봉 용접의 조업 감시 장치에 의한 조업 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는, 어긋남이 발생한 경우, 어긋남이 발생하지 않은 경우에 비하여 V 수렴점 V1이 상류측으로 어긋나는 이유를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 제2 실시 형태에 있어서 면적 산출을 행하고 있는 화상을 도시하는 모식도이다.
도 14는, 전봉 강관의 제조 설비 및 제3 실시 형태에 따른 전봉 용접의 조업 감시 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 15는, 제3 실시 형태에 있어서 면적 산출을 행하고 있는 화상을 도시하는 모식도이다.
도 16은, 실제 조업에 있어서 면적비를 구하여, 시간 경위에 따라 플롯한 특성도이다.
도 17은, 제4 실시 형태에 따른 전봉 용접의 조업 감시 장치에 의한 조업 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 18은, 제4 실시 형태에 있어서 면적 산출을 행하고 있는 화상을 도시하는 모식도이다.
도 19는, 고주파 전류의 방향, 전자력에 의한 용융 부분의 유출 및 업셋에 의한 용융 부분의 배출을 도시하는 단면 모식도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1을 참조하여, 전봉 강관의 제조 설비의 개요를 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 띠 형상의 강판(1)을 방향(3)을 향하여 상류측에서 하류측으로 반송하면서, 롤 군(도시하지 않음)에 의해 연속적으로 원통형으로 성형한다. 그리고, 원통형으로 성형되는 강판(1)의 내부에 임피더(6)를 배치하고, 한 쌍의 콘택트 팁(7)(고주파 저항 용접) 또는 유전 코일(도시하지 않음)에 의해 (유도 가열 용접)고주파 전류(5)를 흘리면서, 스퀴즈 롤(2)에 의해 업셋을 가한다. 이에 의해, 강판(1)의 둘레 방향 양단부(4, 4)(이하에서는 간단히 단부라고도 함)를 V자형으로 수렴시키면서 가열 용융시켜서 맞붙여, 강판(1)을 용융 접합할 수 있다(전봉 용접(ERW)).
강판(1)의 상방에는 촬영 장치(8)가 배치되고, 원통형으로 성형되는 강판(1)의 외표면, V자형으로 수렴하는 V 수렴 부위를 포함하는 영역의 자연광 패턴(복사 패턴)을 촬영한다. V 수렴 부위에는, 이하에 설명하는 기하학적인 V 수렴점 V1, 기하학적인 V 수렴점 V1을 향하여 강판(1)의 양단부(4, 4)가 수렴하는 부위, 및 양단부(4, 4)가 물리적으로 충합(접촉)하는 충합점 V2가 포함된다. 기하학적인 V 수렴점 V1을 향하여 강판(1)의 양단부(4, 4)가 수렴하는 부위란, 바람직하게는 V 수렴점 V1로부터 상류측을 향해서 5mm 이상, 30mm 이하인 영역을 포함한다. 촬영 장치(8)는, 예를 들어 1600×1200 화소의 3CCD형 컬러 카메라가 사용되고, 촬영 시야가 폭 30[mm] 이상, 길이가 50 내지 100[mm], 촬영 분해능이 50 내지 100[㎛/화소], 촬영 레이트가 30[fps] 이상, 노광 시간이 1/5000[초] 이하인 조건에서 촬영한다. 촬영 장치(8)에 의해 촬영한 화상 데이터는, 전봉 용접의 조업 감시 장치(100)에 입력된다.
띠 형상의 강판(1)을 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형할 때에, 상기한 바와 같이, 강판의 한쪽 단부와 다른 쪽 단부 사이에 단차가 발생하는 「어긋남」이 발생하는 경우가 있다. 어긋남이 발생하는 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 강판(1)의 양단부(4, 4)의 맞댐 단부면 중 대면하는 개소(맞댐 단부면의 실제 두께 h)에 고주파 전류(5)가 집중된다. 그 결과, 위로 어긋나 있는 단부(도 4의 좌측 단부)(4)에서는 강판(1)의 내표면측에서 온도가 상승하고, 용융의 정도가 높아진다. 그에 비하여, 아래로 어긋나 있는 단부(도 4의 우측 단부)(4)에서는 강판(1)의 외표면측에서 온도가 상승하고, 용융의 정도가 높아진다. 따라서, 어긋남이 발생하였을 때에는, 강판(1)의 외표면측 및 내표면측에 있어서 맞댐 위치의 양측에서 용융 혹은 적열에 의한 발광 영역에 치우침이 발생하게 된다. 어긋남은, 판 두께의 10％ 이내로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 판 두께가 10mm일 때에 어긋남을 1.0mm 이내로 하는 것이 바람직하다. 그래서, 이하에 상세하게 설명하는 바와 같이, 원통형으로 성형되는 강판(1)의 외표면측으로부터 촬영 장치(8)에 의해 V 수렴 부위와 V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분을 포함하는 영역의 화상을 촬영하고, 그 화상에 기초하여, 강판(1)의 외표면에 있어서의 맞댐 위치의 양측에서의 상기 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출할 수 있다는 것을 알아내었다. 촬영 장치(8)를 원통형으로 성형되는 강판(1)의 내표면측에 배치하여, 촬영 장치(8)를 강판(1)의 외표면측에 배치하는 경우와 마찬가지로, 강판(1)의 내표면측으로부터 화상을 촬영하여 어긋남을 검출해도 된다. V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분이란, 바람직하게는 촬영 장치에서 얻어지는 화상의 수평 방향에 있어서 V 수렴 부위로부터 하류측을 향해서 0mm 이상, 20mm 이하인 영역의 금속 부분을 포함한다.
도 1로 설명을 돌려, 전봉 용접의 조업 감시 장치(100)에 있어서, 101은 입력부이고, 촬영 장치(8)에 의해 촬영한 화상 데이터가 입력된다. 촬영 장치(8)로부터는, 강판(1)의 반송 방향을 X 방향, 강판(1)의 맞댐 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력된다. 도 5에는 촬영 장치(8)에 의해 촬영한 화상을 도시화한 모식도를 나타낸다. 촬영 장치(8)에 의해 촬영한 화상에서는, 강판(1)의 양단부(4, 4)를 따라 발광 영역(휘도 레벨이 높은 고열 영역)(51)이 나타나고, 반송 방향(X 방향)의 하류측에서는 양단부(4, 4)의 용융 부분을 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출시켜 생기는 물결 형상의 모양이 나타난다. 도 1 및 도 19에 도시하는 바와 같이, 강판(1)의 양단부(4, 4)의 맞댐 단부면 중 대면하는 개소에 고주파 전류(5)가 역방향으로 흐르므로, 양단부(4, 4) 사이에 척력이 발생하고, 양단부(4, 4)의 용융 부분이 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된다. 그 후, 좌우로부터 강한 압력이 가해지는 업셋에 의해 용강이 상하 방향으로 압출된다. 본 발명에 있어서는, 이 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악하여 어긋남을 검출한다. 어긋남이 발생하면, 아래로 어긋나 있는 단부(도 4의 우측 단부)(4)의 강판(1)의 외표면측은 전류가 집중되어 용융이 가속되는 한편, 위로 어긋나 있는 단부(도 4의 좌측 단부)(4)의 외표면측은 전류가 감소하여 용융되기 어렵기 때문에, 양단부(4, 4)의 용융 금속의 금속판 외표면으로의 유출 면적이 상이하다. 마찬가지로, 어긋남이 발생하면, 위로 어긋나 있는 단부(도 4의 우측 단부)(4)의 강판(1)의 내표면측은 전류가 집중되어 용융이 가속되는 한편, 아래로 어긋나 있는 단부(도 4의 좌측 단부)(4)의 내표면측은 전류가 감소되어 용융되기 어렵기 때문에, 양단부(4, 4)의 용융 금속의 금속판 내표면으로의 유출 면적이 상이하다. 이 변화는 판 두께의 5％보다 작은 어긋남라도 명확하게 판별할 수 있기 때문에, 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 종래보다도 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있다.
102는 화상 처리부이고, 입력부(101)에 입력된 화상에 대하여, 적색 성분 추출 처리, 2치화 처리 등의 화상 처리를 실시한다.
103은 V 수렴점 검출부이고, 화상 처리부(102)에서 화상 처리한 화상 상에서 기하학적인 V 수렴점 V1을 검출한다. 기하학적인 V 수렴점 V1이란, 도 6에 파선으로 나타낸 바와 같이, V자형으로 수렴하는 양단부(4, 4)가 기하학적으로 교차하는 점이다. 기하학적인 V 수렴점 V1을 향하여 강판(1)의 양단부(4, 4)가 수렴하는 부위의 자연광 패턴(복사 패턴)을 촬영함으로써, 양단부(4, 4)의 양쪽 에지의 근사 선에 기초하여 기하학적인 V 수렴점 V1을 검출할 수 있다. 또한, 실제로는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 기하학적인 V 수렴점 V1에서 양단부(4, 4)가 충합하는 것은 아니고, 기하학적인 V 수렴점 V1의 하류측에, 양단부(4, 4)가 물리적으로 충합(접촉)하는 충합점 V2가 존재하는 2단 수렴 현상이 관측된다. 또한, 용접점(응고가 시작되는 점)은, 충합점 V2보다 더욱 하류측에 존재한다. 또한, 이후의 설명에서는, 기하학적인 V 수렴점 V1을 간단히 V 수렴점 V1이라고도 칭하는 경우가 있다.
104는 면적 산출부이고, 화상 처리부(102)에서 화상 처리한 화상 상에서, V 수렴점 검출부(103)에서 검출한 V 수렴점 V1을 지나, 화상의 X 방향에 평행인 직선 L1을 구한다. 촬영 장치(8)에서 얻어지는 화상의 수평 방향이 강판(1)의 반송 방향(X 방향)에 평행해지도록 촬영 장치(8)가 설치되어 있고, V 수렴점 V1을 통해 또한 촬영 장치(8)에서 얻어지는 화상의 수평 방향에 평행인 직선을 직선 L1이라 한다. 그리고, 이 직선 L1을 맞댐 위치로 하여, 직선 L1로 분단된 한쪽 측에 있어서의 V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 직선 L1로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출한다. V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분이란, 바람직하게는 촬영 장치에서 얻어지는 화상의 수평 방향에 있어서 V 수렴점 V1로부터 하류측을 향해서 0mm 이상, 20mm 이하인 영역의 금속 부분을 포함한다. 또한, 면적 S1, S2의 산출의 상세는 후술하는 도 9에 있어서 설명한다.
105는 판정부이고, 면적 산출부(104)에서 산출한 맞댐 위치의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2를 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정한다.
106은 출력부이고, 예를 들어 각 부(101 내지 105)에서 취급하는 화상이나, 판정부(105)에서의 면적 S1, S2의 비교 결과를 도시하지 않은 표시 장치에 표시한다. 또한, 판정부(105)에서 어긋남의 발생을 판정한 경우에, 예를 들어 알람 출력을 행한다.
이어서, 도 2를 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 전봉 용접의 조업 감시 장치(100)에 의한 조업 감시 방법을 상세하게 설명한다. 촬영 장치(8)에 의한 촬영은 일정한 시간 간격으로 연속적으로 행하여지고, 동 타이밍에 촬영된 1매의 화상을 프레임이라고 칭한다. 촬영 장치(8)로부터 입력부(101)를 통하여 화상 데이터가 입력되면(스텝 S1), 화상 처리부(102)는, 콘트라스트를 명확히 하기 위해서, 그 화상 데이터로부터 적색 성분(파장 590 내지 680nm)을 추출한다(스텝 S2).
화상 처리부(102)는, 스텝 S2에 있어서 적색 성분을 추출한 화상 데이터를 2치화(반전)한다(스텝 S3). 여기에서는, 휘도 레벨이 미리 정한 역치 이상인 화소에 「0」을, 일정값 미만인 화소에 「1」을 대입한다. 이때의 역치는, 카메라의 노이즈 레벨이나 톱 롤로부터의 반사와 같은 외란 요인의 레벨 이상으로 하고, 용융부나 강재 단부의 형상을 파악할 수 있는 범위에서 조정한다. 예를 들어, 용융하고 있는 영역이 255 계조에서 160 레벨, 외란 요인이 30 레벨인 경우, 40 레벨 정도를 선택한다. 이 역치의 설정에 의해, 본원에서 면적을 계산할 대상인 발광 영역의 범위가 결정된다. 도 7의 (a)에는 2치화 화상을 도시화한 모식도를 나타낸다.
V 수렴점 검출부(103)는, 스텝 S3에 있어서 생성한 2치화 화상 상에서 기하학적인 V 수렴점 V1을 검출한다(스텝 S4). 도 3에, 스텝 S4의 V 수렴점 검출 처리의 구체예를 나타낸다. 먼저, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 블랍별로 라벨을 붙이는 라벨링 처리를 행하여(스텝 S41), 소정 조건에 합치하는 블랍이 추출되었는지 여부를 판정한다(스텝 S42). 여기에서 말하는 블랍이란, 2치화 화상(8bit에서는 0 또는 255 레벨)에 있어서 255 레벨로 한 덩어리가 된 영역을 의미하고, 보다 구체적으로는 「1」의 화소가 인접하는 상하 좌우의 4 화소 혹은 경사 방향 4 화소를 포함하는 인접 8 화소의 어느 「1」이고, 연결되어서 한 덩어리가 된 개개의 영역을 의미한다. 또한, 라벨링 처리란, 개개의 블랍에 동일한 라벨 번호를 부여하여 특정 블랍을 추출하고, 화상 내의 위치(X 좌표의 최대점 및 최소점, Y 좌표의 최대점 및 최소점)나 폭, 길이, 면적 등을 추출하는 처리를 함께 행하는 것을 나타낸다. 예를 들어 도 7의 (b)에서는, 3개의 블랍이 각각 「1」, 「2」 및 「3」으로 라벨 부여되어 있고, 스텝 S42에 있어서 소정 조건에 합치하는 블랍이 있으면, 그 블랍(여기서는 라벨 「2」)을 양단부(4, 4)가 V자형으로 수렴하는 부위인 V 수렴 부위의 블랍(52)으로서 추출하여(도 7의 (c)를 참조), 좌표나 면적 등의 형상 정보를 취득한다. 예를 들어 도 7의 (a)에 나타내는 2치화 화상에 있어서, 좌측 단부에 접하고, 또한, 소정 면적 조건을 갖는 블랍이 있으면, 그것을 V 수렴 부위의 블랍(52)으로서 추출한다. 소정 면적 조건으로서는, 예를 들어 블랍의 면적 실제 치수가 15 내지 150㎟라고 하는 조건 및/또는 외접 직사각형의 실제 치수가 25 내지 320㎟라고 하는 조건 등을 설정하면 된다.
스텝 S42에 있어서 소정 조건에 합치하는 블랍이 추출되면, 그 추출한 V 수렴 부위의 블랍(52)에 있어서 강판(1)의 양단부(4, 4)를 탐색한다(스텝 S43). 도 7의 (c)를 확대한 도 7의 (d)에 도시하는 바와 같이, V 수렴 부위의 블랍(52)의 반송 방향의 최하류점을 지나 X 방향에 평행인 직선(도면 중에서 일점 쇄선으로 나타냄)으로부터 +Y 방향 및 -Y 방향으로 「1」→「0」이 되는 점을 각각 탐색하여, 그 점을 강판(1)의 단부(4)라 한다. 이것을, V자형으로 수렴하는 방향(X 방향)의 소정 범위, 예를 들어 2치화 화상의 좌측 단부(반송 방향의 하류측)로부터 V 수렴 부위의 블랍(52)의 선단까지의 범위 중 좌측 단부로부터 2/3의 범위에서 실행한다. 그리고, 이 소정 범위에서 강판(1)의 단부(4, 4)를 직선 근사시키고(스텝 S44), 이들 근사 직선의 교점을 기하학적인 V 수렴점 V1로서 검출한다(스텝 S45). 또한, 상기 소정 범위는, 항상 「좌측 단부로부터 2/3의 범위」로 하는 것은 아니고, 조업 조건에 따라서 V 수렴점 V1의 위치가 반송 방향의 상류측으로 이동하는 경우에는, 보다 작은 값, 예를 들어 1/2로 설정하는 등, 적당하고 적절한 값을 설정하면 된다.
강판(1)의 단부(4)를 탐색할 때에는, 예를 들어 도 7의 (d)에 나타내는 화상의 Y 방향의 상하 위치부터 내측을 향하여 「0」→「1」이 되는 점을 탐색하게 해도 된다. 단, V 수렴 부위의 블랍(52)은 화상의 Y 방향의 중앙 부근에 나타나는 것은 알려져 있고, 화상의 최상 위치 및 최하 위치에서 탐색을 시작하는 것이라면 처리가 쓸모없어진다. 그래서, 상술한 바와 같이 V 수렴 부위의 블랍(52)의 내측으로부터 +Y 방향 및 -Y 방향으로 「1」→「0」이 되는 점을 탐색함으로써 처리 시간을 단축화시키고 있다. 또한, 화상의 상하 위치로부터 내측을 향하여 「0」→「1」이 되는 점을 탐색하는 경우에도, 라벨링 처리에 의해 V 수렴 부위의 블랍(52)의 광폭부(화상의 좌측 단부)의 Y 방향 위치를 알 수 있으므로, 그 Y 방향 위치 또는 그 근방으로부터 내측을 향하여 「0」→「1」이 되는 점을 탐색하면 처리 시간을 단축화시킬 수 있다.
스텝 S42에 있어서 소정 조건에 합치하는 블랍이 추출되지 않으면, 이상 플래그를 세운다(스텝 S46). 예를 들어 입열량이 낮은 것과 같은 경우에는, 도 8에 도시하는 바와 같이 V 수렴 부위의 블랍은 추출되지 않으므로, 스텝 S46으로 진행하게 된다. 그리고, 소정 프레임수만큼 연속하여 이상 플래그가 세트되어 있는지 여부를 판정하고(스텝 S47), 소정 프레임수만큼 연속하여 이상 플래그가 세트되어 있는 경우, 이상 알람을 출력한다(스텝 S48).
도 2로 설명을 돌려, 면적 산출부(104)는, 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 스텝 S3에 있어서 생성한 2치화 화상 상에서, 스텝 S4에 있어서 검출한 V 수렴점 V1을 지나고, 화상의 X 방향에 평행인 직선 L1을 구한다(스텝 S5). 또한, 도 9에서는, 보기 쉬움을 고려하여, 도 7과 같은 흑, 백의 색별을 생략하였다. 그리고, 면적 산출부(104)는, 직선 L1을 맞댐 위치로 하여, 라벨링 처리에 의해, 직선 L1로 분단된 한쪽 측에 있어서의 V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 직선 L1로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출한다(스텝 S6).
판정부(105)는, 스텝 S6에 있어서 산출한 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 합에 대한, 미리 지정되어 있는 어느 측의 발광 영역의 면적 S1 또는 S2의 비가 상하한값 내에 있는지 여부를 판정한다(스텝 S7). 그 결과, 면적비 S1/(S1+S2) 또는 S2/(S1+S2)가 상하한값 내에 있으면 어긋남은 발생하지 않았다고 판정하고, 상한값 또는 하한값을 초과하였으면 어긋남이 발생하였다고 판정한다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 어긋남이 발생하였을 때에는, 강판(1)의 외표면측 또는 내표면측에 있어서 맞댐 위치의 양측에서 발광 영역에 치우침이 발생하고, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같은 상태로 된다. 따라서, 면적비가 1/2의 근방에 있는, 즉 예를 들어 40％ 이상, 60％ 이하의 범위에 있으면 어긋남은 발생하지 않았고, 40％를 하회하는 또는 60％를 상회하면 어긋남이 발생하였다고 판정하면 된다. 또한, 사전에 어긋남을 변화시켜서 단차와 면적비의 상관을 취한 검량선에 기초하여 정상/어긋남 발생을 판정하도록 해도 된다. 면적비가 상한값 또는 하한값을 초과한 경우, 알람 출력을 행하는 등의 이상 출력을 행한다(스텝 S8).
스텝 S7에 있어서, 면적 S1과 면적 S2의 비나, 면적 S1과 면적 S2의 차의 절댓값을 산출하여, 그것이 소정 역치를 초과하는지 여부를 판정하도록 해도 된다. 그러나, 강판(1)의 반송 시의 흔들림이나 비틀림 등에 의해 면적 S1, S2 중 한쪽의 면적이 변동하면, 그 변동 분이 다른 쪽의 면적에 그대로 영향을 미치기 때문에, 단순히 면적 S1과 면적 S2의 비나 차를 구하면, 판정이 과민해져 버리는 경향이 된다. 그에 비하여, 본 실시 형태와 같이, 전체의 면적에 대한 한쪽의 면적의 비(S1/(S1+S2) 또는 S2/(S1+S2))에 기초하여 판정함으로써, 안정된 판정이 가능해진다.
도 10의 (a), (b)에는, 실제 조업에 있어서 전체의 면적에 대한 한쪽의 면적비(S1/(S1+S2) 또는 S2/(S1+S2))를 구하여, 시간 경위에 따라 플롯한 특성도이다. 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 조업 중에 상시 플롯하면서 모니터한 결과, 시각 15:03:21 이후로 면적비가 상한값을 초과하는 상태가 계속되게 되었다. 그 후, 실재를 추적하여 검사한 바, 실제로 그 시점에서 어긋남이 발생되어 있었음이 확인되었다. 이 결과로도, 본 발명을 적용한 어긋남의 검출 방법이 유효한 것임을 알 수 있었다.
도 10의 (b)는, 도 10의 (a)의 데이터를 시계열로 7점의 이동 평균을 취하여 다시 플롯한 도이다. 도 10의 (a)에서는, 15:03:21보다 전에도 면적비가 일시적으로 하한값을 초과하는 경우가 있지만, 노이즈 성분일 가능성이 높다. 그래서, 몇점 정도의 데이터의 이동 평균을 취하여 그래프를 매끄럽게 해서, 노이즈 성분을 제거함으로써, 어긋남의 발생을 보다 명확하게 판정할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 원통형으로 성형되는 강판(1)의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 양측에서의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하므로, 단부면이 경면이 되는 것의 영향을 받는 일 없이, 전봉 용접에 있어서의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있다. 본 발명을 적용함으로써, 단차가 2 내지 3mm 정도의 작은 단차가 발생한 경우에도 어긋남을 검출하는 것이 가능하였다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태는, 판정부(105)에 있어서, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 같이 맞댐 위치의 양측에서의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1, S2를 비교하는 것에 더불어, 화상 처리부(102)에서 화상 처리한 화상 상에서, V 수렴점 V1이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부도 판정하고, 어긋남의 발생 유무를 판정하도록 한 예이다. 또한, 이하에서는 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
강판(1)의 반송 과정에 있어서, 강판(1)이 반송 방향의 좌우로 흔들리거나, 비틀리거나 하는 경우가 있다. 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, V 수렴점 V1을 지나고, 화상의 X 방향에 평행인 직선 L1을 구하여, 이 직선 L1의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2를 산출하지만, 강판(1)이 반송 방향의 좌우로 흔들리거나, 비틀리거나 하면, 실제의 맞댐 위치가 직선 L1에 대하여 비스듬해지는 경우가 있다(도 15의 (a)를 참조). 그 경우, 어긋남의 발생 유무와는 관계없이, 직선 L1의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2에 차가 발생해버린다.
어긋남이 발생하는 경우, 어긋남이 발생하지 않은 경우에 비하여, V 수렴점 검출부(103)에서 검출하는 V 수렴점 V1이 상류측으로 어긋나는 것을 알 수 있었다. 어긋남이 발생하지 않은 경우, 극단적으로 그리면 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이, 양단부(4, 4)의 내표면측 및 외표면측이 대략 균등하게 용융된다. 한편, 어긋남이 발생한 경우, 극단적으로 그리면 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 위로 어긋나 있는 단부(도 12의 좌측 단부)(4)에서는 강판(1)의 내표면측에서 용융의 정도가 높아지는 데 비해서, 아래로 어긋나 있는 단부(도 12의 우측 단부)(4)에서는 강판(1)의 외표면측에서 용융의 정도가 높아진다. 그 때문에, 도 12의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 양단부(4, 4)의 간격이 동등한 상황에도, 용융 부분(120)이 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출했다고 하면, 화살표 Z 방향으로부터 관찰했을 때에, 어긋남이 발생하는 경우의 외견 거리 l1이, 어긋남이 발생하지 않은 경우의 외견 거리 l2에 비하여 짧아진다. 바꾸어 말하면, 화살표 Z 방향으로부터 관찰했을 때에, 어긋남이 발생한 경우에는, 어긋남이 발생하지 않은 경우에 비하여, 이른 단계, 즉 상류측에서 V 수렴점 V1이 검출되게 된다. 그래서, 본 실시 형태에서는, V 수렴점 V1이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부도 판정하는 것으로 하고 있다.
이어서, 도 11을 참조하여, 제2 실시 형태에 따른 전봉 용접의 조업 감시 장치(100)에 의한 조업 감시 방법을 상세하게 설명한다. 스텝 S1 내지 S6 및 S8은, 제1 실시 형태의 도 2와 동일하고, 여기서는 그 설명은 생략한다. 스텝 S17에서, 판정부(105)는, 스텝 S6에 있어서 산출한 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 합에 대한, 미리 지정되어 있는 어느 측의 발광 영역의 면적 S1 또는 S2의 비가 상하한 값 내에 있는지 여부를 판정한다. 게다가, 스텝 S4에 있어서 검출한 V 수렴점 V1이 소정 X 방향 위치 XS보다 상류측에 있는지 여부도 판정한다. 그 결과, 면적비 S1/(S1+S2) 또는 S2/(S1+S2)가 상한값 또는 하한값을 초과하고, 또한, V 수렴점 V1이 소정 X 방향 위치 XS보다 상류측에 있으면 어긋남이 발생하였다고 판정하고(도 13의 (b)를 참조), 그 이외는, 어긋남은 발생하지 않았다고 판정한다(도 13의 (a)를 참조). 예를 들어 면적비 S1/(S1+S2) 또는 S2/(S1+S2)가 상한값 또는 하한값을 초과하였어도, V 수렴점 V1이 소정 X 방향 위치 XS보다 상류측에 없으면, 강판(1)의 흔들림이나 비틀림 등에 기인할 가능성이 높은 것으로 보고, 어긋남은 발생하지 않았다고 판정한다. 기하학적인 V 수렴점 V1의 위치를 정상/이상 판별의 조건에 가함으로써, 면적비의 상하한값을 제1 실시 형태보다도 넓게 취할 수 있으므로, 전술한 바와 같이, 강판(1)이 반송 방향의 좌우로 흔들리거나, 비틀리거나 했을 경우에도, 정밀도가 높고 안정된 판정이 가능하게 된다.
이상 서술한 바와 같이, 강판(1)의 흔들림이나 비틀림 등에 의한 영향을 제외하도록 하여 어긋남을 검출할 수 있으므로, 전봉 용접에 있어서의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있다.
(제3 실시 형태)
제3 실시 형태는, 도 14에 도시하는 것처럼, 면적 산출부(104)가 보정부(104a)를 구비하고, 산출한 면적 S1, S2를 보정하는 기능을 갖는 예이다. 또한, 이하에서는 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
제2 실시 형태에서도 설명했지만, 강판(1)의 반송 과정에 있어서, 강판(1)이 반송 방향의 좌우로 흔들리거나, 비틀리거나 하면, 실제의 맞댐 위치가 직선 L1에 대하여 비스듬해진다. 그 때문에, 도 15의 (a)에 도시하는 바와 같이, 어긋남의 발생 유무와는 관계없이, 직선 L1의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2에 차가 발생하는 경우가 있다.
그래서, 면적 산출부(104)는, 도 15의 (a)에 도시하는 바와 같이, 먼저 제1 실시 형태와 마찬가지로, V 수렴점 V1을 지나고, 화상의 X 방향에 평행인 직선 L1을 구하여, 직선 L1로 분단된 한쪽 측에 있어서의 V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 직선 L1로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출한다.
이어서, 보정부(104a)는, 도 15의 (b)에 도시하는 바와 같이, 도 3의 스텝 S44에 있어서 구한 강판(1)의 양단부(4, 4)의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선 L2를 구한다. 그리고, V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역에 있어서 직선 L1과 이등분선 L2로 둘러싸이는 영역을 보정 영역으로 하여, 그 보정 영역의 면적 S3을 산출한다.
이어서, 보정부(104a)는, 도 15의 (b), (c)에 도시하는 바와 같이, V 수렴점 V1보다 하류측의 발광 영역에 있어서 이등분선 L2가 지나지 않는 영역의 면적(도시 예의 경우 면적 S1)에 면적 S3을 가함과 함께, 이등분선 L2가 지나는 영역의 면적(도시예의 경우 면적 S2)로부터 면적 S3을 빼서, 보정 후의 면적 S1'(=S1+S3), S2'(=S2-S3)을 산출한다. 바꾸어 말하면, 이등분선 L2로 분단된 한쪽 측에 있어서의 V 수렴점 V1보다 하류측의 발광 영역의 면적 S1'과, 동일하게 이등분선 L2로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 V 수렴점 V1보다 하류측의 발광 영역의 면적 S2'을 각각 산출한다.
그 후, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 보정 후의 면적 S1'과 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 보정 후의 면적 S2'의 합에 대한, 미리 지정되어 있는 어느 측의 발광 영역의 보정 후의 면적 S1' 또는 S2'의 비가 상하한값 내에 있는지 여부를 판정한다. 그 결과, 면적비 S1'/(S1'+S2') 또는 S2'/(S1'+S2')이 상하한값 내에 있으면 어긋남은 발생하지 않았다고 판정하고, 상한값 또는 하한값을 초과하였으면 어긋남이 발생하였다고 판정한다.
이상 서술한 바와 같이, 강판(1)의 흔들림이나 비틀림 등에 의한 영향을 제거하도록 하여 어긋남을 검출할 수 있으므로, 전봉 용접에 있어서의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있다.
도 16에는, 실제 조업에 있어서 실제로 강판(1)의 비틀림이 발생하였을 때의, 「보정 없음」의 면적비(S1/(S1+S2) 또는 S2/(S1+S2)) 및 「보정 있음」의 면적비(S1'/(S1'+S2') 또는 S2'/(S1'+S2'))을 구하여, 시간 경위에 따라 플롯한 특성도이다. 도면 중의 가는 선이 「보정 없음」, 굵은 선이 「보정 있음」의 특성선이다. 시간 t1까지는 어긋남은 발생하지 않았음이 확인되고 있지만, 「보정 없음」의 경우에는 하한값을 하회하고 있는 데 비해서, 「보정 있음」의 경우에는 노이즈 성분을 제외하고 상하한값 내에 수렴되고 있고, 강판(1)에 비틀림이 발생한 상태에서도 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있음이 확인되었다.
본 실시 형태에서는, 강판(1)의 양단부(4, 4)의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선 L2를 구하도록 했지만, 그에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 강판(1)의 양단부(4, 4)의 근사 직선과 화상의 X 방향의 단부 X0이 형성하는 삼각형에 있어서의 V 수렴점 V1을 지나는 중선을 구해도 된다.
(제4 실시 형태)
제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에서는, 기하학적인 V 수렴점 V1보다 하류측의 면적의 치우침을 검출하기 위해서, 기하학적인 V 수렴점 V1을 지나는 수평선, 나아가 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선을 사용하였다. 그에 비하여, 본 실시 형태에서는, 기하학적인 V 수렴점 V1을 찾기 위한 근사 직선만을 사용하여, 면적의 치우침을 검출하도록 한 예이다. 또한, 이하에서는 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 17을 참조하여, 제4 실시 형태에 따른 전봉 용접의 조업 감시 장치(100)에 의한 조업 감시 방법을 상세하게 설명한다. 스텝 S5 대신에 스텝 S15의 처리를 행하는 것으로, 스텝 S1 내지 S4 및 S6 내지 S8은, 제1 실시 형태의 도 2와 마찬가지이고, 여기서는 그 설명은 생략한다. 스텝 S15에서, 스텝 S4(스텝 S44)에서 얻은 강판(1)의 단부(4, 4)의 근사 직선을, V 수렴점 V1의 하류측으로 연장한다. 그리고, 스텝 S6에서, 면적 산출부(104)는, 도 18의 (a)에 도시하는 바와 같이, V 수렴점 V1보다 하류측의 한쪽 측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역 중, 연장한 근사 직선보다 둘레 방향 외측의 면적 S1"과, 동일하게 V 수렴점 V1보다 하류측의 다른 쪽 측 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분의 발광 영역 중, 연장한 근사 직선보다 둘레 방향 외측의 면적 S2"을 각각 산출한다. V 수렴점 V1보다 하류측의 전자력에 의해 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분이란, 바람직하게는 촬영 장치에서 얻어지는 화상의 수평 방향에 있어서 V 수렴점 V1로부터 하류측을 향해서 0mm 이상, 20mm 이하인 영역의 금속 부분을 포함한다.
스텝 S7에서, 판정부(105)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 면적비(S1"/(S1"+S2") 또는 S2"/(S1"+S2")) 혹은 면적의 차의 절댓값(|S1"-S2"|)이 상하한값 내에 있는지 여부를 판정한다. 어긋남이 발생하였을 때에는, 강판(1)의 외표면측 또는 내표면측에 있어서 맞댐 위치의 양측에서 발광 영역에 치우침이 발생하고, 도 18의 (b)에 도시한 바와 같은 상태로 된다. 이와 같이 하여, 강판(1)이 반송 방향의 좌우로 흔들리거나, 비틀리거나 해도 고정밀도로 또한 안정되게 검출을 행할 수 있다. 또한, V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선을 연장하기만 하면 되므로, 기하학적인 V 수렴점 V1을 지나는 수평선, 나아가 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선을 산출하지 않아도 되어, 연산 처리가 간단해진다.
본 실시 형태와 같이 면적 S1", S2"을 구하는 경우에도, 제2 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 기하학적인 V 수렴점 V1이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부를 아울러 판정해도 된다.
이상, 본 발명을 여러가지 실시 형태와 함께 설명했지만, 본 발명은 이들 실시 형태에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위 내에서 변경 등이 가능하다. 예를 들어 상기 실시 형태에서는, 3CCD형 컬러 카메라를 사용하는 것으로 했지만, 모노크롬 카메라에 파장 570 내지 740nm 정도를 통과시키는 광학 필터를 장착해도, 컬러 카메라의 R 성분과 동등한 화상이 얻어진다. 예를 들어 1/3형 CCD 소자(XGA 사이즈)를 구비하는 카메라를 사용하여 V 수렴 부위까지의 거리가 1.2m인 경우, 초점 거리 f=75mm, 밝기 F8인 렌즈를 V 수렴 부위의 상방에 설정하여 촬영한다. 바람직하게는 γ 보정을 가하여 강판(1)의 단부(4)의 휘도가 낮은 영역도 정확하게 검출할 수 있도록 한다.
본 발명의 전봉 용접의 조업 감시 장치는, 구체적으로는 CPU, ROM, RAM 등을 구비한 컴퓨터 시스템에 의해 구성할 수 있고, CPU가 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 본 발명의 전봉 용접의 조업 감시 장치는, 하나의 장치로 구성되어도, 복수의 기기로 구성되어도 된다.
또한, 본 발명의 목적은, 상술한 전봉 용접의 조업 감시 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를 기록한 기억 매체를, 시스템 혹은 장치에 공급함으로써도 달성된다. 이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 상술한 실시 형태의 기능을 실현하게 되고, 프로그램 코드 자체 및 그 프로그램 코드를 기억한 기억 매체는 본 발명을 구성하게 된다. 프로그램 코드를 공급하기 위한 기억 매체로서는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, 자기 테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM 등을 사용할 수 있다.
1: 강판
2: 스퀴즈 롤
3: 반송 방향
4: 둘레 방향 단부
5: 고주파 전류
6: 임피더
7: 콘택트 팁
8: 촬영 장치
100: 전봉 용접의 조업 감시 장치
101: 입력부
102: 화상 처리부
103: V 수렴점 검출부
104: 면적 산출부
104a: 보정부
105: 판정부
106: 출력부
h: 맞댐 단부면의 실제 두께
L1: 화상의 X 방향에 평행인 직선
L2: 강판의 양단부의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선
l1: 어긋남이 발생한 경우의 외견 거리
l2: 어긋남이 발생하지 않은 경우의 외견 거리
t: 강판의 두께
S1: 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적
S2: 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적
S3: 직선 L1과 이등분선 L2에 둘러싸인 보정 영역
S1': S1+S3
S2': S2-S3
V1: V 수렴점
V2: 충합점
X0: 화상의 X 방향 단부
XS: 소정 X 방향 위치

Claims (21)

  1. 띠 형상의 금속판을 상류측에서 하류측으로 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 해당 금속판의 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치이며,
    상기 원통형으로 성형되는 금속판의 외표면측 또는 내표면측으로부터 촬영 장치에 의해 촬영한, 상기 둘레 방향 양단부가 V자형으로 수렴하는 부위인 V 수렴 부위와 상기 V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 상기 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분을 포함하는 영역의 화상에 기초하여, 상기 금속판의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 둘레 방향 양측에서의 상기 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하는 것
    을 특징으로 하는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촬영 장치로부터, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력되는 입력 수단과,
    상기 입력 수단에 입력된 화상에 대하여 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단과,
    상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하는 V 수렴점 검출 수단과,
    상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V 수렴점 검출 수단으로 검출한 기하학적인 V 수렴점을 지나고 또한 상기 화상의 X 방향에 평행인 직선을 구하여, 당해 직선을 맞댐 위치로 하여, 당해 직선으로 분단된 한쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 당해 직선으로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출하는 면적 산출 수단과,
    상기 면적 산출 수단으로 산출한 맞댐 위치의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2를 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 판정 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 촬영 장치로부터, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력되는 입력 수단과,
    상기 입력 수단에 입력된 화상에 대하여 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단과,
    상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하는 V 수렴점 검출 수단과,
    상기 둘레 방향 양단부를 직선 근사시킨 근사 직선을, 상기 기하학적인 V 수렴점을 넘어 하류측으로 각각 연장하고, 당해 연장한 근사 직선의 한쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1"과, 당해 연장한 근사 직선의 다른 쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2"을 각각 산출하는 면적 산출 수단과,
    상기 면적 산출 수단으로 산출한 발광 영역의 면적 S1", S2"을 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 판정 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 판정 수단에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 판정 수단에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1"과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1" 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판정 수단에서는, 상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 기하학적인 V 수렴점이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부도 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 면적 산출 수단은, 상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선, 또는, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선과 상기 화상의 X 방향의 상류측의 단부가 형성하는 삼각형에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점을 지나는 중선을 구하여, 상기 면적 산출 수단으로 산출한 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과, 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2를 보정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 장치.
  8. 띠 형상의 금속판을 상류측에서 하류측으로 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 해당 금속판의 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법이며,
    상기 원통형으로 성형되는 금속판의 외표면측 또는 내표면측으로부터, 촬영 장치에 의해 상기 둘레 방향 양단부가 V자형으로 수렴하는 부위인 V 수렴 부위와 상기 V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 상기 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분을 포함하는 영역의 화상을 촬영하고, 그 화상에 기초하여, 상기 금속판의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 둘레 방향 양측에서의 상기 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하는 것
    을 특징으로 하는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 촬영 장치에 의해, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상을 촬영하고,
    상기 촬영한 화상에 대하여 화상 처리를 실시하고,
    상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하고,
    상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 검출한 기하학적인 V 수렴점을 지나고 또한 상기 화상의 X 방향에 평행인 직선을 구하여, 당해 직선을 맞댐 위치로 하고, 당해 직선으로 분단된 한쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 당해 직선으로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출하고,
    상기 맞댐 위치의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2를 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 것
    을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 촬영 장치에 의해, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상을 촬영하고,
    상기 촬영한 화상에 대하여 화상 처리를 실시하고,
    상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하고,
    상기 둘레 방향 양단부를 직선 근사시킨 근사 직선을, 상기 기하학적인 V 수렴점을 넘어 상기 반송 방향 하류측으로 각각 연장하고, 당해 연장한 근사 직선의 한쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1"과, 당해 연장한 근사 직선의 다른 쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2"을 각각 산출하고,
    상기 산출한 발광 영역의 면적 S1", S2"을 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 것
    을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 판정에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 판정에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1"과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1" 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판정에서는, 상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 기하학적인 V 수렴점이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부도 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 면적 S1, S2의 산출에서는, 상기 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선, 또는, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선과 상기 화상의 X 방향의 상류측의 단부가 형성하는 삼각형에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점을 지나는 중선을 구하여, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과, 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2를 보정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 방법.
  15. 띠 형상의 금속판을 상류측에서 하류측으로 반송하면서 롤 군에 의해 연속적으로 원통형으로 성형하고, V자형으로 수렴하는 해당 금속판의 둘레 방향 양단부를 가열 용융시켜서 맞붙이는 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업을 감시하기 위한 프로그램이며,
    상기 원통형으로 성형되는 금속판의 외표면측 또는 내표면측으로부터 촬영 장치에 의해 촬영한, 상기 둘레 방향 양단부가 V자형으로 수렴하는 부위인 V 수렴 부위와 상기 V 수렴 부위보다 하류측에 있어서의 전자력에 의해 상기 금속판의 표면으로 유출된 금속 부분을 포함하는 영역의 화상에 기초하여, 상기 금속판의 외표면 또는 내표면에 있어서의 맞댐 위치의 둘레 방향 양측에서의 상기 금속 부분의 발광 영역의 치우침을 파악함으로써, 어긋남을 검출하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 전봉 강관 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
  16. 제15항에 있어서, 상기 촬영 장치로부터, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력되는 입력 수단과,
    상기 입력 수단에 입력된 화상에 대하여 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단과,
    상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하는 V 수렴점 검출 수단과,
    상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V 수렴점 검출 수단으로 검출한 기하학적인 V 수렴점을 지나고 또한 상기 화상의 X 방향에 평행인 직선을 구하여, 당해 직선을 맞댐 위치로 하고, 당해 직선으로 분단된 한쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1과, 동일하게 당해 직선으로 분단된 다른 쪽 측에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점보다 하류측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2를 각각 산출하는 면적 산출 수단과,
    상기 면적 산출 수단으로 산출한 맞댐 위치의 양측에서의 발광 영역의 면적 S1, S2를 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 판정 수단으로서 상기 컴퓨터를 기능시키는 것
    을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
  17. 제15항에 있어서, 상기 촬영 장치로부터, 상기 금속판의 반송 방향을 X 방향, 상기 금속판의 둘레 방향을 Y 방향으로 하는 화상이 입력되는 입력 수단과,
    상기 입력 수단에 입력된 화상에 대하여 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단과,
    상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부가 기하학적으로 교차하는 점인 기하학적인 V 수렴점을, 해당 둘레 방향 양단부를 직선 근사시켜, 이들 근사 직선의 교점으로서 검출하는 V 수렴점 검출 수단과,
    상기 둘레 방향 양단부를 직선 근사시킨 근사 직선을, 상기 기하학적인 V 수렴점을 넘어 하류측으로 각각 연장하고, 당해 연장한 근사 직선의 한쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S1"과, 당해 연장한 근사 직선의 다른 쪽보다 외측의 상기 금속 부분의 발광 영역의 면적 S2"을 각각 산출하는 면적 산출 수단과,
    상기 면적 산출 수단으로 산출한 발광 영역의 면적 S1", S2"을 비교하여, 어긋남의 발생 유무를 판정하는 판정 수단으로서 상기 컴퓨터를 기능시키는 것
    을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
  18. 제16항에 있어서, 상기 판정 수단에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
  19. 제17항에 있어서, 상기 판정 수단에서는, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1"과 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 합에 대한, 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1" 및 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2"의 어느 것의 비를 구하여, 그 비가 소정 상하한값 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판정 수단에서는, 상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 기하학적인 V 수렴점이 소정 X 방향 위치보다 상류측에 있는지 여부도 판정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
  21. 제16항에 있어서, 상기 면적 산출 수단은, 상기 화상 처리 수단으로 화상 처리한 화상 상에서, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선이 교차하여 이루는 각도의 이등분선, 또는, 상기 V자형으로 수렴하는 둘레 방향 양단부의 근사 직선과 상기 화상의 X 방향의 상류측의 단부가 형성하는 삼각형에 있어서의 상기 기하학적인 V 수렴점을 지나는 중선을 구하여, 상기 면적 산출 수단으로 산출한 상기 한쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S1과, 상기 다른 쪽 측에 있어서의 발광 영역의 면적 S2를 보정하는 것을 특징으로 하는, 전봉 강관의 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 감시 프로그램.
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