TW587153B - Measurement method and device for bead cutting shape in electric resistance welded pipes - Google Patents

Description

(19) 587153 之檢測方法，開縫光照射或點狀光掃描包含電阻焊管焊接 的焊縫部的管表面，從與上述開縫光照射方向不同的角度 攝影照射在含上述焊縫部的管表面的開縫光的像或掃描後 點狀光軌跡的像所獲得的影像施以預定的影像處理’藉以 檢測該電阻焊管的焊縫形狀’其特徵爲：相對於含影像處 理的結果算出的焊縫部的管表面的形狀數據，藉著預先設 定的焊縫部左右兩端的邊界’及另外算出的焊縫部的頂點 位置，求得相當於焊縫部的部分的管表面的形狀數據’將 相當於該焊縫部部分的管表面的形狀數據分爲左右2個領 域，針對左右各個形狀數據’以函數近似而求得左右分別 的焊縫形狀的近似函數，此外’針對從包含焊縫部的管表 面的形狀數據除去相當於焊縫部部分的管表面的形狀數據 的原管形狀數據，以函數近似而求得原管形狀的.歡似函數 ，根據上述左右分別的焊縫形狀的近似函數與上述原管形 狀的近似函數，算出焊縫寬度、高度、揚角、焊縫管與原 管部左右邊界的階差的至少其中之一，藉以解決上述課題。 申請專利範圍第1 4項的發明是在申請專利範圍第1 3 項發明中，以上述左右各個焊縫形狀的近似函數作爲連結 具有2個以上不同傾斜直線的函數，並以各連結點的位置 、各直線的傾斜與切片作爲參數，算出上述左右各個焊縫 形狀的近似函數與包含上述焊縫部的管表面形狀數據間的 最小誤差。 申請專利範圍第1 5項的發明是在申請專利範圍第1 3 項發明中，以上述左右各個焊縫形狀的近似函數與上述原 -23- (20) 587153 管形狀的近似函數的交點作爲焊縫部兩端的邊界算出’ Μ 此算出焊縫寬度 '揚角及焊縫部與原管形狀左右邊界的Ρ皆 差的至少其中之一。 申請專利範圍第1 6項的發明是在申請專利範圍第1 4 項發明中，以上述左右各個焊縫形狀的近似函數與上述原 管形狀的近似函數的交點作爲焊縫部兩端的邊界算出’據 此算出焊縫寬度、揚角及焊縫部與原管形狀左右邊界的I5皆 差的至少其中之一。 申請專利範圍第1 7項的發明是在申請專利範圍第1 3 項至第1 6項中任一項的發明中，以上述焊縫頂點的電阻 焊管橫剖面方向位置的上述焊縫形狀的近似函數的値與上 述原管形狀的近似函數値的差作爲焊縫高度算出而提供的 電阻焊管之焊接焊縫高度檢測方法。 申請專利範圍第1 8項的發明是在申請專利範圍第1 3 項至第1 6項中任一項的發明中，提供以上述左右各個焊 縫形狀的近似函數與上述原管形狀的近似函數的交點作爲 焊縫部兩端的邊界算出，將算出交點的電阻焊管橫剖面方 向位置的上述左右各個焊縫形狀的近似函數與上述原管形 狀的近似函數的微分常數分別算出，據此分別算出左右焊 縫揚角的電阻焊管焊接焊縫的揚角檢測方法。 申請專利範圍第1 9項的發明爲提供電阻焊管之焊縫 形狀檢測裝置’其特徵爲，具備：以開縫光照射含電阻焊 管的焊接部管表面的投光手段；上述投光手段將照射含上 述焊接部管表面的像，從與上述投光手段不同的角度攝影 -24- (21) 587153

' I 的攝影手段；對上述攝影手段所獲得的影像施以預定的影 像處理，算出該電阻焊管焊縫形狀的焊縫形狀算出手段； 根據上述焊縫形狀算出手段所算出的焊縫形狀數據，分別 算出焊縫的頂點位置及焊縫部與除去焊縫部的原管部邊界 位置的頂點位置設定電路及焊縫範圍設定電路；根據上述 頂點位置設定電路及焊縫範圍設定電路輸出的頂點位置及 夾持該頂點位置的左右邊界位置，算出左右各個焊縫形狀 的近似函數的焊縫形狀近似電路；根據較上述焊縫範圍設 定電路輸出的左右邊界位置更外側的原管形狀的數據，算 出原管形狀的近似函數的原管形狀近似電路；以上述焊縫 形狀近似電路輸出的左右各個焊縫形狀的近似函數’與原 管形狀近似電路輸出的原管形狀的近似函數的交點作爲左 右的邊界位置而再設定的焊縫再設定電路；及根據焊縫範 圍設定電路、焊縫形狀近似電路、原管形狀近似電路的各 輸出，算出焊縫寬度、高度、揚角、焊縫部與原管部的左 右邊界階差的至少其中之一的特徵量算出電路。 〔實施發明的最佳形態〕 參閱圖示，詳細說明本發明的實施形態如下。 一旦考慮以例如CCD攝影機的二維攝影手段攝影光 切斷像時，設定將地接合部與開縫光的照射領域合倂的領 域顯示在顯示畫面上。以下稱爲光切斷影像時’該光切斷 影像中，作爲第1 (a)圖的二維網狀結構的顯示影像可獲得 開縫光照射區域的光切斷像。第1圖的（a)中’以二維網 狀結構所間隔的左下角隅像素更位於左下角隅的角隅爲原 -25- (22) 587153 點，寬度方向取x軸，管軸方向取Y軸時，對於上述左 下角隅的像素’以對角線中心爲代表點，決定其座標 Χ = Χ1、Υ = Υ1。如此各像素可決定其座標x = Xi、Y = Yj。 上述的光切斷影像中，顯示同時含有地接合部的光照 射區域的公切斷像，該光切斷影像中，對於X座標X = Xi 、Y座標Y = Yj所代表的像素，其像素的亮度爲I(xi、Yj)。

其中下式所定義的Y座標Yj與亮度I(Xi、Yj)的加重 平均S(Xi)設定爲X = Xi的光切斷線的Y座標。 ,S(Xi)= Σ yjI(Xi ^ Yj)/ Σ (Xi > Yj) 在此同樣從開縫光的照射領域離開的第1圖中（b )表 示的地接合部一旦產生間接反射光或被光等的外散射成分 時並加算其成分而形成誤差，但是光切斷影像中 Y軸方 向形成亮度最大的是開縫光照射區域，其Y方向僅稍微 的變寬，並且其變寬的程度也可以預知。因此，從開縫光 照射區域偏離領域的Y座標範圍可視其爲噪擾。

因此’根據以下（1)〜（3)的順序，在各X座標求得光 切斷線的Y座標。 (1 )求得形成γ軸方向最大亮度的γ座標（複數存 在時取其平均値）Y 0與其點的亮度I 〇。 (2 )使用預先決定的像素數N、v求得OS YS YO-Nw_ △ Y、YO + NwAYsYgYn(Yll爲光切斷影像的γ方向端像 素的代表點的Y座標。△ γ爲一像素的γ方向長度）的範 圍的最大亮度11。 (3 )以10與n間的適當値（例如平均値^0 + ^)/2)爲 -26- (23) 587153 臨界値J 1 ’ Y方向的像素亮度大於j 1的 γ範圍中算出 S(Xi)。 (4 )隨著朝管軸方向的開縫光照射區域的相對移動 ，重複上述（1)〜（3)的順序。 總結以上第1實施形態的光切斷線的Y座標算出方 法的順序以流程圖顯示時即如第2圖表示，藉以上的運算 ，可以不受光切斷像的切削部與非切削部的亮度位準不同 的影響而可精度良好地測試電阻焊管的焊縫切削形狀的光 切斷影像。 並且，另外非切削部的反射光強度引起如第1圖（a) 的空白表示的暈影時，即以測試亮度相當於第1圖的（c) ，過量程越高而充分增高時，或來自地接合部的噪擾可忽 略程度越小時，可以將以上反射光強度高的領域的剖面線 算出置換成預定的固定臨界値 J2。就是可以以下代替上 述的順序。 (1 )求得形成Y軸方向最大亮度的 Y座標（複數存 在時取其平均値）Y0與其點的亮度10。 (2 )使用預先決定的像素數Nw求得Y〇-Nw_ △ Y、Y0 + NwAYSYSYn(Yn爲光切斷影像的 Y方向端像 素的代表點的Υ座標。△ Υ爲一像素的Υ方向長度）的範 圍的最大亮度Π。 (3 ) 10爲預定的固定臨界値J2以上時，X = Xi的Υ 軸方向中，像素亮度在形成J 2以上的 Y軸範圍中算出 S(Xi) 〇 -27- (24) 587153 此時，J2也可以設定爲亮度的量程爲最大値’經驗 上在不形成地接合部的最大亮度以下的範圍設疋多少較見 度量程的最大値小。 (4 ) 10小於J2時’以10與II間的適當値（例如平 均値（10 + 11)/2)爲臨界値J3(相當於第1實施形態的J1)’ 在Y方向的亮度大於J3的Y範圍中算出s(Xi) ° (5 )隨著朝管軸方向的開縫光照射區域的相對移動 ，重複上述（1)〜（4)的順序。 以上第2實施形態的光切斷線的位置算出方法的順序 的流程圖形成如第3圖表示，根據以上的運算’不受光切 斷影像的切削部與非切削部的亮度位準不同的影響可精度 良好測試電阻焊管的焊縫切削形狀的光切斷影像° 另外，使用光切斷法，以開縫寬度方向（管軸方向）的 加重平均來代表以上算出的所謂模擬剖面形狀的電阻焊管 上照射開縫光的照射像所形成光切斷線的X座標、Y座標 爲光切斷影像的像素位址，上述的2個實施形態例中，形 成以光切斷影像左下角隅爲原點（0、0)的2個値的組，但 是可以將此容易變換爲電阻焊管的焊縫切削形狀的真實剖 面形狀的實際尺寸。 亦即，基於以〇 °作爲與管軸及寬度方向雙方垂直方 向的方向角定義，光源入射角爲α、攝影手段的受光角爲 点，並且光源爲開縫光，攝影手段爲攝影機時，配置使開 縫光的光軸與攝影機的光軸形成的平面形成與攝影位置的 電阻焊管的抵接平面垂直的場合，利用幾何學上的公式， -28- (25) 587153 將影像上的剖面位置（χ:、yi)以下式 xi = Xi y i = △ Y x Y j x c o s α / s i η ( α + yS ) 變換成電阻焊管的焊縫切削形狀的真實剖面形狀的實 際尺寸的座標（xi、yj)。△ Y爲一像素的y方向的長度。 另外，除了以上的式子外野可以攝影已知尺寸的樣本 使用從（xi、Yi)調整爲（Xi、yi)的變換係數。 電阻焊管製造中，切削前的焊接焊縫的寬度爲管的外 徑的1/10〜1/5左右，具有焊接焊縫的位置可預先槪略得 知。其理由爲一般的電阻焊管製造生產線中從母材的鋼帶 等金屬帶線圈的捲出以至管的成形及焊接爲止連接材料的 金屬帶而以成形軋輥等限制其位置與方向，因此即使產生 管的水平方向的移動（通道的變動）、扭轉等，是由於只能 與焊縫寬度形成相同程度的原因。其中焊縫部也可以位於 管周圍上的任意位置’但是以下爲了方便說明僅位於大致 頂上附近的位置。當然藉此一假定並不會失去其一般的效 果。 其中，含有焊縫部，以適當方法檢測充分較焊縫寬度 寬的範圍的管形狀（以下稱電阻焊管輪廓），使檢測後電阻 焊管的輪廓近似隅二次函數，其近似曲線不僅是原管部也 可以同時近似於上方形成凸形焊縫部的形狀，因此形成通 過原管部輪廓的上方’通過焊縫部頂點部分下方的曲線。 並以此曲線作爲第1近似曲線。其中，以另外的手法求得 焊縫部大槪的頂點位置X c ’使其大槪的頂點位置左右探 -29- (26) 587153 索後可以求得使第1近似曲線與電阻焊管的輪廓交叉的點 XI，〜Xr，。 以上，將第1近似曲線限定爲二次函數，但是管的形 狀對於焊縫部的頂點竇質上式形成左右對稱而以偶數次多 項是等的偶函數近似即可’因此4次以上多項式近似的場 合，會在近似曲線產生反曲點而突顯焊縫部，會有對與原 管部的焦點算出產生不良影響’避免此一不良影響即爲存 在的理由。 並且，寬度方向座標（X座標）中使除了 R以外範圍的 輪廓以二次以上的偶數多項式使其近似，即可以相當良好 的精度近似原管部形狀。以此爲第2的近似曲線。 形成以上的依據爲第3 9圖的圖表，這是表示以2次 、4次、6次、8次的多項式使橢圓的上半曲線回歸時的 多項式的次數與近似誤差的RM S (均方根値的平方根）的關 係，2次以上的偶數次多項式，最好是以4次以上的偶數 次多項式，可以充分的精度回歸橢圓的形狀。 利用此一性質，以充分的精度比較近似後的原管部輪 廓與同時含有焊縫部的電阻焊管的輪廓，形成大於具有偏 差的臨界値的範圍中，可以含有焊縫頂點座標的領域特定 爲焊縫。 以上的運算中，由於使用多項式作爲近似曲線，因此 使用最小平方時，回歸運算可以只進行加法、乘法及行列 運算。即由於並沒有使用習知技術構成問題的正圓的假定 或微分運算等，因此不會受噪擾的影響’同時不需要對噪 -30- (27) 587153 擾除去用的移動平均或各個座標的噪擾數據除去作業等進 行費時的處理。 【實施方式】 參閱圖示針對本發明的實施例說明如下。 (實施例1) 第4圖表示電阻焊管1 1 0的內面焊縫修整器周圍緣部 ，第4圖中，114爲切削刀、116爲支撐臂、150爲根據 本發明焊縫切削形狀測試裝置的測定頭、1 7 0爲控制裝置 、190爲顯示裝置，並且192爲記錄裝置。 上述測定頭1 5 0配置在切削刀1 1 4的管運送方向的下 游側，最好是在5 00〜2 0 0 0 mm的位置上，以具有對來自焊 接焊縫的輻射熱或焊屑及來自熔水飛散保護測試機類用的 機構爲佳，並且爲了防止光學系的過熱或水、油、煙塵等 的污染，以具備兼有洗淨或冷卻的氣體淸潔機構爲佳。 並且，上述控制裝置170、顯示裝置190及記錄裝置 1 92配置在從製造生產線離開的作業位置，例如未圖示的 作業員操作盤附近，測定頭1 5 0是經由支撐臂i丨6等以纜 線1 6 0連接，但是以在其路徑中形成防止電噪擾等混入用 的遮蔽構造爲佳。 另外，以下實施例的說明中，雖是形成進行管內面焊 縫切削形狀的測試，但是當然也可以根據本發明的電阻焊 管的焊縫切削形狀的測試方法及裝置，對於管的外面可以 與內面同樣運用。 170的 其次，使用第5圖說明測定頭1 5 0及控制裝置 -31 - (28) 587153 構成。第5圖中，1 2 〇爲開縫光源、丨3 〇爲c C D攝影機、 1 3 2爲透鏡、丨2 4爲光源電源、丨3 4爲攝影機電源、丨7 2爲 影像數據變換電路。 光源電源124、攝影機電源134、影像數據變換電路 172及以下說明的運算電路群以作爲控制裝置17〇收納在 1個盒體內爲佳。其運算電路群爲第1運算電路174、第 2運算電路1 7 6、積分電路1 7 8、影像再構成電路1 8 0、座 標運算電路1 8 2。

上述開縫光源1 2 0位於測定頭1 5 0內形成電阻焊管 11〇的剖面與角度α ，管周圍方向（寬度方向）具有預定的 照射寬度，盡可能形成細的管軸方向，以照射形成具有 0.05mm以下照射寬度的矩形照射像的開縫光121爲佳， 對於此點是沿襲習知的技術。

其中’開縫光是將半導體雷射元件廣泛運用在發光部 ’並且形成矩形照射像，因此使用刀緣形屏幕與柱面透鏡 等的組合一般即有市售。 又’此一角度α越接近9 0 °時後述的攝影機1 3 0觀察 的焊縫切削形狀越朝著管軸方向擴大，但是同時對於測定 頭1 50與管內面的距離變動的影響也越大，因此本實施例 較前面的實驗考慮兩者的平衡而採用α =70。的適當値。 上述攝影機1 3 0是從照射焊縫切削部的開縫光的照射 像形成電阻焊管1 1 〇的剖面與角度/?的方向觀察，可以利 用較以往工業領域廣爲使用的ITV或CCD、CMOS等的半 導體攝影元件的攝影機。又，使用於攝影成像的透鏡1 3 2 -32- (29) 587153 可以使用市售的攝影機用透鏡，但是必要時爲了從光切斷 影像內排除被光等不要的光，以具有配合上述光源波長的 通過波長領域的大領域通過濾光器，或防止輻射熱的攝影 機面或透鏡損傷用的熱隔離濾光器等爲佳。 另外，上述測定頭1 5 0爲了保護內部攝影機1 3 0或光 源1 2 0、透鏡1 3 2等的光學機器受熱或水的侵入等，以密 閉式構造爲佳。此時，僅開縫光及攝影視野的部分分別開 設窗1 5 2、1 5 4的構造爲佳。 上述攝影機130的配置角度以（α+0)大致呈90°爲 佳，攝影機的像素數及視野可以根據焊縫部寬度及需要的 解像能力來決定。本發明中，使用來自光源1 2 〇的開縫光 照射角度α =70°、攝影角度/3 =30 °、視野範圍爲寬度X 高度= (25 mmx20mm)、像素數爲橫向X縱向=1300x1000 像素爲適當値。藉此高度方向的解像能力爲20/ 1 00 0 * cos(70〇)/sin(70〇 + 3 0〇) = 0.0069(mm) ° 另外，寬度方向的解像能力形成2 5 / 1 3 00 = 0.0 1 9 2 (mm) ，本實施例中，可以寬度方向（管周圍方向）20// m、高度 方向（管軸方向）7 M m的解像能力監視焊縫切削形狀。 又，光源1 2 0與攝影機1 3 0的光軸當然以正好配置在 焊縫切削部上爲佳，但是形成光源1 2 0與攝影機1 3 0的光 軸的平面以配置在含電阻焊管1 1 0的進行方向，即管的中 心軸方向更好。理由是藉以上光源及攝影機的配置，管內 面的光切斷像可以相對於光切斷像上的 Y軸方向延伸的 假設中心線上形成左右對稱的攝影。 -33- (30) 587153 尤其光源1 2 0與攝影機1 3 0也可以形成如第5圖的傾 斜狀態下固定在測定頭1 5 0上，但是爲了獲得裝置的小巧 化，也可以與電阻焊管的中心軸平行同時配置光軸，使反 射鏡1 3 6傾斜構成光軸。 其次，針對上述控制裝置1 7 〇的構成各部說明如下。 影像數據變換電路1 7 2作爲將攝影機1 3 0輸出的影像信號 變換爲各像素的亮度數據而輸出用，利用近年來廣爲市售 的對應攝影機1 3 0的影像板即可。 上述第1運算電路1 74是針對所採取的影像中各X 座標Xi(I = 0···)，算出Y軸方向最大亮度10與顯示其最大 亮度的Y座標Y0，上述第2運算電路176是使用上述Y0 與預先設定的偏置像素數Nw及一像素的Y方向長度ΔΥ ，算出上述 Y軸方向的像述數據中地接合部（0$丫$¥0-NwAY、Y0 + NwAY$YSYn)的最大値 11，只有運算範圍 不同其他具有與第1運算電路174相同的構成。 上述積分電路178從上述所算出的10及II，以預先 決定的內分比算出臨界値J1，形成X = Xi的Y方向1線的 像素內，只對於亮度大於Π的範圍算出上述加重平均 S(Xi)。本實施例中內分比爲1 :1，因此以J1 =(10 + 11)/2算 出。 上述影像再構成電路1 8 0以上述各X座標輸出的加 重平均S(Xi)分別爲X = Xi的光切斷形狀再構成影像Q(Xi 、Yj)。 上述座標運算電路1 8 2根據光學系的配置及攝影機的 -34- (31) 587153 解析度決定的預定變換式，將影像再構成電路1 8 0輸出的 光切斷線座標（X座標與各X座標中顯示光切斷線位置的 Y座標的組）列變換成真實剖面形狀的實際尺寸數據，例 如可以進行作用項說明（xi、yj)的運算電路加以實現。 其次，針對本實施例的實施結果說明如下。 第6圖表示經由透鏡1 3 2以攝影機1 3 0觀察電阻焊管 1 1 〇的製造中從主裝置的光源1 2 0照射電阻焊管1 1 0的焊 縫切削部1 1 1的開縫光1 2 1形成的光切斷影像，相對於非 切削部的開縫光照射像明顯且線條較粗，切削部的開縫光 照射像則是形成以目視確認困難的程度。 相對於此，影像再構成電路1 8 0的輸出影像爲第7圖 表示，即使光切斷影像的反差在切削部形成非常的低，可 以觀察出仍進行正常的切削及切削部與非切削部不同的曲 率模樣。又，其他電阻焊管丨丨〇的製造時機中影像再構成 電路1 8 0的輸出影像是如第8圖表示，可確認出任意的切 削異常導致焊縫殘留切屑的產生。採取相當於該第8圖管 內位置的焊縫切削部的樣本使用非接觸距離計飛點式測試 的結果，如第9圖所示殘餘階差的高度爲〇 . 1 5 m m，可確 認出即使產生切削異常時仍可以正確測定焊縫切削形狀。 (實施例2) 第1 〇圖是表示本發明其他實施例的測定頭內部的運 算電路群構成的方塊圖。本圖中雖未圖示，焊縫修整器 1 1 2及設置在修整器上的測定頭丨5 〇是以上述第丨實施例 相同的構成因而省略。 -35-

W· 587153 拾、申請專利範圍 第9210976 1號專利申請案 中文申請專利範圍更正本 民國93年10月8日修正 1 . 一種電阻焊管之焊縫切削形狀之測試方法，測試切 削生成電阻焊管的焊接部的管內面或者外面的焊縫後形狀 的電阻焊管的焊縫切削形狀的測試方法中，其特徵爲： 相對於攝影手段從與上述開縫光的照射方向不同的角 度攝取照射上述焊縫部之開縫光的像所獲得的光切斷影像 ϊ 分別求得該光切斷影像上的寬度方向座標的管軸方向 的最大売度及從上述開縫光的照射領域偏離的地接合部領 域的最大亮度， 以預先決定上述管軸方向的最大亮度與地接合部領域 的最大亮度的比內分獲得的亮度爲臨界値， 以大於該臨界値的亮度及顯示亮度的管軸方向座標的 加重平均作爲該等寬度方向座標、管軸方向座標的模擬剖 面方向座標， 根據自該模擬剖面方向座標連接寬度方向所獲得的模 擬剖面形狀，與上述開縫光的光源、上述攝影手段及電阻 焊管的幾何學位置關係決定的預定變換式算出上述電阻焊 管的焊縫切削形狀。 2 · —種電阻焊管之焊縫切削形狀之測試方法，測試切 587153 . (2) 削生成電阻焊管的焊接部的管內面或者外面的焊縫後形狀 的電阻焊管的焊縫切削形狀的測試方法中，其特徵爲： 相對於攝影手段從與上述開縫光的照射方向不同的角 度攝取照射上述焊縫部之開縫光的像所獲得的光切斷影像 5 該光切斷影像上的寬度方向座標的管軸方向的最大亮 度在預定的固定臨界値以上時，以顯示亮度的管軸方向座 標的加重平均作爲該等寬度方向座標、管軸方向座標的模 擬剖面方向座標， 上述最大亮度小於上述預定的固定臨界値時，分別求 得該光切斷影像上的寬度方向座標的管軸方向的最大亮度 及從上述開縫光的照射領域偏離的地接合部領域的最大亮 度， 以預先決定上述管軸方向的最大亮度與地接合部領域 的最大亮度的比內分獲得的亮度爲臨界値， 以大於該臨界値的亮度及顯示亮度的管軸方向座標的 加重平均作爲該等寬度方向座標、管軸方向座標的模擬剖 面方向座標， 根據自該模擬剖面方向座標連接寬度方向所獲得的模 擬剖面形狀，與上述開縫光的光源、上述攝影手段及電阻 焊管的幾何學位置關係決定的預定變換式算出上述電阻焊 管的焊縫切削形狀。 3 . —種電阻焊管之焊縫切削形狀之測試裝置，其特徵 爲，具備： -2 - (3) 587153 開縫光以一入射角照射切削後電阻焊管焊縫部的開縫 光源； 以其他受光角攝影上述開縫光的照射像的攝影手段； 對於該攝影手段輸出的光切斷影像，算出該光切斷影 像上一寬度方向座標的管軸方向的最大亮度及形成該最大 亮度的管軸方向座標的第1運算電路； 從形成一寬度方向座標的上述管軸方向的最大亮度的 管軸方向座標算出偏離預定影像數以上地接合部的最大亮 度的第2運算電路； 從上述第1運算電路及第2運算電路的輸出，藉著以 預定運算式所算出的臨界値算出亮度大的亮度及顯示亮度 的管軸方向座標的加重平均的積分電路； 上述算出的管軸方向座標的加重平均連接寬度方向而 生成模擬剖面形狀的影像再構成電路；及， 根據上述開縫光源、上述攝影手段及電阻焊管的幾何 學位置關係決定的預定變換式算出上述電阻焊管的焊縫切 削形狀而顯示的座標運算電路。 4 · 一種電阻焊管之焊縫切削形狀之測試裝置，其特徵 爲，具備： 開縫光以一入射角照射切削後電阻焊管焊縫部的開縫 光源； 以其他受光角攝影上述開縫光的照射像的攝影手段； 對於該攝影手段輸出的光切斷影像，算出該光切斷影 像上一寬度方向座標的管軸方向的最大亮度及形成該最大 -3 - (4) 587153 亮度的管軸方向座標的第1運算電路； 判定上述一寬度方向的管軸方向最大亮度是否在預定 的固定臨界値以上的分支電路； 從形成上述一寬度方向座標的上述管軸方向的最大亮 度的管軸方向座標算出偏離預定影像數以上地接合部的最 大売度的第2運算電路； 算出以大於預先決定上述一寬度方向座標的管軸方向 最大亮度與地接合部最大亮度的比內分所獲得臨界値的管 軸方向座標的加重平均的第1積分電路； 算出上述預定的固定臨界値以上的亮度及顯示亮度的 管軸方向座標的加重平均的第2積分電路； 根據上述分支電路的輸出選擇上述第1積分電路及第 2積分電路的輸出連接寬度方向而生成模擬剖面形狀的影 像再構成電路；及， 根據上述開縫光源、上述攝影手段及電阻焊管的幾何 學位置關係決定的預定變換式算出上述電阻焊管的焊縫切 削形狀而顯示的座標運算電路。 5 · —種電阻焊管之焊縫切削形狀之測試方法，是對於 利用攝影手段從與上述開縫光照射方向不同的角度攝影照 射在電阻焊管的焊接部所生成的管內面或外面的焊縫位置 形成開縫光像的光切斷影像所獲得的光切斷影像施以預定 的影像處理而算出該電阻焊管的焊縫形狀的電阻焊管的火旱 縫切削形狀的測試方法中，其特徵爲： 可顯示將該切斷影像及與該光切斷影像以預定影像胃 -4- 587153 . (5) 理手段予以細線化後的光切斷影像重疊的影像。 6 .如申請專利範圍第5項記載的電阻焊管之焊縫切削 形狀之測試方法，其中將細線化後的光切斷影像各像素的 顏色，以對應該像素的光切斷影像上的光切斷影像的亮度 及偏離該開縫光領域的最大亮度的比所決定訊號雜訊比（ SN)的顏色加以著色顯示。 7 ·如申請專利範圍第5項記載的電阻焊管之焊縫切削 形狀之測試方法，其中針對利用攝影手段以從上述開縫光 照射方向不同的角度攝影照射形成開縫光像的光切斷影像 所獲得的光切斷影像，將以預定影像處理手段使該光切斷 影像細線化後的光切斷影像各像素的顏色，以對應該像素 的光切斷影像上的光切斷影像的亮度及偏離該開縫光領域 的最大亮度比所決定的SN比對應的顏色分類並予以著色 ，與上述光切斷影像重疊予以影像顯示。 8 · —種電阻焊管之焊縫切削形狀之測試裝置，其特徵 爲，具備： 切削後的電阻焊管焊縫部以一入射角照射開縫光的開 縫光源； 以其他的受光角攝影上述開縫光的照射像的攝影手段 處理上述攝影手段的輸出光切斷影像，而以1根像素 顯示開縫光的像的細線化處理電路；及， 使該光切斷影像與上述細線化結果重疊在同一影像上 的影像合成電路。 -5- (6) 587153 9 · 一種電阻焊管之焊縫切削形狀之測試裝置，其特徵 爲，具備： 切削後的電阻焊管焊縫部以一入射角照射開縫光的開 縫光源； 以其他的受光角攝影上述開縫光的照射像的攝影手段 處理上述攝影手段的輸出光切斷影像，而以1根像素 顯示開縫光的像的細線化處理電路；及， 將上述細線化的光切斷線的各像素顏色，以對應該像 素的對應光切斷影像上的開縫光影像的亮度與從該開縫光 偏離領域的最大亮度比所決定的SN比加以著色的細線變 換電路。 1 0 ·如申請專利範圍第 9項記載的電阻焊管之焊縫切 削形狀之測試裝置，其中，具備： 切削後的電阻焊管焊縫部以一入射角照射開縫光的開 縫光源； 以其他的受光角攝影上述開縫光的照射像的攝影手段 處理上述攝影手段的輸出光切斷影像，而以1根像素 顯示開縫光的像的細線化處理電路； 將上述細線化的光切斷線的各像素顏色，以對應該像 素的對應光切斷影像上的開縫光影像的亮度與從該開縫光 偏離領域的最大亮度比所決定的SN比加以著色的細線變 換電路；及， -6 - (7) 587153 , 將上述光切斷影像與上述細線變換電路輸出的彩色細 線化結果重疊在同一影像上的影像合成電路。 1 1 . 一種電阻焊管之焊縫切削形狀之檢測方法，電阻 焊管的焊接部照射開縫光或掃描點狀光，藉著對於以攝影 手段從與上述開縫光照射方向不同的角度攝影照射在焊接 部表面的開縫光的像或掃描後點狀光的軌跡像所獲得的影 像施以預定影像處理的光切斷方法檢測該電阻焊管之焊縫 形狀，其特徵爲：

從電阻焊管的輪廓以預定的算出式算出假焊縫頂點座 標， 使該電阻焊管的輪廓近似二次函數以求得第1近似曲 線， 算出夾持電阻焊管的輪廓與上述第1近似曲線的上述 假焊縫頂點的2個交點座標，

從上述假焊縫頂點的座標與夾持上述假焊縫頂點的2 個交點座標以預定的算出式算出焊縫的假存在範圍， 使上述電阻焊管的輪廓除去上述焊縫的假存在範圍的 原管部形狀近似2次以上偶數次多項式求得第2近似曲，線 上述電阻焊管的輪廓與上述第2近似曲線的偏差大於 預定臨界値的領域中，特定以包含上述假焊縫頂點座標的 領域爲焊縫。 1 2 · —種電阻焊管之焊縫切削形狀之檢測裝置，其特 徵爲，具備： (8) 587153 , 以電阻焊管的焊接部的一角度照射開縫光或掃描點狀 光的投光手段； 上述投光手段將照射焊接部的像，從與上述角度不同 的角度攝影的攝影手段； 對上述攝影手段所獲得的影像施以預定的影像處理， 算出該電阻焊管輪廓的輪廓算出手段； 從該電阻焊管的輪廓以預定的算出式算出假焊縫頂點 座標的假頂點算出手段； 以該電阻焊管的輪廓爲二次函數而藉著預定回歸方程 近似的第1回歸運算手段； 從上述第1回歸運算手段的輸出，與上述輪廓算出手 段的輸出算出夾持上述假焊縫頂點的2個交點座標的交點 算出手段； 從上述交點的座標與上述假焊縫頂點的座標以預定的 算出式算出焊縫的假存在範圍的第1範圍算出手段； 除去上述算出焊縫的假存在範圍的範圍內電阻焊管的 輪廓以2次以上的偶數次多項式近似的第2回歸運算手段 ;及， 上述第2回歸運算手段的輸出與上述電阻焊管的輪廓 的偏差形成大於預定臨界値的領域中，以包含上述假焊縫 頂點的座標作爲焊接焊縫的範圍而輸出的第2範圍算出手 段。 1 3 · —種電阻焊管之焊縫形狀之檢測方法，開縫光照 %或點狀光掃描包含電阻焊管焊接的焊縫部的管表面，從 (9) 587153 與上述開縫光照射方向不同的角度攝影照射在含上述焊縫 部的管表面的開縫光的像或掃描後點狀光軌跡的像所獲得 的影像施以預定的影像處理’藉以檢測該電阻焊管的焊縫 形狀，其特徵爲： 相對於含影像處理的結果算出的焊縫部的管表面的形 狀數據，藉著預先設定的焊縫部左右兩端的邊界，及另外 算出的焊縫部的頂點位置’求得相當於焊縫部的部分的管 表面的形狀數據， 將相當於該焊縫部部分的管表面的形狀數據分爲左右 2個領域， 針對左右各個形狀數據，以函數近似而求得左右分別 的焊縫形狀的近似函數， 此外，針對從包含焊縫部的管表面的形狀數據除去相 當於焊縫部部分的管表面的形狀數據的原管形狀數據，以 函數近似而求得原管形狀的近似函數， 根據上述左右分別的焊縫形狀的近似函數與上述原管 形狀的近似函數，算出焊縫寬度、高度、揚角、焊縫管與 原管部的左右邊界的階差的至少其中之一。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項記載的電阻焊管之焊縫形 狀檢測方法，其中以上述左右各個焊縫形狀的近似函數作 爲連結具有2個以上不同傾斜直線的函數，以各連結點的 位置、各直線的傾斜與切片作爲參數，算出上述左右各個 焊縫形狀的近似函數與包含上述焊縫部的管表面形狀數據 間的最小誤差。 (10) 587153 1 5 .如申請專利範圍第1 3項記載的電阻焊管之焊縫形 狀檢測方法，其中以上述左右各個焊縫形狀的近似函數與 上述原管形狀的近似函數的交點作爲焊縫部兩端的邊界算 出，據此算出焊縫寬度、揚角及焊縫部與原管形狀左右邊 界的階差的至少其中之一。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項記載的電阻焊管之焊縫形 狀檢測方法，其中以上述左右分別的焊縫形狀的近似函數 與上述原管形狀的近似函數的交點作爲焊縫部兩端的邊界 算出，據此算出焊縫寬度、揚角及焊縫部與原管形狀左右 邊界的階差的至少其中之一。 1 7 . —種電阻焊管之焊接焊縫高度檢測方法，其特徵 爲·_利用申請專利範圍第1 3項至第1 6項中任一項記載的 電阻焊管之焊縫形狀檢測方法，以上述焊縫部頂點的電阻 焊管橫剖面方向位置的上述焊縫形狀的近似函數値與上述 原管形狀的近似函數値的差作爲焊縫高度算出。 1 8 · —種電阻焊管之焊接焊縫之揚角檢測方法，其特 徵爲：利用申請專利範圍第1 3項至第1 6項中任一項記載 的電阻焊管之焊縫形狀檢測方法，以上述左右各個焊縫形 狀的近似函數與上述原管形狀的近似函數的交點作爲焊縫 部兩端的邊界算出，並分別算出所算出交點的電阻焊管橫 剖面方向位置的上述左右各個焊縫形狀的近似函數與上述 原管形狀的近似函數的微分常數，據此分別算出左右焊縫 的揚角。 1 9 · 一種電阻焊管之焊縫形狀檢測裝置，其特徵爲， -10- (11) 587153 具備： Μ _，縫Μ射或點狀光掃描含電阻焊管的焊接部管表 面的投光手段； 上述投光手段將照射含上述焊接部管表面的像，從與 上述投光手段不同的角度攝影的攝影手段； 對上述攝影手段所獲得的影像施以預定的影像處理， 算出該電阻焊管的焊縫形狀的焊縫形狀算出手段； 根據上述焊縫形狀算出手段所算出的焊縫形狀數據， 分別算出焊縫的頂點位置及焊縫部與除去焊縫部的原管部 邊界位置的頂點位置設定電路及焊縫範圍設定電路； 根據上述頂點位置設定電路及焊縫範圍設定電路輸出 的頂點位置及夾持該頂點位置的左右邊界位置，算出左右 各個焊縫形狀的近似函數的焊縫形狀近似電路； 根據較上述焊縫範圍設定電路輸出的左右邊界位置更 外側的原管形狀的數據，算出原管形狀的近似函數的原管 形狀近似電路； 以上述焊縫形狀近似電路輸出的左右各個焊縫形狀的 近似函數，與原管形狀近似電路輸出的原管形狀的近似函 數的交點作爲左右的邊界位置而再設定的焊縫再設定電路 ;及， 根據焊縫範圍設定電路、焊縫形狀近似電路、原管形 狀近似電路的各輸出，算出焊縫寬度、高度、揚角、焊縫 部與原管部的左右邊界階差的至少其中之一的特徵量算出 電路。 -11 -