TWI713763B - 焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法及使用其之焊接鋼管的品質管理方法以及裝置 - Google Patents

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Abstract

提供不須要高速的資料處理裝置或複雜的機構，可以高精度檢測焊接鋼管的對接部的階差的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法。
使非接觸手段(14)在焊接鋼管(10)的對接部(12)掃描來取得包含在二次元平面展開的上述對接部(12)的特定檢測範圍的形狀座標資料(L)。對於該形狀座標資料(L)，選出上述特定檢測範圍的始點(A)和終點(D)、位於上述始點(A)和上述對接部(12)之間的第1選擇點(B)、以及位於上述對接部(12)和上述終點(D)之間的第2選擇點(C)的座標。算出包含上述的始點(A)、終點(D)以及第1選擇點(B)的第1近似圓(α1)；以及包含上述的始點(A)、終點(D)以及第2選擇點(C)的第2近似圓(α2)。將所得的第1近似圓(α1)和第2近似圓(α2)的偏差作為表示對接部(12)的形狀的指標來使用。

Description

焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法及使用其之焊接鋼管的品質管理方法以及裝置
本發明主要是有關於焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法、及使用其之焊接鋼管的品質管理方法以及裝置。
焊接鋼管是將鋼帶藉由輥壓成形成為開管的形狀後，藉由將互相對接的邊緣部彼此予以焊接來製造。在該焊接時，若邊緣部彼此對接的「對接部」未正確對接，則焊接的對接部上會殘留階差，其階差達某固定的水準以上則判定為瑕疪品。例如，當對接部的階差為鋼管的直徑的0.5%以上時，判定為瑕疪品。
自以往，作為檢測如此般的階差的方法，使用非接觸式的光學感測器等來測定鋼管表面的輪廓，藉由處理其輪廓資料來進行檢測對接部的階差的方法。然而，該方法在處理輪廓資料的情況下，期待對接部的階差的形狀有從母材的平滑圓弧形狀到非常急劇的梯度的變化來設定處理方法，但藉由近年的鋼管製造技術的進步，對接部的階差的形狀即使輪廓也變得平滑，也存在變得相較於其 他的母材部分特別不允許梯度的驟變的情形。換言之，即使在對接部有階差，以往的方法也無法辨識，會發生無法將缺陷產品判定為瑕疪品的事態。
因此，作為可解決此類的問題的技術，例如在下述的專利文獻1，揭示一邊使鋼管朝周向旋轉一邊在該鋼管表面照射扇狀光或將光點在鋼管表面上掃描，將照射在鋼管表面的扇狀光的帶狀光線或掃描的光點作為圖像信號來檢測，進行檢測的圖像信號的雜訊去除處理、缺少部分的修復、傾角修正的圖像處理後，求出該圖像處理資料和將預先檢測的該鋼管外周圓的圓弧擬合於該資料所得的圓弧資料的差分，在該差分資料超過預先設定的銲珠檢測用閾值的情況下判斷為有相當於焊接銲珠的凸部，並且進一步計算超過上述閾值的範圍的寬度，在此寬度符合於包含預先設定的許容範圍的銲珠寬度情況下將該凸部判斷為焊接銲珠，將其凸部的位置算出作為焊接銲珠位置(=對接部)的方法(所謂的參考匹配方式)。
依據該方法，由於並非直接使用利用光切斷法取所得的圖像資料，對於此圖像資料進行去除雜訊及缺少部分的修復等的圖像資料的前處理而修正成正確的圖像，根據此圖像藉由曲線擬合手法來判斷階差有無的方法，因而即使在描繪對接部的階差平滑的輪廓的情況下，可高精度階差檢測。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1 日本特許第3046530號公報
然而，在上述的以往技術中有如下述般之問題。
換言之，在上述專利文獻1揭示的參考匹配方式，必須將預先檢測的鋼管表面的圓弧資料等作為參考資料保管，另外，對於將既定的光照射在鋼管表面所得的圖像信號，進行雜訊去除處理、缺少部分的修復、傾角修正等的圖像處理後，因為有必要求出進行該圖像處理所生成的大容量的資料和上述參考資料的差分，所以必須有高速的資料處理裝置或複雜的機構。
因而，本發明的主要目地，在於提供不須要高速的資料處理裝置或複雜的機構，即使描繪焊接鋼管的對接部的階差平滑的輪廓的情況，仍可以高精度檢測其階差的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法。另外，本發明的進一步的目地，在於提供使用此類的形狀檢測方法，可以確實發現在對接部發生超過品質基準的階差的瑕疪品的焊接鋼管的品質管理方法和其裝置。
為了達成上述目地，本發明之第1的發明是例 如第1圖至第5圖所示般，如下述般構成焊接鋼管10的對接部12的形狀檢測方法。
根據將焊接鋼管10的焊接的對接部12的形狀，藉由非接觸手段14掃描所得的形狀座標資料L亦即包含在二次元平面展開的上述對接部12的特定檢測範圍的形狀座標資料L來進行檢測。
對於上述形狀座標資料L，選出上述特定檢測範圍的始點A和終點D、位於上述始點A和上述對接部12之間的第1選擇點B、以及位於上述對接部12和上述終點D之間的第2選擇點C的座標。
算出包含上述的始點A、終點D以及第1選擇點B的第1近似圓α1；以及包含上述的始點A、終點D以及第2選擇點C的第2近似圓α2。
算出將所得的第1近似圓α1及第2近似圓α2予以平均化的假想圓V，並且將形成在上述特定檢測範圍內之上述假想圓V和上述第1近似圓α1或第2近似圓α2之間的焊接鋼管10的板厚方向的最大偏差作為差分值T1算出，將其差分值T1作為表示對接部12的形狀的指標來使用。
本發明之第2的發明是例如第1圖至第5圖所示般，如下述般構成焊接鋼管10的對接部12的形狀檢測方法。
根據將焊接鋼管10的焊接的對接部12的形狀，藉由非接觸手段14掃描所得的形狀座標資料L亦即包含在二次元平面展開的上述對接部12的特定檢測範圍的形狀座標資料 L來進行檢測。
對於上述形狀座標資料L，選出上述特定檢測範圍的始點A和終點D、位於上述始點A和上述對接部12之間的第1選擇點B、以及位於上述對接部12和上述終點D之間的第2選擇點C的座標。
算出包含上述的始點A、終點D以及第1選擇點B的第1近似圓α1；以及包含上述的始點A、終點D以及第2選擇點C的第2近似圓α2。
求出所得的上述第1近似圓α1的中心O1和上述第2近似圓α2的中心O2之間的距離T2，將其距離T2作為表示對接部12的形狀的指標來使用。
此外，上述的第2的發明是包含以下的構成。
換言之，將上述第1近似圓α1的中心O1和上述第2近似圓α2的中心O2的X軸方向的差分的距離T3及Z軸方向的差分的距離T4，取代上述第1近似圓α1的中心O1和上述第2近似圓α2的中心O2之間的距離T2，作為表示對接部12的形狀的指標來使用。
上述的第1及第2的發明是發揮例如以下作用。
在將特定檢測範圍內之形狀座標資料L，以對接部12為邊界分割成兩個的象限來算出對應於各象限的第1近似圓α1及第2近似圓α2時，因為分別僅以三個的座標點來執行演算處理，所以演算處理可高速化。
除此之外，對接部12的形狀判定作為所須資料，如上 述般使用算出的第1近似圓α1及第2近似圓α2的座標資料，由不像以往的參考匹配方式般須要參考資料，而且不進行複雜的圖像處理的演算來看，不須高速的資料處理裝置及複雜的機構。
本發明之第3發明是使用上述第1的發明的焊接鋼管10的對接部12的形狀檢測方法的焊接鋼管10的品質管理方法，其特徵為：「藉由將差分值T1與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管10的對接部12的形狀的好壞」。
另外，本發明之第4發明是使用上述第2的發明的焊接鋼管10的對接部12的形狀檢測方法的焊接鋼管10的品質管理方法，其特徵為：「藉由將第1近似圓α1的中心O1和第2近似圓α2的中心O2之間的距離T2或上述第1近似圓α1的中心O1和上述第2近似圓α2的中心O2的X軸方向的差分的距離T3及Z軸方向的差分的距離T4，與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管10的對接部12的形狀的好壞」。
這些發明，在判斷對接部12的形狀的好壞時，由於不使用該對接部12的階差角部產生的反曲點，因而即使描繪對接部12的階差平滑的輪廓，難以辨識反曲點般的情況，仍可以高精度檢測對接部12的階差的程度。
本發明之第5發明的「焊接鋼管的品質管理裝置」是用來實施上述第3發明的方法的裝置，例如第1圖至第5圖所示般，將焊接鋼管10的品質管理裝置如下述般構成。
具有非接觸手段14，該非接觸手段14，具備：對於包 含焊接鋼管10的焊接的對接部12的特定檢測範圍進行扇狀光照射或掃描點狀光的投光裝置14a，以及輸入從上述投光裝置14a往上述特定檢測範圍照射的光的反射光，根據其反射光來輸出上述對接部12的位置及形狀的變化所反映的形狀座標資料L的資料輸出裝置14b。
演算處理裝置16，其構成為具有：對於藉由上述非接觸手段14取得的形狀座標資料L，選出上述特定檢測範圍的始點A和終點D、位於上述始點A和上述對接部12之間的第1選擇點B、以及位於上述對接部12和上述終點D之間的第2選擇點C的座標，算出包含上述的始點A、終點D及第1選擇點B的第1近似圓α1，以及包含上述的始點A、終點D及第2選擇點C的第2近似圓α2，而且算出將上述第1近似圓α1及第2近似圓α2平均化的假想圓V，求出上述假想圓V和上述第1近似圓α1或第2近似圓α2的焊接鋼管10的板厚方向的最大偏差亦即差分值T1的近似圓演算暨處理部16b，以及藉由將以上述的近似圓演算暨處理部16b取得的差分值T1與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管10的對接部12的形狀好壞的判定處理部16c。
本發明之第6發明是用來實施上述第4發明的方法的裝置，例如第1圖至第5圖所示般，將焊接鋼管10的品質管理裝置如下述般構成。
具有非接觸手段14，該非接觸手段14，具備：對於包含焊接鋼管10的焊接的對接部12的特定檢測範圍進行扇狀光照射或掃描點狀光的投光裝置14a，以及輸入從上述投 光裝置14a往上述特定檢測範圍照射的光的反射光，根據其反射光來輸出上述對接部12的位置及形狀的變化所反映的形狀座標資料L的資料輸出裝置14b。
演算處理裝置16，其構成為具有：對於藉由上述非接觸手段14取得的形狀座標資料L，選出上述特定檢測範圍的始點A和終點D、位於上述始點A和上述對接部12之間的第1選擇點B、以及位於上述對接部12和上述終點D之間的第2選擇點C的座標，算出包含上述的始點A、終點D及第1選擇點B的第1近似圓α1，以及包含上述的始點A、終點D及第2選擇點C的第2近似圓α2，而且求出將上述第1近似圓α1的中心O1和上述第2近似圓α2的中心O2之間的距離T2或上述第1近似圓α1的中心O1和上述第2近似圓α2的中心O2的X軸方向的差分的距離T3及Z軸方向的差分的距離T4的近似圓演算暨處理部16b，以及藉由將以上述的近似圓演算暨處理部16b取得的上述距離T2或上述距離T3及T4與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管10的對接部12的形狀好壞的判定處理部16c。
依據本發明，可以提供不須要高速的資料處理裝置及複雜的機構，即使描繪焊接鋼管的對接部的階差平滑的輪廓的情況也可以高精度檢測其階差的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法，以及可以使用此種的形狀檢測方法，確實發現在對接部發生超過品質基準的階差的瑕疪品 的焊接鋼管的品質管理方法及裝置。
10‧‧‧焊接鋼管
12‧‧‧對接部
14‧‧‧非接觸手段
14a‧‧‧投光裝置
14b‧‧‧資料輸出裝置
16‧‧‧演算處理裝置
16b‧‧‧近似圓演算暨處理部
16c‧‧‧判定處理部
A‧‧‧(特定檢測範圍的)始點
B‧‧‧第1選擇點
C‧‧‧第2選擇點
D‧‧‧(特定檢測範圍的)終點
L‧‧‧形狀座標資料
V‧‧‧假想圓
O1‧‧‧(第1近似圓的)中心
O2‧‧‧(第2近似圓的)中心
α1‧‧‧第1近似圓
α2‧‧‧第2近似圓
T1‧‧‧差分值
T2‧‧‧(O1和O2之間的)距離
T3‧‧‧(O1和O2的X軸方向的差分的)距離
T4‧‧‧(O1和O2的Z軸方向的差分的)距離
第1圖是表示本發明所涉及的焊接鋼管的品質管理裝置的裝置構成例的概略圖。
第2圖是表示本發明所涉及的焊接鋼管的品質管理裝置之演算處理裝置的構成例的方塊圖。
第3圖是表示本發明的焊接鋼管的品質管理方法的一例的流程圖。
第4圖是本發明的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法之近似圓演算用座標設定算法的概念視圖。
第5圖是在本發明的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法之對接部的形狀確認算法的形狀檢測概念視圖。
以下，針對本發明之實施方式，參照圖式進行說明。
第1圖是表示本發明所涉及的焊接鋼管的品質管理裝置的裝置構成例的概略圖。如該圖所示般，本發明的一個實施方式的焊接鋼管的品質管理裝置，具備非接觸手段14和演算處理裝置16。
非接觸手段14是用來取得焊接鋼管10的焊接的對接部12的表面形狀的座標資料(換言之，即形狀座標 資料L)的裝置，在本實施方式，以投光裝置14a和資料輸出裝置14b構成的非接觸式變位計符合於此。
投光裝置14a是在以焊接鋼管10的焊接的對接部12為中心的特定檢測範圍照射扇狀光或掃描點狀光的裝置。具體來說，可以舉出例如使用將雷射及燈等的發光元件放射的光以柱狀透鏡等來集光成線狀的狹縫狀光源、以及使用將在照射位置集光成點狀的光以鏡等掃描在大致正交於焊接鋼管10的對接部12的方向(X軸方向)上的掃描點光源等。此外，X軸方向對於焊接鋼管10的對接部12未必須要正確地正交，大致正交也沒有關係，但由儘可能非平滑地檢測對接部12的階差的觀點來看，較佳為儘可能正確地正交。
資料輸出裝置14b是輸入從投光裝置14a朝上述的特定檢測範圍照射的光的反射光，且根據其反射光來輸出對接部12的位置及形狀的變化所反映的形狀座標資料L，亦即將以對接部12為中心的特定檢測範圍的形狀在二次元平面展開的形狀座標資料L的裝置。具體來說，是由2D Ernostar鏡頭、CMOS影像感測器及微處理器等所成，使在焊接鋼管10的對接部12的表面上擴散反射的反射光成像於CMOS影像感測器的受光元件上，檢測位置和形狀的變化，將表示其位置及形狀的變化的形狀座標資料L予以生成的裝置。此外，在包含此資料輸出裝置14b的非接觸手段14，形狀座標資料L的生成是對於焊接鋼管10的長度方向(Y軸方向)連續進行。
而且，在此資料輸出裝置14b生成的形狀座標資料L是經由配線15給予演算處理裝置16。
在本發明所涉及的焊接鋼管的品質管理裝置中，Z軸方向如第1圖所示般，無論對於X軸和Y軸的任一方皆為正交的方向。如此般決定的Z軸方向如第5圖所示般，在焊接鋼管10的對接部12的附近是與對接部12的階差的高度方向一致。另外，如此般決定的Z軸方向，在焊接鋼管10的對接部12的附近是與焊接鋼管10的板厚方向一致。
演算處理裝置16是設置在電腦(未圖示)上，解讀命令進行演算的裝置，如第2圖所示般，資料緩衝部16a，近似圓演算暨處理部16b，判定處理部16c，顯示處理部16d及事件發生訊號輸出部16e的各部，構成在windows(註冊商標)及Linux(註冊商標)等的通用的作業系統16x上。
(資料緩衝部16a)
資料緩衝部16a是先將從非接觸手段14連續提供的焊接鋼管10的對接部12的形狀座標資料L暫時儲存的記憶裝置。
(近似圓演算暨處理部16b)
近似圓演算暨處理部16b是對於由資料緩衝部16a提供的上述的形狀座標資料L，進行以下的演算。
換言之，不須以成為特定檢測範圍的中心的對接部12作為邊界來將形狀座標資料L分割成左右的2象限，並且選出其特定檢測範圍的始點A和終點D、以及分割的左右各象限各個之形狀座標資料L上的任意的第1選擇點B及第2選擇點C的座標。
接著，算出包含上述的始點A、終點D以及左象限中的第1選擇點B的第1近似圓α1；以及包含上述的始點A、終點D以及右象限中的第2選擇點C的第2近似圓α2。在算出如此般的近似圓時是使用第4圖所示般的算法。換言之，針對從形狀座標資料L選出的既定的三個點(PI、P2、P3)，算出將線分PI、P2分成二等分的垂線L1和將線分P2、P3分成二等分的垂線L2。而且，以垂線L1和垂線L2的交點為中心，求出通過點PI、P2、P3的圓，以此為近似圓。
將此套用於本實施方式時，藉由使用始點A、第1選擇點B、終點D的三點，使用第4圖的算法，可以算出第1近似圓α1。另外，藉由使用始點A、第2選擇點C、終點D的三點且使用第4圖的算法，可以算出第2近似圓α2。
另外，從第1近似圓α1和第2近似圓α2，算出將此兩個的近似圓平均化的假想圓V。此假想圓V的算出，是例如以第1近似圓α1的中心O1和第2近似圓α2的中心O2的中點作為假想圓V的中心，將第1近似圓α1的半徑和第2近似圓α2的半徑的平均作為假想圓V的半徑來決定即可。
此外，在本說明書中，「選出點A的座標」是 指如第5圖所示般在由X軸和Z軸所成的二次元座標平面上，決定點A的X座標和Z座標。
另外，在本說明書中，「算出第1近似圓α1」是指如第5圖所示般在由X軸和Z軸所成的二次元座標平面上，決定第1近似圓α1的中心O1的X座標和Z座標、以及第1近似圓α1的半徑等。
接下來，以求出在第1近似圓α1和第2近似圓α2的二次元平面座標上的偏差的方法而言，可列舉大致分為以下兩種方法(參照第5圖)。
第一種是算出將所得的第1近似圓α1及第2近似圓α2予以平均化的假想圓V，並且將形成在特定檢測範圍內之假想圓V和第1近似圓α1(或第2近似圓α2)之間的焊接鋼管10的板厚方向的最大偏差作為差分值T1算出，將其差分值T1作為表示對接部12的形狀的指標來使用的方法。
此外，在第5圖，圖示了將形成在特定檢測範圍內之假想圓V和第1近似圓α1之間的焊接鋼管10的板厚方向的最大偏差作為差分值T1的方法，但也可以將形成在特定檢測範圍內之假想圓V和第2近似圓α2之間的焊接鋼管10板厚方向的最大偏差作為差分值T1，或同時使用這些差分值T1的雙方。
第二種是求出所得的第1近似圓α1的中心O1和第2近似圓α2的中心O2之間的距離T2，將其距離T2作為表示對接部12的形狀的指標來使用的方法。或者，關於第1近似圓α1的中心O1和第2近似圓α2的中心O2，求出X軸方 向的差分的距離T3和Z軸方向的差分的距離T4，來取代上述的距離T2，以這些作為表示對接部12的形狀的指標來使用方法(參照第5圖)。
該第二種方法與上述第一種的方法不同，不算出假想圓V。另外，將第1近似圓α1的中心O1和第2近似圓α2的中心O2之間的距離T2或上述X軸方向的差分的距離T3及上述Z軸方向的差分的距離T4，取代焊接鋼管10的板厚方向的最大偏差亦即差分值T1來作為表示對接部12的形狀的指標使用。
而且，近似圓演算暨處理部16b是將所得的假想圓V、以及針對第1近似圓α1或第2近似圓α2求出的差分值T1，作為表示對接部12的形狀的指標來給予判定處理部16c及顯示處理部16d。或者，近似圓演算暨處理部16b是關於第1近似圓的中心O1和第2近似圓的中心O2，將其間的距離T2、X軸方向的差分的距離T3及Z軸方向的差分的距離T4，作為表示對接部12的形狀的指標來給予判定處理部16c及顯示處理部16d。
(判定處理部16c)
判定處理部16c是藉由將在近似圓演算暨處理部16b演算的差分值T1及距離T2等的偏差與既定的閥值進行比較，來判定焊接鋼管10的對接部12的形狀的好壞。
例如，對於直徑
Figure 106123496-A0202-12-0014-6
101.6mm的鋼管，在對接部的階差為鋼管的外徑的0.5%以上的情況下適用判定為瑕疪品的基 準的情況，在使用差分值T1作為表示焊接鋼管10的對接部12的形狀的指標時，可以將閾值設為0.25mm。另外，在使用距離T2作為表示焊接鋼管10的對接部12的形狀的指標時，可以將閾值設為0.72mm。而且，在使用距離T3和T4作為表示焊接鋼管10的對接部12的形狀的指標時，可以將對於T3的閾值設為0.51mm，將對於T4的閾值設為0.518mm。此外，未必須要同時使用距離T3和T4，例如，也可以只使用距離T3或距離T4來判定。
在該判定處理部16c，偏差超過閾值時判定為瑕疪品，將其信號給予顯示處理部16d及事件發生訊號輸出部16e。
(顯示處理部16d)
顯示處理部16d是經由配線17連接於監示器等的顯示裝置18，可以將由近似圓演算暨處理部16b及判定處理部16c給予的資料變換成以顯示裝置18來顯示。
(事件發生訊號輸出部16e)
事件發生訊號輸出部16e是經由配線19連接於旋轉警告燈及警報蜂鳴器等的外部系統20，根據以判定處理部16c判斷的焊接鋼管10的對接部12的好或壞的判定結果而將既定的事件發生訊號給予外部系統。例如，在以判定處理部16c來判定對接部12的品質為不良時，將瑕疪品的產生傳達給操作員，由該事件發生訊號輸出部16e發出旋轉 警告燈及警報蜂鳴器等的外部系統20作動等的事件發生訊號。
接下來，在使用如上述般構成的焊接鋼管10的品質管理裝置來進行焊接鋼管10的對接部12的品質管理時，如以第3圖表示的流程般，依照本發明的焊接鋼管10的對接部12的形狀檢測方法、以及使用其之品質管理方法的順序來執行。
換言之，在第3圖的步驟S1中，藉由使非接觸手段14進行掃描以將焊接鋼管10的對接部12作為中心的特定檢測範圍的形狀座標資料L在二次元平面展開的形式取得，經由配線15給予演算處理裝置16的資料緩衝部16a。
接下來在第3圖的步驟S2，上述的形狀座標資料L由資料緩衝部16a給予近似圓演算暨處理部16b，如上述般，形狀座標資料L以成為特定檢測範圍的中心的對接部12作為邊界而分割成左右的2象限，並且選出其特定檢測範圍的始點A和終點D、以及分割的左右各象限分別之形狀座標資料L上的任意的第1選擇點B及第2選擇點C的座標(參照第5圖)。之後，使用第4圖所示的算法，算出包含始點A、終點D以及左象限中的第1選擇點B的第1近似圓α1；以及包含始點A、終點D以及右象限中的第2選擇點C的第2近似圓α2，並且求出第1近似圓α1和第2近似圓α2在二次元平面座標上的偏差，這些資料作為表示對接部12的形狀的指標給予判定處理部16c。
而且，在第3圖的步驟S3中，在判定處理部 16c，藉由如上述般將第1近似圓α1和第2近似圓α2在二次元平面座標上的偏差與既定的閾值進行比較來判定焊接鋼管10的對接部12的形狀的好壞。在對接部12的形狀良好的情況下是在該步驟S4進行主旨為良好製品的判定OK處理，相反地，在對接部12的形狀不良的情況下是在該步驟S5進行主旨為瑕疪品的判定NG處理，具體來說，為了如上述般將瑕疪品的產生傳達給操作員，由事件發生訊號輸出部16e發出旋轉警告燈及警報蜂鳴器等的外部系統20作動等的事件發生訊號。
在此，在具備雷射焊接機的實際的焊接鋼管製造線中，於直徑
Figure 106123496-A0202-12-0017-7
50.8mm的焊接鋼管(板厚1.2mm)的製造時，使用市售的高精度二次元雷射變位計作為品質管理裝置，一邊將不良判定基準(閾值)設為階差0.25mm以上進行品質管理一邊進行機械作業的結果，相對於檢查支數46,246支而言瑕疪品的流出支數為6支，瑕疪品流出率為0.01%。對此，在品質管理裝置的演算處理裝置16變更為本實施方式的裝置，將使用差分值T1的情況的閾值設為0.13mm，使用距離T2的情況的閾值設為0.36mm，分別將使用距離T3和距離T4的情況的閾值設為0.25mm和0.25mm進行機械作業的情況下，相對於檢查支數16,417支而言瑕疪品的流出支數為0支，瑕疪品流出率為0.00%。
此外，雖在上述實施方式中，表示使用投光裝置14a作為非接觸手段14，該非接觸手段14只要是可以取得焊接鋼管10的焊接的對接部12的表面形狀的座標資料 (換言之，即形狀座標資料L)的話可以是任何態樣，也可以使用超音波產生裝置及雷達等來替換此投光裝置14a。
另外，針對本發明的方法及裝置適用的焊接鋼管10，其焊接方法並未特別限定，也可以是例如高周波，電弧，電漿，雷射等，任何的焊接方法。
而且，雖在上述實施方式中，表示在特定檢測範圍的選定時，以對接部12為中心的情況，但只要該特定檢測範圍是(在除了始點A及終點D以外的部分)包含對接部12的話也可以是任何態樣，不限於上述實施方式。
12‧‧‧對接部
A‧‧‧(特定檢測範圍的)始點
B‧‧‧第1選擇點
C‧‧‧第2選擇點
D‧‧‧(特定檢測範圍的)終點
L‧‧‧形狀座標資料
V‧‧‧假想圓
O1‧‧‧(第1近似圓的)中心
O2‧‧‧(第2近似圓的)中心
α1‧‧‧第1近似圓
α2‧‧‧第2近似圓
T1‧‧‧差值
T2‧‧‧(O1和O2之間的)距離
T3‧‧‧(O1和O2的X軸方向的差分的)距離
T4‧‧‧(O1和O2的Z軸方向的差分的)距離

Claims (9)

  1. 一種焊接鋼管(10)的對接部(12)之形狀檢測方法，是根據將焊接鋼管(10)的焊接的對接部(12)的形狀，藉由非接觸手段(14)掃描所得的形狀座標資料(L)亦即包含在二次元平面展開的上述對接部(12)的特定檢測範圍的形狀座標資料(L)來進行檢測，其特徵為：對於上述形狀座標資料(L)，選出上述特定檢測範圍的始點(A)和終點(D)、位於上述始點(A)和上述對接部(12)之間的第1選擇點(B)、以及位於上述對接部(12)和上述終點(D)之間的第2選擇點(C)的座標，算出包含上述的始點(A)、終點(D)以及第1選擇點(B)的第1近似圓(α1)；以及包含上述的始點(A)、終點(D)以及第2選擇點(C)的第2近似圓(α2)，算出將所得的第1近似圓(α1)及第2近似圓(α2)予以平均化的假想圓(V)，並且將形成在上述特定檢測範圍內之上述假想圓(V)和上述第1近似圓(α1)或第2近似圓(α2)之間的焊接鋼管(10)的板厚方向的最大偏差作為差分值(T1)算出，將其差分值(T1)作為表示對接部(12)的形狀的指標來使用。
  2. 一種焊接鋼管(10)的對接部(12)之形狀檢測方法，是根據將焊接鋼管(10)的焊接的對接部(12)的形狀，藉由非接觸手段(14)掃描所得的形狀座標資料(L)亦即包含在二次 元平面展開的上述對接部(12)的特定檢測範圍的形狀座標資料(L)來進行檢測，其特徵為：對於上述形狀座標資料(L)，選出上述特定檢測範圍的始點(A)和終點(D)、位於上述始點(A)和上述對接部(12)之間的第1選擇點(B)、以及位於上述對接部(12)和上述終點(D)之間的第2選擇點(C)的座標，算出包含上述的始點(A)、終點(D)以及第1選擇點(B)的第1近似圓(α1)；以及包含上述的始點(A)、終點(D)以及第2選擇點(C)的第2近似圓(α2)，求出所得的上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和上述第2近似圓(α2)的中心(O2)之間的距離(T2)，將其距離(T2)作為表示對接部(12)的形狀的指標來使用。
  3. 如申請專利範圍第2項的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法，其中，將上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和上述第2近似圓(α2)的中心(O2)的X軸方向的差分的距離(T3)及Z軸方向的差分的距離(T4)，取代上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和上述第2近似圓(α2)的中心(O2)之間的距離(T2)，作為表示對接部(12)的形狀的指標來使用。
  4. 一種焊接鋼管的品質管理方法，是使用申請專利範圍第1項的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法的焊接鋼管的品質管理方法，其特徵為： 藉由將上述差分值(T1)與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管(10)的對接部(12)的形狀的好壞。
  5. 一種焊接鋼管的品質管理方法，是使用申請專利範圍第2項的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法的焊接鋼管的品質管理方法，其特徵為：藉由將上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和上述第2近似圓(α2)的中心(O2)之間的距離(T2)與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管(10)的對接部(12)的形狀的好壞。
  6. 一種焊接鋼管的品質管理方法，是使用申請專利範圍第3項的焊接鋼管的對接部的形狀檢測方法的焊接鋼管的品質管理方法，其特徵為：藉由將上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和上述第2近似圓(α2)的中心(O2)的X軸方向的差分的距離(T3)及Z軸方向的差分的距離(T4)與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管(10)的對接部(12)的形狀的好壞。
  7. 一種焊接鋼管的品質管理裝置，其特徵為：具備：非接觸手段(14)，具有：對於包含焊接鋼管(10)的焊接的對接部(12)的特定檢測範圍進行扇狀光照射或掃描點狀光的投光裝置(14a)，以及輸入從上述投光裝置(14a)往上述特定檢測範圍照射的光的反射光，根據其反射光來輸 出上述對接部(12)的位置及形狀的變化所反映的形狀座標資料(L)的資料輸出裝置(14b)；以及演算處理裝置(16)，具有：對於藉由上述非接觸手段(14)取得的形狀座標資料(L)，選出上述特定檢測範圍的始點(A)和終點(D)、位於上述始點(A)和上述對接部(12)之間的第1選擇點(B)、以及位於上述對接部(12)和上述終點(D)之間的第2選擇點(C)的座標，算出包含上述的始點(A)、終點(D)及第1選擇點(B)的第1近似圓(α1)，以及包含上述的始點(A)、終點(D)及第2選擇點(C)的第2近似圓(α2)，而且算出將上述第1近似圓(α1)及第2近似圓(α2)平均化的假想圓(V)，求出上述假想圓(V)和上述第1近似圓(α1)或第2近似圓(α2)的焊接鋼管(10)的板厚方向的最大偏差亦即差分值(T1)的近似圓演算暨處理部(16b)，以及藉由將以上述的近似圓演算暨處理部(16b)取得的差分值(T1)與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管(10)的對接部(12)的形狀好壞的判定處理部(16c)。
  8. 一種焊接鋼管的品質管理裝置，其特徵為：具備：非接觸手段(14)，具有：對於包含焊接鋼管(10)的焊接的對接部(12)的特定檢測範圍進行扇狀光照射或掃描點狀光的投光裝置(14a)，以及輸入從上述投光裝置(14a)往上述特定檢測範圍照射的光的反射光，根據其反射光來輸出上述對接部(12)的位置及形狀的變化所反映的形狀座標 資料(L)的資料輸出裝置(14b)；以及演算處理裝置(16)，具有：對於藉由上述非接觸手段(14)取得的形狀座標資料(L)，選出上述特定檢測範圍的始點(A)和終點(D)、位於上述始點(A)和上述對接部(12)之間的第1選擇點(B)、以及位於上述對接部(12)和上述終點(D)之間的第2選擇點(C)的座標，算出包含上述的始點(A)、終點(D)及第1選擇點(B)的第1近似圓(α1)，以及包含上述的始點(A)、終點(D)及第2選擇點(C)的第2近似圓(α2)，而且求出將上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和第2近似圓(α2)的中心(O2)之間的距離(T2)的近似圓演算暨處理部(16b)，以及藉由將以上述的近似圓演算暨處理部(16b)取得的距離(T2)與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管(10)的對接部(12)的形狀好壞的判定處理部(16c)。
  9. 如申請專利範圍第8項的焊接鋼管的品質管理裝置，其中，上述近似圓演算暨處理部(16b)是求出上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和上述第2近似圓(α2)的中心(O2)的X軸方向的差分的距離(T3)及Z軸方向的差分的距離(T4)，來取代上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和上述第2近似圓(α2)的中心(O2)之間的距離(T2)，上述判定處理部(16c)是藉由將以上述的近似圓演算暨處理部(16b)取得的上述第1近似圓(α1)的中心(O1)和上述第2近似圓(α2)的中心(O2)的X軸方向的差分的距離(T3)及 Z軸方向的差分的距離(T4)與既定的閾值進行比較，判定焊接鋼管(10)的對接部(12)的形狀的好壞。
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