【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＵＯ鋼管の円周方向に
おける溶接部分の位置を検出するために好適な溶接部位
置検出装置および方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding position detecting apparatus and method suitable for detecting the position of a welded portion in the circumferential direction of a UO steel pipe.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鋼管の溶接部位置検出を行う従来技術と
しては、例えば特開昭５７−２０６５９２号公報に開示
された検出方法がある。この技術は、溶接鋼管の外周面
に近接させて１対の超音波送受波器を設け、上記超音波
送受波器で鋼管の肉厚を検出する。そして、各々の肉厚
測定信号の差を検出して得られた電圧値により肉厚の違
いを判定することにより溶接部を検出し、その溶接部を
所定位置に停止させるようにしている。2. Description of the Related Art As a conventional technique for detecting the position of a welded portion of a steel pipe, there is, for example, a detection method disclosed in JP-A-57-206592. In this technique, a pair of ultrasonic wave transmitters / receivers are provided close to the outer peripheral surface of the welded steel pipe, and the wall thickness of the steel pipe is detected by the ultrasonic wave transmitter / receiver. Then, the welded portion is detected by determining the difference in the wall thickness based on the voltage value obtained by detecting the difference between the respective wall thickness measurement signals, and the welded portion is stopped at a predetermined position.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＵＯ鋼管の
断面は図４の断面図に示すようになっている。図４にお
いて、１はＵＯ鋼管、２ａはその溶接部、２ｂは母材部
で、電縫溶接鋼管とは異なり外面の溶接部にも盛り上が
り部がある。By the way, the cross section of the UO steel pipe is as shown in the cross-sectional view of FIG. In FIG. 4, 1 is a UO steel pipe, 2a is its welded portion, 2b is a base metal portion, and unlike the electric resistance welded steel pipe, there is also a raised portion on the outer welded portion.
【０００４】したがって、上記従来技術をＵＯ鋼管に適
用することを考えてみると、次のような問題点があり、
溶接部を正確に検出できない不都合が生じる。すなわ
ち、第１点として、この従来技術では、超音波を伝播さ
せるためにノズルと鋼管外面との間に水の層流柱を形成
する必要があり、盛り上がり部のある鋼管外面の溶接部
において、ＵＯ鋼管をターニングさせながら上記層流柱
を正確に形成することが難しい。Therefore, considering the application of the above-mentioned conventional technique to a UO steel pipe, there are the following problems.
The inconvenience occurs that the welded portion cannot be detected accurately. That is, as a first point, in this conventional technique, it is necessary to form a laminar flow column of water between the nozzle and the outer surface of the steel pipe in order to propagate ultrasonic waves, and in the welded portion of the outer surface of the steel pipe having a swelling portion, It is difficult to accurately form the laminar flow column while turning the UO steel pipe.
【０００５】また、第２点としては、超音波が層流柱の
水からＵＯ鋼管外面に入射する際に、外面溶接部の盛り
上がりのために入射角が大きく変動して肉厚をきちんと
測定できない問題があった。本発明は上述の問題点にか
んがみ、ＵＯ鋼管の円周方向における溶接部分の位置を
正確に検出できるようにすることを目的とする。A second point is that when ultrasonic waves are incident on the outer surface of the UO steel pipe from the water of the laminar flow column, the incident angle fluctuates greatly due to the swelling of the outer surface welded portion, and the wall thickness cannot be measured properly. There was a problem. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to accurately detect the position of a welded portion in the circumferential direction of a UO steel pipe.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のＵＯ鋼管の溶接
部位置検出方法は、ＵＯ鋼管の外面側に、上記ＵＯ鋼管
の外面に対して測定範囲距離程度の間隔を隔てるととも
に、上記ＵＯ鋼管の円周方向の検出点間隔を設けて複数
のレーザ式変位計を配置し、上記ＵＯ鋼管を円周方向に
回転させながらその回転速度に同期させて上記複数のレ
ーザ式変位計により上記鋼管外周面の距離値を同時に計
測するとともに、上記複数のレーザ式変位計により同時
に計測した異なる検出点位置での距離値の減算結果の時
系列データに差分等の演算処理を行うことにより上記Ｕ
Ｏ鋼管の溶接部の判定および溶接部位置の検出するよう
にしている。According to the method for detecting the position of a welded portion of a UO steel pipe according to the present invention, the UO steel pipe is provided with a distance of about a measurement range distance from the outer surface of the UO steel pipe. A plurality of laser type displacement gauges are arranged at intervals of the detection points in the circumferential direction, and the UO steel pipe is rotated in the circumferential direction while being synchronized with the rotation speed of the UO steel pipe by the plurality of laser type displacement gauges. The distance value of the surface is measured at the same time, and the time series data of the subtraction result of the distance value at the different detection point positions simultaneously measured by the plurality of laser displacement meters is subjected to arithmetic processing such as a difference.
The welded portion of the O steel pipe is determined and the welded portion position is detected.
【０００７】また、本発明のＵＯ鋼管の溶接部位置検装
置においては、ＵＯ鋼管をその円周方向に沿って回転さ
せるためのターニングロールと、上記ＵＯ鋼管円周方向
の異なる位置での鋼管外周面変位値を計測するために配
置された複数のレーザ式変位計と、上記ターニングロー
ルの回転速度を検出するためのパルス発信器と、上記パ
ルス発信器が発生するパルスタイミングにおける上記レ
ーザ式変位計の計測結果に基いて上記ＵＯ鋼管の溶接部
分の判定、および位置の算出を行う計算機とを備えてい
る。Further, in the welding position detecting device for a UO steel pipe of the present invention, a turning roll for rotating the UO steel pipe along its circumferential direction and a steel pipe outer periphery at different positions in the circumferential direction of the UO steel pipe are provided. A plurality of laser type displacement gauges arranged to measure the surface displacement value, a pulse oscillator for detecting the rotation speed of the turning roll, and the laser type displacement gauge at the pulse timing generated by the pulse oscillator. And a calculator for determining the welded portion of the UO steel pipe and calculating the position based on the measurement result of 1.
【０００８】[0008]
【作用】本発明では、測定距離範囲が比較的大きいレー
ザ式変位計を用いるので、ＵＯ鋼管の外面側に変位計を
設置する際の変位計設置可能範囲が大幅に拡大し、適用
対象が広くなる。また、ＵＯ鋼管の外面に円周方向の検
出点間隔を設けて複数のレーザ式変位計を配置して外周
面までの距離を同時に計測することで、鋼管が回転中に
振動して計測距離値に振れが発生しても、上記振れは配
置したレーザ式変位計に同相でかつほぼ同じ大きさの外
乱として計測されるので、複数の変位計で計測した距離
値の減算を施した結果は鋼管の回転中に振動が発生しな
いものと同等の結果が得られる。本発明では、上記計測
距離値の減算結果の時系列データを演算して溶接部の判
定および位置検出を行うことにより、振動による検出誤
差が実質上生じないようにしている。In the present invention, since the laser type displacement gauge having a relatively large measuring distance range is used, the range in which the displacement gauge can be installed when the displacement gauge is installed on the outer surface side of the UO steel pipe is greatly expanded, and the applicable range is wide. Become. Further, by arranging a plurality of laser type displacement gauges at intervals of detection points in the circumferential direction on the outer surface of the UO steel pipe and measuring the distance to the outer peripheral surface at the same time, the steel pipe vibrates during rotation and the measured distance value. Even if a runout occurs, the runout is measured as an external disturbance with the same phase and almost the same magnitude as the laser displacement gauge placed, so the result of subtracting the distance values measured by multiple displacement gauges is It is possible to obtain the same result as the case where no vibration occurs during the rotation of. In the present invention, the time series data of the subtraction result of the measured distance value is calculated to determine the welded portion and detect the position, so that a detection error due to vibration is substantially not generated.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明のＵＯ鋼管の溶接部位置検出方
法および装置の一実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the method and apparatus for detecting the position of a welded portion of a UO steel pipe of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１０】図１は、本発明装置における鋼管の溶接部
検出装置の構成例を示す図、図２はレーザ式変位計での
計測距離の処理内容、および溶接部判定と位置検出を行
うための信号を示す図、図３は溶接部検出を行う際の一
例を示す検出フローチャートである。FIG. 1 is a diagram showing a structural example of a welded portion detecting device for a steel pipe in the device of the present invention, and FIG. 2 is a processing content of a measured distance in a laser type displacement meter and a welded portion determination and position detection. FIG. 3 is a diagram showing signals, and FIG. 3 is a detection flowchart showing an example when a welded portion is detected.
【００１１】先ず、図１において、１はＵＯ鋼管、２ａ
はＵＯ鋼管の溶接部、２ｂはＵＯ鋼管の母材部、３はＵ
Ｏ鋼管を円周方向に回転させるためのターニングロール
である。First, in FIG. 1, 1 is a UO steel pipe, 2a
Is a welded part of UO steel pipe, 2b is a base metal part of UO steel pipe, 3 is U
A turning roll for rotating the O steel pipe in the circumferential direction.
【００１２】また、４ａ、４ｂは鋼管１の溶接部２ａを
検出するための変位計であり、ここでは変位計を２個配
置した場合について示す。これらの変位計４ａ、４ｂと
しては、検出距離範囲が比較的大きなレーザ式変位計を
用い、鋼管の円周方向に検出点間隔を設けて配置して、
ＵＯ鋼管外周面までの距離を同時に各々計測するように
している。Reference numerals 4a and 4b denote displacement gauges for detecting the welded portion 2a of the steel pipe 1. Here, the case where two displacement gauges are arranged is shown. As the displacement gauges 4a and 4b, laser displacement gauges having a relatively large detection distance range are used and are arranged at detection point intervals in the circumferential direction of the steel pipe.
The distance to the outer peripheral surface of the UO steel pipe is simultaneously measured.
【００１３】５は変位計４ａ、４ｂを支持するための支
柱であり、この支柱５はＵＯ鋼管１の外径が変化しても
変位計４ａ、４ｂと鋼管外周面との間隔を適切に設定す
るために、例えば電動式プリセット用昇降装置等の機構
により上下方向に移動させた後、固定させて溶接部検出
を行うものとする。Reference numeral 5 is a column for supporting the displacement gauges 4a, 4b. The column 5 appropriately sets the distance between the displacement gauges 4a, 4b and the outer peripheral surface of the steel pipe even if the outer diameter of the UO steel pipe 1 changes. For this purpose, for example, a mechanism such as an electric preset elevating / lowering device is moved in the vertical direction and then fixed to detect the welded portion.
【００１４】６ａ、６ｂは変位計４ａ、４ｂからアナロ
グで出力される信号をディジタル信号に変換するための
Ａ／Ｄ変換器である。また、７はターニングロールを用
いて回転させるＵＯ鋼管１の回転外周速度が異なる場合
でも一定の外周刻み幅にて変位計４ａ、４ｂで計測させ
るために計測タイミングを発生させるためのパルス発信
器であり、例えばターニングロール３の回転軸等に取り
付けられている。Reference numerals 6a and 6b are A / D converters for converting the analog output signals from the displacement gauges 4a and 4b into digital signals. Further, 7 is a pulse transmitter for generating measurement timing for measuring with the displacement gauges 4a and 4b with a constant outer peripheral step width even when the rotating outer peripheral speed of the UO steel pipe 1 rotated by using the turning roll is different. Yes, for example, it is attached to the rotating shaft of the turning roll 3 or the like.
【００１５】次いで、８は溶接部の判定および位置検出
等の演算を行うためのディジタル計算装置、９はＡ／Ｄ
変換器６ａ、６ｂおよびパルス発信器７からのディジタ
ル計算装置８に入力するためのディジタル入力装置であ
る。１０は、ディジタル計算装置８で演算した溶接部２
ａの判定信号および位置検出信号等を出力するための出
力装置である。Next, 8 is a digital calculation device for carrying out calculations such as welded part determination and position detection, and 9 is an A / D.
It is a digital input device for inputting to the digital computing device 8 from the converters 6a, 6b and the pulse oscillator 7. 10 is the welded portion 2 calculated by the digital computer 8.
It is an output device for outputting the determination signal and the position detection signal of a.
【００１６】図２は、レーザ式変位計での計測距離の処
理内容および溶接部判定と位置検出を行うための信号を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the processing contents of the measured distance in the laser displacement meter and the signals for judging the welded portion and detecting the position.
【００１７】図２において、（ａ）は変位計４ａでの計
測距離値、（ｂ）は変位計４ｂでの計測距離値であり、
これら計測距離値はパルス発信器７が発生するタイミン
グ信号を用いて、ＵＯ鋼管の外周を一定の刻み幅で同時
に計測を行った結果であり、図中に示すように時系列離
散データとして得られる。変位計４ｂでは４ａよりもＵ
Ｏ鋼管円周方向に設けた検出点間隔分だけ溶接部の通過
時刻は遅れたものとなる。In FIG. 2, (a) is a measured distance value with the displacement meter 4a, (b) is a measured distance value with the displacement meter 4b,
These measured distance values are the results of simultaneously measuring the outer circumference of the UO steel pipe with a constant step size using the timing signal generated by the pulse transmitter 7, and are obtained as time series discrete data as shown in the figure. . Displacement meter 4b has more U than 4a
The passing time of the welded part is delayed by the interval between the detection points provided in the circumferential direction of the O steel pipe.
【００１８】図２（ｃ）は、同じタイミングでの変位計
４ｂの計測距離値（ｂ）から変位計４ａの計測距離値
（ａ）を減じて得られる減算値の時系列離散データであ
り、上記溶接部２ａの通過時間が異なることにより、溶
接部２ａの端部付近で正および負で絶対値の大きな値と
なる。FIG. 2C is time-series discrete data of subtraction values obtained by subtracting the measured distance value (a) of the displacement meter 4a from the measured distance value (b) of the displacement meter 4b at the same timing, Due to the different transit times of the welded portion 2a, the positive and negative absolute values are large near the ends of the welded portion 2a.
【００１９】図２（ｄ）は、減算値の時系列離散データ
図２（ｃ）のある時刻での値ｄ〔ｔ〕と、差分幅Δｔ個
分だけ過去の値ｄ〔ｔ−Δｔ〕とにより、 Ｓ＝ｄ〔ｔ〕−ｄ〔ｔ−Δｔ〕 …（１式） の演算を行って得られる差分要素Ｓの時系列離散データ
を示したものである。FIG. 2D shows time-series discrete data of the subtracted value, a value d [t] at a certain time in FIG. 2C, and a past value d [t-Δt] corresponding to the difference width Δt. Thus, the time-series discrete data of the difference element S obtained by performing the calculation of S = d [t] -d [t-Δt] (Equation 1) is shown.
【００２０】差分要素Ｓについて、ノイズに対する検出
しきい値を設けておき、検出しきい値を越えた部分での
ピーク値を検出する。ピーク値の発生した時刻は、変位
計４ａと４ｂの検出点の中央を溶接部２ａの端部が通過
した時刻からΔｔ／２個のサンプル分だけ遅れた時刻と
みなすことができる。With respect to the difference element S, a detection threshold value for noise is provided, and the peak value at the portion exceeding the detection threshold value is detected. The time when the peak value occurs can be regarded as a time delayed by Δt / 2 samples from the time when the end of the welded portion 2a passes through the center of the detection points of the displacement gauges 4a and 4b.
【００２１】差分要素Ｓのピーク値を用いて溶接部判定
および溶接部位置検出を行う。しかしながら、ＵＯ鋼管
の母材部分２ｂの外表面には前製造工程等で発生する凹
み等によって差分要素Ｓは単発的に大きな値となること
があり、溶接部の端部が通過したと誤って判定する恐れ
がある。Welding portion determination and welding portion position detection are performed using the peak value of the difference element S. However, on the outer surface of the base metal portion 2b of the UO steel pipe, the difference element S may have a large value on a one-off basis due to a dent or the like generated in the pre-manufacturing process, etc. There is a risk of making a decision.
【００２２】このような誤検出を防止する対策として、
溶接端部が最小溶接部幅以上で最大溶接部幅以下の範囲
に連続して検出できなければ、溶接部判定をキャンセル
する方法を以下に説明する。As a measure to prevent such erroneous detection,
A method of canceling the weld determination will be described below unless the weld edge cannot be continuously detected within the range of the minimum weld width and the maximum weld width.
【００２３】すなわち、ディジタル計算装置８に溶接部
幅値計測用カウンターを設けて、初期値として最大溶接
部幅を越える値を入力しておく。溶接部幅値計測用カウ
ンターから出力されるカウント値の一例を図２（ｅ）に
示す。溶接部２ａの片側の端部が変位計４ａおよび４ｂ
の検出点の間を通過して溶接部端部検出信号が検出しき
い値を超過した時点で溶接部幅値計測用カウンターを０
にリセットする。That is, a counter for measuring a weld width value is provided in the digital computer 8 and a value exceeding the maximum weld width is input as an initial value. An example of the count value output from the weld width value measuring counter is shown in FIG. One end of the welded portion 2a has displacement gauges 4a and 4b.
When the weld edge detection signal exceeds the detection threshold value after passing between the detection points of, the weld width measurement counter is set to 0.
Reset to.
【００２４】そして、溶接部端部検出信号がピーク値を
越えた時点から溶接部幅値計測用カウンターをカウント
し始める。溶接部幅値計測用カウンターの値が最小溶接
部幅以上かつ最大溶接部幅以下に相当する値になる範囲
で、溶接部検出イネーブルフラグをセットする。Then, when the weld edge detection signal exceeds the peak value, the weld zone width value counter starts counting. The weld zone detection enable flag is set within a range in which the value of the weld zone width value counter is equal to or greater than the minimum weld zone width and equal to or less than the maximum weld zone width.
【００２５】図２（ｆ）に、溶接部検出イネーブルフラ
グを示す。溶接部検出イネーブルフラグがセットされた
状態で、もう一方の溶接部端部が通過して溶接部端部検
出信号が検出しきい値を超過した場合には、溶接部幅値
計測用カウンターはリセットせずカウントを継続し、溶
接部検出完了フラグをセットする。FIG. 2 (f) shows a weld portion detection enable flag. When the weld edge detection enable flag is set and the other weld edge passes and the weld edge detection signal exceeds the detection threshold, the weld width value counter is reset. Continue counting without setting the weld detection completion flag.
【００２６】次に、図２（ｇ）に溶接部検出完了フラグ
を示す。また、溶接部端部検出信号のピーク値における
溶接部幅値計測用カウンターの値を読み込んで、溶接部
幅検出値ＢＷとする。Next, FIG. 2 (g) shows a welded portion detection completion flag. Further, the value of the welding portion width value measuring counter at the peak value of the welding portion end portion detection signal is read and set as the welding portion width detection value BW.
【００２７】さらに、溶接部端部検出信号が検出しきい
値を下回る時点で溶接部幅値計測用カウンターの値を読
み込んで、溶接部幅検出値ＢＷを減じた値を検出ディレ
イ値ＤＤとして得る。上記溶接部検出完了フラグ、およ
び ＣＰ＝（ＢＷ／２）＋ＤＤ＋Δｔ／２ …（２式） として、溶接部中央位置ＣＰを外部機器に出力する。Further, when the weld edge detection signal falls below the detection threshold value, the value of the weld width width measuring counter is read, and the value obtained by subtracting the weld width detection value BW is obtained as the detection delay value DD. . The welded portion central position CP is output to an external device as the welded portion detection completion flag and CP = (BW / 2) + DD + Δt / 2 (2 expression).
【００２８】ここで、母材部の凹み等のノイズによって
溶接部端部検出信号が単発的に大きく振れた場合につい
て、図５を用いて説明する。母材部凹みで溶接部端部検
出信号が単発的に大きくなり、検出しきい値を超過した
時点では、溶接部幅検出用カウンターは０にリセットさ
れ、溶接部端部検出信号のピーク値を越えた時点から再
カウントを始める。Here, a case where the weld edge detection signal oscillates largely due to noise such as dents in the base material will be described with reference to FIG. At the time when the weld edge detection signal suddenly increases due to the depression of the base metal and exceeds the detection threshold, the weld width detection counter is reset to 0, and the peak value of the weld edge detection signal is reset. Re-counting starts from the point when it is exceeded.
【００２９】溶接部幅値計測用カウンターの値が最小溶
接部幅以上かつ最大溶接部幅以下に相当する値になる範
囲で、溶接部検出イネーブルフラグをセットする。しか
しながら、最小溶接部幅以上かつ最大溶接部幅以下の範
囲で溶接部検出イネーブルフラグをセットしても、ノイ
ズは単発的なものであるから、溶接部検出完了フラグは
セットされず、溶接部の誤検出を防ぐことができる。The welded portion detection enable flag is set in a range in which the value of the welded portion width value measuring counter becomes a value corresponding to the minimum welded portion width or more and the maximum welded portion width or less. However, even if the weld zone detection enable flag is set in the range of the minimum weld zone width or more and the maximum weld zone width or less, the noise is sporadic, so the weld zone detection completion flag is not set, and the weld zone False detection can be prevented.
【００３０】図３は、上述の溶接部判定および溶接部位
置検出を実施するための検出フローチャートの一例であ
り、以下に簡単な説明を加える。FIG. 3 is an example of a detection flowchart for carrying out the above-mentioned welded portion determination and welded portion position detection, and a brief description will be added below.
【００３１】先ず、ステップＰ１において第１の初期設
定を行う。これは、溶接部検出イネーブルフラグＤＥ
および溶接部検出完了フラグＤｅｔｅｃｔをリセットす
る。また、溶接部幅計測カウンターＢＣに最大溶接幅Ｂ
Ｗmaxよりも大きな初期値ＢＣ0を入力したうえで、溶
接部幅検出値ＢＷ、溶接部端部検出信号最大値Ｓmax、
検出ディレイ値ＤＤにそれぞれ初期値０を代入する。First, in step P1, first initial setting is performed. This is the weld detection enable flag DE
And the welded portion detection completion flag Detect is reset. In addition, the maximum weld width B is displayed on the weld width measurement counter BC.
After inputting the initial value BC0 larger than Wmax , the weld width detection value BW, the weld end detection signal maximum value Smax ,
The initial value 0 is assigned to each of the detection delay values DD.
【００３２】次に、ステップＰ２に進み、第２の初期設
定として、ｉ＝０〜（Δｔ−１）までのΔｔ回分の変
位計４ａおよび変位計４ｂでの計測距離値をサンプル
し、それらの減算した結果を変位計４ａ、４ｂ減算結果
ｄ〔ｉ〕に代入する。Next, in step P2, as the second initialization, the distance values measured by the displacement gauge 4a and the displacement gauge 4b for Δt times from i = 0 to (Δt−1) are sampled, and those values are sampled. The subtracted result is substituted into the displacement gauges 4a, 4b subtracted result d [i].
【００３３】これらの後、ステップＰ３において、溶接
部幅計測用カウンターＢＣをインクリメントした後、ス
テップＰ４に進む。ステップＰ４では、溶接部幅計測用
カウンター値を調べる。そして、溶接部幅計測用カウン
ター値が最小溶接幅および最大溶接幅に相当する値ＢＣ
minおよびＢＣmaxの間にないならば、ステップＰ５に
進んで溶接部検出イネーブルフラグＤＥをセットしな
い。After this, in step P3, the welded portion width measuring counter BC is incremented, and then the process proceeds to step P4. In Step P4, the counter value for measuring the weld width is checked. Then, the counter value BC for measuring the weld width is the value BC corresponding to the minimum weld width and the maximum weld width.
If it is not betweenmin and BCmax , the routine proceeds to step P5, where the weld portion detection enable flag DE is not set.
【００３４】また、ステップＰ４の判定の結果が値ＢＣ
minおよびＢＣmaxの間にあるならば、ステップＰ６に
おいて溶接部検出イネーブルフラグＤＥをセットする。
その後、ステップＰ７において変位計４ａ、４ｂ減算結
果ｄ〔ｊ〕（ｊ＝Δｔ〜１）について、 ｄ〔ｊ〕＝ｄ〔ｊ−１〕 … （３式） によるデータのシフト操作を行う。Further, the result of the judgment in step P4 is the value BC.
If it is betweenmin and BCmax , the weld portion detection enable flag DE is set in step P6.
Then, in step P7, the shift operation of the data is performed for the displacement gauges 4a, 4b subtraction result d [j] (j = Δt-1) by d [j] = d [j-1] (Equation 3).
【００３５】その後、ステップＰ８において、パルス発
信機７による検出タイミングを待つ。そして、検出タイ
ミングが可となれば、ステップＰ９において変位計４ａ
および変位計４ｂでの計測距離値をサンプルし、それら
の減算した結果を変位計４ａ、４ｂの減算結果ｄ〔ｔ〕
に代入した後、ステップＰ１０にて差分処理を行い、得
られた差分要素ＳをステップＰ１１にて検出しきい値Ｔ
ｈと比較し、差分要素Ｓが検出しきい値Ｔｈを越えた部
分のピークであるかどうかを調べる。Thereafter, in step P8, the detection timing of the pulse transmitter 7 is awaited. Then, if the detection timing becomes possible, in step P9 the displacement meter 4a
And the measured distance values of the displacement gauges 4b are sampled, and the subtracted results are the subtraction results d [t] of the displacement gauges 4a and 4b.
After substituting for the difference threshold value, the difference processing is performed in step P10, and the obtained difference element S is detected threshold value T in step P11.
By comparing with h, it is checked whether or not the difference element S is a peak in a portion exceeding the detection threshold Th.
【００３６】ステップＰ１１の判定の結果、検出しきい
値Ｔｈを越えている場合にはステップＰ１２にて差分要
素Ｓがピークか否かを調べる。そして、差分要素Ｓがピ
ークでなければ、ステップＰ３の溶接部幅計測カウンタ
ーＢＣのインクリメントに戻る。If the result of determination in step P11 is that the detection threshold value Th is exceeded, it is checked in step P12 whether the difference element S is a peak. Then, if the difference element S is not the peak, the process returns to the increment of the weld width measuring counter BC in step P3.
【００３７】一方、差分要素Ｓがピークの場合には、ス
テップＰ１３にて上述の溶接部検出イネーブルフラグが
セットされたか否かを調べる。そして、溶接部検出イネ
ーブルフラグがセットされた状態ならば、ステップＰ１
４にて溶接部検出完了フラグＤｅｔｅｃｔをセットする
とともに、ステップＰ１５にて溶接部幅計測カウンター
ＢＣより溶接部幅ＢＷの読み込みを行った後、溶接部幅
計測カウンターＢＣのインクリメントに戻る。On the other hand, when the difference element S has a peak, it is checked in step P13 whether the above-mentioned weld portion detection enable flag has been set. If the welded part detection enable flag is set, step P1
The welded portion detection completion flag Detect is set at 4 and the welded portion width measurement counter BC reads the welded portion width BW at step P15, and then the process returns to the increment of the welded portion width measurement counter BC.
【００３８】また、差分要素Ｓがピークであり、かつ前
述の溶接部検出イネーブルフラッグがセットされていな
ければ、ステップＰ１６にて溶接部幅計測用カウンター
ＢＣに０を代入してからインクリメントに戻る。If the difference element S has a peak and the above-mentioned weld portion detection enable flag is not set, 0 is assigned to the weld portion width measuring counter BC in step P16, and the process returns to the increment.
【００３９】また、ステップＰ１１の判定の結果、差分
要素Ｓが検出しきい値Ｔｈを越えていなければ、ステッ
プＰ１７に進み、溶接部検出完了フラグＤｅｔｅｃｔを
調べる。そのとき、溶接部検出完了フラグがセットされ
ていなければ、ステップＰ１８にて溶接部端部検出信号
最大値Ｓmaxに０を代入して、溶接部幅計測カウンター
ＢＣのインクリメントに戻る。If the result of determination in step P11 is that the difference element S does not exceed the detection threshold Th, the process proceeds to step P17, and the welded portion detection completion flag Detect is checked. At this time, if the weld detection end flag is not set, 0 is substituted for the weld end detection signal maximum value Smax in step P18, and the process returns to the increment of the weld width measurement counter BC.
【００４０】また、溶接部検出完了フラグがセットされ
ているならば、ステップＰ１９にて検出ディレイ値を読
み込んで、ステップＰ２０に進む。ステップＰ２０では
溶接部中央位置ＣＰを計算し、その後ステップＰ２０に
て外部機器に溶接部判定信号と溶接部中央位置ＣＰ等を
出力して溶接部検出動作を完了する。If the welded portion detection completion flag is set, the detection delay value is read in step P19, and the flow advances to step P20. In step P20, the weld center position CP is calculated, and in step P20, the weld determination signal, weld center position CP, etc. are output to an external device to complete the weld detection operation.
【００４１】以上の説明は、レーザ式変位計を２個用い
る場合について説明を行ったが、例えばレーザ式変位計
１１ａ、１１ｂ、１１ｃを３個として構成することも考
えられる。In the above description, the case where two laser type displacement gauges are used has been explained, but it is also conceivable to configure three laser type displacement gauges 11a, 11b and 11c, for example.
【００４２】その場合には、レーザ式変位計は、例え
ば、図６に示すようにＵＯ鋼管１の円周方向に等しく検
出点間隔を設けて配置し、上記３個のレーザ式変位計を
１１ａ、１１ｂ、１１ｃとした場合の鋼管外周面位置の
角レーザ式変位計での測定結果Ｌa、Ｌb、Ｌcを用い
て、 Ｓ＝（Ｌa−Ｌb）−（Ｌb−Ｌc） … （４式） として得る差分要素Ｓの時系列輪データのピークを判定
することにより溶接部の判定を行う。In this case, the laser displacement gauges are arranged, for example, as shown in FIG. 6, with the detection points spaced equally in the circumferential direction of the UO steel pipe 1, and the three laser displacement gauges 11a are arranged. , 11b, measurements La at angular laser displacement gauge of the steel pipe outer peripheral surface position of the case of the 11c, Lb, withL c, S = (L a -L b) - (L b -L c ) (Equation 4) The weld portion is determined by determining the peak of the time series wheel data of the difference element S obtained as
【００４３】その場合のピーク判定手法は、上述したレ
ーザ式変位計２個の場合と同様に行う。また、溶接部分
位置の検出においては、レーザ式変位計１１ｂの位置を
基準として、 ＣＰ＝（ＢＷ／２）＋ＤＤ … （５式） とする等の手法で対応できる。The peak determination method in that case is the same as in the case of the two laser displacement meters described above. The position of the welded portion can be detected by a method such as CP = (BW / 2) + DD (Equation 5) with the position of the laser displacement gauge 11b as a reference.
【００４４】次に、具体例を説明する。ターニングロー
ル３によって、直径約４５０〜１５００ｍｍのＵＯ鋼管
１を円周方向に周速約１０ｍｐｍで回転させながら、管
端部から約３０ｃｍの位置に鋼管円周方向の検出点間隔
３ｍｍ、鋼管長手方向の検出点間隔２６ｍｍにて配置し
た一対のレーザ式変位計４ａ、４ｂを用いて、鋼管１の
外周面方向までの距離をターニング ロール回転軸に取
り付けたパルス発信機７の発生するタイミングにより外
周面方向の検出刻み幅０．５ｍｍにて同時に計測する。Next, a specific example will be described. While rotating the UO steel pipe 1 having a diameter of about 450 to 1500 mm in the circumferential direction at a peripheral speed of about 10 mpm by the turning rolls 3, the distance between the detection points in the circumferential direction of the steel pipe is 3 mm and the longitudinal direction of the steel pipe is about 30 cm from the end of the pipe. By using a pair of laser type displacement gauges 4a and 4b arranged at a detection point interval of 26 mm, the distance to the outer peripheral surface direction of the steel pipe 1 is adjusted by the timing generated by the pulse transmitter 7 attached to the turning roll rotating shaft. Simultaneous measurement is performed with a detection step width of 0.5 mm in each direction.
【００４５】この計測結果を基に溶接部端部検出信号を
作成し、検出しきい値０．２ｍｍを超過する部分でのピ
ーク値を求めて溶接部の片側端部と判定する。そして、
ピーク値の検出した点から溶接部幅１２ｍｍ以上４５ｍ
ｍ以下の範囲で溶接部検出イネーブルフラグをセット
し、この範囲で溶接部のもう一方の端部が通過して溶接
部端部検出信号が検出しきい値を超過した場合には、溶
接部検出完了フラグをセットして、溶接部位置の算出を
行い、これらの結果を外部機器に出力する。Based on this measurement result, a welded portion end detection signal is created, and a peak value in a portion exceeding the detection threshold value of 0.2 mm is obtained to determine that the welded portion is one side end portion. And
Weld width 12 mm or more and 45 m from the point where the peak value is detected
If the weld detection enable flag is set in the range of m or less and the other end of the weld passes in this range and the weld end detection signal exceeds the detection threshold, the weld detection is performed. The completion flag is set, the weld position is calculated, and these results are output to an external device.
【００４６】これらの装置によって、鋼管１の外面溶接
部分が母材部分と比較して１ｍｍ以上の肉盛りがあるＵ
Ｏ鋼管の溶接部分の判定および位置の検出を行い、上記
溶接部位置より回転方向に後方の所定位置に到るまで、
前述のパルス発信機の信号を基にした鋼管１の回転角度
を監視しながらインチング等の操作を行うことで、鋼管
１の溶接部分２ａを上記所定位置に停止させる。With these devices, the welded portion on the outer surface of the steel pipe 1 has a buildup of 1 mm or more as compared with the base material portion.
The welded portion of the O steel pipe is determined and the position is detected, until a predetermined position in the rotational direction is reached from the welded portion position,
The welding portion 2a of the steel pipe 1 is stopped at the predetermined position by performing an operation such as inching while monitoring the rotation angle of the steel pipe 1 based on the signal from the pulse transmitter.
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明は上述したように、本発明の鋼管
溶接部位置検出方法および装置によれば、複数のレーザ
式変位計をＵＯ鋼管の外面に円周方向の検出点間隔を設
けて配置し、ＵＯ鋼管を円周方向に回転させながら回転
外周速度に同期させて変位計で鋼管外周面の距離値を計
測し、同時に計測した異なる検出点位置での距離値の減
算結果の時系列データに差分等の演算処理を行い、鋼管
の溶接部の判定および溶接部位置の算出を行うようにし
たので、ターニングロールにて鋼管の円周方向に回転さ
せる際に、溶接部がターニングロールに乗り上げる等に
よって発生する振動や、鋼管の形状が真円でないことに
起因する鋼管の外周面位置の変動等が生じた場合におい
ても、外面溶接部の肉盛り高さが比較的小さいものに到
るまで鋼管の溶接部を優れた信頼性で検出できる。ま
た、例えばレーザ式変位計など検出範囲の大きな変位計
を用いることにより、センサを設置する際の設置可能範
囲の拡大を図ることができる。As described above, according to the method and apparatus for detecting the position of the welded portion of the steel pipe of the present invention, a plurality of laser displacement gauges are provided on the outer surface of the UO steel pipe at intervals of detection points in the circumferential direction. Place the UO steel pipe in the circumferential direction and measure the distance value of the outer peripheral surface of the steel pipe with a displacement meter in synchronization with the rotating outer peripheral speed while simultaneously measuring the time series of the subtraction results of the distance value at different detection point positions. The difference between the data is calculated and the welding position of the steel pipe is determined and the position of the welding part is calculated.When the turning roll rotates the steel pipe in the circumferential direction, the welding part turns into the turning roll. Even if the vibration generated by riding on the pipe or the position of the outer peripheral surface of the steel pipe fluctuates due to the shape of the steel pipe not being a perfect circle, the buildup height of the outer surface welded portion is relatively small. Welding of steel pipes up to It can be detected by the excellent reliability. Further, by using a displacement gauge having a large detection range such as a laser displacement gauge, it is possible to expand the installable range when installing the sensor.
【図１】本発明のＵＯ鋼管の溶接部位置検出装置におけ
る鋼管の溶接部検出装置を、２個のレーザ式変位計で構
成した例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example in which a welded portion detecting device for a steel pipe in a welded portion position detecting device for a UO steel pipe of the present invention is configured by two laser displacement meters.
【図２】レーザ式変位計での計測距離の処理内容および
溶接部判定と位置検出を行うための信号を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing processing contents of a measurement distance by a laser displacement meter and signals for performing welding portion determination and position detection.
【図３】本発明により溶接部検出を行う際の一例を示す
検出フローチャートである。FIG. 3 is a detection flowchart showing an example when a welded portion is detected according to the present invention.
【図４】ＵＯ鋼管の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a UO steel pipe.
【図５】レーザ式変位計でＵＯ鋼管母材部の凹みを検出
した場合に、誤判定を避ける手法における処理内容を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing processing contents in a method of avoiding erroneous determination when a recess of the UO steel pipe base material portion is detected by a laser displacement meter.
【図６】本発明装置における鋼管の溶接部検出装置を３
個のレーザ式変位計で構成した場合の変位計の配置例を
示す図である。FIG. 6 shows a steel pipe weld portion detection device in the device of the present invention.
It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the displacement meter at the time of comprising with one laser type displacement meter.
１ ＵＯ鋼管 ２ａ ＵＯ鋼管の溶接部 ２ｂ ＵＯ鋼管の母材部 ３ ターニングロール ４ａ レーザ式変位計 ４ｂ レーザ式変位計 ５ レーザ式変位計支持機構 ６ａ レーザ式変位計用信号変換器 ６ｂ レーザ式変位計用信号変換器 ７ 回転同期信号発生用パルス発信機 ８ ディジタル計算機 ９ ディジタル計算機の入力装置 １０ ディジタル計算機の出力装置 １１ａ レーザ式変位計 １１ｂ レーザ式変位計 １１ｃ レーザ式変位計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 UO steel pipe 2a Welded portion of UO steel pipe 2b Base material of UO steel pipe 3 Turning roll 4a Laser displacement gauge 4b Laser displacement gauge 5 Laser displacement gauge support mechanism 6a Laser transducer displacement transducer 6b Laser displacement gauge Signal converter 7 Pulse generator for generating rotation synchronization signal 8 Digital computer 9 Input device of digital computer 10 Output device of digital computer 11a Laser displacement meter 11b Laser displacement meter 11c Laser displacement meter
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12351393AJPH06304649A (en) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | UO steel pipe weld position detection method and device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12351393AJPH06304649A (en) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | UO steel pipe weld position detection method and device |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304649Atrue JPH06304649A (en) | 1994-11-01 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12351393APendingJPH06304649A (en) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | UO steel pipe weld position detection method and device |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06304649A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011106821A (en)* | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Welding bead measuring method of pipe material, welding bead cutting method, and welding bead cutting apparatus |
| JP2011149777A (en)* | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Jfe Steel Corp | Uo steel pipe welding bead position detector |
| JP2012006059A (en)* | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Jfe Steel Corp | Device and method for detecting bead position in weld zone of uo steel pipe |
| CN111610196A (en)* | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 汉阳Eng株式会社 | Weld bead inspection device for welded pipe |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2011106821A (en)* | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Welding bead measuring method of pipe material, welding bead cutting method, and welding bead cutting apparatus |
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| JP2012006059A (en)* | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Jfe Steel Corp | Device and method for detecting bead position in weld zone of uo steel pipe |
| CN111610196A (en)* | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 汉阳Eng株式会社 | Weld bead inspection device for welded pipe |
| CN111610196B (en)* | 2019-02-22 | 2023-10-27 | 汉阳Eng株式会社 | Weld bead inspection device for welded pipe |
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