(57)【要約】【課題】短時間に正確に溶接管のシーム位置を検出すること。【解決手段】溶接管の表面を撮像する撮像手段と、撮像した画像内にウインドウを設けてシーム位置を検出する位置検出手段と、検出されたシーム位置の移動量を求める移動検出手段と、移動量と移動方向からシーム移動先を予測する位置予測手段と、前記ウインドウをシーム移動先方向に拡張してウインドウ内にシームを捉える追随手段、およびこれら手段を用いたシーム位置検出方法。【効果】シーム位置の移動に対応して正確に追随し、短時間に正確にシーム位置を検出すことができる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接管の表面を撮像し、
撮像した画像から所定の範囲を選択し、この選択した範囲をシーム像の移動方向に拡張追随しながらシーム像を捉えてシーム位置とし、
このシーム位置を単位時間ごとに記録して前回記録時のシーム位置と今回記録時のシーム位置の関係からシームの移動量と移動方向を求め、
前回記録時のシーム位置と前記移動量と移動方向からシーム移動先を予測し、
前記選択した範囲でシーム位置の検出が不可能になった場合には、予測した移動先のシームを選択した範囲内に捉えるように前記選択した範囲を移動先のシーム方向に拡張することを特徴とする溶接管のシーム位置検出方法。
【請求項２】
溶接管のシーム位置を検出するシーム位置検出装置であって、溶接管の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像した画像から所定の範囲を選択し、この選択した範囲の画像からシーム位置を検出する位置検出手段と、
検出された前記シーム位置を単位時間ごとに記録し、前回記録時のシーム位置と今回記録時のシーム位置の関係からシームの移動量と移動方向を求める移動検出手段と、
前回記録時のシーム位置と前記移動量と移動方向からシーム移動先を予測する位置予測手段と、
前記選択した範囲でシームが検出されなくなった場合には、予測された移動先のシームを選択した範囲内に捉えるように前記選択した範囲を移動先のシーム方向に拡張する追随手段と、
を備えたことを特徴とする溶接管のシーム位置検出装置。
【請求項３】
前記位置予測手段は、前記選択した範囲から外れる直前に記録したシーム位置と、シームの移動方向からシームの移動先を予測するものであることを特徴とする請求項２記載の溶接管のシーム位置検出装置。
【請求項４】
前記追随手段は、前記位置予測手段で予測された移動先のシーム位置と、シームが前記選択した範囲から外れる直前に記録されたシーム位置の両方が含まれる範囲に前記選択した範囲を拡張するものであることを特徴とする請求項２または３記載の溶接管のシーム位置検出装置。
【請求項５】
前記撮像手段の移動速度は、前回記録値と今回記録される記録値とから移動量を求めた直後に、予め定められた移動量と移動速度との関係から、前記移動量に対応する移動速度に変更することを特徴とする請求項２〜４のいずれか記載の溶接管のシーム位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電縫管、ＵＯ管等溶接管のシーム位置検出方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図７は電縫管の製造ラインの構成を示す概略図である。
図７において、１は帯鋼であり、前工程でコイル状に巻かれた帯鋼が巻き戻され、順次後端と次帯鋼１の先端が溶接されて連続的に供給されてくる。
２はフォーミングロール群であり、連続的に供給されてくる前記帯鋼１を、その両側から順次円筒状に曲げて溶接できる状態のオープンパイプ３に成形する。
【０００３】
前記オープンパイプ３は、そのままの状態で溶接機４に供給され、その接合部を高周波電流により加熱され、溶接される。その際発生した管内外の溶接ビードは、ビードカッタ５で削除され、そのまま水槽６に通されて高温の溶接部（以下、シーム部と称する。）が冷却される。
前記水槽６を出ると、孔あき検知機７、超音波探傷機（以下、ＵＳＴと称する。）８、水槽９を通り、サイザーロール群１０で所定の外形寸法に調整され、カットオフ１１で所定の長さに切断されて電縫管１２となる。
【０００４】
前記ビードカッタ５は、製造ラインを停機し電縫管１２の上面を開口して取り替えられるが、その開口の位置は前記孔あき検知機７で検知される。前記開口の検知によって、ＵＳＴ８の探触子の電縫管１２からの退避、あるいは、図示していないがシーム位置熱処理用の加熱チップ等を退避させる。
前記ＵＳＴ８は、下流側に配置されたＵＳＴ本体と、また、その上流側に配置された前記ＵＳＴ本体をシーム位置に倣わすためのシーム位置検出装置から構成されている。
【０００５】
そして、このようにして製造された電縫管１２の品質保証としては、一般に水圧試験やシーム位置の超音波探傷検査が採用されている。
水圧試験は、電縫管の製造ラインとは別の水圧試験機で実施され、一方、超音波探傷検査は前記ＵＳＴ８での実施結果が採用されている。
このＵＳＴ８では、シーム部の位置（以下、単にシーム位置という。）と超音波の入射位置との関係を一定に維持する必要があり、電縫管１２の製造過程で、シーム位置が製造方向に対して左右に振れた場合には、前記シーム位置検出装置で追随させている。
【０００６】
従来より、電縫管のシーム位置の振れに対して、シーム位置と超音波の入射位置との関係を一定に維持するために下記のシーム位置検出方法が開発されてきた。
すなわち、
（１）  ＵＳＴ自身でシーム位置を検出する方法、
（２）  放射線、電磁誘導を利用してシーム位置を検出する方法、
（３）  溶接直後に予めマーキング線を引き、それをＵＳＴ位置で画像処理してシームの中心位置を検出する方法、
（４）  放射温度計によりシームの中心位置を検出する方法、
である。
【０００７】
しかしながら、電縫管では電縫溶接後にシーム位置を熱処理することが多々あり、熱処理後はシーム位置と母材部との材質差が少なくなる。従って、（１）（２）のような超音波や放射線、電磁誘導を利用した方法ではシーム位置を正確に検出することは困難である。
また、（３）のようなマーキング線を検出する方法では、マーキング装置の設置や下工程でのマーキング消し処理を必要としてコストが嵩み、しかも設備の設置で複雑さが増す。
（４）のようなシーム位置温度を検出する方法の場合には、溶接機とＵＳＴ間でシーム位置温度が低下した時には計測できないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明者は、シーム撮像の画像処理によりシームの中心位置を検出する方法を開発した（例えば、特許文献１参照。）。本発明者が開発したシーム撮像の画像処理によるシーム位置検出方法は、安価で精度がよい。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３２３０４４７号公報（第１〜２頁、図２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に記載された方法は、シーム位置の検出に検出範囲を異にする２つのウインドウを設け、それを交互に切り替え、検出範囲を替えながらシーム位置を検出する方法なので、ウインドウが広い場合には処理時間がかかると共に検出精度が低下する。また、探傷開始時や急激なシーム位置の振れに対し、撮像手段やウインドウが応答しきれず、しばしば手動介入を必要としていた。
【００１１】
すなわち、シーム位置の振れが大きい時には、検出に時間がかかると共に精度が低下する。しかも内面ビードの切削調整等の製造ライン停機時には、一時、シーム位置検出装置が電縫管より退避して所定位置に待機するので、再起動時にシーム位置がカメラ視野から外れる場合がある。この場合は、手動介入でシーム位置合わせを行わなければならず、その後に自動追随に切り替えている。また、急激に電縫管のシーム位置が振れた場合、制御・機構的に追随しきれずにシーム位置を見逃してしまい、手動介入でシーム位置合わせを行わねばならなっかたり、さらに、追随速度が一定のため、追随方向に一層ハンチングやオーバーラン現象を起こし手動介入が必要になるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記したような問題を解決せんとしてなされたものであり、溶接管の製造ライン上でシーム位置へ短時間に正確に追随することができ、そのシーム位置を正確に検出することのできるシーム位置検出方法とその装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明における溶接管のシーム位置検出方法は、溶接管の表面を撮像し、その画像から選択した所定範囲をシーム像の移動方向に拡張追随しながらシーム像を捉えてシーム位置とし、そのシーム位置を単位時間ごとに記録し、前回記録時のシーム位置と今回記録時のシーム位置からシームの移動量と移動方向を求め、前回記録時のシーム位置と、前記移動量と移動方向からシーム移動先を予測し、前記選択した範囲でシーム位置が検出されなくなった場合には、予測した移動先のシームを選択した範囲内に捉えるように前記選択した範囲を移動先のシーム方向に拡張するものである。
【００１４】
そして、上記方法は、溶接管の表面を撮像する撮像手段と、前記撮像した画像から所定の範囲を選択し、この選択した範囲の画像からシーム位置を検出する位置検出手段と、検出された前記シーム位置を単位時間ごとに記録し、前回記録時のシーム位置と今回記録時のシーム位置の関係からシームの移動量と移動方向を求める移動検出手段と、前回記録時のシーム位置と前記移動量と移動方向からシーム移動先を予測する位置予測手段と、前記選択した範囲でシームが検出されなくなった場合には、予測された移動先のシームを選択した範囲内に捉えるように前記選択した範囲を移動先のシーム方向に拡張する追随手段を備えた本発明に係るシーム位置検装置によって実施可能である。
【００１５】
そして、このような本発明では、選択した範囲を最小限の広さにでき、選択した範囲内のノイズや外乱を減らして処理時間も短縮でき、しかも、選択した範囲を、シームが移動する時に移動するシーム像方向にだけ拡張して追跡することにし、所定時間が経ちシーム位置の記録時にシーム像に位置する所定広さの選択した範囲に戻すことにしたので、選択した範囲で正確に追随することができ、シーム位置を正確に検出することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る溶接管のシーム位置検出方法は、溶接管の表面を撮像し、
撮像した画像から所定の範囲を選択し、この選択した範囲をシーム像の移動方向に拡張追随しながらシーム像を捉えてシーム位置とし、
このシーム位置を単位時間ごとに記録して前回記録時のシーム位置と今回記録時のシーム位置の関係からシームの移動量と移動方向を求め、
前回記録時のシーム位置と前記移動量と移動方向からシーム移動先を予測し、
前記選択した範囲でシーム位置の検出が不可能になった場合には、予測した移動先のシームを選択した範囲内に捉えるように前記選択した範囲を移動先のシーム方向に拡張するものである。
【００１７】
また、本発明に係るシーム位置検出装置は、
溶接管の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像した画像から所定の範囲を選択し、この選択した範囲の画像からシーム位置を検出する位置検出手段と、
検出された前記シーム位置を単位時間ごとに記録し、前回記録時のシーム位置と今回記録時のシーム位置の関係からシームの移動量と移動方向を求める移動検出手段と、
前回記録時のシーム位置と前記移動量と移動方向からシーム移動先を予測する位置予測手段と、
前記選択した範囲でシームが検出されなくなった場合には、予測された移動先のシームを選択した範囲内に捉えるように前記選択した範囲を移動先のシーム方向に拡張する追随手段を備えたものである。
【００１８】
本発明に係る溶接管のシーム位置検出方法及び装置において、
撮像手段を設けるのは、シーム位置の熱処理の有無やシーム位置温度に関係なく、位置検出を可能とするためである。画像処理方法では、撮像された画像のシーム像と他の部分とのコントラスト調整でシーム位置の誤検出が生じない。
また、シーム像を捉える選択した範囲を四方に一律に拡大させずにシーム像方向のみに拡張可能とするのは、シーム位置の検出に必要な領域を極力狭くしてノイズや外乱を無くして精度を上げ、画像処理時間を短くするためである。
【００１９】
また、選択した範囲により検出されたシーム位置を単位時間ごとに記録するのは、製造ラインの停機時やシーム位置見逃し時、記録したシーム位置を基準にした再検出を容易にすると共に、選択した範囲をその位置に確定して記録し、前回記録時を含む拡張した選択した範囲を基準の狭範囲に戻すためである。同時に、記録することにより前回と今回の各々の記録からシームの移動量と移動方向を求めることができる。
更に、前回記録時のシーム位置と今回記録時のシーム位置の関係からシームの移動量と移動方向を求めるのは、この移動量、移動方向によって、撮像手段やＵＳＴ本体の移動量、移動方向とすることができるからである。
そして、これらの記録や移動量、移動方向の算出および撮像手段やＵＳＴ本体の移動は、選択した範囲のシーム像追従と同時に平行処理がなされている。
【００２０】
今回記録時のシーム位置の移動量と移動方向からシーム移動先を予測する位置予測手段を備えるのは、製造ライン停機時やシーム位置見逃し時でも、撮像手段やＵＳＴ本体のシーム位置への追随を速くするためである。
【００２１】
上記本発明に係る溶接管のシーム位置検出装置において、
前記位置予測手段を、前記選択した範囲から外れる直前に記録したシーム位置と、シームの移動方向からシームの移動先を予測するようにしたり、
前記追随手段を、前記位置予測手段で予測された移動先のシーム位置と、シームが前記選択した範囲から外れる直前に記録されたシーム位置の両方が含まれる範囲に前記選択した範囲を拡張するようにしたり、
前記撮像手段の移動速度を、前回記録値と今回記録される記録値とから移動量が求った直後に、予め定められた移動量と移動速度との関係から、前記移動量に対応する移動速度に変更すると、製造ラインの停機後の再起動時に選択した範囲でのシーム位置の捉え、および、撮像手段に同調しているＵＳＴ本体の追随がより速くなる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明に係る溶接管のシーム位置検出方法、およびこの方法を実施する装置を図面に基づいて説明する。図１は電縫管の製造ラインに設けたシーム位置検出装置の一部を示す概略側面図、図２は図１の正面図とその作動系統を示す図である。
今、電縫管１２は図１の矢印方向に流れ、電縫管１２の中心軸が製造ラインのパスセンターＰＳとなり、このパスセンターＰＳが水平で一直線となるように製造ラインが調整されている。１２ａは電縫管１２のシーム位置を示し、電縫管１２の図示上部に位置している。前記シーム位置１２ａの上方にシーム位置１２ａを検出するための装置が設けられ、図示していないが、このシーム位置検出装置の下流側にこれと一体にＵＳＴ本体が取り付けられている。
【００２３】
２１はシーム位置１２ａを含む電縫管１２の表面を撮像するＣＣＤカメラを示し、該ＣＣＤカメラ２１の前面にはフィルター２１ａを設けている。ＣＣＤカメラ２１の両側に補面光源２２を、その上流側に主面光源２３を、さらにその下流側にエァー供給源２４をＣＣＤカメラ２１で撮像するシーム位置１２ａに向けてそれぞれ設けている。図示では、シーム位置１２ａは真上に位置して、平面視でシーム位置１２ａとパスセンターＰＳが重なっているが、電縫管１２のシーム位置１２ａが振れると左右方向に移動する。
【００２４】
２５は製造中の電縫管１２を跨いで設けられた固定枠であり、この固定枠２５に、図２に矢印で示すように、前記パスセンターＰＳを中心として回動自在にモータ２７を介して回動枠２６を取り付けている。この回動枠２６に前記ＣＣＤカメラ２１、補面光源２２、主面光源２３、エァー供給源２４等が設けられ、電縫管１２のシーム位置１２ａの振れに対して、電縫管１２の中心軸（パスセンターＰＳ）を回動の軸心としてこれらが一体に左右円周方向（図２の矢印方向）に追随できるようになっている。勿論図示していないがＵＳＴ本体も一体となって左右円周方向に追随できる。
【００２５】
２８は画像処理装置であり、ＣＣＤカメラ２１で撮像した例えばシーム位置１２ａを含む電縫管１２の表面の映像を受信すると共に、事前に登録された処理ソフトや処理情報をもとに、後述の所定の手順によってシーム位置検出処理を行う。
２９はモニターであり、前記画像処理装置２８から受信し、必要時に撮像されたシーム位置１２ａや後述の選択した範囲（以下、ウインドウという。）の位置関係等を映し出す。
【００２６】
３０は制御装置であり、孔あき検知機７からの孔あき信号、別途製造ラインの起動・停機を含めた製造情報や電縫管１２の材料情報３２を受信したり、前記画像処理装置２８への信号の送受信を行う。
また、制御装置３０は、これらの信号に基づいて、前記モータ２７には、回動方向と回動量を、あるいはＣＣＤカメラ２１には、画像処理装置２８を介して基準位置への待機指示や撮像指示を出したり、補面光源２２、主面光源２３の電源３１には、ｏｎ、ｏｆｆの切り替え指示を出したり、回動枠２６やＵＳＴ本体に有する昇降装置に電縫管１２からの退避指示等を出す。
また、モータ２７からは、指示した回動方向と回動量に対する実行値を受信し、その差異を算出したり、受信した信号の一部を画像処理装置２８に返信したりする。
【００２７】
次に、画像処理装置２８内でのシーム位置検出処理について説明する。
画像処理装置２８内には、位置検出手段、移動検出手段、位置予測手段、追随手段の各々を備えている。
図３は、ＣＣＤカメラ２１で電縫管１２のシーム位置１２ａを含む表面を撮像して得た画像２８ａを示している。
画像２８ａ内に表示されるシーム像２８ｂは、ＣＣＤカメラ２１の前面に取り付けられたフィルター２１ａによって、シーム像２８ｂと他の部分とのコントラストを大きくしている。この例ではシーム像２８ｂを他の部分に比べ黒く（図面では斜線付与）表示し、この画像２８ａ内でシーム像２８ｂを含んで拡張可能なウインドウ２８ｃを設定している。
【００２８】
ウインドウ２８ｃの大きさは、シーム像２８ｂの位置が安定している場合には、図示のようにシーム像２８ｂの幅よりは大きいが撮像する画面に比べて十分小さい、例えばシーム像２８ｂ幅の３倍程度の幅を持つよう設定され、ノイズや外乱をなくし、画像処理時間を短くしている。
【００２９】
ウインドウ２８ｃは黒地のシーム像２８ｂの幅方向中心位置に合致させるようソフト化され、ウインドウ２８ｃの中心には＋印が付与されている。そして、ウインドウ２８ｃの＋印の座標が電縫管１２のシーム位置１２ａの中心と規定していると共に、ウインドウ２８ｃとシーム像２８ｂの両側の交点座標をも捉え、これらの交点座標からシーム幅を算出している。そして、このシーム位置１２ａの中心を、パスセンターＰＳの垂直線からの距離で表し、一定時間ごとに経時的に多数記録すると共に、算出したシーム幅も記録し、一定時間経過の度に新しい値に更新している。このような仕組みが本発明の位置検出手段である。また、この状況が確認可能なようにモニター２９に映し出すことができる。
【００３０】
図４は、シーム位置が移動した場合のウインドウ２８ｃの追随を模式的に示した図である。破斜線で示す位置に存在していたシーム像２８ｂ（シーム位置１２ａ）を、ウインドウ２８ｃ（破線位置）が捉えていた状態から、電縫管１２のシーム位置１２ａが図示の左側に振れ、シーム像２８ｂも左側に移動した状態を示している。
【００３１】
ウインドウ２８ｃは実線で示したシーム像２８ｂを追って図示の左右方向（電縫管１２の円周方向）に拡張可能なソフトになっていて、図示では、ウインドウ２８ｃの右側は移動前の位置を保っているが、左側は移動後のシーム像２８ｂを追って左方向に拡張している。図示の矢印Ｘはシーム像２８ｂの移動方向を示し、矢印Ｙはウインドウ２８ｃの拡張方向を示している。
【００３２】
拡張するウインドウ２８ｃは、常にシーム像２８ｂに対しその幅分だけ先に突出するようシーム像２８ｂの移動に先んじて拡張し、シーム像２８ｂとは重なっている状態であり、ウインドウ２８ｃはシーム像２８ｂの幅との交点をも認識している。シーム像２８ｂの移動が停止するとウインドウ２８ｃの拡張も停止し、シーム像２８ｂの幅分以上拡張することがないようにしている。
【００３３】
そして、所定時間に到達しない限り、ウインドウ２８ｃの前回のシーム像位置が解除されず、次の所定時間までの間のウインドウ２８ｃの拡張過程では、ウインドウ２８ｃの一部が前シーム像位置に残った状態でウインドウ２８ｃの拡張部分が加わり、シーム像２８ｂの前回位置と現在位置の中間位置の＋印の位置が、画像処理装置２８内ではシーム像２８ｂの中心と見做され、シーム位置１２ａの中心になっている。
【００３４】
所定時間が経つと、新しいウインドウ２８ｃの位置としてウインドウ２８ｃの拡張部分を含む基本大きさ部分（例えばシーム像２８ｂ幅の３倍）のみが残り、この時刻のシーム像２８ｂの位置に合致している。そして、この位置を新たなシーム位置１２ａの中心位置として、シーム幅も算出される。このような仕組みも本発明の位置検出手段であり、追随手段でもある。
【００３５】
一方、前記位置検出手段で検出されるシーム位置とシーム幅が、所定の単位時間毎に検出されると、これらの検出値が準備された所定の表に記録されることになる。記録時には、直近時刻のシーム位置記録として前回直近時刻の欄が更新され、順次、ウインドウ２８ｃの記録位置が繰延べされ、最後の記録が削除される。
この新たな記録が、直近時刻の記録（記録１）となり、記録１の値とこの記録１より単位時間前の値（記録２）の差により単位時間の経過に伴うシーム位置の移動量を求めることができる。
【００３６】
例えば表１に示すように、シーム位置、シーム検出ウインドウ幅、シームの移動量、ＣＣＤカメラ等の移動速度、移動方向又は移動先を０．１秒の単位時間ごとに記録するのである。シーム位置Ｘｎ  （ｍｍ）欄における数値はパスセンターＰＳの垂直位置からの変動量、＋符号はラインの流れ方向に向かって右側、−符号は同左側に移動していることを示す。シームの移動量  （Ｘｎ  −Ｘｎ＋１）は前記した  （Ｘ１  −Ｘ２  ）  、（Ｘ２  −Ｘ３  ）等の値である。これが本発明の移動検出手段である。
なお、本発明では、敢えて、シーム移動速度を算出し表に載せる必要はないが、シームの移動量  （Ｘｎ  −Ｘｎ＋１）（ｍｍ）と単位時間（秒）より容易に定まり、表に載せても問題にならない。また、シームの移動量とシーム移動速度とは、同じ意味合いの持つものであり、本発明の単位時間当たりのシームの移動量をシーム移動速度に変更したものも本発明に含まれる。
【００３７】
【表１】
2004268083.tif 000003
【００３８】
電縫管のシーム位置１２ａの振れが速く、前記ウインドウ２８ｃでシーム像２８ｂを捉えられなくなる場合には、前記ウインドウ２８ｃから外れる直前のシーム像２８ｂの中心位置とその幅が記録され、記録された前記シーム像２８ｂ位置から捉えられなくなった方向に向かってウインドウ２８ｃを引き続き拡張させる。
【００３９】
また、この場合も、記録されたウインドウ２８ｃを外れる直前のシーム像２８ｂを含む位置からウインドウ２８ｃを外れた方向にウインドウ２８ｃを拡張させ、ウインドウ２８ｃ内にシーム像２８ｂを捉えている。所定時間が経つと、新しいウインドウ２８ｃの位置として、ウインドウ２８ｃの拡張部分を含む基本大きさ部分が残り、この位置の中心位置をシーム位置１２ａとして、シーム検出ウインドウ幅、及び前回記録時のシーム位置１２ａとの差が算出され、記録される。
シーム位置１２ａの移動は電縫管の振れ現象によるものであるから、
▲１▼  移動動方向が判ればその方向に必ずシームが存在し、
▲２▼  移動速度が速く、移動量が大きいと思われる場合でも、移動量に限界があるため、予想位置よりはるかに近い位置でシーム位置検出が可能となる。
【００４０】
図５は製造ラインが一時停機した後の再起動時におけるシーム追随を模式的に示した図である。
図５において、斜線で示す部分が一時停機前に位置したシーム像２８ｂとウインドウ２８ｃを示している。
例えば、内面に発生した溶接ビードの切削用ビードカッタの取り替え等で製造ラインが一時停機すると、停機信号を受けてＵＳＴ本体と共にシーム位置検出装置が再起動時まで電縫管から一時退避し、パスセンターＰＳ上方の定位置に待機する。
【００４１】
この一時停機の場合も、一時停機前のシーム像２８ｂの中心位置（シーム位置Ｘｎ  ）とその幅が前記表１に記録される。
製造ラインが再起動すると、停機直前に記録された前記ウインドウ２８ｃのパスセンターＰＳ垂直位置からの方向、移動量に従って、シーム像２８ｂの位置が移動した場合の追随手段と同様に、停機直前に記憶されたウインドウ２８ｃ位置に向かって拡張する。図示の矢印Ｙはウインドウ２８ｃがパスセンターＰＳ垂直位置から、停機直前のウインドウ２８ｃに向かって拡張している状態を示している。このようにしてウインドウ２８ｃ内にシーム像２８ｂを捉えるようにし、捉えたならば前述のようにしてシーム位置１２ａとする。
【００４２】
このように、製造ラインが停機した場合、再起動時のシーム位置１２ａは、停機直前のシーム位置１２ａ近傍に存在していることが多いとの認識に基づいて、記録した停機直前のシーム位置近傍を移動先として予想したり、電縫管の振れが速く、前記ウインドウ２８ｃでシーム像２８ｂを捉えられなくなった場合には、前記ウインドウ２８ｃから外れる直前の記録したシーム位置をもとに移動先として予想したりする。以上が本発明の位置予測手段であり、請求項３、４の本発明である。
【００４３】
ウインドウ２８ｃでシーム像２８ｂを捉えてシーム位置１２ａとし、同時にシーム幅も算出して、これらを表１のように一定時間経過の度に新しい値に更新し、この更新と同時に、求められる変動量に応じてＣＣＤカメラ２１やＵＳＴ本体の移動速度を制御すると一層追随性が向上する。
【００４４】
シームの移動量に応じたＣＣＤカメラ等の移動速度を制御する手段として、例えば、表２に示すように、予めシームの移動量と移動速度との関係を定め、この関係にしたがって移動速度を決定し制御する。Ｘ１  は記録した記録１時（直近）のシーム位置、Ｘ２  は記録２時のシーム位置を示し、｜Ｘ１−Ｘ２｜値は、シームの移動量の絶対値を示す。
なお、本発明のシームの移動量をシーム移動速度に変える場合には、シーム移動速度とＣＣＤカメラ等の移動速度との関係に表２を改めればよいことは言うまでもない。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
この表２の関係では、ウインドウ２８ｃで捉えたシーム像２８ｂの位置の移動量が大きい程ＣＣＤカメラ２１等の移動速度を速く、移動量が少ない程移動速度を遅く決めているため、移動に伴うハンチングやオーバーラン現象を起こすことはなく、追随時間が短縮される。このような仕組みが請求項５の本発明である。
【００４７】
この表２において、ＣＣＤカメラ２１やＵＳＴ本体のシーム位置への追随のみならず、ライン停機時のウインドウ２８ｃの拡張速度もその対象となっており、シームサーチとは、製造ラインの停機後の再起動時に予想した停機直前のシーム位置へのウインドウ２８ｃの拡張や、ウインドウ２８ｃでシーム像２８ｂを捉えられなくなった場合、前記ウインドウ２８ｃから外れる直前の記録シーム位置をもとに移動先方向に追随する場合を指している。
【００４８】
画像処理装置２８内の処理流れを図６に示したフローチャートを用いて説明する。
シーム位置検出装置を駆動させシーム位置検出の開始時には、先ず、停止した時の状態が一時停機か否かを確認する（＃１）。確認方法は、制御装置３０からのシーム位置検出終了信号、あるいは、シーム位置検出装置内に内蔵されたタイマーで、シーム位置検出装置の停止時間から判断させることもできるし、また作業者が改めて指示することにより可能である。
【００４９】
停止する時の状態が、例えば電縫管の内面ビードカッタの取り替え等の一時停機の場合（Ｙ）は、位置検出装置の待機場所から停止時に記録されたシーム位置にそのまま追随させ（＃２）、自動位置検出に入る（＃３）。この時、タイマーで位置検出時間がカウントされる。また、停止する時の状態が、製造ラインの故障で部品の取り替え時や、製造する電縫管の種類やサイズ変更等の場合は、シーム位置が停止前の位置と大きく変化するので、一時停機による停止ではないとしてシーム位置に手動位置合わせを行い（＃４）、その後、自動位置検出に入る（＃３）。
【００５０】
自動位置検出に入ると、製造ラインから起動信号を常に受けながら、起動中は前記ウインドウ２８ｃがシーム像を捉え、場合によっては前記ウインドウ２８ｃがシーム像の移動に追随して拡張する。製造中、ウインドウ２８ｃでシーム像を追従できている場合は、位置見逃しはないとして（＃５）、所定の単位時間が経過すると、シーム像を捉えたウインドウ２８ｃの基本大きさ部分が残り、シーム位置とシーム幅を定められる（＃６）。
【００５１】
前記シーム位置とシーム幅を用意された表に今回の記録として記録され（表１における記録ｎの１の欄）、今回の記録に記載されていたものが前回の記録に順次移される（記録ｎの１が２に、２が３にと順次移される）と共に、今回の移動速度、移動量、移動方向も記録付加される（＃７）。
【００５２】
同時に前記算出された移動速度、移動量と移動方向に従って撮像装置やこの撮像装置に一体となっているＵＳＴ本体を移動させ、シーム像を画像中央に位置するようにする（＃８）。この場合、別途移動量と移動速度の関係を設け、この移動量に対応する移動速度で移動させてもよく、このようにすることによって、移動に際して撮像装置のハンチングやオーバーランもなく移動速度を高めることができる。製造ラインの停機やシーム位置の見逃しのない限り、このままの状態で自動位置検出が続行される。
【００５３】
一方、製造中の電縫管の振れが急で画像内のシーム像の移動が速く、ウインドウ２８ｃで追従できずシーム像を見逃した場合は、撮像される画像から一時的にシーム像が消えることになるので、見逃し直前のシーム像を捉えたウインドウ２８ｃの基本大きさ部分を残し、見逃し直前のシーム位置とシーム幅を定める（＃６’）。
このシーム位置とシーム幅は前述のように表１に記録され、移動速度、移動量、移動方向も記録付加される（＃７’）。
【００５４】
同時に、算出された移動速度、移動量と移動方向に従って撮像装置やこの撮像装置に一体となっているＵＳＴ本体を移動させる（＃８’）。
この移動により前記見逃したシーム像を画像内に捉えることが可能となる。シーム像を捉えると、見逃し直前のシーム像を捉えたウインドウ２８ｃの基本大きさ部分を残した状態で、画像内のシーム像に向けて、すなわち予測されるシーム移動先に向けてウインドウ２８ｃを拡張し（＃９）、前述の自動位置検出が続行される。
以上の操作が製造ラインから停機信号が入るまで繰り返される。
【００５５】
自動位置検出中に製造ラインから停機信号が入ると、その場で、所定の単位時間に達したのと同様に、シーム像を捉えたウインドウ２８ｃの基本大きさ部分が残り、シーム位置とシーム幅が定められる（＃１０）。
【００５６】
前記シーム位置とシーム幅を前記表１に今回の記録として記録され、今回の記録に記載されていたものが前回の記録に順次移されると共に、移動速度、移動量、移動方向も記録付加される（＃１１）。製造ラインの停機の時は、シーム位置検出位置で製造中の電縫管が一時停止し、画像の中のシーム像も停止する。
この場合、シーム位置検出装置自身は、位置検出を停止し、パスセンターＰＳの垂線上方の待機位置に戻り、製造ラインが再起動するまで退避し位置検出を終了する（＃１２）。
【００５７】
この実施例では、電縫管の製造ラインを例にして説明したが、製造ラインではなくＵＳＴ専用のオフラインに適用することも可能である。
また、このような位置検出手段、移動検出手段、位置予測手段、追随手段は１つの処理装置内に一括した設けてもよく、個別装置としてもよい。さらに、シーム位置の記録する単位時間として表１では０．１秒単位としたが、必ずしもこの時間に設定する必要がなく、ＵＳＴラインに合った最適な値に設定すればよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法及び装置は、撮像した画像内に範囲の狭いウインドウを設けてシーム像を捉えシーム位置を検出するので、ノイズや外乱を防ぎシーム位置検出の正確性と時間短縮を図ることができる。この結果、溶接管の製造ライン上で実施する場合には、溶接管の未検査部分が減少し生産歩留りの向上となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電縫管の製造ラインに設けたシーム位置検出装置の一部を示す概略側面図である。
【図２】図１の正面図とその作動系統を示す図である。
【図３】ＣＣＤカメラで電縫管のシーム位置を含む表面を撮像して得た画像である。
【図４】シーム位置が変動した場合のシーム追随を模式的示した図である。
【図５】製造ラインの再起動時におけるシーム追随を模式的に示した図である。
【図６】画像処理装置内の処理流れを示したフローチャート図である。
【図７】電縫管の製造ラインの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  帯鋼                        ２  フォーミングロール群
３  オープンパイプ              ４  溶接機
５  ビードカッタ                ６  水槽
７  孔あき検知機                ８  超音波探傷機
９  水槽                      １０  サイザーロール群
１１  カットオフ                １２  電縫管
１２ａ  シーム位置
２１  ＣＣＤカメラ              ２１ａ  フィルター
２２  補面光源                  ２３  主面光源
２４  エァー供給源              ２５  固定枠
２６  回動枠                    ２７  モータ
２８  画像処理装置              ２８ａ  画像
２８ｂ  シーム像                ２８ｃ  ウインドウ
２９  モニター                  ３０  制御装置
３１  電源                      ３２  材料情報
ＰＳ  パスセンター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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