專利名稱：二維碼讀取裝置、二維碼讀取方法、與中心軸線正交的剖面為大致圓形的構件的制造履歷 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于讀取被加工形成在與中心軸線正交的剖面為大致圓形的構件 (以下，適當?shù)胤Q作“構件”)上的二維碼的二維碼讀取裝置及二維碼讀取方法、能夠適當且 高效率地管理每1個構件的制造履歷信息的構件的制造履歷信息管理方法、采用該管理方 法的構件的制造方法。另外，與中心軸線正交的剖面為大致圓形的構件包含上述剖面的外 周緣為大致圓形的管狀或棒狀的構件等。
背景技術：
以往，在鋼管的制造工序中，為了管理鋼管的制造履歷信息，將用于識別鋼管的編 號手寫記在鋼管上，將與記在鋼管上的編號相關聯(lián)的制造履歷信息記載在卡片上。但是，記 在鋼管上的編號在各個制造工序中的鋼管的輸送過程中有時會消失，在上述方法中，可能 無法適當?shù)毓芾礓摴艿闹圃炻臍v信息。本申請人在專利文獻1中提出了通過刻印等在管上 加工形成表示用于識別鋼管等管的標識符的二維碼的方案。若通過刻印等在管上加工形成 二維碼，則能夠防止二維碼在各個制造工序中的管的輸送過程中消失。在管上加工形成有該種二維碼的情況下，例如在對管實施各個制造工序之前或在 實施各個制造工序的同時利用由照明部件、攝像部件等構成的光學性讀取部件讀出二維 碼。接著，將在各個制造工序中獲取的制造履歷信息與由讀出的二維碼表示的標識符相關 聯(lián)地進行存儲。通過以上動作，能夠適當?shù)毓芾砀鱾€制造工序中的管的制造履歷信息。但是，并沒有發(fā)現(xiàn)能夠穩(wěn)定且高精度地讀取通過刻印等加工形成在管上的二維碼 的二維碼最佳讀取條件(例如，關于二維碼的照明方向、拍攝方向的最佳方向)。因此，采用 通過刻印等加工形成在管上的二維碼，有時不能夠適當且高效率地管理各個制造工序中的 管的制造履歷信息。專利文獻1 國際公開W02008/015871號

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供能夠穩(wěn)定且高精度地讀取被加工形成在構件上的二維碼 的二維碼讀取裝置及二維碼讀取方法、能夠適當且高效率地管理各個構件的制造履歷信息 的每1個構件的制造履歷信息管理方法、采用該管理方法的構件的制造方法。對于能夠穩(wěn)定且高精度地讀取通過刻印等加工形成在構件上的二維碼的方法，本 發(fā)明人首先考慮了將形成該二維碼的凹部拍攝得較暗、將構件的表面(未加工形成有該二 維碼的凹部的部分)拍攝得較亮的方法。但是，構件的表面質地不均勻且具有曲率。因此， 難以將構件的整個表面拍攝得較亮。因此，本發(fā)明人研究了將形成二維碼的凹部拍攝得較 亮、將構件的表面拍攝得較暗的方法。通常來說，通過刻印等加工形成的凹部只能利用相同 的刻印構件(例如通過按壓于構件上而加工形成凹部的針等)來加工形成，具有互相沿相同的方向傾斜的傾斜部。本發(fā)明人認為，如果根據(jù)該傾斜部的傾斜角改變照射二維碼的照 明方向、拍攝二維碼的拍攝方向，則能將凹部拍攝得較亮，進而能夠穩(wěn)定且高精度地讀取二 維碼。基于上述想法，本發(fā)明人進行了仔細研究，研究出了如圖1所示的、形成二維碼的 凹部11具有傾斜部13的情況。該傾斜部13是在包含構件的中心軸線Z和該凹部11的中 心在內的剖面中、相對于鋼管P等構件的表面(未形成有凹部11的部分)的法線方向R向 規(guī)定旋轉方向(在此，為了便于說明，設為逆時針旋轉方向)傾斜角度β的部位。本發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)，在以下述方式配置攝像部件22時，攝像部件22容易接收由鋼管P的表面(特別是 凹部11周邊的表面)反射的光L4，上述方式是指在從相對于法線方向R向順時針旋轉方 向成角度α的方向照射傾斜部13時，攝像部件22在相對于法線方向R向順時針旋轉方向 成小于30°的角度θ的方向上接收由傾斜部13反射的光L2。像上述那樣使角度θ小于30°時由鋼管P的表面反射的光L4容易被攝像部件22 接收的理由，本發(fā)明認為如下所述。首先，當減小角度θ時，如圖2所示，由鋼管P的表面 鏡面反射的鏡面反射光L5的反射方向與被攝像部件22接收的光L2的反射方向所成的角 度(α + θ)變小。由鋼管P的表面反射的光具有一定程度的發(fā)散，因此，當角度(α + θ)變 小時，由鋼管P的表面反射的光的一部分容易被攝像部件22接收。因此，為了使攝像部件 22不易接收由鋼管P的表面反射的光，可以考慮增大角度α來增大角度(α + θ)。但是， 如圖1的單點劃線所示地配置照明部件21而增大角度α時，來自照明部件21的光Li’被 構件的表面遮擋，該光Li’難以進入凹部11的內側。因此，傾斜部13的、被照明部件21照 射的區(qū)域的面積變小。根據(jù)以上情況，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，凹部11中的能夠拍攝得較亮的區(qū)域 變小。本發(fā)明就是基于這些新的發(fā)現(xiàn)而完成的。本發(fā)明提供一種二維碼讀取裝置，其用于讀取由被加工形成在與中心軸線正交的 剖面為大致圓形的構件上的多個凹部構成的二維碼，其特征在于，上述二維碼讀取裝置包 括照明部件，其從沿著上述構件的中心軸線方向的方向對上述二維碼照射光；攝像部件， 其從沿著上述中心軸線方向的方向拍攝上述二維碼；上述凹部具有第1傾斜部及第2傾斜 部這一對傾斜部，在包含上述中心軸線與上述凹部的中心在內的剖面中，該一對傾斜部的 上述中心軸線方向上的相互間隔隨著朝向上述構件的徑向內側去而變小，上述第1傾斜部 相對于上述剖面中的上述構件的表面的法線方向向順時針旋轉方向傾斜角度β，上述第2 傾斜部相對于上述法線方向向逆時針旋轉方向傾斜角度β，上述攝像部件配置為接收由上 述第1傾斜部和上述第2傾斜部中的任一個傾斜部沿相對于上述剖面中的上述法線方向成 滿足下述式(1)的角度θ的方向反射的光，上述照明部件配置為從相對于上述剖面中的上 述法線方向成滿足下述式O)的角度α的方向照射上述任一個傾斜部。30° ^ θ ^ 35° ... (1)Δ θ = θ-180° +α+2 β ...(2)其中，β小于90°，Δ θ為-10° 10°，θ及α為與上述任一個傾斜部相對 于上述法線方向成角度β的旋轉方向相反的旋轉方向的角度。由于角度α、θ及β采用滿足式O)的值，因此，在本發(fā)明中，攝像部件被配置 在了易于接收利用照明部件照射到第1傾斜部和第2傾斜部中的任一個傾斜部上并由該傾斜部鏡面反射的鏡面反射光的位置。利用圖1說明將攝像部件配置在易于接收上述鏡面反 射光的位置的理由。另外，為了便于說明，使用圖1進行說明，但是本發(fā)明的二維碼讀取裝 置的結構并不限定于圖1所示的結構。如圖1所示，當將攝像部件22配置在最容易接收照 明部件21照射到第2傾斜部13上的光L 1中的、由第2傾斜部13鏡面反射的鏡面反射光 L3的位置(參照圖1的虛線)時，照明部件21照射第2傾斜部13的方向與該第2傾斜部 13所成的角度θ 1和鏡面反射光L3的反射方向與第2傾斜部13所成的角度θ 2是相同 的。角度θ 1為{(90° -α) + (90° _β)}，角度Θ2為(β + θ)。因此，當將攝像部件22配 置在最容易接收鏡面反射光L3的位置時，角度Θ1與角度θ 2的差Δ θ (Δ θ = Θ2-Θ1 =θ -180° + α +2 β )為 0。在本發(fā)明中，差 Δ θ (Δ θ = θ -180° + α+2 β )為-10° 10°，因此，攝像部件22被配置在了易于接收鏡面反射光L3的位置。這樣，因為將攝像部 件配置在易于接收上述鏡面反射光的位置，所以攝像部件能夠將凹部拍攝得非常亮。另一 方面，在本發(fā)明中，使角度θ為30°以上。因此，如上所述，由構件的表面(未加工形成有 凹部的部分)反射的光難以被攝像部件接收。因此，攝像部件能夠將構件的表面拍攝得非 常暗。因此，在攝像部件拍攝的鋼管P的拍攝圖像中，凹部與構件的表面的對比度較高。另外，通過使角度θ為30°以上，不需要為了使攝像部件難以接收由構件的表面 反射的光而增大角度α。因此，不會因增大角度α而使凹部中的能夠拍攝得較亮的區(qū)域變 小，能夠防止在攝像部件拍攝的拍攝圖像中與凹部相對應的區(qū)域(亮度高的區(qū)域)變小。另外，在本發(fā)明中，通過使角度θ為35°以下，能夠防止在攝像部件拍攝的構件 的拍攝圖像中二維碼的變形變大。而且，在本發(fā)明中，從沿著構件的中心軸線方向的方向對 二維碼照射光，從沿著構件的中心軸線方向的方向拍攝二維碼。即，在本發(fā)明中，照射方向 及攝像方向為沿著構件的中心軸線的方向。因此，也能抑制在攝像部件拍攝的構件的拍攝 圖像中出現(xiàn)二維碼因構件的曲率變形的情況。通過如上所述的理由，采用本發(fā)明的二維碼讀取裝置，能夠穩(wěn)定且高精度地讀取 二維碼。另外，與中心軸線正交的剖面為大致圓形的構件包含上述剖面中的外周緣為大致 圓形的管狀或棒狀的構件。本發(fā)明還提供一種二維碼讀取方法，其用于讀取由加工形成在與中心軸線正交的 剖面為大致圓形的構件上的多個凹部構成的二維碼，其特征在于，上述二維碼讀取方法包 含照明步驟，其從沿著上述構件的中心軸線方向的方向對上述二維碼照射光；拍攝步驟， 其從沿著上述中心軸線方向的方向拍攝上述二維碼，上述凹部具有第1傾斜部及第2傾斜 部這一對傾斜部，在包含上述中心軸線與上述凹部的中心在內的剖面中，該一對傾斜部的 上述中心軸線方向上的相互間隔隨著朝向上述構件的徑向內側去而變小，上述第1傾斜部 相對于上述剖面中的上述構件的表面的法線方向向順時針旋轉方向傾斜角度β，上述第2 傾斜部相對于上述法線方向向逆時針旋轉方向傾斜角度β，在上述拍攝步驟中，接收由上 述第1傾斜部和上述第2傾斜部中的任一個傾斜部沿相對于上述剖面中的上述法線方向成 滿足下述式(3)的角度θ的方向反射的光，在上述照明步驟中，從相對于上述剖面中的上 述法線方向成滿足下述式的角度α的方向照射上述任一個傾斜部。30° ( θ ^ 35° ... (3)Δ θ = θ-180。+α+2β...(4)其中，β小于90°，Δ θ為-10° 10°，θ及α為與上述任一個傾斜部相對于上述法線方向成角度β的旋轉方向相反的旋轉方向的角度。本發(fā)明還提供一種上述構件的制造履歷信息管理方法，其用于對與中心軸線正交 的剖面為大致圓形且端部被實施螺紋切削的構件的制造工序中的制造履歷信息進行管理， 其特征在于，該方法包含加工成形步驟，其在實施成為上述制造履歷信息的管理對象的各 個制造工序中的最初的制造工序之前，利用加工形成部件在上述構件的要實施螺紋切削的 預定部位加工形成表示用于識別上述構件的標識符的二維碼；讀取步驟，其在實施上述各 個制造工序之前或實施上述各個制造工序的同時，利用讀取部件讀取被加工形成在上述構 件上的上述二維碼；存儲步驟，其將在上述各個制造工序中獲取的上述構件的制造履歷信 息與讀取出的該構件的二維碼所表示的標識符相關聯(lián)地進行存儲；去除步驟，其在成為上 述制造履歷信息的管理對象的各個制造工序中的、對上述構件的端部實施螺紋切削的工序 中，去除被加工形成在該構件上的上述二維碼，上述二維碼由被加工形成在上述構件上的 多個凹部構成，上述凹部具有第1傾斜部及第2傾斜部這一對傾斜部，在包含上述構件的中 心軸線與上述凹部的中心的剖面中，該一對傾斜部的上述中心軸線方向上的相互間隔隨著 朝向上述構件的徑向內側去而變小，上述第1傾斜部相對于上述剖面中的上述構件的表面 的法線方向向順時針旋轉方向傾斜角度β，上述第2傾斜部相對于上述法線方向向逆時針 旋轉方向傾斜角度β，上述讀取部件是技術方案1所述的二維碼讀取裝置。采用本發(fā)明的與中心軸線正交的剖面為大致圓形的構件的制造履歷信息管理方 法，在實施成為制造履歷信息的管理對象的各個制造工序中的最初的制造工序之前，在構 件的要實施螺紋切削的預定部位加工形成二維碼，在對構件的端部實施螺紋切削的工序中 去除被加工形成在該構件上的二維碼。因而，在成為制造履歷信息的管理對象的各個制造 工序中，在利用二維碼讀取裝置進行讀取時，在構件上加工形成有二維碼，能夠將獲取的構 件的制造履歷信息與讀取出的該構件的二維碼所表示的標識符相關聯(lián)地進行存儲。另一方 面，在對構件的端部實施螺紋切削的工序中去除二維碼，在作為產品的構件上不會殘存有 二維碼，因此應用本發(fā)明的構件即使是對耐腐蝕性等要求規(guī)格比較嚴的油井用鋼管，也不 會產生任何問題。另外，本發(fā)明還提供一種上述構件的制造方法，其特征在于，該方法包含通過上述 方法管理上述構件的制造履歷信息的制造工序。采用本發(fā)明，能夠穩(wěn)定且高精度地讀取被加工形成在構件上的二維碼，并且能夠 適當且高效率地管理每1個構件的制造履歷信息。


圖1是包含鋼管的中心軸線與凹部的中心在內的鋼管的剖視圖。圖2是示意性表示由鋼管的表面反射的反射光的一部分被攝像部件接收的圖。圖3是對油井用鋼管的制造履歷信息進行管理的管理裝置的概略功能框圖。圖4是示意性表示鋼管及二維碼讀取裝置的圖。圖4的(a)表示加工形成有二維 碼的鋼管及二維碼讀取裝置。圖4的(b)表示剛實施完熱處理工序后的鋼管。圖4的(c) 表示從鋼管的中心軸線方向觀察時的、照明部件及攝像部件與鋼管的位置關系。圖4的(d) 表示從鋼管的徑向外側觀察時的、照明部件及攝像部件與鋼管的位置關系。圖4的(e)表 示利用螺紋切削部件實施螺紋切削而去除了二維碼后的鋼管。
圖5表示在圖1所示的剖面中表現(xiàn)為一對傾斜部的部分的形狀的具體例子。圖6表示實施例3中的鋼管的拍攝圖像。
具體實施例方式以下，參照

將本發(fā)明應用于油井用鋼管的制造工序時的一實施方式。圖3是采用本發(fā)明的一實施方式的構件的制造履歷信息管理方法對油井用鋼管 的制造履歷信息進行管理的管理裝置的概略功能框圖。首先，最先參照圖3，說明利用管理 裝置100管理制造履歷信息的油井用鋼管的制造工序的概要。如圖3所示，油井用鋼管由以下一連串的制造工序制造而成依次經過例如曼內 斯曼芯棒式無縫管軋機方式的制管工序、熱處理爐中的熱處理工序、實施尺寸、形狀、外觀 等的檢查或非破壞性檢查(NDI，nondestructive inspection)的工序(以下，簡稱作“檢 查工序”)、水壓檢查工序，對于檢查結果正常的鋼管，接著經過對端部實施螺紋切削的螺紋 切削工序之后，實施印記標示(stencil indication)并進行包裝。在依次輸送鋼管的制造 線(在線(on line))上實施這些制造工序。另一方面，對于在檢查工序、水壓檢查工序中檢查結果不良的鋼管，將其從生產線 上取出來，實施管端切斷、管內外表面修整、彎曲矯正、再次檢查(彎曲是否已矯正等)等離 線(off line)的制造工序(以下，簡稱作“離線制造工序”)，之后再次返回生產線，與上述 相同地實施螺紋切削工序。本實施方式的管理裝置100以如上所述的油井用鋼管在各個制造工序中的檢查 工序、水壓檢查工序、離線制造工序、螺紋切削工序中的制造履歷信息為管理對象。以下，與 管理裝置100的結構一起，說明管理裝置100所進行的制造履歷信息管理方法。管理裝置100具有加工形成部件1、讀取部件2、管理部件3、螺紋切削部件4。加工形成部件1在實施成為制造履歷信息的管理對象的各個制造工序中的最初 的制造工序(在本實施方式中為檢查工序)之前，在鋼管的要實施螺紋切削的預定部位加 工形成表示用于識別鋼管的標識符的二維碼。具體而言，根據(jù)鋼管的規(guī)格信息(也包含客 戶、交貨期等信息)，從上一級的計算機向管理部件3發(fā)送識別信息(以下，稱作“工件編 號”)，另一方面，管理部件3對標記了相同的工件編號的鋼管、即從熱處理工序的熱處理爐 中依次輸出的鋼管按照其輸出順序賦予識別信息(以下，稱作“零件編號”)。然后，從管理 部件3向加工形成部件1發(fā)送這些工件編號及零件編號。加工形成部件1將表示由相當于 發(fā)送來的工件編號及零件編號的信息構成的標識符的二維碼加工形成在鋼管上。另外，二 維碼的編碼算法按照JIS、ISO等標準化，加工形成部件1也按照標準化的公知的算法生成 二維碼即可。另外，在本實施方式中，采用數(shù)據(jù)矩陣作為二維碼。這樣，加工形成在油井用鋼管上的二維碼10(參照圖4的(a))由加工形成在從熱 處理爐依次輸出的鋼管P的表面上的多個凹部構成。圖1是包含鋼管P的中心軸線Z與凹 部11的中心在內的鋼管P的剖視圖。在圖1所示的剖面中，凹部11具有第1傾斜部12和 第2傾斜部13這一對傾斜部，該一對傾斜部的鋼管P的中心軸線Z方向上的相互間隔隨著 朝向鋼管P的徑向內側去而變小。第1傾斜部12相對于圖1所示的剖面中的鋼管P表面 (未形成有凹部11的部分)的法線方向R向順時針旋轉方向傾斜角度β。第2傾斜部13 相對于法線方向R向逆時針旋轉方向傾斜角度β。在圖1所示的剖面中，凹部11中的表現(xiàn)為第1傾斜部12和第2傾斜部13這一對傾斜部的部分，例如也可以由隨著朝向鋼管P 的徑向內側去而逐漸變細的圓錐的斜面14(參照圖5的(a))、棱錐的相對的一對斜面15、 16(參照圖5的(b))、隨著朝向鋼管P的徑向內側去相互的間隔逐漸變小的一對斜面17、 18(參照圖5的(C))構成。另外，凹部11的中心例如可以是凹部11中的在鋼管P的中心 軸線Z方向上的中央部，并且是鋼管P的圓周方向的中央部的部分。用于加工形成這種二維碼10的加工形成部件1例如優(yōu)選采用機械性的點刻印裝 置(dot imprinting device) 0具體來說，在采用點刻印裝置作為加工形成部件1的情況 下，一邊使由硬質材料構成的針等刻印構件高速振動一邊將其按壓在從熱處理爐依次輸出 的鋼管P (圖4的(b)所示的狀態(tài)的鋼管P)的表面上。然后，根據(jù)要形成的二維碼10改變 按壓刻印構件的位置，從而加工形成由多個凹部11構成的二維碼10。另外，如后所述，需要 通過利用螺紋切削部件4實施螺紋切削來去除二維碼10。因此，只要適當?shù)卣{整刻印構件 的前端形狀、刻印構件的按壓力使得通過按壓刻印構件而加工形成的凹部11的深度為通 過螺紋切削而形成的螺紋的深度以下即可。另外，在鋼管P的刻印構件的按壓位置加工形 成的凹部11中，由于應力集中、硬度上升而產生組織變化。因而，在特別要求耐腐蝕性的油 井用鋼管P中，因為擔心該部分的耐腐蝕性變差，所以直至最終工序才去除該部分是很重 要的。讀取部件2在實施成為管理對象的各個制造工序之前或實施上述各個制造工序 的同時讀取被加工形成在鋼管P上的二維碼10。在本實施方式中，讀取部件2配置有在檢 查工序之前讀取二維碼10的讀取部件加、在水壓檢查工序之前讀取二維碼10的讀取部件 2b、在離線制造工序之前讀取二維碼10的讀取部件2c、在螺紋切削工序之前讀取二維碼10 的讀取部件2d。各個讀取部件加 2d采用圖4的(a)所示的二維碼讀取裝置20。二維碼讀取裝 置20 —邊使鋼管P繞鋼管P的中心軸線Z旋轉一邊拍攝鋼管P并讀取被加工形成在鋼管 P上的二維碼10。如圖4的(a)所示，二維碼讀取裝置20具有用于對二維碼10照射光Ll 的照明部件21、用于拍攝二維碼10的攝像部件22、圖像處理部件23。在讀取被加工形成在鋼管P上的二維碼10時，照明部件21及攝像部件22配置在 二維碼10的鋼管P的徑向外側(參照圖4的(C))。在讀取二維碼10時，從鋼管P的徑向外側觀察，攝像部件22配置為沿著鋼管P的 中心軸線Z方向(參照圖4的(d))。而且，在圖1所示的剖面中，攝像部件22接收沿著與 法線方向R成角度θ的方向的由第2傾斜部13反射的光L2。另外，在圖1所示的剖面中， 角度θ為與反射出的光L2被攝像部件22接收的第2傾斜部13相對于法線方向R成角度 β的旋轉方向相反的旋轉方向的角度。具體而言，第2傾斜部13沿逆時針旋轉方向相對于 法線方向R成角度β，因此角度θ為沿順時針旋轉方向的角度。該角度θ采用式(1)所 示的范圍的值。30° ^ θ ^ 35° …(1)另一方面，在讀取二維碼10時，從鋼管P的徑向外側觀察，照明部件21配置為沿 著鋼管P的中心軸線Z方向(參照圖4的(d))。而且，在圖1所示的剖面中，照明部件21 從與法線方向R成角度α的方向對反射出的光L2被攝像部件22接收的第2傾斜部13照 射光Li。另外，角度α與角度θ同樣為與利用照明部件21照射光Ll的第2傾斜部13相對于法線方向R成角度β的旋轉方向相反的旋轉方向、即順時針旋轉方向的角度。角度α、θ及β采用滿足式O)的值。Δ θ = θ-180° +α+2 β ...(2)為了使角度α、θ及β采用滿足式O)的值，將攝像部件22配置在易于接收 由照明部件21照射到第2傾斜部13上并被第2傾斜部13鏡面反射的鏡面反射光L3的 位置。如圖1所示，在將攝像部件22配置在最容易接收鏡面反射光L3的位置(參照圖 1的虛線)時，照明部件21對第2傾斜部13進行照射的方向與該第2傾斜部13所成的 角度θ 1和鏡面反射光L3的反射方向與第2傾斜部13所成的角度θ 2是相同的。角度 Θ1為{(90° -α) + (90° _β)}，角度Θ2為(β + θ)。因此，在將攝像部件22配置在 最容易接收鏡面反射光L3的位置時，角度Θ1與角度θ 2的差Δ θ (Δ θ = θ 2- θ 1 = θ-180° +α+2β)為0。在本實施方式中，差Δ θ為-10° 10°，因此，攝像部件22被 配置在了易于接收鏡面反射光L3的位置。這樣，由于將攝像部件22配置在易于接收鏡面 反射光L3的位置，所以攝像部件22能夠將凹部11拍攝得非常亮。另一方面，通過使角度 θ為30°以上，由鋼管P的表面(未加工形成有凹部11的部分)反射的光L4不易被攝像 部件22接收。因此，攝像部件22能夠將鋼管P的表面拍攝得非常暗。因此，在攝像部件22 所拍攝的鋼管P的拍攝圖像中，凹部11與鋼管P的表面的對比度較高。另外，通過使角度θ為30°以上，不需要為了使攝像部件22難以接收被鋼管P的 表面反射的光L4而增大角度α。因此，不會因增大角度α而使凹部11中的能夠拍攝得較 亮的區(qū)域變小，能夠防止在攝像部件22所拍攝的鋼管P的拍攝圖像中與凹部11相對應的 區(qū)域(亮度高的區(qū)域)變小。另外，通過使角度θ為35°以下，能夠防止在攝像部件22所拍攝的鋼管P的拍攝 圖像中二維碼10的變形變大。而且，如圖4的(d)所示，在本實施方式中，從沿著鋼管P的 中心軸線Z方向的方向對二維碼10照射光Li，從沿著鋼管P的中心軸線Z方向的方向拍攝 二維碼10。即，在本實施方式中，照射方向及拍攝方向為沿著鋼管P的中心軸線Z的方向。 因此，也能抑制在攝像部件22所拍攝的鋼管P的拍攝圖像中出現(xiàn)二維碼10因鋼管P的曲 率變形。攝像部件22將所拍攝的鋼管P的拍攝圖像發(fā)送到圖像處理部件23。圖像處理部 件23是讀取攝像部件22所拍攝的二維碼10并將讀取的二維碼10轉換為標識符的部件。 具體而言，圖像處理部件23在從攝像部件22接收該拍攝圖像時對該拍攝圖像進行二維碼 10的圖案匹配(pattern matching)，判別在該拍攝圖像中是否存在與二維碼10相對應的 區(qū)域。在該圖案匹配中所使用的圖案是呈與二維碼10的輪廓相同形狀的矩形排列有亮度 較高的像素(與凹部11相對應的像素)的圖案。如上所述，在拍攝圖像中，因為凹部11與 鋼管P的表面的對比度較高，所以容易判別與凹部11相對應的像素和與鋼管P的表面相對 應的像素。因此，能夠高精度地進行如上所述的圖案匹配。圖像處理部件23在通過圖案匹配判斷為在拍攝圖像中存在與二維碼10相對應的 區(qū)域時，對與二維碼10相對應的區(qū)域實施膨脹處理。該膨脹處理僅對規(guī)定亮度以上的像素 進行。即，該膨脹處理僅對與二維碼10相對應的區(qū)域中的與凹部11相對應的區(qū)域進行。這 樣，通過對與凹部11相對應的區(qū)域實施膨脹處理，即使是由照明部件21照射的區(qū)域的面積 較小的凹部11，在拍攝圖像上也能夠增大面積。作為由照明部件21照射的區(qū)域的面積變小的例子，可以列舉出因附著在鋼管P上的氧化皮等遮擋來自照明部件21的光Ll而使光Ll 的一部分未到達第2傾斜部13的情況。這樣，通過實施膨脹處理，例如能夠防止與凹部11 相對應的亮度較高的區(qū)域在如下說明的二維碼的識別軟件中不被識別為凹部11而被識別 為噪點(noise)的情況。圖像處理部件23在膨脹處理后采用公知的二維碼10的識別軟件(例如康耐視公 司(二夕‘才、’;/夕ζ社)制造的IDMax)，從拍攝圖像中讀取二維碼10。如上所述，在拍攝圖 像中，凹部11與鋼管P的表面的對比度較高，并且抑制了二維碼10的變形，因此利用二維 碼10的識別軟件能夠穩(wěn)定且高精度地讀取二維碼10。圖像處理部件23對讀取的二維碼 10進行解碼，將該二維碼10轉換為標識符，并將該標識符發(fā)送到管理部件3。另外，圖像處理部件23在通過上述圖案匹配未檢測出與二維碼10相對應的區(qū)域 時，指示攝像部件22再次進行二維碼10的拍攝。圖像處理部件23例如在對規(guī)定張數(shù)的拍 攝圖像進行圖案匹配還未檢測出與二維碼10相對應的區(qū)域時，在該時刻結束二維碼10的 圖案匹配，將該意思顯示在監(jiān)視器等上而通知操作者。對由各個讀取部件2 (在本實施方式中為二維碼讀取裝置20)讀取二維碼10后的 鋼管P實施各個制造工序，手動或自動地將在該各個制造工序中獲取的鋼管P的制造履歷 信息輸入管理部件3。具體而言，對由讀取部件加讀取二維碼10后的鋼管P實施檢查工序， 將其檢查結果(尺寸、形狀、外觀等的檢查、非破壞性檢查的結果)作為制造履歷信息輸入 管理部件3。對由讀取部件2b讀取二維碼10后的鋼管P實施水壓檢查工序，將其水壓檢查 結果作為制造履歷信息輸入管理部件3。對由讀取部件2c讀取二維碼10后的鋼管P實施 離線制造工序，將其結果(關于管端切斷、管內外表面修整、彎曲矯正、再次檢查等的信息) 作為制造履歷信息輸入管理部件3。對由讀取部件2d讀取二維碼10后的鋼管P實施螺紋 切削工序，將其螺紋切削結果作為制造履歷信息輸入管理部件3。管理部件3將在各個制造工序中獲取并輸入的鋼管P的制造履歷信息與由各個讀 取部件2發(fā)送來的該鋼管P的標識符相關聯(lián)地進行存儲。換言之，只要將鋼管P的標識符 輸入到管理部件3中，就能夠篩選出與該標識符相關聯(lián)地存儲的鋼管P的各個制造工序中 的制造履歷信息，由此能夠適當?shù)貙γ?根鋼管P的制造履歷信息進行管理。另外，在本實 施方式中，用于控制配設在鋼管P的制造線上的各個制造設備的程序計算機為作為管理部 件3發(fā)揮作用的結構。在本實施方式中的成為制造履歷信息的管理對象的制造工序的最后，螺紋切削部 件4對鋼管P的端部實施螺紋切削而去除被加工形成在該鋼管P上的二維碼(參照圖4的 (e))。螺紋切削部件4例如能夠采用呈直線狀配列有多個螺紋牙形狀的刃部的螺紋梳刀， 在將該螺紋梳刀的刃部的配列方向定位為與鋼管P的軸向平行之后，一邊使鋼管P旋轉一 邊沿軸向輸送鋼管P，從而利用各個刃部依次切削鋼管P的端部。另外，螺紋切削工序與后續(xù)的印記 包裝工序是連續(xù)的在線工序，在兩工序中鋼管 P的輸送順序不可能改變，并且兩工序由程序計算機3管理。因而，由于被加工形成在鋼管 P上的二維碼10所表示的標識符與螺紋切削工序中的鋼管P的輸送順序相關聯(lián)地存儲在程 序計算機3中，因此，即使如上所述通過實施切削工序去除該二維碼10，在印記·包裝工序 中，也能根據(jù)鋼管P的輸送順序將上述存儲的標識符與各個鋼管P相關聯(lián)。換言之，即使在 螺紋切削工序中去除二維碼10，也能夠維持作為經過印記·包裝工序出廠的產品的各個鋼管P與該各個鋼管P的標識符、制造履歷信息的關聯(lián)性。如上所述，在本實施方式中作為讀取部件2而采用的二維碼讀取裝置20，能夠穩(wěn) 定且高精度地讀取被加工形成在鋼管P上的二維碼10。因此，采用二維碼讀取裝置20，能 夠利用通過刻印等加工形成在鋼管P上的二維碼10適當且高精度地管理制造履歷信息。另外，采用本實施方式的構件的制造履歷信息管理方法，在實施成為制造履歷信 息的管理對象的各個制造工序中的最初的制造工序之前，在鋼管P的要實施螺紋切削的預 定部位加工形成二維碼10，在對鋼管P的端部實施螺紋切削的工序中，去除被加工形成在 該鋼管P上的二維碼10。因而，在成為制造履歷信息的管理對象的各個制造工序中，在利 用二維碼讀取裝置20進行讀取時，在鋼管P上加工形成有二維碼10，能夠將獲取的鋼管P 的制造履歷信息與讀取出的該鋼管P的二維碼10所表示的標識符相關聯(lián)地進行存儲。換 言之，不只是在線的制造工序，關于經過了離線制造工序的鋼管P，也能夠利用標識符對每 1根鋼管P的制造履歷信息進行管理。另一方面，在對鋼管P的端部實施螺紋切削的工序中 去除二維碼10，在作為產品的鋼管P上不會殘存有二維碼10，因此，采用本實施方式的構件 的制造履歷信息管理方法，即使被管理制造履歷信息的鋼管P是對耐腐蝕性等要求規(guī)格比 較嚴格的油井用鋼管等，也不會產生任何問題。另外，在通過螺紋切削去除所加工形成的二 維碼10后，若在由程序計算機3統(tǒng)一管理且是在線工序的印記 包裝工序中印記標示相對 應的二維碼10，則在后續(xù)參照各個鋼管P的制造履歷信息時是很方便的。S卩，通過讀取印記 標示的二維碼10并將該二維碼10表示的標識符輸入管理部件3，能夠容易地篩選出與該標 識符相關聯(lián)地存儲的鋼管P的各個制造工序中的制造履歷信息。實施例[表 1]
權利要求
1.一種二維碼讀取裝置，其用于讀取由被加工形成在與中心軸線正交的剖面為大致圓 形的構件上的多個凹部構成的二維碼，其特征在于，上述二維碼讀取裝置包括照明部件，其從沿著上述構件的中心軸線方向的方向對上述二維碼照射光； 攝像部件，其從沿著上述中心軸線方向的方向拍攝上述二維碼； 上述凹部具有第1傾斜部及第2傾斜部這一對傾斜部，在包含上述中心軸線與上述凹 部的中心在內的剖面中，該一對傾斜部的上述中心軸線方向上的相互間隔隨著朝向上述構 件的徑向內側去而變小，上述第1傾斜部相對于上述剖面中的上述構件的表面的法線方向向順時針旋轉方向 傾斜角度β，上述第2傾斜部相對于上述法線方向向逆時針旋轉方向傾斜角度β， 上述攝像部件配置為接收由上述第1傾斜部和上述第2傾斜部中的任一個傾斜部沿相 對于上述剖面中的上述法線方向成滿足下述式(1)的角度θ的方向反射的光，上述照明部件配置為從相對于上述剖面中的上述法線方向成滿足下述式O)的角度 α的方向照射上述任一個傾斜部， 30° ^ θ ^ 35° …(1) Δ θ = θ -180° +α +2 β ... (2)其中，β小于90°，Δ θ為-10° 10°，θ及α為與上述任一個傾斜部相對于上 述法線方向成角度β的旋轉方向相反的旋轉方向的角度。
2.—種二維碼讀取方法，其用于讀取由被加工形成在與中心軸線正交的剖面為大致圓 形的構件上的多個凹部構成的二維碼，其特征在于，上述二維碼讀取方法包含照明步驟，其從沿著上述構件的中心軸線方向的方向對上述二維碼照射光； 拍攝步驟，其從沿著上述中心軸線方向的方向拍攝上述二維碼； 上述凹部具有第1傾斜部及第2傾斜部這一對傾斜部，在包含上述中心軸線與上述凹 部的中心在內的剖面中，該一對傾斜部的上述中心軸線方向上的相互間隔隨著朝向上述構 件的徑向內側去而變小，上述第1傾斜部相對于上述剖面中的上述構件的表面的法線方向向順時針旋轉方向 傾斜角度β，上述第2傾斜部相對于上述法線方向向逆時針旋轉方向傾斜角度β， 在上述拍攝步驟中，接收由上述第1傾斜部和上述第2傾斜部中的任一個傾斜部沿相 對于上述剖面中的上述法線方向成滿足下述式(3)的角度θ的方向反射的光，在上述照明步驟中，從相對于上述剖面中的上述法線方向成滿足下述式的角度α 的方向照射上述任一個傾斜部， 30° ^ θ ^ 35° …(3) Δ θ = θ -180° +α +2 β ... (4)其中，β小于90°，Δ θ為-10° 10°，θ及α為與上述任一個傾斜部相對于上 述法線方向成角度β的旋轉方向相反的旋轉方向的角度。
3.一種構件的制造履歷信息管理方法，其用于對與中心軸線正交的剖面為大致圓形且端部被實施螺紋切削的構件的制造工序中的制造履歷信息進行管理，其特征在于， 該方法包含加工成形步驟，其在實施成為上述制造履歷信息的管理對象的各個制造工序中的最初 的制造工序之前，利用加工形成部件在上述構件的要實施螺紋切削的預定部位加工形成表 示用于識別上述構件的標識符的二維碼；讀取步驟，其在實施上述各個制造工序之前或實施上述各個制造工序的同時，利用讀 取部件讀取被加工形成在上述構件上的上述二維碼；存儲步驟，其將在上述各個制造工序中獲取的上述構件的制造履歷信息與讀取出的該 構件的二維碼所表示的標識符相關聯(lián)地進行存儲；去除步驟，其在成為上述制造履歷信息的管理對象的各個制造工序中的、對上述構件 的端部實施螺紋切削的工序中，去除被加工形成在該構件上的上述二維碼； 上述二維碼由被加工形成在上述構件上的多個凹部構成，上述凹部具有第1傾斜部及第2傾斜部這一對傾斜部，在包含上述構件的中心軸線與 上述凹部的中心在內的剖面中，該一對傾斜部的上述中心軸線方向上的相互的間隔隨著朝 向上述構件的徑向內側去而變小，上述第1傾斜部相對于上述剖面中的上述構件的表面的法線方向向順時針旋轉方向 傾斜角度β，上述第2傾斜部相對于上述法線方向向逆時針旋轉方向傾斜角度β， 上述讀取部件是權利要求1所述的二維碼讀取裝置。
4. 一種構件的制造方法，其特征在于，該方法包含通過權利要求3所述的制造履歷信 息管理方法管理上述構件的制造履歷信息的制造工序。
全文摘要
本發(fā)明提供用于讀取被加工形成在與中心軸線正交的剖面為大致圓形的構件上的二維碼的二維碼讀取裝置及方法、采用該讀取裝置的制造履歷信息管理方法、采用該管理方法的上述構件的制造方法。形成二維碼(10)的加工形成在上述構件上的凹部(11)具有一對相對于上述構件的表面的法線方向R傾斜角度β的第1傾斜部(12)及第2傾斜部(13)。二維碼讀取裝置(20)包括攝像部件(22)，其接收由第1傾斜部(12)和第2傾斜部(13)中的任一個傾斜部沿相對于法線方向R成滿足式(1)的角度θ的方向反射的光；照明部件(21)，其從相對于法線方向R成滿足式(2)的角度α的方向照射任一個傾斜部。30°≤θ≤35°…(1)、Δθ＝θ-180°+α+2β…(2)。其中，β小于90°，Δθ為-10°～10°，θ及α為與任一個傾斜部相對于法線方向R成角度β的旋轉方向相反的旋轉方向的角度。
文檔編號G06K7/10GK102077215SQ20098012416
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權日2008年6月26日
發(fā)明者吉田昌幸, 崎山雅美, 谷田睦 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社