JPH03161173A - 開先ならい制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像処理により開先を検出して溶接トーチを
ならい制御する開先ならい制御方法に関するものである
。

［従来の技術］ 溶接すべき母材の開先を溶接トーチに先行して移動する
撮像装置により撮像し、画像処理により開先を検出して
溶接トーチをならい制御する手法は公知である。

第５図及び第６図はこのような従来の開先ならい制御方
法の一例を示すものである。図において、ｌａ，　ｌｂ
は被溶接材である母材、２は母材１ａ．　ｌｂ間の開先
３の開先線上を図示しない溶接トーチに先行して移動す
るＣＯＤカメラ等の撮像装置で、照明用光源に溶接アー
クを用い、開先ルート部分を撮像する。４１よ撮像装置
２にて撮像された開先ルート部分の画像で、その画像内
中央部には開光線直交方向の輝度分布を検出するための
処理領域５が設定されている。

こ−のようなものにおいて、照明用光源であるアーク光
は不安定であるため、開光線直交方向の輝度分布は第５
図中の線Ａのように検出される。

この線Ａの画素情報は、ノイズの影響を低減するために
積分処理され、線Ｂのように平滑化され、その後、積分
された画像信号は微分処理されて画像の輪郭が線Ｃのよ
うに抽出される。これによって、開先位置が検出される
。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、アーク溶接を行う場合、一般に母材ｌａ．ｌ
ｂ間を予め仮付溶接により固定するようにしている。こ
の仮付溶接は、通常、開先線の複数箇所に所定間隔毎に
設けられている。このため、上述のように開先線直交方
向の輝度分布を検出するための処理領域５を画像中央部
に単一のみ設定したものにあっては、仮付溶接部が存在
する所では誤動作し、開先位置の検出が不可能になると
いう難点があった。

本発明は以上の点に鑑み、仮付溶接部が存在していても
確実に開先位置の検出を行うことのできる開先ならい制
御方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る開先ならい制御方法は、所定間隔毎に仮付
溶接部が存在する開先を溶接トーチに先行して移動する
撮像装置により撮像し、この撮像された画像内の開先の
輝度分布を、上記所定間隔とは異なる間隔を有する２つ
の地点に相当する第１及び第２の測定点でそれぞれ検出
し、この輝度分布から各測定点が仮付溶接部の位置であ
るかどうかを判断し、仮付溶接部でないならばそれぞれ
の測定点に対応する第１メモリ及び第２メモリに、その
開先位置情報を記憶しかつ撮像装置の移動に合わせて更
新し、これら第１及び第２メモリに記憶された２つの測
定点の開先位置情報に基づいて仮想上の開先位置情報を
算出して設定し、この仮想上の開先位置情報に基づいて
溶接トーチを位置決め制御するようにしたものである。

［作　用］ 本発明においては、撮像装置により撮像された画像内の
開先の輝度分布を、仮付溶接部間の間隔とは異なる間隔
を有する２つの地点に相当する第１及び第２の測定点で
それぞれ検出して得た開先位置情報に基づき仮想上の開
先位置情報を求め、この仮想上の開先位置情報に基づい
て溶接トーチを位置決め制御するようにしているので、
仮付溶接部が存在していても確実に開先位置の検出を行
うことができる。

［実施例コ 以下、図示実施例により本発明を説明する。第１図は本
実施例に係る開先ならいＩＩ御方法を示す動作フローチ
ャート、第２図はその制御系のブロック図、第３図はそ
の撮像した画像内の処理領域を示す説明図、第４図はそ
の原理を示す説明図である。図において、ｌａ．　ｌｂ
は被溶接材である母材、２は母材１ａ，　ｌｂ間の開先
（本実施例ではｌ開先を示す）３の開先線上を溶接トー
チ６に先行して移動するＣＣＤカメラ等の撮像装置で、
照明用光源に溶接アークを用い、開先部分を撮像する。

７は撮像装置２からの画像信号をアナログ・デジタル変
換して出力するＡ／Ｄ変換器、８は撮像装置２の一画面
分のデータが格納される画像メモリ、９はモニタＴＶで
あり、画像メモリ８に格納された輝度分布データを表示
する。ＩＯはマイクロコンピュータで、画像メモリ８の
データを入力し、トーチの位置制御情報を出力する。１
ｌは記憶装置で、第１メモリｌｌａ　，第２メモリｌｌ
ｂ　，及び第３メモリｌｌｃを有し、これらには開先情
報が格納される。

ｌ２はキーボード等から戊る入力機器で、オペレータに
よりマイクロコンピュータｌＯに所定の指示を与える。

ｌ３はマイクロコンピュータＩＯから位置情報を得てト
ーチの位置制御を行うトーチ位置制御機構である。

これを第１図の動作フローチャートに基づき更に詳述す
ると、まず入力機器ｌ２から指示があると、撮像装置２
からの画像情報を取込み（ステップ１）、画像４内の上
部に開光線直交方向の輝度分布を検出するための処理領
域５ａを設定し（第３図）、従来と同様の画像処理を行
い（ステップ２）、処理領域５ａ内の輝度分布からこの
測定点が阪付溶接部の位置であるか否かを判断し（ステ
ップ３）、仮付溶接部でないならこの測定点すなわち処
理領域５ａに対応する第１メモリｌｌａ　　（以下、Ｍ
Ｕという）の値を撮像装置２の移動に合わせて更新する
（ステップ４）。

また、ステップ２の処理と同時に画像内の処理領域５ａ
の下方にも、仮付溶接部間の間隔とは異ならせた位置に
開光線直交方向の輝度分布を検出するための処理領域５
ｂを設定し（第３図）、従来と同様の画像処理を行い（
ステップ５）、処理領域５ｂ内の輝度分布からこの測定
点が仮付溶接部の位置であるか否かを判断し（ステップ
６）、仮付溶接部でないならこのｆｌｌｌｌ定点すなわ
ち処理領域５ｂに対応する第２メモリｔｔｂ　　（以下
、ＭＬという）の値を撮像装置２の移動に合わせて更新
する（ステップ７）。

上述のステップ３またはステップ６にて仮付溶接部の位
置であると判断されると、ＭＵまたはＭ　Ｌの値は更新
されず、前の値が格納されたままである。

次に、ＭＵの値とＭＬの値を用いて仮想上の開先位置情
報を算出して設定するが、本実施例では下式を用いてＭ
Ｕの値とＭＬの値の平均値をとり、第４図の如く、上下
処理領域５ａ．５ｂ間の中央部に仮想上の開先位置を設
定する（ステップ８）。

ＣＬ　　■ ・・・・・・・・・・・・・・・・（１）２ ２ ここで、ＣＬは上下処理領域５ａ，５ｂ間の中央部に設
定される仮想上の開先における左側エッジ位置、ＣＲは
同じく右側エッジ位置、ＵＬは上処理領域５ａの開先に
おける左側エッジ位置、ＵＲは同じく右側エッジ位置、
ＬＬは下処理領域５ｂの開先における左側エッジ位置、
ＬＲは同じく右側エッジ位置である。

次いで、（１）　，　（２）式を用いて算出した仮想上
の開先位置とその開先線上の計測位置を第３メモリｌｉ
ｅ　　（以下、バッファメモリという）に格納する（ス
テップ９）。その後、溶接トーチ６のある畝置の仮想上
の開先位置情報をバツファメモリより順次引き出し（ス
テップ１０）　、この仮想上の開先位置へ溶接トーチ６
を位置決め制御する（ステップ１１）。

なお、上述した実施例では仮想上の開先位置を上下処理
領域５ａ，５ｂ間の中央部に設定したものを示したが、
この設定位置は適宜変更し得ることはいうまでもない。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、撮像装置により撮
像された画像内の開先の輝度分布を、仮付溶接部間の間
隔とは異なる間隔を有する２つの地点に相当する第１及
び第２の測定点でそれぞれ検出して得た開先位置情報に
基づき仮想上の開先位置情報を求め、この仮想上の開先
位置情報に基づいて溶接トーチを位置決め制御するよう
にしたので、仮付溶接部が存在していても確実に開先位
置の検出を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る開先ならい制御方法を
示す動作フローチャート、第２図はその制御系のブロッ
ク図、第３図はその撮像した画像内の処理領域を示す説
明図、第４図はその原理を示す説明図、第５図は従来の
開先ならい制御方法を示す説明図、第６図はその撮像し
た画像内の処理領域を示す説明図である。 図において、ｌａ．　ｌｂは母材、２は撮像装置、３は
開先、４は画像、５ａ．　５ｂは処理領域（　７１１１
１定点）、６は溶接トーチ、ｌｌａは第１メモリ、ｌｌ
ｂは第２メモリである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　所定間隔毎に仮付溶接部が存在する開先を溶接トーチ
   に先行して移動する撮像装置により撮像し、この撮像さ
   れた画像内の開先の輝度分布を、上記所定間隔とは異な
   る間隔を有する２つの地点に相当する第１及び第２の測
   定点でそれぞれ検出し、この輝度分布から各測定点が仮
   付溶接部の位置であるかどうかを判断し、仮付溶接部で
   ないならばそれぞれの測定点に対応する第１メモリ及び
   第２メモリに、その開先位置情報を記憶しかつ撮像装置
   の移動に合わせて更新し、これら第１及び第２メモリに
   記憶された２つの測定点の開先位置情報に基づいて仮想
   上の開先位置情報を算出して設定し、この仮想上の開先
   位置情報に基づいて溶接トーチを位置決め制御すること
   を特徴とする開先ならい制御方法。