JPH0367792B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0367792B2 JPH0367792B2 JP6758382A JP6758382A JPH0367792B2 JP H0367792 B2 JPH0367792 B2 JP H0367792B2 JP 6758382 A JP6758382 A JP 6758382A JP 6758382 A JP6758382 A JP 6758382A JP H0367792 B2 JPH0367792 B2 JP H0367792B2
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- JP
- Japan
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- welding
- light
- torch
- welding torch
- line
- Prior art date
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- Expired
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アーク溶接を自動化する装置、例え
ばアーク溶接用ロボツトや専用機等の視覚センサ
として、溶接線の検出を行い、溶接線の位置情報
を自動機に提供する装置に関するものである。
ばアーク溶接用ロボツトや専用機等の視覚センサ
として、溶接線の検出を行い、溶接線の位置情報
を自動機に提供する装置に関するものである。
従来より、アーク溶接の自動化を図るために、
溶接線の自動検出は大きな課題の一つであつた。
溶接線の自動検出は大きな課題の一つであつた。
溶接線検出装置（以下、溶接線センサという）
としては、接触式と非接触式の二つに大別され
る。
としては、接触式と非接触式の二つに大別され
る。
接触式の溶接線センサは溶接トーチの前方に位
置し、溶接線近傍を探索するものであるが、セン
サ先端部の摩耗や耐熱性および耐塵性に問題があ
るとともに大電流から絶縁、応答性の欠如等から
実用上、制限を受ける。
置し、溶接線近傍を探索するものであるが、セン
サ先端部の摩耗や耐熱性および耐塵性に問題があ
るとともに大電流から絶縁、応答性の欠如等から
実用上、制限を受ける。
一方、非接触式の溶接線センサには原理的に分
類すると、電磁気型、静電容量型、背圧型および
光学型等がある。電磁気型、静電容量型を利用し
た溶接線センサは被溶接物からセンサヘツドまで
の距離が短かい（20mm以下）とともに、センサヘ
ツド径が大きいため、分解能に劣り、そのため実
用上制約を受ける。背圧型の溶接線センサは溶接
スパツタによる目づまりおよびノズル部の信頼性
に問題があり、真の実用化は遠い。光学的に溶接
線を検出する代表的なものとして、第１図に示す
ように、スリツト光と撮像装置によるものがあ
る。この装置はＶ型の開先を有する被溶接物１，
１′に投光器２よりスリツト状の光３を照射し、
そのスリツト光の開先形状像を撮像装置４により
撮像し、画像処理により第２図に示すように撮像
装置４の視野５の中のスリツト光３による開先形
状イメージ３ａから溶接線６に対応する６ａを視
野５の端からの距離ｘとして求めるものである。
また光学部２，４と溶接トーチとの位置関係は光
学部２，４が溶接トーチより数cm前方にあり、前
方センシングを行うものである。このスリツト光
を利用した溶接線センサは溶接線６に対しほゞ直
角にスリツト光３を照射せねばならず、いわゆる
方向性をもつ。ゆえに、直線をなす溶接線を有す
る被溶接物に適用が限定されるとともに溶接姿勢
も制限される。また光学部２，４が溶接トーチの
前方にあるため前方に壁がある場合および立体的
（三次元的）な被溶接物例えば箱物等への適用は
無理である。
類すると、電磁気型、静電容量型、背圧型および
光学型等がある。電磁気型、静電容量型を利用し
た溶接線センサは被溶接物からセンサヘツドまで
の距離が短かい（20mm以下）とともに、センサヘ
ツド径が大きいため、分解能に劣り、そのため実
用上制約を受ける。背圧型の溶接線センサは溶接
スパツタによる目づまりおよびノズル部の信頼性
に問題があり、真の実用化は遠い。光学的に溶接
線を検出する代表的なものとして、第１図に示す
ように、スリツト光と撮像装置によるものがあ
る。この装置はＶ型の開先を有する被溶接物１，
１′に投光器２よりスリツト状の光３を照射し、
そのスリツト光の開先形状像を撮像装置４により
撮像し、画像処理により第２図に示すように撮像
装置４の視野５の中のスリツト光３による開先形
状イメージ３ａから溶接線６に対応する６ａを視
野５の端からの距離ｘとして求めるものである。
また光学部２，４と溶接トーチとの位置関係は光
学部２，４が溶接トーチより数cm前方にあり、前
方センシングを行うものである。このスリツト光
を利用した溶接線センサは溶接線６に対しほゞ直
角にスリツト光３を照射せねばならず、いわゆる
方向性をもつ。ゆえに、直線をなす溶接線を有す
る被溶接物に適用が限定されるとともに溶接姿勢
も制限される。また光学部２，４が溶接トーチの
前方にあるため前方に壁がある場合および立体的
（三次元的）な被溶接物例えば箱物等への適用は
無理である。
以上のように、従来においては、実用上の制限
が多く、一部の特定の被溶接物への適用にとゞま
つていた。
が多く、一部の特定の被溶接物への適用にとゞま
つていた。
本発明は、前記従来の欠点を解消し、種々の被
溶接物の溶接線を検出可能とするとともに溶接姿
勢の制限を大巾に緩和しうる溶接線検出装置であ
る。
溶接物の溶接線を検出可能とするとともに溶接姿
勢の制限を大巾に緩和しうる溶接線検出装置であ
る。
以下に本発明の実施例を示すとともにその効果
について、第３図〜第６図を用いて説明する。
について、第３図〜第６図を用いて説明する。
本実施例の構成は、第３図に示すように所定の
線巾ｗでかつ被溶接物７，７′の溶接線部８を十
分に包含する径Ｄの環状の光９を発する投光部１
０と、被溶接物７，７′上の環状光９を撮像する
撮像部１１とを有し、第４図に示すように投光部
１０および撮像部１１はそれぞれの中心軸の延長
線が溶接トーチ１２の溶接ワイヤ１３の先端Ｐで
交わるように固定され、また投光部１０および撮
像部１１はケース１４に収納され、ケース１４は
固定軸１５により溶接ロボツトハンド１６にフラ
ンジ１７を介して取付けられている。一方、溶接
トーチ１２はトーチ固定治具１８を介し溶接トー
チ１２を矢印方向に退避させるトーチスライダ１
９に取付けられるとともに固定棒２０により固定
軸１５に接合されており、溶接トーチ１２と光学
部１０，１１は一体化されている。
線巾ｗでかつ被溶接物７，７′の溶接線部８を十
分に包含する径Ｄの環状の光９を発する投光部１
０と、被溶接物７，７′上の環状光９を撮像する
撮像部１１とを有し、第４図に示すように投光部
１０および撮像部１１はそれぞれの中心軸の延長
線が溶接トーチ１２の溶接ワイヤ１３の先端Ｐで
交わるように固定され、また投光部１０および撮
像部１１はケース１４に収納され、ケース１４は
固定軸１５により溶接ロボツトハンド１６にフラ
ンジ１７を介して取付けられている。一方、溶接
トーチ１２はトーチ固定治具１８を介し溶接トー
チ１２を矢印方向に退避させるトーチスライダ１
９に取付けられるとともに固定棒２０により固定
軸１５に接合されており、溶接トーチ１２と光学
部１０，１１は一体化されている。
次に本装置の動作について説明する。投光部１
０より発生した環状光９を被溶接物７，７′の継
手近傍に照射し、その環状光９を撮像部１１で撮
像し、画像処理により、第５図に示す撮像部の視
野２１内の環状光イメージ９ａから溶接点８ａの
座標（x1、y1）および溶接点８ｂの座標（x2、
y2）を求め、溶接ロボツトのテイーチデータを修
正する。センシングは被溶接物の数カ所、すなわ
ちロボツトのテイーチ点のみを高速で行い、テイ
ーチデータ修正後、溶接を開始する。センシング
時においては、溶接トーチ１２はトーチスライダ
１９により撮像部の視野外へ矢印方向Ａへ退避
し、センシングの妨げとなることを防止する。
０より発生した環状光９を被溶接物７，７′の継
手近傍に照射し、その環状光９を撮像部１１で撮
像し、画像処理により、第５図に示す撮像部の視
野２１内の環状光イメージ９ａから溶接点８ａの
座標（x1、y1）および溶接点８ｂの座標（x2、
y2）を求め、溶接ロボツトのテイーチデータを修
正する。センシングは被溶接物の数カ所、すなわ
ちロボツトのテイーチ点のみを高速で行い、テイ
ーチデータ修正後、溶接を開始する。センシング
時においては、溶接トーチ１２はトーチスライダ
１９により撮像部の視野外へ矢印方向Ａへ退避
し、センシングの妨げとなることを防止する。
第６図に各種継手における環状光の照射パター
ンを示す。Ａが重ね継手、ＢがＶ開先、Ｃが隅肉
の場合である。
ンを示す。Ａが重ね継手、ＢがＶ開先、Ｃが隅肉
の場合である。
次に本装置の効果について述べる。
投光部１０、撮像部１１のそれぞれの中心軸の
延長線が溶接ワイヤ先端Ｐすなわち溶接位置で交
わつているため、溶接トーチ１２の進行方向は前
後左右すなわち360度の自由度を有すること、ま
た進行方向の障壁に無関係であり、立体物（三次
元）、例えば箱物等の被溶接物に対しても適用可
能である。また照射光が環状であるため方向性が
なく、あらゆる角度からのセンシングが可能であ
るとともに角部および大曲率部は勿論、小曲率部
でのセンシングも可能である。
延長線が溶接ワイヤ先端Ｐすなわち溶接位置で交
わつているため、溶接トーチ１２の進行方向は前
後左右すなわち360度の自由度を有すること、ま
た進行方向の障壁に無関係であり、立体物（三次
元）、例えば箱物等の被溶接物に対しても適用可
能である。また照射光が環状であるため方向性が
なく、あらゆる角度からのセンシングが可能であ
るとともに角部および大曲率部は勿論、小曲率部
でのセンシングも可能である。
以上のように本発明の溶接線検出装置は種々の
被溶接物に対し広く適用可能であるとともに、溶
接姿勢および方向に制約を受けることなく溶接線
検出を可能にするものであり、その工業的価値は
大きいものである。
被溶接物に対し広く適用可能であるとともに、溶
接姿勢および方向に制約を受けることなく溶接線
検出を可能にするものであり、その工業的価値は
大きいものである。
第１図は従来の溶接線検出方法を説明するため
の図、第２図は同方法を実施した際における撮像
装置の視野内の図、第３図は本発明の溶接線検出
装置による溶接線検出方法を説明するための図、
第４図は本発明の溶接線検出装置の一実施例の正
面図、第５図は本発明の装置に基づく溶接線検出
方法を実施した際における撮像部の視野内の図、
第６図Ａ，Ｂ，Ｃは各種被溶接物における環状光
の照射パターンを示す図である。 ７，７′……被溶接物、８……溶接線部、９…
…環状の光、１０……投光部、１１……撮像部、
１２……溶接トーチ、１３……溶接ワイヤ、１８
……トーチ固定治具、１９……トーチスライダ、
２０……固定棒。
の図、第２図は同方法を実施した際における撮像
装置の視野内の図、第３図は本発明の溶接線検出
装置による溶接線検出方法を説明するための図、
第４図は本発明の溶接線検出装置の一実施例の正
面図、第５図は本発明の装置に基づく溶接線検出
方法を実施した際における撮像部の視野内の図、
第６図Ａ，Ｂ，Ｃは各種被溶接物における環状光
の照射パターンを示す図である。 ７，７′……被溶接物、８……溶接線部、９…
…環状の光、１０……投光部、１１……撮像部、
１２……溶接トーチ、１３……溶接ワイヤ、１８
……トーチ固定治具、１９……トーチスライダ、
２０……固定棒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定の線巾でかつ溶接線部を十分に包含する
径の環状の光を発する投光部と、被溶接物上の前
記環状の光を撮像する撮像部とを有し、前記投光
部および撮像部はそれぞれの中心軸の延長線が溶
接トーチの溶接ワイヤ先端位置で交わるように溶
接トーチ近傍に固定されていることを特徴とする
溶接線検出装置。 ２ 溶接線検出時においては溶接トーチが撮像部
の視野外に退避する手段を有していることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の溶接線検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067583A JPS58184071A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 溶接線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067583A JPS58184071A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 溶接線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58184071A JPS58184071A (ja) | 1983-10-27 |
| JPH0367792B2 true JPH0367792B2 (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=13349079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57067583A Granted JPS58184071A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 溶接線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58184071A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4542279A (en) * | 1983-03-07 | 1985-09-17 | General Electric Company | Microvector control for edge and joint following |
| JPH0818133B2 (ja) * | 1990-05-31 | 1996-02-28 | 川崎製鉄株式会社 | 全姿勢自動溶接装置 |
| CN109986171B (zh) * | 2019-05-20 | 2021-08-13 | 广东工业大学 | 一种焊缝定位方法、设备及系统 |
| CN110385551B (zh) * | 2019-08-09 | 2021-06-25 | 唐山英莱科技有限公司 | 用于焊接变压器用波纹油箱的激光视觉焊缝跟踪使用方法 |
-
1982
- 1982-04-21 JP JP57067583A patent/JPS58184071A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58184071A (ja) | 1983-10-27 |
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