JPH0437476A - 全姿勢自動溶接装置 - Google Patents
全姿勢自動溶接装置Info
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- JPH0437476A JPH0437476A JP14244090A JP14244090A JPH0437476A JP H0437476 A JPH0437476 A JP H0437476A JP 14244090 A JP14244090 A JP 14244090A JP 14244090 A JP14244090 A JP 14244090A JP H0437476 A JPH0437476 A JP H0437476A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
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- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、溶接対象の開先に対して溶接トーチを正確に
位置決めすることにより安定したアーク状態で高精度の
溶接を行うことができる全姿勢自動溶接装置に関する。
位置決めすることにより安定したアーク状態で高精度の
溶接を行うことができる全姿勢自動溶接装置に関する。
管端の突合せ部の溶接に用いる従来の自動溶接装置では
、管周囲を巻回する走行レールを、管の突合せ継手（開
先）の溶接線に対して平行に、且つ同芯上に取付ける必
要があるが、それは、管に変形等があるため極めて困難
であった。 そこで、溶接の施行中に、溶接トーチの位１を管等の溶
接線に合わせるために追随補正を行う自動溶接技術が開
発されている。 上記自動溶接技術としては、アークセンサを利用するシ
ステムでトーチ位置の補正量を検出する方法、イメージ
センサの映像画面の座標系により溶接部の形状を検出す
る方法（特開昭５８−１８１４７６）、溶接部の形状を
画像データとして取込んで開先倣いに利用する方法（特
公昭６４−１５５）等がある。
、管周囲を巻回する走行レールを、管の突合せ継手（開
先）の溶接線に対して平行に、且つ同芯上に取付ける必
要があるが、それは、管に変形等があるため極めて困難
であった。 そこで、溶接の施行中に、溶接トーチの位１を管等の溶
接線に合わせるために追随補正を行う自動溶接技術が開
発されている。 上記自動溶接技術としては、アークセンサを利用するシ
ステムでトーチ位置の補正量を検出する方法、イメージ
センサの映像画面の座標系により溶接部の形状を検出す
る方法（特開昭５８−１８１４７６）、溶接部の形状を
画像データとして取込んで開先倣いに利用する方法（特
公昭６４−１５５）等がある。
しかしながら、上記のアークセンサを利用して補正量を
検出する方法では、アークセンサを精度良く機能させる
ために、溶接条件、溶接姿勢等に合せて多数の制御パラ
メータを設定する必要があり、条件設定に多くの時間を
費やすという問題があった。 又、特開昭５８−１８１４７６号公報に開示されている
方法では、溶接トーチの上下位置補正が行われていない
ため、エクステンションに変動が生じ、アークの安定性
を欠くという問題があった。 更に、特公昭６４−１５５号公報に開示されている方法
では、焦点距離の較正を必要とするなめに算出に長時間
を要するという問題があった。 本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたも
ので、溶接部に対する適切な位１に、溶接トーチを正確
且つ迅速に位１合せすることができる簡単な構成からな
る全姿勢自動溶接装置を提供することを課題とする。
検出する方法では、アークセンサを精度良く機能させる
ために、溶接条件、溶接姿勢等に合せて多数の制御パラ
メータを設定する必要があり、条件設定に多くの時間を
費やすという問題があった。 又、特開昭５８−１８１４７６号公報に開示されている
方法では、溶接トーチの上下位置補正が行われていない
ため、エクステンションに変動が生じ、アークの安定性
を欠くという問題があった。 更に、特公昭６４−１５５号公報に開示されている方法
では、焦点距離の較正を必要とするなめに算出に長時間
を要するという問題があった。 本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたも
ので、溶接部に対する適切な位１に、溶接トーチを正確
且つ迅速に位１合せすることができる簡単な構成からな
る全姿勢自動溶接装置を提供することを課題とする。
本発明は、溶接トーチを開先に位置決めして自動溶接を
行う全姿勢自動溶接装置において、上記溶接トーチと一
体的に移動するビデオカメラ及びスリット光源を設置し
、上記ビデオカメラの光軸を、上記スリット光源から開
先に照射するスリット光線に所定の角度で交差させ、該
ビデオカメラの撮像面に形成される開先形状を表わすス
リット光線照射像を画像処理し、上記画像処理の結果に
基づいて、上記の溶接トーチ、ビデオカメラ及びスリッ
ト光源を一体的に移動させ、上記スリット光線像を予め
定めてある基準に一致させることにより、上記溶接トー
チの位置決めを可能としたことにより、前記課題を達成
したものである。
行う全姿勢自動溶接装置において、上記溶接トーチと一
体的に移動するビデオカメラ及びスリット光源を設置し
、上記ビデオカメラの光軸を、上記スリット光源から開
先に照射するスリット光線に所定の角度で交差させ、該
ビデオカメラの撮像面に形成される開先形状を表わすス
リット光線照射像を画像処理し、上記画像処理の結果に
基づいて、上記の溶接トーチ、ビデオカメラ及びスリッ
ト光源を一体的に移動させ、上記スリット光線像を予め
定めてある基準に一致させることにより、上記溶接トー
チの位置決めを可能としたことにより、前記課題を達成
したものである。
本発明においては、ビデオカメラの撮像面に形成される
開先形状を表わすスリット光線照射像を予め定めてある
基準に一致するまで、溶接トーチ、ビデオカメラ及びス
リット光源を一体的に移動させることにより、開先形状
に見合った任意の位置に上記溶接トーチを正確且つ迅速
に位置合せを行うことができる。従って、装置の構成は
簡単であるが、開先に対する適切な位置に上記溶接トー
チを位１合せすることができるため、該開先の自動溶接
を精度良く、しかも能率良く行うことができる。
開先形状を表わすスリット光線照射像を予め定めてある
基準に一致するまで、溶接トーチ、ビデオカメラ及びス
リット光源を一体的に移動させることにより、開先形状
に見合った任意の位置に上記溶接トーチを正確且つ迅速
に位置合せを行うことができる。従って、装置の構成は
簡単であるが、開先に対する適切な位置に上記溶接トー
チを位１合せすることができるため、該開先の自動溶接
を精度良く、しかも能率良く行うことができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第１図は、使用状態にある第１実施例の全姿勢自動溶接
装置の要部を示す、正面方向から見た概略構成図、第２
図は上記全姿勢自動溶接装置の概略側面図である。 本実施例の全姿勢自動溶接装置は、溶接対象である鋼管
Ｓの上方に配置された溶接トーチ１０と、該トーチ１０
を中間にして略対象に配置されているレーザ・スリット
光源１２及びＣＣＤカメラ等のＩ ＴＶ （Ｉ ｎｄｕ
ｓｔｒｉａｌ Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ ） １４を備え
、更に、上記溶接トーチ１０の駆動やＩＴＶＩ４の画像
処理等を行う制御装置（図示せず）を備えている。 上記溶接トーチ１０、スリット光源１２及び■ＴＶ１４
は、何れも第２図に示す溶接ヘッド１６に取付けられて
おり（ＩＴＶ１４のみ図示）、これら三者は一体として
縦方向及び横方向に往復動可能になされている。そして
、上記ＩＴＶ１４は、光軸１４Ａが上記スリット光源１
２の照射軸１２Ａと所定の角度で交差するように配置さ
れている。 又、上記溶接ヘッド１６は、走行レール１８に取付けら
れている。この走行レール１８は、鋼管Ｓ１の周囲に巻
回され、該鋼管Ｓ！の周囲を回転走行するようになされ
ており、該回転走行に従って上記溶接ヘッドエ６がｆＲ
’ｆｉ Ｓ ＋の周囲を回転するようになされている。 従って、上記溶接ヘッド１６に取付けられている前記溶
接トーチ１ｏ、スリット光源１２及びＩＴＶ１４の三者
は、上記走行レール１８が回転走行すると、鋼管ｓ１及
びＳ２の突合せ継手である開先２ｏに沿って周回する。 次に、本実施例の作用を説明する。 まず、上記スリブト光源１２から開先２ｏに対してスリ
ット光線を照射し、そのときの照射像を上記ＩＴＶ１４
で撮像し、該ＩＴＶ１４の撮像面に、第３図に示すよう
な開先２０の形状に対応するスリット光線照射！２２を
形成する。なお、Ａは撮像領域を示し、上記撮像面には
、予め溶接トーチ１０の目標位置を示す（ｘ 、 ｙ
）座標が形成されており、その原点が該目標位置に対応
するようになされている。 上記撮像面に形成されたスリット光線照射ｇＡ２２は、
Ｖ字形状部が開先２０の形状に対応し、その下端部２２
Ａが溶接線２ＯＡに対応している。 第３図では、ｙ軸方向が開先２０とＩＴＶ１４との図中
上下方向（ｌｆ！方向）のずれ量を、Ｘ軸方向が横方向
のずれ量をそれぞれ表わし、上記照射ｆ！２２がＸ軸上
にある場合は、その対応する開先部位に対して上記ＩＴ
Ｖ１４が縦方向について目標位置にあることを示し、同
様にｙ軸上にある場合は、横方向について目標位置にあ
ることを示している。 ここで、上記関係のうち縦方向の位！開係を、第４図を
参照して判り易く説明する。今−ＩＴＶ１４の光軸１４
Ａとスリット光源１２の照射軸１２Ａとが所定の角度α
で交差している場合を考えると、高さＨの表面レベルに
ある照射点Ｐ１は、高さがＨ′になると照射点Ｐ２とな
り、２１位１からδ１だけずれる。そして、上記照射点
Ｐ２の位１が、前記第３図に示した下端部２２Ａに相当
し、Ｐ１位置がＸ軸上に相当している。 従って、前記Ｖ字形状の開先を溶接するに際しては、前
記スリット光線照射！２２を画像解析し、例えば下端部
２２Ａの位置を（Ｘ 、 １１＋ ）座標値として算出
し、次いでｘ ＝ｏ、 ｙ ＝ｏとなるようにＩＴＶ１
４等を横方向及び縦方向に移動させ、上記下端部２２Ａ
を撮像面の中心、即ち原点（０゜０）に一致させること
により、前記溶接［２０Ａに対する適切な溶接位置に溶
接トーチ１ｏを自ずと位１決めすることが可能となる。 上述のように、ＩＴＶ１４で得られた上記照射像２２に
ついて画像解析を行い、その結果に基づいて溶接ヘッド
１６を移動させ、該照射像２２の特定位置を、撮像面上
の原点（基準）に一致させることにより、スリット光源
１２及びＩＴＶ１４と一体的に移動する上記溶接トーチ
１０を、上記特定位置に対応する開先部位、例えば前記
溶接線２ＯＡに対して適切な溶接位置に正確に位置合せ
することができる。その結果、走行レール１８と開先２
０の溶接線２ＯＡとが平行でない場合や、該走行レール
１８が鋼管と同芯上にない場合等であっても、上記開先
２０に対して精度良く且つ迅速に自動溶接を行うことが
可能となる。 次に、本発明の第２実施例について説明する。 本実施例は、第５図に示すようなルートギャップを有す
る開先を溶接する場合に係り、装！の基本構成は、上記
開先に沿って溶接ヘッドを直線移動可能とした以外は、
前記第１実施例と同様である。 上記開先は、両側に位置する鋼板Ｓ３及びＳ４の傾斜端
面で形成され、該鋼板Ｓ３及び８４間に幅ＲＧのルート
ギャップを有している。なお、上記開先の裏側には当金
３０が配されている。 上記開先を溶接する場合は、溶接ヘッド１６に取付けら
れている溶接トーチ１０、スリット光源１２及びＩＴＶ
１４を上記開先の上方に配置し、上記溶接トーチ１０を
該開先に倣って移動させる。 その際、開先に対する溶接トーチ１ｏの位置決めは基本
的には前記第１実施例の場合と同様にして行う。 従って、以下の本実施例の説明では、ルートギャップ幅
ＲＧの検出方法を中心に説明する。 上記開先にスリット光線を照射し、その照射像を、第７
図に示すように配置されているＩＴＶＩ４で撮像し、画
像処理を行うことにより、第８図に示す開先形状に対応
したスリット光線照射ｇＡ３２を得る。 ここで、上記画像処理について、第５図及び第６図を用
いて説明する。第５図に示すように、スリット光線を開
先に照射すると、該開先には同幅の照射像が形成される
が、この照射像では、平坦面における照度が斜面のそれ
より大きくなる。第６図はこの間係を示したもので、平
坦面がルートギャップの当金３０である場合（Ａ視）、
斜面が右側の開先である場合（Ｂ視）についての照度を
示している。そして、照度に一定の閾値を設け、その閾
値に対応する照度幅をもって照射像幅とすると、第５図
に示すような、平坦部では広く、斜面部では狭い照射像
が形成されていると表現できる。 前記光源１２から開先にスリット光線を照射し、該開先
に形成された照射像をＩＴＶ１４に画像入力し、その入
力に対して上述のような画像処理を行い、閾値以上の照
度を有する画像領域として表示しなのが、前記第８図の
スリット光線照射像３２である。 第８図において、ａ点及びｂ点を特定することにより、
ルートギャップ幅ＲＧは、次式で求められる。 ＲＧ＝ （ａ点の×値）−（ｂ点のＸ値）上記ａ点及び
ｂ点の特定は、ルートギャップを中心とする関心領域を
抽出し、第９図に示すステップ（１） 〜（３）の手順
でＸ ｌａＸ及びＸ ｒＩｉｎを求め、それぞれをａ点
及びｂ点のＸ値とする（なお、便宜上、第９図以後では
、ルートギャップを縦方向に図示する）。 その際、ステップ（２）の２値化処理では、第１０図（
Ａ）のＣ−ｃ位置における照度を同図（Ｂ）に示すよう
に、照度の閾値をＶ又はＶ′とすると、それぞれルート
ギャップ幅がＲＧ又はＲＧ′となり、閾値の設定如何に
よって、測定精度が左右されることになるなめ、閾値の
設定は適切に行う。 又、測定の信頼性を上げるために、前記２値化処理に加
えて、第１１図にステップ（１）〜（３）で示すような
画像の縮退・膨張処理を行い、ステップ（３）でａ点を
求めてもよい、又、上記の画像の縮退・膨張処理を数回
繰返して測定精度を更に向上させることもできる。 以上詳述したルートギャップＲＧの検出では、ルートギ
ヤツブ位１、即ち当金３０の上面にＩＴＶ１４のピント
を正確に一致させて行う必要がある。 即ち、第１２図の光学系において、被写体Ｍにレンズの
ピントを合せると１位１に結像するとした場合、被写体
Ｍ′は、適正にピント合せを行えば１′位置に結像する
が、ピント合せをしなければ１°″位置にピンボケの状
態で結像し、像の境界があいまいになる２その結果、前
記第１０図（Ｂ）に相当する第１３図の部分図で示す現
象が現われる。 第１３図（Ａ）にピントが合っている正常な場合の照度
曲線、同図（Ｂ）にピンボケの場合の照度曲線をそれぞ
れ示すが、２値化の閾値を一定にしてピンボケの画像を
処理すると、同図（Ａ）に示す特定すべきａ点が、同図
（Ｂ）に示すａ′点へと変わり、ルートギャップの値が
ＲＧ’へと縮小されることになる。従って、測定精度を
高めるためには、ピント合せ（ＩＴＶ１４の位置合せ）
精度が重要になる。 本実施例の溶接装！では、前記第１実施例と同様に、Ｉ
ＴＶ１４の撮像面上に（Ｘ 、 ｙ ）座標が形成され
（第８図には図示せず）、ｙ座標値及びｘＮＷ値が、対
象とＩＴＶ１４との間の縦方向及び横方向のずれ量を表
わし、該対象に対応するスリット光線照射像３２の特定
位置をＸ座標軸に一致させることにより、ピント合せを
正確に行うことができる。 従って、前記第５図に示す開先のルートギャップＲＧを
検出する場合には、ルートギャップ、即ち当金３０の上
面が撮像面上のＸ座標軸に一致するようにＩＴＶ１４の
位！決めを行うことにより、該ルートギャップをピント
が合った状態で検圧することができ、ルートギャップ＠
ＲＧを高精度に求めることができる。こうして求めたル
ートギャップＲＧを初めとする開先に関する情報は、制
御装置の記憶部に記憶させ、次の溶接作業に反映させる
。 又、本実施例の溶接装置は、溶接対象位置を前記撮像面
上の座標原点（０，Ｏ）に一致させると、ＺＴＶ１４と
一体的に移動する溶接トーチ１０が、上記溶接対象値１
に対して適切な配置をとるように調整しである。従って
、前記開先の溶接対象位置を画像解析により求め、その
座標位置が上記座標原点（０，０）に一致するまでＩＴ
Ｖ１４を移動させ、その一致した位置で溶接トーチ１０
を作動させることにより、上記溶接対象位置に目標通り
の溶接を正確に行うことができる。そして、上記溶接動
作を開先の目標位置について順次繰返して行うことによ
り、開先形状に合った高精度の溶接を自動的に行うこと
ができる。 以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は、前記実
施例に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
る。 第１図は、使用状態にある第１実施例の全姿勢自動溶接
装置の要部を示す、正面方向から見た概略構成図、第２
図は上記全姿勢自動溶接装置の概略側面図である。 本実施例の全姿勢自動溶接装置は、溶接対象である鋼管
Ｓの上方に配置された溶接トーチ１０と、該トーチ１０
を中間にして略対象に配置されているレーザ・スリット
光源１２及びＣＣＤカメラ等のＩ ＴＶ （Ｉ ｎｄｕ
ｓｔｒｉａｌ Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ ） １４を備え
、更に、上記溶接トーチ１０の駆動やＩＴＶＩ４の画像
処理等を行う制御装置（図示せず）を備えている。 上記溶接トーチ１０、スリット光源１２及び■ＴＶ１４
は、何れも第２図に示す溶接ヘッド１６に取付けられて
おり（ＩＴＶ１４のみ図示）、これら三者は一体として
縦方向及び横方向に往復動可能になされている。そして
、上記ＩＴＶ１４は、光軸１４Ａが上記スリット光源１
２の照射軸１２Ａと所定の角度で交差するように配置さ
れている。 又、上記溶接ヘッド１６は、走行レール１８に取付けら
れている。この走行レール１８は、鋼管Ｓ１の周囲に巻
回され、該鋼管Ｓ！の周囲を回転走行するようになされ
ており、該回転走行に従って上記溶接ヘッドエ６がｆＲ
’ｆｉ Ｓ ＋の周囲を回転するようになされている。 従って、上記溶接ヘッド１６に取付けられている前記溶
接トーチ１ｏ、スリット光源１２及びＩＴＶ１４の三者
は、上記走行レール１８が回転走行すると、鋼管ｓ１及
びＳ２の突合せ継手である開先２ｏに沿って周回する。 次に、本実施例の作用を説明する。 まず、上記スリブト光源１２から開先２ｏに対してスリ
ット光線を照射し、そのときの照射像を上記ＩＴＶ１４
で撮像し、該ＩＴＶ１４の撮像面に、第３図に示すよう
な開先２０の形状に対応するスリット光線照射！２２を
形成する。なお、Ａは撮像領域を示し、上記撮像面には
、予め溶接トーチ１０の目標位置を示す（ｘ 、 ｙ
）座標が形成されており、その原点が該目標位置に対応
するようになされている。 上記撮像面に形成されたスリット光線照射ｇＡ２２は、
Ｖ字形状部が開先２０の形状に対応し、その下端部２２
Ａが溶接線２ＯＡに対応している。 第３図では、ｙ軸方向が開先２０とＩＴＶ１４との図中
上下方向（ｌｆ！方向）のずれ量を、Ｘ軸方向が横方向
のずれ量をそれぞれ表わし、上記照射ｆ！２２がＸ軸上
にある場合は、その対応する開先部位に対して上記ＩＴ
Ｖ１４が縦方向について目標位置にあることを示し、同
様にｙ軸上にある場合は、横方向について目標位置にあ
ることを示している。 ここで、上記関係のうち縦方向の位！開係を、第４図を
参照して判り易く説明する。今−ＩＴＶ１４の光軸１４
Ａとスリット光源１２の照射軸１２Ａとが所定の角度α
で交差している場合を考えると、高さＨの表面レベルに
ある照射点Ｐ１は、高さがＨ′になると照射点Ｐ２とな
り、２１位１からδ１だけずれる。そして、上記照射点
Ｐ２の位１が、前記第３図に示した下端部２２Ａに相当
し、Ｐ１位置がＸ軸上に相当している。 従って、前記Ｖ字形状の開先を溶接するに際しては、前
記スリット光線照射！２２を画像解析し、例えば下端部
２２Ａの位置を（Ｘ 、 １１＋ ）座標値として算出
し、次いでｘ ＝ｏ、 ｙ ＝ｏとなるようにＩＴＶ１
４等を横方向及び縦方向に移動させ、上記下端部２２Ａ
を撮像面の中心、即ち原点（０゜０）に一致させること
により、前記溶接［２０Ａに対する適切な溶接位置に溶
接トーチ１ｏを自ずと位１決めすることが可能となる。 上述のように、ＩＴＶ１４で得られた上記照射像２２に
ついて画像解析を行い、その結果に基づいて溶接ヘッド
１６を移動させ、該照射像２２の特定位置を、撮像面上
の原点（基準）に一致させることにより、スリット光源
１２及びＩＴＶ１４と一体的に移動する上記溶接トーチ
１０を、上記特定位置に対応する開先部位、例えば前記
溶接線２ＯＡに対して適切な溶接位置に正確に位置合せ
することができる。その結果、走行レール１８と開先２
０の溶接線２ＯＡとが平行でない場合や、該走行レール
１８が鋼管と同芯上にない場合等であっても、上記開先
２０に対して精度良く且つ迅速に自動溶接を行うことが
可能となる。 次に、本発明の第２実施例について説明する。 本実施例は、第５図に示すようなルートギャップを有す
る開先を溶接する場合に係り、装！の基本構成は、上記
開先に沿って溶接ヘッドを直線移動可能とした以外は、
前記第１実施例と同様である。 上記開先は、両側に位置する鋼板Ｓ３及びＳ４の傾斜端
面で形成され、該鋼板Ｓ３及び８４間に幅ＲＧのルート
ギャップを有している。なお、上記開先の裏側には当金
３０が配されている。 上記開先を溶接する場合は、溶接ヘッド１６に取付けら
れている溶接トーチ１０、スリット光源１２及びＩＴＶ
１４を上記開先の上方に配置し、上記溶接トーチ１０を
該開先に倣って移動させる。 その際、開先に対する溶接トーチ１ｏの位置決めは基本
的には前記第１実施例の場合と同様にして行う。 従って、以下の本実施例の説明では、ルートギャップ幅
ＲＧの検出方法を中心に説明する。 上記開先にスリット光線を照射し、その照射像を、第７
図に示すように配置されているＩＴＶＩ４で撮像し、画
像処理を行うことにより、第８図に示す開先形状に対応
したスリット光線照射ｇＡ３２を得る。 ここで、上記画像処理について、第５図及び第６図を用
いて説明する。第５図に示すように、スリット光線を開
先に照射すると、該開先には同幅の照射像が形成される
が、この照射像では、平坦面における照度が斜面のそれ
より大きくなる。第６図はこの間係を示したもので、平
坦面がルートギャップの当金３０である場合（Ａ視）、
斜面が右側の開先である場合（Ｂ視）についての照度を
示している。そして、照度に一定の閾値を設け、その閾
値に対応する照度幅をもって照射像幅とすると、第５図
に示すような、平坦部では広く、斜面部では狭い照射像
が形成されていると表現できる。 前記光源１２から開先にスリット光線を照射し、該開先
に形成された照射像をＩＴＶ１４に画像入力し、その入
力に対して上述のような画像処理を行い、閾値以上の照
度を有する画像領域として表示しなのが、前記第８図の
スリット光線照射像３２である。 第８図において、ａ点及びｂ点を特定することにより、
ルートギャップ幅ＲＧは、次式で求められる。 ＲＧ＝ （ａ点の×値）−（ｂ点のＸ値）上記ａ点及び
ｂ点の特定は、ルートギャップを中心とする関心領域を
抽出し、第９図に示すステップ（１） 〜（３）の手順
でＸ ｌａＸ及びＸ ｒＩｉｎを求め、それぞれをａ点
及びｂ点のＸ値とする（なお、便宜上、第９図以後では
、ルートギャップを縦方向に図示する）。 その際、ステップ（２）の２値化処理では、第１０図（
Ａ）のＣ−ｃ位置における照度を同図（Ｂ）に示すよう
に、照度の閾値をＶ又はＶ′とすると、それぞれルート
ギャップ幅がＲＧ又はＲＧ′となり、閾値の設定如何に
よって、測定精度が左右されることになるなめ、閾値の
設定は適切に行う。 又、測定の信頼性を上げるために、前記２値化処理に加
えて、第１１図にステップ（１）〜（３）で示すような
画像の縮退・膨張処理を行い、ステップ（３）でａ点を
求めてもよい、又、上記の画像の縮退・膨張処理を数回
繰返して測定精度を更に向上させることもできる。 以上詳述したルートギャップＲＧの検出では、ルートギ
ヤツブ位１、即ち当金３０の上面にＩＴＶ１４のピント
を正確に一致させて行う必要がある。 即ち、第１２図の光学系において、被写体Ｍにレンズの
ピントを合せると１位１に結像するとした場合、被写体
Ｍ′は、適正にピント合せを行えば１′位置に結像する
が、ピント合せをしなければ１°″位置にピンボケの状
態で結像し、像の境界があいまいになる２その結果、前
記第１０図（Ｂ）に相当する第１３図の部分図で示す現
象が現われる。 第１３図（Ａ）にピントが合っている正常な場合の照度
曲線、同図（Ｂ）にピンボケの場合の照度曲線をそれぞ
れ示すが、２値化の閾値を一定にしてピンボケの画像を
処理すると、同図（Ａ）に示す特定すべきａ点が、同図
（Ｂ）に示すａ′点へと変わり、ルートギャップの値が
ＲＧ’へと縮小されることになる。従って、測定精度を
高めるためには、ピント合せ（ＩＴＶ１４の位置合せ）
精度が重要になる。 本実施例の溶接装！では、前記第１実施例と同様に、Ｉ
ＴＶ１４の撮像面上に（Ｘ 、 ｙ ）座標が形成され
（第８図には図示せず）、ｙ座標値及びｘＮＷ値が、対
象とＩＴＶ１４との間の縦方向及び横方向のずれ量を表
わし、該対象に対応するスリット光線照射像３２の特定
位置をＸ座標軸に一致させることにより、ピント合せを
正確に行うことができる。 従って、前記第５図に示す開先のルートギャップＲＧを
検出する場合には、ルートギャップ、即ち当金３０の上
面が撮像面上のＸ座標軸に一致するようにＩＴＶ１４の
位！決めを行うことにより、該ルートギャップをピント
が合った状態で検圧することができ、ルートギャップ＠
ＲＧを高精度に求めることができる。こうして求めたル
ートギャップＲＧを初めとする開先に関する情報は、制
御装置の記憶部に記憶させ、次の溶接作業に反映させる
。 又、本実施例の溶接装置は、溶接対象位置を前記撮像面
上の座標原点（０，Ｏ）に一致させると、ＺＴＶ１４と
一体的に移動する溶接トーチ１０が、上記溶接対象値１
に対して適切な配置をとるように調整しである。従って
、前記開先の溶接対象位置を画像解析により求め、その
座標位置が上記座標原点（０，０）に一致するまでＩＴ
Ｖ１４を移動させ、その一致した位置で溶接トーチ１０
を作動させることにより、上記溶接対象位置に目標通り
の溶接を正確に行うことができる。そして、上記溶接動
作を開先の目標位置について順次繰返して行うことによ
り、開先形状に合った高精度の溶接を自動的に行うこと
ができる。 以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は、前記実
施例に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
第１図は、使用状態にある第１実施例の全姿勢自動溶接
装置の要部を示す、正面方向から見た概略構成図、 第２図は、上記全姿勢自動溶接装置の概略側面図、 第３図は、ＩＴＶの撮像面を示す概略説明図、第４図は
、実施例の作用を説明するための概略説明図、 第５図は、第２実施例の適用対象である開先を示す斜視
図、 第６図は、第５図の開先に形成された照射像における照
度曲線を示す線図、 第７図は、ＩＴＶで開先を撮像している状態を示す説明
図、 第８図は、上記ＩＴＶの撮像面に形成された画像を、閾
値を超える照度領域として表わしたスリット光線照射像
を示す説明図、 第９図は、ルートギャップ幅を特定する手順を示す説明
図、 第１０図は、ルートギャップ幅と照度閾値との関係を示
す説明図、 第１１図は、画像の縮退・膨張処理の手順を示す説明図
、 第１２図は、光学系における被写体と結像の関係を示す
説明図、 第１３図は、ピントの具合による照度の変化を示す説明
図である。 ０・・・溶接トーチ、 １２・・・スリット光源、４
・・・ＩＴＶ、 １８・・・走行レール、０・
・・開先、 ２．３２・・・スリット光線照射像。 第１図
装置の要部を示す、正面方向から見た概略構成図、 第２図は、上記全姿勢自動溶接装置の概略側面図、 第３図は、ＩＴＶの撮像面を示す概略説明図、第４図は
、実施例の作用を説明するための概略説明図、 第５図は、第２実施例の適用対象である開先を示す斜視
図、 第６図は、第５図の開先に形成された照射像における照
度曲線を示す線図、 第７図は、ＩＴＶで開先を撮像している状態を示す説明
図、 第８図は、上記ＩＴＶの撮像面に形成された画像を、閾
値を超える照度領域として表わしたスリット光線照射像
を示す説明図、 第９図は、ルートギャップ幅を特定する手順を示す説明
図、 第１０図は、ルートギャップ幅と照度閾値との関係を示
す説明図、 第１１図は、画像の縮退・膨張処理の手順を示す説明図
、 第１２図は、光学系における被写体と結像の関係を示す
説明図、 第１３図は、ピントの具合による照度の変化を示す説明
図である。 ０・・・溶接トーチ、 １２・・・スリット光源、４
・・・ＩＴＶ、 １８・・・走行レール、０・
・・開先、 ２．３２・・・スリット光線照射像。 第１図
Claims (1)
- （１）溶接トーチを開先に位置決めして自動溶接を行う
全姿勢自動溶接装置において、 上記溶接トーチと一体的に移動するビデオカメラ及びス
リット光源を設置し、 上記ビデオカメラの光軸を、上記スリット光源から開先
に照射するスリット光線に所定の角度で交差させ、該ビ
デオカメラの撮像面に形成される開先形状を表わすスリ
ット光線照射像を画像処理し、 上記画像処理の結果に基づいて、上記の溶接トーチ、ビ
デオカメラ及びスリット光源を一体的に移動させ、上記
スリット光線像を予め定めてある基準に一致させること
により、上記溶接トーチの位置決めを可能としたことを
特徴とする全姿勢自動溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2142440A JPH0818133B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 全姿勢自動溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2142440A JPH0818133B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 全姿勢自動溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437476A true JPH0437476A (ja) | 1992-02-07 |
| JPH0818133B2 JPH0818133B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=15315364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2142440A Expired - Lifetime JPH0818133B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 全姿勢自動溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818133B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58184071A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶接線検出装置 |
| JPS6149774A (ja) * | 1984-08-14 | 1986-03-11 | Kawasaki Steel Corp | 溶接管の外面溶接方法 |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2142440A patent/JPH0818133B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58184071A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶接線検出装置 |
| JPS6149774A (ja) * | 1984-08-14 | 1986-03-11 | Kawasaki Steel Corp | 溶接管の外面溶接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0818133B2 (ja) | 1996-02-28 |
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