JPH0455061A - 角継手の形状認識方法 - Google Patents
角継手の形状認識方法Info
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- JPH0455061A JPH0455061A JP16463190A JP16463190A JPH0455061A JP H0455061 A JPH0455061 A JP H0455061A JP 16463190 A JP16463190 A JP 16463190A JP 16463190 A JP16463190 A JP 16463190A JP H0455061 A JPH0455061 A JP H0455061A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- 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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、溶接条件を最適に制御するための角継手の形
状認識方法に関する。
状認識方法に関する。
（従来の技術）
従来、溶接中に溶接継手部の形状を認識し、得られた結
果によってトーチ位置、フィラ供給量、溶接電流等の溶
接条件を最適に制御して溶接を行うシステムについては
例えば特開昭５９−２８６０８号公報、特開昭６１−４
９０７号公報等の提案がなされていた。
果によってトーチ位置、フィラ供給量、溶接電流等の溶
接条件を最適に制御して溶接を行うシステムについては
例えば特開昭５９−２８６０８号公報、特開昭６１−４
９０７号公報等の提案がなされていた。
特に、溶接条件を最適に制御するために継手部の形状を
認識しようとするシステムの代表的なものは、第６図に
示すように構成されていた０図において、１１は測定対
象となる板材で、この板材１１の重ね継手部には例えば
半導体レーザのような光１１１２から出た光を、レンズ
１４を介して投光走査機１１６に入れ、この投光走査機
構１６の振動ミラー等によって一定の周期の光として照
射される。そして、その反射光は投光軸とは一定の角度
θをもった方向に設置された受光レンズ１５を介して、
フォトダイオードプレイやＣＣＤリニアアレイ等の受光
素子１３に結像させていた。
認識しようとするシステムの代表的なものは、第６図に
示すように構成されていた０図において、１１は測定対
象となる板材で、この板材１１の重ね継手部には例えば
半導体レーザのような光１１１２から出た光を、レンズ
１４を介して投光走査機１１６に入れ、この投光走査機
構１６の振動ミラー等によって一定の周期の光として照
射される。そして、その反射光は投光軸とは一定の角度
θをもった方向に設置された受光レンズ１５を介して、
フォトダイオードプレイやＣＣＤリニアアレイ等の受光
素子１３に結像させていた。
このようにして、投光角と受光位置から簡単な幾何学的
演算（三角測量と同じ原理）により、対象物表面迄の距
離が求められる。なお、溶接中のアーク光の影響を受け
ることなく測定ができるように、測定に用いるレーザ光
に変調光を用いたり、受光素子の前面に狭帯域フィルタ
ーを設ける等の工夫がなされていた。
演算（三角測量と同じ原理）により、対象物表面迄の距
離が求められる。なお、溶接中のアーク光の影響を受け
ることなく測定ができるように、測定に用いるレーザ光
に変調光を用いたり、受光素子の前面に狭帯域フィルタ
ーを設ける等の工夫がなされていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述の方法では投光系から投光されるス
ポット光の反射光の受光系でとらえて測定していたため
、測定対象の表面形状、性質、色彩等の影響を受は易く
、特に第７図に示す角継手のような形状では、受光量が
極端に変動するために安定した測定を行うことは困難で
あった。この問題を解決するために、受光素子のダイナ
ミックレンジを大きくとったり、投光レーザの強度をコ
ントロールする等の工夫がなされていたが、何れも角継
手部の形状を確実に検出できるものはなかた。
ポット光の反射光の受光系でとらえて測定していたため
、測定対象の表面形状、性質、色彩等の影響を受は易く
、特に第７図に示す角継手のような形状では、受光量が
極端に変動するために安定した測定を行うことは困難で
あった。この問題を解決するために、受光素子のダイナ
ミックレンジを大きくとったり、投光レーザの強度をコ
ントロールする等の工夫がなされていたが、何れも角継
手部の形状を確実に検出できるものはなかた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、測定対象の表面形状、性質、色彩等の影
響を受は難くし、角継手のような形状でも安定かつ正確
に検出することのできる角継手の形状２１１％方法を提
案しようとするものであ（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の角継手の形状認識方
法は、固定された位置関係にある一対の投受光素子を備
えた三角測距方式の走査型距離センサを用いて角継手の
形状を検出する際に、継手を構成する２枚の板材の少な
くともどちらか一方の片側の表面と正対する位置に設け
られた第１の距離センサＡと、他方の片側の表面に正対
する位置に設けられた第２の距離センサＢとの検出デー
タを組合せて演算することにより、角継手部の形状デー
タを認識することを特徴とするものである。
するところは、測定対象の表面形状、性質、色彩等の影
響を受は難くし、角継手のような形状でも安定かつ正確
に検出することのできる角継手の形状２１１％方法を提
案しようとするものであ（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の角継手の形状認識方
法は、固定された位置関係にある一対の投受光素子を備
えた三角測距方式の走査型距離センサを用いて角継手の
形状を検出する際に、継手を構成する２枚の板材の少な
くともどちらか一方の片側の表面と正対する位置に設け
られた第１の距離センサＡと、他方の片側の表面に正対
する位置に設けられた第２の距離センサＢとの検出デー
タを組合せて演算することにより、角継手部の形状デー
タを認識することを特徴とするものである。
（作用）
上記のように角継手部の一方の片側表面に正対する位置
に投受光素子を設けたので、継手部からも安定した光量
が得られ、距離データも正確に算出できる。このような
投受光素子を他方の片側表面に正対させたので、角継手
部の隣接両片側面の距離データを演算することによって
、角継手部の形状ｍｓが可能となる。
に投受光素子を設けたので、継手部からも安定した光量
が得られ、距離データも正確に算出できる。このような
投受光素子を他方の片側表面に正対させたので、角継手
部の隣接両片側面の距離データを演算することによって
、角継手部の形状ｍｓが可能となる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図によって説
明する。
明する。
第１図に角継手部の形状と、溶接制御に必要な継手部の
寸法を示す０図において１および２は板材であり、この
板材１および２は一方の板材（ここでは１）の端面に他
方の板材２の後面側を密接させ、互いに直角方向に組合
せて角部を構成させたものである。そして、板材ｌと板
材２との角部には僅かな空間が生じてしまって「すき間
Ｊができている。Ｆｉ、材１の表面と板材２の端面との
くい違いを「段差」、板材１の表面の稜線と板材２０表
面の稜線との距離を「間隔」、板材２の端面の稜線で板
材ｌへ近接した方を「位置」と呼称している。
寸法を示す０図において１および２は板材であり、この
板材１および２は一方の板材（ここでは１）の端面に他
方の板材２の後面側を密接させ、互いに直角方向に組合
せて角部を構成させたものである。そして、板材ｌと板
材２との角部には僅かな空間が生じてしまって「すき間
Ｊができている。Ｆｉ、材１の表面と板材２の端面との
くい違いを「段差」、板材１の表面の稜線と板材２０表
面の稜線との距離を「間隔」、板材２の端面の稜線で板
材ｌへ近接した方を「位置」と呼称している。
これらの呼称のうちで「段差」と「すき間」の寸法デー
タは、溶接電流、フィラ供給量、トーナ姿勢等を決定す
るために用いるものであり、「間隔」、「位置」のデー
タはトーチ位置を決定するために用いられるものである
。
タは、溶接電流、フィラ供給量、トーナ姿勢等を決定す
るために用いるものであり、「間隔」、「位置」のデー
タはトーチ位置を決定するために用いられるものである
。
第２図は角継手部に対する投受光素子の配設位置を示す
ものである０図において板材ｌおよび２は互いに角継手
として直角方向に組合わされており、この直角方向の二
等分線の延長上でα位置におかれた場合（角継手に正対
する方向）は、板材１および２の表面部（斜線を設けた
部分）からの反射光は得難くなるため、角継手部の形状
データの検出は困難となる。
ものである０図において板材ｌおよび２は互いに角継手
として直角方向に組合わされており、この直角方向の二
等分線の延長上でα位置におかれた場合（角継手に正対
する方向）は、板材１および２の表面部（斜線を設けた
部分）からの反射光は得難くなるため、角継手部の形状
データの検出は困難となる。
したがって、角継手を構成する板材ｌの片側の表面と正
対する位置Ｔと、板材２の片側の表面と正対する位置β
とが反射光量上最適位置ということができる。
対する位置Ｔと、板材２の片側の表面と正対する位置β
とが反射光量上最適位置ということができる。
第３図は重ね継手、角継手の場合の検出ヘッドに得られ
る受光量と、算出されるデータＺとの関係を示したもの
である。第３図（ａｌに示す重ね継手のような形状の場
合は、光の照射方向に対して直角方向をＸとし、光の照
射方向をＺとすると、対象物の表面が検出へラドの投受
光部と正対する位置関係にあるため、走査範囲の全域に
わたり安定した受光量が得られる。したがって算出され
る距離データも形状に対応したものとなる。
る受光量と、算出されるデータＺとの関係を示したもの
である。第３図（ａｌに示す重ね継手のような形状の場
合は、光の照射方向に対して直角方向をＸとし、光の照
射方向をＺとすると、対象物の表面が検出へラドの投受
光部と正対する位置関係にあるため、走査範囲の全域に
わたり安定した受光量が得られる。したがって算出され
る距離データも形状に対応したものとなる。
第３図ｒｂ＞に示す角継手で前述した角継手に正対した
方向では、板材表面からの受光量が安定して得られない
ため、形状に対応した距離データが得られない。
方向では、板材表面からの受光量が安定して得られない
ため、形状に対応した距離データが得られない。
第３図（Ｃ）に示す角継手で少な（ともどちらか片側の
表面と正対する位置、すなわち図では板材２の表面に正
対しかつ継手部分をその走査領域に含む位置に検出へラ
ド３を設置することにより、板材１の表面からの反射光
はなくなり反射光量データと距離データは第５図（Ｃ）
の右側の図のように表われ、継手部からも安定した光量
が得られて距離データも正確に算出可能となり、形状デ
ータが検出できるようになる。
表面と正対する位置、すなわち図では板材２の表面に正
対しかつ継手部分をその走査領域に含む位置に検出へラ
ド３を設置することにより、板材１の表面からの反射光
はなくなり反射光量データと距離データは第５図（Ｃ）
の右側の図のように表われ、継手部からも安定した光量
が得られて距離データも正確に算出可能となり、形状デ
ータが検出できるようになる。
しかしながら、実際には′ｌ！４４図に示すように、継
手部の段差、すき間寸法の変動、断面形状等により、２
次反射や３次反射が発生したり、投光時の死角により反
射光量が得られない等の問題があり、反射光量データや
距離データは安定域と不安定域では図に示したように異
なる。この安定域は板材２の表面の検出時で、不安定域
は前記表面の端部を過ぎた時点である。したがって、受
光量が不安定になる点を検出することにより正対する板
材の端面位置を検出することができ、その位置での距離
データが板材端面の距離データを示すものとなる。
手部の段差、すき間寸法の変動、断面形状等により、２
次反射や３次反射が発生したり、投光時の死角により反
射光量が得られない等の問題があり、反射光量データや
距離データは安定域と不安定域では図に示したように異
なる。この安定域は板材２の表面の検出時で、不安定域
は前記表面の端部を過ぎた時点である。したがって、受
光量が不安定になる点を検出することにより正対する板
材の端面位置を検出することができ、その位置での距離
データが板材端面の距離データを示すものとなる。
この見地から、第５図に示すように、角継手を構成する
２枚の板材１と２の少なくとも一方の表面に正対する位
置に第１の距離センサＡを設置し、他方の表面に正対す
る位置に第２の距離センサＢを設置する。この２つの距
離センサＡおよびＢの設定位置座標は別の手段で測定し
ておけば、２つの距離センサＡおよびＢで各正対する板
材の端部の点ａおよびｂの座標は検出可能となる。そし
て得られた２つの点ａおよびｂの空間座標は、距離セン
サＡおよびＢの設定位置座標から容易に算出することが
できる。
２枚の板材１と２の少なくとも一方の表面に正対する位
置に第１の距離センサＡを設置し、他方の表面に正対す
る位置に第２の距離センサＢを設置する。この２つの距
離センサＡおよびＢの設定位置座標は別の手段で測定し
ておけば、２つの距離センサＡおよびＢで各正対する板
材の端部の点ａおよびｂの座標は検出可能となる。そし
て得られた２つの点ａおよびｂの空間座標は、距離セン
サＡおよびＢの設定位置座標から容易に算出することが
できる。
この２つの魚座［ａ、ｂにより継手部の形状データを算
出するが、この際、すき間寸法を求めるためには、あら
かじめ対象板材の板厚寸法を知っておけばよい、溶接の
場合、板材の板厚は当初設定されたものに限られること
が多いため、これにより本発明の実施がさまたげられる
ことはない。
出するが、この際、すき間寸法を求めるためには、あら
かじめ対象板材の板厚寸法を知っておけばよい、溶接の
場合、板材の板厚は当初設定されたものに限られること
が多いため、これにより本発明の実施がさまたげられる
ことはない。
（発明の効果）
以上説明したように本発明の角継手の形状認識方法は、
固定された位置関係にある一対の投受光素子を備えた三
角測距方式の走査型距離センサを用いて角継手の形状を
検出する際に、継手を構成する２枚の板材の少なくとも
どちらか一方の片側の表面と正対する位置に設けられた
第１の距離センサＡと、他方の片側の表面に正対する位
置に設けられた第２の距離センサＢとの検出データを組
合せて演夏することにより、角継手部の形状データを認
識するようにしたので、測定対象の表面形状、性賀、色
彩等の影響を受けることなく、角継手部のような形状で
も安定かつ正確に検出することができる利点がある。
固定された位置関係にある一対の投受光素子を備えた三
角測距方式の走査型距離センサを用いて角継手の形状を
検出する際に、継手を構成する２枚の板材の少なくとも
どちらか一方の片側の表面と正対する位置に設けられた
第１の距離センサＡと、他方の片側の表面に正対する位
置に設けられた第２の距離センサＢとの検出データを組
合せて演夏することにより、角継手部の形状データを認
識するようにしたので、測定対象の表面形状、性賀、色
彩等の影響を受けることなく、角継手部のような形状で
も安定かつ正確に検出することができる利点がある。
第１図は角継手部の要部の斜視図（第２図は角継手部を
検出する距離センサの配置図、第３図（→は重ね継手の
反射光量データと距離データ図、第３図（ｂ）は角継手
の角部に正対した検出位置での反射光量データと距離デ
ータ図、第３図（Ｃ）は角継手の一方の片側の表面に正
対した検出位置での反（光量データと距離データ図、第
４図は第３図（Ｃ）の詳細とこの反射光量データおよび
距離データ図、第５図は角継手の正対する位置に距離セ
ンサＡおよびＢを配した配置図、第６図は従来例の重ね
継手における形状検出の配置図、第７図は従来例の角継
手における形状検出の配置図である。 １．２・・・・板材 Ａ・・・・・・第１の距離センサ Ｂ・・・・・・第２の距離センサ
検出する距離センサの配置図、第３図（→は重ね継手の
反射光量データと距離データ図、第３図（ｂ）は角継手
の角部に正対した検出位置での反射光量データと距離デ
ータ図、第３図（Ｃ）は角継手の一方の片側の表面に正
対した検出位置での反（光量データと距離データ図、第
４図は第３図（Ｃ）の詳細とこの反射光量データおよび
距離データ図、第５図は角継手の正対する位置に距離セ
ンサＡおよびＢを配した配置図、第６図は従来例の重ね
継手における形状検出の配置図、第７図は従来例の角継
手における形状検出の配置図である。 １．２・・・・板材 Ａ・・・・・・第１の距離センサ Ｂ・・・・・・第２の距離センサ
Claims (1)
- 固定された位置関係にある一対の投受光素子を備えた三
角測距方式の走査型距離センサを用いて角継手の形状を
検出する際に、継手を構成する２枚の板材の少なくとも
どちらか一方の片側の表面と正対する位置に設けられた
第１の距離センサＡと、他方の片側の表面に正対する位
置に設けられた第２の距離センサＢとの検出データを組
合せて演算することにより、角継手部の形状データを認
識することを特徴とする角継手の形状認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16463190A JPH0679779B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 角継手の形状認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16463190A JPH0679779B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 角継手の形状認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455061A true JPH0455061A (ja) | 1992-02-21 |
| JPH0679779B2 JPH0679779B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=15796874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16463190A Expired - Lifetime JPH0679779B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 角継手の形状認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679779B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011099729A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Jfe Steel Corp | 表面形状測定装置および方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5649954B2 (ja) | 2007-04-02 | 2015-01-07 | メルク パテント ゲーエムベーハー | 光起電力セルとして構成される物品 |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP16463190A patent/JPH0679779B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011099729A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Jfe Steel Corp | 表面形状測定装置および方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0679779B2 (ja) | 1994-10-12 |
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