JPH0545122A - 自動溶接装置の溶接線検出方法 - Google Patents
自動溶接装置の溶接線検出方法Info
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- JPH0545122A JPH0545122A JP20274991A JP20274991A JPH0545122A JP H0545122 A JPH0545122 A JP H0545122A JP 20274991 A JP20274991 A JP 20274991A JP 20274991 A JP20274991 A JP 20274991A JP H0545122 A JPH0545122 A JP H0545122A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ルートギャップ零の薄板の突き合せ溶接にお
いても確実に溶接線を検出することのできる自動溶接装
置の溶接線検出方法を提供する。 【構成】 通常時には投光器15から発っせられたスリ
ット状のレーザ光Lを、溶接線WLを横切る状態で溶接
部位に照射し、溶接部位からの反射光をセンサ17が受
光してその明度の違いを制御部が判別することにより溶
接線WLを検出する。そして、薄板のルートギャップ零
の突き合わせ溶接の場合のように溶接熱による母材Wの
変形が相対的に大きくなり、この変形による明暗の差と
溶接線WLを横切ることによる明暗の差との判別ができ
なくなって溶接線WLの検出が困難な場合には、センサ
17を溶接部位に近づけることにより分解能を高める。
いても確実に溶接線を検出することのできる自動溶接装
置の溶接線検出方法を提供する。 【構成】 通常時には投光器15から発っせられたスリ
ット状のレーザ光Lを、溶接線WLを横切る状態で溶接
部位に照射し、溶接部位からの反射光をセンサ17が受
光してその明度の違いを制御部が判別することにより溶
接線WLを検出する。そして、薄板のルートギャップ零
の突き合わせ溶接の場合のように溶接熱による母材Wの
変形が相対的に大きくなり、この変形による明暗の差と
溶接線WLを横切ることによる明暗の差との判別ができ
なくなって溶接線WLの検出が困難な場合には、センサ
17を溶接部位に近づけることにより分解能を高める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は自動溶接装置の溶接線
検出方法に係り、特に薄板のルートギャップ零の突き合
せ溶接における溶接線の検出に好適な自動溶接装置の溶
接線検出方法に関するものである。
検出方法に係り、特に薄板のルートギャップ零の突き合
せ溶接における溶接線の検出に好適な自動溶接装置の溶
接線検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アーク溶接の作業はスポット溶接と異な
って、本来、溶接工といわれる長年の経験と実績に裏付
けられた熟練労働者によって行われる作業分野にあり、
素人が若干の練習をつんだ程度では到底達成し得ない高
度な作業である。したがって、溶接ロボットにより自動
溶接を行う際にも当然このような高度な溶接工の技量を
実現し得るに十分な機能が要求されてくる。
って、本来、溶接工といわれる長年の経験と実績に裏付
けられた熟練労働者によって行われる作業分野にあり、
素人が若干の練習をつんだ程度では到底達成し得ない高
度な作業である。したがって、溶接ロボットにより自動
溶接を行う際にも当然このような高度な溶接工の技量を
実現し得るに十分な機能が要求されてくる。
【0003】その最も基本的な機能の一つとして、溶接
線を検出する機能がある。特にルートギャップが零の突
き合わせ溶接における溶接線を検出する方法としては、
従来よりスリット状のレーザ光を溶接線上に照射して、
その反射光の明度分布をCCD(charge coupled devic
e) カメラで判別して溶接線を検出する方法がある。こ
の方法では、母材を切断した際に切断部に生ずる微小変
形に起因して反射強度が低下するためCCDカメラが
『暗』部を検出し、この暗部信号を受信した制御部が溶
接線を検出する。このため、ルートギャップが零でも溶
接線の検出が可能と言われている。
線を検出する機能がある。特にルートギャップが零の突
き合わせ溶接における溶接線を検出する方法としては、
従来よりスリット状のレーザ光を溶接線上に照射して、
その反射光の明度分布をCCD(charge coupled devic
e) カメラで判別して溶接線を検出する方法がある。こ
の方法では、母材を切断した際に切断部に生ずる微小変
形に起因して反射強度が低下するためCCDカメラが
『暗』部を検出し、この暗部信号を受信した制御部が溶
接線を検出する。このため、ルートギャップが零でも溶
接線の検出が可能と言われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、薄板の場合には母材切断部
に生ずる微小変形自体が小さいため、溶接中の母材の変
動や変形による『暗』部と区別できなくなって溶接線を
見失ってしまうおそれがある。
うな従来の技術にあっては、薄板の場合には母材切断部
に生ずる微小変形自体が小さいため、溶接中の母材の変
動や変形による『暗』部と区別できなくなって溶接線を
見失ってしまうおそれがある。
【0005】この発明は、このような従来の技術に着目
してなされたものであり、ルートギャップ零の薄板の突
き合せ溶接においても確実に溶接線を検出することので
きる自動溶接装置の溶接線検出方法を提供するものであ
る。
してなされたものであり、ルートギャップ零の薄板の突
き合せ溶接においても確実に溶接線を検出することので
きる自動溶接装置の溶接線検出方法を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る自動溶接
装置の溶接線検出方法は、投光器から発っせられたスリ
ット状の光を溶接部位に照射し、この溶接部位からの反
射光をセンサが受光すると共にこのセンサからの明暗信
号により制御部が溶接線を判別する自動溶接装置の溶接
線検出方法において、前記制御部が溶接線を判別できな
い場合には、前記センサを溶接部位に近づけることによ
り分解能を高めるという手法を採っている。
装置の溶接線検出方法は、投光器から発っせられたスリ
ット状の光を溶接部位に照射し、この溶接部位からの反
射光をセンサが受光すると共にこのセンサからの明暗信
号により制御部が溶接線を判別する自動溶接装置の溶接
線検出方法において、前記制御部が溶接線を判別できな
い場合には、前記センサを溶接部位に近づけることによ
り分解能を高めるという手法を採っている。
【0007】
【作用】この発明に係る自動溶接装置の溶接線検出方法
によれば、通常時には投光器から発っせられたスリット
状のレーザ光を溶接線を横切る状態で溶接部位に照射
し、溶接部位からの反射光をセンサが受光してその明度
の違いを制御部が判別することにより溶接線を検出す
る。そして、薄板のルートギャップ零の突き合わせ溶接
の場合のように溶接熱による母材の変形が相対的に大き
くなり、この変形による明暗の差と溶接線を横切ること
による明暗の差との判別ができなくなって溶接線の検出
が困難な場合には、センサを溶接部位に近づけることに
より分解能を高める。
によれば、通常時には投光器から発っせられたスリット
状のレーザ光を溶接線を横切る状態で溶接部位に照射
し、溶接部位からの反射光をセンサが受光してその明度
の違いを制御部が判別することにより溶接線を検出す
る。そして、薄板のルートギャップ零の突き合わせ溶接
の場合のように溶接熱による母材の変形が相対的に大き
くなり、この変形による明暗の差と溶接線を横切ること
による明暗の差との判別ができなくなって溶接線の検出
が困難な場合には、センサを溶接部位に近づけることに
より分解能を高める。
【0008】
【実施例】以下この発明の好適な一実施例を図1〜図4
に基づいて説明する。図2を参照するに、溶接ロボット
1を用いた自動溶接装置は、溶接ロボット1の他に、セ
ンサコントローラ(制御部)3、ロボットコントローラ
(制御部)5、溶接電源7から構成されている。
に基づいて説明する。図2を参照するに、溶接ロボット
1を用いた自動溶接装置は、溶接ロボット1の他に、セ
ンサコントローラ(制御部)3、ロボットコントローラ
(制御部)5、溶接電源7から構成されている。
【0009】溶接ロボット1は、図3も併せて参照する
に、すでに公知のもので通常6軸に回動制御でき、自由
に移動できるアーム9の先端にトーチ11と溶接線WL
を検出するための検出部13を備えている。この検出部
13は、図4に示されているように、スリット状のレー
ザ光Lを溶接部位に発する半導体レーザ(投光器)15
と、溶接部位における前記レーザ光Lの反射光を受光す
るCCDカメラ(センサ)17から構成されている。こ
こで、このCCDカメラ17はCCDカメラ本体19と
その下方に設けられているレンズ21から成るものであ
る。そして、このCCDカメラ本体19は、その上側に
設けられているエアシリンダ23により上下移動が可能
となっている。すなわち、CCDカメラ17は通常時で
は図中AR1で示される範囲内を検知することができる
が、CCDカメラ本体19を下方へ下げることにより狭
い範囲AR2内を検知することとなる。これは、検知す
る範囲を狭くして分解能を高めるためである。
に、すでに公知のもので通常6軸に回動制御でき、自由
に移動できるアーム9の先端にトーチ11と溶接線WL
を検出するための検出部13を備えている。この検出部
13は、図4に示されているように、スリット状のレー
ザ光Lを溶接部位に発する半導体レーザ(投光器)15
と、溶接部位における前記レーザ光Lの反射光を受光す
るCCDカメラ(センサ)17から構成されている。こ
こで、このCCDカメラ17はCCDカメラ本体19と
その下方に設けられているレンズ21から成るものであ
る。そして、このCCDカメラ本体19は、その上側に
設けられているエアシリンダ23により上下移動が可能
となっている。すなわち、CCDカメラ17は通常時で
は図中AR1で示される範囲内を検知することができる
が、CCDカメラ本体19を下方へ下げることにより狭
い範囲AR2内を検知することとなる。これは、検知す
る範囲を狭くして分解能を高めるためである。
【0010】この検出部13では、半導体レーザ15か
ら発っせられたスリット状のレーザ光Lは溶接線WLを
跨いだ状態で溶接部位の母材W表面に照射され、その反
射光がレンズ21を通してCCDカメラ本体19に受光
され、溶接部位の明暗信号がCCDカメラ本体19から
センサコントローラ3に発っせられることになる。
ら発っせられたスリット状のレーザ光Lは溶接線WLを
跨いだ状態で溶接部位の母材W表面に照射され、その反
射光がレンズ21を通してCCDカメラ本体19に受光
され、溶接部位の明暗信号がCCDカメラ本体19から
センサコントローラ3に発っせられることになる。
【0011】センサコントローラ3は、CCDカメラ本
体19からの明暗信号を受信してその明暗の差から溶接
線WLの位置を検出する。つまり、溶接線WL位置にお
いては照射されたレーザ光が乱反射して『暗』となるの
で、この部位を溶接線WLと判断する。そして、溶接線
WLの位置を座標データとしてロボットコントローラ5
に発する。このロボットコントローラ5は得られた座標
データをロボット座標系に変換すると共にこの座標デー
タを溶接ロボット1に伝達し、これに従って溶接ロボッ
ト1はアーム9を移動させて与えられた座標位置にトー
チ11を正確に配置して溶接作業を行う。
体19からの明暗信号を受信してその明暗の差から溶接
線WLの位置を検出する。つまり、溶接線WL位置にお
いては照射されたレーザ光が乱反射して『暗』となるの
で、この部位を溶接線WLと判断する。そして、溶接線
WLの位置を座標データとしてロボットコントローラ5
に発する。このロボットコントローラ5は得られた座標
データをロボット座標系に変換すると共にこの座標デー
タを溶接ロボット1に伝達し、これに従って溶接ロボッ
ト1はアーム9を移動させて与えられた座標位置にトー
チ11を正確に配置して溶接作業を行う。
【0012】次に、ロボットコントローラ5の制御内容
を図1のフローチャートを基にして説明する。先ず、溶
接線WLの終端部P1の座標を認識させる(図1中S1
ステップ)。続いて、溶接線WLの始端部P2の座標を
認識させる(S2ステップ)。これら入力された終端部
P1及び始端部P2の座標から溶接線WLを算出する
(S3ステップ)。そして、溶接ロボット1に命じて始
端部P2から溶接を開始する(S4ステップ)。溶接ロ
ボット1はS3ステップで算出した溶接線WLに沿って
始端部P2から終端部P1に向かって溶接を進める(S
5ステップ)が、検出部13はこの溶接作業中常に溶接
線WLの確認を行っている(S6ステップ)。そして、
溶接線WLが認識されている場合は確認された溶接線W
Lの座標位置と実際に溶接を行っている座標位置との誤
差を求め(S7ステップ)、誤差が許容範囲内にあるか
否かを判断して(S8ステップ)、許容範囲内にある場
合には溶接作業を続行して終端部P1に達したか否かを
判断する(S9ステップ)。そして、終端部P1に達し
たら溶接作業を終了する(S10ステップ)が、まだ終
端部P1に達していない場合にはS5ステップに戻って
終端部P1に達するまでS5ステップ〜S9ステップを
繰り返す。この間、S6ステップにおいて溶接線WLの
確認ができない場合には、エアシリンダ23により検出
部13のCCDカメラ本体19を溶接部位に近づけて分
解能を高めることにより観測部位を拡大して溶接線WL
の確認を図り(S11ステップ)、S6ステップに戻っ
て溶接線WLが認識されるとS7ステップへ移行する。
また、S8ステップにおいて、誤差が許容範囲を越えた
場合には、検出された溶接線WLの座標をロボット座標
系に変換し(S12ステップ)、その座標位置にトーチ
11を配置する(S13ステップ)。そして、S9ステ
ップに戻って終端部P1に達するまで溶接作業を繰り返
し続行する。
を図1のフローチャートを基にして説明する。先ず、溶
接線WLの終端部P1の座標を認識させる(図1中S1
ステップ)。続いて、溶接線WLの始端部P2の座標を
認識させる(S2ステップ)。これら入力された終端部
P1及び始端部P2の座標から溶接線WLを算出する
(S3ステップ)。そして、溶接ロボット1に命じて始
端部P2から溶接を開始する(S4ステップ)。溶接ロ
ボット1はS3ステップで算出した溶接線WLに沿って
始端部P2から終端部P1に向かって溶接を進める(S
5ステップ)が、検出部13はこの溶接作業中常に溶接
線WLの確認を行っている(S6ステップ)。そして、
溶接線WLが認識されている場合は確認された溶接線W
Lの座標位置と実際に溶接を行っている座標位置との誤
差を求め(S7ステップ)、誤差が許容範囲内にあるか
否かを判断して(S8ステップ)、許容範囲内にある場
合には溶接作業を続行して終端部P1に達したか否かを
判断する(S9ステップ)。そして、終端部P1に達し
たら溶接作業を終了する(S10ステップ)が、まだ終
端部P1に達していない場合にはS5ステップに戻って
終端部P1に達するまでS5ステップ〜S9ステップを
繰り返す。この間、S6ステップにおいて溶接線WLの
確認ができない場合には、エアシリンダ23により検出
部13のCCDカメラ本体19を溶接部位に近づけて分
解能を高めることにより観測部位を拡大して溶接線WL
の確認を図り(S11ステップ)、S6ステップに戻っ
て溶接線WLが認識されるとS7ステップへ移行する。
また、S8ステップにおいて、誤差が許容範囲を越えた
場合には、検出された溶接線WLの座標をロボット座標
系に変換し(S12ステップ)、その座標位置にトーチ
11を配置する(S13ステップ)。そして、S9ステ
ップに戻って終端部P1に達するまで溶接作業を繰り返
し続行する。
【0013】このように、溶接作業中は常に溶接線WL
を確認しながら溶接作業を行うため、正確な位置を溶接
することができる。そして、母材Wが溶接熱により変動
・変形して溶接線WLの確認ができない場合には、検出
部13のCCDカメラ本体19をエアシリンダ23によ
り下げて溶接部位に近づけ、分解能を高めるようにした
ため薄板のルートギャップ零の突き合せ溶接においても
溶接線WLを確実に検出することができる。また、レー
ザ切断のように切断部における微小変形が小さな切断面
を有する母材Wの突き合わせ溶接においても溶接線WL
の検出ができるので、溶接機能が向上する。さらに、溶
接線WLの終端部P1と始端部P2の認識のみ行えば良
いため、従来と同様に簡単なティーチングで正常な溶接
が可能である。
を確認しながら溶接作業を行うため、正確な位置を溶接
することができる。そして、母材Wが溶接熱により変動
・変形して溶接線WLの確認ができない場合には、検出
部13のCCDカメラ本体19をエアシリンダ23によ
り下げて溶接部位に近づけ、分解能を高めるようにした
ため薄板のルートギャップ零の突き合せ溶接においても
溶接線WLを確実に検出することができる。また、レー
ザ切断のように切断部における微小変形が小さな切断面
を有する母材Wの突き合わせ溶接においても溶接線WL
の検出ができるので、溶接機能が向上する。さらに、溶
接線WLの終端部P1と始端部P2の認識のみ行えば良
いため、従来と同様に簡単なティーチングで正常な溶接
が可能である。
【0014】尚、上記実施例においては、CCDカメラ
本体19をエアシリンダ23により上下移動して溶接部
位に近づけたが、上下移動手段はエアシリンダ23に限
らず例えば機械式の手段等どのような手段を用いても良
い。また、CCDカメラ本体19を上下移動させること
により分解能を高めたが、これに限らずレンズ21を上
下移動させることにより分解能を高めるようにしても良
い。
本体19をエアシリンダ23により上下移動して溶接部
位に近づけたが、上下移動手段はエアシリンダ23に限
らず例えば機械式の手段等どのような手段を用いても良
い。また、CCDカメラ本体19を上下移動させること
により分解能を高めたが、これに限らずレンズ21を上
下移動させることにより分解能を高めるようにしても良
い。
【0015】
【発明の効果】この発明に係る自動溶接装置の溶接線検
出方法は以上説明したような構成のものであり、溶接作
業中は常に溶接線を確認しながら溶接作業を行うため、
正確な位置を溶接することができる。そして、溶接熱に
よる母材の変形が相対的に大きくなり、この変形による
明暗の差と溶接線を横切ることによる明暗の差との判別
ができなくなって溶接線の検出が困難な場合には、セン
サを溶接部位に近づけることによりセンサの分解能を高
める。これにより、ルートギャップ零の薄板の突き合せ
溶接においても確実に溶接線を検出することができる。
出方法は以上説明したような構成のものであり、溶接作
業中は常に溶接線を確認しながら溶接作業を行うため、
正確な位置を溶接することができる。そして、溶接熱に
よる母材の変形が相対的に大きくなり、この変形による
明暗の差と溶接線を横切ることによる明暗の差との判別
ができなくなって溶接線の検出が困難な場合には、セン
サを溶接部位に近づけることによりセンサの分解能を高
める。これにより、ルートギャップ零の薄板の突き合せ
溶接においても確実に溶接線を検出することができる。
【図1】本発明に係る自動溶接装置の溶接線検出方法を
用いた自動溶接装置におけるロボットコントローラの制
御内容を示すフローチャートである。
用いた自動溶接装置におけるロボットコントローラの制
御内容を示すフローチャートである。
【図2】本発明に係る自動溶接装置の溶接線検出方法を
用いた自動溶接装置の全体構成を示す説明図である。
用いた自動溶接装置の全体構成を示す説明図である。
【図3】溶接ロボットのアームの先端に設けられている
トーチ及び検出部を示す説明図である。
トーチ及び検出部を示す説明図である。
【図4】本発明に係る自動溶接装置の溶接線検出方法を
実施するための検出部の主な構成を示す説明図である。
実施するための検出部の主な構成を示す説明図である。
3 センサコントローラ(制御部) 5 ロボットコントローラ(制御部) 15 半導体レーザ(投光器) 17 CCDカメラ(センサ) WL 溶接線 L レーザ光
Claims (1)
- 【請求項1】 投光器から発っせられたスリット状の光
を溶接部位に照射し、この溶接部位からの反射光をセン
サが受光すると共にこのセンサからの明暗信号により制
御部が溶接線を判別する自動溶接装置の溶接線検出方法
において、 前記制御部が溶接線を判別できない場合には、前記セン
サを溶接部位に近づけることにより分解能を高めたこと
を特徴とする自動溶接装置の溶接線検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20274991A JPH0545122A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 自動溶接装置の溶接線検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20274991A JPH0545122A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 自動溶接装置の溶接線検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545122A true JPH0545122A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16462530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20274991A Pending JPH0545122A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 自動溶接装置の溶接線検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0545122A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104002021A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-27 | 哈尔滨工业大学 | 用于多层多道焊道自动识别与跟踪的装置 |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP20274991A patent/JPH0545122A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104002021A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-27 | 哈尔滨工业大学 | 用于多层多道焊道自动识别与跟踪的装置 |
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