JPH07110213A - 継ぎ目測定法 - Google Patents
継ぎ目測定法Info
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- JPH07110213A JPH07110213A JP7495894A JP7495894A JPH07110213A JP H07110213 A JPH07110213 A JP H07110213A JP 7495894 A JP7495894 A JP 7495894A JP 7495894 A JP7495894 A JP 7495894A JP H07110213 A JPH07110213 A JP H07110213A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 8
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
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- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 継ぎ目追跡系で利用する継ぎ目測定法を提示
する。 【構成】 加工品の表面を継ぎ目のところで照明し、光
学系を介在させて面状の画像検出器で検出する。光軸に
斜めに帯状パターンを継ぎ目のところに投影する（光裁
断法）。顕著な突起が付いていない微細な継ぎ目の位置
でも自動的に測定するため、帯状パターンの投影を間欠
的に行う。投影期間中には帯の画像から光学系に関して
三次元の座標系で表面の位置を、また投影期間と投影期
間の間には表面の継ぎ目の位置をグレー評価法で求め
る。
する。 【構成】 加工品の表面を継ぎ目のところで照明し、光
学系を介在させて面状の画像検出器で検出する。光軸に
斜めに帯状パターンを継ぎ目のところに投影する（光裁
断法）。顕著な突起が付いていない微細な継ぎ目の位置
でも自動的に測定するため、帯状パターンの投影を間欠
的に行う。投影期間中には帯の画像から光学系に関して
三次元の座標系で表面の位置を、また投影期間と投影期
間の間には表面の継ぎ目の位置をグレー評価法で求め
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、加工品の表面を継ぎ
目のところで照明し、光学系を介在させて面状の画像検
出器で検出し、しかも光軸に斜めに帯状パターンを継ぎ
目のところに投影する（光裁断法）溶接追跡系で使用す
る継ぎ目測定法に関する。
目のところで照明し、光学系を介在させて面状の画像検
出器で検出し、しかも光軸に斜めに帯状パターンを継ぎ
目のところに投影する（光裁断法）溶接追跡系で使用す
る継ぎ目測定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法は、tm Techniches Messe
n, 51 (1894) 264 - 269 により周知である。そこで
は、自動溶接法の枠内で溶接継ぎ目の測定と検査が問題
にされている。溶接ヘッドは間隔や傾きに関して溶接継
ぎ目に狙いを定めて案内される。これには、溶接ヘッド
に固定され、溶接で移動する間にこのヘッドに先立って
案内されるセンサが設けてある。このセンサには光学系
と二次元、つまり面状の画像検出器がある。この検出器
によって、溶接品物の表面の可視領域部分が未だ溶接さ
れていない継ぎ目（継ぎ目部分）と共に光学的に検出さ
れる。光裁断法が溶接継ぎ目を測定するために使用され
る。その場合、センサ光学系の光軸に対して斜めに帯状
パターン（例えば４つの平行な帯で構成されているパタ
ーン）が表面の溶接領域に溶接継ぎ目に対してほぼ垂直
に投影される。継ぎ目が顕著な場合（例えば重なった継
ぎ目とＶ溝継ぎ目）には、継ぎ目を画像中で割れ目ない
しはずれた形にして帯の中で見ることができる。画像内
の継ぎ目の進み具合は帯の数に相当する数の点により求
まる。理想的な場合には直線の式が求まる。センサから
継ぎ目までの距離も画像情報により求まる。何故なら、
加工品の表面が軸方向に移動すると、画像で捕捉された
帯パターンも同じように一定の方向に移動するからであ
る。
n, 51 (1894) 264 - 269 により周知である。そこで
は、自動溶接法の枠内で溶接継ぎ目の測定と検査が問題
にされている。溶接ヘッドは間隔や傾きに関して溶接継
ぎ目に狙いを定めて案内される。これには、溶接ヘッド
に固定され、溶接で移動する間にこのヘッドに先立って
案内されるセンサが設けてある。このセンサには光学系
と二次元、つまり面状の画像検出器がある。この検出器
によって、溶接品物の表面の可視領域部分が未だ溶接さ
れていない継ぎ目（継ぎ目部分）と共に光学的に検出さ
れる。光裁断法が溶接継ぎ目を測定するために使用され
る。その場合、センサ光学系の光軸に対して斜めに帯状
パターン（例えば４つの平行な帯で構成されているパタ
ーン）が表面の溶接領域に溶接継ぎ目に対してほぼ垂直
に投影される。継ぎ目が顕著な場合（例えば重なった継
ぎ目とＶ溝継ぎ目）には、継ぎ目を画像中で割れ目ない
しはずれた形にして帯の中で見ることができる。画像内
の継ぎ目の進み具合は帯の数に相当する数の点により求
まる。理想的な場合には直線の式が求まる。センサから
継ぎ目までの距離も画像情報により求まる。何故なら、
加工品の表面が軸方向に移動すると、画像で捕捉された
帯パターンも同じように一定の方向に移動するからであ
る。
【０００３】この周知の方法の難点は、画像中で帯パタ
ーンの顕著な乱れとなるような溶接継ぎ目しか測定でき
ない点にある。これは実際に必ず生じる場合ではない。
例えばＩ継ぎ目の場合、溶接の縁部分が段差なしにある
いはＶ字状の接合部を形成して直接突き当たるので、画
像中に検出された投影帯に中断部分が生じない。同じ問
題は溶接で補修すべきヘヤー状の割れ目を追跡する場合
や、レーザービームを切断のために案内する細い溝線を
追跡する場合、継ぎ目に沿って接着剤を塗布する場合、
あるいはガラスの表面の微細な割れを調べる場合にも生
じる。
ーンの顕著な乱れとなるような溶接継ぎ目しか測定でき
ない点にある。これは実際に必ず生じる場合ではない。
例えばＩ継ぎ目の場合、溶接の縁部分が段差なしにある
いはＶ字状の接合部を形成して直接突き当たるので、画
像中に検出された投影帯に中断部分が生じない。同じ問
題は溶接で補修すべきヘヤー状の割れ目を追跡する場合
や、レーザービームを切断のために案内する細い溝線を
追跡する場合、継ぎ目に沿って接着剤を塗布する場合、
あるいはガラスの表面の微細な割れを調べる場合にも生
じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】それ故、この発明の課
題は、顕著な突起が付いていない微細な継ぎ目の位置で
も自動的に測定できる、冒頭に述べた種類の継ぎ目測定
法を提供することにある。
題は、顕著な突起が付いていない微細な継ぎ目の位置で
も自動的に測定できる、冒頭に述べた種類の継ぎ目測定
法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の継ぎ目測定法にあって、帯
状パターンの投影を間欠的に行い、投影期間中、帯の画
像から光学系に関して三次元の座標系で表面の位置を、
また投影期間と投影期間の間に表面の継ぎ目の位置をグ
レー評価法で求めることによって解決されている。
により、冒頭に述べた種類の継ぎ目測定法にあって、帯
状パターンの投影を間欠的に行い、投影期間中、帯の画
像から光学系に関して三次元の座標系で表面の位置を、
また投影期間と投影期間の間に表面の継ぎ目の位置をグ
レー評価法で求めることによって解決されている。
【０００６】
【実施例】従って、光裁断法とグレー評価が交互に使用
され、それぞれ異なった部分情報が得られるような、光
裁断法とグレー評価の組み合わせが提唱されている。光
裁断法により使用すべき、光軸に対して斜めにした加工
品の表面上への帯パターンの投影は、この発明によりも
はや連続的でなく、間欠的に利用できる。周期的に発生
する中断によって互いに分離した投影期間の間に、その
都度、加工品の表面の位置状況が、例えばセンサ光学系
に関連する基準座標系に関する対物空間で決定される。
その場合、この位置状況はセンサ光学系の光軸方向の間
隔と、光軸に垂直で難いに回転する二つの他の軸周りの
回転に関連した、光軸に対する表面法線の傾きとを含
む。このように規定された直行座標系の原点は、センサ
光学系に関して、例えば求めるべき加工品の表面の公称
間隔を与える程度に光軸の方向に移動する。二つの他の
軸は、加工品の表面の公称位置状況に相当する平面を規
定する。
され、それぞれ異なった部分情報が得られるような、光
裁断法とグレー評価の組み合わせが提唱されている。光
裁断法により使用すべき、光軸に対して斜めにした加工
品の表面上への帯パターンの投影は、この発明によりも
はや連続的でなく、間欠的に利用できる。周期的に発生
する中断によって互いに分離した投影期間の間に、その
都度、加工品の表面の位置状況が、例えばセンサ光学系
に関連する基準座標系に関する対物空間で決定される。
その場合、この位置状況はセンサ光学系の光軸方向の間
隔と、光軸に垂直で難いに回転する二つの他の軸周りの
回転に関連した、光軸に対する表面法線の傾きとを含
む。このように規定された直行座標系の原点は、センサ
光学系に関して、例えば求めるべき加工品の表面の公称
間隔を与える程度に光軸の方向に移動する。二つの他の
軸は、加工品の表面の公称位置状況に相当する平面を規
定する。
【０００７】上で説明したように細い継ぎ目は光裁断法
で測定できないので、この発明によれば、投影期間と投
影期間の間に純然たるグレー評価によって継ぎ目の測定
が行われる。もちろん、この場合、継ぎ目が画像内で少
なくとも目視できることが前提となる。面状の画像検出
器としは、好ましくは二次元ＣＣＤアレーを使用する。
つまり、周知の画像評価法により、画像面の二次元座標
系で継ぎ目の位置が点状に決定できる。先行する、ある
いは後続する投影期間の間に、三次元の物体空間内の加
工品の表面の位置が前記座標系に関して決定されるの
で、中間で切り換わるグレー評価により一義的な対応に
基づき継ぎ目の空間位置がこの基準系でも同じように求
まる。
で測定できないので、この発明によれば、投影期間と投
影期間の間に純然たるグレー評価によって継ぎ目の測定
が行われる。もちろん、この場合、継ぎ目が画像内で少
なくとも目視できることが前提となる。面状の画像検出
器としは、好ましくは二次元ＣＣＤアレーを使用する。
つまり、周知の画像評価法により、画像面の二次元座標
系で継ぎ目の位置が点状に決定できる。先行する、ある
いは後続する投影期間の間に、三次元の物体空間内の加
工品の表面の位置が前記座標系に関して決定されるの
で、中間で切り換わるグレー評価により一義的な対応に
基づき継ぎ目の空間位置がこの基準系でも同じように求
まる。
【０００８】溶接継ぎ目の接合幾何学形状をグレー評価
法で検出することはそれ自体周知である（DVS 報告、第
94 巻 (1085),第 44 〜 57 頁、特に第４５頁を参
照）。これによれば、溶接継ぎ目はフォトダイオードを
有するセンサを使用する入射光反射法で走査される。そ
の場合、二値画像が生じ、しきい値により接合部が暗い
状態として点状に検知される。しかし、ここに掲げた特
別な問題を解決するため、上記刊行物に代わりの物とし
て記載された光裁断法をグレー評価法と組み合わせる事
実はどこにも提示されていない。更に、この発明によれ
ば、二次元グレー評価を行うので、どの時点でも、継ぎ
目全体の位置状況を少なくとも或る長さにわたって三次
元物体空間内で突き止めることができるが、既に述べた
周知のグレー評価法はどの時点でもただ継ぎ目の一点し
か突き止めることができない。
法で検出することはそれ自体周知である（DVS 報告、第
94 巻 (1085),第 44 〜 57 頁、特に第４５頁を参
照）。これによれば、溶接継ぎ目はフォトダイオードを
有するセンサを使用する入射光反射法で走査される。そ
の場合、二値画像が生じ、しきい値により接合部が暗い
状態として点状に検知される。しかし、ここに掲げた特
別な問題を解決するため、上記刊行物に代わりの物とし
て記載された光裁断法をグレー評価法と組み合わせる事
実はどこにも提示されていない。更に、この発明によれ
ば、二次元グレー評価を行うので、どの時点でも、継ぎ
目全体の位置状況を少なくとも或る長さにわたって三次
元物体空間内で突き止めることができるが、既に述べた
周知のグレー評価法はどの時点でもただ継ぎ目の一点し
か突き止めることができない。
【０００９】投影期間中には、加工品の表面の位置状況
は三次元物体空間内で簡単な幾何学状況により以下のよ
うに求めることができる。二次元画像系の帯状画像の位
置は加工品の表面の求めるべき基準ないしは公称位置に
対して正確に知られている。投影が斜めであるため、軸
方向距離が移動する場合、帯状パターンは画像中で一定
の方向に移動する。この方向は光学系あるいはセンサの
光軸と投影方向によって決まる平面で像面を切断して与
えられる。この場合、同時に帯の間隔が一定の方法で変
わる。この帯の移動と間隔の変化から、装置の幾何学関
係と光学系のパラメータを計算に入れた簡単で適当なア
ルゴリズムにより、加工品の表面が公称間隔から移動し
た程度が求まる。加工品の表面を光軸と投影方向に垂直
な軸の周りに傾けると、結像された帯の間隔が互いに一
定で一般的に非線形に変わり、投影装置の近くにある帯
がより近くに接近したり、離れている帯が更に離れたり
する。同様に、帯の長さも短くなったり長くなったりす
る。光軸に垂直に向き、光軸と投影方向によって与えら
れる面内にある軸の周りで加工品の表面を傾けると、結
像された帯は一定の方法で扇状に広がり、帯の端部がセ
ンサ光学系の方に傾く側で互いに接近し、他方の側で互
いに離れる。
は三次元物体空間内で簡単な幾何学状況により以下のよ
うに求めることができる。二次元画像系の帯状画像の位
置は加工品の表面の求めるべき基準ないしは公称位置に
対して正確に知られている。投影が斜めであるため、軸
方向距離が移動する場合、帯状パターンは画像中で一定
の方向に移動する。この方向は光学系あるいはセンサの
光軸と投影方向によって決まる平面で像面を切断して与
えられる。この場合、同時に帯の間隔が一定の方法で変
わる。この帯の移動と間隔の変化から、装置の幾何学関
係と光学系のパラメータを計算に入れた簡単で適当なア
ルゴリズムにより、加工品の表面が公称間隔から移動し
た程度が求まる。加工品の表面を光軸と投影方向に垂直
な軸の周りに傾けると、結像された帯の間隔が互いに一
定で一般的に非線形に変わり、投影装置の近くにある帯
がより近くに接近したり、離れている帯が更に離れたり
する。同様に、帯の長さも短くなったり長くなったりす
る。光軸に垂直に向き、光軸と投影方向によって与えら
れる面内にある軸の周りで加工品の表面を傾けると、結
像された帯は一定の方法で扇状に広がり、帯の端部がセ
ンサ光学系の方に傾く側で互いに接近し、他方の側で互
いに離れる。
【００１０】この発明による方法を実行するには、投影
期間中に少なくとも３つ（例えば４つ）の帯を加工品の
表面に投影する必要がある。これ等の帯は評価を簡単に
するため平行であるべきであるが、これに限定する必要
はない。
期間中に少なくとも３つ（例えば４つ）の帯を加工品の
表面に投影する必要がある。これ等の帯は評価を簡単に
するため平行であるべきであるが、これに限定する必要
はない。
【００１１】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明による
継ぎ目測定法により、顕著な突起が付いていない微細な
継ぎ目の位置でも自動的に測定できる。
継ぎ目測定法により、顕著な突起が付いていない微細な
継ぎ目の位置でも自動的に測定できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルドルフ・プフェファーレ ドイツ連邦共和国、87499 ヴイルトポル トスリート、ウンターレーグ、103
Claims (1)
- 【請求項１】 加工品の表面を継ぎ目のところで照明
し、光学系を介在させて面状の画像検出器で検出し、し
かも光軸に斜めに帯状パターンを継ぎ目のところに投影
する（光裁断法）溶接追跡系で使用する継ぎ目測定法に
おいて、帯状パターンの投影を間欠的に行い、投影期間
中、帯の画像から光学系に関して三次元の座標系で表面
の位置を、また投影期間と投影期間の間に表面の継ぎ目
の位置をグレー評価法で求めることを特徴とする継ぎ目
測定法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4312241:8 | 1993-04-15 | ||
| DE19934312241 DE4312241A1 (de) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | Verfahren zur Nahtvermessung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07110213A true JPH07110213A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=6485489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7495894A Withdrawn JPH07110213A (ja) | 1993-04-15 | 1994-04-13 | 継ぎ目測定法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07110213A (ja) |
| DE (1) | DE4312241A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005508759A (ja) * | 2001-11-15 | 2005-04-07 | エルパトローニク アクチエンゲゼルシヤフト | ワークの接合箇所を評価するための方法および装置 |
| CN112964176A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 湖南大学 | 一种视觉定位系统 |
| CN114354618A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-15 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种焊缝检测的方法及装置 |
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|---|---|---|---|---|
| DE19505832C2 (de) * | 1995-02-21 | 1996-12-05 | Thyssen Stahl Ag | Optische Prüfeinrichtung zur Online-Bewertung von Schweiß- oder Lötnähten |
| DE59608130D1 (de) * | 1995-10-06 | 2001-12-13 | Elpatronic Ag Bergdietikon | Verfahren zum Kontrollieren und Positionieren eines Strahls zum Bearbeiten von Werkstücken |
| DE19545713C2 (de) * | 1995-12-07 | 1999-05-12 | Thyssen Stahl Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Stumpfschweißen zweier Bleche oder Bänder |
| DE20112660U1 (de) | 2001-08-02 | 2001-11-15 | Krupp Drauz Ingenieurbetrieb GmbH, 09337 Hohenstein-Ernstthal | Vorrichtung zur Nachbearbeitung der Nahtkanten von patch-work-Blechen für Kraftfahrzeugkarosserien |
| DE102004001605A1 (de) * | 2004-01-09 | 2005-08-04 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Prüfung von Fügegeometrien |
| KR101362006B1 (ko) * | 2005-11-14 | 2014-02-11 | 프리시텍 비전 게엠베하 운트 코. 카게 | 피가공물의 접합부 평가를 위한 방법 및 장치 |
| US8208135B2 (en) | 2006-09-06 | 2012-06-26 | Precitec Vision Gmbh & Co. Kg | Method and device for the optical assessment of welding quality during welding |
| AT505004B1 (de) | 2007-07-23 | 2008-10-15 | Gruenberger Thomas Dr | Verfahren und einrichtung zur einstellung einer bearbeitungsposition |
| CN109272544B (zh) * | 2018-10-22 | 2020-09-08 | 湖北文理学院 | 管道全位置焊缝的结构光三维测量模型和图像处理方法 |
| DE102020133791A1 (de) | 2020-12-16 | 2022-06-23 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung geschweißter Bauteile |
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| DE3235307A1 (de) * | 1981-11-07 | 1984-03-29 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren und vorrichtung zur erkennung und verarbeitung von zeichen und/oder vorgegebenen optischen details |
| US4974261A (en) * | 1988-11-15 | 1990-11-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Optical surface inspection method |
| DE4129796A1 (de) * | 1990-03-09 | 1993-04-01 | Zeiss Carl Fa | Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen vermessung von objektoberflaechen |
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-
1993
- 1993-04-15 DE DE19934312241 patent/DE4312241A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-04-13 JP JP7495894A patent/JPH07110213A/ja not_active Withdrawn
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| CN112964176A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 湖南大学 | 一种视觉定位系统 |
| CN114354618A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-15 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种焊缝检测的方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4312241A1 (de) | 1994-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |