JPH085350A - 溶接開先位置及び形状の測定方法 - Google Patents
溶接開先位置及び形状の測定方法Info
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- JPH085350A JPH085350A JP6163299A JP16329994A JPH085350A JP H085350 A JPH085350 A JP H085350A JP 6163299 A JP6163299 A JP 6163299A JP 16329994 A JP16329994 A JP 16329994A JP H085350 A JPH085350 A JP H085350A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】スリット光照射を併用したイメージセンサの適
用が困難なグラインダ仕上げされた表面状態を有する開
先であっても、イメージセンサにより開先位置及び開先
形状（開先幅、ルートギャップ、目違い、開先角度等）
の測定を安定して高精度で行なえる溶接開先位置及び形
状の測定方法の提供を目的としている。 【構成】溶接母材が形成する開先にスリット光を照射
し、該開先表面からの反射光を撮影し、得られたスリッ
ト画像を画像処理する溶接開先位置及び形状の測定方法
である。
用が困難なグラインダ仕上げされた表面状態を有する開
先であっても、イメージセンサにより開先位置及び開先
形状（開先幅、ルートギャップ、目違い、開先角度等）
の測定を安定して高精度で行なえる溶接開先位置及び形
状の測定方法の提供を目的としている。 【構成】溶接母材が形成する開先にスリット光を照射
し、該開先表面からの反射光を撮影し、得られたスリッ
ト画像を画像処理する溶接開先位置及び形状の測定方法
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼材の自動溶接に関
し、詳しくは溶接を施す所謂開先部の形状を迅速且つ自
動的に測定する方法に係るものである。
し、詳しくは溶接を施す所謂開先部の形状を迅速且つ自
動的に測定する方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】別々の鋼材を突合わせて溶接し一体とな
す場合、その突合わせ部は通常Ｖ、ＫあるいはＩ形状等
をしており、開先部（以下、開先という）と称する。Ｖ
形状の開先例で説明すると、それは、図１５（ａ）及び
（ｂ）に示すように、開先幅１、開先深さ２、開先角度
３、目違い４、４’と呼ばれる部位からなり、この他に
鋼材同士の所謂ルートフェイス５という接合面、ルート
ギャップ６という接合面の隙間がある。そして、近年の
ロボットによる自動溶接の普及に供ない、その上記開先
位置及び形状をいち早く確実に知ることが、自動溶接を
成功させる上で重要になっている。そこで、従来より、
自動的に開先の位置及び形状を測定する方法及び装置に
関する開発、研究が行われ、そのいくつかは実用化され
ている。
す場合、その突合わせ部は通常Ｖ、ＫあるいはＩ形状等
をしており、開先部（以下、開先という）と称する。Ｖ
形状の開先例で説明すると、それは、図１５（ａ）及び
（ｂ）に示すように、開先幅１、開先深さ２、開先角度
３、目違い４、４’と呼ばれる部位からなり、この他に
鋼材同士の所謂ルートフェイス５という接合面、ルート
ギャップ６という接合面の隙間がある。そして、近年の
ロボットによる自動溶接の普及に供ない、その上記開先
位置及び形状をいち早く確実に知ることが、自動溶接を
成功させる上で重要になっている。そこで、従来より、
自動的に開先の位置及び形状を測定する方法及び装置に
関する開発、研究が行われ、そのいくつかは実用化され
ている。
【０００３】例えば、初期の技術として、特開昭５２−
１３３０５０号公報は、開先にスリット光を照射する光
学装置と、前記スリット光による開先断面形状を示すス
リット像を撮像する撮像装置と、前記撮像されたスリッ
ト画像を記憶する記憶装置と、前記記憶されたスリット
画像データのうち必要なデータをコンピュータを用いて
２次元のＸ−Ｙ座標系に置き替える座標抽出装置と、前
記座標値から開先位置及び形状を推定する推定装置とで
構成したものである。しかし、その装置で測定したスリ
ット画像には、開先面でのスリット光の多重反射による
不要反射像、とか開先面を伝わるアーク光により、開先
傾斜部を誤検出する問題がある。また、多層盛溶接時の
後半には、スリット画像データが非常に少なくなる結
果、直線近似の精度は低下し、開先中心位置の検出精度
が低下する。
１３３０５０号公報は、開先にスリット光を照射する光
学装置と、前記スリット光による開先断面形状を示すス
リット像を撮像する撮像装置と、前記撮像されたスリッ
ト画像を記憶する記憶装置と、前記記憶されたスリット
画像データのうち必要なデータをコンピュータを用いて
２次元のＸ−Ｙ座標系に置き替える座標抽出装置と、前
記座標値から開先位置及び形状を推定する推定装置とで
構成したものである。しかし、その装置で測定したスリ
ット画像には、開先面でのスリット光の多重反射による
不要反射像、とか開先面を伝わるアーク光により、開先
傾斜部を誤検出する問題がある。また、多層盛溶接時の
後半には、スリット画像データが非常に少なくなる結
果、直線近似の精度は低下し、開先中心位置の検出精度
が低下する。
【０００４】そこで、特願昭５６−１１８６０４号公報
は、これらの問題点を解消するため、上記装置にスリッ
ト画像の最明点検出回路と、この回路で検出した画像デ
ータを平滑化して微分する回路とを加えた。つまり、最
明点検出回路でスリット画像を追跡して不要光が存在し
ない制限範囲を設け、開先の水平部と斜辺部上端におけ
るスリット画像のみで、開先中心位置を検出するように
した。
は、これらの問題点を解消するため、上記装置にスリッ
ト画像の最明点検出回路と、この回路で検出した画像デ
ータを平滑化して微分する回路とを加えた。つまり、最
明点検出回路でスリット画像を追跡して不要光が存在し
ない制限範囲を設け、開先の水平部と斜辺部上端におけ
るスリット画像のみで、開先中心位置を検出するように
した。
【０００５】しかしながら、上記測定装置を、溶接欠陥
を防止するためにグラインダ仕上げされた表面状態の開
先に適用すると、該開先の特異な表面状態により、撮影
した画像は次のような状態になる。 １）スリット光照射方向に対し傾斜角をもつ開先面で
は、スリット輝線画像のかすれが生じ易い。なお、スリ
ット輝線は、スリット光の複数のスポット（以下、画素
という）で形成されている。 ２）スリット輝線にエリア毎に輝度のムラが生じる。 ３）開先斜面には多重反射像が映り込む。特に開先のル
ートギャップを狭くしたり開先角を小さくして狭開先化
し、左右の開先面が接近した場合にこの傾向が顕著とな
る。
を防止するためにグラインダ仕上げされた表面状態の開
先に適用すると、該開先の特異な表面状態により、撮影
した画像は次のような状態になる。 １）スリット光照射方向に対し傾斜角をもつ開先面で
は、スリット輝線画像のかすれが生じ易い。なお、スリ
ット輝線は、スリット光の複数のスポット（以下、画素
という）で形成されている。 ２）スリット輝線にエリア毎に輝度のムラが生じる。 ３）開先斜面には多重反射像が映り込む。特に開先のル
ートギャップを狭くしたり開先角を小さくして狭開先化
し、左右の開先面が接近した場合にこの傾向が顕著とな
る。
【０００６】そのため、上記特開昭５６−１１８６０４
号公報記載の装置は、開先中心位置しか測定できない
他、以下のような問題が存在する。 ａ）上記１）及び３）のような状態の開先面上のスリッ
ト輝線画像から開先下端部の特徴点を決定するのは困難
である。従って、ルートギャップの測定は行なえない。 ｂ）画像中のスリット輝線の位置（各画素の２次元座標
で決める）情報決定を追跡法により行う場合、開先底部
で多重反写像を誤って追跡してしまい、正しいスリット
輝線位置データ取得が不能となる場合が多発する。ただ
し追跡法を用いないと、画像中の全画素を処理対象画素
とすることになるため演算所要時間が長くなる、あるい
は画像のノイズをひろう頻度が高くなるといった問題が
生じる。 ｃ）スリット輝線画像の位置決定を画像縦方向に設置し
た走査線上の最明点として行った場合、スリット輝線幅
方向の明度分布は不均一であるため、決定された輝線位
置データは細かい揺動を含む。この揺動は、輝線位置デ
ータから開先特徴点を抽出する際のノイズとなる。 ｄ）輝線位置データからの特徴点抽出用データ処理とし
て用いられている平滑化微分方式は、スパッタの付着や
母材表面の疵などにより生じる輝線位置データのノイズ
の影響を受けやすい。
号公報記載の装置は、開先中心位置しか測定できない
他、以下のような問題が存在する。 ａ）上記１）及び３）のような状態の開先面上のスリッ
ト輝線画像から開先下端部の特徴点を決定するのは困難
である。従って、ルートギャップの測定は行なえない。 ｂ）画像中のスリット輝線の位置（各画素の２次元座標
で決める）情報決定を追跡法により行う場合、開先底部
で多重反写像を誤って追跡してしまい、正しいスリット
輝線位置データ取得が不能となる場合が多発する。ただ
し追跡法を用いないと、画像中の全画素を処理対象画素
とすることになるため演算所要時間が長くなる、あるい
は画像のノイズをひろう頻度が高くなるといった問題が
生じる。 ｃ）スリット輝線画像の位置決定を画像縦方向に設置し
た走査線上の最明点として行った場合、スリット輝線幅
方向の明度分布は不均一であるため、決定された輝線位
置データは細かい揺動を含む。この揺動は、輝線位置デ
ータから開先特徴点を抽出する際のノイズとなる。 ｄ）輝線位置データからの特徴点抽出用データ処理とし
て用いられている平滑化微分方式は、スパッタの付着や
母材表面の疵などにより生じる輝線位置データのノイズ
の影響を受けやすい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、スリット光照射を併用したイメージセンサの適
用が困難なグラインダ仕上げされた表面状態を有する開
先であっても、イメージセンサにより開先位置及び開先
形状（開先幅、ルートギャップ、目違い、開先角度等）
の測定を安定して高精度で行なえる溶接開先位置及び形
状の測定方法の提供を目的としている。
を鑑み、スリット光照射を併用したイメージセンサの適
用が困難なグラインダ仕上げされた表面状態を有する開
先であっても、イメージセンサにより開先位置及び開先
形状（開先幅、ルートギャップ、目違い、開先角度等）
の測定を安定して高精度で行なえる溶接開先位置及び形
状の測定方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、従来から行っているスリット画像処理方法
を見直し、該画像からのノイズ除去を鋭意検討した。本
発明は、その努力の成果としてなされたものであり、す
なわち、溶接母材が形成する開先にスリット光を照射
し、該開先表面からの反射光を撮影し、得られたスリッ
ト画像を画像処理する溶接開先位置及び形状の測定方法
において、上記スリット画像を、以下に示す工程で順次
処理することを特徴とする溶接開先位置及び形状の測定
方法である。 工程１．画像処理装置へのスリット画像の取り込み 工程２．スリット画像左端から右方向追跡による輝線位
置の決定 工程３．スリット画像右端から左方向追跡による輝線位
置の決定 工程４．上記左右方向からの輝線位置データを合成し、
適正な輝線位置データの決定 工程５．輝線位置データから曲率データへの変更演算 工程６．輝線曲率データ及び開先底部の輝度分布データ
から開先底部の特徴点抽出 工程７．開先位置及び開先形状の演算
成するため、従来から行っているスリット画像処理方法
を見直し、該画像からのノイズ除去を鋭意検討した。本
発明は、その努力の成果としてなされたものであり、す
なわち、溶接母材が形成する開先にスリット光を照射
し、該開先表面からの反射光を撮影し、得られたスリッ
ト画像を画像処理する溶接開先位置及び形状の測定方法
において、上記スリット画像を、以下に示す工程で順次
処理することを特徴とする溶接開先位置及び形状の測定
方法である。 工程１．画像処理装置へのスリット画像の取り込み 工程２．スリット画像左端から右方向追跡による輝線位
置の決定 工程３．スリット画像右端から左方向追跡による輝線位
置の決定 工程４．上記左右方向からの輝線位置データを合成し、
適正な輝線位置データの決定 工程５．輝線位置データから曲率データへの変更演算 工程６．輝線曲率データ及び開先底部の輝度分布データ
から開先底部の特徴点抽出 工程７．開先位置及び開先形状の演算
【０００９】
【作用】本発明では、溶接母材が形成する開先にスリッ
ト光を照射し、該開先表面からの反射光を撮影し、得ら
れたスリット画像を画像処理する溶接開先位置及び形状
の測定方法において、上記スリット画像を、以下に示す
工程で順次処理するようにしたので、従来よりも高精度
で正確な溶接開先位置及び形状が測定できるようにな
る。その結果、自動溶接が円滑に行えるようになった。 工程１．スリット画像処理装置への画像の取り込み 工程２．スリット画像左端から右方向追跡による輝線位
置の決定 工程３．スリット画像右端から左方向追跡による輝線位
置の決定 工程４．上記左右方向からの輝線位置データを合成し、
適正な輝線位置データの決定 工程５．輝線位置データから曲率データへの変更演算 工程６．輝線曲率データ及び開先底部の輝度分布データ
から開先底部の特徴点抽出 工程７．開先位置及び開先形状の演算 以下、実施例において、図１〜１６に基づき、本発明の
内容を具体的に説明する。
ト光を照射し、該開先表面からの反射光を撮影し、得ら
れたスリット画像を画像処理する溶接開先位置及び形状
の測定方法において、上記スリット画像を、以下に示す
工程で順次処理するようにしたので、従来よりも高精度
で正確な溶接開先位置及び形状が測定できるようにな
る。その結果、自動溶接が円滑に行えるようになった。 工程１．スリット画像処理装置への画像の取り込み 工程２．スリット画像左端から右方向追跡による輝線位
置の決定 工程３．スリット画像右端から左方向追跡による輝線位
置の決定 工程４．上記左右方向からの輝線位置データを合成し、
適正な輝線位置データの決定 工程５．輝線位置データから曲率データへの変更演算 工程６．輝線曲率データ及び開先底部の輝度分布データ
から開先底部の特徴点抽出 工程７．開先位置及び開先形状の演算 以下、実施例において、図１〜１６に基づき、本発明の
内容を具体的に説明する。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明に係る溶接開先位置及び形状
の測定方法を実施した装置の構成図であり、本装置は、
溶接ヘッド７、スリット光投光器８、ＣＣＤカメラ９及
び画像処理装置１０から構成されている。スリット光投
光器８とＣＣＤカメラ９とは一定の角度（ここでは、開
先表面からの反射光をスリット光平面に対して４５°傾
けた）をなすように設置されており、開先１２に照射さ
れたスリット光１３の反射光をこの角度で撮像し、得ら
れたスリット画像１４（以下、単に画像という）から開
先の位置及び断面形状を測定した。本発明に係る測定方
法は、この装置を用い図２に示す複数の工程を順次実施
することで行った。
の測定方法を実施した装置の構成図であり、本装置は、
溶接ヘッド７、スリット光投光器８、ＣＣＤカメラ９及
び画像処理装置１０から構成されている。スリット光投
光器８とＣＣＤカメラ９とは一定の角度（ここでは、開
先表面からの反射光をスリット光平面に対して４５°傾
けた）をなすように設置されており、開先１２に照射さ
れたスリット光１３の反射光をこの角度で撮像し、得ら
れたスリット画像１４（以下、単に画像という）から開
先の位置及び断面形状を測定した。本発明に係る測定方
法は、この装置を用い図２に示す複数の工程を順次実施
することで行った。
【００１１】まず、第１工程として、上記スリット画像
１４を画像処理装置１０に取込んだが、そのスリット画
像１４は図３の如きものである（実際の撮影画像を図１
６に写真で示す）。そして、第２工程では、このスリッ
ト画像１４の左側から追跡法により輝線の位置データが
取得される。追跡法とは、画像処理における輝線データ
の抽出法の一種であり、この場合、Ｘ−Ｙ座標において
Ｘ軸方向に隣接している輝線位置画素（座標Ｘi ，Ｙ
i ）をつないで輝線位置データ（図４参照）を作る。こ
こで、ｉは１、２、３・・、ｎの自然数、ｎは画像のｘ
方向の構成画素数を表わす。そして、輝線位置を決定し
ながら、追跡を続行する具体的な方法は、図９のフロー
チャート及び図１０、１１に示す通りであり、この方法
によれば輝線周辺の画像データのみを効率よく取り扱う
ことができる。図９、図１１で明らかなように、本発明
では、輝度が最明点の８０％の画素（Ｘi,Ｙi80U），
（Ｘi，Ｙi80D）を輝線のエッジ（輪郭）とし、その中
点を輝線位置（Ｘi ，Ｙi ）としている。なお、図１１
の「しきい値」とは、光切断法において画像上の位置を
認識するために、２値化処理、すなわち画像上の輝度が
ある設定値を越えた場合を「白」、それ以外は「黒」と
判断するが、この設定値のことである。図１１では、こ
の値を最明点の８０％とした。しかし、図９の追跡法
は、画像を仮に中心線で２分すると、右側開先面上の真
のスリット輝線でなく、散乱光を追跡してしまい誤検出
を起こす場合がある。第３工程では、第２工程と同様の
原理で画像の右側から輝線の位置データを取得する（図
５参照）。
１４を画像処理装置１０に取込んだが、そのスリット画
像１４は図３の如きものである（実際の撮影画像を図１
６に写真で示す）。そして、第２工程では、このスリッ
ト画像１４の左側から追跡法により輝線の位置データが
取得される。追跡法とは、画像処理における輝線データ
の抽出法の一種であり、この場合、Ｘ−Ｙ座標において
Ｘ軸方向に隣接している輝線位置画素（座標Ｘi ，Ｙ
i ）をつないで輝線位置データ（図４参照）を作る。こ
こで、ｉは１、２、３・・、ｎの自然数、ｎは画像のｘ
方向の構成画素数を表わす。そして、輝線位置を決定し
ながら、追跡を続行する具体的な方法は、図９のフロー
チャート及び図１０、１１に示す通りであり、この方法
によれば輝線周辺の画像データのみを効率よく取り扱う
ことができる。図９、図１１で明らかなように、本発明
では、輝度が最明点の８０％の画素（Ｘi,Ｙi80U），
（Ｘi，Ｙi80D）を輝線のエッジ（輪郭）とし、その中
点を輝線位置（Ｘi ，Ｙi ）としている。なお、図１１
の「しきい値」とは、光切断法において画像上の位置を
認識するために、２値化処理、すなわち画像上の輝度が
ある設定値を越えた場合を「白」、それ以外は「黒」と
判断するが、この設定値のことである。図１１では、こ
の値を最明点の８０％とした。しかし、図９の追跡法
は、画像を仮に中心線で２分すると、右側開先面上の真
のスリット輝線でなく、散乱光を追跡してしまい誤検出
を起こす場合がある。第３工程では、第２工程と同様の
原理で画像の右側から輝線の位置データを取得する（図
５参照）。
【００１２】次に、第４工程では、第２工程、第３工程
で得られた左右に輝線位置データを組み合わせる。その
際、図６の点線で明らかなように、Ｘ軸上に輝線データ
が重複する領域では、Ｙ値の大きい方の輝線データを真
のデータとして判定する。これは、上記した図９の追跡
法の誤検出を是正するもので、スリット光照射部上側に
は散乱光が発生しないという条件に基づく判断である。
で得られた左右に輝線位置データを組み合わせる。その
際、図６の点線で明らかなように、Ｘ軸上に輝線データ
が重複する領域では、Ｙ値の大きい方の輝線データを真
のデータとして判定する。これは、上記した図９の追跡
法の誤検出を是正するもので、スリット光照射部上側に
は散乱光が発生しないという条件に基づく判断である。
【００１３】引続き、第５工程では、以後のデータ処理
の便宜を図るため、第４工程で得た輝線位置データに曲
率演算処理を施し、曲率データを作成する（図７参
照）。処理対象の画素データ（Ｘi ，Ｙi ）のｍ個前後
のデータをそれぞれ（Ｘi+m ，Ｙi+m ）及び（Ｘi-m ，
Ｙi-m ）としたとき、処理対象点における曲率データθ
iは、図１２に示すように、３点のデータの内積法によ
り数式１で求まる。ここで、ｍは開先形状に応じて設定
される整数である。
の便宜を図るため、第４工程で得た輝線位置データに曲
率演算処理を施し、曲率データを作成する（図７参
照）。処理対象の画素データ（Ｘi ，Ｙi ）のｍ個前後
のデータをそれぞれ（Ｘi+m ，Ｙi+m ）及び（Ｘi-m ，
Ｙi-m ）としたとき、処理対象点における曲率データθ
iは、図１２に示すように、３点のデータの内積法によ
り数式１で求まる。ここで、ｍは開先形状に応じて設定
される整数である。
【００１４】
【数１】
【００１５】第６工程では、図７に示すように、上記曲
率データθi の極大値をとるＸ値を，左開先下端部特徴
点ｐ1 ，右開先下端部特徴点ｐ2 の存在する開先底部代
表位置ｐ0 と判断する。そして、該ｐ0 周辺の輝度分布
情報（明暗情報）に基づき上記ｐ1 ，ｐ2 の正確な位置
は決定される。上記ｐ1 ，ｐ2 の位置を決定する方法
は、図１３及び図１４に示す開先底部特徴点位置決定方
法のフローチャートと説明図に示す通りである。また、
図８（ａ）に示す曲率データにおいて、ｐ0 よりも左側
で極小点をとるＸ値を左開先肩部特徴点ｐ3 が存在する
Ｘ値と判断し、ｐ0 よりも右側の極小点をとるＸ値を右
開先肩部特徴点ｐ4 が存在するＸ値と判断する。
率データθi の極大値をとるＸ値を，左開先下端部特徴
点ｐ1 ，右開先下端部特徴点ｐ2 の存在する開先底部代
表位置ｐ0 と判断する。そして、該ｐ0 周辺の輝度分布
情報（明暗情報）に基づき上記ｐ1 ，ｐ2 の正確な位置
は決定される。上記ｐ1 ，ｐ2 の位置を決定する方法
は、図１３及び図１４に示す開先底部特徴点位置決定方
法のフローチャートと説明図に示す通りである。また、
図８（ａ）に示す曲率データにおいて、ｐ0 よりも左側
で極小点をとるＸ値を左開先肩部特徴点ｐ3 が存在する
Ｘ値と判断し、ｐ0 よりも右側の極小点をとるＸ値を右
開先肩部特徴点ｐ4 が存在するＸ値と判断する。
【００１６】最後に、以上のようにして決定された図８
（ｂ）に示すような画像上の各特徴点ｐ1 ，ｐ2 ，ｐ
3 ，ｐ4 から、開先位置及び開先形状としての開先幅
１、ルートギャップ６、目違い４、開先角度３等が算出
される。そして、溶接中は、これらの値に応じてトーチ
位置決めの制御がなされ自動溶接が実行される。
（ｂ）に示すような画像上の各特徴点ｐ1 ，ｐ2 ，ｐ
3 ，ｐ4 から、開先位置及び開先形状としての開先幅
１、ルートギャップ６、目違い４、開先角度３等が算出
される。そして、溶接中は、これらの値に応じてトーチ
位置決めの制御がなされ自動溶接が実行される。
【００１７】本実施例では、肉厚１５．３ｍｍの鋼管継
手部を突合わせて自動ＭＡＧ溶接を行ったが、その際両
者の端部は山形に研削し、且つグラインダ研磨仕上げを
行い、所謂Ｘ開先とした。なお、開先角度は約４０°、
ルートギャップ６は０〜０．５ｍｍであった。スリット
光投光器８は、鋼管表面に対して垂直に照射し、ＣＣＤ
カメラ９とスリット光平面は４５°をなすように設置し
た。その結果、従来のように反射光やアーク光による開
先位置及び形状の誤検出は防止され、溶接中の開先測定
はほぼ１００％成功した。また、ルートギャップ６の検
出能は０．２ｍｍ、開先位置及び形状の測定精度は約
０．１ｍｍであり、さらに、１画像に対する測定所要時
間は約０．２秒と非常に短かくて済んだ。
手部を突合わせて自動ＭＡＧ溶接を行ったが、その際両
者の端部は山形に研削し、且つグラインダ研磨仕上げを
行い、所謂Ｘ開先とした。なお、開先角度は約４０°、
ルートギャップ６は０〜０．５ｍｍであった。スリット
光投光器８は、鋼管表面に対して垂直に照射し、ＣＣＤ
カメラ９とスリット光平面は４５°をなすように設置し
た。その結果、従来のように反射光やアーク光による開
先位置及び形状の誤検出は防止され、溶接中の開先測定
はほぼ１００％成功した。また、ルートギャップ６の検
出能は０．２ｍｍ、開先位置及び形状の測定精度は約
０．１ｍｍであり、さらに、１画像に対する測定所要時
間は約０．２秒と非常に短かくて済んだ。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、溶接
部の開先位置及び開先形状が高精度、迅速に測定できる
ようになった。その結果、これらの値を用いて溶接トー
チ位置が正確に制御できるようになり、欠陥が少なく且
つビード外観の良好な優れた溶接部を有する自動溶接が
可能となった。
部の開先位置及び開先形状が高精度、迅速に測定できる
ようになった。その結果、これらの値を用いて溶接トー
チ位置が正確に制御できるようになり、欠陥が少なく且
つビード外観の良好な優れた溶接部を有する自動溶接が
可能となった。
【図１】本発明に係る溶接開先位置及び形状の測定方法
を実施した装置の構成を示す斜視図である。
を実施した装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る溶接開先位置及び形状の測定方法
を示す工程図である。
を示す工程図である。
【図３】画像処理装置に記憶させた溶接開先の測定画像
例である。
例である。
【図４】図３の測定画像を左側から走査して得た輝線位
置データを示す図である。
置データを示す図である。
【図５】図３の測定画像を右側から走査して得た輝線位
置データを示す図である。
置データを示す図である。
【図６】図４、図５の輝線位置データを合成して得た適
正なデータを示す図である。
正なデータを示す図である。
【図７】図６の合成データを曲率データに変換したデー
タを示す図である。
タを示す図である。
【図８】図７の曲率データで溶接開先の各特徴点を示す
図であり、（ａ）は曲率データ、（ｂ）は画像データで
ある。
図であり、（ａ）は曲率データ、（ｂ）は画像データで
ある。
【図９】画像処理における所謂追跡法を説明するフロー
チャートである。
チャートである。
【図１０】所謂追跡法における走査を示す図である。
【図１１】画像処理における輝線位置の決定方法を説明
する図であり、座標位置Ｘi において鉛直方向に存在す
る画素の輝度分布を示す。
する図であり、座標位置Ｘi において鉛直方向に存在す
る画素の輝度分布を示す。
【図１２】画像処理で得た輝線データを曲率データに変
換する内積法の説明図である。
換する内積法の説明図である。
【図１３】開先底部の特徴点位置を決定する方法のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１４】図１４の方法を実施した結果を示す図であ
る。
る。
【図１５】溶接開先の各部特徴点を示す図であり、
（ｂ）は（ａ）の左右が上下に若干ずれた状態を示して
いる。
（ｂ）は（ａ）の左右が上下に若干ずれた状態を示して
いる。
【図１６】図３のスリット画像の写真例である。
１ 開先幅 ２ 開先深さ ３ 開先角度 ４ 目違い ５ ルートフェイス ６ ルートギャップ ７ 溶接ヘッド ８ スリット光投光器 ９ ＣＣＤカメラ １０ 画像処理装置 １１ 溶接対象材 １２ 開先 １３ スリット光 １４ スリット画像 １５ 輝線 １６ 散乱光 １７ 走査幅
Claims (1)
- 【請求項１】 溶接母材が形成する開先にスリット光を
照射し、該開先表面からの反射光を撮影し、得られたス
リット画像を画像処理する溶接開先位置及び形状の測定
方法において、 上記スリット画像を、以下に示す工程で順次処理するこ
とを特徴とする溶接開先位置及び形状の測定方法。 工程１．画像処理装置へのスリット画像の取り込み 工程２．スリット画像左端から右方向追跡による輝線位
置の決定 工程３．スリット画像右端から左方向追跡による輝線位
置の決定 工程４．上記左右方向からの輝線位置データを合成し、
適正な輝線位置データの決定 工程５．輝線位置データから曲率データへの変更演算 工程６．輝線曲率データ及び開先底部の輝度分布データ
から開先底部の特徴点抽出 工程７．開先位置及び開先形状の演算
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163299A JPH085350A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 溶接開先位置及び形状の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163299A JPH085350A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 溶接開先位置及び形状の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085350A true JPH085350A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15771195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6163299A Withdrawn JPH085350A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 溶接開先位置及び形状の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085350A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232543A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sunx Ltd | 形状測定装置 |
| JP2014032076A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Kobe Steel Ltd | 溶接開先部の位置及び形状計測方法 |
| CN106513937A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-22 | 广东省智能制造研究所 | 一种稳定的精密视觉焊缝跟踪方法 |
| KR102794726B1 (ko) * | 2024-05-23 | 2025-04-16 | 주식회사 에이스펙 | 용접 개선홈 중심측정방법 |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP6163299A patent/JPH085350A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232543A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sunx Ltd | 形状測定装置 |
| JP2014032076A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Kobe Steel Ltd | 溶接開先部の位置及び形状計測方法 |
| CN106513937A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-22 | 广东省智能制造研究所 | 一种稳定的精密视觉焊缝跟踪方法 |
| CN106513937B (zh) * | 2016-12-27 | 2019-02-19 | 广东省智能制造研究所 | 一种稳定的精密视觉焊缝跟踪方法 |
| KR102794726B1 (ko) * | 2024-05-23 | 2025-04-16 | 주식회사 에이스펙 | 용접 개선홈 중심측정방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |