JPH11285825A - Welding position detection method and device, and automatic welding device - Google Patents
Welding position detection method and device, and automatic welding deviceInfo
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- JPH11285825A JPH11285825A JP8642898A JP8642898A JPH11285825A JP H11285825 A JPH11285825 A JP H11285825A JP 8642898 A JP8642898 A JP 8642898A JP 8642898 A JP8642898 A JP 8642898A JP H11285825 A JPH11285825 A JP H11285825A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高精度の位置検出を可能にした溶接位置検出方
法およびその装置並びにそれを用いた自動溶接装置を提
供する。
【解決手段】被溶接物2、3の表面に、開先4を横切る
ように光切断線を照射する投光手段12と、被溶接物
2、3で反射された光切断線の反射光を光切断像として
検出する二次元の受光手段14と、受光手段14で受光
した光切断像を計算処理して溶接位置を検出する画像処
理手段19とを有する溶接位置検出装置における溶接位
置検出方法であって、前記開先4と溶接電極1を横切る
ように光切断線を照射し、受光された光切断像から、開
先底部の両側境界部と溶接電極の両側境界部を算出する
とともに、開先4の底部の中心位置と溶接電極1の中心
位置とを算出し、各中心位置のずれ量を検出する。
(57) Abstract: Provided is a welding position detection method and device capable of detecting a position with high accuracy, and an automatic welding device using the same. A light projecting means (12) for irradiating a light cutting line to the surface of a workpiece (2, 3) so as to cross a groove (4), and a reflected light of the light cutting line reflected by the workpieces (2, 3). A welding position detecting method in a welding position detecting device having a two-dimensional light receiving means 14 for detecting a light section image and an image processing means 19 for calculating a light section image received by the light receiving means 14 to detect a welding position. Then, a light cutting line is irradiated so as to cross the groove 4 and the welding electrode 1, and from the received light cutting images, both side boundaries of the groove bottom and both sides of the welding electrode are calculated, and The center position of the bottom of the tip 4 and the center position of the welding electrode 1 are calculated, and the amount of deviation of each center position is detected.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、開先倣い溶接を行
うための溶接位置検出方法およびその装置並びに自動溶
接装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a welding position for performing grooved contour welding, and an automatic welding apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、厚さが30mm以上の厚板を
溶接する場合には、その溶接部に開先を形成し、開先内
に多層溶接を施して接合している。多層溶接では、溶接
ビードのパス数が多いため、繰り返される熱ひずみによ
り被溶接物が徐々に変形する。多層溶接において、品質
のよい溶接ビードを得るためには、溶接ビードを盛る直
前の開先底部の溶接ビードの両側境界位置などを基準に
決められたねらい位置に溶接電極(非消耗電極、溶接ワ
イヤ)の先端を正確に位置決めする必要がある。2. Description of the Related Art For example, when a thick plate having a thickness of 30 mm or more is welded, a groove is formed in the welded portion, and the groove is joined by performing multi-layer welding. In multi-layer welding, since the number of passes of the weld bead is large, the workpiece is gradually deformed by repeated thermal strain. In multi-layer welding, in order to obtain a high-quality weld bead, the welding electrode (non-consumable electrode, welding wire, etc.) ) Must be positioned accurately.
【0003】従来のように、熟練した溶接作業者が目視
で溶接ビードの境界位置を判断し、経験と勘により手作
業で溶接を行う場合には、品質のよい溶接ビードを形成
することができる。しかし、作業性が悪いだけでなく、
溶接作業者、特に熟練した作業者が減少している現状で
は、溶接作業者に頼ることができない。[0003] As in the prior art, when a skilled welding operator visually judges the boundary position of a weld bead and performs welding manually by experience and intuition, a high quality weld bead can be formed. . However, not only workability is bad,
In a situation where the number of welding workers, especially skilled workers, is decreasing, it is not possible to rely on welding workers.
【0004】前記のような厚板の溶接を自動化し、溶接
作業の省力化、無人化を図るため、被溶接物の開先を自
動的に検出し、かつ、その検出結果に基づいて溶接電極
の移動経路を設定するものとして例えば、特開平5−1
38354号公報に開示された溶接自動倣い装置が提案
されている。[0004] In order to automate the welding of a thick plate as described above, and to save labor and unmanned welding work, the groove of the work to be welded is automatically detected, and a welding electrode is formed based on the detection result. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-15-1
No. 38,354 discloses an automatic welding apparatus for welding.
【0005】この溶接自動倣い装置は、溶接トーチの進
行方向前方の開先内の光切断画像を得るレーザスリット
光発光部と、このレーザスリット光発光部より進行方向
前方にあって上記溶接トーチや光切断像、溶融池を含む
溶接情報を検出するITVカメラと、このITVカメラ
の溶接情報により開先形状を計算し、溶接電極位置を演
算する手段を有ている。[0005] This automatic welding copying apparatus includes a laser slit light emitting section for obtaining a light cut image in a groove in front of the welding torch in the traveling direction, and a welding slit torch and a laser slit light emitting section located in front of the laser slit light emitting section in the traveling direction. It has an ITV camera for detecting welding information including a light cut image and a weld pool, and means for calculating a groove shape based on welding information of the ITV camera and calculating a welding electrode position.
【0006】そして、ITVカメラによる一つの画像情
報内にレーザスリット光による光切断像と溶接電極像が
現われることになり、光切断像より得られる開先内形状
と溶接電極像から得られる溶接電極位置から、溶接トー
チの位置ずれ量を検出して溶接トーチの位置の制御を可
能にしている。このとき、溶接トーチのノズルの下端部
の位置を溶接電極位置として検出している。[0006] Then, the light cut image and the welding electrode image by the laser slit light appear in one image information by the ITV camera, and the inner shape of the groove obtained from the light cut image and the welding electrode obtained from the welding electrode image. The position of the welding torch can be controlled by detecting the displacement of the welding torch from the position. At this time, the position of the lower end of the nozzle of the welding torch is detected as the welding electrode position.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、溶接トーチ先
端のノズルは、溶接時の熱によって酸化、あるいは溶接
ヒュームの付着により溶融池と同じように黒ずんだ色を
しているため、画像上では溶融池とノズルの判別が容易
でなく検出誤差要因となり、検出精度が低下することが
ある。However, since the nozzle at the tip of the welding torch is oxidized by heat during welding or has a darkened color like a weld pool due to adhesion of welding fume, the nozzle is not melted on the image. It is not easy to distinguish between the pond and the nozzle, which causes a detection error, and the detection accuracy may be reduced.
【0008】前記の事情に鑑み、本発明の目的は、溶接
電極の汚れに係らず高精度の位置検出を可能にした溶接
位置検出方法およびその装置並びにそれを用いた自動溶
接装置を提供することにある。In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a welding position detecting method and apparatus capable of detecting a position with high accuracy regardless of contamination of a welding electrode, and an automatic welding apparatus using the same. It is in.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本願の請求項1に記載の発明は、被溶接物の表面
に、開先を横切るように光切断線を照射する投光手段
と、被溶接物で反射された光切断線の反射光を光切断像
として検出する二次元の受光手段と、受光手段で受光し
た光切断像を計算処理して溶接位置を検出する画像処理
手段とを有する溶接位置検出装置における溶接位置検出
方法であって、前記開先と溶接電極を横切るように光切
断線を照射し、受光された光切断像から、開先底部の両
側境界部と溶接電極の両側境界部を算出するとともに、
開先底部の中心位置と溶接電極の中心位置とを算出し、
各中心位置のずれ量を検出するようにした。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application provides a light projecting means for irradiating a surface of an object to be welded with a light cutting line across a groove. A two-dimensional light receiving means for detecting light reflected by the light cutting line reflected by the workpiece as a light cutting image, and an image processing means for calculating a light cutting image received by the light receiving means and detecting a welding position A welding position detecting method in a welding position detecting device having a method of irradiating a light cutting line so as to cross the groove and the welding electrode, and from a received light cutting image, welding both side boundaries of the groove bottom and welding. Calculate both sides of the electrode and
Calculate the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode,
The shift amount of each center position is detected.
【0010】また、請求項2に記載の発明は、前記請求
項1に記載の発明において、前記光切断線を、前記受光
手段と溶接電極を挾んで反対側から溶接電極によりその
一部が遮られるように照射するようにした。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a part of the light cutting line is shielded by a welding electrode from the opposite side of the light receiving means and the welding electrode. Irradiation.
【0011】また、請求項3に記載の発明は、被溶接物
の表面に、開先を横切るように光切断線を照射する投光
手段と、被溶接物で反射された光切断線の反射光を光切
断像として検出する二次元の受光手段と、受光手段で受
光した光切断像を計算処理して溶接位置を検出する画像
処理手段とを有する溶接位置検出装置における溶接位置
検出方法であって、前記開先を横切るように光切断線を
照射するとともに、前記受光手段と溶接電極を挾んで反
対側から拡がりのある光で溶接電極を照射し、受光され
た光切断像と溶接電極のシルエット像から、開先底部の
両側境界部と溶接電極の両側境界部を算出するととも
に、開先底部の中心位置と溶接電極の中心位置とを算出
し、各中心位置のずれ量を検出するようにした。According to a third aspect of the present invention, there is provided a light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of a workpiece so as to cross the groove, and a reflection of the light cutting line reflected by the workpiece. A welding position detecting method for a welding position detecting apparatus, comprising: a two-dimensional light receiving unit that detects light as a light cutting image; and an image processing unit that calculates a light cutting image received by the light receiving unit and detects a welding position. Then, while irradiating a light cutting line across the groove, irradiating the welding electrode with light having a spread from the opposite side across the light receiving means and the welding electrode, the received light cutting image and the welding electrode are illuminated. From the silhouette image, calculate both sides of the groove bottom and both sides of the welding electrode, calculate the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode, and detect the shift amount of each center position. I made it.
【0012】また、請求項4に記載の発明は、被溶接物
の表面に、開先と溶接電極を横切るように光切断線を照
射する投光手段と、溶接電極と被溶接物で反射された光
切断線の反射光を光切断像として検出する二次元の受光
手段と、受光された溶接電極の像と光切断像から、開先
底部の両側境界部と溶接電極の両側境界部を算出すると
ともに、開先底部の中心位置と溶接電極の中心位置とを
算出し、各中心位置のずれ量を検出する画像処理手段と
を設けた。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of a work to be traversed across a groove and a welding electrode, and reflected by the welding electrode and the work to be welded. The two-dimensional light receiving means that detects the reflected light of the light-section line as a light-section image, and calculates the both-side boundary of the groove bottom and both-side boundary of the welding electrode from the received image of the welding electrode and the light-section image At the same time, an image processing means for calculating the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode and detecting a shift amount of each center position is provided.
【0013】また、請求項5に記載の発明は、被溶接物
の表面に、開先を横切るように光切断線を照射する投光
手段と、溶接電極を含む開先内を照射する外部光源と、
溶接電極を挾んで前記外部光源と対向するように配置さ
れ、溶接電極のシルエット像と被溶接物で反射された光
切断線の反射光を光切断像とを同時に検出する二次元の
受光手段と、受光された溶接電極の像と光切断像から、
開先底部の両側境界部と溶接電極の両側境界部を算出す
るとともに、開先底部の中心位置と溶接電極の中心位置
とを算出し、各中心位置のずれ量を検出する画像処理手
段とを設けた。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of a workpiece to traverse the groove, and an external light source for irradiating the inside of the groove including a welding electrode. When,
A two-dimensional light receiving means which is arranged so as to face the external light source with the welding electrode interposed therebetween and which simultaneously detects a silhouette image of the welding electrode and a light cutting image of a light cutting line reflected by the work to be welded; From the image of the received welding electrode and the light-cut image,
Image processing means for calculating both side boundaries of the groove bottom and both sides of the welding electrode, calculating the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode, and detecting a shift amount of each center position. Provided.
【0014】また、請求項6に記載の発明は、被溶接物
の表面に開先を横切るように光切断線を照射する投光手
段と、被溶接物で反射された光切断線の反射光を光切断
像として検出する二次元の受光手段と、受光手段で受光
した光切断像を計算処理して溶接位置を検出する画像処
理手段とを有する溶接位置検出装置を備え、溶接位置検
出手段の出力に基づいて溶接時における溶接電極の移動
経路を制御するようにした自動溶接装置において、前記
開先と溶接電極を横切るように光切断線を照射する投光
手段と、前記受光手段で受光された光切断像から、開先
底部の両側境界部と溶接電極の両側境界部を算出すると
ともに、開先底部の中心位置と溶接電極の中心位置とを
算出し、各中心位置のずれ量を検出する溶接位置検出手
段とを設け、溶接電極の移動経路を制御するようにし
た。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a light projecting means for irradiating a light cutting line on the surface of the workpiece so as to cross the groove, and a light reflected by the light cutting line reflected by the workpiece. A two-dimensional light receiving means for detecting the light cut image as a light cut image, and a welding position detecting device having an image processing means for calculating and processing the light cut image received by the light receiving means to detect the welding position, In an automatic welding apparatus configured to control a movement path of a welding electrode at the time of welding based on an output, a light projecting unit that irradiates a light cutting line so as to cross the groove and the welding electrode is received by the light receiving unit. Calculate the center of the groove bottom and the center of the welding electrode, calculate the center of the groove bottom and the center of the welding electrode, and detect the amount of deviation between the respective centers. And welding position detecting means for And to control the moving path of the pole.
【0015】さらに、請求項7に記載の発明は、被溶接
物の表面に開先を横切るように光切断線を照射する投光
手段と、被溶接物で反射された光切断線の反射光を光切
断像として検出する二次元の受光手段と、受光手段で受
光した光切断像を計算処理して溶接位置を検出する画像
処理手段とを有する溶接位置検出装置を備え、溶接位置
検出手段の出力に基づいて溶接時における溶接電極の移
動経路を制御するようにした自動溶接装置において、前
記開先と溶接電極を横切るように光切断線を照射する投
光手段と、前記受光手段で受光された光切断像から、開
先底部の両側境界部と溶接電極の両側境界部を算出する
とともに、開先底部の中心位置と溶接電極の中心位置と
を算出し、各中心位置のずれ量を検出するとともに、開
先底部の両側境界部の高さを算出する溶接位置検出手段
とを設け、溶接電極の移動経路と高さを制御するように
した。Further, the invention according to claim 7 is a light projecting means for irradiating a light cutting line on the surface of the workpiece so as to cross the groove, and a reflected light of the light cutting line reflected by the workpiece. A two-dimensional light receiving means for detecting the light cut image as a light cut image, and a welding position detecting device having an image processing means for calculating and processing the light cut image received by the light receiving means to detect the welding position, In an automatic welding apparatus configured to control a movement path of a welding electrode at the time of welding based on an output, a light projecting unit that irradiates a light cutting line so as to cross the groove and the welding electrode is received by the light receiving unit. Calculate the center of the groove bottom and the center of the welding electrode, calculate the center of the groove bottom and the center of the welding electrode, and detect the amount of deviation between the respective centers. And both sides of the groove bottom A welding position detecting means for calculating a height provided, and to control the movement path and the height of the welding electrode.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1ないし図6は、本発明による
自動溶接装置を示すもので、図1は、本発明における自
動溶接装置の構成図、図2は、溶接位置検出手順を示す
フローチャート、図3は、開先部分の光切断像の一例を
示す説明図、図4は、開先部分の光切断像の他の例を示
す説明図、図5は、溶接位置検出方法を示す説明図、図
6は、前記自動溶接装置における溶接位置検出を含む溶
接手順を示すフローチャートである。なお、図3ないし
図5は、白と黒を反転した状態で示してある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show an automatic welding apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram of the automatic welding apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a welding position detecting procedure, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a light-section image of a portion, FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of a light-section image of a groove portion, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a welding position detection method, and FIG. It is a flowchart which shows the welding procedure including welding position detection in an automatic welding apparatus. 3 to 5 show a state in which white and black are inverted.
【0017】同図において、1はタングステン電極など
の非消耗溶接電極(以下、単に電極という)。2、3は
被溶接部材で、所定の間隔で配置され、その対向面には
開先4が形成されている。B1〜B4は溶接ビードで、
開先4内に盛られている。以下、前記開先4と溶接ビー
ドB1〜B4を含めて開先4という。また、溶接ビード
(図ではB4)の表面を開先底部という。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a non-consumable welding electrode such as a tungsten electrode (hereinafter simply referred to as an electrode). Reference numerals 2 and 3 denote members to be welded, which are arranged at predetermined intervals, and a groove 4 is formed on the opposing surface thereof. B1 to B4 are welding beads,
It is placed in the groove 4. Hereinafter, the groove 4 includes the groove 4 and the weld beads B1 to B4. The surface of the weld bead (B4 in the figure) is called the groove bottom.
【0018】5は電極位置制御機構で、被溶接部材2、
3に沿って配置されたX走行軸6と、このX走行軸6上
を走行するX走行台車7と、このX走行台車7に固定さ
れたZ走行軸8と、このZ走行軸8上を走行するZ走行
台車9と、このZ走行台車9に固定されたY走行軸10
と、このY走行軸10上を走行するY走行台車11で構
成され、このY走行台車11に前記電極1を支持してい
る。Reference numeral 5 denotes an electrode position control mechanism,
3, an X traveling vehicle 7 traveling on the X traveling shaft 6, a Z traveling shaft 8 fixed to the X traveling vehicle 7, A traveling Z traveling vehicle 9 and a Y traveling shaft 10 fixed to the Z traveling vehicle 9
And a Y traveling vehicle 11 traveling on the Y traveling axis 10, and the Y traveling vehicle 11 supports the electrode 1.
【0019】12は投光手段で、前記Y走行台車11に
支持され、被溶接物2、3と開先4内に挿入された電極
1に、電極1と開先4を横切るように線状の光線13を
照射して光切断線Qを形成する。14は受光手段で、前
記Y走行台車11に支持され、干渉フィルタ15とIT
Vカメラ16で構成され、干渉フィルタ15を通してI
TVカメラ16で前記光切断線Qを撮像する。Numeral 12 denotes a light projecting means, which is supported by the Y traveling carriage 11 and linearly extends between the workpieces 2 and 3 and the electrode 1 inserted into the groove 4 so as to cross the electrode 1 and the groove 4. A light cutting line Q is formed by irradiating the light beam 13 of FIG. Numeral 14 denotes a light receiving means, which is supported by the Y traveling carriage 11 and which has an interference filter 15
V camera 16 and I
The TV camera 16 images the light cutting line Q.
【0020】17は制御回路で、投光手段12による光
線13の照射を制御する。18は制御回路で、受光手段
14を制御するとともにITVカメラ16で撮像したア
ナログ映像(画像)信号を外部へ出力する。A control circuit 17 controls the irradiation of the light beam 13 by the light projecting means 12. A control circuit 18 controls the light receiving means 14 and outputs an analog video (image) signal captured by the ITV camera 16 to the outside.
【0021】19は画像処理装置で、前記制御回路18
から入力されるアナログ画像信号をデジタル信号にA/
D変換して多値画像データとして受け入れる画像入力部
と、多値画像データを記憶する多値画像記憶部と、多値
画像記憶部に記憶された多値画像データを所定の閾値で
二値化して、前記光切断線Qに対応する光切断像を抽出
する二値化処理部と、二値化処理部により得られる二値
画像を記憶する二値画像記憶部と、二値画像記憶部に記
憶されたある幅をもつ二値画像を、それぞれの幅方向の
中心位置を求めて細線化する細線化処理部と、細線化処
理部により得られる細線画像を記憶する細線画像記憶部
と、細線画像記憶部に記憶された細線画像を複数の線要
素(直線)に分割する線要素抽出部と、線要素抽出部で
抽出された線要素を記憶する線要素記憶部と、線要素記
憶部に記憶された線要素から、電極1の幅と開先底部の
幅を求め、溶接位置を算出する演算処理部と、これらを
統括的に制御する主制御部などを備えている。Reference numeral 19 denotes an image processing device, and the control circuit 18
A / A converts the analog image signal input from
An image input unit that accepts D-converted multivalued image data, a multivalued image storage unit that stores the multivalued image data, and binarizes the multivalued image data stored in the multivalued image storage unit with a predetermined threshold value A binarization processing unit that extracts a light section image corresponding to the light section line Q; a binary image storage unit that stores a binary image obtained by the binarization processing unit; and a binary image storage unit. A thinning processing unit for thinning the stored binary image having a certain width by obtaining a center position in each width direction; a thin line image storage unit for storing a thin line image obtained by the thinning processing unit; A line element extraction unit that divides the thin line image stored in the image storage unit into a plurality of line elements (straight lines); a line element storage unit that stores the line elements extracted by the line element extraction unit; From the stored line elements, the width of the electrode 1 and the width of the groove bottom are determined, and the welding position is determined. An arithmetic processing unit for calculating a, and a like main control unit for controlling the overall.
【0022】20は電極位置制御装置で、前記電極位置
制御機構5を駆動制御して電極1を所用の位置に移動さ
せる。21は溶接電源で、電極1に所定の溶接電圧、電
流を印加する。22は全体制御装置で、前記画像処理装
置19、電極位置制御装置20、および溶接電源21を
統括的に制御する。Reference numeral 20 denotes an electrode position control device which drives and controls the electrode position control mechanism 5 to move the electrode 1 to a desired position. A welding power source 21 applies a predetermined welding voltage and current to the electrode 1. Reference numeral 22 denotes an overall control device that controls the image processing device 19, the electrode position control device 20, and the welding power source 21 as a whole.
【0023】前記の構成において、電極位置制御装置2
0の指令によって、Y走行台車11を作動させ、電極1
を所定の位置へ移動させる。制御回路17の指令によ
り、投光手段12から開先4を横切るように被溶接物
2、3に向けて線状の光線13を照射する。同時に、受
光手段14で、被溶接物2、3からの反射光を撮像す
る。In the above configuration, the electrode position control device 2
In response to the command of 0, the Y traveling vehicle 11 is operated, and the electrode 1
Is moved to a predetermined position. In accordance with a command from the control circuit 17, a linear light beam 13 is emitted from the light projecting means 12 to the workpieces 2 and 3 across the groove 4. At the same time, the reflected light from the workpieces 2 and 3 is imaged by the light receiving means 14.
【0024】制御回路18は、受光手段14から出力さ
れるアナログ画像信号を画像処理装置19の画像入力部
に送る。画像入力部は、印加されたアナログ画像信号を
デジタル信号にA/D変換して多値画像データとして受
け入れ、多値画像記憶部に多値画像データとして記憶さ
せる。二値化処理部は、多値画像記憶部に記憶された多
値画像データを呼出し、所定の閾値で二値化して、前記
光切断線Qに対応する図3に示すような光切断像Ip、
IbL、IbRを抽出して(図2のステップS1)、二
値画像記憶部に記憶させる。The control circuit 18 sends the analog image signal output from the light receiving means 14 to the image input section of the image processing device 19. The image input unit A / D converts the applied analog image signal into a digital signal, receives the digital signal as multi-value image data, and stores the multi-value image data in the multi-value image storage unit. The binarization processing unit calls out the multi-valued image data stored in the multi-valued image storage unit, binarizes the multi-valued image data with a predetermined threshold value, and converts the light section image Ip corresponding to the light section line Q as shown in FIG. ,
IbL and IbR are extracted (step S1 in FIG. 2) and stored in the binary image storage unit.
【0025】なお、図3において、光切断像Ipは、電
極1で反射された光切断線Qの反射光によるもの、光切
断像IbL、IbRは、開先底部で反射された光切断線
Qの反射光によるものである。In FIG. 3, the light-section image Ip is based on light reflected by the light-section line Q reflected by the electrode 1, and the light-section images IbL and IbR are light-section images Qb reflected by the groove bottom. This is due to the reflected light.
【0026】細線化処理部は、二値画像記憶部に記憶さ
れたある幅をもつ二値画像を呼び出して、それぞれの幅
方向の中心位置を求めて細線化し、細線画像記憶部に記
憶させる。線要素抽出部は、細線画像記憶部に記憶され
た細線画像を呼出し、画素の連続性、方向性により、図
4および図5に示すような線要素(直線)L1、L2、
L3、L4、L5、L6に分割し、線要素記憶部に記憶
させる。The thinning processing unit calls a binary image having a certain width stored in the binary image storage unit, finds the center position in each width direction, thins it, and stores it in the thin line image storage unit. The line element extraction unit calls out the thin line image stored in the thin line image storage unit, and determines the line elements (straight lines) L1, L2, L2, and L3 as shown in FIGS.
It is divided into L3, L4, L5, and L6 and stored in the line element storage unit.
【0027】この時、被溶接部材2、3に形成された開
先4の開き角が大きい場合には、図4に示すように、開
先4の側面に対応する線要素LSL、LSRが現われ
る。しかし、開先4の開き角が小さい場合には、図5に
示すように、開先4の側面に対応する線要素LSL、L
SRは現われない。At this time, when the opening angle of the groove 4 formed on the members 2 and 3 to be welded is large, the line elements LSL and LSR corresponding to the side surfaces of the groove 4 appear as shown in FIG. . However, when the opening angle of the groove 4 is small, as shown in FIG.
SR does not appear.
【0028】開先4の開き角が大きい場合でも、機械加
工された開先4においては、その加工面がほぼ平面であ
るため、上記の処理を行った状態で、開先4の側面に対
応する線要素LSL、LSRは比較的長い直線となって
残る。したがって、線要素の長さを所定の基準で選択す
ることにより、図5に示すように、開先底部の光切断像
の線要素L1、L2、L3、L4、L5、L6のみを抽
出することができる。Even if the opening angle of the groove 4 is large, the machined groove 4 has a substantially flat processing surface, so that the above processing is performed and the side surface of the groove 4 The remaining line elements LSL and LSR remain as relatively long straight lines. Therefore, by selecting the lengths of the line elements on a predetermined basis, as shown in FIG. 5, only the line elements L1, L2, L3, L4, L5, and L6 of the light section image at the groove bottom are extracted. Can be.
【0029】このようにして抽出された線要素L1、L
2、L3、L4、L5、L6を、隣接する線要素間の間
隔の大きさによりグループ化する。図5の例では、線要
素L1、L2、L3で第1のグループIbLを構成し、
線要素L4、L5、L6で第2のグループIbRを構成
している。すなわち、第1のグループIbLと第2のグ
ループIbRの間は、電極1により光切断像IbL、I
bRが不連続になったことを示している。The line elements L1, L thus extracted
2, L3, L4, L5, and L6 are grouped according to the size of the interval between adjacent line elements. In the example of FIG. 5, a first group IbL is configured by the line elements L1, L2, L3,
The line elements L4, L5, and L6 form a second group IbR. In other words, between the first group IbL and the second group IbR, the light cut images IbL, IbL
This indicates that bR has become discontinuous.
【0030】画像処理装置19は、図5に示す第1のグ
ループIbL(線要素L1)の左端の座標を左側境界位
置座標BL(XBL、YBL)とし、第2のグループIbR
(線要素L6)右端の座標を右側境界位置座標BR(X
BR、YBR)として検出し(図2のステップS2)記憶す
る。The image processing apparatus 19, the left end of the coordinates of the first group IbL shown in FIG. 5 (the line element L1) left boundary coordinates BL (X BL, Y BL) and a second group IbR
(Line element L6) The coordinates of the right end are represented by the right boundary position coordinates BR (X
BR , Y BR ) (step S2 in FIG. 2) and stored.
【0031】検出された前記左側境界位置座標BL(X
BL、YBL)と前記右側境界位置座標BR(XBR、YBR)
から、左側境界位置座標BLと右側境界位置座標BRの
中点(開先4の中心)位置座標Cb(XCb、YCb)を XCb=(XBL+XBR)/2 YCb=(YBL+YBR)/2 により算出し(図2のステップS3)記憶する。The detected left boundary position coordinates BL (X
BL , YBL ) and the right boundary position coordinates BR ( XBR , YBR ).
, The middle point (center of groove 4) Cb (X Cb , Y Cb ) of the middle point of the left boundary position coordinate BL and the right boundary position coordinate BR is represented by X Cb = (X BL + X BR ) / 2 Y Cb = (Y (BL + YBR ) / 2 (step S3 in FIG. 2) and stored.
【0032】また、画像処理装置19は、図5に示す第
1のグループIbL(線要素L3)の右端の座標を電極
陰影部の左側境界位置座標PL(XPL、YPL)とし、第
2のグループIbR(線要素L6)左端の座標を電極陰
影部の右側境界位置座標PR(XPR、YPR)として検出
し(図2のステップS4)記憶する。The image processing apparatus 19 sets the coordinates of the right end of the first group IbL (line element L3) shown in FIG. 5 as the left boundary position coordinates PL (X PL , Y PL ) of the electrode shadow part, and The coordinates of the left end of the group IbR (line element L6) are detected as the right boundary position coordinates PR (X PR , Y PR ) of the electrode shadow part (step S4 in FIG. 2) and stored.
【0033】検出された前記電極陰影部の左側境界位置
座標PL(XPL、YPL)と前記電極陰影部の右側境界位
置座標PR(XPR、YPR)から、左側境界位置座標PL
と右側境界位置座標PRの中点(電極1の中心)位置座
標Cp(XCp、YCp)を XCp=(XPL+XPR)/2 YCp=(YPL+YPR)/2 により算出し(図2のステップS5)記憶する。From the detected left boundary position coordinates PL (X PL , Y PL ) of the electrode shadow part and the right boundary position coordinates PR (X PR , Y PR ) of the electrode shadow part, the left boundary position coordinate PL is obtained.
And the middle point (center of electrode 1) Cp (X Cp , Y Cp ) of the middle point of the right boundary position PR are calculated by X Cp = (X PL + X PR ) / 2 Y Cp = (Y PL + Y PR ) / 2 (Step S5 in FIG. 2).
【0034】ステップ3およびステップ5で算出された
中点(開先4の中心)位置座標Cb(XCb、YCb)と中
点(電極1の中心)位置座標Cp(XCp、YCp)から、
開先4の中心位置に対する電極1の中心位置のずれ量Δ
Sを ΔS=XCp−XCb により算出し(図2のステップ6S)記憶する。The midpoint (center of groove 4) position coordinates Cb (X Cb , Y Cb ) and midpoint (center of electrode 1) position coordinates Cp (X Cp , Y Cp ) calculated in steps 3 and 5 From
Deviation Δ of the center position of electrode 1 from the center position of groove 4
S is calculated from ΔS = X Cp −X Cb (step 6S in FIG. 2) and stored.
【0035】算出された開先4の中心位置に対する電極
1の中心位置のずれ量ΔSは、ITVカメラ16の画面
上での検出結果であるため、ITVカメラ16の撮像倍
率などの諸定数により、実際の開先4と電極1の位置ず
れ量に座標変換する(図2のステップS7)。Since the calculated shift amount ΔS of the center position of the electrode 1 with respect to the center position of the groove 4 is a detection result on the screen of the ITV camera 16, it is determined by various constants such as the imaging magnification of the ITV camera 16. The coordinates are converted into the actual displacement amount between the groove 4 and the electrode 1 (step S7 in FIG. 2).
【0036】前記各検出結果より、たとえば、左側境界
位置座標BLと右側境界位置座標BR間の幅(|XBL−
XBR|)、あるいは、左側境界位置座標PLと右側境界
位置座標PR間の幅(|XPL−XPR|)、あるいは、開
先4の中心位置に対する電極1の中心位置のずれ量ΔS
が予め設定された範囲内にあるか否かを判定し、検出結
果の評価を行う(図2のステップS8)。検出結果の評
価により異常と評価された場合には、エラー処理を行い
以降の作業を停止する。From the above detection results, for example, the width between the left boundary position coordinates BL and the right boundary position coordinates BR (| X BL −
X BR |), or the width (| X PL −X PR |) between the left boundary position coordinate PL and the right boundary position coordinate PR, or the deviation ΔS of the center position of the electrode 1 with respect to the center position of the groove 4.
Is within a preset range, and the detection result is evaluated (step S8 in FIG. 2). If the detection result is evaluated as abnormal, error processing is performed and the subsequent work is stopped.
【0037】前記の溶接位置検出方法を用いた自動溶接
装置の動作を、図6に示すフローチャート基づいて説明
する。The operation of the automatic welding apparatus using the above welding position detecting method will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0038】動作開始後、全体制御装置22が電極位置
制御装置20に対し電極1の現在位置を問い合わせ、電
極位置制御装置20からの報告(ステップF18)によ
り、電極1の現在位置の情報を取得する(ステップF
1)。After the operation starts, the overall control device 22 inquires of the electrode position control device 20 about the current position of the electrode 1, and obtains information on the current position of the electrode 1 from the report from the electrode position control device 20 (step F18). (Step F
1).
【0039】全体制御装置22は、電極位置制御装置2
0に電極1を引き上げる移動指令を発行する(ステップ
F2)。電極位置制御装置20は、全体制御装置22か
らの移動指令に基づいて、電極位置制御機構5を作動さ
せ電極1を所定の位置まで引き上げる(ステップF1
9)。The overall control device 22 includes the electrode position control device 2
A movement command for raising the electrode 1 to 0 is issued (step F2). The electrode position control device 20 operates the electrode position control mechanism 5 based on the movement command from the overall control device 22 to pull up the electrode 1 to a predetermined position (step F1).
9).
【0040】電極1が引き上げられると、全体制御装置
22は、電極位置制御装置20に電極1を溶接位置検出
を開始する基準位置の上方まで移動させる移動指令を発
行する(ステップF3)。電極位置制御装置20は、全
体制御装置22からの移動指令に基づいて、電極位置制
御機構5を作動させ電極1を前記基準位置の上方まで移
動させる(ステップF20)。When the electrode 1 is raised, the overall control device 22 issues a movement command to the electrode position control device 20 to move the electrode 1 to a position above the reference position at which welding position detection is started (step F3). The electrode position control device 20 operates the electrode position control mechanism 5 based on the movement command from the overall control device 22 to move the electrode 1 above the reference position (step F20).
【0041】電極1が前記基準位置の上方に位置決めさ
れると、全体制御装置22は、電極位置制御装置20に
電極1を溶接位置検出が可能な位置まで下降させる移動
指令を発行する(ステップF4)。電極位置制御装置2
0は、全体制御装置22からの移動指令に基づいて、電
極位置制御機構5を作動させ電極1を溶接位置検出が可
能な開先4内の所定の位置まで下降させる(ステップF
21)。When the electrode 1 is positioned above the reference position, the overall control device 22 issues a movement command to the electrode position control device 20 to lower the electrode 1 to a position where the welding position can be detected (step F4). ). Electrode position control device 2
0, the electrode position control mechanism 5 is operated based on the movement command from the overall control device 22 to lower the electrode 1 to a predetermined position in the groove 4 where the welding position can be detected (step F).
21).
【0042】電極1が所定の位置まで下降すると、全体
制御装置22は、電極位置制御装置20に電極1をX方
向に移動させる移動指令を発行する(ステップF5)。
電極位置制御装置20は、全体制御装置22からの移動
指令に基づいて、電極位置制御機構5によりX走行台車
7を作動させ電極1をX方向に移動させる(ステップF
22)。なお、この電極1のX方向の移動は、溶接終了
点までの検出動作が終了するまで継続される。When the electrode 1 is lowered to a predetermined position, the overall control device 22 issues a movement command to move the electrode 1 in the X direction to the electrode position control device 20 (step F5).
The electrode position control device 20 operates the X traveling vehicle 7 by the electrode position control mechanism 5 to move the electrode 1 in the X direction based on the movement command from the overall control device 22 (step F).
22). The movement of the electrode 1 in the X direction is continued until the detection operation up to the welding end point ends.
【0043】電極1のX方向への移動開始後、全体制御
装置22は、画像処理装置19に対して溶接位置検出指
令を発行する(ステップF6)。画像処理装置19は、
全体制御装置22からの溶接位置検出指令に基づいて、
前述の手順で溶接位置の検出を行う(ステップF2
7)。After the movement of the electrode 1 in the X direction is started, the overall control device 22 issues a welding position detection command to the image processing device 19 (step F6). The image processing device 19
Based on the welding position detection command from the overall control device 22,
The welding position is detected by the above-described procedure (step F2).
7).
【0044】電極1のX方向への移動中、全体制御装置
22は、電極位置制御装置20に電極1の現在位置を問
い合わせ、電極位置制御装置20からの報告(ステップ
F23)により、電極1の現在位置の情報を取得する
(ステップF7)。During the movement of the electrode 1 in the X direction, the overall control device 22 inquires of the electrode position control device 20 about the current position of the electrode 1 and, based on the report from the electrode position control device 20 (step F23), the control of the electrode 1 is performed. The information of the current position is obtained (step F7).
【0045】全体制御装置22は、電極1の現在位置情
報の取得と並行して、画像処理装置19に検出結果を問
い合わせ、画像処理装置19からの検出結果の報告(ス
テップF28)を受け(ステップF8)、その検出デー
タを内部の記憶装置に格納する(ステップF9)。The general control device 22 inquires of the image processing device 19 about the detection result in parallel with the acquisition of the current position information of the electrode 1, and receives the detection result report (step F28) from the image processing device 19 (step F28). F8), and stores the detected data in the internal storage device (step F9).
【0046】全体制御装置22は、溶接開始位置から溶
接終了位置までの間、予め指定された間隔で溶接位置検
出を繰り返す(ステップ10)。The overall control unit 22 repeats the detection of the welding position at a predetermined interval from the welding start position to the welding end position (step 10).
【0047】電極1が溶接終了位置に達すると、全体制
御装置22は、電極位置制御装置20に電極1のX方向
の移動を停止させる停止指令を発行する(ステップF1
1)。電極位置制御装置20は、全体制御装置22から
の停止指令に基づいて、電極位置制御機構5によりX走
行台車7の走行を停止させる(ステップF24)。When the electrode 1 reaches the welding end position, the overall control device 22 issues a stop command to the electrode position control device 20 to stop the movement of the electrode 1 in the X direction (step F1).
1). The electrode position control device 20 causes the electrode position control mechanism 5 to stop traveling of the X traveling vehicle 7 based on the stop command from the overall control device 22 (step F24).
【0048】全体制御装置22は、電極位置制御装置2
0に電極1を引き上げる移動指令を発行する(ステップ
F12)。電極位置制御装置20は、全体制御装置22
からの移動指令に基づいて、電極位置制御機構5を作動
させ電極1を所定の位置まで引き上げ(ステップF2
5)、電極1を溶接開始位置へ移動させる(ステップF
26)。The overall control device 22 includes the electrode position control device 2
A movement command for raising the electrode 1 to 0 is issued (step F12). The electrode position control device 20 includes an overall control device 22
The electrode position control mechanism 5 is actuated to raise the electrode 1 to a predetermined position on the basis of the movement command (step F2).
5) Move the electrode 1 to the welding start position (Step F)
26).
【0049】一方、全体制御装置22は、溶接位置の検
出結果に基づいて、電極1のY走行軸10方向の位置修
正量を求め、溶接時の電極1の移動経路を算出する(ス
テップF13)。On the other hand, the overall control device 22 calculates the position correction amount of the electrode 1 in the direction of the Y traveling axis 10 based on the detection result of the welding position, and calculates the movement path of the electrode 1 during welding (step F13). .
【0050】全体制御装置22は、算出した電極1の移
動経路を電極位置制御装置20に指令するとともに、溶
接電源21に溶接開始を指令する。電極位置制御装置2
0は、電極位置制御機構5を作動させ、全体制御装置2
2から指令された移動経路にしたがって電極1を移動さ
せる。同時に、溶接電源21は、電極1と被溶接部材
2、3に溶接電流、電圧を印加し、電極1と被溶接部材
2、3および溶接ビードの間にアークを発生させる。そ
して、図示しない溶接ワイヤ送給装置からアークに溶接
ワイヤを送給して溶接を行う(ステップF14)。The overall control device 22 instructs the calculated position of the electrode 1 to the electrode position control device 20 and also instructs the welding power source 21 to start welding. Electrode position control device 2
0 activates the electrode position control mechanism 5 and the overall control device 2
The electrode 1 is moved in accordance with the movement path instructed from 2. At the same time, the welding power source 21 applies a welding current and voltage to the electrode 1 and the members 2 and 3 to generate an arc between the electrode 1 and the members 2 and 3 and the welding bead. Then, a welding wire is fed from a welding wire feeding device (not shown) to the arc to perform welding (step F14).
【0051】溶接開始後、全体制御装置22は、電極位
置制御装置20に電極1の現在位置を問い合わせ、電極
位置制御装置20から報告される電極1の現在位置情報
に基づいて、溶接終了位置か否かを判断する(ステップ
F14)。電極1が溶接終了位置に達していない場合に
は溶接を継続する。After the start of welding, the overall control device 22 inquires of the electrode position control device 20 about the current position of the electrode 1, and based on the current position information of the electrode 1 reported from the electrode position control device 20, determines whether the current position is the welding end position. It is determined whether or not it is (step F14). If the electrode 1 has not reached the welding end position, welding is continued.
【0052】電極1が溶接終了位置に到達した場合に
は、全体制御装置22は、電極位置制御装置20と溶接
電源21に溶接停止の指令を発行する。さらに、全体制
御装置22は、終了した溶接パスで予め設定されている
全溶接パスが終了したか否かを判定する(ステップF1
6)。予定していた全溶接パスに達している場合には、
作業を終了する。When the electrode 1 has reached the welding end position, the overall control device 22 issues a welding stop command to the electrode position control device 20 and the welding power source 21. Further, the overall control device 22 determines whether or not all of the preset welding passes have been completed for the completed welding passes (step F1).
6). If all planned welding passes have been reached,
Finish the work.
【0053】予定していた全溶接パスに達していない場
合には、次の溶接を行う際に、その直前の溶接で使用し
た電極1の移動経路をそのまま使用するか、あるいは新
たに電極1の移動経路を設定するかを判定する(ステッ
プF17)。If the total welding pass has not been reached, when the next welding is performed, the moving path of the electrode 1 used in the immediately preceding welding may be used as it is, or a new electrode 1 may be used. It is determined whether to set a moving route (step F17).
【0054】直前の溶接で使用した電極1の移動経路を
そのまま使用する場合には、前記ステップF12に戻り
溶接を行う。また、新たに電極1の移動経路を設定する
場合には、前記ステップF1に戻り前述の操作を繰り返
す。When the moving path of the electrode 1 used in the immediately preceding welding is to be used as it is, the flow returns to the step F12 to perform the welding. When a new movement path of the electrode 1 is set, the process returns to the step F1 and the above-described operation is repeated.
【0055】なお、前述の実施の形態において、投光手
段12と受光手段14を、電極1に対して同じ側に設け
た場合について説明したが、投光手段12と受光手段1
4を、電極1を挾んで互いに反対側に位置するように配
置してもよい。In the above embodiment, the case where the light projecting means 12 and the light receiving means 14 are provided on the same side with respect to the electrode 1 has been described.
4 may be arranged on opposite sides of the electrode 1.
【0056】また、投光手段12は、線状の光線13を
照射する場合について説明したが、レーザビームなどの
スポット光により開先4を横切るようスキャニングさせ
て、その反射光をラインセンサで受光して、三角測量の
原理から開先4内の形状を検出するようにしてもよい。The case where the light projecting means 12 irradiates the linear light beam 13 has been described. However, the light projecting means 12 is scanned across the groove 4 by spot light such as a laser beam, and the reflected light is received by a line sensor. Then, the shape of the groove 4 may be detected from the principle of triangulation.
【0057】また、電極位置制御機構5におけるY走行
軸8とZ走行軸10とは、その配置(Y軸とZ軸)を逆
にしてもよいし、電極1の変わりに被溶接部材2、3を
X軸方向に移動させ、電極をY軸方向およびZ軸方向に
移動させるようにしてもよい。すなわち、電極1を被溶
接部材2、3に対して3次元方向に移動できるように構
成されていれば、多関節ロボット、自送式溶接ロボット
などを使用することができる。The positions (Y axis and Z axis) of the Y traveling axis 8 and the Z traveling axis 10 in the electrode position control mechanism 5 may be reversed. 3 may be moved in the X-axis direction, and the electrodes may be moved in the Y-axis direction and the Z-axis direction. That is, as long as the electrode 1 is configured to be able to move in three-dimensional directions with respect to the workpieces 2 and 3, an articulated robot, a self-feeding welding robot, or the like can be used.
【0058】図7ないし図9は、本発明による自動溶接
装置における溶接位置検出装置の他の実施の形態を示す
もので、図7は、溶接位置検出装置の構成図、図8は、
光切断像を示す説明図、図9は、図8における電極付近
の光の強度分布を示す特性図である。FIGS. 7 to 9 show another embodiment of the welding position detecting device in the automatic welding device according to the present invention. FIG. 7 is a block diagram of the welding position detecting device, and FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a light cut image, and FIG. 9 is a characteristic diagram showing an intensity distribution of light near the electrodes in FIG.
【0059】同図において、図1と同じものは同じ符号
をつけて示してある。23は外部光源で、電極1を挾ん
で受光手段14と対向するように、前記実施の形態にお
けるY走行台車11に配置されている。24は制御回路
で、画像処理装置19からの指令に基づいて、外部光源
23のON、OFFおよびその明るさを制御する。In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 23 denotes an external light source, which is disposed on the Y traveling carriage 11 in the above embodiment so as to face the light receiving means 14 with the electrode 1 interposed therebetween. Reference numeral 24 denotes a control circuit that controls ON / OFF of the external light source 23 and its brightness based on a command from the image processing device 19.
【0060】前記の構成において、投光手段12により
線状の光線13を開先4に照射するとともに、外部光源
23により拡がりのある光を開先4内に照射する。同時
に、受光手段14で開先4内の撮像を行う。この時、投
光手段12と外部光源23の明るさを調整することによ
り、図8に示す光切断像Ib、外部光源23による開先
4内の反射画像Ikおよび電極1のシルエット像Idの
明るさの関係をIB>Ik>Idとすることができ、電
極1のシルエット像Idを横切る水平線A−Aにおける
明るさの分布を、図9に示すようにすることができる。In the above-described configuration, the light beam 12 irradiates the linear light beam 13 to the groove 4, and the external light source 23 irradiates the light to the groove 4 with spreading light. At the same time, the light receiving unit 14 captures an image of the groove 4. At this time, by adjusting the brightness of the light projecting means 12 and the external light source 23, the brightness of the light cut image Ib, the reflection image Ik in the groove 4 by the external light source 23 and the silhouette image Id of the electrode 1 shown in FIG. The relationship of the heights can be set to IB>Ik> Id, and the distribution of brightness on the horizontal line AA crossing the silhouette image Id of the electrode 1 can be as shown in FIG.
【0061】このような受光手段14の出力から溶接位
置を検出する手順は、図2に示すものとほぼ同様であ
る。前記手順と異なる点は、光切断像Ibが1グループ
となるため、電極1の陰影部境界CL、CRの位置を検
出する際に、光切断像Ibに替えて、電極1のシルエッ
ト像Idを横切る水平線A−Aの明るさの変化(二値化
したデータで、1から0もしくは0から1に変化する位
置を陰影部の境界位置CL、CRとする)を用いる点で
ある。The procedure for detecting the welding position from the output of the light receiving means 14 is almost the same as that shown in FIG. The difference from the above-described procedure is that the light cut image Ib is included in one group. Therefore, when detecting the positions of the shadow part boundaries CL and CR of the electrode 1, the silhouette image Id of the electrode 1 is used instead of the light cut image Ib. The point is to use the change in the brightness of the horizontal line AA that crosses (the position where the value changes from 1 to 0 or 0 to 1 in the binarized data is defined as the boundary position CL or CR of the shadow portion).
【0062】そして、電極1の陰影部の左側境界位置座
標CL(XCL、YCL)、右側境界位置座標CR(XCR、
YCR)から、左側境界位置座標CLと右側境界位置座標
CRの中点(電極1の中心)位置座標Cp(XCp、
YCp)を XCp=(XCL+XCR)/2 YCp=(YCL+YCR)/2 により算出する。その他は前記図2の場合と同様であ
る。The left boundary position coordinates CL (X CL , Y CL ) and right boundary position coordinates CR (X CR ,
Y CR ), the middle point (center of electrode 1) position coordinate Cp (X Cp ,
Y Cp ) is calculated by X Cp = (X CL + X CR ) / 2 Y Cp = (Y CL + Y CR ) / 2. Others are the same as in FIG.
【0063】図10は、本発明による自動溶接装置の溶
接位置検出装置における光切断像の他の例を示す説明図
である。FIG. 10 is an explanatory view showing another example of the light-section image in the welding position detecting device of the automatic welding device according to the present invention.
【0064】図に示すように、この例では、図3に示す
例に比較して、開先底部の左側境界位置BLと右側境界
位置BRの高さが異なっている。このような場合、左側
境界位置座標BL(XBL、YBL)と右側境界位置座標B
R(XBR、YBR)から左右境界位置の高さの差ΔHを ΔH=(YBL−YBR) により算出する。As shown in the drawing, in this example, the height of the left boundary position BL and the right boundary position BR of the groove bottom are different from those in the example shown in FIG. In such a case, the left boundary position coordinates BL ( XBL , YBL ) and the right boundary position coordinates B
R (X BR, Y BR) the height difference [Delta] H of the left and right boundary position from the calculated by ΔH = (Y BL -Y BR) .
【0065】この算出結果に基づいて、開先底部の低い
側(図ではBR側)に溶接のねらい位置を補正して、開
先底部の高さを揃えるようにすることもできる。したが
って、多層溶接において、何らかの原因により途中の層
で溶接ビードに片寄りが発生しても、溶接位置検出後の
溶接で溶接ビードの片寄りを補修することができ、品質
のよい溶接ビードを得ることができる。On the basis of the calculation result, the aim of welding can be corrected on the lower side (BR side in the figure) of the groove bottom so that the height of the groove bottom can be made uniform. Therefore, in the case of multi-layer welding, even if a deviation occurs in the weld bead in the middle layer for some reason, the deviation of the weld bead can be repaired by welding after detecting the welding position, and a high-quality weld bead can be obtained. be able to.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、電
極と開先に光切断線を照射してその光切断像を撮像し、
もしくは、開先に光切断線を照射するとともに電極を外
部光源で照射して、光切断線と電極のシルエット像を撮
像し、開先の中心位置と電極の中心位置のずれを検出す
るようにしたので、高精度の検出を行うことができる。
また、高精度の検出を行うことにより、高精度の補正を
行うことができ、高品質の溶接を行うことができる。As described above, according to the present invention, an electrode and a groove are irradiated with a light-section line, and a light-section image is taken.
Alternatively, irradiating the groove with a light cutting line and irradiating the electrode with an external light source to capture a light cutting line and a silhouette image of the electrode so as to detect a shift between the center position of the groove and the center position of the electrode. Therefore, highly accurate detection can be performed.
Further, by performing high-precision detection, high-precision correction can be performed, and high-quality welding can be performed.
【図1】本発明における自動溶接装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an automatic welding device according to the present invention.
【図2】溶接位置検出手順を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing a welding position detection procedure.
【図3】開先部分の光切断像の一例を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a light section image of a groove portion.
【図4】開先部分の光切断像の他の例を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing another example of a light section image of a groove portion.
【図5】溶接位置検出方法を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a welding position detection method.
【図6】自動溶接装置における溶接位置検出を含む溶接
手順を示すフローチャート。FIG. 6 is a flowchart showing a welding procedure including welding position detection in the automatic welding device.
【図7】溶接位置検出装置の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a welding position detection device.
【図8】光切断像を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing a light-section image.
【図9】図8における電極付近の光の強度分布を示す特
性図。FIG. 9 is a characteristic diagram showing an intensity distribution of light near an electrode in FIG. 8;
【図10】自動溶接装置の溶接位置検出装置における光
切断像の他の例を示す説明図。FIG. 10 is an explanatory view showing another example of the light-section image in the welding position detection device of the automatic welding device.
1…電極、2、3…被溶接部材、4…開先、5…電極位
置制御機構、12…投光手段、13…光線、14…受光
手段、17…制御回路、18…制御回路、19…画像処
理装置、20…電極位置制御装置、21…溶接電源、2
2…全体制御装置、23…外部電源、24…制御回路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode 2, 3 ... Welded member, 4 ... Groove, 5 ... Electrode position control mechanism, 12 ... Light emitting means, 13 ... Light beam, 14 ... Light receiving means, 17 ... Control circuit, 18 ... Control circuit, 19 ... image processing device, 20 ... electrode position control device, 21 ... welding power source, 2
2 ... Overall control device, 23 ... External power supply, 24 ... Control circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森沢 潤一郎 茨城県日立市幸町三丁目1番1号株式会社 日立製作所日立工場内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Junichiro Morisawa 3-1-1, Sakaimachi, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Hitachi Plant
Claims (7)
切断線を照射する投光手段と、被溶接物で反射された光
切断線の反射光を光切断像として検出する二次元の受光
手段と、受光手段で受光した光切断像を計算処理して溶
接位置を検出する画像処理手段とを有する溶接位置検出
装置における溶接位置検出方法であって、前記開先と溶
接電極を横切るように光切断線を照射し、受光された光
切断像から、開先底部の両側境界部と溶接電極の両側境
界部を算出するとともに、開先底部の中心位置と溶接電
極の中心位置とを算出し、各中心位置のずれ量を検出す
ることを特徴とする溶接位置検出方法。1. A light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of a workpiece to traverse a groove, and detecting light reflected by the welding object as a light cutting image. Dimensional light receiving means, a welding position detection method in a welding position detection device having image processing means for calculating and processing a light section image received by the light receiving means and detecting a welding position, wherein the groove and the welding electrode are By irradiating the light cutting line so as to traverse, from the received light cutting image, calculate both side boundaries of the groove bottom and both sides of the welding electrode, and calculate the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode. And detecting the deviation amount of each center position.
を挾んで反対側から溶接電極によりその一部が遮られる
ように照射することを特徴とする請求項1に記載の溶接
位置検出方法。2. The welding position detecting device according to claim 1, wherein said light cutting line is irradiated from the opposite side of said light receiving means and the welding electrode so that a part thereof is blocked by the welding electrode. Method.
切断線を照射する投光手段と、被溶接物で反射された光
切断線の反射光を光切断像として検出する二次元の受光
手段と、受光手段で受光した光切断像を計算処理して溶
接位置を検出する画像処理手段とを有する溶接位置検出
装置における溶接位置検出方法であって、前記開先を横
切るように光切断線を照射するとともに、前記受光手段
と溶接電極を挾んで反対側から拡がりのある光で溶接電
極を照射し、受光された光切断像と溶接電極のシルエッ
ト像から、開先底部の両側境界部と溶接電極の両側境界
部を算出するとともに、開先底部の中心位置と溶接電極
の中心位置とを算出し、各中心位置のずれ量を検出する
ことを特徴とする溶接位置検出方法。3. A light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of a workpiece so as to cross a groove, and detecting a light beam of the light cutting line reflected by the workpiece as a light cutting image. A welding position detecting method in a welding position detecting device having a two-dimensional light receiving means and an image processing means for calculating and processing a light cut image received by the light receiving means to detect a welding position, so as to cross the groove. While irradiating the light cutting line and irradiating the welding electrode with light having a spread from the opposite side with the light receiving means and the welding electrode interposed therebetween, from the received light cutting image and the silhouette image of the welding electrode, both sides of the groove bottom are obtained. A welding position detection method comprising: calculating a boundary portion on both sides between a boundary portion and a welding electrode; calculating a center position of a groove bottom and a center position of the welding electrode; and detecting a shift amount of each center position.
るように光切断線を照射する投光手段と、溶接電極と被
溶接物で反射された光切断線の反射光を光切断像として
検出する二次元の受光手段と、受光された溶接電極の像
と光切断像から、開先底部の両側境界部と溶接電極の両
側境界部を算出するとともに、開先底部の中心位置と溶
接電極の中心位置とを算出し、各中心位置のずれ量を検
出する画像処理手段とを設けたことを特徴とする溶接位
置検出装置。4. A light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of a workpiece to traverse a groove and a welding electrode, and light reflecting light of the light cutting line reflected by the welding electrode and the workpiece. From the two-dimensional light receiving means to be detected as a cut image, the received welding electrode image and the light cut image, the two-sided boundary of the groove bottom and the two-sided boundary of the welding electrode are calculated, and the center position of the groove bottom is calculated. And a center position of the welding electrode, and image processing means for detecting a shift amount of each center position.
切断線を照射する投光手段と、溶接電極を含む開先内を
照射する外部光源と、溶接電極を挾んで前記外部光源と
対向するように配置され、溶接電極のシルエット像と被
溶接物で反射された光切断線の反射光を光切断像とを同
時に検出する二次元の受光手段と、受光された溶接電極
の像と光切断像から、開先底部の両側境界部と溶接電極
の両側境界部を算出するとともに、開先底部の中心位置
と溶接電極の中心位置とを算出し、各中心位置のずれ量
を検出する画像処理手段とを設けたことを特徴とする溶
接位置検出装置。5. A light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of an object to be welded so as to cross a groove, an external light source for irradiating a groove including a welding electrode, and an external light source sandwiching the welding electrode. A two-dimensional light receiving unit that is arranged to face the light source and simultaneously detects a silhouette image of the welding electrode and a light cutting image of a light cutting line reflected by the work to be welded, and a welding electrode of the received welding electrode. From the image and the light-section image, calculate both sides of the groove bottom and both sides of the welding electrode, calculate the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode, and calculate the amount of deviation between the respective center positions. A welding position detecting device, comprising: an image processing means for detecting.
断線を照射する投光手段と、被溶接物で反射された光切
断線の反射光を光切断像として検出する二次元の受光手
段と、受光手段で受光した光切断像を計算処理して溶接
位置を検出する画像処理手段とを有する溶接位置検出装
置を備え、溶接位置検出手段の出力に基づいて溶接時に
おける溶接電極の移動経路を制御するようにした自動溶
接装置において、前記開先と溶接電極を横切るように光
切断線を照射する投光手段と、前記受光手段で受光され
た光切断像から、開先底部の両側境界部と溶接電極の両
側境界部を算出するとともに、開先底部の中心位置と溶
接電極の中心位置とを算出し、各中心位置のずれ量を検
出する溶接位置検出手段とを設け、溶接電極の移動経路
を制御するようにしたことを特徴とする自動溶接装置。6. A light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of a workpiece so as to cross a groove, and two-dimensionally detecting a light of the light cutting line reflected by the workpiece as a light cutting image. A welding position detecting device having a light receiving means and an image processing means for calculating a light cutting image received by the light receiving means to detect a welding position, and based on an output of the welding position detecting means, a welding electrode at the time of welding. In an automatic welding apparatus configured to control the moving path of the light, a light projecting means for irradiating a light cutting line across the groove and the welding electrode, and a light cutting image received by the light receiving means, a groove bottom portion Along with calculating both side boundaries of the welding electrode and both side boundaries of the welding electrode, calculating the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode, and providing a welding position detecting means for detecting the amount of deviation of each center position, To control the movement path of the welding electrode Automatic welding apparatus, characterized in that the.
断線を照射する投光手段と、被溶接物で反射された光切
断線の反射光を光切断像として検出する二次元の受光手
段と、受光手段で受光した光切断像を計算処理して溶接
位置を検出する画像処理手段とを有する溶接位置検出装
置を備え、溶接位置検出手段の出力に基づいて溶接時に
おける溶接電極の移動経路を制御するようにした自動溶
接装置において、前記開先と溶接電極を横切るように光
切断線を照射する投光手段と、前記受光手段で受光され
た光切断像から、開先底部の両側境界部と溶接電極の両
側境界部を算出するとともに、開先底部の中心位置と溶
接電極の中心位置とを算出し、各中心位置のずれ量を検
出するとともに、開先底部の両側境界部の高さを算出す
る溶接位置検出手段とを設け、溶接電極の移動経路と高
さを制御するようにしたことを特徴とする自動溶接装
置。7. A light projecting means for irradiating a light cutting line on a surface of a workpiece so as to cross a groove, and a two-dimensional detecting means for detecting, as a light cutting image, light reflected by the light cutting line reflected by the workpiece. A welding position detecting device having a light receiving means and an image processing means for calculating a light cutting image received by the light receiving means to detect a welding position, and based on an output of the welding position detecting means, a welding electrode at the time of welding. In an automatic welding apparatus configured to control the moving path of the light, a light projecting means for irradiating a light cutting line across the groove and the welding electrode, and a light cutting image received by the light receiving means, a groove bottom portion Calculate the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode, calculate the center position of the groove bottom and the center position of the welding electrode, and detect the amount of deviation of each center position. Welding position detection hand that calculates the height of the part Preparative provided, automatic welding apparatus is characterized in that so as to control the movement path and the height of the welding electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8642898A JPH11285825A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Welding position detection method and device, and automatic welding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8642898A JPH11285825A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Welding position detection method and device, and automatic welding device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11285825A true JPH11285825A (en) | 1999-10-19 |
Family
ID=13886641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8642898A Pending JPH11285825A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Welding position detection method and device, and automatic welding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11285825A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107020449A (en) * | 2017-04-26 | 2017-08-08 | 苏州睿牛机器人技术有限公司 | Weld seam tracking sensor and its welding seam tracking method |
| CN119525805A (en) * | 2024-12-25 | 2025-02-28 | 丰县远博电动车有限公司 | A high-precision control method for frame welding |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP8642898A patent/JPH11285825A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107020449A (en) * | 2017-04-26 | 2017-08-08 | 苏州睿牛机器人技术有限公司 | Weld seam tracking sensor and its welding seam tracking method |
| CN119525805A (en) * | 2024-12-25 | 2025-02-28 | 丰县远博电动车有限公司 | A high-precision control method for frame welding |
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