JPS60247475A - 画像処理による溶接制御方法 - Google Patents

画像処理による溶接制御方法

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JPS60247475A
JPS60247475A JP59102588A JP10258884A JPS60247475A JP S60247475 A JPS60247475 A JP S60247475A JP 59102588 A JP59102588 A JP 59102588A JP 10258884 A JP10258884 A JP 10258884A JP S60247475 A JPS60247475 A JP S60247475A
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像処理による溶接制御方法に係り、特に厚板
狭開先における溶接に好適な溶接制御方法に関する。
〔発明の背景〕
従来の溶接制御方法としては、溶接トーチの位置制御お
よび溶接における溶は込みを制御するための溶接入熱制
御がある。前者における制御方法としては、溶接開先を
倣いローラーを利用しての接触式制御、あるいは特開昭
５８−３８６６９号に記載のようにアークを撮像し、ア
ーク映像によシ、トーチ位置を制御する方法がある。一
方、後者における制御方法としては、予め溶接条件を設
定し、溶接状態において、該条件を再生制御する方法、
あるいは特開昭５６−１０２３７５号、同５７−２８６
７９等での溶融池の温度を検出し、溶接制御する方法が
ある。しかし、これら両者の制御は何れも、位置制御あ
るいは入熱制御各々単独の制御しか行なえず、同時に位
置および入熱制御を行う制御方法は無い。本発明によれ
ば、前出の特開昭５６−１０２３７５号において考慮さ
れていないトーチ位置制御を可能ＫＬ、又特開昭５８−
３８６６９号において考慮されていない溶接部近傍の温
度状態を検出して、入熱制御を馬」ヒにする。しかも、
両者の制御を同一情報源より１、行うことにより、制御
精度を向上させるとともに、制御のだめの検出装置を簡
単化することが可能となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、先に述べた従来の制御方法の欠点を克
服し、トーチ位置制御と溶接入熱制御を溶接部の温度検
出により、両者同時制御可能としさらに溶接状態におけ
るリアルタイム制御も可能とする、信頼性の高い溶接制
御方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
出し、該パターンにおける各等温度線領域相互の中心点
の変位の有無を検知し、変位が生じたとき、該変位が実
質的に零となるようにトーチの位置を制御し該トーチが
最適位置を維持するように位置制御するとともに、予め
設定された等温度線領域の面積と前記検出したパターン
における等温度線領域の面積とを比較し、それらが実質
的に等しい面倒となるように入熱量を制御することを特
徴とする。
本発明における制御方法の概要を第２図および第３図に
より説明する。第２図はトーチ位置制御　。
における説明図である。溶接トーチが適正な位置にある
場合は、第２図ａに示す予め定められた標準等温度線パ
ターンを示すが、溶接開先内において溶接トーチが左右
向れかに移動すると、上記パターンは第１図すに示す様
に等温度線パターンが歪み、各々の等温度線の中心位置
が変位する。従って、この変位を検出することにより、
トーチ位置を適正位置に復帰させるような制御を行う。
第３図は溶接入熱制御における説明図である。トーチ位
置制御のための等温度線バタフンを用い制御を行うこと
が可能である。第３図ａは予め定められた標準等温度線
パターンで、溶接物の材質、板厚等により溶接入熱制御
するための最適な温度箱　囲を予め決定し、その温度に
おける等温度線領域を・・ソチングで示す。溶接入熱が
低下すると、第３図すに示す様に該領域が小さくなる。
従って、標準パターンにおけるノ・ツチングした面積と
、第３図すにおけるノ・ツチング面積を比較することに
より溶接入熱制御を行う。以上述べた様に、溶接部の等
温度線パターンより、トーチ位置および溶接入熱両者の
制御を行うことが可能となる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の制御方法の７０チヤートの例である。
溶接トーチ１に取付けられた撮像装置２により溶接状態
における溶接部の温度分布を検出する。温度分布は等温
度線表示される。予め溶接物の材質、板厚、開先形状等
の等温度線パターンに影響を与える初期条件を定めた標
準等温度線パターンを作成しておき、溶接状態において
得られたパターンと比較を行う。トーチ位置制御のため
の等温度線中上位置および溶接入熱制御のだめの等温度
線領域面積を比較し、各々、必要な修正量を計算し、ト
ーチ位置、溶接入熱条件を適正な値になるよｆつ制御を
行う。
第４図は本発明の制御装置の実施例を示したものである
。溶接部温度の検出は溶接トーチ１に取付けられた撮像
装置２によυ検出を行う。撮像装置２は、溶接部が溶接
中に移動しない場合、即ち、溶接物が移動し、溶接トー
チ１が固定された方法で溶接を行う場合は、溶接トーチ
に取付ける必要は無く、溶接部が監視可能な位置に固定
しても良い。撮像装置２は溶接物の板厚、開先形状等に
より構造は異なる。第４図はファイ・く−スコープ３お
よび赤外線カメラ４より構成される撮像装置を示すが板
厚が小さい場合は、赤外線カメラで直接溶接部を監視す
ることも可能である１、また、ファイバースコープの替
りに、光学レンズ系により、溶接部像を取り出し、赤外
線カメラに伝達することも可能である。赤外線カメラ４
より画儂処理装置５に信号が送られ、等温度線ノくター
ンを標準ノくターンと比較し、必要な修正量を計算し、
制御信号を出力する。制御信号は溶接制御盤６に伝達さ
れ、トーチ位置あるいは溶接入熱条件の修正を行う。溶
接入熱制御は通常溶接電流を変化させることによシ制御
を行うが、溶接速度あるいは溶接電圧により制御を行う
ことも可能である。
本発明を溶接物に適用する場合、まず、溶接物が固定さ
れた場合が考えられる。
この場合は、溶接トーチは初期条件で設定された速度で
動きながら、本発明による制御動作を行う。−万、溶接
トーチを固定した場合においては、溶接物を溶接中、溶
接トーチに対し、標準等温度線パターンを維持する様に
、位置制御を行うことも可能である。以上、溶接トーチ
を制御動作させるか、溶接物を制御動作させるか何れで
も、本発明は適用できる。更に、両者を並用して使用し
ても良い。
本発明による溶接制御方法は、溶接部が外的エネルギー
の負荷で溶融させる溶接法に広く適用することが可能で
ある。入熱制御方法としては、電子ビーム溶接において
は、電子ビーム焦点位置、溶接速度あるいは溶接電流を
、ガス溶接においては、カス流量あるいは溶接速度を、
アーク溶接と同様に、等温度線パターン検出により、制
御を行うことが可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、溶接部の温度分布を検出することによ
シ、トーチ位置制御および溶接入熱制御両者の制御が同
時に可能となり、かつ、溶融状況を制御情報とすること
によシ、信頼性の高い溶接制御を実現することができる
。
加えて、近年、ますます溶接に対しては省カイ法自動化
による作業能率の向上が要求されており、そのために、
狭開先溶接の開発が進められてきている。狭開先溶接の
場合、開先面への溶は込みが悪いと、多層溶接において
欠陥が生じやすい、従って、高精度の溶接制御が必要と
なるが、本発明によれば、完全な自動制御が可能となり
、ロボットの溶接分野への適用拡大に必要なリアルタイ
ム制御を実現することになシ、その寄与は犬である。
【図面の簡単な説明】
第１図は溶接制御装置のフローチャートによる説明図、
第２図はトーチ位置制御の説明図、第８図は溶接入熱制
御の説明図、第４図は溶接制御システムの構成図を示す
。 １・・・溶接トーチ、２・・・撮像装置、３・・・ファ
イバースコープ、４・・・赤外線カメラ、５・・・画像
処理装置、６・・・溶接制御盤、７・・・溶接電源。 代理人　弁理士　高橋明夫 ２５図 （α）　（ｂ） 、７＃（： ｔば

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、溶接状態における溶接部の等温度線領域のパターン
    を検出し、該パターンにおける各等温度線領域相互の中
    心点の変位の有無を検知し、変位がるように位置制御す
    るとともに、予め設定された等温度線領域の面積と前記
    検出したパターンにおける等温度線領域の面積とを比較
    し、それらが実質的に等しい面積となるように入熱量を
    制御することを特徴とする画像処理による溶接制御方法
    。 ２、前記等温度線領域のパターンの検出を赤外線撮像装
    置を用いて行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の画像処理による溶接制御方法。
JP59102588A 1984-05-23 1984-05-23 画像処理による溶接制御方法 Granted JPS60247475A (ja)

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