JPS6127178A - 開先エツジ部の検出方法 - Google Patents
開先エツジ部の検出方法Info
- Publication number
- JPS6127178A JPS6127178A JP14719184A JP14719184A JPS6127178A JP S6127178 A JPS6127178 A JP S6127178A JP 14719184 A JP14719184 A JP 14719184A JP 14719184 A JP14719184 A JP 14719184A JP S6127178 A JPS6127178 A JP S6127178A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slit
- groove
- light
- beveling
- longitudinal direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
- B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
- B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
- B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
- B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
- B23Q35/128—Sensing by using optical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Machine Tool Copy Controls (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は溶接あるいは溶接前の開先りIJ =ング等
の前処理において、溶接トーチ等を開先に沿って倣わす
開先倣い装置の開先の工、ジ位置を精度良く検出する方
法に関する。
の前処理において、溶接トーチ等を開先に沿って倣わす
開先倣い装置の開先の工、ジ位置を精度良く検出する方
法に関する。
(従来技術)
従来、開先倣い装置として最も良く使用されている装置
に、機械式の倣いロールや電磁プローブが知られている
。第6図は機械式の倣い四−ルによる開先倣い装置の一
構成例を示したものである。
に、機械式の倣いロールや電磁プローブが知られている
。第6図は機械式の倣い四−ルによる開先倣い装置の一
構成例を示したものである。
lは開先aを有する被溶接材(母材)である。この開先
a内面に沿って移動する倣いロール2の軸に取付けられ
たポテンショメータ3により倣い四−ル2の位置を電気
信号4に変換し、溶接トーチ駆動装置5に入力すること
により開先aを倣うものである。本方式は機械的にも電
気的にも非常に簡易な装置構造で実施可能であるが、幾
つかの欠点を有している。第1K多層溶接においては、
層を重ねる毎に開先aが浅くなって行く為、倣いロール
2が開先aを外れる危険性があること、第2に被溶接材
にオフセットが生じた時トーチのセンターずれが起きる
ことである。第7図はこの状況を示したもので、オフセ
ットΔhが存在する時、倣いロール2のセンターがΔW
ずれることを表わしている。
a内面に沿って移動する倣いロール2の軸に取付けられ
たポテンショメータ3により倣い四−ル2の位置を電気
信号4に変換し、溶接トーチ駆動装置5に入力すること
により開先aを倣うものである。本方式は機械的にも電
気的にも非常に簡易な装置構造で実施可能であるが、幾
つかの欠点を有している。第1K多層溶接においては、
層を重ねる毎に開先aが浅くなって行く為、倣いロール
2が開先aを外れる危険性があること、第2に被溶接材
にオフセットが生じた時トーチのセンターずれが起きる
ことである。第7図はこの状況を示したもので、オフセ
ットΔhが存在する時、倣いロール2のセンターがΔW
ずれることを表わしている。
次に電磁プローブ方式の一構成例を第8図に示す。2つ
のコイルを有する電磁プローブ7を揺動装置8により開
先aと直角方向に揺動させると共に、2つのコイルのイ
ンピーダンス差がある閾値以上に大きくなったことをイ
ンピーダンス差検出装置9により検出し、その検出点に
おけるプローブ位置を揺動装置8に取り付けたボテンン
ヨメータ3により検出する。4はプローブ位置信号であ
る。本方式の原理は開先エツジ6を検出するものである
が、工、ジ検出の分解能はコイル径によって決定され限
界が存在する。又、被溶接材lにオフセットが存在する
とプローブ7と被溶接材1の距離11が変化する為、イ
ンピーダンスが変動する。この為、開先エツジ6の検出
精度に限界が発生し、例えば±0.5瓢といった検出精
度を満足することは難しい。
のコイルを有する電磁プローブ7を揺動装置8により開
先aと直角方向に揺動させると共に、2つのコイルのイ
ンピーダンス差がある閾値以上に大きくなったことをイ
ンピーダンス差検出装置9により検出し、その検出点に
おけるプローブ位置を揺動装置8に取り付けたボテンン
ヨメータ3により検出する。4はプローブ位置信号であ
る。本方式の原理は開先エツジ6を検出するものである
が、工、ジ検出の分解能はコイル径によって決定され限
界が存在する。又、被溶接材lにオフセットが存在する
とプローブ7と被溶接材1の距離11が変化する為、イ
ンピーダンスが変動する。この為、開先エツジ6の検出
精度に限界が発生し、例えば±0.5瓢といった検出精
度を満足することは難しい。
従って溶接技術の進歩に伴い高精度な倣いが要求されて
来るに伴って、最近では特開昭55−50984号に示
される光切断法のような光学的開先検出方法が採用され
るに至った。この光切断法の一構成例を第9図に示す。
来るに伴って、最近では特開昭55−50984号に示
される光切断法のような光学的開先検出方法が採用され
るに至った。この光切断法の一構成例を第9図に示す。
開先aを有する被溶接材1上に斜め上方よりレーザー等
の投光器12で投影されたスリット光13を直上に設け
たテレビカメ214により検出する。テレビカメラ14
で得た画像信号はA/Dコンバータ15.2値化処理装
置16を通シ、2値画像20として計算機17に入力さ
れる。該計算機17は入力された画像のソフトウェア処
理により、開先エツジ位置6を計算し、D/Aコンバー
タ18を通って開先位置検出信号19を出力するもので
ある。
の投光器12で投影されたスリット光13を直上に設け
たテレビカメ214により検出する。テレビカメラ14
で得た画像信号はA/Dコンバータ15.2値化処理装
置16を通シ、2値画像20として計算機17に入力さ
れる。該計算機17は入力された画像のソフトウェア処
理により、開先エツジ位置6を計算し、D/Aコンバー
タ18を通って開先位置検出信号19を出力するもので
ある。
かかる高精度な倣い方式に於ては、2次元情報が取シ込
み可能な検出器を用い、得た2次元情報を計算機17に
より画像処理して開先を検出するという方法を採用して
いる。画像という大量の情報から開先部を求める為、精
度の良い検出が可能であシ、分解能もスリット幅及びテ
レビの分解能といつた光学的な因子により決定される為
、非常に高くすることができる。反面、本方式に於ては
、信号処理装置が複雑で高価なものとなる為、タンデム
溶接の各トーチ1本毎に倣い位置を設ける等の要求には
応えられないものとなっていた。
み可能な検出器を用い、得た2次元情報を計算機17に
より画像処理して開先を検出するという方法を採用して
いる。画像という大量の情報から開先部を求める為、精
度の良い検出が可能であシ、分解能もスリット幅及びテ
レビの分解能といつた光学的な因子により決定される為
、非常に高くすることができる。反面、本方式に於ては
、信号処理装置が複雑で高価なものとなる為、タンデム
溶接の各トーチ1本毎に倣い位置を設ける等の要求には
応えられないものとなっていた。
(発明の目的)
本発明は光学的な検出原理にもとすいた精度の良い開先
検出方式であ夛ながら、信号処理系として1次元の処理
が可能なようにスリットを採用し前記の光切断法の欠点
である信号処理装置の煩雑さを大幅に軽減した開先エツ
ジ部の検出方法を提供するものである。
検出方式であ夛ながら、信号処理系として1次元の処理
が可能なようにスリットを採用し前記の光切断法の欠点
である信号処理装置の煩雑さを大幅に軽減した開先エツ
ジ部の検出方法を提供するものである。
(発明の概要)
上記目的を達成するための本発明方法の特徴は。
開先長手方向の斜め上方よりスリット光又は走査された
スポット光を開先長手方向に対して直角に照射し、その
開先面上及び母材面上の反射光を、該反射光上方に設け
た対物レンズにより結像させ、母材面上の反射光の結像
面上に開先長手方向と直角方向に細長いスリ、トが位置
するようにスリット板を配置し、該スリット内を通過し
た反射光のみを検出器にて検出し、該検出信号を信号処
理装置で1次元の信号処理をすることにより開先エツジ
部の位置を検出する開先エツジ部の検出方法にある。
スポット光を開先長手方向に対して直角に照射し、その
開先面上及び母材面上の反射光を、該反射光上方に設け
た対物レンズにより結像させ、母材面上の反射光の結像
面上に開先長手方向と直角方向に細長いスリ、トが位置
するようにスリット板を配置し、該スリット内を通過し
た反射光のみを検出器にて検出し、該検出信号を信号処
理装置で1次元の信号処理をすることにより開先エツジ
部の位置を検出する開先エツジ部の検出方法にある。
(発明の構成、作用)
以下、本発明の開先エツジ検出原理を第1図に示す。第
1図に於て光源12は斜め上方よ多走査されたスポット
光又はスリット光(以下スポット光等と称する)をθの
角度で投影するものである。
1図に於て光源12は斜め上方よ多走査されたスポット
光又はスリット光(以下スポット光等と称する)をθの
角度で投影するものである。
θには30°〜60’の範囲の角度が用いられる。
このスポット光等は、被溶接材1の上で、母材表面上の
場合は21の位置に、開先面内の底の部分の場合は22
の位置に投影される。従って、開先面内22に於てはΔ
XだけX方向(開先長手方向)に位置が変化する。この
母材表面21上に投影された光を直上に設けた像倍率m
をもつ対物レンズ23により結像させ、その結像面上に
開先長手方向と直角方向に細長いスリット24を持つス
リット板26を設ける。スリット巾は例えば0.5 %
のものが用いられる。この細長いスリット24を通過す
る光のみを検出器25で受け、その出力信号を信号処理
回路31で処理して、母材表面上にスポット光等が存在
する時のみエツジ位置の信号出力が出る装置を構成した
ものである。この図でW8はスリット巾、ΔXmはスポ
ット光21.22の結像点のずれの長さ、±Δhは被溶
接材1の上下変動量である。ΔX等には、ΔX=ΔY
cotθ、ΔXm=m・ΔXの関係があシ、またW8;
2Δh/mとする。
場合は21の位置に、開先面内の底の部分の場合は22
の位置に投影される。従って、開先面内22に於てはΔ
XだけX方向(開先長手方向)に位置が変化する。この
母材表面21上に投影された光を直上に設けた像倍率m
をもつ対物レンズ23により結像させ、その結像面上に
開先長手方向と直角方向に細長いスリット24を持つス
リット板26を設ける。スリット巾は例えば0.5 %
のものが用いられる。この細長いスリット24を通過す
る光のみを検出器25で受け、その出力信号を信号処理
回路31で処理して、母材表面上にスポット光等が存在
する時のみエツジ位置の信号出力が出る装置を構成した
ものである。この図でW8はスリット巾、ΔXmはスポ
ット光21.22の結像点のずれの長さ、±Δhは被溶
接材1の上下変動量である。ΔX等には、ΔX=ΔY
cotθ、ΔXm=m・ΔXの関係があシ、またW8;
2Δh/mとする。
第2図は、結像面上に設けたスリット板26のスリ、ト
24の働きを表わしたも、ので、被溶接材1上のスポッ
ト光等21が直上の対物レンズ23により結像28する
が、開先面27上のスポット光22等は、基本的にはス
リット24の外に結像する為検出器には入らない。又、
開先面27上のスポット22等の部分像29も開先面2
7が有する角度による反射率の低下及び開先工、シロに
よる乱反射による反射光の光量低下にょシ検出器25へ
の入光量が低下する為、スレシュホールド処理によって
容易に除去可能である。
24の働きを表わしたも、ので、被溶接材1上のスポッ
ト光等21が直上の対物レンズ23により結像28する
が、開先面27上のスポット光22等は、基本的にはス
リット24の外に結像する為検出器には入らない。又、
開先面27上のスポット22等の部分像29も開先面2
7が有する角度による反射率の低下及び開先工、シロに
よる乱反射による反射光の光量低下にょシ検出器25へ
の入光量が低下する為、スレシュホールド処理によって
容易に除去可能である。
(実施例)
第3図に本発明の実施例としてスポット光を使用したも
のを示す。被溶接材はUO鋼管で開先の角度は60°、
スポット光の投影角は45°、スリット巾は0.5%、
対物レンズの像倍率5倍のものを用いた。スポット光源
12により投影されたスボ。
のを示す。被溶接材はUO鋼管で開先の角度は60°、
スポット光の投影角は45°、スリット巾は0.5%、
対物レンズの像倍率5倍のものを用いた。スポット光源
12により投影されたスボ。
ト光は回転ミラー又は振動ミラー30により走査され、
開先面を有する被溶接材1上に斜め上方より開先長手方
向と直角方向に投影される。その反射光21及び22を
対物レンズ23、ス!J 、y ) 24を通して検出
器25に取込み、信号処理装置31で処理して開先信号
19を得る。
開先面を有する被溶接材1上に斜め上方より開先長手方
向と直角方向に投影される。その反射光21及び22を
対物レンズ23、ス!J 、y ) 24を通して検出
器25に取込み、信号処理装置31で処理して開先信号
19を得る。
第4図0)は、この検出器25の出力波形を図示したも
ので横軸は時間t1縦軸は光量を示す。42゜44は母
材部の信号、43は開先部の信号であ択47は被溶接材
の開先形状を示す。この検出器25からの信号(イ)は
(へ)に詳しく図示する信号処理装置31に送られ、こ
\では先ず閾値処理回路311に入力されて、スレシュ
ホールド処理される。311からは開先面上の部分スポ
ット光像である信号は除去されて、矩形波に整形された
信号が出力され、工、ジ位置検出回路312に送られる
。該検出回路312にはエツジ位置検出用ゲート回路3
13から(ハ)の信号が入力され、ここで矩形波の立上
り信号に)、立下)信号(ホ)のうち、(ハ)の位置に
ある■、■が出力され、時間差検出回路315に入力さ
れる。該検出回路315には基準タイミング信号検出回
路314からの←)の基準信号が入力され、該検出回路
315からは信号19として左側開先エツジ位置WL1
右側開先エツジ位置WRが出力される。この出力値をも
とに溶接トーチをWLと岡の中央にくるように倣わせる
ものである。尚、基準タイミング慣号検出回路314へ
の入力は回転ミラー3oの設定された角度の検出によ)
容易に得られる。
ので横軸は時間t1縦軸は光量を示す。42゜44は母
材部の信号、43は開先部の信号であ択47は被溶接材
の開先形状を示す。この検出器25からの信号(イ)は
(へ)に詳しく図示する信号処理装置31に送られ、こ
\では先ず閾値処理回路311に入力されて、スレシュ
ホールド処理される。311からは開先面上の部分スポ
ット光像である信号は除去されて、矩形波に整形された
信号が出力され、工、ジ位置検出回路312に送られる
。該検出回路312にはエツジ位置検出用ゲート回路3
13から(ハ)の信号が入力され、ここで矩形波の立上
り信号に)、立下)信号(ホ)のうち、(ハ)の位置に
ある■、■が出力され、時間差検出回路315に入力さ
れる。該検出回路315には基準タイミング信号検出回
路314からの←)の基準信号が入力され、該検出回路
315からは信号19として左側開先エツジ位置WL1
右側開先エツジ位置WRが出力される。この出力値をも
とに溶接トーチをWLと岡の中央にくるように倣わせる
ものである。尚、基準タイミング慣号検出回路314へ
の入力は回転ミラー3oの設定された角度の検出によ)
容易に得られる。
第5図はスリット光の実施例であシ、開先の斜め上方の
スリット光投影装置12にょシ投影されたスリ、ト光の
像21を対物レンズ23.スリ。
スリット光投影装置12にょシ投影されたスリ、ト光の
像21を対物レンズ23.スリ。
ト24を通し、検出器であるアレイセンサー25にて検
出し、該アレイセンサー25の電子的スキャンにより、
それぞれ時間領域の信号に置きかえられて、信号処理装
置31に送られて上記3.4図と同様に処理され、左右
のエツジ部が検出される。
出し、該アレイセンサー25の電子的スキャンにより、
それぞれ時間領域の信号に置きかえられて、信号処理装
置31に送られて上記3.4図と同様に処理され、左右
のエツジ部が検出される。
上記の実施例においては、いずれも開先長手方向と直角
方向に設けられた細長いスリット24により1次元の信
号処理(時間)のみで開先工、ジ部位置が精度よく検出
可能となった。
方向に設けられた細長いスリット24により1次元の信
号処理(時間)のみで開先工、ジ部位置が精度よく検出
可能となった。
(効果)
本発明方法は簡易で安価な装置の採用により1次元の信
号処理を可能とし、精度の良い開先部。
号処理を可能とし、精度の良い開先部。
ジ部の検出が出来、多層溶接においてもタンデムに設け
られた各トーチ毎に倣い装置を設けることが容易となり
、溶接品質向上にもたらす影響は極めて多大である。
られた各トーチ毎に倣い装置を設けることが容易となり
、溶接品質向上にもたらす影響は極めて多大である。
第1図は本発明の基本構成を示す説明図、第2図はスリ
、トの働きを説明する図、第3図は本発明の詳細な説明
図、第4図は信号処理要領を説明するタイムチャート及
びブロック図、第5図は本発明の他の実施例の説明図、
第6図〜第9図は従来法の説明図である。 図面でaは開先、21.22はスリ、ト光又はスポット
光、lは被溶接材(母材)、23は対物レンズ、24は
スリット、26はスリット板、25は検出器、31は信
号処理装置である。 出願人 新日本製鐵株式会社(を丘カー1名)代理人
弁理士 青 柳 稔第1図 24 スリット 25検土器 26 スリット板 3イ イ嵩号処理裟僧「 第2図 27 開先面 第3図 1 ネ良★緊V吃オ第 12 光源 21 スポット兜 23 対I+リレソズ 24 スリット 31 穂号処理獲置 第6図 第7図 第9図 14 TV力1う
、トの働きを説明する図、第3図は本発明の詳細な説明
図、第4図は信号処理要領を説明するタイムチャート及
びブロック図、第5図は本発明の他の実施例の説明図、
第6図〜第9図は従来法の説明図である。 図面でaは開先、21.22はスリ、ト光又はスポット
光、lは被溶接材(母材)、23は対物レンズ、24は
スリット、26はスリット板、25は検出器、31は信
号処理装置である。 出願人 新日本製鐵株式会社(を丘カー1名)代理人
弁理士 青 柳 稔第1図 24 スリット 25検土器 26 スリット板 3イ イ嵩号処理裟僧「 第2図 27 開先面 第3図 1 ネ良★緊V吃オ第 12 光源 21 スポット兜 23 対I+リレソズ 24 スリット 31 穂号処理獲置 第6図 第7図 第9図 14 TV力1う
Claims (1)
- 開先長手方向の斜め上方よりスリット光又は走査された
スポット光を開先長手方向に対して直角に照射し、その
開先面上及び母材面上の反射光を、該反射光上方に設け
た対物レンズにより結像させ、母材面上の反射光の結像
面上に開先長手方向と直角方向に細長いスリットが位置
するようにスリット板を配置し、該スリット内を通過し
た反射光のみを検出器にて検出し、該検出信号を信号処
理装置で1次元の信号処理をすることにより開先エッジ
部の位置を検出する開先エッジ部の検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14719184A JPS6127178A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 開先エツジ部の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14719184A JPS6127178A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 開先エツジ部の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6127178A true JPS6127178A (ja) | 1986-02-06 |
| JPH052424B2 JPH052424B2 (ja) | 1993-01-12 |
Family
ID=15424622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14719184A Granted JPS6127178A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 開先エツジ部の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6127178A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075534A (en) * | 1989-01-10 | 1991-12-24 | Fanuc Ltd. | Arc sensor provided with a transparent objective window having a contamination preventing construction |
| JPH0455703A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-24 | Nippon Steel Corp | ギャップ検出装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107339933B (zh) * | 2017-02-09 | 2019-07-09 | 山西迪迈沃科光电工业有限公司 | 一种槽式太阳能聚光反射镜的安装检测方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118604A (en) * | 1980-02-22 | 1981-09-17 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Weld groove center position detector |
-
1984
- 1984-07-16 JP JP14719184A patent/JPS6127178A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118604A (en) * | 1980-02-22 | 1981-09-17 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Weld groove center position detector |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075534A (en) * | 1989-01-10 | 1991-12-24 | Fanuc Ltd. | Arc sensor provided with a transparent objective window having a contamination preventing construction |
| JPH0455703A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-24 | Nippon Steel Corp | ギャップ検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH052424B2 (ja) | 1993-01-12 |
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