JP2000024777A - Groove shape detecting device - Google Patents

Groove shape detecting device

Info

Publication number
JP2000024777A
JP2000024777A JP10198393A JP19839398A JP2000024777A JP 2000024777 A JP2000024777 A JP 2000024777A JP 10198393 A JP10198393 A JP 10198393A JP 19839398 A JP19839398 A JP 19839398A JP 2000024777 A JP2000024777 A JP 2000024777A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
groove
welding torch
image
image processing
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.)
Pending
Application number
JP10198393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Shibata
信雄 柴田
Akiyoshi Imanaga
昭慈 今永
Mitsuaki Haneda
光明 羽田
Kazutaka Hosokawa
和孝 細川
Takeshi Araya
雄 荒谷
Junichiro Morisawa
潤一郎 森沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10198393A priority Critical patent/JP2000024777A/en
Publication of JP2000024777A publication Critical patent/JP2000024777A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically detect the position of the welding bead in a multi- layer welding by transmitting each information on the detection starting command, the detected algorithm number, the welding torch angle and the welding torch position shift amount to an image processing unit by a welding control device, and detecting a groove shape in the welding pass based on the information stored in a detection condition table by the image processing unit. SOLUTION: A groove shape detection device comprising a welding torch 1, a light flooding means 6 and a two-dimensional light receiving means 10 is integratedly arranged with a welding torch position driving mechanism 18 movable in the vertical and horizontal direction orthogonal to the welding line. The b6-b8 out of b1 to b9 denote immediately preceding welding layer bead, and b9 denotes an immediately preceding welding bead. The groove shape detection device is arranged forward of the advancing direction of the welding torch 1, and a bead boundary between b9 and b7 is detected to effect the delay copying control. Thus, a groove 5 is detected with excellent accuracy, and the copy welding is effected with excellent accuracy even when the welding position deviation due to the working error, the assembly error or the thermal deformation is generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接対象開先表面
にスリット状光線を照射した際に開先表面からの反射像
をカメラで撮像して画像処理し、被溶接部の開先位置や
形状等を検出し、この検出情報を用いて自動溶接を行う
装置に関わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for capturing a reflection image from a groove surface by a camera when irradiating a slit-like light beam on the groove surface of a welding target and performing image processing on the image to obtain a position of a groove position of a portion to be welded. The present invention relates to an apparatus that detects a shape or the like and performs automatic welding using the detected information.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の形状検出装置では、スリ
ット状光線を用いた光切断法による形状検出器が例えば
特開平5−296734 号公報により知られている。この発明
は、スリット光を開先面に照射しこの際の光切断画像を
撮像し、画像処理して開先寸法を検出するものである。
2. Description of the Related Art As a conventional shape detecting apparatus of this type, a shape detector based on a light section method using a slit light beam is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-296734. According to the present invention, a groove surface is irradiated with slit light, a light-section image at this time is captured, and image processing is performed to detect a groove dimension.

【0003】また、これと同じ光切断法であるがレーザ
発振器からのレーザ光を揺動させて開先面に照射して得
られる反射画像を撮像し計算処理してワークまでの距離
を計算する方法が特開平2−276907 号公報により知られ
ている。
In addition, the same light cutting method is used, but the reflected light image obtained by oscillating the laser light from the laser oscillator and irradiating the groove surface is taken and subjected to calculation processing to calculate the distance to the work. A method is known from JP-A-2-276907.

【0004】さらに、特開平3−47680号公報は、溶接ト
ーチの前方に配置したレーザ変位センサによる開先内形
状検出情報とITVカメラによる開先左右端内情報と溶
接ワイヤ先端位置検出情報の2種類の検出情報を基に溶
接トーチ位置の倣い制御をしている。この引例は、2種
類の検出手段を用いて求まる2種類の情報から溶接ビー
ド交点と溶接ワイヤ先端位置との相対位置を間接的に検
出する方法を提示している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-47680 discloses two types of information, that is, information on the inside shape of a groove by a laser displacement sensor disposed in front of a welding torch, information on the left and right ends of a groove by an ITV camera, and information on the position of a welding wire tip. The scanning control of the welding torch position is performed based on the type of detection information. This reference proposes a method of indirectly detecting a relative position between a welding bead intersection and a welding wire tip position from two types of information obtained by using two types of detecting means.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】多層盛溶接において
は、多パス多層溶接により溶接ビードのパス数が多いこ
とから溶接による熱ひずみ等により溶接ワークが変形す
る。このため、品質の良い溶接ビードを形成するために
は、溶接ワークが変形した時でも溶接すべき位置を正確
に計測し、これに溶接トーチを正確に倣わせて溶接を行
わなくてはならない。
In multi-pass welding, since the number of passes of a weld bead is large due to multi-pass multi-pass welding, a welded work is deformed due to thermal distortion or the like due to welding. For this reason, in order to form a high-quality weld bead, it is necessary to accurately measure the position to be welded even when the welded work is deformed, and to accurately follow the welding torch for welding.

【0006】通常、多層盛り溶接において品質の良いビ
ードを得るためには、各溶接パスごとに溶接ビードを盛
る直前の開先位置を基準に決めたねらい位置に溶接ワイ
ヤ先端部分の位置を正確に倣って溶接を行う必要があ
る。
Normally, in order to obtain a high quality bead in multi-layer welding, the position of the tip of the welding wire is accurately determined at a target position determined on the basis of the groove position immediately before the welding bead is formed for each welding pass. It is necessary to follow the welding.

【0007】一方、従来の光学的検出方法(特開平5−2
96734 号公報,特開平2−276907 号公報及び特開平3−4
7680号公報)では、光学的形状検出手段を溶接トーチと
一体的に配置して溶接前の開先の形状や位置等を検出す
るものである。実際の溶接作業では、開先に対する溶接
トーチの姿勢を最適となる角度で溶接を実行する。溶接
トーチの姿勢の変化によって光学的検出手段の検出姿勢
も変化し、この結果、得られる光切断画像も変化する。
多層盛溶接においては、初層溶接時とビード積層時の開
先断面形状は異なっているだけでなく、溶接倣い制御を
行うための開先位置検出ポイントも各溶接パスごとに異
なってくる。
On the other hand, a conventional optical detection method (Japanese Unexamined Patent Publication No.
JP-A-96734, JP-A-2-276907 and JP-A-3-4
In Japanese Patent No. 7680), an optical shape detecting means is disposed integrally with a welding torch to detect the shape and position of a groove before welding. In an actual welding operation, welding is performed at an optimum angle of the position of the welding torch with respect to the groove. A change in the position of the welding torch also changes the detection position of the optical detection means, and as a result, the resulting light-section image also changes.
In multi-layer welding, not only the groove cross-sectional shape at the time of initial layer welding and at the time of bead lamination is different, but also the groove position detection point for performing welding profiling control is different for each welding pass.

【0008】例えば、1層多パス溶接を行う際には、溶
接進行方向の右側か,左側か、あるいはビードとビード
の境界位置を溶接するかで得られる光切断画像,検出す
べき位置が変化する。さらに、溶接品質を確保するため
に検出された実際の開先位置に対して溶接トーチ位置の
ねらい位置を一定値だけずらして溶接する場合がある。
こういった各溶接パスごとに光切断画像が変化する場
合、光学的手段によって得られる光切断画像を前もって
予測する方法については、前記公知例には開示されてい
ない。従来の方法では、形状パターンが変化する開先に
対して安定的に且つ高精度に画像処理を行うことができ
ないといった問題があった。
For example, when performing one-layer multi-pass welding, a light-cut image obtained by welding on the right side or left side of the welding progress direction or by welding a boundary position between beads and a position to be detected changes. I do. Further, there is a case where welding is performed by shifting a target position of a welding torch position by a predetermined value with respect to an actual groove position detected to secure welding quality.
If the light-section image changes for each of these welding passes, a method of predicting in advance the light-section image obtained by optical means is not disclosed in the above-mentioned known example. The conventional method has a problem that image processing cannot be stably and accurately performed on a groove whose shape pattern changes.

【0009】上記の問題を解決する手段として、溶接作
業者が開先面を目視して溶接ビード境界位置を判断し手
作業で溶接を行う方法が用いられているが、熟練を要す
るあるいは定量的に精度良く計測できないといった実用
上の問題がある。また、初層溶接から最終パス溶接まで
予めコンピュータで計画し、この計画に基づいて溶接制
御する方法も良く採用されているが、電極の走行経路に
対して被溶接部材の溶接線経路を精度良く合わせてセッ
テングする、あるいは溶接による熱変形を精度良く事前
に予測できる必要がある等、この方法で多層盛溶接を行
える溶接作業に制限があるといった問題があった。
As a means for solving the above problem, a method is used in which a welding operator visually judges a boundary position of a weld bead by visually observing a groove surface and performs welding manually, but requires skill or is quantitative. There is a practical problem that measurement cannot be performed with high accuracy. In addition, a method in which the welding from the first layer welding to the final pass welding is planned by a computer in advance and the welding is controlled based on the plan is often adopted. There is a problem that there is a limit to the welding work that can perform multi-layer welding by this method, for example, it is necessary to set in advance, or to accurately predict thermal deformation due to welding in advance.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記問
題を有利に解決するもので、多層盛溶接における溶接ビ
ード位置を自動検出する方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to advantageously solve the above-mentioned problems and to provide a method for automatically detecting a weld bead position in multi-pass welding.

【0011】上記目的を達成するために、本発明の溶接
位置検出方法は、被溶接物体の表面に投光手段からスリ
ット状の光を照射し、この際に得られる反射光を受光手
段により撮像し、撮像された画像を処理して位置ずれを
検出する光学式センサと、光学式センサより得られる開
先画像を処理する画像処理装置によって検出する検出情
報と、溶接ヘッドの制御及び溶接トーチへの溶接条件の
出力制御が可能な溶接制御装置で演算処理する演算情報
に基づいて多層盛溶接を行う制御方法において、前記溶
接制御装置が前記画像処理装置に対して検出開始指令,
溶接制御装置と画像処理装置間で予め取り決めした検出
アルゴリズム番号,溶接トーチ角度及び溶接トーチ位置
シフト量の各情報を送信し、画像処理装置は該情報を検
出条件テーブルに記憶し、該検出条件テーブルの情報に
基づいて開先形状を検出するように成したことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, a welding position detecting method of the present invention irradiates a slit-like light from a light projecting means to a surface of an object to be welded, and captures reflected light obtained at this time by a light receiving means. Then, an optical sensor that processes a captured image to detect a position shift, detection information that is detected by an image processing device that processes a groove image obtained from the optical sensor, and control of a welding head and a welding torch. In a control method for performing multi-pass welding based on calculation information processed by a welding control device capable of performing output control of welding conditions, the welding control device sends a detection start command to the image processing device,
The image processing apparatus transmits each information of a detection algorithm number, a welding torch angle, and a welding torch position shift amount which are previously determined between the welding control device and the image processing device, and the image processing device stores the information in a detection condition table, and stores the information in the detection condition table. The groove shape is detected based on the above information.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例につい
て、図1ないし図8を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0013】図1は、本発明での溶接位置検出装置及び
これを用いた自動溶接装置の一実施例を示す概略構成図
である。図において、1は溶接トーチ、2は溶接ワイ
ヤ、3,4は被溶接部材、5は溶接開先(以下、溶接ビ
ードも含む開先について開先と称す)、6はスリット状
の光線7を照射する投光手段、10は受光手段である。
受光手段10は、干渉フィルター8、及びITV等の二
次元受光カメラ9から成る。投光手段6は、被溶接部材
3,4の開先形状がV型突合せの開先5の部分にスリッ
ト光7が照射されるように投光手段6の角度,位置を調
整して照射し、その際に得られる光切断線Qを開先の上
方から受光手段10により観測(撮像)する。16は投
光手段6の制御回路である。17は二次元受光カメラ9
の制御回路であり外部にアナログ映像(画像)信号を出
力する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a welding position detecting device and an automatic welding device using the same according to the present invention. In the figure, 1 is a welding torch, 2 is a welding wire, 3 and 4 are members to be welded, 5 is a welding groove (hereinafter, a groove including a welding bead is referred to as a groove), and 6 is a slit-shaped light beam 7. The light emitting means 10 for irradiating is a light receiving means.
The light receiving means 10 includes an interference filter 8 and a two-dimensional light receiving camera 9 such as an ITV. The light projecting means 6 adjusts the angle and position of the light projecting means 6 so that the groove shape of the welded members 3 and 4 irradiates the slit light 7 to the groove 5 of the V-shaped butt. The light cutting line Q obtained at that time is observed (imaged) by the light receiving means 10 from above the groove. Reference numeral 16 denotes a control circuit of the light projecting means 6. 17 is a two-dimensional light receiving camera 9
And outputs an analog video (image) signal to the outside.

【0014】溶接トーチ1と投光手段6と受光手段10
は一体的に配置され(図示せず)、かつ溶接トーチ位置
制御機構18を駆動することにより開先5の上方を自在
に可動する。同図において、20は画像処理装置で次の
部分から成る。21は制御回路17から出力されるアナ
ログ画像信号をデジタル量にA/D変換して多値画像デ
ータを出力する画像入力部、22は多値画像画像データ
を記憶する多値画像記憶部、23は多値画像記憶部22
に記憶された多値画像データから画像中の明るい部分の
みを抽出する二値化処理部、24は二値化処理部23に
より得られる二値画像を記憶する二値画像記憶部、25
は外部機器制御部、26は全体制御装置13から送信さ
れてくる検出アルゴリズム番号,溶接トーチ角度及び溶
接トーチ位置シフト値の各検出条件情報を記憶する外部
検出条件記憶部、27は二値化、あるいは開先位置等を
検出するために必要な各種のパラメータの記憶部、28
は光切断画像を基に計算された線要素データを記憶する
線要素データ記憶部、29は二値化,線要素の抽出、あ
るいは線要素データから溶接ビード位置等を求める演算
処理部、30は上記各部を統括的に制御する主制御部で
ある。11は溶接電源、12は溶接トーチ位置制御機構
18を駆動制御する溶接トーチ位置制御装置である。1
3は、画像処理装置20,溶接トーチ位置制御装置1
2、及び溶接電源11を統括的に制御する全体制御装置
である。
Welding torch 1, light emitting means 6, and light receiving means 10
Are arranged integrally (not shown), and can move freely above the groove 5 by driving the welding torch position control mechanism 18. In the figure, reference numeral 20 denotes an image processing apparatus comprising the following parts. Reference numeral 21 denotes an image input unit that A / D converts an analog image signal output from the control circuit 17 into a digital amount and outputs multivalued image data, 22 denotes a multivalued image storage unit that stores multivalued image data, 23 Is a multivalued image storage unit 22
A binarization processing unit that extracts only a bright part in the image from the multivalued image data stored in the binarization processing unit; a binary image storage unit that stores a binary image obtained by the binarization processing unit 23;
Is an external device control unit, 26 is an external detection condition storage unit that stores detection condition information of a detection algorithm number, a welding torch angle, and a welding torch position shift value transmitted from the overall control device 13, 27 is a binarization, Or a storage unit for various parameters necessary for detecting a groove position, etc., 28
Is a line element data storage unit for storing line element data calculated based on the light-section image, 29 is an arithmetic processing unit for binarizing, extracting line elements, or finding a welding bead position or the like from the line element data, 30 is It is a main control section that controls the above sections in an integrated manner. 11, a welding power source; and 12, a welding torch position control device that drives and controls the welding torch position control mechanism 18. 1
3 is an image processing device 20, a welding torch position control device 1
2, and an overall control device for controlling the welding power supply 11 in a comprehensive manner.

【0015】図2は、本発明による開先形状検出方法の
一実施例を示すフローチャートである。以下、図2にお
ける各処理ステップの内容について、図3から図11を
用いて説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of a groove shape detecting method according to the present invention. Hereinafter, the contents of each processing step in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 3 to 11.

【0016】まず、ステップS1では、画像処理装置2
0の画像入力部21により受光手段制御回路17から得
られる開先光切断画像を入力し多値画像記憶部22に記
憶する。図3は突き合わせ開先での多層盛溶接の積層方
法の模式図例である。本例は、1層目(初層)は1パス
溶接、2層と3層目は2パス溶接及び4層目は3パス溶
接の場合である。図4は、全体制御装置13が画像処理
装置20に対して検出指令を与える際に送信する検出ア
ルゴリズム番号,溶接トーチ角度及び溶接トーチ位置シ
フト量(ΔY,ΔZ)の各検出条件情報を示したもので
ある。
First, in step S1, the image processing device 2
The groove light cutting image obtained from the light receiving means control circuit 17 is input by the image input unit 21 of 0 and stored in the multi-value image storage unit 22. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a method of laminating a multi-layer weld at a butt groove. In this example, the first layer (initial layer) is a case of one-pass welding, the second and third layers are two-pass welding, and the fourth layer is a case of three-pass welding. FIG. 4 shows each detection condition information of a detection algorithm number, a welding torch angle, and a welding torch position shift amount (ΔY, ΔZ) transmitted when the overall control device 13 gives a detection command to the image processing device 20. Things.

【0017】溶接トーチ位置シフト量とは、開先形状検
出装置によって検出される実際の開先位置に対する溶接
トーチ先端のねらい位置の移動量のことである。画像処
理装置は、これらの情報を外部検出条件記憶に記憶す
る。全体制御装置13は、多層盛溶接の施工全体を管理
しており、予め画像処理装置とで取り決めしておいたど
の検出アルゴリズム番号で開先形状を検出するかについ
て画像処理装置20に対して指令を与える。
The welding torch position shift amount is a movement amount of a target position of the tip of the welding torch with respect to an actual groove position detected by the groove shape detecting device. The image processing apparatus stores such information in the external detection condition storage. The overall control device 13 manages the entire construction of the multi-layer welding, and instructs the image processing device 20 as to which detection algorithm number which has been negotiated in advance with the image processing device to detect the groove shape. give.

【0018】図5に、初層溶接時に二次元受光カメラ9
で撮像され多値画像記憶部22に記憶される開先光切断
画像の一例を示す。図では、通常の画像とは逆に白黒を
反転、すなわち明るい(輝度が高い)部分を黒,暗い
(輝度が低い)部分を白として表現している。QlとQ
Rはレーザ光を開先面に照射した際に得られる一次反射
像、Q1,Q2,Q3及びQ4は不要な二次反射像(開
先面に照射した光が他の開先面に再度照射されて撮像さ
れる像)である。また、QL,QR,Q1,Q2,Q3
及びQ4の各反射像の明るさ(輝度)については、Q
L,QR,Q1及びQ2が十分明るく、Q3及びQ4が
暗いものとする。以下、他の各処理ステップでの処理内
容,方法、及び結果等については、図4に示した光切断
画像を引用し、この画像を処理する場合を例に説明を加
える。
FIG. 5 shows a two-dimensional light receiving camera 9 at the time of first layer welding.
3 shows an example of a grooved light section image captured by the multi-value image storage unit 22. In the figure, black and white are reversed, that is, a bright (high luminance) portion is expressed as black, and a dark (low luminance) portion is expressed as white, contrary to a normal image. Ql and Q
R is a primary reflection image obtained when a laser beam is applied to the groove surface, and Q1, Q2, Q3, and Q4 are unnecessary secondary reflection images (light irradiated to the groove surface is irradiated again to another groove surface). Image that is taken and imaged). QL, QR, Q1, Q2, Q3
The brightness (brightness) of each of the reflected images of Q4 and Q4
It is assumed that L, QR, Q1 and Q2 are sufficiently bright, and Q3 and Q4 are dark. Hereinafter, the processing contents, methods, results, and the like in the other processing steps will be described with reference to the light section image shown in FIG. 4 and an example in which this image is processed.

【0019】ステップS2では、多値画像記憶部22に
記憶された開先光切断画像を二値画像処理部23により
二値化し、このデータを二値画像記憶部24に記憶す
る。図6は図5の画像を二値化して得られた画像例であ
り、QL,QR,Q1及びQ2のみの画像が抽出された
例である。本発明において、多値画像を二値化する方法
は、固定しきい値法あるいは他の方法を用いても良い。
In step S 2, the groove light section image stored in the multi-level image storage section 22 is binarized by the binary image processing section 23, and this data is stored in the binary image storage section 24. FIG. 6 is an example of an image obtained by binarizing the image of FIG. 5, and is an example in which only QL, QR, Q1 and Q2 images are extracted. In the present invention, as a method of binarizing a multi-valued image, a fixed threshold value method or another method may be used.

【0020】ステップS3では、二値画像データを用
い、二値画像データのうち光切断線の画面垂直方向の両
側エッジ部分すなわち光切断線部分と背景(画像が存在
しない部分)との境界位置を求め、さらにその両側境界
の中心位置を計算する。これを画面水平方向右側に順次
移動しながら各垂直ラインについて計算を実行し、中心
位置を示す線データ(これを線画像と称す)を求める。
次に、この線画像に対して直線化処理を行う。この直線
化処理では、例えば後述するような曲線を含むビード表
面等の線画像に対し、複数の直線の線要素群に分割し、
分割した各線要素にラベル(番号)付けを行うと共に、
ラベル付けされた各線要素の特徴を表す量(以下、特徴
量と称す)の計算を行う。図7は、ステップS3の処理
により、図6の2値画像に対して直線化処理を行った結
果の一例を模式的に示したものである。図示した例で
は、合計4個の線要素が得られている。
In step S3, the binary image data is used to determine both edge portions of the light cutting line in the vertical direction of the screen of the binary image data, that is, the boundary position between the light cutting line portion and the background (a portion where no image exists). Then, the center position of the boundary on both sides is calculated. While sequentially moving this to the right in the horizontal direction of the screen, calculation is performed for each vertical line to obtain line data (referred to as a line image) indicating the center position.
Next, a linearization process is performed on the line image. In this linearization process, for example, a line image such as a bead surface including a curve as described later is divided into a plurality of linear line element groups,
Label (number) each divided line element,
A quantity representing a feature of each labeled line element (hereinafter, referred to as a feature quantity) is calculated. FIG. 7 schematically shows an example of a result of performing the linearization process on the binary image of FIG. 6 by the process of step S3. In the illustrated example, a total of four line elements are obtained.

【0021】ステップS4では、ステップS3で得られ
た図6の線要素に対して評価・修正処理を行う。その1
つとして、まず不要な線要素を削除する処理を行う。図
1の例にも示したように、図7の開先からの光切断線の
画像1と2(図6ではQL,QR)は、ほぼ連続した線
画像として得られる。画面上で言えば、光切断線は画面
左右方向に連続的に発生する。この前提条件から外れて
発生する画像は、不要なノイズであり削除する。ここ
で、不要な線要素とは、例えば図7の線要素3及び4
で、レーザ光を開先表面に照射した際の一次反射像以外
の線要素(二次反射像)である。ここでの処理では、不
要な線要素を削除するとともに線要素番号及びその線要
素データテーブル(図示せず)の並べ替えも実施する。
図8は、この処理により得られる結果を模式的に示した
ものである。図示した例では、合計2個のみの線要素が
得られている。
In step S4, an evaluation / correction process is performed on the line element of FIG. 6 obtained in step S3. Part 1
First, processing for deleting unnecessary line elements is performed. As shown in the example of FIG. 1, images 1 and 2 (QL and QR in FIG. 6) of the light section line from the groove in FIG. 7 are obtained as substantially continuous line images. Speaking on the screen, the light cutting line is continuously generated in the horizontal direction of the screen. An image generated out of the precondition is unnecessary noise and is deleted. Here, the unnecessary line elements are, for example, the line elements 3 and 4 in FIG.
Here, it is a line element (secondary reflection image) other than the primary reflection image when the laser beam is irradiated on the groove surface. In this process, unnecessary line elements are deleted, and the line element numbers and their line element data tables (not shown) are rearranged.
FIG. 8 schematically shows the result obtained by this processing. In the illustrated example, only a total of two line elements are obtained.

【0022】次のステップS5では、画像処理装置20
内の外部検出条件記憶部26の中に記憶された検出アル
ゴリズム番号,溶接トーチ角度及び溶接トーチ位置シフ
ト量を取得する。検出アルゴリズム番号によってどの種
類のアルゴリズムを用いて開先形状を検出すべきかが決
定する。各検出アルゴリズム番号に対応した検出処理プ
ログラムは、予め画像処理装置内に組み込まれている。
溶接トーチ角度及び溶接トーチ位置シフト量は、検出処
理を実行する際の補助的なデータである。
In the next step S5, the image processing device 20
The detection algorithm number, the welding torch angle, and the welding torch position shift amount stored in the external detection condition storage unit 26 are acquired. The type of algorithm to be used to detect the groove shape is determined based on the detection algorithm number. The detection processing programs corresponding to the respective detection algorithm numbers are incorporated in the image processing apparatus in advance.
The welding torch angle and the welding torch position shift amount are auxiliary data when executing the detection processing.

【0023】上述までの例での検出アルゴリズム番号
は、初層開先形状検出の場合であり、この場合は一例と
して開先のコーナ部が溶接倣い用検出ポイントとしてい
る。よって、次のステップS6での処理は、ステップS
4までの処理で得られた線要素1と2から互いの直線の
交点座標C0(Uc0,Vc0)を検出する。
The detection algorithm numbers in the above examples are for the detection of the groove shape of the first layer. In this case, as an example, the corner of the groove is the detection point for welding scanning. Therefore, the processing in the next step S6 is
The intersection coordinates C0 (Uc0, Vc0) of the straight lines are detected from the line elements 1 and 2 obtained by the processes up to 4.

【0024】ステップS6で確定される溶接ビード境界
位置は、二次元受光手段、すなわちカメラ画面上におけ
る検出結果である。この画面上で得られる検出位置
(U,V)を光学系の取付位置,角度あるいはカメラの撮
像倍率等の諸定数からセンサ座標系(Y,Z)(換言す
れば、センサから見たワーク座標位置のこと)に変換す
る必要がある。ステップS7での処理は、この座標変換
を行うものである。
The weld bead boundary position determined in step S6 is a detection result on the two-dimensional light receiving means, that is, on the camera screen. Detection position obtained on this screen
It is necessary to convert (U, V) from sensor constants (Y, Z) (in other words, work coordinate positions viewed from the sensor) from various constants such as the mounting position and angle of the optical system or the imaging magnification of the camera. There is. The processing in step S7 performs this coordinate conversion.

【0025】最後のステップS8では、検出されたビー
ド境界位置が妥当であるか否かを評価する。評価した結
果が不正(誤った位置等を検出)と判断された時は、エ
ラー処理を行い、処理を終了する。認識結果の評価につ
いては、例えば検出されたコーナ位置が異常に大きな値
であった場合にエラーとする方法等が上げられるが特に
この方法に限定するものでない。
In the last step S8, it is evaluated whether the detected bead boundary position is appropriate. When the result of the evaluation is determined to be invalid (detecting an erroneous position or the like), error processing is performed, and the processing ends. Regarding the evaluation of the recognition result, for example, there is a method of making an error when the detected corner position has an abnormally large value, but the method is not particularly limited to this method.

【0026】これまでに検出アルゴリズム番号1すなわ
ち初層開先での検出例について述べたが、次に他の検出
アルゴリズム番号について説明する。
The detection algorithm number 1 has been described above, that is, an example of detection at the first groove is described. Next, another detection algorithm number will be described.

【0027】図9に、検出アルゴリズム番号2すなわち
図3の2パス目溶接時に二次元受光カメラ9で撮像され
多値画像記憶部22に記憶される開先光切断画像の模式
図を示す。この場合には、開先の片側斜面の画像QLと
前パスビード表面からの反射画像QBの交点L1を検出
する。投光手段と受光手段から成る光学的開先検出手段
と溶接トーチは、一体的に配置している。このため、図
4に示した検出アルゴリズム番号,溶接トーチ角度及び
溶接トーチ位置シフト量がわかっていると得られる光切
断画像の形状パターン、画面上での回転と配置を事前に
予想することが可能である。このため、前述した図6の
処理ステップS6の開先形状特徴量の検出処理を精度良
く行うことが可能となる。
FIG. 9 is a schematic diagram of a groove light section image captured by the two-dimensional light receiving camera 9 and stored in the multi-value image storage unit 22 at the time of the detection algorithm number 2, that is, the second pass welding of FIG. In this case, the intersection point L1 of the image QL of the slope on one side and the reflection image QB from the front pass bead surface is detected. The optical groove detecting means including the light projecting means and the light receiving means and the welding torch are arranged integrally. Therefore, it is possible to predict in advance the shape pattern of the light-cut image obtained when the detection algorithm number, the welding torch angle and the welding torch position shift amount shown in FIG. 4 are known, and the rotation and arrangement on the screen. It is. Therefore, it is possible to accurately perform the groove shape feature amount detection processing in the processing step S6 of FIG. 6 described above.

【0028】また、図10に検出アルゴリズム番号3す
なわち図3の3パス目溶接時に二次元受光カメラ9で撮
像され多値画像記憶部22に記憶される開先光切断画像
の模式図を示す。図において、QB1は1パス溶接後の
ビード表面、QB2は2パス溶接後のビード表面の画像
である。この場合には、開先の片側斜面の画像QRと1
パスビード表面からの反射画像QB1の交点R1を検出
する。
FIG. 10 is a schematic view showing a groove cutting light image captured by the two-dimensional light receiving camera 9 at the time of the third detection welding in FIG. In the figure, QB1 is an image of the bead surface after one-pass welding, and QB2 is an image of the bead surface after two-pass welding. In this case, the images QR and 1
The intersection R1 of the reflection image QB1 from the pass bead surface is detected.

【0029】さらに、図11に検出アルゴリズム番号4
すなわち図3の7パス目溶接時に二次元受光カメラ9で
撮像され多値画像記憶部22に記憶される開先光切断画
像の模式図を示す。図において、QB45は前層4,5
パス溶接後のビード表面、QB6は2パス溶接後のビー
ド表面の画像である。この場合には、前層ビードQ45
と前パスビードQB6の境界部C4を検出する。
FIG. 11 shows detection algorithm number 4
That is, a schematic diagram of a groove light section image captured by the two-dimensional light receiving camera 9 at the time of the seventh pass welding shown in FIG. In the figure, QB45 is the former layer 4,5.
QB6 is an image of the bead surface after two-pass welding. In this case, the front bead Q45
And the boundary portion C4 of the previous pass bead QB6.

【0030】図12に溶接ビードとビードの境界を検出
する場合であって、溶接トーチ位置制御にシフト量(Δ
Y)を与えた際に得られる光切断画像の例を示す。図に
おいて実線のQBが光切断画像である。溶接ビードとビ
ードの境界点検出候補としてCn1とCn2の2個所が
挙げられる。この画像からではどちらの点を検出すべき
か定まらない。しかし、シフト量(ΔY)の値から、シ
フト量がない場合の光切断画像及び境界位置が同図の点
線部分及びCn点(Cn点は中心からわずか:ΔUのず
れで現れる点)であることが逆に言える。換言すれば、
シフト量(ΔY)の値から2つの溶接ビードとビードの境
界点検出候補からCn1を選択・決定しこの点を開先位
置とすればよいことになる。
FIG. 12 shows a case where the boundary between weld beads is detected, and the shift amount (Δ
An example of a light-section image obtained when Y) is given is shown. In the figure, the solid line QB is the light section image. Two locations, Cn1 and Cn2, are candidates for detecting a boundary point between a weld bead and a bead. It is not clear from this image which point to detect. However, based on the value of the shift amount (ΔY), the light-section image and the boundary position when there is no shift amount are the dotted line portion and the Cn point (the Cn point is a point slightly shifted from the center by ΔU) in FIG. Can be said in reverse. In other words,
From the value of the shift amount (ΔY), Cn1 may be selected and determined from two welding bead-bead boundary point detection candidates, and this point may be set as the groove position.

【0031】以上は、検出アルゴリズム番号を基に開先
位置を検出する方法を示したものである。本発明では、
全体制御装置が検出アルゴリズム番号の代わりに現在の
溶接パスを送信するようにしても良い。この場合、画像
処理装置では、溶接パスと検出アルゴリズム番号の対応
テーブル予め作成しておき、この対応テーブルを参照し
検出アルゴリズム番号を決定し検出処理を行うようにす
る。
The above description shows a method for detecting a groove position based on a detection algorithm number. In the present invention,
The overall control device may transmit the current welding path instead of the detection algorithm number. In this case, in the image processing device, a correspondence table between the welding path and the detection algorithm number is created in advance, and the detection algorithm number is determined with reference to the correspondence table to perform the detection processing.

【0032】また、本処理手順では、開先光切断画像が
画面水平方向に延びる画像を入力した場合について述べ
たが、画面垂直方向に延びる開先光切断画像を入力した
場合でも水平垂直方向に関する処理を逆に実行すること
により、同様にビード境界位置検出が可能である。
Also, in the present processing procedure, the case where the image in which the groove light section image extends in the horizontal direction of the screen is input is described. By performing the processing in reverse, the bead boundary position can be similarly detected.

【0033】以上、本発明の実施例での開先形状入力方
法は、スリット状の光線を照射する投光手段とITV等
の二次元受光カメラで撮像する場合について述べたが、
レーザビームをスキャニングさせてラインセンサで反射
光を撮像し、3角測量の原理から開先形状を検出する方
法でも上述と同様に開先形状を検出できるものである。
このように、3角測量の原理で開先形状の表面データを
入力する方法であれば良く、本発明は開先形状の表面形
状入力方法について特に限定するものでない。
As described above, the groove shape input method in the embodiment of the present invention has been described in connection with the case where the image is taken by the light projecting means for irradiating a slit-like light beam and the two-dimensional light receiving camera such as an ITV.
A method of scanning a laser beam to capture reflected light with a line sensor and detecting the groove shape based on the principle of triangulation can also detect the groove shape in the same manner as described above.
As described above, any method may be used as long as it is a method of inputting surface data of a groove shape based on the principle of triangulation, and the present invention is not particularly limited to a method of inputting a surface shape of a groove shape.

【0034】次に、本発明が適用される自動溶接方法に
ついて示す。図1において、溶接トーチ1と投光手段6
及び受光手段10から成る本発明の開先形状検出装置
は、溶接進行方向(溶接線)、溶接線に対して直交する
上下及び水平方向に移動可能な駆動制御機構18と一体
的に配置している。本自動溶接装置は、溶接部材3と4
の突合せ部5の開先部を多層盛り溶接により接合するも
のである。図において、b1からb9は、既に溶接済み
ビードである。このうち、b6,b7,b8は前溶接層
(1層3パス)ビードである。b9は、直前の溶接ビー
ドである。図はビードb9とビードb7の境界部を自動
溶接する場合の例である。本自動溶接装置は、溶接トー
チ1の進行方向前方に開先形状検出装置を配置して開先
部のビードb9とビードb7のビード境界位置を検出す
ることにより、溶接トーチ位置をビード境界位置に遅延
倣い制御を行う。
Next, an automatic welding method to which the present invention is applied will be described. In FIG. 1, welding torch 1 and light emitting means 6
The groove shape detecting device of the present invention comprising the light receiving means 10 and the light receiving means 10 is disposed integrally with a drive control mechanism 18 which is movable in the vertical and horizontal directions perpendicular to the welding progress direction (welding line) and the welding line. I have. The present automatic welding device includes welding members 3 and 4
Are joined together by multi-layer welding. In the drawing, b1 to b9 are already welded beads. Among them, b6, b7 and b8 are pre-weld layer (one-layer three-pass) beads. b9 is the immediately preceding weld bead. The figure shows an example of a case where the boundary between the bead b9 and the bead b7 is automatically welded. The present automatic welding device arranges a groove shape detection device in front of the welding torch 1 in the traveling direction and detects a bead boundary position between the bead b9 and the bead b7 at the groove portion, thereby setting the welding torch position to the bead boundary position. Performs delayed copying control.

【0035】図13は、溶接トーチ位置倣い制御動作の
フローチャートを開先形状検出手段及び画像処理装置を
用いて開先形状(位置)を検出する場合を例に示したも
のである。この動作において、全体制御装置13は動作
全体を管理する主局となり、溶接電源11,溶接トーチ
位置制御装置12及び画像処理装置20は従局の関係に
ある。換言すれば、従局の溶接電源11、溶接トーチ位
置制御装置12及び画像処理装置20は、主局である全
体制御装置13の指令によって所定の動作を実行する。
FIG. 13 shows a flowchart of the welding torch position follow-up control operation in a case where a groove shape (position) is detected by using a groove shape detecting means and an image processing device. In this operation, the overall control device 13 becomes a master station for managing the entire operation, and the welding power source 11, the welding torch position control device 12 and the image processing device 20 are in a slave station relationship. In other words, the welding power source 11, the welding torch position control device 12, and the image processing device 20 of the slave station execute a predetermined operation according to a command from the overall control device 13 as the master station.

【0036】動作開始後、ステップF1では、まず全体
制御装置が電極の現在位置を溶接トーチ位置制御装置に
対して問い合わせ、その位置情報の報告(ステップF1
7)を受ける。
After the start of the operation, in step F1, the general control device inquires the current position of the electrode to the welding torch position control device, and reports the position information (step F1).
7) Receive.

【0037】ステップF2では、全体制御装置が溶接ト
ーチを引き上げる移動指令を電極位置制御装置に対して
発行し、電極を引き上げる(ステップF18)。
In step F2, the general control device issues a movement command for raising the welding torch to the electrode position control device, and raises the electrode (step F18).

【0038】ステップF3では、全体制御装置が溶接を
開始する基準位置までの移動指令を溶接トーチ位置制御
装置に対して発行し、基準位置まで電極を移動させる
(ステップF19)。
In step F3, the general control device issues a movement command to the reference position at which welding is started to the welding torch position control device, and moves the electrode to the reference position (step F19).

【0039】ステップF4では、全体制御装置が溶接ト
ーチ位置をアークスタートできる所定の高さまで移動す
る指令を溶接トーチ位置制御装置に対して発行し、所定
位置まで溶接トーチを下降させる(ステップF20)。
In step F4, the general control device issues a command to the welding torch position control device to move the welding torch position to a predetermined height at which the arc can be started, and lowers the welding torch to the predetermined position (step F20).

【0040】ステップF5では、全体制御装置が溶接電
源にアークスタート(ON)指令を発行し、アークON
を開始する(ステップF24)。
At step F5, the general control device issues an arc start (ON) command to the welding power source, and the arc ON is started.
Is started (step F24).

【0041】ステップF6では、全体制御装置がX方向
の走行を開始する指令を溶接トーチ位置制御装置に対し
て発行し、X方向の走行をスタートする(ステップF2
1)。X方向走行動作は、後述する走行停止指令がでる
まで走行動作が継続される。
In step F6, the overall control device issues a command to start traveling in the X direction to the welding torch position control device, and starts traveling in the X direction (step F2).
1). The traveling operation in the X-direction traveling operation is continued until a traveling stop command described later is issued.

【0042】ステップF7では、全体制御装置が画像処
理装置に対して検出指令を発行し、画像処理装置は前述
した手順で開先形状(位置)検出を実行する(ステップF
26)。この検出指令発行時には、溶接制御装置と画像
処理装置間で予め取り決めした検出アルゴリズム番号,
溶接トーチ角度及び溶接トーチ位置シフト値の各情報を
送信する。画像処理装置はこれらの情報を検出条件テー
ブルに記憶し、検出条件テーブルの情報に基づいて開先
形状の検出を開始する。
In step F7, the general control device issues a detection command to the image processing device, and the image processing device executes the groove shape (position) detection in the above-described procedure (step F7).
26). At the time of issuing the detection command, a detection algorithm number previously determined between the welding control device and the image processing device,
Each information of the welding torch angle and the welding torch position shift value is transmitted. The image processing apparatus stores the information in the detection condition table, and starts detecting the groove shape based on the information in the detection condition table.

【0043】ステップF8では、全体制御装置が電極位
置の現在位置を溶接トーチ位置制御装置に対して問い合
わせ、その位置情報の報告(ステップF22)を受け
る。
In step F8, the overall control device inquires the current position of the electrode position to the welding torch position control device, and receives a report of the position information (step F22).

【0044】ステップF9では、全体制御装置が画像処
理装置に対して開先形状(位置)検出結果の報告指令を
発行し、画像処理装置はその結果の報告(ステップF2
7)を受ける。
In step F9, the general control device issues a command to report a groove shape (position) detection result to the image processing device, and the image processing device reports the result (step F2).
7) Receive.

【0045】ステップF10では、開先形状(位置)検
出結果情報を内部に記憶する。
In step F10, groove shape (position) detection result information is stored internally.

【0046】ステップF11では、開先形状(位置)検
出情報を基に溶接トーチ倣い位置を計算する。ここで、
Y走行軸方向の位置修正量は、複数の開先形状(位置)
検出情報を平均化して求めても良く、特に限定しない。
In step F11, the welding torch tracing position is calculated based on the groove shape (position) detection information. here,
The amount of position correction in the Y travel axis direction can be calculated using multiple groove shapes (positions).
The detection information may be obtained by averaging, and there is no particular limitation.

【0047】ステップF12では、ステップF11で演
算した情報を溶接トーチ位置制御装置に対して転送して
Y走行台車位置の修正制御を行う(ステップF23)。
In step F12, the information calculated in step F11 is transferred to the welding torch position control device to perform control for correcting the position of the Y traveling bogie (step F23).

【0048】ステップF13では、溶接トーチ現在位置
情報を基に溶接作業の終了位置か否かを判断し、電極位
置がまだ終了位置(予め全体制御装置内で決めて記憶し
ておくものとする)でないときには処理ステップF7に
戻り上述の動作を繰り返す。一方、電極位置が終了位置
を超えたと判断されたときには、処理ステップF14に
進む。
In step F13, it is determined whether or not the welding operation is at the end position based on the welding torch current position information, and the electrode position is still at the end position (it is determined and stored in advance in the overall control device). If not, the process returns to the processing step F7 to repeat the above operation. On the other hand, when it is determined that the electrode position has exceeded the end position, the process proceeds to processing step F14.

【0049】ステップF14では、全体制御装置が溶接
電源にアーク終了(OFF)指令を発行し、アークON
を停止する(ステップF25)。
In step F14, the general control device issues an arc end (OFF) command to the welding power source, and the arc is turned on.
Is stopped (step F25).

【0050】ステップF15では、全体制御装置がX方
向の走行を停止する指令を電極位置制御装置に対して発
行し、X方向の走行をストップする。
In step F15, the general control device issues a command to stop traveling in the X direction to the electrode position control device, and stops traveling in the X direction.

【0051】ステップF16では、予め計画しておいた
全溶接パス数の溶接を終了したか否かを判定する。終了
の場合は一連の動作を終わるが、終了していない時には
ステップF2に処理を進める。
In step F16, it is determined whether or not the welding of all the welding passes planned in advance has been completed. If it has been completed, a series of operations is completed, but if not, the process proceeds to step F2.

【0052】なお、ステップF16での溶接終了位置
は、予め全体制御装置内で決めて記憶しておくものとし
ているが、リミットスイッチ等で位置検出して決定して
も良い。
Although the welding end position in step F16 is determined and stored in advance in the overall control device, it may be determined by detecting the position with a limit switch or the like.

【0053】また、本発明では、図12には示していな
いが、次の溶接パスを溶接する際、直前等過去の溶接パ
スでの溶接条件すなわち上述した溶接トーチ倣い補正制
御データを用いて実施する方法でも良い。各溶接パスの
溶接において、このように前の溶接条件制御データを用
いて行うか、あるいは上述した各処理ステップの内容で
行うかは、予め全体制御装置内にデータベースとして組
み込んで置くものとする。
In the present invention, although not shown in FIG. 12, when the next welding pass is to be welded, the welding conditions in the past welding pass such as immediately before, that is, the welding torch scanning correction control data described above are used. You can also do it. Whether the welding of each welding pass is performed using the previous welding condition control data or the content of each processing step described above is to be incorporated in advance as a database in the overall control device.

【0054】なお、本発明の駆動制御機構18は、例え
ば平面上を自立して走行する自走式溶接ロボット,多関
節溶接ロボット、または配管の外周に設けた走行軸上を
走行するロボット等である。
The drive control mechanism 18 of the present invention is, for example, a self-propelled welding robot, an articulated welding robot that travels independently on a plane, or a robot that travels on a travel axis provided on the outer periphery of a pipe. is there.

【0055】以上は本発明を溶接ワーク形状検出に適用
した自動溶接装置の例であるが、これに限定することな
く例えばろう付け作業での対象物体位置検出や他の物体
位置検出等にも同様に適用できる。
The above is an example of an automatic welding apparatus in which the present invention is applied to the detection of the shape of a welded work. However, the present invention is not limited to this. Applicable to

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明の物体形状検出方法及び自動溶接
装置によれば、検出アルゴリズム番号,溶接トーチ角度
及び溶接トーチ位置シフト量の情報から得られる光切断
画像の形状パターン,画面上での回転と配置を事前に予
想できるため、開先形状(位置)を精度良く検出すること
が可能となる。この結果、接合部の加工誤差や組立誤差
あるいはワーク熱変形から生じる溶接位置ずれが発生し
た場合でも精度良く倣い溶接を行うことができるため、
作業者の技量に依存されずに品質の良い溶接ビードを得
ることができる。また、開先位置,溶接ビードと溶接ビ
ードの境界位置、あるいは溶接ビードと開先の境界位置
を検出できるため、多層盛溶接等の溶接ビード含んだ幅
広い種類の開先での溶接トーチ位置倣い溶接が可能であ
る。さらに、物体形状検出手段と駆動制御機構を用いて
自動的に倣い溶接作業ができるので無人溶接が可能とな
る。
According to the object shape detecting method and the automatic welding apparatus of the present invention, the shape pattern of the light cutting image obtained from the information of the detection algorithm number, the welding torch angle and the welding torch position shift amount, and the rotation on the screen. Since the arrangement can be predicted in advance, it is possible to accurately detect the groove shape (position). As a result, profile welding can be performed with high accuracy even when a welding position shift caused by a processing error or an assembly error of a joint portion or a thermal deformation of a work occurs.
A high-quality weld bead can be obtained without depending on the skill of the operator. Also, since the groove position, the boundary position between the weld bead and the weld bead, or the boundary position between the weld bead and the groove can be detected, the welding torch position profiling welding can be performed on a wide variety of grooves including a weld bead such as multi-pass welding. Is possible. Further, since the profile welding operation can be automatically performed using the object shape detecting means and the drive control mechanism, unmanned welding can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の溶接位置検出装置及びこれを用いた自
動溶接装置の一実施例を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a welding position detecting device of the present invention and an automatic welding device using the same.

【図2】本発明の溶接トーチ位置ずれ検出方法の一実施
例を示すフローチャート。
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of a welding torch position shift detecting method according to the present invention.

【図3】突き合わせ開先での多層盛溶接の積層方法の模
式図。
FIG. 3 is a schematic diagram of a lamination method of multi-layer welding at a butt groove.

【図4】本発明の検出条件情報を示す図。FIG. 4 is a view showing detection condition information of the present invention.

【図5】本発明の開先光切断画像の一例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a groove light section image according to the present invention.

【図6】本発明の開先光切断画像の一例を示す図。FIG. 6 is a view showing an example of a groove light section image according to the present invention.

【図7】本発明の開先光切断画像の一例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example of a groove light section image according to the present invention.

【図8】本発明の開先光切断画像の一例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example of a groove light section image according to the present invention.

【図9】本発明の開先光切断画像の一例を示す図FIG. 9 is a diagram showing an example of a groove light section image according to the present invention.

【図10】本発明の開先光切断画像の一例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of a groove light section image according to the present invention.

【図11】本発明の開先光切断画像の一例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of a groove light section image according to the present invention.

【図12】本発明の開先光切断画像の一例を示す図。FIG. 12 is a diagram showing an example of a groove light section image according to the present invention.

【図13】本発明の溶接トーチ位置ずれ検出及び溶接ト
ーチ倣い制御動作のフローチャート。
FIG. 13 is a flowchart of welding torch position shift detection and welding torch copying control operation of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…溶接トーチ、2…溶接ワイヤ、3,4…被溶接部
材、5…開先、6…投光手段、7…スリット光、8…干
渉フィルター、9…ITVカメラ、10…二次元受光手
段、11…溶接電源、12…溶接トーチ位置制御装置、
13…全体制御装置、16…投光手段制御回路、17…
受光手段制御回路、18…溶接トーチ位置駆動機構、2
0…画像処理装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Welding torch, 2 ... Welding wire, 3, 4 ... Member to be welded, 5 ... Groove, 6 ... Light emitting means, 7 ... Slit light, 8 ... Interference filter, 9 ... ITV camera, 10 ... 2D light receiving means , 11 ... welding power source, 12 ... welding torch position control device,
13: Overall control device, 16: Light emitting means control circuit, 17:
Light receiving means control circuit, 18: welding torch position drive mechanism, 2
0: Image processing device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽田 光明 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 細川 和孝 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 荒谷 雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 森沢 潤一郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Fターム(参考) 2F065 AA12 AA22 AA45 BB17 BB18 BB24 CC27 DD03 FF02 FF04 GG04 HH05 HH12 JJ03 JJ16 JJ26 QQ03 QQ04 QQ23 QQ24 3C029 BB01 BB10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsuaki Haneda 502, Kunitachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.Mechanical Research Laboratories, Inc. Inside the Machinery Research Laboratory (72) Inventor Yu Aratani 502 Kandachi-cho, Tsuchiura-city, Ibaraki Pref. Inside the Machine Research Laboratories, Hitachi, Ltd. Terms (reference) 2F065 AA12 AA22 AA45 BB17 BB18 BB24 CC27 DD03 FF02 FF04 GG04 HH05 HH12 JJ03 JJ16 JJ26 QQ03 QQ04 QQ23 QQ24 3C029 BB01 BB10

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】溶接ヘッドと、溶接ワーク表面にスリット
状の光を照射する照射手段とその反射像を撮像する二次
元受光手段とから成る光学式センサと、この光学式セン
サより得られる開先画像を処理する画像処理装置と、溶
接ヘッドの制御及び溶接トーチへの溶接条件の出力制御
が可能な溶接制御装置とで構成し、画像処理装置で検出
する開先情報と溶接制御装置で演算処理する演算情報に
基づいて多層盛溶接の制御を行う装置において、前記溶
接制御装置が前記画像処理装置に対して検出開始指令,
溶接制御装置と画像処理装置間で予め取り決めした検出
アルゴリズム番号,溶接トーチ角度及び溶接トーチ位置
シフト量の各情報を送信し、画像処理装置は該情報を検
出条件テーブルに記憶し、該検出条件テーブルの情報に
基づいて該当する溶接パスでの開先形状を検出するよう
に成したことを特徴とする開先形状検出装置。
An optical sensor comprising a welding head, an irradiating means for irradiating a slit-like light to the surface of a welding work, and a two-dimensional light receiving means for imaging a reflected image thereof, and a groove obtained by the optical sensor. It consists of an image processing device that processes images, and a welding control device that can control the welding head and output the welding conditions to the welding torch. The groove information detected by the image processing device and the arithmetic processing by the welding control device In the apparatus for controlling the multi-pass welding based on the calculation information to be performed, the welding control device sends a detection start command to the image processing device,
The image processing apparatus transmits each information of a detection algorithm number, a welding torch angle, and a welding torch position shift amount which are previously determined between the welding control device and the image processing device, and the image processing device stores the information in a detection condition table, and stores the information in the detection condition table. A groove shape detecting device for detecting a groove shape in a corresponding welding pass based on the information of the groove shape.
JP10198393A 1998-07-14 1998-07-14 Groove shape detecting device Pending JP2000024777A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10198393A JP2000024777A (en) 1998-07-14 1998-07-14 Groove shape detecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10198393A JP2000024777A (en) 1998-07-14 1998-07-14 Groove shape detecting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000024777A true JP2000024777A (en) 2000-01-25

Family

ID=16390392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10198393A Pending JP2000024777A (en) 1998-07-14 1998-07-14 Groove shape detecting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000024777A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010095576A (en) * 2000-04-11 2001-11-07 김징완 Method for tracking weld line of automatic welder
JP2003290921A (en) * 2002-03-27 2003-10-14 Hitachi Ltd Multi-layer welding method, and multi-layer automatic welding equipment
JP2004209485A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Hitachi Ltd Welding method and welding device
AT502283B1 (en) * 2005-07-15 2007-05-15 Fronius Int Gmbh WELDING PROCESS AND WELDING SYSTEM DETERMINING THE POSITION OF THE WELDING BURNER
WO2012001918A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-05 株式会社 東芝 Welding target position measuring device
JP2013502326A (en) * 2009-08-24 2013-01-24 エーエスアーベー アーベー Device and method for automatic multi-bead welding
JP2014032076A (en) * 2012-08-02 2014-02-20 Kobe Steel Ltd Method of measuring position and shape of welding groove
CN109514113A (en) * 2018-12-07 2019-03-26 西安飞机工业(集团)有限责任公司 A kind of reversible deformation method for the welding of Invar alloy material
CN109514041A (en) * 2018-12-07 2019-03-26 北京博清科技有限公司 Car body tracking and welding robot of creeping
JP2019202338A (en) * 2018-05-24 2019-11-28 株式会社オプトン Brazing device
CN114749849A (en) * 2022-06-01 2022-07-15 江苏徐工工程机械研究院有限公司 Welding control method, device and system

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010095576A (en) * 2000-04-11 2001-11-07 김징완 Method for tracking weld line of automatic welder
JP2003290921A (en) * 2002-03-27 2003-10-14 Hitachi Ltd Multi-layer welding method, and multi-layer automatic welding equipment
JP2004209485A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Hitachi Ltd Welding method and welding device
JP4500489B2 (en) * 2002-12-27 2010-07-14 株式会社日立製作所 Welding method and welding apparatus
AT502283B1 (en) * 2005-07-15 2007-05-15 Fronius Int Gmbh WELDING PROCESS AND WELDING SYSTEM DETERMINING THE POSITION OF THE WELDING BURNER
US8680434B2 (en) 2005-07-15 2014-03-25 Fronius International Gmbh Welding method and welding system with determination of the position of the welding torch
JP2013502326A (en) * 2009-08-24 2013-01-24 エーエスアーベー アーベー Device and method for automatic multi-bead welding
CN103025466B (en) * 2010-07-02 2015-07-01 株式会社东芝 Welding target position measurement device
WO2012001918A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-05 株式会社 東芝 Welding target position measuring device
CN103025466A (en) * 2010-07-02 2013-04-03 株式会社东芝 Welding target position measurement device
US9010614B2 (en) 2010-07-02 2015-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Welding target position measurement device
JP2014032076A (en) * 2012-08-02 2014-02-20 Kobe Steel Ltd Method of measuring position and shape of welding groove
JP2019202338A (en) * 2018-05-24 2019-11-28 株式会社オプトン Brazing device
JP7266272B2 (en) 2018-05-24 2023-04-28 株式会社オプトン brazing equipment
CN109514113A (en) * 2018-12-07 2019-03-26 西安飞机工业(集团)有限责任公司 A kind of reversible deformation method for the welding of Invar alloy material
CN109514041A (en) * 2018-12-07 2019-03-26 北京博清科技有限公司 Car body tracking and welding robot of creeping
CN114749849A (en) * 2022-06-01 2022-07-15 江苏徐工工程机械研究院有限公司 Welding control method, device and system
CN114749849B (en) * 2022-06-01 2023-09-01 江苏徐工工程机械研究院有限公司 Welding control method, device and system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200085274A (en) Active laser vision welding seam tracking system and welding seam position detection method
JP2000167666A (en) Automatic welding, defect repair method and automatic welding equipment
Liu et al. Precise initial weld position identification of a fillet weld seam using laser vision technology
JP2000024777A (en) Groove shape detecting device
JP5218479B2 (en) Mobile system
Eren et al. Recent developments in computer vision and artificial intelligence aided intelligent robotic welding applications
JP2002331383A (en) Monitoring device for cutting
JP7422337B2 (en) Repair welding control device and repair welding control method
JP5385401B2 (en) Groove cutting device and cutting method
JP2004219154A (en) Surface shape measuring method of object and automatic welding device
JP3223416B2 (en) Processing position detection device and automatic processing system
JP4186533B2 (en) Welding position automatic scanning control device and automatic scanning welding method
JP3368492B2 (en) Welding line detection method and device, and welding device
JP3080842B2 (en) Multi-layer automatic welding method
JP3787401B2 (en) Control method for multilayer prime welding and multilayer prime welding apparatus
JP2003220471A (en) Automatic trace controller of welding position
JP3263631B2 (en) First layer welding method
JP3223414B2 (en) Object shape detection method and apparatus, and automatic processing system
JP2005334904A (en) Automatic trace control method and device for welding
JP3326716B2 (en) Bead lap welding method and its automatic welding device
JP3482615B2 (en) Welding position automatic profiling control device
JP3382787B2 (en) Apparatus and method for detecting welding position
Clocksin et al. Progess in Visual Feedback for Robot Arc-Welding of Thin Sheet Steel
JP2003001420A (en) Control device for automatically copying welding position
JP3051632B2 (en) Welding member groove tracking control method

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees