JP2000210771A - Automatic copying controller for welding position and welding method for groove parts of members to be welded - Google Patents

Automatic copying controller for welding position and welding method for groove parts of members to be welded

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JP2000210771A
JP2000210771A JP11016610A JP1661099A JP2000210771A JP 2000210771 A JP2000210771 A JP 2000210771A JP 11016610 A JP11016610 A JP 11016610A JP 1661099 A JP1661099 A JP 1661099A JP 2000210771 A JP2000210771 A JP 2000210771A
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JP
Japan
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electrode
welding
control device
light receiving
image
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JP11016610A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Shibata
信雄 柴田
Takeshi Wada
武 和田
Yasukata Tamai
康方 玉井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high quality beads with a simple and compact structure by detecting at least one side boundary part of a part which is not placed upon the welding pool picture and the arc picture of a welding electrode picture photographed by a two-dimensional light receiving means, and calculating a deviation in a position. SOLUTION: The type drawing of the detected information of the deviation in a position of a TV monitor, shows the profile lines of an arc picture, a welding pool picture and an electrode picture. By detecting the left and the right boundary positions on plural horizontal lines in an electrode window (detecting area) W1, and by a calculation from their average value, an electrode center position M1 (Xm1, Ym1) is found as its midpoint. With respect to melting pool windows W2 and W3, a melting pool center position M2 (Xm2, Ym2) is found as its midpoint by a calculation from the average value of boundary positions detected on the plural horizontal lines. By setting a difference in the electrode center position M1 to the melting pool center position M2 as the deviation quantity in a position of an electrode, and by converting it into an actual deviation quantity, the copying control of the electrode is performed according to a converted deviation quantity.

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、溶接位置自動倣い
制御装置及び被溶接部材の開先部溶接方法に係わり、被
溶接部材の開先部を非消耗溶接電極を用いて溶接する溶
接位置自動倣い制御装置及び被溶接部材の開先部溶接方
法に好適なものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding position automatic profiling control device and a method for welding a groove of a member to be welded, and more particularly to an automatic welding position for welding a groove of a member to be welded using a non-consumable welding electrode. The present invention relates to a profile control device and a method suitable for a method for welding a groove of a member to be welded.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の溶接装置自動倣い制御装
置としては、特開平8−150475号公報のものが知
られている。即ち、開先面に下端部が対向して移動可能
に配置された溶接トーチのワイヤと、この溶接ワイヤを
駆動する装置と、この駆動装置を制御する制御装置と、
溶接トーチの溶接進行方向前方向に移動可能に配置さ
れ、かつ溶接部を撮像するCCDカメラと、前記CCD
カメラで撮像した画像を利用して溶接ワイヤ挿入位置,
ビード左端及びビード右端の位置を把握し、かつワイヤ
挿入位置がビード左端及びビード右端の位置の中央に来
るように溶接線を制御する装置とを備えたものが知られ
ている。
2. Description of the Related Art As a conventional automatic copying control apparatus of this kind of a welding apparatus, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-150475 is known. That is, a wire of the welding torch, the lower end of which is movably arranged facing the groove surface, a device for driving the welding wire, and a control device for controlling the driving device,
A CCD camera arranged so as to be movable in a forward direction of welding in a welding torch and imaging a weld portion;
Using the image captured by the camera, the welding wire insertion position,
There is known a device including a device for grasping the positions of the left end of the bead and the right end of the bead, and controlling the welding line so that the wire insertion position is located at the center between the positions of the left end of the bead and the right end of the bead.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
溶接位置自動倣い制御装置によれば、溶接アーク熱で先
端位置が様々に変化する溶接ワイヤの挿入位置を把握し
ているため、溶接ワイヤの先端と溶接対象部との位置ず
れを高精度に抽出することが困難であり、高品質な溶接
ビードを得ることができなかった。また、溶接アーク部
の溶融池より前方の溶接ビードの左右端を把握して溶接
対象部としているが、溶接アーク熱によって被溶接部材
が様々に変形して把握した溶接ビードの左右端の位置と
溶接対象部の位置とが一致せずにずれてしまうため、溶
接ワイヤと溶接対象部との位置ずれ防止を高精度に行う
ことが困難であり、高品質な溶接ビードを得ることがで
きなかった。
However, according to such a conventional welding position automatic profiling control device, since the insertion position of the welding wire whose tip position changes variously due to the welding arc heat is grasped, the welding wire is controlled. It was difficult to extract the positional deviation between the tip and the welding target part with high accuracy, and a high-quality weld bead could not be obtained. In addition, the left and right ends of the weld bead in front of the weld pool in the welding arc are grasped as the welding target part. Since the position of the welding target portion does not match and is shifted, it is difficult to prevent the positional deviation between the welding wire and the welding target portion with high accuracy, and it was not possible to obtain a high-quality weld bead. .

【0004】本発明の目的は、簡単で小形な構成で高品
質な溶接ビードが得られる溶接位置自動倣い制御装置及
び被溶接部材の開先部溶接方法を得ることにある。
An object of the present invention is to provide a welding position automatic profiling control device and a groove welding method for a member to be welded, which can obtain a high-quality welding bead with a simple and compact structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第1の特徴は、被溶接部材の開先に先端部が
対向して移動可能に配置される非消耗溶接電極と、前記
溶接電極を駆動する電極位置制御機構と、前記電極位置
制御装置による前記溶接電極の移動を制御する電極位置
制御装置と、前記溶接電極の溶接線方向前方に移動可能
に配置され、かつ前記溶接電極と被溶接部材との間に発
生するアーク発生部の近傍を撮像する二次元受光手段
と、前記二次元受光手段で撮像した画像から前記溶接電
極の位置ずれを算出して前記電極位置制御装置を制御す
る位置ずれ制御装置とを備えた溶接位置自動倣い制御装
置において、前記位置ずれ制御装置は、前記二次元受光
手段で撮像した溶接電極画像の溶接プール画像及びアー
ク画像と重ならない部分の少なくとも片側境界部分を検
出して位置ずれを算出する構成にしたことにある。
A first feature of the present invention to achieve the above object is to provide a non-consumable welding electrode in which a tip portion is movably disposed opposite a groove of a member to be welded. An electrode position control mechanism that drives the welding electrode, an electrode position control device that controls the movement of the welding electrode by the electrode position control device, and a welding line direction front of the welding electrode that is movably disposed; A two-dimensional light receiving unit that captures an image of the vicinity of an arc generating portion generated between the electrode and the member to be welded; and an electrode position control device that calculates a displacement of the welding electrode from an image captured by the two-dimensional light receiving unit. And a position deviation control device for controlling the welding position, wherein the position deviation control device does not overlap with the welding pool image and the arc image of the welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving means. Detecting at least one side boundary portion of the minute in that a configuration to calculate a positional deviation.

【0006】本発明の第2の特徴は、被溶接部材の開先
に先端部が対向して移動可能に配置される非消耗溶接電
極と、前記溶接電極を駆動する電極位置制御機構と、前
記電極位置制御装置による前記溶接電極の移動を制御す
る電極位置制御装置と、前記溶接電極の溶接線方向前方
に移動可能に配置され、かつ前記溶接電極と被溶接部材
との間に発生するアーク発生部の近傍を撮像する二次元
受光手段と、前記二次元受光手段で撮像した画像から前
記溶接電極の位置ずれを算出して前記電極位置制御装置
を制御する位置ずれ制御装置とを備えた溶接位置自動倣
い制御装置において、前記位置ずれ制御装置は、前記二
次元受光手段で撮像した溶接プール画像の少なくとも片
側境界部分を検出して位置ずれを算出する構成にしたこ
とにある。
A second feature of the present invention is that a non-consumable welding electrode whose tip is movably arranged facing a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving the welding electrode, An electrode position control device that controls the movement of the welding electrode by an electrode position control device; and an arc generation that is disposed movably forward in a welding line direction of the welding electrode and that is generated between the welding electrode and a member to be welded. A welding position comprising: a two-dimensional light receiving unit that captures an image of the vicinity of the unit; and a displacement control device that calculates a displacement of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving device and controls the electrode position control device. In the automatic copying control device, the displacement control device is configured to calculate a displacement by detecting at least one boundary portion of the weld pool image captured by the two-dimensional light receiving unit.

【0007】本発明の第3の特徴は、被溶接部材の開先
に先端部が対向して移動可能に配置される非消耗溶接電
極と、前記溶接電極を駆動する電極位置制御機構と、前
記電極位置制御装置による前記溶接電極の移動を制御す
る電極位置制御装置と、前記溶接電極の溶接線方向前方
に移動可能に配置され、かつ前記溶接電極と被溶接部材
との間に発生するアーク発生部の近傍を撮像する二次元
受光手段と、前記二次元受光手段で撮像した画像から前
記溶接電極の位置ずれを算出して前記電極位置制御装置
を制御する位置ずれ制御装置とを備えた溶接位置自動倣
い制御装置において、前記位置ずれ制御装置は、前記二
次元受光手段で撮像した溶接電極画像または溶接プール
画像の少なくとも片側境界部分の複数箇所を検出して位
置ずれを算出する構成にしたことにある。
A third feature of the present invention is that a non-consumable welding electrode whose tip is movably disposed facing a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving the welding electrode, An electrode position control device that controls the movement of the welding electrode by an electrode position control device; and an arc generation that is disposed movably forward in a welding line direction of the welding electrode and that is generated between the welding electrode and a member to be welded. A welding position comprising: a two-dimensional light receiving unit that captures an image of the vicinity of the unit; and a displacement control device that calculates a displacement of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving device and controls the electrode position control device. In the automatic scanning control device, the displacement control device calculates a displacement by detecting a plurality of locations on at least one boundary portion of a welding electrode image or a welding pool image captured by the two-dimensional light receiving unit. It lies in the fact that was formed.

【0008】本発明の第4の特徴は、被溶接部材の開先
に先端部が対向して移動可能に配置される非消耗溶接電
極と、前記溶接電極を駆動する電極位置制御機構と、前
記電極位置制御装置による前記溶接電極の移動を制御す
る電極位置制御装置と、前記溶接電極の溶接線方向前方
に移動可能に配置され、かつ前記溶接電極と被溶接部材
との間に発生するアーク発生部の近傍を撮像する二次元
受光手段と、前記二次元受光手段で撮像した画像から前
記溶接電極の位置ずれを算出して前記電極位置制御装置
を制御する位置ずれ制御装置とを備えた溶接位置自動倣
い制御装置において、前記位置ずれ制御装置は、前記二
次元受光手段で撮像した溶接電極画像の溶接プール画像
及びアーク画像と重ならない部分の少なくとも片側境界
部分を検出し、かつ前記二次元受光手段で撮像した溶接
プール画像の少なくとも片側境界部分を検出して位置ず
れを算出する構成にしたことにある。
A fourth feature of the present invention is that a non-consumable welding electrode whose tip is movably disposed facing a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving the welding electrode, An electrode position control device that controls the movement of the welding electrode by an electrode position control device; and an arc generation that is disposed movably forward in a welding line direction of the welding electrode and that is generated between the welding electrode and a member to be welded. A welding position comprising: a two-dimensional light receiving unit that captures an image of the vicinity of the unit; and a displacement control device that calculates a displacement of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving device and controls the electrode position control device. In the automatic scanning control device, the position shift control device detects at least one boundary portion of a portion that does not overlap with the welding pool image and the arc image of the welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving unit, In that a configuration to calculate a positional deviation detecting at least one boundary of the weld pool image captured by the two-dimensional light-receiving means.

【0009】本発明の第5の特徴は、被溶接部材の開先
に先端部が対向して移動可能に配置される非消耗溶接電
極と、前記溶接電極を駆動する電極位置制御機構と、前
記電極位置制御装置による前記溶接電極の移動を制御す
る電極位置制御装置と、前記溶接電極の溶接線方向前方
に移動可能に配置され、かつ前記溶接電極と被溶接部材
との間に発生するアーク発生部の近傍を撮像する二次元
受光手段と、前記二次元受光手段で撮像した画像から前
記溶接電極の位置ずれを算出して前記電極位置制御装置
を制御する位置ずれ制御装置とを備えた溶接位置自動倣
い制御装置において、前記位置ずれ制御装置は、前記二
次元受光手段で撮像した溶接電極画像の溶接プール画像
及びアーク画像と重ならない部分の少なくとも片側境界
部分の複数箇所を検出し、かつ前記二次元受光手段で撮
像した溶接プール画像の少なくとも片側境界部分の複数
箇所を検出して位置ずれを算出する構成にしたことにあ
る。
According to a fifth feature of the present invention, there is provided a non-consumable welding electrode having a tip portion movably disposed opposite a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving the welding electrode, An electrode position control device that controls the movement of the welding electrode by an electrode position control device; and an arc generation that is disposed movably forward in a welding line direction of the welding electrode and that is generated between the welding electrode and a member to be welded. A welding position comprising: a two-dimensional light receiving unit that captures an image of the vicinity of the unit; and a displacement control device that calculates a displacement of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving device and controls the electrode position control device. In the automatic scanning control device, the position shift control device is configured to reduce a plurality of portions of at least one boundary portion of a portion that does not overlap with the welding pool image and the arc image of the welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving unit. Out, and in that a configuration to calculate a positional deviation by detecting a plurality of locations of at least one side boundary of the weld pool image captured by the two-dimensional light-receiving means.

【0010】本発明の第6の特徴は、被溶接部材の開先
に先端部が対向して移動可能に配置される先端部が尖っ
た棒状の非消耗溶接電極と、X走行台車,Y走行台車及
びZ走行台車を有し、前記溶接電極をX軸,Y軸及びZ
軸方向に駆動可能な電極位置制御機構と、前記電極位置
制御装置による前記溶接電極の駆動を制御する電極位置
制御装置と、干渉フィルタ及び工業用テレビを有し、前
記溶接電極の溶接線方向前方に移動可能に配置され、か
つ前記溶接電極と被溶接部材との間に発生するアーク発
生部の近傍を撮像する二次元受光手段と、前記二次元受
光手段で撮像した画像中の暗い部分から明るい部分に変
化するエッジ部または明るい部分から暗い部分に変化す
るエッジ部で極大点または極小点を抽出する微分または
平滑化微分処理部を有して前記溶接電極の位置ずれを算
出する画像処理装置と、この画像処理装置で算出した位
置ずれ情報に基づいて前記溶接電極の位置ずれを修正す
るように前記電極位置制御装置を制御する全体制御装置
とを備えた溶接位置自動倣い制御装置において、前記画
像処理装置は、前記二次元受光手段で撮像した溶接電極
画像中の溶接プール画像及びアーク画像と重ならない棒
状本体部分の少なくとも片側境界部分または両側境界部
分の複数箇所を微分または平滑化微分処理部で検出して
極大点または極小点を抽出し、かつ前記二次元受光手段
で撮像した溶接プール画像の少なくとも片側境界部分及
び開先肩部画像の少なくとも片側境界部分の複数箇所を
微分または平滑化微分処理部で検出して極大点または極
小点を抽出して、両者の位置ずれを算出する構成にした
ことにある。
A sixth feature of the present invention is that a non-consumable welding electrode in the form of a rod having a pointed tip which is movably arranged with the tip opposed to the groove of the member to be welded, an X traveling cart, and a Y traveling. A trolley and a Z traveling trolley, wherein the welding electrodes are connected to the X axis, the Y axis and the Z
An electrode position control mechanism that can be driven in the axial direction, an electrode position control device that controls driving of the welding electrode by the electrode position control device, an interference filter, and an industrial television, and a welding line direction front of the welding electrode. And a two-dimensional light receiving means for imaging the vicinity of an arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded, and a bright part from a dark part in the image captured by the two-dimensional light receiving means. An image processing apparatus for calculating a position shift of the welding electrode having a differential or smoothing differential processing unit for extracting a maximum point or a minimum point at an edge part changing to a part or an edge part changing from a bright part to a dark part; A welding position control apparatus that controls the electrode position control device so as to correct the position shift of the welding electrode based on the position shift information calculated by the image processing device. In the automatic scanning control device, the image processing device may include a welding pool image in the welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving unit and a plurality of portions of at least one side boundary portion or both side boundary portions of the rod-shaped main body portion that does not overlap with the arc image. Extraction of the maximum point or the minimum point detected by the differentiation or smoothing differentiation processing unit, and a plurality of at least one side boundary part of the weld pool image captured by the two-dimensional light receiving means and at least one side boundary part of the groove shoulder image. The configuration is such that a position is detected by a differentiation or smoothing differentiation processing unit, a local maximum point or a local minimum point is extracted, and a positional shift between the two is calculated.

【0011】本発明の第7の特徴は、被溶接部材の開先
に非消耗溶接電極の先端部を対向して配置し、前記溶接
電極と前記被溶接部材の開先部との間にアークを発生し
て溶接プールを生成しながら溶接線方向に駆動すると共
に、前記溶接電極の溶接線方向前方から前記溶接電極と
被溶接部材との間に発生するアーク発生部の近傍を二次
元受光手段で撮像し、前記二次元受光手段で撮像した画
像から前記溶接電極の位置ずれを算出して前記溶接電極
の位置ずれを修正するように制御して溶接する被溶接部
材の開先部溶接方法において、前記二次元受光手段で撮
像した溶接電極画像の溶接プール画像及びアーク画像と
重ならない部分の少なくとも片側境界部分を検出して位
置ずれを算出し、これに基づいて溶接電極の位置ずれを
修正するする構成にしたことにある。
A seventh feature of the present invention is that an end of a non-consumable welding electrode is disposed opposite to a groove of a member to be welded, and an arc is provided between the welding electrode and the groove of the member to be welded. Generating a welding pool and driving in the direction of the welding line, and two-dimensional light receiving means in the vicinity of the arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded from the front in the welding line direction of the welding electrode. In the method for welding a groove of a member to be welded, the position of the welding electrode is calculated from the image taken by the two-dimensional light receiving means, and the position of the welding electrode is corrected and controlled to be welded. Detecting at least one boundary portion of a portion of the welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving unit that does not overlap with the welding pool image and the arc image to calculate a displacement, and correcting the displacement of the welding electrode based on the calculated displacement; Configuration Lies in that it has.

【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10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、本発明の溶接位置自動倣い制御装
置の概略構成図である。図1において、1はタングステ
ン電極等の非消耗溶接電極(以下、溶接電極と略す)で、
先端部が尖った棒状をなしている。2,3は被溶接部
材、4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)、5は電極先端部のアーク発生部、6は
受光手段である。受光手段6は、干渉フィルタ−7、及
び工業用テレビ(ITV)等の二次元受光カメラ8を備え
ている。受光手段6は、溶接進行方向の前方に配置し、
開先4の斜め前方から溶融プール及び電極1を観測(撮
像)する。9は二次元受光カメラ8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 configuration diagram of a welding position automatic scanning control device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a non-consumable welding electrode such as a tungsten electrode (hereinafter abbreviated as a welding electrode).
The tip has a sharp rod shape. Reference numerals 2 and 3 are members to be welded, 4 is a welding groove (hereinafter, a groove including a welding bead is referred to as a groove), 5 is an arc generating portion at the electrode tip, and 6 is a light receiving means. The light receiving means 6 includes an interference filter 7 and a two-dimensional light receiving camera 8 such as an industrial television (ITV). The light receiving means 6 is disposed in front of the welding progress direction,
The molten pool and the electrode 1 are observed (imaged) from diagonally forward of the groove 4. A control circuit 9 for the two-dimensional light receiving camera 8 outputs an analog video (image) signal to the outside.

【0014】15は電極位置制御機構である。電極位置
制御機構15は、X走行軸16及び該X走行軸上を走行
するX走行台車17と、該X走行台車17上に一体に配
設したZ走行軸20及び該Z走行軸上を走行するZ走行
台車21と、該Z走行台車21に一体に配設したY走行
軸18及び該Y走行軸上を走行するY走行台車19とを
有している。
Reference numeral 15 denotes an electrode position control mechanism. The electrode position control mechanism 15 includes an X traveling axis 16, an X traveling vehicle 17 traveling on the X traveling axis, a Z traveling axis 20 integrally provided on the X traveling vehicle 17, and traveling on the Z traveling axis. The vehicle has a Z traveling vehicle 21, a Y traveling shaft 18 provided integrally with the Z traveling vehicle 21, and a Y traveling vehicle 19 traveling on the Y traveling axis.

【0015】溶接電極1と受光手段6は、Y走行台車1
9と一体的に配置され、かつ電極位置制御機構15を駆
動することにより開先4の上方において溶接線方向(X
方向),溶接線直交方向(Y方向)、及び上下方向(Z
方向)に自在に可動する。
The welding electrode 1 and the light receiving means 6 are provided on the Y traveling carriage 1
9, and by driving the electrode position control mechanism 15, the welding line direction (X
Direction), the direction orthogonal to the welding line (Y direction), and the vertical direction (Z
Direction).

【0016】10は画像処理装置である。画像処理装置
10は、受光手段制御回路9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
入力する画像入力部と、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
ータから画像中の暗い部分から明るい部分に変化するエ
ッジ部又は画像中の明るい部分から暗い部分に変化する
エッジ部で極大点又は極小点を抽出する微分又は平滑化
微分処理部と、極大点及び極小点データから境界位置を
検出し境界位置検出から所定の電極中心位置,溶融プー
ル中心位置及び溶融プール中心位置に対する電極中心位
置ずれを検出する演算部処理部と、これらを統括的に制
御する主制御部等を有している。11は、TVモニター
であり、受光手段制御装置9からの出力映像信号の表示
や画像処理装置からの処理結果を出力表示する。
Reference numeral 10 denotes an image processing device. The image processing apparatus 10 includes an image input unit that A / D converts an analog image signal output from the light receiving unit control circuit 9 into a digital amount and inputs multi-valued image data, and a multi-valued image that stores the multi-valued image data. A storage unit, and a maximum point or a minimum at an edge portion that changes from a dark portion to a bright portion in the image or an edge portion that changes from a bright portion to a dark portion in the image from the multi-valued image data stored in the multi-valued image storage unit. A differential or smoothing differential processing unit for extracting a point, and detecting a boundary position from the maximum point and minimum point data, and detecting a predetermined electrode center position, a molten pool center position, and an electrode center position shift with respect to the molten pool center position from the boundary position detection. It has an arithmetic processing section for detecting, a main control section for controlling these overall. Reference numeral 11 denotes a TV monitor which displays an output video signal from the light receiving means control device 9 and outputs and displays a processing result from the image processing device.

【0017】13は電極位置制御機構15を駆動制御す
る電極位置制御装置、14は溶接電源である。12は、
全体制御装置で、画像処理装置10,電極位置制御装置
13、及び溶接電源14を統括的に制御し、パーソナル
コンピュータ等で構成されている。全体制御装置12
は、多層盛溶接を行うための被溶接部材に対する各溶接
パスでの電極の倣い目標位置を予め記憶しておく機能
と、その電極位置と画像処理装置12から得られる電極
位置ずれ情報から溶接電極1の移動量を電極位置制御装
置13へ出力する溶接線倣い制御機能とを有する。さら
に、この全体制御装置12は開先深さ,開先角度,段違
い等の開先基準形状の記憶,溶接パス数や各パス毎の基
準溶接電流,電圧,溶接速度,ワイヤ送給速度等の溶接
計画データ等が記憶ができると共に、溶接開始前あるい
は各溶接パスでの溶接開始前にこれらのデータの修正が
出来るようになっている。なお、画像処理装置10と全
体制御装置12とで、二次元受光手段で撮像した画像か
ら溶接電極の位置ずれを算出して電極位置制御装置を制
御する位置ずれ制御装置を構成する。
Reference numeral 13 denotes an electrode position control device for driving and controlling the electrode position control mechanism 15, and reference numeral 14 denotes a welding power source. 12 is
The overall control device controls the image processing device 10, the electrode position control device 13, and the welding power source 14 in an integrated manner, and includes a personal computer or the like. Overall control device 12
Has a function of storing in advance a target scanning position of an electrode in each welding pass with respect to a member to be welded for performing multi-pass welding, and a welding electrode based on the electrode position and electrode position shift information obtained from the image processing apparatus 12. And a welding line tracing control function of outputting the movement amount of No. 1 to the electrode position control device 13. Further, the overall control device 12 stores a groove reference shape such as a groove depth, a groove angle, a step difference, and the like, such as a number of welding passes, a reference welding current, a voltage, a welding speed, and a wire feeding speed for each pass. The welding plan data and the like can be stored, and these data can be corrected before starting welding or before starting welding in each welding pass. The image processing device 10 and the overall control device 12 constitute a displacement control device that calculates the displacement of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving means and controls the electrode position control device.

【0018】図2は、図1の二次元受光手段で撮像した
溶融プール及び電極画像部分の模式図を示したものであ
る。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)部分を黒く,暗い(輝度が低い)部分を
白く表現している。図1において、1は溶接電極の画
像、23は溶融プールの画像、24はアーク画像、29
及び30は開先壁部である。また、2aと3aは開先壁
部29,30における開先底部と開先斜面部の境界線、
2bと3bは開先壁部29,30における開先斜面部と
開先表面の境界線である。通常、アーク画像24が最も
明るく、溶融プール画像23、電極画像1の順に明るい
画像として撮像される。また、開先壁部29及び30も
溶接中のアーク光24に照らされて明るく撮像される。
開先底部のギャップ(底幅)が狭い場合、溶融プール2
3は開先底部の幅に規制され溶接線方向に伸びる形とな
る。換言すれば、溶融プール23の溶接線に直交する方
向の幅は、開先底部のギャップ(底幅)となる。また、
電極1の先端部1aは、強いアーク光の影響により鮮明
な画像として撮像されない。
FIG. 2 is a schematic view of a molten pool and an electrode image portion taken by the two-dimensional light receiving means of FIG. Contrary to a normal image, black and white are inverted, that is, bright (high luminance) parts are expressed as black, and dark (low luminance) parts are expressed as white. In FIG. 1, 1 is an image of a welding electrode, 23 is an image of a molten pool, 24 is an arc image, 29
And 30 are groove walls. In addition, 2a and 3a are boundary lines between the groove bottom and the groove slope in the groove walls 29 and 30,
Reference numerals 2b and 3b denote boundary lines between the groove slopes on the groove walls 29 and 30, and the groove surface. Normally, the arc image 24 is the brightest, and the molten pool image 23 and the electrode image 1 are picked up as bright images in this order. The groove walls 29 and 30 are also brightly imaged by the arc light 24 during welding.
When the gap (bottom width) at the groove bottom is narrow, the molten pool 2
Numeral 3 is regulated by the width of the groove bottom and extends in the welding line direction. In other words, the width of the molten pool 23 in the direction orthogonal to the welding line is the gap (bottom width) at the groove bottom. Also,
The tip 1a of the electrode 1 is not captured as a clear image due to the influence of the strong arc light.

【0019】図3は、図2の画像を基に本発明での自動
溶接倣いを行うための位置ずれ検出情報を模式的に示し
たものである。図3において、アーク画像,溶融プール
画像及び電極画像については、輪郭線のみを示してい
る。本発明での電極位置ずれの検出では、まず電極画像
1の中心M1を検出し、次に溶融プール画像23の中心
M2を検出し、溶融プール画像23の中心M2と電極画
像1の中心M1との位置のずれを検出する。このうち、
電極中心位置M1においては、例えばアーク光24の影
響の大きい電極先端部を避けた棒状本体部分に位置する
図3のA−A′ラインにおいて、電極画像1の両側の境
界位置P1(X1,Y1)とP2(X2,Y2)を画像処
理により検出する。
FIG. 3 schematically shows positional deviation detection information for performing automatic welding copying in the present invention based on the image of FIG. In FIG. 3, only the contour lines are shown for the arc image, the molten pool image, and the electrode image. In the detection of the electrode position shift in the present invention, first, the center M1 of the electrode image 1 is detected, then the center M2 of the molten pool image 23 is detected, and the center M2 of the molten pool image 23 and the center M1 of the electrode image 1 are detected. Is detected. this house,
At the electrode center position M1, for example, in the AA 'line of FIG. 3 which is located on the rod-shaped main body portion avoiding the electrode tip portion where the influence of the arc light 24 is large, the boundary positions P1 (X1, Y1) on both sides of the electrode image 1 ) And P2 (X2, Y2) are detected by image processing.

【0020】図4は、図3のA−A′ライン上での各画
素の輝度を示すものである。Y1からY2の範囲にある
電極画像1部分の輝度が高く、背景部分(Y<Y1,Y
2<Yの領域)の輝度が低い。
FIG. 4 shows the luminance of each pixel on the line AA 'in FIG. The brightness of the electrode image 1 portion in the range from Y1 to Y2 is high, and the background portion (Y <Y1, Y
2 <Y area) has low luminance.

【0021】図5は、図4で示されるA−A′ラインで
の輝度のデータを微分処理して得られるデータ例を示す
ものである。原画像は、輝度の二次元配列であり、これ
をf(Xi,Yi)と表わすものとする。f(Xi,Yi)
は画像fの(Xi,Yi)なる画素を表わすと共に、その
点の輝度を表現する。微分処理後の画像をg(Xi,Y
i)と表わすと、次式となる。
FIG. 5 shows an example of data obtained by differentiating the luminance data on the line AA 'shown in FIG. The original image is a two-dimensional array of luminance, which is represented as f (Xi, Yi). f (Xi, Yi)
Represents the pixel (Xi, Yi) of the image f and represents the luminance at that point. The image after the differentiation processing is represented by g (Xi, Y
When expressed as i), the following equation is obtained.

【0022】g(Xi,Yi)=f(Xi,Yi−1)−
f(Xi,Yi) 微分処理後の画像では、輝度が低い点から高い点に変化
する電極の左側の境界部分(Y1)では極小値、輝度が
高い点から低い点に変化する電極の右側の境界部分(Y
2)では極大値となる。この極小値,極大値を検出する
ことにより、電極画像1の左右境界部分を見つけること
が可能となる。
G (Xi, Yi) = f (Xi, Yi-1)-
f (Xi, Yi) In the image after the differentiation processing, the boundary (Y1) on the left side of the electrode whose luminance changes from a low point to a high point has a minimum value, and the right side of the electrode whose luminance changes from a high point to a low point. Boundary part (Y
In 2), the maximum value is obtained. By detecting the minimum value and the maximum value, it is possible to find the left and right boundary portions of the electrode image 1.

【0023】電極中心位置M1(Xm1,Ym1)は、P
1とP2の中心とし、次式から算出する。
The electrode center position M1 (Xm1, Ym1) is P
It is calculated from the following equation with the center of 1 and P2.

【0024】Xm1=(X1+X2)/2 Ym1=(Y1+Y2)/2 溶接中の画像は、アーク光や電気的なノイズ等の影響に
より、得られる画像の明るさが局部的に変化する場合が
ある。このような場合には、例えば次式に示した平滑化
処理と微分処理を兼ね備えた方法(以下、この方法を平
滑化微分処理と略す)でエッジを抽出するようにしても
良い。
Xm1 = (X1 + X2) / 2 Ym1 = (Y1 + Y2) / 2 In the image during welding, the brightness of the obtained image may locally change due to the influence of arc light, electric noise, and the like. . In such a case, for example, the edge may be extracted by a method having both the smoothing process and the differential process shown in the following equation (hereinafter, this method is abbreviated as the smoothing differential process).

【0025】g(Xi,Yi)=f(Xi,Yi−1)+f
(Xi,Yi)−f(Xi,Yi+1)−f(Xi,Yi+
2) 以上、電極1の境界位置を検出する方法を示したが、溶
融プール23の境界位置あるいは開先斜面部29,30
と開先表面の境界部位置を検出する場合も同様である。
G (Xi, Yi) = f (Xi, Yi-1) + f
(Xi, Yi) -f (Xi, Yi + 1) -f (Xi, Yi +
2) The method of detecting the boundary position of the electrode 1 has been described above.
The same applies to the case of detecting the boundary position between the groove and the groove surface.

【0026】図6は、溶融プール部画像の任意の水平ラ
インで微分処理して得られるデータ例を示すものであ
る。微分処理後の画像では、輝度が低い点から高い点に
変化する左側の開先表面と開先斜面部の境界部位置(Y
5)と溶融プールの左側境界位置(Y3)では極小値と
なり、輝度が高い点から低い点に変化する右側溶融プー
ルの境界位置(Y4)と右側の開先斜面部と開先表面の
境界部位置(Y6)では極大値となる(以下、開先斜面
部と開先表面の境界部を開先肩と称す)。この極小値,
極大値を別々に検出してやることにより、溶融プールの
境界位置及び開先肩の両側位置を見つけることが可能と
なる。
FIG. 6 shows an example of data obtained by differentiating an arbitrary horizontal line of the molten pool image. In the image after the differential processing, the boundary position (Y) between the left groove surface and the groove slope portion where the luminance changes from a low point to a high point.
5) and the minimum value at the left boundary position (Y3) of the molten pool, the boundary position (Y4) of the right molten pool where the luminance changes from a high point to a low point, and a boundary portion between the right groove slope portion and the groove surface. At the position (Y6), the maximum value is obtained (hereinafter, the boundary between the groove slope and the groove surface is referred to as a groove shoulder). This minimum,
By separately detecting the maximum values, it becomes possible to find the boundary position of the molten pool and the positions on both sides of the groove shoulder.

【0027】また、境界部を検出する方法として、微分
処理及び平滑化微分処理による方法を示したが、この他
に二値化しきい値処理による電極画像と背景画像、ある
いは溶融プールと背景画像を分離して境界を求める方法
や二次微分処理により境界を求める方法を用いても良
い。
As a method for detecting a boundary portion, a method using differential processing and smoothing differential processing has been described. In addition, an electrode image and a background image by a binarization threshold processing, or a molten pool and a background image are used. A method of obtaining a boundary by separating or a method of obtaining a boundary by a second derivative process may be used.

【0028】図7は、図3に示した位置ずれ情報を検出
するための本発明の具体的実施例を示すものである。図
7では、開先壁境界部の検出は省略されている。図7に
おいて、W1は、電極中心位置を求めるための検出領域
(以下、ウインドーと称す)である。この電極ウインド
ーW1の中で複数の水平ライン上で上述した方法で左右
境界位置を検出する。得られた左右境界位置検出群に対
して、例えば左側境界位置検出群及び右側境界位置検出
群の各々のY軸方向データの平均値を求める。電極中心
位置M1(Xm1,Ym1)は、こうして求められた左右
両側の境界の平均値から計算によりその中点を求めれば
良い。ここで電極中心のX方向位置は、電極の倣い情報
としては用いないので特に重要でない検出値である。W
2,W3は、上述同様の溶融プール23の溶接線に直交
方向の左側境界及び右側境界を検出するためのウインド
ーである。溶融プールウインドーW2,W3は、画面上
で固定した領域として予め決めておいても良いし、後述
するように電極中心位置検出結果を基に自在に変化させ
て設定しても良い。この場合も、溶融ウインドーW2、
あるいはW3の中で複数の水平ライン上で左右の溶融プ
ール境界位置を検出する。前述したように、電極境界検
出の場合は、複数ラインでの境界検出群の平均値から左
右各々の境界を確定している。これに対して溶融プール
の場合は、溶融ウインドーW2、あるいはW3での複数
の境界位置検出群から画面水平方向で最も外側に位置し
た境界検出点を各々の境界位置として検出する。溶融プ
ール中心位置M2(Xm2,Ym2)は、こうして求めら
れた左右両側の境界の確定値から計算によりその中点を
求めれば良い。境界を検出するための各ラインは、画面
上下方向で1ラインおき、あるいは2ラインおき等々、
必ずしも隣接したラインごとに設定しなくても良い。
FIG. 7 shows a specific embodiment of the present invention for detecting the positional deviation information shown in FIG. In FIG. 7, the detection of the groove wall boundary is omitted. In FIG. 7, W1 is a detection area (hereinafter, referred to as a window) for obtaining the electrode center position. The left and right boundary positions are detected on a plurality of horizontal lines in the electrode window W1 by the method described above. For the obtained left and right boundary position detection groups, for example, the average value of the Y-axis direction data of each of the left and right boundary position detection groups is obtained. The center point of the electrode center position M1 (Xm1, Ym1) may be obtained by calculation from the average value of the left and right boundaries thus obtained. Here, the position of the electrode center in the X direction is a detection value that is not particularly important because it is not used as electrode scanning information. W
Reference numerals 2 and W3 denote windows for detecting a left boundary and a right boundary in a direction orthogonal to the welding line of the molten pool 23 as described above. The molten pool windows W2 and W3 may be determined in advance as fixed regions on the screen, or may be set by freely changing based on the electrode center position detection result as described later. Also in this case, the molten window W2,
Alternatively, the left and right molten pool boundary positions are detected on a plurality of horizontal lines in W3. As described above, in the case of the electrode boundary detection, the left and right boundaries are determined from the average value of the boundary detection group in a plurality of lines. On the other hand, in the case of the molten pool, the boundary detection points located at the outermost side in the horizontal direction of the screen are detected as the respective boundary positions from a plurality of boundary position detection groups in the fusion window W2 or W3. The middle point of the molten pool center position M2 (Xm2, Ym2) may be obtained by calculation from the thus determined final values of the left and right boundaries. Each line for detecting a boundary is placed every other line in the vertical direction of the screen, every two lines, or the like.
It is not always necessary to set for each adjacent line.

【0029】さらに、溶接電極の位置ずれΔYは、(Y
m2−Ym1)として計算により求められる。溶融プー
ル中心位置M2(Xm2,Ym2)は、狭い開先の場合、
実験結果からほぼ開先底部の中心を示していることか
ら、溶接電極の位置ずれΔYは開先中心からの電極のず
れを表わしていることになる。
Further, the displacement ΔY of the welding electrode is (Y
m2−Ym1). In the case of a narrow groove, the molten pool center position M2 (Xm2, Ym2)
From the experimental results, since the center of the groove bottom is almost indicated, the positional deviation ΔY of the welding electrode indicates the deviation of the electrode from the center of the groove.

【0030】図8は、図7に示した画像から溶融プール
中心に対する電極位置ずれ等を検出するための本発明に
おけるフローチャートを示したものである。以下、図8
のフローチャートを用い検出方法の概略を説明する。
FIG. 8 shows a flow chart of the present invention for detecting a displacement of the electrode with respect to the center of the molten pool from the image shown in FIG. Hereinafter, FIG.
The outline of the detection method will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0031】ステップS1で溶融プール画像を入力した
後、まず、ステップS2でウインドーW1で複数の水平
ラインで平滑化微分処理を行う。
After inputting the molten pool image in step S1, first, in step S2, a smoothing differentiation process is performed on a plurality of horizontal lines in a window W1.

【0032】ステップS3では、平滑化微分処理データ
から、電極左側境界部での複数の極小点と電極右側境界
部での複数の極大点を検出し、これらを左右境界点の候
補点とし記憶する。
In step S3, a plurality of minimum points at the left boundary of the electrode and a plurality of maximum points at the right boundary of the electrode are detected from the smoothed differential processing data, and these are stored as candidate points for the left and right boundary points. .

【0033】ステップS4では、左右境界点の候補点を
用い、極小点側候補点の平均値と極大点側候補点の平均
値を各々求め、この点を電極1の左右境界点とする。
In step S4, the average value of the minimum point side candidate points and the average value of the maximum point side candidate points are obtained by using the left and right boundary point candidate points, and these points are set as the left and right boundary points of the electrode 1.

【0034】ステップS5では、ステップS4で得られ
た電極1の左右境界点の中心位置を計算し、この値を電
極1の中心位置として記憶する。
In step S5, the center position of the left and right boundary points of the electrode 1 obtained in step S4 is calculated, and this value is stored as the center position of the electrode 1.

【0035】次に、ステップS6では、電極中心位置検
出結果を基にウインドーW2とW3を設定する。
Next, in step S6, windows W2 and W3 are set based on the result of detecting the electrode center position.

【0036】ステップS7では、ウインドーW2で複数
の水平ラインで平滑化微分処理を行う。
In step S7, a smoothing differentiation process is performed on a plurality of horizontal lines in the window W2.

【0037】ステップS8では、ステップS7での平滑
化微分処理データから、溶融プール左側境界部での複数
の極小点を検出し、これらを左側境界点の候補点とし記
憶する。
In step S8, a plurality of minimum points at the left boundary of the molten pool are detected from the smoothed differential processing data in step S7, and these are stored as candidate points of the left boundary.

【0038】ステップS9では、左側境界点の候補点を
用い、最も外側(図7で画面上最も左側)極小点を求
め、この点を溶融プール23の左側境界点とする。
In step S9, the outermost (leftmost on the screen in FIG. 7) minimum point is determined using the candidate points for the left boundary point, and this point is set as the left boundary point of the molten pool 23.

【0039】ステップS10では、ウインドーW3で複
数の水平ラインで平滑化微分処理を行う。
In step S10, a smoothing differentiation process is performed on a plurality of horizontal lines in window W3.

【0040】ステップS11では、ステップS10での
平滑化微分処理データから、溶融プール右側境界部での
複数の極大点を検出し、これらを右側境界点の候補点と
し記憶する。
In step S11, a plurality of local maximum points at the right boundary of the molten pool are detected from the smoothed differential processing data in step S10, and these are stored as candidate points for the right boundary point.

【0041】ステップS12では、右側境界点の候補点
を用い、最も外側(図7で画面上最も右側)極大点を求
め、この点を溶融プール23の右側境界点とする。
In step S12, the outermost (the rightmost point on the screen in FIG. 7) local maximum point is determined using the candidate point of the right boundary point, and this point is set as the right boundary point of the molten pool 23.

【0042】ステップS13では、ステップS9で求め
た溶融プール23の左側境界点とステップS12で求め
た溶融プール23の右側境界点の中心位置を検出し、こ
の点を溶融プールの中心位置とする。
In step S13, the center position between the left boundary point of the molten pool 23 determined in step S9 and the right boundary point of the molten pool 23 determined in step S12 is detected, and this point is set as the central position of the molten pool.

【0043】ステップS14では、ステップS13で求
めた溶融プール23の中心位置に対するステップS5で
求めた電極1の中心位置との差を計算し、これを電極位
置ずれとする。ここまでに求まる電極位置ずれは、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位置ずれをカメラの撮像倍
率等の諸定数から実際の位置ずれ量に変換する必要があ
る。処理ステップS14では、この変換までを行うもので
ある。
In step S14, the difference between the center position of the molten pool 23 obtained in step S13 and the center position of the electrode 1 obtained in step S5 is calculated, and this is regarded as an electrode position shift. The electrode position shift determined so far is a detection result on the two-dimensional light receiving means, that is, the camera screen. It is necessary to convert the positional deviation obtained on this screen from various constants such as the imaging magnification of the camera into an actual positional deviation amount. In processing step S14, this conversion is performed.

【0044】以上の本発明での電極1の中心位置は、電
極幅方向の両側境界位置検出データを用い計算により求
める方法で説明した。電極1の幅の大きさが予めわかっ
ているときは、画面に撮像される電極1の大きさを事前
に知ることが出来る。この場合は、電極1の片側の境界
位置を検出し、この情報を用いて電極中心位置を計算す
るようにしても良い。
The method of obtaining the center position of the electrode 1 in the present invention by calculation using the data on the detection of both-side boundary positions in the electrode width direction has been described. When the size of the width of the electrode 1 is known in advance, the size of the electrode 1 captured on the screen can be known in advance. In this case, the boundary position on one side of the electrode 1 may be detected, and the information may be used to calculate the electrode center position.

【0045】また、図7ないし図8では、溶融プール境
界中心位置に対する電極中心位置ずれの検出方法並びに
電極倣い方法について説明した。この他に、開先壁境界
部中心に対する電極中心位置ずれの検出並びに電極倣い
を行うようにしても良い。
In FIGS. 7 and 8, the method of detecting the electrode center position deviation from the molten pool boundary center position and the method of electrode scanning have been described. In addition, the detection of the electrode center position deviation from the center of the groove wall boundary and the electrode copying may be performed.

【0046】図9は、本発明による溶接電極の溶接線に
直交方向(Y方向)の倣い制御を目的としたY走行台車
移動制御方法の一実施例を示すブロック線図である。本
ブロック線図による動作では、予め決められた台車移動
指令値に対して、実際の電極位置ずれ量を検出し、台車
移動指令値と実際の電極位置ずれ量に基づいてY走行台
車の倣い制御をする。
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of a method of controlling the movement of a Y traveling vehicle for the purpose of controlling the scanning in the direction orthogonal to the welding line of the welding electrode (Y direction) according to the present invention. In the operation according to this block diagram, an actual electrode displacement amount is detected with respect to a predetermined carriage movement command value, and the Y traveling carriage scanning control is performed based on the carriage movement command value and the actual electrode displacement amount. do.

【0047】図9において、25は例えば多層盛溶接を
行うための各溶接パスにおけるY走行台車19の移動指
令値である。この移動指令値19は、オペレータ26の
入力操作により溶接開始前あるいは各溶接パスごとに決
められる電極1の狙い位置である。27は比較器であ
り、10は前述した電極位置ずれを検出する画像処理装
置である。図示したように、移動指令値25は、比較器
27に入力される。一方、画像処理装置10により検出
された電極位置ずれ検出値ΔYは比較器27に入力され
る。比較器27では、移動指令値25と検出された電極
位置ずれ検出値ΔYとの差(移動差)を演算し、その結
果をY走行台車19の移動制御部28に出力する。Y走
行台車19の移動制御部28では、移動差に応じた分だ
けY走行台車19の移動修正を行う。ここで、Y走行台
車19の移動制御部28では、移動差分より十分小さい
一定移動量で移動制御するようにしてもよい。この一定
移動量を外部から自在に変更可能としておく。以上の方
法により、台車を急激に移動変化させないので安定した
溶接制御を行うことが出来る。また、外部から電極の狙
い位置や移動量を自由に設定できることからきめ細かい
溶接条件の設定・制御を行うことが出来る。
In FIG. 9, reference numeral 25 denotes a movement command value of the Y traveling trolley 19 in each welding pass for performing, for example, multi-layer welding. The movement command value 19 is a target position of the electrode 1 determined by the input operation of the operator 26 before the start of welding or for each welding pass. Reference numeral 27 denotes a comparator, and reference numeral 10 denotes an image processing device for detecting the above-described electrode position shift. As shown, the movement command value 25 is input to the comparator 27. On the other hand, the electrode position deviation detection value ΔY detected by the image processing device 10 is input to the comparator 27. The comparator 27 calculates a difference (movement difference) between the movement command value 25 and the detected electrode position deviation detection value ΔY, and outputs the result to the movement control unit 28 of the Y traveling vehicle 19. The movement control unit 28 of the Y traveling vehicle 19 corrects the movement of the Y traveling vehicle 19 by an amount corresponding to the movement difference. Here, the movement control unit 28 of the Y traveling vehicle 19 may perform the movement control with a fixed movement amount sufficiently smaller than the movement difference. This fixed movement amount can be freely changed from outside. According to the above method, the carriage is not rapidly moved and changed, so that stable welding control can be performed. In addition, since the target position and the amount of movement of the electrode can be freely set from the outside, fine setting and control of welding conditions can be performed.

【0048】つぎに、本発明が適用される溶接位置自動
倣い制御方法について示す。
Next, a welding position automatic scanning control method to which the present invention is applied will be described.

【0049】図1において、B1からB4は、既に溶接
済みビードである。B4は、直前の溶接ビードである。
図1はビードB4の上にビードを重ねて溶接する場合の
例である。本自動倣いを行う溶接装置は、電極1の進行
方向前方に前記二次元受光手段6を配置し、電極1の位
置ずれを検出し、つぎにこの検出情報を基に電極位置の
倣い溶接制御を行う。
In FIG. 1, B1 to B4 are already welded beads. B4 is the immediately preceding weld bead.
FIG. 1 shows an example in which a bead is overlapped on a bead B4 and welded. In the welding apparatus for performing the automatic copying, the two-dimensional light receiving means 6 is disposed in front of the electrode 1 in the traveling direction, and detects the displacement of the electrode 1. Then, based on the detected information, the scanning welding control of the electrode position is performed. Do.

【0050】図10は、本発明における電極倣い制御動
作のフローチャートを示すものである。この動作におい
て、全体制御装置12は動作全体を管理する主局とな
り、溶接電源14,電極位置制御装置13及び画像処理
装置10は従局の関係にある。すなわち、従局の溶接電
源14,電極位置制御装置13及び画像処理装置10
は、主局である全体制御装置12の指令によって所定の
動作を実行する。
FIG. 10 shows a flowchart of the electrode scanning control operation according to the present invention. In this operation, the overall control device 12 becomes a master station for managing the entire operation, and the welding power source 14, the electrode position control device 13, and the image processing device 10 are in a slave station relationship. That is, the slave power supply 14, the electrode position control device 13, and the image processing device 10
Performs a predetermined operation according to a command from the overall control device 12 which is the master station.

【0051】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電極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F19)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 electrode position control device, and receives a report of the position information (step F19).

【0052】ステップF2では、全体制御装置が電極を
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F20)。
In step F2, the general control device issues a movement command for raising the electrode to the electrode position control device, and raises the electrode (step F20).

【0053】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電極位置制御装置に
対して発行し、基準位置まで電極を移動させる(ステッ
プF21)。
In step F3, the general control device issues a movement command to the reference position at which welding is started to the electrode position control device, and moves the electrode to the reference position (step F21).

【0054】ステップF4では、全体制御装置が電極位
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
を電極位置制御装置に対して発行し、所定位置まで電極
を下降させる(ステップF22)。
In step F4, the general control device issues a command to the electrode position control device to move the electrode position to a predetermined height at which the arc can be started, and lowers the electrode to the predetermined position (step F22).

【0055】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F26)。
In step F5, the general control device issues an arc start (ON) command to the welding power source, and turns on the arc.
Is started (step F26).

【0056】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電極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F23)。
X方向走行動作は、後述するX軸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 general control device issues a command to start traveling in the X direction to the electrode position control device, and starts traveling in the X direction (step F23).
The X-direction traveling operation is continued until an X-axis traveling stop command described later is issued.

【0057】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
した手順で電極位置ずれの検出を実行する(ステップF
28)。
In step F7, the general control device issues a detection command to the image processing device, and the image processing device detects the electrode position deviation in the above-described procedure (step F7).
28).

【0058】ステップF8では、全体制御装置が電極位
置の現在位置を電極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F24)を受ける。
In step F8, the general control device inquires the current position of the electrode position to the electrode position control device,
The location information report (step F24) is received.

【0059】ステップF9では、全体制御装置が画像処
理装置に対して電極位置ずれ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F29)
を受ける。
In step F9, the general control device issues a command to report the result of detecting the electrode position deviation to the image processing device, and the image processing device reports the result (step F29).
Receive.

【0060】ステップF10では、ステップF8の電極
現在位置情報及びステップF9の電極位置ずれ検出結果
情報を内部に記憶する。
In step F10, the electrode current position information in step F8 and the electrode position deviation detection result information in step F9 are stored internally.

【0061】ステップF11では、電極位置ずれ検出情
報を基に電極先端倣い位置を計算する。
In step F11, the electrode tip following position is calculated based on the electrode position deviation detection information.

【0062】ステップF12では、ステップF11で演
算した情報を電極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F25)。
In step F12, the information calculated in step F11 is transferred to the electrode position control device to perform the correction control of the Y traveling bogie position (step F25).

【0063】ステップF13では、電極現在位置情報を
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 current electrode position information, and the electrode position is not yet at the end position (it is determined and stored in advance in the overall control device). In some cases, 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.

【0064】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F27)。
In step F14, the general control device issues an arc end (OFF) command to the welding power source and turns on the arc.
Is stopped (step F27).

【0065】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 overall 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.

【0066】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.

【0067】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.

【0068】また、本発明では、図10には示していな
いが、つぎの溶接パスを溶接する際、直前あるいは前の
溶接パスでの溶接条件すなわち上述した電極倣い補正制
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. 10, when the next welding pass is welded, the welding is performed using the welding conditions in the immediately preceding or previous welding pass, that is, the above-described electrode scanning correction control data. A method is also acceptable. 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.

【0069】図6に示したように、本発明では、溶融プ
ールの両側境界位置とその中心のみでなく、開先両側肩
部の位置とその中心を見つけることが可能である。した
がって、開先両側肩部の中心位置に対する電極中心位置
ずれを検出し、この位置ずれ情報を基に電極の位置倣い
制御を行っても良い。さらに、上述のステップF11に
おいて、検出した溶融プールの中心検出位置と開先両側
肩中心検出位置と比較し、その差が所定値以内の場合に
倣いデータを採用するようにしても良い。
As shown in FIG. 6, according to the present invention, it is possible to find not only the positions on both sides of the molten pool and the center thereof, but also the positions of the shoulders on both sides of the groove and the center thereof. Therefore, the electrode center position shift with respect to the center position of the shoulders on both sides of the groove may be detected, and the position scanning control of the electrode may be performed based on this position shift information. Further, in the above-described step F11, the detected center detection position of the molten pool is compared with the detection positions of the center of both sides of the groove, and when the difference is within a predetermined value, the copying data may be adopted.

【0070】なお、本発明の電極位置制御機構15は、
X走行台車17上に一体的に配置したZ走行軸20と該
Z走行軸上を走行するZ走行台車21と、Z走行台車2
1上に一体的に配置したY走行軸18と該Y走行軸上を
走行するY走行台車19とで構成しているが、X軸とY
軸の取り付け構造を逆にした構成としても良い。
Note that the electrode position control mechanism 15 of the present invention
A Z traveling shaft 20 integrally arranged on an X traveling vehicle 17, a Z traveling vehicle 21 traveling on the Z traveling shaft, and a Z traveling vehicle 2
1 is composed of a Y traveling shaft 18 and a Y traveling vehicle 19 traveling on the Y traveling axis.
A configuration in which the mounting structure of the shaft is reversed may be adopted.

【0071】また、本発明の電極位置制御機構15は、
例えば溶接線方向(X)の走行軸を持たず平面上を自立
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
ット等でも適用できるものであり、特に限定しない。
The electrode position control mechanism 15 of the present invention
For example, the present invention can be applied to a self-propelled welding robot, an articulated welding robot that has no traveling axis in the welding line direction (X) and travels independently on a plane, or a robot that travels on a traveling axis provided on the outer periphery of a pipe. It is not particularly limited.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明の溶接位置自動倣い制御装置及び
被溶接部材の開先部溶接方法によれば、二次元受光手段
で撮像した溶接電極画像の溶接プール画像と重ならない
部分の少なくとも片側境界部分を検出して位置ずれを算
出するように位置ずれ制御装置を構成したので、溶接プ
ール画像及びアーク画像に影響されないで溶接電極の位
置を高精度に検出でき、変動し易い溶接アーク光による
溶接電極画像であっても溶接電極の位置の検出を信頼性
の高いものとすることができる。また、二次元受光手段
で撮像した溶接プール画像の少なくとも片側境界部分を
検出して位置ずれを算出するように位置ずれ制御装置を
構成したので、被溶接部材の開先部の組立誤差や溶接ア
ーク熱による被溶接部材の熱変形で生じる溶接対象部分
の位置変化の影響が少ない状態で溶接対象部分の位置を
高精度に検出することができる。さらに、二次元受光手
段で撮像した溶接電極画像または溶接プール画像の少な
くとも片側境界部分の複数箇所を検出して位置ずれを算
出するように位置ずれ制御装置を構成したので、変動し
やすい溶接アーク光による溶接電極画像または溶接プー
ル画像であっても溶接電極または溶接プールの位置を高
精度に検出することができる。これにより、簡単で小型
な構成である二次元受光手段を用いて、簡単な検出及び
算出方法で、電極位置ずれを高精度で倣うため、高品質
の溶接ビードを得ることができる。
According to the welding position automatic profiling control device and the groove welding method for the member to be welded according to the present invention, at least one side boundary of a portion which does not overlap with the welding pool image of the welding electrode image picked up by the two-dimensional light receiving means. Since the misalignment control device is configured to calculate the misalignment by detecting the part, the position of the welding electrode can be detected with high accuracy without being affected by the welding pool image and the arc image, and the welding can be easily performed by the welding arc light. Even in the case of an electrode image, the position of the welding electrode can be detected with high reliability. In addition, since the misalignment control device is configured to calculate the misalignment by detecting at least one boundary portion of the welding pool image captured by the two-dimensional light receiving means, an assembling error of the groove portion of the member to be welded and a welding arc are formed. The position of the welding target portion can be detected with high accuracy in a state where the influence of the change in the position of the welding target portion caused by thermal deformation of the member to be welded due to heat is small. Furthermore, since the misalignment control device is configured to calculate the misalignment by detecting at least a plurality of locations on at least one boundary portion of the welding electrode image or the welding pool image captured by the two-dimensional light receiving means, the welding arc light that is easily fluctuated. , The position of the welding electrode or the welding pool can be detected with high accuracy. This makes it possible to obtain a high-quality weld bead because the displacement of the electrode is copied with high accuracy by a simple detection and calculation method using the two-dimensional light receiving means having a simple and small configuration.

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

【図1】本発明の溶接位置自動倣い装置の一実施例を示
す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an automatic welding position copying apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の二次元受光手段で撮像した溶融プール
及び電極画像の模式図である。
FIG. 2 is a schematic view of a molten pool and an electrode image taken by a two-dimensional light receiving unit of the present invention.

【図3】本発明の自動溶接倣いを行うための位置ずれ検
出情報の基本的模式図である。
FIG. 3 is a basic schematic diagram of misregistration detection information for performing automatic welding copying according to the present invention.

【図4】本発明の電極画像の輝度分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a luminance distribution of an electrode image according to the present invention.

【図5】本発明の電極画像を微分処理して得られるデー
タを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing data obtained by differentiating an electrode image according to the present invention.

【図6】本発明の溶融プール画像を微分処理して得られ
るデータを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing data obtained by differentiating a molten pool image according to the present invention.

【図7】本発明の電極位置ずれ検出情報の具体的模式図
である。
FIG. 7 is a specific schematic diagram of electrode displacement detection information of the present invention.

【図8】本発明の撮像画像から電極位置ずれを検出する
ためのフローチャートを示す図である。
FIG. 8 is a view showing a flowchart for detecting an electrode position shift from a captured image according to the present invention.

【図9】本発明による走行台車移動制御方法の一実施例
を示すブロック線図である。
FIG. 9 is a block diagram showing one embodiment of a traveling bogie movement control method according to the present invention.

【図10】本発明の電極位置自動倣い制御動作のフロー
チャートを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of an electrode position automatic scanning control operation of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電極、2,3…被溶接部材、4…開先、5…アーク
発生部、6…受光手段、7…干渉フィルター、8…二次
元受光手段、9…受光手段制御回路、10…画像処理装
置、11…TVモニター、12…全体制御装置、13…
電極位置制御装置、14…溶接電源、15…溶接位置制
御機構、16…X走行軸、17…X走行台車、18…Y
走行軸、19…Y走行台車、20…Z走行軸、21…Z
走行台車、25…Y走行台車移動指令値、27…比較
器、28…Y走行台車移動制御指令値。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode, 2, 3 ... Member to be welded, 4 ... Groove, 5 ... Arc generating part, 6 ... Light receiving means, 7 ... Interference filter, 8 ... Two-dimensional light receiving means, 9 ... Light receiving means control circuit, 10 ... Image Processing device, 11 TV monitor, 12 Overall control device, 13
Electrode position control device, 14: welding power supply, 15: welding position control mechanism, 16: X traveling axis, 17: X traveling carriage, 18: Y
Travel axis, 19 ... Y travel carriage, 20 ... Z travel axis, 21 ... Z
Traveling trolley, 25 ... Y traveling trolley movement command value, 27 ... Comparator, 28 ... Y traveling trolley movement control command value.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被溶接部材の開先に先端部が対向して移動
可能に配置される非消耗溶接電極と、前記溶接電極を駆
動する電極位置制御機構と、前記電極位置制御装置によ
る前記溶接電極の移動を制御する電極位置制御装置と、
前記溶接電極の溶接線方向前方に移動可能に配置され、
かつ前記溶接電極と被溶接部材との間に発生するアーク
発生部の近傍を撮像する二次元受光手段と、前記二次元
受光手段で撮像した画像から前記溶接電極の位置ずれを
算出して前記電極位置制御装置を制御する位置ずれ制御
装置とを備えた溶接位置自動倣い制御装置において、前
記位置ずれ制御装置は、前記二次元受光手段で撮像した
溶接電極画像の溶接プール画像及びアーク画像と重なら
ない部分の少なくとも片側境界部分を検出して位置ずれ
を算出することを特徴とする溶接位置自動倣い制御装
置。
A non-consumable welding electrode having a front end portion movably disposed facing a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving the welding electrode, and the welding by the electrode position control device. An electrode position control device for controlling the movement of the electrode,
It is arranged movably forward in the welding line direction of the welding electrode,
And two-dimensional light receiving means for imaging the vicinity of an arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded, and calculating the position shift of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving means, the electrode In a welding position automatic copying control device including a position shift control device that controls a position control device, the position shift control device does not overlap with a welding pool image and an arc image of a welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving unit. A welding position automatic profiling control device for detecting a position shift by detecting at least one boundary portion of a portion.
【請求項2】被溶接部材の開先に先端部が対向して移動
可能に配置される非消耗溶接電極と、前記溶接電極を駆
動する電極位置制御機構と、前記電極位置制御装置によ
る前記溶接電極の移動を制御する電極位置制御装置と、
前記溶接電極の溶接線方向前方に移動可能に配置され、
かつ前記溶接電極と被溶接部材との間に発生するアーク
発生部の近傍を撮像する二次元受光手段と、前記二次元
受光手段で撮像した画像から前記溶接電極の位置ずれを
算出して前記電極位置制御装置を制御する位置ずれ制御
装置とを備えた溶接位置自動倣い制御装置において、前
記位置ずれ制御装置は、前記二次元受光手段で撮像した
溶接プール画像の少なくとも片側境界部分を検出して位
置ずれを算出することを特徴とする溶接位置自動倣い制
御装置。
2. A non-consumable welding electrode having a tip end movably disposed facing a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving the welding electrode, and the welding by the electrode position control device. An electrode position control device for controlling the movement of the electrode,
It is arranged movably forward in the welding line direction of the welding electrode,
And two-dimensional light receiving means for imaging the vicinity of an arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded, and calculating the position shift of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving means, the electrode In a welding position automatic tracing control device having a position control device for controlling a position control device, the position control device detects a position of at least one side boundary of a weld pool image captured by the two-dimensional light receiving unit. An automatic welding position copying control device, which calculates a deviation.
【請求項3】被溶接部材の開先に先端部が対向して移動
可能に配置される非消耗溶接電極と、前記溶接電極を駆
動する電極位置制御機構と、前記電極位置制御装置によ
る前記溶接電極の移動を制御する電極位置制御装置と、
前記溶接電極の溶接線方向前方に移動可能に配置され、
かつ前記溶接電極と被溶接部材との間に発生するアーク
発生部の近傍を撮像する二次元受光手段と、前記二次元
受光手段で撮像した画像から前記溶接電極の位置ずれを
算出して前記電極位置制御装置を制御する位置ずれ制御
装置とを備えた溶接位置自動倣い制御装置において、前
記位置ずれ制御装置は、前記二次元受光手段で撮像した
溶接電極画像または溶接プール画像の少なくとも片側境
界部分の複数箇所を検出して位置ずれを算出することを
特徴とする溶接位置自動倣い制御装置。
3. A non-consumable welding electrode having a tip end movably disposed facing a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving the welding electrode, and the welding by the electrode position control device. An electrode position control device for controlling the movement of the electrode,
It is arranged movably forward in the welding line direction of the welding electrode,
And two-dimensional light receiving means for imaging the vicinity of an arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded, and calculating the position shift of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving means, the electrode In a welding position automatic scanning control device including a position shift control device that controls a position control device, the position shift control device includes a welding electrode image or a welding pool image captured by the two-dimensional light receiving unit at least on one side boundary portion. An automatic welding position profiling control device characterized by detecting a plurality of positions and calculating a position shift.
【請求項4】被溶接部材の開先に先端部が対向して移動
可能に配置される非消耗溶接電極と、前記溶接電極を駆
動する電極位置制御機構と、前記電極位置制御装置によ
る前記溶接電極の移動を制御する電極位置制御装置と、
前記溶接電極の溶接線方向前方に移動可能に配置され、
かつ前記溶接電極と被溶接部材との間に発生するアーク
発生部の近傍を撮像する二次元受光手段と、前記二次元
受光手段で撮像した画像から前記溶接電極の位置ずれを
算出して前記電極位置制御装置を制御する位置ずれ制御
装置とを備えた溶接位置自動倣い制御装置において、前
記位置ずれ制御装置は、前記二次元受光手段で撮像した
溶接電極画像の溶接プール画像及びアーク画像と重なら
ない部分の少なくとも片側境界部分を検出し、かつ前記
二次元受光手段で撮像した溶接プール画像の少なくとも
片側境界部分を検出して位置ずれを算出することを特徴
とする溶接位置自動倣い制御装置。
4. A non-consumable welding electrode having a tip end movably disposed facing a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving the welding electrode, and the welding by the electrode position control device. An electrode position control device for controlling the movement of the electrode,
It is arranged movably forward in the welding line direction of the welding electrode,
And two-dimensional light receiving means for imaging the vicinity of an arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded, and calculating the position shift of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving means, the electrode In a welding position automatic copying control device including a position shift control device that controls a position control device, the position shift control device does not overlap with a welding pool image and an arc image of a welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving unit. A welding position automatic profiling control device, wherein at least one side boundary portion of a portion is detected, and at least one side boundary portion of a welding pool image captured by the two-dimensional light receiving means is detected to calculate a position shift.
【請求項5】被溶接部材の開先に先端部が対向して移動
可能に配置される非消耗溶接電極と、前記溶接電極を駆
動する電極位置制御機構と、前記電極位置制御装置によ
る前記溶接電極の移動を制御する電極位置制御装置と、
前記溶接電極の溶接線方向前方に移動可能に配置され、
かつ前記溶接電極と被溶接部材との間に発生するアーク
発生部の近傍を撮像する二次元受光手段と、前記二次元
受光手段で撮像した画像から前記溶接電極の位置ずれを
算出して前記電極位置制御装置を制御する位置ずれ制御
装置とを備えた溶接位置自動倣い制御装置において、前
記位置ずれ制御装置は、前記二次元受光手段で撮像した
溶接電極画像の溶接プール画像及びアーク画像と重なら
ない部分の少なくとも片側境界部分の複数箇所を検出
し、かつ前記二次元受光手段で撮像した溶接プール画像
の少なくとも片側境界部分の複数箇所を検出して位置ず
れを算出することを特徴とする溶接位置自動倣い制御装
置。
5. A non-consumable welding electrode having a tip end movably disposed facing a groove of a member to be welded, an electrode position control mechanism for driving said welding electrode, and said welding by said electrode position control device. An electrode position control device for controlling the movement of the electrode,
It is arranged movably forward in the welding line direction of the welding electrode,
And two-dimensional light receiving means for imaging the vicinity of an arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded, and calculating the position shift of the welding electrode from the image captured by the two-dimensional light receiving means, the electrode In a welding position automatic copying control device including a position shift control device that controls a position control device, the position shift control device does not overlap with a welding pool image and an arc image of a welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving unit. Detecting a plurality of locations on at least one side boundary portion of the portion, and detecting a plurality of locations on at least one side boundary portion of the weld pool image picked up by the two-dimensional light receiving means and calculating a positional shift. Copying control device.
【請求項6】被溶接部材の開先に先端部が対向して移動
可能に配置される先端部が尖った棒状の非消耗溶接電極
と、X走行台車,Y走行台車及びZ走行台車を有し、前
記溶接電極をX軸,Y軸及びZ軸方向に駆動可能な電極
位置制御機構と、前記電極位置制御装置による前記溶接
電極の駆動を制御する電極位置制御装置と、干渉フィル
タ及び工業用テレビを有し、前記溶接電極の溶接線方向
前方に移動可能に配置され、かつ前記溶接電極と被溶接
部材との間に発生するアーク発生部の近傍を撮像する二
次元受光手段と、前記二次元受光手段で撮像した画像中
の暗い部分から明るい部分に変化するエッジ部または明
るい部分から暗い部分に変化するエッジ部で極大点また
は極小点を抽出する微分または平滑化微分処理部を有し
て前記溶接電極の位置ずれを算出する画像処理装置と、
この画像処理装置で算出した位置ずれ情報に基づいて前
記溶接電極の位置ずれを修正するように前記電極位置制
御装置を制御する全体制御装置とを備えた溶接位置自動
倣い制御装置において、前記画像処理装置は、前記二次
元受光手段で撮像した溶接電極画像中の溶接プール画像
及びアーク画像と重ならない棒状本体部分の少なくとも
片側境界部分または両側境界部分の複数箇所を微分また
は平滑化微分処理部で検出して極大点または極小点を抽
出し、かつ前記二次元受光手段で撮像した溶接プール画
像の少なくとも片側境界部分及び開先肩部画像の少なく
とも片側境界部分の複数箇所を微分または平滑化微分処
理部で検出して極大点または極小点を抽出して、両者の
位置ずれを算出することを特徴とする溶接位置自動倣い
制御装置。
6. A non-consumable welding electrode in the form of a rod having a pointed tip, which is movably arranged with the tip facing a groove of the member to be welded, and an X-carriage, a Y-carriage, and a Z-carriage. An electrode position control mechanism that can drive the welding electrode in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions; an electrode position control device that controls driving of the welding electrode by the electrode position control device; an interference filter; A two-dimensional light receiving means having a television, arranged movably forward in the welding line direction of the welding electrode, and imaging an area near an arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded; A differential or smoothing differential processing unit that extracts a maximum point or a minimum point at an edge portion that changes from a dark portion to a bright portion or an edge portion that changes from a bright portion to a dark portion in an image captured by the three-dimensional light receiving means. Of the welding electrode An image processing apparatus for calculating a location shift,
A welding position automatic tracing control device comprising: an overall control device that controls the electrode position control device so as to correct the displacement of the welding electrode based on the displacement information calculated by the image processing device. The apparatus detects, by a differential or smoothing differential processing unit, a plurality of portions of at least one side boundary portion or both side boundary portions of the rod-shaped main body portion that does not overlap with the welding pool image and the arc image in the welding electrode image captured by the two-dimensional light receiving unit. And extracting a local maximum point or a local minimum point, and differentiating or smoothing a plurality of portions of at least one side boundary part of the welding pool image and at least one side boundary part of the groove shoulder image captured by the two-dimensional light receiving means. And detecting a local maximum point or a local minimum point to calculate a positional deviation between the two points.
【請求項7】被溶接部材の開先に非消耗溶接電極の先端
部を対向して配置し、前記溶接電極と前記被溶接部材の
開先部との間にアークを発生して溶接プールを生成しな
がら溶接線方向に駆動すると共に、前記溶接電極の溶接
線方向前方から前記溶接電極と被溶接部材との間に発生
するアーク発生部の近傍を二次元受光手段で撮像し、前
記二次元受光手段で撮像した画像から前記溶接電極の位
置ずれを算出して前記溶接電極の位置ずれを修正するよ
うに制御して溶接する被溶接部材の開先部溶接方法にお
いて、前記二次元受光手段で撮像した溶接電極画像の溶
接プール画像及びアーク画像と重ならない部分の少なく
とも片側境界部分を検出して位置ずれを算出し、これに
基づいて溶接電極の位置ずれを修正するすることを特徴
とする被溶接部材の開先部溶接方法。
7. A tip of a non-consumable welding electrode is arranged opposite to a groove of a member to be welded, and an arc is generated between the welding electrode and a groove of the member to be welded to form a welding pool. While being generated, it is driven in the direction of the welding line, and the vicinity of the arc generating portion generated between the welding electrode and the member to be welded is imaged by the two-dimensional light receiving means from the front in the welding line direction of the welding electrode. In the groove welding method for a member to be welded, the position of the welding electrode is calculated from the image captured by the light receiving unit and controlled to correct the position deviation of the welding electrode, and welding is performed. A position shift is calculated by detecting at least one boundary portion of a portion of the picked-up weld electrode image that does not overlap with the weld pool image and the arc image, and correcting the position shift of the welding electrode based on the calculated position shift. Welding parts Groove part welding method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264845A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Yaskawa Electric Corp Robot system
CN103223545A (en) * 2013-05-06 2013-07-31 天津大学 Control method for automatic flat welding device for welding rods
CN104384669A (en) * 2014-09-25 2015-03-04 上海英祺精密零件制造有限公司 Three-dimensional automatic argon arc welding device
JP2016055344A (en) * 2014-09-12 2016-04-21 株式会社ダイヘン Profiling control device, welding robot system, and profiling control method

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