JP2002001550A - 摩擦撹拌接合における倣い制御装置 - Google Patents
摩擦撹拌接合における倣い制御装置Info
- Publication number
- JP2002001550A JP2002001550A JP2000182479A JP2000182479A JP2002001550A JP 2002001550 A JP2002001550 A JP 2002001550A JP 2000182479 A JP2000182479 A JP 2000182479A JP 2000182479 A JP2000182479 A JP 2000182479A JP 2002001550 A JP2002001550 A JP 2002001550A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- line
- joining
- welding
- ccd camera
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】摩擦撹拌接合継ぎ手における接合不良発生を可
及的に回避することを目的とし、そのために、接合線の
隙間の幅の大小に拘らず、接合工具が正確に接合線隙間
中心を追跡するようにした。 【解決手段】接合工具ＴのＸＹＺ方向位置をサーボモー
タによって制御しつつ、接合工具Ｔで接合線４２を追跡
してアルミ板の接合を行う摩擦撹拌接合における倣い制
御装置について、摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進
行方向前方にＣＣＤカメラ４１を設け、当該ＣＣＤカメ
ラ４１で接合される接合線４２をシャッター速度を決め
て撮影し、上記ＣＣＤカメラ４１で撮影した接合線隙間
映像を画像処理装置で画像処理し、画像中の接合線の基
準線４２からのずれ量を演算手段で演算し、上記ずれ量
をサーボアンプに伝送して、サーボモータをフィードバ
ック制御すること。
及的に回避することを目的とし、そのために、接合線の
隙間の幅の大小に拘らず、接合工具が正確に接合線隙間
中心を追跡するようにした。 【解決手段】接合工具ＴのＸＹＺ方向位置をサーボモー
タによって制御しつつ、接合工具Ｔで接合線４２を追跡
してアルミ板の接合を行う摩擦撹拌接合における倣い制
御装置について、摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進
行方向前方にＣＣＤカメラ４１を設け、当該ＣＣＤカメ
ラ４１で接合される接合線４２をシャッター速度を決め
て撮影し、上記ＣＣＤカメラ４１で撮影した接合線隙間
映像を画像処理装置で画像処理し、画像中の接合線の基
準線４２からのずれ量を演算手段で演算し、上記ずれ量
をサーボアンプに伝送して、サーボモータをフィードバ
ック制御すること。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は摩擦撹拌接合における
倣い制御装置に関するものであり、摩擦撹拌接合工具を
接合部接合線隙間の中心を正確に追跡させ、接合工具の
接合線隙間の中心からのずれによる接合不良の発生を確
実に防止することができるものである。
倣い制御装置に関するものであり、摩擦撹拌接合工具を
接合部接合線隙間の中心を正確に追跡させ、接合工具の
接合線隙間の中心からのずれによる接合不良の発生を確
実に防止することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミ板の接合に摩擦撹拌接合が用いら
れているが、新幹線車両や在来線の特急車両の床板、側
板などに使用されるアルミ型材等の接合継手の長さは極
めて長い。他方、板材Ｐの摩擦撹拌接合は、図１、図２
に示すようにアルミ板Ｐを支持板４上で突き合わせた状
態で行われて突合せ面及び接合部の上面が工具Ｔのピン
１及び工具本体２の肩部３との摩擦熱で加熱軟化され、
突合せ面が接合される。接合工具Ｔは硬質金属部材であ
り、その先端に突設された比較的細いピン１が前進方向
の強い抵抗を受けながら高速で回転するものである。ダ
ブルスキン型材などのアルミ板は型成形されるために、
長尺のものほどその直線性が低下し、これを突き合わせ
たとき接合線に隙間ができてしまう。このため、支持板
４上で突き合された板Ｐ，Ｐを万力などで横方向に押し
付けて接合線の隙間を可及的に小さくしておいて摩擦撹
拌接合が行われる。また、摩擦撹拌接合装置のヘッドＨ
はＸＹＺ座標軸の各軸方向にその位置を制御されるもの
であり、接合工具Ｔが接合線を追跡するように制御され
るが、しかし、接合工具の接合線隙間の中心からのずれ
が実際には避けられず、このずれの大きさが接合不良を
生じる大きな要因の一つになっている。他方、摩擦撹拌
接合による継ぎ手については、接合不良部があると、こ
の部分がウイークポイントになり、ここから亀裂が入
り、この亀裂が成長して継ぎ手破損に至る可能性があ
る。このため継ぎ手全長について超音波探傷、目視検査
などの検査を行って接合不良部を特定してこれを補修す
る、補修作業が行われる。摩擦撹拌接合による継ぎ手の
接合不良が発生する要因は一つではないが、接合工具の
接合線中心に対するずれの大きさがその要因の一つであ
ることは間違いなく、接合線の隙間が大きいほど上記ず
れの接合品質に与える影響が大きくなり、接合工具Ｔの
ピン１による撹拌作用で空気が巻き込まれるなどのため
に、内部欠陥による接合不良を生じることが少なくな
い。例えば継ぎ手Ｊの内部に長手方向の微細な空洞（通
常「トンネル」と称されるもの。図３（ａ）参照）がで
きることが接合部欠陥の代表的なものである。継ぎ手全
長を検査して接合不良部を特定し、この接合不良部を補
修するのであるが、その特定に手間がかかり、不良部特
定のための検査結果の信頼度が必ずしも１００％ではな
い。したがって、接合不良の発生を可及的に回避するた
めに、接合線の隙間の形状、接合線の隙間の幅の大小に
拘らず、接合工具が正確に接合線の隙間の中心を追跡で
きるようにすることが望ましい。
れているが、新幹線車両や在来線の特急車両の床板、側
板などに使用されるアルミ型材等の接合継手の長さは極
めて長い。他方、板材Ｐの摩擦撹拌接合は、図１、図２
に示すようにアルミ板Ｐを支持板４上で突き合わせた状
態で行われて突合せ面及び接合部の上面が工具Ｔのピン
１及び工具本体２の肩部３との摩擦熱で加熱軟化され、
突合せ面が接合される。接合工具Ｔは硬質金属部材であ
り、その先端に突設された比較的細いピン１が前進方向
の強い抵抗を受けながら高速で回転するものである。ダ
ブルスキン型材などのアルミ板は型成形されるために、
長尺のものほどその直線性が低下し、これを突き合わせ
たとき接合線に隙間ができてしまう。このため、支持板
４上で突き合された板Ｐ，Ｐを万力などで横方向に押し
付けて接合線の隙間を可及的に小さくしておいて摩擦撹
拌接合が行われる。また、摩擦撹拌接合装置のヘッドＨ
はＸＹＺ座標軸の各軸方向にその位置を制御されるもの
であり、接合工具Ｔが接合線を追跡するように制御され
るが、しかし、接合工具の接合線隙間の中心からのずれ
が実際には避けられず、このずれの大きさが接合不良を
生じる大きな要因の一つになっている。他方、摩擦撹拌
接合による継ぎ手については、接合不良部があると、こ
の部分がウイークポイントになり、ここから亀裂が入
り、この亀裂が成長して継ぎ手破損に至る可能性があ
る。このため継ぎ手全長について超音波探傷、目視検査
などの検査を行って接合不良部を特定してこれを補修す
る、補修作業が行われる。摩擦撹拌接合による継ぎ手の
接合不良が発生する要因は一つではないが、接合工具の
接合線中心に対するずれの大きさがその要因の一つであ
ることは間違いなく、接合線の隙間が大きいほど上記ず
れの接合品質に与える影響が大きくなり、接合工具Ｔの
ピン１による撹拌作用で空気が巻き込まれるなどのため
に、内部欠陥による接合不良を生じることが少なくな
い。例えば継ぎ手Ｊの内部に長手方向の微細な空洞（通
常「トンネル」と称されるもの。図３（ａ）参照）がで
きることが接合部欠陥の代表的なものである。継ぎ手全
長を検査して接合不良部を特定し、この接合不良部を補
修するのであるが、その特定に手間がかかり、不良部特
定のための検査結果の信頼度が必ずしも１００％ではな
い。したがって、接合不良の発生を可及的に回避するた
めに、接合線の隙間の形状、接合線の隙間の幅の大小に
拘らず、接合工具が正確に接合線の隙間の中心を追跡で
きるようにすることが望ましい。
【０００３】
【解決しようとする課題】そこでこの発明は、摩擦撹拌
接合継ぎ手における接合不良発生を可及的に回避するこ
とを目的とし、そのために、接合線の隙間の形状、接合
線の隙間の幅の大小に拘らず、接合工具が正確に接合線
の隙間中心を追跡するように、その倣い制御装置を工夫
することをその課題とするものである。
接合継ぎ手における接合不良発生を可及的に回避するこ
とを目的とし、そのために、接合線の隙間の形状、接合
線の隙間の幅の大小に拘らず、接合工具が正確に接合線
の隙間中心を追跡するように、その倣い制御装置を工夫
することをその課題とするものである。
【０００４】
【解決手段１】上記課題を解決するために講じた手段１
は、接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータによって
制御しつつ、接合工具で開線を追跡してアルミ板の接合
を行う摩擦撹拌接合における倣い制御装置を前提とし
て、次の（イ）（ロ）及び（ハ）によって構成されるも
のである。 （イ）摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方
にＣＣＤカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで接合される
接合線を撮影すること、（ロ）上記ＣＣＤカメラで撮影
した接合線の影の映像を画像処理装置で画像処理し、画
像中の接合線の基準線からのずれ量を演算手段で演算す
ること、（ハ）上記ずれ量をサーボアンプに伝送して、
サーボモータをフィードバック制御すること。
は、接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータによって
制御しつつ、接合工具で開線を追跡してアルミ板の接合
を行う摩擦撹拌接合における倣い制御装置を前提とし
て、次の（イ）（ロ）及び（ハ）によって構成されるも
のである。 （イ）摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方
にＣＣＤカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで接合される
接合線を撮影すること、（ロ）上記ＣＣＤカメラで撮影
した接合線の影の映像を画像処理装置で画像処理し、画
像中の接合線の基準線からのずれ量を演算手段で演算す
ること、（ハ）上記ずれ量をサーボアンプに伝送して、
サーボモータをフィードバック制御すること。
【０００５】
【作用】ＣＣＤカメラで撮影された映像を画像処理ボー
ド、画像処理センサ、ビデオキャプチャーボード及び画
像処理プログラムなどの画像処理装置で画像処理して、
映像中の接合線隙間映像の画像上の基準線からのずれ量
を演算する。この演算結果が接合線に対する接合工具の
ずれ量に相当する。このずれ量の演算値をサーボアンプ
に伝送し、サーボモータをフィードバック制御すること
で、接合工具が接合線を正確に追跡することになる。す
なわち、接合される位置の直前における開先をＣＣＤカ
メラで捕らえ、これを画像処理して、画像上の接合線の
位置の画像上の基準線に対するずれ量を演算して求めて
いるのであるから、接合線位置の測定、当該接合線に対
する接合工具のずれ量が正確に求められ、正確に求めら
れた上記ずれ量を基に、フィードバック制御するから、
正確にフィードバック制御が行われる。
ド、画像処理センサ、ビデオキャプチャーボード及び画
像処理プログラムなどの画像処理装置で画像処理して、
映像中の接合線隙間映像の画像上の基準線からのずれ量
を演算する。この演算結果が接合線に対する接合工具の
ずれ量に相当する。このずれ量の演算値をサーボアンプ
に伝送し、サーボモータをフィードバック制御すること
で、接合工具が接合線を正確に追跡することになる。す
なわち、接合される位置の直前における開先をＣＣＤカ
メラで捕らえ、これを画像処理して、画像上の接合線の
位置の画像上の基準線に対するずれ量を演算して求めて
いるのであるから、接合線位置の測定、当該接合線に対
する接合工具のずれ量が正確に求められ、正確に求めら
れた上記ずれ量を基に、フィードバック制御するから、
正確にフィードバック制御が行われる。
【０００６】
【解決手段２】上記課題を解決するために講じた手段２
は、接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータによって
制御しつつ、接合工具が開先を追跡してアルミ板の接合
を行う摩擦撹拌接合における倣い制御装置を前提とし
て、次の（イ）（ロ）及び（ハ）によって構成されるも
のである。 （イ）摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方
にＣＣＤカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで、アルミ板
の接合端縁を撮影すること、（ロ）アルミ板の接合端縁
上面に、接合端面と平行なマーキングを設けてあって、
上記ＣＣＤカメラで撮影した映像を画像処理装置で画像
処理し、画像中の上記マーキングの位置の画像上の基準
線からのずれ量を演算手段で演算すること、（ハ）上記
ずれ量をサーボアンプに伝送して、サーボモータをフィ
ードバック制御すること。
は、接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータによって
制御しつつ、接合工具が開先を追跡してアルミ板の接合
を行う摩擦撹拌接合における倣い制御装置を前提とし
て、次の（イ）（ロ）及び（ハ）によって構成されるも
のである。 （イ）摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方
にＣＣＤカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで、アルミ板
の接合端縁を撮影すること、（ロ）アルミ板の接合端縁
上面に、接合端面と平行なマーキングを設けてあって、
上記ＣＣＤカメラで撮影した映像を画像処理装置で画像
処理し、画像中の上記マーキングの位置の画像上の基準
線からのずれ量を演算手段で演算すること、（ハ）上記
ずれ量をサーボアンプに伝送して、サーボモータをフィ
ードバック制御すること。
【０００７】
【作用】接合端面と平行な接合端縁上面のマーキング
が、上記ＣＣＤカメラの映像中に鮮明に映し出されるの
で、画像処理したときに上記マーキングが鮮明であり、
したがって、このマーキングを正確に追跡することがで
きる。
が、上記ＣＣＤカメラの映像中に鮮明に映し出されるの
で、画像処理したときに上記マーキングが鮮明であり、
したがって、このマーキングを正確に追跡することがで
きる。
【０００８】
【実施態様１】この実施態様１は解決手段２の実施態様
であり、アルミ板の成形時に接合端縁上面に接合端面と
平行にリブを突設し、このリブを上記マーキングとした
ことである。
であり、アルミ板の成形時に接合端縁上面に接合端面と
平行にリブを突設し、このリブを上記マーキングとした
ことである。
【作用】接合端面と平行にリブをアルミ板の成形時に接
合端縁上面に突設し、このリブを上記マーキングにする
ことで、マーキングが板の接合端面と正確に平行に施さ
れることになり、またマーキングを施すための特別な作
業工程が不要であるから、上記マーキングのための作業
コストが回避される。
合端縁上面に突設し、このリブを上記マーキングにする
ことで、マーキングが板の接合端面と正確に平行に施さ
れることになり、またマーキングを施すための特別な作
業工程が不要であるから、上記マーキングのための作業
コストが回避される。
【０００９】
【解決手段３】上記課題を解決するために講じた手段３
は、接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータによって
制御しつつ、接合工具が接合線を追跡して接合を行う摩
擦撹拌接合における倣い制御装置を前提として、次の
（イ）（ロ）及び（ハ）によって構成されるものであ
る。 （イ）摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方
にＣＣＤカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで、接合され
る接合線を撮影すること、（ロ）上記ＣＣＤカメラで撮
影した接合線映像を画像処理装置で画像処理し、画像中
の接合線隙間の重心位置及び当該重心位置の基準線から
のずれ量を演算手段で演算すること、（ハ）上記ずれ量
をサーボアンプに伝送して、サーボモータをフィードバ
ック制御すること。
は、接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータによって
制御しつつ、接合工具が接合線を追跡して接合を行う摩
擦撹拌接合における倣い制御装置を前提として、次の
（イ）（ロ）及び（ハ）によって構成されるものであ
る。 （イ）摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方
にＣＣＤカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで、接合され
る接合線を撮影すること、（ロ）上記ＣＣＤカメラで撮
影した接合線映像を画像処理装置で画像処理し、画像中
の接合線隙間の重心位置及び当該重心位置の基準線から
のずれ量を演算手段で演算すること、（ハ）上記ずれ量
をサーボアンプに伝送して、サーボモータをフィードバ
ック制御すること。
【００１０】
【作用】ＣＣＤカメラで撮影された映像を画像処理して
映像中の接合線の隙間の面積を測定する。そして、映像
中の一定長さ範囲の接合線の隙間の重心位置を求め、こ
の重心位置の画像上の基準線からのずれ量を演算する。
この演算結果が、接合線の隙間中心に対する接合工具の
ずれ量に相当する。このずれ量の演算値をサーボアンプ
に伝送し、サーボモータをフィードバック制御すること
で、接合線の隙間形状、接合線の隙間の大小に関わりな
く、接合工具が接合線隙間の中心を正確に追跡すること
になる。すなわち、接合される位置の直前における接合
線をＣＣＤカメラで捕らえ、これを画像処理（２値化）
して、接合線隙間の重心位置を演算して求め、この重心
位置の画像上の基準線に対するずれ量を演算して求めて
いるので、接合線隙間の中心位置の測定、当該接合線の
隙間中心に対する接合工具のずれ量が、接合線の隙間の
形状や大きさの大小に関わりなく正確に求められ、正確
に求められた上記ずれ量を基に、フィードバック制御す
るのであるから、正確にフィードバック制御が行われ
る。
映像中の接合線の隙間の面積を測定する。そして、映像
中の一定長さ範囲の接合線の隙間の重心位置を求め、こ
の重心位置の画像上の基準線からのずれ量を演算する。
この演算結果が、接合線の隙間中心に対する接合工具の
ずれ量に相当する。このずれ量の演算値をサーボアンプ
に伝送し、サーボモータをフィードバック制御すること
で、接合線の隙間形状、接合線の隙間の大小に関わりな
く、接合工具が接合線隙間の中心を正確に追跡すること
になる。すなわち、接合される位置の直前における接合
線をＣＣＤカメラで捕らえ、これを画像処理（２値化）
して、接合線隙間の重心位置を演算して求め、この重心
位置の画像上の基準線に対するずれ量を演算して求めて
いるので、接合線隙間の中心位置の測定、当該接合線の
隙間中心に対する接合工具のずれ量が、接合線の隙間の
形状や大きさの大小に関わりなく正確に求められ、正確
に求められた上記ずれ量を基に、フィードバック制御す
るのであるから、正確にフィードバック制御が行われ
る。
【００１１】
【実施の形態】次いで図面を参照して実施の形態を説明
する。この実施の形態は、厚さ４．５ｍｍ、長さ８ｍの
アルミ板Ｐ，Ｐを接合するものであり、接合工具のピン
１の直径５ｍｍ、回転速度１７５０ｒｐｍ、前進速度６
００ｍｍ／分で接合するものである。摩擦撹拌接合装置
のヘッドＨの進行方向前方にＣＣＤカメラ４１を取り付
けている。このＣＣＤカメラ４１と接合工具Ｔとの間の
水平距離Ｄは２００ｍｍであるが、この距離は余り小さ
くしなくても接合工具Ｔと接合線位置との関係の測定精
度には影響ない。ヘッドＨは接合されるアルミ板Ｐ，Ｐ
を突き合わせた接合線４２に沿って移動し、ＣＣＤカメ
ラ４１は接合線４２を追跡しながら撮影して映像を取り
込む。このときに取り込まれた画像の範囲は図６（２値
化画像）に示すとおりであり、進行方向に３ｍｍ、横方
向に５ｍｍの範囲である。この画像において接合線隙間
４２ａが図示のように現れる。ＣＣＤカメラ４１で取り
込まれた画像情報は画像処理装置５１に送られて、画像
処理装置５１で画像処理（２値化）される。接合線を直
接追跡する場合は、接合線隙間４２ａの縁の位置を検出
し、この縁の画像上の基準線Ｓ（メモリ５３から読み出
される基準線情報によるもの）との距離ａを計測し、こ
の距離ａをコントローラ（ＣＰＵ）５２に伝送してフィ
ードバック制御する。他方、接合線隙間４２ａの中心を
追跡する場合は、接合線隙間４２ａの面積を積分し、こ
の接合線隙間４２ａの面積から接合線隙間４２ａの幅、
及び重心位置を演算する。そして、この重心位置と画像
上の基準線Ｓとの距離ｂを演算し、この距離ｂをコント
ローラ（ＣＰＵ）５２に伝送してフィードバック制御す
る。この例では上記画像の中心部の進行方向１ｍｍ、横
方向２ｍｍの範囲を画像処理し、この画像処理面積４３
における接合線隙間４２ａの面積を積分する。この画像
処理面積の進行方向長さを１ｍｍにしているので、この
範囲での接合線隙間４２ａの面積が例えば１．５ｍｍ２
であれば、この間の接合線隙間の平均値は１．５ｍｍで
ある。さらに、接合端面と平行なマーキングを板の接合
端縁上面に施す場合は、このマーキング画像７１が画面
上に現れるので、このマーキング画像７１と画像上の基
準線Ｓとの距離ｃを演算し、この距離ｃをコントローラ
（ＣＰＵ）５２に伝送してフィードバック制御する。な
お、マーキングは線状のマーキングでもよいが、点線で
もよい。摩擦撹拌接合長さ，トータル１２８ｍについて
倣い制御の精度を実際に確認したが、以上のいずれの形
態においても接合線の曲りの有無、接合線隙間の大小に
関わりなく、接合工具が接合線隙間の中心をほぼ正確に
追跡し、接合工具の接合線に対する偏りによる接合不良
箇所は全くなかった。なお、上記実施例において、接合
されるアルミ板の接合端縁上面の反射率を違え、この反
射率の違いによって上記ＣＣＤカメラによる撮影画像上
の接合線の影の映像を鮮明にすることも可能であり、こ
のようにすることによって、上記映像を画像処理したと
きに接合線を境にしてコントラストが違うので、接合線
が鮮明になり、接合線の追跡性を向上させることもでき
る。
する。この実施の形態は、厚さ４．５ｍｍ、長さ８ｍの
アルミ板Ｐ，Ｐを接合するものであり、接合工具のピン
１の直径５ｍｍ、回転速度１７５０ｒｐｍ、前進速度６
００ｍｍ／分で接合するものである。摩擦撹拌接合装置
のヘッドＨの進行方向前方にＣＣＤカメラ４１を取り付
けている。このＣＣＤカメラ４１と接合工具Ｔとの間の
水平距離Ｄは２００ｍｍであるが、この距離は余り小さ
くしなくても接合工具Ｔと接合線位置との関係の測定精
度には影響ない。ヘッドＨは接合されるアルミ板Ｐ，Ｐ
を突き合わせた接合線４２に沿って移動し、ＣＣＤカメ
ラ４１は接合線４２を追跡しながら撮影して映像を取り
込む。このときに取り込まれた画像の範囲は図６（２値
化画像）に示すとおりであり、進行方向に３ｍｍ、横方
向に５ｍｍの範囲である。この画像において接合線隙間
４２ａが図示のように現れる。ＣＣＤカメラ４１で取り
込まれた画像情報は画像処理装置５１に送られて、画像
処理装置５１で画像処理（２値化）される。接合線を直
接追跡する場合は、接合線隙間４２ａの縁の位置を検出
し、この縁の画像上の基準線Ｓ（メモリ５３から読み出
される基準線情報によるもの）との距離ａを計測し、こ
の距離ａをコントローラ（ＣＰＵ）５２に伝送してフィ
ードバック制御する。他方、接合線隙間４２ａの中心を
追跡する場合は、接合線隙間４２ａの面積を積分し、こ
の接合線隙間４２ａの面積から接合線隙間４２ａの幅、
及び重心位置を演算する。そして、この重心位置と画像
上の基準線Ｓとの距離ｂを演算し、この距離ｂをコント
ローラ（ＣＰＵ）５２に伝送してフィードバック制御す
る。この例では上記画像の中心部の進行方向１ｍｍ、横
方向２ｍｍの範囲を画像処理し、この画像処理面積４３
における接合線隙間４２ａの面積を積分する。この画像
処理面積の進行方向長さを１ｍｍにしているので、この
範囲での接合線隙間４２ａの面積が例えば１．５ｍｍ２
であれば、この間の接合線隙間の平均値は１．５ｍｍで
ある。さらに、接合端面と平行なマーキングを板の接合
端縁上面に施す場合は、このマーキング画像７１が画面
上に現れるので、このマーキング画像７１と画像上の基
準線Ｓとの距離ｃを演算し、この距離ｃをコントローラ
（ＣＰＵ）５２に伝送してフィードバック制御する。な
お、マーキングは線状のマーキングでもよいが、点線で
もよい。摩擦撹拌接合長さ，トータル１２８ｍについて
倣い制御の精度を実際に確認したが、以上のいずれの形
態においても接合線の曲りの有無、接合線隙間の大小に
関わりなく、接合工具が接合線隙間の中心をほぼ正確に
追跡し、接合工具の接合線に対する偏りによる接合不良
箇所は全くなかった。なお、上記実施例において、接合
されるアルミ板の接合端縁上面の反射率を違え、この反
射率の違いによって上記ＣＣＤカメラによる撮影画像上
の接合線の影の映像を鮮明にすることも可能であり、こ
のようにすることによって、上記映像を画像処理したと
きに接合線を境にしてコントラストが違うので、接合線
が鮮明になり、接合線の追跡性を向上させることもでき
る。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明は、接合さ
れる板の開先をＣＣＤカメラで捕らえて、これを画像処
理し、接合線と画像上の基準線とのずれ量を演算して計
測し、このずれ量をコントローラ（ＣＰＵ）に伝送して
フィードバック制御することにより、接合線の隙間の大
小にかかわらず接合工具を正確に接合線の中心を追跡さ
せることができ、接合工具の接合線の隙間の中心からの
ずれによる接合不良を確実に解消することができる。ま
た、ＣＣＤカメラにより撮影した画像を画像処理して上
記ずれ量を演算して計測するものであるから、この計測
制度が高く、したがって極めて高精度でフィードバック
制御することができる。それゆえ、接合工具の接合線追
跡精度を各段に高くすることができる。
れる板の開先をＣＣＤカメラで捕らえて、これを画像処
理し、接合線と画像上の基準線とのずれ量を演算して計
測し、このずれ量をコントローラ（ＣＰＵ）に伝送して
フィードバック制御することにより、接合線の隙間の大
小にかかわらず接合工具を正確に接合線の中心を追跡さ
せることができ、接合工具の接合線の隙間の中心からの
ずれによる接合不良を確実に解消することができる。ま
た、ＣＣＤカメラにより撮影した画像を画像処理して上
記ずれ量を演算して計測するものであるから、この計測
制度が高く、したがって極めて高精度でフィードバック
制御することができる。それゆえ、接合工具の接合線追
跡精度を各段に高くすることができる。
【図１】は摩擦撹拌接合装置の斜視図である。
【図２】は図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図３】は摩擦撹拌接合におる継ぎ手におけるトンネル
発生による継ぎ手不良を模式的に示す斜視図である。
発生による継ぎ手不良を模式的に示す斜視図である。
【図４】は実施の形態の斜視図である。
【図５】は実施の形態における継ぎ手不良検知システム
のブロック図である。
のブロック図である。
【図６】（ａ）はＣＣＤカメラによる接合線隙間映像の
２値化画像であり、（ｂ）はＣＣＤカメラによる他の接
合線隙間映像の２値化画像である。
２値化画像であり、（ｂ）はＣＣＤカメラによる他の接
合線隙間映像の２値化画像である。
【図７】はマーキングを追跡させてフィードバック制御
する場合の接合線隙間映像、マーキング映像の２値化画
像である。
する場合の接合線隙間映像、マーキング映像の２値化画
像である。
Ｈ：摩擦撹拌接合装置のヘッド Ｍ：前進駆動モータ Ｐ：アルミ板材 ａ：接合線画像の縁の基準線からのずれ量 ｂ：接合線隙間中心の基準線からのずれ量 ｃ：マーキング画像の基準線からのずれ量 Ｔ：摩擦撹拌接合工具 １：摩擦撹拌接合工具のピン ２：摩擦撹拌接合工具の本体 ３：摩擦撹拌接合工具の肩部 ４１：ＣＣＤカメラ ４２：接合線 ４２ａ：接合線隙間 ４３：画像処理面積 ５１：画像処理装置 ５２：コントローラ（ＣＰＵ） ５３：メモリ ７１：マーキング画像
Claims (5)
- 【請求項１】接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータ
によって制御しつつ、接合工具が接合線を追跡してアル
ミ板の接合を行う摩擦撹拌接合における倣い制御装置に
おいて、 摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方にＣＣ
Ｄカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで接合される接合線
を撮影し、 上記ＣＣＤカメラで撮影した接合線の影の映像を画像処
理装置で画像処理し、画像中の接合線の基準線からのず
れ量を演算手段で演算し、 上記ずれ量をサーボアンプに伝送して、サーボモータを
フィードバック制御する、摩擦撹拌接合における倣い制
御装置。 - 【請求項２】接合されるアルミ板の接合端縁上面の反射
率を違え、この反射率の違いによって上記ＣＣＤカメラ
による撮影画像上の接合線の影の映像を鮮明にした、請
求項１の摩擦撹拌接合における倣い制御装置。 - 【請求項３】接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータ
によって制御しつつ、接合工具が接合線を追跡してアル
ミ板の接合を行う摩擦撹拌接合における倣い制御装置に
おいて、 摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方にＣＣ
Ｄカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで、アルミ板の接合
端縁を撮影し、 アルミ板の接合端縁上面に、接合端面と平行なマーキン
グを設けてあって、上記ＣＣＤカメラで撮影した映像を
画像処理装置で画像処理し、画像中の上記マーキングの
位置の画像上の基準線からのずれ量を演算手段で演算
し、 上記ずれ量をサーボアンプに伝送して、サーボモータを
フィードバック制御する、摩擦撹拌接合における倣い制
御装置。 - 【請求項４】アルミ板の成形時に接合端縁上面に接合端
面と平行にリブを突設してこのリブを上記マーキングと
する、請求項３の摩擦撹拌接合における倣い制御装置。 - 【請求項５】接合工具のＸＹＺ方向位置をサーボモータ
によって制御しつつ、接合工具が接合線を追跡してアル
ミ板の接合を行う摩擦撹拌接合における倣い制御装置に
おいて、 摩擦撹拌接合装置の接合工具よりも進行方向前方にＣＣ
Ｄカメラを設け、当該ＣＣＤカメラで、接合される接合
線を撮影し、 上記ＣＣＤカメラで撮影した接合線映像を画像処理装置
で画像処理し、画像中の接合線隙間の重心位置及び当該
重心位置の基準線からのずれ量を演算手段で演算し、 上記ずれ量をサーボアンプに伝送して、サーボモータを
フィードバック制御する、摩擦撹拌接合における倣い制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000182479A JP3627977B2 (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 摩擦撹拌接合における倣い制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000182479A JP3627977B2 (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 摩擦撹拌接合における倣い制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004299626A Division JP2005014093A (ja) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | 摩擦撹拌接合における倣い制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002001550A true JP2002001550A (ja) | 2002-01-08 |
| JP3627977B2 JP3627977B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=18683228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000182479A Expired - Fee Related JP3627977B2 (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 摩擦撹拌接合における倣い制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3627977B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6572007B1 (en) * | 2002-01-23 | 2003-06-03 | General Motors Corporation | Method for attaching metal members |
| JP2006218531A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Osaka Industrial Promotion Organization | 摩擦攪拌装置、そのプローブの制御方法、制御プログラム及び接合体の製造方法 |
| JP2007125598A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Honda Motor Co Ltd | 摩擦攪拌接合装置およびその制御方法 |
| US7523554B2 (en) | 2003-06-17 | 2009-04-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of manufacturing a wheel rim |
| JP4916879B2 (ja) * | 2003-08-04 | 2012-04-18 | エスアイアイ・メガダイアモンド・インコーポレーテッド | 金属母材複合材料、鉄合金、非鉄合金、及び超合金を含む材料での、摩擦攪拌接合を使用したクラック修復システム及び方法 |
| JP2013123746A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Ihi Corp | 摩擦撹拌接合装置 |
| JP5945348B1 (ja) * | 2015-04-10 | 2016-07-05 | 株式会社日立パワーソリューションズ | 摩擦かく拌接合装置、及び、摩擦かく拌接合方法 |
| CN106573334A (zh) * | 2014-08-11 | 2017-04-19 | 本田技研工业株式会社 | 摩擦搅拌接合装置、摩擦搅拌接合系统及摩擦搅拌接合方法 |
| JP2017209703A (ja) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | 株式会社Ihi | 摩擦撹拌接合装置 |
| CN110548988A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-10 | 航天工程装备（苏州）有限公司 | 一种基于视觉技术的焊缝轨迹自动识别装置和方法 |
| CN111496370A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 南京理工大学 | 适用于角接接头的搅拌摩擦焊轨迹自动感知与控制方法 |
| CN112238292A (zh) * | 2019-07-18 | 2021-01-19 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种基于视觉的搅拌摩擦焊机器人空间曲线轨迹跟踪方法 |
| CN115007998A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-09-06 | 宁波齐云新材料技术有限公司 | 一种狭窄深缝焊接工具 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110711934B (zh) * | 2019-11-14 | 2022-03-29 | 珠海市润星泰电器有限公司 | 一种搅拌摩擦焊设备及工艺 |
-
2000
- 2000-06-19 JP JP2000182479A patent/JP3627977B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6572007B1 (en) * | 2002-01-23 | 2003-06-03 | General Motors Corporation | Method for attaching metal members |
| US7523554B2 (en) | 2003-06-17 | 2009-04-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of manufacturing a wheel rim |
| JP4916879B2 (ja) * | 2003-08-04 | 2012-04-18 | エスアイアイ・メガダイアモンド・インコーポレーテッド | 金属母材複合材料、鉄合金、非鉄合金、及び超合金を含む材料での、摩擦攪拌接合を使用したクラック修復システム及び方法 |
| JP2006218531A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Osaka Industrial Promotion Organization | 摩擦攪拌装置、そのプローブの制御方法、制御プログラム及び接合体の製造方法 |
| JP2007125598A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Honda Motor Co Ltd | 摩擦攪拌接合装置およびその制御方法 |
| JP4630172B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2011-02-09 | 本田技研工業株式会社 | 摩擦攪拌接合装置およびその制御方法 |
| JP2013123746A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Ihi Corp | 摩擦撹拌接合装置 |
| CN106573334A (zh) * | 2014-08-11 | 2017-04-19 | 本田技研工业株式会社 | 摩擦搅拌接合装置、摩擦搅拌接合系统及摩擦搅拌接合方法 |
| JPWO2016024507A1 (ja) * | 2014-08-11 | 2017-04-27 | 本田技研工業株式会社 | 摩擦撹拌接合装置、摩擦撹拌接合システム及び摩擦撹拌接合方法 |
| JP2016198800A (ja) * | 2015-04-10 | 2016-12-01 | 株式会社日立パワーソリューションズ | 摩擦かく拌接合装置、及び、摩擦かく拌接合方法 |
| JP5945348B1 (ja) * | 2015-04-10 | 2016-07-05 | 株式会社日立パワーソリューションズ | 摩擦かく拌接合装置、及び、摩擦かく拌接合方法 |
| KR101913533B1 (ko) | 2015-04-10 | 2018-10-30 | 가부시키가이샤 히타치 파워 솔루션즈 | 마찰 교반 접합 장치, 및 마찰 교반 접합 방법 |
| JP2017209703A (ja) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | 株式会社Ihi | 摩擦撹拌接合装置 |
| CN111496370A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 南京理工大学 | 适用于角接接头的搅拌摩擦焊轨迹自动感知与控制方法 |
| CN111496370B (zh) * | 2019-01-31 | 2022-03-18 | 南京理工大学 | 适用于角接接头的搅拌摩擦焊轨迹自动感知与控制方法 |
| CN112238292A (zh) * | 2019-07-18 | 2021-01-19 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种基于视觉的搅拌摩擦焊机器人空间曲线轨迹跟踪方法 |
| CN110548988A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-10 | 航天工程装备（苏州）有限公司 | 一种基于视觉技术的焊缝轨迹自动识别装置和方法 |
| CN115007998A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-09-06 | 宁波齐云新材料技术有限公司 | 一种狭窄深缝焊接工具 |
| CN115007998B (zh) * | 2022-06-08 | 2024-03-22 | 宁波齐云新材料技术有限公司 | 一种狭窄深缝焊接工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3627977B2 (ja) | 2005-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3627977B2 (ja) | 摩擦撹拌接合における倣い制御装置 | |
| JP5312033B2 (ja) | ワークピースの継ぎ目箇所を評価するための方法および装置 | |
| US20180202944A1 (en) | Pipe joint inspection | |
| JP6754439B2 (ja) | レーザビームによる接合中に接合継ぎ目を監視するための方法および装置 | |
| JP2009515705A5 (ja) | ||
| KR20050044429A (ko) | 작업편들 상의 접합 영역의 평가 방법 및 장치 | |
| JP2009220155A (ja) | 溶接品質検査方法および装置 | |
| JP2007237187A (ja) | 摩擦攪拌接合の仮付け方法及び仮付け装置 | |
| JP4288055B2 (ja) | 摩擦攪拌接合方法とその装置 | |
| JP6412627B1 (ja) | 摩擦撹拌接合装置、摩擦撹拌接合方法、データベースを備えた摩擦撹拌接合装置、データベースを用いる摩擦撹拌接合方法、摩擦撹拌接合装置の制御装置 | |
| JP2001321971A (ja) | レーザ溶接ヘッド制御システムおよびこれを具えるレーザ溶接ヘッド | |
| JP2005014093A (ja) | 摩擦撹拌接合における倣い制御装置 | |
| CN107705312B (zh) | 一种基于线扫描数据提取焊后焊缝边缘点的方法 | |
| JP3274453B2 (ja) | 摩擦撹拌接合における継ぎ手不良検知方法 | |
| JP4396352B2 (ja) | 溶接状態の検査方法と検査装置 | |
| JPH04127984A (ja) | レーザ溶接方法及び装置 | |
| TWI374251B (en) | An image-measuring apparatus for dimensional parameters of drill and method to performing the same | |
| JP3204141B2 (ja) | 溶接におけるずれ量計測方法及び装置並びにシーム倣い制御方法及び装置 | |
| KR101230365B1 (ko) | 마찰교반용접 제어장치 | |
| JPH1058170A (ja) | レーザ溶接の品質判定方法およびその装置 | |
| JP2895289B2 (ja) | 溶接自動倣い装置 | |
| JP2003260571A (ja) | 摩擦撹拌接合方法 | |
| JP4982513B2 (ja) | 摩擦撹拌接合材 | |
| JPH1076366A (ja) | 溶接位置検出装置および方法 | |
| JP2001012907A (ja) | 鋼構造物のボルト孔位置の計測方法およびその計測装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041014 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041203 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121217 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121217 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |