JP2007181871A - Automatic arc welding system and method - Google Patents

Automatic arc welding system and method Download PDF

Info

Publication number
JP2007181871A
JP2007181871A JP2006002642A JP2006002642A JP2007181871A JP 2007181871 A JP2007181871 A JP 2007181871A JP 2006002642 A JP2006002642 A JP 2006002642A JP 2006002642 A JP2006002642 A JP 2006002642A JP 2007181871 A JP2007181871 A JP 2007181871A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
wire
welding
arc
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006002642A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007181871A5 (en
Inventor
Takahisa Iizuka
隆久 飯塚
Jun Ito
純 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP2006002642A priority Critical patent/JP2007181871A/en
Publication of JP2007181871A publication Critical patent/JP2007181871A/en
Publication of JP2007181871A5 publication Critical patent/JP2007181871A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D71/00Bundles of articles held together by packaging elements for convenience of storage or transport, e.g. portable segregating carrier for plural receptacles such as beer cans or pop bottles; Bales of material
    • B65D71/40Bundles of articles held together by packaging elements for convenience of storage or transport, e.g. portable segregating carrier for plural receptacles such as beer cans or pop bottles; Bales of material comprising a plurality of articles held together only partially by packaging elements formed by folding a blank or several blanks
    • B65D71/46Bundles of articles held together by packaging elements for convenience of storage or transport, e.g. portable segregating carrier for plural receptacles such as beer cans or pop bottles; Bales of material comprising a plurality of articles held together only partially by packaging elements formed by folding a blank or several blanks formed by folding a single blank into a tubular element

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic arc welding system and method capable of reducing the number of necessary sensors. <P>SOLUTION: The welding system 101, in which a welding torch is moved along the extending direction of a groove 13 so as to follow a welding torch to a horizontal direction and a vertical direction of the groove, while by protoruding a wire 18 from the top end of the welding torch 9 and melting the wire 18 with the arc, thus beads are formed in the groove, is provided with: an imaging apparatus 4 for imaging images of the wire and the arc; an image processing means 6 for extracting the protrusion length of the wire by image-processing an imaged video; and a control means 6 for vertically following the groove by controlling the extracted protrusion length of the wire so as to be kept constant. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動アーク溶接システム及び方法に関し、特に溶接部の映像に基づいて溶接条件を制御するものに関する。   The present invention relates to an automatic arc welding system and method, and more particularly, to controlling welding conditions based on an image of a welded portion.

近年、アーク溶接の作業効率向上を図るため、自動アーク溶接方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。ところで、多層盛の開先溶接にて開先幅変動によらず積層ビード高さを継ぎ手全線に渡り均一化するためには、各パスでの所要ビード断面積の増減分布を知る必要がある。このためには、ワイヤ先端高さにおける開先幅と現在の積層高さとの情報が必要である。そこで、この自動アーク溶接方法では、積層直後のビードの形状を把握するためにレーザスリット光センサを用いて次パスの各種条件設定に利用し、開先左右倣いに溶接部直視カメラを用い、かつ開先上下倣いにアークセンサを利用することによって、ワイヤ先端の高さにおける開先幅と現在の積層高さとの情報を得ている。これにより、自動化が図られている。   In recent years, an automatic arc welding method has been proposed in order to improve the work efficiency of arc welding (see, for example, Patent Document 1). By the way, in order to make the laminated bead height uniform over the entire joint line regardless of the groove width variation in the multi-layer groove welding, it is necessary to know the increase / decrease distribution of the required bead cross-sectional area in each pass. For this purpose, information on the groove width at the wire tip height and the current stacking height is required. Therefore, in this automatic arc welding method, a laser slit light sensor is used to set various conditions for the next pass in order to grasp the shape of the bead immediately after lamination, a welded portion direct-view camera is used for groove left-right copying, and By using an arc sensor for groove up-and-down copying, information on the groove width at the wire tip height and the current stack height is obtained. Thereby, automation is achieved.

また、溶接部前方に取付けたカメラにより得られた溶接部の映像からアーク高輝度部の形状の特徴を抽出し、この抽出した特徴に基づいて開先左右倣いを行う自動アーク溶接方法が提案されている(特許文献2及び特許文献3参照)。
特開2001−340966号公報 特開2004−042067号公報 特開2005−193277号公報
In addition, an automatic arc welding method has been proposed in which features of the shape of the arc high-brightness part are extracted from the image of the welded part obtained by a camera attached in front of the welded part, and groove left-right tracing is performed based on the extracted feature. (See Patent Document 2 and Patent Document 3).
JP 2001-340966 A JP 2004-042067 A JP 2005-193277 A

しかしながら、特許文献1の自動アーク溶接方法は、多数のセンサが必要であるという問題があった。   However, the automatic arc welding method of Patent Document 1 has a problem that a large number of sensors are required.

また、特許文献2及び特許文献3には、開先左右倣い以外に用いられるセンサについては開示されていない。   Further, Patent Document 2 and Patent Document 3 do not disclose a sensor that is used for purposes other than groove left / right copying.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、必要なセンサの数を低減することが可能な自動アーク動溶接システム及び方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an automatic arc dynamic welding system and method capable of reducing the number of necessary sensors.

上記課題を解決するために、本発明に係る自動アーク溶接システムは、溶接トーチの先端からワイヤを突出させてこれをアークにより溶融させながら該溶接トーチを開先左右倣い及び開先上下倣いさせるようにして開先の延在方向に沿って移動させ、それにより前記開先にビードを形成する溶接システムにおいて、前記ワイヤ及び前記アークを撮像する撮像装置と、前記撮像した映像を画像処理して前記ワイヤの突出長さを抽出する画像処理手段と、前記抽出したワイヤの突出長さを一定長に維持するよう制御することにより前記開先上下倣いを行う制御手段と、を備えている。このような構成とすると、開先左右倣い制御を、撮像装置で撮像した映像の画像処理に基づいて行うことにより、必要なセンサの数を低減することができる。   In order to solve the above-mentioned problems, an automatic arc welding system according to the present invention causes a wire to protrude from the tip of a welding torch and melts it by arc so that the welding torch follows the groove from side to side and groove from top to bottom. In the welding system that moves along the extending direction of the groove and thereby forms a bead in the groove, the imaging device that images the wire and the arc, Image processing means for extracting the protruding length of the wire, and control means for performing the groove up-and-down copying by controlling the extracted protruding length of the wire to be a constant length. With such a configuration, the number of necessary sensors can be reduced by performing groove left / right copying control based on image processing of a video imaged by the imaging device.

前記撮像装置は、前記撮像を前記溶接トーチの前記開先の延在方向に沿った移動方向における前方でかつ上方から行ってもよい。このような構成とすると、画像処理に好適な映像を得ることができる。   The imaging apparatus may perform the imaging from the front in the moving direction along the extending direction of the groove of the welding torch and from above. With such a configuration, a video suitable for image processing can be obtained.

前記制御手段は、前層のビード表面高さに強く関係する、現在の前記ワイヤの先端位置の高さと現在における前記開先左右倣いのためのデータとに基づいて溶接速度を制御してもよい。このような構成とすると、好適に積層ビード高さ一定制御を行うことができる。   The control means may control the welding speed based on the current height of the tip position of the wire and the current data for following the groove left and right, which is strongly related to the bead surface height of the front layer. . With such a configuration, the laminated bead height can be suitably controlled.

前記画像処理手段は、前記画像処理において前記アークの高輝度部の形状の特徴を抽出し、前記制御手段は、前記抽出した形状の特徴に基づいて前記開先左右倣いを行ってもよい。このような構成とすると、必要なセンサの数を低減することができる。   The image processing means may extract the feature of the shape of the high-intensity part of the arc in the image processing, and the control means may perform the groove left-right tracing based on the extracted feature of the shape. With such a configuration, the number of necessary sensors can be reduced.

また、本発明に係る自動アーク溶接方法は、溶接トーチの先端からワイヤを突出させてこれをアークにより溶融させながら該溶接トーチを開先左右倣い及び開先上下倣いさせるようにして開先の延在方向に沿って移動させ、それにより前記開先にビードを形成する溶接システム及び方法において、前記ワイヤ及び前記アークを撮像するステップと、前記撮像した映像を画像処理して前記ワイヤの突出長さを抽出するステップと、前記抽出したワイヤの突出長さを一定長に維持するよう制御することにより前記開先上下倣いを行うステップと、を含む。このような構成とすると、開先左右倣い制御を、撮像した映像の画像処理に基づいて行うことにより、必要なセンサの数を低減することができる。   Further, the automatic arc welding method according to the present invention extends the groove by causing the wire to protrude from the tip of the welding torch and melting the welding torch while following the groove to the left and right and the groove up and down. In a welding system and method for moving along a current direction and thereby forming a bead in the groove, a step of imaging the wire and the arc, and a projection length of the wire by image processing the captured image And a step of performing the groove up-and-down copying by controlling so that the protruding length of the extracted wire is maintained at a constant length. With such a configuration, the number of necessary sensors can be reduced by performing groove left / right copying control based on image processing of a captured image.

前記撮像を前記溶接トーチの前記開先の延在方向に沿った移動方向における前方でかつ上方から行ってもよい。このような構成とすると、画像処理に好適な映像を得ることができる。   You may perform the said imaging from the front and the upper direction in the moving direction along the extension direction of the said groove | channel of the said welding torch. With such a configuration, a video suitable for image processing can be obtained.

前層のビード表面高さに強く関係する、現在の前記ワイヤの先端位置の高さと現在における前記開先左右倣いのためのデータとに基づいて溶接速度を制御してもよい。このような構成とすると、好適に積層ビード高さ一定制御を行うことができる。   The welding speed may be controlled based on the current height of the tip position of the wire and the current data for the groove left and right tracing, which is strongly related to the bead surface height of the front layer. With such a configuration, the laminated bead height can be suitably controlled.

前記画像処理において前記アークの高輝度部の形状の特徴を抽出し、前記抽出した形状の特徴に基づいて前記開先左右倣いを行ってもよい。このような構成とすると、必要なセンサの数を低減することができる。   In the image processing, a feature of the shape of the high-intensity part of the arc may be extracted, and the groove left-right copying may be performed based on the extracted feature of the shape. With such a configuration, the number of necessary sensors can be reduced.

本発明は以上に説明したような構成を有し、必要なセンサの数を低減することが可能な自動アーク溶接システム及び方法を提供できるという効果を奏する。   The present invention has the configuration as described above, and has an effect of providing an automatic arc welding system and method capable of reducing the number of necessary sensors.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態に係る自動アーク溶接システムの構成を示す模式図である。図2はCCDカメラの配設位置を示す斜視図である。図3は溶接部を模式的に示す斜視図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an automatic arc welding system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement position of the CCD camera. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a welded portion.

図1乃至図3に示すように、自動アーク溶接システム101は、溶接装置1と、ロボット2と、自動アーク溶接制御装置3と、を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the automatic arc welding system 101 includes a welding device 1, a robot 2, and an automatic arc welding control device 3.

本実施の形態では、一対の被溶接物12が突き合わせ溶接される。そして、その継手を形成すべき箇所に開先13が形成されている。一対の被溶接物12は、所定のルートギャップRGを有して配置され、各々の開先面が所定のベベル角を有するように形成されている。そして、一対の被溶接物12の突き合わせ端部の下面間に架け渡すように板状の裏当金16が配設されている。この裏当金16及び一対の被溶接物12の開先面に囲まれるようにして開先13が形成されている。   In the present embodiment, a pair of workpieces 12 are butt welded. And the groove | channel 13 is formed in the location which should form the joint. The pair of workpieces 12 are arranged with a predetermined root gap RG, and each groove surface is formed to have a predetermined bevel angle. And the plate-shaped backing metal 16 is arrange | positioned so that it may span between the lower surfaces of the butt | matching edge part of a pair of to-be-welded object 12. FIG. A groove 13 is formed so as to be surrounded by the backing metal 16 and the groove surfaces of the pair of workpieces 12.

溶接装置1は、溶接トーチ9と溶接電源11とを有している。溶接トーチ9は、不活性ガスを溶接部に供給するノズルで構成されている。溶接トーチ9の先端からは溶接材料からなるワイヤ10が図示されない送り機構によって所定の速度で送り出される。このワイヤ10には溶接電源11から電流が供給される。   The welding apparatus 1 has a welding torch 9 and a welding power source 11. The welding torch 9 is composed of a nozzle that supplies an inert gas to the welded portion. From the tip of the welding torch 9, a wire 10 made of a welding material is fed out at a predetermined speed by a feeding mechanism (not shown). A current is supplied to the wire 10 from a welding power source 11.

ロボット2は、6軸多関節のアーム7とこのアーム7の動作を制御するロボットコントローラ8とを有している。アーム7の手先部7aには溶接トーチ9が取り付けられている。ロボットコントローラ8は、このアーム7を制御して、ワイヤ10の先端10aが開先13内を移動するように溶接トーチ9を移動させる。図2及び図3に示すように、ワイヤ10の先端は、開先13内を該開先13の幅方向(左右方向)19にウィービングしながら該開先13の延在方向に移動する。このワイヤ10の先端(ひいては溶接トーチ9)の開先13の延在方向に沿った移動方向を、以下、溶接方向18と呼ぶ。そして、この移動に連動して、上述の溶接電源11によりワイヤ10に溶接電流が供給されて、ワイヤ10の先端10aと開先13内に形成された前層のビード17との間にアーク14が発生し、ワイヤ10の先端部が溶融して溶湯池15が形成される。この溶湯池15が冷えて固まってビード17が形成される。   The robot 2 includes a 6-axis articulated arm 7 and a robot controller 8 that controls the operation of the arm 7. A welding torch 9 is attached to the hand portion 7 a of the arm 7. The robot controller 8 controls the arm 7 to move the welding torch 9 so that the tip 10 a of the wire 10 moves in the groove 13. As shown in FIGS. 2 and 3, the tip of the wire 10 moves in the extending direction of the groove 13 while weaving in the groove 13 in the width direction (left-right direction) 19 of the groove 13. The moving direction along the extending direction of the groove 13 of the tip of the wire 10 (and hence the welding torch 9) is hereinafter referred to as a welding direction 18. In conjunction with this movement, a welding current is supplied to the wire 10 by the welding power source 11 described above, and an arc 14 is formed between the tip 10 a of the wire 10 and the bead 17 of the front layer formed in the groove 13. And the tip of the wire 10 melts to form the molten metal pond 15. The molten metal pond 15 is cooled and solidified to form a bead 17.

自動アーク溶接制御装置3は、CCDカメラ4と、CCDカメラ4で撮像した映像を所定の画像信号に変換して出力するCCU(camera control unit)5と、CCU5からの画像信号を画像処理して特徴データを抽出するとともに、この抽出した特徴データに基づいて所要の指令等をロボットコントローラ8に出力するパソコン6とを有している。   The automatic arc welding control device 3 performs image processing on the CCD camera 4, a CCU (camera control unit) 5 that converts and outputs a video image captured by the CCD camera 4 to a predetermined image signal, and an image signal from the CCU 5. It has a personal computer 6 that extracts feature data and outputs a required command or the like to the robot controller 8 based on the extracted feature data.

CCDカメラ4には、例えば、一眼モノクロカメラが用いられる。ここで撮像装置をCCDカメラとしているが、CMOSイメージセンサ等、他の撮像装置であってもよい。CCDカメラ4は、溶接トーチ9の溶接方向18における前方であって溶接部の上方に、そこから溶接部を撮像可能に(溶接部がその視野に入るように)配設される。ここで、溶接部とは、図3に示すように、溶接トーチ9、ワイヤ10、アーク14、及び溶湯池15からなる領域をいう。CCDカメラ4は、本実施の形態では、図2に示すように、アーム7の手先部7aに後方でかつ斜め下方を向くように取付けられる。つまり、CCDカメラ4は、溶接部と一定の間隔を維持するように配設される。もちろん、CCDカメラ4を、他の移動機構によって溶接トーチ9と一定の間隔を維持するよう移動させてもよい。   As the CCD camera 4, for example, a single-lens monochrome camera is used. Here, the imaging device is a CCD camera, but another imaging device such as a CMOS image sensor may be used. The CCD camera 4 is disposed in front of the welding torch 9 in the welding direction 18 and above the welded portion so that the welded portion can be imaged therefrom (so that the welded portion is in the field of view). Here, as shown in FIG. 3, the welded portion refers to a region composed of a welding torch 9, a wire 10, an arc 14, and a molten metal pond 15. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the CCD camera 4 is attached to the hand portion 7a of the arm 7 so as to face rearward and obliquely downward. That is, the CCD camera 4 is disposed so as to maintain a certain distance from the welded portion. Of course, the CCD camera 4 may be moved so as to maintain a certain distance from the welding torch 9 by another moving mechanism.

パソコン6は、周知のように、CPU等の演算部31と、内部メモリ等の記憶部32と、演算部31にデータを入力するためのキーボード等の入力部33と、演算部31に制御されて所要の表示を行う表示部34とを備えている。記憶部32には所定の制御プログラムが格納されている。演算部31は、この制御プログラムを読み出して実行することにより、溶接部画像処理、開先左右倣い制御、開先上下倣い制御、溶接条件制御等を行う。演算部31は、開先左右倣い制御、開先上下倣い制御、及び溶接条件制御においては、所要の指令等をロボットコントローラ8に入力することにより、これらの制御を遂行する。すなわち、演算部31は、ロボットコントローラ8と共働して自動アーク溶接システム101全体の動作を制御する。また、演算部31は表示部34に所要の表示を行う。   As is well known, the personal computer 6 is controlled by a calculation unit 31 such as a CPU, a storage unit 32 such as an internal memory, an input unit 33 such as a keyboard for inputting data to the calculation unit 31, and the calculation unit 31. And a display unit 34 for performing a required display. A predetermined control program is stored in the storage unit 32. The calculation unit 31 reads out and executes this control program, thereby performing welded portion image processing, groove left / right scanning control, groove vertical scanning control, welding condition control, and the like. In the groove left / right scanning control, groove vertical scanning control, and welding condition control, the calculation unit 31 performs these controls by inputting necessary commands and the like to the robot controller 8. That is, the arithmetic unit 31 controls the operation of the entire automatic arc welding system 101 in cooperation with the robot controller 8. Further, the calculation unit 31 performs a required display on the display unit 34.

次に、以上のように構成された自動アーク溶接システム101の動作(自動アーク溶接方法)を説明する。ここでは、一般的な動作は省略し、本発明を特徴付ける積層ビード高さ一定制御を説明する。この制御は、パソコン6の演算部31とロボットコントローラ8との共働の制御により遂行される。   Next, the operation (automatic arc welding method) of the automatic arc welding system 101 configured as described above will be described. Here, the general operation is omitted, and a description will be given of the constant bead height control that characterizes the present invention. This control is performed by cooperative control between the calculation unit 31 of the personal computer 6 and the robot controller 8.

まず、積層ビード高さ一定制御の概要を説明する。   First, an outline of the stack bead height constant control will be described.

図4は積層ビード高さ一定制御の概要を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the stack bead height constant control.

図1乃至図4において、自動アーク溶接システムが始動すると、溶接条件が設定される(ステップS1)。具体的には、ロボット2にティーチングにより溶接の始端点及び終端点が教示される。次いで、開先角度、ルートギャップ等の所要の制御パラメータが演算部31に入力される。次いで、ウィービング条件等の溶接条件が設定される。次いで、後述するアーク高輝度部の長軸の傾斜角θの適正値等が設定される。これらの入力及び設定は、所要のデータがパソコン6の入力部33を介して演算部31に入力され、記憶部32に記憶されることによって行われる。   1 to 4, when the automatic arc welding system is started, welding conditions are set (step S1). Specifically, the robot 2 is taught the start and end points of welding by teaching. Next, necessary control parameters such as a groove angle and a route gap are input to the calculation unit 31. Next, welding conditions such as weaving conditions are set. Next, an appropriate value or the like of the major axis inclination angle θ of the arc high-brightness portion described later is set. These inputs and settings are performed by inputting required data to the calculation unit 31 via the input unit 33 of the personal computer 6 and storing it in the storage unit 32.

次いで、溶接開始スイッチ(図示せず)がONされることによって、溶接が開始される(ステップS2)。   Next, welding is started by turning on a welding start switch (not shown) (step S2).

次いで、溶接部の撮像が行われる(ステップS3)。具体的には、以下のようにして、溶接部の撮像が行われる。   Next, the welded part is imaged (step S3). Specifically, the welded part is imaged as follows.

図11はCCDカメラ4で撮像された溶接部の映像を示す画像(以下、溶接部画像という)であって、(a)は画像処理前の溶接部画像であり、(b)は画像処理によって抽出された溶接トーチ先端位置及びワイヤ先端位置を表示した溶接部画像である。   FIG. 11 is an image (hereinafter referred to as a welded portion image) showing a welded portion image captured by the CCD camera 4, wherein (a) is a welded portion image before image processing, and (b) is obtained by image processing. It is the welding part image which displayed the extracted welding torch front-end | tip position and wire front-end | tip position.

CCDカメラ4は、図11(a)に示すような、溶接部をその前方かつ上方から撮った映像を撮影する。CCU5は、この映像を所定の画像信号に変換してパソコン6に入力する。パソコン6はこの画像信号の所定数のフレーム分(ここでは3フレーム)の画像(溶接部画像)を一時的に記憶部32に保存する。この溶接部画像は、所定数の画素及び所定数の階調を有するデジタル画像である。溶接部画像には、図11(a)に示すように、画面の暗い背景の中央部にやや明るく溶融池が写り、その溶融池の中に非常に明るくアーク(以下、アーク高輝度部ともいう)が写っている。そして、その明るいアーク高輝度部の上部の一部を切り欠くように黒くワイヤの先端部が写り、そのワイヤの上端にやや明るく弧状のトーチの先端部が写っている。   The CCD camera 4 captures an image of the welded part taken from the front and above as shown in FIG. The CCU 5 converts this video into a predetermined image signal and inputs it to the personal computer 6. The personal computer 6 temporarily stores an image (welded part image) of a predetermined number of frames (here, 3 frames) of the image signal in the storage unit 32. This welded portion image is a digital image having a predetermined number of pixels and a predetermined number of gradations. In the welded portion image, as shown in FIG. 11A, the molten pool is slightly brightly reflected in the center of the dark background of the screen, and the arc is very bright in the molten pool (hereinafter also referred to as an arc high luminance portion). ) Then, the tip of the wire appears black so as to cut out a part of the upper portion of the bright arc high-luminance portion, and the tip of the arc-like torch is shown slightly brighter at the upper end of the wire.

次いで、パソコン6の演算部31は、この溶接部画像(正確には溶接部画像の画像データ)を記憶部32から読み出して画像処理する(ステップS4)。   Next, the calculation unit 31 of the personal computer 6 reads out the welded part image (more precisely, image data of the welded part image) from the storage unit 32 and performs image processing (step S4).

次いで、この画像処理により抽出されたデータに基づいて、ワイヤ10の開先左右倣い制御(水平方向、ステップS5)とワイヤ10の開先上下倣い制御(鉛直方向、ステップS6)とがパラレルに行われる。   Next, on the basis of the data extracted by the image processing, the groove left / right scanning control (horizontal direction, step S5) of the wire 10 and the groove vertical scanning control (vertical direction, step S6) of the wire 10 are performed in parallel. Is called.

次いで、溶接条件(溶接速度)制御が行われる(ステップS7)。   Next, welding condition (welding speed) control is performed (step S7).

そして、溶接が終了するまで、ステップS3〜ステップS7が繰り返され、溶接が終了すると(ステップS8)、積層ビード高さ一定制御が終了する。   And until welding is complete | finished, step S3-step S7 are repeated, and when welding is complete | finished (step S8), lamination | stacking bead height constant control will be complete | finished.

次に、画像処理(ステップS4)、開先左右倣い制御(ステップS5)、開先上下倣い制御(ステップS6)、及び溶接条件制御(ステップS7)について詳しく説明する。   Next, image processing (step S4), groove left / right scanning control (step S5), groove vertical scanning control (step S6), and welding condition control (step S7) will be described in detail.

まず、開先左右倣い制御用の画像処理及び該開先左右倣い制御(以下、画像処理に基づく開先左右倣い制御という)について説明する。なお、この画像処理に基づく開先左右倣い制御は公知であるので、ここでは、必要最小限の説明に止める。詳しくは、特開2004−042067号公報又は特開2005−193277号公報を参照されたい。   First, image processing for groove left / right scanning control and groove left / right scanning control (hereinafter referred to as groove left / right scanning control based on image processing) will be described. Note that the groove left / right copying control based on this image processing is well known, and therefore only the minimum necessary description will be given here. For details, refer to JP 2004-042067 A or JP 2005-193277 A.

画像処理に基づく開先左右倣い制御は、開先の底幅が大きい場合と開先の底幅が小さい場合とで異なる。   The groove left / right scanning control based on image processing differs depending on whether the groove bottom width is large or the groove bottom width is small.

まず、開先の底幅が大きい場合の画像処理に基づく開先左右倣い制御について説明する。   First, groove left / right tracing control based on image processing when the groove bottom width is large will be described.

図5は開先の底幅が大きい場合におけるウィービングに伴うアーク高輝度部の形状変化を示す模式図であって、(a)はワイヤがウィービング中央位置に位置するときのアーク高輝度部の形状を示す図、(b)はワイヤがウィービング右端に位置するときのアーク高輝度部の形状を示す図、(c)はワイヤが開先面にほぼ接触するときのアーク高輝度部の形状を示す図である。図6は開先の底幅が大きい場合における電極−開先面間距離に対するアーク高輝度部長軸の傾斜角の変化を示すグラフである。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a change in the shape of the arc high-intensity part accompanying weaving when the bottom width of the groove is large, and (a) shows the shape of the arc high-intensity part when the wire is positioned at the center of the weaving. FIG. 5B is a diagram showing the shape of the arc high luminance portion when the wire is positioned at the right end of the weaving, and FIG. 5C is a diagram showing the shape of the arc high luminance portion when the wire is substantially in contact with the groove surface. FIG. FIG. 6 is a graph showing a change in the inclination angle of the major axis of the arc high brightness portion with respect to the distance between the electrode and the groove surface when the groove bottom width is large.

溶接部画像から抽出したアーク高輝度部14を観察すると図5(a)〜図5(c)に示すように形状が変化する。すなわち、ワイヤ10がCCDカメラ4から見てウィービング中央位置に位置するときは、図5(a)に示すように、アーク高輝度部14は、ほぼ水平方向に長軸Lを有する楕円形を成している。そして、ワイヤ10がCCDカメラ4から見てウィービング右端に位置するときは、溶接アークは開先面に制約されて右側が狭まるため、図5(b)に示すように、アーク高輝度部14は多少細った楕円形になり、その長軸Lが右上方を向くようになる。さらに、ワイヤ10が開先面に近づいてほぼ接触するようになると、図5(c)に示すように、アーク高輝度部14の形状はさらに細くなり、その長軸Lもさらに右が上がって傾斜角が大きくなる。   When the arc high-intensity part 14 extracted from the welded part image is observed, the shape changes as shown in FIGS. In other words, when the wire 10 is positioned at the center of the weaving as viewed from the CCD camera 4, the arc high brightness portion 14 forms an ellipse having a major axis L in the substantially horizontal direction, as shown in FIG. is doing. When the wire 10 is positioned at the right end of the weaving as viewed from the CCD camera 4, the welding arc is constrained by the groove surface and the right side is narrowed. Therefore, as shown in FIG. It becomes a slightly thin ellipse, and its long axis L is directed to the upper right. Furthermore, when the wire 10 approaches the groove surface and comes into almost contact, as shown in FIG. 5 (c), the shape of the arc high brightness portion 14 becomes thinner, and the long axis L further rises to the right. The inclination angle increases.

このようなアーク高輝度部14の形状変化は、ワイヤと開先面の間の水平距離及び開先面のベベル角度によって律せられ、ほぼ再現性があることが分かっている。   Such a change in the shape of the arc high-brightness portion 14 is determined by the horizontal distance between the wire and the groove surface and the bevel angle of the groove surface, and it is known that there is almost reproducibility.

このワイヤと開先面の間の水平距離(以下、ワイヤ−開先面間距離という)に対するアーク高輝度部14の長軸Lの傾斜角θ(図3参照)の変化の測定例を説明する。   A measurement example of a change in the inclination angle θ (see FIG. 3) of the major axis L of the arc high brightness portion 14 with respect to a horizontal distance between the wire and the groove surface (hereinafter referred to as a wire-groove surface distance) will be described. .

図6はワイヤ−開先面間距離に対するアーク高輝度部の長軸Lの傾斜角θの変化の測定例を示すグラフである。図6は、開先面が30度のベベル角度を有するよう配置された一対の被溶接物12について得られた実測値をプロットしたものである。   FIG. 6 is a graph showing a measurement example of a change in the inclination angle θ of the major axis L of the arc high-luminance part with respect to the distance between the wire and the groove surface. FIG. 6 is a plot of measured values obtained for a pair of workpieces 12 arranged so that the groove surface has a bevel angle of 30 degrees.

図6において、ワイヤ−開先面間距離が減少するに連れてアークク高輝度部14の長軸Lの傾斜角(以下、単に長軸の傾斜角という)θはほぼ単調に減少している。なお、通常、適当なウィービング端点は、ワイヤ10が開先面から2mm程度離れた位置とされる。従って、本測定例によれば、ウィービングの端点における長軸の傾斜角θがほぼ30度であれば適正なウィービング溶接がなされていると見ることができ、これとずれを有するときには、長軸の傾斜角θが30度に近づくようにウィービングを調整する必要がある。この調整は、パソコン6の演算部31が、ロボットコントローラ8に、長軸の傾斜角θの適正値(ここでは30度)からのずれに応じたウィービング端点位置補正量を入力することにより行われる。   In FIG. 6, as the distance between the wire and the groove surface decreases, the inclination angle θ of the major axis L of the arc-high luminance portion 14 (hereinafter simply referred to as the inclination angle of the major axis) decreases substantially monotonously. In general, an appropriate weaving end point is a position where the wire 10 is about 2 mm away from the groove surface. Therefore, according to this measurement example, if the inclination angle θ of the major axis at the end point of the weaving is approximately 30 degrees, it can be considered that proper weaving welding has been performed. It is necessary to adjust the weaving so that the inclination angle θ approaches 30 degrees. This adjustment is performed when the calculation unit 31 of the personal computer 6 inputs to the robot controller 8 a weaving end point position correction amount corresponding to a deviation from an appropriate value (here, 30 degrees) of the inclination angle θ of the long axis. .

本実施の形態における画像処理に基づく開先左右倣い制御は、このワイヤ−開先面間距離と長軸の傾斜角θとの関係を利用して行われる。   The groove left / right tracing control based on the image processing in the present embodiment is performed using the relationship between the wire-groove surface distance and the major axis inclination angle θ.

次に、この画像処理に基づく開先左右倣い制御を図1乃至図3及び図5を用いて具体的に説明する。   Next, groove left / right tracing control based on this image processing will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG.

まず、パソコン6の演算部31は、ウィービングが右端に到達したことを確認すると、記憶部32から溶接部画像を取り込み、画像処理により長軸の傾斜角θを算出する。具体的には、取り込んだ溶接部画像を所定の閾値を用いて2値化してアーク高輝度部14の形状を抽出する。アーク高輝度部14は溶融池15等の他の領域と比較すると極めて高い輝度を有するので、閾値の設定も容易であり、簡単にこれを抽出することができる。   First, when it is confirmed that the weaving has reached the right end, the calculation unit 31 of the personal computer 6 takes in the welded part image from the storage unit 32 and calculates the major axis inclination angle θ by image processing. Specifically, the acquired welded portion image is binarized using a predetermined threshold value, and the shape of the arc high luminance portion 14 is extracted. Since the arc high luminance part 14 has extremely high luminance as compared with other regions such as the molten pool 15, the threshold value can be easily set, and this can be extracted easily.

次いで、所定の閾値以下の面積しか持たない高輝度領域を削除することにより、これらノイズ成分を除去する。   Next, these noise components are removed by deleting a high luminance region having only an area equal to or less than a predetermined threshold.

次いで、抽出したアーク高輝度部14について重心座標Gを算定する。重心座標G(Xg,Yg)は、アーク高輝度部14内の画素についてそれぞれx座標xiとy座標yiとの平均値を算出することにより簡単に算定することができる。   Next, the center-of-gravity coordinates G are calculated for the extracted arc high luminance part 14. The center-of-gravity coordinates G (Xg, Yg) can be easily calculated by calculating the average value of the x-coordinate xi and the y-coordinate yi for each pixel in the arc high luminance part 14.

さらに、アーク高輝度部14の各画素の座標(xi,yi)を用いて、下式によりアーク高輝度部14の図形の慣性モーメントが最小となる対称軸の角度θを算出する。   Further, using the coordinates (xi, yi) of each pixel of the arc high luminance portion 14, the angle θ of the symmetry axis that minimizes the moment of inertia of the graphic of the arc high luminance portion 14 is calculated by the following equation.

この式は、直線y=tanθ×(x−Xg)+Yg の周りのモーメントを表す式Mについて、dM/dθ=0となるようなθを求めるもので、
θ=−0.5 atan[2Σ(xi−Xg)(yi−Yg)/{Σ(xi−Xg)−Σ(yi−Yg)}]
である。但し、−90°≦θ≦+90°である。
This equation obtains θ such that dM / dθ = 0 with respect to the equation M representing the moment around the straight line y = tan θ × (x−Xg) + Yg.
θ = −0.5 atan [2Σ (xi−Xg) (yi−Yg) / {Σ (xi−Xg) 2 −Σ (yi−Yg) 2 }]
It is. However, −90 ° ≦ θ ≦ + 90 °.

角度θはこの図形の最も長い軸に沿うものとなる。ここで、重心Gを通り、角度θを持つ軸をアーク高輝度部14の長軸、重心Gを通り、長軸に直交する軸を短軸と定義する。ここで、xy座標系は、x座標を水平方向に取り、y座標を鉛直下方向に取ったものである。また、角度θは正のx軸を基準にして反時計方向に測るものとする。   The angle θ is along the longest axis of this figure. Here, an axis passing through the center of gravity G and having an angle θ is defined as a major axis of the arc high-brightness unit 14, and an axis passing through the center of gravity G and perpendicular to the major axis is defined as a minor axis. Here, the xy coordinate system is such that the x coordinate is taken in the horizontal direction and the y coordinate is taken in the vertically downward direction. The angle θ is measured counterclockwise with respect to the positive x axis.

次に、演算部31は、このようにして求めた長軸Lの傾斜角θを適正値と対比して、そのずれから右端における位置補正量ΔRを算出する。   Next, the calculation unit 31 compares the inclination angle θ of the major axis L obtained in this way with an appropriate value, and calculates a position correction amount ΔR at the right end from the deviation.

次いで、演算部31は、ウィービングが左端に到達したことを確認すると、上記と同様にして、長軸の傾斜角θを算出し、左端における位置補正量ΔLを算出する。   Next, when it is confirmed that the weaving has reached the left end, the arithmetic unit 31 calculates the inclination angle θ of the major axis in the same manner as described above, and calculates the position correction amount ΔL at the left end.

次いで、演算部31は、ウィービングが中央位置に到達したことを確認すると、右端における位置補正量(以下、右側補正量という)ΔRと左端における位置補正量(以下、左側補正量という)ΔLとを合成してウィービングの中央位置のずれを正す補正量を算出する。具体的には、演算部31は、右側補正量ΔRと左側補正量ΔLとの差の半分をウィービング中央位置の補正量ΔXcとし、右側補正量ΔRと左側補正量ΔLとの和をウイービング幅の補正量ΔWとする。そして、このウィービング中央位置の補正量ΔXc及びウイービング幅の補正量ΔWをロボットコントローラ8に入力する。すると、ロボットコントローラ8がこの補正量に応じてワイヤ10のウィービング動作を調整する。これにより、ウィービングの動作が補正される。このようにして、開先の底幅が大きい場合におけるワイヤ10の開先左右倣い制御が行われる。   Next, when it is confirmed that the weaving has reached the center position, the calculation unit 31 calculates a position correction amount at the right end (hereinafter referred to as a right correction amount) ΔR and a position correction amount at the left end (hereinafter referred to as a left correction amount) ΔL. A correction amount for correcting the deviation of the central position of the weaving by combining is calculated. Specifically, the calculation unit 31 sets the half of the difference between the right correction amount ΔR and the left correction amount ΔL as the correction amount ΔXc at the weaving center position, and calculates the sum of the right correction amount ΔR and the left correction amount ΔL as the weaving width. The correction amount is ΔW. Then, the weaving center position correction amount ΔXc and the weaving width correction amount ΔW are input to the robot controller 8. Then, the robot controller 8 adjusts the weaving operation of the wire 10 according to the correction amount. As a result, the weaving operation is corrected. In this way, the groove left / right tracing control of the wire 10 when the bottom width of the groove is large is performed.

次に、開先の底幅が小さい場合の画像処理に基づく開先左右倣い制御について説明する。   Next, groove left / right tracing control based on image processing when the groove bottom width is small will be described.

図7は開先の底幅が小さい場合における溶接部を模式的に示す斜視図である。図7に示すように、開先の底幅が小さい場合、すなわち、下向きV開先の初層や開先角度が小さい場合には、アーク14が同時に両側の開先面に制約されて、溶接部画像において、アーク高輝度部14が塊状に写り、長軸を判定しその傾斜を正確に算出できるような疑似楕円形には写らない。従って、長軸の傾斜角θに依存するウィービング位置の計測では信頼性に劣る。そこで、このような場合には、アーク高輝度部14の長軸の長さと短軸の長さとの比(以下、長短軸長比という)Pを利用してウィービング位置が計測される。   FIG. 7 is a perspective view schematically showing a welded portion when the groove bottom width is small. As shown in FIG. 7, when the bottom width of the groove is small, that is, when the initial layer of the downward V groove or the groove angle is small, the arc 14 is simultaneously constrained by the groove surfaces on both sides, and welding is performed. In the partial image, the arc high-intensity portion 14 appears in a lump shape, and does not appear in a pseudo ellipse that can determine the long axis and accurately calculate the inclination. Therefore, the measurement of the weaving position depending on the inclination angle θ of the long axis is inferior in reliability. Therefore, in such a case, the weaving position is measured using a ratio P (hereinafter, referred to as a long / short axis length ratio) P between the major axis length and the minor axis length of the arc high luminance portion 14.

図8は開先の底幅が小さい場合におけるウィービングに伴うアーク高輝度部の形状変化を示す模式図であって、(a)はワイヤがウィービング左端に到達したときのアーク高輝度部の形状を示す図、(b)はワイヤがウィービング中央位置に到達したときのアーク高輝度部の形状を示す図、(c)はワイヤがウィービング右端に到達したときのアーク高輝度部の形状を示す図である。図9は開先中心からの距離に対するアーク高輝度部の長短軸長比Pの変化を示すグラフである。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a change in the shape of the arc high luminance part accompanying weaving when the bottom width of the groove is small. FIG. 8A shows the shape of the arc high luminance part when the wire reaches the left end of the weaving. The figure which shows, (b) is a figure which shows the shape of an arc high-intensity part when a wire reaches | attains a weaving center position, (c) is a figure which shows the shape of an arc high-intensity part when a wire reaches | attains the weaving right end. is there. FIG. 9 is a graph showing a change in the long / short axis length ratio P of the arc high luminance portion with respect to the distance from the groove center.

開先の底幅が小さい場合において、溶接部画像から抽出したアーク高輝度部14を観察すると図8(a)〜図8(c)に示すように形状が変化する。すなわち、ワイヤ10が左側の開先面に近づくと、図8(a)に示すように、アーク高輝度部14は左側には広がらないため、左肩上がりの少し扁平な形状を成す。そして、ワイヤがウィービング中央位置に到達すると、図8(b)に示すように、アーク高輝度部14は、三角形に近い塊状になり、長軸の長さと短軸の長さとはほぼ等しくなる。そして、左肩上がりから右肩上がりへとその形状が変化するのに伴い、長軸と短軸とが入れ替わる。そして、ワイヤ10が右側の開先面に近づくと、図8(c)に示すように、アーク高輝度部14は、図8(a)におけるアーク高輝度部14の形状とほぼ対称の右肩上がりの形状を成す。   When the bottom width of the groove is small, the shape changes as shown in FIGS. 8A to 8C when the arc high luminance portion 14 extracted from the welded portion image is observed. That is, when the wire 10 approaches the left groove surface, as shown in FIG. 8 (a), the arc high luminance portion 14 does not spread to the left side, and thus has a slightly flat shape that rises to the left. When the wire reaches the weaving center position, as shown in FIG. 8 (b), the arc high luminance portion 14 becomes a block shape close to a triangle, and the length of the major axis and the length of the minor axis become substantially equal. Then, as the shape changes from the left shoulder rise to the right shoulder rise, the major axis and the minor axis are switched. When the wire 10 approaches the groove surface on the right side, as shown in FIG. 8C, the arc high brightness portion 14 has a right shoulder substantially symmetrical to the shape of the arc high brightness portion 14 in FIG. Form a rising shape.

演算部31は、長短軸長比Pを以下のようにして算出する。   The calculation unit 31 calculates the long / short axis length ratio P as follows.

図7及び図8において、演算部31は、上述のように、慣性モーメントを表す式Mを用いた演算により、アーク高輝度部14の重心Gを算出し、かつ重心Gを通る長軸の傾斜角θを算出する。そして、長軸の傾斜角θに±90°を加えることにより、短軸の傾斜角σを算出する。次いで、重心Gの座標(Xg,Yg)、長軸の傾斜角θ、短軸の傾斜角σ、及び実数パラメータrを用いて長軸と短軸の方程式を立てる。例えば、長軸に関する方程式は、
x=Xg+rcosθ
y=Yg−rsinθ
となる。なお、実数パラメータrの絶対値は直線上の点と重心Gとの距離を表すことになる。
7 and 8, the calculation unit 31 calculates the center of gravity G of the arc high-brightness unit 14 by the calculation using the equation M representing the moment of inertia and the inclination of the long axis passing through the center of gravity G as described above. The angle θ is calculated. The minor axis inclination angle σ is calculated by adding ± 90 ° to the major axis inclination angle θ. Next, using the coordinates (Xg, Yg) of the center of gravity G, the inclination angle θ of the major axis, the inclination angle σ of the minor axis, and the real parameter r, an equation of the major axis and the minor axis is established. For example, the equation for the major axis is
x = Xg + r cos θ
y = Yg−rsinθ
It becomes. The absolute value of the real number parameter r represents the distance between the point on the straight line and the center of gravity G.

この式を利用して、アーク高輝度部14の輪郭と長軸及び短軸との交点を求めて、それぞれ長軸長aと短軸長bとを算出する。そして、この長軸長aと短軸長bとを用いて、長短軸長比P=b/aを算出する。   Using this equation, the intersection of the arc high brightness portion 14 with the major axis and minor axis is obtained, and the major axis length a and minor axis length b are calculated, respectively. Then, the long / short axis length ratio P = b / a is calculated using the long axis length a and the short axis length b.

このようにして得られる長短軸長比Pは、ワイヤの位置に対して比較的安定した関数になっており、ベベル角度が等しい下向きV開先においては、開先の中心に対して対称になっている。   The long / short axis length ratio P thus obtained is a relatively stable function with respect to the position of the wire, and in a downward V groove having the same bevel angle, it is symmetric with respect to the center of the groove. ing.

この開先の中心からの距離に対する長短軸長比Pの変化の測定例を説明する。   A measurement example of the change in the long / short axis length ratio P with respect to the distance from the center of the groove will be described.

図10は開先の中心からの距離に対する長短軸長比Pの変化の測定例を示すグラフである。図10は、両側の開先面がともに30°のベベル角度を有しルートギャップが0mmである開先を形成するよう配置された一対の被測定物について、ウィービング溶接したときの開先の中心からの距離に対する長短軸長比Pの実測値をプロットしたものである。図10から明らかなように、長短軸長比Pは、ワイヤが開先の中心に位置するとき最高値1となり、中心から左右に離れるに連れて左右ほぼ同じ割合で減少する。   FIG. 10 is a graph showing a measurement example of a change in the long / short axis length ratio P with respect to the distance from the center of the groove. FIG. 10 shows the center of the groove when weaving welding is performed on a pair of objects to be measured arranged so as to form a groove having a bevel angle of 30 ° on both sides and a root gap of 0 mm. The measured value of the long / short axis length ratio P with respect to the distance from is plotted. As can be seen from FIG. 10, the long / short axis length ratio P has a maximum value of 1 when the wire is located at the center of the groove, and decreases at substantially the same rate on the left and right as the wire moves away from the center.

本実施の形態では、演算部31が、ウィービング端における長短軸長比Pの実測値を適正値と対比し、そのずれを無くすような補正を行う。演算部31は、ウィービング端における長短軸長比Pの適正値からのずれから右側補正量ΔR及び左側補正量ΔLをそれぞれ算出し、右側補正量ΔRと左側補正量ΔLとの差の半分をウィービング中央位置の補正量ΔXcとし、右側補正量ΔRと左側補正量ΔLとの和をウィービング幅の補正量ΔWとする。なお、ワイヤ10が開先13の左側領域にあるか右側領域にあるかは、長軸の傾斜角θが正か負かによって判定される。そして、このウィービング中央位置の補正量ΔXc及びウイービング幅の補正量ΔWをロボットコントローラ8に入力する。すると、ロボットコントローラ8がこれらの補正量に応じてワイヤ10のウィービング動作を調整する。これにより、ウィービングの動作が補正される。このようにして、開先の底幅が小さい場合における開先左右倣い制御が行われる。   In the present embodiment, the calculation unit 31 compares the measured value of the long / short axis length ratio P at the weaving end with an appropriate value and performs correction so as to eliminate the deviation. The calculation unit 31 calculates the right correction amount ΔR and the left correction amount ΔL from the deviation of the long / short axis length ratio P from the appropriate value at the weaving end, respectively, and weaves the half of the difference between the right correction amount ΔR and the left correction amount ΔL. The correction amount ΔXc at the center position is set, and the sum of the right correction amount ΔR and the left correction amount ΔL is set as a weaving width correction amount ΔW. Whether the wire 10 is in the left region or the right region of the groove 13 is determined by whether the inclination angle θ of the major axis is positive or negative. Then, the weaving center position correction amount ΔXc and the weaving width correction amount ΔW are input to the robot controller 8. Then, the robot controller 8 adjusts the weaving operation of the wire 10 according to these correction amounts. As a result, the weaving operation is corrected. In this way, groove left / right copying control is performed when the groove bottom width is small.

本実施の形態では、例えば、教示したウィービング幅に対して閾値(例えば4mm)が設けられ、閾値以下の場合には、開先の底幅が小さい場合における(長短軸長比Pを特徴量とする)開先左右倣い制御が実行され、閾値を越える場合には、開先の底幅が大きい場合における(長軸傾斜角θを特徴量とする)開先左右倣い制御に切り替えられてこれが実行される。なお、前記の両開先左右倣い制御においては、演算部31がウィービング端点に達したことを判定して画像処理を開始する手順を記した。しかし、ウィービング端点では長軸傾斜角θ及び長短軸長比Pが極小あるいは極大になることを利用すれば、常時画像処理を行ってこれら特徴量の時系列変化を評価することで、演算部31がウィービング端点到達時刻を特定することができる。演算部31は、実際には、前記の要領で特定したウィービング端点到達時刻での特徴量の値を用いて開先左右倣い制御を行っている。   In the present embodiment, for example, a threshold (for example, 4 mm) is provided for the taught weaving width, and when the width is equal to or smaller than the threshold, the groove bottom width is small (the long / short axis length ratio P is defined as the feature amount). Execute groove left / right scanning control, and if the threshold is exceeded, switch to groove left / right scanning control when the bottom width of the groove is large (characterized by the major axis inclination angle θ). Is done. It should be noted that in the above-described double groove left / right scanning control, a procedure is described in which it is determined that the calculation unit 31 has reached the weaving end point and image processing is started. However, if the fact that the major axis tilt angle θ and the major / minor axis length ratio P are minimized or maximized at the weaving end point is used, the calculation unit 31 can always perform image processing to evaluate the time series change of these feature values. Can specify the weaving end point arrival time. In practice, the calculation unit 31 performs groove left / right copying control using the value of the feature amount at the time of arrival of the weaving end point specified in the above manner.

次に、開先上下倣い制御用の画像処理及び該開先上下倣い制御について説明する。   Next, image processing for groove vertical scanning control and groove vertical scanning control will be described.

図1乃至図3において、一般に使われている定電圧特性の溶接電源11を使用する場合、開先上下倣いにより溶接トーチ9を前層ビード17の表面に平行に移動させて溶接すると、ウィービングの中心部においてはアーク長Laの変化は小さいため、見かけ上のワイヤ突出長(以下、単にワイヤ突出長という)Lwが一定になる。従って、開先上下倣い制御とは、ワイヤ突出長一定制御を行っていると見なすことができる。開先高さ制御を行えば、ワイヤ突出長が一定に維持されることになり、それによって安定した溶接電流が維持され、その結果、溶接品質が確保される。   1 to 3, when a welding power source 11 having a constant voltage characteristic, which is generally used, is used, welding is performed by moving the welding torch 9 parallel to the surface of the front layer bead 17 by groove up-and-down copying. Since the change in the arc length La is small at the center, the apparent wire protrusion length (hereinafter simply referred to as wire protrusion length) Lw is constant. Therefore, the groove vertical scanning control can be regarded as performing a constant wire protrusion length control. When the groove height control is performed, the wire protrusion length is maintained constant, thereby maintaining a stable welding current, and as a result, welding quality is ensured.

従って、開先上下倣い制御の具体的手法として、溶接電流を直接パソコン6に取り込み、これを指標として適正電流を維持するよう溶接トーチ9の高さを補正するという方法が容易に着想されるが、本実施の形態では、ワイヤ突出長を指標として、これが一定になるよう溶接トーチ9の高さ(ひいてはワイヤ10の先端10aの高さ)を補正するという方法を採用することとした。これは、上述の開先左右倣い制御に用いた溶接部画像センサとしてのCCDカメラ4をそのまま開先上下倣い制御にも用いて、この溶接部画像センサ以外のセンサを一切用いない溶接システムを構築するためである。   Therefore, as a specific method of groove up-and-down scanning control, a method in which the welding current is directly taken into the personal computer 6 and the height of the welding torch 9 is corrected so as to maintain an appropriate current using this as an index is easily conceived. In this embodiment, the method of correcting the height of the welding torch 9 (and hence the height of the tip 10a of the wire 10) so that the wire protrusion length is constant is adopted. This is because the CCD camera 4 as the welded part image sensor used for the groove lateral scanning control described above is also used for the groove vertical scanning control as it is, and a welding system that does not use any sensor other than the welded part image sensor is constructed. It is to do.

ワイヤ突出長とは、本来、ワイヤへの給電用のコンタクトチップ先端からのワイヤの突出長である。しかし、画像処理を行うに際し、必ずしもコンタクトチップ先端が溶接部画像中に見られるわけではないので、ここではトーチ先端部を構成するガスノズルの先端(以下、単にトーチ先端という)からワイヤの先端までの距離をワイヤ突出長と定義する。従って、開先上下倣い制御用の画像処理においては、最終的に、図11(b)に×印で示すワイヤ先端位置及び溶接トーチ先端位置が抽出される。   The wire protrusion length is essentially the protrusion length of the wire from the tip of the contact tip for supplying power to the wire. However, when performing image processing, the tip of the contact tip is not necessarily seen in the welded part image, and here, from the tip of the gas nozzle constituting the tip of the torch (hereinafter simply referred to as the tip of the torch) to the tip of the wire. The distance is defined as the wire protrusion length. Therefore, in the image processing for groove vertical scanning control, finally, the wire tip position and the welding torch tip position indicated by x in FIG. 11B are extracted.

まず、ワイヤ先端位置の抽出処理を詳しく説明する。   First, the wire tip position extraction process will be described in detail.

図12は溶接部画像からワイヤ先端位置を抽出する画像処理の過程を示す画像であって、(a)は2値化後切り出したアーク高輝度部及びその周辺領域を示す画像、(b)は(a)の画像をクローズ処理した画像、(c)は(b)の画像のアーク高輝度部の切欠部(以下、単に切欠部という)を抽出した画像、(d)は(c)の画像における切欠部の領域重心(ワイヤ先端位置)を示す画像である。   12A and 12B are images showing a process of image processing for extracting the wire tip position from the welded portion image, wherein FIG. 12A is an image showing the arc high-intensity portion and its peripheral region cut out after binarization, and FIG. An image obtained by closing the image of (a), (c) is an image obtained by extracting a cutout portion (hereinafter simply referred to as a cutout portion) of the arc high luminance portion of the image of (b), and (d) is an image of (c). It is an image which shows the area | region gravity center (wire tip position) of the notch part in FIG.

パソコン6の演算部31(以下、単に演算部31という)は、図11(a)に示す、取り込んだ状態の溶接部の画像を2値化し、その後、この2値化した画像からアーク高輝度部及びその周辺領域を切り出して図12(a)に示すような画像を得、これを記憶部32のバッファ(以下、バッファAという)に保存する。   The computing unit 31 of the personal computer 6 (hereinafter simply referred to as the computing unit 31) binarizes the image of the welded portion shown in FIG. 11A, and then arc high brightness from the binarized image. 12 and its peripheral region are cut out to obtain an image as shown in FIG. 12A, which is stored in a buffer (hereinafter referred to as buffer A) of the storage unit 32.

次いで、演算部31は、このバッファAに保存した画像をクローズ処理して図12(b)に示すような画像を得、これを記憶部32の他のバッファ(以下、バッファBという)に保存する。ここで、クローズ処理とは、アーク高輝度部からなる白色領域の内部の微小な穴や当該領域の切欠部分を除去する処理をいう。   Next, the calculation unit 31 performs a close process on the image stored in the buffer A to obtain an image as shown in FIG. 12B, and stores this in another buffer (hereinafter referred to as buffer B) of the storage unit 32. To do. Here, the close process refers to a process of removing a minute hole inside the white area formed by the arc high-luminance part and a notch portion of the area.

次いで、演算部31は、バッファBに保存した画像からバッファAに保存した画像を減算して図12(c)に示すような、アーク高輝度部の切欠部を抽出し、これをバッファBに保存する。2つの画像の減算は、双方の画像の互いに対応する画素の階調の値同士を減算するようにして行われる。   Next, the calculation unit 31 subtracts the image stored in the buffer A from the image stored in the buffer B to extract the cutout portion of the arc high-luminance portion as shown in FIG. save. The subtraction of the two images is performed by subtracting the gradation values of the pixels corresponding to each other in both images.

次いで、演算部31は、図12(c)における切欠部の領域重心を算出し、図12(d)に示すように、これをワイヤ先端位置とする。   Next, the calculation unit 31 calculates the area center of gravity of the notch in FIG. 12C, and sets this as the wire tip position as shown in FIG.

次に、溶接トーチ先端位置の抽出処理を詳しく説明する。   Next, the extraction process of the welding torch tip position will be described in detail.

図13は溶接部画像から溶接トーチ先端位置を抽出する画像処理の過程を示す画像であって、(a)は溶接トーチ探索領域として切り出す領域が示された溶接部画像、(b)は(a)の画像から切り出された溶接トーチ探索領域を示す画像、(c)は(b)の画像を画質改善した画像、(d)は(c)溶接トーチ先端位置を示す画像である。   FIG. 13 is an image showing a process of image processing for extracting a welding torch tip position from a welded part image, wherein (a) is a welded part image showing a region to be cut out as a welding torch search region, and (b) is (a) ) Is an image showing a welding torch search area cut out from the image, (c) is an image obtained by improving the image quality of the image of (b), and (d) is an image showing the position of the tip of the welding torch.

演算部31は、まず、図13(a)に示すように、溶接部画像から溶接トーチを探索すべき領域(溶接トーチ探索領域)を切り出す。これは、当該領域を絞り込んで誤検出を防ぐとともに、画像処理の負荷を軽減するためである。この切り出しは、ワイヤの先端位置を基準として切り出される。この切り出した溶接トーチ探索領域画像には、図13(b)に示すように、その下半部に位置するやや明るい溶融池と、溶融池の両側に位置する溶融池より暗い開先面の一部と、溶融池の中央部を上下方向に延びる黒いワイヤと、溶融池の上方に位置するやや明るい弧状の溶接トーチ先端部とが含まれている。   First, as shown in FIG. 13A, the calculation unit 31 cuts out a region (welding torch search region) where a welding torch is to be searched from the welded portion image. This is to narrow down the area to prevent erroneous detection and to reduce the load of image processing. This cutout is cut out with reference to the tip position of the wire. In this cut-out welding torch search region image, as shown in FIG. 13 (b), a slightly bright molten pool located in the lower half of the weld torch and a groove surface darker than the molten pool located on both sides of the molten pool. And a black wire extending vertically in the center of the molten pool, and a slightly bright arc-shaped welding torch tip positioned above the molten pool.

次いで、演算部31は、この溶接トーチ探索領域の画像の画質を改善して、図13(c)に示すような画像を得る。この画質改善においては、溶接トーチ先端部のコントラストを高めるためにいわゆる「γ補正」やいわゆる「ヒストグラム調整」が行われ、また、濃淡領域エッジ部を鮮明に残したままノイズを除去するためにいわゆる「メジアンフィルタ」がかけられた。これにより、図13(c)に示す画質改善後の画像においては、溶接トーチの先端部に対応する領域が白色化されて明瞭になっている。   Next, the calculation unit 31 improves the image quality of the image in the welding torch search area to obtain an image as shown in FIG. In this image quality improvement, so-called “γ correction” and so-called “histogram adjustment” are performed to increase the contrast of the tip of the welding torch, and so-called “histogram adjustment” is performed to remove noise while leaving the shading region edge portion clear. "Median filter" was applied. Thereby, in the image after image quality improvement shown in FIG. 13C, the region corresponding to the tip of the welding torch is whitened and becomes clear.

次いで、演算部31は、図13(c)の画像において、ワイヤ先端位置と同一の縦ライン上に位置する溶接トーチ先端部を溶接トーチ先端位置として抽出する。この抽出は、図13(d)に示すように、ワイヤ先端位置と同一の縦ラインを画像の上側から走査し、濃度勾配及びラプラシアンの分布情報を利用して、溶接トーチ先端部の白色領域を探知するようにして行う。   Next, the calculation unit 31 extracts the welding torch tip position located on the same vertical line as the wire tip position as the welding torch tip position in the image of FIG. As shown in FIG. 13D, this extraction is performed by scanning the same vertical line as the wire tip position from the upper side of the image, and using the density gradient and Laplacian distribution information, Do it like detecting.

次に、このような画像処理に基づくワイヤ10の開先上下倣い制御の全体を、図10を用いて説明する。   Next, the entire groove vertical scanning control of the wire 10 based on such image processing will be described with reference to FIG.

図10は画像処理に基づくワイヤ10の開先上下倣い制御を示すフローチャートである。 図10において、ステップS11乃至S17が図4のフローチャートにおけるステップS4(画像処理)に相当し、ステップS18乃至S23が図4のフローチャートにおけるステップS6(開先上下倣い制御)に相当する。   FIG. 10 is a flowchart showing groove vertical scanning control of the wire 10 based on image processing. 10, steps S11 to S17 correspond to step S4 (image processing) in the flowchart of FIG. 4, and steps S18 to S23 correspond to step S6 (groove up-and-down scanning control) in the flowchart of FIG.

演算部31は、まず、記憶部33から溶接部画像を取り込む(ステップS11)。ここでは、3フレーム分の溶接部画像が取り込まれる。   First, the calculation unit 31 takes in a welded part image from the storage unit 33 (step S11). Here, a welded part image for three frames is captured.

次いで、演算部31は、溶接部画像の特徴量を抽出する(ステップS12)。この特徴量の抽出は、開先左右倣いで必要となるアーク高輝度部長軸傾斜角θ、あるいは長短軸長比Pの取得を示しており、これらの特徴量の時系列変化を調べることでウィービング端到達時刻を特定し、ウィービングの位相を把握している。   Subsequently, the calculating part 31 extracts the feature-value of a welding part image (step S12). This feature value extraction indicates the acquisition of the arc high-luminance part major axis inclination angle θ or the major / minor axis length ratio P, which is necessary for groove left-right tracing, and weaving by examining the time-series changes of these feature quantities The end arrival time is identified and the weaving phase is grasped.

次いで、演算部31は、ワイヤ10のウィービングがその中心区間に到達したか否かを、ウィービング端到達時刻からの経過時間とウィービング1/4周期との比較によって、判定する(ステップS13)。中心区間に到達していない場合には、ステップS11に戻り、中心区間に到達するまで、ステップS11乃至S13を繰り返す。ここで、ウィービングの中心区間とは、CCU5から入力される画像信号の3フレームに対応する長さの区間であって、ウィービングの中央位置を中心とする区間をいう。   Next, the calculation unit 31 determines whether or not the weaving of the wire 10 has reached the center section by comparing the elapsed time from the weaving end arrival time with the weaving quarter cycle (step S13). If the center section has not been reached, the process returns to step S11, and steps S11 to S13 are repeated until the center section is reached. Here, the central section of the weaving is a section having a length corresponding to three frames of the image signal input from the CCU 5, and is a section centered on the central position of the weaving.

そして、演算部31は、ウィービングが中心区間に到達すると、まず、ワイヤ先端位置を抽出し(ステップS14)、次いで、溶接トーチ先端位置を抽出する(ステップS15。   When the weaving reaches the center section, the calculation unit 31 first extracts the wire tip position (step S14), and then extracts the welding torch tip position (step S15).

次いで、演算部31は、ワイヤ先端位置と溶接トーチ先端位置との距離を算出して、これをワイヤ突出長Lw(図3参照)とする(ステップS16)。   Next, the calculation unit 31 calculates the distance between the wire tip position and the welding torch tip position, and sets this as the wire protrusion length Lw (see FIG. 3) (step S16).

次いで、演算部31は、ウィービングが3フレーム分の区間のうちの最終フレームに対応する区間か否かを判定する(ステップS17)。最終フレームに対応する区間でない場合には、ステップS11に戻り、当該区間になるまで、ステップS11乃至S17を繰り返す。そして、最終フレームに対応する区間になると、演算部31はステップS18に進む。   Next, the computing unit 31 determines whether or not the weaving is a section corresponding to the last frame of the sections for three frames (step S17). If it is not the section corresponding to the last frame, the process returns to step S11, and steps S11 to S17 are repeated until the section is reached. And if it becomes the area corresponding to the last frame, the calculating part 31 will progress to step S18.

ステップS18において、演算部31は、3フレーム分のワイヤ突出長Lwを平均してこれを最新の計測値とする。これによりワイヤ突出長の計測値のバラツキが低減される。   In step S <b> 18, the calculation unit 31 averages the wire protrusion length Lw for three frames and sets this as the latest measured value. Thereby, the variation in the measured value of the wire protrusion length is reduced.

次いで、演算部31は、ワイヤ突出長について、過去3回の制御周期分の移動平均を算出し、これをワイヤ突出長の計測値とする(ステップS19)。これは、ワイヤ突出長は通常の溶接では急激に変化しないため、このように移動平均を取ることにより、計測が安定化するからである。なお、制御周期は、溶接トーチ9がウィービング中央位置を通過する周期であるため、1/2ウィービング周期である。   Next, the calculation unit 31 calculates a moving average for the past three control periods for the wire protrusion length, and sets this as a measured value of the wire protrusion length (step S19). This is because the wire protrusion length does not change abruptly in normal welding, and thus the measurement is stabilized by taking the moving average in this way. The control cycle is a cycle in which the welding torch 9 passes through the weaving center position, and thus is a 1/2 weaving cycle.

次いで、演算部31は、このワイヤ突出長の計測値を設定された適正値と対比し、その差分(ずれ)を算出する(ステップS20)。ここで、ワイヤ突出長の計測値は、溶接部画像上の長さとして抽出されるため、溶接トーチ9やCCDカメラ4の取り付け設定の影響を強く受ける。そこで、本実施の形態では、汎用性を高めるため、適正値を予め設定せずに、溶接が開始した後、安定した時期に上述の画像処理によって求めたワイヤ突出長の計測値が、演算部31によって、適正値として自動的に設定される。なお、予め同じ継ぎ手の溶接試験を行い、その適正な状態を見計らってその時のワイヤ突出長の計測値をサンプリングし、これを適正値として予め設定してもよい。   Next, the calculation unit 31 compares the measured value of the wire protrusion length with the set appropriate value and calculates the difference (deviation) (step S20). Here, since the measured value of the wire protrusion length is extracted as the length on the welded part image, it is strongly influenced by the setting of the welding torch 9 and the CCD camera 4. Therefore, in this embodiment, in order to improve versatility, the measured value of the wire protrusion length obtained by the above-described image processing at a stable time after starting welding without setting an appropriate value in advance is calculated by the calculation unit. 31 is automatically set as an appropriate value. Alternatively, the welding test of the same joint may be performed in advance, the measured value of the wire protrusion length at that time may be sampled, and this value may be set in advance as an appropriate value.

次いで、演算部31は、この差分に基づいてワイヤ先端位置の高さ補正量(以下、高さ補正量という)を算出する(ステップS21)。具体的には、この差分は溶接部画像上の長さとして得られるため、演算部31は、これを実際の長さに換算し、その換算長に適当なゲインを乗じて高さ補正量を得る。   Next, the calculation unit 31 calculates a height correction amount (hereinafter referred to as a height correction amount) of the wire tip position based on this difference (step S21). Specifically, since this difference is obtained as a length on the welded part image, the calculation unit 31 converts this into an actual length, and multiplies the converted length by an appropriate gain to obtain a height correction amount. obtain.

次いで、演算部31は、この高さ補正量をロボットコントローラ8に入力する。すると、ロボットコントローラ8がこの高さ補正量に応じてワイヤ10の高さ位置を調整する。これにより、ワイヤ10の高さ位置が補正される(ステップS22)。   Next, the calculation unit 31 inputs this height correction amount to the robot controller 8. Then, the robot controller 8 adjusts the height position of the wire 10 according to the height correction amount. Thereby, the height position of the wire 10 is corrected (step S22).

次いで、演算部31は、溶接が終了したか否か判定する(ステップS23)。そして、溶接が終了していない場合にはステップS11に戻り、上述の各ステップを繰り返し、溶接が終了すると、この制御を終了する。   Next, the calculation unit 31 determines whether or not the welding is finished (step S23). And when welding is not complete | finished, it returns to step S11, repeats each above-mentioned step, and when welding is complete | finished, this control is complete | finished.

このようにして、ワイヤ10の開先上下倣い制御が行われる。   In this way, groove vertical scanning control of the wire 10 is performed.

次に、この開先上下倣い制御の機能確認試験について説明する。   Next, a function confirmation test of the groove vertical scanning control will be described.

本件発明者等はこの開先上下倣い制御の有効性を評価するために、溶接動作点の教示において、溶接開始点では正しく、溶接終了点では開先高さ方向へずらし量を与えるという条件の下で溶接試験を実施した。   In order to evaluate the effectiveness of the groove up-and-down scanning control, the inventors of the present invention have the condition that in the teaching of the welding operation point, the welding start point is correct and the welding end point is given a shift amount in the groove height direction. A welding test was performed below.

ワイヤ突出長の適正値は、溶接開始直後の状態を適正状態と仮定し、溶接開始後からウィービング数周期の間にワイヤ突出長の計測値をサンプリングして設定した。   The appropriate value of the wire protrusion length was set by sampling the measured value of the wire protrusion length during the number of weaving cycles after the start of welding, assuming that the state immediately after the start of welding is an appropriate state.

図14は開先上下倣い制御の機能確認試験における溶接箇所を示す模式図である。図15は開先上下倣い制御の機能確認試験における教示内容を示す模式図である。   FIG. 14 is a schematic diagram showing a welding location in a function confirmation test of groove vertical scanning control. FIG. 15 is a schematic diagram showing the teaching contents in the function confirmation test of groove vertical scanning control.

図14に示すように、本機能確認試験においては、被測定物12として板厚21mmの母材が用いられた。ルートギャップは9mmであり、開先角度は60°であった。   As shown in FIG. 14, in this function confirmation test, a base material having a plate thickness of 21 mm was used as the DUT 12. The root gap was 9 mm and the groove angle was 60 °.

また、図15に示すように、溶接開始教示点41に対する溶接終了教示点42における高さ方向ずらし量を、溶接長218mmの5%に相当する10.9mmとした。   Further, as shown in FIG. 15, the amount of shift in the height direction at the welding end teaching point 42 with respect to the welding start teaching point 41 is set to 10.9 mm corresponding to 5% of the welding length 218 mm.

図16はずらし量を上側に与えた場合における機能確認試験の結果を示す図であって、(a)は溶接距離に対する高さ補正量を示すグラフ、(b)は高さ方向ずらし量を示す模式図である。図17はずらし量を下側に与えた場合における機能確認試験の結果を示す図であって、(a)は溶接距離に対する高さ補正量を示すグラフ、(b)は高さ方向ずらし量を示す模式図である。   FIG. 16 is a diagram showing the result of the function confirmation test when the shift amount is given to the upper side, where (a) is a graph showing the height correction amount with respect to the welding distance, and (b) is the height direction shift amount. It is a schematic diagram. FIG. 17 is a diagram showing the result of the function confirmation test when the shift amount is given to the lower side, where (a) is a graph showing the height correction amount with respect to the welding distance, and (b) is the height direction shift amount. It is a schematic diagram shown.

図16(a)及び図17(a)において、横軸は溶接距離(単位mm)を表し、縦軸は高さ補正量(単位mm)を表している。高さ補正量は、ロボットコントローラ8へ入力する溶接トーチ9の高さの積算補正量である。機能試験の結果、ずらし補正量10.9mmに対し、ずらし量を上側に与えた場合には11.5mm、ずらし量を下側に与えた場合には10.9mmの積算量としての補正が直線状にかけられ、ワイヤ突出長を一定に維持することで、開先上下倣い制御が有効に機能したことが判明した。   In FIG. 16A and FIG. 17A, the horizontal axis represents the welding distance (unit: mm), and the vertical axis represents the height correction amount (unit: mm). The height correction amount is an integrated correction amount of the height of the welding torch 9 that is input to the robot controller 8. As a result of the function test, when the shift amount is given on the upper side with respect to the shift correction amount of 10.9 mm, the correction as an integrated amount of 11.5 mm is linear when the shift amount is given on the lower side. It was found that the groove up-and-down scanning control functioned effectively by keeping the wire protrusion length constant.

次に、溶接条件制御について説明する。   Next, welding condition control will be described.

テーパギャップ等に起因して、本来一様であるはずの開先断面積が変動してしまう場合、継手全線に渡って積層ビード高さが不均一になる不具合が生じる。溶接を無監視化する上で、積層ビード高さを均一に保って溶接品質を維持することは重要である。継手全線に渡って積層ビード高さ一定制御を行うには、まず、溶接線に沿った各横断面毎の開先断面積の増減変化を知る必要がある。このため、ワイヤ先端高さにおける開先幅と現在の積層ビード高さとの情報が必要である。   When the groove cross-sectional area, which should be originally uniform, changes due to a taper gap or the like, there arises a problem that the laminated bead height is not uniform across the entire joint line. In order to eliminate welding monitoring, it is important to maintain the weld quality by keeping the laminated bead height uniform. In order to perform constant control of the laminated bead height over the entire joint line, it is first necessary to know the change in the groove cross-sectional area for each cross section along the weld line. For this reason, information on the groove width at the wire tip height and the current laminated bead height is required.

一方、本実施の形態では、これら2つの情報は開先左右倣い制御及び開先上下倣い制御を利用して下記の通り間接的に獲得可能である。   On the other hand, in the present embodiment, these two pieces of information can be indirectly acquired as follows using groove left / right scanning control and groove vertical scanning control.

第1に、画像処理を用いた開先左右倣い制御によって、開先幅変動にも応じた適切なウィービング幅を維持でき、このウィービング幅の値によってワイヤ先端高さにおける開先幅を推定できる。   First, by means of groove left / right tracing control using image processing, it is possible to maintain an appropriate weaving width according to the groove width variation, and it is possible to estimate the groove width at the wire tip height based on the value of this weaving width.

第2に、画像処理を用いた開先上下倣い制御によってワイヤ突出長を一定に制御することで、ワイヤ先端は前層ビードをなぞるため、前層ビードの高さ情報が得られる。   Secondly, by controlling the wire protrusion length by groove up-and-down scanning control using image processing, the wire tip traces the front layer bead, so that the height information of the front layer bead can be obtained.

これら2つの情報から得られる変化量に応じてビード断面積を調整するには、溶接電流(ワイヤ送給速度)を制御する方法も考えられるが、本実施の形態では、溶接速度を制御するという方法を採用した。これは、この方法を採用すれば、上述の開先左右倣い制御及び開先上下倣い制御に加えて、積層ビード一定制御を含めた3種類の制御を溶接部画像センサのみを用いて実現できることになるからである。そして、さらなる効果として、継手の基準高さを把握するのに一般的に用いられる事前タッチセンシングを省くことができる。これにより、タッチセンシングに伴う複雑な動作が不要になり、また、タッチセンシング時間も節約でき、かつ、この積層ビード一定制御を6軸多関節ロボットのみならず簡易直交型自動溶接機にも容易に適用することができる。   In order to adjust the bead cross-sectional area according to the amount of change obtained from these two pieces of information, a method of controlling the welding current (wire feeding speed) can be considered, but in this embodiment, the welding speed is controlled. The method was adopted. If this method is adopted, in addition to the above-mentioned groove lateral scanning control and groove vertical scanning control, three types of control including laminated bead constant control can be realized using only the welded part image sensor. Because it becomes. As a further effect, it is possible to omit pre-touch sensing that is generally used to grasp the reference height of the joint. This eliminates the need for complicated operations associated with touch sensing, saves touch sensing time, and makes it easy to control this stacked bead for not only a 6-axis articulated robot but also a simple orthogonal type automatic welder. Can be applied.

以下、この積層ビード高さ一定制御のための溶接条件制御を具体的に説明する。   Hereinafter, the welding condition control for the constant control of the laminated bead height will be specifically described.

図18は積層ビード高さ一定制御の概念を示す模式図である。図19は開先幅の変動による所要ビード断面積の変化を示す図であって、(a)は前層ビード高さの変化を示す図、(b)は溶接スタート直後における所要ビード断面積を示す図、(c)は溶接進行時点における所要ビード断面積を示す図である。   FIG. 18 is a schematic view showing the concept of constant control of the stacked bead height. FIG. 19 is a diagram showing a change in required bead cross-sectional area due to a change in groove width, where (a) shows a change in front bead height, and (b) shows a required bead cross-sectional area immediately after the start of welding. The figure shown, (c) is a figure which shows the required bead cross-sectional area at the time of welding progress.

図18において、符号51は基準線(開先底面)を示す。符号52はi−1層(前層)のビードの表面を示す。符号53はi層(現層)のワイヤ先端軌跡を示す。符号54はi層(現層)ビードの表面を示す。また、図19において、符号54’は積層予定ビードの表面を示す。   In FIG. 18, the code | symbol 51 shows a reference line (groove bottom face). Reference numeral 52 indicates the surface of the bead of the i-1 layer (front layer). Reference numeral 53 indicates the wire tip locus of the i layer (current layer). Reference numeral 54 denotes the surface of the i-layer (current layer) bead. In FIG. 19, reference numeral 54 ′ indicates the surface of the layered bead.

本実施の形態においては、上述の開先上下倣い制御によりワイヤ10のワイヤ突出長が一定に制御される。その結果、ワイヤ10の先端は前層ビードの表面52をなぞったことになり、ワイヤ先端軌跡53は継手全線に渡って前層ビードの表面高さを表すこととなる。   In the present embodiment, the wire protrusion length of the wire 10 is controlled to be constant by the above-described groove vertical scanning control. As a result, the tip of the wire 10 traces the surface 52 of the front layer bead, and the wire tip locus 53 represents the surface height of the front layer bead over the entire joint line.

同様に初層溶接では、ワイヤ突出長一定制御の結果、ワイヤ先端軌跡53は開先底面51の高さを表すこととなる。パソコン6の演算部31は、この高さを継手の基準とする。   Similarly, in the first layer welding, the wire tip locus 53 represents the height of the groove bottom surface 51 as a result of the wire protrusion length constant control. The computing unit 31 of the personal computer 6 uses this height as a reference for the joint.

そして、演算部31は、2層目以降、各パス毎に基準線51からの前層ビード表面高さについて溶接スタート直後からの変化を監視する。   And the calculating part 31 monitors the change after the welding start about the front layer bead surface height from the reference line 51 for every pass after the 2nd layer.

以下に積層ビード高さを一定にするための適正溶接速度を求める方法を2例示す。   Two examples of a method for obtaining an appropriate welding speed for making the laminated bead height constant will be described below.

まず、第1の方法は、溶接中に常時、溶接スタート直後の初期状態と比較して一定のビード高さを保つ方法である。   First, the first method is a method in which a constant bead height is always maintained during welding as compared with the initial state immediately after the start of welding.

図19(a)に示すように、溶接の進行に伴ってずれ量Δhが発生するに従い、現在盛るべきビード高さが溶接スタート直後のhからh’(=h+Δh)に変化する。   As shown in FIG. 19A, as the deviation amount Δh is generated with the progress of welding, the bead height to be currently increased changes from h immediately after the start of welding to h ′ (= h + Δh).

ウィービング幅については、図19(b)及び図19(c)に示すように、上述の開先左右倣い制御の結果、常に適正ウィービング幅となるため、演算部31は、溶接スタート直後と溶接進行各時点におけるワイヤ先端高さでの開先幅wとw’を、このウィービング幅を用いて算出する。   As for the weaving width, as shown in FIGS. 19 (b) and 19 (c), as a result of the above-described groove lateral scanning control, the appropriate weaving width is always obtained. The groove widths w and w ′ at the wire tip height at each time point are calculated using this weaving width.

ここで、各パスの溶接速度を制御すべく溶接速度を操作するものとして、溶接スタート直後の溶接速度をS、溶接進行時点での溶接速度(適正溶接速度)をS’とする。すると、溶接中は、単位時間当たりの溶着金属量一定の関係から、(1)式が成立する。   Here, assuming that the welding speed is controlled to control the welding speed of each pass, the welding speed immediately after the start of welding is S, and the welding speed (appropriate welding speed) at the time of welding progress is S ′. Then, during welding, the formula (1) is established from the relationship in which the amount of deposited metal per unit time is constant.

h・w・S=h’・w’・S’ (1)式
故に、積層ビード高さを均一化する適正溶接速度は(2)式のように求められる。
S’=h・w・S/(h’・w’)=h・w・S/((h+Δh)・w’) (2)式
演算部31は、これら(1)式及び(2)式を用いて逐次適正溶接速度を算出する。
h · w · S = h ′ · w ′ · S ′ (1) Therefore, an appropriate welding speed for making the laminated bead height uniform is obtained as shown in Equation (2).
S ′ = h · w · S / (h ′ · w ′) = h · w · S / ((h + Δh) · w ′) Equation (2) Equation The calculation unit 31 uses these Equations (1) and (2). Is used to calculate the proper welding speed sequentially.

次に、第2の方法は、溶接中の状態変化を一定間隔毎に監視し、この変化に対処することで、一定の積層ビード高さを保つ方法である。   Next, the second method is a method of maintaining a constant laminated bead height by monitoring state changes during welding at regular intervals and coping with these changes.

図20(a)に示すように、溶接の状態を一定間隔で逐次見ていくと、溶接の進行に伴って前層ビード高さのずれ量が発生するに従い、現在盛るべきビード高さが溶接スタート直後のh0からh1、・・・hi、・・・hn-1、hnに変化する。ウィービングの幅については、図20(b)、図20(c)、図20(d)に示すように、上述の開先左右倣い制御の結果、常に適正ウィービング幅となるため、演算部31は、溶接スタート直後と溶接進行各時点におけるワイヤ先端高さでの開先幅wiをこのウィービング幅を用いて算出する。すると、第n−1番目及び第n番目の監視点でのウィービング幅はそれぞれwn-1、wnと求められる。ここで、溶接速度の制御を適当な間隔毎に段階的に操作するものとして、第n−1番目及び第n番目の監視点での溶接速度をSn-1、Snとする。すると、溶接中は、単位時間当たりの溶着金属量一定の関係から(3)式が成立する。 As shown in FIG. 20 (a), when the welding state is sequentially observed at a predetermined interval, the bead height that should be currently increased is welded as the amount of deviation in the height of the previous layer bead occurs as the welding progresses. h 1 from h 0 immediately after the start, ··· h i, changes in ··· h n-1, h n . As for the width of the weaving, as shown in FIGS. 20 (b), 20 (c), and 20 (d), the result of the above-described groove lateral scanning control is always an appropriate weaving width. The groove width w i at the wire tip height immediately after the start of welding and at each time of welding progress is calculated using this weaving width. Then, weaving width in the (n-1) th and the n th monitoring point is respectively determined as w n-1, w n. Here, as operating stepwise control of the welding speed for each appropriate interval, the welding speed in the (n-1) th and n-th monitoring point and S n-1, S n. Then, during welding, equation (3) is established from the relationship that the amount of deposited metal per unit time is constant.

n-1・wn-1・Sn-1=hn・wn・Sn (3)式
故に、積層ビード高さを均一化する適正溶接速度は下記(4)式のように求められる。
h n-1 · w n-1 · S n-1 = h n · w n · S n (3) Therefore, the appropriate welding speed to make the laminated bead height uniform is obtained as shown in the following equation (4). It is done.

n=hn-1・wn-1・Sn-1/(hn・wn) (4)式
演算部31は、これらの(3)式及び(4)式を用いて逐次適正溶接速度を算出する。
S n = h n-1 · w n-1 · S n-1 / (h n · w n ) (4) Equation The calculation unit 31 uses the equations (3) and (4) to determine the appropriateness sequentially. Calculate the welding speed.

そして、演算部31はいずれかの方式で算出した適正溶接速度を実現すべく、溶接トーチ9の溶接方向18への移動速度に関する所要の指令をロボットコントローラ8に入力する。これにより、積層ビード高さ一定のビードが形成される。   Then, the calculation unit 31 inputs a required command relating to the moving speed of the welding torch 9 in the welding direction 18 to the robot controller 8 in order to realize the appropriate welding speed calculated by any method. Thereby, a bead having a constant laminated bead height is formed.

このようにして、積層ビード高さ一定制御のための溶接条件(溶接速度)制御(図4のフローチャートにおけるステップS7)が遂行される。   In this manner, the welding condition (welding speed) control (step S7 in the flowchart of FIG. 4) for controlling the laminated bead height is performed.

以上に説明したように、本実施の形態の自動アーク溶接システム及び方法によれば、開先左右倣い制御、開先上下倣い制御、及び溶接条件制御を含む積層ビート高さ一定制御を、溶接部画像センサ(CCDカメラ4)で撮像した溶接部の画像を利用して行うので、必要なセンサの数を低減することができる。   As described above, according to the automatic arc welding system and method of the present embodiment, the laminated beat height constant control including groove left / right scanning control, groove vertical scanning control, and welding condition control is performed on the welded portion. Since it is performed using the image of the welded part imaged by the image sensor (CCD camera 4), the number of necessary sensors can be reduced.

本発明の自動アーク溶接システムは多層盛の開先溶接を行うアーク溶接システムとして有用である。   The automatic arc welding system of the present invention is useful as an arc welding system that performs groove welding of a multi-layer pile.

本発明の自動アーク溶接方法は多層盛の開先溶接を行うアーク溶接方法として有用である。   The automatic arc welding method of the present invention is useful as an arc welding method for performing multi-layer groove welding.

本発明の実施の形態に係る自動アーク溶接方法を実施するためのム自動アーク溶接システムの構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of an automatic arc welding system for carrying out an automatic arc welding method concerning an embodiment of the invention. CCDカメラの配設位置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the arrangement | positioning position of a CCD camera. 溶接部を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows a welding part typically. 積層ビード高さ一定制御の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of laminated bead height constant control. 開先の底幅が大きい場合におけるウィービングに伴うアーク高輝度部の形状変化を示す模式図であって、(a)はワイヤがウィービング中央位置に位置するときのアーク高輝度部の形状を示す図、(b)はワイヤがウィービング右端に位置するときのアーク高輝度部の形状を示す図、(c)はワイヤが開先面にほぼ接触するときのアーク高輝度部の形状を示す図である。It is a schematic diagram which shows the shape change of the arc high-intensity part accompanying weaving when the bottom width of a groove | channel is large, Comprising: (a) is a figure which shows the shape of an arc high-intensity part when a wire is located in a weaving center position. (B) is a figure which shows the shape of an arc high-intensity part when a wire is located in a weaving right end, (c) is a figure which shows the shape of an arc high-intensity part when a wire substantially contacts a groove surface. . 開先の底幅が大きい場合における電極−開先面間距離に対するアーク高輝度部長軸の傾斜角の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the inclination-angle of the arc high-intensity part major axis with respect to the distance between an electrode and a groove surface in case the groove bottom width is large. 図7は開先の底幅が小さい場合における溶接部を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing a welded portion when the groove bottom width is small. 開先の底幅が小さい場合におけるウィービングに伴うアーク高輝度部の形状変化を示す模式図であって、(a)はワイヤがウィービング左端に到達したときのアーク高輝度部の形状を示す図、(b)はワイヤがウィービング中央位置に到達したときのアーク高輝度部の形状を示す図、(c)はワイヤがウィービング右端に到達したときのアーク高輝度部の形状を示す図である。It is a schematic diagram showing the shape change of the arc high intensity part accompanying weaving when the bottom width of the groove is small, (a) is a diagram showing the shape of the arc high intensity part when the wire reaches the left end of the weaving, (B) is a figure which shows the shape of the arc high-intensity part when a wire reaches | attains the weaving center position, (c) is a figure which shows the shape of the arc high-intensity part when a wire reaches | attains the weaving right end. 開先中心からの距離に対するアーク高輝度部の長短軸長比Pの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the long-short axis length ratio P of the arc high-intensity part with respect to the distance from a groove center. 開先の中心からの距離に対する長短軸長比Pの変化の測定例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a measurement of the change of the major-short axis length ratio P with respect to the distance from the center of a groove | channel. CCDカメラで撮像された溶接部の映像を示す画像であって、(a)は画像処理前の溶接部画像であり、(b)は画像処理によって抽出された溶接トーチ先端位置及びワイヤ先端位置を表示した溶接部画像である。It is the image which shows the image of the welding part imaged with the CCD camera, Comprising: (a) is a welding part image before image processing, (b) is the welding torch tip position and wire tip position extracted by image processing. It is the displayed welded part image. 溶接部画像からワイヤ先端位置を抽出する画像処理の過程を示す画像であって、(a)は2値化後切り出したアーク高輝度部及びその周辺領域を示す画像、(b)は(a)の画像をクローズ処理した画像、(c)は(b)の画像のアーク高輝度部の切欠部を抽出した画像、(d)は(c)の画像における切欠部の領域重心を示す画像である。It is an image which shows the process of the image processing which extracts a wire tip position from a welding part image, Comprising: (a) is an image which shows the arc high-intensity part cut out after binarization, and its peripheral region, (b) is (a). (C) is an image obtained by extracting the cutout portion of the arc high-brightness portion of the image of (b), and (d) is an image showing the area center of gravity of the cutout portion in the image of (c). . 溶接部画像から溶接トーチ先端位置を抽出する画像処理の過程を示す画像であって、(a)は溶接トーチ探索領域として切り出す領域が示された溶接部画像、(b)は(a)の画像から切り出された溶接トーチ探索領域を示す画像、(c)は(b)の画像を画質改善した画像、(d)は(c)溶接トーチ先端位置を示す画像である。It is an image which shows the process of the image processing which extracts a welding torch front-end | tip position from a welding part image, Comprising: (a) is a welding part image in which the area | region cut out as a welding torch search area | region was shown, (b) is an image of (a). (C) is an image obtained by improving the image quality of the image of (b), and (d) is an image showing the position of the tip of the welding torch. 開先上下倣い制御の機能確認試験における溶接箇所を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the welding location in the function confirmation test of groove vertical scanning control. 開先上下倣い制御の機能確認試験における教示内容を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the teaching content in the function confirmation test of groove vertical scanning control. ずらし量を上側に与えた場合における機能確認試験の結果を示す図であって、(a)は溶接距離に対する高さ倣い軌跡等を示すグラフ、(b)は高さ方向ずらし量を示す模式図である。It is a figure which shows the result of the function confirmation test in case shift amount is given to the upper side, Comprising: (a) is a graph which shows a height tracing locus etc. with respect to welding distance, (b) is a schematic diagram which shows height direction shift amount It is. ずらし量を下側に与えた場合における機能確認試験の結果を示す図であって、(a)は溶接距離に対する高さ倣い軌跡等を示すグラフ、(b)は高さ方向ずらし量を示す模式図である。It is a figure which shows the result of the function confirmation test at the time of giving shift amount to the lower side, (a) is a graph which shows height tracing locus etc. with respect to welding distance, (b) is a model which shows height direction shift amount FIG. 積層ビード高さ一定制御の概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept of laminated bead height constant control. 適正溶接速度を求める第1の方法における開先幅の変動による所要ビード断面積の変化を示す図であって、(a)は前層ビード高さの変化を示す図、(b)は溶接スタート直後における所要ビード断面積を示す図、(c)は溶接進行時点における所要ビード断面積を示す図である。It is a figure which shows the change of required bead cross-sectional area by the fluctuation | variation of the groove width in the 1st method which calculates | requires an appropriate welding speed, (a) is a figure which shows the change of front layer bead height, (b) is a welding start. The figure which shows the required bead cross-sectional area immediately after, (c) is a figure which shows the required bead cross-sectional area at the time of welding progress. 適正溶接速度を求める第2の方法における開先幅の変動による所要ビード断面積の変化を示す図であって、(a)は前層ビード高さの変化を示す図、(b)は溶接スタート直後における所要ビード断面積を示す図、(c)は第n−1番目の監視点における所要ビード断面積を示す図、(d)は第n番目の監視点における所要ビード断面積を示す図である。It is a figure which shows the change of required bead cross-sectional area by the fluctuation | variation of the groove width in the 2nd method which calculates | requires an appropriate welding speed, (a) is a figure which shows the change of front layer bead height, (b) is a welding start. The figure which shows the required bead cross-sectional area immediately after, (c) is a figure which shows the required bead cross-sectional area in the (n-1) th monitoring point, (d) is the figure which shows the required bead cross-sectional area in the nth monitoring point. is there.

符号の説明Explanation of symbols

1 溶接装置
2 ロボット
3 自動アーク溶接制御装置
4 CCDカメラ
5 CCU
6 パソコン
7 アーム
7a 手先部
8 ロボットコントローラ
9 溶接トーチ
10 ワイヤ
10a ワイヤ先端
11 溶接電源
12 被溶接物
13 開先
14 アーク(アーク高輝度部)
15 溶融池
16 裏当金
17 ビード
18 溶接方向
19 開先の幅方向
31 演算部
32 記憶部
33 入力部
34 表示部
41 溶接開始教示点
42 溶接終了教示点
51 基準線(開先底面)
52 i−1層表面
53 ワイヤ先端軌跡
54 i層表面
54’ 積層予定ビード
101 自動アーク溶接システム
a 長軸長
b 短軸長
G 重心
L 長軸
RG ルートギャップ
S、S’ 溶接速度
w、w’ 開先幅
θ 傾斜角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding apparatus 2 Robot 3 Automatic arc welding control apparatus 4 CCD camera 5 CCU
6 PC 7 Arm 7a Hand part 8 Robot controller 9 Welding torch 10 Wire 10a Wire tip 11 Welding power source 12 Work piece 13 Groove 14 Arc (arc high brightness part)
15 weld pool 16 backing metal 17 bead 18 welding direction 19 groove width direction 31 calculation unit 32 storage unit 33 input unit 34 display unit 41 welding start teaching point 42 welding end teaching point 51 Reference line (bottom surface of groove)
52 i-1 layer surface 53 wire tip trajectory 54 i layer surface 54 'scheduled lamination bead 101 automatic arc welding system a long axis length b short axis length G center of gravity L long axis RG root gap S, S' welding speed w, w ' Groove width θ Inclination angle

Claims (8)

溶接トーチの先端からワイヤを突出させてこれをアークにより溶融させながら該溶接トーチを開先左右倣い及び開先上下倣いさせるようにして開先の延在方向に沿って移動させ、それにより前記開先にビードを形成する溶接システムにおいて、
前記ワイヤ及び前記アークを撮像する撮像装置と、
前記撮像した映像を画像処理して前記ワイヤの突出長さを抽出する画像処理手段と、
前記抽出したワイヤの突出長さを一定長に維持するよう制御することにより前記開先上下倣いを行う制御手段と、を備えた自動アーク溶接システム。
While the wire is projected from the tip of the welding torch and melted by an arc, the welding torch is moved along the groove extending direction so as to follow the groove from side to side and from above and below the groove. In the welding system that forms the bead first,
An imaging device for imaging the wire and the arc;
Image processing means for performing image processing on the captured video and extracting the protruding length of the wire;
An automatic arc welding system comprising: control means for performing the groove vertical tracing by controlling the extracted protruding length of the wire to be constant.
前記撮像装置は、前記撮像を前記溶接トーチの前記開先の延在方向に沿った移動方向における前方でかつ上方から行う、請求項1に記載の自動アーク溶接システム。   2. The automatic arc welding system according to claim 1, wherein the imaging device performs the imaging from a front side and a top side in a moving direction along an extending direction of the groove of the welding torch. 前記制御手段は、前層のビード表面高さに強く関係する、現在の前記ワイヤの先端位置の高さと現在における前記開先左右倣いのためのデータとに基づいて溶接速度を制御する、請求項1に記載の自動アーク溶接方法。   The control means controls the welding speed based on the current height of the tip position of the wire and the current data for following the groove left and right, which is strongly related to the bead surface height of the front layer. 2. The automatic arc welding method according to 1. 前記画像処理手段は、前記画像処理において前記アークの高輝度部の形状の特徴を抽出し、
前記制御手段は、前記抽出した形状の特徴に基づいて前記開先左右倣いを行う、請求項3に記載の自動アーク溶接システム。
The image processing means extracts a feature of the shape of the high-intensity part of the arc in the image processing,
The automatic arc welding system according to claim 3, wherein the control unit performs the groove left-right copying based on the extracted shape characteristics.
溶接トーチの先端からワイヤを突出させてこれをアークにより溶融させながら該溶接トーチを開先左右倣い及び開先上下倣いさせるようにして開先の延在方向に沿って移動させ、それにより前記開先にビードを形成する溶接方法において、
前記ワイヤ及び前記アークを撮像するステップと、
前記撮像した映像を画像処理して前記ワイヤの突出長さを抽出するステップと、
前記抽出したワイヤの突出長さを一定長に維持するよう制御することにより前記開先上下倣いを行うステップと、を含む自動アーク溶接方法。
While the wire is projected from the tip of the welding torch and melted by an arc, the welding torch is moved along the groove extending direction so as to follow the groove from side to side and from above and below the groove. In the welding method of forming the bead first,
Imaging the wire and the arc;
Processing the imaged video to extract the protruding length of the wire;
Performing the groove up-and-down copying by controlling the extracted protruding length of the wire to be a constant length.
前記撮像を前記溶接トーチの前記開先の延在方向に沿った移動方向における前方でかつ上方から行う、請求項5に記載の自動アーク溶接方法。   The automatic arc welding method according to claim 5, wherein the imaging is performed from the front and the top in a moving direction along the extending direction of the groove of the welding torch. 前層のビード表面高さに強く関係する、現在の前記ワイヤの先端位置の高さと現在における前記開先左右倣いのためのデータとに基づいて溶接速度を制御する、請求項5に記載の自動アーク溶接方法。   6. The automatic control according to claim 5, wherein the welding speed is controlled based on the current height of the tip position of the wire and the current data for scanning the groove laterally, which is strongly related to a bead surface height of a front layer. Arc welding method. 前記画像処理において前記アークの高輝度部の形状の特徴を抽出し、
前記抽出した形状の特徴に基づいて前記開先左右倣いを行う、請求項7に記載の自動アーク溶接方法。
Extracting the characteristics of the shape of the high-intensity part of the arc in the image processing;
The automatic arc welding method according to claim 7, wherein the groove left-right copying is performed based on the extracted feature of the shape.
JP2006002642A 2006-01-10 2006-01-10 Automatic arc welding system and method Pending JP2007181871A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006002642A JP2007181871A (en) 2006-01-10 2006-01-10 Automatic arc welding system and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006002642A JP2007181871A (en) 2006-01-10 2006-01-10 Automatic arc welding system and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007181871A true JP2007181871A (en) 2007-07-19
JP2007181871A5 JP2007181871A5 (en) 2009-02-05

Family

ID=38338362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006002642A Pending JP2007181871A (en) 2006-01-10 2006-01-10 Automatic arc welding system and method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007181871A (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011206829A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Komatsu Ltd Method for adjusting wire projection length of welding robot and device for the same
WO2012119170A1 (en) 2011-03-10 2012-09-13 Fronius International Gmbh Device and method for monitoring an arc process
CN104175031A (en) * 2014-08-20 2014-12-03 北京工业大学 Welding robot with automatic correction function and welding method employing same
CN104400279A (en) * 2014-10-11 2015-03-11 南京航空航天大学 CCD-based method and system for automatic identification and track planning of pipeline space weld seams
CN105983802A (en) * 2015-03-06 2016-10-05 扬州中集通华专用车有限公司 Control system and method for welding robot
CN108971707A (en) * 2018-09-28 2018-12-11 广船国际有限公司 A kind of vertical butt welding method of slab
CN109290659A (en) * 2018-09-25 2019-02-01 北京机械设备研究所 A kind of arc length measuring device and its method
CN110883466A (en) * 2019-11-27 2020-03-17 上海电气电站设备有限公司 Method for welding convex ring of large-scale steam turbine generator
CN112975190A (en) * 2021-03-23 2021-06-18 北京石油化工学院 Multilayer multi-pass welding method, device, equipment and system based on visual sensing
WO2021220698A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 株式会社神戸製鋼所 Learning model generation method, learning model, and program for welding information, and welding system
CN115174798A (en) * 2022-09-05 2022-10-11 江阴市东昊不锈钢管有限公司 Image data acquisition and analysis system and method for stainless steel welding crevasses
EP4074450A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-19 Weez-U Welding Method of detecting a length of feedwire by image processing, and corresponding memory comprising instructions for implementing such process
JP7292344B2 (en) 2021-10-08 2023-06-16 日鉄エンジニアリング株式会社 Welding system, welding method and program

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57156875A (en) * 1981-03-24 1982-09-28 Hitachi Zosen Corp Welding state detecting method
JPS62142075A (en) * 1985-12-16 1987-06-25 Hitachi Zosen Corp Welding state detecting method
JPH11207462A (en) * 1998-01-26 1999-08-03 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd Copying apparatus for groove
JP2004042067A (en) * 2002-07-09 2004-02-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd Apparatus and method of automatic bevel copy welding by arc shape monitoring
JP2005193277A (en) * 2004-01-07 2005-07-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method and apparatus for arc welding

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57156875A (en) * 1981-03-24 1982-09-28 Hitachi Zosen Corp Welding state detecting method
JPS62142075A (en) * 1985-12-16 1987-06-25 Hitachi Zosen Corp Welding state detecting method
JPH11207462A (en) * 1998-01-26 1999-08-03 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd Copying apparatus for groove
JP2004042067A (en) * 2002-07-09 2004-02-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd Apparatus and method of automatic bevel copy welding by arc shape monitoring
JP2005193277A (en) * 2004-01-07 2005-07-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method and apparatus for arc welding

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011206829A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Komatsu Ltd Method for adjusting wire projection length of welding robot and device for the same
WO2012119170A1 (en) 2011-03-10 2012-09-13 Fronius International Gmbh Device and method for monitoring an arc process
CN103370162A (en) * 2011-03-10 2013-10-23 弗罗纽斯国际有限公司 Device and method for monitoring an arc process
CN104175031A (en) * 2014-08-20 2014-12-03 北京工业大学 Welding robot with automatic correction function and welding method employing same
CN104175031B (en) * 2014-08-20 2016-02-17 北京工业大学 A kind of welding robot system with autonomous centering capacity carries out the method for welding
CN104400279A (en) * 2014-10-11 2015-03-11 南京航空航天大学 CCD-based method and system for automatic identification and track planning of pipeline space weld seams
CN105983802A (en) * 2015-03-06 2016-10-05 扬州中集通华专用车有限公司 Control system and method for welding robot
CN105983802B (en) * 2015-03-06 2018-01-05 扬州中集通华专用车有限公司 A kind of welding robot control system and method
CN109290659B (en) * 2018-09-25 2020-11-06 北京机械设备研究所 Arc length measuring device and method
CN109290659A (en) * 2018-09-25 2019-02-01 北京机械设备研究所 A kind of arc length measuring device and its method
CN108971707A (en) * 2018-09-28 2018-12-11 广船国际有限公司 A kind of vertical butt welding method of slab
CN110883466A (en) * 2019-11-27 2020-03-17 上海电气电站设备有限公司 Method for welding convex ring of large-scale steam turbine generator
CN110883466B (en) * 2019-11-27 2021-11-19 上海电气电站设备有限公司 Method for welding convex ring of large-scale steam turbine generator
WO2021220698A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 株式会社神戸製鋼所 Learning model generation method, learning model, and program for welding information, and welding system
CN112975190A (en) * 2021-03-23 2021-06-18 北京石油化工学院 Multilayer multi-pass welding method, device, equipment and system based on visual sensing
EP4074450A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-19 Weez-U Welding Method of detecting a length of feedwire by image processing, and corresponding memory comprising instructions for implementing such process
FR3121856A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-21 Weez-U Welding METHOD FOR DETECTING A LENGTH OF WELDING WIRE BY IMAGE PROCESSING
JP7292344B2 (en) 2021-10-08 2023-06-16 日鉄エンジニアリング株式会社 Welding system, welding method and program
CN115174798A (en) * 2022-09-05 2022-10-11 江阴市东昊不锈钢管有限公司 Image data acquisition and analysis system and method for stainless steel welding crevasses
CN115174798B (en) * 2022-09-05 2022-11-15 江阴市东昊不锈钢管有限公司 Image data acquisition and analysis system and method for stainless steel welding crevasses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007181871A (en) Automatic arc welding system and method
JP7357463B2 (en) Judgment device, judgment system, welding system, judgment method, program, and storage medium
JP2006281270A (en) Hand welding analyzer and hand welding torch-integrated type monitoring camera applicable to the analyzer
US20220331912A1 (en) Automatic welding system, automatic welding method, welding assistance device, and program
JP2006065673A (en) Face center position detecting device, method and program
JP2008246536A (en) Apparatus and method for analyzing welding state
JP2009250844A (en) Three-dimensional shape measurement method and three-dimensional shape measurement apparatus
US20220215519A1 (en) Processing device, welding system, processing method, and storage medium
JP6974950B2 (en) Welding equipment, welding methods and programs
JP2005081419A (en) Automatic control method for tig arc welding
US20230249276A1 (en) Method and apparatus for generating arc image-based welding quality inspection model using deep learning and arc image-based welding quality inspecting apparatus using the same
WO2020039948A1 (en) Welding control device, display control device, welding system, welding control method, and program
JP2007054879A (en) Hybrid welding equipment, and image processing method and image processing program of hybrid welding equipment
JP3748070B2 (en) Automatic groove profile welding apparatus and method with arc shape monitoring
JP4647914B2 (en) Arc welding method and arc welding apparatus
JP3408749B2 (en) Automatic welding equipment
JP2002205166A (en) Display for welding state
Wu et al. Vision-based sensing of weld pool geometry in pulsed TIG welding
WO2023002754A1 (en) Welding-related information display method, display device, welding system, program, and welding-related information display screen
JPH0929435A (en) Welding device
JPH0647541A (en) Method for judging status of arc
US20230330785A1 (en) Welding measuring system and welding measuring method
JPH09295146A (en) Welding seam copying method in weaving welding
JP2003230960A (en) Control device for automatic welding position copying
KR102006248B1 (en) Apparatus and method for adjusting arc length by arc image analysis of welding part

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081212

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110802

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120710