JP2501150B2

JP2501150B2 - レ―ザ溶接方法

Info

Publication number: JP2501150B2
Application number: JP3233550A
Authority: JP
Inventors: 倫生大塚; 満白澤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1991-09-13
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JPH0569168A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つのワークをレーザ
により溶接するレーザ溶接方法であって、特にレーザ照
射位置の検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被溶接部材をレーザ光を用いて溶
接するレーザ溶接においては、画像処理装置を用いてレ
ーザ溶接ヘッドと被溶接部材との位置ずれを検出して、
その値をもとに画像処理装置で位置補正量を算出し、そ
の位置補正量をＮＣ装置にフィードバックしてデータの
修正を行った後、溶接部をレーザ溶接する方法が、特開
平１−９９７９１号公報で提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のレーザ溶接方法では、ティーチング作業を必要と
し、溶接のポイント毎にずれを検出して、ＮＣ装置でデ
ータの修正を行って溶接を行っており、作業が複雑で高
速処理ができないという問題があった。本発明は上述の
点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところ
は、作業が容易で高速処理が行え、且つレーザ照射位置
の検出が正確に行えるレーザ溶接方法を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、レーザ溶接ヘッドと同軸上に
撮像装置を配置し、２つの交差するワークの画像を撮像
し、上記画像上のワークを横切り、且つその幅よりも大
きい領域に複数のマスクを設定し、その光量が最大のマ
スクを始点として両側へ検索し、微分値がしきい値以上
である点を求め、これを交差する一方のワークのエッジ
とし、各々のエッジから外側に複数の画素領域を含む大
きさの複数のマスクを設定し、上記夫々のエッジに沿っ
て所定の方向コードをもつ画素があるしきい値を越える
位置までマスクを移動させ、この画素の連なりを他方の
ワークのエッジとし、このワークのエッジと上記一方の
ワークの夫々のエッジとが交差する２つのエッジ点を求
め、これらエッジ点の中点をレーザ照射位置としてい
る。

【０００５】また、請求項２の発明では、レーザ溶接ヘ
ッドと同軸上に撮像装置を配置し、２つの交差するワー
クの画像を撮像し、上記画像上の任意の点を始点とし、
所定方向に複数ドット検索し、微分方向コード値が所定
範囲内の画素の微分値の和を求める操作を、検索の開始
点をずらしながら繰り返し、今回の検索位置で求められ
た微分値の和が前回の検索位置での微分値の和よりも大
きい場合は、上記操作を継続し、小さい場合には前回の
検索位置をエッジとし、この操作により夫々のワークの
１つのエッジ上に２つずつのエッジ点を求め、撮像装置
から遠い方のワークのエッジ点を結ぶ直線を基にしてそ
のワークの中心線を求め、この中心線と他方のワークの
２つのエッジを結ぶ直線との交点を求め、この交点をレ
ーザ照射位置としてある。なお、上記夫々の発明にお
いて、溶接用のレーザ光軸と撮像装置の原点とのずれを
補正するために、溶接用のレーザ光と同軸となった補助
レーザ光をワークに当てて、その画像を撮像装置で撮像
し、上記補助レーザ光の重心の撮像装置の原点からのず
れ量を求め、このずれ量によりレーザ照射座標を補正す
ることが好ましい。

【０００６】

【作用】請求項１及び請求項２の発明では、上述のよう
に構成することにより、自動的にレーザ照射位置を検出
しながら溶接を行うことができるようにして、ティーチ
ング作業を行う必要を無くし、作業が容易で且つ高速に
行えるようにしたものである。しかも、濃淡画像からエ
ッジを求めるエッジ検出方法を用いてレーザ照射位置を
決定することにより、レーザ照射位置の検出が正確に行
えるようにしてある。

【０００７】

【実施例】（実施例１）図１乃至図１１に本発明の一実
施例を示す。本実施例のシステム構成を図２に示す。こ
のシステムでは、レーザ装置１の発生するレーザ光をレ
ーザ溶接ヘッド７から照射する。ここで、レーザ溶接ヘ
ッド７内にはハーフミラー９を配置してあり、レーザ光
の光軸と撮像装置としてのＣＣＤカメラ８の座標軸とが
同一軸（Ｙ軸）上となるようにしてある。ＣＣＤカメラ
８で撮像した画像は画像処理装置２に入力され、後述す
る方法によりレーザ照射位置の検出処理が行われる。そ
して、レーザ溶接ヘッド７はＸテーブル及びＺテーブル
に固定され、モータ制御部３の制御のもとに駆動される
パルスモータ４によりＸ軸及びＺ軸、つまりは左右，上
下に移動自在としてある。

【０００８】レーザ照射位置の検出に際しては、図３に
示すように、予め定めた位置にレーザ溶接ヘッド７を移
動させ、ＣＣＤカメラ８で２つのワーク１０の交差部を
含む画像を撮像する。ここで、レーザ溶接ヘッド７には
レーザ光を入射するための光ファイバ１１と照明用の光
を入射する光ファイバ１２とが接続してある。以下に、
本実施例のレーザ照射位置との検出方法を説明する。な
お、本実施例では濃淡画像からエッジを求めるエッジ検
出方法を用いてレーザ照射位置の検出を行う。

【０００９】まず、上記レーザ照射位置の検出の前に次
のような前処理を図４に示す構成の画像処理装置２で行
う。この前処理においては、ＣＣＤカメラ８により撮像
した画像の各画素の濃度をＡ／Ｄ変換部２１においてデ
ジタル信号に変換した後、前処理部２２において以下の
前処理を行うことにより、Ａ／Ｄ変換部２１より得られ
る原画像のほかに、微分画像、微分方向コード画像、エ
ッジ画像を得る。

【００１０】この前処理ではまず微分・稜線抽出処理を
行う。本アルゴリズムでは、画像処理の第１段階として
３×３画素の局所並列ウインドウを用いて空間微分処理
を行う。この処理の概念を図５に示す。注目する画像Ｅ
と、その画素Ｅの周囲の８画素Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉからなる
３×３画素の局所並列ウインドウＷを入力画像としての
原画像に設定する。上記画素Ｅの縦方向・横方向の濃度
変化を夫々ΔＶ，ΔＨとすると、 ΔＶ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ)−（Ｇ＋Ｈ＋Ｉ) …（１） ΔＨ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｇ)−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ) …（２）となる。なお、上式のＡ〜Ｉは各画素の８ビット濃度値
を示す。この画素Ｅの微分絶対値｜ｅ｜_Eは、｜ｅ｜_E＝（ΔＶ²＋ΔＨ²)^1/2…（３）となる。また、画素Ｅの微分方向値∠ｅ_Eは、 ∠ｅ_E＝ｔａｎ^-1（ΔＶ／ΔＨ＋π／２） …（４）となる。

【００１１】つまり、画素Ｅを中心とする周囲の８画素
のデータを同時に取り出し、上記演算を行い、その結果
を画素Ｅのデータとする。以上の計算を２５６×２５６
画素の全画面について行うことによって、画面内の物体
の輪郭や欠陥などの濃度変化の大きい部分と、その変化
の方向を抽出することができる。なお、（３）式の｜ｅ
｜_Eをすべての画素について濃度（明るさ）で表した画
像を微分画像と呼び、（４）式の∠ｅ_Eをコード化して
表した画像を微分方向コード画像と呼ぶ。

【００１２】次に、この微分画像に対して稜線抽出処理
を行う。図６（ａ）が微分絶対値の画像の例である。こ
の画像における山の高い部分は原画像での濃度変化が大
きいことを示している。濃度変化が緩やかな部分では、
これらの山のすそ野が広がり輪郭線が太くなってしま
う。そこで、図６（ｂ）に示すように、これらの山の稜
線のみを抽出する。この処理が稜線抽出処理である。

【００１３】なお、実際には各画素の微分絶対値に着目
し、周囲画素の微分絶対値よりも大きなものを稜線とす
る。ここまでの処理により、微分絶対値画像中の値の大
小にかかわらず、すべての稜線が抽出される。従って、
この稜線の中にはノイズなどによる不要な小さな山（図
６（ｂ）中ａ，ｃ）まで含まれているので、図６（ｂ）
のように、予め定められたしきい値ＳＬによりスライス
することにより、ａ，ｃを取り除く。従って、最終的に
はｂ，ｂ’の太線のみが抽出される。

【００１４】上記微分・稜線抽出処理により大きい山の
稜線（以下、エッジと呼ぶ）が抽出されるが、この稜線
は図６（ｂ）に示すように不連続になりやすい。そこ
で、次にエッジ延長処理と呼ばれる処理を行い、Ａ点か
らＢ点を図６（ｂ）中の点線で示すように接続する。こ
の処理では次の評価関数ｆ（ｅ_j）を算出する。ｆ（ｅ_j）＝｜ｅ_j｜・ｃｏｓ（∠ｅ_j−∠ｅ₀）・ｃｏｓ（（ｊ−１）π／４−∠ｅ₀） …（５）ここで、ｅ₀：中心画素濃度（図５のＥ）の微分データｅ_j：隣接画素（図５のＥを除くＡ〜Ｉ）の微分データこの評価関数の値が大きいほど、その方向のエッジを伸
ばしやすいことを意味している。

【００１５】このエッジ延長処理では、図６（ｂ）のＡ
点を始点として隣接画像に対し、順次（５）式の評価関
数を算出し、その最大値を示す方向へ延長して行き、Ｂ
点でもともとのエッジと衝突したならば処理を止める。
このとき得られるエッジは、原画像上の明るさの変化点
を線画で表したものである。ここで、原画像から明るさ
の変化点を輪郭として抽出した線画像を、エッジ画像と
呼ぶ。

【００１６】以上の処理により、夫々微分画像、微分方
向コード画像、エッジ画像が得られる。これらの画像の
構成を図７を用いて説明する。図７において、４枚の画
像上のアドレスは共通とし、任意の点Ｐ（ｘ，ｙ）と設
定する。原画像ｆ₁は入力された濃淡画像で、通常８ビ
ット（２５６階調）の明るさのレベルで表される。点Ｐ
での明るさａは、ａ＝ｆ₁（ｘ，ｙ）（０≦ａ≦２５５）とおく。

【００１７】微分画像ｆ₂における微分値の階調を例え
ば６ビットとすると、点Ｐでの微分値ｂは、ｂ＝ｆ₂（ｘ，ｙ）（０≦ａ≦６３）と表される。微分方向コード画像ｆ₃における微分方向
を例えば１６方向でコード化すれば、点Ｐにおける微分
方向コードｃは、ｃ＝ｆ₃（ｘ，ｙ）（０≦ａ≦１５）と書ける。

【００１８】エッジ画像ｆ₄においては、原画像上の明
るさの変化点を線画として抽出した１ビットの画像であ
るので、線画の部分が "１”，背景が "０”となってい
る。そこで、 "１”である画素をエッジフラッグと呼
び、点Ｐがエッジフラッグであるとき、ｆ₄（ｘ，ｙ）＝１となり、背景であるとき、ｆ₄（ｘ，ｙ）＝０と表される。これら各画像ｆ₁〜ｆ₄は図４に示す画像
処理装置２を構成する画像メモリ部２３の原画像メモリ
２３₁，微分画像メモリ２３₂，微分方向コード画像メ
モリ２３₃及びエッジ画像メモリ２３₄に夫々記憶され
る。そして、この画像処理装置２では、レーザ照射位置
の検出に際しては先ず次のエッジ検出処理を行う。な
お、このエッジ検出処理及びさらに後述するレーザ照射
位置の検出はプロセッサあるいはマイクロコンピュータ
からなる演算処理部２４で行う。

【００１９】上述した画像処理により得た各画像を用い
てエッジ検出を行う方法について以下に説明する。この
エッジ検出に際しては、図１に示すように、上記２つの
ワーク１０の交差部を含む画像上に、ワーク１０を横切
り、且つその幅よりも大きい領域に複数のマスク１３を
設定する。なお、この図１の場合には４つのマスク１３
₁〜１３₄を設定している。そして、夫々のマスク１３
₁〜１３₄の平均光量を求め、一番平均光量が高いマス
ク１３の中心を第１のエッジ検出の始点とする。つま
り、これはワーク１０の内部に第１のエッジ検出のため
の始点を設定するための処理であり、ワーク１０は光源
からの光を正反射し、輝度が高くなっているので、ワー
ク１０内部に第１のエッジ検出の始点を設定することが
できる。

【００２０】次に、上記始点から両側に検索し、エッジ
フラグが図８に示すように同一ｙアドレス上に予め設定
しておいた画素以上存在する点を求め、この点を第１の
エッジとする。ここで、図８における１がエッジフラッ
グで、０が背景であり、この場合にはしきい値を３とし
てあり、ｙｉがエッジのアドレスとなる。また、始点か
ら両側に検索を行っているので、第１のエッジは２つ得
られる。さらに、上述の場合にはエッジフラグが同一ｙ
アドレス上に予め設定しておいた画素以上存在する点を
第１のエッジとして、第１のエッジの検出確度を高くし
てあるが、設定するマスク１３によっては微分値がしき
い値以上である点を第１のエッジとしてもよい。

【００２１】そして、それら第１のエッジより外側へｎ
×ｍ画素の大きさのマスク１４を設定し、このマスク１
４をエッジフラッグに沿って図中の矢印で示す第２のエ
ッジ検索方向へ移動させる。この際には、ｎ×ｍ画素領
域を１画素ずつラスタ走査を行って、所定範囲の微分方
向値がある画素を微分方向コード画像（図７におけるｆ
₃）上から読み出し、その画素の総数ｓｕｍを求める。
そして、画素総数ｓｕｍがしきい値ＳＬ₁よりも大きけ
れば（ｓｕｍ＞ＳＬ₁）、エッジが存在するとし、ｎ×
ｍ画素領域の第２エッジ検索方向側のｘアドレスをエッ
ジのアドレスとする。なお、図１の場合にはｘｉがエッ
ジのアドレスとなっている。上記エッジ検出方法をまと
めたフローチャートを図９に示す。

【００２２】以上のエッジ検出により求めたエッジを用
いてレーザ照射位置の検出を次のように行う。この際に
は始めにエッジを求めたワーク１０の夫々のエッジと他
方のワーク１０のエッジとが交差する２つのエッジ点Ｐ
₁，Ｐ₂を求める。なお、上記エッジ検出方法の場合に
は、各エッジ毎に（ｘ，ｙ）座標が決まっているので、
上記エッジ点Ｐ₁，Ｐ₂は簡単に求まる。なお、エッジ
点Ｐ₁は（ｘｉ，ｙｉ）である。

【００２３】次いで、各交点Ｐ₁，Ｐ₂の間の中点Ｐ₃
を求める。ここで、この中点Ｐ₃の座標を（ｘｐ’，ｙ
ｐ’）とする。この中点Ｐ₃はレーザ光軸とＣＣＤカメ
ラ８の原点とのずれがなければ、そのままレーザ照射位
置としてもよいのであるが、実際にはレーザ光軸とＣＣ
Ｄカメラ８の原点との間に多少のはずれが生じる。そこ
で、このずれを予め測定しておき、そのずれ量に応じて
レーザ照射位置の補正を行う。

【００２４】このずれ量の測定は次のようにして行う。
まず、溶接レーザ光と同軸の赤外線レーザ光をワーク１
０に当て、ＣＣＤカメラ８で撮像する。ここで、赤外線
レーザ光は加工を行うものではなく、照射位置を見るだ
けのものである。従って、レーザ光のエネルギ密度は極
めて低いものでよい。この際に、撮像した画像から赤外
線レーザ光の重心を図１０に示すように求める。この重
心のＣＣＤカメラ８の原点を（０，０）とした場合の座
標を求めて記憶する。いま、上記重心が（ｘｇ，ｙｇ）
であったとすると、レーザ照射位置（ｘ，ｙ）は、ｘ＝ｘｐ’−ｘｇｙ＝ｙｐ’−ｙｇとして求まる。つまり、ずれ量（ｘｇ，ｙｇ）をＸテー
ブル５及びＺテーブル６を移動させる場合のオフセット
値として、レーザ照射位置の補正を行えばよい。

【００２５】（実施例２）図１２乃至図１４に本発明の
他の実施例を示す。本実施例では上記実施例の場合と異
なるエッジ検出方法を用いた点に特徴がある。以下、本
実施例に用いるエッジ検出方法について説明する。ま
ず、このエッジ検出に際しては、図１２に示すように、
ワーク１０を撮像した画像上の任意の点を始点Ｐとし、
図中に下向き矢印で示す第１検索方向に複数ドット（ａ
ドット）検索し、微分方向コード画像（ｆ₃）から微分
方向値を読み出し、この微分方向値が予め定めた所定範
囲内にあるが画素を求める。そして、その画素に関して
微分画像（図７中のｆ₂）から微分絶対値を読み出して
加算する。この微分絶対値の総数ＳＵＭとする。

【００２６】次に、図中の左向き矢印で示す第２検索方
向に１ドット検索開始点を移動し、上述の場合と同様の
処理を行う。そして、この場合には、前回の処理結果
（ＳＵＭ_old）と今回の処理結果（ＳＵＭ_new）とを比
較する。この際に、前回の処理結果（ＳＵＭ_old）より
も今回の処理結果（ＳＵＭ_new）の方が大きい、つまり
ＳＵＭ_new＞ＳＵＭ_oldである場合、続けて第２検索方
向に１ドット検索開始点を移動し、上記処理を繰り返
す。

【００２７】そして、前回の処理結果（ＳＵＭ_old）よ
りも今回の処理結果（ＳＵＭ_new）の方が小さい、つま
りＳＵＭ_new≦ＳＵＭ_oldであるとき、前回の処理結果
（ＳＵＭ_old）の検索開始位置をエッジとする。ところ
で、この場合に画像ノイズによる誤検出を防止するため
に、微分絶対値の総数ＳＵＭがしきい値ＳＬ₂よりも小
さい場合には、その検索開始位置はエッジと見なさず、
次に進むこととする。上記処理をまとめたフローチャー
トを図１３に示す。

【００２８】上記エッジ検出方法により、図１４に示す
ように、各ワーク１０の１つのエッジ上に２ずつの計４
つのエッジＰ₁〜Ｐ₄を求める。そして、このエッジＰ
₁〜Ｐ₄から次のようにしてレーザ照射位置を求める。
まず、同一ワーク１０のエッジＰ₁，Ｐ₂とを結ぶ直線
ｌ₁と、エッジＰ₃，Ｐ₄とを結ぶ直線ｌ₂とを求め
る。ここで、直線ｌ₁をｙ₁＝ａｘ＋ｂとし、直線ｌ₂
をｙ₁＝ｃｘ＋ｄとする。

【００２９】いま、図１４で下側に位置するワーク１０
の幅がＷであり、直線ｌ₂とｘ軸に平行な直線とのなす
角度をαとすると、このワーク１０と上側に位置するワ
ーク１０とで交差するエッジの長さＬは、Ｗ／ cosαと
なる。従って、このエッジの長さＬの半分だけ直線ｌ₂
を図１４における下方に移動させた点が、交差部の中点
Ｐ₅として求まる。このときの下方に移動した直線
ｌ₂’は、ｃｘ＋ｄ−Ｗ／２ cosαとなる。よって、中
点Ｐ₅は、ｘｐ’＝（ｄ−ｂ−Ｗ／ cosα）／（ａ−ｃ）ｙｐ’＝ａ（ｄ−ｂ−Ｗ／ cosα）／（ａ−ｃ）＋ｂとして求まる。そして、この中点Ｐ₅を実施例１の場合
と同様にしてレーザ光軸とＣＣＤカメラ８の原点とのず
れ量で補正すると、レーザ照射位置を求めることができ
る。

【００３０】ところで、上述の各実施例では１つのレー
ザ溶接位置を求める場合について説明したが、複数個所
を溶接する場合には、まず第１の溶接点に対応する画像
取込み位置までレーザ溶接ヘッド７を移動させ、上述し
た実施例のいずれかの方法を用いて、レーザ照射位置を
求め、レーザ照射座標にＸテーブル５及びＺテーブルを
移動させてレーザの照射を行う。そして、その後に、次
に第２の溶接点に対応する画像取込み位置までレーザ溶
接ヘッド７を移動させ、上記動作を繰り返すというよう
にすればよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明は上述のように、レーザ溶接ヘッ
ドと同軸上に撮像装置を配置し、２つの交差するワーク
の画像を撮像し、上記画像上のワークを横切り、且つそ
の幅よりも大きい領域に複数のマスクを設定し、その光
量が最大のマスクを始点として両側へ検索し、微分値が
しきい値以上である点を求め、これを交差する一方のワ
ークのエッジとし、各々のエッジから外側に複数の画素
領域を含む大きさの複数のマスクを設定し、上記夫々の
エッジに沿って所定の方向コードをもつ画素があるしき
い値を越える位置までマスクを移動させ、この画素の連
なりを他方のワークのエッジとし、このワークのエッジ
と上記一方のワークの夫々のエッジとが交差する２つの
エッジ点を求め、これらエッジ点の中点をレーザ照射位
置としているので、自動的にレーザ照射位置を検出しな
がら溶接を行うことができ、ティーチング作業が不要と
なり、作業が容易で且つ高速に行える。しかも、濃淡画
像からエッジを求めるエッジ検出方法を用いてレーザ照
射位置を決定しているので、レーザ照射位置の検出が正
確に行える。

【００３２】また、請求項２の発明では、レーザ溶接ヘ
ッドと同軸上に撮像装置を配置し、２つの交差するワー
クの画像を撮像し、上記画像上の任意の点を始点とし、
所定方向に複数ドット検索し、微分方向コード値が所定
範囲内の画素の微分値の和を求める操作を、検索の開始
点をずらしながら繰り返し、今回の検索位置で求められ
た微分値の和が前回の検索位置での微分値の和よりも大
きい場合は、上記操作を継続し、小さい場合には前回の
検索位置をエッジとし、この操作により夫々のワークの
１つのエッジ上に２つずつのエッジ点を求め、撮像装置
から遠い方のワークのエッジ点を結ぶ直線を基にしてそ
のワークの中心線を求め、この中心線と他方のワークの
２つのエッジを結ぶ直線との交点を求め、この交点をレ
ーザ照射位置としてあるので、請求項１の発明と同様
に、自動的にレーザ照射位置を検出しながら溶接するこ
とができ、作業が容易で且つ高速に行え、また濃淡画像
からエッジを求めるエッジ検出方法を用いてレーザ照射
位置を決定しているので、レーザ照射位置の検出が正確
に行える。

【００３３】さらに、請求項３の発明では、溶接用のレ
ーザ光と同軸となった補助レーザ光をワークに当てて、
その画像を撮像装置で撮像し、上記補助レーザ光の重心
の撮像装置の原点からのずれ量を求め、このずれ量によ
りレーザ照射座標を補正しているので、溶接用のレーザ
光軸と撮像装置の原点とのずれを補正することができ、
さらに正確なレーザ溶接が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のレーザ照射位置を検出する
ためのエッジ検出方法の説明図である。

【図２】同上のレーザ溶接システムの構成図である。

【図３】同上のレーザ溶接ヘッドの斜視図である。

【図４】画像処理装置の構成図である。

【図５】画像処理装置の第１段階としての空間微分処理
の説明図である。

【図６】画像処理装置で行う稜線抽出・エッジ延長処理
の説明図である。

【図７】画像処理装置で取り扱う画像を示す説明図であ
る。

【図８】エッジ検出方法における第１のエッジの検出方
法の説明図である。

【図９】エッジ検出方法のための処理を示すフローチャ
ートである。

【図１０】レーザ光軸とカメラ原点とのずれを検出する
方法の説明図である。

【図１１】レーザ光軸とカメラ原点とのずれ量を用いた
エーザ照射座標の補正に関する説明図である。

【図１２】他の実施例においてレーザ照射位置を検出す
るためのエッジ検出方法の説明図である。

【図１３】同上のエッジ検出方法のための処理を示すフ
ローチャートである。

【図１４】レーザ照射座標を求める方法の説明図であ
る。

【符号の説明】１レーザ装置２画像処理装置７レーザ溶接ヘッド８ＣＣＤカメラ１０ワーク１３₁〜１３₄，１４マスク

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つのワークをレーザにより溶接するレ
ーザ溶接方法であって、レーザ溶接ヘッドと同軸上に撮
像装置を配置し、２つの交差するワークの画像を撮像
し、上記画像上のワークを横切り、且つその幅よりも大
きい領域に複数のマスクを設定し、その光量が最大のマ
スクを始点として両側へ検索し、微分値がしきい値以上
である点を求め、これを交差する一方のワークのエッジ
とし、各々のエッジから外側に複数の画素領域を含む大
きさの複数のマスクを設定し、上記夫々のエッジに沿っ
て所定の方向コードをもつ画素があるしきい値を越える
位置までマスクを移動させ、この画素の連なりを他方の
ワークのエッジとし、このワークのエッジと上記一方の
ワークの夫々のエッジとが交差する２つのエッジ点を求
め、これらエッジ点の中点をレーザ照射位置として成る
ことを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項２】２つのワークをレーザにより溶接するレ
ーザ溶接方法であって、レーザ溶接ヘッドと同軸上に撮
像装置を配置し、２つの交差するワークの画像を撮像
し、上記画像上の任意の点を始点とし、所定方向に複数
ドット検索し、微分方向コード値が所定範囲内の画素の
微分値の和を求める操作を、検索の開始点をずらしなが
ら繰り返し、今回の検索位置で求められた微分値の和が
前回の検索位置での微分値の和よりも大きい場合は、上
記操作を継続し、小さい場合には前回の検索位置をエッ
ジとし、この操作により夫々のワークの１つのエッジ上
に２つずつのエッジ点を求め、撮像装置から遠い方のワ
ークのエッジ点を結ぶ直線を基にしてそのワークの中心
線を求め、この中心線と他方のワークの２つのエッジを
結ぶ直線との交点を求め、この交点をレーザ照射位置と
して成ることを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項３】溶接用のレーザ光と同軸となった補助レ
ーザ光をワークに当てて、その画像を撮像装置で撮像
し、上記補助レーザ光の重心の撮像装置の原点からのず
れ量を求め、このずれ量によりレーザ照射座標を補正し
て成ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
レーザ溶接方法。