JP3102984B2 - Groove position detection method - Google Patents

Groove position detection method

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JP3102984B2
JP3102984B2 JP06057128A JP5712894A JP3102984B2 JP 3102984 B2 JP3102984 B2 JP 3102984B2 JP 06057128 A JP06057128 A JP 06057128A JP 5712894 A JP5712894 A JP 5712894A JP 3102984 B2 JP3102984 B2 JP 3102984B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶接の開先をテレビカ
メラで撮影し、テレビカメラの画像信号を用いて自動溶
接機を倣い制御するための開先位置検出方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a groove position detecting method for photographing a welding groove with a television camera and using an image signal from the television camera to control an automatic welding machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビカメラの画像信号を用いて自動溶
接機を倣い制御するための開先位置検出方法は、特開昭
52−85044号公報あるいは特開昭53−9235
3号公報に示すように、スポット光に照らされた開先と
溶接板表面の濃淡の違いを利用し開先を検出する方法が
提案されている。テレビカメラの画像信号は被写体の輝
度が高く白い(淡い)部分は電圧が高い。また、輝度が
低く黒い(濃い)部分は電圧が低い。図3の(a)およ
び図3の(b)のように、明暗(濃淡)に応じて画像信
号電圧が変化する。開先およびその周辺の画像において
開先内は濃く(暗く)、溶接板表面は淡い(明るい)た
め、適当な電圧しきい値を用いて2値化し、低い電圧部
分を開先、高い電圧部分を溶接板表面と判別することが
できる。特開昭52−85044号公報および特開昭5
3−92353号公報では、スポット光に照らし出され
た領域を、検出するパターンとして2値化し、開先に対
応する低い電圧部がパターンの中心にくるようにスポッ
トライトと溶接トーチを移動し倣い制御できるとされて
いる。
2. Description of the Related Art A groove position detecting method for following and controlling an automatic welding machine using an image signal of a television camera is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-85044 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-9235.
As disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 3 (1999), there has been proposed a method for detecting a groove by using a difference between the lightness of a groove illuminated by a spot light and the surface of a welded plate. The image signal of the television camera has a high voltage in a white (light) portion where the brightness of the subject is high. Further, the voltage is low in a black portion (dark portion) where the luminance is low. As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, the image signal voltage changes in accordance with the brightness (shading). In the image of the groove and its surroundings, since the inside of the groove is dark (dark) and the surface of the weld plate is light (bright), binarization is performed using an appropriate voltage threshold, and the low voltage portion is grooved and the high voltage portion is used. Can be determined as the surface of the welded plate. JP-A-52-85044 and JP-A-5-85044
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-92353, an area illuminated by a spotlight is binarized as a pattern to be detected, and the spotlight and the welding torch are moved and copied so that a low voltage portion corresponding to a groove is at the center of the pattern. It is said that it can be controlled.

【0003】2値化の目的は、目的の像だけを背景と分
離する手段の1つで、目的の像の輝度が背景と異なる場
合に有効である。しかし、溶接板表面には錆,ペイン
ト,グラインダ研磨,仮づけ溶接ビード,スパッタ付着
などがあり、開先内面もグラインダ研磨,仮づけ溶接ビ
ード,、スパッタ付着などにより、必ずしも一定の明る
さではない。したがって、スポット光に照らし出され
た、検出するパターン内に、これらの明るさの変動が入
る場合には、2値化した画像では必ずしも良好に開先を
分離し判別できず、安定した開先の検出が困難である。
The purpose of binarization is one of means for separating only the target image from the background, and is effective when the luminance of the target image is different from the background. However, the surface of the weld plate has rust, paint, grinder polishing, tack weld bead, spatter adhesion, etc., and the inner surface of the groove is not always constant brightness due to grinder polishing, tack weld bead, spatter adhesion, etc. . Therefore, when these brightness fluctuations are included in the pattern to be detected illuminated by the spot light, the groove cannot always be properly separated and determined in the binarized image, and the stable groove is not obtained. Is difficult to detect.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これらの従来の開先位
置検出方法の問題点のポイントは、錆,ペイント,グラ
インダ研磨,仮づけ溶接ビード,スパッタ付着などの明
るさの変動のために、開先を背景から分離し摘出する方
法として2値化処理することが問題であった。本発明
は、開先を判別する方法として2値化処理以外方法を適
用し、外乱の影響を除去し、安定した倣い制御を行う開
先検出方法を提供することを目的とするものである。
The problem with these conventional groove position detection methods is that the brightness of rust, paint, grinder polishing, tack weld bead, spatter adherence, etc., causes fluctuations in brightness. Binary processing has been a problem as a method of separating and extracting the tip from the background. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a groove detection method that applies a method other than the binarization process as a method of determining a groove, removes the influence of disturbance, and performs stable scanning control.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、テレビカメラの画像信号電圧を用いて溶接
用開先の位置を検出する方法において、 (1)倣い制御前に撮影した開先近傍の濃淡画像をアナロ
グ/デジタル変換し、2次元の画像信号電圧からなる倣
い制御前開先近傍の縦s×横t画素の濃淡画像データを
記憶し、該倣い制御前開先近傍濃淡画像データの中から
開先と溶接板表面からなる、縦n×横m画素、s>n,
t>m、の領域の濃淡画像データを教示パターンとして
記憶し、倣い制御中に撮影した開先近傍の濃淡画像をア
ナログ/デジタル変換し、2次元の画像信号電圧からな
る倣い制御中開先近傍の縦s×横t画素の濃淡画像デー
タを記憶し、該倣い制御中開先近傍濃淡画像データから
該教示パターンと等しいサイズの、縦n×横m画素、s
>n,t>mの領域を順次取り出し入力パターンとし、
前記教示パターンの左上から横方向i番目、縦方向j番
目の位置の輝度W(i,j)と該入力パターンの左上か
ら横方向i番目、縦方向j番目の位置の輝度U(i,
j)の相関係数Rを下記の(6)式 を用いて算出し、相関係数が0.6〜1.0で相関係数の最
も大きい領域を開先位置とする。
According to the present invention, there is provided a method for detecting a position of a welding groove by using an image signal voltage of a television camera. The gray image in the vicinity of the tip is converted from analog to digital, and the gray image data of s × t pixels in the vicinity of the groove before the scanning control consisting of a two-dimensional image signal voltage is stored. Nx > m pixels, s> n,
The gradation image data in the region of t> m is stored as a teaching pattern, the gradation image photographed in the vicinity of the groove taken during the contour control is converted from analog to digital, and the vicinity of the groove in the contour control consisting of a two-dimensional image signal voltage is converted. S × t pixels of density image data, and n × m pixels of the same size as the teaching pattern , s
> N, t> m are sequentially taken out as an input pattern,
Laterally i-th from the top left of the teaching pattern, longitudinally j th
The brightness W (i, j) at the eye position and whether
From the i-th position in the horizontal direction and the j-th position in the vertical direction
j) is calculated by the following equation (6). The area where the correlation coefficient R is 0.6 to 1.0 and the correlation coefficient is the largest is defined as the groove position.

【0006】(2)倣い制御前に撮影した開先近傍の開先
幅方向の濃淡画像をアナログ/デジタル変換し、1次元
の画像信号電圧からなる倣い制御前開先幅方向の濃淡画
像データを記憶して、該濃淡画像データの左上から縦方
向y番目の横方向(x方向)の輝度分布C(x)の中か
ら開先と溶接板表面からなる左端から任意のq番目から
q+m番目までの区間の濃淡画像データを教示パターン
D(i)として記憶し、倣い制御中に撮影した開先近傍
の濃淡画像をアナログ/デジタル変換して、該濃淡画像
データを記憶し、該倣い制御中濃淡画像データの中から
前記教示パターンと等しい大きさの左端から任意のq番
目からq+m番目までの区間を順次取り出し入力パター
ンとし、前記教示パターンD(i)と該入力パターンの
画像信号電圧の相関係数Rを下記の(10)式 を用いて算出し、相関係数が0.6〜1.0で相関係数の最
も大きい領域を開先位置とする。
(2) The grayscale image in the groove width direction near the groove taken before the scanning control is converted from analog to digital, and the grayscale image data in the groove width direction before the scanning control consisting of one-dimensional image signal voltage is stored. to the vertical direction from the upper left corner of the gray-scale image data
From the left end consisting of the groove and the surface of the weld plate from the luminance distribution C (x) in the y-th horizontal direction (x-direction) from any q-th
The grayscale image data of the section up to q + mth is the teaching pattern
Stored as D (i) , near the groove taken during profiling control
The dark light image by analog / digital converter, storing the gray-scale image data, from among the light and shade image data in the control had該倣
Any q numbered from the left end of the teaching pattern equal size
Eyes and sequentially extracts the input pattern section up q + m-th from the teaching pattern D (i) and the correlation coefficient R of the image signal voltage of the input pattern below (10) The area where the correlation coefficient R is 0.6 to 1.0 and the correlation coefficient is the largest is defined as the groove position.

【0007】(3) 前記(1)または(2)記載の開先位置検出
方法において、倣い制御前開先近傍濃淡画像データの中
から開先と溶接板表面からなる領域の濃淡画像データを
教示パターンとして記憶する処理をギャップの異なる開
先毎に行い、ギャップの異なる開先の教示パターンをそ
れぞれ1つずつ記憶し、該教示パターンと入力パターン
の画像信号電圧の相関を算出し、相関係数が0.6〜1.0で
相関係数の最も大きい領域を求める処理を教示パターン
の数だけ複数回実行し、相関係数の最も大きい領域を開
先位置とする。
(3) In the groove position detecting method according to the above (1) or (2), the grayscale image data of the region consisting of the groove and the surface of the welding plate is selected from the grayscale image data near the groove before the scanning control. Is performed for each groove having a different gap, one teaching pattern of each groove having a different gap is stored, and the correlation between the teaching pattern and the image signal voltage of the input pattern is calculated. The process of obtaining the area having the largest correlation coefficient in the range of 0.6 to 1.0 is executed a plurality of times by the number of teaching patterns, and the area having the largest correlation coefficient is set as the groove position.

【0008】(4) 前記(1)記載の開先位置検出方法にお
いて、倣い制御前開先近傍濃淡画像データの中から開先
と溶接板表面からなる領域の濃淡画像データを教示パタ
ーンとして記憶する処理を線倣いズレ量または線倣いズ
レ量およびギャップの異なる開先毎に行い、線倣いズレ
量または線倣いズレ量およびギャップの異なる開先の教
示パターンをそれぞれ1つずつ記憶し、該教示パターン
と入力パターンの画像信号電圧の相関を算出し、相関係
数が0.6〜1.0で相関係数の最も大きい領域を求める処理
を教示パターンの数だけ複数回実行し、相関係数の最も
大きい領域を開先位置とする。
(4) In the groove position detection method according to the above (1), a process of storing, as a teaching pattern, grayscale image data of a region including a groove and a weld plate surface from among the grayscale image data near a groove before scanning control. Is performed for each groove having a different line scanning deviation amount or a line scanning deviation amount and a gap, and teaching patterns of the groove having a different line scanning deviation amount or a line scanning deviation amount and a gap are stored one by one. The process of calculating the correlation of the image signal voltage of the input pattern and executing the process of obtaining the region having the correlation coefficient of 0.6 to 1.0 and having the largest correlation coefficient a plurality of times for the number of teaching patterns is performed, and the region having the largest correlation coefficient is opened. Set to the first position.

【0009】(5) 前記(4)記載の開先位置検出方法にお
いて、横t画素、縦(走行方向)s画素のt×s画素で
構成された倣い制御中開先近傍濃淡画面と同一平面上の
一点にあらかじめ基準点Oを設け、基準点Oから画素で
換算した時に検出した開先位置の座標位置を(t1,s
1)、補正前の制御点Pの座標位置を(t2,s2)、
相関係数の最も大きい教示パターンの線倣いズレ量をT
とすれば、補正後の制御点Pにおける開先位置の座標位
置(t3,s2)を t3=t1−(s2−s1)×T とする。
(5) In the groove position detection method according to the above (4), the same plane as the shaded area in the vicinity of the groove during scanning control, which is composed of t × s pixels of horizontal t pixels and vertical (running direction) s pixels. A reference point O is provided in advance at one point above, and the coordinate position of the groove position detected when the pixel is converted from the reference point O to (t1, s
1) The coordinate position of the control point P before correction is (t2, s2),
The linear scanning deviation amount of the teaching pattern having the largest correlation coefficient is represented by T
Then, the coordinate position (t3, s2) of the groove position at the corrected control point P is set to t3 = t1− (s2−s1) × T.

【0010】(6) 前記(1),(2),(3)または(4)記載の開
先位置検出方法において、倣い制御前に記憶する教示パ
ターンの開先を構成する2枚の板の表面の濃淡画像のア
ナログ/デジタル変換後のデジタル値の平均値をD1お
よびD2とし、開先内の濃淡画像のアナログ/デジタル
変換後のデジタル値をDbとすれば、下記(1),
(2)および(3)式を満たすように描いた擬似開先を
撮影し、濃淡画像をアナログ/デジタル変換し、2次元
あるいは1次元の画像信号電圧からなる倣い制御前開先
近傍濃淡画像データを記憶し、該倣い制御前開先近傍濃
淡画像データの中から擬似開先部分の濃淡画像データを
教示パターンとして記憶するか或いは(1),(2)お
よび(3)式を満たす擬似開先、(2),(3)および
(4)式を満たす擬似開先または(2),(3)および
(5)式を満たすように描いた複数の擬似開先をそれぞ
れ撮影し、濃淡画像をアナログ/デジタル変換し、2次
元あるいは1次元の画像信号電圧からなる倣い制御前開
先近傍濃淡画像データを記憶し、該倣い制御前開先近傍
濃淡画像データの中から擬似開先部分の濃淡画像データ
を教示パターンとして複数のパターンを記憶する; −0.16≦(D1−D2)/(Dmax−Dmin)≦0.16 ・・・(1) Dmin<Db<D1<Dmax ・・・(2) Dmin<Db<D2<Dmax ・・・(3) 0.16<(D1−D2)/(Dmax−Dmin)<1.00 ・・・(4) −1.00<(D1−D2)/(Dmax−Dmin)<−0.16・・・(5) ただし、 Dmax:画像信号のアナログ→デジタル変換で可能なデ
ジタル値の最大値 Dmin:画像信号のアナログ→デジタル変換で可能なデ
ジタル値の最小値。(7) 前記(1),(2),(3)または(4)記
載の開先位置検出方法において、開先を構成する2枚の
板の表面の濃淡画像を示すデジタル値をD1,D2と
し、開先内の濃淡画像を示すデジタル値をDbとすれ
ば、上記(1),(2)および(3)式を満たすデジタ
ル値を擬似開先部分の濃淡画像データとして教示パター
ンの開先を構成する2枚の板の表面に相当するメモリー
番地にD1,D2を、また、開先内に相当するメモリー
番地にDbを書き込み記憶するか或いは、(1),
(2)および(3)式を満たすデジタル値、(2),
(3)および(4)式を満たすデジタル値または
(2),(3)および(5)式を満たすデジタル値を、
複数の擬似開先部分の濃淡画像データとしてそれぞれの
教示パターンの開先を構成する2枚の板の表面に相当す
るメモリー番地にD1,D2を、また、開先内に相当す
るメモリー番地にDbを書き込み記憶する。ここで、開
先近傍とは具体的には、開先およびその周辺約5〜17
5mm四方をさす。また、開先の線倣いズレ量とは走行
方向に対する開先の幅方向のズレ量であり、次のよう
に、単位走行距離に対する開先幅方向の開先位置の変化
量と定義する: 線倣いズレ量=開先幅方向の開先位置の変化距離/単位
走行距離 開先位置とは開先の幅方向の中央とする。
(6) In the groove position detecting method according to the above (1), (2), (3) or (4), the two plates constituting the groove of the teaching pattern stored before the scanning control are used. Assuming that the average value of the digital values of the gray image on the surface after analog / digital conversion is D1 and D2 and the digital value of the gray image in the groove after analog / digital conversion is Db, the following (1),
A pseudo groove drawn so as to satisfy the equations (2) and (3) is photographed, the grayscale image is converted from analog to digital, and the grayscale image data near the groove before scanning control consisting of a two-dimensional or one-dimensional image signal voltage is obtained. The gradation image data of the pseudo groove portion is stored as a teaching pattern from among the gradation image data near the groove before the contour control, or the pseudo groove satisfies the expressions (1), (2) and (3). Pseudo-grooves satisfying the formulas (2), (3) and (4) or a plurality of pseudo-grooves drawn so as to satisfy the formulas (2), (3) and (5) are respectively photographed, and the grayscale image is converted into an analog / digital image. Digitally converting and storing gray-scale image data near a groove before scanning control consisting of a two-dimensional or one-dimensional image signal voltage, and gray-scale image data of a pseudo groove portion from the gray-scale image data near the groove before scanning control as a teaching pattern. When -0.16 ≦ (D1−D2) / (Dmax−Dmin) ≦ 0.16 (1) Dmin <Db <D1 <Dmax (2) Dmin <Db <D2 <Dmax ... (3) 0.16 <(D1-D2) / (Dmax-Dmin) <1.00 ... (4) -1.00 <(D1-D2) / (Dmax-Dmin) ) <-0.16 (5) where Dmax is the maximum value of the digital value that can be obtained by converting the image signal from analog to digital. Dmin: is the minimum value of the digital value that can be obtained by converting the image signal from analog to digital. (7) In the groove position detecting method according to the above (1), (2), (3) or (4), digital values indicating the grayscale images of the surfaces of the two plates constituting the groove are D1 and D2. Assuming that the digital value indicating the grayscale image in the groove is Db, the digital value satisfying the above formulas (1), (2) and (3) is used as the grayscale image data of the pseudo groove portion and the groove of the teaching pattern D1 and D2 are written in the memory addresses corresponding to the surfaces of the two plates constituting D, and Db is written and stored in the memory addresses corresponding to the grooves, or (1),
Digital values satisfying equations (2) and (3), (2),
A digital value satisfying the expressions (3) and (4) or a digital value satisfying the expressions (2), (3) and (5) is
D1 and D2 are stored in the memory addresses corresponding to the surfaces of the two plates forming the groove of each teaching pattern as gray image data of a plurality of pseudo groove portions, and Db is stored in the memory address corresponding to the inside of the groove. Is written and stored. Here, the vicinity of the groove is, specifically, about 5 to 17 around the groove.
5mm square. In addition, the line displacement of the groove in the groove width direction is a deviation amount of the groove in the width direction with respect to the traveling direction, and is defined as a change amount of the groove position in the groove width direction with respect to the unit traveling distance as follows: Copying deviation = distance of change in groove position in groove width direction / unit traveling distance The groove position is the center of the groove in the width direction.

【0011】[0011]

【作用】以下、本発明について詳細に説明する。一般
に、テレビカメラの画像信号は輝度に応じたアナログ電
圧が出力されるが、画像信号出力順序は画面の左端から
右端にいたる水平方向の輝度信号が、画面の垂直方向の
上方から下方に順番に出力される。従って、画像信号を
アナログ/デジタル変換し、画像データとして取リ扱う
には、あらかじめ、水平方向の画素数および垂直方向の
画素数を決め全画素数に応じたメモリー数を用意し、画
面上の任意の位置の輝度がメモリーの所定の番地のデー
タに対応付けられるように、上記の順番で出力される輝
度信号のアナログ電圧をタイミングを取りながらデジタ
ルデ−タに変換し、メモリーの所定の番地にデータを記
憶する。倣い制御前および倣い制御中に撮影した画像は
画像信号をアナログ/デジタル変換し、縦横s×t画素
で構成されたメモリーに記憶する(s,tは正の整
数)。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. Generally, an image signal of a television camera is output as an analog voltage corresponding to the luminance, but the image signal output order is such that horizontal luminance signals from the left end to the right end of the screen are sequentially arranged from the top to the bottom in the vertical direction of the screen. Is output. Therefore, in order to convert the image signal from analog to digital and handle it as image data, the number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction are determined in advance, and the number of memories corresponding to the total number of pixels is prepared. The analog voltage of the luminance signal output in the above order is converted into digital data while taking a timing so that the luminance at an arbitrary position is associated with the data at the predetermined address in the memory, and the predetermined voltage in the memory is obtained. To store the data. Images taken before the copying control and during the copying control are subjected to analog / digital conversion of the image signal and stored in a memory composed of s × t pixels (s and t are positive integers).

【0012】まず、上記(1)(請求項1対応)に示す2次
元の開先位置検出方法は、倣い制御前に縦方向に開先を
撮影しメモリーに記憶した濃淡画像(図2)の中から、
開先21と溶接板表面22を含む縦横n×m画素(n,
mは正の整数、s>n,t>m)で構成された濃淡画像
の2次元の教示パターン50(図2および図3の
(a))を記憶する。
First, in the two-dimensional groove position detecting method described in the above (1) (corresponding to claim 1), a groove image (FIG. 2) is photographed in the vertical direction before scanning control and stored in a memory. From inside
N × m pixels (n, n) including the groove 21 and the weld plate surface 22
m is a positive integer, and stores a two-dimensional teaching pattern 50 ((a) in FIGS. 2 and 3) of a grayscale image composed of s> n, t> m).

【0013】倣い制御中に撮影した縦方向の開先21お
よび周辺の画像のなかにスパッタ23,ペイント文字2
4,仮づけ溶接25が撮影されている縦横s×t画素で
構成された画像を図1に示す。図1の中の、教示パター
ン50と同じ2次元の縦横n×m画素の大きさの、スパ
ッタ付近の入力パターン51を図4の(a)に、ペイン
ト文字付近の入力パターン52を図5の(a)に、仮づ
け溶接付近の入力パターン53を図6の(a)に、ま
た、開先付近の入力パターン54を図7の(a)に示
す。
The sputter 23 and the paint character 2 are included in the vertical groove 21 and the peripheral image taken during the copying control.
FIG. 1 shows an image composed of vertical and horizontal s × t pixels in which the tack welding 25 is photographed. FIG. 4A shows an input pattern 51 near spatter and FIG. 5 shows an input pattern 52 near paint characters of the same two-dimensional size of n × m pixels as the teaching pattern 50 in FIG. FIG. 6A shows an input pattern 53 near the tack welding and FIG. 7A shows an input pattern 54 near the groove.

【0014】図8に示すように、教示パターンの左上を
1とし横方向にm番目まで縦方向にn番目まで番号を付
け、横方向i番目、縦方向j番目の位置の輝度をW
(i,j)とする。同様に入力パターン51,52,5
3および54の左上を1とし横方向にm番目まで縦方向
にn番目まで番号を付け、横方向i番目、縦方向j番目
の位置の輝度をそれぞれU1(i,j),U2(i,
j),U3(i,j)およびU4(i,j)とする。教
示パターン輝度Wと入力パターン輝度Uの相関係数R
を、
As shown in FIG. 8, the upper left of the teaching pattern is set to 1 and the numbers are numbered up to the mth in the horizontal direction and the nth in the vertical direction.
(I, j). Similarly, input patterns 51, 52, 5
The upper left of 3 and 54 are set to 1 and numbered up to the mth in the horizontal direction and up to the nth in the vertical direction, and the luminances at the i-th and j-th positions in the horizontal direction are represented by U1 (i, j) and U2 (i,
j), U3 (i, j) and U4 (i, j). Correlation coefficient R between teaching pattern luminance W and input pattern luminance U
To

【0015】[0015]

【数6】 (Equation 6)

【0016】で計算する。Is calculated.

【0017】教示パターンと入力パターン51〜54の
それぞれとの相関係数R1,R2,R3およびR4は、 R4>R1, R4>R2, R4>R3 となり、開先付近の入力パターン54(図1,図7)の
相関係数が最も大きく、開先を良好に判別することがで
きる。
The correlation coefficients R1, R2, R3 and R4 between the teaching pattern and the input patterns 51 to 54 are R4> R1, R4> R2, R4> R3, and the input pattern 54 near the groove (FIG. 1) , FIG. 7) has the largest correlation coefficient, and the groove can be determined well.

【0018】これは、教示パターン50(図2,図3)
のa0,b0間の輝度波形(図3の(b))と、スパッ
タ付近の入力パターン51(図1,図4)のa1,b1
間の輝度波形(図4の(b)),ペイント文字付近の入
力パターン52(図1,図5)のa2,b2間の輝度波
形(図5の(b)),仮づけ溶接付近の入力パターン5
3(図1,図6)のa3,b3間の輝度波形(図6の
(b))および開先付近の入力パターン54(図1,図
7)のa4,b4間の輝度波形(図7の(b))のそれ
ぞれとを比較すれば、教示パターン50に対し入力パタ
ーン54がもっとも類似し、相関係数が高いことがわか
る。
This corresponds to the teaching pattern 50 (FIGS. 2 and 3).
3 (b) in FIG. 3 and a1, b1 of the input pattern 51 (FIGS. 1, 4) near the sputter.
4 (b) of FIG. 4, the luminance waveform between a2 and b2 of the input pattern 52 (FIGS. 1 and 5) near the paint character (FIG. 5 (b)), and the input near the tack welding. Pattern 5
3 (FIGS. 1 and 6) and a luminance waveform between a4 and b4 of the input pattern 54 (FIGS. 1 and 7) near the groove (FIG. 7B). (B)), it can be seen that the input pattern 54 is most similar to the teaching pattern 50 and has a high correlation coefficient.

【0019】つぎに、上記(2)(請求項2に対応)に示す
1次元の開先位置検出方法は、倣い制御前に縦方向に開
先を撮影しメモリーに記憶(s×t画素)した濃淡画像
(図2)中から開先と溶接板表面からなる区間の濃淡画
像データを摘出する(図9)。摘出領域(図9)の左上
を1とし横方向にt番目まで縦方向にs番目まで番号を
付け、横方向x番目、縦方向y番目の位置の輝度をB
(x,y)と表わすと、縦方向y番目の横方向(x方
向)の輝度分布C(x)は C(x)=B(x,y) ・・・(7) となる。また、縦方向(y方向)に輝度を平均したとき
の横方向(x方向)の輝度分布C(x)は
Next, in the one-dimensional groove position detection method described in (2) (corresponding to claim 2), the groove is photographed in the vertical direction before the scanning control and stored in the memory (s × t pixels). The gray image data of the section consisting of the groove and the surface of the weld plate is extracted from the gray image (FIG. 2) obtained (FIG. 9). The upper left of the extraction area (FIG. 9) is set to 1 and numbered up to t in the horizontal direction and up to s in the vertical direction, and the luminance at the x-th and y-th positions in the horizontal direction is represented by B.
When expressed as (x, y), the y-th luminance distribution C (x) in the horizontal direction (x direction) is expressed as C (x) = B (x, y) (7). The luminance distribution C (x) in the horizontal direction (x direction) when the luminance is averaged in the vertical direction (y direction) is

【0020】[0020]

【数8】 (Equation 8)

【0021】となる。x=1からtまでの輝度分布C
(x)の波形を図10に示す。輝度が低い開先部が中央
になるようにpを選び、図10の左端からp番目からp
+m番目までの輝度波形デ−タを教示パターンD(i) D(i)=C(p+i) ・・・(9) ただしi=1〜m とする。教示パターンD(i)を図11に示す。
## EQU1 ## Luminance distribution C from x = 1 to t
FIG. 10 shows the waveform of (x). P is selected such that the groove portion with low luminance is at the center, and p is selected from the p-th position from the left end in FIG.
The luminance waveform data up to the + m-th luminance pattern is a teaching pattern D (i) D (i) = C (p + i) (9) where i = 1 to m. FIG. 11 shows the teaching pattern D (i).

【0022】同様に、倣い制御中に撮影した縦方向の開
先21および周辺の画像(図1)のなかにスパッタ2
3,ペイント文字24,仮づけ溶接25が撮影されてい
る縦横s×t画素で構成された画像(図1)の左上を1
とし横方向にt番目まで縦方向にs番目まで番号を付
け、それらの画像を摘出する。これらの画像の中の横方
向x番目,縦方向y番目の位置の輝度をB(x,y)と
すると(図9)、縦方向y番目のx方向の輝度分布C
(x)は(7)式となる。また、縦方向(y方向)に輝
度を平均したときのx方向の輝度分布C(x)は(8)
式となる。x=1からtまでの輝度分布C(x)の波形
を図12に示す。
Similarly, the sputter 2 is included in the image of the vertical groove 21 and the surroundings (FIG. 1) taken during the copying control.
3, the upper left of the image (FIG. 1) composed of s × t pixels in which the paint character 24 and the tack weld 25 are photographed
Then, numbers are assigned up to the tth in the horizontal direction and up to the sth in the vertical direction, and those images are extracted. If the luminance at the x-th position in the horizontal direction and the y-th position in the vertical direction in these images is B (x, y) (FIG. 9), the luminance distribution C in the y-direction in the vertical direction is obtained.
(X) is given by equation (7). The luminance distribution C (x) in the x direction when the luminance is averaged in the vertical direction (y direction) is (8)
It becomes an expression. FIG. 12 shows the waveform of the luminance distribution C (x) from x = 1 to t.

【0023】図12の左端から任意のq番目からq+m
まで輝度波形データを入力パターン(教示パタ−ンD
(i)対応)とすれば、教示パターンと入力パターンの
相関係数は、
[0023] q + m from any qth from the left end of FIG.
Up to the luminance waveform data input pattern (teaching pattern D
(I), the correlation coefficient between the teaching pattern and the input pattern is

【0024】[0024]

【数10】 (Equation 10)

【0025】となり、図12にしめすx=qからq+m
までの入力パターンが最も相関係数が大きい。これは図
11と図12の波形を比較すれば、図12のx=qから
q+mまでの波形が図11の波形に最も類似しているこ
とからわかる。
From FIG. 12, x = q to q + m shown in FIG.
The input pattern up to has the largest correlation coefficient. This can be understood from a comparison between the waveforms of FIGS. 11 and 12 because the waveforms from x = q to q + m in FIG. 12 are most similar to the waveforms in FIG.

【0026】この様に、画面に開先が撮影されていれ
ば、相関係数の最高値は高く、この入力パターンを選べ
ば開先を検出できる。しかし、仮付け溶接が長い場合な
ど画面に開先が撮影されてないときは、相関係数の最高
値は低く、この入力パターンを選んでも開先にはならな
い。したがって、相関係数の基準値を設け、相関係数の
最高値が基準値より低い場合は”開先なし”と判断す
る。
As described above, if a groove is photographed on the screen, the maximum value of the correlation coefficient is high, and the groove can be detected by selecting this input pattern. However, when the groove is not photographed on the screen, such as when the tack welding is long, the maximum value of the correlation coefficient is low, and even if this input pattern is selected, the groove is not obtained. Therefore, a reference value for the correlation coefficient is provided, and when the maximum value of the correlation coefficient is lower than the reference value, it is determined that there is no groove.

【0027】この相関係数の基準値を決定するために次
のような基礎実験を行った。図18に示すようなI開先
の開先上に約30mm長、約100mm間隔で仮づけ溶接2
5をした1000mm長の試験板の直上からテレビカメラ
にて25mm×25mmの視野で開先をスタートからエンド
まで連続的に撮影し、ビデオテープレコーダにて録画し
た。録画したスタートの画面の開先部10×10mmを教
示パターンとした。以後のエンドまでの39画面(25
×25mmの視野が重ならないように)の各画面について
10×10mmの入力パターンの相関係数の最高値とその
入力パターンの位置を求めた結果を表1に示す。
The following basic experiment was performed to determine the reference value of the correlation coefficient. Temporary welding 2 about 30 mm long and about 100 mm apart on the groove of I groove as shown in FIG.
The groove was continuously photographed from the start to the end in a 25 mm × 25 mm field of view with a television camera directly above the 1000 mm long test plate subjected to Step 5, and recorded with a video tape recorder. The beveled portion 10 × 10 mm of the recorded start screen was used as a teaching pattern. 39 screens (25
Table 1 shows the maximum value of the correlation coefficient of the input pattern of 10 × 10 mm and the position of the input pattern for each screen of “25 × field of view not overlapping”.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】表1から相関係数が0.6以上は開先位置を
検出し、0.6未満は主に仮付けビード,スパッタ跡傷の
位置を示していた。したがって、相関係数の基準値は0.
6とし、0.6以上を”開先”、0.6未満を”開先なし”と
した。
From Table 1, when the correlation coefficient is 0.6 or more, the groove position is detected, and when the correlation coefficient is less than 0.6, it mainly indicates the position of the tack bead and the sputter scar. Therefore, the reference value of the correlation coefficient is 0.
6 and 0.6 or more were defined as “grooves” and less than 0.6 as “no groove”.

【0030】つぎに、制御中のギャップの幅が、教示し
たギャップの幅と異なる場合(図3りの(a)および図
13)の相関係数の変化を調査した。図18に示す、上
述のサイズの、仮づけ溶接25のない試験板で、表面ギ
ャップ幅0.2mm(ほぼ密着)の開先の任意の位置の直上
から、テレビカメラにて25mm×25mmの視野で開先を
撮影し、画面の開先部10×10mm(開先が中央になる
ように)を第1教示パターンとした。同様に、図18に
示すサイズの仮づけ溶接のない試験板で、表面ギャップ
幅2.7mmの開先の任意の位置の直上からテレビカメラに
て25mm×25mmの視野で開先を撮影し、画面の開先部
10×10mm(開先が中央になるように)を第2教示パ
ターンとした。
Next, the change in the correlation coefficient when the width of the gap being controlled is different from the width of the gap taught ((a) in FIG. 3 and FIG. 13) was examined. As shown in FIG. 18, a test plate having the above-mentioned size and having no tack weld 25, and a television camera having a visual field of 25 mm × 25 mm immediately above an arbitrary position of a groove having a surface gap width of 0.2 mm (almost adhered). The groove was photographed, and the groove portion of the screen, 10 × 10 mm (so that the groove was at the center) was used as the first teaching pattern. Similarly, on a test plate of the size shown in FIG. 18 without tack welding, a groove was photographed with a television camera in a visual field of 25 mm × 25 mm immediately above an arbitrary position of a groove having a surface gap width of 2.7 mm. The groove portion 10 × 10 mm (with the groove at the center) was used as the second teaching pattern.

【0031】図18に示すサイズの、仮づけ溶接25の
ない試験板で、表面ギャップ幅0.2mm,0.7mm,1.2mm,
1.7mm,2.2mmおよび2.7mmの試験板を作成し、これら5
種類の試験板の任意の位置の直上から、テレビカメラに
て25mm×25mmの視野で開先を撮影し、画面の任意の
位置の10×10mmの視野を入力パターンとした。
A test plate having the size shown in FIG. 18 and having no tack weld 25, having a surface gap width of 0.2 mm, 0.7 mm, 1.2 mm,
1.7mm, 2.2mm and 2.7mm test plates were prepared.
A groove was photographed with a television camera in a visual field of 25 mm × 25 mm immediately above an arbitrary position on each type of test plate, and a 10 × 10 mm visual field at an arbitrary position on the screen was used as an input pattern.

【0032】各画面内で入力パターンの位置を移動させ
ながら第1教示パターンの相関係数の最高値を求め、各
ギャップ幅に応じた相関係数の最高値を求めた結果を、
表2に示す。同様に、各画面内で入力パターンの位置を
移動させながら第2教示パターンの相関係数の最高値を
求め、各ギャップ幅に応じた相関係数の最高値を求め
た。その結果を表2に示す。
The maximum value of the correlation coefficient of the first teaching pattern is determined while moving the position of the input pattern in each screen, and the maximum value of the correlation coefficient corresponding to each gap width is calculated.
It is shown in Table 2. Similarly, the maximum value of the correlation coefficient of the second teaching pattern was obtained while moving the position of the input pattern in each screen, and the maximum value of the correlation coefficient corresponding to each gap width was obtained. Table 2 shows the results.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】表2から、教示パターンのギャップ幅に対
し入力パターンのギャップ幅が変化すると相関係数が低
下したことが分かる。ギャップ幅の違いが2.0mmを超え
る増加あるいは減少で相関係数が0.6未満になった。
As can be seen from Table 2, when the gap width of the input pattern changes with respect to the gap width of the teaching pattern, the correlation coefficient decreases. The correlation coefficient became less than 0.6 when the gap width increased or decreased more than 2.0 mm.

【0035】前記仮つけ溶接25をした開先の試験結果
から、ギャップの変化に対し、相関係数は0.6未満にな
らないようにしなければならない。そこで、教示パター
ンのギャップの幅が異なる複数の教示パターンを用いる
方法において、表2の開先の場合は、ギャップ0.2mmと
2.7mmの2つの教示パターンについて相関係数を算出
し、相関係数の高い方を採用すれば0.7〜1.0の相関係数
で開先位置検出がより正確にできる。
From the test results of the groove where the tack welding 25 was performed, the correlation coefficient must not be less than 0.6 with respect to the change in the gap. Therefore, in the method using a plurality of teaching patterns having different gap widths of the teaching pattern, in the case of the groove shown in Table 2, the gap is 0.2 mm.
If a correlation coefficient is calculated for two teaching patterns of 2.7 mm and the higher correlation coefficient is adopted, the groove position can be detected more accurately with a correlation coefficient of 0.7 to 1.0.

【0036】また、制御中の入力パターンの線倣いズレ
量が教示パターンの線倣いズレ量と異なる場合(図1
4)の相関係数の変化を調査した。図18に示す上述の
サイズの試験板で、表面ギャップ幅0.2mmの開先を線倣
いズレ量なしにて試験板の任意の位置の直上からテレビ
カメラにて25mm×25mmの視野で開先を撮影し、画面
の開先部10×10mm(開先が中央になるように)を第
1教示パターンとした。同様に、図18に示す上述のサ
イズで仮づけ溶接のない試験板で表面ギャップ幅0.2mm
の開先を線倣いズレ量160/1000にて試験板の任
意の位置の直上からテレビカメラにて25mm×25mmの
視野で開先を撮影し、画面の開先部10×10mm(開先
が中央になるように)を第2教示パターンとした。
In the case where the amount of displacement of the input pattern being controlled is different from the amount of displacement of the teaching pattern (see FIG. 1).
The change in the correlation coefficient of 4) was investigated. In the test plate of the above-mentioned size shown in FIG. 18, a groove having a surface gap width of 0.2 mm was linearly traced with a television camera from just above an arbitrary position on a 25 mm × 25 mm field of view without any displacement. An image was taken, and a groove portion 10 × 10 mm (so that the groove was at the center) of the screen was used as a first teaching pattern. Similarly, the surface gap width was 0.2 mm with a test plate having the above-mentioned size and having no tack weld shown in FIG.
A groove is taken by a TV camera from a position directly above an arbitrary position on the test plate with a visual field of 25 mm × 25 mm at a shift amount of 160/1000, and the groove portion of the screen is 10 × 10 mm (groove is (To be in the center) as the second teaching pattern.

【0037】図18に示す上述のサイズの試験板で、表
面ギャップ幅0.2mmの開先を線倣いズレ量0,40/1000,
80/1000,120/1000および160/1000の、5種類の試験板
の任意の位置の直上からテレビカメラにて、25mm×2
5mmの視野で開先を撮影し、画面の任意の位置の10×
10mmの視野を入力パターンとした。各画面内で入力パ
ターンの位置を移動させながら第1教示パターンの相関
係数の最高値を求め、各線倣いズレ量に応じた相関係数
の最高値を求めた結果を、表3に示す。同様に、各画面
内で入力パターンの位置を移動させながら第2教示パタ
ーンの相関係数の最高値を求め、各線倣いズレ量に応じ
た相関係数の最高値を求めた。その結果を表3に示す。
In the test plate having the above-mentioned size shown in FIG. 18, a groove having a surface gap width of 0.2 mm was moved along a linear scanning deviation amount of 0, 40/1000, and
80/1000, 120/1000 and 160/1000, 25mm × 2 from just above any position on any of the five types of test plates with a television camera
Shoot a groove with a 5mm field of view and 10 ×
A 10 mm field of view was used as the input pattern. Table 3 shows the result of finding the maximum value of the correlation coefficient of the first teaching pattern while moving the position of the input pattern in each screen, and finding the maximum value of the correlation coefficient according to each line scanning deviation amount. Similarly, the maximum value of the correlation coefficient of the second teaching pattern was obtained while moving the position of the input pattern in each screen, and the maximum value of the correlation coefficient corresponding to each line scanning deviation amount was obtained. Table 3 shows the results.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】表3から、教示パターンの線倣いズレ量に
対し入力パターンの線倣いズレ量が変化すると相関係数
が低下したことが分かる。第1教示パターン(線倣いズ
レ量=0)は入力パターンが120/1000までは相関係数の
最高値は0.6以上であったが、160/1000では0.6未満であ
った。第2教示パターン(線倣いズレ量=160/1000)は
入力パターンが40/1000以上は相関係数の最高値は0.6以
上であったが、0では0.6未満であった。
From Table 3, it can be seen that the correlation coefficient is reduced when the line scanning deviation of the input pattern is changed with respect to the line deviation of the teaching pattern. The maximum value of the correlation coefficient of the first teaching pattern (the linear scanning shift amount = 0) was 0.6 or more up to the input pattern of 120/1000, but was less than 0.6 at 160/1000. The maximum value of the correlation coefficient was 0.6 or more when the input pattern was 40/1000 or more in the second teaching pattern (line copying shift amount = 160/1000), but was less than 0.6 when the input pattern was 0.

【0040】前記仮つけ溶接をした開先の試験結果か
ら、相関係数は0.6未満にならないようにしなければな
らない。そこで、線倣いズレ量が異なる複数の教示パタ
ーンを用いる方法では、表3の開先の場合は、第1教示
パターンの線倣いズレ量=0と、第2教示パターンの線
倣いズレ量=160/1000、さらに線倣いズレ方向を考慮し
第3教示パターンとして線倣いズレ量=−160/1000、の
3つの教示パターンについて入力パターンとの相関係数
を算出し、相関係数の高い方を採用する。線倣いズレ量
0と40/1000は、第1教示パターンとの相関係数が高く
0.8以上、線倣いズレ量120/1000と160/1000は、第2教
示パターンの相関係数が高く0.8以上、80/1000は、第1
教示パターンおよび第2教示パターンの相関係数は等し
く0.7〜0.8となり、線倣いズレ量0〜160/1000の全体と
して0.7〜1.0の大きい相関係数で開先位置検出がより正
確にできる。
From the test results of the groove where the tack welding was performed, the correlation coefficient must not be less than 0.6. Therefore, in the method using a plurality of teaching patterns having different line copying displacements, in the case of the groove shown in Table 3, the line copying displacement of the first teaching pattern = 0 and the line copying displacement of the second teaching pattern = 160. / 1000, and further, taking into account the direction of the line scanning deviation, calculate the correlation coefficient with the input pattern for the three teaching patterns of the line scanning deviation amount = -160/1000 as the third teaching pattern, and determine the higher correlation coefficient. adopt. The 0 and 40/1000 line scanning deviations have a high correlation coefficient with the first teaching pattern.
0.8 or more, the line copying deviation amounts 120/1000 and 160/1000 have a high correlation coefficient of the second teaching pattern.
The correlation coefficient between the teaching pattern and the second teaching pattern is equal to 0.7 to 0.8, and the groove position can be more accurately detected with a large correlation coefficient of 0.7 to 1.0 as a whole for the linear scanning deviation amount 0 to 160/1000.

【0041】以上のように、教示パターンと入力パター
ンの相関係数からパターンの一致度を判定する方法は、
目的の像の大きさや傾きの変化に対し相関係数が低下
し、判断を誤る本質的な問題がある。この問題を避ける
ため、目的の像の大きさ(開先のギャップの幅)や傾き
(線倣いズレ量)の変動範囲を考慮し、あらかじめ用意
した複数の教示パターンについて相関係数を算出し、判
断する方法が非常に有効である。
As described above, the method of determining the pattern coincidence from the correlation coefficient between the teaching pattern and the input pattern is as follows.
There is an essential problem that the correlation coefficient decreases with changes in the size and inclination of the target image, and erroneous determination. In order to avoid this problem, a correlation coefficient is calculated for a plurality of teaching patterns prepared in advance in consideration of a variation range of a size (a width of a gap of a groove) and an inclination (amount of a line scanning deviation) of a target image, The judgment method is very effective.

【0042】線倣いズレした開先は、画面上で斜め線状
に描かれる(図15)。線倣いズレ量が160/1000の開先
を25×25mmの視野で撮影すれば、画面の上端と下端
では開先位置が約4mm異なる。したがって、図15に示
すように撮影された場合、検出した開先位置の画面上の
上下方向の位置に応じて溶接トーチの左右方向の位置を
補正する必要がある。開先倣い制御しながら溶接する場
合は、溶接トーチ(アーク発生点)での開先位置を求め
る必要がある。通常、溶接トーチ3の前方を撮影するの
で、画面上で検出した開先位置付近の入力パターン53
が制御点P(溶接トーチ3)における開先位置付近の入
力パターンとなるよう補正する。すなわち図15に示す
ように、横t、縦(走行方向)s画素で構成された倣い
制御中開先近傍濃淡画面(図15の18)を設定し、同
一平面上の任意の位置に基準点Oを、画面18の横方向
に平行にt軸、縦方向に平行にs軸を設け、画面18の
横画素ピッチと縦画素ピッチに対応させて画面18の左
上座標を(t0,s0)、右上座標を(t0+t,s
0)、左下座標を(t0,s0+s)、右下座標を(t
0+t,s0+s)とする。また、制御点P(溶接トー
チ3)の座標を(t2,s2)とする。画面18で検出
した開先を、制御点Pでの開先位置となるように補正す
る方法は、検出した開先位置の座標を(t1,s1)と
すれば教示パターンの線倣いズレ量Tはあらかじめ判っ
ているので、制御点Pにおける補正後の開先位置の座標
(t3,s2)は t3=t1−(s2−s1)×T ・・・(11) となるように制御しなければならない。
The groove that is shifted according to the line is drawn obliquely on the screen (FIG. 15). If a groove with a line scanning deviation of 160/1000 is photographed with a visual field of 25 × 25 mm, the groove position at the upper end and the lower end of the screen is different by about 4 mm. Therefore, when the image is captured as shown in FIG. 15, it is necessary to correct the position of the welding torch in the left-right direction according to the position of the detected groove position in the vertical direction on the screen. In the case of performing welding while controlling the groove following, it is necessary to obtain a groove position at a welding torch (arc generation point). Usually, since the front of the welding torch 3 is photographed, the input pattern 53 near the groove position detected on the screen is used.
Is an input pattern near the groove position at the control point P (welding torch 3). That is, as shown in FIG. 15, a gray scale screen (18 in FIG. 15) in the vicinity of a groove during contour control, which is composed of horizontal t and vertical (traveling direction) s pixels, is set, and a reference point is set at an arbitrary position on the same plane. O is provided with a t axis parallel to the horizontal direction of the screen 18 and an s axis parallel to the vertical direction. The upper left coordinate of the screen 18 is set to (t0, s0) in correspondence with the horizontal pixel pitch and the vertical pixel pitch of the screen 18, The upper right coordinate is (t0 + t, s
0), the lower left coordinate is (t0, s0 + s), and the lower right coordinate is (t
0 + t, s0 + s). The coordinates of the control point P (welding torch 3) are set to (t2, s2). A method of correcting the groove detected on the screen 18 so as to be the groove position at the control point P is as follows. If the coordinates of the detected groove position are (t1, s1), then the line trace shift amount T of the teaching pattern is obtained. Is known in advance, the coordinates (t3, s2) of the groove position after correction at the control point P must be controlled so that t3 = t1− (s2−s1) × T (11) No.

【0043】さらに、開先を構成する2枚の板の表面の
濃淡に違いがある場合(膜厚の異なるペイントが塗装さ
れている、または、塗装後の保存状態が異なる等)を教
示パターンしたときの相関係数の影響を調査した。板の
表面の濃淡は前述のように濃淡に応じて画像信号電圧が
変化するため、これをアナログ/デジタル変換したあと
のデジタル値は、淡い板表面は大きく、濃い開先内は小
さい。このデジタル値はアナログ/デジタル変換時のビ
ット数で異なるが、一例として8ビットで変換すれば、
最も明るい(白い)デジタル値は255、最も暗い(黒
い)デジタル値は0となり、0〜255の間の値とな
る。調査に先立ち、ペイント塗装後の放置期間および塗
装膜厚の異なる鋼板を用意し、鋼板表面を一定の明るさ
に照明しながら撮影し、画像信号をアナログ/デジタル
変換した。このとき鋼板Aはデジタル値が平均で11
0、鋼板Bは平均が150、鋼板Cは平均が160を示
した。
Further, a teaching pattern was used in the case where the two plates constituting the groove had different levels of light and shade (paints having different thicknesses were painted, or the storage conditions after painting were different, etc.). The effect of the correlation coefficient was investigated. As described above, since the image signal voltage changes in accordance with the density of the surface of the plate as described above, the digital value after analog / digital conversion of the image signal voltage is large on the light plate surface and small within the deep groove. This digital value differs depending on the number of bits at the time of analog / digital conversion.
The brightest (white) digital value is 255, and the darkest (black) digital value is 0, which is a value between 0 and 255. Prior to the investigation, steel plates having different periods of time after paint painting and different coating film thicknesses were prepared, photographed while illuminating the surface of the steel plate with a certain brightness, and analog / digital converted the image signal. At this time, the digital value of steel sheet A was 11 on average.
0, steel plate B had an average of 150, and steel plate C had an average of 160.

【0044】まず、2枚の鋼板ともに鋼板Aを用い、図
18に示す上述のサイズの試験板で、表面ギャップ幅1.
0mmのI開先を作成し、開先の任意の位置の直上からテ
レビカメラにて25mm×25mmの視野で開先を撮影し、
画面の開先部10×10mm(開先が中央になるように)
を第1教示パターンとした。同様に、鋼板AとBを用い
図18に示す上述のサイズの試験板で、表面ギャップ幅
1.0mmのI開先を作成し、開先の任意の位置の直上から
テレビカメラにて25mm×25mmの視野で開先を撮影
し、画面の開先部10×10mm(開先が中央になるよう
に)を第2教示パターンとした。さらに、鋼板AとCを
用い、図18に示す上述のサイズの試験板で表面ギャッ
プ幅1.0mmのI開先を作成し、開先の任意の位置の直上
からテレビカメラにて25mm×25mmの視野で開先を撮
影し、画面の開先部10×10mm(開先が中央になるよ
うに)を第3教示パターンとした。2枚の鋼板ともに鋼
板Cを用い、図18に示すサイズの試験板で表面ギャッ
プ幅1.0mmのI開先を作成し、開先の任意の位置の直上
からテレビカメラにて25mm×25mmの視野で開先を撮
影し、画面の開先部10×10mm(開先が中央になるよ
うに)を第4教示パターンとした。
First, a steel plate A was used for both of the two steel plates, and a test plate having the above-mentioned size shown in FIG.
Create an I-groove of 0 mm, and shoot the groove with a TV camera in a visual field of 25 mm x 25 mm from immediately above any position on the groove,
10 × 10mm groove on the screen (so that the groove is in the center)
Is the first teaching pattern. Similarly, using the steel plates A and B and the test plate having the above-described size shown in FIG.
Create an I-groove of 1.0mm, shoot the groove with a 25mm x 25mm visual field with a TV camera from just above any position of the groove, and make a groove of 10 x 10mm (the groove is the center) on the screen ) As the second teaching pattern. Further, using steel plates A and C, an I groove having a surface gap width of 1.0 mm was created with a test plate having the above-described size shown in FIG. 18 and a 25 mm × 25 mm TV camera was formed immediately above an arbitrary position of the groove. The groove was photographed in the visual field, and the groove portion of the screen, 10 × 10 mm (so that the groove was at the center) was used as the third teaching pattern. A steel plate C was used for both of the steel plates, an I groove having a surface gap width of 1.0 mm was created with a test plate having the size shown in FIG. 18, and a field of view of 25 mm × 25 mm was observed with a television camera immediately above any position of the groove. The groove was photographed by using, and the groove portion of the screen, 10 × 10 mm (so that the groove was at the center) was used as the fourth teaching pattern.

【0045】つぎに、2枚の鋼板ともに鋼板Aを用い、
図18に示すサイズの試験板で表面ギャップ幅1.0mmの
開先を作成し、開先の任意の位置の直上からテレビカメ
ラにて25mm×25mmの視野で開先を撮影し、画面の任
意の位置の10×10mmの視野を入力パターンとした。
画面内で入力パターンの位置を移動させながら第1教示
パターンの相関係数の最高値を求めた結果を、表4の実
験No.1に示す。ここで、教示パターンの開先を構成す
る2枚の板表面のアナログ/デジタル変換後のデジタル
値の平均値をD1およびD2とした。ただし、アナログ
/デジタル変換は8ビットで行い、最も明るい(白い)
デジタル値は255、最も暗い(黒い)デジタル値は0
の、0〜255の間の値となるように、濃淡画像をアナ
ログ/デジタル変換した。
Next, the steel sheet A was used for both of the two steel sheets.
A groove having a surface gap width of 1.0 mm was created using a test plate having the size shown in FIG. 18, and a groove was photographed with a television camera in a visual field of 25 mm × 25 mm immediately above an arbitrary position of the groove. A 10 × 10 mm field of view at the position was used as the input pattern.
The result obtained by calculating the maximum value of the correlation coefficient of the first teaching pattern while moving the position of the input pattern in the screen is shown in Experiment 4 of Table 4. It is shown in FIG. Here, D1 and D2 are the average values of the digital values after analog / digital conversion of the two plate surfaces forming the groove of the teaching pattern. However, analog / digital conversion is performed in 8 bits, and the brightest (white)
The digital value is 255, the darkest (black) digital value is 0
The grayscale image was subjected to analog / digital conversion so as to have a value between 0 and 255.

【0046】同様に、第2教示パターン,第3教示パタ
ーン,第4教示パターンの相関係数の最高値を求めた結
果を、表4に、実験No.2,No.3およびNo.4として
示す。さらに、2枚の鋼板ともに鋼板Cを用い、図18
に示すサイズの試験板で表面ギャップ幅の1.0mmの開先
を作成し、開先の任意の直上からテレビカメラにて25
mm×25mmの視野で開先を撮影し、画面の任意の位置の
10×10mmの視野を入力パターンとした。画面内で入
力パターンの位置を移動させながら第1教示パターンの
相関係数の最高値を求めた結果を、表4の実験No.1に
示す。同様に、第2教示パターン,第3教示パターンお
よび第4教示パターンの相関係数の最高値を求めた結果
を、表4に、No.2,No.3およびNo.4として示す。
Similarly, Table 4 shows the results of finding the maximum values of the correlation coefficients of the second teaching pattern, the third teaching pattern, and the fourth teaching pattern. 2, No. 3 and No. Shown as 4. Further, the steel sheet C is used for both of the two steel sheets, and FIG.
Create a groove with a surface gap width of 1.0 mm using a test plate of the size shown in
The groove was photographed in a visual field of mm × 25 mm, and a visual field of 10 × 10 mm at an arbitrary position on the screen was used as an input pattern. The result obtained by calculating the maximum value of the correlation coefficient of the first teaching pattern while moving the position of the input pattern in the screen is shown in Experiment 4 of Table 4. It is shown in FIG. Similarly, Table 4 shows the result of finding the maximum value of the correlation coefficient of the second teaching pattern, the third teaching pattern, and the fourth teaching pattern. 2, No. 3 and No. Shown as 4.

【0047】[0047]

【表4】 [Table 4]

【0048】表4のNo.1のデ−タから、教示パターン
が2枚の鋼板ともに鋼板Aで、鋼板表面の濃淡の差が0
の場合は、入力パターンが2枚の鋼板ともに鋼板Aで
も、2枚の鋼板ともに鋼板Cでも、鋼板表面の濃淡の差
が0なら相関係数は高い。表4のNo.4から、教示パタ
ーンが2枚の鋼板ともに鋼板Cで鋼板表面の濃淡の差が
0の場合、および、入力パターンが2枚の鋼板ともに鋼
板Aでも2枚の鋼板ともに鋼板Cでも、鋼板表面の濃淡
の差が0なら相関係数は高い。しかし、表4のNo.2お
よびNo.3から、開先を構成する2枚の鋼板表面の濃淡
の差が0.16および0.20の教示パターンと、2枚の鋼板表
面の濃淡の差が0の入力パターンでは、相関係数は低下
した。したがって、2枚の鋼板が等しく淡く或いは濃く
なる場合は、相関係数は低下しないが、濃淡の差が変化
すれば低下する特性があった。
In Table 4, No. From the data of No. 1, the teaching pattern is steel sheet A for both of the two steel sheets, and the difference in shading of the steel sheet surface is 0.
In the case of, the correlation coefficient is high if the difference in shading of the steel sheet surface is 0 regardless of whether the input pattern is steel sheet A for both of the two steel sheets or steel sheet C for both of the two steel sheets. No. of Table 4 From 4, the teaching pattern is the case where both the two steel sheets are steel sheet C and the difference in shading of the steel sheet surface is 0, and the input pattern is that both the steel sheet A and the two steel sheets are both steel sheet C regardless of the input pattern. If the difference in shading is 0, the correlation coefficient is high. However, in Table 4, No. 2 and No. As can be seen from FIG. 3, the correlation coefficient was lower in the teaching pattern in which the difference in shading between the two steel plates constituting the groove was 0.16 and 0.20, and in the input pattern in which the shading difference between the two steel plates was 0. Therefore, when two steel plates are equally light or dark, the correlation coefficient does not decrease, but there is a characteristic that the correlation coefficient decreases when the difference between the light and dark changes.

【0049】実際の溶接では、数mから数十mの鋼板で
構成された開先は、塗装膜厚のバラツキや保存状態の違
い、また、長さ方向の途中で板が継いである場合など、
鋼板表面の濃淡は2枚の鋼板とも違ってくる。しかし、
どちらが濃くあるいは淡くなるかは予想できない。した
がって、教示パターンは2枚の鋼板表面の濃淡の違いが
少ない開先がよいが、実際の開先では濃淡のバラツキの
ため必ずしも良好な教示パターンは得られない場合があ
る。そこで、2枚の鋼板表面の濃淡に相当する淡い背景
に、開先に相当する濃い線を描いた疑似開先を用意し、
これを開先の代わりに撮影し教示パターンとすることに
より、安定した倣い制御が可能になる。あるいは、溶接
板表面と開先の濃淡に相当するデジタル値を溶接板表面
と開先の場所に相当する教示パターンのメモリー番地に
直接書き込み教示パターンとする方法を用いることによ
り、安定した倣い制御が可能になる。
In actual welding, a groove formed of a steel plate of several meters to several tens of meters may cause variations in the coating film thickness, differences in storage conditions, and cases where the plate is joined in the middle of the length direction. ,
The lightness and darkness of the steel sheet surface differ from those of the two steel sheets. But,
It is unpredictable which will be darker or lighter. Therefore, the teaching pattern is preferably a groove having a small difference in shading on the surface of the two steel sheets, but a good teaching pattern may not always be obtained with an actual groove due to variations in shading. Therefore, we prepared a pseudo groove with a dark line corresponding to the groove on a light background corresponding to the density of the two steel sheets,
By taking this as a teaching pattern instead of taking a groove, stable copying control can be performed. Alternatively, by using a method in which a digital value corresponding to the density of the welding plate surface and the groove is directly written into the memory address of the teaching pattern corresponding to the position of the welding plate surface and the groove and used as a teaching pattern, stable copying control can be performed. Will be possible.

【0050】また、開先を構成する2枚の鋼板表面の濃
淡の違いが大きく変化する、0.16<(D1−D2)
/255 或いは (D1−D2)/255<−0.16 ・・・(12) の場合に、相関係数を0.6未満にならないようにするに
は、教示パターンとして2枚の鋼板表面の濃淡の違いが
少ないものとした(13)式を満たすものを用意し、 −0.16≦(D1−D2)/255≦0.16 ・・・(13) 教示パターンと違いが大きいものとして(14)式を満
たすものを用意し、0.16<(D1−D2)/255
および D1−D2/255<−0.16 ・・・(14) 複数の教示パターンについて相関係数を算出し、相関係
数の高い方を採用すれば相関係数が低下しない範囲で開
先検出ができる。
Further, the difference in density between the surfaces of the two steel plates forming the groove greatly changes, 0.16 <(D1-D2).
/ 255 or (D1−D2) / 255 <−0.16 (12) In order to keep the correlation coefficient from being less than 0.6, the density of the two steel sheets is determined as a teaching pattern. Preparing the one satisfying the expression (13) with a small difference, -0.16 ≦ (D1−D2) /255≦0.16 (13) Assuming a large difference from the teaching pattern (14) Prepare one that satisfies the formula, and set 0.16 <(D1-D2) / 255.
And D1-D2 / 255 <-0.16 (14) Calculate a correlation coefficient for a plurality of teaching patterns, and detect a groove in a range where the correlation coefficient does not decrease if a higher correlation coefficient is adopted. Can be.

【0051】画素の数は3〜100画素/mmが望まし
い。アーク溶接の倣い精度は±1mm以内が必要で、3画
素/mm未満では分解能が低く倣い精度が得られない。一
般のテレビカメラの1画面の走査線は525本である。
したがって、1画面の垂直方向の画素数は最大で525
となるから、3画素/mmでは垂直方向の撮影視野は17
5mmである。画素の数を100画素/mmを超える場合に
は撮影視野が5.25mmと狭くなる。教示パターンや入
力パターンは開先と溶接板表面の両方がパターンの中に
入る必要がある。I開先でもガス切断,プラズマ切断,
レーザー切断など切断方法や切断条件によって開先の表
面ギャップが広がり、視野の中に開先と溶接板表面の両
方が入らなくなることを避ける。
The number of pixels is desirably 3 to 100 pixels / mm. The copying accuracy of arc welding must be within ± 1 mm, and if it is less than 3 pixels / mm, the resolution is low and the copying accuracy cannot be obtained. One screen of a general television camera has 525 scanning lines.
Therefore, the number of pixels in one screen in the vertical direction is 525 at the maximum.
At 3 pixels / mm, the vertical field of view is 17
5 mm. If the number of pixels exceeds 100 pixels / mm, the field of view becomes narrower to 5.25 mm. In the teaching pattern and the input pattern, both the groove and the surface of the welding plate need to be included in the pattern. Gas cutting, plasma cutting,
The surface gap of the groove is widened depending on the cutting method or cutting conditions such as laser cutting, so that both the groove and the surface of the weld plate are prevented from entering the visual field.

【0052】一般のテレビカメラの1画面の走査線は5
25本で画面の縦横比が3:4であるため画素の総数は
縦横525×700以下が望ましい。コンピュータの特
性から2のn乗である縦横256×256や512×5
12の画素の総数とする場合が多い。
The scanning line of one screen of a general television camera is 5
Since the aspect ratio of the screen is 3: 4 with 25 lines, the total number of pixels is preferably 525 × 700 or less. From the characteristics of the computer, 2 × n powers of 256 × 256 or 512 × 5
In many cases, the total number of pixels is 12.

【0053】[0053]

【実施例】本発明の実施例に用いた自動溶接装置の構成
を図16に、制御装置の構成図を図17に示す。テレビ
カメラ2と溶接トーチ3をとりつけた倣い軸4を搭載し
た走行台車1と、テレビカメラ2からの画像信号を取り
込みA/D変換器11で変換し1画面分の画像データと
して画面の縦256画素×横256画素、合計6553
6画素分の画像データを記憶する画像メモリー12、画
像データを処理するとともに倣い軸4の駆動モータ13
を制御するサーボアンプ14に指令するマイクロコンピ
ュータ15で構成した。なお、画像メモリー12のデー
タは必要に応じてD/A変換器16を介してモニタテレ
ビ17で観察した。
FIG. 16 shows the configuration of an automatic welding apparatus used in an embodiment of the present invention, and FIG. 17 shows the configuration of a control apparatus. A traveling carriage 1 equipped with a scanning shaft 4 to which a television camera 2 and a welding torch 3 are attached, and an image signal from the television camera 2 are taken in and converted by an A / D converter 11 to produce one screen of image data of 256 screens. Pixel x 256 horizontal pixels, total 6553
An image memory 12 for storing image data for six pixels, a drive motor 13 for processing the image data and for driving the scanning shaft 4
And a microcomputer 15 for instructing a servo amplifier 14 for controlling the control. The data in the image memory 12 was observed on a monitor television 17 via a D / A converter 16 as necessary.

【0054】−実施例1− 開先21を画面18(図17)の中央に撮影すると
ともに、画像メモリ12に記憶した。画面18の中央の
縦50画素×横50画素の画像データをマイクロコンピ
ュータ15内に教示パターンとして記憶した, 開先は図18に示すようにI開先で開先上に約30
mm長、約100mm間隔で仮づけ溶接25し、長さ10
00mmに対し線倣いズレを10mmさせて開先を作成し
た,走行台車1を走行させ溶接を開始した。
Example 1 A groove 21 was photographed at the center of the screen 18 (FIG. 17) and stored in the image memory 12. Image data of 50 pixels vertically by 50 pixels horizontally in the center of the screen 18 was stored as a teaching pattern in the microcomputer 15. The groove is I groove as shown in FIG.
Approx.
Welding was started by running the traveling trolley 1 having a groove formed by shifting the line copying deviation by 10 mm with respect to 00 mm.

【0055】 マイクロコンピュータ15の指令に応
じて撮影された開先画像を、画像メモリー12に記憶し
た, マイクロコンピュータ15は画像メモリー12から
縦50画素×横50画素の入力パターンを順次取り出
し、教示パターンとの相関係数を(6)式に従って算出し
た, 最も大きい相関係数が0.6未満の入力パタ−ンは開先
なしと判別し、該入力パタ−ンは倣い制御に参照しな
い, 最も大きい相関係数が0.6以上の入力パタ−ンは開先
と判断し、該入力パタ−ンの開先21が画面18の中央
になる方向に倣い制御した。
The groove image photographed in accordance with the command of the microcomputer 15 is stored in the image memory 12. The microcomputer 15 sequentially takes out the input pattern of 50 × 50 pixels from the image memory 12, The input pattern with the largest correlation coefficient less than 0.6, which is calculated according to the equation (6), is determined to have no groove, and the input pattern is not referred to in the copying control. An input pattern having a relation number of 0.6 or more was determined to be a groove, and the copying was controlled in such a manner that the groove 21 of the input pattern was in the center of the screen 18.

【0056】−実施例2− 開先21を画面18の中央に撮影し画像メモリー1
2に記憶した。画面18の縦方向に画像データを加算
し、開先幅方向(x方向)の輝度波形としマイクロコン
ピュータ15内に記憶した。さらに、画面18開先幅方
向(x方向)の中央の50画素分の輝度波形を開先の教
示パターンとしてマイクロコンピュータ15内に記憶し
た, 開先は図18に示すようにI開先で開先上に約30m
m長、約100mm間隔で仮づけ溶接25し、長さ100
0mmに対し線倣いズレを10mmさせて開先を作成した,
走行台車1を走行させ溶接を開始した。
Embodiment 2 The groove 21 is photographed at the center of the screen 18 and the image memory 1 is taken.
2 memorized. The image data was added in the vertical direction of the screen 18 and stored in the microcomputer 15 as a luminance waveform in the groove width direction (x direction). Further, a luminance waveform of 50 pixels at the center of the screen 18 in the groove width direction (x direction) is stored in the microcomputer 15 as a groove teaching pattern. The groove is an I groove as shown in FIG. About 30m above
Approximately 100mm intervals, tack welding 25 at intervals of about 100mm, length 100
A groove was created by making the line copying deviation 10 mm with respect to 0 mm.
The traveling trolley 1 was run to start welding.

【0057】 マイクロコンピュータ15の指令に応
じて撮影された開先画像を画像メモリー12に記憶し
た。画面の縦方向に画像データを(8)式に従って加算
し、開先幅方向(x方向)の輝度波形としマイクロコン
ピュータ15内に記憶した, マイクロコンピュータ15は、記憶したx方向の輝
度波形の左端から50画素分の波形データを入力パター
ンとし取り出し、順次1画素右へずらしては50画素分
の波形データを入力パターンとして取り出し、教示パタ
ーンとの相関係数を(10)式に従って算出した, 最も大きい相関係数が0.6未満の入力パタ−ンは開先
なしと判別し、倣い制御に利用しない, 最も大きい相関係数が0.6以上の入力パタ−ンは開先
と判断し、該入力パタ−ンの開先21が画面18の中央
になる方向に倣い制御した。
The groove image photographed in response to the instruction of the microcomputer 15 was stored in the image memory 12. The image data is added in the vertical direction of the screen according to equation (8) and stored in the microcomputer 15 as a brightness waveform in the groove width direction (x direction). The microcomputer 15 stores the left end of the stored brightness waveform in the x direction. , The waveform data for 50 pixels is taken out as an input pattern, and the waveform data for 50 pixels is taken out as an input pattern by sequentially shifting it to the right by one pixel, and the correlation coefficient with the teaching pattern is calculated according to equation (10). An input pattern with a large correlation coefficient of less than 0.6 is determined as having no groove, and is not used for scanning control. An input pattern with a maximum correlation coefficient of 0.6 or more is determined as a groove, and the input pattern is determined. The contour control was performed in such a direction that the groove 21 of the screen became the center of the screen 18.

【0058】−実施例3− 教示パターンの設定:図18に示す試験板でギャッ
プ幅0.2mmのI開先を用意し、開先21を画面18の中
央で垂直(線倣いズレ量=0)に撮影するとともに画像
メモリー12に記憶し、画面12の中央に縦50画素×
横50画素の画像データをマイクロコンピュータ15内
に第1教示パターンとして記憶した。さらに、開先21
を画面18の中央で線倣いズレ量を160/1000とし撮影す
るとともに画像メモリー12に記憶し、画面12の中央
に縦50画素×横50画素の画像データをマイクロコン
ピュータ15内に第2教示パターンとして記憶した。さ
らに、開先21を画面18の中央で線倣いズレ量を−16
0/1000とし撮影するとともに画像メモリー12に記憶
し、画面12の中央に縦50画素×横50画素の画像デ
ータをマイクロコンピュータ15内に第3教示パターン
として記憶した。
-Example 3-Setting of a teaching pattern: An I groove with a gap width of 0.2 mm is prepared on the test plate shown in FIG. 18, and the groove 21 is perpendicular to the center of the screen 18 (line scanning displacement amount = 0). And store it in the image memory 12 at the center of the screen 12.
Image data of 50 horizontal pixels was stored in the microcomputer 15 as a first teaching pattern. Furthermore, groove 21
Is captured at the center of the screen 18 with a line scanning deviation amount of 160/1000 and stored in the image memory 12, and the image data of 50 × 50 pixels is stored in the microcomputer 15 at the center of the screen 12 in the microcomputer 15. It was memorized as. Further, the groove 21 is shifted by -16 at the center of the screen 18.
The image was taken as 0/1000 and stored in the image memory 12. Image data of 50 pixels vertically × 50 pixels horizontally was stored in the microcomputer 15 as the third teaching pattern in the center of the screen 12.

【0059】同様に、図18に示す試験板でギャップ幅
2.7mmのI開先を用意し、開先21を画面18の中央で
垂直(線倣いズレ量=0)に撮影するとともに画像メモ
リー12に記憶し、画面12の中央に縦50画素×横5
0画素の画像データをマイクロコンピュータ15内に第
4教示パターンとして記憶した。さらに、開先21を画
面18の中央で線倣いズレ量を160/1000とし撮影すると
ともに画像メモリー12に記憶し、画面12の中央に縦
50画素×横50画素の画像データをマイクロコンピュ
ータ15内に第5教示パターンとして記憶した。さら
に、開先21を画面18の中央で線倣いズレ量を−160/
1000とし撮影するとともに画像メモリー12に記憶し、
画面12の中央に縦50画素×横50画素の画像データ
をマイクロコンピュータ15内に第6教示パターンとし
て記憶した。
Similarly, the test plate shown in FIG.
A 2.7 mm I groove is prepared, and the groove 21 is vertically photographed at the center of the screen 18 (the amount of line shift is 0) and stored in the image memory 12.
The image data of 0 pixel was stored in the microcomputer 15 as a fourth teaching pattern. Further, the groove 21 is photographed at the center of the screen 18 with a line copying deviation amount of 160/1000 and stored in the image memory 12, and the image data of 50 × 50 pixels is stored in the center of the screen 12 in the microcomputer 15. Is stored as the fifth teaching pattern. Further, the groove 21 is shifted by -160 /
Shoot as 1000 and store it in the image memory 12,
At the center of the screen 12, image data of 50 pixels vertically by 50 pixels horizontally was stored in the microcomputer 15 as a sixth teaching pattern.

【0060】 図18に示す試験板でギャップ幅が連
続的に0から3mmと変化し、長さ約30mmで100mmピ
ッチに仮付け溶接したI開先を用意し、線倣いズレ量が
160/1000となるように試験板をセットし、走行台車1を
走行させ溶接を開始した, マイクロコンピュータ15の指令に応じて撮影され
た開先画像を画像メモリー12に記憶した, マイクロコンピュータ15は画像メモリー12から
縦50画素×横50画素の入力パターンを順次取り出
し、教示パターンとの相関係数を(6)式に従って算出
した, 最も大きい相関係数値とその画面上のパターン位置
を記憶した, からまでの処理を第1教示パターンから第6教
示パターンまで繰り返した。
In the test plate shown in FIG. 18, the gap width was continuously changed from 0 to 3 mm, and an I groove prepared by tack welding at a length of about 30 mm and a pitch of 100 mm was prepared.
The test plate was set so as to be 160/1000, the traveling trolley 1 was run, and welding was started. The groove image photographed in response to the instruction of the microcomputer 15 was stored in the image memory 12. An input pattern of 50 pixels vertically × 50 pixels horizontally is sequentially taken out from the image memory 12, and the correlation coefficient with the teaching pattern is calculated according to the equation (6). The largest correlation coefficient value and the pattern position on the screen are stored. Are repeated from the first teaching pattern to the sixth teaching pattern.

【0061】 第1教示パターンから第6教示パター
ンまでの相関係数の最も大きい値が0.6未満の入力パタ
−ンは開先なしと判別し、倣い制御に利用しない。最も
大きい値が0.6以上の入力パタ−ンは開先と判断し、
(11)式に従って補正し、画面18の開先21の長さ
方向の中央が画面18の幅方向の中央になる方向に倣い
制御した。
An input pattern in which the largest value of the correlation coefficient from the first teaching pattern to the sixth teaching pattern is less than 0.6 is determined as having no groove, and is not used for copying control. The input pattern with the largest value of 0.6 or more is determined to be a groove,
The correction was performed according to the equation (11), and the copying was controlled in such a manner that the center of the groove 21 of the screen 18 in the length direction became the center of the width of the screen 18.

【0062】−実施例4− 教示パターンの設定:擬似開先として教示パターン
のメモリーにアナログ/デジタル変換後のデジタル値を
直接書き込む方法で作成した。2枚の鋼板表面の濃淡に
相当するデジタル値として140を2枚の鋼板表面に相
当するメモリー番地に記憶した。同様に開先内の濃淡に
相当するデジタル値として40を開先内に相当するメモ
リー番地に記憶した。なお、開先のギャップ幅は実際の
1mmに相当するように10画素の幅とした。
-Example 4-Setting of a teaching pattern: A teaching groove was created by directly writing a digital value after analog / digital conversion into a memory of a teaching pattern as a pseudo groove. 140 was stored in a memory address corresponding to the surface of the two steel sheets as a digital value corresponding to the shading of the surface of the two steel sheets. Similarly, as a digital value corresponding to the shading in the groove, 40 was stored in a memory address corresponding to the groove. The gap width of the groove was set to 10 pixels so as to correspond to an actual 1 mm.

【0063】 鋼板Aと鋼板Bを用いて図18に示す
試験板でギャップ幅が1mm、長さ約30mmで100mmピ
ッチに仮付け溶接したI開先を用意し、線倣いズレ量が
10/1000となるように試験板をセットし、走行台車1を
走行させ溶接を開始した, マイクロコンピュータ15の指令に応じて撮影され
た開先画像を画像メモリー12に記憶した, マイクロコンピュータ15は画像メモリー12から
縦50画素×横50画素の入力パターンを順次取り出
し、教示パターンとの相関係数を(6)式に従って算出
した, 最も大きい相関係数が0.6未満の入力パタ−ンは開先
なしと判別し倣い制御しない, 最も大きい相関係数が0.6以上の入力パタ−ンは開先
と判断し、開先21が画面18の中央になる方向に倣い
制御した。
Using a steel plate A and a steel plate B, an I groove prepared by temporary welding at a gap width of 1 mm, a length of about 30 mm, and a pitch of 100 mm using the test plate shown in FIG. 18 was prepared.
The test plate was set so as to be 10/1000, the traveling trolley 1 was run, welding was started, and a groove image photographed in response to a command from the microcomputer 15 was stored in the image memory 12. An input pattern of 50 pixels vertically × 50 pixels horizontally is sequentially extracted from the image memory 12, and the correlation coefficient with the teaching pattern is calculated according to the equation (6). The input pattern having the largest correlation coefficient less than 0.6 is a groove. An input pattern having the largest correlation coefficient of 0.6 or more was determined to be a groove, and scanning control was performed in a direction in which the groove 21 was located at the center of the screen 18.

【0064】−比較例1− これは従来方法の2値化による方法であり、 開先21を画面18の中央に撮影するとともに、画
像信号は比較器19を介して2値化し、画像メモリー1
2に記憶した。比較器19のしきい値を調整し、開先が
黒く周辺が白くなるよう調整した, 開先は図18に示すようにI開先で開先上に約30m
m長、約100mm間隔で仮づけ溶接25し、長さ100
0mmに対し線倣いズレとして10mm変化させて開先を作
成した,走行台車1を走行させ溶接を開始した。
-Comparative Example 1- This is a method based on binarization of a conventional method, in which a groove 21 is photographed in the center of a screen 18 and an image signal is binarized via a comparator 19, and the image memory 1
2 memorized. The threshold value of the comparator 19 was adjusted so that the groove became black and the periphery became white. The groove was I groove as shown in FIG.
Approximately 100mm intervals, tack welding 25 at intervals of about 100mm, length 100
Welding was started by running the traveling trolley 1 in which a groove was created by changing the line deviation by 10 mm from 0 mm.

【0065】 マイクロコンピュータ15の指令に応
じて撮影された開先画像を比較器19を介して2値化
し、画像メモリー12に記憶した, マイクロコンピュータ15は画面の左端から開先の
黒に相当する画素まで中央に画像データを画像メモリー
12から読みだし左端からの画素数NLを数え、同様
に、右端から開先の黒に相当する画素まで中央に画像デ
ータを画像メモリー12から読みだし右端からの画素数
NRを数えた, NL+NR>256の場合は開先なしと判断し倣い
制御しない, NL+NR<256の場合は開先ありと判断しNL
−NR=0となる方向に倣い制御した。
The groove image photographed in accordance with the command of the microcomputer 15 is binarized via the comparator 19 and stored in the image memory 12. The microcomputer 15 corresponds to the groove black from the left end of the screen. Image data is read out from the image memory 12 at the center up to the pixel, and the number of pixels NL from the left end is counted. Similarly, image data is read out from the image memory 12 at the center up to the pixel corresponding to the groove black from the right end. When the number of pixels NR is counted, if NL + NR> 256, it is determined that there is no groove, and copying control is not performed. If NL + NR <256, it is determined that there is a groove, and NL
Copying control was performed in a direction where −NR = 0.

【0066】−比較例2− これは実施例3の第1教示パターンだけを用い実施例と
同じ開先を同じ条件で倣い制御したものである。
Comparative Example 2 In this comparative example, the same groove as that of the embodiment is controlled under the same conditions by using only the first teaching pattern of the third embodiment.

【0067】上述の実施例および比較例で、溶接は潜弧
溶接と炭酸ガスシールドアーク溶接でおこなった。潜弧
溶接は溶接トーチ5をフラックス散布が可能な潜弧溶接
用を用い、炭酸ガスシールドアーク溶接ではガスシール
ドアーク溶接用の溶接トーチを用いた。開先は図18に
示すようにI開先で開先上に約30mm長、約100mm間
隔で仮づけ溶接25し、長さ1000mmに対し倣いズレ
として10mm変化させて開先を作成した。評価方法は、
倣い軸4に取り付けたポテンシオ5に定電圧電源とペン
レコーダ接続し、溶接中の倣い制御過程を記録した。こ
のとき、最大倣いズレが±1mm以内を良好と評価した。
In the above Examples and Comparative Examples, welding was performed by latent arc welding and carbon dioxide gas shielded arc welding. For the latent arc welding, a welding torch 5 was used for the latent arc welding capable of spreading the flux, and for the carbon dioxide gas shielded arc welding, a welding torch for the gas shielded arc welding was used. As shown in FIG. 18, the groove was an I-groove, which was tack-welded 25 on the groove at an interval of about 30 mm and at an interval of about 100 mm. The evaluation method is
A constant voltage power supply and a pen recorder were connected to a potentiometer 5 attached to the scanning shaft 4, and a scanning control process during welding was recorded. At this time, it was evaluated that the maximum copying deviation was within ± 1 mm.

【0068】実施結果を表5に示す。本発明方法は、実
施例1,実施例2,実施例3および実施例4について、
潜弧溶接および炭酸ガスシールドアーク溶接ともに良好
だった。しかし、2値化を用いた比較例1では、溶接中
に溶接板の明るさの変化、仮づけ溶接時のスパッタなど
の焼け焦げ跡などにより開先が不明瞭になり、開先位置
認識を誤っていた。炭酸ガスシールドアーク溶接はアー
ク光の影響が大きく、良好な開先位置計測は不可能だっ
た。比較例2は、開先のギャップ幅の変動や線倣いズレ
により相関係数の最高値が低下すると共に最高値を示す
位置が開先以外のスパッタなどの焼け焦げ跡や傷など誤
った開先位置検出を行っていた。
Table 5 shows the results of the operation. The method of the present invention relates to Examples 1, 2, 3, and 4.
Both latent arc welding and carbon dioxide gas shielded arc welding were good. However, in Comparative Example 1 using binarization, the groove becomes unclear due to a change in the brightness of the welded plate during welding, a scorch mark such as spatter during tack welding, and the recognition of the groove position is incorrect. I was In carbon dioxide gas shielded arc welding, the influence of the arc light was great, and good groove position measurement was not possible. In Comparative Example 2, the maximum value of the correlation coefficient was reduced due to the fluctuation of the gap width of the groove or the line deviation, and the position showing the maximum value was an incorrect groove position such as a scorch mark or a scratch due to spatters other than the groove. Detection was being performed.

【0069】[0069]

【表5】 [Table 5]

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば画像による開先位置検出
が従来方法と全く異なる方法で良好検出できるため、テ
レビカメラを利用した自動倣い制御を飛躍的に信頼性が
高くなるため、溶接工程の自動化,無人化に寄与でき
る。
According to the present invention, since the groove position detection based on the image can be detected satisfactorily by a method completely different from the conventional method, the reliability of the automatic profiling control using the television camera is greatly improved, and the welding process Can be automated and unmanned.

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

【図1】 開先部をテレビカメラで撮影した画面の一例
を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a screen obtained by photographing a groove with a television camera.

【図2】 外乱が無い開先部をテレビカメラで撮影した
画面を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a screen obtained by photographing a groove portion having no disturbance with a television camera.

【図3】 (a)は撮影画面より切り出した教示パタ−
ンを示す平面図、(b)は該教示パタ−ンのa0,b0
間の輝度分布を示すグラフである。
FIG. 3A is a teaching pattern cut out from a shooting screen;
(B) is a plan view of the teaching pattern.
5 is a graph showing a luminance distribution between the two.

【図4】 (a)は撮影画面より切り出したスパッタ付
近の入力パターンを示す平面図、(b)は該入力パタ−
ン上のa1,b1間の輝度分布を示すグラフである。
FIG. 4A is a plan view showing an input pattern near a sputter cut out from a photographing screen, and FIG. 4B is a view showing the input pattern.
6 is a graph showing a luminance distribution between a1 and b1 on the screen.

【図5】 (a)は撮影画面より切り出したペイント文
字付近の入力パターンを示す平面図、(b)は該入力パ
タ−ン上のa2,b2間の輝度分布を示すグラフであ
る。
5A is a plan view showing an input pattern near a paint character cut out from a photographing screen, and FIG. 5B is a graph showing a luminance distribution between a2 and b2 on the input pattern.

【図6】 (a)は撮影画面より切り出した仮づけ溶接
付近の入力パターンを示す平面図、(b)は該入力パタ
−ンのa3,b3間の輝度分布を示すグラフである。
FIG. 6A is a plan view showing an input pattern in the vicinity of tack welding cut out from a photographing screen, and FIG. 6B is a graph showing a luminance distribution between the input patterns a3 and b3.

【図7】 (a)は撮影画面より切り出した、開先付近
の入力パタ−ンを示す平面図、(b)は該入力パタ−ン
のa4,b4間の輝度分布を示すグラフである。
7A is a plan view showing an input pattern near a groove cut out from a photographing screen, and FIG. 7B is a graph showing a luminance distribution between a4 and b4 of the input pattern.

【図8】 教示パターンおよび入力パターンに共通の画
像領域(サイズ)を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing an image area (size) common to a teaching pattern and an input pattern.

【図9】 倣い制御中に撮影した画面上に設定する処理
対象画像領域(サイズ)を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a processing target image area (size) set on a screen shot during the copying control.

【図10】 倣い制御前に撮影した開先近傍の濃淡画像
データを縦方向に加算した輝度波形C(x)を示すグラ
フである。
FIG. 10 is a graph showing a luminance waveform C (x) obtained by adding grayscale image data in the vicinity of a groove taken before the copying control in the vertical direction.

【図11】 図10に示すグラフより切り出した教示パ
タ−ンD(i)を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a teaching pattern D (i) cut out from the graph shown in FIG. 10;

【図12】 倣い制御中に撮影した画像データを縦方向
に加算した輝度波形C(x)を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a luminance waveform C (x) obtained by vertically adding image data captured during the copying control.

【図13】 開先のギャップ幅が広い入力パターンを示
す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing an input pattern in which a groove gap width is wide.

【図14】 線倣いズレした入力パターンを示す平面図
である。
FIG. 14 is a plan view showing an input pattern shifted in line scanning.

【図15】 線倣いズレした開先画像を示す平面図であ
る。
FIG. 15 is a plan view showing a groove image shifted in line scanning.

【図16】 本発明を一態様で実施する装置の機構部外
観を示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view showing an external appearance of a mechanism section of an apparatus for implementing the present invention in one embodiment.

【図17】 図16に示す倣い溶接装置に結合された倣
い制御システムを示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a scanning control system coupled to the scanning welding apparatus illustrated in FIG. 16;

【図18】 実験に使用した2枚の鋼板を示す平面図で
ある。
FIG. 18 is a plan view showing two steel plates used in the experiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:走行台車 2:テレビカメラ 3:溶接トーチ 4:倣い軸 5:ポテンシオ 11:A/Dコンバー
タ 12:画像メモリー 13:倣い軸モータ 14:サーボアンプ 15:マイクロコン
ピュータ 16:D/Aコンバータ 17:モニターテレ
ビ 18:画面 19:比較器 21:開先 22:溶接板表面 23:スパッタ 24:ペイント文字 25:仮づけ溶接 26:錆 50:教示パターン 51:倣い制御中に撮影したスパッタ付近の入力パター
ン 52:倣い制御中に撮影したペイント文字付近の入力パ
ターン 53:倣い制御中に撮影した仮づけ溶接付近の入力パタ
ーン 54:倣い制御中に撮影した開先付近の入力パターン
1: Traveling trolley 2: TV camera 3: Welding torch 4: Copying shaft 5: Potential 11: A / D converter 12: Image memory 13: Copying shaft motor 14: Servo amplifier 15: Microcomputer 16: D / A converter 17: Monitor TV 18: Screen 19: Comparator 21: Groove 22: Weld plate surface 23: Spatter 24: Paint character 25: Temporary welding 26: Rust 50: Teaching pattern 51: Input pattern near spatter photographed during scanning control 52: Input pattern near the paint character photographed during the copying control 53: Input pattern near the tack weld photographed during the copying control 54: Input pattern near the groove captured during the copying control

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−201784(JP,A) 特開 昭62−199270(JP,A) 特開 昭59−209482(JP,A) 特開 昭64−27775(JP,A) 特開 昭55−87283(JP,A) 特開 昭62−261903(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/127 G01B 11/00 G01B 11/24 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-1-201784 (JP, A) JP-A-62-199270 (JP, A) JP-A-59-209482 (JP, A) JP-A-64 27775 (JP, A) JP-A-55-87283 (JP, A) JP-A-62-261903 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 9/127 G01B 11 / 00 G01B 11/24

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 テレビカメラの画像信号電圧を用いて溶
接用開先の位置を検出する開先位置検出方法において、 倣い制御前に撮影した開先近傍の濃淡画像をアナログ/
デジタル変換し、2次元の画像信号電圧からなる倣い制
御前開先近傍の縦s×横t画素の濃淡画像データを記憶
し、該倣い制御前開先近傍濃淡画像データの中から開先
と溶接板表面からなる、縦n×横m画素、s>n,t>
m、の領域の濃淡画像データを教示パターンとして記憶
し、 倣い制御中に撮影した開先近傍の濃淡画像をアナログ/
デジタル変換し、2次元の画像信号電圧からなる倣い制
御中開先近傍の縦s×横t画素の濃淡画像データを記憶
し、該倣い制御中開先近傍濃淡画像データから該教示パ
ターンと等しいサイズの、縦n×横m画素、s>n,t
>m、の領域を順次取り出し入力パターンとし、前記 教示パターンの左上から横方向i番目、縦方向j番
目の位置の輝度W(i,j)と該入力パターンの左上か
ら横方向i番目、縦方向j番目の位置の輝度U(i,
j)の相関係数Rを下記の(6)式 を用いて算出し、相関係数が0.6〜1.0で相関係数の最
も大きい領域を開先位置とすることを特徴とする開先位
置検出方法。
1. A groove position detecting method for detecting the position of a welding groove using an image signal voltage of a television camera, comprising:
Digitally converting and storing grayscale image data of s × t pixels in the vicinity of the groove before the contour control, which is composed of a two-dimensional image signal voltage, and from the grayscale image data near the groove before the contour control, the groove and the surface of the welding plate. N × m pixels, s> n, t>
m, of the gray-scale image data of the area is stored as teaching pattern, a gray-scale image of the groove near taken during scanning control Analog /
Digitally converting and storing grayscale image data of s × t pixels in the vicinity of the groove during the contour control during the contour control consisting of a two-dimensional image signal voltage, and the same size as the teaching pattern from the gray image data near the groove during the contour control. , N × m pixels, s> n, t
> M, sequentially takes as input the pattern regions of lateral i-th from the top left of the teaching pattern, longitudinally j th
The brightness W (i, j) at the eye position and whether
From the i-th position in the horizontal direction and the j-th position in the vertical direction
j) is calculated by the following equation (6). Wherein a region having a correlation coefficient R of 0.6 to 1.0 and a largest correlation coefficient is set as a groove position.
【請求項2】 テレビカメラの画像信号電圧を用いて溶
接用開先の位置を検出する開先位置検出方法において、 倣い制御前に撮影した開先近傍の濃淡画像をアナログ/
デジタル変換して、該濃淡画像データを記憶し、該濃
画像データの左上から縦方向y番目の横方向の輝度分布
C(x)の中から開先と溶接板表面からなる左端から任
意のq番目からq+m番目までの区間の濃淡画像データ
を教示パターンD(i)として記憶し、 倣い制御中に撮影した開先近傍の濃淡画像をアナログ/
デジタル変換して、該濃淡画像データを記憶し、 該倣い制御中濃淡画像データの左上から縦方向y番目の
横方向(x方向)の輝度分布C(x)の中から前記教示
パターンと等しい大きさの左端から任意のq番目からq
+m番目までの区間を順次取り出し入力パターンとし、前記 教示パターンD(i)と該入力パターンの画像信号
電圧の相関係数Rを下記の(10)式 を用いて算出し、相関係数が0.6〜1.0で相関係数の最
も大きい領域を開先位置とすることを特徴とする開先位
置検出方法。
2. A groove position detecting method for detecting a position of the welding groove by using an image signal voltage of the television camera, the light and shade image of the groove near taken before copying control Analog /
And digital conversion, storing the gray image data, the luminance distribution in the vertical direction y th laterally from the upper left of the concentration pale image data
From the left end consisting of the groove and the surface of the weld plate from C (x)
Storing grayscale image data of the section from the q-th meaning to q + m th as teaching pattern D (i), the light and shade image of the groove near taken during scanning control Analog /
And digital conversion, storing the gray-scale image data, from the upper left of the light and shade image data in the control had該倣longitudinal y th
Lateral direction (x direction) q from any q th from the left end of the teaching pattern equal size from the luminance distribution C (x) of
+ Sequentially takes as input pattern interval m to th, the teaching pattern D (i) and the correlation coefficient R of the image signal voltage of the input pattern below (10) Wherein a region having a correlation coefficient R of 0.6 to 1.0 and a largest correlation coefficient is set as a groove position.
【請求項3】 倣い制御前開先近傍濃淡画像データの中
から開先と溶接板表面からなる領域の濃淡画像データを
教示パターンとして記憶する処理を、ギャップの異なる
開先毎に行い、ギャップの異なる開先の教示パターンを
それぞれ1つずつ記憶し、 該教示パターンと入力パターンの画像信号電圧の相関を
算出し、相関係数が0.6〜1.0で相関係数の最も大きい領
域を求める処理を教示パターンの数だけ複数回実行し、
相関係数の最も大きい領域を開先位置とすることを特徴
とする請求項1または請求項2記載の開先位置検出方
法。
3. A process of storing, as a teaching pattern, gray-scale image data of a region including a groove and a surface of a welding plate from among the gray-scale image data in the vicinity of a groove before profiling control, for each groove having a different gap. The process of storing one groove teaching pattern each time, calculating the correlation between the image signal voltage of the teaching pattern and the image signal voltage of the input pattern, and finding an area having a correlation coefficient of 0.6 to 1.0 and the largest correlation coefficient is performed. Multiple times as many times as
3. The groove position detecting method according to claim 1, wherein an area having a largest correlation coefficient is set as a groove position.
【請求項4】 倣い制御前開先近傍濃淡画像データの中
から開先と溶接板表面からなる領域の濃淡画像データを
教示パターンとして記憶する処理を、線倣いズレ量また
は線倣いズレ量およびギャップの異なる開先毎に行い、
線倣いズレ量または線倣いズレ量およびギャップの異な
る開先の教示パターンをそれぞれ1つずつ記憶し、 該教示パターンと入力パターンの画像信号電圧の相関を
算出し、相関係数が0.6〜1.0で相関係数の最も大きい領
域を求める処理を教示パターンの数だけ複数回実行し、
相関係数の最も大きい領域を開先位置とすることを特徴
とする請求項1記載の開先位置検出方法。
4. A process of storing, as a teaching pattern, grayscale image data of a region including a groove and a surface of a welding plate from among the grayscale image data near a groove before the profiling control, the amount of line tracing deviation or the amount of line tracing deviation and gap. Done for different bevels,
A line scanning deviation amount or a teaching pattern of a groove having a different line scanning deviation amount and a gap is stored one by one, and a correlation between the teaching pattern and the image signal voltage of the input pattern is calculated. Perform the process of finding the region with the largest correlation coefficient multiple times for the number of teaching patterns,
2. The groove position detecting method according to claim 1, wherein an area having a largest correlation coefficient is set as a groove position.
【請求項5】 走行方向である縦にs画素、横t画素の
t×s画素で構成された倣い制御中開先近傍濃淡画面と
同一平面上の一点にあらかじめ基準点Oを設け、基準点
Oから画素で換算した時に検出した開先位置の座標位置
を(t1,s1)、補正前の制御点Pの座標位置を(t
2,s2)、相関係数の最も大きい教示パターンの線倣
いズレ量をTとすれば、補正後の制御点Pにおける開先
位置の座標位置(t3,s2)を t3=t1−(s2−s1)×T とすることを特徴とする請求項4記載の開先位置検出方
法。
5. A reference point O is provided in advance at one point on the same plane as a gray screen near a groove during contour control, which is composed of t × s pixels of s pixels vertically and t pixels horizontally, which is a running direction. The coordinate position of the groove position detected when the pixel is converted from O is (t1, s1), and the coordinate position of the control point P before correction is (t1, s1).
2, s2), assuming that the line scanning deviation amount of the teaching pattern having the largest correlation coefficient is T, the coordinate position (t3, s2) of the groove position at the control point P after correction is t3 = t1- (s2- 5. The groove position detection method according to claim 4, wherein s1) × T.
【請求項6】 倣い制御前に記憶する教示パターンの開
先を構成する2枚の板の表面の濃淡画像のアナログ/デ
ジタル変換後のデジタル値の平均値をD1およびD2と
し、開先内の濃淡画像のアナログ/デジタル変換後のデ
ジタル値をDbとすれば、下記(1),(2)および
(3)式を満たすように描いた擬似開先を撮影し、濃淡
画像をアナログ/デジタル変換し、2次元あるいは1次
元の画像信号電圧からなる倣い制御前開先近傍濃淡画像
データを記憶し、該倣い制御前開先近傍濃淡画像データ
の中から擬似開先部分の濃淡画像データを教示パターン
として記憶するか或いは(1),(2)および(3)式
を満たす擬似開先、(2),(3)および(4)式を満
たす擬似開先または(2),(3)および(5)式を満
たすように描いた複数の擬似開先をそれぞれ撮影し、濃
淡画像をアナログ/デジタル変換し、2次元あるいは1
次元の画像信号電圧からなる倣い制御前開先近傍濃淡画
像データを記憶し、該倣い制御前開先近傍濃淡画像デー
タの中から擬似開先部分の濃淡画像データを教示パター
ンとして複数のパターンを記憶することを特徴とする、
請求項1,請求項2,請求項3,請求項4又は請求項5
記載の開先位置検出方法; −0.16≦(D1−D2)/(Dmax−Dmin)≦0.16 ・・・(1) Dmin<Db<D1<Dmax ・・・(2) Dmin<Db<D2<Dmax ・・・(3) 0.16≦(D1−D2)/(Dmax−Dmin)≦1.00 ・・・(4) −1.00≦(D1−D2)/(Dmax−Dmin)≦−0.16・・・(5) ただし、 Dmax:画像信号のアナログ/デジタル変換で可能なデ
ジタル値の最大値 Dmin:画像信号のアナログ/デジタル変換で可能なデ
ジタル値の最小値。
6. An average value of digital values after analog / digital conversion of a grayscale image of the surface of two plates constituting a groove of a teaching pattern stored before the scanning control is defined as D1 and D2. Assuming that the digital value of the grayscale image after analog / digital conversion is Db, a pseudo groove drawn to satisfy the following equations (1), (2) and (3) is photographed, and the grayscale image is subjected to analog / digital conversion. And stores gray-scale image data before and after the contour control, which is composed of two-dimensional or one-dimensional image signal voltages, and stores, as a teaching pattern, gray-scale image data of a pseudo groove portion from among the gray-scale image data near the groove before the contour control. Or a pseudo groove satisfying the expressions (1), (2) and (3), a pseudo groove satisfying the expressions (2), (3) and (4), or (2), (3) and (5) Multiple drawn to satisfy the expression , And analog / digital conversion of the grayscale image to obtain two-dimensional or one-dimensional images.
And storing a plurality of patterns as shade pattern data of a pseudo groove portion from among the shade image data before the contour control before and after the contour control, which is composed of three-dimensional image signal voltages. Characterized by
Claim 1, Claim 2, Claim 3, Claim 4, or Claim 5
-0.16 ≦ (D1−D2) / (Dmax−Dmin) ≦ 0.16 (1) Dmin <Db <D1 <Dmax (2) Dmin <Db <D2 <Dmax (3) 0.16 ≦ (D1−D2) / (Dmax−Dmin) ≦ 1.00 (4) −1.00 ≦ (D1−D2) / (Dmax−Dmin) ) ≦ −0.16 (5) where Dmax is the maximum value of the digital value that can be obtained by the analog / digital conversion of the image signal. Dmin: is the minimum value of the digital value that can be obtained by the analog / digital conversion of the image signal.
【請求項7】 開先を構成する2枚の板の表面の濃淡画
像を示すデジタル値をD1,D2とし、開先内の濃淡画
像を示すデジタル値をDbとすれば、(1),(2)お
よび(3)式を満たすデジタル値を擬似開先部分の濃淡
画像データとして教示パターンの開先を構成する2枚の
板の表面に相当するメモリー番地にD1,D2を、ま
た、開先内に相当するメモリー番地にDbを書き込み記
憶するか或いは、(1),(2)および(3)式を満た
すデジタル値、(2),(3)および(4)式を満たす
デジタル値または(2),(3)および(5)式を満た
すデジタル値を、複数の擬似開先部分の濃淡画像データ
としてそれぞれの教示パターンの開先を構成する2枚の
板の表面に相当するメモリー番地にD1,D2を、ま
た、開先内に相当するメモリー番地にDbを書き込み記
憶することを特徴とする請求項1,請求項2,請求項
3,請求項4または請求項5記載の開先位置検出方法; −0.16≦(D1−D2)/(Dmax−Dmin)≦0.16 ・・・(1) Dmin<Db<D1<Dmax ・・・(2) Dmin<Db<D2<Dmax ・・・(3) 0.16≦(D1−D2)/(Dmax−Dmin)≦1.00 ・・・(4) −1.00≦(D1−D2)/(Dmax−Dmin)≦−0.16・・・(5) ただし、 Dmax:画像信号のアナログ/デジタル変換で可能なデ
ジタル値の最大値 Dmin:画像信号のアナログ/デジタル変換で可能なデ
ジタル値の最小値。
7. If the digital values indicating the grayscale images of the surfaces of the two plates forming the groove are D1 and D2, and the digital values indicating the grayscale images in the groove are Db, (1), (1) Digital values satisfying the expressions 2) and (3) are used as grayscale image data of a pseudo groove portion, and D1 and D2 are stored in memory addresses corresponding to the surfaces of the two plates forming the groove of the teaching pattern, and the groove. Db is written to and stored in a memory address corresponding to a digital value satisfying the expressions (1), (2) and (3), a digital value satisfying the expressions (2), (3) and (4) or ( Digital values satisfying the expressions (2), (3) and (5) are stored in a memory address corresponding to the surface of two plates constituting the groove of each teaching pattern as grayscale image data of a plurality of pseudo groove portions. D1 and D2 are also set in the groove. 6. A groove position detecting method according to claim 1, wherein Db is written and stored at a Molly address; -0.16≤ (D1-D2). /(Dmax-Dmin)≦0.16 (1) Dmin <Db <D1 <Dmax (2) Dmin <Db <D2 <Dmax (3) 0.16 ≦ (D1-D2) ) / (Dmax−Dmin) ≦ 1.00 (4) −1.00 ≦ (D1−D2) / (Dmax−Dmin) ≦ −0.16 (5) where Dmax: image signal Dmin: Minimum digital value possible in analog / digital conversion of image signals.
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