JP3137254B2 - 自動溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、航空機エンジン
部品であるコンバスター（combustor ）の円周端縁に亀
裂等の欠陥が発生した場合に、その欠陥部分を自動的に
補修溶接する自動溶接方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】航空機エンジン部品であるコンバスター
（燃焼筒）、ガスタービンの燃焼室、原子炉の熱交換装
置、冷蔵器などには、細管が通る部分に規則的な配列で
多数の穴が設けられた円筒形状のパネルが使用される。
このようなパネルは高温、高圧、極低温の条件下で、又
は大きな温度差があるような過酷な条件下で使用される
ことが多いので、細管が通る穴の周囲に亀裂が生じるこ
とがある。このような亀裂をそのままにしておくと重大
事故につながるおそれがある。このため、亀裂が発生し
た場合には、その部分を溶接して補修するという作業が
行われる。かかる亀裂は非常に細いため肉眼では見えな
い場合も多く、したがってパネルを洗浄した後に特殊な
液に浸けるなどして亀裂部分を見やすくし、更にその部
分にグラインダなどで溶接するための開先部を形成す
る。従来は、このような開先部を形成した後、人間が手
作業で各開先部について溶接していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
人間が手作業で各開先部について溶接していたので、作
業効率が悪く、また作業の質を均一化できず、亀裂の再
発を有効に防止できないという問題があった。特に、コ
ンバスターの円周端縁には、その構造上、複数の欠陥が
短い間隔で連続して発生することがあり、したがって、
開先部も複数連続して形成される。この連続して形成さ
れた開先部は、コンバスターの円周端縁の一周にわたっ
て形成されたり、一定の長さで連続して複数形成された
りすることが多い。そして、このような複数連続した開
先部については、人間が手作業で溶接することとする
と、溶接トーチの姿勢を一定にしてならっていかなけれ
ばならないので、作業が非常に難しく、一日がかりの仕
事になる。このため、かかる溶接作業を溶接ロボットに
自動的に行わせる自動溶接システムの実現が望まれてい
る。しかしながら、補修溶接の場合は、亀裂はさまざま
な位置にいろいろな形状で発生するため、各開先部もそ
の発生位置や形状等が異なり、また、過去に何度も補修
溶接を繰り返していると、パネルの表面が変形してしま
うことがあるので、溶接ロボットに開先部についての溶
接条件や開先部までの距離を教示する際に困難が伴う。

【０００４】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、コンバスター等の熱交換器の円周端縁に連続し
て発生した複数の欠陥部分をその欠陥部分の形状等に応
じて自動で溶接することができる自動溶接方法を提供す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の発明は、略円筒形状の熱交換器の円
周端縁に発生した欠陥部分に開先部を形成し、溶接ロボ
ットを用いて補修溶接する自動溶接方法であって、前記
溶接ロボットに取着される溶接トーチから前記開先部ま
での距離情報を得る工程と、前記熱交換器の円周端縁を
撮像して得られた各画像に所定の処理を施すことによ
り、前記開先部についての画像情報を得る工程と、前記
開先部の画像情報に基づいて、隣合う前記開先部間の間
隔が所定の値以下であって連続して形成されている前記
開先部の集まりを開先群として特定する工程と、前記開
先部の画像情報に基づいて、前記特定された開先群につ
いての、溶接開始位置と溶接終了位置とを含む溶接位置
情報を得る工程と、前記特定された開先群についての溶
接条件を得る工程と、前記距離情報と前記溶接位置情報
と前記溶接条件とに基づいて前記溶接ロボットを動作さ
せ、前記開先群毎に前記開先部を溶接する工程と、を具
備することを特徴とするものである。

【０００６】請求項２記載の発明に係る自動溶接方法
は、請求項１記載の発明において、前記溶接ロボットは
前記熱交換器を傾動及び回転するポジショナーを有し、
前記ポジショナーによって前記熱交換器を回転して溶接
を行うことを特徴とするものである。

【０００７】請求項３記載の発明に係る自動溶接方法
は、請求項１又は２記載の発明において、前記開先群を
特定する場合、前記各画像について隣合う前記開先部間
の間隔が所定の値以下であるかどうかを調べた後、連続
する前後の前記画像についてそれぞれの境界近傍に位置
する前記開先部又は前記開先部の集まりが一つの前記開
先群とみなせるかどうかを調べることを特徴とするもの
である。

【０００８】請求項４記載の発明に係る自動溶接方法
は、請求項１、２又は３記載の発明において、隣合う前
記開先群間の間隔が所定の値以上であるかどうかを判定
する工程を具備することを特徴とするものである。

【０００９】請求項５記載の発明に係る自動溶接方法
は、請求項１、２、３又は４記載の発明において、前記
開先部までの距離情報を得る場合、前記各画像に対応す
る前記熱交換器の領域における任意の一点を計測するこ
とにより、前記開先部までの距離を求めることを特徴と
するものである。

【００１０】請求項６記載の発明に係る自動溶接方法
は、請求項１、２、３、４又は５記載の発明において、
前記熱交換器は、航空機エンジン部品であるコンバスタ
ーであることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明は前記の構成によって、熱
交換器の円周端縁に形成された開先群について、熱交換
器の円周端縁を撮像して得られた各画像に基づいて開先
群を特定することにより、この特定した開先群の形状等
に基づいて、開先群についての溶接位置情報を容易に得
ることができる。また、距離情報と溶接位置情報と溶接
条件とに基づいて溶接ロボットを動作させることによ
り、自動で開先部を開先群毎に確実に溶接することがで
きると共に、常に一定の条件での溶接が可能であり、溶
接の品質を一定に保つことができる。

【００１２】請求項２記載の発明は前記の構成によっ
て、溶接ロボットが熱交換器を傾動及び回転するポジシ
ョナーを有するものであることにより、ポジショナーに
よって熱交換器を傾動及び回転して、開先部を溶接しや
すい位置に移動しながら溶接を行うことができる。

【００１３】請求項３記載の発明は前記の構成によっ
て、開先群を特定する場合、各画像について隣合う開先
部間の間隔が所定の値以下であるかどうかを調べた後、
連続する前後の画像についてそれぞれの境界近傍に位置
する開先部が一つの集まりとみなせるかどうかを調べる
ことにより、各画像毎に開先群を特定するのではなく、
熱交換器の全円周について開先群を特定することがで
き、連続して溶接できる範囲が大きくなる。

【００１４】請求項４記載の発明は前記の構成によっ
て、隣合う開先群間の間隔が所定の値以上であるかどう
かを判定する工程を具備することにより、一の開先群に
ついてその隣合った他の開先群との位置関係を考慮し
て、溶接ロボットがその開先群について実際に開先部を
溶接できるかどうかを判断することができる。

【００１５】請求項５記載の発明は前記の構成によっ
て、開先部までの距離情報を得る場合、各画像に対応す
る熱交換器の領域における任意の一点を計測することに
より、距離情報を容易に得ることができる。

【００１６】請求項６記載の発明は前記の構成によっ
て、熱交換器が、航空機エンジン部品であるコンバスタ
ーであることにより、欠陥の部分を一定の高い品質で溶
接して、欠陥の再発を有効に防止することができるの
で、航空機事故の発生を効果的に防止することができ
る。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例である自動溶接
方法を適用した自動溶接システムの概略構成図である。

【００１８】図１に示す自動溶接システムは、溶接ロボ
ット１０と、ロボットコントローラ４０と、画像処理装
置５０と、中央制御部６０と、記憶部７０と、ＣＲＴ表
示装置８０とを備えるものである。

【００１９】本実施例では、被溶接物として、航空機エ
ンジン部品であるコンバスター（combustor ）を用いる
場合について考える。図２にコンバスターの一部の概略
平面図、図３にコンバスターのＡ−Ａ矢視方向概略断面
図を示す。コンバスター２は、図２及び図３に示すよう
に、たとえば６つの円筒形状のパネル４ａ，４ｂ，・・・
，４ｆからなり、各パネル４ａ，４ｂ，・・・ ，４ｅに
は穴６が一定間隔で多数形成されている。ここで、パネ
ル４ａの側を「上側」、またパネル４ｆの側を「下側」
と称することにする。そして、パネル４ｆの下側のエッ
ジを、コンバスターの円周端縁とも称する。また、隣合
うパネル同士は、下側のパネルの端部が上側のパネルの
端部の外に位置するように一部を重ねて接合されてい
る。そして、隣合うパネル同士では穴６が千鳥状になる
ように、各パネル４ａ，４ｂ，・・・ ，４ｆを配置してい
る。一つのパネルにおいて、その中心軸上の点に対する
隣合う穴６の中心間の角度は１２°である。すなわち、
一つのパネルには、穴６が３０個形成されている。ま
た、この穴６の形状としては、円と楕円の二種類があ
る。たとえばパネル４ａからパネル４ｄまでは穴６を円
形状に形成し、パネル４ｅでは穴６を楕円形状に形成し
ている。尚、各パネル４ａ，４ｂ，・・・ ，４ｅの幅は約
５０ｍｍ、パネル４ｆの幅は約３０ｍｍである。

【００２０】ところで、コンバスター２を高温、高圧等
の条件下で使用していくと、その構造の関係上、図２に
示すように、主に、穴６の周囲や各パネル４ａ，４ｂ，
・・・，４ｆの下側のエッジの部分に亀裂８が生じる。一
方、かかる亀裂８は、穴６のない部分に単独で生じた
り、パネルの上側のエッジに達したりすることはあまり
ない。かかる亀裂８が生じた場合、その亀裂８をそのま
ま放置しておくと重大事故につながるおそれがある。こ
のため、この亀裂８が生じた部分を溶接によって補修す
ることが行われる。図２では亀裂８を誇張して示してあ
るが、実際の亀裂８は非常に細く、肉眼でもなかなか見
ることができない。このため、溶接によって補修する場
合は、まず、グラインダを用いて、亀裂８が生じた部分
に開先部を形成する。開先部は、ある程度の幅、たとえ
ば３ｍｍ程度で形成される。このとき、特殊なグライン
ダを使用しているので、亀裂８が長いと、開先部におい
て、グラインダを最初にあてた部分の近傍に、パネルの
裏面まで貫通した貫通部ができる。そして、亀裂８が長
くなるほど、開先部にできる貫通部も大きくなる。一
方、亀裂８が短ければ、開先部には、貫通部ができな
い。図４は亀裂８が生じた部分に形成された開先部の一
例を示す図である。同図（ａ）はその開先部の概略平面
図、同図（ｂ）はその開先部のＢ−Ｂ矢視方向概略断面
図である。この開先部１１０は、一のパネル４の下側の
エッジの部分に生じた亀裂を削り取って形成したもので
ある。この開先部１１０の左側には、グラインダの先端
部の曲面形状によって生じる傾斜部１１２がある。また
開先部１１０の右側には、パネル４の裏面まで貫通した
貫通部１１４がある。このように開先部を形成した後、
その開先部を上から溶接する。

【００２１】特に、本実施例では、過去において何度も
補修溶接されたコンバスターを、再度溶接により補修す
る場合を考える。かかる場合、何度も開先部を形成して
溶接することを繰り返していると、当然、パネルの表面
に図５に示すような凹凸が生じる。このため、溶接の
際、開先部までの距離に応じて溶接トーチと母材との間
隔を決定しないと、確実な溶接をすることができない。
しかも、亀裂はさまざまな部分に発生するため、補修溶
接を行う毎に、開先部の位置やその形状等を特定し、そ
れに基づいて各開先部についての溶接条件を決定する必
要がある。かかる事情のために、補修溶接を行う場合に
は困難が伴う。

【００２２】溶接ロボット１０は、図１に示すように、
ロボット本体１２と、ポジショナー３２とを有する。ポ
ジショナー３２は、コンバスター２を保持するもので、
コンバスター２を傾動したり、コンバスター２をその中
心軸の回りに回転することができる。また、ロボット本
体１２のアームには、溶接トーチ２２、距離センサ２
４、撮像手段としてのＣＣＤカメラ２６、照明装置２８
が設けられている。溶接トーチ２２は、たとえばＴＩＧ
肉盛り溶接を行うためのものである。距離センサ２４
は、溶接の際に溶接トーチ２２とコンバスター２との距
離をたとえば０．５ｍｍ程度の一定距離に保つために、
コンバスター２までの距離（以下、高さとも称する。）
を計測するものである。ＣＣＤカメラ２６は、コンバス
ター２を撮像するためのものである。照明装置２８は、
コンバスター２に照射する光源であり、この照明下でコ
ンバスター２が撮像される。ＣＣＤカメラ２６によって
得られた画像は、画像処理装置４０に送られ、所定の画
像処理がなされる。また、ロボット本体１２のアームを
回転することにより、溶接トーチ２２、距離センサ２
４、ＣＣＤカメラ２６を、必要に応じて別々にコンバス
ター２に対向する位置に移動させることができる。ここ
では、各パネル毎に、高さの検知、画像認識、溶接の各
動作を順に行う。

【００２３】各パネルを撮像する場合には、ポジショナ
ー３２はコンバスター２を約６°ずつ回転し、たとえば
５０ｍｍ×５０ｍｍの画像視野で撮像する。図６に撮像
した画像の例を示す。かかる視野寸法としたことによ
り、一つの穴６全体が画像視野に入る画像と、穴６が全
く画像視野に入らない画像とが順に得られる。ここで、
連続する前後の画像では、パネル４の一部が重複して撮
像されている。また、各パネルについて高さを計測する
場合には、ポジショナー３２はコンバスター２を２°ず
つ回転して、図６に示すように、パネル４の上下２点の
計測ポイントにおいて計測する。すなわち、一つの画像
視野の中で、上下それぞれ３点、合計６点の計測ポイン
トにおいて高さを計測する。ここで得られた高さについ
てのデータは中央制御部６０に送られる。

【００２４】画像処理装置５０は、開先位置検出部５２
と、第一開先パターン認識部５４ａ及び第二開先パター
ン認識部５４ｂとを有する。開先位置検出部５２は、Ｃ
ＣＤカメラ２６で撮像して得られた入力画像に所定の処
理を施して、各開先部の位置及びその形状を検出するも
のである。たとえば、具体的には、図７（ａ）に示すよ
うに、開先部の外接長方形の左上座標（ｘ₁ ，ｙ₁ ）、
その外接長方形の右下座標（ｘ₂ ，ｙ₂ ）、開先部の面
積、開先部の重心座標、開先部の主軸等を計測する。こ
こで、ｘ軸は水平方向、ｙ軸はｘ軸に垂直な方向であ
る。また、これらの開先部の特徴量から、図７（ｂ）に
示すように、外接長方形の境界線と主軸の直線との交点
であるＰ_S 点及びＰ_E 点（ここでは、画像の上側にある
点をＰ_S 点とする。）と、Ｐ_S 点とＰ_E 点との中点であ
るＰ_M 点と、開先部の角度θ（主軸がｙ軸となす角度）
とを算出する。

【００２５】ところで、コンバスターを補修溶接する場
合、開先部の位置やその形状、開先部における貫通部の
有無等に応じて、その開先部を溶接する際の溶接条件が
異なる。このため、本実施例では、予めかなりの頻度で
発生する開先部に対して溶接条件が同じであるもの毎に
分類した複数の開先パターンを用意している。第一開先
パターン認識部５４ａ及び第二開先パターン認識部５４
ｂは、各開先部がどの開先パターンに該当するのかを認
識するものである。

【００２６】図８は開先パターンを説明するための図で
ある。本実施例では、開先パターンとして十個用いてい
る。開先パターン１，２は、開先部が穴６の上部から伸
びているものであって、開先部がｙ軸に対して±４５°
の角度範囲にあるものである。開先パターン１は円形の
穴の場合、開先パターン２は楕円形の穴の場合である。
開先パターン３，４は、開先部が穴の下部から伸びてい
て、パネルの下側のエッジに達していないものであっ
て、開先部がｙ軸に対して±４５°の角度範囲にあるも
のである。開先パターン３は円形の穴の場合、開先パタ
ーン４は楕円形の穴の場合である。開先パターン５，６
は、開先部が穴の下部から伸びていて、パネルの下側の
エッジに達しているものであって、開先部がｙ軸に対し
て±５°の角度範囲にあるものである。開先パターン５
は円形の穴の場合、開先パターン６は楕円形の穴の場合
である。また、開先パターン７，８，９は、開先部がパ
ネルの下側のエッジから伸びていて、穴に達していない
ものであって、開先部がｙ軸に対して±５°の角度範囲
にあるものである。開先パターン７，８，９は、Ｐ_S点
とＰ_E 点との距離により分けられる。すなわち、開先パ
ターン７は、Ｐ_S 点とＰ_E 点との距離が５〜１０ｍｍで
あるもの、開先パターン８は、Ｐ_S 点とＰ_E 点との距離
が１０〜１３ｍｍであるもの、開先パターン９は、Ｐ_S
点とＰ_E 点との距離が１３〜２５ｍｍであるものであ
る。各開先部が上記開先パターン１〜９のいずれに該当
するかの認識は、第一開先パターン認識部５４ａが行
う。

【００２７】開先パターン１０は、開先群がコンバスタ
ー２の円周端縁、すなわちパネル４ｆの下側のエッジか
ら伸びているものである。ここで、開先群とは、隣合う
開先部間の間隔が所定の値以下であって連続して形成さ
れている開先部の集まりのことである。この開先パター
ン１０がパネル４ｆでのみ見出されるのは、コンバスタ
ー２の構造上の理由による。また、開先パターン１０を
構成する開先部は、パネル４ｆの下側のエッジから垂直
に伸びているものがほとんどである。しかも、開先パタ
ーン１０は、パネル４ｆの一周にわたって形成された
り、パネル４ｆの中心軸上の点に対してたとえば約１５
°の角度間隔で複数形成されたりすることが多く、この
ため、一つの開先群は複数の画像にわたって撮像される
場合が多い。ところで、開先パターン１０については、
他の開先パターン１〜９の場合と溶接の仕方が異なり、
ロボット本体１２を動かさず、ポジショナー３２によっ
てコンバスター２を回転しながら、開先群毎に溶接を行
う。このため、開先群が開先パターン１０に分類される
ためには、そのｙ方向の幅が、ウィービングしないで溶
接できる範囲、すなわち２．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲にあ
ることも条件とされる。また、かかる溶接を人間が手作
業で行うこととすると、溶接トーチの姿勢を一定にして
ならっていかなければならないので、作業が非常に難し
く、一日がかりの仕事になる。パネル４ｆに形成された
複数の開先部について開先パターン１０に該当するか否
かの認識は、第二開先パターン認識部５４ｂが行う。ま
た、第二開先パターン認識部５４では、開先位置検出部
５２からの情報に基づき、認識された開先パターン１０
について、開先群の位置、たとえば開先群のｘ方向の左
端の座標ｘ_S 、その右端の座標ｘ_E を求める。

【００２８】尚、貫通部は、通常、比較的長い開先部に
おいて生じるので、上記の開先パターンの分類において
は、貫通部の有無を開先部の長さで判定できる。すなわ
ち、これらの開先パターンのうち、開先パターン５，６
と開先パターン９の場合には、開先部に貫通部がある。
それ以外の開先パターンの場合には、貫通部がない。

【００２９】また、各開先部間の間隔が短い場合、開先
パターン９に分類された開先部については上端部と穴と
の間隔が短い場合、及び開先パターン１０については隣
合う開先群間の間隔が短い場合、開先部を溶接できない
ことがあるので、第一開先パターン認識部５４ａ及び第
二開先パターン認識部５４ｂでは、これらの間隔がそれ
ぞれ所定の値以上であることを確認して、最終的に、各
開先部を十個の開先パターンのいずれかに分類してい
る。尚、開先部が、上記の十個の開先パターンのいずれ
にも該当しないと判定された場合には、人間が手作業で
溶接を行うことになる。

【００３０】記憶部７０は、各開先パターンに対応する
溶接条件を記憶するものである。中央制御部６０は、各
部を統括して制御したり、溶接を行う際に必要な情報を
求めたりするものである。この溶接を行う際に必要な情
報は、開先パターン１〜９と開先パターン１０とで若干
異なる。開先パターン１〜９の場合には、距離センサ２
４から送られる各計測ポイントでの高さデータに基づい
て、各計測ポイント間を補間することによりパネルの各
開先部についての高さを特定する。この特定されたパネ
ルの高さデータが、開先パターン１〜９についての、溶
接を行う際に溶接トーチ２２に教示する高さ方向（ｚ方
向）の位置情報（高さ情報）となる。また、開先位置検
出部５２から送られる開先部の位置及び形状についての
情報から、開先パターン１〜９についての、溶接平面
（ｘｙ平面）において溶接トーチ２２を移動するための
情報である溶接位置情報（溶接開始点、溶接終了点、そ
の中間点等を）求める。更に、第一開先パターン認識部
５４ａから送られる開先パターン１〜９の情報から、各
開先部についての溶接条件（電流、電圧、速度等）を決
定する。このようにして得られた開先パターン１〜９に
ついての、高さ情報、溶接位置情報、及び溶接条件は、
ロボットコントローラ４０に出力される。

【００３１】一方、開先パターン１０の場合には、他の
開先パターン１〜９の場合と溶接の仕方が異なるため、
一つの画像視野の中で所定の一点において計測した高さ
を、その画像に対応するパネル４ｆの高さデータとして
用いれば十分である。また、第二開先パターン５４ｂか
ら送られる開先群のｘ方向の両端の座標についての情報
から、開先パターン１０についての、溶接開始点と溶接
終了点とを含む溶接位置情報を求める。ここで、開先パ
ターン１０についてはコンバスター２を回転しながら溶
接を行うため、溶接開始点及び溶接終了点は、開先群の
ｘ方向の両端の座標ｘ_S ，ｘ_E をコンバスター２の回転
角度θ_S ，θ_E に換算して与えられる。また、この際
に、開先群がわたる画像の数についても求める。更に、
記憶部７０から開先パターン１０に対応する溶接条件
（電流、電圧、速度等）を取り出す。このようにして得
られた開先パターン１０についての、高さ情報、溶接位
置情報、開先群がわたる画像の数、及び溶接条件は、ロ
ボットコントローラ４０に出力される。

【００３２】また、ロボットコントローラ４０は、中央
制御部６０からの命令にしたがって溶接ロボット１０の
動作を制御するものである。ＣＲＴ表示装置８０は、必
要に応じて画像処理結果を表示するものである。

【００３３】次に、本実施例の自動溶接方法を適用した
自動溶接システムの動作について説明する。図９はその
自動溶接システムの全体の動作を説明するための図であ
る。まず、図９に示すように、コンバスター２をポジシ
ョナー３２に取り付け（step 2）、その後、ポジショナ
ー３２を制御し、コンバスター２を傾動して溶接できる
姿勢にもっていく（step 4）。次に、一のパネル４に対
して、コンバスター２を２°ずつ回転し、距離センサ２
４によりそのパネル４までの高さを計測する（step
6）。距離センサ２４で得られた高さデータは中央制御
部６０に出力され、中央制御部６０は、高さデータに基
づいてパネル４の各開先部についての高さを算出する。
次に、ポジショナー３２を制御し、コンバスター２を約
６°ずつ回転させ、ＣＣＤカメラ２６によりそのパネル
４について６０枚の画像を取り込む。そして、画像処理
装置５０では、かかる入力画像に所定の画像処理を施
し、開先部の位置を検出したり、開先パターンを特定し
たりする（step 8）。

【００３４】次に、画像処理装置５０の開先位置検出部
５２の動作について説明する。図１０はその開先位置検
出部５２の動作を説明するための図である。まず、開先
位置検出部５２には、ＣＣＤカメラ２６によってその原
画像が、たとえば２５６階調で取り込まれて送られる
（step22）。図１１（ａ）にこの原画像の一例を示す。
この例では、三つの開先部があり、それらは開先パター
ン１，５，９の場合である。開先位置検出部５２では、
まず、射影ヒストグラムを算出し（step24）、これか
ら、穴がある場合には穴の位置とパネルの二つのエッジ
の位置とを検出し、穴がない場合にはパネルの二つのエ
ッジの位置を検出する（step26）。尚、ここで検出され
た穴の位置とエッジの位置についての情報は、第一開先
パターン認識部５４ａにも出力される。

【００３５】パネルのエッジの位置や穴の位置を検出し
たら、それらの位置の補正をした後、ウインドウ処理を
行う（step28）。ウインドウ処理とは、開先部を穴やエ
ッジから分離するために、穴の部分と他のパネルの部分
にウインドウをかけるマスク処理をするものである。こ
れにより、たとえば、図１１（ａ）に示す原画像の場合
には、同図（ｂ）に示すように網かけで記したウインド
ウがかけられる。そして、同図（ｃ）に示すように、穴
及びエッジがないものとして、三つの開先部だけが認識
される。

【００３６】また、ウインドウ処理の前に位置の補正を
行うのは、過去の溶接時に熱の影響により、各パネルは
伸びたり縮んだりしており、したがって、たとえば穴の
位置がずれたり、穴の形状が変形したりしているからで
ある。ウインドウ処理の際には、かかる位置の補正量を
計測して、入力画像が所定のウインドウにはまるように
入力画像を移動する。これにより、ウインドウとしては
常に同じものを用いることができるという利点がある。
また、ウインドウのサイズは、穴の変形を考慮し、少し
大きめの値にしている。ただし、穴はパネルの円周方向
に沿ってずれる傾向があるので、たとえば円形の穴につ
いては、ウインドウとしてパネルの円周方向に少し膨ら
んだ楕円形状のものを用いる。開先部は上下方向に形成
されることが多いので、かかるウインドウによって開先
部が余分に切り取られる部分を少しでも少なくすること
ができる。更に、図１１（ｂ）に示すように、特に下側
のエッジの部分については少し大きめにウインドウを設
定している。これは、開先部が主にパネルの下側のエッ
ジで発生するため、かかる開先部の影響により、パネル
の下側のエッジの位置は大きく変動することがあるから
である。

【００３７】次に、ウインドウ処理により開先部だけが
抽出された画像を二値化する（step32）。図１２はこの
二値化処理を説明するための図である。この図１２で
は、図４に示す開先部を例にとって示している。

【００３８】図４に示す開先部１１０を撮影した原画像
を、たとえば２５６階調で表示すると、図１２（ａ）に
示すようになる。この場合、開先部１１０の貫通部１１
４の画像は最も階調が低く、ほとんど黒に近い状態で映
る。これは、貫通部１１４からの光の反射がないためで
ある。これに対し、開先部１１０の底の平坦部１１６か
らは照明の光が反射されるので、得られる画像の階調は
最も高く、ほぼ白く映る。また、図１２（ａ）に梨地で
示したパネル４の地の部分は、グラインダで削り取られ
た平坦部１１６とは状態が異なり、２５６階調のほぼ中
間階調、すなわち灰色となる。ところで、グラインダで
開先部１１０を形成する場合、開先部１１０の左側の端
部には、図４（ｂ）に示すようにグラインダの先端部の
形状に対応した形状の傾斜部１１２が生じる。この傾斜
部１１２では、光の反射の仕方がその傾斜角によって変
化するので、この部分を上から見ると、図１２（ａ）に
示したように、最も左側が黒く映り、右に行くに従って
徐々に明るくなりながら平坦部１１６につながる。

【００３９】開先部１１０の位置及び形状を特定するた
めの二値化処理の際、普通の方法、すなわち一つのしき
い値を設定しこのしきい値よりも高い階調の画像は白又
は黒、このしきい値以下の階調の画像はこれとは反対の
色とする方法を用いると、地の部分の画像が開先部１１
０の平坦部１１６又は貫通部１１４のうちのいずれかと
同じ色で表示される。また、傾斜部１１２は、黒く映る
部分と白く映る部分の境界がしきい値の設定の仕方によ
って左右に変動する。したがって、上記のように、一つ
のしきい値を設定して二値画像を得る方法では、開先部
１１０の形状が不明瞭となり、パネル４上における開先
部１１０の位置やその形状を認識することができない。

【００４０】そこで、図１３に示すように、二つのしき
い値を用いて、原画像を各画素毎に二値化する。図１３
のグラフにおいて、横軸は入力される原画像の階調、縦
軸は出力であり、入力される画素はその階調によって黒
又は白で表示される。ここでは、第一のしきい値を１０
０、第二のしきい値を１６５とする。すなわち、入力さ
れる原画像において、階調が１００よりも小さい部分及
び１６５よりも大きい部分の画素は白として表示され、
階調が１００以上１６５以下の部分の画素は黒として表
示される。この二つのしきい値１００及び１６５は、パ
ネル４の地の部分の灰色がこの二つのしきい値の間に含
まれるようにすると共に、平坦部１１６の白が第二のし
きい値よりも大きくなり、かつ貫通部１１４の黒が第一
のしきい値よりも小さくなるよう選ばれている。尚、二
値化する際に、白の部分と黒の部分を反対に表示できる
ことは言うまでもない。

【００４１】図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の原画像を
図１３に示した特性で二値化したときの二値画像であ
る。図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）の開先部
１１０の貫通部１１４、平坦部１１６、及び傾斜部１１
２の左側の端部は白く表示される。一方、パネル４の地
の部分は図１２（ｂ）に斜線でハッチングしたように黒
く表示される。これにより、二値化したときに開先部１
１０の形状が明瞭に認識できる。尚、図１２（ｂ）のよ
うな画像を得るには、１００より低い階調を白、１００
以上の階調を黒とする二値画像を得ると共に、これとは
別に１６５以下の階調を黒、１６５より高い階調を白と
する二値画像を得て、後に両方の画像を画像加算すると
いう方法を用いても、同様の結果が得られる。しかしな
がら、このような方法を採用すると、図１３に示す特性
で二値化する場合よりも処理に時間がかかる。

【００４２】開先部１１０の傾斜部１１４については、
その階調が徐々に変化するので、階調が１００以上１６
５以下の範囲にある部分は、二値化した場合に黒く表示
される。したがって、傾斜部１１４のうちこのような部
分は、図１２（ｂ）に示すすじ状の部分１１８として画
像に残る。しかし、開先部１１０を形成するのに使用す
るグラインダの形状は予め分かっているので、所定のグ
ラインダを使用する限りは、図１２（ｂ）のすじ状の部
分１１８の幅はほぼ一定となる。このため公知の膨張・
収縮処理を行うことによって、このすじ状の部分を画像
から除去することができる。このような処理を行った結
果、最終的には図１２（ｃ）に示すように、すじ状の部
分のない開先部だけが表示された二値画像が得られる。

【００４３】図１２（ｃ）に示すような、開先部１１０
だけが表示された画像が得られたら、次に各開先部１１
０を区別するためにラベリングする（step34）。その
後、ラベリングされた各開先部１１０について、開先部
の外接長方形、開先部の面積、開先部の重心座標、開先
部の主軸等の特徴量を計測する。また、これらの開先部
の特徴量から、Ｐ_S 点、Ｐ_M 点、Ｐ_E 点、開先部の角度
θを算出する（step36）。こうして得られた開先データ
は、第一開先パターン認識部５４ａ、第二開先パターン
認識部５４ｂ及び中央制御部６０に出力される。

【００４４】次に、第一開先パターン認識部５４ａ及び
第二開先パターン認識部５４ｂの動作について図１４乃
至図１８を用いて説明する。図１４乃至図１７は第一開
先パターン認識部５４ａの動作を説明するための図、図
１８は第二開先パターン認識部５４ｂの動作を説明する
ための図である。

【００４５】最初に、第一開先パターン認識部５４ａに
おいて、パネル４ａ〜４ｅに形成された各開先部が開先
パターン１〜９のいずれに該当するかを認識する動作に
ついて説明する。まず、開先位置検出部５２から第一開
先パターン認識部５４ａに開先部についての開先データ
が入力すると（step42）、穴が存在するかどうかを判定
する（step44）。穴が存在しないと判定された場合に
は、この開先部は開先パターン７，８，９のいずれかに
該当する可能性がある。そして、開先部がパネルの下端
のエッジまで達しているか（step46）、開先部の角度θ
がｙ軸に対して±５°の角度範囲にあるか（step48）を
判定する。いずれか一方でもＮｏと判定されると、その
開先部は、九つの開先パターン１〜９に該当しない（当
然、開先パターン１０にも該当しない。）、すなわちＮ
Ｇであるとして、その開先部についてのデータは転送さ
れない。一方、step46、step48において、ともにＹｅｓ
と判定されると、開先部の長さ、すなわちＰ_S 点とＰ_E
点との距離を算出し（step52）、その距離に基づいて、
開先部を開先パターン７，８，９のいずれかに分類する
（step54）。

【００４６】また、step44において、穴が存在すると判
定されると、開先部が穴の中心より上側にあるかどうか
を判定する（step56）。開先部がその上側にあると判定
された場合には、開先部は開先パターン１又は２に該当
する可能性がある。この場合、まず、開先部が穴に入っ
ていないことを確認する（step58）。ウインドウをかけ
ているため、実際、開先部が穴に入っていることはない
が、しかし、たとえばウインドウがずれて設定された場
合には、開先部と穴の一部とが一体になって、この一体
となったものが開先部と認識されることがあり、誤動作
の原因となる。このため、step58では、ウインドウをか
けたときのエラーをチェックしている。次に、開先部の
角度θがｙ軸に対して±４５°の角度範囲にあるかどう
かを判定する（step62）。開先部の角度θがこの角度範
囲になければ、ＮＧとされ、一方、この角度範囲にあれ
ば、開先部は穴の形状に応じて開先パターン１，２に分
類される（step64）。

【００４７】step56において、開先部が穴の中心より上
側にないと判定されると、開先部は開先パターン３，
４，５，６，７，８，９のいずれかに該当する可能性が
ある。この場合にも、まず、開先部が穴に入っていない
ことを確認した後（step66）、穴の位置についての情報
に基づいてＰ_S 点が穴に接しているかどうかを判定する
（step68）。Ｐ_S 点が穴に接していると判定されると、
開先部は開先パターン３，４，５，６のいずれかに該当
する可能性がある。そして、開先部がパネルの下端のエ
ッジに達しているかどうかを判定する（step72）。開先
部がエッジまで達していない場合には、開先部の角度θ
がｙ軸に対して±４５°の角度範囲にあるかどうかを判
定し（step74）、開先部の角度θがその角度範囲になけ
れば、ＮＧとされ、一方、その角度範囲にあれば、開先
部は穴の形状に応じて開先パターン３又は４に分類され
る（step76）。また、step72において、開先部がパネル
の下端のエッジに達している場合には、開先部の角度θ
が±５°の角度範囲にあるかどうかを判定し（step7
8）、開先部の角度θがその角度範囲になければ、ＮＧ
とされ、一方、その角度範囲にあれば、開先部は穴の形
状に応じて開先パターン５又は６に分類される（step8
2）。

【００４８】また、step68において、Ｐ_S 点が穴に接し
ていないと判定されると、開先部は開先パターン７，
８，９のいずれかに該当する可能性がある。そして、開
先部がパネルの下端のエッジまで達しているか（step8
4）、開先部の角度θがｙ軸に対して±５°の角度範囲
にあるか（step86）を判定する。いずれか一方でもＮｏ
と判定されると、ＮＧとされ、一方、step84、step86に
おいて、ともにＹｅｓと判定されると、開先部の長さ、
すなわちＰ_S 点とＰ_E 点との距離を算出し（step88）、
その距離に基づいて、開先部を開先パターン７，８，９
のいずれかに分類する（step92）。

【００４９】次に、上記のように個々の開先部の形状及
び位置に基づいて所定の開先パターン１〜９に分類され
た各開先部について、相互の位置関係や穴との位置関係
を調べる。まず、step54、step64、step76、step82、st
ep92においてそれぞれの開先パターンに分類された各開
先部に対して、それぞれのＰ_S 点とＰ_S 点との間、Ｐ_S
点とＰ_M 点との間、Ｐ_S 点とＰ_E 点との間、Ｐ_M 点とＰ
_M 点との間、Ｐ_M 点とＰ_E 点との間、Ｐ_E 点とＰ_E 点と
の間の距離を算出し、そのうちの最短距離を求める（st
ep94）。特に、step92において、開先パターン９に分類
された開先部については、そのＰ_S 点、Ｐ_M 点、Ｐ_E 点
と穴との最短距離をも求める（step96）。そして、それ
らの最短距離が所定の値以上であるかどうかを調べ、最
短距離がその値よりも小さい場合には、溶接が困難であ
るので、その開先部をＮＧとし、一方、最短距離がその
値以上である場合には、その開先部については、開先パ
ターンの分類がそのまま確定する（step98）。以上によ
り、パネル４ａ〜４ｅに形成された各開先部を開先パタ
ーン１〜９に分類する動作が終了する。

【００５０】次に、パネル４ｆに形成された各開先部に
ついて開先パターン１〜１０のいずれに該当するかを認
識する動作について説明する。図１９は、パネル４ｆに
形成された開先部の一例を示す図である。最初に、第二
開先パターン認識部５４ｂにおいて、パネル４ｆに形成
された複数の開先部が開先パターン１０に該当するかを
認識する。図１８に示すフローチャートに従い、まず、
開先位置検出部５２から第二開先パターン認識部５４ｂ
に開先部についての開先データが入力すると（step 10
2）、各画像Ｉ_n （ｎ＝１，２，・・・ ，６０）について
隣合う開先部間の間隔を算出する（step 104）。そし
て、その画像Ｉ_n で隣合う開先部間の間隔が所定の値ｄ
₁ 以下であって連続して形成されている開先部の集まり
Ｓ(n) _j （ｊ＝１，２，・・・ ）を特定する（step10
6）。かかる処理が一の画像について終了すると、すべ
ての画像について処理が終了したかを判定し（step 10
8）、処理すべき次の画像がある場合には、step104に移
行し、同様の処理を行う。たとえば、図１９において
は、画像Ｉ_n に二つの開先部の集まりＳ(n) ₁ ，Ｓ(n)
₂ があり、画像Ｉ_n+1 にも二つの開先部の集まりＳ(n+
1) ₁ ，Ｓ(n+1) ₂ がある。すべての画像について処理
が終了すると、連続する前後の画像Ｉ_n ，Ｉ_n+1 につい
て、重複して撮像されたパネル４ｆの部分を考慮して、
それぞれの画像の境界近傍に位置する開先部間の間隔ｄ
を算出する（step 112）。そして、その開先部間の間隔
ｄが所定の値ｄ₁ 以下であるものについては、連続して
形成されている一つの開先群として特定し、一方、その
開先部間の距離ｄが所定の値ｄ₁ より大きいものについ
ては、各々の開先部の集まりをそれぞれ一の開先群とし
て特定する。このようにしてパネル４ｆ全体について開
先群を特定すると共に、開先位置検出部５２からの開先
部の位置情報に基づいて、この特定された開先群につい
てのｘ方向の両端の座標を求める（step 114）。図１９
の例では、画像Ｉ_n における開先部の集まりＳ(n)
₂ と、画像Ｉ_n+1 における開先部の集まりＳ(n+1) ₁ と
が、二つの画像にわたった一つの開先群になる。この場
合、開先群がわたる画像の数は２となる。次に、こうし
て特定された各開先群について、隣合う開先群間の間隔
が所定の値ｄ₂ 以上であるかを判定する（step 116）。
ここで、ｄ₂ はｄ₁ よりも大きい値である。隣合う開先
群間の間隔が所定の値ｄ₂ より小さい場合には、溶接が
困難であるので、たとえば後ろの開先群についてはＮＧ
とする。一方、隣合う開先群間の間隔が所定の値ｄ₂ 以
上である場合には、その開先群を開先パターン１０に分
類する（step 118）。尚、ある開先群がＮＧとされ、こ
のＮＧとされた開先群とその次の開先群との間隔が所定
の値ｄ₂ よりも小さい場合、その次の開先群を開先パタ
ーン１０に分類することにしている。このように分類し
た開先パターン１０に対する溶接方法は、前の開先群を
溶接していないので、通常の開先パターン１０の溶接方
法と同様に自動溶接が可能となる。

【００５１】次に、第二開先パターン認識部５４ｂで開
先パターン１０に分類されなかった単独の開先部につい
て、第一開先パターン認識部５４ａで、その開先部が開
先パターン１〜９のいずれに該当するかを認識する。か
かる認識動作は、パネル４ａ〜４ｅに形成された開先部
を認識する場合の動作と同様であるので、その詳細な説
明を省略する。以上により、パネル４ｆに形成された各
開先部を開先パターン１〜１０に分類する動作が終了す
る。

【００５２】次に、中央制御部６０は、距離センサ２４
から送られた高さデータに基づいて算出された高さ情報
や、画像処理装置５０から出力された各種データに基づ
いて算出された溶接位置情報及び溶接条件を、ロボット
コントローラ４０に出力する。ここで、開先パターン１
０の場合には、開先群がわたる画像の数についても、ロ
ボットコントローラ４０に出力する。すると、ロボット
コントローラ４０はこれらの情報に基づいて溶接ロボッ
ト１０を制御して、溶接を開始する（step12）。

【００５３】こうして、一のパネルについて溶接が終了
すると、溶接を終了するかどうかを判定し（step14）、
溶接すべき次のパネルがある場合には、step 6に移行
し、同様の処理を行う。そして、すべてのパネルについ
て溶接が終了すると、ポジショナー３２を元の位置に戻
し（step16）、コンバスター２を取り外して、処理が終
了する。

【００５４】本実施例の自動溶接方法では、開先部につ
いて予め分類した複数の開先パターンを用意しておき、
コンバスターを撮像して得られた画像に基づいて開先部
が開先パターンのいずれに該当するかを認識することに
より、この認識した開先パターンに基づいて、その開先
部についての溶接条件を容易に決定することができる。
また、高さ情報と溶接位置情報と溶接条件とに基づいて
溶接ロボットを動作させることにより、自動で開先部を
確実に溶接することができると共に、所定の開先パター
ンに該当する開先部については、常に一定の条件での溶
接が可能となり、溶接の品質を一定に保つことができ
る。特に、コンバスターの円周端縁に形成された開先群
については、コンバスターの円周端縁を撮像して得られ
た各画像に基づいて開先群を特定することにより、この
特定した開先群の形状等に基づいて、開先群についての
溶接位置情報を容易に得ることができるので、開先部を
開先群毎に短時間で溶接することができる。

【００５５】尚、本発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可
能である。たとえば、上記の実施例では、被溶接物とし
て航空機エンジン部品であるコンバスターを用いた場合
について説明したが、冷蔵器などの熱交換器、原子炉の
細管部、タービンの熱交換部など、溶接によって亀裂の
補修を必要とするものに対しても、本発明の自動溶接方
法を適用して、確実に補修溶接を行うことができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、熱交換器の円周端縁に形成された開先群につ
いて、熱交換器の円周端縁を撮像して得られた各画像に
基づいて開先群を特定することにより、この特定した開
先群の形状等に基づいて、開先群についての溶接位置情
報を容易に得ることができ、また、距離情報と溶接位置
情報と溶接条件とに基づいて溶接ロボットを動作させる
ことにより、自動で開先部を開先群毎に確実に溶接する
ことができると共に、常に一定の条件での溶接が可能で
あり、溶接の品質を一定に保つことができる自動溶接方
法を提供することができる。

【００５７】請求項２記載の発明によれば、溶接ロボッ
トが熱交換器を傾動及び回転するポジショナーを有する
ものであることにより、ポジショナーによって熱交換器
を傾動及び回転して、開先部を溶接しやすい位置に移動
しながら溶接を行うことができる自動溶接方法を提供す
ることができる。

【００５８】請求項３記載の発明によれば、開先群を特
定する場合、各画像について隣合う開先部間の間隔が所
定の値以下であるかどうかを調べた後、連続する前後の
画像についてそれぞれの境界近傍に位置する開先部が一
つの集まりとみなせるかどうかを調べることにより、各
画像毎に開先群を特定するのではなく、熱交換器の全円
周について開先群を特定することができ、連続して溶接
できる範囲を大きくすることができる自動溶接方法を提
供することができる。

【００５９】請求項４記載の発明によれば、隣合う開先
群間の間隔が所定の値以上であるかどうかを判定する工
程を具備することにより、一の開先群についてその隣合
った他の開先群との位置関係を考慮して、溶接ロボット
がその開先群について実際に開先部を溶接できるかどう
かを判断することができる自動溶接方法を提供すること
ができる。

【００６０】請求項５記載の発明によれば、開先部まで
の距離情報を得る場合、各画像に対応する熱交換器の領
域における任意の一点を計測することにより、距離情報
を容易に得ることができる自動溶接方法を提供すること
ができる。

【００６１】請求項６記載の発明によれば、熱交換器
が、航空機エンジン部品であるコンバスターであること
により、欠陥の部分を一定の高い品質で溶接して、欠陥
の再発を有効に防止することができるので、航空機事故
の発生を効果的に防止することができる自動溶接方法を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である自動溶接方法を適用し
た自動溶接システムの概略構成図である。

【図２】被溶接物であるコンバスターの一部の概略平面
図である。

【図３】そのコンバスターのＡ−Ａ矢視方向概略断面図
である。

【図４】そのコンバスターに形成された開先部を説明す
るための図である。

【図５】そのコンバスターの表面に生じた凹凸状態を説
明するための図である。

【図６】そのコンバスターの撮像視野及び高さの計測ポ
イントを説明するための図である。

【図７】図１に示す自動溶接システムの開先位置検出部
において計測される開先部の特徴量を説明するための図
である。

【図８】開先パターンを説明するための図である。

【図９】図１に示す自動溶接システムの動作を説明する
ための図である。

【図１０】その自動溶接システムの開先位置検出部の動
作を説明するための図である。

【図１１】その開先位置検出部におけるウインドウ処理
を説明するための図である。

【図１２】その開先位置検出部における二値化処理を説
明するための図である。

【図１３】その二値化処理を行う際のしきい値の設定の
仕方を説明するための図である。

【図１４】図１に示す自動溶接システムの第一開先パタ
ーン認識部の動作を説明するための図である。

【図１５】図１に示す自動溶接システムの第一開先パタ
ーン認識部の動作を説明するための図である。

【図１６】図１に示す自動溶接システムの第一開先パタ
ーン認識部の動作を説明するための図である。

【図１７】図１に示す自動溶接システムの第一開先パタ
ーン認識部の動作を説明するための図である。

【図１８】図１に示す自動溶接システムの第二開先パタ
ーン認識部の動作を説明するための図である。

【図１９】コンバスターの円周端縁に形成された開先部
の一例を示す図である。

【符号の説明】

２ コンバスター ４ パネル ６ 穴 ８ 亀裂 １０ 溶接ロボット １２ ロボット本体 ２２ 溶接トーチ ２４ 距離センサ ２６ ＣＣＤカメラ ２８ 照明装置 ３２ ポジショナー ４０ ロボットコントローラ ５０ 画像処理装置 ５２ 開先位置検出部 ５４ａ 第一開先パターン認識部 ５４ｂ 第二開先パターン認識部 ６０ 中央制御部 ７０ 記憶部 ８０ ＣＲＴ表示装置 １１０ 開先部 １１２ 傾斜部 １１４ 貫通部 １１６ 平坦部 １１８ すじ状部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 31/00 Ｂ２３Ｋ 31/00 Ｄ 37/047 ５０１ 37/047 ５０１Ｄ Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｄ Ｆ２３Ｒ 3/42 Ｆ２３Ｒ 3/42 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/12 B23K 9/04 B23K 9/127 B23K 31/00 B23K 37/047 F02C 7/00 F23R 3/42

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円筒形状の熱交換器の円周端縁に発生
   した欠陥部分に開先部を形成し、溶接ロボットを用いて
   補修溶接する自動溶接方法であって、 前記溶接ロボットに取着される溶接トーチから前記開先
   部までの距離情報を得る工程と、 前記熱交換器の円周端縁を撮像して得られた各画像に所
   定の処理を施すことにより、前記開先部についての画像
   情報を得る工程と、 前記開先部の画像情報に基づいて、隣合う前記開先部間
   の間隔が所定の値以下であって連続して形成されている
   前記開先部の集まりを開先群として特定する工程と、 前記開先部の画像情報に基づいて、前記特定された開先
   群についての、溶接開始位置と溶接終了位置とを含む溶
   接位置情報を得る工程と、 前記特定された開先群についての溶接条件を得る工程
   と、 前記距離情報と前記溶接位置情報と前記溶接条件とに基
   づいて前記溶接ロボットを動作させ、前記開先群毎に前
   記開先部を溶接する工程と、 を具備することを特徴とする自動溶接方法。
2. 【請求項２】 前記溶接ロボットは前記熱交換器を傾動
   及び回転するポジショナーを有し、前記ポジショナーに
   よって前記熱交換器を回転して溶接を行うことを特徴と
   する請求項１記載の自動溶接方法。
3. 【請求項３】 前記開先群を特定する場合、前記各画像
   について隣合う前記開先部間の間隔が所定の値以下であ
   るかどうかを調べた後、連続する前後の前記画像につい
   てそれぞれの境界近傍に位置する前記開先部又は前記開
   先部の集まりが一つの前記開先群とみなせるかどうかを
   調べることを特徴とする請求項１又は２記載の自動溶接
   方法。
4. 【請求項４】 隣合う前記開先群間の間隔が所定の値以
   上であるかどうかを判定する工程を具備することを特徴
   とする請求項１、２又は３記載の自動溶接方法。
5. 【請求項５】 前記開先部までの距離情報を得る場合、
   前記各画像に対応する前記熱交換器の領域における任意
   の一点を計測することにより、前記開先部までの距離を
   求めることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の
   自動溶接方法。
6. 【請求項６】 前記熱交換器は、航空機エンジン部品で
   あるコンバスターであることを特徴とする請求項１、
   ２、３、４又は５記載の自動溶接方法。
7. 【請求項７】 略円筒形状の熱交換器の円周端縁に発生
   した欠陥部分に開先部を形成し、溶接ロボットを用いて
   補修溶接する自動溶接装置であって、 前記溶接ロボットに取着される溶接トーチから前記開先
   部までの距離情報を得る手段と、 前記熱交換器の円周端縁を撮像して得られた各画像に所
   定の処理を施すことにより、前記開先部についての画像
   情報を得る手段と、 前記開先部の画像情報に基づいて、隣合う前記開先部間
   の間隔が所定の値以下であって連続して形成されている
   前記開先部の集まりを開先群として特定する手段と、 前記開先部の画像情報に基づいて、前記特定された開先
   群についての、溶接開始位置と溶接終了位置とを含む溶
   接位置情報を得る手段と、 前記特定された開先群についての溶接条件を得る手段
   と、 前記距離情報と前記溶接位置情報と前記溶接条件とに基
   づいて前記溶接ロボットを動作させ、前記開先群毎に前
   記開先部を溶接する手段と、 を具備することを特徴とする自動溶接装置。