JP3464902B2 - Groove copying machine - Google Patents

Groove copying machine

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JP3464902B2
JP3464902B2 JP01232598A JP1232598A JP3464902B2 JP 3464902 B2 JP3464902 B2 JP 3464902B2 JP 01232598 A JP01232598 A JP 01232598A JP 1232598 A JP1232598 A JP 1232598A JP 3464902 B2 JP3464902 B2 JP 3464902B2
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山 修 志 丸
黒 盈 昭 乙
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日鐵住金溶接工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接対象材の開先
に対して、溶接ト−チ,溶接ワイヤ,溶接ア−クあるい
は他のこれらに相当すものなど、溶接対象材に溶接作用
をするもの(溶接作用手段)、を位置合せする開先倣い
装置に関し、特に、これに限定する意図ではないが、溶
接ト−チによって溶接熱が加えられる領域を2次元撮影
器で撮影し、撮影画像を表わす画像デ−タに基づいて溶
接対象材に対する、溶接作用手段の相対位置を算出し、
この相対位置が設定値になるように溶接ト−チを駆動す
る開先倣い装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a welding action on a welding target material such as a welding torch, a welding wire, a welding arc or the like corresponding to the groove of the welding target material. The present invention relates to a groove copying device for aligning a thing to be welded (welding action means). Calculate the relative position of the welding action means to the material to be welded based on the image data representing the image,
The present invention relates to a groove copying device that drives a welding torch so that the relative position becomes a set value.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の倣い装置の一例が、特開昭62
−33064号公報に開示されている。該公報に開示さ
れた倣い装置は、溶接ト−チ前方の開先にそれを横切る
スリット光を投射するレーザスリット光源、および、溶
接トーチ前方から溶接箇所およびスリット光像を撮影す
るテレビカメラを含む。撮影画面上には、溶接ア−クお
よびスリット光像が現われる。画像処理により、画面上
のスリット光像が切出されてその形状が演算され、開先
位置および形状が把握される。また、画面上のア−ク像
が切出されてその位置が把握される。
2. Description of the Related Art An example of a copying apparatus of this type is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-62.
-33064 publication. The copying apparatus disclosed in this publication includes a laser slit light source that projects a slit light across a groove in front of a welding torch, and a television camera that captures a welding spot and a slit light image from the front of the welding torch. . A welding arc and a slit light image appear on the photographing screen. By the image processing, the slit light image on the screen is cut out, its shape is calculated, and the groove position and shape are grasped. Further, the arc image on the screen is cut out and its position is grasped.

【0003】ア−ク光の輝度はきめわて高く、これが直
接にテレビカメラに入ると、画面が真白になって画像認
識が不可能である。ア−ク光像を摘出しうるように光フ
ィルタを通して撮影すると、ア−ク光像の摘出に適した
フィルタを通した場合にはスリット光像が見えない。し
たがって前記特開昭62−33064号公報の倣い装置
は、スリット光像摘出用のものを含む複数の光フィルタ
と、1つの光フィルタを選択的にカメラの対物レンズの
直前に挿入する電動機構を備える。
The brightness of the arc light is extremely high, and when it directly enters the television camera, the screen becomes pure white and image recognition is impossible. When an image is taken through an optical filter so that the arc light image can be extracted, a slit light image cannot be seen when passing through a filter suitable for extracting the arc light image. Therefore, the copying apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-33064 has a plurality of optical filters including those for extracting a slit light image and an electric mechanism for selectively inserting one optical filter immediately before the objective lens of the camera. Prepare

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】フィルタを選択的に撮
影光路に介挿する電動機構が必要であり、付加機構が多
くなり、コスト高になる。のみならず、フィルタの切換
に時間がかかるため、溶接ア−ク位置検出と開先位置検
出の間に時間差を生じ、位置検出周期(サンプリング周
期)を短くできない。
An electric mechanism for selectively inserting a filter in the photographing optical path is required, which increases the number of additional mechanisms and increases the cost. In addition, since it takes time to switch the filters, a time difference occurs between the welding arc position detection and the groove position detection, and the position detection cycle (sampling cycle) cannot be shortened.

【0005】1つの光フィルタをテレビカメラに固定設
置してスリット光像の摘出を容易にするためには、溶接
箇所よりかなり前方にスリット光像を投射し、溶接ア−
ク光が直接に視野に入らない位置でテレビカメラにてス
リット光像を撮影することにより、撮影画面上のスリッ
ト光像を正確に摘出することは可能である。しかしこの
場合には、別のカメラ又は他の位置検出手段にて溶接ア
−ク光位置,溶接ワイヤ又は溶接ト−チの位置を検出又
は把握する必要があるのみならず、開先が延びるy方向
で、溶接箇所(ア−ク位置)からスリット光像位置まで
の距離LMが長くなり、該距離LMと溶接速度(溶接ト
−チのy方向移動速度)に応じた時間分、スリット光像
を利用して計測した開先位置検出データを保持し、すな
わち開先位置検出デ−タに、溶接ト−チのLM走行時間
相当の遅延を与えてア−ク位置と照合して溶接トーチ位
置を制御する遅延制御が必要となる。
In order to facilitate the extraction of the slit light image by fixing one optical filter to the television camera, the slit light image is projected considerably in front of the welded portion so that the welded image can be obtained.
It is possible to accurately extract the slit light image on the photographing screen by photographing the slit light image with the TV camera at a position where the black light does not directly enter the field of view. However, in this case, not only the position of the welding arc light position, the position of the welding wire or the welding torch needs to be detected or grasped by another camera or other position detection means, but also the groove y extends. In the direction, the distance LM from the welding position (arc position) to the slit light image position becomes longer, and the slit light image for the time corresponding to the distance LM and the welding speed (moving speed of the welding torch in the y direction). The groove position detection data measured by using the welding torch position is held, that is, the groove position detection data is delayed by a time corresponding to the LM traveling time of the welding torch and the welding position is compared with the arc position. A delay control for controlling is required.

【0006】アーク光からの外乱を少なくし、スリット
光像の識別を向上させるには、距離LMは大きくするこ
とが望ましい。しかし、距離LMが大きくなれば、その
分溶接速度や溶接方向の変動による同期ずれが大きくな
って倣い精度が悪くなり、また、遅延時間経過中に開先
が変形すると、更に倣い精度が悪化する。また、溶接ス
タート位置近くに壁がある場合は、スタート位置から距
離LMの開先計測が不可能なため、アークスタートから
距離LMは倣い制御できない。これらの理由から距離L
Mは小さいことが望ましい。
In order to reduce the disturbance from the arc light and improve the discrimination of the slit light image, it is desirable to increase the distance LM. However, if the distance LM increases, the synchronization deviation due to the variation of the welding speed and the welding direction increases correspondingly, and the scanning accuracy deteriorates. Further, if the groove is deformed during the delay time, the scanning accuracy further deteriorates. . Further, when there is a wall near the welding start position, the groove measurement of the distance LM from the start position is impossible, and therefore the distance LM from the arc start cannot be controlled by scanning. For these reasons the distance L
It is desirable that M is small.

【0007】したがって、遅延制御の精度と光切断線の
識別が両立できる距離LMがあれば、倣い制御が可能と
なる。しかし、アーク光の強さは、溶接条件,溶接材
料,シールドガス成分などに影響され、スリット光像は
開先表面の反射特性,レーザスリット光の強さ,波長な
どに影響され、テレビカメラの光感度特性,光学フィル
タ特性を選択しても、必ずしも適正な距離LMを設定で
きず、充分な開先倣いの信頼性が得られない場合が多
い。
Therefore, if there is a distance LM that allows both the accuracy of delay control and the identification of the optical cutting line to be compatible with each other, the scanning control can be performed. However, the intensity of the arc light is affected by welding conditions, welding materials, shield gas components, etc., and the slit light image is affected by the reflection characteristics of the groove surface, the intensity of the laser slit light, the wavelength, etc. Even if the photosensitivity characteristic and the optical filter characteristic are selected, the appropriate distance LM cannot always be set, and sufficient groove-tracing reliability cannot be obtained in many cases.

【0008】特開平7−214323号公報には、溶接
箇所よりかなり前方の開先を、真上から見降ろすように
テレビカメラで撮影して、撮影画面上の開先を摘出して
その位置を演算する開先位置検出が開示されている。開
先の識別に適した状態で撮影した画面上の開先領域(教
示領域)の画像デ−タが教示デ−タとしてメモリに書込
まれ、その後は、テレビカメラの撮影画面上の、教示デ
−タとの相関が高く相関係数が0.6以上の領域が検索
されて、該領域の画面上の位置が、開先位置と把握され
る。この開先位置検出を用いる開先倣い溶接の場合も、
溶接ア−ク光がテレビカメラの撮影視野に入らないよう
に、溶融箇所よりかなり前方を撮影するので、上述の遅
延制御と同様な倣い制御が必要であり、上述の問題を生
ずることになる。
In Japanese Patent Laid-Open No. 7-214323, a television camera photographs a groove far in front of a welded portion so as to look down from directly above, and the groove on the photographing screen is extracted to determine its position. Computation of groove position detection is disclosed. The image data of the groove area (teaching area) on the screen photographed in a state suitable for identifying the groove is written in the memory as teaching data, and thereafter, the teaching data on the photographing screen of the television camera is taught. A region having a high correlation with the data and a correlation coefficient of 0.6 or more is searched, and the position of the region on the screen is grasped as the groove position. Even in the case of groove profile welding using this groove position detection,
Since the image is taken considerably in front of the fusion point so that the welding arc light does not enter the photographing field of the television camera, the same copying control as the delay control described above is required, which causes the above-mentioned problem.

【0009】本発明は、溶接入熱部の開先位置を正確か
つ簡易に検出して信頼性が高い開先倣いを実現すること
を第1の目的とし、溶接入熱部の直近で溶接対象材に対
する溶接作用手段の相対位置を実質上同時に正確に検出
して信頼性が高い開先倣いを実現することを第2の目的
する。
A first object of the present invention is to accurately and easily detect the groove position of the welding heat input portion and realize a highly reliable groove tracing. A second object is to accurately detect the relative position of the welding action means with respect to the material substantially at the same time to realize a highly reliable groove copying.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】(1)開先が延びるy方
向に直交する方向に溶接ト−チ(1)を駆動するト−チ駆
動器(8,7),該溶接ト−チによる溶接中の開先(4)を撮影
する2次元撮影器(3),その撮影画面上の光像を表わす
画像デ−タに基づいて開先(4)の位置を算出する情報処
理手段(27,25,26),算出した位置に対する溶接ト−チの
位置が設定位置となる方向に前記駆動器を介して溶接ト
−チを駆動する倣い制御器(26,19)、を含む開先倣い装
置において、前記情報処理手段(27,25,26)は、前記2次
元撮影器(3)の撮影画面上の、溶融プール像のy方向先
端像領域(Pjに対応する領域;j=4,5,6,7,8又は9)および
その位置を検索し、前記倣い制御器(26,19)は、検索し
た位置に対して溶接ト−チが設定位置となる方向に前記
駆動器を介して溶接ト−チを駆動する、ことを特徴とす
る開先倣い装置。
(1) Torch driver (8, 7) for driving a welding torch (1) in a direction orthogonal to the y direction in which the groove extends, and the welding torch A two-dimensional photographing device (3) for photographing the groove (4) during welding, and an information processing means (27) for calculating the position of the groove (4) based on image data representing an optical image on the photographing screen. , 25, 26), and a groove controller including a copying controller (26, 19) for driving the welding torch via the driver in a direction in which the position of the welding torch with respect to the calculated position becomes the set position. In the apparatus, the information processing means (27, 25, 26) causes the y-direction tip image region (the region corresponding to Pj) of the molten pool image on the photographing screen of the two-dimensional photographing device (3); j = 4, 5,6,7,8 or 9) and its position, the copying controller (26,19), via the driver in the direction where the welding torch becomes the set position with respect to the searched position. Drive the welding torch Groove copying apparatus to be.

【0011】(2)前記2次元撮影器(3)は溶接ト−チ
(1)と連動し、前記倣い制御器(26,19)は、前記2次元撮
影器(3)の撮影画面上の、前記情報処理手段(27,25,26)
が検索した位置が該画面上の設定位置(Pj領域の位置)と
なる方向に溶接ト−チ(1)を駆動する、上記(1)の開
先倣い装置。
(2) The two-dimensional imager (3) is a welding torch.
In conjunction with (1), the copying controller (26, 19) causes the information processing means (27, 25, 26) on the photographing screen of the two-dimensional photographing device (3).
The groove copying apparatus according to (1) above, which drives the welding torch (1) in a direction in which the position searched by is the set position on the screen (position in the Pj region).

【0012】(3)開先が延びるy方向に直交する方向
に溶接ト−チ(1)を駆動するト-チ駆動器(8,7),該溶接
ト−チによる溶接中の開先(4)を撮影する2次元撮影器
(3),その撮影画面上の光像を表わす画像デ−タに基づ
いて開先(4)の位置を算出する情報処理手段(27,25,2
6),算出した位置に対する溶接ト−チの位置が設定位置
となる方向に前記駆動器を介して溶接ト−チを駆動する
倣い制御器(26,19)、を含む開先倣い装置において、前
記情報処理手段(27,25,26)は、前記2次元撮影器(3)の
撮影画面上の、溶融プール像のy方向先端像の、一部で
ある第1領域(P4に対応する領域)およびそれより開先を
横切る方向にずれた第2領域(P5に対応する領域)ならび
に各領域の位置を検索し、前記倣い制御器(26,19)は、
それらの位置差に対応してそれが大きいと広く溶接ト−
チの揺動幅を変更する、ことを特徴とする開先倣い装
置。
(3) Torch driver (8, 7) for driving the welding torch (1) in a direction orthogonal to the y direction in which the groove extends, and the groove () during welding by the welding torch ( 4) 2D camera for shooting
(3), information processing means (27, 25, 2) for calculating the position of the groove (4) based on the image data representing the light image on the photographing screen
6), in a groove copying apparatus including a copying controller (26, 19) for driving the welding torch via the driver in a direction in which the position of the welding torch with respect to the calculated position becomes a set position, The information processing means (27, 25, 26) is a part of the y-direction tip image of the molten pool image on the imaging screen of the two-dimensional imaging device (3), which is a part of the first area (area corresponding to P4). ) And a second region (a region corresponding to P5) deviated in the direction traversing the groove, and the position of each region, the scanning controller (26, 19),
If the position difference is large, the welding
A groove copying device characterized by changing the swing width of the chi.

【0013】(4)前記倣い制御器(26,19)は、第1領
域と第2領域の位置に対して溶接ト-チが設定位置とな
る方向に前記駆動器を介して溶接ト−チを駆動する、上
記(3)の開先倣い装置。
(4) The copying controller (26, 19) includes a welding torch through the driver in a direction in which the welding torch becomes a set position with respect to the positions of the first region and the second region. The groove copying device according to (3) above, which drives the groove.

【0014】(5)前記情報処理手段(27,25,26)は、溶
融プール像のy方向先端領域(Pj/P4,P5)の画像デ−タを
書込むための教示メモリ(25c);前記2次元撮影器(3)の
撮影画面の画像デ−タを書込む一時メモリ(25c);およ
び、該一時メモリ(25c)の一画面の画像デ−タの、前記
教示メモリ(25c)の画像デ−タと相関が高い対応領域(Pj
に対応する領域/P4,P5に対応する領域)およびその位置
を検索する検索手段(25a);を含む、上記(1),
(2),(3)又は(4)の開先倣い装置。
(5) The information processing means (27, 25, 26) is a teaching memory (25c) for writing the image data of the tip region (Pj / P4, P5) in the y direction of the molten pool image; A temporary memory (25c) for writing the image data of the photographing screen of the two-dimensional photographing device (3); and the teaching memory (25c) of the image data of one screen of the temporary memory (25c). Corresponding area (Pj
(Area corresponding to / P4, area corresponding to P5) and search means (25a) for searching the position thereof;
The groove copying device according to (2), (3) or (4).

【0015】(6)前記2次元撮影器(3)は、溶接ア−
ク光を減光し溶融プ−ルの発光は透過するフィルタ(18)
を装備したCCDカメラである、上記(1),(2),
(3),(4)又は(5)の開先倣い装置。
(6) The two-dimensional imager (3) is a welding arm.
Filter that attenuates the light and transmits the light from the molten pool (18)
A CCD camera equipped with the above (1), (2),
The groove copying device according to (3), (4) or (5).

【0016】(7)開先が延びるy方向に直交する方向
に溶接ト−チ(1)を駆動するト-チ駆動器(8,7),該溶接
ト−チ(1)による溶接中の開先(4)を撮影する2次元撮影
器(3),その撮影画面上の光像を表わす画像デ−タに基
づいて溶接対象(4)に対する溶接作用手段(29/2/1)の位
置を算出する情報処理手段(27,25,28)、および、算出し
た位置が設定位置となる方向に前記駆動器(8,7)を介し
て溶接ト−チ(1)を駆動する倣い制御器(26,19)、を含む
開先倣い装置において、前記情報処理手段(27,25,26)
は、前記2次元撮影器(3)の撮影画面上の、溶融プール
像(35)のy方向先端(35t)に対する溶接作用手段(29/2/
1)の像位置(33,32,31)を算出し、前記倣い制御器(26,1
9)は算出した位置が設定位置となる方向に前記駆動器
(8,7)を介して溶接ト−チ(1)を駆動する、ことを特徴と
する開先倣い装置。
(7) Torch driver (8, 7) for driving the welding torch (1) in a direction orthogonal to the y direction in which the groove extends, during welding by the welding torch (1). A two-dimensional imager (3) for photographing the groove (4), the position of the welding action means (29/2/1) with respect to the welding target (4) based on the image data representing the optical image on the photographing screen Information processing means (27, 25, 28) for calculating, and a copying controller for driving the welding torch (1) via the driver (8, 7) in the direction in which the calculated position becomes the set position (26, 19), in the groove copying apparatus, including the information processing means (27, 25, 26)
Is a welding action means (29/2 /) for the y-direction tip (35t) of the molten pool image (35) on the photographing screen of the two-dimensional photographing device (3).
1) image position (33, 32, 31) is calculated, and the scanning controller (26, 1
9) is the driver in the direction in which the calculated position becomes the set position.
A groove copying device characterized by driving a welding torch (1) via (8, 7).

【0017】(8)前記情報処理手段(27,25,26)は、溶
融プール像(35)のy方向先端(35t)を含む第1領域(P4〜
P9)と、溶接作用手段(29/2/1)の像(33,32,31)の少くと
も一部を含む第2領域(P1〜P3)の画像デ−タを書込むた
めの教示メモリ(25c);前記2次元撮影器(3)の撮影画面
の画像デ−タを書込む一時メモリ(25b);該一時メモリ
(25b)の一画面の画像デ−タの、前記教示メモリ(25c)の
第1領域(P4〜P9)および第2領域(P1〜P3)の画像デ−タ
と相関が高い第3領域および第4領域を検索する検索手
段(25a);および、第3領域と第4領域の画面上の位置
差を算出する相対位置演算手段(25a);を含み、前記倣
い制御器(26,19)は、算出された位置差が設定値となる
方向に前記駆動器(8,7)を介して溶接ト−チ(1)を駆動す
る、上記(7)の開先倣い装置。
(8) The information processing means (27, 25, 26) includes the first region (P4 to P4) including the y-direction tip (35t) of the molten pool image (35).
P9) and teaching memory for writing the image data of the second area (P1 to P3) including at least a part of the image (33, 32, 31) of the welding action means (29/2/1) (25c); Temporary memory (25b) for writing image data of the photographing screen of the two-dimensional photographing device (3);
(25b) The third area of the image data of one screen having a high correlation with the image data of the first area (P4 to P9) and the second area (P1 to P3) of the teaching memory (25c), and The copying controller (26, 19) includes a searching means (25a) for searching the fourth area; and a relative position calculating means (25a) for calculating the positional difference between the third area and the fourth area on the screen. Is a groove copying device according to the above (7), which drives the welding torch (1) through the driver (8, 7) in the direction in which the calculated position difference becomes a set value.

【0018】(9)前記情報処理手段(27,25,26)は、溶
融プール像(35)のy方向先端(35t)を含む領域をx方向
に分割した第1R領域(P5)および第1L領域(P4)と、溶
接作用手段(29/2/1)の像の少くとも一部を含む第2領域
(P1〜P3)の画像デ−タを書込むための教示メモリ(25
c);前記2次元撮影器(3)の撮影画面の画像デ−タを書
込む一時メモリ(25b);該一時メモリ(25b)の一画面の画
像デ−タの、前記教示メモリ(25c)の第1R領域,第1
L領域および第2領域の画像デ−タと相関が高い第3R
領域,第3Lおよび第4領域を検索する検索手段(25
a);および、第3R領域と第3L領域の中間点と第4領
域との画面上の位置差を算出する相対位置演算手段(25
a);を含み、前記倣い制御器(26,19)は、算出された位
置差が設定値となる方向に前記駆動器(8,7)を介して溶
接ト−チ(1)を駆動する、上記(7)の開先倣い装置。
(9) The information processing means (27, 25, 26) includes a first R region (P5) and a first L region obtained by dividing the region including the tip (35t) in the y direction of the molten pool image (35) in the x direction. Region (P4) and second region containing at least part of the image of the welding action means (29/2/1)
Teaching memory for writing image data of (P1 to P3) (25
c); Temporary memory (25b) for writing the image data of the photographing screen of the two-dimensional photographing device (3); The teaching memory (25c) of the image data of one screen of the temporary memory (25b) 1st R region, 1st
The third R, which has a high correlation with the image data of the L region and the second region
Search means for searching the area, the third L and the fourth area (25
a); and a relative position calculation means (25) for calculating the positional difference on the screen between the midpoint between the third R area and the third L area and the fourth area.
a); is included, the copying controller (26, 19) drives the welding torch (1) via the driver (8, 7) in a direction in which the calculated position difference becomes a set value. The groove copying device according to (7) above.

【0019】(10)前記検索手段(25a)は、第3R領
域と第3L領域のx方向位置差を算出して前記倣い制御
器(26,19)に与え、該倣い制御器(26,19)は該位置差に対
応してそれが増大すると台車(6)の走行速度を低く溶接
ト−チ(1)の揺動幅を広く変更し該位置差が減少すると
走行速度を高く溶接ト−チの揺動幅を狭く変更する、上
記(9)の開先倣い装置。
(10) The retrieving means (25a) calculates the position difference in the x direction between the third R area and the third L area and gives it to the copying controller (26, 19), and the copying controller (26, 19). ) Indicates that when the position difference increases, the traveling speed of the bogie (6) is decreased and the swing width of the welding torch (1) is changed widely, and when the position difference decreases, the traveling speed is increased. The groove copying device according to the above (9), wherein the swing width of the chi is changed to be narrow.

【0020】(11)溶接作用手段(29/2/1)は、溶接ア
−ク(29),それを発生する溶接ワイヤ(2)、および、溶
接ワイヤを保持する溶接ト−チ(1)、の少くとも一者で
ある、上記(7),(8),(9)又は(10)の開先
倣い装置。
(11) The welding action means (29/2/1) comprises a welding arc (29), a welding wire (2) for generating the welding arc, and a welding torch (1) for holding the welding wire. The groove copying device according to (7), (8), (9) or (10) above, which is at least one of the above.

【0021】(12)前記2次元撮影器(3)は、溶接ア
−ク光を減光し溶融プ−ルの発光は透過するフィルタ(1
8)を装備したCCDカメラである、上記(11)の開先
倣い装置。
(12) The two-dimensional imager (3) is a filter (1) which dims the welding arc light and transmits the light emitted from the molten pool.
The groove copying device according to (11) above, which is a CCD camera equipped with 8).

【0022】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素の記号を、参
考までに付記した。
In order to facilitate understanding, the symbols of the corresponding elements in the embodiments shown in the drawings and described later are added in parentheses for reference.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】溶接アーク光は、300〜700
nmで広い輝度分布の波長成分があるが、300〜45
0nmの短波長に強い輝度成分がある。また、溶融プー
ルからの輻射光は約600nm以上の長波長の輝度成分
がある。したがって、約600nm以上の長波長成分を
透過し、約600未満の短波長成分を減光する光学フィ
ルタを用いて撮影すれば、強烈なアーク光は減光でき明
瞭に溶融プールが撮影できる。図7に示すように、具体
的には図17に示す水平すみ肉開先4を、ソリッドワイ
ヤ(溶接ワイヤ)2でガスシールドアーク溶接し、溶接
トーチ1に取り付けたCCDカメラ3に上記の光透過性
能の光学フィルタ18を装着して、約45°斜め前方か
ら撮影したときの、モニタテレビ画像を図8に示す。ま
た、溶接ト−チ1(カメラ3)を、溶接方向Ayとは逆
方向(図7の(b))から見て、2mm左下側にずらし
た画像を図9に、2mm右上側にずらした画像を図10
に示す。2mm右下側にずらした画像を図11に、2m
m左上側にずらした画像を図12に示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The welding arc light is 300 to 700.
There is a wavelength component with a wide luminance distribution in nm, but 300 to 45
There is a strong luminance component at a short wavelength of 0 nm. Further, the radiant light from the molten pool has a long-wavelength luminance component of about 600 nm or more. Therefore, if an image is taken using an optical filter that transmits a long wavelength component of about 600 nm or more and attenuates a short wavelength component of less than about 600, intense arc light can be dimmed and a molten pool can be clearly photographed. As shown in FIG. 7, specifically, the horizontal fillet groove 4 shown in FIG. 17 is subjected to gas shield arc welding with a solid wire (welding wire) 2 and the above-mentioned light is applied to the CCD camera 3 attached to the welding torch 1. FIG. 8 shows a monitor television image when the optical filter 18 having the transmission performance is attached and the image is taken from about 45 ° obliquely from the front. Further, when the welding torch 1 (camera 3) is viewed from the direction opposite to the welding direction Ay ((b) of FIG. 7), the image shifted to the lower left side by 2 mm is shifted to the upper right side by 2 mm in FIG. Figure 10
Shown in. The image shifted to the lower right side by 2 mm is shown in FIG.
The image shifted to the upper left side of m is shown in FIG.

【0024】モニタテレビ画像の観察から、図8に示す
ように溶融プール35の先端35tは開先34上にある
ことが分かる。したがって、溶融プ−ル35の先端35
tは、溶接ト−チ1(カメラ3)を左下側にずらして得
た画像である図9においては画面の右側に、右上側にず
らして得た画像である図10においては画面の左側に位
置する。右下側にずらして得た画像である図11におい
ては画面の上側に、左上側にずらして得た画像である図
12においては画面の下側に位置する。したがって、、
画面上の溶融プ−ル35の先端35tの位置を検出する
ことにより、テレビカメラの視野(撮影画面枠)に対す
る開先4の位置、すなわち、この例の場合には、溶接ト
ーチ1の位置に対する開先位置が検出でき、画面上の溶
融プ−ル35の先端35tの位置に応じて、溶接トーチ
1位置を修正すれば、開先34に対して、左右と上下の
倣い制御ができる。
From the observation of the monitor television image, it can be seen that the tip 35t of the molten pool 35 is on the groove 34 as shown in FIG. Therefore, the tip 35 of the melting pool 35
t is an image obtained by shifting the welding torch 1 (camera 3) to the lower left side in FIG. 9, on the right side of the screen, and an image obtained by shifting it to the upper right side, on the left side of the screen in FIG. 10. To position. The image obtained by shifting to the lower right side is located on the upper side of the screen in FIG. 11, and the image obtained by shifting to the upper left side is located on the lower side of the screen. Therefore,
By detecting the position of the tip 35t of the melting pool 35 on the screen, the position of the groove 4 with respect to the field of view of the television camera (shooting screen frame), that is, the position of the welding torch 1 in this example. The groove position can be detected, and if the position of the welding torch 1 is corrected in accordance with the position of the tip 35t of the melting pool 35 on the screen, left and right and up and down copying control can be performed on the groove 34.

【0025】溶接ワイヤ2の像32およびト−チ1の先
端像31は、図8に示すように、溶融プールの像35の
領域に影のように現われる。溶接アーク像33は高輝度
のため、白く現われる。
The image 32 of the welding wire 2 and the tip image 31 of the torch 1 appear as shadows in the region of the image 35 of the molten pool, as shown in FIG. Since the welding arc image 33 has high brightness, it appears white.

【0026】図7に示すように、溶接トーチにテレビカ
メラが取り付けられていれば、テレビカメラが溶接ト−
チと連動し、図9,図10に示すように、溶接ト−チ1
(カメラ3)を右,左側にずらしても、画面に対するト
−チ像31,ワイヤ像32およびア−ク像33の位置は
ほとんど変化しない。つまり、溶接トーチ1の左右
(x)と上下(y)の位置修正によってト−チ像31,
ワイヤ像32およびア−ク像33の位置は変化しない。
しかし、カメラ3が走行台車に固定支持され、溶接ト−
チが駆動器を介して走行台車に支持されていれば、溶接
トーチの左右と上下の位置修正に応じて、カメラ3の撮
影画面上のト−チ像31,ワイヤ像32およびア−ク像
33の位置は変化する。しかしいずれにしても、溶融プ
ールの先端像35tの位置(開先位置)と、ト−チ像3
1,ワイヤ像32又はア−ク像33の位置を検出し、両
位置の差をト−チ駆動器の座標軸値の値に変換し、位置
差が設定値となるようにト−チの位置を修正すれば、開
先4に対する溶接ト−チ1の位置を実質上一定に維持し
うる。
As shown in FIG. 7, if a television camera is attached to the welding torch, the television camera is installed in the welding torch.
The welding torch 1 is interlocked with the
Even if the (camera 3) is shifted to the right or left, the positions of the torch image 31, the wire image 32 and the arc image 33 with respect to the screen hardly change. That is, the torch image 31, by the position correction of the left and right (x) and up and down (y) of the welding torch 1,
The positions of the wire image 32 and the arc image 33 do not change.
However, since the camera 3 is fixedly supported by the traveling carriage, the welding truck
If the chess is supported by the traveling carriage via a driver, the torch image 31, the wire image 32, and the arc image on the photographic screen of the camera 3 are adjusted in accordance with the horizontal and vertical position correction of the welding torch. The position of 33 changes. However, in any case, the position of the tip image 35t (groove position) of the molten pool and the torch image 3
1, the position of the wire image 32 or the arc image 33 is detected, the difference between the two positions is converted into the coordinate axis value of the torch driver, and the position of the torch is adjusted so that the position difference becomes the set value. Can be modified to maintain the position of the welding torch 1 relative to the groove 4 substantially constant.

【0027】重ねすみ肉開先(図18)をソリッドワイ
ヤでガスシールドアーク溶接し、溶接トーチに取り付け
たテレビカメラで約45°斜め前方から撮影したとき
の、モニタテレビ画像を図13に示す。モニタテレビ画
像の観察から、図13に示すように、溶融プール像35
の先端35tは開先像34と重なる。すなわち、溶融プ
ール35の先端35tは開先34と同一位置である。上
述の水平すみ肉溶接の場合(図7)と同様に、溶融プー
ル像35の先端35tの位置と、ト−チ像31,ワイヤ
像32又はア−ク像33の位置を画面上で算出して、両
位置の差をト−チ駆動器の座標軸値の値に変換し、位置
差を設定値とするように溶接ト−チ1の位置を修正する
ことにより、開先4に対する溶接ト−チ1の位置を実質
上一定に維持しうる。
FIG. 13 shows a monitor television image when the lap fillet groove (FIG. 18) is gas shielded arc welded with a solid wire and taken by a television camera attached to the welding torch from an angle of about 45 ° from the front. From the observation of the monitor TV image, as shown in FIG.
35t of the groove overlaps the groove image 34. That is, the tip 35t of the molten pool 35 is at the same position as the groove 34. Similar to the case of the horizontal fillet welding described above (FIG. 7), the position of the tip 35t of the molten pool image 35 and the position of the torch image 31, wire image 32 or arc image 33 are calculated on the screen. Then, the difference between the two positions is converted into the value of the coordinate axis value of the torch driver, and the position of the welding torch 1 is corrected so that the position difference becomes the set value. The position of the chi may be kept substantially constant.

【0028】具体的には図19に示すV開先を、ソリッ
ドワイヤでガスシールドアーク溶接し、溶接トーチに取
り付けたテレビカメラで前方から約45°の角度で開先
部を撮影したときの、モニタテレビ画像を、図14に示
す。モニタテレビ画像の観察から、図14に示す、溶融
プール像35の先端35tは開先像34と重なる。開先
のルートギャップが大きい場合は、先端35tは幅広に
なる。
Specifically, when the V groove shown in FIG. 19 is gas shielded arc welded with a solid wire and the groove portion is photographed at an angle of about 45 ° from the front by a TV camera attached to the welding torch, A monitor television image is shown in FIG. From the observation of the monitor television image, the tip 35t of the molten pool image 35 shown in FIG. 14 overlaps with the groove image 34. When the root gap of the groove is large, the tip 35t becomes wide.

【0029】カメラ3のビデオ信号(アナログ画像信
号)のレベルは、ア−ク像33(白)の位置で最高であ
り、次に溶融プ−ル像35のレベルが高く、開先に連な
る面のレベルは低く、ト−チ像31およびワイヤ像32
のレベルは更に低い。溶接ワイヤ2の先端から溶接対象
材(ワ−ク:母材)への溶滴移行中に溶滴によってワ−
クに溶接ワイヤが短絡してアークが消え溶融プールの輻
射光のみの暗い画像となり、溶滴移行が終わるとア−ク
が生長して、アーク炎が長く大きくなってワイヤを包み
全体が明るく、また、ワイヤの陰が薄くなる。溶接中は
これが繰返えされる。また、溶接アークの強さは、溶接
条件,溶接材料,シールドガス成分などによって、溶接
中に大きく変動する場合がある。例えば、CO2ガスシ
ールドアーク溶接やMIG,MAGの低電流溶接では大
きく変動し、MIG,MAGの高電流溶接では変動が少
ない。したがってカメラ3のビデオ信号のレベルは時系
列で動揺し、仮にしきい値を設定しビデオ信号を2値化
しても、開先像34とア−ク像33又はワイヤ像32と
を、安定して摘出することができない場合が多い。
The level of the video signal (analog image signal) of the camera 3 is the highest at the position of the arc image 33 (white), and the level of the molten pool image 35 is the next highest, which is the surface connecting to the groove. Of the torch image 31 and the wire image 32 are low.
Level is even lower. During the transfer of droplets from the tip of the welding wire 2 to the welding target material (work: base material), the work is performed by the droplets.
The welding wire is short-circuited to the arc, the arc disappears, and a dark image of only the radiant light of the molten pool appears. In addition, the shadow of the wire becomes thin. This is repeated during welding. Further, the strength of the welding arc may vary greatly during welding depending on the welding conditions, welding material, shield gas composition, and the like. For example, CO 2 gas shielded arc welding and low current welding of MIG and MAG greatly fluctuate, and high current welding of MIG and MAG has little fluctuation. Therefore, the video signal level of the camera 3 fluctuates in time series, and even if the threshold value is set and the video signal is binarized, the groove image 34 and the arc image 33 or the wire image 32 are stabilized. In many cases, it cannot be removed.

【0030】本発明の第1実施態様では、開先位置を検
出する場合、まず、倣い制御を開始するまでに、溶接中
の開先部をカメラ3で撮影し、溶接状態が適のときに、
撮影画面上の溶融プール像35の先端33tを含む領域
P7(図8),P8(図13),P9(図13),P4
(図14),P5(図14)もしくはP6(図14)の
画像デ−タ(ビデオ信号をA/D変換したデジタルデ−
タ)を、教示デ−タとして教示メモリ(25b)に記憶す
る。
In the first embodiment of the present invention, when the groove position is detected, first, the groove portion being welded is photographed by the camera 3 before the start of the copying control, and when the welding state is appropriate. ,
Regions P7 (FIG. 8), P8 (FIG. 13), P9 (FIG. 13), P4 including the tip 33t of the molten pool image 35 on the photographing screen.
(FIG. 14), P5 (FIG. 14) or P6 (FIG. 14) image data (digital data obtained by A / D converting a video signal).
Data) is stored in the teaching memory (25b) as teaching data.

【0031】本発明の第2実施態様では、第1実施態様
と同様に溶融プール像35の先端33tを含む領域(P
4〜P9のいずれか)の画像デ−タを教示デ−タとして
教示メモリ(25b)に記憶するのに加えて、更に、ワイヤ
下端像を含む領域P1(図8,図13,図14),ワイ
ヤ主部像32を含む領域P2(図8,図13,図14)
又はト−チ下端像31を含む領域P3(図8,図13,
図14)の画像デ−タを、教示デ−タとして教示メモリ
(25b)に記憶する。
In the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, the region (P
In addition to storing the image data of any of 4 to P9) as teaching data in the teaching memory (25b), a region P1 including the wire lower end image (FIGS. 8, 13 and 14) , Area P2 including wire main part image 32 (FIGS. 8, 13, and 14)
Alternatively, a region P3 including the torch bottom end image 31 (see FIG. 8, FIG. 13,
The image data of FIG. 14) is used as teaching data as teaching memory.
Store in (25b).

【0032】その後倣い制御を開始すると、第1実施態
様では、カメラ3の撮影画面(1画面分の画像デ−タ)
の中の、教示デ−タを摘出した領域P7,P8,P9,
P4,P5もしくはP6と同一サイズの、教示デ−タと
相関が高い画像デ−タが含まれる領域(対応領域)を検
索し、その位置を開先位置とし、これがカメラ3の撮影
画面上で設定位置(例えば教示デ−タ摘出領域P7,P
8,P9,P4,P5もしくはP6の位置)に合致する
ように溶接ト−チを駆動する。
When the copying control is started after that, in the first embodiment, the photographing screen of the camera 3 (image data for one screen).
Areas P7, P8, P9, from which teaching data is extracted,
A region (corresponding region) having the same size as P4, P5 or P6 and containing image data having a high correlation with the teaching data is searched for, and the position is set as the groove position, and this is set on the photographing screen of the camera 3. Setting position (for example, teaching data extraction areas P7, P
The welding torch is driven so as to match the position (8, P9, P4, P5 or P6).

【0033】第2実施態様では、カメラ3の撮影画面
(1画面分の画像デ−タ)の中の、教示デ−タを摘出し
た領域P7,P8,P9,P4,P5もしくはP6、な
らびに、P1,P2又はP3と同一サイズの、教示デ−
タと相関が高い画像デ−タが含まれる領域(対応領域)
を検索し、P7,P8,P9,P4,P5もしくはP
6、に対応する領域の画面上の位置を開先位置とし、P
1,P2又はP3に対応する領域の画面上の位置を溶接
ト−チ位置とする。そして、開先位置に対して溶接ト−
チ位置が設定位置となるように溶接ト−チを駆動する。
In the second embodiment, areas P7, P8, P9, P4, P5 or P6 from which the teaching data is extracted in the photographing screen of the camera 3 (image data for one screen), and Teaching data of the same size as P1, P2 or P3
Area (corresponding area) that contains image data highly correlated with data
Search for P7, P8, P9, P4, P5 or P
The groove position is the position on the screen of the area corresponding to 6, and P
The position on the screen of the area corresponding to 1, P2 or P3 is the welding torch position. Then, welding welding is performed with respect to the groove position.
The welding torch is driven so that the chi position becomes the set position.

【0034】対応領域の検索の内容について説明する。
例えば図8に示す領域P7を溶融プ−ル像35の先端領
域と設定し、該領域(教示領域)P7の画像デ−タを教
示デ−タとして教示メモリに格納している場合、倣い制
御を開始すると、カメラ3の撮影画面の中の、教示領域
P7と同一サイズの、その中の画像デ−タが教示デ−タ
に対して最も高い相関を示す対応領域を次のように検索
する。すなわち、領域P7のサイズをm×n(画素数)
とすると、撮影画面の先ず左上を左上コ−ナとするm×
n領域の画像デ−タの、教示デ−タに対する相関係数R
を、次のように算出する。
The contents of the search of the corresponding area will be described.
For example, when the area P7 shown in FIG. 8 is set as the tip area of the fusion pool image 35 and the image data of the area (teaching area) P7 is stored in the teaching memory as teaching data, the scanning control is performed. Is started, the corresponding area of the same size as the teaching area P7 in the image pickup screen of the camera 3 in which the image data therein has the highest correlation with the teaching data is searched as follows. . That is, the size of the region P7 is m × n (number of pixels)
Then, the upper left corner of the shooting screen is the upper left corner mx
Correlation coefficient R of image data in n region with respect to teaching data
Is calculated as follows.

【0035】[0035]

【数1】 [Equation 1]

【0036】次に画像デ−タ摘出領域(m×n)の左上
コ−ナを画面上の主走査方向Xに1画素分右シフトし
て、シフトした領域(m×n)の画像デ−タの、教示デ
−タに対する相関係数Rを同様に算出する。この相関係
数の算出を、摘出領域(m×n)の右下コ−ナが画面の
右端になるまで繰返す。そして右端まで行なうと、摘出
領域(m×n)の左上コ−ナを副走査方向Yに1画素分
ずらしかつ画面の左端に戻して同様に相関係数Rを算出
する。このようにして、摘出領域(m×n)の右下コ−
ナが画面の右下コ−ナに合致するまで、相関係数R7の
算出を繰返し、これが終わると、算出した相関係数群の
中の最高値R7mを摘出しかつ最高値R7mをもたらし
た摘出領域(対応領域)の画面上の位置P7ca(Xb,
Yb)を摘出して、最高値R7mと位置P7ca(Xb,
Yb)をメモリにセ−ブ(記憶)する。この位置P7ca
(Xb,Yb)を、現在の開先4の位置(カメラ3から
見た位置)と推定する。
Next, the upper left corner of the image data extraction area (m × n) is right-shifted by one pixel in the main scanning direction X on the screen, and the image data of the shifted area (m × n) is displayed. Similarly, the correlation coefficient R of the data with respect to the teaching data is calculated. The calculation of the correlation coefficient is repeated until the lower right corner of the extraction area (m × n) is at the right end of the screen. When the process is performed up to the right end, the upper left corner of the extraction area (m × n) is shifted by one pixel in the sub-scanning direction Y and returned to the left end of the screen, and the correlation coefficient R is calculated in the same manner. In this way, the lower right corner of the extraction area (m × n)
The calculation of the correlation coefficient R7 is repeated until the corner coincides with the lower right corner of the screen, and when this is completed, the maximum value R7m in the calculated correlation coefficient group is extracted and the extraction that brought the maximum value R7m. Position P7ca (Xb, on the screen of the area (corresponding area)
Yb) is extracted and the maximum value R7m and position P7ca (Xb,
Yb) is saved in the memory. This position P7ca
Estimate (Xb, Yb) as the current position of the groove 4 (position viewed from the camera 3).

【0037】なお、教示領域P7の位置をP7(Xb,
Yb)とすると、この位置P7(Xb,Yb)および対
応領域の位置P7ca(Xb,Yb)は、画面上の位置で
あるのでこれをト−チ駆動系座標値に変換して両位置の
差を算出し、位置差が零になる方向に位置差の絶対値分
ト−チを駆動することにより、開先に対するト−チの相
対位置が、教示デ−タを摘出したときの相対位置と実質
上同一となる。この倣い制御が、教示領域Pj(j=4
〜9の1つ)を用いる第1実施態様の開先倣い制御の一
態様(j=7)である。
The position of the teaching area P7 is set to P7 (Xb,
Yb), the position P7 (Xb, Yb) and the position P7ca (Xb, Yb) of the corresponding area are positions on the screen. Is calculated and the torch is driven by the absolute value of the position difference in the direction in which the position difference becomes zero, the relative position of the torch with respect to the groove becomes the relative position when the teaching data is extracted. It is virtually the same. This copying control is performed by teaching area Pj (j = 4
Is one of (9 to 9)) and one aspect (j = 7) of the groove copying control of the first aspect.

【0038】第2実施態様の開先倣い制御では、教示領
域Pjの対応領域の位置に加えて、もう1つの教示領域
P1,P2又はP3、例えばP1、の対応領域の位置も
同様に検索して、教示領域Pjの対応領域の位置に対す
る、もう1つの教示領域P1の対応領域の位置の差(検
出位置差)を算出して、検出位置差が設定値(教示領域
Pj/P1間の位置差)に合致するようにト−チを駆動
する。
In the groove tracking control of the second embodiment, in addition to the position of the corresponding area of the teaching area Pj, the position of the corresponding area of another teaching area P1, P2 or P3, for example P1, is searched in the same manner. Then, the difference between the position of the corresponding region of the teaching region Pj and the position of the corresponding region of the other teaching region P1 (detection position difference) is calculated, and the detection position difference is set to the set value (the position between the teaching regions Pj / P1). Drive the torch to match the difference.

【0039】図15に示すように、教示領域(例えばP
7)の各画素の画像デ−タが表わす輝度を横軸に、対応
領域(相関係数が最大の入力パタ−ン)の対応画素の画
像デ−タが表わす輝度を縦軸にとりプロットすれば、教
示領域と対応領域がほぼ同じ明るさの場合は、約45°
の直線Q1の近辺にプロットが分布する。しかし、対応
領域が暗い場合は直線Q2の近辺に分布し、明るい場合
は直線Q3の近辺に分布する。各直線の勾配が、教示領
域の明るさに対する対応領域の明るさの比に対応する。
As shown in FIG. 15, the teaching area (for example, P
If the brightness represented by the image data of each pixel in 7) is plotted on the horizontal axis and the brightness represented by the image data of the corresponding pixel on the corresponding region (the input pattern with the maximum correlation coefficient) is plotted on the vertical axis. , 45 ° when the teaching area and the corresponding area have almost the same brightness
The plot is distributed in the vicinity of the straight line Q1. However, when the corresponding region is dark, it is distributed near the straight line Q2, and when it is bright, it is distributed near the straight line Q3. The gradient of each straight line corresponds to the ratio of the brightness of the corresponding area to the brightness of the teaching area.

【0040】ここで重要なことは、図15の直線Q1,
Q2,Q3の近辺に分布した輝度プロットの広がりは相
関係数Rに相当するが、プロット群間でプロットの広が
りには差が少ない。すなわち、相関係数Rは明るさの変
動による影響は少ないことである。
What is important here is the straight line Q1 in FIG.
The spread of the brightness plots distributed in the vicinity of Q2 and Q3 corresponds to the correlation coefficient R, but there is little difference in the spread of the plots between the plot groups. That is, the correlation coefficient R is little affected by the change in brightness.

【0041】教示領域P1〜P9を、図8,図13ある
いは図14に示す位置に設定し、上述の相関係数Rの算
出と、最高値の相関係数を得た領域(対応領域)の位置
の摘出により、ワイヤ下端位置,ワイヤ位置,ト−チ位
置および溶接プールの先端位置(開先位置)を知ること
ができる。図16に、図8,図13および図14に示す
教示領域P1〜P9とその中の画像を拡大して示す。
The teaching areas P1 to P9 are set at the positions shown in FIG. 8, FIG. 13 or FIG. By extracting the position, the lower end position of the wire, the wire position, the torch position, and the tip position (groove position) of the welding pool can be known. FIG. 16 shows the teaching areas P1 to P9 shown in FIGS. 8, 13 and 14 and the images therein in an enlarged manner.

【0042】すみ肉溶接(図17,図8)の場合に溶融
プ−ルの先端を検索するに適した教示領域P7は、輝度
の高い溶融プール像35の先端35tと輝度の低い開先
像34(およびその近辺の鋼板表面)を含む領域であ
る。重ねすみ肉溶接(図18,図13)の場合に溶融プ
−ルの先端を検索するに適した教示領域P8は、輝度の
高い溶融プール像35の先端35tの湾曲部と輝度の低
い開先像(鋼板表面)を含む領域である。教示領域P9
は、教示領域P8の教示デ−タに基づいた溶融プ−ル先
端検索が不成功の場合に、該先端検索に使用する予備領
域である。
In the case of fillet welding (FIGS. 17 and 8), the teaching area P7 suitable for searching the tip of the molten pool is the tip 35t of the molten pool image 35 with high brightness and the groove image with low brightness. 34 (and the steel plate surface in the vicinity thereof). In the case of lap fillet welding (FIGS. 18 and 13), the teaching area P8 suitable for searching the tip of the molten pool includes the curved portion of the tip 35t of the molten pool image 35 having high brightness and the groove having low brightness. It is a region including the image (surface of the steel plate). Teaching area P9
Is a preliminary area used for the tip search when the melt pool tip search based on the teaching data of the teaching area P8 is unsuccessful.

【0043】V形開先(図19)の溶接(図14)に適
した教示領域P4,P5は、幅が広い先端35tの幅端
部と開先(およびその近辺の鋼板表面)を含む領域であ
り、P4とP5の幅方向位置差が開先幅に対応するの
で、これらの領域P4,P5の教示デ−タを用いる対応
領域の検索により、開先幅を算出することができる。教
示領域P6は、教示領域P4とP5の教示デ−タに基づ
いた溶融プ−ル先端検索の少くとも一方が不成功の場合
に、該先端検索に使用する予備領域である。この教示領
域P6の教示デ−タを用いる溶融プ−ル先端検索によっ
ては、開先幅を算出することはできない。
The teaching areas P4 and P5 suitable for welding the V-shaped groove (FIG. 19) (FIG. 14) include the wide end portion of the wide tip 35t and the groove (and the steel plate surface in the vicinity thereof). Since the positional difference in the width direction between P4 and P5 corresponds to the groove width, the groove width can be calculated by searching the corresponding area using the teaching data of these areas P4 and P5. The teaching area P6 is a preliminary area to be used for the tip search when at least one of the melt pool tip searches based on the teaching data of the teaching areas P4 and P5 is unsuccessful. The groove width cannot be calculated by the melt pool tip search using the teaching data of the teaching area P6.

【0044】レ形開先(図20)および仕口開先(図2
1)の溶接の場合も、撮影画像は図14に示す、V形開
先(図19)の溶接の場合と類似の画像となる。ただ
し、レ形開先および仕口開先は開先がその中心位置に関
して非対象であるので、溶融プ−ルの先端像は、図14
に示すものと類似ではあるが、開先像34に関して非対
称となる。しかし、V形開先(図19)の溶接の場合と
同様に、教示領域P4,P5に対応する領域の検索によ
り、開先幅を算出することができる。
Reshaped groove (FIG. 20) and joint groove (FIG. 2)
In the case of 1) welding, the photographed image is similar to the case of V-shaped groove (FIG. 19) welding shown in FIG. However, since the groove is asymmetric with respect to the center position of the rhe-shaped groove and the joint groove, the tip image of the molten pool is shown in FIG.
Although it is similar to that shown in FIG. 3, it is asymmetric with respect to the groove image 34. However, similarly to the case of welding the V-shaped groove (FIG. 19), the groove width can be calculated by searching the areas corresponding to the teaching areas P4 and P5.

【0045】教示領域P1は、図8,図13および図1
4に示すように、輝度の高い溶融プール像35を背景と
し輝度の低いワイヤ下端像および高輝度のア−ク像33
を含む領域である。教示領域P2は、輝度の高い溶融プ
ール像35を背景とし輝度の低いワイヤ像32のみを含
む領域である。教示領域P3は、輝度の高い溶融プール
像35を背景として輝度の低いト−チ像31およびワイ
ヤ32を含む領域である。
The teaching area P1 is shown in FIG. 8, FIG. 13 and FIG.
4, the lower end image of the wire having a low brightness and the arc image 33 having a high brightness with the molten pool image 35 having a high brightness as a background.
Is an area including. The teaching area P2 is an area including only the wire image 32 with low brightness against the background of the molten pool image 35 with high brightness. The teaching area P3 is an area including the torch image 31 and the wire 32 with low brightness against the background of the molten pool image 35 with high brightness.

【0046】すみ肉,重ねすみ肉,V形開先,レ形開
先,仕口開先における左右(x),上下(z)および幅
倣い(ト−チ揺動幅)制御に必要な教示パターンを、表
1に示す。
Teachings necessary for left / right (x), up / down (z) and width tracking (torch swing width) control in fillet, lap fillet, V-shaped groove, rectangular groove, and joint groove. The patterns are shown in Table 1.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】なお、開先倣いは、開先に対する溶接ア−
ク,ワイヤ又はト−チのx方向位置合せ(左右倣い),
高さ合せ(z方向距離調整:上下倣い)、および、開先
幅変化に対する溶接トーチの揺動幅,溶接速度(台車走
行速度),溶接電流および又は溶接ア−ク電圧の調整
(幅倣い)の少くとも一者が含まれる。本発明の、次に
説明する実施例は、上述の第1実施態様および第2実施
態様を実行しうるものであり、左右倣い,上下倣いおよ
び幅倣いを行なうことができる。
The groove profile is a welding arc for the groove.
Position adjustment in the x direction (left-right copying) of the wire, wire or torch,
Height adjustment (distance adjustment in z direction: vertical scanning), and swing width of welding torch with respect to groove width change, welding speed (truck traveling speed), welding current and / or welding arc voltage adjustment (width scanning) At least one of the. An embodiment of the present invention described below can execute the above-described first embodiment and second embodiment, and can perform left-right copying, vertical copying, and width copying.

【0049】なお、次に説明する実施例は、撮像器(3)
を用いて検出する溶融プ−ル先端(P4〜P9の少くとも1
つに対応する画像領域)および必要に応じて検出する溶
接ワイヤ下端(P1),溶接ワイヤ主部(P2)あるいは溶接ト
−チ下端(P3)の、撮影画面上の直交2軸X,Y平面上の
位置と、溶接対象材が置かれた直交3軸x,y,z空間
の位置との対応関係を簡易にし、かつ、X,Y平面上の
位置を3軸x,y,z空間の位置に変換する演算を簡易
にするために、直交3軸x,y,z空間のy軸と実質上
平行に走行する台車(6)ならびにそれに搭載されて溶接
ト−チ(1)を支持しx,z軸と実質上平行にト−チ(1)を
駆動するx,z駆動器(8,7)を用いて、これらにより溶
接ト−チ(1)をy軸に沿って駆動しかつ開先(4)に対して
x,z軸方向に位置決めするものである。しかしなが
ら、台車(6)上のx,z駆動器(8,7)を汎用ロボット又は
ロボットア−ムに代えてもよいし、台車(6)およびx,
z駆動器(8,7)を汎用自走ロボットに代えることもでき
る。また、台車(6)を自走ガントリ−とし、又は、天井
レ−ルに装着した吊り下げ型のキャリッジとしてもよ
い。また、y方向は水平に限らず水平面に対して傾斜し
たあるいは直交する方向であってもよく、本発明は下向
き溶接のみならず立向き溶接にも適用しうる。
The embodiment described below is the image pickup device (3).
Molten pool tip (at least 1 of P4 to P9
Image area corresponding to one) and the welding wire lower end (P1), the welding wire main part (P2) or the welding torch lower end (P3) that is detected as necessary, the two orthogonal X and Y planes on the photographing screen. The correspondence between the upper position and the position of the orthogonal three axes x, y, z space where the welding target material is placed is simplified, and the position on the X, Y plane is set in the three axes x, y, z space. In order to simplify the calculation for converting to a position, a carriage (6) that travels substantially parallel to the y-axis of three orthogonal x-, y-, and z-spaces and a welding torch (1) mounted thereon are supported. Using an x, z driver (8,7) that drives the torch (1) substantially parallel to the x, z axes, these drive the welding torch (1) along the y axis and The positioning is performed in the x and z axis directions with respect to the groove (4). However, the x, z drivers (8, 7) on the carriage (6) may be replaced with a general-purpose robot or a robot arm, and the carriage (6) and x, z,
The z driver (8, 7) can be replaced with a general-purpose self-propelled robot. Further, the carriage (6) may be a self-propelled gantry, or a hanging type carriage mounted on a ceiling rail. The y direction is not limited to horizontal and may be a direction inclined or orthogonal to the horizontal plane, and the present invention can be applied not only to downward welding but also to vertical welding.

【0050】更には、開先(4)が延びる方向yには、ト
−チを駆動するのに代えて、溶接対象材を駆動するよう
にしてもよい。すなわち、ト−チを必ずしもy方向に駆
動する必要はない。溶接対象材がy方向に駆動される態
様では、基台が固定の汎用ロボットを本発明で採用する
ト−チ駆動器として用いることができる。ロボットを用
いる場合、開先長(y方向長さ)が短い場合には、ロボ
ットおよび溶接対象材を静止のままロボットにてy方向
にも溶接ト−チを駆動すればよい。ロボットが極座標空
間および又は回転軸周りにト−チを駆動するものであっ
ても、その系での検出位置を、y方向に延びる開先が存
在する3軸x,y,z空間のx,z値および必要に応じ
てy値に変換して、x,y,z空間で溶接ト−チ(1)を
開先(4)に位置合せし必要に応じてy方向にも駆動する
ように溶接ト−チを駆動すればよい。 また、次に説明
する実施例では、溶接ト−チに撮像器を固定して一体連
動としている。この態様では、撮像器から見た開先の溶
融プ−ル先端位置が、溶接ト−チから見た溶融プ−ル先
端位置に対応する。正確に言うと、撮像器から見た開先
の溶融プ−ル先端位置に、撮像器/溶接ト−チ間相対位
置差(固定値)分の補正を加えることによ、溶接ト−チ
から見た溶融プ−ル先端位置が得られる。撮像器の撮影
画面上で溶融プ−ル先端位置が一定位置となるように溶
接ト−チを駆動することにより、溶融プ−ル先端に対す
るト−チ位置が一定となり、溶融プ−ル先端に対して溶
接ト−チを所定位置に維持するためのデ−タ処理および
ト−チ駆動制御を、きわめて簡易に行なうことができ
る。
Furthermore, instead of driving the torch, the material to be welded may be driven in the direction y in which the groove (4) extends. That is, it is not necessary to drive the torch in the y direction. In the mode in which the material to be welded is driven in the y direction, a general-purpose robot having a fixed base can be used as the torch driver adopted in the present invention. When a robot is used and the groove length (length in the y direction) is short, the welding torch may be driven also in the y direction by the robot while the robot and the material to be welded are stationary. Even if the robot drives the torch around the polar coordinate space and / or the rotation axis, the detection position in the system is determined by x, y, z in three axes where there is a groove extending in the y direction. Convert to z value and y value if necessary, so that welding torch (1) is aligned with groove (4) in x, y, z space and driven also in y direction if necessary. It suffices to drive the welding torch. Further, in the embodiment described below, the image pickup device is fixed to the welding torch so as to be integrally linked. In this aspect, the melt pool tip position of the groove viewed from the imager corresponds to the melt pool tip position viewed from the welding torch. To be precise, from the welding torch, by adding the correction for the relative position difference (fixed value) between the imaging device and the welding torch to the melting pool tip position of the groove seen from the imaging device. The melt pool tip position as seen is obtained. By driving the welding torch so that the melt pool tip position is constant on the image-capturing screen of the imager, the torch position relative to the melt pool tip becomes constant and On the other hand, data processing and torch drive control for maintaining the welding torch at a predetermined position can be performed very easily.

【0051】しかし、溶接ト−チ支持系とは別の系で撮
像器を支持し、常時撮像器と溶接ト−チの相対位置差を
把握して、該相対位置差分、撮像器の撮影画面上で求め
た溶融プ−ル先端位置に補正を加えることにより、溶融
プ−ル先端位置に対する溶接ト−チの相対位置を求める
ことができる。したがって、必ずしも撮像器を溶接ト−
チと一体連動関係に支持する必要はない。
However, the image pickup device is supported by a system different from the welding torch support system, and the relative position difference between the image pickup device and the welding torch is always grasped, and the relative position difference and the image pickup screen of the image pickup device are displayed. By correcting the melting pool tip position obtained above, the relative position of the welding torch with respect to the melting pool tip position can be obtained. Therefore, the welding device is not
It is not necessary to support Ji in an integrated relationship.

【0052】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

【0053】[0053]

【実施例】図1に本発明の一実施例の機構概観を示す。
図1の(a)は平面図、(b)は正面図である。溶接ト
−チ1の溶接ワイヤ2(溶接電極)の下端を中心とする
所定領域を撮影する撮像器(CCDカメラ)3から見
て、溶接対象材である右側鋼板WRと左側鋼板WLとの
間に、y方向に延びる開先4があり、この開先4に略平
行に台車レ−ル5が配置されて、このレ−ル5に走行台
車6が載っている。台車6にz駆動器7(図2)が搭載
され、このz駆動器7でx駆動器8(図2)が支持され
ている。このx駆動器8でx方向に延びるト−チ支持軸
9が支持されその先端に、x方向に延びるスライドア−
ム10の後端が挿入され、ト−チ支持軸9に対してx方
向にスライドしうるが、xスライドロック摘子11でト
−チ支持軸9に固定されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an overview of the mechanism of one embodiment of the present invention.
1A is a plan view and FIG. 1B is a front view. Between the right steel plate WR and the left steel plate WL, which are the welding target materials, as viewed from the imager (CCD camera) 3 that captures a predetermined area around the lower end of the welding wire 2 (welding electrode) of the welding torch 1. There is a groove 4 extending in the y-direction, a truck rail 5 is arranged substantially parallel to the groove 4, and a traveling truck 6 is mounted on the rail 5. A z driver 7 (FIG. 2) is mounted on the carriage 6, and the z driver 7 supports the x driver 8 (FIG. 2). A torch support shaft 9 extending in the x direction is supported by the x driver 8, and a slide shaft extending in the x direction is attached to the tip of the torch support shaft 9.
The rear end of the frame 10 is inserted and can slide in the x direction with respect to the torch support shaft 9, but is fixed to the torch support shaft 9 by the x slide lock knob 11.

【0054】スライドア−ム10の先端にはy方向に延
びるスリ−ブがあり、このスリ−ブに、スリ−ブの中心
軸(y軸平行線)を中心に、図1上ではy方向に延びる
回動ア−ム12の後端が回転自在に支持されているが、
y回転ロック摘子13でア−ム10の先端のスリ−ブに
固定されている。回動ア−ム12の先端側は2股に分れ
ており、分岐脚の間にト−チ固定ブロック14が挿入さ
れ、図1上ではx方向に延びるピン15で、回動ア−ム
12に、それに対してピン15を中心に回動自在に支持
されているが、x回転ロック摘子16で回転ア−ム12
に固定されている。ト−チ固定ブロック14に溶接ト−
チ1が固定されている。
At the tip of the slide arm 10, there is a sleeve extending in the y-direction. The sleeve is centered on the central axis of the sleeve (y-axis parallel line), and in the y-direction in FIG. The rear end of the rotating arm 12 extending to the
It is fixed to the sleeve at the tip of the arm 10 by a y-rotation lock knob 13. The tip end side of the turning arm 12 is divided into two, and the torch fixing block 14 is inserted between the branch legs, and the turning arm 12 is formed by a pin 15 extending in the x direction in FIG. The pin 12 is rotatably supported by a pin 15 and is rotated by an x-rotation lock knob 16.
It is fixed to. Welding torch fixing block 14
Chi 1 is fixed.

【0055】ト−チ固定ブロック14にはカメラ支持ア
−ム17が固着されており、このア−ム17に撮像器
(CCDカメラ)3が固定されている。撮像器3の対物
端に、約600nm未満の短波長光を減光し600nm
以上の長波長光を透過する光フィルタ18が装着されて
おり、この光フィルタ18が、ア−ク光を減光し開先の
溶融プ−ルの発光を透過する。これにより、撮像器3の
撮影画像は、ア−ク光が弱く溶融プ−ルの発光が明瞭な
画像となる。撮像器3の視野中心線は、溶接中の溶接ワ
イヤ2の下端と略交叉し、溶接ト−チ軸(中心軸)に対
して45°傾斜している。
A camera support arm 17 is fixed to the torch fixing block 14, and the image pickup device (CCD camera) 3 is fixed to the arm 17. At the objective end of the imager 3, a short wavelength light of less than about 600 nm is dimmed to 600 nm.
An optical filter 18 that transmits the above long-wavelength light is mounted, and this optical filter 18 attenuates the arc light and transmits the light emitted from the molten pool at the groove. As a result, the captured image of the image pickup device 3 becomes an image in which the arc light is weak and the emission of the molten pool is clear. The center line of the visual field of the image pickup device 3 substantially intersects with the lower end of the welding wire 2 being welded and is inclined by 45 ° with respect to the welding torch axis (center axis).

【0056】図1は、溶接ト−チ1を、水平V型開先4
を溶接する姿勢に設定した状態を示し、溶接ト−チ1の
中心軸は垂直軸zに平行であり、撮像器3の視野中心線
は水平ワ−ク(溶接対象材:被溶接材)に対して、すな
わち水平面xyに対して45度の角度をなす。
FIG. 1 shows a welding torch 1 with a horizontal V-shaped groove 4
The welding torch 1 has a central axis parallel to the vertical axis z, and the center line of view of the imager 3 is a horizontal work (welding target material: material to be welded). On the other hand, that is, at an angle of 45 degrees with respect to the horizontal plane xy.

【0057】すみ肉溶接,重ねすみ肉溶接,レ型開先お
よび仕口開先のときには、溶接ト−チ1の中心軸は、開
先4の中心線(y方向に延びる)に対して例えば90°
(α=0)あるいはその前後に、また水平面xyに対し
て所要の角度β°(例えば45°)に、溶接ト−チ1の
姿勢が設定される。この場合、垂直面yzに対しては
(90−β)°、xz面に対しては平行又はその前後の
角度となる。このようにト−チ姿勢を設定するときに
は、x回転ロック摘子16を緩めて回動ア−ム12に対
してト−チ固定ブロック14をピン15を中心に角度α
まで廻わし、x回転ロック摘子16を締め込む。次に、
y回転ロック摘子13を緩めてア−ム10の先端のスリ
−ブに対して回動ア−ム12を回転可としてそれを角度
βまで廻わし、y回転ロック摘子13を締め込む。次に
xスライドロック摘子11を緩めてア−ム10をト−チ
支持軸9に対してx方向にスライド可として、溶接ト−
チ1の溶接ワイヤ2の先端を開先の真上とするようにア
−ム10のx位置を調整し、xスライドロック摘子11
を締め込む。
At the time of fillet welding, lap fillet welding, a die groove and a joint groove, the center axis of the welding torch 1 is, for example, with respect to the center line of the groove 4 (extending in the y direction). 90 °
The posture of the welding torch 1 is set at (α = 0) or before and after that, and at a required angle β ° (for example, 45 °) with respect to the horizontal plane xy. In this case, the angle is (90-β) ° with respect to the vertical plane yz, and the angle is parallel with or before and after the xz plane. When the torch posture is set in this way, the x-rotation lock knob 16 is loosened and the torch fixing block 14 is angled with respect to the pivot arm 12 about the pin 15 by an angle α.
Turn it all the way and tighten the x rotation lock knob 16. next,
Loosen the y-rotation lock knob 13 and rotate the pivot arm 12 with respect to the sleeve at the tip of the arm 10 to rotate it to an angle β, and tighten the y-rotation lock knob 13. Next, the x slide lock knob 11 is loosened so that the arm 10 can be slid in the x direction with respect to the torch support shaft 9, and a welding torch is provided.
The x position of the arm 10 is adjusted so that the tip of the welding wire 2 of the jaw 1 is right above the groove, and the x slide lock knob 11
Tighten.

【0058】溶接ト−チ1のz位置設定および調整は、
後述の操作盤20(図2)上のz位置調整スイッチを操
作して台車6上のz駆動器7(図2)に上,下駆動指示
を与えて行ない、x位置調整もx位置調整スイッチを操
作してx駆動器8(図2)に左,右駆動指示を与えて行
なう。角度α,βの調整は、上述の角度設定の作業と同
様な作業で行なう。なお、溶接ト−チ1の姿勢(α,
β)をどのように変更しても、溶接ト−チ1に対する撮
像器3の相対位置関係は不変であり、撮像器3の撮影画
面上におけるト−チ像の位置は変わらない。図1に示す
溶接ト−チ1の姿勢は、α=0,β=0のものである。
To set and adjust the z position of the welding torch 1,
The z position adjustment switch on the operation panel 20 (FIG. 2) described later is operated to give an up / down drive instruction to the z driver 7 (FIG. 2) on the carriage 6, and the x position adjustment is also performed by the x position adjustment switch. Is operated to give left and right driving instructions to the x driver 8 (FIG. 2). The adjustment of the angles α and β is performed by the same operation as the above-mentioned angle setting operation. The position of the welding torch 1 (α,
No matter how β) is changed, the relative positional relationship of the image pickup device 3 with respect to the welding torch 1 remains unchanged, and the position of the torch image on the image pickup screen of the image pickup device 3 does not change. The welding torch 1 shown in FIG. 1 has a posture of α = 0 and β = 0.

【0059】図2に、図1に示す溶接装置の倣い制御系
のシステム構成を示す。走行台車6に搭載されたz駆動
器7は、x駆動器8を支持しこれをz方向に昇,降駆動
する駆動機構7a,支持物(x駆動器8)が上リミット
位置にあるか否を検出する位置センサ7b,駆動機構7
aの電気モ−タM1を正,逆転駆動するモ−タドライバ
7c、および、位置センサ7bが上リミット位置を検出
したときこれを表わす電気信号を発生する信号処理回路
7dが備わっており、電気モ−タM1が正回転するとx
駆動器8をz方向で、下方に駆動し、逆回転すると上方
に駆動する。
FIG. 2 shows the system configuration of the copying control system of the welding apparatus shown in FIG. The z driver 7 mounted on the traveling carriage 6 supports the x driver 8 and drives the mechanism 7a for ascending and descending in the z direction, and whether the support (x driver 8) is at the upper limit position. Position sensor 7b for detecting the movement, drive mechanism 7
A motor driver 7c for driving the electric motor M1 of a in the forward and reverse directions, and a signal processing circuit 7d for generating an electric signal indicating the upper limit position when the position sensor 7b detects the upper limit position are provided. -When the M1 rotates forward, x
The driver 8 is driven downward in the z direction, and when it is rotated in the reverse direction, it is driven upward.

【0060】x駆動器8には、ト−チ支持軸9を支持し
これをx方向に進,退駆動する駆動機構8a,ト−チ支
持軸9が引込みリミット位置にあるか否を検出する位置
センサ8b,駆動機構8aの電気モ−タM2を正,逆転
駆動するモ−タドライバ8c、および、位置センサ8b
が引込みリミット位置を検出したときこれを表わす電気
信号を発生する信号処理回路8dが備わっており、電気
モ−タM2が正回転するとト−チ支持軸9をx方向で、
鋼板WLに近付く方向に突き出し、逆回転すると鋼板W
Lから離れる方向に引き込む。
The x driver 8 supports the torch support shaft 9 and detects whether or not the drive mechanism 8a for moving the torch support shaft 9 forward and backward and the torch support shaft 9 are in the retracted limit position. A position sensor 8b, a motor driver 8c for driving the electric motor M2 of the drive mechanism 8a in the forward and reverse directions, and a position sensor 8b.
Is equipped with a signal processing circuit 8d that generates an electric signal representing the pull-in limit position when it detects the pull-in limit position. When the electric motor M2 rotates forward, the torch support shaft 9 is moved in the x direction,
The steel plate W protrudes in the direction of approaching the steel plate WL and rotates in the opposite direction.
Pull in the direction away from L.

【0061】走行台車6には、車輪を回転駆動する駆動
機構6a,車輪の所定小角度回転あたり1パルスの電気
パルスを発生するパルス発生器6b,その電気パルスを
カウントして台車6の所定短距離のy方向走行あたり1
パルスの走行同期パルスPmを発生する信号処理回路6
c、および、操作盤20からの往,復移動指令および速
度指令に応じて駆動機構6aの電気モ−タM3を正,逆
回転駆動するモ−タドライバ6dが備わっており、電気
モ−タM3が正回転すると台車6はy方向に往移動し
(図1上の矢印Ay)、逆回転すると復移動する。
The traveling carriage 6 has a drive mechanism 6a for rotating the wheels, a pulse generator 6b for generating one electric pulse per predetermined small angle rotation of the wheel, and a predetermined short time for the carriage 6 by counting the electric pulses. 1 per run in distance y
A signal processing circuit 6 for generating a pulse running synchronization pulse Pm
c, and a motor driver 6d for driving the electric motor M3 of the drive mechanism 6a in the forward and reverse directions in response to forward and backward movement commands and speed commands from the operation panel 20, and the electric motor M3. The carriage 6 moves forward in the y direction when it rotates forward (arrow Ay in FIG. 1), and moves backward when it rotates backward.

【0062】溶接電源22は、操作盤20からの溶接オ
ン指令および溶接電流指令に応じて溶接ト−チ1の溶接
ワイヤ(溶接電極)2に+電圧を印加して溶接電流を給
電する。母材である鋼板WR,WLは溶接電源22の接
地線に接続されている。
The welding power source 22 applies a + voltage to the welding wire (welding electrode) 2 of the welding torch 1 in response to a welding on command and a welding current command from the operation panel 20 to supply a welding current. The steel plates WR and WL which are base materials are connected to the ground wire of the welding power source 22.

【0063】操作盤20は、溶接条件(溶接電流,溶接
電圧,溶接速度,ワイヤ送給速度)を設定し制御するコ
ントロ−ラを含み、溶接機構と作業者とのインタ−フェ
−スであり、台車6の往,復駆動指令,自動走行スタ−
ト/停止指令,速度指令,z駆動器7およびx駆動器8
の昇降,進退指令,溶接開始/停止指令,溶接電流指
令,ア−ク電圧指令および開先倣い開始/停止指令を作
業者が入力又は設定するための操作スイッチおよび摘
子、ならびに、指令状態表示灯および溶接状態(台車走
行速度,溶接電流値,ア−ク電圧値)表示用のメ−タ等
が備わっている。操作盤20には溶接条件設定ユニット
21が接続されている。
The operation panel 20 includes a controller for setting and controlling welding conditions (welding current, welding voltage, welding speed, wire feeding speed), and is an interface between the welding mechanism and the operator. , Forward / backward drive command of trolley 6, automatic traveling star
Start / stop command, speed command, z driver 7 and x driver 8
Up / down, advance / retreat command, welding start / stop command, welding current command, arc voltage command, and groove tracing start / stop command for operator input and setting, and command status display It is equipped with a light and a meter for displaying the welding status (truck traveling speed, welding current value, arc voltage value). A welding condition setting unit 21 is connected to the operation panel 20.

【0064】溶接条件設定ユニット21は、溶接モ−ド
(開先種別:V型,すみ肉,重ねすみ肉,レ型,仕口)
指定デ−タ,撮影画像サンプリング周期,教示領域パタ
−ン指定デ−タ,設定しているト−チ姿勢(α,β),
揺動有/無指定デ−タ,揺動パタ−ンデ−タ,揺動速
度,揺動幅および揺動基点を、作業者との対話形式で、
2次元ディスプレイ上のテ−ブルに入力するものであ
り、登録(設定)キ−入力があると、該テ−ブル(の上
記デ−タ)が、倣いコントロ−ラ26に転送され、コン
トロ−ラ26のマイクロコンピュ−タ26aは、受け取
ったテ−ブル(のデ−タ)を内部メモリに書込み、教示
領域パタ−ン指定デ−タを領域設定&モニタユニット2
8に転送する。
The welding condition setting unit 21 includes a welding mode (groove type: V type, fillet, lap fillet, die, joint).
Designated data, captured image sampling cycle, teaching area pattern designated data, set torch posture (α, β),
With / without swing data, swing pattern data, swing speed, swing width, and swing base point, in an interactive form with the operator,
The data is input to a table on the two-dimensional display. When a registration (setting) key is input, the table (the above data) is transferred to the copying controller 26, and the control is performed. The microcomputer 26a of the controller 26 writes (receives) the received table in the internal memory, and sets the teaching area pattern designating data in the area setting & monitor unit 2
Transfer to 8.

【0065】倣いコントロ−ラ26は、受け取ったテ−
ブルの「揺動有/無」デ−タが「揺動無」を表わすもの
であるときには、このデ−タを揺動コントロ−ラ19に
転送する。揺動コントロ−ラ19のマイクロコンピュ−
タ19aはこれを内部メモリに書込む。テ−ブルの「揺
動有/無」デ−タが「揺動有」であると、倣いコントロ
−ラ26は、溶接モ−ド指定デ−タを参照する。
The copying controller 26 receives the received tape.
When the data “with / without rocking” of the bull indicates “without rocking”, this data is transferred to the rocking controller 19. Swing controller 19 micro computer
The controller 19a writes this in the internal memory. When the "with / without swing" data of the table is "with / without swing", the copying controller 26 refers to the welding mode designation data.

【0066】溶接モ−ド指定デ−タがV型開先溶接(図
1)を指定するものであるときには、倣いコントロ−ラ
26は、揺動パタ−ン,揺動速度,揺動幅および揺動基
点を水平面xy上のものとして、「揺動有」デ−タと共
に、揺動コントロ−ラ19に転送する。すなわち、揺動
パタ−ンが時系列の振りパタ−ンであると時間軸値およ
び振り値をそのまま時間値およびx軸値として与え、揺
動パタ−ンがy(台車移動量)系列の振りパタ−ンであ
ると、振り値およびy値をそのままx軸値およびy軸値
として与える。揺動速度はx方向の速度として、揺動幅
はx方向の幅として、また揺動基点は開先中心線のx位
置(本実施例では溶融プ−ルの先端のx位置を開先中心
線のx位置と見なす)からのx距離として与える。これ
らが、溶接モ−ドがV型開先溶接のときの揺動パラメ−
タである。
When the welding mode designating data designates V-shaped groove welding (FIG. 1), the copying controller 26 includes a swinging pattern, a swinging speed, a swinging width, and a swinging width. The rocking base point is on the horizontal plane xy and is transferred to the rocking controller 19 together with the "rocking present" data. That is, if the swing pattern is a time-series swing pattern, the time axis value and the swing value are given as the time value and the x-axis value as they are, and the swing pattern is the y (truck movement amount) series swing pattern. With the pattern, the swing value and the y value are given as they are as the x-axis value and the y-axis value. The swing speed is the speed in the x direction, the swing width is the width in the x direction, and the swing base point is the x position of the groove center line (in this embodiment, the x position of the tip of the melt pool is the groove center. Given as the x-distance from the line's x-position). These are swinging parameters when the welding mode is V-shaped groove welding.
It is

【0067】溶接モ−ドが、溶接ト−チ1の中心軸が水
平xy面に対して90°未満で傾斜したものとなる傾斜
姿勢(例えばα=0°,β=45°)となるすみ肉溶
接,重ねすみ肉溶接,レ型開先溶接又は仕口開先溶接で
あったときには、倣いコントロ−ラ26は、揺動パタ−
ン,揺動速度,揺動幅および揺動基点を、x,y,z成
分にベクトル分解して揺動コントロ−ラ19に転送す
る。すなわち、揺動パタ−ンが時系列の振りパタ−ンで
あると、振り値を角度α,βに基づいてx成分値とz成
分値にベクトル分解してこれらを時間軸値と共に与え
る。揺動パタ−ンがy(台車移動量)系列の振りパタ−
ンであると、振り値を角度α,βに基づいてx成分値と
z成分値にベクトル分解してこれらをy軸値と共に与え
る。揺動速度は角度α,βに基づいてx成分値とz成分
値にベクトル分解して、揺動幅もx成分値とz成分値に
ベクトル分解して、また揺動基点も角度α,βに基づい
てx成分値とz成分値にベクトル分解して、開先中心線
のx,z位置からのx距離,z距離として与える。これ
らが、溶接モ−ドがすみ肉溶接,重ねすみ肉溶接,レ型
開先溶接又は仕口開先溶接のときの揺動パラメ−タであ
る。
The corners of the welding mode are such that the central axis of the welding torch 1 is inclined by less than 90 ° with respect to the horizontal xy plane (for example, α = 0 °, β = 45 °). In the case of meat welding, lap fillet welding, die groove welding or joint groove welding, the copying controller 26 uses the swing pattern.
Vector, the swing speed, the swing width, and the swing base point are vector-divided into x, y, and z components and transferred to the swing controller 19. That is, when the swing pattern is a time-series swing pattern, the swing value is vector-divided into x component values and z component values based on the angles α and β, and these are given together with the time axis value. The swing pattern is a swing pattern of the y (travel amount) series.
, The swing value is vector-divided into x component value and z component value based on the angles α and β, and these are given together with the y axis value. The swing speed is vector-divided into x-component values and z-component values based on the angles α and β, the swing width is vector-divided into x-component values and z-component values, and the swing base points are also angle α and β. Vector decomposition into x component value and z component value based on the above, and given as x distance and z distance from the x, z position of the groove center line. These are swinging parameters when the welding mode is fillet welding, lap fillet welding, die groove welding or joint groove welding.

【0068】揺動コントロ−ラ19は、操作盤20から
溶接スタ−ト指令を受けると、内部メモリの「揺動有/
無」デ−タを参照して、それが「揺動無」であるときに
は、揺動タイミング信号PtをH(位置検出指示レベ
ル)とし、これを保持して、倣いコントロ−ラ26が与
える倣いずれ修正量デ−タ(x位置修正量および又はz
位置修正量)に対応してx駆動器8,z駆動器7を駆動
する。これにより、溶接ワイヤ2の下端が溶融プ−ルの
先端に対して、所定(教示デ−タを摘出し教示メモリに
書込んだとき)の位置(xおよびz方向)となるよう
に、溶接ト−チ1が、x駆動および又はz駆動される。
「揺動無」のときには、溶接ト−チ1を揺動駆動しな
い。
When the oscillating controller 19 receives a welding start command from the operation panel 20, the oscillating controller 19 indicates "with or without oscillating" in the internal memory.
If there is no rocking, the rocking timing signal Pt is set to H (position detection instruction level), and this is held and the copying controller 26 gives the copying data. The correction amount data (x position correction amount and / or z
The x driver 8 and the z driver 7 are driven according to the position correction amount). As a result, welding is performed so that the lower end of the welding wire 2 is at a predetermined position (when the teaching data is extracted and written in the teaching memory) with respect to the tip of the molten pool. Torch 1 is x-driven and / or z-driven.
When "no swing", the welding torch 1 is not driven to swing.

【0069】「揺動有/無」デ−タが「揺動有」を指示
するものであるときには、揺動コントロ−ラ19は、上
述の揺動パラメ−タに従ってx駆動器8を介して溶接ト
−チ1をx方向のみに揺動駆動し(V型開先溶接のと
き)、又は、溶接ト−チ1をx駆動器8およびz駆動器
7を介してx,z方向に同時に揺動駆動し(すみ肉溶
接,重ねすみ肉溶接,レ型開先溶接又は仕口開先溶接の
とき)、この揺動が揺動基点を中心とする所定狭幅内に
ある間揺動タイミング信号PtをH(位置検出指示レベ
ル)として該狭幅外にある間はL(位置検出不可)と
し、かつ、倣いコントロ−ラ26が与える倣いずれ修正
量デ−タに対応してその分、揺動基点をずらす。これに
より、溶接ワイヤ2の下端が揺動しつつその揺動基点
が、溶融プ−ルの先端に対して、所定(教示パタ−ンを
摘出したとき)の位置(xおよびz方向)となるように
溶接ト−チ1が、x駆動および又はz駆動される。
When the "with / without oscillating" data indicates "with oscillating", the oscillating controller 19 operates via the x driver 8 in accordance with the above oscillating parameters. The welding torch 1 is driven to swing only in the x direction (in the case of V-shaped groove welding), or the welding torch 1 is simultaneously moved in the x and z directions via the x driver 8 and the z driver 7. Swing driving (during fillet welding, lap fillet welding, die groove welding or joint groove welding), and swing timing while this swing is within a specified narrow width around the swing base point. The signal Pt is set to H (position detection instruction level) and set to L (position detection is not possible) while the signal Pt is out of the narrow range, and correspondingly to the copy correction amount data given by the copy controller 26, Move the swing base point. As a result, the lower end of the welding wire 2 swings, and the swinging base point becomes a predetermined position (when the teaching pattern is extracted) with respect to the tip of the melting pool (in the x and z directions). Thus the welding torch 1 is x-driven and / or z-driven.

【0070】ビデオコントロ−ラ23は、定周期で、撮
像器3をリセットして1フレ−ムの撮影を開始しそして
設定されているシャッタ速度対応の露光時間の後に撮像
器3からビデオ信号を読出して分配器24に与える。分
配器24はビデオ信号を画像処理装置27に与え、VT
R(録画装置)および又はモニタTVが接続されている
ときにはそれらにもビデオ信号を与える。
The video controller 23 resets the image pickup device 3 at a constant cycle to start photographing one frame, and after the exposure time corresponding to the set shutter speed, outputs the video signal from the image pickup device 3. It is read and given to the distributor 24. The distributor 24 supplies the video signal to the image processing device 27, and
When an R (recording device) and / or a monitor TV is connected, it also gives a video signal to them.

【0071】画像処理装置27は、ビデオ信号に増幅処
理およびデジタル変換処理を施してビデオ信号を画像デ
−タ(多階調デジタルデ−タ)に変換して画像処理装置
27内の多階調フレ−ムメモリに書込み、これを終える
毎にレディ(1フレ−ム分の画像デ−タ読出し可)を位
置検出器25に報知する。
The image processing device 27 performs amplification processing and digital conversion processing on the video signal to convert the video signal into image data (multi-gradation digital data) and multi-gradation in the image processing device 27. The position detector 25 is informed of the ready (image data for one frame can be read) every time the writing is performed in the frame memory.

【0072】位置検出器25のマイクロコンピュ−タ2
5aは、溶接条件設定ユニット21に作業者が入力した
画像サンプリング周期で、画像デ−タをメモリ25bに
読込む。すなわち、該画像サンプリング周期で定まる画
像デ−タ読込みタイミングになると、揺動コントロ−ラ
19が与える揺動タイミング信号PtがH(位置検出指
示レベル)かをチェックして、それがL(位置検出不
可)であるとHに立上るのを待って、Hになると、画像
処理装置27の報知信号がビジィからレディに変わるの
を待って、レディに切換わると、画像処理装置27に1
フレ−ム分の画像デ−タの転送を要求し、画像処理装置
27が送って来る画像デ−タをメモリ25bに書込む。
そして、書込んだ画像デ−タに基づいて撮影画面上の溶
融プ−ル像の先端位置と溶接ワイヤ下端像の位置とを検
索し、そして溶融プ−ル像の先端位置に対する溶接ワイ
ヤ下端像の位置の差(位置差)を算出して倣いコントロ
−ラ26に与える。
Microcomputer 2 of position detector 25
Reference numeral 5a is an image sampling period input by the operator to the welding condition setting unit 21, and the image data is read into the memory 25b. That is, at the image data read timing determined by the image sampling period, it is checked whether the swing timing signal Pt provided by the swing controller 19 is H (position detection instruction level), and it is L (position detection). When it becomes H, it waits for the notification signal of the image processing device 27 to change from busy to ready, and when it switches to ready, the image processing device 27 is set to 1
The transfer of image data for the frame is requested, and the image data sent from the image processing device 27 is written in the memory 25b.
Then, based on the written image data, the tip position of the melting pool image and the position of the welding wire lower end image on the photographing screen are searched, and the welding wire lower end image with respect to the melting pool image tip position. Position difference (positional difference) is calculated and given to the copying controller 26.

【0073】画像処理装置27は、位置検出器25から
の画像デ−タ転送要求に応答して1フレ−ム分の画像デ
−タを位置検出器25に転送すると、同じ1フレ−ム分
の画像デ−タを領域設定&モニタユニット28にも転送
する。
When the image processing device 27 transfers one frame of image data to the position detector 25 in response to the image data transfer request from the position detector 25, the same one frame of data is transferred. Image data is also transferred to the area setting & monitor unit 28.

【0074】領域設定&モニタユニット28は、転送が
あった1フレ−ム分の画像デ−タを画像メモリに書込
み、2次元ディスプレイ(CRT)に表示する。領域設
定&モニタユニット28には、該画像メモリ,その画像
デ−タを読出してD/A変換して2次元ディスプレイに
与えるコントロ−ラ,表示画面(開先撮影画面)上に領
域を指定(入力)するためのキ−ボ−ドおよびマウス、
ならびに、画像メモリから読出すデ−タを、入力された
領域を表わす領域線図の位置で領域線を表わすものに置
換する画像合成器を含み、コントロ−ラは、倣いコント
ロ−ラ26から教示領域パタ−ン指定デ−タを受けて内
部メモリに書込み、位置検出器25には領域指定デ−タ
を転送する。すなわち、教示領域パタ−ンには、次の表
2に示す5種があり、各パタ−ン内の各教示領域の、撮
像器5の画面上のサイズおよび位置は基準値(固定値)
であり、コントロ−ラは教示領域パタ−ン指定デ−タが
表わす教示領域パタ−ンを、2次元ディスプレイ上の開
先撮影画面上に重ね表示する。
The area setting & monitor unit 28 writes the transferred image data for one frame into the image memory and displays it on the two-dimensional display (CRT). The area setting & monitor unit 28 specifies the area on the image memory, the controller for reading the image data, converting it to D / A and giving it to the two-dimensional display, and the display screen (groove photographing screen). Keyboard and mouse for inputting)
Also, the controller includes an image synthesizer for replacing the data read from the image memory with the one representing the area line at the position of the area diagram representing the input area. The area pattern designating data is received and written in the internal memory, and the area designating data is transferred to the position detector 25. That is, there are five teaching area patterns shown in Table 2 below, and the size and position of each teaching area in each pattern on the screen of the image pickup device 5 are reference values (fixed values).
The controller superimposes the teaching area pattern represented by the teaching area pattern designation data on the groove photographing screen on the two-dimensional display.

【0075】 表2 教示領域 適用 パタ−ンNo. 含まれる教示領域 推奨モ−ド 備考 1 P1,P2,P3, V型開先溶接 第2実施態様 P4,P5,P6 レ型開先溶接 仕口開先溶接 2 P1,P2,P3, すみ肉溶接 第2実施態様 P7 3 P1,P2,P3, 重ねすみ肉溶接 第2実施態様 P8,P9 4 Pj (モ−ド不問) 第1実施態様 (j=4,5,6,7, 8又は9の1つのみ) 5 P4,P5 V型開先溶接 第1実施態様 レ型開先溶接 仕口開先溶接。[0075]                                   Table 2   Apply teaching area   Pattern No. Included teaching area Recommended mode Remarks       1 P1, P2, P3, V type groove welding Second embodiment                   P4, P5, P6 Re groove welding                                           Joint groove welding       2 P1, P2, P3, fillet welding second embodiment                   P7       3 P1, P2, P3, lap fillet welding second embodiment                   P8, P9       4 Pj (No matter mode) First embodiment                 (J = 4,5,6,7,                       (Only one of 8 or 9)       5 P4, P5 V type groove welding first embodiment                                           Recessed groove welding                                           Joint groove welding.

【0076】この2次元ディスプレイに表示された教示
領域パタ−ンの各領域のサイズおよび位置は、キ−ボ−
ドおよびマウスを使用して、作業者が変更および調整を
することができる。また、複数の領域を含むパタ−ンで
は、領域(の表示)を選択的に消去(領域除去)するこ
とができる。作業者が登録(設定)キ−を操作すると、
領域設定&モニタユニット28のコントロ−ラは、教示
領域パタ−ンの表示中の領域を特定するデ−タ(各領域
No.,その表示位置&サイズ,消去された領域はその
領域No.と消去(不存在)を示すデ−タ)を内部メモ
リに書込み、かつ、位置検出器25に、領域指定デ−タ
として、教示領域パタ−ンNo.と共に、転送する。位
置検出器25はこれらのデ−タを内部メモリにセ−ブす
ると共に、位置検出タイミング信号PtがHであると即
座に、LであるとHに立上るのを待ってかつ画像処理装
置27から1フレ−ムの画像デ−タを受け取った後に、
領域デ−タに基づいて各領域の画像デ−タを切出して領
域別に教示メモリ25cに書込む。これら各領域の画像
デ−タが、その後画面上から各領域を切出す領域検索に
おいて参照する教示デ−タとなる。
The size and position of each area of the teaching area pattern displayed on this two-dimensional display are determined by the keyboard.
The operator and the mouse can be used to make changes and adjustments. Further, in a pattern including a plurality of areas, the area (display thereof) can be selectively erased (area removed). When the operator operates the registration (setting) key,
The controller of the area setting & monitor unit 28 specifies data (each area No., its display position & size, erased area is the area No.) for specifying the area being displayed in the teaching area pattern. (Data indicating erasure (absence)) is written in the internal memory, and the position detector 25 uses the teaching area pattern No. as area specifying data. With, transfer. The position detector 25 saves these data in an internal memory, waits for the position detection timing signal Pt to rise to H immediately when it is H, and waits for it to rise to H when it is L, and the image processing device 27. After receiving 1 frame of image data from
The image data of each area is cut out based on the area data and written into the teaching memory 25c for each area. The image data of each of these areas becomes the teaching data to be referred to in the area search after which each area is cut out from the screen.

【0077】このように各領域の画像デ−タ(教示デ−
タ)をメモリ25cに書込むと位置検出器25は、倣い
コントロ−ラ26に教示デ−タを格納したことを表わす
信号を転送する。この信号に応答して倣いコントロ−ラ
26は、揺動コントロ−ラ19に、z駆動器7,x駆動
器8の現在位置デ−タおよび揺動基点デ−タの転送を要
求し、それらを受けると、参照位置レジスタに書込む。
Thus, the image data (teaching data) of each area is
When the data) is written in the memory 25c, the position detector 25 transfers a signal indicating that the teaching data is stored in the copying controller 26. In response to this signal, the copying controller 26 requests the swing controller 19 to transfer the current position data of the z driver 7 and the x driver 8 and the swing base point data. Upon receipt, write to the reference position register.

【0078】次に、作業者の操作と、それに対応する図
2に示すシステム各要素の動作概要を説明する。
Next, the operation of the operator and the outline of the operation of each element of the system shown in FIG. 2 corresponding to the operation will be described.

【0079】1.準備作業 作業者は、開先4と実質上平行となり、しかも開先4と
の距離が実質上基準距離(固定値)となるように、台車
レ−ル5を鋼板WR上に設置し、レ−ル5上に台車6を
載せて、操作盤20のキ−およびスイッチを操作して走
行台車6を溶接開始位置又はその前,後に駆動する。そ
して、待機姿勢設定キ−を押す。
1. The preparatory worker installs the truck rail 5 on the steel plate WR so that the groove is substantially parallel to the groove 4 and the distance to the groove 4 is substantially the reference distance (fixed value). -The carriage 6 is placed on the rail 5, and the keys and switches of the operation panel 20 are operated to drive the traveling carriage 6 at the welding start position or before or after the welding start position. Then, press the standby posture setting key.

【0080】2.待機姿勢設定 操作盤20が、待機姿勢設定キ−のオンを表わす信号
(待機姿勢指示信号)を揺動コントロ−ラ19に与え、
揺動コントロ−ラ19のコンピュ−タ19aがこの信号
に応答して、z駆動器7およびx駆動器8を待機位置に
設定する。すなわち、z駆動器7の位置センサ7bの上
リミット位置にあるか否かを表わす位置信号を参照し
て、上リミット位置にないと電気モ−タM1を逆回転駆
動し、上リミット位置になるとこの駆動を停止し、z位
置レジスタをクリアする。そして電気モ−タM1を正回
転ステップ駆動して1ステップ駆動毎にz位置レジスタ
のデ−タを1インクレメントし、z位置レジスタのデ−
タが待機位置(上,下リミット位置の中間位置)になる
と、そこでモ−タ駆動を停止する。
2. The standby posture setting operation panel 20 gives a signal indicating that the standby posture setting key is turned on (standby posture instruction signal) to the swing controller 19,
In response to this signal, the computer 19a of the swing controller 19 sets the z driver 7 and the x driver 8 to the standby position. That is, referring to the position signal indicating whether or not the position sensor 7b of the z driver 7 is at the upper limit position, if the upper limit position is not reached, the electric motor M1 is driven in reverse rotation to reach the upper limit position. This drive is stopped and the z position register is cleared. Then, the electric motor M1 is driven in a forward rotation step to increment the data of the z position register by 1 for each step driving, and the data of the z position register is incremented.
When the motor reaches the standby position (the middle position between the upper and lower limit positions), the motor drive is stopped there.

【0081】次にx駆動器8の位置センサ8bの引込み
リミット位置にあるか否かを表わす位置信号を参照し
て、引込みリミット位置にないと電気モ−タM2を逆回
転駆動し、引込みリミット位置になるとこの駆動を停止
し、x位置レジスタをクリアする。そして電気モ−タM
2を正回転ステップ駆動して1ステップ駆動毎にx位置
レジスタのデ−タを1インクレメントし、x位置レジス
タのデ−タが待機位置(引込みリミット位置と突出しリ
ミット位置の中間位置)になると、そこでモ−タ駆動を
停止する。
Next, referring to the position signal indicating whether or not the position sensor 8b of the x driver 8 is in the pull-in limit position, if it is not in the pull-in limit position, the electric motor M2 is driven in reverse rotation, and the pull-in limit is reached. When the position is reached, this drive is stopped and the x position register is cleared. And electric motor M
2 is rotated in the forward rotation step and the data of the x position register is incremented by 1 each time the step is driven, and when the data of the x position register reaches the standby position (the intermediate position between the pull-in limit position and the protruding limit position). At that point, the motor drive is stopped.

【0082】なお、マイクロコンピュ−タ19aは、そ
の後モ−タM1を駆動するとき、1ステップ正回転駆動
のたびにz位置レジスタのデ−タを1インクレメント
し、1ステップ逆回転駆動のたびにz位置レジスタのデ
−タを1デクレメントする。これにより、z位置レジス
タのデ−タは常時、台車6に対するト−チ支持軸9の高
さ(z位置)を表わす。同様に、モ−タM2を駆動する
とき、1ステップ正回転駆動のたびにx位置レジスタの
デ−タを1インクレメントし、1ステップ逆回転駆動の
たびにx位置レジスタのデ−タを1デクレメントする。
これにより、x位置レジスタのデ−タは常時、台車6に
対するト−チ支持軸9の突出し長(x位置)を表わす。
When the motor M1 is driven thereafter, the microcomputer 19a increments the data of the z position register by one every time one step forward rotation drive is performed, and every time one step reverse rotation drive is performed. The z position register data is decremented by 1. Accordingly, the data of the z position register always represents the height (z position) of the torch support shaft 9 with respect to the carriage 6. Similarly, when the motor M2 is driven, the data in the x position register is incremented by 1 each time one step forward rotation is driven, and the data in the x position register is incremented by one each time one step reverse rotation is driven. Decrement.
Thus, the data of the x position register always represents the protruding length (x position) of the torch support shaft 9 with respect to the carriage 6.

【0083】3.ト−チ姿勢,位置の設定 作業者は上述の待機姿勢設定が終わると、実行しようと
する溶接モ−ド(V型開先溶接,すみ肉溶接,重ねすみ
肉溶接,レ型開先溶接,仕口溶接)に対応して溶接ト−
チ1の姿勢(角度α,β)を設定する。そして操作盤2
0のキ−およびスイッチを操作して溶接ト−チ1(支持
軸9)をx方向およびz方向に駆動して、溶接ワイヤ2
の先端を開先の基準位置に合わせ、そして、台車yを駆
動して溶接ワイヤ2を溶接開始位置に合わせる。
3. Setting the torch posture and position After the above-mentioned standby posture setting is completed, the worker is to perform the welding mode (V type groove welding, fillet welding, lap fillet welding, lathe groove welding, Welding
Set the posture (angles α, β) of H1. And operation panel 2
No. 0 key and switch are operated to drive the welding torch 1 (support shaft 9) in the x direction and the z direction, and the welding wire 2
Is adjusted to the reference position of the groove, and the carriage y is driven to adjust the welding wire 2 to the welding start position.

【0084】4.溶接条件の設定 作業者は、台車走行速度(溶接速度),溶接電流および
溶接ア−ク電圧(ワイヤ突出長)は操作盤20に設定す
る。溶接モ−ド(開先種別:V型,すみ肉,重ねすみ
肉,レ型,仕口),画像サンプリング周期,教示領域パ
タ−ンNo.,設定しているト−チ姿勢(α,β),揺
動有/無、ならびに、揺動有と指定したときは揺動パタ
−ン,揺動速度,揺動幅および揺動基点、を溶接条件設
定ユニット21に入力する。作業者が溶接モ−ド以下を
ユニット21に入力しそして登録キ−を操作すると、ユ
ニット21が、入力デ−タを倣いコントロ−ラ26に転
送する。コントロ−ラ26のマイクロコンピュ−タ26
aは、受け取ったデ−タを内部メモリに書込み、撮影画
像サンプリング周期および教示領域パタ−ンNo.をそ
れぞれ位置検出器25および領域設定&モニタユニット
28に転送する。
4. A welding operator sets the traveling speed of the carriage (welding speed), the welding current and the welding arc voltage (wire protrusion length) on the operation panel 20. Welding mode (groove type: V type, fillet, lap fillet, mold, joint), image sampling cycle, teaching area pattern No. , The set torch posture (α, β), with / without swing, and when swing is specified, the swing pattern, swing speed, swing width and swing base point Input to the welding condition setting unit 21. When the operator inputs the welding mode and below into the unit 21 and operates the registration key, the unit 21 transfers the input data to the controller 26 by copying the input data. Microcomputer 26 of controller 26
The received data is written in the internal memory, the photographed image sampling period and the teaching area pattern No. To the position detector 25 and the area setting & monitoring unit 28, respectively.

【0085】倣いコントロ−ラ26は、「揺動有/無」
デ−タを揺動コントロ−ラ19に転送し、「揺動有」の
ときには更に溶接モ−ドに対応して揺動パラメ−タを生
成してそれも揺動コントロ−ラ19に転送し、揺動コン
トロ−ラ19はこれらを内部メモリにセ−ブする。
The copying controller 26 is "with / without swing".
The data is transferred to the oscillating controller 19, and when "with oscillating", oscillating parameters are further generated corresponding to the welding mode and also transferred to the oscillating controller 19. The swing controller 19 saves these in an internal memory.

【0086】領域設定&モニタユニット28は、受取っ
た教示領域パタ−ンNo.に対応する領域表示パタ−ン
を内部メモリから読出して、ユニット28内の2次元デ
ィスプレイに表示する。この段階で画像処理装置27か
らの画像デ−タを読込んでいるときには、画像デ−タが
表わす画像と領域表示パタ−ンとの重ね画像が2次元デ
ィスプレイに表示される。
The area setting & monitor unit 28 receives the teaching area pattern No. The area display pattern corresponding to is read from the internal memory and displayed on the two-dimensional display in the unit 28. When the image data from the image processing device 27 is being read at this stage, a superposed image of the image represented by the image data and the area display pattern is displayed on the two-dimensional display.

【0087】5.溶接の開始 作業者が操作盤20の溶接スタ−トキ−を操作すると、
操作盤20が溶接電源22に溶接電源オンを指示し、溶
接ア−クが発生すると安定時間後に溶接電源22がア−
クオンを操作盤20に報知し、操作盤20がこれに応答
して台車6の走行を開始し、同時に揺動コントロ−ラ1
9に溶接スタ−トを報知する。これに応答して揺動コン
トロ−ラ19は、内部メモリの「揺動有/無」デ−タを
参照してそれが「揺動有」であれば、内部メモリの揺動
パラメ−タに従った揺動制御を開始する。
5. When the welding start operator operates the welding start key on the operation panel 20,
The operation panel 20 instructs the welding power source 22 to turn on the welding power source, and when the welding arc occurs, the welding power source 22 turns on after a stable time.
The control panel 20 is informed of the quone, and the control panel 20 responds to this to start the traveling of the trolley 6, and at the same time, the swing controller 1
Notify 9 of welding start. In response to this, the oscillating controller 19 refers to the “with / without oscillating” data in the internal memory, and if it is “with oscillating”, the oscillating controller 19 determines the oscillating parameter of the internal memory. The following swing control is started.

【0088】溶接がスタ−トすると、画像処理装置27
が与える画像デ−タが、撮像器3の、溶接中の開先部の
画像を表わすものになるので、領域設定&モニタユニッ
ト28の2次元ディスプレイの表示が、該開先部画像に
領域表示パタ−ンを重ねた画像となり、開先部画像上の
溶融プ−ル,溶接ワイヤ,ア−ク,ト−チ等の像に対す
る領域表示パタ−ンの各領域(例えば図8,図13,図
14のP1〜P9)の位置関係を明瞭に視認しうる。
When the welding starts, the image processing device 27
Since the image data given by the image data represents the image of the groove portion of the image pickup device 3 during welding, the two-dimensional display of the area setting & monitor unit 28 displays the area on the groove portion image. The image becomes an image in which the patterns are overlapped, and each region of the region display pattern (for example, FIGS. The positional relationship of P1 to P9) in FIG. 14 can be clearly recognized.

【0089】6.教示デ−タの設定 作業者は、必要ならば操作盤20もしくは溶接条件設定
ユニット21を用いて溶接条件を調整して好ましい溶接
状態とし、そして領域設定&モニタユニット28の2次
元ディスプレイに表示されている領域表示パタ−ンの各
領域の位置およびサイズを、画像認識精度を高くするよ
うに調整する。また、不要な領域は消去する。そして溶
接状態が好ましく、しかも開先部画像に対する領域表示
パタ−ンの各領域(P1〜P9)の分布が適のときに、
領域設定&モニタユニット28の参照値設定キ−を操作
する。領域設定&モニタユニット28はこれに応答し
て、位置検出器25および倣いコントロ−ラ26に、参
照デ−タ摘出指示信号と、教示領域パタ−ンNo.,教
示領域表示パタ−ン上の各領域No,位置およびサイズ
も与える。
6. If necessary, the operator setting the teaching data adjusts the welding conditions using the operation panel 20 or the welding condition setting unit 21 to obtain a preferable welding state, and the two-dimensional display of the area setting & monitor unit 28 displays the welding conditions. The position and size of each area of the displayed area display pattern are adjusted so as to improve the image recognition accuracy. In addition, unnecessary areas are erased. When the welding state is preferable and the distribution of each area (P1 to P9) of the area display pattern with respect to the groove image is appropriate,
The reference value setting key of the area setting & monitor unit 28 is operated. In response to this, the area setting & monitoring unit 28 sends a reference data extraction instruction signal to the position detector 25 and the copying controller 26 and a teaching area pattern number. , Area number on the teaching area display pattern, position and size are also given.

【0090】位置検出器25および倣いコントロ−ラ2
6はこの信号を受けると、教示領域パタ−ンNo.等の
デ−タを内部メモリにセ−ブする。そして位置検出器2
5は、揺動コントロ−ラ19が与える揺動タイミング信
号PtがHかをチェックして、それがLであるとHに立
上るのを待って、Hになると、画像処理装置27の報知
信号がビジィからレディに変わるのを待って、レディに
切換わると、画像処理装置27に1フレ−ム分の画像デ
−タの転送を要求し、画像処理装置27が送って来る画
像デ−タをメモリ25bに書込む。そして領域表示パタ
−ンNo.および各領域No,位置およびサイズによっ
て特定される各領域の画像デ−タをメモリ25bから切
出して、各領域No.宛てに、教示メモリ25cに書込
む。このように教示メモリ25cに書込んだ画像デ−タ
が教示デ−タである。
The position detector 25 and the copying controller 2
When receiving this signal, the teaching area pattern No. 6 receives the signal. The data such as the data is saved in the internal memory. And position detector 2
Reference numeral 5 checks whether the rocking timing signal Pt provided by the rocking controller 19 is H, waits until it rises to H when it is L, and when it becomes H, a notification signal of the image processing device 27. After switching from busy to ready, when switching to ready, the image processing apparatus 27 is requested to transfer image data for one frame, and the image processing apparatus 27 sends the image data. Is written in the memory 25b. The area display pattern No. And image data of each area specified by each area No., position and size are cut out from the memory 25b, and each area No. Write to the teaching memory 25c. The image data thus written in the teaching memory 25c is the teaching data.

【0091】倣いコントロ−ラ26は、教示領域パタ−
ンNo.,教示領域表示パタ−ン上の各領域No.およ
び位置に基づいて、開先幅基準値および開先/ト−チ間
距離基準値を算出し基準値レジスタに格納する。
The copying controller 26 has a teaching area pattern.
No. , Each area No. on the teaching area display pattern. Then, the groove width reference value and the groove / torch distance reference value are calculated based on the position and stored in the reference value register.

【0092】すなわち、まず表示中の教示領域Pi(i
=1〜9)の画面上の位置Pi(X,Y)を、溶接ト−
チ1の座標軸系の、カメラ視野中心線に直交する面上の
位置に変換し、更に溶接ト−チ1のx,y,z座標軸系
のx位置およびz位置に分解して、Pi基準値レジスタ
に書込む。
That is, first, the teaching area Pi (i
= 1 to 9), the position Pi (X, Y) on the screen
Converted to a position on the plane orthogonal to the center line of the camera field of view of the coordinate axis system of H1 and further decomposed into x and z positions of the x, y, z coordinate axis system of the welding torch 1 to obtain the Pi reference value. Write to register.

【0093】そして、領域パタ−ンNo.1(表2)の
場合には、教示領域P5/P4間の画面上のX距離X5
4=X5−X4および中間位置Xc54=(X5+X
4)/2を算出して、これらを溶接ト−チ1の座標軸系
の、カメラ視野中心線に直交する面上の値xz54およ
びxzc54に変換し、これらのxz54,xzc54
を、角度α,βに対応して、溶接ト−チ1の座標軸系の
x軸開先幅値x54およびz軸開先幅値z54,x軸開
先基準位置xc54およびz軸開先基準位置zc54に
分解して、x軸開先幅値x54およびz軸開先幅値z5
4を、P5/P4(開先幅)基準値レジスタに格納す
る。次に、x軸開先基準位置xc54およびz軸開先基
準位置zc54と、P1基準値レジスタ,P2基準値レ
ジスタおよびP3基準値レジスタそれぞれの、x位置お
よびz位置との、それぞれの差xdP54/P1および
zdP54/P1,xdP54/P2およびzdP54
/P2、ならびに、xdP54/P3およびzdP54
/P3、を算出して、P1/(P5+P4)位置差レジ
スタ,P2/(P5+P4)位置差レジスタならびにP
3/(P5+P4)位置差レジスタ、に書込む。
Then, the area pattern No. In the case of 1 (Table 2), the X distance X5 on the screen between the teaching areas P5 / P4
4 = X5-X4 and intermediate position Xc54 = (X5 + X
4) / 2 is calculated, these are converted into values xz54 and xzc54 on the plane of the coordinate axis system of the welding torch 1 orthogonal to the camera visual field center line, and these xz54, xzc54
Corresponding to the angles α and β, the x-axis groove width value x54 and the z-axis groove width value z54 of the coordinate axis system of the welding torch 1, the x-axis groove reference position xc54 and the z-axis groove reference position. zc54 is decomposed into x-axis groove width value x54 and z-axis groove width value z5
4 is stored in the P5 / P4 (groove width) reference value register. Next, the difference xdP54 / between the x-axis groove reference position xc54 and the z-axis groove reference position zc54, and the x-position and the z-position of the P1 reference value register, the P2 reference value register, and the P3 reference value register, respectively. P1 and zdP54 / P1, xdP54 / P2 and zdP54
/ P2 and xdP54 / P3 and zdP54
/ P3 is calculated and P1 / (P5 + P4) position difference register, P2 / (P5 + P4) position difference register and P
3 / (P5 + P4) position difference register.

【0094】領域パタ−ンNo.2の場合には、倣いコ
ントロ−ラ26は、教示領域P7の画面上の位置を、溶
接ト−チ1の座標軸系の、カメラ視野中心線に直交する
面上の位置に変換し、更に溶接ト−チ1のx,y,z座
標軸系のx位置およびz位置に分解して、P7基準値レ
ジスタに書込む。そしてP7基準値レジスタのx位置お
よびy位置と、P1基準値レジスタ,P2基準値レジス
タおよびP3基準値レジスタそれぞれの、x位置および
z位置との、それぞれの差xdP7/P1およびzdP
7/P1,xdP7/P2およびzdP7/P2、なら
びに、xdP7/P3およびzdP7/P3、を算出し
て、P1/P7位置差レジスタ,P2/P7位置差レジ
スタならびにP3/P7位置差レジスタ、に書込む。
Area pattern No. In the case of 2, the copying controller 26 converts the position on the screen of the teaching area P7 into a position on the surface of the coordinate axis system of the welding torch 1 orthogonal to the center line of the camera field of view, and further welding. It is decomposed into the x-position and z-position of the x-, y-, and z-coordinate system of torch 1 and written in the P7 reference value register. Then, the respective differences xdP7 / P1 and zdP between the x position and the y position of the P7 reference value register and the x position and the z position of the P1 reference value register, the P2 reference value register and the P3 reference value register, respectively.
7 / P1, xdP7 / P2 and zdP7 / P2, and xdP7 / P3 and zdP7 / P3 are calculated and written to the P1 / P7 position difference register, P2 / P7 position difference register and P3 / P7 position difference register. Put in.

【0095】また、領域パタ−ンNo.3の場合には、
教示領域P8の画面上の位置を、溶接ト−チ1の座標軸
系の、カメラ視野中心線に直交する面上の位置に変換
し、更に溶接ト−チ1のx,y,z座標軸系のx位置お
よびz位置に分解して、P8基準値レジスタに書込む。
そしてP8基準値レジスタのx位置およびy位置と、P
1基準値レジスタ,P2基準値レジスタおよびP3基準
値レジスタそれぞれの、x位置およびz位置との、それ
ぞれの差xdP8/P1およびzdP8/P1,xdP
8/P2およびzdP8/P2、ならびに、xdP8/
P3およびzdP8/P3、を算出して、P1/P8位
置差レジスタ,P2/P8位置差レジスタならびにP3
/P8位置差レジスタ、に書込む。加えて、教示領域P
9の画面上の位置を、溶接ト−チ1の座標軸系の、カメ
ラ視野中心線に直交する面上の位置に変換し、更に溶接
ト−チ1のx,y,z座標軸系のx位置およびz位置に
分解して、P9基準値レジスタに書込む。そしてP9基
準値レジスタのx位置およびy位置と、P1基準値レジ
スタ,P2基準値レジスタおよびP3基準値レジスタそ
れぞれの、x位置およびz位置との、それぞれの差xd
P9/P1およびzdP9/P1,xdP9/P2およ
びzdP9/P2、ならびに、xdP9/P3およびz
dP9/P3、を算出して、P1/P9位置差レジス
タ,P2/P9位置差レジスタならびにP3/P9位置
差レジスタ、に書込む。
Further, the area pattern No. In case of 3,
The position of the teaching area P8 on the screen is converted into the position of the coordinate axis system of the welding torch 1 on the plane orthogonal to the camera visual field center line, and further, the x, y, z coordinate axis system of the welding torch 1 is converted. Decompose into x and z positions and write to P8 reference value register.
And the x and y positions of the P8 reference value register, and P
1 reference value register, P2 reference value register and P3 reference value register, respectively, xdP8 / P1 and zdP8 / P1, xdP with respect to x position and z position, respectively
8 / P2 and zdP8 / P2, and xdP8 /
P3 and zdP8 / P3 are calculated, and P1 / P8 position difference register, P2 / P8 position difference register and P3 are calculated.
Write to / P8 position difference register. In addition, the teaching area P
The position on the screen of No. 9 is converted into a position on the plane of the coordinate axis system of the welding torch 1 orthogonal to the center line of the camera field of view, and further the x position of the x, y, z coordinate axis system of the welding torch 1. And z position and write to P9 reference value register. The difference xd between the x position and the y position of the P9 reference value register and the x position and the z position of the P1 reference value register, the P2 reference value register, and the P3 reference value register, respectively.
P9 / P1 and zdP9 / P1, xdP9 / P2 and zdP9 / P2, and xdP9 / P3 and z
dP9 / P3 is calculated and written to the P1 / P9 position difference register, P2 / P9 position difference register and P3 / P9 position difference register.

【0096】領域パタ−ンNo.5の場合も、領域パタ
−ンNo.1の場合と同様に、教示領域P5/P4間の
画面上のX距離X54=X5−X4および中間位置Xc
54=(X5+X4)/2を算出して、これらを溶接ト
−チ1の座標軸系の、カメラ視野中心線に直交する面上
の値xz54およびxzc54に変換し、これらのxz
54,xzc54を、角度α,βに対応して、溶接ト−
チ1の座標軸系のx軸開先幅値x54およびz軸開先幅
値z54,x軸開先基準位置xc54およびz軸開先基
準位置zc54に分解して、x軸開先幅値x54および
z軸開先幅値z54を、P5/P4(開先幅)基準値レ
ジスタに格納する。
Area pattern No. Also in the case of No. 5, the area pattern No. Similar to the case of 1, X distance X54 = X5-X4 and intermediate position Xc on the screen between the teaching areas P5 / P4.
54 = (X5 + X4) / 2 are calculated, these are converted into the values xz54 and xzc54 on the plane of the coordinate axis system of the welding torch 1 orthogonal to the camera visual field center line, and these xz
54, xzc54 corresponding to the angles α, β by welding welding
X-axis groove width value x54, z-axis groove width value z54, x-axis groove reference position xc54 and z-axis groove reference position zc54 of the coordinate axis system of H1 to obtain x-axis groove width value x54 and The z-axis groove width value z54 is stored in the P5 / P4 (groove width) reference value register.

【0097】7.倣い制御 作業者が操作盤20の倣い指示キ−をオンすると、操作
盤20がこれを表わす信号を位置検出器25および倣い
コントロ−ラ26に与える。位置検出器25は、この信
号に応答して、画像デ−タ読取りを開始し、領域パタ−
ンNo.が、4又は5のときには、所定周期で、撮影画
面上の溶融プ−ル像の先端位置を検索して倣いコントロ
−ラ26に与える。領域パタ−ンNo.が、1,2又は
3のときには、所定周期で、撮影画面上の溶融プ−ル像
の先端位置と溶接ワイヤ下端像の位置とを検索し、そし
て溶融プ−ル像の先端位置に対する溶接ワイヤ下端像の
位置の差(位置差)を算出して加えて、教示領域パタ−
ンNo.が、1又は5(V型開先溶接:図19,レ型開
先溶接:図18、および、仕口開先溶接:図21、のと
きに推奨される領域分布パタ−ン:P1〜P6の分布:
図14)のときには、開先幅に対応する、教示領域P4
とP5の各対応領域間の位置差も算出して倣いコントロ
−ラ26に与える。
7. When the copying control operator turns on the copying instruction key of the operation panel 20, the operation panel 20 gives a signal indicating this to the position detector 25 and the copying controller 26. In response to this signal, the position detector 25 starts reading the image data and outputs the area pattern.
No. However, when 4 or 5, the leading end position of the fused pool image on the photographing screen is searched and given to the scanning controller 26 at a predetermined cycle. Area pattern No. Is 1, 2 or 3, the tip position of the molten pool image and the position of the welding wire lower edge image on the photographing screen are searched in a predetermined cycle, and the welding wire with respect to the tip position of the molten pool image is searched. The position difference (positional difference) of the bottom edge image is calculated and added, and the teaching area pattern is added.
No. However, 1 or 5 (V-shaped groove welding: FIG. 19, L-shaped groove welding: FIG. 18, and joint groove welding: FIG. 21, recommended area distribution patterns: P1 to P6 Distribution of:
14), the teaching area P4 corresponding to the groove width
The positional difference between the corresponding areas P and P5 is also calculated and given to the scanning controller 26.

【0098】図3,図4および図5に、位置検出器25
のマイクロコンピュ−タ25aの位置検出処理APDの
概要を示す。コンピュ−タ25aは、撮影画像サンプリ
ング周期で定まる画像読取タイミングになると、揺動コ
ントロ−ラ19が与える揺動タイミング信号PtがHか
をチェックして、それがLであるとHに立上るのを待っ
て、Hになると、画像処理装置27の報知信号がビジィ
からレディに変わるのを待って(ステップ1,2,
3)、レディに切換わると、画像処理装置27に1フレ
−ム分の画像デ−タの転送を要求し、画像処理装置27
が送って来る画像デ−タを一時メモリ25bに書込む
(ステップ4a)。以下においてカッコ内には、ステッ
プという語を省略して、ステップNo.数字のみを記
す。
The position detector 25 is shown in FIG. 3, FIG. 4 and FIG.
The outline of the position detection processing APD of the microcomputer 25a of FIG. The computer 25a checks if the swing timing signal Pt provided by the swing controller 19 is H at the image reading timing determined by the captured image sampling period, and rises to H if it is L. Waits for H, and waits until the notification signal of the image processing device 27 changes from busy to ready (steps 1, 2,
3) When switched to ready, the image processing apparatus 27 is requested to transfer image data for one frame, and the image processing apparatus 27
The image data sent by is written in the temporary memory 25b (step 4a). In the following, the word “step” is omitted in parentheses, and the step No. Write only the numbers.

【0099】次にコンピュ−タ25aは、領域パタ−ン
No.が4であるかをチェックして(4b)、領域パタ
−ンNo.4であると、一時メモリ25bの画像デ−タ
群で表わされる一画面上の、教示領域Pj、j=4〜9
のいずれか1つ、の教示デ−タが表わす画像と最も相関
が高い対応領域を検索し、その相関係数Rjmと、画面
上の位置Pj(Xb,Yb)をメモリにセ−ブ(保存,
記憶)する(4c)。この対応領域の検索の内容は、前
記(1)式の直前から直後にかけて説明した対応領域の
検索の内容と同様である。次にコンピュ−タ25aは、
最高相関係数Rjmが0.6以上であるかをチェックし
て(4d)、0.6以上(検索した対応領域が、Pj画
像と同一画像である確信度が高い)であると、開先位置
レジスタRGC(内部メモリの一領域)に教示領域Pj
の対応領域であることを示しかつその対応領域の位置を
示すデ−タPj(Xb,Yb)を書込み(4e)、領域
パタ−ンNo.および開先位置レジスタRGCのデ−タ
を、倣いコントロ−ラ26に転送する(図5の23)。
Next, the computer 25a displays the area pattern No. Is 4 (4b), and the area pattern No. 4, the teaching area Pj, j = 4 to 9 on one screen represented by the image data group in the temporary memory 25b.
Of one of the teaching data, the corresponding area having the highest correlation with the image is searched, and the correlation coefficient Rjm and the position Pj (Xb, Yb) on the screen are saved (stored) in the memory. ,
Memorize) (4c). The content of the search for the corresponding area is similar to the content of the search for the corresponding area described immediately before and immediately after the expression (1). Next, the computer 25a
It is checked whether the maximum correlation coefficient Rjm is 0.6 or more (4d), and if it is 0.6 or more (the certainty that the corresponding area searched is the same image as the Pj image is high), the groove The teaching area Pj is stored in the position register RGC (one area of the internal memory).
Data Pj (Xb, Yb) indicating the corresponding area of the area pattern No. of the area pattern No. And the data of the groove position register RGC are transferred to the copying controller 26 (23 in FIG. 5).

【0100】領域パタ−ンNo.が4でなかったときに
は、それが5であるかをチェックして(4f)、領域パ
タ−ンNo.5であると、コンピュ−タ25aは、教示
領域P4が領域パタ−ンNo.4に含まれているかをチ
ェックして、含まれているとその対応領域を検索し(4
g)、それに成功すると教示領域P4の対応領域である
ことを示しその対応領域の画面上の位置を示すデ−タP
4(Xb,Yb)を開先左位置レジスタRGLに書込む
(4h,4i)。そして次に、教示領域P5が領域パタ
−ンNo.4に含まれているかをチェックして含まれて
いるとその対応領域を検索し(4L)、それに成功する
と教示領域P5の対応領域であることを示しその対応領
域の画面上の位置を示すデ−タP5(Xb,Yb)を開
先右位置レジスタRGRに書込み(4m,4n)、レジ
スタFWDに開先左右端検出に成功したことを表わす
「1」を書込む(4j)。教示領域P4が領域パタ−ン
No.4に含まれていなかったとき、ならびに教示領域
P4の対応領域検索が不成功のときは、それを示すデ−
タを開先左位置レジスタRGLに書込み、教示領域P5
が領域パタ−ンNo.4に含まれていなかったとき、な
らびに教示領域P5の対応領域検索が不成功のときは、
それを示すデ−タを開先右位置レジスタRGRに書込
む。そしてレジスタFWDをクリアする(4k,4
o)。領域パタ−ンNo.および開先左,右位置レジス
タRGRGL,RGRおよびレジスタFWDのデ−タ
は、倣いコントロ−ラ26に転送する(図5の23)。
Area pattern No. If it is not 4, it is checked whether it is 5 (4f) and the area pattern No. If the number is 5, the teaching area P4 of the computer 25a is the area pattern number. If it is included, the corresponding area is searched (4
g), if successful, data P indicating that it is the corresponding area of the teaching area P4 and indicating the position of the corresponding area on the screen
4 (Xb, Yb) is written in the groove left position register RGL (4h, 4i). Then, the teaching area P5 is the area pattern number. If it is included, the corresponding area is searched (4L), and if it is successful, the area is indicated as the corresponding area of the teaching area P5, and the position of the corresponding area on the screen is displayed. -P5 (Xb, Yb) is written in the groove right position register RGR (4m, 4n), and "1" indicating that the groove left and right ends have been successfully detected is written in the register FWD (4j). Teaching area P4 is the area pattern No. 4 is not included and the corresponding area search of the teaching area P4 is unsuccessful, the data indicating it is displayed.
Data to the groove left position register RGL, and teach area P5
Is the area pattern No. 4 is not included, and the corresponding area search of the teaching area P5 is unsuccessful,
The data indicating that is written in the groove right position register RGR. Then, the register FWD is cleared (4k, 4
o). Area pattern No. The data of the groove left and right position registers RGRGL, RGR and the register FWD are transferred to the copying controller 26 (23 in FIG. 5).

【0101】領域パタ−ンNo.が4でも5でもない
と、コンピュ−タ25aは、教示領域P1が領域パタ−
ンに含まれているかをチェックして、含まれていると、
一時メモリ25bの画像デ−タ群で表わされる一画面上
の、教示領域P1の教示デ−タが表わす画像と最も相関
が高い対応領域を検索し、その相関係数R1mと、画面
上の位置P1(Xa,Ya)をメモリにセ−ブ(保存,
記憶)する(5)。
Area pattern No. Is not 4 or 5, the computer 25a determines that the teaching area P1 is the area pattern.
Check if it is included in the
The corresponding area having the highest correlation with the image represented by the teaching data in the teaching area P1 on one screen represented by the image data group in the temporary memory 25b is searched, and the correlation coefficient R1m and the position on the screen are searched. Save (save, save P1 (Xa, Ya) to memory
Remember) (5).

【0102】次にコンピュ−タ25aは、最高相関係数
R1mが0.6以上であるかをチェックして(6)、
0.6以上(検索した対応領域が、P1画像と同一画像
である確信度が高い)であると、ト−チ位置レジスタR
TP(内部メモリの一領域)に教示領域P1であること
を示しかつその対応領域の位置を示すデ−タP1(X
a,Ya)を書込み(7)、教示領域P2およびP3の
対応領域検索は行なわず、開先位置の検出(図5の14
〜22,24〜36)に進む。
Next, the computer 25a checks whether the maximum correlation coefficient R1m is 0.6 or more (6),
If it is 0.6 or more (the certainty that the searched corresponding area is the same image as the P1 image is high), the torch position register R
The data P1 (X indicates the teaching area P1 in TP (one area of the internal memory) and the position of the corresponding area.
a, Ya) is written (7), the corresponding areas of the teaching areas P2 and P3 are not searched, and the groove position is detected (14 in FIG. 5).
~ 22, 24-36).

【0103】教示領域P1が領域パタ−ンに含まれてい
なかった場合、ならびに、含まれていても、上述のよう
に算出した相関係数R1mが0.6未満(対応領域の検
索失敗)であると、コンピュ−タ25aは、教示領域P
2が領域パタ−ンに含まれているかをチェックして、含
まれていると、教示領域P2の教示デ−タが表わす画像
と最も相関が高い対応領域を上述のP1対応領域の検索
と同様に検索し(8)、これに成功すると(最高相関係
数R2mが0.6以上であると)、教示領域P2の対応
領域であることを示しその対応領域の画面上の位置を示
すデ−タP2(Xa,Ya)をト−チ位置レジスタRT
Pに書込み(9,10)、教示領域P3の対応領域検索
は行なわず、開先位置の検出に進む。
When the teaching area P1 is not included in the area pattern, and even when it is included, the correlation coefficient R1m calculated as described above is less than 0.6 (corresponding area search failure). If so, the computer 25a moves the teaching area P
It is checked whether 2 is included in the area pattern. If it is included, the corresponding area having the highest correlation with the image represented by the teaching data of the teaching area P2 is found in the same manner as the search of the P1 corresponding area. (8), and if this is successful (the maximum correlation coefficient R2m is 0.6 or more), it indicates that it is the corresponding area of the teaching area P2, and indicates the position of the corresponding area on the screen. To P2 (Xa, Ya) torch position register RT
P is written (9, 10), the corresponding area of the teaching area P3 is not searched, and the process proceeds to the detection of the groove position.

【0104】教示領域P2が領域パタ−ンに含まれてい
なかった場合、ならびに、含まれていても、上述のよう
に算出した相関係数R2mが0.6未満であると、コン
ピュ−タ25aは、教示領域P3が領域パタ−ンに含ま
れているかをチェックして、含まれていると、教示領域
P3の教示デ−タが表わす画像と最も相関が高い対応領
域を上述のP1対応領域の検索と同様に検索し(1
1)、これに成功すると(最高相関係数R3mが0.6
以上であると)、デ−タP3(Xa,Ya)をト−チ位
置レジスタRTPに書込む(12,13)。
When the teaching area P2 is not included in the area pattern, and even when it is included, if the correlation coefficient R2m calculated as described above is less than 0.6, the computer 25a. Checks whether the teaching area P3 is included in the area pattern. If it is included, the corresponding area having the highest correlation with the image represented by the teaching data of the teaching area P3 is determined as the P1 corresponding area described above. Search as in (1
1) If this succeeds (the maximum correlation coefficient R3m is 0.6
Then, the data P3 (Xa, Ya) is written in the torch position register RTP (12, 13).

【0105】したがって、教示領域P1,P2又はP3
の対応領域の検索に成功すると、ト−チ位置レジスタR
TPのデ−タが最新検出値に更新される。教示領域P
1,P2およびP3の対応領域の検索がいずれも不成功
であったときには、ト−チ位置レジスタRTPは、前の
検索成功時のものに留まる。
Therefore, the teaching area P1, P2 or P3
When the search of the corresponding area of is succeeded, the torch position register R
The TP data is updated to the latest detected value. Teaching area P
When the search of the corresponding areas of 1, P2 and P3 is unsuccessful, the torch position register RTP remains at the previous successful search.

【0106】次に図5を参照する。開先位置の検出に進
むとコンピュ−タ25aは、領域パタ−ンが、教示領域
P1〜P3,P8,P9の分布のもの(図13)である
「領域パタ−ンNo.3」か、教示領域P1〜P3,P
7の分布のもの(図8)である「領域パタ−ンNo.
2」か、あるいは、教示領域P1〜P6の分布もの(図
14)である「領域パタ−ンNo.1」かをチエックす
る(14,15)。
Next, refer to FIG. When the process proceeds to the detection of the groove position, the computer 25a determines whether the area pattern is "area pattern No. 3" having the distribution of the teaching areas P1 to P3, P8, and P9 (FIG. 13). Teaching areas P1 to P3, P
"Region pattern No. 7" having a distribution of 7 (FIG. 8).
2 "or" region pattern No. 1 "which is the distribution of the teaching regions P1 to P6 (Fig. 14) (14, 15).

【0107】「領域パタ−ンNo.1」であるとコンピ
ュ−タ25aは、教示領域P4が領域パタ−ンに含まれ
ているかをチェックして、含まれていると教示領域P4
の対応領域を検索し(16)、それに成功すると、教示
領域P4の対応領域であることを示しかつその位置を示
すデ−タP4(Xb,Yb)を開先左位置レジスタRG
Lに書込む(17,18)。次に教示領域P5が領域パ
タ−ンに含まれているかをチェックして、含まれている
と教示領域P5の対応領域を検索し(19)、それに成
功すると、教示領域P5の対応領域であることを示しか
つその位置を示すデ−タP5(Xb,Yb)を開先右位
置レジスタRGRに書込み(20,21)、開先左右端
検出に成功したことを表わす「1」をレジスタFWDに
書込む(22)。
If it is "area pattern No. 1," the computer 25a checks whether the teaching area P4 is included in the area pattern, and if it is included, teach area P4.
(16), and if successful, the data P4 (Xb, Yb) indicating the corresponding area of the teaching area P4 and indicating the position thereof is set to the groove left position register RG.
Write to L (17, 18). Next, it is checked whether or not the teaching area P5 is included in the area pattern, and if the teaching area P5 is included, the corresponding area of the teaching area P5 is searched (19). If it succeeds, it is the corresponding area of the teaching area P5. Indicating that the position P5 (Xb, Yb) is written in the groove right position register RGR (20, 21), and "1" indicating that the left and right ends of the groove are successfully detected is stored in the register FWD. Write (22).

【0108】教示領域P4又はP5が領域パタ−ンに含
まれていなかった場合、ならびに、含まれていても少く
とも一方の対応領域検索が不成功のときは、レジスタF
WDをクリアする(24)。
If the teaching area P4 or P5 is not included in the area pattern, and if the corresponding area retrieval of at least one of the teaching areas P4 and P5 is unsuccessful, the register F
Clear WD (24).

【0109】次に、教示領域P6が領域パタ−ンに含ま
れているかをチェックして、含まれていると教示領域P
6の対応領域を検索し(25)、それに成功すると、教
示領域P6の対応領域であることを示しかつその位置を
示すデ−タP6(Xb,Yb)を開先位置レジスタRG
Cに書込む(26,27)。
Next, it is checked whether the teaching area P6 is included in the area pattern, and if it is included, the teaching area P6 is included.
The corresponding area of No. 6 is searched (25), and if succeeded, the data P6 (Xb, Yb) indicating the corresponding area of the teaching area P6 and the position thereof is set to the groove position register RG.
Write to C (26, 27).

【0110】「領域パタ−ンNo.2」であった場合
は、コンピュ−タ25aは、教示領域P7の対応領域を
検索し(28)、それに成功すると、教示領域P7の対
応領域であることを示しかつその位置を示すデ−タP7
(Xb,Yb)を開先位置レジスタRGCに書込む(2
9,30)。
In the case of "area pattern No. 2", the computer 25a searches the corresponding area of the teaching area P7 (28), and if succeeding in this, it is the corresponding area of the teaching area P7. Indicating the position and its position P7
Write (Xb, Yb) to the groove position register RGC (2
9, 30).

【0111】「領域パタ−ンNo.3」であった場合
は、コンピュ−タ25aは、教示領域P8が領域パタ−
ンに含まれているかをチェックして、含まれていると教
示領域P8の対応領域を検索し(31)、それに成功す
ると教示領域P8の対応領域であることを示しかつその
位置を示すデ−タP8(Xb,Yb)を開先位置レジス
タRGCに書込む(32,33)。教示領域P8が領域
パタ−ンに含まれていなかった場合、ならびに、含まれ
ていてもその対応領域の検索が不成功であると、教示領
域P9が領域パタ−ンに含まれているかをチェックし
て、含まれているとその対応領域を検索し(34)、そ
れに成功すると、教示領域P9の対応領域であることを
示しかつその位置を示すデ−タP9(Xb,Yb)を開
先位置レジスタRGCに書込む(35,36)。
In the case of "area pattern No. 3", the teaching area P8 of the computer 25a is the area pattern.
If it is included, the corresponding area of the teaching area P8 is searched (31). If it is successful, it is shown that the area is the corresponding area of the teaching area P8, and its position is displayed. The data P8 (Xb, Yb) is written in the groove position register RGC (32, 33). If the teaching area P8 is not included in the area pattern, and if the teaching area P8 is included and the search of the corresponding area is unsuccessful, it is checked whether the teaching area P9 is included in the area pattern. Then, if it is included, the corresponding area is searched (34), and if succeeded, the data P9 (Xb, Yb) indicating the corresponding area of the teaching area P9 and indicating the position thereof is created. Write to position register RGC (35, 36).

【0112】開先位置検出(14〜22,24〜36)
を終えるとコンピュ−タ25aは、レディ(位置検出デ
−タ発生)を倣いコントロ−ラ26に報知し、これに応
答して倣いコントロ−ラ26がデ−タ転送要求を与える
と、位置検出器25のコンピュ−タ25aは、領域パタ
−ンNo.およびト−チ位置レジスタRTPのデ−タ
と、それが領域パタ−ンNo.1であるときには開先
左,右位置レジスタRGL,RGR,レジスタFWDお
よび開先位置レジスタRGCのデ−タとを、倣いコント
ロ−ラ26に転送し(23)、コントロ−ラ26はこれ
らのデ−タを内部メモリに書込む。領域パタ−ンNo.
2又は3であるときには、コンピュ−タ25aは、領域
パタ−ンNo.およびト−チ位置レジスタRTPのデ−
タと、開先位置レジスタRGCのデ−タを倣いコントロ
−ラ26に転送する(23)。
Groove position detection (14-22, 24-36)
When the copying is completed, the computer 25a notifies the copying controller 26 of the ready (position detection data is generated), and when the copying controller 26 gives a data transfer request in response to this, the position detection is performed. The computer 25a of the container 25 is the area pattern No. And the data of the torch position register RTP and the area pattern No. When it is 1, the data of the groove left and right position registers RGL, RGR, the register FWD and the groove position register RGC are transferred to the copying controller 26 (23), and the controller 26 transfers these data. -Write data to internal memory. Area pattern No.
When it is 2 or 3, the computer 25a indicates that the area pattern No. And torch position register RTP data
The data and the data of the groove position register RGC are copied and transferred to the controller 26 (23).

【0113】そして入力読取(1)に戻り、撮影画像サ
ンプリングの一周期時間が経過するのを待って、経過す
ると信号PdがHかつ画像処理装置27が1フレ−ム画
像レディを報知して来るのを待つ(1〜3)。このレデ
ィが到来すると、上述のステップ4〜36の処理を行な
う。これにより、倣いコントロ−ラ26には略定周期
で、位置検出器25が検出した位置デ−タが転送され
る。
Then, the process returns to the input reading (1), waits for one cycle time of the picked-up image sampling to elapse, and when the time elapses, the signal Pd is H and the image processing device 27 notifies one frame image ready. Wait for (1-3). When this ready arrives, the processes of steps 4 to 36 described above are performed. As a result, the position data detected by the position detector 25 is transferred to the copying controller 26 at a substantially constant period.

【0114】図6に、倣いコントロ−ラ26の倣い制御
の概要を示す。倣いコントロ−ラ26のマイクロコンピ
ュ−タ26aは、位置検出器25がレディ(位置検出デ
−タ発生)を報知して来るのを待ち(41)、レディが
来ると、位置検出器25にデ−タ転送を要求して、送ら
れて来るデ−タを内部メモリに書込む(42,43)。
次にコンピュ−タ26aは、位置ずれ量を算出する(4
4)。
FIG. 6 shows an outline of the copying control of the copying controller 26. The micro-computer 26a of the copying controller 26 waits for the position detector 25 to notify that the position detector 25 is ready (position detection data is generated) (41). -Request data transfer and write the received data to internal memory (42, 43).
Next, the computer 26a calculates the amount of displacement (4
4).

【0115】すなわち、まず領域パタ−ンNo.デ−タ
をチェックする。そして、それが「領域パタ−ンNo.
4」であると、受信したデ−タに、開先位置レジスタR
GCのデ−タPj(Xb,Yb)があるので、これを溶
接ト−チ1の座標軸系の、カメラ視野中心線に直交する
面上の値に変換し、変換して得た値を、角度α,βに対
応して、溶接ト−チ1の座標軸系のx位置およびz位置
に分解し、これらの位置の、Pi基準値レジスタ群の中
のPjレジスタのx位置およびz位置(前記「6.教示
デ−タの設定」で設定された値)との差dxおよびdz
を算出して出力レジスタに書込む(44)。そして、出
力レジスタのデ−タは、揺動コントロ−ラ19に転送す
る(45)。揺動コントロ−ラ19は、「揺動無」のと
きには、位置差dx,dz分、ト−チ支持軸9を、それ
らの位置差を零とする方向に、x,z駆動する。「揺動
有」のときには、位置差dx,dz分、それらの位置差
を零とする方向に、揺動基点を変更する。
That is, first, the area pattern No. Check the data. Then, that is "area pattern No.
4 ", the groove position register R is added to the received data.
Since there is GC data Pj (Xb, Yb), this is converted into a value on the surface of the coordinate axis system of the welding torch 1 orthogonal to the camera visual field center line, and the value obtained by the conversion is Corresponding to the angles α and β, the welding torch 1 is decomposed into the x position and the z position of the coordinate axis system, and the x position and the z position of the Pj register in the Pi reference value register group (the above-mentioned positions) are decomposed. Difference dx and dz from the value set in “6. Setting of teaching data”
Is calculated and written in the output register (44). Then, the data of the output register is transferred to the swing controller 19 (45). When there is no swing, the swing controller 19 drives the torch support shaft 9 by x and z in the direction in which the position difference is zero by the position difference dx and dz. When "with swing", the swing base point is changed by the position differences dx and dz in the direction in which the position difference becomes zero.

【0116】「領域パタ−ンNo.5」であったときに
は、受信したデ−タに、開先左,右位置レジスタRG
L,RGRおよびレジスタFWDのデ−タがあるので、
レジスタFWDのデ−タが「1」であるかをチェックし
て、「1」であると、撮影画面上の開先幅RGR−RG
Lと、開先中央位置(RGR+RGL)/2を算出す
る。ここでRGRは、開先右位置レジスタのデ−タP5
(Xb,Yb)が示すP5対応領域のX位置,RGLは
開先左位置レジスタのデ−タP4(Xb,Yb)が示す
P4対応領域のX位置である。次にこれらの算出値を溶
接ト−チ1の座標軸系の、カメラ視野中心線に直交する
面上の値に変換し、変換して得た値を、角度α,βに対
応して、溶接ト−チ1の座標軸系のx軸開先幅検出値お
よびz軸開先幅検出値,x軸開先中心位置およびz軸開
先中心位置に分解して、x軸開先幅検出値およびz軸開
先幅検出値の、P5/P4(開先幅)基準値レジスタ
の、x軸開先幅基準値x54およびz軸開先幅基準値z
54に対するずれ量(開先幅偏差)を算出し、出力レジ
スタに書込み、そしてずれ量(開先幅偏差)に対応する
台車走行速度(溶接速度)補正値および「揺動有」のと
きには揺動幅補正値、「揺動無」のときは溶接電流補正
値を算出し、揺動幅補正値は出力レジスタに書込み、台
車走行速度補正値および溶接電流補正値を、溶接条件補
正指令として操作盤20のコントロ−ラに転送する。こ
れらの補正値は、教示デ−タを摘出して教示メモリ25
cに書込んだときの値(参照値)に対する補正量を意味
する。操作盤20のコントロ−ラは、目標速度を、台車
走行速度参照値に補正値を加えた値に変更して、台車6
の走行速度が目標速度に合致するように、フィ−ドバッ
ク速度制御を行なう。また、目標溶接電流を溶接電流参
照値に補正値を加えた値に変更して溶接電源22に与
え、溶接電源22が溶接電流を該目標溶接電流に変更す
る。
When it is "region pattern No. 5," the left and right position registers RG of the groove are added to the received data.
Since there are data of L, RGR and register FWD,
It is checked whether the data in the register FWD is "1". If the data is "1", the groove width RGR-RG on the photographing screen is checked.
Calculate L and groove center position (RGR + RGL) / 2. Here, RGR is the data P5 of the groove right position register.
The X position of the P5 corresponding area indicated by (Xb, Yb) and RGL are the X position of the P4 corresponding area indicated by the data P4 (Xb, Yb) of the groove left position register. Next, these calculated values are converted into values on the plane of the coordinate axis system of the welding torch 1 orthogonal to the center line of the camera field of view, and the values obtained by the conversion are welded in correspondence with the angles α and β. X-axis groove width detection value and z-axis groove width detection value of the coordinate axis system of torch 1, decomposed into x-axis groove center position and z-axis groove center position, and x-axis groove width detection value and The x-axis groove width reference value x54 and the z-axis groove width reference value z of the P5 / P4 (groove width) reference value register of the z-axis groove width detection value
The deviation amount (groove width deviation) with respect to 54 is calculated and written in the output register, and the trolley traveling speed (welding speed) correction value corresponding to the deviation amount (groove width deviation) and rocking when “with rocking” Width correction value, the welding current correction value is calculated when there is no swing, the swing width correction value is written to the output register, and the trolley traveling speed correction value and welding current correction value are used as welding condition correction commands on the control panel. Transfer to 20 controllers. These correction values are extracted from the teaching data by extracting the teaching data.
It means the correction amount for the value (reference value) when written in c. The controller of the operation panel 20 changes the target speed to a value obtained by adding a correction value to the bogie traveling speed reference value, and then the bogie 6
The feedback speed control is performed so that the traveling speed of the vehicle matches the target speed. Further, the target welding current is changed to a value obtained by adding a correction value to the welding current reference value and applied to the welding power source 22, and the welding power source 22 changes the welding current to the target welding current.

【0117】コンピュ−タ26aはまた、Pi基準値レ
ジスタ群の中のP4基準値レジスタおよびP5基準値レ
ジスタのx値の中間値、および、z値の中間値を算出し
て、この中間値に対する、前記開先中央位置(RGR+
RGL)/2のx値およびz値のずれ量(ト−チ位置偏
差)を算出して出力レジスタに書込む(44)。そして
出力レジスタのデ−タを、揺動コントロ−ラ19に転送
する(45)。揺動コントロ−ラ19は、「揺動無」の
ときには、ト−チ位置偏差分、ト−チ支持軸9をx,z
駆動する。「揺動有」のときには、受信したデ−タの中
の、開先幅偏差分揺動幅を変更し、かつ、ト−チ位置偏
差分、揺動基点を変更する。
The computer 26a also calculates the intermediate value of the x values and the intermediate value of the z values of the P4 reference value register and the P5 reference value register in the Pi reference value register group, and calculates the intermediate value for this intermediate value. , The central position of the groove (RGR +
RGL) / 2 x-value and z-value deviation amount (torch position deviation) is calculated and written in the output register (44). Then, the data in the output register is transferred to the swing controller 19 (45). When there is no swing, the swing controller 19 moves the torch support shaft 9 by x and z by the torch position deviation.
To drive. In the case of "with swing", the swing width of the groove width deviation in the received data is changed, and the swing base point is changed by the torch position deviation.

【0118】「領域パタ−ンNo.5」であっても、受
信したレジスタFWDのデ−タが「0」(P4および又
はP5対応領域の検索が不成功)であった場合には、一
方の対応領域Pj(j=4又は5)の検索に成功してい
ると、これを溶接ト−チ1の座標軸系の、カメラ視野中
心線に直交する面上の値に変換し、変換して得た値を、
角度α,βに対応して、溶接ト−チ1の座標軸系のx位
置およびz位置に分解し、これらの位置の、Pi基準値
レジスタ群の中のPjレジスタのx位置およびz位置と
の差dxおよびdzを算出して出力レジスタに書込む
(44)。そして、出力レジスタのデ−タを、揺動コン
トロ−ラ19に転送する(45)。揺動コントロ−ラ1
9は、「揺動無」のときには、位置差dx,dz分、ト
−チ支持軸9を、それらの位置差を零とする方向に、
x,z駆動する。「揺動有」のときには、位置差dx,
dz分、それらの位置差を零とする方向に、揺動基点を
変更する。
Even if it is "area pattern No. 5", if the data of the received register FWD is "0" (the search of the area corresponding to P4 and / or P5 is unsuccessful), If the corresponding area Pj (j = 4 or 5) of is successfully retrieved, it is converted into a value on the plane of the coordinate axis system of the welding torch 1 which is orthogonal to the camera visual field center line, and is converted. The obtained value is
Corresponding to the angles α and β, the welding torch 1 is decomposed into the x position and the z position of the coordinate axis system, and these positions are compared with the x position and the z position of the Pj register in the Pi reference value register group. The differences dx and dz are calculated and written to the output register (44). Then, the data in the output register is transferred to the swing controller 19 (45). Swing controller 1
9 is the position difference dx, dz when the "no swing", the torch support shaft 9 in the direction in which the position difference between them is zero,
Drive x and z. When "with swing", the position difference dx,
The swing base point is changed in the direction in which the positional difference between them is zero by dz.

【0119】位置ずれ量の算出(44)に進んだときに
領域パタ−ンNo.デ−タが「領域パタ−ンNo.1」
であった場合は、受信したデ−タに、開先左,右位置レ
ジスタRGL,RGR,レジスタFWDおよび開先位置
レジスタRGCのデ−タがあるので、コンピュ−タ26
aは、レジスタFWDのデ−タが「1」であるかをチェ
ックして、「1」であると、撮影画面上の開先幅RGR
−RGLと、開先中央位置(RGR+RGL)/2を算
出する。ここでRGRは、開先右位置レジスタのデ−タ
P5(Xb,Yb)が示すP5対応領域のX位置,RG
Lは開先左位置レジスタのデ−タP4(Xb,Yb)が
示すP4対応領域のX位置である。次にこれらの算出値
を溶接ト−チ1の座標軸系の、カメラ視野中心線に直交
する面上の値に変換し、変換して得た値を、角度α,β
に対応して、溶接ト−チ1の座標軸系のx軸開先幅検出
値およびz軸開先幅検出値,x軸開先中心位置およびz
軸開先中心位置に分解して、x軸開先幅検出値およびz
軸開先幅検出値の、P5/P4(開先幅)基準値レジス
タの、x軸開先幅基準値x54およびz軸開先幅基準値
z54に対するずれ量(開先幅偏差)を算出し、出力レ
ジスタに書込む。
When the process proceeds to the calculation (44) of the positional deviation amount, the area pattern No. The data is "area pattern No. 1"
If it is, the received data includes data of the groove left and right position registers RGL, RGR, the register FWD and the groove position register RGC.
a checks whether the data in the register FWD is "1", and if it is "1", the groove width RGR on the photographing screen is checked.
-RGL and groove center position (RGR + RGL) / 2 are calculated. Here, RGR is the X position, RG of the P5 corresponding area indicated by the data P5 (Xb, Yb) of the groove right position register.
L is the X position of the P4 corresponding area indicated by the data P4 (Xb, Yb) of the groove left position register. Next, these calculated values are converted into values on the plane of the coordinate axis system of the welding torch 1 orthogonal to the center line of the camera field of view, and the values obtained by the conversion are converted into the angles α and β.
Corresponding to, the x-axis groove width detection value and the z-axis groove width detection value of the coordinate axis system of the welding torch 1, the x-axis groove center position and z
Disassembled into the axial groove center position, x-axis groove width detection value and z
Calculate the deviation amount (groove width deviation) of the detected value of the shaft groove width from the P5 / P4 (groove width) reference value register with respect to the x-axis groove width reference value x54 and the z-axis groove width reference value z54. , Write to output register.

【0120】次に、受信したト−チ位置レジスタRTP
のデ−タ(P1,P2,P3対応領域のいずれであるか
を示す領域No.デ−タと、対応領域の画面上位置(X
a,Xb)を示す位置デ−タ)を参照して、領域No.
デ−タをi(i=1,2又は3)とすると、対応領域i
の画面上位置(Xa,Xb)を溶接ト−チ1の座標軸系
のx値xiおよびz値ziに変換し、これらと上記x軸
開先中心位置およびz軸開先中心位置とのそれぞれの位
置差xd54/iおよびzd54/iを算出し、これら
の、Pi/(P5+P4)位置差レジスタの位置差xd
P54/Pi,zdP54/Piに対するずれ量(ト−
チ位置偏差)を算出し、出力レジスタに書込む。そして
ずれ量に対応する台車走行速度(溶接速度)補正値およ
び「揺動有」のときには揺動幅補正値、「揺動無」のと
きは溶接電流補正値を算出し、揺動幅補正値は出力レジ
スタに書込み、台車走行速度補正値および溶接電流補正
値を、溶接条件補正指令として操作盤20のコントロ−
ラに転送する。これらの補正値は、教示デ−タを摘出し
て教示メモリ25cに書込んだときの値(参照値)に対
する補正量を意味する。操作盤20のコントロ−ラは、
目標速度を、台車走行速度参照値に補正値を加えた値に
変更して、台車6の走行速度が目標速度に合致するよう
に、フィ−ドバック速度制御を行なう。また、目標溶接
電流を溶接電流参照値に補正値を加えた値に変更して溶
接電源22に与え、溶接電源22が溶接電流を該目標溶
接電流に変更する。
Next, the received torch position register RTP
Data (area No. data indicating which one of the P1, P2, and P3 corresponding areas, and the corresponding area on-screen position (X
a, Xb), the area No.
If the data is i (i = 1, 2 or 3), the corresponding area i
The on-screen position (Xa, Xb) is converted into the x value xi and the z value zi of the coordinate axis system of the welding torch 1, and these and the x-axis groove center position and the z-axis groove center position, respectively. The position difference xd54 / i and zd54 / i are calculated, and the position difference xd of these Pi / (P5 + P4) position difference registers is calculated.
P54 / Pi, zd P54 / Pi deviation amount (to-
H position deviation) and write it to the output register. Then, the bogie traveling speed (welding speed) correction value corresponding to the deviation amount, the swing width correction value when “with swing”, the welding current correction value when “no swing” is calculated, and the swing width correction value is calculated. Writes in the output register, and the trolley traveling speed correction value and the welding current correction value are used as welding condition correction commands to control the control panel 20.
Transfer to LA. These correction values mean the correction amounts for the values (reference values) when the teaching data is extracted and written in the teaching memory 25c. The controller of the operation panel 20 is
The target speed is changed to a value obtained by adding a correction value to the bogie traveling speed reference value, and feedback speed control is performed so that the traveling speed of the bogie 6 matches the target speed. Further, the target welding current is changed to a value obtained by adding a correction value to the welding current reference value and applied to the welding power source 22, and the welding power source 22 changes the welding current to the target welding current.

【0121】出力レジスタのデ−タは、揺動コントロ−
ラ19に転送する(45)。揺動コントロ−ラ19は、
「揺動無」のときには、ト−チ位置偏差分、ト−チ支持
軸9をx,z駆動する。「揺動有」のときには、受信し
たデ−タの中の、開先幅偏差(x軸開先幅検出値および
z軸開先幅検出値の、P5/P4(開先幅)基準値レジ
スタの、x軸開先幅基準値x54およびz軸開先幅基準
値z54に対するずれ量)分揺動幅を変更し、かつ、ト
−チ位置偏差分、揺動基点を変更する。
The output register data is a swing control.
It is transferred to LA 19 (45). The swing controller 19
In the case of "no swing", the torch support shaft 9 is driven x and z by the torch position deviation. When there is "oscillation", the groove width deviation (P5 / P4 (groove width) reference value register of the detected values of the x-axis groove width and the z-axis groove width in the received data is Of the x-axis groove width reference value x54 and the z-axis groove width reference value z54), and the rocking base point is changed by the torch position deviation.

【0122】「領域パタ−ンNo.1」であっても、受
信したレジスタFWDのデ−タが「0」(P4,P5対
応領域の検索が不成功)であったときには、受信した、
開先位置レジスタRGCのデ−タ(教示領域P6の対応
領域の位置)を溶接ト−チ1の座標軸系のx位置x6お
よびz位置z6に変換し、受信したト−チ位置レジスタ
RTPのデ−タを参照して、対応領域i(i=1,2又
は3)の画面上位置を溶接ト−チ1の座標軸系のx値x
iおよびz値ziに変換し、これらと上記x位置x6お
よびz位置z6とのそれぞれの位置差xd6/iおよび
zd6/iを算出し、これらの、Pi/P6位置差レジ
スタの位置差xdP6/Pi,zdP6/Piに対する
ずれ量(ト−チ位置偏差)を算出し、出力レジスタに書
込む。
Even if the "area pattern No. 1" is received when the received data of the register FWD is "0" (the search of the areas corresponding to P4 and P5 is unsuccessful), it is received.
The data of the groove position register RGC (the position of the corresponding area of the teaching area P6) is converted into the x position x6 and the z position z6 of the coordinate axis system of the welding torch 1, and the received data of the torch position register RTP is converted. The x-value x of the coordinate axis system of the welding torch 1 for the position on the screen of the corresponding area i (i = 1, 2 or 3)
i and z values zi are converted, position differences xd6 / i and zd6 / i between these and the x position x6 and z position z6, respectively, are calculated, and the position difference xdP6 / of these Pi / P6 position difference registers is calculated. The deviation amount (torch position deviation) with respect to Pi, zdP6 / Pi is calculated and written in the output register.

【0123】そして出力レジスタのデ−タ(ト−チ位置
偏差)を揺動コントロ−ラ19に転送する(45)。こ
の場合、揺動コントロ−ラ19は、ト−チ位置偏差分、
「揺動無」のときにはト−チ位置を、「揺動有」のとき
は揺動基点を、変更する。
Then, the data (torch position deviation) of the output register is transferred to the rocking controller 19 (45). In this case, the oscillating controller 19 is equivalent to the torch position deviation,
The torch position is changed when there is no swing, and the swing base point is changed when there is swing.

【0124】位置ずれ量の算出(44)に進んだときに
領域パタ−ンNo.デ−タが「領域パタ−ンNo.2」
であった場合には、コンピュ−タ26aは、受信した、
開先位置レジスタRGCのデ−タ(教示領域P7の対応
領域の位置)を溶接ト−チ1の座標軸系のx位置x7お
よびz位置z7に変換し、受信したト−チ位置レジスタ
RTPのデ−タを参照して、対応領域i(i=1,2又
は3)の画面上位置を溶接ト−チ1の座標軸系のx値x
iおよびz値ziに変換し、これらと上記x位置x7お
よびz位置z7とのそれぞれの位置差xd7/iおよび
zd7/iを算出し、これらの、Pi/P7位置差レジ
スタの位置差xdP7/Pi,zdP7/Piに対する
ずれ量(ト−チ位置偏差)を算出し、出力レジスタに書
込む。そして出力レジスタのデ−タ(ト−チ位置偏差)
を揺動コントロ−ラ19に転送する(45)。この場
合、揺動コントロ−ラ19は、ト−チ位置偏差分、「揺
動無」のときにはト−チ位置を、「揺動有」のときは揺
動基点を、変更する。
When the process proceeds to the calculation (44) of the positional deviation amount, the area pattern No. The data is "area pattern No. 2"
If so, the computer 26a receives,
The data of the groove position register RGC (the position of the corresponding region of the teaching region P7) is converted into the x position x7 and the z position z7 of the coordinate axis system of the welding torch 1, and the data of the received torch position register RTP is converted. The x-value x of the coordinate axis system of the welding torch 1 for the position on the screen of the corresponding area i (i = 1, 2 or 3)
i and z values zi are converted, position differences xd7 / i and zd7 / i between these and the above x position x7 and z position z7 are calculated, and these position differences xdP7 / in the Pi / P7 position difference register are calculated. A deviation amount (torch position deviation) with respect to Pi and zdP7 / Pi is calculated and written in the output register. Output register data (torch position deviation)
Is transferred to the rocking controller 19 (45). In this case, the swing controller 19 changes the torch position when "no swing" and the swing base point when "swing" by the torch position deviation.

【0125】位置ずれ量の算出(44)に進んだときに
領域パタ−ンNo.デ−タが「領域パタ−ンNo.3」
であった場合には、コンピュ−タ26aは、受信した領
域No.に対応して、それがP8対応領域を示すもので
あると、開先位置レジスタRGCのデ−タ(教示領域P
8の対応領域の位置)を溶接ト−チ1の座標軸系のx位
置x8およびz位置z8に変換し、受信したト−チ位置
レジスタRTPのデ−タを参照して、対応領域i(i=
1,2又は3)の画面上位置を溶接ト−チ1の座標軸系
のx値xiおよびz値ziに変換し、これらと上記x位
置x8およびz位置z8とのそれぞれの位置差xd8/
iおよびzd8/iを算出し、これらの、Pi/P8位
置差レジスタの位置差xdP8/Pi,zdP8/Pi
に対するずれ量(ト−チ位置偏差)を算出し、出力レジ
スタに書込む。そして出力レジスタのデ−タ(ト−チ位
置偏差)を揺動コントロ−ラ19に転送する(45)。
この場合、揺動コントロ−ラ19は、ト−チ位置偏差
分、「揺動無」のときにはト−チ位置を、「揺動有」の
ときは揺動基点を、変更する。
When the process proceeds to the calculation (44) of the positional deviation amount, the area pattern No. The data is "area pattern No. 3".
, The computer 26a receives the received area number. If it indicates the P8 corresponding area, the data of the groove position register RGC (the teaching area P
8 of the corresponding area) to the x position x8 and the z position z8 of the coordinate system of the welding torch 1, and referring to the received data of the torch position register RTP, the corresponding area i (i =
1, 2 or 3) on the screen is converted into an x value xi and az value zi of the coordinate axis system of the welding torch 1, and a positional difference xd8 / between the x value xi and the z value z8.
i and zd8 / i are calculated, and the position differences xdP8 / Pi and zdP8 / Pi of the Pi / P8 position difference registers are calculated.
The deviation amount (torch position deviation) with respect to is calculated and written in the output register. Then, the data (torch position deviation) of the output register is transferred to the swing controller 19 (45).
In this case, the swing controller 19 changes the torch position when "no swing" and the swing base point when "swing" by the torch position deviation.

【0126】「領域パタ−ンNo.3」の場合でも、受
信した領域No.がP9対応領域を示すものであると、
開先位置レジスタRGCのデ−タ(教示領域P9の対応
領域の位置)を溶接ト−チ1の座標軸系のx位置x9お
よびz位置z9に変換し、受信したト−チ位置レジスタ
RTPのデ−タを参照して、対応領域i(i=1,2又
は3)の画面上位置を溶接ト−チ1の座標軸系のx値x
iおよびz値ziに変換し、これらと上記x位置x9お
よびz位置z9とのそれぞれの位置差xd9/iおよび
zd9/iを算出し、これらの、Pi/P9位置差レジ
スタの位置差xdP9/Pi,zdP9/Piに対する
ずれ量(ト−チ位置偏差)を算出し、出力レジスタに書
込む。そして出力レジスタのデ−タ(ト−チ位置偏差)
を揺動コントロ−ラ19に転送する(45)。この場
合、揺動コントロ−ラ19は、ト−チ位置偏差分、「揺
動無」のときにはト−チ位置を、「揺動有」のときは揺
動基点を、変更する。
Even in the case of "area pattern No. 3", the received area No. Is a P9 corresponding area,
The data of the groove position register RGC (the position of the corresponding area of the teaching area P9) is converted into the x position x9 and the z position z9 of the coordinate axis system of the welding torch 1, and the received data of the torch position register RTP is converted. The x-value x of the coordinate axis system of the welding torch 1 by referring to the
i and z values zi are converted, position differences xd9 / i and zd9 / i between these and the x position x9 and z position z9 are calculated, and these position differences xdP9 / in the Pi / P9 position difference register are calculated. The deviation amount (torch position deviation) with respect to Pi, zdP9 / Pi is calculated and written in the output register. Output register data (torch position deviation)
Is transferred to the rocking controller 19 (45). In this case, the swing controller 19 changes the torch position when "no swing" and the swing base point when "swing" by the torch position deviation.

【0127】以上のようにずれ量を算出してそれを揺動
コントロ−ラ19に転送すると倣いコントロ−ラ26の
コンピュ−タ26aは、位置検出器25がまた位置検出
を行なってレディを報知して来るのを待って、すなわ
ち、先に報知して来たレディがビジイ(位置検出処理
中)に変化し、そしてまたレディ(位置検出デ−タ生
成)に変化するのを待つ(46−41)。そしてビジイ
からレディに切換わると、上述の「デ−タ転送要求」
(42)〜「ずれ量の転送」(45)を実行する。
When the displacement amount is calculated and transferred to the swing controller 19 as described above, the position detector 25 detects the position again in the computer 26a of the copying controller 26 and notifies the ready. Waiting until the ready is notified, that is, waiting for the ready-notified ready to change to busy (position detection processing) and to ready (position detection data generation) again (46- 41). Then, when switching from busy to ready, the above "data transfer request"
(42) to "transfer of shift amount" (45) are executed.

【0128】次に、上述の溶接装置(図1,図2)を用
いた溶接実験の結果を記す。開先倣い制御中、撮像器3
の撮影画像デ−タは、約2秒の周期で、ト−チ揺動駆動
の場合には、ト−チが揺動基点にあるときのタイミング
信号Pt=Hに同期して位置検出器25に読込んだ。し
たがって位置検出器25の位置検出(図3〜図5)の実
行周期ならびに倣いコントロ−ラ26の倣い制御周期も
約2秒である。倣い制御中は撮像器3のビデオ信号をV
TRにて記録した。実験供試材は、次の通りである。
Next, the results of welding experiments using the above-mentioned welding apparatus (FIGS. 1 and 2) will be described. Image capture device 3 during groove tracking control
In the case of the torch swing drive, the photographed image data of No. 1 is synchronized with the timing signal Pt = H when the torch is at the swing base point, and the position detector 25 Read in. Therefore, the execution period of the position detection of the position detector 25 (FIGS. 3 to 5) and the scanning control period of the scanning controller 26 are also about 2 seconds. During the scanning control, the video signal of the image pickup device 3 is changed to V
Recorded at TR. The test materials are as follows.

【0129】−溶接対象1− 図17に示す、すみ肉開先4。下鋼板は、y方向長さL
=1000mm,z方向板厚T=15mm。上鋼板のy
方向長さも1000mm。レール5は、開先4に平行な
直線に対して、そのy方向1000mmにつきx方向1
0mm,z方向10mmの割合で傾斜した態様で、下鋼
板上に載置した。
-Welding Target 1- Fillet groove 4 shown in FIG. The lower steel plate has a length L in the y direction.
= 1000 mm, z-direction plate thickness T = 15 mm. Y of upper steel plate
The direction length is 1000 mm. The rail 5 has a straight line parallel to the groove 4 and has an x-direction of 1 per 1000 mm in the y-direction.
It was placed on the lower steel plate in a state of being inclined at a ratio of 0 mm and 10 mm in the z direction.

【0130】−溶接対象2− 図18に示す、重ねすみ肉開先4。上,下鋼板共に、y
方向長さL=1000mm,z方向板厚T=3mm。レ
ール5は、開先4に平行な直線に対して、そのy方向1
000mmにつきx方向10mm,z方向10mmの割
合で傾斜した態様で、下鋼板上に載置した。
-Welding Target 2-The lap fillet groove 4 shown in FIG. For both upper and lower steel plates, y
Direction length L = 1000 mm, z-direction plate thickness T = 3 mm. The rail 5 has a y-direction 1 with respect to a straight line parallel to the groove 4.
It was placed on the lower steel plate in a manner inclined at a rate of 10 mm in the x direction and 10 mm in the z direction per 000 mm.

【0131】−溶接対象3− 図19に示す、V型開先4。左右鋼板WL,WRのy方
向長さL=1000mm,x方向幅W=400mm,z
方向板厚T=15mm,開先角度θ=40°,溶接スタ
ート側ルートギャップG=6mm,溶接エンド側ルート
ギャップG=10mm。レール5は、開先4に平行な直
線に対して、そのy方向1000mmにつきx方向10
mm,z方向10mmの割合で傾斜した態様で、鋼板上
に載置した。
-Welding Target 3-V-shaped groove 4 shown in FIG. Left and right steel plates WL and WR have a y-direction length L = 1000 mm, an x-direction width W = 400 mm, z
Direction plate thickness T = 15 mm, groove angle θ = 40 °, welding start side route gap G = 6 mm, welding end side route gap G = 10 mm. The rail 5 is 10 mm in the x direction for every 1000 mm in the y direction with respect to the straight line parallel to the groove 4.
It was placed on a steel plate in a manner inclined at a ratio of 10 mm in the mm and z directions.

【0132】−溶接対象4− 図20に示す左,右鋼板WL,WR間のレ形開先4。
左,右鋼板WL,WRのy方向長さL=1000mm,
x方向幅W=400mm,z方向板厚T=15mm,左
鋼板WLの開先角度θ=35°,溶接スタート側ルート
ギャップG=6mm,溶接エンド側ルートギャップG=
10mmで、レール5は、開先4に平行な直線に対し
て、そのy方向1000mmにつきx方向10mm,z
方向10mmの割合で傾斜した態様で、鋼板上に載置し
た。
-Welding target 4-A rectangular groove 4 between the left and right steel plates WL and WR shown in FIG.
Left and right steel plates WL, WR y-direction length L = 1000 mm,
x-direction width W = 400 mm, z-direction plate thickness T = 15 mm, groove angle θ of left steel plate WL = 35 °, welding start side route gap G = 6 mm, welding end side route gap G =
At 10 mm, the rail 5 has a straight line parallel to the groove 4 with respect to 1000 mm in the y direction, 10 mm in the x direction and z
It was placed on a steel plate in a manner inclined at a rate of 10 mm in the direction.

【0133】−溶接対象5− 図21に示す、左,右鋼板WL,WR間の仕口開先4。
左,右鋼板WL,WRのy方向長さL=1000mm,
x方向幅W=400mm,z方向板厚T=15mm,左
鋼板WLの開先角度θ=30°,溶接スタート側ルート
ギャップG=6mm,溶接エンド側ルートギャップG=
10mmで、レール5は、開先4に平行な直線に対し
て、そのy方向1000mmにつきx方向10mm,z
方向10mmの割合で傾斜した態様で、鋼板上に載置し
た。
-Welding target 5-The joint groove 4 between the left and right steel plates WL and WR shown in FIG.
Left and right steel plates WL, WR y-direction length L = 1000 mm,
Width in x direction W = 400 mm, thickness in z direction T = 15 mm, groove angle θ of left steel plate WL = 30 °, welding start side route gap G = 6 mm, welding end side route gap G =
At 10 mm, the rail 5 has a straight line parallel to the groove 4 with respect to 1000 mm in the y direction, 10 mm in the x direction and z
It was placed on a steel plate in a manner inclined at a rate of 10 mm in the direction.

【0134】溶接は、次の表3に示す条件にて1パス実
施した。
Welding was carried out for one pass under the conditions shown in Table 3 below.

【0135】[0135]

【表3】 [Table 3]

【0136】溶接状態は、倣い制御中の撮像器3のビデ
オ信号をVTRにて記録したビデオテープを、溶接後に
コマ送りで再生し、モニタTV画面にスケールを当て肉
眼でワイヤ位置と開先位置を計測し位置差をスケ−ルフ
ァクタに従って実距離に換算し、開先中央に対するワイ
ヤ先端の最大左右倣いズレが±1mm以内を左右(x方
向)倣い良好と評価した。また、ト−チ下端とワイヤ先
端距離が実距離に換算し25mm±2mm以内を上下
(z方向)倣い良好と評価した。ワイヤ先端の揺動幅を
実距離に換算して、「G−1」mmから「G−2」mm
を幅倣い良好と評価した。
In the welding state, a video tape in which the video signal of the image pickup device 3 under the copying control is recorded by the VTR is reproduced by frame advance after welding, the scale is applied to the monitor TV screen and the wire position and the groove position are visually observed. Was measured and the position difference was converted into an actual distance according to the scale factor, and the maximum lateral displacement of the wire tip with respect to the groove center within ± 1 mm was evaluated as good lateral scanning (x direction). Further, when the distance between the lower end of the torch and the tip of the wire is converted into an actual distance and within 25 mm ± 2 mm, the upper and lower (z direction) copying was evaluated as good. Converting the swing width of the wire tip to the actual distance, "G-1" mm to "G-2" mm
Was evaluated as good in width.

【0137】評価結果を次の表4に示す。表4上の丸印
が良好を意味する。
The evaluation results are shown in Table 4 below. The circles in Table 4 mean good.

【0138】[0138]

【表4】 [Table 4]

【0139】従来の、ビデオ信号を2値化して、2値デ
−タに基づいて開先位置又はア−ク位置を算出する位置
検出によれば、アーク光の輝度変動が少ないAr−CO
2の高溶接電流ではP4〜P9の領域内の溶融プ−ルの
位置を認識でき、左右倣いおよび上下倣い制御ができ
た。しかし、アーク光の輝度変動が大きなCO2溶接で
は、P4〜P9の領域内の溶融プ−ルの位置認識エラ−
が多く、左右倣いおよび上下倣い制御が不安定であっ
た。上述の本発明の開先倣い装置によれば、領域パタ−
ンNo.4又は5の、開先対応物の像を含む教示領域P
4〜P9の位置(基準値)に対する、検索した対応領域
の位置(検出値)の差に従った左右倣いおよび上下倣い
の精度および信頼性が高く、また、領域パタ−ンNo.
1,2又は3の、ワイヤ下端,ワイヤ主部又はト−チ下
端の像を含む領域(教示領域P1〜P3の対応領域)
と、開先対応物の像を含む領域(教示領域P4〜P9の
対応領域)の摘出と、それらの領域の位置差に従った左
右倣いおよび上下倣いならびに開先幅倣いの精度および
信頼性が高い。
According to the conventional position detection in which the video signal is binarized and the groove position or the arc position is calculated based on the binary data, the Ar-CO in which the brightness variation of the arc light is small.
With the high welding current of 2 , the position of the molten pool in the region of P4 to P9 can be recognized, and the horizontal scanning and the vertical scanning control can be performed. However, in CO 2 welding in which the brightness variation of the arc light is large, the position recognition error of the molten pool in the region of P4 to P9 is detected.
However, the left-right copying and the vertical copying control were unstable. According to the groove copying apparatus of the present invention described above, the area pattern is formed.
No. Teaching area P including the image of the groove corresponding to 4 or 5
The accuracy and reliability of the horizontal scanning and the vertical scanning according to the difference of the position (detected value) of the searched corresponding area with respect to the position (reference value) of 4 to P9 are high, and the area pattern No.
An area including the image of the wire lower end, the wire main portion, or the torch lower end of 1, 2, or 3 (corresponding area of the teaching areas P1 to P3)
And extraction of a region including the image of the groove corresponding object (corresponding region of the teaching regions P4 to P9), and accuracy and reliability of left and right scanning and vertical scanning and groove width scanning according to the positional difference between these regions. high.

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

【図1】 本発明の一実施例の外観を示し、(a)は平
面図、(b)は正面図である。
FIG. 1 is an external view of an embodiment of the present invention, (a) is a plan view and (b) is a front view.

【図2】 図1に示す実施例の電気系システムを示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an electric system of the embodiment shown in FIG.

【図3】 図2に示す位置検出器25のコンピュ−タ2
5aの位置検出処理APDの一部を示すフロ−チャ−ト
である。
3 is a computer 2 of the position detector 25 shown in FIG.
5a is a flowchart showing a part of the position detection processing APD of 5a.

【図4】 図2に示す位置検出器25のコンピュ−タ2
5aの位置検出処理APDの他の一部を示すフロ−チャ
−トである。
4 is a computer 2 of the position detector 25 shown in FIG.
5a is a flowchart showing another part of the position detection processing APD of 5a.

【図5】 図2に示す位置検出器25のコンピュ−タ2
5aの位置検出処理APDの残部を示すフロ−チャ−ト
である。
5 is a computer 2 of the position detector 25 shown in FIG.
5a is a flowchart showing the remaining part of the position detection processing APD of 5a.

【図6】 図2に示す倣いコントロ−ラ26の倣い制御
FDCの概要を示すフロ−チャ−トである。
6 is a flowchart showing an outline of a copying control FDC of the copying controller 26 shown in FIG.

【図7】 (a)は、図1に示す溶接ト−チ1の、すみ
肉溶接中の溶接対象材に対する姿勢を示す簡略化した斜
視図、(b)は正面図である。
7 (a) is a simplified perspective view showing a posture of the welding torch 1 shown in FIG. 1 with respect to a welding target material during fillet welding, and FIG. 7 (b) is a front view.

【図8】 図1に示す撮像器3の、すみ肉溶接中の撮影
画面を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a photographing screen of the image pickup device 3 shown in FIG. 1 during fillet welding.

【図9】 図1に示す撮像器3の、すみ肉溶接中の撮影
画面を示す平面図であり、図8に示す画像を撮影してい
るときの位置から溶接ト−チ1が、溶接方向Ayの方向
から見て右側にずれたときの撮影画面を示す。
9 is a plan view showing a photographing screen of the image pickup device 3 shown in FIG. 1 during fillet welding, in which the welding torch 1 is set in the welding direction from the position when the image shown in FIG. 8 is taken. The photographing screen when it shifts to the right when viewed from the direction of Ay is shown.

【図10】 図1に示す撮像器3の、すみ肉溶接中の撮
影画面を示す平面図であり、図8に示す画像を撮影して
いるときの位置から溶接ト−チ1が、溶接方向Ayの方
向から見て左側にずれたときの撮影画面を示す。
10 is a plan view showing a photographing screen of the image pickup device 3 shown in FIG. 1 during fillet welding, in which the welding torch 1 is in the welding direction from the position when the image shown in FIG. 8 is taken. The photographing screen when it shifts to the left side when viewed from the direction of Ay is shown.

【図11】 図1に示す撮像器3の、すみ肉溶接中の撮
影画面を示す平面図であり、図8に示す画像を撮影して
いるときの位置から溶接ト−チ1が、溶接方向Ayの方
向から見て左上側にずれたときの撮影画面を示す。
11 is a plan view showing a photographing screen of the image pickup device 3 shown in FIG. 1 during fillet welding, in which the welding torch 1 is set in the welding direction from the position when the image shown in FIG. 8 is taken. The photographing screen when it shifts to the upper left side when viewed from the Ay direction is shown.

【図12】 図1に示す撮像器3の、すみ肉溶接中の撮
影画面を示す平面図であり、図8に示す画像を撮影して
いるときの位置から溶接ト−チ1が、溶接方向Ayの方
向から見て右下側にずれたときの撮影画面を示す。
12 is a plan view showing a photographing screen of the image pickup device 3 shown in FIG. 1 during fillet welding, in which the welding torch 1 is set in the welding direction from the position when the image shown in FIG. 8 is taken. The photographing screen when it shifts to the lower right side when viewed from the direction of Ay is shown.

【図13】 図1に示す撮像器3の、重ねすみ肉溶接中
の撮影画面を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a photographing screen of the image pickup device 3 shown in FIG. 1 during lap fillet welding.

【図14】 図1に示す撮像器3の、V型開先を溶接中
の撮影画面を示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing a photographing screen of the image pickup device 3 shown in FIG. 1 during welding of a V-shaped groove.

【図15】 図1に示す撮像器3で撮影し図2に示す教
示メモリ25cに書込んでいる、教示領域の各画素の教
示デ−タが表わす輝度(横軸)と、その後撮像器3で撮
影し図2に示す一時メモリ25bに書込んだ、教示領域
に対応する領域の対応画素の画像デ−タが表わす輝度
(縦軸)の分布を示すグラフである。
15 is a luminance (horizontal axis) represented by the teaching data of each pixel in the teaching area, which is photographed by the imaging device 3 shown in FIG. 1 and written in the teaching memory 25c shown in FIG. 3 is a graph showing a distribution of luminance (vertical axis) represented by image data of corresponding pixels in a region corresponding to a teaching region, which is photographed in FIG. 2 and written in the temporary memory 25b shown in FIG.

【図16】 図8,図13および図14に示す教示領域
P1〜P9を示す拡大平面図である。
16 is an enlarged plan view showing teaching areas P1 to P9 shown in FIGS. 8, 13 and 14. FIG.

【図17】 すみ肉溶接対象材を示し、(a)は平面
図、(b)は右側面図である。
FIG. 17 shows a fillet welding target material, in which (a) is a plan view and (b) is a right side view.

【図18】 重ねすみ肉溶接対象材を示し、(a)は平
面図、(b)は右側面図である。
FIG. 18 is a view showing a material to be overlaid with fillet welding, in which (a) is a plan view and (b) is a right side view.

【図19】 V型開先の溶接対象材を示し、(a)は平
面図、(b)は右側面図である。
FIG. 19 shows a welding target material of V-shaped groove, (a) is a plan view and (b) is a right side view.

【図20】 レ型開先の溶接対象材を示し、(a)は平
面図、(b)は右側面図である。
FIG. 20 is a view showing a material to be welded in a die groove, (a) is a plan view and (b) is a right side view.

【図21】 仕口開先の溶接対象材を示し、(a)は平
面図、(b)は右側面図である。
FIG. 21 is a view showing a material to be welded at a joint groove, where (a) is a plan view and (b) is a right side view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:溶接ト−チ 2:溶接ワイヤ 3:撮像器 4:開先 5:レ−ル 6:走行台車 9:ト−チ支持軸 10:スライドア−ム 11:xスライドロック摘子 12:回動ア−ム 13:y回転ロック摘子 14:ト−チ固定ブロッ
ク 15:ピン 16:x回転ロック摘子 17:カメラ支持ア−ム 18:光フィルタ WR:右鋼板 WL:左鋼板 Ay:溶接方向(溶接中の台車走行方向) 31:溶接ト−チの下端像 32:ワイヤ主部の像 33:ア−ク像 34:開先像 35:溶融プ−ル像 35t:溶融プ−ル像の
先端 P1〜P9:教示領域
1: Welding torch 2: Welding wire 3: Imaging device 4: Groove 5: Rail 6: Traveling carriage 9: Torch support shaft 10: Slide arm 11: x slide lock knob 12: Times Motion arm 13: y rotation lock knob 14: torch fixing block 15: pin 16: x rotation lock knob 17: camera support arm 18: optical filter WR: right steel plate WL: left steel plate Ay: welding Direction (Truck running direction during welding) 31: Lower end image of welding torch 32: Image of wire main part 33: Arc image 34: Groove image 35: Melt pool image 35t: Melt pool image Tip P1 to P9: Teaching area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−295146(JP,A) 特開 平7−214323(JP,A) 特開 平8−150475(JP,A) 特開 平10−113770(JP,A) 特開 平10−94872(JP,A) 特公 平3−56829(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/127 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-295146 (JP, A) JP-A-7-214323 (JP, A) JP-A-8-150475 (JP, A) JP-A-10- 113770 (JP, A) JP 10-94872 (JP, A) JP-B 3-56829 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 9/127

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】開先が延びるy方向に直交する方向に溶接
ト−チを駆動するト−チ駆動器,該溶接ト−チによる溶
接中の開先を撮影する2次元撮影器,その撮影画面上の
光像を表わす画像デ−タに基づいて開先の位置を算出す
る情報処理手段,算出した位置に対する溶接ト−チの位
置が設定位置となる方向に前記駆動器を介して溶接ト−
チを駆動する倣い制御器、を含む開先倣い装置におい
て、 前記情報処理手段は、前記2次元撮影器の撮影画面上
の、溶融プール像のy方向先端像領域およびその位置を
検索し、前記倣い制御器は、検索した位置に対して溶接
ト−チが設定位置となる方向に前記駆動器を介して溶接
ト−チを駆動する、ことを特徴とする開先倣い装置。
1. A torch driver for driving a welding torch in a direction orthogonal to the y direction in which a groove extends, a two-dimensional imager for photographing a groove being welded by the welding torch, and its image pickup. Information processing means for calculating the position of the groove on the basis of image data representing an optical image on the screen, welding torch position via the driver in a direction in which the position of the welding torch with respect to the calculated position becomes a set position. −
In a groove copying apparatus including a scanning controller for driving a chi, the information processing unit searches the image plane of the two-dimensional image capturing device for the y direction tip image region of the molten pool image and its position, The groove copying device, wherein the copying controller drives the welding torch via the driving device in a direction in which the welding torch becomes a set position with respect to the searched position.
【請求項2】前記2次元撮影器は溶接ト−チと連動し、
前記倣い制御器は、前記2次元撮影器の撮影画面上の、
前記情報処理手段が検索した位置が該画面上の設定位置
となる方向に溶接ト−チを駆動する、請求項1記載の開
先倣い装置。
2. The two-dimensional imager is linked with a welding torch,
The copying controller is arranged on the photographing screen of the two-dimensional photographing device,
The groove copying apparatus according to claim 1, wherein the welding torch is driven in a direction in which the position searched by the information processing unit becomes a set position on the screen.
【請求項3】開先が延びるy方向に直交する方向に溶接
ト−チを駆動するト−チ駆動器,該溶接ト−チによる溶
接中の開先を撮影する2次元撮影器,その撮影画面上の
光像を表わす画像デ−タに基づいて開先の位置を算出す
る情報処理手段,算出した位置に対する溶接ト−チの位
置が設定位置となる方向に前記駆動器を介して溶接ト−
チを駆動する倣い制御器、を含む開先倣い装置におい
て、 前記情報処理手段は、前記2次元撮影器の撮影画面上
の、溶融プール像のy方向先端像の、一部である第1領
域およびそれより開先を横切る方向にずれた第2領域な
らびに各領域の位置を検索し、前記倣い制御器は、それ
らの位置差に対応してそれが大きいと広く溶接ト−チの
揺動幅を変更する、ことを特徴とする開先倣い装置。
3. A torch driver for driving a welding torch in a direction orthogonal to the y direction in which the groove extends, a two-dimensional imager for photographing the groove being welded by the welding torch, and its image pickup. Information processing means for calculating the position of the groove on the basis of image data representing an optical image on the screen, welding torch position via the driver in a direction in which the position of the welding torch with respect to the calculated position becomes a set position. −
In the groove copying apparatus including a copying controller that drives a first end, the information processing unit is a first region that is a part of a y-direction tip image of a molten pool image on a photographing screen of the two-dimensional photographing device. And the positions of the second region and each region deviated in the direction across the groove from that, and the position of the respective regions is widened, and the scanning controller widens the swing width of the welding torch correspondingly to the position difference. A groove copying device characterized by changing the.
【請求項4】前記倣い制御器は、第1領域と第2領域の
位置に対して溶接ト−チが設定位置となる方向に前記駆
動器を介して溶接ト−チを駆動する、請求項3記載の開
先倣い装置。
4. The copying controller drives the welding torch via the driver in a direction in which the welding torch becomes a set position with respect to the positions of the first region and the second region. 3. The groove copying device described in 3.
【請求項5】前記情報処理手段は、溶融プール像のy方
向先端領域の画像デ−タを書込むための教示メモリ;前
記2次元撮影器の撮影画面の画像デ−タを書込む一時メ
モリ;および、該一時メモリの一画面の画像デ−タの、
前記教示メモリの画像デ−タと相関が高い対応領域およ
びその位置を検索する検索手段;を含む、請求項1,請
求項2,請求項3又は請求項4記載の開先倣い装置。
5. The information processing means is a teaching memory for writing image data of a tip region in the y direction of a molten pool image; a temporary memory for writing image data of a photographing screen of the two-dimensional photographing device. And of the image data of one screen of the temporary memory,
5. The groove copying device according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, including a search means for searching a corresponding area having a high correlation with the image data in the teaching memory and its position.
【請求項6】前記2次元撮影器は、溶接ア−ク光を減光
し溶融プ−ルの発光は透過するフィルタを装備したCC
Dカメラである、請求項1,請求項2,請求項3,請求
項4又は請求項5記載の開先倣い装置。
6. A CC equipped with a filter, wherein the two-dimensional photographing device is equipped with a filter for dimming a welding arc light and transmitting a light emitted from a molten pool.
The groove copying apparatus according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5, which is a D camera.
【請求項7】開先が延びるy方向に直交する方向に溶接
ト−チを駆動するト−チ駆動器,該溶接ト−チによる溶
接中の開先を撮影する2次元撮影器,その撮影画面上の
光像を表わす画像デ−タに基づいて溶接対象に対する溶
接作用手段の位置を算出する情報処理手段、および、算
出した位置が設定位置となる方向に前記駆動器を介して
溶接ト−チを駆動する倣い制御器、を含む開先倣い装置
において、 前記情報処理手段は、前記2次元撮影器の撮影画面上
の、溶融プール像のy方向先端に対する溶接作用手段の
像位置を算出し、前記倣い制御器は算出した位置が設定
位置となる方向に前記駆動器を介して溶接ト−チを駆動
する、ことを特徴とする開先倣い装置。
7. A torch driver for driving a welding torch in a direction orthogonal to the y direction in which the groove extends, a two-dimensional imager for photographing the groove being welded by the welding torch, and its image pickup. Information processing means for calculating the position of the welding action means with respect to the object to be welded based on the image data representing the optical image on the screen, and the welding tool via the driver in the direction in which the calculated position becomes the set position. In a groove copying apparatus including a copying controller for driving a chi, the information processing means calculates an image position of the welding acting means with respect to a y-direction tip of a molten pool image on a photographing screen of the two-dimensional photographing device. The groove copying apparatus, wherein the copying controller drives the welding torch via the driver in a direction in which the calculated position becomes a set position.
【請求項8】前記情報処理手段は、溶融プール像のy方
向先端を含む第1領域と、溶接作用手段の像の少くとも
一部を含む第2領域の画像デ−タを書込むための教示メ
モリ;前記2次元撮影器の撮影画面の画像デ−タを書込
む一時メモリ;該一時メモリの一画面の画像デ−タの、
前記教示メモリの第1領域および第2領域の画像デ−タ
と相関が高い第3領域および第4領域を検索する検索手
段;および、第3領域と第4領域の画面上の位置差を算
出する相対位置演算手段;を含み、前記倣い制御器は、
算出された位置差が設定値となる方向に前記駆動器を介
して溶接ト−チを駆動する;請求項7記載の開先倣い装
置。
8. The information processing means for writing image data of a first area including a tip of the molten pool image in the y direction and a second area including at least a part of an image of the welding action means. Teaching memory; a temporary memory for writing image data of a screen image of the two-dimensional imager; a screen image data of the temporary memory;
Retrieval means for retrieving the third region and the fourth region having a high correlation with the image data of the first region and the second region of the teaching memory; and calculating the positional difference on the screen between the third region and the fourth region. Relative position calculation means for
The groove copying apparatus according to claim 7, wherein the welding torch is driven via the driver in a direction in which the calculated position difference becomes a set value.
【請求項9】前記情報処理手段は、溶融プール像のy方
向先端を含む領域をx方向に分割した第1R領域および
第1L領域と、溶接作用手段の像の少くとも一部を含む
第2領域の画像デ−タを書込むための教示メモリ;前記
2次元撮影器の撮影画面の画像デ−タを書込む一時メモ
リ;該一時メモリの一画面の画像デ−タの、前記教示メ
モリの第1R領域,第1L領域および第2領域の画像デ
−タと相関が高い第3R領域,第3Lおよび第4領域を
検索する検索手段;および、第3R領域と第3L領域の
中間点と第4領域との画面上の位置差を算出する相対位
置演算手段;を含み、前記倣い制御器は、算出された位
置差が設定値となる方向に前記駆動器を介して溶接ト−
チを駆動する;請求項7記載の開先倣い装置。
9. The information processing means includes a first R area and a first L area obtained by dividing an area including a tip in the y direction of a molten pool image in the x direction, and a second area including at least a part of an image of the welding action means. Teaching memory for writing the image data of the area; Temporary memory for writing the image data of the photographing screen of the two-dimensional imaging device; Of the teaching memory of the image data of one screen of the temporary memory Retrieval means for retrieving the third R region, the third L region, and the fourth region, which have a high correlation with the image data of the first R region, the first L region, and the second region; and the intermediate point between the third R region and the third L region and the first region. Relative position calculating means for calculating a positional difference on the screen with respect to the four areas; and the scanning controller via the driver in a direction in which the calculated positional difference becomes a set value.
The groove copying device according to claim 7, which drives a groove.
【請求項10】前記検索手段は、第3R領域と第3L領
域のx方向位置差を算出して前記倣い制御器に与え、該
倣い制御器は該位置差に対応してそれが増大すると台車
の走行速度を低く溶接ト−チの揺動幅を広く変更し該位
置差が減少すると走行速度を高く溶接ト−チの揺動幅を
狭く変更する、請求項9記載の開先倣い装置。
10. The search means calculates a position difference in the x direction between a third R region and a third L region and gives it to the copying controller, and the copying controller increases the truck's trolley as the position difference increases. 10. The groove copying apparatus according to claim 9, wherein the traveling speed of the welding torch is changed to a wide range and the swing width of the welding torch is changed to a wide range, and when the positional difference is reduced, the traveling speed is increased to change a swing range of the welding torch to a narrow range.
【請求項11】溶接作用手段は、溶接ア−ク,それを発
生する溶接ワイヤ、および、溶接ワイヤを保持する溶接
ト−チ、の少くとも一者である、請求項7,請求項8,
請求項9又は請求項10記載の開先倣い装置。
11. The welding action means is at least one of a welding arc, a welding wire for generating the welding arc, and a welding torch for holding the welding wire.
The groove copying device according to claim 9 or 10.
【請求項12】前記2次元撮影器は、溶接ア−ク光を減
光し溶融プ−ルの発光は透過するフィルタを装備したC
CDカメラである、請求項11記載の開先倣い装置。
12. The two-dimensional imaging device is equipped with a filter C which is equipped with a filter for dimming the welding arc light and transmitting the light emitted from the molten pool.
The groove copying apparatus according to claim 11, which is a CD camera.
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