JP6798388B2 - 部材の溶接位置検出装置、及び、部材の溶接位置検出方法 - Google Patents
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また、部材の溶接位置を検出する場合、仮想座標面上で取得された部材の当接面の形状を表す座標の集合における最大値と最小値との平均から溶接位置を検出する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、部材の形状や当接面の表面状態によっては最適な溶接位置を検出することができない。
画像撮像部は、複数の部材の画像を部材の当接面(111,121)に沿う方向から撮像可能に設けられる。
座標取得部は、画像撮像部が出力する画像に基づいて仮想座標面上における当接面の位置座標を取得する。
第一演算部は、座標取得部によって取得される当接面の位置座標に基づく最小二乗法によって複数の部材のそれぞれの当接面の形状を表す複数のn次曲線(n≧2)を演算する。
第二演算部は、第一演算部によって演算される複数のn次曲線の交点に基づいて溶接位置を演算する。
画像撮像工程では、複数の部材の画像を部材の当接面に沿う方向から撮像する。
座標取得工程では、画像撮像工程において撮像された画像に基づいて仮想座標面上における部材の当接面の位置座標を取得する
第一演算工程では、座標取得工程において取得された部材の当接面の位置座標に基づく最小二乗法によって複数の部材のそれぞれの当接面の形状を表す複数のn次曲線(n≧2)を演算する。
第二演算工程では、第一演算工程において演算された複数のn次曲線の交点に基づいて溶接位置を演算する。
(一実施形態)
一実施形態による「部材の溶接位置検出装置」としての溶接装置1は、二つの線状部材を溶接する装置であって、例えば、二つの「部材」としての線状部材11,12から熱電対10を形成するために用いられる。
熱電対10は、図2(b)に示すように、線状部材11,12、充填剤13、及び、筒状部材14を有する。
線状部材11,12は、筒状部材14に収容されている。線状部材11,12は、異なる金属から形成されている。線状部材11,12は、長手方向に対して垂直な断面が、図2(b)に示すように、略円形状となるよう形成されている。線状部材11,12の一端は、図1に示すように、筒状部材14から突出するよう設けられている。
充填剤13は、線状部材11,12と筒状部材14との間において筒状部材14内を充填するよう設けられている。充填剤13は、例えば、無機の絶縁材料から形成され、線状部材11,12と筒状部材14との絶縁状態を維持する。
溶接装置1は、支持部20,「画像撮像部」としてのカメラ25、ライト31,32、溶接用レーザ35、及び、制御部40を備える。
白と黒との二階調に変換された画像は、特定の位置に原点を有しx軸とx軸に直交するy軸との仮想座標上に配置される。本実施形態では、原点は、x軸上及びy軸上に線状部材11,12が位置しないよう設定される。
次に、S104において、図7に示すように、y座標をy座標y2に一定とした走査線Scy+2に沿ってx軸のプラス方向に画像を走査し、画像の明暗に関する情報を取得する。
次に、S105において、変化点のx座標x2とy座標y2とを線状部材11の側面111の位置座標として取得し、メモリ42に格納する。
次に、S110において、変化点のx座標x7とy座標y7とを線状部材12の側面121の位置座標として取得し、メモリ42に格納する。
次に、S111において、位置座標のx座標の最大値が不変であるか否かを判定する。
次に、S114において、図8に示すように、y座標をy座標y12に一定とした走査線Scy+12に沿ってx軸のプラス方向に画像を走査し、画像の明暗に関する情報を取得する。
次に、S115において、変化点のx座標x12とy座標y12とを線状部材11の側面111の位置座標として取得し、メモリ42に格納する。
次に、S120において、変化点のx座標x17とy座標y17とを線状部材12の側面121の位置座標として取得し、メモリ42に格納する。
次に、S121において、位置座標のx座標の最小値が不変であるか否かを判定する。
上述の実施形態では、形状演算部は、線状部材の側面形状を表す近似曲線として二次曲線を演算するとしたが、形状演算部が演算する曲線はこれに限定されない。三次以上の高次の曲線であってもよい。
11,12・・・線状部材(部材)
111,121・・・側面(当接面)
25・・・カメラ(画像撮像部)
41・・・座標取得部
43・・・形状演算部(第一演算部)
44・・・位置演算部(第二演算部)
Claims (9)
- 複数の部材(11,12)を溶接可能な溶接位置を検出する部材の溶接位置検出装置であって、
複数の前記部材の画像を前記部材の当接面(111,121)に沿う方向から撮像可能に設けられ、当該画像を出力可能な画像撮像部(25)と、
前記画像撮像部が出力する前記画像に基づいて仮想座標面上における前記当接面の位置座標を取得する座標取得部(41)と、
前記座標取得部によって取得される前記当接面の位置座標に基づく最小二乗法によって複数の前記部材のそれぞれの前記当接面の形状を表す複数のn次曲線(n≧2)を演算する第一演算部(43)と、
前記第一演算部によって演算される複数の前記n次曲線の交点に基づいて前記溶接位置を演算する第二演算部(44)と、
を備える部材の溶接位置検出装置。 - 前記座標取得部は、前記画像を二値化し、前記仮想座標面上における前記画像の明度が所定の値以下、または、所定の値以上となる点である明度の変化点の座標を前記当接面の位置座標として取得する請求項1に記載の部材の溶接位置検出装置。
- 前記座標取得部は、前記仮想座標面上の位置をx軸におけるx座標及び前記x軸に直交するy軸におけるy座標で表す場合、前記x軸または前記y軸に沿って前記画像を走査する請求項1または2に記載の部材の溶接位置検出装置。
- 前記座標取得部が前記x軸に沿って前記画像を走査するとき前記当接面の位置座標のx座標が最大値または最小値のまま不変の場合、または、前記y軸に沿って前記画像を走査するとき前記当接面の位置座標のy座標が最大値または最小値のまま不変の場合、当該最大値または最小値となるときまでの位置座標の集合を一つのブロックとして記憶する記憶部(42)をさらに備え、
前記第一演算部は、一の前記部材が有する前記当接面の位置座標を含む前記記憶部に記憶されている複数のブロックの位置座標に基づく最小二乗法によって前記n次曲線を演算する請求項3に記載の部材の溶接位置検出装置。 - nは、2である請求項1〜4のいずれか一項に記載の部材の溶接位置検出装置。
- 複数の部材(11,12)を溶接可能な溶接位置を検出する部材の溶接位置検出方法であって、
複数の前記部材の画像を前記部材の当接面(111,121)に沿う方向から撮像する画像撮像工程(S101)と、
前記画像撮像工程において撮像された前記画像に基づいて仮想座標面上における前記当接面の位置座標を取得する座標取得工程(S105,S110,S115,S120)と、
前記座標取得工程において取得された前記当接面の位置座標に基づく最小二乗法によって複数の前記部材のそれぞれの前記当接面の形状を表す複数のn次曲線(n≧2)を演算する第一演算工程(S125,S127)と、
前記第一演算工程において演算された複数の前記n次曲線の交点に基づいて前記溶接位置を演算する第二演算工程(S128)と、
を含む部材の溶接位置検出方法。 - 前記座標取得工程の前に、前記画像撮像工程において撮像された前記画像を二値化する画像処理工程をさらに含み、
前記座標取得工程において、前記仮想座標面上における前記画像の明度が所定の値以下、または、所定の値以上となる点である明度の変化点の座標を前記当接面の位置座標として取得する請求項6に記載の部材の溶接位置検出方法。 - 前記座標取得工程において、前記仮想座標面上の位置をx軸におけるx座標及び前記x軸に直交するy軸におけるy座標で表す場合、前記x軸または前記y軸に沿って前記画像を走査する請求項6または7に記載の部材の溶接位置検出方法。
- 前記座標取得工程において、前記x軸に沿って前記画像を走査するとき前記当接面の位置座標のx座標が最大値または最小値のまま不変の場合、または、前記y軸に沿って前記画像を走査するとき前記当接面の位置座標のy座標が最大値または最小値のまま不変の場合、当該最大値または最小値となるときまでの位置座標の集合を一つのブロックとして記憶する記憶工程をさらに含み、
前記第一演算工程において、一の前記部材が有する前記当接面の位置座標を含む前記記憶工程に記憶された複数のブロックの位置座標に基づく最小二乗法によって前記n次曲線を演算する請求項8に記載の部材の溶接位置検出方法。
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