JPH01142404A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被溶接材の溶接面に対し光学的なパターンを照
射した際に得られる画像に基づき、浴接すべき位置を検
出することに関する。

〔従来の技術〕

従来、溶接線位置検出については、米国特許第４６１６
１２１号に開示されている。

上記の文献に示されているシステムは、光切断像がガウ
ス分布していると仮定し、光切断像の走査線方向の光量
分布との相互相関を計算し、この相関の最大値をこの走
査線方向のヒツト位置として記憶する方法により検出領
域全限定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、光量とガウス分布の相互相関を計算し
、６走査線方向の最大値をとり出すものであった。この
方法によれば、アーク光が強い場合、画面内に明るい部
分ができ、ガウス分布との相関値は大きくなる。一方、
光切断像の明るさが減少すると相関値は小さくなる。従
ってアーク光が強い画像に暗い光切断像が重なると、走
査線方向の相関の最大値はアーク光の部分となシ、この
位置を光切断像の位置情報としてとりだしてし１う、と
いう問題があった。

本発明の目的は、アーク光の影＃＃ヲ避けて確実に光切
断像の存在する領域をとらえ、検出領域をこの部分に限
定することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、明るさの微分を計算し、Ｃの微分値が走査
線方向で局大、あるいは弱小となる座標位置を求めて光
切断像の位置情報としてとシだすことによシ達成される
。

〔作用〕

撮像素子の走査線の明るさの微分を計算し、この微分値
が局大となる点と１次に弱小となる点をと９だして位置
情報とすることによシ、溶接線を検出する領域を限定す
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図に従って説明する。

第２図は溶接ロボットの全体構成図を示したものである
。ロボット１にとシつけられた光学装置２によシ観測さ
れた画像は、画像処理装置３で処理される。ここでの処
理結果、すなわち溶接線位置情報は、ロボット制御装置
４に転送される。ロボット制御装置４は、処理結果をス
リット光の照射角度をもとに三角測量の方法を利用して
ロボット座標に変換し、溶接の目標位置としてメモリ内
に記憶し、あらかじめ教示された経路の補正を行い、溶
接トーチの倣い制御を行う。

第３図は、画像処理装置２０における画像データの流れ
を示したものである。ロボット１にと９つけられた光学
装置５は、光切断像の撮像を行う。

Ａ／Ｄ変換器６は光学装置５よシ送らする明るさに比例
したアナログビデオ信号をディジタル量に変換する。こ
のディジタル信号は微分処理回路によす微分演算され、
結果として得られる微分値は微分メモリに記憶される。

この微分メモリよりデータが読み出され後述するような
局大弱小演算処理が行なわれる。こめ結果得られる局大
弱小位置を微分アドレスメモリに記憶する。この微分ア
ドレスメモリに記憶された情報をもとに、溶接線を検出
する。

第４図は、微分演算処理及び局大弱小演算処理の手１１
１１示したものである。

光切断像（第４図の（ａ））は、走査線方向に背景工夛
急激に明るさを増し、ピークに達したあと急激に明るさ
が減少する。この様子は第４図の（ｂ）に示される。こ
のような変化をするため、その微分値は、第４図の（Ｃ
）に示すように、最初正方向にピークを持ち１次に負方
向にピークを持つ。よってこの正方向のピーク（Ｑ）と
負方向のピーク（Ｘ　）ｅとらえれば、その間に溶接線
が存在することになる。しかし、もとの背景の明るさが
一定でなく微妙に変動しているためすべての局大局小点
を取シ出すと多くの雑音が混じる。そこで適当な閾値を
定め、微分値が０よシその閾値以上変化している点のみ
を対象とする。このようにして求めた正負のピークをプ
ロットしたのが第４図の（ｄ）である。

局′大１弱小点アドレスの情報をもとに６走査線方向の
弱火アドレスと弱小アドレスの中心座標と、その幅であ
る嶽長を求める。そして求まった中心座標が同一直線上
にあるかどうかを判定し、条件を満たすものを連結して
第４図の（ｅ）のような線要素を抽出する。その際アー
ク光の局大局小点は。

中心座標が同一直線上にある。という判定条件を満たさ
ないため除去できる。次に重ね継手については得られた
上板、上板の側面、下板の３種の線群をもとに、上板の
側面と下板の交点を溶接線として検出する。隅肉継手に
ついては、得られた２種の線群の交点を求め、これを溶
接線として検出する。このようにして検出された様子を
第４図の（ｆ）に示す。

上述の局大弱小演算処理を第１図のフローチャートに従
い説明する。

まず微分メモリよシ微分値を読み出し、この走査線上で
局大点がすでに見つかっているかを判断する。これが図
のＦｌに示す処理である。

見つかっている場合、微分値と閾値との比較を行い（処
理Ｆ２）、閾値をこえている微分値に対しては局大値処
理Ｆ３ｅする。負の閾値より小さいものに対しては弱小
値処理Ｆ４ｔ−行う。その他の場合は、処理は行なわな
い。

局犬点が見つかっていない場合、処理Ｆ５に進み微分値
と閾値との比較を行い、負の閾値りり小さいものに対し
ては弱小値処理Ｆ７を、閾値をこえている微分値に対し
ては同大値処理Ｆ６を行う。

この処理を１本の走査線について行なったあと、同大値
と弱小値の間を１に、その他をＯとする。

局大値処理は第５図に示す如き処理であり１局小値処理
は第６図に示す如き処理である。

同大値処理は、第５図に示すように、微分値が記憶され
ている値以上の場合１同大値、局大値座標の更新を行い
、更新した局大値座標を微分アドレスメモリに記憶する
。

弱小値処理は、第６図に示すように、微分値が記憶され
ているＩＩａ以−ドの場合１局小値、弱小値座標の更新
を行い、更新した弱小値座標を微分アドレスメモリに記
憶する。以上のような処理を全画面について行う。

〔発明の効果〕

以上の説明のように、微分処理の後、局大１弱小点金と
らえることにより浴接線が存在する領域を限定すること
ができ、データが圧縮できる。アーク光のように明るさ
の変化が緩やかな雑音が除去さｎるため、正確に溶接線
の位置を検出できる。

という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における処理のフローチイート
図、第２図は溶接ロボットの全体構成図、第３図は本発
明の一実施例を示す図、第４図の（ａ）〜（ｆ）は局大
局小検出処理を用いた浴接線の検出方法を示す図である
。第５図は第１図の極大値処理を詳細に示す図、第６図
は第１図の極小値処理を詳細に示す図である。 ｌ・・・ロボット、３・・・画像処理装置、５・・・光
学装置。 第　ｊ　図 垢５０　　　　　第６　旧 第　２　口 第　３１！］ ５１元イ導！ 第　４　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被溶接物の溶接縁に対してスリット状の光を照射す
   る光源と、該光源からの照射光のなす面に対し、一定の
   角度をなす方向からの反射光を検出するための観測用２
   次元の撮像素子と、該撮像素子で検出した反射光をディ
   ジタル量に変換し、計算処理をして、溶接線の位置の検
   出を行う計算処理部とを有する溶接ロボットシステムに
   おいて、前記計算処理部での処理は、ディジタル量に変
   換された明るさの微分を計算する工程と、該演算回路に
   よる演算結果を記憶する工程と、メモリ回路に記憶され
   た微分値が走査線方向において局大あるいは局小となる
   座標位置を求め、溶接線を検出する領域を限定する工程
   を含んでいることを特徴とすに溶接ロボットシステム。 ２、特許請求の範囲第１項記載の溶接ロボットシステム
   において、縦方向に適当な閾値を定め、微分値がその閾
   値以上に変化している点のみを対象とすることを特徴と
   する溶接ロボットシステム。