JPH02104476A - Groove profiling method for narrow groove welding - Google Patents
Groove profiling method for narrow groove weldingInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、狭開先溶接時における開先倣い方法に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a groove tracing method during narrow gap welding.
溶接トーチを開先中心に常に自動的に位置させるための
開先倣い方法として、次の方法が知られている。The following method is known as a groove tracing method for always automatically positioning the welding torch at the center of the groove.
（ａ） アークセンサによる倣い方法溶接トーチをＶ
開先内において、その幅方向に揺動させつつ溶接を行な
い、このときの溶接トーチの高さ方向の変位に伴なう溶
接電流またはアーク電圧の微小な変化を検出し、検出さ
れた溶接電流またはアーク電圧によって、溶接トーチを
倣わせる。(a) Tracing method using an arc sensor Welding torch
Welding is performed within the groove while swinging it in the width direction, and the minute changes in the welding current or arc voltage due to the displacement of the welding torch in the height direction are detected, and the detected welding current is measured. Or make the welding torch follow the arc voltage.
（ｂ） 接触代センサによる倣い方法溶接トーチに接
続されたセンサを開先に接触させ、このセンサによって
溶接トーチを倣わせる。(b) Tracing method using a contact allowance sensor A sensor connected to a welding torch is brought into contact with the groove, and the welding torch is caused to trace by this sensor.
上記（ａ）のアークセンサによる倣い方法は、■開先の
ように、開先の幅方向に溶接トーチを揺動させたときに
、トーチの先端と開先面との間の距離に変化が生ずるこ
とが倣いの条件である。従って、溶接トーチの先端と開
先面との間の距離が変化しないＩ型の狭開先においては
、実施することができない。The tracing method using the arc sensor in (a) above is as follows: ■ When the welding torch is swung in the width direction of the groove, as in the case of a groove, the distance between the torch tip and the groove surface changes. The condition for imitation is that it occurs. Therefore, it cannot be carried out in an I-shaped narrow groove where the distance between the tip of the welding torch and the groove surface does not change.
上記（ｂ）の接触代センサによる倣い方法は、センサを
開先内に挿入し開先面に接触させることが倣いの条件で
あるが、■型の狭開先の場合には、このようなセンサを
開先内に挿入し開先面に接触させることができない。In the copying method using the contact gap sensor in (b) above, the condition for copying is to insert the sensor into the groove and bring it into contact with the groove surface, but in the case of a type ■ narrow groove, such It is not possible to insert the sensor into the groove and contact the groove surface.
従って、この発明の目的は、従来のセンサでは倣いが不
可能な！型の狭開先の溶接に当り、溶接トーチを開先中
心に常に自動的に位置させることができる狭開先の倣い
方法を提供することにある。Therefore, the object of the present invention is to perform tracing that is impossible with conventional sensors! To provide a method for tracing a narrow gap in which a welding torch can always be automatically positioned at the center of the groove when welding a narrow gap in a mold.
〔課題を解決するための手段］
この発明は、狭開先を溶接するための溶接トーチに、前
記狭開先の開先線方向に近接させて、前記溶接トーチと
一体的にテレビカメラを設け、且つ、前記テレビカメラ
の左右に、前記狭開先をその両側の斜め上方から照明す
るための照明器を前記テレビカメラと一体的に設け、
前記狭開先の開先線と直交する、開先中心から一定範囲
の領域を処理領域と定め、前記処理領域および開先中心
位置をコンピュータに記憶せしめ、前記溶接トーチおよ
び前記テレビカメラを、前記狭開先の開先中心に位置せ
しめた後、前記溶接トーチおよび前記テレビカメラを前
記狭開先の開先線に沿って移動せしめ、そして、前記溶
接トーチにより溶接を開始し、前記照明器によって、前
記狭開先の開先内と開先肩部との間に明暗差が生ずるよ
うに前記狭開先を照明し、そして、前記テレビカメラに
よって前記狭開先を撮影し、前記テレビカメラによって
撮影された画像中の前記処理領域に相当する領域の画像
信号を積分処理して、前記処理領域に相当する領域の輝
度分布を求め、得られた輝度分布を微分処理し、その最
大微分値に基いて、前記テレビカメラにより撮影された
時点における開先中心位置を算出し、このようにして算
出された前記開先中心位置と、前記テレビカメラでのｔ
！形影時おける溶接トーチの位置とを、溶接進行方向に
おける両者の隔たりを補正した後に、前記コンピュータ
によって比較し、両者が一致するように前記溶接トーチ
および前記テレビカメラを前記狭開先の開先幅方向に移
動せしめ、かくして、前記溶接トーチの位置を調整する
ことに特徴を有するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a welding torch for welding a narrow gap, and a television camera is provided integrally with the welding torch in close proximity to the groove line direction of the narrow gap. , and illuminators for illuminating the narrow gap from diagonally above on both sides of the television camera are provided integrally with the television camera, and illuminators for illuminating the narrow gap from diagonally above on both sides thereof are provided integrally with the television camera; After defining a certain range of area from the center of the tip as a processing area, storing the processing area and the groove center position in a computer, and positioning the welding torch and the television camera at the groove center of the narrow groove, The welding torch and the television camera are moved along the groove line of the narrow groove, and the welding torch starts welding, and the illuminator illuminates the inside of the groove and the groove shoulder of the narrow groove. illuminating the narrow gap so as to create a difference in brightness between the narrow gap and the narrow gap, and photographing the narrow gap with the television camera, and an area corresponding to the processing area in the image photographed by the television camera; The brightness distribution of the area corresponding to the processing area is obtained by integrating the image signal of The center position of the groove is calculated, and the center position of the groove calculated in this manner and t at the television camera are calculated.
! The computer compares the position of the welding torch with the position of the welding torch at the time of the shape, after correcting the gap between the two in the direction of welding progress, and adjusts the welding torch and the television camera to the groove width of the narrow gap so that the two match. The present invention is characterized in that the position of the welding torch is adjusted by moving the welding torch in the direction of the welding torch.
次に、この発明を、図面を参照しながら説明する。第１
図は、この発明の一実施態様を示す説明図である。■型
の狭開先２が形成された被溶接物１．１′の狭開先２に
、溶接トーチ３が配設されている。溶接トーチ３は、図
示しない駆動機構により、狭開先２を溶接しながらその
開先線に沿って移動し、且つ、トーチ位置制御機構１２
により狭開先２の幅方向に移動可能になっている。Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. 1st
The figure is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention. A welding torch 3 is disposed in the narrow gap 2 of the welded object 1.1' in which the narrow gap 2 of type (2) is formed. The welding torch 3 moves along the groove line while welding the narrow gap 2 by a drive mechanism (not shown), and also moves by a torch position control mechanism 12.
This makes it possible to move in the width direction of the narrow groove 2.
溶接トーチ３に、狭開先２の開先線方向に近接させその
移動方向前方に位置して、ＣＣＤカメラのような工業用
テレビカメラ４が設けられている。An industrial television camera 4 such as a CCD camera is provided near the welding torch 3 in the direction of the groove line of the narrow groove 2 and located in front of the welding torch 3 in the direction of movement thereof.
テレビカメラ４は、支持腕５により溶接トーチ３に取付
けられ、狭開先２を接写して、その拡大した画像が得ら
れるようになっている。A television camera 4 is attached to the welding torch 3 by a support arm 5, and is configured to take a close-up view of the narrow gap 2 and obtain an enlarged image thereof.
テレビカメラ４の左右には、狭開先２をその両側の斜め
上方から照明するための照明器６．６′が、支持腕７．
７′によってテレビカメラ４と一体的に設けられている
。照明器６．６′は、狭開先２の開先内２ａと開先肩部
２ｂとの間に明暗差が生ずるように狭開先２を照明する
。On the left and right sides of the television camera 4, illuminators 6.6' for illuminating the narrow gap 2 from diagonally above on both sides are mounted on supporting arms 7.
It is provided integrally with the television camera 4 by 7'. The illuminator 6.6' illuminates the narrow groove 2 so that a difference in brightness is created between the inside 2a of the narrow groove 2 and the groove shoulder 2b.
テレビカメラ４および照明器６．６′は、溶接トーチ３
と共に狭開先２の開先線に沿いまたは開先の幅方向に移
動自在である。The television camera 4 and the illuminator 6.6' are connected to the welding torch 3.
It is also movable along the groove line of the narrow groove 2 or in the width direction of the groove.
第１図において、８はテレビカメラ４からの画像を処理
するためのＡ／Ｄ変換器、９は画像のメモリ、ｌＯはマ
イクロコンピュータ、１１は設定値をマイクロコンピュ
ータ１０に人力するための人力機構、１２はマイクロコ
ンピュータ１０による計算結果を受け、これに基いて溶
接トーチ３の開先幅方向の位置を制御するためのトーチ
位置制御機構、そして、１３はモニタテレビである。In FIG. 1, 8 is an A/D converter for processing images from the television camera 4, 9 is an image memory, 1O is a microcomputer, and 11 is a manual mechanism for manually inputting setting values to the microcomputer 10. , 12 is a torch position control mechanism for receiving calculation results by the microcomputer 10 and controlling the position of the welding torch 3 in the width direction of the groove based on the results, and 13 is a monitor television.
次に、この発明の方法を、第２図に示すブロンク図およ
び第３〜６図に基づいて説明する。先づ、第３図に狭開
先溶接部の平面図で示すように、狭開先２の開先線と直
交する、開先中心ＰＣから一定範囲の領域を処理領域Ｗ
と定め、開先中心位置Ｐ、および処理領域Ｗを、電気信
号として、第１図に示す人力機構１１からマイクロコン
ピュータ１０に入力し、これを記憶せしめる。Next, the method of the present invention will be explained based on the bronc diagram shown in FIG. 2 and FIGS. 3 to 6. First, as shown in the plan view of the narrow groove welded part in FIG.
The groove center position P and the processing area W are input as electrical signals from the manual mechanism 11 shown in FIG. 1 to the microcomputer 10, and are stored therein.
溶接トーチ３およびテレビカメラ４を、狭開先２の開先
中心に位置せしめた上、狭開先２の開先線に沿って移動
せしめる。そして、溶接トーチ３によって溶接を開始し
、照明器６，６′によって、狭開先２の開先内２ａが暗
く、その開先肩部２ｂが明るくなるように狭開先２を照
明すると共に、この狭開先２をテレビカメラ４によって
撮影し、画像メモリ９に記憶させる。第４図において、
１４はこのようにして撮影されそして記憶された画像で
ある。A welding torch 3 and a television camera 4 are positioned at the center of the narrow groove 2 and moved along the groove line of the narrow groove 2. Then, welding is started with the welding torch 3, and the narrow gap 2 is illuminated with the illuminators 6, 6' so that the inside 2a of the narrow gap 2 is dark and the groove shoulder 2b is bright. , this narrow gap 2 is photographed by a television camera 4 and stored in an image memory 9. In Figure 4,
14 is an image taken and stored in this manner.
次いで、上述のようにして得られた画像１４中に、前述
の設定された処理領域Ｗに相当する領域Ｗ′を設定する
。そして、この領域Ｗ′を横切る第４図のＡ −Ａ’線
の上下一定幅の画像信号を縦積分処理し、Ａ−Ａ’線の
平均輝度分布を求める。第５図は、このようにして得ら
れた輝度分布を示すグラフである。第５図の領域Ｗ′中
から、開先内の暗部を示す最低輝度位置Ｐｃ′を検出す
る。Next, an area W' corresponding to the previously set processing area W is set in the image 14 obtained as described above. Then, the image signal having a constant width above and below the line A-A' in FIG. 4, which crosses this area W', is subjected to vertical integration processing to obtain the average luminance distribution of the line A-A'. FIG. 5 is a graph showing the luminance distribution obtained in this manner. A lowest brightness position Pc' indicating a dark part within the groove is detected from the area W' in FIG.
次いで、上記により得られた輝度分布を微分処理して輝
度差を抽出する。第６図は微分処理結果を示すグラフで
ある。第６図の領域Ｗ′中から、最低輝度位置Ｐ、′の
左右における最大微分値ＰＬおよびＰ、を検出する。最
大微分値ＰＬおよびＰヮは、狭開先２における開先肩部
２ｂの線を示している。Next, the luminance distribution obtained above is subjected to differential processing to extract the luminance difference. FIG. 6 is a graph showing the results of differential processing. The maximum differential values PL and P on the left and right sides of the lowest luminance position P,' are detected from the area W' in FIG. 6. The maximum differential values PL and Pwa indicate the line of the groove shoulder 2b in the narrow groove 2.
上記により得られた最大微分値ＰＬ とＰａの和た値Ｐ
どは、テレビカメラ４によって撮影された時点での、テ
レビカメラ４に対する開先中心の相対位置を示している
。上記値Ｐどに対し、絶対基準系における位置への変換
を行ない、これを、マイクロコンピュータＩＯに記憶さ
せる。このようにして変換されそして記憶された開先中
心位置は、これが記憶された時点でのテレビカメラ４の
溶接進行」二の位置に溶接トーチ３が到達した時点で再
生させる遅延処理が施される。The sum of the maximum differential value PL obtained above and Pa, P
indicates the relative position of the center of the groove with respect to the television camera 4 at the time when the image was photographed by the television camera 4. The above values P etc. are converted into positions in the absolute reference system and stored in the microcomputer IO. The groove center position converted and stored in this way is subjected to delay processing to be reproduced when the welding torch 3 reaches the second position of the welding progress of the television camera 4 at the time when it is stored. .
遅延処理によって再生された開先中心の絶対位置を示す
値と、トーチ制御機構から得られる溶接トーチの絶対位
置を示す値とを、第１図に示すマイクロコンピュータ１
０によって比較する。そして、両者に差があるときは、
その差をトーチ位置制御機構１２に伝達し、トーチ位置
制御機構１２によって両者の差が無くなるように、溶接
トーチ３およびテレビカメラ４を、狭開先２の開先幅方
向に移動せしめる。このようにして、溶接トーチ３を、
狭開先２の開先中心Ｐ、に位置せしめながら、開先線に
沿って移動させることができる。The microcomputer 1 shown in FIG.
Compare by 0. And when there is a difference between the two,
The difference is transmitted to the torch position control mechanism 12, and the welding torch 3 and television camera 4 are moved in the groove width direction of the narrow gap 2 so that the difference between the two is eliminated. In this way, the welding torch 3
It can be moved along the groove line while being positioned at the groove center P of the narrow groove 2.
上述したテレビカメラによって撮影され、画像メモリに
記憶された画像１４に、処理領域を狭開先２の開先線に
沿って複数設けてもよく、このように複数組設ければ、
開先線上に仮付は部分があっても、適確に倣わせること
ができる。A plurality of processing areas may be provided along the groove line of the narrow groove 2 in the image 14 taken by the above-mentioned television camera and stored in the image memory, and if a plurality of processing areas are provided in this way,
Even if there is a part of the tack on the groove line, it can be traced accurately.
以上述べたように、この発明によれば、従来のセンサで
は倣いが不可能であったｆ型の狭開先溶接に当り、溶接
トーチを開先中心位置に迅速適確に倣わせ、これによっ
て、狭開先を自動的に溶接することができる工業上有用
な効果がもたらされる。As described above, according to the present invention, when performing f-type narrow gap welding, which was impossible to follow with conventional sensors, the welding torch can quickly and accurately follow the groove center position, thereby , an industrially useful effect is brought about in which narrow grooves can be automatically welded.
第１図はこの発明の一実施態様を示す説明図、第２図は
この発明の倣い工程を示すブロック図、第３図は狭開先
溶接部の平面図、第４図はテレビカメラによって１！Ａ
影された狭開先溶・接部の画像を示す図、第５図は第４
図のＡ −Ａ’線における輝度分布を示す図、第６図は
その微分処理結果を示す図である。図面において、
１．１’・・・被溶接材、 ２・・・狭開先、３・・
・溶接トーチ、 ４・・・テレビカメラ、５．７
．７’・・・支持腕、 ６．６′・・・照明器、８・・
・Ａ／Ｄ変換器、 ９・・・メモリ、１０・・・コ
ンビエータ、 １１・・・入力機構、１２・・・トー
チ位置制御機構
１３・・・モニタテレビ。Fig. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the copying process of this invention, Fig. 3 is a plan view of a narrow gap weld, and Fig. 4 is a ! A
Figure 5 shows an image of a shaded narrow gap weld/weld part.
A diagram showing the luminance distribution along the line A-A' in the figure, and FIG. 6 is a diagram showing the result of differential processing. In the drawings, 1.1'...material to be welded, 2...narrow gap, 3...
・Welding torch, 4...TV camera, 5.7
．． 7'...Support arm, 6.6'...Illuminator, 8...
- A/D converter, 9... Memory, 10... Combiator, 11... Input mechanism, 12... Torch position control mechanism 13... Monitor TV.
Claims (1)
の開先線方向に近接させて、前記溶接トーチと一体的に
テレビカメラを設け、且つ、前記テレビカメラの左右に
、前記狭開先をその両側の斜め上方から照明するための
照明器を前記テレビカメラと一体的に設け、 前記狭開先の開先線と直交する、開先中心から一定範囲
の領域を処理領域と定め、前記処理領域および開先中心
位置をコンピュータに記憶せしめ、前記溶接トーチおよ
び前記テレビカメラを、前記狭開先の開先中心に位置せ
しめた後、前記溶接トーチおよび前記テレビカメラを前
記狭開先の開先線に沿って移動せしめ、そして、前記溶
接トーチにより溶接を開始し、前記照明器によって、前
記狭開先の開先内と開先肩部との間に明暗差が生ずるよ
うに前記狭開先を照明し、そして、前記テレビカメラに
よって前記狭開先を撮影し、 前記テレビカメラによって撮影された画像中の前記処理
領域に相当する領域の画像信号を積分処理して、前記処
理領域に相当する領域の輝度分布を求め、得られた輝度
分布を微分処理し、その最大微分値に基いて、前記テレ
ビカメラにより撮影された時点における開先中心位置を
算出し、このようにして算出された前記開先中心位置と
、前記テレビカメラでの撮影時における溶接トーチの位
置とを、溶接進行方向における両者の隔たりを補正した
後に、前記コンピュータによって比較し、両者が一致す
るように前記溶接トーチおよび前記テレビカメラを前記
狭開先の開先幅方向に移動せしめ、かくして、前記溶接
トーチの位置を調整することを特徴とする、狭開先溶接
における開先倣い方法。[Scope of Claims] 1. A welding torch for welding a narrow gap is provided with a television camera integrally with the welding torch in close proximity to the groove line direction of the narrow gap, and the television camera On the left and right sides of the narrow groove, illuminators for illuminating the narrow groove from diagonally above on both sides are provided integrally with the television camera, and a certain range from the center of the groove perpendicular to the groove line of the narrow groove is provided. The area is defined as a processing area, the processing area and the groove center position are stored in a computer, and the welding torch and the television camera are positioned at the groove center of the narrow groove, and then the welding torch and the television The camera is moved along the groove line of the narrow groove, and the welding torch starts welding, and the illuminator is used to illuminate the area between the inside of the groove and the groove shoulder of the narrow groove. illuminating the narrow gap so as to create a difference, photographing the narrow gap with the television camera, and performing integral processing on an image signal of an area corresponding to the processing area in the image photographed by the television camera; Then, calculate the brightness distribution of the area corresponding to the processing area, perform differential processing on the obtained brightness distribution, and calculate the groove center position at the time when the image was photographed by the television camera based on the maximum differential value. The groove center position calculated in this way and the position of the welding torch when photographed by the television camera are compared by the computer after correcting the gap between the two in the welding direction, and the two are compared. A groove tracing method in narrow gap welding, characterized in that the welding torch and the television camera are moved in the groove width direction of the narrow groove so that the welding torch and the television camera match, and thus the position of the welding torch is adjusted. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254292A JPH0632862B2 (en) | 1988-10-08 | 1988-10-08 | Groove copying method in narrow groove welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254292A JPH0632862B2 (en) | 1988-10-08 | 1988-10-08 | Groove copying method in narrow groove welding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02104476A true JPH02104476A (en) | 1990-04-17 |
| JPH0632862B2 JPH0632862B2 (en) | 1994-05-02 |
Family
ID=17262943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63254292A Expired - Lifetime JPH0632862B2 (en) | 1988-10-08 | 1988-10-08 | Groove copying method in narrow groove welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632862B2 (en) |
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- 1988-10-08 JP JP63254292A patent/JPH0632862B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JPH0632862B2 (en) | 1994-05-02 |
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