JPH03258473A - レーザ溶接機 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ溶接機に関する。

（従来の技術） 従来から、レーザ溶接機でワークを溶接するときには、
ワークの加工誤差や位置決め精度及び溶接中の熱ひずみ
などで変化した溶接線の位置をならうために、レーザヘ
ッドの溶接進行方向にカメラを取り付け、このカメラで
撮像した溶接線の画像を高速で処理して、その位置を検
出してレーザ光の照射位置を補正している。特に、レー
ザ溶接機では、ワークの突合せ部が狭いので、レーザ光
の照射点を溶接線に高精度に位置合わせする必要があり
、このようなレーザ溶接機で溶接するときの溶接線の検
出には、光学的画像入力方法として光切断法が用いられ
ている。

従来のレーザ溶接機の溶接線検出部を示す第３図におい
て、レーザ光などの照射部２０で扇状光ｆをワーク１０
の溶接部に照射し、撮像カメラなどの画像入力部３０で
観察し、データ処理装置４０で溶接線を検出して、その
位置をレーザヘッド５０の図示しない駆動部に送ってい
る。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような従来のレーザ溶接機では、照射部２
０の光出力が一定のため、ワーク１０の材質や塗装の有
無などで反射状態が変化すると、画像入力部３０で得ら
れる画像の明るさも変化し、この変化量が画像入力部３
０の処理範囲を逸脱したときには、溶接部の画像を得る
ことができず、溶接用レーザ光の位置補正ができなかっ
た。

そのため、ワーク１０の種類により、手動で照射部２０
の光出力を調整することが行われていたが、これでは、
一つのワーク内において反射状態が変化する場合には対
応できない。

そこで、本発明の目的は、ワークの反射状態の如何にか
かわらず、正確に溶接線の位置を検出し速やかに補正し
て、ワークを溶接することのできるレーザ溶接機を得る
ことである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のレーザ溶接機は、扇状光をワークの突合せ溶接
部に照射し、溶接部を撮像したカメラの信号を画像処理
装置で処理して溶接部の溶接線を検出し、ワークを溶接
するレーザ光の照射位置を補正するレーザ溶接機におい
て、画像処理装置から送られた溶接部の輝度分布から検
出された溶接部の明るさが入力されあらかじめ入力され
た基準値と比較して扇状光を出射する照射部の出力を制
御する光出力制御部を設けたことを特徴とするレーザ溶
接機である。

（作　用） 画像入力部で得られるワークの溶接部分の画像から、画
像処理によって像の輝度分布を抽出し、この輝度分布よ
り一定の計算手順によって像の明るさを検出する。その
明るさを指し示す値が基準値よりも小さいときには照射
部の光出力が増すように、大きいときには光出力が減る
ように制御することによって、ワーク表面は反射状態の
如何にかかわらず、一定の明るさとなる。

（実施例） 以下、本発明のレーザ溶接機の一実施例を図面を参照し
て説明する。

第１図は本発明のレーザ溶接機の要部を示す斜視図で、
半導体レーザなどを出射する照射部２０からは、扇状光
ｆかワーク１０の突き合せ溶接部に照射される。電荷結
合素子（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ
）を使った撮像カメラ（以下、ＣＣＤカメラという）３
０は、扇状光ｆで形成された光切断像を観測して画像処
理部４１に人力する。画像処理＃４１ではこの光切断像
から、像の輝度分布や形状を抽出する。

第２図（ａ）にその光切断像を、同図（ｂ）に光切断像
の輝度分布を示す。ここで、ｇ部分は溶接線、ｈ部分は
像の輝度レベルが大きいところ、また、ｉ部分は像の輝
度レベルか小さいところであり、更ｉ：、ＦレベルはＣ
ＯＤカメラ３０の飽和レベルで、Ｈレベル、Ｌレベルは
明るさを求めるための基準レベルである。

溶接線検出部４２は、画像処理部４１から送られた情報
の光切断像の輝度分布や形状より溶接位置を検出して、
レーザヘッド５０を駆動する図示しない駆動部へ入力す
る。

また、像の明るさ検出部４３では、画像処理部４１から
送られた第２図（ｂ）示す輝度分布から像の明るさを検
出して、その結果を光出力制御部４４に入力する。ここ
で、像の明るさは、輝度分布から得られる輝度の平均値
と、Ｌレベル以上の輝度の部分におけるＨレベル以上の
輝度の部分の割合（以後、飽和部分の割合いという）の
二つの値で表す。

光出力制御部４４では、像の明るさの基準値と、像の明
るさ検出部４３から入力された像の明るさを比較して、
次のアルゴリズムによって照射部２ｏから出射される扇
状光ｆの光出力制御を行う。

（１）もし、輝度の平均値か基準値よりも小さく、かつ
、飽和部分の割合が基準値より小さい、ならば、光出力
を現在よりも増やす。

（２）もし、輝度の平均値か基準値よりも大きい、また
は、飽和部分の割合が基準値より大きい、ならば、光出
力を現在よりも減らす。

（３）上記の（１）　、（２）　Ｌ、ｌ外の場合は、現
在の出力を保持する。

この結果、たとい同一ワークにおいて反射率が著しく異
なる場所のあるワークを摺接するときでも、一定の明る
さの画像を得ることができるので、正確に溶接線を検出
し補正することのできるレ−ザ溶接機となる。ここで、
明るさの指標として、飽和部分の割合を用いているのは
、第２図（ｂ）におけるＬレベル以上の部分が少ない場
合、平均値を基準値にするためにＬレベル以上の部分の
輝度がすべて飽和してしまうので、輝度が飽和する部分
の割合を一定値以下に抑えるためである。

［発明の効果〕 以上、本発明によれは、扇状光をワークの突合せ溶接部
に照射し、溶接部を撮像したカメラの信号を画像処理装
置で処理して溶接部の溶接線を検出し、ワークを溶接す
るレーザ光の照射位置を補正するレーザ溶接機において
、画像処理装置から送られた溶接部の輝度分布から検出
された溶接部の明るさが人力されあらかじめ入力された
基準値と比較して扇状光の照射部の出力を制御する光出
力制御部を設けて扇状光による溶接部の明るさを制御し
たので、ワークの表面反射状態の如何にかかわらす、一
定の明るさの画像を得ることかでき正確に溶接線沿って
溶接することのできるレーザ溶接機を得ることかできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザ溶接機の一実施例示す要部斜視
図、第２図は本発明のレーザ溶接機の作用を示す図、第
３図は従来のレーザ溶接機を示す要部斜視図である。 １０・・・ワーク　　　　　　　２０・・・照射部３０
・・・撮像カメラ　　　　　４０・・・データ処理装置
４１・・・画像処理部　　　　　４２・・・溶接線検出
部４３・・・像の明るさ検出部　　４４・・・光出力制
御部５０・・・レーザヘッド　　　　ｆ・・・扇状光、
ｇ・・・溶接線 （８７３３）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほ
か１名） 第１図 Ｈ−イ立　１ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 扇状光をワークの突合せ溶接部に照射し、この溶接部を
   撮像したカメラの信号を画像処理装置で処理して前記溶
   接部の溶接線を検出し、前記ワークを溶接するレーザ光
   の照射位置を補正するレーザ溶接機において、前記画像
   処理装置から送られた前記溶接部の輝度分布から検出さ
   れた前記溶接部の明るさが入力され、あらかじめ入力さ
   れた基準値と比較して、前記扇状光の照射部の出力を制
   御する光出力制御部を設けたことを特徴とするレーザ溶
   接機。