JPH0390282A - 片面自動溶接の開先情報検出方法 - Google Patents
片面自動溶接の開先情報検出方法Info
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- JPH0390282A JPH0390282A JP22495789A JP22495789A JPH0390282A JP H0390282 A JPH0390282 A JP H0390282A JP 22495789 A JP22495789 A JP 22495789A JP 22495789 A JP22495789 A JP 22495789A JP H0390282 A JPH0390282 A JP H0390282A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野コ
本発明は、片面自動溶接における裏ビード制御のための
開先情報である開先ギャップ量、開先目違い量及び開先
中心位置を検出する方法に関する。 ［従来の技術］ 従来、突合わせ溶接における裏ビード形成にあたっては
、表面を溶接後裏面を溶接している。また最近の技術と
して第５図説明図に示すように、片面自動溶接用の溶接
台車１１に取付けた視覚センサー１２及びデイスプレィ
１３を用いて、溶融池形状１４の幅、長さ、温度等を把
握し、それに基づき表側溶接条件を制御して適切な裏ビ
ード形成を図っている。 しかしながら、前者の裏面を溶接する方法では、裏面に
人が入り込めない狭隘な個所では困難であり、特に水圧
鉄管等では、トンネルと鉄管の間隙を少なくし土木工事
のコスト低減を図ろうとする試みが行われており、片面
自動溶接の採用が待たれている。 また後者の片面から視覚センサーで把握する方法は、溶
融池形状と裏ビードの関係につき確立した技術がないう
えに、画像認識の難しさすなわち溶融池と開先面に境界
の判断の困難性及び強度のアーク光の外乱による画像把
握の困難性や、更に応答速度の問題等で、表面溶接条件
の自動制御により適切な裏ビード形成を図ることは困難
であり、かつそのシステム構成も複雑となり高価なもの
となる。 Ｃ発明が解決しようとする課！ｇ］ 本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
簡単な装置により開先情報である開先ギャップ量、開先
目迎い量及び開先中心位置を正確に検出することができ
、片面溶接の溶接条件にフィードバックして高品質な裏
ビード形成を可能とし、ひいては溶接補修を必要としな
い高品質な片面自動溶接施工が連成できる片面自動溶接
の開先情報検出方法を提供することを目的とする。 ［課題を解決するための手段１ そのために本発明は、片面自動溶接を施す開先表側溶接
台車に同期して裏側台車を走行させ開先情報を溶接条件
にフィードバックし裏ビード自動ル制御を行うにあたり
、上記裏側台車上に開先面に平行に設置された平行レー
ザー発光素子から照射され開先隙間より透過される光を
上記溶接合車上のカメラで受光して開先ギャップ量及び
開先中心位置を検出するとともに、上記裏側台車上に開
先面に斜めに設置された平行レーザー発光素子から照射
され開先隙間より透過される光を上記溶接合車上のカメ
ラで受光して開先目迎い量を検１．出することを特徴と
する。 ［作用］ 本発明によれば、簡単な装置により開先情報である開先
ギャップ量、開先目迎い量及び開先中心位置を正確に検
出することができ、片面溶接の溶接条件にフィードバッ
クして高品質な裏ビード形成を可能とし、ひいては溶接
補修を必要としない高品質な片面自動溶接施工が達成で
きる片面自動溶接の開先情報検出方法を得ることができ
る。 ［実施例］ 本発明片面自動溶接の開先情報検出方法の一実施例を図
面について説明すると、第１図は本発明方法を実施する
検出装置の側面図、第２図は本発明方法を実施する片面
自動溶接装置全体の側面図、第３図及び１１１４図は本
発明方法の検出要領を示し、第３図はレーザー光をカメ
ラで受光した状態の説明図、第４図は開先位置とレーザ
ー光透過状態との関係の説明図である。 まず第１図及び第２図について本発明方法を実施する装
置を説明すると、内面から片面溶接が施される鉄管１の
突合わせ継手の開先２には開先ギャップｍＧと腑先目違
い′ｍＨとがあり、この開先２に対向する溶接トーチ３
を装架した溶接台車４が管内面に溶接線に沿い走行可能
に配置されており、一方管外面側すなわち開先２の裏面
側に、裏当材５を備えた裏側台車６が溶接線に沿い走行
可能に配置されている。 この溶接台車４の前部の溶接トーチ３から距離り前方位
置には、開先２に対向する姿勢でカメラ７が取付けられ
ており、一方裏側台車６の前部位置にはこのカメラ７に
対向して、開先２面に平行姿勢の平行レーザー発光素子
８ａと、開先２面に斜め姿勢の平行レーザー発光素子８
ｂとが取付けられている。また溶接台車４にはカメラ７
の検出値を受ける溶接制御！ｇ１９が設置され、裏側台
車６には溶接制御装置９からの情報により速度制御を行
う裏側制御装置１０が設置されている。 このような装置構成により、開先２面に平行の平行レー
ザー発光素子８ａから発光される平行レーザー光が開先
隙間より透過され、それをカメラ７で第３図のように受
光し、開先ギャップ：ａｉ ｃ ＋を得る。また開先２
面に斜めの平行レーザー発光素子８ｂにより、その平行
レーザー光を′！Ｊ３図のようにカメラ７で６２として
受光し、開先目迎い量Ｈを計算する。 これら開先ギャップ量Ｇ ｌ ｒ開先目通い量Ｈの検出
要領の詳細を第４図で説明すると、まず目違いがない場
合、開先位置ａｍ−ｂＸ部に対し開先ギャップｍ Ｇ
１を得る。この位置では斜めから照射され得たＧ２２も
同じ値を得る。次に開先位置が８２に変わるε開先から
透過されるレーザー光Ｇ２２は、手前で光をさえぎられ
るためＧ２゜［Ｆ］だけ受光幅が少なくなる。このとき
の開先目迎いｆｆ１Ｈは、平行レーザー発光素子８ｂの
傾き量をαとすると、Ｈ” Ｇ ２１８＠ハａｎαより
得られる。同様に開先２が後ろに下がった場合のａ３の
位置では、逆に光の透過幅Ｇ２３が多くなり、Ｈ＝
０２１３Ｇ／ｌａｎαより目違い量Ｈを得る。 また上側の開先２がｂ２゜ｂｌのようにずれた場合、受
光はｂ２ではＧ２１ｕｅだけ多く、ｂｌではＧ２１ＬＩ
Ｇ）だけ少なく、本来ずれがない場合の受光位置よりず
れることになる。従って、ずれがないときに受光される
上端をＹＵ＋下端をＹａとし、ずれがあるとき受光した
上端をｆＵｓ下端をｆ、とすると、開先目迎い量Ｈは、 Ｈ＝ Ｉ（ｆ ｕ −Ｙｕ ） ＋ （Ｙａ −ｆ ａ
））／１ａｎａ×画素率（ｌ■／ドツト） より得られる。 また開先２中心位置については、溶接トーチ３のセンタ
ーＹ、と平行レーザー発光素子８ａからの受光Ｇ＋の中
央位置Ｙｃとの差Δｙ−ｙ〒−ｙｃより、それを検出す
ることができる。 かくして検出された開先ギャップｆｆ１Ｇ、開先目迎い
量Ｈに応じ、溶接制御装置９により、溶接トーチ３の溶
接速度、溶接電流、ウィービング幅等の溶接条件がフィ
ードバック制御され、適切な裏ビードが形成される。こ
のとき溶接制御装置９は、溶接トーチ３がＬだけ動いた
とき、その前の開先情報を使用するよう遅延位置制御を
する。 また平行レーザー発光素子８ａ、８ｂがカメラ７の視角
からずれないよう、第３図に示す２つの受光位置の中央
Ｘｃがカメラセンターにくるようにずれ量ΔＸＩＩＩＩ
Ｘ、Ｃ−Ｘｃを裏側制御装置１０に伝え、裏側制御装置
ｉ！１０はそれにより速度制御を行い溶接台車４と裏側
台車６が同期走行し、更にこれにより真当材５も自動的
に溶接トーチ３に正確に対向する。
開先情報である開先ギャップ量、開先目違い量及び開先
中心位置を検出する方法に関する。 ［従来の技術］ 従来、突合わせ溶接における裏ビード形成にあたっては
、表面を溶接後裏面を溶接している。また最近の技術と
して第５図説明図に示すように、片面自動溶接用の溶接
台車１１に取付けた視覚センサー１２及びデイスプレィ
１３を用いて、溶融池形状１４の幅、長さ、温度等を把
握し、それに基づき表側溶接条件を制御して適切な裏ビ
ード形成を図っている。 しかしながら、前者の裏面を溶接する方法では、裏面に
人が入り込めない狭隘な個所では困難であり、特に水圧
鉄管等では、トンネルと鉄管の間隙を少なくし土木工事
のコスト低減を図ろうとする試みが行われており、片面
自動溶接の採用が待たれている。 また後者の片面から視覚センサーで把握する方法は、溶
融池形状と裏ビードの関係につき確立した技術がないう
えに、画像認識の難しさすなわち溶融池と開先面に境界
の判断の困難性及び強度のアーク光の外乱による画像把
握の困難性や、更に応答速度の問題等で、表面溶接条件
の自動制御により適切な裏ビード形成を図ることは困難
であり、かつそのシステム構成も複雑となり高価なもの
となる。 Ｃ発明が解決しようとする課！ｇ］ 本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
簡単な装置により開先情報である開先ギャップ量、開先
目迎い量及び開先中心位置を正確に検出することができ
、片面溶接の溶接条件にフィードバックして高品質な裏
ビード形成を可能とし、ひいては溶接補修を必要としな
い高品質な片面自動溶接施工が連成できる片面自動溶接
の開先情報検出方法を提供することを目的とする。 ［課題を解決するための手段１ そのために本発明は、片面自動溶接を施す開先表側溶接
台車に同期して裏側台車を走行させ開先情報を溶接条件
にフィードバックし裏ビード自動ル制御を行うにあたり
、上記裏側台車上に開先面に平行に設置された平行レー
ザー発光素子から照射され開先隙間より透過される光を
上記溶接合車上のカメラで受光して開先ギャップ量及び
開先中心位置を検出するとともに、上記裏側台車上に開
先面に斜めに設置された平行レーザー発光素子から照射
され開先隙間より透過される光を上記溶接合車上のカメ
ラで受光して開先目迎い量を検１．出することを特徴と
する。 ［作用］ 本発明によれば、簡単な装置により開先情報である開先
ギャップ量、開先目迎い量及び開先中心位置を正確に検
出することができ、片面溶接の溶接条件にフィードバッ
クして高品質な裏ビード形成を可能とし、ひいては溶接
補修を必要としない高品質な片面自動溶接施工が達成で
きる片面自動溶接の開先情報検出方法を得ることができ
る。 ［実施例］ 本発明片面自動溶接の開先情報検出方法の一実施例を図
面について説明すると、第１図は本発明方法を実施する
検出装置の側面図、第２図は本発明方法を実施する片面
自動溶接装置全体の側面図、第３図及び１１１４図は本
発明方法の検出要領を示し、第３図はレーザー光をカメ
ラで受光した状態の説明図、第４図は開先位置とレーザ
ー光透過状態との関係の説明図である。 まず第１図及び第２図について本発明方法を実施する装
置を説明すると、内面から片面溶接が施される鉄管１の
突合わせ継手の開先２には開先ギャップｍＧと腑先目違
い′ｍＨとがあり、この開先２に対向する溶接トーチ３
を装架した溶接台車４が管内面に溶接線に沿い走行可能
に配置されており、一方管外面側すなわち開先２の裏面
側に、裏当材５を備えた裏側台車６が溶接線に沿い走行
可能に配置されている。 この溶接台車４の前部の溶接トーチ３から距離り前方位
置には、開先２に対向する姿勢でカメラ７が取付けられ
ており、一方裏側台車６の前部位置にはこのカメラ７に
対向して、開先２面に平行姿勢の平行レーザー発光素子
８ａと、開先２面に斜め姿勢の平行レーザー発光素子８
ｂとが取付けられている。また溶接台車４にはカメラ７
の検出値を受ける溶接制御！ｇ１９が設置され、裏側台
車６には溶接制御装置９からの情報により速度制御を行
う裏側制御装置１０が設置されている。 このような装置構成により、開先２面に平行の平行レー
ザー発光素子８ａから発光される平行レーザー光が開先
隙間より透過され、それをカメラ７で第３図のように受
光し、開先ギャップ：ａｉ ｃ ＋を得る。また開先２
面に斜めの平行レーザー発光素子８ｂにより、その平行
レーザー光を′！Ｊ３図のようにカメラ７で６２として
受光し、開先目迎い量Ｈを計算する。 これら開先ギャップ量Ｇ ｌ ｒ開先目通い量Ｈの検出
要領の詳細を第４図で説明すると、まず目違いがない場
合、開先位置ａｍ−ｂＸ部に対し開先ギャップｍ Ｇ
１を得る。この位置では斜めから照射され得たＧ２２も
同じ値を得る。次に開先位置が８２に変わるε開先から
透過されるレーザー光Ｇ２２は、手前で光をさえぎられ
るためＧ２゜［Ｆ］だけ受光幅が少なくなる。このとき
の開先目迎いｆｆ１Ｈは、平行レーザー発光素子８ｂの
傾き量をαとすると、Ｈ” Ｇ ２１８＠ハａｎαより
得られる。同様に開先２が後ろに下がった場合のａ３の
位置では、逆に光の透過幅Ｇ２３が多くなり、Ｈ＝
０２１３Ｇ／ｌａｎαより目違い量Ｈを得る。 また上側の開先２がｂ２゜ｂｌのようにずれた場合、受
光はｂ２ではＧ２１ｕｅだけ多く、ｂｌではＧ２１ＬＩ
Ｇ）だけ少なく、本来ずれがない場合の受光位置よりず
れることになる。従って、ずれがないときに受光される
上端をＹＵ＋下端をＹａとし、ずれがあるとき受光した
上端をｆＵｓ下端をｆ、とすると、開先目迎い量Ｈは、 Ｈ＝ Ｉ（ｆ ｕ −Ｙｕ ） ＋ （Ｙａ −ｆ ａ
））／１ａｎａ×画素率（ｌ■／ドツト） より得られる。 また開先２中心位置については、溶接トーチ３のセンタ
ーＹ、と平行レーザー発光素子８ａからの受光Ｇ＋の中
央位置Ｙｃとの差Δｙ−ｙ〒−ｙｃより、それを検出す
ることができる。 かくして検出された開先ギャップｆｆ１Ｇ、開先目迎い
量Ｈに応じ、溶接制御装置９により、溶接トーチ３の溶
接速度、溶接電流、ウィービング幅等の溶接条件がフィ
ードバック制御され、適切な裏ビードが形成される。こ
のとき溶接制御装置９は、溶接トーチ３がＬだけ動いた
とき、その前の開先情報を使用するよう遅延位置制御を
する。 また平行レーザー発光素子８ａ、８ｂがカメラ７の視角
からずれないよう、第３図に示す２つの受光位置の中央
Ｘｃがカメラセンターにくるようにずれ量ΔＸＩＩＩＩ
Ｘ、Ｃ−Ｘｃを裏側制御装置１０に伝え、裏側制御装置
ｉ！１０はそれにより速度制御を行い溶接台車４と裏側
台車６が同期走行し、更にこれにより真当材５も自動的
に溶接トーチ３に正確に対向する。
要するに本発明によれば、片面自動溶接を施す開先表側
溶接台車に同期して裏側台車を走行させ開先情報を溶接
条件にフィードバックし裏ビード自動制御を行うにあた
り、上記裏側台車上に開先面に平行に設置された平行レ
ーザー発光素子から照射され開先隙間より透過される光
を上記溶接台車上のカメラで受光して開先ギャップ量及
び開先中心位置を検出するとともに、上記裏側台車上に
開先面に斜めに設置された平行レーザー発光素子から照
射され開先隙間より透過される光を上記溶接台車上のカ
メラで受光して開先目迎い量を検出することにより、簡
単な装置により開先情報である開先ギャップ量、開先・
目違い量及び開先中心位置を正確に検出することができ
、片面溶接の溶接条件にフィードバックして高品質な裏
ビード形成を可能とし、ひいては溶接補修を必要としな
い高品質な片面自動溶接施工が達成できる片面自動溶接
の開先情報検出方法を得るから、本発明は産業上極めて
有益なものである。
溶接台車に同期して裏側台車を走行させ開先情報を溶接
条件にフィードバックし裏ビード自動制御を行うにあた
り、上記裏側台車上に開先面に平行に設置された平行レ
ーザー発光素子から照射され開先隙間より透過される光
を上記溶接台車上のカメラで受光して開先ギャップ量及
び開先中心位置を検出するとともに、上記裏側台車上に
開先面に斜めに設置された平行レーザー発光素子から照
射され開先隙間より透過される光を上記溶接台車上のカ
メラで受光して開先目迎い量を検出することにより、簡
単な装置により開先情報である開先ギャップ量、開先・
目違い量及び開先中心位置を正確に検出することができ
、片面溶接の溶接条件にフィードバックして高品質な裏
ビード形成を可能とし、ひいては溶接補修を必要としな
い高品質な片面自動溶接施工が達成できる片面自動溶接
の開先情報検出方法を得るから、本発明は産業上極めて
有益なものである。
第１図は本発明片面自動溶接の開先情報検出方法の一実
施例における本発明方法を実施する検出装置の側面図、
第２図は本発明方法を実施する片面自動溶接装置全体の
側面図、第３図及び第４図は本発明方法の検出要領を示
し、ｍ３図はレーザー光をカメラで受光した状態の説明
図、第４図は開先位置とレーザー光透過状態との関係の
説明図である。 第５図は従来の開先情報検出方法の説明図である。 １・・・鉄管、２・・・開先、３・・・溶接トーチ、４
・・・溶接台車、５・・・裏当材、６・・・裏側台車、
７・・・カメラ、８ａ、８ｂ・・・平行レーザー 発光
素子、９・・・溶接制御装置、１０・・・裏側制御装置
、Ｇ・・・開先ギャップ量、Ｈ・・・開先目迎い量。
施例における本発明方法を実施する検出装置の側面図、
第２図は本発明方法を実施する片面自動溶接装置全体の
側面図、第３図及び第４図は本発明方法の検出要領を示
し、ｍ３図はレーザー光をカメラで受光した状態の説明
図、第４図は開先位置とレーザー光透過状態との関係の
説明図である。 第５図は従来の開先情報検出方法の説明図である。 １・・・鉄管、２・・・開先、３・・・溶接トーチ、４
・・・溶接台車、５・・・裏当材、６・・・裏側台車、
７・・・カメラ、８ａ、８ｂ・・・平行レーザー 発光
素子、９・・・溶接制御装置、１０・・・裏側制御装置
、Ｇ・・・開先ギャップ量、Ｈ・・・開先目迎い量。
Claims (1)
- 片面自動溶接を施す開先表側溶接台車に同期して裏側台
車を走行させ開先情報を溶接条件にフィードバックし裏
ビード自動制御を行うにあたり、上記裏側台車上に開先
面に平行に設置された平行レーザー発光素子から照射さ
れ開先隙間より透過される光を上記溶接台車上のカメラ
で受光して開先ギャップ量及び開先中心位置を検出する
とともに、上記裏側台車上に開先面に斜めに設置された
平行レーザー発光素子から照射され開先隙間より透過さ
れる光を上記溶接台車上のカメラで受光して開先目違い
量を検出することを特徴とする片面自動溶接の開先情報
検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22495789A JPH0390282A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 片面自動溶接の開先情報検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22495789A JPH0390282A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 片面自動溶接の開先情報検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0390282A true JPH0390282A (ja) | 1991-04-16 |
Family
ID=16821845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22495789A Pending JPH0390282A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 片面自動溶接の開先情報検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0390282A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9821415B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-11-21 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Internal pipeline cooler |
| US10040141B2 (en) | 2013-05-23 | 2018-08-07 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Laser controlled internal welding machine for a pipeline |
| US10480862B2 (en) | 2013-05-23 | 2019-11-19 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline |
| US10589371B2 (en) | 2013-05-23 | 2020-03-17 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Rotating welding system and methods |
| US10695876B2 (en) | 2013-05-23 | 2020-06-30 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Self-powered welding systems and methods |
| US10828715B2 (en) | 2014-08-29 | 2020-11-10 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | System for welding |
| US11458571B2 (en) | 2016-07-01 | 2022-10-04 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline |
| US11767934B2 (en) | 2013-05-23 | 2023-09-26 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Internally welded pipes |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP22495789A patent/JPH0390282A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10040141B2 (en) | 2013-05-23 | 2018-08-07 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Laser controlled internal welding machine for a pipeline |
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