JPH04266480A - Method and device for detecting welding position - Google Patents

Method and device for detecting welding position

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JPH04266480A
JPH04266480A JP2705791A JP2705791A JPH04266480A JP H04266480 A JPH04266480 A JP H04266480A JP 2705791 A JP2705791 A JP 2705791A JP 2705791 A JP2705791 A JP 2705791A JP H04266480 A JPH04266480 A JP H04266480A
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JP
Japan
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welding
light
groove
weaving
torch
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Application number
JP2705791A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Shibata
信雄 柴田
Akira Hirai
明 平井
Toshio Akatsu
赤津 利雄
Atsuhiko Kashima
鹿島 淳彦
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To furnish a welding position detecting method and its device which are applied to weld line profile work, enables to perform weaving welding with excellent profile accuracy and further, enables to realize automatically profile welding with high accuracy without being affected on weaving operation even for complicated multilayer welding. CONSTITUTION:This welding position detecting method and its device are characterized by providing a groove position detector 19 provided with a light source to irradiate a weld line with light and a photodetecting means to detect reflected light from the direction to form a specified angle with respect to the surface formed by irradiation light from the light source, a picture processor 20 which executes picture processing from a video signal observed by the photodetecting means and detects the groove position, a torch position controller 17 to move a welding torch and a laminating condition generating device 21 which connects the interval between the above-mentioned picture processor and torch position controller by a communication control circuit and communicates the control data and processing data.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、溶接位置検出方法およ
びその装置に係り、特に、例えば全自動溶接ロボットに
使用される溶接線倣い作業に好適な溶接位置検出方法お
よびその装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a welding position detection method and apparatus, and more particularly to a welding position detection method and apparatus suitable for welding line tracing work used in fully automatic welding robots, for example. .

【0002】0002

【従来の技術】従来のウィービングによる溶接施工方法
の一例を図14,15を参照して説明する。図14は、
従来のウイービングによる溶接施工方法を示す説明図、
図15は、従来の光学式の開先検出方法を示す斜視図で
ある。図14において、8は隅肉継手の下板、9は縦板
、Aは溶接開始点、Bは溶接終了点、ABを結ぶ線分は
溶接ラインである。
2. Description of the Related Art An example of a conventional welding method will be described with reference to FIGS. 14 and 15. Figure 14 shows
An explanatory diagram showing a conventional weaving welding method,
FIG. 15 is a perspective view showing a conventional optical groove detection method. In FIG. 14, 8 is the lower plate of the fillet joint, 9 is the vertical plate, A is the welding start point, B is the welding end point, and the line segment connecting AB is the welding line.

【0003】いま、溶接ラインABを溶接ロボットによ
るティーチング・プレーバックで溶接する場合は、溶接
開始点のA点、ウィービング幅を示すH1およびH2点
、さらに溶接終了点B点をあらかじめティーチングによ
り教示しておく。このように教示させたのち、プレーバ
ック動作を起動させ、このとき前記4つの教示データを
用いたウィービング経路計算を実行させて、同図の破線
に示した如き経路でウィービング溶接が実行される。 以上は、実際の溶接ワークが教示された位置に正確に設
置されたときのみ正常な溶接作業が行われるが、そうで
ないときには溶接が正しく施工されない。このため、セ
ンサにより実際の溶接線を検出し、その信号を使ってテ
ィーチングラインを補正する方法がとられている。
[0003]Currently, when welding line AB is to be welded by teaching playback using a welding robot, the welding start point A point, the welding width points H1 and H2, and the welding end point B point are taught in advance by teaching. I'll keep it. After teaching in this manner, a playback operation is started, and at this time, weaving path calculation is executed using the four teaching data, and weaving welding is performed along the path shown by the broken line in the figure. As described above, normal welding work is performed only when the actual welding workpiece is accurately placed at the taught position, but otherwise welding is not performed correctly. For this reason, a method is used in which the actual welding line is detected by a sensor and the teaching line is corrected using the signal.

【0004】センサには各種の方式のものがこれまでに
開発されているが、従来の光学的に溶接線を検出する代
表的なものとして、例えば、図15に示したようにスリ
ット光と二次元受光手段によるものがある。投光手段2
からスリット状に鋭く集光されたレーザ光11を被溶接
部材である下板8、縦板9のアーク点に先行する開先部
に照射し、開先部からの反射光12をITVカメラなど
の二次元の受光手段3で検出し、得られた光切断線像か
らQ1、Q2、Q3を画像処理して解析することにより
、溶接すべき位置Q2を求めるものである。
[0004] Various types of sensors have been developed so far, but a typical conventional sensor for optically detecting a welding line is, for example, a slit light and two-way sensor as shown in FIG. There is one based on dimensional light receiving means. Light projecting means 2
A laser beam 11 sharply focused into a slit shape is irradiated onto the grooves preceding the arc point of the lower plate 8 and vertical plate 9, which are the members to be welded, and the reflected light 12 from the grooves is captured by an ITV camera, etc. The position Q2 to be welded is determined by detecting the light with the two-dimensional light receiving means 3 and processing and analyzing Q1, Q2, and Q3 from the obtained light section line image.

【0005】このような装置を溶接ロボットに適用し、
溶接トーチを制御する場合には、例えば図16に示すよ
うに溶接トーチ1と投光手段2と受光手段3が一体とな
った検出装置付きトーチとしてロボット5のアームの先
端に取付けられる。図16は、一般的な、検出部が溶接
ロボットに取付けられた装置の外観図である。図16に
おいて、4は画像処理装置、6はロボット制御装置、7
は溶接機を示す。なお、このような技術については、溶
接学会、第128回溶接法委員会資料(平成2年8月7
日刊)「視覚センシングを応用した厚板溶接の自動化に
ついて」に記載されている。
[0005] Applying such a device to a welding robot,
When controlling a welding torch, for example, as shown in FIG. 16, a welding torch 1, a light projecting means 2, and a light receiving means 3 are integrated into a torch equipped with a detection device, which is attached to the tip of an arm of a robot 5. FIG. 16 is an external view of a general device in which a detection section is attached to a welding robot. In FIG. 16, 4 is an image processing device, 6 is a robot control device, and 7 is an image processing device.
indicates a welding machine. Regarding such technology, please refer to the Welding Society, 128th Welding Methods Committee Materials (August 7, 1990).
(Daily) ``About the automation of thick plate welding using visual sensing''.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
を図17を参照して説明する。図17は、教示ワークと
実ワークとの位置関係がずれている場合を示す説明図で
ある。上記従来の方法では、図17に示す溶接ワークの
ティーチングラインA−Bに対する実際の溶接ラインA
´−B´を検出できるが、A´−B´を軸として実ワー
クがどれだけ回転しているのかを知ることができない。 この結果、溶接ロボットにより溶接ティーチングライン
A−BのみをA´−B´に単に位置補正しただけでウィ
ービング溶接を実行したのでは、縦板および下板側での
ねらい位置がずれ正確な溶接ができないため、溶接品質
が低下するという問題があった。
Problems to be solved by the above-mentioned prior art will be explained with reference to FIG. 17. FIG. 17 is an explanatory diagram showing a case where the positional relationship between the taught work and the actual work is deviated. In the above conventional method, the actual welding line A with respect to the teaching line A-B of the welding workpiece shown in FIG.
'-B' can be detected, but it is not possible to know how much the actual workpiece is rotating around A'-B'. As a result, if weaving welding was performed by simply correcting the position of only the welding teaching line A-B to A'-B' using the welding robot, the target positions on the vertical plate and lower plate side would shift and accurate welding would not be possible. As a result, there was a problem that welding quality deteriorated.

【0007】また、溶接ビードが多層盛で、かつウィー
ビング溶接を適用させる場合、上述した光学式の検出方
法による開先位置検出方法を用いて、第2層以降での検
出時には溶接された各層で得られる開先光切断画像が変
化するので単一な処理では溶接すべき開先位置を検出で
きないため、ウィービングした際のねらい位置を正確に
して溶接ができないといった問題があった。
Furthermore, when the weld bead is multi-layered and weaving welding is applied, the groove position detection method using the optical detection method described above is used to detect each welded layer when detecting the second and subsequent layers. Since the obtained groove light cutting image changes, the groove position to be welded cannot be detected with a single process, and there is a problem in that it is not possible to accurately aim at the position during weaving and perform welding.

【0008】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、開先中心位置のみならずウィ
ービング位置(振幅と方向)もセンシングして倣い制御
ができる、倣い精度の良いウィービング溶接を可能とす
る溶接位置検出方法およびその装置を提供することを、
第1の目的とするものである。また、本発明の第2の目
的は、複雑な多層盛溶接に対しても、ウィービング動作
に影響されることなく、自動的に、かつ高精度の倣い溶
接を実現しうる溶接位置検出方法およびその装置を提供
することにある。
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and is capable of controlling the weaving by sensing not only the groove center position but also the weaving position (amplitude and direction), and has good profiling accuracy. To provide a welding position detection method and device that enable weaving welding,
This is the first purpose. The second object of the present invention is to provide a welding position detection method that can automatically realize high-precision profile welding without being affected by weaving operations even in complex multi-layer welding. The goal is to provide equipment.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る溶接位置検出方法の構成は、溶接トー
チに装備された投光手段と、反射光を検出する二次元の
受光手段とを備えた開先位置検出装置を有し、被溶接物
の溶接線に対して投光手段からスリット状の光を照射し
、その照射光のなす面に対し一定の角度をなす方向から
の反射光を受光手段により受光し、この受光手段で検出
した開先光切断画像を計算処理して、溶接線の位置を検
出する溶接位置検出方法において、溶接開始点で被溶接
物の開先を構成する各面について溶接線を含む任意の3
点の三次元位置を前記開先位置検出装置により各々求め
、該3点の三次元位置から該開先面に関するウィービン
グ溶接のウィービングベクトルを各々演算により求め、
これによって開始点位置教示データとウィービングベク
トル教示データとの修正を行うようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a welding position detection method according to the present invention includes a light projecting means equipped on a welding torch, and a two-dimensional light receiving means for detecting reflected light. It has a groove position detection device that irradiates the welding line of the workpiece with slit-shaped light from the light projecting means, and detects the welding line from a direction that makes a certain angle with respect to the plane formed by the irradiated light. In the welding position detection method, which detects the position of the weld line by receiving reflected light by a light receiving means and calculating the groove light cutting image detected by the light receiving means, the groove of the workpiece is detected at the welding start point. Any 3 including welding lines for each constituent surface
The three-dimensional positions of the points are determined by the groove position detection device, and the weaving vectors of weaving welding regarding the groove surface are calculated from the three-dimensional positions of the three points,
This allows the start point position teaching data and weaving vector teaching data to be corrected.

【0010】また、上記目的を達成するために、本発明
に係る溶接位置検出装置の構成は、被溶接物の溶接線に
対して溶接トーチと一体に取り付けられスリット状の光
を照射する投光手段と、その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
ための二次元の受光手段とを備えた開先位置検出装置を
有する溶接位置検出装置において、前記受光手段で観測
された映像信号から画像処理して開先位置を検出する画
像処理装置と、溶接トーチを移動するトーチ位置制御装
置と、前記画像処理装置、トーチ位置制御装置とのそれ
ぞれの間を通信制御回路で接続し、制御データ、処理デ
ータを通信する積層条件発生装置とを備えたものである
[0010] In order to achieve the above object, the welding position detection device according to the present invention has a structure including a light projector that is attached integrally with a welding torch and irradiates a slit-shaped light onto the welding line of the workpiece. and a two-dimensional light receiving means for detecting reflected light from a direction forming a constant angle with respect to the plane formed by the irradiated light from the light source. , an image processing device that performs image processing to detect the groove position from the video signal observed by the light receiving means, a torch position control device that moves the welding torch, and the image processing device and the torch position control device, respectively. and a lamination condition generating device that communicates control data and processing data by connecting the two with a communication control circuit.

【0011】さらに、上記第2の目的を達成するために
、本発明に係る溶接位置検出装置における積層条件発生
装置は、記憶媒体を介して多層盛溶接の作業管理データ
を入力する知識ベースローダと、前記溶接管理データの
うち溶接条件に関係するデータを記憶する溶接条件テー
ブルおよび積層条件に関係するデータを記憶する積層条
件テーブルと、多層盛溶接の積層条件を作成するCPU
と、その作成された積層条件を記憶するワーキングメモ
リとからなるものである。
Furthermore, in order to achieve the second object, the lamination condition generation device in the welding position detection device according to the present invention includes a knowledge base loader that inputs work management data of multilayer welding via a storage medium. , a welding condition table that stores data related to welding conditions among the welding management data, a lamination condition table that stores data related to lamination conditions, and a CPU that creates lamination conditions for multilayer welding.
and a working memory that stores the created lamination conditions.

【0012】0012

【作用】本発明の作用を隅肉継手を一例にして説明する
。まず隅肉継手を形成する縦板表面の平面の方程式を求
めるために、縦板の任意の2点におけるワーク位置を上
述の光学式検出装置を作動させて検出する。次に、隅肉
継手を形成するもう一つの部材である下板の任意の2点
におけるワーク位置を光学式検出装置を作動させて検出
する。その後、あらかじめティーチングしておいた溶接
開始点まで該検出装置を誘導して開先位置を検出する。 ここでの検出位置は隅肉継手を形成する縦板および下板
の各々の表面のうちの1測定点に相当する。以上により
縦板および下板で各々合計3点の位置を検出できたこと
になる。任意の3点の位置(座標)がわかれば、詳細は
後述するが縦板および下板の各々の表面の式を決定する
ことができる。
[Operation] The operation of the present invention will be explained using a fillet joint as an example. First, in order to obtain the equation of the plane of the surface of the vertical plate forming the fillet joint, the workpiece positions at two arbitrary points on the vertical plate are detected by operating the above-mentioned optical detection device. Next, the position of the workpiece at two arbitrary points on the lower plate, which is another member forming the fillet joint, is detected by operating the optical detection device. Thereafter, the detection device is guided to the welding start point taught in advance to detect the groove position. The detection position here corresponds to one measurement point on each surface of the vertical plate and the lower plate forming the fillet joint. As a result of the above, a total of three positions can be detected on each of the vertical plate and the lower plate. If the positions (coordinates) of any three points are known, the equations for the surfaces of each of the vertical plate and the lower plate can be determined, although the details will be described later.

【0013】後述する図11に示す溶接ワークにおいて
、縦板および下板の各々の表面の平面式が既知であれば
、ウィービングを実行させるときの縦板および下板方向
ウィービングのベクトルを求めることができ、これによ
って前に教示した狙い位置を補正することが可能となる
。また、ウィービング溶接を使った多層盛溶接に対して
は、開先中心位置とウィービングの振幅を示す第1と第
2のコーナ点を検出して、この結果を用いて倣い制御す
ることにより溶接すべき位置をあやまりなく倣うことが
可能となる。多層盛溶接における各層の溶接線での画像
処理ソフト(検出すべき位置、検出点数等)はあらかじ
め設けたターブル(メモリ)内の作業データを参照して
決定するので、複雑な多層盛溶接を自動的に倣い制御す
ることが可能となる。
In the welding work shown in FIG. 11, which will be described later, if the plane equations of the surfaces of the vertical plate and the lower plate are known, it is possible to find the vectors of weaving in the vertical plate and lower plate directions when weaving is performed. This allows the previously taught aiming position to be corrected. In addition, for multi-layer welding using weaving welding, welding can be performed by detecting the groove center position and the first and second corner points that indicate the weaving amplitude, and performing tracing control using these results. This makes it possible to accurately follow the desired position. The image processing software (position to be detected, number of detection points, etc.) for each layer weld line in multi-layer welding is determined by referring to work data in a table (memory) prepared in advance, so complex multi-layer welding can be automated. This makes it possible to perform control based on the model.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図13
を参照して説明する。図1は、本発明の一実施例に係る
溶接位置検出装置のブロック構成図、図2は溶接施工方
法の一例を示す斜視図、図3は、本発明を適用した溶接
施工方法の一実施例を示す斜視図である。図1において
、15は溶接ワーク、16はトーチ位置制御機構、17
はトーチ位置制御装置、18は溶接機、19は開先位置
検出装置、20は画像処理装置、21は積層条件発生装
置である。このうち、トーチ位置制御機構16は、例え
ば図16に示した溶接ロボットの如きものである。開先
位置検出装置19は、例えば図15に示したスリット光
の投光手段2と二次元の受光手段3からなるもので、ト
ーチ位置制御機構16に装備される溶接トーチと一体に
取付けられている。画像処理装置20は、受光手段3で
観測された映像信号をディジタル信号に変換して得られ
る画像を処理して所望とする開先位置を検出するもので
ある。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 13.
Explain with reference to. FIG. 1 is a block diagram of a welding position detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of a welding method, and FIG. 3 is an embodiment of a welding method to which the present invention is applied. FIG. In FIG. 1, 15 is a welding workpiece, 16 is a torch position control mechanism, and 17 is a welding workpiece.
1 is a torch position control device, 18 is a welding machine, 19 is a groove position detection device, 20 is an image processing device, and 21 is a lamination condition generation device. Among these, the torch position control mechanism 16 is, for example, a welding robot shown in FIG. 16. The groove position detection device 19 is composed of a slit light projecting means 2 and a two-dimensional light receiving means 3 shown in FIG. There is. The image processing device 20 processes an image obtained by converting the video signal observed by the light receiving means 3 into a digital signal to detect a desired groove position.

【0015】また、トーチ位置制御装置17と画像処理
装置20、溶接機18と積層条件発生装置21、積層条
件発生装置21と画像処理装置20間は、互いに通信制
御回路(28a〜28f)を介して、制御データ,処理
データ等を通信しあう。図1において22〜27は、積
層条件発生装置21の構成要素でありこれらについては
後述する。
Further, the torch position control device 17 and the image processing device 20, the welding machine 18 and the lamination condition generation device 21, and the lamination condition generation device 21 and the image processing device 20 are connected to each other via communication control circuits (28a to 28f). and communicate control data, processing data, etc. In FIG. 1, 22 to 27 are constituent elements of the lamination condition generating device 21, which will be described later.

【0016】本発明の実施例のうち、まずウィービング
溶接をする際のウィービング中心位置、振幅のティーチ
ングデータを補正して溶接倣いを実施する方法について
説明する。図2は、溶接施工方法の例として隅肉継手を
ウィービング溶接する場合を示したものである。この図
で前述の図14と同等部品については同一符号を記した
。すなわち、Aは溶接開始点、Bは溶接終了点、ABを
結ぶ線は溶接ライン、H1,H2はウィービング幅を各
々示す。A,B,H1,H2の各点はあらかじめティー
チングにより教示しておき、プレーバック動作時にはこ
の4点の教示データを用いてウィービング経路計算によ
り同図の破線に示した如き経路で溶接が実行される。 本発明は、実際の溶接ワークが教示された位置に正確に
設置されていない場合にも正常な溶接作業が施工される
ようにするものであるが、これを図3を用いて説明する
Among the embodiments of the present invention, a method of performing welding tracing by correcting the teaching data of the weaving center position and amplitude when performing weaving welding will be described first. FIG. 2 shows weaving welding of a fillet joint as an example of a welding method. In this figure, parts equivalent to those in FIG. 14 described above are designated by the same reference numerals. That is, A indicates the welding start point, B indicates the welding end point, the line connecting AB indicates the welding line, and H1 and H2 indicate the weaving width, respectively. The points A, B, H1, and H2 are taught in advance by teaching, and during playback operation, welding is performed along the path shown by the broken line in the same figure by calculating the weaving path using the teaching data of these four points. Ru. The present invention allows a normal welding operation to be carried out even when the actual welding work is not placed accurately at the taught position, and this will be explained using FIG. 3.

【0017】図3において、二点鎖線で示したワークは
、図2で示した教示位置でのワークである。ここでは、
実線で示す位置にワークがずれた場合に適用する例を用
いて説明する。まず隅肉継手を形成する縦板9および下
板8表面の平面の方程式を求める。このために、縦板9
については図3の任意の2点(S1,S2)における実
際のワーク位置を前述した光学式検出装置を作動させて
検出する(S1,S2点はあらかじめ教示しておくもの
とする)。図3では、S1点の三次元位置検出時の外観
を示している。すなわちスリット光をS1近傍に照射し
、このとき得られる光切断像を観測し画像処理し光切断
像の屈曲点を認識してS1点の三次元位置を検出する。 縦板9の2点を検出したのち、次に隅肉継手を形成する
もう一つの部材である下板8の任意の2点(S4,S5
)について、上述と同様に光学式位置検出装置を作動さ
せて三次元位置を検出する。その後、あらかじめティー
チングしておいた溶接開始点まで該検出装置を誘導して
開先位置を検出する。ここでの検出位置(A´)は隅肉
継手を形成する縦板9および下板8の各々の表面のうち
の1測定点に相当する。以上、縦板および下板で各々合
計3点の位置を検出できたことになる。
In FIG. 3, the work indicated by the two-dot chain line is the work at the teaching position shown in FIG. here,
This will be explained using an example in which the workpiece is shifted to the position shown by the solid line. First, equations of the planes of the surfaces of the vertical plate 9 and lower plate 8 forming the fillet joint are determined. For this purpose, the vertical plate 9
For this, the actual workpiece position at any two points (S1, S2) in FIG. 3 is detected by operating the optical detection device described above (points S1, S2 are taught in advance). FIG. 3 shows the appearance when the three-dimensional position of point S1 is detected. That is, a slit light is irradiated near S1, and a light sectioned image obtained at this time is observed and image processed to recognize the bending point of the light sectioned image and detect the three-dimensional position of point S1. After detecting two points on the vertical plate 9, we next detect two arbitrary points (S4, S5) on the lower plate 8, which is another member forming the fillet joint.
), the optical position detection device is operated in the same manner as described above to detect the three-dimensional position. Thereafter, the detection device is guided to the welding start point taught in advance to detect the groove position. The detection position (A') here corresponds to one measurement point on each surface of the vertical plate 9 and the lower plate 8 forming the fillet joint. As described above, a total of three positions were detected on each of the vertical plate and the lower plate.

【0018】いま、縦板9の3点S1,S2,A´の三
次元位置座標を各々(X1,Y1,Z1),(X2,Y
2,Z2),(X3,Y3,Z3)とするとこの3点を
通る平面の式(P1)は次式で表される。
Now, the three-dimensional position coordinates of the three points S1, S2, A' on the vertical plate 9 are (X1, Y1, Z1), (X2, Y
2, Z2), (X3, Y3, Z3), the equation (P1) of a plane passing through these three points is expressed by the following equation.

【数1】[Math 1]

【数2】   または    aX+bY+cZ+d=0  ……
…(2)  ここで     a=Y1Z2+Y2Z3+Y3Z1−(Y1Z
3+Y2Z1+Y3Z3)………(3)     b=X1Z3+X2Z1+X3Z2−(X1Z
2+X2Z3+X3Z1)………(4)     c=X1Y2+X2Y3+X3Y1−(X1Y
3+X2Y1+X3Y3)………(5)     d=X1Y3Z2+X2Y1Z3+X3Y2Z
1−(X1Y2Z3+X2Y        3Z1+
X3Y1Z2)………(6)
[Math. 2] Or aX+bY+cZ+d=0...
...(2) Here a=Y1Z2+Y2Z3+Y3Z1-(Y1Z
3+Y2Z1+Y3Z3)……(3) b=X1Z3+X2Z1+X3Z2−(X1Z
2+X2Z3+X3Z1)……(4) c=X1Y2+X2Y3+X3Y1−(X1Y
3+X2Y1+X3Y3)……(5) d=X1Y3Z2+X2Y1Z3+X3Y2Z
1-(X1Y2Z3+X2Y 3Z1+
X3Y1Z2)……(6)

【0019】同様に、下板
8の3点S4,S5,A´の三次元位置座標を各々(X
4,Y4Z4),(X5,Y5,Z5),(X3,Y3
,Z3)とすると、この3点を通る下板8の平面の式(
P2)は上述と同様に(X1,Y1,Z1),(X2,
Y2,Z2)の検出値を(X4,Y4,Z4),(X5
,Y5,Z5)の値で置き換えた形で表わされる。次に
、プレイバック動作を実行させてウィービング溶接を行
う際には、溶接開始点(およびウィービング中心位置)
の教示データAを検出点A´の位置に位置補正するとと
もに、ウィービングの振幅H1,H2についてはA´の
座標位置と各々の平面式P1,P2を使ってH1´,H
2´を計算する。こうして、縦板および下板側でウィー
ビングの狙い位置を実際に設置されたワーク位置に合わ
せて倣い溶接をすることが可能となる。
Similarly, the three-dimensional position coordinates of the three points S4, S5, and A' on the lower plate 8 are expressed as (X
4, Y4Z4), (X5, Y5, Z5), (X3, Y3
, Z3), the equation of the plane of the lower plate 8 passing through these three points (
P2) is (X1, Y1, Z1), (X2,
The detected values of Y2, Z2) are (X4, Y4, Z4), (X5
, Y5, Z5). Next, when performing weaving welding by executing the playback operation, the welding start point (and weaving center position)
The position of the teaching data A is corrected to the position of the detection point A', and the weaving amplitudes H1 and H2 are calculated using the coordinate position of A' and the plane formulas P1 and P2, respectively.
Calculate 2'. In this way, it is possible to perform copy welding on the vertical plate and lower plate sides by matching the target weaving position to the actually installed workpiece position.

【0020】次に、多層盛等におけるウィービング溶接
をする際のウィービング中心位置、振幅のティーチング
データを補正して溶接倣いを実施する方法について図4
を参照して説明する。図4は、多層盛溶接の溶接施工法
の一例を示す説明図であり、最終溶接ビードまで形成さ
れた状態でのビートの断面である。図4において、8A
,9Aは被溶接部材、35は裏金であり、数字の■〜■
は溶接パスナンバーである。また、この溶接施工におけ
る溶接条件の一例を表1に示す。 この溶接条件の例では表1に示したように、■,■パス
は第5層を形成している。また、ウィービングの有無に
ついては、■,■パスがウィービング無、■パスから最
終の■パスまでがウィービングによる溶接となっている
Next, FIG. 4 shows a method of performing weld tracing by correcting the teaching data of the weaving center position and amplitude when performing weaving welding in multi-layer welding, etc.
Explain with reference to. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a welding construction method of multilayer welding, and is a cross section of a bead in a state where the final weld bead has been formed. In Figure 4, 8A
, 9A is the part to be welded, 35 is the backing metal, and the numbers ■~■
is the welding pass number. Further, Table 1 shows an example of welding conditions in this welding process. In this example of welding conditions, as shown in Table 1, passes (■) and (■) form the fifth layer. Furthermore, regarding the presence or absence of weaving, welding is not performed in the ■ and ■ passes, and welding is performed by weaving from the ■ pass to the final ■ pass.

【0021】以下、多層盛溶接を自動的に倣う場合を例
に、図1,図4,表1に合わせて図5ないし図13を参
照して説明する。図5は、画像処理装置における画像処
理フローチャート、図6は、開先位置検出時の外観を示
す模式図、図7〜10は、開先画像および画像処理後の
画像を示す説明図、図11は、多層盛溶接の第4層目の
溶接方法を示す説明図、図12および図13は、多層盛
溶接の第4層目における画像の処理方法を示す説明図で
ある。本実施例では、図4および表1に示した多層盛溶
接条件によって、あらかじめ各溶接パスに応じた前述の
開先位置検出方法を決め、これに従って認識と溶接倣い
制御を実行させる。
[0021] The case of automatically copying multilayer welding will be described below with reference to FIGS. 5 to 13 in conjunction with FIGS. 1, 4, and Table 1. FIG. 5 is an image processing flowchart in the image processing device, FIG. 6 is a schematic diagram showing the external appearance at the time of detecting the groove position, FIGS. 7 to 10 are explanatory diagrams showing the groove image and the image after image processing, and FIG. 12 and 13 are explanatory diagrams showing a method for welding the fourth layer of multilayer welding, and FIGS. 12 and 13 are explanatory diagrams showing a method of processing images for the fourth layer of multilayer welding. In this embodiment, the above-mentioned groove position detection method is determined in advance according to each welding pass according to the multilayer welding conditions shown in FIG. 4 and Table 1, and recognition and welding tracing control are executed in accordance with this method.

【0022】まず、第1層目の溶接倣い制御を実行させ
たときを例に、図5に従って処理フローを説明する。ま
た、開先位置検出時の外観を模式的に図6に示し(溶接
トーチは省略して図示)、この場合の光切断像の例を図
7に示す。図5のステップF1に示したように、トーチ
位置制御装置17から検出ONの指令を受けたときに画
像処理装置20は、検出ONの指令を受けたことを応答
し(ステップF3)、まず検出指令とともに送信されて
きた中の溶接条件データからウィービングの有無を判定
する(ステップF4)。第1層目のパス■は、ウィービ
ングが無い条件なので、ステップF6に進み画像処理装
置20では開先画像を取り込みその画像を記憶する。以
下、ステップF7からステップF10までの処理の概略
を図7,8,9,10に示した画像を参照して説明する
First, the processing flow will be described with reference to FIG. 5, taking as an example the case where the welding tracing control for the first layer is executed. Further, the external appearance at the time of detecting the groove position is schematically shown in FIG. 6 (the welding torch is omitted from the illustration), and an example of a light section image in this case is shown in FIG. As shown in step F1 in FIG. 5, when receiving the detection ON instruction from the torch position control device 17, the image processing device 20 responds that it has received the detection ON instruction (step F3), and first detects the The presence or absence of weaving is determined from the welding condition data sent with the command (step F4). Since the first layer pass (2) is a condition in which there is no weaving, the process proceeds to step F6, and the image processing device 20 captures a groove image and stores the image. The outline of the processing from step F7 to step F10 will be described below with reference to the images shown in FIGS. 7, 8, 9, and 10.

【0023】ステップF7では図7に示した記憶画像の
中に含まれた光切断像L1,L2,L3以外の光学的な
ノイズ(ヒューム像H1、空気中を飛散するスパッター
像S1,S2,S4、ワーク表面に付着したスパッター
像SP)を除去する処理と2値化処理を行い、図8に示
したように光切断像L1,L2,L3だけを抽出する。 次に、ステップF8では、光切断線の水平方向の中心線
を求め、さらにこのデータを使って画面の垂直方向の連
続性を判定して光切断線が連続しているか不連続なのか
を求め、これによって得られる同一線要素となるものに
分類して、図9に示すようにラベル付けを行う。次に、
ステップF9では、このラベル付けした線要素データを
用い、前記表1の多層盛溶接条件に対応させて予め作成
しておいた画像認識条件テーブル33内のこの溶接パス
ナンバーに関するデータを参照して開先画像の基本線を
統合する。この結果を図10に示す。この場合は、直線
部L1,L2,L3の3本に構成されている。
In step F7, optical noise (Hume image H1, sputter images S1, S2, S4 scattered in the air) other than the optically sectioned images L1, L2, and L3 included in the stored image shown in FIG. , a process for removing the sputter image SP attached to the work surface and a binarization process are performed, and only the optically sectioned images L1, L2, and L3 are extracted as shown in FIG. Next, in step F8, the horizontal center line of the light section line is determined, and this data is used to determine the vertical continuity of the screen to determine whether the light section line is continuous or discontinuous. , and the resulting collinear elements are classified and labeled as shown in FIG. 9. next,
In step F9, the labeled line element data is used to open the welding pass number with reference to the data regarding this welding pass number in the image recognition condition table 33 created in advance in correspondence with the multilayer welding conditions in Table 1. Integrate the base lines of the previous image. The results are shown in FIG. In this case, there are three straight portions L1, L2, and L3.

【0024】さらに、ステップF10では、前記画像認
識条件テーブル33内に予め作成しておいた処理手順を
参照して開先のコーナ点W1,W2を検出する。この開
先コーナ点の検出結果は、二次元光検出器の撮像面上の
座標データであるので、このデータを使って光学系の諸
定数(スリット光投光手段と二次元光検出器の光学系配
置、撮像倍率等)によって決まる座標変換パラメータを
用いてトーチ位置制御機構部の座標系に変換する(ステ
ップF11)。次のステップF12では、認識条件テー
ブル33内に予め作成しておいた計算手順を参照して、
この溶接パスナンバーでの溶接トーチの狙い位置を計算
する。そして、溶接トーチの狙い位置の計算結果をステ
ップF13でトーチ位置制御装置17に転送する。トー
チ位置制御装置17ではこのデータを用いてトーチ位置
の制御を行う。溶接トーチの狙い位置の計算結果をステ
ップF13でトーチ位置制御装置17に転送したのち、
プレイバック中のプログラムステップが次のステップナ
ンバーに切り替わっているか否かをチェックし、新しい
ステップナンバーに切り替わっているときはステップF
1に戻り、そうでないときはステップF4に戻り、上述
と同様の処理動作を繰り返す。以上は、図4の第1層目
(パスナンバー■)の溶接倣い制御を行う場合である。
Furthermore, in step F10, corner points W1 and W2 of the groove are detected with reference to a processing procedure created in advance in the image recognition condition table 33. Since the detection result of this groove corner point is the coordinate data on the imaging plane of the two-dimensional photodetector, this data is used to determine various constants of the optical system (the optical The coordinate system is converted into the coordinate system of the torch position control mechanism using coordinate conversion parameters determined by the system arrangement, imaging magnification, etc. (step F11). In the next step F12, referring to the calculation procedure created in advance in the recognition condition table 33,
Calculate the target position of the welding torch with this welding pass number. Then, the calculation result of the target position of the welding torch is transferred to the torch position control device 17 in step F13. The torch position control device 17 uses this data to control the torch position. After the calculation result of the target position of the welding torch is transferred to the torch position control device 17 in step F13,
Check whether the program step being played back has switched to the next step number, and if it has switched to a new step number, step F
1, and if not, return to step F4 and repeat the same processing operations as described above. The above is a case where the welding tracing control for the first layer (pass number ■) in FIG. 4 is performed.

【0025】次に、図4の第4層目(パスナンバー■)
を例に、ウィービング溶接を使って倣い制御を行う場合
について、図11を参照して説明する。図11に示した
ように、この場合はワーク9Aと第3層のビードのコー
ナC1点、さらにワーク8Aと第3層のビードのコーナ
C2点付近を狙い位置として、矢印Aに示す如く溶接進
行方向に対して直角方向にトーチが振られて倣いを行う
。本実施例では、図5のフローチャートに示したように
ウィービング溶接がある溶接パスでの開先画像の検出は
、トーチ位置制御装置17側からウィービング中のどこ
で開先画像を入力するかをトーチ位置制御装置17側か
ら発せられる検出指令を受けて実施する。すなわち、こ
の場合は溶接トーチがウィービング溶接の最大の振幅位
置(コーナー点C1とC2の2ヵ所に相当する位置)に
到達した点でトーチ位置制御装置17が検出指令を与え
るようにする。この検出指令によって、処理はステップ
F6に進み開先画像を取り込む動作を開始する。図12
,13は、コーナー点C1とC2近傍で得られる画像の
概略図(外乱光は省略)を各々示す。
Next, the fourth layer (pass number ■) in FIG.
Taking as an example, a case where tracing control is performed using weaving welding will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11, in this case, the welding progresses as shown by arrow A, with the target position being the corner C1 of the workpiece 9A and the bead of the third layer, and the vicinity of the corner C2 of the workpiece 8A and the bead of the third layer. The torch is swung perpendicular to the direction to copy. In this embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 5, detection of a groove image in a welding pass with weaving involves determining where during weaving the groove image is input from the torch position control device 17 side. This is carried out in response to a detection command issued from the control device 17 side. That is, in this case, the torch position control device 17 issues a detection command when the welding torch reaches the maximum amplitude position of weaving welding (positions corresponding to the two corner points C1 and C2). In response to this detection command, the process proceeds to step F6 and starts the operation of capturing a groove image. Figure 12
, 13 respectively show schematic diagrams (disturbing light is omitted) of images obtained near the corner points C1 and C2.

【0026】前述のフローチャートでの処理の中で基本
線の統合(ステップF9)、開先位置の検出(ステップ
F10)については、画像認識条件テーブル33内に予
め作成しておいた、このパスナンバー■用の処理方法を
参照して開先のコーナー点W1,W2を検出する。例え
ば、コーナー点W1については図12の開先画像から検
出し、コーナー点W2については図13の開先画像から
検出するようにする。このため、基本線の統合(ステッ
プF9)において、図12の開先画像に対してはL1と
L2のみを抽出し、図13の開先画像に対してはL2と
L3のみを抽出するといったこのパスナンバー■用の処
理方法を画像認識条件テーブル33内に予め作成してお
けば良い。受光手段3の撮像部の視野の大きさにも制限
があるので、開先の底の部分L2が広くなった場合(図
13の長さBが大きい)には、上述したように光切断画
像全体を1画面内に記憶できないので、二つの画像を別
々に入力して処理することは不可欠な条件である。これ
によって、ウィービング溶接のあるワークに対しても溶
接線を倣うことが可能となる。
In the processing in the above-described flowchart, the integration of the base line (step F9) and the detection of the groove position (step F10) are performed using this pass number created in advance in the image recognition condition table 33. Detect the corner points W1 and W2 of the groove with reference to the processing method for (2) above. For example, the corner point W1 is detected from the groove image in FIG. 12, and the corner point W2 is detected from the groove image in FIG. Therefore, in the basic line integration (step F9), only L1 and L2 are extracted for the groove image in Fig. 12, and only L2 and L3 are extracted for the groove image in Fig. 13. The processing method for the pass number ■ may be created in the image recognition condition table 33 in advance. There is also a limit to the size of the field of view of the imaging section of the light receiving means 3, so when the bottom portion L2 of the groove becomes wide (the length B in FIG. 13 is large), the light cut image is Since the entire image cannot be stored in one screen, it is essential that the two images be input and processed separately. This makes it possible to trace the weld line even on a workpiece with weaving welding.

【0027】次に、ウィービングを用いた他の倣い溶接
の処理方法について説明する。それは、図4のパスナン
バー■あるいは■に示されるようなビード形状のウィー
ビング溶接をする場合である。この場合は、前述のパス
ナンバー■の処理の中でC1点(画像に対応させればW
1)に相当するC1´点あるいはC1´´点は検出でき
るが、反対側のC2点に相当する個所が(a)視野から
外れてしまう場合(C2´点の場合)(b)ワーク表面
の段差が滑らかで画像処理で検出できない場合(C2´
´点の場合)等である。このような場合には、片側(W
1)だけの検出データとウィービング振幅長(画像認識
条件テーブル33内に予め作成しておく)とから、検出
ができないもう一方の位置も計算して(ステップF12
)溶接を実施させる。以上の如く各パスナンバーについ
て、処理ステップF9,F10およびF12での各処理
方法を画像認識条件テーブル33内に予め作成しておく
ことにより、複雑な多層盛溶接についても倣い溶接が可
能となる。また、教示位置から溶接ワークがずれても精
度良く溶接が可能となる。
Next, another method of copy welding using weaving will be explained. This is the case when performing weaving welding in a bead shape as shown by pass number ■ or ■ in FIG. In this case, in the process of the pass number ■ described above, point C1 (if it corresponds to the image, W
Point C1' or point C1'' corresponding to 1) can be detected, but the point corresponding to point C2 on the opposite side is (a) out of the field of view (in the case of point C2') (b) when the point on the workpiece surface is detected. If the step is smooth and cannot be detected by image processing (C2'
´ point) etc. In such a case, one side (W
From the detection data of 1) and the weaving amplitude length (previously created in the image recognition condition table 33), the other position that cannot be detected is also calculated (step F12).
) Perform welding. As described above, by creating each processing method in processing steps F9, F10, and F12 in advance in the image recognition condition table 33 for each pass number, copy welding becomes possible even in complicated multilayer welding. Furthermore, even if the welding workpiece deviates from the taught position, welding can be performed with high accuracy.

【0028】次に、本発明での多層盛溶接の積層条件を
決定する積層条件発生装置21について図1を用いて説
明する。積層条件発生装置21は、図示したようにCP
U22、ワーキングメモリ23、溶接条件テーブル25
、積層条件テーブル26、知識ベースローダ27および
入出力インターフェース29により構成される。作業者
は、積層条件発生装置21に例えばフロッピーディスク
等の記憶媒体を介して知識ベースローダ27に多層盛溶
接の作業管理データをまず入力する。作業管理データと
しては、例えば以下に示す内容のものである。 (1)多層盛総数 (2)各層でのパス数 (3)ウィービングの有無 (4)各溶接パスでの開先画像処理ソフト(開先形状お
よび検出個所) (5)各溶接パスでの狙い位置の修正量(6)各溶接パ
スでの溶接電流、アーク電圧以上の作業管理データのう
ち、(1)〜(5)については積層条件テーブル26に
記憶し、(6)の溶接機18に関係するデータは溶接条
件テーブル25に記憶する。
Next, the lamination condition generator 21 for determining the lamination conditions for multilayer welding according to the present invention will be explained with reference to FIG. The lamination condition generator 21 is a CP as shown in the figure.
U22, working memory 23, welding condition table 25
, a stacking condition table 26, a knowledge base loader 27, and an input/output interface 29. The operator first inputs work management data for multilayer welding into the knowledge base loader 27 via the lamination condition generator 21 via a storage medium such as a floppy disk. The work management data includes, for example, the following contents. (1) Total number of multilayer welds (2) Number of passes in each layer (3) Presence or absence of weaving (4) Groove image processing software for each welding pass (groove shape and detection location) (5) Aim for each welding pass Position correction amount (6) Of the work management data above the welding current and arc voltage in each welding pass, (1) to (5) are stored in the lamination condition table 26, and the welding machine 18 in (6) Related data is stored in the welding condition table 25.

【0029】CPU22は、作業管理データの内容を参
照して多層盛溶接の積層溶接条件を作成し、さらにワー
キングメモリ23に伝送して記憶される。プレーバック
動作時には、画像処理装置20,積層条件発生装置21
間は通信制御回路28e,28dを介し、溶接機18,
積層条件発生装置21間は通信制御回路28a,28f
を介して互いに必要とする制御データ等を通信しあい、
溶接倣い作業を実施する。
The CPU 22 creates lamination welding conditions for multilayer welding with reference to the contents of the work management data, and further transmits the lamination welding conditions to the working memory 23 to be stored therein. During playback operation, the image processing device 20 and the lamination condition generation device 21
The welding machine 18,
Communication control circuits 28a and 28f are connected between the lamination condition generator 21.
Communicate necessary control data etc. with each other via
Perform weld copying work.

【0030】図1に示したように、本実施例の装置は、
従来のトーチ位置制御機構16、トーチ位置制御装置1
7および溶接機18からなる装置構成に、開先位置検出
装置19、画像処理装置20、および積層条件発生装置
21を付加した構成となっている。したがって、溶接位
置を検出して倣う機能、多層盛溶接の積層条件を決定す
る機能を作動させなければ、従来のティーチング,プレ
ーバックの方法でもそのまま使うことが可能になる。
As shown in FIG. 1, the apparatus of this embodiment has the following features:
Conventional torch position control mechanism 16, torch position control device 1
7 and a welding machine 18, a groove position detection device 19, an image processing device 20, and a lamination condition generation device 21 are added. Therefore, as long as the function of detecting and copying the welding position and the function of determining the lamination conditions for multilayer welding are not activated, the conventional teaching and playback methods can be used as is.

【0031】また、多層盛溶接の積層条件を決定するた
めに、作業者がフロッピーディスク等の記憶媒体を介し
て多層盛溶接の作業管理データを入力して行うようにし
た。これに対して、ティーチング時に多層盛溶接の作業
管理データをトーチ位置制御装置17内のワーキングメ
モリ(図示せず)に記憶させ、プレーバック時にはこの
データをそのまま使用して実行、あるいは一部を入力デ
ータとして使用し多層盛溶接の積層条件を決定する方法
も可能である。
Furthermore, in order to determine the lamination conditions for multilayer welding, the operator inputs work management data for multilayer welding via a storage medium such as a floppy disk. On the other hand, during teaching, work management data for multi-layer welding is stored in a working memory (not shown) in the torch position control device 17, and during playback, this data can be used as it is for execution, or a part of it can be input. It is also possible to use it as data to determine the lamination conditions for multilayer welding.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ウィービング溶接に対しては縦板および下板の各
面を表わす平面の方程式を求める検出機能と開先位置を
検出する機能とを複合させて作動させ、開先中心位置の
みならずウィービング位置(振幅と方向)もセンシング
して倣い制御できるので、倣い精度の良いウィービング
溶接を可能とする溶接位置検出方法およびその装置を提
供することができる。
[Effects of the Invention] As explained in detail above, according to the present invention, for weaving welding, there is a detection function for determining the plane equation representing each surface of the vertical plate and the lower plate, and a function for detecting the groove position. We provide a welding position detection method and device that enables welding welding with good tracing accuracy, since it is possible to perform welding control by sensing not only the groove center position but also the weaving position (amplitude and direction). can do.

【0033】また、ウィービング溶接を使った多層盛溶
接に対しては、ウィービング動作に影響されずにウィー
ビング中心位置、ウィービング上側、下側の各点でトー
チ制御機構からの検出指令に同期して得られる開先画像
を処理して溶接線位置結果を得ることができるので、こ
の結果を用いて倣い制御することにより溶接すべき位置
をあやまりなく倣い制御することが可能となる。さらに
本発明は、多層盛溶接における多層盛層数、各層でのパ
ス数、各層でのウィービングの有無、溶接すべき位置等
の作業管理データをあらかじめ設けられたテーブル(メ
モリ)内に記憶し、プレーバック動作時にはこれを参照
し、上述と同様の開先検出結果を基に倣うので、複雑な
多層盛溶接に対しても、自動的にかつ高精度の倣い溶接
を実現しうる溶接位置検出方法およびその装置を提供す
ることができる。
In addition, for multi-layer welding using weaving welding, the welding center position, the upper side of the weaving, and the lower side of the weaving can be synchronized with the detection command from the torch control mechanism without being affected by the weaving operation. Since the welding line position result can be obtained by processing the groove image, by performing tracing control using this result, it becomes possible to accurately trace and control the position to be welded. Furthermore, the present invention stores work management data such as the number of multilayer welding, the number of passes in each layer, presence or absence of weaving in each layer, and the position to be welded in a table (memory) provided in advance in multilayer welding, This is referenced during the playback operation, and the welding position is detected based on the same groove detection results as described above, so this welding position detection method can automatically realize high-precision profile welding even for complex multi-layer welding. and the equipment thereof.

【0034】[0034]

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例に係る溶接位置検出装置のブ
ロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a welding position detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】溶接施工方法の一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a welding method.

【図3】本発明を適用した溶接施工方法の一実施例を示
す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of a welding method to which the present invention is applied.

【図4】多層盛溶接の溶接施工法の一例を示す説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a welding method of multilayer welding.

【図5】画像処理装置における画像処理フローチャート
である。
FIG. 5 is an image processing flowchart in the image processing device.

【図6】開先位置検出時の外観を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the appearance when detecting the groove position.

【図7】画像処理装置における開先画像を示す説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a groove image in the image processing device.

【図8】図7の画像から光学的なノイズを除去した画像
を示す説明図である。
8 is an explanatory diagram showing an image obtained by removing optical noise from the image of FIG. 7. FIG.

【図9】図8の画像から線要素を示した画像の説明図で
ある。
9 is an explanatory diagram of an image showing line elements from the image of FIG. 8; FIG.

【図10】図9の画像から開先画像の基本線を統合した
画像の説明図である。
10 is an explanatory diagram of an image obtained by integrating the basic lines of the groove image from the image of FIG. 9; FIG.

【図11】多層盛溶接の第4層目の溶接方法を示す説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a welding method for the fourth layer of multilayer welding.

【図12】多層盛溶接の第4層目における画像の処理方
法を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a method of processing an image in the fourth layer of multilayer welding.

【図13】多層盛溶接の第4層目における画像の処理方
法を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a method of processing an image in the fourth layer of multilayer welding.

【図14】従来のウィービングによる溶接施工方法を示
す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a conventional welding method.

【図15】従来の光学式の開先検出方法を示す斜視図で
ある。
FIG. 15 is a perspective view showing a conventional optical groove detection method.

【図16】一般的な、検出部が溶接ロボットに取付けら
れた装置の外観図である。
FIG. 16 is an external view of a general device in which a detection section is attached to a welding robot.

【図17】教示ワークと実ワークとの位置関係がずれて
いる場合を示す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a case where the positional relationship between the taught work and the actual work is deviated.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  溶接トーチ 2  投光手段 3  受光手段 4  画像処理装置 15  溶接ワーク 16  トーチ位置制御機構 17  トーチ位置制御装置 18  溶接機 19  開先位置検出装置 20  画像処理装置 21  積層条件発生装置 22  CPU 23  ワーキングメモリ 25  溶接条件テーブル 26  積層条件テーブル 27  知識ベースローダ 33  画像認識条件テーブル 1 Welding torch 2 Light projecting means 3 Light receiving means 4 Image processing device 15 Welding work 16 Torch position control mechanism 17 Torch position control device 18 Welding machine 19 Bevel position detection device 20 Image processing device 21 Lamination condition generator 22 CPU 23 Working memory 25 Welding condition table 26 Lamination condition table 27 Knowledge base loader 33 Image recognition condition table

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  溶接トーチに装備された投光手段と、
反射光を検出する二次元の受光手段とを備えた開先位置
検出装置を有し、被溶接物の溶接線に対して投光手段か
らスリット状の光を照射し、そ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受光手段により受
光し、この受光手段で検出した開先光切断画像を計算処
理して、溶接線の位置を検出する溶接位置検出方法にお
いて、溶接開始点で被溶接物の開先を構成する各面につ
いて溶接線を含む任意の3点の三次元位置を前記開先位
置検出装置により各々求め、該3点の三次元位置から該
開先面に関するウィービング溶接のウィービングベクト
ルを各々演算により求め、これによって開始点位置教示
データとウィービングベクトル教示データとの修正を行
うことを特徴とする溶接位置検出方法。
[Claim 1] Light projecting means equipped on a welding torch;
It has a groove position detection device equipped with a two-dimensional light receiving means for detecting reflected light, and irradiates a slit-shaped light from a light projecting means to the welding line of the workpiece, and detects the surface formed by the irradiated light. In a welding position detection method, a light receiving means receives reflected light from a direction forming a certain angle to The three-dimensional positions of arbitrary three points including the weld line are determined by the groove position detection device on each surface constituting the groove of the workpiece at the starting point, and the groove surface is determined from the three-dimensional positions of the three points. A method for detecting a welding position, characterized in that the weaving vectors of each weaving weld are calculated, and the starting point position teaching data and the weaving vector teaching data are corrected based on the weaving vectors.
【請求項2】  溶接トーチを移動する装置を有し、該
装置は、ウィービングの中心あるいは最大振幅位置で開
先画像の検出指令を発し、この画像検出指令によって開
先位置検出装置を作動させて溶接線を検出することを特
徴とする請求項1記載の溶接位置検出方法。
2. A device for moving a welding torch, the device issuing a command to detect a groove image at the center or maximum amplitude position of weaving, and actuating a groove position detection device based on the image detection command. 2. The welding position detection method according to claim 1, further comprising detecting a welding line.
【請求項3】  多層盛溶接における各溶接パスに応じ
た画像処理認識条件テーブルを作成し、これに従って画
像処理認識を実行するようにしたことを特徴とする請求
項1記載の溶接位置検出方法。
3. The welding position detection method according to claim 1, wherein an image processing recognition condition table is created according to each welding pass in multilayer welding, and image processing recognition is executed in accordance with the table.
【請求項4】  画像処理認識条件テーブルが、開先光
切断画像の基本線とその統合方法、検出個所と検出点数
および検出位置に対する溶接トーチの狙い位置からなる
ことを特徴とする請求項3記載の溶接位置検出方法。
4. The image processing recognition condition table includes the basic line of the groove light cutting image, its integration method, the detected location, the number of detected points, and the target position of the welding torch relative to the detected location. Welding position detection method.
【請求項5】  被溶接物の溶接線に対して溶接トーチ
と一体に取り付けられスリット状の光を照射する投光手
段と、その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二次元の受
光手段とを備えた開先位置検出装置を有する溶接位置検
出装置において、前記受光手段で観測された映像信号か
ら画像処理して開先位置を検出する画像処理装置と、溶
接トーチを移動するトーチ位置制御装置と、前記画像処
理装置、トーチ位置制御装置とのそれぞれの間を通信制
御回路で接続し、制御データ、処理データを通信する積
層条件発生装置とを備えたことを特徴とする溶接位置検
出装置。
[Claim 5] A light projecting means that is attached integrally with the welding torch to the welding line of the workpiece and irradiates a slit-shaped light, and a light projecting means that forms a certain angle with respect to the plane formed by the irradiated light from the light source. In a welding position detection device having a groove position detection device equipped with a two-dimensional light receiving means for detecting reflected light from a direction, the groove position is detected by image processing from a video signal observed by the light receiving means. A stacking condition in which an image processing device for detecting, a torch position control device for moving the welding torch, and a communication control circuit connects each of the image processing device and the torch position control device to communicate control data and processing data. A welding position detection device comprising a generator.
【請求項6】  積層条件発生装置は、記憶媒体を介し
て多層盛溶接の作業管理データを入力する知識ベースロ
ーダと、前記溶接管理データのうち溶接条件に関係する
データを記憶する溶接条件テーブルおよび積層条件に関
係するデータを記憶する積層条件テーブルと、多層盛溶
接の積層条件を作成するCPUと、その作成された積層
条件を記憶するワーキングメモリとからなることを特徴
とする請求項5記載の溶接位置検出装置。
6. The lamination condition generation device comprises: a knowledge base loader that inputs work management data of multilayer welding via a storage medium; a welding condition table that stores data related to welding conditions among the welding management data; 6. The method according to claim 5, comprising a lamination condition table that stores data related to lamination conditions, a CPU that creates lamination conditions for multilayer welding, and a working memory that stores the created lamination conditions. Welding position detection device.
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