JPH05228634A - 溶接線認識方法並びに溶接線認識装置および溶接方法 - Google Patents
溶接線認識方法並びに溶接線認識装置および溶接方法Info
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- JPH05228634A JPH05228634A JP4034590A JP3459092A JPH05228634A JP H05228634 A JPH05228634 A JP H05228634A JP 4034590 A JP4034590 A JP 4034590A JP 3459092 A JP3459092 A JP 3459092A JP H05228634 A JPH05228634 A JP H05228634A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接部の断面形状データから溶接継ぎ目位置
をノイズ等の影響を受けずに安定して認識できる溶接線
認識方法及び溶接線認識装置を提供する。 【構成】 表面形状手段が、例えば、光学的センサ１
１，３７やタッチセンサのようなセンサを用いて溶接す
るワークＷの表面形状を検出して、形状データを処理装
置１３に送る。処理装置１３のＡ／Ｄ変換器１５が形状
データをディジタル量に変換すると共にタイミング回路
１９からのクロック信号を重ねてメモリ１７に記憶す
る。ＣＰＵ２３は、メモリ１７に記憶されている形状デ
ータに基づいてワーク表面を複数の直線で近似すると共
にこれらの直線の交点又は端点を用いて、各種の継手形
状に対して溶接線位置を認識する。
をノイズ等の影響を受けずに安定して認識できる溶接線
認識方法及び溶接線認識装置を提供する。 【構成】 表面形状手段が、例えば、光学的センサ１
１，３７やタッチセンサのようなセンサを用いて溶接す
るワークＷの表面形状を検出して、形状データを処理装
置１３に送る。処理装置１３のＡ／Ｄ変換器１５が形状
データをディジタル量に変換すると共にタイミング回路
１９からのクロック信号を重ねてメモリ１７に記憶す
る。ＣＰＵ２３は、メモリ１７に記憶されている形状デ
ータに基づいてワーク表面を複数の直線で近似すると共
にこれらの直線の交点又は端点を用いて、各種の継手形
状に対して溶接線位置を認識する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は溶接線認識方法並びに
溶接線認識装置および溶接方法に係り、さらに詳しくは
種々の継手形状に対する溶接位置を認識する溶接線認識
方法並びに溶接線認識装置および溶接方法に関するもの
である。
溶接線認識装置および溶接方法に係り、さらに詳しくは
種々の継手形状に対する溶接位置を認識する溶接線認識
方法並びに溶接線認識装置および溶接方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶接継ぎ目位置の認識方法とし
て、パターンマッチング法が用いられている。これは、
予め正規の位置にある溶接継ぎ目部の断面形状データを
検出し、これを基準パターンとしてティーチングする。
溶接倣い時には、検出した形状データと基準パターンを
重ね合わせ、この重なり具合が悪ければ形状データを上
下，左右にずらす。そして、重なり具合が最も合った上
下，左右のずらし量を基準パターンに対する溶接継ぎ目
位置として認識するものである。
て、パターンマッチング法が用いられている。これは、
予め正規の位置にある溶接継ぎ目部の断面形状データを
検出し、これを基準パターンとしてティーチングする。
溶接倣い時には、検出した形状データと基準パターンを
重ね合わせ、この重なり具合が悪ければ形状データを上
下，左右にずらす。そして、重なり具合が最も合った上
下，左右のずらし量を基準パターンに対する溶接継ぎ目
位置として認識するものである。
【０００３】この方法では、パターンマッチングに多大
な時間がかかるので、断面形状データから、特徴点を複
数個選定し、これをテンプレートとして、予めティーチ
ングし、溶接倣い時に、テンプレートと検出した形状デ
ータとを上述と同様にしてマッチングをとるテンプレー
トマッチング法が考案されている。
な時間がかかるので、断面形状データから、特徴点を複
数個選定し、これをテンプレートとして、予めティーチ
ングし、溶接倣い時に、テンプレートと検出した形状デ
ータとを上述と同様にしてマッチングをとるテンプレー
トマッチング法が考案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの方法にあっても、使用者はティーチング作業を行
う必要があり、この作業にはコンピュータ利用技術を必
要とする。しかも、重ね継手の場合、板厚が変わる都度
ティーチングを行う必要がある。
ずれの方法にあっても、使用者はティーチング作業を行
う必要があり、この作業にはコンピュータ利用技術を必
要とする。しかも、重ね継手の場合、板厚が変わる都度
ティーチングを行う必要がある。
【０００５】また、材料が傾いていた場合、マッチング
が採れなくなり、傾きにも対応するには、より多大のマ
ッチング処理時間が必要となる。さらに、実際の溶接時
には、電気ノイズが激しいので形状データにもノイズが
含まれ、マッチングミスが生じるという不都合があっ
た。
が採れなくなり、傾きにも対応するには、より多大のマ
ッチング処理時間が必要となる。さらに、実際の溶接時
には、電気ノイズが激しいので形状データにもノイズが
含まれ、マッチングミスが生じるという不都合があっ
た。
【０００６】この発明の目的は、このような従来の技術
に着目してなされたものであり、溶接部の断面形状デー
タから溶接継ぎ目位置をノイズ等の影響を受けずに安定
して認識できる溶接線認識方法並びに溶接線認識装置お
よび溶接方法を提供することにある。
に着目してなされたものであり、溶接部の断面形状デー
タから溶接継ぎ目位置をノイズ等の影響を受けずに安定
して認識できる溶接線認識方法並びに溶接線認識装置お
よび溶接方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る溶接線認
識方法は、表面形状検出手段によりワーク表面の形状を
検出し、この検出された表面形状データに基づいて複数
の直線によりワーク表面の形状を近似した後、近似され
た直線群のうち各継手形状に対して予め設定された直線
の交点又は端点より溶接線を認識するものである。
識方法は、表面形状検出手段によりワーク表面の形状を
検出し、この検出された表面形状データに基づいて複数
の直線によりワーク表面の形状を近似した後、近似され
た直線群のうち各継手形状に対して予め設定された直線
の交点又は端点より溶接線を認識するものである。
【０００８】また、そのための溶接線認識装置は、ワー
ク表面の形状を検出する表面形状検出手段と、表面形状
検出手段により得られた形状データを受けてディジタル
量に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換された形状デ
ータにクロック信号を重ねるクロックと、クロック信号
を重ねた形状データを記憶するメモリと、メモリに記憶
されている形状データを用いてワーク表面を複数の直線
により近似すると共にこれら直線により溶接線位置を算
出する制御装置と、を備えてなるものである。
ク表面の形状を検出する表面形状検出手段と、表面形状
検出手段により得られた形状データを受けてディジタル
量に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換された形状デ
ータにクロック信号を重ねるクロックと、クロック信号
を重ねた形状データを記憶するメモリと、メモリに記憶
されている形状データを用いてワーク表面を複数の直線
により近似すると共にこれら直線により溶接線位置を算
出する制御装置と、を備えてなるものである。
【０００９】さらに、上記溶接線認識方法により得られ
た溶接位置を溶接機にフィードバックして、溶接位置の
位置ずれを補正したり、あるいは上記溶接線認識方法に
より得られた近似直線群の交点、端点の位置関係から継
ぎ目位置における傾き量，ギャップ量，食い違い量，断
面積を算出して溶接条件を補正することを特徴とする溶
接方法である。
た溶接位置を溶接機にフィードバックして、溶接位置の
位置ずれを補正したり、あるいは上記溶接線認識方法に
より得られた近似直線群の交点、端点の位置関係から継
ぎ目位置における傾き量，ギャップ量，食い違い量，断
面積を算出して溶接条件を補正することを特徴とする溶
接方法である。
【００１０】
【作用】この発明に係る溶接線認識方法及び溶接線認識
装置によれば、表面形状手段が、例えば、光学的センサ
やタッチセンサのようなセンサを用いて溶接するワーク
の表面形状を検出して、形状データを処理装置に送る。
処理装置のＡ／Ｄ変換器が形状データをディジタル量に
変換すると共にクロックからのクロック信号を重ねてメ
モリに記憶する。制御装置は、メモリに記憶されている
形状データに基づいてワーク表面を複数の直線で近似す
ると共にこれらの直線の交点又は端点を用いて、各種の
継手形状に対して溶接線位置を認識する。
装置によれば、表面形状手段が、例えば、光学的センサ
やタッチセンサのようなセンサを用いて溶接するワーク
の表面形状を検出して、形状データを処理装置に送る。
処理装置のＡ／Ｄ変換器が形状データをディジタル量に
変換すると共にクロックからのクロック信号を重ねてメ
モリに記憶する。制御装置は、メモリに記憶されている
形状データに基づいてワーク表面を複数の直線で近似す
ると共にこれらの直線の交点又は端点を用いて、各種の
継手形状に対して溶接線位置を認識する。
【００１１】以上のようにして得られた溶接線位置を、
継手形状に対する本来の溶接線位置と比較して、誤差を
生じている場合には溶接位置を修正しながら溶接を行
う。
継手形状に対する本来の溶接線位置と比較して、誤差を
生じている場合には溶接位置を修正しながら溶接を行
う。
【００１２】
【実施例】以下この発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１３】図１には、スリット光を用いた場合の溶接
線認識装置１が示してある。光源３及びレンズ５がトー
チ７（図１１参照）の近傍に装備されており、ワークＷ
の溶接線ＷＬと直交するスリット状の光線ＬＷ1 を発す
るようになっている。ワークＷの上方には、ワークＷか
らの反射光ＬＷ2 をレンズ９を介して受光するエリアセ
ンサ１１が設けられている。このエリアセンサ１１は反
射光の輝度によって信号を処理装置１３へ出力する。
線認識装置１が示してある。光源３及びレンズ５がトー
チ７（図１１参照）の近傍に装備されており、ワークＷ
の溶接線ＷＬと直交するスリット状の光線ＬＷ1 を発す
るようになっている。ワークＷの上方には、ワークＷか
らの反射光ＬＷ2 をレンズ９を介して受光するエリアセ
ンサ１１が設けられている。このエリアセンサ１１は反
射光の輝度によって信号を処理装置１３へ出力する。
【００１４】処理装置１３は、Ａ／Ｄ変換器１５，メモ
リ１７，タイミング回路１９，信号分離回路２１と、Ｃ
ＰＵ２３，ＲＯＭ２５，ＲＡＭ２７等を有しており、エ
リアセンサ１１からの輝度信号はＡ／Ｄ変換器１５でデ
ィジタル変換された後、タイミング回路１９に同期して
メモリ１７に記憶される。
リ１７，タイミング回路１９，信号分離回路２１と、Ｃ
ＰＵ２３，ＲＯＭ２５，ＲＡＭ２７等を有しており、エ
リアセンサ１１からの輝度信号はＡ／Ｄ変換器１５でデ
ィジタル変換された後、タイミング回路１９に同期して
メモリ１７に記憶される。
【００１５】ＣＰＵ２３では、記憶された信号より溶接
部の断面形状を認識する。すなわち、図３を併せて参照
するに、各走査ライン（図３（Ｂ）参照）毎の反射光の
ピーク位置（図３（Ｃ）参照）が断面形状に相当するこ
とから、このピーク位置を全走査ラインに関して検出す
るものである。
部の断面形状を認識する。すなわち、図３を併せて参照
するに、各走査ライン（図３（Ｂ）参照）毎の反射光の
ピーク位置（図３（Ｃ）参照）が断面形状に相当するこ
とから、このピーク位置を全走査ラインに関して検出す
るものである。
【００１６】図２には、スポット光源２９を使用した場
合について示している。この場合には、モータ３１と、
このモータ３１の回転軸に取付けられた投光ミラー３３
及び受光ミラー３５と、ラインセンサ３７を備えてい
る。すなわち、スポット光源２９が発する光線ＬＳ1 を
投光ミラー３３により反射させて反射光ＬＳ2 をワーク
Ｗ表面へ順次投光していき、その反射光ＬＳ3 が受光ミ
ラー３５により反射して反射光ＬＳ4 が連続的にライン
センサ３７に受光されていく。従って、前述の場合と同
様、溶接ＷＬを横切る直線位置における表面の反射光を
得ることができる。
合について示している。この場合には、モータ３１と、
このモータ３１の回転軸に取付けられた投光ミラー３３
及び受光ミラー３５と、ラインセンサ３７を備えてい
る。すなわち、スポット光源２９が発する光線ＬＳ1 を
投光ミラー３３により反射させて反射光ＬＳ2 をワーク
Ｗ表面へ順次投光していき、その反射光ＬＳ3 が受光ミ
ラー３５により反射して反射光ＬＳ4 が連続的にライン
センサ３７に受光されていく。従って、前述の場合と同
様、溶接ＷＬを横切る直線位置における表面の反射光を
得ることができる。
【００１７】また、ラインセンサ３７からの輝度信号を
処理する処理装置１３は、前述のエリアセンサ１１を用
いている場合と同じ原理のものである。
処理する処理装置１３は、前述のエリアセンサ１１を用
いている場合と同じ原理のものである。
【００１８】次に、図４〜図８に基づいて、各継手形状
における断面形状データ例を近似直線に当てはめた例を
説明する。
における断面形状データ例を近似直線に当てはめた例を
説明する。
【００１９】突合せ継手の場合 図４（Ａ）に突合せ継手の全体を示している。この場
合、継ぎ目の部分で断面形状データが途切れるので（図
４（Ｂ））、近似直線にあてはめると、図４（Ｃ）中Ｌ
１，Ｌ２の２直線にあてはめられる。この場合、Ｌ１の
両端点をＢ１，Ｂ２、また、Ｌ２の両端点をＢ３，Ｂ４
とすると、継ぎ目位置ＰＡはＢ２，Ｂ３の中点として判
断する。すなわち、Ｂ２の座標位置＝（ＹＢ２，ＺＢ
２），Ｂ３の座標位置＝（ＹＢ３，ＺＢ３） とする
と、ＰＡの座標＝（ＹＰＡ，ＺＰＡ）は、以下の式によ
り与えられる。
合、継ぎ目の部分で断面形状データが途切れるので（図
４（Ｂ））、近似直線にあてはめると、図４（Ｃ）中Ｌ
１，Ｌ２の２直線にあてはめられる。この場合、Ｌ１の
両端点をＢ１，Ｂ２、また、Ｌ２の両端点をＢ３，Ｂ４
とすると、継ぎ目位置ＰＡはＢ２，Ｂ３の中点として判
断する。すなわち、Ｂ２の座標位置＝（ＹＢ２，ＺＢ
２），Ｂ３の座標位置＝（ＹＢ３，ＺＢ３） とする
と、ＰＡの座標＝（ＹＰＡ，ＺＰＡ）は、以下の式によ
り与えられる。
【００２０】 ＹＰＡ＝（ＹＢ２＋ＹＢ３）／２ 、 ＺＰＡ＝（ＺＢ
２＋ＺＢ３）／２ 実際のトーチ７先端位置は、ＰＡ点から予め設定された
アーク長分だけ上方に位置することになる。また、Ｂ
２，Ｂ３間の距離を求めれば継手のギャップ量ＧＡを次
の式により求めることができる。
２＋ＺＢ３）／２ 実際のトーチ７先端位置は、ＰＡ点から予め設定された
アーク長分だけ上方に位置することになる。また、Ｂ
２，Ｂ３間の距離を求めれば継手のギャップ量ＧＡを次
の式により求めることができる。
【００２１】ＧＡ＝［（ＹＢ２−ＹＢ３）2 ＋（ＺＢ２
−ＺＢ３）2 ］-1/2 重ね継手の場合 図５（Ａ）に重ね継手の全体を示している。この場合に
は、継ぎ目部の段差を含めて、Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の３直
線により近似される。トーチ７のねらい位置を重ね部の
下端とすると、これはＬ４，Ｌ５の交点ＰＢになる。従
って、Ｌ４の直線方程式；Ｙ＝α４×Ｚ＋Β４、Ｌ５の
直線式；Ｚ＝α５×Ｙ＋β５とすると、ＰＡの座標＝
（ＹＰＡ，ＺＰＡ）は、以下の式により与えられる。
−ＺＢ３）2 ］-1/2 重ね継手の場合 図５（Ａ）に重ね継手の全体を示している。この場合に
は、継ぎ目部の段差を含めて、Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の３直
線により近似される。トーチ７のねらい位置を重ね部の
下端とすると、これはＬ４，Ｌ５の交点ＰＢになる。従
って、Ｌ４の直線方程式；Ｙ＝α４×Ｚ＋Β４、Ｌ５の
直線式；Ｚ＝α５×Ｙ＋β５とすると、ＰＡの座標＝
（ＹＰＡ，ＺＰＡ）は、以下の式により与えられる。
【００２２】ＹＰＢ＝（α４・β５＋β４）／（１−α
４・α５）、ＺＰＢ＝α５・ＹＰＢ＋β５ また、予め板厚ＴＢを入力し、Ｌ３，Ｌ４の交点ＰＢＤ
を求めれば重ね継手の隙間ＧＢが以下の式により求ま
る。但し、ＬＰＤをＰＢＤとＰＢとの距離とする。
４・α５）、ＺＰＢ＝α５・ＹＰＢ＋β５ また、予め板厚ＴＢを入力し、Ｌ３，Ｌ４の交点ＰＢＤ
を求めれば重ね継手の隙間ＧＢが以下の式により求ま
る。但し、ＬＰＤをＰＢＤとＰＢとの距離とする。
【００２３】ＧＢ＝ＬＰＤ−ＴＢ角継手（ケース１）の場合 図６（Ａ）に角継手（ケース１）の全体を示している。
この場合には、Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９の４本の直線に
近似でき（図６（Ｃ））、この時、近似した最も長い２
本の直線をＬ６，Ｌ９と定義する。そして、この２本の
直線の間に位置する直線があれば、Ｌ７，Ｌ８と定義す
る。この場合、継ぎ目位置ＰＣは、Ｌ６，Ｌ９の交点と
するのが最も信頼性が高い。この交点ＰＣの座標は、前
述の重ね継手の場合と同様にして求めることができる。
この場合には、Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９の４本の直線に
近似でき（図６（Ｃ））、この時、近似した最も長い２
本の直線をＬ６，Ｌ９と定義する。そして、この２本の
直線の間に位置する直線があれば、Ｌ７，Ｌ８と定義す
る。この場合、継ぎ目位置ＰＣは、Ｌ６，Ｌ９の交点と
するのが最も信頼性が高い。この交点ＰＣの座標は、前
述の重ね継手の場合と同様にして求めることができる。
【００２４】また、予め２枚の板の板厚ＴＣ１，ＴＣ２
を入力しておけば、継手のギャップ量ＧＣ，食い違い量
ＭＣ，断面積ＡＣを求めることができる。Ｌ６とＬ７の
交点をＰＣ１，Ｌ７とＬ８の交点をＰＣ２，Ｌ８とＬ９
の交点をＰＣ３とし、ＰＣ１とＰＣ２の距離をＬＣ１、
ＰＣ２とＰＣ３の距離をＬＣ２、ＰＣ３とＰＣ１との距
離をＬＣ３，αはＰＣ２，ＰＣ１，ＰＣ３の成す角度と
すれば、ＧＣ＝ＬＣ１−ＴＣ１， ＭＣ＝ＬＣ２，ＡＣ
＝ＬＣ１・ＬＣ３・sin α／２となる。
を入力しておけば、継手のギャップ量ＧＣ，食い違い量
ＭＣ，断面積ＡＣを求めることができる。Ｌ６とＬ７の
交点をＰＣ１，Ｌ７とＬ８の交点をＰＣ２，Ｌ８とＬ９
の交点をＰＣ３とし、ＰＣ１とＰＣ２の距離をＬＣ１、
ＰＣ２とＰＣ３の距離をＬＣ２、ＰＣ３とＰＣ１との距
離をＬＣ３，αはＰＣ２，ＰＣ１，ＰＣ３の成す角度と
すれば、ＧＣ＝ＬＣ１−ＴＣ１， ＭＣ＝ＬＣ２，ＡＣ
＝ＬＣ１・ＬＣ３・sin α／２となる。
【００２５】角継手（ケース２）の場合 図７（Ａ）に角継手（ケース２）の全体を示している。
この場合は、前述のケース１の場合において、Ｌ７及び
Ｌ８の長さが０の場合に相当する。従って、Ｌ６，Ｌ９
の２本の直線に近似できる（図７（Ｃ））。この場合、
継ぎ目位置ＰＣは、Ｌ６，Ｌ９の交点となる。この交点
ＰＣの座標は、前述のケース１の場合と同様にして求め
ることができる。
この場合は、前述のケース１の場合において、Ｌ７及び
Ｌ８の長さが０の場合に相当する。従って、Ｌ６，Ｌ９
の２本の直線に近似できる（図７（Ｃ））。この場合、
継ぎ目位置ＰＣは、Ｌ６，Ｌ９の交点となる。この交点
ＰＣの座標は、前述のケース１の場合と同様にして求め
ることができる。
【００２６】隅肉継手の場合 図８（Ａ）に隅肉継手の全体を示している。この場合
は、２直線Ｌ１０，Ｌ１１により近似して、これらの交
点ＰＤを継手位置とすることができる。この交点ＰＤの
求め方は前述の重ね継手と同様である。
は、２直線Ｌ１０，Ｌ１１により近似して、これらの交
点ＰＤを継手位置とすることができる。この交点ＰＤの
求め方は前述の重ね継手と同様である。
【００２７】次に、図９及び図１０に基づいて、断面形
状データから直線近似を行う方法の一例について説明す
る。
状データから直線近似を行う方法の一例について説明す
る。
【００２８】先ず、断面形状データを短直線にあてはめ
る。図９の場合、Ｙ軸方向に形状データをｄｙ幅に区切
り、それぞれの形状データの間を直線で結ぶ。次に、そ
れぞれの直線の傾きｄｚ／ｄｙを求める。
る。図９の場合、Ｙ軸方向に形状データをｄｙ幅に区切
り、それぞれの形状データの間を直線で結ぶ。次に、そ
れぞれの直線の傾きｄｚ／ｄｙを求める。
【００２９】次に、図１０において隣合う直線の傾きを
比較し、この差が予め設定した値よりも小さければ一本
の直線とみなす。例えば、図においてＢ１〜Ｂ２間の直
線群は一本の直線とみなし、Ｂ２〜Ｂ３，Ｂ３〜Ｂ４，
Ｂ４〜Ｂ５もそれぞれ一本の直線とみなす。従って、全
体として４本の直線により近似することができる。
比較し、この差が予め設定した値よりも小さければ一本
の直線とみなす。例えば、図においてＢ１〜Ｂ２間の直
線群は一本の直線とみなし、Ｂ２〜Ｂ３，Ｂ３〜Ｂ４，
Ｂ４〜Ｂ５もそれぞれ一本の直線とみなす。従って、全
体として４本の直線により近似することができる。
【００３０】また、突合せ継手の場合には、断面形状デ
ータの連結状態を追跡していき、連結が途切れた位置を
直線の端点にとれば、同様に直線による近似をすること
ができる。
ータの連結状態を追跡していき、連結が途切れた位置を
直線の端点にとれば、同様に直線による近似をすること
ができる。
【００３１】断面形状データ自体のばらつきが大きい場
合には、直線近似の前処理として、例えば、平均値フィ
ルター等の平滑フィルターをかけた後に上述の直線近似
を行えば一層効果的である。
合には、直線近似の前処理として、例えば、平均値フィ
ルター等の平滑フィルターをかけた後に上述の直線近似
を行えば一層効果的である。
【００３２】一方、この発明に係る溶接線認識方法及び
溶接線認識装置を用いた溶接ロボットシステム３９が図
１１に示されている。
溶接線認識装置を用いた溶接ロボットシステム３９が図
１１に示されている。
【００３３】この溶接ロボットシステム３９において
は、アーム４１の先端にトーチ７及びエリアセンサ１１
等を備えたカメラ４３の如き表面形状検出手段を装備し
た溶接ロボット４５と、エリアセンサ１１等からの映像
データを送るセンサコントローラ４７と、このセンサコ
ントローラ４７に指令を発するホストコンピュータ４９
と、溶接ロボット４５を制御するロボットコントローラ
５１と、溶接用の電力を溶接ロボット４５に供給する溶
接電源５３とを有している。
は、アーム４１の先端にトーチ７及びエリアセンサ１１
等を備えたカメラ４３の如き表面形状検出手段を装備し
た溶接ロボット４５と、エリアセンサ１１等からの映像
データを送るセンサコントローラ４７と、このセンサコ
ントローラ４７に指令を発するホストコンピュータ４９
と、溶接ロボット４５を制御するロボットコントローラ
５１と、溶接用の電力を溶接ロボット４５に供給する溶
接電源５３とを有している。
【００３４】図１を併せて参照するに、エリアセンサ１
１等からの映像データを受信したセンサコントローラ４
７は、映像信号を断面形状データとして内部メモリ１７
に記憶させる。この後、ＣＰＵ２３では、ホストコンピ
ュータ４９からの溶接形状に関する指令により認識すべ
き継手形状に応じて前述の継手認識方法を選択して溶接
線を算出・認識し、予め設定された溶接継ぎ目位置との
誤差量を位置補正指令としてロボットコントローラ５１
にフィードバックする。この位置補正指令に基づいてロ
ボットコントローラ５１はトーチ７位置等を制御し、溶
接線位置を本来の位置に修正する。
１等からの映像データを受信したセンサコントローラ４
７は、映像信号を断面形状データとして内部メモリ１７
に記憶させる。この後、ＣＰＵ２３では、ホストコンピ
ュータ４９からの溶接形状に関する指令により認識すべ
き継手形状に応じて前述の継手認識方法を選択して溶接
線を算出・認識し、予め設定された溶接継ぎ目位置との
誤差量を位置補正指令としてロボットコントローラ５１
にフィードバックする。この位置補正指令に基づいてロ
ボットコントローラ５１はトーチ７位置等を制御し、溶
接線位置を本来の位置に修正する。
【００３５】また、位置補正だけでなく、ギャップ量や
食い違い量，断面積等を検出した場合、以下のような制
御も可能である。
食い違い量，断面積等を検出した場合、以下のような制
御も可能である。
【００３６】例えば、ギャップや食い違い量が所定値以
上であればワークＷの形状不良としてロボットコントロ
ーラ４７へ溶接中止指令を出力することができる。ま
た、ギャップ量や断面積に応じてフィラワイヤ送給量の
増減指令を出したり、ウィービング幅の増減指令を出力
したり、食い違い量に応じてトーチ７の姿勢角度の変更
指令を出力したりできる。
上であればワークＷの形状不良としてロボットコントロ
ーラ４７へ溶接中止指令を出力することができる。ま
た、ギャップ量や断面積に応じてフィラワイヤ送給量の
増減指令を出したり、ウィービング幅の増減指令を出力
したり、食い違い量に応じてトーチ７の姿勢角度の変更
指令を出力したりできる。
【００３７】このように、本発明に係る溶接線認識方法
及び溶接線認識装置を用いることによって、各種の継手
形状に対して溶接継ぎ目位置をノイズ等の影響を受けず
に安定して認識することができる。
及び溶接線認識装置を用いることによって、各種の継手
形状に対して溶接継ぎ目位置をノイズ等の影響を受けず
に安定して認識することができる。
【００３８】また、従来のテンプレートマッチング等の
手法においては、板厚の違いや、継手が傾いていた等の
場合に、パラメータ等の変更という操作が必要であった
が、この発明に係る手法ではこのような場合でも特に操
作することなく溶接線の認識を行うことができるので、
適用力のある溶接ロボットシステム３９となる。
手法においては、板厚の違いや、継手が傾いていた等の
場合に、パラメータ等の変更という操作が必要であった
が、この発明に係る手法ではこのような場合でも特に操
作することなく溶接線の認識を行うことができるので、
適用力のある溶接ロボットシステム３９となる。
【００３９】そして、ワークＷの板厚を入力することに
より、ギャップ量や食い違い量，断面積等の計測が可能
である。従って、この計測結果から、例えば溶接フィラ
ワイヤの送給量の自動制御を行うこともできる。
より、ギャップ量や食い違い量，断面積等の計測が可能
である。従って、この計測結果から、例えば溶接フィラ
ワイヤの送給量の自動制御を行うこともできる。
【００４０】尚、上記実施例においては、発光体と受光
センサ等との組合せによりワークＷの表面形状を検出す
る場合について説明したが、この発明はこれに限らず、
タッチセンサによりワークＷの表面形状を検出して形状
データを得るようにしても同様に溶接線の認識等ができ
る。
センサ等との組合せによりワークＷの表面形状を検出す
る場合について説明したが、この発明はこれに限らず、
タッチセンサによりワークＷの表面形状を検出して形状
データを得るようにしても同様に溶接線の認識等ができ
る。
【００４１】
【発明の効果】この発明に係る溶接線認識方法及び溶接
線認識装置は以上説明したような構成のものであり、表
面形状手段が、ワーク表面の形状を検出し、この検出さ
れた表面形状データに基づいて複数の直線によりワーク
表面の形状を近似した後、近似された直線群のうち各継
手形状に対して予め設定された直線の交点又は端点より
溶接位置を認識するので、各種の継手形状に対して溶接
継ぎ目位置をノイズ等の影響を受けずに安定して認識す
ることができる。また、板厚が変わったり継手が傾いて
いた等の場合でも、従来のテンプレートマッチング等の
手法のように、パラメータの変更等をすることなく溶接
線の認識を行うことができるまた、得られた溶接線位置
を、継手形状に対する本来の溶接線位置と比較して、誤
差を生じている場合には溶接位置を修正しながら溶接を
行うことができるので、常に適正な位置を溶接すること
のできる溶接方法を実現することができる。
線認識装置は以上説明したような構成のものであり、表
面形状手段が、ワーク表面の形状を検出し、この検出さ
れた表面形状データに基づいて複数の直線によりワーク
表面の形状を近似した後、近似された直線群のうち各継
手形状に対して予め設定された直線の交点又は端点より
溶接位置を認識するので、各種の継手形状に対して溶接
継ぎ目位置をノイズ等の影響を受けずに安定して認識す
ることができる。また、板厚が変わったり継手が傾いて
いた等の場合でも、従来のテンプレートマッチング等の
手法のように、パラメータの変更等をすることなく溶接
線の認識を行うことができるまた、得られた溶接線位置
を、継手形状に対する本来の溶接線位置と比較して、誤
差を生じている場合には溶接位置を修正しながら溶接を
行うことができるので、常に適正な位置を溶接すること
のできる溶接方法を実現することができる。
【図１】この発明に係る溶接線認識装置であって、スリ
ット光を用いた場合を示す説明図である。
ット光を用いた場合を示す説明図である。
【図２】この発明に係る溶接線認識装置であって、スポ
ット光を用いた場合を示す説明図である。
ット光を用いた場合を示す説明図である。
【図３】各走査ライン毎の反射光と断面形状の関係を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】突合せ継手の場合の形状データ及び直線近似を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】重ね継手の場合の形状データ及び直線近似を示
す説明図である。
す説明図である。
【図６】角継手の場合の形状データ及び直線近似を示す
説明図である。
説明図である。
【図７】角継手の場合の形状データ及び直線近似を示す
説明図である。
説明図である。
【図８】隅肉継手の場合の形状データ及び直線近似を示
す説明図である。
す説明図である。
【図９】形状データを示すグラフである。
【図１０】形状データを直線近似する際の考え方を示す
説明図である。
説明図である。
【図１１】この発明に係る溶接線認識方法及び溶接線認
識装置を用いた溶接システムの一例を示す全体図であ
る。
識装置を用いた溶接システムの一例を示す全体図であ
る。
３，２９ 光源（表面形状検出手段） １１ エリアセンサ（表面形状検出手段） １３ 処理装置 １５ Ａ／Ｄ変換器 １７ メモリ １９ タイミング回路（クロック） ２３ ＣＰＵ ３７ ラインセンサ（表面形状検出手段） ３９ 溶接ロボットシステム（溶接システム） Ｗ ワーク ＷＬ 溶接線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｋ 9/36
Claims (4)
- 【請求項１】 表面形状検出手段によりワーク表面の形
状を検出し、この検出された表面形状データに基づいて
複数の直線によりワーク表面の形状を近似した後、近似
された直線群のうち各継手形状に対して予め設定された
直線の交点又は端点より溶接線を認識することを特徴と
する溶接線認識方法。 - 【請求項２】 ワーク表面の形状を検出する表面形状検
出手段と、表面形状検出手段により得られた形状データ
を受けてディジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／
Ｄ変換された形状データにクロック信号を重ねるクロッ
クと、クロック信号を重ねた形状データを記憶するメモ
リと、メモリに記憶されている形状データを用いてワー
ク表面を複数の直線により近似すると共にこれら直線に
より溶接線位置を算出する制御装置と、を備えてなる溶
接線認識装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の溶接線認識方法により得
られた溶接位置を溶接機にフィードバックして、溶接位
置の位置ずれを補正することを特徴とする溶接方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の溶接線認識方法により得
られた近似直線群の交点、端点の位置関係から継ぎ目位
置における傾き量、ギャップ量、食い違い量、断面積を
算出して溶接条件を補正することを特徴とする溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03459092A JP3228777B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 溶接継ぎ目位置の認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03459092A JP3228777B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 溶接継ぎ目位置の認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228634A true JPH05228634A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3228777B2 JP3228777B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=12418548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03459092A Expired - Fee Related JP3228777B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 溶接継ぎ目位置の認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228777B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008080360A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Daihen Corp | 自動溶接機の位置検出システム |
| JP2009075136A (ja) * | 2009-01-13 | 2009-04-09 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 開先計測システム |
| JP2011045898A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Amada Co Ltd | 溶接ロボット |
| JP2011062737A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 複合溶接装置および複合溶接方法 |
| JP2011133405A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Hitachi Ltd | ２次元光切断法による寸法測定方法および装置 |
| WO2012018076A1 (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ外形計測データの補正方法、及びタイヤ外観検査装置 |
| US10006759B2 (en) | 2011-04-28 | 2018-06-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for detecting butt position of weld joint, device for detecting butt position of weld joint, and method for manufacturing weld joint |
| CN110154034A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-08-23 | 成都钧诺威视智能科技有限公司 | 一种基于激光三维建模的机器人管板焊接方法 |
| WO2022092061A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | ファナック株式会社 | ロボット溶接システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4269322B2 (ja) | 2005-01-18 | 2009-05-27 | 川崎重工業株式会社 | 開先計測方法および開先計測装置 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP03459092A patent/JP3228777B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008080360A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Daihen Corp | 自動溶接機の位置検出システム |
| JP2009075136A (ja) * | 2009-01-13 | 2009-04-09 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 開先計測システム |
| JP2011045898A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Amada Co Ltd | 溶接ロボット |
| JP2011062737A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 複合溶接装置および複合溶接方法 |
| JP2011133405A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Hitachi Ltd | ２次元光切断法による寸法測定方法および装置 |
| WO2012018076A1 (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ外形計測データの補正方法、及びタイヤ外観検査装置 |
| CN103080693A (zh) * | 2010-08-04 | 2013-05-01 | 株式会社普利司通 | 轮胎外形测量数据校正方法和轮胎外观检查装置 |
| CN103080693B (zh) * | 2010-08-04 | 2015-04-22 | 株式会社普利司通 | 轮胎外形测量数据校正方法和轮胎外观检查装置 |
| US9113046B2 (en) | 2010-08-04 | 2015-08-18 | Bridgestone Corporation | Tire contour measurement data correction method and tire visual inspection device |
| US10006759B2 (en) | 2011-04-28 | 2018-06-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for detecting butt position of weld joint, device for detecting butt position of weld joint, and method for manufacturing weld joint |
| CN110154034A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-08-23 | 成都钧诺威视智能科技有限公司 | 一种基于激光三维建模的机器人管板焊接方法 |
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|---|---|
| JP3228777B2 (ja) | 2001-11-12 |
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