JPH0630813B2 - 開先ならい制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像処理により開先を検出して溶接トーチを
ならい制御する開先ならい制御方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 溶接すべき母材の開先を溶接トーチに先行して移動する
撮像装置により撮像し、画像処理により開先を検出して
溶接トーチをならい制御する手法は公知である。

第５図及び第６図はこのような従来の開先ならい制御方
法の一例を示すものである。図において、1a,1b は被溶
接材である母材、２は母材1a,1b 間の開先３の開先線上
を図示しない溶接トーチに先行して移動するＣＣＤカメ
ラ等の撮像装置で、照明用光源に溶接アークを用い、開
先ルート部分を撮像する。４は撮像装置２にて撮像され
た開先ルート部分の画像で、その画像内中央部には開先
線直交方向の輝度分布を検出するための処理領域５が設
定されている。

このようなものにおいて、照明用光源であるアーク光は
不安定であるため、開先線直交方向の輝度分布は第５図
中の線Ａのように検出される。この線Ａの画素情報は、
ノイズの影響を低減するために積分処理され、線Ｂのよ
うに平滑化され、その後、積分された画像信号は微分処
理されて画像の輪郭が線Ｃのように抽出される。これに
よって、開先位置が検出される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、アーク溶接を行う場合、一般に母材1a,1b 間
を予め仮付溶接により固定するようにしている。この仮
付溶接は、通常、開先線の複数箇所に所定間隔毎に設け
られている。このため、上述のように開先線直交方向の
輝度分布を検出するための処理領域５を画像中央部に単
一のみ設定したものにあっては、仮付溶接部が存在する
所では誤動作し、開先位置の検出が不可能になるという
難点があった。

本発明は以上の点に鑑み、仮付溶接部が存在していても
確実に開先位置の検出を行うことのできる開先ならい制
御方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る開先ならい制御方法は、所定間隔毎に仮付
溶接部が存在する開先を溶接トーチに先行して移動する
撮像装置により撮像し、この撮像された画像内の開先の
輝度分布を、上記所定間隔とは異なる間隔を有する２つ
の地点に相当する第１及び第２の測定点でそれぞれ検出
し、この輝度分布から各測定点が仮付溶接部の位置であ
るかどうかを判断し、仮付溶接部でないならばそれぞれ
の測定点に対応する第１メモリ及び第２メモリに、その
開先位置情報を記憶しかつ撮像装置の移動に合わせて更
新し、これら第１及び第２メモリに記憶された２つの測
定点の開先位置情報に基づいて仮想上の開先位置情報を
算出して設定し、この仮想上の開先位置情報に基づいて
溶接トーチを位置決め制御するようにしたものである。

［作用］ 本発明においては、撮像装置により撮像された画像内の
開先の輝度分布を、仮付溶接部間の間隔とは異なる間隔
を有する２つの地点に相当する第１及び第２の測定点で
それぞれ検出して得た開先位置情報に基づき仮想上の開
先位置情報を求め、この仮想上の開先位置情報に基づい
て溶接トーチを位置決め制御するようにしているので、
仮付溶接部が存在していても確実に開先位置の検出を行
うことができる。

［実施例］ 以下、図示実施例により本発明を説明する。第１図は本
実施例に係る開先ならい制御方法を示す動作フローチャ
ート、第２図はその制御系のブロック図、第３図はその
撮像した画像内の処理領域を示す説明図、第４図はその
原理を示す説明図である。図において、1a,1b は被溶接
材である母材、２は母材1a,1b 間の開先（本実施例では
Ｉ開先を示す）３の開先線上を溶接トーチ６に先行して
移動するＣＣＤカメラ等の撮像装置で、照明用光源に溶
接アークを用い、開先部分を撮像する。７は撮像装置２
からの画像信号をアナログ・デジタル変換して出力する
Ａ／Ｄ変換器、８は撮像装置２の一画面分のデータが格
納される画像メモリ、９はモニタＴＶであり、画像メモ
リ８に格納された輝度分布データを表示する。10はマイ
クロコンピュータで、画像メモリ８のデータを入力し、
トーチの位置制御情報を出力する。11は記憶装置で、第
１メモリ11a 、第２メモリ11b 、及び第３メモリ11c を
有し、これらには開先情報が格納される。12はキーボー
ド等から成る入力機器で、オペレータによりマイクロコ
ンピュータ10に所定の指示を与える。13はマイクロコン
ピュータ10から位置情報を得てトーチ位置制御を行うト
ーチ位置制御機構である。

これを第１図の動作フローチャートに基づき更に詳述す
ると、まず入力機器12から指示があると、撮像装置２か
らの画像情報を取込み（ステップ１）、画像４内の上部
に開先線直交方向の輝度分布を検出するための処理領域
5aを設定し（第３図）、従来と同様の画像処理を行い
（ステップ２）、処理領域5a内の輝度分布からこの測定
点が仮付溶接部の位置であるか否かを判断し（ステップ
３）、仮付溶接部でないからこの測定点すなわち処理領
域5aに対応する第１メモリ11a （以下、ＭＵという）の
値を撮像装置２の移動に合わせて更新する（ステップ
４）。

また、ステップ２の処理と同時に画像内の処理領域5aの
下方にも、仮付溶接部間の間隔とは異ならせた位置に開
先線直交方向の輝度分布を検出するための処理領域5bを
設定し（第３図）、従来と同様の画像処理を行い（ステ
ップ５）、処理領域5b内の輝度分布からこの測定点が仮
付溶接部の位置であるか否かを判断し（ステップ６）、
仮付溶接部でないならこの測定点すなわち処理領域5bに
対応する第２メモリ11b （以下、ＭＬという）の値を撮
像装置２の移動に合わせて更新する（ステップ７）。

上述のステップ３またはステップ６にて仮付溶接部の位
置であると判断されると、ＭＵまたはＭＬの値は更新さ
れず、前の値が格納されたままである。

次に、ＭＵの値とＭＬの値を用いて仮想上の開先位置情
報を算出して設定するが、本実施例では下式を用いてＭ
Ｕの値とＭＬの値の平均値をとり、第４図の如く、上下
処理領域5a,5b 間の中央部に仮想上の開先位置を設定す
る（ステップ８）。

ここで、ＣＬは上下処理領域5a,5b 間の中央部に設定さ
れる仮想上の開先における左側エッジ位置、ＣＲは同じ
く右側エッジ位置、ＵＬは上処理領域5aの開先における
左側エッジ位置、ＵＲは同じく右側エッジ位置、ＬＬは
下処理領域5bの開先における左側エッジ位置、ＬＲは同
じく右側エッジ位置である。

次いで、(1),(2) 式を用いて算出した仮想上の開先位置
とその開先線上の計測位置を第３メモリ11c （以下、バ
ッファメモリという）に格納する（ステップ９）。その
後、溶接トーチのある位置の仮想上の開先位置情報をバ
ッファメモリより順次引き出し（ステップ10）、この仮
想上の開先位置へ溶接トーチ６を位置決め制御する（ス
テップ11）。

なお、上述した実施例では仮想上の開先位置を上下処理
領域5a,5b 間の中央部に設定したものを示したが、この
設定位置は適宜変更し得ることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、撮像装置により撮
像された画像内の開先の輝度分布を、仮付溶接部間の間
隔とは異なる間隔を有する２つの地点に相当する第１及
び第２の測定点でそれぞれ検出して得た開先位置情報に
基づき仮想上の開先位置情報を求め、この仮想上の開先
位置情報に基づいて溶接トーチを位置決め制御するよう
にしたので、仮付溶接部が存在していても確実に開先位
置の検出を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る開先ならい制御方法を
示す動作フローチャート、第２図はその制御系のブロッ
ク図、第３図はその撮像した画像内の処理領域を示す説
明図、第４図はその原理を示す説明図、第５図は従来の
開先ならい制御方法を示す説明図、第６図はその撮像し
た画像内の処理領域を示す説明図である。 図において、1a,1b は母材、２は撮像装置、３は開先、
４は画像、5a,5b は処理領域（測定点）、６は溶接トー
チ、11a は第１メモリ、11b は第２メモリである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定間隔毎に仮付溶接部が存在する開先を
   溶接トーチに先行して移動する撮像装置により撮像し、
   この撮像された画像内の開先の輝度分布を、上記所定間
   隔とは異なる間隔を有する２つの地点に相当する第１及
   び第２の測定点でそれぞれ検出し、この輝度分布から各
   測定点が仮付溶接部の位置であるかどうかを判断し、仮
   付溶接部でないならばそれぞれの測定点に対応する第１
   メモリ及び第２メモリに、その開先位置情報を記憶しか
   つ撮像装置の移動に合わせて更新し、これら第１及び第
   ２メモリに記憶された２つの測定点の開先位置情報に基
   づいて仮想上の開先位置情報を算出して設定し、この仮
   想上の開先位置情報に基づいて溶接トーチを位置決め制
   御することを特徴とする開先ならい制御方法。