JPH07276074A - 開先部の自動計測装置 - Google Patents

開先部の自動計測装置

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JPH07276074A
JPH07276074A JP6085808A JP8580894A JPH07276074A JP H07276074 A JPH07276074 A JP H07276074A JP 6085808 A JP6085808 A JP 6085808A JP 8580894 A JP8580894 A JP 8580894A JP H07276074 A JPH07276074 A JP H07276074A
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JP
Japan
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shape
television camera
groove portion
groove
bevel
Prior art date
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Pending
Application number
JP6085808A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Awano
好一 粟野
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NIKOTETSUKU KK
Nicotec Co Ltd
Original Assignee
NIKOTETSUKU KK
Nicotec Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP6085808A priority Critical patent/JPH07276074A/ja
Publication of JPH07276074A publication Critical patent/JPH07276074A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 円筒体の色彩に拘らず開先部における仮付け
溶接部の形状を確認、かつ、迅速に求めることができる
開先部の自動計測装置を廉価に提供する。 【構成】 開先部の自動計測装置を、円筒体の端部を突
き合わせて仮付け溶接することで形成される開先部の形
状を、上記開先部に近接して配置された計測板上に投影
される開先部形状をテレビカメラで撮影し、この撮影画
像をコンピュータで解析することで自動的に算出するよ
うに構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、円筒体の仮
付け溶接されて形成されたV形或はU形等の開先部をテ
レビカメラアとコンピューターにより図形解析する開先
部の自動計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、円筒体の端部を突き合わ
せて仮付け溶接された開先部の形状を計測することは、
溶接製品の品質管理において非常に重要な要因である。
【0003】このような円筒体の仮付け溶接された開先
部の形状としては、仮付け前の各開先端部形状(開先端
部の板厚,角度,傾斜面の面精度,ルートフェース)を
先ず測定した後、図4に示すように、各開先端部を突き
合わせて形成される開先部の形状、即ち、各開先端部の
板厚D1 ,D2 ,と開先角度θ,各ルートフェースF
1 ,F2 およびルートギャップGを計測し、この後、図
5に示すように、仮付け溶接位置の溶接高さHを求める
ことで、開先部の仮付け溶接形状を求め、この種の溶接
製品の品質管理の基礎データとすることができる。
【0004】ところで、このような開先部の仮付け溶接
形状を計測する手段としては、従来、図6に示すような
レーザセンサLにより計測する方法と、図7に示すよう
なタッチセンサTにより計測する方法が公知である。
【0005】
【従来の技術の課題】しかしながら、上記従来のレーザ
センサLを用いた計測方法にあっては、価格が非常に高
く、また、開先の各エッジ部分7aを計測することがで
きない、という問題を有していると共に、センシング完
了までの時間も長く、さらには、開先部の表面がレーザ
ー光を反射しにくい色彩を有している場合には、計測精
度が極端に落ちてしまう等の問題を有していた。
【0006】また、上記従来のタッチセンサTを用いた
計測方法にあっては、上記レーザセンサによる計測方法
と比較して価格が安くなる、という利点を有してはいる
ものの、タッチセンサTによるタッチセンシングを、図
7に符合a乃至fで示すように、最低限6箇所行なわな
ければならないため、センシング完了までの時間が長く
係り、しかも、このタッチセンシングデータに基づき、
開先部の形状を演算処理して求めなければならないた
め、高精度の計測精度を得ることができず、さらには、
致命的な欠点としては、仮付け溶接位置を計測すること
ができない、という問題を有していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、かかる現
状に鑑み創案されたもので、テレビカメラによって撮影
された開先部における形状、例えば、仮付け溶接部の形
状画像データから当該開先部の形状をコンピューターを
用いて正確に計測するように構成することで、円筒体の
色彩に拘らず当該開先部における仮付け溶接部の形状を
容易、かつ、迅速に確認することができる開先部の自動
計測装置を廉価に提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る開先部の自動計測装置にあっては、
円筒体の端部を突き合わせて形成される開先部の形状
を、上記開先部に近接して配置された計測板上に投影さ
れる開先部形状をテレビカメラで撮影し、この撮影画像
をコンピュータで解析することで自動的に算出すること
を特徴とするものである。
【0009】また、この発明にあっては、上記計測板
に、テレビカメラと該計測板との相対的距離の計測の目
安となる基準計測線を表示することで、正確な計測を容
易に行なうことができるように構成したことを特徴とす
るものである。
【0010】さらに、この発明にあっては、上記円筒体
の開先部が複数箇所あるときに、上記円筒体をサーボモ
ータにより一定方向に回動させ、このサーボモータの回
転角に基づき上記開先部を自動的に検知し、或は、上記
テレビカメラと計測板とを、円筒体の外周方向に沿って
回転させることで、上記開先部の形状を計測することを
特徴とするものである。
【0011】
【実施例】以下、添付図面に示す一実施例に基づき、こ
の発明を詳細に説明する。
【0012】図1乃至図3に示すように、この実施例で
は、この発明を円筒体のV形開先部の自動計測装置に適
用した場合を示しており、該自動計測装置は、レンズ部
が真下方向にセットされたテレビカメラ1と、このテレ
ビカメラ1の焦点方向に配設された計測板2と、上記テ
レビカメラ1を上部に保持し、かつ、上記計測板2を下
部に保持する架台3と、溶接トーチ5を有する溶接ロボ
ット4と、パイプ7を回転自在に保持するパイプサポー
トユニット6,6と、該パイプサポートユニット6,6
のサーボモータ(図示せず)の駆動を制御する制御装置
8と、溶接電源9と、上記溶接ロボット4やテレビカメ
ラ1等を操作する操作盤10と、ベース12に立設され
た支柱11と、上記パイプサポートユニット6,6が立
設保持されてなるベース13と、から構成されている。
【0013】テレビカメラ1は、公知のテレビカメラと
同様に構成されているので、その詳細な構成の説明をこ
こでは省略するが、好ましくは、自動焦点機能と上記計
測板2方向に光を照射する発光体とを備えて構成されて
いるのが望ましい。
【0014】計測板2は、上記テレビカメラ1のレンズ
と上記パイプ7の仮付け溶接位置とを結ぶ鉛直線下方で
あって、上記パイプサポートユニット6,6に支持され
たパイプ7に近接する位置に配設されている。
【0015】そして、この計測板2には、図3に示すよ
うに、テレビカメラ1と該計測板2との相対的距離を計
測するための目安となる基準計測線16が表示されてお
り、テレビカメラ1と計測板2との距離が変わったとき
に、この距離寸法の変化を上記テレビカメラ1で撮影さ
れた基準計測線16の寸法変化に基づいて制御装置8で
演算処理し、この演算処理された距離データに基づき、
上記テレビカメラ1で計測されたV形開先部の計測デー
タを補正するように構成されている。
【0016】架台3は、断面略コ字状に形成されてお
り、その上端部に上記テレビカメラ1が保持され、か
つ、その下端部に上記計測板2が保持されていると共
に、該架台3の垂直面は、架台連結体15を介して上記
支柱11に連結されていると共に、該架台3に保持され
たテレビカメラ1からの画像データは、該支柱11内を
経てベース12から制御装置8へと入力される。
【0017】溶接トーチ5を備えた溶接ロボット4は、
溶接ロボット連結体14を介して上記支柱11に連結保
持されていると共に、該支柱11に連結された操作盤1
0で溶接制御されて両パイプ7の突き合わせ端部を、周
方向に沿って略90度づつ4点P1 ,P2 ,P3 ,P4
を仮付け溶接するように制御される。勿論、上記溶接ロ
ボット4の溶接制御は、前記制御装置8で行なうことも
できる。
【0018】パイプサポートユニット6,6は、所定間
隔離間した状態でベース13に夫々立設されており、各
サポート体17,17の上端部は、パイプ7の下方を水
平に支持すると共に、各サポート体17,17の上端部
には、サーボモータ(図示せず)により回転するローラ
(図示せず)が回転自在に軸支されており、上記パイプ
7の仮付け溶接位置が図5に示すように4箇所P1 ,P
2 ,P3 ,P4 あるときには、上記パイプ7を上記サー
ボモータにより一定方向に回動させ、このサーボモータ
の回転角に基づき上記仮付け溶接位置P1 ,P2 ,P
3 ,P4 を検知できるように構成されている。
【0019】尚、パイプ7が上記パイプサポートユニッ
ト6,6の各サポート体17,17に固定されている場
合には、上記テレビカメラ1と計測板2とを保持する架
台3を、パイプ7の外周方向に沿って回転させること
で、上記仮付け溶接位置P1 ,P2 ,P3 ,P4 を検知
するように構成しても同様の効果が得られる。
【0020】パイプ7は、円筒体で形成されており、溶
接する突き合わせ側端部は徐々に縮径されて傾斜面が形
成されている(図4参照)。
【0021】制御装置8は、コンピュータCPUで構成
されており、上記テレビカメラ1からの画像データを画
像メモリに一度格納した後、この画像データをX−Y座
標系に置き換えて図形情報としてこれを演算処理し、各
仮付け溶接位置P1 ,P2 ,P3 ,P4 の開先部形状を
求める。尚、画像データからV形状をX−Y座標系に置
き換えて演算処理する方法については、例えば、特公平
4−75117号公報等で公知であるので、その詳細な
説明をここでは省略する。
【0022】この場合、上記計測板2の色を、例えば、
赤色とし、パイプ7の色彩と異ならしめ、開先軌道線を
鮮明に峻別することができるように構成することで、よ
り高精度の計測を行なうことができる。
【0023】尚、上記溶接電源9および操作盤10は、
公知の仮付け溶接機に用いられている溶接電源と操作盤
と同様に構成されているので、その詳細な説明をここで
は省略する。
【0024】次に、以上のように構成されてなる自動計
測装置を用いてV形開先部の形状を計測する場合には、
上記パイプサポートユニット6,6の各サポート体1
7,17にパイプ7を保持させ、例えば、仮付け溶接位
置P1 がテレビカメラ1の焦点の線上に位置するように
セットすると共に、サーボモータをリセットする。
【0025】また、前記制御装置8には、仮付け溶接が
施されていないときのパイプ7の開先部形状(各開先端
部の板厚,開先角度,各ルートフェースおよびルートギ
ャップ)がX−Y座標系に置き換えられて予め基礎デー
タとして入力され保存されている。
【0026】この後、テレビカメラ1をオンして、上記
仮付け溶接位置P1 の開先部形状を撮影し、この撮影さ
れた画像データを制御装置8に入力する。
【0027】制御装置8では、この画像データを記録し
た後、これをX−Y座標系に置き換えて記録し、これを
上記基礎データと比較することで、その開先部形状およ
び仮付け溶接位置(溶接高さ)が容易に求められる。
【0028】このようにして上記仮付け溶接位置P1
開先部形状が計測された後は、上記サーボモータが回転
して、上記仮付け溶接位置P2 がテレビカメラ1の焦点
の線上に位置するように回転移送され、この送り作業が
終了した後は、上記仮付け溶接位置P1 の開先部形状の
計測手順と同様の手順に従って仮付け溶接位置P2 の開
先部形状が求められる。この後、同様の手順で仮付け溶
接位置P3 ,P4 の開先部形状が求められ、これらの総
合データに基づき、溶接製品の品質管理を正確に行なう
ことができる。
【0029】尚、上記実施例では、この発明をV形開先
部の計測に適用した場合を例にとり説明したが、この発
明にあってはこれに限定されるものではなく、開先部が
例えばU形やその他の形状であっても適用できること勿
論であり、また、その対象も仮付け溶接された開先部に
限定されるものではなく、開先部の形状であれば、その
ニーズに応じて計測できる。
【0030】
【発明の効果】この発明に係る開先部の自動計測装置
は、以上説明したように、テレビカメラによって撮影さ
れた開先部形状画像データからコンピューターを用いて
開先部の形状を正確に計測するように構成したので、円
筒体の色彩に拘らずあらゆる開先部の形状を確認、か
つ、迅速に求めることができ、しかも、レーザセンサを
用いた従来のものより廉価に提供することができると共
に、特に、開先部の仮付け溶接部の形状も同時に計測す
ることができるので、溶接品質の管理が容易となる等の
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る円筒体V形開先部の
自動計測装置の概略的な構成説明図である。
【図2】同自動計測装置の要部の構成を示す説明図であ
る。
【図3】同自動計測装置の計測板の配設状態を示す説明
図である。
【図4】円筒体の仮付け後の形状を示すモデル図であ
る。
【図5】円筒体の仮付け溶接位置と溶接高さを表わすモ
デル図である。
【図6】従来のレーザセンサを用いた計測装置の構成説
明図である。
【図7】従来のタッチセンサを用いた計測装置の構成説
明図である。
【符号の説明】
1 テレビカメラ 2 計測板 3 架台 4 溶接ロボット 6,6 パイプサポートユニット 7 パイプ 8 コンピュータ(制御装置) 16 基準計測線 P1 ,P2 ,P3 ,P4 仮付け溶接位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 7/00 7/60

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒体の端部を突き合わせて形成される
    開先部の形状を、上記開先部に近接して配置された計測
    板上に投影される開先部形状をテレビカメラで撮影し、
    この撮影画像をコンピュータで解析することで自動的に
    算出することを特徴とする開先部の自動計測装置。
  2. 【請求項2】 前記計測板には、テレビカメラと該計測
    板との相対的距離の計測の目安となる基準計測線が表示
    されていることを特徴とする請求項1に記載の開先部の
    自動計測装置。
  3. 【請求項3】 前記開先部が複数箇所あるときに、前記
    円筒体をサーボモータにより一定方向に回動させ、この
    サーボモータの回転角に基づき上記開先部を検知するこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記
    載の開先部の自動計測装置。
  4. 【請求項4】 前記円筒体の開先部が複数箇所あるとき
    に、上記テレビカメラと計測板とを、円筒体の外周方向
    に沿って回転させることで、上記開先部の形状を計測す
    ることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか
    に記載の開先部の自動計測装置。
JP6085808A 1994-03-31 1994-03-31 開先部の自動計測装置 Pending JPH07276074A (ja)

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JP6085808A JPH07276074A (ja) 1994-03-31 1994-03-31 開先部の自動計測装置

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ID=13869177

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109239081A (zh) * 2018-09-18 2019-01-18 广东省特种设备检测研究院珠海检测院 基于结构光与视觉成像的焊缝质量参数检测方法
CN110018160A (zh) * 2018-01-10 2019-07-16 本田技研工业株式会社 焊接部检查装置
EP3749475A4 (en) * 2018-02-08 2021-12-08 Novarc Technologies Inc. WELD LINE TRACKING SYSTEMS AND METHODS IN PIPE WELDING

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