JPH08112689A - 突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法 - Google Patents
突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法Info
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- JPH08112689A JPH08112689A JP6272853A JP27285394A JPH08112689A JP H08112689 A JPH08112689 A JP H08112689A JP 6272853 A JP6272853 A JP 6272853A JP 27285394 A JP27285394 A JP 27285394A JP H08112689 A JPH08112689 A JP H08112689A
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- B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 端部に面取りや「だれ」を有するワークの突
き合わせ位置を高精度で検出する。 【構成】 レーザ位置センサによりワーク表面の位置デ
ータを取り込む。取り込んだデータからワークの上面位
置の回帰直線を求め、これをワークの深さ方向にＺ1 だ
け平行移動してギャプ検出ラインを設定する。そして、
検出したワークの表面位置がギャプ検出ラインと交わら
ない場合、回帰直線をＺ0 だけ下方に平行移動させた凹
処検出ラインを設定し、この凹処検出ラインと検出表面
位置との２つの交点間の最も低い表面位置を突き合わせ
位置とする。また、検出表面位置がギャプ検出ラインと
交差する場合、交差した２点間の距離を突き合わせギャ
ップＧとして検出し、このギャップが予め定めた下限距
離Ｇ1 と上限距離Ｇ2 との間にあるときは、Ｇを予め定
めた比に按分する点を突き合わせ位置とする。
き合わせ位置を高精度で検出する。 【構成】 レーザ位置センサによりワーク表面の位置デ
ータを取り込む。取り込んだデータからワークの上面位
置の回帰直線を求め、これをワークの深さ方向にＺ1 だ
け平行移動してギャプ検出ラインを設定する。そして、
検出したワークの表面位置がギャプ検出ラインと交わら
ない場合、回帰直線をＺ0 だけ下方に平行移動させた凹
処検出ラインを設定し、この凹処検出ラインと検出表面
位置との２つの交点間の最も低い表面位置を突き合わせ
位置とする。また、検出表面位置がギャプ検出ラインと
交差する場合、交差した２点間の距離を突き合わせギャ
ップＧとして検出し、このギャップが予め定めた下限距
離Ｇ1 と上限距離Ｇ2 との間にあるときは、Ｇを予め定
めた比に按分する点を突き合わせ位置とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つのワークの端面を
接触させてレーザビームにより溶接する突き合わせ溶接
に係り、特にシャーやプレスなどにより切断されたワー
クを突き合わせ溶接するのに好適なワーク突き合わせ位
置の検出方法に関する。
接触させてレーザビームにより溶接する突き合わせ溶接
に係り、特にシャーやプレスなどにより切断されたワー
クを突き合わせ溶接するのに好適なワーク突き合わせ位
置の検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ溶接は、レーザ光を細いビームに
絞って溶接をおこなうもので、特に板厚が２ｍｍ以下の
薄板を高精度で溶接するのに適している。ところが、レ
ーザ光による突き合わせ溶接においては、板厚が１．６
ｍｍ以下の場合、突き合わせ位置に対するレーザビーム
の位置ずれの許容限界が±０．２ｍｍであり、ビームの
ずれ量がこれより大きくなると溶接不良を生ずる原因と
なる。このため、従来からワークの突き合わせ位置を検
出する方法が各種提案されており、代表的なものとして
次のものがある。
絞って溶接をおこなうもので、特に板厚が２ｍｍ以下の
薄板を高精度で溶接するのに適している。ところが、レ
ーザ光による突き合わせ溶接においては、板厚が１．６
ｍｍ以下の場合、突き合わせ位置に対するレーザビーム
の位置ずれの許容限界が±０．２ｍｍであり、ビームの
ずれ量がこれより大きくなると溶接不良を生ずる原因と
なる。このため、従来からワークの突き合わせ位置を検
出する方法が各種提案されており、代表的なものとして
次のものがある。
【０００３】（１）突き合わせ部の裏面から圧縮ガスを
吹き付け、突き合わせ部を通過したガスを表面側におい
て検知して突き合わせ位置、すなわち溶接線の位置を検
出する方法（特開昭５９−１５０６８５号公報）。 （２）ワークの裏側に配置した発光装置により突き合わ
せ部に光を照射し、突き合わせ部を透過した光を表面側
で検出して突き合わせ位置を検知する方法（特開昭６１
−１２３４９４号公報等）。 （３）突き合わせ部をＣＣＤカメラによって撮像し、そ
の明暗を画像処理して突き合わせ位置や突き合わせギャ
ップを検出する方法（特公平３−５０６３５号公報、特
開平１−９９７９１号公報等）。 （４）突き合わせ部に渦電流を発生させ、これを磁力線
式センサを用いて検出して突き合わせ部の位置を求めた
り、電流接触抵抗の変化により突き合わせ位置を求める
方法（特開昭５９−１０１２９５号公報、特開昭５９−
１５０６８６号公報等）。
吹き付け、突き合わせ部を通過したガスを表面側におい
て検知して突き合わせ位置、すなわち溶接線の位置を検
出する方法（特開昭５９−１５０６８５号公報）。 （２）ワークの裏側に配置した発光装置により突き合わ
せ部に光を照射し、突き合わせ部を透過した光を表面側
で検出して突き合わせ位置を検知する方法（特開昭６１
−１２３４９４号公報等）。 （３）突き合わせ部をＣＣＤカメラによって撮像し、そ
の明暗を画像処理して突き合わせ位置や突き合わせギャ
ップを検出する方法（特公平３−５０６３５号公報、特
開平１−９９７９１号公報等）。 （４）突き合わせ部に渦電流を発生させ、これを磁力線
式センサを用いて検出して突き合わせ部の位置を求めた
り、電流接触抵抗の変化により突き合わせ位置を求める
方法（特開昭５９−１０１２９５号公報、特開昭５９−
１５０６８６号公報等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧縮ガスや光
を透過させる方法は、突き合わせ部にギャップが存在し
ないと突き合わせ位置を検出することができない。とこ
ろが、レーザ溶接される薄板は、シャーやプレスによっ
て切断加工される場合が多く、このように切断したワー
クを突き合わせすると、突き合わせギャップを生じない
のが普通であるため、圧縮ガスや光を透過させる方法を
適用することができない。
を透過させる方法は、突き合わせ部にギャップが存在し
ないと突き合わせ位置を検出することができない。とこ
ろが、レーザ溶接される薄板は、シャーやプレスによっ
て切断加工される場合が多く、このように切断したワー
クを突き合わせすると、突き合わせギャップを生じない
のが普通であるため、圧縮ガスや光を透過させる方法を
適用することができない。
【０００５】また、突き合わせ位置を撮像して検出する
方法は、ＣＣＤカメラにより撮像した画像を処理してそ
の濃淡から突き合わせ部である溶接線とそうでない部分
とを識別して溶接線を抽出するものであるが、シャーや
プレスによって切断したワークのように、端部に「だ
れ」を有している場合、その部分は暗部となり、ある幅
をもつ暗部から±０．２ｍｍ以内の精度で実際の溶接線
を検出することは極めて困難である。さらに、画像処理
による突き合わせ部の検出は、ワークの表面に傷があっ
た場合に誤判定をしやすく、また処理速度が遅いために
サイクルタイムが長くなる欠点がある。一方、渦電流を
検出する方法や電流接触抵抗による方法においても、上
記した精度をもって突き合わせ位置を検出することは困
難であり、また検出システムが高価となる欠点がある。
方法は、ＣＣＤカメラにより撮像した画像を処理してそ
の濃淡から突き合わせ部である溶接線とそうでない部分
とを識別して溶接線を抽出するものであるが、シャーや
プレスによって切断したワークのように、端部に「だ
れ」を有している場合、その部分は暗部となり、ある幅
をもつ暗部から±０．２ｍｍ以内の精度で実際の溶接線
を検出することは極めて困難である。さらに、画像処理
による突き合わせ部の検出は、ワークの表面に傷があっ
た場合に誤判定をしやすく、また処理速度が遅いために
サイクルタイムが長くなる欠点がある。一方、渦電流を
検出する方法や電流接触抵抗による方法においても、上
記した精度をもって突き合わせ位置を検出することは困
難であり、また検出システムが高価となる欠点がある。
【０００６】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、端部に面取りや「だれ」を有す
るワークの突き合わせ位置を高精度で検出することがで
きる突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法を
提供することを目的としている。
ためになされたもので、端部に面取りや「だれ」を有す
るワークの突き合わせ位置を高精度で検出することがで
きる突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法を
提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る突き合わせ溶接のワーク突き合わせ
位置検出方法は、表面の端部が漸次低くなっているワー
クに照射した光ビームを溶接線と交差させて走査し、そ
の反射光から前記ワークの表面位置を求めて前記漸次低
くなっているワーク端を検出することを特徴としてい
る。光ビームは、通常の光またはレーザ光を用いて形成
できるが、拡散の少ない安定した細いビームが得られる
とともに、外乱の影響を受けにくいところから、レーザ
光を用いることが望ましい。また、光ビームを走査する
場合、溶接線と任意の角度で交差させてもよいが、交差
位置の算出が容易であるところから、ビームの走査ライ
ンと溶接線とを直交させるとよい。
めに、本発明に係る突き合わせ溶接のワーク突き合わせ
位置検出方法は、表面の端部が漸次低くなっているワー
クに照射した光ビームを溶接線と交差させて走査し、そ
の反射光から前記ワークの表面位置を求めて前記漸次低
くなっているワーク端を検出することを特徴としてい
る。光ビームは、通常の光またはレーザ光を用いて形成
できるが、拡散の少ない安定した細いビームが得られる
とともに、外乱の影響を受けにくいところから、レーザ
光を用いることが望ましい。また、光ビームを走査する
場合、溶接線と任意の角度で交差させてもよいが、交差
位置の算出が容易であるところから、ビームの走査ライ
ンと溶接線とを直交させるとよい。
【０００８】凹処を検出する場合、ワークの上面より低
い位置に凹処検出ラインを設定し、検出した表面位置が
凹処検出ラインと交差した場合に、交差した２点間の検
出表面の最も低い位置の点を突き合わせ位置とすること
ができる。そして、検出した表面位置が予め定めた下限
値となった場合、この下限値の検出された長さが予め定
めた値以下であるときには、下限値検出長さを予め定め
た比に按分する点を突き合わせ位置とする。しかし、検
出した表面位置が予め定めた下限値となった場合におい
て、この下限値の検出された長さが予め定めた値より大
きいときは、溶接不可とする。
い位置に凹処検出ラインを設定し、検出した表面位置が
凹処検出ラインと交差した場合に、交差した２点間の検
出表面の最も低い位置の点を突き合わせ位置とすること
ができる。そして、検出した表面位置が予め定めた下限
値となった場合、この下限値の検出された長さが予め定
めた値以下であるときには、下限値検出長さを予め定め
た比に按分する点を突き合わせ位置とする。しかし、検
出した表面位置が予め定めた下限値となった場合におい
て、この下限値の検出された長さが予め定めた値より大
きいときは、溶接不可とする。
【０００９】また、凹処検出ラインの下方の予め定めた
位置にギャップ検出ラインを設定し、検出した表面位置
がギャプ検出ラインと交差しなかった場合に、検出表面
位置と凹処検出ラインとの交差した２点間における検出
表面位置の最も低い位置の点を突き合わせ位置とする。
さらに、凹処検出ラインの下方の予め定めた位置にギャ
ップ検出ラインを設定し、検出した表面位置がギャプ検
出ラインと交差しなかった場合に、検出表面位置が凹処
検出ラインと交差した２点間の距離を求め、この検出距
離を予め定めた比に按分する点を突き合わせ位置とする
こともできる。
位置にギャップ検出ラインを設定し、検出した表面位置
がギャプ検出ラインと交差しなかった場合に、検出表面
位置と凹処検出ラインとの交差した２点間における検出
表面位置の最も低い位置の点を突き合わせ位置とする。
さらに、凹処検出ラインの下方の予め定めた位置にギャ
ップ検出ラインを設定し、検出した表面位置がギャプ検
出ラインと交差しなかった場合に、検出表面位置が凹処
検出ラインと交差した２点間の距離を求め、この検出距
離を予め定めた比に按分する点を突き合わせ位置とする
こともできる。
【００１０】検出した表面位置が前記ギャプ検出ライン
と交差した場合、検出表面とギャプ検出ラインとの交差
した２点間の距離を求め、この検出距離が予め定めた下
限距離と上限距離との間にあるときには、検出距離を予
め定めた比に按分する点を突き合わせ位置とする。しか
し、検出した表面位置がギャプ検出ラインと交差した場
合に、検出表面とギャプ検出ラインとの交差した２点間
の距離が予め定めた上限距離より大きいときには、溶接
不可とする。さらに、検出した表面位置がギャプ検出ラ
インと交差した場合に、検出表面とギャプ検出ラインと
の交差した２点間の距離が予め定めた下限距離より小さ
いときには、交差した２点間における検出表面位置の最
も低い位置の点を突き合わせ位置とする。
と交差した場合、検出表面とギャプ検出ラインとの交差
した２点間の距離を求め、この検出距離が予め定めた下
限距離と上限距離との間にあるときには、検出距離を予
め定めた比に按分する点を突き合わせ位置とする。しか
し、検出した表面位置がギャプ検出ラインと交差した場
合に、検出表面とギャプ検出ラインとの交差した２点間
の距離が予め定めた上限距離より大きいときには、溶接
不可とする。さらに、検出した表面位置がギャプ検出ラ
インと交差した場合に、検出表面とギャプ検出ラインと
の交差した２点間の距離が予め定めた下限距離より小さ
いときには、交差した２点間における検出表面位置の最
も低い位置の点を突き合わせ位置とする。
【００１１】なお、凹処検出ラインは、突き合わせした
２つのワークごとに独立して設定することができる。ま
た、検出した表面位置が凹処検出ラインを上から下に横
切る場合、光ビームの予め定めた走査距離の間に、検出
表面位置が凹処検出ラインを下から上に横切ったとき
は、先の上から下への交差を無視し、検出した表面位置
が凹処検出ラインを下から上に横切る場合、光ビームの
予め定めた走査距離の間に、検出表面位置が凹処検出ラ
インを上から下に横切ったときは、先の下から上への交
差を無視しするとよい。
２つのワークごとに独立して設定することができる。ま
た、検出した表面位置が凹処検出ラインを上から下に横
切る場合、光ビームの予め定めた走査距離の間に、検出
表面位置が凹処検出ラインを下から上に横切ったとき
は、先の上から下への交差を無視し、検出した表面位置
が凹処検出ラインを下から上に横切る場合、光ビームの
予め定めた走査距離の間に、検出表面位置が凹処検出ラ
インを上から下に横切ったときは、先の下から上への交
差を無視しするとよい。
【００１２】
【作用】上記のごとく構成した本発明は、本発明によれ
ば、光ビームを溶接線と交差させて走査してワークの表
面位置を求め、シャーやプレスなどによって切断したワ
ーク端部の「だれ」による突き合わせ部の凹処を検出し
てワーク端部の位置を求めるようにしているため、正確
な突き合わせ位置を容易に検出することができる。この
場合、ワークの表面は、微小な凹凸が存在するので、
「だれ」による凹処を検出するための基準線を設定する
必要があり、検出したワーク表面位置を「だれ」による
凹処検出の基準線とすると、ワークが傾いているときな
どの場合、基準線がワークと交わらず、「だれ」による
凹処を検出することができないことがあるので、ワーク
の上面より下方に凹処検出ラインを設定し、検出したワ
ークの表面位置が凹処検出ラインと交差した２点間にお
いて、最も低い位置となった点をワーク端、すなわち突
き合わせ位置とする。なお、凹処検出ラインは、光ビー
ムを走査したときに、最初と最後の部分における予め定
めた検出数から最小二乗法により上面位置の回帰直線を
求め、これをワークの深さ方向（マイナスＺ方向）に予
め定めた量だけ平行移動させて設定する。
ば、光ビームを溶接線と交差させて走査してワークの表
面位置を求め、シャーやプレスなどによって切断したワ
ーク端部の「だれ」による突き合わせ部の凹処を検出し
てワーク端部の位置を求めるようにしているため、正確
な突き合わせ位置を容易に検出することができる。この
場合、ワークの表面は、微小な凹凸が存在するので、
「だれ」による凹処を検出するための基準線を設定する
必要があり、検出したワーク表面位置を「だれ」による
凹処検出の基準線とすると、ワークが傾いているときな
どの場合、基準線がワークと交わらず、「だれ」による
凹処を検出することができないことがあるので、ワーク
の上面より下方に凹処検出ラインを設定し、検出したワ
ークの表面位置が凹処検出ラインと交差した２点間にお
いて、最も低い位置となった点をワーク端、すなわち突
き合わせ位置とする。なお、凹処検出ラインは、光ビー
ムを走査したときに、最初と最後の部分における予め定
めた検出数から最小二乗法により上面位置の回帰直線を
求め、これをワークの深さ方向（マイナスＺ方向）に予
め定めた量だけ平行移動させて設定する。
【００１３】検出した表面位置が予め定めた下限値とな
ったときには、突き合わせしたワーク間に突き合わせギ
ャップが発生していると見なせるため、突き合わせ位置
を特定することができない。そこで、このような場合、
そのギャップ長を検出し、検出ギャップ長が所定値以下
であれば、検出ギャップ長を所定の比に按分する点を突
き合わせ位置とすることにより、ギャップが存在してい
ても正確な突き合わせ位置を求めることができる。そし
て、下限値の検出される長さが所定値を超える場合、突
き合わせギャップが溶接に不適切な大きさであるとして
溶接不可と判断し、溶接不良の発生を未然に防止する。
なお、按分比は、突き合わせた２つのワークの切断加工
方法が同じ（例えば、シャーとシャー、プレスとプレ
ス）であれば、「だれ」の状態が同じであるため１対１
にする。２つのワーク間において切断加工方法がシャー
とプレスのように異なっている場合には、「だれ」の状
態が異なるので、実験等によって予め按分比を定める。
ったときには、突き合わせしたワーク間に突き合わせギ
ャップが発生していると見なせるため、突き合わせ位置
を特定することができない。そこで、このような場合、
そのギャップ長を検出し、検出ギャップ長が所定値以下
であれば、検出ギャップ長を所定の比に按分する点を突
き合わせ位置とすることにより、ギャップが存在してい
ても正確な突き合わせ位置を求めることができる。そし
て、下限値の検出される長さが所定値を超える場合、突
き合わせギャップが溶接に不適切な大きさであるとして
溶接不可と判断し、溶接不良の発生を未然に防止する。
なお、按分比は、突き合わせた２つのワークの切断加工
方法が同じ（例えば、シャーとシャー、プレスとプレ
ス）であれば、「だれ」の状態が同じであるため１対１
にする。２つのワーク間において切断加工方法がシャー
とプレスのように異なっている場合には、「だれ」の状
態が異なるので、実験等によって予め按分比を定める。
【００１４】突き合わせギャップの存在の有無は、凹処
検出ラインの下方にギャプ検出ラインを設定し、検出表
面位置がこのギャプ検出ラインと交差したか否かによっ
ても判断することができる。このようにすると、下限値
を検出する不安定さをなくして突き合わせギャプを容易
に検出することができる。そして、検出表面位置がギャ
プ検出ラインと交差しない場合、突き合わせギャップは
存在しないので、検出表面位置が凹処検出ラインと交差
する２点間の距離を予め定めた比に按分する点、または
検出表面位置の最も低い点を突き合わせ位置とする。こ
の検出表面位置の最も低い点を突き合わせ位置とする
と、一方のワークが新しい刃によって切断され、他方の
ワークが古い刃によって切断されたような場合、加工方
法が同じでも「だれ」の状態に相違が生じて按分法を適
用することができない場合であっても、突き合わせ位置
を正確に求めることができる。
検出ラインの下方にギャプ検出ラインを設定し、検出表
面位置がこのギャプ検出ラインと交差したか否かによっ
ても判断することができる。このようにすると、下限値
を検出する不安定さをなくして突き合わせギャプを容易
に検出することができる。そして、検出表面位置がギャ
プ検出ラインと交差しない場合、突き合わせギャップは
存在しないので、検出表面位置が凹処検出ラインと交差
する２点間の距離を予め定めた比に按分する点、または
検出表面位置の最も低い点を突き合わせ位置とする。こ
の検出表面位置の最も低い点を突き合わせ位置とする
と、一方のワークが新しい刃によって切断され、他方の
ワークが古い刃によって切断されたような場合、加工方
法が同じでも「だれ」の状態に相違が生じて按分法を適
用することができない場合であっても、突き合わせ位置
を正確に求めることができる。
【００１５】一方、検出表面位置がギャプ検出ラインと
交差する場合、突き合わせギャップが存在すると判断
し、交差する２点間の距離が予め定めた下限距離と上限
距離との間にあれば、この距離を予め定めた比に按分す
る点を突き合わせ位置とすることにより、突き合わせギ
ャップが存在していても突き合わせ位置を求めることが
できる。しかし、ギャプ検出ラインと検出表面位置との
２つの交差間距離が上限距離（例えば０．１５ｍｍ）よ
り大きいときには、突き合わせギャップが溶接可能なギ
ャップより大きいため、溶接不可とする。逆に、ギャプ
検出ラインと検出表面位置との２つの交差間距離が下限
距離（例えば、０．０５ｍｍ）より小さいときには、突
き合わせギャップは小さいので、検出表面位置の最も低
い位置を突き合わせ位置として差し支えない。なお、厚
さの異なる２つのワークを突き合わせ溶接する場合があ
るので、各ワークの厚さに応じて凹処検出ラインを異な
らせて設定する。また、ワークの微小な凹凸や外乱によ
るノイズが測定値に含まれる場合があるので、検出した
表面位置と凹処検出ラインとの連続した２つの交差位置
間の距離が予め定めた基準値以下である場合には、これ
ら２点においてワークの表面が凹処検出ラインと交差し
なかったものとして検出値を無視し、ノイズの影響を排
除する。
交差する場合、突き合わせギャップが存在すると判断
し、交差する２点間の距離が予め定めた下限距離と上限
距離との間にあれば、この距離を予め定めた比に按分す
る点を突き合わせ位置とすることにより、突き合わせギ
ャップが存在していても突き合わせ位置を求めることが
できる。しかし、ギャプ検出ラインと検出表面位置との
２つの交差間距離が上限距離（例えば０．１５ｍｍ）よ
り大きいときには、突き合わせギャップが溶接可能なギ
ャップより大きいため、溶接不可とする。逆に、ギャプ
検出ラインと検出表面位置との２つの交差間距離が下限
距離（例えば、０．０５ｍｍ）より小さいときには、突
き合わせギャップは小さいので、検出表面位置の最も低
い位置を突き合わせ位置として差し支えない。なお、厚
さの異なる２つのワークを突き合わせ溶接する場合があ
るので、各ワークの厚さに応じて凹処検出ラインを異な
らせて設定する。また、ワークの微小な凹凸や外乱によ
るノイズが測定値に含まれる場合があるので、検出した
表面位置と凹処検出ラインとの連続した２つの交差位置
間の距離が予め定めた基準値以下である場合には、これ
ら２点においてワークの表面が凹処検出ラインと交差し
なかったものとして検出値を無視し、ノイズの影響を排
除する。
【００１６】
【実施例】本発明に係る突き合わせ溶接のワーク突き合
わせ位置検出方法の好ましい実施例を、添付図面に従っ
て詳細に説明する。図２は、本発明の実施例に係る突き
合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法が適用され
るレーザ溶接装置の概略を示す正面図であり、図３はそ
の平面図である。
わせ位置検出方法の好ましい実施例を、添付図面に従っ
て詳細に説明する。図２は、本発明の実施例に係る突き
合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法が適用され
るレーザ溶接装置の概略を示す正面図であり、図３はそ
の平面図である。
【００１７】これらの図において、上面に溶接するワー
ク１、２、３を配置したベッド１０の両側にサポート１
２、１４が設けてあり、これらのサポート１２、１４間
にガイドビーム１６が渡してある。そして、ガイドビー
ム１６の上部には、アーム１７を介してレーザ溶接トー
チ１８を取りつけたガイドブロック２０が配設してあ
る。このブロック２０は、ワーク１、２、３を突き合わ
せた溶接線４、５に沿ってトーチ１８を案内するもの
で、下部がビーム１６に摺動自在に嵌合しており、上部
がねじ軸２２と螺合している。そして、このねじ軸２２
の両端は、サポート１２、１４に軸支されているととも
に、一端がサポート１４にブラケット２３を介して取り
付けたモータ２４に接続してあり、モータ２４が回転す
ることによって回転させられ、ガイドブロック２０を介
してレーザ溶接トーチ１８を図の左右方向に移動させ
る。また、アーム１７は、レーザ溶接トーチ１８をガイ
ドブロック２０に対して進退させ、トーチ１８を溶接線
４、５と直交した方向に移動させる。
ク１、２、３を配置したベッド１０の両側にサポート１
２、１４が設けてあり、これらのサポート１２、１４間
にガイドビーム１６が渡してある。そして、ガイドビー
ム１６の上部には、アーム１７を介してレーザ溶接トー
チ１８を取りつけたガイドブロック２０が配設してあ
る。このブロック２０は、ワーク１、２、３を突き合わ
せた溶接線４、５に沿ってトーチ１８を案内するもの
で、下部がビーム１６に摺動自在に嵌合しており、上部
がねじ軸２２と螺合している。そして、このねじ軸２２
の両端は、サポート１２、１４に軸支されているととも
に、一端がサポート１４にブラケット２３を介して取り
付けたモータ２４に接続してあり、モータ２４が回転す
ることによって回転させられ、ガイドブロック２０を介
してレーザ溶接トーチ１８を図の左右方向に移動させ
る。また、アーム１７は、レーザ溶接トーチ１８をガイ
ドブロック２０に対して進退させ、トーチ１８を溶接線
４、５と直交した方向に移動させる。
【００１８】一方、ガイドビーム１６の下部には、カム
装置２６が設けてある。このカム装置２６は、ブラケッ
ト２８を介して取り付けたレーザ位置センサ３０を、図
２の紙面と直交した方向に直線的に往復動させるもの
で、例えば円筒カムによって構成してある。そして、カ
ム装置２６は、上端部がビーム１６の下部に摺動自在に
嵌合し、ビーム１６に沿って図の左右方向に案内される
ようになっている。さらに、カム装置２６は、サポート
１２、１４に軸支してあるねじ軸３２と螺合しており、
ねじ軸３２が回転することによってガイドビーム１６に
沿って案内され、図の左右方向に移動するようになって
いる。そして、ねじ軸３２は、サポート１４にブラケッ
ト３４を介して取り付けたモータ３６に接続され、モー
タ３６によって回転させられるようになっている。な
お、図３に示した符号３８は、カム装置２６を駆動して
レーザ位置センサ３０を往復動させる駆動モータであ
る。
装置２６が設けてある。このカム装置２６は、ブラケッ
ト２８を介して取り付けたレーザ位置センサ３０を、図
２の紙面と直交した方向に直線的に往復動させるもの
で、例えば円筒カムによって構成してある。そして、カ
ム装置２６は、上端部がビーム１６の下部に摺動自在に
嵌合し、ビーム１６に沿って図の左右方向に案内される
ようになっている。さらに、カム装置２６は、サポート
１２、１４に軸支してあるねじ軸３２と螺合しており、
ねじ軸３２が回転することによってガイドビーム１６に
沿って案内され、図の左右方向に移動するようになって
いる。そして、ねじ軸３２は、サポート１４にブラケッ
ト３４を介して取り付けたモータ３６に接続され、モー
タ３６によって回転させられるようになっている。な
お、図３に示した符号３８は、カム装置２６を駆動して
レーザ位置センサ３０を往復動させる駆動モータであ
る。
【００１９】レーザ位置センサ３０は、例えば図４のよ
うに構成してあり、傾斜面が受光部４２および発光部４
４となっている。そして、発光部４４が投光したレーザ
ビームのワークからの反射光を受光部４２で受け、散乱
光を集光した位置のずれ検知することにより、ワークの
高さの変位を検出するようになっている。なお、レーザ
位置センサ３０を往復動させる機構は、前記のカム装置
２６に限定されず、シリンダやねじ軸等によって行って
もよい。
うに構成してあり、傾斜面が受光部４２および発光部４
４となっている。そして、発光部４４が投光したレーザ
ビームのワークからの反射光を受光部４２で受け、散乱
光を集光した位置のずれ検知することにより、ワークの
高さの変位を検出するようになっている。なお、レーザ
位置センサ３０を往復動させる機構は、前記のカム装置
２６に限定されず、シリンダやねじ軸等によって行って
もよい。
【００２０】溶接線４、５の検出は、図５（１）のよう
にレーザ位置センサ３０を矢印５０のように溶接線４、
５と直交した方向に移動させることにより行う。そし
て、ワーク１とワーク２との溶接線４を求める場合、ワ
ーク２の幅方向両端近くのＡ、Ｂにおいてレーザビーム
５２を走査し、例えば０．０１ｍｍごとにワークの表面
位置を検出し、これらのＡ、Ｂの位置における２つのワ
ーク１、２の突き合わせ位置を検出して溶接線を決定す
る。
にレーザ位置センサ３０を矢印５０のように溶接線４、
５と直交した方向に移動させることにより行う。そし
て、ワーク１とワーク２との溶接線４を求める場合、ワ
ーク２の幅方向両端近くのＡ、Ｂにおいてレーザビーム
５２を走査し、例えば０．０１ｍｍごとにワークの表面
位置を検出し、これらのＡ、Ｂの位置における２つのワ
ーク１、２の突き合わせ位置を検出して溶接線を決定す
る。
【００２１】すなわち、溶接するワーク１をシャーによ
って切断加工し、ワーク２、３をプレスによって切断加
工した場合、図５（２）に示したように、切断部である
ワークの端部が漸次低くなる、いわゆるだれ４６、４７
を生じ、突き合わせ位置４８において深さδの微小な凹
みを形成する。従って、このだれ４６、４７の端部を検
出することにより、突き合わせ位置４８を求めることが
できる。この突き合わせ位置４８の検出は、レーザ位置
センサ３０の検出信号をコンピュータなどの信号処理装
置に入力して行われる。
って切断加工し、ワーク２、３をプレスによって切断加
工した場合、図５（２）に示したように、切断部である
ワークの端部が漸次低くなる、いわゆるだれ４６、４７
を生じ、突き合わせ位置４８において深さδの微小な凹
みを形成する。従って、このだれ４６、４７の端部を検
出することにより、突き合わせ位置４８を求めることが
できる。この突き合わせ位置４８の検出は、レーザ位置
センサ３０の検出信号をコンピュータなどの信号処理装
置に入力して行われる。
【００２２】すなわち、突き合わせ位置を含むＺ方向
（ワークの厚さ方向）のレーザ位置センサ３０の検出デ
ータ、すなわちワーク１、２の表面位置のデータを所定
の走査ピッチごとに信号処理装置に入力し、突き合わせ
位置４８を算出させる。実施例においては、レーザ位置
センサ３０の走査長さを６ｍｍで、０．０１ｍｍごとに
データの取り込みを行った。このようにして得たデータ
によるワークの表面形状の一例を図６（１）の実線に示
した。
（ワークの厚さ方向）のレーザ位置センサ３０の検出デ
ータ、すなわちワーク１、２の表面位置のデータを所定
の走査ピッチごとに信号処理装置に入力し、突き合わせ
位置４８を算出させる。実施例においては、レーザ位置
センサ３０の走査長さを６ｍｍで、０．０１ｍｍごとに
データの取り込みを行った。このようにして得たデータ
によるワークの表面形状の一例を図６（１）の実線に示
した。
【００２３】次に、ワーク１、２の突き合わせ部の微小
な凹みの幅を検出するための基準線を設定する。この基
準線は、まず、取り込んだデータから最小二乗法により
ワークの上面の回帰直線を演算することにより求める。
この回帰直線の演算は、レーザ位置センサ３０による走
査の開始部と終了部の予め定めた複数個のデータ、例え
ば開始時の２０個と終了時の２０個のデータを用いて行
う。図６（１）に示した破線６０は、このようにして得
た回帰直線である。
な凹みの幅を検出するための基準線を設定する。この基
準線は、まず、取り込んだデータから最小二乗法により
ワークの上面の回帰直線を演算することにより求める。
この回帰直線の演算は、レーザ位置センサ３０による走
査の開始部と終了部の予め定めた複数個のデータ、例え
ば開始時の２０個と終了時の２０個のデータを用いて行
う。図６（１）に示した破線６０は、このようにして得
た回帰直線である。
【００２４】ところで、図６（２）のようにワークが傾
いている場合、あるいは図６（３）のように突き合わせ
をした２つのワークの間に厚さの相違がある場合、回帰
直線６０が一方のワークと交差せず、突き合わせ部の凹
み幅を検出することができなくなる。そこで、図６
（１）に示したように、回帰直線６０を予め定めた距離
だけ下方（マイナスＺ方向）に平行移動して凹処検出ラ
イン６２を設定する。そして、一般的には、検出したワ
ークの表面位置がこの凹処検出ライン６２と交差した２
点ａ、ｂ間の幅ｄを求め、この幅ｄを予め定めた比ｍ：
ｎに按分する点を突き合わせ位置４８とする。これは、
次の理由による。
いている場合、あるいは図６（３）のように突き合わせ
をした２つのワークの間に厚さの相違がある場合、回帰
直線６０が一方のワークと交差せず、突き合わせ部の凹
み幅を検出することができなくなる。そこで、図６
（１）に示したように、回帰直線６０を予め定めた距離
だけ下方（マイナスＺ方向）に平行移動して凹処検出ラ
イン６２を設定する。そして、一般的には、検出したワ
ークの表面位置がこの凹処検出ライン６２と交差した２
点ａ、ｂ間の幅ｄを求め、この幅ｄを予め定めた比ｍ：
ｎに按分する点を突き合わせ位置４８とする。これは、
次の理由による。
【００２５】例えば、ワーク１をシャーによって切断
し、ワーク２をプレスによって切断した場合、一般にシ
ャーはプレスよりシャープな切断ができるため、図５
（２）に示したように、ワーク１のだれ４６とワーク２
のだれ４７とではその形状が異なる。このため、図７
（１）に拡大して示したように、ワーク１が凹処検出ラ
イン６２と交差した点ａから突き合わせ位置４８までの
距離と、ワーク２が凹処検出ライン６２と交差した点ｂ
から突き合わせ位置４８までの距離とが異なることにな
り、検出幅ｄの中間点を突き合わせ位置としたのでは、
実際の突き合わせ位置４８とずれるためである。この按
分する比ｍ：ｎは、切断方法、ワークの材質、板厚等に
応じて予め実験などによって定めておく。また、突き合
わせ溶接する２つのワークの切断加工方法がシャーとシ
ャー、プレスとプレスのように同じであれば、ｍ：ｎは
１：１とする。
し、ワーク２をプレスによって切断した場合、一般にシ
ャーはプレスよりシャープな切断ができるため、図５
（２）に示したように、ワーク１のだれ４６とワーク２
のだれ４７とではその形状が異なる。このため、図７
（１）に拡大して示したように、ワーク１が凹処検出ラ
イン６２と交差した点ａから突き合わせ位置４８までの
距離と、ワーク２が凹処検出ライン６２と交差した点ｂ
から突き合わせ位置４８までの距離とが異なることにな
り、検出幅ｄの中間点を突き合わせ位置としたのでは、
実際の突き合わせ位置４８とずれるためである。この按
分する比ｍ：ｎは、切断方法、ワークの材質、板厚等に
応じて予め実験などによって定めておく。また、突き合
わせ溶接する２つのワークの切断加工方法がシャーとシ
ャー、プレスとプレスのように同じであれば、ｍ：ｎは
１：１とする。
【００２６】また、図６（１）に示したように、検出し
たワークの表面位置の最も低い点（最下点）ｃを検出す
ることによっても突き合わせ位置４８をもとめることが
できる。この最下点ｃを検出して合わせ位置４８を求め
る利点は、図７（２）のような場合である。すなわち、
溶接する２つのワーク１、２の切断加工方法が同じであ
ったとしても、例えはワーク１を使い古した刃によって
切断し、ワーク２を新しい刃によって切断したとする
と、古い刃による切断は「だれ」が大きくなるため、突
き合わせ面に段差を生ずる。このため、検出幅ｄの中心
位置ｅを突き合わせ位置とすると、実際の突き合わせ位
置４８からずれてしまう。そこで、このような場合、最
下点ｃを検出することにより、正確な突き合わせ位置４
８を求めることができる。
たワークの表面位置の最も低い点（最下点）ｃを検出す
ることによっても突き合わせ位置４８をもとめることが
できる。この最下点ｃを検出して合わせ位置４８を求め
る利点は、図７（２）のような場合である。すなわち、
溶接する２つのワーク１、２の切断加工方法が同じであ
ったとしても、例えはワーク１を使い古した刃によって
切断し、ワーク２を新しい刃によって切断したとする
と、古い刃による切断は「だれ」が大きくなるため、突
き合わせ面に段差を生ずる。このため、検出幅ｄの中心
位置ｅを突き合わせ位置とすると、実際の突き合わせ位
置４８からずれてしまう。そこで、このような場合、最
下点ｃを検出することにより、正確な突き合わせ位置４
８を求めることができる。
【００２７】なお、図６（３）に示したように、突き合
わせた２つのワーク間において厚さが相違している場
合、図８に示したように凹処検出ラインの位置をワーク
の厚さに応じて異ならせる。すなわち、前記したように
レーザ位置センサ３０を走査して取り込んだデータから
ワーク１に対する回帰直線６０ａと、ワーク２に対する
回帰直線６０ｂとを求め、これらの回帰直線６０ａ、６
０ｂを予め定めた値Ｚ0だけマイナスＺ方向にシフトさ
せて凹処検出ライン６２ａ、６２ｂを設定する。そして
ワーク表面の検出値が上方から下方に（または下方から
上方に）に凹処検出ライン６２ａを切った点と、凹処検
出ライン６２ｂを下方から上方に（または上方から下方
に）切った点とを検出し、この２点間の幅ｄを予め求め
た比ｍ：ｎに按分する点を突き合わせ位置４８とする。
わせた２つのワーク間において厚さが相違している場
合、図８に示したように凹処検出ラインの位置をワーク
の厚さに応じて異ならせる。すなわち、前記したように
レーザ位置センサ３０を走査して取り込んだデータから
ワーク１に対する回帰直線６０ａと、ワーク２に対する
回帰直線６０ｂとを求め、これらの回帰直線６０ａ、６
０ｂを予め定めた値Ｚ0だけマイナスＺ方向にシフトさ
せて凹処検出ライン６２ａ、６２ｂを設定する。そして
ワーク表面の検出値が上方から下方に（または下方から
上方に）に凹処検出ライン６２ａを切った点と、凹処検
出ライン６２ｂを下方から上方に（または上方から下方
に）切った点とを検出し、この２点間の幅ｄを予め求め
た比ｍ：ｎに按分する点を突き合わせ位置４８とする。
【００２８】ところで、レーザ位置センサ３０を走査し
た位置において、突き合わせたワーク１、２との間にギ
ャップが存在する場合、最下点ｃを検出して突き合わせ
位置４８を求めようとしても、ギャップの存在によって
最下点ｃを得ることができない。すなわち、突き合わせ
たワーク間にギャップが存在すると、図９のように検出
したワーク表面位置が通常の検出値よりはるかに低い値
となる。そこで、ワークの厚さを考慮した下限値を設定
しておき、検出値がこの下限値になった場合、突き合わ
せギャップが存在すると判断する。そして、設定した下
限値が得られる範囲を突き合わせギャップＧとして検出
し、このギャップＧを予め定めた比ｍ：ｎに按分する点
を突き合わせ位置４８とする。
た位置において、突き合わせたワーク１、２との間にギ
ャップが存在する場合、最下点ｃを検出して突き合わせ
位置４８を求めようとしても、ギャップの存在によって
最下点ｃを得ることができない。すなわち、突き合わせ
たワーク間にギャップが存在すると、図９のように検出
したワーク表面位置が通常の検出値よりはるかに低い値
となる。そこで、ワークの厚さを考慮した下限値を設定
しておき、検出値がこの下限値になった場合、突き合わ
せギャップが存在すると判断する。そして、設定した下
限値が得られる範囲を突き合わせギャップＧとして検出
し、このギャップＧを予め定めた比ｍ：ｎに按分する点
を突き合わせ位置４８とする。
【００２９】なお、例えば図１０（１）の左から右方向
にレーザ位置センサ３０を走査したときに、ワークの凹
凸や外乱により、符号Ｐ、Ｑのように数個の検出値を得
る間に、検出表面位置が凹処検出ライン６２と複数回交
差するような場合がある。そして、破線ｑの位置が本来
の交差位置であるのに、実線ｐの位置を交差位置として
しまうと、検出幅ｄ’が実際の幅ｄより広くなり、これ
をｍ：ｎに按分した点ｆは、実際の突き合わせ位置４８
とずれてしまう。そこで、このような不都合を避けるた
め、検出値が凹処検出ライン６２を上から下に横切る場
合、予め定めた検出数（例えば１０個）以内に再び測定
値が凹処検出ライン６２を上方に横切ったときは、外乱
であるとして最初に上から下に横切った位置を幅ｄの検
出に採用しないようにする。最下点ｃの右側において、
検出値が凹処検出ライン６２を下から上に横切る場合も
同様である。
にレーザ位置センサ３０を走査したときに、ワークの凹
凸や外乱により、符号Ｐ、Ｑのように数個の検出値を得
る間に、検出表面位置が凹処検出ライン６２と複数回交
差するような場合がある。そして、破線ｑの位置が本来
の交差位置であるのに、実線ｐの位置を交差位置として
しまうと、検出幅ｄ’が実際の幅ｄより広くなり、これ
をｍ：ｎに按分した点ｆは、実際の突き合わせ位置４８
とずれてしまう。そこで、このような不都合を避けるた
め、検出値が凹処検出ライン６２を上から下に横切る場
合、予め定めた検出数（例えば１０個）以内に再び測定
値が凹処検出ライン６２を上方に横切ったときは、外乱
であるとして最初に上から下に横切った位置を幅ｄの検
出に採用しないようにする。最下点ｃの右側において、
検出値が凹処検出ライン６２を下から上に横切る場合も
同様である。
【００３０】また、最下点ｃを求める場合、やはり外乱
により、検出値の１つまたは２〜３個が凹処検出ライン
６２を下回り、しかも図１０（２）の符号ｓに示したよ
うに、最下点ｃを下回る場合がある。そこで、このよう
な場合の最下点ｃの誤検出を避けるため、最下点ｃを求
める場合、検出値が所定個数（例えば１０個）連続して
凹処検出ライン６２ａ、６２ｂを下回っている検出値群
の中の最も小さな検出値を、突き合わせ位置４８を示す
最下点ｃとする。
により、検出値の１つまたは２〜３個が凹処検出ライン
６２を下回り、しかも図１０（２）の符号ｓに示したよ
うに、最下点ｃを下回る場合がある。そこで、このよう
な場合の最下点ｃの誤検出を避けるため、最下点ｃを求
める場合、検出値が所定個数（例えば１０個）連続して
凹処検出ライン６２ａ、６２ｂを下回っている検出値群
の中の最も小さな検出値を、突き合わせ位置４８を示す
最下点ｃとする。
【００３１】図１は、上記の突き合わせ位置の検出方法
の実施例の具体的な手順を示すフローチャートである。
なお、このフローチャートは凹処検出ラインとギャップ
ラインの両者を用いる場合を示している。まず、ステッ
プ１０１に示したように、レーザ位置センサ３０を溶接
線に直交させて走査する。そして、図示しない信号処理
装置は、レーザ位置センサ３０の所定走査ピッチごとに
ワーク表面の位置データをセンサ３０から取り込む（ス
テップ１０２）。次に、信号処理装置は、取り込んだデ
ータの始めのＮ個と終わりのＮ個のデータを用い、最小
二乗法によってワークの上面に対応した回帰直線６０を
演算する（ステップ１０３）。その後、信号処理装置
は、突き合わせギャップＧを検出するために、図１１に
示したように、回帰直線６０をマイナスＺ方向にＺ
1 （例えば０．１ｍｍ）だけ平行移動させ、ギャプ検出
ライン７０を設定する（ステップ１０４）。なお、この
ギャプ検出ライン７０は、後述するように、凹処検出ラ
イン６２よりも低い位置に設定される。
の実施例の具体的な手順を示すフローチャートである。
なお、このフローチャートは凹処検出ラインとギャップ
ラインの両者を用いる場合を示している。まず、ステッ
プ１０１に示したように、レーザ位置センサ３０を溶接
線に直交させて走査する。そして、図示しない信号処理
装置は、レーザ位置センサ３０の所定走査ピッチごとに
ワーク表面の位置データをセンサ３０から取り込む（ス
テップ１０２）。次に、信号処理装置は、取り込んだデ
ータの始めのＮ個と終わりのＮ個のデータを用い、最小
二乗法によってワークの上面に対応した回帰直線６０を
演算する（ステップ１０３）。その後、信号処理装置
は、突き合わせギャップＧを検出するために、図１１に
示したように、回帰直線６０をマイナスＺ方向にＺ
1 （例えば０．１ｍｍ）だけ平行移動させ、ギャプ検出
ライン７０を設定する（ステップ１０４）。なお、この
ギャプ検出ライン７０は、後述するように、凹処検出ラ
イン６２よりも低い位置に設定される。
【００３２】次に、信号処理装置は、検出したワークの
表面位置がギャプ検出ライン７０と交差しているか否か
を調べる（ステップ１０５）。そして、信号処理装置
は、検出表面位置がギャプ検出ライン７０と交差してい
ない場合、ステップ１０６に示したように、回帰直線６
０をＺ0 （例えば０．０２ｍｍ）だけ下方にシフトさせ
て凹処検出ライン６２を作成する。その後、信号処理装
置は、ワーク表面の検出値と凹処検出ライン６２とを比
較し、前記した外乱による誤検出を避けるため、連続し
ている凹処検出ライン６２を下回っている検出値群のう
ち、最もマイナス方向、すなわち最も低い表面位置（最
下点ｃ）を選びだし、これを突き合わせ位置４８とする
（ステップ１０７）。なお、この場合、検出したワーク
表面位置と凹処検出ラインとの２つの交差位置間を予め
定めた比に按分する点を突き合わせ位置としてもよい。
表面位置がギャプ検出ライン７０と交差しているか否か
を調べる（ステップ１０５）。そして、信号処理装置
は、検出表面位置がギャプ検出ライン７０と交差してい
ない場合、ステップ１０６に示したように、回帰直線６
０をＺ0 （例えば０．０２ｍｍ）だけ下方にシフトさせ
て凹処検出ライン６２を作成する。その後、信号処理装
置は、ワーク表面の検出値と凹処検出ライン６２とを比
較し、前記した外乱による誤検出を避けるため、連続し
ている凹処検出ライン６２を下回っている検出値群のう
ち、最もマイナス方向、すなわち最も低い表面位置（最
下点ｃ）を選びだし、これを突き合わせ位置４８とする
（ステップ１０７）。なお、この場合、検出したワーク
表面位置と凹処検出ラインとの２つの交差位置間を予め
定めた比に按分する点を突き合わせ位置としてもよい。
【００３３】一方、信号処理装置は、検出したワークの
表面位置がギャプ検出ライン７０と交差する場合には、
ステップ１０５からステップ１０８に進み、検出表面位
置がギャプ検出ライン７０と交差する２点Ｙ1 、Ｙ2 間
の距離をギャップ量Ｇとして求める。この検出されたギ
ャップ量Ｇは、予め定めてある下限距離Ｇ1 （例えば
０．０５ｍｍ）と上限距離Ｇ2 （例えば０．１５）と比
較される（ステップ１０９）。そして、Ｇ1 ≦Ｇ≦Ｇ2
であれば、この検出ギャップ量Ｇを予め定めた比ｍ：ｎ
に按分する点を突き合わせ位置とする（ステップ１１
０）。
表面位置がギャプ検出ライン７０と交差する場合には、
ステップ１０５からステップ１０８に進み、検出表面位
置がギャプ検出ライン７０と交差する２点Ｙ1 、Ｙ2 間
の距離をギャップ量Ｇとして求める。この検出されたギ
ャップ量Ｇは、予め定めてある下限距離Ｇ1 （例えば
０．０５ｍｍ）と上限距離Ｇ2 （例えば０．１５）と比
較される（ステップ１０９）。そして、Ｇ1 ≦Ｇ≦Ｇ2
であれば、この検出ギャップ量Ｇを予め定めた比ｍ：ｎ
に按分する点を突き合わせ位置とする（ステップ１１
０）。
【００３４】しかし、ステップ１０９において比較した
結果、検出ギャップ量が上限距離より大きくＧ＞Ｇ2 で
ある場合には、検出ギャップ量Ｇが溶接を行うのに不適
切なほど大きいために溶接不可と判断し、判断結果を溶
接制御装置（ＮＣ本体）に送出し、アラームなどを発生
させて溶接不可を告知する（ステップ１１１）。また、
信号制御装置は、ステップ１０９において検出ギャップ
量が下限距離より小さくＧ＜Ｇ1 となった場合には、ス
テップ１０９からステップ１０６に進み、凹処検出ライ
ン６２を設定して検出したワーク表面位置の最も低い値
（最下点ｃ）を突き合わせ位置４８と定める（ステップ
１０７）。以上は、突き合わせ位置の検出に凹処検出ラ
インとギャップラインの両者を用いる場合を示したが、
ギャップラインを用いない場合ある。
結果、検出ギャップ量が上限距離より大きくＧ＞Ｇ2 で
ある場合には、検出ギャップ量Ｇが溶接を行うのに不適
切なほど大きいために溶接不可と判断し、判断結果を溶
接制御装置（ＮＣ本体）に送出し、アラームなどを発生
させて溶接不可を告知する（ステップ１１１）。また、
信号制御装置は、ステップ１０９において検出ギャップ
量が下限距離より小さくＧ＜Ｇ1 となった場合には、ス
テップ１０９からステップ１０６に進み、凹処検出ライ
ン６２を設定して検出したワーク表面位置の最も低い値
（最下点ｃ）を突き合わせ位置４８と定める（ステップ
１０７）。以上は、突き合わせ位置の検出に凹処検出ラ
インとギャップラインの両者を用いる場合を示したが、
ギャップラインを用いない場合ある。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、光ビームを溶接線と交差させて走査してワークの表
面位置を求め、シャーやプレスなどによって切断したワ
ーク端部の「だれ」による突き合わせ部の凹処を検出し
てワーク端部の位置を求めるようにしているため、正確
な突き合わせ位置を容易に検出することができる。この
場合、検出したワーク表面位置を「だれ」による凹処検
出の基準線とすると、ワークが傾いているときなどの場
合、基準線がワークと交差せず、「だれ」による凹処を
検出することができないことがあるので、ワークの上面
より下方に凹処検出ラインを設定し、検出したワークの
表面位置が凹処検出ラインと交差した２点間において、
最も低い位置となった点をワーク端、すなわち突き合わ
せ位置とし、突き合わせ位置を確実に検出できるように
している。
ば、光ビームを溶接線と交差させて走査してワークの表
面位置を求め、シャーやプレスなどによって切断したワ
ーク端部の「だれ」による突き合わせ部の凹処を検出し
てワーク端部の位置を求めるようにしているため、正確
な突き合わせ位置を容易に検出することができる。この
場合、検出したワーク表面位置を「だれ」による凹処検
出の基準線とすると、ワークが傾いているときなどの場
合、基準線がワークと交差せず、「だれ」による凹処を
検出することができないことがあるので、ワークの上面
より下方に凹処検出ラインを設定し、検出したワークの
表面位置が凹処検出ラインと交差した２点間において、
最も低い位置となった点をワーク端、すなわち突き合わ
せ位置とし、突き合わせ位置を確実に検出できるように
している。
【００３６】検出した表面位置が予め定めた下限値とな
ったときには、下限値の検出される長さを検出し、その
長さが所定値以下であれば、検出長を所定の比に按分す
る点を突き合わせ位置とすることにより、突き合わせギ
ャップが存在していても正確な突き合わせ位置を求める
ことができる。しかも、下限値の検出される長さが所定
値を超える場合、突き合わせギャップが溶接に不適切な
大きさであるとして溶接不可と判断するようにしてお
り、溶接不良の発生を避けることができる。
ったときには、下限値の検出される長さを検出し、その
長さが所定値以下であれば、検出長を所定の比に按分す
る点を突き合わせ位置とすることにより、突き合わせギ
ャップが存在していても正確な突き合わせ位置を求める
ことができる。しかも、下限値の検出される長さが所定
値を超える場合、突き合わせギャップが溶接に不適切な
大きさであるとして溶接不可と判断するようにしてお
り、溶接不良の発生を避けることができる。
【００３７】また、本発明は、下限値の検出による突き
合わせギャップの検出の不安定さをなくすため、突き合
わせギャップの存在の有無を、凹処検出ラインの下方に
ギャプ検出ラインを設定し、検出表面位置がこのギャプ
検出ラインと交差したか否かによって判断しており、ギ
ャップの検出が容易である。そして、検出表面位置がギ
ャプ検出ラインと交差しない場合、突き合わせギャップ
は存在しないので、検出表面位置が凹処検出ラインと交
差する２点間の距離を予め定めた比に按分する点、また
は検出表面位置の最も低い点を突き合わせ位置とするこ
とにより、突き合わせ位置を確実に検出できる。この検
出表面位置の最も低い点を突き合わせ位置とすると、一
方のワークが新しい刃によって切断され、他方のワーク
が古い刃によって切断されたような場合、加工方法が同
じでも「だれ」の状態に相違が生じて按分法を適用する
ことができない場合であっても、突き合わせ位置を正確
に求めることができる。
合わせギャップの検出の不安定さをなくすため、突き合
わせギャップの存在の有無を、凹処検出ラインの下方に
ギャプ検出ラインを設定し、検出表面位置がこのギャプ
検出ラインと交差したか否かによって判断しており、ギ
ャップの検出が容易である。そして、検出表面位置がギ
ャプ検出ラインと交差しない場合、突き合わせギャップ
は存在しないので、検出表面位置が凹処検出ラインと交
差する２点間の距離を予め定めた比に按分する点、また
は検出表面位置の最も低い点を突き合わせ位置とするこ
とにより、突き合わせ位置を確実に検出できる。この検
出表面位置の最も低い点を突き合わせ位置とすると、一
方のワークが新しい刃によって切断され、他方のワーク
が古い刃によって切断されたような場合、加工方法が同
じでも「だれ」の状態に相違が生じて按分法を適用する
ことができない場合であっても、突き合わせ位置を正確
に求めることができる。
【００３８】検出表面位置がギャプ検出ラインと交差す
る場合、突き合わせギャップが存在すると判断し、交差
する２点間の距離が予め定めた下限距離と上限距離との
間にあれば、この距離を予め定めた比に按分する点を突
き合わせ位置とすることにより、ギャップの存在下に置
いても突き合わせ位置を求められる。また、ギャプ検出
ラインと検出表面位置との２つの交差間距離が上限距離
より大きいときには、溶接に不適当であるために溶接不
可としたことにより、溶接不良の発生を未然に防止でき
る。
る場合、突き合わせギャップが存在すると判断し、交差
する２点間の距離が予め定めた下限距離と上限距離との
間にあれば、この距離を予め定めた比に按分する点を突
き合わせ位置とすることにより、ギャップの存在下に置
いても突き合わせ位置を求められる。また、ギャプ検出
ラインと検出表面位置との２つの交差間距離が上限距離
より大きいときには、溶接に不適当であるために溶接不
可としたことにより、溶接不良の発生を未然に防止でき
る。
【図１】本発明の実施例に係る突き合わせ溶接のワーク
突き合わせ位置検出方法の手順を示すフローチャートで
ある。
突き合わせ位置検出方法の手順を示すフローチャートで
ある。
【図２】本発明の突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位
置検出方法が適用されるレーザ溶接装置の概略を示す正
面図である。
置検出方法が適用されるレーザ溶接装置の概略を示す正
面図である。
【図３】本発明の突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位
置検出方法が適用されるレーザ溶接装置の概略を示す平
面図である。
置検出方法が適用されるレーザ溶接装置の概略を示す平
面図である。
【図４】実施例に係るレーザ位置センサの斜視図であ
る。
る。
【図５】本発明に係る突き合わせ溶接のワーク突き合わ
せ位置検出方法の原理の説明図である。
せ位置検出方法の原理の説明図である。
【図６】実施例に係る突き合わせ位置検出方法のワーク
上面の回帰直線とワークとの関係を示す図である。
上面の回帰直線とワークとの関係を示す図である。
【図７】実施例に係る突き合わせ位置の求め方の説明図
である。
である。
【図８】突き合わせした２つのワークの板厚が異なる場
合の凹処検出ラインの設定方法の説明図である。
合の凹処検出ラインの設定方法の説明図である。
【図９】２つのワーク間に突き合わせギャップが存在す
る場合の突き合わせ位置の求め方の説明図である。
る場合の突き合わせ位置の求め方の説明図である。
【図１０】実施例に係る突き合わせ位置検出方法におけ
る外乱による影響を除去する方法の説明図である。
る外乱による影響を除去する方法の説明図である。
【図１１】実施例に係る凹処検出ラインとギャプ検出ラ
インとの関係を示す図である。
インとの関係を示す図である。
１、２、３ ワーク ４、５ 溶接線 １８ レーザトーチ ２０ ガイドブロック ２２、３２ ねじ軸 ２６ カム装置 ３０ レーザ位置センサ
Claims (11)
- 【請求項１】 表面の端部が漸次低くなっているワーク
に照射した光ビームを溶接線と交差させて走査し、その
反射光から前記ワークの表面位置を求めて前記漸次低く
なっているワーク端を検出することを特徴とする突き合
わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法 - 【請求項２】 前記ワークの上面より低い位置に凹処検
出ラインを設定し、前記検出した表面位置が前記凹処検
出ラインと交差した場合に、交差した２点間の検出表面
の最も低い位置の点を突き合わせ位置とすることを特徴
とする請求項１に記載の突き合わせ溶接のワーク突き合
わせ位置検出方法。 - 【請求項３】 前記検出した表面位置が予め定めた下限
値となった場合において、この下限値の検出された長さ
が予め定めた値以下であるときは、下限値検出長さを予
め定めた比に按分する点を突き合わせ位置とすることを
特徴とする請求項１または２に記載の突き合わせ溶接の
ワーク突き合わせ位置検出方法。 - 【請求項４】 前記検出した表面位置が予め定めた下限
値となった場合において、この下限値の検出された長さ
が予め定めた値より大きいときは、溶接不能とすること
を特徴とする請求項１または２に記載の突き合わせ溶接
のワーク突き合わせ位置検出方法。 - 【請求項５】 前記凹処検出ラインの下方の予め定めた
位置にギャップ検出ラインを設定し、前記検出した表面
位置が前記ギャプ検出ラインと交差しなかった場合に、
検出表面位置が前記凹処検出ラインと交差する２点間に
おける検出表面位置の最も低い位置の点を突き合わせ位
置とすることを特徴とする請求項２に記載の突き合わせ
溶接のワーク突き合わせ位置検出方法。 - 【請求項６】 前記凹処検出ラインの下方の予め定めた
位置にギャップ検出ラインを設定し、前記検出した表面
位置が前記ギャプ検出ラインと交差しなかった場合に、
検出表面位置が前記凹処検出ラインと交差した２点間の
距離を求め、この検出距離を予め定めた比に按分する点
を突き合わせ位置とすることを特徴とする請求項２に記
載の突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法。 - 【請求項７】 前記凹処検出ラインの下方の予め定めた
位置にギャップ検出ラインを設定し、前記検出した表面
位置が前記ギャプ検出ラインと交差した場合に、検出表
面と前記ギャプ検出ラインとの交差した２点間の距離を
求め、この検出距離が予め定めた下限距離と上限距離と
の間にあるときには、検出距離を予め定めた比に按分す
る点を突き合わせ位置とすることを特徴とする請求項２
に記載の突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方
法。 - 【請求項８】 前記凹処検出ラインの下方の予め定めた
位置にギャップ検出ラインを設定し、前記検出した表面
位置が前記ギャプ検出ラインと交差した場合に、検出表
面と前記ギャプ検出ラインとの交差した２点間の距離を
求め、この検出距離が予め定めた上限距離より大きいと
きには、溶接不可とすることを特徴とする請求項２に記
載の突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法。 - 【請求項９】 前記凹処検出ラインの下方の予め定めた
位置にギャップ検出ラインを設定し、前記検出した表面
位置が前記ギャプ検出ラインと交差した場合に、検出表
面と前記ギャプ検出ラインとの交差した２点間の距離を
求め、この検出距離が予め定めた下限距離より小さいと
きには、交差した２点間における検出表面位置の最も低
い位置の点を突き合わせ位置とすることを特徴とする請
求項２に記載の突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置
検出方法。 - 【請求項１０】 前記凹処検出ラインは、突き合わせし
た２つのワークごとに設定することを特徴とする請求項
２または５ないし９のいずれか１に記載の突き合わせ溶
接のワーク突き合わせ位置検出方法。 - 【請求項１１】 前記検出した表面位置が前記凹処検出
ラインを上から下に横切る場合、前記光ビームの予め定
めた走査距離の間に、検出表面位置が前記凹処検出ライ
ンを下から上に横切ったときは、先の上から下への交差
を無視し、前記検出した表面位置が前記凹処検出ライン
を下から上に横切る場合、前記光ビームの予め定めた走
査距離の間に、検出表面位置が前記凹処検出ラインを上
から下に横切ったときは、先の下から上への交差を無視
しすることを特徴とする請求項２または５ないし１０の
いずれか１に記載の突き合わせ溶接のワーク突き合わせ
位置検出方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27285394A JP3573222B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法 |
| KR1019950034990A KR0178438B1 (ko) | 1994-10-11 | 1995-10-11 | 맞대기 용접의 공작물 맞대기위치 검출방법 |
| US08/817,275 US5818595A (en) | 1994-10-11 | 1995-10-11 | Work piece butt position detecting method for butt welding |
| DE19581796T DE19581796T1 (de) | 1994-10-11 | 1995-10-11 | Verfahren zur Ermittlung der Werkstückstossposition beim Stumpfschweissen |
| TW084110745A TW279820B (ja) | 1994-10-11 | 1995-10-11 | |
| PCT/JP1995/002070 WO1996011080A1 (fr) | 1994-10-11 | 1995-10-11 | Procede de detection de position du bord pour soudage bord a bord |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27285394A JP3573222B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08112689A true JPH08112689A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3573222B2 JP3573222B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=17519690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27285394A Expired - Fee Related JP3573222B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 突き合わせ溶接のワーク突き合わせ位置検出方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5818595A (ja) |
| JP (1) | JP3573222B2 (ja) |
| KR (1) | KR0178438B1 (ja) |
| DE (1) | DE19581796T1 (ja) |
| TW (1) | TW279820B (ja) |
| WO (1) | WO1996011080A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009294093A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Topy Ind Ltd | 溶接部の検査方法及び検査システム |
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|---|---|---|---|---|
| US6204469B1 (en) * | 1999-03-04 | 2001-03-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Laser welding system |
| JP4037588B2 (ja) * | 1999-03-16 | 2008-01-23 | 株式会社東芝 | 原子炉制御棒の製造方法及び製造装置 |
| IT1320220B1 (it) * | 2000-06-30 | 2003-11-26 | Prima Ind Spa | Procedimento per la produzione di lamiere multispessore e/omultimateriale. |
| JP7040932B2 (ja) * | 2017-12-19 | 2022-03-23 | 株式会社ダイヘン | 溶接位置検出装置、溶接位置検出方法及び溶接ロボットシステム |
| FR3082932B1 (fr) * | 2018-06-25 | 2020-11-20 | Soudure Inst De | Procede de mesure profilometrique |
| CN114043129A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-15 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种利用组焊装置检测和组焊工件的方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4412121A (en) * | 1981-08-28 | 1983-10-25 | S R I International | Implement positioning apparatus and process |
| JPS59101295A (ja) * | 1982-12-02 | 1984-06-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レ−ザ溶接装置 |
| JPS59150686A (ja) * | 1983-02-17 | 1984-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | Ｃｏ↓２レ−ザ溶接機 |
| JPS59150685A (ja) * | 1983-02-17 | 1984-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | Ｃｏ↓２レ−ザ溶接機 |
| JPS60128304A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-09 | Nippon Tsushin Gijutsu Kk | 溶接機計測ヘツド |
| JPS61123494A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザビ−ム溶接装置 |
| JP2596564B2 (ja) * | 1987-10-13 | 1997-04-02 | 株式会社 アマダ | レーザ溶接装置 |
| US4988201A (en) * | 1988-09-14 | 1991-01-29 | Nkk Corporation | Apparatus for detecting a shape of a groove |
| JPH0350635A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-03-05 | Nec Corp | インサーキットテストプログラムの作成方法 |
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| JP2751780B2 (ja) * | 1992-04-14 | 1998-05-18 | 三菱電機株式会社 | レーザビーム加工装置 |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP27285394A patent/JP3573222B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-11 WO PCT/JP1995/002070 patent/WO1996011080A1/ja active Application Filing
- 1995-10-11 KR KR1019950034990A patent/KR0178438B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-10-11 US US08/817,275 patent/US5818595A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-11 TW TW084110745A patent/TW279820B/zh active
- 1995-10-11 DE DE19581796T patent/DE19581796T1/de not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009294093A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Topy Ind Ltd | 溶接部の検査方法及び検査システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3573222B2 (ja) | 2004-10-06 |
| DE19581796T1 (de) | 1997-11-27 |
| KR960013552A (ko) | 1996-05-22 |
| US5818595A (en) | 1998-10-06 |
| WO1996011080A1 (fr) | 1996-04-18 |
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| KR0178438B1 (ko) | 1999-02-18 |
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