JPH08252668A - 鋼片の開先突合せ点検出方法 - Google Patents
鋼片の開先突合せ点検出方法Info
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- JPH08252668A JPH08252668A JP5599595A JP5599595A JPH08252668A JP H08252668 A JPH08252668 A JP H08252668A JP 5599595 A JP5599595 A JP 5599595A JP 5599595 A JP5599595 A JP 5599595A JP H08252668 A JPH08252668 A JP H08252668A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 開先突合せ点を高精度で検出することができ
る開先突合せ点検出方法を提供する。 【構成】 Ｖ形開先５が形成された先行鋼片１の後端部
と後行鋼片３の先端部とを突き合わせ、両鋼片の突合せ
部を溶接接合する際に、突合せ部をスリット状レーザ光
で溶接線に沿って走査し、スリット状レーザ光で形成さ
れた開先輪郭線８a 、９a をテレビカメラで撮像し、テ
レビカメラからの画像信号を画像処理して開先突合せ点
を検出する方法において、スリット状レーザ光で各鋼片
１、３の開先部に形成された開先輪郭線８a 、９a の先
端部８b 、９b を直線近似してそれぞれの先端部を表す
線分８c 、９c を求め、両線分８c 、９c の交点Ｐを開
先突合せ点として推定する。
る開先突合せ点検出方法を提供する。 【構成】 Ｖ形開先５が形成された先行鋼片１の後端部
と後行鋼片３の先端部とを突き合わせ、両鋼片の突合せ
部を溶接接合する際に、突合せ部をスリット状レーザ光
で溶接線に沿って走査し、スリット状レーザ光で形成さ
れた開先輪郭線８a 、９a をテレビカメラで撮像し、テ
レビカメラからの画像信号を画像処理して開先突合せ点
を検出する方法において、スリット状レーザ光で各鋼片
１、３の開先部に形成された開先輪郭線８a 、９a の先
端部８b 、９b を直線近似してそれぞれの先端部を表す
線分８c 、９c を求め、両線分８c 、９c の交点Ｐを開
先突合せ点として推定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、熱間圧延鋼片などを
溶接接合する際に開先突合せ点を検出する方法に関す
る。
溶接接合する際に開先突合せ点を検出する方法に関す
る。
【０００２】この発明の開先突合せ点検出方法は、たと
えば高温のシートバーやスラブなどの接合溶接におい
て、溶接ヘッドの倣い制御に利用される。
えば高温のシートバーやスラブなどの接合溶接におい
て、溶接ヘッドの倣い制御に利用される。
【０００３】
【従来の技術】鋼片を溶接接合する際に、開先位置を計
測して溶接ヘッドを倣い制御することが行われている。
たとえば、シートバーやスラブなどの鋼片の熱間圧延で
は、先行鋼片の後端部と後行鋼片の前端部とを接合する
ことが行われている。これら鋼片は、厚みが２０〜５０
mm 、幅が６００〜１８００ mm 程度である。この鋼片
の接合方法の一つとして、先行鋼片の後端面と後行鋼片
の前端面とを突き合わせ、突合せ部に沿って仮付溶接
し、引き続き仮付溶接部およびその近傍を鋼片厚み方向
に圧下して両鋼片を接合する方法が知られている。上記
仮付溶接では、突合せ部つまり開先位置を計測し、倣い
制御によって溶接ヘッドを開先に沿って移動する。開先
位置を計測するには、先行鋼片と後行鋼片との突合せ点
を正確に検出しなければならない。
測して溶接ヘッドを倣い制御することが行われている。
たとえば、シートバーやスラブなどの鋼片の熱間圧延で
は、先行鋼片の後端部と後行鋼片の前端部とを接合する
ことが行われている。これら鋼片は、厚みが２０〜５０
mm 、幅が６００〜１８００ mm 程度である。この鋼片
の接合方法の一つとして、先行鋼片の後端面と後行鋼片
の前端面とを突き合わせ、突合せ部に沿って仮付溶接
し、引き続き仮付溶接部およびその近傍を鋼片厚み方向
に圧下して両鋼片を接合する方法が知られている。上記
仮付溶接では、突合せ部つまり開先位置を計測し、倣い
制御によって溶接ヘッドを開先に沿って移動する。開先
位置を計測するには、先行鋼片と後行鋼片との突合せ点
を正確に検出しなければならない。
【０００４】開先突合せ点を検出する方法の一つとし
て、光切断法を利用した方法が知られている（特開平６
−１３７８５３号公報参照）。この方法では、スリット
状のレーザ光を計測対象物に投射する。スリット状レー
ザ光を投射した部分をＣＣＤカメラで撮像する。スリッ
ト状レーザ光は、開先面と交差して開先断面の輪郭を表
す開先輪郭線を形成する。ＣＣＤカメラからの画像信号
を画像処理して、開先位置を計測する。
て、光切断法を利用した方法が知られている（特開平６
−１３７８５３号公報参照）。この方法では、スリット
状のレーザ光を計測対象物に投射する。スリット状レー
ザ光を投射した部分をＣＣＤカメラで撮像する。スリッ
ト状レーザ光は、開先面と交差して開先断面の輪郭を表
す開先輪郭線を形成する。ＣＣＤカメラからの画像信号
を画像処理して、開先位置を計測する。
【０００５】鋼片が厚いために開先を深くしなければな
らない場合、レーザ光は開先ルート部までには及ばな
い。したがって、開先突合せ点を直接検出できない。こ
のために、検出された開先輪郭線全体を直線で近似して
表し、近似した直線の交点を開先突合せ点としている。
図４（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、先行鋼片１および
後行鋼片３のＶ形開先部５の輪郭線全体を直線近似した
例を示している。
らない場合、レーザ光は開先ルート部までには及ばな
い。したがって、開先突合せ点を直接検出できない。こ
のために、検出された開先輪郭線全体を直線で近似して
表し、近似した直線の交点を開先突合せ点としている。
図４（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、先行鋼片１および
後行鋼片３のＶ形開先部５の輪郭線全体を直線近似した
例を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の開先突合せ
点検出方法では、開先輪郭線全体を直線で近似し、演算
処理している。しかし、鋼片の材質、厚み、あるいは切
断方法によっては、開先輪郭線が図２に示すように曲線
となることがある。したがって、従来法では開先突合せ
点を正確に求めることはできない。開先突合せ点の検出
が不正確であると、たとえば溶接ヘッドの倣い制御が不
正確となり、溶接位置がずれて溶込み不良などの溶接欠
陥を生じるおそれがある。
点検出方法では、開先輪郭線全体を直線で近似し、演算
処理している。しかし、鋼片の材質、厚み、あるいは切
断方法によっては、開先輪郭線が図２に示すように曲線
となることがある。したがって、従来法では開先突合せ
点を正確に求めることはできない。開先突合せ点の検出
が不正確であると、たとえば溶接ヘッドの倣い制御が不
正確となり、溶接位置がずれて溶込み不良などの溶接欠
陥を生じるおそれがある。
【０００７】この発明は、開先突合せ点を高精度で検出
することができる開先突合せ点検出方法を提供しようと
するものである。
することができる開先突合せ点検出方法を提供しようと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の鋼片の開先突
合せ点検出方法は、Ｖ形開先が形成された先行鋼片の後
端部と後行鋼片の先端部とを突き合わせ、両鋼片の突合
せ部を溶接接合する際に、突合せ部をスリット状レーザ
光で溶接線に沿って走査し、スリット状レーザ光で形成
された開先輪郭線をテレビカメラで撮像し、テレビカメ
ラからの画像信号を画像処理して開先突合せ点を検出す
る方法において、スリット状レーザ光で各鋼片の開先部
に形成された開先輪郭線の先端部を直線近似してそれぞ
れの先端部を表す線分を求め、両線分の交点を開先突合
せ点として推定する。
合せ点検出方法は、Ｖ形開先が形成された先行鋼片の後
端部と後行鋼片の先端部とを突き合わせ、両鋼片の突合
せ部を溶接接合する際に、突合せ部をスリット状レーザ
光で溶接線に沿って走査し、スリット状レーザ光で形成
された開先輪郭線をテレビカメラで撮像し、テレビカメ
ラからの画像信号を画像処理して開先突合せ点を検出す
る方法において、スリット状レーザ光で各鋼片の開先部
に形成された開先輪郭線の先端部を直線近似してそれぞ
れの先端部を表す線分を求め、両線分の交点を開先突合
せ点として推定する。
【０００９】テレビカメラで検出された開先輪郭線の最
先端から開先の開口側に向かい開先面に沿ってあらかじ
め設定した長さの範囲を、開先輪郭線の先端部の範囲と
する。先端部の長さは、０．３〜２ mm 程度である。開
先輪郭線の最先端と実際の開先突合せ点との間の間隔
は、０．１〜０．３ mm 程度である。
先端から開先の開口側に向かい開先面に沿ってあらかじ
め設定した長さの範囲を、開先輪郭線の先端部の範囲と
する。先端部の長さは、０．３〜２ mm 程度である。開
先輪郭線の最先端と実際の開先突合せ点との間の間隔
は、０．１〜０．３ mm 程度である。
【００１０】開先突合せ点を求めるには、まず先行鋼片
および後行鋼片の開先輪郭線の先端部を表す線分をそれ
ぞれ求める。すなわち、各鋼片について、先端部の開先
輪郭線に沿った一定ピッチ（たとえば２０〜８０μm ）
の複数の検出点を座標表示する。ついで、先端部の輪郭
線上の検出点の集まりに基づき最小二乗法によって、先
端部を表す線分をそれぞれ求める。先行鋼片の線分と後
行鋼片の線分との交点を演算により求め、その交点を開
先突合せ点とする。
および後行鋼片の開先輪郭線の先端部を表す線分をそれ
ぞれ求める。すなわち、各鋼片について、先端部の開先
輪郭線に沿った一定ピッチ（たとえば２０〜８０μm ）
の複数の検出点を座標表示する。ついで、先端部の輪郭
線上の検出点の集まりに基づき最小二乗法によって、先
端部を表す線分をそれぞれ求める。先行鋼片の線分と後
行鋼片の線分との交点を演算により求め、その交点を開
先突合せ点とする。
【００１１】
【作用】開先部に照射されたスリット状レーザ光は開先
面と交差して交線を形成し、反射される。この交線は、
開先輪郭線を表す。実際の開先突合せ点に近接した開先
輪郭線の先端部のみを直線近似して、開先突合せ点を推
定する。したがって、開先輪郭線全体が曲線であって
も、開先輪郭線の先端部を表す線分の交点は、実際の開
先突合せ点に近い位置を示す。
面と交差して交線を形成し、反射される。この交線は、
開先輪郭線を表す。実際の開先突合せ点に近接した開先
輪郭線の先端部のみを直線近似して、開先突合せ点を推
定する。したがって、開先輪郭線全体が曲線であって
も、開先輪郭線の先端部を表す線分の交点は、実際の開
先突合せ点に近い位置を示す。
【００１２】
【実施例】熱間圧延シートバー接合における開先突合せ
点検出を例として、この発明の実施例を説明する。図３
は、シートバー接合設備に設けられた開先位置計測装置
の概略を示す斜視図である。開先位置計測装置は、開先
突合せ点を検出し、これに基づいて開先位置を計測す
る。
点検出を例として、この発明の実施例を説明する。図３
は、シートバー接合設備に設けられた開先位置計測装置
の概略を示す斜視図である。開先位置計測装置は、開先
突合せ点を検出し、これに基づいて開先位置を計測す
る。
【００１３】シートバー１、３の先端部および後端部は
走間シャー（図示しない）でバー幅方向に沿って切り落
とされ、Ｖ形開先部５が形成される。シートバー１、３
は構造用鋼ＳＳ４１であり、長さが５０m 、幅が１１０
０ mm 、厚みは３０ mm である。Ｖ形開先の目標開先角
度は１０゜、目標開先深さは５ mm である。シートバー
１、３はこれの長手方向Ａに送られ、その送り速度は９
０m/min である。先行シートバー１の後端面と後行シー
トバー３の前端面とを突き合わせ、この突合せ部に沿っ
てレーザ溶接で突合せ部を仮付溶接７する。レーザはＣ
Ｏ2 レーザであり、溶接用レーザ発振器１１の定常出力
は４５ kW である。溶接ヘッド１５はシートバー１、３
とともに移動するとともにバー幅方向Ｂにも移動する。
溶接ヘッド１３は集光レンズ１５でレーザビームを所要
のスポット径に集光する。溶接速度は１０ m/minであ
り、ビード幅は２．５ mm である。仮付溶接に引き続い
て、上下で対となった圧接用ロール（図示しない）によ
り、仮付溶接部７およびその近傍を、シートバー厚み方
向に圧下して両シートバー１、３を接合する。圧下率
は、３０％である。
走間シャー（図示しない）でバー幅方向に沿って切り落
とされ、Ｖ形開先部５が形成される。シートバー１、３
は構造用鋼ＳＳ４１であり、長さが５０m 、幅が１１０
０ mm 、厚みは３０ mm である。Ｖ形開先の目標開先角
度は１０゜、目標開先深さは５ mm である。シートバー
１、３はこれの長手方向Ａに送られ、その送り速度は９
０m/min である。先行シートバー１の後端面と後行シー
トバー３の前端面とを突き合わせ、この突合せ部に沿っ
てレーザ溶接で突合せ部を仮付溶接７する。レーザはＣ
Ｏ2 レーザであり、溶接用レーザ発振器１１の定常出力
は４５ kW である。溶接ヘッド１５はシートバー１、３
とともに移動するとともにバー幅方向Ｂにも移動する。
溶接ヘッド１３は集光レンズ１５でレーザビームを所要
のスポット径に集光する。溶接速度は１０ m/minであ
り、ビード幅は２．５ mm である。仮付溶接に引き続い
て、上下で対となった圧接用ロール（図示しない）によ
り、仮付溶接部７およびその近傍を、シートバー厚み方
向に圧下して両シートバー１、３を接合する。圧下率
は、３０％である。
【００１４】開先位置計測装置の計測用レーザ発振器２
１は、波長６３９ nm 、出力３０ mW の半導体レーザで
ある。計測ヘッド２３は、計測用レーザ発振器２１から
のレーザビームを円柱レンズ２５によりスリット状レー
ザ光２６とし、開先部５を照射する。スリット状レーザ
光２６の幅は０．２ mm であり、長さは３０ mm であ
る。
１は、波長６３９ nm 、出力３０ mW の半導体レーザで
ある。計測ヘッド２３は、計測用レーザ発振器２１から
のレーザビームを円柱レンズ２５によりスリット状レー
ザ光２６とし、開先部５を照射する。スリット状レーザ
光２６の幅は０．２ mm であり、長さは３０ mm であ
る。
【００１５】スリット状レーザ光２６の照射により形成
された開先輪郭線２７は、３００ mm 離れた位置からロ
ーパスフィルタ３３を介してＣＣＤカメラ３１で撮像さ
れる。ローパスフィルタ３３は、ＣＣＤカメラ３１で撮
像される開先像のＳ／Ｎを高める。
された開先輪郭線２７は、３００ mm 離れた位置からロ
ーパスフィルタ３３を介してＣＣＤカメラ３１で撮像さ
れる。ローパスフィルタ３３は、ＣＣＤカメラ３１で撮
像される開先像のＳ／Ｎを高める。
【００１６】ＣＣＤカメラ３１からの画像信号は、画像
処理装置３５に入力される。画像処理装置３５は画像信
号をＡ／Ｄ変換、画像の平滑化、エッジ抽出、画像強調
などの通常の画像処理を行い、開先輪郭線を検出する。
検出結果に基づいて開先突合せ点を演算により求める。
図１は、検出した開先輪郭線８、９を模式的に示してい
る。図１で、破線８a 、９a は検出された開先輪郭線
８、９のうち、直線近似に考慮されない部分を示してい
る。また、実線８b 、９b は直線近似が適用される開先
輪郭線８、９の先端部を示している。開先輪郭線の先端
部８b 、９b の長さは約１ mm であり、検出点の数は３
０である。開先輪郭線の先端部８b 、９bの検出点に基
づいて最小二乗法により直線近似線分８c 、９c を求め
る。ついで、直線近似線分８c 、９c より交点Ｐを演算
により求め、データベースによりオフセットし、これを
開先突合せ点すなわち開先位置とする。
処理装置３５に入力される。画像処理装置３５は画像信
号をＡ／Ｄ変換、画像の平滑化、エッジ抽出、画像強調
などの通常の画像処理を行い、開先輪郭線を検出する。
検出結果に基づいて開先突合せ点を演算により求める。
図１は、検出した開先輪郭線８、９を模式的に示してい
る。図１で、破線８a 、９a は検出された開先輪郭線
８、９のうち、直線近似に考慮されない部分を示してい
る。また、実線８b 、９b は直線近似が適用される開先
輪郭線８、９の先端部を示している。開先輪郭線の先端
部８b 、９b の長さは約１ mm であり、検出点の数は３
０である。開先輪郭線の先端部８b 、９bの検出点に基
づいて最小二乗法により直線近似線分８c 、９c を求め
る。ついで、直線近似線分８c 、９c より交点Ｐを演算
により求め、データベースによりオフセットし、これを
開先突合せ点すなわち開先位置とする。
【００１７】求めた開先位置は、倣い制御装置３７に出
力される。倣い制御装置３７は画像処理装置３５からの
信号に基づき溶接ヘッド１３の位置修正量を演算し、溶
接ヘッド１３の駆動装置（図示しない）に操作信号を出
力する。
力される。倣い制御装置３７は画像処理装置３５からの
信号に基づき溶接ヘッド１３の位置修正量を演算し、溶
接ヘッド１３の駆動装置（図示しない）に操作信号を出
力する。
【００１８】上記装置により開先位置を計測した結果、
開先位置の計測誤差は±０．０５ mm であった。また、
開先位置計測結果に基づく溶接ヘッドの倣い位置誤差は
±０．１ mm であった。比較として、開先輪郭線全体を
直線近似し、開先位置を計測した。その結果、開先位置
の計測誤差は±０．６ mm であった。
開先位置の計測誤差は±０．０５ mm であった。また、
開先位置計測結果に基づく溶接ヘッドの倣い位置誤差は
±０．１ mm であった。比較として、開先輪郭線全体を
直線近似し、開先位置を計測した。その結果、開先位置
の計測誤差は±０．６ mm であった。
【００１９】
【発明の効果】この発明では、実際の開先突合せ点に近
接した開先輪郭線の先端部のみを直線近似して開先突合
せ点を推定するので、開先突合せ点を高精度で検出する
ことができる。この結果、溶接倣い制御が高精度とな
り、溶接欠陥の発生を防ぐことができる。
接した開先輪郭線の先端部のみを直線近似して開先突合
せ点を推定するので、開先突合せ点を高精度で検出する
ことができる。この結果、溶接倣い制御が高精度とな
り、溶接欠陥の発生を防ぐことができる。
【図１】この発明の開先突合せ点検出方法において、検
出した開先輪郭線を模式的に示図面である。
出した開先輪郭線を模式的に示図面である。
【図２】鋼片に実際に形成されるＶ形開先の例を示す開
先部断面図である。
先部断面図である。
【図３】従来の開先突合せ点検出方法において、Ｖ形開
先の輪郭線全体を直線近似した例を示す開先部断面図で
ある。
先の輪郭線全体を直線近似した例を示す開先部断面図で
ある。
【図４】この発明の開先突合せ点検出方法を実施する設
備の一例を示す斜視図である。
備の一例を示す斜視図である。
１ 先行鋼片 ３ 後行鋼片 ５ 開先部 ７ 仮付溶接 ８ 開先輪郭線 ８b 開先輪郭線の先端部 ８c 先端部の直線近似線分 ９ 開先輪郭線 ９b 開先輪郭線の先端部 ９c 先端部の直線近似線分 １１ 溶接用レーザ発振器 １３ 溶接ヘッド １５ 集光レンズ ２１ 計測用レーザ発振器 ２３ 計測ヘッド ２５ 円柱レンズ ２６ スリット状レーザ光 ２７ 開先断面像 ３１ ＣＣＤカメラ ３３ ローパスフィルタ ３５ 画像処理装置 ３７ 倣い制御装 Ｐ 直線近似線分の交点
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｖ形開先が形成された先行鋼片の後端部
と後行鋼片の先端部とを突き合わせ、両鋼片の突合せ部
を溶接接合する際に、突合せ部をスリット状レーザ光で
溶接線に沿って走査し、スリット状レーザ光で形成され
た開先輪郭線をテレビカメラで撮像し、テレビカメラか
らの画像信号を画像処理して開先突合せ点を検出する方
法において、スリット状レーザ光で各鋼片の開先部に形
成された開先輪郭線の先端部を直線近似してそれぞれの
先端部を表す線分を求め、両線分の交点を開先突合せ点
として推定することを特徴とする鋼片の開先突合せ点検
出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5599595A JPH08252668A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 鋼片の開先突合せ点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5599595A JPH08252668A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 鋼片の開先突合せ点検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08252668A true JPH08252668A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13014673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5599595A Withdrawn JPH08252668A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 鋼片の開先突合せ点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08252668A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012005140A1 (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-12 | 株式会社トプコン | 点群データ処理装置、点群データ処理システム、点群データ処理方法、および点群データ処理プログラム |
| JP2018169212A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 株式会社デンソー | 部材の溶接位置検出装置、及び、部材の溶接位置検出方法 |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP5599595A patent/JPH08252668A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012005140A1 (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-12 | 株式会社トプコン | 点群データ処理装置、点群データ処理システム、点群データ処理方法、および点群データ処理プログラム |
| JP2012013660A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Topcon Corp | 点群データ処理装置、点群データ処理システム、点群データ処理方法、および点群データ処理プログラム |
| CN102959355A (zh) * | 2010-07-05 | 2013-03-06 | 株式会社拓普康 | 点群数据处理装置、点群数据处理系统、点群数据处理方法及点群数据处理程序 |
| JP2018169212A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 株式会社デンソー | 部材の溶接位置検出装置、及び、部材の溶接位置検出方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |