JPH08285524A - 鋼片の開先位置計測方法 - Google Patents
鋼片の開先位置計測方法Info
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- JPH08285524A JPH08285524A JP7092704A JP9270495A JPH08285524A JP H08285524 A JPH08285524 A JP H08285524A JP 7092704 A JP7092704 A JP 7092704A JP 9270495 A JP9270495 A JP 9270495A JP H08285524 A JPH08285524 A JP H08285524A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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
る開先位置計測方法を提供する。 【構成】 相対する開先面が溶接線を含む垂直面に対し
て非対称な開先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１、３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ビ
ーム２６で突合せ部に沿って走査し、スリット状レーザ
ビーム２６で形成された開先輪郭線２７をテレビカメラ
３１で撮像し、テレビカメラ３１からの画像信号を画像
処理して開先位置を計測する方法において、両鋼片１、
３の開先面のなす角をほぼ２等分する２等分面２９内に
光軸があるスリット状レーザビーム２６で開先部を照射
して開先輪郭線２７を形成し、撮像光学系の光軸が前記
２等分面内にあるテレビカメラ３１で両鋼片１、３の開
先輪郭線２７を撮像し、両鋼片１、３の開先輪郭線２７
の交点を突合せ点として検出する。
る開先位置計測方法を提供する。 【構成】 相対する開先面が溶接線を含む垂直面に対し
て非対称な開先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１、３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ビ
ーム２６で突合せ部に沿って走査し、スリット状レーザ
ビーム２６で形成された開先輪郭線２７をテレビカメラ
３１で撮像し、テレビカメラ３１からの画像信号を画像
処理して開先位置を計測する方法において、両鋼片１、
３の開先面のなす角をほぼ２等分する２等分面２９内に
光軸があるスリット状レーザビーム２６で開先部を照射
して開先輪郭線２７を形成し、撮像光学系の光軸が前記
２等分面内にあるテレビカメラ３１で両鋼片１、３の開
先輪郭線２７を撮像し、両鋼片１、３の開先輪郭線２７
の交点を突合せ点として検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シートバーやスラブ
などの鋼片を溶接する際に開先位置を計測する方法に関
する。
などの鋼片を溶接する際に開先位置を計測する方法に関
する。
【０００２】この発明の開先位置計測方法は、たとえば
先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部とを溶接接合する
際に溶接ヘッドの倣い制御に利用される。
先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部とを溶接接合する
際に溶接ヘッドの倣い制御に利用される。
【０００３】
【従来の技術】鋼片どうし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、引き続き突合せ部を圧延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。
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、引き続き突合せ部を圧延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】開先位置計測方法の一つとして、光切断法
を利用した方法が知られている（特開平６−１３７８５
３号公報参照）。この方法では、スリット状のレーザビ
ームを計測対象物に投射する。スリット状レーザビーム
を投射した部分をＣＣＤカメラで撮像する。スリット状
レーザビームは、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。
を利用した方法が知られている（特開平６−１３７８５
３号公報参照）。この方法では、スリット状のレーザビ
ームを計測対象物に投射する。スリット状レーザビーム
を投射した部分をＣＣＤカメラで撮像する。スリット状
レーザビームは、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】
【発明が解決しようとする課題】鋼片の先端部および後
端部は機械式シャーで切断し、開先面を形成する。しか
し、開先面の角度は図６に示すように先行鋼片１と後端
部と後行鋼片３の先端部とでは異なる場合が多い。ま
た、シャー切断時にたとえば後行鋼片３の先端部のエッ
ジ部分１０がシャーで損傷し、表面に凹凸が生じること
がある。レーザビームは表面の凹凸で散乱し、図７に示
すように後行鋼片３の開先輪郭線１０ａが消失する。
端部は機械式シャーで切断し、開先面を形成する。しか
し、開先面の角度は図６に示すように先行鋼片１と後端
部と後行鋼片３の先端部とでは異なる場合が多い。ま
た、シャー切断時にたとえば後行鋼片３の先端部のエッ
ジ部分１０がシャーで損傷し、表面に凹凸が生じること
がある。レーザビームは表面の凹凸で散乱し、図７に示
すように後行鋼片３の開先輪郭線１０ａが消失する。
【０００６】一方、上記従来の開先位置計測方法では、
図６に示すように鋼片表面に垂直にレーザビームを照射
して開先輪郭線８、９を形成していた。したがって、表
面の凹凸により開先輪郭線が消失すると、図８に示すよ
うに真の開先輪郭線９から後方にずれた位置の輪郭線９
ａを開先輪郭線として検出する。後方にずれた位置の輪
郭線９ａに基づいて両鋼片１、３の突合せ点を求める
と、真の突合せ点からずれることになる。したがって、
従来法では突合せ点を正確に求めることはできない。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。
図６に示すように鋼片表面に垂直にレーザビームを照射
して開先輪郭線８、９を形成していた。したがって、表
面の凹凸により開先輪郭線が消失すると、図８に示すよ
うに真の開先輪郭線９から後方にずれた位置の輪郭線９
ａを開先輪郭線として検出する。後方にずれた位置の輪
郭線９ａに基づいて両鋼片１、３の突合せ点を求める
と、真の突合せ点からずれることになる。したがって、
従来法では突合せ点を正確に求めることはできない。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】突合せ部を自動溶接するには、溶接線を求
め、これに沿って溶接ヘッドを移動する。従来では複数
の突合せ点を検出し、これら突合せ点を順次連結して溶
接線を求めていた。したがって、溶接線を求めるために
時間を要し、また不正確であった。
め、これに沿って溶接ヘッドを移動する。従来では複数
の突合せ点を検出し、これら突合せ点を順次連結して溶
接線を求めていた。したがって、溶接線を求めるために
時間を要し、また不正確であった。
【０００８】また、テーブルローラなどで圧延ラインに
沿って送られる鋼片は、蛇行により鋼片幅方向にずれる
ことがある。このような場合、先行鋼片の側端面と後行
鋼片の側端面が一致せず、側端面を開先始点とすること
ができない。このため、従来では図９に示すように先行
鋼片および後行鋼片の両側端面位置をレーザビーム距離
計４１などでそれぞれ計測し、開先始点および終点を求
めていた。したがって、開先始点および終点を求めるた
めの計測機器を必要とし、接合設備が高額となってい
た。
沿って送られる鋼片は、蛇行により鋼片幅方向にずれる
ことがある。このような場合、先行鋼片の側端面と後行
鋼片の側端面が一致せず、側端面を開先始点とすること
ができない。このため、従来では図９に示すように先行
鋼片および後行鋼片の両側端面位置をレーザビーム距離
計４１などでそれぞれ計測し、開先始点および終点を求
めていた。したがって、開先始点および終点を求めるた
めの計測機器を必要とし、接合設備が高額となってい
た。
【０００９】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、また開先突合せ点と共に開先始点およ
び終点を検出することができる開先位置計測方法を提供
しようとするものである。
することができ、また開先突合せ点と共に開先始点およ
び終点を検出することができる開先位置計測方法を提供
しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明の鋼片の開先
位置計測方法は、相対する開先面が溶接線を含む垂直面
に対して非対称な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ビーム
で突合せ部に沿って走査し、スリット状レーザビームで
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位置を計測す
る方法において、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分
する２等分面内に光軸があるスリット状レーザビームで
開先部を照射して開先輪郭線を形成し、撮像光学系の光
軸が前記２等分面内にあるテレビカメラで両鋼片の開先
輪郭線を撮像し、両鋼片の開先輪郭線の交点を突合せ点
として検出する。
位置計測方法は、相対する開先面が溶接線を含む垂直面
に対して非対称な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ビーム
で突合せ部に沿って走査し、スリット状レーザビームで
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位置を計測す
る方法において、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分
する２等分面内に光軸があるスリット状レーザビームで
開先部を照射して開先輪郭線を形成し、撮像光学系の光
軸が前記２等分面内にあるテレビカメラで両鋼片の開先
輪郭線を撮像し、両鋼片の開先輪郭線の交点を突合せ点
として検出する。
【００１１】撮像した両鋼片の開先輪郭線が交差しない
場合には、各開先輪郭線を延長し、その延長線を突合せ
点とする。
場合には、各開先輪郭線を延長し、その延長線を突合せ
点とする。
【００１２】第２の発明の鋼片の開先位置計測方法は、
相対する開先面が溶接線を含む垂直面に対して非対称な
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ビームで突合せ部に沿
って走査し、スリット状レーザビームで形成された開先
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位置を計測する方法におい
て、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分する２等分面
内に光軸があるスリット状レーザビームで開先部を照射
して溶接方向に間隔をおいた２組の開先輪郭線を形成
し、撮像光学系の光軸が前記２等分面内にあるテレビカ
メラで、両鋼片の２組の開先輪郭線を撮像し、各組の開
先輪郭線について両鋼片の開先輪郭線の交点をそれぞれ
求めて突合せ点とし、これら２組の突合せ点を結ぶ線分
を溶接線として検出する。
相対する開先面が溶接線を含む垂直面に対して非対称な
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ビームで突合せ部に沿
って走査し、スリット状レーザビームで形成された開先
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位置を計測する方法におい
て、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分する２等分面
内に光軸があるスリット状レーザビームで開先部を照射
して溶接方向に間隔をおいた２組の開先輪郭線を形成
し、撮像光学系の光軸が前記２等分面内にあるテレビカ
メラで、両鋼片の２組の開先輪郭線を撮像し、各組の開
先輪郭線について両鋼片の開先輪郭線の交点をそれぞれ
求めて突合せ点とし、これら２組の突合せ点を結ぶ線分
を溶接線として検出する。
【００１３】２組の開先輪郭線を形成するには、２組の
レーザ発振器または光分岐器を用いる。２組の開先輪郭
線の間隔は、１〜２０ mm 程度である。
レーザ発振器または光分岐器を用いる。２組の開先輪郭
線の間隔は、１〜２０ mm 程度である。
【００１４】第３の発明の鋼片の開先位置計測方法は、
相対する開先面が溶接線を含む垂直面に対して非対称な
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ビームで突合せ部に沿
って走査し、スリット状レーザビームで形成された開先
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位置を計測する方法におい
て、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分する２等分面
内に光軸があるスリット状レーザビームで開先部を照射
して開先輪郭線を形成し、撮像光学系の光軸が前記２等
分面内にあるテレビカメラで両鋼片の開先輪郭線を撮像
し、両鋼片の開先輪郭線が共に始めて現れた点を鋼片幅
方向についての開先始端とし、両鋼片の開先輪郭線の一
方が始めて消失した点を開先終端として検出する。
相対する開先面が溶接線を含む垂直面に対して非対称な
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ビームで突合せ部に沿
って走査し、スリット状レーザビームで形成された開先
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位置を計測する方法におい
て、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分する２等分面
内に光軸があるスリット状レーザビームで開先部を照射
して開先輪郭線を形成し、撮像光学系の光軸が前記２等
分面内にあるテレビカメラで両鋼片の開先輪郭線を撮像
し、両鋼片の開先輪郭線が共に始めて現れた点を鋼片幅
方向についての開先始端とし、両鋼片の開先輪郭線の一
方が始めて消失した点を開先終端として検出する。
【００１５】
【作用】第１の発明では、両鋼片の開先面のなす角をほ
ぼ２等分する２等分面内に光軸があるスリット状レーザ
ビームで開先部を照射して開先輪郭線を形成し、撮像光
学系の光軸が前記２等分面内にあるテレビカメラで両鋼
片の開先輪郭線を撮像する。したがって、確実に両方の
鋼片の開先輪郭線を得ることができるので、正確に突合
せ点を検出することができる。
ぼ２等分する２等分面内に光軸があるスリット状レーザ
ビームで開先部を照射して開先輪郭線を形成し、撮像光
学系の光軸が前記２等分面内にあるテレビカメラで両鋼
片の開先輪郭線を撮像する。したがって、確実に両方の
鋼片の開先輪郭線を得ることができるので、正確に突合
せ点を検出することができる。
【００１６】第２の発明では、スリット状レーザビーム
で溶接方向に間隔をおいた２組の開先輪郭線を形成し、
これら開先輪郭線の突合せ点を結ぶ線分を溶接線として
検出する。したがって、迅速かつ正確に溶接線を求める
ことができる。
で溶接方向に間隔をおいた２組の開先輪郭線を形成し、
これら開先輪郭線の突合せ点を結ぶ線分を溶接線として
検出する。したがって、迅速かつ正確に溶接線を求める
ことができる。
【００１７】第３の発明では、スリット状レーザビーム
で開先部を照射して開先輪郭線を形成し、両鋼片の開先
輪郭線が共に始めて現れた点を鋼片幅方向についての開
先始端とし、両鋼片の開先輪郭線の一方が始めて消失し
た点を開先終端として検出する。したがって、開先突合
せ点の検出とともに開先始端および終端を検出すること
ができる。
で開先部を照射して開先輪郭線を形成し、両鋼片の開先
輪郭線が共に始めて現れた点を鋼片幅方向についての開
先始端とし、両鋼片の開先輪郭線の一方が始めて消失し
た点を開先終端として検出する。したがって、開先突合
せ点の検出とともに開先始端および終端を検出すること
ができる。
【００１８】
【実施例】熱間圧延シートバー接合における開先位置計
測を例として、この発明の実施例を説明する。
測を例として、この発明の実施例を説明する。
【００１９】（実施例１）図１は、第１の発明の方法を
実施する開先位置計測装置を模式的に示す斜視図であ
る。開先位置計測装置はシートバー接合設備に設けられ
ており、先行鋼片と後行鋼片との突合せ点を検出し、こ
れに基づいて開先位置を計測する。
実施する開先位置計測装置を模式的に示す斜視図であ
る。開先位置計測装置はシートバー接合設備に設けられ
ており、先行鋼片と後行鋼片との突合せ点を検出し、こ
れに基づいて開先位置を計測する。
【００２０】シートバー１、３は構造用鋼ＳＳ４１であ
り、長さが５０m 、幅が１１００ mm 、厚みは３０ mm
である。また、シートバー１、３の温度は、１０００℃
である。
り、長さが５０m 、幅が１１００ mm 、厚みは３０ mm
である。また、シートバー１、３の温度は、１０００℃
である。
【００２１】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、開先部５が形成される。先行シートバー１の開
先面は垂直面に対して５９゜傾斜しており、後行シート
バー３の開先面は１゜傾斜している。
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、開先部５が形成される。先行シートバー１の開
先面は垂直面に対して５９゜傾斜しており、後行シート
バー３の開先面は１゜傾斜している。
【００２２】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９０m/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ＣＯ2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
１３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１
５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、圧延ロール（図示しない）
により両シートバー１、３を圧延して両シートバー１、
３を接合する。圧下率は、３０％である。
られ、その送り速度は９０m/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ＣＯ2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
１３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１
５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、圧延ロール（図示しない）
により両シートバー１、３を圧延して両シートバー１、
３を接合する。圧下率は、３０％である。
【００２３】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 の赤色レーザダイ
オードである。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
ト状レーザビーム２６とし、溶接線を直角に横切るよう
にして開先部５を照射する。レーザビーム２６の光軸
は、垂直面に対して先行シートバー１側に３０゜傾斜す
る面２９内にある。スリット状レーザビーム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 の赤色レーザダイ
オードである。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
ト状レーザビーム２６とし、溶接線を直角に横切るよう
にして開先部５を照射する。レーザビーム２６の光軸
は、垂直面に対して先行シートバー１側に３０゜傾斜す
る面２９内にある。スリット状レーザビーム２６の幅は
０．２ mm であり、長さは３０ mm である。
【００２４】スリット状レーザビーム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
らバンドパスフィルタ３３を介してＣＣＤカメラ３１で
撮像される。ＣＣＤカメラ３１の撮像光学系の光軸も、
垂直面に対して先行シートバー１側に３０゜傾斜する面
内にある。バンドパスフィルタ３３はバンド幅が±４．
５ nm 、透過率が８５％である。バンドパスフィルタ３
３は、ＣＣＤカメラ３１で撮像される開先像のＳ／Ｎを
高める。
形成された開先輪郭線２７は、３００ mm 離れた位置か
らバンドパスフィルタ３３を介してＣＣＤカメラ３１で
撮像される。ＣＣＤカメラ３１の撮像光学系の光軸も、
垂直面に対して先行シートバー１側に３０゜傾斜する面
内にある。バンドパスフィルタ３３はバンド幅が±４．
５ nm 、透過率が８５％である。バンドパスフィルタ３
３は、ＣＣＤカメラ３１で撮像される開先像のＳ／Ｎを
高める。
【００２５】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突合せ点を演算により求める。図２
は、検出した開先輪郭線８、９を模式的に示している。
開先輪郭線８、９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、これを突合せ点とする。
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突合せ点を演算により求める。図２
は、検出した開先輪郭線８、９を模式的に示している。
開先輪郭線８、９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、これを突合せ点とする。
【００２６】上記のようにして求めた複数の突合せ点に
基づいて溶接線を演算し、求めた溶接線は倣い制御装置
３７に出力される。倣い制御装置３７は画像処理装置３
５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。
基づいて溶接線を演算し、求めた溶接線は倣い制御装置
３７に出力される。倣い制御装置３７は画像処理装置３
５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。
【００２７】シャー切断時に先端部が約０．５ mm の幅
で損傷した後行シートバー３について上記装置により開
先位置を計測した結果、良好に開先位置を計測すること
ができた。
で損傷した後行シートバー３について上記装置により開
先位置を計測した結果、良好に開先位置を計測すること
ができた。
【００２８】（実施例２）図３は、第２の発明の方法を
実施する開先位置計測装置を模式的に示す斜視図であ
る。シートバー接合設備は実施例１の設備と同じであ
る。開先位置計測装置は、レーザビーム照射装置が溶接
線方向に間隔をおいた２組の開先輪郭線を形成する点で
実施例１と異なるのみである。
実施する開先位置計測装置を模式的に示す斜視図であ
る。シートバー接合設備は実施例１の設備と同じであ
る。開先位置計測装置は、レーザビーム照射装置が溶接
線方向に間隔をおいた２組の開先輪郭線を形成する点で
実施例１と異なるのみである。
【００２９】２組の開先輪郭線２７、２８を形成するた
めに２組のレーザ発振器２１と照射光学系を用いる。２
組の開先輪郭線２７、２８の間隔は、５ mm である。図
４はＣＣＤカメラ３１で撮像された２組の開先輪郭線２
７、２８の画像を示している。各開先輪郭線２７、２８
について突合せ点Ｐを求め、これら突合せ点Ｐを連結し
て溶接線Ｌとする。
めに２組のレーザ発振器２１と照射光学系を用いる。２
組の開先輪郭線２７、２８の間隔は、５ mm である。図
４はＣＣＤカメラ３１で撮像された２組の開先輪郭線２
７、２８の画像を示している。各開先輪郭線２７、２８
について突合せ点Ｐを求め、これら突合せ点Ｐを連結し
て溶接線Ｌとする。
【００３０】（実施例３）第３の発明の方法を実施する
開先位置計測装置およびシートバー接合設備は実施例１
の設備と同じである。
開先位置計測装置およびシートバー接合設備は実施例１
の設備と同じである。
【００３１】実施例１の方法で、先行シートバーと後行
シートバーの突合せ部を一方の側端からスリット状レー
ザビームで走査する。そして、先行および後行シートバ
ーの開先輪郭線が共に始めて現れた点を開先始端とし、
両シートバーの開先輪郭線の一方が始めて消失した点を
開先終端として検出する。図５において、シートバー
１、３は矢印Ａ方向に送られ、スリット状レーザビーム
により矢印Ｂ方向に突合せ部５を走査する。シートバー
１、３の側方から走査を開始する。図５（ａ）はスリッ
ト状レーザビームが突合せ部５に至っていない状態を示
しており、両シートバー１、３の開先輪郭線８、９は破
線で示すようにまだ現れていない。図５（ｂ）は、先行
シートバー１だけの開先輪郭線８が現れた状態を実線で
示している。図５（ｃ）は、先行シートバー１および後
行シートバー３の開先輪郭線８、９がともに現れた状態
を示しており、このときの突合せ点Ｐが開先始端とな
る。開先始点からレーザ溶接が開始され、そののちは実
施例１で説明した方法で突合せ点を検出し、溶接ヘッド
を倣い制御する。なお、開先終端も図５で説明した方法
と同様に検出される。
シートバーの突合せ部を一方の側端からスリット状レー
ザビームで走査する。そして、先行および後行シートバ
ーの開先輪郭線が共に始めて現れた点を開先始端とし、
両シートバーの開先輪郭線の一方が始めて消失した点を
開先終端として検出する。図５において、シートバー
１、３は矢印Ａ方向に送られ、スリット状レーザビーム
により矢印Ｂ方向に突合せ部５を走査する。シートバー
１、３の側方から走査を開始する。図５（ａ）はスリッ
ト状レーザビームが突合せ部５に至っていない状態を示
しており、両シートバー１、３の開先輪郭線８、９は破
線で示すようにまだ現れていない。図５（ｂ）は、先行
シートバー１だけの開先輪郭線８が現れた状態を実線で
示している。図５（ｃ）は、先行シートバー１および後
行シートバー３の開先輪郭線８、９がともに現れた状態
を示しており、このときの突合せ点Ｐが開先始端とな
る。開先始点からレーザ溶接が開始され、そののちは実
施例１で説明した方法で突合せ点を検出し、溶接ヘッド
を倣い制御する。なお、開先終端も図５で説明した方法
と同様に検出される。
【００３２】
【発明の効果】第１の発明では、鋼片表面が損傷してい
も確実に両鋼片の開先輪郭線を得ることができるので、
突合せ点を正確に検出することができる。また、第２の
発明では、溶接線方向に間隔をおいた２組の開先輪郭線
により溶接線を求めるので、迅速かつ正確に溶接線を求
めることができる。したがって、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。
も確実に両鋼片の開先輪郭線を得ることができるので、
突合せ点を正確に検出することができる。また、第２の
発明では、溶接線方向に間隔をおいた２組の開先輪郭線
により溶接線を求めるので、迅速かつ正確に溶接線を求
めることができる。したがって、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。
【００３３】第３の発明では、両鋼片の開先輪郭線を検
出する装置を用いて開先始端および終端を検出すること
ができる。したがって、開先始点および終点を求めるた
めの計測機器を必要とせず、接合設備コストを低減する
ことができる。
出する装置を用いて開先始端および終端を検出すること
ができる。したがって、開先始点および終点を求めるた
めの計測機器を必要とせず、接合設備コストを低減する
ことができる。
【図１】第１の発明の開先位置計測方法を実施する装置
の構成を模式的に示す斜視図である。
の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す装置で検出した開先輪郭線を模式的
に示す図面である。
に示す図面である。
【図３】第２の発明の開先位置計測方法を実施する装置
の構成を示す斜視図である。
の構成を示す斜視図である。
【図４】図２に示す装置で検出した開先輪郭線を模式的
に示す図面である。
に示す図面である。
【図５】第３の発明の方法を説明する図面である。
【図６】従来の開先位置計測方法を説明する図面であ
る。
る。
【図７】従来法で検出した開先輪郭線の一例を示す図面
である。
である。
【図８】従来法の場合、発生する開先位置計測誤差を説
明する図面である。
明する図面である。
【図９】従来の開先始端および終端を検出する方法を説
明する図面である。
明する図面である。
【符号の説明】 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 ９ 開先輪郭線 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 スリット状レーザビーム ２７ 開先輪郭線 ２８ 開先輪郭線 ２９ ２等分面 ３１ ＣＣＤカメラ ３３ ローパスフィルタ ３５ 画像処理装置 ３７ 倣い制御装置 Ｌ 溶接線 Ｐ 突合せ点
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００ 1/00 15/64 ３２０Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 相対する開先面が溶接線を含む垂直面に
対して非対称な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ビームで
突合せ部に沿って走査し、スリット状レーザビームで形
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位置を計測する
方法において、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分す
る２等分面内に光軸があるスリット状レーザビームで開
先部を照射して開先輪郭線を形成し、撮像光学系の光軸
が前記２等分面内にあるテレビカメラで両鋼片の開先輪
郭線を撮像し、両鋼片の開先輪郭線の交点を突合せ点と
して検出することを特徴とする鋼片の開先位置計測方
法。 - 【請求項２】 相対する開先面が溶接線を含む垂直面に
対して非対称な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ビームで
突合せ部に沿って走査し、スリット状レーザビームで形
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位置を計測する
方法において、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分す
る２等分面内に光軸があるスリット状レーザビームで開
先部を照射して溶接方向に間隔をおいた２組の開先輪郭
線を形成し、撮像光学系の光軸が前記２等分面内にある
テレビカメラで、両鋼片の２組の開先輪郭線を撮像し、
各組の開先輪郭線について両鋼片の開先輪郭線の交点を
それぞれ求めて突合せ点とし、これら２組の突合せ点を
結ぶ線分を溶接線として検出することを特徴とする鋼片
の開先位置計測方法。 - 【請求項３】 相対する開先面が溶接線を含む垂直面に
対して非対称な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ビームで
突合せ部に沿って走査し、スリット状レーザビームで形
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位置を計測する
方法において、両鋼片の開先面のなす角をほぼ２等分す
る２等分面内に光軸があるスリット状レーザビームで開
先部を照射して開先輪郭線を形成し、撮像光学系の光軸
が前記２等分面内にあるテレビカメラで両鋼片の開先輪
郭線を撮像し、両鋼片の開先輪郭線が共に始めて現れた
点を鋼片幅方向についての開先始端とし、両鋼片の開先
輪郭線の一方が始めて消失した点を開先終端として検出
することを特徴とする鋼片の開先位置計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092704A JPH08285524A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 鋼片の開先位置計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092704A JPH08285524A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 鋼片の開先位置計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285524A true JPH08285524A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14061883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7092704A Pending JPH08285524A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 鋼片の開先位置計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08285524A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545247B2 (en) | 2000-05-11 | 2003-04-08 | Hokkaido University | Laser welding apparatus, a gas shielding apparatus and a method for controlling a laser welding apparatus |
| US6849821B2 (en) | 2000-05-11 | 2005-02-01 | Hokkaido University | Laser welding head-controlling system, a laser welding head and a method for controlling a laser welding head |
| US20110290769A1 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-01 | Disco Corporation | Method of dividing workpiece using laser beam |
| JP2017039141A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 鹿島建設株式会社 | 溶接装置 |
| CN107561083A (zh) * | 2017-07-26 | 2018-01-09 | 天津大学 | 一种钢材表面质量检测系统 |
| 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 |
| CN110749289A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-02-04 | 湖北文理学院 | 路面三维纹理形貌精确测量装置及方法 |
| CN111805131A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-10-23 | 季华实验室 | 一种焊缝轨迹实时定位方法、装置、存储介质及终端 |
| CN112238294A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-01-19 | 钧迪智能装备科技(苏州)有限公司 | 一种光处理工件的光处理及加工方法 |
| CN115026385A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-09 | 湘潭大学 | 一种基于双线阵相机传感的窄对接焊缝轨迹检测方法 |
-
1995
- 1995-04-18 JP JP7092704A patent/JPH08285524A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545247B2 (en) | 2000-05-11 | 2003-04-08 | Hokkaido University | Laser welding apparatus, a gas shielding apparatus and a method for controlling a laser welding apparatus |
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| CN110749289B (zh) * | 2019-10-12 | 2021-03-16 | 湖北文理学院 | 路面三维纹理形貌精确测量装置及方法 |
| CN111805131A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-10-23 | 季华实验室 | 一种焊缝轨迹实时定位方法、装置、存储介质及终端 |
| CN112238294A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-01-19 | 钧迪智能装备科技(苏州)有限公司 | 一种光处理工件的光处理及加工方法 |
| CN115026385A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-09 | 湘潭大学 | 一种基于双线阵相机传感的窄对接焊缝轨迹检测方法 |
| CN115026385B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-11-17 | 湘潭大学 | 一种基于双线阵ccd对接焊缝轨迹信息检测的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040217 |