JPH0957446A - 自動溶接装置 - Google Patents
自動溶接装置Info
- Publication number
- JPH0957446A JPH0957446A JP21058895A JP21058895A JPH0957446A JP H0957446 A JPH0957446 A JP H0957446A JP 21058895 A JP21058895 A JP 21058895A JP 21058895 A JP21058895 A JP 21058895A JP H0957446 A JPH0957446 A JP H0957446A
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- Japan
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- tip
- ccd camera
- arm
- welding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接線の正確な位置決めができる自動溶接装
置をえる。 【解決手段】 アームの先端部に溶接ワイヤを持ち制御
装置によりアームが制御される自動溶接装置において、
アーム７の先端部に取付けられ溶接ワイヤの先端部に向
けられたＣＣＤカメラ１、アームの先端部に取付けられ
偏平なビームを溶接ワイヤの先端部に向け放射する少く
とも１つのレーザ照射装置４、ＣＣＤカメラの信号を受
け同ＣＣＤカメラの光軸と輝線の位置との差信号を算出
するとともに同輝線の不連続部から溶接対象のギャップ
量信号または仮付け量信号を算出し制御装置へ送る画像
処理装置９を設ける。
置をえる。 【解決手段】 アームの先端部に溶接ワイヤを持ち制御
装置によりアームが制御される自動溶接装置において、
アーム７の先端部に取付けられ溶接ワイヤの先端部に向
けられたＣＣＤカメラ１、アームの先端部に取付けられ
偏平なビームを溶接ワイヤの先端部に向け放射する少く
とも１つのレーザ照射装置４、ＣＣＤカメラの信号を受
け同ＣＣＤカメラの光軸と輝線の位置との差信号を算出
するとともに同輝線の不連続部から溶接対象のギャップ
量信号または仮付け量信号を算出し制御装置へ送る画像
処理装置９を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高精度に溶接位置を
追尾する自動溶接装置に関するものである。
追尾する自動溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は従来の自動溶接装置の説明図で
ある。同図において従来の自動溶接装置２０は溶接ロボ
ット２のアーム先端部に溶接トーチ２１が設けられてい
る。溶接トーチ２１にはワイヤリール２２から溶接ワイ
ヤ（保護チューブ２３内を経て）が自動的に供給され
る。溶接ロボット２には制御装置（図示していない）か
らロボット制御ケーブル２４、パワーケーブル２５、及
びトーチ制御ケーブル２６が接続されている。
ある。同図において従来の自動溶接装置２０は溶接ロボ
ット２のアーム先端部に溶接トーチ２１が設けられてい
る。溶接トーチ２１にはワイヤリール２２から溶接ワイ
ヤ（保護チューブ２３内を経て）が自動的に供給され
る。溶接ロボット２には制御装置（図示していない）か
らロボット制御ケーブル２４、パワーケーブル２５、及
びトーチ制御ケーブル２６が接続されている。
【０００３】以上において、自動溶接はタッチセンシン
グにより学習された手順に従ってロボット２を自動操作
する方法と、数値計算によって予め溶接ロボット２の各
アームの動きをプログラム化させて自動操作する方法と
がある。
グにより学習された手順に従ってロボット２を自動操作
する方法と、数値計算によって予め溶接ロボット２の各
アームの動きをプログラム化させて自動操作する方法と
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置には次
のような問題点があった。 ・ 対象物の形状にバラツキがあるとタッチセンシング
法や数値制御法では実際の溶接ワイヤと溶接トーチの作
用点とに位置ずれが生じた場合、追従出来ず、修正に手
間がかかる。 ・ 溶接ロボット自体では仮付けやギャップの判別が出
来ない。
のような問題点があった。 ・ 対象物の形状にバラツキがあるとタッチセンシング
法や数値制御法では実際の溶接ワイヤと溶接トーチの作
用点とに位置ずれが生じた場合、追従出来ず、修正に手
間がかかる。 ・ 溶接ロボット自体では仮付けやギャップの判別が出
来ない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【０００６】すなわち、アームの先端部に溶接トーチか
ら供給される溶接ワイヤを持ち制御装置により上記アー
ムが制御される自動溶接装置において、上記アームの先
端部に取付けられ上記溶接ワイヤの先端部に向けられた
ＣＣＤカメラと、上記アームの先端部に取付けられ偏平
なビームを上記溶接ワイヤの先端部に向け放射する少く
とも１つのレーザ照射装置と、上記ＣＣＤカメラの信号
を受け同ＣＣＤカメラの光軸と輝線の位置との差信号を
算出するとともに同輝線の不連続部から溶接対象のギャ
ップ量信号または仮付け量信号を算出し上記制御装置へ
送る画像処理装置とを設ける。
ら供給される溶接ワイヤを持ち制御装置により上記アー
ムが制御される自動溶接装置において、上記アームの先
端部に取付けられ上記溶接ワイヤの先端部に向けられた
ＣＣＤカメラと、上記アームの先端部に取付けられ偏平
なビームを上記溶接ワイヤの先端部に向け放射する少く
とも１つのレーザ照射装置と、上記ＣＣＤカメラの信号
を受け同ＣＣＤカメラの光軸と輝線の位置との差信号を
算出するとともに同輝線の不連続部から溶接対象のギャ
ップ量信号または仮付け量信号を算出し上記制御装置へ
送る画像処理装置とを設ける。
【０００７】以上において、溶接対象部は偏平なレーザ
ビーム（レーザスリット光）で照射され、照射部には明
るい線条の輝線ができる。この輝線はＣＣＤカメラで受
光され画像処理装置へ送られる。
ビーム（レーザスリット光）で照射され、照射部には明
るい線条の輝線ができる。この輝線はＣＣＤカメラで受
光され画像処理装置へ送られる。
【０００８】画像処理装置はこの信号を受け輝線を２値
化し１本の線をえる。次にＣＣＤカメラの光軸と輝線の
位置との差信号を算出して、制御装置へ送る。制御装置
はこの信号を受け差信号がゼロになるようアームの先端
位置、すなわち溶接ワイヤの先端部を移動する（差信号
は溶接対象部が光軸とレーザビームとの交線から離れて
いるとき生じる）。
化し１本の線をえる。次にＣＣＤカメラの光軸と輝線の
位置との差信号を算出して、制御装置へ送る。制御装置
はこの信号を受け差信号がゼロになるようアームの先端
位置、すなわち溶接ワイヤの先端部を移動する（差信号
は溶接対象部が光軸とレーザビームとの交線から離れて
いるとき生じる）。
【０００９】このようにして溶接ワイヤの先端が溶接対
象部に正確に保持される。
象部に正確に保持される。
【００１０】また画像処理装置は入力信号を受け輝線の
不連続部からギャップ量信号または仮付け量信号を算出
する。制御装置はこの信号を受け、ギャップの大きさま
たは仮付けに対応するよう、アームおよび溶接ワイヤの
送り速度を調節する。このようにして、ギャップの変動
や仮付け等があっても溶接の品質が良好に保持される。
不連続部からギャップ量信号または仮付け量信号を算出
する。制御装置はこの信号を受け、ギャップの大きさま
たは仮付けに対応するよう、アームおよび溶接ワイヤの
送り速度を調節する。このようにして、ギャップの変動
や仮付け等があっても溶接の品質が良好に保持される。
【００１１】
（１）本発明の実施の第１形態を図１〜図９により説明
する。図１にて、自動溶接ロボット２のアーム７の先端
部に溶接ワイヤ８の先端部に向けＣＣＤカメラ１が取付
けられている。また溶接ワイヤ８の先端部に向け偏平な
レーザビーム６を照射するレーザ照射装置４が取付けら
れる。
する。図１にて、自動溶接ロボット２のアーム７の先端
部に溶接ワイヤ８の先端部に向けＣＣＤカメラ１が取付
けられている。また溶接ワイヤ８の先端部に向け偏平な
レーザビーム６を照射するレーザ照射装置４が取付けら
れる。
【００１２】ＣＣＤカメラ１の出力は画像処理装置９を
経て制御装置１１へ送られる。また画像処理装置９の出
力はモニタ装置１０へ送られる。
経て制御装置１１へ送られる。また画像処理装置９の出
力はモニタ装置１０へ送られる。
【００１３】以上において、例えば図２に示すような平
板ワーク３を対象とする場合について考える。溶接ワイ
ヤ８の先端部ｄ1 でＣＣＤカメラ１の光軸ｃとレーザビ
ーム６は交叉している（レーザビーム６は紙面に垂直方
向に偏平とする）。したがって交叉点ｄ1 がワーク３か
ら離れていると、ＣＣＤカメラ１の映像信号のレーザビ
ーム６による輝線ａ1 は、光軸ｃがワーク３に当る点ｂ
1 の信号からΔｙ1 ずれている。
板ワーク３を対象とする場合について考える。溶接ワイ
ヤ８の先端部ｄ1 でＣＣＤカメラ１の光軸ｃとレーザビ
ーム６は交叉している（レーザビーム６は紙面に垂直方
向に偏平とする）。したがって交叉点ｄ1 がワーク３か
ら離れていると、ＣＣＤカメラ１の映像信号のレーザビ
ーム６による輝線ａ1 は、光軸ｃがワーク３に当る点ｂ
1 の信号からΔｙ1 ずれている。
【００１４】この映像信号は画像処理装置９に送られ、
２値化を行った後、差信号Δｙ1 が算出されて制御装置
１１へ送られる。制御装置１１はこの信号を受け差信号
がゼロ（所定値以下）になるようアーム７の先端位置、
すなわち溶接ワイヤ８の先端部を移動する。このように
して溶接ワイヤ８の先端が溶接対象位置に、その形状の
バラツキや溶接ロボット各軸のたわみ、ガタ等があって
も、正確に追尾保持される。
２値化を行った後、差信号Δｙ1 が算出されて制御装置
１１へ送られる。制御装置１１はこの信号を受け差信号
がゼロ（所定値以下）になるようアーム７の先端位置、
すなわち溶接ワイヤ８の先端部を移動する。このように
して溶接ワイヤ８の先端が溶接対象位置に、その形状の
バラツキや溶接ロボット各軸のたわみ、ガタ等があって
も、正確に追尾保持される。
【００１５】またモニタ装置１０は画像処理装置９から
の信号を受け、ＣＲＴ上にワーク３、輝線ａ1 、および
光軸ｃとワーク３の交点ｂ1 を表示する。以上の処理フ
ロー図を図３に示す。
の信号を受け、ＣＲＴ上にワーク３、輝線ａ1 、および
光軸ｃとワーク３の交点ｂ1 を表示する。以上の処理フ
ロー図を図３に示す。
【００１６】次にワーク間のギャップや仮り付け部の処
理につき説明する。図４に示すように、水平なワーク３
ｂにギャップδで垂直なワーク３ａがある場合、レーザ
ビーム６が図のように偏平面がほぼ垂直に照射される
と、輝線は水平部の輝線ａ1 と垂直部の輝線ａ1 ′に分
れる。この信号を画像処理装置９を経てモニタ装置１０
は受け、図５に示すようにＣＲＴ上に表示する。
理につき説明する。図４に示すように、水平なワーク３
ｂにギャップδで垂直なワーク３ａがある場合、レーザ
ビーム６が図のように偏平面がほぼ垂直に照射される
と、輝線は水平部の輝線ａ1 と垂直部の輝線ａ1 ′に分
れる。この信号を画像処理装置９を経てモニタ装置１０
は受け、図５に示すようにＣＲＴ上に表示する。
【００１７】画像処理装置９は輝線ａ1 ，ａ1 ′の信号
の不連続部からギャップδの量信号を算出し、制御装置
１１へ送る。制御装置１１はこの信号を受け、ギャップ
δの大きさに対応するようアーム７および溶接ワイヤ８
の送り速度を調節する。
の不連続部からギャップδの量信号を算出し、制御装置
１１へ送る。制御装置１１はこの信号を受け、ギャップ
δの大きさに対応するようアーム７および溶接ワイヤ８
の送り速度を調節する。
【００１８】なお、図６、図７は平行なワーク３ａ，３
ｂがギャップδで配置されている場合の、上記と同様な
関係を示す。
ｂがギャップδで配置されている場合の、上記と同様な
関係を示す。
【００１９】図８に示すように水平ワーク３ｂと垂直ワ
ーク３ａ間に仮付け１２がある場合、上記とほぼ同様に
作用して、モニタ装置１０上のＣＲＴは図９のようにな
る。
ーク３ａ間に仮付け１２がある場合、上記とほぼ同様に
作用して、モニタ装置１０上のＣＲＴは図９のようにな
る。
【００２０】また画像処理装置９は入力信号を受け輝線
ａ1 ，ａ1 ′の不連続部Ｐから、仮付け１２の有無を識
別し、仮付け量信号を算出する。制御装置１１はこの信
号を受け、仮り付けに対応するよう、アーム７および溶
接ワイヤ８の送り速度を調節する。このようにして、ギ
ャップの変動や仮付け等があっても対応した溶接が行
れ、溶接の品質が良好に保持される。 （２）本発明の実施の第２形態を図１０〜図１２により
説明する。図１０にて、アーム７の先端部に取付けられ
た溶接トーチ２１の溶接ワイヤ８の先端部ｄに向け、Ｃ
ＣＤカメラ１がアーム７の先端部に取付けられている。
またｘ軸方向に偏平なビームを照射するレーザ照射装置
４が先端部ｄに向け、アーム７の先端部に取付けられて
いる。さらにｙ軸方向に偏平なビームを照射するレーザ
照射装置４ａが先端部ｄに向け、アーム７の先端部に取
付けられている。ＣＣＤカメラ１の信号は前記第１形態
と同様に画像処理装置９等に送られる。
ａ1 ，ａ1 ′の不連続部Ｐから、仮付け１２の有無を識
別し、仮付け量信号を算出する。制御装置１１はこの信
号を受け、仮り付けに対応するよう、アーム７および溶
接ワイヤ８の送り速度を調節する。このようにして、ギ
ャップの変動や仮付け等があっても対応した溶接が行
れ、溶接の品質が良好に保持される。 （２）本発明の実施の第２形態を図１０〜図１２により
説明する。図１０にて、アーム７の先端部に取付けられ
た溶接トーチ２１の溶接ワイヤ８の先端部ｄに向け、Ｃ
ＣＤカメラ１がアーム７の先端部に取付けられている。
またｘ軸方向に偏平なビームを照射するレーザ照射装置
４が先端部ｄに向け、アーム７の先端部に取付けられて
いる。さらにｙ軸方向に偏平なビームを照射するレーザ
照射装置４ａが先端部ｄに向け、アーム７の先端部に取
付けられている。ＣＣＤカメラ１の信号は前記第１形態
と同様に画像処理装置９等に送られる。
【００２１】以上において、例えば平板のワーク３上に
対しては、図１１と図１２に示すようになり、前記と同
様に作用して、光軸ｃと輝線ａ1 ，ａ2 の差信号のｙ成
分Δｙ1 、ｘ成分Δｘ1 が算出される。
対しては、図１１と図１２に示すようになり、前記と同
様に作用して、光軸ｃと輝線ａ1 ，ａ2 の差信号のｙ成
分Δｙ1 、ｘ成分Δｘ1 が算出される。
【００２２】以下、直交するｘ，ｙ成分について、演
算、操作が行われるため、溶接ワイヤ８の先端部の位置
決めがより信頼性高く行われる。またギャップや仮付け
への対応もより信頼性高く行われる。
算、操作が行われるため、溶接ワイヤ８の先端部の位置
決めがより信頼性高く行われる。またギャップや仮付け
への対応もより信頼性高く行われる。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、溶接対象位置に溶接ワイヤの先端部を正確に位置ず
けることができる。また溶接対象位置のギャップや仮付
けも認識でき、対応した自動溶接が可能となる。
ば、溶接対象位置に溶接ワイヤの先端部を正確に位置ず
けることができる。また溶接対象位置のギャップや仮付
けも認識でき、対応した自動溶接が可能となる。
【図１】本発明の実施の第１形態の構成系統図である。
【図２】同第１形態の作用説明図である。
【図３】同第１形態の処理フロー図である。
【図４】同第１形態の作用説明図である。
【図５】同第１形態の作用説明図である。
【図６】同第１形態の作用説明図である。
【図７】同第１形態の作用説明図である。
【図８】同第１形態の作用説明図である。
【図９】同第１形態の作用説明図である。
【図１０】本発明の実施の第２形態の構成系統図であ
る。
る。
【図１１】同第２形態の作用説明図である。
【図１２】同第２形態の作用説明図である。
【図１３】従来例の構成系統図である。
１ ＣＣＤカメラ ２ 溶接ロボット ３，３ａ，３ｂ ワーク ４，４ａ レーザ照射装置 ６，６ａ レーザスリット光 ７ アーム先端部 ８ 溶接ワイヤ ９ 画像処理装置 １０ モニタ装置 １１ 制御装置 １２ 仮付け ２１ 溶接トーチ ｃ ＣＣＤカメラ光軸 β1 レーザスリット光６とＣＣＤカメラ光
軸ｃとの角度 β2 レーザスリット光６ａとＣＣＤカメラ
光軸ｃとの角度 α ＣＣＤカメラ光軸ｃと溶接ワイヤの軸
との角度
軸ｃとの角度 β2 レーザスリット光６ａとＣＣＤカメラ
光軸ｃとの角度 α ＣＣＤカメラ光軸ｃと溶接ワイヤの軸
との角度
Claims (1)
- 【請求項１】 アームの先端部に溶接トーチから供給さ
れる溶接ワイヤを持ち制御装置により上記アームが制御
される自動溶接装置において、上記アームの先端部に取
付けられ上記溶接ワイヤの先端部に向けられたＣＣＤカ
メラと、上記アームの先端部に取付けられ偏平なビーム
を上記溶接ワイヤの先端部に向け放射する少くとも１つ
のレーザ照射装置と、上記ＣＣＤカメラの信号を受け同
ＣＣＤカメラの光軸と輝線の位置との差信号を算出する
とともに同輝線の不連続部から溶接対象のギャップ量信
号または仮付け量信号を算出し上記制御装置へ送る画像
処理装置とを備えてなることを特徴とする自動溶接装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21058895A JPH0957446A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 自動溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21058895A JPH0957446A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 自動溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0957446A true JPH0957446A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=16591812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21058895A Pending JPH0957446A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 自動溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0957446A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020085017A (ko) * | 2001-05-04 | 2002-11-16 | 현대중공업 주식회사 | 용접선 자동 추적장치 |
| CN1319704C (zh) * | 2004-10-21 | 2007-06-06 | 上海交通大学 | 焊接机器人伺服双目视觉传感器 |
| KR20080070132A (ko) * | 2007-01-25 | 2008-07-30 | 김석조 | 용접선 추적장치 |
| KR100877608B1 (ko) * | 2008-04-30 | 2009-01-07 | 신영식 | 영상과 온도정보를 이용한 자동 브레이징 장치 및 운용방법 |
| WO2017204388A1 (ko) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | (주)종합기계 | 호형 와이어 송급 장치 및 방법, 그리고 용접 설비 |
| CN110238488A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-09-17 | 中山市器美机器人科技有限公司 | 视觉引导焊接机 |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP21058895A patent/JPH0957446A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020085017A (ko) * | 2001-05-04 | 2002-11-16 | 현대중공업 주식회사 | 용접선 자동 추적장치 |
| CN1319704C (zh) * | 2004-10-21 | 2007-06-06 | 上海交通大学 | 焊接机器人伺服双目视觉传感器 |
| KR20080070132A (ko) * | 2007-01-25 | 2008-07-30 | 김석조 | 용접선 추적장치 |
| KR100877608B1 (ko) * | 2008-04-30 | 2009-01-07 | 신영식 | 영상과 온도정보를 이용한 자동 브레이징 장치 및 운용방법 |
| WO2017204388A1 (ko) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | (주)종합기계 | 호형 와이어 송급 장치 및 방법, 그리고 용접 설비 |
| CN110238488A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-09-17 | 中山市器美机器人科技有限公司 | 视觉引导焊接机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010529 |