JPH10339614A - 溶接線中心位置の決定方法および装置 - Google Patents
溶接線中心位置の決定方法および装置Info
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- JPH10339614A JPH10339614A JP9165429A JP16542997A JPH10339614A JP H10339614 A JPH10339614 A JP H10339614A JP 9165429 A JP9165429 A JP 9165429A JP 16542997 A JP16542997 A JP 16542997A JP H10339614 A JPH10339614 A JP H10339614A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接部周辺の形状に関する離散的なデータを
用いて、溶接線中心位置を正確かつ、迅速に決定する手
段を提供する。 【解決手段】 溶接線中心の決定方法として、溶接線に
直交する平面内ににおける溶接部周辺外部形状を、基準
点から一定距離ごとの離散的な点ｉにおける高さ座標Ｐ
（ｉ）として得、このＰ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋
ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝を基に誘導される値をｉについて
一定範囲にわたって積算して得たＱ（ｃ）を溶接線中心
位置指標とし、当該Ｑ（ｃ）を最も０に近づけるｃの位
置を溶接線中心位置とする。
用いて、溶接線中心位置を正確かつ、迅速に決定する手
段を提供する。 【解決手段】 溶接線中心の決定方法として、溶接線に
直交する平面内ににおける溶接部周辺外部形状を、基準
点から一定距離ごとの離散的な点ｉにおける高さ座標Ｐ
（ｉ）として得、このＰ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋
ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝を基に誘導される値をｉについて
一定範囲にわたって積算して得たＱ（ｃ）を溶接線中心
位置指標とし、当該Ｑ（ｃ）を最も０に近づけるｃの位
置を溶接線中心位置とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶接線中心位置の決
定方法および装置に係り、特に、ＵＯ鋼管等の自動倣い
溶接にあたり、その開先中心位置を決定しながら溶接
し、又溶接ビード中心位置に沿って探傷する自動溶接・
探傷装置のための溶接線中心位置の決定方法および装置
に関する。
定方法および装置に係り、特に、ＵＯ鋼管等の自動倣い
溶接にあたり、その開先中心位置を決定しながら溶接
し、又溶接ビード中心位置に沿って探傷する自動溶接・
探傷装置のための溶接線中心位置の決定方法および装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管などの自動溶接に当っては、溶接開
先の中心位置（以下、開先中心という。）や、仮溶接の
溶接線の中心位置を認識し、その位置を追尾しながら溶
接する自動倣い溶接が行なわれ、また、溶接後において
溶接ビードの中心位置（以下ビード中心という。）を認
識し、その位置を追尾しながら探傷する自動倣い探傷が
行なわれる。かかる自動溶接や自動探傷などのために
は、開先中心やビード中心等の溶接線中心位置を速やか
に決定し、溶接トーチや探傷装置を追尾させる手段が必
要であり、特に、ＵＯ鋼管等の溶接鋼管の製造のために
はかかる手段が不可欠となっている。そのための手段と
して、溶接開先部（溶接ビード部）の画像を認識し、パ
ターンマッチングによりそれらの中心位置を決定する方
法（以下パターンマッチング法）や、溶接開先（溶接ビ
ード部）を含む領域の形状を数値化し、これに対して１
階あるいは２階差分して開先肩部（ビード境界部）を検
出し、その中心として開先中心あるいはビード中心を決
定する方法（以下差分法という。）が行なわれている。
先の中心位置（以下、開先中心という。）や、仮溶接の
溶接線の中心位置を認識し、その位置を追尾しながら溶
接する自動倣い溶接が行なわれ、また、溶接後において
溶接ビードの中心位置（以下ビード中心という。）を認
識し、その位置を追尾しながら探傷する自動倣い探傷が
行なわれる。かかる自動溶接や自動探傷などのために
は、開先中心やビード中心等の溶接線中心位置を速やか
に決定し、溶接トーチや探傷装置を追尾させる手段が必
要であり、特に、ＵＯ鋼管等の溶接鋼管の製造のために
はかかる手段が不可欠となっている。そのための手段と
して、溶接開先部（溶接ビード部）の画像を認識し、パ
ターンマッチングによりそれらの中心位置を決定する方
法（以下パターンマッチング法）や、溶接開先（溶接ビ
ード部）を含む領域の形状を数値化し、これに対して１
階あるいは２階差分して開先肩部（ビード境界部）を検
出し、その中心として開先中心あるいはビード中心を決
定する方法（以下差分法という。）が行なわれている。
【０００３】前者の方法としては、例えば、三菱重工技
報第３１巻、第３号（１９９４年）２１７頁に示す方法
が、また、後者の方法として、特公平１−２０９５７号
公報に記載されている方法がある。
報第３１巻、第３号（１９９４年）２１７頁に示す方法
が、また、後者の方法として、特公平１−２０９５７号
公報に記載されている方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のパター
ンマッチング法では、２次元平面の広い範囲にわたる情
報を取得し、対比するため局所的なノイズの影響を除き
やすく、誤差が生じ難い利点がある反面、２次元平面全
体にわたる大量の情報を処理しなければならないため、
画像の取得、及びその処理のための演算に高速、かつ高
価な大型計算機を使用しなければならないという問題が
あった。特に、ビード中心の位置検出は不規則なビード
形状を対象とするため、上記演算が膨大になり、実機へ
の適用が困難であった。一方、後者の差分法では、画像
データ自体は溶接線に直角な直線上の高さデータ（以
下、１次元データと呼ぶ。）として処理されるため、処
理速度は速く、また、計算機の容量も小さくてすむ利点
があるが、この方法は高々数十個程度の離散的な測定点
の間の差分値を取り、当該差分値が大きくなる位置を開
先肩部、あるいはビードエッジと判定するものであるた
め、局所的な形状変化の影響を除外することが困難であ
り、例えば、図６に示すようなノイズを開先肩部、ある
いはビードエッジと誤認識するという問題があった。
ンマッチング法では、２次元平面の広い範囲にわたる情
報を取得し、対比するため局所的なノイズの影響を除き
やすく、誤差が生じ難い利点がある反面、２次元平面全
体にわたる大量の情報を処理しなければならないため、
画像の取得、及びその処理のための演算に高速、かつ高
価な大型計算機を使用しなければならないという問題が
あった。特に、ビード中心の位置検出は不規則なビード
形状を対象とするため、上記演算が膨大になり、実機へ
の適用が困難であった。一方、後者の差分法では、画像
データ自体は溶接線に直角な直線上の高さデータ（以
下、１次元データと呼ぶ。）として処理されるため、処
理速度は速く、また、計算機の容量も小さくてすむ利点
があるが、この方法は高々数十個程度の離散的な測定点
の間の差分値を取り、当該差分値が大きくなる位置を開
先肩部、あるいはビードエッジと判定するものであるた
め、局所的な形状変化の影響を除外することが困難であ
り、例えば、図６に示すようなノイズを開先肩部、ある
いはビードエッジと誤認識するという問題があった。
【０００５】本発明は、これら従来方法の欠点を解消
し、溶接部周辺の形状に関するデータを小型計算機で処
理可能な離散的な１次元データとして得ながら、溶接線
中心位置を正確かつ、迅速に決定しうる手段を提供する
ことを目的とする。
し、溶接部周辺の形状に関するデータを小型計算機で処
理可能な離散的な１次元データとして得ながら、溶接線
中心位置を正確かつ、迅速に決定しうる手段を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、基本的には離散的な１次元データを用い
ながら、そのデータ処理に当っては単に差分値によって
開先肩部などを推定するという方法を取らず、溶接部が
中心線を挾んでほぼ対称であることに着目し、その対称
性の中心を表す指標をもって溶接線中心位置を決定する
ものである。具体的には、溶接線中心位置の決定方法と
して、溶接線に直交する平面内における溶接部周辺外部
形状を、基準点から一定距離ごとの離散的な点ｉにおけ
る高さ座標Ｐ（ｉ）の集合として得、前記Ｐ（ｉ）に基
づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝を基に誘導され
る値をｉについて１からＮまで積算し、溶接線中心線位
置指標Ｑ（ｃ）を演算するとともに、該Ｑ（ｃ）を最も
０に近づけるｃの位置を溶接線中心位置と決定するもの
である。ここに、 ｉは正の整数、ただし、基準点においてｉ＝０ ｃは基準点からの位置を表す正の整数 Ｎは正の整数 である。
決するために、基本的には離散的な１次元データを用い
ながら、そのデータ処理に当っては単に差分値によって
開先肩部などを推定するという方法を取らず、溶接部が
中心線を挾んでほぼ対称であることに着目し、その対称
性の中心を表す指標をもって溶接線中心位置を決定する
ものである。具体的には、溶接線中心位置の決定方法と
して、溶接線に直交する平面内における溶接部周辺外部
形状を、基準点から一定距離ごとの離散的な点ｉにおけ
る高さ座標Ｐ（ｉ）の集合として得、前記Ｐ（ｉ）に基
づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝を基に誘導され
る値をｉについて１からＮまで積算し、溶接線中心線位
置指標Ｑ（ｃ）を演算するとともに、該Ｑ（ｃ）を最も
０に近づけるｃの位置を溶接線中心位置と決定するもの
である。ここに、 ｉは正の整数、ただし、基準点においてｉ＝０ ｃは基準点からの位置を表す正の整数 Ｎは正の整数 である。
【０００７】その際、好適には、前記Ｑ（ｃ）を とし、当該Ｑ（ｃ）を最も０に近づける、いいかえれ
ば、Ｑ（ｃ）を最小にするｃの位置を溶接線中心位置と
決定するものである。
ば、Ｑ（ｃ）を最小にするｃの位置を溶接線中心位置と
決定するものである。
【０００８】また、本発明は、溶接線中心位置の決定装
置として、溶接線に直交する平面内において、溶接部周
辺の外部形状を基準点から一定距離ごとに離散的に測定
し、各測定点における高さ座標Ｐ（ｉ）を得る高さ測定
手段と、前記Ｐ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ
（ｃ−ｉ）｝を基に誘導される値をｉについて１からＮ
まで積算し、溶接線中心線位置指標Ｑ（ｃ）を演算する
中心位置指標演算手段と、前記Ｑ（ｃ）を最も０に近づ
けるｃの位置を溶接線中心位置と決定する手段からなる
ものとするものである。
置として、溶接線に直交する平面内において、溶接部周
辺の外部形状を基準点から一定距離ごとに離散的に測定
し、各測定点における高さ座標Ｐ（ｉ）を得る高さ測定
手段と、前記Ｐ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ
（ｃ−ｉ）｝を基に誘導される値をｉについて１からＮ
まで積算し、溶接線中心線位置指標Ｑ（ｃ）を演算する
中心位置指標演算手段と、前記Ｑ（ｃ）を最も０に近づ
けるｃの位置を溶接線中心位置と決定する手段からなる
ものとするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、ＵＯ鋼管の溶接
部の中心位置の検出の場合を例にとって説明する。図１
に示すようにＵＯ鋼管３０の溶接部の周辺の外形は、レ
ーザ光線（スリット光）２とＣＣＤカメラ４等の公知の
手段、例えば光切断法、を用いることにより測定するこ
とができ、溶接線に対して直角な平面Ａ上に溶接部外形
曲線Ｌを得ることができ、さらに、横軸に基準点からの
距離をとり、縦軸に上記外形曲線Ｌの高さをとって表示
すると、図２に示すように、溶接部近傍の外形形状を図
示することができる。
部の中心位置の検出の場合を例にとって説明する。図１
に示すようにＵＯ鋼管３０の溶接部の周辺の外形は、レ
ーザ光線（スリット光）２とＣＣＤカメラ４等の公知の
手段、例えば光切断法、を用いることにより測定するこ
とができ、溶接線に対して直角な平面Ａ上に溶接部外形
曲線Ｌを得ることができ、さらに、横軸に基準点からの
距離をとり、縦軸に上記外形曲線Ｌの高さをとって表示
すると、図２に示すように、溶接部近傍の外形形状を図
示することができる。
【００１０】本発明においては、上記外形曲線Ｌを、図
３に示すように基準点から一定距離ずつ離れた離散的な
点ｉにおける高さ座標Ｐ（ｉ）の集合として表すことと
する。すなわち、ｉを基準位置において０とし、距離Δ
ｘを増すごとに１を加える正の整数としして表すと、ｉ
番目の点における基準点からの距離はｉ・Δｘとなり、
その位置における外形曲線Ｌの高さ座標はＰ（ｉ）とな
る。ここにおいて、Δｘを十分小さくすると、Ｐ（ｉ）
の集合はあたかも連続的な曲線の如くに表示されること
になる。
３に示すように基準点から一定距離ずつ離れた離散的な
点ｉにおける高さ座標Ｐ（ｉ）の集合として表すことと
する。すなわち、ｉを基準位置において０とし、距離Δ
ｘを増すごとに１を加える正の整数としして表すと、ｉ
番目の点における基準点からの距離はｉ・Δｘとなり、
その位置における外形曲線Ｌの高さ座標はＰ（ｉ）とな
る。ここにおいて、Δｘを十分小さくすると、Ｐ（ｉ）
の集合はあたかも連続的な曲線の如くに表示されること
になる。
【００１１】一般に、溶接開先及びビード形状は、開先
中心線又はビード中心線に対して、対称に現れる性質が
ある。本発明はこの性質を利用し、対称性を表す指標と
して、上記Ｐ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ
−ｉ）｝を利用することにする。ここに、Ｐ（ｃ＋ｉ）
及びＰ（ｃ−ｉ）は、それぞれ基準点よりｃだけ離れた
位置を起点としそこからｉだけ左右に離れた位置におけ
る高さ座標を表している。ここで、ｃの位置を溶接部中
心にあるものとすれば、上記溶接開先などの左右対称性
から、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝の値は０とな
る。このことは、ｉがいかなる値をとったときにも成り
立つ。しかしながら、ｃの位置が溶接線の中心を外れる
と、上記｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝の値は０とな
らない。
中心線又はビード中心線に対して、対称に現れる性質が
ある。本発明はこの性質を利用し、対称性を表す指標と
して、上記Ｐ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ
−ｉ）｝を利用することにする。ここに、Ｐ（ｃ＋ｉ）
及びＰ（ｃ−ｉ）は、それぞれ基準点よりｃだけ離れた
位置を起点としそこからｉだけ左右に離れた位置におけ
る高さ座標を表している。ここで、ｃの位置を溶接部中
心にあるものとすれば、上記溶接開先などの左右対称性
から、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝の値は０とな
る。このことは、ｉがいかなる値をとったときにも成り
立つ。しかしながら、ｃの位置が溶接線の中心を外れる
と、上記｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝の値は０とな
らない。
【００１２】したがって、本発明においては上記知見に
基づき、上記｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝の値を０
とするｃの位置を溶接線中心と決定することとするので
ある。しかしながら、溶接部、特に、溶接ビードの形状
は溶接条件の変動等によりかなり乱れており、完全な対
称性を示さない。したがって、１点のみの計算によって
中心位置を決定することは不可能である。この問題を解
決するために、本発明においては、適当な範囲にわたっ
てｉを１からＮまで変化させ、その間にわたる｛Ｐ（ｃ
＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝を基に誘導される値の積算値Ｑ
（ｃ）を作り、その値が最も０に近づくｃの位置をもっ
て溶接線中心とするのである。上記説明から自明のよう
に、Ｑ（ｃ）は、溶接部が完全に対称である場合には、
その値が０となるが、それ以外の場合には０とならな
い。しかし、適当な範囲（ほぼ、Ｎ＝５０程度で十分で
ある。）にわたって積算し、その値が０に近くなる点を
とれば、全体としてマクロ的な評価を得ることができ、
ノイズの影響も事実上消去することができる。
基づき、上記｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝の値を０
とするｃの位置を溶接線中心と決定することとするので
ある。しかしながら、溶接部、特に、溶接ビードの形状
は溶接条件の変動等によりかなり乱れており、完全な対
称性を示さない。したがって、１点のみの計算によって
中心位置を決定することは不可能である。この問題を解
決するために、本発明においては、適当な範囲にわたっ
てｉを１からＮまで変化させ、その間にわたる｛Ｐ（ｃ
＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝を基に誘導される値の積算値Ｑ
（ｃ）を作り、その値が最も０に近づくｃの位置をもっ
て溶接線中心とするのである。上記説明から自明のよう
に、Ｑ（ｃ）は、溶接部が完全に対称である場合には、
その値が０となるが、それ以外の場合には０とならな
い。しかし、適当な範囲（ほぼ、Ｎ＝５０程度で十分で
ある。）にわたって積算し、その値が０に近くなる点を
とれば、全体としてマクロ的な評価を得ることができ、
ノイズの影響も事実上消去することができる。
【００１３】具体的には、Ｑ（ｃ）として｛Ｐ（ｃ＋
ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝2の積算値をとるのがよい。すな
わち、 となる。上式において２乗値をとるのは、指標値を正の
数の範囲で処理するのが簡便だからであり、また、ｃの
変動に対して敏感な指標となしうるからである。しか
し、必ずしも、上記Ｑ（ｃ）による必要はなく、｛Ｐ
（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝の絶対値の積算値を用いて
もよい。この場合には、 Ｑ（ｃ）＝ ┃Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）┃ を用いる。その他｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝を基
礎として誘導された数値であればいかなるものを利用し
てもよい。
ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝2の積算値をとるのがよい。すな
わち、 となる。上式において２乗値をとるのは、指標値を正の
数の範囲で処理するのが簡便だからであり、また、ｃの
変動に対して敏感な指標となしうるからである。しか
し、必ずしも、上記Ｑ（ｃ）による必要はなく、｛Ｐ
（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝の絶対値の積算値を用いて
もよい。この場合には、 Ｑ（ｃ）＝ ┃Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）┃ を用いる。その他｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−ｉ）｝を基
礎として誘導された数値であればいかなるものを利用し
てもよい。
【００１４】以下、上記発明を実施するための装置につ
いて説明する。図４に示すように、被溶接物である鋼管
３０の開先２７を含む溶接部周辺外形が、レーザ光（ス
リット光）２を発するレーザ発光装置１及びその反射光
３を捉えるＣＣＤカメラ４等の電荷結合装置によって、
画像として取得される。取得された画像は、画像処理装
置５によって鋼管３０の基準点から一定距離Δｘずつ離
れた離散的な点ｉ（ｉ＝０，１，２，３，・・・・，
Ｎ）ごとに高さ座標位置Ｐ（ｉ）に変換される。この変
換は、図１〜３に示すように、溶接線に直交する平面内
において行なわれ、したがってＰ（ｉ）は溶接線に直角
な直線上の離散的な高さデータの集合として取得され
る。
いて説明する。図４に示すように、被溶接物である鋼管
３０の開先２７を含む溶接部周辺外形が、レーザ光（ス
リット光）２を発するレーザ発光装置１及びその反射光
３を捉えるＣＣＤカメラ４等の電荷結合装置によって、
画像として取得される。取得された画像は、画像処理装
置５によって鋼管３０の基準点から一定距離Δｘずつ離
れた離散的な点ｉ（ｉ＝０，１，２，３，・・・・，
Ｎ）ごとに高さ座標位置Ｐ（ｉ）に変換される。この変
換は、図１〜３に示すように、溶接線に直交する平面内
において行なわれ、したがってＰ（ｉ）は溶接線に直角
な直線上の離散的な高さデータの集合として取得され
る。
【００１５】本発明装置における高さ座標測定手段６は
上記レーザ発光装置１、ＣＣＤカメラ３、画像処理装置
５を含むものであり、上記例以外のものであっても図３
に示すような離散的なデータを取得できるものであれば
その装置構成の如何を問わない。
上記レーザ発光装置１、ＣＣＤカメラ３、画像処理装置
５を含むものであり、上記例以外のものであっても図３
に示すような離散的なデータを取得できるものであれば
その装置構成の如何を問わない。
【００１６】上記により取得された開先を含む溶接線の
外形データであるＰ（ｉ）は、計算機１０に入力され
る。計算機１０には、Ｐ（ｉ）に基づき中心位置指標Ｑ
（ｃ）を演算するための演算プログラムがその実行手段
とともに内蔵されており、溶接線中心位置指標演算手段
１１を構成している。計算機１０内には、さらに当該溶
接線中心位置指標演算手段１１によって得たＱ（ｃ）を
最も０に近づけるｃの位置を計算し、その位置を溶接線
中心位置と決定する演算プログラムなどを有し、溶接線
中心位置決定手段１２を構成している。
外形データであるＰ（ｉ）は、計算機１０に入力され
る。計算機１０には、Ｐ（ｉ）に基づき中心位置指標Ｑ
（ｃ）を演算するための演算プログラムがその実行手段
とともに内蔵されており、溶接線中心位置指標演算手段
１１を構成している。計算機１０内には、さらに当該溶
接線中心位置指標演算手段１１によって得たＱ（ｃ）を
最も０に近づけるｃの位置を計算し、その位置を溶接線
中心位置と決定する演算プログラムなどを有し、溶接線
中心位置決定手段１２を構成している。
【００１７】上記一連の手段によって、開先中心位置が
決定されると、その値は開先中心信号２１として出力さ
れ、トーチ位置信号２２と比較してその差がトーチ駆動
装置２６に伝達され、溶接トーチ２５の位置を、開先２
７の中心に合致させるようにトーチ駆動装置２６の駆動
が行なわれる。
決定されると、その値は開先中心信号２１として出力さ
れ、トーチ位置信号２２と比較してその差がトーチ駆動
装置２６に伝達され、溶接トーチ２５の位置を、開先２
７の中心に合致させるようにトーチ駆動装置２６の駆動
が行なわれる。
【００１８】
【実施例】図５は、溶接後の探傷工程において鋼管３０
に本発明を適用した結果を示し、また、図６は従来法で
ある１階差分法によって得た結果を示す。なお、本実施
例においては、Ｑ（ｃ）として｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ
−ｉ）｝2をｉ＝１〜５０の範囲にわたって積算したも
のを用いた。図５に示すように、本発明を適用した場合
には、本発明においてはノイズ３３があってもＱ（ｃ）
の変化は滑らかとなり、その最小値を確実に捉えること
ができ、ビード中心位置３２、さらにはビードエッジ３
１を容易に決定することができる。これに対し、従来例
では形状ノイズによる差分値がビードエッジ部の差分値
の４倍程度もあり、ビードエッジ３１を捉えるのが困難
であった。
に本発明を適用した結果を示し、また、図６は従来法で
ある１階差分法によって得た結果を示す。なお、本実施
例においては、Ｑ（ｃ）として｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ
−ｉ）｝2をｉ＝１〜５０の範囲にわたって積算したも
のを用いた。図５に示すように、本発明を適用した場合
には、本発明においてはノイズ３３があってもＱ（ｃ）
の変化は滑らかとなり、その最小値を確実に捉えること
ができ、ビード中心位置３２、さらにはビードエッジ３
１を容易に決定することができる。これに対し、従来例
では形状ノイズによる差分値がビードエッジ部の差分値
の４倍程度もあり、ビードエッジ３１を捉えるのが困難
であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、上記のように、溶接線に直交
する平面内の離散的なデータＰ（ｉ）を処理するので従
来のパターンマッチング法に比べ小型の計算機を使用し
ても溶接線中心位置を確実に決定できる。また、中心位
置の決定をＰ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ
−ｉ）｝を基に誘導される値を、をｉについて一定範囲
にわたり積算することにより算出した中心位置決定指標
を用いて行なうので、従来の差分法に比べ、ノイズの影
響を受けることなく、確実に溶接線中心位置の決定を行
なうことができ、それにより、より高品質の溶接を行な
うことができる。
する平面内の離散的なデータＰ（ｉ）を処理するので従
来のパターンマッチング法に比べ小型の計算機を使用し
ても溶接線中心位置を確実に決定できる。また、中心位
置の決定をＰ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ
−ｉ）｝を基に誘導される値を、をｉについて一定範囲
にわたり積算することにより算出した中心位置決定指標
を用いて行なうので、従来の差分法に比べ、ノイズの影
響を受けることなく、確実に溶接線中心位置の決定を行
なうことができ、それにより、より高品質の溶接を行な
うことができる。
【図１】本発明に係る溶接部周辺の外形形状測定手段の
概念図である。
概念図である。
【図２】溶接部外形形状の基準点からの距離と外形曲線
Ｌの高さ座標の関係図である。
Ｌの高さ座標の関係図である。
【図３】溶接部外形曲線を本発明により処理した結果の
１例を示し、離散的な測定点ｉとその位置における外形
曲線Ｌの高さ座標位置Ｐ（ｉ）との関係図である。
１例を示し、離散的な測定点ｉとその位置における外形
曲線Ｌの高さ座標位置Ｐ（ｉ）との関係図である。
【図４】本発明の実施のための装置の構成の１例を示す
全体概念図である。
全体概念図である。
【図５】本発明によって得た溶接部の外形曲線の高さ座
標の曲線、及び、中心位置評価指標と基準点からの測定
位置に対する関係図である。
標の曲線、及び、中心位置評価指標と基準点からの測定
位置に対する関係図である。
【図６】従来法によって得た溶接部の外形曲線の高さ座
標の曲線、及び、差分値と基準点からの測定位置に対す
る関係図である。
標の曲線、及び、差分値と基準点からの測定位置に対す
る関係図である。
１ レーザ発光装置 ２ レーザ光（スリット光） ３ 反射光 ４ ＣＣＤカメラ ５ 画像処理装置 ６ 高さ座標測定手段 １０ 計算機 １１ 中心位置指標演算手段 １２ 溶接線中心位置決定手段 ２１ 開先中心信号 ２２ トーチ位置信号 ２５ 溶接トーチ ２６ トーチ駆動装置 ２７ 開先 ３０ 鋼管 ３１ ビードエッジ ３２ ビード中心 ３３ ノイズ Ａ 溶接線に対して直角な平面 Ｌ 溶接部周辺外形形状曲線
Claims (3)
- 【請求項１】 溶接線に直交する平面内における溶接部
周辺外部形状を基準点から一定距離ごとの離散的な点ｉ
における高さ座標Ｐ（ｉ）の集合として得、 前記Ｐ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−
ｉ）｝を基に誘導される値をｉについて１からＮまで積
算し、溶接線中心線位置指標Ｑ（ｃ）を演算するととも
に、 該Ｑ（ｃ）を最も０に近づけるｃの位置を溶接線中心位
置と決定することを特徴とする溶接線中心位置の決定方
法。ここに、 ｉは正の整数、ただし、基準点においてｉ＝０ ｃは基準点からの位置を表す正の整数 Ｎは正の整数 - 【請求項２】 溶接線中心線位置指標Ｑ（ｃ）は、 であることを特徴とする溶接線中心位置の決定方法。こ
こに、 ｉは正の整数、ただし、基準点においてｉ＝０ ｃは基準点からの位置を表す正の整数 Ｎは正の整数 - 【請求項３】 溶接線に直交する平面内において、溶接
部周辺の外部形状を基準点から一定距離ごとに離散的に
測定し、各測定点における高さ座標Ｐ（ｉ）を得る高さ
測定手段と、 前記Ｐ（ｉ）に基づき、｛Ｐ（ｃ＋ｉ）−Ｐ（ｃ−
ｉ）｝を基に誘導される値をｉについて１からＮまで積
算し、溶接線中心線位置指標Ｑ（ｃ）を演算する中心位
置指標演算手段と、 前記Ｑ（ｃ）を最も０に近づけるｃの位置を溶接線中心
位置と決定する手段からなる溶接線中心位置の決定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165429A JPH10339614A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 溶接線中心位置の決定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165429A JPH10339614A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 溶接線中心位置の決定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339614A true JPH10339614A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15812267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9165429A Pending JPH10339614A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 溶接線中心位置の決定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10339614A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012068021A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Jfe Steel Corp | スリット光輝度分布設計方法および光切断凹凸疵検出装置 |
| CN113977160A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 山东大学 | 一种基于三维视觉的焊枪位姿规划方法及系统 |
-
1997
- 1997-06-06 JP JP9165429A patent/JPH10339614A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012068021A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Jfe Steel Corp | スリット光輝度分布設計方法および光切断凹凸疵検出装置 |
| CN113977160A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 山东大学 | 一种基于三维视觉的焊枪位姿规划方法及系统 |
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