JPH1047620A - 画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法 - Google Patents
画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法Info
- Publication number
- JPH1047620A JPH1047620A JP22056596A JP22056596A JPH1047620A JP H1047620 A JPH1047620 A JP H1047620A JP 22056596 A JP22056596 A JP 22056596A JP 22056596 A JP22056596 A JP 22056596A JP H1047620 A JPH1047620 A JP H1047620A
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- Japan
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- welding
- metal
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- molten metal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接・接合状態の良否を自動的にしかも正確
に検出することができる。 【解決手段】 溶接部分前側の抉られ部分が後方に移動
して盛り上がった溶湯部２Ａを側方から撮像し、撮像さ
れた画像の溶湯２Ａ部分が予め導出された理想的な固有
関数のグラフに一致することを画像処理によって検出
し、溶湯２Ａ部分の形状が固有関数のグラフと異なると
判断するときには溶接用トーチ１の傾き具合や長尺板状
の金属２の走行速度等の各設定要素を変更・調整する。
に検出することができる。 【解決手段】 溶接部分前側の抉られ部分が後方に移動
して盛り上がった溶湯部２Ａを側方から撮像し、撮像さ
れた画像の溶湯２Ａ部分が予め導出された理想的な固有
関数のグラフに一致することを画像処理によって検出
し、溶湯２Ａ部分の形状が固有関数のグラフと異なると
判断するときには溶接用トーチ１の傾き具合や長尺板状
の金属２の走行速度等の各設定要素を変更・調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、長尺薄板状の金
属を左右の押えロールで押圧・彎曲させてその金属の両
側部を順次閉じ合わせていき、その合わせ目部分を溶接
用トーチで溶着させ、段差のない平坦な状態に繋ぎ合わ
せ接合させていくパイプ加工溶接方法に関するものであ
る。
属を左右の押えロールで押圧・彎曲させてその金属の両
側部を順次閉じ合わせていき、その合わせ目部分を溶接
用トーチで溶着させ、段差のない平坦な状態に繋ぎ合わ
せ接合させていくパイプ加工溶接方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】平板長尺状の金属であって、薄くて加工
の容易なアルミニウム等の材料を用い、その短手方向に
彎曲させながら側縁部を順次長手方向に沿って閉じ合わ
せて行くとともに、溶接トーチでその閉じ合わせ部分を
溶接させていき、円筒状のパイプに加工していくことが
できる金属管の溶接方法が知られている。
の容易なアルミニウム等の材料を用い、その短手方向に
彎曲させながら側縁部を順次長手方向に沿って閉じ合わ
せて行くとともに、溶接トーチでその閉じ合わせ部分を
溶接させていき、円筒状のパイプに加工していくことが
できる金属管の溶接方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この薄板長
尺状の金属を加工させて形成する金属パイプは、溶接の
際に左右の側縁部が常に段差のない状態に接合されてい
ないと、加工・溶接後に金属パイプ内部に歪みが生じ、
溶接部分の気密状態や水密状態が確保できないばかり
か、溶接部分に亀裂が生じたり、内周面にこぶ状の塊が
でき易く、そのまま放置すると、歪により金属管の破損
に繋がる虞れがある。
尺状の金属を加工させて形成する金属パイプは、溶接の
際に左右の側縁部が常に段差のない状態に接合されてい
ないと、加工・溶接後に金属パイプ内部に歪みが生じ、
溶接部分の気密状態や水密状態が確保できないばかり
か、溶接部分に亀裂が生じたり、内周面にこぶ状の塊が
でき易く、そのまま放置すると、歪により金属管の破損
に繋がる虞れがある。
【０００４】そこで、例えば作業者が、溶接点部分ある
いは溶接直後における左右の側縁部の接合状態及び溶着
部分に段差が生じていないかどうかを直接目で確認した
り、探傷器を使用することによって、その接合部分の検
査がおこなわれているが、何れの方法を用いても検査精
度の点等に問題もあり、十分に正確な検査を行うことが
できないといった不都合を生じている。
いは溶接直後における左右の側縁部の接合状態及び溶着
部分に段差が生じていないかどうかを直接目で確認した
り、探傷器を使用することによって、その接合部分の検
査がおこなわれているが、何れの方法を用いても検査精
度の点等に問題もあり、十分に正確な検査を行うことが
できないといった不都合を生じている。
【０００５】この発明は、上記した事情に鑑み、溶接・
接合状態の良否を自動的にしかも正確に検出することが
できる画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法を提供
することを目的とするものである。
接合状態の良否を自動的にしかも正確に検出することが
できる画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法を提供
することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は、走行
中の長尺板状の金属を押圧・彎曲させてその金属の両側
部を順次閉じ合わせていき、その合わせ目部分を溶接用
トーチで溶接させ、段差のない平坦な状態に繋ぎ合わせ
接合させていくパイプ加工溶接方法において、前記溶接
部分直前の抉部分が後方に移動して盛り上がる溶湯部分
を側方から撮像し、この撮像された画像の溶湯部分が予
め導出された理想的な固有関数のグラフに一致するか否
かを画像処理によって判断し、前記溶湯部分の形状が前
記固有関数のグラフと異なると判断するときには前記溶
接用トーチの傾き具合や前記長尺板状の金属の走行速度
等の設定要素を変更・調整しながら溶接するものであ
る。
中の長尺板状の金属を押圧・彎曲させてその金属の両側
部を順次閉じ合わせていき、その合わせ目部分を溶接用
トーチで溶接させ、段差のない平坦な状態に繋ぎ合わせ
接合させていくパイプ加工溶接方法において、前記溶接
部分直前の抉部分が後方に移動して盛り上がる溶湯部分
を側方から撮像し、この撮像された画像の溶湯部分が予
め導出された理想的な固有関数のグラフに一致するか否
かを画像処理によって判断し、前記溶湯部分の形状が前
記固有関数のグラフと異なると判断するときには前記溶
接用トーチの傾き具合や前記長尺板状の金属の走行速度
等の設定要素を変更・調整しながら溶接するものであ
る。
【０００７】
【作用】この発明では、合わせ目部分を溶接していく際
に、その金属の溶湯部分の形状を例えば温度差による明
暗等の識別から画像処理で検出・確認し、その金属の溶
湯部分の外径形状が予め導出された特定の固有関数が示
す形状に合致するか否かで、溶接状態の良否を判別する
ようになっている。また、この発明では、この金属の溶
湯部分の形状が、理論的に導出した固有関数が与える形
状と異なると判断した場合には、金属の溶湯部分の形状
がその固有関数の形状に合致するように、溶接用トーチ
の傾き具合や長尺板状の金属の走行速度を適宜調整・制
御しながら溶接を行う。
に、その金属の溶湯部分の形状を例えば温度差による明
暗等の識別から画像処理で検出・確認し、その金属の溶
湯部分の外径形状が予め導出された特定の固有関数が示
す形状に合致するか否かで、溶接状態の良否を判別する
ようになっている。また、この発明では、この金属の溶
湯部分の形状が、理論的に導出した固有関数が与える形
状と異なると判断した場合には、金属の溶湯部分の形状
がその固有関数の形状に合致するように、溶接用トーチ
の傾き具合や長尺板状の金属の走行速度を適宜調整・制
御しながら溶接を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て添付図面を参照しながら説明する。なお、この発明に
係る画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法を説明す
るのに先立って、先ずこの方法が適用されたパイプ加工
溶接装置から説明する。
て添付図面を参照しながら説明する。なお、この発明に
係る画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法を説明す
るのに先立って、先ずこの方法が適用されたパイプ加工
溶接装置から説明する。
【０００９】図１は、この発明に係るパイプ加工溶接方
法が適用されたパイプ加工溶接装置を示す概略構成図で
ある。このパイプ加工溶接装置は、溶接トーチ１と、撮
像カメラ３と、画像処理部４と、制御部５と、溶接用ト
ーチの傾動機構（図略）用モータ６及び金属薄板２の走
行機構（図略）用モータ７とを備えている。なお、図中
符号２は、溶接トーチ１の電極１Ａによって接合させる
長尺薄板状の金属（この実施例ではアルミニュウム）
（以下、金属薄板２とよぶ）を示すものである。
法が適用されたパイプ加工溶接装置を示す概略構成図で
ある。このパイプ加工溶接装置は、溶接トーチ１と、撮
像カメラ３と、画像処理部４と、制御部５と、溶接用ト
ーチの傾動機構（図略）用モータ６及び金属薄板２の走
行機構（図略）用モータ７とを備えている。なお、図中
符号２は、溶接トーチ１の電極１Ａによって接合させる
長尺薄板状の金属（この実施例ではアルミニュウム）
（以下、金属薄板２とよぶ）を示すものである。
【００１０】この実施例の溶接トーチは、ＴＩＧ（Tung
sten Inert-Gus Arc Welding) 溶接を行うようになって
いるが、特にこれに限定されるものではない。
sten Inert-Gus Arc Welding) 溶接を行うようになって
いるが、特にこれに限定されるものではない。
【００１１】撮像カメラ３は、溶接トーチ１の電極１Ａ
近傍であって金属薄板２の走行方向下流側に発生する溶
湯部分２Ａを側方（水平方向）から撮像する。
近傍であって金属薄板２の走行方向下流側に発生する溶
湯部分２Ａを側方（水平方向）から撮像する。
【００１２】画像処理部４は、撮像カメラ３で撮像され
た画像を所定の方法でデータ処理して溶湯部分の（水平
方向から眺めた）外径形状を逐次作成する。
た画像を所定の方法でデータ処理して溶湯部分の（水平
方向から眺めた）外径形状を逐次作成する。
【００１３】制御部５は、画像処理部４によって得られ
た溶湯部分の外径形状と予め理論的に或いは実験的に得
られた理想的な固有関数の描くグラフとを比較判断す
る。また、この制御部５は、毎時刻ごとに検出する実際
に撮像した溶湯部分２Ａの水平形状と、固有関数の描く
グラフとの双方について異なると判断した場合に、溶接
用トーチの傾動用（サーボ）モータ６と金属薄板２の搬
送用（サーボ）モータ７とを適宜駆動する。
た溶湯部分の外径形状と予め理論的に或いは実験的に得
られた理想的な固有関数の描くグラフとを比較判断す
る。また、この制御部５は、毎時刻ごとに検出する実際
に撮像した溶湯部分２Ａの水平形状と、固有関数の描く
グラフとの双方について異なると判断した場合に、溶接
用トーチの傾動用（サーボ）モータ６と金属薄板２の搬
送用（サーボ）モータ７とを適宜駆動する。
【００１４】さらに、このとき同時に、金属管２Ｂの継
目を別の撮像カメラ８で（薄板金属２の走行方向につい
て、例えば上流側から）撮像するとともに、この継目の
位置変動を検出した場合には、金属管２Ｂの周方向に沿
い継目の移動に追従するために、適宜の移動機構及び
（ＤＣサーボ）モータ（共に図示せず）を付設してあ
る。
目を別の撮像カメラ８で（薄板金属２の走行方向につい
て、例えば上流側から）撮像するとともに、この継目の
位置変動を検出した場合には、金属管２Ｂの周方向に沿
い継目の移動に追従するために、適宜の移動機構及び
（ＤＣサーボ）モータ（共に図示せず）を付設してあ
る。
【００１５】次に、この発明に係る画像処理方法を用い
たパイプ加工溶接方法について、この実施例のパイプ加
工溶接装置を用いて説明する。
たパイプ加工溶接方法について、この実施例のパイプ加
工溶接装置を用いて説明する。
【００１６】先ず走行中の金属薄板２を加工・溶接する
ときには、溶接部分直前側（つまり、金属管２Ｂの走行
方向上流側）にえぐられた部分（以下、これを抉部分２
Ｃとよぶ）が発生するとともに、この抉部分２Ｃの直後
（つまり、下流側）には移動して盛り上がった溶湯部分
２Ａ（図２参照）が形成されている。
ときには、溶接部分直前側（つまり、金属管２Ｂの走行
方向上流側）にえぐられた部分（以下、これを抉部分２
Ｃとよぶ）が発生するとともに、この抉部分２Ｃの直後
（つまり、下流側）には移動して盛り上がった溶湯部分
２Ａ（図２参照）が形成されている。
【００１７】そこで、この発明に係る画像処理方法を用
いたパイプ加工溶接方法では、この盛り上がった溶湯部
分２Ａ（図２参照）を逐次撮像カメラ３で側方（つま
り、水平方向）から撮像する（第１ステップＳ１）。
いたパイプ加工溶接方法では、この盛り上がった溶湯部
分２Ａ（図２参照）を逐次撮像カメラ３で側方（つま
り、水平方向）から撮像する（第１ステップＳ１）。
【００１８】次に、この撮像した画像を画像処理部４に
おいて、適宜処理し、例えば温度差による明暗等の情報
から溶湯部分２Ａの外形・輪郭部分を検出・確認し、そ
の外形・輪郭部分の形状を、例えば図３に示すように、
直交するＸＹ（デカルト）座標に描像する。また必要に
応じて、その形状を示す示性関数を数学的に導出する
（第２ステップＳ２）。
おいて、適宜処理し、例えば温度差による明暗等の情報
から溶湯部分２Ａの外形・輪郭部分を検出・確認し、そ
の外形・輪郭部分の形状を、例えば図３に示すように、
直交するＸＹ（デカルト）座標に描像する。また必要に
応じて、その形状を示す示性関数を数学的に導出する
（第２ステップＳ２）。
【００１９】そして、毎時刻毎に検出する溶湯部分２Ａ
の外形・輪郭形状と予め制御部５に記憶してある固有関
数の示すグラフとを比較・判断し（若しくは示性関数及
び固有関数を比較・判断する）、合致すると判断された
場合には、溶接用トーチの傾動用（サーボ）モータ６及
び金属薄板２の搬送用（サーボ）モータ７は作動させず
にそのままの状態を保持する。
の外形・輪郭形状と予め制御部５に記憶してある固有関
数の示すグラフとを比較・判断し（若しくは示性関数及
び固有関数を比較・判断する）、合致すると判断された
場合には、溶接用トーチの傾動用（サーボ）モータ６及
び金属薄板２の搬送用（サーボ）モータ７は作動させず
にそのままの状態を保持する。
【００２０】また、異なると判断した場合には、制御部
５からの制御信号によって溶接用トーチの傾動用（サー
ボ）モータ６及び金属薄板２の搬送用（サーボ）モータ
７を適宜作動させ、溶接用トーチの傾斜角度（θ）及び
金属管２Ｂの走行速度を変更するとともに、この変更後
の溶湯部分２Ａの外形・輪郭形状をさらに撮像・画像処
理して検出し、先の固有関数と比較判断するような、フ
ィードバック制御を行う（第３ステップＳ３）。
５からの制御信号によって溶接用トーチの傾動用（サー
ボ）モータ６及び金属薄板２の搬送用（サーボ）モータ
７を適宜作動させ、溶接用トーチの傾斜角度（θ）及び
金属管２Ｂの走行速度を変更するとともに、この変更後
の溶湯部分２Ａの外形・輪郭形状をさらに撮像・画像処
理して検出し、先の固有関数と比較判断するような、フ
ィードバック制御を行う（第３ステップＳ３）。
【００２１】以上のような制御を溶接作業中逐次行いな
がら、溶接用トーチの傾斜角度（θ）及び金属管２Ｂの
走行速度を最適な状態に調整・変更する。なお、この溶
湯部分２Ａの外形・輪郭形状の比較判断基準となる固有
関数として、例えば単純な左右対称形状の有無を基準判
断する場合には対称性を検出すればよいから、示性関数
を導出するまでもない。
がら、溶接用トーチの傾斜角度（θ）及び金属管２Ｂの
走行速度を最適な状態に調整・変更する。なお、この溶
湯部分２Ａの外形・輪郭形状の比較判断基準となる固有
関数として、例えば単純な左右対称形状の有無を基準判
断する場合には対称性を検出すればよいから、示性関数
を導出するまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
る画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法によれば、
合せ目め部分を溶接していく際に、その金属の溶融部分
の近傍に発生する溶湯部分の形状を適宜の画像処理で検
出・確認し、溶湯部分の外形・輪郭形状と予め理論的に
或いは実験的に導出した固有の示性関数とを比較・判断
し、これが合致しない場合には、溶接用トーチの傾き具
合や長尺板状の金属の走行速度等の設定要素を変更・調
整して最適な溶接状態を実現することができるから、画
像処理によって逐次リアルタイムに、かつきわめて高速
に、また自動的にしかも正確に溶接作業を行うことがで
きる。
る画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法によれば、
合せ目め部分を溶接していく際に、その金属の溶融部分
の近傍に発生する溶湯部分の形状を適宜の画像処理で検
出・確認し、溶湯部分の外形・輪郭形状と予め理論的に
或いは実験的に導出した固有の示性関数とを比較・判断
し、これが合致しない場合には、溶接用トーチの傾き具
合や長尺板状の金属の走行速度等の設定要素を変更・調
整して最適な溶接状態を実現することができるから、画
像処理によって逐次リアルタイムに、かつきわめて高速
に、また自動的にしかも正確に溶接作業を行うことがで
きる。
【図１】この発明にかかる画像処理によるパイプ加工溶
接方法が適用されたパイプ加工溶接装置を示す概略構成
図。
接方法が適用されたパイプ加工溶接装置を示す概略構成
図。
【図２】この発明にかかるパイプ加工溶接方法を示す説
明図。
明図。
【図３】溶湯部分の具体的外形・輪郭形状を示すグラ
フ。
フ。
１ 溶接トーチ ２ 金属薄板 ２Ａ 溶湯部分 ２Ｃ 抉部分 ３ 撮像カメラ ４ 画像処理部 ５ 制御部 ６ 溶接用トーチの傾動用（サーボ）モータ ７ 金属薄板２の搬送用（サーボ）モータ
Claims (1)
- 【請求項１】 走行中の長尺板状の金属（２）を押圧・
彎曲させてその金属（２）の両側部を順次閉じ合わせて
いき、その合わせ目部分を溶接用トーチ（１）で溶接さ
せ、段差のない平坦な状態に繋ぎ合わせ接合させていく
パイプ加工溶接方法において、 前記溶接部分直前の抉部分（２Ｃ）が後方に移動して盛
り上がる溶湯部分（２Ａ）を側方から撮像し、 この撮像された画像の溶湯部分（２Ａ）が予め導出され
た理想的な固有関数のグラフに一致するか否かを画像処
理によって判断し、 前記溶湯部分（２Ａ）の形状が前記固有関数のグラフと
異なると判断するときには前記溶接用トーチの傾き具合
や前記長尺板状の金属（２）の走行速度等の設定要素を
変更・調整しながら溶接することを特徴とする画像処理
方法を用いたパイプ加工溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22056596A JPH1047620A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22056596A JPH1047620A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047620A true JPH1047620A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16752990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22056596A Pending JPH1047620A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 画像処理方法を用いたパイプ加工溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1047620A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101287930B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2013-07-19 | (주) 모평 | 용접 비드의 각도 인식에 의한 자동 그라인딩 장치 |
-
1996
- 1996-08-02 JP JP22056596A patent/JPH1047620A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101287930B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2013-07-19 | (주) 모평 | 용접 비드의 각도 인식에 의한 자동 그라인딩 장치 |
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