JPH11156577A - Butt position detecting device - Google Patents

Butt position detecting device

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Publication number
JPH11156577A
JPH11156577A JP9330561A JP33056197A JPH11156577A JP H11156577 A JPH11156577 A JP H11156577A JP 9330561 A JP9330561 A JP 9330561A JP 33056197 A JP33056197 A JP 33056197A JP H11156577 A JPH11156577 A JP H11156577A
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JP
Japan
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light
work
butting
line sensor
butt
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9330561A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukie Ueda
幸英 上田
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cope with the processing which hardly receives the influences from a disturbance light and is carried out at higher speed. SOLUTION: The light is diagonally ejected from a slit laser oscillator 2 towards a step part S between works WA and WB, and the reflection light is received by a CCD line sensor 4. The butt position between the works WA and WB is calculated by a micro computer based on the position where the quantity of light received by the CCD line sensor 4 is changed from the high quantity of light to the low quantity of light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、突合せ位置検出装
置に係り、特に段差のある突合せ位置を検出する突合せ
位置検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abutting position detecting device, and more particularly to an abutting position detecting device for detecting an abutting position having a step.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば自動車の製造工程には、板厚の異
なるブランク材同士を溶接によってつなぎ合わせる工程
がある。このような工程では、溶接ヘッドを両パネルの
突合せ位置に正確に合わせる必要がある。このような突
合せ位置の検出は、例えばアーク溶接を行なう場合には
視覚センサや光切断センサを用いて行なわれている。
2. Description of the Related Art For example, in a process of manufacturing an automobile, there is a process of joining blank materials having different thicknesses by welding. In such a process, it is necessary to accurately adjust the welding head to the butting position of both panels. Such abutting position detection is performed using a visual sensor or an optical cutting sensor when performing arc welding, for example.

【0003】ところで近年では、アーク溶接よりも高
速、かつ高精度で行なう溶接方法が要求されている。こ
のため、従来のアーク溶接に代えてレーザ溶接が用いら
れる場合がある。
[0003] In recent years, there has been a demand for a welding method that is performed at higher speed and with higher accuracy than arc welding. For this reason, laser welding may be used instead of conventional arc welding.

【0004】レーザ溶接は、そのレーザ光径が約0.5
mm程度と非常に小さく、また溶接速度が5m/min
と高速である。このため、レーザ溶接ではアーク溶接よ
りも正確にかつ高速で突合せ位置を検出する必要があ
る。
[0004] In laser welding, the laser beam diameter is about 0.5.
mm and very low welding speed of 5 m / min
And fast. For this reason, it is necessary to detect the butting position more accurately and at higher speed in laser welding than in arc welding.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、視覚セ
ンサではカメラで捕らえられた画像を2値化処理や微分
処理することにより突合せ位置の検出をするようにして
いるので、外乱光による影響を受けやすく、例えば昼夜
といった時間帯による周囲の明るさの変化はもちろんの
こと、工場内の照度むらによっても検出精度が異なって
しまうことから、生産現場でレーザ溶接に用いるのには
実用的ではない。
However, since the visual sensor detects the abutting position by binarizing or differentiating the image captured by the camera, the image is easily affected by disturbance light. For example, since the detection accuracy varies depending on the illuminance unevenness in the factory, as well as the change in the ambient brightness depending on the time zone such as day and night, it is not practical to use the laser welding at the production site.

【0006】また光切断センサでは、例えばスリットレ
ーザ光のような広がりを持つ光を両ブランク材の表面に
照射し、その反射光の形状を二次元センサで検出するこ
とによって両ブランク材の形状を算出し、その形状から
突合せ位置の検出をするようにしているので、その形状
の算出と突合せ位置の検出に要する時間、すなわちスキ
ャンタイムが遅くなる。
In the light cutting sensor, light having a spread such as a slit laser beam is irradiated on the surfaces of both blank materials, and the shape of the two blank materials is detected by detecting the shape of the reflected light with a two-dimensional sensor. Since the calculation is performed and the abutting position is detected from the shape, the time required for calculating the shape and detecting the abutting position, that is, the scan time, is delayed.

【0007】したがって、従来から用いられているこれ
らのセンサを、より高精度、高速度で突合せ位置の検出
を行なうレーザ溶接に適用することはできない。
Therefore, these conventionally used sensors cannot be applied to laser welding for detecting the butting position with higher accuracy and higher speed.

【0008】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、外乱光の影響を受け難く、
より高速で行なわれる溶接にも適用できる突合せ位置検
出装置を提供することを目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and is hardly affected by disturbance light.
An object of the present invention is to provide a butt position detecting device that can be applied to welding performed at a higher speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の手段
によって達成される。
The above object is achieved by the following means.

【0010】(1)第1のワークと第2のワークとの突
合せ位置を検出する突合せ位置検出装置であって、段差
部が形成される前記突合せ位置に向けて斜めに光を投光
する投光手段と、段差部からの反射光を受光する受光手
段と、受光手段が受光した反射光において、光量が高光
量から低光量に変化した位置から前記第1のワークと前
記第2のワークとの突合せ位置を算出する突合せ位置算
出手段とを有することを特徴とするものである。
(1) A butting position detecting device for detecting a butting position between a first work and a second work, wherein the device projects light obliquely toward the butting position where a step is formed. A light means, a light receiving means for receiving the reflected light from the stepped portion, and, in the reflected light received by the light receiving means, the first work and the second work from the position where the light amount changes from high light amount to low light amount. And a butting position calculating means for calculating the butting position.

【0011】このように構成することによって、第1の
ワークと第2のワークとの境界の段差部に向けて斜めに
光を投光し、両者の突合せ位置に光が投光されない領域
を設けることができる。そして受光手段でこの反射光を
受光することによって、光が投光された領域と投光され
ない領域とを識別することができる。
According to this structure, light is projected obliquely toward the step at the boundary between the first work and the second work, and an area where light is not projected is provided at the abutting position of the two. be able to. By receiving the reflected light by the light receiving means, it is possible to distinguish between the area where the light is projected and the area where the light is not projected.

【0012】さらに受光手段が受光した反射光におい
て、光量が高光量から低光量に変化した位置から前記第
1のワークと前記第2のワークとの突合せ位置を算出す
ることにより、周囲の明るさの状態によらず突合せ位置
の判定を行なうことができる。
Further, in the reflected light received by the light receiving means, an abutting position between the first work and the second work is calculated from a position where the light amount changes from a high light amount to a low light amount, whereby the surrounding brightness is calculated. Can be determined regardless of the state of.

【0013】(2)前記投光手段から投光される光が、
レーザスリット光であることを特徴とするものである。
(2) The light emitted from the light emitting means is:
It is a laser slit light.

【0014】このように構成することによって、第1の
ワークと第2のワークとを横切って同時に両方のワーク
に線状の光を投光することができる。よって、一次元の
データの処理で両者の反射光の相違を認識することがで
きて、それぞれの反射光に基づく突合せ位置の検出速度
をいっそう高めることができる。
With this configuration, it is possible to project linear light on both works simultaneously across the first work and the second work. Therefore, the difference between the two reflected lights can be recognized by processing the one-dimensional data, and the speed of detecting the abutting position based on the respective reflected lights can be further increased.

【0015】(3)前記第1のワークと前記第2のワー
クとの突合せ位置に加工を施す突合せ位置加工部と、突
合せ位置加工部を前記突合せ位置算出手段が算出した突
合せ位置に移動する加工部移動手段とをさらに有するこ
とを特徴とするものである。
(3) A butt position processing section for processing the butt position between the first work and the second work, and a processing for moving the butt position processing section to the butt position calculated by the butt position calculating means. And a section moving means.

【0016】このように構成することによって、請求項
1または2に記載の突合せ検出装置を、突合せ位置加工
時の突合せ位置検出に用いることができる。
With this configuration, the butting detection device according to the first or second aspect can be used for detecting a butting position at the time of working a butting position.

【0017】(4)前記突き合わせ位置加工部が、レー
ザ溶接を行なうレーザ溶接手段であることを特徴とする
ものである。
(4) The butt position processing section is a laser welding means for performing laser welding.

【0018】このように構成することによって、請求項
1または2に記載の突合せ検出装置をレーザ溶接時の突
合せ位置検出に用いることができる。
With this configuration, the butt detecting device according to claim 1 or 2 can be used for detecting a butt position during laser welding.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。以下に述べる本実施の形態は、本
発明の突合せ位置検出装置を自動車の生産に用いられる
レーザ溶接器に適用する例を示すものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present embodiment described below shows an example in which the butt position detecting device of the present invention is applied to a laser welder used in the production of automobiles.

【0020】図1は、本実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment.

【0021】図1に示した構成は、CCDラインセンサ
4と、マイコン10と、NC工作機械の制御装置20
と、レーザ溶接ヘッド1とを有している。また、マイコ
ン10には、CCDラインセンサ4から入力した受光信
号を演算処理するCPU12と、突合せ位置のマスタデ
ータが記憶されているメモリ14とが備えられている。
このマスタデータとは、基準となる突合せ位置を求める
ために設計された専用のブランク材の突合せ位置を、本
実施の形態の位置合わせ検出装置で検出したデータであ
る。
The configuration shown in FIG. 1 includes a CCD line sensor 4, a microcomputer 10, and a control device 20 for an NC machine tool.
And a laser welding head 1. Further, the microcomputer 10 includes a CPU 12 for performing arithmetic processing on a light receiving signal input from the CCD line sensor 4 and a memory 14 for storing master data of abutting positions.
The master data is data obtained by detecting the butting position of a dedicated blank material designed to obtain a reference butting position by the positioning detection device of the present embodiment.

【0022】CCDラインセンサ4は、後述する投光手
段が投光した光を受光し、受光した光量に応じた信号を
マイコン10に出力している。マイコン10は、CCD
ラインセンサ4からの信号をCPU12およびメモリ1
4を用いて演算処理し、この演算の結果に基づいてNC
工作機械の制御装置20に指示を与えている。NC工作
機械の制御装置20は、この指示に従ってレーザ溶接ヘ
ッドを制御し、突合せ位置にレーザ溶接を施している。
The CCD line sensor 4 receives the light emitted by the light emitting means described later and outputs a signal corresponding to the received light amount to the microcomputer 10. The microcomputer 10 is a CCD
The signal from the line sensor 4 is sent to the CPU 12 and the memory 1
4 and performs NC processing based on the result of this calculation.
An instruction is given to the control device 20 of the machine tool. The control device 20 of the NC machine tool controls the laser welding head in accordance with the instruction, and performs laser welding at the butting position.

【0023】なお、以上述べたCCDラインセンサ4
は、請求項1の受光手段に相当し、マイコン10は、突
合せ位置算出手段に相当するものである。また、NC工
作機械の制御装置20は、請求項3の加工部移動手段に
相当し、レーザ溶接ヘッド1は、請求項4のレーザ溶接
手段に相当するものである。
The CCD line sensor 4 described above
Corresponds to the light receiving means of the first aspect, and the microcomputer 10 corresponds to the butting position calculating means. Further, the control device 20 of the NC machine tool corresponds to a processing portion moving means of claim 3, and the laser welding head 1 corresponds to the laser welding means of claim 4.

【0024】図2は、本実施の形態の構成を模式的に示
した図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the present embodiment.

【0025】図2に示した本実施の形態の構成は、レー
ザ溶接ヘッド1と、スリットレーザ発振器2と、CCD
ラインセンサ4と、測距センサ6とを有している。レー
ザ溶接ヘッド1、スリットレーザ発振器2、CCDライ
ンセンサ4は、3軸以上の軸を持つ同一のNC工作機械
の作業端に一体的に支持されて、一体となって移動す
る。また、測距センサ6は、スリットレーザ発振器2の
高さをモニターし、レーザ溶接ヘッド1、スリットレー
ザ発振器2、CCDラインセンサ4の高さを一定に保つ
ようにしている。
The configuration of the present embodiment shown in FIG. 2 comprises a laser welding head 1, a slit laser oscillator 2, a CCD
It has a line sensor 4 and a distance measuring sensor 6. The laser welding head 1, the slit laser oscillator 2, and the CCD line sensor 4 are integrally supported by the working end of the same NC machine tool having three or more axes and move integrally. The distance measuring sensor 6 monitors the height of the slit laser oscillator 2 so as to keep the heights of the laser welding head 1, the slit laser oscillator 2, and the CCD line sensor 4 constant.

【0026】なおスリットレーザ発振器2は、請求項1
の受光手段に相当している。
The slit laser oscillator 2 has the following features.
Corresponds to the light receiving means.

【0027】レーザ溶接ヘッド1の下方には、ワークW
A(WA)とワークWB(WB)とが配されている。ワ
ークWA、ワークWBは、いずれも塗装前の自動車ボデ
ィのブランク材である。図示するようにワークWAとワ
ークWBとの板厚は異なっており、ワークWAの方がワ
ークWBよりも厚い。このためワークWAとワークWB
との突合せ位置Cは段差を有している。以降、この段差
を段差部Sと記すものとする。
Below the laser welding head 1, a work W
A (WA) and a work WB (WB) are arranged. Each of the work WA and the work WB is a blank material of an automobile body before painting. As illustrated, the work WA and the work WB have different plate thicknesses, and the work WA is thicker than the work WB. Therefore, the work WA and the work WB
Has a step. Hereinafter, this step is referred to as a step S.

【0028】スリットレーザ発振器2とCCDラインセ
ンサ4とは、ワークWAとワークWBとの境界線と直交
する一直線上に配置されており、スリットレーザ発振器
2によってレーザ光がワークWAの側から段差部Sに斜
めに投光され、その反射光がワークWB側上方のCCD
ラインセンサ4にすべて受光されるようになっている。
The slit laser oscillator 2 and the CCD line sensor 4 are arranged on a straight line orthogonal to the boundary between the work WA and the work WB. S is projected obliquely to the S, and the reflected light is transmitted to the CCD above the work WB.
All light is received by the line sensor 4.

【0029】スリットレーザ発振器2は、その断面が線
状になっているレーザ光を発振し、段差部Sを横切って
ワークWAとワークWBとに同時に投光することができ
る。また、CCDラインセンサ4は、複数のホトダイオ
ードを一列に配しており、各ホトダイオードには光を受
光することによって受光した光の強度(受光強度)に応
じた信号電荷が蓄積される。蓄積された信号電荷は、C
CDに移されてCCDからはその蓄積量に応じた強度の
信号が出力される。
The slit laser oscillator 2 oscillates a laser beam having a linear cross section, and can irradiate the work WA and the work WB simultaneously across the step S. Further, the CCD line sensor 4 has a plurality of photodiodes arranged in a row, and each photodiode receives light and accumulates signal charges corresponding to the intensity of the received light (light receiving intensity). The accumulated signal charge is C
The signal is transferred to a CD, and a signal having an intensity corresponding to the accumulated amount is output from the CCD.

【0030】次に図3を用いて、ワークWAとワークW
Bとの突合せ位置Cを検出する検出原理を説明する。図
3(A)は、スリットレーザ発振器2の投光状態および
CCDラインセンサ4の受光状態を説明する図である。
また、図3(B)は、CCDラインセンサ4のホトダイ
オードに蓄積される信号電荷を模式的に示した図であ
り、図3(C)は、図3(B)に対応するCCDライン
センサ4の受光強度を表す図である。
Next, referring to FIG. 3, the work WA and the work W
The detection principle for detecting the butting position C with B will be described. FIG. 3A is a diagram illustrating a light emitting state of the slit laser oscillator 2 and a light receiving state of the CCD line sensor 4.
FIG. 3B is a diagram schematically showing signal charges accumulated in the photodiode of the CCD line sensor 4. FIG. 3C is a diagram showing a CCD line sensor 4 corresponding to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the light reception intensity of FIG.

【0031】図3(A)に示すように、スリットレーザ
発振器2からスリットレーザ光L1が段差部Sに投光さ
れる。このときスリットレーザ発振器2は、より厚さの
厚いワークWA側からワークWB側へ、すなわち段差部
Sの上段側から下段側に向けてスリットレーザ光L1 を
入射角度θで投光している。入射角度θで投光されたス
リットレーザ光L1 は、ワークWAとワークWBとの境
界において反射角度θで反射される。この反射光である
スリットレーザ光L2 は、CCDラインセンサ4で受光
される。
As shown in FIG. 3A, a slit laser beam L 1 is projected from the slit laser oscillator 2 to the step S. At this time, the slit laser oscillator 2 emits the slit laser light L1 at the incident angle θ from the thicker work WA side to the work WB side, that is, from the upper stage to the lower stage of the step S. The slit laser beam L1 projected at the incident angle θ is reflected at the reflection angle θ at the boundary between the work WA and the work WB. The slit laser light L2 which is the reflected light is received by the CCD line sensor 4.

【0032】なお本実施の形態では、この入射角度θを
45度に設定すると共に、CCDラインセンサ4を45
度に傾けて反射光を受光可能なようにしている。
In this embodiment, the incident angle θ is set to 45 degrees, and the CCD line sensor 4 is set to 45 degrees.
The reflected light can be received at an angle.

【0033】スリットレーザ光L1 は、段差部Sを横切
るように投光されて、その一部がワークWAの表面で反
射され、他の一部がワークWBの表面で反射される。こ
のとき、ワークWB表面にはワークWAの陰になってス
リットレーザ光L1 の投光を受けない領域Eが生じる。
このため、領域Eからはレーザ光が反射されず、CCD
ラインセンサ4において位置dにあるホトダイオードが
反射光を受光することがない。この結果、図3(B)の
ように位置dにあるホトダイオードには反射光による電
荷が蓄積されない。
The slit laser beam L1 is projected so as to cross the step S, a part of which is reflected on the surface of the work WA, and another part is reflected on the surface of the work WB. At this time, an area E is formed on the surface of the work WB, which is shaded by the work WA and is not irradiated with the slit laser beam L1.
Therefore, the laser light is not reflected from the area E,
The photodiode at the position d in the line sensor 4 does not receive the reflected light. As a result, no charge due to the reflected light is accumulated in the photodiode at the position d as shown in FIG.

【0034】各ホトダイオードにアドレスを付し、この
アドレスの並びに対して受光した光の受光強度をとれ
ば、図3(C)のように位置dにあるホトダイオードの
受光強度が他の位置にあるホトダイオードと比べて明ら
かに低くなることが分かる。よって、図3(C)の関係
を測定によって求めることで位置dにあるホトダイオー
ドのアドレスが分かる。このホトダイオードのアドレス
から、さらにレーザL2光がワークWB内で反射されな
い領域Eが分かる。本実施の形態では、この領域Eのう
ち、ワークWAに最も近い点を突合せ位置と判定してい
る。
When an address is assigned to each photodiode and the received light intensity of the light received with respect to the arrangement of the addresses is obtained, the received light intensity of the photodiode at the position d as shown in FIG. It can be seen that it is clearly lower than. Therefore, the address of the photodiode at the position d can be determined by obtaining the relationship shown in FIG. 3C by measurement. From the address of the photodiode, a region E where the laser L2 light is not reflected in the work WB can be further determined. In the present embodiment, the point closest to the work WA in the area E is determined as the butting position.

【0035】なお、本明細書中ではdの位置のホトダイ
オードが受光する光量を低光量と記し、これに対して他
の位置にあるホトダイオードが受光する光量を高光量と
記すものとする。
In this specification, the amount of light received by the photodiode at the position d is referred to as low light amount, and the amount of light received by the photodiodes at other positions is referred to as high light amount.

【0036】以上述べた原理で行なわれる突合せ位置検
出は、必要なデータが一次元センサで得られることか
ら、比較的高速度で突合せ位置を検出することができて
高速度で溶接を行なうレーザ溶接装置に用いることに特
に適している。
In the butt position detection performed according to the principle described above, since the necessary data is obtained by a one-dimensional sensor, the butt position can be detected at a relatively high speed and laser welding is performed at a high speed. Particularly suitable for use in devices.

【0037】次に、本実施の形態のより具体的な突合せ
位置検出の例を示す。
Next, a more specific example of the butting position detection of this embodiment will be described.

【0038】図4、図5は、いずれもホトダイオードの
アドレス並びに対して、各ホトダイードの受光強度をと
り、これに突合せ位置Cを対照して示している。図4
は、段差部Sが直角をなしている例であり、また図5
は、段差部SがRを有している例である。
FIGS. 4 and 5 show the received light intensity of each photodiode with respect to the address arrangement of the photodiodes, and show the contrast of the butted position C. FIG.
FIG. 5 shows an example in which the step portion S forms a right angle.
Is an example in which the step portion S has R.

【0039】図4、図5の例では、すべてのアドレスの
ホトダイオードの受光強度データから最小値Aを検出す
る。そして検出した最小値Aにオフセット量を足し合わ
せ、足し合わせた値を許容値Bとする。なお、このオフ
セット量の値は予め実験などによって決定されており、
例えばメモリ14に記憶されている。
In the examples of FIGS. 4 and 5, the minimum value A is detected from the received light intensity data of the photodiodes of all addresses. Then, the offset amount is added to the detected minimum value A, and the added value is set as the allowable value B. In addition, the value of this offset amount is determined in advance by experiments or the like,
For example, it is stored in the memory 14.

【0040】次に許容値B以上のデータを高光量、許容
値B以下のデータを低光量として分ける。そして、高光
量から低光量の値に最初に変化したホトダイオードのう
ち、ワークWA側により近い位置からの反射光を受光す
るものをC´とする。すなわち突合せ位置Cは、本来ホ
トダイオードC´が受光すべきスリットレーザ光L2
(図3(A))を反射する位置にあることになるから、
ホトダイオードC´のアドレスに基づいて突合せ位置C
が検出できる。
Next, data having a light amount equal to or greater than the allowable value B is classified as high light intensity, and data having a value equal to or less than the allowable value B is classified as low light amount. Then, among the photodiodes that first change from the high light amount to the low light amount, those that receive reflected light from a position closer to the work WA are denoted by C ′. That is, the abutting position C is determined by the slit laser light L2 that should be received by the photodiode C '.
(FIG. 3 (A)) is located at a position where the light is reflected.
Butt position C based on the address of photodiode C '
Can be detected.

【0041】なお本実施の形態では、マスタデータに予
め測定されたホトダイオードC´と、このときのレーザ
溶接ヘッド1の位置とが記憶されている。よって、マイ
コン10(図1)は、検出されたホトダイオードC´と
マスタデータに記憶されているC´とを比較し、このず
れ量に相当する分だけレーザ溶接ヘッド1を移動させる
ようにNC工作機械の制御装置20に指示している。
In the present embodiment, the photodiode C 'measured in advance and the position of the laser welding head 1 at this time are stored in the master data. Therefore, the microcomputer 10 (FIG. 1) compares the detected photodiode C 'with C' stored in the master data, and moves the laser welding head 1 by an amount corresponding to the shift amount. It is instructing the control device 20 of the machine.

【0042】また、突合せ位置Cの段差部SがRを有し
ている図5の例では、最小値Aが得られるまでに図4の
例よりも多くの測定点が記録されていることからも、受
光強度が緩やかに減少していることがわかる。しかし、
図5において図4の例と同様の方法で検出したホトダイ
オードC´の位置が突合せ位置Cに相当していることか
ら、本実施の形態は、段差部Sが直角形状であっても、
R形状であっても突合せ位置Cを検出することが可能で
ある。
In the example of FIG. 5 where the step S at the abutting position C has R, more measurement points are recorded than in the example of FIG. 4 until the minimum value A is obtained. Also, it can be seen that the received light intensity is gradually decreasing. But,
In FIG. 5, the position of the photodiode C ′ detected by the same method as in the example of FIG. 4 corresponds to the abutting position C. Therefore, in the present embodiment, even if the step portion S has a right angle,
The abutting position C can be detected even in an R shape.

【0043】以上述べた検出例は、CCDラインセンサ
4が得た受光データのうち、最小値Aを基準にして高光
量と低光量とを分けて反射光を受光したホトダイオード
と受光していないホトダイオードとを識別している。よ
って、例えばホトダイオードの周囲の照明光が変化した
としても、この場合にはすべてのホトダイオードの受光
強度が一様に変化する。よって周囲の照明光の変化は、
本実施の形態のホトダイオードC´の検出、ひいては位
置合わせ部Cの検出に影響しない。
The detection example described above is based on the case where the photodiode receiving reflected light and the photodiode receiving no light are divided into a high light amount and a low light amount based on the minimum value A of the received light data obtained by the CCD line sensor 4. And has been identified. Therefore, for example, even if the illumination light around the photodiodes changes, in this case, the light receiving intensities of all the photodiodes change uniformly. Therefore, the change of surrounding illumination light is
It does not affect the detection of the photodiode C 'of the present embodiment and, consequently, the detection of the positioning unit C.

【0044】したがって本実施の形態は、周囲の照明状
態が変化する可能性のある生産現場で実用化するに当た
っても有利である。
Therefore, the present embodiment is advantageous in putting it to practical use at a production site where the surrounding lighting conditions may change.

【0045】図6は、以上述べた本実施の形態の処理を
フローチャートにして示す図である。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the present embodiment described above.

【0046】図6に示した処理は、レーザ溶接装置のス
イッチオンによって開始される(S1)。レーザ溶接装
置のスイッチがオンされると、スリットレーザ発振器2
がスリットレーザ光を発振する(S2)。発振されたス
リットレーザ光は、CCDラインセンサの各アドレスの
ホトダイオードに受光される。各アドレスのホトダイオ
ードが受光した光の受光強度は、受光強度データとして
CCDラインセンサに取得される(S3)。
The process shown in FIG. 6 is started when the laser welding device is turned on (S1). When the switch of the laser welding device is turned on, the slit laser oscillator 2
Emits slit laser light (S2). The oscillated slit laser light is received by the photodiode at each address of the CCD line sensor. The light receiving intensity of the light received by the photodiode at each address is acquired by the CCD line sensor as received light intensity data (S3).

【0047】全アドレスのホトダイオードのデータの取
得が終了すると(S4)、取得したデータのうち受光強
度データの最小値が検出され(S5)、この値がメモリ
14に記憶される(S6)。CPU12は、記憶された
受光強度の最小値に対してオフセット量を加算するなど
して突合せ位置に応じたホトダイオードのアドレスを求
め、このアドレスをマスタデータのものと比較して演
算、比較の処理を行ない(S7)、マスタデータの突き
合わせ位置とのずれ量がNC工作機械の制御装置20に
フィードバックされて、NC工作機械の移動量が決定さ
れる(S8)。
When the acquisition of the photodiode data of all addresses is completed (S4), the minimum value of the received light intensity data among the acquired data is detected (S5), and this value is stored in the memory 14 (S6). The CPU 12 obtains the address of the photodiode corresponding to the abutting position by, for example, adding an offset amount to the stored minimum value of the received light intensity, and compares this address with that of the master data to perform the calculation and comparison processing. This is performed (S7), the amount of deviation from the butted position of the master data is fed back to the control device 20 of the NC machine tool, and the amount of movement of the NC machine tool is determined (S8).

【0048】次にステップ8で決定した移動量に応じて
NC工作機械を移動し(S9)、溶接を行なう(S1
0)。この後、レーザ溶接スイッチのオフが入力された
場合には処理を終了し(S11)、オフされない場合に
はリターンする。
Next, the NC machine tool is moved according to the moving amount determined in step 8 (S9), and welding is performed (S1).
0). Thereafter, if the laser welding switch is turned off, the process is terminated (S11), and if not, the process returns.

【0049】以上述べた本実施の形態は、ワークWAと
ワークWBとの境界の段差部Sに向けて、段差部Sの上
段の側から斜めに光を投光し、両者の突合せ位置に光が
投光されない領域を設け、この反射光をCCDラインセ
ンサで検出し、ワークWAとワークWBとの突合せ位置
を検出することができる。
In the present embodiment described above, light is projected obliquely from the upper side of the step S toward the step S at the boundary between the work WA and the work WB, and the light is projected at the abutting position of the two. Is provided, and the reflected light is detected by a CCD line sensor, so that the abutting position between the work WA and the work WB can be detected.

【0050】またスリットレーザ発振器2によって、ワ
ークWAとワークWBとの境界の段差部Sを横切って光
を投光すると共に、CCDラインセンサ4で投光された
光の反射光を受光することにより、一度の測定で突合せ
位置の検出に必要なデータを取得することができる。よ
って、いっそう突合せ位置の検出速度を高めることがで
きる。
The slit laser oscillator 2 emits light across the step S at the boundary between the work WA and the work WB, and receives reflected light of the light emitted by the CCD line sensor 4. Thus, data necessary for detecting the butting position can be acquired by one measurement. Therefore, the speed of detecting the butting position can be further increased.

【0051】さらにCCDラインセンサが受光した光の
強度を、測定で得た最小値に基づく許容値を基準にして
高光量と低光量とに分けることにより、周囲の明るさの
状態およびその変化によらず、正確に突合せ位置の判定
を行なうことができる。
Further, the intensity of the light received by the CCD line sensor is divided into a high light amount and a low light amount based on an allowable value based on the minimum value obtained by the measurement, so that the ambient brightness state and its change can be obtained. Regardless, it is possible to accurately determine the butting position.

【0052】また、ワークWAとワークWBとの突合せ
位置を加工するレーザ溶接ヘッド1と、マイコン10が
判定した突合せ位置に合わせてレーザ溶接ヘッド1を移
動するNC工作機械の制御装置20とをさらに有するこ
とにより、本実施の形態の突合せ位置検出装置をレーザ
溶接ヘッド1を突合せ位置に正確に合わせることに用い
ることが可能となる。このような構成は、高速で、かつ
外乱に影響されずに正確にワーク間の突合せ位置にレー
ザ溶接を行なうことが可能なレーザ溶接装置を提供する
ことができる。
Further, the laser welding head 1 for processing the butting position of the workpiece WA and the workpiece WB, and the control device 20 of the NC machine tool for moving the laser welding head 1 in accordance with the butting position determined by the microcomputer 10 are further provided. By having this, it becomes possible to use the butting position detecting device of the present embodiment to accurately adjust the laser welding head 1 to the butting position. With such a configuration, it is possible to provide a laser welding apparatus capable of performing laser welding at a high speed and accurately at the abutting position between works without being affected by disturbance.

【0053】[0053]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、第1のワークと
第2のワークとの突合せ位置に光が投光されない領域を
設け、受光手段でこの反射光を受光することによって突
合せ位置を検出している。
According to the first aspect of the present invention, an area where light is not projected is provided at the abutting position of the first work and the second work, and the reflected light is received by the light receiving means to determine the abutting position. Detected.

【0054】よって、突合せ位置を検出する位置に効率
的に投光を行なうことが可能となり、突合せ位置の検出
速度を高めることができる。
Therefore, it is possible to efficiently emit light to the position where the abutting position is detected, and the speed of detecting the abutting position can be increased.

【0055】また、受光手段が受光した反射光におい
て、光量が高光量から低光量に変化した位置から前記第
1のワークと前記第2のワークとの突合せ位置を算出す
ることにより、周囲の明るさの状態によらず突合せ位置
の判定を行なうことができる。
Further, in the reflected light received by the light receiving means, the butting position between the first work and the second work is calculated from the position where the light amount changes from the high light amount to the low light amount, so that the surrounding brightness is calculated. The determination of the butting position can be performed irrespective of the state.

【0056】よって、より高速で行なう加工にも対応で
き、しかも外乱光の影響を受け難い突合せ位置検出装置
を提供することができる。
Accordingly, it is possible to provide a butting position detecting device which can cope with processing performed at a higher speed and which is hardly affected by disturbance light.

【0057】請求項2記載の発明は、一次元センサで両
者の反射光の相違を認識することができて、それぞれの
反射光に基づく突合せ位置の検出速度をいっそう高める
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, the difference between the two reflected lights can be recognized by the one-dimensional sensor, and the speed of detecting the abutting position based on the respective reflected lights can be further increased.

【0058】請求項3記載の発明は、請求項1または2
に記載の突合せ検出装置を突合せ位置加工時の突合せ位
置検出に用いることができる。
The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
The butting detection device described in (1) can be used for abutting position detection at the time of butting position processing.

【0059】請求項4記載の発明は、請求項1または2
に記載の突合せ検出装置を、レーザ溶接時の突合せ位置
検出に用いることができる。
The invention according to claim 4 is the first or second invention.
Can be used for detecting a butt position during laser welding.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施の形態の構成を模式的に示し
た図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施の形態の突合せ位置を検出す
る検出原理を説明する図であって、図3(A)は、スリ
ットレーザ発振器2の投光状態およびCCDラインセン
サの受光状態を説明する図、図3(B)は、CCDライ
ンセンサのホトダイオードに蓄積される電荷を模式的に
示した図、図3(C)は、図3(B)に対応するCCD
ラインセンサの受光強度を表す図である。
3A and 3B are diagrams illustrating a detection principle for detecting a butting position according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A illustrates a light emitting state of a slit laser oscillator 2 and a light receiving state of a CCD line sensor. FIG. 3B is a diagram schematically showing electric charges accumulated in a photodiode of a CCD line sensor, and FIG. 3C is a diagram corresponding to FIG. 3B.
It is a figure showing the light reception intensity of a line sensor.

【図4】 本発明の一実施の形態の突合せ位置の検出例
を示す図であって、特に段差部が直角をなしている場合
の例である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of detecting a butting position according to an embodiment of the present invention, particularly an example in a case where a step portion forms a right angle.

【図5】 本発明の一実施の形態の突合せ位置の検出例
を示す図であって、特に段差部がRを有している場合の
例である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of detecting a butting position according to an embodiment of the present invention, particularly when the step portion has an R;

【図6】 本発明の一実施の形態の処理をフローチャー
トにして説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a process according to an embodiment of the present invention as a flowchart.

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

1…レーザ溶接ヘッド(レーザ溶接手段) 2…スリットレーザ発振器(投光手段) 4…CCDラインセンサ(受光手段) 6…測距センサ 10…マイコン(突合せ位置算出手段) 12…CPU 14…メモリ C…突合せ位置 S…段差部 WA…ワークWA(第1のワーク) WB…ワークWB(第2のワーク) REFERENCE SIGNS LIST 1 laser welding head (laser welding means) 2 slit laser oscillator (light emitting means) 4 CCD line sensor (light receiving means) 6 distance measuring sensor 10 microcomputer (butting position calculating means) 12 CPU 14 memory C ... Butting position S ... Stepped part WA ... Work WA (first work) WB ... Work WB (second work)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のワークと第2のワークとの突合せ
位置を検出する突合せ位置検出装置であって、 段差部が形成される前記突合せ位置に向けて斜めに光を
投光する投光手段と、 当該段差部からの反射光を受光する受光手段と、 当該受光手段が受光した反射光において、光量が高光量
から低光量に変化した位置から前記第1のワークと前記
第2のワークとの突合せ位置を算出する突合せ位置算出
手段と、を有することを特徴とする突合せ位置検出装
置。
1. A butting position detecting device for detecting a butting position between a first work and a second work, wherein the light is projected obliquely toward the butting position where a step is formed. Means, light receiving means for receiving the reflected light from the stepped portion, and, in the reflected light received by the light receiving means, the first work and the second work from a position where the light quantity changes from a high light quantity to a low light quantity. And a butting position calculating means for calculating a butting position of the butting position.
【請求項2】 前記投光手段から投光される光が、レー
ザスリット光であることを特徴とする請求項1記載の突
合せ位置検出装置。
2. The butting position detecting device according to claim 1, wherein the light projected from said light projecting means is laser slit light.
【請求項3】 前記第1のワークと前記第2のワークと
の突合せ位置に加工を施す突合せ位置加工部と、 当該突合せ位置加工部を前記突合せ位置算出手段が算出
した突合せ位置に移動する加工部移動手段とをさらに有
することを特徴とする請求項1または2に記載の突合せ
位置検出装置。
3. A butt position processing section for processing a butt position between the first work and the second work, and a processing for moving the butt position processing section to a butt position calculated by the butt position calculating means. The butting position detecting device according to claim 1 or 2, further comprising a unit moving unit.
【請求項4】 前記突き合わせ位置加工部が、レーザ溶
接を行なうレーザ溶接手段であることを特徴とする請求
項3に記載の突合せ位置検出装置。
4. The butting position detecting device according to claim 3, wherein the butting position processing section is a laser welding means for performing laser welding.
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