JPS5877776A - 溶接線画像入力方法 - Google Patents
溶接線画像入力方法Info
- Publication number
- JPS5877776A JPS5877776A JP17547381A JP17547381A JPS5877776A JP S5877776 A JPS5877776 A JP S5877776A JP 17547381 A JP17547381 A JP 17547381A JP 17547381 A JP17547381 A JP 17547381A JP S5877776 A JPS5877776 A JP S5877776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- short
- welding
- time
- image pickup
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アーク溶接を自動化する装置、例えばアーク
溶接用ロボットや専用治に等の視覚センサとして、溶接
線の検出に利用する、特に溶接中□ でも溶接線近
傍の画像を良好に撮像し、入力する溶接線画像入力方法
に関する。
溶接用ロボットや専用治に等の視覚センサとして、溶接
線の検出に利用する、特に溶接中□ でも溶接線近
傍の画像を良好に撮像し、入力する溶接線画像入力方法
に関する。
従来よシ、アーク溶接の自動化を図るために、溶接線の
自動検出は大きな課題の−っであった。
自動検出は大きな課題の−っであった。
これに関しては、接触式と非接触式のものに区別される
。接触式の代表的なものは、接触センサで溶接線近傍を
探索する方式であるが−、センサ先端の摩耗や耐熱性、
耐塵性の問題もしくは応答性の悪さから実用的にも今一
つの問題点を有している。
。接触式の代表的なものは、接触センサで溶接線近傍を
探索する方式であるが−、センサ先端の摩耗や耐熱性、
耐塵性の問題もしくは応答性の悪さから実用的にも今一
つの問題点を有している。
また非接触式のものには、磁気や静電気または背圧によ
るものも考えられているが、適用継手に制約があったり
、溶接の開始点や終了点を検出することがきわめて困難
なこと等の問題を含んでいる。
るものも考えられているが、適用継手に制約があったり
、溶接の開始点や終了点を検出することがきわめて困難
なこと等の問題を含んでいる。
これらに対し、いわゆる視覚すなわちイメージセンサや
撮像管等によシ溶接線やその開始点、終了点く以降これ
らを端点という）を検出して、画像処理の手法に従って
溶接位置を認識しようとする 。
撮像管等によシ溶接線やその開始点、終了点く以降これ
らを端点という）を検出して、画像処理の手法に従って
溶接位置を認識しようとする 。
試みも近年なされはじめている。しかし、ここで問題に
なるのは、溶接をする前に、予め溶接線位置や端点がど
こにあるのかを予備的に検出しておいて、そのデータを
もとに溶接トーチの位置を制御して′アーク溶接を行う
方式は、溶接効率が悪く問題である。かといって、溶接
を行いながら溶接線や端点の検出も同時に行う方式は、
溶接の熱歪みの補正も行えてきわめて有望な方式である
が、アーク光がきわめて強力なため、溶接線や端点の検
出は困難視されている。
なるのは、溶接をする前に、予め溶接線位置や端点がど
こにあるのかを予備的に検出しておいて、そのデータを
もとに溶接トーチの位置を制御して′アーク溶接を行う
方式は、溶接効率が悪く問題である。かといって、溶接
を行いながら溶接線や端点の検出も同時に行う方式は、
溶接の熱歪みの補正も行えてきわめて有望な方式である
が、アーク光がきわめて強力なため、溶接線や端点の検
出は困難視されている。
本発明は、このような背景に鑑み、ＣＯ２アーク溶接等
の短絡アーク溶接の場合に、溶接を行いながら溶接線や
端点をも検出できる画像入力方法に関するもので、アー
ク光の影響を除き、溶接線や端点の画像を入力する方法
を提供するものである。
の短絡アーク溶接の場合に、溶接を行いながら溶接線や
端点をも検出できる画像入力方法に関するもので、アー
ク光の影響を除き、溶接線や端点の画像を入力する方法
を提供するものである。
周知のように、Ｃｏ２やＣｏ２に一部不活性ガスを混合
したガスをシールドガスとしてアーク溶接を行う方法で
は、アーク状態と消耗電極である溶融ワイヤと母板側の
溶融金属とが短絡した状態とを繰返しながら溶接が進行
する。これを短絡移行溶接というが、アーク放電中には
、そのスペクトル分布は、紫外域から赤外域の広きにわ
たって分布しており、光学的なフィルタを用いても、ア
ーク光をしゃ断し、溶接線や端点のみを検出することは
きわめて困難である。しかし、溶融ワイヤが母材側に移
行する短絡時には、アークは消弧するため、通常の照明
下もしくは必要とあればストロボ光や格子状の投光を行
えば１．溶接線や端点はきわめて容易に検出され、画像
信号として検出することができる。
したガスをシールドガスとしてアーク溶接を行う方法で
は、アーク状態と消耗電極である溶融ワイヤと母板側の
溶融金属とが短絡した状態とを繰返しながら溶接が進行
する。これを短絡移行溶接というが、アーク放電中には
、そのスペクトル分布は、紫外域から赤外域の広きにわ
たって分布しており、光学的なフィルタを用いても、ア
ーク光をしゃ断し、溶接線や端点のみを検出することは
きわめて困難である。しかし、溶融ワイヤが母材側に移
行する短絡時には、アークは消弧するため、通常の照明
下もしくは必要とあればストロボ光や格子状の投光を行
えば１．溶接線や端点はきわめて容易に検出され、画像
信号として検出することができる。
本発明による方法は、このような短絡移行溶接において
、その短絡時にアーク光が消え（または減光され）るこ
とに着目して、溶接を行いながら同時に溶接線や端点の
検出も行うだめの画像入力方法に関するものである。
、その短絡時にアーク光が消え（または減光され）るこ
とに着目して、溶接を行いながら同時に溶接線や端点の
検出も行うだめの画像入力方法に関するものである。
以下、本発明を第１図を中心にして説明する。
第１図は、本発明の方法を実施するための一回路例であ
る。まず、給電チップ１の中を通って送給される溶接ワ
イヤ（消耗電極ワイヤ）２と母材３との間に電圧が印加
され、この間でアーク４が発生し、ワイヤ２はその熱に
より順次溶融して、母材３側の溶融金属６と間けつ的に
短絡を繰返しな箸；ら溶接が進行する。ここで、６はノ
ズルであり、７はシールドガスである。
る。まず、給電チップ１の中を通って送給される溶接ワ
イヤ（消耗電極ワイヤ）２と母材３との間に電圧が印加
され、この間でアーク４が発生し、ワイヤ２はその熱に
より順次溶融して、母材３側の溶融金属６と間けつ的に
短絡を繰返しな箸；ら溶接が進行する。ここで、６はノ
ズルであり、７はシールドガスである。
さて、この時のアーク電圧の変化は、第２図（イ）に示
すように、アークと短絡とを繰返し、特に短絡時の電圧
は低い値になる。このアーク電圧は、第１図に示すよう
に、チップ１と母材３との間の電圧として検出できる。
すように、アークと短絡とを繰返し、特に短絡時の電圧
は低い値になる。このアーク電圧は、第１図に示すよう
に、チップ１と母材３との間の電圧として検出できる。
したがって、本発明での短絡を検出する手段としては、
例えば第１図の（Ｉ）に示すように、アーク電圧中のノ
イズ成分除去のためのＲＣフィルタ等で構成したフィル
タ回路８と短絡検出回路９とで構成される。短絡検出回
路９は単に比較回路であって、第２図０）に示すように
、アーク電圧とある一定電圧ｖＴＨとを比較させ、アー
クか短絡かの区別を行わせるもので、その出力は第２図
（ｏ）のようになる。この出力信号は、カウンタ回路、
ディジタルコンパレータ回路２尭振回路およびゲート回
路とで構成された短絡時間計数回路１ｏに入力される。
例えば第１図の（Ｉ）に示すように、アーク電圧中のノ
イズ成分除去のためのＲＣフィルタ等で構成したフィル
タ回路８と短絡検出回路９とで構成される。短絡検出回
路９は単に比較回路であって、第２図０）に示すように
、アーク電圧とある一定電圧ｖＴＨとを比較させ、アー
クか短絡かの区別を行わせるもので、その出力は第２図
（ｏ）のようになる。この出力信号は、カウンタ回路、
ディジタルコンパレータ回路２尭振回路およびゲート回
路とで構成された短絡時間計数回路１ｏに入力される。
ここで、短絡時間が一定の期間以上の場合は、制御信号
が出力されることになる。これが短絡時間を計数する手
段（１）の−例である。
が出力されることになる。これが短絡時間を計数する手
段（１）の−例である。
さて、次に、回路９で検出された短絡信号は、イメージ
センサや撮像管に入力される溶接線や端点やそれらの近
傍の画像データを取り込むタイミングを作り出す信号と
して利用される。第１図では、テレビカメラ１１の前に
機械的なシャッタ１２を設けた例を示しており、１３は
その機械シャッタ１２のドライブ回路である。この場合
は、短絡期間−のみ、シャッタ１２が開き、溶接部の画
像を入力するため、スパッタ等がカメラレンズに付着す
ることも防止できる。他に、電気的なシャッタ（ストレ
ージタイプのもの）を有する撮像管を利用してもよいっ
また両者の組合せでもよい。これらのカメラ１１で撮像
されたデータは、リアルタイムでフ眞ムメモリ回路１４
に入力され、ここに記憶される。この取り込み方は、撮
像素子や撮像管のスキャンレートに同期して行われる。
センサや撮像管に入力される溶接線や端点やそれらの近
傍の画像データを取り込むタイミングを作り出す信号と
して利用される。第１図では、テレビカメラ１１の前に
機械的なシャッタ１２を設けた例を示しており、１３は
その機械シャッタ１２のドライブ回路である。この場合
は、短絡期間−のみ、シャッタ１２が開き、溶接部の画
像を入力するため、スパッタ等がカメラレンズに付着す
ることも防止できる。他に、電気的なシャッタ（ストレ
ージタイプのもの）を有する撮像管を利用してもよいっ
また両者の組合せでもよい。これらのカメラ１１で撮像
されたデータは、リアルタイムでフ眞ムメモリ回路１４
に入力され、ここに記憶される。この取り込み方は、撮
像素子や撮像管のスキャンレートに同期して行われる。
以上が機械的もしくは電気的なシャッタを有する画像撮
像手段＠）の一実施例である。したがって、画像の取り
込みは、短絡のたびに手段（Ｉ［）に取り込噛れるが、
短絡時間があまりに短かすぎると、画像のＳ／Ｎが悪く
なり、良好なデータを採取できなくなる。そこで、前述
の手段（ＩＩ）を利用して、一定時限以上の撮像期間の
データのみをデー、夕を処理するコンピュータ部１５に
知らせ、この時の回路１４のデータを回路１５に順次取
り込んで処理するわけである。なお、短絡検知時に、ス
トロボ光やスリット光等の補助照明を利用すれば、検出
精度が一層向上する。
像手段＠）の一実施例である。したがって、画像の取り
込みは、短絡のたびに手段（Ｉ［）に取り込噛れるが、
短絡時間があまりに短かすぎると、画像のＳ／Ｎが悪く
なり、良好なデータを採取できなくなる。そこで、前述
の手段（ＩＩ）を利用して、一定時限以上の撮像期間の
データのみをデー、夕を処理するコンピュータ部１５に
知らせ、この時の回路１４のデータを回路１５に順次取
り込んで処理するわけである。なお、短絡検知時に、ス
トロボ光やスリット光等の補助照明を利用すれば、検出
精度が一層向上する。
ここで本発明の具体的実施例について説明する。
実施例
テレビカメラとして、１２８Ｘ１２Ｂ画素をもつ視野１
０ｍ＋＋＋口のカメラ、機械式シャッタとして応答速度
１ｍ５ｅｃのもの、フレームメモリトシて２にバイトの
ものを用匹て、突合せ溶接の溶接線検出実験を行った。
０ｍ＋＋＋口のカメラ、機械式シャッタとして応答速度
１ｍ５ｅｃのもの、フレームメモリトシて２にバイトの
ものを用匹て、突合せ溶接の溶接線検出実験を行った。
溶接条件は、ワイヤ径１・２閣Φ。
溶接電圧≧２ｖ、溶接電流１ｓｏＡ、溶接速度３ｏｃｍ
／分、シールドガスＣｏ２．２ｏＩ！、７分である。短
絡時間は、４ｍ５ｅｃ以上の短絡時のデータのみを有効
データとして取り込むことにした。
／分、シールドガスＣｏ２．２ｏＩ！、７分である。短
絡時間は、４ｍ５ｅｃ以上の短絡時のデータのみを有効
データとして取り込むことにした。
その結果、溶接線を±０．３ｔｒｖｎの精度で、溶接を
行いながら検出することができた。
行いながら検出することができた。
以上のように本発明の画像入力方法によれば、溶接を行
いながら溶接線や端点の検出ができるので、溶接の自動
化や効率向上にきわめて大きな効果があり、今後の溶接
ロボットの目としてもその利用範囲は大なるものがある
。
いながら溶接線や端点の検出ができるので、溶接の自動
化や効率向上にきわめて大きな効果があり、今後の溶接
ロボットの目としてもその利用範囲は大なるものがある
。
第１図は本発明による方法を実施するために使用する一
実施例回路のブロック図、第２図（イ）、（ロ）は短絡
アーク電圧の波形と短絡・アーク期間の波形を示す図で
ある。 （Ｉ）・・・・・・短絡を検出する手段、（ｎ）・・・
・・・短絡時間を計測する手段、（ｌ［）・・・・・・
画像撮像手段。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名〜
・ ＼ ゝ 第２図
実施例回路のブロック図、第２図（イ）、（ロ）は短絡
アーク電圧の波形と短絡・アーク期間の波形を示す図で
ある。 （Ｉ）・・・・・・短絡を検出する手段、（ｎ）・・・
・・・短絡時間を計測する手段、（ｌ［）・・・・・・
画像撮像手段。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名〜
・ ＼ ゝ 第２図
Claims (1)
- アークと短絡とを繰返しながら溶接を行う短絡アーク溶
接における前記短絡を検出する手段（Ｉ）と、短絡時間
を計測する手段＜ＩＩ）と、機械的もしくは電気的なシ
ャッタを有する画像撮像手段＠）とを少なくとも備え、
溶接中は前記手段ａ）により得られる短絡期間の間だけ
前記手段＠）のシャッタを開いて溶接線近傍の′画像を
前記手段＠）内に取り込み、その手段（ＩＩＩ）内に取
り込まれたデータのうち前記手段（ＩＩ）によシ計測し
た短絡時間が一定時限以上のものを溶接線画像入力デー
タとすることを特徴とする溶接線画像入力方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17547381A JPS5877776A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 溶接線画像入力方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17547381A JPS5877776A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 溶接線画像入力方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877776A true JPS5877776A (ja) | 1983-05-11 |
Family
ID=15996667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17547381A Pending JPS5877776A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 溶接線画像入力方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5877776A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018187651A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 和正 佐々木 | Ｍｉｇ・ｍａｇ溶接の撮影と利用のシステム |
| CN111818268A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-10-23 | 哈尔滨博实自动化股份有限公司 | 一种工业窑炉图像采集装置及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5527427A (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-27 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Detecting method in arc welding and other |
-
1981
- 1981-10-30 JP JP17547381A patent/JPS5877776A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5527427A (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-27 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Detecting method in arc welding and other |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018187651A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 和正 佐々木 | Ｍｉｇ・ｍａｇ溶接の撮影と利用のシステム |
| CN111818268A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-10-23 | 哈尔滨博实自动化股份有限公司 | 一种工业窑炉图像采集装置及方法 |
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