JPS59113981A - 開先ワ−クの溶接線の検出方法 - Google Patents

開先ワ−クの溶接線の検出方法

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JPS59113981A
JPS59113981A JP22433082A JP22433082A JPS59113981A JP S59113981 A JPS59113981 A JP S59113981A JP 22433082 A JP22433082 A JP 22433082A JP 22433082 A JP22433082 A JP 22433082A JP S59113981 A JPS59113981 A JP S59113981A
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gap
weld line
groove
face
workpiece
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JP22433082A
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Masao Murata
村田 正雄
Seiichiro Tamai
誠一郎 玉井
Yoshikazu Yokose
義和 横瀬
Keiichi Kobayashi
圭一 小林
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272Geometry oriented, e.g. beam optical trading

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、開先ワークの溶接にあたり、倣い制御と溶接
条件の制御を目的として、光学式距離計により得られた
距離データから開先ワークの溶接線を分類し、溶接線の
位置およびギャップ幅を正確に検出しようとすることに
関する。
従来例の構成とその問題点 近年、小型、軽量の取扱い容易なスポット元を用いた光
学式の距離計が開発され、位置検出のために積極的に利
用されるようになってきた。しかし、その利用法は光学
式距離計の測定レンジが狭いことや急斜面での測定がで
きないために物体までの距離を数点測定することにより
得られたデータを処理して合同な物体の位置ずれや変形
を検出するのが大部分であった。1だ溶接線の検出につ
いては隅肉(T型継手)の溶接線の検出を行って3/、
−ジ 溶接トーチの倣い制御を行うことが一部試みられていた
。しかし、開先ワークの溶接線のようにギャップの有無
やフェイスの有無のように1つのワークで形状が棹々に
わたりかつ形状を問題にするものについては、光学式の
距離計を利用したものはなかった。さらに開先溶接線の
検出方法としては、スリット光を投光し、TV右カメラ
よりその画像をとり込み、その光像の折れ曲がり位置か
ら溶接線の位置やギャップ幅を検中することが試みられ
ていた。しかし、ガス切り面である開先溶接線の微妙な
形状が認識できないので検出精度が出ない。特にフラッ
クスが使用される場合やごみやスパッタのある場合には
誤検出し易い。1だスリット光像の反射光部の除去1画
像入力時の画像の焦点ボケ、装置が犬がかりで高価であ
る等の問題ぽがあり、実用化には至っていない。
発明の目的 本発明は、前記従来例の問題点に留意してなされたもの
であり、開先ワークの溶接線を8つに分類することによ
って複雑な形状でも正確にかつ簡単に溶接線の位置を検
出することを目的とするものである。
発明の構成 そのだめの構成として、本発明の検出方法は。
光学式距離計を用いて得られた距離情報をもとに開先ワ
ークの溶接線の位置およびギャップ幅を検出する方法で
あって、前記光学式距離計により前記溶接線とほぼ直角
方向に開先ワークの少くとも一方の平坦部を含むように
して前記開先ワーク面1での距離を一部ピッチ毎に検出
し、前記検出により得られた距離データ列の中で前記開
先ワークの平坦部の所のデータを基準としたときの最大
値を求め、前記最大値が前記開先ワークの板厚または溶
接時に使用されるフラックスの上昇分を減算した値以上
であればギャップありの開先ワークであるとし、−万前
記検出により得られた距離データ列において近傍の差分
を順次とり、前記差分値の絶対値が設定値以上であれば
フェイスありの開先ワークとし、前記ギャップの有無と
前記フェイスの有無によって開先ワークを分類し、各分
類に6ヘージ よって、溶接線の位置およびギャップ幅を検出すること
を特徴とするものである。
実施例の説明 以下、本発明の検出力法の実施例につき説明する。
第1図において、光学式距離計1を台車やロボットのア
ーム等に取付け、左ワーク3と右ワーク4とからなる開
先ワークの開先溶接線2とほぼ直角方向(X軸方向)に
開先ワークの少くとも一方の平坦部を含むようにして←
では両方の平坦部を含んでいる)前記ワーク面1での距
離を一部ピツチ毎にIから’Nまで検出し、前記距離デ
ータからギャップ50幅と溶接線位置(図ではギャップ
中心)を制御部に6にてつぎのような方法でマイコン等
を用いて求め、溶接トーチの制御部へ伝達するとともに
台車やロボットアーム等の制御部へ伝達してつぎの所の
検出にかかるようにする。また溶接トーチの制御部では
倣い制御と溶接条件(溶接電流、溶接電圧、溶接速度等
)の制御を行う。
このようにして溶接線方向(Z軸方向)に開先溶61−
ジ 接線の検出を順次くり返して自動的に溶接を行うシステ
ムに用いる。
第2図において、(a)はギャップあシでかつ左右イエ
イスあシの開先ワークの溶接線の断面図であり、左ワー
ク3と右ワ−り4とからなる開先溶接線2はギャップ幅
5 (d) eもち裏板70所にフラックス8が置かれ
ている。(b)は前記(a)の状態1:単式距離計にて
得た距離データを右ワーク4の平坦部を基準(平坦部の
複数個のデータの平均値を0とする)にして得たもので
ある。さらにX。の位置でYは距離データの最大値Y(
を有し、この最大値Y0が既知である開先ワークの板厚
Yt よりも太きければギャップのある開先ワークであ
るとする。(b)の場合、YO≧Yiでギャップありで
ある。ただし開先ワークはサブマーン溶接等が行われ、
一般にフラックス8が使用されるので、フラックスの上
昇分Fを減算したyt−f = yt−Fという値を開
先ワークの板厚Yjの代わりに用いた方がよい。(C)
は(b)の距離データ列の各点の近傍の差分を順次とる
ことにより得たものである。
7ベージ XS、の位置で差分値は最大値YS、を有し、XS2の
位置で差分値は最小値YS2を有し、各々の絶対値を実
験により求めた設定値ycよりも大きいか小袋いかでフ
ェイスの有無を判断する・(C)の場合、 YS、≧Y
C2IYS2I≧ycであるので左のワーク3と右のワ
ーク4は両方ともフェイスありである。XS1とXSZ
の位置はフェイス部の位置によく対応するのでギャップ
6の幅はGW二XS2  XS1で求めることができ、
溶接線位置はGC=−(XS2−XS、)  と求メル
コとカテきる。
第3図において、(a)はギャップありでかつ左右フェ
イスなしの開先ワークの溶接線の断面図である。(b)
よりYo) ytであるのでギャップありと判定し、(
C)よりXS、の位置での差分の最大値YS1(YOで
あり、XS2の位置での差分の最小値の絶対値IYs2
1<YCであるので庇ワーク3と右ワーク4はフェイス
なしと判断する。この場合、板厚YlよりもD1上った
所:y=yt−D、とさらにD2上ツタ所二Y =Yt
(Il + + 1)2 ) (D位置に最も近い距離
データを有する走査方向のX軸座標を左のワーク3から
、 x、 、 x、と右のワーク4からX2゜x4  
とを求め、さらに各々Y二Yjの位置すなわQx=x2
−耐(x4−x2)ヲ求メル。スナワチ斜面途中の2点
から板厚面での位置を外挿法によって求めるのである。
ギャップ6の幅GW二Qx  Pxで、溶接線位置はG
O2(Px +Qx )で求められる。なお、ワーク面
がガス切断のために大きく変形している場合は斜面途中
の点を3点以上求めてPX、QXを平均化すればばらつ
きが小さくなる。
またデータチェックの一例としてxl−x5.x4−x
2 の値がある決めた値Uよりも太きければ形状異常と
して認識不能とする。
距離データの最大値Yoが板厚Yjよりも小さけれはギ
ャップなしの開先溶接線とし、ギャップ幅GW−oとし
、溶接線位置はフェイスの有無゛に応じてギャップあり
のものに準じる。ただしフェイスがない場合の外挿に使
用する点は板厚Yiではなく、最大値YoからD1上っ
た所二Y二Yo−D1とさらにD2上った所:Y=YO
−(D1+D2)9ページ の位置に最も近いものとする。これはフェイスの高さの
ばらつきが大きいために板厚Yjを基準に求めるよシ確
実性がある。溶接線の位置f:YOのデータをもつxO
の位置にしないのはごみ等のために誤検出するのを防ぐ
ためである。
左ワーク3はフェイスなしで右ワーク4はフェイスあり
のようなものはPKとXS21求めてギャップ幅、溶接
線の位置を求める。
第4図に開先ワークの分類を示し、データノくターンと
検出式を示す。データノ々ターン上の横線は板厚Yt、
差分値YCを参考のために入れている。
差分は隣り合ったデータのものをとってもよいが2.3
点離れた所のものをとった方がピークが出易い場合があ
る。差分値の設定値ycと比較する差分データをギャッ
プ部近傍に限ればワーク斜面部のスパッタやごみの影響
を小さくすることができる。寸だ前記ギャップ部近傍は
前に走査して得た溶接線位置をもとにそれから走査方向
(X軸方向)に±2rLrInとすればよい。板厚に適
したDl。
])2.YO,Fの値を選ぶ。
10/、−ジ 発明の効果 本発明の検出方法によれば1次のような優れた効果を奏
する。
(1)開先ワークをギャップの有無、フェイスの有無に
よって少なくとも8つに分類することによって、ギャッ
プ幅と溶接線位置を精度よく検出できる。
(2)  フラックスが置かれていても、フラツクスの
凹凸形状に左右されないで検出できる。
(3)ギャップなしのワークでも溶接線の位置を。
単に距離データの最大値¥0をもつ位置をとらないだけ
でなく、形状を考慮した求め方をしているので、ごみの
i響を除外し易く精度が良い。
(4)処理が簡単で処理時間も短かい。
(6)  ロボットのアームや台車等に取付けて、自動
溶接の実現を可能とする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の検出方法を実施する装置の一実施例の
斜視図、第2図(−)はギャップありで左右ワークとも
にフェイスありの場合の同装置の断面11ページ 図、第2図(b)はその距離計による距離データ例の説
明図、第2図(C)はその差分データ例の説明図。 第3図(a)はギャップありで左右ワークともフェイス
なしの場合の同装置の断面図、第3図岬)はその距離計
による距離データ例の説明図、第3図(C)はその差分
データ例の説明図、第4図は本発明による開先ワークの
分類を示す分類図である。 1・・・・・・光学式距離計、2・・・・・・開先溶接
線、3・・・・・・左ワーク、4・・・・・・右ワーク
、5・・・・・・ギャップ。 6・・・・・・制御装置、8・・・・・・フラックス、
TO・・・・・・距離データ列の中で前記ワークの平坦
部の所のデータを基準としたときの最大値、 Yj・・
・・・・ワークの板厚、F・・・・・・フラックスの上
昇分−Yt−f・・・・・・溶接時に使用されるフラッ
クスの上昇分Fを減算した値、yc・・・・・・設定値
、ec・・・・・・溶接線の位置。 GW・・・・・・ギャップ幅。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1基筒 
ll51 第254 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光学式距離計を用いて得られた距離情報をもとに開先ワ
    ークの溶接線の位置およびギャップ幅を検出する方法で
    あって、前記光学式距離計により前記溶接線とほぼ直角
    方向に開先ワークの少くとも一方の平坦部を含むように
    して前記開先ワーク面までの距離を一定ピッチ毎に検出
    し、前記検出により得られた距離データ列の中で前記開
    先ワークの平坦部の所のデータX=準としたときの最大
    値を求め、前記最大値が前記開先ワークの板厚または溶
    接時に使用されるフラックスの上昇分を減算した値以上
    であればギャップありの開先ワークであるとし、一方前
    記検出により得られた距離データ列において近傍の差分
    を順次とり、前記差分値の絶対値が設定値以上であれは
    フェイスありの開先ワークとし、前記ギャップの有無と
    前記フェイスの有無によって開先ワークを分類し、各分
    類2ベニ: によって、溶接線の位置およびギャップ幅を検出するこ
    とを特徴とする開先ワークの溶接線の検出方法。
JP22433082A 1982-12-20 1982-12-20 開先ワ−クの溶接線の検出方法 Granted JPS59113981A (ja)

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JPS6357150B2 JPS6357150B2 (ja) 1988-11-10

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