JPS61132274A - 多層盛自動溶接装置 - Google Patents
多層盛自動溶接装置Info
- Publication number
- JPS61132274A JPS61132274A JP25536884A JP25536884A JPS61132274A JP S61132274 A JPS61132274 A JP S61132274A JP 25536884 A JP25536884 A JP 25536884A JP 25536884 A JP25536884 A JP 25536884A JP S61132274 A JPS61132274 A JP S61132274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- welded
- laser beam
- projected image
- welding torch
- 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
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
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】
７産業上の利用分野」
本発明は多層盛自動溶接装置に係わり、特に、スリット
状のレーザー光を被溶接部に照射しながら、被溶接部の
表面における投影像のずれを検出して、溶接トーチの位
置合わせを行なうようにした多層盛自動溶接装置に関す
る。
状のレーザー光を被溶接部に照射しながら、被溶接部の
表面における投影像のずれを検出して、溶接トーチの位
置合わせを行なうようにした多層盛自動溶接装置に関す
る。
「従来の技術」
従来、自動溶接機は、例えば、被溶接部に対する溶接ト
ーチの高さや左右方向の位置を予め設定しておき、該溶
接トーチをレール等のガイドにより誘導して溶接線に沿
って平行に移動させながら連続的に溶接作業を行なうよ
うにしている。
ーチの高さや左右方向の位置を予め設定しておき、該溶
接トーチをレール等のガイドにより誘導して溶接線に沿
って平行に移動させながら連続的に溶接作業を行なうよ
うにしている。
「発明が解決しようとする問題点」
しかしながら、このような自動溶接機であると、多層盛
溶接を行なう場合に、層数の増加に体って被溶接部の位
置が変化するために、各層毎に被溶接部と溶接トーチと
の相互の位置を確認しながら溶接トーチを上下左右に移
動して、新たな被溶接部に対して位置合わせする作業を
手動により行なう必要が生じ、作業が煩雑化するととと
もに、繰り返し溶接を自動的に行なうことが困難である
という問題点がある。
溶接を行なう場合に、層数の増加に体って被溶接部の位
置が変化するために、各層毎に被溶接部と溶接トーチと
の相互の位置を確認しながら溶接トーチを上下左右に移
動して、新たな被溶接部に対して位置合わせする作業を
手動により行なう必要が生じ、作業が煩雑化するととと
もに、繰り返し溶接を自動的に行なうことが困難である
という問題点がある。
本発明は前記問題点を、有効に解決する乙ので、多層盛
溶接作業における各層毎の被溶接部の位置を正確に検出
して、該被溶接部に対して溶接トーチを自動的に位置合
イつせし、最終溶接層までの自勧化を可能にすることを
目的とする。
溶接作業における各層毎の被溶接部の位置を正確に検出
して、該被溶接部に対して溶接トーチを自動的に位置合
イつせし、最終溶接層までの自勧化を可能にすることを
目的とする。
「問題点を解決するための手段」
大発明は、スリット状し−ザー先を被溶接部に傾斜状態
にかつスリットの幅方向を溶接線に直交さ＋ｉた状態で
照射するレーザー光照射手段と、該レーザー光照射手段
により被溶接部等に形成されるレーザー光の投影像の撮
像手段と、該撮像手段のデータにより投影像のずれを検
出して溶接叶−チの位置を合わせる制御手段とを具備す
ることを特徴とし、被溶接部の表面におけるレーザー光
の投影像のずれにより被溶接部の位置を検出して、溶接
トーチの位置合わせを行なうようにしたものである。
にかつスリットの幅方向を溶接線に直交さ＋ｉた状態で
照射するレーザー光照射手段と、該レーザー光照射手段
により被溶接部等に形成されるレーザー光の投影像の撮
像手段と、該撮像手段のデータにより投影像のずれを検
出して溶接叶−チの位置を合わせる制御手段とを具備す
ることを特徴とし、被溶接部の表面におけるレーザー光
の投影像のずれにより被溶接部の位置を検出して、溶接
トーチの位置合わせを行なうようにしたものである。
「実施例」
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は多層盛自動溶接装置の概略を示すもので、図中
符号１はレーザー光照射手段、符号２は撮像手段、符号
３は制御手段、符号４は溶接トーチである。
符号１はレーザー光照射手段、符号２は撮像手段、符号
３は制御手段、符号４は溶接トーチである。
前記レーザー光照射手段］は、スリット状のレーザー光
５を発生するレーザー光発生器６と、該レーザー光５を
伝送する光ファイバ製のライトガイド７とからなり、該
ライトガイド７の先端部が、走行台車８により移動可能
な前記溶接トーチ４に固定されて、第２図に示すように
、被溶接部９ａの斜め上方からレーザー光５を例えば４
５°に傾斜した入射角θでかつスリットの幅寸法を開先
部９ｂの幅寸法より大きく設定するとともにスリットの
幅方向を溶接線Ｗに直交させた状態て被溶接部９ａを含
む被溶接物９の表面に照射しながら第２図の矢印で示す
ように溶接線Ｗに沿って移動させられるようになってい
る。 府紀撮像手段２は、前記レーザー光５の投影像５
ａの真上から該投影像５ａを受光する光ファイバ製のイ
メージガイド１０が溶接トーチ４に固定されるとともに
、該イメージガイド１０により伝送される投影像５ａを
充電変換機能を有するカメラ （例えばＣＣＤカメラ）
Ｉｆにより１１してこれを電気信号に変換するように
なっている。
５を発生するレーザー光発生器６と、該レーザー光５を
伝送する光ファイバ製のライトガイド７とからなり、該
ライトガイド７の先端部が、走行台車８により移動可能
な前記溶接トーチ４に固定されて、第２図に示すように
、被溶接部９ａの斜め上方からレーザー光５を例えば４
５°に傾斜した入射角θでかつスリットの幅寸法を開先
部９ｂの幅寸法より大きく設定するとともにスリットの
幅方向を溶接線Ｗに直交させた状態て被溶接部９ａを含
む被溶接物９の表面に照射しながら第２図の矢印で示す
ように溶接線Ｗに沿って移動させられるようになってい
る。 府紀撮像手段２は、前記レーザー光５の投影像５
ａの真上から該投影像５ａを受光する光ファイバ製のイ
メージガイド１０が溶接トーチ４に固定されるとともに
、該イメージガイド１０により伝送される投影像５ａを
充電変換機能を有するカメラ （例えばＣＣＤカメラ）
Ｉｆにより１１してこれを電気信号に変換するように
なっている。
前記制御手段３は、撮像手段２の出力信号により投影像
５ａを後述する如く計測、解析する画像処理演算回路１
２と、該画像処理演算回路１２の解析値に基づいて溶接
トーチ４を被溶接部９ａに位置合わせする如く駆動制御
回路１３により制御される前記走行台車８とから構成さ
れ、投影像５ａを表示するモニタ１４が画像処理演算回
路１２に連設されている。
５ａを後述する如く計測、解析する画像処理演算回路１
２と、該画像処理演算回路１２の解析値に基づいて溶接
トーチ４を被溶接部９ａに位置合わせする如く駆動制御
回路１３により制御される前記走行台車８とから構成さ
れ、投影像５ａを表示するモニタ１４が画像処理演算回
路１２に連設されている。
前記走行台車８は、第１図に示すように、開先部９ｂの
付近の被溶接物９の表面を溶接線Ｗに沿って走行自在な
車輪１５により水平回転盤Ｉ６が支持されるとともに、
該水平回転盤１６に左右スライド機構１７、前後スライ
ド機構１８および上下スライド機構１９が順次連設され
、該上下スライド機構１９に上下回動角調整機構２０が
設けられ、該上下回動角調整機構２０に前記溶接トーチ
４が左右首振り可能に設けられている。
付近の被溶接物９の表面を溶接線Ｗに沿って走行自在な
車輪１５により水平回転盤Ｉ６が支持されるとともに、
該水平回転盤１６に左右スライド機構１７、前後スライ
ド機構１８および上下スライド機構１９が順次連設され
、該上下スライド機構１９に上下回動角調整機構２０が
設けられ、該上下回動角調整機構２０に前記溶接トーチ
４が左右首振り可能に設けられている。
このような構成を有する多層盛自動溶接装置は、ライト
ガイド７からスリット状のレーザー光５を第２図に示す
ように被溶接部９ａに傾斜状態に照射すると、開先部９
ｂの開口端と被溶接部９ａとの幅方向のずれについては
投影像５ａを真上から撮影することにより実際のずれ寸
法通りに検出し得ることはもちろんであるが、被溶接物
９の表面と被溶接部９ａの表面との段差については溶接
線Ｗに沿うずれとなって投影され、この場合、レーザー
光５の入射角θが４５°であると、ｔａｎ４５°−１と
なって、真上から撮影した投影像５ａの溶接線Ｗに沿う
ずれ（Ｔ）が被溶接物９表面から被溶接部９ａ表面まで
の深さつまり開先部９ｂの深さくＨ）に寸法的にも一致
して、被溶接部９ａの位置を簡単かつ正確に検出するこ
とができるしのである。
ガイド７からスリット状のレーザー光５を第２図に示す
ように被溶接部９ａに傾斜状態に照射すると、開先部９
ｂの開口端と被溶接部９ａとの幅方向のずれについては
投影像５ａを真上から撮影することにより実際のずれ寸
法通りに検出し得ることはもちろんであるが、被溶接物
９の表面と被溶接部９ａの表面との段差については溶接
線Ｗに沿うずれとなって投影され、この場合、レーザー
光５の入射角θが４５°であると、ｔａｎ４５°−１と
なって、真上から撮影した投影像５ａの溶接線Ｗに沿う
ずれ（Ｔ）が被溶接物９表面から被溶接部９ａ表面まで
の深さつまり開先部９ｂの深さくＨ）に寸法的にも一致
して、被溶接部９ａの位置を簡単かつ正確に検出するこ
とができるしのである。
そして、この投影像５ａは、前記画像処理演算回路１２
により次のようにして解析される。ずなわら、第３図（
イ）に示す溶接萌の開先部９ｂの場合について説明する
と、第３図（ロ）に示すＸ軸とＹ軸との基準軸に対する
投影像５ａの折曲点Ａ−Ｄの位置を計測し、これらの計
測値（第３図の×１〜Ｘ４およびｙｌ、ｙ＋）により、
開先ギャップ（ｘｚ−ｘｚ） 、開先部９ｂの深さ （
Ｙ２Ｙｌ）、開先幅（Ｘ４−Ｘｌ）および開先ギャップ
の中心位置（（Ｘ３− Ｘ、）／２ ）をそれぞれ演算
し、開先部９ｂの深さに対する披溶接物９表面から溶接
トーチ４までの離間位置および開先ギャップの中心位置
に対する溶接トーチ４の中心位置を割り出して、これら
を駆動制御回路１３に指示するものである。
により次のようにして解析される。ずなわら、第３図（
イ）に示す溶接萌の開先部９ｂの場合について説明する
と、第３図（ロ）に示すＸ軸とＹ軸との基準軸に対する
投影像５ａの折曲点Ａ−Ｄの位置を計測し、これらの計
測値（第３図の×１〜Ｘ４およびｙｌ、ｙ＋）により、
開先ギャップ（ｘｚ−ｘｚ） 、開先部９ｂの深さ （
Ｙ２Ｙｌ）、開先幅（Ｘ４−Ｘｌ）および開先ギャップ
の中心位置（（Ｘ３− Ｘ、）／２ ）をそれぞれ演算
し、開先部９ｂの深さに対する披溶接物９表面から溶接
トーチ４までの離間位置および開先ギャップの中心位置
に対する溶接トーチ４の中心位置を割り出して、これら
を駆動制御回路１３に指示するものである。
また、多層盛溶接の２層目以降においては、前工程で形
成した溶接ビード１４を含む開先部９ｂにおける投影像
５ａを計測して、前記と同様な演算を行ない、前工程で
の演算値と比較して変化した演算値に基づき溶接トーチ
４の位置を指示し直すことが行なわれる。例えば簗４図
（イ）に示す開先部９ｂのように第３図（ロ）のＢ点と
０点とが第４図（ロ）のＥ点とＦ点とに変化すると、前
記演算値のうち開先ギャップ（ｘｓＸｓ）、開先部９ｂ
の深さ （ｙ、−Ｙ３）および開先ギャップの中心位置
（（ｘ、 −Ｘ−）／２〕 がそれぞれ変化し、これ
らの演算値と前工程の演算値との差により溶接トーチ４
の移動寸法が決定される。また、この場合、１回の溶接
により形成し得る溶接ビードの幅を予め基準値として入
力しておき、開先ギャップが基準値より大きくなったと
きには、該開先ギャップに対する溶接回数を換算して、
各回毎の溶接トーチ４の位置を算出し、例えば第４図（
イ）の鎖線で示す位置に溶接させる如く指示することが
行なわれる。なお、溶接作業終了の指示は、例えば開先
ギャップが開先幅以上になったときに実行される。
成した溶接ビード１４を含む開先部９ｂにおける投影像
５ａを計測して、前記と同様な演算を行ない、前工程で
の演算値と比較して変化した演算値に基づき溶接トーチ
４の位置を指示し直すことが行なわれる。例えば簗４図
（イ）に示す開先部９ｂのように第３図（ロ）のＢ点と
０点とが第４図（ロ）のＥ点とＦ点とに変化すると、前
記演算値のうち開先ギャップ（ｘｓＸｓ）、開先部９ｂ
の深さ （ｙ、−Ｙ３）および開先ギャップの中心位置
（（ｘ、 −Ｘ−）／２〕 がそれぞれ変化し、これ
らの演算値と前工程の演算値との差により溶接トーチ４
の移動寸法が決定される。また、この場合、１回の溶接
により形成し得る溶接ビードの幅を予め基準値として入
力しておき、開先ギャップが基準値より大きくなったと
きには、該開先ギャップに対する溶接回数を換算して、
各回毎の溶接トーチ４の位置を算出し、例えば第４図（
イ）の鎖線で示す位置に溶接させる如く指示することが
行なわれる。なお、溶接作業終了の指示は、例えば開先
ギャップが開先幅以上になったときに実行される。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明の多層盛自動溶接装置によ
れば、次のような効果を奏することができる。
れば、次のような効果を奏することができる。
（ｉ）レーザー光照射手段により被溶接部にレーザー光
を照射して、その投影像のずれを検出して溶接トーチの
位置合わせをするので、多層盛溶接における層数の増加
に伴う被溶接部の位置の変化を正確に検出し得て、各層
毎に溶接トーチを被溶接部に確実に位置合わせしながら
最終溶接層までの自動化を図ることができる。
を照射して、その投影像のずれを検出して溶接トーチの
位置合わせをするので、多層盛溶接における層数の増加
に伴う被溶接部の位置の変化を正確に検出し得て、各層
毎に溶接トーチを被溶接部に確実に位置合わせしながら
最終溶接層までの自動化を図ることができる。
（１１）スリット状のレーザー光を開先部に傾斜状態に
照射するので、被溶接部の深さ方向のずれを溶接線に沿
うずれとして投影し得て、投影像の上方から撮像手段に
より効率よく被溶接部のずれを検出することができる。
照射するので、被溶接部の深さ方向のずれを溶接線に沿
うずれとして投影し得て、投影像の上方から撮像手段に
より効率よく被溶接部のずれを検出することができる。
（ｉｉｉ）非接触状態で被溶接部の検出を行なうととも
に開先部内の細部までレーザー光により正確に投影して
、検出誤差を小さくし得て、信頼性を向上させることが
できる。
に開先部内の細部までレーザー光により正確に投影して
、検出誤差を小さくし得て、信頼性を向上させることが
できる。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は装置全
体の概略図、第２図はレーザー光の照射状轢を示す要部
の斜視図、第３図（イ）は溶接前の開先部の縦断面図、
第３図（ロ）は第３図（イ）の開先部表面に形成される
投影像を真上から見た正面図、第４図（イ）は溶接途中
の開先部の縦断面図、第４図（ロ）は第４図（イ）の開
先部表面に形成される投影像を真上から見た正面図であ
る。 ■・・・・レーザー光照射手段、２ ・・撮像手段、３
・制御手段、４ ・・・溶接トーチ、５ ・−・レ
ーザー光、５ａ・・ 投影像、７・・・・ライトガイド
、８・走行台車、９・−被溶接物、９３−・・被溶接部
、９ｂ・・・・・開先部、ＩＯ・・・・・イメーノガイ
ド。 第１図 第２図 第３図
体の概略図、第２図はレーザー光の照射状轢を示す要部
の斜視図、第３図（イ）は溶接前の開先部の縦断面図、
第３図（ロ）は第３図（イ）の開先部表面に形成される
投影像を真上から見た正面図、第４図（イ）は溶接途中
の開先部の縦断面図、第４図（ロ）は第４図（イ）の開
先部表面に形成される投影像を真上から見た正面図であ
る。 ■・・・・レーザー光照射手段、２ ・・撮像手段、３
・制御手段、４ ・・・溶接トーチ、５ ・−・レ
ーザー光、５ａ・・ 投影像、７・・・・ライトガイド
、８・走行台車、９・−被溶接物、９３−・・被溶接部
、９ｂ・・・・・開先部、ＩＯ・・・・・イメーノガイ
ド。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- スリット状レーザー光を被溶接部に傾斜状態にかつスリ
ットの幅方向を溶接線に直交させた状態で照射するレー
ザー光照射手段と、該レーザー光照射手段により前記被
溶接部等に形成されるレーザー光の投影像の撮像手段と
、該撮像手段のデータにより前記投影像のずれを検出し
て溶接トーチの位置を合わせる制御手段とを具備した多
層盛自動溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25536884A JPS61132274A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 多層盛自動溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25536884A JPS61132274A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 多層盛自動溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132274A true JPS61132274A (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=17277797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25536884A Pending JPS61132274A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 多層盛自動溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61132274A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH038582A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-16 | Kurimoto Ltd | 溶接用ロボットおよびその使用方法 |
| JPH04162963A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-08 | Nippon Steel Corp | 鋼管製造工程における開先外れ検出方法 |
| JP2003290921A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-14 | Hitachi Ltd | 多層盛溶接方法および多層盛自動溶接装置 |
| US10920119B2 (en) | 2005-01-11 | 2021-02-16 | Flexitallic Investments Incorporated | Gasket material and its process of production |
-
1984
- 1984-12-03 JP JP25536884A patent/JPS61132274A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH038582A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-16 | Kurimoto Ltd | 溶接用ロボットおよびその使用方法 |
| JPH04162963A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-08 | Nippon Steel Corp | 鋼管製造工程における開先外れ検出方法 |
| JP2003290921A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-14 | Hitachi Ltd | 多層盛溶接方法および多層盛自動溶接装置 |
| US10920119B2 (en) | 2005-01-11 | 2021-02-16 | Flexitallic Investments Incorporated | Gasket material and its process of production |
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