JPS6137377A - 自動溶接機の溶接線始終端検出装置および検出方法 - Google Patents
自動溶接機の溶接線始終端検出装置および検出方法Info
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- JPS6137377A JPS6137377A JP15750784A JP15750784A JPS6137377A JP S6137377 A JPS6137377 A JP S6137377A JP 15750784 A JP15750784 A JP 15750784A JP 15750784 A JP15750784 A JP 15750784A JP S6137377 A JPS6137377 A JP S6137377A
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- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
- B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
- B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
- B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
- B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
- B23Q35/128—Sensing by using optical means
-
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、自動溶接機の溶接線始終端検出装置および検
出方法に係り、特に全自動溶接ロボットのティーチング
による溶接などに好適な自動溶接機の溶接線始終端検出
装置および検出方法に関するものである。
出方法に係り、特に全自動溶接ロボットのティーチング
による溶接などに好適な自動溶接機の溶接線始終端検出
装置および検出方法に関するものである。
近年、産業界にロボットが普及し、溶接作業にも溶接ロ
ボットによる自動溶接が適用されている。
ボットによる自動溶接が適用されている。
ロボットに、溶接線をあらかじめ検出させ、その情報に
もとづき倣い溶接を行わせるティーチン、グ式の自動溶
接、いわゆる２パス式の溶接は、作業性がわるいという
問題があった。特に、量産の場合、被溶接物すなわちワ
ークのセットに狂いがあると事後の溶接処理が狂って不
良品を生産してしまう。
もとづき倣い溶接を行わせるティーチン、グ式の自動溶
接、いわゆる２パス式の溶接は、作業性がわるいという
問題があった。特に、量産の場合、被溶接物すなわちワ
ークのセットに狂いがあると事後の溶接処理が狂って不
良品を生産してしまう。
また、薄板の溶接などでは、溶接施工の過程でワークが
熱によって曲り変形などを生じると、当初記憶させた情
報と溶接対象の実態が異なってくるので精度のよい溶接
を進めることができないという問題がある。
熱によって曲り変形などを生じると、当初記憶させた情
報と溶接対象の実態が異なってくるので精度のよい溶接
を進めることができないという問題がある。
そこで、溶接トーチの進行方向前部に検出装置を備え、
ワークの溶接線の開始点、終了点を検出しつつ溶接の遅
延処理を行う、いわゆる１バス式の溶接の必要性かたか
まってきた。
ワークの溶接線の開始点、終了点を検出しつつ溶接の遅
延処理を行う、いわゆる１バス式の溶接の必要性かたか
まってきた。
１パス式の溶接で、溶接線の始終端をきちんと検出でき
れば、ワークのセットミスや曲り変形などにも即応して
精度よい溶接を行うことが可能である。
れば、ワークのセットミスや曲り変形などにも即応して
精度よい溶接を行うことが可能である。
このような溶接線始終端検出装置の先行技術としては、
例えば特開昭５５−１０６６７５号公報に記載されたも
のがあり、当該公報記載のものの要旨を、第５図および
第６図を参照して説明する。
例えば特開昭５５−１０６６７５号公報に記載されたも
のがあり、当該公報記載のものの要旨を、第５図および
第６図を参照して説明する。
第５図は、従来の溶接線始終端検出装置を示す斜視図、
第６図は、その装置による光像の変化を示す始終端検出
方法の説明図である。
第６図は、その装置による光像の変化を示す始終端検出
方法の説明図である。
第５図に示すように、スリット状光源４′をワーク１’
、２’の開先３′に照射する。そして、第６図に示す
ように、まずスリン１〜光像５′の折曲点５’ ａにお
けるラインａ、上にトーチ７′を位置させ、つぎにスリ
ット光像５′の上端よりわずかに下方のラインａ、の光
像５′の左端ａ、の最小値Ｍｉｎ ａ ＋を求める。
、２’の開先３′に照射する。そして、第６図に示す
ように、まずスリン１〜光像５′の折曲点５’ ａにお
けるラインａ、上にトーチ７′を位置させ、つぎにスリ
ット光像５′の上端よりわずかに下方のラインａ、の光
像５′の左端ａ、の最小値Ｍｉｎ ａ ＋を求める。
また１、ラインａ、よりわずかに下方のラインａ、の光
像５′の左端ａ、の最大値Ｍａｘ ａ ｔを求める。つ
いで、最大および最小値の差の合計δを求め、δがある
値となるまで光源４’、ＩＴ、Ｖ６’、トーチ７′を一
体に左方に移動して溶接始端位置を検出する。
像５′の左端ａ、の最大値Ｍａｘ ａ ｔを求める。つ
いで、最大および最小値の差の合計δを求め、δがある
値となるまで光源４’、ＩＴ、Ｖ６’、トーチ７′を一
体に左方に移動して溶接始端位置を検出する。
終端の位置検出も同様である。
このような従来の溶接線始終端検出装置は、スリット光
像５′の左端の最大、最小値を検出しているので、ワー
クの表面状態に影響されて生じるコーナ部が欠けたスリ
ット光像に対しては検出の信頼性が高いとはいえず、始
終端検出誤差が生じることがあった。
像５′の左端の最大、最小値を検出しているので、ワー
クの表面状態に影響されて生じるコーナ部が欠けたスリ
ット光像に対しては検出の信頼性が高いとはいえず、始
終端検出誤差が生じることがあった。
また、スリット光像を画像処理装置で二値化処理をする
とき、二値化レベルによってスリット光像の線幅が変化
するので、正確に始終端を検出することが難しかった。
とき、二値化レベルによってスリット光像の線幅が変化
するので、正確に始終端を検出することが難しかった。
本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、被溶接物の溶接線の始端および終端を精
度よく検出できる、自動溶接機の溶接線始終端検出装置
および検出方法の提供を、その目的どしている。
されたもので、被溶接物の溶接線の始端および終端を精
度よく検出できる、自動溶接機の溶接線始終端検出装置
および検出方法の提供を、その目的どしている。
本発明に係る自動溶接機の溶接線始終端検出装置の構成
は、スリット状光線を発生して被溶接物を照射するスリ
ット光線照射系おＪ：びそのスリット光像を撮像する観
測用光学系からなる検出装置と溶接装置とを僅え、前記
スリット光線照射系とｗＡ測用光学系とを前記被溶接物
の溶接線倣い方向に特定角度をなし、かつ、前記スリッ
ト光線照射系の中心と観測用光学系の光軸と溶接装置に
おける溶接トーチ先端とが同一平面となるような関係位
置を保って一体に配設するとともに、前記検出装置が検
出する被溶接物の溶接線始終端におけるスリット光像の
画像情報を記憶する画像メモリと少なくとも細線化処理
回路、特徴点処理回路とを具備して溶接制御信号を発信
する画像処理装置とを備えたものである。
は、スリット状光線を発生して被溶接物を照射するスリ
ット光線照射系おＪ：びそのスリット光像を撮像する観
測用光学系からなる検出装置と溶接装置とを僅え、前記
スリット光線照射系とｗＡ測用光学系とを前記被溶接物
の溶接線倣い方向に特定角度をなし、かつ、前記スリッ
ト光線照射系の中心と観測用光学系の光軸と溶接装置に
おける溶接トーチ先端とが同一平面となるような関係位
置を保って一体に配設するとともに、前記検出装置が検
出する被溶接物の溶接線始終端におけるスリット光像の
画像情報を記憶する画像メモリと少なくとも細線化処理
回路、特徴点処理回路とを具備して溶接制御信号を発信
する画像処理装置とを備えたものである。
また、本発明に係る自動溶接機の溶接線始終端検出方法
は、スリット状光線を発生して被溶接物を照射するスリ
ット光線照射系およびそのスリット光像を撮像する観測
用光学系からなる検出装置と溶接装置とを備え、前記ス
リット光線照射系と観測用光学系とを前記被溶接物の溶
接線倣い方向に特定角度をし、かつ、前記スリット光線
照射系の中心と観測用光学系の光軸と溶接装置における
溶接トーチ先端とが同一平面にあるような関係位置を保
って一体に配設するととも・に、前記検出装置が検出す
る被溶接物の溶接線始終端におけるスリット光像の画像
情報を記憶する画像メモリと少なくとも細線化処理回路
、特徴点処理回路とを具備して溶接制御信号を発信する
画像処理装置とを備え、前記検出装置を、前記被溶接物
の溶接線始端から先行した位置に誘導したのち、溶接線
倣い方向に後退させながら、溶接線始端の近傍を前記検
出装置のスリット光線照射系で照射し、そのスリット光
像を観測用光学系で撮像し、その画像情報を前記画像処
理装置の画像メモリに記憶し、少なくとも細線化処理、
特徴点抽出処理を行うことにより、スリット光像のパタ
ーン変化にともない、前記被溶接物の溶接継手対象部特
有の画像情報の特徴点の変化から溶接線始端を検出し、
前記画像処理装置の信号に基づき上記溶接トーチによる
溶接処理を進める方法である。
は、スリット状光線を発生して被溶接物を照射するスリ
ット光線照射系およびそのスリット光像を撮像する観測
用光学系からなる検出装置と溶接装置とを備え、前記ス
リット光線照射系と観測用光学系とを前記被溶接物の溶
接線倣い方向に特定角度をし、かつ、前記スリット光線
照射系の中心と観測用光学系の光軸と溶接装置における
溶接トーチ先端とが同一平面にあるような関係位置を保
って一体に配設するととも・に、前記検出装置が検出す
る被溶接物の溶接線始終端におけるスリット光像の画像
情報を記憶する画像メモリと少なくとも細線化処理回路
、特徴点処理回路とを具備して溶接制御信号を発信する
画像処理装置とを備え、前記検出装置を、前記被溶接物
の溶接線始端から先行した位置に誘導したのち、溶接線
倣い方向に後退させながら、溶接線始端の近傍を前記検
出装置のスリット光線照射系で照射し、そのスリット光
像を観測用光学系で撮像し、その画像情報を前記画像処
理装置の画像メモリに記憶し、少なくとも細線化処理、
特徴点抽出処理を行うことにより、スリット光像のパタ
ーン変化にともない、前記被溶接物の溶接継手対象部特
有の画像情報の特徴点の変化から溶接線始端を検出し、
前記画像処理装置の信号に基づき上記溶接トーチによる
溶接処理を進める方法である。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照し
て説明する。
て説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る溶接ロボットの溶接
線始終端検出装置および被溶接物の斜視図、第２図は、
その装置の画像処理のブロック図、第３図は、溶接線始
端部における開先画像の変化を示す、始端検出方法の説
明図、第４図は、溶接線終端部における開先画像の変化
を示す、終端検出方法の説明図である。
線始終端検出装置および被溶接物の斜視図、第２図は、
その装置の画像処理のブロック図、第３図は、溶接線始
端部における開先画像の変化を示す、始端検出方法の説
明図、第４図は、溶接線終端部における開先画像の変化
を示す、終端検出方法の説明図である。
第１図において、１は被溶接物を示し、この被溶接物１
は、部材１ａ、ｌｂを突合せ継手で接合するもので、そ
の溶接用の開先１ｃはＶ字形をなすものであり溶接を開
始する端面を１ｄ、終端部を１ｅで示している。
は、部材１ａ、ｌｂを突合せ継手で接合するもので、そ
の溶接用の開先１ｃはＶ字形をなすものであり溶接を開
始する端面を１ｄ、終端部を１ｅで示している。
４は、スリット状光線を発生して被溶接物１を照射する
スリット光線照射系、６は、前記スリット光線照射系に
よるスリット光像を撮像する観測用光学系に係る２次元
光位置検出器（以下単に検出器という）で＋ ＩＴＶカ
メラあるいはＣＣＤセンサなどである。７は、溶接装置
における溶接トーチを示す。
スリット光線照射系、６は、前記スリット光線照射系に
よるスリット光像を撮像する観測用光学系に係る２次元
光位置検出器（以下単に検出器という）で＋ ＩＴＶカ
メラあるいはＣＣＤセンサなどである。７は、溶接装置
における溶接トーチを示す。
スリット光線照射系４と検呂器６は、両者で検出装置８
を構成するもので、溶接線倣い方向（第１図のＸ方向）
に対して、スリット光照射系４の照射角度と検出器６の
観測角度が特定の角度をとりうるように配置され、かつ
、スリット光線照射系４の中心線と、検出器６すなわち
観測用光学系の光軸と、溶接トーチ７の先端とが同一平
面になるような関係位置を保つように、溶接トーチ７に
検出装置８が一体的に装着されている。
を構成するもので、溶接線倣い方向（第１図のＸ方向）
に対して、スリット光照射系４の照射角度と検出器６の
観測角度が特定の角度をとりうるように配置され、かつ
、スリット光線照射系４の中心線と、検出器６すなわち
観測用光学系の光軸と、溶接トーチ７の先端とが同一平
面になるような関係位置を保つように、溶接トーチ７に
検出装置８が一体的に装着されている。
次に１本自動溶接機の溶接線始終端検出装置の構成と作
動手順を、第２図のブロック図に示す６図中、矢印は信
号処理の流れを示すものである。
動手順を、第２図のブロック図に示す６図中、矢印は信
号処理の流れを示すものである。
第２図において、ブロック８は検出装置、９は、検出装
置８が検出する被溶接物１の溶接線始終端ｌｄ、ｌｅの
開先１ｃの形状のスリット光像５（第１図参照）に関す
る画像情報を記憶する画像メモリと、少なくとも細線化
処理回路、特徴点抽出回路を具備して溶接制御信号を発
信する画像処理装置であり、一般にＣＰＵなどからなる
。
置８が検出する被溶接物１の溶接線始終端ｌｄ、ｌｅの
開先１ｃの形状のスリット光像５（第１図参照）に関す
る画像情報を記憶する画像メモリと、少なくとも細線化
処理回路、特徴点抽出回路を具備して溶接制御信号を発
信する画像処理装置であり、一般にＣＰＵなどからなる
。
１６は、第１図には図示しないがロボット制御部、１７
は溶接制御部を示す。
は溶接制御部を示す。
検出器６によって得られるスリット光像５の開先画像情
報の信号は、まず画像処理装置９のＡ／Ｄ変換器１０に
よってデジタル信号に変換したのち画像メモリ１］に記
録される。スリット光像５の開先画像は前処理回路１２
で開先画像と無関係なノイズを除去し、さらに２値化処
理回路１３で多値信号の開先画像を２値化し、たとえば
明暗など像の有無を表わす０，１の２値情報に置換する
処理操作がなされる。ついで細線化処理回路１４で開先
画像を細線化して点列データ（第３図の破線で示す線）
に置換したのち、特徴点抽出回路１５で開先の始端、終
端などのパラメータを算出する。
報の信号は、まず画像処理装置９のＡ／Ｄ変換器１０に
よってデジタル信号に変換したのち画像メモリ１］に記
録される。スリット光像５の開先画像は前処理回路１２
で開先画像と無関係なノイズを除去し、さらに２値化処
理回路１３で多値信号の開先画像を２値化し、たとえば
明暗など像の有無を表わす０，１の２値情報に置換する
処理操作がなされる。ついで細線化処理回路１４で開先
画像を細線化して点列データ（第３図の破線で示す線）
に置換したのち、特徴点抽出回路１５で開先の始端、終
端などのパラメータを算出する。
これによって得られる信号は、ロボット制御部１６およ
び溶接制御部１７を介して検出装置８に伝送され、検出
装置８と一体に構成されている溶接トーチ７により所要
の溶接を行うものである。
び溶接制御部１７を介して検出装置８に伝送され、検出
装置８と一体に構成されている溶接トーチ７により所要
の溶接を行うものである。
次に、上述した溶接ロボットの溶接線始終端検出装置に
よる溶接線始終の検出方法を、第１，２図に合わせて第
３図を参照して説明する。
よる溶接線始終の検出方法を、第１，２図に合わせて第
３図を参照して説明する。
まず最初に検出装置８を、被溶接物１の開先１ｃにおけ
る溶接線始終端近傍で、かつ開先１ｃの倣い線上の、ス
リット光線照射系４のスリット光が照射されるべき位置
（あらかじめ教示しておく）に誘導する。そして、スリ
ット光線照射系４で照射し、そのスリット光像５を観測
用光学系に係る検出器６で撮像する。
る溶接線始終端近傍で、かつ開先１ｃの倣い線上の、ス
リット光線照射系４のスリット光が照射されるべき位置
（あらかじめ教示しておく）に誘導する。そして、スリ
ット光線照射系４で照射し、そのスリット光像５を観測
用光学系に係る検出器６で撮像する。
ここで、画像処理装置９に入力されたスリット光像５す
なわち開先画像の任意の走査線または走査領域での明暗
コントラストが最大となるように、検出装置８の２軸方
向（第１図参照）の位置を自動調整する。
なわち開先画像の任意の走査線または走査領域での明暗
コントラストが最大となるように、検出装置８の２軸方
向（第１図参照）の位置を自動調整する。
次に、溶接線倣い方向すなわちＸ軸方向（第１図参照）
に検出装置８を後退させながら、開先ＩＣのスリット光
像５を観測する。
に検出装置８を後退させながら、開先ＩＣのスリット光
像５を観測する。
第３図は、溶接線始終端部における開先画像の観測を示
したものである。
したものである。
第３図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ’）および（ｄ
）の各回は、第１図のスリット状光線が破線Ｘ。（また
はＸｌ ） 、 Ｘ２１ Ｘｌおよ−びｘ４の位置を照
射したときに得られる開先画像５−１．５−２．５−３
および５−４の各パターンを示している。
）の各回は、第１図のスリット状光線が破線Ｘ。（また
はＸｌ ） 、 Ｘ２１ Ｘｌおよ−びｘ４の位置を照
射したときに得られる開先画像５−１．５−２．５−３
および５−４の各パターンを示している。
これらの開先画像の画像情報を画像処理装置９の画像メ
モリ１０に記憶し、特に第２図で示した細線化処理回路
１４、特徴点抽出回路］、５で各開先画像の特徴点を抽
出する。
モリ１０に記憶し、特に第２図で示した細線化処理回路
１４、特徴点抽出回路］、５で各開先画像の特徴点を抽
出する。
特徴点の抽出は、被溶接物の開度などの溶接継手対象部
に特有の画像情報に係る開先形状の特徴点の変化を捉え
るものである。
に特有の画像情報に係る開先形状の特徴点の変化を捉え
るものである。
たとえば第３図に示される■形開先の突合せ継手の例で
は、細線化処理回路１４で得られる点列データ（第３図
の破線で示す線）を微分処理してエツジ検出を行う。
は、細線化処理回路１４で得られる点列データ（第３図
の破線で示す線）を微分処理してエツジ検出を行う。
ここで、溶接線倣いのｙ方向の特徴点としては、ショル
ダ一部に□、に２と、その中央部Ｋ。が特徴点の変化を
示すものになる。
ダ一部に□、に２と、その中央部Ｋ。が特徴点の変化を
示すものになる。
また、スリット光線照射系４のスリット光線照射位置が
、被溶接物１の端面１ｄの上部ｘ１がら、Ｘ、、、 ｘ
３． ｘ、の位置に移るに従って、Ｋ、−、に２゜Ｋｏ
を結ぶ線と、開先の底に３ との間の溝深さ寸法りは
、第３図（ａ） 、 （ｂ） 、、 （ｃ） 、
（ｄ）に示すように小さくなることがら、溝深さｈの変
化を検出することによって溶接線の始端を検出すること
ができる。すなわち、第３図（ｄ）では、スリット光線
照射位置が開先１ｃの底より下にあるため、ｈ＝ｏの画
像となり、第３図（Ｃ）。
、被溶接物１の端面１ｄの上部ｘ１がら、Ｘ、、、 ｘ
３． ｘ、の位置に移るに従って、Ｋ、−、に２゜Ｋｏ
を結ぶ線と、開先の底に３ との間の溝深さ寸法りは
、第３図（ａ） 、 （ｂ） 、、 （ｃ） 、
（ｄ）に示すように小さくなることがら、溝深さｈの変
化を検出することによって溶接線の始端を検出すること
ができる。すなわち、第３図（ｄ）では、スリット光線
照射位置が開先１ｃの底より下にあるため、ｈ＝ｏの画
像となり、第３図（Ｃ）。
（ｄ）の開先画像のパターンの対比から溶接線の始端が
明らかに検出される。
明らかに検出される。
このような画像処理装置９の信号に基づき、口ポット制
御部１６、溶接制御部１７が作動して溶接トーチ７が所
要の溶接施土を進める。開先画像は、あらかじめ溶接ト
ーチ７の位置に対して先行した位置で検出しているので
、遅延処理を行って溶接を進めることになる。
御部１６、溶接制御部１７が作動して溶接トーチ７が所
要の溶接施土を進める。開先画像は、あらかじめ溶接ト
ーチ７の位置に対して先行した位置で検出しているので
、遅延処理を行って溶接を進めることになる。
次に、同じ溶接ロボットの溶接線始終端検出装置による
溶接線終端の検出方法を、第１．２図に合わせて第４図
を参照して説明する。
溶接線終端の検出方法を、第１．２図に合わせて第４図
を参照して説明する。
終端部の検出の場合も、始端部の検出の場合と同様に、
スリット光像のパターン変化にともない、開先などの溶
接継手対象部に特有の、画像情報に係る開先形状の特徴
点の変化から終端部を検知する。
スリット光像のパターン変化にともない、開先などの溶
接継手対象部に特有の、画像情報に係る開先形状の特徴
点の変化から終端部を検知する。
検出装置８および溶接トーチ７を被溶接物１の溶接線倣
い方向（Ｘ方向）に進行させる。先行するスリット光線
照射系４が被溶接物１を照射し、そのスリット光像を観
測用光学系に係る検出器６で撮像し、その画像情報を、
画像情報処理装置９の画像メモリ１１に記憶し、次に説
明したと同様に少なくとも細線化処理回路１４、特徴点
抽出回路１５で得られる点列データ（第４図に示す破線
）や特徴点の変化から溶接線終端を検出するのである。
い方向（Ｘ方向）に進行させる。先行するスリット光線
照射系４が被溶接物１を照射し、そのスリット光像を観
測用光学系に係る検出器６で撮像し、その画像情報を、
画像情報処理装置９の画像メモリ１１に記憶し、次に説
明したと同様に少なくとも細線化処理回路１４、特徴点
抽出回路１５で得られる点列データ（第４図に示す破線
）や特徴点の変化から溶接線終端を検出するのである。
第４図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）
の各図は、スリット光線照射系４が照射する位置が次第
に被溶接線の終端部１ｅに近づき、やがて終端を外れる
直前までの開先画像５−１゜５−２′、５−３’および
５−４′の各パターンを示している。
の各図は、スリット光線照射系４が照射する位置が次第
に被溶接線の終端部１ｅに近づき、やがて終端を外れる
直前までの開先画像５−１゜５−２′、５−３’および
５−４′の各パターンを示している。
第４図（ａ）は、第３図（ａ）と同じ状態の開先画像が
見られる。検出装置８のＸ方向の進行にともない、ショ
ルダ一部に、、 Ｋ、とその中央部に０ とを結ぶ線と
、開先の底に３ との間の溝深さ寸法りが、第４図（ｂ
）、（ｃ）に示すｈ′のように小さくなり、第４図（ｄ
）に至ってｈ′＝０となることから、溝深さｈ′の変化
を検出することによって溶接線の終端を検出することが
できる。
見られる。検出装置８のＸ方向の進行にともない、ショ
ルダ一部に、、 Ｋ、とその中央部に０ とを結ぶ線と
、開先の底に３ との間の溝深さ寸法りが、第４図（ｂ
）、（ｃ）に示すｈ′のように小さくなり、第４図（ｄ
）に至ってｈ′＝０となることから、溝深さｈ′の変化
を検出することによって溶接線の終端を検出することが
できる。
第４図（ｄ）から、さらに検出装置８が進むと、図示し
ないが開先画像は検出器６の視野から消滅することはい
うまでもない。
ないが開先画像は検出器６の視野から消滅することはい
うまでもない。
このような画像処理装置９の信号に基づき、ロボット制
御部１６、溶接制御部１７が作動して溶接トーチ７が溶
接作業を終る。
御部１６、溶接制御部１７が作動して溶接トーチ７が溶
接作業を終る。
本実施例の溶接ロボットによれば、スリット光線照射系
４のスリット状光線が、被溶接物１の開先１ｃの溶接線
始端近傍に照射できるように、あらかじめ検出装置８を
溶接線始端から先行した位置に誘導するだけで、あとは
全自動の溶接を１パスで行うことができる。
４のスリット状光線が、被溶接物１の開先１ｃの溶接線
始端近傍に照射できるように、あらかじめ検出装置８を
溶接線始端から先行した位置に誘導するだけで、あとは
全自動の溶接を１パスで行うことができる。
したがって、従来の２パス方式の場合のように、被溶接
物のセットミスや、薄板溶接における曲り変形などによ
る不良発生のおそれがない。
物のセットミスや、薄板溶接における曲り変形などによ
る不良発生のおそれがない。
また、開先画像のパターンの変化から特徴点を捉えて溶
接線始終端の検出を行っているので、被溶接物の表面状
態に影響されて生じるスリン１〜光像の不良やスリット
光像の線幅の変化のために検出の信頼性が低下するよう
な問題がなく、溶接線始終端を精度良く検出することが
できる。
接線始終端の検出を行っているので、被溶接物の表面状
態に影響されて生じるスリン１〜光像の不良やスリット
光像の線幅の変化のために検出の信頼性が低下するよう
な問題がなく、溶接線始終端を精度良く検出することが
できる。
なお、前述の実施例では、被溶接物として■形開先の突
合せ継手の例を説明したが、本発明の適用はＶ形開先の
突合せ継手に限るものではなく、同等の効果が期待でき
る溶接継手の範囲で汎用的に適用できるものである。
合せ継手の例を説明したが、本発明の適用はＶ形開先の
突合せ継手に限るものではなく、同等の効果が期待でき
る溶接継手の範囲で汎用的に適用できるものである。
また、前述の実施例では、スリット光源のパターン変化
にともない、Ｖ形開先特有の開先形状の特徴点の変化か
ら溶接線始終端を検出する例を説明したが、本発明はＶ
形開先形状の変化のみに限らず、スリット光像のパター
ン変化にともなう溶接継手対象部特有の画像情報の特徴
点の変化を捉えて始終端の検出を行うものである。
にともない、Ｖ形開先特有の開先形状の特徴点の変化か
ら溶接線始終端を検出する例を説明したが、本発明はＶ
形開先形状の変化のみに限らず、スリット光像のパター
ン変化にともなう溶接継手対象部特有の画像情報の特徴
点の変化を捉えて始終端の検出を行うものである。
さらにまた、前述の実施例では溶接ロボットの例として
説明したが、本発明の溶接線始終端検出装置は溶接ロボ
ットのみに限らず、自動溶接機一般に適用可能のもので
ある。
説明したが、本発明の溶接線始終端検出装置は溶接ロボ
ットのみに限らず、自動溶接機一般に適用可能のもので
ある。
［発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、被溶接物の溶接線
の始端および終端を精度よく検出できる、自動溶接機の
溶接線始終端検出装置および検出方法を提供することが
できる。
の始端および終端を精度よく検出できる、自動溶接機の
溶接線始終端検出装置および検出方法を提供することが
できる。
第１図は、本発明の一実施例に係る溶接線始終端検出装
置および被溶接物の斜視図、第２図は、その装置の画像
処理のブロック図、第３図は、溶接線始端部における開
先画像の変化を示す、始端検出方法の説明図、第４図は
、溶接線終端部における開先画像の変化を示す、終端検
出方法の説明図、第５図は、従来の溶接線始終端検出装
置を示す斜視図、第６図は、その装置による光像の変化
を示す、始終端検出方法の説明図である。 １・・・被溶接物、１ｃ・・・開先、１ｄ・・・端面、
１ｅ・・・終端部、４・・・スリット光線照射系、５・
・・スリット光像、５−１．、５−２．５−２’ 、
５−３．５−３’ 、５−４．５−４’・・・開先画像
、６・・・２次元光位置検出器、７・・・溶接トーチ、
８・・・検出装置、９・・・画像処理装置、１１・・・
画像メモリ、１３・・・２値化処理回路、１４・・・細
線化処理回路、１５・・・特−警帽 え 聾２．目 算３図 茅４巳 算５目 算ム目
置および被溶接物の斜視図、第２図は、その装置の画像
処理のブロック図、第３図は、溶接線始端部における開
先画像の変化を示す、始端検出方法の説明図、第４図は
、溶接線終端部における開先画像の変化を示す、終端検
出方法の説明図、第５図は、従来の溶接線始終端検出装
置を示す斜視図、第６図は、その装置による光像の変化
を示す、始終端検出方法の説明図である。 １・・・被溶接物、１ｃ・・・開先、１ｄ・・・端面、
１ｅ・・・終端部、４・・・スリット光線照射系、５・
・・スリット光像、５−１．、５−２．５−２’ 、
５−３．５−３’ 、５−４．５−４’・・・開先画像
、６・・・２次元光位置検出器、７・・・溶接トーチ、
８・・・検出装置、９・・・画像処理装置、１１・・・
画像メモリ、１３・・・２値化処理回路、１４・・・細
線化処理回路、１５・・・特−警帽 え 聾２．目 算３図 茅４巳 算５目 算ム目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、スリット状光線を発生して被溶接物を照射するスリ
ット光線照射系およびそのスリット光像を撮像する観測
用光学系からなる検出装置と溶接装置とを備え、前記ス
リット光線照射系と観測用光学系とを前記被溶接物の溶
接線倣い方向に特定角度をなし、かつ、前記スリット光
線照射系の中心と観測用光学系の光軸と溶接装置におけ
る溶接トーチ先端とが同一平面にあるような関係位置を
保つて一体に配設するとともに、前記検出装置が検出す
る被溶接物の溶接線始終端におけるスリット光像の画像
情報を記憶する画像メモリと少なくとも細線化処理回路
、特徴点抽出回路とを具備して溶接制御信号を発信する
画像処理装置とを備えたことを特徴とする自動溶接機の
溶接線始終検出装置。 ２、スリット状光線を発生して被溶接物を照射するスリ
ット光線照射系およびそのスリット光像を撮像する観測
用光学系からなる検出装置と溶接装置とを備え、前記ス
リット光線照射系と観測用光学系とを前記被溶接物の溶
接線倣い方向に特定角度をなし、かつ、前記スリット光
線照射系の中心と観測用光学系の光軸と溶接装置におけ
る溶接トーチ先端とが同一平面にあるような関係位置を
保つて一体に配設するとともに、前記検出装置が検出す
る被溶接物の溶接線始終端におけるスリット光像の画像
情報を記憶する画像メモリと少なくとも細線化処理回路
、特徴点抽出回路とを具備して溶接制御信号を発信する
画像処理装置とを備え、前記検出装置を、前記被溶接物
の溶接線始端から先行した位置に誘導したのち、溶接線
倣い方向に後退させながら、溶接線始端の近傍を前記検
出装置のスリット光線照射系で照射し、そのスリット光
像を観測用光学系で撮像し、その画像情報を前記画像処
理装置の画像メモリに記憶し、少なくとも細線化処理、
特徴点抽出処理を行うことにより、スリツト光像のパタ
ーン変化にともない、前記被溶接物の溶接継手対象部特
有の画像情報の特徴点の変化から溶接線始端を検出し、
前記画像処理装置の信号に基づき上記溶接トーチによる
溶接処理を進めることを特徴とする自動溶接機の溶接始
終端検出方法。 ３、特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、検出装
置および溶接トーチを被溶接物の溶接線倣い方向に進行
させ、溶接線をスリット光線照射系で照射し、そのスリ
ット光像を観測用光学系で撮像し、その画像情報を画像
処理装置の画像メモリに記憶し、少なくとも細線化処理
、特徴点抽出処理を行うことにより、スリット光像のパ
ターン変化にともない、前記被溶接物の溶接継手対象部
特有の画像情報の特徴点の変化から溶接線終端を検知し
、前記画像処理装置の信号に基づき溶接トーチによる溶
接処理を終るようにした自動溶接機の溶接線始終端検出
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15750784A JPS6137377A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 自動溶接機の溶接線始終端検出装置および検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15750784A JPS6137377A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 自動溶接機の溶接線始終端検出装置および検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6137377A true JPS6137377A (ja) | 1986-02-22 |
Family
ID=15651187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15750784A Pending JPS6137377A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 自動溶接機の溶接線始終端検出装置および検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6137377A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320178A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-27 | Kobe Steel Ltd | 視覚センサ |
| WO2020004006A1 (ja) | 2018-06-26 | 2020-01-02 | セーレン株式会社 | 丸編地 |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP15750784A patent/JPS6137377A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320178A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-27 | Kobe Steel Ltd | 視覚センサ |
| WO2020004006A1 (ja) | 2018-06-26 | 2020-01-02 | セーレン株式会社 | 丸編地 |
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