JPS62212067A - 溶接線検出センサ - Google Patents

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、ショートアーク溶接における溶接線検出セン
サに関する。

〔従来の技術］ 従来、この種のセンサは、第５図に示すように構成され
ている。すなわち、溶接トーチ１ｏのアーク光の有無に
関係なく、光源１１から薄板のワーク１２．１３の溶接
線に照ｑ］されたスリット光を工業用テレビカメラ（Ｉ
ＴＶカメラ）１５の垂直同期信号に同期して開閉動作を
行なうシャッタ１４を介して上記ＩＴＶカメラ１５でｌ
ｌａｍし、静止画像情報を青でいる。そして、この静止
画像情報から溶接線の位置ずれを検出し、溶接トーチ１
０の位置の制御を行なっていた。なお、溶接トーチ１ｏ
、光源１１およびＩＴＶカメラ１５は、溶接時の移動に
際し、一定の距離に設定されている。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところが上記センサでは、溶接トーチとワーク間のアー
ク光に関係なく、静止画像情報を検出するので、溶接中
に静止画像情報を取り込むと、静止画像情報はアーク光
の影響を受けてしまい溶接線の位置を正確に検出できな
いという問題点かあつた。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、アーク光
の影響を受けずに鮮明な画像を得ることができる溶接線
検出センサを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） ワークの溶接線にスリット光を照射する光源と、アーク
光の中断を検出する受光素子と、前記アーク光が中断し
た時に前記ワークをｉｌｌし、スリット光による画情報
を冑る画像検出部と、前記画情報から溶接線の位置ずれ
を算出する演算処理部とを具備したことを特徴とする。

〔作　用） したがって、ワークの溶接線の画情報は、アーク溶接が
中断しアーク光が消滅するときに検出されるのでアーク
光の影響を受けずに溶接線の位置ずれを検出できる。

〔実施例］ 本発明の実施例を第１図乃至第４図の図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明の溶接線検出センサの基本構成図の一例
で、第２図は各構成部分のタイミングチャートを示す図
である。

第１図において、受光素子２０は溶接トーチ２１と溶接
対象の継手２２との間で発生ずるアーク光を入射すると
、第２図（ｂ）に示す光起電力を発生する。この光起電
力は、増幅器２３で増幅され、比較器２４に入力される
。この比較器２４には、しきい値を設定する抵抗２５に
よって所定の電圧が入力しており、増幅器２３からの電
圧は抵抗２５からのしきい値の電圧と比較される。次に
比較器２４は、増幅器からの電圧がしきい値より低いと
き、すなわちアーク溶接が中断しアーク光が発生してい
ないときにはハイレベル信号を出力する（第２図（ｃ）
参照）。

カウンタ２６は、バッファ２７を介して入力する工業用
テレビカメラ＜ＩＴＶカメラ）２８の垂直同期信号（第
２図（ａ）参照）を計数し、計数値が３、つまり後述す
るアナログ−デジタル変換器３９の変換処理時間以上の
値になったとぎに出力をハイレベルにしく第２図（ｄ）
参照）、カウンタ２６の出力レベルによって切替わるス
イッチ２９をオンにさせる。スイッチ２９がオンになる
と、タイマ３０は作動して一定時間比較器２４からの出
力信号を通過させている。このときアーク光が中断して
比較器２４からハイレベルの出力信号が出力されると、
出力信号はドライバ回路３１に入力し、ドライバ回路３
１はこの出力信号（第２図（ｅ）参照）にもとづいて電
子シャッタ３２を作動させる。またタイマ３０を通過し
た出力信号は、上記カウンタ２６およびフリップフロッ
プ３３にも入力しており、カウンタ２６はハイレベルの
出力信号が入力すると、リセット状態となる。

よってカウンタ２６の出力は、ローレベルとなり、スイ
ッチ２９をオフにさする。またフリップフロップ３３は
、上記ハイレベルの出力信号が入力すると、セット状態
となり、上記フリップフロップ３３の出力端子からアン
ド回路３４に出力される出力信号は、ハイレベルに変化
する。このアンド回路３４は、フリップフロップ３３の
出力がハイレベルになったとき、すなわちアーク光が中
断したときに、ＩＴＶカメラ２８の垂直同期信号が入力
すると、アナログ−ディジタル回路３９を作動させるス
タート信号を出力する（第２図（ｇ）ところでヘリウム
−ネオンレーザ３５から出力したレーザ光は、光ファイ
バ３６および光学レンズ３７を介しスリット光として継
手２２の溶接部に照射している。このスリット光は、上
記電子シャッタ３２の作動により、スリット光以外の光
を除去する光学フィルタ３８を介し、ＩＴＶカメラ２８
に静止画像として取り込まれる。ＩＴＶカメラ２８に取
り込まれた静止画像は、カメラ内のＣＯＤイメージセン
サによって電気信号であるビデオ信号に変換され（第２
図（ｆ）参照）、アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）回路
３９に入力する。

Ａ／Ｄ回路３９は、上述したごとくアンド回路３４のス
タート信号によって作動し、入力したビデオ信号をディ
ジタル信号に変換してさらにこのディジタル信号をビデ
オメモリ４０に出力させている。そして変換処理が終了
すると、Ａ／Ｄ回路はコンバージョン信号を入出力装置
４１を介して演算処理部４２に出力するとともにフリッ
プフロップ３３にも出力し、フリップフロップをリセッ
ト状態にする。

ビデオメモリ４０に上記ディジタル信号のデータが書き
込まれて記憶されると、演算処理部４２は、上記データ
を取り込み、このデータから判定アルゴリズムよって第
３図に示すような２次元パターン（イ）をｇ　ｉ５−、
Ｊる。次に演算処理部４２は、２次元パターン（イ）を
位置すれがＯの標準パターン（ロ）と比較させ、溶接ト
ーチ２１のＸ軸、ｙ軸方向のずれを演客）シて補正母を
算出する。なお溶接トーチ２１、ＩＴＶカメラ２８およ
び光源のヘリウム−ネオンレーザ装置３５は、第４図に
示した従来例と同様、溶接時の移動に際し、互いに一定
の距離に設定されている。

またアーク光の中断時間が短かいと、比較器２４からの
出力信号はハイレベルからただちにローレベルに立下が
ってしまう。これにより電子シャッタ３２の間口時間）
ま短かくなり、Ｉ　Ｔ　’、／カメラ２８に取り込まれ
る静止画像は不鮮明となってしまい、演算処理回路４２
は溶接トーチの正確な位置ずれが検出できなくなる。そ
こで、本願では比較器２４からの出力信号をインバータ
４３で反転させた反転信号とタイマ３０を通過した出力
信号とをアンド回路４４に入力させており、アンド回路
４４は両者がハイレベルのとき、すなわちアーク光の中
断時間がタイマ３０の設定時間より矧かくタイマ３０を
通過した出力信号がハイレベルとなり、比較器２４から
の出力信号がローレベルに立下がったときに、フリップ
フロップ４５をセット状態にするセット信号を出力する
。フリップフロップ４５は、セット状態になると、エラ
ー信号（第２図＜ｈ＞参照）を入出力回路４１を介して
演算処理回路４２に出力し、演算処理回路はこのエラー
信号を入力すると取り込まれたデータによる演算を無効
とする。モして演算処理回路４２は処Ｍ　動作が終了す
ると、フリップフロップ４５にリセット信号を出力し、
フリップフロップ４５をリセット状態にさせて次の演算
処理に備える。

（発明の効果） 以上説明したように、木兄明番より−クの溶接線にスリ
ット光を照射する光源と、アーク光の中断を検出する受
光素子と、前記アーク光が中断した時に前記ワークをｌ
ｌａｍし、スリット光による画情報を得る画像検出部と
、前記画情報から溶接線の位置ずれを算出する演算処理
部とを設けたので、アーク光の影響を受けずに溶接線の
位置ずれを正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶接線検出センサの基本構成図の一例
、第２図は第１図で示した各構成部のタイミングチャー
トを示す図、第３図はスリット光の画像情報から得られ
る２次元パターンの例を示す図、第４図は従来例の概略
構成図である。 ２０・・・受光素子、２１・・・溶接トーチ、２２・・
・継手（ワーク）、２４・・・比較器、２６・・・カウ
ンタ。 ２８・・・工業用テレビカメラ、３２・・・電子シャッ
タ３５・・・ヘリウム−ネオンレーザ（光源）、４０・
・・ビデオメモリ、４２・・・演算処理部。 ！！直ｎ期 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ワークの溶接を断続的に行なうショートアーク溶接に
   おいて、 ワークの溶接線にスリット光を照射する光源と、アーク
   光の中断を検出する受光素子と、前記アーク光が中断し
   た時に前記ワークを撮像し、スリット光による画情報を
   得る画像検出部と、前記画情報から溶接線の位置ずれを
   算出する演算処理部と を具備したことを特徴とする溶接線検出センサ。