JPS63207474A - 溶接開始点検出方法 - Google Patents
溶接開始点検出方法Info
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- JPS63207474A JPS63207474A JP3878687A JP3878687A JPS63207474A JP S63207474 A JPS63207474 A JP S63207474A JP 3878687 A JP3878687 A JP 3878687A JP 3878687 A JP3878687 A JP 3878687A JP S63207474 A JPS63207474 A JP S63207474A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶接用ロボット手首先端に取り付けた工業用
テレビカメラ等の撮像装置を用いて溶接開始点を検出す
る方法に関する。
テレビカメラ等の撮像装置を用いて溶接開始点を検出す
る方法に関する。
一般に溶接ロボットの制御点は、手首部に装着した溶接
トーチ先端より供給される電極ワイヤの先端である。そ
して、所望の長さの電極ワイヤ先端が所望の軌跡をたど
るように、軌跡制御、軌跡修正制御が行われる。
トーチ先端より供給される電極ワイヤの先端である。そ
して、所望の長さの電極ワイヤ先端が所望の軌跡をたど
るように、軌跡制御、軌跡修正制御が行われる。
溶接を開始するには、現在の溶接ロボットのワイヤの位
置を検出することがまず必要である。この溶接開始点を
検出する方法には、溶接用ワイヤをワークにタッチさせ
てワークのズレを検出する方法、あるいは、レーザ光を
用い、ロボットとワーク間の距離を監視することにより
、溶接開始点を検出する方法がある。
置を検出することがまず必要である。この溶接開始点を
検出する方法には、溶接用ワイヤをワークにタッチさせ
てワークのズレを検出する方法、あるいは、レーザ光を
用い、ロボットとワーク間の距離を監視することにより
、溶接開始点を検出する方法がある。
しかしながら、前者のワイヤをワークにタッチさせる方
法は、溶接用ワイヤの先端の状態に左右されるため、ｌ
ｍｍ以内の精度でワークのズレを検出することは難し
い。
法は、溶接用ワイヤの先端の状態に左右されるため、ｌ
ｍｍ以内の精度でワークのズレを検出することは難し
い。
また、レーザ光による方法の場合、システムが高価であ
り、セツティングは非常に微妙である。
り、セツティングは非常に微妙である。
このため、ロボット用センサとして現場で利用するのは
難しい。
難しい。
このような問題点を解決するために、本出願人は、第５
図に示す構成の溶接開始点検出システムについて先に開
発を行い、既に出願をしたく特願昭６１−２４０１１６
号）。
図に示す構成の溶接開始点検出システムについて先に開
発を行い、既に出願をしたく特願昭６１−２４０１１６
号）。
これは、ロボットの手首部２１に溶接トーチ２２と光源
２３とを取り付けて溶接トーチ２２の先端から繰り出さ
れるワイヤ２４の先端直上から光源２３によりワイヤ２
４を照射し、光源２３によるワイヤ２４の影をＣＣＤカ
メラ２５によって撮像するようにしたものである。ＣＣ
Ｄカメラ２５はロボットの手首部２１に取り付けられ、
ワイヤ２４に近接して配置されたレンズ系２６により撮
像したワイヤ２４の影は、光ファイバー２７によってＣ
ＣＤカメラ２５に伝送するようにしたものである。
２３とを取り付けて溶接トーチ２２の先端から繰り出さ
れるワイヤ２４の先端直上から光源２３によりワイヤ２
４を照射し、光源２３によるワイヤ２４の影をＣＣＤカ
メラ２５によって撮像するようにしたものである。ＣＣ
Ｄカメラ２５はロボットの手首部２１に取り付けられ、
ワイヤ２４に近接して配置されたレンズ系２６により撮
像したワイヤ２４の影は、光ファイバー２７によってＣ
ＣＤカメラ２５に伝送するようにしたものである。
このような先の提案によるシステムでは、ワイヤ２４の
影を伝送する光ファイバー２７が、溶接トーチ２２及び
光源２３を取り付けている軸とは別の軸に取り付けられ
ているため、ＣＣＤカメラ２５と光源２３と溶接トーチ
２２との相対位置が光フアイバー軸を動かすことにより
変化することになる。このため、ＣＣＤカメラ２５で撮
像したワイヤ２４の画像上の位置と実際の位置が変化し
、画像上で求めた距離と実際の距離との比がポイント毎
に変化することになる。また、この方式においては、ワ
イヤの長さを管理する必要があるため、ワイヤインチン
グをして、実際のワイヤ長さを一定に保つ必要があった
。
影を伝送する光ファイバー２７が、溶接トーチ２２及び
光源２３を取り付けている軸とは別の軸に取り付けられ
ているため、ＣＣＤカメラ２５と光源２３と溶接トーチ
２２との相対位置が光フアイバー軸を動かすことにより
変化することになる。このため、ＣＣＤカメラ２５で撮
像したワイヤ２４の画像上の位置と実際の位置が変化し
、画像上で求めた距離と実際の距離との比がポイント毎
に変化することになる。また、この方式においては、ワ
イヤの長さを管理する必要があるため、ワイヤインチン
グをして、実際のワイヤ長さを一定に保つ必要があった
。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、カメラ、光源及び溶接トーチの相対位置が変
化せず、またワイヤインチングを必要とせずに高精度の
溶接開始点位置の検出を可能とし、併せてシステムを安
価に構成することを目的としている。
のであり、カメラ、光源及び溶接トーチの相対位置が変
化せず、またワイヤインチングを必要とせずに高精度の
溶接開始点位置の検出を可能とし、併せてシステムを安
価に構成することを目的としている。
この目的を達成するため、本発明の溶接開始点検出方法
は、溶接用ロボット手首先端に取り付けた撮像装置によ
って溶接開始部の画像を取り込み、その画像データを画
像処理して溶接線、溶接ワイヤの影の位置を検出し、こ
のワイヤの影の位置から溶接開始点を検出することを特
徴とする。
は、溶接用ロボット手首先端に取り付けた撮像装置によ
って溶接開始部の画像を取り込み、その画像データを画
像処理して溶接線、溶接ワイヤの影の位置を検出し、こ
のワイヤの影の位置から溶接開始点を検出することを特
徴とする。
溶接開始点を検出するに際し、画像上の距離と実際の距
離の関係式を求めて、検出精度を向上させることができ
る。
離の関係式を求めて、検出精度を向上させることができ
る。
本発明においては、第１図に示すように、ロボット１の
手首先端に工業用テレビカメラ２．光源４、トーチ８を
取り付けた後、ワイヤエクステンションを最適長にセッ
トする。工業用テレビカメラ２からの画像信号は検出制
御装置５内で画像処理され、その画像データの中から溶
接線、溶接ワイヤ３の影の位置を検出し、ワイヤ３先端
の画像位置、ワイヤ３とワイヤの影１２との相対関係を
記憶させる。実際の検出動作時では、ロボット制御装置
６において、前記記憶したワイヤ３先端位置を利用して
演算させることにより、ワイヤ３の燃え上がり等による
長さの変化に対しても対応することができる。画像デー
タはＣＲＴ７に表示され、モニターできるようにしてい
る。
手首先端に工業用テレビカメラ２．光源４、トーチ８を
取り付けた後、ワイヤエクステンションを最適長にセッ
トする。工業用テレビカメラ２からの画像信号は検出制
御装置５内で画像処理され、その画像データの中から溶
接線、溶接ワイヤ３の影の位置を検出し、ワイヤ３先端
の画像位置、ワイヤ３とワイヤの影１２との相対関係を
記憶させる。実際の検出動作時では、ロボット制御装置
６において、前記記憶したワイヤ３先端位置を利用して
演算させることにより、ワイヤ３の燃え上がり等による
長さの変化に対しても対応することができる。画像デー
タはＣＲＴ７に表示され、モニターできるようにしてい
る。
画像上の距離と実際の距離との間には、ずれがあるため
、これらの間の関係式を予め求めておくことで、検出精
度を向上させることができる。
、これらの間の関係式を予め求めておくことで、検出精
度を向上させることができる。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
第２図は溶接線付近の拡大図であり、ロボット１の手首
１ａ先端に工業用テし・ビカメラ２及び光源４が取り付
けられている。図中８はトーチ、９はワーク、１０及び
１１はワーク９の下板及び上板、βは溶接線である。前
記テレビカメラ２で撮像した溶接開始点近傍の画像は第
３図のようになる。ワイヤ３の先端から溶接線ｌまでの
距離Ｘは画像上ではＸに対応し、ワイヤ３の先端から下
板１０までの距離２は画像上ではワイヤ３とワイヤの影
１２の距離Ｚに対応する。そこで実距離ｘ、ｚと画像上
の距離Ｘ、Ｚとの対応関係を求めることにより、画像上
の距離Ｘ、ｚから実距＠Ｘ、Ｚを求めることが可能とな
る。
１ａ先端に工業用テし・ビカメラ２及び光源４が取り付
けられている。図中８はトーチ、９はワーク、１０及び
１１はワーク９の下板及び上板、βは溶接線である。前
記テレビカメラ２で撮像した溶接開始点近傍の画像は第
３図のようになる。ワイヤ３の先端から溶接線ｌまでの
距離Ｘは画像上ではＸに対応し、ワイヤ３の先端から下
板１０までの距離２は画像上ではワイヤ３とワイヤの影
１２の距離Ｚに対応する。そこで実距離ｘ、ｚと画像上
の距離Ｘ、Ｚとの対応関係を求めることにより、画像上
の距離Ｘ、ｚから実距＠Ｘ、Ｚを求めることが可能とな
る。
対応関係α、βを求める方法のフローを第４図に示す。
すなわち、画像上の距離ｘ、ｚを測定した後、ロボット
を溶接線βよりΔＸだけ水平移動し、その移動に伴う画
像上での移動距離ΔＸを測定する。これより、α＝ΔＸ
／ΔＸを求める。次に、ロボットを垂直方向にΔ２だけ
移動し、画像上での移動距離ΔＺを測定して同様にβ＝
Δ２／ΔＺを求める。
を溶接線βよりΔＸだけ水平移動し、その移動に伴う画
像上での移動距離ΔＸを測定する。これより、α＝ΔＸ
／ΔＸを求める。次に、ロボットを垂直方向にΔ２だけ
移動し、画像上での移動距離ΔＺを測定して同様にβ＝
Δ２／ΔＺを求める。
このようにして対応関係α、βを求めることにより、検
出制御装置５は、画像距離Ｘ、Ｚから実距離Ｘ−αＸＸ
、ｚ＝β×Ｚを求め、ロボット制御装置６に伝達するこ
とができる。
出制御装置５は、画像距離Ｘ、Ｚから実距離Ｘ−αＸＸ
、ｚ＝β×Ｚを求め、ロボット制御装置６に伝達するこ
とができる。
ロボット制御装置６は、伝達された実距離に補正を行い
、ロボット１を移動させる。この補正量としては、前記
の演算により求めた位置と、作業者が実際に開始点検出
動作を実行させ、作業者が意図している開始点位置との
差を入力する。
、ロボット１を移動させる。この補正量としては、前記
の演算により求めた位置と、作業者が実際に開始点検出
動作を実行させ、作業者が意図している開始点位置との
差を入力する。
具体的な作業フローを第６図（ａ）に示す。同図におい
て、ロボット手首先端に工業用テレビカメラ。
て、ロボット手首先端に工業用テレビカメラ。
光源、トーチをセットする。ワイヤエクステンションを
最適長さにセットした後、ワイヤ先端の位置座標（ポイ
ントＡのｘ、ｙ座標）、ワイヤとワイヤの影の相対関係
（ポイントＢ、Ｃの傾きとポイントＢＯＸ座標）を記憶
する（第６図（ｂ）参照）。相対関係α、βを第４図の
フローに従って測定する。ワイヤの影の根元に検出用の
ウィンドウを設定しく第６図（Ｃ）参照）、開始点検出
動作を行い、補正量を測定して入力を行う。
最適長さにセットした後、ワイヤ先端の位置座標（ポイ
ントＡのｘ、ｙ座標）、ワイヤとワイヤの影の相対関係
（ポイントＢ、Ｃの傾きとポイントＢＯＸ座標）を記憶
する（第６図（ｂ）参照）。相対関係α、βを第４図の
フローに従って測定する。ワイヤの影の根元に検出用の
ウィンドウを設定しく第６図（Ｃ）参照）、開始点検出
動作を行い、補正量を測定して入力を行う。
次に、開始点検出動作フローを第７図（ａ）に示す。
まず、ロボット手首先端を開始点検出位置に移動させ、
画像を取り込む。ウィンドウ内でワイヤの影の位置りを
検出し、記憶した相対関係より計算し、仮想点Ｅを検出
する。記憶したワイヤ先端ＡとＥの距離Ｚを測定する。
画像を取り込む。ウィンドウ内でワイヤの影の位置りを
検出し、記憶した相対関係より計算し、仮想点Ｅを検出
する。記憶したワイヤ先端ＡとＥの距離Ｚを測定する。
次に、記憶したワイヤ先端部と溶接線の距離Ｘを測定す
る。測定したＺ。
る。測定したＺ。
Ｘと予め求めておいた対応関係α、βより、実際の距離
を計算し、補正量より、ロボットの移動距離を計算して
、ロボットを開始点位置に移動させる。
を計算し、補正量より、ロボットの移動距離を計算して
、ロボットを開始点位置に移動させる。
このときのテレビカメラの画像を第７図（ｂ）に示す。
以上に説明したように、本発明においては、工業用テレ
ビカメラ等の撮像装置をロボットの手首先端部に設け、
画像処理によってワイヤの影の位置を検出し、これによ
り溶接開始点を検出するようにしている。このように、
ワイヤの影を利用することにより、テレビカメラからの
高さ方向の情報を得ることが可能である。また、テレビ
カメラを利用することにより、ロボット付属装置にメカ
ニカルな駆動部がないため信頼性が高くなる。本発明の
方式では、レーザ光を利用した場合のようにワイヤ先端
とセンサのオフセットが存在しないため、調整が容易で
ある。また、従来のワイヤアース法のようなサーチ動作
が必要でないため、高速検出が可能である。
ビカメラ等の撮像装置をロボットの手首先端部に設け、
画像処理によってワイヤの影の位置を検出し、これによ
り溶接開始点を検出するようにしている。このように、
ワイヤの影を利用することにより、テレビカメラからの
高さ方向の情報を得ることが可能である。また、テレビ
カメラを利用することにより、ロボット付属装置にメカ
ニカルな駆動部がないため信頼性が高くなる。本発明の
方式では、レーザ光を利用した場合のようにワイヤ先端
とセンサのオフセットが存在しないため、調整が容易で
ある。また、従来のワイヤアース法のようなサーチ動作
が必要でないため、高速検出が可能である。
さらに、カメラ、光源及び溶接トーチの相対位置関係が
常に一定であるため、始めにワイヤの長さを最適にした
状態で、ワイヤの位置、ワイヤの影の傾きθ、ワイヤの
影とワイヤの距離の比α、溶接線とワイヤの距離の比β
を求めることができる。実際の開始点検出の場合は、ワ
イヤの影の根元にウィンドウを設定し、θより仮想点を
検出できるため、ワイヤの長さを一定に保つ必要がない
。
常に一定であるため、始めにワイヤの長さを最適にした
状態で、ワイヤの位置、ワイヤの影の傾きθ、ワイヤの
影とワイヤの距離の比α、溶接線とワイヤの距離の比β
を求めることができる。実際の開始点検出の場合は、ワ
イヤの影の根元にウィンドウを設定し、θより仮想点を
検出できるため、ワイヤの長さを一定に保つ必要がない
。
したがって、特願昭６１−２４０１１６号で提案した方
法のように、ワイヤインチングを行う必要がない。
法のように、ワイヤインチングを行う必要がない。
第１図は本発明を実施する装置の概要を示すブロック図
、第２図はロボット手首回りの要部拡大図、第３図はテ
レビ画像の説明図、第４図は本発明のフローチャート、
第５図は本出願人が先の出願において開示したシステム
の概略図、第６図は本発明による作業フロー図、第７図
は本発明の開始点検出動作フロー図である。 １：ロボット ２：工業用テレビカメラ３：溶接ワ
イヤ ４：光源 ５：検出制御装置 ６：ロボツト制御装置７：ＣＲＴ
８：） −チ９：ワーク
１０：下板 １１：上板 １２：ワイヤの影特許出願人
株式会社 安用電機製作所代 理 人
小 堀 益 （ほか２名）第１図 第２図 第３ 第４図
、第２図はロボット手首回りの要部拡大図、第３図はテ
レビ画像の説明図、第４図は本発明のフローチャート、
第５図は本出願人が先の出願において開示したシステム
の概略図、第６図は本発明による作業フロー図、第７図
は本発明の開始点検出動作フロー図である。 １：ロボット ２：工業用テレビカメラ３：溶接ワ
イヤ ４：光源 ５：検出制御装置 ６：ロボツト制御装置７：ＣＲＴ
８：） −チ９：ワーク
１０：下板 １１：上板 １２：ワイヤの影特許出願人
株式会社 安用電機製作所代 理 人
小 堀 益 （ほか２名）第１図 第２図 第３ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、溶接用ロボット手首先端に取り付けた撮像装置によ
って溶接開始部の画像を取り込み、その画像データを画
像処理して溶接線、溶接ワイヤの影の位置を検出し、こ
のワイヤの影の位置から溶接開始点を検出することを特
徴とする溶接開始点検出方法。 ２、画像上の距離と実際の距離の関係式を求め、この関
係式で画像上のワイヤの影の位置を修正することにより
溶接開始点を検出することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の溶接開始点検出方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3878687A JPS63207474A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 溶接開始点検出方法 |
| US07/187,664 US4951218A (en) | 1986-07-15 | 1987-07-15 | Positional information detecting method in arc welding |
| DE8787904730T DE3786447D1 (de) | 1986-07-15 | 1987-07-15 | Verfahren der ortungsdaten in bogenschweissen. |
| PCT/JP1987/000517 WO1988000508A1 (en) | 1986-07-15 | 1987-07-15 | Method of detecting position data in arc welding |
| EP87904730A EP0275322B1 (en) | 1986-07-15 | 1987-07-15 | Method of detecting position data in arc welding |
| US07/545,320 US5038292A (en) | 1986-07-15 | 1990-06-27 | Positional information detecting method in arc welding |
| US07/545,323 US5040125A (en) | 1986-07-15 | 1990-06-27 | Positional information detecting method in arc welding |
| US07/546,621 US5040124A (en) | 1986-07-15 | 1990-06-27 | Positional information detecting method in arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3878687A JPS63207474A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 溶接開始点検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63207474A true JPS63207474A (ja) | 1988-08-26 |
| JPH0416273B2 JPH0416273B2 (ja) | 1992-03-23 |
Family
ID=12534984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3878687A Granted JPS63207474A (ja) | 1986-07-15 | 1987-02-20 | 溶接開始点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63207474A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02205260A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 端栓自動溶接装置 |
| JP2006247693A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | ワイヤ狙い位置制御方法及び位置制御装置 |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3878687A patent/JPS63207474A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02205260A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 端栓自動溶接装置 |
| JP2006247693A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | ワイヤ狙い位置制御方法及び位置制御装置 |
| JP4665243B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2011-04-06 | 中央精機株式会社 | ワイヤ狙い位置制御方法及び位置制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0416273B2 (ja) | 1992-03-23 |
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