JPS63252678A - 溶接ロボツト用溶接線検出装置 - 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、溶接ロボットに適用される溶接線の検出装置
に関する。

〔従来の技術〕

ティーチ夾ングブレイバック方式の溶接ロボットでは、
ティーチ翫ングされた溶接線の軌跡に沿って溶接トーチ
が移動されるが、被溶接体（以下、ワークという）のセ
ツティング誤差、ワークの開先加工誤差、溶接中の熱歪
み等のため、ワークの溶接線とティーチ＼ングされた溶
接線の軌跡とにずれを生じていることがある。

そこで、いわゆるアークセンサを用いて上記ずれを検出
し、このずれが補正されるように溶接トーチの位置を補
正して該トーチを溶−接線に倣わす制御が実施されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記アークセンサは、ウィービング溶接を行な
う場合しか適用できず、このため溶接の形態が限定され
るという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、平面状の光を投射して溶接線に交差する輝
線をワーク上面に形成する投光手段と、溶接アークの休
止期間を得るべく、溶接トーチにパルス状の電圧を印加
する電源と、少なくとも上記溶接線と輝線との交差部位
が視野内に入るように配設した視覚センサと、上記溶接
アークの休止期間における上記視覚センサの出力画像に
基づいて上記溶接線の位置を求める画像処理手段とが備
えられている。

〔作用〕

上記構成によれば、溶接アークの休止期間における視覚
センサの画像から溶接線の位置が検出される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に係る溶接線検出装置の一実施例を示
した概念図である。

この実施例に係る溶接線検出装置は、平面状のレーザ光
１を投射して溶接線２に交差する輝線３をワーク４の上
面に形成するレーザ投光器５と、溶接トーチ６に第３図
（ａ）に示すようなパルス状の電圧を印加する溶接電源
７と、少なくとも上記溶接線２と輝線３との交差部位が
視野内に入るように配設されたテレビカメラ８と、この
カメラ８より出力される画像信号を処理する画像処理回
路９とを備えている。

この実施例で使用されている上記レーザ投光器５は、内
蔵するレーザ発振器の出力光をスリット５ａに通すこと
によって平面状のレーザ光を得ている。そしてこの投光
器５は、テレビカメラ８とともに図示されていないロボ
ットのアーム先端もしくは手首軸の適所に配置されてい
る。

なお、上記平面状のレーザ光１は、レーザ発振器の出力
光を円筒状レンズに通すことによっても得ることができ
る。

いま、第３図（ａ）に示す電源７の出力電圧が溶接トー
チ６に印加されると、該電圧が“Ｈｏの状態にあるとき
、同図（ｂ）に示すようなアーク電流が流れる。そして
アーク電流が流れているときに溶接線２に対して溶接が
施こされ、その際アーク光を生じる。

上記アーク光はきわめて輝度が高く、したがってこのア
ーク光の発生時においてテレビカメラ８は輝線３を捕え
ることができない。

上記画像処理回路９は、電源７の出力電圧に同期した信
号を該電源より入力し、この電源７の出力電圧が“Ｌ“
である期間のみテレビカメラ８からの画像信号を人力す
る作用をなす。つまりこの処理回路９では、アーク光の
休止時に上記画像信号が取り込まれる。

第２図は、上記アーク光の休止時にテレビカメラ８によ
って得られる画像を例示している。同図に示すようにテ
レビカメラ８では、平面状レーザ光１に基づく輝線３が
溶接線２の部分で折れ曲がった形で撮像される。これは
、ワーク４における上方の非溶接体が溶接線２の部分で
段部を形成しているからである。

画像処理回路９は、同図に示す画像に基づいて、画面上
における輝線３の折曲点Ｐの座標、つまり溶接線２の位
置を求め、さらにこの位置とコントローラ１０より与え
られるカメラ８の現在位置とに基づいて溶接線２に対す
るトーチ６の位置ずれ量を求める。そして、この位置ず
れ量を示す信号をコントローラ１０に入力する。

なお、Ｐ点を求めるための画像処理は公知であるので、
ここではその説明を省略する。

コントローラ１０は、画像処理回路９からの入力信号に
基づいて溶接線２に対するトーチ６のずれが補正される
ようにロボット機構部の各軸についてのサーボモータ（
図示せず）を制御し、これによりトーチ６の先端が実際
の溶接線２上に位置される。

かくして、トーチ６の移動中、該トーチ６のずれ補正が
継続して行なわれ、この結果、上記トーチ６は溶接ｖＡ
２に倣って移動される。

第３図（ａ）に示したパルス状電源電圧の周期Ｔは、溶
接の品質と画像処理の双方に支障をきたさないように、
つまり安定したアークが確保され、かつアークの休止期
間が確保されるように設定される。

なお、この実施例では、上記周期Ｔを３１１ｓ〜２０＋
ｍｓ（パルス周波数５０Ｈｚ　〜３５０Ｈｚ）に設定す
ることにより良好な結果を得て・する。

上記実施例では、テレビカメラ８をロボット機構部に配
設しているが、これをロボットとは別体に配設すること
も可能であり、この場合、テレビカメラ８は、溶接線２
全域が視野内に入るように固定配設される。

そして、画像処理回路９では、固定配設されたテレビカ
メラ６の画面における溶接線の位置（前記Ｐ点の座標）
が検出され、さらにこの位置とロボットコントローラ１
０より入力されるトーチ６の現在位置とに基づいて、溶
接線２に対するトーチ６のずれ量か演算される。

なお、レーザ投光器５をロボット機構部と別４．１に設
けることも可能であり、その場合、該投光器５は適宜な
移動手段によりトーチ６と同方向に等速で移動される。

本発明はＬ形開先やＶ形開先等、他の開先形状を有する
ワークの溶接時にもを効に適用することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、視覚センサの画像に基づいて溶接線の
位置を検出すること、すなわち、前述したアークセンサ
のようにトーチをウィービングさせることなく溶接線の
位置を検出することができる。したがって、ウィービン
グ溶接以外の溶接形態を採用する場合でもトーチの倣い
制御が可能となる利便が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶接線検出装置の一実施例を示し
た概念図、第２図はテレビカメラによって得られる画像
の一例を示した図、第３図は電源の出力電圧および出力
電流の波形を例示した波形図である。 １・・・平面状レーザ光、２・・・溶接線、３・・・輝
線、４・・・ワーク、５・・・レーザ投光器、６・・・
溶接トーチ、７・・・電源、８・・・テレビカメラ、９
・・・画像処理回路、１０・・・ロボットコントローラ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 平面状の光を投射して溶接線に交差する輝線をワーク上
   面に形成する投光手段と、 溶接アークの休止期間を得るべく、溶接トーチにパルス
   状の電圧を印加する溶接電源と、 少なくとも上記溶接線と輝線との交差部位が視野内に入
   るように配設した視覚センサと、 上記溶接アークの休止期間における上記視覚センサの出
   力画像に基づいて上記溶接線の位置を求める画像処理手
   段 とを備えてなる溶接ロボット用溶接線検出装置。