JPS6325871B2 - - Google Patents
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- JPS6325871B2 JPS6325871B2 JP57091917A JP9191782A JPS6325871B2 JP S6325871 B2 JPS6325871 B2 JP S6325871B2 JP 57091917 A JP57091917 A JP 57091917A JP 9191782 A JP9191782 A JP 9191782A JP S6325871 B2 JPS6325871 B2 JP S6325871B2
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- Japan
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- 238000004148 unit process Methods 0.000 claims 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 17
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
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
- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
- B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、自動溶接あるいは自動溶断におけ
る溶接，溶断トーチの倣い制御方法に関し、物体
面に平行でかつ被倣い線に垂直な方向，および物
体面に垂直な方向への倣い位置を、簡単かつ安価
な構成により検出することができるようにした倣
い制御方法を提供するものである。
る溶接，溶断トーチの倣い制御方法に関し、物体
面に平行でかつ被倣い線に垂直な方向，および物
体面に垂直な方向への倣い位置を、簡単かつ安価
な構成により検出することができるようにした倣
い制御方法を提供するものである。
一般に、被溶接物あるいは被切断物などの物体
を自動溶接あるいは自動溶断する場合、被倣い制
御手段である溶接トーチや溶断トーチを被倣い線
である溶接線が切断線に対する所定の倣い位置に
自動的に制御する必要がある。
を自動溶接あるいは自動溶断する場合、被倣い制
御手段である溶接トーチや溶断トーチを被倣い線
である溶接線が切断線に対する所定の倣い位置に
自動的に制御する必要がある。
ところが、従来の倣い制御方法は、たとえば複
数個の接触式倣い検出器により、それぞれ物体面
に平行および垂直な方向への倣い位置を検出し、
前記各倣い検出器からの検出信号により前記被倣
い制御手段の被倣い線に対する倣い位置を検出
し、前記倣い制御手段を検出した前記倣い位置に
制御しているため、複数個の倣い検出器が必要に
なり、構成が複雑で、大型になるという問題点が
ある。
数個の接触式倣い検出器により、それぞれ物体面
に平行および垂直な方向への倣い位置を検出し、
前記各倣い検出器からの検出信号により前記被倣
い制御手段の被倣い線に対する倣い位置を検出
し、前記倣い制御手段を検出した前記倣い位置に
制御しているため、複数個の倣い検出器が必要に
なり、構成が複雑で、大型になるという問題点が
ある。
そこで、この発明では、物体面に平行かつ前記
被倣い線に垂直な方向，および前記物体面に垂直
な方向への倣い位置を、簡単かつ安価な構成によ
り検出できるようにすることを技術的課題とす
る。
被倣い線に垂直な方向，および前記物体面に垂直
な方向への倣い位置を、簡単かつ安価な構成によ
り検出できるようにすることを技術的課題とす
る。
この発明は、前記の点に留意してなされたもの
であり、光照射装置により物体面上に塗料が塗布
されて形成された被倣い線の方向に対して直交す
る線状光束を前記物体面に斜方向から照射し、前
記光照射装置に連動して移動する撮像装置により
前記被倣い線と前記線状光束との交差部を前記物
体面に直交する方向から撮像し、前記撮像装置に
より撮像された画像を処理部により処理して前記
撮像装置の画面上の前記交差部の中心点の座標を
算出するとともに、前記両装置を前記被倣い線の
方向に移動させたときの前記中心点の座標の変動
量を算出し、算出した前記変動量により溶接トー
チ，溶断トーチ等の被倣い制御手段の前記被倣い
線に対する前記物体面に平行でかつ前記被倣い線
に垂直な方向，および前記物体面に垂直な方向へ
の倣い位置を導出することを特徴とする倣い制御
方法である。
であり、光照射装置により物体面上に塗料が塗布
されて形成された被倣い線の方向に対して直交す
る線状光束を前記物体面に斜方向から照射し、前
記光照射装置に連動して移動する撮像装置により
前記被倣い線と前記線状光束との交差部を前記物
体面に直交する方向から撮像し、前記撮像装置に
より撮像された画像を処理部により処理して前記
撮像装置の画面上の前記交差部の中心点の座標を
算出するとともに、前記両装置を前記被倣い線の
方向に移動させたときの前記中心点の座標の変動
量を算出し、算出した前記変動量により溶接トー
チ，溶断トーチ等の被倣い制御手段の前記被倣い
線に対する前記物体面に平行でかつ前記被倣い線
に垂直な方向，および前記物体面に垂直な方向へ
の倣い位置を導出することを特徴とする倣い制御
方法である。
したがつて、この発明によると、交差部の撮像
画面上の中心点の座標が処理部により算出され、
光照射装置および撮像装置を被倣い線の方向に移
動させたときの，前記中心点の座標の変動量が算
出されるとともに、前記変動量により被倣い制御
手段の被倣い線に対する倣い位置が算出され、被
倣い線が物体面に平行でかつ被倣い線に垂直な方
向，および物体面に垂直な方向に移動しても、被
倣い制御手段が常に被倣い線に対する所定の倣い
位置に制御される。
画面上の中心点の座標が処理部により算出され、
光照射装置および撮像装置を被倣い線の方向に移
動させたときの，前記中心点の座標の変動量が算
出されるとともに、前記変動量により被倣い制御
手段の被倣い線に対する倣い位置が算出され、被
倣い線が物体面に平行でかつ被倣い線に垂直な方
向，および物体面に垂直な方向に移動しても、被
倣い制御手段が常に被倣い線に対する所定の倣い
位置に制御される。
つぎに、この発明を、その１実施例を示した図
面とともに詳細に説明する。
面とともに詳細に説明する。
第１図において、１は被溶接物あるいは被切断
物などの平板状の物体、２は物体１の面上に高反
射率の塗料が塗布されて形成されたほぼ直線状の
被倣い線、３は被倣い線２の形成方向に対して直
交する線状光束４を物体１の面に斜方向から照射
する光照射装置、５は光照射装置３に連動して移
動し，被倣い線２と線状光束４との交差部６を物
体１の面に直交する方向から撮像して撮像信号を
出力し，光照射装置３とともに検出部７を構成す
るテレビカメラ等の撮像装置、８は前記撮像信号
により撮像装置５の撮像画面の各画素の輝度を２
値化して前処理信号を出力する前処理回路部、９
はモニタ用テレビジヨン受像機（以下モニタと称
す）であり、前記前処理信号が入力されて交差部
６に相当する画素のみが明るい画像を表示すると
ともに、前処理回路部８に画像信号を出力し、前
処理回路部８から前記画像信号に応じた画像デー
タを出力するようになつており、前処理回路部８
およびモニタ９により前処理部１０が構成されて
いる。
物などの平板状の物体、２は物体１の面上に高反
射率の塗料が塗布されて形成されたほぼ直線状の
被倣い線、３は被倣い線２の形成方向に対して直
交する線状光束４を物体１の面に斜方向から照射
する光照射装置、５は光照射装置３に連動して移
動し，被倣い線２と線状光束４との交差部６を物
体１の面に直交する方向から撮像して撮像信号を
出力し，光照射装置３とともに検出部７を構成す
るテレビカメラ等の撮像装置、８は前記撮像信号
により撮像装置５の撮像画面の各画素の輝度を２
値化して前処理信号を出力する前処理回路部、９
はモニタ用テレビジヨン受像機（以下モニタと称
す）であり、前記前処理信号が入力されて交差部
６に相当する画素のみが明るい画像を表示すると
ともに、前処理回路部８に画像信号を出力し、前
処理回路部８から前記画像信号に応じた画像デー
タを出力するようになつており、前処理回路部８
およびモニタ９により前処理部１０が構成されて
いる。
１１は前処理部１０からの画像データが直接書
込まれるメモリ部、１２は中央演算処理装置（以
下CPUと称す）であり、メモリ部１１に書込ま
れた画像データを読出し、前記撮像画面，すなわ
ちモニタ９の画面における交差部６の中心点の座
標を算出するとともに、検出部７を被倣い線２の
方向に移動させたときの前記中心点の座標の変動
量を算出し、算出した変動量により溶接トーチ，
溶接トーチ等の被倣い制御手段（図示せず）の被
倣い線２に対する倣い位置を導出して指令信号を
出力する。
込まれるメモリ部、１２は中央演算処理装置（以
下CPUと称す）であり、メモリ部１１に書込ま
れた画像データを読出し、前記撮像画面，すなわ
ちモニタ９の画面における交差部６の中心点の座
標を算出するとともに、検出部７を被倣い線２の
方向に移動させたときの前記中心点の座標の変動
量を算出し、算出した変動量により溶接トーチ，
溶接トーチ等の被倣い制御手段（図示せず）の被
倣い線２に対する倣い位置を導出して指令信号を
出力する。
１３は前記指令信号により前記被倣い制御手段
を移動制御する駆動部１４に制御信号を出力する
信号出力部であり、メモリ部１１、CPU１２お
よび信号出力部１３により制御部１５が構成され
るとともに、前処理部１０および制御部１５によ
り処理部１６が構成されている。
を移動制御する駆動部１４に制御信号を出力する
信号出力部であり、メモリ部１１、CPU１２お
よび信号出力部１３により制御部１５が構成され
るとともに、前処理部１０および制御部１５によ
り処理部１６が構成されている。
つぎに、前記実施例の動作について説明する。
いま、物体１を溶接する場合、光照射装置３に
より被倣い線２に直交して線状光束４を照射し、
交差部６を撮像装置５により撮像すると、撮像装
置５から撮像信号が前処理回路部８に出力される
とともに、前処理回路部８からモニタ９に前処理
信号が出力され、モニタ９の画面にたとえば第３
図に示すような画像が表示されるとともに、モニ
タ９から前処理回路部８に画像信号が出力されて
前処理回路部８から前記画像信号に応じた画像デ
ータが出力され、前記画像データがメモリ部１１
に順次書込まれるとともに、CPU１２によりメ
モリ部１１に書込まれた画像データが読出され、
CPU１２により交差部６のモニタ９の画面上に
おける中心点の座標が求められる。
より被倣い線２に直交して線状光束４を照射し、
交差部６を撮像装置５により撮像すると、撮像装
置５から撮像信号が前処理回路部８に出力される
とともに、前処理回路部８からモニタ９に前処理
信号が出力され、モニタ９の画面にたとえば第３
図に示すような画像が表示されるとともに、モニ
タ９から前処理回路部８に画像信号が出力されて
前処理回路部８から前記画像信号に応じた画像デ
ータが出力され、前記画像データがメモリ部１１
に順次書込まれるとともに、CPU１２によりメ
モリ部１１に書込まれた画像データが読出され、
CPU１２により交差部６のモニタ９の画面上に
おける中心点の座標が求められる。
ただし、被倣い線２の方向が撮像装置５の撮像
画面，すなわちモニタ９の画面の縦方向に平行に
なるように、検出部が配設されているものとす
る。
画面，すなわちモニタ９の画面の縦方向に平行に
なるように、検出部が配設されているものとす
る。
そして、前記中心点の座標の算出は、次の手順
で行なわれる。
で行なわれる。
すなわち、前記画像データに基づき、第４図に
示すように、モニタ９の画面の横軸をｘ軸，縦軸
をｙ軸とするとともに、第３図の各画素をｘ−ｙ
平面における座標で表わすことができるようにｘ
軸およびｙ軸をそれぞれｎ個，ｍ個に等分割す
る。
示すように、モニタ９の画面の横軸をｘ軸，縦軸
をｙ軸とするとともに、第３図の各画素をｘ−ｙ
平面における座標で表わすことができるようにｘ
軸およびｙ軸をそれぞれｎ個，ｍ個に等分割す
る。
さらに、第４図に示すように、たとえば第ｊ行
において、モニタ９画面の左端から交差部６の左
端の画素までのｘ軸成分がB1，交差部６のｘ軸
成分がD1，交差部６の右端からモニタ９画面の
右端までのｘ軸成分がB2すなわち（ｎ−B1−D1）
である場合に、第ｊ行におけるモニタ９画面上の
交差部６の中心点の座標Sjは Sj＝2B1＋D1−１／２ …… で表わされることになり、前記の式に従つてモ
ニタ９画面上の交差部６の上端である第ｉ行から
下端の第ｋ行までの各行の中心点の座標が計算さ
れ、（ｋ−ｉ）の値をｐとして Ｓ＝１／2p｛２・p 〓l=1 B1(l)＋p 〓l=1 D1(l)−ｐ｝ …… により、各行の中心点座標の平均値が算出され、
モニタ９画面における横方向つまりｘ軸方向の交
差部６の中心点座標が求められるとともに、前記
と同様にしてモニタ９画面における縦方向つまり
ｙ軸方向の交差部６の中心点座標が求められる。
において、モニタ９画面の左端から交差部６の左
端の画素までのｘ軸成分がB1，交差部６のｘ軸
成分がD1，交差部６の右端からモニタ９画面の
右端までのｘ軸成分がB2すなわち（ｎ−B1−D1）
である場合に、第ｊ行におけるモニタ９画面上の
交差部６の中心点の座標Sjは Sj＝2B1＋D1−１／２ …… で表わされることになり、前記の式に従つてモ
ニタ９画面上の交差部６の上端である第ｉ行から
下端の第ｋ行までの各行の中心点の座標が計算さ
れ、（ｋ−ｉ）の値をｐとして Ｓ＝１／2p｛２・p 〓l=1 B1(l)＋p 〓l=1 D1(l)−ｐ｝ …… により、各行の中心点座標の平均値が算出され、
モニタ９画面における横方向つまりｘ軸方向の交
差部６の中心点座標が求められるとともに、前記
と同様にしてモニタ９画面における縦方向つまり
ｙ軸方向の交差部６の中心点座標が求められる。
ところで、被倣い線２が直線であれば、検出部
７を被倣い線２の方向に移動させても、モニタ９
の画面に表示される交差部６の位置が移動するこ
とはなく、交差部６の位置が移動しない間は、モ
ニタ９の画面上における交差部６の中心点の座標
はほとんど変動せず、この間CPU１２により算
出される変動量は０となり、変動量〓０″を示す
指令信号がCPU１２から出力され、駆動部１４
により前記被倣い制御手段である溶接トーチは被
倣い線２方向にのみ移動され、前記溶接トーチは
物体１の面に平行でかつ被倣い線２に垂直な方
向，および物体１の面に垂直な方向に移動される
ことはない。
７を被倣い線２の方向に移動させても、モニタ９
の画面に表示される交差部６の位置が移動するこ
とはなく、交差部６の位置が移動しない間は、モ
ニタ９の画面上における交差部６の中心点の座標
はほとんど変動せず、この間CPU１２により算
出される変動量は０となり、変動量〓０″を示す
指令信号がCPU１２から出力され、駆動部１４
により前記被倣い制御手段である溶接トーチは被
倣い線２方向にのみ移動され、前記溶接トーチは
物体１の面に平行でかつ被倣い線２に垂直な方
向，および物体１の面に垂直な方向に移動される
ことはない。
つぎに、第５図ａの破線に示すように、物体１
が物体１の面に垂直な方向へ波打つた状態では、
被倣い線２も同一の方向へ移動することになり、
このように被倣い線２が物体１の面に垂直方向に
移動したときには、撮像装置５により撮像してい
る交差部６の位置が位置ＡからA′に移動し、モ
ニタ９の画面上では、同図ｂに示すように、モニ
タ９の画面の縦方向に交差部６の画像が移動す
る。
が物体１の面に垂直な方向へ波打つた状態では、
被倣い線２も同一の方向へ移動することになり、
このように被倣い線２が物体１の面に垂直方向に
移動したときには、撮像装置５により撮像してい
る交差部６の位置が位置ＡからA′に移動し、モ
ニタ９の画面上では、同図ｂに示すように、モニ
タ９の画面の縦方向に交差部６の画像が移動す
る。
また、被倣い線２が物体１の面に平行でかつ被
倣い線２に垂直な方向に歪んで移動したときに
は、モニタ９の画面上では、第６図に示すよう
に、モニタ９の画面の横方向に交差部６の画像が
移動する。
倣い線２に垂直な方向に歪んで移動したときに
は、モニタ９の画面上では、第６図に示すよう
に、モニタ９の画面の横方向に交差部６の画像が
移動する。
従つて、CPU１２により前記式から算出さ
れる移動前の交差部６の中心点座標を基準とし
て、移動後の交差部６の中心点座標と変動量が
CPU１２により算出され、算出された前記変動
量から被倣い線２に対する倣い位置が導出されて
指令信号がCPU１２から信号出力部１３に出力
されて信号出力部１３から駆動部１４に制御信号
が出力され、駆動部１４により、前記溶接トーチ
が、物体１の面に平行でかつ被倣い線２に垂直な
方向，または物体１の面に垂直な方向に移動制御
されることになり、被倣い線２が上下方向，水平
方向に移動しても前記溶接トーチが常に被倣い線
２に対する所定の倣い位置に制御され、溶接トー
チにより物体１が被倣い線２に沿つて自動溶接さ
れる。
れる移動前の交差部６の中心点座標を基準とし
て、移動後の交差部６の中心点座標と変動量が
CPU１２により算出され、算出された前記変動
量から被倣い線２に対する倣い位置が導出されて
指令信号がCPU１２から信号出力部１３に出力
されて信号出力部１３から駆動部１４に制御信号
が出力され、駆動部１４により、前記溶接トーチ
が、物体１の面に平行でかつ被倣い線２に垂直な
方向，または物体１の面に垂直な方向に移動制御
されることになり、被倣い線２が上下方向，水平
方向に移動しても前記溶接トーチが常に被倣い線
２に対する所定の倣い位置に制御され、溶接トー
チにより物体１が被倣い線２に沿つて自動溶接さ
れる。
なお、前記実施例では溶接の場合について説明
したが、物体１を溶断する場合にも適用できるの
は言うまでもない。
したが、物体１を溶断する場合にも適用できるの
は言うまでもない。
以上のように、この発明の倣い制御方法による
と、検出部としての１組の光照射装置および撮像
装置により、物体面に平行でかつ被倣い線に垂直
な方向，および物体面に垂直な方向への倣い位置
を検出することができ、簡単かつ安価な構成によ
り、溶接トーチ等の被倣い制御手段を所定の倣い
位置に制御することができ、物体の自動溶接ある
いは自動切断が可能となり、その効果は大きい。
と、検出部としての１組の光照射装置および撮像
装置により、物体面に平行でかつ被倣い線に垂直
な方向，および物体面に垂直な方向への倣い位置
を検出することができ、簡単かつ安価な構成によ
り、溶接トーチ等の被倣い制御手段を所定の倣い
位置に制御することができ、物体の自動溶接ある
いは自動切断が可能となり、その効果は大きい。
図面は、この発明の倣い制御方法の１実施例を
示し、第１図はブロツク図、第２図は第１図の物
体面に線状光束が照射された状態の斜視図、第３
図は第１図のモニタ用テレビジヨン受像機の画面
に表示された画像の一部を示す図、第４図は第１
図の中央演算処理装置により交差部の中心点座標
を求める場合の動作説明図、第５図ａは被倣い線
が物体面に垂直な方向に移動した場合の一部の正
面図、同図ｂは同図ａの場合におけるモニタ用テ
レビジヨン受像機の画面上の交差部の画像の移動
状態を示す図、第６図は被倣い線が物体面に平行
でかつ被倣い線に垂直な方向に移動した場合にお
けるモニタ用テレビジヨン受像機の画面上の交差
部の画像の移動状態を示す図である。 １…物体、２…被倣い線、３…光照射装置、４
…線状光束、５…撮像装置、６…交差部、１６…
処理部。
示し、第１図はブロツク図、第２図は第１図の物
体面に線状光束が照射された状態の斜視図、第３
図は第１図のモニタ用テレビジヨン受像機の画面
に表示された画像の一部を示す図、第４図は第１
図の中央演算処理装置により交差部の中心点座標
を求める場合の動作説明図、第５図ａは被倣い線
が物体面に垂直な方向に移動した場合の一部の正
面図、同図ｂは同図ａの場合におけるモニタ用テ
レビジヨン受像機の画面上の交差部の画像の移動
状態を示す図、第６図は被倣い線が物体面に平行
でかつ被倣い線に垂直な方向に移動した場合にお
けるモニタ用テレビジヨン受像機の画面上の交差
部の画像の移動状態を示す図である。 １…物体、２…被倣い線、３…光照射装置、４
…線状光束、５…撮像装置、６…交差部、１６…
処理部。
Claims (1)
- １ 光照射装置により物体面上に塗料が塗布され
て形成された被倣い線の方向に対して直交する線
状光束を前記物体面に斜方向から照射し、前記光
照射装置に連動して移動する撮像装置により前記
被倣い線と前記線状光束との交差部を前記物体面
に直交する方向から撮像し、前記撮像装置により
撮像された画像を処理部により処理して前記撮像
装置の画面上の前記交差部の中心点の座標を算出
するとともに、前記両装置を前記被倣い線の方向
に移動させたときの前記中心点の座標の変動量を
算出し、算出した前記変動量により溶接トーチ，
溶断トーチ等の被倣い制御手段の前記被倣い線に
対する前記物体面に平行でかつ前記被倣い線に垂
直な方向，および前記物体面に垂直な方向への倣
い位置を導出することを特徴とする倣い制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191782A JPS58209481A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 倣い制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191782A JPS58209481A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 倣い制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58209481A JPS58209481A (ja) | 1983-12-06 |
| JPS6325871B2 true JPS6325871B2 (ja) | 1988-05-27 |
Family
ID=14039929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9191782A Granted JPS58209481A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 倣い制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58209481A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60186355A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-21 | Nippon Steel Corp | 白線位置検出装置 |
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1982
- 1982-05-28 JP JP9191782A patent/JPS58209481A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58209481A (ja) | 1983-12-06 |
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