JP2007185700A - 溶接制御方法及び溶接装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】視覚センサで撮影した被溶接部材の溶融池及びその近傍の画像からトーチ揺動の左右端部の画像32を抽出し、抽出した左右端部の画像32を合成して仮想溶融池画像36を有する合成画像35を作成し、仮想溶融池画像36の左端点LPと右端点RPとの間の距離を揺動幅特徴量として算出して開先幅変動に対するトーチ揺動パターンの追従(適応)制御を適切に行う。また、電極画像34の先端中心点WPから仮想溶融池画像36の左端点LPと右端点RPの中央点までの距離を揺動中心特徴量として算出し、算出した揺動中心特徴量を用いて開先中心線倣い制御を適切に行う。
【選択図】 図4
Description
δw=K1*(L1−L1o) (1)
ΔW=Σδw (2)
Wt=Wto+ΔW (3)
ΔC=K1*L2 (4)
ΔVw1={(−Ho*Δw)/(So+Ho*ΔW)}*Vwo (5)
δv=K2*(L3−L3o) (6)
ΔVw2=Σδv (7)
この溶接速度の2次補正量ΔVw2を算出する溶融池高さ特徴量L3が所定のビード高さを維持するときの基準溶融池幅高さL3oより大きくなることは溶着量が多すぎることを意味し、逆に溶融池高さ特徴量L3が基準溶融池幅高さL3oより小さくなることは溶着量が少なすぎることを意味するから、この溶着量を適正に制御するため溶融池高さ特徴量L3を使用して溶接速度の2次補正量ΔVw2を求める。
5;トーチ上下移動機構部、6;トーチ左右移動機構部、7;被溶接部材、
8;移動台車、9;溶接電源、10;溶接制御装置、11;溶接ビード、
12;溶融池、13;画像処理部、14;演算処理部、15;駆動制御部、
16;標準値記憶部、17;画像合成処理部、18;特徴点抽出部、
19;揺動幅特徴量算出部、20;揺動中心特徴量算出部、
21;溶融池高さ特徴量算出部、22;開先幅変化量演算部、23;揺動幅演算部、
24;揺動中心補正量演算部、25;溶接速度1次補正量演算部、
26;溶接速度2次補正量演算部、27;溶接速度演算部、28;溶接速度制御部、
29;揺動制御部、35;合成画像、36;仮想溶融池画像。
Claims (3)
- 被溶接部材の溶融池及びその近傍を視覚センサで撮影し、撮影した画像からトーチ揺動の左右端部の画像を抽出する工程と、
抽出した左右端部の画像を合成して仮想溶融池画像を有する合成画像を作成する工程と、
作成した合成画像に含まれる仮想溶融池画像の左端点と右端点及び電極画像の先端中心点を特徴点として抽出する工程と、
抽出した仮想溶融池画像の左端点と右端点との間の距離を揺動幅特徴量として算出し、抽出した電極画像の先端中心点から仮想溶融池画像の左端点と右端点の中央点までの距離を揺動中心特徴量として算出し、左右の溶融池画像の先端から抽出した仮想溶融池画像の左端点と右端点までの距離を溶融池高さ特徴量として算出する工程と、
算出した揺動幅特徴量を用いて実際のトーチ揺動幅とを算出する工程と、
算出した揺動中心特徴量を用いて揺動中心補正量を算出する工程と、
算出した揺動幅特徴量と溶融池高さ特徴量を用いて実際の溶接速度を算出する工程と、
算出した溶接速度により溶接トーチに移動速度を制御し、算出したトーチ揺動幅と揺動中心補正量とにより溶接トーチの揺動パターンを制御する工程を有することを特徴とする溶接制御方法。 - 被溶接部材の溶融池及びその近傍を視覚センサで撮影し、撮影した画像からトーチ揺動の左右端部の画像を抽出する工程と、
抽出した左右端部の画像を合成して仮想溶融池画像を有する合成画像を作成する工程と、
作成した合成画像に含まれる仮想溶融池画像の左端点と右端点及び電極画像の先端中心点を特徴点として抽出する工程と、
抽出した仮想溶融池画像の左端点と右端点との間の距離を揺動幅特徴量として算出し、抽出した電極画像の先端中心点から仮想溶融池画像の左端点と右端点の中央点までの距離を揺動中心特徴量として算出し、左右の溶融池画像の先端から抽出した仮想溶融池画像の左端点と右端点までの距離を溶融池高さ特徴量として算出する工程と、
算出した揺動幅特徴量とあらかじめ記憶された基準揺動幅特徴量及び視覚センサで撮影した画像の実寸法倍率を用いて各サンプリング期間毎に開先幅の変化量を算出し、算出した各サンプリング期間毎の開先幅の変化量から標準開先幅に対する実際の開先幅の変化量を算出する工程と、
算出した開先幅の変化量とあらかじめ記憶された基準トーチ揺動幅とを用いて実際のトーチ揺動幅を算出する工程と、
算出した揺動中心特徴量と視覚センサで撮影した画像の実寸法倍率を用いて揺動中心補正量を算出する工程と、
算出した開先幅の変化量とあらかじめ記憶した基準ビード断面積と基準ビード厚さ及基準溶接速度を用いて溶接速度1次補正量を算出する工程と、
算出した溶融池高さ特徴量とあらかじめ記憶した基準溶融池高さから各サンプリング期間毎の溶接速度の2次補正量を算出する工程と、
算出した溶接速度1次補正量と溶接速度の2次補正量とあらかじめ記憶した基準溶接速度から実際の溶接速度を算出する工程と、
算出した溶接速度により溶接トーチの移動速度を制御し、算出したトーチ揺動幅と揺動中心補正量とにより溶接トーチの揺動パターンを制御する工程を有することを特徴とする溶接制御方法。 - 視覚センサと溶接制御装置を有し、
前記視覚センサは、被溶接部材の溶融池及びその近傍を撮影し、
前記溶接制御装置は、演算処理部及び駆動制御部を有し、
前記演算処理部は、画像合成処理部と特徴点抽出部と特徴量算出部と開先幅変化量演算部と揺動幅演算部と揺動中心補正量演算部と溶接速度1次補正量演算部と溶接速度2次補正量演算部及び溶接速度演算部とを有し、
前記画像合成処理部は、前記視覚センサで撮影した画像からトーチ揺動の左右端部の画像を抽出し、抽出した左右端部の画像を合成して仮想溶融池画像を有する合成画像を作成し、
前記特徴点抽出部は、前記画像合成処理部で作成した合成画像に含まれる仮想溶融池画像の左端点と右端点及び電極画像の先端中心点を特徴点として抽出し、
前記特徴量算出部は、前記特徴点抽出部で抽出した仮想溶融池画像の左端点と右端点との間の距離を揺動幅特徴量として算出し、電極画像の先端中心点から仮想溶融池画像の左端点と右端点の中央点までの距離を揺動中心特徴量として算出し、左右の溶融池画像の先端から抽出した仮想溶融池画像の左端点と右端点までの距離を溶融池高さ特徴量として算出し、
前記開先幅変化量演算部は、前記特徴量算出部で算出した揺動幅特徴量とあらかじめ記憶された基準揺動幅特徴量及び視覚センサで撮影した画像の実寸法倍率を用いて各サンプリング期間毎に開先幅の変化量を算出し、算出した各サンプリング期間毎の開先幅の変化量から標準開先幅に対する実際の開先幅の変化量を算出し、
前記揺動幅演算部は、前記開先幅変化量演算部で算出した開先幅の変化量とあらかじめ記憶された基準トーチ揺動幅とから実際のトーチ揺動幅を算出し、
前記揺動中心補正量演算部は、前記特徴量算出部で算出した揺動中心特徴量と視覚センサで撮影した画像の実寸法倍率を用いて揺動中心補正量を算出し、
前記溶接速度1次補正量演算部は、前記開先幅変化量演算部で算出した実際の開先幅変化量とあらかじめ記憶した基準ビード断面積と基準ビード厚さ及基準溶接速度を用いて溶接速度1次補正量を算出し、
前記溶接速度2次補正量演算部は、前記特徴量算出部で算出した溶融池高さ特徴量とあらかじめ記憶した基準溶融池高さから各サンプリング期間毎の溶接速度の変化量を算出し、算出した各サンプリング期間毎の溶接速度の変化量から溶接速度の2次補正量を算出し、
前記溶接速度演算部は、前記溶接速度1次補正量演算部で算出した溶接速度1次補正量と前記溶接速度2次補正量演算部で算出した溶接速度の2次補正量とあらかじめ記憶した基準溶接速度を用いて実際の溶接速度を算出し、
前記駆動制御部は、前記演算処理部で算出した溶接速度により溶接トーチの移動速度を制御し、トーチ揺動幅と揺動中心補正量とにより溶接トーチの揺動パターンを制御することを特徴とする溶接装置。
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