JPH06182531A - Automatic brazing device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To uniformly raise the temp. by preventing the generation of the irregurality of temp. on a metal to be joined and to execute the automatic operation of brazing by controlling the temp. so that insufficient or excess heating due to the environmental change or the like is not generated in brazing work. CONSTITUTION:A burner 1 is clamped with a positioning mechanism 9. A gaseous mixture of proper pressure and proper quantity is supplied from gas supplying means 2-8 to the burner. Electromagnetic waves which are emitted from the metals 10, 11 to be joined are detected with a ITV camera 12, the totalization of brightness, judgement of uniformity or the like are executed with an image processor 13 and heating action is decided. In accordance with that result, the heating action is switched with the controller 14 of the positioning mechanism.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は金属部材のろう付け装置
における被接合金属の温度検出装置とその処理方式に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature detecting device for a metal to be joined in a brazing device for metal members and a processing method thereof.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、ろう付け装置には、加熱時間の管
理にタイマを用いるもの，非接触式センサを用いるもの
等がある。また、特開平2−70376号公報に記載のよう
に、長波長光透過フィルタをビジョンセンサに付加して
赤外線強度を観測し、そのデータを２値化し高輝度部の
面積によって被接合金属の加熱状態を判断するものがあ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, there are brazing devices that use a timer and a non-contact sensor to control heating time. Further, as described in JP-A-2-70376, a long wavelength light transmission filter is added to a vision sensor to observe infrared intensity, and the data is binarized to heat the metal to be joined depending on the area of the high brightness portion. There is a thing to judge the state.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】タイマを用いて加熱時
間の管理を行う装置ではこのタイマ時間の設定は試行錯
誤で決定される場合がほとんどである。このため、被接
合金属が変更された際には、再びタイマ設定をやり直す
必要があり、多品種少量生産等では大幅な作業能率の低
下を招く。また、被接合金属の初期温度変化やガス圧変
動や気温変化等の環境の変化に対して対応していないた
め条件によっては加熱不足や過剰になってしまうという
問題がある。赤外線をビジョンセンサで観測し、２値化
した後の高輝度部分の面積で判断する方法では、加熱状
態の均一性を判断できず局所的な加熱を見逃してしまう
という問題がある。In a device that manages the heating time using a timer, the setting of the timer time is almost always decided by trial and error. For this reason, when the metal to be joined is changed, it is necessary to set the timer again, which causes a large reduction in work efficiency in the case of high-mix low-volume production. Further, there is a problem that heating is insufficient or excessive depending on conditions because it does not cope with changes in the initial temperature of the metal to be joined, changes in gas pressure, changes in temperature and the like. The method of observing infrared rays with a vision sensor and judging the area of the high-intensity part after binarization has a problem that the uniformity of the heating state cannot be judged and local heating is overlooked.

【０００４】本発明の目的は被接合金属の温度が一様に
昇温したことを検知し、ろう付けの完了タイミングまた
は、ろう供給のタイミングを知ることにより自動ろう付
け運転を行うことにある。An object of the present invention is to carry out an automatic brazing operation by detecting that the temperature of the metal to be joined has risen uniformly and knowing the brazing completion timing or the brazing supply timing.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の自動ろう付け装置は、被接合金属に対して
相対位置を位置決め機構によって制御されたバーナと、
前記被接合金属より発せられる可視光および前記可視光
の近辺の電磁波を検出するビジョンセンサと、前記ビジ
ョンセンサによって取り込まれた画像データに基づいて
予め設定してある領域ごとに輝度の集計計算を行うこと
により被接合金属の温度とその分布状態を測定し加熱の
過不足と広がりを判断する画像処理手段と、前記画像処
理手段より出力される情報に基づいてろう付けに最適な
温度分布状態になるようにバーナの移動，揺動動作を行
う位置決め機構とからなる。To achieve the above object, an automatic brazing apparatus of the present invention comprises a burner whose relative position to a metal to be welded is controlled by a positioning mechanism.
A vision sensor for detecting visible light emitted from the metal to be joined and an electromagnetic wave in the vicinity of the visible light, and a brightness calculation is performed for each preset area based on image data captured by the vision sensor. The image processing means for measuring the temperature of the metal to be joined and its distribution state to judge the excess or deficiency and spread of heating, and the temperature distribution state optimum for brazing based on the information output from the image processing means. It consists of a positioning mechanism that moves and swings the burner.

【０００６】[0006]

【作用】本発明の自動ろう付け装置によれば、被接合金
属を位置決め機構によって把持されたバーナによる火炎
によって加熱し、被接合金属が昇温することにより放射
される可視光および可視光近辺の電磁波をビジョンセン
サによって取り込む、画像処理手段においてビジョンセ
ンサによって得られたデータを予め設定してあった複数
の領域ごとに各画素の輝度値を加算集計する。各領域に
おいて集計値が予め設定してあったしきい値以上になる
ことにより、その領域は昇温完了であると判断する。そ
して、昇温完了と判断された領域が設定したあった値に
達すると、被接合金属は昇温完了であると判断し画像処
理手段はろう付け完了信号を出力する。この完了信号に
より加熱を停止しろう付け作業の終了やろう供給を開始
することにより、加熱不足，過剰がなく安定したろう付
けを行うことができる。According to the automatic brazing device of the present invention, the metal to be welded is heated by the flame of the burner held by the positioning mechanism, and the visible light emitted by the temperature rise of the metal to be welded and in the vicinity of visible light are emitted. The brightness value of each pixel is added up and aggregated for each of a plurality of areas in which the data obtained by the vision sensor in the image processing means in which electromagnetic waves are captured by the vision sensor are preset. When the totalized value in each area is equal to or greater than the preset threshold value, it is determined that the temperature increase is completed in that area. Then, when the area determined to have completed the temperature rise reaches a preset value, the metal to be joined is determined to have completed the temperature rise, and the image processing means outputs a brazing completion signal. By stopping the heating by this completion signal and ending the brazing work or starting the brazing supply, stable brazing can be performed without insufficient heating or excess.

【０００７】[0007]

【実施例】以下、本発明の実施例を図１により説明す
る。バーナ１は位置決め機構９によって把持されており
任意の位置，姿勢をとることと揺動動作を行うことが可
能である。バーナに供給する混合ガスはガスボンベ７，
８に封入されているプロパンガスおよび酸素ガスより混
合器２によって生成される。またその圧力，流量調整，
遮断は調整器３，４、バルブ５，６により行われる。加
熱される被接合金属１０，１１は、図示しない把持装置
で所定の位置に固定されている。ビジョンセンサ１２が
被接合金属をその視野に捕らえるように設置され、その
レンズ前面には減光フィルタが備えられている。また、
設置場所の照明等の可視光線がセンシングに大きく影響
をおよぼす場合には、可視光カットフィルタが装着され
ることもある。ビジョンセンサにより捕らえられた画像
データは画像処理装置１３によって演算され加熱や均一
性の状況判断が行われる。この判断に基づいて位置決め
機構制御装置１４が、位置決め機構９を制御し被接合金
属の温度をコントロールし、信頼性の高い自動ろう付け
を行う構成となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The burner 1 is gripped by the positioning mechanism 9 and can take an arbitrary position and posture and perform a swinging motion. The gas mixture supplied to the burner is a gas cylinder 7,
It is produced by the mixer 2 from the propane gas and the oxygen gas sealed in 8. Also, its pressure and flow rate adjustment,
The shutoff is performed by the regulators 3 and 4 and the valves 5 and 6. Metals 10 and 11 to be heated are fixed at predetermined positions by a gripping device (not shown). The vision sensor 12 is installed so as to catch the metal to be joined in its field of view, and the lens front surface is provided with a neutral density filter. Also,
A visible light cut filter may be attached when visible light such as lighting at an installation place has a great influence on sensing. The image data captured by the vision sensor is calculated by the image processing device 13, and the condition of heating and uniformity is determined. On the basis of this judgment, the positioning mechanism control device 14 controls the positioning mechanism 9 to control the temperature of the metal to be joined to perform highly reliable automatic brazing.

【０００８】上記の構成のろう付け装置の動作は次のと
うりである。ただし、ろう付けされる被接合金属は銅パ
イプとし、あらかじめ所定の寸法に加工され、ろうを装
着され被接合金属どうしは挿入済みであるとする。また
ボンベより酸素，プロパンが適量供給され、混合器で混
合されたのちバーナより噴出しており、すでに点火され
ているとする。また、画像処理装置にはあらかじめ被接
合金属に応じた複数の領域，判断の基準となるしきい値
等が設定してある。領域の設定例を図２に示す。The operation of the brazing device having the above structure is as follows. However, it is assumed that the metal to be joined to be brazed is a copper pipe, it is processed in advance to a predetermined size, brazing is mounted, and the metals to be joined have already been inserted. Further, it is assumed that an appropriate amount of oxygen and propane are supplied from a cylinder, mixed in a mixer, then ejected from a burner, and already ignited. Further, the image processing apparatus is preset with a plurality of regions corresponding to the metals to be joined, a threshold value serving as a criterion for determination, and the like. An example of area setting is shown in FIG.

【０００９】被接合金属は図示しない把持装置で所定の
位置まで搬送され支持される。次に位置決め機構９によ
りバーナ１が加熱位置にセットされる。そして、加熱状
態をビジョンセンサ１２で観察し被接合金属より放射さ
れる電磁波を捕らえる。ビジョンセンサ１２によって得
られたデータは画像処理装置１３へと入力され、設定し
てあった領域ごとに輝度の集計計算が行われる。集計計
算は、画像処理装置のフレームメモリに取り込まれた輝
度数値を単純加算することによって達成される。ただ
し、領域内の全ピクセルの集計に多大な処理時間が必要
である場合には、時間短縮のためピクセルを間引いて集
計することが可能である。画像処理装置は、集計値が設
定したしきい値以上であればその領域は昇温完了してい
ると判断する。そして、全ての領域、あるいは予め設定
してある個数の領域が昇温完了した時点で加熱完了の信
号を出力する。この信号をもって位置決め機構制御装置
１４は位置決め機構９を動作させバーナを退避させろう
付けを完了する。The metal to be welded is conveyed to and supported by a gripping device (not shown) at a predetermined position. Next, the burner 1 is set to the heating position by the positioning mechanism 9. Then, the heating state is observed by the vision sensor 12 to catch the electromagnetic wave emitted from the metal to be joined. The data obtained by the vision sensor 12 is input to the image processing device 13, and the brightness is calculated for each set area. The tabulation calculation is achieved by simply adding the luminance values captured in the frame memory of the image processing apparatus. However, when a great deal of processing time is required to collect all the pixels in the area, it is possible to thin out the pixels for the purpose of time reduction. If the total value is equal to or greater than the set threshold value, the image processing apparatus determines that the area has been heated. Then, the heating completion signal is output at the time when the temperature rise of all the areas or the preset number of areas is completed. With this signal, the positioning mechanism controller 14 operates the positioning mechanism 9 to retract the burner and complete the brazing.

【００１０】また、均一度を制御する必要のある場合に
は、画像処理装置１３において領域間での集計値の差を
計算し、その差が大きい場合には均一に加熱されていな
いと判断し、加熱集中警告信号を出力する。位置決め機
構制御装置は加熱中この画像処理装置１３より発生され
る加熱集中警告信号により位置決め機構９を動作させバ
ーナの揺動運動や後退運動を行う。揺動運動は、最も高
温である加熱中心点を移動させて被接合金属の加熱集中
の回避と供給熱量を減少させる効果があり、均一な昇温
状態へと導くものであり、後退運動は主に供給熱量を減
少させる効果がある。When it is necessary to control the uniformity, the image processing device 13 calculates the difference in the totalized values between the areas, and if the difference is large, it is determined that the heating is not performed uniformly. , Outputs a heating concentration warning signal. During heating, the positioning mechanism control device operates the positioning mechanism 9 according to the heating concentration warning signal generated by the image processing device 13 to perform the swinging motion and the backward motion of the burner. The oscillating motion has the effect of moving the heating center point, which is the highest temperature, to avoid the heat concentration of the metal to be welded and reducing the amount of heat supplied, and leads to a uniform temperature rise state. Has the effect of reducing the amount of heat supplied.

【００１１】図３にろう材を供給する手段をさらに有す
る場合の実施例を示す、ビジョンセンサ，画像処理装置
等の構成はほぼ同じである。この場合、加熱完了の信号
を受けて、ろう供給装置がろう材の供給を開始する。次
に、所定量のろう材を供給する間、接合部分の温度を一
定に保つように、前述の均一加熱制御を行う。以上の処
理を行うことにより、ろう差しを安定かつ確実に行え
る。FIG. 3 shows an embodiment in which a means for supplying a brazing filler metal is further provided, and the configurations of the vision sensor, the image processing device and the like are almost the same. In this case, the brazing material supply device starts to supply the brazing material in response to the heating completion signal. Next, the uniform heating control described above is performed so as to keep the temperature of the joint portion constant while supplying a predetermined amount of brazing material. By performing the above processing, brazing can be performed stably and reliably.

【００１２】図４に画像処理のフローチャートの例を示
す。この場合、終了の信号は外部より入力される構成で
あるため、画像処理装置は終了信号を受信するまで処理
を繰返し実行し、判断結果を常に出力している。FIG. 4 shows an example of a flowchart of image processing. In this case, since the end signal is input from the outside, the image processing apparatus repeatedly executes the process until it receives the end signal, and always outputs the determination result.

【００１３】このようにして、ろう付け作業が行われる
ため、周囲の温度や被可熱部材の初期温度の変動，被接
合金属の寸法変化によって昇温状態が変化しても、その
変動に対応することができる。また、加熱集中に対して
も検出し揺動動作等を付加することにより均一な温度分
布へと導いているため、ろう付け時の温度を適確に制御
することができ、信頼性の高い作業を行うことができ
る。Since the brazing work is performed in this manner, even if the temperature rise state changes due to changes in the ambient temperature, the initial temperature of the heatable members, and the dimensional changes of the metal to be joined, the changes can be accommodated. can do. In addition, the temperature concentration during brazing can be accurately controlled by detecting even the heating concentration and adding a swinging motion, etc., so that the temperature during brazing can be accurately controlled, and highly reliable work can be performed. It can be performed.

【００１４】[0014]

【発明の効果】本発明はろう付け時の温度を、ビジョン
センサに捕らえられた輝度の値を領域ごとに集計して評
価するため被接合金属が均一に昇温したことを判定し加
熱完了としているので、被接合金属の加熱不足や過剰を
防ぐと共に温度が不均一のまま加熱を終了することが避
けられ高品位のろう付けを行うことができる。According to the present invention, the temperature at the time of brazing is evaluated by totalizing the values of the brightness captured by the vision sensor for each region, and it is determined that the metal to be joined has been uniformly heated and the heating is completed. Therefore, it is possible to prevent insufficient heating or excessive heating of the metal to be joined, to prevent the heating from being finished while the temperature is not uniform, and to perform high-quality brazing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の自動ろう付け装置の一実施例としての
ろう付け装置を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a brazing device as an embodiment of an automatic brazing device of the present invention.

【図２】ビジョンセンサによる取得データ上に設定され
た領域の一例を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a region set on data acquired by a vision sensor.

【図３】ろう供給装置を有する場合の実施例の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of an embodiment having a wax supply device.

【図４】画像処理装置内部での処理方法を示すフローチ
ャート。FIG. 4 is a flowchart showing a processing method inside the image processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…バーナ、２…ガス混合器、３…プロパンガス流量調
節弁、４…酸素流量調節弁、５…プロパンガス遮断弁、
６…酸素遮断弁、７…プロパンガスボンベ、８…酸素ボ
ンベ、９…位置決め機構、１０，１１…被接合金属、１
２…ビジョンセンサ、１３…画像処理装置、１４…位置
決め機構制御装置、１３１…輝度集計演算部、１３２…
均一度判定部、１３３…加熱総量判定部、１４１…揺動
動作育成部、１４２…バーナ位置調整部。1 ... Burner, 2 ... Gas mixer, 3 ... Propane gas flow rate control valve, 4 ... Oxygen flow rate control valve, 5 ... Propane gas shutoff valve,
6 ... Oxygen shutoff valve, 7 ... Propane gas cylinder, 8 ... Oxygen cylinder, 9 ... Positioning mechanism, 10, 11 ... Metal to be bonded, 1
2 ... Vision sensor, 13 ... Image processing device, 14 ... Positioning mechanism control device, 131 ... Luminance tabulation calculation unit, 132 ...
Uniformity determination unit 133 ... total heating amount determination unit 141 ... rocking motion growth unit 142 ... burner position adjustment unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長安 信之 栃木県下都賀郡大平町富田709番地の２ 株式会社日立栃木エレクトロニクス内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuyuki Nagayasu 2 709 Tomita, Ohira Town, Shimotsuga District, Tochigi Prefecture Hitachi Tochigi Electronics Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】被接合金属を加熱するバーナと、前記バー
ナの位置を制御する位置決め機構とその制御装置と、前
記被接合金属よりその温度上昇によって発せられる可視
光および可視光近辺の電磁波を検出するビジョンセンサ
と、前記ビジョンセンサによって取り込まれたフレーム
メモリ上の画像データを予め設定してあった複数の領域
ごとに各画素の輝度値を加算集計し、その値が所定のし
きい値を越えたことをもってその領域では温度が十分に
上昇しているとの判断を行い、温度上昇が十分である領
域数が設定値に達したことをもって被接合金属の温度が
十分に上昇していると判断し、ろう付け完了信号を発生
する画像処理手段と、前記画像処理手段の信号によりバ
ーナを退避させる前記位置決め機構および前記制御装置
を備えていることを特徴とする自動ろう付け装置。1. A burner for heating a metal to be joined, a positioning mechanism for controlling the position of the burner, and a control device for the burner, and detection of visible light emitted from the metal to be joined and electromagnetic waves in the vicinity of the visible light. The vision sensor and the image data on the frame memory captured by the vision sensor are added up and aggregated for each of a plurality of preset areas, and the value exceeds a predetermined threshold value. Therefore, it is judged that the temperature is sufficiently rising in that region, and it is judged that the temperature of the metal to be joined is sufficiently rising when the number of regions where the temperature rise is sufficient reaches the set value. And an image processing means for generating a brazing completion signal, the positioning mechanism for retracting the burner in response to the signal from the image processing means, and the control device. Automatic brazing device according to claim.