JPH0724946B2 - レーザ溶接における溶接線検出装置 - Google Patents

レーザ溶接における溶接線検出装置

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JPH0724946B2
JPH0724946B2 JP2166132A JP16613290A JPH0724946B2 JP H0724946 B2 JPH0724946 B2 JP H0724946B2 JP 2166132 A JP2166132 A JP 2166132A JP 16613290 A JP16613290 A JP 16613290A JP H0724946 B2 JPH0724946 B2 JP H0724946B2
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弘二 平
勝宏 南田
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Nippon Steel Corp
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Toshiba Corp
Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は溶接ヘッドからのレーザ光により被溶接物の突
合せ部を溶接するレーザ溶接における溶接線検出装置に
関する。
(従来の技術) 例えば、金属管の製造にあたっては、金属板材を筒状に
曲成してなる被溶接物の突合せ部たる溶接線を溶接ヘッ
ドからのレーザ光により溶接するようにしたものが供さ
れている。この場合、被溶接物が曲成される時にねじれ
を生じて、溶接線が溶接ヘッドによる溶接基準線よりず
れを生じて溶接不可能となる問題が生ずる。
このため、従来では、第5図(特開平1−181900号公報
参照)に示すようなレーザ溶接における溶接検出装置が
考えられている。即ち、1は突合せ部(溶接線)1aを有
する被溶接物、2はこの突合せ部1aをレーザ光3により
溶接する溶接ヘッドである。4及び5は第1及び第2の
光照射手段、6はITVカメラたるCCDカメラであり、これ
らによって溶接線検出装置7が構成される。
而して、溶接ヘッド2は矢印8方向に移動される被溶接
物1の突合せ部1aをレーザ光3により溶接するものであ
るが、第1及び第2の光照射手段4及び5は、レーザ光
3による溶接点Aの前方側にあって溶接方向に所定の間
隔を存する2箇所の検出位置B及びCに夫々スリット光
9及び10を照射し、その検出位置B及びCからの反射光
9a及び10aをCCDカメラ6が受光し、CCDカメラ6が受光
した反射光9a及び10aを画像処理して溶接点Aの溶接基
準線からのずれを演算し、その演算結果に基づき溶接ヘ
ツド2を突合せ部1aと直交する方向に移動調節してレー
ザ光3による溶接点Aが突合せ部1aに一致するように制
御する。
(発明が解決しようとする課題) 従来の構成では、第1及び第2の光照射手段4及び5は
検出位置B及びCに対して右側斜め上方からスリット光
9及び10を照射するように配置され、これに対して、CC
Dカメラ6はその検出位置B及びCからの反射光9a及び1
0aを左側斜め上方から受光するように配置されているの
で、溶接線検出装置7としては突合せ部1a方向に沿って
大形化する不具合がある。又、CCDカメラ6から検出位
置B及びCまでの距離が異なるので、CCDカメラ6のピ
ント調節が困難であるとともに、反射光9a及び10aの光
量も異なるようになり、従って、溶接線の正確な検出が
不可能になる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、全体の小形化を図り得、しかも、正確な溶接線の検
出が可能なレーザ溶接における溶接線検出装置を提供す
るにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明のレーザ溶接における溶接線検出装置は、溶接ヘ
ッドからのレーザ光により被溶接物の突合せ部を溶接す
るものにおいて、前記溶接ヘッドによる溶接点の前方側
にあって溶接方向に所定の間隔を存する2箇所の検出位
置に夫々斜め上方からスリット光を溶接線と直交するよ
うに照射する第1及び第2の光照射手段を設け、これら
の第1及び第2の光照射手段の中間に配置されて前記2
箇所の検出位置からの反射光を受光するITVカメラを設
け、これらの第1及び第2の光照射手段並びにITVカメ
ラの位置関係を、第1及び第2の光照射手段からのスリ
ット光の各検出位置に対する入射角度と反対角度とが夫
々等しくなるように設定する構成に特徴を有する。
(作用) 本発明のレーザ溶接における溶接線検出装置によれば、
第1及び第2の光照射手段並びにITVカメラは、第1及
び第2の光照射手段からのスリット光の各検出位置に対
する入射角度と反射角度とが夫々等しくなるように位置
関係が設定されているので、ITVカメラから2箇所の検
出位置までの距離が等しくなってITVカメラのピント調
整が容易になるとともに、ITVカメラに対する各検出位
置からの反射光の光量も等しくなり、従って、溶接線を
正確に検出することができるようになり、又、ITVカメ
ラは2箇所の検出位置の中間に位置するとともに、第1
及び第2の光照射手段はこのITVカメラを挾んで位置す
るようになるので、全体として小形化を図ることができ
るようになる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例につき第1図乃至第4図を参照
しながら説明する。
先ず、第1図に従って、全体の構成について述べる。21
は金属管を製造するための被溶接物であり、これは金属
板材を筒状に曲成することにより溶接線たる突合せ部22
を有する。23は溶接ヘッドであり、これは矢印24方向に
移動される被溶接物21の突合せ部22の溶接点Aにレーザ
光25を照射して溶接を行なうようになっている。そし
て、この溶接ヘッド23は駆動装置26によって突合せ部22
と直交する方向たる矢印27方向及びこれとは反対方向に
移動調節されるようになっている。28は第1の光照射手
段であり、これは、半導体レーザ発光素子29,コリメー
タレンズ30及びシリンドリカルレンズ31等から構成さ
れ、被溶接物21における突合せ部22の溶接点Aから一定
距離だけ前方側に離間した第1の検出位置Bに向けて右
側斜め上方からスリット光32を照射するようになってい
る。33は第2の光照射手段であり、これは、半導体レー
ザ発光素子34,コリメータレンズ35及びシリンドリカル
レンズ36等から構成され、被溶接物21における突合せ部
22の第1の検出位置Bから所定の間隔だけ前方側に離間
した第2の検出位置Cに向けて左側斜め上方からスリッ
ト光37を照射するようになっている。38はITVカメラた
るCCDカメラであり、これは、前記第1及び第2の光照
射手段28及び33の中間に位置して、これらとともに溶接
線検出装置39を構成するようになっている。そして、CC
Dカメラ38は検出位置B及びCからの反射光32a及び37a
を外乱光除去用のフィルタ40を介して受光するようにな
っいる。尚、溶接線検出装置39は一つのケースに収容さ
れていて、溶接ヘッド23に一体に固定されている。
さて、電気的構成について同第1図に従って述べる。41
は画像処理回路であり、これは、前記CCDカメラ38から
の信号を受けて後述するように画像処理を行なうように
なっていて、その画像処理信号を制御回路42に与えるよ
うになっている。この制御回路42は、これも後述するよ
うに動作することにより、駆動回路43に駆動信号を与え
て光照射手段28及び33の半導体レーザ発光素子29及び34
を発光動作させるとともに、駆動装置26に駆動信号を与
えて溶接ヘッド23を移動させるようになっている。
次に、本実施例の作用につき第2図乃至第4図をも参照
して説明する。
溶接ヘッド23からのレーザ光25による被溶接物21の突合
せ部22の溶接中においては、駆動回路43により光照射手
段28及び33の半導体レーザ発光素子29及び34が駆動され
て、各シリンドリカルレンズ31及び36から溶接ヘッド23
による溶接点Aより前方側の検出位置B及びCに向けて
スリット光32及び37が夫々右側斜め上方及び左側斜め上
方から照射される。この場合、スリット光32及び37の検
出位置B及びCに対する入射角度は、第2図に示すよう
に、等しくθである。これらのスリット光32及び37は各
検出位置B及びCにおいて突合せ部(溶接線)22に対し
て直交するように照射され、その各検出装置B及びCに
おけるスリット光32及び37の照射断面は、第3図及び第
4図に示すように、符号32b及び37bのようになる。CCD
カメラ38は、反射光32a及び37aをフィルタ40を介して受
光するものであるが、この場合、反射光32a及び37aの検
出位置B及びCからの反射角度は、第2図に示すよう
に、入射角度と等しくθである。そして、CCDカメラ38
の受光エリアは、第3図及び第4図に示すように、符号
Dの如き矩形の状態となる。従って、CCDカメラ38は、
受光エリアDの画像処理を行なって、その画像処理信号
を制御回路42に与えるようになる。制御回路42は、この
画像処理信号に基づいて照射断面32b及び37bの突合せ部
22によるスリット32c及び37cの中心線32d及び37dを演算
し、これらの中心線32d及び37dから突合せ部22の基準溶
接線からのずれを演算して、その演算結果に基づく駆動
信号たる補正信号を駆動装置26に与えるようになる。こ
れにより、駆動装置26は、溶接ヘッド23を溶接基準線か
らのずれ分だけ矢印27方向若しくはこれとは反対方向に
移動させて、溶接ヘッド23からのレーザ光25を実際の突
合せ部22に照射するように補正する。
このように本実施例によれば、CCDカメラ38を被溶接物2
1の検出位置B及びCの中間位置の上方に設置させると
ともに、第1及び第2の光照射手段28及び33をそのCCD
カメラ38を挾んで位置させるようにしたので、従来に比
し溶接線検出装置39の全体としての小形化を図ることが
できる。又、第1及び第2の光照射手段28及び33からの
各検出位置B及びCに対するスリット光32及び37の夫々
の入射角度及び反射角度を等しくθとなるように設定し
たので、CCDカメラ38から2箇所の検出装置B及びCま
での距離が等しくなって、CCDカメラ38のピント調整が
容易になるとともに、CCDカメラ38に対する各反射光32a
及び37aの光量も等しくなり、従って、溶接線たる突合
せ部22のずれを確実に検出することができ、溶接信頼性
の向上を図ることができる。
[発明の効果] 本発明のレーザ溶接における溶接線検出装置は以上説明
したように、ITVカメラを挾んで第1及び第2の光照射
手段を配置し、これらの第1及び第2の光照射手段並び
にITVカメラの位置関係を第1及び第2の光照射手段の
スリット光の各検出位置に対する入射角度と反対角度と
が夫々等しくなるように設定したので、全体として小形
化を図り得るとともに、溶接線を確実に検出することが
できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の一実施例を示し、第1図は
全体の概略的構成説明図、第2図は第1及び第2の光照
射手段とCCDカメラとの配置関係を示す側面図、第3図
はCCDカメラの検出位置部分の拡大平面図、第4図はCCD
カメラの受光エリアを示す拡大平面図であり、そして、
第5図は従来例の第2図相当図である。 図面中、21は被溶接物、22は突合せ部(溶接線)、23は
溶接ヘッド、25はレーザ光、28は第1の光照射手段、32
はスリット光、32aは反射光、33は第2の光照射手段、3
7はスリット光、37aは反射光、38はCCDカメラ(ITVカメ
ラ)、39は溶接線検出装置を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶接ヘッドからのレーザ光により被溶接物
    の突合せ部を溶接するものにおいて、前記溶接ヘッドに
    よる溶接点の前方側にあって溶接方向に所定の間隔を存
    する2箇所の検出位置に夫々斜め上方からスリット光を
    溶接線と直交するように照射する第1及び第2の光照射
    手段と、これらの第1及び第2の光照射手段の中間に配
    置されて前記2箇所の検出位置からの反射光を受光する
    ITVカメラとを具備し、これらの第1及び第2の光照射
    手段並びにITVカメラの位置関係を、第1及び第2の光
    照射手段からのスリット光の各検出位置に対する入射角
    度と反対角度とが夫々等しくなるように設定したことを
    特徴とするレーザ溶接における溶接線検出装置。
JP2166132A 1990-06-25 1990-06-25 レーザ溶接における溶接線検出装置 Expired - Lifetime JPH0724946B2 (ja)

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KR101527606B1 (ko) * 2014-01-24 2015-06-10 에스티엑스조선해양 주식회사 용접선 추적유닛을 포함하는 용접장치 및 용접선 추적방법

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