JPH0760445A - 薄板金属盤の外周溶接装置、及びこれに用いる自動追従方法とその装置、並びに溶接状態良否判定方法 - Google Patents
薄板金属盤の外周溶接装置、及びこれに用いる自動追従方法とその装置、並びに溶接状態良否判定方法Info
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- JPH0760445A JPH0760445A JP5213248A JP21324893A JPH0760445A JP H0760445 A JPH0760445 A JP H0760445A JP 5213248 A JP5213248 A JP 5213248A JP 21324893 A JP21324893 A JP 21324893A JP H0760445 A JPH0760445 A JP H0760445A
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】画象処理装置を用いて、当接するリング盤外周
縁面の適正溶接位置に溶接トーチを自動的に追従させる
こと。 【構成】ワークテーブル上に溶接用トーチをX−Y−Z
方向への平行移動を可能に支持して構成される薄板金属
盤の外周溶接装置において、ワークの溶接位置に対して
ワーク回転方向の手前側に配置され、ワーク外周縁の略
接線方向から溶接位置付近を注視する画像撮影手段と、
該画像撮影手段からの撮影画像に基づき、噴射される溶
接アークとワークの適正溶接位置とのX方向及びZ方向
の位置ずれを検出する検出手段と、該検出手段からの信
号により溶接用トーチをX方向及びZ方向へ適宜微小移
動させて適正溶接位置上を追従させる移動手段と、を備
えたことを特徴としている。
縁面の適正溶接位置に溶接トーチを自動的に追従させる
こと。 【構成】ワークテーブル上に溶接用トーチをX−Y−Z
方向への平行移動を可能に支持して構成される薄板金属
盤の外周溶接装置において、ワークの溶接位置に対して
ワーク回転方向の手前側に配置され、ワーク外周縁の略
接線方向から溶接位置付近を注視する画像撮影手段と、
該画像撮影手段からの撮影画像に基づき、噴射される溶
接アークとワークの適正溶接位置とのX方向及びZ方向
の位置ずれを検出する検出手段と、該検出手段からの信
号により溶接用トーチをX方向及びZ方向へ適宜微小移
動させて適正溶接位置上を追従させる移動手段と、を備
えたことを特徴としている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、薄板金属盤の外周溶
接装置に関し、特に画像処理装置を用いて溶接トーチと
適正溶接位置とのずれ量を検出して、適正溶接位置に追
従させる自動追従装置を付加した薄板金属盤の外周溶接
装置、及びこれに用いる適正溶接位置の自動追従方法と
その装置、並びに薄板金属盤の外周溶接の溶接状態良否
判定方法に関する。
接装置に関し、特に画像処理装置を用いて溶接トーチと
適正溶接位置とのずれ量を検出して、適正溶接位置に追
従させる自動追従装置を付加した薄板金属盤の外周溶接
装置、及びこれに用いる適正溶接位置の自動追従方法と
その装置、並びに薄板金属盤の外周溶接の溶接状態良否
判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄板金属盤の外周溶接の一例として、例
えばカメラの本体とレンズとの連結部などに用いられ、
軸方向に伸縮可能な機構のベローズ(蛇腹)は、平板か
つドーナツ状のリング盤を、それぞれの面を当接させて
複数枚を同軸上に積層し、その外周縁どうしと内周縁ど
うしとを交互に溶接することによって製造されている。
この溶接された各リング盤が撓むことにより、ベローズ
は、全体として軸方向に伸縮するものである。
えばカメラの本体とレンズとの連結部などに用いられ、
軸方向に伸縮可能な機構のベローズ(蛇腹)は、平板か
つドーナツ状のリング盤を、それぞれの面を当接させて
複数枚を同軸上に積層し、その外周縁どうしと内周縁ど
うしとを交互に溶接することによって製造されている。
この溶接された各リング盤が撓むことにより、ベローズ
は、全体として軸方向に伸縮するものである。
【0003】ところで、かかるベローズを構成するリン
グ盤の外周縁どうしの溶接は、リング盤を積層して円筒
形状になったワークを横置きし、ワークテーブル上に軸
回転手段によって保持し、リング盤外周縁面に略垂直に
溶接用トーチを接近させて溶接する。そして、この状態
を保ちながら、一定の早さでワークを回転させることに
よって、溶接を行うものである。このリング盤の外周縁
一周回の溶接で、1ピッチ分の溶接とされる。この溶接
用トーチは、ワークテーブル上に配置された支持基台に
よって支持されており、駆動手段によってX−Y−Z方
向に平行移動が可能にされている。
グ盤の外周縁どうしの溶接は、リング盤を積層して円筒
形状になったワークを横置きし、ワークテーブル上に軸
回転手段によって保持し、リング盤外周縁面に略垂直に
溶接用トーチを接近させて溶接する。そして、この状態
を保ちながら、一定の早さでワークを回転させることに
よって、溶接を行うものである。このリング盤の外周縁
一周回の溶接で、1ピッチ分の溶接とされる。この溶接
用トーチは、ワークテーブル上に配置された支持基台に
よって支持されており、駆動手段によってX−Y−Z方
向に平行移動が可能にされている。
【0004】ここで、X方向はワークテーブルと水平な
ワークの軸方向を、Y方向はワークテーブルと水平でX
方向と直交する方向を、及びZ方向はワークテーブルと
垂直な方向を、それぞれ意味するものとし、この明細書
において用いる。かかる従来構成のベローズの外周溶接
装置は、スタートさせると、溶接中は、ワークを回転さ
せると共に、手動、すなわち作業者が目で確認しながら
溶接アークの噴射位置を適宜調節して1ピッチ分を溶接
していた。この1ピッチの溶接が終わると、手動操作に
より、又は自動的に1ピッチ分だけX方向に移動する作
業工程が採られていた。
ワークの軸方向を、Y方向はワークテーブルと水平でX
方向と直交する方向を、及びZ方向はワークテーブルと
垂直な方向を、それぞれ意味するものとし、この明細書
において用いる。かかる従来構成のベローズの外周溶接
装置は、スタートさせると、溶接中は、ワークを回転さ
せると共に、手動、すなわち作業者が目で確認しながら
溶接アークの噴射位置を適宜調節して1ピッチ分を溶接
していた。この1ピッチの溶接が終わると、手動操作に
より、又は自動的に1ピッチ分だけX方向に移動する作
業工程が採られていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来構
成のベローズの外周溶接装置は、1ピッチ量を予め設定
しておくことにより、ピッチ移動は自動的に行うこがで
きるが、1ピッチ毎のリング盤外周縁面の溶接は、作業
者の手動操作に依っていたため、これが、作業に非常な
熟練を必要としていた。また、人の作業に頼る部分が多
いため、製品の加工精度にもバラツキが発生して歩留ま
りを悪くするばかりでなく、作業効率の向上性からも大
きな問題となっていた。
成のベローズの外周溶接装置は、1ピッチ量を予め設定
しておくことにより、ピッチ移動は自動的に行うこがで
きるが、1ピッチ毎のリング盤外周縁面の溶接は、作業
者の手動操作に依っていたため、これが、作業に非常な
熟練を必要としていた。また、人の作業に頼る部分が多
いため、製品の加工精度にもバラツキが発生して歩留ま
りを悪くするばかりでなく、作業効率の向上性からも大
きな問題となっていた。
【0006】さらに、溶接後状態の良否判定も、作業者
の目で認識して行っていたため、その判定に多くの時間
を要し、このことも作業性を阻害する原因となってい
た。さらにまた、1台のベローズ外周溶接装置には、1
人の作業員が必要となるため、このことが製造原価低減
の妨げにもなっていた。そこで、本願発明は、上記の課
題に着目し、この解決を目的として成されたもので、画
像処理装置を付加することにより、ベローズ外周の溶接
位置、すなわち当接するリング盤外周縁面の適正溶接位
置に溶接トーチを自動的に追従させることができるベロ
ーズの外周溶接装置、及びこれに用いる適正溶接位置の
自動追従方法とその装置、並びにベローズ外周溶接の溶
接状態良否判定方法を提供するものである。
の目で認識して行っていたため、その判定に多くの時間
を要し、このことも作業性を阻害する原因となってい
た。さらにまた、1台のベローズ外周溶接装置には、1
人の作業員が必要となるため、このことが製造原価低減
の妨げにもなっていた。そこで、本願発明は、上記の課
題に着目し、この解決を目的として成されたもので、画
像処理装置を付加することにより、ベローズ外周の溶接
位置、すなわち当接するリング盤外周縁面の適正溶接位
置に溶接トーチを自動的に追従させることができるベロ
ーズの外周溶接装置、及びこれに用いる適正溶接位置の
自動追従方法とその装置、並びにベローズ外周溶接の溶
接状態良否判定方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願発明は、次のように構成されている。薄板金属盤の
ワークを横置きして軸回転可能に保持するワークテーブ
ルと、該ワークテーブルの上方に配置され軸回転するワ
ークの溶接位置に溶接アークを噴射する溶接用トーチ
と、該溶接用トーチをX−Y−Z方向への平行移動を可
能にして支持して前記ワークテーブル上に配置された支
持基台と、から構成される薄板金属盤の外周溶接装置に
おいて、ワークの溶接位置に対してワーク回転方向の手
前側に配置され、ワーク外周縁の略接線方向から溶接位
置付近を注視する画像撮影手段と、該画像撮影手段から
の撮影画像に基づき、噴射される溶接アークとワークの
適正溶接位置とのX方向及びZ方向の位置ずれを検出す
る検出手段と、該検出手段からの信号により溶接用トー
チをX方向及びZ方向へ適宜微小移動させて適正溶接位
置上を追従させる移動手段と、を備えたことを特徴とし
ている。
本願発明は、次のように構成されている。薄板金属盤の
ワークを横置きして軸回転可能に保持するワークテーブ
ルと、該ワークテーブルの上方に配置され軸回転するワ
ークの溶接位置に溶接アークを噴射する溶接用トーチ
と、該溶接用トーチをX−Y−Z方向への平行移動を可
能にして支持して前記ワークテーブル上に配置された支
持基台と、から構成される薄板金属盤の外周溶接装置に
おいて、ワークの溶接位置に対してワーク回転方向の手
前側に配置され、ワーク外周縁の略接線方向から溶接位
置付近を注視する画像撮影手段と、該画像撮影手段から
の撮影画像に基づき、噴射される溶接アークとワークの
適正溶接位置とのX方向及びZ方向の位置ずれを検出す
る検出手段と、該検出手段からの信号により溶接用トー
チをX方向及びZ方向へ適宜微小移動させて適正溶接位
置上を追従させる移動手段と、を備えたことを特徴とし
ている。
【0008】さらにこれに加えて、ワークの溶接位置に
対してワーク回転方向の先方側に配置され、ワークの溶
接後の面を略垂直に注視する画像撮影手段と、該画像撮
影手段からの撮影画像に基づき溶接状態を検査する検査
手段と、該検査手段からの溶接良否の情報を記憶する記
憶手段と、を備えたことを特徴とする。
対してワーク回転方向の先方側に配置され、ワークの溶
接後の面を略垂直に注視する画像撮影手段と、該画像撮
影手段からの撮影画像に基づき溶接状態を検査する検査
手段と、該検査手段からの溶接良否の情報を記憶する記
憶手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】そして上記薄板金属盤の外周溶接装置に用
いられる適正溶接位置の自動追従方法は、溶接アーク光
の溶接位置への噴射形を画像撮影し、該撮影画像と薄板
金属盤の各種規格に対応して目盛ウィンドウが規定され
たテンプレート画像とを比較して、前記溶接アーク光と
適正溶接位置とのずれ量を検出し、この検出した情報を
もとに溶接トーチをX方向及びZ方向へ適宜微小移動さ
せて適正溶接位置上を追従させることを特徴とする。
いられる適正溶接位置の自動追従方法は、溶接アーク光
の溶接位置への噴射形を画像撮影し、該撮影画像と薄板
金属盤の各種規格に対応して目盛ウィンドウが規定され
たテンプレート画像とを比較して、前記溶接アーク光と
適正溶接位置とのずれ量を検出し、この検出した情報を
もとに溶接トーチをX方向及びZ方向へ適宜微小移動さ
せて適正溶接位置上を追従させることを特徴とする。
【0010】またその装置としては、ワークの溶接位置
から回転方向手前側に配置され、ワーク外周縁の略接線
方向から溶接位置付近を注視する画像撮影手段と、予め
薄板金属盤の各種規格に対応して目盛ウィンドウが規定
された各種テンプレート情報が記憶された記憶手段と、
前記画像撮影手段からの画像信号と、前記記憶手段から
出力された所定テンプレート情報とを比較し、溶接アー
ク光と適正溶接位置とのずれ量を検出する検出手段と、
該検出手段からの信号により溶接トーチを、適宜X方向
及びZ方向へ微小移動させて適正溶接位置上を追従させ
る移動手段と、から成ることを特徴とする。
から回転方向手前側に配置され、ワーク外周縁の略接線
方向から溶接位置付近を注視する画像撮影手段と、予め
薄板金属盤の各種規格に対応して目盛ウィンドウが規定
された各種テンプレート情報が記憶された記憶手段と、
前記画像撮影手段からの画像信号と、前記記憶手段から
出力された所定テンプレート情報とを比較し、溶接アー
ク光と適正溶接位置とのずれ量を検出する検出手段と、
該検出手段からの信号により溶接トーチを、適宜X方向
及びZ方向へ微小移動させて適正溶接位置上を追従させ
る移動手段と、から成ることを特徴とする。
【0011】さらに、上記ベローズの外周溶接装置に用
いられる溶接状態良否判定方法は、画像撮影手段にて溶
接直後の溶接部を連続して撮影し、該撮影画像のうち重
複しない画像毎に、その画像を移動方向に連続する複数
個の検査ウィンドウに区画し、該検査ウィンドウ内の溶
接部とそれ以外のリング盤外周面との面積比を算出し、
該面積比と予め設定した良溶接の場合の面積比と比較す
ることにより、各検査ウィンドウ毎に溶接状態の良否を
判定することを特徴とする。
いられる溶接状態良否判定方法は、画像撮影手段にて溶
接直後の溶接部を連続して撮影し、該撮影画像のうち重
複しない画像毎に、その画像を移動方向に連続する複数
個の検査ウィンドウに区画し、該検査ウィンドウ内の溶
接部とそれ以外のリング盤外周面との面積比を算出し、
該面積比と予め設定した良溶接の場合の面積比と比較す
ることにより、各検査ウィンドウ毎に溶接状態の良否を
判定することを特徴とする。
【0012】
【実施例】次に、本願発明にかかる薄板金属盤の外周溶
接装置の実施例として、ベローズの外周溶接装置に用い
た場合について、図面に基づきその詳細を説明する。図
1は本願ベローズの外周溶接装置の側面図であり、図2
はその要部を示す側面図である。また、図3は、ベロー
ズ外周縁と溶接トーチとの位置関係を正面から示す要部
拡大図である。なお、上記定義のY方向は、図1、図2
の図面上において左右方向を、Z方向は同じく上下方向
を、及びX方向は、紙面に垂直な方向(図3においては
左右方向)として表示されている。
接装置の実施例として、ベローズの外周溶接装置に用い
た場合について、図面に基づきその詳細を説明する。図
1は本願ベローズの外周溶接装置の側面図であり、図2
はその要部を示す側面図である。また、図3は、ベロー
ズ外周縁と溶接トーチとの位置関係を正面から示す要部
拡大図である。なお、上記定義のY方向は、図1、図2
の図面上において左右方向を、Z方向は同じく上下方向
を、及びX方向は、紙面に垂直な方向(図3においては
左右方向)として表示されている。
【0013】ベローズの外周溶接装置の被処理対象であ
るワーク1は、略平板かつドーナツ状のリング盤2が、
互いの面を当接され、その複数枚が同軸上に積層されて
略円筒形状に形成されている。該ワーク1は、ワークテ
ーブル3の上面3sに、軸を横置き(X方向)にして設
置され、スクロールチャック4によっな軸回転可能に保
持されている。この軸回転可能に保持されたワーク1
は、スクロールチャック4に連結されたインバータ制御
のモータ(図示省略。)によって、適宜軸回転させられ
る。
るワーク1は、略平板かつドーナツ状のリング盤2が、
互いの面を当接され、その複数枚が同軸上に積層されて
略円筒形状に形成されている。該ワーク1は、ワークテ
ーブル3の上面3sに、軸を横置き(X方向)にして設
置され、スクロールチャック4によっな軸回転可能に保
持されている。この軸回転可能に保持されたワーク1
は、スクロールチャック4に連結されたインバータ制御
のモータ(図示省略。)によって、適宜軸回転させられ
る。
【0014】ワークテーブル3の上面3sには、ワーク
1と平行に(X方向に沿って)、一対のガイドレール
5、5が敷設されており、該ガイドレール5には、支持
基台6が摺動可能にして跨ぐようにして取付けられてい
る。該支持基台6は、サーボ制御されたモータ7によ
り、ガイドレール5にガイドされて、ワーク1に対して
平行に、即ちX方向に移動可能に構成されている。
1と平行に(X方向に沿って)、一対のガイドレール
5、5が敷設されており、該ガイドレール5には、支持
基台6が摺動可能にして跨ぐようにして取付けられてい
る。該支持基台6は、サーボ制御されたモータ7によ
り、ガイドレール5にガイドされて、ワーク1に対して
平行に、即ちX方向に移動可能に構成されている。
【0015】支持基台6の上部には、支持体8が一体的
に形成され、その支持体8は、ワークテーブル3の上面
3sから一定の高さをもって、Y方向に沿いかつワーク
1の付近まで延びる矩形状に形成されている。支持体8
には、Z−Y面に沿った垂直面に、上下平行にして延び
る一対のガイドレール9、9が形成されている。該ガイ
ドレール9には、略矩形状のY方向移動ベース10が、
Y方向へ移動可能にして取付けられている。該Y方向移
動ベース10は、図1において裏面側で螺合するボール
ネジ11、及びモータ12の駆動により、ガイドレール
9にガイドされながら、適宜Y方向へ移動する。
に形成され、その支持体8は、ワークテーブル3の上面
3sから一定の高さをもって、Y方向に沿いかつワーク
1の付近まで延びる矩形状に形成されている。支持体8
には、Z−Y面に沿った垂直面に、上下平行にして延び
る一対のガイドレール9、9が形成されている。該ガイ
ドレール9には、略矩形状のY方向移動ベース10が、
Y方向へ移動可能にして取付けられている。該Y方向移
動ベース10は、図1において裏面側で螺合するボール
ネジ11、及びモータ12の駆動により、ガイドレール
9にガイドされながら、適宜Y方向へ移動する。
【0016】Y方向移動ベース10は、Z方向よりY方
向に一定の角度(θ)だけ傾斜して取付けられており、
そのZ−Y面に沿った垂直面には、この傾き方向に沿っ
て平行に延びる一対のガイドレール13、13が形成さ
れている。該ガイドレール13には、略矩形状のZ方向
移動ベース14がZ方向へ移動可能にして取付けられて
いる。
向に一定の角度(θ)だけ傾斜して取付けられており、
そのZ−Y面に沿った垂直面には、この傾き方向に沿っ
て平行に延びる一対のガイドレール13、13が形成さ
れている。該ガイドレール13には、略矩形状のZ方向
移動ベース14がZ方向へ移動可能にして取付けられて
いる。
【0017】該Z方向移動ベース14は、図1におてい
裏面側で螺合するボールネジ15、及びモータ16の駆
動により、ガイドレール13にガイドされながら、適宜
Z方向へ移動する。この場合、Z方向移動ベース14
は、Y方向移動ベース10に傾き角(θ)をもって取付
けられているため、垂直に移動するのではなく、垂直よ
りθだけ傾斜した方向に沿って、上下に平行移動するこ
とになる。
裏面側で螺合するボールネジ15、及びモータ16の駆
動により、ガイドレール13にガイドされながら、適宜
Z方向へ移動する。この場合、Z方向移動ベース14
は、Y方向移動ベース10に傾き角(θ)をもって取付
けられているため、垂直に移動するのではなく、垂直よ
りθだけ傾斜した方向に沿って、上下に平行移動するこ
とになる。
【0018】Z方向移動ベース14の下部には、追従用
の画像撮影手段としてのテレビカメラ17が取付けられ
ている。また、Z方向移動ベース14のワーク1側の側
部には、ワーク1側にのびる腕体18が取付けられてお
り、該腕体18の先端部には、溶接用トーチ19が、取
付けられている。さらに、該溶接用トーチ19よりさら
にワーク1側に寄った位置には、検査用の画像撮影手段
としてのテレビカメラ20が、Z方向移動ベース14の
ワーク1側の側部に取付けられた支持棒21を介して取
付けられている。
の画像撮影手段としてのテレビカメラ17が取付けられ
ている。また、Z方向移動ベース14のワーク1側の側
部には、ワーク1側にのびる腕体18が取付けられてお
り、該腕体18の先端部には、溶接用トーチ19が、取
付けられている。さらに、該溶接用トーチ19よりさら
にワーク1側に寄った位置には、検査用の画像撮影手段
としてのテレビカメラ20が、Z方向移動ベース14の
ワーク1側の側部に取付けられた支持棒21を介して取
付けられている。
【0019】ここで、追従用テレビカメラ17、溶接用
トーチ19、及び検査用テレビカメラ20の位置設定
は、次のように行われる。先ず、これらの3点(17、
19、20)は、X方向と垂直なZ−Y面上に、すなわ
ちワーク1の軸と直交する面上に設置される。追従用テ
レビカメラ17は、ワーク1の溶接位置に対してワーク
回転方向(矢印a)の手前側に配置され、検査用テレビ
カメラ20は、ワーク1の溶接位置に対してワーク回転
方向(矢印a)の先方側に配置されている。
トーチ19、及び検査用テレビカメラ20の位置設定
は、次のように行われる。先ず、これらの3点(17、
19、20)は、X方向と垂直なZ−Y面上に、すなわ
ちワーク1の軸と直交する面上に設置される。追従用テ
レビカメラ17は、ワーク1の溶接位置に対してワーク
回転方向(矢印a)の手前側に配置され、検査用テレビ
カメラ20は、ワーク1の溶接位置に対してワーク回転
方向(矢印a)の先方側に配置されている。
【0020】溶接用トーチ19は、前記の傾斜角(θ)
に沿って取付けられており、追従用テレビカメラ17の
注視軸mは、溶接用トーチ19の延長軸nと略直交する
ようにして設置され、かつその焦点は溶接用トーチ19
の先端部19tに合わされている。また、検査用テレビ
カメラ20は、溶接用トーチ19の先端部19tより僅
かにワーク1側の付近を注視するように設定され、焦点
が合わされている。なお、図面において、検査用テレビ
カメラ20は、溶接用トーチ19の延長軸nに対して傾
いて設置されているが、この傾き角は、腕体18と支持
棒21との位置関係により適宜設定されるものである。
に沿って取付けられており、追従用テレビカメラ17の
注視軸mは、溶接用トーチ19の延長軸nと略直交する
ようにして設置され、かつその焦点は溶接用トーチ19
の先端部19tに合わされている。また、検査用テレビ
カメラ20は、溶接用トーチ19の先端部19tより僅
かにワーク1側の付近を注視するように設定され、焦点
が合わされている。なお、図面において、検査用テレビ
カメラ20は、溶接用トーチ19の延長軸nに対して傾
いて設置されているが、この傾き角は、腕体18と支持
棒21との位置関係により適宜設定されるものである。
【0021】上記のように構成することにより、本実施
例のベローズの外周溶接装置は、次のように作動する。
先ず、Y方向移動ベース10、及びZ方向移動ベース1
4を原点状態(図2の実線図の位置)にセットし、スク
ロールチャック4にワーク1を取付け保持する。次に、
溶接用トーチ19がワーク1の溶接開始点位置に適応す
るまで、モータ7を作動させて支持基台6を移動させ
る。ここでモータ12を作動させて、溶接用トーチ19
の先端部19tの延長軸nが、ワーク1の中心軸oと直
交するように、Y方向移動ベース10をY方向に所定量
(矢印b)平行移動させる。この直交した状態で、Y方
向移動ベース10は固定され、ワーク1の溶接作業が終
了するまで、Y方向移動は行われない。
例のベローズの外周溶接装置は、次のように作動する。
先ず、Y方向移動ベース10、及びZ方向移動ベース1
4を原点状態(図2の実線図の位置)にセットし、スク
ロールチャック4にワーク1を取付け保持する。次に、
溶接用トーチ19がワーク1の溶接開始点位置に適応す
るまで、モータ7を作動させて支持基台6を移動させ
る。ここでモータ12を作動させて、溶接用トーチ19
の先端部19tの延長軸nが、ワーク1の中心軸oと直
交するように、Y方向移動ベース10をY方向に所定量
(矢印b)平行移動させる。この直交した状態で、Y方
向移動ベース10は固定され、ワーク1の溶接作業が終
了するまで、Y方向移動は行われない。
【0022】次に、モータ16の作動により、Z方向移
動ベース14を所定量(矢印c)だけ下降させ、溶接用
トーチ19を、リング盤2の外周縁面2eに近接させる
(図3参照)。この近接位置の最適位置の設定は、肉眼
で視認して作業者の経験に基づいて設定することもでき
るが、テスト溶接によって判断するのがより確実であ
る。
動ベース14を所定量(矢印c)だけ下降させ、溶接用
トーチ19を、リング盤2の外周縁面2eに近接させる
(図3参照)。この近接位置の最適位置の設定は、肉眼
で視認して作業者の経験に基づいて設定することもでき
るが、テスト溶接によって判断するのがより確実であ
る。
【0023】すなわち、溶接用トーチ19の先端部19
tを、ベローズ外周のリング盤2の外周縁面2eに近づ
けると、略円形状(正確には略球形状)の溶接アーク光
22は、外周縁面2eに沿って回り込み、追従用テレビ
カメラ17で撮影した二次元画像では、図4(A)に示
すように、下方の曲線が歪んで矩形状の凸部22aとな
って下方へ延出した撮影画像23となる。そして、この
撮影画像23と、ワーク(ベローズ)1の各種規格に対
応して予め記憶設定されているテンプレート画像24と
比較して判断される。テンプレート画像24には、所定
間隔で配列された横方向(X方向)の目盛ウィンドウ2
5hと、縦方向(Z方向)の目盛ウィンドウ25vと
が、処理するワーク1のリング盤2の規格に対応して作
成されている。
tを、ベローズ外周のリング盤2の外周縁面2eに近づ
けると、略円形状(正確には略球形状)の溶接アーク光
22は、外周縁面2eに沿って回り込み、追従用テレビ
カメラ17で撮影した二次元画像では、図4(A)に示
すように、下方の曲線が歪んで矩形状の凸部22aとな
って下方へ延出した撮影画像23となる。そして、この
撮影画像23と、ワーク(ベローズ)1の各種規格に対
応して予め記憶設定されているテンプレート画像24と
比較して判断される。テンプレート画像24には、所定
間隔で配列された横方向(X方向)の目盛ウィンドウ2
5hと、縦方向(Z方向)の目盛ウィンドウ25vと
が、処理するワーク1のリング盤2の規格に対応して作
成されている。
【0024】この撮影画像23(図4(A))とテンプ
レート画像24(図4(B))とを合成したモニタ画像
26から、この各目盛ウィンドウ25h、25vを目安
にして、溶接スタート時の溶接用トーチ17とリング盤
2との、X方向及びZ方向の最適位置設定を行う。そし
て、この時の最適位置の情報は、後述する追従装置にお
いて用いられるもので、そのワーク1の作業が終了する
まで記憶装置に記憶されることになる。
レート画像24(図4(B))とを合成したモニタ画像
26から、この各目盛ウィンドウ25h、25vを目安
にして、溶接スタート時の溶接用トーチ17とリング盤
2との、X方向及びZ方向の最適位置設定を行う。そし
て、この時の最適位置の情報は、後述する追従装置にお
いて用いられるもので、そのワーク1の作業が終了する
まで記憶装置に記憶されることになる。
【0025】このようにワーク1の溶接開始点の位置設
定が終わった時点で、装置をスタートさせる。なお、上
記の溶接開始点の位置設定までは、通常、作業者の手動
操作によって行われる。次に、適正溶接位置の自動追従
方法とその装置の実施例について説明する。ベローズ
(ワーク)1を構成するリング盤2の厚さ、積層枚数、
等によって各種規格に対応させた目盛ウィンドウ25
h、25vが配列された、各種テンプレート画像24の
情報を、予め記憶手段に記憶しておく。この記憶手段と
しては、例えば、ROM(リードオンリメモリ;読取り
専用記憶装置)等が用いられる。この記憶手段から所定
のテンプレート画像24の情報を取り出し、撮影画像2
3と合成したモニタ画像26を形成する。このモニタ画
像26により、溶接用トーチ19の移動に伴って刻々と
変化する位置関係を修正して行くことになる。
定が終わった時点で、装置をスタートさせる。なお、上
記の溶接開始点の位置設定までは、通常、作業者の手動
操作によって行われる。次に、適正溶接位置の自動追従
方法とその装置の実施例について説明する。ベローズ
(ワーク)1を構成するリング盤2の厚さ、積層枚数、
等によって各種規格に対応させた目盛ウィンドウ25
h、25vが配列された、各種テンプレート画像24の
情報を、予め記憶手段に記憶しておく。この記憶手段と
しては、例えば、ROM(リードオンリメモリ;読取り
専用記憶装置)等が用いられる。この記憶手段から所定
のテンプレート画像24の情報を取り出し、撮影画像2
3と合成したモニタ画像26を形成する。このモニタ画
像26により、溶接用トーチ19の移動に伴って刻々と
変化する位置関係を修正して行くことになる。
【0026】すなわち、その方法は、次の通りである。
溶接アーク光22は、フィルタを介して、白黒表示でモ
ニタ画像26に映し出される。もし、溶接用トーチ19
がX方向の何れかにずれた場合は、溶接アーク光22も
ずれる。そのため溶接アーク光22は、横方向(X方
向)の左右何れかの目盛ウィンドウ25hに重なること
になる。この各目盛ウィンドウ25h、25h、・・
は、微小領域の区画であり、この領域内が、白表示か黒
表示かでON/OFFの情報が出力されるようにされて
いる。この出力情報をもとに、溶接アーク光22が重な
っている目盛ウィンドウ25hの位置が関知され、これ
と各目盛ウィンドウ25hの間隔情報からX方向のずれ
量が、検出されることになる。また、同様にZ方向のず
れ量は、モニタ画像26の縦方向に形成された各目盛ウ
ィンドウ25v、25v、・・での関知により、前述し
た溶接用トーチ19のZ方向の最適位置として予め設定
されていた情報と比較して、Z方向のずれ量が検出され
る。これら検出手段としては、マイクロコンピュ−タな
どの演算処理装置が用いられる。
溶接アーク光22は、フィルタを介して、白黒表示でモ
ニタ画像26に映し出される。もし、溶接用トーチ19
がX方向の何れかにずれた場合は、溶接アーク光22も
ずれる。そのため溶接アーク光22は、横方向(X方
向)の左右何れかの目盛ウィンドウ25hに重なること
になる。この各目盛ウィンドウ25h、25h、・・
は、微小領域の区画であり、この領域内が、白表示か黒
表示かでON/OFFの情報が出力されるようにされて
いる。この出力情報をもとに、溶接アーク光22が重な
っている目盛ウィンドウ25hの位置が関知され、これ
と各目盛ウィンドウ25hの間隔情報からX方向のずれ
量が、検出されることになる。また、同様にZ方向のず
れ量は、モニタ画像26の縦方向に形成された各目盛ウ
ィンドウ25v、25v、・・での関知により、前述し
た溶接用トーチ19のZ方向の最適位置として予め設定
されていた情報と比較して、Z方向のずれ量が検出され
る。これら検出手段としては、マイクロコンピュ−タな
どの演算処理装置が用いられる。
【0027】上記の検出情報により、ずれが発生してい
る場合は、それぞれサーボ制御されたモータ7、及びモ
ータ16を適宜駆動させて、X方向及びZ方向へ微小移
動させる。この様にして逐次、モニタ画像でずれ量を検
出、かつ修正しながらリング盤2の外周縁面2eの最適
溶接位置を追従するようにしている。このように、リン
グ盤2の外周縁面2eの全外周を溶接した時点(1ピッ
チ溶接終了時点)で、予め設定されたプログラムにより
自動的に溶接用トーチ19の溶接アーク光22の噴射を
停止させる。そして次に、モータ7の作動により、支持
基台6を予め設定された1ピッチ分だけ移動させて、隣
接のリング盤2の溶接を自動的に開始する。なお、1ピ
ッチ溶接におけるワーク1の回転角は、後述の検査を考
慮して、(360+α)度が設定される。
る場合は、それぞれサーボ制御されたモータ7、及びモ
ータ16を適宜駆動させて、X方向及びZ方向へ微小移
動させる。この様にして逐次、モニタ画像でずれ量を検
出、かつ修正しながらリング盤2の外周縁面2eの最適
溶接位置を追従するようにしている。このように、リン
グ盤2の外周縁面2eの全外周を溶接した時点(1ピッ
チ溶接終了時点)で、予め設定されたプログラムにより
自動的に溶接用トーチ19の溶接アーク光22の噴射を
停止させる。そして次に、モータ7の作動により、支持
基台6を予め設定された1ピッチ分だけ移動させて、隣
接のリング盤2の溶接を自動的に開始する。なお、1ピ
ッチ溶接におけるワーク1の回転角は、後述の検査を考
慮して、(360+α)度が設定される。
【0028】次に、溶接後の状態は、前記の検査用テレ
ビカメラ20で溶接直後の状態を撮影し、この画像によ
り溶接の良否を検査している。この良否判定の方法を図
5、図6に基づいて、以下に説明する。なお、図5は溶
接部の撮影画像を示したものであり、図6はその検査ウ
ィンドウの部分を拡大して示す平面図である。先ず、検
査用テレビカメラ20で、溶接直後の溶接部27を注視
し、連続して撮影する。次に、その撮影画像29を、映
し出された溶接部27についてY方向(図面上、上下方
向)に連続する複数個(本実施例では3個)の検査ウィ
ンドウ30a、30b、30cに区画し、これについて
判定する。
ビカメラ20で溶接直後の状態を撮影し、この画像によ
り溶接の良否を検査している。この良否判定の方法を図
5、図6に基づいて、以下に説明する。なお、図5は溶
接部の撮影画像を示したものであり、図6はその検査ウ
ィンドウの部分を拡大して示す平面図である。先ず、検
査用テレビカメラ20で、溶接直後の溶接部27を注視
し、連続して撮影する。次に、その撮影画像29を、映
し出された溶接部27についてY方向(図面上、上下方
向)に連続する複数個(本実施例では3個)の検査ウィ
ンドウ30a、30b、30cに区画し、これについて
判定する。
【0029】この判定は、次のように画像処理によって
行われる。撮影画像28は、白黒表示され、溶接部27
は白表示され、それ以外のリング盤外周縁面2eは黒表
示される。この白表示部分と、黒表示部分との面積比を
求め、この比率が、予め設定した“良”と判定できる比
率の上限値から下限値の間に該当するときは、その検査
ウィンドウ29内の溶接状態を“良”と判断し、それ以
外は“不良”と判断することとしている。
行われる。撮影画像28は、白黒表示され、溶接部27
は白表示され、それ以外のリング盤外周縁面2eは黒表
示される。この白表示部分と、黒表示部分との面積比を
求め、この比率が、予め設定した“良”と判定できる比
率の上限値から下限値の間に該当するときは、その検査
ウィンドウ29内の溶接状態を“良”と判断し、それ以
外は“不良”と判断することとしている。
【0030】このように検査ウィンドウ29を、3個数
に分けそれぞれについて判定することとしたのは、例え
ば、図6に示すように、3個の検査ウィンドウ29をま
とめた1つの判定区画として判定した場合、明らかに不
良状態と判断される白表示部分の少ない検査ウィンドウ
29bが、白表示部分が多い検査ウィンドウ29a、2
9cと合算されることにより、全体としては白黒表示比
率が、良品と判断され面積の比率範囲内に該当し、溶接
状態の不良を見逃す恐れがあるからである。また、検査
ウィンドウ29を小さくすることにより、シーケンシャ
ル制御されるモータ(図示省略。)によって決まる撮影
画像28の単位時間当たりの画像情報とと、検査ウィン
ドウ29の映像を取り込み演算処理能力に効率よく対応
させることができ、その結果、検査ウィンドウ29を溶
接部27上に連続して設定することかできるようにする
ためである。
に分けそれぞれについて判定することとしたのは、例え
ば、図6に示すように、3個の検査ウィンドウ29をま
とめた1つの判定区画として判定した場合、明らかに不
良状態と判断される白表示部分の少ない検査ウィンドウ
29bが、白表示部分が多い検査ウィンドウ29a、2
9cと合算されることにより、全体としては白黒表示比
率が、良品と判断され面積の比率範囲内に該当し、溶接
状態の不良を見逃す恐れがあるからである。また、検査
ウィンドウ29を小さくすることにより、シーケンシャ
ル制御されるモータ(図示省略。)によって決まる撮影
画像28の単位時間当たりの画像情報とと、検査ウィン
ドウ29の映像を取り込み演算処理能力に効率よく対応
させることができ、その結果、検査ウィンドウ29を溶
接部27上に連続して設定することかできるようにする
ためである。
【0031】このようにして良否が検査され、もし不良
があった場合は、それを含む1ピッチの溶接終了の時点
で停止し、何らかの警告灯で、作業者へこれを知らせる
ようにしている。この場合は、作業者は不良位置を検索
して、修正した後、再び本実施例装置をスタートさせ
る。なお、上記実施例は、薄板金属盤の旋回溶接のう
ち、ベローズの外周溶接装置について説明したが、この
ベローズに限定するものではない。
があった場合は、それを含む1ピッチの溶接終了の時点
で停止し、何らかの警告灯で、作業者へこれを知らせる
ようにしている。この場合は、作業者は不良位置を検索
して、修正した後、再び本実施例装置をスタートさせ
る。なお、上記実施例は、薄板金属盤の旋回溶接のう
ち、ベローズの外周溶接装置について説明したが、この
ベローズに限定するものではない。
【0032】
【効果】上記ように構成することにより、本願発明は以
下に列挙する効果を奏する。追従用テレビカメラでモニ
タし、このモニタ画像から溶接用トーチのずれ量を算出
して、逐次修正するようにしているため、最初の溶接開
始点と溶接用トーチの位置を手動操作にて設定した後
は、全自動で溶接作業を行うことができる。
下に列挙する効果を奏する。追従用テレビカメラでモニ
タし、このモニタ画像から溶接用トーチのずれ量を算出
して、逐次修正するようにしているため、最初の溶接開
始点と溶接用トーチの位置を手動操作にて設定した後
は、全自動で溶接作業を行うことができる。
【0033】また、溶接状態の良否検査も検査用テレビ
カメラでモニタして行うため、作業者の肉眼による検査
よりも、速く確実に行うことができる。このように、作
業者の操作を廃した作業の自動化は、製品のコスト低減
にも寄与するものとなる。
カメラでモニタして行うため、作業者の肉眼による検査
よりも、速く確実に行うことができる。このように、作
業者の操作を廃した作業の自動化は、製品のコスト低減
にも寄与するものとなる。
【図1】本実施例のベローズの外周溶接装置の側面図で
ある。
ある。
【図2】本実施例のベローズの外周溶接装置の要部を示
す側面図である。
す側面図である。
【図3】本実施例のリング盤外周縁と溶接トーチとの位
置関係を正面から示す要部拡大図である。
置関係を正面から示す要部拡大図である。
【図4】本実施例の追従用テレビカメラからのモニタ画
像を示す平面図である。
像を示す平面図である。
【図5】本実施例の検査用テレビカメラからのモニタ画
像を示す平面図である。
像を示す平面図である。
【図6】本実施例の検査用テレビカメラからのモニタ画
像の要部を拡大して示す平面図である。
像の要部を拡大して示す平面図である。
1・・・・ワーク(ベローズ) 2・・・・リング盤 2
e・・・ 外周縁面 3・・・・ワークテーブル 3s・・・ 上面 4
・・・・スクロールチャック 5・・・・ガイドレール 6・・・・基台 7
・・・・モータ 8・・・・支持体 9・・・・ガイドレール 10
・・・・Y方向移動ベース 11・・・・ボールネジ 12・・・・モータ 13
・・・・ガイドレール 14・・・・Z方向移動ベース 15・・・・ボールネジ 16
・・・・モータ 17・・・・追従用テレビカメラ 18・・・・腕体 19
・・・・溶接用トーチ 20・・・・検査用テレビカメラ 21・・・・支持棒 22
・・・・溶接アーク光 23・・・・撮影画像 24・・・・テンプレート画像 25
・・・・目盛ウィンドウ 26・・・・モニタ画像 27・・・・溶接部 28
・・・・撮影画像 29・・・・検査ウィンドウ
e・・・ 外周縁面 3・・・・ワークテーブル 3s・・・ 上面 4
・・・・スクロールチャック 5・・・・ガイドレール 6・・・・基台 7
・・・・モータ 8・・・・支持体 9・・・・ガイドレール 10
・・・・Y方向移動ベース 11・・・・ボールネジ 12・・・・モータ 13
・・・・ガイドレール 14・・・・Z方向移動ベース 15・・・・ボールネジ 16
・・・・モータ 17・・・・追従用テレビカメラ 18・・・・腕体 19
・・・・溶接用トーチ 20・・・・検査用テレビカメラ 21・・・・支持棒 22
・・・・溶接アーク光 23・・・・撮影画像 24・・・・テンプレート画像 25
・・・・目盛ウィンドウ 26・・・・モニタ画像 27・・・・溶接部 28
・・・・撮影画像 29・・・・検査ウィンドウ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 33/20 P 9408−2J (72)発明者 千葉 正治 宮城県仙台市青葉区堤町1丁目12番1号 株式会社本山製作所内 (72)発明者 門田 辰平 宮城県仙台市青葉区堤町1丁目12番1号 株式会社本山製作所内
Claims (5)
- 【請求項1】 薄板金属盤等ののワーク(1)を横置き
して軸回転可能に保持するワークテーブル(3)と、該
ワークテーブル(3)の上方に配置され軸回転するワー
ク(1)の溶接位置に溶接アークを噴射する溶接用トー
チ(19)と、該溶接用トーチ(19)をX−Y−Z方
向への平行移動を可能にして支持して前記ワークテーブ
ル上に配置された支持基台(6)と、から構成される薄
板金属盤の外周溶接装置において、 ワーク(1)の溶接位置に対してワーク回転方向の手前
側に配置され、ワーク外周縁の略接線方向から溶接位置
付近を注視する画像撮影手段(17)と、 該画像撮影手段(17)からの撮影画像(23)に基づ
き、噴射される溶接アーク光(22)とワーク(1)の
適正溶接位置とのX方向及びZ方向の位置ずれを検出す
る検出手段と、 該検出手段からの信号により溶接用トーチをX方向及び
Z方向へ適宜微小移動させて適正溶接位置上を追従させ
る移動手段と、 を備えたことを特徴とする薄板金属盤の外周溶接装置。 - 【請求項2】 ワーク(1)の溶接位置に対してワーク
回転方向の先方側に配置され、ワークの溶接後の面を略
垂直に注視する画像撮影手段(20)と、 該画像撮影手段(20)からの撮影画像(28)に基づ
き溶接状態を検査する検査手段と、 該検査手段からの溶接良否の情報を記憶する記憶手段
と、 を備えたことを特徴とする請求項1記載の薄板金属盤の
外周溶接装置。 - 【請求項3】 溶接アーク光(22)の溶接位置への噴
射形を画像撮影し、該撮影画像(23)とワーク(1)
の各種規格に対応して目盛ウィンドウ(25)が規定さ
れたテンプレート画像(24)とを比較して、前記溶接
アーク光(22)と適正溶接位置とのずれ量を検出し、
この検出した情報をもとに溶接トーチ(19)をX方向
及びZ方向へ適宜微小移動させて適正溶接位置上を追従
させることを特徴とする適正溶接位置の自動追従方法。 - 【請求項4】 ワーク(1)の溶接位置から回転方向手
前側に配置され、ワーク外周縁の略接線方向から溶接位
置付近を注視する画像撮影手段(17)と、 予めワーク(1)の各種規格に対応して目盛ウィンドウ
(25)が規定された各種テンプレート情報が記憶され
た記憶手段と、 前記画像撮影手段(17)からの画像信号と、前記記憶
手段から出力された所定テンプレート情報とを比較し、
溶接アーク光(22)と適正溶接位置とのずれ量を検出
する検出手段と、 該検出手段からの信号により溶接トーチ(19)を、適
宜X方向及びZ方向へ微小移動させて適正溶接位置上を
追従させる移動手段(7、16)と、から成ることを特
徴とする適正溶接位置の自動追従装置。 - 【請求項5】 画像撮影手段(20)にて溶接直後の溶
接部(27)を連続して撮影し、該撮影画像(28)の
うち重複しない画像毎に、その画像を移動方向に連続す
る複数個の検査ウィンドウ(29)に区画し、該検査ウ
ィンドウ(29)内の溶接部(27)とそれ以外のリン
グ盤外周縁面(2e)との面積比を算出し、該面積比と
予め設定した良溶接の場合の面積比と比較することによ
り、各検査ウィンドウ毎に溶接状態の良否を判定するこ
とを特徴とする薄板金属盤の外周溶接の溶接状態良否判
定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5213248A JP3007894B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 薄板金属盤の外周溶接装置の自動追従方法、及び薄板金属盤の外周溶接装置の溶接状態良否判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5213248A JP3007894B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 薄板金属盤の外周溶接装置の自動追従方法、及び薄板金属盤の外周溶接装置の溶接状態良否判定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0760445A true JPH0760445A (ja) | 1995-03-07 |
JP3007894B2 JP3007894B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=16635967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5213248A Expired - Lifetime JP3007894B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 薄板金属盤の外周溶接装置の自動追従方法、及び薄板金属盤の外周溶接装置の溶接状態良否判定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3007894B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100503874B1 (ko) * | 2001-09-25 | 2005-07-25 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 비파괴검사방법 |
KR20180045972A (ko) * | 2016-10-26 | 2018-05-08 | 한산티티 주식회사 | 밸로우즈관 제작용 용접장치 |
JPWO2020250293A1 (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | ||
CN113670704A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-19 | 山东精工电源科技有限公司 | 探测储能电池组点焊虚漏焊的方法及使用的探测装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6393480A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-23 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | アーク画像検出方法 |
JPS6440176A (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-10 | Nippon Kokan Kk | Measuring instrument for molten pool |
-
1993
- 1993-08-27 JP JP5213248A patent/JP3007894B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR100503874B1 (ko) * | 2001-09-25 | 2005-07-25 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 비파괴검사방법 |
KR20180045972A (ko) * | 2016-10-26 | 2018-05-08 | 한산티티 주식회사 | 밸로우즈관 제작용 용접장치 |
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