JPS5954471A - 溶接線検出方法 - Google Patents
溶接線検出方法Info
- Publication number
- JPS5954471A JPS5954471A JP16438782A JP16438782A JPS5954471A JP S5954471 A JPS5954471 A JP S5954471A JP 16438782 A JP16438782 A JP 16438782A JP 16438782 A JP16438782 A JP 16438782A JP S5954471 A JPS5954471 A JP S5954471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- welding
- arc
- weld line
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、主にアーク溶接の自動化、ロボット化のため
の溶接線検出方法に関する。
の溶接線検出方法に関する。
従来例の構成とその問題点
溶接、中でもアーク溶接の自動化のために溶接線を検出
するセンサの開発が従来よシ数多く行われてきた。特に
近年、マイコンの普及と半導体光センサの開発等により
、溶接線を光学的に検出する開発が盛んに試みられてい
る。この光学方式は従来の主流であった接触式倣いセン
サに比へ、応答速１現が速く、非接触のため摩耗−や目
すまりがなく、故障が少ない利点金儲えるＪｋ而、光ノ
イズ、特に溶接アーク光やアーク溶接時のスパッタに列
する対策が十分でないため、アーク光を出さない工程で
の適用は「＋Ｊ能であっても、アーク光を伴なう場合の
実用化にはいま一歩のところにある。他方、磁気や静電
容量で溶接ワークまでの距離を求め、そのテ〜りにもと
すいて溶接想を検出する試みもなされてはいるが、Ｃれ
らのセンサは、光ノイズには強いものの、測長距離のダ
イナミックレンジが少ないことやセンサの径のエリアに
対応する部分の平均的な１屯離しか測定できないので開
先継手等には適用が困難であるという問題点金有してい
た。
するセンサの開発が従来よシ数多く行われてきた。特に
近年、マイコンの普及と半導体光センサの開発等により
、溶接線を光学的に検出する開発が盛んに試みられてい
る。この光学方式は従来の主流であった接触式倣いセン
サに比へ、応答速１現が速く、非接触のため摩耗−や目
すまりがなく、故障が少ない利点金儲えるＪｋ而、光ノ
イズ、特に溶接アーク光やアーク溶接時のスパッタに列
する対策が十分でないため、アーク光を出さない工程で
の適用は「＋Ｊ能であっても、アーク光を伴なう場合の
実用化にはいま一歩のところにある。他方、磁気や静電
容量で溶接ワークまでの距離を求め、そのテ〜りにもと
すいて溶接想を検出する試みもなされてはいるが、Ｃれ
らのセンサは、光ノイズには強いものの、測長距離のダ
イナミックレンジが少ないことやセンサの径のエリアに
対応する部分の平均的な１屯離しか測定できないので開
先継手等には適用が困難であるという問題点金有してい
た。
発明の［）的
本発明は、このような従来からの背景を踏まえで、アー
ク溶接を行いながら溶接線を検出することがｉ＋Ｊ能な
光学センサによる溶接線検出方法を提供するものである
。
ク溶接を行いながら溶接線を検出することがｉ＋Ｊ能な
光学センサによる溶接線検出方法を提供するものである
。
発明の構成
このような目的を達成するために、本発明は投光手段と
受光手段とデータ処理手段とにより溶接線を検出するに
際し、溶接アーク光が直接前記受光手段に入射しないよ
うに前記党）′０手段を前記アーク光に対して対向しな
いように配置するものである。
受光手段とデータ処理手段とにより溶接線を検出するに
際し、溶接アーク光が直接前記受光手段に入射しないよ
うに前記党）′０手段を前記アーク光に対して対向しな
いように配置するものである。
実施例の説明
第１図は、本発明を実施するための装置（溶接線検出セ
ンサ）の−例を示したものである・図において、１は溶
接ワーク、２は投光手段であって、溶接アーク光の波長
域から外れた波長を有する近るための光学系４とから構
成される。さらに場合によっては、この光源３全一定の
周彼叔、例えば１〜５０ Ｋ ｌｌｚ程度で変調発振さ
ゼる場合もある。
ンサ）の−例を示したものである・図において、１は溶
接ワーク、２は投光手段であって、溶接アーク光の波長
域から外れた波長を有する近るための光学系４とから構
成される。さらに場合によっては、この光源３全一定の
周彼叔、例えば１〜５０ Ｋ ｌｌｚ程度で変調発振さ
ゼる場合もある。
６は受光手段であって、ワーク１Ｊ−に当てられたスボ
ッｔ□ ）Ｙ： Ｐの乱反射光全集光レンズ７で集光１
〜。
ッｔ□ ）Ｙ： Ｐの乱反射光全集光レンズ７で集光１
〜。
１次元のｃａｎ素子やｐｓ６素子等の光電素子８で受け
る構成にしている。ここで、第１図より明らかなように
ワーク１が初１υ１の位置から７２分たけ上に移動する
と、ワーク面上の光の像ＰもＰ′に移り、しｈ−がって
光電素子８−にでは、結像位置がＱからＱ′の位置に変
化（Δ６）したことに対応する。もし、ΔＺに対するΔ
βのテーブルを作成しておくと、Δβを計測することで
ワークの深さ方向の変位が算出できることになる。９は
光電素子８の信号を増巾し、もし前述のような光源に変
調を処しているのであれば、ここでノくンドノくスフィ
ルタ等により復調し、さらにＡ／Ｄ変侯器を介してマイ
コンに取り込み、前述のテーブル全メモリ内にもってい
れは、これを用いてＰ、Ｐ′ 点の算出を行つ／ζす、
これらのデータをもとにして溶接線の認識、計測処理を
するデータ処理手段である。
る構成にしている。ここで、第１図より明らかなように
ワーク１が初１υ１の位置から７２分たけ上に移動する
と、ワーク面上の光の像ＰもＰ′に移り、しｈ−がって
光電素子８−にでは、結像位置がＱからＱ′の位置に変
化（Δ６）したことに対応する。もし、ΔＺに対するΔ
βのテーブルを作成しておくと、Δβを計測することで
ワークの深さ方向の変位が算出できることになる。９は
光電素子８の信号を増巾し、もし前述のような光源に変
調を処しているのであれば、ここでノくンドノくスフィ
ルタ等により復調し、さらにＡ／Ｄ変侯器を介してマイ
コンに取り込み、前述のテーブル全メモリ内にもってい
れは、これを用いてＰ、Ｐ′ 点の算出を行つ／ζす、
これらのデータをもとにして溶接線の認識、計測処理を
するデータ処理手段である。
なお、さらに第１図において、受光手段の中に、干渉フ
ィルタのようなある一足の波長しか通さない光学的フィ
ルタを付ける場合もある。こうすれげＭ ；ｉＪｉの光
源の変調処理と相乗して耐アーク光カット（時性が向−
１ニする。
ィルタのようなある一足の波長しか通さない光学的フィ
ルタを付ける場合もある。こうすれげＭ ；ｉＪｉの光
源の変調処理と相乗して耐アーク光カット（時性が向−
１ニする。
さて、第２図、第３図は、第１図で示した不発明法に使
用する溶接線検出センサを開先継手に適用した場合の溶
接線の検出について説明したものである。第２図は、セ
ンサを溶接線（開先線）に垂直方向すなわちＹ軸方向に
スギャンさせて、開先の断面形状全検出する動作を示し
Ｚｊもので、その検出結果が第３図である。ここで、開
先のキＹノゾｒｉ＞ Ｇ Ｗと開先中心位置（スギャン
の開始点全基準とする長さデータ）ＧＣが第３図の入力
データを微分処理等をすることにより求められる。
用する溶接線検出センサを開先継手に適用した場合の溶
接線の検出について説明したものである。第２図は、セ
ンサを溶接線（開先線）に垂直方向すなわちＹ軸方向に
スギャンさせて、開先の断面形状全検出する動作を示し
Ｚｊもので、その検出結果が第３図である。ここで、開
先のキＹノゾｒｉ＞ Ｇ Ｗと開先中心位置（スギャン
の開始点全基準とする長さデータ）ＧＣが第３図の入力
データを微分処理等をすることにより求められる。
第１図のようなセンサを使用し／辷場合は、第２図に示
すようにセンザ目身のスギャン斬作が溶接線の検出のた
めては必要とされる。
すようにセンザ目身のスギャン斬作が溶接線の検出のた
めては必要とされる。
一方、第４図に示すように、投光手段２として、光源は
前述のレーザダイオード−やＬＥＤを使用し、それを／
リントリカルレンズ等で扇状光束として１容接ワーク１
に照射し、その照射光の像１ｏをビジコンやＣＯＤカメ
ラ等の撮像依器からなる受光手段６で検知し、データ処
理手段９で照射）１′乙の像１Ｑの祈れ曲り点Ｓを検出
し、そこを溶接線１１上の点であると認識する方法もイ
ー」効な方法である３、さて、以１−のような投光手段
と′受光手段とり−−夕処理手段とで少なくとも構成さ
れる溶接）函検出センサな：用いて”フ′−り溶接ケ行
いながら溶接線ケ検出するのであるが、この場合、第５
図に示すように、溶接アーク１２と受光手段６とが向い
合うように一１シンザを設定すると、゛アークｙＣ二が
１受光手段６の中に直接にもしくは大成に入射し、かつ
アーク時のスパッタ１３も受光手段６に細流するＣ−と
が生じる３、シたがって、第６図のようにア−り１２に
対して受光手段６が対向し７ないように、ずに：わち向
い合わないように設′）ｔずれば、′γ−り光かｉｉ’
。
前述のレーザダイオード−やＬＥＤを使用し、それを／
リントリカルレンズ等で扇状光束として１容接ワーク１
に照射し、その照射光の像１ｏをビジコンやＣＯＤカメ
ラ等の撮像依器からなる受光手段６で検知し、データ処
理手段９で照射）１′乙の像１Ｑの祈れ曲り点Ｓを検出
し、そこを溶接線１１上の点であると認識する方法もイ
ー」効な方法である３、さて、以１−のような投光手段
と′受光手段とり−−夕処理手段とで少なくとも構成さ
れる溶接）函検出センサな：用いて”フ′−り溶接ケ行
いながら溶接線ケ検出するのであるが、この場合、第５
図に示すように、溶接アーク１２と受光手段６とが向い
合うように一１シンザを設定すると、゛アークｙＣ二が
１受光手段６の中に直接にもしくは大成に入射し、かつ
アーク時のスパッタ１３も受光手段６に細流するＣ−と
が生じる３、シたがって、第６図のようにア−り１２に
対して受光手段６が対向し７ないように、ずに：わち向
い合わないように設′）ｔずれば、′γ−り光かｉｉ’
。
接入射することもなく、かつスパッタ１３もイ」着する
ことほぼとんとない。
ことほぼとんとない。
実験によれは、投光手段２とし７て、λ”８３０ｎｍの
レーリ°ダイＡ−ド全使用し、受光手段６と］〜て、１
次元のＰＳＤ素子を用いた場合、第５図と第６図とては
アーク点からＰ点−ご１での距離は、第６図の場合は７
００ｍ麓外で１第６図の場合は２ｏｒｕＬ”１で接近が
可能であり、本発明犬のイＪ−効性が確認された。ちな
みにアークは、ＣＯ２ア−り溶接で、溶接’ｉｌｊ、流
は２０ＯＡであり、第６図の［易合は、スパッタの何着
もきわめて少なかった。
レーリ°ダイＡ−ド全使用し、受光手段６と］〜て、１
次元のＰＳＤ素子を用いた場合、第５図と第６図とては
アーク点からＰ点−ご１での距離は、第６図の場合は７
００ｍ麓外で１第６図の場合は２ｏｒｕＬ”１で接近が
可能であり、本発明犬のイＪ−効性が確認された。ちな
みにアークは、ＣＯ２ア−り溶接で、溶接’ｉｌｊ、流
は２０ＯＡであり、第６図の［易合は、スパッタの何着
もきわめて少なかった。
発明の効果
以上のように本発明の溶接線検出方法によればアーク溶
接を行いながら溶接、イ媚の検出がアークのすぐ近くで
可能となるので、目動溶接機の視覚センサとして、甘だ
アーク溶接ロホノトの視覚センサとして適用することが
可能であり、その効果はきわめて大きい。
接を行いながら溶接、イ媚の検出がアークのすぐ近くで
可能となるので、目動溶接機の視覚センサとして、甘だ
アーク溶接ロホノトの視覚センサとして適用することが
可能であり、その効果はきわめて大きい。
第１図は本発明の方法に使用する装置（溶接線検出セン
サ）の一実施例の−ｊ！Ｓ１１断面正面図、第２図は同
装置を用いてのセンシング動作時の斜視図、第３図は第
２凶におけるセンシング結果の一例全小才国、第４図は
本発明の方法に使用する装置（溶接源検出センサ）の他
の実施１＋ｌＪの斜視図、第５図は本発明の方法によら
ないときの装置６部分の概略市面図、第６図は本発明の
方法を実施しているときの装置部分の概略正面［ン１で
ある。 １・・・・・・１容接ワーク、２・・・・・投光手段、
６ ・・・・受光手段、９・・・・・う１−夕処理手段
、１１・・・・・・溶接線、１２・・・・・・溶接アー
ク。 代理人の氏名 弁理上 中 尾 敏 男 ほか１名花 第 １ 図 ／ ２図 第４図 第５図 一３６′。
サ）の一実施例の−ｊ！Ｓ１１断面正面図、第２図は同
装置を用いてのセンシング動作時の斜視図、第３図は第
２凶におけるセンシング結果の一例全小才国、第４図は
本発明の方法に使用する装置（溶接源検出センサ）の他
の実施１＋ｌＪの斜視図、第５図は本発明の方法によら
ないときの装置６部分の概略市面図、第６図は本発明の
方法を実施しているときの装置部分の概略正面［ン１で
ある。 １・・・・・・１容接ワーク、２・・・・・投光手段、
６ ・・・・受光手段、９・・・・・う１−夕処理手段
、１１・・・・・・溶接線、１２・・・・・・溶接アー
ク。 代理人の氏名 弁理上 中 尾 敏 男 ほか１名花 第 １ 図 ／ ２図 第４図 第５図 一３６′。
Claims (1)
- 投光手段により略近赤外の波長全有する光束を溶接ワー
ク」；に投光し、その投光された光の像を受光手段によ
り受光し、前記受光手段の出刃信号にもとすいて前記光
の像の位置を獅出しさらにその結果にもとすいて溶接線
をデータ処理手段により検出するに際し、溶接アーク光
が直接前記受光手段に入射（−ないように前記受光手段
全前記溶接アーク光に対して対向しないように配置する
ことを特徴とする溶接線検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16438782A JPS5954471A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 溶接線検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16438782A JPS5954471A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 溶接線検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5954471A true JPS5954471A (ja) | 1984-03-29 |
Family
ID=15792151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16438782A Pending JPS5954471A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 溶接線検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5954471A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020037802A1 (zh) * | 2018-08-20 | 2020-02-27 | 南京理工大学 | 一种超高强钢弧焊接缝角度感知方法与装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5131105A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-03-17 | Dasa Corp | |
| JPS5542185A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Detecting device for arc welding or the like |
-
1982
- 1982-09-21 JP JP16438782A patent/JPS5954471A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5131105A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-03-17 | Dasa Corp | |
| JPS5542185A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Detecting device for arc welding or the like |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020037802A1 (zh) * | 2018-08-20 | 2020-02-27 | 南京理工大学 | 一种超高强钢弧焊接缝角度感知方法与装置 |
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