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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