JPS62148089A - Method and device for detecting weld line - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve the profile accuracy of a weld line by irradiating a parallel ray in the direction at right angles with the weld line, by making the image signal of the material to be welded and by detecting the weld line by processing the image signal thereof. CONSTITUTION:A detecting head 16 is provided at the front side in the processing direction of a welding torch 14 and an image processing unit 22 and microcomputer 24 are arranged as well. When the torch 14 progresses with welding, the head 16 is integrally moved and the laser beam emitted from a light source 18 is projected in the right angles direction to the weld line 12 of a steel plate 10 as the parallel ray by the optical system 19, Then, the reflecting light is picked up and inputted into the processing unit 22 as the picture image signal, further, it is analyzed by the computer 24 to detect the weld line. The weld line profiling accuracy is improved because of this operation being continuously performed in the longitudinal direction of the weld line 12.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は溶接線検出方法及び装置に係り、特に、金属板
やプラスチック板等の突き合せ溶接部の溶接線を検出す
る際に用いるのに好適な、突き合せ溶接される被溶接材
の溶接線を検出する溶接線検出方法及び装置の改良に関
する。 ［従来の技術］ 金属板等を突き合せ溶接する際には、溶接品質の安定化
や向上を図るために、突き合されて溶接される部分の溶
接線を正確に検出する必要がある。 このような溶接線を検出するため、従来、例えば特開昭
５９−９７７７３で溶接線倣い方法が提案されている。 この溶接！！２倣い方法は、隅肉、突き合せ溶接におい
て、溶接トーチと一体としたモニタテレビカメラにバン
ドパスフィルタを設け、溶融池直前の胸？度の大小を輝
度走査法により求め、反射光の極小値とアーク中心のず
れをサーボ機構により一致さＵ“で行う方法である。 ［発明が解決しようとする問題点］ この方法においては、溶接線の検出を反射光の極小値を
求めることにより行っているため、溶接峙に発生ずるア
ーク光の影響や、外乱光により、前記極小値の位置が不
安定となる可能性があった。 又、最近脚光をあびているレーザ溶接等で前記突き合せ
部の溶接を行う際には、熱源の形状が非常に小さいため
に、鋼板突き合Ｉ！部の形状を従来の溶接方法に比べて
厳しく管理する必要がある。 しかも、剪断刃の劣化、剪断の高速化等により、前記形
状の粘度を確保することが困難となり、高粘１立の倣い
技術が必要となる。 従って、レーザ光を用いて鋼板等の被溶接材を突き合せ
溶接する際には、その溶接線を高精度に検出して倣う技
術が必要となるが、このような溶接線を倣う技術を開発
Ｊ′るに当っては、従来、以下に示ずような課題があっ
た。 （１）被溶接板の板厚や、切断部断面の形状が、板毎に
大きく異なる。 （２）板厚の違う被溶接板を溶接する場合に、高さ方向
のずれが生じ、受光光学系の焦点ずれが生ずる。 （３）被溶接板エツジのダレ等により、エツジ画像が不
鮮明となる。 以上述べた課題から、前記レーザ溶接で前記突き合せ部
の溶接を行う際には、前記溶接線の高精度の測定が要求
され、又、被溶接板の板厚や、切断部の形状により、受
光レンズ系の焦点を調節する必要がある。 しかしながら、前記溶接線倣い方法をこのレーデ溶接を
行う際に用いた場合、この方法においては、焦点調整が
行われていないため、測定精度を向上させることが困難
であり、従って、この方法はレーザ溶接する際に使い難
いという問題点をイラしていた。 （発明の目的］ 本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたちのであ
って、溶接線を精度よく検出して、高精度の溶接線倣い
が可能となる溶接線検出方法及び装置を提供することを
目的とする。The present invention relates to a weld line detection method and apparatus, and in particular, the present invention relates to a weld line detection method and apparatus for weld lines of materials to be butt welded, which are suitable for use in detecting weld lines of butt welds of metal plates, plastic plates, etc. The present invention relates to improvements in weld line detection methods and devices for detecting weld lines. [Prior Art] When butt welding metal plates, etc., it is necessary to accurately detect the weld line of the part to be butted and welded in order to stabilize and improve the welding quality. In order to detect such weld lines, a weld line tracing method has been proposed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 59-97773. This welding! ! 2. In fillet welding and butt welding, the second scanning method is to install a bandpass filter on the monitor TV camera integrated with the welding torch and scan the chest just before the molten pool. In this method, the magnitude of the degree is determined by the brightness scanning method, and the deviation of the minimum value of the reflected light and the center of the arc is matched by a servo mechanism. [Problems to be solved by the invention] In this method, Since the line detection is performed by finding the minimum value of the reflected light, there is a possibility that the position of the minimum value may become unstable due to the influence of arc light generated at the welding surface or disturbance light. When welding the butt part using laser welding, which has recently been in the spotlight, the shape of the steel plate butt I! part must be controlled more strictly than in conventional welding methods because the shape of the heat source is very small. Furthermore, due to deterioration of shearing blades and increased shearing speeds, it becomes difficult to maintain the viscosity of the above-mentioned shape, and a high-viscosity copying technique is required. When butt welding materials to be welded such as steel plates, a technology to detect and copy the weld line with high precision is required. Conventionally, there were the following problems: (1) The thickness of the plates to be welded and the cross-sectional shape of the cut section differed greatly from plate to plate. (2) Welding plates with different thicknesses. When the laser welding When welding the butt portion, highly accurate measurement of the weld line is required, and it is also necessary to adjust the focus of the light receiving lens system depending on the thickness of the plate to be welded and the shape of the cut portion. However, when the weld line tracing method is used to perform this radar welding, it is difficult to improve measurement accuracy because focus adjustment is not performed in this method. (Objective of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is capable of detecting welding lines with high accuracy and achieving high performance. It is an object of the present invention to provide a weld line detection method and device that enable accurate weld line tracing.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明は、突き合せ溶接される被溶接材の溶接線を検出
する溶接線検出方法において、前記被溶接材に、平行光
束を前記溶接線の長手方向に対して直角方向に亘って反
射光が生ずるように照射し、１）ｂ２被溶接材の反射光
を生じている部分を撮像（）て画像信号を作成し、作成
された画像信号を処理して、前記溶接線を検出すること
により、前記目的を達成したものである。 又、本発明は、突き合せ溶接される被溶接材の溶接線を
検出する溶接線検出装置において、レーザ光を放出する
光源と、放出されたレーザ光を平行光束として、前記被
溶接線の長手方向に対して直角方向に亘って反射光が生
ずるように照射する光学系と、前記被溶接材からの反射
光のうち所定の波長の光を透過、するようにされた光学
フィルタと、該光学フィルタを透過した反射光を受光し
て、前記被溶接材の反射光を生じている部分を撮像して
画像信号を作成する［１手段と、作成された画像信号を
処理して、前記被溶接材の両端面を検出する手段と、検
出された端面位置に基づき、両端面間のギャップ幅と、
前記溶接線を検出１°る手段を備えたことにより、同じ
く前記目的を達成したものである。 更に、本発明の実施態様は、前記搬像手段を、焦点を調
節するためのレンズと、該レンズを周期的に上下動させ
、ほぼ同一溶接部に対して複数の焦点の画像を１ｔＪら
れるようにするレンズ駆動機構を備えたちのとしたちの
である。The present invention provides a welding line detection method for detecting a welding line of a welded material to be butt welded, in which a parallel beam of light is reflected onto the welded material in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the welding line. 1) image the part of the material to be welded where the reflected light occurs, create an image signal, process the created image signal, and detect the weld line; The above objective has been achieved. The present invention also provides a welding line detection device for detecting a welding line of materials to be butt welded, including a light source that emits a laser beam, and a parallel beam of light that is used to detect the welding line along the longitudinal direction of the welded line. an optical system that emits light so as to generate reflected light in a direction perpendicular to the welding direction; an optical filter configured to transmit light of a predetermined wavelength among the reflected light from the welded material; Receiving the reflected light that has passed through the filter, and capturing an image of the part of the welding material that is generating the reflected light to create an image signal [1 means, and processing the created image signal to A means for detecting both end faces of the material, and a gap width between both end faces based on the detected end face position.
By providing means for detecting the weld line by 1°, the above object is also achieved. Further, in an embodiment of the present invention, the image conveying means includes a lens for adjusting the focal point, and the lens is moved up and down periodically, so that images at a plurality of focal points can be produced 1tJ for approximately the same welding part. It is equipped with a lens drive mechanism that allows for

【作用】[Effect]

以下、本発明の作用について、例えば第１図に示される
ような溶接線検出装置に基づき詳細に説明する。 図にＪ３いて、鋼板等の金属板やプラスチック板等の被
溶接板１０の突き合せ溶接部１２の溶接線を検出する際
に、短冊状の平行光束ＬＢを該溶接線の長手方向に直角
方向に、スリット状に照射する。ここで、平行光束を用
いているのは、被溶接板のエツジ部のパリ、ダレ等によ
る影響を最少限に抑えるようにするためである。 前記被溶接板１０上に照射された平行光束ＬＢが反射し
て生じた反射光は、例えば狭帯域干渉フィルタを通して
外乱光を除去し、例えばＣＯＤカメラ等の撮像手段でＩ
Ｉｉ像する。撮像して得られた画像信号は、複数組を積
算する等の処理を行い、画像を強調して前記被溶接板の
両エツジ位置を検出りる。以上のような検出操作を、被
溶接板１０の溶接線の長手方向へ連続的に行うことによ
り、該被溶接板エツジのプロフィールを得ることができ
る。そして、被溶接板の双方のエツジの中心線を、該プ
ロフィールに基づき算出することにより、溶接線を検出
できる。又、同時に双方のエツジ間のギャップ幅も求め
られる。 ここで、例えば鋼板の突き合せ部を本発明法により撮像
して得られた反射光波形の原画像の例を第２図（Ａ）〜
（Ｃ）に示す。同図（Ａ）は、同一板厚の鋼板同士の突
き合せ部を示し、又、同図（Ｂ）は、板厚が違う鋼板の
突き合せ部を示し、更に、同図（Ｃ）は、同一板厚鋼板
で突き合せ部のダレが等しいものを示している。図中Ｐ
は、エツジ位置を検出すべき位置である。図から本発明
の有用性及び本発明によれば、エツジ位置を明確に検出
でき、ひいては、溶接線中心を正確に求めることが可能
となることがわかる。 ところで、前記撮像手段の焦点距離を固定として、被測
定物までの距離を変化させた時に、通常の撮像装置で得
られる信号の分布を第３図に示す。 同図（△）は、前記石像装置の受光レンズ系の焦点に被
測定物が最適に設定されている場合の輝度分布を表ねＪ
″。又、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）の８ｉ！置状態から
被測定物を１　ｍｍ離した時、同図（Ｃ）は、同図＜Ａ
＞の状態から２１１１１１１１１１　シた時、同図（Ｄ
）は、同図（Ａ）の状態から３１■離した時の輝度分布
をそれぞれ表わす絵図である。図から、被測定物までの
距離の変動がその測定精度に大きな影響を与えることが
理解できる。従って、例えば、板厚が最小２　ｕから最
大６ｍ１１までの鋼板を溶接するうインにおいて、溶接
線を検出して高精度の倣いを行うためには、焦点距離を
最適に設定することが望ましい。 そこで、このような場合や、突き合せ部所面形状の不均
一等に起因する焦点ずれを補正するために、前記搬像手
段を、焦点を調節するためのレンズを備え、該レンズを
同期的に上下駆動させることにより、ほぼ同一の溶接部
に対して複数の焦点を１！−＃られるようにするレンズ
駆動機構を備えたものとする。このようにずれば、信号
レベルの立ち上り、立ら下がりが鮮明な画像信号を得て
、更に高粘度の測定を行うことができる。Hereinafter, the operation of the present invention will be explained in detail based on, for example, a weld line detection device as shown in FIG. At J3 in the figure, when detecting the weld line of the butt weld 12 of the plate 10 to be welded such as a metal plate such as a steel plate or a plastic plate, a parallel light beam LB in the form of a strip is directed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the weld line. It is irradiated in a slit shape. The reason why a parallel light beam is used here is to minimize the effects of burrs, sag, etc. on the edges of the welded plates. The reflected light generated by the reflection of the parallel light beam LB irradiated onto the plate 10 to be welded passes through, for example, a narrow band interference filter to remove disturbance light, and is then captured by an imaging means such as a COD camera.
Ii image. The image signals obtained by imaging are subjected to processing such as integrating a plurality of sets, and the images are emphasized to detect the positions of both edges of the plate to be welded. By continuously performing the above detection operation in the longitudinal direction of the weld line of the plate to be welded 10, the profile of the edge of the plate to be welded can be obtained. Then, by calculating the center lines of both edges of the plate to be welded based on the profile, the weld line can be detected. At the same time, the gap width between both edges is also determined. Here, examples of original images of reflected light waveforms obtained by imaging, for example, abutting portions of steel plates using the method of the present invention are shown in Figures 2(A) to 2(A).
Shown in (C). The same figure (A) shows the butt part of steel plates of the same thickness, the same figure (B) shows the butt part of steel plates of different thicknesses, and the same figure (C) shows the butt part of the steel plates of different thicknesses. This shows steel plates with the same thickness but with the same sag at the butt part. P in the diagram
is the position where the edge position should be detected. From the figures, it can be seen that the present invention is useful and that according to the present invention, the edge position can be clearly detected, and as a result, the weld line center can be accurately determined. By the way, FIG. 3 shows the distribution of signals obtained by a normal imaging device when the focal length of the imaging means is fixed and the distance to the object to be measured is varied. The figure (△) represents the brightness distribution when the object to be measured is optimally set at the focal point of the light receiving lens system of the stone image device.
''. In addition, when the object to be measured is separated by 1 mm from the 8i! position state in Figure (A), Figure (C) shows that
> from the state of 2111111111, the same figure (D
) are pictorial diagrams showing the luminance distribution when separated by 31 cm from the state shown in (A) of the same figure. From the figure, it can be seen that variations in the distance to the object to be measured have a large effect on the measurement accuracy. Therefore, for example, when welding steel plates with a minimum thickness of 2 mm to a maximum of 6 mm, it is desirable to set the focal length optimally in order to detect the weld line and perform highly accurate tracing. Therefore, in order to correct the focal shift caused by such cases or non-uniformity of the surface shape of the abutting portion, the image carrying means is equipped with a lens for adjusting the focal point, and the lens is synchronously operated. By moving up and down, multiple focal points can be focused on almost the same welding part. - It shall be equipped with a lens drive mechanism that allows the lens to be rotated. By shifting in this way, it is possible to obtain an image signal with sharp rises and falls in the signal level, and to perform measurement of even higher viscosity.

【実施例】【Example】

以下、本発明に係る溶接線検出方法が採用された溶接線
検出装置の実施例について詳細に説明する。 この実施例は、前出第１図にその概略構成を示づように
、鋼板１０の突き合せ溶接部１２を溶接する際に、溶接
トーチ１４が精度よく該突き合せ溶接部１２を倣うよう
に、その溶接線を検出する溶接線検出装置に本発明を採
用したものである。 第１図に示されるように、前記溶接トーチ１４の進行方
向Ａに対して前側に前記溶接線を検出Ｊるための検出ヘ
ッド１６が設置されている。 該検出ヘッド１６の概略構成を第４図に示す。 なお同図（Ａ）は、該検出ヘッド１６を側面から見た状
態であり、同図（８）は正面から見た状態である。 第４図（Ａ）に示Ｊように、該検出ヘッド１６には、小
型レーザが用いられた光源１８と、高解像のＣＯＤ　（
電荷結合素子）カメラが用いられた受像部２０が備えら
れる。又、前記検出ヘッド１６は、溶接器からの雑音信
号の影響を受けないように、電磁的、静電的にシールド
される。 前記光源１８は、それから放射するレーザビームＬＢを
受像部２０の視野ＦＥのほぼ中心に投射することが可能
とされ、又、可能な限り前記鋼板１０に対して直角に近
い角度で設置される。 前記光源１８のレーザ光ＬＢの照射側には、第４図（Ｂ
）に示すように、該レーザ光ＬＢを平行光とする平行光
束作成用の光学系１９が取付けられる。なお、前記光源
１８には、Ｈｅ−ＮＱレーザや半導体レーデ等の小型レ
ーザを使用することが可能であり、それを使用した場合
、この装置の構成を小型化できる。 前記受像部２０には、第１図に示されるように、それに
より搬像された像を画像信号として処理する画像処理装
置２２が接続される。該画像処理装置２２には、その出
力信号により前記鋼板１０のエツジ位置を検出して、前
記溶接トーチ１４が倣うべき溶接線を検出するためのマ
イクロコンピュータ２４が接続される。 ここで、前記鋼板１０の突き合せ溶接部１２の形状は、
剪断刃の剪断精度に依存し、該剪断刃が劣化してくると
切断部の断面形状が、例えば第５図に示すようにいろい
ろな形ａ−４に変化する。 特に、この溶接線検出装置の目標検出精度は、５０μｌ
以下であり、この精度を満足させるためには、切断部形
状の不均一に起因する、前記受＠部２０で搬像した像の
焦点ずれを補正する必要がある。又、厚物と薄物の溶接
のように、板厚の違う鋼板１０の溶接が非常に多く行わ
れているため、焦点ずれの補正が必要となる。 そこで、前記受像部２０の受像側には、第６図に示され
るように、画像焦点を調節してほぼ同一溶接部の複数の
画像の取込みを行うためのレンズ２６と、該レンズ２０
を前記マイクロコンピュータ２４の判断に基づき、上下
ｅするようにされたレンズ駆動機構２８を備えたレンズ
系２９が配設される。なお前記レンズ２６の入光側には
Ｓ／Ｎの向上を図るために狭帯域干渉フィルタ３０が配
設される。 以下、実施例の作用について説明する。 第１図に示されるように、溶接トーチ１４が進行方向Ａ
に移動しながら溶接する際に、検出ヘッド１６はそれと
一体となって移動する。該検出ヘッド１６内の光源１８
より放射されるレーザビーム（レーザ光）は、平行光束
作成用の光学系１９で平行光束とされ、短冊状のレーザ
ビームＬＢとされて鋼板１０上に投射される。これによ
り、該鋼板１０のエツジ部の形状（バリ、ダレ）による
影響を最小限とする。 投射されたレーザビームＬＢによる前記鋼板１０上の反
射光は、スリット状あるいは線状となり、前記鋼板１０
の突き合せ溶接部１２の長手方向に対して直角となる。 該反射光は散乱光であり、受像部２０で搬像され、画像
信号として画像処理装置２２に入力される。その際、前
記反射光による画像信号のレベルは鋼板１０の部分は高
く、突き合Ｕ溶接部１２の部分は低くなる。又、前記反
射光は、狭帯域フィルタ３０を透過して外乱光が除去さ
れて踊像される。 前記画像処理装置２２は、前記画像信−号を複数組積算
する等の処理を行い、画像を強調して、マイクロコンピ
ュータ２４に入力する。該マイクロコンピュータ２４は
、処理された画像信号の信号レベルの高低に基づき前記
鋼板１０の両エツジのプロフィールの検出を行う。そし
て、検出された両エツジのプＯフ・イールに基づき、両
エツジの中心位置を算出し、溶接トーチ１４が倣うべぎ
溶接線を検出しそ、該溶接トーチ制御信号下Ｓを出力す
る。又、同時に突き合Ｖ溶接部１２のギャップ幅を検出
することもできる。以上のような操作を前記突ぎ合Ｕ溶
接部１２の長手方向に連続的に、且つ溶接と同時に行う
ことにより、高精度の溶接線倣いが可能となる。 前記のようにして溶接線を倣う際に、前記受像部２０の
レンズ２６は、溶接を行う直前に板厚信号により、予め
その焦点距離が設定されている。 ところが、鋼板１０の突き合せ溶接部１２が第５図に示
されるように、断面形状の不均一等に起因して前記受像
部２０の搬像画像が焦点のずれたものとなっている場合
には、その補正のため、焦点調節用レンズ２６をレンズ
駆動機構２８で上下動させて、同一の突き合眩溶接部１
２に対する複数の画像の取込みを行う。そして、取り込
まれた該突き合せ溶接部１２の両エツジの画像のうち、
最も信号レベルの立上り立も下りの鮮明な画像を、前記
マイクロコンピュータ２２で判断して選択することによ
り、前記鋼板１０の突き合せ部１２の形状の不均一、前
記鋼板１０の板厚の違い等により生ずる受光系の焦点ず
れに起因するｉｉ！ｉ像の焦点ずれを補正することがで
き、高精度に溶接線を検出することが可能となる。 この実施例の溶接線検出装置を用いれば、５０μｍの倣
い精度を得ることが可能となる。 なお、前記実施例においては、被溶接材として鋼板１０
を例示したが、被溶接材はこ、れに限定されるものでは
なく、他の金属材やプラスチック材笠を用いることがで
きる。 又、前記実施例においては、光源として小型レーザを用
いていたが、光源はこれに限定されるものではなく、光
学系１９を介して短冊状の平行光束を被溶接材に照射で
きる光源であるならば他の光源でもよい。Hereinafter, embodiments of a weld line detection device employing the weld line detection method according to the present invention will be described in detail. As shown in FIG. 1 above, this embodiment is designed so that the welding torch 14 accurately follows the butt weld 12 when welding the butt weld 12 of the steel plate 10. The present invention is applied to a welding line detection device for detecting the welding line. As shown in FIG. 1, a detection head 16 for detecting the weld line is installed on the front side with respect to the traveling direction A of the welding torch 14. A schematic configuration of the detection head 16 is shown in FIG. Note that (A) in the same figure shows the state in which the detection head 16 is seen from the side, and (8) in the same figure shows the state in which it is seen from the front. As shown in FIG. 4(A), the detection head 16 includes a light source 18 using a small laser and a high-resolution COD (
An image receiving section 20 using a charge coupled device (charge coupled device) camera is provided. Further, the detection head 16 is electromagnetically and electrostatically shielded so as not to be affected by noise signals from the welder. The light source 18 is capable of projecting the laser beam LB emitted from it to approximately the center of the field of view FE of the image receiving section 20, and is installed at an angle as close to perpendicular to the steel plate 10 as possible. On the irradiation side of the laser beam LB of the light source 18, as shown in FIG.
), an optical system 19 for creating a parallel beam of light that converts the laser beam LB into parallel light is installed. Note that a small laser such as a He-NQ laser or a semiconductor laser can be used as the light source 18, and when such a small laser is used, the configuration of this device can be miniaturized. As shown in FIG. 1, the image receiving section 20 is connected to an image processing device 22 that processes the image carried by the image receiving section 20 as an image signal. A microcomputer 24 is connected to the image processing device 22 for detecting the edge position of the steel plate 10 based on its output signal and detecting a welding line to be followed by the welding torch 14. Here, the shape of the butt welded portion 12 of the steel plate 10 is as follows:
Depending on the shearing accuracy of the shearing blade, as the shearing blade deteriorates, the cross-sectional shape of the cut portion changes into various shapes a-4 as shown in FIG. 5, for example. In particular, the target detection accuracy of this weld line detection device is 50 μl.
In order to satisfy this accuracy, it is necessary to correct the defocus of the image conveyed by the receiving section 20, which is caused by the non-uniformity of the shape of the cut portion. Furthermore, since welding of steel plates 10 of different thicknesses is performed very often, such as welding of thick and thin materials, it is necessary to correct the defocus. Therefore, on the image receiving side of the image receiving section 20, as shown in FIG.
Based on the judgment of the microcomputer 24, a lens system 29 is provided which includes a lens drive mechanism 28 that moves up and down. Note that a narrow band interference filter 30 is disposed on the light incident side of the lens 26 in order to improve the S/N ratio. The effects of the embodiment will be explained below. As shown in FIG. 1, the welding torch 14 is
When welding while moving, the detection head 16 moves together with the welding. A light source 18 within the detection head 16
The laser beam (laser light) emitted from the laser beam is converted into a parallel light beam by an optical system 19 for creating a parallel light beam, and is projected onto the steel plate 10 as a strip-shaped laser beam LB. This minimizes the influence of the shape (burr, sag) of the edge portion of the steel plate 10. The reflected light on the steel plate 10 by the projected laser beam LB has a slit shape or a line shape, and the reflected light on the steel plate 10
is perpendicular to the longitudinal direction of the butt weld 12. The reflected light is scattered light, is carried by the image receiving section 20, and is input to the image processing device 22 as an image signal. At this time, the level of the image signal due to the reflected light is high at the steel plate 10 and low at the butt U weld 12. Further, the reflected light passes through a narrow band filter 30 to remove disturbance light and is transformed into an image. The image processing device 22 performs processing such as integrating a plurality of sets of the image signals, emphasizes the image, and inputs the image to the microcomputer 24. The microcomputer 24 detects the profiles of both edges of the steel plate 10 based on the signal level of the processed image signal. Then, based on the detected profiles of both edges, the center position of both edges is calculated, the welding torch 14 detects the welding line to be traced, and outputs the welding torch control signal S. Furthermore, the gap width of the butt V-welded portion 12 can also be detected at the same time. By performing the above-described operations continuously in the longitudinal direction of the butt U-welded portion 12 and simultaneously with welding, it is possible to trace the weld line with high precision. When tracing the welding line as described above, the focal length of the lens 26 of the image receiving section 20 is set in advance based on a plate thickness signal immediately before welding. However, as shown in FIG. 5, when the butt welded part 12 of the steel plate 10 has a non-uniform cross-sectional shape, the image carried by the image receiving part 20 is out of focus. In order to correct this, the focusing lens 26 is moved up and down by the lens drive mechanism 28, and the same butt-dazzle welding part 1 is
2. Capture multiple images for 2. Of the captured images of both edges of the butt weld 12,
The microcomputer 22 judges and selects the image with the clearest rise and fall of the signal level, so that uneven shapes of the butt portions 12 of the steel plates 10, differences in the thickness of the steel plates 10, etc. ii! due to the defocus of the light receiving system caused by ii! The defocus of the i-image can be corrected, and the weld line can be detected with high accuracy. By using the weld line detection device of this embodiment, it is possible to obtain a tracing accuracy of 50 μm. In addition, in the above embodiment, the steel plate 10 is used as the material to be welded.
Although the material to be welded is shown as an example, the material to be welded is not limited to this, and other metal materials or plastic materials can be used. Further, in the above embodiment, a small laser was used as the light source, but the light source is not limited to this, and any light source that can irradiate the workpiece with a rectangular parallel light beam through the optical system 19 can be used. If so, another light source may be used.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明した通り、本発明によれば、熱源の形状によら
ずに、高精度の溶接線倣いが可能となり、従って、溶接
部の破断防止、自動倣いによるサイクルタイムの短縮、
シャーの劣化に対するバックアップ等が可能となる等の
優れた効果を有する。As explained above, according to the present invention, it is possible to trace a weld line with high precision regardless of the shape of the heat source, thereby preventing breakage of the weld, shortening cycle time by automatic tracing,
This has excellent effects such as being able to provide backup against deterioration of the shear.

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

第１図は、本発明に係る溶接線検出方法が採用された溶
接線検出装置の実施例の概略構成を示す、一部ブロック
図を含む配置図、第２図は、反射光波形、エツジ位置の
関係の例を示す線図、第３図は、焦点を変化させたとき
の画像信号の状態の例を示Ｖ線図、第４図（Ａ）、（Ｂ
）は、前記実施例における検出ヘッドの構成を示１側面
図及び正面図、第５図は、前記実施例の作用を説明する
ための溶接される鋼板エツジ部の形状の例を示す断面図
、第６図は、前記実施例で用いらりてしする受像部のレ
ンズ系の構成を示ず断面図である。 １０・・・鋼板、　　　　　１２・・・突き合せ溶接部
、１４・・・溶接トーチ、　　１６・・・検出ヘッド、
１８・・・光源、 １９・・・平行光束作成用光学系、 ２０・・・受像部、 ２２・・・画像処理８置、 ２４・・・マイクロコンピュータ、 ２６・・・焦点調節用レンズ、 ２８・・・レンズ駆動機構、 ２つ・・・レンズ系、 ３０・・・狭帯域干渉フィルタ。FIG. 1 is a layout diagram, including a partial block diagram, showing a schematic configuration of an embodiment of a weld line detection device in which the weld line detection method according to the present invention is adopted, and FIG. 2 shows reflected light waveforms and edge positions. 3 is a diagram showing an example of the relationship between
) is a side view and a front view showing the configuration of the detection head in the embodiment, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view, not showing the structure of the lens system of the image receiving section used in the above embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Steel plate, 12... Butt welding part, 14... Welding torch, 16... Detection head,
18... Light source, 19... Optical system for creating parallel light flux, 20... Image receiving unit, 22... Image processing 8 position, 24... Microcomputer, 26... Focus adjustment lens, 28 ...Lens drive mechanism, 2...Lens system, 30...Narrowband interference filter.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）突き合せ溶接される被溶接材の溶接線を検出する
溶接線検出方法において、 前記被溶接材に、平行光束を前記溶接線の長手方向に対
して直角方向に亘つて反射光が生ずるように照射し、 前記被溶接材の反射光を生じている部分を撮像して画像
信号を作成し、 作成された画像信号を処理して、前記溶接線を検出する
ことを特徴とする溶接線検出方法。(1) In a welding line detection method for detecting a welding line of a welded material to be butt welded, a parallel light beam is reflected from the welded material in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the welded line. The welding line is characterized in that the welding line is detected by irradiating the welding line in such a manner as to create an image signal by imaging a portion of the welded material that is generating the reflected light, and processing the created image signal. Detection method. （２）突き合せ溶接される被溶接材の溶接線を検出する
溶接線検出装置において、 レーザ光を放出する光源と、 放出されたレーザ光を平行光束として、前記溶接線の長
手方向に対して直角方向に亘つて反射光が生ずるように
照射する光学系と、 前記被溶接材からの反射光のうち、所定の波長の光を透
過するようにされた光学フィルタと、該光学フィルタを
透過した反射光を受光して、前記被溶接材の反射光を生
じている部分を撮像して画像信号を作成する撮像手段と
、 作成された画像信号を処理して、前記被溶接材の両端面
を検出する検出手段と、 検出された端面位置に基づき、両端面間のギャップ幅と
前記溶接線を検出する手段を備えたことを特徴とする溶
接線検出装置。(2) A welding line detection device for detecting a welding line of a workpiece to be butt welded, comprising: a light source that emits a laser beam; an optical system that irradiates light so as to generate reflected light in a perpendicular direction; an optical filter that transmits light of a predetermined wavelength among the light reflected from the welded material; an imaging unit that receives reflected light and creates an image signal by imaging a portion of the material to be welded where the reflected light is generated; A weld line detection device comprising: a detection means for detecting the weld line; and a means for detecting the gap width between both end faces and the weld line based on the detected end face position. （３）前記撮像手段が、焦点を調節するためのレンズと
、該レンズを周期的に上下動させ、ほぼ同一溶接部に対
して複数の焦点の画像を得られるようにするレンズ駆動
機構を備える特許請求の範囲第２項記載の溶接線検出装
置。(3) The imaging means includes a lens for adjusting the focal point, and a lens drive mechanism that periodically moves the lens up and down to obtain images of multiple focal points for approximately the same welded part. A welding line detection device according to claim 2.