JPH0545122A - Detecting method of welding line of automatic welding apparatus - Google Patents
Detecting method of welding line of automatic welding apparatusInfo
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- JPH0545122A JPH0545122A JP20274991A JP20274991A JPH0545122A JP H0545122 A JPH0545122 A JP H0545122A JP 20274991 A JP20274991 A JP 20274991A JP 20274991 A JP20274991 A JP 20274991A JP H0545122 A JPH0545122 A JP H0545122A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は自動溶接装置の溶接線
検出方法に係り、特に薄板のルートギャップ零の突き合
せ溶接における溶接線の検出に好適な自動溶接装置の溶
接線検出方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding line detecting method for an automatic welding device, and more particularly to a welding line detecting method for an automatic welding device which is suitable for detecting a welding line in butt welding with a zero root gap of a thin plate. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】アーク溶接の作業はスポット溶接と異な
って、本来、溶接工といわれる長年の経験と実績に裏付
けられた熟練労働者によって行われる作業分野にあり、
素人が若干の練習をつんだ程度では到底達成し得ない高
度な作業である。したがって、溶接ロボットにより自動
溶接を行う際にも当然このような高度な溶接工の技量を
実現し得るに十分な機能が要求されてくる。2. Description of the Related Art Unlike the spot welding, the work of arc welding is originally in the field of work carried out by skilled workers supported by many years of experience and achievements called welders,
It is an advanced task that cannot be accomplished by amateurs with a little practice. Therefore, even when automatic welding is performed by the welding robot, a function sufficient to realize such a high skill of a welding worker is naturally required.
【0003】その最も基本的な機能の一つとして、溶接
線を検出する機能がある。特にルートギャップが零の突
き合わせ溶接における溶接線を検出する方法としては、
従来よりスリット状のレーザ光を溶接線上に照射して、
その反射光の明度分布をCCD(charge coupled devic
e) カメラで判別して溶接線を検出する方法がある。こ
の方法では、母材を切断した際に切断部に生ずる微小変
形に起因して反射強度が低下するためCCDカメラが
『暗』部を検出し、この暗部信号を受信した制御部が溶
接線を検出する。このため、ルートギャップが零でも溶
接線の検出が可能と言われている。One of the most basic functions is a function of detecting a welding line. In particular, as a method of detecting the weld line in butt welding with a zero root gap,
Irradiate a slit-shaped laser beam onto the welding line,
The brightness distribution of the reflected light is represented by CCD (charge coupled devic
e) There is a method to detect the welding line by distinguishing with a camera. In this method, when the base material is cut, the reflection intensity is reduced due to minute deformation that occurs in the cut portion, so the CCD camera detects the "dark" portion, and the control unit that receives this dark portion signal detects the welding line. To detect. Therefore, it is said that the weld line can be detected even if the root gap is zero.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、薄板の場合には母材切断部
に生ずる微小変形自体が小さいため、溶接中の母材の変
動や変形による『暗』部と区別できなくなって溶接線を
見失ってしまうおそれがある。However, in such a conventional technique, in the case of a thin plate, since the microdeformation itself occurring in the base metal cutting portion is small, it is possible that the base metal fluctuates or deforms during welding. There is a risk that the welding line may be lost because it cannot be distinguished from the "dark" part.
【0005】この発明は、このような従来の技術に着目
してなされたものであり、ルートギャップ零の薄板の突
き合せ溶接においても確実に溶接線を検出することので
きる自動溶接装置の溶接線検出方法を提供するものであ
る。The present invention was made by paying attention to such a conventional technique, and a welding line of an automatic welding apparatus capable of surely detecting a welding line even in butt welding of thin plates having a zero root gap. A detection method is provided.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係る自動溶接
装置の溶接線検出方法は、投光器から発っせられたスリ
ット状の光を溶接部位に照射し、この溶接部位からの反
射光をセンサが受光すると共にこのセンサからの明暗信
号により制御部が溶接線を判別する自動溶接装置の溶接
線検出方法において、前記制御部が溶接線を判別できな
い場合には、前記センサを溶接部位に近づけることによ
り分解能を高めるという手法を採っている。A welding line detecting method for an automatic welding device according to the present invention irradiates a welding site with slit-like light emitted from a light projector, and a sensor reflects light reflected from the welding site. In the welding line detection method of the automatic welding device in which the control unit determines the welding line by receiving the light and the brightness signal from the sensor, when the control unit cannot determine the welding line, the sensor is brought close to the welding site. The method is to increase the resolution.
【0007】[0007]
【作用】この発明に係る自動溶接装置の溶接線検出方法
によれば、通常時には投光器から発っせられたスリット
状のレーザ光を溶接線を横切る状態で溶接部位に照射
し、溶接部位からの反射光をセンサが受光してその明度
の違いを制御部が判別することにより溶接線を検出す
る。そして、薄板のルートギャップ零の突き合わせ溶接
の場合のように溶接熱による母材の変形が相対的に大き
くなり、この変形による明暗の差と溶接線を横切ること
による明暗の差との判別ができなくなって溶接線の検出
が困難な場合には、センサを溶接部位に近づけることに
より分解能を高める。According to the welding line detecting method of the automatic welding apparatus according to the present invention, the slit-shaped laser light emitted from the projector is normally applied to the welding portion while traversing the welding line and reflected from the welding portion. The light is received by the sensor, and the control unit determines the difference in the brightness to detect the welding line. Then, the deformation of the base metal due to welding heat becomes relatively large as in the case of butt welding with a thin root gap of zero, and it is possible to distinguish between the difference in lightness and darkness due to this deformation and the difference in lightness and darkness due to crossing the welding line. When it is difficult to detect the weld line because it disappears, the resolution is increased by bringing the sensor close to the welded part.
【0008】[0008]
【実施例】以下この発明の好適な一実施例を図1〜図4
に基づいて説明する。図2を参照するに、溶接ロボット
1を用いた自動溶接装置は、溶接ロボット1の他に、セ
ンサコントローラ(制御部)3、ロボットコントローラ
(制御部)5、溶接電源7から構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
It will be explained based on. Referring to FIG. 2, the automatic welding apparatus using the welding robot 1 includes a sensor controller (control unit) 3, a robot controller (control unit) 5, and a welding power source 7 in addition to the welding robot 1.
【0009】溶接ロボット1は、図3も併せて参照する
に、すでに公知のもので通常6軸に回動制御でき、自由
に移動できるアーム9の先端にトーチ11と溶接線WL
を検出するための検出部13を備えている。この検出部
13は、図4に示されているように、スリット状のレー
ザ光Lを溶接部位に発する半導体レーザ(投光器)15
と、溶接部位における前記レーザ光Lの反射光を受光す
るCCDカメラ(センサ)17から構成されている。こ
こで、このCCDカメラ17はCCDカメラ本体19と
その下方に設けられているレンズ21から成るものであ
る。そして、このCCDカメラ本体19は、その上側に
設けられているエアシリンダ23により上下移動が可能
となっている。すなわち、CCDカメラ17は通常時で
は図中AR1で示される範囲内を検知することができる
が、CCDカメラ本体19を下方へ下げることにより狭
い範囲AR2内を検知することとなる。これは、検知す
る範囲を狭くして分解能を高めるためである。Referring to FIG. 3 together with FIG. 3, the welding robot 1 is a well-known welding robot and can normally be controlled to rotate about 6 axes, and a torch 11 and a welding line WL are attached to the tip of an arm 9 which can be freely moved.
The detection unit 13 for detecting As shown in FIG. 4, the detection unit 13 is a semiconductor laser (light projector) 15 that emits a slit-shaped laser beam L to a welding portion.
And a CCD camera (sensor) 17 that receives the reflected light of the laser light L at the welding site. Here, the CCD camera 17 is composed of a CCD camera body 19 and a lens 21 provided below it. The CCD camera body 19 can be moved up and down by an air cylinder 23 provided above it. That is, the CCD camera 17 can detect the area within the range indicated by AR1 in the figure at the normal time, but the CCD camera body 19 is detected downward to detect within the narrow area AR2. This is for narrowing the detection range and improving the resolution.
【0010】この検出部13では、半導体レーザ15か
ら発っせられたスリット状のレーザ光Lは溶接線WLを
跨いだ状態で溶接部位の母材W表面に照射され、その反
射光がレンズ21を通してCCDカメラ本体19に受光
され、溶接部位の明暗信号がCCDカメラ本体19から
センサコントローラ3に発っせられることになる。In the detection unit 13, the slit-shaped laser light L emitted from the semiconductor laser 15 is applied to the surface of the base metal W at the welding site while straddling the welding line WL, and the reflected light is passed through the lens 21. The light is received by the CCD camera body 19, and a bright / dark signal of the welding site is emitted from the CCD camera body 19 to the sensor controller 3.
【0011】センサコントローラ3は、CCDカメラ本
体19からの明暗信号を受信してその明暗の差から溶接
線WLの位置を検出する。つまり、溶接線WL位置にお
いては照射されたレーザ光が乱反射して『暗』となるの
で、この部位を溶接線WLと判断する。そして、溶接線
WLの位置を座標データとしてロボットコントローラ5
に発する。このロボットコントローラ5は得られた座標
データをロボット座標系に変換すると共にこの座標デー
タを溶接ロボット1に伝達し、これに従って溶接ロボッ
ト1はアーム9を移動させて与えられた座標位置にトー
チ11を正確に配置して溶接作業を行う。The sensor controller 3 receives the light / dark signal from the CCD camera body 19 and detects the position of the welding line WL from the difference between the light and dark. That is, at the position of the welding line WL, the irradiated laser light is diffusely reflected and becomes "dark", so this portion is determined to be the welding line WL. The robot controller 5 uses the position of the welding line WL as coordinate data.
To leave. The robot controller 5 converts the obtained coordinate data into a robot coordinate system and transmits the coordinate data to the welding robot 1, and accordingly the welding robot 1 moves the arm 9 to move the torch 11 to the given coordinate position. Accurate placement and welding work.
【0012】次に、ロボットコントローラ5の制御内容
を図1のフローチャートを基にして説明する。先ず、溶
接線WLの終端部P1の座標を認識させる(図1中S1
ステップ)。続いて、溶接線WLの始端部P2の座標を
認識させる(S2ステップ)。これら入力された終端部
P1及び始端部P2の座標から溶接線WLを算出する
(S3ステップ)。そして、溶接ロボット1に命じて始
端部P2から溶接を開始する(S4ステップ)。溶接ロ
ボット1はS3ステップで算出した溶接線WLに沿って
始端部P2から終端部P1に向かって溶接を進める(S
5ステップ)が、検出部13はこの溶接作業中常に溶接
線WLの確認を行っている(S6ステップ)。そして、
溶接線WLが認識されている場合は確認された溶接線W
Lの座標位置と実際に溶接を行っている座標位置との誤
差を求め(S7ステップ)、誤差が許容範囲内にあるか
否かを判断して(S8ステップ)、許容範囲内にある場
合には溶接作業を続行して終端部P1に達したか否かを
判断する(S9ステップ)。そして、終端部P1に達し
たら溶接作業を終了する(S10ステップ)が、まだ終
端部P1に達していない場合にはS5ステップに戻って
終端部P1に達するまでS5ステップ〜S9ステップを
繰り返す。この間、S6ステップにおいて溶接線WLの
確認ができない場合には、エアシリンダ23により検出
部13のCCDカメラ本体19を溶接部位に近づけて分
解能を高めることにより観測部位を拡大して溶接線WL
の確認を図り(S11ステップ)、S6ステップに戻っ
て溶接線WLが認識されるとS7ステップへ移行する。
また、S8ステップにおいて、誤差が許容範囲を越えた
場合には、検出された溶接線WLの座標をロボット座標
系に変換し(S12ステップ)、その座標位置にトーチ
11を配置する(S13ステップ)。そして、S9ステ
ップに戻って終端部P1に達するまで溶接作業を繰り返
し続行する。Next, the control contents of the robot controller 5 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the coordinates of the terminal portion P1 of the welding line WL are recognized (S1 in FIG. 1).
Step). Then, the coordinates of the starting end P2 of the welding line WL are recognized (step S2). The welding line WL is calculated from the inputted coordinates of the end portion P1 and the start end portion P2 (step S3). Then, the welding robot 1 is instructed to start welding from the starting end portion P2 (S4 step). The welding robot 1 advances welding from the starting end portion P2 to the terminating end portion P1 along the welding line WL calculated in step S3 (S).
5 steps), the detection unit 13 always confirms the welding line WL during this welding operation (S6 step). And
If the welding line WL is recognized, the confirmed welding line W
An error between the coordinate position of L and the coordinate position where welding is actually performed is obtained (S7 step), and it is determined whether the error is within the allowable range (S8 step). Determines whether or not the welding work has been continued and the end portion P1 has been reached (S9 step). Then, when the end portion P1 is reached, the welding operation is ended (step S10), but if the end portion P1 is not reached yet, the process returns to step S5 and steps S5 to S9 are repeated until the end portion P1 is reached. During this time, if the weld line WL cannot be confirmed in step S6, the CCD camera body 19 of the detection unit 13 is moved closer to the weld site by the air cylinder 23 to increase the resolution, thereby enlarging the observation site and increasing the weld line WL.
Is confirmed (step S11), the process returns to step S6, and when the welding line WL is recognized, the process proceeds to step S7.
If the error exceeds the allowable range in step S8, the coordinates of the detected welding line WL are converted into the robot coordinate system (step S12), and the torch 11 is placed at the coordinate position (step S13). .. Then, returning to step S9, the welding operation is repeated and continued until the end portion P1 is reached.
【0013】このように、溶接作業中は常に溶接線WL
を確認しながら溶接作業を行うため、正確な位置を溶接
することができる。そして、母材Wが溶接熱により変動
・変形して溶接線WLの確認ができない場合には、検出
部13のCCDカメラ本体19をエアシリンダ23によ
り下げて溶接部位に近づけ、分解能を高めるようにした
ため薄板のルートギャップ零の突き合せ溶接においても
溶接線WLを確実に検出することができる。また、レー
ザ切断のように切断部における微小変形が小さな切断面
を有する母材Wの突き合わせ溶接においても溶接線WL
の検出ができるので、溶接機能が向上する。さらに、溶
接線WLの終端部P1と始端部P2の認識のみ行えば良
いため、従来と同様に簡単なティーチングで正常な溶接
が可能である。Thus, the welding line WL is always maintained during the welding operation.
Since the welding work is performed while confirming, the precise position can be welded. When the base material W fluctuates or deforms due to welding heat and the welding line WL cannot be confirmed, the CCD camera body 19 of the detection unit 13 is lowered by the air cylinder 23 to bring it closer to the welding site, and the resolution is increased. Therefore, the weld line WL can be reliably detected even in the butt welding of the thin plate with zero root gap. Also, in the butt welding of the base material W having a cut surface with a small deformation in the cut portion such as laser cutting, the welding line WL is also used.
Can be detected, which improves the welding function. Further, since it is only necessary to recognize the terminal end P1 and the starting end P2 of the welding line WL, normal welding can be performed by simple teaching as in the conventional case.
【0014】尚、上記実施例においては、CCDカメラ
本体19をエアシリンダ23により上下移動して溶接部
位に近づけたが、上下移動手段はエアシリンダ23に限
らず例えば機械式の手段等どのような手段を用いても良
い。また、CCDカメラ本体19を上下移動させること
により分解能を高めたが、これに限らずレンズ21を上
下移動させることにより分解能を高めるようにしても良
い。In the above embodiment, the CCD camera main body 19 is moved up and down by the air cylinder 23 to bring it closer to the welding site. However, the vertical moving means is not limited to the air cylinder 23, and any mechanical means such as mechanical means may be used. Means may be used. Further, although the resolution is improved by moving the CCD camera body 19 up and down, the invention is not limited to this, and the resolution may be increased by moving the lens 21 up and down.
【0015】[0015]
【発明の効果】この発明に係る自動溶接装置の溶接線検
出方法は以上説明したような構成のものであり、溶接作
業中は常に溶接線を確認しながら溶接作業を行うため、
正確な位置を溶接することができる。そして、溶接熱に
よる母材の変形が相対的に大きくなり、この変形による
明暗の差と溶接線を横切ることによる明暗の差との判別
ができなくなって溶接線の検出が困難な場合には、セン
サを溶接部位に近づけることによりセンサの分解能を高
める。これにより、ルートギャップ零の薄板の突き合せ
溶接においても確実に溶接線を検出することができる。The welding line detecting method of the automatic welding apparatus according to the present invention has the above-described structure, and since the welding work is always performed while confirming the welding line during the welding work,
The exact position can be welded. Then, the deformation of the base metal due to the welding heat becomes relatively large, and when it is difficult to detect the welding line because the difference between the lightness and darkness due to this deformation and the difference between the lightness and darkness due to crossing the welding line cannot be determined, The resolution of the sensor is improved by bringing the sensor closer to the welding site. As a result, the weld line can be reliably detected even in the butt welding of thin plates with a zero root gap.
【図1】本発明に係る自動溶接装置の溶接線検出方法を
用いた自動溶接装置におけるロボットコントローラの制
御内容を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing the control contents of a robot controller in an automatic welding apparatus using a welding line detection method for an automatic welding apparatus according to the present invention.
【図2】本発明に係る自動溶接装置の溶接線検出方法を
用いた自動溶接装置の全体構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an overall configuration of an automatic welding apparatus using the welding line detection method of the automatic welding apparatus according to the present invention.
【図3】溶接ロボットのアームの先端に設けられている
トーチ及び検出部を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a torch and a detection unit provided at the tip of the arm of the welding robot.
【図4】本発明に係る自動溶接装置の溶接線検出方法を
実施するための検出部の主な構成を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a main configuration of a detection unit for carrying out the welding line detection method of the automatic welding device according to the present invention.
3 センサコントローラ(制御部) 5 ロボットコントローラ(制御部) 15 半導体レーザ(投光器) 17 CCDカメラ(センサ) WL 溶接線 L レーザ光 3 Sensor controller (control unit) 5 Robot controller (control unit) 15 Semiconductor laser (light projector) 17 CCD camera (sensor) WL Welding line L Laser light
Claims (1)
を溶接部位に照射し、この溶接部位からの反射光をセン
サが受光すると共にこのセンサからの明暗信号により制
御部が溶接線を判別する自動溶接装置の溶接線検出方法
において、 前記制御部が溶接線を判別できない場合には、前記セン
サを溶接部位に近づけることにより分解能を高めたこと
を特徴とする自動溶接装置の溶接線検出方法。1. A welding part is irradiated with slit-shaped light emitted from a light projector, and a sensor receives the reflected light from this welding part, and the control section discriminates a welding line based on a bright / dark signal from this sensor. In the welding line detection method for an automatic welding device, when the control unit cannot determine the welding line, the resolution is enhanced by bringing the sensor closer to the welding site, and the welding line detection method for the automatic welding device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20274991A JPH0545122A (en) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | Detecting method of welding line of automatic welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20274991A JPH0545122A (en) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | Detecting method of welding line of automatic welding apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545122A true JPH0545122A (en) | 1993-02-23 |
Family
ID=16462530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20274991A Pending JPH0545122A (en) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | Detecting method of welding line of automatic welding apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0545122A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104002021A (en) * | 2014-06-06 | 2014-08-27 | 哈尔滨工业大学 | Device for automatic identification and tracking of multi-layer and multi-run welds |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP20274991A patent/JPH0545122A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104002021A (en) * | 2014-06-06 | 2014-08-27 | 哈尔滨工业大学 | Device for automatic identification and tracking of multi-layer and multi-run welds |
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