JP3151790B2 - 溶接開先・ビードの中心位置検出方法及び装置 - Google Patents
溶接開先・ビードの中心位置検出方法及び装置Info
- Publication number
- JP3151790B2 JP3151790B2 JP24896995A JP24896995A JP3151790B2 JP 3151790 B2 JP3151790 B2 JP 3151790B2 JP 24896995 A JP24896995 A JP 24896995A JP 24896995 A JP24896995 A JP 24896995A JP 3151790 B2 JP3151790 B2 JP 3151790B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bead
- center
- groove
- sectional shape
- cross
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接開先やビード
を含む測定対象物の断面形状を検出し、該検出された断
面形状から、開先肩部の中心としての開先中心や、ビー
ドエッジの中心としてのビード中心を認識するための溶
接開先・ビードの中心位置検出方法及び装置に係り、特
に、ＵＯ鋼管等の自動倣い溶接や自動倣い探傷に用いる
のに好適な、２次元画像の処理を必要とすることなく、
１次元の断面形状から、溶接肩部やビードエッジを正確
に検出することが可能な、溶接開先・ビードの中心位置
検出方法及び装置に関する。
を含む測定対象物の断面形状を検出し、該検出された断
面形状から、開先肩部の中心としての開先中心や、ビー
ドエッジの中心としてのビード中心を認識するための溶
接開先・ビードの中心位置検出方法及び装置に係り、特
に、ＵＯ鋼管等の自動倣い溶接や自動倣い探傷に用いる
のに好適な、２次元画像の処理を必要とすることなく、
１次元の断面形状から、溶接肩部やビードエッジを正確
に検出することが可能な、溶接開先・ビードの中心位置
検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、開先中心やビード中心の検出に
は、２次元画像の認識によるパターンマッチング方法
や、１次元の断面形状を１階又は２階差分する方法が行
われている。前者の方法としては、三菱重工技報Ｖｏ
ｌ．３１Ｎｏ．３（１９９４）２１７頁に示される方法
が知られており、又、後者の方法としては、特開昭６０
−３０５７８に示される方法が知られている。
は、２次元画像の認識によるパターンマッチング方法
や、１次元の断面形状を１階又は２階差分する方法が行
われている。前者の方法としては、三菱重工技報Ｖｏ
ｌ．３１Ｎｏ．３（１９９４）２１７頁に示される方法
が知られており、又、後者の方法としては、特開昭６０
−３０５７８に示される方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２次元
画像の認識によるパターンマッチング方法では、２次元
の広い部分の情報を比べるため、大局的な判断を行える
反面、２次元平面分の演算が必要になるため、演算を行
う計算機に高速・高価なものを必要とし、特に高速動作
を要求される探傷工程への応用には、難しいものがあっ
た。又、２次元画像を必要とするので、画像の取得自体
にも、高速・高価な機器を必要とするという問題点を有
していた。
画像の認識によるパターンマッチング方法では、２次元
の広い部分の情報を比べるため、大局的な判断を行える
反面、２次元平面分の演算が必要になるため、演算を行
う計算機に高速・高価なものを必要とし、特に高速動作
を要求される探傷工程への応用には、難しいものがあっ
た。又、２次元画像を必要とするので、画像の取得自体
にも、高速・高価な機器を必要とするという問題点を有
していた。
【０００４】一方、断面形状を１階差分する方法では、
画像データ自身は１次元であるため、２次元画像の認識
によるパターンマッチング方法に比べて、処理は速くな
るが、一般に、差分値が一定値を連続して、ある区間越
えたときをもって開先肩部又はビードエッジとする判定
を行っており、この方法では、画像全体又は部分の傾斜
を開先肩部又はビードエッジと誤認識する場合が多いと
いう問題点を有していた。
画像データ自身は１次元であるため、２次元画像の認識
によるパターンマッチング方法に比べて、処理は速くな
るが、一般に、差分値が一定値を連続して、ある区間越
えたときをもって開先肩部又はビードエッジとする判定
を行っており、この方法では、画像全体又は部分の傾斜
を開先肩部又はビードエッジと誤認識する場合が多いと
いう問題点を有していた。
【０００５】即ち、図１に示す１階差分法では、鋼管断
面の外面形状１０の微小突起１２による１階差分値ｇ1
の増加、及び、開先以外の管表面での１階差分値ｇ1 の
増加が大きく、仮付溶接ビード部１４のビードエッジ１
６の１階差分値よりはるかに大きくなっており、ビード
エッジ１６の検出が、微小突起１２及び管面の曲率の影
響で難しくなっていることが分かる。
面の外面形状１０の微小突起１２による１階差分値ｇ1
の増加、及び、開先以外の管表面での１階差分値ｇ1 の
増加が大きく、仮付溶接ビード部１４のビードエッジ１
６の１階差分値よりはるかに大きくなっており、ビード
エッジ１６の検出が、微小突起１２及び管面の曲率の影
響で難しくなっていることが分かる。
【０００６】この１階差分法における、傾斜部を開先肩
部又はビードエッジと誤認識する欠点を避けるため、画
像を２階差分し、２階差分値が一定値を、ある区間連続
して越えた点をもって、開先肩部又はビードエッジとす
る方法も知られている（特開昭６０−３０５７８参
照）。
部又はビードエッジと誤認識する欠点を避けるため、画
像を２階差分し、２階差分値が一定値を、ある区間連続
して越えた点をもって、開先肩部又はビードエッジとす
る方法も知られている（特開昭６０−３０５７８参
照）。
【０００７】この２階差分法によれば、傾斜を誤認識す
る恐れは少なくなるものの、差分値が同じ、即ち局所的
な傾斜が似ている小突起と、開先肩部又はビードエッジ
を区別することは難しく、小突起が多いデータでは誤認
識を多く生ずるという問題点を有していた。
る恐れは少なくなるものの、差分値が同じ、即ち局所的
な傾斜が似ている小突起と、開先肩部又はビードエッジ
を区別することは難しく、小突起が多いデータでは誤認
識を多く生ずるという問題点を有していた。
【０００８】即ち、この２階差分法によれば、図２に示
す如く、管面曲率の影響による２階差分値ｇ2 の増加は
小さくなるものの、微小突起１２による２階差分値ｇ2
の増加が大きく、ビードエッジ１６の２階差分値に近く
なっており、これもビードエッジ１６の確実な判断を難
しくしている。
す如く、管面曲率の影響による２階差分値ｇ2 の増加は
小さくなるものの、微小突起１２による２階差分値ｇ2
の増加が大きく、ビードエッジ１６の２階差分値に近く
なっており、これもビードエッジ１６の確実な判断を難
しくしている。
【０００９】なお、前記１階差分値ｇ1 及び２階差分値
ｇ2 は、次式で計算している。
ｇ2 は、次式で計算している。
【００１０】 ｇ1 （ｉ）＝Ｐ（ｉ）−Ｐ（ｉ−Ｎg ） …（１） ｇ2 （ｉ）＝Ｐ（ｉ＋Ｎg ）＋Ｐ（ｉ−Ｎg ） …（２） ｇ1 （ｉ）：点ｉでの１階差分値 ｇ2 （ｉ）：点ｉでの２階差分値 Ｐ（ｉ）：断面形状曲線（各点ｉでのドットの集合で表
現） Ｎg ：差分区間の長さ（ドット数）
現） Ｎg ：差分区間の長さ（ドット数）
【００１１】上記１階差分法及び２階差分法の問題点
は、差分法特有の、極く狭い部分間の局所的演算で、開
先肩部又はビードエッジを決定するという問題点を反映
したものと考えられる。
は、差分法特有の、極く狭い部分間の局所的演算で、開
先肩部又はビードエッジを決定するという問題点を反映
したものと考えられる。
【００１２】又差分法の変形として、特開平４−１１５
１０４には、撮像器が捉らえた画像に対して、画面上端
あるいは下端から断面形状を示す図形までの距離を画面
左端から右端にわたって計算し、この距離の変化分が
＋、０あるいは−かをチェックし、＋から−へ、又は−
から＋へと変化した変曲点の位置を検出して、該変曲点
を境とした距離の変化分の＋、−勾配の組合せにより、
予め設定されているパターンのどれに属するかというパ
ターン分類を実施して、分類されたパターンに対して開
先のエッジ位置を算出する方法が記載されている。しか
しながら、この方法においても、十分に高精度な検出を
行うことはできなかった。
１０４には、撮像器が捉らえた画像に対して、画面上端
あるいは下端から断面形状を示す図形までの距離を画面
左端から右端にわたって計算し、この距離の変化分が
＋、０あるいは−かをチェックし、＋から−へ、又は−
から＋へと変化した変曲点の位置を検出して、該変曲点
を境とした距離の変化分の＋、−勾配の組合せにより、
予め設定されているパターンのどれに属するかというパ
ターン分類を実施して、分類されたパターンに対して開
先のエッジ位置を算出する方法が記載されている。しか
しながら、この方法においても、十分に高精度な検出を
行うことはできなかった。
【００１３】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、比較的安価・低速の画像取得装置及
び演算装置を用い、差分法の局所的演算による問題点を
改良した大局的演算により、誤認識が少なく、且つ高速
で開先肩部やビードエッジを検出することを目的とす
る。
くなされたもので、比較的安価・低速の画像取得装置及
び演算装置を用い、差分法の局所的演算による問題点を
改良した大局的演算により、誤認識が少なく、且つ高速
で開先肩部やビードエッジを検出することを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶接開先やビ
ードを含む測定対象物の断面形状を検出し、該検出され
た断面形状から、開先肩部の中心としての開先中心や、
ビードエッジの中心としてのビード中心を認識するため
の溶接開先・ビードの中心位置検出方法において、前記
断面形状に沿って、ある長さの直線又はＮ次多項式曲線
を、位置をずらしながら逐次当て嵌めていき、両者の２
乗残差が大きくなった時に、開先肩部又はビードエッジ
と判定することようにして、前記目的を達成したもので
ある。
ードを含む測定対象物の断面形状を検出し、該検出され
た断面形状から、開先肩部の中心としての開先中心や、
ビードエッジの中心としてのビード中心を認識するため
の溶接開先・ビードの中心位置検出方法において、前記
断面形状に沿って、ある長さの直線又はＮ次多項式曲線
を、位置をずらしながら逐次当て嵌めていき、両者の２
乗残差が大きくなった時に、開先肩部又はビードエッジ
と判定することようにして、前記目的を達成したもので
ある。
【００１５】又、溶接開先・ビードの中心位置検出装置
を、溶接開先やビードを含む測定対象物の断面形状を検
出する手段と、検出された断面形状に沿って、ある長さ
の直線又はＮ次多項式曲線を、両者のずれが最小となる
よう、位置をずらしながら逐次当て嵌めていく手段と、
当て嵌められた直線又はＮ次多項式曲線と断面形状との
２乗残差を計算する手段と、該２乗残差が所定値以上と
なった時に、開先肩部又はビードエッジと判定する手段
と、該判定結果に基づいて、開先肩部の中心としての開
先中心又はビードエッジの中心としてのビード中心を認
識する手段とを用いて構成することにより、同じく前記
目的を達成したものである。
を、溶接開先やビードを含む測定対象物の断面形状を検
出する手段と、検出された断面形状に沿って、ある長さ
の直線又はＮ次多項式曲線を、両者のずれが最小となる
よう、位置をずらしながら逐次当て嵌めていく手段と、
当て嵌められた直線又はＮ次多項式曲線と断面形状との
２乗残差を計算する手段と、該２乗残差が所定値以上と
なった時に、開先肩部又はビードエッジと判定する手段
と、該判定結果に基づいて、開先肩部の中心としての開
先中心又はビードエッジの中心としてのビード中心を認
識する手段とを用いて構成することにより、同じく前記
目的を達成したものである。
【００１６】以下、本発明の作用を説明する。
【００１７】図３（ａ）に示す如く、レーザスリット光
等により得られた開先又はビードの断面形状の離散的な
点を２次元直交座標上で表現した曲線をＰ（ｉ）とす
る。ここで、変数ｉは何個目の点であるかを示す。Ｐ
（ｉ）は、断面形状の離散的な点のｉ番目のｙ座標を表
わすことになる。
等により得られた開先又はビードの断面形状の離散的な
点を２次元直交座標上で表現した曲線をＰ（ｉ）とす
る。ここで、変数ｉは何個目の点であるかを示す。Ｐ
（ｉ）は、断面形状の離散的な点のｉ番目のｙ座標を表
わすことになる。
【００１８】ここで、最も簡単な場合として、Ｎ＝１、
即ち、ある長さの直線を断面形状Ｐ（ｉ）に、端から順
に当て嵌めていく例を説明する。この直線上の離散的な
点は、次式で表わされる。
即ち、ある長さの直線を断面形状Ｐ（ｉ）に、端から順
に当て嵌めていく例を説明する。この直線上の離散的な
点は、次式で表わされる。
【００１９】 ｙi （ｊ）＝ａｉ・ｊ＋ｂi …（３）
【００２０】ｊは、ｉ−Ｎｂ＋１からｉまで動かす。即
ち、（３）式の直線はＮｂ個の点を含んでおり、且つ、
一方から端（右端）がｉ番目となることを示している。
ここで、ａi 、ｂi を、例えば次式に示す２乗残差Ｒ
(2) を最小にするように選ぶ。
ち、（３）式の直線はＮｂ個の点を含んでおり、且つ、
一方から端（右端）がｉ番目となることを示している。
ここで、ａi 、ｂi を、例えば次式に示す２乗残差Ｒ
(2) を最小にするように選ぶ。
【００２１】
【００２２】これは最小２乗法として知られている方法
であり、これにより、直線は断面形状曲線によく当て嵌
まるようになることが知られている。
であり、これにより、直線は断面形状曲線によく当て嵌
まるようになることが知られている。
【００２３】この操作を各ｉについて行い、それによっ
て決定されたａi 、ｂi を使って残差を計算する。この
残差をＲim(2) とする。このＲim(2) を、ｉを横軸とし
てグラフとすると、図３（ｂ）に示す如く、管面部のよ
うな平坦な部分では当て嵌めの程度がよいので残差Ｒim
(2) は小さいが、開先肩分やビードエッジ等の平坦でな
い部分にくると、当て嵌めがうまくいかなくなり、残差
Ｒim(2) は急速に大きくなる。従って、この残差Ｒim
(2) がある値以上に大きくなる点を捜せば、そこが開先
肩部又はビードエッジと判定できることになる。
て決定されたａi 、ｂi を使って残差を計算する。この
残差をＲim(2) とする。このＲim(2) を、ｉを横軸とし
てグラフとすると、図３（ｂ）に示す如く、管面部のよ
うな平坦な部分では当て嵌めの程度がよいので残差Ｒim
(2) は小さいが、開先肩分やビードエッジ等の平坦でな
い部分にくると、当て嵌めがうまくいかなくなり、残差
Ｒim(2) は急速に大きくなる。従って、この残差Ｒim
(2) がある値以上に大きくなる点を捜せば、そこが開先
肩部又はビードエッジと判定できることになる。
【００２４】上記の説明では、Ｎ＝１の直線を当て嵌め
ていく場合であったが、Ｎ＝２の放物線、Ｎ＝３以上の
多項式曲線でも、同様に当て嵌めを行うことが可能であ
る。
ていく場合であったが、Ｎ＝２の放物線、Ｎ＝３以上の
多項式曲線でも、同様に当て嵌めを行うことが可能であ
る。
【００２５】
【００２６】
【００２７】本発明によれば、まずある長さの直線又は
Ｎ次多項式曲線の当て嵌めを行うため、例えば傾斜した
断面形状曲線でも、それに応じて傾斜した当て嵌めが行
われ、傾斜による残差の増加が全くない。従って、１階
差分法の問題点である、傾斜面による誤認識は完全に防
止できる。又、Ｎ次の次数を適当に選べば、断面形状の
曲がりにも適切な嵌め合いが行えるため、不要な曲がり
の影響も除去できる。更に、特殊な断面形状に対して
も、それに見合った特殊な曲線を使用することもでき
る。又、残差は、当て嵌め曲線の区間全体にわたる量で
あるため、開先肩部やビードエッジに傾斜がよく似た微
小突起による残差の影響は小さく、目的である区間Ｎｂ
程度以上にわたる大きな開先肩部やビードエッジでは、
残差が急速に大きくなるようになり、２階差分法の欠点
も除ける。
Ｎ次多項式曲線の当て嵌めを行うため、例えば傾斜した
断面形状曲線でも、それに応じて傾斜した当て嵌めが行
われ、傾斜による残差の増加が全くない。従って、１階
差分法の問題点である、傾斜面による誤認識は完全に防
止できる。又、Ｎ次の次数を適当に選べば、断面形状の
曲がりにも適切な嵌め合いが行えるため、不要な曲がり
の影響も除去できる。更に、特殊な断面形状に対して
も、それに見合った特殊な曲線を使用することもでき
る。又、残差は、当て嵌め曲線の区間全体にわたる量で
あるため、開先肩部やビードエッジに傾斜がよく似た微
小突起による残差の影響は小さく、目的である区間Ｎｂ
程度以上にわたる大きな開先肩部やビードエッジでは、
残差が急速に大きくなるようになり、２階差分法の欠点
も除ける。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００２９】本実施形態は、本発明を、溶接トーチを開
先中心に倣わせるように働く自動倣い溶接装置に適用し
たもので、図４に示す如く、測定（溶接）対象である、
開先部分３１を有する鋼管３０に、測定用のレーザスリ
ット光３４を照射するための光源（図示省略）、及び、
鋼管３０表面におけるレーザスリット光の反射位置を検
出するための電荷結合素子３６が内蔵された光学部３２
と、前記電荷結合素子３６の出力から、断面形状を示す
画像を取得する画像取得装置３８と、該画像取得装置３
８の出力を処理して、本発明により開先肩部又はビード
エッジを検出する開先肩部・ビードエッジ検出装置４０
と、該開先肩部・ビードエッジ検出装置４０から出力さ
れる開先中心・ビード中心信号とトーチ中心信号の差を
計算する減算器４２と、該減算器４２出力のビード〜ト
ーチ中心間偏差信号に応じて、前記光学部３２と同じ架
台４４に固定されている溶接トーチ４６の位置を制御す
るためのトーチ駆動用アクチュエータ４８と、を備えて
いる。
先中心に倣わせるように働く自動倣い溶接装置に適用し
たもので、図４に示す如く、測定（溶接）対象である、
開先部分３１を有する鋼管３０に、測定用のレーザスリ
ット光３４を照射するための光源（図示省略）、及び、
鋼管３０表面におけるレーザスリット光の反射位置を検
出するための電荷結合素子３６が内蔵された光学部３２
と、前記電荷結合素子３６の出力から、断面形状を示す
画像を取得する画像取得装置３８と、該画像取得装置３
８の出力を処理して、本発明により開先肩部又はビード
エッジを検出する開先肩部・ビードエッジ検出装置４０
と、該開先肩部・ビードエッジ検出装置４０から出力さ
れる開先中心・ビード中心信号とトーチ中心信号の差を
計算する減算器４２と、該減算器４２出力のビード〜ト
ーチ中心間偏差信号に応じて、前記光学部３２と同じ架
台４４に固定されている溶接トーチ４６の位置を制御す
るためのトーチ駆動用アクチュエータ４８と、を備えて
いる。
【００３０】前記開先肩部・ビードエッジ検出装置４０
は、図５に詳細に示す如く、前記画像取得装置３８で検
出された断面形状に沿って、ある長さの直線を、両者の
ずれが最小となるよう逐次当て嵌めていく直線当て嵌め
回路５０と、該直線当て嵌め回路５０によって当て嵌め
られた直線と断面形状とのずれを示す２乗残差Ｒim(2)
を計算する２乗残差計算回路５２と、該２乗残差計算回
路５２で計算された２乗残差Ｒim(2)が所定値以上とな
ったときに、開先肩部又はビードエッジと判定する開先
肩部・ビードエッジ判定回路５４と、該開先肩部・ビー
ドエッジ判定回路５４における判定結果に基づいて、開
先肩部の中心としての開先中心又はビードエッジの中心
としてのビード中心を認識して、開先中心・ビード中心
信号を出力する開先中心・ビード中心認識回路５６とを
含んで構成されている。
は、図５に詳細に示す如く、前記画像取得装置３８で検
出された断面形状に沿って、ある長さの直線を、両者の
ずれが最小となるよう逐次当て嵌めていく直線当て嵌め
回路５０と、該直線当て嵌め回路５０によって当て嵌め
られた直線と断面形状とのずれを示す２乗残差Ｒim(2)
を計算する２乗残差計算回路５２と、該２乗残差計算回
路５２で計算された２乗残差Ｒim(2)が所定値以上とな
ったときに、開先肩部又はビードエッジと判定する開先
肩部・ビードエッジ判定回路５４と、該開先肩部・ビー
ドエッジ判定回路５４における判定結果に基づいて、開
先肩部の中心としての開先中心又はビードエッジの中心
としてのビード中心を認識して、開先中心・ビード中心
信号を出力する開先中心・ビード中心認識回路５６とを
含んで構成されている。
【００３１】なお、前記実施形態においては、本発明
が、自動習い溶接装置に適用されていたが、本発明の適
用対象はこれに限定されず、例えばビード探傷用のセン
サーをビード中心に倣わせるように働く自動倣い探傷装
置にも同様に適用できることは明らかである。
が、自動習い溶接装置に適用されていたが、本発明の適
用対象はこれに限定されず、例えばビード探傷用のセン
サーをビード中心に倣わせるように働く自動倣い探傷装
置にも同様に適用できることは明らかである。
【００３２】
【実施例】仮付溶接後の鋼管の右エッジを検出するた
め、本発明による方法を適用した例を図６に示す。この
図６は、図１に示した１階差分法及び図２に示した２階
差分法と同一部分に、本発明を適用したものである。本
発明によれば、管曲率の影響による２乗残差Ｒim(2) の
増加が小さい上、微小突起部１２の影響による残差増加
も小さく、ビードエッジ１６と微小突起１２での残差の
比は、図２に示した２階差分法におけるビードエッジ１
６の２階差分値と微小突起１２の２階差分値の比と同等
又は、これより大きくなっており、ビードエッジ１６の
確実な判断が容易にできる。
め、本発明による方法を適用した例を図６に示す。この
図６は、図１に示した１階差分法及び図２に示した２階
差分法と同一部分に、本発明を適用したものである。本
発明によれば、管曲率の影響による２乗残差Ｒim(2) の
増加が小さい上、微小突起部１２の影響による残差増加
も小さく、ビードエッジ１６と微小突起１２での残差の
比は、図２に示した２階差分法におけるビードエッジ１
６の２階差分値と微小突起１２の２階差分値の比と同等
又は、これより大きくなっており、ビードエッジ１６の
確実な判断が容易にできる。
【００３３】なお、実用的には、検出される部分は必ず
しも完全なビードエッジ１６でなくともよく、若干ビー
ド内側でもよい。これは、最終目的が、ビード中心又は
開先中心を求めるものであることによるが、このような
場合には、そのビードと微小突起１２の残差の比は非常
に大きくなり、ビードエッジ１６の検出は、極めて容易
且つ確実なものとなる。
しも完全なビードエッジ１６でなくともよく、若干ビー
ド内側でもよい。これは、最終目的が、ビード中心又は
開先中心を求めるものであることによるが、このような
場合には、そのビードと微小突起１２の残差の比は非常
に大きくなり、ビードエッジ１６の検出は、極めて容易
且つ確実なものとなる。
【００３４】なお、この実施例では、仮付溶接後の鋼管
のビードエッジの検出例を示したが、仮付溶接前の鋼管
の開先肩部検出や、本溶接後のビードエッジ検出にも、
同様に本発明が適用できることは明らかである。
のビードエッジの検出例を示したが、仮付溶接前の鋼管
の開先肩部検出や、本溶接後のビードエッジ検出にも、
同様に本発明が適用できることは明らかである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
平面画像認識装置によるパターンマッチング方法等のよ
うに、高速且つ高価な装置を用いることなく、対象区間
からの情報による大局的な判断で、開先肩部又はビード
エッジを正確に検出することが可能となる。
平面画像認識装置によるパターンマッチング方法等のよ
うに、高速且つ高価な装置を用いることなく、対象区間
からの情報による大局的な判断で、開先肩部又はビード
エッジを正確に検出することが可能となる。
【図１】従来の１階差分法によるビードエッジ検出例を
示す線図
示す線図
【図２】同じく２階差分法によるビードエッジ検出例を
示す線図
示す線図
【図３】本発明による検出原理を示す線図
【図４】自動倣い溶接装置に適用された本発明の実施形
態の構成を示すブロック線図
態の構成を示すブロック線図
【図５】前記実施形態で用いられている開先肩部・ビー
ドエッジ検出装置の基本的な構成を示すブロック図
ドエッジ検出装置の基本的な構成を示すブロック図
【図６】本発明の方法によるビードエッジ検出例を示す
線図
線図
１０…鋼管断面の外面形状 １２…微小突起 １４…仮付溶接ビード部 １６…ビードエッジ ３０…鋼管 ３２…光学部 ３４…レーザスリット光 ３６…電荷結合素子 ３８…画像取得装置 ４０…開先肩部・ビードエッジ検出装置 ４６…溶接トーチ ４８…トーチ駆動用アクチュエータ ５０…直線当て嵌め回路 ５２…２乗残差計算回路 ５４…開先肩部・ビードエッジ判定回路 ５６…開先中心・ビード中心認識回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井原 宏一 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 浦田 正男 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川鉄 テクノリサーチ株式会社 千葉事業所内 (72)発明者 川西 昭 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川鉄 情報システム株式会社 千葉事業所内 (56)参考文献 特開 昭61−191905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 B23K 9/095 510 B23K 9/127 508
Claims (2)
- 【請求項１】溶接開先やビードを含む測定対象物の断面
形状を検出し、該検出された断面形状から、開先肩部の
中心としての開先中心や、ビードエッジの中心としての
ビード中心を認識するための溶接開先・ビードの中心位
置検出方法において、 前記断面形状に沿って、ある長さの直線又はＮ次多項式
曲線を、位置をずらしながら逐次当て嵌めていき、 両者の２乗残差が大きくなった時に、開先肩部又はビー
ドエッジと判定することを特徴とする溶接開先・ビード
の中心位置検出方法。 - 【請求項２】溶接開先やビードを含む測定対象物の断面
形状を検出する手段と、 検出された断面形状に沿って、ある長さの直線又はＮ次
多項式曲線を、両者のずれが最小となるよう、位置をず
らしながら逐次当て嵌めていく手段と、 当て嵌められた直線又はＮ次多項式曲線と断面形状との
２乗残差を計算する手段と、 該２乗残差が所定値以上となった時に、開先肩部又はビ
ードエッジと判定する手段と、 該判定結果に基づいて、開先肩部の中心としての開先中
心又はビードエッジの中心としてのビード中心を認識す
る手段と、 を備えたことを特徴とする溶接開先・ビードの中心位置
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24896995A JP3151790B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 溶接開先・ビードの中心位置検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24896995A JP3151790B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 溶接開先・ビードの中心位置検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989524A JPH0989524A (ja) | 1997-04-04 |
| JP3151790B2 true JP3151790B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17186088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24896995A Expired - Fee Related JP3151790B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 溶接開先・ビードの中心位置検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151790B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MY137246A (en) | 2002-04-30 | 2009-01-30 | Jfe Steel Corp | Method and instrument for measuring bead cutting shape of electric welded tube |
| JP5029419B2 (ja) * | 2008-02-26 | 2012-09-19 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接ビード検査方法、及び、溶接ビード検査装置 |
| JP4992848B2 (ja) * | 2008-07-22 | 2012-08-08 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接ビード検査方法、及び、溶接ビード検査装置 |
| JP5608984B2 (ja) * | 2009-02-19 | 2014-10-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 開先部最深位置検出装置および開先部最深位置検出方法 |
| JP5672480B2 (ja) * | 2010-08-30 | 2015-02-18 | スズキ株式会社 | ビードの終端部の形状を判定する装置及びその方法 |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP24896995A patent/JP3151790B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0989524A (ja) | 1997-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Automatic welding seam tracking and identification | |
| CN108876771B (zh) | 一种咬边焊接缺陷的检测方法 | |
| JP3151790B2 (ja) | 溶接開先・ビードの中心位置検出方法及び装置 | |
| EP0392961B1 (en) | Seam tracking between mating parts | |
| Li et al. | Narrow weld joint recognition method based on laser profile sensor | |
| JP3046530B2 (ja) | 鋼管の溶接ビード検出方法およびその装置 | |
| KR100415796B1 (ko) | 스캐닝간격결정방법 | |
| JPH10193148A (ja) | 溶接位置の決定方法及び装置並びに溶接管の製造方法及び装置 | |
| JPH09101113A (ja) | 開先位置，形状の計測方法およびその装置 | |
| CN111179221B (zh) | 焊接坡口的检测方法、设备及存储介质 | |
| Zou et al. | Laser-based precise measurement of tailor welded blanks: a case study | |
| JPH1133621A (ja) | 溶接温度測定方法及び装置並びに溶接管製造方法及び装置 | |
| JP5812284B2 (ja) | 帯状構造検出装置及び方法並びにプログラム | |
| JPH1123479A (ja) | 鋼管の溶接部表面疵検査方法 | |
| JP2955618B2 (ja) | Ｕｏ鋼管の溶接部表面疵検査方法 | |
| JP2515142B2 (ja) | 画像処理による開先検出法 | |
| JP2000074642A (ja) | 三次元視覚位置決め方法及び装置 | |
| JP2912070B2 (ja) | 対象物の位置認識方法 | |
| JPS61191905A (ja) | 開先位置検出装置 | |
| JPH05164569A (ja) | 移動車の走行路検出装置 | |
| JP3100098B2 (ja) | 形状処理方法 | |
| JPH10339614A (ja) | 溶接線中心位置の決定方法および装置 | |
| JP2006226834A (ja) | 表面検査装置、表面検査の方法 | |
| JP2667841B2 (ja) | 溶接装置 | |
| JPH0659545B2 (ja) | 自動溶接方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001226 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |