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JP6974950B2 - Welding equipment, welding methods and programs - Google Patents
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Description

本発明は、溶接装置、溶接方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to welding equipment, welding methods and programs.

自動溶接装置に関連して幾つかの技術が提案されている。
例えば、特許文献1の技術では、自動溶接装置は、溶接部分の画像を撮像し、画像の輝度差に基づいて溶融池の位置を求める。そして、この自動溶接装置は、開先内における溶融池の左端位置と開先表層部における溶融池の左端位置との差、及び、開先内における溶融池の右端位置と開先表層部における溶融池の右端位置との差に基づいて、左右方向における溶接ワイヤの先端位置を調節し、開先表層部における溶接線倣いを制御する。
Several techniques have been proposed in connection with automatic welding equipment.
For example, in the technique of Patent Document 1, the automatic welding apparatus captures an image of a welded portion and obtains the position of a molten pool based on the difference in brightness of the image. In this automatic welding device, the difference between the left end position of the molten pool in the groove and the left end position of the molten pool in the groove surface layer, and the right end position of the molten pool in the groove and the melting in the groove surface layer. Based on the difference from the right end position of the pond, the tip position of the welding wire in the left-right direction is adjusted to control the welding line tracing in the groove surface layer portion.

特許第3408749号公報Japanese Patent No. 3408749

特許文献1に記載の技術によれば、消耗式電極を用いる自動溶接装置にて、溶接線倣いを行って溶接を高精度に行うことができる。
一方、非消耗式電極を用いる自動溶接装置では、電極と溶接ワイヤとが別々に設けられている点で制御がより複雑になる。
According to the technique described in Patent Document 1, it is possible to perform welding with high accuracy by copying a welding line with an automatic welding apparatus using a consumable electrode.
On the other hand, in the automatic welding apparatus using the non-consumable electrode, the control becomes more complicated in that the electrode and the welding wire are separately provided.

本発明は、非消耗式電極を用いる自動溶接装置における溶接をより高精度に行うことができる、溶接装置、溶接方法およびプログラムを提供する。 The present invention provides a welding device, a welding method and a program capable of performing welding in an automatic welding device using a non-consumable electrode with higher accuracy.

本発明の第1の態様によれば、溶接装置は、溶接対象物の溶接個所に向けて設置された電極と溶接ワイヤとを撮影する撮影部と、前記撮影部の撮影画像における前記電極の先端位置である電極先端位置と、前記撮影画像における開先の位置である開先位置と、前記撮影画像における前記溶接ワイヤの先端位置であるワイヤ先端位置と、前記撮影画像における溶融池の先端位置である溶融池先端位置と、を検出し、前記撮影画像における前記ワイヤ先端位置を基準とする所定領域のうち、輝度が所定の輝度閾値以下の領域全体を、水平方向の2辺と垂直方向の2辺とで囲む矩形のうち最少の矩形である外矩形のサイズを、溶滴のサイズとして検出する画像処理部と、前記電極先端位置、及び、前記開先位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記電極の左右の位置制御を行う第1制御部と、前記電極先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記溶接ワイヤの左右の位置制御を行う第2制御部と、前記溶融池先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接ワイヤの位置制御を行い、前記溶滴のサイズの検出結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端部における溶滴の有無を判定し、溶滴有りと判定した場合、前記溶接ワイヤを下方へ移動させる第3制御部と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the welding apparatus includes a photographing unit for photographing an electrode and a welding wire installed toward a welding portion of an object to be welded, and a tip of the electrode in an image taken by the photographing unit. At the electrode tip position, which is the position, the groove position, which is the groove position in the captured image, the wire tip position, which is the tip position of the welding wire in the captured image, and the tip position of the molten pool in the captured image. The position of the tip of a certain molten pool is detected, and among the predetermined areas with respect to the position of the tip of the wire in the captured image, the entire area where the brightness is equal to or less than the predetermined brightness threshold is covered by two horizontal sides and two in the vertical direction. The position of the welded portion based on the image processing unit that detects the size of the outer rectangle, which is the smallest of the rectangles surrounded by the sides, as the size of the droplet, the electrode tip position, and the groove position. A first control unit that controls the left and right positions of the electrode with respect to the welded portion, and a second control unit that controls the left and right positions of the welded wire with respect to the position of the welded portion based on the position of the tip of the electrode and the position of the tip of the wire. and parts, the molten pool tip position, and, on the basis of the wire tip position, have a row position control of the welding wire, the droplet at the tip of the welding wire based on the detection result of the size of the droplet A third control unit for moving the welding wire downward when the presence or absence is determined and the presence or absence of droplets is determined is provided.

前記第1制御部は、前記電極先端位置、及び、前記開先位置に基づいて、前記電極が前記開先の幅方向の中央に位置するように、前記電極の左右の位置制御を行うようにしてもよい。
前記第2制御部は、前記電極先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記撮影画像の左右方向についてのワイヤの先端位置を電極の位置に揃えるように、前記溶接ワイヤの左右の位置制御を行うようにしてもよい。
前記第3制御部は、前記溶融池先端位置と前記ワイヤ先端位置との上下方向の相対位置の差を一定に保つように、前記溶接ワイヤの上下の位置制御を行うようにしてもよい。
前記第3制御部は、前記撮影画像における溶融池先端位置から所定距離だけ上の位置を目標位置に設定し、前記ワイヤ先端位置が前記目標位置に近付くように、前記溶接ワイヤの上下の位置制御を行うようにしてもよい
Based on the electrode tip position and the groove position, the first control unit controls the left and right positions of the electrode so that the electrode is located at the center in the width direction of the groove. You may.
The second control unit is located at the left and right positions of the welded wire so that the tip position of the wire in the left-right direction of the captured image is aligned with the position of the electrode based on the position of the tip of the electrode and the position of the tip of the wire. Control may be performed.
The third control unit may control the vertical position of the welded wire so as to keep the difference in the vertical relative position between the molten pool tip position and the wire tip position constant.
The third control unit sets a position above the tip position of the molten pool by a predetermined distance in the captured image as the target position, and controls the upper and lower positions of the weld wire so that the tip position of the wire approaches the target position. May be done .

前記溶接装置が、前記撮影部の撮影画像の輝度値を抑制するバンドパスフィルタを備えるようにしてもよい。
前記画像処理部は、前記バンドパスフィルタが適用されていない前記撮影画像に基づいて、前記溶融池先端位置を検出し、前記バンドパスフィルタが適用されている前記撮影画像に基づいて、前記電極先端位置、前記ワイヤ先端位置、及び、前記開先位置を検出するようにしてもよい。
The welding device may be provided with a bandpass filter that suppresses the luminance value of the captured image of the photographing unit.
The image processing unit detects the position of the tip of the molten pool based on the captured image to which the bandpass filter is not applied, and the electrode tip is based on the captured image to which the bandpass filter is applied. The position, the wire tip position, and the groove position may be detected.

前記撮影部は、異なるシャッタースピードで複数の前記撮影画像を撮影するようにしてもよい。
前記画像処理部は、第1のシャッタースピードで撮影された前記撮影画像に基づいて、溶融池先端位置を検出し、前記第1のシャッタースピードよりも遅い第2にシャッタースピードで撮影された前記撮影画像に基づいて、電極先端位置、ワイヤ先端位置及び開先位置を検出するようにしてもよい。
前記撮影部は、アーク電流が異なるタイミングで複数の前記撮影画像を撮影するようにしてもよい。
前記撮影部は、前記アーク電流がピーク電流のタイミングで撮影された前記撮影画像に基づいて、前記溶融池先端位置を検出し、前記アーク電流がベース電流のタイミングで撮影された前記撮影画像に基づいて、前記電極先端位置、前記ワイヤ先端位置、及び、前記開先位置を検出するようにしてもよい。
前記溶接装置が、前記撮影画像の輝度値が所定の閾値以上か否かを判定する制御部をさらに備え、前記画像処理部は、輝度値が前記閾値以上であると判定された前記撮影画像である明画像に基づいて、前記溶融池先端位置を検出し、輝度値が前記閾値未満であると判定された前記撮影画像である暗画像に基づいて、前記電極先端位置、前記ワイヤ先端位置、及び、前記開先位置を検出するようにしてもよい。
前記画像処理部は、前記撮影画像に対するエッジ抽出で得られる輪郭から、前記電極の先端の輪郭の直線として2本の斜め線を検出し、検出した2本の斜め線の交点を前記電極先端位置として検出するようにしてもよい。
前記画像処理部は、前記撮影画像における前記電極先端位置から所定の距離だけ下方にずれた位置における、前記撮影画像の水平方向の輝度値を示す水平プロファイルに基づいて、前記水平プロファイルにおける輝度値が所定の閾値よりも低下する位置を前記開先位置として検出するようにしてもよい。
画像処理部は、撮影画像が二値化された画像から白の画素の領域を検出し、検出した領域の最上部を前記ワイヤ先端位置として検出するようにしてもよい。
前記画像処理部は、前記撮影画像にminフィルタを適用し、さらにmaxフィルタを適用した画像を二値化するようにしてもよい。
前記画像処理部は、撮影画像が二値化された画像の垂直方向の画素ライン毎に白の画素数を計数して、垂直方向における白の画素数が所定値以上の範囲を検出し、検出した範囲を水平方向にスキャンして、前記白の画素の領域を検出するようにしてもよい。
前記画像処理部は、前記撮影画像が二値化された画像における輝度境界を前記溶融池の輪郭線として検出し、前記ワイヤ先端位置から左右それぞれに所定距離進んだ位置から下方向に走査を行い、前記溶融池の輪郭線に到達した点を、前記溶融池先端位置として検出するようにしてもよい
The photographing unit may capture a plurality of the captured images at different shutter speeds.
The image processing unit detects the position of the tip of the molten pool based on the captured image captured at the first shutter speed, and the image captured at the second shutter speed, which is slower than the first shutter speed. The electrode tip position, the wire tip position, and the groove position may be detected based on the image.
The photographing unit may acquire a plurality of the photographed images at different timings of the arc currents.
The photographing unit detects the position of the tip of the molten pool based on the captured image captured at the timing of the peak current of the arc current, and is based on the captured image captured at the timing of the base current of the arc current. The electrode tip position, the wire tip position, and the groove position may be detected.
The welding device further includes a control unit for determining whether or not the luminance value of the captured image is equal to or higher than a predetermined threshold value, and the image processing unit includes the captured image determined to have a luminance value equal to or higher than the threshold value. The electrode tip position, the wire tip position, and the wire tip position, based on the dark image which is the captured image obtained by detecting the molten pool tip position based on a certain bright image and determining that the luminance value is less than the threshold value. , The groove position may be detected.
The image processing unit detects two diagonal lines as straight lines of the contour of the tip of the electrode from the contour obtained by edge extraction with respect to the captured image, and the intersection of the detected two diagonal lines is the position of the tip of the electrode. It may be detected as.
The image processing unit has a luminance value in the horizontal profile based on a horizontal profile showing a horizontal luminance value of the captured image at a position shifted downward by a predetermined distance from the electrode tip position in the captured image. A position lower than a predetermined threshold value may be detected as the groove position.
The image processing unit may detect a region of white pixels from the image obtained by binarizing the captured image, and may detect the uppermost portion of the detected region as the wire tip position.
The image processing unit may apply a min filter to the captured image and further binarize the image to which the max filter is applied.
The image processing unit counts the number of white pixels for each vertical pixel line of the image obtained by binarizing the captured image, and detects and detects a range in which the number of white pixels in the vertical direction is equal to or greater than a predetermined value. The area may be scanned horizontally to detect the area of the white pixel.
The image processing unit detects the luminance boundary in the image obtained by binarizing the captured image as the contour line of the molten pool, and scans downward from a position advanced by a predetermined distance to the left and right from the wire tip position. , The point where the contour line of the molten pool is reached may be detected as the position of the tip of the molten pool .

本発明の第2の態様によれば、溶接方法は、溶接対象物の溶接個所に向けて設置された電極と溶接ワイヤとの撮影画像における前記電極の先端位置である電極先端位置と、前記撮影画像における開先の位置である開先位置と、前記撮影画像における前記溶接ワイヤの先端位置であるワイヤ先端位置と、前記撮影画像における溶融池の先端位置である溶融池先端位置と、を検出し、前記撮影画像における前記ワイヤ先端位置を基準とする所定領域のうち、輝度が所定の輝度閾値以下の領域全体を、水平方向の2辺と垂直方向の2辺とで囲む矩形のうち最少の矩形である外矩形のサイズを、溶滴のサイズとして検出し、前記電極先端位置、及び、前記開先位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記電極の左右の位置制御を行い、前記電極先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記溶接ワイヤの左右の位置制御を行い、前記溶融池先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接ワイヤの位置制御を行い、前記溶滴のサイズの検出結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端部における溶滴の有無を判定し、溶滴有りと判定した場合、前記溶接ワイヤを下方へ移動させる処理を含む。 According to the second aspect of the present invention, in the welding method, the electrode tip position, which is the tip position of the electrode in the photographed image of the electrode and the welding wire installed toward the welding point of the object to be welded, and the photographed. The groove position, which is the groove position in the image, the wire tip position, which is the tip position of the welding wire in the captured image, and the molten pool tip position, which is the tip position of the molten pool in the captured image, are detected. Of the predetermined region based on the wire tip position in the captured image, the smallest rectangle among the rectangles surrounding the entire region whose brightness is equal to or less than the predetermined brightness threshold with two horizontal sides and two vertical sides. The size of the outer rectangle, which is Based on the position and the position of the tip of the wire, the left and right positions of the weld wire are controlled with respect to the position of the weld, and the position of the weld wire is controlled based on the position of the tip of the molten pool and the position of the tip of the wire. controls had lines, based on the detection result of the size of the droplet to determine the presence or absence of droplet at the tip of the welding wire, when it is determined that there droplet, including processing for moving the welding wire downward ..

本発明の第3の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、撮影部に、溶接対象物の溶接個所に向けて設置された電極と溶接ワイヤとを撮影させる制御を行わせ、前記撮影部の撮影画像における前記電極の先端位置である電極先端位置と、前記撮影画像における開先の位置である開先位置と、前記撮影画像における前記溶接ワイヤの先端位置であるワイヤ先端位置と、前記撮影画像における溶融池の先端位置である溶融池先端位置と、を検出させ、前記撮影画像における前記ワイヤ先端位置を基準とする所定領域のうち、輝度が所定の輝度閾値以下の領域全体を、水平方向の2辺と垂直方向の2辺とで囲む矩形のうち最少の矩形である外矩形のサイズを、溶滴のサイズとして検出させ、前記電極先端位置、及び、前記開先位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記電極の左右の位置制御を行わせ、前記電極先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記溶接ワイヤの左右の位置制御を行わせ、前記溶融池先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接ワイヤの位置制御を行わせ、前記溶滴のサイズの検出結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端部における溶滴の有無を判定させ、溶滴有りと判定した場合、前記溶接ワイヤを下方へ移動させる制御を行わせる、ためのプログラムである。
According to the third aspect of the present invention, the program causes the computer to control the photographing unit to photograph the electrode and the welding wire installed toward the welding portion of the object to be welded, and the photographing unit of the photographing unit. The electrode tip position, which is the tip position of the electrode in the captured image, the groove position, which is the groove position in the captured image, the wire tip position, which is the tip position of the welding wire in the captured image, and the captured image. The position of the tip of the molten pool, which is the position of the tip of the molten pool in The size of the outer rectangle, which is the smallest of the rectangles surrounded by the two sides and the two sides in the vertical direction, is detected as the size of the droplet , and the welding is performed based on the electrode tip position and the groove position. The left and right positions of the electrode are controlled with respect to the position of the welded portion, and the left and right positions of the welded wire are controlled with respect to the position of the welded portion based on the position of the tip of the electrode and the position of the tip of the wire, and the melting is performed. The position of the welding wire is controlled based on the position of the tip of the pond and the position of the tip of the wire, and the presence or absence of droplets at the tip of the welding wire is determined based on the detection result of the size of the droplet. If it is judged droplet, Ru to perform the control for moving the welding wire downwards, a program for.

上記した溶接装置、溶接方法およびプログラムによれば、非消耗式電極を用いる自動溶接装置における溶接をより高精度に行うことができる。 According to the above-mentioned welding apparatus, welding method and program, welding in an automatic welding apparatus using non-consumable electrodes can be performed with higher accuracy.

本発明の実施形態に係る溶接装置の機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional structure of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 同実施形態に係る本体部の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the main body part which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る撮影部が撮影した画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image taken by the photographing part which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る溶接制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional structure of the welding control apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る撮影部が比較的遅いシャッタースピードで撮影した画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image which the photographing part which concerns on the same embodiment took an image at a relatively slow shutter speed. 同実施形態に係る撮影部が比較的速いシャッタースピードで撮影した画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image which the photographing part which concerns on the same embodiment took an image with a relatively fast shutter speed. 同実施形態でアーク電流がベース電流のタイミングで撮影部が撮影した画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image which the photographing part took at the timing of the arc current | base current in the same embodiment. 同実施形態に係る撮影部がバンドパスフィルタを用いて撮影した画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image which the photographing part which concerns on the same embodiment took an image using a bandpass filter. 同実施形態に係る溶接装置が、溶接対象物を溶接する処理手順の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the processing procedure which welds the welding object by the welding apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る溶接装置が溶接個所付近を撮影して各部の位置を検出する処理手順の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the processing procedure which the welding apparatus which concerns on the same embodiment photographed the vicinity of the welding part and detects the position of each part. 同実施形態に係る溶接装置が各部の位置制御を行う処理手順の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the processing procedure which performs the position control of each part by the welding apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る画像処理部が電極先端位置を検出する処理手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the processing procedure which the image processing part which concerns on the same embodiment detects the electrode tip position. 同実施形態に係る画像処理部が検出する直線の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the straight line detected by the image processing unit which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る画像処理部が開先位置を検出する処理手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the processing procedure which the image processing part which concerns on the same embodiment detects a groove position. 同実施形態に係る画像処理部が設定する位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the position set by the image processing unit which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る水平プロファイルの例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the horizontal profile which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る画像処理部がワイヤ先端位置を検出する処理手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the processing procedure which the image processing part which concerns on the same embodiment detects the wire tip position. 同実施形態に係る画像処理部が抽出する領域の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the region extracted by the image processing part which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る画像処理部が溶融池を検出する処理手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the processing procedure which the image processing part which concerns on the same embodiment detects a molten pool. 同実施形態に係る画像処理部が検出する輝度境界の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the luminance boundary detected by the image processing unit which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る画像処理部が溶滴を検出する処理手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the processing procedure which the image processing part which concerns on the same embodiment detects a droplet. 同実施形態に係る画像処理部が検出する領域の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the region detected by the image processing unit which concerns on the same embodiment.

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の実施形態に係る溶接装置の機能構成を示す概略ブロック図である。図1に示すように、溶接装置1は、本体部100と、溶接制御装置200とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a welding apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the welding device 1 includes a main body 100 and a welding control device 200.

溶接装置1は、鋼板など溶接対象をアーク溶接する。具体的には、本体部100が、溶接制御装置200の制御に従ってアーク溶接を実行する。
図2は、本体部100の構成例を示す斜視図である。図2では、本体部100のうち溶接個所付近における構成を示している。
図2に示す例で、本体部100は、電極110と、ワイヤ送り機構120と、撮影部130とを備える。また、撮影部130のレンズ群には、赤外線のみを通すバンドパスフィルタ131が装着されている。
また、図2には、方向の定義を3次元直交座標で示している。図2に示すように、水平方向のうち溶接対象物900の隙間の長手方向を前後方向と称する。水平方向のうち溶接対象物900の隙間の幅方向(長手方向に直交する方向)を左右方向と称する。垂直方向を上下方向と称する。
The welding device 1 arc-welds a welding target such as a steel plate. Specifically, the main body 100 executes arc welding under the control of the welding control device 200.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of the main body 100. FIG. 2 shows the configuration of the main body 100 in the vicinity of the welded portion.
In the example shown in FIG. 2, the main body 100 includes an electrode 110, a wire feeding mechanism 120, and a photographing unit 130. Further, a bandpass filter 131 that passes only infrared rays is attached to the lens group of the photographing unit 130.
Further, FIG. 2 shows the definition of the direction in three-dimensional Cartesian coordinates. As shown in FIG. 2, the longitudinal direction of the gap of the welding object 900 in the horizontal direction is referred to as a front-rear direction. Of the horizontal directions, the width direction (direction orthogonal to the longitudinal direction) of the gap of the welding object 900 is referred to as a left-right direction. The vertical direction is called the vertical direction.

ワイヤ送り機構120には溶接ワイヤ800がセットされており、電極110からのアーク放電にて溶接ワイヤ800の先端部分が溶融される。溶接ワイヤ800が溶融した液相の金属が、溶接対象物900である2枚の鋼板の隙間に溶融池を形成する。この液相の金属が冷えて固化することで、溶接対象物900が溶接される。
電極110及びワイヤ送り機構120が溶接対象物900の隙間に沿って相対移動することで、溶接対象物900の隙間全体が溶接される。電極110及びワイヤ送り機構120が移動するようにしてもよいし、溶接対象物900が移動するようにしてもよい。
A welding wire 800 is set in the wire feeding mechanism 120, and the tip portion of the welding wire 800 is melted by an arc discharge from the electrode 110. The liquid phase metal in which the welding wire 800 is melted forms a molten pool in the gap between the two steel plates which are the objects to be welded 900. When the metal in this liquid phase cools and solidifies, the object to be welded 900 is welded.
The electrode 110 and the wire feeding mechanism 120 move relative to each other along the gap of the object to be welded 900, so that the entire gap of the object to be welded 900 is welded. The electrode 110 and the wire feeding mechanism 120 may be moved, or the object to be welded 900 may be moved.

撮影部130は、溶接個所の付近を撮影する。撮影部130が撮影した画像は、各部の位置を検出するために用いられる。位置制御の対象を同一の画像に撮影するために、図2の例では撮影部130は、電極110及び溶接ワイヤ800を斜め上から覗き込む位置に設置されている。
以下では、撮影部130が撮影した画像を、撮影部130の撮影画像とも称する。
The photographing unit 130 photographs the vicinity of the welded portion. The image captured by the photographing unit 130 is used to detect the position of each unit. In the example of FIG. 2, in the example of FIG. 2, the photographing unit 130 is installed at a position where the electrode 110 and the welding wire 800 are viewed from diagonally above in order to capture the object of the position control on the same image.
Hereinafter, the image taken by the photographing unit 130 is also referred to as a photographed image of the photographing unit 130.

図3は、撮影部130が撮影した画像の例を示す図である。図3の例で、電極110と、溶接ワイヤ800と、溶融池810と、溶接対象物900の開先とが撮影されている。ここでいう開先は、溶接対象物900と隙間との境界である。図3の例のように、撮影部130は、溶接対象物900の溶接個所に向けて設置された電極110と溶接ワイヤ800とを撮影する。 FIG. 3 is a diagram showing an example of an image taken by the photographing unit 130. In the example of FIG. 3, the electrode 110, the welding wire 800, the molten pool 810, and the groove of the welding object 900 are photographed. The groove referred to here is the boundary between the welding object 900 and the gap. As in the example of FIG. 3, the photographing unit 130 photographs the electrode 110 and the welding wire 800 installed toward the welding portion of the welding object 900.

溶接制御装置200は、撮影部130が撮影した画像における電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12、開先位置P13、および、溶融池先端位置P14を検出する。開先位置P13は、溶接対象物900の開先のうち、電極110との相対位置で定められる所定箇所の位置である。
溶融池先端位置P14は、溶融池810の先端部分の位置である。図3の例では、溶接対象物900に対して電極110及び溶接ワイヤ800が図の下側へ相対移動する。従って、溶融池810の下端の位置であるP14が、溶融池先端位置である。
なお、撮影部130に対する電極110及びワイヤ送り機構120の相対位置は固定されており、撮影部130が撮影する画像では、溶接対象物900の像が画像の上側へ移動する。
The welding control device 200 detects the electrode tip position P11, the wire tip position P12, the groove position P13, and the molten pool tip position P14 in the image taken by the photographing unit 130. The groove position P13 is a predetermined position of the groove of the welding object 900, which is determined by a position relative to the electrode 110.
The molten pool tip position P14 is the position of the tip portion of the molten pool 810. In the example of FIG. 3, the electrode 110 and the welding wire 800 move relative to the lower side of the figure with respect to the object to be welded 900. Therefore, P14, which is the position of the lower end of the molten pool 810, is the position of the tip of the molten pool.
The relative positions of the electrode 110 and the wire feeding mechanism 120 with respect to the photographing unit 130 are fixed, and in the image photographed by the photographing unit 130, the image of the welding object 900 moves to the upper side of the image.

図4は、溶接制御装置200の機能構成を示す概略ブロック図である。図4に示すように、溶接制御装置200は、通信部210と、操作入力部220と、表示部230と、記憶部280と、制御部290とを備える。制御部290は、撮影制御部291と、画像処理部292と、第1制御部293と、第2制御部294と、第3制御部295と、溶接制御部296とを備える。 FIG. 4 is a schematic block diagram showing a functional configuration of the welding control device 200. As shown in FIG. 4, the welding control device 200 includes a communication unit 210, an operation input unit 220, a display unit 230, a storage unit 280, and a control unit 290. The control unit 290 includes an imaging control unit 291, an image processing unit 292, a first control unit 293, a second control unit 294, a third control unit 295, and a welding control unit 296.

通信部210は、他の装置と通信を行う。特に、通信部210は、撮影部130が撮影した画像を画像データにて受信する。また、通信部210は、本体部100の各部へ制御信号を送信する。
操作入力部220は、例えばキーボード及びマウス又は操作パネル等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受ける。
表示部230は、例えば液晶パネル等の表示画面又は表示盤等の表示装置を備え、各種情報を表示する。
The communication unit 210 communicates with other devices. In particular, the communication unit 210 receives the image captured by the photographing unit 130 as image data. Further, the communication unit 210 transmits a control signal to each unit of the main body unit 100.
The operation input unit 220 includes an input device such as a keyboard and a mouse or an operation panel, and receives user operations.
The display unit 230 includes, for example, a display screen such as a liquid crystal panel or a display device such as a display panel, and displays various information.

記憶部280は、溶接制御装置200が備える記憶デバイスを用いて構成され、各種情報を記憶する。
制御部290は、溶接制御装置200の各部を制御して各種機能を実行する。制御部290は、例えば溶接制御装置200が備えるCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、記憶部280からプログラムを読み出して実行することで構成される。
The storage unit 280 is configured by using a storage device included in the welding control device 200, and stores various information.
The control unit 290 controls each unit of the welding control device 200 to execute various functions. The control unit 290 is configured by, for example, a CPU (Central Processing Unit) included in the welding control device 200 reading a program from the storage unit 280 and executing the program.

撮影制御部291は、撮影部130を制御して撮影を行わせる。
特に、撮影制御部291は、撮影部130を制御して異なるシャッタースピードで複数の画像を撮影させる。
図5は、撮影部130が比較的遅いシャッタースピードで撮影した画像の例を示す図である。撮影部130が比較的遅いシャッタースピードで撮影を行った場合、図5の例のように画像が明るくなる。これにより、溶接制御装置200が溶融池先端位置P14を検出し易くなる。
The shooting control unit 291 controls the shooting unit 130 to perform shooting.
In particular, the shooting control unit 291 controls the shooting unit 130 to shoot a plurality of images at different shutter speeds.
FIG. 5 is a diagram showing an example of an image taken by the photographing unit 130 at a relatively slow shutter speed. When the photographing unit 130 takes a picture at a relatively slow shutter speed, the image becomes bright as shown in the example of FIG. This makes it easier for the welding control device 200 to detect the molten pool tip position P14.

図6は、撮影部130が比較的速いシャッタースピードで撮影した画像の例を示す図である。撮影部130が比較的速いシャッタースピードで撮影を行った場合、図6の例のように画像がアーク光の影響を比較的受けにくくなる。これにより、溶接制御装置200が、電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12及び開先位置P13を検出し易くなる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of an image taken by the photographing unit 130 at a relatively high shutter speed. When the photographing unit 130 takes a picture at a relatively high shutter speed, the image is relatively less affected by the arc light as shown in the example of FIG. This makes it easier for the welding control device 200 to detect the electrode tip position P11, the wire tip position P12, and the groove position P13.

撮影制御部291が、シャッタースピードの制御に加えて、或いは代えて、アーク電流との関係で撮影部130の撮影タイミングを制御するようにしてもよい。
アーク電流がピーク電流のタイミングで撮影部130が撮影を行った場合、図5の例のように、アーク光によって画像が比較的明るくなる。
The shooting control unit 291 may control the shooting timing of the shooting unit 130 in relation to the arc current in addition to or instead of controlling the shutter speed.
When the photographing unit 130 takes an image at the timing when the arc current is the peak current, the image becomes relatively bright due to the arc light as shown in the example of FIG.

図7は、アーク電流がベース電流のタイミングで撮影部130が撮影した画像の例を示す図である。アーク電流がベース電流のタイミングで撮影部130が撮影を行った場合、図7の例のように、画像がアーク光の影響を比較的受けにくくなる。
シャッタースピードの場合と同様、溶接制御装置200が、撮影タイミングに基づいて画像を使い分けるようにしてもよい。具体的には、溶接制御装置200が、アーク電流がピーク電流のタイミングで撮影された画像では溶融池先端位置P14を検出し、アーク電流がベース電流のタイミングで撮影された画像では電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12及び開先位置P13を検出するようにしてもよい。
FIG. 7 is a diagram showing an example of an image taken by the photographing unit 130 at the timing when the arc current is the base current. When the photographing unit 130 takes an image at the timing when the arc current is the base current, the image is relatively less affected by the arc light as shown in the example of FIG. 7.
As in the case of the shutter speed, the welding control device 200 may use different images based on the shooting timing. Specifically, the welding control device 200 detects the molten pool tip position P14 in the image taken at the timing of the peak current of the arc current, and the electrode tip position P11 in the image taken at the timing of the arc current at the base current. , The wire tip position P12 and the groove position P13 may be detected.

また、図2の例のように、撮影部130のレンズ群にはバンドパスフィルタ131が装着されている。撮影部130が、バンドパスフィルタ131を装着された状態に固定されていてもよい。あるいは、バンドパスフィルタ131が着脱可能になっていてもよい。撮影部130が撮影を行う際、撮影制御部291が、バンドパスフィルタ131の適用の有無を切り替えるようにしてもよい。 Further, as in the example of FIG. 2, a bandpass filter 131 is attached to the lens group of the photographing unit 130. The photographing unit 130 may be fixed in a state where the bandpass filter 131 is attached. Alternatively, the bandpass filter 131 may be removable. When the photographing unit 130 performs imaging, the photographing control unit 291 may switch whether or not the bandpass filter 131 is applied.

図8は、撮影部130がバンドパスフィルタ131を用いて撮影した画像の例を示す図である。図8(A)は、バンドパスフィルタ131を適用しない場合の画像の例を示す。図8(B)は、バンドパスフィルタを適用した場合の画像の例を示す。図8(B)では、撮影部130が、アーク電流がピークのタイミング、かつ、比較的遅いシャッタースピードで、バンドパスフィルタ131を適用して撮影を行った画像の例を示している。
撮影部130が、アーク電流がピークのタイミング、かつ、比較的遅いシャッタースピードで撮影を行った場合、バンドパスフィルタ131を適用しなければ図8(A)の例のようにアーク光の影響を受けて画像が明るくなる。
一方、撮影部130が、バンドパスフィルタ131を用いて撮影を行った場合、図8の例のようにアーク光の反射が抑制され、溶接個所付記の各部の位置を検出し易くなる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an image taken by the photographing unit 130 using the bandpass filter 131. FIG. 8A shows an example of an image when the bandpass filter 131 is not applied. FIG. 8B shows an example of an image when a bandpass filter is applied. FIG. 8B shows an example of an image taken by the photographing unit 130 by applying the bandpass filter 131 at the timing when the arc current peaks and at a relatively slow shutter speed.
When the photographing unit 130 shoots at the timing when the arc current peaks and at a relatively slow shutter speed, the influence of the arc light is affected as in the example of FIG. 8A unless the bandpass filter 131 is applied. The image becomes brighter.
On the other hand, when the photographing unit 130 takes an image using the bandpass filter 131, the reflection of the arc light is suppressed as in the example of FIG. 8, and the position of each part described in the welded portion can be easily detected.

シャッタースピードの場合と同様、溶接制御装置200が、バンドパスフィルタ131の適用の有無に基づいて画像を使い分けるようにしてもよい。具体的には、溶接制御装置200が、バンドパスフィルタ131が適用されていない画像では溶融池先端位置P14を検出し、バンドパスフィルタ131が適用されている画像では電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12及び開先位置P13を検出するようにしてもよい。
画像処理部292は、撮影部130が撮影した画像に対して画像処理を行う。特に、画像処理部292は、撮影部130が撮影した画像から電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12、開先位置P13、及び、溶融池先端位置P14を検出するための画像処理を行う。
As in the case of the shutter speed, the welding control device 200 may use the image properly based on whether or not the bandpass filter 131 is applied. Specifically, the welding control device 200 detects the molten pool tip position P14 in the image to which the bandpass filter 131 is not applied, and the electrode tip position P11 and the wire tip position in the image to which the bandpass filter 131 is applied. The P12 and the groove position P13 may be detected.
The image processing unit 292 performs image processing on the image captured by the photographing unit 130. In particular, the image processing unit 292 performs image processing for detecting the electrode tip position P11, the wire tip position P12, the groove position P13, and the molten pool tip position P14 from the image taken by the photographing unit 130.

第1制御部293は、撮影部130の撮影画像に基づいて、溶接個所の位置に対する電極110の左右の位置制御を行う。具体的には、第1制御部293は、撮影部130の撮影画像に示される電極先端位置P11及び開先位置P13に基づいて、電極110が左右の開先の中央に位置するように、電極110の左右の位置制御を行う。 The first control unit 293 controls the left and right positions of the electrode 110 with respect to the position of the welded portion based on the photographed image of the photographing unit 130. Specifically, the first control unit 293 is an electrode so that the electrode 110 is located at the center of the left and right grooves based on the electrode tip position P11 and the groove position P13 shown in the captured image of the photographing unit 130. The left and right positions of 110 are controlled.

第2制御部294は、撮影部130の撮影画像に基づいて、溶接個所の位置に対する溶接ワイヤ800の左右の位置制御を行う。具体的には、第2制御部294は、撮影部130の撮影画像に示される電極110及びワイヤ先端位置P12に基づいて、画像の左右方向についてワイヤ先端位置P12を電極110に揃えるように、溶接ワイヤ800の左右の位置制御を行う。 The second control unit 294 controls the left and right positions of the welding wire 800 with respect to the position of the welded portion based on the captured image of the photographing unit 130. Specifically, the second control unit 294 welds the wire tip position P12 to the electrode 110 in the left-right direction of the image based on the electrode 110 and the wire tip position P12 shown in the captured image of the photographing unit 130. The left and right positions of the wire 800 are controlled.

第3制御部295は、撮影部130の撮影画像から判定される溶接ワイヤ800の溶融状況に基づいて、溶接ワイヤ800の位置制御を行う。特に、第3制御部295は、溶接ワイヤ800の先端部分の状態に基づいて、溶接ワイヤ800の上下の位置制御を行う。
ここで、非消耗式電極を用いる自動溶接装置では、溶接ワイヤ800の左右方向の位置制御に加えて溶接ワイヤ800の上下方向の位置制御を行う必要がある。
The third control unit 295 controls the position of the welding wire 800 based on the melting state of the welding wire 800 determined from the image taken by the photographing unit 130. In particular, the third control unit 295 controls the vertical position of the welding wire 800 based on the state of the tip portion of the welding wire 800.
Here, in an automatic welding apparatus using a non-consumable electrode, it is necessary to control the position of the welding wire 800 in the vertical direction in addition to controlling the position of the welding wire 800 in the left-right direction.

例えば溶接ワイヤ800のそり癖等により先端が上方に浮き上がり、溶融池810中に挿入される前にアーク熱で溶接ワイヤ800の先端が溶融した場合、溶接ワイヤ800が溶融した液相の金属が玉状になった後に溶融池810に落下する。この場合、玉状になった液相の金属は、溶滴と称される。
溶接ワイヤ800の先端が更に浮き上がると、溶接ワイヤ800が溶融しきれず電極110に衝突する可能性がある。溶接ワイヤ800が電極110に衝突すると、電極110と溶接ワイヤ800とが短絡してアーク放電が中断される。また、溶接ワイヤ800が電極110に衝突することで、電極110が損傷する可能性がある。
For example, when the tip of the welding wire 800 is lifted upward due to the warping habit of the welding wire 800 and the tip of the welding wire 800 is melted by arc heat before being inserted into the molten pool 810, the metal of the liquid phase in which the welding wire 800 is melted is a ball. After the shape is formed, it falls into the molten pool 810. In this case, the ball-shaped liquid metal is called a droplet.
If the tip of the welding wire 800 is further lifted, the welding wire 800 may not be completely melted and may collide with the electrode 110. When the welding wire 800 collides with the electrode 110, the electrode 110 and the welding wire 800 are short-circuited and the arc discharge is interrupted. Further, the welding wire 800 may collide with the electrode 110, which may damage the electrode 110.

溶接ワイヤ800が電極110に衝突することを避けるために、溶滴が発生した状態で溶接ワイヤ800を下方に動かすことが求められる。
一方、溶接ワイヤ800が溶融池の中心に対して下方にずれ過ぎると、溶接ワイヤ800がアーク熱源から離れ過ぎて溶融が不十分となり溶融不良の原因となる。
そこで、第3制御部295は、溶接ワイヤ800の先端の位置を溶融池の先端P14に対して適切な位置に保つよう、溶接ワイヤ800の上下方向の位置制御を行う。第3制御部295は、溶融池先端位置P14の平均位置とワイヤ先端位置P12との上下方向の相対位置の差を一定に保つように溶接ワイヤ800の上下方向制御を行う。第3制御部295は、相対位置の差が小さい場合は溶接ワイヤ800を上方向へ移動させ、差が大きい場合は溶接ワイヤ800を下方向へ移動させる。
溶接ワイヤ800の先端の適切な位置は、撮影部130の撮影画像では電極110の先端の位置から画像の下方向に所定距離移動した位置となる。撮影画像におけるこの位置が目標位置として設定され、第3制御部295が、撮影画像における溶接ワイヤ800の先端の位置を目標位置に近づける制御を行うようにしてもよい。
In order to prevent the welding wire 800 from colliding with the electrode 110, it is required to move the welding wire 800 downward in a state where droplets are generated.
On the other hand, if the welding wire 800 is displaced too downward with respect to the center of the molten pool, the welding wire 800 is too far from the arc heat source, resulting in insufficient melting and causing poor melting.
Therefore, the third control unit 295 controls the position of the tip of the welding wire 800 in the vertical direction so as to keep the position of the tip of the welding wire 800 at an appropriate position with respect to the tip P14 of the molten pool. The third control unit 295 controls the welding wire 800 in the vertical direction so as to keep the difference between the average position of the molten pool tip position P14 and the wire tip position P12 in the vertical direction constant. The third control unit 295 moves the welding wire 800 upward when the difference in relative positions is small, and moves the welding wire 800 downward when the difference in relative positions is large.
The appropriate position of the tip of the welding wire 800 is a position moved downward by a predetermined distance from the position of the tip of the electrode 110 in the captured image of the photographing unit 130. This position in the captured image may be set as the target position, and the third control unit 295 may control the position of the tip of the welding wire 800 in the captured image to be closer to the target position.

溶接制御装置200は、撮影部130が撮影した画像における電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12、開先位置P13、および、溶融池先端位置P14を検出する。開先位置P13は、溶接対象物900の開先のうち、電極110との相対位置で定められる所定箇所の位置である。
溶融池先端位置P14は、溶融池810の先端部分の位置である。図3の例では、溶接対象物900に対して電極110及び溶接ワイヤ800が図の下側へ相対移動する。従って、溶融池810の下端の位置であるP14が、溶融池先端位置である。
The welding control device 200 detects the electrode tip position P11, the wire tip position P12, the groove position P13, and the molten pool tip position P14 in the image taken by the photographing unit 130. The groove position P13 is a predetermined position of the groove of the welding object 900, which is determined by a position relative to the electrode 110.
The molten pool tip position P14 is the position of the tip portion of the molten pool 810. In the example of FIG. 3, the electrode 110 and the welding wire 800 move relative to the lower side of the figure with respect to the object to be welded 900. Therefore, P14, which is the position of the lower end of the molten pool 810, is the position of the tip of the molten pool.

撮影画像における溶接ワイヤ800の先端の目標位置は、溶融池の先端の位置に基づいて定められていてもよい。図2に示すように撮影部130が溶接個所付近を斜め上から撮影することで、溶接ワイヤ800の先端が上下すると、撮影画像における溶融池の先端と溶接ワイヤ800の先端との距離が変化する。例えば図3の画像で、溶接ワイヤ800の先端の位置が低くなるほど、ワイヤ先端位置P12と溶融池先端位置P14との距離が小さくなる。また、溶接ワイヤ800の先端の位置が高くなるほど、ワイヤ先端位置P12と溶融池先端位置P14との距離が大きくなる。そこで、第3制御部295が、撮影画像にて溶融池先端位置P14から所定距離だけ上の位置を目標位置に設定し、ワイヤ先端位置P12が目標位置に近づくように、溶接ワイヤ800の先端の上下方向の位置制御を行うようにしてもよい。 The target position of the tip of the welding wire 800 in the captured image may be determined based on the position of the tip of the molten pool. As shown in FIG. 2, when the imaging unit 130 photographs the vicinity of the welded portion from diagonally above and the tip of the welding wire 800 moves up and down, the distance between the tip of the molten pool and the tip of the welding wire 800 in the captured image changes. .. For example, in the image of FIG. 3, the lower the position of the tip of the welding wire 800, the smaller the distance between the wire tip position P12 and the molten pool tip position P14. Further, the higher the position of the tip of the welding wire 800, the larger the distance between the wire tip position P12 and the molten pool tip position P14. Therefore, the third control unit 295 sets a position above the molten pool tip position P14 by a predetermined distance as the target position in the captured image, and the tip of the welding wire 800 is set so that the wire tip position P12 approaches the target position. The position may be controlled in the vertical direction.

溶接制御部296は、本体部100を制御して溶接を行わせる。特に、溶接制御部296は、電極110に流す電流の大きさを制御する。また、溶接制御部296は、電極110及びワイヤ送り機構120が溶接対象物900の隙間に沿って相対移動するように、溶接対象物900を移動させる。あるいは、溶接制御部296が、電極110及びワイヤ送り機構120を移動させるようにしてもよい。また、溶接制御部296はワイヤ送り機構120を制御して、溶接ワイヤ800の溶融分だけ溶接ワイヤ800を送出させる。 The welding control unit 296 controls the main body unit 100 to perform welding. In particular, the welding control unit 296 controls the magnitude of the current flowing through the electrode 110. Further, the welding control unit 296 moves the welding object 900 so that the electrode 110 and the wire feeding mechanism 120 move relative to each other along the gap of the welding object 900. Alternatively, the welding control unit 296 may move the electrode 110 and the wire feeding mechanism 120. Further, the welding control unit 296 controls the wire feeding mechanism 120 to feed the welding wire 800 by the amount of melting of the welding wire 800.

次に、図9〜図23を参照して、溶接装置1の動作について説明する。
図9は、溶接装置1が、溶接対象物900を溶接する処理手順の例を示すフローチャートである。溶接装置1は、例えば溶接開始を指示するユーザ操作を受けると図9の処理を開始する。
図9の処理で、撮影部130が撮影制御部291の制御に従って撮影を行い、撮影された画像に対して画像処理部292が画像処理を行う(ステップS101)。画像処理部292は、撮影部130の撮影画像に対して画像処理を行って、電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12、開先位置P13及び溶融池先端位置P14を検出する。
Next, the operation of the welding apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 9 to 23.
FIG. 9 is a flowchart showing an example of a processing procedure in which the welding apparatus 1 welds the welding object 900. The welding apparatus 1 starts the process of FIG. 9, for example, when it receives a user operation instructing the start of welding.
In the process of FIG. 9, the photographing unit 130 takes an image under the control of the photography control unit 291 and the image processing unit 292 performs image processing on the photographed image (step S101). The image processing unit 292 performs image processing on the captured image of the photographing unit 130 to detect the electrode tip position P11, the wire tip position P12, the groove position P13, and the molten pool tip position P14.

そして、第1制御部293、第2制御部294及び第3制御部295が、検出された電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12、開先位置P13及び溶融池先端位置P14に基づいて各部の位置制御を行う(ステップS102)。各部の位置制御が行われた状態で、本体部100は、溶接制御部296の制御に従って溶接を行う。
その後、制御部290は、溶接終了を指示するユーザ操作が行われたか否かを判定する(ステップS103)。
溶接終了を指示するユーザ操作が行われていないと判定した場合(ステップS103:NO)、ステップS101へ戻る。
一方、溶接終了を指示するユーザ操作が行われたと判定した場合(ステップS103:YES)、図9の処理を終了する。
Then, the first control unit 293, the second control unit 294, and the third control unit 295 position each part based on the detected electrode tip position P11, wire tip position P12, groove position P13, and molten pool tip position P14. Control is performed (step S102). With the position of each part controlled, the main body 100 performs welding under the control of the welding control unit 296.
After that, the control unit 290 determines whether or not a user operation for instructing the end of welding has been performed (step S103).
If it is determined that the user operation for instructing the end of welding has not been performed (step S103: NO), the process returns to step S101.
On the other hand, when it is determined that the user operation for instructing the end of welding has been performed (step S103: YES), the process of FIG. 9 is terminated.

図10は、溶接装置1が溶接個所付近を撮影して各部の位置を検出する処理手順の例を示すフローチャートである。溶接装置1は、図9のステップS101で図10の処理を行う。
図10の処理で、撮影部130は、撮影制御部291の制御に従って、シャッター速度を変化させて撮影を行う(ステップS201)。撮影部130が、ステップS201の1回分の処理で1枚の画像を撮影するようにしてもよいし、複数枚の画像を撮影するようにしてもよい。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of a processing procedure in which the welding apparatus 1 photographs the vicinity of the welded portion and detects the position of each portion. The welding apparatus 1 performs the process of FIG. 10 in step S101 of FIG.
In the process of FIG. 10, the shooting unit 130 changes the shutter speed according to the control of the shooting control unit 291 to perform shooting (step S201). The photographing unit 130 may take one image by one process of step S201, or may take a plurality of images.

次に、制御部290は、撮影部130が撮影した画像の明るさを判定する(ステップS202)。例えば、制御部290は、撮影部130の撮影画像の輝度値(例えば、各画素における輝度値の平均値)が所定の閾値以上か否かを判定する。
画像が暗画像であると判定した場合(ステップS202:暗画像)、画像処理部292が、電極先端位置P11の検出処理(ステップS211)、開先位置P13の検出処理(ステップS212)、及び、ワイヤ先端位置P12の検出処理(ステップS213)を行う。
図10に示すステップS211、S212、S213の処理順序は一例であり、これに限らない。また、画像処理部292が、ステップS211、S212、S123の各処理を並列処理するようにしてもよいし逐次処理するようにしてもよい。
Next, the control unit 290 determines the brightness of the image captured by the photographing unit 130 (step S202). For example, the control unit 290 determines whether or not the luminance value of the captured image of the photographing unit 130 (for example, the average value of the luminance values in each pixel) is equal to or higher than a predetermined threshold value.
When it is determined that the image is a dark image (step S202: dark image), the image processing unit 292 detects the electrode tip position P11 (step S211), detects the groove position P13 (step S212), and The wire tip position P12 detection process (step S213) is performed.
The processing order of steps S211, S212, and S213 shown in FIG. 10 is an example, and is not limited to this. Further, the image processing unit 292 may process each of the processes of steps S211, S212, and S123 in parallel or sequentially.

次に、制御部290は、暗画像のパス及び明画像のパスの両方について処理を完了したか否かを判定する(ステップS231)。
処理を完了していないパスがあると判定した場合(ステップS231:NO)、ステップS201へ戻る。
一方、暗画像のパス及び明画像のパスの両方について処理を完了したと判定した場合(ステップS231:YES)、図10の処理を終了する。
Next, the control unit 290 determines whether or not the processing has been completed for both the dark image path and the bright image path (step S231).
If it is determined that there is a path for which processing has not been completed (step S231: NO), the process returns to step S201.
On the other hand, when it is determined that the processing is completed for both the dark image path and the bright image path (step S231: YES), the processing of FIG. 10 is terminated.

一方、ステップS202で、画像が明画像であると判定した場合(ステップS202:明画像)、画像処理部292が、溶滴の検出処理(ステップS221)、溶融池先端位置P14の検出処理(ステップS222)を行う。溶滴が発生していない場合、画像処理部292は、ステップS221で溶滴の画像領域のサイズを縦0×横0と検出してステップS222へ進む。
図10に示すステップS221、S222の処理順序は一例であり、これに限らない。また、画像処理部292が、ステップS221、S222の各処理を並列処理するようにしてもよいし逐次処理するようにしてもよい。
ステップS221及びS222の処理の後、ステップS231へ進む。
On the other hand, when it is determined in step S202 that the image is a bright image (step S202: bright image), the image processing unit 292 detects droplets (step S221) and detects the tip position P14 of the molten pool (step). S222) is performed. When no droplets are generated, the image processing unit 292 detects the size of the image area of the droplets as 0 × 0 in the vertical direction in step S221 and proceeds to step S222.
The processing order of steps S221 and S222 shown in FIG. 10 is an example, and is not limited to this. Further, the image processing unit 292 may process each of the processes of steps S221 and S222 in parallel or sequentially.
After the processing of steps S221 and S222, the process proceeds to step S231.

なお、撮影部130が撮影する画像の明るさは、暗画像及び明画像の2段階に限らない。撮影部130が、3段階以上の明るさで撮影を行うようにしてもよい。この場合、画像処理部292は、検出対象毎に何れかの明るさを選択して各部検出処理を行う。例えば、画像の明るさ毎に検出対象が予め定められていてもよい。画像処理部292は、撮影部130が撮影した画像毎に、その画像の明るさに対応付けて定められている検出対象の検出を行う。
また、撮影部130が、ステップS201の1回分の処理で複数枚の画像を撮影した場合、画像処理部292が、暗画像のパスの処理と明画像のパスの処理とを並列処理するようにしてもよいし逐次処理するようにしてもよい。
The brightness of the image captured by the photographing unit 130 is not limited to the two stages of the dark image and the bright image. The photographing unit 130 may perform photography with three or more levels of brightness. In this case, the image processing unit 292 selects any brightness for each detection target and performs each unit detection processing. For example, the detection target may be predetermined for each brightness of the image. The image processing unit 292 detects the detection target defined in association with the brightness of the image for each image taken by the photographing unit 130.
Further, when the photographing unit 130 captures a plurality of images in one process of step S201, the image processing unit 292 processes the dark image path process and the bright image path process in parallel. It may be processed sequentially.

図11は、溶接装置1が各部の位置制御を行う処理手順の例を示すフローチャートである。溶接装置1は、図9のステップS102で図11の処理を行う。
図11の処理で、第3制御部295は、溶滴の有無を判定する(ステップS301)。具体的には、第3制御部295は、図10のステップS221で溶滴が検出されたか否かを判定する。
溶滴無しと判定した場合(ステップS301:溶滴無し)、第1制御部293は、電極110と開先との位置ずれの有無を判定する(ステップS311)。具体的には、第1制御部293は、画像処理部292が検出した電極先端位置P11および開先位置P13に基づいて、電極110が左右の開先の中央に位置しているか否かを判定する。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a processing procedure in which the welding apparatus 1 controls the position of each part. The welding apparatus 1 performs the process of FIG. 11 in step S102 of FIG.
In the process of FIG. 11, the third control unit 295 determines the presence or absence of droplets (step S301). Specifically, the third control unit 295 determines whether or not a droplet is detected in step S221 of FIG.
When it is determined that there is no droplet (step S301: no droplet), the first control unit 293 determines whether or not there is a positional deviation between the electrode 110 and the groove (step S311). Specifically, the first control unit 293 determines whether or not the electrode 110 is located at the center of the left and right grooves based on the electrode tip position P11 and the groove position P13 detected by the image processing unit 292. do.

位置ずれ無しと判定した場合(ステップS311:ずれ無し)、第2制御部294は、溶接ワイヤ800と電極110との位置ずれの有無を判定する(ステップS321)。具体的には、第2制御部294は、画像処理部292が検出した電極先端位置P11及びワイヤ先端位置P12に基づいて、画像の左右方向について電極先端位置P11とワイヤ先端位置P12とがずれているか否かを判定する。 When it is determined that there is no misalignment (step S311: no misalignment), the second control unit 294 determines whether or not there is a misalignment between the welding wire 800 and the electrode 110 (step S321). Specifically, in the second control unit 294, the electrode tip position P11 and the wire tip position P12 deviate from each other in the left-right direction of the image based on the electrode tip position P11 and the wire tip position P12 detected by the image processing unit 292. Judge whether or not.

位置ずれ無しと判定した場合(ステップS321:ずれ無し)、第3制御部295は、溶接ワイヤ800と溶融池810との位置ずれの有無を判定する(ステップS331)。具体的には、第3制御部295は、画像処理部292が検出したワイヤ先端位置P12及び溶融池先端位置P14に基づいて、画像の上下方向についてワイヤ先端位置P12と溶融池先端位置P14との間隔が所定の範囲内か否かを判定する。
ずれ無しと判定した場合(ステップS331:NO)、図11の処理を終了する。
When it is determined that there is no misalignment (step S321: no misalignment), the third control unit 295 determines whether or not there is a misalignment between the welding wire 800 and the molten pool 810 (step S331). Specifically, the third control unit 295 determines the wire tip position P12 and the molten pool tip position P14 in the vertical direction of the image based on the wire tip position P12 and the molten pool tip position P14 detected by the image processing unit 292. Determine if the interval is within a predetermined range.
When it is determined that there is no deviation (step S331: NO), the process of FIG. 11 is terminated.

一方、ステップS301で溶滴有りと判定した場合(ステップS301:溶滴有り)、第3制御部295は、溶接ワイヤ800の上下位置を制御する(ステップS302)。ステップS302の場合、第3制御部295は、ワイヤ送り機構120を下方へ移動させる。例えば、第3制御部295は、ワイヤ送り機構120を溶接条件に応じた所定の距離だけ下方へ移動させる。
ステップS302の後、ステップS311へ進む。
On the other hand, when it is determined in step S301 that there is a droplet (step S301: there is a droplet), the third control unit 295 controls the vertical position of the welding wire 800 (step S302). In the case of step S302, the third control unit 295 moves the wire feeding mechanism 120 downward. For example, the third control unit 295 moves the wire feeding mechanism 120 downward by a predetermined distance according to the welding conditions.
After step S302, the process proceeds to step S311.

一方、ステップS311でずれ有りと判定した場合(ステップS311:ずれ有り)、第1制御部293は、電極110の左右位置を制御する(ステップS312)。具体的には、第1制御部293は、電極110が左右の開先の中央に位置するように、電極110を左右に移動させる。
ステップS312の後、ステップS321へ進む。
On the other hand, when it is determined in step S311 that there is a deviation (step S311: there is a deviation), the first control unit 293 controls the left-right position of the electrode 110 (step S312). Specifically, the first control unit 293 moves the electrode 110 left and right so that the electrode 110 is located at the center of the left and right grooves.
After step S312, the process proceeds to step S321.

一方、ステップS321でずれ有りと判定した場合(ステップS321:ずれ有り)、第2制御部294は、溶接ワイヤ800の左右位置を制御する(ステップS322)。具体的には、第2制御部294は、溶接ワイヤ800の先端位置が電極110の先端位置と画像の左右方向について一致するように、ワイヤ送り機構120を左右に移動させる。
ステップS322の後、ステップS331へ進む。
On the other hand, when it is determined in step S321 that there is a deviation (step S3211: there is a deviation), the second control unit 294 controls the left-right position of the welding wire 800 (step S322). Specifically, the second control unit 294 moves the wire feeding mechanism 120 left and right so that the tip position of the welding wire 800 coincides with the tip position of the electrode 110 in the left-right direction of the image.
After step S322, the process proceeds to step S331.

一方、ステップS331でずれ有りと判定した場合(ステップS331:ずれ有り)、第3制御部295は、溶接ワイヤ800の上下位置を制御する(ステップS332)。具体的には、第3制御部295は、画像の上下方向に関してワイヤ先端位置P12と溶融池先端位置P14とが所定の距離となるように、溶接ワイヤ800を上下に移動させる。
ステップS332の後、図11の処理を終了する。
On the other hand, when it is determined in step S331 that there is a deviation (step S3311: there is a deviation), the third control unit 295 controls the vertical position of the welding wire 800 (step S332). Specifically, the third control unit 295 moves the welding wire 800 up and down so that the wire tip position P12 and the molten pool tip position P14 are at a predetermined distance in the vertical direction of the image.
After step S332, the process of FIG. 11 is terminated.

図11の処理手順は一例でありこれに限らない。ステップS301、S311、S321、S331の実行順序は図11に示す順序に限らずいろいろな順序とすることができる。また、溶接制御装置200が、ステップS301〜S302の処理と、ステップS311〜S312の処理と、ステップS321〜S322の処理と、ステップS331〜S332の処理とを並列処理するようにしてもよいし逐次処理するようにしてもよい。 The processing procedure of FIG. 11 is an example and is not limited to this. The execution order of steps S301, S311, S321, and S331 is not limited to the order shown in FIG. 11, and may be various orders. Further, the welding control device 200 may sequentially process the processes of steps S301 to S302, the processes of steps S31 to S312, the processes of steps S321 to S322, and the processes of steps S331 to S332 in parallel. It may be processed.

図12は、画像処理部292が電極先端位置P11を検出する処理手順の例を示す図である。画像処理部292は、図10のステップS211で図12の処理を行う。
図12の処理で、画像処理部292は、撮影部130の撮影画像に対してエッジ抽出を行う(ステップS411)。具体的には、画像処理部292は画像にエッジ抽出フィルタを適用して輪郭を抽出する。ステップS411でのエッジ抽出フィルタとして公知のフィルタを用いることができる。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a processing procedure in which the image processing unit 292 detects the electrode tip position P11. The image processing unit 292 performs the processing of FIG. 12 in step S211 of FIG.
In the process of FIG. 12, the image processing unit 292 performs edge extraction on the captured image of the photographing unit 130 (step S411). Specifically, the image processing unit 292 applies an edge extraction filter to the image to extract the contour. A known filter can be used as the edge extraction filter in step S411.

次に、画像処理部292は、ステップS411で得られた画像に対して二値化及びノイズ除去を行う(ステップS412)。ステップS412における二値化アルゴリズムとして公知のアルゴリズムを用いることができる。ステップS412におけるノイズ除去アルゴリズムとして公知のアルゴリズムを用いることができる。
次に、画像処理部292は、ステップS412で得られた画像から直線検出を行う(ステップS413)。具体的には、画像処理部292は、電極110の先端の輪郭の斜め線を検出する。
Next, the image processing unit 292 binarizes and removes noise from the image obtained in step S411 (step S412). A known algorithm can be used as the binarization algorithm in step S412. A known algorithm can be used as the noise removal algorithm in step S412.
Next, the image processing unit 292 performs linear detection from the image obtained in step S412 (step S413). Specifically, the image processing unit 292 detects an oblique line of the contour of the tip of the electrode 110.

そして、画像処理部292は、ステップS413で得られた2本の斜め線の交点から上方向に画像を走査して電極先端位置P11を検出する(ステップS414)。画像処理部292は、輝度値が所定の閾値以上の画素を検出するまで走査を行い、検出した画素の位置を電極先端位置P11とする。
ステップS414の後、図12の処理を終了する。
画像処理部292が、図12の処理の前処理として、画像の上半分を切り出す、あるいは、画像のうち輝度値が所定値以上の部分のみをマスキングにて抽出するなど、処理対象領域の絞り込みを行うようにしてもよい。
Then, the image processing unit 292 scans the image upward from the intersection of the two diagonal lines obtained in step S413 to detect the electrode tip position P11 (step S414). The image processing unit 292 scans until a pixel whose luminance value is equal to or higher than a predetermined threshold value is detected, and the position of the detected pixel is set as the electrode tip position P11.
After step S414, the process of FIG. 12 is terminated.
As a pre-processing for the processing of FIG. 12, the image processing unit 292 narrows down the processing target area by cutting out the upper half of the image or extracting only the portion of the image whose brightness value is equal to or higher than a predetermined value by masking. You may do it.

図13は、画像処理部292が検出する直線の例を示す図である。
図12のステップS413で、画像処理部292は、電極110の先端部の輪郭の直線である線L11および線L12抽出する。
図12のステップS414で、画像処理部292は、線L11と線L12との交点である点P21から画像を上方に走査して、輝度値が所定の閾値以上の画素の位置を電極先端位置P11として検出する。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a straight line detected by the image processing unit 292.
In step S413 of FIG. 12, the image processing unit 292 extracts the line L11 and line L12 is a straight contour of the tip portion of the electrode 110.
In step S414 of FIG. 12, the image processing unit 292 scans the image upward from the point P21 which is the intersection of the line L11 and the line L12, and positions the pixel whose luminance value is equal to or higher than a predetermined threshold value at the electrode tip position P11. Detect as.

図14は、画像処理部292が開先位置P13を検出する処理手順の例を示す図である。画像処理部292は、図10のステップS212で図14の処理を行う。
図14の処理で、画像処理部292は、撮影部130の撮影画像に対して電極110の下部の位置を決定する(ステップS421)。具体的には、画像処理部292は、電極先端位置P11から所定の距離だけ下方にずれた位置に、画像の水平方向の位置を設定する。
図15は、画像処理部292が設定する位置の例を示す図である。図15の例では画像処理部292は、線L21で示される位置を設定している。線L21は、電極先端位置P11から所定の距離にある線、かつ、画像の水平方向の線である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a processing procedure in which the image processing unit 292 detects the groove position P13. The image processing unit 292 performs the processing of FIG. 14 in step S212 of FIG.
In the process of FIG. 14, the image processing unit 292 determines the position of the lower part of the electrode 110 with respect to the captured image of the photographing unit 130 (step S421). Specifically, the image processing unit 292 sets the horizontal position of the image at a position deviated downward by a predetermined distance from the electrode tip position P11.
FIG. 15 is a diagram showing an example of a position set by the image processing unit 292. In the example of FIG. 15, the image processing unit 292 sets the position indicated by the line L21. The line L21 is a line at a predetermined distance from the electrode tip position P11 and is a line in the horizontal direction of the image.

図14のステップS421の後、画像処理部292は、設定した位置における水平プロファイルを取得する(ステップS422)。ここでいう水平プロファイルは、画像の水平方向の輝度値のプロファイルである。
そして、画像処理部292は、水平プロファイルにおける輝度値が所定の閾値よりも低下する位置を開先位置P13として検出する(ステップS423)。
ステップS423の後、図14の処理を終了する。
After step S421 in FIG. 14, the image processing unit 292 acquires the horizontal profile at the set position (step S422). The horizontal profile referred to here is a profile of the brightness value in the horizontal direction of the image.
Then, the image processing unit 292 detects a position where the luminance value in the horizontal profile is lower than a predetermined threshold value as the groove position P13 (step S423).
After step S423, the process of FIG. 14 is terminated.

図16は、水平プロファイルの例を示すグラフである。図16は、図15の線L12の位置における水平プロファイルの例を示している。図16のグラフの横軸は画像における水平方向の位置を示す。縦軸は輝度値を示す。
図16の例で、水平プロファイルが2箇所で所定の閾値よりも低下している。画像処理部292は、この2箇所を開先位置P13として検出する。
FIG. 16 is a graph showing an example of a horizontal profile. FIG. 16 shows an example of a horizontal profile at the position of line L12 in FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 16 indicates the horizontal position in the image. The vertical axis shows the brightness value.
In the example of FIG. 16, the horizontal profile is lower than the predetermined threshold value at two points. The image processing unit 292 detects these two locations as the groove position P13.

図17は、画像処理部292がワイヤ先端位置P12を検出する処理手順の例を示す図である。画像処理部292は、図10のステップS213で図17の処理を行う。
図17の処理で、画像処理部292は、撮影部130の撮影画像に対してminフィルタを適用し、さらにmaxフィルタを適用する(ステップS431)。minフィルタは、注目している所定画素領域(例えば3×3画素領域)のうち輝度が一番低いものに合わせるフィルタである。maxフィルタは、注目している所定画素領域(例えば3×3画素領域)のうち輝度が一番高いものに合わせるフィルタである。minフィルタ及びmaxフィルタを適用するアルゴリズムとして公知のアルゴリズムを用いることができる。
画像処理部292は、画像にminフィルタ及びmaxフィルタを適用することで画像の輝度をなます(画像の周波数を抑制する)。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a processing procedure in which the image processing unit 292 detects the wire tip position P12. The image processing unit 292 performs the processing of FIG. 17 in step S213 of FIG.
In the process of FIG. 17, the image processing unit 292 applies the min filter to the captured image of the photographing unit 130, and further applies the max filter (step S431). The min filter is a filter that matches the predetermined pixel region (for example, 3 × 3 pixel region) of interest to have the lowest brightness. The max filter is a filter that matches the predetermined pixel region (for example, 3 × 3 pixel region) of interest with the highest brightness. A known algorithm can be used as an algorithm for applying the min filter and the max filter.
The image processing unit 292 increases the brightness of the image by applying the min filter and the max filter to the image (suppresses the frequency of the image).

次に、画像処理部292は、ステップS431で得られた画像に対して二値化及びノイズ除去を行う(ステップS432)。ステップS432における二値化アルゴリズムとして公知のアルゴリズムを用いることができる。ステップS432におけるノイズ除去アルゴリズムとして公知のアルゴリズムを用いることができる。 Next, the image processing unit 292 binarizes and removes noise from the image obtained in step S431 (step S432). A known algorithm can be used as the binarization algorithm in step S432. A known algorithm can be used as the noise removal algorithm in step S432.

次に、画像処理部292は、ステップS432で得られた画像に対して水平/垂直投影を行う(ステップS433)。具体的には、画像処理部292は、二値化画像における白の画素数を、垂直方向の画素ライン毎に計数し、画素数が所定値以上の範囲を検出する。垂直方向の範囲が決まると、画像処理部292は、画像の水平方向にスキャンして、抽出した領域における白画素の範囲を検出する。これにより、画像処理部292は、白の画素の領域の輪郭を検出する。 Next, the image processing unit 292 performs horizontal / vertical projection on the image obtained in step S432 (step S433). Specifically, the image processing unit 292 counts the number of white pixels in the binarized image for each pixel line in the vertical direction, and detects a range in which the number of pixels is equal to or greater than a predetermined value. When the vertical range is determined, the image processing unit 292 scans the image in the horizontal direction to detect the range of white pixels in the extracted region. As a result, the image processing unit 292 detects the contour of the white pixel region.

そして、画像処理部292は、ステップS433で得られた白の画素の領域のうち、画像の上下方向で最も上の画素の位置をワイヤ先端位置P12として検出する(ステップS434)。
ステップS434の後、図18の処理を終了する。
画像処理部292が、図17の処理の前処理として、電極先端位置P11よりも下側、かつ、左右の開先位置P13の内側を切り出すことで、処理対象の領域を限定するようにしてもよい。
Then, the image processing unit 292 detects the position of the uppermost pixel in the vertical direction of the image in the region of the white pixel obtained in step S433 as the wire tip position P12 (step S434).
After step S434, the process of FIG. 18 is terminated.
Even if the image processing unit 292 cuts out the area below the electrode tip position P11 and the inside of the left and right groove positions P13 as a preprocessing for the processing of FIG. 17, the area to be processed is limited. good.

図18は、画像処理部292が抽出する領域の例を示す図である。
例えば、画像処理部292は、図17のステップS432で、図18の二値化画像を取得する。そして、画像処理部292は、ステップS433で、領域A11内の白の画素の領域を検出する。さらに画像処理部292は、ステップS434で、白の画素の領域の最上部をワイヤ先端位置P12として検出する。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a region extracted by the image processing unit 292.
For example, the image processing unit 292 acquires the binarized image of FIG. 18 in step S432 of FIG. Then, the image processing unit 292 detects the region of the white pixel in the region A11 in step S433. Further, the image processing unit 292 detects the uppermost portion of the white pixel region as the wire tip position P12 in step S434.

図19は、画像処理部292が溶融池を検出する処理手順の例を示す図である。画像処理部292は、図10のステップS221で図19の処理を行う。
図19の処理で、画像処理部292は、撮影部130の撮影画像にて溶融池領域の絞り込みを行う(ステップS441)。具体的には、画像処理部292は、電極先端位置P11よりも下側、かつ、左右の開先位置P13の内側を切り出す。
FIG. 19 is a diagram showing an example of a processing procedure in which the image processing unit 292 detects a molten pool. The image processing unit 292 performs the processing of FIG. 19 in step S221 of FIG.
In the process of FIG. 19, the image processing unit 292 narrows down the molten pool region in the captured image of the photographing unit 130 (step S441). Specifically, the image processing unit 292 cuts out the inside of the left and right groove positions P13 below the electrode tip position P11.

次に、画像処理部292は、ステップS441で得られた画像に対して二値化及びノイズ除去を行う(ステップS442)。ステップS442における二値化アルゴリズムとして公知のアルゴリズムを用いることができる。ステップS442におけるノイズ除去アルゴリズムとして公知のアルゴリズムを用いることができる。 Next, the image processing unit 292 binarizes and removes noise from the image obtained in step S441 (step S442). A known algorithm can be used as the binarization algorithm in step S442. A known algorithm can be used as the noise removal algorithm in step S442.

次に、画像処理部292は、ステップS442で二値化された画像における輝度境界を検出する(ステップS443)。これにより、画像処理部292は、溶融池の輪郭線を検出する。
そして、画像処理部292は、ステップS443で検出した境界上で溶融池先端位置P14を検出する(ステップS444)。具体的には、画像処理部292は、ワイヤ先端位置P12から左右それぞれに距離間隔進んだ位置から画像の下方向へ走査を開始して、ステップS443で得られた輝度境界に達するまで走査を行う。
ステップS444の後、図19の処理を終了する。
Next, the image processing unit 292 detects the luminance boundary in the image binarized in step S442 (step S443). As a result, the image processing unit 292 detects the contour line of the molten pool.
Then, the image processing unit 292 detects the molten pool tip position P14 on the boundary detected in step S443 (step S444). Specifically, the image processing unit 292 starts scanning downward of the image from a position advanced by a distance from the wire tip position P12 to the left and right, and scans until the luminance boundary obtained in step S443 is reached. ..
After step S444, the process of FIG. 19 ends.

図20は、画像処理部292が検出する輝度境界の例を示す図である。
例えば画像処理部292は、図19のステップS443で、線L31に示される輝度境界を検出する。そして、画像処理部292は、ステップS444で、点P31から画像の下方向に走査を行い、輝度境界に到達した点を溶融池先端位置P14として検出する。点P31は、ワイヤ先端位置P12から左右それぞれに所定距離進んだ位置を示す点である。
FIG. 20 is a diagram showing an example of a luminance boundary detected by the image processing unit 292.
For example, the image processing unit 292 detects the luminance boundary shown by the line L31 in step S443 of FIG. Then, in step S444, the image processing unit 292 scans the image downward from the point P31, and detects the point that reaches the luminance boundary as the molten pool tip position P14. The point P31 is a point indicating a position advanced by a predetermined distance to the left and right from the wire tip position P12.

図21は、画像処理部292が溶滴を検出する処理手順の例を示す図である。画像処理部292は、図10のステップS221で図21の処理を行う。
図21の処理で、画像処理部292は、撮影部130の撮影画像から画像処理の対象領域を切り出す(ステップS451)。溶接ワイヤ800の先端付近で溶滴が発生することから、画像処理部292は、ワイヤ先端位置P12を基準とする所定範囲を切り出す。
FIG. 21 is a diagram showing an example of a processing procedure in which the image processing unit 292 detects droplets. The image processing unit 292 performs the processing of FIG. 21 in step S221 of FIG.
In the process of FIG. 21, the image processing unit 292 cuts out a target area for image processing from the captured image of the photographing unit 130 (step S451). Since droplets are generated near the tip of the welding wire 800, the image processing unit 292 cuts out a predetermined range based on the wire tip position P12.

次に、画像処理部292は、ステップS451で切り出した対象領域のうち、溶滴検出のために予め定められた輝度閾値以下の輝度の領域を抽出する(ステップS452)。
そして、画像処理部292は、画像の二値化及びノイズ除去を行う(ステップS453)。ステップS453における二値化アルゴリズムとして公知のアルゴリズムを用いることができる。また、画像処理部292は、ステップS452で得られた領域のうち最大の領域を残すことでノイズを除去する。
Next, the image processing unit 292 extracts a region having a luminance equal to or less than a predetermined luminance threshold value for detecting droplets from the target region cut out in step S451 (step S452).
Then, the image processing unit 292 binarizes the image and removes noise (step S453). A known algorithm can be used as the binarization algorithm in step S453. Further, the image processing unit 292 removes noise by leaving the largest region among the regions obtained in step S452.

そして、画像処理部292は、ステップS453で得られた領域の外矩形のサイズを溶滴サイズとして検出する(ステップS454)。ここでいう外矩形は、画像の水平方向の2辺と垂直方向の2辺とを有し、対象となる領域全体を囲む矩形のうち最小の矩形である。
ステップS454の後、図21の処理を終了する。
Then, the image processing unit 292 detects the size of the outer rectangle of the region obtained in step S453 as the droplet size (step S454). The outer rectangle referred to here has two horizontal sides and two vertical sides of the image, and is the smallest rectangle among the rectangles surrounding the entire target area.
After step S454, the process of FIG. 21 is terminated.

図22は、画像処理部292が検出する領域の例を示す図である。
例えば画像処理部292は、図21のステップS451で領域A21を切り出す。そして画像処理部292は、ステップS452で、溶滴の像の領域A22を検出する。そして画像処理部292は、ステップS454で、領域A22の外矩形の領域A23のサイズ(縦×横)を溶滴サイズとして検出する。
FIG. 22 is a diagram showing an example of a region detected by the image processing unit 292.
For example, the image processing unit 292 cuts out the region A21 in step S451 of FIG. Then, the image processing unit 292 detects the region A22 of the image of the droplet in step S452. Then, in step S454, the image processing unit 292 detects the size (vertical × horizontal) of the outer rectangular region A23 of the region A22 as the droplet size.

以上のように、撮影部130は、溶接対象物900の溶接個所に向けて設置された電極110と溶接ワイヤ800とを撮影する。第1制御部293は、撮影部130の撮影画像に基づいて、溶接個所の位置に対する電極110の左右の位置制御を行う。第2制御部294は、撮影部130の撮影画像に基づいて、溶接個所の位置に対する溶接ワイヤ800の左右の位置制御を行う。第3制御部295は、撮影部130の撮影画像から判定される溶接ワイヤ800の溶融状況に基づいて、溶接ワイヤ800の位置制御を行う。 As described above, the photographing unit 130 photographs the electrode 110 and the welding wire 800 installed toward the welding portion of the welding object 900. The first control unit 293 controls the left and right positions of the electrode 110 with respect to the position of the welded portion based on the photographed image of the photographing unit 130. The second control unit 294 controls the left and right positions of the welding wire 800 with respect to the position of the welded portion based on the captured image of the photographing unit 130. The third control unit 295 controls the position of the welding wire 800 based on the melting state of the welding wire 800 determined from the image taken by the photographing unit 130.

このように、溶接制御装置200は撮影画像に基づいて電極110、溶接ワイヤ800それぞれの位置制御を行う。これにより、溶接装置1では、非消耗式電極を用いる自動溶接装置における溶接をより高精度に行うことができる。
また、第3制御部295が溶接ワイヤ800の溶融状況に基づいて溶接ワイヤ800の位置制御を行うことで、溶接ワイヤ800が電極110に近づきすぎて衝突する可能性、及び、溶接ワイヤ800が電極110から離れ過ぎて溶融が不十分になる可能性を低減させることができる。
In this way, the welding control device 200 controls the positions of the electrodes 110 and the welding wire 800 based on the captured image. As a result, in the welding device 1, welding in an automatic welding device using a non-consumable electrode can be performed with higher accuracy.
Further, the third control unit 295 controls the position of the welding wire 800 based on the melting state of the welding wire 800, so that the welding wire 800 may come too close to the electrode 110 and collide with each other, and the welding wire 800 may collide with the electrode 110. It is possible to reduce the possibility of insufficient melting too far from 110.

ここで、非消耗式電極を用いる従来のアーク溶接装置では、溶接士が肉眼で、もしくはカメラを用いて開先と電極の相対位置、溶接ワイヤが溶融池に挿入される位置、及び、電極と溶融池との相対位置を監視し、適正位置からずれた場合は調整作業を実施している。
これに対し、溶接装置1は、撮影部130の撮影画像を用いてこれらの位置を自動調節することができ、人的資源の省力化を図ることができる。また、従来のアーク溶接装置では監視調整作業に溶接士の技能が必要であったのに対し、溶接装置1が自動で調整を行うことで、調整技能を有する溶接士がいない場合でも溶接を行い得る。
撮影画像を用いた自動位置制御を可能にするために、溶接装置1では、電極先端位置P11、ワイヤ先端位置P12、開先位置P13及び溶融池先端位置P14を画像における特徴量とし、これらを自動溶接のためのパラメータに用いている。
Here, in a conventional arc welding device using a non-consumable electrode, the welder can see the relative position of the groove and the electrode with the naked eye or by using a camera, the position where the welding wire is inserted into the molten pool, and the electrode. The relative position with the molten pool is monitored, and if it deviates from the proper position, adjustment work is carried out.
On the other hand, the welding device 1 can automatically adjust these positions by using the captured image of the photographing unit 130, and can save labor of human resources. Further, while the conventional arc welding device requires the skill of a welder for monitoring and adjustment work, the welding device 1 automatically adjusts the welding even if there is no welder with the adjusting skill. obtain.
In order to enable automatic position control using the captured image, in the welding device 1, the electrode tip position P11, the wire tip position P12, the groove position P13 and the molten pool tip position P14 are set as feature quantities in the image, and these are automatically set. It is used as a parameter for welding.

また、第3制御部295は、溶接ワイヤ800の先端部分の状態に基づいて、溶接ワイヤ800の上下の位置制御を行う。このように、溶滴が生じる可能性のある溶接ワイヤ800の先端部分に判定対象を限定することで、画像処理部292が溶滴を検出する対象領域を限定することができ、画像処理部292の処理負荷を軽減することができる。 Further, the third control unit 295 controls the vertical position of the welding wire 800 based on the state of the tip portion of the welding wire 800. In this way, by limiting the determination target to the tip portion of the welding wire 800 in which droplets may occur, the target area in which the image processing unit 292 detects the droplets can be limited, and the image processing unit 292 can be limited. The processing load can be reduced.

また、バンドパスフィルタ131は、撮影部130の撮影画像の輝度値を抑制する。これにより、撮影画像におけるアーク光の影響を低減させることができ、この点で、画像処理部292が各部を検出する精度を向上させることができる。 Further, the bandpass filter 131 suppresses the brightness value of the captured image of the photographing unit 130. As a result, the influence of the arc light on the captured image can be reduced, and in this respect, the accuracy with which the image processing unit 292 detects each unit can be improved.

また、撮影部130は、異なるシャッタースピードで複数の画像を撮影する。これにより、画像処理部292は、検出対象に応じて画像を選択することができ、この点で、画像処理部292が各部を検出する精度を向上させることができる。 Further, the photographing unit 130 captures a plurality of images at different shutter speeds. As a result, the image processing unit 292 can select an image according to the detection target, and in this respect, the accuracy of detecting each unit by the image processing unit 292 can be improved.

なお、制御部290の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
A program for realizing all or part of the functions of the control unit 290 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. May be processed. The term "computer system" as used herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
Further, the "computer system" includes the homepage providing environment (or display environment) if the WWW system is used.
Further, the "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, the above-mentioned program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment and includes design changes and the like within a range not deviating from the gist of the present invention.

1 溶接装置
100 本体部
110 電極
120 ワイヤ送り機構
130 撮影部
131 バンドパスフィルタ
200 溶接制御装置
210 通信部
220 操作入力部
230 表示部
280 記憶部
290 制御部
291 撮影制御部
292 画像処理部
293 第1制御部
294 第2制御部
295 第3制御部
296 溶接制御部
800 溶接ワイヤ
810 溶融池
900 溶接対象物
1 Welding device 100 Main body 110 Electrode 120 Wire feeding mechanism 130 Imaging unit 131 Band path filter 200 Welding control device 210 Communication unit 220 Operation input unit 230 Display unit 280 Storage unit 290 Control unit 291 Imaging control unit 292 Image processing unit 293 1st Control unit 294 2nd control unit 295 3rd control unit 296 Welding control unit 800 Welding wire 810 Welding pond 900 Welding object

Claims (20)

溶接対象物の溶接個所に向けて設置された電極と溶接ワイヤとを撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影画像における前記電極の先端位置である電極先端位置と、前記撮影画像における開先の位置である開先位置と、前記撮影画像における前記溶接ワイヤの先端位置であるワイヤ先端位置と、前記撮影画像における溶融池の先端位置である溶融池先端位置と、を検出し、前記撮影画像における前記ワイヤ先端位置を基準とする所定領域のうち、輝度が所定の輝度閾値以下の領域全体を、水平方向の2辺と垂直方向の2辺とで囲む矩形のうち最少の矩形である外矩形のサイズを、溶滴のサイズとして検出する画像処理部と、
前記電極先端位置、及び、前記開先位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記電極の左右の位置制御を行う第1制御部と、
前記電極先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記溶接ワイヤの左右の位置制御を行う第2制御部と、
前記溶融池先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接ワイヤの位置制御を行い、前記溶滴のサイズの検出結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端部における溶滴の有無を判定し、溶滴有りと判定した場合、前記溶接ワイヤを下方へ移動させる第3制御部と、
を備える溶接装置。
An imaging unit that photographs the electrodes and welding wires installed toward the welded part of the object to be welded,
The electrode tip position which is the tip position of the electrode in the photographed image of the imaged portion, the groove position which is the groove position in the photographed image, and the wire tip position which is the tip position of the welding wire in the photographed image. , The position of the tip of the molten pool, which is the position of the tip of the molten pool in the captured image, and the entire region having a brightness equal to or less than a predetermined brightness threshold among the predetermined regions based on the position of the tip of the wire in the captured image. An image processing unit that detects the size of the outer rectangle, which is the smallest of the rectangles surrounded by the two horizontal sides and the two vertical sides, as the size of the droplets.
A first control unit that controls the left and right positions of the electrode with respect to the position of the welded portion based on the electrode tip position and the groove position.
A second control unit that controls the left and right positions of the welded wire with respect to the position of the welded portion based on the electrode tip position and the wire tip position.
The molten pool tip position, and, on the basis of the wire tip position, have a row position control of the welding wire, determining the presence or absence of droplet at the tip of the welding wire based on the detection result of the size of the droplet If it is determined that there are droplets, the third control unit that moves the welding wire downward and
Welding equipment equipped with.
前記第1制御部は、前記電極先端位置、及び、前記開先位置に基づいて、前記電極が前記開先の幅方向の中央に位置するように、前記電極の左右の位置制御を行う、
請求項1に記載の溶接装置。
Based on the electrode tip position and the groove position, the first control unit controls the left and right positions of the electrode so that the electrode is located at the center in the width direction of the groove.
The welding apparatus according to claim 1.
前記第2制御部は、前記電極先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記撮影画像の左右方向についてのワイヤの先端位置を電極の位置に揃えるように、前記溶接ワイヤの左右の位置制御を行う、
請求項1または請求項2に記載の溶接装置。
The second control unit is located at the left and right positions of the welded wire so that the tip position of the wire in the left-right direction of the captured image is aligned with the position of the electrode based on the position of the tip of the electrode and the position of the tip of the wire. Take control,
The welding apparatus according to claim 1 or 2.
前記第3制御部は、前記溶融池先端位置と前記ワイヤ先端位置との上下方向の相対位置の差を一定に保つように、前記溶接ワイヤの上下の位置制御を行う、
請求項1から3の何れか1項に記載の溶接装置。
The third control unit controls the vertical position of the weld wire so as to keep the difference between the vertical relative positions of the molten pool tip position and the wire tip position constant.
The welding apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記第3制御部は、前記撮影画像における溶融池先端位置から所定距離だけ上の位置を目標位置に設定し、前記ワイヤ先端位置が前記目標位置に近付くように、前記溶接ワイヤの上下の位置制御を行う、
請求項4に記載の溶接装置。
The third control unit sets a position above the tip position of the molten pool by a predetermined distance in the captured image as the target position, and controls the upper and lower positions of the weld wire so that the tip position of the wire approaches the target position. I do,
The welding apparatus according to claim 4.
前記撮影部の撮影画像の輝度値を抑制するバンドパスフィルタを備える、
請求項1からの何れか1項に記載の溶接装置。
A bandpass filter that suppresses the luminance value of the captured image of the photographing unit is provided.
The welding apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記画像処理部は、前記バンドパスフィルタが適用されていない前記撮影画像に基づいて、前記溶融池先端位置を検出し、前記バンドパスフィルタが適用されている前記撮影画像に基づいて、前記電極先端位置、前記ワイヤ先端位置、及び、前記開先位置を検出する、
請求項に記載の溶接装置。
The image processing unit detects the position of the tip of the molten pool based on the captured image to which the bandpass filter is not applied, and the electrode tip is based on the captured image to which the bandpass filter is applied. Detects the position, the wire tip position, and the groove position.
The welding apparatus according to claim 6.
前記撮影部は、異なるシャッタースピードで複数の前記撮影画像を撮影する、
請求項1からの何れか1項に記載の溶接装置。
The photographing unit captures a plurality of captured images at different shutter speeds.
The welding apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記画像処理部は、第1のシャッタースピードで撮影された前記撮影画像に基づいて、溶融池先端位置を検出し、前記第1のシャッタースピードよりも遅い第2にシャッタースピードで撮影された前記撮影画像に基づいて、電極先端位置、ワイヤ先端位置及び開先位置を検出する、
請求項に記載の溶接装置。
The image processing unit detects the position of the tip of the molten pool based on the captured image captured at the first shutter speed, and the imaging taken at the second shutter speed, which is slower than the first shutter speed. Detects the electrode tip position, wire tip position and groove position based on the image,
The welding apparatus according to claim 8.
前記撮影部は、アーク電流が異なるタイミングで複数の前記撮影画像を撮影する、
請求項1からの何れか1項に記載の溶接装置。
The photographing unit captures a plurality of the captured images at different timings of the arc currents.
The welding apparatus according to any one of claims 1 to 9.
前記撮影部は、前記アーク電流がピーク電流のタイミングで撮影された前記撮影画像に基づいて、前記溶融池先端位置を検出し、前記アーク電流がベース電流のタイミングで撮影された前記撮影画像に基づいて、前記電極先端位置、前記ワイヤ先端位置、及び、前記開先位置を検出する、
請求項10に記載の溶接装置。
The photographing unit detects the position of the tip of the molten pool based on the captured image captured at the timing of the peak current of the arc current, and is based on the captured image captured at the timing of the base current of the arc current. The electrode tip position, the wire tip position, and the groove position are detected.
The welding apparatus according to claim 10.
前記撮影画像の輝度値が所定の閾値以上か否かを判定する制御部をさらに備え、
前記画像処理部は、輝度値が前記閾値以上であると判定された前記撮影画像である明画像に基づいて、前記溶融池先端位置を検出し、輝度値が前記閾値未満であると判定された前記撮影画像である暗画像に基づいて、前記電極先端位置、前記ワイヤ先端位置、及び、前記開先位置を検出する、
請求項から11の何れか1項に記載の溶接装置。
Further, a control unit for determining whether or not the brightness value of the captured image is equal to or higher than a predetermined threshold value is provided.
The image processing unit detects the position of the tip of the molten pool based on the bright image which is the captured image for which the luminance value is determined to be equal to or higher than the threshold value, and determines that the luminance value is less than the threshold value. The electrode tip position, the wire tip position, and the groove position are detected based on the dark image which is the captured image.
The welding apparatus according to any one of claims 6 to 11.
前記画像処理部は、前記撮影画像に対するエッジ抽出で得られる輪郭から、前記電極の先端の輪郭の直線として2本の斜め線を検出し、検出した2本の斜め線の交点を前記電極先端位置として検出する、
請求項1から12の何れか1項に記載の溶接装置。
The image processing unit detects two diagonal lines as straight lines of the contour of the tip of the electrode from the contour obtained by edge extraction with respect to the captured image, and the intersection of the detected two diagonal lines is the position of the tip of the electrode. Detect as,
The welding apparatus according to any one of claims 1 to 12.
前記画像処理部は、前記撮影画像における前記電極先端位置から所定の距離だけ下方にずれた位置における、前記撮影画像の水平方向の輝度値を示す水平プロファイルに基づいて、前記水平プロファイルにおける輝度値が所定の閾値よりも低下する位置を前記開先位置として検出する、
請求項1から13の何れか1項に記載の溶接装置。
The image processing unit has a luminance value in the horizontal profile based on a horizontal profile showing a horizontal luminance value of the captured image at a position shifted downward by a predetermined distance from the electrode tip position in the captured image. A position lower than a predetermined threshold is detected as the groove position.
The welding apparatus according to any one of claims 1 to 13.
画像処理部は、撮影画像が二値化された画像から白の画素の領域を検出し、検出した領域の最上部を前記ワイヤ先端位置として検出する、
請求項1から14の何れか1項に記載の溶接装置。
The image processing unit detects a region of white pixels from the image obtained by binarizing the captured image, and detects the uppermost portion of the detected region as the wire tip position.
The welding apparatus according to any one of claims 1 to 14.
前記画像処理部は、前記撮影画像にminフィルタを適用し、さらにmaxフィルタを適用した画像を二値化する、
請求項15に記載の溶接装置。
The image processing unit applies a min filter to the captured image, and further binarizes the image to which the max filter is applied.
The welding apparatus according to claim 15.
前記画像処理部は、前記撮影画像が二値化された画像の垂直方向の画素ライン毎に白の画素数を計数して、垂直方向における白の画素数が所定値以上の範囲を検出し、検出した範囲を水平方向にスキャンして、前記白の画素の領域を検出する、
請求項15または請求項16に記載の溶接装置。
The image processing unit counts the number of white pixels for each vertical pixel line of the image obtained by binarizing the captured image, and detects a range in which the number of white pixels in the vertical direction is equal to or greater than a predetermined value. The detected area is scanned horizontally to detect the area of the white pixel.
The welding apparatus according to claim 15 or 16.
前記画像処理部は、前記撮影画像が二値化された画像における輝度境界を前記溶融池の輪郭線として検出し、前記ワイヤ先端位置から左右それぞれに所定距離進んだ位置から下方向に走査を行い、前記溶融池の輪郭線に到達した点を、前記溶融池先端位置として検出する、
請求項1から17の何れか1項に記載の溶接装置。
The image processing unit detects the luminance boundary in the image obtained by binarizing the captured image as the contour line of the molten pool, and scans downward from a position advanced by a predetermined distance to the left and right from the wire tip position. , The point at which the contour line of the molten pool is reached is detected as the position of the tip of the molten pool.
The welding apparatus according to any one of claims 1 to 17.
溶接対象物の溶接個所に向けて設置された電極と溶接ワイヤとの撮影画像における前記電極の先端位置である電極先端位置と、前記撮影画像における開先の位置である開先位置と、前記撮影画像における前記溶接ワイヤの先端位置であるワイヤ先端位置と、前記撮影画像における溶融池の先端位置である溶融池先端位置と、を検出し、
前記撮影画像における前記ワイヤ先端位置を基準とする所定領域のうち、輝度が所定の輝度閾値以下の領域全体を、水平方向の2辺と垂直方向の2辺とで囲む矩形のうち最少の矩形である外矩形のサイズを、溶滴のサイズとして検出し、
前記電極先端位置、及び、前記開先位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記電極の左右の位置制御を行い、
前記電極先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記溶接ワイヤの左右の位置制御を行い、
前記溶融池先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接ワイヤの位置制御を行い、
前記溶滴のサイズの検出結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端部における溶滴の有無を判定し、溶滴有りと判定した場合、前記溶接ワイヤを下方へ移動させる
処理を含む溶接方法。
The electrode tip position, which is the tip position of the electrode in the photographed image of the electrode and the welding wire installed toward the welding point of the object to be welded, the groove position, which is the groove position in the photographed image, and the photographed image. The wire tip position, which is the tip position of the welding wire in the image, and the molten pool tip position, which is the tip position of the molten pool in the photographed image, are detected.
Of the predetermined area with respect to the wire tip position in the captured image, the smallest rectangle among the rectangles surrounding the entire area where the brightness is equal to or less than the predetermined brightness threshold with two sides in the horizontal direction and two sides in the vertical direction. The size of an outer rectangle is detected as the size of the droplet,
Based on the electrode tip position and the groove position, the left and right positions of the electrode are controlled with respect to the position of the welded portion.
Based on the electrode tip position and the wire tip position, the left and right positions of the weld wire are controlled with respect to the position of the welded portion.
The molten pool tip position, and, on the basis of the wire tip position, have a row position control of the welding wire,
A welding method including a process of moving the welding wire downward when the presence or absence of droplets at the tip of the welding wire is determined based on the detection result of the size of the droplets and it is determined that there are droplets.
コンピュータに、
撮影部に、溶接対象物の溶接個所に向けて設置された電極と溶接ワイヤとを撮影させる制御を行わせ、
前記撮影部の撮影画像における前記電極の先端位置である電極先端位置と、前記撮影画像における開先の位置である開先位置と、前記撮影画像における前記溶接ワイヤの先端位置であるワイヤ先端位置と、前記撮影画像における溶融池の先端位置である溶融池先端位置と、を検出させ、
前記撮影画像における前記ワイヤ先端位置を基準とする所定領域のうち、輝度が所定の輝度閾値以下の領域全体を、水平方向の2辺と垂直方向の2辺とで囲む矩形のうち最少の矩形である外矩形のサイズを、溶滴のサイズとして検出させ、
前記電極先端位置、及び、前記開先位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記電極の左右の位置制御を行わせ、
前記電極先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接個所の位置に対する前記溶接ワイヤの左右の位置制御を行わせ、
前記溶融池先端位置、及び、前記ワイヤ先端位置に基づいて、前記溶接ワイヤの位置制御を行わせ
前記溶滴のサイズの検出結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端部における溶滴の有無を判定させ、溶滴有りと判定した場合、前記溶接ワイヤを下方へ移動させる制御を行わせる、
ためのプログラム。
On the computer
The photographing unit is controlled to photograph the electrode and the welding wire installed toward the welding point of the object to be welded.
The electrode tip position, which is the tip position of the electrode in the captured image of the photographing unit, the groove position, which is the groove position in the captured image, and the wire tip position, which is the tip position of the welding wire in the captured image. , The position of the tip of the molten pool, which is the position of the tip of the molten pool in the photographed image, is detected.
Of the predetermined area with respect to the wire tip position in the captured image, the smallest rectangle among the rectangles surrounding the entire area where the brightness is equal to or less than the predetermined brightness threshold with two sides in the horizontal direction and two sides in the vertical direction. The size of a certain outer rectangle is detected as the size of the droplet,
Based on the electrode tip position and the groove position, the left and right positions of the electrode are controlled with respect to the position of the welded portion.
Based on the electrode tip position and the wire tip position, the left and right positions of the weld wire are controlled with respect to the position of the welded portion.
The position of the welding wire is controlled based on the position of the tip of the molten pool and the position of the tip of the wire .
On the basis of the size of the detection results of the droplet is determined whether a droplet at the tip of the welding wire, when it is determined that there droplet, Ru to perform the control for moving the welding wire downwardly,
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