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JPH0630802B2 - Welding start point detection method - Google Patents
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JPH0630802B2 - Welding start point detection method - Google Patents

Welding start point detection method

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JPH0630802B2
JPH0630802B2 JP24011686A JP24011686A JPH0630802B2 JP H0630802 B2 JPH0630802 B2 JP H0630802B2 JP 24011686 A JP24011686 A JP 24011686A JP 24011686 A JP24011686 A JP 24011686A JP H0630802 B2 JPH0630802 B2 JP H0630802B2
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wire
tip
welding
screen
robot
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仁 脇迫
佐藤  忍
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、産業用ロボットに装着した撮像手段により溶
接開始点を検出し、ロボットエンドエフェクタ先端の制
御点を溶接開始点に一致させるようにロボット各軸を制
御する溶接開始点検出方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention detects a welding start point by an image pickup means mounted on an industrial robot and matches a control point at the tip of a robot end effector with the welding start point. The present invention relates to a welding start point detection method for controlling each axis of a robot.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

撮像手段を産業用ロボットのセンサとして適用する例は
古く、かつ多方面に亘っている。溶接作業ロボットに適
用する例も近年盛んになっているが、シームファインデ
ィング、シームトラッキング、アダプティブファンクシ
ョンという総合的見地で考えれば、特開昭61−279481号
公報で開示した発明は実用化レベルに達した技術の一つ
である。前記出願は、多方面に亘る技術的事項を開示し
ているが、このうち、シーム・ファインディングに関し
ては、ロボット手首に装着した撮像手段の画像情報によ
り、前記手首部に取付けた溶接トーチ先端の電極ワイヤ
像と、前記手首部に装着した光源の照射により、前記電
極ワイヤの被溶接ワークの下板側に投影される映像とが
被溶接ワークの接合面で形成される溶接線像で一致する
ようにロボット各軸を制御する方法であって、二次元検
出センサでありながら、三次元軌跡制御を可能ならしめ
るユニークな方法である。
An example of applying the image pickup means as a sensor of an industrial robot is old, and is widespread. Examples applied to welding work robots have become popular in recent years, but from the comprehensive viewpoint of seam finding, seam tracking, and adaptive function, the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-279481 reaches a practical level. This is one of the technologies we have done. The above-mentioned application discloses technical matters in various fields. Among them, regarding seam finding, the electrode of the tip of the welding torch attached to the wrist part is determined by the image information of the imaging means attached to the robot wrist. The image of the wire and the image of the electrode wire projected on the lower plate side of the work to be welded by the irradiation of the light source mounted on the wrist are matched in the welding line image formed on the joint surface of the work to be welded. It is a unique method to control each axis of the robot, which is a two-dimensional detection sensor and enables three-dimensional trajectory control.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

一般に溶接ロボットの制御点は、手首部に装着した溶接
トーチ先端より供給される電極ワイヤの先端である。そ
して、所望の長さの電極ワイヤ先端が所望の軌跡をたど
るように、軌跡制御、軌跡修正制御が行われる。
Generally, the control point of the welding robot is the tip of the electrode wire supplied from the tip of the welding torch attached to the wrist. Then, trajectory control and trajectory correction control are performed so that the tip of the electrode wire having a desired length follows a desired trajectory.

しかるに、溶接終了時には、溶接条件や溶接電源特性に
依存するワイヤの燃え上がり、ワイヤの惰走、ワイヤ溶
滴の付着などにより発生する電極ワイヤ長の不揃いは、
不可避的である。電極ワイヤ長のばらつきは、とりもな
おさず、実際の制御点の変動をもたらす。変動した実際
の制御点を溶接開始点に位置決めする方法は、それなり
に有効であるが、給電チップ−母材間距離の変動によ
り、溶接結果の品質に悪影響を招くことがある。このた
め、電極ワイヤ長を所望値に一致させる操作が必要とな
る。
However, at the end of welding, the unevenness of the electrode wire length caused by the burning of the wire, the coasting of the wire, the deposition of wire droplets, etc., which depends on the welding conditions and welding power source characteristics,
It is inevitable. The variation of the electrode wire length causes the variation of the actual control point. The method of positioning the fluctuated actual control point at the welding start point is effective as such, but fluctuations in the distance between the feed tip and the base metal may adversely affect the quality of the welding result. Therefore, it is necessary to make the electrode wire length match the desired value.

ところが、電極ワイヤを送り出すワイヤ送給装置は位置
制御ループを有せず、位置制御に対し、オープン・ルー
プである上、ワイヤ送給ケーブル内でのワイヤとケーブ
ルの摩擦,たるみ,がた等の要因により、電極ワイヤ長
を所望値に短時間で一致させることは必ずしも容易では
ない。
However, the wire feeding device that feeds out the electrode wire does not have a position control loop, is an open loop for position control, and has wire-cable friction, slack, rattling, etc. in the wire feeding cable. Due to a factor, it is not always easy to match the electrode wire length to a desired value in a short time.

本発明は、このような背景のもとでなされたものであ
る。
The present invention has been made under such a background.

すなわち、本発明は、前記出願で開示した発明をベース
に、特に前記電極ワイヤ長が溶接終了時に多くの要因に
よりばらつくため、これを補正し、また前記電極ワイヤ
長が所望値と一致しない場合でも、一致したのと同じ効
果をもたらす方法を提供するものであって、溶接開始点
への位置決め精度を向上かつ、安定化させ、溶接開始点
検出動作を迅速に行わせることを目的とする。
That is, the present invention is based on the invention disclosed in the above-mentioned application, in particular, since the electrode wire length varies due to many factors at the end of welding, it is corrected, and even when the electrode wire length does not match the desired value. The object of the present invention is to provide a method for producing the same effect as the coincidence, and to improve and stabilize the positioning accuracy at the welding start point and to perform the welding start point detection operation quickly.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この目的を達成するため、本発明の溶接開始点検出方法
は、産業用ロボットの手首部に溶接トーチ,光源及び撮
像手段を装着し、該撮像手段により、前記溶接トーチの
ワイヤ先端部,前記光源にて照射したときに前記ワイヤ
の被溶接ワークに投影される影及び実際ワークの溶接線
の三者が前記撮像手段によって撮像された画面上の溶接
線上で一致するようにロボット各軸を制御するに際し、
前記画面上のワイヤ先端位置と所望値の偏差量を検出
し、その偏差量に応じ、ワイヤ先端位置が前記所望値に
一致するようにワイヤ・インチングを行い、溶接終了時
に発生するワイヤ突き出し長のばらつきを補正して、次
の溶接開始に備えることを特徴とする。
In order to achieve this object, the welding start point detecting method of the present invention comprises a welding torch, a light source, and an image pickup means mounted on the wrist of an industrial robot, and the wire tip portion of the welding torch and the light source are attached by the image pickup means. Each axis of the robot is controlled so that the shadow of the wire projected onto the workpiece to be welded and the welding line of the actual workpiece when irradiated with the laser beam are coincident with each other on the welding line on the screen imaged by the imaging means. On the occasion of
The deviation amount between the wire tip position on the screen and the desired value is detected, and wire inching is performed so that the wire tip position matches the desired value according to the deviation amount, and the wire protrusion length generated at the end of welding is detected. It is characterized in that the variation is corrected to prepare for the start of the next welding.

〔作用〕[Action]

第1図に、本発明の対象とするロボットの概略図を示
す。第1図において、ロボットアーム2に据え付けられ
たワイヤ送給装置1により、ロボット手首6に固定され
た溶接トーチ3を経由して溶接ワイヤ4が送給される。
FIG. 1 shows a schematic diagram of a robot to which the present invention is applied. In FIG. 1, a wire feeding device 1 installed on a robot arm 2 feeds a welding wire 4 via a welding torch 3 fixed to a robot wrist 6.

被溶接ワークの下板13にはロボット手首6の先のカメラ
駆動軸14に取り付けられた光源5の照明により、前記ワ
イヤ4の影10が生じる。
A shadow 10 of the wire 4 is formed on the lower plate 13 of the work to be welded by the illumination of the light source 5 attached to the camera drive shaft 14 at the tip of the robot wrist 6.

被溶接ワークの上板12と下板13の接合部11が溶接線であ
る。
The joint 11 between the upper plate 12 and the lower plate 13 of the work to be welded is the welding line.

ロボット手首6の先のカメラ駆動軸14に装着されたレン
ズ系7、ファイバスコープ8により、溶接ワイヤ4の
像、影10の像、溶接線11の像がカメラボックス9に光学
的に伝送され、前記カメラボックス内の撮像手段15(第
2図)により画像信号に変換される。
The image of the welding wire 4, the image of the shadow 10 and the image of the welding line 11 are optically transmitted to the camera box 9 by the lens system 7 and the fiberscope 8 mounted on the camera drive shaft 14 at the tip of the robot wrist 6. It is converted into an image signal by the image pickup means 15 (FIG. 2) in the camera box.

カメラ駆動軸14はロボットの手首軸の追加軸であって、
他の手首軸と同等の扱いを受けるとともに、溶接トーチ
3に対し、カメラアングルを自由に変えることを可能に
する軸である。
The camera drive axis 14 is an additional axis of the wrist axis of the robot,
It is a shaft that is treated in the same manner as other wrist shafts and that allows the camera angle of the welding torch 3 to be freely changed.

第2図にシステムの概略ブロック図を示す。FIG. 2 shows a schematic block diagram of the system.

撮像手段15による画像信号は、イメージプロセッサ16に
より画像処理され、所要の情報をロボット・コントロー
ラ17に伝送する。
The image signal from the image pickup means 15 is subjected to image processing by the image processor 16 and the required information is transmitted to the robot controller 17.

イメージプロセッサ16は少なくとも画像信号をアナログ
量からディジタル量に変換する手段、フレームメモリ、
マイクロプロセッサ、プログラムメモリD/A変換手段
等を有している。
The image processor 16 is a means for converting at least an image signal from an analog amount into a digital amount, a frame memory,
It has a microprocessor, program memory D / A conversion means, and the like.

ロボットコントローラ17はティーチング・プレイバック
型ロボットのコントローラであって、カメラ駆動軸14を
含むロボット18の各駆動軸を駆動制御するとともに溶接
機19に指令を発する。
The robot controller 17 is a controller of a teaching / playback type robot, and drives and controls each drive axis of the robot 18 including the camera drive axis 14 and issues a command to the welding machine 19.

溶接機19はロボットコントローラ17の指令により、ワイ
ヤ送給装置1のモータ(図示せず)を駆動する。
The welding machine 19 drives a motor (not shown) of the wire feeding device 1 according to a command from the robot controller 17.

イメージプロセッサ16は、画像処理の結果によりワイヤ
インチング指令を出力する。ロボットコントローラ17
は、この情報に基づき所望の指令を溶接機19に対し送
る。
The image processor 16 outputs a wire inching command according to the result of image processing. Robot controller 17
Sends a desired command to the welding machine 19 based on this information.

さて、実空間と画面上の関係を第3図に基づいて説明す
る。
Now, the relationship between the real space and the screen will be described with reference to FIG.

第3図(a)は実際空間、第3図(b)は撮像手段15が捕らえ
た画面の状態を示す。実際空間における上板12,下板1
3,溶接線11に対し、ワイヤ4の移動方向を左右方向2
0、上下方向21と定義する。
3 (a) shows the actual space, and FIG. 3 (b) shows the state of the screen captured by the imaging means 15. Upper plate 12 and lower plate 1 in actual space
3, with respect to the welding line 11, the moving direction of the wire 4 is 2
It is defined as 0 and vertical direction 21.

前記定義は、ロボットのティーチモードのとき、オペレ
ータによってなされる。
The definition is made by the operator when in the teach mode of the robot.

第3図(a)に対応する画面上の様子を、第3図(b)に“ダ
ッシュ(′)”を付加して示している。第3図(a)の輪
郭縁が円形状であるのは、ファイバ・スコープを形成す
るファイバ束の積層構造によるものである。
The state on the screen corresponding to FIG. 3 (a) is shown by adding a "dash (')" to FIG. 3 (b). The contour edge in FIG. 3 (a) having a circular shape is due to the laminated structure of the fiber bundles forming the fiber scope.

溶接線像11′,ワイヤ像4′及びワイヤの影撮像10′
は、被溶接ワークの上板像12′,下板像13′などの背景
に対し、明らかに異なるグレイ・レベルを示す。溶接線
像11′,ワイヤ像4′,ワイヤの影像10′のうち、被溶
接ワークのばらつき、セッティングのばらつきによっ
て、画面上の溶接線像11′,ワイヤの影像10′の位置は
変動するが、ワイヤ像の位置は特定のロボット手首姿勢
による溶接トーチ姿勢と特定のカメラ姿勢であるかぎ
り、即ちワイヤとカメラとの間の相対角度関係が保たれ
ているかぎり、幾何学的には変動しない。
Welding line image 11 ', wire image 4'and shadow image of wire 10'
Shows clearly different gray levels with respect to the background such as the upper plate image 12 'and the lower plate image 13' of the work to be welded. Among the welding line image 11 ', the wire image 4', and the wire image 10 ', the positions of the welding line image 11' and the wire image 10 'on the screen may change due to variations in the work to be welded and variations in setting. The position of the wire image does not change geometrically as long as it is the welding torch posture according to the specific robot wrist posture and the specific camera posture, that is, as long as the relative angular relationship between the wire and the camera is maintained.

このため、給電チップ29からのワイヤ長が一定であるか
ぎり、ワイヤ先端30はワイヤ像の先端点30′として、画
面座標上に固定される。
Therefore, as long as the wire length from the feeding chip 29 is constant, the wire tip 30 is fixed on the screen coordinates as the tip point 30 'of the wire image.

しかしながら、実際のワイヤ長は多くの変動要因により
ばらつく。
However, the actual wire length varies due to many fluctuation factors.

第4図に示す例は、実際のワイヤ像4′の先端30′が所
望のワイヤ長となる先端31より短い場合である。本発明
は、軌跡制御点を実際の先端30′にする場合と、所望の
ワイヤ先端31と実際のワイヤ先端30′が一致するまでイ
ンチングする場合と、実際のワイヤ先端30′が所望のワ
イヤ先端31との間に多少の過不足があっても所望の範囲
内ならば、所望のワイヤ先端31が溶接線11′の点35で一
致するように制御を行う仮想点方式の3つを含む。
In the example shown in FIG. 4, the tip 30 'of the actual wire image 4'is shorter than the tip 31 having a desired wire length. In the present invention, the case where the trajectory control point is the actual tip 30 ′, the case where the desired wire tip 31 and the actual wire tip 30 ′ are inching, and the case where the actual wire tip 30 ′ is the desired wire tip are used. If there is some excess or deficiency with respect to 31 and if it is within the desired range, it includes three virtual point methods for controlling so that the desired wire tip 31 coincides with the point 35 of the welding line 11 '.

なお、37は実際のワイヤ中心軸線,38は実際映像10′の
中心軸線である。
Incidentally, 37 is an actual wire central axis, and 38 is an actual central axis of the image 10 '.

第3図(b)に示す左右方向20′は第4図の実際のワイヤ
先端30′と点36を結ぶ方向及び第4図の所望のワイヤ先
端31と点35を結ぶ方向と等価である。同じく第3図(b)
に示す上下方向21′は第4図の31と34を結ぶ方向及び3
0′と33を結ぶ方向と等価である。これらは予め定義さ
れている。
The left-right direction 20 'shown in FIG. 3 (b) is equivalent to the direction connecting the actual wire tip 30' and the point 36 in FIG. 4 and the direction connecting the desired wire tip 31 and the point 35 in FIG. Similarly FIG. 3 (b)
The vertical direction 21 'shown in FIG.
It is equivalent to the direction connecting 0'and 33. These are predefined.

実際のワイヤ先端30′を制御点とする場合には、ワイヤ
先端30′と実際の影先端33との間の画面上の距離
′,ワイヤ先端30′とワイヤ先端から定義された左
右方向線を引き、溶接線像11′との交点36の間の画面上
の距離L′を算出する。
The actual wire tip 30 'when the control point, the wire tip 30' distance D 1 ', the wire tip 30' left-right direction defined from the wire tip on the screen between the actual shadow tip 33 A line is drawn and the distance L 1 ′ on the screen between the intersection 36 with the welding line image 11 ′ is calculated.

所望のワイヤ先端31と実際のワイヤ先端30′が一致して
いる場合には、実際の影先端は33ではなく34になるはず
である。
If the desired wire tip 31 and the actual wire tip 30 'were coincident, then the actual shadow tip would be 34 instead of 33.

上下方向の距離Dは31と34との間の距離、左右方向の
距離Lは31と35との間の距離として算出する。
The vertical distance D 1 is calculated as the distance between 31 and 34, and the horizontal distance L 1 is calculated as the distance between 31 and 35.

仮想点方式の場合には、実際のワイヤ先端30′が所望の
ワイヤ先端31と離隔しているにも拘わらず、所望のワイ
ヤ先端31を基準にして上下方向の距離D、左右方向の
距離Lを算出する。
In the case of the virtual point method, although the actual wire tip 30 ′ is separated from the desired wire tip 31, the vertical distance D 1 and the horizontal distance with respect to the desired wire tip 31 are used. Calculate L 1 .

上下方向にDだけ移動したときの実際の影は10″とな
り、その先端32を通る中心軸線38′の延長線は点31で交
わる。同様に、点35、もしくは点36も上下方向にD
け移動する(図示せず)。
The actual shadow when moved by D 1 in the vertical direction is 10 ″, and the extension line of the central axis 38 ′ passing through the tip 32 intersects at the point 31. Similarly, the point 35 or the point 36 is also moved in the vertical direction by D 1. Move 1 (not shown).

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples.

第5図は、実際のシームファインディング動作の概略フ
ローであり、この図に基づいて説明する。
FIG. 5 is a schematic flow of the actual seam finding operation, which will be described with reference to this figure.

予めプログラムされたシームファインディングモードに
なると、イメージ・プロセッサ16はワイヤ認識とワイヤ
インチング処理(ブロック90)を実行する。その結果、
判定サーキュラー91によりワイヤ異常か否かを判定し、
異常ならば、ディスプレイ(図示せず)等により警告す
る。
Once in the pre-programmed seam finding mode, the image processor 16 performs wire recognition and wire inching processing (block 90). as a result,
Judgment Circular 91 is used to judge whether there is a wire abnormality,
If it is abnormal, a warning is given by a display (not shown) or the like.

一方、正常のときには、ワイヤ先端座標、ワイヤ中心
線、ワイヤ長等が算出される。これらを算出する詳細は
後述する。
On the other hand, when normal, the wire tip coordinates, the wire center line, the wire length, etc. are calculated. Details of calculating these will be described later.

ブロック92ではワイヤ影に対する認識のための画像処理
を行い、影像の中心線、先端座標などを算出し、ブロッ
ク93では溶接線認識の画像処理を実行し、溶接線の方向
線を算出する。
In block 92, image processing for recognition of the wire shadow is performed to calculate the center line, tip coordinates, etc. of the image, and in block 93, image processing for welding line recognition is executed to calculate the direction line of the welding line.

ブロック94ではブロック90、ブロック92での算出値に基
づきロボット直交座標の偏位置(ΔX,ΔY,ΔZ)を
(1)式又は(1)′式により算出する。
In block 94, the eccentric position (ΔX, ΔY, ΔZ) of the robot Cartesian coordinates is calculated based on the calculated values in block 90 and block 92.
It is calculated by equation (1) or equation (1) '.

(1)式は仮想点方式、(1)′式は実際のワイヤ先端方式を
表す。
Equation (1) represents the virtual point method, and equation (1) ′ represents the actual wire tip method.

(1)式のDは画面上の所望のワイヤ先端における上下
方向の距離、Lは同じく左右方向の距離を示す。
,kは画面上の距離から実際のロボット直交座標
上での距離への変換係数であって、予め算出又は定義さ
れている。
In the equation (1), D 1 is the vertical distance at the desired wire tip on the screen, and L 1 is the horizontal distance.
K 1 and k 1 are conversion coefficients from the distance on the screen to the distance on the actual robot Cartesian coordinates, and are calculated or defined in advance.

(a,b,c)はロボット直交座標上での上下方向の
単位ベクトル、(e,f,g)はロボット直交座標上
での左右方向の単位ベクトルであって、予め教示作業等
によって定義されている。
(A, b, c) T is a vertical unit vector on the robot Cartesian coordinates, and (e, f, g) T is a horizontal unit vector on the robot Cartesian coordinates. It is defined.

(1)′式は画面上の実際のワイヤ先端を制御点とする場
合であって、D′は実際のワイヤ先端と影との間の距
離、同じくL′は実際のワイヤ先端から溶接線までの
左右方向の距離を示している。
The equation (1) 'is a case where the actual wire tip on the screen is used as the control point, D 1 ′ is the distance between the actual wire tip and the shadow, and L 1 ′ is the welding from the actual wire tip. The horizontal distance to the line is shown.

実際のワイヤ長を所望のワイヤ長に一致させる方式は
(1)′式を用いる。
The method to match the actual wire length to the desired wire length is
Equation (1) 'is used.

3つの制御点方式のいずれを選択するかは、任意であっ
てプログラマブルである。
Which of the three control point schemes is selected is arbitrary and programmable.

さて、ブロック90〜93にはイメージプロセッサ16が関与
するが、ブロック94〜96はロボットコントローラ17が分
担する。ロボットコントローラ17は、ブロック94におい
て(ΔX,ΔY,ΔZ)を算出すると、ブロック95にお
いて現在値にこれを加え、シームファインディングの終
了点を算出する。
The image processor 16 is involved in the blocks 90 to 93, but the robot controller 17 is in charge of the blocks 94 to 96. After calculating (ΔX, ΔY, ΔZ) in block 94, the robot controller 17 adds this to the current value in block 95 to calculate the end point of seam finding.

ブロック96では現在値を始点とする実際の移動動作を実
行させ、前記終了点に制御点を到達せしめる。
In block 96, an actual movement operation starting from the current value is executed, and the control point is reached at the end point.

実際の画像処理とワイヤインチングの関係を第6図(a)
に示す。同図(a)は、第5図のブロック90を具体的にし
たものである。
Fig. 6 (a) shows the relationship between actual image processing and wire inching.
Shown in. FIG. 7A is a concrete example of the block 90 shown in FIG.

ブロック100 において指定されたウィンド内でのワイヤ
探索動作を行う。このブロック100 の詳細を第6図(b)
に示す。
Perform a wire search operation within the window specified in block 100. Details of this block 100 are shown in Fig. 6 (b).
Shown in.

第6図(b)において、まずブロック1000でワイヤ縁点座
標(X,Y)をイニシャライズし、第3図(b)に示
す画面軸(i,j)に対し、順次画像処理を行う。座標
(Io,Jo),座標(Imax,Jmax)は指定ウィンドを示し、(i,
j)はI≦i≦Imax,J≦j≦Jmax)の領域であって、
予め定義されている。
In FIG. 6B, first, in block 1000, the wire edge point coordinates (X k , Y k ) are initialized, and image processing is sequentially performed on the screen axes (i, j) shown in FIG. 3B. . Coordinate
(I o , J o ), coordinates (I max , J max ) indicate the specified window, and (i, J o ).
j) is a region of I o ≦ i ≦ I max , J o ≦ j ≦ J max )
It is defined in advance.

サーキュラー1002のPijは(i,j)座標のグレイレベル
を、Pは閾値を示す。
In the circular 1002, P ij indicates the gray level of the (i, j) coordinate, and P o indicates the threshold value.

ij≧Pのとき白レベル、Pij<Pのとき黒レベル
とみなす。
When P ij ≧ P o , it is regarded as a white level, and when P ij <P o , it is regarded as a black level.

ブロック1001のZONEはステータス・フラッグであり、ZO
NE=0で背景部、ZONE=1でワイヤ部であることを示
す。背景部ではPij≧Pとなり、ワイヤ部ではPij
である。
Block 1001 ZONE is a status flag, ZO
NE = 0 indicates the background part, and ZONE = 1 indicates the wire part. In the background part, P ij ≧ P o , and in the wire part, P ij <
Po .

はワイヤ部の左エッジのi座標値を示し、(Xk,Y
k )は、ワイヤ部の左エッジ座標値と右エッジ座標値と
の間の中心座標を意味する。kはワイヤ部が検出された
回数であって、その最終値N(1012ブロック)が指定さ
れた回路nより大なるときは1015、小なるときは1014
ブロックに進む。WIREはステータスフラッグであってWI
RE=1はワイヤが認識されたことを示す。以上でブロッ
ク100 は完了し、第6図(a)のサーキュラ101 に進む。
サーキュラ101 において、WIRE=0のときサーキュラ10
6 に進む。106 はワイヤインチングを実行した回数が指
定回数を越えたかどうかをテストするサーキュラであっ
て、越えていればワイヤ異常フラッグをセットし、リタ
ーンする。指定回数を越えていない場合には、ブロック
109 においてワイヤインチング指令W、指令時間Tを算
出する。実験値テーブルでは例えば(Wm,Tm,Δlm),(Wm,
Tp,Δlp)で表される。
X L indicates the i coordinate value of the left edge of the wire part, and (X k , Y
k ) means the center coordinate between the left edge coordinate value and the right edge coordinate value of the wire portion. k is the number of times the wire portion is detected. 1015 when the final value N (1012 blocks) is greater than the designated circuit n 1 and 1014 when it is smaller.
Go to the block. WIRE is a status flag and WI
RE = 1 indicates that the wire has been recognized. This completes block 100 and proceeds to circular 101 in FIG. 6 (a).
Circular 101, when WIRE = 0, Circular 10
Go to 6. Reference numeral 106 is a circular that tests whether the number of times wire inching has been executed has exceeded a specified number. If it has, the wire error flag is set and the process returns. If the specified number of times has not been exceeded, block
At 109, the wire inching command W and the command time T are calculated. In the experimental value table, for example, (W m , T m , Δl m ), (W m ,
It is represented by T p , Δl p ).

すなわち、指令値W,インチング時間Tのときワイ
ヤ量の延びがΔlになり、指令値Wm,インチング時間
のときワイヤ量の伸びがΔlとなるようなテーブ
ルである。今、画面上の偏位Δlに対し Δl≦kΔl≦Δl となる(Wm,Tm,Δlm),(Wm,Tp,Δlp)を抽出し、 として(W,T)を算出する。なおkは画面上のワイ
ヤ長と実際のワイヤ長との変換係数である。
That is, the command value W m, the extension of the wire amount when the inching time T m becomes .DELTA.l m, command value W m, the elongation of the wire amount when the inching time T p is a table such that .DELTA.l p. Now, we extracted the Δl m ≦ k 3 Δl ≦ Δl p relative deviation .DELTA.l on the screen (W m, T m, Δl m), (W m, T p, Δl p) a, Is calculated as (W, T). Note that k 3 is a conversion coefficient between the wire length on the screen and the actual wire length.

かくてブロック110 に進み、第2式のWをT時間出力す
る。完了すればブロック100 に進む。
Thus, the process proceeds to block 110, and W of the second equation is output for T time. When complete, proceed to block 100.

一方、サーキュラー101 においてWIRE=1の場合、ブロ
ック102 に進みワイヤ長lの算出を行う。ブロック102
の詳細を第6図(c)に示す。第6図(c)のブロック1020で
は、ブロック100 で算出した(X,Y),k=0〜
Nに対し最小自乗近似を行い、ワイヤの中心軸線を求め
る。この中心軸線に基づき、ブロック1021ではワイヤ先
端座標(x,y)を、ブロック1022では、ワイヤ送
り出し側の座標(x,y)を求める。
On the other hand, if WIRE = 1 in the circular 101, the process proceeds to block 102 to calculate the wire length l. Block 102
The details are shown in Fig. 6 (c). In block 1020 of FIG. 6 (c), (X K , Y K ), k = 0 to 0 calculated in block 100.
Least square approximation is performed on N to obtain the central axis of the wire. Based on this central axis, the block 1021 obtains the wire tip coordinates (x 1 , y 1 ) and the block 1022 obtains the wire feed-out side coordinates (x 2 , y 2 ).

ブロック1020において、最小自乗近似を行うのはワイヤ
の曲がりワイヤ先端部に溶滴部が付着する場合などに備
えるためである。
The reason why the least squares approximation is performed in block 1020 is to prepare for the case where the droplet is bent and the droplet portion is attached to the tip portion of the wire.

ブロック1023において、ワイヤ長lを算出し、リターン
するとともに、ブロック103 に進む。ブロック103 では
前記ワイヤ長lと予め教示されている所望ワイヤ長l
との間の差Δlを算出し、サーキュラー104 に進む。実
際のワイヤ長を所望ワイヤ長と一致させる方式を実行さ
せる場合にはサーキュラー108 に進む。サーキュラー10
8 では、前記Δlが、一致しているとみなせる許容量l
minと比較し、インチングするか完了とみなすかを決定
する。
In block 1023, the wire length 1 is calculated, the process returns and the process proceeds to block 103. In block 103, the wire length l and the desired wire length l o previously taught
Calculate the difference Δl between and, and proceed to circular 104. When the method for matching the actual wire length with the desired wire length is executed, the process goes to the circular 108. Circular 10
In the case of 8, the allowable amount l for which Δl can be regarded as being in agreement
Compare with min and decide whether to inching or consider as completed.

一方、前記一致方式でない場合には、サーキュラー105
において、Δlが所望の範囲lzoneにあるか否かをテス
トし、ワイヤ・インチングをするか、ワイヤ・インチン
グを完了するかを決定する。
On the other hand, if it is not the matching method, the circular 105
At, a test is made whether Δl is in the desired range l zone to determine whether to wire inch or complete wire inching.

なお、ブロック92,ブロック93の詳細説明は基本的には
第6図(b),第6図(c)のフローチャートの全部もしくは
一部によって説明できるため省略する。
The detailed description of blocks 92 and 93 is basically omitted because it can be explained by using all or part of the flowcharts of FIGS. 6 (b) and 6 (c).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上に説明したように、本発明においては、ワイヤ長の
ばらつきを撮像画像に基づいて測定し、その結果に基づ
いてワイヤインチングさせることによりワイヤ長を管理
するようにしている。その結果、ワイヤ長が溶接終了時
に多くの要因によりばらついても、これを補正して溶接
開始点への位置決め精度を向上させるとともにアーク・
スタートを安定化させ、溶接開始点検出動作を迅速に行
うことができる。
As described above, in the present invention, the variation of the wire length is measured based on the captured image, and the wire length is managed by performing the wire inching based on the result. As a result, even if the wire length varies due to many factors at the end of welding, it is corrected to improve the positioning accuracy at the welding start point and to
The start can be stabilized and the welding start point detection operation can be performed quickly.

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

第1図は本発明を適用するロボットの概略図、第2図は
本発明のシステムの概略ブロック図、第3図は実空間と
画面上の関係を示す説明図、第4図は第3図(b)の詳細
図、第5図はシームファインディング動作のフローチャ
ート、第6図は実際の画像処理とワイヤインチングのフ
ローチャートである。
FIG. 1 is a schematic diagram of a robot to which the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic block diagram of the system of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between real space and a screen, and FIG. 4 is FIG. FIG. 5 is a detailed view of (b), FIG. 5 is a flowchart of the seam finding operation, and FIG. 6 is a flowchart of actual image processing and wire inching.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】産業用ロボットの手首部に溶接トーチ,光
源及び撮像手段を装着し、該撮像手段により、前記溶接
トーチのワイヤ先端部,前記光源にて照射したときに前
記ワイヤの被溶接ワークに投影される影及び実際ワーク
の溶接線の三者が前記撮像手段によって撮像された画面
上の溶接線上で一致するようにロボット各軸を制御する
に際し、前記画面上のワイヤ先端位置と所望値の偏差量
を検出し、その偏差量に応じ、ワイヤ先端位置が前記所
望値に一致するようにワイヤ・インチングを行い、溶接
終了時に発生するワイヤ突き出し長のばらつきを補正し
て、次の溶接開始に備えることを特徴とする溶接開始点
検出方法。
1. A welding torch, a light source and an image pickup means are attached to a wrist portion of an industrial robot, and the tip of the wire of the welding torch and the work to be welded of the wire when irradiated with the light source by the image pickup means. When controlling each axis of the robot such that the shadow projected on the screen and the welding line of the actual work match on the welding line on the screen imaged by the imaging means, the wire tip position on the screen and the desired value Deviation is detected, wire inching is performed according to the deviation so that the wire tip position matches the desired value, and the variation in wire protrusion length that occurs at the end of welding is corrected to start the next welding. And a welding start point detecting method.
【請求項2】ワイヤ・インチングの実行にも拘わらずワ
イヤが前記画面に現れない場合、ワイヤ異常又はワイヤ
切れと判定することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の溶接開始点検出方法。
2. The welding start point detecting method according to claim 1, wherein when the wire does not appear on the screen despite the execution of the wire inching, it is determined that the wire is abnormal or broken. .
【請求項3】ワイヤ先端が所望の範囲にセットされてい
れば、前記ワイヤ先端部と前記ワイヤの影先端部とが前
記画面内の溶接線上で一致するようにロボット各軸を制
御することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の溶
接開始点検出方法。
3. If the tip of the wire is set in a desired range, it is possible to control each axis of the robot so that the tip of the wire and the tip of the shadow of the wire coincide with each other on a welding line in the screen. The method for detecting a welding start point according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項4】ワイヤ先端部が所望の範囲にセットされて
いれば、前記ワイヤ先端部の位置に拘わらず、所望のワ
イヤ先端位置と所望のワイヤによる影先端部とが前記画
面内溶接線に一致するように、前記実際ワイヤ先端及び
前記実際影先端が移動するようにロボット各軸を制御す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の溶接開
始点検出方法。
4. If the wire tip portion is set in a desired range, the desired wire tip position and the shadowed tip portion of the desired wire will be the in-screen welding line regardless of the position of the wire tip portion. The welding start point detecting method according to claim 1, wherein each axis of the robot is controlled so that the actual wire tip and the actual shadow tip move so as to coincide with each other.
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