JPS63225106A - Method of preparing position of work surface and geometry - Google Patents
Method of preparing position of work surface and geometryInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は工作物表面、殊に、自動アーク溶接の際の継目
みぞの表面の位置やゲオメトリーを検知する方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for detecting the position and geometry of a workpiece surface, in particular a seam groove surface during automatic arc welding.
自動アーク溶接機を使用する場合、この溶接機は極めて
正確に、予定の軌道を進行することができても、溶接す
べきその工作物は、大抵の場合、必要とする正確さを以
って、製作されないという問題が起こっている。このこ
とは、多くの場合、経済的でな(、また最終製品の、必
要とする正確さに関連して欠かすことができない。それ
故、自動溶接機を経済的に使用するためには、その様な
場合、溶接継目の実際上の位置やゲオメトリーを検知す
る装置を必要としている。そしてそれによって、プログ
ラム化された軌道データーや溶接パラメータがそれ相等
に修正されうるのである。When using an automatic arc welder, even though the welder can follow a predetermined trajectory with great precision, the workpiece to be welded is often not as accurate as required. , there is a problem that it is not produced. This is often not economical (and indispensable in relation to the required accuracy of the final product. Therefore, for automatic welding machines to be used economically In such cases, a device is required to detect the actual position and geometry of the weld seam, so that the programmed trajectory data and welding parameters can be modified accordingly.
この問題を解決するための装置は既に公知である。Devices for solving this problem are already known.
光学的方法での解決方法は、専ら、シャープの束ねられ
た光線(実際的にはレーザーしか使用できない)を検知
光学機械の軸に対する特定の角度で、その工作物に向け
、そうして画像平面内の中立な位置からの衝突点の移動
が、センサーシステムに対する該工作物点の離れ具合の
尺度となるということに基プfづいている。優れた光源
(レーザー)や適当な光源フィルターを用いても、この
方法には下記欠陥が伴っている。即ち、その受像システ
ムはセンサー光線やアーク光の散乱や反射の原因となる
工作物の汚れた表面や構造によって、著しく妨たげられ
、必ずしも正しく進行することのない、明確さの制御や
評点によることなしには函数を正確に維持することがで
きない。The optical solution consists exclusively in directing a sharp, bundled beam of light (in practice only a laser can be used) onto the workpiece at a specific angle to the axis of the sensing optics, and thus It is based on the fact that the movement of the impact point from a neutral position in the center is a measure of the distance of the workpiece point with respect to the sensor system. Even with a good light source (laser) and a suitable light source filter, this method has the following drawbacks: That is, the image receiving system is severely hampered by dirty surfaces and structures of the workpiece that cause scattering and reflection of the sensor beam and arc light, and the clarity control and scoring do not always proceed correctly. Without it, the function cannot be maintained accurately.
対応する点を測定するための他の変法は、パラメーター
積分法である。その方法は、例えば「検知」について最
少を認めなければならない失敗の平方の紛物の函数であ
る。相違の尺度から直接的に数学の要素的な法則でセン
サーコーディネートシステムに関する位置や距離が測定
される。Another variant for measuring corresponding points is the parametric integration method. The method is, for example, a function of the square of failures that must admit a minimum for "detection". Directly from the difference measure, the position and distance with respect to the sensor coordination system can be determined using elementary laws of mathematics.
個々の構造の相関関係は、原則的に光学機械の移動によ
り行うことができるが、電子的な解決が費用が小さいた
め優れている。表面構造は全ゲオメトリーを検知するた
めに目立たせるべきであるから、その相関関係以外に微
分の方法も使用される。Correlation of individual structures can in principle be carried out by opto-mechanical movements, but electronic solutions are preferred due to their low cost. In addition to their correlation, differential methods are also used, since the surface structures should be noticeable in order to detect the entire geometry.
上昇方法により、このシステムの測定範囲内の工作物の
ゲオメトリーが検知された後、自動アーク溶接用に使用
する場合の装置が、継目みぞの容積を計算し、溶接ピス
トン位置や溶接パラメーター修正のための全データーを
、上におかれた計算機に提供する。After the ascending method detects the geometry of the workpiece within the measuring range of the system, the device, when used for automatic arc welding, calculates the volume of the seam groove and adjusts the welding piston position and welding parameters for correction. Provide all the data to the computer placed above.
一方、上演に置かれた計算機は、センサーにモデル構造
を伝えることが出来、そのモデル構造を、一方のa目の
同定のためにセンサーを使用する。その際、この同定は
、線維には認識方法学的な計算により、高度の要求に対
しては、変数計算により行われるその他の利用にあって
はそれ相当に必要なデーターを計算し、貯蔵し、異なる
位置についての個々の測定の総和の評価により、工作物
の全表面についての情報を知ることができる。On the other hand, the computer placed on the stage can transmit the model structure to the sensor, and the sensor is used to identify the model structure of the a-eye. In this case, this identification is carried out by recognition methodological calculations for fibers, by variable calculations for high-level demands, and by calculating and storing correspondingly necessary data for other applications. , by evaluating the summation of the individual measurements for different positions, information about the entire surface of the workpiece can be known.
詳細には、本発明によると工作物表面を2つの別々の光
学機械を用いて、別々の2つの受像器上又は同一の受像
器の2個の別々のセクター上の受像する。その際、各光
学機械は1つの受像器又は共通の受像器の特定の切り口
に付属させられる。In particular, according to the invention, the workpiece surface is imaged using two separate optical machines on two separate image receptors or on two separate sectors of the same image receptor. Each optic is then assigned to an image receptor or to a specific section of a common image receptor.
これら2つの実施態様のいずれを用いるかは、本質的の
必要とする解決によってのみ決まることである。2つの
光学的機械の画像が、同じ受像器の2つのセクター上に
投影される場合は、当然半分の解決しか達成されない。Which of these two embodiments is used depends only on the essential solution required. Of course, only half the resolution is achieved if the images of the two optical machines are projected onto two sectors of the same image receptor.
その様なやり方では、明らかに修正費用が少なくてすむ
。なぜならば、半導体装置ムは必然的に大きな正解度も
って行われ、2つの画像の校正は相対的に相互に必要で
ないからである。Such an approach clearly requires less modification costs. This is because semiconductor devices are necessarily performed with a high degree of accuracy, and the calibration of the two images is relatively mutually unnecessary.
技術的に容認できる受像ムの完全な解決が利用しつくさ
れなければならない場合は、2つの受像器が使用される
。その場合、それらは相互に緻密に調整されなければな
らない。If a complete solution of technically acceptable image receptors must be exhausted, two image receptors are used. In that case, they must be closely coordinated with each other.
仮に、対応する僅かの前進速度により、時間的に順繰り
に行われても、撮影が工作物の同じ切れ口の近くでの受
像が可能となるときは、同じ受像器上に鏡又は半透明鏡
の適当な配置の補助手段下でも、2つの光学機械による
撮影から順次行われる。If it is possible to receive images close to the same cut in the workpiece, even if they are carried out sequentially in time with a correspondingly small forward speed, mirrors or translucent mirrors may be placed on the same receiver. Even under the aid of a suitable arrangement of auxiliary means, the photographing can be carried out sequentially from the two optical machines.
この実施態様の場合は機械的修正やダイナミック費用の
支出は回避できる。In this embodiment, mechanical modifications and dynamic expenditures are avoided.
その他の本発明の方法の実施態様は従来特許請求の範囲
に詳述に記されており当業者にはそれら実施態様を、上
述の本発明方法の説明に基づいて容易に具体化すること
ができる。Other embodiments of the method of the present invention are described in detail in the conventional claims, and those skilled in the art can easily embody these embodiments based on the above description of the method of the present invention. .
本発明の課題は、測定範囲内にある工作物の切り1コの
実際の構造とは無関係に、その全ゲオメトリー及び位置
についての正しいデーターを、唯一・回の測定結果とし
て提供し、その際、方法が小さく、ロブスタ−風の測定
装置の機械部品が、稼働部品なしに、而11j−に製造
でき、その結果溶接アークの近くに位置することを必要
としている様な冒頭記載の種類の方法を提供するに存す
る。The object of the invention is to provide correct data on the entire geometry and position of a cut of the workpiece within the measurement range, independent of its actual structure, as a single measurement result, in which case: A method of the type mentioned at the outset, in which the method is small and requires that the mechanical parts of the lobster wind measuring device can be manufactured without moving parts and thus located close to the welding arc, It consists in providing.
本発明により、その課題は、測定すべき工作物の切り口
を2つの異なる観察位置から、2つの受像器上に、受像
し、その結果としてそれら2つの受像器像上に、工作物
質の同じ切り口の、相互にずれた画像が像映されること
、また、工作物の2つの像の位置及び目立つ位置の間隔
から、その工作物のゲオメトリーやその位置が観察シス
テムで測定されることによって達成されている。According to the invention, the task is to image a cut of the workpiece to be measured from two different viewing positions on two image receptors, so that the same cut of the workpiece is displayed on these two image receptor images. This is achieved by projecting mutually offset images of the workpiece, and by measuring the geometry of the workpiece and its position with an observation system from the position of the two images of the workpiece and the distance between the prominent positions. ing.
本発明の方法では、工作物の汚れた表面や構造は、何等
の障害とはならず、このシステムの機能を支持しさえす
る。この1作物は溶接つぎ目の周辺で操作されているの
で、汚れの存在は避けられないことである。In the method of the invention, dirty surfaces and structures of the workpiece do not pose any hindrance and even support the functioning of the system. Since this crop is being operated around weld seams, the presence of dirt is inevitable.
更に、同等特別の光源は必要でなく、通常、アーク若く
は、室内照明により、充分存在している様な工作物の適
当な照明だけで充分である。暗い室内での附加的な照明
は、何等の高い要求もなく作らることかできる。Furthermore, no equivalent special light source is required; adequate illumination of the workpiece, such as is usually sufficient by arc or room lighting, is sufficient. Additional lighting in dark rooms can be created without any high demands.
本発明にあっては、工作物表面の切り口(例えば溶接継
目の横方向のみぞ)は、特定の間隔、特定の角度で相互
に配置されていることのできる2つの光学機械により、
2つの半導体受像器上に、受像される。その際、対応す
る画像上に、表面には、目立ったすべての表面上の位置
が、2つの光学機械の間隔とは無関係に、相互に移動さ
せられている。2つの図像のそれぞれの上には、その表
面の異なる構造や照明の強さ並びに表面の欠陥から生じ
る工作物表面の目立った切り口と位置が確認される。2
つの受像器上の表面のすべての目立った点の画像の位置
から、それらの位置は■!定装置のコーディネートシス
テムで計算され、すべての計算された表面点の位置から
、測定範囲内の工作物表面の全切り口のゲオメトリーが
測定される。According to the invention, a cut in the workpiece surface (for example, a transverse groove in a weld seam) is created by means of two optical machines that can be arranged at a certain distance and at a certain angle to each other.
Images are received on two semiconductor image receptors. All noticeable surface positions on the corresponding image are then displaced relative to each other, independent of the spacing of the two optics. On each of the two images, noticeable incisions and locations of the workpiece surface can be seen resulting from the different structure of the surface, the intensity of the illumination as well as surface imperfections. 2
From the image positions of all the conspicuous points of the surface on the two image receptors, their positions are ■! The geometry of all cuts on the workpiece surface within the measuring range is determined from the positions of all calculated surface points.
2つの受像器上の表面に目立った点位置の測定は、この
方法では、相関関係法によっても行うことができる。こ
の場合、受像器上にデテクトされた構造の受像は、交叉
相互関係によって補償(Deckung )にもたらさ
れ、そうすることによってその位置は、測定単位のコー
プイネ−ジョンシステム中で測定される。その際、相関
関係窓の対応する小型化によって、任意の小さい構造が
分析されることが出来る。以下、本発明方法を直線的な
映像器の場合に付き、図面を参照しつつ更に説明する。The measurement of the position of points noticeable on the surfaces of the two image receptors can also be carried out in this method by means of a correlation method. In this case, the image of the structure detected on the image receptor is brought into compensation by means of cross-correlation, so that its position is determined in a co-invention system of measurement units. With a corresponding miniaturization of the correlation window, arbitrarily small structures can then be analyzed. Hereinafter, the method of the present invention will be further explained in the case of a linear imager with reference to the drawings.
平面的な受像器の場合、このやり方は、同じままである
。個々の計算は、その場合2つのシメンジョンに伸びる
。For planar image receptors, the approach remains the same. The individual calculations then extend over two dimensions.
第1図は本発明方法を実施する際の原則的な配置の模式
的説明図。第2図は本発明に方法を実施する場合得られ
る各種画像。第3及び第4図は光の強さ函数を用いる交
叉相関関係の実施過程における各種ダイアグラム、第5
図は本発明方法を実施するための全配置図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the basic arrangement when carrying out the method of the present invention. FIG. 2 shows various images obtained when implementing the method of the present invention. Figures 3 and 4 are various diagrams in the process of implementing cross-correlation using the light intensity function;
The figure shows a complete layout for carrying out the method of the invention.
第1図から、継目6(継目みぞ)を有する工作物5が、
相互に収斂する方向(矢印7若くは8)で2つの光学機
械9及び10により観察されていることが判る。その際
、光学機械1と2は継目6に横方向に進行している工作
物5の表面上の線11を観察し、その際、切り口1ない
し4は、併立して映像される。From FIG. 1, it can be seen that the workpiece 5 having a joint 6 (joint groove) is
It can be seen that the two optics 9 and 10 are observed in mutually convergent directions (arrows 7 and 8). The optics 1 and 2 then observe a line 11 on the surface of the workpiece 5 running transversely to the seam 6, the cuts 1 to 4 being imaged side by side.
第1図で選ばれた実施例では、各切り口1ないし4に、
工作物面の目立った構造が存在していることが見られる
。In the embodiment chosen in FIG. 1, for each cut 1 to 4,
It can be seen that there is a noticeable structure on the workpiece surface.
光学機械9と10の2つは、それらに付属する受像器1
3若くは14上に、切り0エないし4の画像を示す。そ
の際、目立った構造12には相互に入れ違って受像され
ている。構造12の2つの画像の間隔は、前もって選ば
れた中性の平面εからのその構造の間隔についての尺度
である。画像2には間隔δか0であることがみとめられ
る。何故ならば、工作物表面の切り口2中の構造12は
中性平面εの中に存在しているからである。The two optical machines 9 and 10 are connected to the image receptor 1 attached to them.
On 3 and 14, images of cuts 0 to 4 are shown. In this case, the conspicuous structures 12 are imaged in a different manner. The spacing between the two images of structure 12 is a measure of the spacing of that structure from a previously chosen neutral plane ε. In image 2, it can be seen that the interval δ is 0. This is because the structures 12 in the cut 2 of the workpiece surface lie in the neutral plane ε.
第5図に模式的に示されている受像器13と14は、像
データーを、相関関係を実施する画像データー計算機1
5の導くフォトダイオード系列であることができる。こ
の画像計算機15は調べられたゲオグラフィックなデー
ターを工作物5の表面を経由して、中央計算機18に送
る。そしてその中央計算機16がそのものを溶接ピスト
ル17が移動する軌道及び溶接パラメータを修正するた
めに評価する。Image receptors 13 and 14, shown schematically in FIG.
5 lead photodiode series. This image computer 15 sends the investigated geographic data via the surface of the workpiece 5 to a central computer 18 . The central computer 16 then evaluates it in order to modify the trajectory of the welding pistol 17 and the welding parameters.
光強度函数(b (x)を用いて、交叉相関関係の例で
の受像器から出されるデーターを評価する方法を第3及
び第4図によって説明する。第3a図は光強度函数b
(x)かゲオメ) IJフック位置Xに対し、光強度函
数がかかれているダイアグラムを示す。第Tることによ
って、第30図上に銅数h (x)が得られる。かくし
て、微分、作図及び閾値の使用によって、工作物表面の
目立つ構造が浮彫りされる。そしてその際、他の構造は
抑圧されている。このことは光学機械9及び10により
供給された受像ム13と14用に、実施される。そして
その際、2つの画像δの間隔だけ、相互に移動した函数
h (x)及びh (x+8)が得られる。これら2つ
の函数h (x)とh (x+8)の相関関係によって
、交叉相関関係函数H(x)が、第4図に示されている
様に得られる。次いでこの交叉相関関係(H(X)は最
大の極端値によって求められる。そしてその極端値は目
立った構造、例えば工作物の稜に対応しているのである
。3 and 4 illustrate how the light intensity function (b(x)) can be used to evaluate the data coming out of the image receptor in the example of cross-correlation. FIG. 3a shows the light intensity function b(x)
(x) or Geome) A diagram is shown in which the light intensity function is applied to the IJ hook position X. By calculating the number T, the copper number h (x) is obtained on FIG. 30. Thus, through the use of differentiation, plotting and thresholding, prominent structures on the workpiece surface are brought into relief. And in doing so, other structures are suppressed. This is done for the receivers 13 and 14 supplied by the optics 9 and 10. In this case, functions h (x) and h (x+8) that are mutually shifted by the distance between the two images δ are obtained. The correlation between these two functions h (x) and h (x+8) yields the cross-correlation function H(x) as shown in FIG. This cross-correlation (H(X)) is then determined by the largest extreme value, which corresponds to a noticeable structure, for example the edge of a workpiece.
第1図は本発明方法を実施する際の原理的な配置の模式
的説明図。第2図は本発明方法を実施する場合得られる
各種画像。第3及び第4図は光強度函数を用いる交叉相
関関係の実施過程における各種ダイアグラム、第5図は
本発明方法を実施するための全5、 工作物
16.中央計算機6、 継目(みぞ) 17.溶
接ピストル代理人弁理士(8334)砂川 丘部
1and(内存に変更なし)
13α回
算4肥
hζンζフにhtt今り9)
手粘ヒ相l正書(自発)
昭和62年3月11E+
特許庁長官 黒Ill 明雄殿
1、事件の表示 /)i′・ ・・7
、′ □ 二ン昭和62年3月10日提出の特許出願
2、発明の名称
コラ号りフフメン イ チ
号りtイ ネウネウ工作物面の位置や
ゲオメ) IJ−を作成する方法3、増加する特許請求
の範囲に記載された発明の数 O住所 オーストリア
国 ニー1140
ウイーン ミノルガソセ 60
氏名 フランツ ボクル力
国籍 オーストリア国
5、代理人
住所 東京都渋谷区神宮前2−2−39−417明細書
の発明の詳細な説明の欄
を挿入する。
「即ち、工作物面の目立つ場所の2つのずれた画像上で
の撮影は、明白性の計算によるか、及び/または相関関
係法によって測定でき、2つの受像器上のそれらの撮影
物の位置から、測定により得られた目立った総ての表面
点の対等関係が計算できる。その結果から、全表面のゲ
オメトリーが特定の表面もでるをハンヂキャップにする
か、各種の表面モデルと比較することによって、簡単に
調査できる。
2つの受&器上での並夕1ルた切り口を測定するために
、相関関係法を利用する場合、殊に、電気的に(計算法
により)実施される。そして、その際、工作物面の重要
な範囲の直接隣接した切り口を相関させる。その相関関
係窓は、測定結果を評価する過程で微細構造を解明する
ため、漸次縮小することができる。
本光明方法の別の変法によれば、工作物の位置及び/又
はゲオメトリーをゲオメトリックな位置による光強度函
数の微分、関連つけ構成(Betragblldung
))及び交差相関関係によって測定する。
本発明方法の別の実施形態では、2つの光学機械の配置
も、ずれた画像の撮影のため選ばれていることができる
。そして、その場合、2つの画像の唯一の受像器上への
投写が行われる。その光学的なシステムの機械的な連続
的移動或いは間けり的な移動の間に、順次、その受像器
に各種の画像位置が相関関係のためにもたらされる。計
算機は相関関係のある画像位置を検知し、それぞれの時
点で、公知の光学システムの位置から、順次目立った表
面構造の状態を、その測定装置の空間相関システム中で
測定することができる。
本発明の方法を実際に実施する場合、工作物表面の直線
形の(継目みぞに対し、横方向の)切り口だけが2つの
光学機械により、2つの別々の直線的な受像器上(或は
共通の受像器の評価のため別々になっている2つのセク
ター上か或は同一受像器上に時間的に交互に投影される
ときは、自動アーク溶接に用いるのが適当である。そし
て2つのずれた画像より上の位置から、工作物面のそれ
らの点に位置、目立った表面位置の受像の位置が計算せ
られ、すべての計算された個々の点から継目みぞのプロ
フィルや位置が測定される。間けつ的に繰り返される測
定や前進運動によって、溶接バーナー(及び測定システ
ム)は、個々の測定結果を評価することにより、継目み
ぞの最初に位置していることが出来、溶接を実施してい
る間みぞの進行に従い、またその溶接パラメーターはそ
れぞれの測定された継目プロフィルに順応して制御され
ている。その際、より大きな時間間隔の測定装置の位置
の短時間の変化によって、技術的な結果(シメンジョン
、溶接せられた継目の位置若(は、形状)も調べられ、
そして別の制御では、場合によって修正係数が考慮せら
れることができる。
その様な測定の構成や制御の構成は、多(のその他の課
題にも有利に応用できる。その段階的な方法の代わりに
、本発明では工作物の重要範囲又はその大きな切り口を
一度に撮影し、計算法で工作物表面のすべての目立った
個所の位置を測定することも、容易に可能となる。
直線的な受像器での/l1ll定装置の場合、特定の比
率で、より良好に評価出来る画像が、ンリングー状のレ
ンズを通して、はぼ線状に置かれたセンサー上に集めら
れ、そうして表面の模式的な線からの光線が得られる。
直線伏の受像器による化1定原理には、溶接アークの近
くで利用する際に、光学機械が容器の小さなスリットの
後方に配置され、溶接噴射に対して防護されうる口いう
決定的な利点が生じる。このスリットは保護ガスの吹き
付けにより(または溶接行程の間の間けつ的な加圧空気
により)汚れから守られる。
室内光や附加的な光線又はアークによって起こる相異な
る照射の強さにかかわらず、評価出来る測定結果を得る
ために、受像の違いに応じて異なる方法を選ぶことが出
来る。光を積算するセンサーが最も適当である。そのも
のによって光の強さが、異なる受像時間による極端な変
動によって光強度の場合にも平均的な明るさの像かえら
れる。受像時間の制御はその際、それぞれの光量により
直線行われる。別のセンサーの場合、多くの個々の測定
の総和を形成され評価のため利用される。」
手続補正書(方式)
%式%
2、発明の名称
工作物面の位置やゲオメ) +3−を作成する方法3、
補正をする者
事件との関係:特許出願人
住所 オーストリア国 ニー1140
ウイーン ミノルガノセ 60
氏名 フランツ ポクル力
国語 オーストリア国
4、代理人
住所 東京都渋谷区神宮前2−2−39−4176、補
正の対象
1)適正な図面
2)代理権を証明する書面
7、補正の内容
1)別紙のとおり
2)代理権を証明する書面は、昭和62年3月310付
で、すでに提出済みであります。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the principle arrangement when implementing the method of the present invention. FIG. 2 shows various images obtained when carrying out the method of the present invention. 3 and 4 are various diagrams in the process of implementing cross-correlation using the light intensity function, and FIG. 5 shows all 5 workpieces for implementing the method of the present invention.
16. Central computer 6, groove 17. Welding Pistol Representative Patent Attorney (8334) Sunagawa Okabe 1 and (no change to the original) 13α calculation 4 fertilization h ζ n ζ ff ni htt now 9) Tekuhi phase l formal letter (self-motivated) March 1986 11E+ Commissioner of the Patent Office Kuro Ill Akio-dono 1, Indication of the case /)i'...7
,' □ 2 Patent application 2 filed on March 10, 1988, title of invention
Method of creating IJ-3, increasing number of claimed inventions Address: Austria, Ny 1140, Vienna, Minorgasose 60 Name: Franz Bokul Nationality: Austria 5. Address of agent: 2-2-39-417 Jingumae, Shibuya-ku, Tokyo Insert a column for detailed description of the invention in the specification. ``That is, the exposures on two offset images of prominent locations on the workpiece surface can be determined by calculations of obviousness and/or by correlation methods, and the positions of those exposures on the two image receptors From this, it is possible to calculate the equality of all the prominent surface points obtained by measurement. From the results, it is possible to calculate the equality of all surface points obtained by measurement. From the results, it is possible to determine whether the geometry of the entire surface can be used as a handicap for a particular surface, or by comparing it with various surface models. , can be easily investigated. If a correlation method is used to measure the parallel cut on two receptacles, it is especially carried out electronically (calculated) and , in which directly adjacent cuts in critical areas of the workpiece surface are correlated. The correlation window can be progressively reduced in order to elucidate the microstructure in the process of evaluating the measurement results. According to another variant of
)) and cross-correlation. In a further embodiment of the inventive method, the arrangement of the two optics can also be chosen for recording offset images. In that case, a projection of the two images onto a single image receptor takes place. During continuous mechanical movement or intermittent movement of the optical system, various image positions are brought to the image receptor in sequence for correlation. The computer detects the correlated image positions and at each instant, from the position of the known optical system, successively more prominent surface structures can be measured in the spatial correlation system of the measuring device. When carrying out the method of the invention in practice, only a linear cut (transverse to the seam groove) in the workpiece surface is made by two optical machines onto two separate linear image receptors (or It is suitable for use in automatic arc welding when the images are projected on two separate sectors for the evaluation of a common image receptor or on the same image receptor alternating in time. From the position above the shifted image, the position of the image receptor of the noticeable surface position is calculated at those points on the workpiece surface, and from every calculated individual point the profile and position of the seam groove are measured. Due to the intermittent repeated measurements and forward movement, the welding burner (and measuring system) can be located at the beginning of the seam groove by evaluating the individual measurement results and can perform the welding. During the welding process, the welding parameters are controlled according to the progression of the groove and adapted to the respective measured seam profile, with the technical The results (symension, position and shape of the welded seam) were also investigated,
In a further control, correction factors can optionally be taken into account. Such measurement and control configurations can also be advantageously applied to other tasks. Instead of the step-by-step method, the present invention allows important areas of the workpiece or large sections thereof to be imaged at once. However, it is also easily possible to measure the position of all noticeable points on the workpiece surface by calculation methods. An image that can be evaluated is collected through a ring-shaped lens on a sensor placed in a line pattern, so that a ray of light from a schematic line on the surface is obtained. The principle has the decisive advantage that, when used close to the welding arc, the optics can be placed behind a small slit in the container and protected against welding jets. Protected from contamination by blowing (or by intermittent pressurized air during the welding process). Obtains measurable measurement results regardless of the different irradiation intensities caused by room light, additional light beams or arcs. Therefore, different methods can be chosen depending on the difference in image reception.A sensor that integrates the light is the most suitable.It also allows the light intensity to vary depending on the extreme fluctuations due to different reception times. The average brightness is imaged. The reception time is then controlled linearly by the respective light intensity. With other sensors, a summation of many individual measurements is formed and used for evaluation." Procedural amendment (method) % formula % 2, name of invention (location and geometry of workpiece surface) +3- method of creating 3,
Person making the amendment Relationship to the case: Patent applicant address Austria, Ny 1140, Vienna Minorganose 60 Name Franz Pokliki Japanese language Austria 4, agent address 2-2-39-4176 Jingumae, Shibuya-ku, Tokyo, subject of amendment 1) Appropriate drawings 2) Document certifying authority of agency 7, contents of amendments 1) As shown in the attached document 2) Document certifying authority of agency is dated March 310, 1988, and has already been submitted.
Claims (1)
観察個所から受像器の受像し、その受像器上に相互に食
い違った工作物の画像をつくること、それら2つの像の
それぞれにおいて、観察された工作物の表面構造又はそ
の欠陥から生じる目立った像の位置を確定する様に映像
すること、そして1つの受像器上の工作物表面の目立っ
た点の各映像に、第2の受像器上の対応する画像を付属
させること、そしてかくしてそれら個々の目立った像位
置の2つの受像器上の位置から受像器のルームコーディ
ネーションシステム中で工作物のその点の位置を計算し
て、最後に、工作物の個々の目立った地点の位置から、
観察した工作物の全ゲオメトリー及び観察システムのそ
の位置を測定することを特徴とする自動アーク溶接器で
の工作物表面、殊に継目みぞの位置及びゲオメトリーを
検知する方法 (2)工作物を2つの分離した光学機械を介して、2つ
の別々の受像上又は共通の受像器上の別々の部位に受像
することを特徴とする特許請求の範囲1の方法 (3)工作物表面を、2つの別々の光学機械を介して同
じ受像器上に、間けつ的に受像し、時間的に次々と撮影
した画像を評価のために使用することを特徴とする特許
請求の範囲1の方法。 (4)工作物表面の切り口だけを直線的な受像器上に受
像し、その際、その測定システムを小みぞ又はみぞ状の
表面を有する工作物の測定に際して、測定面か、そのみ
ぞに対して横方向におかれている様に位置されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲1〜3のいずれか1つの
方法。 (5)受像器上に生じた光強度値が、微分及びその後の
顕著な画像個所の閾値比較により、予め作業されること
を特徴とする特許請求の範囲1〜4の方法(6)2つの
画像上の対応する点が、電気的な計算機により認識方法
学的な原理か又は相関関係又はパラメータ積分の数学的
な方法により見出されること或いは対応する点が、電気
機構的な方法で、像をそれぞれ1つの受像器上に向けて
いる2つの鏡を移動により見出され、そして鏡の位置か
ら、センサーコーディネートシステムに対する、見出さ
れた地点の位置が測定されることを特徴とする特許請求
の範囲1ないし5の何れか1つの方法 (7)目立った表面点の計算された位置から、電気計算
機中で、測定位置にある全表面の構造が測定され、その
際、場合により、モデル構造が、予めあたえられており
、その構造の特定が、ろ過、微分により、稜位置及び平
面の測定並びに変化計算のため、行われることを特徴と
する特許請求の範囲1ないし6の何れか1つの方法 (8)時間的且つ空間的に順次続いて行なわれる測定サ
イクルの結果から、工作物表面の大きな切り口のゲオメ
トリー又は全工作物が測定されることを特徴とする特許
請求の範囲1−7の1つによる方法(9)アーク溶接で
この方法を使用する場合、工作物がアークにより照明さ
れていること、そしてアークが燃焼しない様な操作状態
で、光源が別の光源が照明に用いられることを特徴とす
る特許請求の範囲1−8のいずれか1つの方法 (10)撮影時間の制御が受像器が所望の平均的な光量
になるまで、照射されることにより行われること、若く
は、直接引き続いて行われる同じ時間間隔の撮影が評価
しうる光強度凾数まで蓄積されていることを特徴とする
特許請求の範囲1−9のいずれか1つの方法[Claims] (1) The workpiece surface, or in particular its cut, is imaged on an image receptor from two different observation points, and mutually discrepant images of the workpiece are produced on the image receptor; in each of the two images to determine the location of the noticeable image resulting from the observed surface structure of the workpiece or its defects, and each image of the noticeable point of the workpiece surface on one image receptor; to the corresponding image on the second image receptor, and thus the position of that point on the workpiece in the room coordination system of the image receptor from the position on the two image receptors of their respective salient image positions. Finally, from the position of each conspicuous point on the workpiece,
Method for detecting the position and geometry of a workpiece surface, in particular a seam groove, in an automatic arc welder, characterized in that the entire geometry of the observed workpiece and its position of the observation system are determined (2) 3. A method according to claim 1, characterized in that the workpiece surface is received on two separate image receptors or on separate sites on a common image receptor via two separate optical machines. 2. The method according to claim 1, wherein images are received intermittently on the same image receptor through separate optical machines and images taken one after the other in time are used for evaluation. (4) When only the cut edge of the workpiece surface is imaged on a linear image receptor, and the measurement system is used to measure a workpiece having a groove or groove-like surface, 4. A method as claimed in claim 1, characterized in that the method is arranged such that it is placed in a transverse direction. (5) The method according to claims 1 to 4, characterized in that the light intensity values occurring on the image receptor are pre-processed by differentiation and subsequent threshold comparison of salient image locations. Corresponding points on the image are found by an electrical computer using recognition methodological principles or mathematical methods of correlation or parameter integration; Claims characterized in that two mirrors, each directed onto an image receptor, are found by moving and from the position of the mirrors the position of the found point with respect to the sensor coordination system is determined. One of the methods of ranges 1 to 5 (7) From the calculated positions of the noticeable surface points, the structure of the entire surface at the measuring position is measured in an electronic computer, where the model structure is optionally determined. is given in advance, and the structure is identified by filtering and differentiation in order to measure the edge position and plane and calculate the change. (8) The geometry of a large cut on the surface of the workpiece or the entire workpiece is measured from the results of measurement cycles successively carried out in time and space. (9) When using this method in arc welding, it is necessary to ensure that the workpiece is illuminated by the arc and that, under operating conditions such that the arc does not burn, the light source is replaced by another light source that is used for illumination. The method (10) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the imaging time is controlled by irradiating the image receptor until it reaches a desired average amount of light; The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that subsequent imaging at the same time interval has accumulated up to an estimable light intensity value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62054996A JPS63225106A (en) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | Method of preparing position of work surface and geometry |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62054996A JPS63225106A (en) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | Method of preparing position of work surface and geometry |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63225106A true JPS63225106A (en) | 1988-09-20 |
Family
ID=12986267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62054996A Pending JPS63225106A (en) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | Method of preparing position of work surface and geometry |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63225106A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60217470A (en) * | 1984-04-13 | 1985-10-31 | Hitachi Ltd | Three-dimensional shape estimation method from target image |
JPS6132912B2 (en) * | 1975-01-16 | 1986-07-30 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | |
JPS61209315A (en) * | 1985-03-13 | 1986-09-17 | Tokyo Optical Co Ltd | Coordinate measurement method and device |
-
1987
- 1987-03-10 JP JP62054996A patent/JPS63225106A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6132912B2 (en) * | 1975-01-16 | 1986-07-30 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | |
JPS60217470A (en) * | 1984-04-13 | 1985-10-31 | Hitachi Ltd | Three-dimensional shape estimation method from target image |
JPS61209315A (en) * | 1985-03-13 | 1986-09-17 | Tokyo Optical Co Ltd | Coordinate measurement method and device |
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