JP2000176675A - Ｈｍｄ付き溶接部モニタリング装置 - Google Patents
Ｈｍｄ付き溶接部モニタリング装置Info
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- JP2000176675A JP2000176675A JP10359547A JP35954798A JP2000176675A JP 2000176675 A JP2000176675 A JP 2000176675A JP 10359547 A JP10359547 A JP 10359547A JP 35954798 A JP35954798 A JP 35954798A JP 2000176675 A JP2000176675 A JP 2000176675A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
- B23K9/1087—Arc welding using remote control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディスプレイ装置の位置に縛られずどこにい
てもオペレータが任意の方向から溶接部の状態を観察す
ることができる溶接部モニタリング装置を提供する。 【解決手段】 透過率の異なる光学フィルタを取り付け
た複数のカメラを内蔵する撮像装置１で溶接部のアーク
部分と溶融池部分を別々に撮影した映像を画像の位置が
重なるように合成し、開先壁や溶融池の状態と溶接トー
チの状態を重ねた映像としてヘッドマウントディスプレ
イ（ＨＭＤ）３に表示する。
てもオペレータが任意の方向から溶接部の状態を観察す
ることができる溶接部モニタリング装置を提供する。 【解決手段】 透過率の異なる光学フィルタを取り付け
た複数のカメラを内蔵する撮像装置１で溶接部のアーク
部分と溶融池部分を別々に撮影した映像を画像の位置が
重なるように合成し、開先壁や溶融池の状態と溶接トー
チの状態を重ねた映像としてヘッドマウントディスプレ
イ（ＨＭＤ）３に表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接部モニタリン
グ装置に関し、特に開先壁とプール部およびアーク光部
分を区別して観察できるようにして溶接管理や遠隔操作
を容易にした溶接部モニタリング装置に関する。
グ装置に関し、特に開先壁とプール部およびアーク光部
分を区別して観察できるようにして溶接管理や遠隔操作
を容易にした溶接部モニタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶接部分を撮影してディスプレイ装置に
表示し、オペレータが表示画面を見て溶接状況を監視し
最良の溶接結果を得るように管理したり、溶接ロボット
を遠隔操作することができる。しかし、従来のモニタリ
ング装置では、透過率の低い光学フィルタを用いて映像
を取ればワイヤ先端部高熱部分しか見えないので開先壁
など周囲の状況を知ることができず、透過率の高い光学
フィルタを介して撮影すれば開先壁の位置やプールの形
状は見えるがアーク光部分がハレーションを起こしてワ
イヤ先端部の状況を知ることができない。
表示し、オペレータが表示画面を見て溶接状況を監視し
最良の溶接結果を得るように管理したり、溶接ロボット
を遠隔操作することができる。しかし、従来のモニタリ
ング装置では、透過率の低い光学フィルタを用いて映像
を取ればワイヤ先端部高熱部分しか見えないので開先壁
など周囲の状況を知ることができず、透過率の高い光学
フィルタを介して撮影すれば開先壁の位置やプールの形
状は見えるがアーク光部分がハレーションを起こしてワ
イヤ先端部の状況を知ることができない。
【０００３】このような状況を改善するため、本出願人
は既に特願平９−３１８９３７号明細書および特願平１
０−９８５２８号明細書により、複数のカメラを溶接用
トーチに付設して各カメラがそれぞれ透過率の異なる光
学フィルタを介して撮像した開先壁や周囲の画像とワイ
ヤ先端のアーク光部分の画像を重ねてディスプレイ装置
に表示して、溶接部の状況を正しく把握できるようにし
た溶接部モニタリング装置を開示している。これらの開
示発明は、例えばＣＣＤカメラなど少なくとも２台の撮
像装置と画像処理装置を備えた溶接部モニタリング装置
である。図５はこの開示発明の溶接部モニタリング装置
のシステム図、図６は映像処理工程における画像を示す
図面である。
は既に特願平９−３１８９３７号明細書および特願平１
０−９８５２８号明細書により、複数のカメラを溶接用
トーチに付設して各カメラがそれぞれ透過率の異なる光
学フィルタを介して撮像した開先壁や周囲の画像とワイ
ヤ先端のアーク光部分の画像を重ねてディスプレイ装置
に表示して、溶接部の状況を正しく把握できるようにし
た溶接部モニタリング装置を開示している。これらの開
示発明は、例えばＣＣＤカメラなど少なくとも２台の撮
像装置と画像処理装置を備えた溶接部モニタリング装置
である。図５はこの開示発明の溶接部モニタリング装置
のシステム図、図６は映像処理工程における画像を示す
図面である。
【０００４】撮像装置は共に溶接トーチの先端付近に照
準が合わせられており、対象とする溶接部の同じ視野部
分の画像を取得するようになっている。このため、２台
のカメラは１基のカメラヘッドに並べて収納され、溶接
トーチの先端位置に照準を合わせて光軸調整できるよう
に溶接トーチに固定されている。２台の撮像装置はそれ
ぞれ透過率の異なる減光フィルタを付けて感度が異なる
ようにセットされている。暗い方の減光フィルタを付け
た第１のカメラで図６（ａ）に示すような高輝度トーチ
部分だけが残る映像を取得し、やや明るい減光フィルタ
を付けた第２のカメラで図６（ｂ）に示すようなトーチ
周辺部の溶融池や開先形状が見える同じ視野の映像を取
得する。
準が合わせられており、対象とする溶接部の同じ視野部
分の画像を取得するようになっている。このため、２台
のカメラは１基のカメラヘッドに並べて収納され、溶接
トーチの先端位置に照準を合わせて光軸調整できるよう
に溶接トーチに固定されている。２台の撮像装置はそれ
ぞれ透過率の異なる減光フィルタを付けて感度が異なる
ようにセットされている。暗い方の減光フィルタを付け
た第１のカメラで図６（ａ）に示すような高輝度トーチ
部分だけが残る映像を取得し、やや明るい減光フィルタ
を付けた第２のカメラで図６（ｂ）に示すようなトーチ
周辺部の溶融池や開先形状が見える同じ視野の映像を取
得する。
【０００５】画像処理装置は、第１カメラの映像出力信
号を処理して高輝度のトーチ部分に合わせたマスクを作
り、第２カメラの映像にそのマスクを重ねて黒化した上
に第１カメラの映像を写し込み、図６（ｃ）に表すよう
な合成画像を作成する。この合成画像をＣＲＴや液晶表
示装置などを用いたディスプレイ装置に表示することに
より、ワイヤ先端部、溶融池の状態および開先の形状と
相互の位置関係がリアルタイムで鮮明に観察できるよう
になるので、現場工事において厚板の全姿勢溶接を行う
場合でも溶接状態の監視や自動溶接装置の遠隔操作を行
うことができる。
号を処理して高輝度のトーチ部分に合わせたマスクを作
り、第２カメラの映像にそのマスクを重ねて黒化した上
に第１カメラの映像を写し込み、図６（ｃ）に表すよう
な合成画像を作成する。この合成画像をＣＲＴや液晶表
示装置などを用いたディスプレイ装置に表示することに
より、ワイヤ先端部、溶融池の状態および開先の形状と
相互の位置関係がリアルタイムで鮮明に観察できるよう
になるので、現場工事において厚板の全姿勢溶接を行う
場合でも溶接状態の監視や自動溶接装置の遠隔操作を行
うことができる。
【０００６】ところが、上記明細書に開示したモニタリ
ング装置では、ディスプレイ装置が所定の位置に置かれ
ているため、オペレータはディスプレイ装置から離れて
自由に作業することができなかった。また、普通はカメ
ラが溶接トーチに対して相対的に固定されているため、
一定の方向から撮影した映像によって溶接状況を判断し
なければならなかった。
ング装置では、ディスプレイ装置が所定の位置に置かれ
ているため、オペレータはディスプレイ装置から離れて
自由に作業することができなかった。また、普通はカメ
ラが溶接トーチに対して相対的に固定されているため、
一定の方向から撮影した映像によって溶接状況を判断し
なければならなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、モニタ装置の位置に縛られずどこ
にいても溶接部の状態を観察することができる溶接部モ
ニタリング装置を提供することであり、また、オペレー
タが任意の方向から溶接部を観察できるような溶接部モ
ニタリング装置を提供することである。
しようとする課題は、モニタ装置の位置に縛られずどこ
にいても溶接部の状態を観察することができる溶接部モ
ニタリング装置を提供することであり、また、オペレー
タが任意の方向から溶接部を観察できるような溶接部モ
ニタリング装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る溶接部モニタリング装置は、透過率の
異なる光学フィルタを取り付けた少なくとも２個のカメ
ラで溶接部のアーク部分と溶融池部分を別々に撮影し、
それらの映像を画像の位置が重なるように合成してヘッ
ドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に表示することを特
徴とする。なお、ＨＭＤとはゴーグルのように頭部につ
けて画像を見る装置で、小型の液晶ディスプレイやレン
ズを内蔵してコンピュータで描いた画像を表示するもの
をいう。
め、本発明に係る溶接部モニタリング装置は、透過率の
異なる光学フィルタを取り付けた少なくとも２個のカメ
ラで溶接部のアーク部分と溶融池部分を別々に撮影し、
それらの映像を画像の位置が重なるように合成してヘッ
ドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に表示することを特
徴とする。なお、ＨＭＤとはゴーグルのように頭部につ
けて画像を見る装置で、小型の液晶ディスプレイやレン
ズを内蔵してコンピュータで描いた画像を表示するもの
をいう。
【０００９】本発明に係る溶接部モニタリング装置によ
れば、溶接部において開先壁や溶融池の状態と溶接トー
チの状態を重ねてＨＭＤに表示するので、ＨＭＤを着用
したオペレータは、静置されたディスプレイ装置の画面
を見なくても常に眼前に溶接部の状況を提示されるか
ら、自由に場所を選んで監視あるいは溶接装置の遠隔操
作を行うことができる。なお、カメラにはＣＣＤカメラ
を使用することができる。
れば、溶接部において開先壁や溶融池の状態と溶接トー
チの状態を重ねてＨＭＤに表示するので、ＨＭＤを着用
したオペレータは、静置されたディスプレイ装置の画面
を見なくても常に眼前に溶接部の状況を提示されるか
ら、自由に場所を選んで監視あるいは溶接装置の遠隔操
作を行うことができる。なお、カメラにはＣＣＤカメラ
を使用することができる。
【００１０】また、カメラをＨＭＤに対して相対的に固
定するように取り付けてもよい。ＨＭＤに対して相対的
に固定された位置にカメラを設ける場合は、オペレータ
がＨＭＤを装着するとカメラがオペレータの頭の動きに
従って撮影方向を変化させながら溶接部を撮影し、肉眼
では見ることができない溶接部分の状態をカメラと映像
処理装置の働きで明確に判別して観察できるようにする
ので、オペレータは溶接部を任意の方向から観察しなが
ら溶接状態を把握したり、溶接機を操作することができ
る。
定するように取り付けてもよい。ＨＭＤに対して相対的
に固定された位置にカメラを設ける場合は、オペレータ
がＨＭＤを装着するとカメラがオペレータの頭の動きに
従って撮影方向を変化させながら溶接部を撮影し、肉眼
では見ることができない溶接部分の状態をカメラと映像
処理装置の働きで明確に判別して観察できるようにする
ので、オペレータは溶接部を任意の方向から観察しなが
ら溶接状態を把握したり、溶接機を操作することができ
る。
【００１１】さらに、ＨＭＤの位置及び姿勢を検知する
３次元位置センサを備え、この３次元位置センサの位置
と姿勢の変化に連動してカメラの位置と撮影方向を調整
するように構成しても良い。たとえばロボットハンドに
カメラを把持させて、オペレータの頭の動きに連動して
カメラの照準を調整すると、離れた場所にいるオペレー
タがあたかも現場で溶接部を観察するような臨場感を与
えることができる。また、表示切換機構を付属すること
により、複数の現場を１人のオペレータが担当して監視
・操縦を行うことができるようになる。
３次元位置センサを備え、この３次元位置センサの位置
と姿勢の変化に連動してカメラの位置と撮影方向を調整
するように構成しても良い。たとえばロボットハンドに
カメラを把持させて、オペレータの頭の動きに連動して
カメラの照準を調整すると、離れた場所にいるオペレー
タがあたかも現場で溶接部を観察するような臨場感を与
えることができる。また、表示切換機構を付属すること
により、複数の現場を１人のオペレータが担当して監視
・操縦を行うことができるようになる。
【００１２】また、溶接トーチを動かすスレーブマニピ
ュレータとこれを操作するマスターアームを備えた遠隔
操作式溶接装置において、上記溶接部モニタリング装置
を設備することにより、監視や操縦を容易に且つ正確に
行うことができる。複数の現場を１人で担当することも
可能になる。
ュレータとこれを操作するマスターアームを備えた遠隔
操作式溶接装置において、上記溶接部モニタリング装置
を設備することにより、監視や操縦を容易に且つ正確に
行うことができる。複数の現場を１人で担当することも
可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、実施例に基づき図面を用い
て本発明に係る溶接部モニタリング装置を詳細に説明す
る。
て本発明に係る溶接部モニタリング装置を詳細に説明す
る。
【００１４】
【実施例１】図１は本発明の溶接部モニタリング装置の
第１の実施例を表す構成図である。本実施例は、溶接用
トーチ４に撮像装置１を添設して、撮像装置１の映像出
力を映像処理装置２に取り込み、合成した溶接部画像を
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）３に表示するよ
うにした溶接部モニタリング装置である。撮像装置１に
は、透過率の異なる光学フィルタを取り付けた２個のＣ
ＣＤカメラが内蔵されていて、溶接用トーチ４が溶接し
ている溶接部５のアーク部分５１と溶融池部分５２を別
々に撮影する。映像処理装置２はＣＣＤカメラ毎の映像
を画像の位置が重なるように合成して、開先部分あるい
は溶融池部分５２の映像とその中における溶接アーク部
分５１の映像を共に明確に表す合成画像にする。この合
成画像はＨＭＤ３に表示される。
第１の実施例を表す構成図である。本実施例は、溶接用
トーチ４に撮像装置１を添設して、撮像装置１の映像出
力を映像処理装置２に取り込み、合成した溶接部画像を
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）３に表示するよ
うにした溶接部モニタリング装置である。撮像装置１に
は、透過率の異なる光学フィルタを取り付けた２個のＣ
ＣＤカメラが内蔵されていて、溶接用トーチ４が溶接し
ている溶接部５のアーク部分５１と溶融池部分５２を別
々に撮影する。映像処理装置２はＣＣＤカメラ毎の映像
を画像の位置が重なるように合成して、開先部分あるい
は溶融池部分５２の映像とその中における溶接アーク部
分５１の映像を共に明確に表す合成画像にする。この合
成画像はＨＭＤ３に表示される。
【００１５】本実施例では、ＨＭＤを着用したオペレー
タは、モニタ室などに設置されたディスプレイ装置に縛
られることなく、常に眼前に溶接部の状況をリアルタイ
ムで提示されるから、自由に場所を選んで作業を行うこ
とができる。なお、撮像装置１に内蔵するカメラの数が
多ければ、複雑な光学的処理を行わなくても透過率の異
なる光学フィルタを利用することにより容易に、溶接対
象、開先位置、溶融池、溶接用トーチ、アークなど輝度
の異なる対象をそれぞれ明確に映像化して１画面に合成
して溶接の状態を正確に把握できるようにすることがで
きる。
タは、モニタ室などに設置されたディスプレイ装置に縛
られることなく、常に眼前に溶接部の状況をリアルタイ
ムで提示されるから、自由に場所を選んで作業を行うこ
とができる。なお、撮像装置１に内蔵するカメラの数が
多ければ、複雑な光学的処理を行わなくても透過率の異
なる光学フィルタを利用することにより容易に、溶接対
象、開先位置、溶融池、溶接用トーチ、アークなど輝度
の異なる対象をそれぞれ明確に映像化して１画面に合成
して溶接の状態を正確に把握できるようにすることがで
きる。
【００１６】
【実施例２】図２は本発明の溶接部モニタリング装置の
第２の実施例を表す構成図である。本実施例は、溶接用
トーチ４に撮像装置１を添設する代わりに、ＨＭＤ３に
添設したものである。なお、以下では説明の煩雑を避け
るため、図１に示すものと同じ機能を有する構成要素に
ついては同じ参照番号を付して説明を省略する。オペレ
ータ６がＨＭＤ３を装着すると、オペレータ６の視線の
方向に撮像装置１が向いて撮影する。映像出力は図外の
映像処理装置に入力し、合成画像をＨＭＤ３に表示す
る。撮像装置１は、同じ光軸を有する２個のＣＣＤカメ
ラを内蔵している。溶接部からの光はＣＣＤカメラの直
前で分岐して入射する。全体が小型軽量に構成されると
共に、光軸が狂わないので画像合成が容易である。
第２の実施例を表す構成図である。本実施例は、溶接用
トーチ４に撮像装置１を添設する代わりに、ＨＭＤ３に
添設したものである。なお、以下では説明の煩雑を避け
るため、図１に示すものと同じ機能を有する構成要素に
ついては同じ参照番号を付して説明を省略する。オペレ
ータ６がＨＭＤ３を装着すると、オペレータ６の視線の
方向に撮像装置１が向いて撮影する。映像出力は図外の
映像処理装置に入力し、合成画像をＨＭＤ３に表示す
る。撮像装置１は、同じ光軸を有する２個のＣＣＤカメ
ラを内蔵している。溶接部からの光はＣＣＤカメラの直
前で分岐して入射する。全体が小型軽量に構成されると
共に、光軸が狂わないので画像合成が容易である。
【００１７】オペレータ６は、溶接部を肉眼で観察する
代わりに、ＣＣＤカメラが輝度の程度に分けて取得した
映像を映像処理して溶接部の実態がよく分かるようにな
った合成画像を見て判断することができる。また、オペ
レータ６が視線を移せばその視線の方向に従って撮影方
向が変わるので、オペレータ６は単に溶接眼鏡を付けて
いるときと同じように溶接部を観察することができる。
なお、撮像装置１はＨＭＤ３に直接搭載しなくてもオペ
レータ６の頭と連動するように装着できればよい。
代わりに、ＣＣＤカメラが輝度の程度に分けて取得した
映像を映像処理して溶接部の実態がよく分かるようにな
った合成画像を見て判断することができる。また、オペ
レータ６が視線を移せばその視線の方向に従って撮影方
向が変わるので、オペレータ６は単に溶接眼鏡を付けて
いるときと同じように溶接部を観察することができる。
なお、撮像装置１はＨＭＤ３に直接搭載しなくてもオペ
レータ６の頭と連動するように装着できればよい。
【００１８】
【実施例３】図３は本発明の溶接部モニタリング装置の
第３の実施例を表す構成図である。なお、図１および図
２に示すものと同じ機能を有する構成要素については同
じ参照番号を付して説明を省略する。本実施例は、撮像
装置１をＨＭＤ３に添設する代わりにロボット７などに
搭載し、一方ＨＭＤ３には頭の位置を３次元的に検出す
る位置計測装置３１を添設して、頭の動きに連動して撮
像装置１の位置と方向を制御するようにしたものであ
る。３次元位置計測装置３１には、例えば直交座標軸方
向に独立に巻いたコイルにより磁場を発生しその磁場中
に置いたコイルに誘起される電流からコイルの向きや位
置を測定する非接触式の位置計測装置や、機械的原理を
用いた接触式３次元位置計測装置がある。
第３の実施例を表す構成図である。なお、図１および図
２に示すものと同じ機能を有する構成要素については同
じ参照番号を付して説明を省略する。本実施例は、撮像
装置１をＨＭＤ３に添設する代わりにロボット７などに
搭載し、一方ＨＭＤ３には頭の位置を３次元的に検出す
る位置計測装置３１を添設して、頭の動きに連動して撮
像装置１の位置と方向を制御するようにしたものであ
る。３次元位置計測装置３１には、例えば直交座標軸方
向に独立に巻いたコイルにより磁場を発生しその磁場中
に置いたコイルに誘起される電流からコイルの向きや位
置を測定する非接触式の位置計測装置や、機械的原理を
用いた接触式３次元位置計測装置がある。
【００１９】オペレータ６がＨＭＤ３を装着すると、オ
ペレータ６の頭の動きに従って撮像装置１が移動し撮影
し、図外の映像処理装置で生成された合成画像がＨＭＤ
３に表示される。オペレータ６は、溶接部から離れた位
置にいて現場にいるかのように撮像装置１をコントロー
ルして溶接状態を任意の位置や方向から観察することが
できる。なお、現場毎に撮像装置１を据え付けておい
て、切換機構を用いて映像と制御回路を切り替えるよう
にすれば、オペレータ６は移動することなく複数の現場
を管理することができる。
ペレータ６の頭の動きに従って撮像装置１が移動し撮影
し、図外の映像処理装置で生成された合成画像がＨＭＤ
３に表示される。オペレータ６は、溶接部から離れた位
置にいて現場にいるかのように撮像装置１をコントロー
ルして溶接状態を任意の位置や方向から観察することが
できる。なお、現場毎に撮像装置１を据え付けておい
て、切換機構を用いて映像と制御回路を切り替えるよう
にすれば、オペレータ６は移動することなく複数の現場
を管理することができる。
【００２０】
【実施例４】図４は本発明の溶接部モニタリング装置の
第４の実施例を表す構成図である。なお、図１ないし図
３に示すものと同じ機能を有する構成要素については同
じ参照番号を付して説明を省略する。本実施例は、撮像
装置１をロボット７など３次元的に位置姿勢を制御でき
る装置に搭載し、ＨＭＤ３に３次元位置計測装置３１を
添設し、頭の動きに連動して撮像装置１の位置と方向を
制御しながら取得する映像情報を映像処理装置２で合成
し、ＨＭＤ３に溶接状態が明確に判定できる合成画像を
表示して溶接部を遠隔で観察できるようにすると共に、
溶接用トーチ４を把持した溶接ロボット８などのマニピ
ュレータと、これを制御するマスターアーム９を設けた
ものである。なお、溶接ロボット８とマスターアーム９
はバイラテラルのマスタースレーブ型マニピュレータを
構成する。
第４の実施例を表す構成図である。なお、図１ないし図
３に示すものと同じ機能を有する構成要素については同
じ参照番号を付して説明を省略する。本実施例は、撮像
装置１をロボット７など３次元的に位置姿勢を制御でき
る装置に搭載し、ＨＭＤ３に３次元位置計測装置３１を
添設し、頭の動きに連動して撮像装置１の位置と方向を
制御しながら取得する映像情報を映像処理装置２で合成
し、ＨＭＤ３に溶接状態が明確に判定できる合成画像を
表示して溶接部を遠隔で観察できるようにすると共に、
溶接用トーチ４を把持した溶接ロボット８などのマニピ
ュレータと、これを制御するマスターアーム９を設けた
ものである。なお、溶接ロボット８とマスターアーム９
はバイラテラルのマスタースレーブ型マニピュレータを
構成する。
【００２１】オペレータ６は、本実施例の溶接部モニタ
リング装置により、溶接部を合成画像でリアルタイムに
観察しながらマスターアーム９を介して溶接用トーチ４
を操縦し、遠隔で溶接作業を行うことができる。溶接部
の画像はオペレータ６の思う方向から自由に取得するこ
とができるので、複雑な溶接線を持った立体的な構造物
など対象とする場合も従来より容易に全方向的溶接が可
能となる。
リング装置により、溶接部を合成画像でリアルタイムに
観察しながらマスターアーム９を介して溶接用トーチ４
を操縦し、遠隔で溶接作業を行うことができる。溶接部
の画像はオペレータ６の思う方向から自由に取得するこ
とができるので、複雑な溶接線を持った立体的な構造物
など対象とする場合も従来より容易に全方向的溶接が可
能となる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の溶接部モニ
タリング装置によれば、視線をディスプレイ装置に集中
させる必要が無くなり、溶接現場から離れた場所にいて
も臨場感を持って溶接部を観察できるので、オペレータ
は任意の場所で溶接状態を監視したり溶接機の操作をし
たりすることができる。また、オペレータの姿勢あるい
は視線に連動して撮像装置の位置や方向を調整するよう
にしたものは、あたかも現場で自分が能動的に溶接状況
を見るように好きな方向から溶接部を観察することがで
きるので、マスタースレーブ型の溶接ロボットを遠隔操
作する場合にも的確な操作が可能となる。
タリング装置によれば、視線をディスプレイ装置に集中
させる必要が無くなり、溶接現場から離れた場所にいて
も臨場感を持って溶接部を観察できるので、オペレータ
は任意の場所で溶接状態を監視したり溶接機の操作をし
たりすることができる。また、オペレータの姿勢あるい
は視線に連動して撮像装置の位置や方向を調整するよう
にしたものは、あたかも現場で自分が能動的に溶接状況
を見るように好きな方向から溶接部を観察することがで
きるので、マスタースレーブ型の溶接ロボットを遠隔操
作する場合にも的確な操作が可能となる。
【図１】本発明の溶接部モニタリング装置の第１の実施
例を表す構成図である。
例を表す構成図である。
【図２】本発明の溶接部モニタリング装置の第２の実施
例を表す構成図である。
例を表す構成図である。
【図３】本発明の溶接部モニタリング装置の第３の実施
例を表す構成図である。
例を表す構成図である。
【図４】本発明の溶接部モニタリング装置の第４の実施
例を表す構成図である。
例を表す構成図である。
【図５】従来の溶接部モニタリング装置の例を表す構成
図である。
図である。
【図６】図５の溶接部モニタリング装置の作用を説明す
る図面である。
る図面である。
１ 撮像装置 ２ 映像処理装置 ３ ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ） ３１ ３次元位置計測装置 ４ 溶接用トーチ ５ 溶接部 ５１ アーク部分 ５２ 溶融池部分 ６ オペレータ ７ ロボット ８ 溶接ロボット ９ マスターアーム
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月１日（１９９９．１２．
１）
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る溶接部モニタリング装置は、透過率の
異なる光学フィルタを取り付けたほぼ同じ光軸を有する
少なくとも２個のカメラで溶接部のアーク部分と溶融池
部分を別々に撮影し、それら輝度の程度に分けて取得し
た映像を画像の位置が重なるように合成することにより
溶接部の実態をよく表した合成画像をヘッドマウントデ
ィスプレイ（ＨＭＤ）に表示することを特徴とする。な
お、ＨＭＤとはゴーグルのように頭部につけて画像を見
る装置で、小型の液晶ディスプレイやレンズを内蔵して
コンピュータで描いた画像を表示するものをいう。
め、本発明に係る溶接部モニタリング装置は、透過率の
異なる光学フィルタを取り付けたほぼ同じ光軸を有する
少なくとも２個のカメラで溶接部のアーク部分と溶融池
部分を別々に撮影し、それら輝度の程度に分けて取得し
た映像を画像の位置が重なるように合成することにより
溶接部の実態をよく表した合成画像をヘッドマウントデ
ィスプレイ（ＨＭＤ）に表示することを特徴とする。な
お、ＨＭＤとはゴーグルのように頭部につけて画像を見
る装置で、小型の液晶ディスプレイやレンズを内蔵して
コンピュータで描いた画像を表示するものをいう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 孝夫 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 上原 裕隆 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 Ｆターム(参考） 3F059 DA01 DB01 DB02 DB06 DE08 EA07 4E082 EA04 5C054 FA00 FA02 FA07 FD02 FE11 HA01
Claims (5)
- 【請求項１】 透過率の異なる光学フィルタを取り付け
た少なくとも２個のカメラで溶接部のアーク部分と溶融
池部分を別々に撮影し、それらの映像を画像の位置が重
なるように合成してヘッドマウントディスプレイ（ＨＭ
Ｄ）に表示することを特徴とする溶接部モニタリング装
置。 - 【請求項２】 前記カメラはＣＣＤカメラであることを
特徴とする請求項１記載の溶接部モニタリング装置。 - 【請求項３】 前記カメラが前記ＨＭＤに対して相対的
に固定されていることを特徴とする請求項１または２記
載の溶接部モニタリング装置。 - 【請求項４】 前記ＨＭＤの位置及び姿勢を検知する３
次元位置センサを備え、該３次元位置センサの位置と姿
勢の変化に連動して前記カメラの位置と撮影方向を変化
させることを特徴とする請求項１または２記載の溶接部
モニタリング装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の溶接部モニタリング装置
を備え、溶接トーチを動かすスレーブマニピュレータと
これを操作するマスターアームを備えた遠隔操作式溶接
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359547A JP3024700B1 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Ｈｍｄ付き溶接部モニタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359547A JP3024700B1 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Ｈｍｄ付き溶接部モニタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3024700B1 JP3024700B1 (ja) | 2000-03-21 |
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Family
ID=18465065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10359547A Expired - Fee Related JP3024700B1 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Ｈｍｄ付き溶接部モニタリング装置 |
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| JP (1) | JP3024700B1 (ja) |
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- 1998-12-17 JP JP10359547A patent/JP3024700B1/ja not_active Expired - Fee Related
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