JP2000246441A - Remote monitoring device for welding state - Google Patents

Remote monitoring device for welding state

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JP2000246441A
JP2000246441A JP11055094A JP5509499A JP2000246441A JP 2000246441 A JP2000246441 A JP 2000246441A JP 11055094 A JP11055094 A JP 11055094A JP 5509499 A JP5509499 A JP 5509499A JP 2000246441 A JP2000246441 A JP 2000246441A
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Japan
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image
welding
monitor
receiving means
light receiving
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JP11055094A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Shibata
信雄 柴田
Noboru Saito
昇 斎藤
Mitsuaki Haneda
光明 羽田
Takeshi Wada
武 和田
Yasukata Oi
康方 王井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To clearly monitor an arc beam, molten pool, grooves and a torch by taking in a groove image at a first shutter speed when the arc is off, executing addition for each pixel of the two-dimensional array, showing it in a monitor and taking in the pixel at a second shutter speed for conversion processing at the time of welding. SOLUTION: Before the start of welding, a power source 5 for driving a light source is turned on by a signal from an external interface 21, and the shutter speed of the control circuit 6 of a two-dimensional light receiving means is set at a first speed, so that the image of a groove is taken in. This image is added successively for each pixel of the same coordinate of the two-dimensional array (X, Y) between plural sheets of image. The final image data thus added are data-converted and outputted to a monitor TV for display. During the welding, the power source 5 for driving the light source is turned off, and the shutter speed of the control circuit 6 of the two-dimensional light receiving means is set at a second speed, so that the image of a groove is taken in. This image data are converted and outputted to the monitor TV for display.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接中にアーク
光,溶融プール,開先壁及び溶接トーチ等アーク発生部
近傍の画像情報を得る溶接状況監視装置に関わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding condition monitoring apparatus for obtaining image information near an arc generating portion such as an arc light, a molten pool, a groove wall and a welding torch during welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の溶接状況遠隔監視装置に
図6に示したものがある。図において、1は例えばハロ
ゲンランプ等の光源、2はITV等の二次元受光手段、
3はアーク光を減光するためのバンドパスフィルタ、4
はモータである。モータ4の回転軸にはフィルタ3が実
装されたプレート4aが取り付けられている。二次元受
光手段2とモータ4は一体的に配設されている。5は光
源1の駆動電源、6は二次元受光手段4の制御回路であ
り外部にアナログ映像(画像)信号を出力する。7は映
像信号を表示するモニタTV、8はモータ4の制御回
路、9,10は被溶接部材、11は溶接開先(以下、溶
接ビードも含む開先について開先と称す)、12は溶接
トーチ、12aは溶接ワイヤ、13は溶接トーチ先端部
のアーク発生部である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional welding status remote monitoring apparatus of this kind. In the figure, 1 is a light source such as a halogen lamp, 2 is a two-dimensional light receiving means such as an ITV,
3 is a band-pass filter for dimming arc light, 4
Is a motor. A plate 4 a on which the filter 3 is mounted is attached to the rotation shaft of the motor 4. The two-dimensional light receiving means 2 and the motor 4 are provided integrally. Reference numeral 5 denotes a drive power supply for the light source 1, and reference numeral 6 denotes a control circuit for the two-dimensional light receiving means 4, which outputs an analog video (image) signal to the outside. Reference numeral 7 denotes a monitor TV for displaying a video signal, 8 denotes a control circuit of the motor 4, 9 and 10 denote members to be welded, 11 denotes a welding groove (hereinafter, a groove including a welding bead is referred to as a groove), and 12 denotes welding. A torch, 12a is a welding wire, and 13 is an arc generating portion at the tip of the welding torch.

【0003】このような監視装置で溶接を開始する前
は、光源1を点灯し、さらにモータ4を回転制御させて
二次元受光手段2の前面からバンドパスフィルタ3が外
れる位置に移動させて開先近傍の溶接状況の画像をモニ
タTVにより監視する。また、溶接中は、モータ4を回
転制御させて二次元受光手段2の前面にバンドパスフィ
ルタ3が配置される位置に移動させ、バンドパスフィル
タ3を介して得られる二次元受光手段2の開先近傍の画
像をモニタTVにより監視する。
[0003] Before welding is started by such a monitoring device, the light source 1 is turned on, and the rotation of the motor 4 is controlled to move the bandpass filter 3 to a position where the bandpass filter 3 is removed from the front surface of the two-dimensional light receiving means 2. An image of the welding situation near the head is monitored by the monitor TV. During welding, the motor 4 is controlled to rotate to move the band-pass filter 3 to a position where the band-pass filter 3 is disposed in front of the two-dimensional light receiving means 2, and the two-dimensional light receiving means 2 obtained through the band-pass filter 3 is opened. An image near the head is monitored by the monitor TV.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】溶接作業において、溶
接トーチが取り付けられる走行台車の走行ラインと溶接
すべき開先ラインがずれている場合、接合すべき位置か
らずれた位置で溶接が行われるため溶接が不良となる。
また、多パス多層盛溶接の場合、溶接ビードのパス数が
多いことから溶接による熱ひずみ等により溶接ワークが
変形する。品質の良い溶接ビードを得るためには、溶接
ワークのセッテングがずれている場合や溶接によりワー
クが熱変形した時でも溶接すべき位置を正確に計測し、
これに溶接トーチを正しく倣わせて溶接を行わなくては
ならない。
In a welding operation, if a traveling line of a traveling vehicle to which a welding torch is attached is shifted from a groove line to be welded, welding is performed at a position shifted from a position to be joined. Poor welding.
In addition, in the case of multi-pass multipass welding, since the number of passes of the weld bead is large, the welded work is deformed by thermal distortion or the like due to welding. In order to obtain a high quality weld bead, the position to be welded is accurately measured even when the setting of the welded work is out of alignment or when the work is thermally deformed by welding.
Welding must be performed by correctly imitating the welding torch.

【0005】これを実現するために、溶接作業者が開先
面をCCDカメラ等で遠隔監視しながら溶接状況を判断
し、手作業で溶接電極位置を修正しながら溶接を行う方
法が用いられている。このためには、溶接中のアーク
光,溶融池,周辺の開先部や溶接トーチを鮮明にモニタ
リングする必要がある。
In order to realize this, a method has been used in which a welding operator judges a welding condition while remotely monitoring a groove surface with a CCD camera or the like, and performs welding while manually correcting a welding electrode position. I have. For this purpose, it is necessary to clearly monitor the arc light during welding, the molten pool, the peripheral groove, and the welding torch.

【0006】図6に示した従来の装置構成は、モータの
回転によるバンドパスフィルタの開閉動作を行って溶接
前、あるいは溶接中の溶接状況を監視している。この方
法は、モータ及びプレート等が二次元受光手段の周辺部
に実装されるためコンパクトに監視部分を構成出来ない
といった問題がある。また、回転稼動部があるため故障
が発生し易いといった実用上の課題があった。
The conventional apparatus shown in FIG. 6 monitors the welding condition before or during welding by opening and closing a band-pass filter by rotation of a motor. This method has a problem that the monitoring portion cannot be formed compactly because the motor, the plate, and the like are mounted around the two-dimensional light receiving means. In addition, there is a practical problem that a failure is likely to occur due to the presence of the rotating unit.

【0007】上記の問題を解決する手段として、溶接状
況を遠隔監視しないで予めテーチングにより溶接条件等
すべて教示しておいて溶接を実行する方法もよく採用さ
れているが、溶接トーチの走行経路に対して、被溶接部
材の溶接線経路を精度良く合わせてセッテングする、あ
るいは溶接による熱変形を精度良く事前に予測できる必
要がある等、この方法で溶接を行える開先形状や溶接パ
ス数等に制限あるといった問題があった。
As a means for solving the above problem, a method of teaching all welding conditions and the like in advance by teaching without remotely monitoring the welding condition and executing welding is often adopted. On the other hand, it is necessary to accurately set the welding line path of the workpiece to be welded, or to accurately predict the thermal deformation due to welding in advance. There was a problem that there were restrictions.

【0008】本発明の目的は、上記問題を有利に解決す
るもので、溶接中のアーク光,溶融池,周辺の開先部や
溶接トーチを鮮明にモニタリングできる溶接状況監視装
置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problem advantageously, and to provide a welding condition monitoring device capable of clearly monitoring an arc light during welding, a molten pool, a peripheral groove portion and a welding torch. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、アーク発生部及びその近傍を照射する投光手段、フ
ィルタを装備し溶接部を撮影するITV等の二次元受光
手段、及び二次元受光手段から出力される画像をモニタ
TVに表示して溶接状況を監視する装置において、前記
二次元受光手段から出力される画像を取り込み記憶する
複数枚から成る画像メモリと、該記憶画像データから画
像メモリ間の加減算等を実行する画像間演算処理部と、
濃度変換等を行う画像データ変換部とから成る画像処理
装置を用い、アークOFF時には、第1シャッター速度
t1で開先画像を順次取り込み、画像処理装置に取り込
んだ画像を複数枚の画像間で二次元配列(X,Y)の同
一座標の画素ごとの加算を逐次実行しモニタTVに出力
表示し、溶接時には、第2のシャッター速度t2で画像
を取り込み、溶接状況の監視目的に応じて画像データの
変換処理を行った画像をモニタTVに出力表示するよう
に成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a light emitting means for irradiating an arc generating part and its vicinity, a two-dimensional light receiving means such as an ITV equipped with a filter and photographing a welding part, and a two-dimensional light receiving means. An apparatus for monitoring a welding situation by displaying an image output from a light receiving means on a monitor TV, comprising: an image memory comprising a plurality of sheets for capturing and storing an image output from the two-dimensional light receiving means; An inter-image arithmetic processing unit that performs addition and subtraction between memories,
When an arc is OFF, an image processing device including an image data conversion unit for performing density conversion and the like is used. The groove images are sequentially captured at the first shutter speed t1, and the images captured by the image processing device are exchanged between a plurality of images. The addition for each pixel of the same coordinates of the dimensional array (X, Y) is sequentially executed and output and displayed on the monitor TV. At the time of welding, an image is taken in at the second shutter speed t2, and image data is obtained according to the purpose of monitoring the welding situation. The converted image is output and displayed on the monitor TV.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例につい
て、図1ないし図5を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0011】図1は、本発明での溶接状況遠隔監視装置
の一実施例を示す概略構成図である。図において、図6
と同一部品については同じ記号で示している。14は画
像処理装置でつぎの部分から成る。15は受光手段制御
回路6から出力されるアナログ画像信号をデジタル量に
A/D変換して多値画像データを出力する画像入力部、
16は画像データを記憶する画像メモリで複数枚から成
る多値画像メモリや二値画像メモリで構成している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a welding status remote monitoring apparatus according to the present invention. In the figure, FIG.
The same parts are indicated by the same symbols. Reference numeral 14 denotes an image processing apparatus comprising the following parts. 15 is an image input unit for A / D converting an analog image signal output from the light receiving means control circuit 6 into a digital amount and outputting multi-valued image data;
Reference numeral 16 denotes an image memory for storing image data, which is constituted by a multi-valued image memory composed of a plurality of sheets or a binary image memory.

【0012】17は画像メモリ16に記憶された画像デ
ータから画像メモリ間の加算や減算等を演算する画像間
演算処理部、18は画像データを用いて平滑化(雑音除
去)や微分処理(エッジ強調)等のフィルタリング処理
を行うフィルタリング処理部、19はコントラストの強
調のための濃度変換等を行う画像データ変換部、20は
入力画像や画像処理結果等を表示する画像表示部、21
は外部機器とのインターフェース(以下、外部I/Fと
略す)である。22は上記各部を統括的に制御する主制
御部である。23はリモコンBOXで、オペレータが外
部から、画像処理内容や手順等の教示,画像処理装置1
4へ画像入力,画像処理の実行等を操作するためのもの
である。
Reference numeral 17 denotes an inter-image calculation processing unit for calculating addition or subtraction between image memories from image data stored in the image memory 16, and reference numeral 18 denotes smoothing (noise removal) and differentiation (edge processing) using the image data. A filtering unit 19 for performing a filtering process such as emphasis), an image data conversion unit 19 for performing a density conversion or the like for enhancing contrast, an image display unit 20 for displaying an input image, an image processing result, and the like, 21
Denotes an interface with an external device (hereinafter, abbreviated as an external I / F). Reference numeral 22 denotes a main control unit that controls the above units in a comprehensive manner. Reference numeral 23 denotes a remote control box, which is used by an operator to externally teach image processing contents and procedures, and the image processing apparatus 1.
4 for operating image input, execution of image processing, and the like.

【0013】次に、本発明の遠隔監視装置での動作及び
溶接状況監視方法について概略説明する。バンドパスフ
ィルタ3の透過波長については、特に制限はないが、使
用する二次元受光手段の分光感度でピーク波長近傍の波
長が好ましい。まず、二次元受光手段の絞りの設定条件
について述べる。溶接をしない状態で、二次元受光手段
のシャッター速度を最低に設定し(この時のシャッター
速度を第1のシャッタ速度t1とする)、且つ光源1の
照射光量を大としたとき、観測部の画像の明るさがわず
かに観測される状態まで最大限に二次元受光手段の絞り
を小さく設定する。
Next, the operation of the remote monitoring device of the present invention and the method of monitoring the welding status will be schematically described. The transmission wavelength of the bandpass filter 3 is not particularly limited, but is preferably a wavelength near the peak wavelength in the spectral sensitivity of the two-dimensional light receiving means used. First, conditions for setting the aperture of the two-dimensional light receiving means will be described. When welding is not performed and the shutter speed of the two-dimensional light receiving unit is set to the minimum (the shutter speed at this time is referred to as a first shutter speed t1) and the irradiation light amount of the light source 1 is increased, the observation unit The aperture of the two-dimensional light receiving means is set as small as possible until the brightness of the image is slightly observed.

【0014】溶接中においては、アーク光が強いためシ
ャッター速度を高めて最適な条件に設定し(この時のシ
ャッター速度を第2のシャッタ速度t2とする)観測を
行う。最低シャッター速度をt1と二次元受光手段を最
大限に絞っていることから、溶接中の強いアーク光に対
しても祐度のある設定が可能となる。
During welding, since the arc light is strong, the shutter speed is increased to set optimum conditions (the shutter speed at this time is set to a second shutter speed t2), and observation is performed. Since the minimum shutter speed is set to t1 and the two-dimensional light receiving means is reduced to the maximum, it is possible to set a flexible setting even for strong arc light during welding.

【0015】溶接開始前すなわちアークOFF時には、
まず外部I/F21からの信号によりランプ駆動電源5
をONにして点灯し、つぎに外部I/F21からの信号
により受光手段制御回路6のシャッター速度をt1に設
定し、開先の画像を取り込む。前述したように、このシ
ャッター速度で観測される画像は、暗い画像となって観
測される。
Before the start of welding, that is, when the arc is OFF,
First, the lamp driving power supply 5 is supplied by a signal from the external I / F 21.
Is turned on to turn on the light, and then the shutter speed of the light receiving means control circuit 6 is set to t1 by a signal from the external I / F 21 to capture an image of the groove. As described above, an image observed at this shutter speed is observed as a dark image.

【0016】そこで、画像処理装置に取り込んだ画像を
複数枚の画像間で二次元配列(X,Y)の同一座標の画
素ごとに加算を逐次実行する。最終的に加算された画像
データは、階調が例えば256階調を越えないようにデ
ータ変換を行った後画像表示部転送し、モニタTVに出
力表示する。1フレームの画像では暗い画像でも、複数
枚の画像データを加算し蓄積することで十分明るい監視
画像を取得することが可能である。
Therefore, the image fetched by the image processing apparatus is sequentially added to a plurality of images for each pixel of the same coordinates in the two-dimensional array (X, Y). The finally added image data is subjected to data conversion so that the gradation does not exceed, for example, 256 gradations, transferred to the image display unit, and output and displayed on the monitor TV. Even for a one-frame image, even a dark image can acquire a sufficiently bright monitoring image by adding and accumulating a plurality of image data.

【0017】一方、溶接中においては、まず溶接開始直
前に外部I/F21からの信号によりランプ駆動電源5
をOFFにして消灯し、つぎに外部I/F21からの信
号により受光手段制御回路6のシャッター速度をt2に
設定し、開先の画像を取り込む。この際には、アークO
FF時での複数枚の画像データを加算すること無しに画
像を出力表示する。但し、溶接状況の監視目的に応じて
画像データの変換処理を行い画像を出力表示する。以下
では、本発明の溶接中の画像データの変換処理内容につ
いて説明する。
On the other hand, during welding, the lamp drive power supply 5 is first supplied by a signal from the external I / F 21 immediately before the start of welding.
Is turned off to turn off the light, and then the shutter speed of the light receiving means control circuit 6 is set to t2 based on a signal from the external I / F 21 to capture an image of the groove. In this case, arc O
An image is output and displayed without adding a plurality of image data at the time of FF. However, the image data is converted according to the purpose of monitoring the welding status, and the image is output and displayed. Hereinafter, the contents of the conversion processing of image data during welding according to the present invention will be described.

【0018】図2は、画像メモリ16に記憶した溶接時
の取得画像の一例を模式的に示したものである。図で
は、通常の画像とは逆に白黒を反転、すなわち明るい
(輝度が高い)部分を黒、暗い(輝度が低い)部分を白
として表現している。12は溶接トーチ、1aは溶接ワ
イヤの画像である。23は溶融プール像、24はアーク
光像、25は溶接ラインである。
FIG. 2 schematically shows an example of an acquired image at the time of welding stored in the image memory 16. In the figure, black and white are reversed, that is, a bright (high luminance) portion is expressed as black, and a dark (low luminance) portion is expressed as white, contrary to a normal image. 12 is a welding torch, 1a is an image of a welding wire. 23 is a molten pool image, 24 is an arc light image, and 25 is a welding line.

【0019】9a,9b,9cは、各々被溶接部材9の
開先斜面部,開先肩,開先表面の反射画像である。同様
に10a,10b,10cは、各々被溶接部材10の開
先斜面部,開先肩,開先表面の反射画像である。各部の
画像の明るさ(輝度)相対値については、通常アーク光
24が最も明るく、ついで溶融プール23,溶融プール
近傍の開先斜面9aと10a並びに溶接ワイヤ1aが明
るく撮像される。溶接トーチは、先端部の端面のみがわ
ずかに明るく撮像されるだけである。溶接ビードが開先
の底にある場合、開先表面の反射画像は表れない。
Reference numerals 9a, 9b, and 9c denote reflection images of a groove slope, a groove shoulder, and a groove surface of the member 9 to be welded, respectively. Similarly, 10a, 10b, and 10c are reflection images of the groove slope, the groove shoulder, and the groove surface of the member 10 to be welded, respectively. Regarding the brightness (luminance) relative value of the image of each part, the normal arc light 24 is the brightest, and then the molten pool 23, the groove slopes 9a and 10a near the molten pool and the welding wire 1a are imaged brightly. In the welding torch, only the end face of the tip is slightly brightly imaged. If the weld bead is at the bottom of the groove, no reflection image of the groove surface will appear.

【0020】図3は、図2のAA水平ラインでの各画素
の輝度分布を模式的に示したものである。図において、
Xsは画面左端、X1は左側開先肩部位置、X2は左側
開先斜面と溶融プールの左側境界位置、X3は溶融プー
ルと左側アーク画像の境界位置、X4は右側アーク画像
と溶融プールの境界位置、X5は右側溶融プールと右側
開先斜面の境界位置、X6は右側開先肩部位置、Xeは
画面右端部である。
FIG. 3 schematically shows the luminance distribution of each pixel on the AA horizontal line in FIG. In the figure,
Xs is the left edge of the screen, X1 is the left groove shoulder position, X2 is the left groove slope and the left boundary position of the molten pool, X3 is the boundary position between the molten pool and the left arc image, and X4 is the boundary between the right arc image and the molten pool. The position, X5 is the boundary position between the right molten pool and the right bevel slope, X6 is the right bevel shoulder position, and Xe is the right edge of the screen.

【0021】溶融プールの中心Xcから左側の画像の明
るさの傾向は、つぎの通り。X(水平)座標値がXSか
らX1の範囲すなわち開先表面での明るさはI9cと最
も暗い。X1からX2の開先斜面部に相当する明るさ
は、I9cからI9bと溶融プールに接近するに従い徐
々に明るさが増加する。X2の左側開先斜面と溶融プー
ルの左側境界点では明るさがI9bからI23に急激に
増加し、X3の溶融プールと左側アーク画像の境界点で
は明るさがI23からI24に急激に増加する。溶融プ
ールの中心Xcから左側の画像の明るさの傾向は、明る
さのレベルは多少変化するが同様である。
The tendency of the brightness of the image on the left side from the center Xc of the molten pool is as follows. The X (horizontal) coordinate value is in the range from XS to X1, that is, the brightness on the groove surface is I9c, which is the darkest. The brightness corresponding to the groove slope from X1 to X2 gradually increases as approaching I9c to I9b and the molten pool. The brightness sharply increases from I9b to I23 at the left boundary point between the left groove slope of X2 and the molten pool, and the brightness rapidly increases from I23 to I24 at the boundary point between the molten pool and the left arc image of X3. The tendency of the brightness of the image on the left side from the center Xc of the molten pool is similar, although the brightness level slightly changes.

【0022】次に本発明の溶接状況監視装置における溶
接中の画像データ変換方法について図4を引用し述べ
る。図4は入力画像データを変換する方法を示したもの
であり、横軸は入力画像の各画素の輝度(Im)、縦軸
はモニタ等外部に出力表示する際の各画素の輝度(I
c)である。直線L1は、入力データの輝度Imと一対
一(線形)の関係で輝度Icを決定する場合である。こ
れに対して、直線L2は入力データの輝度Imに対して
(0≦Im≦Im2)のときには、(1)式に示す階調
変換を行い輝度Icを決定する。
Next, a method of converting image data during welding in the welding condition monitoring apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a method of converting the input image data. The horizontal axis represents the luminance (Im) of each pixel of the input image, and the vertical axis represents the luminance (Im) of each pixel when output and displayed on a monitor or the like.
c). The straight line L1 is a case where the luminance Ic is determined in a one-to-one (linear) relationship with the luminance Im of the input data. On the other hand, when the straight line L2 satisfies (0 ≦ Im ≦ Im2) with respect to the luminance Im of the input data, the gradation conversion represented by the equation (1) is performed to determine the luminance Ic.

【0023】[0023]

【数1】 (Equation 1)

【0024】また、入力データの輝度Imに対して(I
m2<Im≦Immax)のときには、(2)式に示す階調
変換を行い輝度Icを決定する。
In addition, for the luminance Im of the input data, (I
When m2 <Im ≦ Immax), the gradation conversion shown in the equation (2) is performed to determine the luminance Ic.

【0025】[0025]

【数2】 (Equation 2)

【0026】同様に、直線L2は入力データの輝度Im
に対して(0≦Im≦Im3)のときには、(3)式に
示す階調変換を行い輝度Icを決定する。
Similarly, a straight line L2 represents the luminance Im of the input data.
On the other hand, when (0 ≦ Im ≦ Im3), the gradation conversion represented by the equation (3) is performed to determine the luminance Ic.

【0027】[0027]

【数3】 (Equation 3)

【0028】また、入力データの輝度Imに対して(I
m3<Im≦Immax)のときには、(4)式に示す階調
変換を行い輝度Icを決定する。
Also, for the luminance Im of the input data, (I
When m3 <Im.ltoreq.Immax), the gradation conversion shown in the equation (4) is performed to determine the luminance Ic.

【0029】[0029]

【数4】 (Equation 4)

【0030】直線L2の画像データ変換は、Im2の明
るさを境にIm2より暗い輝度Imに対してコントラス
トを下げ、Im2より明るい輝度Imに対してコントラ
ストを上げる方法である。
The image data conversion of the straight line L2 is a method of lowering the contrast with respect to the luminance Im lower than Im2 and increasing the contrast with respect to the luminance Im higher than Im2 at the boundary of the brightness of Im2.

【0031】直線L3の画像データ変換は、Im3の明
るさを境にIm3より暗い輝度Imに対してコントラス
トを上げ、Im2より明るい輝度Imに対してコントラ
ストを下げる方法である。このデータ変換方法は、図2
の記号で述べるとアーク光24,溶融プール23,溶融
プール近傍の開先斜面部の明るさのコントラストが増大
されることになる。
The image data conversion of the straight line L3 is a method of increasing the contrast with respect to the luminance Im lower than Im3 and decreasing the contrast with respect to the luminance Im which is higher than Im2 at the boundary of the brightness of Im3. This data conversion method is shown in FIG.
In this case, the contrast of the brightness of the arc light 24, the molten pool 23, and the brightness of the groove slope near the molten pool is increased.

【0032】図5は、図3の水平ラインの輝度分布を示
す画像に対して、L2及びL3のデータ変換による階調
変換を行った際の輝度分布を定性的に示したものであ
る。図5から、L2のデータ変換方法は、図2の記号で
言えばアーク光24と溶融プール23のコントラストを
増大させ開先斜面部9aと10aの輝度を低下させる。
この場合は、開先倣い制御や溶接条件制御を行うための
目的でアーク光や溶融プールの画像を処理しこれらの形
状特徴量を検出する場合に好適である。
FIG. 5 qualitatively shows a luminance distribution when gradation conversion by data conversion of L2 and L3 is performed on the image showing the luminance distribution of the horizontal line in FIG. From FIG. 5, the data conversion method of L2 increases the contrast between the arc light 24 and the molten pool 23 and reduces the brightness of the groove slopes 9a and 10a in terms of the symbols in FIG.
This case is suitable for processing the image of the arc light or the molten pool and detecting the shape feature amount thereof for the purpose of controlling the groove following control or the welding condition control.

【0033】また、L3のデータ変換方法は、アーク光
24と溶融プール23の輝度を増加させる一方、開先斜
面部9aと10aの輝度も増加するため溶接状況のモニ
タリングに好適である。
The data conversion method of L3 increases the brightness of the arc light 24 and the molten pool 23 and also increases the brightness of the groove slopes 9a and 10a.

【0034】本発明での画像データ変換方法のどの種類
の変換方法を使用するかは、リモコンBOX21により
予め画像処理装置内の主制御部22に設定しておくもの
とする。画像のデータ変換はデータ変換部19で処理が
実行される。また、データ変換後の画像は、フィルタリ
ング処理部18を介して、画像データの平滑化(雑音除
去)や微分処理(エッジ強調)等のフィルタリング処理
を行い出力表示するようにして良い。
Which type of image data conversion method to use in the present invention is to be set in advance in the main control unit 22 in the image processing apparatus by the remote control BOX 21. The data conversion of the image is performed by the data conversion unit 19. The image after the data conversion may be subjected to filtering processing such as smoothing (removal of noise) and differentiation processing (edge enhancement) of the image data via the filtering processing unit 18 to be output and displayed.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の溶接状況
遠隔監視装置は、溶接開始前すなわちアークOFF時に
は、二次元受光手段のシャッター速度を第1の条件t1
に設定し開先画像を取り込み、画像処理装置に取り込ん
だ画像を複数枚の画像間で二次元配列(X,Y)の同一
座標(X,Y)の画素ごとに加算を逐次実行し、階調が
例えば256階調を越えないように画像のデータ変換を
行い、モニタTVに出力表示している。また、溶接中に
おいては、二次元受光手段のシャッター速度を第2の条
件t2に設定し、画像を取り込み、溶接状況の監視目的
に応じて画像データの変換処理を行い画像を出力表示す
る。
As described above, the welding condition remote monitoring device of the present invention sets the shutter speed of the two-dimensional light receiving means to the first condition t1 before welding starts, that is, when the arc is turned off.
, The groove image is fetched, and the image fetched by the image processing device is sequentially added to the plurality of images for each pixel of the same coordinates (X, Y) of the two-dimensional array (X, Y), The image data is converted so that the tone does not exceed, for example, 256 gradations, and output and displayed on the monitor TV. Further, during welding, the shutter speed of the two-dimensional light receiving means is set to the second condition t2, an image is captured, image data is converted according to the purpose of monitoring the welding status, and the image is output and displayed.

【0036】以上の監視方法により、モータ等によるバ
ンドパスフィルタの開閉動作機構部を用いないコンパク
トな構成で遠隔での溶接作業に必要とする良好なモニタ
画像を提供することができる。また、フィルタの開閉動
作機構部すなわち稼動部がないため故障が少なく、信頼
性が高いといった効果がある。
According to the above monitoring method, it is possible to provide a good monitor image required for remote welding work with a compact configuration that does not use a mechanism for opening and closing the band-pass filter by a motor or the like. In addition, since there is no opening / closing operation mechanism for the filter, that is, no operating part, there is an effect that the number of failures is small and the reliability is high.

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

【図1】本発明の溶接状況遠隔監視装置の一実施例を示
す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a welding status remote monitoring device according to the present invention.

【図2】本発明の溶接時の取得画像の一例を示す断面
図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an acquired image during welding according to the present invention.

【図3】本発明の水平ラインでの各画素の輝度分布の特
性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram of a luminance distribution of each pixel on a horizontal line according to the present invention.

【図4】本発明の溶接状況遠隔監視装置における溶接中
の画像データ変換方法を示す特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a method of converting image data during welding in the welding status remote monitoring device of the present invention.

【図5】本発明の溶接状況遠隔監視装置における階調変
換を行った際の輝度分布図。
FIG. 5 is a luminance distribution diagram when gradation conversion is performed in the welding status remote monitoring device of the present invention.

【図6】従来の溶接状況遠隔監視装置を示す概略構成
図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a conventional welding status remote monitoring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ハロゲンランプ等の光源、2…二次元受光手段、3
…バンドパスフィルタ、4…モータ、4a…プレート、
5…光源駆動電源、6…二次元受光手段制御回路、7…
モニタTV、8…モータ制御回路、9,10…被溶接部
材、11…溶接開先、12…溶接トーチ、12a…溶接
ワイヤ、13…アーク発生部、14…画像処理装置、1
5…画像入力部、16…画像メモリ、17…画像間演算
部、18…フィルタリング処理部、19…画像データ変
換部、20…画像表示部、21…外部器インターフェー
ス、22…主制御部、23…リモコンBOX。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, such as a halogen lamp, 2 ... 2D light receiving means, 3
... Band pass filter, 4 ... Motor, 4a ... Plate,
5 ... light source drive power supply, 6 ... two-dimensional light receiving means control circuit, 7 ...
Monitor TV, 8 ... Motor control circuit, 9, 10 ... Member to be welded, 11 ... Welding groove, 12 ... Welding torch, 12a ... Welding wire, 13 ... Arc generator, 14 ... Image processing device, 1
5 ... Image input unit, 16 ... Image memory, 17 ... Inter-image calculation unit, 18 ... Filtering processing unit, 19 ... Image data conversion unit, 20 ... Image display unit, 21 ... External device interface, 22 ... Main control unit, 23 ... Remote control box.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽田 光明 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 和田 武 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 王井 康方 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 Fターム(参考) 5B057 AA19 BA11 CA12 CA16 CB12 CB16 CE03 CE05 CE06 CE08 CE11 CH01 CH11 5C022 AA01 AB12 AB15 AB17 AC01 AC31 AC42 AC54 AC55 AC56 AC69 AC74 5C054 AA01 AA05 CA04 CB03 CC05 CH02 EA01 EA05 ED02 ED12 ED13 ED17 EJ04 EJ05 FC03 FC12 HA03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsuaki Haneda 502 Kandachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Inside Machinery Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Takeshi Wada 3-1-1, Sachicho, Hitachi-shi, Ibaraki Stock Hitachi, Ltd. Hitachi Plant (72) Inventor Yasukata Oi 3-1-1, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi, Ltd. Hitachi Plant 5B057 AA19 BA11 CA12 CA16 CB12 CB16 CE03 CE05 CE06 CE08 CE11 CH01 CH11 5C022 AA01 AB12 AB15 AB17 AC01 AC31 AC42 AC54 AC55 AC56 AC69 AC74 5C054 AA01 AA05 CA04 CB03 CC05 CH02 EA01 EA05 ED02 ED12 ED13 ED17 EJ04 EJ05 FC03 FC12 HA03

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アーク発生部及びその近傍を照射する投光
手段、フィルタを装備し溶接部を撮影するITV等の二
次元受光手段、及び二次元受光手段から出力される画像
をモニタTVに表示して溶接状況を監視する装置におい
て、前記二次元受光手段から出力される画像を取り込み
記憶する複数枚から成る画像メモリと、該記憶された画
像データを用い画像メモリ間の加算等を実行する画像間
演算処理部と、濃度変換等を行う画像データ変換部とか
ら成る画像処理装置を用い、アークOFF時には、第1
のシャッター速度t1で開先画像を順次取り込み、画像
処理装置に取り込んだ画像を複数枚の画像間で加算を逐
次実行しモニタTVに出力表示し、溶接時には、第2の
シャッター速度t2で画像を取り込み、溶接状況の監視
目的に応じて画像データの変換処理を行った画像をモニ
タTVに出力表示するように成したことを特徴とする溶
接状況遠隔監視装置。
A two-dimensional light receiving means such as an ITV equipped with a filter and illuminating a welded part, and an image output from the two-dimensional light receiving means is displayed on a monitor TV. In the apparatus for monitoring the welding condition, an image memory composed of a plurality of sheets for capturing and storing the image output from the two-dimensional light receiving means, and an image for performing addition between the image memories using the stored image data An image processing apparatus including an interval calculation processing unit and an image data conversion unit for performing density conversion and the like is used.
The groove images are sequentially captured at the shutter speed t1, the addition of the images captured by the image processing device is sequentially performed between a plurality of images, and the image is output and displayed on the monitor TV. At the time of welding, the images are captured at the second shutter speed t2. A welding condition remote monitoring device characterized in that an image obtained by converting image data according to the purpose of capturing and monitoring the welding condition is output and displayed on a monitor TV.
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