JP2003220470A - アーク画像の取込方法 - Google Patents
アーク画像の取込方法Info
- Publication number
- JP2003220470A JP2003220470A JP2002015798A JP2002015798A JP2003220470A JP 2003220470 A JP2003220470 A JP 2003220470A JP 2002015798 A JP2002015798 A JP 2002015798A JP 2002015798 A JP2002015798 A JP 2002015798A JP 2003220470 A JP2003220470 A JP 2003220470A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- current
- wire
- image
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ワイヤ電流をパルス通電制御するようにした
ホットワイヤＴＩＧアーク溶接を行う場合でも、安定し
たアーク画像を取り込むことができるアーク画像取込方
法を提供する。 【解決手段】 ワイヤ電流Ｉwをパルス電流として通電
するＰＨ方式の通電制御またはアーク電流Ｉaとワイヤ
電流Ｉwを共にパルス電流にすると共に交互に通電する
ＨＳＴ方式のパルス通電制御を行う際に、ＣＣＤカメラ
と画像処理装置は溶接制御装置１１から出力される取込
みタイミング信号ｔ11，ｔ12（ｔ21，ｔ22，ｔ31，ｔ3
2）に同期して画像の取り込みと画像処理を行うように
した。
ホットワイヤＴＩＧアーク溶接を行う場合でも、安定し
たアーク画像を取り込むことができるアーク画像取込方
法を提供する。 【解決手段】 ワイヤ電流Ｉwをパルス電流として通電
するＰＨ方式の通電制御またはアーク電流Ｉaとワイヤ
電流Ｉwを共にパルス電流にすると共に交互に通電する
ＨＳＴ方式のパルス通電制御を行う際に、ＣＣＤカメラ
と画像処理装置は溶接制御装置１１から出力される取込
みタイミング信号ｔ11，ｔ12（ｔ21，ｔ22，ｔ31，ｔ3
2）に同期して画像の取り込みと画像処理を行うように
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパルス通電により加
熱させた添加ワイヤを供給してＴＩＧアーク溶接を行う
際にＣＣＤカメラで撮影した画像のデータを取り込んで
処理するアーク画像の取込方法に関する。
熱させた添加ワイヤを供給してＴＩＧアーク溶接を行う
際にＣＣＤカメラで撮影した画像のデータを取り込んで
処理するアーク画像の取込方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アーク溶接を自動化するために用いられ
る光学センサーとしては、レーザー光を開先と直角方向
に走査させて開先形状等を計測するレーザーセンサー
と、レーザースリット光を開先と直角方向に照射し、そ
の反射光を電荷結合素子（ＣＣＤ）撮像装置で撮像し、
画像処理して開先形状を計測するスリット光センサー
と、溶接部を直接ＣＣＤ撮像装置で撮影し、画像処理し
て溶接トーチの狙い位置等を制御する視覚センサーとが
ある。この中、視覚センサーは直接、溶接部を計測でき
ることや、アーク、溶融池の状態が判定できること等の
利点が評価されて現在は広く使用されている。
る光学センサーとしては、レーザー光を開先と直角方向
に走査させて開先形状等を計測するレーザーセンサー
と、レーザースリット光を開先と直角方向に照射し、そ
の反射光を電荷結合素子（ＣＣＤ）撮像装置で撮像し、
画像処理して開先形状を計測するスリット光センサー
と、溶接部を直接ＣＣＤ撮像装置で撮影し、画像処理し
て溶接トーチの狙い位置等を制御する視覚センサーとが
ある。この中、視覚センサーは直接、溶接部を計測でき
ることや、アーク、溶融池の状態が判定できること等の
利点が評価されて現在は広く使用されている。
【０００３】図３は従来例に係る視覚センサーを用いた
ＴＩＧ溶接制御装置の概略を示す構成図である。このＴ
ＩＧ溶接制御装置では、視覚センサーは電極狙い位置制
御のために用いられる。まず、ＴＩＧ溶接トーチ１先端
のタングステン製の電極２と母材３とにアーク電源４か
らの出力端子を接続し、アルゴンガス遮蔽雰囲気中で、
電極２を負極、母材３を正極として直流電圧を印加し
て、その間にアーク５を形成させ、ワイヤ案内管１６に
より導かれた添加ワイヤ６を溶融池１３中に供給しつつ
溶接を行う。なお、この図では、矢印Ｐで示すように、
溶接トーチ１は右側に向かって進行している。左右移動
装置２０は溶接トーチ１の水平位置を進行方向（矢印
Ｐ）と直角の左右方向に調整する。溶接トーチ１はトー
チ取付治具２１に取り付けられており、このトーチ取付
治具２１は左右駆動装置１９により駆動される左右移動
装置２０に固定されている。
ＴＩＧ溶接制御装置の概略を示す構成図である。このＴ
ＩＧ溶接制御装置では、視覚センサーは電極狙い位置制
御のために用いられる。まず、ＴＩＧ溶接トーチ１先端
のタングステン製の電極２と母材３とにアーク電源４か
らの出力端子を接続し、アルゴンガス遮蔽雰囲気中で、
電極２を負極、母材３を正極として直流電圧を印加し
て、その間にアーク５を形成させ、ワイヤ案内管１６に
より導かれた添加ワイヤ６を溶融池１３中に供給しつつ
溶接を行う。なお、この図では、矢印Ｐで示すように、
溶接トーチ１は右側に向かって進行している。左右移動
装置２０は溶接トーチ１の水平位置を進行方向（矢印
Ｐ）と直角の左右方向に調整する。溶接トーチ１はトー
チ取付治具２１に取り付けられており、このトーチ取付
治具２１は左右駆動装置１９により駆動される左右移動
装置２０に固定されている。
【０００４】視覚センサー装置は溶接部を直接撮影する
ＣＣＤカメラ１７と、ＣＣＤカメラ１７で撮影した画像
のデータをメモリーに取り込んで解析するコンピュータ
ーからなる画像処理装置１８とから成っている。溶接部
の撮影は一般的に開先や溶融池１３の状態を監視し易い
ため、進行方向前方より行われる場合が多い。画像処理
装置１８と左右駆動装置１９とは信号線で接続されてい
て、画像処理装置１８で得られた溶接部の画像のデータ
に基づいて左右移動装置２０の駆動制御が行われる。
ＣＣＤカメラ１７と、ＣＣＤカメラ１７で撮影した画像
のデータをメモリーに取り込んで解析するコンピュータ
ーからなる画像処理装置１８とから成っている。溶接部
の撮影は一般的に開先や溶融池１３の状態を監視し易い
ため、進行方向前方より行われる場合が多い。画像処理
装置１８と左右駆動装置１９とは信号線で接続されてい
て、画像処理装置１８で得られた溶接部の画像のデータ
に基づいて左右移動装置２０の駆動制御が行われる。
【０００５】図４は電極の狙い位置を計測する画像処理
方法を説明するための説明図である。同図はＣＣＤカメ
ラ１７が撮影した画像の一例を示したものである。左上
角を座標原点とすると、右方向のＸ座標は０〜５１０、
下方向のＹ座標は０〜ー５１０の値を取る。電極２の中
心位置は以下のようにして計測する。即ち、同図で、画
面上部を横方向に走る水平走査線Ｌh上の点の画素デー
タを左から右に向かって調べていくと、電極２の画像は
周囲のものに比較してかなり明るいので、画素データが
大きく変化する点として境界点Ａ，Ｂを検出することが
できる。これらの境界点Ａ，Ｂの中点が電極２の中心位
置となる。
方法を説明するための説明図である。同図はＣＣＤカメ
ラ１７が撮影した画像の一例を示したものである。左上
角を座標原点とすると、右方向のＸ座標は０〜５１０、
下方向のＹ座標は０〜ー５１０の値を取る。電極２の中
心位置は以下のようにして計測する。即ち、同図で、画
面上部を横方向に走る水平走査線Ｌh上の点の画素デー
タを左から右に向かって調べていくと、電極２の画像は
周囲のものに比較してかなり明るいので、画素データが
大きく変化する点として境界点Ａ，Ｂを検出することが
できる。これらの境界点Ａ，Ｂの中点が電極２の中心位
置となる。
【０００６】次に、例えば、境界点Ａから下方向に垂直
走査線Ｌl1上の点の画素データを調べていくと、アーク
５の画像の輝度はかなり高いので、上述のようにして、
その開先との境界を検出することができる。こうして、
下方向に辿る垂直走査線Ｌl1を外側（左側）にずらして
いくと、アーク５と開先との境界点Ｃを検出することが
できる。同様にして、境界点Ｂから右下方向に垂直走査
線Ｌl2を外側（右側）にずらしながら垂直走査線Ｌl2上
の点の画素データを調べていくことにより、アーク５と
開先との境界点Ｄを検出することができる。これらの境
界点Ｃ，Ｄの中点をアーク５の中心位置として求めるこ
とができる。
走査線Ｌl1上の点の画素データを調べていくと、アーク
５の画像の輝度はかなり高いので、上述のようにして、
その開先との境界を検出することができる。こうして、
下方向に辿る垂直走査線Ｌl1を外側（左側）にずらして
いくと、アーク５と開先との境界点Ｃを検出することが
できる。同様にして、境界点Ｂから右下方向に垂直走査
線Ｌl2を外側（右側）にずらしながら垂直走査線Ｌl2上
の点の画素データを調べていくことにより、アーク５と
開先との境界点Ｄを検出することができる。これらの境
界点Ｃ，Ｄの中点をアーク５の中心位置として求めるこ
とができる。
【０００７】そして、このアーク５の中心位置と電極２
の中心位置とを比較することにより、開先内の電極２の
ずれ量を検出することができる。このずれ量のデータが
左右駆動装置１９に送られ、左右移動装置２０の駆動制
御に用いられる。このように、視覚センサー装置ではア
ーク５を撮影した画像を基に開先内の電極２のずれ量を
検出ているので、アーク５が安定して発生することが電
極の狙い位置制御の必須条件となる。
の中心位置とを比較することにより、開先内の電極２の
ずれ量を検出することができる。このずれ量のデータが
左右駆動装置１９に送られ、左右移動装置２０の駆動制
御に用いられる。このように、視覚センサー装置ではア
ーク５を撮影した画像を基に開先内の電極２のずれ量を
検出ているので、アーク５が安定して発生することが電
極の狙い位置制御の必須条件となる。
【０００８】ところで、ＴＩＧ溶接法では非消耗品の電
極２と母材３との間を不活性ガスで遮蔽し、そこに安定
したアーク５を発生させると共に添加ワイヤ６を溶融池
１３中に挿入することにより、高品質の溶接を実施する
ことができる。しかし、溶接効率がＭＡＧ溶接法等の他
の溶接法に較べて劣っているため、より溶接効率が優れ
た溶接法としてホットワイヤＴＩＧ溶接法が導入され
た。
極２と母材３との間を不活性ガスで遮蔽し、そこに安定
したアーク５を発生させると共に添加ワイヤ６を溶融池
１３中に挿入することにより、高品質の溶接を実施する
ことができる。しかし、溶接効率がＭＡＧ溶接法等の他
の溶接法に較べて劣っているため、より溶接効率が優れ
た溶接法としてホットワイヤＴＩＧ溶接法が導入され
た。
【０００９】図５はホットワイヤＴＩＧ溶接装置の概略
を示す構成図である。ホットワイヤＴＩＧ溶接法では添
加ワイヤ６はワイヤリール１５に捲回されていて、ワイ
ヤ送給装置７により送り出され、導管８およびこれに連
結された導電管９とセラミック案内管１２の内部を挿通
してアーク形成部に導かれる。
を示す構成図である。ホットワイヤＴＩＧ溶接法では添
加ワイヤ６はワイヤリール１５に捲回されていて、ワイ
ヤ送給装置７により送り出され、導管８およびこれに連
結された導電管９とセラミック案内管１２の内部を挿通
してアーク形成部に導かれる。
【００１０】ワイヤ加熱電源１０から母材３および導電
管９との間に、交流、直流または直流パルス電流が供給
され、これにより導電管９と母材３との間の加熱部位ｅ
の添加ワイヤ６がジュール発熱して加熱され、溶融部に
達するから、そこでの溶融速度を高めることができる。
このように、添加ワイヤ６の加熱部位ｅは通電されるた
め、近傍に磁界が発生し、この磁界により、アーク５に
所謂、磁気吹き現象が起きる。
管９との間に、交流、直流または直流パルス電流が供給
され、これにより導電管９と母材３との間の加熱部位ｅ
の添加ワイヤ６がジュール発熱して加熱され、溶融部に
達するから、そこでの溶融速度を高めることができる。
このように、添加ワイヤ６の加熱部位ｅは通電されるた
め、近傍に磁界が発生し、この磁界により、アーク５に
所謂、磁気吹き現象が起きる。
【００１１】図６はホットワイヤＴＩＧ溶接法における
磁気吹き現象を説明するための説明図である。同図にお
いて、（ａ）は導電管９が負極、母材３が正極に電圧印
加された場合、（ｂ）は導電管９が正極、母材３が負極
に電圧印加された場合の例を示している。（ａ）の場合
のように、アーク５を流れるアーク電流Ｉaの方向と、
添加ワイヤ６を流れるワイヤ電流Ｉwの方向とが同一の
場合は、アーク５ａのように添加ワイヤ６側に引っ張ら
れ、（ｂ）の場合のように、アーク５を流れるアーク電
流Ｉaの方向と、添加ワイヤ６を流れるワイヤ電流Ｉwの
方向とが逆の場合は、アーク５ｂのように添加ワイヤ６
から遠ざかる方に吹き出される。
磁気吹き現象を説明するための説明図である。同図にお
いて、（ａ）は導電管９が負極、母材３が正極に電圧印
加された場合、（ｂ）は導電管９が正極、母材３が負極
に電圧印加された場合の例を示している。（ａ）の場合
のように、アーク５を流れるアーク電流Ｉaの方向と、
添加ワイヤ６を流れるワイヤ電流Ｉwの方向とが同一の
場合は、アーク５ａのように添加ワイヤ６側に引っ張ら
れ、（ｂ）の場合のように、アーク５を流れるアーク電
流Ｉaの方向と、添加ワイヤ６を流れるワイヤ電流Ｉwの
方向とが逆の場合は、アーク５ｂのように添加ワイヤ６
から遠ざかる方に吹き出される。
【００１２】溶接効率を上げる場合のように、ワイヤ電
流Ｉwを大きくすると、当然のことながら、磁気吹き現
象は顕著になる。母材３や添加ワイヤ６の溶融状態はこ
の磁気吹き現象により影響を受けるため、溶接の作業性
を著しく阻害する。そこで、従来からかかる磁気吹き現
象の発生を抑制する方法が工夫された。
流Ｉwを大きくすると、当然のことながら、磁気吹き現
象は顕著になる。母材３や添加ワイヤ６の溶融状態はこ
の磁気吹き現象により影響を受けるため、溶接の作業性
を著しく阻害する。そこで、従来からかかる磁気吹き現
象の発生を抑制する方法が工夫された。
【００１３】図７は改良されたホットワイヤＴＩＧ溶接
法における電流制御方法を説明するための電流波形図で
ある。（ａ）はアーク電流Ｉaを一定とし、ワイヤ電流
Ｉwをパルス電流として通電するＰＨ（Pulse Heated Ho
t Wire）方式の通電制御、（ｂ）はアーク電流Ｉaとワ
イヤ電流Ｉwを共にパルス電流にすると共に交互に通電
するＨＳＴ（Hot Wire Switching TIG）方式のパルス通
電制御の具体例を示す。ＰＨ方式のパルス通電制御の場
合は、例えば、ワイヤ電流は３msec程度の短期間のパル
ス電流通電時間中だけアーク５に磁気吹き現象が起きる
が、この時間は非常に短期間であるため、溶接の作業性
を損ねることは殆ど無い。この方式を採用すると、市販
のアーク電源装置を使用できるという利点がある。
法における電流制御方法を説明するための電流波形図で
ある。（ａ）はアーク電流Ｉaを一定とし、ワイヤ電流
Ｉwをパルス電流として通電するＰＨ（Pulse Heated Ho
t Wire）方式の通電制御、（ｂ）はアーク電流Ｉaとワ
イヤ電流Ｉwを共にパルス電流にすると共に交互に通電
するＨＳＴ（Hot Wire Switching TIG）方式のパルス通
電制御の具体例を示す。ＰＨ方式のパルス通電制御の場
合は、例えば、ワイヤ電流は３msec程度の短期間のパル
ス電流通電時間中だけアーク５に磁気吹き現象が起きる
が、この時間は非常に短期間であるため、溶接の作業性
を損ねることは殆ど無い。この方式を採用すると、市販
のアーク電源装置を使用できるという利点がある。
【００１４】また、ＨＴＳ方式のパルス通電制御の場合
は、短期間のパルスのワイヤ電流通電時間中は、アーク
電流はアーク５を持続できるだけの最低レベルの値まで
下げられているので、磁気吹き現象の影響は軽微であ
る。図５に示すホットワイヤＴＩＧ溶接装置は、この方
式に係る装置を示したものであり、アーク電源４から出
力されるアーク電流Ｉaとワイヤ加熱電源１０から出力
されるワイヤ電流Ｉwを同期させるために、溶接制御装
置１１からアーク電源４とワイヤ加熱電源１０とに同期
信号を出力し、両者を同期させている。なお、図７に示
したパルス電流の周波数は100Hz、通電デューティは30
％であるが、一般的にはパルス電流の周波数は60Hz〜20
0Hz、ワイヤ電流Ｉwの通電デューティは15 〜40％のも
のが使用とされる。
は、短期間のパルスのワイヤ電流通電時間中は、アーク
電流はアーク５を持続できるだけの最低レベルの値まで
下げられているので、磁気吹き現象の影響は軽微であ
る。図５に示すホットワイヤＴＩＧ溶接装置は、この方
式に係る装置を示したものであり、アーク電源４から出
力されるアーク電流Ｉaとワイヤ加熱電源１０から出力
されるワイヤ電流Ｉwを同期させるために、溶接制御装
置１１からアーク電源４とワイヤ加熱電源１０とに同期
信号を出力し、両者を同期させている。なお、図７に示
したパルス電流の周波数は100Hz、通電デューティは30
％であるが、一般的にはパルス電流の周波数は60Hz〜20
0Hz、ワイヤ電流Ｉwの通電デューティは15 〜40％のも
のが使用とされる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ホットワイ
ヤＴＩＧ溶接装置でパルス通電制御を行った場合は、ワ
イヤ電流Ｉwのパルス通電期間以外の期間にＣＣＤカメ
ラ１７が撮影した画像のデータについては画像処理装置
１８による開先内の電極２のずれ量検出に用いることが
できるが、ワイヤ電流Ｉwのパルス通電期間中にＣＣＤ
カメラ１７が撮影したアークの画像データは磁気吹き現
象が生じている可能性が高いので、開先内の電極２のず
れ量検出に用いることはできない。例えば、図７（ａ）
に示すＰＨ方式のパルス通電制御の場合に、３msecの通
電期間、即ち、溶接作業期間の全体で約３割の期間中に
ＣＣＤカメラ１７が撮影したアークの画像はアーク５の
形状が不安定になっているため、開先内の電極２のずれ
量検出に用いることができない。
ヤＴＩＧ溶接装置でパルス通電制御を行った場合は、ワ
イヤ電流Ｉwのパルス通電期間以外の期間にＣＣＤカメ
ラ１７が撮影した画像のデータについては画像処理装置
１８による開先内の電極２のずれ量検出に用いることが
できるが、ワイヤ電流Ｉwのパルス通電期間中にＣＣＤ
カメラ１７が撮影したアークの画像データは磁気吹き現
象が生じている可能性が高いので、開先内の電極２のず
れ量検出に用いることはできない。例えば、図７（ａ）
に示すＰＨ方式のパルス通電制御の場合に、３msecの通
電期間、即ち、溶接作業期間の全体で約３割の期間中に
ＣＣＤカメラ１７が撮影したアークの画像はアーク５の
形状が不安定になっているため、開先内の電極２のずれ
量検出に用いることができない。
【００１６】本発明は従来技術におけるかかる不具合を
解消すべく為されたものであり、ワイヤ電流をパルス通
電制御するようにしたホットワイヤＴＩＧアーク溶接を
行う場合でも、安定したアーク画像を取り込むことがで
きるアーク画像取込方法を提供することを目的とする。
解消すべく為されたものであり、ワイヤ電流をパルス通
電制御するようにしたホットワイヤＴＩＧアーク溶接を
行う場合でも、安定したアーク画像を取り込むことがで
きるアーク画像取込方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、添加ワイヤに加熱用のワイヤ電流が流れて
いない期間に画像のデータの取込みを行うようにしたも
のであり、好ましくは、アークを発生させるアーク電流
をパルス通電されたワイヤ電流と同期させて交互にパル
ス通電したり、画像のデータの取込みはアークを持続で
きる最低レベルのアーク電流が電極に供給されている期
間内に行うようにしたものである。
に本発明は、添加ワイヤに加熱用のワイヤ電流が流れて
いない期間に画像のデータの取込みを行うようにしたも
のであり、好ましくは、アークを発生させるアーク電流
をパルス通電されたワイヤ電流と同期させて交互にパル
ス通電したり、画像のデータの取込みはアークを持続で
きる最低レベルのアーク電流が電極に供給されている期
間内に行うようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を具
体化した一実施例を詳細に説明する。図２は本発明の実
施例に係るホットワイヤＴＩＧ溶接装置の概略を示す構
成図、図１は同じく、ホットワイヤＴＩＧ溶接法におけ
る電流制御方法を説明するための電流波形図である。従
来例と同一または同一とみなせる箇所には同一の符号を
附して重複する説明を省略する。図１で（ａ），
（ｂ），（ｃ）は何れもアーク電流Ｉaおよびワイヤ電
流Ｉwの波形図と画像の取込みタイミング図であり、
（ａ）はＰＨ方式、（ｂ），（ｃ）はＨＳＴ方式による
ものである。
体化した一実施例を詳細に説明する。図２は本発明の実
施例に係るホットワイヤＴＩＧ溶接装置の概略を示す構
成図、図１は同じく、ホットワイヤＴＩＧ溶接法におけ
る電流制御方法を説明するための電流波形図である。従
来例と同一または同一とみなせる箇所には同一の符号を
附して重複する説明を省略する。図１で（ａ），
（ｂ），（ｃ）は何れもアーク電流Ｉaおよびワイヤ電
流Ｉwの波形図と画像の取込みタイミング図であり、
（ａ）はＰＨ方式、（ｂ），（ｃ）はＨＳＴ方式による
ものである。
【００１９】また、何れのパルス電流も従来例と同様に
周波数は100Hz 、通電デューティは３０％である。同図
から明らかなように、画像の取込みタイミング信号ｔ1
1，ｔ12（ｔ21，ｔ22，ｔ31，ｔ32）は何れもワイヤ電
流が０の期間にある。取込みタイミング信号ｔ11，ｔ12
（ｔ21，ｔ22，ｔ31，ｔ32）は溶接制御装置１１からＣ
ＣＤカメラ１７と画像処理装置１８に出力される。ＣＣ
Ｄカメラ１７と画像処理装置１８はこれらの取込みタイ
ミング信号ｔ11，ｔ12（ｔ21，ｔ22，ｔ31，ｔ32）に同
期して画像の取り込みと画像処理を行う。
周波数は100Hz 、通電デューティは３０％である。同図
から明らかなように、画像の取込みタイミング信号ｔ1
1，ｔ12（ｔ21，ｔ22，ｔ31，ｔ32）は何れもワイヤ電
流が０の期間にある。取込みタイミング信号ｔ11，ｔ12
（ｔ21，ｔ22，ｔ31，ｔ32）は溶接制御装置１１からＣ
ＣＤカメラ１７と画像処理装置１８に出力される。ＣＣ
Ｄカメラ１７と画像処理装置１８はこれらの取込みタイ
ミング信号ｔ11，ｔ12（ｔ21，ｔ22，ｔ31，ｔ32）に同
期して画像の取り込みと画像処理を行う。
【００２０】これにより、視覚センサー装置の画像処理
装置１８におけるアーク５と開先との境界点Ｃ，Ｄの検
出を安定的に確実に行うことができる。つまり、視覚セ
ンサー装置が検出した開先内の電極２の正しいずれ量に
基づいたＴＩＧ溶接トーチ１の正確な左右位置制御を行
うことができる。なお、市販のＣＣＤカメラは通常1/60
sec に１回の画像取込みを行うようになっているので、
そのタイミングに合わせて約30msecに１回の画像取込み
を行うと良い。
装置１８におけるアーク５と開先との境界点Ｃ，Ｄの検
出を安定的に確実に行うことができる。つまり、視覚セ
ンサー装置が検出した開先内の電極２の正しいずれ量に
基づいたＴＩＧ溶接トーチ１の正確な左右位置制御を行
うことができる。なお、市販のＣＣＤカメラは通常1/60
sec に１回の画像取込みを行うようになっているので、
そのタイミングに合わせて約30msecに１回の画像取込み
を行うと良い。
【００２１】（ｂ），（ｃ）に示すＨＳＴ方式によるパ
ルス電流と取込みタイミングの制御では、（ｂ）の方は
従来例と同様のアーク電流Ｉaおよびワイヤ電流Ｉwの交
互出力制御を行うと共に、ワイヤ電流が０の期間内に取
込みタイミング信号ｔ21，ｔ22を発生させたものであ
り、（ｃ）の方はアーク電流Ｉaが最低レベルにある期
間を分割して、始めにワイヤ電流Ｉwの出力期間、次に
取込みタイミング信号ｔ31，ｔ32の発生期間としたもの
である。
ルス電流と取込みタイミングの制御では、（ｂ）の方は
従来例と同様のアーク電流Ｉaおよびワイヤ電流Ｉwの交
互出力制御を行うと共に、ワイヤ電流が０の期間内に取
込みタイミング信号ｔ21，ｔ22を発生させたものであ
り、（ｃ）の方はアーク電流Ｉaが最低レベルにある期
間を分割して、始めにワイヤ電流Ｉwの出力期間、次に
取込みタイミング信号ｔ31，ｔ32の発生期間としたもの
である。
【００２２】アーク光の強度は紫外域が強いため、アー
ク光を撮影して画像処理する場合は、特殊なフィルター
を用いて紫外域光を減衰させる必要があるが、フィルタ
ーの選択を誤ると、電極２や溶融池１３からの赤外域の
光をも減衰させてしまい、それらの画像が検出不能にな
ることがあるが、（ｃ）に示すＨＳＴ方式の取込みタイ
ミング制御では、アーク電流Ｉaが最低レベルにある期
間に画像の取り込みを行うようにしているので、アーク
光の強度が著しく低下した状態の光を撮影することにな
り、上述のような失敗をしなくて済むようになる。ま
た、最低レベルにあるアーク電流Ｉaの値は一定に保た
れているため、アーク光の撮影条件を一定に保持できる
という利点もある。
ク光を撮影して画像処理する場合は、特殊なフィルター
を用いて紫外域光を減衰させる必要があるが、フィルタ
ーの選択を誤ると、電極２や溶融池１３からの赤外域の
光をも減衰させてしまい、それらの画像が検出不能にな
ることがあるが、（ｃ）に示すＨＳＴ方式の取込みタイ
ミング制御では、アーク電流Ｉaが最低レベルにある期
間に画像の取り込みを行うようにしているので、アーク
光の強度が著しく低下した状態の光を撮影することにな
り、上述のような失敗をしなくて済むようになる。ま
た、最低レベルにあるアーク電流Ｉaの値は一定に保た
れているため、アーク光の撮影条件を一定に保持できる
という利点もある。
【００２３】さらに、アーク電流Ｉaが最低レベルにあ
る期間の中、始めの方をワイヤ電流Ｉwの出力期間と
し、その後、取込みタイミング信号ｔ31，ｔ32の発生期
間としたので、アーク電流Ｉaが完全に最低レベルに達
した後、画像取込みを行うことができるから、精度が高
い開先内の電極２のずれ量検出を行うことができる。
る期間の中、始めの方をワイヤ電流Ｉwの出力期間と
し、その後、取込みタイミング信号ｔ31，ｔ32の発生期
間としたので、アーク電流Ｉaが完全に最低レベルに達
した後、画像取込みを行うことができるから、精度が高
い開先内の電極２のずれ量検出を行うことができる。
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、添加ワイヤに加熱用のワイヤ電流が流れてい
ない期間に画像のデータの取込みを行うようにしたの
で、ホットワイヤＴＩＧアーク溶接を行う場合でも、安
定したアーク画像を取り込むことができる。
によれば、添加ワイヤに加熱用のワイヤ電流が流れてい
ない期間に画像のデータの取込みを行うようにしたの
で、ホットワイヤＴＩＧアーク溶接を行う場合でも、安
定したアーク画像を取り込むことができる。
【００２４】請求項２記載の発明によれば、アークを発
生させるアーク電流をパルス通電されたワイヤ電流と同
期させて交互にパルス通電したので、磁気吹き現象の影
響を最低限に抑えることができる。
生させるアーク電流をパルス通電されたワイヤ電流と同
期させて交互にパルス通電したので、磁気吹き現象の影
響を最低限に抑えることができる。
【００２５】請求項３記載の発明によれば、画像のデー
タの取込みはアークを持続できる最低レベルのアーク電
流が電極に供給されている期間内に行うようにしたの
で、アーク以外の画像が検出不能となって見落としてし
まうのを防止できる。
タの取込みはアークを持続できる最低レベルのアーク電
流が電極に供給されている期間内に行うようにしたの
で、アーク以外の画像が検出不能となって見落としてし
まうのを防止できる。
【図１】本発明の実施例に係るホットワイヤＴＩＧ溶接
法における電流制御方法を説明するための電流波形図で
ある。
法における電流制御方法を説明するための電流波形図で
ある。
【図２】同じく、ホットワイヤＴＩＧ溶接装置の概略を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】従来例に係る視覚センサーを用いたＴＩＧ溶接
制御装置の概略を示す構成図である。
制御装置の概略を示す構成図である。
【図４】電極の狙い位置を計測する画像処理方法を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図５】従来例に係るホットワイヤＴＩＧ溶接装置の概
略を示す構成図である。
略を示す構成図である。
【図６】ホットワイヤＴＩＧ溶接法における磁気吹き現
象を説明するための説明図である。
象を説明するための説明図である。
【図７】改良されたホットワイヤＴＩＧ溶接法における
電流制御方法を説明するための電流波形図である。
電流制御方法を説明するための電流波形図である。
１ ＴＩＧ溶接トーチ
２ 電極
３ 母材
４ アーク電源
５ アーク
６ 添加ワイヤ
９ 導電管
１０ ワイヤ加熱電源
１１ 溶接制御装置
１２ セラミック案内管
１３ 溶融池
１７ ＣＣＤカメラ
１８ 画像処理装置
１９ 左右駆動装置
２０ 左右移動装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中澤 信雄
広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立
株式会社呉研究所内
Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB07 DC02 DE04
Claims (3)
- 【請求項１】 開先内に位置した電極と母材との間に発
生させたアークで形成された溶融池に、パルス通電によ
り加熱させた添加ワイヤを供給してＴＩＧアーク溶接を
行う際に、前記アークの発生位置を計測するためにＣＣ
Ｄカメラで撮影した画像のデータを取り込んで処理する
アーク画像の取込方法において、前記添加ワイヤに加熱
用のワイヤ電流が流れていない期間に前記画像のデータ
の取込みを行うようにしたことを特徴とするアーク画像
の取込方法。 - 【請求項２】 アークを発生させるアーク電流をパルス
通電されたワイヤ電流と同期させて交互にパルス通電し
たことを特徴とする請求項１記載のアーク画像の取込方
法。 - 【請求項３】 画像のデータの取込みはアークを持続で
きる最低レベルのアーク電流が電極に供給されている期
間内に行うようにしたことを特徴とする請求項２記載の
アーク画像の取込方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015798A JP4154153B2 (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | アーク画像の取込方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015798A JP4154153B2 (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | アーク画像の取込方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003220470A true JP2003220470A (ja) | 2003-08-05 |
| JP4154153B2 JP4154153B2 (ja) | 2008-09-24 |
Family
ID=27742696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002015798A Expired - Fee Related JP4154153B2 (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | アーク画像の取込方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4154153B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102554422A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-11 | 江苏大学 | 一种带有视觉功能的同轴一体化焊枪 |
| JP2013000779A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Daihen Corp | アーク溶接方法およびアーク溶接システム |
| US20150158106A1 (en) * | 2009-01-13 | 2015-06-11 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency |
| US20150158105A1 (en) * | 2009-01-13 | 2015-06-11 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency |
| US20150183044A1 (en) * | 2009-01-13 | 2015-07-02 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency |
| US20150183045A1 (en) * | 2009-01-13 | 2015-07-02 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency |
| CN106029280A (zh) * | 2014-02-24 | 2016-10-12 | 林肯环球股份有限公司 | 使用组合填充焊丝送进和高强度能量源在受控电弧放电频率下进行焊接的方法和系统 |
| CN107378238A (zh) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 林肯环球股份有限公司 | 使用组合填充焊丝给送和高强度能量源的方法和系统 |
| CN113210812A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-06 | 济南大学 | 一种实时调整熔覆层尺寸的双重热丝-tig电弧增材制造装置 |
-
2002
- 2002-01-24 JP JP2002015798A patent/JP4154153B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150158106A1 (en) * | 2009-01-13 | 2015-06-11 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency |
| US20150158105A1 (en) * | 2009-01-13 | 2015-06-11 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency |
| US20150183044A1 (en) * | 2009-01-13 | 2015-07-02 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency |
| US20150183045A1 (en) * | 2009-01-13 | 2015-07-02 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency |
| JP2013000779A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Daihen Corp | アーク溶接方法およびアーク溶接システム |
| CN102554422A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-11 | 江苏大学 | 一种带有视觉功能的同轴一体化焊枪 |
| CN106029280A (zh) * | 2014-02-24 | 2016-10-12 | 林肯环球股份有限公司 | 使用组合填充焊丝送进和高强度能量源在受控电弧放电频率下进行焊接的方法和系统 |
| CN107378238A (zh) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 林肯环球股份有限公司 | 使用组合填充焊丝给送和高强度能量源的方法和系统 |
| CN113210812A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-06 | 济南大学 | 一种实时调整熔覆层尺寸的双重热丝-tig电弧增材制造装置 |
| CN113210812B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-03-11 | 济南大学 | 一种实时调整熔覆层尺寸的双重热丝-tig电弧增材制造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4154153B2 (ja) | 2008-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2016090903A1 (zh) | 窄间隙焊接电弧摇动的适应控制方法及装置 | |
| US6429404B1 (en) | Method and apparatus for determining seam tracking control of arc welding | |
| JP2003220470A (ja) | アーク画像の取込方法 | |
| CN103370162B (zh) | 用于监测电弧过程的装置和方法 | |
| CN104772554A (zh) | 步进电弧焊接式的脉冲钨极氩弧焊弧压传感熔透控制方法 | |
| JP2007330987A (ja) | 溶接部可視化装置を用いた溶接状況解析装置及び方法 | |
| WO2020039948A1 (ja) | 溶接制御装置、表示制御装置、溶接システム、溶接制御方法及びプログラム | |
| JP2001113373A (ja) | タンデムアーク溶接の制御方法 | |
| JP3463142B2 (ja) | 溶接装置 | |
| JPH0550240A (ja) | 自動溶接装置とその溶接条件制御方法 | |
| JP3272591B2 (ja) | レーザオービタル溶接用モニタリング装置 | |
| US20220274197A1 (en) | Welding system and welding method | |
| JP4647914B2 (ja) | アーク溶接方法およびアーク溶接装置 | |
| JP2012236222A (ja) | パルスアーク溶接の磁気吹き判別方法 | |
| JP2004042067A (ja) | アーク形状監視による自動開先倣い溶接装置および方法 | |
| JP4117526B2 (ja) | Ｘ開先継手の多層盛溶接方法 | |
| JPH05138354A (ja) | 溶接自動倣い装置 | |
| JP6418005B2 (ja) | アンダーカット欠陥の検出方法、アンダーカット欠陥の検出装置、及び、隅肉アーク溶接方法 | |
| JP7385410B2 (ja) | アーク溶接システム | |
| KR101394994B1 (ko) | 용접 용적이행 모드 규명장치 및 규명 방법 | |
| JPH0647541A (ja) | アークの状況判断方法 | |
| JP2006055858A (ja) | 溶接制御方法及び溶接装置 | |
| JPS5877776A (ja) | 溶接線画像入力方法 | |
| Suga et al. | Reduction of the adverse influence of arc glare on recognition of the weld line in welding by a robot with a visual sensor | |
| JP4147390B2 (ja) | レーザ溶接品質検査方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050117 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080610 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080624 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080707 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120711 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130711 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |