JP2014079774A - 溶接狙い位置計測装置および溶接狙い位置計測方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶接施工中に溶接条件を変更した場合においても、溶接トーチ先端位置や開先の端部の検出結果の精度を低下させずに溶接狙い位置を計測する。
【解決手段】実施形態の溶接狙い位置計測装置は、溶接トーチ10と開先とを同じ画角内で撮影する撮影装置11と、撮影装置11の前面に配置される光学フィルタ12と、画像の中で設定された画像重ね合わせ部分について所定の枚数の画像を加算することにより画像重ね合わせ部分の輝度を高めた輝度調整済み画像を作成する溶接画像作成部13と、輝度調整済み画像から溶接トーチ10の先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出部14と、輝度調整済み画像から開先の両端部の位置を検出する開先検出部15と、検出した溶接トーチ10の先端位置および開先の両端部の位置とに基いて溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測部16と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態の溶接狙い位置計測装置は、溶接トーチ10と開先とを同じ画角内で撮影する撮影装置11と、撮影装置11の前面に配置される光学フィルタ12と、画像の中で設定された画像重ね合わせ部分について所定の枚数の画像を加算することにより画像重ね合わせ部分の輝度を高めた輝度調整済み画像を作成する溶接画像作成部13と、輝度調整済み画像から溶接トーチ10の先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出部14と、輝度調整済み画像から開先の両端部の位置を検出する開先検出部15と、検出した溶接トーチ10の先端位置および開先の両端部の位置とに基いて溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測部16と、を備える。
【選択図】図1
Description
この発明の実施形態は、開先を用いた溶接における溶接トーチと開先との位置関係を計測する溶接狙い位置計測装置およびその溶接狙い位置計測方法に関する。
発電設備などで利用される機器の溶接接合では、熱応力を低減するために開先幅の狭い狭開先が用いられることがある。特に狭開先の溶接では、溶接時の熱にて開先の形状が変形し溶接狙い位置がずれることで溶接欠陥が発生する可能性があり、溶接施工中に開先形状の変形に応じて溶接狙い位置を補正する必要がある。
そこで、溶接施工中に溶接狙い位置を補正する方法として、例えば特許文献1に記載されているように、カメラの映像を利用したシステムが提案されている。また、溶接箇所はアークの光量が強いために、アークを発生している電極先端の位置と開先などその周辺では光量の差が大きくカメラ単体では視認性の良い画像を撮影することが困難である。このため特許文献1に記載された技術では、部分的に異なる透過率分布の減光フィルタを用いて監視カメラに受光される光量を部分的に調整し視認性の良い画像を撮影できるようにしており、この画像から電極先端位置と開先底面の両端を画像処理にて検出するとともに、検出結果から電極狙い位置のずれを判断し電極狙い位置の制御を行っている。
アークの光量や電極の明るさは、溶接電圧や溶接電流などの溶接条件による入力量により変動するものである。また、監視カメラの画像の明るさの変化は、監視カメラの画像から検出している電極先端位置や開先底面の両端の検出結果の精度を低下させる可能性がある。このため、溶接条件を変えた場合でも監視カメラの画像から精度の良い検出を行おうとすると、減光フィルタの種類やカメラの設定を調整するなどの調整作業が発生するため、溶接施工中に溶接条件を変更した際にリアルタイムでの対応が難しかった。
本発明の実施形態は、上述した課題を解決するためになされたものであり、溶接施工中に溶接条件を変更した場合においても、溶接トーチ先端位置や開先の端部の検出結果の精度が低下せずに溶接狙い位置を計測できるようにすることを目的とする。
本発明に係る溶接狙い位置計測装置の一つの態様は、溶接トーチとこの溶接トーチを用いて溶接される開先とを同じ画角内で撮影して時系列画像を出力する撮影装置と、前記撮影装置の前面に配置されて、前記撮影装置に入射される光のうちの所定の波長の範囲の光を選択的に透過させる光学フィルタと、前記撮影装置から出力される前記時系列画像の中であらかじめ設定された少なくとも一つの画像重ね合わせ部分について所定の枚数の画像を加算することにより、前記画像重ね合わせ部分の輝度を相対的に高めた輝度調整済み画像を作成する溶接画像作成部と、前記輝度調整済み画像から前記溶接トーチの先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出部と、前記輝度調整済み画像から前記開先の両端部の位置を検出する開先検出部と、前記溶接トーチ先端検出部にて検出した前記溶接トーチの先端位置と、前記開先検出部にて検出した開先の両端部の位置とに基いて、溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る溶接狙い位置計測装置の他の一つの態様は、溶接トーチとこの溶接トーチを用いて溶接される開先とを同じ画角内で撮影して時系列画像を出力する撮影装置と、前記撮影装置の前面に配置されて、前記撮影装置に入射される光のうちの所定の波長の範囲の光を選択的に透過させる光学フィルタと、前記光学フィルタの開閉を制御する光学フィルタ開閉装置と、溶接を行っていないときに、前記光学フィルタ開閉装置にて前記光学フィルタを開いた状態で前記撮影装置によって撮影された画像から、前記溶接トーチの先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出部と、前記溶接トーチ先端検出部の検出結果を記録する溶接トーチ先端記録部と、溶接を行っているときに、前記光学フィルタ開閉装置にて前記光学フィルタを閉じた状態で撮影された画像から、前記開先の両端部の位置を検出する開先検出部と、前記溶接トーチ先端記録部に記録された前記溶接トーチの先端位置と、前記開先検出部にて検出した開先の両端部の位置とに基いて、溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る溶接狙い位置計測方法の一つの態様は、入射される光のうちの所定の波長の範囲の光を光学フィルタにより選択的に透過させながら、溶接トーチとこの溶接トーチを用いて溶接される開先とを同じ画角内で撮影して前記時系列画像を出力する撮影ステップと、前記撮影装置から出力される時系列画像の中であらかじめ設定された少なくとも一つの画像重ね合わせ部分について所定の枚数の画像を加算することにより、前記画像重ね合わせ部分の輝度を相対的に高めた輝度調整済み画像を作成する溶接画像作成ステップと、前記輝度調整済み画像から前記溶接トーチの先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出ステップと、前記輝度調整済み画像から前記開先の両端部の位置を検出する開先検出ステップと、前記溶接トーチ先端検出ステップにて検出した前記溶接トーチの先端位置と、前記開先検出ステップにて検出した開先の両端部の位置とに基いて、溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明に係る溶接狙い位置計測方法の他の一つの態様は、溶接トーチとこの溶接トーチを用いて溶接される開先とを、溶接していないときに一つの撮影装置の同じ画角内で撮影して時系列的にフィルタ開画像を出力するフィルタ開撮影ステップと、前記フィルタ開画像から前記溶接トーチの先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出ステップと、前記溶接トーチ先端検出部の検出結果を記録する溶接トーチ先端記録ステップと、前記撮影装置に入射される光のうちの所定の波長の範囲の光を選択的に透過させる光学フィルタを取り付ける光学フィルタ閉ステップと、前記光学フィルタ閉ステップの後に、前記フィルタ開撮影ステップにおける前記溶接トーチと前記撮影装置との相対位置を変えずに、溶接をしながら、前記溶接トーチおよび前記開先を前記撮影装置の同じ画角内で撮影して時系列的にフィルタ閉画像を出力するフィルタ閉撮影ステップと、前記フィルタ閉画像から前記開先の両端部の位置を検出する開先検出ステップと、前記溶接トーチ先端記録部に記録された溶接トーチの先端位置と、前記開先検出部にて検出した開先の両端部の位置とに基いて、溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、溶接施工中に溶接条件を変更した場合においても、溶接トーチ先端位置や開先の端部の検出結果の精度が低下せずに溶接狙い位置を計測できる。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明に係る溶接狙い位置計測装置の第1の実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。図2は、第1の実施形態における撮影装置で撮影される画像の例を示す図である。図3は、図2の画像における画像加算範囲・検出範囲を説明する説明図である。図4は、第1の実施形態におけるエッジ検出用の重み係数テーブルの例を示す図である。図5は、第1の実施形態における溶接トーチ先端検出部の動作の例を説明する説明図である。
図1は、本発明に係る溶接狙い位置計測装置の第1の実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。図2は、第1の実施形態における撮影装置で撮影される画像の例を示す図である。図3は、図2の画像における画像加算範囲・検出範囲を説明する説明図である。図4は、第1の実施形態におけるエッジ検出用の重み係数テーブルの例を示す図である。図5は、第1の実施形態における溶接トーチ先端検出部の動作の例を説明する説明図である。
図1に示すように、第1の実施形態の溶接狙い位置計測装置は、撮影装置11と、光学フィルタ12と、撮影装置11で得られた画像データを処理する画像データ処理装置80とを備えている。画像データ処理装置80は、たとえば1台または複数台のコンピュータによって構成され、溶接画像作成部13と、溶接トーチ先端検出部14と、開先検出部15と、溶接狙い位置計測部16とを含んでいる。
撮影装置11は、溶接トーチ10の前方に設置されて、溶接トーチ10と開先81(図2)を同じ画角内で撮影する。光学フィルタ12は、撮影装置11の前面に配置され、撮影装置11に入射される光のうちの所定の波長範囲の光を選択的に透過させるものである。
溶接画像作成部13は、撮影装置11から出力される時系列画像を、部分ごとに設定した画像数加算することにより部分的に画像の輝度を上昇させた画像(輝度調整済み画像)を作成する。溶接トーチ先端検出部14は、溶接画像作成部13にて作成した輝度調整済み画像から溶接トーチ10の溶接トーチ先端21の位置を検出する。開先検出部15は、溶接画像作成部13にて作成した輝度調整済み画像から、図2に示すように、開先底面82の左右の開先底面端部25の位置を検出する。溶接狙い位置計測部16は、溶接トーチ先端検出部14にて検出した溶接トーチ先端21の位置と、開先検出部15にて検出した左右の開先底面端部25の位置から溶接狙い位置を計測する。
次に動作について説明する。撮影装置11の前面に配置された光学フィルタ12は、アーク光のピーク波長から離れた帯域の波長のみを透過するもので、これによりアーク光が撮影装置11に受光されることを抑制し溶接トーチ先端21と開先81(図2)などの周辺との光量差をなくし視認性の向上を図っている。
撮影装置11は、図2に示すように溶接トーチ先端21と開先81を同じ画角内で撮影する。
溶接画像作成部13は、溶接トーチ10と開先底面端部25を検出しやすくするために、撮影装置11から出力される時系列画像をたとえば図3に示す溶接トーチ先端検出範囲30や開先検出範囲31a、31bのみを予め個別に設定した画像数加算する。
溶接トーチ10はその周辺よりも温度が高いため、撮影装置11の画像上、溶接トーチ10はその周辺よりも輝度が高くなる。また、開先底面端部25は、撮影装置11の画像上、温度が高く輝度の高い溶融池27とアーク26の光が反射し輝度の高い開先壁面22間にあり周辺よりも輝度が低くなる。よって、溶接画像作成部13にて撮影装置11の時系列画像を加算して輝度調整済み画像を生成することにより、輝度差が増幅され溶接トーチ10と開先底面端部25を検出しやすくなる。
溶接トーチ10と開先底面端部25ではその周辺との輝度差が異なるため、加算する画像数を範囲ごとに設定することで適切な輝度の増幅が図れるようにしている。また、溶接条件に合わせて加算する画像数を予め複数設定しておき、溶接条件に応じて加算する画像数を変更しても良い。
溶接トーチ先端検出部14は、溶接画像作成部13の輝度調整済み画像から画像処理により溶接トーチ10とその周辺との輝度差を用いて溶接トーチ先端21を検出する。溶接トーチ先端検出部14は、はじめに図4に示すような横方向の輝度差を求める重み係数テーブルにて空間フィルタ処理を実行し、図5に示す溶接トーチ10の側面50の縦のエッジを強調する。
次に2値化処理にて輝度差がしきい値以上のエッジを抽出し、ハフ(Hough)変換などの直線を検出する信号処理により溶接トーチ10の左右の側面50(図5)を検出する。検出した左右の側面50から溶接トーチの中心51を求め、輝度プロファイル52を計測する。計測した輝度プロファイル52では、溶接トーチ10とアーク26の境界が溶接トーチ先端21となり、溶接トーチ10よりもアーク26の方が輝度が高くなる。そこで、溶接トーチ先端検出部14では、計測した輝度プロファイル52を任意のしきい値にて2値化処理し、溶接トーチ10とアーク26の境界を求め、溶接トーチ先端21の位置を検出する。
開先検出部15は、溶接画像作成部13の画像から画像処理により、温度が高く輝度の高い溶融池27とアーク26の光が反射し輝度の高い開先壁面22間の開先底面端部25を検出する。この検出方法は溶接トーチ先端検出部14における処理と同様である。すなわち、開先検出部15は、はじめに図4に示すような横方向の輝度差を求める重み係数テーブルにて空間フィルタを実行し、開先底面端部25のエッジを強調する。次に2値化処理にて輝度差がしきい値以上のエッジを抽出し、ハフ変換などの直線を検出する信号処理により開先底面端部25の直線を検出する。
溶接狙い位置計測部16は、開先検出部15にて検出した左右の開先底面端部25の位置から開先81の中央を求め、この開先中央を溶接狙い位置として溶接トーチ先端検出部14にて検出した溶接トーチ先端21の開先中央に対するずれ量を算出し、溶接トーチ先端21を溶接狙い位置に移動させるための補正量を計算する。
以上の説明では、溶接狙い位置を開先中央として説明したが、開先中央を基準として左右に規定量ずらした位置を溶接狙い位置としても良い。
この第1の実施形態によれば、溶接条件を変更することで撮影装置11から得られる画像が暗くなり溶接トーチ10や開先底面端部25とその周辺との輝度差が小さくなった場合においても、撮影装置11の画像を溶接画像作成部13にて画像加算することで、溶接トーチ10や開先底面端部25とその周辺との輝度差を増幅させることができる。これにより、溶接トーチ先端21と開先底面端部25を検出しやすくし、検出結果の精度低下を抑制することができる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は、本発明に係る溶接狙い位置計測装置の第2の実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。図6において、図1と同一または相当の部分については同一符号を付し説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は、本発明に係る溶接狙い位置計測装置の第2の実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。図6において、図1と同一または相当の部分については同一符号を付し説明を省略する。
この第2の実施形態は、図1に示す第1の実施形態の画像データ処理装置80に、その一部として、画像加算数算出部70を追加して設けたものである。画像加算数算出部70は、撮影装置11から得られた画像に基いて、溶接画像作成部13において画像加算を行う溶接トーチ先端検出範囲30や開先検出範囲31a、31bの撮影装置11から出力される画像の明るさの指標となる平均輝度などを算出し、算出した平均輝度を用いて溶接トーチ先端検出範囲30、開先検出範囲31a、31bごとに個別に設定した目標輝度に到達するために必要な画像加算枚数を算出し出力するものである。
次に動作について説明する。撮影装置11は、第1の実施形態と同様に、溶接トーチ10と開先81を同じ画角内で撮影し、得られた画像を画像データ処理装置80の画像加算数算出部70に出力する。
画像加算数算出部70は、溶接画像作成部13において画像加算を行う溶接トーチ先端検出範囲30や開先検出範囲31a、31bの撮影装置11から出力される画像の明るさの指標となる平均輝度などの代表的輝度を算出する。次に、算出した代表的輝度を用いて溶接トーチ先端検出範囲30、開先検出範囲31a、31bごとに個別に設定した目標輝度に到達するために必要な画像加算枚数を算出し出力する。
溶接画像作成部13では、溶接トーチ先端検出範囲30や開先検出範囲31a、31bごとに画像加算数算出部70にて算出した画像加算数分の画像加算を領域ごとに実行して輝度調整済み画像を生成する。
溶接トーチ先端検出部14および開先検出部15では、第1の実施形態と同様に、溶接画像作成部13の出力である輝度調整済み画像から画像処理により溶接トーチ先端21および開先底面端部25を検出する。そして、溶接狙い位置計測部16にて、溶接トーチ先端検出部14により検出した溶接トーチ先端21の位置と、開先検出部15により検出した開先底面端部25の位置から溶接トーチ先端21を溶接狙い位置に移動させるための補正量を計算する。
この第2の実施形態によれば、溶接条件を変更することによって撮影装置11の画像が暗くなり溶接トーチ10や開先底面端部25とその周辺との輝度差が小さくなった場合においても、画像加算数算出部70にて算出した画像枚数だけ、撮影装置11の画像を溶接画像作成部13にて画像加算することができ、これにより、溶接トーチ10や開先底面端部25とその周辺との輝度差を増幅させることができる。それにより、溶接トーチ先端21と開先底面端部25を検出しやすくし、検出結果の精度低下を抑制することができる。
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図7は、本発明に係る溶接狙い位置計測装置の第3の実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。図8は、第3の実施形態における動作の手順を示すフロー図である。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図7は、本発明に係る溶接狙い位置計測装置の第3の実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。図8は、第3の実施形態における動作の手順を示すフロー図である。
図7において、図1と同一または相当の部分については同一符号を付し説明を省略する。この第3の実施形態は、図1に示す第1の実施形態に対して、光学フィルタ12の開閉を制御する光学フィルタ開閉装置63を付加する。さらに、画像データ処理装置80の中で、溶接画像作成部13をなくし、溶接トーチ先端検出部14にて検出した溶接トーチ先端21の位置を記録する溶接トーチ先端記録部60と、左右の開先上面端部24の位置を検出する開先上面検出部61と、開先上面検出部61にて検出した開先上面端部24の位置を記録する開先上面記録部62を付加する。
次に動作手順について、図8に沿って説明する。撮影装置11では、溶接施工前に光学フィルタ開閉装置63にて光学フィルタ12を開いた状態で溶接トーチ10と開先81を同じ画角内で撮影する(ステップS1)。このとき、撮影装置11の出力は、画像データ処理装置80の溶接トーチ先端検出部14に出力される。
溶接トーチ先端検出部14は、第1の実施形態と同様に撮影装置11の画像から溶接トーチ10とその周辺の輝度差を用いて溶接トーチ先端21を検出し出力する(ステップS2)。
溶接トーチ先端記録部60は、溶接トーチ先端検出部14にて検出した溶接トーチ先端21の位置を記録する(ステップS3)。
撮影装置11が溶接トーチ10に取り付けてあり溶接トーチ10とともに動く場合には、撮影装置11に対する溶接トーチ先端21の位置が、溶接トーチ10の位置を再調整しない限り変化しない。そのため、溶接トーチ先端検出部14と溶接トーチ先端記録部60による溶接トーチ先端21の検出と記録は、任意の溶接位置にて溶接施工前に1回実施される。また、取り付け位置の都合上、溶接トーチ10と撮影装置11が異なる動きをする場合には、溶接施工前に溶接位置ごとの溶接トーチ先端21の位置を検出・記録する。
開先上面検出部61は、撮影装置11の画像から、開先上面23の開先上面端部24を検出する(ステップS4)。開先上面検出部61は、はじめに図4に示すような横方向の輝度差を求める重み係数テーブルにて空間フィルタを実行し、開先上面端部24のエッジを強調する。次に2値化処理にて輝度差がしきい値以上のエッジを抽出し、ハフ変換などの直線を検出する信号処理により開先上面端部24の候補となる直線を検出する。開先上面検出部61は、検出した候補の直線の中から左右それぞれ溶接トーチ10から最も離れた外側の位置の直線を検索し、開先上面端部24と判断する。
つぎに、開先上面記録部62は、開先上面検出部61にて検出した開先上面端部24の位置を記録する(ステップS5)。開先上面検出部61と開先上面記録部62による開先上面端部24の検出と記録は、溶接施工前に溶接位置ごとの開先上面端部24の位置を検出・記録する。
つぎに、光学フィルタ開閉装置63により光学フィルタ12を閉じる(ステップS6)。そして光学フィルタ12を閉じた状態で溶接を行い、このとき、撮影装置11は、溶接トーチ10と開先81とを同じ画角内で撮影する(ステップS7)。
このときに撮影装置11から得られた画像に基いて、開先検出部15は、第1の実施形態と同様に、開先81を検出する(ステップS8)。
ここで、この開先81を検出するステップS8をさらに詳述する。開先検出部15は、はじめに図4に示すような横方向の輝度差を求める重み係数テーブルにて空間フィルタを実行し、開先底面端部25のエッジを強調する。次に2値化処理にて輝度差がしきい値以上のエッジを抽出し、ハフ変換などの直線を検出する信号処理により開先底面端部25の候補となる直線を検出する。開先検出部15は、開先上面記録部62に記録している現在の溶接位置に応じた開先上面端部24の位置を参照し、検出した候補の直線の中から開先上面端部24の位置よりも溶接トーチ10側で且つ、溶接トーチ10の側面50よりも外側の範囲内で最も溶接トーチ10側の直線を検索し、開先底面端部25と判断する。
つぎに、溶接狙い位置計測部16は、第1の実施形態と同様に開先検出部15にて溶接中に検出した左右の開先底面端部25の位置から開先中央を求め、開先中央を狙い位置として溶接トーチ先端記録部60に記録している現在の溶接位置に応じた溶接トーチ先端21の位置を参照し、開先中央に対するずれ量を算出する。さらに溶接トーチ先端21を溶接狙い位置に移動させるための補正量を計算して溶接狙い位置計測を行う(ステップS9)。
この第3の実施形態によれば、溶接施工前に溶接トーチ先端21の位置を計測するとともに、開先上面端部24を計測し、開先底面端部25の計測領域を限定させる。これにより、溶接条件を変更することで、撮影装置11の画像が暗くなり溶接トーチ10や開先底面端部25とその周辺の輝度差が小さくなった場合においてもその影響を受けづらくし、精度低下を抑制することができる。
以上説明した第3の実施形態の変形例として、溶接トーチ先端検出ステップS2および溶接トーチ先端記録ステップS3は、開先上面端部検出ステップS4および開先上面端部記録ステップS5よりも後に行ってもよく、また、同時に行ってもよい。
以上説明した第3の実施形態のさらなる変形例として、開先上面検出部61および開先上面記録部62をなくし、開先上面端部検出ステップS4および開先上面端部記録ステップS5を省略してもよい。
この場合であっても、溶接施工前に光学フィルタ12を開いた状態で溶接トーチ先端21の位置を計測することにより、溶接条件を変更することで撮影装置11の画像が暗くなり溶接トーチ10や開先底面端部25とその周辺の輝度差が小さくなった場合においても、その影響を受けづらくし、精度低下を抑制することができる。
[他の実施形態]
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
10…溶接トーチ、11…撮影装置、12…光学フィルタ、13…溶接画像作成部、14…溶接トーチ先端検出部、15…開先検出部、16…溶接狙い位置計測部、21…溶接トーチ先端、22…開先壁面、23…開先上面、24…開先上面端部、25…開先底面端部、26…アーク、27…溶融池、30…溶接トーチ先端検出範囲、31a,31b…開先検出範囲、50…側面、51…溶接トーチの中心、52…輝度プロファイル、60…溶接トーチ先端記録部、61…開先上面検出部、62…開先上面記録部、63…光学フィルタ開閉装置、70…画像加算数算出部、80…画像データ処理装置、81…開先、82…開先底面
Claims (9)
- 溶接トーチとこの溶接トーチを用いて溶接される開先とを同じ画角内で撮影して時系列画像を出力する撮影装置と、
前記撮影装置の前面に配置されて、前記撮影装置に入射される光のうちの所定の波長の範囲の光を選択的に透過させる光学フィルタと、
前記撮影装置から出力される前記時系列画像の中であらかじめ設定された少なくとも一つの画像重ね合わせ部分について所定の枚数の画像を加算することにより、前記画像重ね合わせ部分の輝度を相対的に高めた輝度調整済み画像を作成する溶接画像作成部と、
前記輝度調整済み画像から前記溶接トーチの先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出部と、
前記輝度調整済み画像から前記開先の両端部の位置を検出する開先検出部と、
前記溶接トーチ先端検出部にて検出した前記溶接トーチの先端位置と、前記開先検出部にて検出した開先の両端部の位置とに基いて、溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測部と、
を備えることを特徴とする溶接狙い位置計測装置。 - 前記画像重ね合わせ部分は、前記溶接トーチが撮影された部分を含むこと、を特徴とする請求項1記載の溶接狙い位置計測装置。
- 前記撮影装置は、前記溶接トーチと、前記開先と、前記開先をはさんで前記開先に隣接する開先上面とを同じ画角内で撮影するものであって、
前記画像重ね合わせ部分は、前記開先上面が撮影された部分を含むこと、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の溶接狙い位置計測装置。 - 前記撮影装置から出力される前記時系列画像の各時刻における全体画像の代表的輝度に対する前記画像重ね合わせ部分の輝度が低い場合にその低さの程度に応じて前記溶接画像作成部で画像を加算する枚数を増やして前記画像の重ね合わせの枚数を設定する画像加算枚数設定部をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の溶接狙い位置計測装置。
- 溶接トーチとこの溶接トーチを用いて溶接される開先とを同じ画角内で撮影して時系列画像を出力する撮影装置と、
前記撮影装置の前面に配置されて、前記撮影装置に入射される光のうちの所定の波長の範囲の光を選択的に透過させる光学フィルタと、
前記光学フィルタの開閉を制御する光学フィルタ開閉装置と、
溶接を行っていないときに、前記光学フィルタ開閉装置にて前記光学フィルタを開いた状態で前記撮影装置によって撮影された画像から、前記溶接トーチの先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出部と、
前記溶接トーチ先端検出部の検出結果を記録する溶接トーチ先端記録部と、
溶接を行っているときに、前記光学フィルタ開閉装置にて前記光学フィルタを閉じた状態で撮影された画像から、前記開先の両端部の位置を検出する開先検出部と、
前記溶接トーチ先端記録部に記録された前記溶接トーチの先端位置と、前記開先検出部にて検出した開先の両端部の位置とに基いて、溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測部と、
を備えることを特徴とする溶接狙い位置計測装置。 - 前記撮影装置によって撮影される側の前記開先は凹形状をなしており、
前記撮影装置によって撮影される側の前記凹形状の開先の両端部を、溶接を行っていないときに前記光学フィルタ開閉装置にて前記光学フィルタを開いた状態で前記撮影装置によって撮影された画像から検出する開先上面端部検出部と、
前記開先上面端部検出部にて検出した両端部を記録する開先上面端部記録部と、
をさらに備え、
前記開先検出部は、前記開先上面端部記録部にて記録した開先の表面側両端部をもとに前記開先の底面側の両端部を検出すること、
を特徴とする請求項5に記載の溶接狙い位置計測装置。 - 入射される光のうちの所定の波長の範囲の光を光学フィルタにより選択的に透過させながら、溶接トーチとこの溶接トーチを用いて溶接される開先とを同じ画角内で撮影して時系列画像を出力する撮影ステップと、
前記撮影装置から出力される前記時系列画像の中であらかじめ設定された少なくとも一つの画像重ね合わせ部分について所定の枚数の画像を加算することにより、前記画像重ね合わせ部分の輝度を相対的に高めた輝度調整済み画像を作成する溶接画像作成ステップと、
前記輝度調整済み画像から前記溶接トーチの先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出ステップと、
前記輝度調整済み画像から前記開先の両端部の位置を検出する開先検出ステップと、
前記溶接トーチ先端検出ステップにて検出した前記溶接トーチの先端位置と、前記開先検出ステップにて検出した開先の両端部の位置とに基いて、溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測ステップと、
を備えることを特徴とする溶接狙い位置計測方法。 - 溶接トーチとこの溶接トーチを用いて溶接される開先とを、溶接していないときに一つの撮影装置の同じ画角内で撮影して時系列的にフィルタ開画像を出力するフィルタ開撮影ステップと、
前記フィルタ開画像から前記溶接トーチの先端の位置を検出する溶接トーチ先端検出ステップと、
前記溶接トーチ先端検出部の検出結果を記録する溶接トーチ先端記録ステップと、
前記撮影装置に入射される光のうちの所定の波長の範囲の光を選択的に透過させる光学フィルタを取り付ける光学フィルタ閉ステップと、
前記光学フィルタ閉ステップの後に、前記フィルタ開撮影ステップにおける前記溶接トーチと前記撮影装置との相対位置を変えずに、溶接をしながら、前記溶接トーチおよび前記開先を前記撮影装置の同じ画角内で撮影して時系列的にフィルタ閉画像を出力するフィルタ閉撮影ステップと、
前記フィルタ閉画像から前記開先の両端部の位置を検出する開先検出ステップと、
前記溶接トーチ先端記録部に記録された前記溶接トーチの先端位置と、前記開先検出部にて検出した開先の両端部の位置とに基いて、溶接狙い位置を計測する溶接狙い位置計測ステップと、
を備えることを特徴とする溶接狙い位置計測方法。 - 前記撮影装置によって撮影される側の前記開先は凹形状をなしており、
前記撮影装置によって撮影される側の前記凹形状の開先の両端部を前記フィルタ開画像から検出する開先上面端部検出ステップと、
前記開先上面端部検出ステップにて検出した両端部を記録する開先上面端部記録ステップと、
をさらに備え、
前記開先検出ステップは、前記開先上面端部記録ステップにて記録した開先の表面側両端部をもとに前記開先の底面側の両端部を検出すること、
を特徴とする請求項8に記載の溶接狙い位置計測方法。
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JP2012228574A JP2014079774A (ja) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | 溶接狙い位置計測装置および溶接狙い位置計測方法 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016055344A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 株式会社ダイヘン | 倣い制御装置、溶接ロボットシステムおよび倣い制御方法 |
WO2016189728A1 (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | 日立造船株式会社 | 周溶接装置 |
CN107356202A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-17 | 中国科学院光电研究院 | 一种激光扫描测量系统目标自动照准方法 |
JP2017205789A (ja) * | 2016-05-18 | 2017-11-24 | 株式会社東芝 | 溶接装置及び溶接方法 |
CN113983959A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-01-28 | 兰州交通大学 | 不同v形坡口坡口面角下tig电弧形态辅助测量装置 |
-
2012
- 2012-10-16 JP JP2012228574A patent/JP2014079774A/ja active Pending
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JP2016055344A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 株式会社ダイヘン | 倣い制御装置、溶接ロボットシステムおよび倣い制御方法 |
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JP2017205789A (ja) * | 2016-05-18 | 2017-11-24 | 株式会社東芝 | 溶接装置及び溶接方法 |
CN107356202A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-17 | 中国科学院光电研究院 | 一种激光扫描测量系统目标自动照准方法 |
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