JP2017094364A - Welding monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接作業中のワーク上に存在する溶接部を確実に目視確認できる溶接監視装置に関する。 The present invention relates to a welding monitoring apparatus that can surely visually check a welded portion existing on a workpiece during welding work.
従来より、溶接作業の自動化のために溶接ロボットが用いられている。溶接ロボットによる溶接施工においては、ロボットアームに設けられた各軸駆動モータの作動制御によりロボット姿勢が変化しつつ溶接作業が行なわれる。かかる溶接作業において、溶接アークや溶接部を撮像カメラなどで撮像し、得られた画像を観察して、溶接電流等の溶接条件の変更や溶接位置の修正を行っている。 Conventionally, welding robots have been used to automate welding operations. In the welding work by the welding robot, the welding operation is performed while the robot posture is changed by the operation control of each axis driving motor provided in the robot arm. In such a welding operation, a welding arc or a welded portion is imaged with an imaging camera or the like, and the obtained image is observed to change a welding condition such as a welding current or a welding position.
しかしながら、溶接部においては、強烈なアーク光を発しながら供給される溶接ワイヤが溶けて溶融池を形成し、それが固まり溶接ビードとなる。溶融池、アーク光は高輝度の光を発する領域であるが、それに比して溶接対象であるワークやこのワークに形成された開先（ギャップ）は低輝度な領域であって、輝度レベルが大きく異なるので、１台の撮像手段で同時に観察するのは困難であった。 However, in the welded portion, the welding wire supplied while emitting intense arc light melts to form a molten pool, which solidifies into a weld bead. The weld pool and arc light emit high-luminance light, but the work to be welded and the groove (gap) formed in this work are low-luminance areas. Since they differ greatly, it was difficult to observe simultaneously with one imaging means.
このように、高輝度な領域と低輝度な領域とが存在するような部位を撮像・監視する方法としては、特許文献１に開示された技術がある。
特許文献１の技術は、溶接状況をカメラで監視する遠隔監視方法において、溶接部における監視対象である溶融池、アーク、開先の状態を鮮明に撮像するため６００〜８００nmを中心波長として、１００nm以下の範囲の幅の波長を透過する干渉フィルタをＣＣＤカメラの前面に配し、シャッタースピードを選択して切り替えられる制御装置により、前記それぞれの各対象に合わせた最適なシャッタースピードによって撮像したアーク、溶融池の情報と、同様に最適なシャッタースピードによってガスシールドアーク溶接では、電圧が小さい時、ティグ溶接では、電流が小さい時に撮像した溶融池、開先内情報と画像処理装置により設定された画面のマスク位置にそれぞれを合成して、モニタ出力することで鮮明な画像を表示して、開先線倣いを含めた溶接条件制御を行う溶接状況の遠隔監視方法を開示する。
As described above, there is a technique disclosed in Patent Document 1 as a method for imaging and monitoring a region where a high luminance region and a low luminance region exist.
The technique of Patent Document 1 is a remote monitoring method for monitoring a welding situation with a camera. Arranged on the front of the CCD camera with an interference filter that transmits a wavelength having a width in the following range, an arc imaged at an optimum shutter speed according to each of the objects by a control device that can be switched by selecting a shutter speed, Information on the weld pool and the screen set by the image processing device and the weld pool information taken when the voltage is small for gas shielded arc welding and the current is small for gas shielded arc welding with the optimum shutter speed. Each of the mask positions is combined and output to the monitor to display a clear image and follow the groove line. Disclosed is a method for remotely monitoring a welding situation in which welding condition control is included.
すなわち、特許文献１の技術は、アーク、溶融池、ビード等を撮像するのに適したシャッタースピード（露光時間）で撮像し、それぞれの矩形領域ごと切出して、合成して表示するものである。 That is, the technique of Patent Document 1 captures images at a shutter speed (exposure time) suitable for capturing an arc, a molten pool, a bead, and the like, cuts out each rectangular area, and displays the combined images.
上記した特許文献１の技術は、ＨＤＲ（ハイダイナミックレンジ合成、high dynamic range imaging）といわれるものである。
とはいえ、特許文献１のような技術を用いて、溶接状況を撮像した場合、あらかじめ設定した矩形領域ごとに、最適なシャッタースピード（または露光時間）で撮像した画像を合成するので、溶融池とワーク、カメラの位置関係がずれると、矩形領域に入らないケースが出てくる虞がある。また、矩形領域に入る／入らないかで見え方が大きく変わり、溶接作業者が見ると違和感を感じ、正しく溶接状況を映し出しているとは言い難い。例えば、オペレータにとって、溶融池とギャップの境界がきちんと溶けているかどうかが、融合不良などの溶接欠陥を防ぐために重要であるが、それらを正しく観察できない。また、あらかじめ矩形領域を設定する作業も発生し、溶接作業者にとって手間である。
The technique disclosed in Patent Document 1 is called HDR (high dynamic range imaging).
However, when a welding situation is imaged using a technique such as Patent Document 1, an image captured at an optimal shutter speed (or exposure time) is synthesized for each preset rectangular area. If the positional relationship between the workpiece and the camera deviates, there may be cases where the rectangular area does not enter. Also, the appearance changes greatly depending on whether or not the rectangular area is entered, and the welding operator feels uncomfortable, and it is difficult to say that the welding situation is correctly reflected. For example, whether or not the boundary between the weld pool and the gap is properly melted is important for the operator in order to prevent welding defects such as poor fusion, but they cannot be observed correctly. Moreover, the work which sets a rectangular area beforehand also generate | occur | produces and it is troublesome for a welding operator.
そもそも、ＨＤＲ技術は、露出を変えた複数の画像（例えば、高輝度領域に露出が合わせられた画像、中輝度領域に露出が合わせられた画像、低輝度領域に露出が合わせられた画像の３枚）を用意し、３枚の画像を合成することにより各所の明るさを調整して１枚の画像にするものであり、画像を蓄える多くのメモリや画像処理のための高速なＣＰＵを必要とするものであって、リアルタイムでの表示には不向きな技術である。 In the first place, HDR technology uses a plurality of images with different exposures (for example, an image with exposure adjusted to a high luminance area, an image with exposure adjusted to a medium luminance area, and an image with exposure adjusted to a low luminance area. Image), the brightness of each part is adjusted by combining three images to make one image, and a lot of memory for storing images and a high-speed CPU for image processing are required Therefore, this technique is not suitable for real-time display.
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、アーク光のような高輝度の領域と、ワークや開先などの低輝度の領域とを含むような溶接状況を１台の撮像手段で同時に撮像し、確実に目視確認することができる溶接監視装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention simultaneously images a welding situation including a high-luminance region such as arc light and a low-luminance region such as a workpiece or a groove with a single imaging unit, It is an object of the present invention to provide a welding monitoring device that can be surely visually confirmed.
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の溶接監視装置は、溶接作業が行われているワーク上に存在する溶接部を撮像部で撮像し、撮像された画像を表示モニタに映し出し、前記表示モニタをオペレータが目視することで、前記溶接部の状況を監視する溶接監視装置において、前記撮像部が、前記溶接部における高輝度領域を撮像するのに適した露光条件で「高輝度画像」を撮像すると共に、前記溶接部における低輝度領域を撮像するのに適した露光条件で「低輝度画像」を撮像するように構成され、前記撮像部が撮像した「高輝度画像」と「低輝度画像」とを、前記表示モニタにそれぞれ交互に表示させる画像合成部を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
In the welding monitoring device of the present invention, the imaging unit picks up the welded portion present on the workpiece on which the welding operation is performed, displays the picked-up image on a display monitor, and the operator visually views the display monitor. In the welding monitoring apparatus that monitors the status of the welded portion, the imaging unit captures a “high brightness image” under an exposure condition suitable for capturing a high brightness area in the welded portion, and a low level in the welded portion. It is configured to capture a “low brightness image” under an exposure condition suitable for capturing a brightness area, and the “high brightness image” and the “low brightness image” captured by the imaging unit are respectively displayed on the display monitor. It is characterized by comprising an image composition unit to be displayed alternately.
また、本発明の溶接監視装置は、溶接作業が行われているワーク上に存在する溶接部を撮像部で撮像し、撮像された画像を表示モニタに映し出し、前記表示モニタをオペレータが目視することで、前記溶接部の状況を監視する溶接監視装置において、前記撮像部が、前記溶接部における高輝度領域を撮像するのに適した露光条件で「高輝度画像」を撮像すると共に、前記溶接部における低輝度領域を撮像するのに適した露光条件で「低輝度画像」を撮像するように構成され、前記撮像部が撮像した「高輝度画像」と「低輝度画像」とを基に合成画像を作成し、作成した合成画像を前記表示モニタに表示させる画像合成部を備えることを特徴とする。 In the welding monitoring device of the present invention, the imaging unit picks up the welded portion existing on the workpiece on which the welding operation is performed, displays the picked-up image on a display monitor, and the operator visually observes the display monitor. In the welding monitoring apparatus for monitoring the status of the welded part, the imaging unit captures a “high brightness image” under an exposure condition suitable for capturing a high brightness region in the welded part, and the welded part Is configured to capture a “low-brightness image” under exposure conditions suitable for capturing a low-brightness region in the image, and is a composite image based on the “high-brightness image” and the “low-brightness image” captured by the imaging unit And an image composition unit for displaying the created composite image on the display monitor.
好ましくは、前記撮像部が、「高輝度画像」と「低輝度画像」とを交互に撮像するように構成されているとよい。
好ましくは、前記画像合成部は、前記撮像部が撮像した「高輝度画像」の輝度と「低輝度画像」の輝度とを加算平均することで、合成画像を作成するように構成されているとよい。
Preferably, the imaging unit is configured to alternately capture “high luminance images” and “low luminance images”.
Preferably, the image composition unit is configured to create a composite image by averaging the luminance of the “high luminance image” captured by the imaging unit and the luminance of the “low luminance image”. Good.
好ましくは、前記画像合成部は、「低輝度画像」において所定の閾値を超えた輝度データを、「高輝度画像」の輝度データに置換することで、前記合成画像を作成するように構成されているとよい。
好ましくは、前記画像合成部は、前記「高輝度画像」と「低輝度画像」とが白黒濃淡画像の場合、前記「高輝度画像」と「低輝度画像」との少なくとも一方に色データを付加し、その上で、「低輝度画像」において所定の閾値を超えた輝度データを、「高輝度画像」の輝度データに置換することで、前記合成画像を作成するように構成されているとよい。
Preferably, the image composition unit is configured to create the composite image by replacing the brightness data exceeding a predetermined threshold in the “low brightness image” with the brightness data of the “high brightness image”. It is good to be.
Preferably, the image composition unit adds color data to at least one of the “high luminance image” and the “low luminance image” when the “high luminance image” and the “low luminance image” are black and white images. In addition, it is preferable that the synthesized image is created by replacing luminance data exceeding a predetermined threshold in the “low luminance image” with luminance data of the “high luminance image”. .
本発明によれば、アーク光のような高輝度の領域とワークや開先などの低輝度の領域とを含むような溶接状況を１台の撮像手段で同時に撮像し、確実に目視確認することが可能となる。 According to the present invention, a welding situation including a high-luminance region such as arc light and a low-luminance region such as a workpiece or a groove is simultaneously imaged by a single imaging means and reliably visually confirmed. Is possible.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図１は、本実施形態にかかる溶接監視装置１の概略を示す。
この溶接監視装置１は、溶接対象物（ワークＷ）に溶接を行う溶接ロボットなどに設けられている。溶接ロボットは、例えば垂直多関節型の６軸の産業用ロボットであり、その先端に溶接トーチ２が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
FIG. 1 shows an outline of a welding monitoring apparatus 1 according to the present embodiment.
The welding monitoring device 1 is provided in a welding robot or the like that performs welding on a welding object (work W). The welding robot is a vertical articulated 6-axis industrial robot, for example, and a welding torch 2 is provided at the tip thereof.
溶接監視装置１は、溶接トーチ２近傍の溶接状況（溶接部Ｔ）を撮像する撮像部３を有している。
撮像部３は、１台の撮像カメラ３から構成される。撮像カメラ３はＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子を内蔵したカメラであり、撮像するためのレンズを備えている。このレンズには、減光フィルタや帯域フィルタ（赤外波長のみを通す干渉フィルタ）を取り付けることが好ましい。これらフィルタにより溶融池を撮影しやすくなり、撮像画像として、主に溶接トーチ２の先端部、ワークＷ上に形成された溶融池、溶接後のビード部などを含む画像を得ることができる。
The welding monitoring apparatus 1 has an imaging unit 3 that images a welding situation (welded part T) in the vicinity of the welding torch 2.
The imaging unit 3 includes a single imaging camera 3. The imaging camera 3 is a camera incorporating a CCD imaging device or a CMOS imaging device, and includes a lens for imaging. It is preferable to attach a neutral density filter or a bandpass filter (an interference filter that passes only infrared wavelengths) to the lens. These filters make it easy to photograph the molten pool, and as the captured image, an image mainly including the tip portion of the welding torch 2, the molten pool formed on the workpiece W, the welded bead portion, and the like can be obtained.
撮像カメラ３で撮像された画像は、画像蓄積部４に蓄えられ、本発明の中心的な技術を実施する画像合成部５へと送られる。画像合成部５からの出力は、表示モニタ６に表示される。
本実施形態において、表示モニタ６に映し出された画像（映像）は、アーク光、溶融池のような高輝度の領域のみならず、溶接ワークＷや開先などの低輝度の領域までもが鮮明に映し出されたものとなっており、溶接に携わるオペレータがこの表示モニタ６を見ることで、溶接状況を確実に目視確認することができるようになる。
The image captured by the imaging camera 3 is stored in the image storage unit 4 and sent to the image composition unit 5 that implements the central technique of the present invention. The output from the image composition unit 5 is displayed on the display monitor 6.
In the present embodiment, the image (video) projected on the display monitor 6 is clear not only in high-luminance areas such as arc light and molten pool, but also in low-luminance areas such as welding workpieces W and grooves. The operator who is engaged in welding sees the display monitor 6 so that the welding situation can be confirmed visually.
上記した画像合成部５は、パソコンなどで実行されるプログラムとして実現されており、画像蓄積部４は、パソコンに内蔵されたフレームメモリやハードディスクで実現されている。
以下、図１，図２をもとに、溶接監視装置１で行われる画像の処理技術、特に画像合成部５での画像処理の詳細について説明する。
The image composition unit 5 described above is realized as a program executed on a personal computer or the like, and the image storage unit 4 is realized by a frame memory or a hard disk built in the personal computer.
Hereinafter, the image processing technique performed by the welding monitoring apparatus 1, particularly the details of the image processing performed by the image composition unit 5, will be described with reference to FIGS.
図１を参照して、まず、撮像カメラ３は溶接トーチ２の溶接進行方向対面側に配置されており、水平面から４５〜５０°の角度をもって設置されている。この撮像カメラ３により、溶接トーチ２の先端部分の状況（アーク光、溶融池、ワークＷ、開先など）を撮像する。撮像カメラ３に設けられた撮像レンズには、９５０ｎｍを中心波長とする近赤外光のみを透過する干渉フィルタが装着されており、レンズを通過するアーク光を減光するようにしている。 With reference to FIG. 1, first, the imaging camera 3 is disposed on the opposite side of the welding torch 2 in the welding progress direction, and is installed at an angle of 45 to 50 ° from the horizontal plane. The imaging camera 3 images the state of the tip portion of the welding torch 2 (arc light, molten pool, workpiece W, groove, etc.). The imaging lens provided in the imaging camera 3 is equipped with an interference filter that transmits only near-infrared light having a central wavelength of 950 nm so as to reduce arc light passing through the lens.
本実施形態に使用する撮像カメラ３は、事前に設定した複数の露光時間を瞬時に切り替え可能な機能を有するものとする。例えば、１００フレーム／秒で撮像する場合、１フレーム（１０ｍｓｅｃ）毎に、露光時間を切替可能なカメラである。最近の一般的なＣＭＯＳカメラにはこのような機能は標準搭載されていることが多い。
さて、溶接状況を適切に撮像しようと考えた場合、溶接条件や撮像カメラ３側の撮像条件によって、最適な露光時間は変わる。例えば、溶接電流200A、溶接電圧25V、レンズ絞りF8のとき、高輝度領域であるアーク光や溶融池を観察する場合は、露光時間50μsec程度が望ましい（撮像条件Ｈ）。溶接ワークＷや開先部（ギャップ）を観察する場合は、露光時間5000〜10000μsec程度が望ましい（撮像条件Ｌ）。
The imaging camera 3 used in the present embodiment has a function capable of instantaneously switching a plurality of preset exposure times. For example, when imaging at 100 frames / second, the camera can switch the exposure time every frame (10 msec). In recent general CMOS cameras, such a function is often installed as a standard.
Now, when it is thought that the welding situation is appropriately imaged, the optimum exposure time varies depending on the welding conditions and the imaging conditions on the imaging camera 3 side. For example, when observing arc light or a molten pool that is a high brightness region at a welding current of 200 A, a welding voltage of 25 V, and a lens aperture F8, an exposure time of about 50 μsec is desirable (imaging condition H). When observing the welding workpiece W or the groove (gap), an exposure time of about 5000 to 10,000 μsec is desirable (imaging condition L).
そこで、撮像カメラ３で撮像条件を切り替えつつ、溶接トーチ２の先端近傍を撮像することで、２種類の画像（撮像条件Ｈの画像と撮像条件Ｌの画像）を得る。例えば、１００フレーム／秒で１フレームごとに交互に撮像条件を切り替えた場合、高輝度画像（高輝度領域が鮮明に映り込んだ画像、撮像条件Ｈ）が５０枚、低輝度画像（低輝度領域が鮮明に映り込んだ画像、撮像条件Ｌ）が５０枚得られる。 Therefore, two types of images (an image under the imaging condition H and an image under the imaging condition L) are obtained by imaging the vicinity of the tip of the welding torch 2 while switching the imaging conditions with the imaging camera 3. For example, when the imaging conditions are alternately switched for each frame at 100 frames / second, 50 high-luminance images (images in which a high-luminance area is clearly reflected, imaging conditions H), and low-luminance images (low-luminance areas) 50 images with clear image and imaging conditions L) are obtained.
図２の右上側に示される如く、高輝度画像は、溶接部Ｔにおける高輝度領域（アーク、溶融池）を撮像するのに適した露光時間で撮像されたものであり、溶融池、アークは適度な輝度で撮像される一方で、溶接ワークＷ、ギャップの輝度は低く、真っ暗な状態で映し出される。
図２の左上側に示される如く、得られた低輝度画像は、溶接部Ｔにおける低輝度領域（溶接ワークＷ、ギャップ）を撮像するのに適した露光時間で撮像されたものであり、溶融池、アークは輝度飽和状態で真っ白に映し出される一方で、溶接ワークＷ、ギャップは適度な輝度で映し出される。
As shown in the upper right side of FIG. 2, the high-intensity image is captured with an exposure time suitable for capturing a high-luminance region (arc, molten pool) in the welded portion T. While the image is picked up at an appropriate luminance, the luminance of the welding workpiece W and the gap is low and the image is displayed in a completely dark state.
As shown in the upper left side of FIG. 2, the obtained low-intensity image is taken with an exposure time suitable for imaging a low-intensity region (welding workpiece W, gap) in the weld T, and is melted. The pond and the arc are projected in white with brightness saturation, while the welding workpiece W and the gap are projected with moderate brightness.
これら撮像カメラ３で撮像された画像は、画像蓄積部４に保存される。
その後、２種類の画像は画像合成部５に転送され、画像合成部５では、高輝度画像と低輝度画像をそのまま交互に切り替えて、表示モニタ６上に表示する。
表示モニタ６に映像を映し出す信号がＮＴＳＣ信号の場合、例えば、１フレームごと（１／３０秒ごと）に、高輝度画像と低輝度画像を交互に表示するようにする。すなわち、ｎフレーム目に高輝度画像を表示した場合、ｎ＋１フレーム目に低輝度画像を表示し、ｎ＋２フレーム目に高輝度画像を表示する（以降同じ）。なお、交互に表示させる際の切り替えタイミングや各画像の輝度などは、適宜変更可能である。
Images captured by these imaging cameras 3 are stored in the image storage unit 4.
Thereafter, the two types of images are transferred to the image composition unit 5, and the image composition unit 5 switches the high-brightness image and the low-brightness image alternately and displays them on the display monitor 6.
When the signal for displaying an image on the display monitor 6 is an NTSC signal, for example, a high luminance image and a low luminance image are alternately displayed every frame (every 1/30 seconds). That is, when a high brightness image is displayed in the nth frame, a low brightness image is displayed in the (n + 1) th frame, and a high brightness image is displayed in the (n + 2) th frame (the same applies hereinafter). Note that the switching timing and the brightness of each image when displaying them alternately can be changed as appropriate.
このように、高輝度画像と低輝度画像とを交互に表示すると、真っ黒な輝度低い領域や輝度高く飽和状態の領域は濃淡がないので、表示モニタ６を確認するオペレータの印象に残らない（人間の視覚特性として残存しづらい）。
一方で、高輝度画像に鮮明に映り込んだ溶融池、アークの領域はオペレータの印象に残りやすい。この印象は、次のフレームへ切り替わったとしても、オペレータの脳内に鮮明な画像として温存され、次のフレームで表示される低輝度画像に加算される形で、オペレータに認識される。次フレームに表示される低輝度画像には、溶接ワークＷ、ギャップの領域が鮮明に映り込んでいるため、結果的に、高輝度画像と低輝度画像をそのまま交互に切り替えて、表示モニタ６上に表示することで、オペレータには、高輝度領域（溶融池、アークの領域）と、低輝度領域（溶接ワークＷ、ギャップの領域）の両方が鮮明に映し出された画像が認識されることになる。
In this way, when the high-brightness image and the low-brightness image are displayed alternately, the black low-brightness region and the high-brightness and saturation region are not shaded. Hard to remain as a visual characteristic of
On the other hand, the molten pool and arc areas that are clearly reflected in the high-luminance image tend to remain in the operator's impression. Even if the impression is switched to the next frame, this impression is preserved as a clear image in the operator's brain and is recognized by the operator in a form added to the low-luminance image displayed in the next frame. Since the welding work W and the gap area are clearly reflected in the low-luminance image displayed in the next frame, as a result, the high-luminance image and the low-luminance image are alternately switched as they are on the display monitor 6. By displaying on the screen, the operator can recognize an image in which both the high brightness area (melt pool, arc area) and the low brightness area (welding workpiece W, gap area) are clearly displayed. Become.
それ故、溶接監視装置１の表示モニタ６を目視することで、画像上においてマスク領域や切り取り領域を設定することなく、アーク光のような高輝度の部位と溶接ワークＷや開先などの低輝度の部位とを含むような溶接状況を確実に確認することが可能となる。
［変形例］
以上述べた溶接監視装置１に関し、その変形例について以下説明する。特に画像合成部５における処理の変形例について、説明する。
Therefore, by visually observing the display monitor 6 of the welding monitoring apparatus 1, a high-luminance part such as arc light and a welding work W or a groove or the like can be reduced without setting a mask area or a cutout area on the image. It is possible to surely check the welding situation including the luminance part.
[Modification]
With respect to the welding monitoring apparatus 1 described above, modifications thereof will be described below. In particular, a modified example of processing in the image composition unit 5 will be described.
前述した技術では、表示モニタ６において、高輝度画像と低輝度画像とを交互に表示するものとしている。この技術においては、高輝度画像と低輝度画像とで輝度差がある領域において、若干のちらつきが生じ、やや見づらくなる虞も否めない。
そこで、本変形例では、高輝度画像と低輝度画像とを画像処理的に合成した合成画像を作成し、作成した合成画像を表示モニタ６へ表示するようにしている。このように、画像処理により合成した合成画像を表示することで、ちらつきもなく目視確認しやすいものとなる。
In the above-described technique, the display monitor 6 alternately displays a high luminance image and a low luminance image. In this technique, in a region where there is a luminance difference between a high-luminance image and a low-luminance image, there is a possibility that slight flickering occurs and it becomes somewhat difficult to see.
Therefore, in this modification, a composite image is generated by combining the high-intensity image and the low-intensity image in image processing, and the generated composite image is displayed on the display monitor 6. Thus, by displaying the composite image synthesized by the image processing, it becomes easy to visually confirm without flickering.
合成画像の作成方法としては、３つの方法がある。
まず、１つめの方法として（変形例１）、高輝度画像と低輝度画像との輝度の加算平均をとることで、合成画像を作成する方法が採用できる。すなわち、「合成画像の輝度＝（高輝度画像の輝度＋低輝度画像の輝度）／２」とするとよい。変形例１の方法で作成した合成画像を図３の左側に示す。
There are three methods for creating a composite image.
First, as a first method (Modification 1), a method of creating a composite image by taking an average of luminance of a high luminance image and a low luminance image can be employed. That is, it is preferable that “the luminance of the composite image = (the luminance of the high-luminance image + the luminance of the low-luminance image) / 2”. A composite image created by the method of Modification 1 is shown on the left side of FIG.
２つめの方法として（変形例２）、低輝度画像の一部を高輝度画像とで置き換えることが考えられる。すなわち、低輝度画像の輝度が予め設定した閾値（例えば256階調であれば200）を超えた場合に、高輝度画像の輝度データを用い、閾値以下の場合は、低輝度画像の輝度データを用いるようにして、合成画像を作成するとよい。変形例２の方法で作成した合成画像を図３の右側に示す。 As a second method (Modification 2), it is conceivable to replace a part of the low luminance image with a high luminance image. That is, when the luminance of the low-luminance image exceeds a preset threshold value (for example, 200 for 256 gradations), the luminance data of the high-luminance image is used. A composite image may be created as it is used. A composite image created by the method of Modification 2 is shown on the right side of FIG.
３つめの方法は、変形例２を更に工夫したものである（変形例３）。高輝度画像と低輝度画像とが白黒濃淡画像の場合、少なくともどちらか一方に色要素を付加し、その上で、変形例２の手法で合成画像を作成するものである。例えば、高輝度画像を赤色に着色する。また、低輝度画像を黄色に着色する。そして、変形例２にて画像を合成し、合成画像を作成するとよい。 The third method is a further devise of Modification 2 (Modification 3). When the high-luminance image and the low-luminance image are black and white images, color elements are added to at least one of them, and then a composite image is created by the method of the second modification. For example, the high brightness image is colored red. Also, the low luminance image is colored yellow. And it is good to synthesize | combine an image and produce a synthesized image in the modification 2.
以上述べた変形例１〜変形例３の手法によっても、画像上においてマスク領域や切り取り領域を設定することなく、アーク光のような高輝度の領域と溶接ワークＷや開先、ギャップなどの低輝度の領域とを含むような溶接状況を確実に確認することが可能な画像を作成でき、オペレータは、溶接状況を正確に把握することが可能となる。
なお、今回開示された各実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された各実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
Even with the methods of Modifications 1 to 3 described above, a high-luminance area such as arc light and a low welding workpiece W, groove, gap, or the like can be obtained without setting a mask area or a cutout area on the image. An image capable of reliably confirming the welding situation including the luminance region can be created, and the operator can accurately grasp the welding situation.
Each embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in each embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, etc. of the constituents are within the range normally practiced by those skilled in the art. It does not deviate and employs a value that can be easily assumed by those skilled in the art.
１ 溶接監視装置
２ 溶接トーチ
３ 撮像部（撮像カメラ）
４ 画像蓄積部
５ 画像合成部
６ 表示モニタ
Ｔ 溶接部
Ｗ ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding monitoring apparatus 2 Welding torch 3 Imaging part (imaging camera)
4 Image storage unit 5 Image composition unit 6 Display monitor T Welding unit W Workpiece
Claims (6)
前記撮像部が、前記溶接部における高輝度領域を撮像するのに適した露光条件で「高輝度画像」を撮像すると共に、前記溶接部における低輝度領域を撮像するのに適した露光条件で「低輝度画像」を撮像するように構成され、
前記撮像部が撮像した「高輝度画像」と「低輝度画像」とを、前記表示モニタにそれぞれ交互に表示させる画像合成部を備える
ことを特徴とする溶接監視装置。 The welded part existing on the workpiece on which the welding operation is performed is imaged by the imaging unit, the captured image is displayed on a display monitor, and the operator observes the display monitor to monitor the status of the welded part. In welding monitoring equipment,
The imaging unit captures a “high brightness image” under an exposure condition suitable for capturing a high brightness region in the welded part, and “exposure condition suitable for capturing a low brightness region in the welded part”. Configured to capture `` low intensity images ''
A welding monitoring apparatus comprising: an image composition unit that alternately displays a “high luminance image” and a “low luminance image” captured by the imaging unit on the display monitor.
前記撮像部が、前記溶接部における高輝度領域を撮像するのに適した露光条件で「高輝度画像」を撮像すると共に、前記溶接部における低輝度領域を撮像するのに適した露光条件で「低輝度画像」を撮像するように構成され、
前記撮像部が撮像した「高輝度画像」と「低輝度画像」とを基に合成画像を作成し、作成した合成画像を前記表示モニタに表示させる画像合成部を備える
ことを特徴とする溶接監視装置。 The welded part existing on the workpiece on which the welding operation is performed is imaged by the imaging unit, the captured image is displayed on a display monitor, and the operator observes the display monitor to monitor the status of the welded part. In welding monitoring equipment,
The imaging unit captures a “high brightness image” under an exposure condition suitable for capturing a high brightness region in the welded part, and “exposure condition suitable for capturing a low brightness region in the welded part”. Configured to capture `` low intensity images ''
A welding monitor comprising: an image composition unit that creates a composite image based on a “high brightness image” and a “low brightness image” captured by the imaging unit and displays the created composite image on the display monitor. apparatus.
When the “high brightness image” and the “low brightness image” are black and white images, the image composition unit adds color data to at least one of the “high brightness image” and the “low brightness image”. In the above, it is configured to generate the composite image by replacing luminance data exceeding a predetermined threshold in the “low luminance image” with luminance data of the “high luminance image”. The welding monitoring apparatus according to claim 2.
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