JP2989384B2 - アークの状況判断方法 - Google Patents
アークの状況判断方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク自動溶接装置に
適用される溶接状況監視のためのアークの状況判断方法
に関する。
適用される溶接状況監視のためのアークの状況判断方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動溶接の倣い装置では、その一
として、電極をウィービングさせてその得られた電流も
しくは電圧の変化度合をみつつ、左右端の電流（または
電圧）値を同じように制御したり、または左右端での前
後のある時間分の電流（または電圧）値を積分してその
積分値が同じになるように電極を左または右に動かして
溶接倣いする方式があり、また、その二として工業用テ
レビ（ＩＴＶ）カメラを利用し、画像処理にて電極先端
位置と開先形状を得て開先の中央に電極を持って来るよ
うに制御して開先を倣う方式がある。
として、電極をウィービングさせてその得られた電流も
しくは電圧の変化度合をみつつ、左右端の電流（または
電圧）値を同じように制御したり、または左右端での前
後のある時間分の電流（または電圧）値を積分してその
積分値が同じになるように電極を左または右に動かして
溶接倣いする方式があり、また、その二として工業用テ
レビ（ＩＴＶ）カメラを利用し、画像処理にて電極先端
位置と開先形状を得て開先の中央に電極を持って来るよ
うに制御して開先を倣う方式がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のその
一の方法にあっては、磁気吹きの影響等でアークが偏向
されていた場合、この偏向検出は困難でアークの偏向と
反対方向に電極を動かして自動倣いしてしまう事にな
り、出来上った溶接ビードは、品質上不具合となる可能
性がある。また、前述のその二の方法でも開先と電極の
相対位置関係のみで制御するため、磁気吹きの影響は全
く考慮されていないので、前述と同様の問題が生じる。
一の方法にあっては、磁気吹きの影響等でアークが偏向
されていた場合、この偏向検出は困難でアークの偏向と
反対方向に電極を動かして自動倣いしてしまう事にな
り、出来上った溶接ビードは、品質上不具合となる可能
性がある。また、前述のその二の方法でも開先と電極の
相対位置関係のみで制御するため、磁気吹きの影響は全
く考慮されていないので、前述と同様の問題が生じる。
【０００４】そこで、本発明はＩＴＶカメラを利用して
開先と電極の相対位置関係を制御しつつアークの幾何学
的形状をとらえ、電極の位置倣いとともに磁気吹きの影
響や電極の劣化等に伴なうアークの不安定さを検出した
アークの状況判断方法の提供を目的とする。
開先と電極の相対位置関係を制御しつつアークの幾何学
的形状をとらえ、電極の位置倣いとともに磁気吹きの影
響や電極の劣化等に伴なうアークの不安定さを検出した
アークの状況判断方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、 （１）ＴＩＧ溶接方法又は消耗電極溶接方法において、
溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干渉フィル
タを有するＩＴＶカメラにより溶接部の表面を撮影し、
上記ＩＴＶカメラにより撮影した画像を画像処理装置に
て処理し、通常の溶接電流が流れた場合にアーク光のみ
を取り出すように予め設定しておいた閾値で二値化した
二値化画像とアーク光を消す溶接に支障がない範囲で溶
接電流を低電流化した場合に電極のみを取り出すように
予め設定しておいた閾値で二値化した二値化画像との差
分画像を求め、上記差分画像からアーク輪郭とアーク光
の中心位置及び電極位置を求める、ことを特徴とし、こ
の場合、例えば、 （２）電極位置に対するアーク光の中心位置の方向を求
め、この方向が所定範囲内であればアークが正常であ
り、所定範囲外であればアークが異常であると判定する
こと、あるいは、 （３）上記差分画像からアーク光を楕円とみなしたとき
の長軸と短軸を求め、電極の先端位置に対するアーク光
の中心位置の方向が所定範囲内であっても、長軸と短軸
の比が所定の最大値より大きいか、あるいは、所定の最
小値より小さい場合はアークが異常であると判定するこ
と、あるいは、 （４）電極位置とアーク光の中心位置との所定方向に関
する距離を求め、この距離が所定値より小さければアー
クが正常であり、所定値より大きければアークが異常で
あると判定することを特徴とする。
明は、 （１）ＴＩＧ溶接方法又は消耗電極溶接方法において、
溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干渉フィル
タを有するＩＴＶカメラにより溶接部の表面を撮影し、
上記ＩＴＶカメラにより撮影した画像を画像処理装置に
て処理し、通常の溶接電流が流れた場合にアーク光のみ
を取り出すように予め設定しておいた閾値で二値化した
二値化画像とアーク光を消す溶接に支障がない範囲で溶
接電流を低電流化した場合に電極のみを取り出すように
予め設定しておいた閾値で二値化した二値化画像との差
分画像を求め、上記差分画像からアーク輪郭とアーク光
の中心位置及び電極位置を求める、ことを特徴とし、こ
の場合、例えば、 （２）電極位置に対するアーク光の中心位置の方向を求
め、この方向が所定範囲内であればアークが正常であ
り、所定範囲外であればアークが異常であると判定する
こと、あるいは、 （３）上記差分画像からアーク光を楕円とみなしたとき
の長軸と短軸を求め、電極の先端位置に対するアーク光
の中心位置の方向が所定範囲内であっても、長軸と短軸
の比が所定の最大値より大きいか、あるいは、所定の最
小値より小さい場合はアークが異常であると判定するこ
と、あるいは、 （４）電極位置とアーク光の中心位置との所定方向に関
する距離を求め、この距離が所定値より小さければアー
クが正常であり、所定値より大きければアークが異常で
あると判定することを特徴とする。
【０００６】上記目的を達成する別の発明は、 （５）ＴＩＧ溶接方法又は消耗電極溶接方法において、
溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干渉フィル
タを有するＩＴＶカメラにより溶接部の表面を撮影し、
上記ＩＴＶカメラにより撮影した画像を画像処理装置に
て処理し、通常の溶接電流が流れた場合にアーク光のみ
を取り出すように予め設定しておいた閾値で二値化した
二値化画像とアーク光を消す溶接に支障がない範囲で溶
接電流を低電流化した場合に電極のみを取り出すように
予め設定しておいた閾値で二値化した二値化画像との差
分画像を求め、上記差分画像からアーク光の面積を求め
て一定期間平均化した面積と新たに得た面積との差分を
とりアークが正常か異常かを判断することを特徴とす
る。
溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干渉フィル
タを有するＩＴＶカメラにより溶接部の表面を撮影し、
上記ＩＴＶカメラにより撮影した画像を画像処理装置に
て処理し、通常の溶接電流が流れた場合にアーク光のみ
を取り出すように予め設定しておいた閾値で二値化した
二値化画像とアーク光を消す溶接に支障がない範囲で溶
接電流を低電流化した場合に電極のみを取り出すように
予め設定しておいた閾値で二値化した二値化画像との差
分画像を求め、上記差分画像からアーク光の面積を求め
て一定期間平均化した面積と新たに得た面積との差分を
とりアークが正常か異常かを判断することを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】アーク輪郭やアーク中心位置と電極位置とによ
り、電極とアーク中心との相対位置もしくはアーク輪郭
が把握されることにより、アークの偏向や楕円形の異常
の検出にてアーク異常も判別できる。また、アークの面
積異常にてアーク異常を検出できる。このため、電極位
置検出のみならず、アーク不安定性も検出することがで
きて溶接の自動倣いや正常／異常の判断ができ、必要に
応じて溶接の自動停止を行なうことができる。
り、電極とアーク中心との相対位置もしくはアーク輪郭
が把握されることにより、アークの偏向や楕円形の異常
の検出にてアーク異常も判別できる。また、アークの面
積異常にてアーク異常を検出できる。このため、電極位
置検出のみならず、アーク不安定性も検出することがで
きて溶接の自動倣いや正常／異常の判断ができ、必要に
応じて溶接の自動停止を行なうことができる。
【０００８】
【実施例】ここで、図１〜図５を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は全体の構成図であり、電極１、溶
接トーチ２、スライド７及びこれらを制御する溶接機制
御装置１０からなり、溶接進行方向前方に配した視覚セ
ンサ（ＩＴＶカメラ）６により、干渉フィルタ４を介し
て溶接状況を画像情報８としてモニタしつつ画像処理装
置９に取り込む。このうち、画像情報８のモニタは、電
極１、溶接トーチ２、母材５、アーク３などが写し出さ
れている。
例を説明する。図１は全体の構成図であり、電極１、溶
接トーチ２、スライド７及びこれらを制御する溶接機制
御装置１０からなり、溶接進行方向前方に配した視覚セ
ンサ（ＩＴＶカメラ）６により、干渉フィルタ４を介し
て溶接状況を画像情報８としてモニタしつつ画像処理装
置９に取り込む。このうち、画像情報８のモニタは、電
極１、溶接トーチ２、母材５、アーク３などが写し出さ
れている。
【０００９】画像の取り込みは、干渉フィルタ４を介在
させているため可視域の画像に限られ、しかも溶接機制
御装置１０と連動して図３にて示すように通常の溶接電
流では画像Ａを取り込み、アーク光を消す溶接に支障の
ない範囲で溶接電流をパルス状の短時間の低電流（数ｍ
Ａ）とした場合には画像Ｂを取り込む。したがって、通
常の高輝度画像Ａでは全体画像が得られ、画像Ｂでは赤
熱した電極部分のみが取り込まれる。
させているため可視域の画像に限られ、しかも溶接機制
御装置１０と連動して図３にて示すように通常の溶接電
流では画像Ａを取り込み、アーク光を消す溶接に支障の
ない範囲で溶接電流をパルス状の短時間の低電流（数ｍ
Ａ）とした場合には画像Ｂを取り込む。したがって、通
常の高輝度画像Ａでは全体画像が得られ、画像Ｂでは赤
熱した電極部分のみが取り込まれる。
【００１０】次に不要な部位を消すため、予め設定して
おいた閾値で、これらの画像を二値化し、画像Ａ′，
Ｂ′を得る。この閾値は、Ａ′の画像は、アーク光の
み、Ｂ′は電極のみを取り出すような値を設定してお
く。しかしＡ′には、アーク光だけでなく電極も同程度
の輝度レベル（濃度）であるため重なって写ってしま
う。そこで、この２枚の画像を合成してアーク光のみを
次に取り出す。つまりＡ′よりＢ′をマイナスする。こ
れによりＣに示すアーク光のみを強調した画像を得る事
が出来る。
おいた閾値で、これらの画像を二値化し、画像Ａ′，
Ｂ′を得る。この閾値は、Ａ′の画像は、アーク光の
み、Ｂ′は電極のみを取り出すような値を設定してお
く。しかしＡ′には、アーク光だけでなく電極も同程度
の輝度レベル（濃度）であるため重なって写ってしま
う。そこで、この２枚の画像を合成してアーク光のみを
次に取り出す。つまりＡ′よりＢ′をマイナスする。こ
れによりＣに示すアーク光のみを強調した画像を得る事
が出来る。
【００１１】さて、かかる画像Ｃにより電極位置及びア
ークの判定をする必要がある。電極位置は図４に示すよ
うに電極先端位置ＴＣ（ＸTC，ＹTC）として直ちに求め
られる。一方、アーク中心位置ＡＣ（ＸAC，ＹAC）を求
めるのであるが、アーク中心位置ＡＣの求め方はいくつ
かあり、その一つとして重心位置を求める方法がある。
つまり、 ＸAC＝∬ｆ（ｘ，ｙ）・ｘ・ｄｘ・ｄｙ／∬ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ ＹAC＝∬ｆ（ｘ，ｙ）・ｙ・ｄｘ・ｄｙ／∬ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ として求まる。
ークの判定をする必要がある。電極位置は図４に示すよ
うに電極先端位置ＴＣ（ＸTC，ＹTC）として直ちに求め
られる。一方、アーク中心位置ＡＣ（ＸAC，ＹAC）を求
めるのであるが、アーク中心位置ＡＣの求め方はいくつ
かあり、その一つとして重心位置を求める方法がある。
つまり、 ＸAC＝∬ｆ（ｘ，ｙ）・ｘ・ｄｘ・ｄｙ／∬ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ ＹAC＝∬ｆ（ｘ，ｙ）・ｙ・ｄｘ・ｄｙ／∬ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ として求まる。
【００１２】また、図５に示すように、アークの水平方
向、垂直方向の最小／最大値（Ｘmi n ，Ｙmin ），（Ｘ
max ，Ｙmax ）より、この中心点をアーク中心とする方
法がる。 ＸAC＝（Ｘmin ＋Ｘmax ）／２ ＹAC＝（Ｙmin ＋Ｙmax ）／２ より求まる。
向、垂直方向の最小／最大値（Ｘmi n ，Ｙmin ），（Ｘ
max ，Ｙmax ）より、この中心点をアーク中心とする方
法がる。 ＸAC＝（Ｘmin ＋Ｘmax ）／２ ＹAC＝（Ｙmin ＋Ｙmax ）／２ より求まる。
【００１３】更に、アークの輪郭を楕円とみなした時、
その長軸ＤL と短軸ＤS の交わる点をアーク中心とする
方法も考えられる。このようにして、アーク中心位置Ａ
Ｃが求まる。ついで、図４に示す如く電極に対するアー
クの方向ＶA もしくはθA と電極のずれΔＸとを求め、
このΔＸ，θA （又はＶA ）、ＤL ／ＤS によって溶接
状況の監視が行なわれる。
その長軸ＤL と短軸ＤS の交わる点をアーク中心とする
方法も考えられる。このようにして、アーク中心位置Ａ
Ｃが求まる。ついで、図４に示す如く電極に対するアー
クの方向ＶA もしくはθA と電極のずれΔＸとを求め、
このΔＸ，θA （又はＶA ）、ＤL ／ＤS によって溶接
状況の監視が行なわれる。
【００１４】すなわち、角度θA が予め設定したθS よ
り小さい場合正常、大きい場合異常で磁気吹きの影響が
あると判断する。また、θA が正常でもＤL ／ＤS の比
が予め設定した最低値ＲSminと最大値ＲSmaxの間にない
場合、アーク異常（電極劣化もしくは磁気吹きの影響あ
り）と判断する。更に、これらが異常でない場合、電極
とアークとの位置ずれΔＸにより、これも予め設定した
ΔＸS と比較して、これより大きくずれていた場合、電
極を反対方向にずらす動作をして開先倣いを行う。これ
以下の場合は、正常と判断して溶接を続ける。
り小さい場合正常、大きい場合異常で磁気吹きの影響が
あると判断する。また、θA が正常でもＤL ／ＤS の比
が予め設定した最低値ＲSminと最大値ＲSmaxの間にない
場合、アーク異常（電極劣化もしくは磁気吹きの影響あ
り）と判断する。更に、これらが異常でない場合、電極
とアークとの位置ずれΔＸにより、これも予め設定した
ΔＸS と比較して、これより大きくずれていた場合、電
極を反対方向にずらす動作をして開先倣いを行う。これ
以下の場合は、正常と判断して溶接を続ける。
【００１５】また、正常なアーク光について複数個の面
積を求め、これを平均化しておき、これと新たに求めた
アーク光との面積を比較し、これが設定値ＡS 以上の誤
差を生んだ時、アーク異常（アーク不安定）として溶接
を停止させる。以上を繰り返し、溶接状況の監視を行
い、自動溶接させるものである。
積を求め、これを平均化しておき、これと新たに求めた
アーク光との面積を比較し、これが設定値ＡS 以上の誤
差を生んだ時、アーク異常（アーク不安定）として溶接
を停止させる。以上を繰り返し、溶接状況の監視を行
い、自動溶接させるものである。
【００１６】
【発明の効果】以上説明の本発明のアークの状況判断方
法によれば、従来の溶接倣いよりも更に多くの情報をア
ークから取り込む事ができ、より自動化レベルの高い、
かつ、より品質の高い溶接を提供することができる。以
下に詳しく示す。請求項１に係る発明のアークの状況判
断方法においては、溶接トーチの進行方向前方にあって
可視域の干渉フィルタを有するＩＴＶカメラにより溶接
部の表面を撮影し、上記ＩＴＶカメラにより撮影した画
像を画像処理装置にて処理し、通常の溶接電流が流れた
場合にアーク光のみを取り出すように予め設定しておい
た閾値で二値化した二値化画像とアーク光を消す溶接に
支障がない範囲で溶接電流を低電流化した場合に電極の
みを取り出すように予め設定しておいた閾値で二値化し
た二値化画像との差分画像を求め、上記差分画像からア
ーク輪郭とアーク光の中心位置及び電極位置を求めるの
で、通常の溶接電流が流れた場合の二値化画像とアーク
光を消す溶接に支障がない範囲で溶接電流を低電流化し
た場合の二値化画像とは溶接電流に同期して容易に撮影
することができ、また、溶接トーチの進行方向前方から
溶接部の表面を撮影した場合、通常の溶接電流が流れた
時の二値化画像はアーク光だけでなく赤熱した電極も同
じ輝度レベルで含むためにアーク光と電極は重なって写
り区別し難いが、溶接電流を低電流化した時はアーク光
はなく赤熱した電極のみ含む二値化画像となる。そこ
で、これら２つの二値化画像の差分はアーク光に対応す
る輝度レベルの部分と、これとは異なる輝度レベルで電
極に対応する部分を含むことになり、この差分画像中
で、アーク光に対応する輝度レベル部分の外周がアーク
輪郭であり、アーク光に対応する輝度レベル部分内にア
ーク光の中心位置があり、電極に対応する輝度レベル部
分が電極位置であるから、差分画像よりアーク輪郭と、
アーク光の中心位置と、電極位置を求めることができ、
従って、従来の溶接倣いよりも更に多くの情報をアーク
から取り込むことができる。請求項２に係る発明のアー
クの状況判断方法においては、電極位置に対するアーク
光の中心位置の方向を求め、この方向が所定範囲内であ
ればアークが正常であり、所定範囲外であればアークが
異常であると判定するので、アークが正常か異常か容易
に判断することかできる。請求項３に係る発明のアーク
の状況判断方法においては、差分画像からアーク光を楕
円とみなしたときの長軸と短軸を求め、電極の先端位置
に対するアーク光の中心位置の方向が所定範囲内であっ
ても、長軸と短軸の比が所定の最大値より大きいか、所
定の最小値より小さい場合はアークが異常であると判定
するので、アークが正常か異常か精度良くかつ容易に判
断することができる。請求項４に係る発明のアークの状
況判断方法においては、電極位置とアーク光の中心位置
との所定方向に関する距離を求め、この距離が所定値よ
り小さければアークが正常であり、所定値より大きけれ
ばアークが異常であると判定するので、アークが正常か
異常か容易に判断することができる。請求項５に係る発
明のアークの状況判断方法においては、溶接トーチの進
行方向前方にあって可視域の干渉フィルタを有するＩＴ
Ｖカメラにより溶接部の表面を撮影し、上記ＩＴＶカメ
ラにより撮影した画像を画像処理装置にて処理し、通常
の溶接電流が流れた場合にアーク光のみを取り出すよう
に予め設定しておいた閾値で二値化した二値化画像とア
ーク光を消す溶接に支障がない範囲で溶接電流を低電流
化した場合に電極のみを取り出すように予め設定してお
いた閾値で二値化した二値化画像との差分画像を求め、
上記差分画像からアーク光の面積を求めて一定期間平均
化した面積と新たに得た面積との差分をとりアークが正
常か異常かを判断するので、通常の溶接電流が流れた場
合の二値化画像とアーク光を消す溶接に支障がない範囲
で溶接電流を低電流化した場合の二値化画像とは溶接電
流に同期して容易に撮影することができ、また、溶接ト
ーチの進行方向前方から溶接部の表面を撮影した場合、
通常の溶接電流が流れた時の二値化画像はアーク光だけ
でなく赤熱した電極も同じ輝度レベルで含むためにアー
ク光と電極は重なって写り区別し難いが、溶接電流を低
電流化した時はアーク光はなく赤熱した電極のみ含む二
値化画像となる。従って、これら２つの二値化画像の差
分は電極を除外したアーク光の画像であるから、アーク
光の面積を精度良く求めることができ、アークが正常か
異常か精度良く判断することができる。
法によれば、従来の溶接倣いよりも更に多くの情報をア
ークから取り込む事ができ、より自動化レベルの高い、
かつ、より品質の高い溶接を提供することができる。以
下に詳しく示す。請求項１に係る発明のアークの状況判
断方法においては、溶接トーチの進行方向前方にあって
可視域の干渉フィルタを有するＩＴＶカメラにより溶接
部の表面を撮影し、上記ＩＴＶカメラにより撮影した画
像を画像処理装置にて処理し、通常の溶接電流が流れた
場合にアーク光のみを取り出すように予め設定しておい
た閾値で二値化した二値化画像とアーク光を消す溶接に
支障がない範囲で溶接電流を低電流化した場合に電極の
みを取り出すように予め設定しておいた閾値で二値化し
た二値化画像との差分画像を求め、上記差分画像からア
ーク輪郭とアーク光の中心位置及び電極位置を求めるの
で、通常の溶接電流が流れた場合の二値化画像とアーク
光を消す溶接に支障がない範囲で溶接電流を低電流化し
た場合の二値化画像とは溶接電流に同期して容易に撮影
することができ、また、溶接トーチの進行方向前方から
溶接部の表面を撮影した場合、通常の溶接電流が流れた
時の二値化画像はアーク光だけでなく赤熱した電極も同
じ輝度レベルで含むためにアーク光と電極は重なって写
り区別し難いが、溶接電流を低電流化した時はアーク光
はなく赤熱した電極のみ含む二値化画像となる。そこ
で、これら２つの二値化画像の差分はアーク光に対応す
る輝度レベルの部分と、これとは異なる輝度レベルで電
極に対応する部分を含むことになり、この差分画像中
で、アーク光に対応する輝度レベル部分の外周がアーク
輪郭であり、アーク光に対応する輝度レベル部分内にア
ーク光の中心位置があり、電極に対応する輝度レベル部
分が電極位置であるから、差分画像よりアーク輪郭と、
アーク光の中心位置と、電極位置を求めることができ、
従って、従来の溶接倣いよりも更に多くの情報をアーク
から取り込むことができる。請求項２に係る発明のアー
クの状況判断方法においては、電極位置に対するアーク
光の中心位置の方向を求め、この方向が所定範囲内であ
ればアークが正常であり、所定範囲外であればアークが
異常であると判定するので、アークが正常か異常か容易
に判断することかできる。請求項３に係る発明のアーク
の状況判断方法においては、差分画像からアーク光を楕
円とみなしたときの長軸と短軸を求め、電極の先端位置
に対するアーク光の中心位置の方向が所定範囲内であっ
ても、長軸と短軸の比が所定の最大値より大きいか、所
定の最小値より小さい場合はアークが異常であると判定
するので、アークが正常か異常か精度良くかつ容易に判
断することができる。請求項４に係る発明のアークの状
況判断方法においては、電極位置とアーク光の中心位置
との所定方向に関する距離を求め、この距離が所定値よ
り小さければアークが正常であり、所定値より大きけれ
ばアークが異常であると判定するので、アークが正常か
異常か容易に判断することができる。請求項５に係る発
明のアークの状況判断方法においては、溶接トーチの進
行方向前方にあって可視域の干渉フィルタを有するＩＴ
Ｖカメラにより溶接部の表面を撮影し、上記ＩＴＶカメ
ラにより撮影した画像を画像処理装置にて処理し、通常
の溶接電流が流れた場合にアーク光のみを取り出すよう
に予め設定しておいた閾値で二値化した二値化画像とア
ーク光を消す溶接に支障がない範囲で溶接電流を低電流
化した場合に電極のみを取り出すように予め設定してお
いた閾値で二値化した二値化画像との差分画像を求め、
上記差分画像からアーク光の面積を求めて一定期間平均
化した面積と新たに得た面積との差分をとりアークが正
常か異常かを判断するので、通常の溶接電流が流れた場
合の二値化画像とアーク光を消す溶接に支障がない範囲
で溶接電流を低電流化した場合の二値化画像とは溶接電
流に同期して容易に撮影することができ、また、溶接ト
ーチの進行方向前方から溶接部の表面を撮影した場合、
通常の溶接電流が流れた時の二値化画像はアーク光だけ
でなく赤熱した電極も同じ輝度レベルで含むためにアー
ク光と電極は重なって写り区別し難いが、溶接電流を低
電流化した時はアーク光はなく赤熱した電極のみ含む二
値化画像となる。従って、これら２つの二値化画像の差
分は電極を除外したアーク光の画像であるから、アーク
光の面積を精度良く求めることができ、アークが正常か
異常か精度良く判断することができる。
【図１】溶接状況自動判断装置の一例の図。
【図２】画像情報を示す図。
【図３】画像取り込みタイミングとその画像内容の説明
図。
図。
【図４】アーク形状から得られる情報の説明図。
【図５】アーク中心位置を求めるための説明図。
１ 電極 ２ 溶接トーチ ３ アーク ４ 干渉フィルタ ５ 母材 ６ 視覚センサ（ＩＴＶカメラ） ７ スライド ８ 画像情報 ９ 画像処理装置 １０ 溶接機制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 博之 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 池田 孝夫 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−142075（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−116404（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−182069（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−197810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−33064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−168780（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−252674（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−113175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−20175（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 9/095 B23K 9/127
Claims (5)
- 【請求項１】 ＴＩＧ溶接方法又は消耗電極溶接方法に
おいて、溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干
渉フィルタを有するＩＴＶカメラにより溶接部の表面を
撮影し、 上記ＩＴＶカメラにより撮影した画像を画像処理装置に
て処理し、通常の溶接電流が流れた場合にアーク光のみ
を取り出すように予め設定しておいた閾値で二値化した
二値化画像とアーク光を消す溶接に支障がない範囲で溶
接電流を低電流化した場合に電極のみを取り出すように
予め設定しておいた閾値で二値化した二値化画像との差
分画像を求め、 上記差分画像からアーク輪郭とアーク光の中心位置及び
電極位置を求めることを特徴とするアークの状況判断方
法。 - 【請求項２】 電極位置に対するアーク光の中心位置の
方向を求め、この方向が所定範囲内であればアークが正
常であり、所定範囲外であればアークが異常であると判
定することを特徴とする請求項１に記載のアークの状況
判断方法。 - 【請求項３】 上記差分画像からアーク光を楕円とみな
したときの長軸と短軸を求め、電極の先端位置に対する
アーク光の中心位置の方向が所定範囲内であっても、長
軸と短軸の比が所定の最大値より大きいか、あるいは、
所定の最小値より小さい場合はアークが異常であると判
定することを特徴とする請求項２に記載のアークの状況
判断方法。 - 【請求項４】 電極位置とアーク光の中心位置との所定
方向に関する距離を求め、この距離が所定値より小さけ
ればアークが正常であり、所定値より大きければアーク
が異常であると判定することを特徴とする請求項１に記
載のアークの状況判断方法。 - 【請求項５】 ＴＩＧ溶接方法又は消耗電極溶接方法に
おいて、溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干
渉フィルタを有するＩＴＶカメラにより溶接部の表面を
撮影し、 上記ＩＴＶカメラにより撮影した画像を画像処理装置に
て処理し、通常の溶接電流が流れた場合にアーク光のみ
を取り出すように予め設定しておいた閾値で二値化した
二値化画像とアーク光を消す溶接に支障がない範囲で溶
接電流を低電流化した場合に電極のみを取り出すように
予め設定しておいた閾値で二値化した二値化画像との差
分画像を求め、 上記差分画像からアーク光の面積を求めて一定期間平均
化した面積と新たに得た面積との差分をとりアークが正
常か異常かを判断することを特徴とするアークの状況判
断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207944A JP2989384B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | アークの状況判断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207944A JP2989384B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | アークの状況判断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0647541A JPH0647541A (ja) | 1994-02-22 |
| JP2989384B2 true JP2989384B2 (ja) | 1999-12-13 |
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ID=16548127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4207944A Expired - Fee Related JP2989384B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | アークの状況判断方法 |
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| JP (1) | JP2989384B2 (ja) |
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-
1992
- 1992-08-04 JP JP4207944A patent/JP2989384B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0647541A (ja) | 1994-02-22 |
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