JP3046372B2 - Image analysis device for arc welding - Google Patents

Image analysis device for arc welding

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JP3046372B2
JP3046372B2 JP3054923A JP5492391A JP3046372B2 JP 3046372 B2 JP3046372 B2 JP 3046372B2 JP 3054923 A JP3054923 A JP 3054923A JP 5492391 A JP5492391 A JP 5492391A JP 3046372 B2 JP3046372 B2 JP 3046372B2
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村 治 通 市
木 俊 雄 青
木 信 行 青
木 雄 二 鈴
山 修 志 丸
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日鐵溶接工業株式会社
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアーク溶接用の画像解析
装置に関し、特に溶接中のアーク近傍を撮影した時の映
像信号より必要部分を抽出し解析する装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image analysis apparatus for arc welding, and more particularly to an apparatus for extracting and analyzing a necessary portion from a video signal obtained by photographing the vicinity of an arc during welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶接アークは、パルス溶接を実施する
等、目的をもって故意にアーク長を変化させる場合、あ
るいは消耗電極による溶滴移行溶接のような同一変化の
安定した繰り返しの場合を除き、常に安定していた方が
溶接欠陥あるいはスパッタ等の溶接作業性、安全性の面
から望ましく、従来はこれら評価を人の感覚あるいは極
短時間における定性評価を行っていた。
2. Description of the Related Art Welding arcs are always used except when the arc length is intentionally changed, such as when pulse welding is performed, or when the same change is repeated stably such as droplet transfer welding with a consumable electrode. It is desirable to be stable from the viewpoint of welding workability such as welding defects or spatters and safety, and conventionally, these evaluations have been performed qualitatively in a human sense or in a very short time.

【0003】しかし、人の感覚による評価は個人差があ
り評価の基準がまちまちとなるため極短時間の評価では
信頼性に欠けることは明らかである。
[0003] However, it is clear that evaluation based on human sensation lacks reliability in an evaluation in a very short time because evaluation criteria vary depending on individuals and evaluation standards vary.

【0004】また、溶接中のアーク直下又は近傍におい
て、例えばアーク長、溶融池の大きさを測定する場合に
スケールを当てて計測することは困難をきたし、従来は
溶接アークを消弧した後、充分温度が低下してからワイ
ヤ先端から母材間距離を計測してこれをアーク長とした
り、あるいは溶融池にしても同様に計測していた。
In addition, when measuring, for example, the arc length and the size of a molten pool just under or near the arc during welding, it is difficult to apply a scale, and conventionally, after extinguishing the welding arc, After the temperature was sufficiently lowered, the distance between the base metal and the tip of the wire was measured, and this was used as the arc length.

【0005】しかしこれらの計測方法ではリアルタイム
の計測ができないばかりでなく溶接中にアークを消弧す
ることは溶接欠陥発生上決して実施することはできな
い。また、実験上の試験片であったとしても消耗電極の
供給装置を停止してからの電動機の慣性あるいは、溶接
電源を停止してから溶接電源内部に存在するリアクタン
ス分あるいは配線による浮遊リアクタンスなどによって
アークを直ちに消弧することが困難で実際のアーク長よ
りも過不足が生じたり、溶融池にしても完全に溶融金属
が凝固した後では溶融池の境界が明確でなくなることか
ら正確な真の値を測定することは極めて困難となる。
However, these measuring methods cannot not only perform real-time measurement, but also cannot extinguish the arc during welding due to the occurrence of welding defects. Even if it is an experimental test piece, the inertia of the motor after the supply of the consumable electrode is stopped, or the reactance existing inside the welding power supply after the welding power supply is stopped or the floating reactance due to wiring, etc. after the welding power supply is stopped. Since it is difficult to extinguish the arc immediately and it may be more or less than the actual arc length, or even if the molten pool is completely solidified, the boundary of the molten pool is not clear after the molten metal has completely solidified. It is very difficult to measure the value.

【0006】従って溶接アーク安定性に関する従来から
の評価方法では溶接電流,アーク電圧,電極の消耗速度
等をメータによってレベルに置換して定量的に評価する
ことが一般的であった。
Therefore, in the conventional method for evaluating the welding arc stability, it has been general to quantitatively evaluate the welding current, the arc voltage, the consumption rate of the electrode and the like by substituting the level with a meter.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
量はアークに関連する項目ではあるものの、アークその
ものではないので信頼性に疑問が残っていた。
However, although these quantities are items related to the arc, they are not arcs themselves, so that reliability remains a question.

【0008】また従来から一般的な画像解析装置では1
画面の処理に要する時間が多大にかかるため、一旦画像
を記憶装置に取り込み静止画像とし固定した状態で処理
を実施するため、該処理を実施する時間内に既に次の異
なる現象が生じ、とても連続した現象を捕らえることは
難しく正確な解析をするには困難をきたしていた。
Conventionally, a general image analysis apparatus uses
Since it takes a lot of time to process the screen, once the image is fetched into the storage device and the process is performed in a fixed state as a still image, the following different phenomena already occur within the time to execute the process, and it is very continuous It was difficult to capture the phenomena, and it was difficult to perform accurate analysis.

【0009】本発明は、アーク状態の制御あるいは溶接
時の正確な情報をリアルタイムにかつ、容易に得ること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to easily obtain real-time accurate information on control of an arc state or welding.

【0010】本発明のアーク溶接用画像解析装置は、
接中のアーク近傍の状態を示す映像信号を設定レベルで
逐次2値化する2値化処理手段 (42)前記映像信号の
走査線の切り替え信号をカウントする垂直カウンタ(21,
24),垂直方向の領域指定手段(23,26)および前記垂直カ
ウンタ(21,24)のカウントデ−タが前記垂直方向の領域
指定手段(23,26)によって指定された領域内か否を表わ
す信号を発生する比較手段(22,25)を含む垂直信号エリ
ア指定回路(2)水平カウンタ(31,34),水平方向の領域
指定手段(33,36)および前記水平カウンタ(31,34)のカウ
ントデ−タが前記水平方向の領域指定手段(33,36)によ
って指定された領域内か否を表わす信号を発生する比較
手段(32,35)を含む水平信号エリア指定回路(3)前記垂
直信号エリア指定回路(2)および水平信号エリア指定回
路(3)が発生する領域内か否を表わす信号に基づいて、
前記映像信号が、前記垂直方向の領域指定手段(23,26)
および水平方向の領域指定手段(33,36)によって指定さ
れた2次元領域内か否を表わす信号を発生する論理積手
段(7a)該論理積手段(7a)が2次元領域内を表わす信号
を発生しているときの前記2値化処理手段(42)が2値化
した信号を摘出する手段(11,7c)該摘出手段(7c)が摘
出した2値化した信号を前記映像信号と重ねて逐次合成
する合成回路(8)前記論理積手段(7a)が2次元領域内
を表わす信号を発生している間の、前記2値化処理手段
(42)が2値化した信号の高,低レベルの一方の長さを計
測する計測カウンタ(5)該計測カウンタ(5)のカウント
デ−タを保持するためのラッチ手段(Lt);および、 前記
映像信号の走査線の切り替え信号に同期して、前記ラッ
チ手段(Lt)に計測カウンタ(5)のカウントデ−タをラッ
チしそして計測カウンタ(5)を初期化する手段(10a,10
b);を備える。
The image analysis apparatus for arc welding according to the present invention converts a video signal indicating a state near an arc during welding at a set level.
Binarization processing means (42) for sequentially binarizing the image signal ;
A vertical counter (21,
24), means for specifying the vertical area (23, 26) and the vertical
Counter (21, 24) count data in the vertical direction
Indicates whether it is within the area specified by the specifying means (23, 26)
Vertical signal area including comparison means (22, 25) for generating
A Designating circuit (2) ; horizontal counters (31, 34), horizontal area
Specifying means (33, 36) and the counter of the horizontal counter (31, 34)
Data is provided by the horizontal area designating means (33, 36).
Comparison to generate a signal indicating whether the area is within the specified area
Horizontal signal area designation circuit including means (32, 35) (3); the vertical
Direct signal area designating circuit (2) and horizontal signal area designating circuit
Based on a signal indicating whether or not the area where the road (3) occurs,
The video signal, the vertical area designation means (23, 26)
And the horizontal area specification means (33, 36).
AND operator that generates a signal indicating whether or not it is within the specified two-dimensional area
Stage (7a) ; a signal indicating that the logical product means (7a) represents the inside of the two-dimensional area
The binarization processing means (42) performs binarization when
Means for extracting the extracted signal (11, 7c) ;
Combining circuit for sequentially combining the binarized signal issued superimposed with the video signal (8); said logical product means (7a) is a two-dimensional area
The binarization processing means while generating a signal representing
(42) measures the length of one of the high and low levels of the binarized signal.
Measurement counter (5) to measure ; count of the measurement counter (5)
De - latching means for holding the data (Lt); and, wherein
In synchronization with the switching signal of the scanning line of the video signal,
The count data of the measurement counter (5) to the switching means (Lt).
Means (10a, 10a)
b) ;

【0011】なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述
する実施例の対応要素又は対応事項を示す。
Symbols in parentheses indicate corresponding elements or items in the embodiment shown in the drawings and described later.

【0012】[0012]

【作用】これによれば、撮像装置を用いて得られる溶接
中のアーク近傍の状態を示す映像信号の垂直領域を垂直
信号エリア指定回路(2)が、水平領域を水平信号エリア
指定回路(3)が指定し、論理積手段(7a),摘出手段(11,7
c)および合成回路(8)によって、指定された2次元領域
の、2値化された映像信号が摘出されて、映像信号に合
成される。この合成信号をディスプレイに表示すると、
アーク近傍の状態を示す画像上で前記2次元領域部が確
認できる。 加えて、計測カウンタ(5)が、上述の指定さ
れた2次元領域内の、前記2値化処理手段(42)が2値化
した信号の高,低レベルの一方の長さを計測するので、
該2次元領域を溶接中のア−クを中心とする領域に定め
て、2値化信号の、ア−ク光対応レベルを計測すること
により、実アーク下でのさまざまな箇所に於ける測定を
何等アークを消弧することなく、安全かつリアルタイム
に、ア−ク長が得られる。
According to this, the vertical region of the video signal indicating the state near the arc during welding obtained by using the imaging device is set to the vertical direction.
The signal area designating circuit (2) converts the horizontal area to the horizontal signal area.
The designation circuit (3) designates the logical product means (7a) and the extraction means (11,7
c) and the two-dimensional area specified by the synthesis circuit (8)
Of the binarized video signal is extracted and combined with the video signal.
Is done. When this synthesized signal is displayed on the display,
The two-dimensional area is confirmed on the image showing the state near the arc.
It can be recognized. In addition, the measurement counter (5)
The binarization processing means (42) within the selected two-dimensional area
Since the length of one of the high and low levels of the measured signal is measured,
The two-dimensional area is defined as an area centered on the arc being welded.
Measuring the level corresponding to the arc light of the binary signal
This allows safe and real-time measurements at various locations under the actual arc without extinguishing the arc.
Finally , the arc length is obtained.

【0013】上述のように、合成信号をディスプレイに
表示すると、アーク近傍の状態を示す画像上で前記2次
元領域部すなわち測定箇所が確認できるのに加えて、前
記長さ計測値が走査線毎にラッチ手段(Lt)にラッチされ
るので、例えばラッチデ−タを摘出してディスプレイに
表示することにより、あるいは、ラッチ手段(Lt)のラッ
チデ−タをD/A変換してアナログ記録計でグラフ記録
することにより、測定者はリアルタイムでの溶接中のア
ークそのものの変化に応じた測定を肉眼で確認できると
同時にそのときの具体的な数値を記録しうる。
As described above, the composite signal is displayed on the display.
When displayed, the secondary
In addition to confirming the original area, that is, the measurement location ,
The measured length value is latched by the latch means (Lt) for each scanning line.
So, for example, extract the latch data and display it on the display.
Display or the latch means (Lt)
D / A conversion of data and graph recording with analog recorder
By doing so, the measurer can visually confirm the measurement according to the change of the arc itself during welding in real time, and at the same time, can record a specific numerical value at that time.

【0014】本発明の他の目的および特徴は図面を参照
した以下の実施例の説明より明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

【0015】[0015]

【実施例】図1に、本発明の一実施例の電気系統を示
す。溶接アーク近傍を撮像した映像信号を入力とし、該
信号の垂直同期信号及び水平同期信号を分離する回路
1,測定者がほしい情報が現されるエリアを指定する垂
直信号エリア指定回路2及び水平信号エリア指定回路
3,映像信号を計測しやすくするための映像信号2値化
回路4,長さあるいは大きさを測定する計測カウンタ回
路5,該計測値をアナログ値に変換するD/Aコンバー
タ6,測定箇所をもとの画面に表示する信号を出力する
画像信号合成回路8,これらすべての時間の同期を取る
ための発信器(4MHz)9等から構成される。但、計
測箇所が異なり複数になる場合にはその数だけ必要な回
路を増設することで対処してもよい。
FIG. 1 shows an electric system according to an embodiment of the present invention. A circuit for inputting a video signal obtained by imaging the vicinity of a welding arc and separating a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal of the signal, a vertical signal area specifying circuit 2 for specifying an area where information desired by a measurer appears, and a horizontal signal Area designation circuit 3, video signal binarization circuit 4 for facilitating measurement of video signal 4, measurement counter circuit 5 for measuring length or size 5, D / A converter 6 for converting the measurement value to analog value 6, It is composed of an image signal synthesizing circuit 8 for outputting a signal for displaying the measurement location on the original screen, a transmitter (4 MHz) 9 for synchronizing all of these times, and the like. However, if the number of measurement points is different and a plurality of measurement points are provided, the number of necessary circuits may be increased by the number of the measurement points.

【0016】ここで入力される映像信号は一般的な NTS
C( National Television SystemCommittee の略であ
る) 信号に準拠した信号であれば良く一般的なテレビカ
メラからの映像信号、また一旦該信号を記録あるいは何
等かの方法によって記憶装置に書き込まれた物から再生
された NTSC に準拠した映像信号例えばビデオテープレ
コーダからの信号であっても良い。
The input video signal is a general NTS
C (short for National Television System Committee) Any signal that conforms to the signal may be used as a video signal from a general television camera, or the signal may be recorded or played back from what has been written to the storage device by any method. The video signal may be a signal from a video tape recorder, for example, a video signal conforming to the NTSC standard.

【0017】ここでテレビジョン画面上に表される映像
について簡単に説明する。
Here, an image displayed on a television screen will be briefly described.

【0018】図2に示すように、テレビジョン画面上あ
るいはブラウン管上に表される映像は1画面が525本の
走査線から構成されており、その中でも奇数番目と偶数
番目の操作画面を1/60秒毎に映し出され1/30秒で1画面
が構成されている。従って1秒間には合計30画面の映像
が表され時間的に途切れることなく人の視覚には連続し
た動きとして見える。
As shown in FIG. 2, an image displayed on a television screen or a cathode ray tube has one screen composed of 525 scanning lines, and among them, odd-numbered and even-numbered operation screens are divided by 1 /. It is projected every 60 seconds, and one screen is composed of 1/30 seconds. Therefore, a total of 30 screen images are displayed in one second, and are seen as continuous movements by the human eye without interruption in time.

【0019】これらの映像信号の中には、図3及び図4
に示すように、画面上ほぼ水平方向に走査される走査線
を切り替える信号として水平同期信号と、1/60秒毎に送
られてくる画面切り替え信号として垂直同期信号が含ま
れている。
FIGS. 3 and 4 show these video signals.
As shown in (1), a horizontal synchronizing signal is included as a signal for switching a scanning line scanned in a substantially horizontal direction on a screen, and a vertical synchronizing signal is included as a screen switching signal transmitted every 1/60 second.

【0020】再度図1を参照する。映像信号には走査線
毎に膨大な情報が含まれているので、計測に必要なエリ
アに絞り込むために垂直信号エリア指定回路2を構成す
る垂直カウンタA21および垂直カウンタB22,水平
信号エリア指定回路3を構成する水平カウンタA31お
よび水平カウンタB32を設けることによって水平、垂
直のエリアを指定する。勿論指定エリアを画面一杯とし
ても何等問題はない。ここで映像信号が入力されると、
信号の一部は水平、垂直同期信号分離回路1でそれぞれ
の同期信号成分のみに分離される。分離された該信号は
垂直カウンタA21に入力され、垂直カウンタA21が
パルス数(水平同期信号)を計測し始める(垂直同期信
号入力毎に計測パルス数はクリア)。該パルス数は、あ
らかじめ設定された、計測したい対象物の近傍を垂直方
向の走査線の何番目位かを大まかにエリアとしてデジタ
ルスイッチA23で設定しておき設定した数値と垂直カ
ウンタA21によってカウントされた数値とが同一にな
ったところで、垂直カウンタB24が動作を開始するた
めの信号をデジタルコンパレータA22が発信する。垂
直カウンタB24は必要とする画像の垂直方向のエリア
を決めるものでこの値もあらかじめデジタルスイッチB
26によって設定されている。
Referring back to FIG. Since the video signal contains a huge amount of information for each scanning line, the vertical counter A21 and the vertical counter B22, which constitute the vertical signal area designating circuit 2, and the horizontal signal area designating circuit 3 constitute the vertical signal area designating circuit 2 in order to narrow down the area required for measurement. Are provided, the horizontal and vertical areas are designated by providing a horizontal counter A31 and a horizontal counter B32. Of course, there is no problem even if the designated area is filled with the screen. When a video signal is input here,
A part of the signal is separated by the horizontal and vertical synchronization signal separation circuit 1 into only respective synchronization signal components. The separated signal is input to the vertical counter A21, and the vertical counter A21 starts counting the number of pulses (horizontal synchronization signal) (the number of measured pulses is cleared every time the vertical synchronization signal is input). The number of pulses is counted by the vertical counter A21, which is set in advance by using the digital switch A23 to set the number of the vertical scanning line near the target to be measured as an approximate area and set the number by the digital switch A23. When the calculated values become the same, the digital comparator A22 sends a signal for starting the operation of the vertical counter B24. The vertical counter B24 determines the required vertical area of the image.
26.

【0021】同様に水平同期信号についても画面の端部
よりどの位の所からが必要かによって大まかにエリアを
デジタルスイッチC33及びデジタルスイッチD36で
範囲設定する(発信器9の出力するパルス数をカウント
し、該パルス数は水平同期信号の立ち下がり毎にクリ
ア)。前述垂直カウンタによって必要な垂直エリア内に
来たときだけ該水平カウンタA31及び水平カウンタB
34が動作するような回路構成となっていて、水平同期
信号を基準として時間をカウントし始めカウントする値
が、あらかじめ設定された値と同じになると、水平カウ
ンタB34によってあらかじめ設定された水平方向のエ
リアの範囲に相当する映像信号を取り込む信号をデジタ
ルコンパレータD35より出力する。垂直方向に対する
デジタルコンパレータA22及びデジタルコンパレータ
B25によってエリア指定された信号と,水平方向に対
するデジタルコンパレータC32及びデジタルコンパレ
ータD35によってエリア指定された信号は論理積回路
A7aに入力されこれら該信号が総てONになった時の
み論理積回路A7aから信号が出力される。
Similarly, the area of the horizontal synchronizing signal is roughly set by the digital switch C33 and the digital switch D36 according to the required position from the end of the screen (the number of pulses output from the transmitter 9 is counted). The number of pulses is cleared each time the horizontal synchronizing signal falls). The horizontal counter A31 and the horizontal counter B only when the vertical counter comes within a required vertical area.
34 is operated, and when the value to start counting the time based on the horizontal synchronizing signal becomes equal to the preset value, the horizontal counter B34 presets the horizontal direction. A signal for capturing a video signal corresponding to the range of the area is output from the digital comparator D35. A signal whose area is designated by the digital comparators A22 and B25 in the vertical direction and a signal whose area is designated by the digital comparators C32 and D35 in the horizontal direction are input to the AND circuit A7a, and these signals are all turned ON. Only when this happens, a signal is output from the AND circuit A7a.

【0022】一方、入力された映像信号の一部は計測す
る信号を識別しやすくするために測定箇所が画面上に映
る映像の明るさに応じて、映像信号2値化回路4を構成
する2値化レベル設定ボリウム41により測定者が希望
する明るさのしきい値でアナログコンパレータ回路42
を通過することで明暗に2値化された信号となる。例え
ばアーク長を測定したい場合は電極先端から母材表面ま
で明るくなるように2値化レベル設定回路23でのしき
い値を選択すれば良い。
On the other hand, a part of the input video signal constitutes a video signal binarization circuit 4 in accordance with the brightness of the video projected on the screen at a measurement location in order to make it easy to identify the signal to be measured. An analog comparator circuit 42 is provided at the threshold value of the brightness desired by the operator by the binarization level setting volume 41.
, The signal is converted into a binary signal. For example, when it is desired to measure the arc length, the threshold value in the binarization level setting circuit 23 may be selected so that the brightness from the tip of the electrode to the surface of the base material becomes bright.

【0023】このようにして2値化された信号の一部
は、論理積回路A7aから出力された信号及び発信器9
より出力される基準クロック信号が論理積回路B7bに
入力され、これら総ての信号がONになった時のみ出力
信号が計測カウンタ回路5に入力される。
A part of the signal binarized in this way is the signal output from the AND circuit A7a and the signal from the transmitter 9
The output reference clock signal is input to the AND circuit B7b, and the output signal is input to the measurement counter circuit 5 only when all these signals are turned ON.

【0024】従って、計測カウンタ回路5では入力され
た信号を、発信器9より出力される基準クロック信号に
基いて計測を行う。なお、計測カウンタ回路5には水平
同期信号の立ち下がりを検出する検出器10bからの信
号が入力され、立ち下がり信号入力毎にカウンタが計測
するクロックパルス数はクリアされる。また、水平同期
信号の立ち上がりを検出する検出器10aからの信号が
計測カウンタ回路5に備えられたラッチ回路に入力され
ているので、立ち上がり信号入力毎に計測カウンタ回路
5がカウントしたクロックパルス数がラッチされる。
Therefore, the measurement counter circuit 5 measures the input signal based on the reference clock signal output from the transmitter 9. Note that a signal from the detector 10b that detects the fall of the horizontal synchronization signal is input to the measurement counter circuit 5, and the number of clock pulses measured by the counter is cleared each time the fall signal is input. Further, since the signal from the detector 10a for detecting the rise of the horizontal synchronizing signal is input to the latch circuit provided in the measurement counter circuit 5, the number of clock pulses counted by the measurement counter circuit 5 every time the rising signal is input is calculated. Latched.

【0025】これにより指定エリア内で2値化処理され
た出力信号レベルのパルス幅(距離)を知ることができ
る。計測カウンタ回路5からの計測された出力信号はデ
ジタル信号であるのでコンピュータ等によってデータと
して磁気ディスクあるいは固体記憶素子などの記憶媒体
に書き込み保存される。
As a result, the pulse width (distance) of the output signal level binarized in the designated area can be known. Since the measured output signal from the measurement counter circuit 5 is a digital signal, it is written and stored as data by a computer or the like in a storage medium such as a magnetic disk or a solid-state storage element.

【0026】また、計測カウンタ回路5から出力される
デジタル信号はD/Aコンバータ6でアナログ信号に変
換される。アナログ信号は、時間とともに変化を記録す
ることの可能なペンレコーダ等の記録計12に入力され
ているので、リアルタイムでその出力が観察される。
The digital signal output from the measurement counter circuit 5 is converted by the D / A converter 6 into an analog signal. Since the analog signal is input to a recorder 12 such as a pen recorder capable of recording a change with time, its output is observed in real time.

【0027】なお、計測カウンタ回路5から出力される
デジタル信号を利用することによりアーク現象の制御と
して電極の送給速度制御さらには溶接電流制御、アーク
電圧制御等のフィードバック制御信号へと応用しうる。
The digital signal output from the measurement counter circuit 5 can be used to control the feed rate of the electrode as a control of the arc phenomenon, and further, to a feedback control signal such as welding current control and arc voltage control. .

【0028】また論理積回路B7bと計測カウンタ回路
5の中間より取り出した信号を、マイクロコンピュータ
を用いてデータ処理を行うためにマイクロコンピュータ
装置側のシフトレジスタ13に、また発信器9からの信
号とパルス信号立ち下がり検出器10bからの信号を合
わせて入力した。
A signal taken out from the intermediate point between the AND circuit B7b and the measurement counter circuit 5 is sent to the shift register 13 of the microcomputer device for performing data processing using the microcomputer, and to the signal from the transmitter 9 The signal from the pulse signal falling detector 10b was also input.

【0029】一方、アナログコンパレータ回路42によ
って2値化された信号の1部は否定回路11において信
号の性質が反転され次の論理積回路C7cの一方に入力
され、他方にはエリア指定された前述信号(論理積回路
A7aからの出力信号)の一部が加えられ論理積処理さ
れる。論理積回路C7cより出力される信号は、測定箇
所を明らかにするために当初からの映像信号に映像信号
合成回路8で加えられ画面上に測定箇所が確認できるよ
うな映像となる。従って測定者はリアルタイムでの変化
に応じた測定を肉眼で確認できると同時にそのときの具
体的な数値を記録しうる。
On the other hand, a part of the signal binarized by the analog comparator circuit 42 is inverted in the nature of the signal in the NOT circuit 11 and is input to one of the following AND circuits C7c, and the other is designated as the area designated above. A part of the signal (output signal from the AND circuit A7a) is added and subjected to AND processing. The signal output from the AND circuit C7c is added to the video signal from the beginning by the video signal synthesizing circuit 8 in order to clarify the measurement location, and becomes an image in which the measurement location can be confirmed on the screen. Therefore, the measurer can visually confirm the measurement according to the change in real time, and can also record the specific numerical value at that time.

【0030】また該記録の統計的な処理をコンピュータ
等によって実施すれば、例えば電極と母材が溶接中に短
絡を生じた回数あるいは、電極先端から離脱する溶滴の
移行する数などをも同時に計測処理することができ、応
用範囲の広い計測及び解析が可能となる。
If the statistical processing of the recording is performed by a computer or the like, for example, the number of times a short circuit occurs between the electrode and the base material during welding or the number of droplets moving away from the tip of the electrode can be simultaneously determined. Measurement processing can be performed, and measurement and analysis with a wide range of application can be performed.

【0031】ここで、図1に示す映像入力信号としてソ
リッドワイヤを用いたガスシールド溶接を実施したとき
のビデオテープ再生信号を入力した場合を示す。
Here, a case is shown in which a video tape reproduction signal when gas shield welding using a solid wire is performed is input as the video input signal shown in FIG.

【0032】この時使用した電極ワイヤには、Si−M
n系の線径1.2mmφを使用し、溶接電流は280A
としシールドガスはAr−CO2(CO220%)を用い
溶接時間は2分間とした。
The electrode wires used at this time were Si-M
Using n-type wire diameter of 1.2mmφ, welding current is 280A
The shielding gas used was Ar-CO 2 (CO 2 20%), and the welding time was 2 minutes.

【0033】また計測箇所は、図5に示すように、アー
ク長とし電極先端付近から母材表面付近を水平方向指定
エリアとし、垂直方向指定エリアはアークフレームが十
分含まれるエリアに指定した。なお、図1に示す記録計
12としてはペン書きの記録計を使用した。
As shown in FIG. 5, the measurement location was an arc length, a horizontal designated area from the vicinity of the electrode tip to the base metal surface, and a vertical designated area was designated as an area sufficiently including the arc frame. Note that a pen-written recorder was used as the recorder 12 shown in FIG.

【0034】図6に、指定されたエリアに、アークフレ
ームの明るさで2値化したアーク近傍の画面を示し、図
7に、図6に示すA線(アーク長)走査時のアーク長に
対する映像信号を(a),(b),(c)にそれぞれ示
す。
FIG. 6 shows a screen in the vicinity of the arc binarized by the brightness of the arc frame in the designated area. FIG. 7 shows the arc length at the time of scanning the line A (arc length) shown in FIG. The video signals are shown in (a), (b) and (c), respectively.

【0035】この結果、アーク長の時事刻々の変化がペ
ン書き記録計12に遅れなく現れると共にマイクロコン
ピュータで処理されたデータも何等テレビジョン映像画
面に遅れることなく表示された。この時の平均アーク長
は2.86mmでありアーク長の最大の長さは4.35
mm,最小の長さは1.96mmで、短絡回数即ちアー
ク長が0mmとなった回数は無かった。またアーク切れ
も認められなかった。
As a result, the instantaneous change in the arc length appeared on the pen writing recorder 12 without delay, and the data processed by the microcomputer was displayed on the television picture screen without any delay. At this time, the average arc length was 2.86 mm, and the maximum arc length was 4.35.
mm, the minimum length was 1.96 mm, and the number of short circuits, that is, the number of times when the arc length was 0 mm, was not found. Also, no arc break was observed.

【0036】[0036]

【発明の効果】アーク下でのさまざまな箇所に於ける
測定を何等アークを消弧することなく、安全かつリアル
タイムに例えばアーク長等の正確な情報が得られる。ま
た、これによりテレビジョン映像画面にあらわれた現象
そのものを計測、解析することができ、更に該結果用い
溶接電源あるいは電極供給装置に帰還信号として指令を
与えて溶接入熱,電極狙い,電極の揺動などの溶接品質
をも管理しうる。
According to the present invention, accurate information such as the length of an arc can be obtained safely and in real time without extinguishing the arc in any measurement at various points under the actual arc. In addition, this makes it possible to measure and analyze the phenomena themselves appearing on the television image screen. Further, using the results, a command is given as a feedback signal to a welding power source or an electrode supply device to input welding heat, aim at the electrode, and swing the electrode. Welding quality such as motion can be controlled.

【0037】また、測定箇所を示す信号を前記映像信号
と重ねて合成するので、当初からの映像信号に基づく画
面上に測定箇所が確認できる。従って測定者はリアルタ
イムでの溶接中のアークそのものの変化に応じた測定を
肉眼で確認できると同時にそのときの具体的な数値を記
録しうる。
[0037] Also, since the signal indicating the measurement points to be overlaid with the video signal, the measurement position can be confirmed on the screen based on the video signal from the beginning. Therefore, the measurer can visually confirm the measurement corresponding to the change of the arc itself during welding in real time, and can record a specific numerical value at that time.

【0038】更には情報としてリアルタイムに多くの情
報が得られる画像に着目し、この画像を構成する映像信
号の中からいくつかの情報を目的別に抽出し該信号を処
理することで映像画面にそれぞれ応じた溶接アーク現象
の変化を複数捕らえられる。
Furthermore, attention is paid to an image from which a large amount of information can be obtained in real time as information, and some information is extracted for each purpose from video signals constituting the image, and the extracted signals are processed, so that each image is displayed on a video screen. Multiple changes in the welding arc phenomenon corresponding to the changes can be captured.

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

【図1】 本発明の一実施例の電気系統を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electric system according to an embodiment of the present invention.

【図2】 テレビジョン映像の原理の概要を示す平面図
である。
FIG. 2 is a plan view showing the outline of the principle of television video.

【図3】 テレビジョン映像信号と同期信号の関係を示
すタイムチャートで、(a)は映像信号を示すタイムチ
ャートであり、(b)は水平同期信号を示すタイムチャ
ートであり、(c)は複合映像信号を示すタイムチャー
トである。
3A and 3B are time charts showing a relationship between a television video signal and a synchronization signal, wherein FIG. 3A is a time chart showing a video signal, FIG. 3B is a time chart showing a horizontal synchronization signal, and FIG. 6 is a time chart illustrating a composite video signal.

【図4】 水平同期信号,垂直同期信号および複合信号
の関係を示すタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart illustrating a relationship among a horizontal synchronization signal, a vertical synchronization signal, and a composite signal.

【図5】 溶接中のアーク近傍が領域指定された映像を
示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an image in which an area near an arc during welding is specified.

【図6】 図5に示す指定領域に、アークフレームの明
るさで2値化処理を施した後のアーク近傍の画面を示す
平面図である。
6 is a plan view showing a screen near an arc after a binarization process is performed on the designated area shown in FIG. 5 with the brightness of the arc frame.

【図7】 図6に示すA線走査時の、アーク長の変化に
対する、映像信号の例を示すタイムチャートである。
FIG. 7 is a time chart showing an example of a video signal with respect to a change in arc length when scanning the line A shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:水平,垂直同期分離回 2:垂直信号エリア指
定回 3:水平信号エリア指定回 4:映像信号2値化回
5:計測カウンタ回 6:D/Aコンバータ 7a:論理積回路 7b:論理積回路 7c:論理積回路 8:映像信号合成回 9:発信 10a:パルス信号立
ち上がり検出器 10b:パルス信号立ち下がり検出器 11:否定回 12:記録計 13:シフトレジスタ 21:垂直カウンタA 22:デジタルコンパレータA 23:デジタルスイッ
チA 24:垂直カウンタB 25:デジタルコンパ
レータB 26:デジタルスイッチB 31:水平カウンタA 32:デジタルコンパレータC 33:デジタルスイッ
チC 34:水平カウンタB 35:デジタルコンパ
レータD 36:デジタルスイッチD 41:2値化レベル設
定ボリウム 42:アナログコンパレータ Lt:ラッチ回
1: horizontal, vertical sync separation circuits 2: vertical signal area specified circuits 3: horizontal signal area specified circuits 4: video signal 2 Nekakai
Road 5: Measurement counter circuits 6: D / A converter 7a: logical product circuit A 7b: AND circuit B 7c: AND circuit C 8: video signal combining circuits 9: transmitter 10a: pulse signal rise detector 10b : pulse signal falling detector 11: denial circuitry 12: recorder 13: shift register 21: the vertical counter A 22: digital comparator A 23: digital switch A 24: vertical counter B 25: digital comparator B 26: digital switch B 31: horizontal counter A 32: digital comparator C 33: digital switch C 34: horizontal counter B 35: digital comparator D 36: digital switch D 41: 2 binarization level setting volume 42: analog comparator Lt: latch circuits

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴 木 雄 二 千葉県習志野市東習志野7丁目6番1号 日鐵溶接工業株式会社 研究所 内 (72)発明者 丸 山 修 志 千葉県習志野市東習志野7丁目6番1号 日鐵溶接工業株式会社 研究所 内 (56)参考文献 特開 昭61−17366(JP,A) 特開 平1−40176(JP,A) 特開 昭61−116606(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 G06T 7/00 - 7/60 B23K 9/095 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuji Suzuki 7-6-1, Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture Nippon Steel Welding Industry Co., Ltd. (72) Inventor Osamu Maruyama Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture 7-6-1, Nippon Steel Welding Industry Co., Ltd. Laboratory (56) References JP-A-61-17366 (JP, A) JP-A-1-40176 (JP, A) JP-A-61-116606 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 1/00 G06T 7 /00-7/60 B23K 9/095

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】溶接中のアーク近傍の状態を示す映像信号
を設定レベルで逐次2値化する2値化処理手段;前記映像信号の走査線の切り替え信号をカウントする垂
直カウンタ,垂直方向の領域指定手段および前記垂直カ
ウンタのカウントデ−タが前記垂直方向の領域指定手段
によって指定された領域内か否を表わす信号を発生する
比較手段を含む垂直信号エリア指定回路水平カウンタ,水平方向の領域指定手段および前記水平
カウンタのカウントデ−タが前記水平方向の領域指定手
段によって指定された領域内か否を表わす信号を発生す
る比較手段を含む水平信号エリア指定回路前記垂直信号エリア指定回路および水平信号エリア指定
回路が発生する領域内か否を表わす信号に基づいて、前
記映像信号が、前記垂直方向の領域指定手段および水平
方向の領域指定手段によって指定された2次元領域内か
否を表わす信号を発生する論理積手段該論理積手段が2次元領域内を表わす信号を発生してい
るときの前記2値化処理手段が2値化した信号を摘出す
る手段該摘出手段が摘出した2値化した信号を 前記映像信号と
重ねて逐次合成する合成回路前記論理積手段が2次元領域内を表わす信号を発生して
いる間の、前記2値化処理手段が2値化した信号の高,
低レベルの一方の長さを計測する計測カウンタ該計測カウンタのカウントデ−タを保持するためのラッ
チ手段;および、 前記映像信号の走査線の切り替え信号に同期して、前記
ラッチ手段に計測カウンタのカウントデ−タをラッチし
そして計測カウンタを初期化する手段 ; を備えるアーク溶接用画像解析装置。
1. A binarization processing means for sequentially binarizing a video signal indicating a state in the vicinity of an arc during welding at a set level; a vertical line counting a scanning line switching signal of the video signal.
Direct counter, vertical area designating means and the vertical
The count data of the counter is the area specifying means in the vertical direction.
Generates a signal indicating whether or not it is within the area specified by
Vertical signal area designating circuit including comparing means ; horizontal counter, horizontal area designating means, and the horizontal
The count data of the counter is the horizontal area designating method.
Generates a signal indicating whether it is within the area specified by the step
Horizontal signal area designating circuit including comparing means ; vertical signal area designating circuit and horizontal signal area designating circuit
Based on a signal indicating whether the circuit
The video signal is output from the vertical area designating means and the horizontal direction.
Within the two-dimensional area specified by the direction area specifying means
AND means for generating a signal indicating no ; the AND means generating a signal indicating the inside of the two-dimensional area
Extracting the binarized signal when the binarization processing means
That means; 該摘out combining circuit means for sequentially combining overlapping with the video signal obtained by binarizing the signal excised; by the logical product means to generate a signal representing a two-dimensional area
While the signal is binarized by the binarization processing means,
A measurement counter for measuring one of the low-level lengths ; a latch for holding count data of the measurement counter ;
And means for synchronizing with the switching signal of the scanning line of the video signal.
The count data of the measurement counter is latched by the latch means.
Means for initializing the measurement counter ; and an image analysis apparatus for arc welding, comprising:
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