JP3190983B2 - 溶接状況遠隔監視装置及び溶接状況遠隔監視方法 - Google Patents
溶接状況遠隔監視装置及び溶接状況遠隔監視方法Info
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- JP3190983B2 JP3190983B2 JP31893797A JP31893797A JP3190983B2 JP 3190983 B2 JP3190983 B2 JP 3190983B2 JP 31893797 A JP31893797 A JP 31893797A JP 31893797 A JP31893797 A JP 31893797A JP 3190983 B2 JP3190983 B2 JP 3190983B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶接状況を画像
表示して監視するための溶接状況遠隔監視装置及び溶接
状況遠隔監視方法に関するものである。
表示して監視するための溶接状況遠隔監視装置及び溶接
状況遠隔監視方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カメラを用いて溶接部を撮影し、取得し
た画像をモニタ上に表示して溶接状況の遠隔監視を行う
ことが、従来なされてきた。しかしながら溶接部には、
アーク部分とそれ以外の部分とのように、特に輝度を中
心として光学的条件が著しく異なる部分が混在してい
る。そのためアーク部分の撮影に適するように絞りを調
整して溶接部を撮影すると、アーク部分以外は著しく光
量不足となって溶接状況の監視が困難となる一方、アー
ク部分以外の撮影に適するように絞り調整して溶接部を
撮影すると、アークの影響で画像が全体に明るくぼやけ
てしまうとともに、ブルーミングやスミア現象によって
必要な部分が白く光ってしまい、やはり溶接状況の監視
が困難になる。
た画像をモニタ上に表示して溶接状況の遠隔監視を行う
ことが、従来なされてきた。しかしながら溶接部には、
アーク部分とそれ以外の部分とのように、特に輝度を中
心として光学的条件が著しく異なる部分が混在してい
る。そのためアーク部分の撮影に適するように絞りを調
整して溶接部を撮影すると、アーク部分以外は著しく光
量不足となって溶接状況の監視が困難となる一方、アー
ク部分以外の撮影に適するように絞り調整して溶接部を
撮影すると、アークの影響で画像が全体に明るくぼやけ
てしまうとともに、ブルーミングやスミア現象によって
必要な部分が白く光ってしまい、やはり溶接状況の監視
が困難になる。
【０００３】そこで特開平８−１５０４７５号公報記載
の溶接状況遠隔監視装置は、溶接電源から送られてくる
電流値や電圧値をモニタし、アーク部分の撮影をアーク
が発生しているタイミングで行う一方、アーク部分以外
の溶融池又は開先の撮影をアークが発生していないか極
めて小さくなったタイミングで行い、そしてこのように
して撮影したアーク画像、溶融池画像、開先画像を、単
一の画像に合成してモニタ上に表示するようにしてい
る。
の溶接状況遠隔監視装置は、溶接電源から送られてくる
電流値や電圧値をモニタし、アーク部分の撮影をアーク
が発生しているタイミングで行う一方、アーク部分以外
の溶融池又は開先の撮影をアークが発生していないか極
めて小さくなったタイミングで行い、そしてこのように
して撮影したアーク画像、溶融池画像、開先画像を、単
一の画像に合成してモニタ上に表示するようにしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の溶接状況遠
隔監視装置では、溶接電源から送られてくる電流値や電
圧値をモニタし、それぞれを撮影するのに適したタイミ
ングが到来したときに、アーク部分、溶融池、開先の撮
影を行うようにしている。しかしながらこれを換言すれ
ば、合成画像のうち上記のようなタイミングが到来しな
い部分は、従前の画像が更新されずに残ったままになる
ということである。そのためモニタ上の画像には溶接状
況の変化に対する迅速な応答性が欠け、正確かつ確実な
遠隔監視が困難になるという問題があった。
隔監視装置では、溶接電源から送られてくる電流値や電
圧値をモニタし、それぞれを撮影するのに適したタイミ
ングが到来したときに、アーク部分、溶融池、開先の撮
影を行うようにしている。しかしながらこれを換言すれ
ば、合成画像のうち上記のようなタイミングが到来しな
い部分は、従前の画像が更新されずに残ったままになる
ということである。そのためモニタ上の画像には溶接状
況の変化に対する迅速な応答性が欠け、正確かつ確実な
遠隔監視が困難になるという問題があった。
【０００５】また透過光に対する減衰量をその中央部だ
け大きくしたフィルタをカメラの前面に設け、アーク部
分をこのフィルタの中央部を介して撮影するという溶接
状況遠隔監視装置も提案されてはいる。しかしながらこ
のような溶接状況遠隔監視装置では、アーク部分が上記
フィルタの中央部を外れた場合には溶接状況の有効な監
視ができず、特に母材に対してアークを揺動させながら
行うような溶接の遠隔監視には不向きであるという問題
があった。
け大きくしたフィルタをカメラの前面に設け、アーク部
分をこのフィルタの中央部を介して撮影するという溶接
状況遠隔監視装置も提案されてはいる。しかしながらこ
のような溶接状況遠隔監視装置では、アーク部分が上記
フィルタの中央部を外れた場合には溶接状況の有効な監
視ができず、特に母材に対してアークを揺動させながら
行うような溶接の遠隔監視には不向きであるという問題
があった。
【０００６】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、溶接状況の正確
かつ確実な遠隔監視を、ほぼリアルタイムの応答性にて
行うことが可能な溶接状況遠隔監視装置及び溶接状況遠
隔監視方法を提供することにある。
になされたものであって、その目的は、溶接状況の正確
かつ確実な遠隔監視を、ほぼリアルタイムの応答性にて
行うことが可能な溶接状況遠隔監視装置及び溶接状況遠
隔監視方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで請求項１の溶接状
況遠隔監視装置は、溶接部のうちアーク部分のような高
輝度部の認識に適するよう調整した第１のカメラの撮影
画像の２値化画像と、溶接部のうち開先や溶融池等のア
ーク部分以外のような低輝度部の認識に適するよう調整
した第２のカメラの撮影画像との排他的論理和を求め、
これによって得られる画像と、上記第１のカメラの高輝
度部の画像とを合成することにより、溶接状況を示す画
像を処理・合成する画像処理部と、合成した上記画像を
表示する画像表示部とを備えて成ることを特徴としてい
る。
況遠隔監視装置は、溶接部のうちアーク部分のような高
輝度部の認識に適するよう調整した第１のカメラの撮影
画像の２値化画像と、溶接部のうち開先や溶融池等のア
ーク部分以外のような低輝度部の認識に適するよう調整
した第２のカメラの撮影画像との排他的論理和を求め、
これによって得られる画像と、上記第１のカメラの高輝
度部の画像とを合成することにより、溶接状況を示す画
像を処理・合成する画像処理部と、合成した上記画像を
表示する画像表示部とを備えて成ることを特徴としてい
る。
【０００８】上記請求項１の溶接状況遠隔監視装置で
は、アーク部分のような高輝度部と、開先や溶融池等の
アーク部分以外のような低輝度部とのように、光学的条
件が著しく異なる部分が混在する溶接部を単一の画像で
ほぼリアルタイムに見ることができるので、溶接状況の
正確かつ確実な遠隔監視が可能となる。また、上記で
は、高輝度部の撮影画像の２値化画像と低輝度部の撮影
画像との排他的論理和を求めているが、このことにより
低輝度部の画像のうち高輝度部が黒くマスクされ、それ
以外の部分には変化のない画像が得られる。そしてこの
画像と高輝度部の撮影画像とを合成すると、マスク部分
に高輝度部の撮影画像が挿入されることになり、高輝度
部の映像と、低輝度部の映像との双方が鮮明に映し出さ
れたものとな る。このように請求項１の溶接状況遠隔監
視装置によれば、アーク部分のような高輝度部の画像
と、開先や溶融池等のアーク部分以外のような低輝度部
の画像との両者を同時に、鮮明に提供できることにな
る。
は、アーク部分のような高輝度部と、開先や溶融池等の
アーク部分以外のような低輝度部とのように、光学的条
件が著しく異なる部分が混在する溶接部を単一の画像で
ほぼリアルタイムに見ることができるので、溶接状況の
正確かつ確実な遠隔監視が可能となる。また、上記で
は、高輝度部の撮影画像の２値化画像と低輝度部の撮影
画像との排他的論理和を求めているが、このことにより
低輝度部の画像のうち高輝度部が黒くマスクされ、それ
以外の部分には変化のない画像が得られる。そしてこの
画像と高輝度部の撮影画像とを合成すると、マスク部分
に高輝度部の撮影画像が挿入されることになり、高輝度
部の映像と、低輝度部の映像との双方が鮮明に映し出さ
れたものとな る。このように請求項１の溶接状況遠隔監
視装置によれば、アーク部分のような高輝度部の画像
と、開先や溶融池等のアーク部分以外のような低輝度部
の画像との両者を同時に、鮮明に提供できることにな
る。
【０００９】さらに請求項２の溶接状況遠隔監視装置
は、上記各カメラ１、２は、透過光を減衰させるフィル
タ７、８を用いて、認識に適する光学的条件が調整され
ていることを特徴としている。
は、上記各カメラ１、２は、透過光を減衰させるフィル
タ７、８を用いて、認識に適する光学的条件が調整され
ていることを特徴としている。
【００１０】複数台のカメラ１、２を用いることによ
り、各カメラ１、２はフィルタ７、８を装着して撮影に
適する光学的条件を調整することができる。そして上記
請求項２の溶接状況遠隔監視装置では、フィルタ７、８
を用いて撮影に適する条件を調整しているので、簡素な
構成で上記条件を大きく変えることができ、その実施を
容易とすることが可能となる。
り、各カメラ１、２はフィルタ７、８を装着して撮影に
適する光学的条件を調整することができる。そして上記
請求項２の溶接状況遠隔監視装置では、フィルタ７、８
を用いて撮影に適する条件を調整しているので、簡素な
構成で上記条件を大きく変えることができ、その実施を
容易とすることが可能となる。
【００１１】請求項３の溶接状況遠隔監視装置は、合成
された画像情報に基づいて溶接位置制御等の溶接制御を
行う制御部を設けたことを特徴としている。
された画像情報に基づいて溶接位置制御等の溶接制御を
行う制御部を設けたことを特徴としている。
【００１２】ここで上記制御部は、請求項４のようにマ
イクロコンピュータ等を備えて自動で溶接制御を行うも
のであってもよいし、ハンドル等を備えて手動で溶接制
御を行うようにしたものであってもよい。
イクロコンピュータ等を備えて自動で溶接制御を行うも
のであってもよいし、ハンドル等を備えて手動で溶接制
御を行うようにしたものであってもよい。
【００１３】上記請求項３及び請求項４の溶接状況遠隔
監視装置では、予め合成された画像情報に基づいて溶接
制御を行うので、制御に要する情報処理量を低減するこ
とが可能となる。
監視装置では、予め合成された画像情報に基づいて溶接
制御を行うので、制御に要する情報処理量を低減するこ
とが可能となる。
【００１４】請求項５の溶接状況遠隔監視方法は、溶接
部のうちアーク部分のような高輝度部の認識に適するよ
う調整した第１のカメラの撮影画像の２値化画像と、溶
接部のうち開先や溶融池等のアーク部分以外のような低
輝度部の認識に適するよう調整した第２のカメラの撮影
画像との排他的論理和を求め、これによって得られる 画
像と、上記第１のカメラの高輝度部の画像とを合成する
ことにより、溶接状況を示す画像を画像処理部で処理・
合成し、合成した画像を画像表示部に表示して行うこと
を特徴としている。
部のうちアーク部分のような高輝度部の認識に適するよ
う調整した第１のカメラの撮影画像の２値化画像と、溶
接部のうち開先や溶融池等のアーク部分以外のような低
輝度部の認識に適するよう調整した第２のカメラの撮影
画像との排他的論理和を求め、これによって得られる 画
像と、上記第１のカメラの高輝度部の画像とを合成する
ことにより、溶接状況を示す画像を画像処理部で処理・
合成し、合成した画像を画像表示部に表示して行うこと
を特徴としている。
【００１５】上記請求項７の溶接状況遠隔監視方法によ
れば、アーク部分のような高輝度部と開先や溶融池等の
アーク部分以外のような低輝度部とを単一の画像上でほ
ぼリアルタイムに、しかも請求項１と同様に鮮明に見る
ことができるので、開先線倣い等を含む溶接状況の正確
かつ確実な遠隔監視が可能となる。
れば、アーク部分のような高輝度部と開先や溶融池等の
アーク部分以外のような低輝度部とを単一の画像上でほ
ぼリアルタイムに、しかも請求項１と同様に鮮明に見る
ことができるので、開先線倣い等を含む溶接状況の正確
かつ確実な遠隔監視が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、この発明の溶接状況遠隔監
視装置及び溶接状況遠隔監視方法の具体的な実施の形態
について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
視装置及び溶接状況遠隔監視方法の具体的な実施の形態
について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】図３は、上記溶接状況遠隔監視装置の概略
構成を示す図である。カメラホルダ３には、２台のカメ
ラ１、２が取り付けられている。これら両カメラ１、２
は、同一の構成によるＣＣＤカラーカメラであり、その
出力側が２台のカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）
４、４に接続されている。このＣＣＵ４は、カメラ１、
２のＣＣＤ素子にチャージされた電位を映像信号に変換
する機能を有するものである。ＣＣＵ４、４で形成され
た映像信号は、次に画像処理部５に転送される。そして
この画像処理部５で合成された画像は、さらにカラーモ
ニタ（画像表示部）６に転送されてＣＲＴ上に表示され
るようになっている。
構成を示す図である。カメラホルダ３には、２台のカメ
ラ１、２が取り付けられている。これら両カメラ１、２
は、同一の構成によるＣＣＤカラーカメラであり、その
出力側が２台のカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）
４、４に接続されている。このＣＣＵ４は、カメラ１、
２のＣＣＤ素子にチャージされた電位を映像信号に変換
する機能を有するものである。ＣＣＵ４、４で形成され
た映像信号は、次に画像処理部５に転送される。そして
この画像処理部５で合成された画像は、さらにカラーモ
ニタ（画像表示部）６に転送されてＣＲＴ上に表示され
るようになっている。
【００１８】図４は、上記カメラホルダ３の内部構成を
示す透過側面図である。このカメラホルダ３内において
上下に並設された２台のカメラ１、２には、それぞれそ
の前面に透過光減衰フィルタ（以下、ＮＤフィルタとい
う）７、８が取り付けられている。このＮＤフィルタ
７、８は透過光を減衰させる機能を有するものである
が、上側に配置された第１のカメラ１に取り付けられた
ＮＤフィルタ７が透過率約０．３％のものであるのに対
し、下側に配置された第２のカメラ２に取り付けられた
ＮＤフィルタ８は、透過率が約８％のものである。また
上記両カメラ１、２は、それぞれの中央部を軸１３、１
４によって回動可能に支持されている。そして上記軸１
３、１４よりも後側に、調整ネジ１１とロックネジ１２
とが設けられている。このうち調整ネジ１１を操作する
ことで軸１３、１４を中心にしてカメラ１、２を回動さ
せることができ、これによって両カメラ１、２間の光軸
角度の開きを調整できる。そしてロックネジ１２を締結
することにより、上記光軸角度を固定することができ
る。またカメラホルダ３の後端部には、送風ファン１０
が取り付けられている。この送風ファン１０は、カメラ
１、２の温度上昇によりその出力信号に混入するノイズ
の増加を防止するためのものである。さらにカメラホル
ダ３の前面側には保護用ガラス９が取着されている。こ
の保護用ガラス９の左右両側には開口（図示せず）が形
成され、この開口から送風ファン１０によって生じた風
を吹き出して、ヒュームが上記保護用ガラス９に付着す
るのを防止するようになっている。なお各カメラ１、２
の前面には、上記ＮＤフィルタ７、８に加えて色調整用
のフィルタ（図示せず）が取り付けられている。
示す透過側面図である。このカメラホルダ３内において
上下に並設された２台のカメラ１、２には、それぞれそ
の前面に透過光減衰フィルタ（以下、ＮＤフィルタとい
う）７、８が取り付けられている。このＮＤフィルタ
７、８は透過光を減衰させる機能を有するものである
が、上側に配置された第１のカメラ１に取り付けられた
ＮＤフィルタ７が透過率約０．３％のものであるのに対
し、下側に配置された第２のカメラ２に取り付けられた
ＮＤフィルタ８は、透過率が約８％のものである。また
上記両カメラ１、２は、それぞれの中央部を軸１３、１
４によって回動可能に支持されている。そして上記軸１
３、１４よりも後側に、調整ネジ１１とロックネジ１２
とが設けられている。このうち調整ネジ１１を操作する
ことで軸１３、１４を中心にしてカメラ１、２を回動さ
せることができ、これによって両カメラ１、２間の光軸
角度の開きを調整できる。そしてロックネジ１２を締結
することにより、上記光軸角度を固定することができ
る。またカメラホルダ３の後端部には、送風ファン１０
が取り付けられている。この送風ファン１０は、カメラ
１、２の温度上昇によりその出力信号に混入するノイズ
の増加を防止するためのものである。さらにカメラホル
ダ３の前面側には保護用ガラス９が取着されている。こ
の保護用ガラス９の左右両側には開口（図示せず）が形
成され、この開口から送風ファン１０によって生じた風
を吹き出して、ヒュームが上記保護用ガラス９に付着す
るのを防止するようになっている。なお各カメラ１、２
の前面には、上記ＮＤフィルタ７、８に加えて色調整用
のフィルタ（図示せず）が取り付けられている。
【００１９】図２は、上記画像処理部５で行われる画像
処理・合成の手順を示すフローチャートである。ただし
この手順を実行する前に、カメラ１、２の位置合わせ作
業が必要である。つまり、例えばＮＤフィルタ７、８を
取り外すなどして両カメラ１、２で同じ対象物を撮影で
きるようにしておき、上記調整ネジ１１を操作して両カ
メラ１、２で撮影した画像がほとんど同一のものとなる
ようにするのである。そしてさらにカメラホルダ３の角
度等を調整し、溶接部が画像の中央に位置するようにし
ておく。ここで溶接部とは、溶接位置及びその周辺を含
む部分をいい、アーク部分、溶融池、開先等を含むもの
である。
処理・合成の手順を示すフローチャートである。ただし
この手順を実行する前に、カメラ１、２の位置合わせ作
業が必要である。つまり、例えばＮＤフィルタ７、８を
取り外すなどして両カメラ１、２で同じ対象物を撮影で
きるようにしておき、上記調整ネジ１１を操作して両カ
メラ１、２で撮影した画像がほとんど同一のものとなる
ようにするのである。そしてさらにカメラホルダ３の角
度等を調整し、溶接部が画像の中央に位置するようにし
ておく。ここで溶接部とは、溶接位置及びその周辺を含
む部分をいい、アーク部分、溶融池、開先等を含むもの
である。
【００２０】以上のようなカメラ１、２の位置合わせが
済めば、次に上記画像処理・合成手順を実行する。まず
ステップＳ１では、透過率約０．３％のＮＤフィルタ７
を備えた第１のカメラ１から、ＣＣＵ４を介して画像を
入力する。このときに入力される画像を図１（ａ）に示
している。これは透過率が極めて低いＮＤフィルタ７を
介して撮影した画像であるから、その中心部にアーク部
分が撮影され、それ以外は黒くつぶれたものとなってい
る。一方、ステップＳ２では、透過率約８％のＮＤフィ
ルタ８を備えた第２のカメラ２から、ＣＣＵ４を介して
画像を入力する。このときに入力される画像を図１
（ｂ）に示している。これは上記ＮＤフィルタ７よりも
３０倍近く光の透過率が高いＮＤフィルタ８を介して撮
影した画像であるから、溶融池及び開先は鮮明に映し出
される一方、アーク部分は白く飛んだ画像となってい
る。
済めば、次に上記画像処理・合成手順を実行する。まず
ステップＳ１では、透過率約０．３％のＮＤフィルタ７
を備えた第１のカメラ１から、ＣＣＵ４を介して画像を
入力する。このときに入力される画像を図１（ａ）に示
している。これは透過率が極めて低いＮＤフィルタ７を
介して撮影した画像であるから、その中心部にアーク部
分が撮影され、それ以外は黒くつぶれたものとなってい
る。一方、ステップＳ２では、透過率約８％のＮＤフィ
ルタ８を備えた第２のカメラ２から、ＣＣＵ４を介して
画像を入力する。このときに入力される画像を図１
（ｂ）に示している。これは上記ＮＤフィルタ７よりも
３０倍近く光の透過率が高いＮＤフィルタ８を介して撮
影した画像であるから、溶融池及び開先は鮮明に映し出
される一方、アーク部分は白く飛んだ画像となってい
る。
【００２１】次にステップＳ３では、図１（ａ）に示す
画像を所定のスレッショルドレベルを用いて２値化す
る。すると所定値以上の輝度を有するアーク部分が白
く、それ以外の部分が黒くなった画像が形成される。そ
してこのうち白くなった部分が、ステップＳ２で取り込
んだ画像（図１（ａ））に対するマスク領域となる。つ
まりステップＳ２で取り込んだ画像とステップＳ３で形
成した２値化画像との排他的論理和（ＥＸＯＲ）をとる
ことにより、図１（ｂ）に示す画像のうちアーク部分が
黒くマスクされ、それ以外の部分には変化のない画像が
ステップＳ４で得られるということである。そして続く
ステップＳ５では、ステップＳ４で得た画像とステップ
Ｓ１で取り込んだ画像（図１（ａ））とを合成する。す
るとステップＳ４で得た画像のうち黒くマスクされた部
分に、ステップＳ１で取り込んだ画像のアーク部分が挿
入される形となり、図１（ｃ）に示すような画像が形成
される。従ってこの画像は、第１のカメラ１で撮影した
アーク部分の映像と、第２のカメラ２で撮影した溶融池
及び開先の映像との双方が鮮明に映し出されたものとな
る。
画像を所定のスレッショルドレベルを用いて２値化す
る。すると所定値以上の輝度を有するアーク部分が白
く、それ以外の部分が黒くなった画像が形成される。そ
してこのうち白くなった部分が、ステップＳ２で取り込
んだ画像（図１（ａ））に対するマスク領域となる。つ
まりステップＳ２で取り込んだ画像とステップＳ３で形
成した２値化画像との排他的論理和（ＥＸＯＲ）をとる
ことにより、図１（ｂ）に示す画像のうちアーク部分が
黒くマスクされ、それ以外の部分には変化のない画像が
ステップＳ４で得られるということである。そして続く
ステップＳ５では、ステップＳ４で得た画像とステップ
Ｓ１で取り込んだ画像（図１（ａ））とを合成する。す
るとステップＳ４で得た画像のうち黒くマスクされた部
分に、ステップＳ１で取り込んだ画像のアーク部分が挿
入される形となり、図１（ｃ）に示すような画像が形成
される。従ってこの画像は、第１のカメラ１で撮影した
アーク部分の映像と、第２のカメラ２で撮影した溶融池
及び開先の映像との双方が鮮明に映し出されたものとな
る。
【００２２】上記溶接状況遠隔監視装置及び溶接状況遠
隔監視方法では、第１のカメラ１で撮影したアーク部分
の画像と第２のカメラ２で撮影した溶融池及び開先の画
像とを処理・合成し、この合成画像をカラーモニタ６に
表示して監視するようになっている。そして上記手法に
よれば、アーク部分の画像と溶融池及び開先の画像と
は、ほぼ同時かつ連続して撮影したものとすることがで
きる。従ってアーク部分と、開先や溶融池等のアーク部
分以外とを、単一のカラーモニタ６上でリアルタイムに
見ることができる。そのため開先線倣い制御等の溶接制
御が期待通りに進行しているか否か等について、正確か
つ確実な遠隔監視をすることができる。また上記では、
２台のカメラ１、２を用いて互いに透過率の異なるＮＤ
フィルタ７、８をそれぞれに取着し、これによって撮影
に適した光学的条件を各カメラ１、２で異ならせてい
る。１台のカメラでアーク部分とそれ以外の部分との双
方を随時に撮影しようとすると、シャッタースピードま
たは絞りを瞬時、かつ極めて広範囲に変化させることの
できるような特別なカメラを用いなければならない。従
って上記のようにすることにより、設置するカメラ１、
２の台数は増えるけれども、却ってコストダウンを図る
ことができるのである。
隔監視方法では、第１のカメラ１で撮影したアーク部分
の画像と第２のカメラ２で撮影した溶融池及び開先の画
像とを処理・合成し、この合成画像をカラーモニタ６に
表示して監視するようになっている。そして上記手法に
よれば、アーク部分の画像と溶融池及び開先の画像と
は、ほぼ同時かつ連続して撮影したものとすることがで
きる。従ってアーク部分と、開先や溶融池等のアーク部
分以外とを、単一のカラーモニタ６上でリアルタイムに
見ることができる。そのため開先線倣い制御等の溶接制
御が期待通りに進行しているか否か等について、正確か
つ確実な遠隔監視をすることができる。また上記では、
２台のカメラ１、２を用いて互いに透過率の異なるＮＤ
フィルタ７、８をそれぞれに取着し、これによって撮影
に適した光学的条件を各カメラ１、２で異ならせてい
る。１台のカメラでアーク部分とそれ以外の部分との双
方を随時に撮影しようとすると、シャッタースピードま
たは絞りを瞬時、かつ極めて広範囲に変化させることの
できるような特別なカメラを用いなければならない。従
って上記のようにすることにより、設置するカメラ１、
２の台数は増えるけれども、却ってコストダウンを図る
ことができるのである。
【００２３】さらに上記図１（ｃ）に示すような合成画
像を用いて、溶接位置制御等のような溶接制御を行うこ
ともできる。この溶接制御は、マイクロコンピュータ等
を用いて構成された制御部による例えば開先線倣い制御
のような自動制御で行うことができる。この場合に制御
部は、予め合成された画像に基づいて制御を行えばよい
から、制御に要する情報処理量を低減して制御部の構成
を簡素なものとすることができる。また上記溶接制御
は、カラーモニタ６上の画像を見ながら作業者がハンド
ル等を操作して溶接位置を調整するような手動制御で行
うこともできる。この場合には、上記ハンドルやハンド
ル操作に従って溶接位置を移動させる機構が制御部に相
当することとなる。そしてこの場合にも作業者は、予め
合成された画像に基づいて溶接位置の調整を行えばよい
から、作業者に要求される情報処理量は低減され、作業
を容易とすることができる。また上記いずれの場合にも
リアルタイムに提示される画像に基づいて制御ができる
ので、正確かつ確実な溶接制御を行うことができる。
像を用いて、溶接位置制御等のような溶接制御を行うこ
ともできる。この溶接制御は、マイクロコンピュータ等
を用いて構成された制御部による例えば開先線倣い制御
のような自動制御で行うことができる。この場合に制御
部は、予め合成された画像に基づいて制御を行えばよい
から、制御に要する情報処理量を低減して制御部の構成
を簡素なものとすることができる。また上記溶接制御
は、カラーモニタ６上の画像を見ながら作業者がハンド
ル等を操作して溶接位置を調整するような手動制御で行
うこともできる。この場合には、上記ハンドルやハンド
ル操作に従って溶接位置を移動させる機構が制御部に相
当することとなる。そしてこの場合にも作業者は、予め
合成された画像に基づいて溶接位置の調整を行えばよい
から、作業者に要求される情報処理量は低減され、作業
を容易とすることができる。また上記いずれの場合にも
リアルタイムに提示される画像に基づいて制御ができる
ので、正確かつ確実な溶接制御を行うことができる。
【００２４】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。上記ではカメラ１、２の前面に互いに光の
透過率が異なるＮＤフィルタ７、８を設けたが、これは
他の手法でもよく、またさらに上記ではカメラホルダ３
内において上側に配置した第１のカメラ１でアーク部分
を撮影するようにしたが、これは下側に配置した第２の
カメラ２でアーク部分を撮影するようにしてもよいし、
３台以上のカメラを用いて溶接部分の撮影を行い、合成
画像を形成する ようにしてもよい。
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。上記ではカメラ１、２の前面に互いに光の
透過率が異なるＮＤフィルタ７、８を設けたが、これは
他の手法でもよく、またさらに上記ではカメラホルダ３
内において上側に配置した第１のカメラ１でアーク部分
を撮影するようにしたが、これは下側に配置した第２の
カメラ２でアーク部分を撮影するようにしてもよいし、
３台以上のカメラを用いて溶接部分の撮影を行い、合成
画像を形成する ようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】上記請求項１の溶接状況遠隔監視装置で
は、光学的条件が著しく異なる部分が混在する溶接部を
単一の画像でほぼリアルタイムに、しかも鮮明に見るこ
とができるので、溶接状況の正確かつ確実な遠隔監視が
可能となる。
は、光学的条件が著しく異なる部分が混在する溶接部を
単一の画像でほぼリアルタイムに、しかも鮮明に見るこ
とができるので、溶接状況の正確かつ確実な遠隔監視が
可能となる。
【００２６】請求項２の溶接状況遠隔監視装置では、フ
ィルタを用いて認識に適する条件を調整しているので、
簡素な構成で上記条件を大きく変えることができ、その
実施を容易とすることが可能となる。
ィルタを用いて認識に適する条件を調整しているので、
簡素な構成で上記条件を大きく変えることができ、その
実施を容易とすることが可能となる。
【００２７】請求項３及び請求項４の溶接状況遠隔監視
装置では、予め合成された画像情報に基づいて溶接制御
を行うので、制御に要する情報処理量を低減することが
可能となる。
装置では、予め合成された画像情報に基づいて溶接制御
を行うので、制御に要する情報処理量を低減することが
可能となる。
【００２８】請求項５の溶接状況遠隔監視方法によれ
ば、アーク部分のような高輝度部と、開先や溶融池等の
アーク部分以外のような低輝度部とを単一の画像上でほ
ぼリアルタイムに、しかも鮮明に見ることができるの
で、開先線倣い等を含む溶接状況の正確かつ確実な遠隔
監視が可能となる。
ば、アーク部分のような高輝度部と、開先や溶融池等の
アーク部分以外のような低輝度部とを単一の画像上でほ
ぼリアルタイムに、しかも鮮明に見ることができるの
で、開先線倣い等を含む溶接状況の正確かつ確実な遠隔
監視が可能となる。
【図１】この発明の溶接状況遠隔監視装置又は溶接状況
遠隔監視方法で得られた画像を示し、（ａ）はアーク部
分の画像であり、（ｂ）は溶融池、開先等の画像であ
り、（ｃ）は合成画像である。
遠隔監視方法で得られた画像を示し、（ａ）はアーク部
分の画像であり、（ｂ）は溶融池、開先等の画像であ
り、（ｃ）は合成画像である。
【図２】上記合成画像を形成する手順を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図３】上記溶接状況遠隔監視装置の概略構成図であ
る。
る。
【図４】上記溶接状況遠隔監視装置のカメラホルダ内を
示す透過側面図である。
示す透過側面図である。
１ 第１のカメラ ２ 第２のカメラ ５ 画像処理部 ６ カラーモニタ ７ ＮＤフィルタ ８ ＮＤフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河原 秀夫 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工 業株式会社 野田工場内 (72)発明者 金丸 孝夫 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工 業株式会社 野田工場内 (72)発明者 上原 裕隆 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工 業株式会社 野田工場内 (72)発明者 岩見 英伸 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工 業株式会社 野田工場内 (72)発明者 岩嶋 建治 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工 業株式会社 野田工場内 (56)参考文献 特開 平７−214316（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−150475（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−276268（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−87968（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/18 B23K 9/095 B23K 9/127
Claims (5)
- 【請求項１】 溶接部のうちアーク部分のような高輝度
部の認識に適するよう調整した第１のカメラの撮影画像
の２値化画像と、溶接部のうち開先や溶融池等のアーク
部分以外のような低輝度部の認識に適するよう調整した
第２のカメラの撮影画像との排他的論理和を求め、これ
によって得られる画像と、上記第１のカメラの高輝度部
の画像とを合成することにより、溶接状況を示す画像を
処理・合成する画像処理部と、合成した上記画像を表示
する画像表示部とを備えて成ることを特徴とする溶接状
況遠隔監視装置。 - 【請求項２】 上記各カメラは、透過光を減衰させるフ
ィルタを用いて、認識に適する光学的条件が調整されて
いることを特徴とする請求項１の溶接状況遠隔監視装
置。 - 【請求項３】 合成された画像情報に基づいて溶接位置
制御等の溶接制御を行う制御部を設けたことを特徴とす
る請求項２の溶接状況遠隔監視装置。 - 【請求項４】 上記制御部は、開先線倣い制御を自動的
に行うものであることを特徴とする請求項３の溶接状況
遠隔監視装置。 - 【請求項５】 溶接部のうちアーク部分のような高輝度
部の認識に適するよう調整した第１のカメラの撮影画像
の２値化画像と、溶接部のうち開先や溶融池等のアーク
部分以外のような低輝度部の認識に適するよう調整した
第２のカメラの撮影画像との排他的論理和を求め、これ
によって得られる画像と、上記第１のカメラの高輝度部
の画像とを合成することにより、溶接状況を示す画像を
画像処理部で処理・合成し、合成した画像を画像表示部
に表示して行うことを特徴とする溶接状況遠隔監視方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31893797A JP3190983B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 溶接状況遠隔監視装置及び溶接状況遠隔監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31893797A JP3190983B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 溶接状況遠隔監視装置及び溶接状況遠隔監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11146387A JPH11146387A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3190983B2 true JP3190983B2 (ja) | 2001-07-23 |
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ID=18104660
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|---|---|---|---|
| JP31893797A Expired - Fee Related JP3190983B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 溶接状況遠隔監視装置及び溶接状況遠隔監視方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3190983B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3092101A1 (en) * | 2014-01-07 | 2016-11-16 | Illinois Tool Works Inc. | Welding stand for a welding system |
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| WO2009146359A1 (en) | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Illinois Tool Works Inc. | Welding training system |
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| US9583014B2 (en) | 2012-11-09 | 2017-02-28 | Illinois Tool Works Inc. | System and device for welding training |
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| US9583023B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-02-28 | Illinois Tool Works Inc. | Welding torch for a welding training system |
| US11090753B2 (en) | 2013-06-21 | 2021-08-17 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for determining weld travel speed |
| US10056010B2 (en) | 2013-12-03 | 2018-08-21 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for a weld training system |
| US10170019B2 (en) | 2014-01-07 | 2019-01-01 | Illinois Tool Works Inc. | Feedback from a welding torch of a welding system |
| US9589481B2 (en) | 2014-01-07 | 2017-03-07 | Illinois Tool Works Inc. | Welding software for detection and control of devices and for analysis of data |
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| US9875665B2 (en) | 2014-08-18 | 2018-01-23 | Illinois Tool Works Inc. | Weld training system and method |
| US10239147B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-03-26 | Illinois Tool Works Inc. | Sensor-based power controls for a welding system |
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| US10210773B2 (en) | 2014-11-05 | 2019-02-19 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for welding torch display |
| US10402959B2 (en) | 2014-11-05 | 2019-09-03 | Illinois Tool Works Inc. | System and method of active torch marker control |
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-
1997
- 1997-11-04 JP JP31893797A patent/JP3190983B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3092101A1 (en) * | 2014-01-07 | 2016-11-16 | Illinois Tool Works Inc. | Welding stand for a welding system |
| EP3092101B1 (en) * | 2014-01-07 | 2021-10-20 | Illinois Tool Works Inc. | Welding stand for a welding system |
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| JPH11146387A (ja) | 1999-05-28 |
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