JPH05103235A - アーク溶接部の撮影方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接状態の変動に拘らず安定して容易に、輝
度の高いアーク部と輝度の低い開先部とを同一画面上で
同時に観察することができるアーク溶接部の撮影方法を
提供すること。 【構成】 アーク溶接部８を撮影するカメラ９の前面
に、溶接部側にカメラ保護用の透明ガラス１０を設ける
と共にカメラ側に減光用のフィルタ１１を設けて撮影す
るようにしたアーク溶接部の撮影方法において、上記フ
ィルタ１１を透明ガラス１０に対して僅かに傾けて配置
すると共に、そのフィルタ１１の表面に透明ガラス１０
を透過した光の一部を反射させる半反射層１３を形成
し、上記透明ガラス１０およびフィルタ１１の双方を透
過した透過光１４をカメラ９へ導いて透過映像１４ａを
得ると同時に、上記半反射層１３によって反射した光を
透明ガラス１０の表面で再び反射させてその反射光１５
をフィルタ１１を介してカメラ９へ導いて反射映像１５
ａを得るようにしたことを特徴とするアーク溶接部の撮
影方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、輝度の高いアーク部と
輝度の低い開先部とを同一画面上で同時に観察すること
ができるアーク溶接部の撮影方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アーク溶接部をＴＶカメラで撮影するに
際して、従来から、カメラ前面に保護用の透明ガラスと
減光用のフィルタを設け、その透明ガラスで溶接スパッ
タ等からカメラを保護すると共にフィルタで溶接部の光
を減光しつつ、溶接部のアークや溶融プールや開先壁等
を観察することが行われている。

【０００３】この場合、溶接アーク自体は強烈な光を放
つのに対して、溶融プールの放つ光は弱く、さらに開先
壁はこれらの光源からの光を反射するだけなので極めて
微弱な光となる。これに対し、ＴＶカメラ（ＣＣＤカラ
ーカメラ）の受光可能な光の強弱の範囲（受光可能レン
ジ）は、上記アーク溶接部より発する光の強弱範囲より
かなり小さい。

【０００４】このため、例えば、輝度が低い溶融プール
や開先壁等にカメラの絞りを合わせると、輝度が高いア
ーク部はカメラの受光可能レンジの上限を超えてしま
い、ハレーションを起こして観察不可能となる。逆に、
アーク部にカメラの絞りを合わせると、溶融プールや開
先壁はカメラの受光可能レンジの下限を下回ってしま
い、暗くて撮影不可能となる。すなわち、輝度の高い溶
接アーク部と輝度の低い溶融プールや開先壁とを同時に
撮影して観察することは不可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この対策として、上記
減光フィルタを部分的に貼り合わせてカメラの視野に対
する減光の程度を部分的に異ならせた組合せフィルタを
作成し、この組合せフィルタを用いてアーク溶接部を撮
影することが行われている。つまり、上記組合せフィル
タは、輝度が高いアーク部には減光率の大きな濃いフィ
ルタが、輝度が低い溶融プールや開先壁等には減光率の
小さな薄いフィルタが、それぞれ対応するように配置さ
れる。

【０００６】しかし、上記組合せフィルタは、減光の程
度を異ならせた部分の配置が固定されているため、開先
形状の変化やアークの変化など溶接状態の変動に対して
対処できない。更に、組合せフィルタは、製作が難しく
価格が高価になるという欠点がある。

【０００７】また、関連する技術として特公平3-38951
号公報の「アーク溶接部の撮像方法」が知られている
が、この技術にあっても撮影装置が複雑になり、高価で
且つ取り扱いが難しいという欠点は解消されない。

【０００８】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、アーク溶接部をカメラで撮影するに際して、溶
接状態の変動に拘らず安定して容易に、輝度の高いアー
ク部と輝度の低い開先部とを同一画面上で同時に観察す
ることができるアーク溶接部の撮影方法を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、アーク溶接部を撮影するカメラの前面に、
溶接部側にカメラ保護用の透明ガラスを設けると共にカ
メラ側に減光用のフィルタを設けて撮影するようにした
アーク溶接部の撮影方法において、上記フィルタを透明
ガラスに対して僅かに傾けて配置すると共に、そのフィ
ルタの表面に透明ガラスを透過した光の一部を反射させ
る半反射層を形成し、上記透明ガラスおよびフィルタの
双方を透過した透過光をカメラへ導いて透過映像を得る
と同時に、上記半反射層によって反射した光を透明ガラ
スの表面で再び反射させてその反射光をフィルタを介し
てカメラへ導いて反射映像を得るようにしている。

【００１０】

【作用】上記撮影方法によれば、アーク溶接部から放た
れた光の大部分は、透明ガラスおよびフィルタを順次直
接透過してカメラへ向かい、この透過光により透過映像
が得られる。これと同時に、上記透明ガラスを透過した
光の一部は、僅かに傾けられたフィルタ表面の半反射層
によって反射され、更に透明ガラスの表面で反射され、
強度が弱められた後、フィルタを透過してカメラへ向か
い、この反射光により反射映像が得られる。

【００１１】これにより、明るくて周辺部は良く見える
がアーク部は白く滲んでしまう透過映像と、周辺部は暗
くて良く見えないがアーク部は明瞭に見える反射映像と
が、一定の間隔で同時に並んで映し出される。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１３】図１に示すように、溶接トーチ１先端の電
極２と被溶接材３の開先４との間には、アーク５が発生
されている。上記溶接トーチ１は、その上部が図示しな
い移動アームに接続されており、開先４に沿って図中左
から右へ移動するようになっている。この構成によれ
ば、上記アーク５部に形成される溶融プール６は、トー
チ１の移行に伴って順次冷却固化し、溶接ビード７とな
る。

【００１４】上記溶接トーチ１の移動方向前方には、溶
接部８を撮影するためのＣＣＤカラーカメラ９が設けら
れている。このカメラ９は、その視野に、溶接トーチ１
の先端の電極２，アーク５，溶融プール６，およびトー
チ進行方向前方の開先４をとらえるように配置されてい
る。また、上記カメラ９は、図示しないブラケットを介
して溶接トーチ移動用の移動アームに接続されており、
トーチ１の移動に伴って溶接部８との位置関係（カメラ
アングル及び被写体距離）を変えずに移動するようにな
っている。

【００１５】上記カメラ９の前面には、カメラ保護用の
透明ガラス１０と減光用のフィルタ１１が、円筒状の支
持フレーム１２を介して設けられている。上記透明ガラ
ス１０は溶接部８側に配置されており、溶接部８からの
スパッタ等からカメラ９を保護する。他方、フィルタ１
１はカメラ９側に配置されている。

【００１６】これらフィルタ１１および透明ガラス１０
の詳細を図２に示す。図示するように、透明ガラス１０
は、溶接部８からの入射光に対して垂直に配置されてお
り、フィルタ１１は僅かに傾けて（角度α）配置されて
いる。また、傾けられたフィルタ１１の入射光側の表面
には、入射光の一部を反射させる半反射層１３が形成さ
れている。この半反射層１３は金属蒸着膜からなってい
る。

【００１７】この構成によれば、溶接部８から放たれた
光は、その大部分が透明ガラス１０およびフィルタ１１
を順次透過してカメラ９へ向かい、一部がフィルタ１１
表面の半反射層１３によって反射され、更に透明ガラス
１０表面でハーフミラー効果により反射され、強度が弱
められた後、フィルタ１１を透過してカメラ９へ向か
う。

【００１８】以下、本実施例の作用について述べる。

【００１９】アーク溶接部８から放たれた光の大部分
は、図２に示すように、透明ガラス１０およびフィルタ
１１を順次透過してカメラ９へ向かい、この透過光１４
により透過映像１４ａが得られる。これと同時に、上記
透明ガラス１０を透過した光の一部は、僅かに傾けられ
たフィルタ１１表面の半反射層１３によって反射され、
更に透明ガラス１０の表面で反射され、強度が弱められ
た後、フィルタ１１を透過してカメラへ向かい、この反
射光１５により反射映像１５ａが得られる。

【００２０】ここで、上記透過光１４は、溶接部８から
放たれた光の大部分が減光フィルタ１１を透過したもの
であるのに対し、上記反射光１５は、溶接部８から放た
れた光の一部が半反射層１３によって反射され、更に透
明ガラス１０表面のハーフミラー効果で反射されて弱め
られたものが減光フィルタ１１を透過したものであるの
で、反射光１５は透過光１４よりその強度が大きく弱め
られる。

【００２１】よって、これら透過光１４および反射光１
５を、ＣＣＤカラーカメラ９とカメラコントローラ１６
を介してカラーモニタ１７に透過映像１４ａおよび反射
映像１５ａとして映し出すと、図３に示すように、透過
映像１４ａには、比較的輝度の低い部分、すなわち溶接
トーチ１，溶融プール６，およびトーチ進行方向前方の
開先壁４などが明瞭にカラーで映し出され、同時に、反
射映像１５ａには、輝度の高い部分、すなわちアーク
５，電極２の先端，溶融金属の凹部１８などが明瞭にカ
ラーで映し出される。

【００２２】つまり、カラーモニタ１７には、明るくて
周辺部は良く見えるがアーク部８はハレーションを起こ
して白く滲んでしまう透過映像１４ａと、周辺部は暗く
て良く見えないがアーク部８は明瞭に見える反射映像１
５ａとが、一定の間隔で同時に並んで映し出されること
になる。従って、カメラ９の絞りやフィルタ１１の濃さ
を一切変更することなく、輝度の高いアーク部８と輝度
の低い周辺部とを、同時に同一モニタ１７画面上でカラ
ー観察することができる。

【００２３】また、上記透過光１４と反射光１５とはフ
ィルタ１１表面の半反射層１３および透明ガラス１０の
ハーフミラー効果によって常に定量的に減光の度合が異
なっているので、これら透過映像１４ａと反射映像１５
ａとには、溶接部８の開先４形状やアーク８の発生状態
の変化などが溶接状態の変動に拘らず常に明瞭に映し出
される。

【００２４】また、この撮影方法に用いられる撮影装置
は、フィルタ１１に半反射層１３を形成してそれを僅か
に傾けるという極めて簡単な構成であるので、低コスト
で容易に製作できる。しかも、その取扱いは従来の保護
ガラス・減光フィルタ付き撮影装置と殆ど同じであり、
簡単に取り扱うことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ーク溶接部をカメラで撮影するに際して、溶接状態の変
動に拘らず常に安定して且つ容易に、輝度の高いアーク
部と輝度の低い開先部とを同一画面上で同時に観察する
ことができるという優れた効果を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すアーク溶接部の撮影方
法の概略図である。

【図２】図１中の透明ガラスとフィルタの拡大図であ
る。

【図３】図１中のモニタに映し出される透過映像と反射
映像を表す図である。

【符号の説明】

８ アーク溶接部 ９ カメラ １０ 透明ガラス １１ フィルタ １３ 半反射層 １４ 透過光 １４ａ 透過映像 １５ 反射光 １５ａ 反射映像

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アーク溶接部を撮影するカメラの前面
   に、溶接部側にカメラ保護用の透明ガラスを設けると共
   にカメラ側に減光用のフィルタを設けて撮影するように
   したアーク溶接部の撮影方法において、上記フィルタを
   透明ガラスに対して僅かに傾けて配置すると共に、その
   フィルタの表面に透明ガラスを透過した光の一部を反射
   させる半反射層を形成し、上記透明ガラスおよびフィル
   タの双方を透過した透過光をカメラへ導いて透過映像を
   得ると同時に、上記半反射層によって反射した光を透明
   ガラスの表面で再び反射させてその反射光をフィルタを
   介してカメラへ導いて反射映像を得るようにしたことを
   特徴とするアーク溶接部の撮影方法。