JPH06304754A - アーク溶接の撮影方法及びその撮影装置 - Google Patents
アーク溶接の撮影方法及びその撮影装置Info
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- JPH06304754A JPH06304754A JP11911793A JP11911793A JPH06304754A JP H06304754 A JPH06304754 A JP H06304754A JP 11911793 A JP11911793 A JP 11911793A JP 11911793 A JP11911793 A JP 11911793A JP H06304754 A JPH06304754 A JP H06304754A
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- Japan
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- arc
- welding
- light
- television camera
- shutter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アーク溶接の遠隔操作あるいは画像倣い制御
を行う際に、アーク及びその周辺の開先部分などを良好
に撮影できるアーク溶接の撮影方法及びその撮影装置を
提供する。 【構成】 ストロボランプは断続的に発光して、アーク
及びその周辺の開先部分などを照射する。テレビカメラ
のシャッター開期間における、ストロボランプの閃光の
光量はアーク溶接のアーク光の光量に比べ同程度かある
いはストロボランプの光量を大きくし、さらに、適当な
絞りあるいはフィルターで減光して撮影する。ストロボ
ランプの発光動作及びこれと同期したテレビカメラのシ
ャッター動作を、例えば１秒間に６０回の頻度で行う。
これにより溶接作業を連続的な動画像として遠隔操作あ
るいは画像倣い制御する。
を行う際に、アーク及びその周辺の開先部分などを良好
に撮影できるアーク溶接の撮影方法及びその撮影装置を
提供する。 【構成】 ストロボランプは断続的に発光して、アーク
及びその周辺の開先部分などを照射する。テレビカメラ
のシャッター開期間における、ストロボランプの閃光の
光量はアーク溶接のアーク光の光量に比べ同程度かある
いはストロボランプの光量を大きくし、さらに、適当な
絞りあるいはフィルターで減光して撮影する。ストロボ
ランプの発光動作及びこれと同期したテレビカメラのシ
ャッター動作を、例えば１秒間に６０回の頻度で行う。
これにより溶接作業を連続的な動画像として遠隔操作あ
るいは画像倣い制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接のモニタや
画像処理による溶接制御に適したアーク溶接の撮影方法
及びその撮影装置に関するものである。
画像処理による溶接制御に適したアーク溶接の撮影方法
及びその撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常のアーク溶接は、溶接者が図４に示
すようなアーク４９、溶融プール４７、ビード４８、開
先４６などを観察しながら溶接状態を判断し、これに対
応して溶接制御装置を操作して適正な溶接を行ってい
る。しかし、溶接作業者が直接観察したり操作できない
危険な溶接箇所や狭い溶接箇所では、溶接状態をテレビ
カメラ５２で撮影しモニタテレビ４４を通して観察して
遠隔操作したり、テレビカメラの画像信号を処理しこれ
を用いて溶接機を自動制御する方法が試みられている。
すようなアーク４９、溶融プール４７、ビード４８、開
先４６などを観察しながら溶接状態を判断し、これに対
応して溶接制御装置を操作して適正な溶接を行ってい
る。しかし、溶接作業者が直接観察したり操作できない
危険な溶接箇所や狭い溶接箇所では、溶接状態をテレビ
カメラ５２で撮影しモニタテレビ４４を通して観察して
遠隔操作したり、テレビカメラの画像信号を処理しこれ
を用いて溶接機を自動制御する方法が試みられている。
【０００３】このような方法でアーク溶接を遠隔操作し
たり自動制御を行うにはアーク４９、溶融プール４７、
ビード４８、開先４６などが良好に撮影されなければな
らない。しかし、アーク溶接をテレビカメラ５２で撮影
する場合には次のような問題がある。すなわち、アーク
光は強い光を発するが溶融プール、ビート、開先などか
らの光は相対的に暗いので、実際の入射光の強度範囲が
テレビカメラの適正な感度の範囲よりも広い。このた
め、光強度の強いアークを良好に撮影するために、フィ
ルタを濃くしたり絞りを閉じるなどすると、光強度の弱
い開先部分などが良好に撮影できなくなる。一方、開先
部分などを良好に撮影するためにフィルタを薄くしたり
絞りを開くと、光強度の強いアークを良好に撮影できな
い。したがって、明るいアークのもとで相対的に暗い開
先部分を良好に撮影するという、相反する条件を両立さ
せなければならないという問題がある。
たり自動制御を行うにはアーク４９、溶融プール４７、
ビード４８、開先４６などが良好に撮影されなければな
らない。しかし、アーク溶接をテレビカメラ５２で撮影
する場合には次のような問題がある。すなわち、アーク
光は強い光を発するが溶融プール、ビート、開先などか
らの光は相対的に暗いので、実際の入射光の強度範囲が
テレビカメラの適正な感度の範囲よりも広い。このた
め、光強度の強いアークを良好に撮影するために、フィ
ルタを濃くしたり絞りを閉じるなどすると、光強度の弱
い開先部分などが良好に撮影できなくなる。一方、開先
部分などを良好に撮影するためにフィルタを薄くしたり
絞りを開くと、光強度の強いアークを良好に撮影できな
い。したがって、明るいアークのもとで相対的に暗い開
先部分を良好に撮影するという、相反する条件を両立さ
せなければならないという問題がある。
【０００４】かかる問題を解決するために従来よりいく
つかの方法が提案されている。まず、特公平３−７１２
２０（特願昭５８−８６３０１）では、アーク光のスペ
クトルがピークとなる波長帯が短波長側にあり、溶融プ
ールの輻射スペクトルの波長帯が長波長側にあることか
ら、ある特定の波長帯において両者の光強度の差が小さ
くなることに着目し、アーク光の強度が溶融プールから
の光の強度よりもそれほど大きくはならない長波長帯域
だけをフィルターで選択し、それ以外の短波長帯域を除
去してテレビカメラで撮影するという方法を提案してい
る。これにより、明るいアーク光があっても溶融プール
の撮影が可能であるとされている。
つかの方法が提案されている。まず、特公平３−７１２
２０（特願昭５８−８６３０１）では、アーク光のスペ
クトルがピークとなる波長帯が短波長側にあり、溶融プ
ールの輻射スペクトルの波長帯が長波長側にあることか
ら、ある特定の波長帯において両者の光強度の差が小さ
くなることに着目し、アーク光の強度が溶融プールから
の光の強度よりもそれほど大きくはならない長波長帯域
だけをフィルターで選択し、それ以外の短波長帯域を除
去してテレビカメラで撮影するという方法を提案してい
る。これにより、明るいアーク光があっても溶融プール
の撮影が可能であるとされている。
【０００５】また、特願昭６３−１８５０３９では、溶
接電源からの電流を短時間だけ遮断し、これに同期させ
てテレビカメラのシャッターを開閉する方法及び装置が
提案されている。これによれば、電流が遮断されアーク
光が減光している短い期間においてアーク、溶融プー
ル、ビート、開先などすべてを良好に撮影できるととも
に、遮断時間が非常に短いために溶接品質を低下させる
ことはないとされている。
接電源からの電流を短時間だけ遮断し、これに同期させ
てテレビカメラのシャッターを開閉する方法及び装置が
提案されている。これによれば、電流が遮断されアーク
光が減光している短い期間においてアーク、溶融プー
ル、ビート、開先などすべてを良好に撮影できるととも
に、遮断時間が非常に短いために溶接品質を低下させる
ことはないとされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、開先などは
確かにアークに比べれば光強度が弱く暗いが、これらの
部分もアークの光に照らされ、その反射光によって認識
される。したがって、アーク光の強度が溶融プールから
の光の強度よりもそれほど大きくはならない長波長帯域
をフィルターで選択して撮影すると、アークの光を反射
している開先部分などの明るさも同様に低下する。ま
た、溶接電源を一時的に遮断してアーク光を減光させる
場合においても同様の問題が生じる。したがって従来の
方法では、いずれの場合もアークの周辺の開先部分が暗
くなり、適正な撮影が難しいという問題がある。
確かにアークに比べれば光強度が弱く暗いが、これらの
部分もアークの光に照らされ、その反射光によって認識
される。したがって、アーク光の強度が溶融プールから
の光の強度よりもそれほど大きくはならない長波長帯域
をフィルターで選択して撮影すると、アークの光を反射
している開先部分などの明るさも同様に低下する。ま
た、溶接電源を一時的に遮断してアーク光を減光させる
場合においても同様の問題が生じる。したがって従来の
方法では、いずれの場合もアークの周辺の開先部分が暗
くなり、適正な撮影が難しいという問題がある。
【０００７】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、アークとその周辺の開先部分などを良好に撮影
できるアーク溶接の撮影方法及びその撮影装置を提供す
ることを目的とするものである。
であり、アークとその周辺の開先部分などを良好に撮影
できるアーク溶接の撮影方法及びその撮影装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの請求項１記載の発明は、溶接ワイヤと被溶接物との
間に生じるアーク及びその周辺の状態をテレビカメラを
通して観察しながら溶接作業を行うあるいはテレビカメ
ラの画像信号を用いて自動溶接機を制御するためのアー
ク溶接の撮影方法において、前記アーク及びその周辺に
照射する光の光量がテレビカメラのシャッター開期間で
は前記アークと同程度のあるいは越える光量の光を断続
的に照射するとともに、前記テレビカメラのシャッター
と前記光の断続動作とを同期させることを特徴とするも
のである。
めの請求項１記載の発明は、溶接ワイヤと被溶接物との
間に生じるアーク及びその周辺の状態をテレビカメラを
通して観察しながら溶接作業を行うあるいはテレビカメ
ラの画像信号を用いて自動溶接機を制御するためのアー
ク溶接の撮影方法において、前記アーク及びその周辺に
照射する光の光量がテレビカメラのシャッター開期間で
は前記アークと同程度のあるいは越える光量の光を断続
的に照射するとともに、前記テレビカメラのシャッター
と前記光の断続動作とを同期させることを特徴とするも
のである。
【０００９】前記光はストロボ光であることが望まし
い。
い。
【００１０】また、前記アーク及びその周辺に照射する
前記ストロボ光の１回当たりの発光に費やされる入力エ
ネルギーＵS ［Ｊ］をコンデンサ容量ＣS ［Ｆ］と充電
電圧ＥS ［Ｖ］で表し、 ＵS ＝（１／２）×ＣS ×ＥS 2 とし、テレビカメラのシャッター開期間ＴS ［秒］に溶
接に費やされる入力エネルギーＵW ［Ｊ］を溶接電流Ｉ
W ［Ａ］と溶接電圧ＥW ［Ｖ］で表し、 ＵW ＝ＩW ×ＥW ×ＴS とすれば、ＵS がＵW と同程度あるいはＵW を越える入
力エネルギーのストロボ光を断続的に照射するととも
に、前記テレビカメラのシャッターと前記ストロボ光の
断続動作とを同期させることを特徴とするものである。
前記ストロボ光の１回当たりの発光に費やされる入力エ
ネルギーＵS ［Ｊ］をコンデンサ容量ＣS ［Ｆ］と充電
電圧ＥS ［Ｖ］で表し、 ＵS ＝（１／２）×ＣS ×ＥS 2 とし、テレビカメラのシャッター開期間ＴS ［秒］に溶
接に費やされる入力エネルギーＵW ［Ｊ］を溶接電流Ｉ
W ［Ａ］と溶接電圧ＥW ［Ｖ］で表し、 ＵW ＝ＩW ×ＥW ×ＴS とすれば、ＵS がＵW と同程度あるいはＵW を越える入
力エネルギーのストロボ光を断続的に照射するととも
に、前記テレビカメラのシャッターと前記ストロボ光の
断続動作とを同期させることを特徴とするものである。
【００１１】また、前記の課題を解決するための請求項
４記載の発明は、溶接ワイヤと被溶接物との間に生じる
アーク及びその周辺の状態をテレビカメラを通して観察
しながら溶接作業を行うあるいはテレビカメラの画像信
号を用いて自動溶接機を制御するためのアーク溶接の撮
影装置において、前記アーク及びその周辺に照射する光
の光量がテレビカメラのシャッター開期間では前記アー
クと同程度のあるいは越える光量の光を断続的に照射す
る照明手段と、前記照明手段の断続動作と前記テレビカ
メラの動作を同期させ照明装置の光量が最大となる時点
が含まれるようにテレビカメラのシャッターの開期間と
照射動作を同期させる手段とを具備することを特徴とす
るものである。
４記載の発明は、溶接ワイヤと被溶接物との間に生じる
アーク及びその周辺の状態をテレビカメラを通して観察
しながら溶接作業を行うあるいはテレビカメラの画像信
号を用いて自動溶接機を制御するためのアーク溶接の撮
影装置において、前記アーク及びその周辺に照射する光
の光量がテレビカメラのシャッター開期間では前記アー
クと同程度のあるいは越える光量の光を断続的に照射す
る照明手段と、前記照明手段の断続動作と前記テレビカ
メラの動作を同期させ照明装置の光量が最大となる時点
が含まれるようにテレビカメラのシャッターの開期間と
照射動作を同期させる手段とを具備することを特徴とす
るものである。
【００１２】前記照明手段はストロボ装置であることが
望ましい。
望ましい。
【００１３】
【作用】本発明は前記の構成により、適当な光量を持っ
た照明手段、例えばストロボ装置の閃光をアーク及びそ
の周辺に照射すると、その瞬間だけは周辺である開先部
分などもアークと同程度の明るさとなる。この時点に同
期させてテレビカメラのシャッターを切れば、アークと
その周辺の開先部分とを同様の光量で撮影することがで
き、必要に応じてフィルタや絞りなどで全体の光量を減
光できる。
た照明手段、例えばストロボ装置の閃光をアーク及びそ
の周辺に照射すると、その瞬間だけは周辺である開先部
分などもアークと同程度の明るさとなる。この時点に同
期させてテレビカメラのシャッターを切れば、アークと
その周辺の開先部分とを同様の光量で撮影することがで
き、必要に応じてフィルタや絞りなどで全体の光量を減
光できる。
【００１４】また、前記光として、断続的に発光するス
トロボ光を用いることによって、電力消費を低く抑える
ことができる。
トロボ光を用いることによって、電力消費を低く抑える
ことができる。
【００１５】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図１は本発明の一実施例であるアーク溶
接の撮影装置の概要構成図、図２はストロボランプの発
光とシャッター動作のタイミングを説明するための波形
図、図３は溶接条件及びストロボの動作条件をまとめて
示した表である。
いて説明する。図１は本発明の一実施例であるアーク溶
接の撮影装置の概要構成図、図２はストロボランプの発
光とシャッター動作のタイミングを説明するための波形
図、図３は溶接条件及びストロボの動作条件をまとめて
示した表である。
【００１６】図１に示すように、テレビカメラ１０及び
その外部同期高速シャッター（図示せず）は、テレビカ
メラ用コントローラ１２によってその動作が制御され
る。一方、溶接トーチ２０の先端部、すなわちアーク及
びその周辺の開先部分などを照明するために設けられた
ストロボランプ１４はストロボ電源１６によって駆動さ
れる。そしてテレビカメラ用コントローラ１２及びスト
ロボ電源１６は、タイミングパルス発生器１８からパル
ス信号を受け、所定のタイミングでテレビカメラ１０及
びストロボランプ１４を駆動する。ストロボランプ１４
としてはキセノンストロボランプを用い、これを直径１
００mmの放物面鏡の略焦点位置に取り付けることにより
ストロボランプの光をほぼ平行として対象物に照射する
ことができる。
その外部同期高速シャッター（図示せず）は、テレビカ
メラ用コントローラ１２によってその動作が制御され
る。一方、溶接トーチ２０の先端部、すなわちアーク及
びその周辺の開先部分などを照明するために設けられた
ストロボランプ１４はストロボ電源１６によって駆動さ
れる。そしてテレビカメラ用コントローラ１２及びスト
ロボ電源１６は、タイミングパルス発生器１８からパル
ス信号を受け、所定のタイミングでテレビカメラ１０及
びストロボランプ１４を駆動する。ストロボランプ１４
としてはキセノンストロボランプを用い、これを直径１
００mmの放物面鏡の略焦点位置に取り付けることにより
ストロボランプの光をほぼ平行として対象物に照射する
ことができる。
【００１７】なお、溶接部分を照射する外部光源として
最も普通に考えられるのは、連続的に発光する一般の光
源装置である。しかしアークからの光が非常に明るいた
め、これと同程度の光量を持つ通常の光源装置は寸法が
大きいだけでなく、一般に高価である。これに対して、
ストロボ装置は発光時間は短いが瞬間的な閃光ピークの
光量は非常に高く、また装置が比較的安価な上に小型化
できるという特長がある。
最も普通に考えられるのは、連続的に発光する一般の光
源装置である。しかしアークからの光が非常に明るいた
め、これと同程度の光量を持つ通常の光源装置は寸法が
大きいだけでなく、一般に高価である。これに対して、
ストロボ装置は発光時間は短いが瞬間的な閃光ピークの
光量は非常に高く、また装置が比較的安価な上に小型化
できるという特長がある。
【００１８】図１において、溶接トーチ２０の先端から
は溶接ワイヤ２２が送給されており、この溶接ワイヤ２
２は被溶接物２４の開先部分２６の凹部に沿った倣い制
御によって溶接トーチ２０とともに移動する。溶接ワイ
ヤ２２と被溶接物２４との間に所定の電圧を加えると、
両者の間にはアーク２８が発生し、このアークによって
高温となった被溶接物の金属は溶融し溶融プール３０が
できる。溶接トーチが移動した軌跡には、この溶融プー
ル３０の金属が凝固したビード３２が形成される。
は溶接ワイヤ２２が送給されており、この溶接ワイヤ２
２は被溶接物２４の開先部分２６の凹部に沿った倣い制
御によって溶接トーチ２０とともに移動する。溶接ワイ
ヤ２２と被溶接物２４との間に所定の電圧を加えると、
両者の間にはアーク２８が発生し、このアークによって
高温となった被溶接物の金属は溶融し溶融プール３０が
できる。溶接トーチが移動した軌跡には、この溶融プー
ル３０の金属が凝固したビード３２が形成される。
【００１９】次に、図２を用いて図１の装置の動作につ
いて説明する。図２（Ａ）に示すように、タイミングパ
ルス発生器１８からストロボ電源１６にストロボ同期信
号ａが供給されると、同図（Ｂ）に示すように所定時間
の遅延ののちにストロボが発光する。この光量の変化は
ストロボ発光波形ｂに示す如くであり、光量がピークの
２分の１以上である期間をＴF とする。このＴF は、一
般には１０〜１００マイクロ秒程度である。また、同図
（Ｃ）に示すようにストロボ同期信号ａの発生からｔ1
の間隔をおいて、テレビカメラ同期信号ｃがテレビカメ
ラコントローラ１２に供給される。すると、この信号ｃ
の立ち上がりタイミングから所定時間ｔ2 だけ遅れて、
同図（Ｄ）に示すようにテレビカメラ１４のシャッター
が開き、ＴS 秒間開いた状態が継続したのち再び閉じ
る。すなわち、このＴS はテレビカメラのシャッター速
度に相当する。ここで図２（Ｂ）のストロボ発光波形ｂ
にしめすピークがテレビカメラのシャッタ開期間ＴS に
含まれるように時間ｔ1 をあらかじめ設定し、タイマー
などで制御する。
いて説明する。図２（Ａ）に示すように、タイミングパ
ルス発生器１８からストロボ電源１６にストロボ同期信
号ａが供給されると、同図（Ｂ）に示すように所定時間
の遅延ののちにストロボが発光する。この光量の変化は
ストロボ発光波形ｂに示す如くであり、光量がピークの
２分の１以上である期間をＴF とする。このＴF は、一
般には１０〜１００マイクロ秒程度である。また、同図
（Ｃ）に示すようにストロボ同期信号ａの発生からｔ1
の間隔をおいて、テレビカメラ同期信号ｃがテレビカメ
ラコントローラ１２に供給される。すると、この信号ｃ
の立ち上がりタイミングから所定時間ｔ2 だけ遅れて、
同図（Ｄ）に示すようにテレビカメラ１４のシャッター
が開き、ＴS 秒間開いた状態が継続したのち再び閉じ
る。すなわち、このＴS はテレビカメラのシャッター速
度に相当する。ここで図２（Ｂ）のストロボ発光波形ｂ
にしめすピークがテレビカメラのシャッタ開期間ＴS に
含まれるように時間ｔ1 をあらかじめ設定し、タイマー
などで制御する。
【００２０】ストロボランプ１４が発光している間にテ
レビカメラのレンズに入射した光は適当なフィルタ又は
絞りによって全体的な光量が減光される。そして、撮像
され画像信号として取り込まれた後にテレビモニタに写
し出され、作業者はこれを通して溶接状況を観察するこ
とができる。このようなストロボランプの発光動作及び
これと同期したテレビカメラのシャッター動作を、例え
ば１秒間に６０回の割合で行うことにより、溶接作業を
連続的な動画像として観察することが可能となる。これ
によって溶接作業の倣い制御が容易になるため、自動化
や遠隔操作が可能となり、溶接工程の自動化及び無人化
に寄与することができる。
レビカメラのレンズに入射した光は適当なフィルタ又は
絞りによって全体的な光量が減光される。そして、撮像
され画像信号として取り込まれた後にテレビモニタに写
し出され、作業者はこれを通して溶接状況を観察するこ
とができる。このようなストロボランプの発光動作及び
これと同期したテレビカメラのシャッター動作を、例え
ば１秒間に６０回の割合で行うことにより、溶接作業を
連続的な動画像として観察することが可能となる。これ
によって溶接作業の倣い制御が容易になるため、自動化
や遠隔操作が可能となり、溶接工程の自動化及び無人化
に寄与することができる。
【００２１】図３は、各種の条件でアーク及びその周辺
を撮影したときの評価を表としてまとめたものである。
なお、この場合の溶接はＭＡＧ溶接であり、ワイヤとし
てＪＩＳＺ３３１２ ＹＷＧ１２ １．２mmφを使用
し、シールドガスとしてＡｒ８０％、ＣＯ2 ２０％の混
合ガスを用いた。図３においてシャッター開期間の溶接
入力エネルギーＵW ［Ｊ］は、溶接電流をＩW ［Ａ］、
溶接電圧をＥW ［Ｖ］、シャッターが開く時間をＴ
S ［秒］とした時に、ＵW ＝Ｉ×Ｅ×ＴS で表される。
ここで溶接入力電力Ｐ（＝Ｉ×Ｅ）を用いれば、Ｐ×Ｔ
S と表すこともできる。したがって、仮に連続的に発光
する照明手段を用いるならば、このＰと同程度の出力、
例えば溶接電流を３００Ａ、溶接電圧３０Ｖでは９００
０ワット程度のものが必要となる。
を撮影したときの評価を表としてまとめたものである。
なお、この場合の溶接はＭＡＧ溶接であり、ワイヤとし
てＪＩＳＺ３３１２ ＹＷＧ１２ １．２mmφを使用
し、シールドガスとしてＡｒ８０％、ＣＯ2 ２０％の混
合ガスを用いた。図３においてシャッター開期間の溶接
入力エネルギーＵW ［Ｊ］は、溶接電流をＩW ［Ａ］、
溶接電圧をＥW ［Ｖ］、シャッターが開く時間をＴ
S ［秒］とした時に、ＵW ＝Ｉ×Ｅ×ＴS で表される。
ここで溶接入力電力Ｐ（＝Ｉ×Ｅ）を用いれば、Ｐ×Ｔ
S と表すこともできる。したがって、仮に連続的に発光
する照明手段を用いるならば、このＰと同程度の出力、
例えば溶接電流を３００Ａ、溶接電圧３０Ｖでは９００
０ワット程度のものが必要となる。
【００２２】また、図３において閃光ストロボ入力エネ
ルギーＵS ［Ｊ］は、ストロボが一回発光する際に供給
されるエネルギーであり、これはストロボ電源のコンデ
ンサに蓄積されるエネルギーより換算される。コンデン
サ容量ＣS ［Ｆ］、充電電圧ＥS ［Ｖ］とすれば、 ＵS ＝（１／２）×ＣS ×ＥS 2 で表される。このＵS はストロボの明るさに対応する。
そして図３の評価の項目には、アークとその周囲の開先
部分がカメラを通して明瞭に観察できるときは良好、そ
うでないときは不良とされた判断が示されている。
ルギーＵS ［Ｊ］は、ストロボが一回発光する際に供給
されるエネルギーであり、これはストロボ電源のコンデ
ンサに蓄積されるエネルギーより換算される。コンデン
サ容量ＣS ［Ｆ］、充電電圧ＥS ［Ｖ］とすれば、 ＵS ＝（１／２）×ＣS ×ＥS 2 で表される。このＵS はストロボの明るさに対応する。
そして図３の評価の項目には、アークとその周囲の開先
部分がカメラを通して明瞭に観察できるときは良好、そ
うでないときは不良とされた判断が示されている。
【００２３】図３の評価の項目を見ると分かるように、
閃光ストロボ入力エネルギーＵS がシャッター開時の溶
接入力エネルギーＵW よりも大きい場合には良好な結果
が得られ、ＵS がＵW よりも小さいときには不良となっ
ている。したがって一般に、ＵS ≧ＵW の条件が満たさ
れるときには良好な結果が得られるということができ
る。
閃光ストロボ入力エネルギーＵS がシャッター開時の溶
接入力エネルギーＵW よりも大きい場合には良好な結果
が得られ、ＵS がＵW よりも小さいときには不良となっ
ている。したがって一般に、ＵS ≧ＵW の条件が満たさ
れるときには良好な結果が得られるということができ
る。
【００２４】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形
が可能である。
るものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形
が可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ークの光と同程度の光量を持つ光、例えばストロボラン
プの閃光をアーク及びその周辺に照射し、これと同期さ
せて開閉するシャッターを有するテレビカメラでこれを
撮影することにより、アークとその周辺を同程度の明る
さで撮影することができ、したがってこれをテレビモニ
タを通して観察することにより開先部分等の溶接作業の
倣い制御が容易となるので、かかる溶接作業の自動化及
び遠隔操作が可能となり溶接工程の自動化及び無人化に
寄与することができるアーク溶接の撮影方法及びその撮
影装置を提供することができる。
ークの光と同程度の光量を持つ光、例えばストロボラン
プの閃光をアーク及びその周辺に照射し、これと同期さ
せて開閉するシャッターを有するテレビカメラでこれを
撮影することにより、アークとその周辺を同程度の明る
さで撮影することができ、したがってこれをテレビモニ
タを通して観察することにより開先部分等の溶接作業の
倣い制御が容易となるので、かかる溶接作業の自動化及
び遠隔操作が可能となり溶接工程の自動化及び無人化に
寄与することができるアーク溶接の撮影方法及びその撮
影装置を提供することができる。
【００２６】また、本発明によれば、光としてストロボ
光を用いることにより、かかる光は断続的に発光するの
でその消費エネルギーが小さく、また装置を小型化でき
るアーク溶接の撮影方法及びその撮影装置を提供するこ
とができる。
光を用いることにより、かかる光は断続的に発光するの
でその消費エネルギーが小さく、また装置を小型化でき
るアーク溶接の撮影方法及びその撮影装置を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例であるアーク溶接の撮影装置
の概要構成図である。
の概要構成図である。
【図２】ストロボランプの発光とシャッター動作のタイ
ミングを説明するための波形図である。
ミングを説明するための波形図である。
【図３】溶接条件及びストロボの動作条件をまとめて示
した図表である。
した図表である。
【図４】従来の方法によるアーク溶接の撮影方法の概要
を示した図である。
を示した図である。
１０ テレビカメラ １２ テレビカメラ用コントローラ １４ ストロボランプ １６ ストロボ用電源 １８ タイミングパルス発生器 ２０ 溶接トーチ ２２ 溶接ワイヤ ２６ 開先 ２８ アーク ３０ 溶融プール
Claims (5)
- 【請求項１】 溶接ワイヤと被溶接物との間に生じるア
ーク及びその周辺の状態をテレビカメラを通して観察し
ながら溶接作業を行うあるいはテレビカメラの画像信号
を用いて自動溶接機を制御するためのアーク溶接の撮影
方法において、前記アーク及びその周辺に照射する光の
光量がテレビカメラのシャッター開期間では前記アーク
と同程度のあるいは越える光量の光を断続的に照射する
とともに、前記テレビカメラのシャッターと前記光の断
続動作とを同期させることを特徴とするアーク溶接の撮
影方法。 - 【請求項２】 前記光はストロボ光であることを特徴と
する請求項１記載のアーク溶接の撮影方法。 - 【請求項３】 溶接ワイヤと被溶接物との間に生じるア
ーク及びその周辺の状態をテレビカメラを通して観察し
ながら溶接作業を行うあるいはテレビカメラの画像信号
を用いて自動溶接機を制御するためのアーク溶接の撮影
方法において、前記アーク及びその周辺に照射するスト
ロボ光の１回当たりの発光に費やされる入力エネルギー
ＵS ［Ｊ］をコンデンサ容量ＣS ［Ｆ］と充電電圧ＥS
［Ｖ］で表し、 ＵS ＝（１／２）×ＣS ×ＥS 2 とし、テレビカメラのシャッター開期間ＴS ［秒］に溶
接に費やされる入力エネルギーＵW ［Ｊ］を溶接電流Ｉ
W ［Ａ］と溶接電圧ＥW ［Ｖ］で表し、 ＵW ＝ＩW ×ＥW ×ＴS とすれば、ＵS がＵW と同程度あるいはＵW を越える入
力エネルギーのストロボ光を断続的に照射するととも
に、前記テレビカメラのシャッターと前記ストロボ光の
断続動作とを同期させることを特徴とするアーク溶接撮
影方法。 - 【請求項４】 溶接ワイヤと被溶接物との間に生じるア
ーク及びその周辺の状態をテレビカメラを通して観察し
ながら溶接作業を行うあるいはテレビカメラの画像信号
を用いて自動溶接機を制御するためのアーク溶接の撮影
装置において、前記アーク及びその周辺に照射する光の
光量がテレビカメラのシャッター開期間では前記アーク
と同程度のあるいは越える光量の光を断続的に照射する
照明手段と、前記照明手段の断続動作と前記テレビカメ
ラの動作を同期させ照明装置の光量が最大となる時点が
含まれるようにテレビカメラのシャッターの開期間と照
射動作を同期させる手段とを具備することを特徴とする
アーク溶接の撮影装置。 - 【請求項５】 前記照明手段はストロボ装置であること
を特徴とする請求項４記載のアーク溶接の撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11911793A JPH06304754A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | アーク溶接の撮影方法及びその撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11911793A JPH06304754A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | アーク溶接の撮影方法及びその撮影装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304754A true JPH06304754A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14753357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11911793A Pending JPH06304754A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | アーク溶接の撮影方法及びその撮影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06304754A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011029118A2 (de) | 2009-09-11 | 2011-03-17 | Fronius International Gmbh | Überwachungsmodul zur überwachung eines prozesses mit einem lichtbogen |
| WO2012119170A1 (de) | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Fronius International Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur überwachung eines lichtbogenprozesses |
-
1993
- 1993-04-22 JP JP11911793A patent/JPH06304754A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011029118A2 (de) | 2009-09-11 | 2011-03-17 | Fronius International Gmbh | Überwachungsmodul zur überwachung eines prozesses mit einem lichtbogen |
| CN102625739A (zh) * | 2009-09-11 | 2012-08-01 | 弗罗纽斯国际有限公司 | 用于监控利用电弧的过程的监控模块 |
| WO2012119170A1 (de) | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Fronius International Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur überwachung eines lichtbogenprozesses |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990121 |