JPS619976A - ア−ク画像検出装置 - Google Patents
ア−ク画像検出装置Info
- Publication number
- JPS619976A JPS619976A JP13103084A JP13103084A JPS619976A JP S619976 A JPS619976 A JP S619976A JP 13103084 A JP13103084 A JP 13103084A JP 13103084 A JP13103084 A JP 13103084A JP S619976 A JPS619976 A JP S619976A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- observation window
- window
- spatter
- cooling gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
- B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はアーク画像検出装置に係り、特に炭酸ガスアー
ク溶接のようなスパッタあるいは粉塵煙（以下ヒユーム
と称す）の発生の多い溶接法において、溶接中のワイヤ
先端のアーク画像を正確に検出するに好適なアーク画像
検出装置に関する。
ク溶接のようなスパッタあるいは粉塵煙（以下ヒユーム
と称す）の発生の多い溶接法において、溶接中のワイヤ
先端のアーク画像を正確に検出するに好適なアーク画像
検出装置に関する。
第４図は従来のアーク画像検出装置を示し、１は溶接ト
ーチ、２は消耗電極式の溶接ワイヤ（以下、単にワイヤ
と称す）であり、このワイヤ２と被溶接部材３との間に
電圧が印加されてアーク４が発生する。
ーチ、２は消耗電極式の溶接ワイヤ（以下、単にワイヤ
と称す）であり、このワイヤ２と被溶接部材３との間に
電圧が印加されてアーク４が発生する。
このアーク画像検出装置は、前記アーク４の減光用フィ
ルタ群５、レンズ系６、ＩＴＶカメラあるいはＣＯＤセ
ンサなどのアーク画像検出器７から成る光学系８と、溶
接中に前記アーク４およびその近傍から発生するスパッ
タあるいはヒユームから前記光学系８を保護するアーク
観測用窓（例えば耐熱ガラス等）９とから構成されいて
る。
ルタ群５、レンズ系６、ＩＴＶカメラあるいはＣＯＤセ
ンサなどのアーク画像検出器７から成る光学系８と、溶
接中に前記アーク４およびその近傍から発生するスパッ
タあるいはヒユームから前記光学系８を保護するアーク
観測用窓（例えば耐熱ガラス等）９とから構成されいて
る。
このような従来のアーク画像検出装置にあっては、その
光学系８を、スパッタ、ヒユームから保護する目的で、
スパッタ、ヒユームの影響を受けにくい位置、即ちアー
ク光から十分離れた位置に配設することが多い。そのた
め溶接トーチ周辺に場所をとるなど、装置が大型になっ
て、溶接ロボットへの適用が困難となる問題がある。
光学系８を、スパッタ、ヒユームから保護する目的で、
スパッタ、ヒユームの影響を受けにくい位置、即ちアー
ク光から十分離れた位置に配設することが多い。そのた
め溶接トーチ周辺に場所をとるなど、装置が大型になっ
て、溶接ロボットへの適用が困難となる問題がある。
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためにな
されてもので、その目的はアーク観測用窓へのスパッタ
およびヒユームの付着を防止して鮮明なアーク画像を得
ると共に、装置全体の小型化を図ることによって自動溶
接ロボットへ好適に適用できるアーク画像検出装置を提
供することにある。
されてもので、その目的はアーク観測用窓へのスパッタ
およびヒユームの付着を防止して鮮明なアーク画像を得
ると共に、装置全体の小型化を図ることによって自動溶
接ロボットへ好適に適用できるアーク画像検出装置を提
供することにある。
この目的を達成するために、本発明は、溶接ワイヤ先端
と光学式検出器との間にシールドされたアーク観測用透
光孔を設け、その透光孔内の後方側に、アーク観測用光
学系の光軸に対して所定の角度傾けたアーク観測窓を配
設し、かつ該アーク観測窓の手前に、粗大スパッタのア
ーク観測窓への侵入を防止する格子を設け、前記アーク
観測窓と前記格子との間に、スパッタ冷却用ガス流路を
臨ませたことを特徴とする。
と光学式検出器との間にシールドされたアーク観測用透
光孔を設け、その透光孔内の後方側に、アーク観測用光
学系の光軸に対して所定の角度傾けたアーク観測窓を配
設し、かつ該アーク観測窓の手前に、粗大スパッタのア
ーク観測窓への侵入を防止する格子を設け、前記アーク
観測窓と前記格子との間に、スパッタ冷却用ガス流路を
臨ませたことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を第１図によって説明する。第
１図は本発明によるアーク画像検出装置の構成図を示し
ている。このアーク画像検出装置は、シールドされたア
ーク観測用透光孔（以下、透光孔と称す）１０と、アー
ク観測窓１１と、格子１２と、フィルタ群１３と、検出
器１４とを備えている。
１図は本発明によるアーク画像検出装置の構成図を示し
ている。このアーク画像検出装置は、シールドされたア
ーク観測用透光孔（以下、透光孔と称す）１０と、アー
ク観測窓１１と、格子１２と、フィルタ群１３と、検出
器１４とを備えている。
前記透光孔１０は、筒体１５の孔と溶接トーチ１の支持
部材１６に穿った孔とで形成されていて、アーク画像を
十分認識できる大きさとなっている。
部材１６に穿った孔とで形成されていて、アーク画像を
十分認識できる大きさとなっている。
前記アーク観測窓１１は、例えば耐熱ガラスから成って
いて、透光孔内の後方部に配置され、かつ検出器１４の
光軸Ｚに対して所定の角度傾けられている。
いて、透光孔内の後方部に配置され、かつ検出器１４の
光軸Ｚに対して所定の角度傾けられている。
前記格子１２は、例えば粗大スパッタの通過を阻止でき
る網目状に形成されていて、前記アーク観測窓１１の手
前に配置されている。
る網目状に形成されていて、前記アーク観測窓１１の手
前に配置されている。
前記フィルタ群１３は、アーク観測窓１１を通過したア
ーク像を減光するもので、透光孔１０と検出器１４との
間に配置されている。
ーク像を減光するもので、透光孔１０と検出器１４との
間に配置されている。
前記検出器１４は、フィルタ群１３で減光されたアーク
像を撮像できるようになっている。
像を撮像できるようになっている。
そして、前記筒体１５、フィルタ群１３．検出器１４は
前記支持部材１６に保持されると共に、透光孔１０の先
端部がアーク点に向けられている。
前記支持部材１６に保持されると共に、透光孔１０の先
端部がアーク点に向けられている。
また支持部材１６内には、前記格子１２とアーク観測窓
１１との間の透光孔１０に冷却ガスを導入するガス流路
１７が設けられている。この冷却ガスとしては、例えば
溶接トーチ１内を流れるシールドガスと同種のガスが使
用される。
１１との間の透光孔１０に冷却ガスを導入するガス流路
１７が設けられている。この冷却ガスとしては、例えば
溶接トーチ１内を流れるシールドガスと同種のガスが使
用される。
また、前記の格子１２は、検出器１４上にアーク画像を
結像する際、障害とならないようにアーク点を含む観測
面に対して所定間隔置いた位置に配置される。さらに格
子１２は冷却ガスに晒されるため、耐熱性材料で作られ
る。
結像する際、障害とならないようにアーク点を含む観測
面に対して所定間隔置いた位置に配置される。さらに格
子１２は冷却ガスに晒されるため、耐熱性材料で作られ
る。
尚、図中２は溶接ワイヤ、３は被溶接部材、４はアーク
、１８は溶接ビードを示している。
、１８は溶接ビードを示している。
次に、本発明の作用について説明する。
アーク点およびその近傍から発生するスパッタおよびヒ
ユームの一部は透光孔１０内へ侵入しようとする。この
とき、透光孔１０内には、ガス流路１７から導入された
冷却ガスがアーク点に向って流れるため、ヒユームの侵
入は防止される。前記冷却ガスはアーク点に向って流れ
るため、溶接ビード１８に欠陥を与えない程度の圧力お
よび流量とすることが望ましい。
ユームの一部は透光孔１０内へ侵入しようとする。この
とき、透光孔１０内には、ガス流路１７から導入された
冷却ガスがアーク点に向って流れるため、ヒユームの侵
入は防止される。前記冷却ガスはアーク点に向って流れ
るため、溶接ビード１８に欠陥を与えない程度の圧力お
よび流量とすることが望ましい。
一方、スパッタは高速（５０ｍ／ｓ程度）で飛行するた
め、前記冷却ガスにより透光孔１０への侵入を防ぐこと
は困難であるが、透光孔１０内へ侵入すると冷却ガスに
より急速に冷却される。これにより特に粒径が１．０＋
ｏｎ＋以上の半溶融状態のスパッタは格子１２によって
アーク観測窓１１側への侵入が阻止される。また透光孔
１０内で十分冷却されなかった大粒のスパッタは前記格
子１２で衝突し、その際に冷却ガスに十分冷却された状
態にある格子１２からの熱伝導により冷却されると同時
に小粒のスパッタに分散される。そして。
め、前記冷却ガスにより透光孔１０への侵入を防ぐこと
は困難であるが、透光孔１０内へ侵入すると冷却ガスに
より急速に冷却される。これにより特に粒径が１．０＋
ｏｎ＋以上の半溶融状態のスパッタは格子１２によって
アーク観測窓１１側への侵入が阻止される。また透光孔
１０内で十分冷却されなかった大粒のスパッタは前記格
子１２で衝突し、その際に冷却ガスに十分冷却された状
態にある格子１２からの熱伝導により冷却されると同時
に小粒のスパッタに分散される。そして。
格子１２を通過するスパッタは完全に冷却され、かつ小
粒（粒径が０．２Ｒ１以下）となっているため、アーク
観測窓１１に衝突しても付着することは少ない、しかも
前記冷却ガスによるアーク観測窓１１面上の清浄作用と
、該アークＭ８１ＩＩ窓１１の傾きとの相乗効果により
、一層スパッタの付着防止効果が得られる。
粒（粒径が０．２Ｒ１以下）となっているため、アーク
観測窓１１に衝突しても付着することは少ない、しかも
前記冷却ガスによるアーク観測窓１１面上の清浄作用と
、該アークＭ８１ＩＩ窓１１の傾きとの相乗効果により
、一層スパッタの付着防止効果が得られる。
従って、本発明によるアーク画像検出装置においては、
鮮明なアーク画像を得ることができる。
鮮明なアーク画像を得ることができる。
また、検出器１４、フィルタ群１３を含む光学系をアー
ク光へ近づけて配置できるので、装置全体を小型化でき
、それにより溶接ロボットへの適用が容易となる。
ク光へ近づけて配置できるので、装置全体を小型化でき
、それにより溶接ロボットへの適用が容易となる。
第２図は、前記アーク観測窓１１としてガラスを用いた
時のスパッタ付着率を実験で求めた図を示している。こ
の図において、Ａはガラスの傾き、格子および冷却ガス
無しの場合のスパッタ付着率を、Ｂは格子有、ガラスの
傾きおよび冷却ガス無しの場合のスパッタ付着率を、Ｃ
は格子、冷却ガス有、ガラスの傾き無の場合のスパッタ
付着率を、Ｄは格子、冷却ガス、ガラスの領有の場合の
スパッタ付着率を、それぞれ示したものである。この図
から分るように、本発明のもの（Ｄ）が、スパッタ付着
防止効果に最も優れている結果となっている。
時のスパッタ付着率を実験で求めた図を示している。こ
の図において、Ａはガラスの傾き、格子および冷却ガス
無しの場合のスパッタ付着率を、Ｂは格子有、ガラスの
傾きおよび冷却ガス無しの場合のスパッタ付着率を、Ｃ
は格子、冷却ガス有、ガラスの傾き無の場合のスパッタ
付着率を、Ｄは格子、冷却ガス、ガラスの領有の場合の
スパッタ付着率を、それぞれ示したものである。この図
から分るように、本発明のもの（Ｄ）が、スパッタ付着
防止効果に最も優れている結果となっている。
第３図は本発明の他の実施例を示したもので、第１図と
異なるのは、溶接トーチ１のノズル５− Ａに透光孔１
０′を穿設し、かつフィルタ群、検出器を含む光学系１
９を溶接トーチ１に取付けた点にある。
異なるのは、溶接トーチ１のノズル５− Ａに透光孔１
０′を穿設し、かつフィルタ群、検出器を含む光学系１
９を溶接トーチ１に取付けた点にある。
この実施例によれば、アーク画像検出装置自体を溶接ト
ーチと一体化できるので、装置自体をより一層小型化す
ることが可能となる。
ーチと一体化できるので、装置自体をより一層小型化す
ることが可能となる。
尚、本発明においては、光学系として、アーク光の赤外
線を検知してアーク光の温度を検出する方式のものであ
ってもよい。
線を検知してアーク光の温度を検出する方式のものであ
ってもよい。
以上説明したように、本発明によれば、アークａＳＳへ
のスパッタおよびヒユームの付着を防止することにより
、鮮明なアーク画像を得られると共に、装置全体の小型
化を図れることにより自動溶接ロボットへの適用が容易
となる。
のスパッタおよびヒユームの付着を防止することにより
、鮮明なアーク画像を得られると共に、装置全体の小型
化を図れることにより自動溶接ロボットへの適用が容易
となる。
第１図は本発明のアーク画像検出装置の一実施例を示す
断面図、第２図はスパッタ付着率の測定結果を示すグラ
フ図、第３図は本発明の他の実施例を示す断面図、第４
図は従来のアーク画像検出装置を示す断面図である。 ＩＡ・・・溶接トーチのノズル、１０．１０’ ・・７
−りＩ！！測用透光孔、１１・・・アーク観測窓１．１
２・・・弼 １ 図 第２ 口 ＡＢＣＤ ７３ 口 χ４ ロ ア でニ
断面図、第２図はスパッタ付着率の測定結果を示すグラ
フ図、第３図は本発明の他の実施例を示す断面図、第４
図は従来のアーク画像検出装置を示す断面図である。 ＩＡ・・・溶接トーチのノズル、１０．１０’ ・・７
−りＩ！！測用透光孔、１１・・・アーク観測窓１．１
２・・・弼 １ 図 第２ 口 ＡＢＣＤ ７３ 口 χ４ ロ ア でニ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光学式検出器を用いて溶接アークの検出を行うアー
ク画像検出装置において、溶接ワイヤ先端と前記光学式
検出器との間にシールドされてアーク観測用透光孔を設
け、その透光孔内の後方側に、アーク観測用光学系の光
軸に対して所定の角度傾けたアーク観測窓を配設し、か
つ該アーク観測窓の手前に、粗大スパッタのアーク観測
窓への侵入を防止する格子を設け、前記アーク観測窓と
前記格子との間に、スパッタ冷却用ガス流路を臨ませた
ことを特徴とするフーク画像検出装置。 ２、前記アーク観測用透光孔が、溶接トーチのノズル内
に形成され、前記光学式検出器が、溶接トーチに取付け
られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のアーク画像検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13103084A JPS619976A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | ア−ク画像検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13103084A JPS619976A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | ア−ク画像検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619976A true JPS619976A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH0218675B2 JPH0218675B2 (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=15048371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13103084A Granted JPS619976A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | ア−ク画像検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS619976A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104014905A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-09-03 | 哈尔滨工业大学 | Gtaw焊接过程中熔池三维形貌观测装置及方法 |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP13103084A patent/JPS619976A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104014905A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-09-03 | 哈尔滨工业大学 | Gtaw焊接过程中熔池三维形貌观测装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218675B2 (ja) | 1990-04-26 |
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