SE515709C2 - Skyddsanordning vid metallsvetsning eller - skärning - Google Patents

Description

, 9 ..h,,_ _ 1 5 7 Û : m --- -2. . ---- _., _ ..., i,.. H . . . , ' 1 ß u . ' I ' ' ä 1 ._ 2 ögonen. Förutom att denna framfällning av skyddsglaset kan vara ett störande moment som åtminstone tillfälligt tar uppmärksamheten från själva svetsarbetet, innebär det även att ögonen är helt oskyddade varje gång ett nytt svetsmoment påbörjas och ögonen utsätts för strålningens skadliga verkan.

En annan vanlig typ av ögonskydd innefattar ett fotocellstyrt glas, uppbyggt med flytande kristaller vilket mörknar och automatiskt dämpar det ljus som träng- er igenom glaset när svetsningen påbörjas. Under normala ljusförhållanden före och efter svetsningen är glaset ungefär lika genomsynligt som vanliga solglasögon. Här- igenom undviks problemet att skyddsglaset måste fällas fram och bort under resp efter svetsningen. Glaset har dock en viss tröghet och vid svetsningens pàbörjande dröjer det viss tid innan glaset har mörknat. Följaktli- gen kvarstår det allvarligaste problemet, nämligen att ögonen momentant är i det närmaste helt oskyddade för strålningen vilket, förutom att detta kan vara bländande och upplevas mycket störande, vid långvarig exponering kan vara skadligt för ögonen.

Kort redogörelse för uppfinningen Föreliggande uppfinning syftar till att undanröja problem och nackdelar med tidigare kända ögonskydd för svetsning och termisk skärning av metall och skapa ett ögonskydd vilket medger visuell övervakning av det ar- betsområde som skall svetsas såväl före som under och efter svetsningen och vilket kontinuerligt och utan av- brott förmår skydda ögonen mot uppträdande skadlig strål- ning. Åtminstone dessa syften uppnås medelst en anordning enligt patentkravet l.

Till grund för uppfinningen ligger således insikten att ovannämnda syften kan uppnås genom att använda en videokamera vilken överför avbildningar av arbetsområdet i form av videosignaler till en videoåtergivningsenhet placerad framför användarens ögon. Härigenom säkerställs att den maximala stràlningsintensitet som kan nå ögonen, -~.~ , . usa... ~ - - . . l . . . v . n. . . .. n. J-.I- . N 1 »u v . - . .- _ . . .. . . . . .. . . - ,, , .. o.. . . . - ., . .- . . . . I n v. .. .u- -u 3 begränsas till den nivå som maximalt kan återges av vi- deoåtergivningsenheten, men anordningen kan trots detta användas för visuell övervakning även under normala ljus- förhållanden när ej någon svetsning utförs.

För att möjliggöra detta erfordras i regel någon form av automatisk avbländningsanordning, endera mekanisk eller elektronisk, som automatiskt begränsar ljusintensi- teten vid svetsningens början och åter ökar densamma efter varje slutfört svetsmoment.

I regel föredras att skyddsanordningen inbegriper någon typ av skärm eller visir som täcker hela ansiktet hos användaren. Vissa typer av svetsljus innehåller näm- ligen ultraviolett strålning som kan ge brännskador på huden liknande solbränna. Andra typer av svetsstrålning, liksom strålning som uppkommer vid gasskärning, kan vara betydligt lindrigare och i sådana fall skulle det kunna räcka med ett skydd enbart för ögonen.

Videoåtergivningsenheten kan utformas på många olika sätt. Eftersom ögats nårpunkt, dvs den närmaste punkt som för ögonen kan fokusera, en vuxen människa ligger ca -25 cm framför ögonen, kan det vara olämpligt att pla- cera en bildskärm direkt framför ögonen. En sådan anord- ning skulle bli relativt otymplig genom att bildskärmen måste placeras långt framför ögonen och anordningen skul- le därigenom få stor utsträckning i riktning framåt från ansiktet. I stället föredras att avbildningen av arbets- området betraktas genom någon form av förstoringsprisma eller lins/linssystem där själva den fysiska avbildningen av arbetsområdet kan vara beläget på godtyckligt ställe, förutom i området framför ögonen så även t ex i området ovanför eller på sidan om huvudet. Själva avbildningen kan ske på något godtyckligt sätt, t ex på en LCD-skärm eller genom projicering från små projektorer mot en ljus- reflekterande skärm, och denna avbildning betraktas av användaren via förstoringsprismat/linssystemet.

Anordningen kan valfritt inbegripa en videokamera alternativt två eller flera videokameror för att möjlig- lO 515 709 . . . . . . 4 göra stereoseende. I det senare fallet hàlls bildöverfö- ringen fràn respektive videokamera åtskilda sà att det ena ögat endast ser bilden från den ena videokameran och vice versa.

I ett föredraget utförande kan en videokamera, eller två vid stereoseende, vara löstagbara frän den övriga anordningen. Detta kan vara mycket fördelaktigt om svets- ning skall utföras pà platser där det är svàrt att komma át att se det omrâde som skall svetsas, t ex i tränga utrymmen. En eller två videokameror kan då enkelt flyttas fram och monteras vid arbetsområdet medan operatören är placerad pà avstånd fràn detta och t ex sträcker fram en arm med svetshandtaget i utrymmet. Vidare kan videokame- ran vara självstyrande sä att den automatiskt riktas mot svetsstället oberoende av hur användaren håller huvudet.

Styrningen kan ske t ex genom detektering av och centre- ring mot svetslàgan. ' En anordning enligt uppfinningen kan byggas ut med godtyckliga andra funktioner om så önskas. Videokameran eller -kamerorna kan t ex, förutom att stå i förbindelse med videoåtergivningsenheten, även stå i förbindelse med någon form av videolagringsenhet, t ex videobandspelare eller CD/DVD-spelare, för dokumentation och lagring av svetsningens utförande. Denna överföring av videosigna- lerna till videolagringsenheten kan ske pà godtyckligt sätt såsom via kabel eller tràdlös överföring. I en sådan videolagringsenhet kan även lagras dokumentation om ef- terkontroll av svetsfogar, t ex täthetskontroll och sprickkontroll såsom röntgen- och ultraljudprovning.

En anordning enligt uppfinningen kan vidare inbegri- pa eller vara ansluten till en bildbehandlingsenhet vil- ken pä olika sätt kan behandla den av videokameran alst- rade bilden sä att olika för arbetsprocessen väsentliga parametrar blir synliga eller illustrerade under arbetets gång och även kan lagras i videolagringsenheten. Dylika processparametrar kan gälla t ex temperaturen dels i själva svetsomràdet, dels i det omkringliggande materia- lO l5 515 709 . . - » u . - - . .- let. Genom bildbehandling är det även möjligt att frán avbildningen avlägsna svetsrök som skymmer sikten. Dylik temperaturmätning och -registrering kan ske t ex genom sensorer i videokameran och äterges genom olika färgning av områden med olika temperatur i den bild som betraktas av operatören. Processparametrarna kan även återges i form av sifferuppgifter eller diagram vid sidan om den egentliga videobilden.

Anordningen är i första hand tänkt att fysiskt bäras av användaren i form av en hjälm eller annan tillsats pá huvudet möjligen med undantag för eventuell videolag- ringsenhet och bildbehandlingsenhet vilka med fördel kan vara placerade ätskilt frän användaren. Det skulle dock även vara tänkbart att ha anordningen fastsatt pà en inställbar arm invid en arbetsbänk eller liknande.

Kort beskrivning av bifogade ritningar Pà ritningarna visas i: FIG 1 en perspektivvy av en person under svetsarbete utrustad med ett ögonskydd enligt föreliggande uppfinning; FIG 2 en sidovy av personen med ögonskyddet delvis genomskuret; FIG 3 ett exempel pà en videobild som användaren kan se under svetsningen; och FIG 4 ett andra exempel pä en videobild som använda- ren kan tänkas se.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen Ett exempel pà ett utförande av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till tillhörande ritning- ar. I fig 1 och 2 illustreras en användare under svets- ning med ett ögonskydd enligt föreliggande uppfinning.

Vid detta utförande är ögonskyddet utformat säsom ett visir eller en skärm l vilken täcker användarens hela ansikte och hàlls pá plats genom ett band 2 kring använ- darens huvud. Med 3 betecknas ett svetshandtag och en lO 515 7-09 . - - - .- 6 svetselektrod som används för svetsarbete på ett arbets- stycke 4.

Det visade ögonskyddet innefattar två videokameror 5 av vilka två linser 6 är synliga från skärmens utsida. I fig 2 visas skärmen delvis genomskuren för att visa ögon- skyddets närmare uppbyggnad. Det ljus som uppfångas av vardera linsen 6, omvandlas i videokameraenheten 5 till signaler som överförs till en videoåtergivningsenhet 7 för alstrande av en videobild vilken användaren, via ett ej visat linssystem, kan betrakta. Det visade ögonskyddet inbegriper två videokameraenheter och två videoåtergiv- ningsenheter för alstrande av en höger- och en vänster- bild vilka kan betraktas av användarens respektive ögon och resultatet blir därigenom en stereobild med möjlighet till djupseende.

I fig 3 och 4 åskådliggöres exempel på olika tänkba- ra bilder som kan betraktas genom ögonskyddet om videoka- meran är ansluten till en bildbehandlingsutrustning. I bildens centrum visas själva arbetsområdet med svetselek- troden 3 och den svetsfog 8 som håller på att färdigstäl- las. På ömse sidor om själva arbetsområdet är åskådlig- gjord olika typer av information som kan fås fram ur videoupptagningen genom lämplig bildbehandling. Fig 3 avser att visa temperaturvariationen i svetsfogen och det omkringliggande godset genom att färga områden med olika temperatur på olika sätt. Respektive färgs temperaturvär- de kan lämpligen anges i videobilden såsom antyds med olika raster till vänster i fig 3. Vid för hög eller låg svetstemperatur kan då operatören enkelt ändra inställ- ningar på svetsaggregatet. Sådan ändring av inställning- arna på svetsaggregatet skulle även vara möjligt att göra fjärrstyrt via videoutrustningen, t ex genom manöverknap- par på videoutrustningen eller genom röststyrning från operatören. Bildbehandlingen är ej begränsad till just temperaturmätning utan många andra funktioner kan vara inbyggda i systemet och presenteras för användaren i olika valbara vyer. Fig 4 åskådliggör en sådan alternativ 515709 u :nu 7 vy där det, istället för färger, är inlagt ett kurvdia- gram över någon väsentlig parameter, t ex temperaturens eller svetsspänningens variation över tiden.

Utrustningen för bildbehandling, vilken företrädes~ vis innefattar en mikroprocessor, kan vara inbyggd i själva videoenheten sä att hela utrustningen bärs av användaren i en skärm, hjälm eller liknande. Såsom tidi- gare nämnts kan dock videoenheten vara förbunden med en fristående enhet, trådlöst eller via en kabel, vilken t ex innehåller bildbehandling och videolagringsenhet.

Medelst en utrustning av sistnämnda typ finns det även möjlighet för en instruktör att under utbildning och/eller svetscertifiering på nära håll följa en elevs svetsarbete och ge instruktioner under arbetets gång i form av t ex textmeddelanden på videoskärmen eller röst- meddelanden via högtalare/hörlurar. « - » . m

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 4 ----».~ -n n fl- -v f .11 -«. .vø- -vfv ~-..». ||»- u» . s» .-- n... .- n I .n « 4 ._ .- ~ » V = v . . | . » u 8 PATENTKRAV

1. Anordning för att skydda en användares ögon vid metallsvetsning eller -skärning, innefattande ett av- skärmningselement (1) vilket medger visuell övervakning av arbetsprocessen men skyddar ögonen från uppträdande av att densamma ljusstràlning, k ä n n e t e c k n a d innefattar en videokamera (5) vilken är riktbar mot bear- betningsstället för upptagning av bearbetningsprocessen i form av videosignaler vilka vidarebefordras till en av användaren betraktbar, i avskärmningselementet (1) place- rad videoàtergivningsenhet (7).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att videoåtergivningsenheten (7) innefattar ett för- storingsprisma, en lins eller ett linssystem framför vardera ögat.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att densamma innefattar två videokame- ror (5) och två videoåtergivningsenheter (7) för stereo- seende.

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att àtminstone en videokamera (5) är löstagbar fràn skärmelementet för att underlätta seende på svàràtkomliga ställen.

5. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att videokameran (5) står i förbindelse med en videoinspelningsenhet.

6. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att densamma står i förbin- delse med en bildbehandlingsenhet.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att processparametrar från bildbehandlingsenheten är synliga via videoåtergivningsenheten (7).

8. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att svetsutrustningen är styrbar via avskärmningselementet (1).