JPS6171182A - 溶接線画像入力方法 - Google Patents
溶接線画像入力方法Info
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- JPS6171182A JPS6171182A JP19114484A JP19114484A JPS6171182A JP S6171182 A JPS6171182 A JP S6171182A JP 19114484 A JP19114484 A JP 19114484A JP 19114484 A JP19114484 A JP 19114484A JP S6171182 A JPS6171182 A JP S6171182A
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- JP
- Japan
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- image
- welding
- line image
- welding line
- filter
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- Pending
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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
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、交流溶接および直流溶接の何れにも適用して
好適な溶接線画像入力方法に関する。
好適な溶接線画像入力方法に関する。
この種の方法として、２通りの画像入力手段かあ。その
１つは、交流アーク溶接を自動化する装置に適用したも
ので、具体的には、テレビカメラの前面側にシャッタが
配置され、溶接トーチを用いてアークと短絡とを繰返し
ながら溶接を行う過程でそのアークの短絡時にシャッタ
を開いて前記テレビカメラにより溶接線画像を取込み、
この撮像データをコンピュータで適宜な処理を行ない、
溶接トーチを制御するに必要なデータを得る方法である
。
１つは、交流アーク溶接を自動化する装置に適用したも
ので、具体的には、テレビカメラの前面側にシャッタが
配置され、溶接トーチを用いてアークと短絡とを繰返し
ながら溶接を行う過程でそのアークの短絡時にシャッタ
を開いて前記テレビカメラにより溶接線画像を取込み、
この撮像データをコンピュータで適宜な処理を行ない、
溶接トーチを制御するに必要なデータを得る方法である
。
しかし、この画像入力手段は、短絡アーク溶接の時だけ
溶接線画像を取込む方法であるために、交流溶接のみに
しか適用できない問題がある。
溶接線画像を取込む方法であるために、交流溶接のみに
しか適用できない問題がある。
他のもう１つの画像入力手段は、直流溶接を自動化する
装置に適用したものがある。即ち、この手段は、テレビ
カメラの前面側に２つのフィルタが配置され、一方のフ
ィルタでアーク光によって形成される１つのスペクトル
の中から赤外光溶接線画像を透過させ、他の１つのフィ
ルタでは溶接線画像を減光透過させ、前記赤外光溶接線
画像データを減光溶接線画像データでを用いて補正処理
し、この補正結果のデータを適宜処理することにより、
溶接トーチを制御するに必要なデータを得るものである
。
装置に適用したものがある。即ち、この手段は、テレビ
カメラの前面側に２つのフィルタが配置され、一方のフ
ィルタでアーク光によって形成される１つのスペクトル
の中から赤外光溶接線画像を透過させ、他の１つのフィ
ルタでは溶接線画像を減光透過させ、前記赤外光溶接線
画像データを減光溶接線画像データでを用いて補正処理
し、この補正結果のデータを適宜処理することにより、
溶接トーチを制御するに必要なデータを得るものである
。
ところが、この画像入力手段は、２つのフィルタを備え
ているも、前記他方のフィルタは補正用として用いてい
るために、得られる画像データは１種類のみであり、従
って、この画像データから鮮明かつ詳細なデータを得る
ことが難しく、溶接トーチを適切に制御できない欠点が
ある。
ているも、前記他方のフィルタは補正用として用いてい
るために、得られる画像データは１種類のみであり、従
って、この画像データから鮮明かつ詳細なデータを得る
ことが難しく、溶接トーチを適切に制御できない欠点が
ある。
本発明は、以上のような点にかんがみてなされたもので
あって、交流溶接および直流溶接の何れにも適用でき、
かつ溶接トーチの制御を確実に行なえる画像データを得
る溶接線画像入力方法を提供することにある。
あって、交流溶接および直流溶接の何れにも適用でき、
かつ溶接トーチの制御を確実に行なえる画像データを得
る溶接線画像入力方法を提供することにある。
本発明は、光波長透過特性の異なる複数のフィルタ配置
して溶接時の溶接線画像を取込んで各フィルタに対応す
るメモリに各別に格納するとともに、これらのメモリか
らの画像データを減算処理した後、この画像データを解
析して複数種類の溶接線画像データを得、この解析結果
に基づいて溶接トーチ等を制御する溶接線画像入力方法
である。
して溶接時の溶接線画像を取込んで各フィルタに対応す
るメモリに各別に格納するとともに、これらのメモリか
らの画像データを減算処理した後、この画像データを解
析して複数種類の溶接線画像データを得、この解析結果
に基づいて溶接トーチ等を制御する溶接線画像入力方法
である。
以下、本発明方法を溶接線画像入力装置に適用した一実
施例について第１図を参照して説明する。
施例について第１図を参照して説明する。
同図において１０は光波長透過特性の異なる第１および
第２のフィルタ１１．１２を用いて溶接時の溶接線画像
を取込む画像入力手段であって、これは溶接線画像入力
光路に凸レンジ１３およびハーフミラ−１４が配置され
、このハーフミラ−１４から出力される直進溶接線画像
は第１のフィルタ１１に送られ、前記ハーフミラ−１４
からの反射溶接線画像は第２のフィルタ１２に送られる
。
第２のフィルタ１１．１２を用いて溶接時の溶接線画像
を取込む画像入力手段であって、これは溶接線画像入力
光路に凸レンジ１３およびハーフミラ−１４が配置され
、このハーフミラ−１４から出力される直進溶接線画像
は第１のフィルタ１１に送られ、前記ハーフミラ−１４
からの反射溶接線画像は第２のフィルタ１２に送られる
。
この溶接線画像としては、交流溶接時及び直流溶
゛接待のアーク、短絡等によって生じるアーク光及び
このアーク光に含まれる種々の光例えば溶融池光などを
意味するものとする。従って、アーク光からアーク近傍
の画像が得られるが、このアーク光の波長としては例え
ば０．３〜１．８ＩＥｒＬの広がりを有しており、かつ
この波長の中に溶融池光等の光画像が含んでいる。この
ため第１及び第２のフィルタ１１．１２はそれらの波長
を考慮して光波長透過特性が定められる。そして、前記
各フィルタ１１．１２の出力側にそれぞれ撮像素子１５
．１６が配置されている。この１１ｉｉｆｇ！素子１５
．１６は、例えばＣＣＤ即ち電荷結合素子等が使用され
る。１７はスイッチ回路であって、これには各撮像素子
１５．１６しり出力される撮像データがそれぞれプリア
ンプ１８．１９を介して入力されるようになっている。
゛接待のアーク、短絡等によって生じるアーク光及び
このアーク光に含まれる種々の光例えば溶融池光などを
意味するものとする。従って、アーク光からアーク近傍
の画像が得られるが、このアーク光の波長としては例え
ば０．３〜１．８ＩＥｒＬの広がりを有しており、かつ
この波長の中に溶融池光等の光画像が含んでいる。この
ため第１及び第２のフィルタ１１．１２はそれらの波長
を考慮して光波長透過特性が定められる。そして、前記
各フィルタ１１．１２の出力側にそれぞれ撮像素子１５
．１６が配置されている。この１１ｉｉｆｇ！素子１５
．１６は、例えばＣＣＤ即ち電荷結合素子等が使用され
る。１７はスイッチ回路であって、これには各撮像素子
１５．１６しり出力される撮像データがそれぞれプリア
ンプ１８．１９を介して入力されるようになっている。
２０は駆動制御回路であって、同期信号発生部２１から
発生されるタイミング信号を受けてスイッチ回路１７及
び各撮像素子１５．１６を切換え制御するとともに、各
ａｍ素子１５．１６へ必要な電源電圧を与えている。２
２はアンプである。
発生されるタイミング信号を受けてスイッチ回路１７及
び各撮像素子１５．１６を切換え制御するとともに、各
ａｍ素子１５．１６へ必要な電源電圧を与えている。２
２はアンプである。
３０は画像処理手段であって、これは量子化ディジタル
変換手段をもった第１及び第２のフレームメモリ３１Ａ
、３１Ｂを有し、例えば同期信号発生部２１の信号に基
づいて作成された書込み・読出し制御信号を受けてスイ
ッチ回路１７により選択された厖像データを記憶するよ
うになっている。さらに、フレームメモリ３１Ａ、３１
Ｂの出力側には画像処理演算部３２が設けらけれている
。
変換手段をもった第１及び第２のフレームメモリ３１Ａ
、３１Ｂを有し、例えば同期信号発生部２１の信号に基
づいて作成された書込み・読出し制御信号を受けてスイ
ッチ回路１７により選択された厖像データを記憶するよ
うになっている。さらに、フレームメモリ３１Ａ、３１
Ｂの出力側には画像処理演算部３２が設けらけれている
。
この画像処理演算部３２は第１のフィルタ１１及び撮像
素子１５を介して得られた’ＩＩＩ＠データから第２の
フィルタ１２及びＲｆｌｉ素子１６を介して得られるＲ
＠データを減算する機能をもっている。
素子１５を介して得られた’ＩＩＩ＠データから第２の
フィルタ１２及びＲｆｌｉ素子１６を介して得られるＲ
＠データを減算する機能をもっている。
４０は必要な要素を制御する機能をもった画像解析部４
１であって、これは例えばアーク光によって得られるア
ーク近傍データとそれ以外のデータとに区分し、これら
のデータにもとずいて溶接トーチを制御するものである
。５２は画像解析部４１の解析結果のデータ基づいて溶
接トータチへ必要な溶接電流を与える溶接電源コントロ
ーラであり、５３は解析結果のデータに基づいて溶接ト
ーチ５１の位置や溶接芯線の送出し速度を制御するトー
チ駆動コントローラである。５４は母材、５４ａは溶融
金属、５６はアークを示す。５７は画像処理演算部３２
からの出力データを表示するＣＲＴ表示部である。
１であって、これは例えばアーク光によって得られるア
ーク近傍データとそれ以外のデータとに区分し、これら
のデータにもとずいて溶接トーチを制御するものである
。５２は画像解析部４１の解析結果のデータ基づいて溶
接トータチへ必要な溶接電流を与える溶接電源コントロ
ーラであり、５３は解析結果のデータに基づいて溶接ト
ーチ５１の位置や溶接芯線の送出し速度を制御するトー
チ駆動コントローラである。５４は母材、５４ａは溶融
金属、５６はアークを示す。５７は画像処理演算部３２
からの出力データを表示するＣＲＴ表示部である。
次に、以上のような装置の動作を説明する。今、溶接ト
ーチ５１は各コントローラ５２．５３からの指令に基づ
いて母材５４ヘア一％生させてアーク溶接を行っている
とする。このとき、アーク５６及び溶融金属５４ａなど
により溶接部分から光輝度の変化を伴った溶接線画像が
発生される。
ーチ５１は各コントローラ５２．５３からの指令に基づ
いて母材５４ヘア一％生させてアーク溶接を行っている
とする。このとき、アーク５６及び溶融金属５４ａなど
により溶接部分から光輝度の変化を伴った溶接線画像が
発生される。
この溶接線画像としては、例えば第２図に示すようにア
ーク光が０．３〜１．８ＡＩＩｎの光波長範囲をもって
発生され、また溶融池光は例えば１．５ＪｉＩｒＬをピ
ークとして１．０〜１．７ｕ１ｎの光波長範囲であると
し、かつこの溶融池光の画像に開先形状等の画像も含ん
でいるものとする。しかして、このような溶接線画像は
凸レンズ１３を介してハーフミラ−１４へ送られ、ここ
で直進画像と反射画像に分岐せられて第１及び第２のフ
ィルタ１１．１２へ送られる。この第１のフィルタ１１
は１．０〜１．７譚の光透過特性を有し、一方、第２の
フィルタ１２は例えば０．６ｕＩｎ以下の所定値０．３
譚の光透過特性をもっているとする。従って、以上のよ
うにして各フィルタ１１．１２より透過及び反射して得
られた溶接線画像は対応するｒｉｍ素子１５．１６で撮
像され電気的なデータに変換されてスイッチ回路１７に
送出される。このとき、駆動制御回路２０からスイッチ
回路１７及び各撮像素子１５．１６に切換え信号が入力
されているので、撮像データは選択的に画像処理手段３
０に送られる。この画像処理手段３０では、入力される
倣像データを量子化しかつディジタル化して対応するフ
レームメモリ３１Ａまたは３１Ｂに格納した後、同期信
号発生部２１からの信号に基づいて読出して画像処理演
算部３２へ送出する。ここで、画ｌＩＩ処理演算部３２
は、Ｉｆｉ像素子１５に対応するａｍデータのレベルか
ら撮像素子１６に対応する撮像データのレベルを減算し
、これを画像処理データとして画像解析部４１へ送る。
ーク光が０．３〜１．８ＡＩＩｎの光波長範囲をもって
発生され、また溶融池光は例えば１．５ＪｉＩｒＬをピ
ークとして１．０〜１．７ｕ１ｎの光波長範囲であると
し、かつこの溶融池光の画像に開先形状等の画像も含ん
でいるものとする。しかして、このような溶接線画像は
凸レンズ１３を介してハーフミラ−１４へ送られ、ここ
で直進画像と反射画像に分岐せられて第１及び第２のフ
ィルタ１１．１２へ送られる。この第１のフィルタ１１
は１．０〜１．７譚の光透過特性を有し、一方、第２の
フィルタ１２は例えば０．６ｕＩｎ以下の所定値０．３
譚の光透過特性をもっているとする。従って、以上のよ
うにして各フィルタ１１．１２より透過及び反射して得
られた溶接線画像は対応するｒｉｍ素子１５．１６で撮
像され電気的なデータに変換されてスイッチ回路１７に
送出される。このとき、駆動制御回路２０からスイッチ
回路１７及び各撮像素子１５．１６に切換え信号が入力
されているので、撮像データは選択的に画像処理手段３
０に送られる。この画像処理手段３０では、入力される
倣像データを量子化しかつディジタル化して対応するフ
レームメモリ３１Ａまたは３１Ｂに格納した後、同期信
号発生部２１からの信号に基づいて読出して画像処理演
算部３２へ送出する。ここで、画ｌＩＩ処理演算部３２
は、Ｉｆｉ像素子１５に対応するａｍデータのレベルか
ら撮像素子１６に対応する撮像データのレベルを減算し
、これを画像処理データとして画像解析部４１へ送る。
なお、画像処理データは必要により画像強調されてＣＲ
Ｔ表示部５５に送られて表示される。一方、画像解析部
４１では、計算の為のパラメータその他側像解析に必要
なデータが予め記憶されいるので、このデータを用いて
を画像解析を行ってアーク光のみによるデータつまりア
ーク近傍の画像と溶融池光によるデータつまり溶融池及
び開先形状などの画像とを分離し、この解析結果の画像
データを用いて各コントローラ５２．５３へ制御信号を
送る。
Ｔ表示部５５に送られて表示される。一方、画像解析部
４１では、計算の為のパラメータその他側像解析に必要
なデータが予め記憶されいるので、このデータを用いて
を画像解析を行ってアーク光のみによるデータつまりア
ーク近傍の画像と溶融池光によるデータつまり溶融池及
び開先形状などの画像とを分離し、この解析結果の画像
データを用いて各コントローラ５２．５３へ制御信号を
送る。
従って、各コントローラ５２．５３は画像解析部４１の
制御信号に基づいて溶接トーチ５１を制御するものであ
る。
制御信号に基づいて溶接トーチ５１を制御するものであ
る。
従って、以上のような構成によれば、異なる光透過特性
のフィルタ１１．１２を用いて溶接線画象を同時に取込
んで必要な波長の画像のみを透過させ、それぞれ対応す
るメモリ３１Ａ、３１Ｂに格納した後、これを読出して
減算処理するとともに画像解析部４１によってアーク近
傍のデータとそれ以外のデータに分離して溶接トーチの
制御に必要なデータを得ているので、溶接１−−チを確
実に、Ｉｉｌ ｉｆｆでき、かつ交流溶接及び直流溶接
の何れにも適用できる。このことは、溶接の自動化が好
適なものとなり、高品質の製品を得ることができる。
のフィルタ１１．１２を用いて溶接線画象を同時に取込
んで必要な波長の画像のみを透過させ、それぞれ対応す
るメモリ３１Ａ、３１Ｂに格納した後、これを読出して
減算処理するとともに画像解析部４１によってアーク近
傍のデータとそれ以外のデータに分離して溶接トーチの
制御に必要なデータを得ているので、溶接１−−チを確
実に、Ｉｉｌ ｉｆｆでき、かつ交流溶接及び直流溶接
の何れにも適用できる。このことは、溶接の自動化が好
適なものとなり、高品質の製品を得ることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば第３図に示すようにテレビカメラ２３の前面側に
フィルタ交換部２４を配置し、コントローラ２５からの
タイミング信号を受けてフィルタ１１．１２を交換する
構成でもよい。なお、テレビカメラ２３の出力画像はフ
レームメモリ３１Ａ、３１Ｂで量子化されディジタル化
されて格納する点及びその後の画（！ｆ！処理は前述し
た通りであり、ここではその説明は省略する。
フィルタ交換部２４を配置し、コントローラ２５からの
タイミング信号を受けてフィルタ１１．１２を交換する
構成でもよい。なお、テレビカメラ２３の出力画像はフ
レームメモリ３１Ａ、３１Ｂで量子化されディジタル化
されて格納する点及びその後の画（！ｆ！処理は前述し
た通りであり、ここではその説明は省略する。
以上詳述したように本発明によれば、溶接線画像を取込
んで複数種類の画像に分離したので、従来に比べてより
鮮明かつ詳細に溶接状態を解析でき、よって溶接トーチ
を確実に制御でき、かつ交流溶接及び直流溶接の何れの
自動化装置にも適用できる溶接線画像入力方法を提供で
きる。
んで複数種類の画像に分離したので、従来に比べてより
鮮明かつ詳細に溶接状態を解析でき、よって溶接トーチ
を確実に制御でき、かつ交流溶接及び直流溶接の何れの
自動化装置にも適用できる溶接線画像入力方法を提供で
きる。
第１図は本発明方法を適用してなる装置の一実施例を示
す構成図、第２図は溶接線画像の強度分布を示す特性図
、第３図は本発明方法を適用してなる装置の他の例を説
明する構成図である。 １ｏ・・・・・・画像入力手段、１１．１２・・・・・
・フィルタ、１４・・・・・・ハーフミラ−１１５，１
６・・・・・・ｍｓ素子、１７・・・・・・スイッチ回
路、２３・・・・・・テレビカメラ、２４・・・・・・
フィルタ交換部、３０・・・・・・画［１ｆｆｉ理手段
、３１Ａ、３１Ｂ・・・・・・フレームメモリ、３２・
・・・・・画像処理演算部、４１・・・・・・画像解析
部、５１・・・・・・溶接トーチ、５２・・・・・・溶
接電源コントローラ、５３・・・・・・トーチ駆動コン
トローラ、５４・・・・・・溶接用母材。
す構成図、第２図は溶接線画像の強度分布を示す特性図
、第３図は本発明方法を適用してなる装置の他の例を説
明する構成図である。 １ｏ・・・・・・画像入力手段、１１．１２・・・・・
・フィルタ、１４・・・・・・ハーフミラ−１１５，１
６・・・・・・ｍｓ素子、１７・・・・・・スイッチ回
路、２３・・・・・・テレビカメラ、２４・・・・・・
フィルタ交換部、３０・・・・・・画［１ｆｆｉ理手段
、３１Ａ、３１Ｂ・・・・・・フレームメモリ、３２・
・・・・・画像処理演算部、４１・・・・・・画像解析
部、５１・・・・・・溶接トーチ、５２・・・・・・溶
接電源コントローラ、５３・・・・・・トーチ駆動コン
トローラ、５４・・・・・・溶接用母材。
Claims (6)
- （１）光波長透過特性の異なる複数のフィルタを用いて
溶接時の溶接線画像を取込む画像入力手段と、この画像
入力手段によつて取込んだ溶接線画像を前記フィルタに
対応して設けられたメモリに各別に格納するとともにこ
れらのメモリからの画像データを減算処理する画像処理
手段と、この画像処理手段によって得られた画像データ
を解析して複数種類の溶接線画像データを得る画像解析
手段とを備え、この解析結果に基づいて溶接トーチを制
御することを特徴とする溶接線画像入力方法。 - （２）画像入力手段は、溶接時の溶接線画像入力光路に
ハーフミラーを配置し、そのハーフミラーからの直進溶
接線画像を第１のフィルタで受け、前記ハーフミラーか
らの反射溶接線画像を第２のフィルタで受ける光学系と
、これらのフィルタの出力側にそれぞれ配置され、各フ
ィルタを透過して出力される溶接線画像を撮像する撮像
素子と、これらの撮像素子の撮像データをスイッチ回路
を介して選択的にまたはスイッチ回路無しで直接的に取
込む手段とを有するものである特許請求の範囲第１項記
載の溶接線画像入力方法。 - （３）画像入力手段は、溶接時の溶接線画像を撮像する
撮像カメラと、この撮像カメラの前面側に設けられ、制
御信号を受けて前記光波長透過特性を異にする複数のフ
ィルタを交換するフィルタ交換部とを有するものである
特許請求の範囲第１項記載の溶接線画像入力方法。 - （４）フィルタは、所定幅の光波長透過特性をもった第
１のフィルタと、この第１のフィルタの光波長よりも低
い光波長透過特性をもつた第２のフィルタとを有するも
のである特許請求の範囲第１項記載の溶接線画像入力方
法。 - （５）画像処理手段は、一方のフィルタに対応するメモ
リの画像データから他方のフィルタに対応するメモリの
画像データを減算するものである特許請求の範囲第１項
記載の溶接線画像入力方法。 - （６）画像解析手段によつて得られる複数種類の溶接線
画像データは、アーク光によるアーク近傍のデータとア
ーク光以外の光によるデータである特許請求の範囲第１
項記載の溶接線画像入力方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19114484A JPS6171182A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 溶接線画像入力方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19114484A JPS6171182A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 溶接線画像入力方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6171182A true JPS6171182A (ja) | 1986-04-12 |
Family
ID=16269621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19114484A Pending JPS6171182A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 溶接線画像入力方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6171182A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5499754A (en) * | 1978-01-25 | 1979-08-06 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for automatic control of arc welding |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP19114484A patent/JPS6171182A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5499754A (en) * | 1978-01-25 | 1979-08-06 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for automatic control of arc welding |
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