JPS6123576A - 溶接ア−ク部監視装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶接アーク部をテレビカメラにより監視す
る溶接アーク部監視装置に関する。

〔従来技術］ 従来、溶接アーク部の監初は、 ■　作業者が溶接用遮光面を用いて直接アークを観察す
る。

■　自動または半自動溶接では、溶接機に取付けた光学
装置上に投影されたアーク像を作業者が観察する。

■　溶接機にテレビカメラを取付け、アーク部をテレビ
画像として写し出し、作業者がテレビ画像を観察する。

等の方法で行っている。

ところで、前記■の方法は、アーク部分の遠隔監視か可
能であることから、自動、生動溶接機のアーク部監視装
置としてよく用いられている。

しかし、アーク部分以外の開先内の様子は、アーク部と
それ以外との明暗比がきわめて大きいため、十分な情報
が得られないのが欠点である。なお、このことは、前記
■の方法でも同様である。

このような欠点は、テレビカメラの撮像管への過大な入
射光量による撮像部の損傷を防止するために被写体の最
も明るい部分、すなわちアーク部に合わせて入射光量の
絞り調節を行なうためであり、避けられないものである
。

そこで、撮像部の焼は付き損傷の無いＣＯＤ（チャージ
・カップルド・デバイス）撮像素子を用いたテレビカメ
ラが開発され、アーク部の監視に利用されている。

しかし、高輝度の被写体では、ＣＣＤ特有のブルーミン
グが生じることもあり、完全に見易い画像が得られるよ
うになったとは言えない。また、ＣＣＤを利用したテレ
ビカメラの映像信号を対数増幅器を用いて非線形処理し
、暗部情報の強調を行なった例もあるか、信号対雑音比
か劣化した画像となる。

〔発明の目的〕

この発明は、前記のような背景に基づき発明されたもの
であシ、溶接アーク部をテレビカメラで撮像し、モニタ
テレビで観察する場合、アーク部たけでなく開先内の他
の部分をも鮮明に表示、して監視する溶接アーク部監視
装置を提供するもので溶接アーク部を撮像するテレビカ
メラと、該テレビカメラの撮像面の前面に配置された光
学フィルタと、該光学フィルタに形成され前記撮像面の
アークの高輝度部分が結像される部分を部分的に減光す
る液晶と、アーク光を検出し前記液晶の透過度を減少さ
せる光センサとを備えたことを特徴とする溶接アーク部
監視装置である。

〔発明の効果〕

したがって、この発明によると、従来困難であったアー
ク部分以外の開先壁や前層ビードの状態あるいは溶融池
のａ４＝＝＠＝観察等も十分に観察可能となる。また、
テレビモニタ上の画像に基づき、トーチ狙い位置の手動
による微調節も可能となる。

さらに、アーク発生の有無にかかわらず、溶接部分のテ
レビ監視が可能であるだけでなく、フィルタの着脱作業
も不要となシ、テレビカメラの操作性が向上する。

〔実施例〕

つぎにこの発明を、その１実施例を示した図面とと・も
に、詳細に説明する。

第１図は、この発明を実施する溶接アーク部監視装置の
原理を示し、同図において、（１）は取付ア　　　　（
−ム１２１の一端に保持された溶接トーチ、＋３１は溶
接用ワイヤ（４）を巻回したリール、］５）はリール（
３）からワイヤ（４）を引き出しワイヤ＋４１’ｉ）−
チｉｌｌを経て母材（６）に供給するワイヤ送給装置、
（７）は溶接アーク部、（８）は取付アーム（２１の他
端に保持されたアーク部監視用テレビカメラであυ、ト
ーチｉ１１と相対位碌が固定されている。（９）はテレ
ビカメラ（８）の映像信号をテレビモニタ（ＩＱに導く
信号ケーブルである。

なお、同図には溶接電源が省略されている。

第２図は、テレビモニタαＱの画面（１１）に表示され
るアーク部画像の１例を示している。

ところで・通常・テレビモニタＯＱの画面面上には、ア
ーク部＋７）が最も明るく表示される。また、アーク部
付近（ａ）とそれ以外の部分（ｂ）とではコントラスト
が大きすき、テレビモニタＱＱの画面（１１１ではアー
ク部付近（ａ）シか映し出されない。この原因は、テレ
ビカメラ（８）の撮像部のダイナミックレンジ（通常３
０〜４０ｄＢ）に比べ、被写体のコントラストが大きす
きることにある。

したがって、第２図のアーク部付近（ａ）に相当すくす
ることで、画面全体のコントラストを抑えることができ
、アーク部（７）だけでなく、その他の部分の映像も詳
細にテレビモニタｏＱの画面］１１）上に表現できるこ
とになる。

第３図は部分的に透過度の異なる減光フィルタｌＩ２１
であり、透過度の大きい部分（＋３１の中央部に、透過
度の小さい部分０４）がある。

この第３図のフィルタ（１２１を、第４図に示すテレビ
カメラ（８）の光学部の撮像部（１５）に密着あるいは
接近して取付ける。これにょシ、被写体（Ｉ８）に対す
る像θηの光軸に近い部分が減光されて撮像部＋１５）
に再生される。なお、撮像部Ｑａとフィルタｏ２１との
間隔が大きくなると、フィルタα２の効果が弱くなるが
、テレビカメラ（８）のレンズ州の絞り量を大きくする
と、焦点深度が深くなるため、密着した場合と同様の効
果を得ることができる。また、第４図において、（１ω
は減光用フィルタ、磯は溶接スパッタに対するレンズ系
の保護用ガラスである。

ここで、第４図のフィルタ［１２１および（Ｉ９）は、
溶接開始ｉｆＩのトーチ（１）付近の状況ｆ：見るには
光の透過度が小さ］Ｉ少き、かえって邪魔になり、その
都度取り外す作業が煩雑である。

一方、溶接用連光マスクの中には、光センサと透過形液
晶累子を用いてアーク光発生とともに透過度が小さくな
る光学フィルタを装着した装置が知られている。このフ
ィルタをテレビカメラの前面に配置すれば、全体として
の光量を低下させることは可能であるが、アーク部分の
みを選択して入射光計を抑えることはできない。

しかし、前記フィルタ装置に連動させ、たとえば、第３
図の中央の部分（１４）に液晶を配置したフィルタ装置
を同時に動作させると、アーク発生とともにアーク部分
の光量を抑えたテレビ画像を得ることができる。

すなわち、第５図に示すように、たとえばフォトトラン
ジスタなどの光センサ（２１）に上シアーク光を検知し
その検知信号２２で液晶駆動回路−を動作させ、フィル
タ（１９）とフィルタ（１２１の液晶部分−の透過［現
を小さくすれば良い。

第６図は液晶駆動回路の１例である。

同図において、ＮＰＮ型のフォトトランジスタ伐θは、
コレクタが抵抗ａｅ’＜介して電源端子（＋Ｖ’）ｌ；
接続されるとともにエミッタがアースされ、入射光の無
いときにオフしてコレクタが、ハイレベルに保持される
とともに、入射光の有るときにオンしてコレクタがロー
レベルになる。

そして、ナントゲートＱ力、いおよび時定数用のコア　
テア　サＷ　、　ｊ３Ｑ）　、抵抗Ｃ’ｌｌ）　、　ｆ
’（２１Ｖｃより形成される無安定マルチバイブレータ
は、フォトトランジスタ（社）のコレクタがハイレベル
のときに発振し、両ナントゲート（２ｆｉ　、□□□の
１出力端子から相互に逆位相の発振パルスを出力し、フ
ォトトランジスタ（２６＋のコレクタがローレベルのと
きに発振が禁止されて両ナンドゲー）ｔ２η、□□□の
出力端子が共にハイレベルに保持される。

したかつて、両ナンドゲー）　ｔ２１　、　ｔ２１ｕの
出力端子間に設けられた液晶ｌ３（９）は、入射光の無
いときに電極間の電圧極性が前記発振パルスにもとつい
て（り返し反転し、このとき透過度が大の状態に保持さ
れる。

一方、入射光の有るときには両ナントゲートｆ２７１　
。

（２８１の出力端子が共にハイレベルに保持されて液晶
器の電極間の電位差がほとんどなくなるため、液晶１３
３１は透〕［有］度が低い状態に変化する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の溶接アーク部監視装置の１実施例を示
し、第１図は原理を示す装置の正面図・第２図はテレビ
モニタの画面図、第３図はフィルタの正面図、第４図は
光学図、第５図は光学部の斜視図、第６図は液晶駆動回
路である。 （１）・・溶接トーチ、１２１・・・取付アーム、（７
）・・・アーク部、（８）・・テレビカメラ、α１・・
・テレビモニタ、（１１）゛画面、（１２）・フィルタ
、（２１１・・・光センサ、財）・・・液晶部分。 代理人　弁理士　藤　１）龍太部 第４図 鴇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接トーチと相対位置が固定され溶接アーク部を
   撮像するテレビカメラと、該テレビカメラの撮像面の前
   面に配置された光学フィルタと、該光学フィルタに形成
   され前記撮像面のアークの高輝度部分が結像される部分
   を部分的に減光する液晶と、アーク光を検出し前記液晶
   の透過度を減少させる光センサとを備えたことを特徴と
   する溶接アーク部監視装置。