JPH0647541A - アークの状況判断方法 - Google Patents
アークの状況判断方法Info
- Publication number
- JPH0647541A JPH0647541A JP20794492A JP20794492A JPH0647541A JP H0647541 A JPH0647541 A JP H0647541A JP 20794492 A JP20794492 A JP 20794492A JP 20794492 A JP20794492 A JP 20794492A JP H0647541 A JPH0647541 A JP H0647541A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- welding
- electrode
- itv camera
- area
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接自動倣い装置にあって電極位置の制御の
みならずアークの不安定性を加味したアーク状況判断方
法を得る。 【構成】 溶接トーチ2の進行方向前方に配して、溶接
電極1やアークを含む溶接情報を可視域の干渉フィルタ
4を介してITVカメラ6にて検出し、このITVカメ
ラ6の溶接情報を画像処理装置9に取り込んで、電極1
に対するアークの方向(位置)や大きさ(面積)を計算
し溶接の自動倣いや正常/異常の判断をして溶接を自動
停止させるものである。
みならずアークの不安定性を加味したアーク状況判断方
法を得る。 【構成】 溶接トーチ2の進行方向前方に配して、溶接
電極1やアークを含む溶接情報を可視域の干渉フィルタ
4を介してITVカメラ6にて検出し、このITVカメ
ラ6の溶接情報を画像処理装置9に取り込んで、電極1
に対するアークの方向(位置)や大きさ(面積)を計算
し溶接の自動倣いや正常/異常の判断をして溶接を自動
停止させるものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク自動溶接装置に
適用される溶接状況監視のためのアークの状況判断方法
に関する。
適用される溶接状況監視のためのアークの状況判断方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動溶接の倣い装置では、その一
として、電極をウィービングさせてその得られた電流も
しくは電圧の変化度合をみつつ、左右端の電流(または
電圧)値を同じように制御したり、または左右端での前
後のある時間分の電流(または電圧)値を積分してその
積分値が同じになるように電極を左または右に動かして
溶接倣いする方式があり、また、その二として工業用テ
レビ(ITV)カメラを利用し、画像処理にて電極先端
位置と開先形状を得て開先の中央に電極を持って来るよ
うに制御して開先を倣う方式がある。
として、電極をウィービングさせてその得られた電流も
しくは電圧の変化度合をみつつ、左右端の電流(または
電圧)値を同じように制御したり、または左右端での前
後のある時間分の電流(または電圧)値を積分してその
積分値が同じになるように電極を左または右に動かして
溶接倣いする方式があり、また、その二として工業用テ
レビ(ITV)カメラを利用し、画像処理にて電極先端
位置と開先形状を得て開先の中央に電極を持って来るよ
うに制御して開先を倣う方式がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のその
一の方法にあっては、磁気吹きの影響等でアークが偏向
されていた場合、この偏向検出は困難でアークの偏向と
反対方向に電極を動かして自動倣いしてしまう事にな
り、出来上った溶接ビードは、品質上不具合となる可能
性がある。また、前述のその二の方法でも開先と電極の
相対位置関係のみで制御するため、磁気吹きの影響は全
く考慮されていないので、前述と同様の問題が生じる。
一の方法にあっては、磁気吹きの影響等でアークが偏向
されていた場合、この偏向検出は困難でアークの偏向と
反対方向に電極を動かして自動倣いしてしまう事にな
り、出来上った溶接ビードは、品質上不具合となる可能
性がある。また、前述のその二の方法でも開先と電極の
相対位置関係のみで制御するため、磁気吹きの影響は全
く考慮されていないので、前述と同様の問題が生じる。
【0004】そこで、本発明はITVカメラを利用して
開先と電極の相対位置関係を制御しつつアークの幾何学
的形状をとらえ、電極の位置倣いとともに磁気吹きの影
響や電極の劣化等に伴なうアークの不安定さを検出した
アークの状況判断方法の提供を目的とする。
開先と電極の相対位置関係を制御しつつアークの幾何学
的形状をとらえ、電極の位置倣いとともに磁気吹きの影
響や電極の劣化等に伴なうアークの不安定さを検出した
アークの状況判断方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、 (1)TIG溶接方法又は消耗電極溶接方法において、
溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干渉フィル
タを有するITVカメラにより溶接部を撮影し、上記I
TVカメラにより撮影した画像を画像処理装置にて処理
しアーク輪郭と中心及び電極位置を求める、ことを特徴
とし、
発明は、 (1)TIG溶接方法又は消耗電極溶接方法において、
溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干渉フィル
タを有するITVカメラにより溶接部を撮影し、上記I
TVカメラにより撮影した画像を画像処理装置にて処理
しアーク輪郭と中心及び電極位置を求める、ことを特徴
とし、
【0006】(2)TIG溶接方法又は消耗電極溶接方
法において、溶接トーチの進行方向前方にあって可視域
の干渉フィルタを有するITVカメラにより溶接部を撮
影し、上記ITVカメラにより撮影した画像を画像処理
装置にて処理しアーク輪郭より面積を求めて一定期間平
均化した面積と新たに得た面積との差分をとり正常・異
常を判断することを特徴とする。
法において、溶接トーチの進行方向前方にあって可視域
の干渉フィルタを有するITVカメラにより溶接部を撮
影し、上記ITVカメラにより撮影した画像を画像処理
装置にて処理しアーク輪郭より面積を求めて一定期間平
均化した面積と新たに得た面積との差分をとり正常・異
常を判断することを特徴とする。
【0007】
【作用】アーク輪郭やアーク中心位置と電極位置とによ
り、電極とアーク中心との相対位置もしくはアーク輪郭
が把握されることにより、アークの偏向や楕円形の異常
の検出にてアーク異常も判別できる。また、アークの面
積異常にてアーク異常を検出できる。このため、電極位
置検出のみならず、アーク不安定性も検出することがで
きて溶接の自動倣いや正常/異常の判断ができ、必要に
応じて溶接の自動停止を行なうことができる。
り、電極とアーク中心との相対位置もしくはアーク輪郭
が把握されることにより、アークの偏向や楕円形の異常
の検出にてアーク異常も判別できる。また、アークの面
積異常にてアーク異常を検出できる。このため、電極位
置検出のみならず、アーク不安定性も検出することがで
きて溶接の自動倣いや正常/異常の判断ができ、必要に
応じて溶接の自動停止を行なうことができる。
【0008】
【実施例】ここで、図1〜図5を参照して本発明の実施
例を説明する。図1は全体の構成図であり、電極1、溶
接トーチ2、スライド7及びこれらを制御する溶接機制
御装置10からなり、溶接進行方向前方に配した視覚セ
ンサ(ITVカメラ)6により、干渉フィルタ4を介し
て溶接状況を画像情報8としてモニタしつつ画像処理装
置9に取り込む。このうち、画像情報8のモニタは、電
極1、溶接トーチ2、母材5、アーク3などが写し出さ
れている。
例を説明する。図1は全体の構成図であり、電極1、溶
接トーチ2、スライド7及びこれらを制御する溶接機制
御装置10からなり、溶接進行方向前方に配した視覚セ
ンサ(ITVカメラ)6により、干渉フィルタ4を介し
て溶接状況を画像情報8としてモニタしつつ画像処理装
置9に取り込む。このうち、画像情報8のモニタは、電
極1、溶接トーチ2、母材5、アーク3などが写し出さ
れている。
【0009】画像の取り込みは、干渉フィルタ4を介在
させているため可視域の画像に限られ、しかも溶接機制
御装置10と連動して図3にて示すように通常の溶接電
流では画像Aを取り込み、アーク光を消す溶接に支障の
ない範囲で溶接電流をパルス状の短時間の低電流(数m
A)とした場合には画像Bを取り込む。したがって、通
常の高輝度画像Aでは全体画像が得られ、画像Bでは赤
熱した電極部分のみが取り込まれる。
させているため可視域の画像に限られ、しかも溶接機制
御装置10と連動して図3にて示すように通常の溶接電
流では画像Aを取り込み、アーク光を消す溶接に支障の
ない範囲で溶接電流をパルス状の短時間の低電流(数m
A)とした場合には画像Bを取り込む。したがって、通
常の高輝度画像Aでは全体画像が得られ、画像Bでは赤
熱した電極部分のみが取り込まれる。
【0010】次に不要な部位を消すため、予め設定して
おいた閾値で、これらの画像を二値化し、画像A′,
B′を得る。この閾値は、A′の画像は、アーク光の
み、B′は電極のみを取り出すような値を設定してお
く。しかしA′には、アーク光だけでなく電極も同程度
の輝度レベル(濃度)であるため重なって写ってしま
う。そこで、この2枚の画像を合成してアーク光のみを
次に取り出す。つまりA′よりB′をマイナスする。こ
れによりCに示すアーク光のみを強調した画像を得る事
が出来る。
おいた閾値で、これらの画像を二値化し、画像A′,
B′を得る。この閾値は、A′の画像は、アーク光の
み、B′は電極のみを取り出すような値を設定してお
く。しかしA′には、アーク光だけでなく電極も同程度
の輝度レベル(濃度)であるため重なって写ってしま
う。そこで、この2枚の画像を合成してアーク光のみを
次に取り出す。つまりA′よりB′をマイナスする。こ
れによりCに示すアーク光のみを強調した画像を得る事
が出来る。
【0011】さて、かかる画像Cにより電極位置及びア
ークの判定をする必要がある。電極位置は図4に示すよ
うに電極先端位置TC(XTC,YTC)として直ちに求め
られる。一方、アーク中心位置AC(XAC,YAC)を求
めるのであるが、アーク中心位置ACの求め方はいくつ
かあり、その一つとして重心位置を求める方法がある。
つまり、 XAC=∬f(x,y)・x・dx・dy/∬f(x,y)dxdy YAC=∬f(x,y)・y・dx・dy/∬f(x,y)dxdy として求まる。
ークの判定をする必要がある。電極位置は図4に示すよ
うに電極先端位置TC(XTC,YTC)として直ちに求め
られる。一方、アーク中心位置AC(XAC,YAC)を求
めるのであるが、アーク中心位置ACの求め方はいくつ
かあり、その一つとして重心位置を求める方法がある。
つまり、 XAC=∬f(x,y)・x・dx・dy/∬f(x,y)dxdy YAC=∬f(x,y)・y・dx・dy/∬f(x,y)dxdy として求まる。
【0012】また、図5に示すように、アークの水平方
向、垂直方向の最小/最大値(Xmi n ,Ymin ),(X
max ,Ymax )より、この中心点をアーク中心とする方
法がる。 XAC=(Xmin +Xmax )/2 YAC=(Ymin +Ymax )/2 より求まる。
向、垂直方向の最小/最大値(Xmi n ,Ymin ),(X
max ,Ymax )より、この中心点をアーク中心とする方
法がる。 XAC=(Xmin +Xmax )/2 YAC=(Ymin +Ymax )/2 より求まる。
【0013】更に、アークの輪郭を楕円とみなした時、
その長軸DL と短軸DS の交わる点をアーク中心とする
方法も考えられる。このようにして、アーク中心位置A
Cが求まる。ついで、図4に示す如く電極に対するアー
クの方向VA もしくはθA と電極のずれΔXとを求め、
このΔX,θA (又はVA )、DL /DS によって溶接
状況の監視が行なわれる。
その長軸DL と短軸DS の交わる点をアーク中心とする
方法も考えられる。このようにして、アーク中心位置A
Cが求まる。ついで、図4に示す如く電極に対するアー
クの方向VA もしくはθA と電極のずれΔXとを求め、
このΔX,θA (又はVA )、DL /DS によって溶接
状況の監視が行なわれる。
【0014】すなわち、角度θA が予め設定したθS よ
り小さい場合正常、大きい場合異常で磁気吹きの影響が
あると判断する。また、θA が正常でもDL /DS の比
が予め設定した最低値RSminと最大値RSmaxの間にない
場合、アーク異常(電極劣化もしくは磁気吹きの影響あ
り)と判断する。更に、これらが異常でない場合、電極
とアークとの位置ずれΔXにより、これも予め設定した
ΔXS と比較して、これより大きくずれていた場合、電
極を反対方向にずらす動作をして開先倣いを行う。これ
以下の場合は、正常と判断して溶接を続ける。
り小さい場合正常、大きい場合異常で磁気吹きの影響が
あると判断する。また、θA が正常でもDL /DS の比
が予め設定した最低値RSminと最大値RSmaxの間にない
場合、アーク異常(電極劣化もしくは磁気吹きの影響あ
り)と判断する。更に、これらが異常でない場合、電極
とアークとの位置ずれΔXにより、これも予め設定した
ΔXS と比較して、これより大きくずれていた場合、電
極を反対方向にずらす動作をして開先倣いを行う。これ
以下の場合は、正常と判断して溶接を続ける。
【0015】また、正常なアーク光について複数個の面
積を求め、これを平均化しておき、これと新たに求めた
アーク光との面積を比較し、これが設定値AS 以上の誤
差を生んだ時、アーク異常(アーク不安定)として溶接
を停止させる。以上を繰り返し、溶接状況の監視を行
い、自動溶接させるものである。
積を求め、これを平均化しておき、これと新たに求めた
アーク光との面積を比較し、これが設定値AS 以上の誤
差を生んだ時、アーク異常(アーク不安定)として溶接
を停止させる。以上を繰り返し、溶接状況の監視を行
い、自動溶接させるものである。
【0016】
【発明の効果】以上説明の本発明のアークの状況判断方
法によれば、従来の溶接倣いよりも更に多くの情報をア
ークから取り込む事が出来、より自動化レベルの高い、
かつ、より品質の高い溶接を提供する事が出来る。
法によれば、従来の溶接倣いよりも更に多くの情報をア
ークから取り込む事が出来、より自動化レベルの高い、
かつ、より品質の高い溶接を提供する事が出来る。
【図1】溶接状況自動判断装置の一例の図。
【図2】画像情報を示す図。
【図3】画像取り込みタイミングとその画像内容の説明
図。
図。
【図4】アーク形状から得られる情報の説明図。
【図5】アーク中心位置を求めるための説明図。
1 電極 2 溶接トーチ 3 アーク 4 干渉フィルタ 5 母材 6 視覚センサ(ITVカメラ) 7 スライド 8 画像情報 9 画像処理装置 10 溶接機制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 博之 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 池田 孝夫 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 TIG溶接方法又は消耗電極溶接方法に
おいて、 溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干渉フィル
タを有するITVカメラにより溶接部を撮影し、 上記ITVカメラにより撮影した画像を画像処理装置に
て処理しアーク輪郭と中心及び電極位置を求める、 ことを特徴とするアークの状況判断方法。 - 【請求項2】 TIG溶接方法又は消耗電極溶接方法に
おいて、 溶接トーチの進行方向前方にあって可視域の干渉フィル
タを有するITVカメラにより溶接部を撮影し、 上記ITVカメラにより撮影した画像を画像処理装置に
て処理しアーク輪郭より面積を求めて一定期間平均化し
た面積と新たに得た面積との差分をとり正常・異常を判
断することを特徴とするアークの状況判断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4207944A JP2989384B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | アークの状況判断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4207944A JP2989384B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | アークの状況判断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0647541A true JPH0647541A (ja) | 1994-02-22 |
JP2989384B2 JP2989384B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16548127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4207944A Expired - Fee Related JP2989384B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | アークの状況判断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2989384B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102126068A (zh) * | 2011-03-05 | 2011-07-20 | 上海交通大学 | 基于焊接机器人焊缝自主跟踪的被动视觉传感器 |
JP2013188790A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | アーク溶接における溶接状態監視装置及び溶接状態監視方法 |
CN109807431A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-28 | 江苏申阳电梯部件有限公司 | 一种扶梯侧板及侧板的焊接成型工艺优化方法 |
KR20230016092A (ko) * | 2021-07-22 | 2023-02-01 | 한국생산기술연구원 | 영상처리를 기반으로 한 아크쏠림 방지 및 제어 방법 |
CN116984771A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-03 | 广州盛美电气设备有限公司 | 一种配电柜自动化焊接控制方法、装置、设备及介质 |
-
1992
- 1992-08-04 JP JP4207944A patent/JP2989384B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102126068A (zh) * | 2011-03-05 | 2011-07-20 | 上海交通大学 | 基于焊接机器人焊缝自主跟踪的被动视觉传感器 |
JP2013188790A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | アーク溶接における溶接状態監視装置及び溶接状態監視方法 |
CN109807431A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-28 | 江苏申阳电梯部件有限公司 | 一种扶梯侧板及侧板的焊接成型工艺优化方法 |
KR20230016092A (ko) * | 2021-07-22 | 2023-02-01 | 한국생산기술연구원 | 영상처리를 기반으로 한 아크쏠림 방지 및 제어 방법 |
CN116984771A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-03 | 广州盛美电气设备有限公司 | 一种配电柜自动化焊接控制方法、装置、设备及介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2989384B2 (ja) | 1999-12-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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