(57)【要約】【課題】アーク溶接時において高輝度部分と低輝度部分とを確実に分けて画像として取り込んで、ア−クの発生状態、溶融池の状態等の様々な溶接状況を確実に把握することができるようにする。【解決手段】アーク溶接時における高輝度部分を撮像する第１撮像部２０と、アーク溶接時における低輝度部分を撮像する第２撮像部２１と、第１撮像部２０で撮像した高輝度画像及び第２撮像部２１で撮像した低輝度画像を記憶するフレームメモリ３０と、溶接トーチ１７の先端位置の軌跡をフレームメモリ３０上での軌跡へと変換する軌跡変換部３１と、軌跡変換部３１で変換された先端位置の軌跡に基づいて、アーク及び／又は溶融池に対応する表示領域Ｑを決定する表示領域設定部３２と、表示領域Ｑに対応する第１撮像部２０の高輝度画像を抽出して抽出された高輝度画像と、第２撮像部２１の低輝度画像とを合成する画像合成部３３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチを動作させる溶接ロボットにてアーク溶接を行っている状況を監視するアーク溶接の監視装置において、
前記溶接ロボットの動作に応じて動くと共に、アーク溶接時における高輝度部分を撮像する第１撮像部と、
前記溶接ロボットの動作に応じて動くと共に、アーク溶接時における低輝度部分を撮像する第２撮像部と、
前記第１撮像部で撮像した高輝度画像及び第２撮像部で撮像した低輝度画像を記憶するフレームメモリと、
前記溶接トーチの先端位置の軌跡を、前記フレームメモリ上での軌跡へと変換する軌跡変換部と、
前記軌跡変換部で変換された先端位置の軌跡に基づいて、アーク及び／又は溶融池に対応する表示領域を設定する表示領域設定部と
前記表示領域に対応する第１撮像部の高輝度画像を抽出し、抽出された高輝度画像と前記第２撮像部の低輝度画像とを合成する画像合成部とを備えていることを特徴とするアーク溶接の監視装置。
【請求項２】
前記表示領域設定部は、前記フレームメモリ上における溶接トーチの先端位置の複数の点を中心とした複数の円を用いて前記表示領域を決定することを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接の監視装置。
【請求項３】
前記第１撮像部は、当該第１撮像部の撮像中心が溶接トーチの先端部又は溶融池に向いた状態で移動するように溶接ロボットに取り付けられ、且つ、高輝度領域の光を透過する第１フィルタを備え、前記第２撮像部は、当該第２撮像部の撮像中心が溶接予定線に向いた状態で移動するように溶接ロボットに取り付けられ、且つ、低輝度領域の光を透過する第２フィルタを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク溶接の監視装置。
【請求項４】
溶接トーチを動作させる溶接ロボットにてアーク溶接を行っている状況を監視するアーク溶接の監視方法において、
前記溶接ロボットの動作に応じて撮像する撮像部を動かして、アーク溶接時における高輝度部分を撮像する第１撮像ステップと、
前記溶接ロボットの動作に応じて撮像する撮像部を動かして、アーク溶接時における低輝度部分を撮像する第２撮像ステップと、
前記第１撮像ステップで撮像した高輝度画像と前記第２撮像ステップで撮像した低輝度画像をフレームメモリに記憶する画像記憶ステップと、
前記溶接トーチの先端位置の軌跡を、前記フレームメモリ上での軌跡へと変換する軌跡変換ステップと、
前記軌跡変換ステップで変換した先端位置の軌跡に基づいて、アーク及び／又は溶融池に対応する表示領域を設定する表示領域設定ステップと、
前記表示領域に対応する第１撮像ステップで撮像した高輝度画像を抽出し、抽出された高輝度画像と前記第２撮像ステップで撮像した低輝度画像とを合成する画像合成ステップとを備えていることを特徴とするアーク溶接の監視方法。
【請求項５】
前記表示領域設定ステップでは、前記フレームメモリ上における溶接トーチの先端位置の複数の点を中心とした複数の円を用いて前記表示領域を決定することを特徴とする請求項４に記載のアーク溶接の監視方法。
【請求項６】
前記第１撮像ステップでは、撮像部の撮像中心が溶接トーチの先端部又は溶融池に向いた状態で移動させて高輝度領域の光を透過する第１フィルタを介して高輝度画像を撮像し、前記第２撮像ステップでは、当該撮像部の撮像中心が溶接予定線に向いた状態で移動させて低輝度領域の光を透過する第２フィルタを介して低輝度画像を撮像することを特徴とする請求項４又は５に記載のアーク溶接の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接の監視装置及びアーク溶接の監視方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、２つの部材同士を溶接して結合するアーク溶接は、様々な分野で利用されており、適切な溶接を行うために、アークの発生状態、アークスポット点付近で溶け出した溶融金属の状態（言い換えれば、金属が溶け出した溶融池の状態）などの様々な溶接状況を確実に把握することは、必要不可欠なものとされている。アーク溶接の溶接状況を把握するものとして特許文献１に開示されているものがある。
この特許文献１の溶接状況遠隔監視装置は、溶接部のうちアーク部分のような高輝度部分の認識に適するよう調整した第１のカメラの撮影画像の２値化画像と、溶接部のうち開先や溶融池等のアーク部分以外のような低輝度部分の認識に適するよう調整した第２のカメラの撮影画像との排他的論理和を求め、これによって得られる画像と、上記第１のカメラの高輝度部分の画像とを合成することにより、溶接状況を示す画像を処理・合成する画像処理部と、合成した上記画像を表示する画像表示部とを備えている。
【０００３】
即ち、特許文献１の溶接状況遠隔監視装置では、画像上での高輝度部分の範囲を設定するために、高輝度画像を２値化によって分け、分けられた高輝度画像と低輝度画像とを合成することによって、アークや溶融池の画像を得られるようにしている。
【特許文献１】特許３１９０９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術を用いて、高輝度画像を２値化によって分けようとしても、２値化のための閾値によって高輝度画像の範囲が大きく異なり、アークや溶融池などの高輝度部分の画像を精度よく抽出することは非常に難しいのが実情である。
また、一般的にアーク溶接の輝度状況を見ると、アークの部分が最も明るく、次いで溶融池、ワークの順番に暗くなっている。また、溶融池は、溶接直後、即ち、溶接トーチが通過直後は金属が溶融した状態であるため温度が高く明るいが、急速に温度が下がって金属が固まるため早く暗くなり易い部分である。
【０００５】
そのため、２値化に用いる閾値の設定が難しく、この点からも特許文献１の技術を用いてアークや溶融池の鮮明な画像を得られることができないという問題がある。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、アーク溶接時において高輝度部分と低輝度部分とを確実に分けて上で１つの画像として取り込むことができ、アークの発生状態、溶融池の状態等の様々な溶接状況を確実に把握することができるアーク溶接の監視装置及びアーク溶接の監視方法を提供するようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、溶接トーチを動作させる溶接ロボットにてアーク溶接を行っている状況を監視するアーク溶接の監視装置において、前記溶接ロボットの動作に応じて動くと共に、アーク溶接時における高輝度部分を撮像する第１撮像部と、前記溶接ロボットの動作に応じて動くと共に、アーク溶接時における低輝度部分を撮像する第２撮像部と、前記第１撮像部で撮像した高輝度画像及び第２撮像部で撮像した低輝度画像を記憶するフレームメモリと、前記溶接トーチの先端位置の軌跡を、前記フレームメモリ上での軌跡へと変換する軌跡変換部と、前記軌跡変換部で変換された先端位置の軌跡に基づいて、アーク及び／又は溶融池に対応する表示領域を設定する表示領域設定部と、前記表示領域に対応する第１撮像部の高輝度画像を抽出し、抽出された高輝度画像と、前記第２撮像部の低輝度画像とを合成する画像合成部とを備えている点にある。
【０００７】
前記表示領域設定部は、前記フレームメモリ上における溶接トーチの先端位置の複数の点を中心とした複数の円を用いて前記表示領域を決定することが好ましい。
前記第１撮像部は、当該第１撮像部の撮像中心が溶接トーチの先端部又は溶融池に向いた状態で移動するように溶接ロボットに取り付けられ、且つ、高輝度領域の光を透過する第１フィルタを備え、前記第２撮像部は、当該第２撮像部の撮像中心が溶接予定線に向いた状態で移動するように溶接ロボットに取り付けられ、且つ、低輝度領域の光を透過する第２フィルタを備えていることが好ましい。
【０００８】
本発明の他の技術手段は、溶接トーチを動作させる溶接ロボットにてアーク溶接を行っている状況を監視するアーク溶接の監視方法において、前記溶接ロボットの動作に応じて撮像する撮像部を動かして、アーク溶接時における高輝度部分を撮像する第１撮像ステップと、前記溶接ロボットの動作に応じて撮像する撮像部を動かして、アーク溶接時における低輝度部分を撮像する第２撮像ステップと、前記第１撮像ステップで撮像した高輝度画像と前記第２撮像ステップで撮像した低輝度画像をフレームメモリに記憶する画像記憶ステップと、前記溶接トーチの先端位置の軌跡を、前記フレームメモリ上での軌跡へと変換する軌跡変換ステップと、前記軌跡変換ステップで変換した先端位置の軌跡に基づいて、アーク及び／又は溶融池に対応する表示領域を設定する表示領域設定ステップと、前記表示領域に対応する第１撮像ステップで撮像した高輝度画像を抽出し、抽出された高輝度画像と前記第２撮像ステップで撮像した低輝度画像とを合成する画像合成ステップとを備えている点にある。
【０００９】
前記表示領域設定ステップでは、前記フレームメモリ上における溶接トーチの先端位置の複数の点を中心とした複数の円を用いて前記表示領域を決定することが好ましい。
前記第１撮像ステップでは、撮像部の撮像中心が溶接トーチの先端部又は溶融池に向いた状態で移動させて高輝度領域の光を透過する第１フィルタを介して高輝度画像を撮像し、前記第２撮像ステップでは、当該撮像部の撮像中心が溶接予定線に向いた状態で移動させて低輝度領域の光を透過する第２フィルタを介して低輝度画像を撮像することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アーク溶接時において高輝度部分と低輝度部分とを確実に分けた上で１つの画像として取り込むことができ、アークの発生状態、溶融池の状態等の様々な溶接状況を確実に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、アーク溶接を行う溶接ロボットと、この溶接ロボットによってアーク溶接を行っている状況を監視する監視装置との全体図を示したものである。
図１に示すように、溶接ロボット１は、垂直多関節型の６軸のロボットであって、据付ベース３に近い第１軸４から順に、第２軸５、第３軸６、第４軸７、第５軸８及び第６軸９の回転軸を備える。それぞれの回転軸は、据付ベース３から順に設けられた第１リンク部材１１、第２リンク部材１２、第３リンク部材１３、第４リンク部材１４、第５リンク部材１５によって接続され、据付ベース３から最も離れていて一端が第６軸９に連結される第６リンク部材１６には、溶接を行う溶接トーチ１７が設けられている。
【００１２】
この溶接ロボット１には、上述した各回転軸４、５、６、７、８、９の回転角度やリンク部材１１、１２、１３、１４、１５、１６の移動等を制御するロボット用コントローラ（第１コントローラ）１８が設けられ、溶接トーチ１７の先端部１９の先端位置は監視装置２に送信されるものとなっている。
図１及び図２に示すように、アーク溶接の監視装置２は、ア−クＡの発生状態、溶融池Ｂの状態などの様々な溶接状況を把握するもので、第１撮像部２０と、第２撮像部２１と、監視装置２を制御する第２コントローラ２２と、表示部２３とを備えている。
【００１３】
第１撮像部２０は、溶接ロボット１の動作（溶接トーチの動作）に応じて上下、左右及び前後に移動して、アーク溶接時の高輝度部分を撮像するものである。第１撮像部２０は、溶接ロボット１の第６リンク部材１６に取り付けられたケース２９に内蔵されている。  この第１撮像部２０は、撮像中心がトーチの先端部１９側や溶融池側に向けられた第１ＣＣＤカメラ２５と、この第１ＣＣＤカメラ２５の前側に配置されて高輝度領域の光を透過する第１フィルタ２６とを備えている。第１フィルタ２６は、近赤外線を透過するバンドパスフィルタ又は減光フィルタである。
【００１４】
第２撮像部２１は、溶接ロボット１の動作（溶接トーチの動作）に応じて上下、左右及び前後に移動して、アーク溶接時の低輝度部分を撮像するものである。第２撮像部２１は、第１撮像部２０と同様にケース２９に内蔵されている。
この第２撮像部２０は、撮像中心が溶接後のビード側Ｃや部材同士の接合線（溶接予定線Ｄ）側に向けられた第２ＣＣＤカメラ２７と、この第２ＣＣＤカメラ２７の前側に配置されて低輝度領域の光を透過する第２フィルタ２８とを備えている。第２フィルタ２８は減光フィルタである。
【００１５】
第１ＣＣＤカメラ２５によってトーチの先端部１９（ア−クＡ）及び溶融池Ｂの撮像ができ、第２ＣＣＤカメラ２７によって及びビード側や部材同士の接合線（溶接予定線Ｄ）を撮像することができる。
第２コントローラ２２はコンピュータ等により構成されている。この第２コントローラ２２は、フレームメモリ３０と、軌跡変換部３１と、表示領域設定部３２と、画像合成部３３とを備えている。
フレームメモリ３０は、第１ＣＣＤカメラ２５で撮像した高輝度画像や第２ＣＣＤカメラ２７で撮像した低輝度画像を記憶するものである。第１ＣＣＤカメラ２５で撮像したフレーム画像（高輝度画像ということがある）は、第２コントローラ２２のフレームメモリ３０に送信され、第２ＣＣＤカメラ２７で撮像したフレーム画像（低輝度画像ということがある）は第２コントローラ２２のフレームメモリ３０に送信されて、それぞれのフレーム画像が記憶される。
【００１６】
軌跡変換部３１は、溶接ロボット１における溶接トーチ１７の先端位置の軌跡を、第１撮像部２０（第１ＣＣＤカメラ２５）で撮像した高輝度画像に対応したフレームメモリ３０上での軌跡に変換するものである。具体的には、軌跡変換部３１は、所定時間毎に、第１コントローラ１８で送信された溶接トーチ１７の先端位置、即ち、溶接ロボット１側から見た溶接トーチ１７の先端の座標を、高輝度画像と対応して設けられたフレームメモリ３０上における座標へと変換する。
軌跡変換部について詳しく説明する。
【００１７】
溶接トーチ１７の先端位置の座標を設定するにあたり、溶接ロボット１側においては、図３に示すように、所定の基準点（例えば、第１軸４の中心）を原点Ｏ1として、溶接ロボット１の前後方向（紙面左右方向）にＸr軸、溶接ロボット１の左右方向（紙面貫通方向）にＹr軸、溶接ロボット１の上下方向（紙面上下方向）にＺ軸をとっている。その上で、溶接ロボット１における溶接トーチ１７の先端位置の座標を、Ｐr＝（ｘr、ｙr、ｚr）としている。
一方で、溶接トーチの先端位置１７の座標を設定するにあたり、ＣＣＤカメラ側（第１ＣＣＤカメラ）においては、カメラ内の所定の基準点を原点Ｏ2として、カメラの光軸方向にＺc軸、ＣＣＤに対応してぞれぞれＸc軸、Ｙc軸をとっている。その上で、第１ＣＣＤカメラ２５における溶接トーチ１７の先端位置の座標を、Ｐc＝（ｘc、ｙc、ｚc）としている。
【００１８】
軌跡変換部３１は、所定時間毎に、溶接ロボット１の座標系からＣＣＤカメラ（第１ＣＣＤカメラ２５）の座標系への変換する変換マトリックスを用いて式（１）に示すように、溶接ロボット１における溶接トーチ１７の先端位置の座標を第１ＣＣＤカメラ２５における座標に変換する。
【００１９】
【数１】
2010069486.tif 000003
【００２０】
なお、変換マトリックスは、予め溶接ロボット１の座標系と第１ＣＣＤカメラ２５の座標系との相互関係から求めておく。また、式（１）に示すＰcnは、現在の溶接トーチ１７の先端位置を第１ＣＣＤカメラ２５の座標系で表したもので、Ｐcn-1は、１つ前（Δｔ秒前）の溶接トーチ１７の先端位置を第１ＣＣＤカメラ２５の座標系で表したものである。
また、式（１）に示すＰrnは、現在の溶接トーチ１７の先端位置を溶接ロボット１の座標系で表したもので、Ｐrn-1は、１つ前（Δｔ秒前）の溶接トーチ１７の先端位置を溶接ロボット１の座標系で表したものである。
【００２１】
そして、軌跡変換部３１は、第１ＣＣＤカメラ２５の座標系に変換された溶接トーチ１７の先端位置の座標Ｐcn、Ｐcn-1、Ｐcn-2 、Ｐcn-3・・・を、式（２）に示すようにＣＣＤ素子上の座標に変換する。
【００２２】
【数２】
2010069486.tif 000004
【００２３】
さらに、軌跡変換部３１は、ＣＣＤ素子の座標系に変換された溶接トーチ１７の先端位置の座標を、式（３）に示すようにフレームメモリ３０上の座標Ｐfに変換する。
【００２４】
【数３】
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【００２５】
図４に示すように、軌跡変換部３１は、上述したように、溶接ロボット１における溶接トーチ１７の先端位置の座標を、高輝度画像に対応して定められたフレームメモリ３０上での座標に変換する変換作業を一定の期間毎に繰り返し行う。そして、軌跡変換部３１は、変換作業後の溶接トーチ１７の先端位置の複数の座標（フレームメモリ３０上での座標）を記憶する。即ち、軌跡変換部３１は、溶接トーチ１７の先端位置の実際の軌跡を、第１撮像部２０で撮像した高輝度画像に対応したフレームメモリ３０上に記憶する。
表示領域設定部３２は、軌跡変換部３１で変換されたフレームメモリ３０上での先端位置の軌跡に基づいて、アーク及び／又は溶融池に対応する表示領域Ｑを設定するものである。
【００２６】
具体的には、図４に示すように、表示領域設定部３２は、アーク及び／又は溶融池に対応する表示領域Ｑを設定するにあたり、まず、フレームメモリ３０上における各溶接トーチ１７の先端位置の座標Ｐf、Ｐf-1、Ｐf-2、Ｐf-3・・・を中心とする複数の円（Ｃn、Ｃn-1、Ｃn-2、Ｃn-3・・・）を用いる。円の半径は、予めア−クＡ光や溶融池Ｂの幅を測定しておき、その測定値に基づいて設定されるものである。ア−クＡ光や溶融池Ｂの幅は、溶接条件が同じであれば同じ数値となることが過去の実績データから分かっており、溶接条件に応じて定められる幅と同じ値となるように、半径が定められる。
【００２７】
そして、表示領域設定部３２は、溶接トーチ１７の複数の先端位置の座標から設定された円（設定円ということがある）の各円の接点を通る第１ラインＬ１と、最も新しい設定円の外周縁Ｌ２とで構成される境界線Ｋで囲まれる領域内Ｑを表示領域とする。
図５に示すように、画像合成部３３は、表示領域設定部３２で設定された表示領域Ｑに対応する高輝度画像と第２撮像部２１で撮像した低輝度部分の低輝度画像とを合成するものである。
画像合成部３３は、高輝度画像と低輝度画像との合成にあたっては、まず、第１ＣＣＤカメラ２５で撮像して一旦フレームメモリ３０に記憶された高輝度画像のうち、表示領域Ｑに対応する高輝度画像（境界線Ｋで囲まれる高輝度画像）を抽出する。即ち、画像合成部３３は、合成にあたって、フレームメモリ３０に記憶されている高輝度画像のうち、表示領域Ｑから外れる部分の画像（境界線Ｋで囲まれない高輝度画像）は用いない。
【００２８】
そして、画像合成部３３は、第２ＣＣＤカメラ２７で撮像して一旦フレームメモリ３０に記憶された低輝度画像のうち、表示領域Ｑから外れる部分の低輝度画像（境界線Ｋで囲まれない低輝度画像）を抽出する。即ち、画像合成部３３は、合成にあたって、フレームメモリ３０に記憶されている低輝度画像のうち、表示領域Ｑに対応する画像（境界線Ｋで囲まれる低輝度画像）は用いない。
その上で、画像合成部３３は境界線Ｋに囲まれる高輝度画像と、境界線Ｋに囲まれない低輝度画像との両者を合成する。
【００２９】
表示部２３は、第２コントローラ２２に接続されたモニタで構成され、画像合成部３３で合成した高輝度画像と低輝度画像との合成画像を表示するものである。図６に示すように、モニタには高輝度画像から得られたア−クＡ光の様子や溶融池Ｂの様子が映し出されると共に低輝度画像から得られたワークＷの周囲の状況や溶接予定線Ｄが映し出される。
本発明のアーク溶接の監視方法を溶接ロボットの動作と合わせて説明する。
図７に示すように、まず、溶接ロボット１によってワークＷの溶接を行うには、第１コントローラ１８によって溶接ロボット１を動作させて、溶接予定線Ｄの近傍に溶接トーチ１７の先端部１９を位置させ、溶接トーチ１７の先端部１９を溶接予定線Ｄに沿って移動させる。これにより、ワークＷの溶接が行われる（Ｓ１）。
【００３０】
このとき、溶接トーチ１７の先端位置が溶接ロボット１から第２コントローラ２２に入力される（Ｓ２）。その後、第２コントローラ２２に入力された溶接ロボット１における溶接トーチの先端位置は、第１コントローラ１８に入力される。
一方で、第１ＣＣＤカメラ２５は、溶接ロボット１の動作に応じて動き、アーク溶接時の高輝度部分を撮像する。即ち、溶接ロボット１の動作に応じて第１ＣＣＤカメラ２５の撮像中心が溶接トーチ１７の先端部１９又は溶融池Ｂに向いた状態で移動することとなり、高輝度領域（高輝度部分）の光を透過する第１フィルタ２６を介して画像が撮像される（Ｓ３：第１撮像ステップ）。
【００３１】
また、第２ＣＣＤカメラ２７は、溶接ロボット１の動作に応じて動き、アーク溶接時の低輝度部分を撮像する。即ち、溶接ロボット１の動作に応じて第２ＣＣＤカメラ２７の撮像中心が溶接予定線Ｄに向いた状態で移動することとなり、低輝度領域（低輝度部分）の光を透過する第２フィルタ２８を介して画像が撮像される（Ｓ４：第２撮像ステップ）。
第２ＣＣＤカメラ２７で撮像した低輝度画像とが第２コントローラ２２（フレームメモリ３０）に入力される（Ｓ５：画像記憶ステップ）。即ち、画像記憶ステップでは、第１撮像ステップＳ３で撮像した高輝度画像と第２撮像ステップＳ４で撮像した低輝度画像をフレームメモリ３０に記憶する。
【００３２】
第２コントローラ２２の軌跡変換部３１によって、溶接ロボット１から見た溶接トーチ１７の先端位置の軌跡を、高輝度画像上に対応するフレームメモリ３０上での軌跡へと変換をする（Ｓ６：軌跡変換ステップ）。
そして、軌跡変換ステップＳ６で変換した先端位置の軌跡に基づいて、アーク及び／又は溶融池に対応する表示領域Ｑを設定する（Ｓ７：表示領域設定ステップ）。
詳しくは、表示領域設定ステップＳ７では、表示領域設定部３２によって、フレームメモリ３０上での溶接トーチ１７の複数の先端の座標データを用いて、先端の座標を中心とした複数の設定円を用意する（Ｓ７ａ）。そして、表示領域設定ステップＳ７では、表示領域設定部３２によって、複数の設定円を用いて境界線Ｋ（表示領域）を求める（Ｓ７ｂ）。さらに、表示領域設定ステップＳ７では、表示領域設定部３２によって求められた表示領域Ｑを用いて、最も新しい高輝度画像に対して表示する部分を決定する（Ｓ７ｃ）。
【００３３】
そして、表示領域設定ステップＳ７によって決定した高輝度画像と低輝度画像とを画像合成部３３によって合成する（Ｓ８：画像合成ステップ）。即ち、画像合成ステップでは、表示領域Ｑに対応する第１撮像ステップＳ３で撮像した高輝度画像を抽出し、抽出された高輝度画像と第２撮像ステップＳ４で撮像した低輝度画像とを合成している。
以上、本発明の監視装置２は、アーク溶接時における高輝度部分を撮像する第１撮像部２０と、アーク溶接時における低輝度部分を撮像する第２撮像部２１とを備えている。また、監視装置２は、溶接トーチ１７の先端位置の軌跡をフレームメモリ３０上での軌跡に変換する軌跡変換部３１を備えている。さらに、監視装置２は、軌跡変換部３１で変換された先端位置の軌跡に基づいてアークＡ及び／又は溶融池Ｂに対応する表示領域Ｑを設定する表示領域設定部３２と、表示領域設定部３２で決定した表示領域Ｑの高輝度画像と低輝度画像とを合成する画像合成部３３とを備えている。
【００３４】
このようなアーク溶接の監視装置２及び上述したアーク溶接の監視方法によれば、アーク溶接時における高輝度領域と低輝度領域とを確実に区別でき、区別した画像によって、アークスポット点の周辺の状況（ア−クＡの発生状態や溶融池Ｂの状態）を精度良く明確に表示することができると共に、溶接予定線Ｄも明確に表示することができる。
しかも、高輝度画像における表示領域Ｑを設定する際に、フレームメモリ３０上における溶接トーチ１７の先端位置の複数の点を中心とした複数の円を用いているため、非常に簡単な制御によってアークスポット点の周辺に対応する画像を確実に抽出することができる。即ち、高輝度画像を解析して画像を得る必要がなく、処理スピードを向上させることができると共に、一定範囲での画像を安定的に取り込むことができる。
【００３５】
図８は、第１撮像部２０や第２撮像部２１の変形例を示したものである。
第１撮像部２０は、第１ＣＣＤカメラ２５と、この第１ＣＣＤカメラ２５の前側に配置されて高輝度領域の光を透過する第１フィルタ２６とを備えている。第２撮像部２１は、第２ＣＣＤカメラ２７と、この第２ＣＣＤカメラ２７の前側に配置されて低輝度領域の光を透過する第２フィルタ２８とを備えている。
第１フィルタ２６の前側に全反射ミラー３５が設けられ、第２フィルタ２８の前側にビームスプリッタ（ハーフミラー）３６が設けられている。
【００３６】
ビームスプリッタ３６は、取り込んだ撮像を第１ＣＣＤカメラ２５側と第２ＣＣＤカメラ２７側とに２方向に分離するもので、第１ＣＣＤカメラ２５側に分離した撮像は全反射ミラー３５によって第１ＣＣＤカメラ２５に取り込まれるものとなっている。
図８に示す構成によって、ア−クＡ及び溶融池Ｂ周辺と溶接予定線Ｄの周辺との両方を撮像することができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】アーク溶接を行う溶接ロボットとアーク溶接の監視装置との全体図である。
【図２】アーク溶接時の状態及び撮像手段を示す図である。
【図３】座標を説明する説明図である。
【図４】溶接トーチの先端位置の軌跡に基づいて高輝度画像のマスク範囲を設定する説明図である。
【図５】高輝度画像と低輝度画像との合成を説明する説明図である。
【図６】合成後の画像を示す図である。
【図７】溶接ロボット及び監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】撮像手段の変形例を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    溶接ロボット
２    アーク溶接の監視装置
１７  溶接トーチ
２０  第１撮像部
２１  第２撮像部
２３  表示部
３０  フレームメモリ
３１  軌跡変換部
３２  表示領域設定部
３３  画像合成部
Ｑ    表示領域
【図１】
2010069486.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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