(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺部材をスプールの全巻き取り領域に整列巻きする際の巻き乱れを、該長尺部材からの反射光量の強弱に基づいて検出する整列巻乱れ検出装置において、
前記スプールに巻回される長尺部材を全巻き取り領域において撮像し、該長尺部材の反射光量に応じた信号電圧の撮像信号を出力する撮像装置と、
折り曲り点指定電圧以上の信号電圧に対する増幅率が該折り曲り点指定電圧未満の信号電圧に対する増幅率よりも大きくなる状態でもって前記撮像信号を増幅して撮像調整信号とする信号調整器と、
前記撮像調整信号の信号電圧を所定のしきい値との比較により２値化することによって、前記長尺部材からの反射光量の強弱を２値化信号として獲得し、該２値化信号に基づいて巻き乱れの有無を判定する巻き乱れ判定器と
を有することを特徴とする整列巻乱れ検出装置。
【請求項２】
前記信号調整器は、
前記撮像信号の信号電圧を含む入力電圧を任意の増幅率で増幅する逆相増幅回路と、
前記折り曲り点指定電圧未満の信号電圧が０Ｖ未満となるように、前記入力電圧を調整する折れ曲り点指定部と、
前記逆相増幅回路の正側の出力電圧を０Ｖに変換する出力電圧変換部と、
撮像信号の全信号電圧と前記逆相増幅回路からの出力電圧とを加算した加算電圧を所望の増幅率で増幅して撮像調整信号して出力する全体増幅部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の整列巻乱れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ワイヤ等の長尺部材を整列状態に巻き取る際の巻き乱れを検出する整列巻乱れ検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶接ロボット等に使用される溶接ワイヤは、スプールに所定長単位で整列状態に巻き取られることにより製品化される。従って、溶接ワイヤの巻き取り時においては、巻き乱れが生じたときに、即座に整列状態に修復することができるように、巻き取り状態が監視されている。そして、近年においては、オペレータの作業負担を軽減させるため、巻き取り状態の監視が整列巻乱れ検出装置により行われている。
【０００３】
従来の整列巻乱れ検出装置は、特公平６−７８８９０号公報に開示されているように、スプールに巻き取られる溶接ワイヤに対して監視カメラを対向配置し、このカメラで溶接ワイヤを撮像することによって、溶接ワイヤの頂部をピーク値とする反射光量に応じた出力電圧の撮像信号をスプールの全巻き取り領域において獲得する。そして、これらの撮像信号を所定の増幅率でそれぞれ増幅することによりピーク値部分を強調した後、所定のしきい値で２値化することにより撮像信号（反射光量）の強弱を求め、この強弱のピッチに基づいて巻き乱れの有無を検出するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、監視カメラからの全撮像信号が所定の増幅率で一律に増幅されるため、例えば溶接ワイヤの表面状態が酸化や荒れ、傷、色むら等により変化することによって、巻き取り領域の一部において撮像信号のピーク値が低下したときに、この一部領域の増幅後のピーク値部分が２値化のしきい値未満となって撮像信号の強弱を求めることができない場合がある。この結果、溶接ワイヤの巻き取りが整列状態で行われていても、一部の巻き取り領域においては撮像信号の強弱が適正なピッチで出現しないことによって、巻き乱れを起こしたと誤判定する場合があるという問題がある。
【０００５】
そこで、溶接ワイヤに対する照明を調整したり、監視カメラからの撮像信号を大きな増幅率で増幅することによって、低下したピーク値部分をしきい値以上に引き上げる対策が考えられる。ところが、これらの対策では、撮像信号を全体的に増幅することになるため、ピーク値部分以外の部分をピーク値部分として誤検出する場合があるという問題が新たに発生する。
【０００６】
従って、本発明は、溶接ワイヤの表面状態が変化した場合でも、撮像信号の強弱を確実に求めることを可能にして巻き乱れを高い信頼性で判定することができる整列巻乱れ検出装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、長尺部材をスプールの全巻き取り領域に整列巻きする際の巻き乱れを、該長尺部材からの反射光量の強弱に基づいて検出する整列巻乱れ検出装置において、前記スプールに巻回される長尺部材を全巻き取り領域において撮像し、該長尺部材の反射光量に応じた信号電圧の撮像信号を出力する撮像装置と、折り曲り点指定電圧以上の信号電圧に対する増幅率が該折り曲り点指定電圧未満の信号電圧に対する増幅率よりも大きくなる状態でもって前記撮像信号を増幅して撮像調整信号とする信号調整器と、前記撮像調整信号の信号電圧を所定のしきい値との比較により２値化することによって、前記長尺部材からの反射光量の強弱を２値化信号として獲得し、該２値化信号に基づいて巻き乱れの有無を判定する巻き乱れ判定器とを有することを特徴としている。
【０００８】
上記の構成において、長尺部材の表面状態が変化することによって、長尺部材からの反射光量が部分的に低下すると、撮像装置で撮像された撮像信号中の信号電圧のピーク値部分が他のピーク値部分よりも低下することになる。この結果、反射光量の低下した領域においては、撮像信号の信号電圧を２値化する際に、ピーク値部分がしきい値未満になる場合がある。
【０００９】
ところが、このように信号電圧のピーク値部分がしきい値未満に低下した場合でも、このピーク値部分が折り曲り点指定電圧以上であれば、折り曲り点指定電圧未満の信号電圧に対する増幅率よりも大きな増幅率でピーク値部分を増幅するため、信号電圧のピーク値部分をしきい値以上にすることができる。一方、折り曲り点指定電圧未満の信号電圧に対しては、小さな増幅率での増幅に留めることによって、しきい値未満に維持することができる。これにより、撮像信号の信号電圧の状態に応じて折り曲り点指定電圧を調整することによって、ピーク値部分以外の信号電圧をしきい値未満に維持させながら、信号電圧のピーク値部分のみを大きな増幅率で増幅することによりしきい値以上とした撮像調整信号を得ることができる。この結果、撮像調整信号をしきい値により２値化したときに、長尺部材の反射光量の強弱を確実に２値化信号として表すことが可能になるため、長尺部材の巻き乱れを高い信頼性でもって検出することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の整列巻乱れ検出装置であって、前記信号調整器は、前記撮像信号の信号電圧を含む入力電圧を任意の増幅率で増幅する逆相増幅回路と、前記折り曲り点指定電圧未満の信号電圧が０Ｖ未満となるように、前記入力電圧を調整する折れ曲り点指定部と、記逆相増幅回路の正側の出力電圧を０Ｖに変換する出力電圧変換部と、撮像信号の全信号電圧と前記逆相増幅回路からの出力電圧とを加算した加算電圧を所望の増幅率で増幅して撮像調整信号して出力する全体増幅部とを有することを特徴としている。これにより、簡単な回路構成で信号調整器を構成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図６に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る整列巻乱れ検出装置は、図１に示すように、溶接ワイヤを巻き取る巻取機１に搭載されている。巻取機１は、床面に固設された台２と、台２上に立設され、溶接ワイヤ２０を巻回するスプール４が着脱可能に装着される軸受け部材３ａ・３ｂとを備えている。軸受け部材３ａ・３ｂは、スプール４の両端部を回転自在に軸支し、スプール４の回転軸(中心軸)を水平方向に配置するように構成されている。
【００１２】
上記のスプール４の一端部には、一方の軸受け部材３ｂの側方に配設されたモータ５が連結されている。モータ５は、スプール４を任意の回転速度で回転および停止させるように制御可能にされている。また、一方の軸受け部材３ｂには、スプール４の回転を検出する回転検出器６が設けられている。そして、回転検出器６は、制御装置２１に接続されており、制御装置２１は、回転検出器６からの回転検出信号に基づいてスプール４の回転数や回転速度を求め、スプール４が溶接ワイヤ２０を所定の巻き取り速度で所定量を巻き取るようにモータ５を制御する。尚、制御装置２１は、モータ５以外の巻取機１を構成する全ての機器に接続されていると共に各機器を制御する機能を有している。
【００１３】
上記のように構成された巻取機１の側方には、支柱７が立設されている。支柱７の上端部には、ランプ等の光源１８が設けられている。また、支柱７の側面上部には、エアーシンリダ８が横設されている。エアーシンリダ８は、シリンダロッド８ａの軸芯がスプール４の回転軸に対して平行となるように設定されていると共に、シリンダロッド８ａの先端部が巻取機１の上方に位置するように設定されている。
【００１４】
上記のシリンダロッド８ａの先端部には、カメラ昇降装置１０が設けられている。カメラ昇降装置１０は、シリンダロッド８ａの先端部に固設され、正面視コ字型形状に形成された支持部材１１と、支持部材１１に両端部が回転自在に軸支され、鉛直方向に立設された螺棒１２と、支持部材１１の上端面に設けられ、螺棒１２の上端部に連結されたステッピングモータ１３と、螺棒１２に螺合された昇降部材１４と、昇降部材１４に昇降自在に係合され、昇降部材１４の回転を禁止する図示しないガイド部材とを有している。そして、このカメラ昇降装置１０は、ステッピングモータ１３により螺棒１２を任意の回転数および回転角度で回転させることによって、昇降部材１４を所望の高さ位置に昇降させて位置決め可能にしている。
【００１５】
上記の昇降部材１４には、スプール４に巻き取られる溶接ワイヤ２０を撮像するように設定された監視カメラ１５が設けられている。監視カメラ１５には、撮像光を監視カメラ１５内に集光させるレンズ１６が設けられていると共に、投光部材１７が設けられている。投光部材１７には、光ファイバ１９を介して上述の光源１８が接続されている。そして、投光部材１７は、光源１８からの光を溶接ワイヤ２０に照射することによって、溶接ワイヤ２０の頂部と底部とを反射光量の差で強調させる反射光を得るようになっている。
【００１６】
上記の監視カメラ１５は、図２に示すように、溶接ワイヤ２０からの反射光を受光する一次元のイメージセンサ２４と、反射光をイメージセンサ２４に集光させるレンズ１６とを備えている。イメージセンサ２４は、スプール４の全巻き取り領域における溶接ワイヤ２０の反射光を受光するように、一方向に配置された多数の受光素子からなる画素を備えている。各受光素子は、受光量である反射光量に応じた信号電圧の撮像信号を出力する。そして、これらの受光素子の撮像信号は、図１に示すように、監視カメラ１５の出力端子から出力され、信号ケーブル２２を介して信号調整器２３に出力される。
【００１７】
上記の信号調整器２３は、図３に示すように、信号ケーブル２２を介して撮像信号が入力される信号入力部３１を備えている。信号入力部３１は、信号調整器２３の図示しないＧＮＤパターンに接続されたＧＮＤ端子３１ａと、出力信号が入力される入力端子３１ｂとを備えている。信号調整器２３は、ＧＮＤパターンを介して電源部３２に接続されている。電源部３２は、３端子レギュレータ３３ａ・３３ｂとコンデンサ３４ａ・３４ｂとを有しており、３端子レギュレータ３３ａ・３３ｂは、図示しない電源装置から供給された＋１５Ｖおよび−１５Ｖの電源電圧をＧＮＤパターンのＧＮＤ電位に対して＋５Ｖおよび−５Ｖの定電圧にそれぞれ変換するようになっている。
【００１８】
上記の信号入力部３１の入力端子３１ｂは、入力インピーダンス整合部３５に接続されている。入力インピーダンス整合部３５は、第１接続端子と第２接続端子とを接続したジャンパ３６と、ジャンパ３６の第３接続端子とＧＮＤパターンとの間に設けられた第１抵抗器３７とを備えている。この入力インピーダンス整合部３５は、折れ曲がり点以上の撮像信号の信号電圧に対して増幅を行う折れ曲り後増幅部３８に接続されている。
【００１９】
上記の折れ曲り後増幅部３８は、正相入力端子３９ｂがＧＮＤパターンに接続された第１増幅器３９と、第１増幅器３９の逆相入力端子３９ａおよび入力インピーダンス整合部３５間に設けられた第２抵抗器４０と、逆相入力端子３９ａおよび出力端子３９ｃ間に設けられた可変抵抗器からなる第１帰還抵抗器４１とで逆相増幅回路を構成している。そして、折れ曲り後増幅部３８は、第１帰還抵抗器４１の抵抗値の変更により増幅率を任意の値に変更可能になっており、逆相入力端子３９ａへの入力電圧を任意の増幅率で増幅した出力電圧を出力端子３９ｃから出力するようになっている。尚、入力電圧は、上述の入力インピーダンス整合部３５からの撮像信号の信号電圧と、上記の第１帰還抵抗器４１からの帰還電圧と、後述の折れ曲り点指定部４４からの負側の折り曲り点指定電圧とを加算したものである。
【００２０】
さらに、折れ曲り後増幅部３８は、第１増幅器３９の正側の出力電圧を０Ｖに変換する出力電圧変換部を備えている。電圧変換部は、第１増幅器３９の出力端子３９ｃにカソード側が接続された第１ダイオード４２と、第１帰還抵抗器４１に並列接続され、カソード側が逆相入力端子３９ａに接続された第２ダイオード４３とを有している。これらのダイオード４２・４３は、第１増幅器３９が正電圧の出力電圧を出力したときでも、第１ダイオード４２のアノード側（折れ曲り後増幅部３８の出力側）において正相入力端子３９ｂと同電位のＧＮＤ電位（０Ｖ）を維持させるようになっている。
【００２１】
上記のように構成された折れ曲り後増幅部３８には、折り曲り点指定電圧未満の撮像信号の信号電圧が０Ｖ未満となるように、第１増幅器３９の逆相入力端子３９ａに負側の折り曲り点指定電圧を印加して入力電圧を調整する折れ曲り点指定部４４が接続されている。折れ曲り点指定部４４は、−５Ｖの電源パターンおよびＧＮＤパターン間に接続された可変抵抗器からなる折れ曲り点設定抵抗器４５と、折れ曲り点設定抵抗器４５の出力端子に接続された第３抵抗器４６とを備えている。これらの第３抵抗器４６の抵抗値と折れ曲り点設定抵抗器４５の最大抵抗値とは、略同一値に設定されている。そして、第３抵抗器４６は、折れ曲り後増幅部３８における第１増幅器３９の逆相入力端子３９ａに接続されており、負側の折り曲り点指定電圧をＧＮＤ電位である０Ｖ〜−２．５Ｖの範囲で逆相入力端子３９ａに出力可能にしている。
【００２２】
これにより、折れ曲り点指定部４４は、入力インピーダンス整合部３５からの信号電圧が折り曲り点指定電圧以上になるまで、負の入力電圧を第１増幅器３９の逆相入力端子３９ａに印加させて第１増幅器３９を正電圧の出力状態にさせることによって、ダイオード４２・４３により折れ曲り後増幅部３８の出力電圧を０Ｖに維持させるようになっている。この結果、折れ曲り後増幅部３８は、折り曲り点指定電圧以上の信号電圧のみを増幅することになる。
【００２３】
また、上記の折れ曲り後増幅部３８には、ゲイン１バッファ部４７が並列接続されている。ゲイン１バッファ部４７は、正相入力端子４９ｂがＧＮＤパターンに接続された第２増幅器４９と、第２増幅器４９の逆相入力端子４９ａおよび入力インピーダンス整合部３５間に設けられた第５抵抗器４８と、逆相入力端子４９ａおよび出力端子４９ｃ間に設けられた第２帰還抵抗器５０とでバッファ回路を構成しており、逆相入力端子３９ａへの入力電圧（撮像信号の信号電圧）に対して同電圧であって出力インピーダンスが極めて低い出力電圧を出力端子４９ｃから出力するようになっている。
【００２４】
上記のゲイン１バッファ部４７および折れ曲り後増幅部３８は、全体増幅部５１に接続されている。全体増幅部５１は、正相入力端子５２ｂがＧＮＤパターンに接続された第３増幅器５２を備えている。第３増幅器５２の逆相入力端子５２ａには、第４抵抗器５３を介して折れ曲り後増幅部３８が接続されていると共に、第７抵抗器５４を介してゲイン１バッファ部４７が接続されている。これにより、第３増幅器５２の逆相入力端子５２ａには、折れ曲り後増幅部３８からの出力電圧とゲイン１バッファ部４７からの出力電圧との加算された加算電圧が印加されるようになっている。
【００２５】
また、第３増幅器５２における出力端子５２ｃと逆相入力端子５２ａとの間には、固定抵抗器からなる第３帰還抵抗器５５と、可変抵抗器からなる第４帰還抵抗器５６とが直列接続されている。そして、このように構成された全体増幅部５１は、第４帰還抵抗器５６で増幅率を調整可能な逆相増幅回路を構成しており、上述の加算電圧を第４帰還抵抗器５６で調整された増幅率でもって増幅して撮像調整電圧として出力する。
【００２６】
上記の全体増幅部５１は、出力インピーダンス整合部５７に接続されている。出力インピーダンス整合部５７は、３端子を備えたジャンパ５８と、ジャンパ５８の第１接続端子および第２接続端子間に設けられた第９抵抗器５９とを備えている。そして、この出力インピーダンス整合部５７は、ＧＮＤ端子６０ａおよび出力端子６０ｂを備えた信号出力部６０に接続されており、全体増幅部５１からの撮像調整電圧の撮像調整信号として出力する。
【００２７】
上記のように構成された信号調整器２３は、図１に示すように、巻き乱れ判定器６１に接続されている。巻き乱れ判定器６１は、撮像調整信号を一定時間保持するスレッシュホールド部と、スレッシュホールド部で保持された撮像調整信号を２値化する２値化処理部と、２値化信号に基づいて巻き乱れの有無を判定する判定部とを有している。そして、巻き乱れ判定器６１は、上述の制御装置２１に接続されており、制御装置２１は、巻き乱れ判定器６１で判定された巻き乱れ判定結果に基づいて巻取機１を制御する。
【００２８】
上記の構成において、整列巻乱れ検出装置の動作について説明する。
先ず、空のスプール４を軸受け部材３ａ・３ｂに装着し、エアーシリンダ８のシリンダロッド８ａが進出されることによって、監視カメラ１５がスプール４の直上域に位置される。そして、ステッピングモータ１３が作動され、スプール４の巻き取り領域の全体がレンズ１６により集束されてカメラ１５内のイメージセンサ２４に検出されるように、カメラ１５が昇降および位置決めされる。
【００２９】
次いで、溶接ワイヤ２０の先端部がスプール４の一端部に係止され、溶接ワイヤ２０の巻き取りが開始される。そして、この巻取り動作の開始と略同一のタイミングで整列巻乱れ検出装置において巻き乱れの検出動作が行われる。
【００３０】
即ち、図２に示すように、監視カメラ１５のイメージセンサ２４がレンズ１６を介してスプール４の巻き取り領域の撮像光を受光すると、イメージセンサ２４の各素子が受光量に応じた出力電圧の撮像信号を出力する。撮像信号は、図１に示すように、信号ケーブル２２を介して信号調整器２３に入力され、信号調整器２３において折れ曲り点以上の出力電圧が折れ曲り点未満の出力電圧よりも大きな増幅率で増幅された後、撮像調整信号として巻き乱れ判定器６１に入力される。
【００３１】
具体的には、図４に示すように、溶接ワイヤ２０の表面状態の変化によりピーク値にバラツキを有した撮像信号が信号入力部３１に入力されると、この撮像信号は、入力インピーダンス整合部３５を介して折れ曲り点指定部４４およびゲイン１バッファ部４７にそれぞれ入力される。そして、折れ曲り点指定部４４に入力された撮像信号（図５(ａ)参照）は、折り曲り点指定電圧Ａを０Ｖとした信号電圧に変換された後（図５（ｂ）参照）、折れ曲り後増幅部３８において折り曲り点指定電圧Ａ（０Ｖ）以上の信号電圧のみが増幅された出力電圧でもって折れ曲り後増幅部３８から出力される。
【００３２】
尚、折り曲り点指定電圧Ａの調整は、図３に示すように、撮像信号中のピーク値部分の信号電圧のみが後述のしきい値Ｂ以上となるように、折れ曲り点指定部４４の折れ曲り点設定抵抗器４５を操作することにより行われる。
【００３３】
一方、図４に示すように、ゲイン１バッファ部４７に入力された撮像信号は、入力状態を維持しながら極めて低いインピーダンスでもってゲイン１バッファ部４７から出力される。そして、これらの折れ曲り後増幅部３８の出力電圧とゲイン１バッファ部４７の出力電圧とが加算され、折り曲り点指定電圧Ａ以上のピーク値を有する電圧波形部分のみを増幅された加算電圧が全体増幅部５１に入力される。この後、全体増幅部５１に入力された加算電圧の全体が一律に増幅された撮像調整電圧とされた後（図５（ｃ）参照）、出力インピーダンス整合部５７を介して信号出力部６０から撮像調整信号として出力される。
【００３４】
上記のようにして出力電圧の調整が行われた撮像調整信号は、図１に示すように、巻き乱れ判定器６１に入力される。巻き乱れ判定器６１においては、撮像調整信号の外に、クロック信号およびイメージセンサ２４のスキャンの開始を指示するスタート信号も入力される。そして、この巻き乱れ判定器６１は、(1)スプール４の全巻き取り領域において基準ピッチを逸脱するピッチが３個以上ある場合か、或いは(2)スプール４の全巻き取り領域におけるパルスの数がこのスプール４の全巻き取り領域に整列状態で巻き取られる線輪の数（基準巻き輪数）よりも２輪以上少ない場合のいずれかの場合に、巻乱れが発生したと判定する。
【００３５】
即ち、図２に示すように、イメージセンサ２４のスキャン開始（スタート）信号が入力されると、イメージセンサ２４の撮像信号として各線輪に対応してパルスを有する信号が入力される。そして、巻き乱れ判定器６１のスレッシュホールド部において撮像調整信号が保持され、図６に示すように、この保持電圧が予め設定されたしきい値Ｂと比較される。この際、２点鎖線で示す撮像調整信号は、実線で示す撮像信号における折り曲り点指定電圧Ａ以上の電圧部分を折り曲り点指定電圧Ａ未満の電圧部分よりも大きな増幅率で増幅したものである。従って、撮像信号中にしきい値Ｂ未満のピーク値が存在する電圧波形であっても、撮像調整信号においては、全てのピーク値がしきい値Ｂ以上に整形されている。この結果、撮像調整信号中の全てのピーク値がしきい値Ｂにより正確に判別された２値化信号が得られることになる。
【００３６】
次に、上記の２値化信号から、そのパルスの立ち上がり及び立ち下がりのエッジが検出されことによって、エッジ信号が得られる。エッジ信号が演算装置のカウンタに入力され、エッジ間のクロックが計数され、しきい値Ｂ以上の明部の計数値、しきい値Ｂ未満の暗部の計数値、およびこれら両部の合計値が記憶される。また、スキャン開始後、２値化信号がハイになった回数、即ち明部の個数を記憶し、明部の計数値に基づいてスプール４の全巻き取り領域に存在する線輪の数を求める。
【００３７】
続いて、１つの明部とそれに続く暗部とについて、クロックの計数値が基準値の所定の範囲内か否かを判定することによって、逸脱ピッチの有無を検出する。そして、このような処理をイメージセンサ２４の１スキャン分実施することによって、巻乱れの有無を判定する。尚、撮像調整信号の２値化信号に基づいて巻き乱れの有無を判定する処理は、特公平６−７８８９０号公報と同様の処理で行うことができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態の整列巻乱れ検出装置は、図１に示すように、溶接ワイヤ２０をスプール４の全巻き取り領域に整列巻きする際の巻き乱れを、溶接ワイヤ２０からの反射光量の強弱に基づいて検出するものであり、スプール４に巻回される溶接ワイヤ２０を全巻き取り領域において撮像し、溶接ワイヤ２０の反射光量に応じた信号電圧の撮像信号を出力する監視カメラ１５（撮像装置）と、折り曲り点指定電圧以上の信号電圧に対する増幅率が折り曲り点指定電圧未満の信号電圧に対する増幅率よりも大きくなる状態でもって撮像信号を増幅して撮像調整信号とする信号調整器２３と、撮像調整信号の信号電圧を所定のしきい値との比較により２値化することによって、溶接ワイヤ２０からの反射光量の強弱を２値化信号として獲得し、２値化信号に基づいて巻き乱れの有無を判定する巻き乱れ判定器６１とを有した構成にされている。
【００３９】
上記の構成において、溶接ワイヤ２０の表面状態が変化することによって、溶接ワイヤ２０からの反射光量が部分的に低下すると、監視カメラ１５で撮像された撮像信号中の信号電圧のピーク値部分が他のピーク値部分よりも低下することになる。この結果、反射光量の低下した領域においては、撮像信号の信号電圧を２値化する際に、ピーク値部分がしきい値未満になる場合がある。
【００４０】
ところが、このように信号電圧のピーク値部分がしきい値未満に低下した場合でも、このピーク値部分が折り曲り点指定電圧以上であれば、折り曲り点指定電圧未満の信号電圧に対する増幅率よりも大きな増幅率でピーク値部分を増幅するため、信号電圧のピーク値部分をしきい値以上にすることができる。一方、折り曲り点指定電圧未満の信号電圧に対しては、小さな増幅率での増幅に留めることによって、しきい値未満に維持することができる。
【００４１】
これにより、撮像信号の信号電圧の状態に応じて折り曲り点指定電圧を調整することによって、ピーク値部分以外の信号電圧をしきい値未満に維持させながら、信号電圧のピーク値部分のみを大きな増幅率で増幅することによりしきい値以上とした撮像調整信号を得ることができる。この結果、撮像調整信号をしきい値により２値化したときに、溶接ワイヤ２０の反射光量の強弱を確実に２値化信号として表すことが可能になるため、溶接ワイヤ２０の巻き乱れを高い信頼性でもって検出することができる。
【００４２】
また、本実施形態の整列巻乱れ検出装置における信号調整器２３は、図４に示すように、撮像信号の信号電圧を含む入力電圧を任意の増幅率で増幅する逆相増幅回路（第１増幅器３９、第２抵抗器４０、第１帰還抵抗器４１）と、折り曲り点指定電圧未満の信号電圧が０Ｖ未満となるように、入力電圧を調整する折れ曲り点指定部４４と、逆相増幅回路の正側の出力電圧を０Ｖに変換する出力電圧変換部（第１ダイオード４２、第２ダイオード４３）と、撮像信号の全信号電圧と逆相増幅回路からの出力電圧とを加算した加算電圧を所望の増幅率で増幅して撮像調整信号して出力する全体増幅部５１とを有した構成にされている。これにより、信号調整器２３を簡単な回路構成で構成することを可能にしている。
【００４３】
尚、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。即ち、本実施形態においては、スプール４に巻き取られる対象として溶接ワイヤ２０を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば釣糸や電線、光ファイバーケーブル等の各種の長尺部材が巻き取り対象として適用されてもよい。また、本実施形態においては、一次元方向に素子を配列した監視カメラ１５を用いた場合について説明しているが、溶接ワイヤ２０等の長尺部材からの反射光量に応じた信号電圧を撮像信号として出力可能なものであれば、例えば二次元方向に素子を配列したカメラや、赤外線カメラ等の各種の撮像装置が適用されてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１の発明は、長尺部材をスプールの全巻き取り領域に整列巻きする際の巻き乱れを、該長尺部材からの反射光量の強弱に基づいて検出する整列巻乱れ検出装置において、前記スプールに巻回される長尺部材を全巻き取り領域において撮像し、該長尺部材の反射光量に応じた信号電圧の撮像信号を出力する撮像装置と、折り曲り点指定電圧以上の信号電圧に対する増幅率が該折り曲り点指定電圧未満の信号電圧に対する増幅率よりも大きくなる状態でもって前記撮像信号を増幅して撮像調整信号とする信号調整器と、前記撮像調整信号の信号電圧を所定のしきい値との比較により２値化することによって、前記長尺部材からの反射光量の強弱を２値化信号として獲得し、該２値化信号に基づいて巻き乱れの有無を判定する巻き乱れ判定器とを有する構成である。
【００４５】
これにより、撮像信号の信号電圧の状態に応じて折り曲り点指定電圧を調整することによって、ピーク値部分以外の信号電圧をしきい値未満に維持させながら、信号電圧のピーク値部分のみを大きな増幅率で増幅することによりしきい値以上とした撮像調整信号を得ることができる。この結果、撮像調整信号をしきい値により２値化したときに、長尺部材の反射光量の強弱を確実に２値化信号として表すことが可能になるため、長尺部材の巻き乱れを高い信頼性でもって検出することができるという効果を奏する。
【００４６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の整列巻乱れ検出装置であって、前記信号調整器は、前記撮像信号の信号電圧を含む入力電圧を任意の増幅率で増幅する逆相増幅回路と、前記折り曲り点指定電圧未満の信号電圧が０Ｖ未満となるように、前記入力電圧を調整する折れ曲り点指定部と、記逆相増幅回路の正側の出力電圧を０Ｖに変換する出力電圧変換部と、撮像信号の全信号電圧と前記逆相増幅回路からの出力電圧とを加算した加算電圧を所望の増幅率で増幅して撮像調整信号して出力する全体増幅部とを有する構成である。これにより、簡単な回路構成で信号調整器を構成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】整列巻乱れ検出装置のブロック図である。
【図２】監視カメラで撮像された撮像信号の状態を示す説明図である。
【図３】信号調整器の回路図である。
【図４】信号調整器のブロック図である。
【図５】折れ曲り後増幅部における入力電圧と出力電圧との関係を示す説明図であり、(ａ)は折り曲り点指定前の状態、(ｂ)は折り曲り点指定後の状態、(ｃ)は全体増幅後の状態である。
【図６】撮像信号と撮像調整信号との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１  巻取機
２  台
４  プール
５  モータ
６  回転検出器
７  支柱
８  エアーシンリダ
８ａ  シリンダロッド
１０  カメラ昇降装置
１１  支持部材
１２  螺棒
１３  ステッピングモータ
１４  昇降部材
１５  監視カメラ
１６  レンズ
１７  投光部材
１９  光ファイバ
２０  溶接ワイヤ
２１  制御装置
２３  信号調整器
３１  信号入力部
３２  入力インピーダンス整合部
３２  電源部
３５  入力インピーダンス整合部
３８  折れ曲り後増幅部
３９  第１増幅器
４１  第１帰還抵抗器
４２  第１ダイオード
４３  第２ダイオード
４４  折れ曲り点指定部
４５  折れ曲り点設定抵抗器
４７  ゲイン１バッファ部
４９ａ  逆相入力端子
４９ｂ  正相入力端子
４９  第２増幅器
５０  第２帰還抵抗器
５１  全体増幅部
５２  第３増幅器
５５  第３帰還抵抗器
５６  第４帰還抵抗器
５７  出力インピーダンス整合部
５８  ジャンパ
５９  第９抵抗器
６０  信号出力部
６１  巻き乱れ判定器
【図１】
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【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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