(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接士により溶接対象に対して手溶接施工が行われる際にその手溶接施工状態を監視しながらその手溶接の進行状況を前記溶接士に認知可能に提示することにより前記手溶接を支援する装置であって、前記手溶接施工が行われる際にその溶接対象を含む溶接環境およびその溶接施工作業中の溶接士の挙動に関するデータを計測するデータ計測手段と、前記データ計測手段により計測されたデータから前記溶接施工中の溶接状態の溶接士の頭の位置、頭の動き、手の位置、手の動き、顔の向き、溶接部に与える入熱量や入熱方向および溶接部の溶融状態や溶着状態のうち少なくともひとつの特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、過去に行なわれた溶接施工時に得られた正常時及び不具合発生時のデータを参照するデータ参照手段並びにこのデータ参照手段により参照されたデータと前記特徴量抽出手段により抽出された前記特徴量とに基づいて前記溶接状態の良否を判定する手段を有する溶接状態判定手段と、前記溶接状態判定手段による判定結果を含む溶接状態の推移に関する情報を前記溶接施工中の溶接士に認知可能に提示する溶接状態提示手段と、を備えたことを特徴とする手溶接支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の発明において、前記データ計測手段により計測されたデータ、前記溶接状態判定手段による判定結果、および前記特徴量抽出手段により抽出された前記特徴量を記録して保持する記録保持手段と、少なくとも前記溶接状態判定手段による判定結果を表示する表示手段とをさらに備えたことを特徴とする手溶接支援装置。
【請求項３】
請求項１記載の発明において、前記データ計測手段は、前記データとして複数の異なる前記データ計測手段により得られた複数のデータで構成される多次元データを同時並列的に計測する複数の計測装置を備えたことを特徴とする手溶接支援装置。
【請求項４】
請求項３記載の発明において、前記特徴量抽出手段は、前記複数の計測装置で計測された多次元データから複数の異なる前記特徴量を同時並列的に処理して多面的に抽出する複数の演算処理装置を備えたことを特徴とする手溶接支援装置。
【請求項５】
請求項１記載の発明において、前記溶接状態提示手段は、前記溶接状態判定手段により判定された溶接状態の良否の判定結果を前記溶接士の視覚を除く知覚に対して感覚的刺激として直接提示する知覚伝達手段を備え、この知覚伝達手段は、前記溶接士に対して注意喚起および溶接施工動作変更を促す手段を備えたことを特徴とする手溶接支援装置。
【請求項６】
請求項１記載の発明において、前記溶接状態提示手段は、前記溶接士の取るべき行動の動作経路に関する情報をその溶接士の視野上に重畳して提示する手段を備えたことを特徴とする手溶接支援装置。
【請求項７】
請求項１記載の発明において、前記溶接状態提示手段は、前記溶接施工中の特定の前記データ計測手段により得られた複数のデータを選択的かつ優先的に前記溶接士の視野上に重畳して提示する手段を備えたことを特徴とする手溶接支援装置。
【請求項８】
請求項１記載の発明において、前記特徴量抽出手段は、前記データ計測手段により計測されたデータが適切でない場合にその補償データを推定する手段を備えたことを特徴とする手溶接支援装置。
【請求項９】
溶接士により溶接対象に対して手溶接施工が行われる際にその手溶接施工状態を監視しながらその手溶接の進行状況を前記溶接士に認知可能に提示することにより前記手溶接を支援する方法であって、前記手溶接施工が行われる際にその溶接対象を含む溶接環境およびその溶接施工作業中の溶接士の挙動に関するデータを計測し、この計測されたデータから前記溶接施工中の溶接状態の溶接士の頭の位置、頭の動き、手の位置、手の動き、顔の向き、溶接部に与える入熱量や入熱方向および溶接部の溶融状態や溶着状態のうち少なくともひとつの特徴量を抽出し、過去に行なわれた溶接施工時に得られた正常時及び不具合発生時のデータとこの抽出された前記特徴量とを参照しかつこの参照されたデータに基づいて前記手溶接状態の良否を判定し、この判定結果を含む溶接状態の推移に関する情報を前記溶接施工中の溶接士に認知可能に提示する、各工程を備えたことを特徴とする手溶接援方法。
【請求項１０】
手溶接施工に従事する溶接士を訓練する装置であって、前記手溶接施工の模擬溶接訓練が行われる際にその溶接訓練中の溶接士の挙動および溶接訓練環境の状態に関するデータを計測するデータ計測手段と、前記データ計測手段により計測されたデータに基づいて前記溶接訓練中の溶接士の頭の位置、頭の動き、手の位置、手の動き、顔の向き、溶接部に与える入熱量や入熱方向および模擬溶接部の溶融状態や溶着状態のうち少なくともひとつの特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、過去に行なわれた溶接施工時に得られた正常時及び不具合発生時のデータを参照するデータ参照手段並びにこのデータ参照手段により参照されたデータと前記特徴量抽出手段により抽出された前記特徴量とに基づいて前記溶接状態の良否を判定する手段を有する模擬溶接状態判定手段と、前記特徴量抽出手段により抽出された前記特徴量に基づいて溶接部の画像を生成する画像生成手段と、前記模擬溶接状態判定による判定結果および前記画像生成手段により生成された画像を含む模擬溶接状態の推移に関する情報を前記溶接訓練中の溶接士に提示する模擬溶接状態提示手段とを備えたことを特徴とする手溶接訓練装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の発明において、前記データ計測手段により計測されたデータ、前記溶接状態判定手段による判定結果、および前記特徴量抽出手段により抽出された前記特徴量を記録して保持する記録保持手段と、この記録保持手段により保持されたデータに基づいて訓練における溶接士の行動と模擬溶接状態を表示する表示手段とを
さらに備えたことを特徴とする手溶接訓練装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の発明において、前記データ計測手段は、前記データとして複数の異なる前記データ計測手段により得られた複数のデータで構成される多次元データを同時並列的に計測する複数の計測装置を備えたことを特徴とする手溶接訓練装置。
【請求項１３】
請求項１０記載の発明において、前記特徴量抽出手段は、前記複数の計測装置で計測された多次元データから複数の異なる前記特徴量を同時並列的に処理して多面的に抽出する複数の演算処理装置を備えたことを特徴とする手溶接訓練装置。
【請求項１４】
請求項１０記載の発明において、前記特徴量抽出手段は、前記データ計測手段により計測されたデータが適切でない場合にその補償データを推定して求める手段を備えたことを特徴とする手溶接訓練装置。
【請求項１５】
請求項１０記載の発明において、前記模擬溶接状態提示手段は、前記溶接士の取るべき行動の動作経路のガイダンス情報をその溶接士の視野上に重畳して提示する手段を備えたことを特徴とする手溶接訓練装置。
【請求項１６】
請求項１０記載の発明において、前記模擬溶接状態提示手段は、過去に行なわれた適正な溶接施工時に得られたデータと現在の模擬溶接動作に関するデータとを比較するデータ比較手段と、このデータ比較手段による比較結果に基づいて前記溶接士訓練における溶接施工動作の良否を判断する手段とを備えたことを特徴とする手溶接訓練装置。
【請求項１７】
請求項１０記載の発明において、前記模擬溶接状態提示手段は、過去の溶接訓練で得られた溶接士の行動に関するデータを再生する手段を備えたことを特徴とする手溶接訓練装置。
【請求項１８】
手溶接施工に従事する溶接士を訓練する方法であって、前記手溶接施工の模擬溶接訓練が行われる際にその溶接訓練中の溶接士の挙動および溶接訓練環境の状態に関するデータを計測し、この計測されたデータに基づいて前記溶接訓練中の溶接士の頭の位置、頭の動き、手の位置、手の動き、顔の向き、溶接部に与える入熱量や入熱方向および模擬溶接部の溶融状態や溶着状態のうち少なくともひとつの特徴量を抽出し、過去に行なわれた溶接施工時に得られた正常時及び不具合発生時のデータとこの抽出された前記特徴量とを参照しかつこの参照されたデータに基づいて模擬溶接状態の良否を判定する一方、前記特徴量に基づいて溶接部の画像を生成し、この生成された画像および前記判定結果を含む模擬溶接状態の推移に関する情報を前記溶接訓練中の溶接士に認知可能に提示する、各工程を備えたことを特徴とする手溶接訓練方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手溶接施工に従事する溶接士の施工作業を支援する手溶接支援装置および手溶接支援方法、ならびに溶接士の訓練で用いる手溶接訓練装置および手溶接訓練方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶接施工の分野では、溶接士の摸擬実技訓練を行うための装置が知られている（例えば、特開平４−９７３８３号公報参照）。この従来例を図１１に示す。図１１に示す摸擬実技訓練装置は、予め決められた溶接施工条件の内の材質、施工ノウハウ等の各項目の中から訓練したい項目を設定するための施工条件設定器２０１と、訓練しようとする溶接士が被溶接材との間で発生させるべき溶接アークを模擬するためのライトペン２０２と、このライトペン２０２で模擬された溶接アークを被溶接材側から見て評価するためにその摸擬溶接結果の情報を担う光信号を受光する受光ボード２０３と、この受光ボード２０３により得られた摸擬溶接結果と施工条件設定器２０１により設定された内容とを比較し、その比較結果に基づいて訓練結果等を判断する比較器２０４と、この比較器２０４による訓練結果を表示または指示する表示器２０５とを備え、これらの各要素２０１〜２０５により溶接士による溶接施工の摸擬実技訓練が可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例の摸擬実技訓練装置は、溶接士が溶接アークを安定して発生させ維持できるように技量を付けさせることを目的とするものであるため、摸擬溶接プロセス中の摸擬溶接箇所で訓練者が知覚可能な情報はライトペンで摸擬された溶接アークの形状しかなく、溶け込み深さの安定や開先壁への融着確保等の溶融部形状等で判断される溶接施工上の技術は実際に溶接を行いながら習得しなければならないといった問題があった。
【０００４】
一方、人間による溶接作業は、自動溶接施工に比べて溶接部形状などへの柔軟な対応が可能であるが、溶接品質の安定性や作業能率の点で大きく劣るといった点が指摘されている。
【０００５】
例えば、自動溶接施工では、溶接プロセスにおける幾つかの代表的な特徴量をモニタリングすることによりオンラインで自動溶接プロセスを監視する装置がこれまでに開発、実用化が進められ、これに関する様々な手法が提案され、その技術開発研究や手法の特許化への試みが行われている。これに対し、人間の溶接士が行なう手溶接作業を監視したり支援したりする手法については、このような自動溶接監視装置の技術が適用されておらず、溶接品質も溶接士の技量や熟練度に依存するところが大きかった。
【０００６】
すなわち、従来の手溶接環境ではその溶接状態をオンラインで監視したり、溶接士の作業を情報提供等で支援したりするような適用例はなく、自動溶接を監視する方法を手溶接の場合に応用する事例は、手溶接条件の何を計測するかといった問題や、溶接環境を阻害せずに計測する装置が知られておらず、従来から困難であると考えられている。
【０００７】
この発明は、このような従来の問題を考慮してなされたもので、溶接監視において手溶接作業の際に溶接士の技量や熟練度に依らずに溶接品質を安定に保ち、作業効率を高めることを目的とする。
【０００８】
また、この発明は、摸擬実技訓練において溶け込み深さの安定や開先壁への融着確保等の溶融部形状等が判断される溶接施工上の技術を容易に且つ効率良く習得することを別の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、この発明に係る手溶接支援装置は、溶接士により溶接対象に対して手溶接施工が行われる際にその手溶接施工状態を監視しながらその手溶接の進行状況を前記溶接士に認知可能に提示することにより前記手溶接を支援する装置であって、前記手溶接施工が行われる際にその溶接対象を含む溶接環境およびその溶接施工作業中の溶接士の挙動に関するデータを計測するデータ計測手段と、前記データ計測手段により計測されたデータから前記溶接施工中の溶接状態の溶接士の頭の位置、頭の動き、手の位置、手の動き、顔の向き、溶接部に与える入熱量や入熱方向および溶接部の溶融状態や溶着状態のうち少なくともひとつの特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、過去に行なわれた溶接施工時に得られた正常時及び不具合発生時のデータを参照するデータ参照手段並びにこのデータ参照手段により参照されたデータと前記特徴量抽出手段により抽出された前記特徴量とに基づいて前記溶接状態の良否を判定する手段を有する溶接状態判定手段と、前記溶接状態判定手段による判定結果を含む溶接状態の推移に関する情報を前記溶接施工中の溶接士に認知可能に提示する溶接状態提示手段とを備えたことを特徴とする。また、この構成に加え、データ計測手段により得られたデータや演算処理結果、判定結果を記録・保持する溶接プロセスの記録手段と、溶接状態判定手段による判定結果を表示する溶接プロセス表示手段とを備えたものとすることが望ましい。
【００１０】
前記データ計測手段は、前記データとして複数の異なる前記データ計測手段により得られた複数のデータで構成される多次元データを同時並列的に計測する複数の計測装置を備えたものとすることが好ましい。この複数の計測装置によれば、溶接状態をより詳細に記述できる。
【００１１】
前記特徴量抽出手段は、前記複数の計測装置で計測された多次元データから複数の異なる特徴量を同時並列的に処理して多面的に抽出する複数の演算処理装置を備えたものとすることが好ましい。
【００１２】
前記溶接状態判定手段は、過去に行なわれた適正な溶接施工時に得られたデータを参照するデータ参照手段と、このデータ参照手段により参照されたデータに基づいて前記溶接状態の良否を判定する手段とを備えたものとすることが好ましい。
【００１３】
前記溶接状態提示手段は、前記溶接状態判定手段により判定された溶接状態の良否の判定結果を前記溶接士の視覚を除く知覚、例えば聴覚、触覚、力覚などに対して感覚的刺激として直接提示する知覚伝達手段を備え、この知覚伝達手段は、前記溶接士に対して注意喚起および溶接施工動作変更を促す手段を備えたものとすることが好ましい。
【００１４】
前記溶接状態提示手段は、前記溶接士の取るべき行動の動作経路に関する情報をその溶接士の視野上に重畳して提示する手段を備えたものとすることが好ましい。
【００１５】
前記溶接状態提示手段は、過去に行なわれた適性な溶接施工時に得られたデータと現在の溶接動作に関するデータとを比較するデータ比較手段と、このデータ比較手段による比較結果に基づいて前記溶接状態の良否を判定する手段とを備えたものとすることが好ましい。
【００１６】
前記溶接状態提示手段は、前記溶接施工中の特定の前記データ計測手段により得られた複数のデータを選択的かつ優先的に前記溶接士の視野上に提示する手段を備えたものとすることが好ましい。
【００１７】
前記特徴量抽出手段は、前記データ計測手段により計測されたデータが、例えば溶接ノイズの混入等の外乱により適切でない場合にその補償データを推定する手段を備えたものとすることが好ましい。補償データの推定は、例えば他の計測量や物理的なモデル等に基づくものが望ましい。
【００１８】
前記目的を達成するため、この発明に係る手溶接施工方法は、溶接士により溶接対象に対して手溶接施工が行われる際にその手溶接施工状態を監視しながらその手溶接の進行状況を前記溶接士に認知可能に提示することにより前記手溶接を支援する方法であって、前記手溶接施工が行われる際にその溶接対象を含む溶接環境およびその溶接施工作業中の溶接士の挙動に関するデータを計測し、この計測されたデータから前記溶接施工中の溶接状態の溶接士の頭の位置、頭の動き、手の位置、手の動き、顔の向き、溶接部に与える入熱量や入熱方向および溶接部の溶融状態や溶着状態のうち少なくともひとつの特徴量を抽出し、過去に行なわれた溶接施工時に得られた正常時及び不具合発生時のデータとこの抽出された前記特徴量とを参照しかつこの参照されたデータに基づいて前記手溶接状態の良否を判定し、この判定結果を含む溶接状態の推移に関する情報を前記溶接施工中の溶接士に認知可能に提示する、各工程を備えたことを特徴とする。
【００１９】
前記目的を達成するため、この発明に係る手溶接訓練装置は、溶接士により溶接対象に対して手溶接施工が行われる際にその手溶接施工状態を監視しながらその手溶接の進行状況を前記溶接士に認知可能に提示することにより前記手溶接を支援する装置であって、前記手溶接施工が行われる際にその溶接対象を含む溶接環境およびその溶接施工作業中の溶接士の挙動に関するデータを計測するデータ計測手段と、前記データ計測手段により計測されたデータから前記溶接施工中の溶接状態の溶接士の頭の位置、頭の動き、手の位置、手の動き、顔の向き、溶接部に与える入熱量や入熱方向および模擬溶接部の溶融状態や溶着状態のうち少なくともひとつの特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、過去に行なわれた溶接施工時に得られた正常時及び不具合発生時のデータを参照するデータ参照手段並びにこのデータ参照手段により参照されたデータと前記特徴量抽出手段により抽出された前記特徴量とに基づいて前記溶接状態の良否を判定する手段を有する溶接状態判定手段と、前記溶接状態判定手段による判定結果を含む溶接状態の推移に関する情報を前記溶接施工中の溶接士に認知可能に提示する溶接状態提示手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、この構成に加え、計測手段により得られたデータや演算処理結果、判定結果を記録・保持する摸擬溶接プロセス記録手段と、訓練における溶接士の行動と模擬溶接状態を表示する模擬溶接プロセス表示手段とを備えたものとすることが望ましい。
【００２１】
この構成により、溶接士訓練動作計測手段と溶接訓練環境計測手段から得られた情報を、演算処理手段と摸擬溶接情報判定手段を用いて演算し、その演算結果を摸擬溶接プロセス記録手段を用いて記録すると共に、摸擬溶接プロセス表示手段により訓練における溶接士の行動と摸擬溶接状態を表示し、溶接訓練中の溶接士には摸擬溶接環境画像生成手段によって生成された摸擬溶接部の視覚情報と、演算処理手段等の結果から導き出された聴覚、触覚、力覚情報などを摸擬溶接状態知覚提示手段を用いて提示する。これにより、溶接士に対して実際に溶接を行っていると感じられる環境を提供でき、より高度な溶接訓練が可能となる。
【００２２】
前記データ計測手段は、前記データとして複数の異なる前記データ計測手段により得られた複数のデータで構成される多次元データを同時並列的に計測する複数の計測装置を備えたものとすることが好ましい。この複数の計測装置によれば、模擬溶接状態を詳細に記述できる。
【００２３】
前記特徴量抽出手段は、前記複数の計測装置で計測された多次元データから複数の異なる特徴量を同時並列的に処理して多面的に抽出する複数の演算処理装置を備えたものとすることが好ましい。
【００２４】
前記特徴量抽出手段は、前記データ計測手段により計測されたデータが、例えば溶接ノイズの混入等の外乱により適切でない場合にその補償データを推定する手段を備えたものとすることが好ましい。補償データの推定は、例えば他の計測量や物理的なモデル等に基づくものが望ましい。
【００２５】
前記模擬溶接状態判定手段は、過去に行なわれた適正な溶接施工時に得られたデータを参照するデータ参照手段と、このデータ参照手段により参照されるデータに基づいて前記模擬溶接状態の良否を判定する手段とを備えたものとすることが好ましい。
【００２６】
前記模擬溶接状態提示手段は、前記模擬溶接状態判定手段により判定された模擬溶接状態の良否の判定結果を前記溶接士の視覚を除く知覚、例えば聴覚、触覚、力覚などに対して感覚的刺激として直接提示する知覚伝達手段を備え、この知覚伝達手段は、前記溶接士に対して注意喚起および溶接施工動作変更を促す手段を備えたものとすることが好ましい。
【００２７】
前記模擬溶接状態提示手段は、前記溶接士の取るべき行動の動作経路のガイダンス情報をその溶接士の視野上に重畳して提示する手段を備えたものとすることが好ましい。
【００２８】
前記模擬溶接状態提示手段は、過去に行なわれた適正な溶接施工時に得られたデータと現在の模擬溶接動作に関するデータとを比較するデータ比較手段と、このデータ比較手段による比較結果に基づいて前記溶接士訓練における溶接施工動作の良否を判断する手段とを備えたものとすることが好ましい。
【００２９】
前記模擬溶接状態提示手段は、過去の溶接訓練で得られた溶接士の行動に関するデータを再生する手段を備えたものとすることが好ましい。
【００３０】
前記目的を達成するため、この発明に係る手溶接訓練方法は、手溶接施工に従事する溶接士を訓練するもので、溶接訓練中の溶接士の挙動を計測する工程と、溶接訓練環境の状態を計測する工程と、これらの計測工程により得られる溶接訓練の状態を規定する信号から進行中の模擬的溶接に関する溶接士の頭の位置、頭の動き、手の位置、手の動き、顔の向き、溶接部に与える入熱量や入熱方向および模擬溶接部の溶融状態や溶着状態のうち少なくともひとつの特徴を抽出し、過去に行なわれた溶接施工時に得られた正常時及び不具合発生時のデータとこの抽出された前記特徴量とを参照しかつこの参照されたデータに基づいて模擬溶接状態の良否を判定する工程と、溶接訓練中の溶接士に溶接状態の推移を提示する工程とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
また、この構成に加え、これらの工程で得られたデータ、演算処理結果、判定結果を記録・保持する工程と、訓練における溶接士の行動と模擬溶接状態を表示する工程と、模擬溶接プロセスで得られる溶接部の画像を生成する工程とをさらに備えたものとすることが望ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る装置および方法の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３３】
（第１の実施の形態）
まず、この発明に係る手溶接支援装置および手溶接支援方法の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００３４】
図１において、手溶接支援装置は、例えば手溶接施工が行われる際に溶接士が保持する溶接トーチと溶接対象の２つの母材で形成された開先との間でアークを発生させ、その熱で開先内に溶融池を形成させ、この溶融池の生成箇所を連続的に移動させることでその移動方向に帯状のビードを生成させ、これにより２つの母材を溶接する溶接施工を支援するものである。
【００３５】
このような手溶接支援装置は、図１に示すように溶接施工が行われる際に溶接士ＰＳの溶接施工状態に関する情報を計測する溶接士動作計測装置（以下「動作計測装置」と略称する）１０１および溶接環境計測装置（以下「環境計測装置」）１０２と、この両計測装置１０１、１０２の後段（出力側）に接続され、溶接施工状態の記録保持・管理・信号処理・判定等をオンラインで行う装置、すなわち溶接プロセス記録装置（以下「記録装置」）１０３、演算処理装置１０４および溶接条件判定装置（以下「判定装置」）１０５と、これらの各装置１０３〜１０５による処理結果を溶接士ＰＳに提示する溶接プロセス表示装置（以下「表示装置」）１０６および溶接状態知覚提示装置（以下「知覚提示装置」）１０７とを備えている。
【００３６】
動作計測装置１０１は、図２に示すように溶接士ＰＳの付けている保護手袋１１０や保護マスク１０８に組み込まれる動作計測センサ１２１（ＣＣＤカメラ１２１ａおよび位置・方位センサ１２１ｂ等）と、この動作計測センサ１２１からの計測信号に基づいて溶接士ＰＳの頭・手の位置（視野）・動き等の動作に関する特徴量を抽出する溶接士動作特徴量抽出部１２２とを備えている。
【００３７】
この構成により、動作計測装置１０１は、動作計測センサ１２１により溶接施工中の溶接士ＰＳの３次元空間内での３次元位置座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、およびオイラー角（Ｐｉｔｃｈ、Ｙａｗ、Ｒｏｌｌ）の６自由度の時間的な変化を時系列の信号を取得することで溶接プロセスの進行中にリアルタイムで溶接士ＰＳの連続的な動作に関する情報を計測し、この計測信号から特徴量抽出部１２２により溶接士ＰＳの手の動きや顔の向き等の動作に関する特徴量を抽出し、これらの信号を記録装置１０３および演算処理装置１０４に送る。
【００３８】
環境計測装置１０２は、溶接プロセス環境の物理的な状態やプロセスの進行をリアルタイムで測定可能なシステムで構成され、溶接が行われる母材１１２、アーク発生箇所の溶融池１１５、トーチ１１４に関する複数の様々な状態量を測定する環境計測センサ１２３（電流・電圧計１２３ａ、トーチ用の位置・方位センサ１２３ｂ、ＣＣＤカメラ１２３ｃ、赤外線カメラ１２３ｄ、音響マイク（超音波帯域まで感度を有する超音波マイクロホン）１２３ｅ、母材用の位置センサ１２３ｆ、および加速度計１２３ｇなど）と、このセンサ１２３からの各種の計測信号に基づいて溶接環境に関する特徴量を抽出する溶接環境特徴抽出部１２４とを備えている。
【００３９】
このようなセンサ１２３においては、例えばＣＣＤカメラ１２３ｃによりアークの発生状態及び溶融池の形状、ビードの形状、トーチ先端の形状が監視され、赤外線温度センサ１２３ｄにより母材１１２の温度上昇が評価され、トーチ用の位置・方位センサ１２３ｆにより溶接トーチ１１４の角度が測定され、音響マイク１２３ｅにより溶接施工に伴い発生する音の音圧や状態変化が的確かつ迅速に捉えられ、その他、流量センサにより溶接部の酸化を防ぐために供給されるカバーガスの流量が測定され、電圧・電流計により溶接トーチ１１４の入熱量を評価するためにアーク電圧・電流値が測定される。そして、これらの各センサ１２３からの計測・測定値が溶接環境特徴抽出部１２４に送られ、ここで溶接環境の特徴量が抽出され、その抽出された特徴量が溶接プロセス記録装置１０３および演算処理装置１０４に送られる。
【００４０】
記録装置１０３は、溶接施工に関する本装置のデータ収集・解析処理・表示・提示情報を記録し、これらの情報を溶接施工後にプレイバック可能とすると共に、オフラインで手溶接施工に関する情報処理や特徴抽出を行なう基礎データとして活用するためにデータベース（図示しない）に保持する。このシステムは、動作中に収録した全計測量と後段での処理結果のみならず、過去に収録された溶接施工作業プロセスのデータを大量に保持・管理し、後述のように必要に応じてオンラインおよびオフラインでの保持データの検索・取り出し処理などが可能となっている。
【００４１】
演算処理装置１０４は、２つの計測装置１０１、１０２で得られた溶接に関する計測量を元にして周波数スペクトルなどの溶接状態の物理的な特徴量を算出する。例えば、マイクロホン１２３ｅで集録した溶接時の発生音の周波数スペクトル分布解析処理などの計算処理だけでなく、溶接トーチ１０３の位置あるいは溶融池１１５の位置を基準とする溶接施工機器や溶接士の位置関係等を画像処理および位置センサ情報等を基に処理する。
【００４２】
この演算処理装置１０５では、実際の計測ではノイズによりデータが欠落する可能性が高く、これを補うために欠落前後のデータを補完して使用したり、溶接状態の物理的なモデルを用いて他の測定量を基に欠落データを推定し、欠落したデータの推定や非測定量の計算を行なったりする。例えば、トーチ位置の情報の場合は、通常は位置センサ・方位センサ１２３ｂ等がその情報を提供するセンサとして設置されているが、これらのデータがノイズなどの影響により一部利用不可能である場合には、ＣＣＤカメラ１２３ｃ等の画像センサの情報を基に画像処理によりその位置情報を抽出する処理により情報を取得可能となっている。
【００４３】
この演算処理装置１０４で処理された結果は、記録装置１０３、判定装置１０５、および知覚提示装置１０７に供給される。
【００４４】
判定装置１０５は、演算処理装置１０４による演算処理と、予め設定された溶接施工条件や、記録装置１０３に記録・保持されている過去に実施された同様な溶接施工で得られたデータ等に基づいて既に行なわれた溶接部の施工状態の良否、現在発生しているアーク状態の良否・適正な状態からの逸脱の可能性の有無を判定し、その判定結果を記録装置１０３、表示装置１０６、および知覚提示装置１０７に送る。
【００４５】
ここで、過去に実施された溶接施工については、通常施工後の非破壊検査などが行なわれ、施工時のオンラインデータと溶接不良部の発生等との対応づけが詳細に行われていることから、これらのデータを記録装置１０３に保持し有効利用することで現在の溶接施工の条件判定の理由付けに役立てることができる。この場合、判定方法には正常時と不具合発生時の計測量特徴の変化を迅速に検出可能な逐次尤度比検定法等を採用する。
【００４６】
知覚提示装置１０７は、溶接施工中のオンラインでの溶接士支援の中心的機能を有するもので、演算処理装置１０４および判定装置１０５からの出力を一部加工し、その情報を施工作業中の溶接士にオンラインで提示する。この場合、溶接士に対する情報提示は、人間の動作としてどう動けば良いか、また溶接士が次のアクションをどのようなタイミングで行なえば良いか等を配慮した上で行なわれる。この知覚提示装置１０７の一例を図３および図４に示す。
【００４７】
図３は、溶接士ＰＳが装着する溶接保護マスク１０８の視野を通して溶接施工の支援に必要な各種情報を映像化する装置の一例を説明するものである。この装置においては、保護マスク１０８を通して見られる視野中に実際の視野１４１のほか、この視野１４１に付随して現在の溶接プロセスに関するオンライン計測情報１４２、溶接部拡大画像１４３等が表示可能となっている。この内、オンライン計測情報１４２には、各センサ１２３からの時系列信号を示すプロット画像がプロセストレンドとして提示され、溶接部拡大画像１４３には、溶融池１４７上におけるアーク位置１４４やトーチ先端位置１４５等の溶接士の手の動きのガイドとなる情報が提示される。加えて、実際の視野１４１上にはトーチ動作のガイドとして軌跡に相当する情報が重畳表示され、これにより次に行なう手の動きを容易に把握でき、より良好な溶接施工の実施が期待できるようになっている。
【００４８】
この知覚提示装置１０７は、上述の視覚提示手段のほか、人間の触覚や聴覚等の種々な知覚に対して直接的に提示する手段（触覚提示手段、聴覚提示手段等）を採用することも可能である。例えば、視覚に文字情報などとして提示してから実際にそれを認識し、論理的に解釈し、行動に反映するまでに一定の時間遅れがあり、この時間遅れがオンライン施工作業の場合の支援では施工状態に決定的な影響を及ぼし得る。
【００４９】
この対策として、視覚以外の感覚に直接刺激を与えることで溶接士の迅速応答動作を促す手段を採用し、これにより、提示情報の加工および溶接士への提示処理を行なう場合を説明する。この場合、溶接士の手の動きにはかなりの自由度があり、トーチ位置・角度なども自動溶接機のように固定されておらず、適切なトーチ位置はある裕度を持った条件として規定され、これが手溶接の品質を決定する大きな要因の１つとなっていると考えられる。
【００５０】
そこで、このように視覚以外の感覚に直接刺激を与える手段としては、例えば溶接士ＰＳが保持するトーチの溶融池との相対的な角度・位置等の溶接士が客観的に感知しにくい情報を図に示すようにわかりやすく提示し、溶接条件として適切な範囲内にある否かの傾向を監視し、その範囲内から逸脱しようとする場合、その傾向監視結果に基づいてトーチを持つ手の動作の自由度に制約を課し、ある角度以上に手を動けなくする力覚提示装置を採用することが好ましい。この一例を図３に示す。
【００５１】
図３に示す知覚提示装置１０７は、溶接士用の保護手袋１１１に組み込まれるもので、この保護手袋１１１内の各指のそれぞれの所定位置に取り付けられる複数の与圧シート１３４…１３４と、この各与圧シート１３４に個別に接続される複数の与圧チューブ１３３…１３３と、この各与圧シート１３３を介して各与圧シート１３４に与圧された油や空気等を送給をする与圧装置１３１と、この与圧装置１３１による送給を溶接条件判定装置１０５の出力に基づいて制御する与圧制御装置１３２とを備えている。
【００５２】
この構成により、この知覚提示装置１０７においては、手の動きによりトーチ位置や角度が不適切になった場合に溶接条件判定装置１０５の出力に基づいて与圧制御装置１３２にて与圧装置１３１から与圧チューブ１３３への送給を制御し、溶接士の手の動きに制約を与えたい向きに対応する与圧シート１３４を膨張させることにより触覚刺激を発生可能となっている。
【００５３】
表示装置１０６は、判定装置１０５による判定結果に基づいてオンライン時には現在の施工状態に関する情報を実際の施工状態に対応させて表示させたり、オフライン時には溶接施工確認を行うための各種情報を表示させりする。ここで、オフライン時の表示例を図５に示す。
【００５４】
図５に示す表示画面上においては、溶接部拡大画像再生画面１５４や保護マスクからの視野画像再生画面１５５のほか、溶接施工にて形成されたビード画像（溶接部ビード可視画像）１５１、溶接士動作計測装置１０１および溶接環境計測装置１０２で得られた時系列信号（センサ出力時系列信号）１５２、並びに演算処理装置１０４による信号処理結果を示す画像１５３を時系列に対応させて並べて表示可能となっている。
【００５５】
この表示装置１０６によれば、溶接施工に関する複数のデータを対応させて表示させたり、特徴量に有意の変化が認められている箇所について施工時の他の条件等を溶接部拡大画像再生画面１５４や視野画像再生画面１５５等で再確認したりすることができことから、このような詳細な情報提示による支援により施工後に溶接士が施工状態をより効率良く判断することでき、また施工完了後に実施される非破壊検査においてが溶接施工履歴として参照可能な情報を提供できる。
【００５６】
従って、この実施の形態によれば、溶接監視において手溶接作業の際に溶接士の技量や熟練度に依らずに溶接品質を安定に保ち、作業効率を高めることできる。
【００５７】
（第２の実施の形態）
次に、この発明に係る手溶接訓練装置および手溶接訓練方法の実施の形態を図６〜図１１に基づいて説明する。
【００５８】
図６において、手溶接訓練装置は、溶接士訓練動作計測装置（以下「動作計測装置」）２０９、溶接訓練環境計測装置（以下「環境計測装置」）２１２、演算処理装置２１３、摸擬溶接プロセス記録装置（以下「記録装置」）２１４、摸擬溶接状態判定装置（以下「判定装置」）２１５、摸擬溶接環境画像生成装置（以下「画像生成装置」）２１６、摸擬溶接プロセス表示装置（以下「表示装置」）２１７、および摸擬溶接状態知覚提示装置（以下「知覚提示装置」）２１８を備えている。
【００５９】
動作計測装置２０９は、例えば溶接訓練中の溶接士２０６が装備する保護手袋２０７や保護マスク２０８に取付けられる複数のセンサ（図７の例ではＣＣＤカメラ２２２、保護手袋２０７の所定位置で空間内での位置座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）およびオイラー角（Ｐｉｔｃｈ、Ｙａｗ、Ｒｏｌｌ）の６自由度の位置・方位を計測するセンサ２２０、保護マスク２０８の所定位置で同じく６自由度の位置・方位を計測するセンサ２２１）を備え、これら各センサにより溶接訓練時の溶接士の手の動きや顔の向き等の動作に関する情報を計測し、その計測信号を演算処理装置２１３および記録装置２１４に供給する。
【００６０】
環境計測装置２１２は、摸擬溶接トーチ２１１および摸擬溶接訓練用の試験体２１０に取り付けられ、溶接訓練時の摸擬溶接環境の物理的な状態を計測する各センサ、例えば図７に示すように摸擬溶接訓練用の試験体２１０の位置（空間内での位置座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ））および３次元的な形状を計測する位置センサ２２３および形状計測センサ２２４や、摸擬溶接トーチ２１１の位置および角度などを計測する摸擬溶接トーチ用の位置センサ２２５およびＣＣＤセンサ２２６等を備え、これら各センサ２２４〜２２６で計測された信号を演算処理装置２１３および記録装置２１４に供給する。
【００６１】
演算処理装置２１３は、２つの計測装置２０９、２１２からの計測量を入力し、この計測量から仮想的に溶接状態の特徴を表わす量を算出する。
【００６２】
記録装置２１４は、摸擬溶接訓練に関するあらゆるデータ収集・解析処理・提示情報、予め入力すべき模範となる熟練者の摸擬溶接状態などの基礎データを記憶し、必要に応じて他の装置に供給する。
【００６３】
判定装置２１５は、演算処理装置２１３で算出された仮想的な溶接状態の特徴量および記録装置２１４に予め記録された適正な溶接状態の情報とを入力し、これらの情報に基づいて摸擬溶接部の施工状態の良否、摸擬溶接トーチ位置の良否、適正な施工条件からの逸脱の可能性の有無などを判定する。
【００６４】
画像生成装置２１６は、演算処理装置２１３で得られた仮想的な溶接状態の特徴量と２つの計測装置２０９、２１２で計測された各計測量とを入力し、溶接士の視点から実際に溶接を行った場合に視覚情報として得られる溶接部を摸擬した仮想的な画像を生成する。
【００６５】
表示装置２１７は、演算処理装置２１３で得られた仮想的な溶接状態の特徴量と判定装置２１５にて得られた判定結果と画像生成装置２１６で生成された溶接部を摸擬した仮想的な画像と記録装置２１４に予め入力してある適正な溶接状態の情報を入力し、摸擬溶接プロセスを適正な溶接状態と比較して表示可能となっている。
【００６６】
知覚提示装置２１８は、演算処理装置２１３で得られた仮想的な溶接状態の特徴量と判定装置２１５で得られた判定結果と画像生成装置２１６で生成された仮想的な溶接部の画像とを入力し、これにより溶接士に現在の摸擬溶接状態を視覚・触覚・聴覚などの様々な知覚に対して提示すると共に現在の状況から適正な溶接を行う上で溶接士の取るべき動作内容とタイミングを提示する。
【００６７】
次に、この実施の形態の全体動作を説明する。
【００６８】
まず、溶接士ＰＳの摸擬溶接訓練が開始され、その摸擬溶接プロセスの進行中に２つの計測装置２０９、２１２による計測が行われる。この計測に際し、動作計測装置２０９にてその２つの位置・方位センサ２２０、２２１、およびＣＣＤカメラ２２２からの各計測情報に基づいて手の位置・向き・動きや、頭の位置・動き等の溶接士ＰＳの連続的な動作に関する情報がその時間的な変化を示す時系列信号としてリアルタイムで取得され、これが演算処理装置２１３、記録装置２１４に送られる。
【００６９】
これと同時に、環境計測装置２１２にて試験体２１０側の位置センサ２２３および形状計測センサ２２４と、トーチ２１１側の位置センサ２２５およびＣＣＤカメラ２２６とからの計測情報に基づいて試験体２１０および摸擬溶接部の位置・形状、摸擬溶接トーチ２１１の位置・角度等の摸擬溶接部と摸擬溶接トーチ２１１の連続的な位置関係等の情報がその時間的な変化を示す時系列信号としてリアルタイムで取得され、これが演算処理装置２１３、記録装置２１４に送られる。
【００７０】
次いで、演算処理装置２１３の演算処理にて次のように各種の仮想的な溶接状態の特徴量が算出される。
【００７１】
まず、２つの計測装置２０９、２１２からの各計測量に基づいて摸擬溶接部の形状と摸擬溶接トーチ２１１の相対的な位置関係とから溶接電圧値および溶接電流値が導き出され、これにより溶接状態の特徴を表わす１つの特徴量である摸擬溶接部に与える入熱量や入熱方向が算出される。
【００７２】
このように算出された入熱量や入熱方向と、摸擬溶接部の形状と、溶接士の手の動きから得られる摸擬溶接トーチ２１１の移動速度および溶加材の送給量とから溶接状態の特徴を表わす１つの特徴量である摸擬溶接部の溶融状態や溶着状態が算出される。
【００７３】
前述で算出された溶接電圧値および溶接電流値を摸擬溶接プロセス記録装置２１４に予め入力されている条件と照らし合わせることにより、摸擬溶接部から発生する可聴音の周波数特性が算出される。
【００７４】
このような特徴量の算出に際し、その演算で必要な両計測装置２０９、２１２からの計測値の一部が環境ノイズの混入等により欠落した場合、欠落していない計測値の情報を予め設定してある物理モデルなどに照らし合わせて推定した値と、記録装置１４に保存されている単位時間前の計測値とを用いることにより情報の補完が行われる。
【００７５】
このように算出された各種の仮想的な溶接状態の特徴量は、記録装置２１４、判定装置２１５、画像生成装置２１６、および知覚提示装置２１８に送られる。
【００７６】
まず、判定装置２１５においては、演算処理装置２１３にて算出された各種の仮想的な溶接状態の特徴量と、記録装置２１２に予め記録されている適正な溶接状態の特徴量の情報とが比較参照され、現時点での溶接欠陥発生の有無と、摸擬溶接プロセスの記録装置２１２に常時記録されている時系列的な溶接状態の特徴量の変化量から適正な施工条件からの逸脱の可能性の有無などが判定され、逸脱している場合にはその偏移量も算出され、最適な溶接状態に導くために必要な摸擬溶接トーチ２１１の位置・角度および移動速度等の値が算出される。ここでの判定結果および算出量は、記録装置２１４、表示装置２１７、および知覚提示装置２１８に送られる。
【００７７】
また、画像生成装置２１６では、演算処理装置２１３からの各種の仮想的な溶接状態の特徴量から摸擬溶接部の三次元モデルが作成される。そして、動作計測装置２０９で得られた溶接士６の頭の位置・動きの情報と、環境計測装置２１２で得られた摸擬溶接部の３次元的位置関係および形状の情報とからコンピュータグラフィックス技術を用いることにより溶接士２０６の視点から実際に溶接を行った場合に視覚情報として得られる溶接部を摸擬した仮想的な画像２４１（図９参照）と、溶接士の頭の位置・動きに関係せず、視点位置を固定した場所での溶接部を摸擬した仮想的な画像２３３（図８参照）とがそれぞれ生成される。ここで生成された２つの画像２４１、２３３は、知覚提示装置２１８および表示装置２１７に送られる。
【００７８】
次いで、表示装置２１７では、図８に示すように、環境計測装置２１２に取付けられるＣＣＤカメラ２２６の映像２３１と、訓練で用いている試験体２１０の材質や溶接方法などの各種の訓練条件２３２と、前述の画像生成装置２１６で生成された視点位置を固定した場所での溶接部を模擬した仮想的な画像２３３と、記録装置２１４に予め記録した熟練者の模範とすべき溶接部の仮想的な画像２３４と、演算処理装置２１３で算出された各種の仮想的な溶接状態の特徴量のプロセストレンド２３５と、判定装置２１５で得られた判定結果および算出量の情報２３６とがそれぞれ表示され、これにより溶接訓練指導を行う指導員などの第三者に現在の訓練状況が把握可能となる。
【００７９】
これと同時に、知覚提示装置２１８では、演算処理装置２１３にて算出された各種の仮想的な溶接状態の特徴量と、判定装置２１５で得られた判定結果および算出量と、画像生成装置２１６で生成された溶接部を摸擬した仮想的な画像とに基づいて溶接士に現在の摸擬溶接状態を視覚・触覚・聴覚などの様々な知覚に対して提示すると共に現在の状況から適正な溶接を行う上で溶接士がとるべき動作内容とタイミングを提示する。
【００８０】
図９に示すように、視覚には、画像生成装置２１６で得られた溶接部を摸擬した仮想的な画像２４１と、演算処理装置２１３において算出された各種の仮想的な溶接状態の特徴量のプロセストレンド２３５と、判定装置２１５で得られた算出量から適正な溶接を行う上で溶接士２０６が次に行う手の動きのガイドとなるような線画２４２とを組合せた画像を、保護マスク２０９を通して溶接士２０６が見られる視野２４３の中に重畳して表示することにより、溶接士２０６に視覚情報２４４を提示する。
【００８１】
なお、視覚以外の提示方法としては、図１０に示すように、力覚や触覚として判定装置２１５で得られた算出量から適正な溶接を行う上で溶接士２０６が次に行う手の動きを、与圧制御装置２５１により与圧装置２５２から与圧チューブ２５３への圧力送給を制御し、保護手袋２０７に取り付けられた複数の与圧シート２５４を膨張させることにより触覚刺激を発生させる手段を採用することも可能である。この場合、例えば摸擬溶接トーチの移動速度を上げるように提示したい場合には、親指以外の与圧シート２５４ａに圧力を加えることにより、溶接士２０６に手を押されている感覚を与える。
【００８２】
また、聴覚を利用した手段として、例えば演算処理装置２１３で算出された可聴音の周波数特性から合成音を生成して提示するものを採用することが可能である。
【００８３】
また、摸擬溶接終了後には、記録装置２１４に記録されている情報を演算処理装置２１３、判定装置２１５、および表示装置２１７にプレイバックすることにより、摸擬溶接訓練で行われた内容が再生可能ため、溶接士は容易に自分の行った動作の問題点を理解することが可能となる。
【００８４】
従って、この実施の形態によれば、実際の溶接施工時に近い溶接部の状況を摸擬した情報を溶接訓練中の溶接士に提示すると共に、適正な溶接施工に導く提示手段を有するため、極めて有効な溶接訓練を行うことが可能となる。
【００８５】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明に係る手溶接支援装置および手溶接支援方法によれば、従来実施されていなかった手溶接環境における溶接士への溶接プロセスに関する詳細情報の提供による溶接タスク遂行のオンライン支援が実現でき、溶接品質の安定化、手溶接の脱技能化、溶接士の負担軽減を図ることができる。また、本支援装置および支援方法により、集録された手溶接プロセスのデータをオフラインで活用し、施工後の溶接部非破壊検査の結果得られる溶接欠陥部と手溶接施工作業状態の対応を詳細に分析すれば、溶接不良の発生メカニズムおよびその特徴を詳細に把握できるようになる。
【００８６】
この発明に係る手溶接訓練装置および手溶接訓練方法によれば、実際の溶接施工時に近い溶接部の状況を摸擬した情報を溶接訓練中の溶接士に提示でき、これにより溶接条件の良否を即座に判断しながら訓練できるだけでなく、訓練後に自身の溶接動作を熟練者のそれと客観的に比較できる。その結果、溶接士が自身の溶接作業の良否を容易に理解可能となり、模擬溶接訓練において溶接施工上の技術を容易かつ効率よく習得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る手溶接支援装置の全体構成を示す概略ブロック図。
【図２】溶接士動作計測装置および溶接環境計測装置の詳細を示す概要図。
【図３】溶接状態知覚提示装置の視覚提示例を説明する概要図。
【図４】溶接状態知覚提示装置の視覚提示例を説明する概要図。
【図５】溶接プロセス表示装置の画面表示例を示す概要図。
【図６】第２の実施の形態に係る手溶接訓練装置の全体構成を示す概略ブロック図。
【図７】摸擬溶接訓練動作計測装置および溶接訓練環境計測装置の詳細を示す概要図。
【図８】摸擬溶接プロセス表示装置の表示内容を説明する概要図。
【図９】摸擬溶接状態知覚提示装置の視覚に関わる提示内容を説明する概要図。
【図１０】摸擬溶接状態知覚提示装置の力覚・触覚に関わる提示方法を説明する概要図。
【図１１】従来例の摸擬実技訓練で用いる装置の全体構成を示す概念図。
【符号の説明】
１０１  溶接士動作計測装置（データ計測手段）
１０２  溶接環境計測装置（データ計測手段）
１０３  溶接プロセス記録装置（記録保持手段）
１０４  演算処理装置（特徴量抽出手段）
１０５  溶接状態判定装置（溶接状態判定手段）
１０６  溶接プロセス表示装置（表示手段）
１０７  溶接状態知覚提示装置（溶接状態提示手段）
１０８  保護マスク
１１０  保護手袋
１１１  開先
１１２  溶接母材
１１３  ビード
１１４  トーチ
１１５  溶融池
１２１  動作計測センサ部
１２２  溶接士動作の特徴抽出部
１２３  環境計測センサ部
１２４  溶接環境の特徴抽出部
１３１  与圧装置
１３２  与圧制御装置
１３３  与圧チューブ
１３４  与圧シート
１４１  保護マスクからの視野
１４２  センサ時系列信号
１４３  溶接部拡大画像
１４４  アーク位置
１４５  トーチ先端位置
１４６  ビード
１４７  溶融池
１５１  溶接部ビード可視画像
１５２  センサ出力時系列信号
１５３  信号処理結果画像
１５４  該当溶接部拡大画像再生画面
１５５  保護マスクからの視野画像再生画面
２０１  施工条件の設定器
２０２  ライトペン
２０３  受光ボード
２０４  比較器
２０５  結果表示器
２０７  保護手袋
２０８  保護マスク
２０９  溶接士訓練動作計測装置（データ計測手段）
２１０  試験体
２１１  摸擬溶接トーチ
２１２  溶接訓練環境計測装置（データ計測手段）
２１３  演算処理装置（特徴量抽出手段）
２１４  摸擬溶接プロセス記録装置（記録保持手段）
２１５  摸擬溶接状態判定装置（摸擬溶接状態判定手段）
２１６  摸擬溶接環境画像生成装置（画像生成手段）
２１７  摸擬溶接プロセス表示装置（表示手段）
２１８  摸擬溶接状態知覚提示装置（模擬溶接状態提示手段）
２２０、２２１  位置・方位センサ
２２２、２２６  ＣＣＤカメラ
２２３、２２５  位置センサ
２２４  形状計測センサ
２５１  与圧制御装置
２５２  与圧装置
２５３  与圧チューブ
２５４  与圧シート
ＰＳ  溶接士
【図１】
0004129342.tif 000002
【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】
0004129342.tif 000007
【図７】
0004129342.tif 000008
【図８】
0004129342.tif 000009
【図９】
0004129342.tif 000010
【図１０】
0004129342.tif 000011
【図１１】
0004129342.tif 000012