JP2003205381A - レーザ溶接における不良判定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ溶接におけるブローホールの有無を自
動判定できるようにする。 【解決手段】 レーザ溶接による溶接部４の画像を撮像
手段１により撮像し、不良判定装置２において、得られ
た画像についてテクスチャ解析を行う。溶接部４にブロ
ーホールが発生すると、溶接部の表面形状には独特の縞
模様が現れる。これをテクスチャ解析することにより、
自動的にブローホールの発生の有無を判定することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ溶接におい
て、溶接部の不良の有無を判定する方法及び、その方法
を実施する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ溶接において、ブローホールの発
生は品質上の大きな問題となる。ブローホールは、レー
ザ溶接中の溶融金属内でのガスの急激な膨張などにより
発生する。ブローホールが発生すると、溶融金属が噴出
して中心部がえぐられた穴状となり、その周辺部に噴出
金属が堆積するためクレータのような形状となる。ブロ
ーホールが発生すると溶接が不十分なものとなり、所期
の強度を得ることができない。このため、レーザ溶接の
終了後、オフラインにて作業者が目視検査によりブロー
ホールの有無の判定を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、作業者によ
る目視検査では、ヒューマンエラーが発生し易く、不良
品が後工程に流出してしまうことがある。また、目視検
査のための専任の作業者が必要となり、製造コストを引
き上げる要因となっている。本発明は、レーザ溶接にお
けるブローホールの有無を自動判定できるようにするこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明では、レーザ溶接による溶接部の画像を撮像
手段により撮像し、得られた画像に対してテクスチャ解
析を行う。これにより、ブローホールの有無を自動的に
判別することができ、ヒューマンエラーの発生を防止
し、専任の作業者の配置を不要とすることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明をスポット溶接の不良判定
に適用した実施形態について、図を用いて説明する。な
お、本発明は、スポット溶接に限るものではなく、レー
ザ溶接であればその外の溶接にも適用できるものであ
る。図１は、レーザ溶接における溶接部の不良判定を実
施するための構成を示す。ＣＣＤカメラ１が不良判定装
置２に接続される。不良判定装置２は、コンピュータに
より構成され、画像処理部５、判定部６を具備する。画
像処理部５は、撮影画像についてテクスチャ解析を行
い、判定部６は、判定の結果に基づいて溶接部の不良の
有無を判定する。

【０００６】被溶接材３に対するレーザ溶接の作業が終
了すると、ＣＣＤカメラ１は、自動的に溶接部４の撮影
が可能な位置に移動させられ、溶接部４の撮影を行う。
なお、このような操作を行う機構については従来種々の
ものが提案されており、任意のものを採用できる。撮影
された画像は、不良判定装置２に送信される。

【０００７】図２は、ＣＣＤカメラ１により撮影され、
不良判定装置２に入力された画像を示す。（Ａ）は正常
な溶接部４の画像を示し、（Ｂ）はブローホールが発生
した溶接部４の画像を示す。溶接部の表面には、溶接点
を中心として凹凸ができる。溶接部を撮影した画像で
は、上記の凹凸はリング状の縞模様となって表れる。ま
た、各縞模様は、異なる濃度（輝度）で写る。図におい
ては輝度を数字０〜３（０：低輝度、３：高輝度）で表
している。

【０００８】（Ａ）の正常な溶接部４を撮影した画像
は、中心から周辺部にかけてほぼ均一な輝度を示す。
（Ｂ）のブローホールが発生した溶接部４は、既に説明
したように、溶接部４はクレータのような形状となる。
このため、溶接部４を撮影すると、中心部から周辺部に
かけて多数のリング状の縞模様が形成される。また、縞
模様の中に、高輝度（輝度値３）のものが生じる。

【０００９】不良判定装置２においては、縞模様を識別
してブローホールの発生の有無を判定するために、画像
処理部５により画像のテクスチャ解析を行う。図３は、
図２の画像から得られたイメージデータの配列を示す。
図３では、Ｒ(Row）方向及びＣ（Column）方向に画素が
配列され、各画素のイメージデータ（輝度値）が０〜３
の値で表示されている。なお、図示の画素数及びイメー
ジデータの数値は、理解を容易にするため実際の図２に
示す画像の場合より少なくなっている。

【００１０】テクスチャ解析のための解析式を次に示
す。なお、解析式としては、以下のものに限らず、その
外のテクスチャ解析のための式を使用することができ
る。

【数１】 上記の〔数１〕は、図３のイメージデータの配列から、
Ｒ×Ｃ分の各画素のイメージデータの二乗値を求め、そ
の総和を演算したものであり、エネルギを示している。

【００１１】図２に示す画像について〔数１〕を適用す
ると、（Ａ）に示す正常な溶接部４の場合は、解析値が
43,393,266となり、（Ｂ）に示すブローホールが発生し
た溶接部４の場合は、解析値が68,668,423となる。した
がって、良否判定のしきい値を50,000,000に設定すれ
ば、これを超える（Ｂ）の場合はブローホールが発生し
ていて、（Ａ）の場合は正常であるとの判別が可能とな
る。

【００１２】判定部６は、画像処理部５から得た解析値
を所定のしきい値と比較し、解析値がしきい値を超えれ
ば、不良が発生したことを出力し、しきい値以下であれ
ば、正常であることを出力する。この出力の方法として
は、ディスプレイ上の表示、合格音・警報音の発生など
の方法を取ることができる。以上説明した実施形態によ
れば、レーザ溶接におけるブローホールの発生の有無を
自動的に判別することができる。したがって、ヒューマ
ンエラーの発生が防止され、更に、専任の作業者が不必
要になる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ溶接におけるブ
ローホールの有無を自動判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した装置の構成を示す図である。

【図２】図１のＣＣＤカメラにより撮影した溶接部の画
像を示す図である。

【図３】図１の不良判定装置が行うテクスチャ解析にお
けるイメージデータの配列を示す図である。

【符号の説明】

１…ＣＣＤカメラ ２…不良判定装置 ３…被溶接材 ４…溶接部 ５…画像処理部 ６…判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA90 AB02 CA04 EA12 EA16 EB01 EB05 ED08 4E068 BA00 CA17 CA18 CB02 CC02 5B057 AA04 DA03 DC22

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ溶接による溶接部を撮像手段によ
   り撮影し、 この撮影した画像についてテクスチャ解析を行い、 テクスチャ解析の結果の値と所定のしきい値とを比較
   し、 前記結果の値が前記しきい値を超えた場合には、ブロー
   ホールが発生したと判定すること、 を特徴とするレーザ溶接における不良判定方法。
2. 【請求項２】 レーザ溶接による溶接部を撮像手段によ
   り撮影した画像が入力され、この画像についてテクスチ
   ャ解析を行う画像処理部と、 前記テクスチャ解析の結果の値と所定のしきい値とを比
   較し、前記結果の値が前記しきい値を超えた場合は、ブ
   ローホールが発生したと判定する判定部と、 を具備することを特徴とするレーザ溶接における不良判
   定装置。