JP2003294643A - 溶接部のピンホール判定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接部におけるピンホールの有無を溶接部の
正常な凹凸に左右されることなく、ピンホールのみを自
動判別することができる。 【解決手段】 本発明のピンホール判定装置は、紫外線
光の照射レベルを可変にできる紫外線源１と、ハロゲン
光源２と、紫外線に対応可能なＣＣＤカメラ３及びこの
カメラによって撮像された画像を判定する画像判定手段
４とを具備していて、紫外線の照射レベルを変えて撮像
した２種類の溶接部６の画像及びハロゲン光源によって
撮像した溶接部６の画像とによって、溶接部６のピンホ
ールの有無を判定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ溶接等の溶
接部にピンホールが発生しているかどうかを自動で判別
することができるピンホール判定方法とその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般にレーザ溶接等でワークの全周を溶
接する、いわゆるシーム溶接においては、気密性が保た
れないと品質上の大きな問題となるため、ヘリウム（Ｈ
ｅ）リークテスト機にて溶接部におけるピンホールの有
無を確認している。しかし、このＨｅリークテストでは
完全に貫通したピンホールは判別可能だが、貫通寸前の
ピンホールまでは判定できない。そのため、貫通寸前の
ピンホールがあると、その部分の耐久性が劣るため、製
品として出荷後に経年変化により貫通してしまうことが
ある。

【０００３】その対策として、従来では作業者がオフラ
インにて目視検査により貫通寸前のピンホールの有無を
検査している。ところが、目視検査ではヒューマンエラ
ーが発生し、不良品が後工程に流出してしまいクレーム
となることがある。また、専任の目視検査作業者が必要
なため、製品の製造コストを引き上げる要因となってい
る。

【０００４】そこで、特開平７−６３７０３号公報に開
示されるような金属板材表面の傷、打痕を画像処理で検
出する方法がある。この方法は、表面の傷や打痕に対し
て画像処理を行う際の前処理として浸透探傷剤を塗布
し、この浸透探傷剤にもとづく欠陥指示模様を画像処理
して、通常の画像処理では検出が困難な３次元の欠陥に
対しても、容易に検出できるようにしたものである。し
かしながら、溶接部は正常な溶接状態でも凹凸が発生す
ることから、この公知の方法を使用すると、正常品でも
不良判別してしまう恐れがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みなされたもので、その目的は、溶接部におけるピン
ホールの有無を溶接部の正常な凹凸に左右されることな
く、ピンホールのみを自動判別することにより不良品の
流出防止を図り、さらに溶接部の検査工程を自動化する
ことができるピンホール検出方法とその装置を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載のピンホール検出方法及びその装置を提供する。請
求項１に記載のピンホール判定方法は、紫外線光源を溶
接部に照射して紫外線に対応可能なカメラで撮像するこ
とにより、溶接部表面におけるピンホール又は凹部の有
無を検出し、次いでハロゲン光源を照射してカメラで撮
像することにより、ピンホールか凹部かを識別し、更
に、凹部の場合は、紫外線の照射レベルを変えて凹部に
照射する光を溶接部表面と同等レベルとして、カメラで
撮像することにより、凹部でのピンホールの有無を検出
するようにしたものである。これにより、溶接部の凹凸
に左右されることなくピンホールおよび貫通寸前のピン
ホールをも自動判別することができる。

【０００７】請求項２に記載のピンホール判定装置は、
請求項１の方法の発明を装置発明にしたものである。即
ち、この装置は、照射レベルを変えることができる紫外
線光源と、ハロゲン光源と、紫外線に対応可能なカメラ
及び撮像した画像を判定する画像判定手段とを備えてい
て、紫外線の照射レベルを変えて撮像した２種類の画像
及びハロゲン光源によって撮像した画像とによって、溶
接部のピンホールの有無を判定している。これにより、
溶接部の凹部に形成されたピンホールまで検出できるよ
うになり、溶接部の凹凸に左右されることなくピンホー
ルおよび貫通寸前のピンホールをも自動判別することが
でき、正常な溶接品でも不良判別してしまうという不都
合を回避できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
の形態のピンホールの判定方法及びその装置について説
明する。図１は、本発明の実施の形態のピンホール判定
装置の全体構成図である。本発明のピンホール判定装置
は、紫外線（ＵＶ）光を照射するＵＶ光源１と、紫外線
（ＵＶ）光とは異なる波長の光（可視光、赤外線）を放
射するハロゲン光源２と、ワーク５の溶接部６を撮像す
る、ＵＶ光に対応可能なＣＣＤカメラ３及びこのカメラ
３によって撮像した画像を判定する画像判定手段４とよ
り構成されている。

【０００９】ＵＶ光源１は、その照射レベルを上げた
り、下げたり可変にできる。ハロゲン光源２は、その照
射レベルを可変にすることはできず、ＵＶ光とは異なる
波長の光の放射する。また、カメラ３は、ＵＶ光源１か
らのＵＶ光に対してもまた当然ハロゲン光源２からの光
に対しても溶接部６の撮像が可能である。このカメラ３
によって撮像された画像（図２〜７参照）に基づいて、
画像判定手段４は、溶接部６におけるピンホールの有無
及び凹部（くぼみ）とピンホールとの識別を行う。

【００１０】上記のように構成されたピンホール判定装
置を使用したピンホール判定方法の手順を、図８のフロ
ーチャートによって説明する。本発明の溶接部の良否判
定方法は、ＵＶ光源とハロゲン光源との放射光の波長特
性の違いに着目してなされたものである。即ち、まずＵ
Ｖ光源１から、例えば照度７のＵＶ光をワーク５の溶接
部６に照射して、カメラ３で撮像する（ステップＳ
１）。この撮像された画像に基づき、画像判定手段４に
より影の有無（ピンホール又は凹部の有無）が判断され
る（ステップＳ２）。

【００１１】このステップＳ１でのＵＶ光源１を溶接部
６に照射した場合において、溶接部６にピンホールがあ
るワーク５Ａの画像を図２に、溶接部６に凹部（くぼ
み）がワーク５Ｂの画像を図３に示す。この図２，３か
ら分るように両図面共に黒い影が認識される。画像判定
手段４によりこのような影が認識された場合は、次のス
テップＳ３に進む。このような影が認識されなかった場
合は、溶接部６は正常と判定される。

【００１２】ステップＳ３においては、今度はハロゲン
光源２からの放射光を溶接部６に照射して、カメラ３で
撮像する。この撮像された画像に基づき、画像判定手段
４により影の有無（ピンホールか凹部かの識別）が判断
される（ステップＳ４）。このハロゲン光源２による溶
接部６の画像を、図４と図５に示す。この図４は、溶接
部６にピンホールがあるワーク５Ａの画像を示してお
り、図５は、溶接部６に凹部（くぼみ）があるワーク５
Ｂの画像を示している。図４には、影が認識されない
が、図５では影が認識されることから、ワーク５Ａはピ
ンホール有り、ワーク５Ｂは凹部（くぼみ）があると判
断できる。従って、ステップＳ４において影が認識され
ない場合は（図４参照）、溶接部６はピンホールのみと
判定され、影が認識された場合は（図５参照）、次のス
テップＳ５に進む。即ち、このハロゲン光源２による画
像においては、ピンホールか凹部（くぼみ）かの識別が
なされる。

【００１３】ステップＳ５においては、ＵＶ光源１の照
射レベルを、例えば照度８、に変えて、再度溶接部６を
カメラ３で撮像する。この凹部（くぼみ）に照射する光
を溶接部表面と同等レベルとする。この撮像された画像
に基づき、画像判定手段４により影の有無（ピンホール
の有無）が判断される（ステップ６）。このＵＶ光源１
の照度レベルをアップして照射した場合の溶接部６の画
像が、図６、７に示される。図６には、影が認識されな
いが、図７では影が認識されることから、凹部があるワ
ーク５Ｂのうち、影のないものは凹部（くぼみ）にピン
ホールがなく、単に凹部のみである（ワーク５Ｂ₁)と判
断され、図７のように影があるものについては、凹部
（くぼみ）にピンホールが有る（ワーク５Ｂ₂)と判断さ
れる。即ち、凹部と溶接部表面との照射レベルを同じに
することで、凹部でのピンホールの有無を容易に判別で
きるようにしている。

【００１４】このように、本発明では、溶接部の判定
を、（１）正常なもの、（２）ピンホールのみのもの
（ワーク５Ａ）、（３）凹部（くぼみ）のみのもの（ワ
ーク５Ｂ ₁)、（４）凹部にピンホールがあるもの（ワー
ク５Ｂ₂)、の４段階に渡って判別でき、溶接部の凹凸に
左右されることなくピンホールおよび貫通寸前のピンホ
ールをも自動判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のピンホール判定装置の全
体構成図である。

【図２】紫外線光源によるピンホールがある溶接部（ワ
ーク５Ａ）の写真である。

【図３】紫外線光源による凹部（くぼみ）がある溶接部
（ワーク５Ｂ）の写真である。

【図４】ハロゲン光源による凹部のない（ピンホールの
み）溶接部（ワーク５Ａ）の写真である。

【図５】ハロゲン光源による凹部のある溶接部（ワーク
５Ｂ）の写真である。

【図６】照度レベルを変えた紫外線光源による凹部のみ
のある溶接部（ワーク５Ｂ₁)の写真である。

【図７】照度レベルを変えた紫外線光源による凹部にピ
ンホールのある溶接部（ワーク５Ｂ₂)の写真である。

【図８】本発明の実施の形態のピンホール判定方法の手
順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…紫外線（ＵＶ）光源 ２…ハロゲン光源 ３…ＵＶ対応ＣＣＤカメラ ４…画像判定手段 ５…ワーク ６…溶接部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ溶接等の溶接部におけるピンホー
   ルの有無を自動判別するピンホール判定方法が、
   （１）．紫外線光源を該溶接部に照射して、紫外線に対
   応可能なカメラで撮像することにより、該溶接部表面の
   ピンホール又は凹部の有無を検出する段階と、（２）．
   ハロゲン光源を該溶接部に照射して、前記カメラで撮像
   することにより、ピンホールか凹部かを識別する段階
   と、（３）．前記紫外線光源の照射レベルを変えて、凹
   部に照射する光を該溶接部表面と同等レベルとすること
   で、該溶接部の凹部におけるピンホールの有無を検出す
   る段階と、を備えていることを特徴とするピンホール判
   定方法。
2. 【請求項２】 レーザ溶接等の溶接部におけるピンホー
   ルの有無を自動判別するピンホール判定装置が、 紫外線光の照射レベルを可変にできる紫外線光源と、前
   記紫外線光源とは別に設けられたハロゲン光源と、紫外
   線に対応可能なカメラ及び前記カメラによって撮像され
   た画像を判定する画像判定手段とを具備していて、 前記紫外線光源の照射レベルを変えて撮像した該溶接部
   の画像及び前記ハロゲン光源によって撮像した該溶接部
   の画像とによって、ピンホールの有無を判定することを
   特徴とするピンホール判定装置。