JP2011167697A - Method and device for determining laser welding quality - Google Patents

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紘次朗 山口
Ken Shiwayama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for determining laser welding quality which enable false determination of defective welding to be suppressed and enable image processing loads to be suppressed. <P>SOLUTION: The method and the device for determining laser welding quality are provided. The method determines welding quality of a weld part (b) when the predetermined laser welding apparatus irradiates the weld part with laser beam (La) and welds superposed plate-like members (P1, P1) to be welded, during the welding. The method includes a first determination step of determining presence/absence of defective weld of the weld part based on the intensity of the laser beam generated from the weld part when irradiating the weld part of a member to be welded with laser beam, and a second determination step of determining the weld state of the weld part by processing by a predetermined image forming apparatus, the beam image of the weld part which is determined to be defective only when the weld of the weld part is determined to be defective by the first determination step. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ溶接品質判定方法及びその装置に係り、特に、所定のレーザ溶接装置によりレーザ光を照射して重ね合わされた板状の被溶接部材を互いに溶接する際の溶接部の溶接品質を判定するレーザ溶接品質判定方法及びレーザ溶接品質判定装置に関する。   The present invention relates to a laser welding quality determination method and an apparatus therefor, and in particular, the welding quality of a welded portion when welding plate-like welded members that are overlapped by irradiating laser light with a predetermined laser welding apparatus. The present invention relates to a laser welding quality judgment method and a laser welding quality judgment device.

従来、例えば自動車の車体のルーフやピラーなどにおいて、板と板とを両側から電極で加圧するスポット溶接を用いて互いに接合することが知られている。このようなスポット溶接では、スポット溶接用のシャンクの撓みによる板との接触による分流により溶接不良が生じたり、自動車の場合であれば、車体剛性を高めるために溶接箇所を複数設けなければならないなどの問題があった。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a roof or a pillar of an automobile body, it is known that plates are joined to each other using spot welding in which electrodes are pressed from both sides with electrodes. In such spot welding, poor welding occurs due to a shunt due to contact with the plate due to bending of the spot welding shank, or in the case of an automobile, a plurality of welding locations must be provided to increase the rigidity of the vehicle body. There was a problem.

一方、レーザ溶接であれば、板の片方側からレーザ光を当てるものであり、連続溶接(線状に溶接)も可能であるので、近年、よく用いられるようになってきている。しかしながら、レーザ溶接では、スポット溶接のように、板と板を両側から加圧するものではないので、板と板との隙間(板間隙)の管理が難しく、スポット溶接よりも溶接不良が生じやすい、即ち、溶接部に欠陥(吹上げ、溶け落ち、穴あき、アンダーフィル、ビット発生など)が生じるという問題があった。   On the other hand, in the case of laser welding, laser light is applied from one side of a plate, and continuous welding (welding in a linear shape) is also possible. However, in laser welding, unlike spot welding, the plates are not pressed from both sides, so it is difficult to manage the gap between the plates (plate gap), and welding defects are more likely to occur than spot welding. That is, there has been a problem that defects (such as blow-up, melt-down, perforation, underfill, and bit generation) occur in the weld.

そのため、レーザ溶接部の品質を判定する必然性、或いは、板間隙を管理する必要が生じることになる。
そこで、従来、例えば、特許文献1には、レーザ溶接時の被溶接物のキーホール部に発生するプラズマ光像を高速度カメラにより取込み、得られた画像を即時且つ連続して画像処理することにより、プラズマ光像の傾き角を求めて、溶接品質の良否を判定するレーザ溶接品質検査方法及び装置が開示されている。
Therefore, it becomes necessary to determine the quality of the laser welded part, or it is necessary to manage the plate gap.
Therefore, conventionally, for example, in Patent Document 1, a plasma light image generated in a keyhole portion of an object to be welded during laser welding is captured by a high-speed camera, and the obtained image is immediately and continuously image processed. Discloses a laser welding quality inspection method and apparatus for determining the quality of welding quality by obtaining the tilt angle of a plasma light image.

また、特許文献2には、レーザ溶接した箇所が板間隙により異常が生じることが開示されていると共に、レーザ溶接した箇所からの光の周波数成分の変動を解析してそのレーザ溶接部の品質を判定するレーザ溶接部の品質判定装置及び方法などが開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses that an abnormality occurs in a laser welded portion due to a gap between the plates, and also analyzes the variation of the frequency component of light from the laser welded portion to determine the quality of the laser welded portion. An apparatus and method for determining the quality of a laser welding part to be determined are disclosed.

特開2004−066267JP2004-0666267 特開2006−159242JP 2006-159242 A

しかしながら、特許文献1の方法及び装置は、キーホール部からのプラズマ光を即時且つ連続して画像処理して溶接するものであり、その処理装置の処理能力の負荷が非常に重たいものになる。また、高速度カメラを用いたり、処理装置の高いコンピュータを用いたりするので、コストが高いものになってしまう。   However, the method and apparatus of Patent Document 1 perform welding immediately after image processing of plasma light from the keyhole portion, and the load on the processing capability of the processing apparatus becomes very heavy. Moreover, since a high-speed camera is used or a computer with a high processing apparatus is used, the cost becomes high.

ここで、レーザ溶接においては、所謂、溶け落ちと言われるような溶接不良が生じ、最終的に穴あきと言われる欠陥が生じる場合がある。ところが、溶け落ちた金属(レーザ光により溶かされた被溶接物である金属板)は、板間隙や板間の傾きの状態によっては、まだ溶けた状態の金属の表面張力などにより、再度、その溶接部の穴あきの部分を埋め戻すように流動するような現象が生じて、結果的に穴あきの欠陥が生じないことがある。なお、このような場合でも、溶接強度は保たれる。   Here, in laser welding, a so-called so-called welding failure occurs, and a defect referred to as a hole may eventually occur. However, the melted metal (the metal plate that is the object to be welded melted by the laser beam) depends on the surface tension of the still melted metal depending on the gap between the plates and the inclination between the plates. There is a case where a phenomenon occurs in which a holed portion of a welded portion flows back to be filled, and as a result, a holed defect does not occur. Even in such a case, the welding strength is maintained.

このような現象に対し、上述した特許文献2の方法及び装置では、レーザ光を照射した溶接部から発生する光のみで溶接部の品質を判定しているため、そのような、結果的に穴あきの欠陥が生じない場合も、欠陥である、と誤判定(溶接不良誤判定)をしてしまうものである。   With respect to such a phenomenon, the method and apparatus of Patent Document 2 described above determines the quality of the welded part only by the light generated from the welded part irradiated with the laser beam. Even when no perforated defect occurs, it is erroneously determined to be a defect (welding failure erroneous determination).

また、特許文献2の方法及び装置では、高速度カメラを用いて、キーホール部、からのプラズマ光を即時に画像処理しているものであり、溶接した瞬間を画像処理するようにしているので、上述したような溶接不良誤判定をしてしまう可能性は高い。   Moreover, in the method and apparatus of patent document 2, using a high-speed camera, the plasma light from a keyhole part is image-processed immediately, and since the welding is image-processed, it is processed. There is a high possibility of erroneous determination of poor welding as described above.

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、画像処理負荷を抑制できるレーザ溶接品質判定方法及びレーザ溶接品質判定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、溶接不良誤判定を抑制し且つ画像処理負荷を抑制できるレーザ溶接品質判定方法及びレーザ溶接品質判定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a laser welding quality determination method and a laser welding quality determination apparatus that can suppress an image processing load.
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a laser welding quality determination method and a laser welding quality determination apparatus that can suppress erroneous determination of welding failure and suppress image processing load. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するために本発明は、所定のレーザ溶接装置によりレーザ光を照射して重ね合わされた板状の被溶接部材を互いに溶接する際の溶接部の溶接品質をその溶接中に判定する方法であって、被溶接部材の溶接部にレーザ光を照射した際に溶接部から発生する光の強度に基づいて溶接部の溶接の不良の有無を判定する第1判定ステップと、この第1判定ステップにより溶接部の溶接が不良であると判定されたときのみ、その溶接不良であると判定された溶接部の光像を所定の画像処理装置により画像処理して、その溶接部の溶接状態を判定する第2判定ステップと、を有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention determines the welding quality of a welded portion during welding when plate-like members to be welded that are overlapped by irradiating laser light with a predetermined laser welding apparatus are welded together. A first determination step for determining the presence or absence of welding defects in the welded portion based on the intensity of light generated from the welded portion when the welded portion of the member to be welded is irradiated with laser light; Only when it is determined that the welding of the welded portion is defective in one determination step, the optical image of the welded portion determined to be defective in welding is subjected to image processing by a predetermined image processing apparatus, and the welded portion of the welded portion is welded. And a second determination step for determining the state.

このように構成された本発明においては、第1判定ステップにより、溶接中の重ね合わされた板状の被溶接部材の溶接部の溶接が不良であると判定されたときのみ、第2判定ステップにより、その溶接不良であると判定された溶接部の光像を所定の画像処理装置により画像処理して、その溶接部の溶接状態を判定するので、所定の画像処理装置による画像処理負荷を抑制することが出来る。   In the present invention configured as described above, only when the welding of the welded portion of the overlapped plate-like welded members during welding is determined to be defective in the first determination step, the second determination step. The optical image of the welded part determined to be defective in welding is subjected to image processing by a predetermined image processing device, and the welding state of the welded part is determined, so that the image processing load on the predetermined image processing device is suppressed. I can do it.

本発明において、好ましくは、第2判定ステップは、第1判定ステップから所定時間の後に実行される。
このように構成された本発明においては、第1判定ステップによる溶接不良検出から所定時間の後に、第2判定ステップによる溶接部の溶接状態の判定が行われるので、例えば、第1判定ステップにおいて抜け落ちとして溶接不良と判定された溶接部が、その所定時間の間に埋め戻しなどの現象が生じた場合、第2判定ステップにおいて、溶接状態としては、穴あきなどの欠陥が生じていないと判定され、その結果、溶接不良誤判定を抑制することが出来る。また、画像処理を行う第2判定ステップは、第1判定ステップから所定時間の後に実行されるので、溶接不良であると判定された溶接部の画像取り込みを容易に行うことが出来る。さらに、画像処理により溶接状態を判定する第2判定ステップは、第1判定ステップにより溶接部の溶接が不良であると判定されたときのみ実行されるので、所定の画像処理装置による画像処理負荷も抑制される。
In the present invention, preferably, the second determination step is executed after a predetermined time from the first determination step.
In the present invention configured as described above, the welding state of the welded portion is determined in the second determination step after a predetermined time from the detection of the welding failure in the first determination step. If a phenomenon such as backfilling occurs during the predetermined time in the welded portion that is determined as poor welding, it is determined in the second determination step that there is no defect such as a hole in the welding state. As a result, erroneous determination of poor welding can be suppressed. Moreover, since the 2nd determination step which performs an image process is performed after the predetermined time from a 1st determination step, the image capture of the welding part determined to be a welding defect can be performed easily. Further, since the second determination step for determining the welding state by image processing is executed only when it is determined by the first determination step that the welding of the welded portion is defective, the image processing load by the predetermined image processing apparatus is also increased. It is suppressed.

上記の目的を達成するために本発明は、重ね合わされた板状の被溶接部材の溶接部にレーザ光を照射してそれらの板状の被溶接部材を互いに溶接するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段によりレーザ光が照射された溶接部から発生する光を検出する光検出手段と、この光検出手段により検出された溶接部から発生する光の強度に基づいて溶接部の溶接の不良の有無を判定する第1判定手段と、被溶接部材の溶接進行方向に対して、レーザ光照射手段の後方側に設けられ、溶接部から発生する光の光像を取り込む画像取込手段と、この画像取込手段により取り込まれた溶接部の光像を画像解析して、その解析された画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態を判定する第2画像処理判定手段と、第1判定手段により溶接部が溶接不良であると判定されたときのみ、その溶接不良であると判定された溶接部について、画像取込手段により取り込まれた溶接部の光像を画像解析して、その解析された画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態を判定するよう第2画像処理判定手段を制御する制御手段と、を有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a laser beam irradiating means for irradiating laser beams to the welded portions of the overlapped plate-like welded members and welding the plate-like welded members to each other. Light detection means for detecting light generated from a welded portion irradiated with laser light by the laser light irradiation means, and welding failure of the welded portion based on the intensity of light generated from the welded portion detected by the light detection means A first determination unit that determines the presence or absence of the image, and an image capturing unit that is provided on the rear side of the laser beam irradiation unit with respect to the welding progress direction of the member to be welded, and that captures an optical image of light generated from the welded portion, A second image processing determining unit that analyzes the optical image of the welded portion captured by the image capturing unit and determines a welding state of the welded portion based on the analyzed image analysis result; and a first determining unit Due to the weld failure, Only when it is determined that the welded part is determined to be defective in welding, the optical image of the welded part captured by the image capturing means is subjected to image analysis, and based on the analyzed image analysis result. And control means for controlling the second image processing judging means so as to judge the welding state of the welded portion.

このように構成された本発明においては、レーザ光照射手段により溶接されている重ね合わされた板状の被溶接部材の溶接部から発生する光の強度に基づいて溶接部の溶接の不良の有無を判定する第1判定手段により、まず、溶接部の溶接の不良の有無が判定され、制御手段は、この第1判定手段により溶接部が溶接不良であると判定されたときのみ、溶接不良であると判定された溶接部について、画像取込手段により取り込まれた溶接部の光像を画像解析し、その解析された画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態を判定するよう第2画像処理判定手段を制御するので、第2画像処理判定手段による画像処理負荷を抑制することが出来る。   In the present invention configured as described above, the presence or absence of welding defects in the welded portion is determined based on the intensity of light generated from the welded portion of the overlapped plate-like welded members welded by the laser beam irradiation means. The first determination means for determining first determines whether or not there is a welding defect in the welded portion, and the control means is poor in welding only when the first determining means determines that the welded portion is defective in welding. Second image processing determination so as to analyze the optical image of the welded portion captured by the image capturing means and determine the welded state of the welded portion based on the analyzed image analysis result. Since the means is controlled, the image processing load by the second image processing determination means can be suppressed.

本発明において、好ましくは、制御手段は、第1判定手段により溶接部が溶接不良であると判定された所定時間後に、溶接不良であると判定された溶接部について、画像取込手段により取り込まれた溶接部の光像を画像解析して、その解析された画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態を判定するよう第2画像処理判定手段を制御する。
このように構成された本発明においては、第1判定手段による溶接不良検出から所定時間の後に、溶接不良であると判定された溶接部について、第2画像処理判定手段による溶接部の溶接状態の判定が行われるので、例えば、第1判定手段において抜け落ちとして溶接不良と判定された溶接部が、その所定時間の間に埋め戻しなどの現象が生じた場合、第2画像処理判定手段において、溶接状態としては、穴あきなどの欠陥が生じていないと判定され、その結果、溶接不良誤判定を抑制することが出来る。また、第2画像処理判定手段は、第1判定手段から所定時間の後に画像処理を行うので、画像取込手段による溶接部から発生する光の光像の取り込みを溶接中随時行う場合、或いは、第1判定手段により溶接部が溶接不良であると判定されたときのみその光像の取り込みを行う場合を含め、溶接不良であると判定された溶接部の画像処理を適切に実行することが出来る。さらに、制御手段は、第1判定手段により溶接部の溶接が不良であると判定されたときのみ、第2画像処理判定手段を実行させるよう制御するので、第2画像処理判定手段による画像処理負荷も抑制される。
In the present invention, it is preferable that the control unit captures the welded portion determined to be poor welded by the image capturing unit after a predetermined time when the welded portion is determined to be poorly welded by the first determining unit. The second image processing determining means is controlled so as to analyze the optical image of the welded portion and determine the welding state of the welded portion based on the analyzed image analysis result.
In the present invention configured as described above, the welding state of the welded portion by the second image processing determining unit is determined for the welded portion determined to be welded after a predetermined time from the detection of the welding failure by the first determining unit. Since the determination is performed, for example, when a phenomenon such as backfilling occurs in a predetermined time in a welded portion that is determined to be defective due to dropout in the first determination unit, the second image processing determination unit performs welding. As a state, it is determined that a defect such as a hole is not generated, and as a result, erroneous determination of welding failure can be suppressed. In addition, since the second image processing determination unit performs image processing after a predetermined time from the first determination unit, when capturing the light image of the light generated from the welded portion by the image capturing unit at any time during welding, or It is possible to appropriately execute image processing of the welded portion determined to be poor in welding, including the case where the optical image is captured only when the welded portion is determined to be poorly welded by the first determining means. . Furthermore, since the control means controls the second image processing determination means to be executed only when the first determination means determines that the welding of the welded portion is defective, the image processing load caused by the second image processing determination means Is also suppressed.

本発明によるレーザ溶接品質判定方法及びレーザ溶接品質判定装置によれば、画像処理負荷を抑制しつつレーザ溶接の溶接部の品質の判定をすることが出来る。また、溶接不良誤判定を抑制し且つ画像処理負荷を抑制しつつレーザ溶接の溶接部の品質の判定をすることが出来る。   According to the laser welding quality determination method and the laser welding quality determination apparatus according to the present invention, it is possible to determine the quality of a welded part of laser welding while suppressing an image processing load. Further, it is possible to determine the quality of the welded part of laser welding while suppressing erroneous determination of welding failure and suppressing the image processing load.

本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置の概略構成を示す概略図である。It is the schematic which shows schematic structure of the laser welding quality determination apparatus by embodiment of this invention. レーザ光が照射された被溶接物の溶融状態とその溶接部で発生する光をいずれも説明のために可視化して示す概念図である。It is a conceptual diagram which visualizes and shows both the fusion | melting state of the to-be-welded object irradiated with the laser beam, and the light which generate | occur | produces in the welding part. 本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置により実行されるレーザ溶接品質判定方法による処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process by the laser welding quality determination method performed by the laser welding quality determination apparatus by embodiment of this invention. レーザ溶接中における溶接品質判定中の被溶接部品の状態及び溶接品質判定状況を示す図1及び図2に対応する概略図である。It is the schematic corresponding to FIG.1 and FIG.2 which shows the state of the to-be-welded part in the welding quality determination in laser welding, and the welding quality determination condition. 重ねあわされた板状の被溶接部材の溶接部の溶接状態をそれぞれ示す図である。It is a figure which shows the welding state of the welding part of the plate-shaped to-be-welded member overlapped, respectively. 溶融池をレーザ光を照射する方向から見た平面図であり、その図6(a)はレーザ光を照射したある時点での溶接部の状態を示し、図6(b)、(c)は、そのある時点から所定時間後の状態をそれぞれ示す図である。It is the top view which looked at the molten pool from the direction which irradiates a laser beam, The FIG. 6 (a) shows the state of the welding part in the time of irradiating a laser beam, FIG.6 (b), (c) is FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a state after a predetermined time from a certain point in time.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定方法及びレーザ溶接品質判定装置を説明する。
先ず、図1により、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置を説明する。
図1は、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置の概略構成を示す概略図である。
先ず、図1に示すように、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置1は、レーザ溶接機2と一体的に構成されている。レーザ溶接機2は、レーザ発振器4と、レーザ発振器4から出力されたレーザ光Laを伝送する伝送ファイバ6と、伝送ファイバ6から所定の角度で広がるレーザ光Laを平行光に変換するコリメートレンズ8と、平行光となったレーザ光を被溶接物の溶接点bに集光させるフォーカスレンズ10と、を有し、レンズ8、10は、加工ヘッド12内に設けられている。
Hereinafter, a laser welding quality determination method and a laser welding quality determination apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, a laser welding quality determination apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser welding quality determination apparatus according to an embodiment of the present invention.
First, as shown in FIG. 1, a laser welding quality determination apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is configured integrally with a laser welding machine 2. The laser welding machine 2 includes a laser oscillator 4, a transmission fiber 6 that transmits the laser light La output from the laser oscillator 4, and a collimator lens 8 that converts the laser light La spreading from the transmission fiber 6 at a predetermined angle into parallel light. And a focus lens 10 that condenses the laser light that has become parallel light at the welding point b of the workpiece, and the lenses 8 and 10 are provided in the processing head 12.

本実施形態では、被溶接物は、自動車のルーフやドアなどに使用される亜鉛メッキ鋼板P1、P2を想定し、これらを重ね合わせて、レーザ溶接機2によりレーザ光Laを照射して互いに溶接するものとする。   In the present embodiment, the workpieces are assumed to be galvanized steel plates P1 and P2 used for automobile roofs, doors, etc., and these are overlapped and irradiated with the laser beam La by the laser welding machine 2 to be welded to each other. It shall be.

また、レーザ溶接機2の加工ヘッド12内には、溶接点bで発生する光Lbのみを側方に反射するように斜めに傾けられたハーフミラー14が設けられている。光Lbについては、図2を用いて後述する。   Further, a half mirror 14 that is inclined obliquely so as to reflect only the light Lb generated at the welding point b to the side is provided in the processing head 12 of the laser welding machine 2. The light Lb will be described later with reference to FIG.

本実施形態によるレーザ溶接品質判定装置1は、このハーフミラー14で反射された光Lbを検出する光検出機16を有する。この光検出機16は、検出された光Lbの強度に基づいて溶接点bの溶接の不良の有無を判定する。   The laser welding quality determination apparatus 1 according to the present embodiment has a photodetector 16 that detects the light Lb reflected by the half mirror 14. The light detector 16 determines whether or not there is a welding defect at the welding point b based on the detected intensity of the light Lb.

また、本実施形態によるレーザ溶接品質判定装置1は、加工ヘッド12に取り付けられた画像処理装置18を有し、その画像処理装置18の被加工物側には、後述する、溶接部の溶融池から発生する光の光像を取り込むためのカメラ20が取り付けられている。画像処理装置18は、カメラ20により取り込まれた光像を画像解析し、その解析した画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態(欠陥の有無、どのような溶接形態であるか、溶接不良であるか否かなど)を判定する。   The laser welding quality determination apparatus 1 according to the present embodiment has an image processing device 18 attached to the processing head 12, and a weld pool, which will be described later, is provided on the workpiece side of the image processing device 18. A camera 20 for capturing an optical image of the light generated from is attached. The image processing device 18 performs image analysis on the optical image captured by the camera 20, and based on the analyzed image analysis result, the welding state of the welded portion (whether there is a defect, what type of welding it is, Or not).

また、本実施形態によるレーザ溶接品質判定装置1は、光検出機16及び画像処理装置18にそれぞれ接続された制御装置22を有する。この制御装置22は、後述するように、光検出機16により検出された光Lbによる溶接点bの溶接の不良の有無の判定結果に基づいて、画像処理装置18を制御する。また、制御装置22は、レーザ溶接機2の制御装置も兼ねており、レーザ発振器4のオンオフも制御する。   In addition, the laser welding quality determination apparatus 1 according to the present embodiment includes a control device 22 connected to the photodetector 16 and the image processing device 18. As will be described later, the control device 22 controls the image processing device 18 based on the determination result of the presence or absence of welding failure of the welding point b by the light Lb detected by the light detector 16. The control device 22 also serves as a control device for the laser welding machine 2 and controls on / off of the laser oscillator 4.

なお、この制御装置22により、光検出機16により検出された光Lbの強度に基づいて溶接点bの溶接の不良の有無を判定するようにしても良い。また、この制御装置22により、画像処理装置18により解析された画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態を判定するようにしても良い。また、制御装置22は、図1上で別体のものとして示しているが、画像処理装置20や、光検出機16や、レーザ溶接機2などに内蔵されていても良い。   In addition, you may make it determine the presence or absence of the welding defect of the welding point b by this control apparatus 22 based on the intensity | strength of the light Lb detected by the photodetector 16. FIG. Further, the control device 22 may determine the welding state of the weld based on the image analysis result analyzed by the image processing device 18. The control device 22 is shown as a separate unit in FIG. 1, but may be incorporated in the image processing device 20, the photodetector 16, the laser welding machine 2, or the like.

次に、図2により、レーザ光Laが照射された被溶接物の溶融状態と溶接点bで発生する光Lbについて説明する。図2は、レーザ光が照射された被溶接物の溶融状態とその溶接部で発生する光をいずれも説明のために可視化して示す概念図である。   Next, with reference to FIG. 2, the molten state of the workpiece to be irradiated with the laser beam La and the light Lb generated at the welding point b will be described. FIG. 2 is a conceptual diagram showing the melted state of the work piece irradiated with the laser light and the light generated at the welded portion, which are visualized for explanation.

先ず、レーザ光が照射された被溶接物の溶融状態を説明する。
図2に示すように、溶接点bに集光されたレーザ光La(図示せず)により、被加工物Pは加熱され、溶融、或いは、蒸発(沸騰)する。溶接点bでは、激しい沸騰による蒸気圧でキーホールと呼ばれる穴があく。本実施形態では、そのレーザ溶接プロセスにおいて、図1に示す加工ヘッド12(レーザ溶接品質判定装置1全体)は、亜鉛メッキ鋼板P1、P2に対し、図1上の右側から左側に相対的に移動しながらレーザ溶接するようにしており、図2に示すように、その溶接進行方向の後方には、溶融した金属がたまる溶融池が形成される。この溶融池では、溶けた金属が、徐々に放熱しながら凝固するようになっている。この溶融池での溶融金属の凝固していく過程では、もし、溶接点bで、「溶け落ち」や「穴あき」(図5参照)などの欠陥が生じていても、板間隙(レーザ溶接する亜鉛メッキ鋼板P1、P2間の隙間)やそれらの板間の傾きの状態によっては、まだ溶けた状態の金属の表面張力などにより、再度、その溶接部の「溶け落ち」や「穴あき」の部分を埋め戻すように流動するようないわゆる「埋め戻し」現象が生じて、結果的に「溶け落ち」や「穴あき」などの欠陥が生じないことがある。なお、亜鉛メッキ鋼板P1、P2が、亜鉛メッキ鋼板P1、P2に対して相対移動するようにレーザ溶接しても良く、その場合も図2に示す状態と同様の溶融状態となる。
First, the molten state of the work piece irradiated with laser light will be described.
As shown in FIG. 2, the workpiece P is heated, melted, or evaporated (boiling) by a laser beam La (not shown) focused on the welding point b. At the welding point b, a hole called a keyhole is formed by the vapor pressure due to intense boiling. In the present embodiment, in the laser welding process, the machining head 12 (laser welding quality determination apparatus 1 as a whole) shown in FIG. 1 moves relatively from the right side to the left side in FIG. Laser welding is performed, and as shown in FIG. 2, a molten pool in which molten metal accumulates is formed behind the welding direction. In this molten pool, the molten metal is solidified while gradually radiating heat. In the process of solidification of the molten metal in the molten pool, even if a defect such as “melting off” or “hole formation” (see FIG. 5) occurs at the welding point b, the plate gap (laser welding) Depending on the surface tension of the molten metal, depending on the state of the gap between the galvanized steel plates P1 and P2) and the inclination between the plates, the “melted out” and “perforated” of the welded portion again. In other words, a so-called “backfilling” phenomenon occurs in which the portion of the film flows backfilling, and as a result, defects such as “melting off” and “perforation” may not occur. The galvanized steel plates P1 and P2 may be laser-welded so as to move relative to the galvanized steel plates P1 and P2. In this case, the molten state is the same as the state shown in FIG.

次に、溶接部で発生する光を説明する。
溶接部で発生する光は、図2に示すように、主に、被溶接物に吸収されなかったレーザ光自体が反射される光(波長1060nm近傍)と、キーホールからの金属の蒸発によって発生するプラズマ光(波長1100nm以上)と、溶融池の溶融金属熱の放射による赤外線(600nm以下)と、がある。
本実施形態では、光検出機16では、光Lbとして、特定の波長領域に分光する分光フィルタ(図示せず)を使用して分光し、レーザの反射光及びプラズマ光を検出するようにしている。
Next, the light generated at the weld will be described.
As shown in FIG. 2, the light generated in the welded part is mainly generated by the light reflected by the laser beam itself that has not been absorbed by the workpiece (wavelength near 1060 nm) and the evaporation of the metal from the keyhole. Plasma light (wavelength 1100 nm or more) and infrared rays (600 nm or less) generated by radiation of molten metal heat in the molten pool.
In the present embodiment, the light detector 16 separates the light Lb using a spectral filter (not shown) that splits the light into a specific wavelength region, and detects the reflected light of the laser and the plasma light. .

次に、図3乃至図6により、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質装置により実行される本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定方法を説明する。
図3は、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置により実行されるレーザ溶接品質判定方法による処理の一例を示すフローチャートであり、図4は、レーザ溶接中における溶接品質判定中の被溶接部品の状態及び溶接品質判定状況を示す図1及び図2に対応する概略図であり、図5(a)乃至(c)は、重ねあわされた板状の被溶接部材の溶接部の溶接状態をそれぞれ示す図であり、図6は、溶融池をレーザ光を照射する方向である上方から見た平面図であり、その図6(a)はレーザ光を照射したある時点での溶接部の状態を示し、図6(b)、(c)は、そのある時点から所定時間後の状態をそれぞれ示す図である。図3において、Sは、各ステップを示す。
Next, the laser welding quality determination method according to the embodiment of the present invention executed by the laser welding quality apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing by the laser welding quality determination method executed by the laser welding quality determination apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows the parts to be welded during welding quality determination during laser welding. FIG. 5A to FIG. 5C are schematic views corresponding to FIGS. 1 and 2 showing the state of welding and the welding quality judgment status, and FIGS. 5A to 5C show the welding state of the welded portion of the overlapped plate-like welded members. FIG. 6 is a plan view of the molten pool as viewed from above, which is the direction in which the laser beam is irradiated, and FIG. FIGS. 6B and 6C are views showing a state after a predetermined time from a certain point in time, respectively. In FIG. 3, S indicates each step.

先ず、図3に示すように、S1において、図1に示す制御装置22によりレーザ発振器4がオンし、レーザ溶接機2によるレーザ溶接を開始すると共に、図示しない移動装置により、レーザ溶接品質判定装置1全体を図4の矢印Aに示す方向(溶接進行方向)に移動させ、被溶接部品である亜鉛メッキ鋼板P1、P2の連続溶接(線状に溶接)を開始する。   First, as shown in FIG. 3, in S1, the laser oscillator 4 is turned on by the control device 22 shown in FIG. 1, and laser welding by the laser welding machine 2 is started. 1 is moved in the direction indicated by arrow A in FIG. 4 (welding progress direction), and continuous welding (welding in a line) of the galvanized steel sheets P1 and P2 as the parts to be welded is started.

次に、S2に進み、図1に示す光検出機16が、被溶接部材P1、P2の溶接部にレーザ光Laを照射した際に溶接部から発生する光Lbの強度を検出する。
次に、S3に進み、光検出機16が、S2で検出した光Lbの強度に基づいて溶接点bの溶接の不良の有無を判定する。このS3では、例えば、図5(a)に示すようないわゆる「溶け落ち」と呼ばれる状態や、図5(b)に示すようないわゆる「穴あき」と呼ばれる状態のような欠陥があるか否かを検出する。欠陥としては、その他に、吹上げ、アンダーフィル、ビット発生などがある。
Next, it progresses to S2, and the photodetector 16 shown in FIG. 1 detects the intensity | strength of the light Lb generate | occur | produced from a welding part, when the laser beam La is irradiated to the welding part of the to-be-welded members P1 and P2.
Next, it progresses to S3 and the photodetector 16 determines the presence or absence of the welding defect of the welding point b based on the intensity | strength of the light Lb detected by S2. In S3, for example, whether there is a defect such as a so-called “melt-off” state as shown in FIG. 5A or a so-called “perforated” state as shown in FIG. 5B. To detect. Other defects include blow-up, underfill, and bit generation.

S3において、欠陥が検出されなかった場合は、レーザ溶接が良好に行われたものとしてS4に進み、このS4の後、本実施形態の場合、S2に戻る。   If no defect is detected in S3, it is determined that laser welding has been successfully performed, and the process proceeds to S4. After this S4, in the present embodiment, the process returns to S2.

S3において、欠陥が検出された場合は、S5に進む。
ここで、欠陥が検出された場合には、例えば、図6(a)に示すように、溶接部の溶接点bは、その上方から見ると、溶け落ちていたり(図5(a)のような状態)、穴あき(図5(b)のような状態)が生じていることが視覚的に分かる。上述したように、溶接点bにおいて「溶け落ち」や「穴あき」などの欠陥が生じていても、板間隙やそれらの板間の傾きの状態によっては、溶融池での溶融金属の凝固していく過程で、まだ溶けた状態の金属の表面張力などにより、再度、その溶接部の「溶け落ち」や「穴あき」の部分を埋め戻すように流動するようないわゆる「埋め戻し」現象が生じて、結果的に「溶け落ち」や「穴あき」などの欠陥が生じないことがある。
If a defect is detected in S3, the process proceeds to S5.
Here, when a defect is detected, for example, as shown in FIG. 6 (a), the welding point b of the welded portion is melted down when viewed from above (as shown in FIG. 5 (a)). It can be visually seen that there is a hole (a state as shown in FIG. 5B). As described above, even if a defect such as “burn-out” or “perforation” occurs at the weld point b, the molten metal solidifies in the molten pool depending on the gap between the plates and the inclination between the plates. In the process, the so-called “backfill” phenomenon occurs in which the “melted” or “holed” portion of the weld flows again due to the surface tension of the molten metal. As a result, defects such as “burn-out” and “perforation” may not occur.

そこで、本実施形態では、レーザ溶接が連続溶接であることを利用して、即ち、レーザ溶接品質判定装置1全体が矢印Aの方向に移動していることを利用して、図4及び図6に示すように、欠陥が生じていると判定されたある時点での溶接点bの真上に、所定時間後、画像処理装置18及びカメラ20が到着したとき(図4では、所定時間後の画像処理装置18、カメラ20、溶融池を仮想線で示す。また、図6において、所定時間後の溶接点bを、図6(b)では溶接点b’とし、図6(c)では溶接点b”とする)、その溶接点b’(或いは溶接点b”)において「埋め戻し」現象が生じ、結果的に「溶け落ち」や「穴あき」などの欠陥が無くなっているか否かを画像処理装置18による画像処理により判定するようにしている。そして、そのようなことが可能なように、画像処理装置18及びカメラ20は、レーザ溶接機2に一体的に取り付けられている。なお、所定時間後には、溶接点bは、溶融池の一部となっている。   Therefore, in the present embodiment, the fact that laser welding is continuous welding is used, that is, the fact that the entire laser welding quality determination apparatus 1 is moved in the direction of arrow A is shown in FIGS. As shown in FIG. 4, when the image processing apparatus 18 and the camera 20 arrive after a predetermined time just above the welding point b at a certain time when it is determined that a defect has occurred (in FIG. The image processing device 18, the camera 20, and the molten pool are indicated by phantom lines, and the welding point b after a predetermined time in Fig. 6 is a welding point b 'in Fig. 6 (b) and welding in Fig. 6 (c). Point b ″), whether or not a “backfill” phenomenon occurs at the weld point b ′ (or weld point b ″), and as a result, defects such as “burn-out” and “hole formation” are eliminated. The determination is made by image processing by the image processing device 18. Then, the image processing device 18 and the camera 20 are integrally attached to the laser welding machine 2 so as to be able to do so. In addition, after a predetermined time, the welding point b is a part of the molten pool.

具体的には、本実施形態では、制御装置22が、S3において欠陥が検出された時点から、S3において欠陥が検出された時点から所定時間、即ち、S3の判定の時点からカメラ20及び画像処理装置18が、欠陥が検出された溶接点bの真上に来るまでの時間をカウントする。所定時間は、カメラ20及び画像処理装置18のレーザ溶接機2に対する相対的な取付位置と、装置1の移動速度とから計算可能である。   Specifically, in the present embodiment, the control device 22 detects the camera 20 and the image processing from the time when the defect is detected in S3, for a predetermined time from the time when the defect is detected in S3, that is, from the time of determination in S3. The device 18 counts the time until it comes directly above the weld point b where the defect is detected. The predetermined time can be calculated from the relative mounting positions of the camera 20 and the image processing device 18 with respect to the laser welding machine 2 and the moving speed of the device 1.

そして、所定時間後に、S5において、カメラ20により溶接点b’(或いは溶接点b”)の光像を取り込み、S6において、画像処理装置18により、S5で取り込んだ光像を画像処理装置18で画像解析する。   Then, after a predetermined time, in S5, the optical image of the welding point b ′ (or welding point b ″) is captured by the camera 20, and in S6, the optical image captured in S5 is captured by the image processing device 18 in the image processing device 18. Image analysis.

次に、S7において、S6で解析した画像解析結果に基づいて溶接点b’(或いは溶接点b”)の溶接状態(欠陥の有無、どのような溶接形態であるか、溶接不良であるか否かなど)を判定する。   Next, in S7, based on the image analysis result analyzed in S6, the welding state of the welding point b ′ (or the welding point b ″) (presence / absence of a defect, what kind of welding is used, whether the welding is defective) Or the like).

S7において、例えば、図5(c)及び図6(b)に示すように、埋め戻し現象があり、欠陥が消滅している場合には、欠陥なし、と判定してS4に進む。S4の後は、S2に進み、上述した処理を繰り返す。   In S7, for example, as shown in FIGS. 5C and 6B, if there is a backfilling phenomenon and the defect has disappeared, it is determined that there is no defect, and the process proceeds to S4. After S4, it progresses to S2 and repeats the process mentioned above.

一方、S7において、例えば、図6(b)のように、埋め戻し現象が生じず、或いは、生じても十分ではない場合には、欠陥あり、と判定して、S8に進む。S8では、溶接不良が生じたものとして、所定の作業員などに警報などを発する。   On the other hand, in S7, for example, as shown in FIG. 6B, if the backfill phenomenon does not occur or is not sufficient, it is determined that there is a defect, and the process proceeds to S8. In S8, a warning or the like is issued to a predetermined worker or the like, assuming that a welding failure has occurred.

これらのS5乃至S7は、制御装置22により制御される。なお、所定時間のカウント、S5乃至S7の処理を、画像処理装置18自体で実行するように構成しても良い。なお、S5のカメラ20による画像取込処理は、画像処理装置18に大きな処理負担をかける訳ではないので、レーザ溶接工程中、常時行うようにし、S6による画像処理だけ、S3において欠陥が検出されたときのみ実行するようにしても良い。つまり、S5の処理を、S1とS2の間、或いは、S2とS3の間に実行するようにしても良い。   These S5 to S7 are controlled by the control device 22. Note that the predetermined time count and the processing of S5 to S7 may be executed by the image processing apparatus 18 itself. Note that the image capture processing by the camera 20 in S5 does not place a large processing burden on the image processing apparatus 18, so that it is always performed during the laser welding process, and defects are detected in S3 only by the image processing in S6. It may be executed only when That is, the process of S5 may be executed between S1 and S2, or between S2 and S3.

次に、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置及びレーザ溶接品質判定方法の作用効果を説明する。   Next, effects of the laser welding quality determination device and the laser welding quality determination method according to the embodiment of the present invention will be described.

先ず、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置1の作用効果を説明する。
本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置1は、レーザ溶接機2により溶接される重ね合わされた板状の亜鉛メッキ鋼板P1、P2の溶接部(溶接点b)から発生する光Lbの強度に基づいて溶接部の溶接の不良の有無を判定する光検出機16或いは制御装置22により、まず、溶接部の溶接の不良の有無が判定され、画像処理装置18は、この光検出機16或いは制御装置22により溶接部が溶接不良であると判定されたときのみ、カメラ20により取り込まれた溶接部(溶接点b’、b”)の光像を画像解析し、その解析された画像解析結果に基づいて溶接部(溶接点b’、b”)の溶接状態を判定するので、画像処理装置18による画像処理負荷を抑制することが出来る。
First, the operation and effect of the laser welding quality determination apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
The laser welding quality determination apparatus 1 according to the embodiment of the present invention is adapted to the intensity of the light Lb generated from the welded portions (welding points b) of the overlapped plate-like galvanized steel plates P1 and P2 welded by the laser welding machine 2. Based on the light detector 16 or the control device 22 that determines the presence or absence of welding defects in the welded portion, first, the presence or absence of welding defects in the welded portion is determined, and the image processing device 18 controls the light detector 16 or the control. Only when it is determined by the device 22 that the welded portion is poorly welded, the optical image of the welded portion (welded points b ′, b ″) captured by the camera 20 is subjected to image analysis, and the analyzed image analysis result is obtained. Since the welding state of the welded portions (welding points b ′ and b ″) is determined based on the image processing load on the image processing device 18 can be suppressed.

また、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置1は、光検出機16或いは制御装置22により溶接部(溶接点b)が溶接不良であると判定されたときのみ、カメラ20により、溶接不良であると判定された溶接部(溶接点b’、b”)から発生する光の光像を取り込むので、必要最小限な画像取り込みを行うことが出来る。   Moreover, the laser welding quality determination apparatus 1 according to the embodiment of the present invention uses the camera 20 only when the welded portion (welding point b) is determined to be poorly welded by the light detector 16 or the control device 22. Since the light image of the light generated from the welded portion (welding points b ′, b ″) determined to be is captured, the necessary minimum image capturing can be performed.

また、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定装置1は、光検出機16或いは制御装置22により溶接部(溶接点b)が溶接不良であると判定された所定時間後に、画像処理装置18により解析された画像解析結果に基づいて溶接部(溶接点b’、b”)の溶接状態を判定するので、例えば、第1判定手段において抜け落ちとして溶接不良と判定された溶接部(溶接点b)が、その所定時間の間に埋め戻しなどの現象が生じた場合、画像処理装置18において、溶接状態としては、穴あきなどの欠陥が生じていないと判定され、その結果、溶接不良誤判定を抑制することが出来る。また、画像処理装置18は、光検出機16或いは制御装置22による溶接不良の判定時点から所定時間の後に画像処理を行うので、溶接部(溶接点b’、b”)から発生する光の光像の取り込みを溶接中カメラ20により随時行う場合、或いは、溶接部(溶接点b)が溶接不良であると判定されたときのみその溶接部(溶接点b’、b”)の光像の取り込みを行う場合を含め、溶接不良であると判定された溶接部(溶接点b’、b”)の画像処理を適切に実行することが出来る。さらに、制御手段22は、溶接部(溶接点b)の溶接が不良であると判定されたときのみ、画像処理装置18による画像処理を実行させるよう制御するので、画像処理装置18による画像処理負荷が抑制される。   Further, the laser welding quality determination device 1 according to the embodiment of the present invention uses the image processing device 18 after a predetermined time when the welded portion (welding point b) is determined to be poorly welded by the light detector 16 or the control device 22. Since the welding state of the welded portion (welding points b ′, b ″) is determined based on the analyzed image analysis result, for example, the welded portion (welded point b) determined as a defective weld by the first determination means. However, if a phenomenon such as backfilling occurs during the predetermined time, the image processing apparatus 18 determines that a defect such as a hole has not occurred as a welding state, and as a result, erroneous welding failure determination is performed. In addition, since the image processing device 18 performs image processing after a predetermined time from the determination point of welding failure by the light detector 16 or the control device 22, the welded portions (welding points b ′, b ) When taking the light image of the light generated by the camera 20 during welding, or only when it is determined that the weld (weld point b) is poorly welded (weld points b ′, b). The image processing of the welded portion (welded points b ′, b ″) determined to have poor welding can be appropriately executed, including the case where the optical image of “)” is captured. Furthermore, the control means 22 controls the image processing to be executed by the image processing device 18 only when it is determined that the welding of the welded portion (welding point b) is defective. Is suppressed.

次に、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定方法の作用効果を説明する。
本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定方法は、レーザ溶接機2によりレーザ光Laを照射して重ね合わされた亜鉛メッキ鋼板P1、P2を互いに溶接する際の溶接部(溶接点b)の溶接品質をその溶接中に判定する方法であり、被溶接部材である亜鉛メッキ鋼板P1、P2(以下、被溶接部材とする)の溶接部にレーザ光を照射した際に溶接部から発生する光の強度に基づいて溶接部(溶接点b)の溶接の不良の有無を判定する判定ステップS3(図3参照)と、この判定ステップS3により溶接部の溶接が不良であると判定されたときのみ、その溶接不良であると判定された溶接部(溶接点b’、b”)の光像を画像処理装置18により画像処理して(図3のS6)、その溶接部の溶接状態を判定する判定ステップ(S7)と、を有している。従って、第1判定ステップ(S3)により、溶接中の重ね合わされた板状の被溶接部材の溶接部の溶接が不良であると判定されたときのみ、第2判定ステップ(S6、S7)により、その溶接不良であると判定された溶接部の光像を画像処理装置18により画像処理して、その溶接部の溶接状態を判定するので、画像処理装置18の画像処理負荷を抑制することが出来る。
Next, the effect of the laser welding quality determination method according to the embodiment of the present invention will be described.
In the laser welding quality determination method according to the embodiment of the present invention, the welding quality of the welded portion (welding point b) when the galvanized steel plates P1 and P2 superimposed by irradiating the laser beam La with the laser welding machine 2 are welded to each other. The intensity of the light generated from the welded portion when the welded portion of the galvanized steel plates P1 and P2 (hereinafter referred to as the welded member) is irradiated with laser light. The determination step S3 (see FIG. 3) for determining the presence or absence of welding failure of the welded portion (welding point b) based on the above, and only when it is determined that the welding of the welded portion is defective by this determination step S3 Determination step of determining the welding state of the welded portion by performing image processing on the optical image of the welded portion (welding points b ′, b ″) determined to be poor welding by the image processing device 18 (S6 in FIG. 3). (S7) Accordingly, the second determination step (S6, S7) is performed only when it is determined in the first determination step (S3) that the weld of the welded portion of the overlapped plate-like welded members during welding is defective. ), The image processing device 18 performs image processing on the optical image of the welded portion determined to be defective in welding and determines the welded state of the welded portion, thereby suppressing the image processing load on the image processing device 18. I can do it.

また、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定方法は、上述したS6、S7による判定ステップは、上述したS3による判定ステップから所定時間の後に実行されるので、例えば、S3による判定ステップにおいて抜け落ちとして溶接不良と判定された溶接部(溶接点b)が、その所定時間の間に埋め戻しなどの現象が生じた場合、S6、S7による判定ステップにおいて、溶接状態としては、穴あきなどの欠陥が生じていないと判定され、その結果、溶接不良誤判定を抑制することが出来る。また、画像処理を行うS6、S7による判定ステップは、S3による判定ステップから所定時間の後に実行されるので、溶接不良であると判定された溶接部(溶接点b’、b”)の画像取り込みを容易に行うことが出来る。さらに、画像処理により溶接状態を判定するS6、S7による判定ステップは、S3による判定ステップにより溶接部(溶接点b)の溶接が不良であると判定されたときのみ実行されるので、画像処理装置18による画像処理負荷が抑制される。   Further, in the laser welding quality determination method according to the embodiment of the present invention, the determination step according to S6 and S7 described above is executed after a predetermined time from the determination step according to S3 described above. When a phenomenon such as backfilling occurs in the welded portion (welding point b) determined to be poor in welding during the predetermined time, in the determination step in S6 and S7, a defect such as a hole is present as a welding state. It is determined that it has not occurred, and as a result, erroneous determination of poor welding can be suppressed. In addition, since the determination steps S6 and S7 that perform image processing are executed after a predetermined time from the determination step S3, the image capturing of the welded portion (welding points b ′ and b ″) determined to have poor welding is performed. Further, the determination step by S6 and S7 for determining the welding state by image processing is performed only when the welding of the welded portion (weld point b) is determined to be defective by the determination step by S3. Since it is executed, the image processing load on the image processing device 18 is suppressed.

以上、本発明の実施形態によるレーザ溶接品質判定方法及びレーザ溶接品質判定装置によれば、溶接不良誤判定を抑制し且つ画像処理負荷を抑制しつつレーザ溶接の溶接部の品質の判定をすることが出来る。   As described above, according to the laser welding quality determination method and the laser welding quality determination device according to the embodiment of the present invention, it is possible to determine the quality of a welded portion of laser welding while suppressing erroneous determination of welding failure and suppressing image processing load. I can do it.

1 レーザ溶接品質判定装置
2 レーザ溶接機
8 コリメートレンズ
10 フォーカスレンズ
12 加工ヘッド
14 ハーフミラー
16 光検出機
18 画像処理装置
20 カメラ
22 制御装置
b 溶接点
La レーザ光
Lb 溶接点bで発生する光Lb
P1、P2 亜鉛メッキ鋼板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser welding quality determination apparatus 2 Laser welding machine 8 Collimating lens 10 Focus lens 12 Processing head 14 Half mirror 16 Photo detector 18 Image processing apparatus 20 Camera 22 Control apparatus b Welding point La Laser light Lb Light Lb generated at welding point b
P1, P2 Galvanized steel sheet

Claims (4)

所定のレーザ溶接装置によりレーザ光を照射して重ね合わされた板状の被溶接部材を互いに溶接する際の溶接部の溶接品質をその溶接中に判定する方法であって、
上記被溶接部材の溶接部にレーザ光を照射した際に溶接部から発生する光の強度に基づいて溶接部の溶接の不良の有無を判定する第1判定ステップと、
この第1判定ステップにより溶接部の溶接が不良であると判定されたときのみ、その溶接不良であると判定された溶接部の光像を所定の画像処理装置により画像処理して、その溶接部の溶接状態を判定する第2判定ステップと、を有することを特徴とするレーザ溶接品質判定方法。
A method for determining during welding the weld quality of a welded portion when welding plate-like members to be welded that are overlapped by irradiating laser light with a predetermined laser welding apparatus,
A first determination step of determining the presence or absence of welding failure of the welded portion based on the intensity of light generated from the welded portion when the welded portion of the welded member is irradiated with laser light;
Only when it is determined that the welding of the welded portion is defective in the first determination step, the optical image of the welded portion determined to be defective in welding is subjected to image processing by a predetermined image processing device, and the welded portion is processed. And a second determination step of determining the welding state of the laser welding quality determination method.
上記第2判定ステップは、上記第1判定ステップから所定時間の後に実行される請求項1記載のレーザ溶接品質判定方法。   The laser welding quality determination method according to claim 1, wherein the second determination step is executed after a predetermined time from the first determination step. 重ね合わされた板状の被溶接部材の溶接部にレーザ光を照射してそれらの板状の被溶接部材を互いに溶接するレーザ光照射手段と、
このレーザ光照射手段によりレーザ光が照射された溶接部から発生する光を検出する光検出手段と、
この光検出手段により検出された溶接部から発生する光の強度に基づいて溶接部の溶接の不良の有無を判定する第1判定手段と、
上記被溶接部材の溶接進行方向に対して、上記レーザ光照射手段の後方側に設けられ、溶接部から発生する光の光像を取り込む画像取込手段と、
この画像取込手段により取り込まれた溶接部の光像を画像解析して、その解析された画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態を判定する第2画像処理判定手段と、
上記第1判定手段により溶接部が溶接不良であると判定されたときのみ、その溶接不良であると判定された溶接部について、上記画像取込手段により取り込まれた溶接部の光像を画像解析して、その解析された画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態を判定するよう上記第2画像処理判定手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするレーザ溶接品質判定装置。
Laser light irradiation means for irradiating the welded portions of the overlapped plate-like welded members with laser light to weld the plate-like welded members to each other;
A light detection means for detecting light generated from the welded portion irradiated with the laser light by the laser light irradiation means;
First determination means for determining the presence or absence of welding defects in the weld based on the intensity of light generated from the weld detected by the light detection means;
An image capturing unit that is provided on the rear side of the laser beam irradiation unit with respect to the welding progress direction of the member to be welded, and that captures an optical image of light generated from the weld;
Image analysis of the optical image of the welded portion captured by the image capturing means, and second image processing determining means for determining the welding state of the welded portion based on the analyzed image analysis result;
Only when it is determined by the first determination means that the welded portion is defective in welding, the optical image of the welded portion acquired by the image capturing means is analyzed for the welded portion determined as defective in welding. And a control means for controlling the second image processing determination means so as to determine the welding state of the weld based on the analyzed image analysis result.
上記制御手段は、上記第1判定手段により溶接部が溶接不良であると判定された所定時間後に、溶接不良であると判定された溶接部について、上記画像取込手段により取り込まれた溶接部の光像を画像解析して、その解析された画像解析結果に基づいて溶接部の溶接状態を判定するよう上記第2画像処理判定手段を制御する請求項3記載のレーザ溶接品質判定装置。   The control means is configured such that, after a predetermined time when the welded portion is determined to be poorly welded by the first determining means, the welded portion that is determined to be poorly welded is the welded portion that is captured by the image capturing means. 4. The laser welding quality determination device according to claim 3, wherein the second image processing determination unit is controlled to analyze the optical image and determine the welding state of the weld based on the analyzed image analysis result.
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