JP2014238387A - Welding quality inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車などで使用されるモータに備わるセグメントコイルの端部同士を溶接した溶接箇所の溶接品質を検査する溶接品質検査装置に関するものである。 The present invention relates to a welding quality inspection apparatus for inspecting the welding quality of a welded portion where end portions of segment coils provided in a motor used in a hybrid vehicle or an electric vehicle are welded to each other.
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車などで使用されるモータについては、モータの出力性能アップが追求されている中で例えば、断面矩形状のセグメントコイル(平角コイル線)を使用してステータコアを構成しているものがある。この種のステータとして、例えば、一対の直線部と連結部によりU字形状に構成されたセグメントコイルが、ステータコアのスロット内に装着され、連結部の配置側とは反対側に突出している一対の直線部の先端部が、円周方向に捻られ、他のセグメントコイルの円周方向に捻られた直線部と溶接されている。 In recent years, motors used in hybrid vehicles and electric vehicles have been pursued to improve the output performance of motors. For example, a segment core having a rectangular cross section (flat coil wire) is used to form a stator core. There is something. As this type of stator, for example, a pair of segment coils configured in a U shape by a pair of straight portions and a connecting portion are mounted in a slot of the stator core and protrude to the opposite side of the connecting portion arrangement side. The tip of the straight line portion is twisted in the circumferential direction and welded to the straight line portion twisted in the circumferential direction of the other segment coil.
ここで、ハイブリッド自動車や電気自動車などで使用されるモータでは高出力を必要とする。そのため、セグメントコイルの端部同士が溶接された溶接箇所(溶接玉)の品質確保が非常に重要となる。溶接玉の品質が悪い(溶接不良が発生する)と、その部分が大きな電気抵抗となって電流低下や発熱などが発生して、モータの出力低下を招いてしまうからである。 Here, a motor used in a hybrid vehicle or an electric vehicle requires a high output. For this reason, it is very important to ensure the quality of the welded portion (welded ball) where the end portions of the segment coil are welded together. This is because if the quality of the weld ball is poor (welding failure occurs), the portion becomes a large electric resistance, causing a decrease in current or heat generation, leading to a decrease in output of the motor.
セグメントコイルの端部同士が溶接された溶接箇所(溶接玉)の品質を確保するための技術として、例えば、特許文献1に記載された方法がある。ここに記載された技術では、ステータコアの端面に対して所定角度をなす方向から溶接箇所にリング照明によって光を照射して溶接箇所の画像をCCDカメラにより取得し、その取得された画像の中央位置で算出される溶け込み相関量に基づいて、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出するようになっている。 As a technique for ensuring the quality of a welded portion (welded ball) in which end portions of segment coils are welded together, for example, there is a method described in Patent Document 1. In the technique described here, light is irradiated to the welded part from the direction that forms a predetermined angle with respect to the end face of the stator core by ring illumination, and an image of the welded part is acquired by the CCD camera, and the center position of the acquired image On the basis of the penetration correlation amount calculated in (1), unwelded, melted, and insufficiently melted welds are detected.
しかしながら、上記の技術では、セグメントコイルの端部同士が溶接された溶接箇所(溶接玉)を撮像する際に、溶接玉に対してカメラと同軸方向から照明を照射しているため、背景(ステータコアの端面など)や溶接玉表面からの反射光の影響を受けてしまう場合があるという問題があった。すなわち、溶接玉の画像を正確に取得することができない場合があった。このような場合には、溶接玉における溶接品質を精度良く判断することができなかった。 However, in the above technique, when the welded portion (welded ball) where the ends of the segment coils are welded is imaged, the welding ball is illuminated from the direction coaxial with the camera. There is a problem that it may be affected by the reflected light from the surface of the welding ball or the surface of the weld ball. That is, there is a case where the image of the weld ball cannot be obtained accurately. In such a case, the welding quality in the weld ball could not be determined with high accuracy.
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ステータコアに配置されたセグメントコイルの端部同士を溶接した溶接箇所(溶接玉)における溶接品質を精度良く判断することができる溶接品質検査装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is possible to accurately determine the welding quality at a welding location (welding ball) in which end portions of segment coils arranged on the stator core are welded to each other. An object of the present invention is to provide a welding quality inspection apparatus capable of performing the above.
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、ステータコアのスロットに配置されたセグメントコイル同士を溶接した溶接箇所における溶接品質を検査する溶接品質検査装置において、前記溶接箇所を撮像する撮像部と、白色照明、または、前記セグメントコイルと同色または略同色の照明を前記溶接箇所に照射する第1光源と、前記第1光源の照射方向とは異なる方向から前記セグメントコイルの色と補色関係にある色の照明を前記溶接箇所に照射する第2光源と、前記撮像部で取得した撮像データに基づき、前記溶接箇所の各種寸法を算出して溶接品質を判断する演算部と、を有すること、を特徴とする。 One aspect of the present invention made in order to solve the above-described problems is an image pickup for picking up an image of the welded portion in a welding quality inspection device for inspecting the weld quality at the welded portion where the segment coils arranged in the slots of the stator core are welded together. And a color of the segment coil and a complementary color relationship from a direction different from the irradiation direction of the first light source, and a first light source that irradiates the welding portion with the same color or substantially the same color illumination as the segment coil A second light source that irradiates the welding spot with the illumination of a certain color, and a calculation unit that calculates the various dimensions of the welding spot and determines the welding quality based on the imaging data acquired by the imaging unit. It is characterized by.
この態様によれば、溶接箇所を撮像する際、第1光源から白色照明、または、セグメントコイルと同色または略同色の照明が溶接箇所に照射されるとともに、第2光源から色相関におけるセグメントコイルの色と補色関係にある色の照明が溶接箇所に照射される。ここで、第2光源からの照明により、溶接箇所における溶接玉の輪郭(外郭)を明確に浮かび上がらせることができる。これにより、撮像部は、背景(ステータコアの端面など)や溶接玉表面からの反射光の影響を受けることなく、溶接玉の画像を正確に安定して取得することができる。従って、演算部において、溶接箇所の各種寸法を正確に算出することができる結果、溶接品質を精度良く判断することができる。なお、算出する溶接箇所の寸法として、例えば、溶接玉の溶接長さや溶け込み深さを挙げることができる。 According to this aspect, when imaging the welding location, the first light source emits white illumination or illumination of the same color or substantially the same color as the segment coil, and the second light source emits the segment coil in the color correlation. Illumination of a color complementary to the color is applied to the welded part. Here, by the illumination from the second light source, the outline (outer shape) of the weld ball at the welded portion can be clearly raised. Thereby, the imaging part can acquire the image of a welding ball correctly and stably, without receiving the influence of the reflected light from a background (end surface of a stator core, etc.) or a welding ball surface. Therefore, as a result of being able to accurately calculate various dimensions of the welding location in the calculation unit, it is possible to accurately determine the welding quality. In addition, as a dimension of the welding location to calculate, the welding length and penetration depth of a welding ball can be mentioned, for example.
上記の態様においては、前記撮像部は、前記ステータコアの端面と直交する方向に配置され、前記第1光源は、白色照明を前記溶接箇所に照射する光源であって、照射方向が前記撮像部の撮像方向と同じ方向になるように配置され、前記第2光源は、照射方向が前記撮像部の撮像方向に対して予め設定された傾斜角をなすように前記撮像部の撮像方向を境にして対称に配置されていること、が好ましい。 In the above aspect, the imaging unit is disposed in a direction orthogonal to the end face of the stator core, and the first light source is a light source that irradiates the welding spot with white illumination, and the irradiation direction of the imaging unit is The second light source is arranged so as to be in the same direction as the imaging direction, and the second light source has the imaging direction of the imaging unit as a boundary so that the irradiation direction forms a preset inclination angle with respect to the imaging direction of the imaging unit. It is preferable that they are arranged symmetrically.
この態様によれば、第1光源により撮像部の撮像範囲全体を明るく照らすことができ、かつ、第2光源により溶接玉の輪郭を色相関における青から青緑色で浮かび上がらせることができる。その結果、溶接玉の画像を正確に安定して取得することができる。 According to this aspect, it is possible to brightly illuminate the entire imaging range of the imaging unit with the first light source, and it is possible to make the outline of the weld ball emerge from blue to blue-green in the color correlation by the second light source. As a result, an image of the weld ball can be acquired accurately and stably.
上記の態様においては、前記第2光源の傾斜角が、40°〜120°及び−40°〜−120°の範囲内で設定されていること、が好ましい。 In said aspect, it is preferable that the inclination-angle of the said 2nd light source is set within the range of 40 degrees-120 degrees, and -40 degrees--120 degrees.
この態様によれば、第2光源からの照明が、溶接玉の下方(ステータコア側の部分)にも照射される。さらに、第2光源からの照明が、隣接するスロットに配置されているセグメントコイルが邪魔することなく(影の映り込み等が生じることなく)、溶接玉に照射される。このように、第2光源の照明が、検査対象である溶接玉の全体に確実に照射される。 According to this aspect, the illumination from the second light source is also irradiated below the weld ball (portion on the stator core side). Furthermore, the illumination from the second light source is applied to the welding ball without obstructing the segment coils arranged in the adjacent slots (without causing shadow reflection or the like). In this way, the illumination of the second light source is reliably applied to the entire weld ball that is the inspection target.
上記の態様においては、前記演算部は、前記撮像部で取得した撮像データから前記溶接箇所における溶接玉の輪郭を抽出して接合長さを算出すること、が好ましい。 In said aspect, it is preferable that the said calculating part calculates the joining length by extracting the outline of the welding ball in the said welding location from the imaging data acquired by the said imaging part.
この態様によれば、前記のように正確に取得される溶接玉の画像から溶接玉の輪郭を精度良く抽出することができ、抽出した溶接玉の輪郭のデータから接合長さを正確に算出することができる。 According to this aspect, the outline of the weld ball can be accurately extracted from the image of the weld ball accurately acquired as described above, and the joining length is accurately calculated from the extracted data of the outline of the weld ball. be able to.
上記の態様においては、前記撮像部は、前記ステータコアの端面と直交する方向に対して予め設定された傾斜角をなすように配置され、前記第1光源は、白色照明を前記溶接箇所に照射する光源であって、撮像する前記セグメントコイルを境にして前記撮像部と逆側に、前記ステータコアの軸方向に対して予め設定された傾斜角をなすように配置され、前記第2光源は、前記ステータコアの軸方向に対して予め設定された傾斜角をなすように、撮像する前記セグメントコイルを境にして前記撮像部と同じ側に配置されていること、が好ましい。 In the above aspect, the imaging unit is disposed so as to have a preset inclination angle with respect to a direction orthogonal to the end face of the stator core, and the first light source irradiates the welding spot with white illumination. The light source is disposed on the side opposite to the imaging unit with the segment coil to be imaged as a boundary so as to form an inclination angle set in advance with respect to the axial direction of the stator core, and the second light source is It is preferable that they are arranged on the same side as the imaging unit with the segment coil to be imaged as a boundary so as to form a preset tilt angle with respect to the axial direction of the stator core.
この態様によれば、第1光源からの照明が溶接玉に反射して撮像部に入射され、かつ、第2光源により溶接玉の輪郭とセグメントコイルの剥離部の輪郭を色相関における青から青緑色で浮かび上がらせることができる。その結果、溶接玉の画像を正確に安定して取得することができる。 According to this aspect, the illumination from the first light source is reflected by the welding ball and incident on the imaging unit, and the second light source changes the contour of the welding ball and the segment coil peeling portion from blue to blue in color correlation. It can appear in green. As a result, an image of the weld ball can be acquired accurately and stably.
上記の態様においては、前記撮像部の傾斜角が、10°〜50°の範囲内で設定され、前記第1光源の傾斜角が、−10°〜−70°の範囲内で設定され、前記第2光源の傾斜角が、40°〜120°の範囲内で設定されており、前記第2光源の傾斜角が前記撮像部の傾斜角よりも大きいこと、が好ましい。 In the above aspect, an inclination angle of the imaging unit is set within a range of 10 ° to 50 °, an inclination angle of the first light source is set within a range of −10 ° to −70 °, It is preferable that the tilt angle of the second light source is set within a range of 40 ° to 120 °, and the tilt angle of the second light source is larger than the tilt angle of the imaging unit.
この態様によれば、第1光源からの照明が、溶接玉の先端部に照射される。また、第2光源からの照明が、溶接玉の外周部とセグメントコイルの剥離部に照射される。さらに、第2光源からの照明が、隣接するスロットに配置されているセグメントコイルが邪魔にならない(影の映り込み等が生じない)で、溶接玉に照射される。このように、第1光源と第2光源の照明が、検査対象である溶接玉の全体に確実に照射される。そして、溶接玉を介して第1光源からの照明の正反射光を撮像部に入射させることが可能になるので、撮像部により溶接玉の先端部の輪郭を確実に抽出することができる。 According to this aspect, the illumination from the first light source is applied to the tip of the weld ball. Further, illumination from the second light source is applied to the outer peripheral portion of the weld ball and the peeled portion of the segment coil. Furthermore, the illumination from the second light source is applied to the welding ball without disturbing the segment coils arranged in the adjacent slots (no shadows appear). In this way, the illumination of the first light source and the second light source is reliably applied to the entire weld ball that is the inspection target. And since it becomes possible to make the regular reflection light of the illumination from a 1st light source inject into an imaging part via a welding ball, the outline of the front-end | tip part of a welding ball can be extracted reliably by an imaging part.
上記の態様においては、前記演算部は、前記撮像部で取得した撮像データから前記溶接箇所における溶接玉の輪郭及び前記セグメントコイルの両端を抽出して溶け込み深さを算出すること、が好ましい。 In said aspect, it is preferable that the said calculating part calculates the penetration depth by extracting the outline of the welding ball in the said welding location and the both ends of the said segment coil from the imaging data acquired by the said imaging part.
この態様によれば、前記のように正確に取得される溶接玉の画像から溶接玉の輪郭及びセグメントコイル両端を精度良く抽出することができ、抽出した溶接玉の輪郭及びセグメントコイル両端のデータから溶け込み深さを正確に算出することができる。 According to this aspect, it is possible to accurately extract the contour of the weld ball and both ends of the segment coil from the image of the weld ball accurately acquired as described above, and from the extracted data of the contour of the weld ball and both ends of the segment coil. The penetration depth can be accurately calculated.
上記の態様においては、前記撮像部は、前記ステータコアの端面と直交する方向に配置され、前記第1光源は、照射方向が前記撮像部の撮像方向に対して傾斜しており、前記セグメントコイルと同色または略同色の照明を前記撮像部の撮像範囲全体に照射する光源であり、前記第2光源は、照射方向が前記撮像部の撮像方向の鉛直方向に対して予め設定された傾斜角をなすように前記撮像部の撮像方向を境にして対称に配置されていること、が好ましい。 In the above aspect, the imaging unit is disposed in a direction orthogonal to the end surface of the stator core, and the first light source has an irradiation direction inclined with respect to the imaging direction of the imaging unit, The light source irradiates the entire imaging range of the imaging unit with illumination of the same color or substantially the same color, and the second light source has an irradiation angle set in advance with respect to a vertical direction of the imaging direction of the imaging unit In this way, it is preferable that they are arranged symmetrically with respect to the imaging direction of the imaging unit.
この態様によれば、第2光源により溶接玉の輪郭を色相関における青から青緑色で浮かび上がらせることができる。また、溶接玉の光沢が多い場合であっても、溶接玉の背部にて反射したり拡散する第1光源の照明の2次反射光や拡散光により、溶接玉の輪郭の抽出が可能となる。その結果、溶接玉の画像を正確に安定して取得することができる。 According to this aspect, the outline of the weld ball can be raised from blue to blue-green in the color correlation by the second light source. Moreover, even when the luster of the weld ball is high, the contour of the weld ball can be extracted by the secondary reflected light or diffused light of the illumination of the first light source that reflects or diffuses at the back of the weld ball. . As a result, an image of the weld ball can be acquired accurately and stably.
上記の態様においては、前記第2光源の傾斜角が、−20°〜20°の範囲内で設定されていること、が好ましい。 In said aspect, it is preferable that the inclination-angle of the said 2nd light source is set within the range of -20 degrees-20 degrees.
この態様によれば、第2光源によって、より効果的に、溶接玉の輪郭が色相関における青から青緑色で浮かび上がる。 According to this aspect, the outline of the weld ball emerges more effectively from blue to blue-green in the color correlation by the second light source.
上記の態様においては、前記演算部は、前記撮像部で取得した撮像データから前記溶接箇所における溶接玉の輪郭を抽出して接合長さを算出すること、が好ましい。 In said aspect, it is preferable that the said calculating part calculates the joining length by extracting the outline of the welding ball in the said welding location from the imaging data acquired by the said imaging part.
この態様によれば、前記のように正確に取得される溶接玉の画像から溶接玉の輪郭を精度良く抽出することができ、抽出した溶接玉の輪郭のデータから接合長さを正確に算出することができる。 According to this aspect, the outline of the weld ball can be accurately extracted from the image of the weld ball accurately acquired as described above, and the joining length is accurately calculated from the extracted data of the outline of the weld ball. be able to.
上記の態様においては、前記セグメントコイルと同色または略同色の照明は、赤色照明であること、が好ましい。 In said aspect, it is preferable that the illumination of the same color as the said segment coil or substantially the same color is red illumination.
上記の態様においては、前記セグメントコイルの色と補色関係にある色の照明は、青色から青緑色のうちのいずれかの色の照明であること、が好ましい。 In said aspect, it is preferable that the illumination of the color which has a complementary color relationship with the color of the said segment coil is illumination of the color in any one of blue to blue-green.
本構成の溶接品質検査装置によれば、ステータコアに配置されたセグメントコイルの端部同士を溶接した溶接箇所(溶接玉)における溶接品質を精度良く判断することができる。 According to the welding quality inspection device of this configuration, it is possible to accurately determine the welding quality at the welding location (welding ball) where the ends of the segment coils arranged on the stator core are welded together.
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施例1〕
<溶接品質検査装置の構成>
本実施例の溶接品質検査装置1は、図1と図2に示すように、カメラ10と白色LED12と青色LED14Aと青色LED14Bと演算部16などを有する。
[Example 1]
<Configuration of welding quality inspection device>
As shown in FIGS. 1 and 2, the welding quality inspection apparatus 1 of the present embodiment includes a
カメラ10は、CCDカメラである。そして、カメラ10は、その撮像方向(撮像軸10a)が、ステータ20を構成するステータコア22の端面22aと直交する方向(ステータコア22の軸方向)に配置されている。ここで、撮像軸10aは、撮像方向を示し、カメラ10で生成される映像の中心点(映像中心点)から撮像方向に延長する線である。そして、カメラ10は、ステータコア22のスロット(不図示)に配置された平角コイル線26の一部同士を溶接した溶接箇所である突合せ部28を撮像する。なお、カメラ10は、本発明における「撮像部」の一例である。また、平角コイル線26は、本発明における「セグメントコイル」の一例であり、軸方向と直交する断面が長方形に形成されている。また、平角コイル線26の材質は、例えば、銅である。
The
白色LED12は、その照射方向(光軸)が、カメラ10の撮像方向と同じ方向になるように配置されている。そして、白色LED12は、白色照明を突合せ部28に照射し、カメラ10の撮像範囲の全体を明るくする。なお、白色LED12は、本発明における「第1光源」の一例である。
The
一対の青色LEDである青色LED14Aと青色LED14Bは、その照射方向(光軸14Aaと光軸14Ba)が、カメラ10の撮像方向に対して予め設定された所定の傾斜角θbAと傾斜角θbBをなすように、カメラ10の撮像方向を境にして対称に配置されている。ここで、光軸14Aaと光軸14Baは、照射方向を示し、青色LED14Aや青色LED14Bの発光面の中心点から照射方向に延長する線である。なお、青色LED14Aと青色LED14Bは、各々、本発明における「第2光源」の一例である。
The
ここで、傾斜角θbAは、40°〜120°の範囲内に設定されていることが望ましい。なお、図1では、一例として、傾斜角θbAは60°としている。また、傾斜角θbBは、−40°〜−120°の範囲内で設定されている。なお、図1では、一例として、傾斜角θbBは−60°としている。 Here, the inclination angle θbA is desirably set within a range of 40 ° to 120 °. In FIG. 1, as an example, the inclination angle θbA is 60 °. Further, the inclination angle θbB is set within a range of −40 ° to −120 °. In FIG. 1, as an example, the inclination angle θbB is set to −60 °.
このようにして、青色LED14Aと青色LED14Bは、白色LED12の照射方向とは異なる方向から、平角コイル線26の色と補色関係にある青色の照明を突合せ部28に照射する。これにより、青色LED14Aと青色LED14Bは、突合せ部28における溶接玉30を青色光で照らすことができるので、後述する図5に示すように、カメラ10の撮像画像において溶接玉30の輪郭(外郭)E1を浮かび上がらせることができる。
In this way, the
なお、青色LED14Aや青色LED14Bの代わりに、平角コイル線26の色と補色関係にある色相関における青色から青緑色のうちのいずれかの色の照明として、青緑色光が照射されるLED、または、色相関における青色と青緑色光との間の色の光が照射されるLEDを使用してもよい。あるいは、青色LED14Aや青色LED14Bを使用する代わりに、光源とフィルタを使用して、色相関における青色から青緑色のうちのいずれかの色の照明を実現させてもよい。
In addition, instead of the
演算部16は、CPUなどの演算装置により構成されており、カメラ10で取得した撮像画像(撮像データ)に基づき、溶接玉30の各種寸法を算出して溶接品質を判断する。例えば、後述するように、演算部16は、カメラ10で取得した撮像画像から突合せ部28における溶接玉30の輪郭E1を抽出して、図3に示すような接合長さLを算出する。ここで、接合長さLは、溶接玉30を上側から見たときの2つの平角コイル線26の接合面に沿った方向の幅である。
The
なお、ステータ20は、例えば、ステータコア22に貫入された複数の略U字状の平角コイル線26の両端をステータコア22の周方向で互いに逆に捻り、隣り合う平角コイル線26の先端同士を溶接することにより、隣り合う平角コイル線26を溶接玉30で一体化したものである。
For example, the
<溶接品質検査方法>
次に、前記のような構成を有する溶接品質検査装置1の作用として、溶接品質検査装置1を用いた溶接品質検査方法について説明する。ここでは、溶接品質検査装置1は、図3に示すような接合長さLを算出して、この算出した接合長さLを確認することで、突合せ部28における溶接品質を判断する。そこで、図4に、接合長さLの測定に関するフローチャートを示す。
<Welding quality inspection method>
Next, a welding quality inspection method using the welding quality inspection apparatus 1 will be described as an operation of the welding quality inspection apparatus 1 having the above-described configuration. Here, the welding quality inspection apparatus 1 calculates the welding length L as shown in FIG. 3 and checks the calculated bonding length L to determine the welding quality at the
図4に示すように、まず、溶接玉30の検出位置の補正を行う(ステップS1)。具体的には、カメラ10の撮像範囲内での溶接玉30の位置を確認し、これ以降の溶接玉30の検出位置調整を行う。
As shown in FIG. 4, first, the detection position of the
次に、演算部16は、溶接玉30の輪郭E1を抽出する(ステップS2)。具体的には、図5に示すように、カメラ10の撮像画像において、溶接玉30の外周部分は青色部(図5におけるハッチング部分)として表示される。そこで、演算部16は、カメラ10の撮像画像における青色部の外側縁部を溶接玉30の輪郭E1として抽出する。
Next, the calculating
次に、演算部16は、互いに接合される2つの平角コイル線26の接合部ポイント(2点)を抽出する(ステップS3)。
Next, the
具体的には、演算部16は、図6に示すように、カメラ10の撮像画像において、溶接玉30のエッジ部分(縁部)にエッジ検出線αeを引く。このエッジ検出線αeは、平角コイル線26の断面(平角コイル線26における軸方向に直交する断面)における長手方向と平行に引かれる。そして、演算部16は、カメラ10の撮像画像において、エッジ検出線αeの位置から、溶接玉30の内側に向かって、平角コイル線26の板厚(平角コイル線26における軸方向に直交する断面における短手方向の幅)の大きさ分の距離を移動させた位置に、エッジ検出線αeと平行な接合部検出線αsを引く。
Specifically, as illustrated in FIG. 6, the
あるいは、演算部16は、図7に示すように、カメラ10の撮像画像において、溶接玉30のエッジ部分(縁部)にエッジ検出線αe1とエッジ検出線αe2を引く。このエッジ検出線αe1とエッジ検出線αe2は、平角コイル線26の断面(平角コイル線26における軸方向に直交する断面)における長手方向と平行に引かれる。そして、演算部16は、カメラ10の撮像画像において、エッジ検出線αe1とエッジ検出線αe2の中点の位置に、接合部検出線αsを引く。
Alternatively, as illustrated in FIG. 7, the
そして、演算部16は、カメラ10の撮像画像において、ステップS2で抽出した溶接玉30の輪郭E1と前記の接合部検出線αsとの交点である交点P1と交点P2(接合部ポイント)を抽出する。
And the calculating
次に、演算部16は、接合長さLを測定する(ステップS4)。具体的には、演算部16は、図8に示すように、カメラ10の撮像画像において、交点P1と交点P2の間の距離を、接合長さLとして算出する。このようにして演算部16は、接合長さLを測定する。そして、演算部16は、算出された接合長さLをもとに、溶接品質を判断する。
Next, the calculating
<本実施例の効果>
本実施例によれば、ステータコア22のスロットに配置された平角コイル線26同士を溶接した突合せ部28における溶接品質を検査する溶接品質検査装置1において、突合せ部28を撮像するカメラ10と、白色照明を突合せ部28に照射する白色LED12と、白色LED12の照射方向とは異なる方向から平角コイル線26の色と補色関係にある色の照明を突合せ部28に照射する青色LED14Aおよび青色LED14Bと、カメラ10で取得した撮像データに基づき、接合長さLを算出して溶接品質を判断する演算部16と、を有する。
<Effect of this embodiment>
According to the present embodiment, in the welding quality inspection apparatus 1 that inspects the welding quality in the
これにより、突合せ部28を撮像する際、白色LED12から白色照明が突合せ部28に照射されるとともに、青色LED14Aと青色LED14Bから青色の照明が突合せ部28に照射される。ここで、平角コイル線26(材質が例えば、銅)の色と補色の関係にある青色LED14Aと青色LED14Bからの照明により、突合せ部28における溶接玉30の輪郭(外郭)を明確に浮かび上がらせることができる。これにより、カメラ10は、背景(ステータコア22の端面22aなど)や溶接玉30の表面からの反射光の影響を受けることなく、溶接玉30の画像を正確に安定して取得することができる。従って、演算部16において、突合せ部28の接合長さLを正確に算出することができる結果、溶接品質を精度良く判断することができる。
Thereby, when imaging the abutting
また、カメラ10は、ステータコア22の端面22aと直交する方向に配置されている。また、白色LED12は、照射方向がカメラ10の撮像方向と同じ方向になるように配置されている。さらに、青色LED14Aおよび青色LED14Bは、照射方向がカメラ10の撮像方向に対して予め設定された傾斜角θbAおよびθbBをなすように、カメラ10の撮像方向を境にして対称に配置されている。これにより、白色LED12によりカメラ10の撮像範囲全体を明るく照らすことができ、かつ、青色LED14Aと青色LED14Bにより溶接玉30の輪郭を青色で浮かび上がらせることができる。その結果、溶接玉30の画像を正確に安定して取得することができる。
Further, the
また、傾斜角θbAが40°〜120°の範囲内で設定され、傾斜角θbBが−40°〜−120°の範囲内で設定されている。これにより、青色LED14Aと青色LED14Bからの照明が、溶接玉30の下方(ステータコア22側の部分)にも照射される。さらに、青色LED14Aと青色LED14Bからの照明が、隣接するスロットに配置されている平角コイル線26が邪魔することなく(影の映り込み等が生じることなく)、溶接玉30に照射される。このように、青色LED14Aと青色LED14Bの照明が、検査対象である溶接玉30の全体に確実に照射される。
Further, the inclination angle θbA is set within a range of 40 ° to 120 °, and the inclination angle θbB is set within a range of −40 ° to −120 °. Thereby, the illumination from the
また、演算部16は、カメラ10で取得した撮像画像から突合せ部28における溶接玉30の輪郭E1を抽出して接合長さLを算出する。このように、前記のように正確に取得される溶接玉30の画像から溶接玉30の輪郭E1を精度良く抽出することができ、抽出した溶接玉30の輪郭E1のデータから接合長さLを正確に算出することができる。
In addition, the
〔実施例2〕
次に、実施例2について説明するが、実施例1と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。
[Example 2]
Next, the second embodiment will be described. The same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, the description thereof will be omitted, and different points will be mainly described.
<溶接品質検査装置の構成>
本実施例の溶接品質検査装置2は、図9と図10に示すように、カメラ10と白色LED12と青色LED14と演算部16などを有する。
<Configuration of welding quality inspection device>
As shown in FIGS. 9 and 10, the welding
カメラ10は、その撮像方向(撮像軸10a)が、ステータ20を構成するステータコア22の端面22aと直交する方向に対して、予め設定された所定の傾斜角θcをなすように配置されている。そして、カメラ10は、ステータコア22の径方向におけるスロット(不図示)の一列分(例えば、4個)の突合せ部28の画像を、一度あるいは二度で取得できるようになっている。
The
ここで、傾斜角θcは、10°〜50°の範囲内に設定されていることが望ましい。仮に、傾斜角θcを50°より大きく設定すると、溶接箇所の溶け込み量を正確に検出することができなくなる一方、傾斜角θcを10°より小さく設定すると、隣接する溶接箇所が邪魔になり(影の映り込み等)、検査対象とする溶接箇所の画像をうまく取得することができないからである。なお、図10では、一例として、傾斜角θcは30°としている。 Here, it is desirable that the inclination angle θc is set within a range of 10 ° to 50 °. If the inclination angle θc is set larger than 50 °, the penetration amount of the welded portion cannot be accurately detected. On the other hand, if the inclination angle θc is set smaller than 10 °, the adjacent welding portion becomes an obstacle (shadow). This is because the image of the welded portion to be inspected cannot be acquired well. In FIG. 10, as an example, the inclination angle θc is 30 °.
白色LED12は、その照射方向(光軸12a)が、撮像する平角コイル線26を境にしてカメラ10と逆側に、ステータコア22の軸方向に対して予め設定された所定の傾斜角θwをなすように配置されている。より詳細には、白色LED12は、カメラ10との位置関係について、白色LED12から照射される光の突合せ部28(溶接玉30)における正反射光がカメラ10に入射するような位置に配置される。なお、光軸12aは、照射方向を示し、白色LED12の発光面の中心点から照射方向に延長する線である。
The irradiation direction (
ここで、傾斜角θwは、−10°〜−70°の範囲内に設定されていることが望ましい。図10では、一例として、傾斜角θwは−30°としている。そして、白色LED12は、白色照明を突合せ部28に照射する。
Here, it is desirable that the inclination angle θw is set within a range of −10 ° to −70 °. In FIG. 10, as an example, the inclination angle θw is −30 °. The
青色LED14は、その照射方向(光軸14a)が、ステータコア22の軸方向に対して予め設定された所定の傾斜角θbをなすように、撮像する平角コイル線26を境にしてカメラ10と同じ側に配置されている。なお、光軸14aは、照射方向を示し、青色LED14の発光面の中心点から照射方向に延長する線である。
The
ここで、傾斜角θbは、カメラ10について予め設定された所定の傾斜角θcよりも大きく設定されるという前提のもと、40°〜120°の範囲内で設定されていることが望ましい。なお、図10では、一例として、傾斜角θcは60°としている。
Here, it is desirable that the tilt angle θb is set within a range of 40 ° to 120 ° on the premise that the tilt angle θb is set to be larger than a predetermined tilt angle θc set in advance for the
このようにして、青色LED14は、白色LED12の照射方向とは異なる方向から、平角コイル線26の色と補色関係にある青色の照明を突合せ部28に照射する。これにより、青色LED14は、溶接玉30の外周部分と平角コイル線26の剥離部32(被膜が剥離された部分)とを青色光で照らすことができるので、後述する図13〜図15に示すように、カメラ10の撮像画像において溶接玉30の輪郭E2と剥離部32の輪郭を浮かび上がらせることができる。
In this way, the
<溶接品質検査装置の作用>
次に、前記のような構成を有する溶接品質検査装置2の作用として、溶接品質検査装置2を用いた溶接品質検査方法について説明する。ここでは、溶接品質検査装置2は、図11に示すような溶け込み深さDを算出して、この算出した溶け込み深さDを確認することで、突合せ部28における溶接品質を判断する。ここで、溶け込み深さDは、溶接玉30におけるステータコア22の軸方向の幅である。そこで、図12に、溶け込み深さの測定に関するフローチャートを示す。
<Operation of welding quality inspection device>
Next, a welding quality inspection method using the welding
まず、演算部16は、前記のステップS1と同様に、溶接玉30の検出位置の補正を行う(ステップS11)。
First, the
次に、演算部16は、溶接玉30の輪郭E2を抽出する(ステップS12)。具体的には、演算部16は、図13に示すように、カメラ10の撮像画像ににおいて、白色で表示される部分の外周部分を溶接玉30における先端部の輪郭として抽出し、青色で浮かび上がるように表示される部分(図13におけるハッチング部分)の外周部分を溶接玉30における先端部以外の部分の輪郭として抽出する。これにより、図13に示すように、演算部16は、溶接玉30の輪郭E2を抽出する。
Next, the calculating
次に、演算部16は、平角コイル線26の両端を検出する(ステップS13)。具体的には、前記のように青色LED14は、平角コイル線26の剥離部32を照らしているので、カメラ10の撮像画像において、剥離部32の輪郭は、青色に浮かび上がって表示される。そこで、演算部16は、カメラ10の撮像画像において、一方の平角コイル線26の剥離部32の外側(左側)の面取り部32a(図14参照)と、他方の平角コイル線26の剥離部32の外側(右側)の面取り部32b(図15参照)を検出する。なお、面取り部32aと面取り部32bは、本発明における「セグメントコイルの両端」の一例である。
Next, the calculating
次に、演算部16は、平角コイル線26の両端と溶接玉30の輪郭E2との交点を検出する(ステップS14)。具体的には、演算部16は、図16に示すように、カメラ10の撮像画像において、剥離部32の面取り部32aと溶接玉30の輪郭E2との交点P11と、剥離部32の面取り部32bと溶接玉30の輪郭E2との交点P12を検出する。
Next, the calculating
次に、演算部16は、カメラ10の撮像画像において、2つの平角コイル線26間の隙間を検出できるか否かを判定する(ステップS15)。具体的には、前記のように青色LED14は、平角コイル線26の剥離部32を照らしているので、カメラ10の撮像画像において、剥離部32の輪郭は、青色に浮かび上がって表示される。そこで、演算部16は、カメラ10の撮像画像において、一方の平角コイル線26の剥離部32と他方の平角コイル線26の剥離部32との隙間を検出できるか否か、を判定する。
Next, the
そして、演算部16は、ステップS15において2つの平角コイル線26間の隙間を検出できる場合には、2つの平角コイル線26間の隙間における中点の位置を検出する(ステップS16)。具体的には、演算部16は、図17に示すように、カメラ10の撮像画像において、一方の平角コイル線26の剥離部32と他方の平角コイル線26の剥離部32との隙間における中点の位置を検出し、この中点の位置に中点検出線αtを引く。
If the gap between the two
一方、演算部16は、ステップS15において2つの平角コイル線26間の隙間を検出できない場合(例えば、2つの平角コイル線26の剥離部32同士が接している場合など)には、交点P11と交点P12の間における中点Pc(図18参照)を検出する(ステップS17)。
On the other hand, when the
次に、演算部16は、図18に示すように、カメラ10の撮像画像において、交点P11と交点P12を結んだ直線αpと中点検出線αtとの交点P21から、あるいは、中点Pcから、直線αpに対する垂線αvを引く(ステップS18)。
Next, as shown in FIG. 18, in the captured image of the
次に、演算部16は、溶け込み深さDを測定する(ステップS19)。具体的には、演算部16は、図19に示すように、カメラ10の撮像画像において、まず、垂線αvと溶接玉30の輪郭E2との交点P31を求める。そして、演算部16は、カメラ10の撮像画像において、交点P21(あるいは中点Pc)と交点P31との距離D0を算出し、距離D0と溶け込み深さDとの相関関係を考慮して、距離D0から溶け込み深さDを算出する。このようにして、演算部16は、溶け込み深さDを測定する。そして、演算部16は、算出された溶け込み深さDをもとに、溶接品質を判断する。
Next, the calculating
<本実施例の効果>
本実施例によれば、ステータコア22のスロットに配置された平角コイル線26同士を溶接した突合せ部28における溶接品質を検査する溶接品質検査装置2において、突合せ部28を撮像するカメラ10と、白色照明を突合せ部28に照射する白色LED12と、白色LED12の照射方向とは異なる方向から平角コイル線26の色と補色関係にある色の照明を突合せ部28に照射する青色LED14と、カメラ10で取得した撮像データに基づき、溶け込み深さDを算出して溶接品質を判断する演算部16と、を有する。
<Effect of this embodiment>
According to the present embodiment, in the welding
これにより、突合せ部28を撮像する際、白色LED12から白色照明が突合せ部28に照射されるとともに、青色LED14から青色の照明が突合せ部28に照射される。ここで、平角コイル線26(材質が例えば、銅)の色と補色の関係にある青色LED14からの照明により、突合せ部28における溶接玉30の輪郭(外郭)を明確に浮かび上がらせることができる。これにより、カメラ10は、背景(ステータコア22の端面22aなど)の影響を受けることなく、溶接玉30の画像を正確に安定して取得することができる。従って、演算部16において、突合せ部28の溶け込み深さDを正確に算出することができる結果、溶接品質を精度良く判断することができる。
Thereby, when imaging the abutting
また、カメラ10は、ステータコア22の端面22aと直交する方向に対して予め設定された傾斜角θcをなすように配置されている。また、白色LED12は、撮像する平角コイル線26を境にしてカメラ10と逆側に、ステータコア22の軸方向に対して予め設定された傾斜角θwをなすように配置されている。さらに、青色LED14は、ステータコア22の軸方向に対して予め設定された傾斜角θbをなすように、撮像する平角コイル線26を境にしてカメラ10と同じ側に配置されている。これにより、白色LED12からの照明が溶接玉30に反射してカメラ10に入射され、かつ、青色LED14により溶接玉30の輪郭と平角コイル線26の剥離部32の輪郭を青で浮かび上がらせることができる。その結果、溶接玉30の画像を正確に安定して取得することができる。
Further, the
また、カメラ10の傾斜角θcが、10°〜50°の範囲内で設定されている。また、白色LED12の傾斜角θwが、−10°〜−70°の範囲内で設定されている。さらに、青色LED14の傾斜角θbが、40°〜120°の範囲内で設定されており、かつ、カメラ10の傾斜角θcよりも大きい。これにより、白色LED12からの照明が、溶接玉30の先端部に照射される。また、青色LED14からの照明が、溶接玉30の外周部と平角コイル線26の剥離部32に照射される。さらに、青色LED14からの照明が、隣接するスロットに配置されている平角コイル線26が邪魔にならない(影の映り込み等が生じない)で、溶接玉30に照射される。このように、白色LED12と青色LED14の照明が、検査対象である溶接玉30の全体に確実に照射される。そして、溶接玉30を介して白色LED12からの照明の正反射光をカメラ10に入射させることが可能になるので、カメラ10により溶接玉30の先端部の輪郭を確実に抽出することができる。
Further, the inclination angle θc of the
また、演算部16は、カメラ10で取得した撮像画像から突合せ部28における溶接玉30の輪郭E2及び平角コイル線26の剥離部32の面取り部(面取り部32aと面取り部32b)を抽出して溶け込み深さDを算出する。このように、前記のように正確に取得される溶接玉30の画像から溶接玉30の輪郭E2及び剥離部32の面取り部を精度良く抽出することができ、抽出した溶接玉30の輪郭E2及び剥離部32の面取り部のデータから溶け込み深さDを正確に算出することができる。
Further, the
〔実施例3〕
次に、実施例3について説明するが、実施例1や実施例2と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。
Example 3
Next, the third embodiment will be described. Components that are the same as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different points will be mainly described.
<溶接品質検査装置の構成>
本実施例の溶接品質検査装置3は、図20に示すように、カメラ10と赤色LED13と青色LED14Aと青色LED14Bと演算部16などを有する。
<Configuration of welding quality inspection device>
As shown in FIG. 20, the welding
カメラ10は、その撮像方向(撮像軸10a)が、ステータ20を構成するステータコア22の端面22aと直交する方向(ステータコア22の軸方向)に配置されている。このカメラ10は、撮像対象物の突合せ部28から遠方に離れて配置されている。なお、カメラ10の撮像部先端と突合せ部28における溶接玉30の中心との間の距離L1は、200mm〜300mmの範囲内であることが望ましい。図20では、一例として、距離L1は、265mmとしている。
The
赤色LED13は、カメラ10と同軸方向に配置されている。この赤色LED13は、その照射方向(光軸13a)が、カメラ10の撮像方向(撮像軸10a)に対して傾斜するように調整されている。そして、赤色LED13は、平角コイル線26(材質が例えば、銅)と略同色の赤色照明を、突合せ部28を含めたカメラ10の撮像範囲全体に照射する。具体的には、赤色LED13は、導光板13bを備えている。そして、この導光板13bが、赤色LED13の照射方向をカメラ10の撮像方向に対して傾斜させるように調整している。このように、赤色LED13は、カメラ10の撮像範囲全体を斜めに照射する導光板13bを備えている。
The
なお、赤色LED13の照射側端面と溶接玉30の中心との間の距離L2は、50mm〜150mmの範囲内であることが望ましい。図20では、一例として、距離L2は、100mmとしている。また、赤色LED13は、本発明における「第1光源」の一例である。
In addition, as for the distance L2 between the irradiation side end surface of red LED13 and the center of the
一対の青色LEDである青色LED14Aと青色LED14Bは、その照射方向(光軸14Aaと光軸14Ba)が、カメラ10の撮像方向の鉛直方向(図20の軸X)に対して予め設定された所定の傾斜角θb1と傾斜角θb2をなすようにして、カメラ10の撮像方向を境にして対称に配置されている。
The
ここで、傾斜角θb1と傾斜角θb2は、−20°〜20°の範囲内に設定されていることが望ましい。なお、図20では、一例として、傾斜角θb1と傾斜角θb2は、ともに−8°に設定されている。また、青色LED14Aと青色LED14Bは、合計2対配置されている。このようにして、青色LEDは、カメラ10の撮像方向に対してほぼ真横の4方向から、溶接玉30に対して青色照明を照射している。
Here, it is desirable that the inclination angle θb1 and the inclination angle θb2 are set within a range of −20 ° to 20 °. In FIG. 20, as an example, both the inclination angle θb1 and the inclination angle θb2 are set to −8 °. In addition, a total of two pairs of
このように、青色LED14Aと青色LED14Bは、赤色LED13の照射方向とは異なる方向から、平角コイル線26の色と補色関係にある青色の照明を突合せ部28に照射する。これにより、青色LED14Aと青色LED14Bは、突合せ部28における溶接玉30を青色光で照らすことができるので、前記の図5に示すように、カメラ10の撮像画像において溶接玉30の輪郭(外郭)E1を浮かび上がらせることができる。
As described above, the
ここで、溶接玉30の光沢が多い場合には、溶接玉30の輪郭を浮かび上がらせる青色LED14Aや青色LED14Bの照明光のうち、当該照明光の正反射成分だけしかカメラ10に入射されないおそれがある。そして、このように青色LED14Aや青色LED14Bの照明光の正反射成分だけしかカメラ10に入射されないと、カメラ10の撮像画像において溶接玉30の輪郭E1はその一部しか際立たず、溶接玉30の輪郭E1が安定して検出されないおそれがある。
Here, when the gloss of the
しかしながら、本実施例では、赤色LED13が、溶接玉30の斜め上方から平角コイル線26と略同色の赤色照明をカメラ10の撮像範囲全体に照射している。これにより、カメラ10側から溶接玉30を見たときの溶接玉30の背部にて、赤色LED13から照射される赤色照明の光は、ステータコア22の端面22aや平角コイル線26からなるコイルのコイルエンド部分にて反射したり、拡散する。
However, in the present embodiment, the
そのため、溶接玉30の光沢が多い場合には、前記のように青色LED14Aや青色LED14Bの照明光の正反射成分だけしかカメラ10に入射されなかったとしても、溶接玉30の背部にて反射したり拡散する赤色照明の2次反射光や拡散光が溶接玉30の輪郭に映り込む。これにより、溶接玉30の輪郭E1は、安定して検出される。なお、溶接玉30の光沢が少ない場合においては、溶接玉30の背部にて反射したり拡散する赤色照明の2次反射光や拡散光が溶接玉30の輪郭にあまり映り込まないが、青色LED14Aや青色LED14Bにより溶接玉30の輪郭を浮かび上がらせることができる。このようにして、溶接玉30の表面の光沢に影響されずに、溶接玉30の画像を正確に安定して取得できるので、溶接箇所の各種寸法を正確に算出することができる。
Therefore, when the gloss of the
<溶接品質検査方法>
前記のような構成を有する溶接品質検査装置3を用いた溶接品質検査方法は、前記の溶接品質検査装置1を用いた溶接品質検査方法と同様である。そのため、溶接品質検査装置3を用いた溶接品質検査方法の説明は、省略する。
<Welding quality inspection method>
The welding quality inspection method using the welding
<本実施例の効果>
本実施例によれば、ステータコア22のスロットに配置された平角コイル線26同士を溶接した突合せ部28における溶接品質を検査する溶接品質検査装置3において、突合せ部28を撮像するカメラ10と、赤色照明を突合せ部28に照射する赤色LED13と、赤色LED13の照射方向とは異なる方向から平角コイル線26の色と補色関係にある色の照明を突合せ部28に照射する青色LED14Aおよび青色LED14Bと、カメラ10で取得した撮像データに基づき、接合長さLを算出して溶接品質を判断する演算部16と、を有する。
<Effect of this embodiment>
According to the present embodiment, in the welding
これにより、突合せ部28を撮像する際、赤色LED13から赤色照明が突合せ部28に照射されるとともに、青色LED14Aと青色LED14Bから青色の照明が突合せ部28に照射される。ここで、平角コイル線26(材質が例えば、銅)の色と補色の関係にある青色LED14Aと青色LED14Bからの照明により、突合せ部28における溶接玉30の輪郭E1を明確に浮かび上がらせることができる。これにより、カメラ10は、背景(ステータコア22の端面22aなど)や溶接玉30の表面からの反射光の影響を受けることなく、溶接玉30の画像を正確に安定して取得することができる。従って、演算部16において、突合せ部28の接合長さLを正確に算出することができる結果、溶接品質を精度良く判断することができる。
Thereby, when imaging the abutting
また、カメラ10は、ステータコア22の端面22aと直交する方向に配置されている。また、赤色LED13は、その照射方向がカメラ10の撮像方向に対して傾斜するように調整されており、赤色照明を突合せ部28を含めたカメラ10の撮像範囲全体に照射する。さらに、青色LED14Aおよび青色LED14Bは、その照射方向がカメラ10の撮像方向の鉛直方向に対して予め設定された傾斜角θb1および傾斜角θb2をなすように、カメラ10の撮像方向を境にして対称に配置されている。これにより、青色LED14Aおよび青色LED14Bによって、溶接玉30の輪郭が色相関における青から青緑色で浮かび上がる。また、溶接玉30の光沢が多い場合であっても、溶接玉30の背部にて反射したり拡散する赤色LED13の照明の2次反射光や拡散光により、溶接玉30の輪郭が抽出される。その結果、溶接玉30の画像を正確に安定して取得することができる。
Further, the
また、傾斜角θb1と傾斜角θb2が−20°〜20°の範囲内で設定されている。これにより、青色LED14Aおよび青色LED14Bによって、より効果的に、溶接玉30の輪郭が色相関における青から青緑色で浮かび上がる。
Further, the inclination angle θb1 and the inclination angle θb2 are set within a range of −20 ° to 20 °. Thereby, the outline of the
また、演算部16は、カメラ10で取得した撮像画像から突合せ部28における溶接玉30の輪郭E1を抽出して接合長さLを算出する。このように、前記のように正確に取得される溶接玉30の画像から溶接玉30の輪郭E1を精度良く抽出することができ、抽出
した溶接玉30の輪郭E1のデータから接合長さLを正確に算出することができる。
In addition, the
なお、実施例3の溶接品質検査装置3は、赤色LED13の代わりに、平角コイル線26と略同色であって赤色以外の色の照明を照射する光源や、平角コイル線26と同色の照明を照射する光源を使用してもよい。
In addition, the welding
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、実施例1の溶接品質検査装置1と実施例2の溶接品質検査装置2と実施例3の溶接品質検査装置3とをそれぞれ適宜組み合わせた溶接品質検査装置としてもよい。
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the welding quality inspection apparatus 1 according to the first embodiment, the welding
1 溶接品質検査装置
2 溶接品質検査装置
3 溶接品質検査装置
10 カメラ
12 白色LED
13 赤色LED
13b 導光板
14 青色LED
14A 青色LED
14B 青色LED
16 演算部
22 ステータコア
22a 端面
26 平角コイル線
28 突合せ部
30 溶接玉
32 剥離部
32a 面取り部
32b 面取り部
L 接合長さ
D 溶け込み深さ
θc (カメラの)傾斜角
θbA (青色LEDの)傾斜角
θbB (青色LEDの)傾斜角
θb (青色LEDの)傾斜角
θb1 (青色LEDの)傾斜角
θb2 (青色LEDの)傾斜角
θw (白色LEDの)傾斜角
E1 輪郭
E2 輪郭
αe エッジ検出線
αe1 エッジ検出線
αe2 エッジ検出線
αs 接合部検出線
αt 中点検出線
αp 直線
αv 垂線
P1 交点
P2 交点
P11 交点
P12 交点
P21 交点
P31 交点
Pc 中点
L1 (溶接玉からカメラまでの)距離
L2 (溶接玉から赤色LEDまでの)距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding
13 Red LED
13b
14A Blue LED
14B Blue LED
16
Claims (12)
前記溶接箇所を撮像する撮像部と、
白色照明、または、前記セグメントコイルと同色または略同色の照明を前記溶接箇所に照射する第1光源と、
前記第1光源の照射方向とは異なる方向から前記セグメントコイルの色と補色関係にある色の照明を前記溶接箇所に照射する第2光源と、
前記撮像部で取得した撮像データに基づき、前記溶接箇所の各種寸法を算出して溶接品質を判断する演算部と、を有すること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 In a welding quality inspection device that inspects the welding quality at a welding location where the segment coils arranged in the slots of the stator core are welded together,
An imaging unit for imaging the weld location;
A first light source for irradiating the welding spot with white illumination or illumination of the same color or substantially the same color as the segment coil;
A second light source for irradiating the welding spot with illumination of a color complementary to the color of the segment coil from a direction different from the irradiation direction of the first light source;
A calculation unit that calculates various dimensions of the welding location and determines welding quality based on imaging data acquired by the imaging unit;
Welding quality inspection device characterized by
前記撮像部は、前記ステータコアの端面と直交する方向に配置され、
前記第1光源は、白色照明を前記溶接箇所に照射する光源であって、照射方向が前記撮像部の撮像方向と同じ方向になるように配置され、
前記第2光源は、照射方向が前記撮像部の撮像方向に対して予め設定された傾斜角をなすように前記撮像部の撮像方向を境にして対称に配置されていること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection apparatus according to claim 1,
The imaging unit is disposed in a direction orthogonal to the end surface of the stator core,
The first light source is a light source that irradiates the welding spot with white illumination, and is arranged so that the irradiation direction is the same as the imaging direction of the imaging unit,
The second light source is disposed symmetrically with respect to the imaging direction of the imaging unit so that the irradiation direction forms a tilt angle set in advance with respect to the imaging direction of the imaging unit;
Welding quality inspection device characterized by
前記第2光源の傾斜角が、40°〜120°及び−40°〜−120°の範囲内で設定されていること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection device according to claim 2,
The inclination angle of the second light source is set within a range of 40 ° to 120 ° and −40 ° to −120 °;
Welding quality inspection device characterized by
前記演算部は、前記撮像部で取得した撮像データから前記溶接箇所における溶接玉の輪郭を抽出して接合長さを算出すること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 In the welding quality inspection device according to claim 2 or 3,
The arithmetic unit calculates a joining length by extracting a contour of a weld ball at the welding location from the imaging data acquired by the imaging unit;
Welding quality inspection device characterized by
前記撮像部は、前記ステータコアの端面と直交する方向に対して予め設定された傾斜角をなすように配置され、
前記第1光源は、白色照明を前記溶接箇所に照射する光源であって、撮像する前記セグメントコイルを境にして前記撮像部と逆側に、前記ステータコアの軸方向に対して予め設定された傾斜角をなすように配置され、
前記第2光源は、前記ステータコアの軸方向に対して予め設定された傾斜角をなすように、撮像する前記セグメントコイルを境にして前記撮像部と同じ側に配置されていること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection apparatus according to claim 1,
The imaging unit is arranged so as to form a preset inclination angle with respect to a direction orthogonal to the end face of the stator core,
The first light source is a light source that irradiates the welding spot with white illumination, and is inclined in advance with respect to the axial direction of the stator core on the opposite side to the imaging unit with the segment coil to be imaged as a boundary Arranged to form a corner,
The second light source is disposed on the same side as the imaging unit with the segment coil to be imaged as a boundary so as to form a preset inclination angle with respect to the axial direction of the stator core;
Welding quality inspection device characterized by
前記撮像部の傾斜角が、10°〜50°の範囲内で設定され、
前記第1光源の傾斜角が、−10°〜−70°の範囲内で設定され、
前記第2光源の傾斜角が、40°〜120°の範囲内で設定されており、
前記第2光源の傾斜角が前記撮像部の傾斜角よりも大きいこと、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection device according to claim 5,
The inclination angle of the imaging unit is set within a range of 10 ° to 50 °,
An inclination angle of the first light source is set within a range of −10 ° to −70 °;
An inclination angle of the second light source is set within a range of 40 ° to 120 °;
An inclination angle of the second light source is larger than an inclination angle of the imaging unit;
Welding quality inspection device characterized by
前記演算部は、前記撮像部で取得した撮像データから前記溶接箇所における溶接玉の輪郭及び前記セグメントコイルの両端を抽出して溶け込み深さを算出すること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection device according to claim 5 or 6,
The calculation unit calculates a penetration depth by extracting the outline of the weld ball and the both ends of the segment coil from the imaging data acquired by the imaging unit;
Welding quality inspection device characterized by
前記撮像部は、前記ステータコアの端面と直交する方向に配置され、
前記第1光源は、照射方向が前記撮像部の撮像方向に対して傾斜しており、前記セグメントコイルと同色または略同色の照明を前記撮像部の撮像範囲全体に照射する光源であり、
前記第2光源は、照射方向が前記撮像部の撮像方向の鉛直方向に対して予め設定された傾斜角をなすように前記撮像部の撮像方向を境にして対称に配置されていること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection apparatus according to claim 1,
The imaging unit is disposed in a direction orthogonal to the end surface of the stator core,
The first light source is a light source whose irradiation direction is inclined with respect to the imaging direction of the imaging unit and irradiates the entire imaging range of the imaging unit with illumination of the same color or substantially the same color as the segment coil,
The second light source is disposed symmetrically with respect to the imaging direction of the imaging unit such that the irradiation direction forms a tilt angle set in advance with respect to the vertical direction of the imaging direction of the imaging unit,
Welding quality inspection device characterized by
前記第2光源の傾斜角が、−20°〜20°の範囲内で設定されていること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection apparatus according to claim 8,
The inclination angle of the second light source is set within a range of −20 ° to 20 °,
Welding quality inspection device characterized by
前記演算部は、前記撮像部で取得した撮像データから前記溶接箇所における溶接玉の輪郭を抽出して接合長さを算出すること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection device according to claim 8 or 9,
The arithmetic unit calculates a joining length by extracting a contour of a weld ball at the welding location from the imaging data acquired by the imaging unit;
Welding quality inspection device characterized by
前記セグメントコイルと同色または略同色の照明は、赤色照明であること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection device according to any one of claims 8 to 10,
The illumination of the same color or substantially the same color as the segment coil is a red illumination,
Welding quality inspection device characterized by
前記セグメントコイルの色と補色関係にある色の照明は、青色から青緑色のうちのいずれかの色の照明であること、
を特徴とする溶接品質検査装置。 The welding quality inspection device according to any one of claims 1 to 11,
The illumination of a color complementary to the color of the segment coil is illumination of any color from blue to blue-green,
Welding quality inspection device characterized by
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