JP2017173061A - 溶接ビードの検査システム - Google Patents
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Abstract
Description
上記2つの母材および溶接ビードを含む箇所における表面の二次元点群データを取得する計測器と、この計測器で取得された二次元点群データを処理する処理装置とを備え、
上記処理装置が、
上記計測器で取得された二次元点群データに基づき、各母材と溶接ビードとの境界である止端を検出する止端検出部と、
上記計測器で取得された二次元点群データのうち、止端検出部で検出された止端から各母材側への所定部分に相当するデータに基づき、上記2つの母材における表面の近似曲線をそれぞれ算出する曲線算出部と、
上記曲線算出部でそれぞれ算出された近似曲線に基づき、上記2つの母材における溶接ビードが置かれた表面の交角を算出する交角算出部と、
上記交角算出部で算出された交角に基づき、上記2つの母材の当たり状態を予め準備されたパターンから判定する判定部と、
上記判定部で判定されたパターンに応じて、上記2つの母材の当たり点を推定し、この当たり点に基づいて二次元点群データから溶接ビードの脚長および/またはのど厚を算出する検査部とを有するものである。
計測器で取得された二次元点群データを、隣接する点が母材に想定される傷の幅以上になるように間引いた粗点群データにする間引部と、
上記粗点群データおよび二次元点群データを、2つの母材に沿う方向であるX方向でそれぞれ二階微分した粗傾斜変動群データおよび密傾斜変動群データを算出する二階微分部と、
上記粗傾斜変動群データのうちX方向に直交する方向であるY方向の値が所定値以上のデータを抽出し、抽出されたデータのうちX方向の値が最大の点と最小の点とを2つの仮止端とする仮止端検出部と、
上記密傾斜変動群データのうち、上記2つの仮止端をそれぞれ含むX方向における所定範囲で、Y方向の値がそれぞれ最大の点を止端とする止端決定部とを具備するものである。
検査部が、
上記2つの母材の当たり状態が外当たりである場合に溶接ビードの脚長および/またはのど厚を算出する外当たり検査部と、
上記2つの母材の当たり状態が内当たりである場合に溶接ビードの脚長および/またはのど厚を算出する内当たり検査部とを具備するものである。
この溶接ビードの検査システムは、図1に示すように、2つの母材1,2が溶接された箇所における溶接ビード3の検査をするためのシステム10である。上記2つの母材1,2のうち、少なくとも一方が曲面状であればよいが、本実施の形態では簡単のため両方1,2が曲面状である例を示す。通常、2つの母材1,2の当たり状態4は溶接ビード3に隠れているので目視できないが、母材がいずれも平板あれば、母材同士の当たり状態を簡単に推定可能である。しかし、本実施の形態では、母材1,2が曲面状であるから、2つの母材1,2の当たり状態4が溶接方向に沿って変化するなど複雑なので推定しにくい。上記溶接ビード3の検査システム10は、2つの母材1,2の当たり状態4が複雑で推定しにくい溶接ビード3を検査するためのものである。
図2に示すように、上記止端検出部23は、間引部31、二階微分部32、仮止端検出部33および止端決定部34を具備する。以下では、これらの構成31〜34を順に説明する。
図2に示すように、上記曲線算出部24は、止端部分抽出部41および曲線近似部42を具備し、上記交角算出部25は、接線算出部51および交角決定部52を具備する。以下では、これらの構成41,42,51,52を順に説明する。
上記接線算出部51は、曲線近似部42で算出された近似曲線f1(x),f2(x)のそれぞれの止端58,59における接線s1(x),s2(x)を算出する(図10参照)。具体的には、上記近似曲線f1(x),f2(x)の一階微分および止端58,59の座標(x1,y1),(x2,y2)に基づき、それぞれの接線s1(x),s2(x)が算出される。
図3に示すように、上記判定部26は、パターン記憶部61および比較部62を具備し、上記検査部27は、外当たり検査部71および内当たり検査部75を具備する。以下では、これらの構成61,62,71,75を順に説明する。
上記検査部27は、上記比較部62で外当たりと判定された場合に外当たり検査部71を作動させ、上記比較部62で内当たりと判定された場合に内当たり検査部75を作動させる。
(2)外点(x0’,y0’)が他方の母材2の近似曲線f2(x)に存在する。
(3)外点(x0’,y0’)の角βを90°と仮定し、この場合、外点(x0’,y0’)および内当たり点(x0,y0)を通る直線のY方向に対する傾きγと、外点(x0’,y0’)での他方の母材2の近似曲線f2(x)の傾きγとが等しい。
上記内当たり用脚長算出部78は、止端決定部34からの一方の母材1における止端58と内当たり点(x0,y0)との距離L1、および、止端決定部34からの他方の母材2における止端59と外点(x0’,y0’)との距離L2、をそれぞれ脚長として算出する(図14参照)。上記内当たり用のど厚算出部79は、X方向の値が外点(x0’,y0’)以下の範囲(x≦x0’)における上記二次元点群データ5のうち溶接ビード3に相当する部分53と内当たり点(x0,y0)との最短距離Dをのど厚として算出する(図15参照)。
以下、上記溶接ビード3の検査システム10の作用について説明する。
外当たり検査部71における外当たり推定部により、図10に示す2本の接線s1(x),s2(x)の交点(x0,y0)が外当たり点として推定される。外当たり用脚長算出部73により、図12に示す止端58,59と外当たり点(x0,y0)との距離L1,L2が脚長として算出される。外当たり用のど厚算出部74により、図13に示す2本の接線s1(x),s2(x)の交角Δθにおける二等分線h(x)に垂直で外当たり点(x0,y0)を通る線g(x)が算出され、この線g(x)と二次元点群データ5のうち溶接ビード3に相当する部分53との最短距離Dがのど厚として算出される。
2 他方の母材
3 溶接ビード
4 当たり状態
5 二次元点群データ
6 ラインレーザ
11 レーザ変位計
Claims (3)
- 曲面状の母材と他の母材とが溶接された箇所における溶接ビードの検査システムであって、
上記2つの母材および溶接ビードを含む箇所における表面の二次元点群データを取得する計測器と、この計測器で取得された二次元点群データを処理する処理装置とを備え、
上記処理装置が、
上記計測器で取得された二次元点群データに基づき、各母材と溶接ビードとの境界である止端を検出する止端検出部と、
上記計測器で取得された二次元点群データのうち、止端検出部で検出された止端から各母材側への所定部分に相当するデータに基づき、上記2つの母材における表面の近似曲線をそれぞれ算出する曲線算出部と、
上記曲線算出部でそれぞれ算出された近似曲線に基づき、上記2つの母材における溶接ビードが置かれた表面の交角を算出する交角算出部と、
上記交角算出部で算出された交角に基づき、上記2つの母材の当たり状態を予め準備されたパターンから判定する判定部と、
上記判定部で判定されたパターンに応じて、上記2つの母材の当たり点を推定し、この当たり点に基づいて二次元点群データから溶接ビードの脚長および/またはのど厚を算出する検査部とを有することを特徴とする溶接ビードの検査システム。 - 止端検出部が、
計測器で取得された二次元点群データを、隣接する点が母材に想定される傷の幅以上になるように間引いた粗点群データにする間引部と、
上記粗点群データおよび二次元点群データを、2つの母材に沿う方向であるX方向でそれぞれ二階微分した粗傾斜変動群データおよび密傾斜変動群データを算出する二階微分部と、
上記粗傾斜変動群データのうちX方向に直交する方向であるY方向の値が所定値以上のデータを抽出し、抽出されたデータのうちX方向の値が最大の点と最小の点とを2つの仮止端とする仮止端検出部と、
上記密傾斜変動群データのうち、上記2つの仮止端をそれぞれ含むX方向における所定範囲で、Y方向の値がそれぞれ最大の点を止端とする止端決定部とを具備することを特徴とする請求項1に記載の溶接ビードの検査システム。 - 判定部で判定される2つの母材の当たり状態が、一方の母材の表面に他方の母材の溶接ビード側における角が当たる外当たり、または、一方の母材の表面に他方の母材の溶接ビードとは反対側における角が当たる内当たりであり、
検査部が、
上記2つの母材の当たり状態が外当たりである場合に溶接ビードの脚長および/またはのど厚を算出する外当たり検査部と、
上記2つの母材の当たり状態が内当たりである場合に溶接ビードの脚長および/またはのど厚を算出する内当たり検査部とを具備することを特徴とする請求項1または2に記載の溶接ビードの検査システム。
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