JP2019124560A - Appearance evaluation method and appearance evaluation device for weld bead - Google Patents

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Abstract

To provide an appearance evaluation method and an appearance evaluation device for a weld bead that can evaluate the position of the weld bead with high precision continuously along a longer direction of the weld bead even if an undetectable section or an uncertain section is generated in detecting the position of an end part of the weld bead along the longer direction of the weld bead.SOLUTION: An appearance evaluation method for a weld bead comprises: a work shape detection step of detecting information on surface shapes W1, W2, W3, ..., Wn of a work 5 in an X direction of the weld bead 51 over a measurement width D1 by detection means along a Y direction of the weld bead; a measurement end part data generation step of detecting a rising position of the weld bead as a measurement end part and plotting it along the Y direction of the weld bead; and an approximate end part calculation step of specifying the position of a bead end part 51a by approximating data on the plotted measurement end part to a straight line or curved line along the Y direction of the weld bead and then calculating an approximate end part after interpolation between data on the measurement end part.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、溶接ビードの外観評価方法および外観評価装置に関し、さらに詳しくは、光学的手段を用いた検出法による溶接ビードの外観評価方法および外観評価装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for evaluating the appearance of a weld bead, and more particularly to a method and an apparatus for evaluating the appearance of a weld bead by a detection method using an optical means.

従来の溶接ビードの外観評価方法の1つに、光学的手段を用いて溶接ビードの表面形状を検出する方法がある。例えば、特許文献1に示されるように、仮付け溶接された鋼管の外面シーム部を形成する一端部および他端部の位置範囲に対応する演算処理範囲を設定の上、演算処理範囲について算出した一端部および他端部の断面形状の変位量のうちの所定の閾値以下の変位量をもとに、一端部のシームエッジ部および他端部のシームエッジ部の位置を算出する検出方法が用いられている。   One of the conventional weld bead appearance evaluation methods is a method of detecting the surface shape of the weld bead using optical means. For example, as shown in Patent Document 1, the calculation processing range was calculated for the calculation processing range after setting the calculation processing range corresponding to the position range of one end and the other end forming the outer surface seam portion of the tack welded steel pipe. A detection method is used to calculate the positions of the seam edge portion at one end and the seam edge portion at the other end based on the displacement amount less than a predetermined threshold among the displacement amounts of the cross-sectional shapes at one end and the other end There is.

また、特許文献2に示されるように、第一母材または/および第二母材と溶接ビードとを含む断面プロファイルの第一母材または/および第二母材上に、母材推定区間とビードエッジ探索区間とから成る母材区間を設定の上、母材推定区間中の断面プロファイルのデータから推定した母材推定曲線を用いて、ビードエッジ探索区間におけるビードエッジを検出する溶接ビード検査方法が用いられている。   Further, as shown in Patent Document 2, a base material estimation section is formed on the first base material or / and the second base material of the cross-sectional profile including the first base material or / and the second base material and the weld bead, and A weld bead inspection method is used which detects a bead edge in a bead edge search section using a base material estimation curve estimated from data of a cross section profile in the base material estimation section after setting a base material section consisting of a bead edge search section. ing.

特開2015−100838号公報JP, 2015-100838, A 特開2010−025818号公報JP, 2010-025818, A

溶接ビードの外観評価には、正確なビード端部の位置の特定が必要であり、ビード端部の位置の検出誤差が、溶接ビードの形状の評価における誤差として大きく影響を及ぼしうる。特に、ビード端部と母材との間の段差がほとんどない場合は、光学的手段を用いた検出法を精度良く行うことが困難となる。また、測定条件にばらつきが生じた場合や、ワークの表面に溶接ビード以外の凹凸形状が存在する場合には、ビード端部の位置を特定することが困難となりやすい。   The evaluation of the appearance of the weld bead requires an accurate determination of the position of the bead end, and the detection error of the position of the bead end can greatly affect the error in the evaluation of the shape of the weld bead. In particular, when there is almost no level difference between the bead end and the base material, it is difficult to accurately perform the detection method using an optical means. In addition, in the case where the measurement conditions vary, or in the case where there is an uneven shape other than the weld bead on the surface of the work, it becomes difficult to specify the position of the bead end.

例えば、重ね継手溶接および突き合わせ溶接において、ビード端部の位置の余盛り高さが低く、ビード端部の位置と母材との形状変化が緩やかな場合には、ビード端部の位置と母材との形状差の小ささのために、ビード端部の位置の検出が困難となりやすい。また、ビード端部の位置の近傍にスパッタ等、ビード以外の凸構造がある場合には、その凸構造をビード端部の立ち上がりと認識することによるビード端部の位置の誤検出が問題となる。中でも、ある長さにわたって形成された溶接ビードの端部の位置を検出する場合に、長さ方向の全領域で、ビード端部の位置を正確に検出することは困難となりやすい。   For example, in lap joint welding and butt welding, the position of the bead end and the base material are low when the height of the bead end position is low and the shape change between the bead end and the base material is gradual. Because of the small difference in shape between them, detection of the position of the bead end tends to be difficult. In addition, when there is a convex structure other than the bead, such as sputtering, in the vicinity of the position of the bead end, erroneous detection of the position of the bead end by recognizing the convex structure as rising of the bead end becomes a problem. . Above all, when detecting the position of the end of the weld bead formed over a certain length, it is likely to be difficult to accurately detect the position of the bead end over the entire area in the longitudinal direction.

特許文献1では、演算処理範囲について、鋼管の外周方向の位置変化に対する一端部および他端部の断面形状の変位量をもとに、一端部および他端部のシームエッジ部の位置を算出している。しかし、断面形状の変化が緩やかな場合には、変位量が極めて小さくなり、シームエッジ部が算出されないことがありうる。   In Patent Document 1, the position of the seam edge portion at one end and the other end is calculated based on the displacement amount of the cross-sectional shape of the one end and the other end with respect to the position change in the outer circumferential direction of the steel pipe. There is. However, when the change in the cross-sectional shape is gradual, the displacement amount may be extremely small and the seam edge portion may not be calculated.

また、特許文献2では、各断面プロファイル毎にビードエッジ探索区間におけるビードエッジを検出しており、ビードエッジが検出されない場合は、ビードエッジ探索区間を、ビード側に任意の区間幅だけ移動させてビードエッジ探索区間を更新することにより、ビードエッジを検出する。しかし、母材とビードエッジとの断面形状の変化が緩やかな場合には、ビードエッジ探索区間を更新したとしても、ビードエッジを検出できないことや、ビードエッジの位置に誤差が発生することがありうる。   Moreover, in patent document 2, the bead edge in a bead edge search area is detected for every cross-sectional profile, When a bead edge is not detected, a bead edge search area is moved only an arbitrary section width to a bead side, and a bead edge search section is detected. The bead edge is detected by updating. However, if the change in cross-sectional shape between the base material and the bead edge is gradual, even if the bead edge search section is updated, the bead edge may not be detected or an error may occur in the position of the bead edge.

さらに、特許文献1、2のいずれの場合にも、シームエッジやビードエッジの検出時に、検出飛びや検出誤差が発生した場合には、シームエッジやビードエッジの位置が検出されないこと、あるいは検出された位置に誤差が発生することがある。これらのように、シームエッジやビードエッジの検出が不可能な箇所や不正確な箇所が生じた際に、対処する方法は、特許文献1、2には開示されていない。   Furthermore, in any case of Patent Literatures 1 and 2, if a detection jump or detection error occurs at the time of seam edge or bead edge detection, the position of the seam edge or bead edge is not detected, or an error is detected at the detected position. May occur. As described above, Patent Literatures 1 and 2 do not disclose methods for coping with the occurrence of a location where a seam edge or bead edge can not be detected or an incorrect location.

本発明が解決しようとする課題は、溶接ビードの長手方向に沿って溶接ビードの端部の位置を検出するに際し、検出が不可能な部位や不正確な部位が生じたとしても、ビード端部の位置を、溶接ビードの長手方向に沿って連続的に、高精度に評価することができる溶接ビードの外観評価方法および外観評価装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is that, when detecting the position of the end of the weld bead along the longitudinal direction of the weld bead, the bead end may be detected even if a portion that can not be detected or an incorrect portion occurs. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for evaluating the appearance of a weld bead which can be evaluated with high accuracy continuously along the longitudinal direction of the weld bead.

上記課題を解決するために、本発明にかかる溶接ビードの外観評価方法は、ワークの表面に形成された溶接ビードの立ち上がりの端部であるビード端部の位置を、前記溶接ビードに光を照射して発生する反射光によって検出する検出手段を用いた溶接ビードの外観評価方法において、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向における前記溶接ビードを含む前記ワークの表面形状の情報を、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿った測定幅にわたって前記検出手段によって前記溶接ビードの長手方向に沿って検出するワーク形状検出ステップと、前記ワークの表面形状の情報に含まれる、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向における前記溶接ビードの立ち上がりの位置を、測定端部として検出し、前記溶接ビードの長手方向に沿ってプロットする測定端部データ作成ステップと、プロットした前記測定端部のデータを、前記溶接ビードの長手方向に沿って直線または曲線に近似することにより前記測定端部のデータの間を補間した近似端部を算出することで前記ビード端部の位置を特定する近似端部算出ステップと、を備えることを要旨とする。   In order to solve the above problems, in the method of evaluating the appearance of a weld bead according to the present invention, the weld bead is irradiated with light at the position of the bead end which is the rising end of the weld bead formed on the surface of the work. In the method of evaluating the appearance of a weld bead using detection means for detecting the reflected light generated by the operation, information on the surface shape of the workpiece including the weld bead in the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead is the weld bead A work shape detection step of detecting along the longitudinal direction of the weld bead by the detection means over a measurement width along a direction intersecting the longitudinal direction of the weld; and the longitudinal length of the weld bead included in the information of the surface shape of the workpiece The position of the rising of the weld bead in the direction intersecting the direction is detected as the measuring end, in the longitudinal direction of the weld bead Between the measurement end data generation step for plotting and the measurement end portion data plotted by approximating to a straight line or a curve along the longitudinal direction of the weld bead An approximate end calculation step of specifying the position of the bead end by calculating the approximate end is a gist.

ここで、前記測定端部データ作成ステップは、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って、前記ワークにおける前記溶接ビードの高さを、微分し、該微分値の絶対値が所定の閾値以上となる位置を前記測定端部とみなすとよい。   Here, the measurement end data creation step differentiates the height of the weld bead in the workpiece along a direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead, and the absolute value of the differential value is a predetermined threshold value. The above position may be regarded as the measurement end.

また、前記測定端部データ作成ステップにおいて、前記測定端部が検出された第一の場合には、検出された前記測定端部を前記ビード端部の位置として採用し、前記測定端部が検出されない第二の場合には、前記近似端部算出ステップにより特定した前記近似端部を、前記ビード端部の位置として採用し、前記第一の場合と第二の場合で採用した前記ビード端部の位置をつなぎ合わせることで、前記溶接ビードの長手方向に沿った前記ビード端部の位置を特定するビード端部特定ステップをさらに有するとよい。   In the first case where the measurement end is detected in the measurement end data creation step, the detected measurement end is adopted as the position of the bead end, and the measurement end detects In the second case, the approximate end identified by the approximate end calculating step is adopted as the position of the bead end, and the bead end adopted in the first case and the second case The method may further include a bead end specifying step of specifying the position of the bead end along the longitudinal direction of the weld bead by connecting the positions of.

また、前記近似端部算出ステップの後に、近似端部再検出ステップをさらに実施し、前記近似端部の長手方向に沿って、前記近似端部を含む前記ワーク形状検出ステップにおける前記測定幅よりも狭い所定幅の測定エリアを設定し、前記測定エリア内において、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って前記検出手段によって前記溶接ビードの立ち上がりの位置を再度検出することにより該立ち上がりの位置を検出して、再測定端部とし、前記再測定端部によって前記近似端部を置換し、前記ビード端部の位置を特定するとよい。   Further, after the approximate end calculation step, an approximate end redetection step is further performed, and the measurement width in the workpiece shape detection step including the approximate end along the longitudinal direction of the approximate end is greater than the measurement width A measurement area having a narrow predetermined width is set, and in the measurement area, the position of the rise is detected by detecting again the position of the rise of the weld bead along the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead. The remeasurement end may be detected to replace the approximate end by the remeasurement end, and the position of the bead end may be specified.

また、前記近似端部再検出ステップにおいて、前記再測定端部が検出された第一の場合には、検出された前記再測定端部を前記ビード端部の位置として採用し、前記再測定端部が検出されない第二の場合には、前記近似端部算出ステップにより特定した前記近似端部、または前記再測定端部のデータを、前記溶接ビードの長手方向に沿って直線または曲線に近似することにより前記再測定端部のデータの間を補間した再近似端部を、前記ビード端部の位置として採用し、前記第一の場合と第二の場合で採用した前記ビード端部の位置をつなぎ合わせることで、前記溶接ビードの長手方向に沿った前記ビード端部の位置を特定するビード端部特定ステップをさらに有するとよい。   In the first case where the remeasurement end is detected in the approximate end redetection step, the detected remeasurement end is adopted as the position of the bead end, and the remeasurement end is detected. In the second case where no part is detected, the data of the approximate end or the remeasurement end specified by the approximate end calculating step is approximated to a straight line or a curve along the longitudinal direction of the weld bead Thus, the re-approximated end obtained by interpolating the data of the re-measured end is adopted as the position of the bead end, and the position of the bead end adopted in the first case and the second case is adopted. It is preferable to further include a bead end specifying step of specifying the position of the bead end along the longitudinal direction of the weld bead by joining together.

また、前記ビード端部の位置のデータをもとに、前記溶接ビードの表面形状の寸法評価をする溶接ビード寸法評価ステップをさらに備えるとよい。   In addition, it is preferable to further include a weld bead size evaluation step of evaluating the size of the surface shape of the weld bead based on the data of the position of the bead end.

また、前記検出手段は、前記溶接ビードに帯状のレーザー光を、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に掃引することなく、前記帯状の長手方向が前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って一度に照射して発生する反射光を用いて前記溶接ビードの前記ビード端部の位置を検出するとよい。   Further, the detection means does not sweep the band-shaped laser beam in the welding bead in the direction intersecting the longitudinal direction of the welding bead, and the longitudinal direction of the band extends in the direction intersecting the longitudinal direction of the welding bead. It is preferable to detect the position of the bead end of the weld bead by using the reflected light generated by irradiating it along at one time.

そして、前記ワークは、複数の板材間に設けられた段差部に対して、肉盛溶接することにより前記溶接ビードが形成されているとよい。   The workpiece may be weld-welded on a step portion provided between a plurality of plate members to form the weld bead.

一方、本発明にかかる溶接ビードの外観評価装置は、前記溶接ビードが形成された前記ワークに対してレーザー光を照射して前記ワーク表面までの距離を測定する前記検出手段としてのレーザー変位計と、距離センサにより前記レーザー変位計を前記溶接ビードの長手方向に沿って相対的に変位させるレーザー変位計走査手段と、前記レーザー変位計によって得られた測定結果に対する情報処理を行う情報処理手段と、を有し、上記の溶接ビードの外観評価方法を実施することを要旨とする。   On the other hand, the apparatus for evaluating the appearance of a weld bead according to the present invention is a laser displacement meter as the detection means for irradiating a laser beam onto the workpiece on which the weld bead is formed to measure the distance to the workpiece surface. Laser displacement gauge scanning means for relatively displacing the laser displacement gauge along the longitudinal direction of the weld bead by a distance sensor, and information processing means for performing information processing on the measurement result obtained by the laser displacement gauge; The gist of the present invention is to carry out the above-mentioned weld bead appearance evaluation method.

上記発明にかかる溶接ビードの外観評価方法においては、溶接ビードの長手方向に沿って検出したワークの表面形状の情報から測定端部を検出し、その測定端部のデータを溶接ビードの長手方向に沿ってプロットした後、直線または曲線に近似することにより溶接ビードの長手方向に沿って測定端部のデータの間を補間した近似端部を算出することでビード端部の位置を特定する。そのため、段差部に溶接する場合等、ビード端部の位置と母材との形状変化が緩やかであること等により、溶接ビードの長手方向に沿って部分的に、検出手段で得たワークの表面形状の情報から直接ビード端部の位置を検出できない箇所がある場合でも、補間して算出することにより、ビード端部の位置を特定できる。これにより、ビード端部の位置を、溶接ビードの長手方向に沿って連続的に推定し、評価することができる。また、スパッタ等、ビード端部以外の立ち上がり構造の存在や、測定条件のばらつき等の要因により、ビード端部の位置について誤検出が局所的に起こったとしても、直線または曲線への近似を行うことで、それら誤検出の寄与を小さくし、溶接ビードの長手方向全域において高精度にビード端部の位置を評価することが可能となる。   In the method of evaluating the appearance of the weld bead according to the invention, the measurement end is detected from the information of the surface shape of the work detected along the longitudinal direction of the weld bead, and the data of the measurement end is in the longitudinal direction of the weld bead After plotting along the straight line or curve, the position of the bead end is specified by calculating the approximate end which is interpolated between the measurement end data along the longitudinal direction of the weld bead. Therefore, the surface of the workpiece obtained by the detection means partially along the longitudinal direction of the weld bead due to the gradual change in shape of the position of the bead end portion and the base material, etc. Even when there is a portion where the position of the bead end can not be detected directly from the information of the shape, the position of the bead end can be specified by interpolation. Thereby, the position of the bead end can be continuously estimated and evaluated along the longitudinal direction of the weld bead. In addition, even if the false detection occurs locally for the position of the bead end due to factors such as the presence of rising structures other than the bead end such as spatter, etc., approximation to a straight line or a curve is performed. This makes it possible to reduce the contribution of those false detections, and to evaluate the position of the bead end with high accuracy over the entire area in the longitudinal direction of the weld bead.

ここで、測定端部データ作成ステップは、溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って、ワークにおける溶接ビードの高さを、微分し、該微分値の絶対値が所定の閾値以上となる位置を測定端部とみなす場合には、微分により、立ち上がり構造を敏感に検出できるようになるので、ビード端部の位置と母材との形状変化が緩やかである場合にも、高感度にビード端部の位置を評価することができる。   Here, in the measurement end data creation step, the height of the weld bead in the work is differentiated along the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead, and the position at which the absolute value of the differential value becomes a predetermined threshold or more In the case where it is regarded as the measurement end, since the rising structure can be sensitively detected by differentiation, the bead end has high sensitivity even when the shape change between the position of the bead end and the base material is gentle. The position of the department can be evaluated.

また、測定端部データ作成ステップにおいて、測定端部が検出された第一の場合には、検出された測定端部をビード端部の位置として採用し、測定端部が検出されない第二の場合には、近似端部算出ステップにより特定した近似端部を、ビード端部の位置として採用し、第一の場合と第二の場合で採用したビード端部の位置をつなぎ合わせることで、溶接ビードの長手方向に沿ったビード端部の位置を特定するビード端部特定ステップをさらに有する場合には、検出手段における測定条件にばらつきがあることや、ワークの形状変化が緩やかなこと等に起因して、測定端部が検出されない箇所が存在する場合でも、近似端部算出ステップにより特定した近似端部をビード端部の位置として採用することにより、それらの箇所のビード端部の位置を推定できる。これにより、ビード端部を検出手段で検出できない箇所が存在しても、ビード端部の位置を、溶接ビードの長手方向に沿って連続的に評価することができる。   In the first case where the measurement end is detected in the measurement end data creation step, the detected measurement end is adopted as the position of the bead end, and the measurement end is not detected in the second case. The weld bead is adopted by adopting the approximate end specified by the approximate end calculation step as the position of the bead end and connecting the positions of the bead end adopted in the first case and the second case. In the case of further including a bead end specifying step for specifying the position of the bead end along the longitudinal direction, the measurement condition in the detection means may vary, or the shape change of the workpiece may be gradual. Even if there are places where the measurement end is not detected, the position of the bead end of these places is adopted by adopting the approximate end specified by the approximate end calculation step as the position of the bead end. It can be estimated. Thereby, even if there is a place where the bead end can not be detected by the detection means, the position of the bead end can be continuously evaluated along the longitudinal direction of the weld bead.

また、近似端部算出ステップの後に、近似端部再検出ステップをさらに実施し、近似端部の長手方向に沿って、近似端部を含むワーク形状検出ステップにおける測定幅よりも狭い所定幅の測定エリアを設定し、測定エリア内において、溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って検出手段によって溶接ビードの立ち上がりの位置を再度検出することにより該立ち上がりの位置を検出して、再測定端部とし、再測定端部の測定結果によって近似端部を置換し、ビード端部の位置を特定する場合には、より高い検出精度で、ビード端部の位置を検出することができる。なぜなら、ワーク形状検出ステップにおいては、ビード端部の位置の不確定性が高いため、測定幅を広めに設定する必要があるが、一旦、ビード端部を検出することができれば、ワーク形状検出ステップにおいて測定を行った測定幅よりも狭い所定幅を設定し、検出手段による測定を行うことができるからである。これにより、再測定端部の測定時に、狭く設定した測定エリアの外のワークの表面形状の情報は検出されなくなるため、狭い測定エリアの外に形成されているスパッタ等の凸状構造の立ち上がりを、ビード端部の位置として誤検出することがなくなる。このように、測定エリアを狭めた再測定を行わない場合に比べてビード端部の位置の検出精度を高めることができる。また、測定幅を狭くすることで、溶接ビードに光を照射して発生する反射光によってビード端部の位置を検出する検出手段による計測自体の精度も高めやすくなる。   In addition, after the approximate end calculation step, the approximate end redetection step is further performed, and a predetermined width narrower than the measurement width in the workpiece shape detection step including the approximate end along the longitudinal direction of the approximate end The area is set, and the position of the rising is detected by detecting the position of the rising of the weld bead again by the detecting means along the direction crossing the longitudinal direction of the weld bead in the measurement area, and the re-measurement end Then, when the approximate end is replaced by the measurement result of the re-measurement end and the position of the bead end is specified, the position of the bead end can be detected with higher detection accuracy. This is because, in the workpiece shape detection step, the measurement width needs to be set wider because the uncertainty of the position of the bead end is high, but once the bead end can be detected, the workpiece shape detection step It is possible to set a predetermined width narrower than the measurement width at which measurement was performed and to perform measurement by the detection means. As a result, since information on the surface shape of the workpiece outside the narrowly set measurement area is not detected at the time of measurement of the remeasurement end, rising of a convex structure such as spatter formed outside the narrow measurement area is detected. There will be no false detection as the position of the bead end. Thus, the detection accuracy of the position of the bead end can be enhanced as compared to the case where the remeasurement is not performed with the measurement area narrowed. Further, by narrowing the measurement width, it becomes easy to increase the accuracy of the measurement itself by the detection means that detects the position of the bead end by the reflected light generated by irradiating the weld bead with light.

また、近似端部再検出ステップにおいて、再測定端部が検出された第一の場合には、検出された再測定端部をビード端部の位置として採用し、再測定端部が検出されない第二の場合には、近似端部算出ステップにより特定した近似端部、または再測定端部のデータを、溶接ビードの長手方向に沿って直線または曲線に近似することにより再測定端部のデータの間を補間した再近似端部を、ビード端部の位置として採用し、第一の場合と第二の場合で採用したビード端部の位置をつなぎ合わせることで、溶接ビードの長手方向に沿ったビード端部の位置を特定するビード端部特定ステップをさらに有する場合には、検出手段における測定条件にばらつきがあることや、ワークの形状変化が緩やかなこと等に起因して、測定端部が検出されない箇所が存在する場合でも、近似端部算出ステップにより特定した近似端部、または再近似端部をビード端部の位置として採用することにより、それらの箇所のビード端部の位置を推定できる。これにより、ビード端部を検出手段で検出できない箇所が存在しても、ビード端部の位置を、溶接ビードの長手方向に沿って連続的に評価することができる。   In the first case where the remeasurement end is detected in the approximate end redetection step, the detected remeasurement end is adopted as the position of the bead end, and the remeasurement end is not detected. In the second case, of the data of the remeasurement end by approximating the data of the approximation end or remeasurement end specified by the approximation end calculation step into a straight line or a curve along the longitudinal direction of the weld bead. The reapproximated reapproximated end is adopted as the position of the bead end, and by connecting the positions of the bead end adopted in the first case and the second case, the longitudinal direction of the weld bead is obtained. In the case of further including a bead end specifying step for specifying the position of the bead end, the measurement end has a variation in measurement conditions in the detection means, a gradual change in the shape of the work, etc. Not detected Even if There exist, by employing the approximate end it was identified by approximate end calculation step, or re-approximated ends as the position of the bead edge, can estimate the position of the bead ends of those places. Thereby, even if there is a place where the bead end can not be detected by the detection means, the position of the bead end can be continuously evaluated along the longitudinal direction of the weld bead.

また、特定したビード端部の位置のデータをもとに、溶接ビードの表面形状の寸法評価をする溶接ビード寸法評価ステップをさらに備える場合には、特定したビード端部の位置のデータを基準として用いて、溶接ビードの寸法評価を、長手方向に沿って連続的に、高精度に実施できる。これにより、正確な溶接ビードの表面形状の寸法評価をすることができる。   In addition, in the case of further including a weld bead size evaluation step for evaluating the dimensions of the surface shape of the weld bead based on the data of the specified bead end position, the data of the specified bead end is used as a reference. By means of this, dimensional evaluation of the weld bead can be carried out with high precision, continuously along the longitudinal direction. This enables accurate dimension evaluation of the surface shape of the weld bead.

また、検出手段は、溶接ビードに帯状のレーザー光を、溶接ビードの長手方向に交差する方向に掃引することなく、帯状の長手方向が溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って一度に照射して発生する反射光を用いて溶接ビードのビード端部の位置を検出する場合には、帯状のレーザー光を一度に照射することにより、レーザー光を溶接ビードの長手方向に交差する方向に掃引して照射する場合に比べて、ワークの表面形状の情報を検出する時間を短縮できる。これにより、ビード端部の位置の検出時間を短縮できる。   In addition, the detection means irradiates at once along the direction in which the longitudinal direction of the strip intersects the longitudinal direction of the weld bead without sweeping the laser beam of the strip across the weld bead in the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead. In the case of detecting the position of the bead end of the weld bead using the reflected light that is generated, the laser beam is swept in the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead by irradiating a band-like laser beam at a time. The time to detect the information on the surface shape of the workpiece can be shortened as compared to the case where the irradiation is performed. Thereby, the detection time of the position of a bead end part can be shortened.

そして、ワークは、複数の板材間に設けられた段差部に対して、肉盛溶接することにより溶接ビードが形成されている場合には、溶接ビードと複数の板材との形状変化が緩やかで、ビード端部と段差の上側に相当する板材との段差がほとんどない形状変化の緩やかなワークとなる場合も多いが、上記のような方法を用いることにより、形状変化の緩やかさのために、検出手段によって、ビード端部の位置を直接的に検出できない箇所や測定が不正確な箇所が部分的に生じたとしても、ビード端部の位置の評価において、溶接ビードの長手方向における連続性を担保できる。   When the weld bead is formed by build-up welding on the step portion provided between the plurality of plate members, the shape change between the weld bead and the plurality of plate members is gradual. In many cases, it is a gradual work of shape change with almost no step between the bead end and the plate material corresponding to the upper side of the step, but using the method as described above, detection is made due to the looseness of the shape change. Measures the continuity in the longitudinal direction of the weld bead in the evaluation of the position of the bead end even if the position of the bead end can not be detected directly or the measurement measurement is partially incorrect it can.

一方、上記発明にかかる溶接ビードの外観評価装置によれば、簡素な構成で、ビード端部の位置を、溶接ビードの長手方向に沿って連続的に評価できる。これにより、形状変化が緩やかなワークに対しても、ビード端部の位置の評価において、溶接ビードの長手方向における連続性を担保できる。   On the other hand, according to the weld bead appearance evaluation apparatus according to the invention, the position of the bead end can be continuously evaluated along the longitudinal direction of the weld bead with a simple configuration. Thereby, even in the case of a workpiece whose shape change is gradual, continuity in the longitudinal direction of the weld bead can be secured in the evaluation of the position of the bead end.

本発明の一実施形態の溶接ビードの外観評価装置を示す外観図である。It is an external view which shows the external appearance evaluation apparatus of the weld bead of one Embodiment of this invention. (a)外観評価の対象とするワークを示す図1のA−A線断面図である。(b)(a)の点線矩形部の拡大図である。(A) It is the sectional view on the AA line of FIG. 1 which shows the workpiece made into the object of appearance evaluation. (B) It is an enlarged view of the dotted-line rectangular part of (a). ビード端部の位置を特定する方法の一例を示すフロー図である。It is a flow figure showing an example of a method of pinpointing a position of a bead end. (a)ワーク形状検出ステップを説明する模式図である。(b)ワークの表面の高さの分布を説明する模式図である。(A) It is a schematic diagram explaining a workpiece | work shape detection step. (B) It is a schematic diagram explaining distribution of the height of the surface of a workpiece | work. ワークの表面の高さを微分して2次元的に表現したデータの実測例である。It is a measurement example of the data which differentiated the height of the surface of a work and expressed two-dimensionally. 測定端部データ作成ステップを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining measurement end part data creation step. 近似端部算出ステップにおける近似直線の算出を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining calculation of the approximate straight line in an approximate end calculation step. 近似端部再検出ステップにおける測定端部と近似直線との距離の算出を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining calculation of the distance of the measurement edge part and an approximate straight line in an approximate end redetection step. (a)近似端部再検出ステップにおける測定エリアの設定を説明する模式図である。(b)測定エリア内による再検出および再近似直線の算出を説明する模式図である。(A) It is a schematic diagram explaining the setting of the measurement area in an approximate edge part re-detection step. (B) It is a schematic diagram explaining calculation of the redetection in the measurement area, and a re-approximation straight line. (a)溶接ビードの脚長およびビード高さを示すワークの断面図である。(b)(a)の脚長およびビード高さの算出方法を示すフロー図である。(A) It is sectional drawing of the workpiece | work which shows leg length and bead height of a welding bead. (B) It is a flowchart which shows the calculation method of leg length and bead height of (a). (a)溶接ビードの余盛り幅を示すワークの断面図である。(b)(a)の余盛り幅の算出方法を示すフロー図である。(A) It is sectional drawing of the workpiece | work which shows the excess buildup width of a welding bead. (B) It is a flowchart which shows the calculation method of the extra-embedded width of (a).

以下、本発明の一実施形態の溶接ビードの外観評価方法および外観評価装置について、図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態にかかる溶接ビードの外観評価方法は、本発明の一実施形態にかかる溶接ビードの外観評価装置を用いて実行することができる。   Hereinafter, a method and an apparatus for evaluating the appearance of a weld bead according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The weld bead appearance evaluation method according to an embodiment of the present invention can be performed using the weld bead appearance evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.

[外観評価装置の構成]
まず、本発明の一実施形態の外観評価装置1の構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態の溶接ビードの外観評価装置を示す外観図である。
[Configuration of Appearance Evaluation Device]
First, the configuration of an appearance evaluation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an external view showing a weld bead appearance evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、外観評価装置1は、検出手段であるレーザー変位計2と、レーザー変位計走査手段であるロボット3と、情報処理手段であるコンピューター4と、を備える。   As shown in FIG. 1, the appearance evaluation apparatus 1 includes a laser displacement meter 2 as a detection unit, a robot 3 as a laser displacement meter scanning unit, and a computer 4 as an information processing unit.

レーザー変位計2は、溶接ビード51が形成されたワーク5の表面にレーザー光21を照射して発生する反射光を検出することによって、ワーク5の表面形状を検出する検出手段である。レーザー変位計2は、レーザー光21を照射する光源およびワーク5からの反射光を検出する検出器を備え、溶接ビード51が形成されたワーク5に対して、レーザー光21を照射してワーク5の表面の各位置までの距離を測定するものであり、公知のレーザー変位計を使用することができる。ここでは、ワーク5として、金属材料の表面に細長い溶接ビード51が形成されたものを想定しており、溶接ビード51の長手方向に交差する方向をX方向、溶接ビード51の長手方向をY方向とする。   The laser displacement meter 2 is a detection means for detecting the surface shape of the workpiece 5 by detecting the reflected light generated by irradiating the surface of the workpiece 5 on which the weld bead 51 is formed with the laser light 21. The laser displacement meter 2 is provided with a light source for irradiating the laser beam 21 and a detector for detecting the reflected light from the workpiece 5, and the workpiece 5 on which the welding bead 51 is formed is irradiated with the laser beam 21. The distance to each position on the surface of the above is measured, and a known laser displacement gauge can be used. Here, it is assumed that an elongated weld bead 51 is formed on the surface of a metal material as the work 5, the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead 51 is X direction, and the longitudinal direction of the weld bead 51 is Y direction I assume.

レーザー変位計2は、溶接ビード51に、帯状のレーザー光21を、溶接ビード51のX方向に掃引することなく、帯状の長手方向が溶接ビード51のX方向に沿うように、一度に照射する。そして、発生する帯状の反射光を一度に検出することで、溶接ビード51のX方向に沿った高さの分布を検知する。レーザー変位計2は、通信線9bを介して、コンピューター4によって制御を受けるとともに、測定したデータをコンピューター4に入力する。   The laser displacement meter 2 irradiates the weld bead 51 with the strip-like laser beam 21 at one time so that the strip-like longitudinal direction is along the X direction of the weld bead 51 without sweeping the strip in the X direction of the weld bead 51. . And the distribution of the height along the X direction of the welding bead 51 is detected by detecting the strip | belt-shaped reflected light which generate | occur | produces at once. The laser displacement meter 2 is controlled by the computer 4 via the communication line 9 b and inputs the measured data to the computer 4.

また、ロボット3は、レーザー変位計2を溶接ビード51のY方向に沿って相対的に変位させる。さらに、コンピューター4は、通信線9aを介して、ロボット3の運動を制御することにより、レーザー変位計2の溶接ビード51に対する位置の制御をする。   In addition, the robot 3 relatively displaces the laser displacement meter 2 along the Y direction of the welding bead 51. Furthermore, the computer 4 controls the position of the laser displacement meter 2 with respect to the weld bead 51 by controlling the movement of the robot 3 via the communication line 9 a.

コンピューター4は、上記のように、レーザー変位計2およびロボット3の制御を行うとともに、レーザー変位計2により測定された溶接ビード51の表面形状のデータを処理する。具体的なデータ処理としては、レーザー変位計2で得られたデータを演算処理して、後述する溶接ビード51のビード端部51aの位置を評価することができる。また、評価したビード端部51aの位置の情報に基づき、溶接ビード51の形状を評価することができる。   The computer 4 controls the laser displacement meter 2 and the robot 3 as described above, and processes surface shape data of the weld bead 51 measured by the laser displacement meter 2. As a specific data processing, the data obtained by the laser displacement meter 2 can be arithmetically processed to evaluate the position of the bead end 51 a of the weld bead 51 described later. Moreover, the shape of the weld bead 51 can be evaluated based on the information of the position of the bead end 51a evaluated.

次に、外観評価装置1の動作と制御について説明する。外観評価装置1は、溶接ビード51上のあるY方向位置において、レーザー光21を溶接ビード51に照射することにより、溶接ビード51のX方向に沿って溶接ビード51を含むワーク5の表面形状を計測する。計測により得られたデータは、通信線9bを介して、コンピューター4に送られる。   Next, the operation and control of the appearance evaluation apparatus 1 will be described. The external appearance evaluation apparatus 1 irradiates the weld bead 51 with the laser beam 21 at a certain Y-direction position on the weld bead 51 to form the surface shape of the work 5 including the weld bead 51 along the X direction of the weld bead 51. measure. The data obtained by the measurement is sent to the computer 4 via the communication line 9b.

次に、ロボット3によって、レーザー変位計2を、溶接ビード51のY方向に沿って所定の距離だけ移動させる。その後、再度、レーザー光21を溶接ビード51に照射することにより、溶接ビード51のX方向に沿って溶接ビード51を含むワーク5の表面形状を計測する。計測により得られたデータは、コンピューター4に送られる。   Next, the robot 3 moves the laser displacement meter 2 along the Y direction of the welding bead 51 by a predetermined distance. Thereafter, by irradiating the weld bead 51 with the laser beam 21 again, the surface shape of the work 5 including the weld bead 51 along the X direction of the weld bead 51 is measured. The data obtained by the measurement is sent to the computer 4.

上記の動作を、所定回数繰り返すことにより、溶接ビード51のX方向における溶接ビード51を含むワーク5の表面形状の情報を、溶接ビード51のY方向に沿って、所定の間隔ごとに取得する。以上により、XY平面において、溶接ビード51を含むワーク5の表面における高さの分布に関するデータを得ることができる。   Information on the surface shape of the work 5 including the weld bead 51 in the X direction of the weld bead 51 is acquired along the Y direction of the weld bead 51 at predetermined intervals by repeating the above operation a predetermined number of times. As described above, data on the distribution of heights on the surface of the workpiece 5 including the weld bead 51 can be obtained in the XY plane.

[ワークの形状]
溶接ビード51の外観評価の対象とするワーク5は、溶接ビード51を表面に有するものであれば、どのようなものであっても構わないが、一例として段差部に溶接ビード51が形成されたワーク5について説明する。図2(a)は、外観評価の対象とするワークを示す図1のA−A線断面図である。また、図2(b)は、(a)の点線矩形部の拡大図である。
[Work shape]
The work 5 to be subjected to the appearance evaluation of the weld bead 51 may be any work as long as it has the weld bead 51 on the surface, but the weld bead 51 is formed in the step portion as an example The work 5 will be described. Fig.2 (a) is the sectional view on the AA line of FIG. 1 which shows the workpiece made into the object of appearance evaluation. Moreover, FIG.2 (b) is an enlarged view of the dotted-line rectangular part of (a).

図2に示すように、ワーク5は、上板52および下板53の間に、上板52および下板53の面方向に交差して設けられた段差部54に対して、肉盛溶接することにより溶接ビード51が形成されている。ここでは、上板52および下板53として、直線状の端縁を有する平板を想定している。上板52の表面には、溶接ビード51の立ち上がり51bの端部であるビード端部51aが形成されている。溶接ビード51は、ビード端部51aの立ち上がり51bの高さが段差部54の下板53側の溶接ビード51の立ち上がりの高さと比べて小さく、また、両側の板材の間の段差がない場合の溶接ビードの立ち上がりの高さに比べて小さくなりやすい。よって、ビード端部51aと上板52との間の形状変化が緩やかになっている。   As shown in FIG. 2, the work 5 is weld-welded to a step portion 54 provided between the upper plate 52 and the lower plate 53 so as to cross the surface direction of the upper plate 52 and the lower plate 53. Thus, the weld bead 51 is formed. Here, flat plates having straight edges are assumed as the upper plate 52 and the lower plate 53. On the surface of the upper plate 52, a bead end 51a which is an end of the rising 51b of the weld bead 51 is formed. Weld bead 51 has a smaller height 51b of bead end 51a than the height of the rise of weld bead 51 on lower plate 53 of stepped portion 54, and there is no step between the plate members on both sides. It tends to be smaller than the rising height of the weld bead. Therefore, the shape change between the bead end 51 a and the upper plate 52 is gradual.

[外観評価方法]
(概要)
次に、本発明の一実施形態の溶接ビード51の外観評価方法の概要について説明する。本評価方法は、上記で説明した外観評価装置1を用いて実行することができる。図3は、ビード端部の位置を特定する方法の一例を示すフロー図である。
[Appearance evaluation method]
(Overview)
Next, an outline of the method for evaluating the appearance of the weld bead 51 according to the embodiment of the present invention will be described. This evaluation method can be performed using the appearance evaluation apparatus 1 described above. FIG. 3 is a flow chart showing an example of a method of specifying the position of the bead end.

本発明の一実施形態にかかる溶接ビード51の外観評価方法は、図3に示すように、(1)ワーク形状検出ステップ、(2)測定端部データ作成ステップ、(3)近似端部算出ステップの順に実施して、ビード端部51aの位置をY方向の所定範囲、例えば溶接ビード51の全長にわたって評価する。さらに、(3)近似端部算出ステップの後に、(4)近似端部再検出ステップを実施してもよい。また、(3)近似端部算出ステップの後、またはそれに続く(4)近似端部再検出ステップの後に、(5)ビード端部特定ステップを実施してもよい。ここで、図3においては、(3)近似端部算出ステップ、(4)近似端部再検出ステップ、(5)ビード端部特定ステップと順次実施する形態を採用している。   As shown in FIG. 3, the method of evaluating the appearance of the weld bead 51 according to the embodiment of the present invention includes (1) work shape detection step, (2) measurement end portion data creation step, and (3) approximate end portion calculation step The position of the bead end 51a is evaluated over a predetermined range in the Y direction, for example, over the entire length of the weld bead 51. Furthermore, after the (3) approximate end calculation step, (4) the approximate end redetection step may be performed. In addition, after (3) the approximate end calculation step or after (4) the approximate end redetection step, (5) the bead end identification step may be performed. Here, in FIG. 3, an embodiment is adopted in which (3) approximate end calculation step, (4) approximate end redetection step, and (5) bead end identification step are sequentially performed.

(1)ワーク形状検出ステップは、図1に示すX方向における溶接ビード51を含むワーク5の表面形状の情報を、レーザー変位計2によってワーク5の表面の各位置までの距離を実測することで、Y方向の所定範囲にわたって取得する。   (1) In the workpiece shape detection step, the information on the surface shape of the workpiece 5 including the weld bead 51 in the X direction shown in FIG. 1 is measured by the laser displacement meter 2 by measuring the distance to each position on the surface of the workpiece 5 , Over a predetermined range in the Y direction.

(2)測定端部データ作成ステップは、コンピューター4により、ワーク5の表面形状の情報のデータを処理して、(1)ワーク形状検出ステップにて測定を行った各X位置における溶接ビード51の立ち上がり51bの位置を検出し、溶接ビード51のY方向に沿ってプロットする。   (2) Measurement end portion data creation step processes data of surface shape information of the work 5 by the computer 4 and (1) of the weld bead 51 at each X position measured in the work shape detection step The position of the standup 51 b is detected and plotted along the Y direction of the weld bead 51.

(3)近似端部算出ステップにおいては、コンピューター4により、(2)測定端部データ作成ステップでプロットした測定端部のデータを、溶接ビード51のY方向に沿って直線または曲線に近似することにより、(2)測定端部データ作成ステップにおいて溶接ビード51のY方向に沿って離散的にプロットした測定端部のデータの間を補間した近似端部を、連続的に算出する。ここで得た近似端部をビード端部51aの位置の評価結果として採用しても、さらに、(4)近似端部再検出ステップまたは(5)ビード端部特定ステップに進んでも良い。   (3) In the approximate end calculation step, the computer 4 approximates the measurement end data plotted in the (2) measurement end data creation step to a straight line or a curve along the Y direction of the weld bead 51. Thus, (2) in the measurement end data creation step, the approximate end obtained by interpolating between the data of the measurement end discretely plotted along the Y direction of the weld bead 51 is continuously calculated. Even if the approximate end obtained here is adopted as the evaluation result of the position of the bead end 51a, the process may further proceed to (4) approximate end re-detection step or (5) bead end identification step.

(4)近似端部再検出ステップにおいては、コンピューター4により、近似端部のY方向に沿って、(3)近似端部算出ステップで算出した近似端部を含んで、溶接ビード51のX方向に沿った所定幅の測定エリアを設定する。ここで、所定幅は、(1)ワーク形状検出ステップにおいて、測定幅よりも狭い幅とする。そして、設定した測定エリア内において、レーザー変位計2によって、再度、溶接ビード51のX方向に沿ってレーザー光21を照射してワーク5の表面の各位置までの距離を実測する。そして、溶接ビード51の立ち上がり51bの位置を再度検出することにより、再測定端部とし、再測定端部によって近似端部を置換し、ビード端部51aの位置を特定する。さらに、必要に応じて、再測定端部のデータを、溶接ビード51のY方向に沿って直線または曲線に近似することにより、再近似端部を連続的に算出する。   (4) In the approximate end redetection step, the computer 4 calculates the X direction of the weld bead 51 along the Y direction of the approximate end, including the approximate end calculated in the (3) approximate end calculation step. Set a measurement area of a predetermined width along the Here, the predetermined width is (1) a width narrower than the measurement width in the workpiece shape detection step. Then, within the set measurement area, the laser displacement meter 2 irradiates the laser beam 21 again along the X direction of the weld bead 51 to measure the distance to each position on the surface of the workpiece 5. Then, the position of the rising portion 51b of the weld bead 51 is detected again, and the approximate end portion is replaced by the remeasurement end portion, and the position of the bead end portion 51a is specified. Furthermore, if necessary, the re-approximated end is continuously calculated by approximating the data of the re-measured end to a straight line or a curve along the Y direction of the weld bead 51.

(5)ビード端部特定ステップにおいては、コンピューター4により、(2)測定端部データ作成ステップで実測結果から見積られた測定端部、または(4)近似端部再検出ステップで実測結果から見積られた再測定端部の位置と、(3)近似端部算出ステップにおいて近似端部として見積られた位置、または(4)近似端部再検出ステップで再近似端部として見積られた位置とを合成して、Y方向に沿って、ビード端部51aの位置を連続的に評価する。   (5) In the bead end specifying step, the computer 4 estimates (2) the measurement end estimated from the actual measurement result in the measurement end data creating step, or (4) the approximate end redetection step from the actual measurement result And the position estimated as the approximate end in the approximate end calculation step or (4) the position estimated as the approximate end in the approximate end redetection step. By combining, the position of the bead end 51a is continuously evaluated along the Y direction.

本発明の一実施形態の溶接ビード51の外観評価方法を用いることで、図2に示したように、ビード端部51aの位置と上板52および下板53との形状変化が緩やかである場合等に、溶接ビード51のY方向に沿って部分的に、レーザー光21を照射してワーク5の表面の各位置までの距離を実測することでは、ビード端部51aの位置を検出できない箇所や、検出を正確に行えない箇所があったとしても、そのような箇所を含めて、溶接ビード51のY方向に沿ってビード端部51aの位置を連続的に評価することができる。また、スパッタ等、溶接ビード51以外の構造による誤検出が局所的に起こったとしても、そのような箇所を含めて、溶接ビード51のY方向に沿ってビード端部51aの位置を連続的に評価することができ、それら溶接ビード51以外の構造がビード端部51aの検出結果に誤検出として寄与するのを低減することができる。   When the shape change of the position of the bead end 51a and the upper plate 52 and the lower plate 53 is gradual as shown in FIG. 2 by using the appearance evaluation method of the weld bead 51 of one embodiment of the present invention Etc. by irradiating the laser beam 21 partially along the Y direction of the weld bead 51 and measuring the distance to each position on the surface of the work 5, a position where the position of the bead end 51a can not be detected or Even if there is a place where the detection can not be accurately performed, the position of the bead end 51a can be continuously evaluated along the Y direction of the weld bead 51 including such a place. Also, even if a false detection occurs due to a structure other than weld bead 51, such as spatter, the position of bead end 51a continuously along the Y direction of weld bead 51 including such a location. It can be evaluated, and it can be reduced that structures other than those weld beads 51 contribute as a detection error to the detection result of the bead end 51a.

次に、(1)ワーク形状検出ステップ、(2)測定端部データ作成ステップ、(3)近似端部算出ステップ、(4)近似端部再検出ステップ、(5)ビード端部特定ステップについて、それぞれの詳細を説明する。   Next, (1) work shape detection step, (2) measurement end portion data creation step, (3) approximate end portion calculation step, (4) approximate end portion redetection step, and (5) bead end portion identification step The details of each will be described.

(1)ワーク形状検出ステップ
図4(a)は、ワーク形状検出ステップを説明する模式図である。また、図4(b)は、ワーク形状検出ステップによって得られるワークの表面の高さの分布を説明する模式図である。
(1) Workpiece Shape Detection Step FIG. 4A is a schematic view illustrating the workpiece shape detection step. FIG. 4B is a schematic view for explaining the distribution of the height of the surface of the workpiece obtained by the workpiece shape detection step.

(1)ワーク形状検出ステップにおいては、図4(a)に説明する溶接ビード51のX方向に沿って、溶接ビード51を含むワーク5の表面形状W1、W2、W3、・・・Wnの情報を、溶接ビード51のY方向に沿って、所定の間隔ごとに、レーザー光21を照射してワーク5の表面の各位置までの距離を実測することで、取得する。これにより、図4(b)に模式的に説明するように、ワーク5の表面における高さ分布に関する情報を、XY平面で二次元的に取得することができる。ここでは、表面形状W1、W2、W3、・・・WnのX方向に沿った測定幅D1は、溶接ビード51の形成位置やレーザー変位計2による測定位置のずれを考慮して、レーザー変位計2の測定範囲に溶接ビード51が余裕をもって含まれるように、広めに設定しておく。   (1) In the workpiece shape detection step, information on the surface shapes W1, W2, W3,... Wn of the workpiece 5 including the weld bead 51 along the X direction of the weld bead 51 described in FIG. The laser beam 21 is irradiated along the Y direction of the weld bead 51 at predetermined intervals to measure the distances to the respective positions on the surface of the work 5. Thereby, as schematically described in FIG. 4B, information on the height distribution on the surface of the workpiece 5 can be obtained two-dimensionally in the XY plane. Here, the measurement width D1 along the X direction of the surface shapes W1, W2, W3,... Wn is a laser displacement meter in consideration of the formation position of the weld bead 51 and the measurement position by the laser displacement meter 2. The welding bead 51 is set to be wider so as to be included in the measurement range of 2 with a margin.

(2)測定端部データ作成ステップ
このステップでは、上記(1)ワーク形状検出ステップで得られたワーク5の表面における高さ分布の情報から、ビード端部51aの位置に関する情報を抽出する。具体的にはまず、高さ分布W1、W2、W3、・・・Wnの情報をX方向に沿って微分する。図5は、ワークの表面の高さを微分して2次元的に表現したデータの実測例である。なお、図5のコントラストは、説明を明確化するために調整をして、ビード端部51aの部分の明るさを強調している。また、図6は、測定端部データ作成ステップで、図5のような微分像をもとに、ビード端部51aの位置を検出して得られる結果を説明する模式図である。ここで、図6および後に説明する図7、8、9の図中の黒丸および斜線入りの丸は、ビード端部51aの位置として検出された箇所、白丸は、ビード端部51aが実際には存在するが、それぞれのステップでは位置が検出されなかった箇所である。また、一点鎖線Rは、ワーク5に形成されている実際のビード端部51aの位置を示す。
(2) Measurement End Data Creation Step In this step, information on the position of the bead end 51a is extracted from the information on the height distribution on the surface of the workpiece 5 obtained in the above (1) workpiece shape detection step. Specifically, first, information on height distributions W1, W2, W3,... Wn is differentiated along the X direction. FIG. 5 is a measurement example of data two-dimensionally expressed by differentiating the height of the surface of the workpiece. In addition, the contrast of FIG. 5 is adjusted in order to clarify description, and emphasizes the brightness of the part of bead end 51a. FIG. 6 is a schematic view for explaining the result obtained by detecting the position of the bead end 51 a based on the differential image as shown in FIG. 5 in the measurement end data creation step. Here, black circles and hatched circles in FIGS. 7, 8 and 9 described later in FIG. 6 and in FIGS. 7, 8 and 9 indicate places detected as the positions of the bead end 51a, and white circles indicate that the bead end 51a is actually Although it exists, in each step, the position is not detected. Moreover, the dashed-dotted line R shows the position of the actual bead edge part 51a currently formed in the workpiece | work 5. As shown in FIG.

(2)測定端部データ作成ステップにおいては、溶接ビード51のX方向に沿って、図4(b)に説明するワーク5の表面の高さ分布を示す像において、溶接ビード51の高さZ0を、溶接ビード51が形成されていない領域から溶接ビード51が形成されている領域に向かって微分する。ここで説明する例では、図4(b)に説明する矢印X1のように、高さZ0の高い上板52側から、溶接ビード51が形成された領域を通って、高さ高さZ0の低い下板53側に向って、微分する。微分には、ソーベルフィルタ等、公知の2次元データに対する微分法を用いることができる。実測に基づく微分結果を2次元的に表現したものの例が図5である。そして、微分値の絶対値が所定の閾値以上となる位置を、各Y方向位置における溶接ビード51の立ち上がり51bの位置とみなし、測定端部Sの位置として記録する。これにより、図6に説明するように、ビード端部51aの位置として測定端部Sを検出する。その後、溶接ビード51のY方向に沿って測定端部Sの位置をプロットする。ここで、測定端部Sとは、溶接ビード51のX方向に沿って検出されるビード端部51aの位置であり、必ずしも実際のビード端部51aの位置に一致するものではなく、位置のずれやデータ点の欠落を含みうる。   (2) In the measurement end portion data creation step, in the image showing the height distribution of the surface of the work 5 described in FIG. 4B along the X direction of the weld bead 51, the height Z0 of the weld bead 51 Is differentiated from the area where the weld bead 51 is not formed toward the area where the weld bead 51 is formed. In the example described here, as shown by an arrow X1 illustrated in FIG. 4B, from the side of the upper plate 52 having a high height Z0, through the region where the weld bead 51 is formed, the height height Z0 is Differentiate toward the lower lower plate 53 side. For differentiation, a known differential method for two-dimensional data such as a Sobel filter can be used. An example of a two-dimensional expression of the differential result based on the actual measurement is shown in FIG. Then, the position where the absolute value of the differential value is equal to or more than a predetermined threshold value is regarded as the position of the rising 51 b of the weld bead 51 at each Y direction position, and is recorded as the position of the measurement end S. Thus, as described in FIG. 6, the measurement end S is detected as the position of the bead end 51a. Thereafter, the position of the measurement end S is plotted along the Y direction of the weld bead 51. Here, the measurement end S is the position of the bead end 51a detected along the X direction of the weld bead 51, and does not necessarily coincide with the actual position of the bead end 51a, and the position deviation And may include missing data points.

図5の微分像において、暗く表示されている部分は、ワーク5の表面の形状差がほとんどない平滑面であり、明るく表示されている部分は、ワーク5の表面に立ち上がりが存在する部位であり、明度が高い程、ワーク5の表面の立ち上がりの勾配が大きい。図5の溶接ビード51の上板52側の位置に、明るい点がY方向(画像の縦方向)に沿って離散的に観測されており、それらが検出された測定端部Sに相当する。しかし、Y方向に沿って、それら明るい点が観測されていない箇所もある。それらの箇所は、測定端部が検出できなかった検出不可箇所Bである。検出不可箇所Bは、図2に示すように、ビード端部51aの位置と上板52との形状変化が緩やかであり、ビード端部51aの位置と上板52との形状差がほとんどないことや、レーザー変位計2でレーザー光21を照射してワーク5の表面の各位置までの距離を実測する時の条件がゆらいだこと等に起因し、ワーク5の表面の高さを微分した際に、所定の閾値以上の微分値が検出されなかったため、測定端部Sのデータが記録されなかったものである。   In the differential image of FIG. 5, the darkly displayed portion is a smooth surface with almost no difference in shape of the surface of the work 5, and the brightly displayed portion is a portion where a standup is present on the surface of the work 5 The higher the lightness, the larger the rising slope of the surface of the work 5. Bright spots are discretely observed along the Y direction (longitudinal direction of the image) at the position on the upper plate 52 side of the weld bead 51 in FIG. 5 and these correspond to the measurement end S at which they are detected. However, along the Y direction, there are places where the bright spots are not observed. Those locations are undetectable locations B where the measurement end could not be detected. In the undetectable portion B, as shown in FIG. 2, the shape change between the position of the bead end 51a and the upper plate 52 is gradual, and there is almost no difference in the shape between the position of the bead end 51a and the upper plate 52 Or when the height of the surface of the work 5 is differentiated because the conditions when measuring the distance to each position on the surface of the work 5 by irradiating the laser light 21 with the laser displacement meter 2 are unstable, etc. In addition, since the differential value more than the predetermined threshold was not detected, the data of the measurement end S was not recorded.

図6の図中に示すNは、実際にはビード端部51aが存在するにもかかわらず、(2)測定端部データ作成ステップにおいて測定端部Sが検出されない非検出箇所であり、図5においては、検出不可箇所Bに相当する。また、測定端部S3として検出されたPは、他の測定端部SのX方向の位置からX方向に大きく離れており、溶接ビード51以外の凹凸構造に起因するもの、例えばワーク5の表面に付着したスパッタ等に起因するものと推察される。これにより、測定端部S3は、図6に点線で示すように、Y方向に隣接する測定端部S1および測定端部S2や実際のビード端部51aの位置よりもX方向に沿って局所的に突出した形状として溶接ビード51が形成されているような検出結果を与えてしまう。   N shown in FIG. 6 is a non-detection point where the measurement end S is not detected in (2) measurement end data creation step despite the fact that the bead end 51a actually exists, and FIG. Corresponds to the undetectable point B. Further, P detected as the measurement end S3 is largely separated in the X direction from the position of the other measurement end S in the X direction, and is caused by the uneven structure other than the weld bead 51, for example, the surface of the work 5 It is inferred that it originates in the spatter etc. which adhered to. Thereby, as shown by the dotted line in FIG. 6, the measurement end S3 is localized along the X direction more than the positions of the measurement end S1 and the measurement end S2 adjacent to the Y direction and the actual bead end 51a. It gives a detection result such that the weld bead 51 is formed as a shape projecting to the above.

(3)近似端部算出ステップ
このステップにおいては、(2)測定端部データ作成ステップで得られた測定端部Sのデータを基に、近似端部を算出する。図7は、(3)近似端部算出ステップにおける近似直線の算出を説明する模式図である。
(3) Approximate Edge Calculation Step In this step, (2) the approximate edge is calculated based on the data of the measurement edge S obtained in the measurement edge data creation step. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the calculation of the approximate straight line in the (3) approximate end calculation step.

(3)近似端部算出ステップは、図7に示すように、(2)測定端部データ作成ステップにおいて検出した測定端部Sのデータを、溶接ビード51のY方向に沿って直線に近似して、溶接ビード51のY方向に沿って、近似端部である近似直線K1を算出する。直線に近似する方法は、最小二乗法等、公知の方法を用いればよい。ここでは、上板52および下板53が直線状の端縁を有しており、その端縁の段差54に略直線状の溶接ビード51を形成しているので、直線への近似を採用しているが、溶接ビード51を形成する母材の端縁の形状や溶接ビード51の形状に応じて、任意の関数形を有する曲線に近似してもよい。   (3) The approximate end calculation step approximates the data of the measurement end S detected in (2) measurement end data creation step to a straight line along the Y direction of the weld bead 51, as shown in FIG. Then, along the Y direction of the weld bead 51, an approximate straight line K1, which is an approximate end, is calculated. As a method of approximating to a straight line, a known method such as the least squares method may be used. Here, since the upper plate 52 and the lower plate 53 have linear edges, and a substantially linear weld bead 51 is formed on the step 54 of the edges, an approximation to a straight line is adopted. However, depending on the shape of the edge of the base material forming the weld bead 51 or the shape of the weld bead 51, it may be approximated to a curve having an arbitrary functional shape.

この(3)近似端部算出ステップの後、次の(4)近似端部再検出ステップまたは(5)ビード端部特定ステップに進むことが好ましい。しかし、それら(4)および(5)のステップを実施しない場合には、近似直線K1をもって、ビード端部51aの評価結果とすればよい。つまり、近似直線K1を、ビード端部51aの形成された位置とみなして、溶接ビード51の各部の寸法(脚長、高さ、余盛り幅等)の評価等に、適宜利用すればよい。   After the (3) approximate end calculation step, it is preferable to proceed to the next (4) approximate end redetection step or (5) bead end identification step. However, when the steps (4) and (5) are not performed, the approximate straight line K1 may be used as the evaluation result of the bead end 51a. That is, the approximate straight line K1 may be regarded as the position at which the bead end 51a is formed, and may be appropriately used for evaluation of the dimensions (leg length, height, width of extra bulge, etc.) of each part of the weld bead 51.

(4)近似端部再検出ステップ
このステップにおいては、上記(1)〜(3)のステップで近似直線K1として評価されたビード端部51aの位置を、レーザー変位計2を用いた再計測により、さらに正確に評価する。(4)近似端部再検出ステップは、以下のように、(a)〜(e)の各ステップによって、実施することができる。
(4) Approximate end redetection step In this step, the position of the bead end 51a evaluated as the approximate straight line K1 in the above steps (1) to (3) is remeasured using the laser displacement meter 2. To evaluate more accurately. (4) The approximate end redetection step can be implemented by the steps (a) to (e) as follows.

図8は、(4)近似端部再検出ステップにおける測定端部と近似直線との距離の算出を説明する模式図である。また、図9(a)は、(4)近似端部再検出ステップにおける測定エリアの設定を説明する模式図である。また、図9(b)は、測定エリア内による再検出および再近似直線の算出を説明する模式図である。   FIG. 8 is a schematic view for explaining calculation of the distance between the measurement end and the approximate straight line in (4) approximate end redetection step. FIG. 9A is a schematic view for explaining setting of the measurement area in (4) approximate end redetection step. FIG. 9B is a schematic view for explaining redetection in the measurement area and calculation of a re-approximation straight line.

(a)測定端部と近似直線との距離の算出
(4)近似端部再検出ステップにおいては最初に、レーザー変位計2を用いた再測定のための準備として、図7の測定端部S、および近似直線K1のデータを使用して、図8に示すように、溶接ビード51のX方向に沿って、近似直線K1に対する各測定端部Sの座標を算出する。具体的には、近似直線K1に対して溶接ビード51のX方向に沿って、各測定端部Sと近似直線K1との間の距離LSを算出する。これにより、後述する図9(a)の測定エリアEを設定するための準備を行う。
(A) Calculation of the distance between the measurement end and the approximate straight line (4) In the approximate end redetection step, first, the measurement end S in FIG. 7 is prepared for remeasurement using the laser displacement meter 2. The data of approximate straight line K1 are used to calculate the coordinates of each measurement end S with respect to approximate straight line K1 along the X direction of weld bead 51, as shown in FIG. Specifically, a distance LS between each measurement end S and the approximate straight line K1 is calculated along the X direction of the weld bead 51 with respect to the approximate straight line K1. By this, preparation for setting a measurement area E of FIG. 9A described later is performed.

(b)測定エリアの設定
次に、図9(a)に示すように、近似直線K1のY方向に沿って、近似直線K1を含んで、(1)ワーク形状検出ステップにおける測定幅D1(図4(a)参照)よりも狭い測定幅D2の測定エリアEを、レーザー変位計2による再計測を行う範囲として設定する。ここで、測定幅D2は、ステップ(a)で算出した測定端部Sと近似直線K1との間の距離LSのデータを用いて、溶接ビード51のX方向の幅を十分に含んでおり、かつ(1)ワーク形状検出ステップにおける測定幅D1よりも狭く設定をする。測定幅D1は、溶接ビード51をレーザー変位計2の測定範囲に余裕をもって含めるために、広めに設定していたが、上記(1)〜(3)および(a)のステップで、既に測定幅D1の中における溶接ビード51の位置を特定しているため、溶接ビード51を確実に範囲に含ませるように、測定幅D1よりも小さい測定幅D2を設定することができる。測定幅D2の小ささにより、スパッタP等、溶接ビード51以外の凹凸構造物が、測定幅D1において測定する場合よりも、測定エリアEに入りにくくなる。
(B) Setting of measurement area Next, as shown in FIG. 9A, along the Y direction of the approximate straight line K1, including the approximate straight line K1, (1) the measurement width D1 in the workpiece shape detection step (see FIG. A measurement area E having a measurement width D2 narrower than 4) (a) is set as a range in which remeasurement by the laser displacement meter 2 is performed. Here, the measurement width D2 sufficiently includes the width in the X direction of the weld bead 51, using the data of the distance LS between the measurement end S calculated in step (a) and the approximate straight line K1, And (1) It is set narrower than the measurement width D1 in the workpiece shape detection step. The measurement width D1 was set wider in order to include the welding bead 51 with a margin in the measurement range of the laser displacement meter 2, but the measurement width has already been measured in the steps (1) to (3) and (a). Since the position of the weld bead 51 in D1 is specified, the measurement width D2 smaller than the measurement width D1 can be set so that the weld bead 51 is surely included in the range. Due to the smallness of the measurement width D2, the uneven structure other than the weld bead 51 such as the sputter P is less likely to enter the measurement area E than when measuring in the measurement width D1.

(c)測定エリア内における再検出
次に、図9(b)に示すように、測定エリアEの範囲内において、再度、溶接ビード51のX方向における溶接ビード51を含むワーク5の表面形状の情報を、図1に示すレーザー変位計2によって、溶接ビード51のY方向に沿って検出する。これにより、図4(b)よりもX方向の範囲の狭い、ワークの表面の高さ分布の像を得る。次に、(2)測定端部データ作成ステップと同様に、溶接ビード51のX方向に沿って微分して、微分値の絶対値が所定の閾値以上となる位置を、各位置における溶接ビード51の立ち上がり51bの位置とみなし、再測定端部Tとして記録する。これにより、図9(b)に示すように、ビード端部51aの位置として再測定端部Tを検出し、溶接ビード51のY方向に沿ってプロットする。なお、この再測定においては、測定幅だけではなく、レーザー変位計2による測定にかかる条件自体も、(1)ワーク形状検出ステップから変更してもよい。例えば、測定幅を狭くすることで、測定幅内の各X方向位置における測定精度を向上させることができる形態のレーザー変位計2を用いているならば、そのように測定条件を変更することが考えられる。
(C) Re-detection in the measurement area Next, as shown in FIG. 9B, within the range of the measurement area E, again the surface shape of the work 5 including the weld bead 51 in the X direction of the weld bead 51 Information is detected along the Y direction of the weld bead 51 by the laser displacement meter 2 shown in FIG. As a result, an image of the height distribution of the surface of the workpiece which is narrower in the range in the X direction than in FIG. 4B is obtained. Next, (2) as in the measurement end portion data creation step, the welding bead 51 at each position is differentiated by differentiating the welding bead 51 along the X direction so that the absolute value of the differential value is equal to or greater than a predetermined threshold value. It is regarded as the position of the rising edge 51b of and recorded as the re-measurement end T. As a result, as shown in FIG. 9B, the remeasurement end T is detected as the position of the bead end 51a, and is plotted along the Y direction of the weld bead 51. In this remeasurement, not only the measurement width but also the conditions for measurement by the laser displacement meter 2 may be changed from (1) workpiece shape detection step. For example, if using the laser displacement meter 2 in such a form that the measurement accuracy at each X direction position in the measurement width can be improved by narrowing the measurement width, the measurement conditions should be changed as such. Conceivable.

ここで、測定端部Sは、(1)ワーク形状検出ステップにおいて、測定幅D1において、ワーク5の表面の高さ分布を計測した結果に基づいて検出されたものであるのに対し、再測定端部Tは、この(4)近似端部再検出ステップのステップ(c)において、測定幅D1よりも狭い測定幅D2において、ワーク5の表面の高さ分布を再計測した結果に基づいて検出されるものである。(2)測定端部データ作成ステップでは、測定端部Sとして、スパッタPが誤検出されていたのに対し、この再検出のステップでは、測定幅D2を、スパッタPを含まない狭い領域に設定していることに対応して、再測定端部Tは、スパッタPに起因する検出結果を含まないものとなっている。スパッタP等、溶接ビード51以外の構造が形成されている位置以外でも、各Y方向位置における測定端部Sと再測定端部Tの位置は、必ずしも一致するものではない。例えば、(1)ワーク形状検出ステップから測定条件を変更している場合等には、測定端部Sよりも実際の溶接ビード51の位置に近い位置として、再測定端部Tを得ることができる。図9(b)に白丸で示す点Mは、測定エリアEの範囲内において、測定幅D2での再測定でも再測定端部Tが検出されない非検出箇所であり、必ずしも(1)ワーク形状検出ステップで発生した非検出箇所Nに一致するものではないが、図6に説明する例では一致している。   Here, while the measurement end S is (1) detected based on the result of measuring the height distribution of the surface of the work 5 in the measurement width D1 in the work shape detection step, re-measurement is performed. The end T is detected based on the result of remeasuring the height distribution of the surface of the work 5 in the measurement width D2 narrower than the measurement width D1 in step (c) of the (4) approximate end redetection step. It is (2) In the measurement end data creation step, the sputter P is erroneously detected as the measurement end S, but in the redetection step, the measurement width D2 is set to a narrow area not including the sputter P. Corresponding to the above, the re-measurement end T does not include the detection result due to the sputter P. The positions of the measurement end S and the re-measurement end T at each Y-direction position do not necessarily coincide with each other except at a position where a structure other than the weld bead 51 such as the sputter P is formed. For example, when the measurement conditions are changed from (1) workpiece shape detection step, etc., the remeasurement end T can be obtained as a position closer to the actual position of the weld bead 51 than the measurement end S. . A point M indicated by a white circle in FIG. 9B is a non-detection point at which the re-measurement end T is not detected even in the re-measurement at the measurement width D2 within the range of the measurement area E; Although it does not correspond to the non-detection part N which generate | occur | produced at the step, in the example demonstrated in FIG. 6, it corresponds.

(d)再近似端部の算出
次に、上記(c)のステップで得た再測定端部Tの情報をもとに、再近似端部を算出する。つまり、上記(3)近似端部算出ステップで測定端部Sのデータに対して行ったのと同様に、上記で得た再測定端部Tのデータを、溶接ビード51のY方向に沿って直線(または曲線)に近似して、溶接ビード51のY方向に沿って、再近似端部である再近似直線K2を算出する。なお、再測定端部Tと測定端部Sの位置がほぼ一致している場合等、再近似直線K2を改めて算出する必要性が低い場合には、(3)近似端部算出ステップで算出した近似直線K1を、再近似直線K2としてそのまま採用してもよい。
(D) Calculation of Re-approximated End Next, based on the information on the re-measurement end T obtained in the step (c), the re-approximated end is calculated. That is, the data of the remeasurement end T obtained above is taken along the Y direction of the weld bead 51 in the same manner as the data of the measurement end S is obtained in the (3) approximate end calculation step. By approximating to a straight line (or a curve), a re-approximated straight portion K2 which is a re-approximated end is calculated along the Y direction of the weld bead 51. When the necessity of recalculating the re-approximated straight line K2 is low, for example, when the positions of the re-measurement end T and the measurement end S are substantially the same, the calculation is performed in the (3) approximate end calculation step. The approximate straight line K1 may be adopted as the re-approximated straight line K2 as it is.

この(4)近似端部再検出ステップの後、次の(5)ビード端部特定ステップに進むことが好ましい。しかし、(5)ビード端部特定ステップを実施しない場合には、再近似直線K2をもって、ビード端部51aの評価結果とすればよい。つまり、再近似直線K2を、ビード端部51aの形成された位置とみなして、ビード寸法の評価等に、適宜利用すればよい。   After the (4) approximate end redetection step, it is preferable to proceed to the next (5) bead end identification step. However, when the (5) bead end identification step is not performed, the re-approximated straight line K2 may be used as the evaluation result of the bead end 51a. That is, the re-approximated straight line K2 may be regarded as the position where the bead end 51a is formed, and may be appropriately used for evaluation of the bead size and the like.

(5)ビード端部特定ステップ
(4)近似端部再検出ステップの後、あるいは、(4)近似端部再検出ステップを省略する場合には、(3)近似端部算出ステップの後に、コンピューター4により、(5)ビード端部特定ステップを行う。ここでは、レーザー変位計2による計測でビード端部51aの位置を実測によって検出することができたY方向位置(第一の場合)のデータと、レーザー変位計2による計測でビード端部51aの位置を実測によって検出することができなかったY方向位置(第二の場合)のデータをつなぎ合せて、ビード端部51aの位置を特定する。
(5) Bead end identification step (4) Computer after approximate end redetection step or (4) approximate end redetection step if omitted (3) approximate end calculation step Perform step (5) bead end identification step according to 4. Here, the data of the Y-direction position (in the first case) where the position of the bead end 51a could be detected by measurement by the measurement of the laser displacement meter 2 and the measurement of the bead end 51a by the measurement of the laser displacement meter 2 The data of the Y direction position (second case) where the position could not be detected by measurement is connected to specify the position of the bead end 51a.

図9(b)に、(4)近似端部再検出ステップにおいて、再測定端部Tの検出および再近似直線K2の算出を行った後に、(5)ビード端部特定ステップを実行する場合を示す。具体的には、(4)近似端部再検出ステップにおける測定エリアE内において、再測定端部Tが検出されたY方向位置においては、検出した再測定端部Tをビード端部51aの位置として採用し、再測定端部Tが検出されなかったY方向位置(レーザー変位計2による離散的な測定の対象とならなかった位置、および測定の対象となったが検出データが得られなかった非検出箇所Mの両方を含む)においては、(4)近似端部再検出ステップにより検出した再近似直線K2を、ビード端部51aの位置として採用し、それらをつなぎ合わせて、溶接ビード51のY方向に連続したビード端部51aの位置として評価する。そのように、合成して得られたY方向に連続した評価結果を、ビード端部51aの形成された位置とみなして、ビード寸法の評価等に、適宜利用すればよい。   FIG. 9B shows the case where (5) bead end identification step is executed after detection of the re-measurement end T and calculation of the re-approximation straight line K2 in (4) approximate end redetection step. Show. Specifically, in the measurement area E in the (4) approximate end redetection step, at the Y direction position at which the remeasurement end T is detected, the detected remeasurement end T is the position of the bead end 51a. Y-direction position where no re-measurement end T was detected (the position that was not the target of discrete measurement by laser displacement meter 2, and the target of measurement, but no detection data was obtained In the case where both non-detection points M are included, (4) the re-approximated straight line K2 detected by the approximate end re-detection step is adopted as the position of the bead end 51a, and they are joined together. It evaluates as a position of bead end 51a continued in the Y direction. As such, the evaluation result continuous in the Y direction obtained by the synthesis may be regarded as the position where the bead end 51a is formed, and may be appropriately used for evaluation of the bead size and the like.

(4)近似端部再検出ステップを行っていない場合には、再測定端部Tの代わりに測定端部Sを用いるとともに、再近似直線K2の代わりに近似直線K1を用いて、上記と同様に、溶接ビード51のY方向に連続したビード端部51aの位置を評価することができる。   (4) When the approximate end re-detection step is not performed, the measurement end S is used instead of the re-measurement end T, and the approximate straight line K1 is used instead of the re-approximated straight line K2, as described above. In addition, the position of the bead end 51a continuous in the Y direction of the weld bead 51 can be evaluated.

(外観評価方法の特性)
本発明の溶接ビード51の外観評価方法は、(1)ワーク形状検出ステップにより、溶接ビード51のX方向に沿った測定幅D1にわたって溶接ビード51のY方向に沿ってワーク5の表面形状W1、W2、W3、・・・Wnの情報を取得し、(2)測定端部データ作成ステップにより、その測定端部Sのデータを検出して溶接ビード51のY方向に沿ってプロットした後、(3)近似端部算出ステップにより、溶接ビード51のY方向に沿って測定端部Sのデータを直線または曲線に近似して、近似直線K1を算出する。(3)近似端部算出ステップのような近似の工程を含むことで、ビード端部51aの位置と上板52および下板53との形状変化が緩やかであるため、溶接ビード51のY方向に沿って部分的に、ワーク5の表面形状W1、W2、W3、・・・Wnの情報からビード端部51aの位置を検出できない箇所(非検出箇所N)や検出されたビード端部51aの位置(スパッタPによる測定端部S3)が不正確な箇所がある場合でも、ビード端部51aの位置を、溶接ビード51のY方向に沿って連続的に推定できる。
(Characteristics of appearance evaluation method)
The appearance evaluation method of the weld bead 51 of the present invention includes: (1) Workpiece shape detection step, the surface shape W1 of the workpiece 5 along the Y direction of the weld bead 51 over the measurement width D1 along the X direction of the weld bead 51; The information of W2, W3, ... Wn is acquired, and (2) measurement end portion data creation step detects the data of the measurement end portion S and plots it along the Y direction of the weld bead 51, 3) In the approximate end calculation step, approximate straight line K1 is calculated by approximating data of measurement end S along a Y direction of weld bead 51 to a straight line or a curve. (3) In the Y direction of the weld bead 51, the shape change of the position of the bead end 51a and the upper plate 52 and the lower plate 53 is gradual by including an approximation step such as an approximate end calculation step. Partly along a part where the position of the bead end 51a can not be detected from the information of the surface shape W1, W2, W3, ... Wn of the work 5 (non-detection part N) or the position of the detected bead end 51a Even when there is an inaccurate portion (measurement end S3 by spatter P), the position of the bead end 51a can be continuously estimated along the Y direction of the weld bead 51.

また、(2)測定端部データ作成ステップは、溶接ビード51のX方向に沿って、ワーク5における溶接ビード51の高さZ0を、微分し、その微分値の絶対値が所定の閾値以上となる位置を測定端部Sとみなしている。この場合には、微分により、立ち上がり構造を敏感に検出できるようになるので、ビード端部51aの位置と上板52との形状変化が緩やかである場合にも、高感度にビード端部51aの位置を評価することができる。しかし、微分を行う形態に限られるものではなく、高さZ0の立ち上がり51bを検出できればよい。例えば、溶接ビード51の立ち上がり51bが急峻である場合等には、図4(b)のような高さ分布のデータを微分することなくそのまま利用して、高さZ0を解析してもよい。   (2) In the measurement end portion data creation step, the height Z0 of the weld bead 51 on the work 5 is differentiated along the X direction of the weld bead 51, and the absolute value of the derivative value is equal to or greater than a predetermined threshold Position is regarded as the measurement end S. In this case, since the rising structure can be sensitively detected by differentiation, the sensitivity of the bead end 51a can be high sensitivity even when the shape change between the position of the bead end 51a and the upper plate 52 is gradual. The position can be evaluated. However, the present invention is not limited to the form in which differentiation is performed, as long as the rising 51 b of the height Z0 can be detected. For example, when the rising 51b of the weld bead 51 is steep, etc., the height Z0 may be analyzed by using the data of the height distribution as shown in FIG. 4 (b) as it is without differentiation.

(3)近似端部算出ステップは、(2)測定端部データ作成ステップにおいて検出した測定端部Sのデータに対して、直線(または曲線)への近似を行うことで、ビード端部51aの位置と上板52との間の形状変化が緩やかであることや、レーザー変位計2の測定条件のゆらぎ等に由来して、溶接ビード51のY方向に沿って局所的に、測定端部Sを検出できない箇所が生じたとしても、それらの箇所を含めて、ビード端部51aの位置をY方向に沿って連続的に評価することができる。レーザー変位計2による離散的な計測の間の位置に相当し、計測が行われないY方向位置を含めて、ビード端部51aの位置を推定することもできる。さらに、スパッタP等、ビード端部51a以外の立ち上がり構造の存在や、測定条件のばらつき等の要因によりビード端部51aの位置について誤検出が局所的に起こったとしても、それら誤検出がビード端部51aの位置の検出結果に与える寄与を希釈し、溶接ビード51のY方向全域において連続的に、かつ高精度にビード端部51aの位置を評価することが可能となる。   (3) The approximate end calculation step: (2) The data of the measurement end S detected in the measurement end data creation step is approximated to a straight line (or a curve) to obtain the bead end 51 a The measurement edge S locally along the Y direction of the weld bead 51 derived from the gradual change in shape between the position and the upper plate 52, the fluctuation of the measurement condition of the laser displacement meter 2, etc. Even if there are places where it can not be detected, the position of the bead end 51a can be continuously evaluated along the Y direction, including these places. The position of the bead end 51a can also be estimated, including the Y-direction position where measurement is not performed, which corresponds to the position between discrete measurements by the laser displacement meter 2. Furthermore, even if a false detection occurs locally for the position of the bead end 51a due to the presence of a rising structure other than the bead end 51a such as spatter P or the like, the false detection occurs at the bead end It is possible to dilute the contribution given to the detection result of the position of the portion 51a, and to evaluate the position of the bead end 51a continuously and with high accuracy throughout the entire area of the weld bead 51 in the Y direction.

(1)〜(3)のステップに加えて、(4)近似端部再検出ステップを実行する場合には、近似直線K1のY方向に沿って、近似直線K1を含んで、(1)ワーク形状検出ステップにおける測定幅D1よりも狭い測定幅D2において、レーザー変位計2による測定を再度行って、溶接ビード51の立ち上がり51bの位置を再度検出して再測定端部Tとすることにより、ビード端部51aの位置を特定する。この場合には、より高い検出精度で、ビード端部51aの位置を検出することができる。なぜなら、(1)ワーク形状検出ステップにおいては、検出すべきビード端部51aの位置の不確定性が高いため、測定幅D1を広めに設定する必要があるが、一旦、ビード端部51aを検出することができれば、測定幅D2を測定幅D1よりも狭く設定できる。これにより、その狭い測定幅D2で規定される測定エリアEの外のワーク5の表面形状の情報は検出されなくなるため、測定エリアEの外に形成されているスパッタP等の溶接ビード51以外の凹凸構造の立ち上がりを、ビード端部51aの位置として誤検出することがなくなる。このように、狭い測定幅D2を再設定して再計測を行わない場合に比べて、ビード端部51aの位置の検出精度を高めることができる。また、測定幅を狭くすることで、溶接ビード51に光を照射して発生する反射光によってビード端部51aの位置を検出するレーザー変位計2自体の測定精度も高めやすくなる。   When performing the (4) approximate end redetection step in addition to the steps (1) to (3), including the approximate straight line K1 along the Y direction of the approximate straight line K1, (1) work In the measurement width D2 narrower than the measurement width D1 in the shape detection step, the measurement by the laser displacement meter 2 is performed again, and the position of the rising 51b of the weld bead 51 is detected again to be the remeasurement end T The position of the end 51a is specified. In this case, the position of the bead end 51a can be detected with higher detection accuracy. Because (1) in the workpiece shape detection step, it is necessary to set the measurement width D1 wider because the uncertainty of the position of the bead end 51a to be detected is high, but once the bead end 51a is detected If it is possible, the measurement width D2 can be set narrower than the measurement width D1. As a result, the information on the surface shape of the work 5 outside the measurement area E defined by the narrow measurement width D2 is not detected, and therefore, other than the weld bead 51 such as the sputter P formed outside the measurement area E The rising of the concavo-convex structure is not erroneously detected as the position of the bead end 51a. As described above, the detection accuracy of the position of the bead end 51a can be enhanced as compared to the case where the narrow measurement width D2 is reset and remeasurement is not performed. Further, by narrowing the measurement width, it becomes easy to increase the measurement accuracy of the laser displacement meter 2 itself which detects the position of the bead end 51a by the reflected light generated by irradiating the weld bead 51 with light.

(3)近似端部算出ステップで得た近似端部K1または(4)近似端部再検出ステップで得た再近似端部K2を、ビード端部51aの位置の評価結果として採用して、ビード寸法(脚長、高さ、余盛り幅等)の評価の基礎等として利用してもよいが、さらに、(5)ビード端部特定ステップを実行することで、レーザー変位計2によって実測に基づいて検出した測定端部Sや再測定端部Tの情報を有効に利用し、検出結果の欠落や不正確性を補いながら、実際のビード端部51aの位置をより正確に評価することができる。上記のように、(5)ビード端部特定ステップにおいては、第一の場合、つまり(2)測定端部データ作成ステップにおいて測定端部Sが検出された場合、または(4)近似端部再検出ステップにおいて、再測定端部Tが検出された場合には、それぞれ、検出した測定端部S、または再測定端部Tを、ビード端部51aの位置として採用する。一方、第二の場合、つまり測定端部Sまたは再測定端部Tが検出されない場合には、それぞれ、(3)近似端部算出ステップにより算出した近似端部K1または(4)近似端部再検出ステップにより算出した再近似端部K2を、ビード端部51aの位置として採用する。そして、それぞれの場合において、採用した測定端部Sまたは再測定端部Tと、近似端部K1または再近似端部K2と、を合わせることで、溶接ビード51のY方向のビード端部51aの位置を連続的に特定する。このように、実測に基づくビード端部51aの位置の検出結果と、近似に基づくビード端部51aの位置の推定結果とを合成することで、実測に基づく検出が可能であったY方向位置においては、実際のビード端部51aの位置を正確に評価することができると同時に、測定条件のばらつきや、ワーク5の形状変化の緩やかさ等に起因して、測定端部が検出できなかったY方向位置においては、他のY方向位置における検出結果を利用して、確からしいビード端部51aの位置を推定することができる。これにより、ビード端部51aの位置の評価において、溶接ビード51のY方向に沿った連続性と、高い精度とを、両立することができる。   (3) Adopting the approximate end K1 obtained in the approximate end calculation step or the re-approximated end K2 obtained in the (4) approximate end redetection step as the evaluation result of the position of the bead end 51a It may be used as a basis for evaluation of dimensions (leg length, height, width of excess buildup, etc.), but (5) Based on measurement by the laser displacement meter 2 by executing the bead end identification step. The information on the detected measurement end S and the re-measurement end T can be effectively used, and the actual position of the bead end 51a can be more accurately evaluated while compensating for the lack and inaccuracies of the detection result. As described above, (5) in the bead end identification step, in the first case, that is, (2) when the measurement end S is detected in the measurement end data creation step, or (4) the approximate end re In the detection step, when the re-measurement end T is detected, the detected measurement end S or the re-measurement end T is adopted as the position of the bead end 51 a. On the other hand, in the second case, that is, when the measurement end S or the re-measurement end T is not detected, (3) the approximate end K1 calculated by the approximate end calculating step or (4) the approximate end The re-approximated end K2 calculated in the detection step is adopted as the position of the bead end 51a. Then, in each case, by combining the adopted measurement end S or re-measurement end T with the approximate end K1 or the re-approximated end K2, the Y-direction bead end 51a of the weld bead 51 is obtained. Locate the location continuously. As described above, by combining the detection result of the position of the bead end 51a based on the measurement and the estimation result of the position of the bead end 51a based on the approximation, the Y-direction position where detection based on the measurement is possible Y can not accurately detect the actual position of the bead end 51a, and at the same time Y can not be detected at the measurement end due to variations in measurement conditions, gentleness of shape change of the work 5, etc. At the directional position, the detection results at other Y-direction positions can be used to estimate the probable position of the bead end 51a. Thereby, in evaluation of the position of bead end 51a, continuity in the Y direction of welding bead 51 and high accuracy can be compatible.

溶接ビード51のビード端部51aの位置を検出する対象とするワーク5は、具体的な種類や形状を問うものではないが、上記のように、ワーク5が、上板52および下板53の間に設けられた段差部54に対して、肉盛溶接することにより溶接ビード51が形成されたものである場合には、上記実施形態にかかる評価方法の特性を有効に利用することができる。つまり、そのような段差部54に溶接ビード51が形成されている場合には、溶接ビード51と上板52との形状変化が緩やかで、ビード端部51aと段差部54の上側に相当する上板52との段差がほとんどない形状変化の緩やかなワーク5となり、従来一般のビード端部検出方法では、正確なビード端部51aの位置をY方向に沿って連続的に評価することが困難となる場合も多いが、上記のような本実施形態にかかる評価方法を用いることにより、レーザー変位計2による計測では、ビード端部51aの位置を直接的に検出できない箇所や測定が不正確な箇所が部分的に生じたとしても、ビード端部51aの位置の評価において、溶接ビード51のY方向における連続性を担保することができる。なお、本外観評価方法は、ワーク5の下板53側の下板側端部51cも同様に特定できるものである。   The workpiece 5 to be detected for the position of the bead end 51 a of the weld bead 51 does not ask a specific type or shape. However, as described above, the workpiece 5 comprises the upper plate 52 and the lower plate 53. In the case where the weld bead 51 is formed by build-up welding with respect to the step portion 54 provided therebetween, the characteristics of the evaluation method according to the above embodiment can be effectively utilized. That is, when the weld bead 51 is formed in such a step portion 54, the shape change between the weld bead 51 and the upper plate 52 is gradual and corresponds to the upper side of the bead end 51a and the step portion 54. It becomes a gradual work 5 of shape change with almost no level difference with the plate 52, and it is difficult to continuously evaluate the accurate position of the bead end 51a along the Y direction by the conventional general bead end detection method In many cases, by using the evaluation method according to the present embodiment as described above, a position where the position of the bead end 51a can not be detected directly or a position where the measurement is incorrect in measurement by the laser displacement meter 2 In the evaluation of the position of the bead end 51a, the continuity in the Y direction of the weld bead 51 can be ensured even if the part E. In the appearance evaluation method, the lower plate side end 51c of the lower plate 53 of the work 5 can be specified in the same manner.

また、上記本発明の実施形態にかかる外観評価方法を実施する装置は、特に限定されるものではないが、上記本発明の実施形態の外観評価装置1を用いることで、簡素な装置構成とし、ビード端部51aの位置を、溶接ビード51のY方向に沿って連続的に、かつ高い精度で検出することができる。   An apparatus for carrying out the appearance evaluation method according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but the apparatus configuration is simplified by using the appearance evaluation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, The position of the bead end 51 a can be detected continuously along the Y direction of the weld bead 51 with high accuracy.

例えば、ビード端部51aの位置の実測に用いる測定手段は、ワーク5に光を照射し、反射光に含まれるワーク5の各部の高さZ0に関する情報を取得できるものであれば、どのような形態のものであってもよいが、上記のように、溶接ビード51に帯状のレーザー光21を、溶接ビード51のX方向に掃引することなく、帯状の長手方向が溶接ビード51のX方向に沿うように一度に照射して、発生する反射光を一度に検出する形態のものを用いることで、レーザー光21を溶接ビード51のX方向に掃引して照射し、X方向各部からの反射光を順次検出する場合に比べて、ワーク5の表面形状の情報を検出する時間を短縮でき、計測における利便性が高められる。   For example, as long as the measuring means used for measurement of the position of the bead end 51a can irradiate the light to the work 5 and obtain information on the height Z0 of each part of the work 5 included in the reflected light, what kind of The longitudinal direction of the strip may be in the X direction of the weld bead 51 without sweeping the strip of laser light 21 in the X direction of the weld bead 51 as described above. The laser light 21 is swept and irradiated in the X direction of the weld bead 51 by using a form which irradiates at once at one time and detects the reflected light generated at once, and the reflected light from each part in the X direction The time for detecting the information on the surface shape of the work 5 can be shortened as compared with the case of sequentially detecting X. The convenience in measurement is enhanced.

(溶接ビード寸法評価ステップ)
本発明の一実施形態の溶接ビード51の外観評価方法は、(1)ワーク形状検出ステップ、(2)測定端部データ作成ステップ、(3)近似端部算出ステップ、さらに必要に応じて(4)近似端部再検出ステップおよび/または(5)ビード端部特定ステップの順に実施して、特定したビード端部51aの位置のデータをもとに、脚長、高さ、余盛り幅等、溶接ビード51の各部の寸法を評価する溶接ビード寸法評価ステップをさらに備えてもよい。
(Weld bead size evaluation step)
The appearance evaluation method of the weld bead 51 according to the embodiment of the present invention includes (1) work shape detection step, (2) measurement end portion data creation step, (3) approximate end portion calculation step, and further as required (4 ) Based on the data of the position of the bead end 51a, which is performed in the order of the approximate end redetection step and / or (5) bead end identification step, the leg length, height, width of the overhang, etc. are welded The method may further include a welding bead size evaluation step of evaluating the size of each part of the bead 51.

溶接ビード51の寸法評価には、基準として、ビード端部51aの位置の特定が必要である。上記の各ステップによって評価したビード端部51aの位置に関する情報は、ビード端部51aの位置を、Y方向に沿って連続的に、また高精度に特定するものであるため、溶接ビード51の寸法評価のための正確性の高い基礎情報となりうる。   In order to evaluate the dimensions of the weld bead 51, it is necessary to specify the position of the bead end 51a as a reference. The information on the position of the bead end 51a evaluated in each of the above steps specifies the position of the bead end 51a continuously along the Y direction with high accuracy. It can be highly accurate basic information for evaluation.

ここで、溶接ビード51の寸法として、脚長および高さ、余盛り幅を評価する場合を例に、溶接ビード寸法評価ステップについて説明する。溶接ビード51の寸法の評価は、図4(b)に示したような、上記のビード端部51aの特定のための(1)ワーク形状検出ステップにおいて取得したワーク5の表面形状に関するデータを用いて行うことができる。   Here, the step of evaluating the weld bead size will be described by taking, as an example, the case of evaluating the leg length and height, and the overfill width as the dimensions of the weld bead 51. The evaluation of the dimensions of the weld bead 51 uses data on the surface shape of the work 5 acquired in the (1) work shape detection step for specifying the bead end 51a as shown in FIG. 4 (b). Can be done.

(A)脚長およびビード高さの算出
脚長Lおよびビード高さHの算出においては、図10(a)のワーク5に示す脚長Lおよびビード高さHを、図10(b)に示すステップ(a)から(e)により算出する。ここで、図10(a)に示すように、脚長Lとは、ビード端部51aと下板側端部51c(溶接ビード51の下板53側の端部)とを結ぶ線分llの長さである。また、ビード高さHとは、脚長Lに垂直な線分hhの最大長さである。
(A) Calculation of leg length and bead height In the calculation of the leg length L and the bead height H, the leg length L and the bead height H shown in the work 5 of FIG. 10A are shown in FIG. Calculated from a) to (e). Here, as shown in FIG. 10 (a), the leg length L is the length of a line segment ll connecting the bead end 51a and the lower plate side end 51c (the end on the lower plate 53 side of the weld bead 51). It is. Further, the bead height H is the maximum length of the line segment hh perpendicular to the leg length L.

(a)ワーク表面の脚長の算出
まず、溶接ビード51のY方向の所定の位置において、X方向に沿って、ワーク5の表面において特定したビード端部51aおよび下板側端部51cの位置を示すデータから、ビード端部51aと下板側端部51cとの間の距離である脚長Lを算出する。このとき、下板53側の下板側端部51cは、上板52側のビード端部51aの位置の特定と同様に、溶接ビード51の外観評価方法における、(1)ワーク形状検出ステップ、(2)測定端部データ作成ステップ、(3)近似端部算出ステップの順に実施して、特定することができる。(1)ワーク形状検出ステップは、新たに実施しなくても、上記ビード端部51aの位置の特定の際に実行した(1)ワーク形状検出ステップの結果をそのまま用いることができる。また、下板側端部51cの下板53からの立ち上がり構造は、ビード端部51aの上板52からの立ち上がり構造に比べて、明瞭であるので、(2)測定端部データ作成ステップにおける微分操作および(3)近似端部算出ステップは適宜省略してもよい。
(A) Calculation of leg length of work surface First, at a predetermined position of weld bead 51 in the Y direction, the positions of bead end 51a and lower plate side end 51c specified on the surface of work 5 along the X direction From the data shown, the leg length L which is the distance between the bead end 51a and the lower plate side end 51c is calculated. At this time, the lower plate side end 51c on the lower plate 53 side is the same as the specification of the position of the bead end 51a on the upper plate 52 side, (1) work shape detection step in the appearance evaluation method of the weld bead 51; (2) Measurement end portion data creation step, (3) Approximate end portion calculation step can be performed in this order and identified. (1) The workpiece shape detection step can be used as it is (1) the result of the workpiece shape detection step performed when specifying the position of the bead end 51a without newly performing the workpiece shape detection step. Further, since the rising structure from the lower plate 53 of the lower plate side end 51c is clear as compared with the rising structure from the upper plate 52 of the bead end 51a, (2) differentiation in the measurement end data creation step The operation and (3) the approximate end calculation step may be omitted as appropriate.

(b)溶接ビードのY方向の脚長の算出
次に、溶接ビード51のY方向の所定の位置に対して実行した上記(a)のステップを、Y方向の全域に対して、所定の間隔で繰り返し、各Y方向位置における脚長Lを算出する。これにより、溶接ビード51の全域にわたる脚長Lの評価が完了する。
(B) Calculation of the leg length of the weld bead in the Y direction Next, the above-described step (a) performed for the predetermined position in the Y direction of the weld bead 51 is performed at a predetermined interval over the entire area in the Y direction. Repeatedly, the leg length L at each Y-direction position is calculated. Thus, the evaluation of the leg length L over the entire area of the weld bead 51 is completed.

(c)脚長に垂直な線分の長さの算出
溶接ビード51のY方向の所定の位置において、上記ステップ(a)において、脚長Lの算出に用いた上板52側のビード端部51aと下板53側の下板側端部51cの間を結ぶ線分llに対して垂直に、線分llと溶接ビード51の頂部を結ぶ線分hhを、設定する。そして、線分hhの長さを算出する。ここで、溶接ビード51の頂部の位置は、上記(1)ワーク形状検出ステップで得たワーク5の表面の高さ分布のデータおよび/または(2)測定端部データ作成ステップで得た微分データを用いて、見積もることができる。線分hhの設定と長さの算出を、線分llに沿って、ビード端部51aから下板側端部51cまでの範囲の全域で行う。
(C) Calculation of the length of a line segment perpendicular to the leg length At a predetermined position in the Y direction of the weld bead 51, the bead end 51a on the upper plate 52 side used for calculating the leg length L in step (a) above A line segment hh connecting the line segment ll and the top of the weld bead 51 is set perpendicular to the line segment ll connecting between the lower plate side end 51 c on the lower plate 53 side. Then, the length of the line segment hh is calculated. Here, the position of the top portion of the weld bead 51 is the data of the height distribution of the surface of the work 5 obtained in the above (1) work shape detection step and / or the differential data obtained in the (2) measurement end data creation step It can be estimated using The setting of the line segment hh and the calculation of the length are performed along the line segment ll over the entire range from the bead end 51a to the lower plate side end 51c.

(d)ビード高さの算出
上記ステップ(c)により線分llの全域で算出した、線分llに対して垂直な線分hhの内、最大となる線分hhの長さを算出する。そして、最大となる線分hhの長さを、ビード高さHとする。
(D) Calculation of bead height The length of the line segment hh which is the largest among the line segments hh perpendicular to the line segment 11 calculated in the whole area of the line segment 11 in the step (c) is calculated. Then, the length of the line segment hh which becomes the maximum is taken as the bead height H.

(e)溶接ビードのY方向のビード高さの算出
次に、溶接ビード51のY方向の所定の位置に対して実行した上記(c)および(d)のステップを、Y方向の全域に対して、所定の間隔で繰り返し、各Y方向位置におけるビード高さHを算出する。これにより、溶接ビード51のビード高さHの評価が完了する。
(E) Calculation of the bead height of the weld bead in the Y direction Next, the above steps (c) and (d) performed for the predetermined position in the Y direction of the weld bead 51 are applied to the entire area in the Y direction. The bead height H at each Y-direction position is calculated repeatedly at predetermined intervals. Thereby, evaluation of bead height H of welding bead 51 is completed.

(B)余盛り幅の算出
余盛り幅Cの算出においては、図11(a)のワーク5に示す余盛り幅Cを、図11(b)に示すステップ(a)および(b)により算出する。ここで、余盛り幅Cとは、図11(a)のX方向に沿ってビード端部51aと下板側端部51cとを結ぶ線分の長さである。
(B) Calculation of Overfill Width In calculation of the overfill width C, the overfill width C shown in the work 5 of FIG. 11 (a) is calculated by steps (a) and (b) shown in FIG. 11 (b) Do. Here, the extra-filling width C is a length of a line segment connecting the bead end 51a and the lower plate side end 51c along the X direction in FIG.

(a)ワーク表面の余盛り幅の算出
まず、溶接ビード51のY方向の所定の位置において、X方向に沿って、ワーク5の表面において特定した上板52側のビード端部51aおよび下板53側の下板側端部51cの位置のデータから、溶接ビード51のビード端部51aと下板側端部51cとを結ぶ、X方向に平行な線分ccの長さとして、余盛り幅Cを算出する。
(A) Calculation of excess buildup width of work surface First, the bead end 51a and the lower plate at the upper plate 52 side specified on the surface of the work 5 along the X direction at a predetermined position of the weld bead 51 in the Y direction From the data of the position of the lower plate side end 51c on the 53 side, it is assumed that the length of a line segment cc parallel to the X direction connecting the bead end 51a of the weld bead 51 and the lower plate side end 51c Calculate C.

(b)溶接ビードのY方向の余盛り幅の算出
次に、溶接ビード51のY方向の所定の位置に対して実行した上記(a)のステップを、Y方向の全域に対して、所定の間隔で繰り返し、各Y方向位置における余盛り幅Cを算出する。これにより、溶接ビード51の余盛り幅Cの評価が完了する。
(B) Calculation of excess width of weld bead in Y direction Next, the above-mentioned step (a) executed for a predetermined position in weld direction of weld bead 51 is performed for the entire region in Y direction. Repeatedly at intervals, the extra-filling width C at each Y-direction position is calculated. Thus, the evaluation of the overfilling width C of the weld bead 51 is completed.

本発明の一実施形態の溶接ビード51の外観評価方法は、溶接ビード寸法評価ステップをさらに備えることにより、上記(1)〜(5)の各ステップで特定したビード端部51aの位置のデータを用いて、溶接ビード51の各部の寸法を高精度で評価することができる。なお、溶接ビード51の外観評価方法においては、溶接ビード51の脚長L、ビード高さH、および余盛り幅C以外にも、溶接ビード51の形状にかかる各種パラメータを、求めたビード端部51aを基準にして評価することができる。   The appearance evaluation method of the weld bead 51 according to the embodiment of the present invention further includes a weld bead size evaluation step, whereby the data of the position of the bead end 51a specified in each step of the above (1) to (5) is obtained. The dimensions of each part of the weld bead 51 can be evaluated with high accuracy using this. In addition to the leg length L of the weld bead 51, the bead height H, and the overfilling width C, in the method of evaluating the appearance of the weld bead 51, various parameters related to the shape of the weld bead 51 are obtained. It can be evaluated on the basis of

以上、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。   As mentioned above, although embodiment and Example of this invention were described in detail, this invention is not limited to the said embodiment and Example, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. .

1 外観評価装置
2 レーザー変位計(検出手段)
3 ロボット(レーザー変位計走査手段)
4 コンピューター(情報処理手段)
5 ワーク
21 レーザー光
51 溶接ビード
51a ビード端部
51b 立ち上がり
51c 下板側端部
52 上板(板材)
53 下板(板材)
54 段差部
D1、D2 測定幅
E 測定エリア
K1 近似直線(近似端部)
K2 再近似直線(再近似端部)
S 測定端部
T 再測定端部
W1、W2、W3、・・・Wn ワーク5の表面形状
X方向 溶接ビード51の長手方向に交差する方向
Y方向 溶接ビード51の長手方向
Z0 溶接ビード51の高さ
1 Appearance evaluation device 2 Laser displacement meter (detection means)
3 Robot (laser displacement gauge scanning means)
4 Computer (information processing means)
5 Workpiece 21 Laser beam 51 Weld bead 51a Bead end 51b Rise 51c Lower plate side end 52 Upper plate (plate material)
53 Lower plate (plate material)
54 Stepped part D1, D2 Measurement width E Measurement area K1 Approximate straight line (approximated end)
K2 reapproximated straight line (reapproximated end)
S Measurement end T Re-measurement end W1, W2, W3, ... Wn Surface shape X direction of work 5 Direction Y crossing the longitudinal direction of weld bead 51 Longitudinal direction Z of weld bead 51 Z high height of weld bead 51 The

Claims (9)

ワークの表面に形成された溶接ビードの立ち上がりの端部であるビード端部の位置を、前記溶接ビードに光を照射して発生する反射光によって検出する検出手段を用いた溶接ビードの外観評価方法において、
前記溶接ビードの長手方向に交差する方向における前記溶接ビードを含む前記ワークの表面形状の情報を、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿った測定幅にわたって前記検出手段によって前記溶接ビードの長手方向に沿って検出するワーク形状検出ステップと、
前記ワークの表面形状の情報に含まれる、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向における前記溶接ビードの立ち上がりの位置を、測定端部として検出し、前記溶接ビードの長手方向に沿ってプロットする測定端部データ作成ステップと、
プロットした前記測定端部のデータを、前記溶接ビードの長手方向に沿って直線または曲線に近似することにより前記測定端部のデータの間を補間した近似端部を算出することで前記ビード端部の位置を特定する近似端部算出ステップと、を備えることを特徴とする溶接ビードの外観評価方法。
Method of evaluating appearance of weld bead using detection means for detecting the position of bead end which is the end of rising of weld bead formed on the surface of work by irradiating the weld bead with light and generating the reflected light In
The information on the surface shape of the work including the weld bead in the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead is measured by the detection means over the measurement width along the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead. A workpiece shape detection step of detecting along a direction;
Measurement that detects the rising position of the weld bead in the direction intersecting with the longitudinal direction of the weld bead, which is included in the information of the surface shape of the work, as a measurement end, and plots along the longitudinal direction of the weld bead Edge data creation step,
The bead end portion is calculated by calculating the approximate end portion interpolated between the data of the measurement end portions by approximating the plotted data of the measurement end portions into a straight line or a curve along the longitudinal direction of the weld bead. Calculating an appearance of the weld bead, and calculating an approximate end portion of the weld bead.
前記測定端部データ作成ステップは、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って、前記ワークにおける前記溶接ビードの高さを、微分し、該微分値の絶対値が所定の閾値以上となる位置を前記測定端部とみなすことを特徴とする請求項1に記載の溶接ビードの外観評価方法。   The measurement end portion data creation step differentiates the height of the weld bead in the work along the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead, and the absolute value of the differential value becomes equal to or more than a predetermined threshold value The method for evaluating the appearance of a weld bead according to claim 1, wherein a position is regarded as the measurement end. 前記測定端部データ作成ステップにおいて、前記測定端部が検出された第一の場合には、検出された前記測定端部を前記ビード端部の位置として採用し、
前記測定端部が検出されない第二の場合には、前記近似端部算出ステップにより特定した前記近似端部を、前記ビード端部の位置として採用し、
前記第一の場合と第二の場合で採用した前記ビード端部の位置をつなぎ合わせることで、前記溶接ビードの長手方向に沿った前記ビード端部の位置を特定するビード端部特定ステップをさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の溶接ビードの外観評価方法。
In the first case where the measurement end is detected in the measurement end data creation step, the detected measurement end is adopted as the position of the bead end,
In the second case where the measurement end is not detected, the approximate end identified by the approximate end calculating step is adopted as the position of the bead end,
The bead end identification step of specifying the position of the bead end along the longitudinal direction of the weld bead by connecting the positions of the bead end adopted in the first case and the second case The method for evaluating the appearance of a weld bead according to claim 1 or 2, characterized in that
前記近似端部算出ステップの後に、近似端部再検出ステップをさらに実施し、前記近似端部の長手方向に沿って、前記近似端部を含む前記ワーク形状検出ステップにおける前記測定幅よりも狭い所定幅の測定エリアを設定し、
前記測定エリア内において、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って前記検出手段によって前記溶接ビードの立ち上がりの位置を再度検出することにより該立ち上がりの位置を検出して、再測定端部とし、
前記再測定端部によって前記近似端部を置換し、前記ビード端部の位置を特定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の溶接ビードの外観評価方法。
After the approximate end calculation step, an approximate end redetection step is further performed, and a predetermined width narrower than the measurement width in the workpiece shape detection step including the approximate end along the longitudinal direction of the approximate end. Set the width measurement area,
In the measurement area, the position of the rising is detected by detecting again the position of the rising of the weld bead along the direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead, and the position of the rising is detected to be a remeasurement end. ,
The weld bead appearance evaluation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the approximate end is replaced by the re-measurement end, and the position of the bead end is specified.
前記近似端部再検出ステップにおいて、前記再測定端部が検出された第一の場合には、検出された前記再測定端部を前記ビード端部の位置として採用し、
前記再測定端部が検出されない第二の場合には、前記近似端部算出ステップにより特定した前記近似端部、または前記再測定端部のデータを、前記溶接ビードの長手方向に沿って直線または曲線に近似することにより前記再測定端部のデータの間を補間した再近似端部を、前記ビード端部の位置として採用し、
前記第一の場合と第二の場合で採用した前記ビード端部の位置をつなぎ合わせることで、前記溶接ビードの長手方向に沿った前記ビード端部の位置を特定するビード端部特定ステップをさらに有することを特徴とする請求項4に記載の溶接ビードの外観評価方法。
In the first case where the re-measurement end is detected in the approximate end re-detection step, the detected re-measurement end is adopted as the position of the bead end, in the first case.
In the second case where the remeasurement end is not detected, the data of the approximate end identified by the approximate end calculation step or the remeasurement end may be a straight line along the longitudinal direction of the weld bead or Adopting a re-approximation end obtained by interpolating data of the re-measurement end by approximating a curve as a position of the bead end,
The bead end identification step of specifying the position of the bead end along the longitudinal direction of the weld bead by connecting the positions of the bead end adopted in the first case and the second case The method for evaluating the appearance of a weld bead according to claim 4, characterized by comprising:
前記ビード端部の位置のデータをもとに、前記溶接ビードの表面形状の寸法評価をする溶接ビード寸法評価ステップをさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の溶接ビードの外観評価方法。   The welding bead dimension evaluation step of performing dimensional evaluation of the surface shape of the said welding bead based on the data of the position of the said bead end is further provided in any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. Evaluation method of appearance of weld bead as described. 前記検出手段は、前記溶接ビードに帯状のレーザー光を、前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に掃引することなく、前記帯状の長手方向が前記溶接ビードの長手方向に交差する方向に沿って一度に照射して発生する反射光を用いて前記溶接ビードの前記ビード端部の位置を検出することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の溶接ビードの外観評価方法。   The detection means does not sweep a band of laser light in the weld bead in a direction intersecting the longitudinal direction of the weld bead, and along the direction in which the longitudinal direction of the band intersects the longitudinal direction of the weld bead The appearance evaluation of the weld bead according to any one of claims 1 to 6, wherein the position of the bead end of the weld bead is detected using reflected light generated by irradiation at one time. Method. 前記ワークは、複数の板材間に設けられた段差部に対して、肉盛溶接することにより前記溶接ビードが形成されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の溶接ビードの外観評価方法。   8. The welding bead according to any one of claims 1 to 7, wherein the welding bead is formed by buildup welding on the step portion provided between the plurality of plate members. Evaluation method of appearance of weld bead as described. 前記溶接ビードが形成された前記ワークに対してレーザー光を照射して前記ワーク表面までの距離を測定する前記検出手段としてのレーザー変位計と、
距離センサにより前記レーザー変位計を前記溶接ビードの長手方向に沿って相対的に変位させるレーザー変位計走査手段と、
前記レーザー変位計によって得られた測定結果に対する情報処理を行う情報処理手段と、を有し、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の溶接ビードの外観評価方法を実施することを特徴とする溶接ビードの外観評価装置。
A laser displacement gauge as the detection means for irradiating the workpiece with the weld bead formed thereon with a laser beam to measure the distance to the workpiece surface;
Laser displacement gauge scanning means for relatively displacing the laser displacement gauge along the longitudinal direction of the weld bead by a distance sensor;
Information processing means for performing information processing on the measurement result obtained by the laser displacement meter;
An apparatus for evaluating the appearance of a weld bead, which implements the method for evaluating the appearance of a weld bead according to any one of claims 1 to 8.
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