JP3531226B2 - 溶接結果判定装置 - Google Patents

溶接結果判定装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被溶接物の溶接結果の
良否判定を行う溶接結果判定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、溶接設備においては高品質、高
速、自動化の溶接が要求されており、それにともない被
溶接物の溶接結果の判定も自動化の対応が迫られてい
る。
【0003】以下に従来の溶接結果判定について説明す
る。図5は従来の溶接結果判定の概略の説明図である。
図5において、20は被溶接物、21はピンホール、2
2は溶接ビード、23は被溶接物20の端面の溶け落
ち、24はピンホール検査治具である。
【0004】図5において、被溶接物20は洗濯機の脱
水漕であるが、被溶接物20は溶接ビード22を除く全
体に、脱水時に水を出すための多数の脱水孔25を規則
性を持って備えている。このような被溶接物20の溶接
結果の良否判定においては、溶接結果に対する強度や割
れの防止の目的から、溶接ビード22中に規定値を越え
る穴径を有するピンホール21が存在する場合を不良と
し、規定値以下の穴径のピンホール21はたとえ存在す
るとしても良品と判定しているが、この判定には熟練し
た技術者が目視判断によって行う場合と、ピンホール検
査治具24を用いて、このピンホール検査治具24がピ
ンホール21に貫通した場合を不良とし、貫通しなけれ
ば良品と判断する場合とがあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような作業者の目視判断による判定では個人差があり、
また、主観的な判断となるため、溶接結果に対する判定
が不安定にならざるをえず、さらに、見落とす可能性も
ある。
【0006】一方、ピンホール検査治具24によって良
否の判断を行う場合には、現出するピンホール21ごと
にピンホール検査治具24が貫通するかどうかを確認す
るために時間がかかり、また見落とす可能性もあった。
さらに、ピンホール検査治具24の先端が摩耗して細く
なり、適正な判定ができなくなってくる場合もあった。
【0007】また、被溶接物20の端面には溶け落ち2
3が生じやすく、この溶け落ち23は、例えば端面から
1mmまでを溶接結果判定の対象外としているが、作業
者に目視による場合もピンホール検査治具24による場
合も、被溶接物20の端面からの距離が判断しにくいた
め良否判定が困難であり、不良品を良品と判定したり、
その逆に良品を不良品と判定してしまうことがあった。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、溶接結果に対する良否判定を安定させるととも
に、判定を高速かつ自動的に行うことができる溶接結果
判定装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の溶接結果判定装置は溶接後の被溶接物の溶
接部に光を照射する投光手段と前記溶接部に存在するピ
ンホールを貫通した前記光を受ける受光手段とからなる
ピンホール検出手段と、前記受光手段の受けた前記ピン
ホールの穴径に応じた光の量を電圧値に変換する変換手
段と、あらかじめピンホールの穴径の許容値に対応する
上限電圧値を設定する上限電圧値設定手段と、前記電圧
値と前記上限電圧値とを比較して前記電圧値が前記上限
電圧値以上である場合に溶接結果が不良であると判定を
行う判定手段とを備えている。
【0010】また、ピンホール検出手段の被溶接物搬出
側近傍に、前記被溶接物の存在を検出してピンホール検
出を開始させる開始点検出手段を備え、前記ピンホール
検出手段の前記被溶接物搬入側近傍に、前記被溶接物が
存在しないことを検出して前記ピンホール検出を終了さ
せる終了点検出手段を備えている。
【0011】また、複数の上限電圧値設定手段を備える
とともに、前記上限電圧値設定手段の内ひとつを選択す
る選択手段を備えている。
【0012】
【作用】この構成によって、被溶接物のピンホールの穴
径によって通過する光の量が変化することから、この光
の量を電圧値に変換し、この電圧値と設定された上限電
圧値とを比較することによりピンホールの穴径を判断し
て、溶接結果の良否判定を行う。
【0013】また、溶接結果判定の開始点と終了点とを
検出して自動的に溶接結果の良否判定を行う。
【0014】また、上限電圧値を複数設定し、この内の
一つを被溶接物の品種に応じて選択することにより、複
数の被溶接物の品種に対応して溶接結果の良否判定を行
う。
【0015】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の第1の実施例について、図面
を用いて説明する。
【0016】図1において、従来と同様の部分について
は同様の番号を付し説明を省略する。1はピンホール検
出手段であるピンホール検出光電センサーであり、投光
部1aと受光部1bとからなっており、1cは投光部1
aの照射するレーザ光、1dはピンホール21を通り抜
けたレーザ光である。2はピンホール検出光電センサー
1から被溶接物搬出側に1mm離れたところに備えら
れ、被溶接物20の存在を検出してピンホール検出を開
始させる開始点検出光電センサーであり、投光部2aと
受光部2bとからなっており、2cは投光部2aの照射
する光である。3はピンホール検出光電センサー1から
被溶接物搬入側に1mm離れたところに備えられ、被溶
接物20が存在しないことを検出して前記ピンホール検
出を終了させる終了点検出光電センサーであり、投光部
3aと受光部3bとからなっており、3cは投光部3a
の照射する光である。4はピンホール検出光電センサー
1の受光部1bにて検出したレーザ光1cの量を電圧値
に変換する電圧変換器、5は上限電圧値を設定する上限
電圧値設定器、6は電圧変換器4にて変換された電圧値
と上限電圧値とを比較し、電圧値が上限電圧値以上であ
る場合に溶接結果を不良と判定する判定器、7は開始点
検出光電センサー2の受光部2bと終了点検出光電セン
サー3の受光部3bを制御するアンプユニットであり、
測定開始信号と測定終了信号を電圧変換器4に送ってい
る。8は判定器6の溶接不良信号を受けて溶接設備全体
の制御を行う溶接制御装置である。
【0017】以上のように構成された溶接結果判定装置
について、以下その動作を図2を用いて説明する。図2
は、本発明の第1の実施例における溶接結果判定の動作
の説明図である。
【0018】図2において、溶接の終了した被溶接物2
0は(イ)のように矢印の方向に搬入される。被溶接物
1はさらに搬入されて、やがてその端面が終了点検出光
電センサー3にいたるが、この段階ではピンホール検出
はまだ行われない。
【0019】さらに被溶接物20が搬入されると、
(ロ)のように、被溶接物20の端面が開始点検出光電
センサー2にいたることとなり、開始点検出光電センサ
ー2が被溶接物20の存在を検出し、これを受けて図1
のアンプユニット7は電圧変換器4に信号を発し、電圧
変換器4はピンホール検出光電センサー1の受光部1b
が受光したレーザ光1dの光量を電圧値に変換し、さら
にこの電圧値は判定部6にて上限電圧設定器5にてあら
かじめ設定された基準となる上限電圧値と比較される。
【0020】さらに、被溶接物20が搬送されると、
(ハ)のように、終了点検出光電センサー3が被溶接物
20が存在しないことを判定し、アンプユニット7は電
圧変換器4の動作を停止させる。
【0021】なお、開始点検出光電センサー2は被溶接
物20の存在を検出し、終了点検出センサー3は被溶接
物20の存在しないことを検出すると述べてきている
が、具体的には以下のようにして検出を行うことができ
る。すなわち、開始点検出光電センサー2も終了点検出
センサー3も投光部2a、3aと、受光部2b、3bと
からなっており、それぞれ被溶接物20が存在するとき
には光2c、3cが被溶接物20によってさえぎられ、
ONの状態となっている。これとは逆に被溶接物20が
存在しないときは投光部2a、3aから照射された光2
c、3cは受光部2b、3bによって受光され、OFF
の状態となる。そこで、図3は各光電センサーの作動時
間を示す図であるが、この図から明らかなように、開始
点検出光電センサー2と終了点検出光電センサー3の両
方がONの状態の時にのみ、ピンホール検出光電センサ
ー1を作動させているのである。
【0022】ここまでの動作において、判定器6では、
電圧値が上限電圧値以上である場合には溶接結果が不良
であると判定し、この判定を受けて溶接制御装置9は被
溶接物搬出行程において被溶接物20を溶接不良品行程
へ放出する。
【0023】本実施例において、開始点検出光電センサ
ー2と終了点検出光電センサー3とをピンホール検出光
電センサー1の被溶接物搬出側および搬入側にそれぞれ
1mm離れたところに設けたのは、溶接結果の良否判定
の対象とならない被溶接物20の両端面の溶け落ち23
を検出しないようにするためである。
【0024】ここで、ピンホール検出光電センサー1に
ついて、より詳しく説明する。ピンホール検出光電セン
サー1の投光部1aから照射されたレーザ光1cは被溶
接物20の溶接ビード22中にピンホール21がなけれ
ば全て溶接ビード22にて反射されるため、受光部1b
での受光はない。しかし、ピンホール21が存在した場
合には、レーザ光1cの一部はピンホール21を通過
し、ピンホール21の穴径に相当するレーザ光1dとな
り受光部1bにて受光される。そうすると、電圧変換器
4はこのレーザ光1dの光量をこれに相当する電圧値に
変換するのである。
【0025】また、溶接ビード22中にピンホール21
が複数存在するときは、判定器6にて最大の電圧値を記
憶しておくこととする。例えば、ピンホール21aの穴
径がφ0.9で電圧値が0.54V、ピンホール21b
の穴径がφ1.2で電圧値が0.72Vのときは、0.
72Vの方が記憶され、あらかじめ設定した上限電圧値
が0.6Vとすると、この0.6Vと記憶している0.
72Vとを比較し、溶接不良の判定を下すのである。
【0026】このようにして、本実施例では高速かつ自
動的に正確な溶接結果の良否判定を行うことができる。
【0027】(実施例2)実施例1はあらかじめ設定し
た上限電圧値が1つの場合であるが、被溶接物20の品
種に応じてピンホール21の穴径の許容値を変えること
が必要な場合は、上限電圧設定器に設定した上限電圧値
も、その都度作業者が変更しなければならない煩わしさ
があり、また、設定する電圧値を間違えてしまうことも
ありうる。
【0028】実施例2はこのような問題点を解決するも
のであり、被溶接物20の品種に応じて複数の上限電圧
値設定器5を設けこれを切換器9にて切り換えることと
したものである。
【0029】以下、本発明の第2の実施例について図面
を用いて説明する。なお、実施例1と同様の部分につい
ては同様の符号を付し、説明を省略する。
【0030】図4は本発明の第2の実施例における溶接
結果判定装置の切換器の概略構成図である。図4におい
て、9は複数の上限電圧値設定器5a、5b…5nの中
から一つの上限電圧値設定器5を選択することができる
切換器である。それぞれの上限電圧値設定器5には、異
なった上限電圧値が設定されている。
【0031】上記の構成において、切換器9の各切り換
え位置が被溶接物20の品種A、B…Nであるとした場
合は、それぞれの品種に対応した上限電圧値を各上限電
圧値設定器5a、5b…5nに、例えば、0.5V、
0.7V…2.0Vのように設定しておく。そして被溶
接物の品種に応じて、切換器9によって対応する上限電
圧値設定器を選択するのである。この切換器9として
は、被溶接物20の品種をセンサーなどで検出して自動
的に切り換えるプログラマブル・コントローラ(シーケ
ンサー)やロータリースイッチなどを用いることができ
る。
【0032】このように、本実施例によれば切換器9を
切り換えることにより、被溶接物20の品種に応じてピ
ンホール21の穴径を判定する上限電圧値の許容値を簡
単に換えることができる。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被溶接
物のピンホールの穴径によって通過する光の量が変化す
ることから、この光の量を電圧値に変換し、この電圧値
と設定された上限電圧値を比較することによりピンホー
ルの穴径を判断して、溶接結果の良否判定を行うことが
でき、また、溶接結果判定の開始点と終了点とを検出し
ているので、溶接結果の良否判定の対象とならない部分
を正確に除外することができ、高速かつ自動的に正確な
溶接結果の良否判定を行うことができる。
【0034】また、上限電圧値を複数設定し、この内の
一つを被溶接物の品種によって選択することにより、複
数の被溶接物の品種に対応して自動的に溶接結果の良否
判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における溶接結果判定装
置の概略構成図
【図2】同溶接結果判定の動作の説明図
【図3】同各光電センサーの作動時間を示す図
【図4】本発明の第2の実施例における溶接結果判定装
置の切換器の概略構成図
【図5】従来の溶接結果判定の概略の説明図
【符号の説明】
1 ピンホール検出光電センサー(ピンホール検出手
段) 1a 投光部 1b 受光部 1c、1d レーザ光 2 開始点検出光電センサー(開始点検出手段) 2a 投光部 2b 受光部 2c 光 3 終了点検出光電センサー(終了点検出手段) 3a 投光部 3b 受光部 3c 光 4 電圧変換器(変換手段) 5、5a、5b、5n 上限電圧値設定器 6 判定器(判定手段) 7 アンプユニット 8 溶接制御装置 9 切換器(選択手段) 20 被溶接物 21、21a、21b ピンホール 22 溶接ビード(溶接部) 23 溶け落ち 24 ピンホール検査治具 25 脱水孔

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接後の被溶接物の溶接部に光を照射す
    る投光手段と前記溶接部に存在するピンホールを貫通し
    た前記光を受ける受光手段とからなるピンホール検出手
    段と、前記受光手段の受けた前記ピンホールの穴径に応
    じた光の量を電圧値に変換する変換手段と、あらかじめ
    ピンホールの穴径の許容値に対応する上限電圧値を設定
    する上限電圧値設定手段と、前記電圧値と前記上限電圧
    値とを比較して前記電圧値が前記上限電圧値以上である
    場合に溶接結果が不良であると判定を行う判定手段とを
    備えた溶接結果判定装置。
  2. 【請求項2】 判定手段が、電圧値が上限電圧値以上で
    ある場合に溶接結果を不良と判定するものである請求項
    1記載の溶接結果判定装置。
  3. 【請求項3】 ピンホール検出手段の被溶接物搬出側近
    傍に、前記被溶接物の存在を検出してピンホール検出を
    開始させる開始点検出手段を備え、前記ピンホール検出
    手段の前記被溶接物搬入側近傍に、前記被溶接物が存在
    しないことを検出して前記ピンホール検出を終了させる
    終了点検出手段を備えた請求項1記載の溶接結果判定装
    置。
  4. 【請求項4】 複数の上限電圧値設定手段を備えるとと
    もに、前記上限電圧値設定手段の内ひとつを選択する選
    択手段を備えた請求項1記載の溶接結果判定装置。
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