JP4333389B2 - 溶接のビードずれ判定装置および方法 - Google Patents
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Description
ビードの位置ずれを監視する技術としては、例えば、特許文献1に記載されるように、母材の衝合部におけるビード部と未溶接部との境界部を撮像し、撮像した画像データを処理してビード部と未溶接部とのずれ量を求める技術がある。
また、前述の技術では、ビード部と未溶接部とのずれ量を求めるだけであったので、どれくらいずれていれば不良であるのかといったような、ずれの許容範囲が不明確であったため、計測されたずれ量の良否判断を行うことはできなかった。
即ち、請求項1記載の如く、被溶接部材における衝合部の溶接部分と未溶接部分とを撮像する撮像手段と、撮像画像を処理する画像処理手段と、処理画像における衝合部の2箇所以上の未溶接部分から溶接線を割り出す溶接線検出手段と、処理画像における衝合部の溶接部分からビード幅中心を割り出すビード幅中心検出手段と、割り出した溶接線位置とビード幅中心位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、算出したずれ量に基づいてビードずれの有無を判定する判定手段と、記憶手段とを備え、前記判定手段によるビードずれの判定は、算出した前記ずれ量と前記記憶手段に予め記憶させておいた閾値とを比較して行われ、前記閾値は、ビードずれが全くないときの溶け込み深さに対する、算出した前記ずれ量のときの溶け込み深さの割合が、1を維持している状態から、1未満の値となるように低下していく変曲点となる部分における、溶接線位置とビード幅中心位置とのずれ量に設定される。
これにより、ビード部の端部のみならず、途中部、さらには中央部においても、ビードずれを正確に把握することが可能となる。
また、ビードずれの許容範囲を明確にすることが可能となり、計測されたずれ量の良否判断を的確に行って、ビードずれを管理することができる。
これにより、ビードずれの許容範囲が明確になり、計測されたずれ量の良否判断を的確に行って、ビードずれを管理することができる。
これにより、ビード部の端部のみならず、途中部、さらには中央部においても、ビードずれを正確に把握することが可能となる。
また、ビードずれの許容範囲を明確にすることが可能となり、計測されたずれ量の良否判断を的確に行って、ビードずれを管理することができる。
また、ビードずれの許容範囲を明確にすることが可能となり、計測されたずれ量の良否判断を的確に行って、ビードずれを管理することができる。
まず、ビードずれ判定装置の概略構成について説明する。
ビードずれ判定装置は、対向する母材の端面が突き当てられた衝合部51を有する被溶接部材5を撮像する撮像装置2と、撮像画像の処理等を行う制御装置1と、撮像画像やビード位置ずれの判定結果を表示する表示装置3とを備えている。
まず、撮像装置2により被溶接部材5の衝合部51を撮像する(S01)。撮像装置2による撮像は、例えば衝合部51の直上方から行う。
撮像画像は、衝合部51のビード部51aおよびビード部51aの両側の未溶接部51b・51bを含むものであり、例えば図4に示すような撮像画像が得られる。
溶接線51cは、ビード部51aの一側の未溶接部51bにおける所定の点p1と他側の未溶接部51bにおける所定の点p2とを結んだ線で表され、衝合部51が直線状である場合には、点p1と点p2とを結んだ直線が直接溶接線51cとなる。
また、衝合部51が曲線状である場合には、被溶接部材5のCADデータにおける衝合部51の形状や座標データと、点p1及び点p2とから、溶接線51cを割り出すことができる。
なお、レーザ光を照射しての溶接を開始する前に、予め衝合部51の形状を撮像する等して測定しておき、その測定データと点p1及び点p2とから溶接線51cを割り出すことも可能である。
中心位置sの割り出しは、ビード部51aの長手方向における任意の位置で行うことが可能である。また、複数の位置で中心位置sを割り出し、複数の中心位置sの平均値を検出した中心位置sとすることもできる。
ビードずれの判定は、算出したずれ量dと、予め制御装置の記憶部15に記憶させておいた閾値とを比較して行われ、記憶部15に記憶させておく閾値は、溶接線51cの位置とビード幅中心位置とのずれ量dと、溶接部(ビード部51a)の溶け込み比率との関係に基づいて、設定される。
ここで、溶け込み比率とは、ビードずれが全くない(ビードずれが0である)ときの溶け込み深さに対する、ずれ量dのときの溶け込み深さの割合を意味する。
従って、溶け込み比率が略1前後を維持している状態から低下していく変曲点となる、ずれ量d1の部分を閾値として設定し、ずれ量dがd1以下であればビードずれが無いと判断し、d1を超えていればビードずれが有ると判断するようにしている。
つまり、ずれ量がd1以下であればビードずれが0であるときの溶け込み深さと略同じ溶け込み深さが維持され、溶け込み深さに影響はないためビードずれが無いとして良の判断を行い、ずれ量がd1を超えるとビードずれが0であるときの溶け込み深さよりも溶け込み深さが減少して、溶け込み深さに影響が出てくるためビードずれが有るとして不良の判断を行う。
また、ずれ量d1の値は、溶接ワイヤの線径に比例して変化する。
なお、前述の溶け込み比率は、ビードずれが0のときの溶け込み深さが異なっても、ずれ量dが同じであれば、略同じ値を示す。
2 撮像装置
5 被溶接部材
10 画像処理部
11 溶接線検出部
12 ビード幅中心検出部
13 ずれ量算出部
14 判定部
Claims (3)
- 被溶接部材における衝合部の溶接部分と未溶接部分とを撮像する撮像手段と、
撮像画像を処理する画像処理手段と、
処理画像における衝合部の2箇所以上の未溶接部分から溶接線を割り出す溶接線検出手段と、
処理画像における衝合部の溶接部分からビード幅中心を割り出すビード幅中心検出手段と、
割り出した溶接線位置とビード幅中心位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、
算出したずれ量に基づいてビードずれの有無を判定する判定手段と、
記憶手段とを備え、
前記判定手段によるビードずれの判定は、算出した前記ずれ量と前記記憶手段に予め記憶させておいた閾値とを比較して行われ、
前記閾値は、ビードずれが全くないときの溶け込み深さに対する、算出した前記ずれ量のときの溶け込み深さの割合が、1を維持している状態から、1未満の値となるように低下していく変曲点となる部分における、溶接線位置とビード幅中心位置とのずれ量に設定される、
ことを特徴とする溶接のビードずれ判定装置。 - 前記閾値は、溶接ワイヤ径が1.2mmであるときに、1mmであることを特徴とする請求項1に記載の溶接のビードずれ判定装置。
- 被溶接部材における衝合部の溶接部分と未溶接部分とを撮像し、
撮像画像を処理して、処理画像における衝合部の2箇所以上の未溶接部分から溶接線を割り出すとともに、処理画像における衝合部の溶接部分からビード幅中心を割り出し、
割り出した溶接線位置とビード幅中心位置とのずれ量を算出し、
算出したずれ量に基づいてビードずれの有無を判定し、
前記ビードずれの有無の判定は、
算出した前記ずれ量と予め設定しておいた閾値とを比較して行われ、
前記閾値は、ビードずれが全くないときの溶け込み深さに対する、算出した前記ずれ量のときの溶け込み深さの割合が、1を維持している状態から、1未満の値となるように低下していく変曲点となる部分における、溶接線位置とビード幅中心位置とのずれ量に設定される、
ことを特徴とする溶接のビードずれ判定方法。
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