JP4486782B2 - 自動車用ホイールの溶接品質検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイールリムのディスクを嵌合し溶接してなる自動車用ホイールの、該ホイールリムとディスクとの溶接部の品質検査を行う方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ホイールリムの内周面に形成されたドロップ部に、ディスクフランジ部を嵌合し溶接して形成される、いわゆる２ピースタイプの自動車用ホイールにあっては、前記ディスクフランジ部の端面と、該ドロップ部の内周面とを隅肉溶接するアーク溶接が主流となっている。このようなホイールリムとディスクとの溶接部は、ホイールの強度や耐久性能等に直接影響するものであるから、従来から厳しい品質検査基準が設定され、管理運営されてきた。
【０００３】
この溶接部の品質検査方法として、特定の検査員が目視により溶接部の形態を判定する検査方法、所定単位毎に抜き取ったホイールの溶接部を切り出して破壊試験や観察等により判定する検査方法等が一般的であった。ここで、特定の検査員の目視による検査方法では、検査員毎に個人差があること、及び、定性的な判定基準による検査であること等の問題があった。また、破壊試験等を抜き取り検査する方法では、全数検査でないこと、及び、検査に時間を要するという問題もあった。
【０００４】
そこで、これら問題を解決するため、例えば、溶接部にスリット光を照射し、該スリット光により溶接部形状に沿って形成された線影を、ＣＣＤカメラで撮影して、この線影画像によって表された溶接部形態の良否を判定する品質検査方法（特許文献１）が提案されている。一方、溶接作業中の、溶接部の温度分布を計測して、この温度分布によって溶接の良否を判定する品質検査方法（例えば、特許文献２）等も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−９４６４０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１０１７６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の、スリット光の線影画像から溶接部の良否を判定する品質検査方法にあっては、スリット光による線影をＣＣＤカメラが撮影し、この線影の作る面積、屈曲点の位置、線影の連続性等を判定するものであるため、溶接部を細部まで詳細に検査することはできず、その形態を定性的に判定することとほぼ同等なものでしかない。また、ＣＣＤカメラの解像度によって、撮影される線影への影響が大きく、溶接部の形態を正確に検出することができないという問題も生じていた。而して、このような検査方法では、溶接部を適正に判定することはできなかった。
【０００７】
また、上述した従来の、溶接部の温度分布を計測して、この温度分布によって溶接部の良否を判定する品質検査方法にあっては、溶接による温度変化と物理的性状とを比較して判定するものであるが、溶接部の性状には、材料によるバラツキや加工履歴によるバラツキ等が多く混在するため、溶接領域を厳密に検出し特定することができず、判定基準を比較的広く設定する必要があった。このため、ホイールリムとディスクとの接合に必要な溶接部の領域を、正確かつ適正に判定するには限界があった。
【０００８】
本発明は溶接部を、厳密な判定基準に従って定量的に検査し得る、自動車用ホイールの溶接品質検査方法を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
ホイールリムにディスクを嵌合して溶接されてなる自動車用ホイールの、該ホイールリムとディスクとの隅肉溶接である溶接部の表面形状を、レーザー光を発する発光部と、該レーザー光の反射光を受ける受光部とからなる、非接触式のレーザーセンサからなる座標検出センサにより三次元座標の座標点を表す座標点データとして検出する座標点データ入力手段を備えており、
座標点データ入力手段から入力された座標点データの集合から演算処理してなる溶接部表面形状と、該座標点データに基づき、溶接部におけるホイールリムの内周面形状、ディスクフランジ部の内周面形状、及び該ディスクフランジ部の端面形状とを算出することにより、溶接部の断面形状を算出して溶接部形成領域を特定する溶接領域処理過程と、
この溶接部形成領域を、予め定められた溶接部基準データに基づき、所定の判定処理項目に従って良否判定する判定処理過程とを順次処理実行する溶接部検査手段を備え、
さらに前記判定処理過程が、ディスクフランジ部の端面における、該端面の最内端から溶接部の表面までの半径方向距離が、溶接部長さ方向に亘って、所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えているものであることを特徴とする自動車用ホイールの溶接品質検査方法である。
【００１０】
ここで、座標検出センサにあっては、該座標検出センサ又は自動車用ホイールの変位に従って、自動車用ホイールの溶接部の表面形状を、予め公正された基準点を基にした三次元座標における座標点のデータとして、所定の単位毎に順次測定し、複数の座標点データとして検出することが可能なものである。従って、溶接部の表面形状が、この複数の座標点データにより詳細に表されることとなる。そのため、座標点データを入力し、このデータに基づいて演算処理し、隣り合う座標点間を連続させることにより、溶接部表面形状を適正な数値データに基づいて特定することができ、様々な解析処理を厳密に行うことが可能となる。
【００１１】
また、溶接領域処理過程にあっては、上記のように溶接部表面形状を数値データにより特定すると共に、溶接部の重ね継手形状である、ホイールリムの内周面と、ディスクフランジ部の内周面及び端面を、最小自乗法等によって演算処理する。さらに、溶接部表面形状と、ホイールリムの内周面と、ディスクフランジ部の端面とによって囲繞された断面形状を算出し、この断面形状を円周方向に連続してなる溶接部形成領域を特定する。この溶接部形成領域は、詳細かつ適正な数値データとして表されることとなる。
【００１２】
このように溶接部形成領域が特定されることから、溶接部基準データを、品質管理に適合する厳密な管理用データとして設定することができる。そのため、判定処理過程にあっては、判定処理項目で判定する許容範囲を、この溶接部基準データに基づき、詳細に数値限定したものとして設定することが可能となる。而して、判定処理項目に従って行われる良否判定が、溶接部を明確に示すものとなり、該溶接部の品質検査を厳粛かつ公正に管理実行することができる。
【００１３】
このように、本発明の溶接品質検査方法によって、溶接部を、詳細な解析用のデータ情報により特定し、所定の判定処理項目に従って厳正に判定することから、検査結果が明確かつ公正に表され、定量的かつ信頼性の高い品質検査を行うことが可能となる。さらに、溶接部を非破壊で、比較的短時間に検査することもできるから、全数検査を行うことも可能である。また、前記のように、溶接部が定量的に表され判定されることから、ホイール形状やサイズに応じた溶接部基準データを設定することにより、多様なホイールを随時適正に検査することが可能である。さらには、新たな判定処理項目の追加や、判定基準の変更にも比較的容易かつ迅速に対応できるという優れた利点もある。
【００１４】
上述した座標検出センサは、レーザー光を発する発光部と、該レーザー光の反射光を受ける受光部とからなる、非接触式のレーザーセンサが用いられる。かかるレーザーセンサにあっては、発光部から発したレーザー光の反射光を受光部が受信することによって、反射位置を、三次元座標における座標点データとして測定するものである。また、このレーザーセンサは、これ自体の移動や、ホイールの回動によっても、正確に座標データを測定することができる。これにより、溶接部の表面形状をさらに適正かつ詳細に検出することができるから、上述した溶接領域処理過程や判定処理過程によって、一層優れた品質判定を行うことが可能である。また、このようなレーザーセンサは、発光部と受光部とが一体の筐体内に収められ、比較的小型であることから、自動車用ホイールの裏面側から、その溶接部を検出する作動に好適である。
【００１５】
一方、上述した判定処理過程が、ディスクフランジ部の端面における、該端面の最内端から溶接部までの半径方向距離が、溶接部長さ方向に亘って、所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法が提案される。ここで、溶接部は、ディスクフランジ部の端面を覆うように形成されていることによって、ディスクフランジ部と充分な溶接領域が確保されているものと判断され得る。そのため、溶接部基準データに、ディスクフランジ部の端面の最内端から、半径方向外側に向かう溶接部までの距離を０として設定する。一方、逆にディスクフランジ部内周面に溶接部がはみ出した場合の制限値を定めることにより、適正な隅肉溶接が行われているものと判断され得る。ここで、ディスクフランジ部の端面の最内端を０とし、半径方向外側をプラス方向とすれば、当該判定処理項目による基準値として、許容範囲を０からマイナス方向の所定制限値までとする。そして、上述した溶接部形成領域が、溶接部長さ方向に亘って、この許容範囲を充足するか否かを判定することにより、当該判定処理項目における明確かつ適正な良否結果を得ることができ、溶接部を定量的に品質検査することとなり得る。
【００１６】
また、上述した判定処理過程が、ホイールリム内周面における溶接部高さが、溶接部長さ方向に亘って、所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法も提案される。ここで、溶接部はホイールリム内周面を所定の高さまで覆うことによって、ホイールリムと充分な溶接領域が確保されているものと判断され得る。そのため、この高さの許容範囲を設定し、上述した溶接部形成領域が、溶接部長さ方向に亘って、この許容範囲を充足するか否かを判定することにより、当該判定処理項目における明確かつ適正に良否結果を得ることができ、溶接部を定量的に品質検査することとなり得る。
【００１７】
また、判定処理過程が、溶接部の長さが、ホイール円周方向に所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法も提案される。ここで、溶接部はホイールの円周方向に亘って所定の長さを形成している場合に、ホイールリムとディスクフランジ部との溶接領域が充分に確保されているものと判断される。そのため、溶接部長さの許容範囲を設定し、上述した溶接部形成領域の長さが、この許容範囲に収まるか否かを判定することによって、当該判定処理項目における明確かつ適正に良否結果を得ることができ、溶接部を定量的に品質検査することとなり得る。
【００１８】
また、判定処理過程が、溶接部長さ方向に亘って、溶接部とホイールリム内周面との境界に、所定の基準値より大きい、縦横幅と深さとからなる凹部が在るか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法も提案される。ここで、溶接部とホイールリム内周面との境界に生じる凹部は、いわゆるアンダーカットと呼ばれ、ホイールリムの肉厚が局部的に薄肉化した部位であるため、破壊の基点となり得る。そのため、このアンダーカットが発生しないことが最も望ましく、溶接部基準データとして設定される。かかる検査方法にあっては、この溶接部基準データに基づき、比較的小さいアンダーカットにあっては、許容することとし、該アンダーカットの縦横幅と深さとの制限値を許容範囲として定めた。そして、上述した溶接形成領域の特定によって、このアンダーカットの発生有無を判定すると共に、アンダーカットが存在する場合には、前記許容範囲に収まるか否かを判定することによって、当該判定処理項目が厳密かつ適正に品質検査されることとなり得る。尚、このようなアンダーカットの許容範囲を設定する品質検査は、溶接部を詳細に測定でき、かつ、その形状を厳粛かつ公正に判定することができる本発明によって可能なものである。
【００１９】
さらにまた、判定処理過程が、溶接部長さ方向に亘って、該溶接部断面形状がほぼ滑らかな凸形である表面形態であるか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法も提案される。ここで、溶接部の表面形状は、その断面形状が凸形であると共に、その表面に表面凹部（ブローホール）等の無い滑らかな形態であることによって、充分な溶接が行われていると判断される。そのため、溶接部形成領域の断面形状にあって、溶接部表面形状が座標点データの連続により凸形を示すこと、及び、連続する座標点データ間の変化量が逆方向（凹方向）に変性する箇所が無いことが溶接部基準データとなる。そして、凸形の大きさと、この表面凹部（ブローホイール）の大きさとの制限値をそれぞれ許容範囲として設定する。すなわち、溶接部の表面形状という定性的な形態を、溶接部形成領域を表す数値データに従って判定する、定量的な品質検査を行い得るものとした。同様に、表面凹部（ブローホイール）の大きさも、座標点データ間の変化量として定量的に判定する。従って、溶接部の表面形態の良否を、一層適正かつ厳密に判定することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態例を図面に従って説明する。
図１は、本発明にかかる自動車用ホイール１の溶接品質検査方法に従って制御実行される溶接品質検査装置２１の具体例である。この溶接品質検査装置２１には、搬送コンベア２４により移動してきた自動車用ホイール１を、裏側開口を上方として、油圧式係止具２２によって予め定められた検査位置で固定する固定装置２３と、該自動車用ホイール１の裏側開口から、ホイール内側に進退可能に駆動制御されたレーザーセンサ（座標検出センサ）２５と、該レーザーセンサ２５に接続され、レーザーセンサ２５によって測定された座標点データを解析処理する解析処理装置２６とが備えられている。ここで、レーザーセンサ２５は、水平方向の同心円周上で互いに直角となる位置に四個配設されており（一部図示省略）、四個が同時に、上下方向への移動及び回動するように制御されている。また、この溶接品質検査装置２１には、レーザーセンサ２５によって測定される座標点が表す三次元座標の基準点位置が定められており（図示省略）、定期的に公正されるようにしている。そして、この基準点位置に基づき、自動車用ホイール１が所定の検査位置となるように、固定装置２３も制御されるようになっている。
【００２１】
一方、上述した溶接品質検査装置２１により、品質検査されるスチール製の自動車用ホイール１の縦断面図を図２に示す。この自動車用ホイール１は、ホイールリム２と、ハブ孔４をその中央に具備するディスク３とからなる、いわゆる２ピースタイプである。かかる自動車用ホイール１は、ホイールリム２のドロップ部１４の内周面１５に、ディスク３のディスクフランジ部８を嵌め合わせた後、該ディスクフランジ部８の端面１１を、ホイールリム２のドロップ部１４の内周面１５にアーク溶接により接合されて一体化されてなる。
【００２２】
このホイールリム２には、両側の開口縁にタイヤのサイドウォール部を支持するリムフランジ１２ａ、１２ｂが形成されており、該リムフランジ１２ａ，１２ｂにはタイヤのビードを着座させるビードシート部１３ａ、１３ｂが連成されている。そして、両側のビードシート部１３ａ、１３ｂの間には、タイヤ装着時にタイヤのビードを落とすためのドロップ部１４が設けられている。
【００２３】
また、このディスク３にあっては、中心にハブ孔４を有し、その半径方向外側にボルト孔５が形成され、該ボルト孔５の半径方向外側から、外方向に向かって隆起する形状の隆起部６が形成されており、該隆起部６の半径方向内側の裏面には、車軸のハブと連結するハブ取付面７が形成されている。そして、この隆起部６の半径方向外側には、ホイール軸方向と略平行のディスクフランジ部８が形成されている。このディスクフランジ部８には、周方向に互いに均等間隔の四個の円弧状凹縁９が形成されている。この円弧状凹縁９間の周縁１０で、上記のように、その端面１１がホイールリム２のドロップ部１４の内周面１５と溶接される溶接部１６が形成される。すなわち、自動車用ホイール１には、ホイール円周方向に均等間隔で四箇所の溶接部１６が存在することとなる。
【００２４】
次に、本発明の要部にかかる、上記した自動車用ホイール１の溶接部１６を、溶接品質検査装置２１により品質検査する方法について詳細に説明する。
図１のように、ホイールリム２とディスク３とが溶接された自動車用ホイール１が、搬送コンベア２４によって固定装置２３に移送されると、ホイール中心軸が四個のレーザーセンサ２５の同心軸と合致する検査位置に固定される。その後、レーザーセンサ２５を駆動制御して、ホイールの裏面開口から内側に進入させ、この自動車用ホイール１の溶接部１６の表面形状を、座標点データとして測定する。
【００２５】
ここで、レーザーセンサ２５は、その筐体内に、レーザー光を発光する発光部（図示省略）と、該レーザー光の反射光を受ける受光部（図示省略）とが設けられている。このレーザーセンサ２５にあっては、上述した基準点位置も基づく該レーザーセンサ２５の相対位置関係に基づいて、レーザー光の反射光を捉えることにより、該レーザー光の反射位置の座標点を測定するようになっている。このレーザーセンサ２５が、上下方向に一変動する毎に、円周方向に所定量回動し、円周方向に約９０度回動することによって、図３のように、自動車用ホイール１の溶接部１６を測定する。これにより、四個のレーザーセンサ２５が自動車用ホイール１を一周（３６０度）測定することとなり、四箇所の溶接部１６を確実に測定することができる。このレーザーセンサ２５によって、図４のように、溶接部１６の表面形状が、複数の座標点データとして検出されることとなる。そして、この座標点データが、解析処理装置２６に送信されて入力される。このようにレーザーセンサ２５、該レーザーセンサ２５の駆動制御装置（図示省略）、固定装置２３、該固定装置２３の駆動制御装置（図示省略）等によって、座標データ入力手段が構成されている。
【００２６】
次に、解析処理装置２６に入力されて座標点データに従って、溶接部１６の良否を判定する溶接部検査手段について、図６のフロー図に従って説明する。
上述のように座標点データが入力されると、該座標点データを演算処理し、図５のように、上下方向及び左右方向に連結してなる溶接部表面形状３１を特定する。さらに、上記のようにレーザーセンサ２５が上下方向に一変動して測定した座標点データからなる縦断面Ａ毎に、該座標点データに従って最小自乗法を用いて演算処理することにより、該溶接部１６の被覆したホイールリム２の内周面形状３２と、ディスクフランジ部８の内周面形状３３とをそれぞれ算出し、これらに基づき該ディスクフランジ部８の端面形状３４を算出する。そして、これら各形状を円周方向に亘って算出することによって特定する。さらに、前記した溶接部表面形状３１、ホイールリム２の内周面形状３２、ディスクフランジ部８の端面形状３４により囲まれた領域を、溶接部形成領域３５として特定する。ここで、ホイールリム２の内周面形状３２、ディスクフランジ部８の内周面形状３３と端面形状３４、溶接部形成領域３５は、各形状を詳細に表現する数値データに基づいて特定される。このようにして溶接領域処理過程が実行される。
【００２７】
溶接領域処理過程によって溶接部形成領域３５が特定されると、所定の判定処理項目に従って良否判定する判定処理過程が実行される。本実施例にあっては、次の判定処理項目を設定している（図７〜図９参照）。
（１）溶接部１６の有無判定
（２）ディスクフランジ部８の端面１１における溶接部１６の半径方向長さＴの判定
（３）ホイールリム２の内周面１５における溶接部１６の高さＨの判定
（４）溶接部１６の円周方向長さＬの判定
（５）溶接部１６の円周方向位置の判定
（６）溶接部１６の表面形状の判定
（７）溶接部１６の表面凹部（ブローホール）の判定
（８）アンダーカットの判定
これら各判定処理項目毎に、溶接部１６の溶接部基準データに基づく許容範囲が設定されており、溶接部形成領域３５がこの許容範囲に全て収まると良品となり、一項目でも外れると不具合品となる。
【００２８】
上記の、（１）溶接部１６の有無を判定する判定処理項目にあっては、溶接品質検査装置２１に移送された自動車用ホイール１が、溶接されているか否かを検査するものである。そのため、上述した溶接領域処理過程によって、溶接部表面形状３１及び溶接部形成領域３５が特定されているか否かが判定されることとなる。すなわち、レーザーセンサ２５が、ホイールリム２の内周面と、ディスクフランジ部８の端面１１とを測定できない部分を検出できたか否かによって決まることとなる。これを四個のレーザーセンサ２５によって四箇所測定されなければならず、これ以外は不具合品となる。
【００２９】
次に、（２）溶接部１６の半径方向長さＴを判定する判定処理項目にあっては、図７（イ）のように、溶接部形成領域３５の、上下方向に連続する座標点データにより形成される縦断面Ａ毎に、ディスクフランジ部８の端面形状３４を成す平面上における溶接部形成領域３５の端部（以下、半径方向端部）４０までの距離ｔを検査するものである。ディスクフランジ部８の端面形状３４の最内端Ｂを基準点として、半径方向端部４０が半径方向外側にないこと、及び内側に所定値を越えて存在しないことという許容範囲を充足しているか否かを判定する。この許容範囲は、最内端Ｂの位置を０として、半径方向外側をプラス方向とすると、距離ｔは０からマイナス方向の所定値までとなる。ここで、半径方向端部４０が端面形状３４の最内端Ｂより外側（プラス側）にあると溶接領域が不充分、すなわち、溶接部形成領域３５の半径方向長さＴが不足であると判断される。また、半径方向端部４０が最内端Ｂより内側にある場合には、溶接が溶け落ちていることであり、最内端Ｂからの距離ｔを判定する。これを溶接部１６の長さ方向に亘って調べ、全て充足していると、溶接部１６がディスクフランジ部８の端面１１と適正な溶接形態を形成していると判断される。一方、充足していない場合には不具合品となる。
【００３０】
さらに、このような判定処理項目にあって、ディスクフランジ部８の最内端Ｂから半径方向端部４０までの距離ｔがマイナスである場合（図示省略）には、半径方向位置が最も内側（ホイール中心方向）となる座標点データを抽出し、該座標点データの、ディスクフランジ部８の内周面形状３３からの距離が所定の許容値が越えているか否かを判定する。これにより、溶接の溶け落ちによって形成された部分の大きさを検査する。これを溶接部１６の長さ方向に亘って調べ、許容値を越える部分が無ければ適正であると判断する。
【００３１】
次の、（３）ホイールリム２の内周面１５における溶接部１６の高さＨを判定する判定処理項目にあっては、図７（ロ）のように、上記と同様に溶接部形成領域３５の縦断面Ａ毎に、該ホイールリム２の内周面形状３２における溶接部形成領域３５の端部（以下、溶接高さ端部）３９までの高さＨを確認する。上述の溶接領域処理過程によって特定した、ホイールリム２の内周面形状３２とディスクフランジ部８の端面形状３４の交点Ｄを高さ位置＝０として、ここから溶接高さ端部３９までの高さＨが、所定の許容範囲内に収まっているか否かを判定する。これを溶接部１６の長さ方向に亘って調べ、全て充足していると、溶接部１６がホイールリム２の内周面１５と適正な溶接形態を形成していると判断する。一方、充足していない場合には不具合品となる。
【００３２】
次の、（４）溶接部１６の円周方向長さＬを判定する判定処理項目にあっては、図８（イ）のように、上述の溶接領域処理過程によって特定した、溶接部形成領域３５の長さＬが所定の許容範囲内に収まっているか否かを判定する。これを充足していると、溶接部１６が適正に溶接面積を確保していると判断する。一方、充足していない場合には不具合品となる。さらに、（５）溶接部１６の円周方向位置を判定する判定処理項目にあっては、レーザーセンサ２５によって測定されたディスクフランジ部８における周縁１０の周縁中心位置Ｅを基準として、溶接部形成領域３５が該周縁中心位置Ｅに対して左右両側のいずれかに偏っていないか検査する。図８（ロ）のように、この周縁中心位置Ｅから両側の各溶接部形成領域３５の端部までの各長さＬ１，Ｌ２の差を算出し、これが所定の許容範囲に収まっているか否かによって判定する。これを充足していると、溶接部１６が自動車用ホイール１の円周方向でバランス良く形成されていることと判断する。一方、充足していない場合には不具合品となる。尚、図８では座標点データの記入を省略している。
【００３３】
次の、（６）溶接部１６の表面形状を判定する判定処理項目にあっては、図９のように、上記（２）と同様に溶接部形成領域３５の縦断面Ａ毎に、該溶接部形成領域３５の溶接高さ端部３９と半径方向端部４０とを結んだ傾斜面Ｃに対して、溶接部表面形状３１を構成する座標点データが凸形状を形成しているか否かを判定する。これを、溶接部１６の長さ方向に亘って調べ、全て充足していると充分な溶接量が確保されていると判断する。さらに、（７）溶接部１６の表面凹部、いわゆるブローホール（図示省略）を判定する判定処理項目にあっては、この溶接部表面形状３１を形成する座標点データ間の変化量を算出し、該変化量が急激に変化している箇所があると表面凹部が存在すると判定する。そして、この座標点データ間の変化量を積分することにより表面凹部の大きさを算出し、これが許容値に比して大きい場合には不具合品とする。このような許容値を越える大きさの表面凹部が溶接部表面形状３１に存在しなければ、適正な溶接形態が形成されていると判断する。
【００３４】
次の、（８）アンダーカットを判定する判定処理項目にあっては、上記（２）と同様に溶接部形成領域３５の縦断面Ａ毎に、ホイールリム２の内周面１５との境界（溶接高さ端部３９付近）に、該内周面１５に凹形状のアンダーカット（図示省略）が形成されているか否かを判定する。これは、上述の溶接領域処理過程により特定したホイールリム２の内周面１５の座標点データを基に、該座標点データ間の方向ベクトルを算出し、該方向ベクトルが半径方向外側に向かって連続して存在すると、アンダーカットが発生していると判断する。そして、アンダーカットが存在している場合には、当該縦断面Ａと、その連続する他の縦断面Ａとの座標点データに従って、該アンダーカットの縦幅と横幅及び深さを算出し、これらが許容範囲内であるか否かを調べることによって、良否を判定する。これを、溶接部１６の長さ方向に亘って確認し、許容範囲を超えるサイズのアンダーカットが存在しなければ、適正な溶接形態が形成されていると判断する。
【００３５】
上述したように、これら（１）〜（８）の判定処理項目を全て充足すると、溶接部１６が、ホイールリム２とディスク３とを適正に溶接しているものと判定されることとなる。ここで、各判定処理項目は、上述のように、座標データ入力手段によって詳細に測定された溶接部１６の座標点データに基づき、溶接部形成領域３５を特定し、各判定処理項目毎に夫々に設定された許容範囲に従って厳密に判定するようにしたものであるから、溶接部１６の溶接状態を明確かつ適正に判断できることとなる。而して、本発明にかかる溶接品質検査方法は、上述した座標データ入力手段と溶接部検査手段とにより、自動車用ホイール１の溶接部１６を定量的かつ厳正に品質管理することが可能である。また、比較的短時間に検査できることから、全数検査を行うことができる。
【００３６】
一方、本発明は、溶接部１６を詳細かつ正確に検出し、これに基づいて様々な判定処理項目を設定し、各許容範囲を詳細に設定するようにしたものであるから、形状やサイズの異なる様々なホイールを随時適正に検査することができると共に、新たな判定処理項目の追加や、品質基準の変更等に迅速かつ適切に対応することが可能である。特に、将来的に、ホイールの性能と品質とを、これまで以上に高次元でバランスさせるようになったとしても、本発明の溶接品質検査方法は充分に活用することが可能である。
【００３７】
かかる本発明はこの形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な形態で実施しうるのものであり、アーク溶接以外の様々な溶接方法の品質検査や、スチール製の自動車用ホイール１以外の、アルミニウム製やマグネシウム製などのホイールの溶接品質検査にも適宜実施し得る。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、自動車用ホイールの、ホイールリムとディスクとの溶接部の表面形状を、座標検出センサにより三次元座標の座標点データとして検出し入力する座標データ入力手段を備えており、この座標点データの集合から演算処理してなる溶接部表面形状と、該座標データに基づき、溶接部におけるホイールリムの内周面形状、ディスクフランジ部の内周面形状及び端面形状とを算出することにより、溶接部の断面形状を算出して溶接部形成領域を特定する溶接領域処理過程と、該溶接部形成領域を、予め定められた溶接部基準データに基づき、所定の判定処理項目に従って良否判定する判定処理過程とを順次処理実行する溶接部検査手段を備えた溶接品質検査方法であるから、溶接部を、詳細かつ正確な数値データに基づいて特定し、所定の判定処理項目に従って厳正に判定することができるため、検査結果が明確かつ公正に表され、定量的かつ信頼性の高い品質検査を行うことが可能となる。また、溶接部を非破壊で、比較的短時間に検査することもできるから、全数検査を行うことも可能である。さらにまた、ホイール形状やサイズの異なる多様なホイールを随時適正に検査でき、新たな判定処理項目の追加や、判定基準の変更にも比較的容易かつ迅速に対応できるという優れた利点もある。
【００３９】
このような座標検出センサを、レーザー光を発する発光部と、該レーザー光の反射光を受ける受光部とからなる、非接触式のレーザーセンサとしたから、溶接部の表面形状をさらに適正かつ詳細に検出することができるため、判定処理項目における判定基準をさらに厳密に設定することができ、一層厳正な品質管理を行うことができる。
【００４０】
一方、上述した判定処理過程が、ディスクフランジ部の端面における、該端面の最内端から溶接部までの半径方向距離が、溶接部長さ方向に亘って、所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法にあっては、溶接部がディスクフランジ部の端面と充分な溶接領域を確保しているか否かを明確かつ適正に判定する、定量的な品質検査を行うことが可能である。
【００４１】
また、上述した判定処理過程が、ホイールリム内周面における溶接部高さが、溶接部長さ方向に亘って、所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法にあっては、溶接部がホイールリムの内周面と充分な溶接領域を確保しているか否かを明確かつ適正に判定する、定量的な品質検査を行うことが可能である。
【００４２】
また、判定処理過程が、溶接部の長さが、ホイール円周方向に所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法にあっては、溶接部がホイールリムとディスクフランジ部との溶接領域を充分に確保しているか否かを明確かつ適正に判定する、定量的な品質検査を行うことが可能である。
【００４３】
また、判定処理過程が、溶接部長さ方向に亘って、溶接部とホイールリム内周面との境界に、所定の基準値より大きい、縦横幅と深さとからなる凹部が在るか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法にあっては、いわゆるアンダーカットの発生有無を検査すると共に、該アンダーカットの大きさが許容されるか否かを厳密に判定することができ、一層適正な品質検査を行うことが可能である。
【００４４】
また、判定処理過程が、溶接部長さ方向に亘って、該溶接部断面形状がほぼ滑らかな凸形である表面形態であるか否かを判定する判定処理項目を備えるようにした検査方法にあっては、溶接部の表面形状が、その表面に表面凹部（ブローホール）等の無い滑らかな凸形であるか否かを、座標点データに従って定量的に判定することにより、溶接部の表面形態を一層適正かつ厳密に品質検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる、自動車用ホイール１の溶接品質検査装置２１の具体例を表す構成図である。
【図２】自動車用ホイール１の縦断面図である。
【図３】本発明にかかるレーザーセンサ２５が、溶接部１６の表面形状を測定する状態を表す説明図である。
【図４】本発明にかかるレーザーセンサ２５による、溶接部１６の表面形状を検出した座標点データを表す説明図である。
【図５】本発明にかかる、溶接領域処理過程によって溶接部１６の各形状を特定した状態を表す説明図である。
【図６】本発明にかかる、溶接領域処理過程と判定処理過程とを表すフロー図である。
【図７】本実施例の、（２）及び（３）の判定処理項目を表す説明図である。
【図８】本実施例の、（４）及び（５）の判定処理項目を表す説明図である。
【図９】本実施例の、（６）の判定処理項目を表す説明図である。
【符号の説明】
１ 自動車用ホイール
２ ホイールリム
３ ディスク
８ ディスクフランジ部
１４ ドロップ部
１６ 溶接部
２１ 溶接品質検査装置
２５ レーザーセンサ（座標検出センサ）
３１ 溶接部表面形状
３５ 溶接部形成領域

Claims (5)

1. ホイールリムにディスクを嵌合して溶接されてなる自動車用ホイールの、該ホイールリムとディスクとの隅肉溶接である溶接部の表面形状を、レーザー光を発する発光部と、該レーザー光の反射光を受ける受光部とからなる、非接触式のレーザーセンサからなる座標検出センサにより三次元座標の座標点を表す座標点データとして検出する座標点データ入力手段を備えており、
   座標点データ入力手段から入力された座標点データの集合から演算処理してなる溶接部表面形状と、該座標点データに基づき、溶接部におけるホイールリムの内周面形状、ディスクフランジ部の内周面形状、及び該ディスクフランジ部の端面形状とを算出することにより、溶接部の断面形状を算出して溶接部形成領域を特定する溶接領域処理過程と、
   この溶接部形成領域を、予め定められた溶接部基準データに基づき、所定の判定処理項目に従って良否判定する判定処理過程とを順次処理実行する溶接部検査手段を備え、
   さらに前記判定処理過程が、ディスクフランジ部の端面における、該端面の最内端（Ｂ）から溶接部の表面までの半径方向距離（ｔ）が、溶接部長さ方向に亘って、所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えているものであることを特徴とする自動車用ホイールの溶接品質検査方法。
2. 判定処理過程が、フランジ部の端面から溶接高さ端部までの高さ（Ｈ）であるホイールリム内周面における溶接部高さが、溶接部長さ方向に亘って、所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えている請求項１に記載の自動車用ホイールの溶接品質検査方法。
3. 判定処理過程が、溶接部の長さが、自動車用ホイール円周方向に所定の基準値を満足しているか否かを判定する判定処理項目を備えている請求項１又は請求項２に記載の自動車用ホイールの溶接品質検査方法。
4. 判定処理過程が、溶接部長さ方向に亘って、溶接部とホイールリム内周面との境界に、所定の基準値より大きい、縦横幅と深さとからなる凹部が在るか否かを判定する判定処理項目を備えている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の自動車用ホイールの溶接品質検査方法。
5. 判定処理過程が、溶接部長さ方向に亘って、該溶接部断面形状がほぼ滑らかな凸形の表面形態であるか否かを判定する判定処理項目を備えている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の自動車用ホイールの溶接品質検査方法。

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