JP5029419B2

JP5029419B2 - 溶接ビード検査方法、及び、溶接ビード検査装置

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Publication number: JP5029419B2
Application number: JP2008045011A
Authority: JP
Inventors: 顕人関
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP2009202180A

Description

本発明は、溶接ビード検査方法、及び、溶接ビード検査装置に関し、より詳しくは、複雑な形状を有する母材面同士を溶接した場合にビード形状を検出する技術に関する。

従来、溶接ビードの形状を検出し、溶接箇所の検査を行う手法が広く用いられており、公知となっている。
例えば、電縫溶接管のビード部の母材面曲線を最小二乗法による近似計算から求め、ビード部断面の測定値と母材近似曲線よりビード部の形状を検出する方法が公知となっており、以下に示す特許文献１および特許文献２等において開示されている。
特開平９−８９５２４号公報特開２００４−１１７０５３号公報

従来技術においては、ビード部を境とする両側の母材面曲線が同一円弧上や同一平面上に位置するものとして想定し、最小二乗法による近似計算から求めるものであった。即ち、従来技術においては、ビード部両側の母材面曲線が任意に変化する複雑な形状であったり、また端面位置がずれていたりするような場合は想定されておらず、このような複雑な母材面曲線を有する部材に対しては、従来技術を適用することができなかった。

さらに、足回り部品などは単に２つの母材を溶接するだけではなく、メイン部品に多数のブラケット等の部品を溶接して形成するために、検査対象となるビード付近に、検査対象ではない他のビードやブラケット等が隣接している場合がある（図５参照）。しかし、従来技術ではこのような検査対象外のビードやブラケット等の存在を想定していないため、これらに起因する形状データのエッジ（以下、隣接エッジ）が外乱要因となり、目的とする検査対象ビードのエッジを正しく検出することができなかった。

そこで本発明では、上記のような現状に鑑み、ビード部両側の母材面曲線が任意に変化する複雑な形状であったり、また端面位置がずれていたりするような場合であってもビード部の形状を精度良く検出することができ、また、複雑なビード形状であったり、検査対象となるビード付近に、他のビードやブラケット等が隣接することで隣接エッジが存在していたりしても、適切な検査が可能となる溶接ビード検査方法、及び、溶接ビード検査装置を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、第一母材と第二母材とが溶接されている溶接箇所における、前記第一母材又は／及び前記第二母材と、ビードと、を含む複数の断面プロファイルのデータを順次検出して、前記複数の断面プロファイルからなる断面プロファイル群を取得し、取得した前記断面プロファイル群より選択した、一つの断面プロファイルのデータに基づいて母材面の近似曲線を算出し、算出した近似曲線を用いてビードエッジを検出する溶接ビード検査方法において、前記断面プロファイルの前記第一母材又は／及び前記第二母材上に、任意の一定幅Ｄの母材推定区間と、該母材推定区間に対して前記ビード側に隣接する、任意の一定幅δのビードエッジ探索区間と、からなる母材区間を設定する、設定工程と、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、検査対象となるビードエッジ以外の形状のエッジである、前記母材推定区間内における隣接エッジの有無を探索する、隣接エッジ探索工程と、前記隣接エッジ探索工程において前記隣接エッジを検出しなかった場合、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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、第１ビードエッジ検出工程と、前記隣接エッジ探索工程において、前記隣接エッジを検出した場合、該隣接エッジと、当該断面プロファイルの一回前に取得された、前断面プロファイルにおけるビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、若しくは、前記前断面プロファイルの隣接エッジと、前記前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、前記所定区間の一部におけるビードエッジを検出する、第２ビードエッジ検出工程と、を備えるものである。

請求項２においては、前記設定工程では、最初の断面プロファイルの場合は、初期値より起点Ｐを定義し、若しくは、最初の断面プロファイルでない場合は、前断面プロファイルのビードエッジと同じＸ座標を持つ点から、前記ビードと反対側に設定値だけオフセットして起点Ｐを定義し、前記起点Ｐから前記ビードと反対側に、前記母材推定区間を設定し、前記起点Ｐから前記ビードと同じ側に、前記ビードエッジ探索区間を設定するものである。

請求項３においては、前記隣接エッジ探索工程では、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線の長さが立上り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点を隣接エッジとして推定するものである。

請求項４においては、前記第１ビードエッジ検出工程では、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線の長さが立上り／立下り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジとして推定するものである。

請求項５においては、前記第１ビードエッジ検出工程において、前記境界点が検出された場合には、検出された該境界点を前記ビードエッジとして推定し、前記境界点が検出されなかった場合には、前記ビードエッジ探索区間を前記ビード側に任意の一定幅δだけ移動させて、前記ビードエッジ探索区間を更新するものである。

請求項６においては、前記第２ビードエッジ検出工程では、前断面で前記隣接エッジを検出しなかった場合は、現断面プロファイルの隣接エッジと前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、若しくは、前断面で前記隣接エッジを検出した場合は、前断面プロファイルの隣接エッジと前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線の長さが立上り／立下り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジとして推定するものである。

請求項７においては、前記母材推定曲線は、前記母材推定区間の前記断面プロファイルのデータに基づいて、ロバスト推定手法によって近似計算するものである。

請求項８においては、第一母材と第二母材とが溶接されている溶接箇所における、前記第一母材又は／及び前記第二母材と、ビードと、を含む断面プロファイルのデータを複数検出して、前記複数の断面プロファイルからなる断面プロファイル群を取得する、断面プロファイル検出手段と、取得した前記断面プロファイル群より選択した、一つの断面プロファイルのデータに基づいて母材面の近似曲線を算出し、算出した近似曲線を用いてビードエッジを検出する演算手段と、を備える溶接ビード検査装置において、前記演算手段は、前記断面プロファイルの前記第一母材又は／及び前記第二母材上に、任意の一定幅Ｄの母材推定区間と、該母材推定区間に対して前記ビード側に隣接する、任意の一定幅δのビードエッジ探索区間と、からなる母材区間を設定する、設定手段と、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、検査対象となるビードエッジ以外の形状のエッジである、前記母材推定区間内における隣接エッジの有無を探索する、隣接エッジ探索手段と、前記隣接エッジ探索手段で前記隣接エッジを検出しなかった場合、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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、第１ビードエッジ検出手段と、前記隣接エッジ探索工程において、前記隣接エッジを検出した場合、該隣接エッジと、当該断面プロファイルの一回前に取得された、前断面プロファイルにおけるビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、若しくは、前記前断面プロファイルの隣接エッジと、前記前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、前記所定区間の一部におけるビードエッジを検出する、第２ビードエッジ検出手段と、を備えるものである。

請求項９においては、前記設定手段では、最初の断面プロファイルの場合は、初期値より起点Ｐを定義し、若しくは、最初の断面プロファイルでない場合は、前断面プロファイルのビードエッジと同じＸ座標を持つ点から、前記ビードと反対側に設定値だけオフセットして起点Ｐを定義し、前記起点Ｐから前記ビードと反対側に、前記母材推定区間を設定し、前記起点Ｐから前記ビードと同じ側に、前記ビードエッジ探索区間を設定するものである。

請求項１０においては、前記隣接エッジ探索手段では、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線の長さが立上り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点を隣接エッジとして推定するものである。

請求項１１においては、前記第１ビードエッジ検出手段では、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線の長さが立上り／立下り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジとして推定するものである。

請求項１２においては、前記第１ビードエッジ検出手段において、前記境界点が検出された場合には、検出された該境界点を前記ビードエッジとして推定し、前記境界点が検出されなかった場合には、前記ビードエッジ探索区間を前記ビード側に一定幅δだけ移動させて、前記ビードエッジ探索区間を更新するものである。

請求項１３においては、前記第２ビードエッジ検出手段では、前断面で前記隣接エッジを検出しなかった場合は、現断面プロファイルの隣接エッジと前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、若しくは、前断面で前記隣接エッジを検出した場合は、前断面プロファイルの隣接エッジと前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線の長さが立上り／立下り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジとして推定するものである。

請求項１４においては、前記母材推定曲線は、前記母材推定区間の前記断面プロファイルのデータに基づいて、ロバスト推定手法によって近似計算するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明により、ビード部両側の母材面曲線が任意に変化する複雑な形状であったり、また端面位置がずれていたりするような場合であってもビード部の形状を精度良く検出することができ、また、複雑なビード形状であったり、検査対象となるビード付近に、他のビードやブラケット等が隣接することで隣接エッジが存在していたりしても、適切な検査が可能となる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は（ａ）は本発明の一実施例に係る断面プロファイルの計測方法を示す模式図、（ｂ）は断面プロファイル群を構成する断面プロファイルの一例を示す模式図である。
図２は（ａ）は本発明の一実施例に係る断面プロファイルの処理方法を示す概略図、（ｂ）は断面プロファイルを示す模式図である。
図３はルーチン１での処理を示すフロー図である。
図４はルーチン２での処理を示すフロー図である。
図５は本発明の一実施例に係るビードエッジ検出手法を示す概略図である。
図６は処理０での処理を示すフロー図である。
図７は前断面プロファイルにおけるビードエッジ検出結果を、次断面プロファイルにおけるビードエッジ探索にフィードバックする手法を示す模式図である。
図８は処理１での処理を示すフロー図である。
図９は断面プロファイルを示す模式図である。
図１０は断面プロファイルと母材推定曲線との関係を示す模式図である。
図１１は符号付垂線長と閾値の関係を示す模式図である。
図１２は処理２での処理を示すフロー図である。
図１３は同じく処理２での処理を示す模式図である。
図１４は処理３での処理を示すフロー図である。
図１５は同じく処理３での処理を示す模式図である。
図１６は処理４での処理を示すフロー図である。
図１７は同じく処理４での処理を示す模式図である。
図１８は処理５での処理を示すフロー図である。
図１９は同じく処理５での処理を示す模式図である。

［ビード検査方法の概要］
まず始めに、本発明の一実施例に係る断面プロファイルの計測方法について説明をする。
図１（ａ）に示す如く、本発明に係るビード検査装置１は、断面プロファイルの計測方法として、いわゆる光切断法を採用しており、レーザスキャナ２および演算装置３を備える構成としている。そして、第一母材４、第二母材５およびビード６を含む溶接部品７の表面にスリット光８を投光し、このスリット光８によって描き出される投影光９をビード６の長手方向に沿って移動しながらスキャンすることによって連続的に断面プロファイルを計測し、計測した複数の断面プロファイルを断面プロファイル群とすることで、溶接部材７の表面形状データを取得するようにしている。

断面プロファイル群を構成する断面プロファイルの一例を図１（ｂ）に示す。断面プロファイルのデータには、母材面（即ち、第一母材４、第二母材５）およびビード６の形状データが含まれており、この形状データに基づいて演算装置３によってビードエッジＥ１・Ｅ２を探索するようにしている。なお、図１（ｂ）に示す断面プロファイルは隅肉溶接の場合を例示している。

［ルーチン１及びルーチン２］
次に、本発明の一実施例に係るビードエッジＥの検出方法におけるメインルーチンである、ルーチン１及びルーチン２について図２から図５を用いて説明をする。
図２（ａ）に示す如く、本発明の一実施例に係るビードエッジＥの検出方法では、前記ビードエッジＥの探索は、各断面プロファイルにおいてルーチン１又はルーチン２の処理が行われる。即ち、断面プロファイル毎に、隣接エッジＦの有無に応じてルーチン１又はルーチン２の処理が行われることによって、ビードエッジＥが探索されるのである。

例えば図２（ａ）に示すように、各ルーチンの処理において隣接エッジＦが存在しないと判断した場合には、次断面プロファイルでルーチン１の処理が行われ、隣接エッジＦが存在すると判断した場合には、次断面プロファイルでルーチン２の処理が行われるのである。
ここで、隣接エッジＦとは、後述する母材推定区間内に存在する、検査対象外のビードやブラケット等の形状データのエッジのことをいう。
また、これらの処理は、図２（ｂ）に示すように、前記断面プロファイルの前記第一母材４又は／及び前記第二母材５上に、任意の一定幅Ｄの母材推定区間ＰＱと、該母材推定区間ＰＱに対して前記ビード６側に隣接する、任意の一定幅δのビードエッジ探索区間ＰＲと、からなる母材区間ＰＱＲが設定されて行われる。

図３に示すルーチン１は、前断面プロファイルにおいて隣接エッジＦが検出されなかった場合に行われる処理である。
まず、処理０によって、母材区間ＰＱＲ（母材推定区間ＰＱ及びビードエッジ探索区間ＰＲ）の設定が行われる（設定工程・Ｓ１−０１）。なお、このビードエッジ探索区間ＰＲの区間長δは、母材推定区間ＰＱの任意の一定幅に比して十分小さい値（即ち、δ≪Ｄ）に設定するようにしている。
次に、処理３によって、初期母材推定区間ＰＱから、隣接エッジＦが探索される（隣接エッジ探索工程・Ｓ１−０２）。
次に、前記隣接エッジ探索工程において、隣接エッジＦが存在するか否かが判断される（Ｓ１−０３）。
前記（Ｓ１−０３）の判断において、隣接エッジＦが存在すると判断された場合、処理４によって、該隣接エッジＦと前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、ビードエッジＥが探索される（第２ビードエッジ検出工程・Ｓ１−０４）。
次に、ルーチン２によって次断面プロファイルの処理が行われる（Ｓ１−０５）。
一方、前記（Ｓ１−０３）の判断において、隣接エッジＦが存在しないと判断された場合、処理２によって処理１が反復計算され、ビードエッジＥが探索される（第１ビードエッジ検出工程・Ｓ１−０６）。
次に、ルーチン１によって次断面プロファイルの処理が行われる（Ｓ１−０７）。

図４に示すルーチン２は、前断面プロファイルにおいて隣接エッジＦが検出された場合に行われる処理である。
まず、処理５によって、前断面プロファイルのビードエッジＥ´と前断面プロファイルの隣接エッジＦ´から、現断面プロファイルのビードエッジＥと現断面プロファイルの隣接エッジＦが探索される（第２ビードエッジ検出工程・Ｓ２−０１）。
次に、前記（Ｓ２−０１）において、隣接エッジＦが存在するか否かが判断される（Ｓ２−０２）。
前記（Ｓ２−０２）の判断において、隣接エッジＦが存在すると判断された場合、ルーチン２によって次断面プロファイルの処理が行われる（Ｓ２−０３）。
一方、前記（Ｓ２−０２）の判断において、隣接エッジＦが存在しないと判断された場合、ルーチン１によって次断面プロファイルの処理が行われる（Ｓ２−０４）。

上記の如く、ルーチン１においては処理３で、ルーチン２においては処理５で、隣接エッジＦの探索が行われ、それぞれのルーチンで隣接エッジＦが存在すると判断されれば、次断面はルーチン２で処理され、それぞれのルーチンで隣接エッジＦが存在しないと判断されれば、次断面はルーチン１で処理されるのである。

［ビード検査方法の具体例］
次に、図５を用いて、本発明に係るビード検査方法の具体例について説明する。
図５は、第一母材４、第二母材５およびビード６を含む溶接部品７の表面形状データを取得して、複数の断面プロファイルを矢印Ａの方向に計測していく状態を示す。また、検査対象となるビード６付近に、他のビード１１が隣接するものである。
なお、Ｎは断面プロファイルの番号を示す。即ち、断面プロファイルＮ０１、Ｎ０２、・・・と、解析が進んでいくものとする。
また、それぞれの断面プロファイルにおいて検出されるビードエッジをＥで、隣接エッジをＦで示す。例えば、断面プロファイルＮ１３で検出されるビードエッジはＥ１３で、隣接エッジはＦ１３として示されるものとする。

まず、断面プロファイルＮ０１では、ルーチン１による処理が開始される。
即ち、処理０によって、前記断面プロファイルＮ０１上に、任意の一定幅の母材推定区間と、該母材推定区間に対して前記ビード６側に隣接する、任意の一定幅のビードエッジ探索区間と、からなる母材区間が設定される。断面プロファイルＮ０１は最初の断面プロファイルであるため、後述するように初期値より母材区間が設定される。
次に、処理３によって、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、隣接エッジＦが探索される。
断面プロファイルＮ０１の母材推定区間内には隣接エッジＦは存在しないため、続いて処理２による処理１の反復計算によって、母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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Ｅ０１が検出され、次の断面プロファイルＮ０２へと進む。

断面プロファイルＮ０２では、前断面プロファイルＮ０１で隣接エッジＦが検出されなかったため、引き続きルーチン１で処理される。
ここで、処理０によって前記断面プロファイル上に母材区間を設定するときは、断面プロファイルＮ０２は最初の断面プロファイルでないため、後述するように、前断面プロファイルのビードエッジと同じＸ座標を持つ点と、設定値△とを用いて母材区間が設定される。
断面プロファイルＮ０２の母材推定区間内には隣接エッジＦは存在しないため、断面プロファイルＮ０１と同様に処理０、処理３、処理１、及び処理２によって処理が進められる。
以降、断面プロファイルＮ１１までは断面プロファイルＮ０２と同様に隣接エッジＦは存在しないため、断面プロファイルＮ０２と同様に処理０、処理３、処理１、及び処理２によって処理が進められる。

断面プロファイルＮ１２では、前断面プロファイルＮ１１で隣接エッジＦが検出されなかったため、引き続きルーチン１で処理される。断面プロファイルＮ１２では母材推定区間内に隣接エッジＦ１２が存在するため、処理０及び処理３に続いて処理４が行われる。即ち、該隣接エッジＦ１２と前断面のビードエッジＥ１１から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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Ｅ１２が検出され、次断面プロファイルＮ１３へと進むのである。

断面プロファイルＮ１３では、前断面プロファイルＮ１２で隣接エッジＦ１２が検出されたため、ルーチン２に切り替わって処理される。
即ち、処理５によって、前断面の隣接エッジＦ１２と前断面のビードエッジＥ１２から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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Ｅ１３が検出され、次断面プロファイルＮ１４へと進むのである。

断面プロファイルＮ１４では、前断面プロファイルＮ１３で隣接エッジＦが検出されたため、引き続きルーチン２で処理される。
また、断面プロファイルＮ１４〜Ｎ２２までは、前断面プロファイルＮ１３〜Ｎ２１で隣接エッジＦ１３〜Ｆ２１が存在するため、断面プロファイルＮ１３と同様にルーチン２、即ち処理５によって処理が進められる。

断面プロファイルＮ２３では、前断面プロファイルＮ２２で隣接エッジＦが検出されなかったため、再びルーチン１に切り替わって処理される。
ここで、処理０によって前記断面プロファイル上に母材区間を設定するときは、断面プロファイルＮ２３は最初の断面プロファイルでないため、断面プロファイルＮ０２と同様に、前断面プロファイルＮ２２のビードエッジＥ２２と同じＸ座標を持つ点と、設定値△とを用いて母材区間が設定される。
断面プロファイルＮ２３では母材推定区間内に隣接エッジＦ２３が存在するため、処理０及び処理３に続いて処理４が行われる。即ち、該隣接エッジＦ２３と前断面のビードエッジＥ２２から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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Ｅ２３が検出され、次断面プロファイルＮ２４へと進むのである。

断面プロファイルＮ２４では、前断面プロファイルＮ２３で隣接エッジＦ２３が検出されたため、再びルーチン２に切り替わって処理される。
即ち、処理５によって、前断面の隣接エッジＦ２３と前断面のビードエッジＥ２３から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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Ｅ２４が検出され、次断面プロファイルＮ２５へと進む。

断面プロファイルＮ２５では、前断面プロファイルＮ２４で隣接エッジＦが検出されなかったため、ルーチン１に切り替わって処理される。即ち、断面プロファイルＮ０２と同様にルーチン１、即ち処理０、処理３、処理１、及び処理２によって処理が進められるのである。断面プロファイルＮ２６以降についても、断面プロファイルＮ２５と同様にルーチン１で処理されるのである。

このように、本発明に係るビードエッジＥの検出方法では、前記ビードエッジＥの探索は、各断面プロファイル毎に、前断面プロファイルにおける隣接エッジＦの有無に応じてルーチン１又はルーチン２の処理が行われることによって、ビードエッジＥが探索されるのである。

［処理０・設定工程］
以下、前記ルーチン１及びルーチン２について行われる各処理について、具体的に説明する。
まず、図６及び図７を用いて、処理０である設定工程について説明する。処理０は、ルーチン１で最初に行われる処理である。
処理０においては、断面プロファイル群（断面１、２、３、・・・）における最初の断面プロファイルかどうかが判断される（Ｓ３−０１）。
前記（Ｓ３−０１）の判断において、最初の断面プロファイルであると判断された場合、与えられた初期値より起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）が定義され（Ｓ３−０２）、その後に（Ｓ３−０５）へと進む。
一方、前記（Ｓ３−０１）の判断において、最初の断面プロファイルでないと判断された場合、前断面のビードエッジＥ´（Ｅ´１・Ｅ´２）と同じＸ座標を持つ、現断面プロファイル上の点ｅ´（ｅ´１・ｅ´２）が定義される（Ｓ３−０３）。
次に、点ｅ´からビードと反対側に△だけオフセットした点が起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）と定義される（Ｓ３−０４）。
次に、起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）からビードと反対側に任意の一定幅Ｄだけオフセットした点がＱ（Ｑ１・Ｑ２）と定義される（Ｓ３−０５）。
次に、起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）からビードと同じ側に任意の一定幅δ（≪Ｄ）だけオフセットした点がＲ（Ｒ１・Ｒ２）と定義され（Ｓ３−０６）、終了する。

上記のように、処理０における設定工程では、最初の断面プロファイルの場合は初期値より起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）を定義し、若しくは、最初の断面プロファイルでない場合は前断面プロファイルのビードエッジＥ´（Ｅ´１・Ｅ´２）と同じＸ座標を持つ点ｅ´（ｅ´１・ｅ´２）からビードと反対側に設定値△だけオフセットして起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）を定義し、該起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）から前記ビードと反対側に前記母材推定区間ＰＱ（Ｐ１Ｑ１・Ｐ２Ｑ２）が設定され、前記起点Ｐからビードと同じ側に前記ビードエッジ探索区間ＰＲ（Ｐ１Ｒ１・Ｐ２Ｒ２）が設定されるのである。

即ち、処理０に係る設定手段では、最初の断面プロファイルの場合は、初期値より起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）を定義し、若しくは、最初の断面プロファイルでない場合は、前断面プロファイルのビードエッジＥ´（Ｅ´１・Ｅ´２）と同じＸ座標を持つ点ｅ´（ｅ´１・ｅ´２）から、ビードと反対側に設定値だけオフセットして起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）を定義し、前記起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）から前記ビード６と反対側に、前記母材推定区間ＰＱ（Ｐ１Ｑ１・Ｐ２Ｑ２）を設定し、前記起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）からビードと同じ側に、前記ビードエッジ探索区間ＰＲ（Ｐ１Ｒ１・Ｐ２Ｒ２）を設定するのである。

つまり本発明に係るビード検査装置１では、一本のビードを長手方向にスキャンし連続的に断面プロファイルを検出し、断面プロファイル群として溶接箇所の形状データを取得するようにしていため、ある断面プロファイルと、その次の断面プロファイルは形状が極めて近似している場合が多いと考えられる。
そこで、この形状の近似性を利用して、前断面におけるビードエッジ検出位置を基準にして、次断面の母材推定区間の初期位置を決めることにより、よりビードエッジ位置に近い適正な位置に母材推定区間を設定できるようにし、母材推定曲線の反復計算回数を軽減し、ビードエッジ推定に要する計算時間を短縮するようにしているのである。

［処理１・第１ビードエッジ検出工程］
次に、図８から図１１を用いて、処理１である第１ビードエッジ検出工程について説明する。処理１は処理２内で繰り返される処理である。
処理１においては、まず、前記母材推定区間ＰＱ（Ｐ１Ｑ１・Ｐ２Ｑ２）の点群データに対して、適当な曲線（例えば２次曲線）を適当にフィッティングして（例えば、最小２乗法）、第１母材推定曲線及び第２母材推定曲線が計算される（Ｓ４−０１）。
ここで求めた各母材推定曲線を、図９に示す断面プロファイルの模式図と重ね合わせると、図１０のように表される。
次に、断面プロファイルの各点（Ｘ，Ｚ）から、第１母材推定曲線及び第２母材推定曲線に下ろした符号付き垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が計算される（Ｓ４−０２）。ここで、図１０中においてＺ軸の正の方向に向けて引かれる垂線には正の符号を付し、反対に、Ｚ軸の負の方向に向けて引かれる垂線には負の符号を付すようにしている。そして、横軸をＸとし、縦軸に垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）をとってグラフ化すると、図１１の如く表すことができる。
次に、母材推定区間ＰＱ（Ｐ１Ｑ１・Ｐ２Ｑ２）の起点Ｐ（Ｐ１・Ｐ２）からビード側に向かって、垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が閾値ＴＨ１（＞０）を上回る、又は、−ＴＨ１を下回る点をビードエッジＥ（Ｅ１・Ｅ２）として探索し（Ｓ４−０３）、終了する。

上記のように、処理１における第１ビードエッジ検出工程では、前記母材推定区間ＰＱ（Ｐ１Ｑ１・Ｐ２Ｑ２）中の断面プロファイルのデータから、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が立上り／立下り閾値ＴＨ１以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジＥ（Ｅ１・Ｅ２）として推定するのである。

即ち、処理１に係る第１ビードエッジ検出手段では、前記母材推定区間ＰＱ（Ｐ１Ｑ１・Ｐ２Ｑ２）中の断面プロファイルから、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が立上り／立下り閾値ＴＨ１以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジＥ（Ｅ１・Ｅ２）として推定するのである。

このように、本発明においては、第１母材推定曲線および第２母材推定曲線を設定し、母材面の推定を直線近似ではなく曲線近似で行うため、曲面状の母材同士を溶接した箇所のビードに対してもビードエッジＥ（Ｅ１・Ｅ２）を検出することができるのである。
なお、第一母材４と第二母材５は必ずしも異なる部材である必要はなく、例えば、電縫管の溶接部のように、同一部材中の端面同士を溶接するような場合にも本発明を適用することができる。

［処理２］
次に、図１２及び図１３を用いて、処理２について説明する。処理２は、ルーチン１で隣接エッジＦを検出しなかった場合に行われる処理である。
図１２に示すように、処理１における第１ビードエッジ検出工程のステップによって、母材推定区間ＰＱから符号付の垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）の立上り／立下り点を検出する（Ｓ５−０１）。
次に、前記立上り／立下り点がビードエッジ探索区間ＰＲ内に存在するか否かの判定を行う（Ｓ５−０２）。
ビードエッジ探索区間ＰＲ内で立上り／立下り点が検出された場合、そのままビードエッジＥとして決定し（Ｓ５−０３）、終了する。
ビードエッジ探索区間ＰＲ内で立上り／立下り点が検出されなかった場合、母材推定区間ＰＱとビードエッジ探索区間ＰＲを更新するようにした上で（Ｓ５−０４）、最初のステップ（Ｓ５−０１）へ戻って繰り返すようにし、ビードエッジＥの探索を行うようにしている。
尚、このビードエッジ探索方法では、無限ループを回避するために、母材推定区間ＰＱとビードエッジ探索区間ＰＲの更新回数に上限を設けておくことが望ましい。

前記ビードエッジの検出方法における母材推定区間ＰＱとビードエッジ探索区間ＰＲの更新方法を図１３を用いて説明する。
なお、ここでは片側の母材推定区間（即ち、第一母材推定区間、あるいは、第二母材推定区間）のみ取り上げて説明を行うが、両側の母材推定区間に同時に適用することが可能である。本実施例における以下の説明についても、同様とする。

図１３に示す如く、更新前のビード断面プロファイルでは、ビード側の起点Ｐを基準として、任意の一定幅Ｄとするように反対側の境界点Ｑを定めて、母材推定区間ＰＱを設定するようにしている。
そして、ビード側の起点Ｐからさらにビード寄りに、区間長δとするように境界点Ｒを定めて、ビードエッジ探索区間ＰＲを設定するようにしている。

ビードエッジ探索区間ＰＲ内でビードエッジが見つからなかった場合には、まず、元の点Ｒと同じＸ座標の位置を、ビード側の起点Ｐ´とし更新する。そして、起点Ｐ´を基準として任意の一定幅Ｄとするように反対側の境界点Ｑ´を定めて、母材推定区間Ｐ´Ｑ´に更新するようにしている。さらに、起点Ｐ´からさらにビードよりに、区間長δとするように境界点Ｒ´を定めて、ビードエッジ探索区間Ｐ´Ｒ´として更新するようにしている。

なお、ビードエッジ探索区間ＰＲ内でビードエッジＥが見つからなかった場合に、元の点Ｒの位置をビード側の起点Ｐ´として更新するが、反対側の境界点Ｑは更新せず、母材推定区間Ｐ´Ｑに更新することも可能である。この場合は、母材推定区間の区間長はビード側の起点Ｐを更新する度に成長していく。

上記のように、第１ビードエッジ検出工程においては、前記ビードエッジＥが検出された場合には、検出された該ビードエッジＥを前記ビードエッジＥとして推定し、前記ビードエッジＥが検出されなかった場合には、前記ビードエッジ探索区間ＰＲを前記ビード側に任意の一定幅δだけ移動させて、前記ビードエッジ探索区間ＰＲを更新するのである。

即ち、第１ビードエッジ検出手段においては、前記ビードエッジＥが検出された場合には、検出された該ビードエッジＥを前記ビードエッジＥとして推定し、前記ビードエッジＥが検出されなかった場合には、前記ビードエッジ探索区間ＰＲを前記ビード側に任意の一定幅δだけ移動させて、前記ビードエッジ探索区間ＰＲを更新するのである。

このように、本発明においては、母材推定区間ＰＱの初期位置がビードの想定位置から離れており、または、ビードの余盛が小さい場合であっても、順次ビードエッジ探索区間をビート側に更新していくことにより、精度良くビードエッジＥを検出することができるのである。

［処理３・隣接エッジ探索工程］
次に、図１４及び図１５を用いて、処理３である隣接エッジ探索工程について説明する。処理３は、ルーチン１で処理０の後に行われる処理である。
処理３においては、まず、前記母材推定区間ＰＱの点群データに対して、適当なロバスト推定手法（例えば、ＬＭｅｄＳ法）により、母材推定曲線が計算される（Ｓ６−０１）。
次に、断面プロファイルの各点（Ｘ，Ｚ）から、処理１と同様に、母材推定曲線に下ろした符号付き垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が計算される（Ｓ６−０２）。
次に、母材推定区間ＰＱのビード６側起点Ｐから境界点Ｑに向かって、母材推定区間ＰＱ内部で垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が閾値ＴＨ２（＞０）を上回る、又は、−ＴＨ２を下回る点を隣接エッジＦとして探索し（Ｓ６−０３）、終了する。

上記のように、処理３における隣接エッジ探索工程では、前記母材推定区間ＰＱ中の断面プロファイルのデータから前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が立上り閾値ＴＨ２以下となる前記断面プロファイル上の境界点を隣接エッジＦとして推定するのである。

即ち、処理３に係る隣接エッジ探索手段では、前記母材推定区間ＰＱ中の断面プロファイルのデータから前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が立上り閾値ＴＨ２以下となる前記断面プロファイル上の境界点を隣接エッジＦとして推定するのである。

このように、本発明においては、母材推定区間ＰＱ中の隣接エッジＦを検出することができるため、その後の処理において該隣接エッジＦの存在を考慮して適切な検査を行うことが可能となるのである。

［処理４及び処理５・第２ビードエッジ検出工程］
次に、図１６及び図１７を用いて、処理４である第２ビードエッジ検出工程について説明する。処理４は、ルーチン１で隣接エッジＦを検出した場合に行われる処理である。
処理４においては、まず、前断面プロファイルのビードエッジＥ´と同じＸ座標をもつ、現断面プロファイル上の点ｅ´が定義される（Ｓ７−０１）。
次に、点ｅ´から隣接エッジＦと反対側に任意の一定幅δだけオフセットした点Ｊが定義される（Ｓ７−０２）。
次に、前記区間ＪＦの点群データに対して、適当なロバスト推定手法（例えば、ＬＭｅｄＳ法）により、母材推定曲線が計算される（Ｓ７−０３）。即ち、前記のように、点Ｊを点ｅ´から隣接エッジＦと反対側に任意の一定幅δだけオフセットして定義することで、ビードエッジＥが点ｅ´よりも点Ｊ側に位置するときでも、より信頼性の高い母材推定曲線を得ることが可能となるのである。
次に、区間ＪＦの点群データにおいて、区間ＪＦ間に位置する点Ｍが定義される（Ｓ７−０４）。本実施例においては、区間ＪＦを２等分する点を点Ｍとして定義するが、点Ｍは区間ＪＦの略中央付近に位置する点であればよく、２等分点に限定されるものではない。
次に、断面プロファイルの各点（Ｘ，Ｚ）から、処理１と同様に、母材推定曲線に下ろした符号付き垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が計算される（Ｓ７−０５）。
次に、区間ＪＦの２等分点Ｍから点Ｊの方向に向かって、垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が閾値ＴＨ１（＞０）を上回る、又は、−ＴＨ１を下回る点をビードエッジＥとして探索し（Ｓ７−０６）、終了する。

次に、図１８及び図１９を用いて、処理５である第２ビードエッジ検出工程について説明する。処理５は、ルーチン１又はルーチン２で隣接エッジＦを検出した場合に行われる処理である。
処理５においては、まず、前断面プロファイルのビードエッジＥ´と同じＸ座標をもつ、現断面プロファイル上の点ｅ´が定義され、点ｅ´からビード側に任意の一定幅δだけオフセットした点Ｊが定義される（Ｓ８−０１）。
次に、前断面プロファイルの隣接エッジＦ´と同じＸ座標をもつ、現断面プロファイル上の点ｆ´（＝Ｋ）が定義される（Ｓ８−０２）。
次に、前記区間ＪＫの点群データに対して、適当なロバスト推定手法（例えば、ＬＭｅｄＳ法）により、母材推定曲線が計算される（Ｓ８−０３）。
次に、区間ＪＫの点群データにおいて、区間ＪＫ間に位置する点Ｍが定義される（Ｓ８−０４）。本実施例においては、前記同様に区間ＪＫを２等分する点を点Ｍとして定義するが、点Ｍは区間ＪＫの略中央付近に位置する点であればよく、２等分点に限定されるものではない。
次に、断面プロファイルの各点（Ｘ，Ｚ）から、処理１と同様に、母材推定曲線に下ろした符号付き垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が計算される（Ｓ８−０５）。
次に、区間ＪＫの２等分点Ｍから点Ｊの方向に向かって、垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が閾値ＴＨ１（＞０）を上回る、又は、−ＴＨ１を下回る点をビードエッジＥとして探索する（Ｓ８−０６）。
次に、区間ＪＫの２等分点ＭからＫに向かって、区間ＭＫ内部で垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が閾値ＴＨ２（＞０）を上回る、又は、−ＴＨ２を下回る点を隣接エッジＦとして探索する（Ｓ８−０７）。つまり、区間ＭＫ内に前記隣接エッジＦが発見されなかった場合は、隣接エッジＦは存在しないものとして、次断面プロファイルに進むのである。

上記のように、処理４又は処理５における第２ビードエッジ検出工程では、前断面で前記隣接エッジＦを検出しなかった場合は、現断面プロファイルの隣接エッジＦと前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、若しくは、前断面で前記隣接エッジＦを検出した場合は、前断面プロファイルの隣接エッジＦ´と前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が立上り／立下り閾値ＴＨ１以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジＥとして推定するものである。

即ち、処理４に係る第２ビードエッジ検出手段では、前断面で前記隣接エッジＦを検出しなかった場合は、現断面プロファイルの隣接エッジＦと前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、若しくは、前断面で前記隣接エッジＦを検出した場合は、前断面プロファイルの隣接エッジＦ´と前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、該垂線長（又はその近似値）Ｈ（Ｘ）が立上り／立下り閾値ＴＨ１以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジＥとして推定するものである。

このように、本発明においては、母材推定区間ＰＱ中の隣接エッジＦを検出した場合、該隣接エッジＦの存在を考慮して適当な手法により母材推定曲線を計算し、該母材推定曲線を用いてビードエッジＥを適切に検出することが可能となるのである。

以上のように、本発明に係る溶接ビード検査方法は、第一母材４と第二母材５とが溶接されている溶接箇所における、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５と、ビード６と、を含む断面プロファイルを複数検出して、前記複数の断面プロファイルからなる断面プロファイル群を取得し、取得した前記断面プロファイル群より選択した、一つの断面プロファイルに基づいて母材面の近似曲線を算出し、算出した近似曲線を用いてビードエッジＥを検出する溶接ビード検査方法において、前記断面プロファイルの前記第一母材４又は／及び前記第二母材５上に、任意の一定幅Ｄの母材推定区間ＰＱと、該母材推定区間ＰＱに対して前記ビード６側に隣接する、任意の一定幅δのビードエッジ探索区間ＰＲと、からなる母材区間ＰＱＲを設定する、設定工程と、前記母材推定区間ＰＱ中の断面プロファイルのデータから、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、隣接エッジＦの有無を探索する、隣接エッジ探索工程と、前記隣接エッジ探索工程において、前記隣接エッジＦを検出しなかった場合、前記母材推定区間ＰＱ中の断面プロファイルのデータから、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、ビードエッジ探索区間ＰＲにおけるビードエッジＥを検出する、第１ビードエッジ検出工程と、前記隣接エッジ探索工程において、前記隣接エッジＦを検出した場合、該隣接エッジＦと前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、若しくは、前断面プロファイルの隣接エッジＦ´と前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、ビードエッジ探索区間ＰＲにおけるビードエッジＥを検出する、第２ビードエッジ検出工程と、を備えるものである。

即ち、本発明に係る溶接ビード検査装置１は、第一母材４と第二母材５とが溶接されている溶接箇所における、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５と、ビード６と、を含む断面プロファイルを複数検出して、前記複数の断面プロファイルからなる断面プロファイル群を取得する、断面プロファイル検出手段と、取得した前記断面プロファイル群より選択した、一つの断面プロファイルに基づいて母材面の近似曲線を算出し、算出した近似曲線を用いてビードエッジＥを検出する演算手段と、を備え、前記演算手段は、前記断面プロファイルの前記第一母材４又は／及び前記第二母材５上に、任意の一定幅Ｄの母材推定区間ＰＱと、該母材推定区間ＰＱに対して前記ビード６側に隣接する、任意の一定幅δのビードエッジ探索区間ＰＲと、からなる母材区間ＰＱＲを設定する、設定手段と、前記母材推定区間ＰＱ中の断面プロファイルのデータから、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、隣接エッジＦの有無を探索する、隣接エッジ探索手段と、前記隣接エッジ探索手段で、前記隣接エッジＦを検出しなかった場合、前記母材推定区間ＰＱ中の断面プロファイルのデータから、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、ビードエッジ探索区間ＰＲにおけるビードエッジＥを検出する、第１ビードエッジ検出手段と、前記隣接エッジ探索手段で、前記隣接エッジＦを検出した場合、該隣接エッジＦと前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、若しくは、前断面プロファイルの隣接エッジＦ´と前断面プロファイルのビードエッジＥ´から、前記第一母材４又は／及び前記第二母材５の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、ビードエッジ探索区間ＰＲにおけるビードエッジＥ´を検出する、第２ビードエッジ検出手段と、を備えるものである。

以上のように構成することにより、ビード部両側の母材面曲線が任意に変化する複雑な形状であったり、また端面位置がずれていたりするような場合であってもビード部の形状を精度良く検出することができ、また、検査対象となるビード６付近に他のビード１１等が隣接することで隣接エッジＦが存在していたりしても、該隣接エッジＦの存在を考慮して適当な手法により母材推定曲線を計算し、該母材推定曲線を用いてビードエッジＥを適切に検出することが可能となるのである。

（ａ）は本発明の一実施例に係る断面プロファイルの計測方法を示す模式図、（ｂ）は断面プロファイル群を構成する断面プロファイルの一例を示す模式図。（ａ）は本発明の一実施例に係る断面プロファイルの処理方法を示す概略図、（ｂ）は断面プロファイルを示す模式図。ルーチン１での処理を示すフロー図。ルーチン２での処理を示すフロー図。本発明の一実施例に係るビードエッジ検出手法を示す概略図。処理０での処理を示すフロー図。前断面プロファイルにおけるビードエッジ検出結果を、次断面プロファイルにおけるビードエッジ探索にフィードバックする手法を示す模式図。処理１での処理を示すフロー図。断面プロファイルを示す模式図。断面プロファイルと母材推定曲線との関係を示す模式図。符号付垂線長と閾値の関係を示す模式図。処理２での処理を示すフロー図。同じく処理２での処理を示す模式図。処理３での処理を示すフロー図。同じく処理３での処理を示す模式図。処理４での処理を示すフロー図。同じく処理４での処理を示す模式図。処理５での処理を示すフロー図。同じく処理５での処理を示す模式図。

１ビード検査装置
２レーザスキャナ
３演算手段
４第一母材
５第二母材
６ビード
１１他のビード

Claims

第一母材と第二母材とが溶接されている溶接箇所における、前記第一母材又は／及び前記第二母材と、ビードと、を含む複数の断面プロファイルのデータを順次検出して、前記複数の断面プロファイルからなる断面プロファイル群を取得し、
取得した前記断面プロファイル群より選択した、一つの断面プロファイルのデータに基づいて母材面の近似曲線を算出し、算出した近似曲線を用いてビードエッジを検出する溶接ビード検査方法において、
前記断面プロファイルの前記第一母材又は／及び前記第二母材上に、任意の一定幅Ｄの母材推定区間と、該母材推定区間に対して前記ビード側に隣接する、任意の一定幅δのビードエッジ探索区間と、からなる母材区間を設定する、設定工程と、
前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、検査対象となるビードエッジ以外の形状のエッジである、前記母材推定区間内における隣接エッジの有無を探索する、隣接エッジ探索工程と、
前記隣接エッジ探索工程において前記隣接エッジを検出しなかった場合、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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、第１ビードエッジ検出工程と、
前記隣接エッジ探索工程において、前記隣接エッジを検出した場合、該隣接エッジと、当該断面プロファイルの一回前に取得された、前断面プロファイルにおけるビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、若しくは、前記前断面プロファイルの隣接エッジと、前記前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、前記所定区間の一部におけるビードエッジを検出する、第２ビードエッジ検出工程と、を備える、
ことを特徴とする、溶接ビード検査方法。
前記設定工程では、
最初の断面プロファイルの場合は、初期値より起点Ｐを定義し、
若しくは、最初の断面プロファイルでない場合は、前断面プロファイルのビードエッジと同じＸ座標を持つ点から、前記ビードと反対側に設定値だけオフセットして起点Ｐを定義し、
前記起点Ｐから前記ビードと反対側に、前記母材推定区間を設定し、
前記起点Ｐから前記ビードと同じ側に、前記ビードエッジ探索区間を設定する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の溶接ビード検査方法。
前記隣接エッジ探索工程では、
前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、
前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、
該垂線の長さが立上り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点を隣接エッジとして推定する、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の溶接ビード検査方法。
前記第１ビードエッジ検出工程では、
前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、
前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、
該垂線の長さが立上り／立下り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジとして推定する、
ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溶接ビード検査方法。
前記第１ビードエッジ検出工程において、
前記境界点が検出された場合には、検出された該境界点を前記ビードエッジとして推定し、
前記境界点が検出されなかった場合には、前記ビードエッジ探索区間を前記ビード側に一定幅δだけ移動させて、
前記ビードエッジ探索区間を更新する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の溶接ビード検査方法。
前記第２ビードエッジ検出工程では、
前断面で前記隣接エッジを検出しなかった場合は、現断面プロファイルの隣接エッジと前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、
若しくは、前断面で前記隣接エッジを検出した場合は、前断面プロファイルの隣接エッジと前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、
前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、
該垂線の長さが立上り／立下り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジとして推定する、
ことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の溶接ビード検査方法。
前記母材推定曲線は、前記母材推定区間の前記断面プロファイルのデータに基づいて、ロバスト推定手法によって近似計算する、
ことを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の溶接ビード検査方法。
第一母材と第二母材とが溶接されている溶接箇所における、前記第一母材又は／及び前記第二母材と、ビードと、を含む断面プロファイルのデータを複数検出して、前記複数の断面プロファイルからなる断面プロファイル群を取得する、断面プロファイル検出手段と、
取得した前記断面プロファイル群より選択した、一つの断面プロファイルのデータに基づいて母材面の近似曲線を算出し、算出した近似曲線を用いてビードエッジを検出する演算手段と、
を備える溶接ビード検査装置において、
前記演算手段は、
前記断面プロファイルの前記第一母材又は／及び前記第二母材上に、任意の一定幅Ｄの母材推定区間と、該母材推定区間に対して前記ビード側に隣接する、任意の一定幅δのビードエッジ探索区間と、からなる母材区間を設定する、設定手段と、
前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、検査対象となるビードエッジ以外の形状のエッジである、前記母材推定区間内における隣接エッジの有無を探索する、隣接エッジ探索手段と、
前記隣接エッジ探索手段で前記隣接エッジを検出しなかった場合、前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該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、第１ビードエッジ検出手段と、
前記隣接エッジ探索工程において、前記隣接エッジを検出した場合、該隣接エッジと、当該断面プロファイルの一回前に取得された、前断面プロファイルにおけるビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、若しくは、前記前断面プロファイルの隣接エッジと、前記前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、該母材推定曲線を用いて、前記所定区間の一部におけるビードエッジを検出する、第２ビードエッジ検出手段と、を備える、
ことを特徴とする、溶接ビード検査装置。
前記設定手段では、
最初の断面プロファイルの場合は、初期値より起点Ｐを定義し、
若しくは、最初の断面プロファイルでない場合は、前断面プロファイルのビードエッジと同じＸ座標を持つ点から、前記ビードと反対側に設定値だけオフセットして起点Ｐを定義し、
前記起点Ｐから前記ビードと反対側に、前記母材推定区間を設定し、
前記起点Ｐから前記ビードと同じ側に、前記ビードエッジ探索区間を設定する、
ことを特徴とする、請求項８に記載の溶接ビード検査装置。
前記隣接エッジ探索手段では、
前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、
前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、
該垂線の長さが立上り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点を隣接エッジとして推定する、
ことを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の溶接ビード検査装置。
前記第１ビードエッジ検出手段では、
前記母材推定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、
前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、
該垂線の長さが立上り／立下り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジとして推定する、
ことを特徴とする、請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の溶接ビード検査装置。
前記第１ビードエッジ検出手段において、
前記境界点が検出された場合には、検出された該境界点を前記ビードエッジとして推定し、
前記境界点が検出されなかった場合には、前記ビードエッジ探索区間を前記ビード側に一定幅δだけ移動させて、
前記ビードエッジ探索区間を更新する、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の溶接ビード検査装置。
前記第２ビードエッジ検出手段では、
前断面で前記隣接エッジを検出しなかった場合は、現断面プロファイルの隣接エッジと前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、
若しくは、前断面で前記隣接エッジを検出した場合は、前断面プロファイルの隣接エッジと前断面プロファイルのビードエッジと、によって定められる所定区間中の断面プロファイルのデータから、前記母材の近似曲線となる母材推定曲線を推定し、
前記断面プロファイルから該母材推定曲線に対して引き出し方向に応じて垂線を引き、
該垂線の長さが立上り／立下り閾値以下となる前記断面プロファイル上の境界点をビードエッジとして推定する、
ことを特徴とする、請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の溶接ビード検査装置。
前記母材推定曲線は、前記母材推定区間の前記断面プロファイルのデータに基づいて、ロバスト推定手法によって近似計算する、
ことを特徴とする、請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の溶接ビード検査装置。