JP6098505B2

JP6098505B2 - 溶接品質検査装置及び溶接品質検査方法

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Publication number: JP6098505B2
Application number: JP2013271321A
Authority: JP
Inventors: 勇貴森; 豊真杉; 善広高原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP2015125104A

Description

本発明は、溶接品質検査装置及び溶接品質検査方法に関する。

この種の技術として、特許文献１は、ステータコアに組み込まれたセグメントコンダクタの先端同士を溶接した溶接箇所の溶接品質を検査する技術を開示している。特許文献１では、溶接箇所にリング照明で光を照射して溶接玉全体に光を照射しつつ、CCDカメラにて溶接箇所を撮像し、得られた画像を解析して階調の変化率が大きいところを検出することにより溶接玉の溶け込み相関量を算出し、溶け込み相関量から溶け込み深さを求めている。

特開２００６−２１２１４号公報

しかし、特許文献１の技術は、CCDカメラの撮像方向とリング照明の照射方向が略同じであるから、溶接玉の輪郭で階調の変化率が大きくなるためには、少なくとも、溶接玉の表面が粗く、本願図１に示すように、リング照明から照射された光が溶接玉の表面で乱反射していることが不可欠とされる。従って、本願図２に示すように、溶接玉の表面が滑らかである場合は、溶接玉の輪郭から離れたところで階調の変化率が大きくなり、溶接玉の溶け込み相関量を精度良く算出することが全くできない。

本発明の目的は、溶接玉の表面が滑らかであっても溶接玉の輪郭を問題なく検出することができる技術を提供することにある。

本願発明の第１の観点によれば、ステータコアに組み込まれた第１のコイルセグメントの第１の端部と、前記ステータコアに組み込まれた第２のコイルセグメントの第２の端部と、を溶接して形成された溶接玉の品質を検査する溶接品質検査装置であって、前記溶接玉を撮像して画像データを生成する撮像手段と、前記溶接玉に向かって第１の光を照射すると共に、その第１の光が、前記撮像手段から見た前記溶接玉の第１の輪郭部分の近傍において正反射して前記撮像手段に届くように配置された、第１の光源と、前記画像データを参照し、前記正反射による前記溶接玉の発光領域に基づいて前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を検出する輪郭検出手段と、を備えた、溶接品質検査装置が提供される。以上の構成によれば、前記溶接玉の表面が滑らかであっても前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を問題なく検出することができる。
前記撮像手段から見た前記溶接玉の前記第１の輪郭部分は、前記撮像手段から見た前記溶接玉の、前記ステータコアから遠い側の輪郭部分である。
前記撮像手段による撮像方向と、前記第１の光源による前記第１の光の照射方向と、の間の角度は、１００度以上１８０度未満である。即ち、上記角度が１００度未満であると、前記発光領域が、前記撮像手段から見た前記溶接玉の前記第１の輪郭部分から離れ過ぎてしまう。上記角度が１８０度以上であると、前記第１の光源から前記溶接玉に向かって照射された前記第１の光が前記撮像手段に届かない。これに対し、上記角度が１００度以上１８０度未満であると、前記第１の光源から前記溶接玉に向かって照射された前記第１の光が、問題なく、前記撮像手段から見た前記溶接玉の前記第１の輪郭部分の近傍において正反射して前記撮像手段に届くようになる。
前記ステータコアの中心軸方向で比較すると、前記第１の光源は、前記溶接玉よりも、前記ステータコアに近くなるように配置されている。以上の構成によれば、前記撮像手段が前記溶接玉を撮像する際に、例えば前記ステータコアなどの背景が写り込むことがない。
前記ステータコアの中心軸方向で比較すると、前記撮像手段は、前記溶接玉よりも、前記ステータコアから遠くなるように配置されている。以上の構成によれば、検査対象である溶接玉よりも手前にある他の溶接玉が、前記撮像手段による撮像の際、邪魔になることがない。
前記第１の光源は、線光源である。以上の構成によれば、前記正反射による前記溶接玉の前記発光領域が拡大されるので、前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を一層確実に検出できるようになる。
前記溶接品質検査装置は、前記第１の光源を複数で備えた。以上の構成によれば、前記正反射による前記溶接玉の前記発光領域が拡大されるので、前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を一層確実に検出できるようになる。
前記溶接品質検査装置は、前記撮像手段から見て前記溶接玉を挟んで前記溶接玉の前記第１の輪郭部分と反対側の輪郭部分である第２の輪郭部分の近傍に向かって第２の光を照射する第２の光源を更に備える。前記輪郭検出手段は、前記画像データを参照し、前記第２の輪郭部分の近傍の発光領域に基づいて前記溶接玉の前記第２の輪郭部分を検出する。以上の構成によれば、前記溶接玉の前記第２の輪郭部分を検出することができる。
前記輪郭検出手段は、前記画像データを参照し、前記第２の輪郭部分の近傍の前記発光領域に基づいて、前記第１の端部と前記第２の端部、前記溶接玉に囲まれた領域としての無発光領域を特定し、特定した前記無発光領域に基づいて前記溶接玉の前記第２の輪郭部分を検出する。以上の構成によれば、高い精度で、前記溶接玉の前記第２の輪郭部分を検出することができる。
本願発明の第２の観点によれば、ステータコアに組み込まれた第１のコイルセグメントの第１の端部と、前記ステータコアに組み込まれた第２のコイルセグメントの第２の端部と、を溶接して形成された溶接玉を撮像手段で撮像して、前記溶接玉の品質を検査する溶接品質検査方法であって、照射した第１の光が、前記撮像手段から見た前記溶接玉の第１の輪郭部分の近傍において正反射して前記撮像手段に届くように、前記溶接玉に向かって前記第１の光を照射し、前記撮像手段が生成した画像データを参照し、前記正反射による前記溶接玉の発光領域に基づいて前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を検出する。以上の方法によれば、前記溶接玉の表面が滑らかであっても前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を問題なく検出することができる。

本発明によれば、前記溶接玉の表面が滑らかであっても前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を問題なく検出することができる。

表面の粗い溶接玉に照明をあてた様子を示す写真である。表面の滑らかな溶接玉に照明をあてた様子を示す写真である。回転電機の断面図である。ステータの斜視図である。ステータの部分斜視図である。溶接されていないコイルセグメントの端部を示す図である。溶接されたコイルセグメントの端部を示す図である。溶接品質検査装置の平面図である。溶接品質検査装置の側面図である。カメラから見えるものを描いた図である。検査フローである。画像データのサンプルであって、明るい部分には細かいハッチングを、暗い部分には粗いハッチングを施している。図１２であって、説明の便宜上、暗い部分に施したハッチングを消去しものである。画像データからR発光領域のみを抽出して描いた図である。画像データからR発光領域のみを抽出して描いた部分図である。画像データからB発光領域のみを抽出して描いた図である。画像データからB発光領域のみを抽出して描いた部分図である。無発光領域を示す図である。溶込深さを示す図である。

図３に示すように、三相交流電動機である回転電機１は、ハウジング２と、固定子３（ステータ）と、回転子４と、一対の軸受５と、を備える。固定子３は、ハウジング２に収容されている。回転子４は、固定子３の内周側に配置されると共に、一対の軸受５を介してハウジング２に回転自在に支持されている。

回転子４は、永久磁石を備えることで、例えば８極の磁極を有する。

図４及び図５に示すように、固定子３は、固定子鉄心６と、三相の固定子コイル７と、複数の絶縁紙８と、を備える。固定子鉄心６は、複数の電磁鋼板を積層させて筒状に形成されている。固定子鉄心６には、複数のスロット９（巻線収容空間）が形成されている。複数のスロット９は、固定子鉄心６の周方向に等間隔に形成されている。各スロット９は、固定子鉄心６の中心軸方向に沿って細長く形成されている。三相の固定子コイル７は、固定子巻線１０からU字状セグメント１１（第１のコイルセグメント、第２のコイルセグメント）を複数形成し、形成された複数のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３（第１の端部、第２の端部）同士を溶接により接合することで形成されている。固定子巻線１０は、導体部と導体部を覆う絶縁皮膜部によって構成されている。導体部は、典型的には、銅である。絶縁皮膜部は、例えば、フッ素、ナイロン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイドである。本実施形態において、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３は、断面八角形状に形成されている。

各コイルエンド部１３は、U字状セグメント１１のうち、図５に示すようにスロット９外に位置する部分である。図６には、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、が固定子鉄心６の径方向において若干の隙間を空けて向かい合っている様子を示している。そして、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３の先端と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３の先端とは、図７に示すように溶接によって接合される。即ち、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３の先端と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３の先端と、を同時に加熱することでU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３との間に溶接玉１４を形成し、この溶接玉１４が、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、を互いに導通させる。

ここで、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、が互いに確実に導通した状態とするには、溶接玉１４を十分に大きく形成する必要がある。そして、溶接玉１４の大きさをカメラを用いた画像処理で自動的に測定するには、溶接玉１４の輪郭を問題なく検出する必要がある。図１に示すように溶接玉１４の表面が粗い場合は、溶接玉１４に照明を当てた際、溶接玉１４の輪郭で明暗がはっきりと切り替わる。しかしながら、図２に示すように溶接玉１４の表面が滑らかな場合、溶接玉１４に照明を当てた際、明暗の切り替わりが溶接玉１４の輪郭で起こるとは限らない。そこで、本願発明者らは、溶接玉１４の表面が滑らかであっても溶接玉１４の輪郭を問題なく検出する技術を開発した。その技術を以下、図８〜図１９を参照して説明する。

図８及び図９に示すように、溶接品質検査装置２０は、カメラ２１（撮像手段）と、２つの赤色バー照明２２（第１の光源）と、２つの青色スポット照明２３（第２の光源）と、制御部２４と、を備える。図８及び図９において、溶接玉１４ａは、検査対象である溶接玉１４である。図８において、溶接玉１４ａは黒塗りで強調している。

カメラ２１は、検査対象である溶接玉１４ａを撮像して画像データを生成する。カメラ２１は、生成した画像データを制御部２４に出力する。図１０には、カメラ２１から見えるものを描いている。図９及び図１０に示すように、カメラ２１は、溶接玉１４ａを見下ろすような位置から溶接玉１４ａを撮像する。即ち、図９に示すように、カメラ２１は、固定子鉄心６の中心軸方向で比較すると、溶接玉１４ａよりも、固定子鉄心６から遠くなるように配置されている。図９に示す固定子鉄心６の側面視において、カメラ２１の撮像方向２１ａと、固定子鉄心６の中心軸Pと、の間の角度θ１は、２０〜７０度の範囲内が好ましい。ただし、カメラ２１の撮像方向２１ａが鉛直下方向であるときθ１はゼロ度とし、カメラ２１の撮像方向２１ａが水平方向であるときθ１は９０度であるとする。角度θ１が７０度を超えると、溶接玉１４ａが、溶接玉１４ａよりもカメラ２１側にある他の溶接玉１４に隠れてしまう。角度θ１が２０度未満であると、溶接玉１４ａで、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、の間の隙間が隠れてしまう。角度θ１は、例えば、５０度が好ましい。また、図１０に示すように、カメラ２１は、溶接玉１４ａが相互に接続する、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、が重ならず、少し離れて写るような位置から溶接玉１４ａを撮像する。そして、本明細書では、図１０に示すように、溶接玉１４ａを見下ろすようにして撮像した画像データにおける溶接玉１４ａの高さ寸法を「溶込深さD」と称し、溶込深さDが所定値以上である場合、溶接玉１４ａが十分に大きく、もって、溶接玉１４ａの品質が合格であると評価する。図１０において、溶接玉１４ａの輪郭のうち上端側の輪郭部分を上端側輪郭２５（第１の輪郭部分）と称する。同様に、溶接玉１４ａの輪郭のうち下端側の輪郭部分を下端側輪郭２６（第２の輪郭部分）と称する。

図８〜図１０に示すように、２つの赤色バー照明２２は、溶接玉１４に向かって赤色光（第１の光）を照射すると共に、その赤色光が、溶接玉１４ａの上端側輪郭２５の近傍において正反射してカメラ２１に届くように配置されている。即ち、図８に示す固定子鉄心６の平面視で、２つの赤色バー照明２２は、溶接玉１４ａを挟んでカメラ２１と反対側に配置されている。２つの赤色バー照明２２は、固定子鉄心６よりも外周側に配置されている。２つの赤色バー照明２２は、カメラ２１と溶接玉１４ａを通る直線に対して線対称となるように配置されている。図９に示すように、２つの赤色バー照明２２は、好ましくは、溶接玉１４ａを見上げるような位置から溶接玉１４ａに赤色光を当てる。即ち、２つの赤色バー照明２２は、好ましくは、固定子鉄心６の中心軸方向で比較すると、溶接玉１４ａよりも、固定子鉄心６に近くなるように配置されている。図９に示す固定子鉄心６の側面視において、赤色バー照明２２の照射方向２２ａと、固定子鉄心６の径方向Qと、の間の角度θ２は、０〜５０度の範囲内が好ましい。ただし、赤色バー照明２２の照射方向２２ａが斜め上向きの場合に角度θ２は正とする。角度θ２が５０度を超えると、赤色バー照明２２からの照明が固定子鉄心６によって遮られてしまう。角度θ２が０度未満であると、カメラ２１から見て溶接玉１４ａの上端側輪郭２５よりもかなり下側しか赤色に光らなくなってしまう。角度θ２は、例えば２０度が好ましい。

そして、図９に示す固定子鉄心６の側面視で、カメラ２１による撮像方向２１ａと、赤色バー照明２２による赤色光の照射方向２２ａと、の間の角度θ３は、１００度以上１８０度未満に設定される。角度θ３は、好ましくは、１５０度である。

２つの青色スポット照明２３は、溶接玉１４ａの下端側輪郭２６の近傍に向かって青色光（第２の光）を照射するように配置されている。図８に示すように、２つの青色スポット照明２３は、固定子鉄心６の平面視で、カメラ２１から見て溶接玉１４ａよりも手前側に配置されている。２つの青色スポット照明２３のうち一方の青色スポット照明２３は固定子鉄心６よりも内周側に配置されている。２つの青色スポット照明２３のうち他方の青色スポット照明２３は、固定子鉄心６よりも外周側に配置されている。図９に示すように、２つの青色スポット照明２３の照射方向２３ａは、好ましくは、径方向Qに対して略平行となっている。２つの青色スポット照明２３の照射方向２３ａと、固定子鉄心６の径方向Qと、の間の角度は、−５０〜５０度の範囲内が好ましい。青色スポット照明２３の照射方向２３ａが斜め上向きの場合に上記角度は正とする。上記角度が−５０度未満であると、青色スポット照明２３から照射された青色光が固定子鉄心６やU字状セグメント１１のコイルエンド部１３も照らしてしまう。上記角度が５０度を超えると、青色スポット照明２３からの照明が固定子鉄心６によって遮られてしまう。

図８に示すように、制御部２４は、図示しない中央演算処理器としてのCPU（Central Processing Unit）と、読み書き自由のRAM（Random Access Memory）、読み出し専用のROM（Read Only Memory）を備えている。そして、CPUがROMに記憶されている品質検査プログラムを読み出して実行することで、品質検査プログラムは、CPUなどのハードウェアを、輪郭検出部３０（輪郭検出手段）や溶込深さ演算部３１（溶込深さ演算手段）として機能させる。

輪郭検出部３０は、画像データを参照して、溶接玉１４ａの上端側輪郭２５及び下端側輪郭２６を検出する部分である。

溶込深さ演算部３１は、輪郭検出部３０によって検出された上端側輪郭２５及び下端側輪郭２６に基づいて、溶接玉１４ａの溶込深さDを演算する部分である。

次に、図１１〜図１９を参照して、溶接品質検査装置２０の品質検査フローを説明する。

先ず、制御部２４は、２つの赤色バー照明２２及び２つの青色スポット照明２３を用いて、検査対象である溶接玉１４ａに照明を当てる(S100)。次に、制御部２４は、カメラ２１を用いて溶接玉１４ａを撮像し(S110)、図１２に示す画像データを取得する。図１２において、赤い部分は最も細かいハッチングで表現し、青い部分は次に細かいハッチングで表現し、黒い部分を粗いハッチングで表現している。撮影が完了したら、制御部２４は、照明を終了させる(S120)。以降、説明の便宜上、例えば、図１３に示すように、黒い部分のハッチングを取り除いている。

次に、輪郭検出部３０は、画像データをRGB分解する(S130)。即ち、図１４に示す画像データでは、赤の画素のみを残し、他の色の画素は一様に黒い色としている。同様に、図１６に示す画像データでは、青の画素のみを残し、他の色の画素は一様に黒い色としている。

そして、図１５に示すように、輪郭検出部３０は、図１４に示す画像データから、赤く発光している領域であるR発光領域RFを検出し(S140)、抽出したR発光領域RFに基づいて溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を検出する(S150)。即ち、R発光領域RFは、溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を下端側輪郭２６に向かって僅かにオフセットした位置に湾曲状に出現する。従って、湾曲状のR発光領域RFと、溶接玉１４ａの上端側輪郭２５は、略同一視することができる。

次に、輪郭検出部３０は、検出したR発光領域RFに基づいて、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、の間の隙間領域である無発光領域NFの位置を推定する(S160)。即ち、輪郭検出部３０は、無発光領域NFが、湾曲状のR発光領域RFを曲線とみなした場合の微分値がゼロになる座標Wから所定ピクセル下へ降りた領域に出現する経験則から、無発光領域NFの位置を推定する。

次に、輪郭検出部３０は、図１７に示す画像データから、青く発光している領域であるB発光領域BFを検出し(S170)、図１８に示すように、検出したB発光領域BFに基づいて無発光領域NFを検出する(S180)。図１８に示すように、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３、溶接玉１４ａの部分であって下端側輪郭２６の近傍の部分では、表面が粗いので青色光が乱反射している。無発光領域NFは、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３、溶接玉１４ａに囲まれた無発光の領域である。次に、輪郭検出部３０は、検出した無発光領域NFの上端の座標値に基づいて溶接玉１４ａの下端側輪郭２６を検出する(S190)。

そして、溶込深さ演算部３１は、輪郭検出部３０が検出した上端側輪郭２５（又はR発光領域RF）と下端側輪郭２６の最大離間距離を求め、溶接玉１４ａの溶込深さDとする(S200)。

最後に、制御部２４は、溶込深さ演算部３１が求めた溶接玉１４ａの溶込深さDが所定値以上である場合、溶接玉１４ａの品質を合格とし、溶込深さDが所定値未満である場合、溶接玉１４ａの品質を不合格とする(S210)。

以上に、本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特長を有する。

（１）溶接品質検査装置２０は、固定子鉄心６（ステータコア）に組み込まれたU字状セグメント１１（第１のコイルセグメント）のコイルエンド部１３（第１の端部）と、固定子鉄心６に組み込まれた他のU字状セグメント１１（第２のコイルセグメント）のコイルエンド部１３（第２の端部）と、を溶接して形成された溶接玉１４の品質を検査する。溶接品質検査装置２０は、溶接玉１４ａを撮像して画像データを生成するカメラ２１（撮像手段）と、溶接玉１４ａに向かって赤色光（第１の光）を照射すると共に、その赤色光が、カメラ２１から見た溶接玉１４ａの上端側輪郭２５（第１の輪郭部分）の近傍において正反射してカメラ２１に届くように配置された、２つの赤色バー照明２２（第１の光源）と、画像データを参照し、正反射による溶接玉１４ａのR発光領域RFに基づいて溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を検出する輪郭検出部３０（輪郭検出手段）と、を備える。以上の構成によれば、溶接玉１４ａの表面が滑らかであっても溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を問題なく検出することができる。
（２）カメラ２１から見た溶接玉１４ａの上端側輪郭２５は、カメラ２１から見た溶接玉１４ａの、固定子鉄心６から遠い側の輪郭部分である。
（３）カメラ２１による撮像方向２１ａと、赤色バー照明２２による赤色光の照射方向２２ａと、の間の角度θ３は、１００度以上１８０度未満である。即ち、上記角度θ３が１００度未満であると、R発光領域RFが、カメラ２１から見た溶接玉１４ａの上端側輪郭２５から離れ過ぎてしまう。上記角度θ３が１８０度以上であると、赤色バー照明２２から溶接玉１４ａに向かって照射された赤色光がカメラ２１に届かない。これに対し、上記角度θ３が１００度以上１８０度未満であると、赤色バー照明２２から溶接玉１４ａに向かって照射された赤色光が、問題なく、カメラ２１から見た溶接玉１４ａの上端側輪郭２５の近傍において正反射してカメラ２１に届くようになる。
（４）固定子鉄心６の中心軸方向で比較すると、赤色バー照明２２は、溶接玉１４ａよりも、固定子鉄心６に近くなるように配置されている。以上の構成によれば、カメラ２１が溶接玉１４ａを撮像する際に、例えば固定子鉄心６などの背景が写り込むことがない。
（５）固定子鉄心６の中心軸方向で比較すると、カメラ２１は、溶接玉１４ａよりも、固定子鉄心６から遠くなるように配置されている。以上の構成によれば、検査対象である溶接玉１４ａよりも手前にある他の溶接玉１４が、カメラ２１による撮像の際、邪魔になることがない。
（６）赤色バー照明２２は、線光源である。以上の構成によれば、正反射による溶接玉１４ａのR発光領域RFが拡大されるので、溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を一層確実に検出できるようになる。本実施形態では、更に、赤色バー照明２２を２つ備えている。従って、正反射による溶接玉１４ａのR発光領域RFが一層拡大され、溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を更に一層確実に検出できるようになる。
（７）各赤色バー照明２２は、複数の赤色LEDによって構成されている。即ち、溶接品質検査装置２０は、第１の光源を複数で備える。各赤色バー照明２２を構成する各赤色LEDが第１の光源に相当する。以上の構成によれば、正反射による溶接玉１４ａのR発光領域RFが拡大されるので、溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を一層確実に検出できるようになる。
（８）溶接品質検査装置２０は、カメラ２１から見て溶接玉１４ａを挟んで溶接玉１４ａの上端側輪郭２５と反対側の輪郭部分である下端側輪郭２６（第２の輪郭部分）の近傍に向かって青色光（第２の光）を照射する青色スポット照明２３（第２の光源）を更に備える。輪郭検出部３０は、画像データを参照し、下端側輪郭２６の近傍のB発光領域BFに基づいて溶接玉１４ａの下端側輪郭２６を検出する。以上の構成によれば、溶接玉１４ａの下端側輪郭２６を検出することができる。
（９）輪郭検出部３０は、画像データを参照し、下端側輪郭２６の近傍のB発光領域BFに基づいて、U字状セグメント１１のコイルエンド部１３と他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３、溶接玉１４ａに囲まれた無発光の領域としての無発光領域NFを特定し、特定した無発光領域NFに基づいて溶接玉１４ａの下端側輪郭２６を検出する。以上の構成によれば、高い精度で、溶接玉１４ａの下端側輪郭２６を検出することができる。
（１０）固定子鉄心６に組み込まれたU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、固定子鉄心６に組み込まれた他のU字状セグメント１１のコイルエンド部１３と、を溶接して形成された溶接玉１４ａをカメラ２１で撮像して、溶接玉１４ａの品質を検査する溶接品質検査は、照射した赤色光が、カメラ２１から見た溶接玉１４ａの上端側輪郭２５の近傍において正反射してカメラ２１に届くように、溶接玉１４ａに向かって赤色光を照射し、カメラ２１が生成した画像データを参照し、正反射による溶接玉１４ａのR発光領域RFに基づいて溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を検出することで行われる。以上の方法によれば、溶接玉１４ａの表面が滑らかであっても溶接玉１４ａの上端側輪郭２５を問題なく検出することができる。

以上に説明した実施形態は、例えば、以下のように変更することができる。

上記実施形態において、赤色バー照明２２は、赤色光を溶接玉１４ａに照射するとした。赤色光は、波長が長いので、直接光（正反射された光）を強調させる性質がある。しかし、これに代えて、赤色バー照明２２は、他の色の光を溶接玉１４ａに照射してもよい。

１回転電機
２ハウジング
３固定子
４回転子
５軸受
６固定子鉄心
７固定子コイル
８絶縁紙
９スロット
１０固定子巻線
１１ U字状セグメント
１３コイルエンド部
１４溶接玉
１４ａ溶接玉
２０溶接品質検査装置
２１カメラ
２１ａ撮像方向
２２赤色バー照明
２２ａ照射方向
２３青色スポット照明
２３ａ照射方向
２４制御部
２５上端側輪郭
２６下端側輪郭
３０輪郭検出部
３１溶込深さ演算部
P 中心軸
D 溶込深さ
RF R発光領域
NF 無発光領域
BF B発光領域
NF 無発光領域

Claims

ステータコアに組み込まれた第１のコイルセグメントの第１の端部と、前記ステータコアに組み込まれた第２のコイルセグメントの第２の端部と、を溶接して形成された溶接玉の品質を検査する溶接品質検査装置であって、
前記溶接玉を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
前記溶接玉に向かって第１の光を照射すると共に、その第１の光が、前記撮像手段から見た前記溶接玉の第１の輪郭部分の近傍において正反射して前記撮像手段に届くように配置された、第１の光源と、
前記撮像手段から見て前記溶接玉を挟んで前記溶接玉の前記第１の輪郭部分と反対側の輪郭部分である第２の輪郭部分の近傍に向かって第２の光を照射する第２の光源と、
前記画像データを参照し、前記正反射による前記溶接玉の発光領域に基づいて前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を検出すると共に、前記画像データを参照し、前記第２の輪郭部分の近傍の発光領域に基づいて、前記第１の端部と前記第２の端部、前記溶接玉に囲まれた領域としての無発光領域を特定し、特定した前記無発光領域に基づいて前記溶接玉の前記第２の輪郭部分を検出する、輪郭検出手段と、
を備えた、溶接品質検査装置。
請求項１に記載の溶接品質検査装置であって、
前記撮像手段から見た前記溶接玉の前記第１の輪郭部分は、前記撮像手段から見た前記溶接玉の、前記ステータコアから遠い側の輪郭部分である、
溶接品質検査装置。
請求項１又は２に記載の溶接品質検査装置であって、
前記撮像手段による撮像方向と、前記第１の光源による前記第１の光の照射方向と、の間の角度は、１００度以上１８０度未満である、
溶接品質検査装置。
請求項１〜３の何れかに記載の溶接品質検査装置であって、
前記ステータコアの中心軸方向で比較すると、前記第１の光源は、前記溶接玉よりも、前記ステータコアに近くなるように配置されている、
溶接品質検査装置。
請求項１〜４の何れかに記載の溶接品質検査装置であって、
前記ステータコアの中心軸方向で比較すると、前記撮像手段は、前記溶接玉よりも、前記ステータコアから遠くなるように配置されている、
溶接品質検査装置。
請求項１〜５の何れかに記載の溶接品質検査装置であって、
前記第１の光源は、線光源である、
溶接品質検査装置。
請求項１〜５の何れかに記載の溶接品質検査装置であって、
前記第１の光源を複数で備えた、
溶接品質検査装置。
ステータコアに組み込まれた第１のコイルセグメントの第１の端部と、前記ステータコアに組み込まれた第２のコイルセグメントの第２の端部と、を溶接して形成された溶接玉を撮像手段で撮像して、前記溶接玉の品質を検査する溶接品質検査方法であって、
照射した第１の光が、前記撮像手段から見た前記溶接玉の第１の輪郭部分の近傍において正反射して前記撮像手段に届くように、前記溶接玉に向かって前記第１の光を照射し、
照射した第２の光が、前記撮像手段から見て前記溶接玉を挟んで前記溶接玉の前記第１の輪郭部分と反対側の輪郭部分である第２の輪郭部分の近傍に向かうように、前記溶接玉に向かって前記第２の光を照射し、
前記撮像手段が生成した画像データを参照し、前記正反射による前記溶接玉の発光領域に基づいて前記溶接玉の前記第１の輪郭部分を検出すると共に、前記撮像手段が生成した画像データを参照し、前記第２の輪郭部分の近傍の発光領域に基づいて、前記第１の端部と前記第２の端部、前記溶接玉に囲まれた領域としての無発光領域を特定し、特定した前記無発光領域に基づいて前記溶接玉の前記第２の輪郭部分を検出する
溶接品質検査方法。