JP6341779B2 - Edge position inspection apparatus and laser welding machine using the apparatus - Google Patents

Edge position inspection apparatus and laser welding machine using the apparatus Download PDF

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本発明は、2つの金属部材の重合部分における一方の金属部材のエッジが正しい位置にあるか否かを検査するエッジ位置検査装置、及びその装置を用いたレーザ溶接機に関する。   The present invention relates to an edge position inspection apparatus for inspecting whether or not an edge of one metal member in a superposed portion of two metal members is in a correct position, and a laser welding machine using the apparatus.

従来より、車両には、燃料タンクに燃料を給油する際の通路となる燃料給油管が設けられ、該燃料給油管は、一端が燃料タンクに接続される長い円筒状の給油管本体と、該給油管本体の他端に接続される短筒状のリテーナとを備えている。そして、上記給油管本体の他端側にリテーナを内嵌合させるとともに上記給油管本体の他端側のエッジに向かってレーザ光を照射することにより、上記給油管本体と上記リテーナとをレーザ溶接により接合して燃料給油管にするのが一般的になりつつある。   Conventionally, a vehicle has been provided with a fuel supply pipe serving as a passage when fuel is supplied to a fuel tank, and the fuel supply pipe includes a long cylindrical supply pipe body having one end connected to the fuel tank, And a short cylindrical retainer connected to the other end of the oil supply pipe body. Then, a retainer is internally fitted to the other end side of the oil supply pipe body, and laser light is irradiated toward the edge on the other end side of the oil supply pipe body, thereby laser welding the oil supply pipe body and the retainer. It is becoming common to form a fuel supply pipe by joining together.

ところで、レーザ溶接におけるレーザ光の照射径は非常に小さいので、レーザ光の照射位置に対して給油管本体のエッジが当該エッジの延長方向と交差する方向にミリ単位でずれてしまうと、給油管本体とリテーナとの間においてレーザ溶接による溶け込みが浅くなってしまい、接合不良になることが知られている。   By the way, since the laser beam irradiation diameter in laser welding is very small, if the edge of the oil supply tube body deviates in millimeters in the direction intersecting the extending direction of the edge with respect to the laser light irradiation position, the oil supply tube It is known that penetration by laser welding becomes shallow between the main body and the retainer, resulting in poor bonding.

これを回避するために、例えば、特許文献1に開示されているようなエッジ検出装置を用いて予めレーザ光の照射位置に対してエッジが正しい位置にあるか否かを検査した上でレーザ溶接を実施することにより、溶接不良の発生を抑制するといったことが考えられる。   In order to avoid this, laser welding is performed after inspecting in advance whether or not the edge is in the correct position with respect to the irradiation position of the laser beam by using an edge detection device as disclosed in Patent Document 1, for example. It is conceivable that the occurrence of poor welding is suppressed by carrying out the above.

特許文献1のエッジ検出装置は、プリント基板における絶縁体表面に形成された配線の幅寸法を検査するためのものであり、プリント基板において配線が含まれる領域を撮影するカメラと、該カメラに接続され、当該カメラによる撮影画像を基にエッジの位置を検出するエッジ検出部とを備えている。該エッジ検出部は、上記撮影画像における各画素の輝度値を演算するとともに、エッジに対応する画素の輝度値を抽出してエッジの位置を得るようにしている。   The edge detection device of Patent Document 1 is for inspecting the width dimension of a wiring formed on an insulator surface in a printed circuit board, and is connected to the camera for photographing an area including the wiring on the printed circuit board. And an edge detection unit for detecting the position of the edge based on the image captured by the camera. The edge detection unit calculates the luminance value of each pixel in the captured image and extracts the luminance value of the pixel corresponding to the edge to obtain the position of the edge.

特開2012−8619号公報JP 2012-8619 A

ところで、特許文献1のエッジ検出装置は、反射率が大きく異なる2つの部分(絶縁体部分、配線部分)の中間値に近い反射率の画素をエッジに対応する画素として抽出するようになっているので、誤検出が少ない。   By the way, the edge detection apparatus disclosed in Patent Document 1 extracts pixels having a reflectance close to an intermediate value between two portions (insulator portion and wiring portion) having greatly different reflectances as pixels corresponding to the edge. So there are few false detections.

しかし、重なり合った2つの金属部材が撮影対象物の場合には、各金属部材の反射率に差が生じ難いので、両金属部材の重合部分におけるエッジを特許文献1の如き装置で検出しようとすると、誤検出が多くなってしまうおそれがある。また、得られる撮影画像における各画素の輝度値が金属部材表面における色調のばらつきや汚れ、或いは、エッジのバリの影響によってばらついてしまい、誤検出が多くなるおそれもある。したがって、間違えて抽出した各画素によってエッジの位置が正しいか否かを判定することになってしまう。   However, when two overlapping metal members are objects to be photographed, it is difficult for a difference in reflectance between the metal members to occur. Therefore, an attempt is made to detect an edge at the overlapping portion of both metal members with an apparatus such as Patent Document 1. There is a risk that false detection will increase. In addition, the luminance value of each pixel in the obtained captured image may vary due to the influence of color tone variation, contamination, or edge burrs on the surface of the metal member, which may increase false detection. Therefore, it is determined whether or not the position of the edge is correct by each pixel extracted by mistake.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、2つの金属部材における重合部分のエッジの位置が正しい位置にあるか否かを正確に検査できるエッジ位置検査装置、及びその装置を用いたレーザ溶接機を得ることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to perform an edge position inspection capable of accurately inspecting whether or not the position of the edge of the overlapping portion in the two metal members is in a correct position. The object is to obtain an apparatus and a laser welding machine using the apparatus.

上記の目的を達成するために、本発明は、撮影画像においてエッジに対応する画素を抽出する際、撮影画像におけるエッジの延長方向と交差する方向に順に並ぶ各画素において輝度値の変化を見るようにしたことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, according to the present invention, when extracting a pixel corresponding to an edge in a photographed image, a change in luminance value is seen in each pixel arranged in order in a direction intersecting with the extending direction of the edge in the photographed image. It is characterized by that.

すなわち、第1の発明では、2つの金属部材の重合部分において一方の金属部材のエッジが含まれる領域を撮影するカメラと、該カメラに接続され、当該カメラによる撮影画像を基に上記エッジの位置を検出するエッジ検出手段とを備え、該エッジ検出手段は、上記撮影画像の所定位置から上記エッジと交差する方向に連続する各画素の輝度を順に演算して輝度値R(x=1…N:xは画素番号)を複数の画素列V(y=1…N:yは画素列番号)でそれぞれ取得する輝度値演算部と、上記各画素列Vにおいて、画素番号x−n(nは所定の自然数)の輝度値Rx−nから輝度値Rへの変化量Cをそれぞれ演算する輝度変化量演算部と、上記各画素列Vにおいて、以下に示す式(1)輝度値R<設定値Tを満たすか、又は、以下に示す式(2)輝度値R≧設定値T、変化量C<設定値P(3)輝度値R≧設定値T、変化量C>設定値Pのいずれか1つを満たす画素番号xの画素を上記エッジに対応するエッジ対応画素Eとして抽出するエッジ画素抽出部と、該エッジ画素抽出部により抽出した各エッジ対応画素E、又は当該複数のエッジ対応画素Eを平滑化処理して得た値E’が設定値Q<E<設定値Q、又は設定値Q<E’<設定値Qを満たすとエッジが正しい位置にあると判定する一方、上記設定値Q<E<設定値Q、又は設定値Q<E’<設定値Qを満たさないとエッジが正しい位置にないと判定するエッジ位置判定部とを備えていることを特徴とする。 That is, in the first invention, a camera that captures an area in which the edge of one metal member is included in an overlapped portion of two metal members, and the position of the edge connected to the camera and based on an image captured by the camera Edge detecting means for detecting the luminance value R x (x = 1...) By sequentially calculating the luminance of each successive pixel in a direction intersecting the edge from a predetermined position of the captured image. n: x is a plurality of pixel rows pixel number) V y (y = 1 ... n: y is the luminance value calculating unit for obtaining each pixel column number) in each pixel column V y, the pixel number x-n In the luminance change amount calculation unit for calculating the change amount C x from the luminance value R x−n to the luminance value R x (where n is a predetermined natural number), and each pixel column V y , the following expression (1 ) Whether the luminance value R x <the set value T 1 is satisfied, Or, the following equation (2): luminance value R x ≧ setting value T 1 , change amount C x <setting value P 1 (3) luminance value R x ≧ setting value T 1 , changing amount C x > setting value P 2 An edge pixel extraction unit that extracts a pixel with pixel number x satisfying any one of the above as an edge corresponding pixel E y corresponding to the edge, and each edge corresponding pixel E y extracted by the edge pixel extraction unit, or the plurality If the value E ′ y obtained by smoothing the edge-corresponding pixel E y satisfies the set value Q 1 <E y <set value Q 2 , or the set value Q 1 <E ′ y <set value Q 2 , the edge Is determined to be in the correct position, and it is determined that the edge is not in the correct position unless the setting value Q 1 <E y <setting value Q 2 or the setting value Q 1 <E ′ y <setting value Q 2 is satisfied. And an edge position determination unit.

第2の発明では、第1の発明に記載のエッジ位置検査装置と、光を増幅させてレーザ光を得るレーザ発振器、及び該レーザ発振器で得られたレーザ光を上記エッジに向けて照射可能な加工ヘッドを有する接合手段と、上記両金属部材及び上記加工ヘッドの少なくとも一方を相手方に対して移動させることにより上記加工ヘッドから照射するレーザ光を上記エッジの延長方向に沿って移動させるレーザ光移動手段と、上記エッジ位置検査装置、接合手段及びレーザ光移動手段に接続され、当該エッジ位置検査装置、接合手段及びレーザ光移動手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、上記エッジ位置検査装置によって上記エッジが正しい位置にあるという検査結果が出た場合、上記接合手段及び上記レーザ光移動手段に作動信号を出力して上記両金属部材及び上記加工ヘッドの少なくとも一方を移動させながら上記エッジにレーザ光を照射してレーザ溶接による接合を開始する一方、上記エッジ位置検査装置によって上記エッジが正しい位置にないという検査結果が出た場合、上記接合手段及び上記レーザ光移動手段に停止信号を出力するよう構成されていることを特徴とする。   In the second invention, the edge position inspection apparatus according to the first invention, a laser oscillator that amplifies the light to obtain laser light, and the laser light obtained by the laser oscillator can be irradiated toward the edge Joining means having a machining head, and laser beam movement for moving the laser beam irradiated from the machining head along the extending direction of the edge by moving at least one of the metal members and the machining head with respect to the other party Means and a control means connected to the edge position inspection device, the joining means and the laser light moving means and controlling the edge position inspection device, the joining means and the laser light moving means, the control means comprising the edge position When the inspection device gives an inspection result indicating that the edge is in the correct position, an operation signal is output to the joining means and the laser beam moving means. As a result of irradiating the edge with laser light while moving at least one of the two metal members and the processing head to start joining by laser welding, the edge position inspection device detects that the edge is not in the correct position. In the case where the error occurs, a stop signal is output to the joining means and the laser beam moving means.

第3の発明では、第2の発明において、上記エッジ検出手段は、上記演算した複数のエッジ対応画素Eにおいてエッジ延長方向と交差する方向のばらつきに対する平均位置μを算出する平均位置算出部を有し、上記制御手段は、レーザ溶接による接合を開始する際、上記接合手段に作動信号を出力して上記平均位置μに向かって上記加工ヘッドからレーザ光を照射させることを特徴とする。 In a third invention, in the second invention, the edge detection means includes an average position calculation unit that calculates an average position μ with respect to the variation in the direction intersecting the edge extension direction in the plurality of calculated edge corresponding pixels E y . And the control means outputs an operation signal to the joining means when the joining by laser welding is started, and irradiates laser light from the processing head toward the average position μ.

第1の発明では、両金属部材を重合させると一方の金属部材のエッジによって他方の金属部材表面に影が出来るので、当該影が出来た領域はその他の領域より反射率が低くなる。したがって、予め設定した設定値Tより低い輝度値Rを見つけることで当該輝度値Rに対応する画素をエッジに対応する画素であるとして抽出することができる。また、両金属部材表面における撮影領域の色調のばらつきによって撮影画像の全画素の輝度値が上がり、設定値Tより低い輝度値Rを見つけることが出来なくなるような場合においても、エッジの延長方向と交差する方向に並ぶ各画素の輝度値Rの変化量Cが予め設定した設定値Pより大きく下がるか否かを見るので、撮影画像の全画素の輝度値が上昇変化した場合においても確実にエッジに対応する画素を抽出することができる。さらに、バリによってエッジの反射率が異常に上昇することでエッジ周りの各画素の輝度値が上がり、設定値Tより低い輝度値Rを見つけることが出来なくなるような場合においても、エッジの延長方向と交差する方向に並ぶ各画素の輝度値Rの変化量Cが予め設定した設定値Pより大きく上がるか否かを見るので、バリの影響で撮影画像におけるエッジ周りの画素の輝度値が低くならない場合においても、確実にエッジに対応する画素を抽出することができる。このように、金属部材表面における撮影領域の色調のばらつきやバリといった外乱要因があってもエッジに対応する画素を間違って抽出してしまうといったことを防ぐことができるので、エッジが正しい位置にあるか否かというのを正しく検査することができる。 In the first invention, when both metal members are polymerized, a shadow is formed on the surface of the other metal member by the edge of the one metal member, so that the region where the shadow is formed has a lower reflectance than the other regions. Therefore, by finding a luminance value R x lower than the preset setting value T 1 , a pixel corresponding to the luminance value R x can be extracted as a pixel corresponding to an edge. Further, to increase brightness value of all pixels of the captured image due to variations in the color tone of the imaging region in both the surface of the metal member, even in the case that it is impossible to find a low luminance values R x than the set value T 1, the edge extension of because it sees whether dropping significantly below the set value P 1 to change the amount C x of luminance values R x for each pixel aligned in a direction intersecting the direction previously set, when the luminance values of all pixels of the captured image is increased changed Also, the pixel corresponding to the edge can be reliably extracted. In addition, even when the luminance value of each pixel around the edge increases due to an abnormal increase in the reflectance of the edge due to burrs, and a luminance value R x lower than the set value T 1 cannot be found, because see whether the change amount C x of luminance values R x of the pixels arranged in the direction intersecting the extending direction rises larger than the set value P 2 set in advance, the pixels around the edge in the captured image due to the influence of burrs Even when the luminance value does not become low, it is possible to reliably extract pixels corresponding to the edge. In this way, even if there is a disturbance factor such as variation in color tone of the shooting area on the metal member surface or burr, it is possible to prevent pixels corresponding to the edge from being erroneously extracted, so that the edge is in the correct position. Whether or not it can be correctly inspected.

第2の発明では、両金属部材の重合部分における一方の金属部材のエッジがレーザ光の照射位置に対してエッジの延長方向と交差する方向にずれない状態でレーザ溶接を行えるようになるので、両金属部材をレーザ溶接による接合で確実に繋ぐことができる。また、エッジが正しい位置にない場合、レーザ溶接による両金属部材の接合を行わないので、不良品が出るのを減らすことができて材料コストが嵩まない。   In the second invention, the laser welding can be performed in a state where the edge of one metal member in the overlapped portion of both metal members is not shifted in the direction intersecting the extending direction of the edge with respect to the irradiation position of the laser beam. Both metal members can be reliably connected by joining by laser welding. In addition, when the edge is not in the correct position, the two metal members are not joined by laser welding, so that the occurrence of defective products can be reduced and the material cost does not increase.

第3の発明では、エッジに対してエッジの延長方向にレーザ光を移動させた際、レーザ光のエッジへの照射位置がエッジの全領域に亘って最もバランスの良い位置になるので、両金属部材におけるエッジの全領域に亘る部分において溶け込み領域が広くなり、両金属部材間の溶け込み不良を確実に防ぐことができる。   In the third invention, when the laser beam is moved in the edge extending direction with respect to the edge, the irradiation position of the laser beam on the edge becomes the most balanced position over the entire area of the edge. The penetration area is widened at the part of the member extending over the entire area of the edge, so that poor penetration between the two metal members can be reliably prevented.

本発明の実施形態に係るレーザ溶接機で組み立てられた燃料給油管と、燃料給油管が接続される燃料タンク及び給油口を旋蓋する給油キャップの斜視図である。1 is a perspective view of a fuel filler pipe assembled by a laser welding machine according to an embodiment of the present invention, a fuel tank to which the fuel filler pipe is connected, and a fuel filler cap that turns a fuel filler opening. 本発明の実施形態に係るレーザ溶接機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the laser welding machine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる仮組立管におけるエッジを含む領域を撮影して得た撮影画像を示す概略図である。It is the schematic which shows the picked-up image obtained by image | photographing the area | region containing the edge in the temporary assembly pipe concerning embodiment of this invention. 撮影画像の所定位置からエッジと交差する方向に連続する各画素の輝度を順に演算して得た結果を示すグラフであり、(a)は、通常の状態の結果を、(b)は、仮組立管の表面における撮影領域の色調のばらつきによって撮影画像の全画素の輝度値が上がった状態の結果を、(c)は、エッジにバリがある場合の結果をそれぞれ示す。6 is a graph showing results obtained by sequentially calculating the luminance of each pixel that continues in a direction intersecting an edge from a predetermined position of a captured image, where (a) shows a result in a normal state, and (b) shows a temporary result. (C) shows the result when the brightness value of all the pixels of the photographed image has increased due to the variation in the color tone of the photographing region on the surface of the assembly tube, and FIG. 仮組立管におけるエッジの複数個所においてそれぞれエッジ対応画素を抽出した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having extracted the edge corresponding | compatible pixel in each of the several places of the edge in a temporary assembly pipe | tube. 図1のA−A線における断面相当図であり、レーザ溶接を行う直前の状態を示す。It is a cross-sectional equivalent view in the AA line of FIG. 1, and shows the state just before performing laser welding. 図1のA−A線における断面相当図であり、レーザ溶接を開始した直後の状態を示す。It is a cross-sectional equivalent view in the AA line of FIG. 1, and shows the state immediately after starting laser welding.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature.

図1は、本発明の実施形態に係る燃料給油管1を示す。該燃料給油管1は、車両の燃料タンク11に対して燃料を給油する際の通路となるものであり、一端が上記燃料タンク11に接続され、且つ、他端が拡径された略円形筒状の給油管本体2(金属部材)と、該給油管本体2の拡径部分に接続された略円形短筒状のリテーナ3(金属部材)とを備え、上記給油管本体2の他端側に上記リテーナ3を内嵌合させるとともに、上記給油管本体2と上記リテーナ3との重合部分において上記給油管本体2のエッジ2b部分を上記リテーナ3の外周面にレーザ溶接による接合で繋ぐことで上記燃料給油管1が組み立てられている。尚、上記給油管本体2及び上記リテーナ3の外周面及び内周面には、それぞれ亜鉛メッキ層2a,3aが形成され、図6,7では便宜上、亜鉛メッキ層2a,3aの厚みを誇張して記載している。   FIG. 1 shows a fuel supply pipe 1 according to an embodiment of the present invention. The fuel refueling pipe 1 serves as a passage when fuel is supplied to a fuel tank 11 of a vehicle, and is a substantially circular cylinder having one end connected to the fuel tank 11 and the other end enlarged in diameter. And a substantially circular short cylindrical retainer 3 (metal member) connected to the enlarged diameter portion of the oil supply pipe body 2, and the other end side of the oil supply pipe body 2. The retainer 3 is fitted inside, and the edge 2b portion of the oil supply pipe body 2 is joined to the outer peripheral surface of the retainer 3 by joining by laser welding at the overlap portion of the oil supply pipe body 2 and the retainer 3. The fuel supply pipe 1 is assembled. In addition, galvanized layers 2a and 3a are formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the oil supply pipe body 2 and the retainer 3, respectively, and the thickness of the galvanized layers 2a and 3a is exaggerated for convenience in FIGS. It is described.

上記リテーナ3の一端側は、図2に示すように、端部に向かうにつれて緩やかに縮径する形状をなす一方、上記リテーナ3の他端は、上記燃料給油管1の給油口3bを構成している。   As shown in FIG. 2, one end side of the retainer 3 has a shape that gradually decreases in diameter toward the end portion, while the other end of the retainer 3 constitutes a fuel supply port 3 b of the fuel supply pipe 1. ing.

上記リテーナ3の他端側内周面には、給油キャップ12の雄螺旋部12aと螺合する雌螺旋部3cが一条形成され、上記給油口3bは、上記給油キャップ12で開閉可能に施蓋されるとともに、図示しない給油ガンのノズルが挿入されるようになっている。   A female spiral portion 3c is formed on the inner peripheral surface of the other end side of the retainer 3 so as to be screwed with the male spiral portion 12a of the fuel cap 12, and the fuel filler port 3b can be opened and closed by the fuel cap 12. In addition, a nozzle of a fuel gun (not shown) is inserted.

上記燃料給油管1は、本発明の実施形態に係るエッジ位置検査装置10を備えたレーザ溶接機20で組み立てられている。   The fuel supply pipe 1 is assembled by a laser welding machine 20 including an edge position inspection device 10 according to an embodiment of the present invention.

該レーザ溶接機20は、図2に示すように、上記給油管本体2の他端側に上記リテーナ3の一端側を内嵌合させた仮組立管1aを支持する回転治具6(レーザ光移動手段)を備えている。   As shown in FIG. 2, the laser welding machine 20 includes a rotating jig 6 (laser beam) that supports a temporary assembly pipe 1 a in which one end side of the retainer 3 is fitted inside the other end side of the oil supply pipe body 2. Moving means).

該回転治具6は、箱形の治具本体6aを備え、該治具本体6a内部には、回転軸心を水平方向に向けたサーボモータ6bが設けられている。   The rotating jig 6 includes a box-shaped jig body 6a, and a servo motor 6b having a rotation axis oriented in the horizontal direction is provided inside the jig body 6a.

該サーボモータ6bの出力軸には、上記治具本体6aから側方に略水平に延びる回転軸6cが取り付けられ、該回転軸6cは、上記サーボモータ6bの回転駆動に連動して回転するようになっている。   A rotary shaft 6c extending substantially horizontally from the jig body 6a to the side is attached to the output shaft of the servo motor 6b. The rotary shaft 6c rotates in conjunction with the rotational drive of the servo motor 6b. It has become.

上記回転軸6cの外周面には、上記雌螺旋部3cに螺合可能な雄螺旋部6dが形成され、該雄螺旋部6dを上記仮組立管1aの上記雌螺旋部3cに螺合させた状態で上記サーボモータ6bを回転駆動させると、上記回転軸6cが回転して上記仮組立管1aが当該仮組立管1aの重合部分の筒中心線(水平軸)周りに回転するようになっている。   A male spiral portion 6d that can be screwed to the female spiral portion 3c is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 6c, and the male spiral portion 6d is screwed to the female spiral portion 3c of the temporary assembly tube 1a. When the servo motor 6b is driven to rotate in this state, the rotary shaft 6c rotates and the temporary assembly pipe 1a rotates around the cylinder center line (horizontal axis) of the overlapping portion of the temporary assembly pipe 1a. Yes.

上記回転治具6における回転軸心方向と交差する方向の一側方には、光を増幅させてレーザ光Lzを得るレーザ発振器7bと、該レーザ発振器7bで得られたレーザ光Lzを上記エッジ2bに向かって照射するための加工ヘッド7aと、上記レーザ発振器7bと上記加工ヘッド7aとの間に配索され、レーザ光Lzを伝送する光ファイバーケーブル7cと、上記加工ヘッド7aをスライド移動させる電動シリンダ8とが設けられ、上記加工ヘッド7a、レーザ発振器7b、光ファイバーケーブル7c及び電動シリンダ8で本発明の接合手段7を構成している。   A laser oscillator 7b that amplifies the light to obtain a laser beam Lz and a laser beam Lz obtained by the laser oscillator 7b are provided on one side of the rotation jig 6 in a direction that intersects the rotation axis direction. 2b, a processing head 7a for irradiating the laser beam 2b, an optical fiber cable 7c arranged between the laser oscillator 7b and the processing head 7a and transmitting the laser beam Lz, and an electric motor for sliding the processing head 7a. The above-mentioned machining head 7a, laser oscillator 7b, optical fiber cable 7c and electric cylinder 8 constitute the joining means 7 of the present invention.

上記加工ヘッド7aの内部には、集光レンズ(図示せず)の位置を変更可能なレンズ位置変更機構7dが設けられ、該レンズ位置変更機構7dでレンズ位置をずらすことによりレーザ光Lzのフォーカス位置を変更するようになっている。   A lens position changing mechanism 7d capable of changing the position of a condensing lens (not shown) is provided inside the processing head 7a. The lens position is shifted by the lens position changing mechanism 7d to focus the laser light Lz. The position is changed.

上記電動シリンダ8は、上記加工ヘッド7aを上記回転治具6の回転軸心方向にスライド移動させることが可能であり、上記加工ヘッド7aをスライド移動させることで上記回転治具6に支持された仮組立管1aに対して照射するレーザ光Lzの照射位置を仮組立管1aの筒中心線方向に変更できるようになっている。   The electric cylinder 8 is capable of sliding the machining head 7a in the direction of the rotation axis of the rotary jig 6, and is supported by the rotary jig 6 by sliding the machining head 7a. The irradiation position of the laser beam Lz irradiated to the temporary assembly tube 1a can be changed in the tube center line direction of the temporary assembly tube 1a.

そして、上記回転治具6は、上記電動シリンダ8により上記加工ヘッド7aを上記回転治具6の回転軸心方向にスライド移動させてレーザ光Lzの焦点がエッジ2bに合うようにした状態において上記仮組立管1aを回転させることにより、上記加工ヘッド7aから照射するレーザ光Lzを上記エッジ2bの延長方向に沿って移動させるようになっている。   The rotating jig 6 is slid in the direction of the rotational axis of the rotating jig 6 by the electric cylinder 8 so that the laser beam Lz is focused on the edge 2b. By rotating the temporary assembly tube 1a, the laser light Lz irradiated from the processing head 7a is moved along the extending direction of the edge 2b.

上記回転治具6における回転軸心方向と交差する方向の他側方には、上記給油管本体2及び上記リテーナ3における上記エッジ2bが含まれる領域を撮影可能な撮影ユニット9が設けられている。   On the other side of the rotating jig 6 in the direction intersecting the rotational axis direction, a photographing unit 9 capable of photographing the region including the edge 2b in the oil supply pipe body 2 and the retainer 3 is provided. .

該撮影ユニット9は、ボックス形状のユニット本体9aと、該ユニット本体9aの回転治具6側中央に設けられたCCDカメラ9bと、該CCDカメラ9b周りに設けられ、上記仮組立管1aのエッジ2b周りに光を照射する複数のLED光源9cとを備え、上記回転治具6で上記仮組立管1aを回転させながら上記エッジ2bが含まれる領域を連続撮影するようになっている。     The photographing unit 9 includes a box-shaped unit main body 9a, a CCD camera 9b provided in the center of the unit main body 9a on the rotating jig 6 side, and provided around the CCD camera 9b, and the edge of the temporary assembly tube 1a. A plurality of LED light sources 9c that irradiate light around 2b, and the region including the edge 2b is continuously photographed while rotating the temporary assembly tube 1a with the rotating jig 6.

上記CCDカメラ9bには、該CCDカメラ9bによる撮影画像Pを基に上記エッジ2bの位置を検出する電子計算機4(エッジ検出手段)が接続され、上記エッジ位置検査装置10は、上記電子計算機4と上記CCDカメラ9bとで構成されている。   An electronic computer 4 (edge detection means) for detecting the position of the edge 2b based on the image P taken by the CCD camera 9b is connected to the CCD camera 9b, and the edge position inspection device 10 is connected to the electronic computer 4 And the CCD camera 9b.

上記電子計算機4は、図2及び図3に示すように、上記撮影画像Pの所定位置から上記エッジと交差する方向に連続する各画素の輝度を順に演算して輝度値R(x=1…N:xは画素番号)を複数の画素列V(y=1…N:yは画素列番号)でそれぞれ取得する輝度値演算部4aを有している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the electronic calculator 4 sequentially calculates the luminance value of each pixel continuous in a direction intersecting the edge from a predetermined position of the captured image P to obtain a luminance value R x (x = 1). ... N: x is a pixel number) and has a luminance value calculation unit 4a for acquiring a plurality of pixel columns V y (y = 1... N: y is a pixel column number).

また、上記電子計算機4は、図4に示すように、上記各画素列Vにおいて、画素番号x−n(nは所定の自然数)の輝度値Rx−nから輝度値Rへの変化量Cをそれぞれ演算する輝度変化量演算部4bを有している。 Also, the computer 4, as shown in FIG. 4, the change in the above each pixel column V y, the luminance value R x-n of the pixel number x-n (n is a predetermined natural number) to the luminance values R x and a luminance variation computation unit 4b for calculating the amount C x respectively.

さらに、電子計算機4は、上記各画素列Vにおいて、以下に示す式(1)
輝度値R<設定値T (1)
を満たすか、又は、以下に示す式(2),(3)
輝度値R≧設定値T、変化量C<設定値P (2)
輝度値R≧設定値T、変化量C>設定値P (3)
のいずれか1つ満たす画素番号xの画素を上記エッジに対応するエッジ対応画素Eとして抽出するエッジ画素抽出部4cを有している。
Furthermore, the electronic calculator 4 uses the following formula (1) for each pixel column V y .
Luminance value R x <setting value T 1 (1)
Or the following formulas (2) and (3)
Luminance value R x ≧ set value T 1 , change amount C x <set value P 1 (2)
Luminance value R x ≧ setting value T 1 , change amount C x > setting value P 2 (3)
The pixel of any one satisfies pixel number x of has an edge pixel extracting unit 4c to be extracted as an edge corresponding pixel E y corresponding to the edge.

それに加えて、電子計算機4は、図5に示すように、抽出した各エッジ対応画素Eのうち隣り合うエッジ対応画素Eに対する差が異常に大きいエッジ対応画素Eは、異常データとして削除する(図5の各g部参照)エッジ位置判定部4dを有し、該エッジ位置判定部4dは、異常データを除いた残りの各エッジ対応画素Eを移動平均化法で平滑化処理して得た値E’が設定値Q<E’<設定値Qを満たすとエッジが正しい位置にあると判定する一方、上記設定値Q<E’<設定値Qを満たさないとエッジ2bが正しい位置にないと判定するようになっている。尚、設定値Q及びQは、レーザ光Lzの照射位置に対するエッジ2bの位置がエッジ2bの延長方向と交差する方向にずれても接合不良とならない任意の位置に対応する値である。 In addition deletion, computer 4, as shown in FIG. 5, the edge corresponding pixel E y difference with respect to the edge corresponding pixel E y is abnormally large adjacent of each edge corresponding pixel E y extracted as abnormal data (See each g part in FIG. 5) has an edge position determination unit 4d, and the edge position determination unit 4d smoothes the remaining edge-corresponding pixels E y excluding abnormal data by a moving average method. When the obtained value E ′ y satisfies the set value Q 1 <E ′ y <set value Q 2 , the edge is determined to be in the correct position, while the set value Q 1 <E ′ y <set value Q 2 is set. If not satisfied, it is determined that the edge 2b is not in the correct position. The set value Q 1 and Q 2 is a value corresponding to an arbitrary position where the position of the edge 2b is not a even bonding failure displaced in a direction intersecting the extending direction of the edge 2b with respect to the irradiation position of the laser beam Lz.

そして、電子計算機4は、上記演算した複数のエッジ対応画素Eにおいてエッジ延長方向と交差する方向のばらつきに対する平均位置μを算出する平均位置算出部4eを有している。 Then, the computer 4, have an average position calculation unit 4e to calculate an average position μ with respect to the direction of variation that intersects the edge extending direction at a plurality of edges corresponding pixel E y mentioned above calculation.

上記エッジ位置検査装置10、上記回転治具6、上記レーザ発振器7b及び上記電動シリンダ8には、当該各機器を制御する制御盤14(制御手段)が接続されている。   A control panel 14 (control means) for controlling each device is connected to the edge position inspection device 10, the rotating jig 6, the laser oscillator 7b, and the electric cylinder 8.

該制御盤14は、上記エッジ位置検査装置10によって上記エッジ2bが正しい位置にあるという検査結果が出た場合、上記回転治具6に作動信号を出力して上記仮組立管1aを回転させるとともに、上記電動シリンダ8に作動信号を出力して上記加工ヘッド7aをスライド移動させることでレーザ光Lzの照射位置を上記平均位置μに合わせ、且つ、上記レーザ発振器7bに作動信号を出力して当該平均位置μ(エッジ2b)に向かって上記加工ヘッド7aからレーザ光Lzを連続照射させてレーザ溶接による接合を開始するようになっている。   The control panel 14 outputs an operation signal to the rotating jig 6 to rotate the temporary assembly tube 1a when the edge position inspection device 10 gives an inspection result that the edge 2b is in the correct position. The operation signal is output to the electric cylinder 8 and the machining head 7a is slid to adjust the irradiation position of the laser light Lz to the average position μ, and the operation signal is output to the laser oscillator 7b. Laser beam Lz is continuously irradiated from the processing head 7a toward the average position μ (edge 2b) to start joining by laser welding.

一方、上記制御盤14は、上記エッジ位置検査装置10によって上記エッジ2bが正しい位置にないという検査結果が出た場合、上記レーザ発振器7b及び上記回転治具6に停止信号を出力して接合作業を終了させるよう構成されている。   On the other hand, the control panel 14 outputs a stop signal to the laser oscillator 7b and the rotating jig 6 when the edge position inspection device 10 gives an inspection result indicating that the edge 2b is not in the correct position. Is configured to terminate.

次に、上記レーザ溶接機20による上記燃料給油管1の組み立てについて説明する。   Next, the assembly of the fuel supply pipe 1 by the laser welding machine 20 will be described.

まず、作業者は、リテーナ3の一端側を給油管本体2の他端側に内嵌合させて仮組立管1aにするとともに、該仮組立管1aにおけるリテーナ3の雌螺旋部3cに回転治具6における回転軸6cの雄螺旋部6dを螺合させて上記仮組立管1aを上記回転治具6にセットする。すると、図6に示すように、加工ヘッド7aのレーザ光Lzが上記仮組立管1aにおける給油管本体2のエッジ2bを斜め上方から照射する位置になる。   First, an operator fits one end side of the retainer 3 into the other end side of the oil supply pipe body 2 to make a temporary assembly pipe 1a, and also rotates the female spiral portion 3c of the retainer 3 in the temporary assembly pipe 1a. The provisional assembly tube 1 a is set on the rotating jig 6 by screwing the male spiral portion 6 d of the rotating shaft 6 c in the tool 6. Then, as shown in FIG. 6, the laser beam Lz of the machining head 7a is positioned to irradiate the edge 2b of the oil supply pipe body 2 in the temporary assembly pipe 1a from obliquely above.

次に、作業者は、図示しない溶接開始ボタンを押す。すると、制御盤14は、回転治具6及び撮影ユニット9に作動信号を出力し、その信号に基づいて上記回転治具6は仮組立管1aを1回転させ、且つ、上記CCDカメラ9bは、上記仮組立管1aにおけるエッジ2bを含む領域を連続撮影する。   Next, the operator presses a welding start button (not shown). Then, the control panel 14 outputs an operation signal to the rotating jig 6 and the photographing unit 9, and based on the signal, the rotating jig 6 rotates the temporary assembly tube 1a once, and the CCD camera 9b The region including the edge 2b in the temporary assembly tube 1a is continuously photographed.

次いで、輝度値演算部4aは、撮影画像Pの所定位置から上記エッジ2bと交差する方向に連続する各画素の輝度を順に演算して輝度値R(x=1…N:xは画素番号)を複数の画素列V(y=1…N:yは画素列番号)でそれぞれ取得する。例えば、図3に示すように、撮影画像Pにおいてエッジ2bの延長方向に4つずつ飛ばした位置の各画素列Vの各画素xの輝度値Rを演算する。 Next, the brightness value calculation unit 4a sequentially calculates the brightness of each pixel that continues from the predetermined position of the captured image P in the direction intersecting the edge 2b to calculate the brightness value R x (x = 1... N: x is the pixel number). ) With a plurality of pixel columns V y (y = 1... N: y is a pixel column number). For example, as shown in FIG. 3, the luminance value R x of each pixel x in each pixel row V y at a position where the captured image P is skipped by four in the extending direction of the edge 2 b is calculated.

さらに、輝度変化量演算部4bは、各画素列Vにおいて、画素番号x−n(nは所定の自然数)の輝度値Rx−nから輝度値Rへの変化量Cをそれぞれ演算する。 Further, the luminance change amount calculation unit 4b, in each pixel column V y, respectively calculating the luminance values R x-n from the luminance value change amount C x to R x of the pixel number x-n (n is a predetermined natural number) To do.

その後、エッジ画素抽出部4cは、各画素列Vにおいて、以下に示す式(1)
輝度値R<設定値T (1)
を満たすか、又は、以下に示す式(2),(3)
輝度値R≧設定値T、変化量C<設定値P (2)
輝度値R≧設定値T、変化量C>設定値P (3)
のいずれか1つを満たす画素番号xの画素を上記エッジ2bに対応するエッジ対応画素E(yは自然数)として抽出する。
Thereafter, the edge pixel extraction unit 4c performs the following expression (1) for each pixel column V y .
Luminance value R x <setting value T 1 (1)
Or the following formulas (2) and (3)
Luminance value R x ≧ set value T 1 , change amount C x <set value P 1 (2)
Luminance value R x ≧ setting value T 1 , change amount C x > setting value P 2 (3)
Is extracted as an edge corresponding pixel E y (y is a natural number) corresponding to the edge 2b.

図4(a)は、仮組立管1aの表面の撮影領域における反射率が全体的に低い状態で、且つ、エッジ2bにバリがない状態においてCCDカメラ9bで撮影した撮影画像Pの所定の画素列Vについて各画素xの輝度値Rを演算した結果のグラフである。通常、給油管本体2の他端側にリテーナ3を内嵌合させるとエッジ2bによってリテーナ3の表面に影ができるので、当該影が出来た領域はその他の領域より反射率が低くなる。そして、エッジ2bに対応する画素X10の輝度値R10は、設定値Tより低い領域に位置する。したがって、予め設定した設定値Tより低い輝度値Rを見つけることで当該輝度値Rに対応する画素をエッジ2bに対応する画素Eであるとして抽出することができる。 FIG. 4A shows a predetermined pixel of a photographed image P photographed by the CCD camera 9b in a state where the reflectance in the photographing region on the surface of the temporary assembly tube 1a is generally low and there is no burr on the edge 2b. for column V y is a graph of a result obtained by calculating the luminance values R x for each pixel x. Usually, when the retainer 3 is fitted inside the other end of the oil supply pipe body 2, a shadow is formed on the surface of the retainer 3 by the edge 2b, so that the region where the shadow is formed has a lower reflectance than the other regions. Then, the luminance value R 10 of the pixel X 10 corresponding to the edge 2b is positioned lower than the set value T 1 region. Therefore, by finding a luminance value R x lower than the preset setting value T 1 , the pixel corresponding to the luminance value R x can be extracted as the pixel E y corresponding to the edge 2b.

また、図4(b)は、色調の変化により仮組立管1aの表面の撮影領域における反射率が全体的に高い状態で、且つ、エッジ2bにバリがない状態においてCCDカメラ9bで撮影した撮影画像Pの所定の画素列Vについて各画素xの輝度値Rを演算した結果のグラフである。仮組立管1a表面の撮影領域において反射率が高くなると、撮影画像の全画素の輝度値Rが上がってしまい、上述の如き設定値Tより低い領域の輝度値Rを見つけることでエッジ2bに対応する画素X10を見つけるといったことが出来なくなる。このような場合においても、エッジ2bに対応する画素X10の輝度値R10が画素Xの輝度値Rに比べて大きく下がっていることに着目して、各画素の輝度値Rの変化量Cが予め設定した設定値Pより大きく下がる結果となっているか否かというように、エッジ2bに対応する画素X10の輝度値R10とその他の領域の画素の輝度値とを相対評価することでエッジ2bに対応する画素Xを抽出するようになっている。したがって、撮影画像の全画素の輝度値が上昇変化した場合においても確実にエッジ2bに対応する画素Eを抽出することができる。 Further, FIG. 4B shows a photograph taken with the CCD camera 9b in a state where the reflectance in the photographing region on the surface of the temporary assembly tube 1a is generally high due to a change in color tone and there is no burr on the edge 2b. for a given pixel column V y of the image P is a graph of a result obtained by calculating the luminance values R x for each pixel x. When the reflectance is high in the imaging area of the preassembled tube 1a surface, goes back up luminance values R x of all the pixels of the captured image is an edge in finding the luminance values R x lower than such a set value T 1 of the above-described area it can not be such as to find the pixel X 10 corresponding to 2b. In such a case, the luminance value R 10 of the pixel X 10 corresponding to the edge 2b is focused on that has dropped greatly in comparison with the luminance values R 9 pixel X 9, the luminance value R x of each pixel variation C x is such that whether or not a larger drop results than the set value P 1 set in advance, and a luminance value of the pixels of the other regions with the luminance value R 10 of the pixel X 10 corresponding to the edge 2b A pixel Xn corresponding to the edge 2b is extracted by relative evaluation. Therefore, even when the luminance values of all the pixels of the photographed image increase and change, the pixel E y corresponding to the edge 2b can be reliably extracted.

さらに、図4(c)は、仮組立管1aの表面の撮影領域における反射率が全体的に低い状態で、且つ、エッジ2bにバリがある状態においてCCDカメラ9bで撮影した撮影画像Pの所定の画素列Vについて各画素xの輝度値Rを演算した結果のグラフである。通常、エッジ2bにバリがあるとその部分だけ反射率が異常に高くなるので、エッジ2bに対応する画素X10の輝度値R10が上がってしまい、設定値Tより低い領域に位置しなくなる。このような場合においても、エッジ2bに対応する画素X10の輝度値R10がその他の領域の画素Xの輝度値Rより大きく上がっていることに着目して、各画素の輝度値Rの変化量Cが予め設定した設定値Pより大きく上がる結果となっているか否かというように、エッジ2bに対応する画素X10の輝度値R10とその他の領域の画素の輝度値とを相対評価することでエッジ2bに対応する画素Xを抽出するようになっている。したがって、バリの影響で撮影画像Pにおけるエッジ2b周りの画素の輝度値が低くならない場合においても、確実にエッジ2bに対応する画素を抽出することができる。 Further, FIG. 4C shows a predetermined image of a photographed image P photographed by the CCD camera 9b in a state in which the reflectance in the photographing region on the surface of the temporary assembly tube 1a is generally low and there is a burr on the edge 2b. it is a graph of a result obtained by calculating the luminance value R x of each pixel x for the pixel column V y. Usually, when there is a burr on the edge 2b that part only reflectance becomes too goes back up the luminance value R 10 of the pixel X 10 corresponding to the edge 2b, no longer located lower than the set value T 1 region . In such a case, by focusing on the luminance value R 10 of the pixel X 10 corresponding to the edge 2b is raised greater than the luminance value R 9 pixels X 9 other region, the luminance value R of each pixel as of whether x of variation C x is a greater rise results than the set value P 2 set in advance, luminance values R 10 and luminance values of the pixels in the other areas of the pixel X 10 corresponding to the edge 2b Are extracted relative to each other by extracting the pixel Xn corresponding to the edge 2b. Therefore, even when the luminance value of the pixels around the edge 2b in the captured image P does not decrease due to the influence of burrs, the pixel corresponding to the edge 2b can be reliably extracted.

しかる後、エッジ位置判定部4dは、図5に示すように、抽出した各エッジ対応画素Eのうち隣り合うエッジ対応画素Eの差が異常に大きいエッジ対応画素Eをそれぞれ異常データとして削除する(図5の各g部参照)とともに、残りの各エッジ対応画素Eを移動平均化法で平滑化処理してエッジ対応画素E’を得る。 Thereafter, the edge position determination unit 4d, as shown in FIG. 5, the difference between the edge corresponding pixel E y adjacent of each edge corresponding pixel E y extracted by the abnormally large edge corresponding pixel E y respectively as abnormal data At the same time, the remaining edge-corresponding pixels E y are smoothed by a moving average method to obtain edge-corresponding pixels E ′ y .

さらに、エッジ位置判定部4dは、エッジ対応画素E’が設定値Q<E’<設定値Qを満たすとエッジ2bが正しい位置であると判定する一方、上記設定値Q<E’<設定値Qを満たさないとエッジ2bが正しい位置でないと判定する。 Furthermore, the edge position determination unit 4d determines that the edge 2b is in the correct position when the edge corresponding pixel E ′ y satisfies the setting value Q 1 <E ′ y <setting value Q 2 , while the setting value Q 1 < If E ′ y <set value Q 2 is not satisfied, it is determined that the edge 2b is not in the correct position.

また、平均位置算出部4eは、演算した複数のエッジ対応画素E’においてエッジ2bの延長方向と交差する方向のばらつきに対する平均位置μを算出する。 In addition, the average position calculation unit 4e calculates an average position μ with respect to the variation in the direction intersecting the extending direction of the edge 2b in the plurality of calculated edge corresponding pixels E ′ y .

そして、上記エッジ位置判定部4dによって上記エッジ2bが正しい位置にあるという検査結果が出た場合、制御盤14は、上記回転治具6に作動信号を出力して上記仮組立管1aを回転させるとともに、上記電動シリンダ8に作動信号を出力して上記加工ヘッド7aをスライド移動させることでレーザ光Lzの照射位置を平均位置μに合わせる。さらに、上記制御盤14は、上記レーザ発振器7bに作動信号を出力して平均位置μに向かって加工ヘッド7aからレーザ光Lzを連続照射し、エッジ2b及びリテーナ3の表面を溶融させるとともに凝固させて環状接合部Wを形成することで燃料給油管1を得る。   When the edge position determination unit 4d gives an inspection result that the edge 2b is in the correct position, the control panel 14 outputs an operation signal to the rotating jig 6 to rotate the temporary assembly tube 1a. At the same time, the operation signal is output to the electric cylinder 8 and the machining head 7a is slid to adjust the irradiation position of the laser beam Lz to the average position μ. Further, the control panel 14 outputs an operation signal to the laser oscillator 7b and continuously irradiates the laser beam Lz from the machining head 7a toward the average position μ, thereby melting and solidifying the surface of the edge 2b and the retainer 3. Thus, the fuel supply pipe 1 is obtained by forming the annular joint W.

一方、上記エッジ位置判定部4dによって上記エッジ2bが正しい位置でないという検査結果が出た場合、上記レーザ発振器7b及び上記回転治具6に停止信号を出力して接合作業を終了させる。   On the other hand, when the edge position determination unit 4d gives an inspection result that the edge 2b is not in the correct position, a stop signal is output to the laser oscillator 7b and the rotating jig 6 to finish the joining operation.

以上より、本発明の実施形態によると、給油管本体2やリテーナ3の表面における撮影領域の色調のばらつきやバリといった外乱要因があってもエッジ2bに対応する画素を間違って抽出してしまうといったことを防ぐことができるので、エッジ2bが正しい位置にあるか否かというのを正しく検査することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, pixels corresponding to the edge 2b are erroneously extracted even if there is a disturbance factor such as variation in color tone or burrs in the photographing region on the surface of the oil supply pipe body 2 or the retainer 3. Therefore, it can be correctly inspected whether or not the edge 2b is in the correct position.

また、仮組立管1aの重合部分における給油管本体2のエッジ2bがレーザ光Lzの照射位置に対してエッジ2bの延長方向と交差する方向にずれない状態でレーザ溶接を行えるようになるので、給油管本体2とリテーナ3とをレーザ溶接による接合で確実に繋ぐことができる。また、エッジ2bが正しい位置にない場合、レーザ溶接によって給油管本体2とリテーナ3との接合を行わないので、不良品が出るのを減らすことができて材料コストが嵩まない。   In addition, since the edge 2b of the oil supply pipe body 2 in the overlapped portion of the temporary assembly pipe 1a can be laser-welded in a state where it does not shift in the direction intersecting with the extending direction of the edge 2b with respect to the irradiation position of the laser light Lz, The oil supply pipe body 2 and the retainer 3 can be reliably connected by joining by laser welding. Further, when the edge 2b is not in the correct position, the oil supply pipe body 2 and the retainer 3 are not joined by laser welding, so that the occurrence of defective products can be reduced and the material cost does not increase.

さらに、レーザ光Lzを平均位置μに向かって照射するので、エッジ2bに対してエッジ2bの延長方向にレーザ光Lzを移動させた際、レーザ光Lzのエッジ2bへの照射位置がエッジ2bの全領域に亘って最もバランスの良い位置になり、仮組立管1aにおけるエッジ2bの全領域に亘る部分において溶け込み領域が広くなり、給油管本体2とリテーナ3との間の溶け込み不良を確実に防ぐことができる。   Further, since the laser beam Lz is irradiated toward the average position μ, when the laser beam Lz is moved in the extending direction of the edge 2b with respect to the edge 2b, the irradiation position of the laser beam Lz to the edge 2b is the edge 2b. It becomes the most well-balanced position over the entire area, and the penetration area is widened in the portion of the temporary assembly pipe 1a that extends over the entire area of the edge 2b, thereby reliably preventing the poor penetration between the oil supply pipe body 2 and the retainer 3. be able to.

尚、本発明の実施形態では、エッジ画素抽出部4cにより抽出した各エッジ対応画素Eを平滑化処理して得た値E’が設定値Q<E’<設定値Qを満たすか否かでエッジ2bが正しい位置にあるか否かを判定しているが、平滑化処理する前の値Eを用いて設定値Q<E<設定値Qを満たすか否かでエッジ2bの位置が正しいか否かを判定するようにしてもよい。 In the embodiment of the present invention, the value E ′ y obtained by smoothing each edge-corresponding pixel E y extracted by the edge pixel extraction unit 4 c is set as the set value Q 1 <E ′ y <set value Q 2 . Whether or not the edge 2b is in the correct position is determined based on whether or not it is satisfied, but whether or not the set value Q 1 <E y <set value Q 2 is satisfied using the value E y before smoothing processing Therefore, it may be determined whether or not the position of the edge 2b is correct.

また、本発明の実施形態では、撮影ユニット9においてCCDカメラ9bを用いているがCMOSカメラを用いて撮影を行ってもよい。   In the embodiment of the present invention, the CCD camera 9b is used in the shooting unit 9, but shooting may be performed using a CMOS camera.

また、本発明の実施形態では、給油管本体2の他端側にリテーナ3を内嵌合してその重合部分を環状接合部Wで繋いで燃料給油管1を組み立てる場合について説明したが、リテーナ3を給油管本体2の他端側に外嵌合してその重合部分を環状接合部Wで繋いで燃料給油管1を組み立てるような場合においても上記レーザ溶接機20を用いることができる。   Further, in the embodiment of the present invention, the case has been described in which the retainer 3 is internally fitted to the other end side of the fuel supply pipe body 2 and the overlapping portion is connected by the annular joint W to assemble the fuel fuel supply pipe 1. The laser welding machine 20 can also be used when the fuel supply pipe 1 is assembled by connecting 3 to the other end side of the fuel supply pipe body 2 and connecting the overlapping portions with the annular joint W.

また、本発明の実施形態では、CCDカメラ9bで仮組立管1aのエッジ2bを含む領域を連続撮影しているが、連続撮影が必須ではなく、仮組立管1aのエッジ2bを含む領域をエッジ2bの延出方向に所定の間隔をあけて撮影するようにしてもよいし、仮組立管1aのエッジ2bを含む領域における特定箇所のみを撮影するようにしてもよい。   In the embodiment of the present invention, the CCD camera 9b continuously captures the region including the edge 2b of the temporary assembly tube 1a. However, continuous imaging is not essential, and the region including the edge 2b of the temporary assembly tube 1a is defined as the edge. Images may be taken at a predetermined interval in the extending direction of 2b, or only a specific part in the region including the edge 2b of the temporary assembly tube 1a may be taken.

また、本発明の実施形態では、回転治具6で仮組立管1aを回転させることにより加工ヘッド7aから照射するレーザ光Lzをエッジ2bの延長方向に沿って移動させているが、仮組立管1aに対して加工ヘッド7aを移動させることによりレーザ光Lzをエッジ2bの延長方向に沿って移動させてもよく、仮組立管1a及び加工ヘッド7aの少なくとも一方を相手方に対して移動させることによりレーザ光Lzをエッジ2bの延長方向に沿って移動させればよい。   In the embodiment of the present invention, the laser light Lz irradiated from the machining head 7a is moved along the extending direction of the edge 2b by rotating the temporary assembly tube 1a with the rotating jig 6, but the temporary assembly tube The laser beam Lz may be moved along the extending direction of the edge 2b by moving the machining head 7a with respect to 1a, or by moving at least one of the temporary assembly tube 1a and the machining head 7a with respect to the other party. The laser beam Lz may be moved along the extending direction of the edge 2b.

また、本発明の実施形態では、エッジ位置検査装置10をレーザ溶接機20に適用したが、その他の機器にも使用できる。   In the embodiment of the present invention, the edge position inspection device 10 is applied to the laser welding machine 20, but it can also be used for other devices.

また、本発明の実施形態では、レーザ溶接機20を燃料給油管1の組み立てに使用したが、例えば、2つの金属板を重ね合わせてその重合部分のエッジ周りをレーザ溶接によって接合する際においても使用できる。   Further, in the embodiment of the present invention, the laser welding machine 20 is used for assembling the fuel supply pipe 1, but, for example, when two metal plates are overlapped and the periphery of the overlapping portion is joined by laser welding. Can be used.

また、本発明の実施形態では、撮影画像Pにおいてエッジ2bの延長方向に4つずつ飛ばした位置の各画素列Vの各画素xの輝度値Rを演算してエッジ2bの位置検出に用いているが、これに限らず、例えば、エッジ2bの延長方向において1つずつ隣り合う位置の各画素列Vの各画素xの輝度値Rをそれぞれ演算してエッジ2bの位置検出に用いてもよいし、エッジ2bの延長方向に隣り合う複数の画素列Vにおける各画素xの輝度値Rを平均化した輝度値R’をエッジ2bの位置検出に用いてもよい。 In the embodiments of the present invention, the position detection of the edge 2b calculates the luminance value R x of each pixel x of each pixel column V y of four each skip position in the extending direction of the edge 2b the captured image P are used, not limited to this, for example, the luminance value R x of each pixel x of each pixel column V y position adjacent one by one in the extending direction of the edge 2b to the position detection of each operation on the edge 2b Alternatively, the luminance value R ′ x obtained by averaging the luminance values R x of the respective pixels x in the plurality of pixel rows V y adjacent in the extending direction of the edge 2 b may be used for detecting the position of the edge 2 b.

本発明は、2つの金属部材の重合部分における一方の金属部材のエッジが正しい位置にあるか否かを検査するエッジ位置検査装置、及びその装置を用いたレーザ溶接機に適している。   The present invention is suitable for an edge position inspection apparatus that inspects whether or not the edge of one metal member in the overlapped portion of two metal members is in the correct position, and a laser welding machine using the apparatus.

2 給油管本体(金属部材)
2b エッジ
3 リテーナ(金属部材)
4 電子計算機(エッジ検査手段)
4a 輝度値演算部
4b 輝度変化量演算部
4c エッジ画素抽出部
4d エッジ位置判定部
4e 平均位置算出部
6 回転治具(レーザ光移動手段)
7 接合手段
7a 加工ヘッド
7b レーザ発振器
9b CCDカメラ
10 エッジ位置検査装置
14 制御盤(制御手段)
20 レーザ溶接機
2 Oil supply pipe body (metal member)
2b Edge 3 Retainer (Metal member)
4 Electronic computer (edge inspection means)
4a Luminance value calculation unit 4b Luminance change calculation unit 4c Edge pixel extraction unit 4d Edge position determination unit 4e Average position calculation unit 6 Rotating jig (laser beam moving means)
7 Joining means 7a Processing head 7b Laser oscillator 9b CCD camera 10 Edge position inspection device 14 Control panel (control means)
20 Laser welding machine

Claims (3)

2つの金属部材の重合部分において一方の金属部材のエッジが含まれる領域を撮影するカメラと、
該カメラに接続され、当該カメラによる撮影画像を基に上記エッジの位置を検出するエッジ検出手段とを備え、
該エッジ検出手段は、上記撮影画像の所定位置から上記エッジと交差する方向に連続する各画素の輝度を順に演算して輝度値R(x=1…N:xは画素番号)を複数の画素列V(y=1…N:yは画素列番号)でそれぞれ取得する輝度値演算部と、
上記各画素列Vにおいて、画素番号x−n(nは所定の自然数)の輝度値Rx−nから輝度値Rへの変化量Cをそれぞれ演算する輝度変化量演算部と、
上記各画素列Vにおいて、以下に示す式(1)
輝度値R<設定値T (1)
を満たすか、又は、以下に示す式(2),(3)
輝度値R≧設定値T、変化量C<設定値P (2)
輝度値R≧設定値T、変化量C>設定値P (3)
のいずれか1つを満たす画素番号xの画素を上記エッジに対応するエッジ対応画素Eとして抽出するエッジ画素抽出部と、
該エッジ画素抽出部により抽出した各エッジ対応画素E、又は当該複数のエッジ対応画素Eを平滑化処理して得た値E’が設定値Q<E<設定値Q、又は設定値Q<E’<設定値Qを満たすとエッジが正しい位置にあると判定する一方、上記設定値Q<E<設定値Q、又は設定値Q<E’<設定値Qを満たさないとエッジが正しい位置にないと判定するエッジ位置判定部とを備えていることを特徴とするエッジ位置検査装置。
A camera that captures an area in which the edge of one metal member is included in the overlapping portion of two metal members;
An edge detection means connected to the camera and detecting the position of the edge based on an image captured by the camera;
The edge detection means sequentially calculates the luminance of each pixel continuous in a direction intersecting the edge from a predetermined position of the captured image, and calculates a plurality of luminance values R x (x = 1... N: x is a pixel number). A luminance value calculation unit respectively obtained by a pixel column V y (y = 1... N: y is a pixel column number);
A luminance change amount calculation unit for calculating a change amount C x from the luminance value R x-n to the luminance value R x of the pixel number x−n (n is a predetermined natural number) in each of the pixel columns V y ;
In each pixel column V y , the following expression (1)
Luminance value R x <setting value T 1 (1)
Or the following formulas (2) and (3)
Luminance value R x ≧ set value T 1 , change amount C x <set value P 1 (2)
Luminance value R x ≧ setting value T 1 , change amount C x > setting value P 2 (3)
An edge pixel extraction unit that extracts a pixel having a pixel number x satisfying any one of the above as an edge corresponding pixel E y corresponding to the edge;
The edge pixel extracting unit each edge corresponding pixel E y extracted by, or the plurality of edges corresponding pixel value E 'y obtained the E y and smoothed the set value Q 1 <E y <set value Q 2, Alternatively, when the set value Q 1 <E ′ y <set value Q 2 is satisfied, the edge is determined to be in the correct position, while the set value Q 1 <E y <set value Q 2 or the set value Q 1 <E ′. y <does not satisfy the set value Q 2 when the edge position inspection apparatus characterized by and a and determining the edge position determination edge is not in the correct position.
請求項1に記載のエッジ位置検査装置と、
光を増幅させてレーザ光を得るレーザ発振器、及び該レーザ発振器で得られたレーザ光を上記エッジに向けて照射可能な加工ヘッドを有する接合手段と、
上記両金属部材及び上記加工ヘッドの少なくとも一方を相手方に対して移動させることにより上記加工ヘッドから照射するレーザ光を上記エッジの延長方向に沿って移動させるレーザ光移動手段と、
上記エッジ位置検査装置、接合手段及びレーザ光移動手段に接続され、当該エッジ位置検査装置、接合手段及びレーザ光移動手段を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、上記エッジ位置検査装置によって上記エッジが正しい位置にあるという検査結果が出た場合、上記接合手段及び上記レーザ光移動手段に作動信号を出力して上記両金属部材及び上記加工ヘッドの少なくとも一方を移動させながら上記エッジにレーザ光を照射してレーザ溶接による接合を開始する一方、上記エッジ位置検査装置によって上記エッジが正しい位置にないという検査結果が出た場合、上記接合手段及び上記レーザ光移動手段に停止信号を出力するよう構成されていることを特徴とするレーザ溶接機。
The edge position inspection device according to claim 1;
A laser oscillator for amplifying light to obtain laser light, and a joining means having a processing head capable of irradiating the laser light obtained by the laser oscillator toward the edge;
Laser beam moving means for moving the laser beam irradiated from the processing head along the extending direction of the edge by moving at least one of the metal members and the processing head with respect to the counterpart;
A control means for controlling the edge position inspection device, the joining means and the laser light moving means, connected to the edge position inspection device, the joining means and the laser light moving means;
The control means outputs an operation signal to the joining means and the laser beam moving means to output the both metal members and the machining head when an inspection result indicating that the edge is in a correct position is output by the edge position inspection device. When the edge position inspection device gives an inspection result indicating that the edge is not in the correct position while irradiating the edge with laser light while moving at least one of the edge, the joining means and A laser welding machine configured to output a stop signal to the laser beam moving means.
請求項2に記載のレーザ溶接機において、
上記エッジ検出手段は、上記演算した複数のエッジ対応画素Eにおいてエッジ延長方向と交差する方向のばらつきに対する平均位置μを算出する平均位置算出部を有し、
上記制御手段は、レーザ溶接による接合を開始する際、上記接合手段に作動信号を出力して上記平均位置μに向かって上記加工ヘッドからレーザ光を照射させることを特徴とするレーザ溶接機。
In the laser welding machine according to claim 2,
The edge detection unit includes an average position calculation unit that calculates an average position μ with respect to the variation in the direction intersecting the edge extension direction in the calculated plurality of edge corresponding pixels E y .
The control means, when starting the joining by laser welding, outputs an operation signal to the joining means and irradiates the processing head with laser light toward the average position μ.
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