JPH0215896A - 溶接ビードの品質検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＴＩＧ溶接における溶接ビードの品質検査装置
に係り、特に溶接ビードの高さと位置を検出して溶け込
み不足の判定を自動的に行なう品質検査装置に関する。

〔従来の技術〕

２枚の鋼板などの被溶接部材の端面を当接させ、その突
合せ部に沿ってタングステン電極などの非消耗性電極を
走行させ、電極と鋼板≧の間に電圧を印加して溶接を行
なうＴＩＧ溶接におい・て、電極の走行線に被溶接部材
の突合せ部が一致していないとビードの芯ずれによる・
溶け込み不足が発尖する。

このビードの芯ずれの検査は従来は通常目視によって行
ない、溶接品質の良否を判定して選別していた。また例
えば自動車の足回りプレ各部品のブランク材をＴＩＧ溶
接により接合する工程のように、連続ロフト生産するラ
インでは抜き取りで品質、検査を行なっていた。

また１、溶接品質の検査手段としては、特開昭５６−１
０２３７５号公報に記載された本うに、溶接部の温度を
測定してこの温度が予め設定された温度になるように躊
接入熱量を制御する溶接方法や特公昭５８−４１１４７
号公報及び轡公昭５９−８４７２号公報にそれぞれ記載
されたように、アーク溶接途上の通電波形を矩形波に整
形し。

アーク切れに対応する波形変化の回数を検出して、この
・回数により溶接不良信号を発するアーク溶接の良否判
定装置及び方法などが公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のようにＴＩＧ溶接時のビードの芯
ずれを目視によって検査する場合は、突合せ部が溶接ビ
ードでなくなり、ビードの芯ずれによる溶け込み不足の
判定を目視で行なうことは固層であるという問題があっ
た。また、連続ロット生産ラインで抜き取りで行なう品
質検査では、不良品を完全に選別することは不可能であ
り、全数検査をする場合は専任の検査作業者が必要とな
り検査工数が多くなる欠点があった。特に大形素材を検
査する場合は安全上の問題もあった。

なお、前記各公報による提案はすべてＴＩＧ溶接におけ
る溶接ビードの芯ずれの検査については配慮されていな
かった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＴＩＧ
溶接における溶接ビードの高さ及び芯ずれを測定し、溶
接ビードの溶け込み不足の判定を自動的に行なうことの
できる溶接ビードの品質検査装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、一対の被溶接部
材を当接させ、非消耗性電極によって接合面をＴＩＧ溶
接する場合の溶接ビードの品質検査装置において、前記
被溶接部材の溶接部の裏ビード側を該ビードの幅方向に
走査して該ビードの高さを測定する距離センサと、該距
離センサの前記ビード幅方向における位置を検出する検
″出手段とを具備し、前記距離センサが検出したビード
高さの最高値と、このときの該距離センサの位置とによ
って溶接ビードの溶け込み不足を判定するようにしたも
のである。

〔作用〕

上記の構成によると、距離センサの走査始端及び終端付
近のビードが形成されていない被溶接部材の表面及びビ
ードの最高高さまでの距離センサからの距離を該距離セ
ンサによってそれぞれ測定することにより、ビード高さ
を求めるごとができる。また□突き合わされた一対の被
溶接部材の突合せ端面の両端において、前記距離センサ
をビード幅方向に走査す゛ることにより、走査始端から
の距離を位置検出手段により求め同様にビードの最高高
さまでの距離を求めると−”とによりビード芯ずれ量を
□゛求めることができる。そしてこれらの測定されたビ
ード高さと芯ずれ量の関係を予め設定された値と対比す
ることによりビード品質の良否を自動的に判定するセと
がで台る。

〔実□施例〕

以下１本発明に係る“溶接′ビ゛−ドの品質検査装置の
一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に本実施例による品質検査装置の概略構成番余す
９図において、羊−タ゛１により回転能動されるボール
ネジ２には公゛如の距離センサ３が螺合しており、ボー
ルネジ２の・−転により距離センサ？Ａ？Ｊ％矢印Ａ−
Ａ方向に一定の範囲のストローク内で往復移動するよう
になっている。またボールネジ２の一端にはこのボール
ネジ２の回転角度を検出するエンコーダ４が設けられて
いる。

そして１図示せぬ検査台上には一対の鋼板５ａ。

５ｂの突合せ端面をＴＩＧ溶接された被測定物５が裏ビ
ード側を上面にしてビード６の幅方向が前記距離センサ
３の走査方向と一致するように載置されており、前記検
査台はビード６と平行、の方向に移動可能となっている
。また前記エンコーダ４が検出した距離センサ３の位置
信号と、この距離センサ３が検出した被測定物５の表面
までの距離信号とはコンビ五−タフに入力され、このコ
ンピュータ７に記憶された基準値と比、較されるように
なっている。

なお、距離セン号：３が往復移動するストローク範囲は
、被測定物５に形成されたビード６の幅より大きくなっ
ている。

次に、本実施例の作用を第１図乃至第５図を参照して説
明する。

毛−夕１によって回転駆動されるボニルネジ２の所定の
回転角度ごとにエンコーダ４からパルスが発振し、この
パルス数によって距離センサ３の走査始端からの位置信
号をコンピュータ７に入力する。またエンコーダ４がパ
ルスを発振する都度。

被測定物５のビード６の幅方向に走査する距離センサ３
が検出した被測定物５の表面までの距離信号をコンピュ
ータ７に入力する。

次に、第２図に示すように、距離センサ３が走査始端及
び終端側の被測定物５の突合せ端面部をそれぞれ矢印Ｂ
、Ｃで示すように走査して、距離センサ３が検出した距
離信号をコンピュータ７に入力する。

上記のようにコンピュータ７に入−力された距離及び位
置の計測値をもちいて１、ビー、ドロの高、さ及び位置
を演算する方法を以下に説明する。

コンピュータ７に入力された距離センサ３からの距離の
計測値を、ビード６の幅方向にねたってパルス関与に順
次比較して、第３図に示す最小値Ｚ　ｍｉｎを求める０
次にコンピュータ７に入力され走査始端から被測定物５
の突合せ端面部までのエンコーダ４の相当パルス数Ｎｐ
から次式（１）によりその間の寸法Ｙ　ｍｉｎを求める
。

Ｙｍｉｎ＝Ｎｐ　ＸＣ・　・　・　（１）ここでＣは距
離センサ３の走査ストロークをその間で発生するエンコ
ーダ４のパルス数で割った定数である。次に走査始端及
び終端付近におけるビード６が形成されていない被測定
物５の表面までの距離Ｚ１．Ｚ２を求める。

次に、距離センサ３の走査始端よりパルス関与のコンピ
ュータ７に入力された距離信号を順次比較して、被測定
物５の突合せ端面部で発生する予め設定された段差値以
上に変化した位置における両側のパルス数Ｎｓ、Ｎｅを
求め、前述の場合と同様に次式（２）、（３）により第
４図に示す走査始端から両側の突合せ端面位置Ｙｓ、Ｙ
ｅ・を求める。

Ｙｓ＝ＮｓｘＣ・　・　・　（２） Ｙｅ＝ＮｅｘＣ・　・　・　（３） 次に、接合部におけるビード計測位置の被測定物５同志
の突合せ位置ｙｂを式（４）によって求める。

Ｙｂ＝Ｙｓ　−（Ｙｓ−Ｙｅ）　　×ｆｌ／Ｌ　・　・
　・　（４）ここでＬはＹｓ、Ｙｅ間の走査間距離、Ω
はＹｓからｙｂまでの距離である。

上記のようにして求めたＺｍｉｎ、　Ｚ工、Ｚ２゜Ｙｍ
ｉｎ、Ｙｂの値によりビード高さＨおよびビード芯ずれ
Ｓを式（５）、（６）によって求める。

Ｈ＝　（Ｚｉ＋Ｚｚ）Ｘｉ／２−Ｚｍｉｎ・・・　（５
）Ｓ＝Ｙｍ１ｎ−Ｙｂ・・・　（６） 第５図は溶接条件を種々変化させたときの裏ビードのビ
ード高さＨ及びビード芯ずれＳとビード品質との関係を
示したものであり、白丸は良好ビード、黒丸は不良ビー
ドを示す。この図を使用してビード品質の良否を判定す
る。

図から判るようにＳ＜ＳｌのときはＨ＞Ｈ，。

Ｓ１≦Ｓ＜Ｓ、のときはＨ＞Ｈ，とすれば、誤判定の少
ない検査ができる。第６図は第５図に示すビード６の良
否判定に使用した良好ビード（ａ）と不良ビード（ｂ）
とを示すもので、ビード６が被測定物５の突合せ面５ｃ
を被覆しているものは良好ビードとし、突合せ面５ｃを
被覆せず溶け込み不足５ｄがあるものは不良ビードとし
た。

なお、図中の７寸法（ヒケ深さ）をビード高さ計測、演
算と同じ方法で求め、この値を基準値と比較する事を追
加すれば更に信頼性の高い判定が可能である。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。

第７図は自動車用足回りプレス部品のブランク材をＴＩ
Ｇ溶接で接合して作る製造工程を示す。

３個の素材８，９．１０を（ａ）工程においてデイスタ
ックフィーダで溶接工程（ｂ）へ送り、この溶接工程（
ｂ）において素材８と９及び９と１０をそれぞれの接合
部１１．１２でＴＩＧ溶接し、搬送中または検査工程（
０）において反転して裏ビード側を上面とし、この検査
工程（Ｃ）において上述したような検査を行なう。

この場合、第８図に示すように距離センサ３を走査させ
、両端の軌跡１３．１４において被測定物５ａ、５ｂの
突合せ端面５ｃの位置を求め、軌跡１５乃至３３におい
て各接合部のビード高さＨと芯ずれ量Ｓを求める。この
ような測定をビード６の全長の複数個所について行ない
、前述したようなビード６の良否判定を行ない、この結
果を第９図に示す積込装置３４に指令し、積込工程（ｄ
）で検査の終った被測定物５を選別して良品を良品パレ
ット３５に、不良品′・二を゛不良品パレット３６に積
み込むが、この際にコンピュータ７から発せられる判定
結果を積込装置３４を制御する制御装置３７に指令し、
モータ３８によって駆動される積込用搬送機３９で積み
分けを行なう。

本実施例によれば、被測定物５のビード６の高さＨ及び
芯ずれＳを距離センサ３及びエンコーダ４によって自動
的に測定してビード６の溶け込み不足の判定を行ない、
溶接ビード６の良否の判定を自動的に行なうことができ
る。したがって検査に要する工数を削減することができ
、容易に全数検査を行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、ＴＩＧ溶
接された一対の被溶接部材の接合面の溶接ビードの高さ
を距離センサのビード幅方向への走査によって測定し、
位置検出手段により高さ測定と同時に測定位置を検出し
てビード芯ずれを測定するようにしたので、溶接ビード
の溶け込み不足を自動的に判定し、溶接ビードの品質の
良否判定を自動的に行なうことができる。

したがって、検査に要する工数を削減し、容易に全数検
査を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶接ビード品質検査装置の一実施
例を示す概略構成図、第２図、第３図及び第４図は本実
施例における測定手段を示す斜視図または縦断面図、第
５図はビード芯ずれ量とビード高さとの関係からビード
品質を判定するための基準グラフ、第６図はビード品質
の良否を示す被測定物の縦断面図、第７図は本実施例に
より検査される被測定物の生産工程の一例を示す平１図
。 第８図及び第９図は本実施例の具体的検査手段を示すそ
れぞれの平面図及び構成図である。 ２・・・ ３・・・ ４・・・ ５・・・ ６・・・ ７・・・ ボールネジ。 距離センサ、 エンコーダ（位置検出手段）、 被犯定物（被溶接部材）。 ビード。 コンピュータ。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の被溶接部材を当接させ、非消耗性電極によ
   って接合面をＴＩＧ溶接する場合の溶接ビードの品質検
   査装置において、前記被溶接部材の溶接部の裏ビード側
   を該ビード幅方向に走査して該ビードの高さを測定する
   距離センサと、該距離センサの前記ビード幅方向におけ
   る位置を検出する検出手段とを具備し、前記距離センサ
   が検出したビード高さの最高値と、このときの該距離セ
   ンサの位置とによって溶接ビードの溶け込み不足を判定
   するようにしたことを特徴とする溶接ビードの品質検査
   装置。