JPH0554107A - 外観検査による溶接状態判定方法 - Google Patents
外観検査による溶接状態判定方法Info
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- JPH0554107A JPH0554107A JP21403291A JP21403291A JPH0554107A JP H0554107 A JPH0554107 A JP H0554107A JP 21403291 A JP21403291 A JP 21403291A JP 21403291 A JP21403291 A JP 21403291A JP H0554107 A JPH0554107 A JP H0554107A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】検査対象物の表面を照射する光源を簡単な構成
にし、検査対象物の表面の高さ情報に関する処理を含ま
ない画像処理を施す。 【構成】レーザ溶接による溶接箇所に検査領域を設定す
る（ステップＳ１）。検査領域内で、溶接によって形成
される凹凸の境界線上の画素の微分方向値に関する度数
分布を求める（ステップＳ２〜Ｓ６）。特定範囲の微分
方向値について、度数の総和を所定の閾値と大小を比較
する（ステップＳ７，Ｓ８）。度数の総和が閾値よりも
大きいときには良品と判定する。
にし、検査対象物の表面の高さ情報に関する処理を含ま
ない画像処理を施す。 【構成】レーザ溶接による溶接箇所に検査領域を設定す
る（ステップＳ１）。検査領域内で、溶接によって形成
される凹凸の境界線上の画素の微分方向値に関する度数
分布を求める（ステップＳ２〜Ｓ６）。特定範囲の微分
方向値について、度数の総和を所定の閾値と大小を比較
する（ステップＳ７，Ｓ８）。度数の総和が閾値よりも
大きいときには良品と判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接物である検査対象
物を撮像した画像にコンピュータによる画像処理を施す
ことによって、溶接状態の良否を判定する外観検査によ
る溶接状態判定方法に関するものである。
物を撮像した画像にコンピュータによる画像処理を施す
ことによって、溶接状態の良否を判定する外観検査によ
る溶接状態判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、溶接物である検査対象物を含
む空間領域をＩＴＶカメラ等の画像入力装置で撮像し、
画像入力装置より入力された画像にコンピュータによる
画像処理を施すことによって溶接状態の良否を判定する
方法が提案されている（特開平１−１８１９８９号公報
参照）。この方法は、レーザ溶接後の溶接状態を検査す
るものであって、検査対象物の表面に斜め上方から帯状
平行光線を照射し、帯状平行光線が照射されている部位
を検査対象物の表面の垂直上方から画像入力装置によっ
て撮像し、このようにして得た画像に画像処理を施して
溶接状態の良否の判定を行っている。すなわち、検査対
象物の表面の斜め上方から帯状平行光線を照射すること
によって、検査対象物の表面の凹凸の写像を画像入力装
置から取り込むことができるのであって、検査対象物の
表面の高さ情報を得ることができるようになっている。
したがって、撮像した画像に基づいて溶接部分のヒケや
幅不足などの不良を検出することができるのである。
む空間領域をＩＴＶカメラ等の画像入力装置で撮像し、
画像入力装置より入力された画像にコンピュータによる
画像処理を施すことによって溶接状態の良否を判定する
方法が提案されている（特開平１−１８１９８９号公報
参照）。この方法は、レーザ溶接後の溶接状態を検査す
るものであって、検査対象物の表面に斜め上方から帯状
平行光線を照射し、帯状平行光線が照射されている部位
を検査対象物の表面の垂直上方から画像入力装置によっ
て撮像し、このようにして得た画像に画像処理を施して
溶接状態の良否の判定を行っている。すなわち、検査対
象物の表面の斜め上方から帯状平行光線を照射すること
によって、検査対象物の表面の凹凸の写像を画像入力装
置から取り込むことができるのであって、検査対象物の
表面の高さ情報を得ることができるようになっている。
したがって、撮像した画像に基づいて溶接部分のヒケや
幅不足などの不良を検出することができるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、帯状平行光線の直線性や照度の均一性が検査精
度に影響するものであるから、帯状平行光線を照射する
ための光学系が複雑な構成になるという問題がある。ま
た、高さ情報を含む写像を画像入力装置に取り込んでい
るものであるから、検査対象物の表面に対する帯状平行
光線や画像入力装置の光軸の角度が検査精度に影響し、
また、画像入力装置から取り込んだ画像に対してそのよ
うな角度情報を含めて画像処理を施すことになるから処
理過程が複雑になるという問題もある。
法では、帯状平行光線の直線性や照度の均一性が検査精
度に影響するものであるから、帯状平行光線を照射する
ための光学系が複雑な構成になるという問題がある。ま
た、高さ情報を含む写像を画像入力装置に取り込んでい
るものであるから、検査対象物の表面に対する帯状平行
光線や画像入力装置の光軸の角度が検査精度に影響し、
また、画像入力装置から取り込んだ画像に対してそのよ
うな角度情報を含めて画像処理を施すことになるから処
理過程が複雑になるという問題もある。
【０００４】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、検査対象物の表面を照射する光源が検査精度
に影響しないようにし、また、検査対象物の表面の高さ
情報に関する処理を含まない画像処理を施すことによっ
て、処理過程を簡略化した外観検査による溶接状態判定
方法を提供しようとするものである。
のであり、検査対象物の表面を照射する光源が検査精度
に影響しないようにし、また、検査対象物の表面の高さ
情報に関する処理を含まない画像処理を施すことによっ
て、処理過程を簡略化した外観検査による溶接状態判定
方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、複
数の被加工物を重ね合わせてレーザ溶接により溶着した
検査対象物の溶接箇所を含む空間領域を画像入力装置に
より撮像した後、画像処理を施すことによって溶接状態
の良否判定を行う外観検査による溶接状態判定方法にお
いて、画像入力装置より入力された濃淡画像である原画
像に基づいて、隣接画素との濃度の変化率に相当する微
分絶対値を各画素の値とした微分絶対値画像と、隣接画
素との濃度の変化方向に対応する微分方向値を各画素の
値とした微分方向値画像と、濃度変化の境界線を示すエ
ッジ画像とを作成し、溶接箇所を含む検査領域を設定し
た後、検査領域内でエッジ画像内の境界線上の画素につ
いて微分絶対値が所定の閾値より大きい画素を溶接特徴
画素として求め、溶接特徴画素の微分方向値に関する度
数分布を、あらかじめ設定されている良品の度数分布と
比較することによって、溶接状態の良否を判定するので
ある。
数の被加工物を重ね合わせてレーザ溶接により溶着した
検査対象物の溶接箇所を含む空間領域を画像入力装置に
より撮像した後、画像処理を施すことによって溶接状態
の良否判定を行う外観検査による溶接状態判定方法にお
いて、画像入力装置より入力された濃淡画像である原画
像に基づいて、隣接画素との濃度の変化率に相当する微
分絶対値を各画素の値とした微分絶対値画像と、隣接画
素との濃度の変化方向に対応する微分方向値を各画素の
値とした微分方向値画像と、濃度変化の境界線を示すエ
ッジ画像とを作成し、溶接箇所を含む検査領域を設定し
た後、検査領域内でエッジ画像内の境界線上の画素につ
いて微分絶対値が所定の閾値より大きい画素を溶接特徴
画素として求め、溶接特徴画素の微分方向値に関する度
数分布を、あらかじめ設定されている良品の度数分布と
比較することによって、溶接状態の良否を判定するので
ある。
【０００６】請求項２の発明では、検査領域を、一方の
被加工物の上で溶接された部分と溶接されていない部分
とを含むように設定し、溶接特徴画素について微分方向
値の所定範囲の度数の総和が、同範囲の良品の度数の総
和としてあらかじめ設定された閾値よりも大きいときに
溶接状態が良好であると判定するのである。請求項３の
発明では、検査領域を、溶接箇所の内側に設定し、溶接
特徴画素について微分方向値の所定範囲の度数の総和
が、同範囲の良品の度数の総和としてあらかじめ設定さ
れた閾値よりも大きいときに溶接状態が不良であると判
定するのである。
被加工物の上で溶接された部分と溶接されていない部分
とを含むように設定し、溶接特徴画素について微分方向
値の所定範囲の度数の総和が、同範囲の良品の度数の総
和としてあらかじめ設定された閾値よりも大きいときに
溶接状態が良好であると判定するのである。請求項３の
発明では、検査領域を、溶接箇所の内側に設定し、溶接
特徴画素について微分方向値の所定範囲の度数の総和
が、同範囲の良品の度数の総和としてあらかじめ設定さ
れた閾値よりも大きいときに溶接状態が不良であると判
定するのである。
【０００７】
【作用】請求項１の方法では、レーザ溶接によって形成
される凹凸の境界線上の画素について微分方向値に関す
る度数分布を求め、良品の度数分布と比較するから、光
源と画像入力装置との位置関係は、検査対象物の表面の
高さ情報を含むような位置関係とする必要がなく、単
に、溶接箇所の凹凸に応じた陰影が形成されるように設
定すればよいことになる。すなわち、帯状平行光線を照
射するような特殊な光源を必要としないのであり、光源
の構成が簡単になるとともに、光源の配置についても制
約が少なくなるのである。また、画像処理についても検
査対象物の表面の高さ情報を含むような複雑な演算を行
う必要がなく、微分処理や細線化処理等の一般的な処理
に加えて加算や大小比較程度の簡単な処理を行えばよい
のであって、画像処理の処理過程が簡単になるのであ
る。
される凹凸の境界線上の画素について微分方向値に関す
る度数分布を求め、良品の度数分布と比較するから、光
源と画像入力装置との位置関係は、検査対象物の表面の
高さ情報を含むような位置関係とする必要がなく、単
に、溶接箇所の凹凸に応じた陰影が形成されるように設
定すればよいことになる。すなわち、帯状平行光線を照
射するような特殊な光源を必要としないのであり、光源
の構成が簡単になるとともに、光源の配置についても制
約が少なくなるのである。また、画像処理についても検
査対象物の表面の高さ情報を含むような複雑な演算を行
う必要がなく、微分処理や細線化処理等の一般的な処理
に加えて加算や大小比較程度の簡単な処理を行えばよい
のであって、画像処理の処理過程が簡単になるのであ
る。
【０００８】請求項２および請求項３の方法は望ましい
実施態様であって、検査領域の設定方法を工夫すること
によって良否判定が行いやすくなっており、また、検査
対象物についての微分方向値に関する度数分布と良品の
度数分布との比較を、微分方向値の範囲を制限して、そ
の範囲の度数を閾値と比較するだけの簡単な処理で行う
ようにしているから、溶接箇所の良否判定を行うための
画像処理の処理過程が一層簡単になるのである。
実施態様であって、検査領域の設定方法を工夫すること
によって良否判定が行いやすくなっており、また、検査
対象物についての微分方向値に関する度数分布と良品の
度数分布との比較を、微分方向値の範囲を制限して、そ
の範囲の度数を閾値と比較するだけの簡単な処理で行う
ようにしているから、溶接箇所の良否判定を行うための
画像処理の処理過程が一層簡単になるのである。
【０００９】
（実施例１）本実施例では、レーザスポット溶接におけ
る溶接状態の不良を検出する場合について説明する。図
２に示すように一対の被加工物１１ａ，１１ｂが互いに
重ねられ、被加工物１１ａ，１１ｂの接触部分に跨がる
ようにレーザビームが照射されることによって、図３の
ように表面に凹所１２が形成された状態で両被加工物１
１ａ，１１ｂが溶着される（図４参照）。検査対象物で
ある被加工物１１ａ，１１ｂの表面状態は、ＩＴＶカメ
ラ等の画像入力装置１により撮像されるのであって、溶
着前に被加工物１１ａ，１１ｂの表面で反射された光源
（図示せず）からの正反射光（光線を矢印で示す）が画
像入力装置１に入射するような位置関係で光源が配置さ
れる。したがって、溶着後には凹所１２では正反射光が
得られず、溶接によって形成された凹所１２と、それ以
外の部分とでは画像入力装置１から取り込んだ画像にコ
ントラストが得られることになる。本実施例では、この
ように形成された画像のコントラストを利用して溶接状
態の良否を判定するものである。
る溶接状態の不良を検出する場合について説明する。図
２に示すように一対の被加工物１１ａ，１１ｂが互いに
重ねられ、被加工物１１ａ，１１ｂの接触部分に跨がる
ようにレーザビームが照射されることによって、図３の
ように表面に凹所１２が形成された状態で両被加工物１
１ａ，１１ｂが溶着される（図４参照）。検査対象物で
ある被加工物１１ａ，１１ｂの表面状態は、ＩＴＶカメ
ラ等の画像入力装置１により撮像されるのであって、溶
着前に被加工物１１ａ，１１ｂの表面で反射された光源
（図示せず）からの正反射光（光線を矢印で示す）が画
像入力装置１に入射するような位置関係で光源が配置さ
れる。したがって、溶着後には凹所１２では正反射光が
得られず、溶接によって形成された凹所１２と、それ以
外の部分とでは画像入力装置１から取り込んだ画像にコ
ントラストが得られることになる。本実施例では、この
ように形成された画像のコントラストを利用して溶接状
態の良否を判定するものである。
【００１０】画像入力装置１により取り込まれた画像
は、図９に示すように、各画素の濃度がアナログ−デジ
タル変換部２においてデジタル信号に変換され、前処理
部３において以下の前処理が施されることによって、ア
ナログ−デジタル変換部２の出力として得られる原画像
のほかに、微分絶対値画像、微分方向値画像、エッジ画
像が得られる。
は、図９に示すように、各画素の濃度がアナログ−デジ
タル変換部２においてデジタル信号に変換され、前処理
部３において以下の前処理が施されることによって、ア
ナログ−デジタル変換部２の出力として得られる原画像
のほかに、微分絶対値画像、微分方向値画像、エッジ画
像が得られる。
【００１１】すなわち、検査対象物を含む空間領域を撮
像して得られる原画像は濃淡画像であり、この濃淡画像
から検査対象物の輪郭線等のエッジを抽出する処理は、
「エッジは濃度変化が大きい部分に対応している」とい
う考え方に基づいている。したがって、濃度を微分する
ことによってエッジの抽出を行なう。微分処理は、図１
０に示すように、原画像Ｐ1 を３×３画素の局所並列ウ
インドウＷに分割して行なう。つまり、原画像Ｐ1 の中
で注目する画素Ｅを中心として、その画素Ｅの周囲の８
画素（８近傍）Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉとで局所並列ウインドウ
Ｗを形成し、局所並列ウインドウＷ内の画素Ａ〜Ｉの濃
度の縦方向の濃度変化ΔＶと横方向の濃度変化ΔＨとを
次式によって求める。
像して得られる原画像は濃淡画像であり、この濃淡画像
から検査対象物の輪郭線等のエッジを抽出する処理は、
「エッジは濃度変化が大きい部分に対応している」とい
う考え方に基づいている。したがって、濃度を微分する
ことによってエッジの抽出を行なう。微分処理は、図１
０に示すように、原画像Ｐ1 を３×３画素の局所並列ウ
インドウＷに分割して行なう。つまり、原画像Ｐ1 の中
で注目する画素Ｅを中心として、その画素Ｅの周囲の８
画素（８近傍）Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉとで局所並列ウインドウ
Ｗを形成し、局所並列ウインドウＷ内の画素Ａ〜Ｉの濃
度の縦方向の濃度変化ΔＶと横方向の濃度変化ΔＨとを
次式によって求める。
【００１２】ΔＶ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）−（Ｇ＋Ｈ＋Ｉ） ΔＨ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｇ）−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ） ただし、Ａ〜Ｉは対応する画素の濃度を示している。さ
らに、画素Ｅについての微分絶対値abs(Ｅ) と微分方向
値deg(Ｅ) とを次式によって求める。 abs(Ｅ) ＝（ΔＶ2 ＋ΔＨ2 ）1/2 deg(Ｅ) ＝tan -1（ΔＶ／ΔＨ）＋（π／２） 微分絶対値abs(Ｅ) は、原画像の注目する画素Ｅの近傍
領域における濃度の変化率を表し、微分方向値deg(Ｅ)
は、同近傍領域における濃度変化の方向に直交する方向
を表している。以上の演算を原画像Ｐ1 の全画素につい
て行なうことにより、検査対象物の輪郭線のような濃度
変化が大きい部分と、その変化の方向とを抽出すること
ができるのである。ここに、各画素の値が、微分絶対値
abs(Ｅ) である画像を微分絶対値画像、微分方向値deg
(Ｅ) である画像を微分方向値画像と呼ぶ。
らに、画素Ｅについての微分絶対値abs(Ｅ) と微分方向
値deg(Ｅ) とを次式によって求める。 abs(Ｅ) ＝（ΔＶ2 ＋ΔＨ2 ）1/2 deg(Ｅ) ＝tan -1（ΔＶ／ΔＨ）＋（π／２） 微分絶対値abs(Ｅ) は、原画像の注目する画素Ｅの近傍
領域における濃度の変化率を表し、微分方向値deg(Ｅ)
は、同近傍領域における濃度変化の方向に直交する方向
を表している。以上の演算を原画像Ｐ1 の全画素につい
て行なうことにより、検査対象物の輪郭線のような濃度
変化が大きい部分と、その変化の方向とを抽出すること
ができるのである。ここに、各画素の値が、微分絶対値
abs(Ｅ) である画像を微分絶対値画像、微分方向値deg
(Ｅ) である画像を微分方向値画像と呼ぶ。
【００１３】次に細線化処理が施される。細線化処理
は、微分絶対値が大きいほど濃度変化が大きいことを表
わしている点に着目して行なわれる。すなわち、各画素
の微分絶対値を周囲の画素の微分絶対値と比較し、周囲
の画素よりも大きくなるものを連結していくことによ
り、１画素の幅を有したエッジを抽出するのである。図
１１に示すように、各画素の位置をＸ−Ｙ座標で表わ
し、微分絶対値をＺ座標で表した微分絶対値画像Ｐ2 を
考えれば、細線化処理は、この曲面における稜線を求め
ることに相当する。ここまでの処理により、微分絶対値
の大小にかかわらず、すべての稜線が抽出される。この
段階で得られている稜線には、ノイズ等による不要な小
さな山も含まれているから、図１２に示すように、適宜
閾値ＳＬを設定し、この閾値ＳＬ以上の値のみを採用し
てノイズ成分を除去する。この処理で得られた画像は、
原画像のコントラストが不十分であるときやノイズが多
いようなときには不連続線になりやすい。そこで、エッ
ジ延長処理を行なう。エッジ延長処理では、不連続線の
端点から始めて、注目する画素とその周囲の画素とを比
較し、次式で表わされる評価関数ｆ(J) がもっとも大き
くなる方向に線を延長し、他の線の端点に衝突するまで
これを続ける。
は、微分絶対値が大きいほど濃度変化が大きいことを表
わしている点に着目して行なわれる。すなわち、各画素
の微分絶対値を周囲の画素の微分絶対値と比較し、周囲
の画素よりも大きくなるものを連結していくことによ
り、１画素の幅を有したエッジを抽出するのである。図
１１に示すように、各画素の位置をＸ−Ｙ座標で表わ
し、微分絶対値をＺ座標で表した微分絶対値画像Ｐ2 を
考えれば、細線化処理は、この曲面における稜線を求め
ることに相当する。ここまでの処理により、微分絶対値
の大小にかかわらず、すべての稜線が抽出される。この
段階で得られている稜線には、ノイズ等による不要な小
さな山も含まれているから、図１２に示すように、適宜
閾値ＳＬを設定し、この閾値ＳＬ以上の値のみを採用し
てノイズ成分を除去する。この処理で得られた画像は、
原画像のコントラストが不十分であるときやノイズが多
いようなときには不連続線になりやすい。そこで、エッ
ジ延長処理を行なう。エッジ延長処理では、不連続線の
端点から始めて、注目する画素とその周囲の画素とを比
較し、次式で表わされる評価関数ｆ(J) がもっとも大き
くなる方向に線を延長し、他の線の端点に衝突するまで
これを続ける。
【００１４】 ｆ(J) ＝abs(J)・cos(deg(J)−deg(0)) ・cos((J−1)π/4−deg(O)) ここに、deg(O)は中心画素（局所並列ウインドウＷのＥ
に相当する）の微分方向値、deg(J)は隣接画素（局所並
列ウインドウＷの８近傍に相当する）の微分方向値、ab
s(J)は隣接画素の微分絶対値である。ただし、Ｊ＝１，
２，……，８である。
に相当する）の微分方向値、deg(J)は隣接画素（局所並
列ウインドウＷの８近傍に相当する）の微分方向値、ab
s(J)は隣接画素の微分絶対値である。ただし、Ｊ＝１，
２，……，８である。
【００１５】以上の処理により、原画像Ｐ1 において濃
度変化が大きい部分の輪郭をなぞるようなエッジ画像が
得られる。こうして、図１３に示すように、原画像
Ｐ1 、微分絶対値画像Ｐ2 、微分方向値画像Ｐ3 、エッ
ジ画像Ｐ4 の４種類の画像が得られ、各画像が原画像メ
モリ４、微分絶対値画像メモリ５、微分方向値画像メモ
リ６、エッジ画像メモリ７にそれぞれ格納される。以下
の説明では、各画像Ｐ1 〜Ｐ4 の画素の位置をＸ−Ｙ座
標で表現するものとし、各画像における画素の値をそれ
ぞれｆ1(ｘ，ｙ) 、ｆ2(ｘ，ｙ) 、ｆ3(ｘ，ｙ) 、ｆ
4(ｘ，ｙ) とする。
度変化が大きい部分の輪郭をなぞるようなエッジ画像が
得られる。こうして、図１３に示すように、原画像
Ｐ1 、微分絶対値画像Ｐ2 、微分方向値画像Ｐ3 、エッ
ジ画像Ｐ4 の４種類の画像が得られ、各画像が原画像メ
モリ４、微分絶対値画像メモリ５、微分方向値画像メモ
リ６、エッジ画像メモリ７にそれぞれ格納される。以下
の説明では、各画像Ｐ1 〜Ｐ4 の画素の位置をＸ−Ｙ座
標で表現するものとし、各画像における画素の値をそれ
ぞれｆ1(ｘ，ｙ) 、ｆ2(ｘ，ｙ) 、ｆ3(ｘ，ｙ) 、ｆ
4(ｘ，ｙ) とする。
【００１６】原画像は濃淡画像であって、各画素の濃度
ａ（＝ｆ1(ｘ，ｙ) ）は、たとえば８ビットで表されて
０≦ａ≦２５５となる。また、微分絶対値画像の各画素
の微分絶対値ｂ（＝ｆ2(ｘ，ｙ) ）は、たとえば６ビッ
トで表されて０≦ｂ≦６３となり、微分方向値画像の各
画素の微分方向値ｃ（＝ｆ3(ｘ，ｙ) ）は、たとえば１
６方向で表されて０≦ｃ≦１５となる。エッジ画像につ
いては、線の有無のみであるから、線となる画素の値は
「１」、それ以外の画素の値は「０」になる。つまり、
ｆ4(ｘ，ｙ) の値域は｛０，１｝になる。なお、以下の
説明においては、濃度という用語は白の濃度を表し、濃
度値が大きいほど明るいものとする。
ａ（＝ｆ1(ｘ，ｙ) ）は、たとえば８ビットで表されて
０≦ａ≦２５５となる。また、微分絶対値画像の各画素
の微分絶対値ｂ（＝ｆ2(ｘ，ｙ) ）は、たとえば６ビッ
トで表されて０≦ｂ≦６３となり、微分方向値画像の各
画素の微分方向値ｃ（＝ｆ3(ｘ，ｙ) ）は、たとえば１
６方向で表されて０≦ｃ≦１５となる。エッジ画像につ
いては、線の有無のみであるから、線となる画素の値は
「１」、それ以外の画素の値は「０」になる。つまり、
ｆ4(ｘ，ｙ) の値域は｛０，１｝になる。なお、以下の
説明においては、濃度という用語は白の濃度を表し、濃
度値が大きいほど明るいものとする。
【００１７】演算処理部８は、マイクロコンピュータに
よる画像処理を施す部分であって、図１に示す処理を行
う。すなわち、図５に示すように、原画像メモリ４に格
納された原画像に基づいて溶接前に正反射光が画像入力
装置１に入射するように設定しておいた一方の被加工物
１１ａの上で明暗を有する部分に検査領域Ｍ1 を設定す
る（ステップＳ１）。検査領域Ｍ1 は、一方の被加工物
１１ａの上で溶着部分と非溶着部分とに跨がるように設
定するのであれば、任意の形状に設定することができ
る。次に、図６に矢印で示すように、設定された検査領
域Ｍ1 の中でエッジ画像メモリ７に格納されたデータに
対するラスタ走査を行い（ステップＳ２）、値が「１」
である画素をエッジフラグ点として検出する。こうして
得られたエッジフラグ点について、微分絶対値画像メモ
リ５から同一座標を有する画素の値（微分絶対値）を求
め、求めた微分絶対値Ａと所定の閾値ＳＬ１との大小を
比較する（ステップＳ４）。ここで、 Ａ＞ＳＬ１ という条件が満たされると、コントラストが大きい部分
であるから、凹所１２の境界線上の点と推定される。こ
のようにして求めた画素を溶接特徴画素と呼ぶことにす
る。そこで、微分方向値画像メモリ６から、溶接特徴画
素の値（微分方向値）を読み出し、微分方向値ごとの度
数を積算する（ステップＳ５）。すなわち、溶接特徴画
素が見つかると微分方向値ごとに分類して個数をインク
リメントするのである。検査領域Ｍ1 のすべての画素を
走査し終わるまで上記処理を繰り返し（ステップＳ
６）、溶接特徴画素の微分方向値に関する度数分布を求
める。
よる画像処理を施す部分であって、図１に示す処理を行
う。すなわち、図５に示すように、原画像メモリ４に格
納された原画像に基づいて溶接前に正反射光が画像入力
装置１に入射するように設定しておいた一方の被加工物
１１ａの上で明暗を有する部分に検査領域Ｍ1 を設定す
る（ステップＳ１）。検査領域Ｍ1 は、一方の被加工物
１１ａの上で溶着部分と非溶着部分とに跨がるように設
定するのであれば、任意の形状に設定することができ
る。次に、図６に矢印で示すように、設定された検査領
域Ｍ1 の中でエッジ画像メモリ７に格納されたデータに
対するラスタ走査を行い（ステップＳ２）、値が「１」
である画素をエッジフラグ点として検出する。こうして
得られたエッジフラグ点について、微分絶対値画像メモ
リ５から同一座標を有する画素の値（微分絶対値）を求
め、求めた微分絶対値Ａと所定の閾値ＳＬ１との大小を
比較する（ステップＳ４）。ここで、 Ａ＞ＳＬ１ という条件が満たされると、コントラストが大きい部分
であるから、凹所１２の境界線上の点と推定される。こ
のようにして求めた画素を溶接特徴画素と呼ぶことにす
る。そこで、微分方向値画像メモリ６から、溶接特徴画
素の値（微分方向値）を読み出し、微分方向値ごとの度
数を積算する（ステップＳ５）。すなわち、溶接特徴画
素が見つかると微分方向値ごとに分類して個数をインク
リメントするのである。検査領域Ｍ1 のすべての画素を
走査し終わるまで上記処理を繰り返し（ステップＳ
６）、溶接特徴画素の微分方向値に関する度数分布を求
める。
【００１８】このようにして度数分布を求めた後、あら
かじめ登録されている良品の度数分布との比較を行うこ
とにより溶接状態の良否を判定する。溶接がなされてい
ると、凹所１２が形成されることによってコントラスト
が強くなるから溶接特徴点の数が多くなって図７（ａ）
のように微分方向値の度数が大きくなる。未溶接や溶接
不具合の場合には、凹所１２が形成されていないから原
画像のコントラストが小さく、溶接特徴画素の数が少な
くなる。したがって、図７（ｂ）に示すように、微分方
向値の度数が小さくなる。また、溶接がなされていると
きには、微分方向値の度数は２極に集中するが、溶接状
態が良好であると集中度は低く、不良であるほど集中度
が高くなる。このような知見に基づいて、微分方向値に
ついて度数が集中する２極について範囲を設定し、各範
囲の度数の総和α，βと所定の閾値ＳＬ２，ＳＬ３との
大小を比較する（ステップＳ７，Ｓ８）。ここで、 α＞ＳＬ２ β＞ＳＬ３ がともに満たされたときには、溶接状態が良好であると
判定し、いずれか一方でも満たされない場合には、不良
であると判定する。
かじめ登録されている良品の度数分布との比較を行うこ
とにより溶接状態の良否を判定する。溶接がなされてい
ると、凹所１２が形成されることによってコントラスト
が強くなるから溶接特徴点の数が多くなって図７（ａ）
のように微分方向値の度数が大きくなる。未溶接や溶接
不具合の場合には、凹所１２が形成されていないから原
画像のコントラストが小さく、溶接特徴画素の数が少な
くなる。したがって、図７（ｂ）に示すように、微分方
向値の度数が小さくなる。また、溶接がなされていると
きには、微分方向値の度数は２極に集中するが、溶接状
態が良好であると集中度は低く、不良であるほど集中度
が高くなる。このような知見に基づいて、微分方向値に
ついて度数が集中する２極について範囲を設定し、各範
囲の度数の総和α，βと所定の閾値ＳＬ２，ＳＬ３との
大小を比較する（ステップＳ７，Ｓ８）。ここで、 α＞ＳＬ２ β＞ＳＬ３ がともに満たされたときには、溶接状態が良好であると
判定し、いずれか一方でも満たされない場合には、不良
であると判定する。
【００１９】（実施例２）実施例１では一方の被加工物
１１ａの上で検査領域Ｍ1 を設定しているから、溶接状
態が不具合である場合にも良品と認識される場合がない
わけではない。そこで、本実施例では、図８に示すよう
に、両被加工物１１ａ，１１ｂの上に跨がるとともに、
凹所１２の中において検査領域Ｍ2 を設定する。溶着部
分の深さは、溶接状態が良好であれば１００μｍ程度に
なるが、溶接状態が不具合であると２０〜３０μｍ程度
の深さになることがわかっている。この場合、溶接状態
が不具合であると、凹所１２の底部付近からの正反射光
が増加して凹所１２の周部付近との間のコントラストが
強くなる。本実施例では、これを利用して溶接状態の良
否を判定するものである。すなわち、検査領域Ｍ2 につ
いて微分方向値に関する度数分布を求めた後、微分方向
値の特定の範囲（２極）についての度数の総和γ，δと
所定の閾値ＳＬ４，ＳＬ５との大小を比較する。ここ
で、 γ＞ＳＬ４ δ＞ＳＬ５ がともに満たされたときには、溶接状態が不良であると
判定し、いずれか一方でも満たされない場合には、良好
であると判定するのである。ここで、溶接状態が良好で
あっても正反射光が生じる場合があるが、正反射光が生
じる位置がずれており、微分方向値の度数分布も異なる
形になるから、上記判定条件によって良否を識別するこ
とができる。他の手順については実施例１と同様である
から説明を省略する。
１１ａの上で検査領域Ｍ1 を設定しているから、溶接状
態が不具合である場合にも良品と認識される場合がない
わけではない。そこで、本実施例では、図８に示すよう
に、両被加工物１１ａ，１１ｂの上に跨がるとともに、
凹所１２の中において検査領域Ｍ2 を設定する。溶着部
分の深さは、溶接状態が良好であれば１００μｍ程度に
なるが、溶接状態が不具合であると２０〜３０μｍ程度
の深さになることがわかっている。この場合、溶接状態
が不具合であると、凹所１２の底部付近からの正反射光
が増加して凹所１２の周部付近との間のコントラストが
強くなる。本実施例では、これを利用して溶接状態の良
否を判定するものである。すなわち、検査領域Ｍ2 につ
いて微分方向値に関する度数分布を求めた後、微分方向
値の特定の範囲（２極）についての度数の総和γ，δと
所定の閾値ＳＬ４，ＳＬ５との大小を比較する。ここ
で、 γ＞ＳＬ４ δ＞ＳＬ５ がともに満たされたときには、溶接状態が不良であると
判定し、いずれか一方でも満たされない場合には、良好
であると判定するのである。ここで、溶接状態が良好で
あっても正反射光が生じる場合があるが、正反射光が生
じる位置がずれており、微分方向値の度数分布も異なる
形になるから、上記判定条件によって良否を識別するこ
とができる。他の手順については実施例１と同様である
から説明を省略する。
【００２０】（実施例３）本実施例は、実施例１と実施
例２との方法を組み合わせたものであって、検査領域Ｍ
1 による判定と、検査領域Ｍ2 による判定とを行うこと
によって、良否判定を一層正確に行えるようにしたもの
である。ここで、両方で良好と判定されたとき以外は、
不良と判定するようにすれば、良品に対する信頼性が高
くなるものである。
例２との方法を組み合わせたものであって、検査領域Ｍ
1 による判定と、検査領域Ｍ2 による判定とを行うこと
によって、良否判定を一層正確に行えるようにしたもの
である。ここで、両方で良好と判定されたとき以外は、
不良と判定するようにすれば、良品に対する信頼性が高
くなるものである。
【００２１】
【発明の効果】請求項１の発明は、レーザ溶接によって
形成される凹凸の境界線上の画素について微分方向値に
関する度数分布を求め、良品の度数分布と比較するか
ら、光源と画像入力装置との位置関係は、検査対象物の
表面の高さ情報を含むような位置関係とする必要がな
く、単に、溶接箇所の凹凸に応じた陰影が形成されるよ
うに設定すればよいことになる。すなわち、帯状平行光
線を照射するような特殊な光源を必要としないのであ
り、光源の構成が簡単になるとともに、光源の配置につ
いても制約が少なくなるという利点がある。また、画像
処理についても検査対象物の表面の高さ情報を含むよう
な複雑な演算を行う必要がなく、微分処理や細線化処理
等の一般的な処理に加えて加算や大小比較程度の簡単な
処理を行えばよいのであって、画像処理の処理過程が簡
単になるという効果を奏する。
形成される凹凸の境界線上の画素について微分方向値に
関する度数分布を求め、良品の度数分布と比較するか
ら、光源と画像入力装置との位置関係は、検査対象物の
表面の高さ情報を含むような位置関係とする必要がな
く、単に、溶接箇所の凹凸に応じた陰影が形成されるよ
うに設定すればよいことになる。すなわち、帯状平行光
線を照射するような特殊な光源を必要としないのであ
り、光源の構成が簡単になるとともに、光源の配置につ
いても制約が少なくなるという利点がある。また、画像
処理についても検査対象物の表面の高さ情報を含むよう
な複雑な演算を行う必要がなく、微分処理や細線化処理
等の一般的な処理に加えて加算や大小比較程度の簡単な
処理を行えばよいのであって、画像処理の処理過程が簡
単になるという効果を奏する。
【００２２】請求項２および請求項３の方法では、検査
領域の設定方法を工夫することによって良否判定が行い
やすくなるのであり、また、検査対象物についての微分
方向値に関する度数分布と良品の度数分布との比較を、
微分方向値の範囲を制限して、その範囲の度数を閾値と
比較するだけの簡単な処理で行うようにしているから、
溶接箇所の良否判定を行うための画像処理の処理過程が
一層簡単になるという効果がある。
領域の設定方法を工夫することによって良否判定が行い
やすくなるのであり、また、検査対象物についての微分
方向値に関する度数分布と良品の度数分布との比較を、
微分方向値の範囲を制限して、その範囲の度数を閾値と
比較するだけの簡単な処理で行うようにしているから、
溶接箇所の良否判定を行うための画像処理の処理過程が
一層簡単になるという効果がある。
【図１】実施例１の手順を示す説明図である。
【図２】実施例の溶接前の検査対象物での反射光の状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】実施例の溶接後の検査対象物での反射光の状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】実施例における被加工物の溶接状態を示す斜視
図である。
図である。
【図５】実施例１における検査領域の設定例を示す図で
ある。
ある。
【図６】実施例におけるラスタ走査の概念を説明する図
である。
である。
【図７】実施例１における微分方向値に関する度数分布
の例を示し、（ａ）は溶接状態が良好の場合、（ｂ）は
溶接状態が不良の場合を示す。
の例を示し、（ａ）は溶接状態が良好の場合、（ｂ）は
溶接状態が不良の場合を示す。
【図８】実施例２における検査領域の設定例を示す図で
ある。
ある。
【図９】実施例に用いる処理回路のブロック図である。
【図１０】実施例における局所並列ウインドウの概念を
示し、（ａ）は画像内での位置、（ｂ）は局所並列ウイ
ンドウの画素の構成を示す図である。
示し、（ａ）は画像内での位置、（ｂ）は局所並列ウイ
ンドウの画素の構成を示す図である。
【図１１】実施例における微分絶対値画像の概念を示す
図である。
図である。
【図１２】実施例において微分絶対値画像からエッジ画
像を得る処理の説明図である。
像を得る処理の説明図である。
【図１３】実施例における原画像、微分絶対値画像、微
分方向値画像、エッジ画像の関係を示す図である。
分方向値画像、エッジ画像の関係を示す図である。
１ 画像入力装置 ２ アナログ−ディジタル変換部 ３ 前処理部 ４ 原画像メモリ ５ 微分絶対値画像メモリ ６ 微分方向値画像メモリ ７ エッジ画像メモリ ８ 演算処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ 8626−5Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の被加工物を重ね合わせてレーザ溶
接により溶着した検査対象物の溶接箇所を含む空間領域
を画像入力装置により撮像した後、画像処理を施すこと
によって溶接状態の良否判定を行う外観検査による溶接
状態判定方法において、画像入力装置より入力された濃
淡画像である原画像に基づいて、隣接画素との濃度の変
化率に相当する微分絶対値を各画素の値とした微分絶対
値画像と、隣接画素との濃度の変化方向に対応する微分
方向値を各画素の値とした微分方向値画像と、濃度変化
の境界線を示すエッジ画像とを作成し、溶接箇所を含む
検査領域を設定した後、検査領域内でエッジ画像内の境
界線上の画素について微分絶対値が所定の閾値より大き
い画素を溶接特徴画素として求め、溶接特徴画素の微分
方向値に関する度数分布を、あらかじめ設定されている
良品の度数分布と比較することによって、溶接状態の良
否を判定することを特徴とする外観検査による溶接状態
判定方法。 - 【請求項２】 検査領域を、一方の被加工物の上で溶接
された部分と溶接されていない部分とを含むように設定
し、溶接特徴画素について微分方向値の所定範囲の度数
の総和が、同範囲の良品の度数の総和としてあらかじめ
設定された閾値よりも大きいときに溶接状態が良好であ
ると判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査
による溶接状態判定方法。 - 【請求項３】 検査領域を、溶接箇所の内側に設定し、
溶接特徴画素について微分方向値の所定範囲の度数の総
和が、同範囲の良品の度数の総和としてあらかじめ設定
された閾値よりも大きいときに溶接状態が不良であると
判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査によ
る溶接状態判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21403291A JPH0772909B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 外観検査による溶接状態判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21403291A JPH0772909B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 外観検査による溶接状態判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0554107A true JPH0554107A (ja) | 1993-03-05 |
| JPH0772909B2 JPH0772909B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=16649149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21403291A Expired - Lifetime JPH0772909B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 外観検査による溶接状態判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772909B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004053427A (ja) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Shikoku Kakoki Co Ltd | 溶接ビードの品質評価方法およびそのための形状測定方法 |
| JP2010032332A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 外観検査方法およびその装置 |
| JP2010032334A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 成形品の外観検査方法およびその装置 |
| WO2020129617A1 (ja) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 外観検査装置及びそれを用いた溶接箇所の形状不良の有無及び種類の判定精度の向上方法、溶接システム及びそれを用いたワークの溶接方法 |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP21403291A patent/JPH0772909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004053427A (ja) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Shikoku Kakoki Co Ltd | 溶接ビードの品質評価方法およびそのための形状測定方法 |
| JP2010032332A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 外観検査方法およびその装置 |
| JP2010032334A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 成形品の外観検査方法およびその装置 |
| WO2020129617A1 (ja) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 外観検査装置及びそれを用いた溶接箇所の形状不良の有無及び種類の判定精度の向上方法、溶接システム及びそれを用いたワークの溶接方法 |
| JPWO2020129617A1 (ja) * | 2018-12-19 | 2021-11-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 外観検査装置及びそれを用いた溶接箇所の形状不良の有無及び種類の判定精度の向上方法、溶接システム及びそれを用いたワークの溶接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772909B2 (ja) | 1995-08-02 |
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