JP2008164482A - Method for evaluating welding quality - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は溶接品質の評価方法、詳しくは平面部材からなる母材を平行に接合する溶接部の溶接品質に関する。 The present invention relates to a method for evaluating welding quality, and more particularly, to the welding quality of a welded portion in which a base material made of a planar member is joined in parallel.
従来、溶接部の溶接品質の評価方法としては、溶接部を構成する溶接ビードおよびその周辺の母材部に光を照射して光切断線を撮像することにより、あるいはレーザスキャン式の2次元変位センサにより、溶接部の表面の凹凸情報を得て、この凹凸情報から溶接ビードの幅や高さ,アンダカットなどを求めて、予め設定された評価基準によりこれら外観形状値の評価をおこなう溶接品質の評価方法が知られている(たとえば、特許文献1および2および非特許文献1参照。)。
ところが上記各文献記載の評価方法においては、溶接時に発生し溶接部に付着したスパッタや母材表面に付着したスケールなどの付着物は、凸部データとして溶接部の表面形状の凹凸情報にそのまま取込まれてしまうので、たとえば溶接ビードの幅が実際の幅より大きく算出されるなど、外観形状値に誤差を生じ、溶接品質を正しく評価できないという問題点があり、さらにスパッタなどの付着物の有無やその量などは、溶接品質の評価事項として採用されておらず、スパッタなどの付着物に関して溶接品質の正しい評価がおこなわれていなかった。 However, in the evaluation methods described in each of the above-mentioned documents, the spatters generated during welding and adhering to the welded part such as spatters and scales adhering to the surface of the base material are directly taken into the unevenness information of the surface shape of the welded part as convex part data. For example, the weld bead width is calculated to be larger than the actual width, which causes errors in the external shape value, and the weld quality cannot be evaluated correctly. Neither the amount nor the amount thereof was adopted as an evaluation item of the welding quality, and the correct evaluation of the welding quality was not performed on the deposits such as spatter.
この発明は上記の点にかんがみてなされたもので、溶接部にスパッタなどの付着物が存在する場合に、溶接部の溶接品質を正しく評価できる溶接品質の評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a welding quality evaluation method capable of correctly evaluating the welding quality of a welded portion when deposits such as spatter are present in the welded portion. .
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の溶接品質の評価方法は、平面部材からなる母材を平行に接合する溶接部の溶接品質の評価方法であって、前記溶接部を構成する溶接ビードおよび該溶接ビードを挟んで左右に位置する前記母材の所定領域について、光照射式の凹凸測定器により溶接部の表面の凹凸情報を取得し、前記取得した凹凸情報を、前記溶接ビードに平行な方向にローパスフィルタ処理して前記溶接部に存在するスパッタなどの付着物によるノイズを除去し、このフィルタ処理済みの凹凸データを用いて、前記溶接ビードに垂直な面内における前記左右に位置する前記母材の接線をそれぞれ求め、前記溶接ビードに垂直な方向の前記凹凸情報と前記左右の各母材の接線とから、前記溶接ビード全長にわたって該溶接ビードのビード端を算出し、前記算出したビード端,母材の接線,凹凸情報のうち、少なくともビード端を用いて求めた前記溶接部の外観形状の特徴量に基づいて、前記溶接部の溶接品質を評価することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the welding quality evaluation method according to
この請求項1に記載の発明によれば、溶接部の表面の凹凸情報をローパスフィルタ処理して得たスパッタなどの付着物によるノイズを除去した凹凸データをもとに、溶接部の外観形状の特徴量を求めて、この特徴量に基づいて溶接部の溶接品質を評価するので、スパッタなどの付着物による影響を殆ど受けることなく外観形状の特徴量を精度よく算出でき、溶接部にスパッタなどの付着物が存在する場合に、溶接部の溶接品質を正しく評価できるのである。 According to the first aspect of the present invention, the appearance shape of the welded portion is determined based on the unevenness data obtained by removing noise caused by deposits such as spatter obtained by low-pass filtering the unevenness information on the surface of the welded portion. Since the feature quantity is obtained and the weld quality of the welded part is evaluated based on this feature quantity, the feature quantity of the external shape can be accurately calculated without being affected by the deposits such as spatter, and the weld part can be sputtered. Therefore, the weld quality of the welded portion can be correctly evaluated when the deposits are present.
また請求項2に記載の溶接品質の評価方法は、請求項1に記載の溶接品質の評価方法であって、前記溶接部の外観形状の特徴量は、溶接ビードの幅,アンダーカット,溶接ビードの高さ,溶接ビードの直進性,溶接ビードの波目の周期性の少なくともいずれか一つであることを特徴とするものである。
Further, the weld quality evaluation method according to
この請求項2に記載の発明によれば、請求項2に列挙した溶接部の外観形状の各特徴量を、スパッタなどの付着物による影響を殆ど受けることなく精度よく算出でき、溶接部にスパッタなどの付着物が存在する場合に、溶接部の溶接品質を正しく評価できるのである。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to accurately calculate each feature amount of the appearance shape of the weld enumerated in the second aspect without being affected by the deposits such as spatters. Therefore, the weld quality of the welded portion can be correctly evaluated when there are deposits such as.
また請求項3に記載の溶接品質の評価方法は、平面部材からなる母材を平行に接合する溶接部の溶接品質の評価方法であって、前記溶接部を構成する溶接ビードおよび該溶接ビードを挟んで左右に位置する前記母材の所定領域について、光照射式の凹凸測定器により溶接部の表面の凹凸情報を取得し、前記取得した凹凸情報を、前記溶接ビードに平行な方向にローパスフィルタ処理して前記溶接部に存在するスパッタなどの付着物によるノイズを除去し、このフィルタ処理済みの凹凸データを用いて、前記溶接ビードに垂直な面内における前記左右に位置する前記母材の接線をそれぞれ求め、前記左右の各母材の接線から母材の角変形を算出し、前記算出した母材の角変形に基づいて、前記溶接部の溶接品質を評価することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a welding quality evaluation method for evaluating a welding quality of a welded portion in which a base material made of a planar member is joined in parallel. The weld bead constituting the welded portion and the weld bead With respect to a predetermined region of the base material that is positioned on the left and right sides of the base material, surface unevenness information of a welded portion is acquired by a light irradiation type unevenness measuring device, and the acquired unevenness information is low-pass filtered in a direction parallel to the weld bead. The noise due to the deposits such as spatter existing in the weld is removed, and the filtered concavo-convex data is used to tangent the base material located on the left and right in the plane perpendicular to the weld bead. Are calculated, the angular deformation of the base metal is calculated from the tangent lines of the left and right base metals, and the weld quality of the weld is evaluated based on the calculated angular deformation of the base material.
この請求項3に記載の発明によれば、溶接部の表面の凹凸情報をローパスフィルタ処理して得たスパッタなどの付着物によるノイズを除去した凹凸データをもとに、母材の角変形を算出し、この角変形に基づいて溶接部の溶接品質を評価するので、スパッタなどの付着物による影響を殆ど受けることなく母材の角変形を精度よく算出でき、溶接部にスパッタなどの付着物が存在する場合に、溶接部の溶接品質を正しく評価できるのである。 According to the third aspect of the present invention, the corner deformation of the base material is performed based on the unevenness data obtained by removing noise due to deposits such as spatter obtained by low-pass filtering the unevenness information on the surface of the weld. Calculate and evaluate the weld quality of the welded part based on this angular deformation, so that the angular deformation of the base metal can be accurately calculated without being affected by the spatter and other deposits. Therefore, it is possible to correctly evaluate the weld quality of the welded portion.
また請求項4に記載の溶接品質の評価方法は、平面部材からなる母材を平行に接合する溶接部の溶接品質の評価方法であって、前記溶接部を構成する溶接ビードおよび該溶接ビードを挟んで左右に位置する前記母材の所定領域について、光照射式の凹凸測定器により表面の凹凸情報を取得し、前記取得した凹凸情報を、前記溶接ビードに平行な方向にハイパスフィルタ処理して前記溶接部に存在するスパッタなどの付着物の凸部データを取得し、前記凸部データから前記溶接ビード全長にわたって求めた凸部画像に基づいて、前記溶接部の付着物の評価をおこなうことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a weld quality evaluation method for evaluating a weld quality of a welded portion in which a base material made of a planar member is joined in parallel. The weld bead constituting the welded portion and the weld bead For a predetermined region of the base material that is located on the left and right sides, surface unevenness information is acquired by a light irradiation type unevenness measuring device, and the acquired unevenness information is subjected to high-pass filter processing in a direction parallel to the weld bead. Obtaining the convexity data of the deposits such as spatter existing in the welded portion, and evaluating the deposits on the welded portion based on the convexity image obtained from the convexity data over the entire length of the weld bead. Features.
この請求項4に記載の発明によれば、溶接部の表面の凹凸情報をハイパスフィルタ処理して得た凸部データをもとに、凸部画像を求めてこの凸部画像に基づいて付着物の評価をおこなうので、精度よく検出・算出した前記凸部画像により、付着物を品質評価の対象として溶接品質の評価をおこなうことができ、溶接部にスパッタなどの付着物が存在する場合に、溶接部の溶接品質を正しく評価できるのである。 According to the fourth aspect of the present invention, a convexity image is obtained based on the convexity data obtained by performing high-pass filtering on the irregularity information on the surface of the welded portion, and the deposit is based on the convexity image. Therefore, with the convex part image detected and calculated with high accuracy, it is possible to evaluate the welding quality as an object of quality evaluation, and when there are deposits such as spatter in the weld, The weld quality of the weld can be correctly evaluated.
以上説明したようにこの発明によれば、溶接部にスパッタなどの付着物が存在する場合に、溶接部の溶接品質を正しく評価できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to correctly evaluate the weld quality of a welded part when there is a deposit such as spatter in the welded part.
以下図1〜図23により、この発明の実施の形態の一例を説明する。先ず図1は溶接品質の評価方法の全体を示すフローチャートで、ステップ1の凹凸情報取得は、図2に示すように、平板状の母材11,12の突合せ溶接により得られた溶接品Wの溶接部、すなわち溶接ビード13およびこの左右に位置する母材11,12の所定領域について、光照射式の凹凸測定器14により、溶接部の表面の凹凸情報を取得する。なお図中、座標軸として、溶接ビード13に垂直な方向にX軸を、同じく平行な方向にY軸を、XY面に垂直な方向にH軸を、それぞれ設定してある。また18はスパッタなどの付着物である。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, FIG. 1 is a flowchart showing an overall welding quality evaluation method. As shown in FIG. 2, the unevenness information acquisition in
上記凹凸測定器14としてこの例ではレーザスキャン式2次元変位センサを用いて、X方向の所定範囲についてH方向の凹凸量を測定し、凹凸測定器14の出力信号はアンプ15を経てコンピュータ16へ導入し、コンピュータ16内に備えたメモリに記憶させると共に、コンピュータ16は走査制御器17および図示しない駆動機構を介して、凹凸測定器14をY方向に走査し、この凹凸測定器14により所定領域にわたって凹凸量の測定をおこなう。これによって図3に示すようにm×n個の高さデータh11〜hmnからなる凹凸情報が取得される。
In this example, a laser scan type two-dimensional displacement sensor is used as the
このようにして得た凹凸情報を、ステップ2(図1)において、溶接ビードに平行な方向(Y方向)にローパスフィルタ処理する。図4はこのステップ2の詳細な処理手順を示し、ステップ1で取得した凹凸情報から、Y方向のデータ列を処理対象とし、X座標j=1のデータ列、すなわち図3における左端のh11〜h1nのデータ列に対してローパスフィルタ処理してメモリに格納し、以下これをm個の各データ列に対しておこなう(ステップ22〜25)。これらのデータ処理はコンピュータ16内のCPUによりおこなうものであり、以下他のステップも同様である。
In step 2 (FIG. 1), the unevenness information thus obtained is subjected to low-pass filter processing in a direction parallel to the weld bead (Y direction). FIG. 4 shows the detailed processing procedure of this
このステップ2のローパスフィルタ処理により、ステップ1で取得した凹凸情報から、凹凸が急激に変化する成分(高周波成分)であるスパッタや表面上のスケールなどの付着物18によるノイズが除去されるので、後述する各データ処理における誤差誘発要因が除去されるのである。なお、以下、溶接ビードの凹凸の情報を全て「凹凸データ」と呼び、特にフィルタ処理後のデータについては、「フィルタ処理ずみの凹凸データ」と呼ぶ。
By this low pass filter processing of
次にステップ3(図1)において、ステップ2によるローパスフィルタ処理ずみの凹凸データから、溶接ビードに垂直な面(XH面)内における母材11,12の接線を求める。
Next, in step 3 (FIG. 1), the tangent lines of the
図5および図6はこのステップ3の詳細な処理手順を示し、図6に示すように母材11に対してX=a〜bにわたる左側接線検出領域を、母材12に対してX=c〜dにわたる右側接線領域を、それぞれ設定してコンピュータ16に入力し(ステップ31)、先ずX=a〜bの範囲のX方向の各データ列から近似直線、すなわち左側母材接線LLを算出し、この近似直線のデータ列をメモリに格納する処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返し(ステップ33〜36)、次にX=c〜dの範囲のX方向の各データ列に対して同様な処理、すなわち右側母材接線LRの算出とそのデータ列のメモリへの格納とをおこなう(ステップ38〜41)。
FIG. 5 and FIG. 6 show the detailed processing procedure of this
上記の近似直線の算出は、最小自乗法により行ない、求めた直線式に基づいて、各X値に対応したH方向の値のデータ列を、直線データ列として記憶する。求めた左側母材接線LL,右側母材接線LRの一例を、図8に図示してある。これら各母材接線は、前述のようにステップ2によるローパスフィルタ処理ずみの凹凸データから求めたものであるので、スパッタなどの付着物による影響を殆ど受けることなく正確な接線として算出されるのである。なお、母材接線を求める所定領域(X=a〜b,c〜dの範囲)は、予め設定されている。
The above approximate straight line is calculated by the method of least squares, and a data string of values in the H direction corresponding to each X value is stored as a straight data string based on the obtained linear equation. An example of the obtained left base material tangent LL and right base material tangent LR is shown in FIG. Since each of the base material tangents is obtained from the low-pass filter processed unevenness data obtained in
次にステップ4(図1)において、溶接ビードに垂直な方向の凹凸データと、ステップ3で得た母材接線から、溶接ビードのビード端を算出する。図7および図8はこのステップ4の詳細な処理手順を示し、ビード上に暫定的に設定した基準点(X=e)より左側の範囲において、X方向のデータ列(前記ステップ2によるローパスフィルタ処理前の凹凸データ列)と左側母材近似直線(接線)LLのデータ列との交点の検出と、その交点の最大X座標XLkおよび該座標位置におけるH方向値HLkのメモリへの格納処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返す(ステップ52〜55)。次に上記基準点より右側の範囲において、X方向の上記と同じデータ列と右側母材近似直線(接線)LRとの交点の検出と、その交点の最小X座標および該座標位置におけるH方向値のメモリへの格納処理を、同様に繰返す(ステップ57〜60)。ここでの交点は、2つのデータ列の差が所定閾値範囲内のものを言う。つまり、凹凸データのうち、母材部分にあたるデータのほとんどは、上述の処理で求めた母材接線上に乗るため、ここで言う交点となる。これに対し、凹凸データのうち、溶接部分にあたるデータは、母材接線上には乗らない。よって、溶接ビードから左側部分に対しては、X=1〜eの範囲における交点のうち、X座標最大のものが左側ビード端となる。なお、凹凸データ内に、スパッタなどの凸部分データがあっても、複数交点の最大値を検出するため、正確なビード端を算出することができる。溶接ビードから右側部分に対しても、同様に考え、X座標最小のものが右側ビード端となる。なお、基準点(X=e)は、溶接ビード幅内(略中央)に暫定的に設定している。
Next, in step 4 (FIG. 1), the bead end of the weld bead is calculated from the unevenness data in the direction perpendicular to the weld bead and the base material tangent obtained in
このようにして得たy=1〜nの各データ列における左側ビード端および右側ビード端の各交点座標値は、ステップ3で得た正確な母材近似直線(接線)のデータをもとにして算出されたものであり、前記ローパスフィルタ処理前の凹凸データを用いてもビード端は正確な座標値として算出され、後続の各ステップでの溶接部の外観形状特徴量の正確な算出を可能とするものである。
The intersection coordinate values of the left bead end and the right bead end in each data string of y = 1 to n obtained in this way are based on the accurate base material approximate straight line (tangent) data obtained in
次にステップ5(図1)において、前記各ステップで算出したビード端,凹凸データ,母材接線を用いて、溶接ビードのビード幅,アンダーカット,溶接ビードの高さ,溶接ビードの直進性に関するデータの算出と、その評価をおこなう。また、各列(ライン)毎に、母材の接線と凹凸データとからビード端を求めるため、母材全体の面の方程式からビード端を求める場合に比べて、より一層正確な外観特徴量を算出することができる。 Next, in step 5 (FIG. 1), the bead width, undercut, weld bead height, and straightness of the weld bead are calculated using the bead end, unevenness data, and base material tangent calculated in each step. Calculate and evaluate the data. In addition, since the bead end is obtained from the tangent line and unevenness data of the base material for each row (line), a more accurate appearance feature amount can be obtained compared with the case of obtaining the bead end from the equation of the entire surface of the base material. Can be calculated.
図9および図10はこのうちのビード幅に関する詳細な処理手順を示し、ステップ4で求めた右側および左側のビード端のX座標の差としてビード幅BWkを算出しメモリに格納する処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返し(ステップ62〜65)、得られた全ビード幅データBWkの平均と分散によりビード幅を評価する(ステップ66)。
FIG. 9 and FIG. 10 show the detailed processing procedure regarding the bead width, and the process of calculating the bead width BW k as the difference between the X coordinates of the right and left bead ends obtained in
この評価は、予め定めた評価基準によりおこなうものであり、たとえばビード幅BWkの平均値が所定の範囲内にあるときは良、分散値が所定の閾値より大のときはばらつきが大として不良とする、などの評価を、図示しない判定ルーチンなどを利用しておこなうものである。なおこの平均と分散による評価は、一方のみについておこなってもよく、以下他のステップにおいても同様とする。 This evaluation is performed according to a predetermined evaluation criterion. For example, when the average value of the bead width BW k is within a predetermined range, the evaluation is good, and when the variance value is larger than a predetermined threshold, the variation is large and poor. Are evaluated using a determination routine (not shown). Note that the evaluation based on the average and the variance may be performed for only one, and the same applies to the other steps.
また図11および図12は、ステップ5におけるアンダーカットに関する詳細な処理手順を示し、X方向のデータ列と左側母材近似直線(接線)LLのデータ列との差を計算し、左側ビード端以下の範囲(X=1〜XLk)におけるその最大値UCLkを左側アンダーカットとしてメモリに格納する処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返し(ステップ72〜75)、次にX方向のデータ列と右側母材近似直線(接線)LRのデータ列との差を計算し、右側ビード端以上の範囲(X=XRk〜m)におけるその最大値UCRkを右側アンダーカットとしてメモリに格納する処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返す(ステップ77〜80)。具体的には直線データ列LL,LRの値から対応するX方向のデータ列の値を差し引く処理を行なう。差し引いた値の最大値をアンダーカットと判断する。例えば溶接ビード部分に関しては、差し引いた値は“マイナス”となり、アンダーカットとは判断されない。そして得られた左側アンダーカットUCLkと、右側アンダーカットUCRkに対して、それぞれ平均と分散により、前記ステップ66と同様にしてアンダーカットの評価をおこなう(ステップ81)。
FIG. 11 and FIG. 12 show the detailed processing procedure regarding the undercut in
また図13および図14は、ステップ5におけるビード高さに関する詳細な処理手順を示し、ビード幅内の凹凸データの最大値HMkを検出し、この最大値HMkと左側ビード端の高さHLkと右側ビード端の高さHRkとからビード高さBHkを算出しメモリに格納する処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返し(ステップ92〜96)、得られた全ビード高さBHkの平均と分散により、前記ステップ66と同様にしてビード高さを評価する(ステップ97)。
FIG. 13 and FIG. 14 show a detailed processing procedure related to the bead height in
また図15および図16は、ステップ5におけるビードの直進性に関する詳細な処理手順を示し、右側および左側のビード端のX座標の平均値としてビードセンター(ビード中心)BSkを算出し、メモリに格納する処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返し(ステップ102〜105)、得られた全ビードセンター値BSkの分散値が、所定の閾値より大のとき、ビードセンターの蛇行が大きく直進性不良と評価する。
FIG. 15 and FIG. 16 show the detailed processing procedure regarding the straightness of the bead in
次にステップ6(図1)においては、溶接ビードの凹凸データをフーリエ変換し、そのパワースペクトル情報より溶接ビードの波目の均一性の数値化とその評価をおこなう。 Next, in step 6 (FIG. 1), the unevenness data of the weld bead is Fourier-transformed, and the uniformity of the weld bead wave is quantified and evaluated from the power spectrum information.
図17および図18は、このステップ6の詳細な処理手順を示し、前記ステップ103,104で求めたビード中心BSkにおけるビード高さを凹凸データから取得して、Y座標k=1〜nに対するこの凹凸データ列を離散フーリエ変換し(ステップ111,112)そのパワースペクトルにより波目の周期性の有無を評価する(ステップ113)。
FIG. 17 and FIG. 18 show the detailed processing procedure of this
図18は、上記のフーリエ変換により得たパワースペクトルの例を示し、図18(a)のように閾値Thを越える単独ピーク有りの場合は、ビードの周期性有りと評価し、同図(b)のように閾値Thを越える単独ピークなしの場合は、ビードの周期性なしと評価するものである。例えば、周波数A(Hz)がB(mm)ごとの周期に対応する場合であれば、その周波数A(Hz)にピークが出ることは、B(mm)ごとの一定周期で溶接が行なわれていることを表す。こうした所定周期を設定することで、溶接品質を評価することもできる。 FIG. 18 shows an example of a power spectrum obtained by the Fourier transform described above. When there is a single peak exceeding the threshold Th as shown in FIG. 18 (a), it is evaluated that there is a periodicity of beads, and FIG. In the case where there is no single peak exceeding the threshold Th as in (), it is evaluated that there is no periodicity of beads. For example, if the frequency A (Hz) corresponds to a period for each B (mm), a peak appears at the frequency A (Hz) because welding is performed at a constant period for each B (mm). Represents that By setting such a predetermined cycle, the welding quality can be evaluated.
次にステップ3から分岐したステップ7(図1)においては、ステップ3で得た母材接線から、母材の角変形を算出し評価する。図19および図20はこのステップ7の詳細な処理手順を示し、前記ステップ34,35で得た左側母材近似直線(接線)LLのデータ列の傾きALを計算しメモリに格納する処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返し(ステップ122〜125)、得られた全傾きデータの平均傾きALavを計算する(ステップ126)。次いで同様に前記ステップ39,40で得た右側母材近似直線(接線)LRのデータ列の傾きARを計算してメモリに格納する処理を、Y座標k=1〜nにわたって繰返し(ステップ128〜131)、得られた全傾きデータの平均傾きARavを計算する(ステップ132)。そしてこれら平均傾きALavとARavの差と閾値との対比により母材の角変形の評価をおこなう(ステップ133)。
Next, in Step 7 (FIG. 1) branched from
以上のように、上記各ステップ5〜7における溶接ビードの幅,アンダーカット,溶接ビードの高さ,溶接ビードの直進性,溶接ビードの波目の周期性,母材の角変形などの各種の溶接部の外観形状の特徴量の算出および評価は、ステップ2によるローパスフィルタ処理によりスパッタなどの付着物によるノイズを除去したフィルタ処理ずみの凹凸データより求めた母材接線をもとにしておこなうものであるので、スパッタなどの付着物による影響を殆ど受けることなく外観形状の特徴量を精度良く算出し溶接品質を正しく評価できるのである。
As described above, the weld bead width, undercut, weld bead height, weld bead straightness, weld bead wave periodicity, base material angular deformation, etc. The calculation and evaluation of the feature value of the appearance shape of the welded part is performed based on the base material tangent obtained from the filtered unevenness data obtained by removing noise caused by deposits such as spatter by the low-pass filter processing in
一方、図1におけるステップ8においては、ステップ1で取得した凹凸情報を、溶接ビードに平行な方向(Y方向)にハイパスフィルタ処理し、スパッタなどの付着物を検出しその評価をおこなう。
On the other hand, in step 8 in FIG. 1, the unevenness information acquired in
図21および図22はこのステップ8の詳細な処理手順を示し、ステップ1で得た凹凸情報から、Y方向のデータ列を処理対象とし、前記ステップ2と同様に、X座標j=1〜mの各データ列に対してハイパスフィルタ処理をおこない、このハイパスフィルタ処理後のデータ列をメモリに格納する(ステップ142〜145)。
FIG. 21 and FIG. 22 show the detailed processing procedure of this step 8. From the unevenness information obtained in
そしてステップ146において、上記各ステップで得られたフィルタ処理ずみのデータ列を二値化(一定閾値を超えるデータを検出)することによりスパッタなどの付着物の凸部データを取得し、この凸部データから溶接ビード全長にわたって求めた図22に示す各凸部画像19の塊個数と総面積の閾値等の評価基準との対比により良否を判定することにより、スパッタなどの付着物18に起因する溶接品質の評価をおこなう。
In
これによって、スパッタなどの付着物を評価対象として、溶接部の溶接品質を正しく評価することができるのである。 As a result, it is possible to correctly evaluate the weld quality of the welded portion, with the adhering matter such as spatter as an evaluation object.
以上は、溶接品Wの表面側についてその溶接部の溶接品質の評価をおこなう場合を説明したが、溶接品Wの裏面側についても、その突合せ溶接の溶け込みの良否等に関し溶接品質の評価おこなうことができ、図23はこの場合の評価方法の全体を示すフローチャートである。 The above describes the case where the weld quality of the welded portion is evaluated on the front surface side of the welded product W, but the weld quality is also evaluated on the back surface side of the welded product W with respect to the quality of penetration of the butt weld. FIG. 23 is a flowchart showing the entire evaluation method in this case.
この裏面側について溶接品質の評価をおこなう場合は、図23に示すように、前記の例の図1に示すフローチャートと同じステップ1〜4により情報処理をおこない、ステップ5においてはビード高さのみを求めて評価する。このビード高さが負の値として検出された場合は、溶け込み不良と評価される。
When evaluating the welding quality for the back side, as shown in FIG. 23, information processing is performed by the
またこの発明は、上記の突合せ溶接により得られた溶接品の溶接部の溶接品質の評価の他に、重ね溶接により得られた溶接品(重ね継手)の溶接部の溶接品質の評価にも適用できるものである。図24はその一例を示し、図中、前記各図と同一または相当部分には、同一符号を示してある。図24(a)に示すように母材11,12の重ね合せ溶接して溶接ビード13を形成した溶接品Wに対して、図2と同様な装置により取得した凹凸情報を前記と同様にローパスフィルタ処理後、各母材接線と凹凸情報(凹凸データ)とから、図24(b)に例示するように、たとえば左右の各ビード端,ビード幅,ビード高さ,アンダーカットなどの外観形状の各特徴量を前記の例と同様に精度よく算出することができ、これらの特徴量に基づいて溶接部の溶接品質を正しく評価できるのである。
In addition to the evaluation of the weld quality of the welded part obtained by butt welding, the present invention is also applicable to the evaluation of the weld quality of the welded part (lap joint) obtained by lap welding. It can be done. FIG. 24 shows an example thereof. In the figure, the same or corresponding parts as those in the above-mentioned drawings are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 24 (a), the unevenness information obtained by the apparatus similar to FIG. 2 is low-passed in the same manner as described above for the welded product W in which the
この発明は上記の例に限定されるものではなく、たとえば凹凸測定器としては、光切断線を撮像して凹凸情報を得る光切断方式の凹凸測定器を用いてもよい。 The present invention is not limited to the above-described example. For example, as the unevenness measuring device, an optical cutting type unevenness measuring device that obtains unevenness information by imaging an optical cutting line may be used.
11…母材、12…母材、13…溶接ビード、14…凹凸測定器、16…コンピュータ、18…付着物、19…凸部画像、W…溶接品。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記溶接部を構成する溶接ビードおよび該溶接ビードを挟んで左右に位置する前記母材の所定領域について、光照射式の凹凸測定器により溶接部の表面の凹凸情報を取得し、
前記取得した凹凸情報を、前記溶接ビードに平行な方向にローパスフィルタ処理して前記溶接部に存在するスパッタなどの付着物によるノイズを除去し、
このフィルタ処理済みの凹凸データを用いて、前記溶接ビードに垂直な面内における前記左右に位置する前記母材の接線をそれぞれ求め、
前記溶接ビードに垂直な方向の前記凹凸情報と前記左右の各母材の接線とから、前記溶接ビード全長にわたって該溶接ビードのビード端を算出し、
前記算出したビード端,母材の接線,凹凸情報のうち、少なくともビード端を用いて求めた前記溶接部の外観形状の特徴量に基づいて、前記溶接部の溶接品質を評価することを特徴とする溶接品質の評価方法。 A method for evaluating the welding quality of a welded portion in which a base material made of a planar member is joined in parallel,
For the predetermined region of the base material located on the left and right across the weld bead and the weld bead constituting the weld, obtain the uneven information on the surface of the weld with a light irradiation type unevenness measuring device,
The acquired uneven information is subjected to low-pass filter processing in a direction parallel to the weld bead to remove noise due to deposits such as spatter present in the weld,
Using this filtered uneven data, each tangent of the base material located on the left and right in a plane perpendicular to the weld bead,
From the unevenness information in the direction perpendicular to the weld bead and the tangent lines of the left and right base materials, calculate the bead end of the weld bead over the entire length of the weld bead,
Of the calculated bead end, base material tangent, and unevenness information, the weld quality of the weld is evaluated based on at least the feature value of the appearance of the weld determined using the bead end. To evaluate welding quality.
前記溶接部の外観形状の特徴量は、溶接ビードの幅,アンダーカット,溶接ビードの高さ,溶接ビードの直進性,溶接ビードの波目の周期性の少なくともいずれか一つである、溶接品質の評価方法。 The welding quality evaluation method according to claim 1,
The feature quantity of the outer shape of the weld is at least one of the width of the weld bead, the undercut, the height of the weld bead, the straightness of the weld bead, and the periodicity of the wave of the weld bead. Evaluation method.
前記溶接部を構成する溶接ビードおよび該溶接ビードを挟んで左右に位置する前記母材の所定領域について、光照射式の凹凸測定器により溶接部の表面の凹凸情報を取得し、
前記取得した凹凸情報を、前記溶接ビードに平行な方向にローパスフィルタ処理して前記溶接部に存在するスパッタなどの付着物によるノイズを除去し、
このフィルタ処理済みの凹凸データを用いて、前記溶接ビードに垂直な面内における前記左右に位置する前記母材の接線をそれぞれ求め、
前記左右の各母材の接線から母材の角変形を算出し、
前記算出した母材の角変形に基づいて、前記溶接部の溶接品質を評価することを特徴とする溶接品質の評価方法。 A method for evaluating the welding quality of a welded portion in which a base material made of a planar member is joined in parallel,
For the predetermined region of the base material located on the left and right across the weld bead and the weld bead constituting the weld, obtain the uneven information on the surface of the weld with a light irradiation type unevenness measuring device,
The acquired uneven information is subjected to low-pass filter processing in a direction parallel to the weld bead to remove noise due to deposits such as spatter present in the weld,
Using this filtered uneven data, each tangent of the base material located on the left and right in a plane perpendicular to the weld bead,
Calculate the angular deformation of the base material from the tangent of the left and right base materials,
A welding quality evaluation method, wherein the welding quality of the welded portion is evaluated based on the calculated angular deformation of the base material.
前記溶接部を構成する溶接ビードおよび該溶接ビードを挟んで左右に位置する前記母材の所定領域について、光照射式の凹凸測定器により表面の凹凸情報を取得し、
前記取得した凹凸情報を、前記溶接ビードに平行な方向にハイパスフィルタ処理して前記溶接部に存在するスパッタなどの付着物の凸部データを取得し、
前記凸部データから前記溶接ビード全長にわたって求めた凸部画像に基づいて、前記溶接部の付着物の評価をおこなうことを特徴とする溶接品質の評価方法。
A method for evaluating the welding quality of a welded portion in which a base material made of a planar member is joined in parallel,
With respect to a predetermined region of the base material positioned on the left and right sides of the weld bead constituting the weld and the weld bead, surface unevenness information is obtained by a light irradiation type unevenness measuring device,
The acquired unevenness information is subjected to high-pass filter processing in a direction parallel to the weld bead to acquire the convexity data of the deposits such as spatter existing in the weld,
An evaluation method for welding quality, characterized in that the deposit on the welded portion is evaluated based on a convex portion image obtained over the entire length of the weld bead from the convex portion data.
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