JP3738745B2 - Method and apparatus for determining pinholes in welds - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ溶接等の溶接部にピンホールが発生しているかどうかを自動で判別することができるピンホール判定方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にレーザ溶接等でワークの全周を溶接する、いわゆるシーム溶接においては、気密性が保たれないと品質上の大きな問題となるため、ヘリウム(He)リークテスト機にて溶接部におけるピンホールの有無を確認している。しかし、このHeリークテストでは完全に貫通したピンホールは判別可能だが、貫通寸前のピンホールまでは判定できない。そのため、貫通寸前のピンホールがあると、その部分の耐久性が劣るため、製品として出荷後に経年変化により貫通してしまうことがある。
【0003】
その対策として、従来では作業者がオフラインにて目視検査により貫通寸前のピンホールの有無を検査している。ところが、目視検査ではヒューマンエラーが発生し、不良品が後工程に流出してしまいクレームとなることがある。また、専任の目視検査作業者が必要なため、製品の製造コストを引き上げる要因となっている。
【0004】
そこで、特開平7−63703号公報に開示されるような金属板材表面の傷、打痕を画像処理で検出する方法がある。この方法は、表面の傷や打痕に対して画像処理を行う際の前処理として浸透探傷剤を塗布し、この浸透探傷剤にもとづく欠陥指示模様を画像処理して、通常の画像処理では検出が困難な3次元の欠陥に対しても、容易に検出できるようにしたものである。
しかしながら、溶接部は正常な溶接状態でも凹凸が発生することから、この公知の方法を使用すると、正常品でも不良判別してしまう恐れがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、その目的は、溶接部におけるピンホールの有無を溶接部の正常な凹凸に左右されることなく、ピンホールのみを自動判別することにより不良品の流出防止を図り、さらに溶接部の検査工程を自動化することができるピンホール検出方法とその装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のピンホール検出方法及びその装置を提供する。
請求項1に記載のピンホール判定方法は、紫外線光源を溶接部に照射して紫外線に対応可能なカメラで撮像することにより、溶接部表面におけるピンホール又は凹部の有無を検出し、次いでハロゲン光源を照射してカメラで撮像することにより、ピンホールか凹部かを識別し、更に、凹部の場合は、紫外線の照射レベルを変えて凹部に照射する光を溶接部表面と同等レベルとして、カメラで撮像することにより、凹部でのピンホールの有無を検出するようにしたものである。これにより、溶接部の凹凸に左右されることなくピンホールおよび貫通寸前のピンホールをも自動判別することができる。
【0007】
請求項2に記載のピンホール判定装置は、請求項1の方法の発明を装置発明にしたものである。即ち、この装置は、照射レベルを変えることができる紫外線光源と、ハロゲン光源と、紫外線に対応可能なカメラ及び撮像した画像を判定する画像判定手段とを備えていて、紫外線の照射レベルを変えて撮像した2種類の画像及びハロゲン光源によって撮像した画像とによって、溶接部のピンホールの有無を判定している。これにより、溶接部の凹部に形成されたピンホールまで検出できるようになり、溶接部の凹凸に左右されることなくピンホールおよび貫通寸前のピンホールをも自動判別することができ、正常な溶接品でも不良判別してしまうという不都合を回避できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施の形態のピンホールの判定方法及びその装置について説明する。図1は、本発明の実施の形態のピンホール判定装置の全体構成図である。
本発明のピンホール判定装置は、紫外線(UV)光を照射するUV光源1と、紫外線(UV)光とは異なる波長の光(可視光、赤外線)を放射するハロゲン光源2と、ワーク5の溶接部6を撮像する、UV光に対応可能なCCDカメラ3及びこのカメラ3によって撮像した画像を判定する画像判定手段4とより構成されている。
【0009】
UV光源1は、その照射レベルを上げたり、下げたり可変にできる。ハロゲン光源2は、その照射レベルを可変にすることはできず、UV光とは異なる波長の光の放射する。また、カメラ3は、UV光源1からのUV光に対してもまた当然ハロゲン光源2からの光に対しても溶接部6の撮像が可能である。このカメラ3によって撮像された画像(図2〜7参照)に基づいて、画像判定手段4は、溶接部6におけるピンホールの有無及び凹部(くぼみ)とピンホールとの識別を行う。
【0010】
上記のように構成されたピンホール判定装置を使用したピンホール判定方法の手順を、図8のフローチャートによって説明する。本発明の溶接部の良否判定方法は、UV光源とハロゲン光源との放射光の波長特性の違いに着目してなされたものである。即ち、まずUV光源1から、例えば照度7のUV光をワーク5の溶接部6に照射して、カメラ3で撮像する(ステップS1)。この撮像された画像に基づき、画像判定手段4により影の有無(ピンホール又は凹部の有無)が判断される(ステップS2)。
【0011】
このステップS1でのUV光源1を溶接部6に照射した場合において、溶接部6にピンホールがあるワーク5Aの画像を図2に、溶接部6に凹部(くぼみ)がワーク5Bの画像を図3に示す。この図2,3から分るように両図面共に黒い影が認識される。画像判定手段4によりこのような影が認識された場合は、次のステップS3に進む。このような影が認識されなかった場合は、溶接部6は正常と判定される。
【0012】
ステップS3においては、今度はハロゲン光源2からの放射光を溶接部6に照射して、カメラ3で撮像する。この撮像された画像に基づき、画像判定手段4により影の有無(ピンホールか凹部かの識別)が判断される(ステップS4)。
このハロゲン光源2による溶接部6の画像を、図4と図5に示す。この図4は、溶接部6にピンホールがあるワーク5Aの画像を示しており、図5は、溶接部6に凹部(くぼみ)があるワーク5Bの画像を示している。図4には、影が認識されないが、図5では影が認識されることから、ワーク5Aはピンホール有り、ワーク5Bは凹部(くぼみ)があると判断できる。
従って、ステップS4において影が認識されない場合は(図4参照)、溶接部6はピンホールのみと判定され、影が認識された場合は(図5参照)、次のステップS5に進む。即ち、このハロゲン光源2による画像においては、ピンホールか凹部(くぼみ)かの識別がなされる。
【0013】
ステップS5においては、UV光源1の照射レベルを、例えば照度8、に変えて、再度溶接部6をカメラ3で撮像する。この凹部(くぼみ)に照射する光を溶接部表面と同等レベルとする。この撮像された画像に基づき、画像判定手段4により影の有無(ピンホールの有無)が判断される(ステップ6)。
このUV光源1の照度レベルをアップして照射した場合の溶接部6の画像が、図6、7に示される。図6には、影が認識されないが、図7では影が認識されることから、凹部があるワーク5Bのうち、影のないものは凹部(くぼみ)にピンホールがなく、単に凹部のみである(ワーク5B1)と判断され、図7のように影があるものについては、凹部(くぼみ)にピンホールが有る(ワーク5B2)と判断される。即ち、凹部と溶接部表面との照射レベルを同じにすることで、凹部でのピンホールの有無を容易に判別できるようにしている。
【0014】
このように、本発明では、溶接部の判定を、(1)正常なもの、(2)ピンホールのみのもの(ワーク5A)、(3)凹部(くぼみ)のみのもの(ワーク5B1)、(4)凹部にピンホールがあるもの(ワーク5B2)、の4段階に渡って判別でき、溶接部の凹凸に左右されることなくピンホールおよび貫通寸前のピンホールをも自動判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のピンホール判定装置の全体構成図である。
【図2】紫外線光源によるピンホールがある溶接部(ワーク5A)の写真である。
【図3】紫外線光源による凹部(くぼみ)がある溶接部(ワーク5B)の写真である。
【図4】ハロゲン光源による凹部のない(ピンホールのみ)溶接部(ワーク5A)の写真である。
【図5】ハロゲン光源による凹部のある溶接部(ワーク5B)の写真である。
【図6】照度レベルを変えた紫外線光源による凹部のみのある溶接部(ワーク5B1)の写真である。
【図7】照度レベルを変えた紫外線光源による凹部にピンホールのある溶接部(ワーク5B2)の写真である。
【図8】本発明の実施の形態のピンホール判定方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…紫外線(UV)光源
2…ハロゲン光源
3…UV対応CCDカメラ
4…画像判定手段
5…ワーク
6…溶接部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pinhole determination method and apparatus capable of automatically determining whether or not a pinhole is generated in a welded part such as laser welding.
[0002]
[Prior art]
In general, so-called seam welding, in which the entire circumference of the workpiece is welded by laser welding or the like, is a serious problem in terms of quality unless airtightness is maintained. The presence or absence is confirmed. However, in this He leak test, a completely penetrating pinhole can be discriminated, but a pinhole just before penetrating cannot be discriminated. For this reason, if there is a pinhole on the verge of penetrating, the durability of that portion is inferior, and the product may penetrate due to aging after shipment as a product.
[0003]
As a countermeasure, conventionally, an operator inspects the presence or absence of a pinhole just before penetrating by visual inspection offline. However, a human error occurs in the visual inspection, and a defective product may flow out to a subsequent process, resulting in a complaint. In addition, since a dedicated visual inspection worker is required, it is a factor that increases the manufacturing cost of the product.
[0004]
Therefore, there is a method for detecting scratches and dents on the surface of a metal plate material as disclosed in JP-A-7-63703 by image processing. In this method, a penetrating flaw detection agent is applied as a pretreatment when image processing is performed on a surface scratch or dent, and a defect indication pattern based on the penetrating flaw detection agent is image-processed and detected in normal image processing. Even a three-dimensional defect that is difficult to detect can be easily detected.
However, since unevenness occurs in the welded part even in a normal welding state, there is a risk that even if it is a normal product, it is determined as defective if this known method is used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to automatically detect only pinholes without depending on the normal unevenness of the welded portion, and to determine whether or not there is a pinhole in the welded portion. It is intended to provide a pinhole detection method and apparatus capable of preventing outflow and further automating the inspection process of a welded portion.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides, as means for solving the above-mentioned problems, a pinhole detection method and an apparatus therefor according to the claims.
The pinhole determination method according to
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the pinhole determination apparatus is an apparatus invention according to the method of the first aspect. That is, this apparatus includes an ultraviolet light source that can change the irradiation level, a halogen light source, a camera that can handle ultraviolet light, and an image determination unit that determines a captured image. The presence / absence of a pinhole in the weld is determined based on the two types of captured images and an image captured with a halogen light source. This makes it possible to detect even pinholes formed in the recesses of the welded part, and can automatically identify pinholes and pinholes that are about to penetrate without being affected by the unevenness of the welded part. It is possible to avoid the inconvenience of determining whether a product is defective.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A pinhole determination method and apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pinhole determination device according to an embodiment of the present invention.
The pinhole determination apparatus of the present invention includes a
[0009]
The
[0010]
The procedure of the pinhole determination method using the pinhole determination apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. The quality determination method for a welded portion of the present invention is made by paying attention to the difference in wavelength characteristics of the emitted light between the UV light source and the halogen light source. That is, first, UV light having an illuminance of 7, for example, is irradiated from the
[0011]
When the welded part 6 is irradiated with the
[0012]
In step S <b> 3, this time, the emitted light from the
Images of the weld 6 by the
Accordingly, if no shadow is recognized in step S4 (see FIG. 4), it is determined that the weld 6 is only a pinhole, and if a shadow is recognized (see FIG. 5), the process proceeds to the next step S5. That is, in the image by the
[0013]
In step S <b> 5, the irradiation level of the
Images of the welded portion 6 when the illuminance level of the UV
[0014]
Thus, in the present invention, the determination of the welded portion is performed by (1) normal, (2) pinhole only (work 5A), (3) recess (dent) only (work 5B 1 ), (4) It can discriminate over four stages: those with pinholes in the recess (work 5B 2 ), and can automatically discriminate pinholes and pinholes just before penetrating without being affected by the unevenness of the weld. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pinhole determination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph of a welded part (work 5A) having a pinhole by an ultraviolet light source.
FIG. 3 is a photograph of a welded part (work piece 5B) having a recess (indentation) caused by an ultraviolet light source.
FIG. 4 is a photograph of a welded part (workpiece 5A) having no recess (only a pinhole) by a halogen light source.
FIG. 5 is a photograph of a welded part (workpiece 5B) having a concave portion formed by a halogen light source.
FIG. 6 is a photograph of a welded part (work 5B 1 ) having only a concave portion formed by an ultraviolet light source with a changed illuminance level.
FIG. 7 is a photograph of a welded part (work piece 5B 2 ) having a pinhole in a concave portion formed by an ultraviolet light source having a changed illuminance level.
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of a pinhole determination method according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
(1).紫外線光源を該溶接部に照射して、紫外線に対応可能なカメラで撮像することにより、該溶接部表面のピンホール又は凹部の有無を検出する段階と、
(2).ハロゲン光源を該溶接部に照射して、前記カメラで撮像することにより、ピンホールか凹部かを識別する段階と、
(3).前記紫外線光源の照射レベルを変えて、凹部に照射する光を該溶接部表面と同等レベルとすることで、該溶接部の凹部におけるピンホールの有無を検出する段階と、を備えていることを特徴とするピンホール判定方法。A pinhole determination method for automatically determining the presence or absence of a pinhole in a welded part such as laser welding,
(1). Irradiating the weld with a UV light source and imaging with a camera capable of handling UV to detect the presence or absence of pinholes or recesses on the weld surface; and
(2). Irradiating the weld with a halogen light source and imaging with the camera to identify whether it is a pinhole or a recess;
(3). Detecting the presence / absence of a pinhole in the recess of the weld by changing the irradiation level of the ultraviolet light source and setting the light irradiated to the recess to a level equivalent to the surface of the weld. A pinhole determination method characterized.
紫外線光の照射レベルを可変にできる紫外線光源と、前記紫外線光源とは別に設けられたハロゲン光源と、紫外線に対応可能なカメラ及び前記カメラによって撮像された画像を判定する画像判定手段とを具備していて、
前記紫外線光源の照射レベルを変えて撮像した該溶接部の画像及び前記ハロゲン光源によって撮像した該溶接部の画像とによって、ピンホールの有無を判定することを特徴とするピンホール判定装置。A pinhole determination device that automatically determines the presence or absence of a pinhole in a welded part such as laser welding,
An ultraviolet light source capable of changing the irradiation level of ultraviolet light, a halogen light source provided separately from the ultraviolet light source, a camera capable of handling ultraviolet light, and an image determination means for determining an image captured by the camera. And
A pinhole determination device that determines the presence or absence of a pinhole based on an image of the welded portion captured by changing the irradiation level of the ultraviolet light source and an image of the welded portion captured by the halogen light source.
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