溶接品質の評価方法
【課題】 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。
【解決手段】 光照射式の凹凸測定器により取得した溶接部の表面の凹凸情報を、溶接ビードに平行な方向にローパスフィルタ処理して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（ステップ２）、このフィルタ処理済みの凹凸データを用いて、溶接ビードに垂直な面内における左右に位置する母材の接線をそれぞれ求め（ステップ３）、溶接ビードに垂直な方向の凹凸情報と左右の各母材の接線とから、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（ステップ４）、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溶接部の外観形状の特徴量に基づいて、溶接部の溶接品質を評価する。
【解決手段】 光照射式の凹凸測定器により取得した溶接部の表面の凹凸情報を、溶接ビードに平行な方向にローパスフィルタ処理して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（ステップ２）、このフィルタ処理済みの凹凸データを用いて、溶接ビードに垂直な面内における左右に位置する母材の接線をそれぞれ求め（ステップ３）、溶接ビードに垂直な方向の凹凸情報と左右の各母材の接線とから、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（ステップ４）、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溶接部の外観形状の特徴量に基づいて、溶接部の溶接品質を評価する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。）。
【特許文献１】特開平５−８７５３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１４０２６号公報
【非特許文献１】鹿児島県工業技術センター研究報告、鹿児島県工業技術センター、２００２年１０月１日、第１５号、Ｐ．４３−４６
【０００３】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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）。
【００２５】
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。
【００２６】
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）。
【００２７】
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）。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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）。
【００３１】
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。
【００３２】
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）。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態の一例を示す溶接品質の評価方法の全体を示すフローチャートである。
【図２】図１の方法に用いられる測定装置の斜視図である。
【図３】図２の装置において凹凸測定器により得た凹凸情報の説明図である。
【図４】図１のステップ２の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図１のステップ３の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップ３１における検出領域を示す斜視図である。
【図７】図１のステップ４の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図７の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図９】図１のステップ５におけるビード幅に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図９の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図１１】図１のステップ５におけるアンダーカットに関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図１３】図１のステップ５におけるビード高さに関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図１５】図１のステップ５におけるビードの直進性に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１５の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図１７】図１のステップ６の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１７の処理手順によるパワースペクトルを示す線図である。
【図１９】図１のステップ７の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】図１９の処理手順により算出した母材の傾斜角を示す断面図である。
【図２１】図１のステップ８の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】図２１の処理手順で得た凸部画像の説明図である。
【図２３】この発明の実施の形態の他の例を示す図１相当図である。
【図２４】この発明の実施の形態のさらに他の例を示す溶接品の斜視図（ａ）、および溶接部のＸ方向のビード凹凸線図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４３】
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。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。）。
【特許文献１】特開平５−８７５３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１４０２６号公報
【非特許文献１】鹿児島県工業技術センター研究報告、鹿児島県工業技術センター、２００２年１０月１日、第１５号、Ｐ．４３−４６
【０００３】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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）。
【００２５】
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。
【００２６】
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）。
【００２７】
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）。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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）。
【００３１】
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。
【００３２】
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）。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態の一例を示す溶接品質の評価方法の全体を示すフローチャートである。
【図２】図１の方法に用いられる測定装置の斜視図である。
【図３】図２の装置において凹凸測定器により得た凹凸情報の説明図である。
【図４】図１のステップ２の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図１のステップ３の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップ３１における検出領域を示す斜視図である。
【図７】図１のステップ４の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図７の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図９】図１のステップ５におけるビード幅に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図９の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図１１】図１のステップ５におけるアンダーカットに関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図１３】図１のステップ５におけるビード高さに関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図１５】図１のステップ５におけるビードの直進性に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１５の処理手順による算出値を示すＸ方向のビード凹凸線図である。
【図１７】図１のステップ６の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１７の処理手順によるパワースペクトルを示す線図である。
【図１９】図１のステップ７の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】図１９の処理手順により算出した母材の傾斜角を示す断面図である。
【図２１】図１のステップ８の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】図２１の処理手順で得た凸部画像の説明図である。
【図２３】この発明の実施の形態の他の例を示す図１相当図である。
【図２４】この発明の実施の形態のさらに他の例を示す溶接品の斜視図（ａ）、および溶接部のＸ方向のビード凹凸線図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４３】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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溶接品質の評価方法。
【請求項２】
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、溶接品質の評価方法。
【請求項３】
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溶接品質の評価方法。
【請求項４】
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溶接品質の評価方法。
【請求項１】
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溶接品質の評価方法。
【請求項２】
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、溶接品質の評価方法。
【請求項３】
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溶接品質の評価方法。
【請求項４】
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溶接品質の評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００８−１６４４８２（Ｐ２００８−１６４４８２Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５５４２１（Ｐ２００６−３５５４２１）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
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