溶接部の検査装置
【課題】 正確で迅速に溶接良否判定を行なえる検査装置を提供する。
【解決手段】 検査装置は、所定位置に設置されて、溶接部４とその周囲部を含む検査対象を撮影する１台の撮影手段と、上記検査対象に規則的な光パターンＰ（図３（Ｂ））を投射する投射手段と、評価手段とを備えている。評価手段は、光パターンＰが投射された検査対象の上記撮影手段による第１画像データを取り込むとともに、光パターンＰが投射されない検査対象の上記撮影手段による第２画像データを取り込む。そして、第１画像データから三次元の溶接部輪郭４ａを認識し、三次元の溶接部輪郭４ａを認識できない領域については、第２画像データに基づき認識した二次元の溶接部輪郭４ａで補完する。最後に完成された三次元の溶接部輪郭４ａから溶接の良否を判定する。
【解決手段】 検査装置は、所定位置に設置されて、溶接部４とその周囲部を含む検査対象を撮影する１台の撮影手段と、上記検査対象に規則的な光パターンＰ（図３（Ｂ））を投射する投射手段と、評価手段とを備えている。評価手段は、光パターンＰが投射された検査対象の上記撮影手段による第１画像データを取り込むとともに、光パターンＰが投射されない検査対象の上記撮影手段による第２画像データを取り込む。そして、第１画像データから三次元の溶接部輪郭４ａを認識し、三次元の溶接部輪郭４ａを認識できない領域については、第２画像データに基づき認識した二次元の溶接部輪郭４ａで補完する。最後に完成された三次元の溶接部輪郭４ａから溶接の良否を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接部、たとえば車両用ホイールのリムとディスク間の溶接部の位置，寸法等を検査して溶接の良否を自動判定する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ツーピースタイプの車両用ホイールは、リムとディスクを有し、ディスクをリムの内周に嵌合させ、ディスク嵌合部の周縁の複数箇所をリムの内周に溶接することにより構成されている。溶接が良好に行なわれたか否かは、検査者が目で確認しながら行なっているため、良否判定基準にバラツキがあり、検査に時間とコストがかかった。
【０００３】
そこで、本願発明者は、液晶プロジェクタとＣＣＤカメラを用いて溶接部およびその周囲部を三次元で認識し、溶接の良否を自動判定する装置の開発を図っている。なお、液晶プロジェクタとＣＣＤカメラを用いた三次元形状演算の基本原理および構成については、公知であり例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特許２７１１０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記検査装置を用いた場合、溶接部とその周囲部が滑らかな面で連なっていると、溶接ビードの輪郭を確定できないという不都合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、溶接部の検査装置において、（ア）所定位置に設置されて、溶接部とその周囲部を含む検査対象を撮影する１台の撮影手段と、（イ）上記検査対象に規則的な光パターンを投射する投射手段と、（ウ）上記光パターンが投射された検査対象の上記撮影手段による第１画像データを取り込むとともに、上記光パターンが投射されない検査対象の上記撮影手段による第２画像データを取り込み、上記第１画像データから三次元の溶接部輪郭を認識し、三次元の溶接部輪郭を認識できない領域については、上記第２画像データに基づき認識した二次元の溶接部輪郭で補完し、完成された三次元の溶接部輪郭から溶接の良否を判定する評価手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、第１画像データから三次元の溶接部輪郭を認識するので、溶接の良否を正確に判断することができる。しかも、三次元の溶接部輪郭を認識できない領域については、上記第２画像データに基づき認識した二次元の溶接部輪郭で補完するので、全周囲にわたって三次元の溶接部輪郭を認識することができる。また、所定位置に設置された1台の撮影手段から第1，第２画像データを得るので、両画像データに位置誤差が生じず、信頼性の高い良否判定ができる。
【０００７】
好ましくは、さらに、上記検査対象を照らす照明手段を備え、上記撮影手段が第１画像を得る時には、上記投射手段がオンで上記照明手段がオフとなり、上記第２画像を得る時には上記投射手段がオフで上記照明手段がオンになる。
この構成によれば、鮮明な第２画像のデータが得られる。
【０００８】
好ましくは、上記評価手段は、上記第１画像データによって算出された検査対象の三次元形状に基づき、検査対象の複数の特定点を基準点として認識し、これら基準点に基づき第１，第２の基準座標軸を設定し、これら基準座標軸に対する上記溶接部輪郭の位置に基づき、溶接の良否を判定する。
この構成によれば、検査対象毎に撮影手段との相対位置が若干ずれても、正確に検査対象における溶接部の位置を認識することができ、溶接部の位置に関する良否判定を正確に行なうことができる。
【０００９】
好ましくは、上記基準点に基づき上記撮影手段の撮影範囲よりも狭い検査領域を設定し、この検査領域内において、上記第１画像データから算出された三次元形状に基づき、上記第１基準座標軸と平行な断面形状を等間隔で算出し、この断面形状から上記三次元の溶接部輪郭を認識する。
この構成によれば、狭い検査領域で断面形状を演算するので、演算時間を短縮することができる。
【００１０】
好ましくは、上記検査対象が、リムと、このリムの内周に溶接されるディスクとを有する車両用ホイールからなり、上記ディスクは、上記リムの内周に沿う複数の溶接縁と、隣接する溶接縁間に配置された弧状のベンチレーションとを有し、上記溶接部が上記溶接縁に沿って形成され、上記評価手段は、上記溶接縁の両端を上記基準点として認識する。
この構成によれば、車両用ホイールにおけるリムとディスクの間の溶接の良否判定を正確に行なうことができる。
【００１１】
好ましくは、上記第２基準座標軸は上記溶接縁に沿うように湾曲しており、上記第１基準座標軸は上記基準点間の中央において第２基準座標軸と直交する。
この構成によれば、溶接縁に沿って湾曲する第２基準座標軸を基準にして溶接部輪郭の位置を認識するので、溶接部輪郭の位置の良否を容易に判定できる。
【００１２】
好ましくは、上記車両用ホイールを間欠回転させる回転テーブルを備え、上記車両用ホイールがこの回転テーブルに設置された状態で、上記溶接部は、上記リムの上側開口から露出されており、上記撮影手段および投射手段は上記車両用ホイールの斜め上方に配置され、検査位置にある溶接ビードは、これら撮影手段および投射手段から最も遠く離れている。
この構成によれば、車両用ホイールの複数の溶接部を効率よく検査することができる。
【００１３】
好ましくは、上記評価手段は、上記第２画像データに基づき上記溶接部輪郭内の表面における黒色部を認識し、さらに、上記第１画像データから算出された三次元形状に基づき、上記黒色部を通る上記第１基準座標軸と平行な断面の形状を、少なくとも溶接部輪郭内において上記溶接部輪郭認識時の間隔より狭い間隔で算出し、この断面形状に基づき上記黒色部が穴か否かを確認する。
この構成によれば、第１画像データに基づく演算時間を短縮するにも拘わらず、正確にブローホール等の穴を検出でき、溶接部の表面の良否を正確に判定できる。
【００１４】
上記溶接部が細長く形成され、上記光パターンが縞模様からなり、この縞模様は、溶接部の長手方向と交差する方向に延びる直線を溶接部の長手方向に並べることにより構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、溶接部およびその周囲部の三次元形状の算出を容易に行なうことができる。
【００１５】
上記投射手段が液晶プロジェクタからなり、この液晶プロジェクタは、上記溶接部の長手方向に位相をずらした縞模様の光パターンを複数回にわたって投射し、上記評価手段は、位相をずらした複数枚の第１画像データから、上記三次元形状を算出する。
これによれば、分解能を高めてより正確な三次元形状を算出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、溶接の良否判定を正確かつ簡単に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態をなす検査装置について図面を参照しながら説明する。図１，図２に示すように、この検査装置は、車両用ホイール１の溶接の良否を判定する。
車両用ホイール１は、タイヤを装着するための円筒形状のリム２と、このリム２の内周に溶接されたディスク３とを有している。
【００１８】
ディスク３はリム２と同軸の円筒部３ａを有し、この円筒部３ａの周縁は、真円上に配置された複数例えば４つの溶接縁３ｘと、この溶接縁３ｘ間に配置され溶接縁３ｘから後退した弧状をなすベンチレーション３ｙとを有している。この溶接縁３ｘと上記リム２の内周とが溶接される。溶接ビード４（溶接部）は、この溶接縁３ｘに沿い円弧状をなして細長く形成されている。
【００１９】
上記車両用ホイール１は、回転テーブル１０に設置された状態で検査されるようになっている。この回転テーブル１０は、ディスク３のハブ穴３ｂの周囲部を載せる筒形状の載置部１１を有しており、この載置部１１の上端面には挿入凸部１１ａが４箇所に形成されている。この挿入凸部１１ａにディスク３のボルト穴３ｃを嵌めることにより、車両用ホイール１は、回転テーブル１０に位置決めされて回動不能に設置される。
【００２０】
車両用ホイール１が上記設置状態にある時、上記溶接ビード４はリム２の上側の開口部を介して露出している。
【００２１】
上記回転テーブル１０の斜め上方、例えば図１，図２における右上方には、２本のＬＥＤ照明器具２０（照明手段）と１台の液晶プロジェクタ３０（投射手段）と１台のＣＣＤカメラ４０（撮影手段）が配置されており、左側の溶接ビード４およびその周囲部を検査するようになっている。
【００２２】
回転テーブル１０は９０°回転する毎に停止し、４つの溶接ビード４を順次、左側の検査位置に位置させるようになっている。
【００２３】
上記２本のＬＥＤ照明器具２０は、検査対象となる左側の溶接ビード４とほぼ平行に細長く延びており、互いに上下に離れている。
上記液晶プロジェクタ３０とＣＣＤカメラ４０は、共通のフレーム５０（支持部材）に支持され、２本のＬＥＤ照明器具２０の中間高さに配置されている。
【００２４】
上記ＣＣＤカメラ４０は、図３（Ａ）に示す撮影範囲で、検査対象となる溶接ビード４およびその周囲部を撮影する。
【００２５】
上記液晶プロジェクタ３０は、図３（Ｂ）に示すように、検査対象となる溶接ビード４とその周囲部に縞模様の光パターンＰを投射する。この縞模様は、溶接ビード４を横切る多数の平行な直線を溶接ビード４の長手方向に並べることにより構成されており、溶接ビード４に沿う照度分布が正弦波形状をなしている。
【００２６】
図２に示すように、上記液晶プロジェクタ３０とＣＣＤカメラ４０は、水平方向すなわち上記溶接ビード４の長手方向とほぼ平行な方向に離れて配置されている。そのため、上記液晶プロジェクタ３０からの光パターンＰの縞模様は、ＣＣＤカメラ４０から見た時、溶接ビード４およびその周囲部の三次元形状に対応して歪む。なお、図３（Ｂ）では図を簡略化するために縞模様を直線状に示す。
【００２７】
さらに検査装置は、コンピュータ６０（制御・評価手段；図１にのみ示す）およびその付属機器を備えている。このコンピュータ６０は、車両用ホイール１の搬入，上記回転テーブル１０の間欠回転、ＬＥＤ照明器具２０および液晶プロジェクタ３０のオン，オフ、ＣＣＤカメラ４０からの画像取り込み、この画像データに基づく溶接ビード４の良否判定等を行なうようになっている。
【００２８】
次に、上記コンピュータ６０で実行されるメインルーチンについて、図６を参照しながら説明する。最初に、溶接工程を終了した車両用ホイール１を、図１に示すように搬送ロボットにより回転テーブル１０に設置する（ステップ１００）。
【００２９】
次に、ＬＥＤ照明器具２０をオフにし、液晶プロジェクタ３０をオンし（ステップ１０１）、ＣＣＤカメラ４０から縞模様の第１画像データを取り込む（ステップ１０２）。
【００３０】
次に、必要枚数の第１画像取得を完了したか否かを判断する（ステップ１０３）。ここで否定判断したときには、液晶プロジェクタ３０を制御して、縞模様の位相を水平方向（溶接ビード４の長手方向）にずらし（ステップ１０４）、再びステップ１０２を実行する。
【００３１】
縞模様の位相をずらした第１画像データを必要枚数（４枚以上，好ましくは８枚）取得した時には、ステップ１０３で肯定判断してステップ１０５に進み、ここで液晶プロジェクタ３０をオフにしてＬＥＤ照明器具２０をオンし、ＣＣＤカメラ４０から通常の画像データすなわち第２画像データを取り込む（ステップ１０６）。
【００３２】
上記のようにして、検査位置にある溶接ビード４およびその周囲部の第１画像データと第２画像データを取得する。
【００３３】
次に、車両用ホイール１の４つの溶接ビード４の全てについて画像取得が完了したか否かを判断する（ステップ１０７）。ここで否定判断したときには、回転テーブル１０を９０°回転し（ステップ１０８）、この回転の途中で、上記第１，第２画像データに基づく溶接良否判定のサブルーチンを実行する（ステップ１０９）。このサブルーチンについては後述する。
【００３４】
回転テーブル１０を９０°回転し終わった後に、再び上記ステップ１０１〜１０９を実行する。このループを３回繰り返すことにより、３つの溶接ビード４に関する溶接良否判定を行なう。
【００３５】
ステップ１０１〜１０６で４つ目の溶接ビード４の画像取得を行なった時（全ての溶接ビード４での画像取得が終了した時）には、ステップ１０７で肯定判断することにより上記ループを抜けて、ステップ１１０に進み、ここで車両用ホイール１を搬送ロボットで回転テーブル１０から搬出するとともに（ステップ１１０）、最後の溶接ビード４の画像データに基づき、ステップ１０９と同じ溶接良否判定のサブルーチンを実行する（ステップ１１１）。
【００３６】
最後に上記溶接良否判定に基づく処理を行なう（ステップ１１２）。具体的には、４つの溶接ビード４のうち１つでも溶接不良と判定した場合には、図示しない表示装置（ディスプレイ，音声表示器等）に不良品表示をし、上記搬送ロボットに把持された車両用ホイールをラインから外し、不良品用のボックスに移す。全ての溶接ビード４が溶接良好と判定した場合には、その旨の表示をするとともに、通常のライン上に乗せる。
【００３７】
次に、上記ステップ１０９，１１１で実行される溶接良否判定のサブルーチンについて図７を参照しながら説明する。まず、上記縞模様の第１画像データを解析して、検査対象となっている溶接ビード４とその周囲部の三次元形状を算出する（ステップ１２０）。複数枚の第1画像データから算出するので、高精度の三次元形状が得られる。
【００３８】
次に、上記三次元形状のデータに基づき、２つの基準点を決定する（ステップ１２１）。詳述すると、図３（Ｃ）に示すように、画面において左右２つの予め決められた領域Ｒ１，Ｒ２から、ディスク３の溶接縁３ｘとベンチレーション３ｙの交差点（溶接縁３ｘの両端においてリム２から離れた角）を探し、ここを基準点Ａ１，Ａ２とする。
【００３９】
次に、図３（Ｄ）に示すように、上記交差点Ａ１，Ａ２に基づき、２つの基準座標軸Ｘ，Ｙを決定する（ステップ１２２）。基準座標軸Ｘ（第２基準座標軸）は、上記基準点Ａ１，Ａ２を通り、上記溶接縁３ｘに沿う線（溶接縁３ｘにおいてリム２から離れた方の縁）と一致する。なお、溶接縁３ｘは画面において楕円の一部として表示されるため、基準座標軸Ｘも予め設定された楕円を描く。また、基準座標軸Ｙ（第１基準座標軸）は、上記基準点Ａ１，Ａ２の間の中央において基準座標軸Ｘと直交するとともに、リム２の中心軸線と平行をなす。なお、三次元形状を算出するために用いられるもう１つの基準座標軸Ｚ（図示しない）は、基準座標軸Ｘ，Ｙと直交し、リム２の中心軸線と直交する。
【００４０】
次に、図３（Ｄ）に示すように、検査領域Ｒ０を決定する（ステップ１２３）。この検査領域Ｒ０の左右両端縁は例えば基準点Ａ１，Ａ２と一致し、溶接ビード４全体を余裕を持って含む大きさに設定されている。ただし、ＣＣＤカメラ４０の撮影範囲に比べれば狭い。
【００４１】
次に、溶接ビード４の輪郭４ａを三次元で認識する（ステップ１２４）。詳述すると、上記三次元形状のデータから、検査領域Ｒ０内における基準座標軸Ｙと平行な断面形状を等間隔で算出する。この断面形状から、この断面を横切る輪郭４ａの交差点を算出する。この交差点はリム２の面およびディスク３の面からの盛り上がり部の端に相当する。そして、この交差点を繋げて三次元の輪郭４ａを認識する。
【００４２】
なお、上記三次元形状のデータによれば、溶接ビード４が図４（Ａ）に示すようにリム２およびディスク３の表面から盛り上がっている箇所では輪郭４ａを認識できるが、図４（Ｂ）に示すように溶接ビード４の表面がリム２およびディスク３の表面と滑らかに連なっている領域では輪郭４ａを認識できない。したがって、三次元形状から算出される輪郭４ａは、途切れることもある。
【００４３】
次に、上記検査領域Ｒ０内の第２画像データを２値化し、この２値化情報から、溶接ビード４の二次元の輪郭４ａを認識する（ステップ１２５）。
【００４４】
第２画像データに基づき認識される二次元の輪郭４ａは、第1画像データに基づき認識される三次元の輪郭４ａに比べて不正確である。例えば溶接ビード４が図４（Ａ）のように突出している場合には、ＬＥＤ照明器具２０からの照明により溶接ビード４の頂部が照らされて白く光るがその両側が暗く映され、そのため溶接ビード４の輪郭４ａを狭く認識してしまうからである。
【００４５】
しかし、図４（Ｂ）のように溶接ビード４の表面がリム２およびディスク３の表面と滑らかに連なっている領域では、第二画像データに基づき輪郭４ａを正確に認識できる。溶接ビード４は白く光り、その周囲部が溶接焼けで黒ずんでいるからである。
【００４６】
次に、上記ステップ１２４で認識した三次元形状の輪郭を基にして溶接ビード４の全周にわたる輪郭を決定する（ステップ１２６）。前述したようにこの基本となる三次元形状の輪郭が途切れている箇所がある場合には、上記ステップ１２５で認識した二次元形状の輪郭で補い、全周の三次元の輪郭４ａを完成させる。
なお、上記二次元の輪郭４ａの三次元の輪郭４ａへの組み込みは、上記三次元形状のデータにより滑らかに連続する面の座標が分かっているので、容易に行なうことができる。
【００４７】
次に、上記溶接ビード４の三次元の輪郭４ａと、上記溶接ビード４およびその周囲部の表面の三次元形状（上記基準座標軸と平行な断面形状によって算出される）に基づき、種々の検査を行ない溶接良否の判定を行なう（ステップ１２７）。以下、各検査項目について詳述する。
【００４８】
（ア）溶接ビード４の位置
溶接ビード４の輪郭４ａの中心線（最小二乗線）がＹ軸方向において閾値を超えてリム寄りかディスク寄りの場合には、溶接不良と判定する。
同中心線のＸ軸に対する傾き角度が閾値を超えている場合には、蛇行（溶接不良）と判定する。
溶接ビード４の左右端と基準点Ａ１，Ａ２との距離の差が閾値を超えている場合には、溶接不良と判定する。
（イ）溶接ビード４の寸法
溶接ビード４のビード幅が全長にわたって許容範囲内にある場合を溶接良好と判断し、それ以外を溶接不良と判定する。
溶接ビード４の脚長を上記輪郭４ａと溶接ビード４の表面の三次元形状から求め、この脚長が許容範囲内にある場合を溶接良好と判断し、それ以外を溶接不良と判定する。
溶接ビード４の長さが許容範囲内にある場合を溶接良好と判断し、それ以外を溶接不良と判定する。
（ウ）溶接ビード４の形状
溶接ビード４の表面の三次元形状から、閾値を超えたオーバーラップがある時には、溶接不良と判定する。
（エ）溶接ビード４の周囲部の形状
上記溶接ビード４の周囲部の表面の三次元形状から、この周囲部が閾値を超えて凹んでいる場合には、アンダーカット（溶接不良）と判定する。
【００４９】
次に、溶接ビード４の表面状態から溶接の良否を判定する（ステップ１２８）。詳述すると、最初に第２画像の２値化情報に基づき、図５に示すように溶接ビード４の表面において黒くなっている部分Ｂをブローホール（穴）と認識する。しかし、溶接ビード４の表面の汚れをブローホールと誤検出する場合もあるので、第１画像データから算出された三次元形状に基づき、再確認する。すなわち、三次元形状から上記黒い箇所Ｂを横切るように細かい間隔で断面形状を演算する（この間隔は溶接ビード４の輪郭４ａを決定する時の断面の間隔より狭い）。この断面形状によりブローホールか否かを確認する。所定規模以上のブローホールを認識した場合には溶接不良と判定する。
【００５０】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。例えば、光パターンは縞模様の他に、縦横線からなる格子模様，市松模様等を選択することができる。
スリット形状のレーザー光を溶接ビードの長手方向に所定間隔毎に照射して第1画像データを得てもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態をなす検査装置の側面図である。
【図２】同装置の平面図である。
【図３】（Ａ）は溶接ビードを含む検査対象を示すカメラ視野図、（Ｂ）は光パターンを投射した状態の検査対象を示すカメラ視野図、（Ｃ）は基準点を特定する手法を説明するカメラ視野図、（Ｄ）は基準座標軸と検査範囲を特定する手法を説明するカメラ視野図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は溶接ビードの異なる断面形状を示す拡大図である。
【図５】ブローホール認識の手法を説明する溶接ビードの拡大正面図である。
【図６】溶接ビード評価のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図７】溶接ビード評価のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１ 車両用ホイール
２ リム
３ ディスク
３ｘ 溶接縁
３ｙ ベンチレーション
４ 溶接ビード（溶接部）
１０ 回転テーブル
２０ ＬＥＤ照明器具（照明手段）
３０ 液晶プロジェクタ（投射手段）
４０ ＣＣＤカメラ（撮影手段）
６０ コンピュータ（評価手段）
Ａ１，Ａ２ 基準点
Ｘ 第２基準座標軸
Ｙ 第１基準座標軸
Ｒ０ 検査領域
Ｐ 縞模様の光パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接部、たとえば車両用ホイールのリムとディスク間の溶接部の位置，寸法等を検査して溶接の良否を自動判定する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ツーピースタイプの車両用ホイールは、リムとディスクを有し、ディスクをリムの内周に嵌合させ、ディスク嵌合部の周縁の複数箇所をリムの内周に溶接することにより構成されている。溶接が良好に行なわれたか否かは、検査者が目で確認しながら行なっているため、良否判定基準にバラツキがあり、検査に時間とコストがかかった。
【０００３】
そこで、本願発明者は、液晶プロジェクタとＣＣＤカメラを用いて溶接部およびその周囲部を三次元で認識し、溶接の良否を自動判定する装置の開発を図っている。なお、液晶プロジェクタとＣＣＤカメラを用いた三次元形状演算の基本原理および構成については、公知であり例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特許２７１１０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記検査装置を用いた場合、溶接部とその周囲部が滑らかな面で連なっていると、溶接ビードの輪郭を確定できないという不都合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、溶接部の検査装置において、（ア）所定位置に設置されて、溶接部とその周囲部を含む検査対象を撮影する１台の撮影手段と、（イ）上記検査対象に規則的な光パターンを投射する投射手段と、（ウ）上記光パターンが投射された検査対象の上記撮影手段による第１画像データを取り込むとともに、上記光パターンが投射されない検査対象の上記撮影手段による第２画像データを取り込み、上記第１画像データから三次元の溶接部輪郭を認識し、三次元の溶接部輪郭を認識できない領域については、上記第２画像データに基づき認識した二次元の溶接部輪郭で補完し、完成された三次元の溶接部輪郭から溶接の良否を判定する評価手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、第１画像データから三次元の溶接部輪郭を認識するので、溶接の良否を正確に判断することができる。しかも、三次元の溶接部輪郭を認識できない領域については、上記第２画像データに基づき認識した二次元の溶接部輪郭で補完するので、全周囲にわたって三次元の溶接部輪郭を認識することができる。また、所定位置に設置された1台の撮影手段から第1，第２画像データを得るので、両画像データに位置誤差が生じず、信頼性の高い良否判定ができる。
【０００７】
好ましくは、さらに、上記検査対象を照らす照明手段を備え、上記撮影手段が第１画像を得る時には、上記投射手段がオンで上記照明手段がオフとなり、上記第２画像を得る時には上記投射手段がオフで上記照明手段がオンになる。
この構成によれば、鮮明な第２画像のデータが得られる。
【０００８】
好ましくは、上記評価手段は、上記第１画像データによって算出された検査対象の三次元形状に基づき、検査対象の複数の特定点を基準点として認識し、これら基準点に基づき第１，第２の基準座標軸を設定し、これら基準座標軸に対する上記溶接部輪郭の位置に基づき、溶接の良否を判定する。
この構成によれば、検査対象毎に撮影手段との相対位置が若干ずれても、正確に検査対象における溶接部の位置を認識することができ、溶接部の位置に関する良否判定を正確に行なうことができる。
【０００９】
好ましくは、上記基準点に基づき上記撮影手段の撮影範囲よりも狭い検査領域を設定し、この検査領域内において、上記第１画像データから算出された三次元形状に基づき、上記第１基準座標軸と平行な断面形状を等間隔で算出し、この断面形状から上記三次元の溶接部輪郭を認識する。
この構成によれば、狭い検査領域で断面形状を演算するので、演算時間を短縮することができる。
【００１０】
好ましくは、上記検査対象が、リムと、このリムの内周に溶接されるディスクとを有する車両用ホイールからなり、上記ディスクは、上記リムの内周に沿う複数の溶接縁と、隣接する溶接縁間に配置された弧状のベンチレーションとを有し、上記溶接部が上記溶接縁に沿って形成され、上記評価手段は、上記溶接縁の両端を上記基準点として認識する。
この構成によれば、車両用ホイールにおけるリムとディスクの間の溶接の良否判定を正確に行なうことができる。
【００１１】
好ましくは、上記第２基準座標軸は上記溶接縁に沿うように湾曲しており、上記第１基準座標軸は上記基準点間の中央において第２基準座標軸と直交する。
この構成によれば、溶接縁に沿って湾曲する第２基準座標軸を基準にして溶接部輪郭の位置を認識するので、溶接部輪郭の位置の良否を容易に判定できる。
【００１２】
好ましくは、上記車両用ホイールを間欠回転させる回転テーブルを備え、上記車両用ホイールがこの回転テーブルに設置された状態で、上記溶接部は、上記リムの上側開口から露出されており、上記撮影手段および投射手段は上記車両用ホイールの斜め上方に配置され、検査位置にある溶接ビードは、これら撮影手段および投射手段から最も遠く離れている。
この構成によれば、車両用ホイールの複数の溶接部を効率よく検査することができる。
【００１３】
好ましくは、上記評価手段は、上記第２画像データに基づき上記溶接部輪郭内の表面における黒色部を認識し、さらに、上記第１画像データから算出された三次元形状に基づき、上記黒色部を通る上記第１基準座標軸と平行な断面の形状を、少なくとも溶接部輪郭内において上記溶接部輪郭認識時の間隔より狭い間隔で算出し、この断面形状に基づき上記黒色部が穴か否かを確認する。
この構成によれば、第１画像データに基づく演算時間を短縮するにも拘わらず、正確にブローホール等の穴を検出でき、溶接部の表面の良否を正確に判定できる。
【００１４】
上記溶接部が細長く形成され、上記光パターンが縞模様からなり、この縞模様は、溶接部の長手方向と交差する方向に延びる直線を溶接部の長手方向に並べることにより構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、溶接部およびその周囲部の三次元形状の算出を容易に行なうことができる。
【００１５】
上記投射手段が液晶プロジェクタからなり、この液晶プロジェクタは、上記溶接部の長手方向に位相をずらした縞模様の光パターンを複数回にわたって投射し、上記評価手段は、位相をずらした複数枚の第１画像データから、上記三次元形状を算出する。
これによれば、分解能を高めてより正確な三次元形状を算出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、溶接の良否判定を正確かつ簡単に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態をなす検査装置について図面を参照しながら説明する。図１，図２に示すように、この検査装置は、車両用ホイール１の溶接の良否を判定する。
車両用ホイール１は、タイヤを装着するための円筒形状のリム２と、このリム２の内周に溶接されたディスク３とを有している。
【００１８】
ディスク３はリム２と同軸の円筒部３ａを有し、この円筒部３ａの周縁は、真円上に配置された複数例えば４つの溶接縁３ｘと、この溶接縁３ｘ間に配置され溶接縁３ｘから後退した弧状をなすベンチレーション３ｙとを有している。この溶接縁３ｘと上記リム２の内周とが溶接される。溶接ビード４（溶接部）は、この溶接縁３ｘに沿い円弧状をなして細長く形成されている。
【００１９】
上記車両用ホイール１は、回転テーブル１０に設置された状態で検査されるようになっている。この回転テーブル１０は、ディスク３のハブ穴３ｂの周囲部を載せる筒形状の載置部１１を有しており、この載置部１１の上端面には挿入凸部１１ａが４箇所に形成されている。この挿入凸部１１ａにディスク３のボルト穴３ｃを嵌めることにより、車両用ホイール１は、回転テーブル１０に位置決めされて回動不能に設置される。
【００２０】
車両用ホイール１が上記設置状態にある時、上記溶接ビード４はリム２の上側の開口部を介して露出している。
【００２１】
上記回転テーブル１０の斜め上方、例えば図１，図２における右上方には、２本のＬＥＤ照明器具２０（照明手段）と１台の液晶プロジェクタ３０（投射手段）と１台のＣＣＤカメラ４０（撮影手段）が配置されており、左側の溶接ビード４およびその周囲部を検査するようになっている。
【００２２】
回転テーブル１０は９０°回転する毎に停止し、４つの溶接ビード４を順次、左側の検査位置に位置させるようになっている。
【００２３】
上記２本のＬＥＤ照明器具２０は、検査対象となる左側の溶接ビード４とほぼ平行に細長く延びており、互いに上下に離れている。
上記液晶プロジェクタ３０とＣＣＤカメラ４０は、共通のフレーム５０（支持部材）に支持され、２本のＬＥＤ照明器具２０の中間高さに配置されている。
【００２４】
上記ＣＣＤカメラ４０は、図３（Ａ）に示す撮影範囲で、検査対象となる溶接ビード４およびその周囲部を撮影する。
【００２５】
上記液晶プロジェクタ３０は、図３（Ｂ）に示すように、検査対象となる溶接ビード４とその周囲部に縞模様の光パターンＰを投射する。この縞模様は、溶接ビード４を横切る多数の平行な直線を溶接ビード４の長手方向に並べることにより構成されており、溶接ビード４に沿う照度分布が正弦波形状をなしている。
【００２６】
図２に示すように、上記液晶プロジェクタ３０とＣＣＤカメラ４０は、水平方向すなわち上記溶接ビード４の長手方向とほぼ平行な方向に離れて配置されている。そのため、上記液晶プロジェクタ３０からの光パターンＰの縞模様は、ＣＣＤカメラ４０から見た時、溶接ビード４およびその周囲部の三次元形状に対応して歪む。なお、図３（Ｂ）では図を簡略化するために縞模様を直線状に示す。
【００２７】
さらに検査装置は、コンピュータ６０（制御・評価手段；図１にのみ示す）およびその付属機器を備えている。このコンピュータ６０は、車両用ホイール１の搬入，上記回転テーブル１０の間欠回転、ＬＥＤ照明器具２０および液晶プロジェクタ３０のオン，オフ、ＣＣＤカメラ４０からの画像取り込み、この画像データに基づく溶接ビード４の良否判定等を行なうようになっている。
【００２８】
次に、上記コンピュータ６０で実行されるメインルーチンについて、図６を参照しながら説明する。最初に、溶接工程を終了した車両用ホイール１を、図１に示すように搬送ロボットにより回転テーブル１０に設置する（ステップ１００）。
【００２９】
次に、ＬＥＤ照明器具２０をオフにし、液晶プロジェクタ３０をオンし（ステップ１０１）、ＣＣＤカメラ４０から縞模様の第１画像データを取り込む（ステップ１０２）。
【００３０】
次に、必要枚数の第１画像取得を完了したか否かを判断する（ステップ１０３）。ここで否定判断したときには、液晶プロジェクタ３０を制御して、縞模様の位相を水平方向（溶接ビード４の長手方向）にずらし（ステップ１０４）、再びステップ１０２を実行する。
【００３１】
縞模様の位相をずらした第１画像データを必要枚数（４枚以上，好ましくは８枚）取得した時には、ステップ１０３で肯定判断してステップ１０５に進み、ここで液晶プロジェクタ３０をオフにしてＬＥＤ照明器具２０をオンし、ＣＣＤカメラ４０から通常の画像データすなわち第２画像データを取り込む（ステップ１０６）。
【００３２】
上記のようにして、検査位置にある溶接ビード４およびその周囲部の第１画像データと第２画像データを取得する。
【００３３】
次に、車両用ホイール１の４つの溶接ビード４の全てについて画像取得が完了したか否かを判断する（ステップ１０７）。ここで否定判断したときには、回転テーブル１０を９０°回転し（ステップ１０８）、この回転の途中で、上記第１，第２画像データに基づく溶接良否判定のサブルーチンを実行する（ステップ１０９）。このサブルーチンについては後述する。
【００３４】
回転テーブル１０を９０°回転し終わった後に、再び上記ステップ１０１〜１０９を実行する。このループを３回繰り返すことにより、３つの溶接ビード４に関する溶接良否判定を行なう。
【００３５】
ステップ１０１〜１０６で４つ目の溶接ビード４の画像取得を行なった時（全ての溶接ビード４での画像取得が終了した時）には、ステップ１０７で肯定判断することにより上記ループを抜けて、ステップ１１０に進み、ここで車両用ホイール１を搬送ロボットで回転テーブル１０から搬出するとともに（ステップ１１０）、最後の溶接ビード４の画像データに基づき、ステップ１０９と同じ溶接良否判定のサブルーチンを実行する（ステップ１１１）。
【００３６】
最後に上記溶接良否判定に基づく処理を行なう（ステップ１１２）。具体的には、４つの溶接ビード４のうち１つでも溶接不良と判定した場合には、図示しない表示装置（ディスプレイ，音声表示器等）に不良品表示をし、上記搬送ロボットに把持された車両用ホイールをラインから外し、不良品用のボックスに移す。全ての溶接ビード４が溶接良好と判定した場合には、その旨の表示をするとともに、通常のライン上に乗せる。
【００３７】
次に、上記ステップ１０９，１１１で実行される溶接良否判定のサブルーチンについて図７を参照しながら説明する。まず、上記縞模様の第１画像データを解析して、検査対象となっている溶接ビード４とその周囲部の三次元形状を算出する（ステップ１２０）。複数枚の第1画像データから算出するので、高精度の三次元形状が得られる。
【００３８】
次に、上記三次元形状のデータに基づき、２つの基準点を決定する（ステップ１２１）。詳述すると、図３（Ｃ）に示すように、画面において左右２つの予め決められた領域Ｒ１，Ｒ２から、ディスク３の溶接縁３ｘとベンチレーション３ｙの交差点（溶接縁３ｘの両端においてリム２から離れた角）を探し、ここを基準点Ａ１，Ａ２とする。
【００３９】
次に、図３（Ｄ）に示すように、上記交差点Ａ１，Ａ２に基づき、２つの基準座標軸Ｘ，Ｙを決定する（ステップ１２２）。基準座標軸Ｘ（第２基準座標軸）は、上記基準点Ａ１，Ａ２を通り、上記溶接縁３ｘに沿う線（溶接縁３ｘにおいてリム２から離れた方の縁）と一致する。なお、溶接縁３ｘは画面において楕円の一部として表示されるため、基準座標軸Ｘも予め設定された楕円を描く。また、基準座標軸Ｙ（第１基準座標軸）は、上記基準点Ａ１，Ａ２の間の中央において基準座標軸Ｘと直交するとともに、リム２の中心軸線と平行をなす。なお、三次元形状を算出するために用いられるもう１つの基準座標軸Ｚ（図示しない）は、基準座標軸Ｘ，Ｙと直交し、リム２の中心軸線と直交する。
【００４０】
次に、図３（Ｄ）に示すように、検査領域Ｒ０を決定する（ステップ１２３）。この検査領域Ｒ０の左右両端縁は例えば基準点Ａ１，Ａ２と一致し、溶接ビード４全体を余裕を持って含む大きさに設定されている。ただし、ＣＣＤカメラ４０の撮影範囲に比べれば狭い。
【００４１】
次に、溶接ビード４の輪郭４ａを三次元で認識する（ステップ１２４）。詳述すると、上記三次元形状のデータから、検査領域Ｒ０内における基準座標軸Ｙと平行な断面形状を等間隔で算出する。この断面形状から、この断面を横切る輪郭４ａの交差点を算出する。この交差点はリム２の面およびディスク３の面からの盛り上がり部の端に相当する。そして、この交差点を繋げて三次元の輪郭４ａを認識する。
【００４２】
なお、上記三次元形状のデータによれば、溶接ビード４が図４（Ａ）に示すようにリム２およびディスク３の表面から盛り上がっている箇所では輪郭４ａを認識できるが、図４（Ｂ）に示すように溶接ビード４の表面がリム２およびディスク３の表面と滑らかに連なっている領域では輪郭４ａを認識できない。したがって、三次元形状から算出される輪郭４ａは、途切れることもある。
【００４３】
次に、上記検査領域Ｒ０内の第２画像データを２値化し、この２値化情報から、溶接ビード４の二次元の輪郭４ａを認識する（ステップ１２５）。
【００４４】
第２画像データに基づき認識される二次元の輪郭４ａは、第1画像データに基づき認識される三次元の輪郭４ａに比べて不正確である。例えば溶接ビード４が図４（Ａ）のように突出している場合には、ＬＥＤ照明器具２０からの照明により溶接ビード４の頂部が照らされて白く光るがその両側が暗く映され、そのため溶接ビード４の輪郭４ａを狭く認識してしまうからである。
【００４５】
しかし、図４（Ｂ）のように溶接ビード４の表面がリム２およびディスク３の表面と滑らかに連なっている領域では、第二画像データに基づき輪郭４ａを正確に認識できる。溶接ビード４は白く光り、その周囲部が溶接焼けで黒ずんでいるからである。
【００４６】
次に、上記ステップ１２４で認識した三次元形状の輪郭を基にして溶接ビード４の全周にわたる輪郭を決定する（ステップ１２６）。前述したようにこの基本となる三次元形状の輪郭が途切れている箇所がある場合には、上記ステップ１２５で認識した二次元形状の輪郭で補い、全周の三次元の輪郭４ａを完成させる。
なお、上記二次元の輪郭４ａの三次元の輪郭４ａへの組み込みは、上記三次元形状のデータにより滑らかに連続する面の座標が分かっているので、容易に行なうことができる。
【００４７】
次に、上記溶接ビード４の三次元の輪郭４ａと、上記溶接ビード４およびその周囲部の表面の三次元形状（上記基準座標軸と平行な断面形状によって算出される）に基づき、種々の検査を行ない溶接良否の判定を行なう（ステップ１２７）。以下、各検査項目について詳述する。
【００４８】
（ア）溶接ビード４の位置
溶接ビード４の輪郭４ａの中心線（最小二乗線）がＹ軸方向において閾値を超えてリム寄りかディスク寄りの場合には、溶接不良と判定する。
同中心線のＸ軸に対する傾き角度が閾値を超えている場合には、蛇行（溶接不良）と判定する。
溶接ビード４の左右端と基準点Ａ１，Ａ２との距離の差が閾値を超えている場合には、溶接不良と判定する。
（イ）溶接ビード４の寸法
溶接ビード４のビード幅が全長にわたって許容範囲内にある場合を溶接良好と判断し、それ以外を溶接不良と判定する。
溶接ビード４の脚長を上記輪郭４ａと溶接ビード４の表面の三次元形状から求め、この脚長が許容範囲内にある場合を溶接良好と判断し、それ以外を溶接不良と判定する。
溶接ビード４の長さが許容範囲内にある場合を溶接良好と判断し、それ以外を溶接不良と判定する。
（ウ）溶接ビード４の形状
溶接ビード４の表面の三次元形状から、閾値を超えたオーバーラップがある時には、溶接不良と判定する。
（エ）溶接ビード４の周囲部の形状
上記溶接ビード４の周囲部の表面の三次元形状から、この周囲部が閾値を超えて凹んでいる場合には、アンダーカット（溶接不良）と判定する。
【００４９】
次に、溶接ビード４の表面状態から溶接の良否を判定する（ステップ１２８）。詳述すると、最初に第２画像の２値化情報に基づき、図５に示すように溶接ビード４の表面において黒くなっている部分Ｂをブローホール（穴）と認識する。しかし、溶接ビード４の表面の汚れをブローホールと誤検出する場合もあるので、第１画像データから算出された三次元形状に基づき、再確認する。すなわち、三次元形状から上記黒い箇所Ｂを横切るように細かい間隔で断面形状を演算する（この間隔は溶接ビード４の輪郭４ａを決定する時の断面の間隔より狭い）。この断面形状によりブローホールか否かを確認する。所定規模以上のブローホールを認識した場合には溶接不良と判定する。
【００５０】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。例えば、光パターンは縞模様の他に、縦横線からなる格子模様，市松模様等を選択することができる。
スリット形状のレーザー光を溶接ビードの長手方向に所定間隔毎に照射して第1画像データを得てもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態をなす検査装置の側面図である。
【図２】同装置の平面図である。
【図３】（Ａ）は溶接ビードを含む検査対象を示すカメラ視野図、（Ｂ）は光パターンを投射した状態の検査対象を示すカメラ視野図、（Ｃ）は基準点を特定する手法を説明するカメラ視野図、（Ｄ）は基準座標軸と検査範囲を特定する手法を説明するカメラ視野図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は溶接ビードの異なる断面形状を示す拡大図である。
【図５】ブローホール認識の手法を説明する溶接ビードの拡大正面図である。
【図６】溶接ビード評価のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図７】溶接ビード評価のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１ 車両用ホイール
２ リム
３ ディスク
３ｘ 溶接縁
３ｙ ベンチレーション
４ 溶接ビード（溶接部）
１０ 回転テーブル
２０ ＬＥＤ照明器具（照明手段）
３０ 液晶プロジェクタ（投射手段）
４０ ＣＣＤカメラ（撮影手段）
６０ コンピュータ（評価手段）
Ａ１，Ａ２ 基準点
Ｘ 第２基準座標軸
Ｙ 第１基準座標軸
Ｒ０ 検査領域
Ｐ 縞模様の光パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ア）所定位置に設置されて、溶接部とその周囲部を含む検査対象を撮影する１台の撮影手段と、
（イ）上記検査対象に規則的な光パターンを投射する投射手段と、
（ウ）上記光パターンが投射された検査対象の上記撮影手段による第１画像データを取り込むとともに、上記光パターンが投射されない検査対象の上記撮影手段による第２画像データを取り込み、上記第１画像データから三次元の溶接部輪郭を認識し、三次元の溶接部輪郭を認識できない領域については、上記第２画像データに基づき認識した二次元の溶接部輪郭で補完し、完成された三次元の溶接部輪郭から溶接の良否を判定する評価手段と、
を備えたことを特徴とする溶接部の検査装置。
【請求項２】
さらに、上記検査対象を照らす照明手段を備え、上記撮影手段が第１画像を得る時には、上記投射手段がオンで上記照明手段がオフとなり、上記第２画像を得る時には上記投射手段がオフで上記照明手段がオンになることを特徴とする請求項１に記載の溶接部の検査装置。
【請求項３】
上記評価手段は、上記第１画像データによって算出された検査対象の三次元形状に基づき、検査対象の複数の特定点を基準点として認識し、これら基準点に基づき第１，第２の基準座標軸を設定し、これら基準座標軸に対する上記溶接部輪郭の位置に基づき、溶接の良否を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接部の検査装置。
【請求項４】
上記基準点に基づき上記撮影手段の撮影範囲よりも狭い検査領域を設定し、この検査領域内において、上記第１画像データから算出された三次元形状に基づき、上記第１基準座標軸と平行な断面形状を等間隔で算出し、この断面形状から上記三次元の溶接部輪郭を認識することを特徴とする請求項３に記載の溶接部の検査装置。
【請求項５】
上記検査対象が、リムと、このリムの内周に溶接されるディスクとを有する車両用ホイールからなり、上記ディスクは、上記リムの内周に沿う複数の溶接縁と、隣接する溶接縁間に配置された弧状のベンチレーションとを有し、上記溶接部が上記溶接縁に沿って形成され、
上記評価手段は、上記溶接縁の両端を上記基準点として認識することを特徴とする請求項３または４に記載の溶接部の検査装置。
【請求項６】
上記第２基準座標軸は上記溶接縁に沿うように湾曲しており、上記第１基準座標軸は上記基準点間の中央において第２基準座標軸と直交することを特徴とする請求項５に記載の溶接部の検査装置。
【請求項７】
さらに上記車両用ホイールを間欠回転させる回転テーブルを備え、上記車両用ホイールがこの回転テーブルに設置された状態で、上記溶接部は、上記リムの上側開口から露出されており、
上記撮影手段および投射手段は上記車両用ホイールの斜め上方に配置され、検査位置にある溶接ビードは、これら撮影手段および投射手段から最も遠く離れていることを特徴とする請求項５または６に記載の溶接部の検査装置。
【請求項８】
上記評価手段は、上記第２画像データに基づき上記溶接部輪郭内の表面における黒色部を認識し、さらに、上記第１画像データから算出された三次元形状に基づき、上記黒色部を通る上記第１基準座標軸と平行な断面の形状を、少なくとも溶接部輪郭内において上記溶接部輪郭認識時の間隔より狭い間隔で算出し、この断面形状に基づき上記黒色部が穴か否かを確認することを特徴とする請求項４に記載の溶接部の検査装置。
【請求項９】
上記溶接部が細長く形成され、上記光パターンが縞模様からなり、この縞模様は、溶接部の長手方向と交差する方向に延びる直線を溶接部の長手方向に並べることにより構成されていることを特徴とする請求項１〜８に記載の溶接部の検査装置。
【請求項１０】
上記投射手段が液晶プロジェクタからなり、この液晶プロジェクタは、上記溶接部の長手方向に位相をずらした縞模様の光パターンを複数回にわたって投射し、上記評価手段は、位相をずらした複数枚の第１画像データから、上記三次元形状を算出することを特徴とする請求項９に記載の溶接部の検査装置。
【請求項１】
（ア）所定位置に設置されて、溶接部とその周囲部を含む検査対象を撮影する１台の撮影手段と、
（イ）上記検査対象に規則的な光パターンを投射する投射手段と、
（ウ）上記光パターンが投射された検査対象の上記撮影手段による第１画像データを取り込むとともに、上記光パターンが投射されない検査対象の上記撮影手段による第２画像データを取り込み、上記第１画像データから三次元の溶接部輪郭を認識し、三次元の溶接部輪郭を認識できない領域については、上記第２画像データに基づき認識した二次元の溶接部輪郭で補完し、完成された三次元の溶接部輪郭から溶接の良否を判定する評価手段と、
を備えたことを特徴とする溶接部の検査装置。
【請求項２】
さらに、上記検査対象を照らす照明手段を備え、上記撮影手段が第１画像を得る時には、上記投射手段がオンで上記照明手段がオフとなり、上記第２画像を得る時には上記投射手段がオフで上記照明手段がオンになることを特徴とする請求項１に記載の溶接部の検査装置。
【請求項３】
上記評価手段は、上記第１画像データによって算出された検査対象の三次元形状に基づき、検査対象の複数の特定点を基準点として認識し、これら基準点に基づき第１，第２の基準座標軸を設定し、これら基準座標軸に対する上記溶接部輪郭の位置に基づき、溶接の良否を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接部の検査装置。
【請求項４】
上記基準点に基づき上記撮影手段の撮影範囲よりも狭い検査領域を設定し、この検査領域内において、上記第１画像データから算出された三次元形状に基づき、上記第１基準座標軸と平行な断面形状を等間隔で算出し、この断面形状から上記三次元の溶接部輪郭を認識することを特徴とする請求項３に記載の溶接部の検査装置。
【請求項５】
上記検査対象が、リムと、このリムの内周に溶接されるディスクとを有する車両用ホイールからなり、上記ディスクは、上記リムの内周に沿う複数の溶接縁と、隣接する溶接縁間に配置された弧状のベンチレーションとを有し、上記溶接部が上記溶接縁に沿って形成され、
上記評価手段は、上記溶接縁の両端を上記基準点として認識することを特徴とする請求項３または４に記載の溶接部の検査装置。
【請求項６】
上記第２基準座標軸は上記溶接縁に沿うように湾曲しており、上記第１基準座標軸は上記基準点間の中央において第２基準座標軸と直交することを特徴とする請求項５に記載の溶接部の検査装置。
【請求項７】
さらに上記車両用ホイールを間欠回転させる回転テーブルを備え、上記車両用ホイールがこの回転テーブルに設置された状態で、上記溶接部は、上記リムの上側開口から露出されており、
上記撮影手段および投射手段は上記車両用ホイールの斜め上方に配置され、検査位置にある溶接ビードは、これら撮影手段および投射手段から最も遠く離れていることを特徴とする請求項５または６に記載の溶接部の検査装置。
【請求項８】
上記評価手段は、上記第２画像データに基づき上記溶接部輪郭内の表面における黒色部を認識し、さらに、上記第１画像データから算出された三次元形状に基づき、上記黒色部を通る上記第１基準座標軸と平行な断面の形状を、少なくとも溶接部輪郭内において上記溶接部輪郭認識時の間隔より狭い間隔で算出し、この断面形状に基づき上記黒色部が穴か否かを確認することを特徴とする請求項４に記載の溶接部の検査装置。
【請求項９】
上記溶接部が細長く形成され、上記光パターンが縞模様からなり、この縞模様は、溶接部の長手方向と交差する方向に延びる直線を溶接部の長手方向に並べることにより構成されていることを特徴とする請求項１〜８に記載の溶接部の検査装置。
【請求項１０】
上記投射手段が液晶プロジェクタからなり、この液晶プロジェクタは、上記溶接部の長手方向に位相をずらした縞模様の光パターンを複数回にわたって投射し、上記評価手段は、位相をずらした複数枚の第１画像データから、上記三次元形状を算出することを特徴とする請求項９に記載の溶接部の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２７５５３６（Ｐ２００６−２７５５３６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９０５３２（Ｐ２００５−９０５３２）
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【出願人】（３９１０６５３５６）ワイエムシステムズ株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【出願人】（３９１０６５３５６）ワイエムシステムズ株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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