(57)【要約】【課題】溶接金属における電着塗装性を、評価者の熟練度に依らず、より簡便かつ高精度に評価すること。【解決手段】本発明に係るスラグの判定方法は、第１の鋼材と第２の鋼材とが溶接金属を介して互いに接続された部位を含む撮像領域に対して照明光源から白色光を照射し、当該白色光の照射されている前記撮像領域をカラー撮像が可能な撮像装置で撮像することで処理対象画像を生成する撮像ステップと、前記処理対象画像を構成するカラー成分のうち所定の色成分を抽出し、抽出した前記色成分のそれぞれに対して二値化処理を実施することで、前記溶接金属上にＳｉ複合酸化物を含有するスラグが存在するか否かを判定する画像処理ステップと、を含む。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼材が溶接金属を介して互いに接続された部位を含む撮像領域に対して照明光源から白色光を照射し、当該白色光の照射されている前記撮像領域をカラー撮像が可能な撮像装置で撮像することで処理対象画像を生成する撮像ステップと、
前記処理対象画像を構成するカラー成分のうち所定の色成分を抽出し、抽出した前記色成分のそれぞれに対して二値化処理を実施することで、前記溶接金属上にＳｉ複合酸化物を含有するスラグが存在するか否かを判定する画像処理ステップと、
を含む、スラグの判定方法。
【請求項２】
前記画像処理ステップでは、
前記処理対象画像から、Ｒ（赤）成分又はＣ（シアン）成分と、Ｂ（青）成分又はＹ（イエロー）成分と、がそれぞれ抽出され、
抽出された前記Ｒ成分又はＣ成分で構成される画像から、前記溶接金属のうち、前記スラグの存在する溶接金属に対応する部分が特定され、
抽出された前記Ｂ成分又はＹ成分で構成される画像から、前記溶接金属のうち、前記スラグの存在しない溶接金属に対応する部分が特定される、請求項１に記載のスラグの判定方法。
【請求項３】
前記スラグの存在する溶接金属に対応する部分に関する情報と、前記スラグの存在しない溶接金属に対応する部分に関する情報と、に基づき、前記溶接金属において前記スラグが占める面積率が算出される、請求項２に記載のスラグの判定方法。
【請求項４】
前記処理対象画像から前記溶接金属に対応する部位を切り出した後に、前記色成分の抽出処理及び前記二値化処理を実施する、請求項１〜３の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項５】
前記白色光の色温度は、４２００Ｋ以上８０００Ｋ以下である、請求項１〜４の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項６】
前記照明光源の平均演色評価数（Ｒａ）は、７０以上である、請求項１〜５の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項７】
前記撮像装置による撮像処理は、前記照明光源が点灯されていない状態での照度が０ルクス以上５０ルクス以下である環境下で実施される、請求項１〜６の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項８】
前記撮像装置は、前記処理対象画像を構成する輝度信号強度が、前記撮像装置から出力される輝度信号強度の最大値に対して９０％以下となるように、前記撮像領域を撮像する、請求項１〜７の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項９】
前記撮像装置のＩＳＯ感度は、６００以下に設定される、請求項１〜８の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項１０】
前記照明光源は、前記撮像領域の位置における前記白色光の明るさが２０ルーメン以上となるように、前記白色光を照射する、請求項１〜９の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項１１】
前記溶接金属の余盛角度が３０°以上である部分、又は、前記溶接金属の余盛高さが２．５ｍｍ以上である部分の少なくとも何れかが存在する場合に、
前記撮像装置のＦ値が、６以上１２以下に設定される、請求項１〜１０の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項１２】
前記複数の鋼材は、アーク溶接、又は、レーザ溶接によって接続される、請求項１〜１１の何れか１項に記載のスラグの判定方法。
【請求項１３】
複数の鋼材が溶接金属を介して互いに接続された部位を含む撮像領域に対して、照明光として白色光を照射する照明光源と、
前記白色光の照射されている前記撮像領域をカラー撮像して、処理対象画像を生成する撮像装置と、
前記処理対象画像を構成するカラー成分のうち所定の色成分を抽出し、抽出した前記色成分のそれぞれに対して二値化処理を実施することで、前記溶接金属上にＳｉ複合酸化物を含有するスラグが存在するか否かを判定する演算処理部と、
を備える、スラグ判定装置。
【請求項１４】
複数の鋼材が溶接金属を介して互いに接続された溶接継手の製造方法であって、
複数の鋼材を互いに接続して、溶接金属を含む部位である溶接部を有する溶接継手とする溶接工程と、
請求項１、２、４〜１２の何れか１項に記載のスラグの判定方法を用いて、前記溶接金属上に存在するＳｉ複合酸化物を含有するスラグを特定するスラグ特定工程と、
前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部を除去する除去工程と、
を含む、溶接継手の製造方法。
【請求項１５】
前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部が除去された前記溶接部を電着塗装する電着塗装工程を更に含む、請求項１４に記載の溶接継手の製造方法。
【請求項１６】
複数の鋼材が溶接金属を介して互いに接続された溶接継手の製造方法であって、
複数の鋼材を互いに接続して、溶接金属を含む部位である溶接部を有する溶接継手とする溶接工程と、
請求項３に記載のスラグの判定方法を用いて、前記溶接金属上のＳｉ複合酸化物を含有するスラグが占める面積率を算出する面積率算出工程と、
前記面積率が８％以下となるように、前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部を除去する除去工程と、
前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部が除去された前記溶接部を電着塗装する電着塗装工程と、
を含む、溶接継手の製造方法。
【請求項１７】
前記除去工程では、前記面積率が５％以下となるように、前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部を除去する、請求項１６に記載の溶接継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグの判定方法、スラグ判定装置及び溶接継手の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼材料を用いて各種の部品を製造しようとする場合、第１の鉄鋼材料と、第２の鉄鋼材料とを接続する必要に迫られることが多い。このような場合に、アーク溶接やレーザ溶接などの溶接技術を利用して、第１の鉄鋼材料と、第２の鉄鋼材料とを、例えば、鉄を主成分とする溶接用のソリッドワイヤ等を用いて溶接することが行われる。その結果、第１の鉄鋼材料と、溶接金属と、第２の鉄鋼材料と、がつながった溶接継手が形成される。溶接金属と、第１の鉄鋼材料のうち溶接金属近傍の部分と、第２の鉄鋼材料のうち溶接金属の近傍の部分と、をまとめて、「溶接部」と称する場合がある。
【０００３】
ここで、鉄鋼材料には、一般的に、意図的に添加される合金元素として、あるいは、不純物として、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）などの元素が含有されている。
【０００４】
鉄鋼材料に含有されている元素のうち、比較的酸化されやすい元素は、ガスシールドアーク溶接で使用されるシールドガス中に含まれる酸化性ガス（例えば、二酸化炭素ガス等）や、大気中の酸素と反応して、複合酸化物を形成する。このような複合酸化物は、上記のような溶接部に、いわゆるスラグとして発生する。
【０００５】
一方、上記のような溶接部では、溶接部以外の鉄鋼材料の位置と比較して、溶接に伴って耐食性が低下していることが多い。そのため、かかる溶接部の耐食性を向上させるための技術が、各種提案されている。例えば、以下の特許文献１では、裸鋼板と亜鉛系めっき鋼板とをガスシールドアーク溶接する際に、溶接トーチの傾斜角を適切な角度に調整して、溶接部の耐食性を向上させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１６４７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
溶接された後の鋼部材は、耐食性を向上させるために、電着塗装が施される。この際、溶接する鉄鋼材料や溶接ワイヤの化学組成によって、溶接時に生成される溶接金属の化学組成、及び、溶接金属の上に生成されるスラグの組成（例えば、生成される複合酸化物の組成）は異なり、溶接金属の電着塗装性も異なる挙動を示す。通常、溶接金属の電着塗装性を評価する場合、溶接に用いる鉄鋼材料及び溶接ワイヤを使用して別途溶接試験片を作製し、かかる溶接試験片に対して電着塗装を施すことで、溶接金属における電着塗装性が評価される。しかしながら、このような電着塗装性の評価方法では、評価に到るまでに多くの時間とコストを要する。また、溶接試験片の評価は評価者によって行われるが、評価結果の精度は、評価者の熟練度によっても大きく異なる。そのため、溶接金属の電着塗装性を、評価者の熟練度に依らず、より簡便、かつ、高精度に評価することが可能な技術が希求されている。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶接金属における電着塗装性を、評価者の熟練度に依らず、より簡便かつ高精度に評価することが可能な、スラグの判定方法及びスラグ判定装置と、電着塗装性に優れる溶接継手の製造方法と、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記のような溶接金属の電着塗装性について鋭意検討を行った結果、溶接時に生成される各種の複合酸化物のうち、Ｓｉを含有する複合酸化物は、電気抵抗値が極めて高く導電性が低い結果、電着塗装性が低下する要因となってしまうことを明らかにした。そのため、溶接金属上に生成されたスラグが、上記のようなＳｉを含有する複合酸化物（以下、単に、「Ｓｉ複合酸化物」という。）を有しているか否かを判定することができれば、溶接金属の電着塗装性を、より簡便に評価することが可能となるとの知見を得ることができた。
【００１０】
本発明者は、上記のような知見のもとで、Ｓｉ複合酸化物について更なる検討を行った結果、かかるＳｉ複合酸化物は、色に特徴があり、半透明の黄褐色を有していることが判明した。そのため、溶接金属の表面の色に着目することで、上記のような電着塗装性に悪影響を与えるスラグの存在を、より簡便かつ高精度に判定可能であるとの着想を得て、以下で説明するような本発明を完成するに到った。
かかる着想に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
【００１１】
（１）複数の鋼材が溶接金属を介して互いに接続された部位を含む撮像領域に対して照明光源から白色光を照射し、当該白色光の照射されている前記撮像領域をカラー撮像が可能な撮像装置で撮像することで処理対象画像を生成する撮像ステップと、前記処理対象画像を構成するカラー成分のうち所定の色成分を抽出し、抽出した前記色成分のそれぞれに対して二値化処理を実施することで、前記溶接金属上にＳｉ複合酸化物を含有するスラグが存在するか否かを判定する画像処理ステップと、を含む、スラグの判定方法。
（２）前記画像処理ステップでは、前記処理対象画像から、Ｒ（赤）成分又はＣ（シアン）成分と、Ｂ（青）成分又はＹ（イエロー）成分と、がそれぞれ抽出され、抽出された前記Ｒ成分又はＣ成分で構成される画像から、前記溶接金属のうち、前記スラグの存在する溶接金属に対応する部分が特定され、抽出された前記Ｂ成分又はＹ成分で構成される画像から、前記溶接金属のうち、前記スラグの存在しない溶接金属に対応する部分が特定される、（１）に記載のスラグの判定方法。
（３）前記スラグの存在する溶接金属に対応する部分に関する情報と、前記スラグの存在しない溶接金属に対応する部分に関する情報と、に基づき、前記溶接金属において前記スラグが占める面積率が算出される、（２）に記載のスラグの判定方法。
（４）前記処理対象画像から前記溶接金属に対応する部位を切り出した後に、前記色成分の抽出処理及び前記二値化処理を実施する、（１）〜（３）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（５）前記白色光の色温度は、４２００Ｋ以上８０００Ｋ以下である、（１）〜（４）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（６）前記照明光源の平均演色評価数（Ｒａ）は、７０以上である、（１）〜（５）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（７）前記撮像装置による撮像処理は、前記照明光源が点灯されていない状態での照度が０ルクス以上５０ルクス以下である環境下で実施される、（１）〜（６）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（８）前記撮像装置は、前記処理対象画像を構成する輝度信号強度が、前記撮像装置から出力される輝度信号強度の最大値に対して９０％以下となるように、前記撮像領域を撮像する、（１）〜（７）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（９）前記撮像装置のＩＳＯ感度は、６００以下に設定される、（１）〜（８）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（１０）前記照明光源は、前記撮像領域の位置における前記白色光の明るさが２０ルーメン以上となるように、前記白色光を照射する、（１）〜（９）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（１１）前記溶接金属の余盛角度が３０°以上である部分、又は、前記溶接金属の余盛高さが２．５ｍｍ以上である部分の少なくとも何れかが存在する場合に、前記撮像装置のＦ値が、６以上１２以下に設定される、（１）〜（１０）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（１２）前記複数の鋼材は、アーク溶接、又は、レーザ溶接によって接続される、（１）〜（１１）の何れか１つに記載のスラグの判定方法。
（１３）複数の鋼材が溶接金属を介して互いに接続された部位を含む撮像領域に対して、照明光として白色光を照射する照明光源と、前記白色光の照射されている前記撮像領域をカラー撮像して、処理対象画像を生成する撮像装置と、前記処理対象画像を構成するカラー成分のうち所定の色成分を抽出し、抽出した前記色成分のそれぞれに対して二値化処理を実施することで、前記溶接金属上にＳｉ複合酸化物を含有するスラグが存在するか否かを判定する演算処理部と、を備える、スラグ判定装置。
（１４）複数の鋼材が溶接金属を介して互いに接続された溶接継手の製造方法であって、複数の鋼材を互いに接続して、溶接金属を含む部位である溶接部を有する溶接継手とする溶接工程と、（１）、（２）、（４）〜（１２）の何れか１つに記載のスラグの判定方法を用いて、前記溶接金属上に存在するＳｉ複合酸化物を含有するスラグを特定するスラグ特定工程と、前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部を除去する除去工程と、を含む、溶接継手の製造方法。
（１５）前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部が除去された前記溶接部を電着塗装する電着塗装工程を更に含む、（１４）に記載の溶接継手の製造方法。
（１６）複数の鋼材が溶接金属を介して互いに接続された溶接継手の製造方法であって、複数の鋼材を互いに接続して、溶接金属を含む部位である溶接部を有する溶接継手とする溶接工程と、（３）に記載のスラグの判定方法を用いて、前記溶接金属上のＳｉ複合酸化物を含有するスラグが占める面積率を算出する面積率算出工程と、前記面積率が８％以下となるように、前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部を除去する除去工程と、前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部が除去された前記溶接部を電着塗装する電着塗装工程と、を含む、溶接継手の製造方法。
（１７）前記除去工程では、前記面積率が５％以下となるように、前記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部を除去する、（１６）に記載の溶接継手の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、溶接金属における電着塗装性を、評価者の熟練度に依らず、より簡便かつ高精度に評価することが可能となり、これにより、電着塗装性に優れる溶接継手を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るスラグ判定装置の全体構成を示したブロック図である。
【図２Ａ】同実施形態に係るスラグ判定装置が備える撮像ユニットについて説明するための説明図である。
【図２Ｂ】同実施形態に係るスラグ判定装置が備える撮像ユニットについて説明するための説明図である。
【図３】同実施形態に係るスラグ判定装置が備える撮像ユニットについて説明するための説明図である。
【図４】同実施形態に係るスラグ判定装置が備える撮像ユニットについて説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係るスラグ判定装置が備える撮像ユニットについて説明するための説明図である。
【図６】同実施形態に係るスラグ判定装置が備える撮像ユニットについて説明するための説明図である。
【図７】同実施形態に係るスラグ判定装置が備える演算処理ユニットの構成の一例を示したブロック図である。
【図８】同実施形態に係る演算処理ユニットが有する演算処理部の構成の一例を示したブロック図である。
【図９】同実施形態に係る演算処理部で実施されるスラグ判定処理を説明するための説明図である。
【図１０】同実施形態に係る演算処理部で実施されるスラグ判定処理を説明するための説明図である。
【図１１】同実施形態に係る演算処理ユニットのハードウェア構成の一例を示したブロック図である。
【図１２】同実施形態に係るスラグの判定方法の流れの一例を示した流れ図である。
【図１３Ａ】同実施形態に係る溶接継手の製造方法の流れの一例を示した流れ図である。
【図１３Ｂ】同実施形態に係る溶接継手の製造方法の流れの他の一例を示した流れ図である。
【図１４Ａ】実施例で製造した供試材について説明するための説明図である。
【図１４Ｂ】実施例で製造した供試材について説明するための説明図である。
【図１５】実施例で製造した各供試材の処理対象画像及び二値化画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
（スラグ判定装置について）
まず、図１〜図６を参照しながら、本発明の実施形態に係るスラグ判定装置について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るスラグ判定装置の全体構成を示したブロック図である。図２Ａ〜図６は、本実施形態に係るスラグ判定装置が備える撮像ユニットについて説明するための説明図である。なお、以下では、複数の鋼材の一例として、第１の鋼材及び第２の鋼材という２つの鋼材を取り上げ、これら２つの鋼材を溶接する場合を例に挙げて、説明を行うこととする。
【００１６】
＜スラグ判定装置の全体構成について＞
本実施形態に係るスラグ判定装置は、図１に模式的に示したように、第１の鋼材１１Ａと第２の鋼材１１Ｂとが溶接金属を介して互いに接続されたもの（以下、単に「撮像対象物１」ともいう。）を撮像し、形成された溶接金属（溶接ビード部ともいう。）１３の表面に、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグが存在しているか否かを判定する装置である。なお、以下では、便宜的に、撮像対象物１の溶接（線）方向をｘ軸方向とし、撮像対象物１の溶接線に対して垂直な方向をｙ軸方向とし、撮像対象物１の厚み（板厚）方向をｚ軸方向とする。また、第１の鋼材１１Ａと第２の鋼材１１Ｂとは、ｘ軸方向に沿って、アーク溶接（例えば、ガスシールドアーク溶接、サブマージアーク溶接など）、又は、レーザ溶接等の溶接方法が施され、互いに溶接されているものとする。
【００１７】
ここで、撮像対象物１を構成している第１の鋼材１１Ａ及び第２の鋼材１１Ｂについては、特に限定されるものではなく、各種の鋼材を用いることができる。また、溶接時に用いる、溶接金属を形成するための溶接ワイヤについても、特に限定されるものではなく、鉄（Ｆｅ）を主成分とする公知の各種の溶接ワイヤを用いることができる。先だって言及したように、各種の鋼材や溶接ワイヤにはＳｉが含有されており、本実施形態で着目するような黄褐色のＳｉ複合酸化物が、アーク溶接又はレーザ溶接によって生成されうる。また、スラグ判定装置１０による撮像処理に際して、撮像対象物１と撮像ユニット１００との間の相対的な位置関係については、固定されていてもよいし、例えば撮像対象物１が搬送ライン等によって搬送されることで、変化する状態にあってもよい。
【００１８】
スラグ判定装置１０は、図１に模式的に示したように、撮像ユニット１００と、演算処理ユニット２００と、を備える。
撮像ユニット１００は、溶接によって生じた溶接金属１３を含む撮像領域に対して所定の照明光を照射し、照明光の照射されている撮像領域をカラー撮像して、処理対象画像を生成するユニットである。また、演算処理ユニット２００は、撮像ユニット１００による撮像処理を統括的に制御するとともに、撮像ユニット１００により生成された処理対象画像に対して所定の画像処理を実施して、溶接金属１３の表面に、黄褐色のＳｉ複合酸化物が存在しているか否かを判定するユニットである。撮像ユニット１００と演算処理ユニット２００とは、互いに連携しながら所定の処理を実施する。
【００１９】
＜撮像ユニット１００について＞
本実施形態に係る撮像ユニット１００は、撮像対象物１における溶接金属１３を含む撮像領域を撮像して、処理対象画像を生成するユニットである。
【００２０】
この撮像ユニット１００は、溶接金属１３を少なくとも含む撮像領域に対して、所定の照明光を照射する照明光源１０１と、照明光の照射されている撮像領域をカラー撮像する撮像装置の一例としてのカラーエリアカメラ１０３と、を少なくとも有している。ここで、照明光源１０１とカラーエリアカメラ１０３とは、互いの設定位置が変化しないように、公知の手段（図示せず。）により固定されている。
【００２１】
照明光源１０１は、溶接金属１３を含む撮像領域に対して、所定の照明光を照射する。ここで、照明光源１０１から照射される照明光は、白色光とする。かかる照明光源１０１については、特に限定されるものではなく、溶接金属１３の全体にわたって白色光を照射可能な光源であれば、公知の各種の光源を使用することが可能である。このような白色光源として，例えば、白色発光ダイオード（Ｗｈｉｔｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＷＬＥＤ）や、キセノンランプ等を挙げることができる。なお、照明光源１０１から照射される照明光は、撮像領域に到達する前までに、拡散光となっていることが好ましい。照明光が拡散光となっていることで、溶接金属１３を含む撮像領域のより広い領域を、確実に照明することが可能となる。また、照明光が撮像領域のある特定の部位のみに集中してしまいハレーションが発生してしまうことを、防止することができる。
【００２２】
また、撮像装置の一例であるカラーエリアカメラ１０３は、カラー撮像を行うことが可能なものであれば、公知の各種のものを使用することが可能である。このようなカラーエリアカメラ１０３として、例えば、赤色（Ｒ）成分、緑色（Ｇ）成分、青色（Ｂ）成分を互いに区別して撮像することが可能なＲＧＢカメラや、シアン（Ｃ）成分、マゼンダ（Ｍ）成分、黄色（Ｙ）成分、黒（Ｋ）成分を互いに区別して撮像することが可能なＣＭＹＫカメラ等を挙げることができる。カラーエリアカメラ１０３に設けられたＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の撮像素子の画素数や画素サイズについては、特に規定するものではないが、画素数のより大きい撮像素子や画素サイズのより小さな撮像素子を用いることで、より高精細な処理対象画像を生成することが可能となることから、このような撮像素子が設けられたカラーエリアカメラを用いることが好ましい。
【００２３】
ここで、カラーエリアカメラ１０３は、図２Ａに示したように、溶接金属１３の鉛直方向上方に設けられることが好ましく、カラーエリアカメラ１０３の光軸と水平方向とのなす角度は、略９０°となっていることが好ましい。これにより、溶接金属１３を含む撮像領域を、撮像歪みの発生を抑制しながら撮像することが可能となる。図２Ａでは、カラーエリアカメラ１０３が１つ設けられる場合について図示しているが、カラーエリアカメラ１０３の撮像視野の広さと、溶接金属１３を含む撮像領域の広さと、を勘案して、複数のカラーエリアカメラ１０３を設けてもよい。
【００２４】
また、照明光源１０１の個数についても、特に限定されるものではなく、図２Ａに示したように１つの照明光源１０１を設けてもよいし、図２Ｂに示したように、複数台の照明光源を設けてもよい。ここで、図２Ｂでは、２つの照明光源１０１Ａ，１０１Ｂが設けられる場合について、図示している。
【００２５】
図２Ａに示したように照明光源１０１を１つ設ける場合には、照明光源１０１は、カラーエリアカメラ１０３の近傍に設けられることが好ましく、照明光源１０１の光軸と、カラーエリアカメラ１０３の光軸と、のなす角の絶対値が例えば５°以下となるように、照明光源１０１が設けられることがより好ましい。
【００２６】
また、複数の照明光源１０１を設ける場合には、図２Ｂに示したように、撮像対象物１の溶接方向の中心位置を基準として、前側から白色光を斜めに照射する照明光源１０１Ａと、後ろ側から白色光を斜めに照射する照明光源１０１Ｂと、を設けることが好ましい。
【００２７】
ここで、照明光源１０１Ａと照明光源１０１Ｂとは、図２Ｂ及び図３に示したように、カラーエリアカメラ１０３に対して対称に設けられることが好ましい。また、照明光源１０１Ａ，１０１Ｂの光軸と、カラーエリアカメラ１０３の光軸とのなす角θの絶対値は、例えば、３０°〜６０°程度とすることが好ましい。
【００２８】
また、本実施形態に係る撮像ユニット１００において、照明光として機能する白色光をより確実に拡散光とするために、例えば図３に示したように、照明光源１０１の光軸上に、各種の拡散板１０５を設けることがより好ましい。
【００２９】
ここで、本実施形態に係るスラグ判定装置１０では、先だって説明したように、溶接金属１３の表面に生成されうる、各種の複合酸化物を含むスラグのうち、黄褐色のＳｉ複合酸化物に着目する。そこで、スラグの色の違いをより明瞭なものとし、スラグの色をより確実に撮像するために、本実施形態に係る撮像ユニット１００は、以下のような特定の条件を満足することがより好ましい。
【００３０】
先だって言及したように、スラグが表面に存在せずにＦｅを主成分とする溶接金属１３が露出している部分、及び、Ｓｉ複合酸化物を含まないスラグが表面に存在している溶接金属１３の部分（これらの部分は、電着塗装性に優れる部分である。）と、電着塗装性に劣るＳｉ複合酸化物を含むスラグが表面に存在している溶接金属１３の部分とは、その表面において反射する光の波長が異なっているために、色が異なっている。ここで、本実施形態で着目するＳｉ複合酸化物を含有する黄褐色のスラグは、可視光波長帯域のうち、相対的に長い波長の光を反射するために、赤色の成分が主体となっている。一方、溶接金属表面は、可視光波長帯域のうち、相対的に短い波長の光を反射するために、青色の成分が主体となっている。
【００３１】
このような色の違いをより明瞭なものとするために、本実施形態に係る撮像ユニット１００を構成する照明光源１０１から照射される白色光の色温度は、４２００Ｋ以上であることが好ましい。白色光の色温度を４２００Ｋ以上とすることで、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグの色と、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグ以外の部分の色と、の違いを、より確実に区別することが可能となる。白色光の色温度は、より好ましくは、６０００Ｋ以上である。一方、白色光の色温度が８０００Ｋを超える場合には、白色光における赤成分の割合が相対的に多くなり、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグと、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグ以外の部分と、の識別精度が低下する可能性がある。そのため、白色光の色温度は、８０００Ｋ以下とすることが好ましい。白色光の色温度は、より好ましくは、６５００Ｋ以下である。なお、白色光の色温度は、公知の各種の色温度計を用いることで、測定することが可能である。
【００３２】
本実施形態に係る照明光源１０１において、演色性をより確実に担保して、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグと、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグ以外の部分と、の識別精度をより一層向上させるために、演色性の程度を示す指標である平均演色評価数（Ｒａ）が７０以上である照明光源を用いることが好ましい。照明光源の平均演色評価数（Ｒａ）の上限値は、特に規定するものではなく、高ければ高いほどよい。照明光源の平均演色評価数（Ｒａ）は、１００であってもよい。照明光源の平均演色評価数（Ｒａ）は、ＪＩＳ  Ｚ８７２６：１９９０（光源の演色性評価方法）に規定された方法に則して測定することが可能である。
【００３３】
また、照明光源１０１は、撮像領域の位置（より詳細には、撮像領域に含まれる撮像対象物１の表面）における白色光の明るさが２０ルーメン（ｌｍ）以上となるように、白色光を照射することが好ましい。このような明るさが実現するように白色光を照射することで、より確実に撮像領域を照明することができる。その結果、カラーエリアカメラ１０３に設けられた各種の撮像素子から出力される輝度信号強度を、撮像素子から出力される輝度信号強度の最大値に対して５％以上とすることができ、より確実に処理対象画像を生成することが可能となり、色の識別精度をより向上させることができる。撮像領域の位置における白色光の明るさは、より好ましくは、１００ルーメン以上である。一方、撮像領域の位置における白色光の明るさの上限値は、特に規定するものではなく、任意の明るさとすることができるが、カラーエリアカメラ１０３に結像する光の強度が飽和しないように設定することが好ましい。なお、上記のような撮像領域の位置での照度は、公知の各種の照度計を用いて測定することが可能である。
【００３４】
第１の鋼材１１Ａと第２の鋼材１１Ｂとが溶接される際に、図１等に模式的に示した、重ねすみ肉溶接のように、溶接金属１３に段差が生じる場合も考えられる。また、溶接の仕方によっては、溶接金属１３に凹凸のある溶接金属が形成され、鋼材や溶接ワイヤの化学組成や溶接条件によって、スラグの残留位置が異なることも想定される。この際に、スラグの残留位置によって識別精度は変化し、溶接金属中央部のスラグは容易に識別可能であるが、溶接金属が急峻になる溶接止端部に存在するスラグは、識別が困難となることも考えられる。
【００３５】
このような状況で識別が困難となる理由として、上記のような場所において溶接金属表面に暗影が生じることがある。そのため、暗影の発生をより確実に防止するために、図４に模式的に示したように、レフ板に代表されるような各種の反射板１０７を設けて、暗影が生じやすい場所に、より確実に照明光が照射されるようにすることが好ましい。
【００３６】
反射板１０７の詳細な反射位置は特に限定されるものではないが、照明光の照射方向から暗影が伸長すると考えられる方向の側に、反射板１０７を配置することが好ましい。図４に示した例では、段差の下側に配置される第２の鋼材１１Ｂの側に、暗影が生じる可能性が考えられる。そのため、第２の鋼材１１Ｂの側に反射板１０７を配置することで、暗影の発生をより確実に防止することが可能となる。
【００３７】
次に、撮像装置の一例であるカラーエリアカメラ１０３は、処理対象画像を構成する輝度信号強度が、カラーエリアカメラ１０３に設けられた撮像素子から出力される輝度信号強度の最大値に対して９０％以下となるように、撮像領域を撮像することが好ましい。このような信号強度となるように撮像処理を行うことで、ハレーションの発生をより確実に抑制することが可能となり、色の識別精度をより確実に向上させることが可能となる。
【００３８】
カラーエリアカメラ１０３のＩＳＯ感度は、６００以下に設定されることが好ましい。カラーエリアカメラ１０３のＩＳＯ感度を６００以下に設定することで、照明光源１０１の条件が変わったとしても、カラーエリアカメラ１０３側で照明光源１０１における条件の変化に対応することが可能となる。カラーエリアカメラ１０３のＩＳＯ感度は、低ければ低いほどノイズの少ない画像を得ることが可能となることから、好ましい。一方、カラーエリアカメラ１０３のＩＳＯ感度を１００未満に設定すると、撮像処理に要する露光時間が長くなり、利便性が低下する可能性が生じうる。そのため、カラーエリアカメラ１０３のＩＳＯ感度は、１００以上とすることが好ましい。
【００３９】
また、溶接方法によっては、溶接金属１３の余盛角度（図５に示した角度φ）の大きさが３０°以上となったり、溶接金属１３の余盛高さ（図５に示した高さｈ）の大きさが２．５ｍｍ以上となったりすることも考えられる。そこで、溶接金属１３において、余盛角度が３０°以上である部分、又は、余盛高さが２．５ｍｍ以上である部分の少なくとも何れかが存在する場合には、カラーエリアカメラ１０３のＦ値を、６以上１２以下に設定することが好ましい。カラーエリアカメラ１０３のＦ値を上記の範囲内とすることで、適切な被写界深度を実現することが可能となり、撮像領域全体が合焦状態にある処理対象画像を生成することが可能となる。カラーエリアカメラ１０３のＦ値は、より好ましくは８以上１０以下である。
【００４０】
なお、色の識別精度をより一層確実に向上させるために、カラーエリアカメラ１０３による撮像処理は、照明光源１０１が点灯されていない状態での照度が０ルクス（ｌｘ）以上５０ルクス以下である環境下で実施されることが好ましい。このような環境下で撮像処理を実施することで、照明光源１０１からの白色光以外の光が撮像領域に照射されることを防止することができ、意図しない色が処理対象画像に重畳されることを防止できる。上記のような撮像処理が実施される環境の照度は、低ければ低いほど良い。このような撮像環境は、例えば図６に模式的に示したように、カラーボックスのような簡易的な暗室も含む、各種の暗室１０９の内部に撮像ユニット１００を設けることで、簡便に実現することができる。また、上記のような照度は、公知の各種の照度計を用いることで、測定することが可能である。
【００４１】
以上、図２Ａ〜図６を参照しながら、本実施形態に係る撮像ユニット１００について、詳細に説明した。
【００４２】
＜演算処理ユニット２００について＞
次に、図７〜図１０を参照しながら、本実施形態に係るスラグ判定装置１０が有する演算処理ユニット２００について、詳細に説明する。
図７は、本実施形態に係るスラグ判定装置が備える演算処理ユニットの構成の一例を示したブロック図であり、図８は、本実施形態に係る演算処理ユニットが有する演算処理部の構成の一例を示したブロック図である。図９及び図１０は、本実施形態に係る演算処理部で実施されるスラグ判定処理を説明するための説明図である。
【００４３】
本実施形態に係る演算処理ユニット２００は、撮像ユニット１００で行われる撮像処理を統括的に制御するとともに、処理対象画像を構成するカラー成分のうち所定の色成分を抽出し、抽出した色成分のそれぞれに対して二値化処理を実施することで、溶接金属１３の表面にＳｉ複合酸化物を含有するスラグが存在するか否かを判定する。
【００４４】
本実施形態に係る演算処理ユニット２００は、図７に示したように、撮像制御部２０１と、画像データ取得部２０３と、演算処理部２０５と、出力制御部２０７と、表示制御部２０９と、記憶部２１１と、を主に備える。
【００４５】
撮像制御部２０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、通信装置等により実現される。撮像制御部２０１は、本実施形態に係る撮像ユニット１００による撮像対象物１の撮像処理を統括的に制御する。より詳細には、撮像制御部２０１は、撮像対象物１の撮像を開始する場合に、撮像ユニット１００の照明光源１０１に対して、照明光である白色光の照射を開始させるための制御信号をそれぞれ送出する。
【００４６】
また、照明光源１０１が撮像領域の表面に対して白色光の照射を開始すると、撮像制御部２０１は、カラーエリアカメラ１０３に対して、撮像対象物１の表面に存在する溶接金属１３を含む撮像領域を撮像するためのトリガ信号を送出する。また、撮像対象物１が各種の搬送ライン上を搬送されている場合には、撮像対象物１と撮像ユニット１００との間の相対的な位置を変化させる駆動機構等から定期的に送出されるＰＬＧ信号（例えば、撮像対象物１が１ｍｍ移動する毎等に出力されるＰＬＧ信号）に基づいて、カラーエリアカメラ１０３に対して、測定を開始するためのトリガ信号を送出してもよい。
【００４７】
これにより、撮像ユニット１００は、溶接金属１３を含む撮像領域に関する処理対象画像の実体データ（反射光の輝度値に関するデータ）を生成することが可能となる。
【００４８】
画像データ取得部２０３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。画像データ取得部２０３は、撮像ユニット１００によって生成され、撮像ユニット１００から出力された処理対象画像の実体データを取得し、後述する演算処理部２０５へと伝送する。また、画像データ取得部２０３は、取得した処理対象画像の実体データに、当該データを取得した日時等に関する時刻情報を関連づけて、履歴情報として後述する記憶部２１１に格納してもよい。
【００４９】
演算処理部２０５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。演算処理部２０５は、撮像ユニット１００により生成された処理対象画像の実体データを用いて、以下で詳述するような演算処理を行い、処理対象画像に写り込んでいる溶接金属１３の表面に、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグが存在しているか否かを判定する。
【００５０】
また、演算処理部２０５は、上記スラグの有無に関する判定結果及び判定を得るために用いた各種のデータを更に利用して、上記スラグに関する各種の二次情報を算出してもよい。
【００５１】
演算処理部２０５は、上記スラグの有無に関する判定結果に関するデータや、更に算出した二次情報に関するデータを、出力制御部２０７に出力する。
【００５２】
なお、この演算処理部２０５については、以下で詳述する。
【００５３】
出力制御部２０７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置等により実現される。出力制御部２０７は、演算処理部２０５により生成された、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの有無に関する情報を出力する際の制御を行う。より具体的には、出力制御部２０７は、生成されたスラグの有無に関する情報、及び、かかる情報に基づく二次情報を、プリンタ等を介して紙媒体として出力する際の制御を行うことができる。また、出力制御部２０７は、生成されたスラグの有無に関する情報、及び、かかる情報に基づく二次情報を、外部のコンピュータ、サーバ、プロセスコンピュータ等といった各種の電子機器に出力する際の制御を行うことができる。更に、出力制御部２０７は、後述する表示制御部２０９と連携しながら、生成されたスラグの有無に関する情報、及び、かかる情報に基づく二次情報を、スラグ判定装置１０が備えるディスプレイ等の各種表示装置、又は、スラグ判定装置１０の外部に設けられたディスプレイ等の各種表示装置に画像として出力する際の制御を行うことが可能である。
【００５４】
表示制御部２０９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置等により実現される。表示制御部２０９は、生成されたスラグの有無に関する情報、及び、かかる情報に基づく二次情報を、スラグ判定装置１０が備えるディスプレイ等の各種表示装置、又は、スラグ判定装置１０の外部に設けられたディスプレイ等の各種表示装置に表示させる際の表示制御を行う。これにより、スラグ判定装置１０のユーザは、生成されたスラグの有無に関する情報、及び、かかる情報に基づく二次情報を、その場で把握することが可能となる。
【００５５】
記憶部２１１は、例えば本実施形態に係る演算処理ユニット２００が備えるＲＡＭやストレージ装置等により実現される。記憶部２１１には、本実施形態に係る演算処理ユニット２００が、何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、又は、各種のデータベースやプログラム等が、適宜記録される。この記憶部２１１は、撮像制御部２０１、画像データ取得部２０３、演算処理部２０５、出力制御部２０７、表示制御部２０９等が、自由にデータのリード／ライト処理を行うことが可能である。
【００５６】
［演算処理部２０５の構成について］
次に、図８を参照しながら、本実施形態に係る演算処理ユニット２００が備える演算処理部２０５の構成について、詳細に説明する。
本実施形態に係る演算処理部２０５は、処理対象画像を構成するカラー成分のうち所定の色成分を抽出し、抽出した色成分のそれぞれに対して二値化処理を実施することで、溶接金属１３の表面にＳｉ複合酸化物を含有するスラグが存在するか否かを判定する。また、本実施形態に係る演算処理部２０５は、得られた判定結果、及び、当該判定結果を得るまでに生成した各種の情報を用いて、上記スラグに関する各種の二次情報を算出してもよい。また、上記のような各種の処理を実施するに先立ち、演算処理部２０５は、処理対象画像に対して、各種の前処理を実施してもよい。
【００５７】
上記のような機能を有する演算処理部２０５は、例えば図８に示したように、判定領域切り出し部２２１と、前処理部２２３と、成分抽出部２２５と、二値化処理部２２７と、判定処理部２２９と、面積率算出部２３１と、を有している。
【００５８】
判定領域切り出し部２２１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。判定領域切り出し部２２１は、撮像ユニット１００により生成された処理対象画像の中から、溶接金属１３が撮像されている領域（以下、かかる領域のことを「判定領域」とも称する。）を切り出すことで、判定領域から構成される判定領域画像を生成する。処理対象画像の中から判定領域を切り出すことで、スラグ及び溶接金属以外の色情報が処理に反映されてしまうことを防止することができ、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグの有無の判定処理の精度を、より向上させることが可能となる。
【００５９】
ここで、判定領域の切り出し処理の詳細については、特に限定されるものではなく、公知の各種の処理を利用すればよい。例えば、溶接金属１３が撮像領域の決まった範囲内に位置するように、予め撮像対象物１の載置位置を設定しておいた上で、処理対象画像の中から、上記載置位置に対応する領域を自動的に切り出すようにしてもよいし、溶接金属１３の位置を公知の物体認識処理技術を用いて認識して、該当する位置を自動的に切り出すようにしてもよい。また、スラグ判定装置１０の操作者が、処理対象画像を画面で見ながら、手動で判定領域を切り出すようにしてもよい。
【００６０】
このようにして生成された判定領域画像は、後段の前処理部２２３に出力される。
【００６１】
前処理部２２３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。前処理部２２３は、判定領域切り出し部２２１から出力された判定領域画像に対して、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグの色と、Ｓｉ複合酸化物を含むスラグ以外の部分の色と、の違いをより明瞭化させる前処理を実施する。このような前処理として、例えば以下のような処理を挙げることができる。なお、以下に示す各種の前処理の具体的な方法（アルゴリズム）については、特に限定されるものではなく、公知の各種の方法（アルゴリズム）を用いればよい。
【００６２】
（ａ）スラグ及び溶接金属表面以外の色情報を除外する処理
（ｂ）色の違いを強調するために階調を反転させる処理
（ｃ）溶接部の彩度を上げる処理
（ｄ）カラーバランスの調整処理
（ｅ）階調数を削減するためのポスタリゼーション処理
【００６３】
上記のような各種の前処理は、必要に応じて１又は複数を組み合わせて実施すればよい。ただし、上記の（ａ）〜（ｃ）に示した処理は、実施することで、色の違いをより一層明瞭化させることが可能となるため、前処理として実施することが好ましい。
【００６４】
前処理部２２３は、判定領域画像に対して、上記のような各種の前処理を必要に応じて実施した後、判定領域画像を、後段の成分抽出部２２５へと出力する。
【００６５】
成分抽出部２２５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。成分抽出部２２５は、判定領域画像を構成するカラー成分のうち所定の色成分を抽出する処理部である。より詳細には、成分抽出部２２５は、判定領域画像から、Ｒ（赤）成分又はＣ（シアン）成分と、Ｂ（青）成分又はＹ（イエロー）成分と、をそれぞれ抽出して、Ｒ成分（又は、Ｃ成分）画像、及び、Ｂ成分(又は、Ｙ成分)画像を生成する。
【００６６】
先だって言及したように、Ｓｉ複合酸化物を含有する黄褐色のスラグは、赤色の成分が主体となっている一方で、Ｓｉ複合酸化物を含有しないスラグが存在する溶接金属１３の部分と、そもそもスラグが存在していないＦｅ主体とする溶接金属１３の表面が露出した部分とは、青色の成分が主体となっている。そのため、抽出されるＲ成分又はＣ成分は、本実施形態で着目するＳｉ複合酸化物を含有するスラグの色情報が反映されており、抽出されるＢ成分又はＹ成分は、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグ以外の部分の色情報が反映されている。そのため、このような成分のみを抽出して、後段で二値化処理を施すことにより、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの色と、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグ以外の部分の色と、の違いを、確実に区別することが可能となる。このようにして抽出されたＲ成分（又はＣ成分）画像から、溶接金属１３のうち、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在する溶接金属１３に対応する部分が特定され、抽出されたＢ成分（又はＹ成分）画像から、溶接金属１３のうち、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在しない溶接金属１３に対応する部分が特定される。
【００６７】
ここで、判定領域画像から、Ｒ成分及びＢ成分を抽出するか、Ｃ成分及びＹ成分を抽出するかについては、撮像ユニット１００のカラーエリアカメラ１０３としてどのような出力がなされるカメラが設けられているかに応じて、適宜決定すればよい。
【００６８】
図９に示したように、ある処理対象画像が判定領域切り出し部２２１に入力されると、その中から判定領域を切り出した判定領域画像が生成される。この判定領域画像は、前処理部２２３によって必要に応じて各種前処理が施された後、成分抽出部２２５に入力されて、成分抽出部２２５により、図９下段に示したような、２種類の成分画像が生成される。
【００６９】
成分抽出部２２５は、上記のようにして２種類の成分画像を生成すると、生成した２種類の成分画像を、後段の二値化処理部２２７に出力する。
【００７０】
二値化処理部２２７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。二値化処理部２２７は、成分抽出部２２５により生成された２種類の成分画像（すなわち、Ｒ成分（又はＣ成分）画像、及び、Ｂ成分（又はＹ成分）画像）のそれぞれを所定の強度閾値に基づき二値化して、二値化画像とする。
【００７１】
ここで、各成分画像を二値化するための強度閾値については、特に限定されるものではなく、撮像対象物１の溶接金属１３に求められる電着塗装性の良否に応じて、適宜決定すればよい。すなわち、溶接金属１３に一般的なレベルの電着塗装性が求められているのであれば、例えば出力されうる最大強度の５０％を強度閾値とすればよいし、溶接金属１３により優れた電着塗装性が求められるのであれば、相対的に小さい値を強度閾値として設定すればよい。
【００７２】
このような二値化処理を施すことで、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの存在位置が、より明瞭化される。なお、かかる二値化処理において、Ｒ成分（又はＣ成分）画像から切り捨てられる（すなわち、二値化によって、強度＝０とされる）位置は、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在している可能性はあるが、その存在量は、強度閾値に達しない程度であると考えられる。そのため、上記のように切り捨てられる位置は、電着塗装性に及ぼす影響も小さいと考えられ、後段の判定処理に及ぼす影響は小さいと考えられる。
【００７３】
二値化処理部２２７は、上記のようにして、Ｒ成分（又はＣ成分）画像と、Ｂ成分（又はＹ成分）画像とから、それぞれ二値化画像を生成すると、生成した二値化画像を、後段の判定処理部２２９に出力する。
【００７４】
判定処理部２２９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。判定処理部２２９は、二値化処理部２２７が生成した２種類の二値化画像を用いて、溶接金属１３において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在する部分と、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在しない部分（すなわち、Ｓｉ複合酸化物を含有しないスラグが存在する部分、又は、スラグが存在せず溶接金属１３が露出している部分）と、を判定する。
【００７５】
より詳細には、判定処理部２２９は、Ｒ成分（又はＣ成分）から生成された二値化画像において、輝度値＝１となっている部分を、溶接金属１３において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在する部分であると判定し、Ｂ成分（又はＹ成分）から生成された二値化画像において、輝度値＝１となっている部分を、溶接金属１３において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在しない部分であると判定する。これにより、溶接金属１３において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在する部分が、自動的に特定されることとなる。
【００７６】
判定処理部２２９は、上記のようにして、溶接金属１３において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在する部分と、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在しない部分と、を表す情報（例えば、二値化画像そのものや、それぞれに該当する部分に対応する画素位置に関する情報や、それぞれに該当する部分の面積に関する情報等）を生成すると、生成したこれらの情報を、出力制御部２０７及び面積率算出部２３１に出力する。
【００７７】
面積率算出部２３１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。面積率算出部２３１は、判定処理部２２９により生成された、スラグが存在する部分に関する情報と、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在しない部分に関する情報と、に基づき、溶接金属１３の全体において、上記Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが占める面積率を算出する。
【００７８】
具体的には、面積率算出部２３１は、以下の式（１０１）に示したような演算を行うことで、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの面積率を算出することができる。
【００７９】
（溶接後のＳｉ複合酸化物を含有するスラグが覆っている面積率）＝
（溶接後のＳｉ複合酸化物を含有するスラグが覆っている面積）÷（溶接金属全体の面積）×１００  ・・・式（１０１）
【００８０】
面積率算出部２３１は、上記のようにして、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが溶接金属１３の全体に占める割合（面積率）を算出すると、得られた面積率の算出結果を、出力制御部２０７に出力する。また、面積率算出部２３１は、得られた面積率の算出結果を、判定処理部２２９に出力してもよい。これにより、判定処理部２２９は、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが溶接金属１３の全体に占める割合（面積率）に基づいて、着目している撮像対象物の電着塗装性の良否を更に判定することが可能となる。
【００８１】
また、以上の説明は、溶接後の状態の溶接金属１３において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの存在の有無を判定する場合に着目して行ったが、かかるスラグの存在する領域は、化成処理性及び電着塗装性に劣るために、化成処理皮膜や、電着塗装皮膜が存在しない領域となる。そのため、上記のような色に基づく判定処理は、溶接後に更に化成処理を施した後で実施することも可能であるし、溶接後に更に化成処理を施し、更に、電着塗装を実施した後で実施することも可能である。
【００８２】
図１０に、同一の撮像対象物１の同一の撮像領域について、溶接後、化成処理後、電着塗装後のそれぞれにおいて、上記のような色の違いに基づく判定処理を実施した結果を示した。図１０に示した各二値化画像において、白く見える場所が、溶接金属１３のうち、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在する位置に対応している。図１０に示した各二値化画像から明らかなように、溶接後において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在している場所は、化成処理後、及び、電着塗装後においても、位置が変わっていないことがわかる。従って、溶接後に存在しているスラグが、その後の工程で剥離しない限り、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの位置は、その後の工程でもほぼ変わらないことが分かる。
【００８３】
このことから、面積率算出部２３１は、以下の式（１０３）、式（１０５）に基づいて、化成処理後の面積率や、電着塗装後の面積率についても、算出することが可能である。
【００８４】
（化成処理後のＳｉ複合酸化物を含有するスラグが覆っている面積率）＝
（化成処理後のＳｉ複合酸化物を含有するスラグが覆っている面積）÷（溶接金属全体の面積）×１００  ・・・式（１０３）
（電着塗装後のＳｉ複合酸化物を含有するスラグが覆っている面積率）＝
（電着塗装後のＳｉ複合酸化物を含有するスラグが覆っている面積）÷（溶接金属全体の面積）×１００  ・・・式（１０５）
【００８５】
以上、本実施形態に係る演算処理ユニット２００の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
【００８６】
なお、上述のような本実施形態に係る演算処理ユニットの各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【００８７】
＜演算処理ユニット２００のハードウェア構成について＞
次に、図１１を参照しながら、本実施形態に係る演算処理ユニット２００のハードウェア構成について、詳細に説明する。
【００８８】
演算処理ユニット２００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、演算処理ユニット２００は、更に、バス９０７と、入力装置９０９と、出力装置９１１と、ストレージ装置９１３と、ドライブ９１５と、接続ポート９１７と、通信装置９１９とを備える。
【００８９】
ＣＰＵ９０１は、中心的な処理装置及び制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１３、又はリムーバブル記録媒体９２１に記録された各種プログラムに従って、演算処理ユニット２００内の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるバス９０７により相互に接続されている。
【００９０】
バス９０７は、ブリッジを介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バスに接続されている。
【００９１】
入力装置９０９は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９０９は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、演算処理ユニット２００の操作に対応したＰＤＡ等の外部接続機器９２３であってもよい。更に、入力装置９０９は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。ユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、演算処理ユニット２００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【００９２】
出力装置９１１は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプなどの表示装置や、スピーカ及びヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１１は、例えば、演算処理ユニット２００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、演算処理ユニット２００が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
【００９３】
ストレージ装置９１３は、演算処理ユニット２００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１３は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、及び外部から取得した各種のデータなどを格納する。
【００９４】
ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、演算処理ユニット２００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、ＣＤメディア、ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２１は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、又は、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃａｒｄ）又は電子機器等であってもよい。
【００９５】
接続ポート９１７は、機器を演算処理ユニット２００に直接接続するためのポートである。接続ポート９１７の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＲＳ−２３２Ｃポート、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９１７に外部接続機器９２３を接続することで、演算処理ユニット２００は、外部接続機器９２３から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２３に各種のデータを提供したりする。
【００９６】
通信装置９１９は、例えば、通信網９２５に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９１９は、例えば、有線もしくは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９１９は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ、又は、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９１９は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９１９に接続される通信網９２５は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、社内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。
【００９７】
以上、本発明の実施形態に係る演算処理ユニット２００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
【００９８】
（スラグの判定方法について）
続いて、図１２を参照しながら、以上説明したようなスラグ判定装置１０を用いたスラグの判定方法の流れの一例について、簡単に説明する。図１２は、本実施形態に係るスラグの判定方法の流れの一例を示した流れ図である。
【００９９】
ここで、以下で説明するようなスラグの判定方法に先立って、撮像対象物１の溶接金属１３の表面から、溶接時に生じるヒューム（金属蒸気）を除去する処理を施すことが好ましい。このようなヒュームが溶接金属１３に付着したままだと、本来のＳｉ複合酸化物を含むスラグの色や当該スラグが存在しない部分の色が変化してしまう可能性があるからである。かかるヒュームの除去処理は、特に限定されるものではなく、公知の処理を適用することが可能であり、例えば、エタノールを染み込ませたウェスで溶接部を拭く等の処理を適用することができる。
【０１００】
本実施形態に係るスラグの判定方法では、まず、上記のようなヒューム除去後の撮像対象物について、溶接金属１３を含む撮像領域を、演算処理ユニット２００による制御のもとで撮像ユニット１００により撮像して（ステップＳ１０１）、処理対象画像を生成する。生成された処理対象画像の実体データは、演算処理ユニット２００へと出力される。このステップＳ１０１が、撮像ステップに対応する。
【０１０１】
演算処理ユニット２００の判定領域切り出し部２２１は、生成された処理対象画像から判定領域を切り出して、判定領域画像を生成する（ステップＳ１０３）。生成された判定領域画像の実体データは、前処理部２２３へと出力される。
【０１０２】
次に、前処理部２２３は、生成された判定領域画像に対して、必要に応じて、色の違いをより明瞭化するための各種の前処理を実施する（ステップＳ１０５）。必要に応じて前処理が施された判定領域画像は、成分抽出部２２５へと出力される。
【０１０３】
成分抽出部２２５は、前処理部２２３から出力された判定領域画像から、上記のような所定の色成分を抽出して（ステップＳ１０７）、２種類の成分画像を生成する。その後、成分抽出部２２５は、生成した２種類の成分画像を、二値化処理部２２７へと出力する。
【０１０４】
二値化処理部２２７は、成分抽出部２２５から出力された２種類の成分画像のそれぞれについて、上記のような二値化処理を実施する（ステップＳ１０９）。その後、二値化処理部２２７は、生成した２種類の二値化画像を、判定処理部２２９へと出力する。
【０１０５】
判定処理部２２９は、二値化処理部２２７から出力された２種類の二値化画像に基づいて、上記のような判定処理を実施する（ステップＳ１１１）。これにより、溶接金属１３において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの存在する位置が特定されることとなる。以上のステップＳ１０３〜ステップＳ１１１が、演算処理ステップに対応している。判定処理部２２９は、上記のようにして得られた判定結果等に関する情報を、面積率算出部２３１へと出力する。
【０１０６】
面積率算出部２３１は、判定処理部２２９から出力された情報を用いて、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在する部分の面積率を算出する（ステップＳ１１３）。これにより、溶接金属１３において、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグが存在する部分の大きさが、数値化されることとなる。
【０１０７】
以上、図１２を参照しながら、本実施形態に係るスラグの判定方法の流れの一例について、簡単に説明した。
【０１０８】
（まとめ）
以上説明したように、本実施形態に係るスラグの判定方法及びスラグ判定装置によれば、電着塗装不良を招くスラグ種の識別が容易となり、作業者の熟練度によらずに、一定の評価をより簡便な方法で得ることが可能となる。これにより、例えば自動車の足回り部材等の溶接によって製造される製造物について、溶接部における電着塗装性の評価を加速させることが可能となるとともに、従来の評価方法と比較して、余分な手間とコストを削減することが可能となる。
【０１０９】
なお、上記説明では、複数の鋼材の一例として、第１の鋼材及び第２の鋼材という２つの鋼材を取り上げて説明を行ったが、３つ以上の鋼材を溶接した場合においても上記と同様にして本実施形態に係るスラグの判定方法及びスラグ判定装置を適用可能であることは、言うまでもない。
【０１１０】
（溶接継手の製造方法について）
続いて、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照しながら、以上説明したようなスラグの判定方法を利用した溶接継手の製造方法について、簡単に説明する。図１３Ａは、本実施形態に係る溶接継手の製造方法の流れの一例を示した流れ図であり、図１３Ｂは、本実施形態に係る溶接継手の製造方法の流れの他の一例を示した流れ図である。
【０１１１】
図１３Ａに示したように、本実施形態に係る溶接継手の製造方法では、まず、溶接ワイヤを用いて複数の鋼材を互いに溶接して（ステップＳ２０１：溶接工程）、溶接部を有する溶接継手を製造する。ここで、溶接部とは、溶接によって形成される溶接金属を含む部位である。
【０１１２】
この際、用いる鋼材は、特に限定されるものではなく、各種の鋼材を用いることが可能である。また、溶接時に用いる、溶接金属を形成するための溶接ワイヤについても、特に限定されるものではなく、鉄（Ｆｅ）を主成分とする公知の各種の溶接ワイヤを用いることができる。溶接方法についても、特に限定されるものではなく、アーク溶接（例えば、ガスシールドアーク溶接、サブマージアーク溶接など）、又は、レーザ溶接等の溶接方法を用いればよい。
【０１１３】
その後、上述のようなスラグ判定装置を用いたスラグの判定方法を利用して、製造した溶接継手における溶接部について、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグを特定する（ステップＳ２０３：スラグ特定工程）。これにより、溶接部において、電着塗装性に影響を与えるＳｉ複合酸化物を含有するスラグの存在位置を、識別することが可能となる。
【０１１４】
その後、各種の加工方法を利用して、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部を除去する（ステップＳ２０５：除去工程）。ここで、用いる加工方法については、特に限定されるものではなく、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグを、溶接金属上から除去可能な方法であれば、任意の各種の物理的加工方法や化学的加工方法を用いることが可能である。
【０１１５】
このような加工方法として、例えば、円盤状の工作物を回転させながらスラグに接触させる旋盤加工や、回転させたフライス工具をスラグに接触させるフライス加工や、回転させた砥石によりスラグを研削する研削加工や、各種回転工具を搭載したＮＣ工作機械を用いるＮＣ加工や、超音波を利用した工具をスラグに接触させる超音波加工や、微細な粒子をスラグに衝突させるブラスト加工や、レーザクリーニングによりスラグを除去するレーザ加工や、超高圧エアを吹き付ける方法等を挙げることができる。
【０１１６】
その後、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部が除去された溶接部に対して、電着塗装を施す（ステップＳ２０７：電着塗装工程）。これにより、電着塗装性に優れた溶接継手を製造することが可能となる。
【０１１７】
また、図１３Ｂに示したように、本実施形態に係る溶接継手の製造方法の他の一例では、まず、図１３Ａに示した場合と同様に、溶接ワイヤを用いて複数の鋼材を互いに溶接して（ステップＳ２１１：溶接工程）、溶接部を有する溶接継手を製造する。
【０１１８】
その後、上述のようなスラグ判定装置を用いたスラグの判定方法を利用して、製造した溶接継手における溶接部について、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの面積率を算出する（ステップＳ２１３：面積率算出工程）。これにより、溶接部において、電着塗装性に影響を与えるＳｉ複合酸化物を含有するスラグの存在位置を、識別することが可能となるとともに、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの存在量を定量化することができる。
【０１１９】
その後、先だって説明したような各種の加工方法を用いて、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの面積率が所定の閾値以下となるように、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部を除去する（ステップＳ２１５：除去工程）。ここで、上記の閾値は、例えば８％とすることができる。上記閾値は、好ましくは５％以下である。
【０１２０】
その後、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの少なくとも一部が除去された溶接部に対して、電着塗装を施す（ステップＳ２１７：電着塗装工程）。これにより、電着塗装不良率が所定の閾値以下（例えば、８％以下、又は、５％以下）である、電着塗装性に優れた溶接継手（換言すれば、電着塗装不良率の向上した溶接継手）を製造することが可能となる。
【０１２１】
以上、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照しながら、本実施形態に係るスラグの判定方法を利用した溶接継手の製造方法について、簡単に説明した。
【実施例】
【０１２２】
以下では、実施例を示しながら、本発明に係るスラグの判定方法及びスラグ判定装置について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明に係るスラグの判定方法及びスラグ判定装置のあくまでも一例にすぎず、本発明に係るスラグの判定方法及びスラグ判定装置が下記の例に限定されるものではない。
【０１２３】
＜撮像ユニットの構成＞
本実施例では、撮像ユニット１００の照明光源１０１として、昼光色（色温度：６５００Ｋ、平均演色評価数Ｒａ＝９５）の白色ＬＥＤ（ＯＭＮＩＶＡＳ社製ＥＦ−６０Ａ）を用いた。照明光源からの光は、図５に示したような拡散板を透過させた後に、撮像対象物に照射されるようにした。また、図５に示したような配置で、レフ板を配置した。
【０１２４】
また、カラーエリアカメラ１０３として、市販のカラーデジタルスチルカメラ（Ｎｉｋｏｎ社製、ＲＧＢ出力）を用い、焦点距離７０〜３００ｍｍの望遠レンズを装着した。画像保存形式は、低圧縮率のＪＰＥＧ形式とし、シャッタースピード、ＩＳＯ感度、レンズのＦ値等の撮像パラメータを、以下のように設定した。
【０１２５】
・シャッタースピード：１／１０秒〜１／２０秒
・ＩＳＯ感度：１００
・Ｆ値：Ｆ６〜Ｆ１２
・ホワイトバランス：プリセット（反射率１８％のグレーカードを使用）
・露出補正：−３  ｏｒ  ±０
【０１２６】
その上で、光源の状態や溶接試験片に応じて、シャッタースピード、Ｆ値、露出の３つを変えながら、撮像処理を行った。室内に存在する蛍光灯や太陽光の影響を避けるために、撮像処理は、照明光源が点灯されていない状態での照度が４８ルクス（ｌｘ）である暗室下で行った。照明光源を点灯すると、撮像対象物の表面の位置での白色光の明るさは、４８ルーメン（ｌｍ）であった。かかる白色光を撮像した場合、出力される輝度信号強度は、センサの最大出力値の８０％以下となった。
【０１２７】
供試鋼板として、板厚２．６ｍｍである２種類の薄鋼板を用いた。かかる薄鋼板の引張強さは、４４０ＭＰａ又は７８０ＭＰａ相当である。各薄鋼板の化学組成を、以下の表１にまとめて示した。
【０１２８】
【表１】
2020126040.tif 000003
【０１２９】
また、溶接に用いる溶接ワイヤ（溶接金属）は、ＪＩＳＺ３３１２：ＹＧＷ１７相当のソリッドワイヤ、ＪＩＳＺ３３１２：ＹＧＷ１６相当のソリッドワイヤ、ＪＩＳＺ３３１２：ＹＧＷ１２相当のソリッドワイヤ、ＪＩＳＺ３３１２：Ｇ４９Ａ０Ｃ０相当のソリッドワイヤ、ＪＩＳＺ３３１２：ＹＧＷ１３相当のソリッドワイヤを選択した。各溶接ワイヤの化学組成を、以下の表２にまとめて示した。
【０１３０】
【表２】
2020126040.tif 000004
【０１３１】
各供試鋼板を用いて、ガスシールドアーク溶接により重ねすみ肉溶接を行って、図１４Ａ及び図１４Ｂに示したような寸法で溶接試験片を製造した。シールドガスの組成は、８０％Ａｒ−２０％ＣＯ２とし、流速は、２０Ｌ／ｍｉｎとした。また、溶接速度は、８０ｃｍ／ｍｉｎとした。
【０１３２】
得られた各処理対象画像から判定領域画像を生成した後、上記（ａ）〜（ｃ）に示した前処理を実施した上で、溶接後ヒュームが除去された溶接金属１３について、Ｓｉ複合酸化物を含有するスラグの有無の判定を行うとともに、かかるスラグの面積率を算出した。
【０１３３】
また、上記のような判定後の溶接試験片に対して、電圧１５０Ｖで、厚みが２０〜２５μｍとなるように電着塗装処理を施し、上記と同様に、電着塗装後の溶接金属１３におけるＳｉ複合酸化物を含有するスラグの有無の判定を行うとともに、スラグの面積率を算出した。
【０１３４】
得られた結果を、以下の表３に示すとともに、各溶接試験片についての処理対象画像及び二値化画像を、図１５にまとめて示した。図１５において、上段に示した画像が処理対象画像であり、下段に示した画像が、二値化後のＲ成分画像及びＢ成分画像を合成した二値化画像である。
【０１３５】
【表３】
2020126040.tif 000005
【０１３６】
上記の各評価処理について、溶接試験片１体あたりに要する、スラグ又は電着塗装不良の定量化の作業時間は、５分〜１０分程度であった。従来は３０分〜６０分程度要していたことから、作業時間を飛躍的に短縮可能であることがわかる。
【０１３７】
また、上記表３を参照すると、溶接後のＳｉ複合酸化物を含有するスラグの面積率と、電着塗装後のＳｉ複合酸化物を含有するスラグの面積率とは、変わらない値を示した。このことから、本発明に係るスラグの判定方法及びスラグ判定装置を用いることで、電着塗装性に影響を与えるスラグの存在を容易に明らかにすることができるとともに、その電着塗装性についても、スラグの面積率という形で数値化することが可能であることが明らかとなった。
【０１３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１３９】
１０    スラグ判定装置
１１Ａ    第１の鋼材
１１Ｂ    第２の鋼材
１３    溶接金属
１００    撮像ユニット
１０１    照明光源
１０３    カラーエリアカメラ
１０５    拡散板
１０７    反射板
１０９    暗室
２００    演算処理ユニット
２０１    撮像制御部
２０３    画像データ取得部
２０５    演算処理部
２０７    出力制御部
２０９    表示制御部
２１１    記憶部
２２１    判定領域切り出し部
２２３    前処理部
２２５    成分抽出部
２２７    二値化処理部
２２９    判定処理部
２３１    面積率算出部
【図１】
2020126040.tif 000006
【図２Ａ】
2020126040.tif 000007
【図２Ｂ】
2020126040.tif 000008
【図３】
2020126040.tif 000009
【図４】
2020126040.tif 000010
【図５】
2020126040.tif 000011
【図６】
2020126040.tif 000012
【図７】
2020126040.tif 000013
【図８】
2020126040.tif 000014
【図９】
2020126040.tif 000015
【図１０】
2020126040.tif 000016
【図１１】
2020126040.tif 000017
【図１２】
2020126040.tif 000018
【図１３Ａ】
2020126040.tif 000019
【図１３Ｂ】
2020126040.tif 000020
【図１４Ａ】
2020126040.tif 000021
【図１４Ｂ】
2020126040.tif 000022
【図１５】
2020126040.tif 000023