(57)【要約】【課題】裏波溶接における特徴的な不良を検出する。【解決手段】裏波溶接された継手６の内側の溶接部分およびその周囲を撮影した画像を用い、当該裏波溶接の合否判定を行う画像処理方法であって、画像から、溶接部分およびその周囲において裏波溶接に起因する所定の色が含まれる割合を示すグラフを得る演算ステップと、演算ステップにおいて得たグラフに基づいて、裏波溶接の合否判定を行う合否判定ステップとを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏波溶接された継手の内側の溶接部分およびその周囲を撮影した画像を用い、当該裏波溶接の合否判定を行う画像処理方法であって、
前記画像から、前記溶接部分およびその周囲において前記裏波溶接に起因する所定の色が含まれる割合を示すグラフを得る演算ステップと、
前記演算ステップにおいて得たグラフに基づいて、前記裏波溶接の合否判定を行う合否判定ステップと
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記演算ステップは、
前記画像を２値化し、前記溶接部分およびその周囲において黒または白が含まれる割合を示すグラフを得る２値化分布グラフ取得ステップと、
前記画像において、前記裏波溶接による焼けに相当する色が含まれる割合を示すグラフを得る焼け分布グラフ取得ステップとを有し、
前記合否判定ステップは、前記２値化分布グラフ取得ステップにおいて得たグラフに基づいて前記裏波溶接による溶けわかれおよび溶接ヒュームの有無を検出し、前記焼け分布グラフ取得ステップにおいて得たグラフに基づいて前記裏波溶接による焼けの有無を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
裏波溶接された継手の内側の溶接部分およびその周囲を撮影した画像を用い、当該裏波溶接の合否判定を行う画像処理装置であって、
前記画像から、前記溶接部分およびその周囲において前記裏波溶接に起因する所定の色が含まれる割合を示すグラフを得る演算部と、
前記演算部により得られたグラフに基づいて、前記裏波溶接の合否判定を行う合否判定部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、裏波溶接された継手の内側の溶接部分およびその周囲を撮影した画像を用い、当該裏波溶接の合否判定を行う画像処理方法および画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、裏波溶接された継手の内側の溶接状態を検査する場合には、検査員がハンド式のボアスコープを用いて目視で検査を行っている。しかしながら、目視による検査では検査員の技量に左右され、一定の品質を保つことが難しい。
【０００３】
それに対して、検査面を撮影し、その画像を処理することで検査を行う方法が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、ギアキャリアの油穴内の鋳バリを検出するため、油穴内に照明を当ててボアスコープの先端を挿入し、ボアスコープに取り付けられたカメラを用いて検査面を撮影する。そして、油穴内に鋳バリが存在する場合には照明光が反射されて画像が白くなるため、カメラにより撮影された画像から白い影を検出することで鋳バリの検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１０３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術を裏波溶接された継手の内部検査に適用した場合、裏波溶接における特徴的な不良（溶けわかれ、溶接ヒューム、焼け）を全て検出することはできないという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、裏波溶接における特徴的な不良を検出することができる画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る画像処理方法は、裏波溶接された継手の内側の溶接部分およびその周囲を撮影した画像を用い、当該裏波溶接の合否判定を行う画像処理方法であって、画像から、溶接部分およびその周囲において裏波溶接に起因する所定の色が含まれる割合を示すグラフを得る演算ステップと、演算ステップにおいて得たグラフに基づいて、裏波溶接の合否判定を行う合否判定ステップとを有するものである。
【０００８】
また、この発明に係る画像処理装置は、裏波溶接された継手の内側の溶接部分およびその周囲を撮影した画像を用い、当該裏波溶接の合否判定を行う画像処理装置であって、画像から、溶接部分およびその周囲において裏波溶接に起因する所定の色が含まれる割合を示すグラフを得る演算部と、演算部により得られたグラフに基づいて、裏波溶接の合否判定を行う合否判定部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記のように構成したので、裏波溶接における特徴的な不良を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る画像処理方法で用いられる継手溶接画像検査システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る画像処理装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る継手溶接画像検査システムを用いた継手に対する裏波溶接の合否判定処理を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１におけるＣＣＤカメラによる撮影を説明する図であり、（ａ）〜（ｄ）継手の回転位置とＣＣＤカメラの撮影タイミングとの関係を示す図であり、（ｅ）（ａ）〜（ｄ）に示すタイミングで撮影された画像を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における演算部による画像のグラフ化手順を示す図であり、（ａ）ＣＣＤカメラにより撮影された画像を示す図であり、（ｂ）２値化画像を示す図であり、（ｃ）２値化画像の各列の白色をカウントした結果を示すグラフである。
【図６】この発明の実施の形態１における合否判定部による合否判定を説明する図であり、（ａ）合否判定部が用いる不良モードを示す図であり、（ｂ）〜（ｅ）良・不良の場合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る画像処理方法で用いられる継手溶接画像検査システムの構成を示す図である。
継手溶接画像検査システムは、裏波溶接された継手６の内側の溶接部分およびその周囲を観察することで、当該裏波溶接の合否判定を行うものである。この継手溶接画像検査システムは、図１に示すように、固定治具１、ボアスコープ２、ＬＥＤ照明ユニット３、ＣＣＤカメラ４及び画像処理装置５から構成されている。
【００１２】
固定治具１は、裏波溶接された継手（テスト材）６を固定するものである。また、固定治具１は、固定した継手６を軸心周りに回動可能な機構を備えている。
【００１３】
ボアスコープ２は、固定治具１に固定された継手６の内部に先端が挿入され、当該継手６の内側の溶接部分およびその周囲を観察するための工業用内視鏡である。
ＬＥＤ照明ユニット３は、ボアスコープ２により観察を行う際に、固定治具１に固定された継手６の内部を照らすものである。この際、ＬＥＤ照明ユニット３は、継手６の内側の溶接部分と、その周囲（裏波溶接により溶接ヒュームや焼けが発生する可能性がある領域）に対して照明を当てる。
【００１４】
ＣＣＤカメラ４は、ボアスコープ２の接眼部に取り付けられ、ボアスコープ２により観察された継手６内側の溶接部分およびその周囲を撮影するものである。
【００１５】
画像処理装置５は、ＣＣＤカメラ４により撮影された継手６の内側の溶接部分およびその周囲の画像に基づいて、当該裏波溶接の合否判定を行うものである。この画像処理装置５は例えばＰＣにより実現される。この画像処理装置５は、図２に示すように、演算部５１、表示部５２及び合否判定部５３を有している。
【００１６】
演算部５１は、ＣＣＤカメラ４により撮影された継手６の内側の溶接部分およびその周囲の画像から、当該溶接部分およびその周囲において裏波溶接に起因する所定の色が含まれる割合を示すグラフを得るものである。この際、演算部５１は、上記画像を２値化して、溶接部分およびその周囲において黒または白が含まれる割合を示すグラフ（２値化分布グラフ）を得るとともに、上記画像において、裏波溶接による焼けに相当する色（青や茶）が含まれる割合を示すグラフ（焼け分布グラフ）を得る。なお以下では、２値化分布グラフとして、２値化画像の溶接部分およびその周囲において白が含まれる割合を示すグラフを用いる。
【００１７】
表示部５２は、演算部５１により得られたグラフをモニタ（不図示）上に表示するものである。
【００１８】
合否判定部５３は、演算部５１により得られたグラフに基づいて、継手６に対する裏波溶接の合否判定を行うものである。この際、合否判定部５３は、演算部５１により得られた２値化分布グラフに基づいて裏波溶接による溶接ヒュームおよび溶けわかれの有無を検出するとともに、演算部５１により得られた焼け分布グラフに基づいて裏波溶接による焼けの有無を検出する。
【００１９】
次に、上記のように構成された継手溶接画像検査システムを用いた継手６に対する裏波溶接の合否判定処理について、図３を参照しながら説明する。
継手溶接画像検査システムによる合否判定処理では、図３に示すように、まず、裏波溶接された継手（テスト材）６を固定治具１に取り付ける（ステップＳＴ１）。
次いで、固定治具１に取り付けられた継手６の内部に、ボアスコープ２の先端を挿入する（ステップＳＴ２）。
【００２０】
次いで、ＬＥＤ照明ユニット３により継手６の内部に照明を当て、固定治具１により継手６を軸心周りに低速で１周回転させながら、ボアスコープ２にて当該継手６の内部の溶接部分およびその周囲を観察し、ＣＣＤカメラ４にて撮影する（ステップＳＴ３）。この際、ＬＥＤ照明ユニット３は、継手６の溶接部分と、その周囲（裏波溶接により溶接ヒュームや焼けが発生する可能性がある領域）に対して照明を当てる。そして、図４に示すように、継手６を９０度回転させるごとに、ＣＣＤカメラ４によって継手６の内部の溶接部分およびその周囲を撮影する。
【００２１】
次いで、画像処理装置５の演算部５１は、ＣＣＤカメラ４により撮影された各エリアの画像から２値化分布グラフを得る（ステップＳＴ４、２値化分布グラフ取得ステップ）。この際、図５に示すように、演算部５１は、まず、ＣＣＤカメラ４により撮影された継手６の内側の溶接部分およびその周囲の画像に対して、画像処理（２値化処理）を施す。ここで、ＣＣＤカメラ４により撮影された画像は、ＬＥＤ照明ユニット３による照明が継手６の内側の凹凸部分で乱反射することで白くなる。すなわち、正常に裏波溶接された場合には、継手６の内側の溶接部分に白い影が現れ、溶接部分の周囲は黒くなる。そして、２値化された画像の各列の白色部分のブロック数をカウントし、そのカウント数をグラフ化する。
【００２２】
また、演算部５１は、ＣＣＤカメラ４により撮影された各エリアの画像から焼け分布グラフを得る（ステップＳＴ５、焼け分布グラフ取得ステップ）。この際、演算部５１は、ＣＣＤカメラ４により撮影された継手６の内側の溶接部分およびその周囲の画像から、焼けに相当する色（青、茶）部分のブロック数をカウントし、そのカウント数をグラフ化する。
ステップＳＴ４，５において演算部５１により得られたグラフは表示部５２によりモニタ上に表示される。なお、ステップＳＴ４，５は本発明の演算ステップに相当する。
【００２３】
次いで、画像処理装置５の合否判定部５３は、演算部５１により得られたグラフに基づいて、継手６に対する裏波溶接の合否判定を行う（ステップＳＴ６、合否判定ステップ）。この際、合否判定部５３は、図６（ａ）に示すように、予め保持している不良モードテーブルを参照することで、合否判定を行う。ここで、合否判定部５３は、演算部５１により得られた２値化分布グラフの溶接部分（裏波ビード部分）における白色の割合が、図６（ｂ）に示すような状態である場合には、良品と判定する。一方、２値化分布グラフにおいて、図６（ｃ）に示すように、裏波ビード部分に黒い影が存在する場合には、溶けわかれが生じていると判定し、不良と判定する。また、２値化分布グラフにおいて、図６（ｄ）に示すように、裏波ビードから離れた場所に白い影が存在する場合には、溶接ヒュームが生じていると判定し、不良と判定する。また、焼け分布グラフにおいて、図６（ｅ）に示すように、裏波ビードの脇に青色または茶色の影が存在する場合には、焼けが生じていると判定し、不良と判定する。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１によれば、裏波溶接された継手６の内側の溶接部分およびその周囲を撮影した画像から、溶接部分およびその周囲において裏波溶接に起因する所定の色が含まれる割合を示すグラフを得て、そのグラフに基づいて裏波溶接の合否判定を行うように構成したので、裏波溶接における特徴的な不良を容易に検出することができる。
【００２５】
なお、実施の形態１では、継手（テスト材）６の裏波溶接に対する合否判定を行う場合を例にして説明を行ったが、これに限るものではなく、その他の継手溶接が必要な製品に対しても同様に本発明を適用可能である。
【００２６】
また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  固定治具
２  ボアスコープ
３  ＬＥＤ照明ユニット
４  ＣＣＤカメラ
５  画像処理装置
６  継手（テスト材）
５１  演算部
５２  表示部
５３  合否判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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