(57)【要約】【課題】  本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、溶融不足を含む溶接不良を正確に検知することができるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法を提供すること。【解決手段】  ステータコア１０１の端面に対して所定角度θをなす方向から溶接箇所にリング照明５２によって光を照射して溶接箇所の画像をＣＣＤカメラ５１により取得し、その取得された画像の中央位置で算出される溶け込み相関量Ｄに基づいて、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出する。【選択図】            図１
2006021214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、
前記ステータコアの端面に対して所定角度をなす方向から前記溶接箇所に光を照射して前記溶接箇所の画像を取得し、その取得画像の中央位置で算出される溶け込み相関量に基づいて、前記溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出することを特徴とするセグメントコンダクタの溶接品質管理方法。
【請求項２】
ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、
前記ステータコアの端面に対して所定角度をなす方向から前記溶接箇所に光を照射して前記隣り合うセグメントコンダクタの画像と前記溶接箇所の画像とを取得し、
前記取得されたセグメントコンダクタの画像における階調データに基づいて前記溶接箇所の中央位置を検知し、
前記取得された溶接箇所の画像から算出される前記中央位置における溶け込み相関量に基づいて、前記溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出することを特徴とするセグメントコンダクタの溶接品質管理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法において、
前記ステータコアの端面に対して略垂直方向から前記溶接箇所に光を照射して前記溶接箇所の画像とを取得し、その取得した画像における相関値に基づいても、前記溶接箇所の未溶接および溶け分かれを検出することを特徴とするセグメントコンダクタの溶接品質管理方法。
【請求項４】
請求項１からに請求項３記載するいずれか１つのセグメントコンダクタの溶接品質管理方法において、
前記所定角度を、１０〜４５度の範囲内に設定することを特徴とするセグメントコンダクタの溶接品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモータで使用されるセグメントコンダクタにおいて、セグメントコンダクタ同士を溶接することについてのセグメントコンダクタの溶接品質管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セグメントコンダクタを構成要素の一つとするモータの製造においては、例えば、以下の手順・方法により、複数のセグメントコンダクタを組み付けた後で各セグメントコンダクタ同士を溶接している。
【０００３】
すなわち、先ず、図１５の平面図に示すような、複数の貫入溝１０２が放射状に設けられたステータコア１０１（φ２００〜３００ｍｍ程度のもの）を用意する。次に、図１６に示すように、ステータコア１０１の各貫入溝１０２に対して、略Ｕ字状の複数のセグメントコンダクタ１０３の両端を挿入してセットする。それに加えて、図１７に示すような、略Ｕ字状の複数のセグメントコンダクタ１０４の両端を挿入してセットする。
この点、図１８は、ステータコア１０１の各貫入溝１０２に対して、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の両端が挿入されてセットされた状態の一部分を示した図である。尚、図１８では、セグメントコンダクタ１０３，１０４が区別できるように、セグメントコンダクタ１０３を二点鎖線で示している。
【０００４】
その後、ステータコア１０１の各貫入溝１０２にセットされた複数のセグメントコンダクタ１０３，１０４の両端は、図１９に示すように、ステータコア１０１を貫き通される。そして、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の両端は、図２０に示すように、一端側がステータコア１０１の周方向の一方に折り曲げられるとともに、他端側がステータコア１０１の周方向の他方に折り曲げられる。さらに、このとき、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の一端側及び他端側の先端は、図２０に示すように、ステータコア１０１の軸方向に折り曲げられる。これにより、ステータコア１０１に組み付けられた各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端は、図２１に示すように、放射状に配列されることになる。尚、図２１においては、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端のみを示しているが、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端の総数は「５７６」と非常に多い。
【０００５】
次に、放射状に配列されされた各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端は、ステータコア１０１の径方向で隣り合うもの同士で一対毎に溶接される。従って、図２２に示すように、溶接予定箇所１０５も、放射状に配列されることになり、さらに、見方を変えれば、溶接予定箇所１０５は、ステータコア１０１の同心円周上に何重にも渡って位置することになる。尚、図２２では、溶接予定箇所１０５の総数は２８８個（４８個／周×６周）に及ぶ。
【０００６】
そして、各溶接予定箇所１０５において、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端を溶接するために、複数のセグメントコンダクタ１０３，１０４を組み付けたステータコア１０１を回転させることによって描かれる溶接予定箇所１０５の円周軌道上にトーチを固定するとともに、ステータコア１０１を所定角度ずつ回動させて、当該トーチの下に溶接予定箇所１０５を順次に移動させることにより、連続的な溶接を行っていた。従って、一つの円周軌道上における連続的な溶接が終わるたびに次の円周軌道上にトーチを固定させて連続的な溶接を行い、これを繰り返せば、全ての溶接予定箇所１０５を溶接することができる。
【０００７】
ここで、溶接予定箇所１０５について説明する。尚、溶接予定箇所１０５におけるセグメントコンダクタ１０３，１０４は、以下では、セグメントコンダクタ１０３，１０４のいずれに該当するかに関係なく、「溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１」と記述する。
【０００８】
各溶接予定箇所１０５においては、図２３や図２４に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１は、裸線部１２，２２とエナメル被覆部１３，２３とが同一高さに位置し、且つ、裸線部１２，２２における先端平面１４，２４と面取部１５，２５とが対称的に位置し、且つ、溶接が行われる際には、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の間の中央にトーチ３１が位置するように、ステータコア１０１に組み付けられる設計がなされている。従って、図２３や図２４に示す状態でトーチ３１のアークを行えば、セグメントコンダクタ１１，２１における溶接の品質を確保することができる。
【０００９】
ところが、セグメントコンダクタ１１，２１を溶接する前の工程においては、図２０に示すように、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の両端について、その一端側をステータコア１０１の周方向の一方に折り曲げ、その他端側をステータコア１０１の周方向の他方に折り曲げ、さらに、このとき、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端を、図２０に示すように、ステータコア１０１の軸方向に折り曲げている。
【００１０】
このため、各溶接予定箇所１０５においては、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１が、その材質のバラツキや、スプリングバック量、その他の条件により、例えば、図２５に示すように、上下・左右に位置ずれを起こしたり（図２３と比較参照）、や図２６に示すように、ねじれによる位置ずれを起こしたりすることが多かった（図２４と比較参照）。
【００１１】
そして、図２５や図２６に示すような状態になると、その溶接予定箇所１０５においては、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１からトーチ３１までの距離が遠くなったり近くなったりするため、溶接予定箇所１０５の円周軌道上にトーチ３１を固定し、複数のセグメントコンダクタ１０３，１０４を組み付けたステータコア１０１を所定角度ずつ回動させて、トーチ３１の下に溶接予定箇所１０５を順次に移動させても、あるいは、それに加えてトーチ３１を揺動させたとしても、溶接不良となることがあった。
【００１２】
このため、各溶接予定箇所１０５に対しては、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１が溶接されると、品質管理の一環として、溶接不良の検出が行われている。セグメントコンダクタ１１，２１の溶接が行われた箇所に対する検出項目として、例えば、未溶接溶け分かれ、または溶融不足などを作業者の判断で行おうとすると、図２２に示すように、溶接予定箇所１０５は多数存在することから、作業者の負担が大きく、また、判断基準にバラツキが発生したり、溶接不良を見逃すおそれも大きい。
【００１３】
そこで、本出願人は、溶接箇所の平面画像を画像処理することにより、溶接箇所の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出することを精度良く且つ容易に行うことができるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法を、特願２００３−００９１０５にて提案した。
また、カメラと画像処理装置を用いて溶接箇所を検査する技術として、例えば、特開平１０−８９９２３号公報に開示されたものを挙げることができる。この技術では、溶接箇所の横（水平）方向から光を照射して、溶接箇所における垂直方向の反射光像を撮影し、その画像信号を画像処理装置に入力する。そして、画像処理装置には、予め脚長、溶接幅、ピットについての管理範囲を記憶させてあり、これと比較することで溶接欠陥を検出するようになっている。
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−８９９２３号公報（第３〜４頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特願２００３−００９１０５にて本出願人が提案した技術では、溶接品質不良である溶融不足を正確に検出することができないおそれがあることが判明した。この技術では、溶接箇所の上部からの画像計測であるため、溶融不足の場合であっても上部溶接形状が良品と同等の形状になる場合があるからである。
【００１６】
また、溶接箇所は、ステータコア１０１の同心円周上に何重にも渡って円周上に、ほぼ同じ高さ位置に並んでいる。このため、特開平１０−８９９２３号公報に開示されているように、横（水平）方向からすべての溶接箇所（２８８箇所）を撮影して溶接欠陥を検出することはできない。
【００１７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、溶融不足を含む溶接不良を正確に検知することができるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るセグメントコンダクタの溶接品質管理方法は、ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、前記ステータコアの端面に対して所定角度をなす方向から前記溶接箇所に光を照射して前記溶接箇所の画像を取得し、その取得画像の中央位置で算出される溶け込み相関量に基づいて、前記溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出することを特徴とする。
【００１９】
このセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、まず、ステータコアの端面に対して所定角度をなす方向から溶接箇所に光を照射して溶接箇所の画像を取得する。そして、溶接箇所の取得画像の中央位置において溶け込み相関量が算出される。ここで、溶接箇所についての取得画像はほぼ楕円形となる。このため、取得画像の中央位置における溶け込み相関量は、上記楕円の短辺の長さとなる。そして、溶接箇所とその他の部分では明暗の階調が異なることから、取得画像の中央位置における溶け込み相関量（楕円の短辺）がエッジ検出により算出される。
【００２０】
このようにして算出された溶け込み相関量は、溶接箇所における溶け込み深さと相関を持っている。つまり、ステータコアの端面に対して所定角度（既知）をなす方向から溶接箇所の画像を取得しているので溶け込み相関量から溶け込み深さを知ることができる。このため、算出された溶け込み相関量に基づいて、溶け込み深さが十分であるか否かを判断することができるため、溶融不足を正確に検出することができる。
【００２１】
また、未溶接の場合には、取得画像に溶融部分が存在しないため、明暗の階調が異なるところがなくエッジが検出されない（図６参照）。これにより、溶け込み相関量が算出されない場合には、未溶接の状態にあると言える。したがって、未溶接も溶け込み相関量に基づいて検知することができる。
【００２２】
さらに、溶け分かれの場合には、取得画像の中央位置に溶接部分がほとんど存在しない（図７参照）。これにより、溶け込み相関量がほぼゼロの場合には、未溶接の状態にあると言える。したがって、未溶接の場合も溶け込み相関量に基づいて検知することができる。
【００２３】
このように、このセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接箇所の取得画像の中央位置において溶け込み相関量を算出して、その溶け込み相関量に基づいて、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を正確に検出することができる。
【００２４】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る別形態のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法は、ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、  前記ステータコアの端面に対して所定角度をなす方向から前記溶接箇所に光を照射して前記隣り合うセグメントコンダクタの画像と前記溶接箇所の画像とを取得し、前記取得されたセグメントコンダクタの画像における階調データに基づいて前記溶接箇所の中央位置を検知し、前記取得された溶接箇所の画像から算出される前記中央位置における溶け込み相関量に基づいて、前記溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出することを特徴とする。
【００２５】
このセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、まず、ステータコアの端面に対して所定角度をなす方向から前記溶接箇所に光を照射して隣り合うセグメントコンダクタの画像と溶接箇所の画像とを取得する。次に、取得されたセグメントコンダクタの画像における階調データに基づいて溶接箇所の中央位置を検知する。そして、取得された溶接箇所の画像から算出される中央位置における溶け込み相関量に基づいて、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出する。
【００２６】
すわなち、このセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接箇所の画像における中央位置を正確に算出して、その算出された中央位置における溶け込み相関量に基づいて溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検出するのである。したがって、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足をより正確に検出することができる。
【００２７】
ここで、上記したセグメントコンダクタの溶接品質管理方法において、溶接箇所に光を照射する場合に、直接照明および間接照明の両方を用いるとよい。溶接箇所の形状に左右されることなく、反射光などの影響のない画像を取得することができるからである。
【００２８】
上記のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法においては、前記ステータコアの端面に対して略垂直方向から前記溶接箇所に光を照射して前記溶接箇所の画像とを取得し、その取得した画像における相関値に基づいても、前記溶接箇所の未溶接および溶け分かれを検出することが望ましい。
こうすることにより、溶接箇所の未溶接および溶け分かれをより精度よく検知することができるからである。
【００２９】
また、上記のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法においては、前記所定角度を、１０〜４５度の範囲内に設定することが望ましい。
【００３０】
所定角度を４５度より大きく設定すると、溶接箇所の溶け込み量を正確に検出することができなくなる一方、所定角度を１０度より小さく設定すると、隣接する溶接箇所が邪魔になり（影の映り込み等）、検査対象とする溶接箇所の画像をうまく取得することができないからである。なお、所定角度は、検査対象となる溶接箇所の数によって異なるので、実験などにより４５度以下で最適な角度を求めておけばよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係るセグメントコンダクタの溶接品質管理方法によれば、ステータコアの端面に対して所定角度をなす方向から溶接箇所に光を照射して溶接箇所の画像を取得し、溶接箇所の取得画像の中央位置において溶け込み相関量を算出する。そして、その溶け込み相関量に基づいて、溶接箇所の溶接品質を判断するため、溶接箇所の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、「従来技術」の欄で説明した図２２の各溶接予定箇所１０５で溶接が行われた後に、それらの溶接箇所に対する品質管理方法である。
【００３３】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、各溶接予定箇所１０５に対し溶接が行われた後において、図１に示すように、ステータコア１０１の端面に対して所定角度θ（本実施の形態では、θ＝３０°）をなす方向から、ＣＣＤカメラ５１により溶接箇所の画像が取得される。このＣＣＤカメラ５１は、図２に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の斜め上方に設置されている。そして、ＣＣＤカメラ５１は、径方向における一列分（本実施の形態では６個：図２２参照）の溶接箇所の画像を一度に取得できるようになっている。
なお、図２では、セグメントコンダクタ１１，２１が溶接された後の状態を示しており、セグメントコンダクタ１１，２１は、溶接玉４１で一体化されている。
【００３４】
ここで、ＣＣＤカメラ５１の設置角度に相当するθは、１０〜４５度の範囲内に設定することが好ましい。角度θを４５度より大きく設定すると、溶接箇所の溶け込み量を正確に検出することができなくなる一方、角度θを１０度より小さく設定すると、隣接する溶接箇所が邪魔になり（影の映り込み等）、検査対象とする溶接箇所の画像をうまく取得することができないからである。なお、所定角度は、検査対象となる溶接箇所の数によって異なるので、実験などにより４５度以下で最適な角度を求めておけばよい。
【００３５】
また、本実施の形態では、ＣＣＤカメラ５１で溶接箇所の画像を取得する際に、リング照明５２で溶接玉４１の近傍を照射している。このリング照明５２は、直接照明５３と間接照明５４とで構成されている。これにより、明暗を作らずに溶接玉４１の全体に光を照射することができるようになっている。
【００３６】
ここで、ＣＣＤカメラ５１によって撮影される画像について図３を参照しながら説明する。図３ではＣＣＤカメラによって撮影される一列分のうち１個の溶接箇所の画像を示している。ＣＣＤカメラ５１によって取得される画像は、図３に示すように、溶接玉４１とゼグメントコンダクタ１１，２１の先端部分である。
【００３７】
そして、本実施の形態では、ＣＣＤカメラ５１によって取得された画像に基づいて、まず、溶接玉４１の中央位置を検出する。なお溶接玉４１の中央位置とは、ステータコア径方向における溶接玉４１の中央位置である。言い換えると、溶接玉４１はほぼ楕円であるので、溶接玉４１の中央位置とは、その楕円の短辺が位置するところである。この溶接玉４１の中央位置を検出するために、本実施の形態では、ゼグメントコンダクタ１１と２１との境界面を検出する。
【００３８】
セグメントコンダクタ１１と２１との境界面の検出は、エッジ検出技術を利用して行う。具体的には、セグメントコンダクタ１１と２１との境界面を含む計測ウィンドウＷ１における各画像の階調を検出する。その結果を図４に示す。図４（ａ）は、計測ウィンドウＷ１における画像の様子を示す図である。図４（ｂ）は、計測ウインドウＷ１における階調の変化を示す図である。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、セグメントコンダクタ１１と２１との境界面は他の部分に比べて階調が低く（暗く）なる。このため、図４（ｂ）に示すように、階調が低くなるところが出現する。そして、本実施の形態では、この階調の最小点を検出したところをセグメントコンダクタ１１と２１との境界面として検出している。これにより、溶接玉４１の中央位置を正確に把握することができる。
【００４０】
このようにして、セグメントコンダクタ１１と２１との境界面、つまり溶接玉４１の中央位置が検出されると、溶接玉４１の中央位置を含む計測ウインドＷ２における画像解析により溶け込み相関量Ｄが算出される。つまり、エッジ検出技術を利用して、溶接玉４１の短辺の長さが算出される。
【００４１】
具体的には、溶接玉４１の中央位置を含む計測ウインドＷ２における各画像の階調を検出する。その結果を図５に示す。図５（ａ）は、計測ウィンドウＷ２における画像の様子を示す図である。図５（ｂ）は、計測ウインドウＷ２における階調の変化を示す図である。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、溶接玉４１の部分は他の部分に比べて階調が高く（明るく）なる。このため、図５（ｂ）に示すように、階調が低いところから高いところへ急激に変化する箇所が現れ、その後、階調が高いところから低いところへ急激に変化する箇所が現れる。このため、これら階調の変化率が大きいところを検出することにより、溶接玉４１の中央位置の長さ、つまり溶け込み相関量Ｄを算出することができる。なお、溶け込み相関量Ｄを算出する際の閾値は、暗側の階調をゼロとして、「１５０〜２３０」程度に設定すればよい。
【００４３】
このようにして算出された溶け込み相関量Ｄは、溶接箇所における実際の溶け込み深さと相関を持っている。つまり、ステータコア１０１の端面に対して所定角度θ（本実施の形態ではθ＝３０°）をなす方向から溶接箇所の画像を取得しているので溶け込み相関量Ｄから溶け込み深さを知ることができる。
【００４４】
このため、算出された溶け込み相関量Ｄに基づいて、実際の溶け込み深さが十分であるか否かを判断することができる。しがって、基準となる溶け込み相関量と算出される溶け込み相関量Ｄとを比較することにより、未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を正確に検出することができる。そこで、各溶接不良がどのような場合に検出されるかについて説明する。
【００４５】
まず、未溶接の検出について説明する。未溶接の場合には、図６に示すように、溶接玉が形成されない。このため、計測ウィンドＷ２において溶け込み相関量Ｄを算出する際の閾値を越えることがない。つまり、溶け込み相関量Ｄが検出不能となる。これにより、溶け込み相関量Ｄが検出されない場合に、未溶接であると検知することができる。
【００４６】
次に、溶け分かれの検出について説明する。溶け分かれの場合には、図７に示すように、溶接玉４１が中央部分で分裂しており、溶接部分がほとんど存在しない。このため、計測ウィンドＷ２において溶け込み相関量Ｄがほぼゼロになる。つまり、溶け込み相関量Ｄがほぼゼロであると検出される。これにより、溶け込み相関量Ｄがほぼゼロである場合に、溶け分かれであると検知することができる。
【００４７】
最後に、溶融不足の検出について説明する。溶融不足の場合には、図８に示すように、溶け込み相関量Ｄが小さい。つまり、溶け込み相関量Ｄが所定値（規格値）以下であると検出された場合には、溶融不足であると検知することができる。なお、上記所定値（規格値）は、使用するセグメントコンダクタの諸条件により異なるため、実験などにより使用するセグメントコンダクタに適切な値を予め求めておけばよい。
【００４８】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係るセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、ＣＣＤカメラ５１によって取得された溶接玉４１の画像から算出される溶け込み相関量Ｄに基づいて、未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検知する。そして、上記したように、未溶接の場合には溶け込み相関量Ｄが算出されないし、溶け分かれの場合には溶け込み相関量Ｄがほぼゼロになる。したがって、溶け込み相関量Ｄに基づいて未溶接および溶け分かれを正確に検知することができる。また、溶け込み相関量Ｄは、実際の溶け込み深さに相関性をもつので、従来技術では困難であった溶融不足も正確に検知することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、溶け込み相関量Ｄを算出する前に、溶接玉４１の中央位置を検出しているので、より正確な溶け込み相関量Ｄを算出することができる。よって、未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を高精度に検知することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
続いて、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態で説明したように溶接箇所を斜めから撮影するとともに、溶接箇所を上方向からも撮影するようになっている。つまり、図９に示すように、ＣＣＤカメラ５１により溶接玉４１の斜視画像を取得するとともに、ＣＣＤカメラ５５により溶接玉４１の平面画像をも取得するのである。このため、ステータコア１０１の上方にリング照明５６が配置され、溶接玉４１に対して垂直方向から光を照射するようになっている。
【００５１】
そして、本実施の形態では、ＣＣＤカメラ５５により取得した平面画像により、溶接箇所における未溶接および溶け分かれを検知し、その後、ＣＣＤカメラ５１により取得した斜視画像により溶融不足を検知するようになっている。
【００５２】
そこで、平面画像による未溶接および溶け分かれの検出方法について説明する。平面画像における溶接玉４１について、図１０に示すような、未溶接と溶け分かれを検出するために、まず、図１０の左側に示すマスター画像との相関解析を行う。その相関解析の結果を図１１に示す。図１１では、「合格品」を太線で示し、未溶接又は溶け分かれのものを細線で示し、溶融不足のものを点線で示している。図１１によれば、ある相関値で判断すると、未溶接又は溶け分かれのもの（図１１の細線）の全てを「ＮＧ品」として判別することが可能であるが、「合格品」（図１１の太線）の一部を「ＮＧ品」として判別したり、溶融不足のもの（図１１の点線）の大部分を「合格品」として判別したりする。
【００５３】
そこで、本実施の形態では、図１１で「ＮＧ品」と判別されたものについて、溶接玉４１の中央部の面積を測定し、図１２に示すように、ある閾値によって、「合格品」、未溶接及び溶け分かれ、溶融不足にあるものを検出する（エリア判定）。図１２では、図１１の場合と同様にして、「合格品」を太線で示し、未溶接又は溶け分かれのものを細線で示し、溶融不足のものを点線で示している。図１２によれば、ある閾値で判断すると、未溶接又は溶け分かれのもの（図１２の細線）、溶融不足のもの（図１２の点線）のものを「ＮＧ品」として判別することができる。もっとも、図１２においても、「合格品」（図１１の太線）の極一部を「ＮＧ品」として判別することになるが、品質検査としては安全側であり、また、上述した溶接方法により、溶接品質の向上が図られるので、この誤判定は殆ど起きない。
【００５４】
なお、ＣＣＤカメラ５５によって取得される平面画像における各溶接玉４１の面積測定においては、図１３に示すように、各溶接玉４１の中央に対して、面積測定のための計測ウインドウＷ３が設定されるように補正される。
【００５５】
ここで、上述した本実施の形態の検査手順について図１４を参照しながら説明する。図１４は検査手順を示すフローチャートである。本実施の形態では、まず、各溶接玉４１について、ＣＣＤカメラ５５によって取得された画像に基づき、未溶接および溶け分かれにあるものを検出する（Ｓ１）。そして、未溶接および溶け分かれにあるものが検出された場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、その検出された溶接玉４１についてエリア（面積）判定を実施する（Ｓ２）。エリア判定の基準となる閾値を超える場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、その溶接玉４１を「合格品」と判定する。逆に、エリア判定の基準となる閾値よりも小さい場合には（Ｓ２：ＮＯ）、ＣＣＤカメラ５１によって取得された斜視画像に基づき、溶け込み不足であるか否かを検知する（Ｓ３）。つまり、溶接玉４１の溶け込み相関量Ｄが規格値より小さい場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、溶融不足で「ＮＧ品」と判定する。逆に、溶接玉４１の溶け込み相関量Ｄが規格値を越える場合には（Ｓ３：ＮＯ）、未溶接あるいは溶け分かれで「ＮＧ品」と判定する。
【００５６】
一方、未溶接および溶け分かれにあるものが検出されない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、ＣＣＤカメラ５１によって取得された斜視画像に基づき、溶け込み不足であるか否かを検知する（Ｓ４）。そして、溶接玉４１の溶け込み相関量Ｄが規格値より小さい場合には（Ｓ
４：ＹＥＳ）、溶融不足で「ＮＧ品」と判定する。逆に、溶接玉４１の溶け込み相関量Ｄが規格値を越える場合には（Ｓ４：ＮＯ）、「合格品」と判定する。
【００５７】
以上、詳細に説明したように第２の実施の形態に係るセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、ＣＣＤカメラ５５によって取得された溶接玉４１の平面画像と、ＣＣＤカメラ５１によって取得された溶接玉４１の斜視画像とに基づいて、未溶接、溶け分かれ、および溶融不足を検知するので、溶接玉４１の未溶接、溶け分かれ、および溶融不足の検出をより精度良く行うことができる。
【００５８】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。また、上記した実施の形態において、例示した数値は一具体例であり、それらの数値に限定されることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施の形態におけるＣＣＤカメラとリング照明との設置状況を示した図である。
【図２】ＣＣＤカメラとセグメントコンダクタとの位置関係を示した図である。
【図３】計測ウインド、溶接玉の中央位置、および溶接相関量について説明するための説明図である。
【図４】溶接玉の中央位置の検出方法を説明するための説明図であり、（ａ）は計測ウィンドウＷ１における画像の様子を示す図、（ｂ）は計測ウインドウＷ１における階調の変化を示す図である。
【図５】溶け込み相関量の算出方法を説明するための説明図であり、（ａ）は計測ウィンドウＷ２における画像の様子を示す図、（ｂ）は計測ウインドウＷ２における階調の変化を示す図である。
【図６】未溶接の状態における取得画像を示した図である。
【図７】溶け分かれの状態における取得画像を示した図である。
【図８】溶融不足の状態における取得画像を示した図である。
【図９】第２の実施の形態におけるＣＣＤカメラとリング照明との設置状況を示した図である。
【図１０】平面画像における各溶接玉の相関解析を行う際のマスター画像並びに、未溶接、溶け分かれ、溶融不足の一例を示したものである。
【図１１】平面画像における各溶接玉の相関解析を行った結果を示した図である。
【図１２】平面画像における各溶接玉の相関解析で「ＮＧ品」として判別されたものに対し、溶接玉の中央部の面積により溶融不足のものを判別した結果を示した図である。
【図１３】平面画像における各溶接玉の面積測定のために位置補正される計測ウインドウを示した図である。
【図１４】第２の実施の形態における検査手順を示すフローチャートである。
【図１５】ステータコアの平面図である。
【図１６】ステータコアの貫入溝に対してセグメントコンダクタの両端を挿入した際の斜視図である。
【図１７】ステータコアの貫入溝に対してセグメントコンダクタの両端を挿入した際の斜視図である。
【図１８】ステータコアの貫入溝に対してセグメントコンダクタの両端を挿入した際の斜視図である。
【図１９】ステータコアの貫入溝に対してセグメントコンダクタの両端を貫入した際の斜視図である。
【図２０】ステータコアの貫入溝に貫入されたセグメントコンダクタの両端が捻られた際の斜視図である。
【図２１】ステータコアの貫入溝に貫入されたセグメントコンダクタの両端が捻られたことによって、ステータコアの裏側に配置されたセグメントコンダクタの先端平面のみを示した図である。
【図２２】ステータコアの貫入溝に貫入されたセグメントコンダクタの両端が捻られたことによって、ステータコアの裏側に設けられた溶接予定箇所を示した図である。
【図２３】溶接対象のセグメントコンダクタ及びトーチの理想的な位置的関係を示した正面図である。
【図２４】溶接対象のセグメントコンダクタ及びトーチの理想的な位置的関係を示した平面図である。
【図２５】溶接対象のセグメントコンダクタ及びトーチの現実的な位置的関係の一例を示した正面図である。
【図２６】溶接対象のセグメントコンダクタ及びトーチの現実的な位置的関係の一例を示した平面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１，２１，１０３，１０４  セグメントコンダクタ
４１  溶接玉
５１，５５  ＣＣＤカメラ
５２，５６  リング照明
１０１  ステータコア
１０５  溶接予定箇所
Ｄ  溶け込み相関量
【図１】
2006021214.tif 000003
【図２】
2006021214.tif 000004
【図３】
2006021214.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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