JP2000234918A - レーザー溶接欠陥検査装置、及び欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査対象物に生じた貫通孔だけでなく、検査
対象物のレーザー溶接側の表面に生じた穴アキや窪みな
どの不要な溶解部分を検出することができ、さらに溶解
部分による溶接強度の低下を自動的に判定することがで
き、高精度に検査対象物の欠陥検査を行える。 【解決手段】 画像入力装置により撮像した検査対象物
の画像データを用いて、溶接部の中心部分を検出する溶
接位置検出部、溶接位置検出部により検出した中心部分
及びその周辺部分についてラベリング処理を施すラベリ
ング処理部、及びラベリング処理部によりラベリングさ
れた領域毎に、所定の特徴量を算出して、算出した特徴
量に基づいて、その検査対象物の良品、または不良品の
判定を行う溶接部欠陥判断部を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー溶接を施
した溶接部を画像処理して、その溶接部での欠陥の有無
を検査するレーザー溶接欠陥検査装置、及び欠陥検査方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザー溶接は、周知のように、気体レ
ーザーや固体レーザー等のレーザー光を用いて、溶接材
料、または被溶接物を溶解し溶着することにより溶接を
行う。このようなレーザー溶接は、レーザー光の指向性
のよさを利用して精密な溶接を行うことが可能なもので
あり、真空環境を必要とする電子ビーム溶接と異なって
開放（自然）環境下で行うことができるので小規模な設
備によって精密な溶接を容易に行える。近年、レーザー
溶接を施した被溶接物を検査対象物として検査するレー
ザー溶接欠陥検査装置が知られている。このようなレー
ザー溶接欠陥検査装置では、テレビカメラを含んだ撮像
手段によって撮影した画像（検査対象物）を画像処理し
て、その欠陥検査を自動的に行うことが一般的なものと
なってきている。

【０００３】ここで、従来のレーザー溶接欠陥検査装置
について、図８を参照して具体的に説明する。図８は、
従来のレーザー溶接欠陥検査装置の構成を示すブロック
図である。図８に示すように、従来のレーザー溶接欠陥
検査装置では、照明器５２が検査対象物５０を載置した
位置決めテーブル５１の下方に配設され、テレビカメラ
５３が検査対象物５０の上方に配設されている。検査対
象物５０は、例えば厚さ０.１ｍｍ程度のアルミ箔を上
下２段に重ねて、一方のアルミ箔の表面にレーザー光を
照射しそれらのアルミ箔を互いに溶着したものである。
位置決めテーブル５１は、透明なガラスあるいは透明な
合成樹脂を用いて形成したものであり、主コントローラ
５９からの指示信号によって動作する駆動機構（図示せ
ず）により作動する。

【０００４】テレビカメラ５３は、レーザー溶接欠陥検
査処理部５４に接続され、撮像した検査対象物５０の画
像データを出力する。レーザー溶接欠陥検査処理部５４
は、画像記憶部５５、ラベリング処理部５６、面積算出
処理部５７、及び欠陥判断部５８を備えている。画像記
憶部５５はテレビカメラ５３からの検査対象物５０の画
像データを記憶する。ラベリング処理部５６は画像記憶
部５５に記憶されている画像データにラベリング処理を
施す。詳細には、ラベリング処理部５６は検査対象物５
０の画像データの輝度を所定の２値化しきい値に基づき
濃淡いずれかに分けて、さらに淡い画像の塊部分である
領域を検出して順次番号付け（ラベリング）を行う。面
積算出処理部５７はラベリング処理部５６によってラベ
リングされた領域毎に面積を算出する。欠陥判断部５８
はラベリングされた領域毎に、面積算出処理部５７によ
って算出された面積に基づいて、その領域が欠陥部分で
あるかどうかについて判断する。欠陥判断部５８は、欠
陥部分に有無に応じて良品または不良品の判定を行い、
その判定結果を主コントローラ５９に出力する。主コン
トローラ５９は、当該欠陥検査装置全体の制御を行うも
のであり、欠陥判断部５８から判定結果を入力して作業
者に通知する。

【０００５】上述の従来のレーザー溶接欠陥検査装置で
は、透明な材質により形成した位置決めテーブル５１上
に検査対象物５０を配置して、位置決めテーブル５１の
上方及び下方にそれぞれテレビカメラ５３及び照明器５
２を配置していた。これにより、従来のレーザー溶接欠
陥検査装置では、位置決めテーブル５１の上下方向に貫
通する貫通孔が検査対象物５０に生じていた場合、レー
ザー溶接欠陥検査処理部５４がその貫通孔を淡い画像の
領域として検出し検査対象物５０の欠陥部分と判断し
て、その検査対象物５０を不良品として判定していた。

【０００６】以下、従来のレーザー溶接欠陥検査装置の
動作について、図８と図９を用いて説明する。図９は、
図８に示したレーザー溶接欠陥検査装置の動作を示すフ
ローチャートである。図９において、従来のレーザー溶
接欠陥検査装置では、透明な位置決めテーブル５１上の
検査対象物５０が照明器５２により下方から光を照射さ
れた状態でテレビカメラ５３により撮像され、その画像
データが画像記憶部５５に記憶される。そして、ラベリ
ング処理部５６が、画像記憶部５５に記憶された画像デ
ータに所定の２値化しきい値を用いてラベリング処理を
施し、検査対象物５０の淡い画像の領域に順次番号付け
る（ステップＳ５１）。次に、面積算出処理部５７が、
ラベリングされた各領域について、その面積を算出し欠
陥判断部５８に出力する（ステップＳ５２）。続いて、
欠陥判断部５８が、算出された面積に基づいて、検査対
象物５０での欠陥部分の有無について判断する（ステッ
プＳ５３）。検査対象物５０には欠陥部分が無いと判断
した場合、欠陥判断部５０はその検査対象物５０が良品
であると判定して（ステップＳ５４）、その良品判定の
判定結果を主コントローラ５９に出力し検査を終了す
る。一方、検査対象物５０には欠陥部分が有ると判断し
た場合、欠陥判断部５０はその検査対象物５０が不良品
であると判定して（ステップＳ５５）、その不良品判定
の判定結果を主コントローラ５９に出力し検査を終了す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーザー溶接欠陥検査装置では、上述の貫通孔以外の欠陥
を検出することは困難なものであった。このため、従来
のレーザー溶接欠陥検査装置では、検査対象物の欠陥検
査を精度よく行うことができないという問題点があっ
た。具体的にいえば、この従来のレーザー溶接欠陥検査
装置では、検査対象物５０のレーザー溶接を施した表面
での穴アキや窪みなどの不要な溶解部分の検出、及びこ
の溶解部分による溶接強度の低下を判定することはでき
なかった。その結果、この従来のレーザー溶接欠陥検査
装置では、欠陥検査の精度が低く、上述の不要な溶解部
分の有無、及び溶接強度の低下を判定するために、例え
ば作業者による検査を再度実施する必要があった。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、検査対象物に生じた貫通
孔だけでなく、検査対象物のレーザー溶接側の表面に生
じた穴アキや窪みなどの不要な溶解部分を検出すること
ができ、さらに溶解部分による溶接強度の低下を自動的
に判定することができ、高精度に検査対象物の欠陥検査
を行えるレーザー溶接欠陥検査装置、及び欠陥検査方法
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザー溶接欠
陥検査装置は、検査対象物を上方から撮像して、その濃
淡画像の画像データを生成する画像入力装置、前記検査
対象物の上方に配置され、前記検査対象物を照らすため
の照明器、前記画像入力装置からの画像データを用い
て、溶接部の中心部分を検出する溶接位置検出部、前記
溶接位置検出部により検出した中心部分及びその周辺部
分についてラベリング処理を施すラベリング処理部、及
び前記ラベリング処理部によりラベリングされた領域毎
に、所定の特徴量を算出して、算出した特徴量に基づい
て、その検査対象物の良品、または不良品の判定を行う
溶接部欠陥判断部を備えている。このように構成するこ
とにより、検査対象物に生じた貫通孔だけでなく、検査
対象物のレーザー溶接側の表面に生じた穴アキや窪みな
どの不要な溶解部分を検出することができ、さらに溶解
部分による溶接強度の低下を自動的に判定することがで
き、高精度に検査対象物の欠陥検査を行える。

【００１０】本発明の欠陥検査方法は、検査対象物を上
方から撮像して、その濃淡画像の画像データを生成する
生成ステップ、前記生成ステップで生成した画像データ
を用いて、溶接部の中心部分を検出する検出ステップ、
前記検出ステップで検出した中心部分及びその周辺部分
についてラベリング処理を施すラベリングステップ、及
び前記ラベリングステップでラベリングした領域毎に、
所定の特徴量を算出して、算出した特徴量に基づいて、
その検査対象物の良品、または不良品の判定を行う判定
ステップを備えている。このように構成することによ
り、検査対象物に生じた貫通孔だけでなく、検査対象物
のレーザー溶接側の表面に生じた穴アキや窪みなどの不
要な溶解部分を検出することができ、さらに溶解部分に
よる溶接強度の低下を自動的に判定することができ、高
精度に検査対象物の欠陥検査を行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザー溶接欠陥
検査装置、及び欠陥検査方法を示す好ましい実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１２】《第１の実施例》図１は、本発明の第１の
実施例であるレーザー溶接欠陥検査装置の構成を示すブ
ロック図である。図２は、図１に示した検査対象物、照
明器、及びテレビカメラの位置関係を示す説明図であ
る。図１に示すように、本実施例のレーザー溶接欠陥検
査装置は、検査対象物５０を載置するための位置決めテ
ーブル１、その位置決めテーブル１の上方に設けられ、
検査対象物５０を照らすためのリング状の照明器２、及
び照明器２の上方に設置され、位置決めテーブル１上の
検査対象物５０を撮像して、その濃淡画像の画像データ
を生成するテレビカメラ３を備えている。さらに、本実
施例のレーザー溶接欠陥検査装置には、テレビカメラ３
により撮像した検査対象物５０の画像データを入力し
て、その画像データに基づき検査対象物５０の欠陥検査
を行うレーザー溶接欠陥検査処理部４、及び当該欠陥検
査装置全体の制御を行う主コントローラ９が設けられて
いる。位置決めテーブル１には、主コントローラ９から
の指示信号に基づいて作動する駆動機構（図示せず）が
設けられている。これにより、位置決めテーブル１は、
所望の位置に移動される。本実施例のレーザー溶接欠陥
検査装置では、検査対象物５０はその溶接部の中心部分
（以下、”ナゲット”ともいう）Ｎがテレビカメラ３の
ほぼ真下に位置するよう位置決めテーブル１によって予
め所定位置に配置され欠陥検査が行われる。

【００１３】照明器２は、図示しない支持部材により支
持されて、位置決めテーブル１とテレビカメラ３との間
に配置されている。この照明器２は、好ましくは直径３
０mm程度のリング状のハロゲンランプを有するものであ
り、位置決めテーブル１上の検査対象物５０を斜方から
照らす。詳細には、照明器２は、図２に示すように、検
査対象物５０のナゲットＮからの反射光（同図の矢印”
Ａ”で図示）がテレビカメラ３に入光し、そのナゲット
Ｎの周辺部分の反射光（同図の矢印”Ｂ”で図示）が直
接テレビカメラ３に入光しないように、検査対象物５０
に対して所定の角度θ（例えば３０°程度）で光を照射
する。これにより、貫通孔、穴アキ、窪みなどを含む不
要な溶解部分（欠陥部分）が検査対象物５０に生じてい
ない場合、照明器２からの光は、表面が凸凹な状態であ
るナゲットＮの部分においてのみ乱反射し周りの部分に
比べて白く光って、淡い画像として撮像され検出され
る。また、上述の欠陥部分はその表面が凸凹な状態に形
成されるので、もし欠陥部分が検査対象物５０に生じて
いる場合、ナゲットＮと同様に白く光って淡い画像とし
て検出される（詳細は後述）。

【００１４】尚、検査対象物５０は、図２に示すよう
に、例えば厚さ０.１ｍｍ程度のアルミ箔５０ａ，５０
ｂを上下２段に重ねて、一方のアルミ箔５０ａの表面側
からレーザー光を照射しそれらのアルミ箔５０ａ，５０
ｂを互いに溶着したものである。これらのアルミ箔５０
ａ，５０ｂからなる溶接品は、例えばリチウムイオン電
池の封口板における安全弁として用いられる。

【００１５】図１に戻って、画像入力装置であるテレビ
カメラ３は、撮像した検査対象物５０を所定の階調をも
つ濃淡画像の画像データに変換して、レーザー溶接欠陥
検査処理部４に出力する。詳細には、テレビカメラ３
は、好ましくは縦×横、５１２×４８０画素により検査
対象物５０を撮像して、各画素において例えば２５６階
調をもつ画像データに変換し出力する。レーザー溶接欠
陥検査処理部４は、画像記憶部５、画像記憶部５に記憶
されている画像データを用いて、検査対象物５０のナゲ
ットＮの位置を検出するための溶接位置検出部６、画像
記憶部５に記憶されている画像データにラベリング処理
を施すラベリング処理部７、及び検査対象物５０に生じ
た欠陥を判断する溶接部欠陥判断部８を備えている。画
像記憶部５は、ＲＡＭあるいは類似のデータ記録装置に
より構成され、テレビカメラ３からの画像データを画素
単位に記憶する。

【００１６】溶接位置検出部６は、検査対象物５０の画
像データを用いて、そのナゲットＮを識別、検出できる
かどうかについて判断する。詳細には、溶接位置検出部
６は、階調の値が所定値以下の画素からなる淡い画像の
領域が検査対象物５０の中心部分に存在しているかどう
かについて調べる。淡い画像の領域が存在している場
合、溶接位置検出部６はその領域をナゲットＮとして検
出して、さらにそのナゲットＮの位置座標を算出しラベ
リング処理部７、及び溶接部欠陥判断部８に出力する。
ナゲットＮを検出できなかった場合、溶接位置検出部６
はナゲットＮを検出できなかったことをラベリング処理
部７、及び溶接部欠陥判断部８に通知する。尚、ここで
いう位置座標とは、テレビカメラ３により撮像された画
像データにおける画素の平面上（二次元上）の位置をい
う。ナゲットＮは上記のように溶接部の中心部分を構成
する部分であるので、ナゲットＮを検出したとき溶接位
置検出部６はそのナゲットＮでの平面上の輪郭を構成す
る複数の画素の各位置座標を出力する。

【００１７】ラベリング処理部７は、画素単位に検査対
象物５０の画像データの階調（輝度）を所定の２値化し
きい値に基づき濃淡いずれかに分けて、さらに淡い画像
の塊部分である領域を検出して順次番号付け（ラベリン
グ）を行う。本実施例のラベリング処理部７は、溶接位
置検出部６からのナゲットＮの位置座標に基づいて、そ
のナゲットＮ及びその周辺部分について上述のラベリン
グ処理を行う。ラベリング処理部７は、ラベリングした
領域毎に、その領域の輪郭を構成する画素の各位置座標
を溶接部欠陥判断部８に出力する。溶接部欠陥判断部８
は、溶接位置検出部６からのナゲットＮの検出結果、及
びラベリング処理部７からのラベリングされた領域に基
づいて、検査対象物５０に欠陥部分があるかどうかにつ
いて判断する。具体的には、ナゲットＮを検出できなか
ったことを溶接位置検出部６から通知されたとき、溶接
部欠陥判断部８は検査対象物５０での溶接（溶解）が不
充分であるとして、その検査対象物５０を不良品と判断
する。また、溶接部欠陥判断部８は、ラベリング処理部
７からのラベリングされた各領域毎に、その位置座標に
基づき面積、幅、長さ、及び方向強度からなる特徴量を
算出して、その検査対象物５０に貫通孔、穴アキ、窪み
などの不要な溶解部分の発生、及びこの溶解部分による
溶接強度の低下を判定する（詳細は後述）。

【００１８】ここで、図１乃至図５を参照して、本実施
例のレーザー溶接欠陥検査装置でのナゲットＮ及び欠陥
部分の判断方法について具体的に説明する。図３は、図
１に示したテレビカメラにより撮像された欠陥部分を生
じていない検査対象物の画像の一例を示す説明図であ
る。図４は図１に示したテレビカメラにより撮像された
欠陥部分を生じている検査対象物の画像の一例を示す説
明図であり、図５は図４に示した欠陥部分を拡大した拡
大図である。本実施例のレーザー溶接欠陥検査装置で
は、まず溶接位置検出部６がナゲットＮの検出を行い、
溶接部欠陥判断部８が検出されたナゲットＮについて上
記特徴量に基づき欠陥部分かどうかの判断を行う。さら
に、溶接部欠陥判断部８はナゲットＮの周辺部分に欠陥
部分が生じていないかどうかについて判断する。より詳
細に述べると、欠陥部分を生じていない溶接良品の画像
の特徴は、図３の斜線部で示す円形のナゲットＮだけが
照明器２からの光を反射して、白く光って淡い画像とし
てテレビカメラ３に撮像され、同図の破線Ｃ１，Ｃ２で
囲んだ周辺部分には淡い画像の領域は検出されない。こ
の周辺部分は、図２に示したように、ナゲットＮを底部
とする、すり鉢状に形成された部分であり、照明器２か
らの光の反射光が直接的にテレビカメラ３に入光せずに
ナゲットＮに比べて黒く濃い画像として撮像される。ま
た、ナゲットＮは図３に示す円形以外にリング状に撮像
される場合がある。

【００１９】一方、欠陥部分を生じている溶接不良品の
画像は、図４及び図５に示すように、欠陥部分Ｆが破線
Ｃ１，Ｃ２で囲まれた周辺部分内で淡い画像の領域とし
て検出される。この欠陥部分Ｆは、検査対象物５０のテ
レビカメラ３側（レーザー溶接側）の表面に生じた穴ア
キや窪みを含む不要な溶解部分であり、ラベリング処理
部７によってナゲットＮと同様に淡い画像としてラベリ
ングされる。また、検査対象物５０での溶接が不充分、
つまり溶接強度が不充分である場合、ナゲットＮが形成
されないか、またはナゲットＮが形成されていてもナゲ
ットＮの周りに白く光ったリング状の領域が検出されラ
ベリングされる。溶接部欠陥判断部８は、下記の（１）
〜（４）式に示す特徴量の判定条件に基づいて、ラベリ
ングされた領域がナゲットＮまたは欠陥部分であるかど
うかについて判断する。 （１） Ｖ１ ≦ 面積（Ｓ） ≦ Ｖ２、 （２） Ｖ３ ≦ 幅（Ｗ） ≦ Ｖ４、 （３） Ｖ５ ≦ 長さ（Ｌ） ≦ Ｖ６、 （４） Ｖ７ ≦ 方向強度（Ｈ） ≦ Ｖ８ 尚、（１）〜（４）式でのＶ１〜Ｖ８は、溶接部欠陥判
断部８に設定される所定のしきい値である。方向強度
（Ｈ）は、長さ（Ｌ）／幅（Ｗ）にて求められるパラメ
ータである。

【００２０】溶接部欠陥判断部８は、ラベリングされた
領域が上述の（１）〜（４）式を全て満足したとき、そ
の領域をナゲットＮとして判断し、いずれか一つの式を
満足していなければ欠陥部分であると判断する。具体的
には、ラベリングされた領域の面積がしきい値Ｖ１より
小さいとき、溶接部欠陥判断部８は形成されたナゲット
Ｎが小さいとして溶接強度が不充分であると判断して、
その検査対象物５０を不良品と判断する。また、面積が
しきい値Ｖ２より大きいとき、溶接部欠陥判断部８は形
成されたナゲットＮが大きすぎるとして溶接強度の低下
が生じていると判断して、その検査対象物５０を不良品
と判断する。また、溶接部欠陥判断部８は、幅と長さに
基づいて、その領域の二次元上の広がりの程度を判別し
て、適切なナゲットＮが形成されているかどうかについ
て判断する。また、溶接部欠陥判断部８は、方向強度に
基づいて、その領域の二次元上の形状、すなわち細長い
形状か円形の形状かについて判別し、適切なナゲットＮ
が形成されているかどうかについて判断する。

【００２１】さらに、ナゲットＮを２個以上検出した場
合、溶接部欠陥判断部８はナゲットＮと同様な形状をも
つ貫通孔、穴アキや窪みを含む不要な溶解部分が生じて
いるとして、それらの溶解部分により溶接強度の低下が
生じていると判断して、その検査対象物５０を不良品と
判断する。また、一つのナゲットＮが検出され、それ以
外の淡い画像の領域、例えば欠陥部分Ｆがラベリングさ
れているとき、その欠陥部分Ｆの面積、幅、長さ、及び
方向強度のいずれかががそれぞれ上述のしきい値Ｖ１，
Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７以上のとき、溶接部欠陥判断部８はそ
の欠陥部分Ｆにより溶接強度の低下が生じていると判断
して、その検査対象物５０を不良品と判断する。尚、ナ
ゲットＮ以外にラベリングされた領域の面積、幅、長
さ、及び方向強度の全ての値が上述のしきい値Ｖ１，Ｖ
３，Ｖ５，Ｖ７よりもそれぞれ小さい別の所定値Ｖ
１’，Ｖ３’，Ｖ５’，Ｖ７’未満のとき、溶接部欠陥
判断部８がその領域による溶接強度の低下は許容できる
ものであると判断して、その検査対象物５０を不良品と
判定せずに良品と判定するよう構成してもよい。

【００２２】以下、本実施例のレーザー溶接欠陥検査装
置の動作について、図１と図６を参照して説明する。図
６は、図１に示したレーザー溶接欠陥検査装置の動作を
示すフローチャートである。図６に示すように、本実施
例のレーザー溶接欠陥検査装置では、テレビカメラ３に
より撮像された検査対象物５０の濃淡画像の画像データ
が画像記憶部５に記憶される（ステップＳ１）。その
後、溶接位置検出部６がナゲットＮが検査対象物５０の
中心部分で検出できるかどうかについて調べる（ステッ
プＳ２）。ナゲットＮを検出できた場合、溶接位置検出
部６は検出したナゲットＮの位置座標を算出して（ステ
ップＳ３）、ラベリング処理部７、及び溶接部欠陥判断
部８に出力する。次に、ラベリング処理部７は、溶接位
置検出部６からのナゲットＮの位置座標に基づいて、そ
のナゲットＮ及びその周辺部分についてラベリング処理
を行い（ステップＳ４）、ラベリングした領域の位置座
標を溶接部欠陥判断部８に出力する。

【００２３】続いて、溶接部欠陥判断部８は、ラベリン
グ処理部７からのラベリングされた各領域毎に、その位
置座標から上述の特徴量を算出し（ステップＳ５）、算
出した特徴量に基づき欠陥部分の有無を判定する（ステ
ップＳ６）。すなわち、溶接部欠陥判断部８は、ナゲッ
トＮが適切な形状に形成されているかどうかについて判
別し、さらに欠陥部分が生じていないかどうかについて
調べる。そして、ナゲットＮが適切な形状に形成され、
欠陥部分が生じていない場合、溶接部欠陥判断部８はそ
の検査対象物５０を良品であると判定し主コントローラ
９に通知する（ステップＳ７）。一方、上記ステップＳ
２において、ナゲットＮを検出できなかった場合、溶接
位置検出部６はナゲットＮを検出できなかったことをラ
ベリング処理部７、及び溶接部欠陥判断部８に通知す
る。その後、溶接部欠陥判断部８は、その検査対象物５
０が不良品であると判定し主コントローラ９に通知する
（ステップＳ８）。さらに、上記ステップＳ６におい
て、ナゲットＮが適切な形状に形成されていない場合、
または欠陥部分が生じている場合も、溶接部欠陥判断部
８は、その検査対象物５０が不良品であると判定し主コ
ントローラ９に通知する。

【００２４】以上のように、本実施例のレーザー溶接欠
陥検査装置、及び欠陥検査方法では、溶接位置検出部６
が検査対象物５０の画像データを用いて、溶接部の中心
部分（ナゲット）Ｎの位置を検出し、ラベリング処理部
７が検出したナゲットＮ及びその周辺部分についてラベ
リング処理を行う。さらに、溶接部欠陥判断部８がラベ
リングされた各領域毎に、その位置座標から所定の特徴
量を算出し、算出した特徴量に基づきナゲットＮが適切
な形状に形成されているかどうかについて判別し、かつ
欠陥部分が生じていないかどうかについて調べている。
これにより、本実施例のレーザー溶接欠陥検査装置、及
び欠陥検査方法では、検査対象物に生じた貫通孔だけで
なく、検査対象物５０のレーザー溶接側の表面に生じた
穴アキや窪みなどの不要な溶解部分を検出することがで
きる。さらに、本実施例のレーザー溶接欠陥検査装置、
及び欠陥検査方法では、上記溶解部分による溶接強度の
低下を自動的に判定することができ、高精度に検査対象
物の欠陥検査を行うことが可能となる。

【００２５】尚、上述のテレビカメラ３以外にＣＣＤ
（Charge Coupled Device）を用いたラインセンサカメ
ラやエリアカメラを検査対象物５０を撮像する画像入力
装置として用いる構成でもよい。また、２５６階調の画
像データを用いる構成について説明したが、発明者が試
作したレーザー溶接欠陥検査装置では、２０〜３０階調
程度の画像データで欠陥部分をラベリングし検出するこ
とができた。

【００２６】《第２の実施例》図７は、本発明の第２の
実施例であるレーザー溶接欠陥検査装置の動作を示すフ
ローチャートである。この実施例では、レーザー溶接欠
陥検査装置の構成において、検査対象物の濃淡画像上で
のナゲットの中心位置を検出して、そのナゲット及び周
辺部分について欠陥部分の有無を判定するよう構成し
た。それ以外の各部は、第１の実施例のものと同様であ
るのでそれらの重複した説明は省略する。本実施例のレ
ーザー溶接欠陥検査装置では、まずラベリング処理部７
（図１）が画像記憶部５（図１）に記憶されている検査
対象物５０（図１）の画像データにラベリング処理を行
う。溶接部欠陥判断部８（図１）は、ラベリング処理部
７によりラベリングされた各領域毎に、上述の特徴量を
算出して算出した特徴量に基づきナゲットＮをラベリン
グされた領域の中から選択、特定する。溶接部欠陥判断
部８は、特定したナゲットＮの位置座標を溶接位置検出
部６（図１）に出力して、溶接位置検出部６は濃淡画像
上でのナゲットＮの中心（重心）位置の座標を算出し検
出する。溶接位置検出部６は、検出した中心位置の座標
をラベリング処理部７、及び溶接部欠陥判断部８に出力
する。ラベリング処理部７、及び溶接部欠陥判断部８
は、第１の実施例のものと同様に、ナゲットＮ及びその
周辺部分について、それぞれラベリング処理、及び欠陥
部分の有無判定処理を行う。以上のように、本実施例の
レーザー溶接欠陥検査装置では、ナゲットＮの中心位置
を検出して、検出したナゲットＮ及びナゲットＮの周辺
部分に欠陥部分が生じているかどうかについて判断して
いる。これにより、本実施例のレーザー溶接欠陥検査装
置では、平面上の画像データでのナゲットＮの中心位置
を検出しているので、その検出した位置に基づき位置決
めテーブル１を移動することができ、検査対象物５０を
位置決めテーブル１によって予め所定位置に配置するこ
となく検査対象物５０の検査を行うことが可能となる。

【００２７】以下、本実施例のレーザー溶接欠陥検査装
置の動作について、図１と図７を用いて具体的に説明す
る。尚、以下の説明では、第１の実施例のものと異なる
動作について主に説明する。図７は、本発明の第２の実
施例であるレーザー溶接欠陥検査装置の動作を示すフロ
ーチャートである。図７において、本実施例のレーザー
溶接欠陥検査装置では、ステップＳ１に示したように、
検査対象物５０の濃淡画像の画像データが画像記憶部５
に記憶される。続いて、ラベリング処理部７が画像記憶
部５に記憶されている全ての画像データ、つまり濃淡画
像全体についてラベリング処理を施す（ステップＳ
９）、ラベリングした領域の位置座標を溶接部欠陥判断
部８に出力する。続いて、溶接部欠陥判断部８は、ラベ
リング処理部７からのラベリングされた各領域毎に、そ
の位置座標から上述の特徴量を算出する（ステップＳ１
０）。次に、溶接部欠陥判断部８は、ラベリング処理部
７によりラベリングされた各領域毎に、上述の特徴量を
算出して算出した特徴量に基づきナゲットＮをラベリン
グされた領域の中から特定して、ナゲットＮを検出でき
るかどうかに判断する（ステップＳ２’）。ナゲットＮ
を特定できた場合、溶接部欠陥判断部８は特定したナゲ
ットＮの位置座標を溶接位置検出部６に出力する。そし
て、溶接位置検出部６は濃淡画像上でのナゲットＮの中
心位置の座標を算出し（ステップＳ３’）、ラベリング
処理部７、及び溶接部欠陥判断部８に出力する。その
後、本実施例のレーザー溶接欠陥検査装置は、第１の実
施例と同様な動作を行い、良品または不良品の判定を行
う。

【００２８】以上のように、本実施例のレーザー溶接欠
陥検査装置、及び欠陥検査方法では、ラベリング処理部
７がまず画像記憶部５に記憶されている検査対象物５０
の画像データにラベリング処理を行い、溶接部欠陥判断
部８がラベリングされた各領域毎に特徴量を算出する。
さらに、溶接部欠陥判断部８が算出した特徴量に基づい
て、ナゲットＮをラベリングされた領域の中から特定し
て、溶接位置検出部６がナゲットＮの中心位置を算出し
ている。これにより、本実施例のレーザー溶接欠陥検査
装置、及び欠陥検査方法では、算出した中心位置に基づ
き位置決めテーブル１を移動することができ、検査対象
物５０を位置決めテーブル１によって予め所定位置に配
置することなく検査対象物５０の検査を行うことが可能
となる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のレーザー溶接欠陥検査装置、及
び欠陥検査方法では、溶接位置検出部が検査対象物の画
像データを用いて、溶接部の中心部分（ナゲット）Ｎの
位置を検出し、ラベリング処理部が検出したナゲットＮ
及びその周辺部分についてラベリング処理を行う。さら
に、溶接部欠陥判断部がラベリングされた各領域毎に、
その位置座標から所定の特徴量を算出し、算出した特徴
量に基づきナゲットＮが適切な形状に形成されているか
どうかについて判別し、かつ欠陥部分が生じていないか
どうかについて調べている。これにより、本発明のレー
ザー溶接欠陥検査装置、及び欠陥検査方法では、検査対
象物に生じた貫通孔だけでなく、検査対象物のレーザー
溶接側の表面に生じた穴アキや窪みなどの不要な溶解部
分を検出することができる。さらに、本発明のレーザー
溶接欠陥検査装置、及び欠陥検査方法では、上記溶解部
分による溶接強度の低下を自動的に判定することがで
き、高精度に検査対象物の欠陥検査を行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例であるレーザー溶接欠陥
検査装置の構成を示すブロック図

【図２】図１に示した検査対象物、照明器、及びテレビ
カメラの位置関係を示す説明図

【図３】図１に示したテレビカメラにより撮像された欠
陥部分を生じていない検査対象物の画像の一例を示す説
明図

【図４】図１に示したテレビカメラにより撮像された欠
陥部分を生じている検査対象物の画像の一例を示す説明
図

【図５】図４に示した欠陥部分を拡大した拡大図

【図６】図１に示したレーザー溶接欠陥検査装置の動作
を示すフローチャート

【図７】本発明の第２の実施例であるレーザー溶接欠陥
検査装置の動作を示すフローチャート

【図８】従来のレーザー溶接欠陥検査装置の構成を示す
ブロック図

【図９】図８に示したレーザー溶接欠陥検査装置の動作
を示すフローチャート

【符号の説明】

１ 位置決めテーブル ２ 照明器 ３ テレビカメラ ４ レーザー溶接欠陥検査処理部 ５ 画像記憶部 ６ 溶接位置検出部 ７ ラベリング処理部 ８ 溶接部欠陥判断部 ９ 主コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 規之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA15 AA17 AA49 AA51 BB05 CC00 CC15 FF42 GG17 HH12 HH14 HH16 JJ03 JJ09 JJ19 PP12 QQ00 QQ03 QQ04 QQ21 QQ24 QQ25 QQ28 RR05 TT02 2G051 AA73 AA90 AB13 BB01 CA04 CB01 DA07 EA12 EA14 EA16 ED04 ED11 GC04 GD02 GD03 5B057 AA01 BA02 CA08 CA12 CA16 CC03 DA03 DB02 DB09 DC04 DC14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物を上方から撮像して、その濃
   淡画像の画像データを生成する画像入力装置、 前記検査対象物の上方に配置され、前記検査対象物を照
   らすための照明器、 前記画像入力装置からの画像データを用いて、溶接部の
   中心部分を検出する溶接位置検出部、 前記溶接位置検出部により検出した中心部分及びその周
   辺部分についてラベリング処理を施すラベリング処理
   部、及び前記ラベリング処理部によりラベリングされた
   領域毎に、所定の特徴量を算出して、算出した特徴量に
   基づいて、その検査対象物の良品、または不良品の判定
   を行う溶接部欠陥判断部、 を備えたことを特徴とするレーザー溶接欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 前記照明器が、前記中心部分の周辺部分
   からの反射光が前記画像入力装置に直接的に入光しない
   ように、前記検査対象物を照らすことを特徴とする請求
   項１に記載のレーザー溶接欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 前記溶接位置検出部は、前記濃淡画像上
   での前記中心部分の中心位置を検出することを特徴とす
   る請求項１に記載のレーザー溶接欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 検査対象物を上方から撮像して、その濃
   淡画像の画像データを生成する生成ステップ、 前記生成ステップで生成した画像データを用いて、溶接
   部の中心部分を検出する検出ステップ、 前記検出ステップで検出した中心部分及びその周辺部分
   についてラベリング処理を施すラベリングステップ、及
   び前記ラベリングステップでラベリングした領域毎に、
   所定の特徴量を算出して、算出した特徴量に基づいて、
   その検査対象物の良品、または不良品の判定を行う判定
   ステップ、 を備えたことを特徴とする欠陥検査方法。