JPH04291137A - 鋼帯突合せ溶接部の検査方法および検査装置 - Google Patents

鋼帯突合せ溶接部の検査方法および検査装置

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JPH04291137A
JPH04291137A JP8181291A JP8181291A JPH04291137A JP H04291137 A JPH04291137 A JP H04291137A JP 8181291 A JP8181291 A JP 8181291A JP 8181291 A JP8181291 A JP 8181291A JP H04291137 A JPH04291137 A JP H04291137A
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steel strip
difference
welding
camera
voltage signal
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Norio Inoue
紀夫 井上
Satoru Nakashio
中塩 悟
Yoshio Saijo
西條 義夫
Takashi Shimada
孝 島田
Hirofumi Nojima
野島 裕文
Masanori Shinohara
篠原 正範
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、フラッシュバット溶
接機などの溶接機によって溶接され、さらに、機械加工
機によって表面が加工された鋼帯突合せ溶接部の表面欠
陥を検査するための方法および検査装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】オンラインにおいて、突合せ鋼帯端部相
互をフラッシュバット溶接機などの溶接機(以下、「溶
接機」という)によって接続する作業において、鋼帯突
合せ溶接部および溶接部近傍に段付き、ヘゲ、引っ掻き
疵などのような表面欠陥があると、それ以後の工程に支
障が生じるので、これを検査する必要がある。
【0003】従来においては、このような検査は、溶接
前に目視により鋼帯の表面状態を検査し、さらに、突合
せ溶接後、溶接ビードを機械加工機(フラッシュトリマ
ー)によって機械加工し、この機械加工面を再度検査す
る方法によって行われていた。そして、検査によって表
面欠陥が発見され溶接不良と認定された場合は、再溶接
するという工程で作業を行っている。このような、溶接
部の欠陥は、現状では完全に無くすることはできず、従
って溶接部の欠陥を発見するための迅速な検査方法の開
発が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】突合せ溶接部の欠陥を
検査するための測定器は従来から存在しているが、検査
に時間的制約があるオンラインにおいては、従来の測定
器では迅速性に欠けるので使用できないため、溶接部異
常を定量的に把握できないという問題があった。
【0005】このため、現在でも上述した目視による検
査が使用されている。しかしながら、目視検査はその判
断を検査者の経験に委ねるものであるため、熟練を要し
、個人差が発生し易く、また、検査のための要員が必要
であり、人員コストおよびロスタイムの発生など多くの
問題があった。
【0006】従って、この発明の目的は、フラッシュバ
ット溶接機などの溶接機によって溶接された鋼帯突合せ
溶接部の欠陥を、自動的に且つ迅速、正確に検出するこ
とができる鋼帯突合せ溶接部の検査方法および検査装置
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の検査方法においては、鋼帯突合せ溶接部
の溶接線に対して左右の光の反射量の差を測定するため
のカメラと、前記カメラによって測定された前記光の反
射量の差を電圧変化に置き換え電圧信号を出力するため
のコントローラ並びにリングイルミネータとによって構
成された視覚センサの前記カメラとリングイルミネータ
とを鋼帯の一定高さ上方に前記溶接線に沿って走行自在
に設け、さらに、前記電圧信号値と予め設定した溶接欠
陥が無い場合の基準値とを比較するための演算機構を設
け、前記演算機構によって前記電圧信号値と前記基準値
とを比較して前記電圧信号値と前記基準値との差によっ
て溶接欠陥を検出することに特徴を有する。また、前記
カメラとリングイルミネータとを、鋼帯突合せ溶接部の
表面を機械加工するための機械加工機の刃物台に取り付
けることに特徴を有する。さらに、前記演算機構に警報
機構を取り付け、前記電圧信号値と前記基準値との差に
よって溶接欠陥を検出したときに前記警報機構によって
警報を発することに特徴を有する。
【0008】上記目的を達成するために、この発明の検
査装置においては、鋼帯突合せ溶接部の溶接線に対して
左右の光の反射量の差を測定するための、鋼帯の一定高
さ上方に前記溶接線に沿って走行自在に設けられたカメ
ラ並びにリングイルミネータと、前記カメラによって測
定された前記光の反射量の差を電圧変化に置き換え電圧
信号を出力するためのコントローラとによって構成され
た視覚センサと、前記電圧信号値と予め設定した溶接欠
陥が無い場合の基準値とを比較するための演算機構とか
らなることに特徴を有する。また、前記カメラとリング
イルミネータとは、鋼帯突合せ溶接部の表面を機械加工
するための機械加工機の刃物台に取り付けられているこ
とに特徴を有する。さらに、前記演算機構に前記電圧信
号値と前記基準値との差によって溶接欠陥を検出したと
きに警報を発するための警報機構が取り付けられている
ことに特徴を有する。
【0009】視覚センサとしては公知のものが使用され
る。従って、これについての詳説は避けるが、この視覚
センサはポインタで指定されるエリアを2分割してなる
2面のエリアA、B上の光量の面積積分値の比較法によ
り、カメラで読み取った2次元(面積)の各点の明度を
含む画像情報(3次元)をアナログ方式によって一括処
理する機能を有するものである。基本となるアルゴリズ
ムは、正常に流れている対象物体の画像を予め設定して
おき、次から流れる対象物体との比較を超高速で行うも
のであり、色と形のパターン認識、微小色差の検出など
が可能である。また、リングイルミネータは高周波電源
装置によるリング状の蛍光灯である。
【0010】次に、この発明を図面を参照しながら説明
する。図1はこの発明の原理を説明する斜視図、図2は
カメラを刃物台に取り付けた状態を示す正面図である。 図1において、6は鋼帯であり、7は鋼帯突合せ溶接部
の溶接線である。視覚センサ1はカメラ2およびコント
ローラ3からなっている。視覚センサ1のカメラ2およ
びリングイルミネータ9は鋼帯6の一定高さ上方に設け
られ、この高さを保ちながら溶接線7に沿って、鋼帯6
の板幅方向に、鋼帯の一端から他端まで走行自在であり
、リングイルミネータ9から照射された光を溶接部のエ
リア4から反射してくる光の反射量を検出する。コント
ローラ3はカメラ2が検出した光の反射量の信号を電圧
変化に置き換えて電圧信号とする機構を有する。8はコ
ントラーラ3に接続された演算機構である。演算機構8
は視覚センサ1が出力する電圧信号(測定値)と予め設
定した溶接欠陥が無い場合の基準値とを比較する機能を
有する。
【0011】図2に示すように、視覚センサ1のカメラ
2は、溶接機後方に設けられた機械加工機(フラッシュ
トリマー)の刃物台5に取り付けられている。この刃物
台5は突合せ溶接部の表面を機械加工するときに、鋼帯
6の板幅方向(図2においては矢印に示す方向)に移動
する機構を有するものである。この刃物台5にカメラ2
とリングイルミネータ9とを取り付けることにより、カ
メラ2とリングイルミネータ9は鋼帯6の一定高さ上方
を溶接線7に沿って移動可能であり、且つ、刃物台5で
溶接部を機械加工しながら機械加工面の検査を行うこと
ができる。9は光源のランプであり、走行中のカメラ2
に追従して常にエリア4を照射することができるように
刃物台5に取り付けられたリングイルミネータである。
【0012】カメラ2を取り付けることができるのはこ
のような刃物台5のみに限らず、鋼帯6の板幅方向に沿
って移動可能な機構を有するものを適宜選んで取り付け
るか、または、外部的にこのような移動機構を設置して
もよい。
【0013】次に、この発明によって鋼帯突合せ溶接部
を検査する工程を説明する。図3は検出エリアを示す説
明図、図4はこの発明の検査工程を説明するフローチャ
ートである。視覚センサ1としては上述したように公知
のものが使用される。エリア4をエリアAとBとに2分
割する視覚センサ1の中心線をポインタ10によって溶
接線7に合わせて位置決めを行う。次いで、光源9によ
って同一面積の左右のエリアAおよびBに所望の光を照
射する。次いで、カメラ2を溶接線7に沿って板幅の一
端から他端まで移動し、カメラ2とともに溶接線7に沿
って移動する左右のエリアAとBの光の反射量を検出し
てその差を判定する。
【0014】具体的には、鋼帯6が突き合わされている
溶接線7に対してエリアAとBの左右の光の量が対称か
非対称かを判定する。すなわち、光の量が溶接線に対し
て非対称であれば、切削面の幅に相違が出てこれが面積
の違いとなりエリアAとBの形の差(切削面の凹凸)と
してあらわれる。あるいは、切削面の色が悪い場合には
、明度に相違が出てエリアAとBの色の差としてあらわ
れる。このように、エリアAとBの対称性を、形および
明度(色の差)から判定する。
【0015】カメラ2は刃物台5に取り付けられている
ので、検査は刃物台5によって鋼帯突合せ溶接部を機械
加工しながら行われる。すなわち、機械加工した直後の
状態を検査することができる。そして、エリアAとBの
光の反射量に差が発生したとき、アナログ量として出力
される。また、この出力と予め設定した溶接欠陥が無い
場合の基準値とを比較し、この差が所定のレベル以上で
あればアラーム11により警報を発するとともにこれを
記録計に出力する。
【0016】図5は視覚センサによって検出された電圧
信号の演算機構における処理の内容を示す工程図である
。処理の第1例においては、エリアAとBの明度差、形
の差を検出し、この値を絶対値処理した値(X)を基準
値(X0 )と比較し、所定のレベル以上の場合にはア
ラーム11を発するとともに、アラーム発生により、記
録計12へ出力する。また、処理の第2例においては、
エリアAとBの明度差、形の差を検出し、この値を絶対
値処理した値(X)を板幅全幅について積分し(ΣX)
、この値を板幅(W)で除算する。そして、その値を基
準値と比較し、所定のレベル以上の場合にはアラーム1
1を発するとともに、アラーム発生により、記録計12
へ出力する。図5は上記2例を併用した場合を示したが
、上記2例のいずれかによって判定を行ってもよい。
【0017】
【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。溶接機
械による加工後の仕上げ幅(d)が12mmである鋼帯
突合せ溶接部の検査を、図1、図2に示すこの発明の検
査装置によって実施した。鋼帯6からカメラ2までの高
さ(a)は61mm、エリア4の幅(b)は8.4mm
 、長さ(c)は6.3mmとした。そして、鋼帯突合
せ溶接部にエッジ段付き、全面段付き、または、中央部
段付きなどの欠陥部が認められる供試体No1〜5に対
して検査を実施した。検査は溶接線7を中心線として同
一面積のエリアAとBの明度、形を測定し(10000
画面/秒)、明度差をアナログ量±10Vとして出力し
、記録計(ペンレコーダ)12によって記録した。図6
はその結果を図示したグラフであり、グラフの左右は鋼
帯6の幅方向を示し、中央部の横軸は電圧0の基準線を
示す。図6に示すように、供試体No1〜5に存在する
各欠陥は、ペンレコーダにより記録され、図中に矢印で
示した一定基準値を超えて出力した部分ではアラームが
発せられることにより溶接欠陥が検出されていることが
わかる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、機械加工機によって表面が加工された鋼帯突合せ溶接
部の表面欠陥を、自動的に且つ迅速、正確に検出するこ
とができる産業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の原理を説明する斜視図
【図2】カメ
ラを刃物台に取り付けた状態で示す正面図
【図3】視覚
センサによって検出されるエリアを示す説明図
【図4】この発明の検査工程を説明するフローチャート
【図5】視覚センサによって検出された電圧信号の演算
機構における処理の内容を示す工程図
【図6】実施例の結果をペンレコーダによって図示した
グラフ
【符号の説明】
1  視覚センサ 2  カメラ 3  コントローラ 4  エリア 5  刃物台 6  鋼帯 7  溶接線 8  演算機構 9  リングイルミネータ 10  ポインタ 11  アラーム 12  記録計

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  鋼帯突合せ溶接部の溶接線に対して左
    右の光の反射量の差を測定するためのカメラと、前記カ
    メラによって測定された前記光の反射量の差を電圧変化
    に置き換え電圧信号を出力するためのコントローラ並び
    に溶接面を照射する光源のリングイルミネータとによっ
    て構成された視覚センサの前記カメラとリングイルミネ
    ータとを鋼帯の一定高さ上方に前記溶接線に沿って走行
    自在に設け、さらに、前記電圧信号値と予め設定した溶
    接欠陥が無い場合の基準値とを比較するための演算機構
    を設け、前記演算機構によって前記電圧信号値と前記基
    準値とを比較して前記電圧信号値と前記基準値との差に
    よって溶接欠陥を検出することを特徴とする鋼帯突合せ
    溶接部の検査方法。
  2. 【請求項2】  前記カメラを、鋼帯突合せ溶接部の表
    面を機械加工するための機械加工機の刃物台に取り付け
    る請求項1記載の鋼帯突合せ溶接部の検査方法。
  3. 【請求項3】  前記演算機構に警報機構を取り付け、
    前記電圧信号値と前記基準値との差によって溶接欠陥を
    検出したときに前記警報機構によって警報を発する請求
    項1記載の鋼帯突合せ溶接部の検査方法。
  4. 【請求項4】  鋼帯突合せ溶接部の溶接線に対して左
    右の光の反射量の差を測定するための、鋼帯の一定高さ
    上方に前記溶接線に沿って走行自在に設けられたカメラ
    と、前記カメラによって測定された前記光の反射量の差
    を電圧変化に置き換え電圧信号を出力するためのコント
    ローラとによって構成された視覚センサと、溶接面を照
    射するリングイルミネータ並びに前記電圧信号値と予め
    設定した溶接欠陥が無い場合の基準値とを比較するため
    の演算機構とからなることを特徴とする鋼帯突合せ溶接
    部の検査装置。
  5. 【請求項5】  前記カメラは、鋼帯突合せ溶接部の表
    面を機械加工するための機械加工機の刃物台に取り付け
    られている請求項4記載の鋼帯突合せ溶接部の検査装置
  6. 【請求項6】  前記演算機構に前記電圧信号値と前記
    基準値との差によって溶接欠陥を検出したときに警報を
    発するための警報機構が取り付けられている請求項4記
    載の鋼帯突合せ溶接部の検査装置。
JP8181291A 1991-03-20 1991-03-20 鋼帯突合せ溶接部の検査方法および検査装置 Expired - Lifetime JPH07113611B2 (ja)

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