JPH0929434A - 溶接位置検査装置および溶接システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被溶接部材の溶接位置とワイヤ（溶接棒）と
の位置関係を画像処理により検査すること。 【解決手段】 原画像を被溶接部分が撮像されたワーク
領域と溶接棒が撮像された溶接棒領域とに分割する領域
分割部２１Ａと、当該各領域についてそれぞれ垂直方向
のエッジを抽出するエッジ抽出部２１Ｂと、当該各領域
について予め定められた水平方向の一定長さ毎に画素の
数のヒストグラムを算出するヒストグラム算出部２１
Ｃ、当該ワーク領域又は溶接棒領域の水平方向の一定長
さ毎の画素数が所定の画素数しきい値を越えた場合当該
画素数しきい値を越えた水平方向位置の左端から右端ま
での長さを溶接位置幅又は溶接棒幅として算出する幅検
出部２１Ｄと、当該溶接位置幅又は溶接棒幅が予め定め
られた幅しきい値を越えた場合に溶接位置不良と判定す
る溶接位置判定部２１Ｆとを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接位置検査装置
に係り、特に、溶接棒（ワイヤ）が溶接位置に正確に位
置付けられているかを判定する溶接位置検査装置に関す
る。さらに、本発明は、溶接システムに係り、特に、溶
接位置検査装置での検査結果に基づいて溶接棒の位置を
補正して溶接する溶接システムに関する。本発明は、溶
接棒を用いた溶接手法であればどのようなものでもよ
く、ガスバーナによる溶接や、アーク溶接などの分野で
用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１５に示すように、リアアクス
ルハウジングは、中央ハウジング５１（ハウジングセン
ター）の両端に、それぞれ左ハウジング５２と、右ハウ
ジング５３とを溶接して製造する。中央ハウジング５１
は、この前の溶接工程で２部材を溶接したものである。

【０００３】ハウジング５１，５２，５３の溶接工程
は、これら各アクスルハウジング部材をクランプ５６，
５７で固定し、溶接位置を上にあるトーチ５４からでる
ワイヤ（溶接棒）５５で、リアアクスルハウジングを長
手方向を軸として回転させながら溶接する。

【０００４】その際、ワイヤ５５と溶接位置Ａとがずれ
ていたり、ワイヤ５５が曲がっていると、溶接不良（ビ
ードズレ）が発生するため、作業者は全数目視による確
認を行って問題なければ溶接し、問題があれば修正作業
後再確認した後に溶接していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例では、全数目視検査を行う工程が必要である
が、目視の際の見る角度や作業者の違いによって検査に
バラツキが生じる。

【０００６】さらに、このバラツキを無くすためには、
熟練作業者が必要となる。この目視検査を行う作業者
は、他の作業も行うことが一般的であるため、本溶接工
程に前工程からの各ハウジング部材５１，５２，５３
（以下ワークという）が来てセットされても、作業者が
他の作業を行っていると、目視検査待ちの状態で停止し
てしまう、という不都合があった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、被溶接部材の溶接位置とワイヤ（溶接
棒）との位置関係を画像処理により検査することのでき
る溶接位置検査装置を提供することを、その目的とす
る。さらに、溶接位置とワイヤとの間に位置ズレが検出
された場合には、自動的にトーチ位置を補正することの
できる溶接システムを提供することをも、その目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決する手段】そこで、本発明では、第１の手
段として、被溶接部材および溶接棒を当該溶接棒および
被溶接部材の溶接方向が垂直になるように撮像する撮像
手段と、この撮像手段からの原画像に対して画像処理を
行う画像処理手段と、この画像処理手段の判定結果を表
示する表示手段とを備えている。しかも、画像処理手段
が、原画像を被溶接部分が撮像されたワーク領域と溶接
棒が撮像された溶接棒領域とに分割する領域分割部と、
この領域分割部によって分割された各領域についてそれ
ぞれ垂直方向（撮像された溶接棒および被溶接部材と平
行な方向）のエッジを抽出するエッジ抽出部と、このエ
ッジ抽出部によってエッジが抽出された各領域について
予め定められた水平方向の一定長さ毎に画素の数のヒス
トグラムを算出するヒストグラム算出部とを備えてい
る。さらに、ヒストグラム算出部に、当該ヒストグラム
算出部によって算出されたワーク領域又は溶接棒領域の
水平方向の一定長さ毎の画素数が所定の画素数しきい値
を越えた場合当該画素数しきい値を越えた水平方向位置
の左端から右端までの長さを溶接位置幅又は溶接棒幅と
して算出する幅検出部と、この幅検出部によって検出さ
れた溶接位置幅又は溶接棒幅が予め定められた幅しきい
値を越えた場合に溶接位置不良と判定する溶接位置判定
部とを併設した。

【０００９】これら各事項で特定される第１の手段で
は、まず、撮像手段が、被溶接部材および溶接棒を当該
溶接棒および被溶接部材の溶接方向が垂直になるように
撮像する。すると、撮像された原画像では、溶接棒およ
び被溶接部材の溶接位置が垂直方向の幅のある線とな
る。

【００１０】次いで、この原画像に対して画像処理を行
う。画像処理手段では、まず、領域分割部は、当該原画
像を被溶接部分が撮像されたワーク領域と溶接棒が撮像
された溶接棒領域とに分割する。これは、例えば、撮像
手段を固定しておき、予め定められた垂直方向のある位
置で水平方向に二分割する。さらに、エッジ抽出部は、
この領域分割部によって分割された各領域についてそれ
ぞれ垂直方向のエッジを抽出する。具体的には、水平方
向に空間微分処理をして水平方向への濃度変化を強調
し、さらに、所定のしきい値で二値化することで垂直方
向のエッジが抽出される。すると、溶接棒および被溶接
部材の溶接位置の濃度が強調され、当該部分を画素とし
て残した画像となる。

【００１１】次いで、ヒストグラム算出部が、このエッ
ジ抽出部によってエッジが抽出された各領域について予
め定められた水平方向の一定長さ毎に、すなわち、水平
方向の座標で特定される一定幅毎に画素の数のヒストグ
ラムを算出する。すると、画素数の多い位置と、画素数
の少ない位置とが明らかになる。

【００１２】さらに、幅検出部が、当該ヒストグラム算
出部によって算出された水平方向の一定長さ毎の画素数
が所定の画素数しきい値を越えた場合、当該画素数しき
い値を越えた水平方向位置の左端から右端までを各領域
毎に溶接位置幅又は溶接棒幅として算出する。これによ
り、被溶接部材の段差により原画像に濃度差として現れ
た溶接位置と、背景との色の違いにより原画像に濃度差
として現れたワイヤとについて、その幅を画素数として
その位置を水平方向の座標として検出する。

【００１３】さらに、溶接位置判定部は、幅検出部によ
って検出された溶接位置幅又は溶接棒幅が予め定められ
た幅しきい値を越えた場合に溶接位置不良と判定する。
従って、溶接棒が斜めになっていた場合や、被溶接部材
に強いキズがある場合には、溶接不良と判定される。ま
た、しきい値を越えない場合には溶接位置不良とは判定
しないため、そのままの溶接棒位置で溶接工程に進んで
良い位置関係にあることととなる。

【００１４】第２の手段として、第１の手段の構成に加
え、幅検出部に、この幅検出部によって検出された溶接
位置幅および溶接棒幅の水平方向の座標を算出する位置
検出部を併設し、溶接位置判定部が、この位置検出部に
よって検出された溶接位置幅の座標と溶接棒幅の座標と
の位置ズレ量が予め定められたズレ量しきい値を越えた
場合に溶接位置不良と判定する機能を備えている。溶接
位置幅の座標とは、被溶接部材が撮像された画像データ
上の座標を意味する。溶接位置幅として検出された位置
の左側の座標でもよいし、中心位置の座標でもよい。溶
接棒幅の座標も同様である（図６（Ｃ）参照）。

【００１５】これらの事項で特定される第２の手段で
は、位置検出部が、この幅検出部によって検出された溶
接位置幅又は溶接棒幅の水平方向位置をそれぞれ算出す
る。これは、各幅の中心位置の水平方向座標で特定する
ようにすると良い。さらに、溶接位置判定部が、この位
置検出部によって検出された溶接位置幅と溶接棒幅との
位置ズレ量が、予め定められたズレ量しきい値を越えた
場合に、溶接位置不良と判定する。従って、溶接棒の溶
接位置に対する位置ズレの不良が検出される。

【００１６】第３の手段では、第２の手段である溶接位
置検査装置と、被溶接部材を溶接位置で溶接するトーチ
と、このトーチによって溶接部分に溶かされ被溶接部材
を接合する溶接棒と、トーチを被溶接部材の溶接位置へ
移送するトーチ移動機構とを備えている。しかも、溶接
位置判定部が、溶接位置幅と溶接棒幅との位置ズレ量に
基づいてトーチ移動機構の動作を制御するトーチ移動制
御機能を備えている。トーチ移動制御機能を実現するに
は、種々の手法があるが、画素数として現れる溶接棒と
被溶接位置との位置ズレ量を、実空間での長さに変換す
る係数に基づいてトーチ移動量に変換し、さらに、この
トーチ移動量に対応するステップ角をトーチ移動機構の
ステッピングモータへ出力することで実現できる。

【００１７】これらの事項で特定される第３の手段で
は、溶接位置判定部が、トーチ移動制御機能により、溶
接位置幅と溶接棒幅との位置ズレ量に基づいてトーチ移
動機構の動作を制御するため、トーチ移動機構は、検出
された溶接棒と被溶接位置とのズレ量に応じた移動量で
トーチを移動する。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１９】図１は、本発明による溶接位置検査装置の
構成を示すブロック図である。この溶接位置検査装置
は、図１５に示したリアアクスルハウジングの溶接位置
を検査するものである。従って、溶接位置は２カ所であ
り２カ所の検査を行う構成となっている。この実施形態
による溶接位置検査装置は、２つの撮像手段１０と、こ
の撮像手段からのアナログ信号に基づいて画像処理を行
う画像処理手段２０と、画像処理手段２０の判定結果等
を表示出力する表示手段２４とを備えている。

【００２０】この溶接位置検査装置には、画像処理手段
２０による判定結果に基づいてリアアクスルハウジング
の溶接を制御する溶接制御装置３０が接続されている。

【００２１】また、画像処理手段２０は、原画像に対す
る画像処理により溶接位置のＯＫ／ＮＧの判定を行う処
理ユニット２１と、溶接制御部３０との間でワークセッ
ト完了を示すセット信号を入力し、また、検査結果を示
すＬ・ＯＫ／ＮＧ，Ｒ・ＯＫ／ＮＧ信号を出力する入出
力ユニット２２と、撮像手段１０からの画像信号をメモ
リ上に取り込む画像入力ユニット２３ととを備えてい
る。

【００２２】処理ユニット２１は、図２に示すように、
原画像を被溶接部分が撮像されたワーク領域と溶接棒が
撮像された溶接棒領域とに分割する領域分割部２１Ａ
と、この領域分割部２１Ａによって分割された各領域に
ついてそれぞれ垂直方向のエッジを抽出するエッジ抽出
部２１Ｂと、このエッジ抽出部２１Ｂによってエッジが
抽出された各領域について予め定められた水平方向の一
定長さ毎に画素の数のヒストグラムを算出するヒストグ
ラム算出部２１Ｃとを備えている。

【００２３】しかも、ヒストグラム算出部２１Ｃに、当
該ヒストグラム算出部２１Ｃによって算出されたワーク
領域又は溶接棒領域の水平方向の一定長さ毎の画素数が
所定の画素数しきい値を越えた場合当該画素数しきい値
を越えた水平方向位置の左端から右端までの長さを溶接
位置幅又は溶接棒幅として算出する幅検出部２１Ｄと、
この幅検出部によって検出された溶接位置幅又は溶接棒
幅が予め定められた幅しきい値を越えた場合に溶接位置
不良と判定する溶接位置判定部２１Ｆとを併設してい
る。

【００２４】また、幅検出部２１Ｄに、この幅検出部２
１Ｄによって検出された溶接位置幅又は溶接棒幅の水平
方向位置をそれぞれ算出する位置検出部２１Ｅを併設
し、溶接位置判定部２１Ｆが、この位置検出部２１Ｅに
よって検出された溶接位置幅と溶接棒幅との位置ズレ量
が予め定められたズレ量しきい値を越えた場合に溶接位
置不良と判定する機能を備えている。

【００２５】これを詳細に説明する。

【００２６】図３および図４は撮像手段１０の取り付け
図で、図１５の二点鎖線部分Ａを側面および上面から見
た図である。撮像手段１０は、ＣＣＤカメラ１と、照明
２と、ＣＣＤカメラ１を保護する保護ケース３とを備え
ている。

【００２７】この形態では、溶接位置は２カ所あるた
め、左側の溶接位置Ｌを例に説明する。左側のＣＣＤカ
メラ１は、被溶接部材であるリアアクスルハウジング５
１，５２および溶接棒（ワイヤ５５）を、当該ワイヤ５
５およびハウジングの溶接方向が垂直になるように撮像
する。このため、ワイヤ５５と溶接位置を真正面から撮
像する位置に固定している。照明装置２は、撮像範囲を
むらの無い照度で照明する位置に設置される。これら
は、溶接時の光および熱から保護するため、保護ケース
３内に収納し、検査時のみ保護シャッタ４を開くように
している。

【００２８】右側の溶接位置にも同様に撮像手段１０が
配置されている。

【００２９】次に、検査アルゴリズムを図５のフローチ
ャートおよび図６乃至図８の画像例を参照して説明す
る。この検査は、左側の溶接位置Ｌと右側の溶接位置Ｒ
との２カ所について行うが、図５では一方の制御工程を
示している。実際には、溶接位置Ｌ，Ｒそれぞれについ
て行われる。

【００３０】まず、溶接制御装置３０からのセット信号
の入力を待ち、これが入力されると検査を開始する（ス
テップＳ１）

【００３１】次いで、ＣＣＤカメラ１からの画像信号を
検査装置に取り込む（ステップＳ２）。図６乃至図８の
（Ａ）はそれぞれ原画像である。図中、符号５５は撮像
されたワイヤ５５であり、５１ａ，５２ａはそれぞれ撮
像されたハウジング５１，５２（ワーク）である。以
下、溶接位置（アクスル部材の合わせ目ライン）および
ワイヤ５５と垂直な方向をｘ方向とし、平行な方向をｙ
方向とする。そして、左上を原点としてｘｙ座標を設定
する。

【００３２】ＣＣＤカメラ１は、予め設定されたｙ座標
値ｙ₀より下（＞ｙ₀）にワーク（アクスルハウジング各
部材）が、また、ｙ座標値ｙ₀より上（≦ｙ₀）にワイヤ
５５が撮像されるように固定されている。このため、領
域分割部２１Ａは、このｙ₀座標にもとづいて原画像を
ワーク領域およびワイヤ領域とに分割する。これは、実
際に画像を２ファイルに分割しても良いし、座標による
操作で論理的に分割するようにしても良い。

【００３３】処理ユニット２１では、まず、エッジ抽出
部２１Ｂが、原画像をｘ軸方向に微分したのち二値化す
ることでｙ方向エッジ画像を生成する（ステップＳ
３）。これは、図６乃至図８の（Ｂ）に示す画像であ
る。これにより、ワイヤ５５および溶接合わせ目ライン
と平行なエッジが抽出される。このエッジは、ｘ方向で
濃度が急激に変化する位置を捉えたものである。

【００３４】さらに、ヒストグラム算出部２１Ｃは、ｙ
方向エッジ画像のワーク領域およびワイヤ領域それぞれ
において、各ｘ座標（ｘ_i）毎に、ｘ_i-n…ｘ_i…ｘ_i+nの
_n+1であるｘ座標範囲（ｎ≧０）のｙ方向エッジとして
抽出された画素の数をヒストグラムにし、ｙ方向エッジ
ヒストグラムを生成する（ステップＳ４）。これは、図
６乃至図８の（Ｃ）に示すものであり、ｎは、予め設定
された０以上の整数である。

【００３５】次いで、幅検出部２１Ｄは、図６（Ｃ）に
示したワーク領域とワイヤ領域のそれぞれのヒストグラ
ムが、予め設定したしきい値Ｈ_a，Ｈ_bを越えるｘ座標を
求める。さらに、最も小さいｘ座標ｘ_a0，ｘ_b0と、最も
大きいｘ座標ｘ_a1，ｘ_b1との差を、溶接位置幅ａ，ワイ
ヤ検出幅ｂとして次式（１，２）により求める（ステッ
プＳ５）。

【００３６】ａ＝ｘ_a1−ｘ_a0 ..... 式（１） ｂ＝ｘ_b1−ｘ_b0 ..... 式（２）

【００３７】次いで、位置検出部２１Ｅは、それぞれの
検出幅の中点のｘ座標ｘ_a，ｘ_bを求める。さらに、この
差をズレ量ｃとして次式（３）により算出する。

【００３８】ｃ＝ｘ_a−ｘ_b ..... 式（３）

【００３９】溶接位置判定部２１Ｆは、溶接位置幅ａお
よびワイヤ検出幅ｂ（以下検査幅ａ，ｂという）が共に
検出されたか否かを確認する（ステップＳ６）。図６又
は図８に示すように、検査幅ａ，ｂが共に検出された場
合ステップＳ７に進む。一方、図７（Ａ）に示すよう
に、ワイヤ５５が極端に曲がっていたり、ワークがセッ
トされていないような場合は、図７（Ｂ）に示すよう
に、ｙ方向エッジが出にくくなる。従って、図７（Ｃ）
に示すように、ヒストグラムの最大値がしきい値Ｈａ，
Ｈｂを越えなくなるため、検査幅ａ，ｂは検出されな
い。このように、ａ，ｂいずれか一方でも検出されなけ
れば、溶接位置判定部２１ＦはＮＧと判定し、ステップ
Ｓ９へ進む。

【００４０】次いで、溶接位置判定部２１Ｆは、検出幅
ａ，ｂが設定範囲内か否かを確認する（ステップＳ７）
検出幅ａ，ｂは、下限値ａ₀，ｂ₀および上限値ａ₁，ｂ₁
が予め設定されていて、検査幅ａ，ｂが共に許容範囲内
である場合には、すなわち、次式（４，５）を満たす場
合には、ステップＳ８へ進む。例えば、図６に示したよ
うな場合が該当する。

【００４１】ａ₀≦ａ≦ａ₁ ..... 式（４） ｂ₀≦ｂ≦ｂ₁ ..... 式（５）

【００４２】図８に示すように、ワイヤ５５に曲がりが
あったり、ワークにキズがある場合は、次のようにな
る。まず、ワーク領域では溶接位置緒傷の位置でｙ方向
エッジが抽出され、どちらのヒストグラムもしきい値Ｈ
_aを越える。従って、ｘ_a0は溶接位置の左端部、ｘ_a1は
キズの右端部となり、ａ＝ｘ_a1−ｘ_a0の値は上限値ａ₁
を越え（ａ₁＜ａ）、許容範囲外となる。

【００４３】一方、ワイヤ領域では、ワイヤ５５の曲が
りによりｙ方向エッジの抽出される範囲が広くなり、ヒ
ストグラムがなだらかになる。そのため、ワイヤ検出幅
ｂは大きくなり、上限値ｂ₁を越え許容範囲外となる。
このように、検査幅ａ，ｂいずれか一方でも許容範囲外
となるとＮＧと判定され、ステップＳ９に進む。

【００４４】次いで、位置ズレ量を算出する（ステップ
Ｓ８）。 ズレ量ｃには許容量ｃ₁（ズレ量しきい値）
が予め設定されており、ｃの絶対値が許容範囲以下であ
れば、すなわち、次式（６）を満たす場合にＯＫと判定
し、ステップＳ１０へ進む、一方、許容値を超えればス
テップＳ９に進む。

【００４５】ｃ≦ｃ₁ ..... 式（６） （但し、ｃは絶対値）

【００４６】ステップＳ９では、ＮＧ信号を溶接制御部
へ出力する。また、ステップＳ１０では、ＯＫ信号を溶
接制御部へ出力する。また、これらの検査における画像
処理結果、ＮＧ要因（Ｌ，Ｒ種別、検出ＮＧ，検出幅Ｎ
Ｇ、ズレＮＧ）等が表示ユニット２４に表示される。

【００４７】上述したように図１に示した例では、溶接
位置の不良およびワイヤ方向の不良を画像処理により良
好に検出することができ、しかも、アクスルハウジング
にキズが生じていた場合にもＮＧ出力することができ
る。

【００４７】次に、溶接工程を図９のフローチャートを
参照して説明する。

【００４８】まず、前工程からワークがきてクランプが
完了するのを待機する（ステップＳ１１）。クランプの
完了は、クランプに併設されたスイッチで検出してい
る。このため、クランプ不良および部材寸法不良のとき
はＮＧとなる。

【００４９】ワークセットが完了すると、撮像部の保護
シャッターを開き（ステップＳ１２）、検査装置にセッ
ト信号を出力する（ステップＳ１３）。

【００５０】次いで、図５に示したフローチャートに従
ってワイヤ５５およびワークについての検査を行い、処
理ユニット２１から入出力ユニット２２を介して溶接制
御装置３０にＯＫ，またはＮＧが出力される（ステップ
Ｓ１４）。

【００５１】さらに、溶接位置Ｌ，Ｒ共にＯＫであるか
否かを確認し（ステップＳ１５）、溶接位置Ｌ，Ｒ共に
ＯＫである場合には、ステップＳ１６に進み、逆に、一
方でもＮＧであればステップＳ１８に進む。

【００５２】ステップＳ１６では、保護シャッターを閉
じた後、ステップＳ１７で溶接を行ない、次工程へワー
クを送り、ステップＳ１１に戻る。

【００５３】ステップＳ１８では、表示手段２４によ
り、ブザーやランプ等で作業者にＮＧを伝え、その修正
を指示する。

【００５４】次いで、作業者は、修正作業を完了する
と、スイッチ等で完了を伝える。すると、ステップＳ１
２に戻り検査を再開する（ステップＳ１９）。

【００５５】次に、第２の実施形態を図１０乃至図１４
を参照して説明する。第２実施形態では、ワーク接合位
置とトーチ５４のズレによりＮＧとなった場合には、ト
ーチ移動機構４０により、トーチ位置を補正する。

【００５６】ここでは、図１０に示すように、２つのト
ーチ４０をそれぞれワイヤ５５および溶接位置に垂直な
方向（ｘ方向）に移動するためのステッピングモータを
有する２つのトーチ移動機構４０が装備されている。

【００５７】しかも、図１１に示すように、入出力ユニ
ット２２とトーチ移動機構４０とが接続されていて、ト
ーチ制御信号を入出力するようになっている。

【００５８】図１２および図１３はトーチ移動機構４０
の詳細図である。構造は左右とも同一である。ここで
は、ラックとピニオンによる機構を用いており、軸受け
４６に固定されたステッピングモータ４３の正逆回転に
より、同軸上のピニオン４４が回転し、これと係合した
ラック４５が左右に平行移動し、このラックに固定され
たトーチ５４も左右に平行移動する。

【００５９】溶接位置検査装置がステッピングモータの
回転によるトーチ移動を制御する際には、現在のトーチ
位置をフィードバックする必要があるが、画像処理によ
りワイヤ位置が捕捉されるため、溶接位置検査装置は現
在のトーチ位置をこの画像処理によるワイヤ位置に基づ
いて検知することができる。従って、トーチ位置を知る
ためのポテンショメータ等は不要である。もちろん、二
重化のために用いても良い。

【００６０】画像処理において用いた測定値ａ，ｂ，ｃ
等および設定値Ｈ_a1，Ｈ_b1，等の単位は画素（ドット）
である。ここでは、撮像装置１０とワーク、ワイヤ５５
との距離が固定されているため、実際の距離単位（例え
ば［ｍｍ］）との係数は一定である。すなわち、１ドッ
ト当たりの距離［ｍｍ］の係数は一定である。このた
め、−ｃは、−ｃ×係数［ｍｍ］の距離をトーチ移動す
ることを意味する。

【００６１】図１４はこの第２の実施形態の処理工程を
示すフローチャートである。ステップＳ２１からステッ
プＳ２７までは、図５に示したステップＳ１からステッ
プＳ７までと同様である。

【００６２】ステップＳ２８では、ズレ量ｃの絶対値が
許容範囲以下であれば、ＯＫと判定されるが、許容範囲
を越えた場合には、まず、画素数ｃに対応する実空間で
の距離を算出し、当該距離分トーチ５４をｘ方向に−ｃ
に対応する距離移動させる。その後、さらに再検査を行
う。

【００６３】このため、ＮＧになるのは、検出ＮＧまた
は検出幅ＮＧの場合だけとなり、ズレＮＧは自動修正後
ＯＫが出力されることになる。これにより、図５に示し
た溶接工程における作業者の修正作業を必要とするのは
検出ＮＧ又は検出幅ＮＧの場合だけとなる。

【００６４】上述したように第１の形態および第２の形
態によると、従来必要であった全目視検査の工数が不要
になり、しかも、固定したカメラで検査するため、目視
の際の見る角度によるバラツキが無くなる。しかも、画
像処理で検査するため、目視の際の作業者によるバラツ
キが生じない。このため、熟練作業者を必要としない。
さらに、作業者が他の工程で作業をしている間も、ＮＧ
が発生しない限り、本工程が停止することがないため、
生産効率が上昇する。また、第２の実施の形態では、ズ
レＮＧが自動修正されるため、ＮＧ発生が少なくなり、
さらに生産効率が上がる。

【００６５】

【発明の効果】本発明は以上のように特定され機能する
ので、これによると、請求項１記載の発明では、溶接位
置判定部が、幅検出部によって検出された溶接位置幅又
は溶接棒幅が予め定められた幅しきい値を越えた場合に
溶接位置不良と判定するため、溶接棒が斜めになってい
た場合や、被溶接部材に強いキズがある場合を溶接不良
と判定することができ、また、幅しきい値を越えない場
合には、溶接位置不良とは判定しないため、そのままの
溶接棒位置で溶接工程に進んで良い位置関係にあると判
定される。このように、被溶接部材の溶接位置とワイヤ
（溶接棒）との位置関係を画像処理により検査すること
のできる従来にない優れた溶接位置検査装置を提供する
ことができる。

【００６６】請求項２記載の発明では、溶接位置判定部
が、位置検出部によって検出された溶接位置幅と溶接棒
幅との位置ズレ量が予め定められたズレ量しきい値を越
えた場合に溶接位置不良と判定するため、そのままの位
置関係では正常に溶接されない状況を画像処理により検
出することができる。

【００６７】請求項３記載の発明では、溶接位置判定部
が、トーチ移動制御機能により、溶接位置幅と溶接棒幅
との位置ズレ量に基づいてトーチ移動機構の動作を制御
するため、トーチ移動機構は、検出された溶接棒と被溶
接位置とのズレ量に応じた移動量でトーチを移動し、従
って、画像処理により自動的に溶接棒（ワイヤ）の位置
ズレを検出すると共に、当該位置ズレの長さに応じて溶
接棒を再度位置付けることができるため、自動的に溶接
不良となる状態を検知してこれを修正することができる
従来にない優れた溶接システムを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１に示した処理ユニットの詳細構成を示すブ
ロック図である。

【図３】被溶接部材であるリアアクスルハウジングの側
面と撮像手段との位置関係を示す一部断面図である。

【図４】被溶接部材であるリアアクスルハウジングの上
面と撮像手段との位置関係を示す説明図である。

【図５】図１に示した構成での検査工程を示すフローチ
ャートである。

【図６】図５に示した検査工程で用いる画像の正常な例
を示す図で、図６（Ａ）は原画像の一例を示す説明図で
あり、図６（Ｂ）は垂直エッジ抽出画像の一例を示す図
で、図６（Ｃ）はヒストグラムを示す図である。

【図７】図５に示した検査工程で用いる画像のワイヤが
極端に曲がった例を示す説明図であり、図７（Ａ）は原
画像の一例を示す図で、図７（Ｂ）は垂直エッジ抽出画
像の一例を示す図で、図７（Ｃ）はヒストグラムを示す
図である。

【図８】図５に示した検査工程で用いる画像のワイヤが
曲がった例及びワークにキズがある例を示す説明図であ
り、図８（Ａ）は原画像の一例を示す図で、図８（Ｂ）
は垂直エッジ抽出画像の一例を示す図で、図８（Ｃ）は
ヒストグラムを示す図である。

【図９】第１の実施形態での溶接工程を示すフローチャ
ートである。

【図１０】第２の実施形態の構成を示す正面図である。

【図１１】図１０に示したトーチ移動機構と画像処理手
段の関係を示すブロック図である。

【図１２】図１０に示したトーチ移動機構の詳細構成を
示す平面図である。

【図１３】図１２に示したトーチ移動機構の正面図であ
る。

【図１４】第２の実施形態での検査工程を示すフローチ
ャートである。

【図１５】従来の溶接装置の構成を示す正面図である。

【符号の説明】

１０ 撮像手段 ２０ 画像処理手段 ２１Ａ 領域分割部（Ｓ２） ２１Ｂ エッジ抽出部（Ｓ３） ２１Ｃ ヒストグラム算出部（Ｓ４） ２１Ｄ 幅検出部（Ｓ５） ２１Ｅ 位置検出部（Ｓ５） ２１Ｆ 溶接位置判定部（Ｓ６〜Ｓ１０） ２４ 表示手段 ４０ トーチ移動機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被溶接部材および溶接棒を当該溶接棒お
   よび被溶接部材の溶接方向が垂直になるように撮像する
   撮像手段と、この撮像手段から出力された原画像に対し
   て画像処理を行う画像処理手段と、この画像処理手段の
   判定結果を表示する表示手段とを備え、 前記画像処理手段が、前記原画像を被溶接部分が撮像さ
   れたワーク領域と前記溶接棒が撮像された溶接棒領域と
   に分割する領域分割部と、この領域分割部によって分割
   された各領域についてそれぞれ垂直方向のエッジを抽出
   するエッジ抽出部と、このエッジ抽出部によってエッジ
   が抽出された各領域について予め定められた水平方向の
   一定長さ毎の画素数のヒストグラムを算出するヒストグ
   ラム算出部とを備えるとともに、 ヒストグラム算出部に、当該ヒストグラム算出部によっ
   て算出された前記ワーク領域又は溶接棒領域の前記水平
   方向の一定長さ毎の画素数が所定の画素数しきい値を越
   えた場合当該画素数しきい値を越えた水平方向位置の左
   端から右端までの長さを溶接位置幅又は溶接棒幅として
   算出する幅検出部と、この幅検出部によって検出された
   前記溶接位置幅又は溶接棒幅が予め定められた幅しきい
   値を越えた場合に溶接位置不良と判定する溶接位置判定
   部とを併設したことを特徴とする溶接位置検査装置。
2. 【請求項２】 前記幅検出部に、この幅検出部によって
   検出された前記溶接位置幅および溶接棒幅の水平方向の
   座標を算出する位置検出部を併設し、 前記溶接位置判定部が、この位置検出部によって検出さ
   れた前記溶接位置幅の座標と溶接棒幅の座標との位置ズ
   レ量が予め定められたズレ量しきい値を越えた場合に溶
   接位置不良と判定する機能を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の溶接位置検査装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の溶接位置検査装置と、前
   記被溶接部材を溶接位置で溶接するトーチと、このトー
   チによって前記被溶接部材の溶接部分に溶かされると共
   に当該被溶接部材を接合する溶接棒と、前記トーチを前
   記被溶接部材の溶接位置へ移送するトーチ移動機構とを
   備え、 前記溶接位置判定部が、前記溶接位置幅と溶接棒幅との
   位置ズレ量に基づいて前記トーチ移動機構の動作を制御
   するトーチ移動制御機能を備えたことを特徴とする溶接
   システム。