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公開番号2025150689
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051712
出願日2024-03-27
発明の名称溶接検査装置、形状計測装置および外観検査装置
出願人株式会社ダイヘン
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類G01N 29/24 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】溶接部の厚さおよび形状が変わっても、溶接部の内部欠陥の有無を精度よく判定する。
【解決手段】溶接検査装置は、送信用レーザ光を母材の溶接ビードに照射する送信用レーザ光照射装置と、送信用レーザ光によって発生されて母材の受信位置に到達する超音波を検出する受信用レーザ光プローブと、受信用レーザ光プローブによって検出された超音波のうちから母材の下面で反射した下面反射波を抽出し、抽出された下面反射波に基づいて溶接ビードの内部欠陥の有無を判定する制御装置と、母材における送信用レーザ光の照射部分の外観形状を計測する計測装置とを備える。制御装置は、計測装置による計測結果に基づいて、検出装置によって検出された超音波のうちから下面反射波を抽出するための反射波抽出条件を設定する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
対象物に含まれる溶接部を検査する溶接検査装置であって、
送信用レーザ光を前記溶接部に照射するとともに前記溶接部における前記送信用レーザ光の照射位置である送信位置を第１方向に走査する第１照射装置と、
前記送信用レーザ光によって発生されて前記対象物の受信位置に到達する超音波を検出する検出装置と、
前記検出装置によって検出された超音波のうちから前記対象物の下面で反射した反射波を抽出し、抽出された前記反射波に基づいて前記溶接部の内部欠陥の有無を判定する制御装置と、
前記対象物における前記送信用レーザ光の照射部分の外観形状を計測する計測装置とを備え、
前記制御装置は、前記計測装置による計測結果に基づいて、前記検出装置によって検出された超音波のうちから前記反射波を抽出するための反射波抽出条件を設定する、溶接検査装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記検出装置は、前記反射波を検出するための受信用レーザ光を前記受信位置に照射する第２照射装置を含み、
前記制御装置は、
前記反射波抽出条件として、前記送信位置で発生した超音波が前記対象物の下面で反射して前記受信位置に到達するのに要する到達時間の範囲を前記送信位置毎に規定した抽出時間範囲を設定し、
前記検出装置によって検出された超音波のうちの前記抽出時間範囲内に到達した超音波を、前記反射波として抽出する、請求項１に記載の溶接検査装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記計測装置による計測結果に基づいて推定される前記反射波の伝播距離が長いほど、前記抽出時間範囲を前記到達時間が長くなる側にシフトさせる、請求項２に記載の溶接検査装置。
【請求項４】
前記計測装置は、レーザ光を前記照射部分に照射することによって前記照射部分の外観形状を計測するレーザスキャナを含む、請求項３に記載の溶接検査装置。
【請求項５】
前記レーザスキャナは、前記第１照射装置、前記第２照射装置および前記検出装置が取り付けられる部材に固定される、請求項４に記載の溶接検査装置。
【請求項６】
前記第１照射装置は、前記送信用レーザ光を前記照射部分に照射することによって前記照射部分にアブレーション光を生じさせ、
前記計測装置は、前記照射部分に生じるアブレーション光を撮影する少なくとも１つのカメラを含む、請求項１～３のいずれかに記載の溶接検査装置。
【請求項７】
対象物の外観形状を計測する形状計測装置であって、
レーザ光を前記対象物に照射するとともに前記レーザ光を第１方向に走査することによって前記対象物における前記レーザ光の照射部分にアブレーション光を生じさせる照射装置と、
前記照射部分に生じるアブレーション光を撮影する少なくとも１つのカメラを含み、前記アブレーション光を前記少なくとも１つのカメラで撮影することによって前記照射部分の外観形状を計測する計測装置とを備える、形状計測装置。
【請求項８】
請求項７に記載の形状計測装置と、
前記形状計測装置による計測結果に基づいて前記照射部分の外観検査を行う制御装置とを備える、外観検査装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶接検査装置、形状計測装置および外観検査装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０２３－２０３３６号公報には、母材に含まれる溶接部を検査する溶接検査装置が開示されている。この溶接検査装置は、超音波を励起するための送信用レーザ光を溶接部上に照射する送信用レーザ照射装置と、送信用レーザ光によって励起されて母材上の受信位置に到達する超音波を検出する検出装置と、溶接部の内部欠陥の有無を判定する制御装置とを備える。制御装置は、受信位置に到達する超音波のうち、母材の下面（送信用レーザ光の照射面とは反対側の面）で反射して受信される下面反射波を、Ｂスコープ（Ｂ－ｓｃｏｐｅ）と称される計測画面上で抽出し、抽出された下面反射波強度の減衰度が大きい場合に溶接部の内部欠陥が有ると判定する。なお、Ｂスコープは、溶接部における送信用レーザ光の照射位置である送信位置を横軸とし、送信位置で発生した超音波が受信位置に到達するまでの到達時間を縦軸として、受信位置における超音波の強度分布を表示したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－２０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、特開２０２３－２０３３６号公報に記載の溶接検査装置においては受信位置に到達する超音波のうちから下面反射波がＢスコープ上で抽出され、抽出された下面反射波強度の減衰度が大きい場合に溶接部の内部欠陥が有ると判定される。
【０００５】
しかしながら、溶接部の厚さおよび形状は、一定ではなく、溶接時の状況等によって変化し得る。溶接部の厚さおよび形状が変化すると、溶接部における送信用レーザの照射部分の外観形状（三次元的な位置）が変化するため、送信位置から受信位置までの下面反射波の伝播距離が変化する。これにより、下面反射波の到達時間が変化し、その影響で、抽出すべき下面反射波のＢスコープ上での分布も変化してしまい、その結果、下面反射波を適切に抽出できず溶接部の検査精度が低下してしまうことが懸念される。
【０００６】
それゆえに、本開示の目的は、溶接部の厚さおよび形状が変わっても、溶接部の内部欠陥の有無を精度よく判定可能にすることである。本開示の他の目的は、レーザスキャナを用いることなく、対象物の外観形状を計測可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（第１項）本開示による溶接検査装置は、対象物に含まれる溶接部を検査する溶接検査装置であって、送信用レーザ光を溶接部に照射するとともに溶接部における送信用レーザ光の照射位置である送信位置を第１方向に走査する第１照射装置と、送信用レーザ光によって発生されて対象物の受信位置に到達する超音波を検出する検出装置と、検出装置によって検出された超音波のうちから対象物の下面で反射した反射波を抽出し、抽出された反射波に基づいて溶接部の内部欠陥の有無を判定する制御装置と、対象物における送信用レーザ光の照射部分の外観形状を計測する計測装置とを備える。制御装置は、計測装置による計測結果に基づいて、検出装置によって検出された超音波のうちから反射波を抽出するための反射波抽出条件を設定する。
【０００８】
（第２項）第１項に記載の溶接検査装置において、検出装置は、反射波を検出するための受信用レーザ光を受信位置に照射する第２照射装置を含む。制御装置は、反射波抽出条件として、送信位置で発生した超音波が対象物の下面で反射して受信位置に到達するのに要する到達時間の範囲を送信位置毎に規定した抽出時間範囲を設定し、検出装置によって検出された超音波のうちの抽出時間範囲内に到達した超音波を、反射波として抽出する。
【０００９】
（第３項）第２項に記載の溶接検査装置において、制御装置は、計測装置による計測結果に基づいて推定される反射波の伝播距離が長いほど、抽出時間範囲を到達時間が長くなる側にシフトさせる。
【００１０】
（第４項）第３項に記載の溶接検査装置において、計測装置は、レーザ光を照射部分に照射することによって照射部分の外観形状を計測するレーザスキャナを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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