CN112584957B - 焊接控制装置、显示控制装置、焊接系统、焊接控制方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了焊接控制装置、显示控制装置、焊接系统、焊接控制方法以及程序，控制对具有根部间隙的坡口进行电弧焊接时的焊接条件的焊接控制装置具有：第一检测单元，其从对形成于坡口的熔融部拍摄的图像中，对焊接行进的方向上的熔融部的前端的位置进行检测；第二检测单元，其对规定根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；判定单元，其判定端部的位置与熔融部的前端的位置之间的关系；以及控制单元，其根据判定的结果来控制焊接条件。

Description

焊接控制装置、显示控制装置、焊接系统、焊接控制方法以及 程序
技术领域
本发明涉及焊接控制装置、显示控制装置、焊接系统、焊接控制方法以及程序。
背景技术
近年来，在各种行业的焊接工序中自动化不断进展，但在具有根部间隙的坡口的电弧焊接中，除了由间隙宽度、错位、热变形引起的工件形状变化以外，还产生保护气体不良、磁吹等干扰，难以自动化。
针对上述课题，以往使用了视觉传感，该视觉传感使用了激光传感器、视觉传感器。
例如，在专利文献1中记载有以下的事项。即，分别记载了如下事项，用视觉传感器拍摄被焊接件的熔融池及其附近，并从拍摄到的图像提取熔融池的轮廓。从提取出的轮廓提取熔融池的左侧的前端点即左端点和右侧的前端点即右端点，并根据提取出的左端点的坐标和右端点的坐标来计算熔融池的前端部的宽度。根据计算出的熔融池的前端部的宽度来计算根部间隙的变化量，并基于计算出的根部间隙的变化量来计算焊炬摆动幅度的控制量和焊接速度的控制量。用计算出的焊炬摆动幅度和焊接速度的控制量来控制摆动幅度和焊接速度。若采用该控制方法，则无论是TIG(Tungsten Inert Gas)焊接还是GMA(GasMetal Arc)焊接，即使根部间隙改变，也能够稳定地得到良好的背焊道形状和焊道品质。
另外，在专利文献2中记载有执行以下的各工序的焊接方法以及焊接装置。使在焊接部设置有坡口的多个被焊接件相互接触地配置的工序。使电极以及填料接近多个被焊接件的焊接部，并在焊接部的附近将填料熔融的工序。在多个被焊接件的设置有坡口的面上，使用第一拍摄单元将熔融池、电极、填料作为被摄体而拍摄，并对得到的图像实施图像处理，提取第一信息的工序。在多个被焊接件的设置有坡口的面的相反侧的面上，使用第二拍摄单元将熔透焊道、赤热部作为被摄体而拍摄，并对得到的图像实施图像处理，提取第二信息的工序。基于第一信息以及第二信息，而控制焊接条件的工序。通过执行上述工序，能够可靠地产生熔透焊道。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2006-281282号公报
专利文献2：日本国特开2015-98031号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1所记载的方法通过从用视觉传感器拍摄到的图像提取熔融池的前端的左端点和右端点而计算熔融池的前端部的宽度，之后，仅用通过从计算出的宽度减去理想的宽度而求出的根部间隙的变化量来控制摆动幅度和焊接速度。但是，熔融池的前端的左端点和右端点由于磁吹等干扰、电弧电压、熔融池的物理性质等而时刻变化，不单纯地限于根部间隙越大则熔融池的前端部的宽度越增大。另外，为了更加精度良好地判定熔透焊道的优劣，并控制焊接条件，不仅利用根部间隙的变化量，还需要进行在其根部间隙熔透焊道是否妥当的判定。
专利文献2所记载的方法使用在被焊接件的设置有坡口的面设置的第一拍摄单元将熔融池等作为被摄体而拍摄，另一方面，使用在其相反侧的面设置的第二拍摄单元将熔透焊道和赤热部作为被摄体而拍摄，使用得到的图像信息来控制焊接条件。但是，在通过使用第二拍摄单元拍摄熔透焊道和赤热部来判定根部间隙的熔透焊道是否妥当的方法中，需要在被焊接件的设置有坡口的面的相反面设置第二拍摄单元，焊接装置复杂化，不能说是通用的。
本发明的目的在于，在产生了根部间隙的错位、热变形等工件形状的变化或者磁吹等干扰的情况下，也能够得到良好的熔透焊道。
用于解决课题的方案
本发明提供一种焊接控制装置，其控制对具有根部间隙的坡口进行电弧焊接时的焊接条件，该焊接控制装置具有：第一检测单元，其从对形成于坡口的熔融部拍摄的图像中，对焊接行进的方向上的熔融部的前端的位置进行检测；第二检测单元，其对规定根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；判定单元，其判定端部的位置与熔融部的前端的位置之间的关系；以及控制单元，其根据判定的结果来控制焊接条件。
在此，也可以是，第二检测单元根据对熔融部拍摄的图像对规定根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测。此时，也可以是，熔融部的前端的位置以及规定根部间隙的被焊接物的端部的位置以在图像上预先确定的基准点为基准而给出。
另外，也可以是，焊接条件是焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝进给速度、电极位置、焊丝插入位置以及摆动条件中的任一个或者多个。
另外，也可以是，判定单元判定在被焊接物的表面的与焊接行进方向以及被焊接物的厚度方向正交的坡口的宽度方向上，位于一侧的被焊接物的端部与熔融部的一侧的前端之间的位置关系、以及位于与一侧相反的另一侧的被焊接物的端部与熔融部的另一侧的前端之间的位置关系这两方或者一方。换言之，也可以是，判定单元判定以下两方或者一方：关于焊接行进的方向，熔融部的左侧的前端相对于位于左侧的被焊接物的端部的位置的关系；以及关于焊接行进的方向，熔融部的右侧的前端相对于位于右侧的被焊接物的端部的位置的关系。
并且，也可以是，判定单元判定以下两方或者一方：在坡口的宽度方向上，位于一侧的熔融部的前端是位于在一侧配置的被焊接物的端部的附近的范围内、还是位于从该附近的范围进一步向一侧超出的位置，还是位于从该附近的范围进一步向另一侧超出的位置；以及位于熔融部的另一侧的熔融部的前端是位于在另一侧配置的被焊接物的端部的附近的范围内、还是位于从该附近的范围进一步另一侧超出的位置、还是位于从该附近的范围进一步向一侧超出的位置。换言之，也可以是，判定单元判定以下两方或者一方：关于焊接行进的方向熔融部的位于左侧的前端是位于关于焊接行进的方向位于左侧的被焊接物的端部的附近的范围内、还是越过附近的范围而位于左侧、还是越过附近的范围而位于右侧；以及关于焊接行进的方向熔融部的位于右侧的前端是位于关于焊接行进的方向位于右侧的被焊接物的端部的附近的范围内、还是越过附近的范围而位于右侧、还是越过附近的范围而位于左侧。
另外，也可以是，控制单元根据在被焊接物的表面的与焊接行进方向以及被焊接物的厚度方向正交的坡口的宽度方向上，位于一侧的被焊接物的端部与熔融部的位于一侧的前端之间的距离、以及位于与一侧相反的另一侧的被焊接物的端部与熔融部的另一侧的前端之间的距离这两方或者一方来决定焊接条件的校正量。换言之，也可以是，控制单元根据以下两方或者一方来决定焊接条件的校正量，关于焊接行进的方向位于左侧的被焊接物的端部与熔融部的左侧的前端之间的距离；以及关于焊接行进的方向位于右侧的被焊接物的端部与熔融部的右侧的前端之间的距离。
另外，也可以是，控制单元基于学习了判定的结果与焊接条件之间的关系的模型，对焊接条件进行控制。
另外，也可以是，第一检测单元基于学习了拍摄熔融部的图像与熔融部的前端的位置之间的关系的第一模型，从新提供的图像中检测前端的位置，第二检测单元基于学习了图像与规定根部间隙的被焊接物的端部的位置之间的关系的第二模型，从新提供的图像中检测端部的位置。
另外，也可以是，根据焊接电流来变更对熔融部进行拍摄时的每单位时间的透过光量或者波长区域。
另外，也可以是，还具有显示控制单元，该显示控制单元将表示作为熔融部的前端而检测出的位置的标记以及表示作为规定根部间隙的端部而检测出的位置的直线在拍摄熔融部的图像上重叠地显示。并且，也可以是，标记在每次新检测出熔融部的前端时在检测出的位置上显示。
另外，也可以是，还具有显示控制单元，所述显示控制单元使按照预先确定的基准评价端部的位置与熔融部的前端的位置之间的关系的结果与端部建立对应关系地按时间序列显示。
另外，本发明提供一种显示控制装置，其使在对具有根部间隙的坡口的电弧焊接中拍摄的形成于坡口的熔融部的图像显示于显示部，该显示控制装置具有显示控制部，该显示控制部在图像上重叠地显示从图像中检测出的、表示焊接行进的方向上的熔融部的前端的位置的标记、以及表示规定根部间隙的被焊接物的端部的位置的直线。
另外，本发明提供一种焊接系统，其具有：焊接装置，其对被焊接物进行电弧焊接；视觉传感器，其安装于能够拍摄在具有根部间隙的坡口形成的熔融部进行的位置；以及焊接控制装置，其对规定焊接装置的动作的焊接条件进行控制，焊接控制装置具有：第一检测单元，其从由视觉传感器拍摄到的图像中，对焊接行进的方向上的熔融部的前端的位置进行检测；第二检测单元，其对规定根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；判定单元，其判定端部的位置与熔融部的前端的位置之间的关系；以及控制单元，其根据判定的结果来控制焊接条件。
另外，本发明提供一种焊接控制方法，其控制对具有根部间隙的坡口进行电弧焊接时的焊接条件，该焊接控制方法包括以下工序：从对形成于坡口的熔融部拍摄的图像中，对焊接行进的方向上的熔融部的前端的位置进行检测；对规定根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；判定端部的位置与熔融部的前端的位置之间的关系；以及根据判定的结果来控制焊接条件。
另外，本发明也可以是一种程序，其用于焊接控制装置，该焊接控制装置控制对具有根部间隙的坡口进行电弧焊接时的焊接条件，该程序用于使焊接控制装置实现以下功能：从对形成于坡口的熔融部拍摄的图像中，对焊接行进的方向上的熔融部的前端的位置进行检测；对规定根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；判定端部的位置与熔融部的前端的位置之间的关系；以及根据判定的结果来控制焊接条件。
发明效果
根据本发明，即使在产生了根部间隙的错位、热变形等工件形状的变化或者磁吹等干扰的情况下，也能够维持良好的熔透焊道。
附图说明
图1是示出实施方式的焊接系统的结构例的整体结构图。
图2是示出用视觉传感器拍摄进行电弧焊接的部位而得到的图像的例子的照片。
图3是对构成焊接控制装置的各部的结构进行说明的结构框图。
图4是示出由特征量提取部进行的特征量的提取例的说明图。
图5A是示出填充焊丝的熔融适量的情况的说明图。
图5B是示出填充焊丝的熔融不适当的情况的例子的说明图。
图5C是示出无法进行填充焊丝的熔融的判定的情况的例子的说明图。
图5D是示出填充焊丝的熔融不适当的情况的例子的说明图。
图6是示出本实施方式的焊接系统用于得到良好的熔透焊道的焊接控制方法的一例的流程图。
图7是示出作为处理图像而切出的范围的例子的说明图。
图8是对在速度控制模式的设定有效的情况下执行的控制的详细情况进行说明的流程图。
图9是对在电流控制模式的设定有效的情况下执行的控制的详细情况进行说明的流程图。
图10是对在焊丝控制模式的设定有效的情况下执行的控制的详细情况进行说明的流程图。
图11A是示出将由特征量提取部提取出的左端点和对应的左边缘线与由视觉传感器拍摄到的图像重叠而显示的画面的例子的说明图。
图11B是示出将由特征量提取部提取出的右端点和对应的右边缘线与由视觉传感器拍摄到的图像重叠而显示的画面的例子的说明图。
图12是示出将判定部的判定的结果与根部间隙的左边缘和右边缘建立对应关系而显示的画面的例子的说明图。
图13是对具有学习装置的焊接控制装置的结构例进行说明的说明图。
图14是示出特征量提取部将从视觉传感器输入的图像应用于学习模型并提取特征量为止的处理过程的说明图。
图15是示出判定部将从视觉传感器输入的图像应用于学习模型、并输出四种判定结果中的任一个为止的处理过程的说明图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
在本实施方式中，对作为使用非消耗电极的焊接系统的一例的TIG焊接系统进行说明。以下，简称为焊接系统1。
需要说明的是，本发明并不限定于本实施方式中说明的结构。例如，在作为使用消耗电极的焊接系统的一例的MAG(Metal Active Gas)焊接系统中，也能够应用本发明。
＜焊接系统的整体结构＞
图1是示出实施方式的焊接系统1的结构例的整体结构图。
焊接系统1具有：焊接装置10，其对被焊接件进行电弧焊接；以及焊接控制装置20，其对规定焊接装置10的动作的焊接条件进行控制。被焊接件是被焊接物的一例。图1所示的焊接装置10具有：视觉传感器11，其相对于焊接部位配置于焊接行进的方向的前方；焊炬12，其具有TIG电极；填充焊丝13用的未图示的焊丝轴；进给填充焊丝13的未图示的进给机；以及管道线缆14，其支承填充焊丝13。以下，将上述的焊接行进的方向称为“焊接方向”，将焊接的行进方向的前方称为“焊接方向前方”。
焊接装置10搭载于作为台车的载台30，并与载台30一起沿着导轨31移动。在图1的情况下，导轨31与焊接方向平行地设置。在本实施方式的焊接装置10中，在进行电弧焊接的部位设置有坡口的一对被焊接件50夹着未图示的根部间隙而配置。在图1的情况下，一对被焊接件50中的一方沿Y轴方向即纸面进深侧排列而配置。根部间隙是指在一对被焊接件之间设置的间隙。在图1的情况下，焊接方向是X轴的方向。在本实施方式中，也将被电弧焊接的部位称为焊接线。本实施方式的焊接线延长的方向与X轴平行。需要说明的是，Z轴与上下方向对应。
本实施方式的焊接控制装置20对由视觉传感器11拍摄到的图像进行处理，并对焊接装置10的焊接条件进行控制。在此的视觉传感器11为一个，未使用拍摄熔透焊道的视觉传感器。本实施方式的焊接控制装置20作为执行程序的计算机而构成。此外，在焊接系统1还配置有将产生电弧16的电压施加于电极的焊接电源40以及在焊接装置10内循环冷却水的未图示的冷却水循环器。另外，也可以在焊接系统1设置图3所示的能够进行焊接条件的输入、构成焊接装置的各驱动部的手动操作等的示教器17。示教器17既可以设置于焊接装置10的内部，也可以设置于焊接装置10的外部。例如示教器17也可以设置于载台30上。
＜焊接装置10的结构＞
图1所示的焊接装置10具备保持TIG电极的焊炬12以及支承填充焊丝13的管道线缆14。
在此，也将与平行于X轴的焊接线正交且与被焊接件的表面平行的坡口的宽度方向称为左右方向。左右方向相当于Y轴方向。
焊炬12支承于在与平行于X轴的焊接线正交的Y轴方向以及相对于由X轴和Y轴规定的平面垂直的Z轴方向上滑动的两轴滑动件15。另外，焊接装置10具备向被焊接件50供给填充焊丝13的未图示的焊丝轴。
＜焊炬12的结构＞
焊炬12具有TIG电极。在该TIG电极通过从焊接电源40施加电压而产生电弧16。
在图1的例子中，在一个载台30搭载有一个焊炬12，但也可以设置多个焊炬12。两轴滑动件15支承焊炬12。两轴滑动件15具有使焊炬12沿Y轴方向滑动的横滑动部以及使焊炬12沿Z轴方向滑动的纵滑动部。Y轴方向与相对于工件的表面平行的坡口的宽度方向一致。横滑动部使焊炬12以振动(oscillate)的方式滑动。Z轴方向是被焊接件50的厚度方向。横滑动部以及纵滑动部具有传递未图示的马达的动力的动力传递机构等，也能够使TIG电极沿Y轴方向以及Z轴方向分别自动地滑动，也能够在焊接的中途使TIG电极进行摆动动作。需要说明的是，在使用多个焊炬12的情况下，焊炬12与焊炬12之间的距离、即极间距离优选为50～400mm。通过将极间距离设为50mm以上，能够进一步抑制输入热量。另外，通过将极间距离设为400mm以下，从而熔透焊道的外观变得更加良好，且焊接条件的控制变得容易。
＜载台30和导轨31的结构＞
载台30如图1所示沿着导轨31相对于X轴方向、换言之焊接线的方向平行地行驶。通过载台30的行驶，从而焊接装置10的整体沿X轴方向移动。
＜视觉传感器11的结构＞
在本实施方式的情况下，视觉传感器11设置于比焊炬12靠焊接行进的方向侧的位置。换言之，视觉传感器11设置于比焊炬12靠焊接方向前方的位置。图2是示出用视觉传感器11拍摄进行电弧焊接的部位而得到的图像100的例子的照片。
在图像100中包括熔融部101及其周围的非熔融部102。熔融部101由熔融了的填充焊丝13形成。以下，也将熔融部101称为熔融池。非熔融部102包括位于在根部间隙的Y轴方向上成为一侧的左侧的被焊接件50L的坡口部分、位于在根部间隙的Y轴方向上成为另一侧的右侧的被焊接件50R的坡口部分、根部间隙的非熔融部分。需要说明的是，在图像100中也拍入了焊炬12、填充焊丝13、管道线缆14。
在本实施方式的情况下，视觉传感器11配置于支承填充焊丝13的管道线缆14与焊炬12之间的空间。视觉传感器11的种类无特别限定，但能够在紫外线区域至红外线区域的广波长区域内拍摄，动态范围越广越优选。在本实施方式的情况下，视觉传感器11的安装位置固定，由视觉传感器11拍摄图像100的范围也大体固定。不过也可以是，拍摄的范围不固定，例如与焊炬12的摆动相匹配地，将拍摄的范围放大、接近或者摆动。
然而，电弧16的亮度根据焊接电流而变化。当亮度变化时，在由视觉传感器11拍摄的图像100中，规定根部间隙的被焊接件50L以及50R的端部、熔融池的前端部的形状的识别变得困难。因此，优选使用与焊接电流相应的快门速度、光圈、ND(Neutral Density)滤波器、带通滤波器、短通滤波器、长通滤波器等，对入射的每单位时间的光的量或者波长进行调整。
需要说明的是，快门速度、光圈、ND滤波器影响向视觉传感器11入射的光的量，带通滤波器、短通滤波器、长通滤波器影响视觉传感器11能够得到的波长。例如，在焊接电流小于200A的情况下，优选为使视觉传感器11得到的光量相对于预先确定的波长或者波长区域为15～95％的范围内，即，在将进来的光量设为100的情况下，以使视觉传感器11得到的光量透过15～95的方式对快门速度、光圈、ND滤波器等进行调整。例如在焊接电流为200A～400A的情况下，优选为使视觉传感器11得到的光量相对于预先确定的波长或者波长区域为5～90％的范围内，即，在将进来的光量设为100的情况下，以使视觉传感器11得到的光量透过5～90的方式对快门速度、光圈、ND滤波器等进行调整。例如在焊接电流超过500A的情况下，优选为使视觉传感器11得到的光量相对于预先确定的波长或者波长区域为0.5～85的范围内，即在将进来的光量设为100的情况下，以使视觉传感器11得到的光量透过0.5～85的方式对快门速度、光圈、ND滤波器等进行调整。另外，向视觉传感器11入射的波长或者波长区域例如优选从500～1200nm的范围内选择。更优选为，视觉传感器11得到的光量与焊接条件的控制相匹配地自动地调整。另外，也可以进行对拍摄的图像100中的任意的部位的亮度值进行计测、并控制为预先确定的设定亮度值那样的自动调整。需要说明的是，任意的部位例如能够举出熔融池。
＜焊接控制装置20的结构＞
在本实施方式的情况下，焊接控制装置20(参照图1)与搭载于载台30(参照图1)的焊接装置10(参照图1)分离设置，进行构成焊接装置10的各部的动作的控制、焊接条件的控制、以及对由视觉传感器11拍摄到的图像进行处理、运算或者判定并输出焊接条件的校正量的控制等。
在构成焊接装置10的各部的动作的控制中，例如与预先设定的焊接条件相匹配地，对由有助于摆动条件的两轴滑动件进行的滑动、载台30的移动速度即焊接速度、填充焊丝13的供给速度等动作进行控制。需要说明的是，也可以将全部控制由一个控制面板执行，但也可以根据用途而分割焊接控制装置20。另外，焊接控制装置20包括存储并输出焊接条件的控制。
图3是对构成焊接控制装置20的各部的结构进行说明的结构框图。
焊接控制装置20包括存储部201、图像输入部202、图像处理部203、特征量提取部204、判定部205、校正量运算部206、焊接装置I/F处理部207、焊接电源I/F处理部208。存储部201例如存储由示教器17等预先设定的焊接条件。在存储的焊接条件中，例如具有焊接电流、电弧电压、载台30的移动速度即焊接速度、填充焊丝13的进给速度、摆动条件、被焊接件50L以及50R的条件等。在摆动条件中，例如具有振动速度、振动停止时间、振动幅度，反转高度、变位量等信息。在被焊接件50L以及50R的条件中，例如具有板厚、坡口的形状、坡口的角度、根部间隙等信息。
向图像输入部202输入由视觉传感器11拍摄到的图像。
图像处理部203执行强调所输入的图像的边缘的前处理、处理部分的提取等。在边缘强调前处理中，例如执行噪声去除、清晰化、二值化等。在处理部分的提取中，例如执行处理图像的切出、范围的指定、中心点、中心轴的设定等。
特征量提取部204从由图像处理部203处理后的图像100之中执行预先确定的特征量的提取。
图4是示出由特征量提取部204(参照图3)进行的特征量的提取例的说明图。提取特征量之前的图像100与图2的图像100对应。
在本实施方式的情况下，特征量提取部204提取规定根部间隙的左端的左边缘线111L、规定根部间隙的右端的右边缘线111R、熔融部101中的沿焊接行进的方向成长的左侧的前端即左端点112L和右侧的前端即右端点112R，而作为特征量。熔融部101形成于被焊接件50L以及50R中的形成有坡口的壁面的附近。
在此的特征量提取部204是第一检测单元的一例并且也是第二检测单元的一例。
判定部205(参照图3)基于由特征量提取部204提取出的左端点112L相对于左边缘线111L的位置的关系以及由特征量提取部204提取出的右端点112R相对于右边缘线111R的位置的关系，而判定形成于背面侧的熔透焊道的优劣。在此的判定部205是判定单元的一例。图5A～图5D是示出由判定部205进行判定方法的一例的说明图。在图5A～图5D中，示出左边缘线111L与左端点112L的关系。右边缘线111R与右端点112R的关系也能够同样地判定。图5A是示出填充焊丝13(参照图1)的熔融适量的情况的说明图。图5A中的虚线表示以左边缘线111L为基准位置的判定用的边界位置。在本实施方式的情况下，将Y轴的方向上的虚线与虚线的间的距离设为D。距离D预先给出。在图5A中，左端点112L相对于左边缘线111L在左右方向上位于0.5D以内。
图5B是示出填充焊丝13(参照图1)的熔融不适当的情况的例子的说明图。在图5B中，左端点112L从左边缘线111L向左方向分离1.5D以上。
图5C是示出无法进行填充焊丝13(参照图1)的熔融的判定的情况的例子的说明图。在图5C中，左端点112L从左边缘线111L向左方向分离0.5以上且小于1.5D。
图5D是示出填充焊丝13(参照图1)的熔融不适当的情况的例子的说明图。在图5D中，左端点112L从左边缘线111L向右方向分离1.5D以上。
需要说明的是，在图5A～图5D中，左方向是从根部间隙分离的方向，右方向是接近根部间隙的中心线的方向。
校正量运算部206(参照图3)计算与判定部205(参照图3)的判定的结果相应的校正量。例如，在左边缘线111L与左端点112L的位置的关系处于图5B或者图5D所示的关系而判定为现状的熔透焊道的状态不良的情况下，校正量运算部206计算焊接条件的校正量。
校正量运算部206例如优选为对焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝进给速度、电极位置、焊丝插入位置以及摆动条件中的任一个或者多个计算焊接条件的校正量。
向焊接装置I/F处理部207(参照图3)以及焊接电源I/F处理部208(参照图3)输入存储于存储部201(参照图3)的焊接条件和由校正量运算部206计算出的校正量。焊接装置I/F处理部207基于所输入的焊接条件和校正量而生成向焊接装置10输出的焊接条件指令。焊接电源I/F处理部208基于所输入的焊接条件和校正量而生成向焊接电源40输出的焊接条件指令。
需要说明的是，校正量运算部206、焊接装置I/F处理部207以及焊接电源I/F处理部208是控制焊接条件的控制单元的一例。
显示控制部209(参照图3)执行将判定部205的判定的结果显示于显示部210(参照图3)的画面上的处理。例如，显示控制部209将由特征量提取部204提取出的熔融池的前端点以及规定根部间隙的端部的直线与由视觉传感器11拍摄到的图像100重叠而显示。例如，将左端点112L和对应的左边缘线111L与图像100重叠而显示。或者，将右端点112R和对应的右边缘线111R与图像100重叠而显示。该显示与特征量的提取一并显示。
另外，显示控制部209将判定部205的判定的结果、即表示焊接的优劣的信息与左端点112L以及右端点112R建立对应关系而显示。在本实施方式中，分别针对左端点112L以及右端点112R，将判定的结果按时间序列显示。在此的显示控制部209是显示控制装置的一例并且也是显示控制单元的一例。
＜控制方法＞
图6是示出本实施方式的焊接系统1(参照图1)用于得到良好的熔透焊道的焊接控制方法的一例的流程图。
在本实施方式的情况下，图6所示的控制由焊接控制装置20(参照图1)执行。图中的附图标记S表示步骤。
首先，焊接控制装置20设定处理模式(步骤1)。在此，将从示教器17读出的焊接条件设定于存储部201。
焊接条件例如优选为焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝进给速度、电极位置、焊丝插入位置以及摆动条件中的任一个或者多个。
在本实施方式中，设定是否对焊接速度、焊接电流、焊丝进给速度进行控制。通过按每个控制模式来设定“有效”或者“无效”，能够选择“速度控制模式”、“电流控制模式”、“焊丝控制模式”中的一个或者多个控制。
当各种条件设定于存储部201时，焊接控制装置20指示焊接的开始。
在焊接的开始后，视觉传感器11拍摄包括电弧附近的熔融部101和非熔融部102的图像100，并将与拍摄到的图像100对应的图像数据输出。该图像数据向焊接控制装置20的图像输入部202输入(步骤2)。即，获取焊接图像。
接下来，图像处理部203从所输入的图像切出预先设定的范围来作为处理图像，并执行切出后的图像的噪声去除、清晰化、二值化等的边缘强调前处理。
图7是示出作为处理图像而切出的范围的例子的说明图。
当然，图7所示的切出例是一例。
在图7的例子的情况下，切出分别包括熔融部101的两个前端点的两个处理范围120L以及120R。处理范围120L包括熔融部101的左端点112L和左侧的被焊接件50L的坡口部分的壁面。处理范围120R包括熔融部101的右端点112R和右侧的被焊接件50R的坡口部分的壁面。
处理范围120L以及120R分别基于预先指定的基准点PL以及PR而切出。以基准点PL为基准给出处理范围120L内的位置，以基准点PR为基准给出处理范围120R内的位置。
处理范围120L以及120R可以以预先确定的基准点PL以及PR为基准而固定地确定，但也可以伴随着图像处理部203输入的图像100的变化，而每次改变设定处理范围120L以及120R的区域。例如，也可以以摆动的焊炬12的前端为基准点，与摆动相匹配地改变处理范围。
返回图6的说明。
当图像处理结束时，特征量提取部204利用图像处理来提取特征量(步骤3)。在本实施方式的情况下，特征量提取部204提取与根部间隙的左端对应的左边缘线111L、与根部间隙的右端对应的右边缘线111R、熔融池的左侧的前端即左端点112L、熔融池的右侧的前端即右端点112R来作为特征量。
左边缘线111L以及右边缘线111R通过将二值化后的图像进行霍夫(Hough)变换而提取。在本实施方式中，对处理范围120L以及120R分别进行霍夫(Hough)变换，将对处理范围120L以及120R分别检测出的多个直线中的最长的直线设为左边缘线111L以及右边缘线111R。在此的直线为一次函数、即由x＝ay+b给出。x以及y是基准点PL以及PR的坐标值，a是斜率，b是截距。
需要说明的是，特征量提取部204将处理范围120L所包括的作为熔融池的前端的圆弧形状作为左端点112L而检测，并将处理范围120R所包括的作为熔融池的前端的圆弧形状作为右端点112R而检测。
从与处理范围120L以及120R对应的图像100提取出的特征量的信息给予判定部205。判定部205如图5A～图5D所示，判定左端点112L与根部间隙的左边缘线111L的位置关系、或者右端点112R与根部间隙的右边缘线111R的位置关系，在任一方位置关系意味着焊接的不良的情况下，校正量运算部206对预先设定的焊接条件的校正量进行运算。
接下来，判定部205以及校正量运算部206对速度控制模式(步骤4)、电流控制模式(步骤6)、焊丝控制模式(步骤8)分别判定设定有效还是无效。
在速度控制模式的设定有效的情况(在步骤4中有效的情况)下，判定部205以及校正量运算部206控制焊接速度(步骤5)。之后，判定部205以及校正量运算部206进入步骤6。
在速度控制模式的设定无效的情况(在步骤4中无效的情况)下，判定部205以及校正量运算部206判定电流控制模式的设定是否有效(步骤6)。
在电流控制模式的设定有效的情况(在步骤6中有效的情况)下，判定部205以及校正量运算部206控制焊接电流(步骤7)。之后，判定部205以及校正量运算部206进入步骤8。
在电流控制模式的设定无效的情况(在步骤6中无效的情况)下，判定部205以及校正量运算部206判定焊丝控制模式的设定是否有效(步骤8)。
在焊丝控制模式的设定有效的情况(在步骤8中有效的情况)下，判定部205以及校正量运算部206控制焊丝速度(步骤9)。之后，判定部205以及校正量运算部206返回步骤2。
在焊丝控制模式的设定无效的情况(在步骤8中无效的情况)下，判定部205以及校正量运算部206也返回步骤2。
该循环处理在执行被焊接件50L以及50R的焊接期间反复进行。
以下，说明步骤5的焊接速度的控制、步骤7的焊接电流的控制、步骤9的焊丝速度的控制的详细情况。
＜焊接速度的控制＞
图8是对在速度控制模式的设定有效的情况下执行的控制的详细情况进行说明的流程图。
首先，判定部205判定图像100(步骤11)。
判定部205判定提取出的熔融池的前端点相对于根部间隙的边缘线的位置的关系(步骤12)。具体而言，判定提取出的左端点112L相对于根部间隙的左边缘线111L是否满足图5A所示的关系。换言之，判定左端点112L与根部间隙的左边缘线111L的相对距离是预先确定的范围内还是范围外。同样地，判定提取出的右端点112R相对于根部间隙的右边缘线111R是否满足图5A所示的关系。换言之，判定右端点112R与根部间隙的右边缘线111R的相对距离是预先确定的范围内还是范围外。
在本实施方式的情况下，判定部205计算左端点112L与根部间隙的左边缘线111L的距离LL、或者右端点112R与根部间隙的右边缘线111R的距离LR。需要说明的是，利用摆动驱动的焊炬12(参照图1)的图像内的位置而一次计算距离LL或者LR这两方。以下，也将距离LL以及距离LR总称为距离L。
在此，当将熔融池的前端点即左端点112L或者右端点112R的坐标代表性地设为(X1，Y1)，并将给出根部间隙的左边缘线111L或者右边缘线111R的一次函数代表性地设为x＝ay+b时，距离L以下式表示。
L＝abs(X1-aY1-b)/√(X12+Y12)(式1)
在此，abs()是给出括号内的数值的绝对值的函数。另外，a是斜率，b是截距。
在距离L为预先确定的范围内的情况下，判定部205判定为熔透焊道良好。另一方面，在距离L为预先确定的范围外的情况下，判定部205判定为熔透焊道不良。
在步骤12的判定中判定为范围外、即不良的情况下，判定部205进一步判定范围外是否持续了预先确定的一定时间(步骤13)。
在步骤13中得到了否定结果的情况下，判定部205判定为不良的原因是由于单纯的干扰，并进入步骤15。在该情况下，维持焊接速度。另一方面，在步骤13得到了肯定结果的情况下，判定部205判定熔透焊道持续地不良。在本实施方式的情况下，校正量运算部206以增减焊接速度的方式计算校正量(步骤14)。例如，当在步骤12的判定中判定为如图5B那样时以增加焊接速度的方式计算校正量，当判定为如图5D那样时以减小焊接速度的方式计算校正量。在该情况下，将校正后的焊接速度作为焊接条件指令向焊接装置10输出。需要说明的是，在本实施方式中，焊接速度设为载台30的移动速度。
这样，焊接速度的校正量优选为基于熔融池的前端点与根部间隙的边缘线的距离的关系、判定为距离不良的持续时间而运算。
在本实施方式的情况下，判定部205进一步判定熔融池的形状(步骤15)。需要说明的是，该熔融池的形状的判定的执行是任意的。
通过利用熔融池的前端点与根部间隙的边缘线的关系控制焊接速度，能够维持良好的熔透焊道，但由于焊接速度的增减，熔敷量也另外变化。
于是，本实施方式的判定部205例如从处理范围120L或者120R的图像100取得熔融池的宽度、面积、体积等信息，并根据所取得的信息来检测熔融池的形状。进一步，判定部205将检测出的熔融池的形状与预先设定的理想的形状进行比较，或者评价与理想的形状的差量，判定检测出的熔融池的形状相对于理想的形状是规定的范围内还是范围外(步骤15)。
在步骤15的判定中判定为范围外的情况下，判定部205进一步判定范围外是否持续了预先确定的一定时间(步骤16)。
在步骤16中得到了否定结果的情况下，判定部205判定为形状被判定为范围外的原因是由于单纯的干扰，维持当前的焊接速度并结束处理。
另一方面，在步骤16中得到了肯定结果的情况下，判定部205判定为形状持续为范围外。在本实施方式的情况下，校正量运算部206以增减焊接速度的方式计算校正量(步骤17)。例如，在判定为在步骤14中过度提高焊接速度而使熔敷量相比规定范围增加的情况下，以降低焊接速度并使熔融池的形状接近理想的形状的方式施加调整。
在该情况下，将加上步骤14与步骤17这两方的校正量而得到的焊接速度作为焊接条件指令向焊接装置10输出。
这样，焊接速度的校正量优选为不仅利用熔融池的前端点与根部间隙的边缘线的距离的关系、判定为距离不良的持续时间，还加上熔融池的形状的变化而运算。
＜焊接电流的控制＞
图9是对在电流控制模式的设定有效的情况下执行的控制的详细情况进行说明的流程图。
首先，判定部205判定图像100(步骤21)。
判定部205判定提取出的熔融池的前端点相对于根部间隙的边缘线的位置的关系(步骤22)。具体而言，判定提取出的左端点112L相对于左边缘线111L是否满足图5A所示的关系。换言之，判定左端点112L与左边缘线111L的相对距离是预先确定的范围内还是范围外。同样地，判定提取出的右端点112R相对于右边缘线111R是否满足图5A所示的关系。换言之，判定右端点112R与右边缘线111R的相对距离是预先确定的范围内还是范围外。
在本实施方式的情况下，判定部205计算左端点112L与左边缘线111L的距离LL、或者右端点112R与右边缘线111R的距离LR。需要说明的是，利用摆动驱动的焊炬12(参照图1)的图像内的位置而一次计算距离LL或者LR这两方。以下，也将距离LL以及距离LR总称为距离L。
在此的距离L也使用前述的式1来计算。
在距离L为预先确定的范围内的情况下，判定部205判定为熔透焊道良好。另一方面，在距离L为预先确定的范围外的情况下，判定部205判定为熔透焊道不良。
在步骤22的判定中判定为范围外、即不良的情况下，判定部205进一步判定范围外是否持续了预先确定的一定时间(步骤23)。
在步骤23中得到了否定结果的情况下，判定部205判定为不良的原因是由于单纯的干扰，并进入步骤26。在该情况下，维持焊接速度。另一方面，在步骤23中得到了肯定结果的情况下，判定部205判定为熔透焊道持续地不良。在本实施方式的情况下，校正量运算部206以增减焊接电流的方式计算校正量(步骤24)。例如，当在步骤23的判定中判定为如图5B那样时以减小焊接电流的方式计算校正量，当判定为如图5D那样时以增加焊接电流的方式计算校正量。需要说明的是，在焊接电流的波形为脉冲形状的情况下，焊接电流例如以平均脉冲电流来判断即可。平均脉冲电流为了通过峰值电流值、基值电流值、峰值期间或者基值期间等参数来变化，优选为预先将这些参数中的一个或者两个以上决定为增减平均脉冲电流的参数。在该情况下，将校正后的焊接电流作为焊接条件指令向焊接电源40输出。
这样，焊接电流的校正量优选为基于熔融池的前端点与根部间隙的边缘线的距离的关系、判定为距离不良的持续时间而运算。
在该情况下，判定部205也进一步判定熔融池的形状(步骤25)。在此，熔融池的形状的判定的执行也是任意的。
本实施方式的判定部205例如从处理范围120L或者120R的图像100取得熔融池的宽度、面积、体积等信息，比根据所取得的信息来检测熔融池的形状。进一步，判定部205将检测出的熔融池的形状与预先设定的理想的形状进行比较，或者评价差量，判定检测出的熔融池的形状相对于理想的形状是规定的范围内还是范围外(步骤25)。
在步骤25的判定中判定为范围外的情况下，判定部205进一步判定范围外是否持续了预先确定的一定时间(步骤26)。
在步骤26中得到了否定结果的情况下，判定部205判定为形状被判定为范围外的原因是由于单纯的干扰，维持当前的焊接电流以及脉冲电流并结束处理。
另一方面，在步骤26中得到了肯定结果的情况下，判定部205判定为形状持续为范围外。在本实施方式的情况下，校正量运算部206以增减焊接电流的方式计算校正量(步骤27)。例如，以降低在步骤24中过度提高了的焊接电流而使熔融池的形状接近理想的形状的方式施加调整。
在该情况下，将加上步骤24与步骤27这两方的校正量而得到的焊接电流作为焊接条件指令向焊接电源40输出。
这样，焊接电流的校正量优选为不仅利用熔融池的前端点与根部间隙的边缘线的距离的关系、判定为距离不良的持续时间，还加上熔融池的形状的变化而运算。
＜焊丝速度的控制＞
图10是对在焊丝控制模式的设定有效的情况下执行的控制的详细情况进行说明的流程图。
首先，判定部205判定图像100(步骤31)。
判定部205判定提取出的熔融池的前端点相对于根部间隙的边缘线的位置的关系(步骤32)。具体而言，判定提取出的左端点112L相对于左边缘线111L是否满足图5A所示的关系。换言之，判定左端点112L与左边缘线111L的相对距离是预先确定的范围内还是范围外。同样地，判定提取出的右端点112R相对于右边缘线111R是否满足图5A所示的关系。换言之，判定右端点112R与右边缘线111R的相对距离是预先确定的范围内还是范围外。
在本实施方式的情况下，判定部205计算左端点112L与左边缘线111L的距离LL、或者右端点112R与右边缘线111R的距离LR。需要说明的是，利用摆动驱动的焊炬12(参照图1)的图像内的位置而一次计算距离LL或者LR这两方。以下，也将距离LL以及距离LR总称为距离L。
在此的距离L，也使用前述的式1来计算。
在距离L为预先确定的范围内的情况下，判定部205判定为熔透焊道良好。另一方面，在距离L为预先确定的范围外的情况下，判定部205判定为熔透焊道不良。
在步骤32的判定中判定为范围外、即不良的情况下，判定部205进一步判定范围外是否持续了预先确定的一定时间(步骤33)。
在步骤33中得到了否定结果的情况下，判定部205判定为不良的原因是由于单纯的干扰，并进入步骤35。在该情况下，维持焊接速度。另一方面，在步骤33中得到了肯定结果的情况下，判定部205判定为熔透焊道持续地不良。在本实施方式的情况下，校正量运算部206以增减焊丝进给速度的方式计算校正量(步骤34)。例如，当在步骤33的判定中判定为如图5B那样时以减小焊丝进给速度的方式计算校正量，当判定为如图5D那样时以增加焊丝进给速度的方式计算校正量。在该情况下，将校正后的焊丝进给速度作为焊接条件指令向焊接装置10输出。
这样，焊丝进给速度的校正量优选为基于熔融池的前端点与根部间隙的边缘线的距离的关系、判定为距离不良的持续时间而运算。
在该情况下，判定部205也判定熔融池的形状(步骤35)。在此，熔融池的形状的判定的执行也是任意的。
本实施方式的判定部205例如从处理范围120L或者120R的图像100取得熔融池的宽度、面积、体积等信息，并根据所取得的信息检测熔融池的形状。进一步，判定部205将检测出的熔融池的形状与预先设定的理想的形状进行比较，或者评价差量，判定检测出的熔融池的形状相对于理想的形状是规定的范围内还是范围外(步骤35)。
在步骤35的判定中判定为范围外的情况下，判定部205进一步判定范围外是否持续了预先确定的一定时间(步骤36)。
在步骤36中得到了否定结果的情况下，判定部205判定为形状被判定为范围外的原因是由于单纯的干扰，维持当前的焊接电流以及脉冲电流并结束处理。
另一方面，在步骤36中得到了肯定结果的情况下，判定部205判定为形状持续为范围外。在本实施方式的情况下，校正量运算部206以增减焊丝进给速度的方式计算校正量(步骤37)。例如，以提高在步骤34中过度降低了的焊丝进给速度而使熔融池的形状接近理想的形状的方式施加调整。另外，校正量运算部206以增减焊接电流的方式计算校正量(步骤38)。
在该情况下，将加上步骤34与步骤37这两方的校正量而得到的焊丝进给速度作为焊接条件指令向焊接装置10输出。
这样，焊丝进给速度的校正量优选为不仅利用熔融池的前端点与根部间隙的边缘线的距离的关系、距离判定为不良的持续时间，还加上熔融池的形状的变化而运算。
＜显示控制部209的处理＞
在本实施方式的焊接控制装置20的显示控制部209准备有用于作业者对由特征量提取部204提取出的特征量的位置进行确认的显示功能。不过，该功能的搭载是任意的。
图11A是示出将由特征量提取部204提取出的左端点112L和对应的左边缘线111L与由视觉传感器11拍摄到的图像100重叠而显示的画面的例子的图。在图11A中，将左端点112L以圆形的标记表示，将提取出的左边缘线111L以直线表示。
图11B是示出将由特征量提取部204(参照图3)提取出的右端点112R和对应的右边缘线111R与由视觉传感器11拍摄到的图像100重叠而显示的画面的例子的图。在图11B中，将右端点112R以圆形的标记表示，将提取出的右边缘线111R以直线表示。
图11A以及图11B中的左端点112L以及右端点112R的显示色、左边缘线111L以及右边缘线111R的显示色是任意的。不过，可以使提取出的特征点的亮度与周围的图像相比较高，也可以使显示色为接近周围的图像的相反色的颜色，以使得由作业者进行的确认容易。
这样，通过将表示提取出的特征量的标记、直线与提取出特征量的图像100重叠而显示，作业者能够目视确认是否正确执行了提取。
另外，在本实施方式的焊接控制装置20的显示控制部209准备有用于作业者对由判定部205进行的判定的结果进行确认的显示功能。该功能的搭载也是任意的。
图12是示出将判定部205的判定的结果与根部间隙的左边缘和右边缘建立对应关系而显示的画面的例子的说明图。
在图12中，位于左侧的带状的显示栏130L表示与根部间隙的左边缘对应的判定结果，位于右侧的带状的显示栏130R表示与根部间隙的右边缘对应的判定结果。
在图12的情况下，在输出判定结果的时间点以线段表示，在未输出判定结果的期间以空白表示。
在本实施方式的情况下，以线段的颜色的差异来表示判定的结果的优劣。例如，蓝色在判定为形成了良好的熔透焊道的情况下使用。该情况是前端点与根部间隙的边缘线满足图5A的关系的情况。
另外，红色在判定为熔透焊道的形成不良的情况下使用。该情况下是前端点与根部间隙的边缘线满足图5B或者图5D的关系的情况。
另外，黄色在判定为熔透焊道的优劣不明的情况下使用。该情况是前端点与根部间隙的边缘线满足图5C的关系的情况。
在图12的情况下，最新的判定结果显示于各显示栏130L以及130R的最上部。因此，各显示栏130L以及130R的最下部与显示的判定结果的得到的时间点最早的时间点的信息对应。
＜其他实施方式＞
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的技术的范围并不限定于上述的实施方式所记载的范围。从专利权利要求的记载显而易见的是，对上述的实施方式施加各种变更或者改良而得到的实施方式也包含于本发明的技术的范围。例如，也可以使由学习装置进行的学习的结果反映于特征量的提取、形成的熔透焊道的优劣的判定、焊接条件的校正量的运算。
图13是示出具有学习装置211的焊接控制装置20A的结构例的说明图。在此，在图13中，标注与图3的对应部分对应的附图标记而表示。
图13所示的焊接控制装置20A与图3所示的焊接控制装置20不同的点在于，将教示数据给予学习装置211、并将所生成的学习模型给予特征量提取部204、判定部205以及校正量运算部206这点。
在图13的情况下，特征量提取部204例如将使用回归连接型的深度神经网络(DeepNeural Networks)：DNN而生成的学习模型应用于用视觉传感器11拍摄到的图像100，提取给出熔融池的前端点的坐标(X1，Y1)和给出根部间隙的边缘线的一次函数。在此的学习模型是第一模型和第二模型的一例。
具体而言，决定给出坐标的X1以及Y1的值和由式1表达的一次函数的斜率a以及截距b的值。
在学习模型的生成中，需要事先将适当的教示数据给予学习装置211。首先，作为教示数据，准备多组对在以多种多样的焊接条件焊接被焊接件的情况下拍摄到的图像数据分别给予的坐标值X1、Y1、斜率a以及截距b的关系。
给与了教示数据的学习装置211对在多种多样的焊接条件下拍摄到的图像数据设计输出坐标值X1、Y1、斜率a以及截距b的回归连接型的DNN，并进一步学习所输入的各种图像数据，从而生成回归连接型的DNN的学习用模型。所生成的学习模型被给予特征量提取部204。
图14是示出特征量提取部204将从视觉传感器11输入的图像应用于学习模型并提取特征量为止的处理过程的说明图。
如图14所示，特征量提取部204在图像100的整体范围内，反复进行计算特征的一致件数并提取图像的特征部分的卷积层、以及进行将提取出的特征部分强调的噪声处理的池化层，最终执行将处理结果连接的全连接层，输出坐标值X1、Y1、斜率a以及截距b。
返回图13的说明。
在判定部205和校正量运算部206中，例如也可以将使用回归连接型的DNN而生成的学习模型应用于输入数据，并输出针对提取出的特征量的判定结果、校正量。
对于判定部205的判定用、校正量运算部206的运算用，也以与前述的特征量提取部204相同的步骤准备教示数据即可。即，准备多组以多种多样的焊接条件焊接被焊接件的情况下的相对于图像数据等输入数据的输出值的关系作为教示数据即可。
在此，作为在判定部205使用的判定用的学习数据的输出，例如使用p1～p4这四个。
p1是与图5A对应的生成良好的熔透焊道的状态、即“熔化了的”状态。
p2是与图5C对应的是否生成良好的熔透焊道不明的状态、即“无法判断熔化了还是未熔化的”状态。
p3是与图5B以及图5D对应的生成不良的熔透焊道的状态、即“未熔化的”状态。
p4是拍入图像100的焊丝等成为妨碍而不能进行位置关系的判定的状态。p4对应于图12的空白的期间。
给予了教示数据的学习装置211对在多种多样的焊接条件下拍摄到的图像数据设计输出四种输出p1～p4的回归连接型的DNN，并进一步学习所输入的各种图像数据，从而生成回归连接型的DNN的学习用模型。所生成的学习模型被给予判定部205。
图15是示出判定部205将从视觉传感器11输入的图像应用于学习模型并输出四种判定结果中的任一个为止的处理过程的说明图。
如图15所示，判定部205在图像100的整体范围内，反复进行计算特征的一致件数并提取图像的特征部分的卷积层、以及进行将提取出的特征部分强调的噪声处理的池化层，最终执行将处理结果连接的全连接层，输出p1～p4中的任一个。
在也输出校正量运算部206的校正量的情况下，以按照四种输出p1～p4与预先确定的焊接条件的关系输出校正量的方式设计即可。
在该情况下，也可以将“未熔化的”状态进一步分类为“一些未熔化的”和“全部未熔化的”状态，并输出与各分类相应的校正量。
例如在分类为“一些未熔化的”状态的情况下，作为校正量，也可以以输出使焊接速度减小每分钟5厘米的值的方式设定。
另外，例如在分类为“全部未熔化的”状态的情况下，作为校正量，也可以以输出使焊接速度减小每分10厘米的值的方式设定。
需要说明的是，在前述的说明中，在学习模型的生成中利用了DNN，但当然，学习模型的生成并不限于DNN。
另外，在前述的说明中，对将作为特征量的根部间隙的边缘线利用图像处理提取的例子和使用学习模型提取的例子进行了说明，但也可以一边焊接一边测定。例如，在比焊接部位靠焊接方向前方侧将对根部间隙的边缘线的位置进行测定的传感器设置于载台30，并将伴随着焊接的行进而从传感器依次输出的测定值作为左边缘线111L以及右边缘线111R给予判定部205即可。例如传感器若安装于比焊接部位靠焊接方向前方、且能够测定根部间隙的位置，则也可以安装于载台30的任一场所。传感器是第二检测单元的一例。
在该情况下，特征量提取部204仅将熔融池的前端点即左端点112L和右端点112R从图像100提取并给予判定部205即可。在此的特征量提取部204仅作为第一检测单元而发挥功能。在该情况下，也可以将由学习装置211(参照图13)生成的学习模型应用于特征量提取部204等。在此的学习模型是第一模型的一例。
以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然并不限定于该例。若是本领域技术人员，则显然能够在专利权利要求所记载的范围内，想到各种变更例或者修正例，对于它们当然也理解为述于本发明的技术的范围。另外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以将上述实施方式的各构成要素任意地组合。
需要说明的是，本申请基于2018年8月21日申请的日本专利申请(特愿2018-154606)，其内容在本申请中作为参照而被援引。
附图标记说明：
1焊接系统，10焊接装置，11视觉传感器，12焊炬，13填充焊丝，14管道线缆，15两轴滑动件，16电弧，17示教器，20、20A焊接控制装置，30载台，31导轨，40焊接电源，50、50L、50R被焊接件，101熔融部，102非熔融部，111L左边缘线，111R右边缘线，112L左端点，112R右端点，120L、120R处理范围，204特征量提取部，205判定部，206校正量运算部，209显示控制部。

Claims (16)

1.一种焊接控制装置，其控制对具有根部间隙的坡口进行电弧焊接时的焊接条件，其中，
所述焊接控制装置具有：
第一检测单元，其从对形成于所述坡口的熔融部拍摄的图像中，对焊接行进的方向上的该熔融部的前端的位置进行检测；
第二检测单元，其对规定所述根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；
判定单元，其判定所述端部的位置与所述熔融部的前端的位置之间的关系；以及
控制单元，其根据所述判定的结果来控制所述焊接条件，
所述控制单元根据在所述被焊接物的表面的与焊接行进方向以及所述被焊接物的厚度方向正交的坡口的宽度方向上，位于一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的位于所述一侧的前端之间的距离、以及位于与所述一侧相反的另一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的所述另一侧的前端之间的距离这两方或者一方，来决定所述焊接条件的校正量。
2.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其中，
所述第二检测单元根据对所述熔融部拍摄的所述图像，对规定所述根部间隙的所述被焊接物的所述端部的位置进行检测。
3.根据权利要求2所述的焊接控制装置，其中，
所述熔融部的所述前端的位置以及规定所述根部间隙的所述被焊接物的所述端部的位置以在所述图像上预先确定的基准点为基准而给出。
4.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其中，
所述焊接条件是焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝进给速度、电极位置、焊丝插入位置以及摆动条件中的任一个或者多个。
5.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其中，
所述判定单元判定在所述被焊接物的表面的与焊接行进方向以及所述被焊接物的厚度方向正交的坡口的宽度方向上，位于一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的所述一侧的前端之间的位置关系、以及位于与所述一侧相反的另一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的所述另一侧的前端之间的位置关系这两方或者一方。
6.根据权利要求5所述的焊接控制装置，其中，
所述判定单元判定以下两方或者一方：
在所述坡口的宽度方向上，位于所述一侧的所述熔融部的前端是位于在所述一侧配置的所述被焊接物的所述端部的附近的范围内、还是位于从该附近的范围进一步向所述一侧超出的位置、还是位于从该附近的范围进一步向所述另一侧超出的位置；以及
位于所述熔融部的所述另一侧的所述熔融部的前端是位于在所述另一侧配置的所述被焊接物的所述端部的附近的范围内、还是位于从该附近的范围进一步向所述另一侧超出的位置、还是位于从该附近的范围进一步向所述一侧超出的位置。
7.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其中，
所述控制单元基于学习了所述判定的结果与所述焊接条件之间的关系的模型，对该焊接条件进行控制。
8.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其中，
所述第一检测单元基于学习了拍摄所述熔融部的所述图像与所述熔融部的前端的位置之间的关系的第一模型，从新提供的该图像中检测该前端的位置，
所述第二检测单元基于学习了所述图像与规定所述根部间隙的所述被焊接物的所述端部的位置之间的关系的第二模型，从新提供的该图像中检测该端部的位置。
9.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其中，
根据焊接电流来变更对所述熔融部进行拍摄时的每单位时间的透过光量或者波长区域。
10.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其中，
所述焊接控制装置还具有显示控制单元，所述显示控制单元将表示作为所述熔融部的前端而检测出的位置的标记、以及表示作为规定所述根部间隙的端部而检测出的位置的直线在拍摄该熔融部的所述图像上重叠地显示。
11.根据权利要求10所述的焊接控制装置，其中，
所述标记在每次新检测出所述熔融部的前端时在检测出的位置上显不。
12.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其中，
所述焊接控制装置还具有显示控制单元，所述显示控制单元使按照预先确定的基准评价所述端部的位置与所述熔融部的前端的位置之间的关系的结果与所述端部建立对应关系地按时间序列显示。
13.一种显示控制装置，其使在具有根部间隙的坡口的电弧焊接中拍摄的形成于该坡口的熔融部的图像显示于显示部，其中，
所述显示控制装置具有显示控制部，所述显示控制部在所述图像上重叠地显示从所述图像中检测出的、表示焊接行进的方向上的所述熔融部的前端的位置的标记、以及表示规定所述根部间隙的被焊接物的端部的位置的直线，
所述显示控制部显示在所述被焊接物的表面的与焊接行进方向以及所述被焊接物的厚度方向正交的坡口的宽度方向上，位于一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的位于所述一侧的前端之间的距离关系、以及位于与所述一侧相反的另一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的所述另一侧的前端之间的距离关系这两方或者一方。
14.一种焊接系统，其具有：焊接装置，其对被焊接物进行电弧焊接；视觉传感器，其安装于能够拍摄在具有根部间隙的坡口形成的熔融部的位置；以及焊接控制装置，其对规定该焊接装置的动作的焊接条件进行控制，其中，
所述焊接控制装置具有：
第一检测单元，其从由所述视觉传感器拍摄到的图像中，对焊接行进的方向上的所述熔融部的前端的位置进行检测；
第二检测单元，其对规定所述根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；
判定单元，其判定所述端部的位置与所述熔融部的前端的位置之间的关系；以及
控制单元，其根据判定的结果来控制焊接条件，
所述控制单元根据在所述被焊接物的表面的与焊接行进方向以及所述被焊接物的厚度方向正交的坡口的宽度方向上，位于一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的位于所述一侧的前端之间的距离、以及位于与所述一侧相反的另一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的所述另一侧的前端之间的距离这两方或者一方，来决定所述焊接条件的校正量。
15.一种焊接控制方法，其控制对具有根部间隙的坡口进行电弧焊接时的焊接条件，其中，
所述焊接控制方法包括以下工序：
从对形成于所述坡口的熔融部拍摄的图像中，对焊接行进的方向上的该熔融部的前端的位置进行检测；
对规定所述根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；
判定所述端部的位置与所述熔融部的前端的位置之间的关系；以及
根据判定的结果来控制焊接条件，
在进行所述控制的工序中，根据在所述被焊接物的表面的与焊接行进方向以及所述被焊接物的厚度方向正交的坡口的宽度方向上，位于一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的位于所述一侧的前端之间的距离、以及位于与所述一侧相反的另一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的所述另一侧的前端之间的距离这两方或者一方，来决定所述焊接条件的校正量。
16.一种程序，其用于焊接控制装置，所述焊接控制装置控制对具有根部间隙的坡口进行电弧焊接时的焊接条件，其中，
所述程序用于使所述焊接控制装置实现以下功能：
从对形成于所述坡口的熔融部拍摄的图像中，对焊接行进的方向上的该熔融部的前端的位置进行检测；
对规定所述根部间隙的被焊接物的端部的位置进行检测；
判定所述端部的位置与所述熔融部的前端的位置之间的关系；以及
根据判定的结果来控制焊接条件，
进行所述控制的功能根据在所述被焊接物的表面的与焊接行进方向以及所述被焊接物的厚度方向正交的坡口的宽度方向上，位于一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的位于所述一侧的前端之间的距离、以及位于与所述一侧相反的另一侧的所述被焊接物的所述端部与所述熔融部的所述另一侧的前端之间的距离这两方或者一方，来决定所述焊接条件的校正量。
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