CN115210035A - 焊道外观检查装置、焊道外观检查方法、程序和焊道外观检查系统 - Google Patents

Abstract

焊道外观检查装置设置有：输入单元，将与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据作为输入；第一确定单元，基于输入数据与主数据的比较来执行与焊道的形状相关的第一检查确定；k个第二确定单元，内置有k种人工智能，并且基于k种人工智能对输入数据的处理来执行与焊道中的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及综合确定单元，基于来自第一确定单元和k个第二确定单元的确定结果，将焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

Description

焊道外观检查装置、焊道外观检查方法、程序和焊道外观检查 系统

技术领域

本公开涉及焊道外观检查装置、焊道外观检查方法、程序和焊道外观检查系统。

背景技术

专利文献1公开了一种形状检查装置，该装置将狭缝光投射到焊道上，对通过利用狭缝光进行扫描在焊道上依次形成的形状线进行成像，并且基于依次形成的形状线的成像数据来获取焊道的三维形状作为点群数据。该形状检查装置根据输入来设置与形状线不同的可选切割线(该形状线是通过利用狭缝光扫描基于点群数据显示的焊道而形成的)，并且基于与切割线对应的点群数据，计算切割线处的焊道的截面形状。此外，该形状检查装置将根据计算出的截面形状而计算出的各种特征数据与预先登记的各种特征数据的允许范围进行比较，并确定这些特征数据是否良好。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2012-37487

发明内容

技术问题

本公开提供了更有效地对通过主焊接生产的工件执行焊道外观检查的焊道外观检查装置、焊道外观检查方法、程序和焊道外观检查系统。

问题的解决方案

本公开提供了一种焊道外观检查装置，包括：输入单元，被配置为输入与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据；第一确定单元，被配置为使用输入数据和非缺陷工件的主数据，并基于输入数据与主数据之间的比较来执行与焊道的形状相关的第一检查确定；k个第二确定单元，配备有k种人工智能，并且被配置为基于以输入数据为对象的k种人工智能的处理来执行与焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及综合确定单元，被配置为基于第一确定单元和k个第二确定单元的确定结果，将焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

此外，本公开提供了一种由焊道外观检查装置执行的焊道外观检查方法。该焊道外观检查方法包括：输入步骤，输入与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据；第一确定步骤，使用输入数据和非缺陷工件的主数据，并基于输入数据与主数据之间的比较来执行与焊道的形状相关的第一检查确定；k个第二确定步骤，配备有k种人工智能，并基于以输入数据为对象的k种人工智能的处理来执行与焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及输出步骤，基于第一确定步骤和k个第二确定步骤的确定结果，将焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

此外，本公开提供了一种程序，用于使作为计算机的焊道外观检查装置执行：输入步骤，输入与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据；第一确定步骤，使用输入数据和非缺陷工件的主数据，并基于输入数据与主数据之间的比较来执行与焊道的形状相关的第一检查确定；k个第二确定步骤，配备有k种人工智能，并基于以输入数据为对象的k种人工智能的处理来执行与焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及输出步骤，基于第一确定步骤和k个第二确定步骤的确定结果，将焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

此外，本公开提供了一种焊道外观检查系统，包括：输入单元，被配置为输入与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据；第一确定单元，被配置为使用输入数据和非缺陷工件的主数据，并基于输入数据与主数据之间的比较来执行与焊道的形状相关的第一检查确定；k个第二确定单元，配备有k种人工智能，并且被配置为基于以输入数据为对象的k种人工智能的处理来执行与焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及综合确定单元，被配置为基于第一确定单元和k个第二确定单元的确定结果，将焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

发明的有益效果

根据本公开，可以更有效地对通过主焊接生产的工件执行焊道外观检查。

附图说明

图1是示出了焊接系统的系统配置示例的示意图。

图2是示出了根据第一实施例的检查控制装置、机器人控制装置和主机装置的内部配置示例的图。

图3是示出了包括由根据第一实施例的焊接系统进行的主焊接、焊道外观检查和补焊在内的一系列处理过程的示例的序列图。

图4是示出了处理过程的示例的流程图，该处理过程示出了第一检查确定(点群比较)和第二至第N检查确定(AI确定)的详情。

图5是示出了针对多个检查项目中的每一个检查项目的第一检查确定和第二检查确定的适当示例的表。

图6是示出了根据第二实施例的检查控制装置、机器人控制装置和主机装置的内部配置示例的图。

图7是示出了包括由根据第二实施例的焊接系统进行的主焊接、焊道外观检查和补焊在内的一系列处理过程的示例的序列图。

具体实施方式

(本公开的背景)

如专利文献1中所公开的，用于自动地执行焊道的外观形状检查的装置配置在现有技术中是已知的，例如，当与通过主焊接生产的工件的焊道的形状相关的特征数据(例如，焊道宽度、焊道高度等)的计算值在允许范围内时，确定为非缺陷产品。然而，在实际的焊接现场，操作人员往往是通过肉眼检查焊道的外观质量来确定工件的主焊接是否成功。

在焊道的外观检查中，除了以上所述的与焊道的形状相关的特征数据之外，还可能存在各种各样的检查项目，例如焊道的位置偏差、有无孔洞以及有无溅射等焊接缺陷。此外，取决于用户，用于确定产品是否被确定为非缺陷产品的标准往往是不统一的。因此，在焊道的外观检查中，考虑到不仅检查项目对于每位用户而言是不同的，而且作为成品的工件的质量对于每位用户而言也是不同的，并且还要求能够任选地调整检查项目的可定制性以及外观检查的易用性，因此认为现有技术存在改进的空间。

因此，在以下实施例中，将描述更有效地对通过主焊接生产的工件执行焊道外观检查的焊道外观检查装置、焊道外观检查方法、程序和焊道外观检查系统的示例。

在下文中，将适当参考附图来详细描述具体公开了根据本公开的焊道外观检查装置、焊道外观检查方法、程序和焊道外观检查系统的各实施例。然而，可以省略不必要的详细描述。例如，可以省略对公知事项的详细描述或对大体上相同配置的重复描述。此举是为了避免出现以下描述的不必要重复，并帮助本领域的技术人员进行理解。需要说明的是，提供附图和以下描述是为了使本领域的技术人员能够充分理解本公开，并不旨在限制权利要求的范围。

(第一实施例)

根据第一实施例的焊道外观检查装置输入与通过主焊接生产的工件的焊道相关的输入数据，使用输入数据和非缺陷工件的主数据并基于输入数据与主数据之间的比较来执行与焊道的形状相关的第一检查确定，并且配备k(k为1或更大的整数)种人工智能并基于以输入数据为对象的k种人工智能的处理来执行与焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定。例如，焊道的焊接缺陷包括孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起。焊接缺陷并不局限于上述这些焊接缺陷。焊道外观检查装置基于第一外观检查和k个第二检查确定的确定结果将焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

在下文中，待进行主焊接的对象物体(例如，金属)被定义为“原始工件”，通过主焊接生产(制造)的对象物体被定义为“工件”，并且对其在“工件”的外观检查中检测出的焊接缺陷部分进行补焊的对象物体被定义为“修复工件”。

通过焊接机器人将一个原始工件与另一原始工件接合来生产工件的步骤被定义为“主焊接”，并且通过焊接机器人校正(诸如修复)工件的缺陷部分的步骤被定义为“补焊”。

“工件”或“修复工件”不限于通过一次主焊接制造的工件，也可以是通过两次或更多次的主焊接制造的复合工件。

(焊接系统的配置)

图1是示出了焊接系统100的系统配置示例的示意图。焊接系统100包括：与外部存储装置ST、输入接口UI1和监视器MN1中的每一者连接的主机装置1；机器人控制装置2；检查控制装置3；传感器4；主焊接机器人MC1a；以及补焊机器人MC1b。主焊接机器人MC1a和补焊机器人MC1b可以被配置成单独的机器人，或者可以被配置成相同的焊接机器人MC1。为了便于理解以下的描述，假设主焊接步骤和补焊步骤均由焊接机器人MC1执行。尽管图1中仅示出了由一个机器人控制装置2、主焊接机器人MC1a和补焊机器人MC1b构成的一个组，但这样的组也可以设置多个。在图1中，传感器4被示为与焊接机器人MC1分离的主体，但也可以与焊接机器人MC1一体地设置(参见图2)。

主机装置1经由机器人控制装置2对由焊接机器人MC1执行的主焊接的开始和完成进行整体控制。例如，主机装置1从外部存储装置ST读出用户(例如，焊接操作者或系统管理员，以下同)预先输入或设置的焊接相关信息，使用该焊接相关信息生成包括焊接相关信息的内容在内的主焊接的执行命令，并向对应的机器人控制装置2发送执行命令。当焊接机器人MC1的主焊接完成时，主机装置1从机器人控制装置2接收指示焊接机器人MC1的主焊接完成的主焊接完成报告，将状态更新为指示对应的主焊接完成的状态，并将该状态记录在外部存储装置ST中。上述主焊接的执行命令不限于由主机装置1生成，也可以例如由执行主焊接的工厂内的设备的操作面板(例如，可编程逻辑控制器(PLC))生成，或者由机器人控制装置2的控制面板(例如，示教器(TP))生成。该示教器(TP)是用于操作连接到机器人控制装置2的焊接机器人MC1的装置。

主机装置1对使用机器人控制装置2、检查控制装置3和传感器4的焊道外观检查的开始和完成进行整体控制。例如，当从机器人控制装置2接收到主焊接完成报告时，主机装置1生成焊接机器人MC1所生产的工件的焊道外观检查的执行命令，并将所生成的执行命令发送到机器人控制装置2和检查控制装置3。当焊道外观检查完成时，主机装置1从检查控制装置3接收指示焊道外观检查完成的外观检查报告，将状态更新为指示对应的焊道外观检查完成的状态，并将该状态记录在外部存储装置ST中。

主机装置1经由机器人控制装置2对由焊接机器人MC1执行的补焊的开始和完成进行整体控制。例如，当从检查控制装置3接收到外观检查报告时，主机装置1生成焊接机器人MC1所生产的工件的补焊的执行命令，并将所生成的执行命令发送到机器人控制装置2。当补焊完成时，主机装置1从机器人控制装置2接收指示补焊完成的补焊完成报告，将状态更新为指示对应的补焊完成的状态，并将该状态记录在外部存储装置ST中。

在此，焊接相关信息是指示焊接机器人MC1所执行的主焊接的内容的信息。焊接相关信息针对主焊接的每个步骤预先创建并被登记在外部存储装置ST中。例如，焊接相关信息包括在主焊接中使用的原始工件的数量、工件信息(包括在主焊接中使用的原始工件的ID、名称和焊接部分)、执行主焊接的预定执行日期、待焊接和生产的工件的数量以及进行主焊接时的各种焊接条件。焊接相关信息可以不限于上述项目的数据。机器人控制装置2基于从主机装置1发送的主焊接的执行命令，使焊接机器人MC1使用由执行命令指定的原始工件来开始主焊接的执行。上述焊接相关信息并不限于参照外部存储装置ST由主机装置1进行管理，也可以例如由机器人控制装置2进行管理。在这种情况下，由于机器人控制装置2可以掌握主焊接完成的状态，因此可以在焊接相关信息中管理实际的执行日期，而不是执行焊接步骤的预定执行日期。在本说明书中，尽管没有对主焊接的类型加以限制，但为了便于理解描述，将通过接合多个原始工件来生产一个工件的步骤作为示例进行描述。

主机装置1与监视器MN1、输入接口UI1和外部存储装置ST连接，由此能够输入和输出数据，并且还与机器人控制装置2连接，由此能够进行数据通信。主机装置1可以是一体地包括监视器MN1和输入接口UI1的终端装置P1，并且还可以一体地包括外部存储装置ST。在这种情况下，终端装置P1是用户在执行主焊接之前使用的个人计算机(PC)。终端装置P1不限于上述PC，也可以是智能手机、平板终端等具有通信功能的计算机装置。

监视器MN1可以使用诸如液晶显示器(LCD)或有机EL(电致发光)等显示装置来配置。例如，监视器MN1可以显示画面，该画面展示从主机装置1输出的指示主焊接完成的通知、指示焊道外观检查完成的通知或者指示补焊完成的通知。此外，作为监视器MN1的替代或者与监视器MN1一起，扬声器(未示出)可以连接到主机装置1，并且主机装置1可以经由扬声器输出指示主焊接完成的通知、指示焊道外观检查完成的通知或者具有指示补焊完成的内容的声音。

输入接口UI1是检测用户的输入操作并将该输入操作输出到主机装置1的用户接口，并且可以使用例如鼠标、键盘或触摸面板来配置。例如，输入接口UI1在用户创建焊接相关信息时接收输入操作，或者在主焊接的执行命令被发送到机器人控制装置2时接收输入操作。

外部存储装置ST例如使用硬盘驱动器或固态驱动器来配置。例如，外部存储装置ST存储针对每次主焊接创建的焊接相关信息的数据、通过主焊接生产的工件或通过补焊修复的修复工件的状态(生产状态)以及工件或修复工件的工件信息(参见上述说明)。

作为焊道外观检查装置的示例的机器人控制装置2连接到主机装置1，由此能够与主机装置1进行数据通信，并且连接到焊接机器人MC1，由此能够与焊接机器人MC1进行数据通信。在接收到从主机装置1发送的主焊接的执行命令时，机器人控制装置2基于执行命令控制对应的焊接机器人MC1并使焊接机器人MC1执行主焊接。当检测到主焊接完成时，机器人控制装置2生成指示主焊接完成的主焊接完成报告，并将主焊接完成报告通知给主机装置1。因此，主机装置1可以以适当的方式检测机器人控制装置2的主焊接的完成。通过机器人控制装置2检测主焊接的完成的方法可以例如是基于来自设置在焊丝进给装置300中的传感器(未示出)的指示主焊接的完成的信号来确定主焊接的完成的方法，或者可以是已知方法，并且检测主焊接的完成的方法的内容可以不加以限制。

当接收到从主机装置1发送的焊道外观检查的执行命令时，机器人控制装置2控制其上附接有传感器4的焊接机器人MC1(参见图2)，根据由机器人控制装置2创建或预先准备的外观检查程序，基于执行命令来执行对应工件的焊道外观检查。指示焊道外观检查完成的外观检查报告从检查控制装置3发送到主机装置1，但是也可以从机器人控制装置2自身发送到主机装置1，或者从已经接收到来自检查控制装置3的指示的机器人控制装置2发送到主机装置1。因此，主机装置1能够以适当方式检测焊道外观检查的完成。

当接收到从主机装置1发送的补焊的执行命令时，机器人控制装置2控制对应的焊接机器人MC1以使对应的焊接机器人MC1根据检查控制装置3创建的补焊程序基于执行命令来执行补焊。当检测到补焊完成时，机器人控制装置2生成指示补焊完成的补焊完成报告，并将补焊完成报告通知给主机装置1。因此，主机装置1可以基于机器人控制装置2以适当的方式检测补焊的完成。通过机器人控制装置2检测补焊的完成的方法可以例如是基于来自设置在焊丝进给装置300中的传感器(未示出)的指示补焊的完成的信号来确定补焊的完成的方法，或者可以是已知方法，并且检测补焊的完成的方法的内容可以不加以限制。

焊接机器人MC1连接到机器人控制装置2，由此能够与机器人控制装置2进行数据通信。焊接机器人MC1在对应的机器人控制装置2的控制下执行从主机装置1命令的主焊接或补焊。如上所述，焊接机器人MC1可以包括被设置来用于主焊接的主焊接机器人MC1a和被设置来用于补焊的补焊机器人MC1b。此外，当传感器4一体地附接到焊接机器人MC1时，焊接机器人MC1根据外观检查程序通过沿着焊接机器人MC1在主焊接期间或在补焊期间的移动轨迹移动传感器4来支持从主机装置1命令的焊道外观检查的执行。

作为焊道外观检查装置的示例的检查控制装置3连接到主机装置1、机器人控制装置2和传感器4，由此能够互相进行数据通信。当接收到从主机装置1发送的焊道外观检查的执行命令时，检查控制装置3与传感器4一起执行由焊接机器人MC1生产的工件的焊接部分的焊道外观检查(例如，检查在工件上形成的焊道是否满足预定焊接标准)。尽管稍后将参照图4和图5描述焊道外观检查的详情，但是例如，基于被包括在焊道外观检查的执行命令中的工件的焊接部分信息，检查控制装置3通过使用由传感器4获取的与焊道的形状相关的输入数据(例如，能够确定焊道的三维形状的点群数据)，基于与针对每个工件预先确定的非缺陷工件的主数据的比较来执行焊道外观检查。在下文中，这种焊道外观检查被定义为“第一检查确定”。另外，检查控制装置3配备k(k：1或更大的整数)种人工智能(AI)并执行焊道外观检查，在该焊道外观检查中形成基于人工智能的神经网络，并基于以上述输入数据为对象的AI来确定有无焊接缺陷。在下文中，这种焊道外观检查被定义为“第二检查确定”。在第一实施例中，检查控制装置3可以执行以上所述的第一检查确定和第二检查确定。检查控制装置3使用通过执行第一检查确定和第二检查确定而获得的结果来执行焊道外观检查的综合确定，生成包括综合确定结果和指示焊道外观检查已完成的通知在内的外观检查报告，将所生成的外观检查报告发送到主机装置1，并将所生成的外观检查报告输出到监视器MN2。

当确定在工件的焊道外观检查中通过第二检查确定检测到焊接缺陷时，检查控制装置3通过使用包括焊接缺陷的部分(所谓的检测点)的位置信息在内的外观检查结果来创建补焊程序，该补焊程序指示执行对焊接缺陷的部分的校正(如修复)。检查控制装置3将补焊程序和外观检查结果彼此相关联地发送到机器人控制装置2。

传感器4连接到检查控制装置3，由此能够与检查控制装置3进行数据通信。当传感器4附接到焊接机器人MC1(参见图2)时，传感器4可以操作来使得可以响应于基于机器人控制装置2的控制的机械手200的驱动来对置放工件Wk的置放台进行三维扫描。传感器4响应于基于机器人控制装置2的控制的机械手200的驱动，获取能够确定置放在置放台上(参见图2)的工件的三维形状的数据(例如，稍后描述的点群数据OD1)，从而将所获取的数据发送到检查控制装置3。

作为输出装置的示例的监视器MN2可以使用诸如LCD或有机EL的显示装置来配置。例如，监视器MN2显示指示焊道外观检查完成并且从检查控制装置3输出的通知，或者显示展示该通知和焊道外观检查的结果(例如，上述综合确定的结果)的画面。另外，作为监视器MN2的替代或者与监视器MN2一起，扬声器(未示出)可以连接到检查控制装置3，并且检查控制装置3可以经由扬声器输出指示焊道外观检查完成的通知，或者输出指示该通知和焊道外观检查的结果(例如，上述综合确定的结果)的内容的声音。

图2是示出了根据第一实施例的检查控制装置3、机器人控制装置2和主机装置1的内部配置示例的图。为了便于对描述进行理解，图2中省略了监视器MN1和MN2以及输入接口UI1的图示。图2中所示的工件Wk可以是在执行主焊接之前置放的原始工件、作为焊道外观检查的对象的工件(即通过主焊接生产的工件)或者作为补焊的对象的工件。

焊接机器人MC1在机器人控制装置2的控制下执行各种步骤，诸如从主机装置1命令的主焊接、焊道外观检查期间传感器4的移动、以及补焊。例如，焊接机器人MC1在主焊接或补焊的步骤中执行电弧焊。但是，焊接机器人MC1可以执行电弧焊以外的焊接(例如，激光焊或气焊)。在这种情况下，虽然省略了图示，但是可以将激光头代替焊炬400经由光纤连接到激光振荡器。焊接机器人MC1至少包括机械手200、焊丝进给装置300、焊丝301和焊炬400。

机械手200包括关节臂，并且基于来自机器人控制装置2的机器人控制单元25的控制信号移动每个臂。因此，机械手200可以通过驱动臂来改变工件Wk与焊炬400之间的位置关系(例如，焊炬400相对于工件Wk的角度)。

焊丝进给装置300基于来自机器人控制装置2的控制信号控制焊丝301的进给速度。焊丝进给装置300可以包括可以检测焊丝301的剩余量的传感器(未示出)。基于传感器的输出，机器人控制装置2可以检测到主焊接或补焊的步骤已完成。

焊丝301被保持在焊炬400中。当从电源装置500向焊炬400供电时，在焊丝301的末端与工件Wk之间产生电弧，并且执行电弧焊。为了便于描述，省略了向焊炬400供给保护气体的配置等的图示和说明。

主机装置1通过使用用户预先输入或设置的焊接相关信息来生成主焊接、焊道外观检查和补焊的各种步骤的执行命令，并将所生成的执行命令发送到机器人控制装置2。如上所述，当传感器4一体地附接到焊接机器人MC1时，焊道外观检查的执行命令被发送到机器人控制装置2和检查控制装置3这两者。主机装置1至少包括通信单元10、处理器11和存储器12。

通信单元10连接到机器人控制装置2和外部存储装置ST，由此能够与机器人控制装置2和外部存储装置ST进行数据通信。通信单元10向机器人控制装置2发送由处理器11生成的主焊接、焊道外观检查或补焊的各个步骤的执行命令。通信单元10接收从机器人控制装置2发送的主焊接完成报告、外观检查报告和补焊完成报告，并将接收到的报告输出到处理器11。主焊接或补焊的执行命令可以包括例如用于控制设置在焊接机器人MC1中的机械手200、焊丝进给装置300和电源装置500的控制信号。

处理器11使用例如中央处理单元(CPU)或现场可编程门阵列(FPGA)来配置，并且与存储器12协作地执行各种处理和控制。具体而言，处理器11通过参照保存在存储器12中的程序并执行该程序来实现单元格(cell)控制单元13的功能。

例如，存储器12包括用作在执行处理器11的处理时使用的工作存储器的随机存取存储器(RAM)和用于存储对处理器11的处理进行定义的程序的只读存储器(ROM)。RAM临时存储由处理器11生成或获取的数据。对处理器11的处理进行定义的程序被写入ROM。此外，存储器12存储从外部存储装置ST读取的焊接相关信息的数据、工件或修复工件的状态以及从机器人控制装置2发送的工件或修复工件的工件信息(参见以上描述)的数据。

单元格控制单元13基于存储在外部存储装置ST中的焊接相关信息来生成用于执行主焊接、工件的焊道外观检查或补焊的执行命令。另外，基于存储在外部存储装置ST中的焊接相关信息，单元格控制单元13生成与主焊接之后工件Wk(例如，工件)的焊道外观检查期间的焊接机器人MC1的驱动相关的外观检查程序，以及包括外观检查程序在内的外观检查程序的执行命令。外观检查程序可以预先创建并存储在外部存储装置ST中。在这种情况下，单元格控制单元13仅从外部存储装置ST读取并获取外观检查程序。单元格控制单元13可以针对由焊接机器人MC1执行的主焊接或补焊的各个步骤生成不同的执行命令。由单元格控制单元13生成的主焊接或补焊的执行命令或者包括外观检查程序在内的外观检查程序的执行命令经由通信单元10被发送到对应的机器人控制装置2或者被发送到机器人控制装置2和检查控制装置3中的每一者。

机器人控制装置2基于从主机装置1发送的主焊接、焊道外观检查或补焊的执行命令来控制对应的焊接机器人MC1(例如，传感器4、机械手200、焊丝进给装置300和电源装置500)的处理。机器人控制装置2至少包括通信单元20、处理器21和存储器22。

通信单元20连接到主机装置1、检查控制装置3和焊接机器人MC1，由此能够与主机装置1、检查控制装置3和焊接机器人MC1进行数据通信。尽管在图2中简化了图示，但是在机器人控制单元25与机械手200之间、在机器人控制单元25与焊丝进给装置300之间以及在电源控制单元26与电源装置500之间经由通信单元20发送和接收数据。通信单元20接收从主机装置1发送的主焊接、焊道外观检查或补焊的执行命令。通信单元20将通过主焊接生产的工件或通过补焊校正而生产的修复工件的工件信息发送到主机装置1。

在此，工件信息不仅包括工件或修复工件的ID，而且还至少包括在主焊接中使用的原始工件的ID、名称、焊接部分、执行主焊接时的焊接条件以及执行补焊时的焊接条件。此外，工件信息可以包括指示检测点的位置的信息(例如，坐标)，其中该检测点指示工件的缺陷部分。此外，焊接条件或补焊条件包括例如原始工件的材料和厚度、焊丝301的材料和丝径、保护气体的类型、保护气体的流量、焊接电流的设定平均值、焊接电压的设定平均值、焊丝301的进给速度和进给量、焊接次数和焊接时间。此外，除了上述项目之外，焊接条件或补焊条件还可以包括例如指示主焊接或补焊的类型(例如，TIG焊、MAG焊或脉冲焊)的信息和机械手200的移动速度及移动时间。

处理器21使用例如CPU或FPGA来配置，并且与存储器22协作地执行各种处理和控制。具体而言，处理器21通过参照保存在存储器22中的程序并执行该程序来实现主焊接程序创建单元23、计算单元24、机器人控制单元25和电源控制单元26的功能。

例如，存储器22包括用作在执行处理器21的处理时使用的工作存储器的RAM和用于存储对处理器21的处理进行定义的程序的ROM。RAM临时存储由处理器21生成或获取的数据。对处理器21的处理进行定义的程序被写入ROM。此外，存储器22存储从主机装置1发送的主焊接、焊道外观检查或补焊的执行命令，以及通过主焊接生产的工件或通过补焊生产的修复工件的工件信息的数据。此外，存储器22存储由焊接机器人MC1执行的主焊接的主焊接程序。该主焊接程序是对其中使用主焊接中的焊接条件来将多个原始工件接合的主焊接具体过程(步骤)进行定义的程序。

基于从主机装置1经由通信单元20发送的主焊接的执行命令，主焊接程序创建单元23使用被包括在执行命令中的多个原始工件中的每一个原始工件的工件信息(例如，原始工件的ID、名称和焊接部分)来生成由焊接机器人MC1执行的主焊接的主焊接程序。主焊接程序可以包括用于在主焊接的执行期间控制电源装置500、机械手200、焊丝进给装置300、焊炬400等的各种参数，例如焊接电流、焊接电压、偏移量、焊接速度和焊炬400的姿态。主焊接程序可以存储在处理器21中，也可以存储在存储器22中的RAM中。

计算单元24执行各种计算。例如，基于由主焊接程序创建单元23生成的主焊接程序，计算单元24计算出用于控制由机器人控制单元25控制的焊接机器人MC1(具体而言，机械手200、焊丝进给装置300和电源装置500)的参数。

基于由主焊接程序创建单元23生成的主焊接程序，机器人控制单元25生成用于驱动焊接机器人MC1(具体而言，机械手200、焊丝进给装置300和电源装置500)的控制信号。机器人控制单元25将所生成的控制信号发送到焊接机器人MC1。此外，基于从主机装置1发送的外观检查程序，机器人控制单元25在焊道外观检查期间以焊接主程序所定义的焊接机器人MC1的操作范围为对象来驱动焊接机器人MC1的机械手200。因此，附接到焊接机器人MC1的传感器4(参见图2)可以根据焊接机器人MC1的操作而移动，并且可以获取与工件Wk的焊道的形状相关的输入数据(例如，能够确定焊道的三维形状的点群数据)。

电源控制单元26基于由主焊接程序创建单元23生成的主焊接程序和计算单元24的计算结果来驱动电源装置500。

基于从主机装置1发送的外观检查的执行命令，检查控制装置3对焊接机器人MC1通过主焊接生产的工件或修复工件的焊道外观检查的处理进行控制。例如，焊道外观检查是检查形成在工件或修复工件上的焊道是否满足预定焊接标准(例如，质量标准)，并且包括上述第一检查确定和第二检查确定。为了简化下面的描述，检查控制装置3通过基于上述第一检查确定和第二检查确定的结果的综合确定，基于由传感器4获取的与焊道的形状相关的输入数据(例如，能够确定焊道的三维形状的点群数据)来确定形成在工件Wk(例如，工件或修复工件)上的焊道是否满足预定焊接标准。检查控制装置3至少包括通信单元30、处理器31、存储器32和检查结果存储单元33。

通信单元30连接到主机装置1、机器人控制装置2和传感器4，由此能够与主机装置1、机器人控制装置2和传感器4进行数据通信。尽管图2简化了图示，但是在形状检测控制单元35与传感器4之间经由通信单元30发送和接收数据。通信单元30接收从主机装置1发送的焊道外观检查的执行命令。通信单元30将使用传感器4的焊道外观检查的综合确定结果(例如，工件或修复工件的焊道的焊道缺失、焊道位置偏差、有无焊接缺陷以及焊接缺陷的类型和位置)发送到主机装置1。

处理器31使用例如CPU或FPGA来配置，并且与存储器32协作地执行各种处理和控制。具体而言，处理器31通过参照保存在存储器32中的程序并执行该程序来实现确定阈值存储单元34、形状检测控制单元35、数据处理单元36、检查结果确定单元37和补焊程序创建单元38的功能。

例如，存储器32包括用作在执行处理器31的处理时使用的工作存储器的RAM和用于存储对处理器31的处理进行定义的程序的ROM。RAM临时存储由处理器31生成或获取的数据。对处理器31的处理进行定义的程序被写入ROM。此外，存储器32存储从主机装置1发送的工件的焊道外观检查的执行命令，以及通过主焊接生成的工件或通过补焊生成的修复工件的工件信息的数据。此外，存储器32存储由补焊程序创建单元38创建的补焊程序的数据。补焊程序是对用于执行校正的补焊具体过程(步骤)进行定义的程序，所述校正例如通过使用补焊时的补焊条件和焊接机器人MC1的操作轨迹上最接近检测点(参见以上描述)的对应部分(对应点)的位置信息来修复焊道的焊道缺失、焊道位置偏差或焊接缺陷的部分。该程序由补焊程序创建单元38创建并从检查控制装置3向机器人控制装置2发送。

检查结果存储单元33例如使用硬盘或固态驱动器来配置。作为处理器31生成或获取的数据的示例，检查结果存储单元33存储指示工件Wk(例如，工件或修复工件)的焊接部分的焊道外观检查的结果的数据。例如，指示焊道外观检查的结果的数据由检查结果确定单元37生成。

确定阈值存储单元34例如配置有设置在处理器31中的高速缓冲存储器，并且存储阈值(例如，针对每种焊接缺陷类型而设置的每个阈值)，其用于检查结果确定单元37根据焊接部分的焊道外观检查的处理。例如，各个阈值是焊道的位置偏差的允许范围、焊道的长度、高度和宽度的阈值，以及孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起的阈值。确定阈值存储单元34可以存储满足客户所要求的最低焊接标准(质量)等的允许范围(例如，最小允许值、最大允许值等)，作为补焊后焊道外观检查期间的每个阈值。此外，确定阈值存储单元34可以存储针对每个焊接部分的焊道外观检查的次数的上限值。因此，如果在通过补焊来校正缺陷部分时超过了次数的预定上限值，则检查控制装置3确定通过由焊接机器人MC1执行的自动补焊很难或者无法校正缺陷部分，并且可以防止焊接系统100的运转率的降低。

基于从主机装置1发送的工件Wk(例如，工件)的焊接部分的焊道外观检查的执行命令，形状检测控制单元35在机器人控制装置2在焊道外观检查中基于外观检查程序操作其上附接有传感器4的焊接机器人MC1期间，获取从传感器4发送的与焊道的形状相关的输入数据(例如，能够确定焊道的三维形状的点群数据)。当传感器4响应于上述机器人控制装置2对机械手200的驱动而到达传感器4可以对焊道进行成像(换言之，可以检测到焊接部分的三维形状)的位置时，形状检测控制单元35使传感器4照射例如激光，以获取与焊道的形状相关的输入数据(例如，能够确定焊道的三维形状的点群数据)。当接收到由传感器4获取的输入数据(参见以上描述)时，形状检测控制单元35将输入数据传递到数据处理单元36。

当从形状检测控制单元35获取与焊道的形状相关的输入数据(参见以上描述)时，数据处理单元36将输入数据转换为适合于由检查结果确定单元37进行的第一检查确定的数据格式，并将输入数据转换为适合于由检查结果确定单元37进行的第二检查确定的数据格式。数据格式的转换可以包括用于去除被包括在输入数据(即点群数据)中的不必要的点群数据(例如，噪声)的校正处理，以作为所谓的预处理，并且对于第一检查确定而言，可以省略上述预处理。数据处理单元36使用适合于第一检查确定的数据格式，并通过对例如输入的形状数据执行统计处理来生成指示焊道的三维形状的图像数据。数据处理单元36可以执行边缘增强校正，作为用于第一检查确定的数据，其中对焊道的外围边缘部分进行增强，从而增强焊道的位置和形状。数据处理单元36计算针对焊接缺陷的每个部分的焊道外观检查的执行次数，并且在即使焊道外观检查的次数超过了预先存储在存储器32中的次数但焊接检查结果仍然不佳时，可以确定通过自动补焊很难或者无法校正焊接缺陷的部分。在这种情况下，检查结果确定单元37生成包括焊接缺陷的部分的位置和焊接缺陷的类型(例如，孔洞、凹坑、咬边、溅射或突起)的警报画面，并将所生成的警报画面经由通信单元30发送到主机装置1。发送到主机装置1的警报画面显示在监视器MN1上。警报画面可以显示在监视器MN2上。

例如，适合于第二检查确定的数据格式的转换包括作为所谓的预处理的平面化处理，其用于将输入数据(即，焊道的点群数据)的形状转换为预定形状(例如，直线形状)，从而适合于AI(即，稍后描述的第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N)中的处理。如上所述，焊道的形状根据直线形状、弯曲形状、有无交织等而发生变化。因此，能够针对每种形状检测焊接缺陷(参见以上描述)的类型的AI(例如，神经网络)的学习处理变成了极其复杂的处理，而且也不现实。因此，在第一实施例中，AI(即，稍后描述的第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N)可以执行通过预先进行学习处理而创建的学习模型，该预先进行的学习处理能够检测在焊道的形状例如是直线形状时的焊接缺陷(参见以上描述)。因此，只要AI输入了其中数据处理单元36执行了平面化处理且焊道的形状被直线化的点群数据，AI(即，稍后描述的第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N)就可以高度精确地检测焊接缺陷。

检查结果确定单元37可以执行总共N(N：2或更大的整数)种焊道外观检查(例如，上述第一检查确定和第二检查确定)。具体而言，检查结果确定单元37包括第一检查确定单元371、第二检查确定单元372、...、第N检查确定单元。为了便于理解图2的描述，将假设N＝2来进行描述，但同样适用于N＝3或更大的整数。

第一检查确定单元371通过使用存储在确定阈值存储单元34中的阈值来执行第一检查确定(即，基于由传感器4获取的与焊道的形状相关的输入数据与为每个工件预先确定的非缺陷工件的主数据之间的比较的焊道外观检查)，并检查焊道的形状可靠性(例如，焊道是沿着直线形还是曲线形焊接线)、焊道缺失和焊道位置偏差(参见图5)。图5是示出了针对多个检查项目中的每一个检查项目的第一检查确定和第二检查确定的适当示例的表。第一检查确定单元371将由数据处理单元36进行了数据转换的用于第一检查确定的数据(例如，基于点群数据而生成的图像数据)与非缺陷工件的主数据进行比较(所谓的图像处理)。因此，如图5所示，第一检查确定单元371可以高度精确地检查焊道的形状可靠性、焊道缺失和焊道位置偏差。第一检查确定单元371计算指示焊道的形状可靠性、焊道缺失和焊道位置偏差的检查结果的检查分数，并创建该检查分数的计算值，作为第一检查确定结果。

第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N执行第二检查确定(即焊道外观检查，其中形成基于k＝(N-1)种人工智能的神经网络，并且基于AI确定有无焊道缺陷，该AI以由传感器4获取的与焊道的形状相关的输入数据、或经数据处理单元36对该输入数据进行预处理而获得的输入数据为对象)，并且检查有无焊道的孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起(参见图5)。焊道的孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起仅是示例性的。第N检查确定单元37N所检查的缺陷类型不限于此。当确定检测到对应类型的焊接缺陷时，第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N中的每一个确定焊道的检测到该焊接缺陷的位置。第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N中的每一个通过使用预先针对每种焊接缺陷类型或每组焊接缺陷类型的学习处理而获得的学习模型(AI)来确定有无每个焊接缺陷。因此，第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N中的每一个可以例如高度精确地检查有无焊道的孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起。第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N中的每一个不执行由第一检查确定单元371执行的焊道的形状可靠性、焊道缺失和焊道位置偏差的检查。第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N计算焊道的孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起的检查结果(换言之，指示发生概率的检查分数)，并创建该检查分数的计算值以作为第二检查确定结果。

因此，如图5所示，检查结果确定单元37可以通过选择性地组合使用和执行第一检查确定和第二检查确定以便适合于每种焊接缺陷的检查，来综合地且高度精确地检查有无焊道的形状可靠性、焊道缺失、焊道位置偏差、孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起。尽管在上述描述中例示了N＝2，但是当N＝3时，第二检查确定单元372可以通过AI检测例如有无焊道的孔洞或凹坑，作为焊接缺陷的类型，并且第N检查确定单元37N(N＝3)可以通过不同的AI检测例如有无焊道的咬边、溅射和突起，作为焊接缺陷的类型。也就是说，在第二检查确定中，可以选择性地准备多个AI(学习模型)，使得对于用作检查项目的焊接缺陷类型的每个组合(例如，(孔洞与凹坑)或(咬边、溅射与突起)的组合)，可以通过不同的AI检测焊接缺陷的类型。

检查结果确定单元37创建包括由第一检查确定单元371创建的第一检查确定结果和由第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N中的每一个创建的第二检查确定结果在内的外观检查报告，将所创建的外观检查报告存储在存储器32中，并将外观检查报告经由通信单元30发送到主机装置1。检查结果确定单元37可以基于被包括在上述第一检查确定结果或第二检查确定结果中的检查分数来确定由焊接机器人MC1进行的补焊是否可能(换言之，是由焊接机器人MC1进行的补焊好还是通过人手进行的补焊好)，并且可以将其确定结果包括在上述外观检查报告中并输出该确定结果。

补焊程序创建单元38通过使用检查结果确定单元37的工件Wk(例如，工件或修复工件)的外观检查报告以及工件信息(例如，指示工件或修复工件的焊接缺陷的检测点的位置的信息(如坐标))，创建将由焊接机器人MC1执行的工件Wk(例如，工件或修复工件)的补焊程序。该补焊程序可以包括用于在执行补焊期间控制电源装置500、机械手200、焊丝进给装置300、焊炬400等的各种参数，例如焊接电流、焊接电压、偏移量、焊接速度和焊炬400的姿态。所生成的补焊程序可以存储在处理器31中，也可以存储在存储器32中的RAM中。

传感器4例如是三维形状传感器，附接到焊接机器人MC1的末端，能够获取能够确定工件Wk(例如，工件)上焊接部分的形状的多个点群数据，基于点群数据生成能够确定焊接部分的三维形状的点群数据，并将所生成的点群数据发送到检查控制装置3。当传感器4没有附接到焊接机器人MC1的末端并且与焊接机器人MC1分离地设置时，基于从检查控制装置3发送的焊接部分的位置信息，传感器4可以包括：激光源(未示出)，其被配置为扫描工件Wk(例如，工件或修复工件)上的焊接部分；以及摄像头(未示出)，其设置来能够对包括焊接部分的周边在内的成像区域进行成像，并且对照射到焊接部分的激光的反射激光的反射轨迹(即，焊接部分的形状线)进行成像。在这种情况下，传感器4将基于由摄像头成像的激光的焊接部分的形状数据(换言之，焊道的图像数据)发送到检查控制装置3。上述摄像头至少包括镜头(未示出)和图像传感器(未示出)。例如，图像传感器是固态成像元件，诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)，并将在成像表面上形成的光学图像转换为电信号。

(焊接系统的操作)

接下来，将参照图3描述由根据第一实施例的焊接系统100进行的主焊接、焊道外观检查和补焊的一系列操作过程。图3是示出了包括由根据第一实施例的焊接系统100进行的主焊接、焊道外观检查和补焊在内的一系列处理过程的示例的序列图。在图3的描述中，将以在使用多个原始工件的主焊接和基于工件的焊道外观检查不合格(即，指示存在有焊接缺陷的综合确定结果)这一事实而执行的补焊的每个步骤中在主机装置1、机器人控制装置2和检查控制装置3之间执行的操作过程为例进行说明。

在图3中，主机装置1获取作为主焊接的对象的原始工件的工件信息(例如，原始工件的ID、名称、焊接部分)(St1)，生成包括原始工件的工件信息在内的主焊接的执行命令。主机装置1将包括原始工件的工件信息在内的主焊接的执行命令发送到机器人控制装置2(St2)。机器人控制装置2可以在不使用主机装置1的情况下执行步骤St1和St2的处理。在这种情况下，优选的是，与存储在外部存储装置ST中的数据相同的数据存储在机器人控制装置2的存储器22中，或者机器人控制装置2被连接来使得可以从外部存储装置ST获取数据。

当接收到从主机装置1发送的主焊接的执行命令时，通过使用被包括在执行命令中的多个原始工件的工件信息，机器人控制装置2创建由焊接机器人MC1执行的主焊接的主焊接程序，并使焊接机器人MC1根据主焊接程序执行主焊接(St3)。当通过各种已知方法确定焊接机器人MC1的主焊接完成时，机器人控制装置2生成指示主焊接完成的主焊接完成通知并将所生成的主焊接完成通知发送到主机装置1(St4)。当接收到主焊接完成通知时，主机装置1生成包括工件的外观检查程序在内的外观检查程序的执行命令并将所生成的执行命令发送到机器人控制装置2(St5)，并且生成工件的焊道外观检查的执行命令并将所生成的执行命令发送到检查控制装置3(St6)。机器人控制装置2在焊道外观检查开始时执行从主机装置1接收到的外观检查程序，并沿着焊接线移动附接到焊接机器人MC1的传感器4(St7)。传感器4在机器人控制装置2以可扫描的方式移动工件的焊接部分期间获取能够确定工件的三维形状的点群数据(St7)。

检查控制装置3将由传感器4获取的能够确定焊道的三维形状的点群数据用作输入数据，并且单独地(并行地)执行上述第一检查确定和第二检查确定(St7)。检查控制装置3基于步骤St7中的各个焊道外观检查(即，第一检查确定和第二检查确定)的结果对工件的焊道的焊道外观检查执行综合确定(St8)。

作为步骤St8中综合确定的结果，当确定因工件存在焊接缺陷而需要补焊时(St9)，检查控制装置3从机器人控制装置2获取主焊接程序，并且通过修改主焊接程序的一部分来创建补焊程序(St9)。例如，经修改的部分是指示执行补焊的部分(范围)的内容。此外，虽然在图3中省略了详细的图示，但是，检查控制装置3可以在步骤St9中向机器人控制装置2请求主焊接程序的数据，并且可以获取机器人控制装置2响应于该请求发送的主焊接程序的数据，或者可以在步骤St3之后预先获取从机器人控制装置2发送的主焊接程序的数据。因此，检查控制装置3通过对从机器人控制装置2获取的主焊接程序的数据进行部分修改，可以有效地创建补焊程序的数据。检查控制装置3生成包括步骤St8中综合确定的结果和补焊程序在内的外观检查报告，并将所生成的外观检查报告发送到机器人控制装置2(St10)。此外，检查控制装置3还将以相同方式生成的外观检查报告发送到主机装置1(St11)。

在步骤St11中接收到外观检查报告后，主机装置1生成以工件为对象的补焊的执行命令，并将所生成的执行命令发送到机器人控制装置2(St12)。在接收到从主机装置1发送的补焊的执行命令时，机器人控制装置2使焊接机器人MC1基于以执行命令中指定的工件为对象的补焊程序(在步骤St10中接收)根据补焊程序来执行补焊(St13)。当通过各种已知方法确定焊接机器人MC1的补焊完成时，机器人控制装置2将修复工件的工件信息(例如，修复工件的ID、包括在主焊接中使用的多个原始工件的ID在内的工件信息(例如，原始工件的ID和名称，以及原始工件的焊接部分)以及在执行主焊接和补焊期间的焊接条件)发送到主机装置1(St14)。

在接收到从机器人控制装置2发送的包括修复工件的ID在内的工件信息后，主机装置1设置与修复工件的ID对应的适合于用户的管理ID，并将指示与管理ID对应的修复工件的焊接完成的数据存储在外部存储装置ST中(St15)。

接下来，将参照图4描述图3中步骤St7中的单独检查和步骤St8中的综合确定的详情。图4是示出了处理过程的示例的流程图，该处理过程示出了第一检查确定(点群比较)和第二至第N检查确定(AI确定)的详情。为了便于对图4中的描述进行理解，设置N＝2。

在图4中，由传感器4获取的能够确定焊道的三维形状的点群数据OD1用于第一检查确定和第二检查确定这两者。数据处理单元36将来自传感器4的点群数据OD1转换为适合于第一检查确定的数据格式(例如，示出了焊道的三维形状的图像数据)，并将点群数据OD1传递到第一检查确定单元371。第一检查确定单元371从存储器32读取存储在存储器32中的非缺陷工件的主数据MD1(例如，示出了非缺陷工件的焊道的理想三维形状的图像数据)，并执行将来自数据处理单元36的图像数据与主数据MD1进行比较的第一检查确定(St21A)。

第一检查确定单元371确定针对每个检查项目(例如，形状可靠性、焊道缺失和焊道位置偏差)计算出的检查分数是否等于或大于针对每个检查项目预先设置的阈值(St22A)。也就是说，第一检查确定单元371通过将基于点群数据OD1的图像数据与主数据MD1进行比较，确定形状可靠性的检查分数是否等于或大于形状可靠性阈值，与有无焊道缺失相关的检查分数是否等于或大于焊道缺失阈值，以及与有无焊道位置偏差相关的检查分数是否等于或大于焊道位置偏差阈值(St22A)。当确定获得了等于或大于形状可靠性阈值、焊道缺失阈值和焊道位置偏差阈值的检查分数时(St23A，是)，第一检查确定单元371确定检查项目为“OK”(即，满足形状可靠性，并且未检测到焊道缺失和焊道位置偏差)(St23A)。相反，当确定获得了小于形状可靠性阈值、焊道缺失阈值和焊道位置偏差阈值的检查分数时(St23A，否)，第一检查确定单元371确定检查项目为“NG”(即，形状可靠性不足，或者检测到焊道缺失或焊道位置偏差)(St24A)。第一检查确定单元371获取步骤St23A或步骤St24A的确定结果，作为第一检查确定结果(St25A)。

第N检查确定单元37N确定作为AI引擎(例如，神经网络)针对每个检查项目(例如，孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起)的输出值的缺陷概率值(即，检查分数)是否等于或小于针对每个检查项目预先设置的阈值(St22B)。也就是说，第N检查确定单元37N确定由向其输入点群数据OD1的AI引擎针对每个检查项目计算出的缺陷概率值是否等于或小于孔洞检测阈值、凹坑检测阈值、咬边检测阈值、溅射检测阈值或突起检测阈值(St22B)。当确定AI引擎针对每个检查项目的输出值(缺陷概率值)等于或小于孔洞检测阈值、凹坑检测阈值、咬边检测阈值、溅射检测阈值或突起检测阈值(St23B，是)时，第N检查确定单元37N确定检查项目为“OK”(即，未检测到孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起中的任一者)(St23B)。相反，当确定AI引擎针对每个检查项目的输出值(缺陷概率值)等于或大于孔洞检测阈值、凹坑检测阈值、咬边检测阈值、溅射检测阈值或突起检测阈值(St23B，否)时，第一检查确定单元371确定检查项目为“NG”(即，检测到孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起中的任一者)(St24B)。第N检查确定单元37N获取步骤St23B或步骤St24B的确定结果，作为第二检查确定结果(St25B)。

检查结果确定单元37通过使用在步骤St25A中获得的第一检查确定结果和在步骤St25B中获得的第二检查确定结果来执行焊道外观检查的综合确定(St26)。例如，当确定第一检查确定结果和第二检查确定结果都已经获得了指示不存在焊接缺陷的结果时，检查结果确定单元37确定焊道外观检查合格(换言之，不需要进行补焊)。相反，当确定第一检查确定结果或第二检查确定结果已经获得了指示检测到任何一个焊接缺陷的结果时，检查结果确定单元37确定焊道外观检查不合格(换言之，需要执行对检测到的焊接缺陷进行修复的补焊)。

如上所述，在根据第一实施例的焊接系统100中，检查控制装置3(作为焊道外观检查装置的示例)将与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据(例如，点群数据OD1)输入到处理器31(作为输入单元的示例)。检查控制装置3使用输入数据和非缺陷工件的主数据MD1来基于输入数据与主数据MD1之间的比较执行由第一检查确定单元371进行的焊道的第一检查确定，并且配备有k(k：1或更大的整数)种人工智能，并且基于以输入数据为对象的k种人工智能的处理来执行由第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N进行的焊道的第二检查确定。k＝(N-1)，以下同样适用。检查控制装置3基于第一检查确定单元371和第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N的确定结果将焊道的焊道外观检查的结果输出到检查结果确定单元37(作为综合确定单元的示例)中的输出装置(例如，监视器MN2)。

因此，检查控制装置3可以组合地基于指示焊道的三维形状的输入数据与主数据MD1之间的比较来执行第一检查确定，并基于AI处理来执行用于检测有无焊道的焊道缺陷的第二检查确定。因此，可以更有效地执行对通过主焊接生产的工件的焊道的外观检查。具体地，当通过AI处理检测有无焊接缺陷时，可以根据作为用户的焊道外观检查的对象的检查项目来准备k(＝(N-1))种不同的AI。因此，检查控制装置3可以提高用户对焊道进行外观检查的便利性。

作为第一检查确定的对象的焊道的外观检查项目和作为第二检查确定的对象的焊道的外观检查项目是不同的。因此，检查控制装置3可以综合地检查通过第一检查确定高度精确地检测的焊道的外观检查项目和通过第二检查确定高度精确地检测的焊道的外观检查项目。

当k为2或更大的整数时，作为分别由第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N(换言之，k个第二检查确定单元的示例)执行的第二检查确定的对象的焊道的外观检查项目是彼此不同的。例如，第二检查确定单元372检测有无焊道的孔洞和溅射，并且第N检查确定单元37N检测有无焊道的凹坑和咬边。因此，由于检查控制装置3可以针对每个检查项目提供可以通过AI处理高度精确地检测的第二检查确定的多个组合，因此，与通过例如一种AI处理检查大量检查项目的情况相比，检查控制装置3可以高度精确地检查有无焊道的每种焊接缺陷。

检查控制装置3与能够以工件的焊道的焊接缺陷部分为对象执行补焊的焊接机器人MC1进行通信。当确定第一检查确定单元371和k个第二确定单元(第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N)的确定结果的任一外观检查项目具有缺陷时，检查控制装置3向焊接机器人MC1发送补焊的执行指令，用于校正被确定为具有缺陷的焊道的对应部分。因此，当确定在任一检查项目中检测到焊接缺陷作为基于第一检查确定和第二检查确定的结果的综合确定时，检查控制装置3可以指示焊接机器人MC1执行由焊接机器人MC1自动地修正其中出现焊接缺陷的检查项目的补焊，并且可以快速且平稳地提高工件的完成度。

在检查控制装置3中，作为转换单元的示例的数据处理单元36将输入数据转换为适合于输入到k种人工智能的数据格式。因此，检查控制装置3可以提高由第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N执行的AI处理的精度，并且可以提高焊道有无焊接缺陷(例如，孔洞、凹坑、咬边和溅射)的检测精度。

作为第一检查确定的对象的焊道的外观检查项目包括焊道的形状、焊道的缺失和焊道的位置偏差。作为第二检查确定的对象的焊道的外观检查项目包括焊道的孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起。因此，检查控制装置3可以综合地检查通过第一检查确定高度精确地检测的焊道的外观检查项目(例如，焊道的形状、焊道的缺失和焊道的位置偏差)，以及通过第二检查确定高度精确地检测的焊道的外观检查项目(例如，焊道的孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起)。

(第二实施例)

在第一实施例中，第一检查确定和第二检查确定均由检查控制装置3执行。在第二实施例中，将描述第一检查确定和第二检查确定由不同装置执行的示例。在下文中将会描述的是，第一检查确定由检查控制装置3执行，第二检查确定由主机装置1执行。然而，第二检查确定还可以由主机装置1以外的另一装置执行。

(焊接系统的配置)

图6是示出了根据第二实施例的检查控制装置3A、机器人控制装置2和主机装置1A的内部配置示例的图。在图6的描述中，对其配置与图2的部件相同的部件标注相同的附图标记，其描述将被简化或省略，并将描述不同的内容。此外，根据第二实施例的焊接系统100A的配置与根据第一实施例的焊接系统100的配置(参见图1)相同。

作为焊道外观检查系统的示例的焊接系统100A包括：连接到外部存储装置ST、输入接口UI1和监视器MN1的主机装置1A；机器人控制装置2；检查控制装置3A；传感器4；主焊接机器人MC1a和补焊机器人MC1b。

在作为焊道外观检查装置的示例的检查控制装置3A中，处理器31A包括确定阈值存储单元34、形状检测控制单元35、数据处理单元36、检查结果确定单元37A和补焊程序创建单元38。检查结果确定单元37A仅包括第一检查确定单元371。由于第一检查确定单元371的配置与第一实施例的配置相同，因此将省略其描述。

在作为焊道外观检查装置的示例的主机装置1A中，处理器11A包括单元格控制单元13、第二检查确定单元142至第N检查确定单元14N。与第二检查确定单元372至第N检查确定单元37N类似，第二检查确定单元142至第N检查确定单元14N执行第二检查确定(即，焊道外观检查，其中形成基于k＝(N-1)种人工智能的神经网络，并且基于AI确定有无焊接的缺陷部分，该AI以由传感器4获取的与焊道的形状相关的输入数据为对象)，并且检查有无焊道的孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起(参见图5)。

(焊接系统的操作)

接下来，将参照图7描述包括由根据第二实施例的焊接系统100A进行的主焊接、焊道外观检查和补焊在内的一系列处理过程。图7是示出了包括由根据第二实施例的焊接系统100A进行的主焊接、焊道外观检查和补焊在内的一系列处理过程的示例的序列图。在图7的描述中，将以在使用多个原始工件的主焊接和基于工件的焊道外观检查不合格这一事实而执行的补焊的每个步骤中在主机装置1A、机器人控制装置2和检查控制装置3A之间执行的操作过程为例进行说明。此外，在图7的描述中，对与图3中的处理相同的处理标记相同的步骤编号，其描述将被简化或省略，并将描述不同的内容。

在图7中，在步骤St6之后，机器人控制装置2在焊道外观检查开始时执行从主机装置1A接收到的外观检查程序，并沿着焊接线移动附接到焊接机器人MC1的传感器4(St7A)。传感器4在机器人控制装置2以可扫描的方式移动工件的焊接部分期间获取能够确定工件的三维形状的点群数据(St7A)。检查控制装置3A将由传感器4获取的能够确定焊道的三维形状的点群数据用作输入数据，并执行上述第一检查确定(St7A)。此外，检查控制装置3A通过处理器31A生成上述第二检查确定的执行指令，并将所生成的执行指令发送到主机装置1A(St31)。

当接收到在步骤St31中从检查控制装置3A发送的第二检查确定的执行指令时，主机装置1A基于执行指令来执行由第二检查确定单元142至第N检查确定单元14N进行的第二检查确定(St32)。由于在步骤St32中执行的第二检查确定的详情与第一实施例中描述的内容的详情相同，因此，将省略其描述。主机装置1A生成第二检查确定的处理结果(即，通过AI处理针对每个检查项目检测有无焊接缺陷)并将所生成的处理结果发送到检查控制装置3A(St33)。检查控制装置3A基于步骤St7中由检查控制装置3A进行的第一检查确定和步骤St32中由主机装置1A进行的第二检查确定的结果来执行工件的焊道外观检查的综合确定(St8A)。由于在步骤St8A中执行的综合确定的详情与第一实施例中描述的内容的详情相同，因此，将省略其描述。由于步骤St8A之后的处理与图3中的处理相同，因此，将省略其描述。

如上所述，作为根据第二实施例的焊道外观检查系统的示例的焊接系统100A将与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据(例如，点群数据OD1)输入到检查控制装置3A。焊接系统100A使用输入数据和非缺陷工件的主数据MD1，并且基于输入数据与主数据MD1之间的比较执行由检查控制装置3A进行的焊道的第一检查确定，并且配备有k(k：1或更大的整数)种人工智能，并且基于以输入数据为对象的k种人工智能的处理来执行由主机装置1A的第二检查确定单元142至第N检查确定单元14N进行的焊道的第二检查确定。检查控制装置3A基于检查控制装置3A的第一检查确定单元371和主机装置1A的第二检查确定单元142至第N检查确定单元14N的确定结果，将焊道的焊道外观检查的结果输出到检查结果确定单元37中的输出装置(例如，监视器MN2)。

因此，焊接系统100A可以基于指示焊道的三维形状的输入数据与主数据MD1之间的比较通过检查控制装置3A执行第一检查确定，并且可以以分布的方式基于AI处理通过主机装置1A执行用于检测有无焊道的焊接缺陷的第二检查确定。因此，与例如第一实施例中那样仅由检查控制装置3执行第一检查确定和第二检查确定这两者的情况相比，焊接系统100A可以抑制焊道外观检查的处理负荷。此外，焊接系统100A可以更有效地对通过主焊接生产的工件的焊道执行外观检查。具体地，当通过AI处理检测有无焊接缺陷时，可以根据作为用户的焊道外观检查的对象的检查项目来准备k(＝(N-1))种不同的AI。因此，焊接系统100A可以提高用户对焊道进行外观检查的便利性。

尽管上面参考附图描述了各种实施例，但不用说本公开并不局限于这样的示例。对本领域技术人员来说将是显而易见的是，可以在权利要求的范围内设想各种改变、修改、替换、添加、删除和等同物，并且应当理解的是，这样的改动也属于本公开的技术范围。此外，在不脱离本发明的精神的范围内，可以任选地组合上述各种实施例中的组件。

本申请基于2020年3月5日提交的日本专利申请(日本专利申请第2020-038203号)，其内容通过引用的方式并入本文。

工业实用性

本公开用作更有效地对通过主焊接生产的工件的焊道执行外观检查的焊道外观检查装置、焊道外观检查方法、程序和焊道外观检查系统。

附图标记列表

1、1A：主机装置

2：机器人控制装置

4：传感器

10、20、30：通信单元

11、11A、21、31、31A：处理器

12、22、32：存储器

13：单元格控制单元

23：主焊接程序创建单元

24：计算单元

25：机器人控制单元

26：电源控制单元

33：检查结果存储单元

34：确定阈值存储单元

35：形状检测控制单元

36：数据处理单元

37：检查结果确定单元

371：第一检查确定单元

142：第二检查确定单元

14N、37N：第N检查确定单元

100、100A：焊接系统

200：机械手

300：焊丝进给装置

301：焊丝

400：焊炬

500：电源装置

MC1：焊接机器人

MC1a：主焊接机器人

MC1b：补焊机器人

MN1、MN2：监视器

ST：外部存储装置。

Claims (9)

1.一种焊道外观检查装置，包括：

输入单元，被配置为输入与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据；

第一确定单元，被配置为使用所述输入数据和非缺陷工件的主数据，并基于所述输入数据与所述主数据之间的比较来执行与所述焊道的形状相关的第一检查确定；

k个第二确定单元，配备有k种人工智能，并且被配置为基于以所述输入数据为对象的所述k种人工智能的处理来执行与所述焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及

综合确定单元，被配置为基于所述第一确定单元和所述k个第二确定单元的确定结果，将所述焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

2.根据权利要求1所述的焊道外观检查装置，

其中与作为所述第一检查确定的对象的所述焊道的形状相关的外观检查项目和与作为所述第二检查确定的对象的所述焊道的焊接缺陷相关的外观检查项目是不同的。

3.根据权利要求1所述的焊道外观检查装置，

其中当k为2或更大的整数时，与作为分别由所述k个第二确定单元执行的所述第二检查确定的对象的所述焊道的焊接缺陷相关的外观检查项目是彼此不同的。

4.根据权利要求1所述的焊道外观检查装置，还包括：

通信单元，被配置为与被设置为以所述工件的焊道的焊接缺陷部分为对象执行补焊的焊接机器人进行通信，

其中当确定所述第一确定单元和所述k个第二确定单元的确定结果的任一外观检查项目具有缺陷时，所述综合确定单元经由所述通信单元向所述焊接机器人发送补焊的执行指令，所述补焊用于校正被确定为具有所述缺陷的所述焊道的焊接缺陷部分。

5.根据权利要求1所述的焊道外观检查装置，还包括：

转换单元，被配置为将所述输入数据转换为适合于输入到所述k种人工智能的数据格式。

6.根据权利要求1所述的焊道外观检查装置，

其中与作为所述第一检查确定的对象的所述焊道的形状相关的外观检查项目包括所述焊道的形状、所述焊道的缺失和所述焊道的位置偏差，并且

其中与作为所述第二检查确定的对象的所述焊道的焊接缺陷相关的外观检查项目包括所述焊道的孔洞、凹坑、咬边、溅射和突起。

7.一种由焊道外观检查装置执行的焊道外观检查方法，所述焊道外观检查方法包括：

输入步骤，输入与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据；

第一确定步骤，使用所述输入数据和非缺陷工件的主数据，并基于所述输入数据与所述主数据之间的比较来执行与所述焊道的形状相关的第一检查确定；

k个第二确定步骤，配备有k种人工智能，并基于以所述输入数据为对象的所述k种人工智能的处理来执行与所述焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及

输出步骤，基于所述第一确定步骤和所述k个第二确定步骤的确定结果，将所述焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

8.一种程序，用于使作为计算机的焊道外观检查装置执行：

输入步骤，输入与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据；

第一确定步骤，使用所述输入数据和非缺陷工件的主数据，并基于所述输入数据与所述主数据之间的比较来执行与所述焊道的形状相关的第一检查确定；

k个第二确定步骤，配备有k种人工智能，并基于以所述输入数据为对象的所述k种人工智能的处理来执行与所述焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及

输出步骤，基于所述第一确定步骤和所述k个第二确定步骤的确定结果，将所述焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

9.一种焊道外观检查系统，包括：

输入单元，被配置为输入与通过焊接生产的工件的焊道相关的输入数据；

第一确定单元，被配置为使用所述输入数据和非缺陷工件的主数据，并基于所述输入数据与所述主数据之间的比较来执行与所述焊道的形状相关的第一检查确定；

k个第二确定单元，配备有k种人工智能，并且被配置为基于以所述输入数据为对象的所述k种人工智能的处理来执行与所述焊道的焊接缺陷相关的第二检查确定，其中k为1或更大的整数；以及

综合确定单元，被配置为基于所述第一确定单元和所述k个第二确定单元的确定结果，将所述焊道的外观检查的结果输出至输出装置。

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