JP2010019776A - Automatic welding/inspection system, inspection robot device, and welding/inspection robot device - Google Patents
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Description
本発明は、自動溶接／検査システムおよび検査ロボット装置ならびに溶接／検査ロボット装置に関する。 The present invention relates to an automatic welding / inspection system, an inspection robot apparatus, and a welding / inspection robot apparatus.
自動車の製造工程では、ロボット装置を用いて自動溶接を行う自動溶接システムが広く普及している。しかしながら、溶接箇所において溶接の良否を判定する検査工程は、自動化が進んでいない。このように、溶接の良否を判定する検査工程において、自動化が進んでいない主な理由は、検査に人間（検査員）の熟練度を要するところにある。 In the manufacturing process of automobiles, automatic welding systems that perform automatic welding using a robot apparatus are widely used. However, the inspection process for determining whether welding is good or not at the welding site has not been automated. Thus, in the inspection process for determining the quality of welding, the main reason why automation has not progressed is that inspection requires the skill level of a human (inspector).
本発明に関連する超音波による溶接検査方法について図２１から図２９を参照して説明する。図２１および図２２は、本発明に関連する超音波を用いた溶接検査方法を説明するための図であり、超音波プローブ（以下では、単にプローブという）５０と被検査材である鋼板５１−１および鋼板５１−２との位置関係を示す図である。また、図２３は、溶接部（ナゲットという）５２を示す図である。以下の説明では、スポット溶接について説明を行うが、スポット溶接が連続したものがシーム溶接であると考えることができる。従って、本発明の適用範囲をスポット溶接に限定するものではない。 The ultrasonic welding inspection method related to the present invention will be described with reference to FIGS. 21 and 22 are diagrams for explaining a welding inspection method using ultrasonic waves related to the present invention, and an ultrasonic probe (hereinafter simply referred to as a probe) 50 and a steel plate 51- which is a material to be inspected. It is a figure which shows the positional relationship with 1 and the steel plate 51-2. FIG. 23 is a view showing a welded portion (referred to as a nugget) 52. In the following description, spot welding will be described, but it can be considered that seam welding is a continuous spot welding. Therefore, the application range of the present invention is not limited to spot welding.
プローブ５０には探触子５３を備えており、探触子５３は、超音波の送受信素子を備えている。探触子５３は、図外の溶接検査装置に接続され、パルス信号としての超音波の送受信を行う。溶接検査装置は、一つのパルス信号の送信毎に、反射波の受信を行い、その強度を測定する。
The
また、プローブ５０は、接触部５４を備えており、この接触部５４の内部は、水などの液体で満たされている。これにより、探触子５３から発射された超音波を効率良く、鋼板５１−１に伝えることができる。また、プローブ５０の角度が多少変化してもプローブ５０と鋼板５１−１との密着度が変わらないように、接触部５４は弾力性のあるゴムなどにより形成されている。
The
図２３に示すように、ナゲット５２は、重ね合わされた複数の鋼板５１−１および鋼板５１−２の境界面に形成される。図２３は二枚の鋼板５１−１および鋼板５１−２が重ね合わされた例である。しかしながら、重ね合わせる枚数は二枚以上であっても同様である。
As shown in FIG. 23, the
図２１および図２２に示すように、本発明に関連する超音波による溶接検査方法では、ナゲット５２の直上、すなわちスポット溶接部位５５の直上にプローブ５０を当てて検査をする必要がある。
As shown in FIG. 21 and FIG. 22, in the ultrasonic welding inspection method related to the present invention, it is necessary to perform inspection by applying the
その理由は、プローブ５０から発射した超音波がナゲット５２を通過すると共に、その超音波の反射波を必ず受信しなければ検査が成立しない。そこで、必然的に、スポット溶接部位５５の直上にプローブ５０を当てることになる。さらに、効率良く反射波を得るためには、超音波の反射面が超音波の進行方向に対してほぼ直角でなければならない。このためプローブ５０の角度調整に精度を要する。
The reason is that the inspection is not established unless the ultrasonic wave emitted from the
図２４から図２９は、本発明に関連する超音波による溶接検査方法の具体例を説明するための図である。図２５は、正常なナゲット５２に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
FIGS. 24 to 29 are diagrams for explaining a specific example of the ultrasonic welding inspection method related to the present invention. FIG. 25 is a diagram showing the test results for the
プローブ５０から鋼板５１−１に向けて発せられた超音波は、ある一定の時間の間に鋼板５１−１の表面と、鋼板５１−２の裏面との間で何度か往復し、最終的にはエネルギが減衰して消失する。この超音波が鋼板５１−１および鋼板５１−２内を往復する間に、鋼板５１−１の表面と鋼板５１−２の裏面との間で反射した超音波の一部はプローブ５０に戻る。プローブ５０に戻った超音波の波形を検査者が視認できるように画像表示装置（オシロスコープなど）を用いて画像表示した例が図２５である。
The ultrasonic waves emitted from the
図２５は、ナゲット５２の状態が正常である場合の超音波波形であり、鋼板５１−１および鋼板５１−２の板厚による繰り返し波形が複数本現れ、それらの繰り返し波形が所定の減衰カーブを描くといった波形パターンが出力される。ナゲット５２の良否判定では、これらの波形の本数、各波形の波高値、各波形間の距離、本来出現しない波形の有無などを評価することにより行う。
FIG. 25 shows an ultrasonic waveform when the state of the
なお、超音波のナゲット５２内を伝搬する速度は一定であるから、鋼板５１−２の裏面で反射される複数の反射波は、鋼板５１−１および鋼板５１−２の板厚に応じた超音波の伝送時間間隔で現れる。よって、横軸は鋼板５１−１および鋼板５１−２の板厚方向の距離を示す時間軸となっている（例えば、特許文献１参照）。
In addition, since the speed which the ultrasonic wave propagates in the
これに対し、図２６は、ナゲット５２が正常に形成されず鋼板５１−１と鋼板５１−２との間に剥がれが生じた状態を示す図である。図２７は、剥がれが生じた不完全なナゲット５２に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
On the other hand, FIG. 26 is a diagram illustrating a state in which the
ナゲット５２が正常に形成されず、鋼板５１−１と鋼板５１−２との間に剥がれが生じた状態では、図２７に示すように、減衰量の少ない探傷面側の板厚の繰り返し反射波が出現する。すなわち、鋼板５１−１と鋼板５１−２との間に剥がれが生じた状態では、プローブ５０から発した超音波は、鋼板５１−１の表面と裏面との間だけで往復する。したがって、図２５の例に比べると超音波の伝搬距離が短くなるため、波形間の距離は、図２５に比べて短くなる。また、超音波の伝搬距離が短いために、図２５に比べて減衰量も少ないので、同じ強度の波形が短い間隔で連続する。このような波形が現れた場合には、鋼板５１−１と鋼板５１−２との間に剥がれが有ると判定することができる。
In a state in which the
また、図２８は、小さなナゲット５２が形成された状態を示す図である。図２９は、小さなナゲット５２に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
FIG. 28 is a diagram showing a state in which a
正常の場合よりも小さなナゲット５２が形成された場合には、プローブ５０による検査範囲内に、図２５に示した正常なナゲット５２が形成された状態と、図２７に示した剥がれが生じた状態とが並列に出現したことと等化な状態になる。したがって、図２５に示した大きな波形と図２７に示した小さな波形とが混在した波形が現れる。特に、大きな波形の間に現れる小さな波形をナポレオンハットと呼ぶ。このようなナポレオンハットが現れた場合には、正常の場合よりも小さなナゲット６２が形成されたと判定することができる。
When the
以上説明したように、本発明に関連する超音波による溶接検査方法では、ナゲット５２の直上に鋼板５１−１に対してほぼ直角にプローブ５０を置き、検査を実施している。
As described above, in the ultrasonic welding inspection method related to the present invention, the
本発明に関連する超音波による溶接検査方法では、ナゲットの直上、すなわちスポット溶接部位の直上で鋼板に対して直角にプローブを当てなければ正確に測定できない。これは人間である検査員が行ったとしても熟練度を要する作業である。したがって、自動化は困難である。さらに、スポット溶接部位の直上にプローブを当てるためには、スポット溶接部位の温度が下がるのを待つ必要がある。これも自動化を妨げる要因である。 In the ultrasonic welding inspection method related to the present invention, accurate measurement cannot be performed unless a probe is applied at right angles to the steel plate immediately above the nugget, that is, immediately above the spot welded portion. This is a work that requires skill even if performed by a human inspector. Therefore, automation is difficult. Further, in order to apply the probe directly above the spot welding site, it is necessary to wait for the temperature of the spot welding site to drop. This is also a factor that hinders automation.
また、特許文献１には、溶接の良否を自動的に判定するロボット装置が提案されてはいる。しかしながら、このロボット装置は、既に溶接工程を終えた製品に対して自動的に検査を行う装置である。したがって、溶接工程の中で溶接作業と並行して自動的に検査を行うことを想定した装置ではない。
本発明は、このような課題を解決するために行われたものであって、溶接工程の中で溶接の良否を自動的に検査することができる自動溶接／検査システムおよび検査ロボット装置ならびに溶接／検査ロボット装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and is an automatic welding / inspection system and inspection robot apparatus capable of automatically inspecting the quality of welding in a welding process, and a welding / An object is to provide an inspection robot apparatus.
本発明の自動溶接／検査システムは、重ね合わせた複数の金属板に対し、自動的に溶接を行う溶接ロボット装置と、この溶接ロボット装置により行われた溶接の良否を検査する検査ロボット装置と、を備える自動溶接／検査システムであって、検査ロボット装置は、超音波を用いて溶接の良否の検査を行うためのプローブと、このプローブを金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておく手段と、プローブを介して複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段と、を備えることを特徴とする。 An automatic welding / inspection system of the present invention includes a welding robot apparatus that automatically welds a plurality of stacked metal plates, an inspection robot apparatus that inspects the quality of welding performed by the welding robot apparatus, The inspection robot apparatus includes a probe for inspecting the quality of welding using ultrasonic waves, and temporarily places the probe in the vicinity of the welded portion on the surface of the metal plate. And means for causing ultrasonic waves to enter from an oblique direction with respect to the boundary surfaces of the plurality of metal plates via the probe.
また、本発明を検査ロボット装置としての観点から観ることもできる。すなわち、本発明の検査ロボット装置は、重ね合わせた複数の金属板に対し、自動的に溶接を行う溶接ロボット装置により行われた溶接の良否を検査する検査ロボット装置であって、超音波を用いて溶接の良否の検査を行うためのプローブと、このプローブを金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておく手段と、プローブを介して複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention can also be viewed from the viewpoint of an inspection robot apparatus. That is, the inspection robot apparatus of the present invention is an inspection robot apparatus that inspects the quality of welding performed by a welding robot apparatus that automatically welds a plurality of stacked metal plates, and uses ultrasonic waves. A probe for inspecting the quality of the welding, means for temporarily placing the probe near the welded portion on the surface of the metal plate, and an oblique direction with respect to the boundary surface of the plurality of metal plates via the probe And means for making an ultrasonic wave incident.
この検査ロボット装置は、超音波の反射波の画像を表示する表示処理手段を備えることができる。あるいは、この検査ロボット装置は、超音波の反射波の強度に基づき推定される検査結果の内容を表示する表示処理手段を備えることができる。あるいは、この検査ロボット装置は、超音波の反射波の強度に基づき推定される検査結果を示す情報を外部装置に対して出力する表示処理手段を備えることができる。 This inspection robot apparatus can include display processing means for displaying an image of an ultrasonic reflected wave. Alternatively, the inspection robot apparatus can include display processing means for displaying the contents of the inspection result estimated based on the intensity of the reflected wave of the ultrasonic wave. Alternatively, the inspection robot apparatus can include display processing means for outputting information indicating an inspection result estimated based on the intensity of the reflected wave of the ultrasonic wave to an external apparatus.
また、本発明を溶接／検査ロボット装置としての観点から観ることもできる。すなわち、本発明の溶接／検査ロボット装置は、重ね合わせた複数の金属板に対し、自動的に溶接を行うと共に、この溶接の良否を検査する溶接／検査ロボット装置であって、超音波を用いて溶接の良否を検査するためのプローブと、このプローブを金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておく手段と、プローブを介して複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention can also be viewed from the viewpoint of a welding / inspection robot apparatus. That is, the welding / inspection robot apparatus according to the present invention is a welding / inspection robot apparatus that automatically welds a plurality of stacked metal plates and inspects the quality of the welding, and uses ultrasonic waves. A probe for inspecting the quality of the welding, means for temporarily placing the probe near the welded portion on the surface of the metal plate, and an oblique direction with respect to the boundary surface of the plurality of metal plates via the probe. And means for making a sound wave incident thereon.
この溶接／検査ロボット装置は、超音波の反射波の画像を表示する表示処理手段を備えることができる。あるいは、この溶接／検査ロボット装置は、超音波の反射波の強度に基づき推定される検査結果の内容を表示する表示処理手段を備えることができる。あるいは、この溶接／検査ロボット装置は、超音波の反射波の強度に基づき推定される検査結果を示す情報を外部装置に対して出力する表示処理手段を備えることができる。 The welding / inspection robot apparatus can include display processing means for displaying an image of an ultrasonic reflected wave. Alternatively, the welding / inspection robot apparatus can include display processing means for displaying the contents of the inspection result estimated based on the intensity of the reflected wave of the ultrasonic wave. Alternatively, the welding / inspection robot apparatus may include display processing means for outputting information indicating an inspection result estimated based on the intensity of the reflected wave of the ultrasonic wave to an external apparatus.
本発明によれば、熟練した検査者の技術を必要としない。また、スポット溶接部位の温度が下がるのを待つ必要が無い。このような効果があるので、溶接工程の中で溶接の良否を自動的に検査することができる。 According to the present invention, no skill of a skilled inspector is required. Moreover, there is no need to wait for the temperature of the spot welded portion to drop. Since there is such an effect, the quality of welding can be automatically inspected during the welding process.
（第一の実施の形態）
本発明の第一の実施の形態の自動溶接／検査システム１の構成を図１を参照して説明する。以下の説明における鋼板２−１および鋼板２−２は、請求項でいう金属板に相当する。鋼板２−１と鋼板２−２との間には、ナゲット３が形成される。図１は、第一の実施の形態の自動溶接／検査システム１の全体構成図である。第一の実施の形態は、図１に示すように、重ね合わせた鋼板２−１および鋼板２−２を被溶接材とし、これに対し、自動的に溶接を行う溶接ロボット装置４と、この溶接ロボット装置４により行われた溶接の良否を検査する検査ロボット装置５とを備えた自動溶接／検査システム１である。
(First embodiment)
The configuration of the automatic welding /
検査ロボット装置５は、超音波を用いて溶接の良否の検査を行うためのプローブ６と、このプローブ６を鋼板２−１表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておく手段としての検査ロボット制御装置７とを備える。さらに、プローブ６を介して鋼板２−１および鋼板２−２の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段としての探触子８を備える。
The
図２は、プローブ６の取付け機構を説明するための図である。図２は、プローブ６の取付け機構を側面から観た図である。図２に示すように、プローブ６は、角度調節部９を介してプローブ支持部１０に取付けられている。角度調節部９は、緩衝機構部１１とヒンジ機構部１２とから構成される。緩衝機構部１１は、例えば、バネや硬質ゴムによって伸縮自在に形成されている。また、ヒンジ機構部１２は、軸１３に対してプローブ６が所定の角度で回動自在となる機構を有する。これによって、プローブ支持部１０の下面と鋼板２−１の上面とが厳密に平行でなくてもプローブ６と鋼板２−１表面との密着を図ることができる。これにより、検査ロボット装置５の検査ロボット制御装置７によるプローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく作業の効率化を図ることができる。なお、図２に示した角度調節部９のような機構は無くてもよい。すなわち、検査ロボット装置５によりプローブ６を鋼板２−１の表面へ一時的に乗せておく作業を行う際に、プローブ６の角度調節が検査ロボット装置５のマニピュレータによって十分に可能である場合には図２に示したような角度調節部９は不必要である。
FIG. 2 is a view for explaining the attachment mechanism of the
また、図１に示す接触媒体塗布装置１４は、鋼板２−１表面とプローブ６との間の隙間を無くすために接触媒体を噴射する装置である。なお、接触媒体塗布装置１４が噴射する接触媒体は、水などの液体であるからこれを溶接部位の冷却用としても利用することができる。
Moreover, the contact
その他の構成要素としては、溶接制御装置１５は、溶接ロボット装置４によって行われる溶接作業を制御する装置である。溶接ロボット制御装置１６は、溶接ロボット装置４の動作を制御する装置である。工程制御盤１７は、溶接工程を制御する制御盤である。検査ロボット制御装置７は、検査ロボット装置５の動作を制御する装置である。これは請求項でいうところの一時的に乗せておく手段である。接触媒体塗布制御装置１８は、接触媒体の噴射のタイミングおよび量を制御する装置である。超音波探傷検査装置１９は、プローブ６を用いて溶接可否の判定を行う装置である。溶接ガン２０は、ワークを挟み込むことができる上部電極２１−１および下部電極２１−２を備えている。さらに、加圧装置２２によって被溶接材を加圧し、溶接制御装置１５により適正な電流および通電時間を制御して溶接を実施する。トランス２３は、溶接に必要な電流を生成して上部電極２１−１および下部電極２１−２に供給する。治具２４は、ワークである鋼板２−１および鋼板２−２が載置される台である。
As other components, the
ここで、超音波探傷検査装置１９について図１および図３を参照して説明する。図３は、超音波探傷検査装置１９のブロック構成図である。超音波探傷検査装置１９は、図１に示す鋼板２−１の表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておくプローブ６と、このプローブ６を介して鋼板２−１および鋼板２−２の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段である探触子８とを備える。
Here, the ultrasonic flaw
さらに、超音波の反射波の画像を表示する表示処理手段である表示処理部２５を備える。あるいは、表示処理部２５は、超音波の反射波の強度に基づき推定される検査結果の内容を表示する表示処理手段であってもよい。また、表示処理部２５は、「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの情報を外部装置２６に対して出力することもできる。外部装置２６は、例えば、検査結果の記録装置、検査結果の転送装置、検査結果の異常警報装置などである。
Further, a
探触子８は、超音波の送受信素子（図示省略）を備えている。パルス発振器２７は、探触子８の超音波の送受信素子に対して電気信号としてのパルス信号を与える。電気信号としてのパルス信号を与えられた超音波の送受信素子は、与えられたパルス信号に応じて超音波を発生させる。また、超音波の送受信素子は、超音波の反射波としてのパルス信号を受信し、電気信号に変換して受信器２８に出力する。受信器２８は、探触子８の送受信素子から電気信号として入力した超音波の反射波としてのパルス信号を、データ解析部２９が入力可能な信号形態に変換してデータ解析部２９に出力する。
The probe 8 includes an ultrasonic transmission / reception element (not shown). The
データ解析部２９は、受信器２８とパルス発振器２７とからパルス信号を受け取り、両者からのパルス信号の時間差と強度差とを解析する。これにより、プローブ６から発した超音波が鋼板２−１および鋼板２−２内でどのように反射して減衰したかを解析することができる。
The
データ解析部２９の解析結果は、表示制御部３０に送られ、表示制御部３０は、その解析結果を検査者が目視確認できるような波形画像、あるいは、「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの文字情報として表示部３１に表示する。あるいは、表示制御部け３０は、「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの情報を外部装置２６に対して出力する。外部装置２６は、例えば、検査結果の記録装置、検査結果の転送装置、検査結果の異常警報装置などである。
The analysis result of the
図４および図５は、本発明の実施の形態の溶接検査方法を説明するための図である。また、図４および図５は、プローブ６と被検査材である鋼板２−１および２−２との位置関係を示す図である。図５の例では、ナゲット３が複数並んでいる。個々のナゲット３は、それぞれスポット溶接によって形成されたものである。しかしながら、さらにナゲット３の間隔を狭めて行き、ナゲット３同士が連結した状態となった場合はシーム溶接となる。よって、以下の説明は、スポット溶接であってもシーム溶接であっても適用できる。
4 and 5 are diagrams for explaining the welding inspection method according to the embodiment of the present invention. 4 and 5 are diagrams showing the positional relationship between the
図４および図５に示すように、本発明の実施の形態の超音波による溶接検査方法では、ナゲット３の直上にプローブ６を当てて検査をする必要がなく、鋼板２−１におけるナゲット３の近傍にプローブ６を一時的に乗せておくことによって検査を行うことができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the ultrasonic welding inspection method according to the embodiment of the present invention, it is not necessary to inspect the
すなわち、図４に示すように、探触子８から発射された超音波はプローブ６を介して鋼板２−１に入射する。鋼板２−１に入射した超音波は、鋼板２−１と鋼板２−２とが結合していない境界面では鋼板２−２側に入射しない。一方、鋼板２−１に入射した超音波は、鋼板２−１と鋼板２−２とが結合しているナゲット３を通過して鋼板２−２に入射する。鋼板２−２に入射した超音波は、鋼板２−２の端部３２にて反射し、鋼板２−２内に戻る。
That is, as shown in FIG. 4, the ultrasonic wave emitted from the probe 8 enters the steel plate 2-1 through the
このように、本発明の実施の形態の超音波による溶接検査方法では、鋼板２−１および鋼板２−２の端部３２にて反射した超音波を検出することにより、ナゲット３の状態を知ることができる。したがって、図５に示すように、プローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく位置は、必然的に、端部３２とプローブ６との間に、ナゲット３（またはスポット溶接部位３３）が有る位置となる。また、プローブ６の方向は、ナゲット３（またはスポット溶接部位３３）に向けて超音波を発射する方向になる。
As described above, in the ultrasonic welding inspection method according to the embodiment of the present invention, the state of the
また、図５（Ｂ）に示すように、プローブ６の超音波発射方向（一点鎖線により図示）は、端部３２の面に対して直角となるようにする。これにより、プローブ６から発射された超音波の端部３２での反射波が効率良くプローブ６の方向に戻るため、精度の高い検査を実施することができる。
Further, as shown in FIG. 5B, the ultrasonic wave emission direction (shown by a one-dot chain line) of the
なお、図２１および図２２に示した従来例では、検査に際し、ナゲット５２（またはスポット溶接部位５５）の直上で鋼板５１−１に対して直角にプローブ５０を当てるためには、検査者が手でプローブ５０を鋼板５１−１に対して検査中ずっと直角に保持する必要がある。この際、鋼板５１−１に対してプローブ５０が直角であるか否かの判断は、検査者の目視によるだいたいの感覚でしか判断できず、検査者の熟練度が要求される。
In the conventional example shown in FIG. 21 and FIG. 22, in order to inspect the
これに対し、本発明の実施の形態では、図５（Ｂ）に示すように、プローブ６の超音波発射方向を端部３２の面に対して直角となるようにプローブ６を鋼板２−１上に一時的に乗せておく。この際、端部３２の面に対するプローブ６の一時的に乗せておく角度は、プローブ６を振ることで最大反射強度の角度を簡単に確認でき、最適な一時的に乗せておく位置への調整が容易にできる。これにより、検査者の熟練度は要求されない。また、従来例と比べて検査作業の作業性も良い。したがって、検査ロボット装置５を用いた自動検査を実現することができる。
On the other hand, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5B, the
また、図４に示す探触子８と鋼板２−１との成す角αを調整することにより、鋼板２−１および鋼板２−２の板厚に対する探触子８の角度を最適な角度に調整することができる。すなわち、角度αの調整により鋼板２−１の表面に対するプローブ６から発射された超音波の入射角度を調整することができる。これにより、様々な板厚を有する鋼板２−１および鋼板２−２の検査に対応することができる。
Further, by adjusting the angle α formed by the probe 8 and the steel plate 2-1 shown in FIG. 4, the angle of the probe 8 with respect to the plate thickness of the steel plate 2-1 and the steel plate 2-2 is set to an optimum angle. Can be adjusted. That is, the incident angle of the ultrasonic wave emitted from the
また、プローブ６の大きさは、検査対象となるナゲット３の直径とほぼ等しい、または、小さいことが望ましい。プローブ６の大きさがナゲット３の直径と比べて大きい場合には、ナゲット３の外側にも超音波が入射し、検査に不要な反射波（ノイズ）が生じるためである。
The size of the
このようにして、本発明の実施の形態の溶接検査方法によれば、自動溶接の工程において溶接箇所の自動検査を実施することができる。すなわち、前述したように、スポット溶接部位３３の直上で鋼板２−１に対して直角にプローブ６を当てる必要はなく、検査者の熟練度とは無関係に精度の高い検査を行うことができる。
In this way, according to the welding inspection method of the embodiment of the present invention, it is possible to perform an automatic inspection of a welding location in the automatic welding process. That is, as described above, it is not necessary to apply the
また、スポット溶接部位３３の直上にプローブ６を当てる必要がないため、スポット溶接部位３３の温度が下がるのを待つ必要がなく、検査効率の低下を回避することができる。
Further, since it is not necessary to apply the
また、プローブ６と鋼板２−１とが直接接触する部分であるウェッジは、アクリル等の堅固な材質を用いて制作することができる。このため、図２１の接触部５４（ゴム等の軟質材使用）のように消耗または破損するということもない。
In addition, the wedge, which is a portion where the
このように、本発明の実施の形態の溶接検査方法によれば、溶接箇所の自動検査を実施する上で、従来問題となっていた要因を取り除くことができる。従って、自動溶接の工程において溶接箇所の自動検査を実施することができる。 As described above, according to the welding inspection method of the embodiment of the present invention, the factor that has been a problem in the past can be removed when the automatic inspection of the welded portion is performed. Therefore, automatic inspection of the welded portion can be performed in the automatic welding process.
次に、本発明の実施の形態の超音波による溶接検査方法の具体例を図６から図１１を参照して説明する。図６から図１１は、本発明の実施の形態の超音波による溶接検査方法の具体例を説明するための図である。前述したように、図４は、ナゲット３が正常に形成された状態を示す図である。また、図６は、正常なナゲット３に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
Next, a specific example of the ultrasonic welding inspection method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 11 are diagrams for explaining a specific example of the welding inspection method using ultrasonic waves according to the embodiment of the present invention. As described above, FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the
図５に示すように、プローブ６をナゲット３の近傍の上述したような適当な位置に一時的に乗せておくことにより、鋼板２−１の内部に入射した超音波がナゲット３を介して鋼板２−２の内部に入射する。鋼板２−２の内部に入射した超音波は、鋼板２−２の端部３２で反射すると、さらに鋼板２−２の内部で反射を繰り返すものの鋼板２−１には殆ど戻って来ない。これにより、図６に示すように、反射波は殆ど出現しない。
As shown in FIG. 5, by temporarily placing the
したがって、検査手順は以下のとおりである。すなわち、検査ロボット装置５において予め教示されていた鋼板２−１の検査位置に対し、検査ロボット装置５は検査ロボット制御装置７の制御によりプローブ６を一時的に乗せておく。そこで、超音波の反射波がハガレ判定値を超えるように調整を行う。その後、溶接ロボット装置４は、予め教示されていた溶接打点位置を溶接する。溶接完了後、ナゲット３の規格値に対してナゲット３が適正な場合であれば、反射波は最小（最良）の値を示す。このようにして、溶接前にプローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せておき、超音波の反射波がハガレ判定値を超えるように設定を行う。これによれば、ハガレ判定値に対して決められた反射強度が得られない場合は溶接の検査前にプローブ６の故障が発見できる。または、検査ロボット装置５が鋼板２−１にプローブ６を一時的に乗せている状態でハガレ判定値を超えた場合は最大強度を求めずにプローブ６の位置の微調整無しで溶接してよい。これにより、検査の効率化を図ることができる。
Therefore, the inspection procedure is as follows. That is, the
図７は、ナゲット３が正常に形成されず鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた状態を示す図である。図８は、剥がれが生じた不完全なナゲット３に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the
図７に示すように、鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた状態では、プローブ６から鋼板２−１に入射した超音波は鋼板２−２には入射することなく、鋼板２−１の端部３２で反射する。この反射波は、鋼板２−１内でさらに反射を繰り返すため、図８に示すように、強い反射波が出現する。
As shown in FIG. 7, in the state where peeling occurs between the steel plate 2-1 and the steel plate 2-2, the ultrasonic wave incident on the steel plate 2-1 from the
また、図９は、小さなナゲット３が形成された状態を示す図である。図１０は、小さなナゲット３に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a
図９に示すように、小さなナゲット３が形成された状態では、プローブ６から鋼板２−１に入射した超音波の一部は、小さなナゲット３を介して鋼板２−２に入射する。その一方で、プローブ６から鋼板２−１に入射した残りの超音波は、鋼板２−１の端部３２で反射すると、さらに鋼板２−１内で反射を繰り返す。このため、図１０に示すように、図６に示した正常なナゲット３の場合よりも強い反射波が出現する。
As shown in FIG. 9, in the state where the
このようにして、ナゲット３が正常に形成された場合、または、ナゲット３が正常に形成されず鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた場合、または、ナゲット３が規格よりも小さく形成された場合のそれぞれについて判定を行うことができる。
In this way, when the
なお、表示部３１への表示形態については、図６、図８、図１０に示したように、反射波の波形そのものを画像表示し、検査者がこれを目視確認することによって判定することができる。あるいは、データ解析部２９が解析した反射波強度に基づき、表示制御部３０が「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの文字情報の表示を行うことができる。または、外部装置２６に対して「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの情報の出力を行ってもよい。もちろん、表示部３１に表示すると共に外部装置２６に対して情報の出力を行うこともできる。外部装置２６に対する情報の出力は、検査記録を自動的に行ったり、検査結果を複数箇所に転送したり、検査結果の異常を警報するなどに利用することができる。
In addition, as shown in FIGS. 6, 8, and 10, the display form on the
図１１は、後者の場合の表示制御部３０の処理手順を示すフローチャートである。すなわち、図１１に示すように、表示制御部３０は、データ解析部２９により解析された反射波強度を監視する（ステップＳ１）。その結果、反射波強度がナゲット判定値未満の場合には（ステップＳ２のＹｅｓ）、表示制御部３０は、表示部３１に「正常」と表示する、および／または、外部装置３２に対して「正常」という情報を出力する（ステップＳ５）。反射波強度がナゲット小判定値以上であり（ステップＳ２のＮｏ）、ハガレ判定値未満の場合は（ステップＳ３のＮｏ）、表示制御部３０は、表示部３１に「ナゲット小」と表示する、および／または、外部装置３２に対して「ナゲット小」という情報を出力する（ステップＳ４）。また、反射波強度がハガレ判定値以上の場合には（ステップＳ３のＹｅｓ）、表示制御部３０は、表示部３１に「剥がれ有り」と表示する、および／または、外部装置２６に対して「剥がれ有り」という情報を出力する（ステップＳ６）。
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of the
以上の実施の形態の説明では、鋼板２−１の端部３２と鋼板２−２の端部３２とがスポット溶接部位３３に対して同じ側にある。その他にも図１２〜図１５に示すように、鋼板２−１の端部３２と鋼板２−２の端部３２とがスポット溶接部位３３を挟んでそれぞれ反対側にあるような溶接形態についても本発明の実施の形態の溶接検査方法を適用することができる。
In the description of the above embodiment, the
図１２は、ナゲット３が正常に形成された状態を示す図である。図１３は、プローブ３と被検査材である鋼板２−１および鋼板２−２との位置関係を示す図である。図１２および図１３に示すように、プローブ６をスポット溶接部位３３の近傍の適当な位置に一時的に乗せておくことにより、鋼板２−１の内部に入射した超音波がナゲット３を介して鋼板２−２の内部に入射する。鋼板２−２の内部に入射した超音波は、鋼板２−１には殆ど戻って来ない。これにより、図６に示すように、反射波は殆ど出現しない。なお、検査手順は前述したとおりである。
FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the
図１４は、ナゲット３が正常に形成されず鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた状態を示す図である。図１４に示すように、鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた状態では、プローブ６から鋼板２−１に入射した超音波は鋼板２−２には入射することなく、鋼板２−１の端部３２で反射する。この反射波は、鋼板２−１内でさらに反射を繰り返す。このため、図８に示すように、強い反射波が出現する。
FIG. 14 is a diagram illustrating a state where the
また、図１５は、小さなナゲット３が形成された状態を示す図である。図１５に示すように、小さなナゲット３が形成された状態では、プローブ６から鋼板２−１に入射した超音波の一部は、小さなナゲット３を介して鋼板２−２に入射する。その一方で、プローブ６から鋼板２−１に入射した残りの超音波は、鋼板２−１の端部３２で反射する。この反射波は、鋼板２−１内でさらに反射を繰り返す。このため、図１０に示すように、図６に示した正常なナゲット３の場合よりも強い反射波が出現する。
FIG. 15 is a diagram showing a state in which a
このようにして、ナゲット３が正常に形成された場合、または、ナゲット３が正常に形成されず鋼板２−１と２−２との間に剥がれが生じた場合、または、ナゲット３が規格よりも小さく形成された場合のそれぞれについて判定を行うことができる。
In this way, when the
次に、本発明の実施の形態の自動溶接／検査システムにおける自動検査手順について図１６および図１７を参照して説明する。図１６は、本発明の実施の形態の自動検査手順を説明するためのフローチャートである。図１７は、本発明の実施の形態の自動検査手順を説明するためのシーケンス図である。 Next, an automatic inspection procedure in the automatic welding / inspection system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a flowchart for explaining an automatic inspection procedure according to the embodiment of the present invention. FIG. 17 is a sequence diagram for explaining the automatic inspection procedure according to the embodiment of the present invention.
まず、工程制御盤１７は、作業の対象となる生産車型に対応するプログラムを呼び込む（ステップＳ１０）。このプログラムは、溶接ロボット装置４および検査ロボット装置５にもそれぞれ転送される。すなわち、工程制御盤１７から溶接ロボット制御装置１６にプログラムが転送される。溶接ロボット制御装置１６に転送されたプログラムはさらに溶接制御装置１５にも転送される。また、工程制御盤１７から検査ロボット制御装置７にプログラムが転送される。検査ロボット制御装置７に転送されたプログラムはさらに接触媒体塗布制御装置１８および超音波探傷検査装置１９にもそれぞれ転送される。
First, the
つぎに、図示していないワーク送り装置などによって、治具２４にワークがセットされる（ステップＳ１１）。ここで、溶接ロボット制御装置１６は、溶接ガン２０を溶接教示位置へ移動する（ステップＳ１２）。これにより、溶接ロボット制御装置１６による溶接ガン２０の溶接教示位置への移動が完了する（ステップＳ１３）。また、この移動の完了を受け（ステップＳ１３）、溶接制御装置１５は、溶接ロボット制御装置１６から転送されたプログラムに基づき治具２４にセットされたワークに対する溶接条件の呼び込みを完了する（ステップＳ１４）。つぎに、溶接ロボット制御装置１６は、溶接ガン２０の下部電極２１−２をワークである鋼板２−２に当接させる（ステップＳ１５）。
Next, a workpiece is set on the
検査ロボット制御装置７は、プローブ６を検査教示位置へ移動する（ステップＳ１６）。これにより、検査ロボット制御装置７によるプローブ６の検査教示位置への移動が完了する（ステップＳ１７）。この移動の完了を受け（ステップＳ１７）、超音波探傷検査装置１９は、検査ロボット制御装置７から転送されたプログラムに基づき生産車種に適合する検査プログラムを呼び込む（ステップＳ１８）。これにより、超音波探傷検査装置１９は、検査プログラムの呼び込みを完了する（ステップＳ１９）。接触媒体塗布制御装置１８は、超音波探傷検査装置１９における検査プログラムの呼び込み完了を受けて鋼板２−１の表面に接触媒体である水を噴霧する（ステップＳ２０）。接触媒体の噴霧が開始されたら、検査ロボット制御装置７は、プローブ６をワークである鋼板２−１に当接させる（ステップＳ２１）。
The inspection robot control apparatus 7 moves the
検査ロボット制御装置７が検査ロボット装置５を制御してプローブ６を鋼板２−１に当接させたら（ステップＳ２１）、超音波探傷検査装置１９は、プローブ６の自己診断を行う（ステップＳ２２）。プローブ６の自己診断は、プローブ６から鋼板２−１に入射させた超音波の反射波がハガレ判定値を超えていればプローブ６は正常であると判断する。すなわち、鋼板２−１と鋼板２−２とは重ね合わされて治具２４にセットされている。しかしながら、鋼板２−１と鋼板２−２とは未だ加圧されていない。鋼板２−１と鋼板２−２とが加圧されていない状態は、図７、図８、図１４で説明した鋼板２−１と鋼板２−２とが剥がれている状態と同じである。従って、プローブ６が正常であるならば、図８に示したように、ハガレ判定値を超えた強い反射波が得られるはずである。このとき、反射波が図８に示したハガレ判定値以下であるならば、プローブ６は異常と判定できる。超音波探傷検査装置１９のプローブ６の自己診断の結果は、溶接ロボット制御装置１６に検査ロボット制御装置７を経由して通知される（ステップＳ２３）。
When the inspection robot control device 7 controls the
超音波探傷検査装置１９からプローブ６の自己診断結果を受け取った溶接ロボット制御装置１６は、プローブ６が正常であることを確認したら（ステップＳ２４の正常）、上部電極２１−１の鋼板２−１への移動を開始する（ステップＳ２５）。溶接ロボット制御装置１６は、上部電極２１−１が鋼板２−１に当接したら加圧装置２２による加圧を行う（ステップＳ２６）。
When the
溶接制御装置１５は、加圧装置２２による加圧が完了するスクイズ時間の経過を待つ（ステップＳ２７）。つぎに、溶接制御装置１５は、トランス２３によって上部電極２１−１と下部電極２１−２との間の通電を開始して鋼板２−１と鋼板２−２との間に電流を流す（ステップＳ２８）。溶接制御装置１５は、トランス２３による通電を規定の通電時間行った後に完了する（ステップＳ２９）。溶接制御装置１５は、トランス２３による通電が完了した後も規定の保持時間の経過を待つ（ステップＳ３０）。これはスポット溶接部位３３を冷却するためである。溶接制御装置１５は、保持時間が経過したら溶接完了を溶接ロボット制御装置１６に通知する（ステップＳ３１）。
The
溶接ロボット制御装置１６は、溶接制御装置１５から溶接完了の通知を受け取ると、加圧装置２２による加圧の解放を開始する（ステップＳ３２）。溶接ロボット制御装置１６は、加圧装置２２による加圧が完全に解放されて解放端に達したときに、超音波探傷検査装置１９に対してその旨を通知する（ステップＳ３３）。
When receiving the notification of the completion of welding from the
超音波探傷検査装置１９は、溶接ロボット制御装置１６から加圧装置２２による加圧が解放端に達した旨の通知を受け取ることにより、溶接作業の終了を確認する（ステップＳ３４）。続いて、超音波探傷検査装置１９は、検査を実施し（ステップＳ３５）、検査結果を出力する（ステップＳ３６）。なお、加圧装置２２による加圧が解放されず、加圧装置２２が加圧を行ったまま検査を行った場合には、鋼板２−１と鋼板２−２とが加圧されて密着した状態であるため溶接の良否に関わらず図６に示したナゲット小判定値未満の弱い反射波しか得られない。検査結果が良好であれば（ステップＳ３７のＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１１の終了時点に戻る（ステップＳ３８）。このように溶接結果が良好である場合の全工程時間は、およそ１秒間くらいである。なお、図１７のシーケンス図では、説明を分りやすくするために、ステップＳ２８の通電時間の割合を多くとった。実際には、ステップＳ２８の通電時間は、板厚や材質によって異なるが、一般的に、板厚が０．８ｍｍどおしの鋼板２枚重ねの溶接の場合には、およそ０．２秒間くらいである。
The ultrasonic flaw
また、検査結果が良好でなければ（ステップＳ３７のＮｏ（１回目））、処理は、ステップＳ２４に戻り、再溶接が行われる。このとき、再溶接の検査結果が再び良好でなければ（ステップＳ３７のＮｏ（２回目））、作業を停止し、異常出力を行う（ステップＳ３９）。 If the inspection result is not satisfactory (No in step S37 (first time)), the process returns to step S24, and re-welding is performed. At this time, if the re-welding inspection result is not good again (No in step S37 (second time)), the operation is stopped and an abnormal output is performed (step S39).
異常出力が行われると、オペレータが異常原因を解決し（ステップＳ４０）、異常をリセットし（ステップＳ４１）、装置を再起動して復帰させる（ステップＳ４２）。これにより、処理は、ステップＳ２４に戻る（ステップＳ４３）。なお、ステップＳ２４において、プローブ６が正常であることが確認されなかった場合も（ステップＳ２４の異常）、作業を停止し、異常出力を行う（ステップＳ４４）。この場合も、異常出力が行われると、オペレータが異常原因を解決し（ステップＳ４５）、異常をリセットし（ステップＳ４６）、装置を再起動して復帰させる（ステップＳ４７）。これにより、処理は、ステップＳ２４に戻る（ステップＳ４８）。
When the abnormal output is performed, the operator solves the cause of the abnormality (step S40), resets the abnormality (step S41), restarts the apparatus and returns (step S42). Thereby, a process returns to step S24 (step S43). Even if it is not confirmed in step S24 that the
なお、プローブ６は、図１７に示すように、全工程において超音波を発射し続けている。もちろん、超音波の発射が必要な工程のみに限定して超音波の発射をＯＮ／ＯＦＦしてもよい。しかしながら、超音波のＯＮ／ＯＦＦのための回路や制御が複雑であるならば、超音波をＯＮ／ＯＦＦさせる必要はない。
In addition, as shown in FIG. 17, the
（第二の実施の形態）
本発明の第二の実施の形態に係る自動溶接／検査システム１Ａの構成を図１８を参照して説明する。図１８は、自動溶接／検査システム１Ａの全体構成図である。この自動溶接／検査システム１Ａは、自動溶接／検査システム１とは一部が異なる。以下では、第一の実施の形態と同一または同種の部分は同一または同一系の符号を用いて説明し、その説明を省略または簡略化し、かつ異なる部分について主として説明する。
(Second embodiment)
A configuration of an automatic welding /
第一の実施の形態では、溶接ロボット装置４と検査ロボット装置５とが別装置であったが、第二の実施の形態では、これらのロボット装置を一体化し、溶接／検査ロボット装置３４とした。すなわち、第一の実施の形態の検査ロボット装置５におけるプローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく役割をプローブ移動部３５によって実現する。プローブ移動部３５は、基本的に溶接ガン２０に付随して移動する。しかしながら、加圧装置２２による鋼板２−１および鋼板２−２に対する加圧動作とは独立してプローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく作業の動作を実施することができる。例えば、加圧装置２２が鋼板２−１および鋼板２−２を加圧する以前に、プローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せておきプローブ６の自己診断を実施する必要がある。あるいは、加圧装置２２が鋼板２−１および鋼板２−２に対する加圧を解除してもプローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せている状態を継続して溶接の良否検査を実施する必要がある。したがって、加圧装置２２の上部電極２１−１および下部電極２１−２の上下移動とは独立してプローブ６を上下移動させることができる。
In the first embodiment, the
さらに、プローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せている方向は、鋼板２−１および鋼板２−２の端部３２の方向に依存して決定される。これに対し、加圧装置２２が鋼板２−１および鋼板２−２を加圧する際に、鋼板２−１および鋼板２−２の端部３２がいずれの方向にあろうとも関係がない。従って、プローブ移動部３５は、プローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せている方向を端部３２の方向によって調整する必要がある。よって、プローブ移動部３５は、プローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せている方向を調整するために、プローブ６を鋼板２−１の表面に対して平行な面で回転させることができる。すなわち、プローブ移動部３５は、溶接ガン２０の動きと独立し、プローブ６を上下方向に移動させると共に、プローブ６を鋼板２−１の表面に対して平行な面で回転させることができる。
Further, the direction in which the
また、溶接／検査ロボット装置３４は、溶接／検査ロボット制御装置３６によって制御される。また、工程制御盤１７Ａは、作業の対象となる生産車型に対応するプログラムを呼び込み、溶接／検査ロボット制御装置３６、接触媒体塗布制御装置１８に対して転送する。さらに、溶接／検査ロボット制御装置３６は、工程制御盤１７Ａから転送されたプログラムを溶接制御装置１５および超音波探傷検査装置１９に対して転送する。
The welding / inspection robot apparatus 34 is controlled by a welding / inspection
（スパッタ対策の実施例）
次に、本発明の第一および第二の実施の形態に共通するスパッタ（火花）対策の実施例を図１９および図２０を参照して説明する。図１９は、保護カバー４０とカバー支持部４１とを示す概略図である。溶接時に発生するスパッタによってプローブ６またはその周辺部材が焼損することを回避するために保護カバー４０を設けることが好ましい。
(Example of spatter countermeasures)
Next, an example of countermeasures against spatter (spark) common to the first and second embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 19 and 20. FIG. 19 is a schematic view showing the
保護カバー４０とカバー支持部４１とはバネ４２によって連結してある。さらに、バネ４２の中心には軸４３が設けてある。この軸４３は、一端が保護カバー４０に固定されており、他端はカバー支持部４１に開けられた穴（図示省略）を突き抜けるようになっている。バネ４２および軸４３の役割は、保護カバー４０の位置を鋼板２−１の表面に合わせて上下させることにある。このようにする理由は以下のとおりである。プローブ６には、角度調節部９があり、プローブ支持部１０の底面と鋼板２−１の表面とが厳密に平行でなくてもよい。このため、カバー支持部４１と保護カバー４０との位置関係を固定的とすることは好ましくない。よって、保護カバー４０とカバー支持部４１との間にバネ４２および軸４３を介在させることにより、保護カバー４０とカバー支持部４１との位置関係を流動的にしてある。
The
図２０は、保護カバー４０の変形例を示す図である。図２０（Ａ）は、図１９に示した保護カバー４０の配置例である。保護カバー４０により接触媒体塗布装置１４およびプローブ６をスパッタから保護している。また、図２０（Ｂ）の保護カバー４０Ａは、その形状をコの字形にしてある。これにより、プローブ６の上部電極２１−１と向き合う面以外の側面についてもスパッタから保護することができる。また、図２０（Ｃ）の例は、プローブ６の上部電極２１−１と向き合う面に保護カバー４０Ｂを貼り付けた例である。図２０（Ｃ）の例では、図１９に示したようなカバー支持部４１やバネ４２、軸４３といった機構は必要ではない。また、プローブ６の材質をスパッタに対して耐熱性の高い材質とすることにより保護カバー４０、４０Ａ、４０Ｂを用いなくてもよいようにしてもよい。あるいは、プローブ６の電極２１−１と向き合う面のみの材質をスパッタに対して耐熱性の高い材質としてもよい。
FIG. 20 is a view showing a modification of the
（その他の実施の形態）
本発明の実施の形態は、本発明の要旨を逸脱しない限り、様々に変更可能である。例えば、プローブ検査手段および良否判定手段である超音波探傷検査装置２４は、検査ロボット制御装置７あるいは溶接／検査ロボット制御装置３６が内包してもよい。さらに、接触媒体塗布制御装置１８についても検査ロボット制御装置７あるいは溶接／検査ロボット制御装置３６が内包してもよい。
(Other embodiments)
The embodiment of the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention. For example, the
例えば、斜め方向から超音波を入射させる手段である探触子８は、プローブ６に内包される構成として説明した。ここでのプローブ６の役割は、探触子８の鋼板２−１の表面に対する角度を一定に保つことが重要な役割である。その他には、探触子８の保護の役割も担っている。従って、プローブ６を用いずともその役割が果たせるのであれば、必ずしも探触子８をプローブ６に内包される構成とする必要はない。例えば、探触子８の鋼板２−１の表面に対する角度を保持する支柱のような部材を探触子８が備えれば、プローブ６は不要となる。その他にも探触子８の鋼板２−１の表面に対する角度が保持できればどのような部材を用いてもよい。また、探触子８自体を頑丈な部材で構成すれば、探触子８を保護する役割としてのプローブ６は不要になる。
For example, the probe 8 which is a means for making the ultrasonic wave incident from an oblique direction has been described as being included in the
プローブ６を鋼板２−１の表面に一時的に乗せておく手段は、検査ロボット制御装置７あるいは溶接／検査ロボット制御装置３６であるとして説明した。これは、鋼板２−１を一定の位置に固定する治具２４に対し、検査ロボット装置５あるいは溶接／検査ロボット装置３４がプローブ６の向きを調整して鋼板２−１の表面の適切な位置にプローブ６を一時的に乗せているからである。しかしながら、検査ロボット装置５あるいは溶接／検査ロボット装置３４によってプローブ６が一定の位置に固定されており、治具２４の方が鋼板２−１の向きを調整してプローブ６が適切な位置となるようにする場合には、治具２４の方が一時的に乗せておく手段となる。
The means for temporarily placing the
表示処理手段である表示処理部２５については、超音波の反射波の画像を表示する方法、あるいは、超音波の反射波の強度に基づき推定される検査結果の内容を表示する方法、あるいは、「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの情報を外部装置２６に対して出力する方法、を説明した。しかし、その他にも赤、黄、青の表示灯を点灯させることにより、赤であれば「剥がれ有り」、黄色であれば「ナゲット小」、青であれば「正常」をそれぞれ表示してもよい。あるいは、音声やブザー音などの音によって「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」の表示を行ってもよい。
For the
本発明は、あらゆる自動溶接システムに利用することができる。 The present invention can be used in any automatic welding system.
１、１Ａ 自動溶接／検査システム、２−１、２−２、５１−１、５１−２ 鋼板、３、５２ ナゲット、４ 溶接ロボット装置、５ 検査ロボット装置、７ 検査ロボット制御装置（一時的に乗せておく手段）、８、５３ 探触子（入射させる手段）、９ 角度調節部、１０ プローブ支持部、１１ 緩衝機構部、１２ ヒンジ機構部、１３ 軸、１４ 接触媒体塗布装置、１５ 溶接制御装置、１６ 溶接ロボット制御装置、１７、１７Ａ 工程制御盤、１８ 接触媒体塗布制御装置、１９ 超音波探傷検査装置、２０ 溶接ガン、２１−１ 上部電極、２１−２ 下部電極、２２ 加圧装置、２３ トランス、２４ 治具、２５ 表示処理部（表示処理手段）、２６ 外部装置、２７ パルス発振器、２８ 受信器、２９ データ解析部、３０ 表示制御部、３１ 表示部、３２ 端部、３３、５５ スポット溶接部位、３４ 溶接／検査ロボット装置、３５ プローブ移動部、３６ 溶接／検査ロボット制御装置、４０、４０Ａ、４０Ｂ 保護カバー、４１ カバー支持部、４２ バネ、４３ 軸、５４ 接触部
1, 1A automatic welding / inspection system, 2-1, 2-2, 51-1, 51-2 steel plate, 3, 52 nugget, 4 welding robot device, 5 inspection robot device, 7 inspection robot control device (temporarily 8), 53, probe (means for incidence), 9 angle adjustment unit, 10 probe support unit, 11 buffer mechanism unit, 12 hinge mechanism unit, 13 shafts, 14 contact medium coating device, 15 welding control Device, 16 welding robot control device, 17, 17A process control panel, 18 contact medium application control device, 19 ultrasonic flaw detection inspection device, 20 welding gun, 21-1 upper electrode, 21-2 lower electrode, 22 pressure device, 23 Transformer, 24 Jig, 25 Display processing unit (display processing means), 26 External device, 27 Pulse oscillator, 28 Receiver, 29 Data analysis unit, 30
Claims (9)
この溶接ロボット装置により行われた溶接の良否を検査する検査ロボット装置と、
を備える自動溶接／検査システムであって、
上記検査ロボット装置は、
超音波を用いて溶接の良否の検査を行うための超音波プローブと、
この超音波プローブを上記金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておく手段と、
上記超音波プローブを介して上記複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段と、
を備えることを特徴とする自動溶接／検査システム。 A welding robot apparatus for automatically welding a plurality of stacked metal plates;
An inspection robot apparatus for inspecting the quality of welding performed by the welding robot apparatus;
An automatic welding / inspection system comprising:
The inspection robot apparatus is
An ultrasonic probe for inspecting the quality of welding using ultrasonic waves;
Means for temporarily placing this ultrasonic probe in the vicinity of the welded portion on the surface of the metal plate;
Means for injecting ultrasonic waves from an oblique direction to the boundary surfaces of the plurality of metal plates via the ultrasonic probe;
An automatic welding / inspection system comprising:
超音波を用いて溶接の良否の検査を行うための超音波プローブと、
この超音波プローブを上記金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておく手段と、
上記超音波プローブを介して上記複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段と、
を備えることを特徴とする検査ロボット装置。 An inspection robot apparatus that inspects the quality of welding performed by a welding robot apparatus that automatically welds a plurality of superimposed metal plates,
An ultrasonic probe for inspecting the quality of welding using ultrasonic waves;
Means for temporarily placing the ultrasonic probe in the vicinity of the welded portion on the surface of the metal plate;
Means for injecting ultrasonic waves from an oblique direction to the boundary surfaces of the plurality of metal plates via the ultrasonic probe;
An inspection robot apparatus comprising:
超音波を用いて溶接の良否を検査するための超音波プローブと、
この超音波プローブを上記金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておく手段と、
上記超音波プローブを介して上記複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段と、
を備えることを特徴とする溶接／検査ロボット装置。 A welding / inspection robot apparatus that automatically welds a plurality of stacked metal plates and inspects the quality of the welding,
An ultrasonic probe for inspecting the quality of welding using ultrasonic waves;
Means for temporarily placing this ultrasonic probe in the vicinity of the welded portion on the surface of the metal plate;
Means for injecting ultrasonic waves from an oblique direction to the boundary surfaces of the plurality of metal plates via the ultrasonic probe;
A welding / inspection robot apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2008182453A JP2010019776A (en) | 2008-07-14 | 2008-07-14 | Automatic welding/inspection system, inspection robot device, and welding/inspection robot device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013022605A (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Toho Technology Corp | Holding mechanism, and spot welding inspection device using the same |
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| JP2019089141A (en) * | 2017-11-10 | 2019-06-13 | 株式会社安川電機 | Teaching device, robot system and teaching method |
| JP2019197023A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 三菱重工業株式会社 | Ultrasonic wave inspection device, method, program and ultrasonic wave inspection system |
-
2008
- 2008-07-14 JP JP2008182453A patent/JP2010019776A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013022605A (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Toho Technology Corp | Holding mechanism, and spot welding inspection device using the same |
| KR101424929B1 (en) | 2013-04-30 | 2014-08-01 | 현대제철 주식회사 | Collision specimen manufacturing jig and method for manufacturing collision specimen |
| JP2015009253A (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | トヨタ自動車九州株式会社 | Weld bolt inspection unit and weld bolt inspection device |
| JP2019089141A (en) * | 2017-11-10 | 2019-06-13 | 株式会社安川電機 | Teaching device, robot system and teaching method |
| US11396097B2 (en) | 2017-11-10 | 2022-07-26 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Teaching apparatus, robot system, and teaching method |
| JP2019197023A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 三菱重工業株式会社 | Ultrasonic wave inspection device, method, program and ultrasonic wave inspection system |
| JP7233853B2 (en) | 2018-05-11 | 2023-03-07 | 三菱重工業株式会社 | ULTRASOUND INSPECTION APPARATUS, METHOD, PROGRAM AND ULTRASOUND INSPECTION SYSTEM |
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