JP2017177145A - 溶接情報出力システム - Google Patents

Abstract

【課題】検知作業に要する手間を削減することが可能な溶接情報出力システムを提供すること。【解決手段】溶接情報出力システム１００は、溶接機１から被溶接物１０に流れる溶接電流の電流値を測定する測定部４と、測定部４にて測定された電流値の時間変化量を特定する特定部６と、特定部６にて特定された時間変化量に基づく情報の出力を行う通知部８と、を備える。特に、特定部６は、測定部４にて測定された電流値の実効値を算出し、当該算出した実効値に基づいて電流値の時間変化量を特定する。【選択図】図１

Description

本発明は、溶接情報出力システムに関する。

従来、ローラ電極を加圧かつ通電しながら回転させることにより、被溶接物を連続的に溶接するシーム溶接が行われている。このようなシーム溶接は、例えば建築物の屋上階に金属製の薄板を継ぎ合わせて防水屋根を形成する際などに利用されている。ここで、このような溶接技術では、何等かの原因により溶接に不具合が生じてしまうことがある。例えば上記の例では、金属製の薄板同士の相互間や、薄板とローラ電極との相互間に異物（例えば、木片）が混入してしまうことにより、不具合が生じてしまうことがあった。

そこで、このような溶接における不具合の有無を検知するための技術として、プローブから超音波を入射し、金属板の内部及び溶接の部位で反射された超音波をこのプローブで受信することにより、溶接の良否を判断する検知方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１８０４２１号公報

ここで、上記のような検知方法では、溶接作業のために溶接エリアを一度巡った後に、検知作業のために同じ溶接エリアを再度巡る必要があり、二度手間となってしまっていた。特に、広域に渡って溶接を行った場合、これに付随して検知作業も広域に渡って行う必要があり、作業量が膨大となってしまう可能性があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、溶接不具合の検知作業に要する手間を削減することが可能な溶接情報出力システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の溶接情報出力システムは、溶接機から被溶接物に流れる溶接電流の電流値を測定する測定手段と、前記測定手段にて測定された電流値の時間変化量を特定する特定手段と、前記特定手段にて特定された時間変化量に基づく情報の出力を行う出力手段と、を備える。

請求項２に記載の溶接情報出力システムは、請求項１に記載の溶接情報出力システムにおいて、前記特定手段は、前記測定手段にて測定された電流値の実効値を算出し、当該算出した実効値に基づいて前記電流値の時間変化量を特定する。

請求項３に記載の溶接情報出力システムは、請求項１又は２に記載の溶接情報出力システムにおいて、前記特定手段にて特定された時間変化量に基づいて、前記溶接機による溶接の不具合を検知する検知手段を備え、前記出力手段は、前記検知手段にて溶接の不具合を検知した場合、当該不具合に関する通知を行う通知手段を備える。

請求項４に記載の溶接情報出力システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の溶接情報出力システムにおいて、前記溶接機は、一次側電力から変圧された二次側電力により溶接を行い、前記測定手段は、前記一次側電力又は前記二次側電力のうち、電流値の小さい方を測定する。

請求項１に記載の溶接情報出力システムによれば、溶接機から被溶接物に流れる溶接電流の電流値の時間変化量に基づく情報の出力を行うので、溶接不具合の発生の判断材料となる情報を、作業者が溶接を行いながらリアルタイムで取得でき、溶接不具合の検知作業に要する手間を省略することができる。

請求項２に記載の溶接情報出力システムによれば、測定手段にて測定された電流値の実効値を算出し、当該算出した実効値に基づいて電流値の時間変化量を特定するので、交流周波数による時間変化量を除去でき、溶接状態のみに伴う時間変化量に基づいて、溶接不具合を容易に検知することができる。

請求項３に記載の溶接情報出力システムによれば、溶接不具合に関する通知を行う通知手段を備えるので、溶接不具合の発生を作業者がリアルタイムで認識することができ、溶接不具合に対して迅速な処置が可能となる。

請求項４に記載の溶接情報出力システムによれば、一次側電力又は二次側電力のうち電流値の小さい方の電流値を測定するので、高い電流値に対応していない簡易な測定手段により、容易に測定を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る溶接機、溶接情報出力システム、及び被溶接物を概略的に示す図である。 不具合の発生箇所の一例を示す平面図である。 図２の不具合に対して、測定部にて測定された電流値の一例を示すグラフである。 図３のＡ部の拡大図である。 図４に示す電流値から算出した実効値を示すグラフである。 図５に示す実効値から特定した電流値変化量を示すグラフである。 電流値と電流値変化量の比較を示すグラフであって、図７（ａ）は時間と電流値との関係性、図７（ｂ）は時間と電流値変化量との関係性を示す。 不具合の発生箇所の一例を示す平面図である。 図８の不具合に対して、測定部にて測定された電流値の一例を示すグラフである。 図９のＢ部の拡大図である。 図１０に示す電流値から算出した実効値を示すグラフである。 図１１に示す実効値から特定した電流値変化量を示すグラフである。 電流値と電流値変化量の比較を示すグラフであって、図１３（ａ）は時間と電流値との関係性、図１３（ｂ）は時間と電流値変化量との関係性を示す。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る溶接情報出力システムの実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念を説明した後、〔ＩＩ〕実施の形態の具体的内容について説明し、最後に、〔ＩＩＩ〕実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態は、溶接の不具合（以下、単に「不具合」）に関する情報を出力する溶接情報出力システムに関する。ここで、「溶接」とは、２つ以上の被溶接物に対して熱、若しくは圧力、又はこれらの両方を加えることにより被溶接物同士を接合する方法であって、連続的な溶接を示す。「連続的な溶接」とは、連続的に溶接箇所を形成していくことであり、例えば溶接機又は被溶接物を所定の速度で動かしていく公知の様々な溶接方法を採用できる。なお、本実施の形態の「溶接」とは、２つのローラ電極により熱及び圧力を被溶接物に対して同時に加えていく「シーム溶接」であるものとして説明する。また、「情報を出力する」とは、不具合の発生を人が判断可能なように何等かのアウトプットを行うことであり、以下では、「不具合を検知した場合に、不具合の発生を通知すること」として説明するが、これに限らず、例えば溶接の良否を示すパラメータ等を表示しても良い。

また、「被溶接物」とは、溶接の対象となる部材であり、素材は主に金属であるが、これに限らずプラスチックやセラミックス等様々な素材に適用可能である。なお、本実施の形態における「被溶接物」とは、建築物の頂部に配置されたステンレス製の「吊子」、及び吊子の左右に一つずつ配置されたステンレス製の薄板である「屋根板」であるものとする。

また、溶接の目的は任意で、本実施の形態では複数の屋根板を建築物の頂部に継ぎ合わせて覆うことにより、防水屋根を作成する目的とするが、これに限らず様々な目的の溶接に関して本願の溶接情報出力システムを適用できる。

また、「溶接の不具合」とは、溶接が全くされていない箇所や、他の箇所と比べて十分に溶接出来ていない箇所が存在することである。例えば、以下に示す本実施の形態では、「吊子の端部において被溶接物の厚みが変化することに伴う溶接の不具合」と、「２つの屋根板の相互間に異物（例えば木片や紙片等）が混入してしまうことに伴う溶接の不具合」を例に挙げて説明するが、これに限らない。このように溶接の不具合が発生してしまうと、例えば上記の例では屋根板が十分に連結されず隙間が生じてしまい、雨漏り等の原因となってしまう可能性があり、好ましくない。

また、「溶接機」とは、溶接を行う機材であって、本実施の形態では所定の速度で走行しながらローラ電極を用いて溶接を行う自走式の溶接機械であるものとして説明するが、これに限らず、作業員が手動で溶接機を操作しても構わないし、ロボットアームの先端にローラ電極が付随された溶接機械などでも構わない。なお、このような自走式の溶接機械の具体的な構成については公知であるため、当該溶接機械に設けられたローラ電極を除く部分（躯体や、自走用の車輪等）の詳細な説明や図示を適宜省略する。

また、以下では、溶接に関する各種作業を行う者を「作業員」と総称するが、この作業員は、同一の人物を示す意味でも構わないし、異なる複数の者を示す意味でも構わない。

〔ＩＩ〕実施の形態の具体的内容
次に、本実施の形態の具体的内容について説明する。

（構成−溶接機）
初めに、図１は、本実施の形態に係る溶接機１、溶接情報出力システム１００、及び被溶接物１０を概略的に示す図である。ここで、溶接機１は、上述したように溶接を行う機材であり、図１に示すように、概略的に、ローラ電極２、及び変圧器３を備えて構成されており、商用電源９からの電力が供給されている。以下では、必要に応じて、各図におけるＸ−Ｘ’方向を「幅方向」又は「厚み方向」と称し、特にＸ方向を「右方向」、Ｘ’方向を「左方向」と称する。また、Ｙ−Ｙ’方向を「奥行き方向」と称し、特にＹ方向を「前方向」、Ｙ’方向を「後方向」と称する。また、Ｚ−Ｚ’方向を「高さ方向」と称し、特にＺ方向を「上方向」、Ｚ’方向を「下方向」と称する。なお、溶接機１の躯体や車輪は公知のものを適用できるため、図１において図示を省略している。

（構成−溶接機−ローラ電極）
ローラ電極２は、被溶接物１０の溶接を行う溶接手段である。このローラ電極２は、幅方向に沿って所定の間隔で２つ並列されており、これらのローラ電極２の相互間に被溶接物１０が挟まれている。なお、２つのローラ電極２の間隔は、被溶接物１０の厚みに応じて任意に設定変更できるようになっている。そして、溶接機１に対して溶接指示（例えば溶接スイッチＯＮ）が入力されると、２つのローラ電極２が間隔を狭めて被溶接物１０に対して加圧すると共に、一方のローラ電極２から被溶接物１０を介して他方のローラ電極２に至るように電流を流して溶接を行う。なお、このようなローラ電極２の構成については公知の構成を採用できるため、詳細な説明を省略する。

（構成−溶接機−変圧器）
変圧器３は、商用電源９からの電力を変圧する変圧手段である。このように、本実施の形態の溶接機１は変圧器３を備えており、商用電源９の一次側電力から変圧された二次側電力により溶接を行う。なお、本実施の形態では、一次側電力の電流値は１００Ａ、二次側電力の電流値は５５００Ａ程度とするが、これに限らず、溶接に適した各種の値を適用できる。

（構成−溶接情報出力システム）
次に、溶接情報出力システム１００について説明する。溶接情報出力システム１００は、上述したように溶接の不具合に関する情報を出力するシステムであり、測定部４、及び制御部５を備えて構成されている。

（構成−溶接情報出力システム−測定部）
測定部４は、溶接機１から被溶接物１０に流れる溶接電流の電流値を測定する測定手段である。この測定部４は、電流値を測定可能な公知の電流計（例えば、電磁誘導式のクランプ型電流計）を用いることができる。ここで、この測定部４は、一次側電流（一次側電力における電流）又は二次側電流（二次側電力における電流）のいずれを測定しても構わない。ただし、より好ましくは、一次側電流又は二次側電流のうち、電流値の小さい方（本実施の形態では、一次側電流）を測定することが好ましい。すなわち、このように電流値の小さい方を測定することにより、高い電流値に対応していない簡易な測定器を用いて測定を行うことができ、測定を安価かつ簡易に行うことができる。また、測定部４は制御部５と接続されており、測定部４で測定されて得られた測定データは、制御部５に送信され、不具合の検知に用いられる。

（構成−溶接情報出力システム−制御部）
制御部５は、溶接機１を制御する制御手段であり、具体的には、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するためのＲＡＭの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。特に、不具合に関する情報を出力するための溶接情報出力プログラムは、任意の記録媒体又はネットワークを介して制御部５にインストールされることで、制御部５の各部を実質的に構成する。

また、この制御部５は、機能概念的に、特定部６、検知部７、及び通知部８を備えている。特定部６は、測定部４にて測定された電流値の時間変化量（以下、単に「電流値変化量」）を特定する特定手段である。検知部７は、特定部６にて特定された電流値変化量に基づいて、溶接機１による溶接の不具合を検知する検知手段である。通知部８は、特定部６にて特定された電流値変化量に基づく情報の出力を行う出力手段であり、特に、検知部７にて溶接の不具合を検知した場合、当該不具合に関する通知を行う通知手段である。なお、これらの制御部５の各部で実行される具体的な処理については、後述する。

（構成−被溶接物）
次に、被溶接物１０について説明する。被溶接物１０としては、溶接機１により溶接できる形状又は素材のものである限り任意のものを適用できるが、本実施の形態の被溶接物１０は、吊子２０、及び屋根板３０であって、これらは建築物４０の頂部に配置されている。

（構成−被溶接物−吊子）
吊子２０は、屋根板３０を固定するために用いられる固定手段である。この吊子２０は、建築物４０の頂部に、幅方向（Ｘ−Ｘ´方向）に沿って一定の間隔（屋根板３０の幅と一致する間隔）で並列されていると共に、奥行き方向（Ｙ−Ｙ´方向）にも沿って一定の間隔（例えば、１ｍ間隔）で並列されている。なお、吊子２０は、奥行き方向（Ｙ−Ｙ´方向）には間隔を空けず、各吊子２０の前端と後端とが密接するように敷き詰めても構わない。

ここで、この吊子２０の具体的な形状は任意であるが、本実施の形態においては、全体として断面略Ｔ字形状を呈しており、具体的には、吊子２０を設置した際（図１の状態）において、水平面（Ｘ−Ｙ平面）に沿った部分である「吊子水平部」２１と、吊子水平部２１における幅方向中央から上方に向けて突出する部分であって、鉛直面（Ｙ−Ｚ平面）に沿った部分である「吊子鉛直部」２２とで構成されている。なお、吊子水平部２１は、建築物４０に対して公知の方法（例えば、ボルト（図示省略））で固定されており、屋根板３０は、溶接によって吊子鉛直部２２の側面に固定されている。すなわち、屋根板３０は、吊子２０を介して、建築物４０の頂部に対して間接的に固定されている。

（構成−被溶接物−屋根板）
屋根板３０は、建築物４０の頂部を防水加工するための防水手段である。この屋根板３０は、図示のように各吊子２０の吊子鉛直部２２の相互間のスペースに収まるように配置されており、この相互間のスペースには、吊子２０の並設方向（Ｙ−Ｙ´方向）に沿って複数の屋根板３０が並設されている。なお、このようにＹ−Ｙ´方向に沿って並列された屋根板３０同士は、隙間が無いように相互に密着しており、必要に応じて屋根板３０同士が溶接されていたり、屋根板３０同士の隙間に防水材が充填されていたりしても良い。

ここで、これら複数の屋根板３０の具体的な形状は任意であるが、本実施の形態においては、いずれの屋根板３０も同一形状であって、全体として断面略コ字状を呈しており、具体的には、屋根板３０を設置した際（図１の状態）において、水平面（Ｘ−Ｙ平面）に沿った部分である「屋根板水平部」３１と、屋根板水平部３１における幅方向両端部から上方に向けて突出する部分であって、鉛直面（Ｙ−Ｚ平面）に沿った部分である「屋根板鉛直部」３２とで構成されている。このような屋根板３０の製造方法は任意で、例えば平板の左右両端部を折り返して形成しても良い。なお、図１ではローラ電極２が前方から後方に向かって動いており、屋根板鉛直部３２の側面には、ローラ電極２による溶接跡Ｔを図示している。

（溶接作業）
続いて、本実施の形態に係る溶接作業について説明する。まず、作業員は、建築物４０の頂部における予め定められた位置に吊子２０を設置していく。ここで、吊子２０の配置は、屋根板３０の幅等を考慮して適切に決定する。そして、吊子２０の吊子水平部２１から建築物４０に至るようにボルト（図示省略）を挿通することにより、吊子２０を建築物４０に対して固定する。

次に、作業員は、各吊子２０の相互間に屋根板３０を載置していく。なお、溶接に先駆けて、屋根板３０を吊子２０や建築物４０の躯体にボルト等で仮留めしておいても構わない。

次に、作業員は、溶接機１を用いて、吊子２０の吊子鉛直物とその両端に配置された２つの屋根板３０の屋根板鉛直部３２と、を溶接する。なお、本実施の形態の溶接機１は自走式であるため、具体的には溶接機１の電源をＯＮにして溶接開始の指示（例えば溶接開始スイッチＯＮ）を溶接機１に入力することで、自動的に溶接が開始される。具体的には、溶接機１はローラ電極２により被溶接物１０（吊子鉛直部２２及び２つの屋根板鉛直部３２）を挟み込んで圧力をかけながら通電し、所定の速度（例えば、５ｍ／分）で前方から後方へ移動していく。なお、このような溶接機１による溶接の方法は公知であるため、詳細な説明を省略する。

（溶接情報出力処理）
続いて、本実施の形態に係る溶接情報出力システム１００にて実行される溶接情報出力処理について説明する。この溶接情報出力処理の開始タイミングは任意で、例えば溶接機１の溶接開始スイッチがＯＮになった際に実行されても良い。

ここで、以下では、溶接の不具合が発生する場面として、「吊子２０の端部において被溶接物１０の厚みが変化することに伴う溶接の不具合（以下、パターン１）」のパターンと、溶接の不具合が発生する場面として、「２つの屋根板３０の相互間に異物が混入してしまうことに伴う溶接の不具合（以下、パターン２）」の２つのパターンについて、それぞれに関する解析結果のグラフを交えて順次説明する。

（溶接情報出力処理−吊子の端部による不具合（パターン１）に関して）
まずは、パターン１（吊子２０の端部において被溶接物１０の厚みが変化することに伴う溶接の不具合）に関して説明する。図２は、不具合の発生箇所の一例を示す平面図である。すなわち、吊子２０は奥行き方向（Ｙ−Ｙ´方向）に所定の間隔で配置されているため、溶接機１を奥行き方向に自走させると、図２に示すように、吊子２０が配置されている厚い部分と、配置されていない薄い部分を連続的に溶接することになる。そのため、厚い部分から薄い部分へとローラ電極２が移行する際、又は薄い部分から厚い部分へとローラ電極２が移行する際に、不具合が生じ易い。例えば図２では吊子２０の後端部（Ｙ´方向端部）付近に不具合が生じている。以下では、図１及び図２を適宜参照しながら当該溶接情報出力処理について説明する。

まず、測定部４は、溶接が行われている最中の一次側電力の電流値を測定する。図３は、図２の不具合に対して、測定部４にて測定された電流値の一例を示すグラフであり、図４は、図３のＡ部の拡大図である。これらの図３及び図４、並びに、後述する図５、図７（ａ）、図９、図１０、図１１、及び図１３（ａ）において、横軸は溶接を開始してから経過した時間［秒］、縦軸は電流値［Ａ］を示している。なお、図３から後述する図７では、溶接機１が吊子２０の端部を通過した時間をグラフ中に逆三角形で表示している。すなわち、図３に示すように、溶接機１は、１つ目の吊子２０の前端部（１６秒）、及び後端部（２４秒）、並びに、２つ目の吊子２０の前端部（４２秒）、及び後端部（５０秒）を順に通過しており、合計４回吊子２０の端部を通過している。これら図３及び図４に示すように、吊子２０の端部において電流値の変化が生じていることが分かる。なお、測定部４にて測定された電流値は、随時、制御部５に送信される。

次に、特定部６は、交流（例えば５０［Ｈｚ］や６０［Ｈｚ］）の時間変化による検知への影響を無くすため、測定部４にて測定された電流値の実効値を算出する。図５は、図４に示す電流値から算出した実効値を示すグラフである。この図５に示すように、実効値を算出することにより、交流値の時間変化の成分が除去されて、不具合に起因する電流値の変化をより顕著に表すことができる。なお、このように実効値を算出する方法は任意で、例えば、仮に交流５０［Ｈｚ］の電源電流に対しサンプリング周波数Ｘ［Ｈｚ］で電流値を取得した場合、ある時間ｓにおいてサンプリングした値ｉ（ｓ）からＸ／５０サンプル前までの値ｉ（ｓ）,ｉ（ｓ−１）,…ｉ（ｓ−Ｘ／５０）の二乗平均平方根をとり、この値を実効値ｉ＿ｒｍｓ（ｓ）としても良い。

次に、特定部６は、上記のように算出した実効値に基づいて、電流値変化量を特定する。図６は、図５に示す実効値から特定した電流値変化量を示すグラフである。この図６、並びに、後述する図７（ｂ）、図１２、及び図１３（ｂ）において、横軸は時間［秒］、縦軸は電流値変化量［Ａ］を示している。このように電流値変化量を算出する方法は任意で、例えば上記のように求めた実効値ｉ＿ｒｍｓ（ｓ）を用いて、電流値変化量ｄｉ＿ｒｍｓ（ｓ）は、ｉ＿ｒｍｓ（ｓ）−ｉ＿ｒｍｓ（ｓ−１）で求めることができる。なお、電流値変化量ｄｉ＿ｒｍｓ（ｓ）に所定の係数ｋを乗ずることにより、電流値変化量を扱いやすい値（変化が分かり易い値）にしても良い。

次に、検知部７は、特定部６にて特定された電流値変化量に基づいて、溶接機１による溶接の不具合を検知する。すなわち、不具合により２つの屋根板３０の相互間に隙間が出来てしまうと、この隙間により抵抗値が増大して電流が流れにくくなることにより、電流値が大きく変化するので、この電流値変化量に着目することで、溶接に不具合があったか否かを検知できる。具体的には、電流値変化量が、予め設定された閾値を超えたか否かを判定し、超えた場合に、溶接の不具合が在ったと判定する。なお、本実施の形態では、「閾値」は０．４［Ａ］とするが、これに限らない。例えば、図６のグラフを参照すると、溶接を開始してから約２４秒後の時点において、閾値（０．４［Ａ］）を超えていることが分かる。

図７は、電流値と電流値変化量の比較を示すグラフであって、図７（ａ）は時間と電流値との関係性、図７（ｂ）は時間と電流値変化量との関係性を示す。これらの図７（ａ）と図７（ｂ）とを見比べると、ローラ電極２が吊子２０の端部にさしかかった位置において電流値変化量が閾値を超えており、閾値を０．４と設定することで不具合の発生時点を好適に特定可能であることが分かる。

このように、本実施の形態では、不具合の有無を、電流値変化量に基づいて検知するので、単に電流値に基づいて検知するよりも好適な検知が可能となる。すなわち、被溶接物１０の厚さ次第で電流値は大きく変動するので、単に電流値に基づいて検知する場合には、検知対象となる被溶接物１０の厚さに応じて閾値となる電流値を毎回設定入力する必要があり、手間を要する。また、本実施の形態に示すような連続的な溶接において、上述した吊子２０の端部（２枚の屋根板３０の間に吊子２０が介在している部分と介在していない部分との境目）のように被溶接物１０の厚みが変わる位置では、不具合が生じていない際には、電流値は滑らかに変化するが、不具合が生じた際には、不具合に伴う抵抗の増大によって電流値に急峻な変化が生じる。ここで、電流値を電流値変化量に変換することにより、この急峻な変化をより如実に表すことができるようになり、不具合を容易に検知することが可能となる。

そして、検知部７にて溶接の不具合を検知した場合、通知部８は、溶接の不具合を検知したことを作業員に通知する。このような通知の具体的な方法は任意で、例えば溶接機１に設けられた出力手段（例えば、「スピーカー（図示省略）」）から警報音や予め格納された電子音声を発信しても良いし、溶接機１に設けられた表示手段（例えば、「ディスプレイ（図示省略）」）に、通知用のメッセージを表示しても良い。

このような通知を受けて、作業員は不具合の発生を認識できるので、例えば不具合箇所にマーキングして後ほどまとめて再溶接を行っても良いし、認識次第その場で再溶接を行っても構わない。

（溶接情報出力処理−異物混入による不具合（パターン２）に関して）
続いて、パターン２（２つの屋根板３０の相互間に異物が混入してしまうことに伴う溶接の不具合）に関して説明する。図８は、不具合の発生箇所の一例を示す平面図である。ここで、「異物」とは、被溶接物１０以外のものであり、例えば木片や紙片等の絶縁体を含むが、以下では「木片」５０とする。また、「異物が混入」とは、２つの被溶接物１０の間や、被溶接物１０とローラ電極２との間に異物が挟まってしまうことであるが、本実施の形態では、図８に示すように「２つの屋根板３０の間に木片５０が挟まってしまうこと」とする。以下では、図１及び図８を適宜参照しながら当該溶接情報出力処理について説明する。なお、図８では、２つの屋根板３０同士を相互に直接溶接しており、吊子２０については図示していない。なお、溶接情報出力処理の具体的な処理の内容については、上述したパターン１に関する内容と同様であるため適宜説明を省略し、各処理における結果のみを以下では端的に説明する。なお、後述する図９から図１３の各グラフは、上述した図３から図７の各グラフにそれぞれ対応する。

図９は、図８の不具合に対して、測定部４にて測定された電流値の一例を示すグラフであり、図１０は、図９のＢ部の拡大図である。なお、図９から後述する図１３では、溶接機１が木片５０の端部にさしかかった時間をグラフ中に逆三角形で表示している。すなわち、図９に示すように、溶接機１は木片５０の前端部（３３秒）、及び後端部（３４秒）を順に通過している。これら図９及び図１０に示すように、木片５０の混入箇所において電流値の変化が生じていることが分かる。

図１１は、図１０に示す電流値から算出した実効値を示すグラフである。図１２は、図１１に示す実効値から特定した電流値変化量を示すグラフである。なお、パターン２では異物混入により抵抗値が大きく上がるため、これらの図１１や図１２に示すように、パターン１と比べて、電流値や電流値変化量の変化が、木片５０の混入箇所においてより顕著に表れていることが分かる。なお、このように実効値を算出する方法や、実効値に基づいて電流値変化量を算出する方法は、上述したパターン１と同様である。

図１３は、電流値と電流値変化量の比較を示すグラフであって、図１３（ａ）は時間と電流値との関係性、図１３（ｂ）は時間と電流値変化量との関係性を示す。パターン２においても、特定部６にて特定された電流値変化量に基づいて、溶接機１による溶接の不具合を検知する。すなわち、被溶接物１０に異物が混入してしまうと、この異物により抵抗値が増大して電流が流れにくくなることにより、電流値が大きく変化するので、この電流値変化量に着目することで、溶接に不具合があったか否かを検知できる。具体的には、電流値変化量が閾値を超えるか否かを検知する。なお、電流値変化量の閾値についてはパターン１と同様に「０．４」と設定した。これらの図１３（ａ）と図１３（ｂ）とを見比べると、ローラ電極２が木片５０の混入箇所にさしかかった位置において電流値変化量が閾値を超えており、閾値を０．４と設定することで不具合の発生時点を好適に特定可能であることが分かる。以上にて、溶接情報出力処理の説明を終了する。

（実施の形態の効果）
このような本実施の形態に係る溶接情報出力システム１００によれば、溶接機１から被溶接物１０に流れる溶接電流の電流値変化量に基づく情報の出力を行うので、溶接不具合の発生の判断材料となる情報を、作業者が溶接を行いながらリアルタイムで取得でき、溶接不具合の検知作業に要する手間を省略することができる。

また、測定部４にて測定された電流値の実効値を算出し、当該算出した実効値に基づいて電流値変化量を特定するので、交流周波数による電流値変化量を除去でき、溶接状態のみに伴う電流値変化量に基づいて、溶接不具合を容易に検知することができる。

また、溶接不具合に関する通知を行う通知部８を備えるので、溶接不具合の発生を作業者がリアルタイムで認識することができ、溶接不具合に対して迅速な処置が可能となる。

また、一次側電力又は二次側電力のうち電流値の小さい方の電流値を測定するので、高い電流値に対応していない簡易な測定部４により、容易に測定を行うことができる。

〔ＩＩＩ〕実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決する場合や、上述した効果の一部のみを奏することがある。

（分散や統合について）
また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散又は統合して構成できる。本出願における「システム」とは、複数の装置によって構成されたものに限定されず、単一の装置によって構成されたものを含む。例えば本実施の形態の溶接情報出力システム１００は、溶接機１に対して別個に取り付けられているものとして説明したが、これに限らず、溶接機１と一体に形成しても構わず、具体的には、溶接機１のＣＰＵに、溶接の不具合に関する情報を出力するための各種プログラムを組み込んで溶接情報出力システム１００として構成しても構わない。

（寸法や材料について）
発明の詳細な説明や図面で説明した溶接情報出力システム１００の各部の寸法、形状、材料、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、材料、比率等とすることができる。

（溶接機について）
本実施の形態においては、被溶接物１０は動かず、溶接機１を動かしていくことにより溶接を行ったが、これに限らず、例えば溶接機１を動かさず、非溶接物を一定速度で動かすことにより溶接を行っても良い。

（実効値について）
本実施の形態では、電流値を測定して、測定値に基づいて実効値を算出してから、電流値変化量を求めたが、これに限らず、電流値の測定値から電流値変化量を直接求めても構わない。

（通知部について）
本実施の形態では、通知部８は、溶接の不具合があった際に、不具合が発生した旨をスピーカーやディスプレイにて通知を行ったが、不具合のより具体的な情報を通知しても良い。例えば、不具合の「種類」（吊子２０の端部による不具合、又は、異物混入による不具合）を電子音声やテキスト表示等で通知しても良いし、不具合の発生した「時刻」や「位置」を通知しても良い。ここで、不具合の「種類」を特定する方法は任意で、一例としては、電流値変化量が第一閾値（例えば０．４）以上かつ第二閾値（例えば１．０）未満である場合、吊子２０の端部による不具合と判断し、第二閾値以上である場合、異物混入による不具合と判定しても良い。また、不具合の発生した「時刻」や「位置」を特定する方法も任意で、一例としては、図７や図１３のグラフを参照し、所定の計時手段（図示省略）から取得した溶接開始時刻と、図７や図１３のグラフで電流値変化量が閾値を超えた際における、溶接開始からの時間（横軸）と、に基づいて「時刻」を特定したり、当該特定した時刻と、溶接機１の走行速度との関係性に基づいて「位置」を特定したりしても良い。

また、本実施の形態では、通知を行うことにより溶接情報出力処理を終了したが、この「通知」に加えて、又はこれに代えて、溶接機１の制御を行っても構わない。例えば不具合を検知した場合には、溶接機１のブレーキ（図示省略）をかけて溶接機１を停止させても良い。または、ローラ電極２の通電を停止させて後に、溶接機１を所定距離（少なくとも不具合箇所より手前に溶接機１が来るように）だけ逆走させてから停止させても構わない。この後、再度溶接機１を稼働させることで、不具合箇所を再度溶接することができる。また、ローラ電極２を通電したままの状態で、溶接機１を所定距離（少なくとも不具合箇所より手前に溶接機１が来るように）だけ逆走させてから停止させても構わない。

（検知部について）
本実施の形態では、特定部６にて特定された電流値変化量に基づいて、検知部７が不具合の有無を検知し、この検知結果を出力したが、この検知部７を省略しても良い。すなわち、特定部６にて特定された電流値変化量を、そのまま出力しても構わない。例えば、電流値変化量の波形を公知のデータロガーに表示して、作業者がこの表示を見て自ら不具合の発生を検知しても良い。または、データロガーに代えて、電流値変化量を複数段階（例えば、１０段階）で表示するインジケータを備え、溶接の最中に不具合の指標となる閾値（例えば７段目）を超えるか否かを作業者が確認することにより、不具合の発生を検知しても良い。

（出力について）
本実施の形態では、電流値変化量の出力をリアルタイムで行ったが、これに限らず、不具合の位置を示す情報と共に電流値変化量を所定の記録手段（図示省略）に記録しておき、任意のタイミング（例えば溶接機１の走行を停止させた際）に出力しても構わない。

（付記）
付記１の溶接情報出力システムは、溶接機から被溶接物に流れる溶接電流の電流値を測定する測定手段と、前記測定手段にて測定された電流値の時間変化量を特定する特定手段と、前記特定手段にて特定された時間変化量に基づく情報の出力を行う出力手段と、を備える。

付記２の溶接情報出力システムは、付記１に記載の溶接情報出力システムにおいて、前記特定手段は、前記測定手段にて測定された電流値の実効値を算出し、当該算出した実効値に基づいて前記電流値の時間変化量を特定する。

付記３の溶接情報出力システムは、付記１又は２に記載の溶接情報出力システムにおいて、前記特定手段にて特定された時間変化量に基づいて、前記溶接機による溶接の不具合を検知する検知手段を備え、前記出力手段は、前記検知手段にて溶接の不具合を検知した場合、当該不具合に関する通知を行う通知手段を備える。

付記４の溶接情報出力システムは、付記１から３のいずれか一項に記載の溶接情報出力システムにおいて、前記溶接機は、一次側電力から変圧された二次側電力により溶接を行い、前記測定手段は、前記一次側電力又は前記二次側電力のうち、電流値の小さい方を測定する。

付記１に記載の溶接情報出力システムによれば、溶接機から被溶接物に流れる溶接電流の電流値の時間変化量に基づく情報の出力を行うので、溶接不具合の発生の判断材料となる情報を、作業者が溶接を行いながらリアルタイムで取得でき、溶接不具合の検知作業に要する手間を省略することができる。

付記２に記載の溶接情報出力システムによれば、測定手段にて測定された電流値の実効値を算出し、当該算出した実効値に基づいて電流値の時間変化量を特定するので、交流周波数による時間変化量を除去でき、溶接状態のみに伴う時間変化量に基づいて、溶接不具合を容易に検知することができる。

付記３に記載の溶接情報出力システムによれば、溶接不具合に関する通知を行う通知手段を備えるので、溶接不具合の発生を作業者がリアルタイムで認識することができ、溶接不具合に対して迅速な処置が可能となる。

付記４に記載の溶接情報出力システムによれば、一次側電力又は二次側電力のうち電流値の小さい方の電流値を測定するので、高い電流値に対応していない簡易な測定手段により、容易に測定を行うことができる。

１ 溶接機
２ ローラ電極
３ 変圧器
４ 測定部
５ 制御部
６ 特定部
７ 検知部
８ 通知部
９ 商用電源
１０ 被溶接物
２０ 吊子
２１ 吊子水平部
２２ 吊子鉛直部
３０ 屋根板
３１ 屋根板水平部
３２ 屋根板鉛直部
４０ 建築物
５０ 木片
１００ 溶接情報出力システム
Ｔ 溶接跡

Claims (4)

1. 溶接機から被溶接物に流れる溶接電流の電流値を測定する測定手段と、
   前記測定手段にて測定された電流値の時間変化量を特定する特定手段と、
   前記特定手段にて特定された時間変化量に基づく情報の出力を行う出力手段と、を備える、
   溶接情報出力システム。
2. 前記特定手段は、前記測定手段にて測定された電流値の実効値を算出し、当該算出した実効値に基づいて前記電流値の時間変化量を特定する、
   請求項１に記載の溶接情報出力システム。
3. 前記特定手段にて特定された時間変化量に基づいて、前記溶接機による溶接の不具合を検知する検知手段を備え、
   前記出力手段は、前記検知手段にて溶接の不具合を検知した場合、当該不具合に関する通知を行う通知手段を備える、
   請求項１又は２に記載の溶接情報出力システム。
4. 前記溶接機は、一次側電力から変圧された二次側電力により溶接を行い、
   前記測定手段は、前記一次側電力又は前記二次側電力のうち、電流値の小さい方を測定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の溶接情報出力システム。
   

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