JP2021137848A - Bead appearance inspection device and bead appearance inspection system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ビード外観検査装置およびビード外観検査システムに関する。 The present disclosure relates to a bead visual inspection device and a bead visual inspection system.
特許文献1には、溶接ビードにスリット光を投射し、スリット光の走査により溶接ビード上に順次形成される形状線を撮像し、順次形成された各形状線の撮像データに基づいて、溶接ビードの3次元形状を点群データとして取得する形状検査装置が開示されている。この形状検査装置は、点群データに基づいて表示された溶接ビードに、入力に応じて、スリット光の走査により形成された形状線とは異なる任意の切断線を設定し、切断線に対応した点群データにより、切断線における溶接ビードの断面形状を算出する。また、形状検査装置は、算出された断面形状に応じて算出した各種の特徴量を予め登録している各種の特徴量の許容範囲と比較し、特徴量の良否を判定する。
In
本開示は、本溶接により生産されたワークのビード外観検査に関してユーザによる設定操作をより効率化するビード外観検査装置およびビード外観検査システムを提供する。 The present disclosure provides a bead appearance inspection device and a bead appearance inspection system that make the setting operation by the user more efficient with respect to the bead appearance inspection of the workpiece produced by the present welding.
本開示は、溶接ビードに関する入力データを取得する取得部と、ユーザにより設定された前記溶接ビードの不良の検査に用いる第1判定基準を記憶し、前記溶接ビードに対する第1検査判定を実行する第1判定部と、前記ユーザにより設定された前記溶接ビードの前記不良の検査に用いる第2判定基準を記憶し、前記溶接ビードに対する第2検査判定を実行するk(k:1以上の整数)個の第2判定部と、前記溶接ビードが前記不良を有するか否かを判定する総合判定部と、を備え、前記第1判定部は、前記第1検査判定により取得された第1検査結果が前記第1判定基準を満たすか否かの第1判定結果を前記総合判定部に出力し、前記k個の第2判定部は、前記第2検査判定により取得された第2検査結果が前記第2判定基準を満たすか否かの第2判定結果を前記総合判定部に出力し、前記総合判定部は、前記第1判定結果および前記第2判定結果に基づいて、前記溶接ビードの外観検査結果を作成して出力する、ビード外観検査装置を提供する。 The present disclosure stores an acquisition unit for acquiring input data regarding a welding bead and a first determination criterion set by a user for inspecting a defect of the welding bead, and executes a first inspection determination for the welding bead. 1 Judgment unit and k (k (an integer of k: 1 or more) pieces that store the second judgment criterion used for the inspection of the defect of the welding bead set by the user and execute the second inspection judgment for the welding bead. A second determination unit and a comprehensive determination unit for determining whether or not the welding bead has the defect are provided, and the first determination unit is based on the first inspection result obtained by the first inspection determination. The first determination result of whether or not the first determination criterion is satisfied is output to the comprehensive determination unit, and in the k second determination units, the second inspection result obtained by the second inspection determination is the first. The second judgment result of whether or not the two judgment criteria are satisfied is output to the comprehensive judgment unit, and the comprehensive judgment unit outputs the appearance inspection result of the weld bead based on the first judgment result and the second judgment result. Provides a bead visual inspection device that creates and outputs a bead visual inspection device.
また、本開示は、溶接ビードに関する入力データを取得する取得部と、ユーザにより設定された前記溶接ビードの不良の検査に用いる第1判定基準を記憶し、前記溶接ビードに対する第1検査判定を実行する第1判定部と、前記ユーザにより設定された前記溶接ビードの前記不良の検査に用いる第2判定基準を記憶し、前記溶接ビードに対する第2検査判定を実行するk(k:1以上の整数)個の第2判定部と、前記溶接ビードが前記不良を有するか否かを判定する総合判定部と、を備え、前記第1判定部は、前記第1検査判定により取得された第1検査結果が前記第1判定基準を満たすか否かの第1判定結果を前記総合判定部に出力し、前記k個の第2判定部は、前記第2検査判定により取得された第2検査結果が前記第2判定基準を満たすか否かの第2判定結果を前記総合判定部に出力し、前記総合判定部は、前記第1判定結果および前記第2判定結果に基づいて、前記溶接ビードの外観検査結果を作成して出力する、ビード外観検査システムを提供する。 Further, the present disclosure stores an acquisition unit for acquiring input data regarding the welding bead and a first determination criterion set by the user for inspecting the defect of the welding bead, and executes the first inspection determination for the welding bead. The first determination unit to be used and the second determination criterion used for the inspection of the defect of the welding bead set by the user are stored, and the second inspection determination for the welding bead is executed k (k: an integer of 1 or more). ) A second determination unit and a comprehensive determination unit for determining whether or not the welding bead has the defect, and the first determination unit is a first inspection acquired by the first inspection determination. The first judgment result of whether or not the result satisfies the first judgment criterion is output to the comprehensive judgment unit, and the k second judgment units are obtained by the second inspection result obtained by the second inspection judgment. The second determination result of whether or not the second determination criterion is satisfied is output to the comprehensive determination unit, and the comprehensive determination unit outputs the appearance of the weld bead based on the first determination result and the second determination result. A bead appearance inspection system that creates and outputs inspection results is provided.
本開示によれば、本溶接により生産されたワークのビード外観検査に関してユーザによる設定操作をより効率化できる。 According to the present disclosure, it is possible to make the setting operation by the user more efficient with respect to the bead appearance inspection of the work produced by the main welding.
(本開示に至る経緯)
特許文献1のように、本溶接により生産されたワークの溶接ビードの形状に関する特徴量(例えば、ビード幅、ビード高さなど)の算出値が許容範囲内にある時に良品であると判定するなど、溶接ビードの外観形状検査を自動的に行う装置構成は従来から知られている。ところが、実際の溶接現場では、作業員が目視によって溶接ビードの外観の良し悪しを検査してワークの本溶接が成功であったか否かを判断することが多い。
(Background to this disclosure)
As in
溶接ビードの外観検査では、上述した溶接ビードの形状に関する特徴量以外に、例えば溶接ビードの位置ずれ、穴あきの有無、スパッタなどの溶接不良の有無など、検査項目が多岐にわたることがあり、またユーザによっては良品と判定するか否かの判定基準が画一的でないことも多い。このため、溶接ビードの外観検査では、検査項目がユーザごとに異なる点だけでなく、完成品であるワークの良し悪しがユーザごとに異なる点を踏まえ、検査項目を任意に調整可能なカスタマイズ性とともに外観検査のユーザビリティがより一層求められる点において従来技術に対して改善の余地があったと考えられる。 In the visual inspection of the weld bead, in addition to the feature amount related to the shape of the weld bead described above, there may be a wide variety of inspection items such as the position shift of the weld bead, the presence or absence of holes, and the presence or absence of welding defects such as spatter, and the user. Depending on the case, the criteria for judging whether or not a product is non-defective are often not uniform. For this reason, in the visual inspection of weld beads, not only the inspection items are different for each user, but also the quality of the finished workpiece is different for each user, and the inspection items can be adjusted arbitrarily. It is considered that there was room for improvement over the conventional technology in that the usability of the visual inspection was further required.
そこで、以下の実施の形態では、本溶接により生産されたワークのビード外観検査に関してユーザによる設定操作をより効率化するビード外観検査装置およびビード外観検査システムの例を説明する。 Therefore, in the following embodiment, an example of the bead appearance inspection device and the bead appearance inspection system that makes the setting operation by the user more efficient with respect to the bead appearance inspection of the work produced by the main welding will be described.
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るビード外観検査装置およびビード外観検査システムを具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。 Hereinafter, embodiments in which the bead appearance inspection apparatus and the bead appearance inspection system according to the present disclosure are specifically disclosed will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy of the following description and to facilitate the understanding of those skilled in the art. It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.
(実施の形態1)
実施の形態1に係るビード外観検査装置は、本溶接により生産されたワークの溶接ビードに関する入力データを入力し、入力データと良品ワークのマスタデータとを用い、入力データとマスタデータとの比較に基づいて溶接ビードの形状に関する第1検査判定を行うとともに、k(k:1以上の整数)種類の人工知能を搭載し、入力データを対象とするk種類の人工知能の処理に基づいて溶接ビードの溶接不良に関する第2検査判定を行う。溶接ビードの溶接不良は、例えば、穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起である。なお、溶接不良は、上述したものに限定されない。ビード外観検査装置は、第1外観検査およびk個の第2検査判定のそれぞれの判定結果に基づいて、溶接ビードの外観検査の結果を出力デバイスに出力する。
(Embodiment 1)
The bead appearance inspection device according to the first embodiment inputs input data regarding the weld bead of the work produced by the main welding, and uses the input data and the master data of the non-defective work to compare the input data with the master data. Based on this, the first inspection judgment regarding the shape of the weld bead is performed, and k (k: 1 or more integer) types of artificial intelligence are installed, and the weld bead is processed based on the processing of k types of artificial intelligence that targets the input data. The second inspection judgment regarding the welding defect of is performed. Weld defects in weld beads are, for example, perforations, pits, undercuts, spatters, and protrusions. Welding defects are not limited to those described above. The bead visual inspection device outputs the result of the visual inspection of the weld bead to the output device based on the judgment results of the first visual inspection and the k second inspection judgments.
以下、本溶接される対象物(例えば金属)を「元ワーク」、本溶接により生産(製造)された対象物を「ワーク」、さらに、「ワーク」の外観検査にて検知された溶接の不良箇所がリペア溶接された対象物を「リペアワーク」とそれぞれ定義する。 Hereinafter, the object to be welded (for example, metal) is the "original work", the object produced (manufactured) by the main welding is the "work", and the welding defect detected by the visual inspection of the "work". An object whose location is repair-welded is defined as "repair work".
元ワークと他の元ワークとが溶接ロボットにより接合等されてワークを生産する工程を「本溶接」、ワークの不良箇所が溶接ロボットにより補修等の修正がなされる工程を「リペア溶接」と定義する。 The process of producing a work by joining the original work and other original works by a welding robot is defined as "main welding", and the process of repairing defective parts of the work by a welding robot is defined as "repair welding". do.
なお、「ワーク」あるいは「リペアワーク」は、1回の本溶接により生産されたワークに限らず、2回以上の本溶接により生産された複合的なワークであってもよい。 The "work" or "repair work" is not limited to the work produced by one main welding, but may be a composite work produced by two or more main weldings.
(溶接システムの構成)
図1は、溶接システム100のシステム構成例を示す概略図である。溶接システム100は、外部ストレージST、入力インターフェースUI1およびモニタMN1のそれぞれと接続された上位装置1と、ロボット制御装置2と、検査制御装置3と、センサ4と、本溶接ロボットMC1aと、リペア溶接ロボットMC1bとを含む構成である。本溶接ロボットMC1aおよびリペア溶接ロボットMC1bは、それぞれ別体のロボットとして構成されてもよいが、同一の溶接ロボットMC1として構成されてもよい。以降の説明を分かり易くするために、溶接ロボットMC1により本溶接およびリペア溶接の工程が実行されるとして説明する。なお、図1には1台のロボット制御装置2と本溶接ロボットMC1aおよびリペア溶接ロボットMC1bとのペアが1つだけ示されているが、このペアは複数設けられてよい。図1では、センサ4は、溶接ロボットMC1と別体として図示されているが、溶接ロボットMC1と一体化されて設けられてもよい(図2参照)。
(Welding system configuration)
FIG. 1 is a schematic view showing a system configuration example of the
上位装置1は、ロボット制御装置2を介して溶接ロボットMC1により実行される本溶接の開始および完了を統括して制御する。例えば、上位装置1は、ユーザ(例えば溶接作業者あるいはシステム管理者。以下同様。)により予め入力あるいは設定された溶接関連情報を外部ストレージSTから読み出し、溶接関連情報を用いて、溶接関連情報の内容を含めた本溶接の実行指令を生成して対応するロボット制御装置2に送る。上位装置1は、溶接ロボットMC1による本溶接が完了した場合に、溶接ロボットMC1による本溶接が完了した旨の本溶接完了報告をロボット制御装置2から受信し、対応する本溶接が完了した旨のステータスに更新して外部ストレージSTに記録する。なお、上述した本溶接の実行指令は上位装置1により生成されることに限定されず、例えば本溶接が行われる工場等内の設備の操作盤(例えばPLC:Programmable Logic Controller)、あるいはロボット制御装置2の操作盤(例えばTP:Teach Pendant)により生成されてもよい。なお、ティーチペンダント(TP)は、ロボット制御装置2に接続された溶接ロボットMC1を操作するための装置である。
The
また、上位装置1は、ロボット制御装置2、検査制御装置3およびセンサ4を用いたビード外観検査の開始および完了を統括して制御する。例えば、上位装置1は、ロボット制御装置2から本溶接完了報告を受信すると、溶接ロボットMC1により生産されたワークのビード外観検査の実行指令を生成してロボット制御装置2および検査制御装置3のそれぞれに送る。上位装置1は、ビード外観検査が完了した場合に、ビード外観検査が完了した旨の外観検査報告を検査制御装置3から受信し、対応するビード外観検査が完了した旨のステータスに更新して外部ストレージSTに記録する。
Further, the
また、上位装置1は、ロボット制御装置2を介して溶接ロボットMC1により実行されるリペア溶接の開始および完了を統括して制御する。例えば、上位装置1は、検査制御装置3から外観検査報告を受信すると、溶接ロボットMC1により生産されたワークのリペア溶接の実行指令を生成してロボット制御装置2に送る。上位装置1は、リペア溶接が完了した場合に、リペア溶接が完了した旨のリペア溶接完了報告をロボット制御装置2から受信し、対応するリペア溶接が完了した旨のステータスに更新して外部ストレージSTに記録する。
Further, the
ここで、溶接関連情報とは、溶接ロボットMC1により実行される本溶接の内容を示す情報であり、本溶接の工程ごとに予め作成されて外部ストレージSTに登録されている。溶接関連情報は、例えば本溶接に使用される元ワークの数と、本溶接に使用される元ワークのID、名前および溶接箇所を含むワーク情報と、本溶接が実行される実行予定日と、被溶接ワークの生産台数と、本溶接時の各種の溶接条件と、を含む。なお、溶接関連情報は、上述した項目のデータに限定されなくてよい。ロボット制御装置2は、上位装置1から送られた本溶接の実行指令に基づいて、その実行指令で指定される元ワークを用いた本溶接の実行を溶接ロボットMC1に開始させる。なお、上述した溶接関連情報は、上位装置1が外部ストレージSTを参照して管理することに限定されず、例えばロボット制御装置2において管理されてもよい。この場合、ロボット制御装置2は本溶接が完了した状態を把握できるので、溶接関連情報のうち溶接工程が実行される予定の実行予定日の代わりに実際の実行日が管理されてよい。なお本明細書において、本溶接の種類は問わないが、説明を分かり易くするために、複数の元ワークを接合して1つのワークを生産する工程を例示して説明する。
Here, the welding-related information is information indicating the content of the main welding executed by the welding robot MC1, and is created in advance for each main welding process and registered in the external storage ST. Weld-related information includes, for example, the number of original workpieces used for main welding, workpiece information including the ID, name and welding location of the original workpiece used for main welding, and the scheduled execution date when main welding is executed. Includes the number of workpieces to be welded and various welding conditions at the time of main welding. The welding-related information does not have to be limited to the data of the above-mentioned items. The
上位装置1は、モニタMN1、入力インターフェースUI1および外部ストレージSTのそれぞれとの間でデータの入出力が可能となるように接続され、さらに、ロボット制御装置2との間でデータの通信が可能となるように接続される。上位装置1は、モニタMN1および入力インターフェースUI1を一体に含む端末装置P1でもよく、さらに、外部ストレージSTを一体に含んでもよい。この場合、端末装置P1は、本溶接の実行に先立ってユーザにより使用されるPC(Personal Computer)である。なお、端末装置P1は、上述したPCに限らず、例えばスマートフォン、タブレット端末等の通信機能を有するコンピュータ装置でよい。
The
モニタMN1は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)または有機EL(Electroluminescence)等の表示用デバイスを用いて構成されてよい。モニタMN1は、例えば上位装置1から出力された、本溶接が完了した旨の通知、ビード外観検査が完了した旨の通知、あるいはリペア溶接が完了した旨の通知を示す画面を表示してよい。また、モニタMN1の代わりに、あるいはモニタMN1とともにスピーカ(図示略)が上位装置1に接続されてもよく、上位装置1は、本溶接が完了した旨の通知、ビード外観検査が完了した旨の通知、あるいはリペア溶接が完了した旨の内容の音声を、スピーカを介して出力してもよい。
The monitor MN1 may be configured by using a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electroluminescence). The monitor MN1 may display, for example, a screen output from the
入力インターフェースUI1は、ユーザの入力操作を検出して上位装置1に出力するユーザインターフェースであり、例えば、マウス、キーボードまたはタッチパネル等を用いて構成されてよい。入力インターフェースUI1は、例えばユーザが溶接関連情報を作成する時の入力操作を受け付けたり、ロボット制御装置2への本溶接の実行指令を送る時の入力操作を受け付けたりする。
The
外部ストレージSTは、例えばハードディスクドライブ(Hard Disk Drive)またはソリッドステートドライブ(Solid State Drive)を用いて構成される。外部ストレージSTは、例えば本溶接ごとに作成された溶接関連情報のデータ、本溶接により生産されたワークあるいはリペア溶接により補修等されたリペアワークのステータス(生産状況)、ワークあるいはリペアワークのワーク情報(上述参照)を記憶する。 The external storage ST is configured by using, for example, a hard disk drive (Hard Disk Drive) or a solid state drive (Solid State Drive). The external storage ST is, for example, data of welding-related information created for each main welding, the status (production status) of the work produced by the main welding or the repair work repaired by the repair welding, and the work information of the work or the repair work. Remember (see above).
ビード外観検査装置の一例としてのロボット制御装置2は、上位装置1との間でデータの通信が可能に接続されるとともに、溶接ロボットMC1との間でデータの通信が可能に接続される。ロボット制御装置2は、上位装置1から送られた本溶接の実行指令を受信すると、その実行指令に基づいて対応する溶接ロボットMC1を制御して本溶接を実行させる。ロボット制御装置2は、本溶接の完了を検出すると本溶接が完了した旨の本溶接完了報告を生成して上位装置1に通知する。これにより、上位装置1は、ロボット制御装置2による本溶接の完了を適正に検出できる。なお、ロボット制御装置2による本溶接の完了の検出方法は、例えばワイヤ送給装置300が備えるセンサ(図示略)からの本溶接の完了を示す信号に基づいて判別する方法でよく、あるいは公知の方法でもよく、本溶接の完了の検出方法の内容は限定されなくてよい。
The
また、ロボット制御装置2は、上位装置1から送られたビード外観検査の実行指令を受信すると、ロボット制御装置2により作成あるいは予め準備されている外観検査用プログラムに従い、センサ4が取り付けられた溶接ロボットMC1(図2参照)を制御して、その実行指令に基づいて対応するワークのビード外観検査を実行する。なお、ビード外観検査が完了した旨の外観検査報告は検査制御装置3から上位装置1に送られるが、ロボット制御装置2自ら、あるいは検査制御装置3からの指示を受けたロボット制御装置2から上位装置1に送られてもよい。これにより、上位装置1は、ビード外観検査の完了を適切に検出できる。
Further, when the
また、ロボット制御装置2は、上位装置1から送られたリペア溶接の実行指令を受信すると、検査制御装置3により作成されるリペア溶接プログラムに従い、その実行指令に基づいて対応する溶接ロボットMC1を制御してリペア溶接を実行させる。ロボット制御装置2は、リペア溶接の完了を検出するとリペア溶接が完了した旨のリペア溶接完了報告を生成して上位装置1に通知する。これにより、上位装置1は、ロボット制御装置2に基づくリペア溶接の完了を適正に検出できる。なお、ロボット制御装置2によるリペア溶接の完了の検出方法は、例えばワイヤ送給装置300が備えるセンサ(図示略)からのリペア溶接の完了を示す信号に基づいて判別する方法でよく、あるいは公知の方法でもよく、リペア溶接の完了の検出方法の内容は限定されなくてよい。
Further, when the
溶接ロボットMC1は、ロボット制御装置2との間でデータの通信が可能に接続される。溶接ロボットMC1は、対応するロボット制御装置2の制御の下で、上位装置1から指令された本溶接あるいはリペア溶接を実行する。なお、上述したように、溶接ロボットMC1は、本溶接用に設けられた本溶接ロボットMC1aと、リペア溶接用に設けられたリペア溶接ロボットMC1bとにより構成されてもよい。また、センサ4が溶接ロボットMC1に一体的に取り付けられている場合には、溶接ロボットMC1は、外観検査用プログラムに従ってセンサ4を駆動することで、上位装置1から指令されたビード外観検査の実行を支援する。
The welding robot MC1 is connected to the
ビード外観検査装置の一例としての検査制御装置3は、上位装置1、ロボット制御装置2およびセンサ4のそれぞれとの間でデータの通信が可能に接続される。検査制御装置3は、上位装置1から送られたビード外観検査の実行指令を受信すると、溶接ロボットMC1により生産されたワークの溶接箇所のビード外観検査(例えば、ワークに形成された溶接ビードが予め既定された溶接基準を満たすか否かの検査)をセンサ4とともに実行する。なお、ビード外観検査の詳細については、図4および図5を参照して後述するが、例えば、検査制御装置3は、ビード外観検査の実行指令に含まれるワークの溶接箇所情報に基づいて、センサ4により取得された溶接ビードの形状に関する入力データ(例えば、溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データ)を用い、ワークごとに予め既定された良品ワークのマスタデータとの比較に基づいてビード外観検査を行う。以下、このようなビード外観検査を、「第1検査判定」と定義する。また、検査制御装置3は、k(k:1以上の整数)種類の人工知能(AI)を搭載し、かつその人工知能によるニューラルネットワークをそれぞれ形成し、上述した入力データを対象としたAIに基づく溶接不良の有無を判別するビード外観検査を行う。以下、このようなビード外観検査を、「第2検査判定」と定義する。実施の形態1では、検査制御装置3は、上述した第1検査判定および第2検査判定を実行することが可能である。検査制御装置3は、第1検査判定および第2検査判定をそれぞれ実行した結果を用いてビード外観検査の総合判定を行い、この総合判定結果とビード外観検査が完了した旨の通知とを含む外観検査報告を生成して上位装置1に送るとともに、モニタMN2に出力する。
The
また、検査制御装置3は、ワークのビード外観検査において溶接不良を検知したと判定した場合に、その溶接不良の箇所(いわゆる検出点)の位置情報を含む外観検査結果を用いて、溶接不良の箇所の補修等の修正を行う旨のリペア溶接プログラムを作成する。検査制御装置3は、このリペア溶接プログラムと外観検査結果とを対応付けてロボット制御装置2に送る。
Further, when the
センサ4は、検査制御装置3との間でデータの通信が可能に接続される。センサ4が溶接ロボットMC1に取り付けられている場合(図2参照)、センサ4は、ロボット制御装置2の制御に基づくマニピュレータ200の駆動に応じて、ワークWkが載置された載置台を3次元のスキャンが可能に稼動可能である。センサ4は、ロボット制御装置2の制御に基づくマニピュレータ200の駆動に応じて、載置台(図2参照)に置かれたワークの3次元形状を特定可能なデータ(例えば後述する点群データOD1)を取得して検査制御装置3に送る。
The
出力デバイスの一例としてのモニタMN2は、例えばLCDまたは有機EL等の表示用デバイスを用いて構成されてよい。モニタMN2は、例えば検査制御装置3から出力された、ビード外観検査が完了した旨の通知、あるいはその通知とビード外観検査の結果(例えば上述した総合判定の結果)とを示す画面を表示する。また、モニタMN2の代わりに、あるいはモニタMN2とともにスピーカ(図示略)が検査制御装置3に接続されてもよく、検査制御装置3は、ビード外観検査が完了した旨の通知、あるいはその通知とビード外観検査の結果(例えば上述した総合判定の結果)との内容を示す音声を、スピーカを介して出力してもよい。
The monitor MN2 as an example of the output device may be configured by using a display device such as an LCD or an organic EL. The monitor MN2 displays, for example, a notification output from the
図2は、実施の形態1に係る検査制御装置3、ロボット制御装置2および上位装置1の内部構成例を示す図である。説明を分かり易くするために、図2ではモニタMN1,MN2および入力インターフェースUI1の図示を省略する。なお、図2に示されるワークWkは、本溶接が行われる前に載置される元ワークでもよいし、ビード外観検査の対象となるワーク(つまり本溶接により生産されたワーク)でもよいし、リペア溶接の対象となるワークでもよい。
FIG. 2 is a diagram showing an example of internal configurations of the
溶接ロボットMC1は、ロボット制御装置2の制御の下で、例えば上位装置1から指令された本溶接、ビード外観検査時のセンサ4の移動、リペア溶接等の各種の工程を実行する。溶接ロボットMC1は、本溶接あるいはリペア溶接の工程において、例えばアーク溶接を行う。しかし、溶接ロボットMC1は、アーク溶接以外の他の溶接(例えば、レーザ溶接、ガス溶接)等を行ってもよい。この場合、図示は省略するが、溶接トーチ400に代わって、レーザヘッドを、光ファイバを介してレーザ発振器に接続してよい。溶接ロボットMC1は、マニピュレータ200と、ワイヤ送給装置300と、溶接ワイヤ301と、溶接トーチ400とを少なくとも含む構成である。
Under the control of the
マニピュレータ200は、多関節のアームを備え、ロボット制御装置2のロボット制御部25からの制御信号に基づいて、それぞれのアームを可動させる。これにより、マニピュレータ200は、ワークWkと溶接トーチ400との位置関係(例えば、ワークWkに対する溶接トーチ400の角度)をアームの駆動によって変更できる。
The
ワイヤ送給装置300は、ロボット制御装置2からの制御信号に基づいて、溶接ワイヤ301の送給速度を制御する。なお、ワイヤ送給装置300は、溶接ワイヤ301の残量を検出可能なセンサ(図示略)を備えてよい。ロボット制御装置2は、このセンサの出力に基づいて、本溶接あるいはリペア溶接の工程が完了したことを検出できる。
The
溶接ワイヤ301は、溶接トーチ400に保持されている。溶接トーチ400に電源装置500から電力が供給されることで、溶接ワイヤ301の先端とワークWkとの間にアークが発生し、アーク溶接が行われる。なお、溶接トーチ400にシールドガスを供給するための構成等は、説明の便宜上、これらの図示および説明を省略する。
The
上位装置1は、ユーザにより予め入力あるいは設定された溶接関連情報を用いて、本溶接、ビード外観検査、リペア溶接の各種の工程の実行指令を生成してロボット制御装置2に送る。なお、上述したように、センサ4が溶接ロボットMC1に一体的に取り付けられている場合には、ビード外観検査の実行指令は、ロボット制御装置2および検査制御装置3の両方に送られる。上位装置1は、通信部10と、プロセッサ11と、メモリ12とを少なくとも含む構成である。
The
通信部10は、ロボット制御装置2および外部ストレージSTのそれぞれとの間でデータの通信が可能に接続される。通信部10は、プロセッサ11により生成される本溶接、ビード外観検査、あるいはリペア溶接の各種の工程の実行指令をロボット制御装置2に送る。通信部10は、ロボット制御装置2から送られる本溶接完了報告、外観検査報告、リペア溶接完了報告を受信してプロセッサ11に出力する。なお、本溶接あるいはリペア溶接の実行指令には、例えば溶接ロボットMC1が備えるマニピュレータ200、ワイヤ送給装置300および電源装置500のそれぞれを制御するための制御信号が含まれてもよい。
The
プロセッサ11は、例えばCPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて構成され、メモリ12と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ11は、メモリ12に保持されたプログラムを参照し、そのプログラムを実行することにより、セル制御部13を機能的に実現する。
The
メモリ12は、例えばプロセッサ11の処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのRAM(Random Access Memory)と、プロセッサ11の処理を規定したプログラムを格納するROM(Read Only Memory)とを有する。RAMには、プロセッサ11により生成あるいは取得されたデータが一時的に保存される。ROMには、プロセッサ11の処理を規定するプログラムが書き込まれている。また、メモリ12は、外部ストレージSTから読み出された溶接関連情報のデータ、ワークあるいはリペアワークのステータス、ロボット制御装置2から送られたワークあるいはリペアワークのワーク情報(上述参照)のデータをそれぞれ記憶する。
The
セル制御部13は、外部ストレージSTに記憶されている溶接関連情報に基づいて、本溶接、ワークのビード外観検査、あるいはリペア溶接を実行するための実行指令を生成する。また、セル制御部13は、外部ストレージSTに記憶されている溶接関連情報に基づいて、本溶接された後のワークWk(例えばワーク)のビード外観検査時の溶接ロボットMC1の駆動に関する外観検査用プログラム、さらに、この外観検査用プログラムを含む外観検査用プログラムの実行指令を作成する。なお、この外観検査用プログラムは予め作成されて外部ストレージSTに保存されていてもよく、この場合には、セル制御部13は、外部ストレージSTから単に外観検査用プログラムを読み出して取得する。セル制御部13は、溶接ロボットMC1で実行される本溶接あるいはリペア溶接の各種の工程ごとに異なる実行指令を生成してよい。セル制御部13によって生成された本溶接あるいはリペア溶接の実行指令、あるいは外観検査用プログラムを含む外観検査用プログラムの実行指令は、通信部10を介して、対応するロボット制御装置2、あるいはロボット制御装置2および検査制御装置3のそれぞれに送られる。
The
ロボット制御装置2は、上位装置1から送られた本溶接、ビード外観検査、あるいはリペア溶接の実行指令に基づいて、対応する溶接ロボットMC1(例えば、センサ4、マニピュレータ200、ワイヤ送給装置300、電源装置500)の処理を制御する。ロボット制御装置2は、通信部20と、プロセッサ21と、メモリ22とを少なくとも含む構成である。
The
通信部20は、上位装置1、検査制御装置3、溶接ロボットMC1との間でデータの通信が可能に接続される。なお、図2では図示を簡略化しているが、ロボット制御部25とマニピュレータ200との間、ロボット制御部25とワイヤ送給装置300との間、ならびに、電源制御部26と電源装置500との間は、それぞれ通信部20を介してデータの送受信が行われる。通信部20は、上位装置1から送られた本溶接、ビード外観検査あるいはリペア溶接の実行指令を受信する。通信部20は、本溶接により生産されたワークあるいはリペア溶接による修正によって生産されたリペアワークのワーク情報を上位装置1に送る。
The
ここで、ワーク情報には、ワークあるいはリペアワークのIDだけでなく、本溶接に使用される元ワークのID、名前、溶接箇所、本溶接の実行時の溶接条件、リペア溶接の実行時の溶接条件が少なくとも含まれる。さらに、ワーク情報には、ワークの不良箇所を示す検出点の位置を示す情報(例えば座標)が含まれてもよい。また、溶接条件あるいはリペア溶接条件は、例えば元ワークの材質および厚み、溶接ワイヤ301の材質およびワイヤ径、シールドガス種、シールドガスの流量、溶接電流の設定平均値、溶接電圧の設定平均値、溶接ワイヤ301の送給速度および送給量、溶接回数、溶接時間等である。また、これらの他に、例えば本溶接あるいはリペア溶接の種別(例えばTIG溶接、MAG溶接、パルス溶接)を示す情報、マニピュレータ200の移動速度および移動時間が含まれても構わない。
Here, the work information includes not only the ID of the work or repair work, but also the ID of the original work used for the main welding, the name, the welding location, the welding conditions at the time of executing the main welding, and the welding at the time of executing the repair welding. At least the conditions are included. Further, the work information may include information (for example, coordinates) indicating the position of a detection point indicating a defective portion of the work. The welding conditions or repair welding conditions include, for example, the material and thickness of the original work, the material and wire diameter of the
プロセッサ21は、例えばCPUまたはFPGAを用いて構成され、メモリ22と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ21は、メモリ22に保持されたプログラムを参照し、そのプログラムを実行することにより、本溶接プログラム作成部23、演算部24、ロボット制御部25および電源制御部26を機能的に実現する。
The
メモリ22は、例えばプロセッサ21の処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのRAMと、プロセッサ21の処理を規定したプログラムを格納するROMとを有する。RAMには、プロセッサ21により生成あるいは取得されたデータが一時的に保存される。ROMには、プロセッサ21の処理を規定するプログラムが書き込まれている。また、メモリ22は、上位装置1から送られた本溶接、ビード外観検査あるいはリペア溶接の実行指令のデータ、本溶接により生産されたワークあるいはリペア溶接により生産されたリペアワークのワーク情報のデータをそれぞれ記憶する。また、メモリ22は、溶接ロボットMC1が実行する本溶接の本溶接プログラムを記憶する。本溶接プログラムは、本溶接における溶接条件を用いて複数の元ワークを接合等する本溶接の具体的な手順(工程)を規定したプログラムである。
The
本溶接プログラム作成部23は、通信部20を介して上位装置1から送られた本溶接の実行指令に基づいて、実行指令に含まれる複数の元ワークのそれぞれのワーク情報(例えばID、名前、および元ワークの溶接箇所)を用いて、溶接ロボットMC1により実行される本溶接の本溶接プログラムを生成する。本溶接プログラムには、本溶接の実行中に電源装置500、マニピュレータ200、ワイヤ送給装置300、溶接トーチ400等を制御するための、溶接電流、溶接電圧、オフセット量、溶接速度、溶接トーチ400の姿勢等の各種のパラメータが含まれてよい。なお、本溶接プログラムは、プロセッサ21内に記憶されてもよいし、メモリ22内のRAMに記憶されてもよい。
The main welding
演算部24は、各種の演算を行う。例えば、演算部24は、本溶接プログラム作成部23により生成された本溶接プログラムに基づいて、ロボット制御部25により制御される溶接ロボットMC1(具体的には、マニピュレータ200、ワイヤ送給装置300および電源装置500のそれぞれ)を制御するためのパラメータの演算等を行う。
The
ロボット制御部25は、本溶接プログラム作成部23により生成された本溶接プログラムに基づいて、溶接ロボットMC1(具体的には、マニピュレータ200、ワイヤ送給装置300および電源装置500のそれぞれ)を駆動させるための制御信号を生成する。ロボット制御部25は、この生成された制御信号を溶接ロボットMC1に送る。また、ロボット制御部25は、上位装置1から送られた外観検査用プログラムに基づいて、本溶接プログラムにて規定されている溶接ロボットMC1の動作範囲を対象とするようにビード外観検査中に溶接ロボットMC1のマニピュレータ200を駆動させる。これにより、溶接ロボットMC1に取り付けられたセンサ4(図1参照)は、溶接ロボットMC1の動作に伴って移動できて、ワークWkの溶接ビードの形状に関する入力データ(例えば溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データ)を取得できる。
The
電源制御部26は、本溶接プログラム作成部23により生成された本溶接プログラムと演算部24の演算結果とに基づいて、電源装置500を駆動させる。
The power
検査制御装置3は、上位装置1から送られた外観検査の実行指令に基づいて、溶接ロボットMC1による本溶接により生産されたワークあるいはリペアワークのビード外観検査の処理を制御する。ビード外観検査は、例えば、ワークあるいはリペアワークに形成された溶接ビードが既定の溶接基準(例えば品質基準)を満たすか否かの検査であり、上述した第1検査判定および第2検査判定により構成される。以下の説明を簡単にするために、検査制御装置3は、センサ4により取得された溶接ビードの形状に関する入力データ(例えば溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データ)に基づいて、ワークWk(例えばワークあるいはリペアワーク)に形成された溶接ビードが所定の溶接基準を満たすか否かを、上述した第1検査判定および第2検査判定のそれぞれの結果に基づく総合判定によって判別する。検査制御装置3は、通信部30と、プロセッサ31と、メモリ32と、検査結果記憶部33とを少なくとも含む構成である。
The
通信部30は、上位装置1、ロボット制御装置2、センサ4との間でデータの通信が可能に接続される。なお、図2では図示を簡略化しているが、形状検出制御部35とセンサ4との間は、それぞれ通信部30を介してデータの送受信が行われる。通信部30は、上位装置1から送られたビード外観検査の実行指令を受信する。通信部30は、センサ4を用いたビード外観検査の総合判定結果(例えば、ワークあるいはリペアワークにおける溶接ビードの溶接不良の有無、溶接不良の種別ならびに位置)を上位装置1に送る。
The
プロセッサ31は、例えばCPUまたはFPGAを用いて構成され、メモリ32と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ31は、メモリ32に保持されたプログラムを参照し、そのプログラムを実行することにより、判定閾値記憶部34、形状検出制御部35、データ処理部36、検査結果判定部37およびリペア溶接プログラム作成部38を機能的に実現する。
The
メモリ32は、例えばプロセッサ31の処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのRAMと、プロセッサ31の処理を規定したプログラムを格納するROMとを有する。RAMには、プロセッサ31により生成あるいは取得されたデータが一時的に保存される。ROMには、プロセッサ31の処理を規定するプログラムが書き込まれている。また、メモリ32は、上位装置1から送られたワークのビード外観検査の実行指令のデータ、本溶接により生成されたワークあるいはリペア溶接により生成されたリペアワークのワーク情報のデータをそれぞれ記憶する。また、メモリ32は、リペア溶接プログラム作成部38により作成されたリペア溶接プログラムのデータを記憶する。リペア溶接プログラムは、リペア溶接における溶接条件と検出点(上述参照)に最も近接する溶接ロボットMC1の動作軌跡上の対応する箇所(対応点)の位置情報とを用いて溶接ビードの溶接不良の箇所の補修等の修正を行うリペア溶接の具体的な手順(工程)を規定したプログラムである。このプログラムは、リペア溶接プログラム作成部38により作成され、検査制御装置3からロボット制御装置2に送られる。
The
検査結果記憶部33は、例えばハードディスクあるいはソリッドステートドライブを用いて構成される。検査結果記憶部33は、プロセッサ31により生成あるいは取得されるデータの一例として、ワークWk(例えばワークあるいはリペアワーク)における溶接箇所のビード外観検査の結果を示すデータを記憶する。このビード外観検査の結果を示すデータは、例えば検査結果判定部37(具体的には、検査結果判定部37に含まれる第1検査判定部371,第2検査判定部372,…,第N検査判定部37Nのいずれか)により生成される。
The inspection
判定閾値記憶部34は、例えばプロセッサ31内に設けられたキャッシュメモリにより構成され、ユーザ操作によって予め設定され、溶接箇所と、検査結果判定部37に含まれる第1検査判定部371,…,第N検査判定部37Nのそれぞれのビード外観検査の処理とに対応するそれぞれの閾値(例えば、溶接不良の種別ごとに設定されたそれぞれの閾値)の情報を記憶する。それぞれの閾値は、例えば溶接ビードの位置ずれの許容範囲、溶接ビードの長さ、高さ、幅のそれぞれの閾値、穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタのそれぞれの閾値である。判定閾値記憶部34は、リペア溶接後のビード外観検査時の各閾値として、顧客等から要求される最低限の溶接基準(品質)を満たす許容範囲(例えば、最小許容値、最大許容値など)を記憶してよい。なお、これらの閾値は、検査結果判定部37に含まれる第1検査判定部371,…,第N検査判定部37Nのそれぞれによって作成された検査結果がビード外観検査に合格であるか否かを判定する処理に用いられる。さらに、判定閾値記憶部34は、溶接箇所ごとにビード外観検査の回数上限値を記憶してもよい。これにより、検査制御装置3は、リペア溶接によって不良箇所を修正する際に所定の回数上限値を上回る場合に、溶接ロボットMC1による自動リペア溶接による不良箇所の修正が困難あるいは不可能と判定して、溶接システム100の稼動率の低下を抑制できる。
The determination
取得部の一例としての形状検出制御部35は、上位装置1から送られたワークWk(例えばワーク)の溶接箇所のビード外観検査の実行指令に基づいて、ビード外観検査においてロボット制御装置2が外観検査用プログラムに基づいてセンサ4が取り付けられた溶接ロボットMC1を動作させている間、センサ4から送られた溶接ビードの形状に関する入力データ(例えば溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データ)を取得する。形状検出制御部35は、上述したロボット制御装置2によるマニピュレータ200の駆動に応じてセンサ4が溶接ビードを撮像可能(言い換えると、溶接箇所の3次元形状を検出可能)な位置に到達すると、例えばレーザ光線をセンサ4から照射させて溶接ビードの形状に関する入力データ(例えば溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データ)を取得させる。形状検出制御部35は、センサ4により取得された入力データ(上述参照)を受信すると、この入力データをデータ処理部36に渡す。
In the shape
変換部の一例としてのデータ処理部36は、形状検出制御部35からの溶接ビードの形状に関する入力データ(上述参照)を取得すると、検査結果判定部37での第1検査判定用に適したデータ形式に変換するとともに、検査結果判定部37での第2検査判定用,…,第N検査判定用のそれぞれに適したデータ形式に変換する。データ形式の変換には、いわゆる前処理として、入力データ(つまり点群データ)に含まれる不要な点群データ(例えばノイズ)が除去される補正処理が含まれて構わないし、第1検査判定用には上述した前処理は省略されてもよい。データ処理部36は、第1検査判定用に適したデータ形式とし、例えば入力された形状データに対して統計処理を実行することで、溶接ビードの3次元形状を示す画像データを生成する。なお、データ処理部36は、第1検査判定用のデータとして、溶接ビードの位置および形状を強調するために溶接ビードの周縁部分を強調したエッジ強調補正を行ってもよい。なお、データ処理部36は、溶接不良の箇所ごとにビード外観検査の実行回数をカウントし、ビード外観検査の回数がメモリ32に予め記憶された回数を超えても溶接検査結果が良好にならない場合、自動リペア溶接による溶接不良の箇所の修正が困難あるいは不可能と判定してよい。この場合、検査結果判定部37は、溶接不良の箇所の位置および溶接不良の種別(例えば、穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起)を含むアラート画面を生成し、生成されたアラート画面を、通信部30を介して上位装置1に送る。上位装置1に送られたアラート画面は、モニタMN1に表示される。なお、このアラート画面は、モニタMN2に表示されてもよい。
When the
検査結果判定部37は、合計N(N:2以上の整数)種類のビード外観検査(例えば、上述した第1検査判定および第2検査判定のそれぞれ)を実行可能である。具体的には、検査結果判定部37は、第1検査判定部371,第2検査判定部372,…,第N検査判定部37Nを有する。図2の説明を分かり易く簡易化するため、N=2として説明するが、N=3以上の整数であっても同様である。
The inspection
第1検査判定部371は、判定闘値記憶部34に記憶された第1検査結果用の闘値を読み出して、一時的に記憶し、第1検査判定(つまり、センサ4により取得された溶接ビードの形状に関する入力データとワークごとに予め既定された良品ワークのマスタデータとの比較に基づくビード外観検査)を行い、溶接ビードの形状信頼性(例えば直線状あるいは曲線状の溶接線に沿っているか否か)、ビード欠け、およびビード位置ずれを検査する(図4参照)。図4は、複数の検査項目ごとの第1検査判定および第2検査判定のそれぞれの適正例を示すテーブルである。第1検査判定部371は、第1検査判定用にデータ処理部36によってデータ変換されたデータ(例えば点群データに基づいて生成された画像データ)と良品ワークのマスタデータとの比較(いわゆる画像処理)を行う。このため、図4に示されるように、第1検査判定部371は、溶接ビードの形状信頼性、ビード欠け、およびビード位置ずれを高精度に検査することができる。第1検査判定部371は、溶接ビードの形状信頼性、ビード欠けおよびビード位置ずれの検査結果を示す検査スコアを算出し、この検査スコアの算出値を第1検査結果として作成する。
The first
第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nは、判定闘値記憶部34に記憶された第2検査判定用の闘値を読み出して、一時的に記憶し、第2検査判定(つまり、k=(N−1)種類の人工知能によるニューラルネットワークをそれぞれ形成し、センサ4により取得された溶接ビードの形状に関する入力データ、あるいはその入力データがデータ処理部36によって前処理された後の入力データを対象としたAIに基づく溶接不良の有無を判別するビード外観検査)を行い、溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の有無を検査する(図4参照)。溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起はあくまで例示的に列挙されたものであり、第N検査判定部37Nにより検査される不良種別はこれらに限定されない。第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nのそれぞれは、該当する種別の溶接不良を検知したと判定した場合には、その溶接不良が検知された溶接ビードの位置を特定する。第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nのそれぞれは、事前に溶接不良の種別ごとあるいは溶接不良の種別のグループごとに学習処理によって得られた学習モデル(AI)を用いて、それぞれの溶接不良の有無を判別する。これにより、第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nのそれぞれは、例えば溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の有無を高精度に検査することができる。なお、第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nのそれぞれは、第1検査判定部371で実行される溶接ビードの形状信頼性、ビード欠け、およびビード位置ずれの検査は実行しない。第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nは、溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の検査結果(言い換えると、発生確率を示す検査スコア)を算出し、この検査スコアの算出値を第2検査判定結果として作成する。
The second
ここで、第1検査判定部371,…,第N検査判定部37Nのうちいずれか1つの検査判定部あるいは第(N+1)検査判定部(不図示)は、総合判定部としての機能を有する。総合判定部としての検査判定部は、第1検査判定部371,…,第N検査判定部37Nのそれぞれから検査結果を取得し、取得された各検査結果と、判定閾値記憶部34に記録された閾値に基づいて、各検査結果が合格か否か(つまり、溶接ビードに溶接不良箇所があるか否か)を判定する。総合判定部としての検査判定部は、第1検査判定部371,…,第N検査判定部37Nのすべての検査結果と、各検査結果が合格か否かの情報を含む外観検査報告を作成してメモリ32に記憶するとともに、通信部30を介して上位装置1に送る。ここで、第(N+1)検査判定部(不図示)が総合判定部としての機能を実現する場合、第(N+1)検査判定部は、人工知能を有していなくてよい。
Here, any one of the first
なお、総合判定部としての検査判定部は、上述した第1検査結果あるいは第2検査結果に含まれる検査結果(検査スコア)に基づいて、溶接ロボットMC1によるリペア溶接が可能であるか否か(言い換えると、溶接ロボットMC1によるリペア溶接がよいか、あるいは人手によるリペア溶接がよいか)を判定し、その判定結果を上述した外観検査報告に含めて出力してよい。 In addition, whether or not the inspection judgment unit as the comprehensive judgment unit is capable of repair welding by the welding robot MC1 based on the inspection result (inspection score) included in the above-mentioned first inspection result or the second inspection result (inspection score). In other words, it may be determined whether repair welding by the welding robot MC1 is preferable or repair welding by hand is preferable), and the determination result may be included in the above-mentioned visual inspection report and output.
従って、図4に示されるように、検査結果判定部37は、それぞれの種別の溶接不良の検査に適するように第1検査判定と第2検査判定とを併用的に使い分けて実行することで、溶接ビードの形状信頼性、ビード欠け、ビード位置ずれ、穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の有無を網羅的かつ高精度に検査することができる。なお、上述した説明はN=2を例示したものであるが、N=3の場合、第2検査判定部372は溶接不良の種別として例えば溶接ビードの穴あき、ピットの有無をAIにより検知可能であり、第N検査判定部37N(N=3)は溶接不良の種別として例えば溶接ビードのアンダーカット、スパッタ、突起の有無を異なるAIにより検知可能である。つまり、第2検査判定では、検査項目となる溶接不良の種別の組み合わせ(例えば(穴あきとピット)、(アンダーカット、スパッタ、突起)の組み合わせ)ごとに異なるAIによって検知可能となるように任意に複数のAI(学習モデル)が用意されてよい。
Therefore, as shown in FIG. 4, the inspection
ここで、図5を参照して検査結果判定部37内にて実行されるビード外観検査の処理および処理手順について説明する。図5は、実施の形態1に係る第1検査判定(点群比較)ならびに第2検査判定〜第N検査判定(AI判定)の処理手順例を示すシーケンス図である。なお、図5に示す例において、第1検査判定部371は、総合判定部としての機能を有する。また、図5では、説明をわかりやすくするためにN=2とする。
Here, a process and a processing procedure of the bead appearance inspection executed in the inspection
第1検査判定部371は、第1検査結果が第1検査結果用の閾値(第1判定基準の一例)以上であるか否か(つまりビード外観検査において、第1検査結果が合格であるか否か)を判定するための第1検査結果用の閾値を判定閾値記憶部34から取得する(St31)。
The first
第2検査判定部372は、第2検査結果が第2検査結果用の閾値(第2判定基準の一例)以下であるか否か(つまりビード外観検査において、第2検査結果が合格であるか否か)を判定するための第2検査結果用の閾値を判定閾値記憶部34から取得する(St32)。
The second
第1検査判定部371は、センサ4より取得された溶接ビードの形状に関する入力データ(例えば、溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データ)が入力される(St33)。また、第1検査判定部371は、データ処理部36から第2検査判定部372で実行される第2検査判定用に変換された変換後の入力データを取得し(St34)、変換後の入力データを第2検査判定部372に出力する(St351)。
The first
なお、ここで第2検査判定部372は、データ処理部36から第2検査判定部372で実行される第2検査判定用に変換された変換後の入力データを取得してもよい。
Here, the second
第1検査判定部371は、入力データを用いた画像処理を実行し、溶接ビードの形状信頼性、ビード欠け、およびビード位置ずれを検査する(St361A)。第1検査判定部371は、検査項目(例えば形状信頼性、ビード欠け、ビード位置ずれ)ごとに作成された検査スコアを算出し、この検査スコアの算出値を第1検査結果として作成する(St371A)。第1検査判定部371は、作成された第1検査結果と第1検査結果用の閾値とを比較し、第1検査結果が閾値以下であるか否か(つまりビード外観検査が合格であるか否か)を判定する(St381A)。
The first
第2検査判定部372は、第1検査判定部371から取得された変換後の入力データを用いてビード外観を計測する外観検査を実行し(St361B)、外観検査に含まれる検査項目(例えば形状信頼性、ビード欠け、ビードの位置ずれ等)ごとにAIエンジン(例えばニューラルネットワーク)の出力値となる不良の発生確率値を算出し、この検査スコアの算出値を第2検査結果として作成する(St371B)。第2検査判定部372は、作成された第2検査結果と第2検査結果用の閾値とを比較し、第2検査結果が閾値以下であるか否か(つまりビード外観検査が合格であるか否か)を判定する(St381B)。第2検査判定部372は、第2検査結果と、第2検査結果が閾値以下であるか否かの情報(つまり、合格であるか否かの情報)とを第1検査判定部371に出力する(St391)。
The second
第1検査判定部371は、第1検査結果および第2検査結果が合格であるか否かを総合判定し(St401)、各検査結果と、各検査結果が合格か否かの情報とを含む外観検査報告を作成してメモリ32に記憶する。また、第1検査判定部371は、第1検査結果および第2検査結果がともに合格であると判定した場合には、通信部30を介して上位装置1に外観検査報告を送信し、第1検査結果および第2検査結果のうちいずれかが不合格であると判定した場合には、外観検査報告をリペア溶接プログラム作成部38と、通信部30を介して上位装置1とに送る。
The first
なお、図5に示す例において、総合判定部としての機能を有する検査判定部は、第1検査判定部371あるいは第2検査判定部372に限定されない。総合判定部としての機能を有する検査判定部は、第3検査判定部により実行されてもよい。このような場合、第3検査判定部は、総合判定部としての機能のみを実行する。具体的に、第3検査判定部は、第1検査判定部371から第1検査結果および合格であるか否かの情報と、第2検査判定部372から第2検査結果および合格であるか否かの情報とを入力され、総合判定処理を実行するとともに、外観検査報告を作成する。
In the example shown in FIG. 5, the inspection determination unit having a function as a comprehensive determination unit is not limited to the first
なお、図4に示す第1検査判定(点群比較)ならびに第2検査判定〜第N検査判定(AI判定)の処理手順は、上述の例に限定されない。例えば、ステップSt33〜ステップSt351の処理(入力データの変換および出力処理)は、ステップSt361Aの処理(第1検査結果を算出)の後に実行されてよい。また、図4では、第1検査判定部371が第1検査結果および第2検査結果の総合判定を実行する例を示すが、ステップSt39の総合判定処理の実行は、第2検査判定部372で実行されてもよい(つまり、第1検査判定部371,…,第N検査判定部37Nのいずれかで実行されればよい)。
The processing procedures of the first inspection determination (point cloud comparison) and the second inspection determination to the Nth inspection determination (AI determination) shown in FIG. 4 are not limited to the above examples. For example, the processing of steps St33 to St351 (input data conversion and output processing) may be executed after the processing of step St361A (calculating the first inspection result). Further, FIG. 4 shows an example in which the first
従って、図4に示されるように、検査結果判定部37は、それぞれの種別の溶接不良の検査に適するように第1検査判定と第2検査判定とを併用的に使い分けて実行することで、溶接ビードの形状信頼性、ビード欠け、ビード位置ずれ、穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の有無を網羅的かつ高精度に検査することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the inspection
なお、上述した説明はN=2を例示したものであるが、N=3の場合、第2検査判定部372は溶接不良の種別として例えば溶接ビードの穴あき、ピットの有無をAIにより検知可能であり、第N検査判定部37N(N=3)は溶接不良の種別として例えば溶接ビードのアンダーカット、スパッタ、突起の有無を異なるAIにより検知可能である。つまり、第2検査判定では、検査項目となる溶接不良の種別の組み合わせ(例えば(穴あきとピット)、(アンダーカット、スパッタ、突起)の組み合わせ)ごとに異なるAIによって検知可能となるように任意に複数のAI(学習モデル)が用意されてよい。
The above description exemplifies N = 2, but when N = 3, the second
リペア溶接プログラム作成部38は、検査結果判定部37によるワークWk(例えばワークあるいはリペアワーク)の外観検査報告とワーク情報(例えばワークあるいはリペアワークの溶接不良の検出点の位置を示す座標等の情報)とを用いて、溶接ロボットMC1により実行されるべきワークWk(例えばワークあるいはリペアワーク)のリペア溶接プログラムを作成する。リペア溶接プログラムには、リペア溶接の実行中に電源装置500、マニピュレータ200、ワイヤ送給装置300、溶接トーチ400等を制御するための、溶接電流、溶接電圧、オフセット量、溶接速度、溶接トーチ400の姿勢等の各種のパラメータが含まれてよい。なお、生成されたリペア溶接プログラムは、プロセッサ31内に記憶されてもよいし、メモリ32内のRAMに記憶されてもよい。
The repair welding
センサ4は、例えば3次元形状センサであり、溶接ロボットMC1の先端に取り付けられ、ワークWk(例えばワーク)上の溶接箇所の形状を特定し得る複数の点群データを取得可能であり、この点群データに基づいて溶接箇所の3次元形状を特定可能な点群データを生成して検査制御装置3に送る。なお、センサ4は、溶接ロボットMC1の先端に取り付けられていなく、溶接ロボットMC1とは別個に配置されている場合には、検査制御装置3から送られた溶接箇所の位置情報に基づいて、ワークWk(例えば、ワークあるいはリペアワーク)上の溶接箇所を走査可能に構成されたレーザ光源(図示略)と、溶接箇所の周辺を含む撮像領域を撮像可能に配置され、溶接箇所に照射されたレーザ光のうち反射されたレーザ光の反射軌跡(つまり、溶接箇所の形状線)を撮像するカメラ(図示略)とにより構成されてよい。この場合、センサ4は、カメラにより撮像されたレーザ光に基づく溶接箇所の形状データ(言い換えると、溶接ビードの画像データ)を検査制御装置3に送る。なお、上述したカメラは、少なくともレンズ(図示略)とイメージセンサ(図示略)とを有して構成される。イメージセンサは、例えばCCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semi−conductor)等の固体撮像素子であり、撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。
The
(溶接システムの動作)
次に、実施の形態1に係る溶接システム100による本溶接、ビード外観検査およびリペア溶接の一連の動作手順について、図3を参照して説明する。図3は、実施の形態1に係る溶接システム100による本溶接、ビード外観検査およびリペア溶接を含む一連の処理手順例を示すシーケンス図である。図3の説明では、複数の元ワークを用いた本溶接、そしてワークのビード外観検査が不合格(つまり溶接不良がある旨の総合判定結果)となったことに基づいて行われるリペア溶接の各工程に関して上位装置1とロボット制御装置2と検査制御装置3との間で行われる動作手順を例示して説明する。
(Operation of welding system)
Next, a series of operation procedures of main welding, bead appearance inspection, and repair welding by the
図3において、上位装置1は、本溶接の対象となる元ワークのワーク情報(例えばID、名前、および元ワークの溶接箇所)をそれぞれ取得し(St1)、元ワークのワーク情報を含む本溶接の実行指令を生成する。上位装置1は、元ワークのワーク情報を含む本溶接の実行指令をロボット制御装置2に送る(St2)。なお、上位装置1を介さずに、ロボット制御装置2が、ステップSt1,St2の処理をそれぞれ実行してもよい。この場合には、ロボット制御装置2のメモリ22には外部ストレージSTに保存されているデータと同じデータが保存されているか、あるいはロボット制御装置2が外部ストレージSTからデータの取得を可能に接続されていることが好ましい。
In FIG. 3, the
ロボット制御装置2は、上位装置1から送られた本溶接の実行指令を受信すると、その実行指令に含まれる複数の元ワークのそれぞれのワーク情報を用いて、溶接ロボットMC1により実行される本溶接の本溶接プログラムを作成し、その本溶接プログラムに従った本溶接を溶接ロボットMC1に実行させる(St3)。ロボット制御装置2は、種々の公知方法により、溶接ロボットMC1による本溶接の完了を判定すると、本溶接が完了した旨の本溶接完了通知を生成して上位装置1に送る(St4)。上位装置1は、本溶接完了通知を受けると、ワークの外観検査用プログラムを含む外観検査用プログラムの実行指令を生成してロボット制御装置2に送るとともに(St5)、ワークのビード外観検査の実行指令を生成して検査制御装置3に送る(St6)。ロボット制御装置2は、ビード外観検査の開始に伴って上位装置1から受けた外観検査用プログラムを実行して溶接ロボットMC1に取り付けられたセンサ4を溶接線上に沿って動かす(St7)。センサ4は、ロボット制御装置2によりワークの溶接箇所を走査可能に移動させられている間、ワークの3次元形状を特定可能な点群データを取得する(St7)。
When the
検査制御装置3は、センサ4により取得された溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データを入力データとして用い、上述した第1検査判定および第2検査判定のそれぞれを個別に(並列的に)実行する(St7)。検査制御装置3は、ステップSt7での個別のビード外観検査(つまり、第1検査判定および第2検査判定)のそれぞれの結果に基づいて、ワークの溶接ビードのビード外観検査の総合判定を行う(St8)。
The
検査制御装置3は、ステップSt8の総合判定の結果として、ワークには溶接不良があるためにリペア溶接が必要であると判定した場合(St9)、本溶接プログラムをロボット制御装置2から取得し、この本溶接プログラムの一部を改変することでリペア溶接プログラムを作成する(St9)。なお、改変される一部は、例えばリペア溶接が行われる箇所(範囲)を示す内容である。また、図3では詳細の図示を省略しているが、検査制御装置3は、ステップSt9において本溶接プログラムのデータをロボット制御装置2に要求し、この要求に応じてロボット制御装置2から送られた本溶接プログラムのデータを取得してよいし、あるいはステップSt3の後にロボット制御装置2から送られた本溶接プログラムのデータを予め取得してもよい。これにより、検査制御装置3は、ロボット制御装置2から取得された本溶接プログラムのデータを部分的に改変することで、効率的にリペア溶接プログラムのデータを作成することができる。検査制御装置3は、ステップSt8での総合判定の結果とリペア溶接プログラムとを含む外観検査報告を生成してロボット制御装置2に送る(St10)。また、検査制御装置3は、同様に生成された外観検査報告を上位装置1にも送る(St11)。
When the
上位装置1は、ステップSt11での外観検査報告を受けて、ワークを対象としたリペア溶接の実行指令を生成してロボット制御装置2に送る(St12)。ロボット制御装置2は、上位装置1から送られたリペア溶接の実行指令を受信すると、その実行指令で指定されるワークを対象としたリペア溶接プログラム(ステップSt10で受領)に基づいて、そのリペア溶接プログラムに従ったリペア溶接を溶接ロボットMC1に実行させる(St13)。ロボット制御装置2は、種々の公知方法により、溶接ロボットMC1によるリペア溶接の完了を判定すると、リペアワークのワーク情報(例えば、リペアワークのID、本溶接に使用された複数の元ワークのそれぞれのIDを含むワーク情報(例えば元ワークのID、名前、元ワークの溶接箇所)、本溶接およびリペア溶接の各実行時の溶接条件))を上位装置1に送る(St14)。
Upon receiving the visual inspection report in step St11, the
上位装置1は、ロボット制御装置2から送られたリペアワークのIDを含むワーク情報を受信すると、リペアワークのIDに対応するユーザに適する管理用IDを設定するとともに、この管理用IDに対応するリペアワークの溶接が完了した旨のデータを外部ストレージSTに保存する(St15)。
When the
(実施の形態2)
実施の形態1では、第1検査判定および第2検査判定の両方が検査制御装置3において実行される。実施の形態2では、第1検査判定と第2検査判定とが異なる装置で実行される例を説明する。以下、第1検査判定は検査制御装置3で実行され、第2検査判定は上位装置1で実行されるとして説明する。但し、第2検査判定は上位装置1以外の他の装置で実行されても構わない。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, both the first inspection determination and the second inspection determination are executed in the
(溶接システムの構成)
図6は、実施の形態2に係る検査制御装置3A、ロボット制御装置2および上位装置1Aの内部構成例を示す図である。図6の説明において、図2の各部の構成と同一のものには同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。また、実施の形態2に係る溶接システム100Aの構成は実施の形態1に係る溶接システム100と同一の構成である(図1参照)。
(Welding system configuration)
FIG. 6 is a diagram showing an example of internal configurations of the
ビード外観検査システムの一例としての溶接システム100Aは、外部ストレージST、入力インターフェースUI1およびモニタMN1のそれぞれと接続された上位装置1Aと、ロボット制御装置2と、検査制御装置3Aと、センサ4と、本溶接ロボットMC1aと、リペア溶接ロボットMC1bとを含む構成である。
The
ビード外観検査装置の一例としての検査制御装置3Aでは、プロセッサ31Aは、判定閾値記憶部34と、形状検出制御部35と、データ処理部36と、検査結果判定部37Aと、リペア溶接プログラム作成部38と、を含む構成である。検査結果判定部37Aは、第1検査判定部371のみ有する。第1検査判定部371の構成は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
In the
ビード外観検査装置の一例としての上位装置1Aでは、プロセッサ11Aは、セル制御部13と、第2検査判定部142〜第N検査判定部14Nと、を含む構成である。上位装置1Aにおけるメモリ12は、第2検査判定部142〜第N検査判定部14Nのそれぞれにより実行される第2検査結果用の闘値を記憶する。第2検査判定部142〜第N検査判定部14Nは、第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nと同様に、メモリ12に記憶された第2検査結果用の闘値を読み出して、一時的に記憶し、第2検査判定(つまり、k=(N−1)種類の人工知能によるニューラルネットワークを形成し、センサ4により取得された溶接ビードの形状に関する入力データを対象としたAIに基づく溶接の不良箇所の有無を判別するビード外観検査)を行い、溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の有無を検査する(図4参照)。
In the
(溶接システムの動作)
次に、実施の形態2に係る溶接システム100Aによる本溶接、ビード外観検査およびリペア溶接を含む一連の処理手順について、図7を参照して説明する。図7は、実施の形態2に係る溶接システム100Aによる本溶接、ビード外観検査およびリペア溶接を含む一連の処理手順例を示すシーケンス図である。図7の説明では、複数の元ワークを用いた本溶接、そしてワークのビード外観検査が不合格となったことに基づいて行われるリペア溶接の各工程に関して上位装置1Aとロボット制御装置2と検査制御装置3Aとの間で行われる動作手順を例示して説明する。また、図7の説明において、図3の処理と重複する処理については同一のステップ番号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
(Operation of welding system)
Next, a series of processing procedures including main welding, bead appearance inspection, and repair welding by the
図7において、ステップSt6の後、ロボット制御装置2は、ビード外観検査の開始に伴って上位装置1Aから受けた外観検査用プログラムを実行して溶接ロボットMC1に取り付けられたセンサ4を溶接線上に沿って動かす(St7A)。センサ4は、ロボット制御装置2によりワークの溶接箇所を走査可能に移動させられている間、ワークの3次元形状を特定可能な点群データを取得する(St7A)。検査制御装置3Aは、センサ4により取得された溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データを入力データとして用い、上述した第1検査判定を実行する(St7A)。また、検査制御装置3Aは、上述した第2検査判定の実行指令をプロセッサ31Aで生成して上位装置1Aに送る(St21)。
In FIG. 7, after step St6, the
上位装置1Aは、ステップSt21で検査制御装置3Aから送られた第2検査判定の実行指令を受信すると、その実行指令に基づいて第2検査判定を第2検査判定部142〜第N検査判定部14Nのそれぞれで実行する(St22)。ステップSt22で実行される第2検査判定の詳細については実施の形態1で説明した内容と同一であるため、説明を省略する。上位装置1Aは、第2検査判定(つまりAI処理による検査項目ごとの溶接不良の有無の検知)の処理結果を生成して検査制御装置3Aに送る(St23)。検査制御装置3Aは、ステップSt7Aでの検査制御装置3Aによる第1検査判定およびステップSt22での上位装置1Aによる第2検査判定のそれぞれの結果に基づいて、ワークのビード外観検査の総合判定を行う(St8A)。ステップSt8Aで実行される総合判定の詳細については実施の形態1で説明した内容と同一であるため、説明を省略する。ステップSt8A以降の処理は図3と同一であるため、説明を省略する。
When the
以上により、実施の形態2に係るビード外観検査システムの一例としての溶接システム100Aは、溶接により生産されたワークの溶接ビードに関する入力データ(例えば点群データOD1)を検査制御装置3Aにおいて入力する。溶接システム100Aは、入力データと良品ワークのマスタデータMD1とを用い、入力データとマスタデータMD1との比較に基づいて溶接ビードの第1検査判定を検査制御装置3Aで行い、k(k:1以上の整数)種類の人工知能を搭載し、入力データを対象とするk種類の人工知能の処理に基づいて溶接ビードの第2検査判定を上位装置1Aの第2検査判定部142〜第N検査判定部14Nのそれぞれで行う。検査制御装置3Aは、検査制御装置3Aの第1検査判定部371および上位装置1Aの第2検査判定部142〜第N検査判定部14Nのそれぞれの判定結果に基づいて、溶接ビードのビード外観検査の結果を検査結果判定部37により生成し、出力デバイス(例えばモニタMN2)に出力する。
As described above, the
図8を参照して検査制御装置3Aにおける検査結果判定部37A内および上位装置1Aにおけるプロセッサ11A内にて実行されるビード外観検査の処理手順について説明する。図8は、実施の形態2に係る第1検査判定(点群比較)ならびに第2検査判定〜第N検査判定(AI判定)の処理手順例を示すシーケンス図である。図8の説明では、k種類の人工知能を上位装置1Aが搭載し、検査制御装置3Aと上位装置1Aとの間で行われるビード外観検査の処理手順について説明する。なお、図8の説明において、図5の処理と重複する処理については同一のステップ番号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
The processing procedure of the bead appearance inspection executed in the inspection
第1検査判定部371は、センサ4より取得された溶接ビードの形状に関する入力データ(例えば、溶接ビードの3次元形状を特定可能な点群データ)が入力される(St33)。また、第1検査判定部371は、データ処理部36から第2検査判定部142で実行される第2検査判定用に変換された変換後の入力データを取得し(St34)、変換後の入力データを上位装置1Aにおける第2検査判定部142に送る(St352)。
The first
なお、ここで第2検査判定部142は、検査制御装置3Aにおけるデータ処理部36から第2検査判定部142で実行される第2検査判定用に変換された変換後の入力データを受信してもよい。
Here, the second
第1検査判定部371は、入力データを用いた画像処理を実行し、溶接ビードの形状信頼性、ビード欠け、およびビード位置ずれを検査する(St361A)。第1検査判定部371は、検査項目(例えば形状信頼性、ビード欠け、ビード位置ずれ)ごとに作成された検査スコアを算出し、この検査スコアの算出値を第1検査結果として作成する(St371A)。第1検査判定部371は、作成された第1検査結果と第1検査結果用の閾値とを比較し、第1検査結果が閾値以下であるか否か(つまりビード外観検査が合格であるか否か)を判定する(St381A)。
The first
第2検査判定部142は、第1検査判定部371から取得された変換後の入力データを用いてビード外観を計測する外観検査を実行し(St362B)、外観検査に含まれる検査項目(例えば形状信頼性、ビード欠け、ビードの位置ずれ等)ごとにAIエンジン(例えばニューラルネットワーク)の出力値となる不良の発生確率値を算出し、この検査スコアの算出値を第2検査結果として作成する(St372B)。第2検査判定部142は、作成された第2検査結果と第2検査結果用の閾値とを比較し、第2検査結果が閾値以下であるか否か(つまりビード外観検査が合格であるか否か)を判定する(St382B)。第2検査判定部142は、第2検査結果と、第2検査結果が閾値以下であるか否かの情報(つまり、合格であるか否かの情報)とを検査制御装置3Aにおける第1検査判定部371に送る(St392)。
The second
第1検査判定部371は、第1検査結果および第2検査結果が合格であるか否かを総合判定し(St402)、各検査結果と、各検査結果が合格か否かの情報とを含む外観検査報告を作成してメモリ32に記憶する。また、第1検査判定部371は、第1検査結果および第2検査結果がともに合格であると判定した場合には、通信部30を介して上位装置1Aに外観検査報告を送信し、第1検査結果および第2検査結果のうちいずれかが不合格であると判定した場合には、外観検査報告をリペア溶接プログラム作成部38と、通信部30を介して上位装置1Aとに送る。
The first
以上により、実施の形態1に係る溶接システム100、および実施の形態2に係る溶接システム100Aでは、溶接ビードに関する入力データを取得する形状検出制御部35と、ユーザにより設定された溶接ビードの不良の検査に用いる第1検査結果用の閾値(第1判定基準の一例)を記憶し、溶接ビードに対する第1検査判定を実行する第1検査判定部371(第1判定部の一例)と、ユーザにより設定された溶接ビードの不良の検査に用いる第2検査結果用の閾値(第2判定基準の一例)を記憶し、溶接ビードに対する第2検査判定を実行するk(k:1以上の整数)個の第2検査判定部372〜第N検査判定部37N、あるいは第2検査判定部142〜第N検査判定部14N(第2判定部の一例)と、溶接ビードが不良を有するか否かを判定する総合判定部と、を備え、第1検査判定部371は、第1検査判定により取得された第1検査結果が第1検査結果用の閾値(第1判定基準の一例)を満たすか否かの第1判定結果を総合判定部に出力し、k個の第2検査判定部は、第2検査判定により取得された第2検査結果が第2検査結果用の閾値(第2判定基準の一例)を満たすか否かの第2判定結果を総合判定部に出力する。総合判定部は、第1判定結果および第2判定結果に基づいて、溶接ビードの外観検査結果を作成して出力する。
As described above, in the
これにより、検査制御装置3,3Aは、溶接ビードの3次元形状を示す入力データとマスタデータMD1との比較に基づく第1検査判定とAI処理に基づいて溶接ビードの不良の有無を検知する第2検査判定とを併用して実行できるので、本溶接により生産されたワークの溶接ビードの外観検査をより一層効率的に行うことができる。従って、検査制御装置3,3Aは、溶接ビードの外観検査のユーザへの利便性を高めることができる。
As a result, the
また、実施の形態1に係る第1検査判定部371は、入力データとマスタデータMD1との比較に基づく第1検査判定を溶接ビードに対して実行する。さらに、実施の形態1に係る第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nは、k種類の人工知能を搭載して、入力データを用いたk種類の人工知能による処理に基づく第2検査判定を溶接ビードに対して実行する。これにより、実施の形態1に係る検査制御装置3,3Aは、溶接ビードの3次元形状を示す入力データとマスタデータMD1との比較に基づく第1検査判定とAI処理に基づいて溶接ビードの不良の有無を検知する第2検査判定とを併用して実行できるので、本溶接により生産されたワークの溶接ビードの外観検査をより一層効率的に行うことができる。
Further, the first
また、検査制御装置3,3Aは、入力データを、k個の第2検査判定部による第2検査判定を実行可能な入力データの形式に変換するデータ処理部36、を更に備える。k個の第2検査判定部は、データ処理部36によって変換された変換後の入力データを用いて第2検査判定を実行する。これにより、検査制御装置3,3Aは、1つの入力データをk個の第2検査判定部のそれぞれで必要となるデータ形式に変換することで、第2検査判定部372〜第N検査判定部37Nのそれぞれで実行されるAI処理の精度を向上でき、溶接ビードの不良(例えば、穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ)の有無の検知精度を向上できる。従って、検査制御装置3,3Aは、第1検査判定により高精度に検知される溶接ビードの外観検査項目と第2検査判定により高精度に検知される溶接ビードの外観検査項目とを含めて網羅的に検査できる。
Further, the
また、第1検査判定の対象となる溶接ビードの外観検査項目は、溶接ビードの形状、溶接ビードの欠け、溶接ビードの位置ずれである。第2検査判定の対象となる溶接ビードの外観検査項目は、溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起である。これにより、検査制御装置3,3Aは、第1検査判定により高精度に検知される溶接ビードの外観検査項目(例えば溶接ビードの形状、溶接ビードの欠け、溶接ビードの位置ずれ)と第2検査判定により高精度に検知される溶接ビードの外観検査項目(例えば溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起)とを含めて網羅的に検査できる。
The appearance inspection items of the weld bead to be the target of the first inspection determination are the shape of the weld bead, the chipping of the weld bead, and the misalignment of the weld bead. The appearance inspection items of the weld bead to be subject to the second inspection determination are holes, pits, undercuts, spatters, and protrusions of the weld bead. As a result, the
また、第1検査判定部371あるいはk個の第2検査判定部372〜第N検査判定部37N、あるいは第2検査判定部142〜第N検査判定部14Nのいずれか1つの検査判定部は、総合判定部として機能し、溶接ビードの外観検査結果を作成して出力する。これにより、検査制御装置3,3Aは、第1検査判定により高精度に検知される溶接ビードの外観検査項目(例えば溶接ビードの形状、溶接ビードの欠け、溶接ビードの位置ずれ)と第2検査判定により高精度に検知される溶接ビードの外観検査項目(例えば溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起)とを含めて、検査結果が合格であるいか否かを効率的に判定し、溶接ビードの外観検査結果を作成できる。なお、総合判定部は、1検査判定部371あるいはk個の第2検査判定部372〜第N検査判定部37N、あるいは第2検査判定部142〜第N検査判定部14Nのいずれか1つの検査判定部に限定されず、第(N+1)検査判定部(不図示)によりその機能が実現されてもよい。
Further, any one of the first
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications, modifications, substitutions, additions, deletions, and equality within the scope of the claims. It is understood that it naturally belongs to the technical scope of the present disclosure. Further, each component in the various embodiments described above may be arbitrarily combined as long as the gist of the invention is not deviated.
本開示は、本溶接により生産されたワークのビード外観検査に関してユーザによる設定操作をより効率化するビード外観検査装置およびビード外観検査システムとして有用である。 The present disclosure is useful as a bead appearance inspection device and a bead appearance inspection system that make the setting operation by the user more efficient with respect to the bead appearance inspection of the workpiece produced by the present welding.
1,1A 上位装置
2 ロボット制御装置
3,3A 検査制御装置
4 センサ
10,20,30 通信部
11,11A,21,31,31A プロセッサ
12,22,32 メモリ
13 セル制御部
23 本溶接プログラム作成部
24 演算部
25 ロボット制御部
26 電源制御部
33 検査結果記憶部
34 判定閾値記憶部
35 形状検出制御部
36 データ処理部
37,37A 検査結果判定部
371 第1検査判定部
142,372 第2検査判定部
14N,37N 第N検査判定部
100,100A 溶接システム
200 マニピュレータ
300 ワイヤ送給装置
301 溶接ワイヤ
400 溶接トーチ
500 電源装置
MC1 溶接ロボット
MC1a 本溶接ロボット
MC1b リペア溶接ロボット
MN1,MN2 モニタ
ST 外部ストレージ
1,
Claims (6)
ユーザにより設定された前記溶接ビードの不良の検査に用いる第1判定基準を記憶し、前記溶接ビードに対する第1検査判定を実行する第1判定部と、
前記ユーザにより設定された前記溶接ビードの前記不良の検査に用いる第2判定基準を記憶し、前記溶接ビードに対する第2検査判定を実行するk(k:1以上の整数)個の第2判定部と、
前記溶接ビードが前記不良を有するか否かを判定する総合判定部と、を備え、
前記第1判定部は、前記第1検査判定により取得された第1検査結果が前記第1判定基準を満たすか否かの第1判定結果を前記総合判定部に出力し、
前記k個の第2判定部は、前記第2検査判定により取得された第2検査結果が前記第2判定基準を満たすか否かの第2判定結果を前記総合判定部に出力し、
前記総合判定部は、前記第1判定結果および前記第2判定結果に基づいて、前記溶接ビードの外観検査結果を作成して出力する、
ビード外観検査装置。 An acquisition unit that acquires input data related to welding beads,
A first determination unit that stores a first determination criterion set by the user and is used for inspection of defects in the weld bead and executes a first inspection determination for the weld bead.
The k (k: 1 or more integer) second determination unit that stores the second determination criterion used for the inspection of the defect of the welding bead set by the user and executes the second inspection determination for the welding bead. When,
A comprehensive determination unit for determining whether or not the welding bead has the defect is provided.
The first determination unit outputs the first determination result of whether or not the first inspection result acquired by the first inspection determination satisfies the first determination criterion to the comprehensive determination unit.
The k second determination units output to the comprehensive determination unit the second determination result of whether or not the second inspection result acquired by the second inspection determination satisfies the second determination criterion.
The comprehensive determination unit creates and outputs the appearance inspection result of the weld bead based on the first determination result and the second determination result.
Bead visual inspection equipment.
前記第2判定部は、k種類の人工知能を搭載して、前記入力データを用いた前記k種類の人工知能による処理に基づく前記第2検査判定を前記溶接ビードに対して実行する、
請求項1に記載のビード外観検査装置。 The first determination unit executes the first inspection determination based on the comparison between the input data and the master data on the weld bead.
The second determination unit is equipped with k types of artificial intelligence, and executes the second inspection determination based on the processing by the k types of artificial intelligence using the input data on the weld bead.
The bead visual inspection apparatus according to claim 1.
前記k個の第2判定部は、前記変換部によって変換された前記変換後の入力データを用いて前記第2検査判定を実行する、
請求項1に記載のビード外観検査装置。 A conversion unit for converting the input data into an executable input data format for the second inspection determination by the k second determination units is further provided.
The k second determination units execute the second inspection determination using the converted input data converted by the conversion unit.
The bead visual inspection apparatus according to claim 1.
前記第2検査判定の対象となる前記溶接ビードの前記不良に関する外観検査項目は、前記溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起である、
請求項1に記載のビード外観検査装置。 The appearance inspection items relating to the shape of the weld bead to be subject to the first inspection determination are the shape of the weld bead, the chipping of the weld bead, and the misalignment of the weld bead.
The appearance inspection items relating to the defect of the weld bead to be subject to the second inspection determination are perforations, pits, undercuts, spatters, and protrusions of the weld bead.
The bead visual inspection apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のビード外観検査装置。 Either the first determination unit or the k second determination unit creates and outputs the appearance inspection result of the weld bead as the comprehensive determination unit.
The bead visual inspection apparatus according to claim 1.
ユーザにより設定された前記溶接ビードの不良の検査に用いる第1判定基準を記憶し、前記溶接ビードに対する第1検査判定を実行する第1判定部と、
前記ユーザにより設定された前記溶接ビードの前記不良の検査に用いる第2判定基準を記憶し、前記溶接ビードに対する第2検査判定を実行するk(k:1以上の整数)個の第2判定部と、
前記溶接ビードが前記不良を有するか否かを判定する総合判定部と、を備え、
前記第1判定部は、前記第1検査判定により取得された第1検査結果が前記第1判定基準を満たすか否かの第1判定結果を前記総合判定部に出力し、
前記k個の第2判定部は、前記第2検査判定により取得された第2検査結果が前記第2判定基準を満たすか否かの第2判定結果を前記総合判定部に出力し、
前記総合判定部は、前記第1判定結果および前記第2判定結果に基づいて、前記溶接ビードの外観検査結果を作成して出力する、
ビード外観検査システム。 An acquisition unit that acquires input data related to welding beads,
A first determination unit that stores a first determination criterion set by the user and is used for inspection of defects in the weld bead and executes a first inspection determination for the weld bead.
The k (k: 1 or more integer) second determination unit that stores the second determination criterion used for the inspection of the defect of the welding bead set by the user and executes the second inspection determination for the welding bead. When,
A comprehensive determination unit for determining whether or not the welding bead has the defect is provided.
The first determination unit outputs the first determination result of whether or not the first inspection result acquired by the first inspection determination satisfies the first determination criterion to the comprehensive determination unit.
The k second determination units output to the comprehensive determination unit the second determination result of whether or not the second inspection result acquired by the second inspection determination satisfies the second determination criterion.
The comprehensive determination unit creates and outputs the appearance inspection result of the weld bead based on the first determination result and the second determination result.
Bead visual inspection system.
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JP2020038208A JP2021137848A (en) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | Bead appearance inspection device and bead appearance inspection system |
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JP2019101497A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | 株式会社ダイヘン | Consumption amount adjustment device, welding system, consumption amount adjustment method and computer program |
-
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- 2020-03-05 JP JP2020038208A patent/JP2021137848A/en active Pending
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