JP2022085371A - 溶接品質評価方法および溶接装置 - Google Patents
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Abstract
Description
開先のエッジ、および溶接入熱点よりも溶接進行方向の後方で所定領域の溶融池のエッジの観察画像データを取得する溶接領域画像取得ステップと、
前記観察画像データにおける、前記所定領域の前記溶融池のエッジと前記開先のエッジの延長線との位置関係から溶込みサイズデータを算出する溶込みサイズ算出ステップと、
算出した前記溶込みサイズデータと予め蓄積したビード形状データとを機械学習により比較して、予測されるビード形状データを算出するビード形状算出ステップと、
前記予測されるビード形状と所定のしきい値とを比較して溶接欠陥の発生の有無を判定する溶接欠陥判定ステップと、を有することを特徴とする溶接品質評価方法、を提供するものである。
(i)前記溶接領域画像取得ステップでは、前記溶接進行方向の前方から前記観察画像データを取得し、前記溶込みサイズ算出ステップでは、前記開先の両方のエッジに対してそれぞれ算出する。
(ii)前記所定領域が前記溶接入熱点よりも溶接進行方向の後方6 mm以上10 mm以下であり、前記所定のしきい値が前記開先のエッジの延長線よりも外側1.5 mmである。
継手を溶接する溶接機と、
前記継手または前記溶接機を駆動させる駆動機構と、
溶接領域の観察画像データを取得する観察画像データ取得部と、
前記観察画像データの解析を行う観察画像データ解析部と、
前記観察画像データ、算出したデータおよび予め蓄積したデータを記憶するデータ記憶部と、
溶接条件および駆動条件の入力および解析結果の出力を行う入出力部とを有し、
前記観察画像データ解析部は、
前記観察画像データの画像処理を行う画像処理機構と、
画像処理されたデータと予め蓄積したビード形状データとを機械学習により比較して、予測されるビード形状を算出するビード形状算出機構と、
前記予測されるビード形状と前記所定のしきい値とを比較して溶接欠陥の発生の有無を判定する溶接欠陥判定機構と、を有することを特徴とする溶接装置、を提供するものである。
前述したように、本発明の目的は、開先溶接における溶接欠陥(例えば、アンダーカットやアンダーフィルなど)をその場検知するために、溶融池の観察画像と溶接欠陥とを関連付けることである。溶接欠陥の発生の有無は、溶融池の先端領域の形状(溶接入熱点よりも溶接進行方向前方の形状)が重要な因子になると、従来から考えられてきた。
図1は、本発明に係る溶接品質評価方法におけるプロセスの一例を示すフロー図である。図1に示したように、本発明の溶接品質評価方法は、大別して、溶接領域画像取得ステップと、溶込みサイズ算出ステップと、ビード形状算出ステップと、溶接欠陥判定ステップとからなる。以下、各ステップをより詳細に説明する。
本発明に係る溶接装置について説明する。図3は、本発明に係る溶接装置の概略構成を示す模式図である。
本発明の溶接装置100を用いて開先溶接を行い、得られた溶接継手のビード形状(ビード高さ)の実測データと、溶接時の所定領域の観察画像データから予測されるビード形状が所定のしきい値を下回った領域とを比較した。結果を図4に示す。
10・・・溶接機、20・・・駆動機構、
30・・・画像データ取得部、31・・・溶接領域観察画像取得機構、
40・・・観察画像データ解析部、41・・・画像処理機構、42…ビード形状算出機構、
43・・・溶接欠陥判定機構、50・・・データ記憶部、51・・・データ記憶機構、
60・・・入出力部、61・・・入力機構、62・・・出力機構。
Claims (4)
- 開先溶接の品質を溶接中に評価する方法であって、
開先のエッジ、および溶接入熱点よりも溶接進行方向の後方で所定領域の溶融池のエッジの観察画像データを取得する溶接領域画像取得ステップと、
前記観察画像データにおける、前記所定領域の前記溶融池のエッジと前記開先のエッジの延長線との位置関係から溶込みサイズデータを算出する溶込みサイズ算出ステップと、
算出した前記溶込みサイズデータと予め蓄積したビード形状データとを機械学習により比較して、予測されるビード形状を算出するビード形状算出ステップと、
前記予測されるビード形状と所定のしきい値とを比較して溶接欠陥の発生の有無を判定する溶接欠陥判定ステップと、を有することを特徴とする溶接品質評価方法。 - 請求項1に記載の溶接品質評価方法において、
前記溶接領域画像取得ステップでは、前記溶接進行方向の前方から前記観察画像データを取得し、
前記溶込みサイズ算出ステップでは、前記開先の両方のエッジに対してそれぞれ算出することを特徴とする溶接品質評価方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の溶接品質評価方法において、
前記所定領域が前記溶接入熱点よりも溶接進行方向の後方6 mm以上10 mm以下であり、
前記所定のしきい値が前記開先のエッジの延長線よりも外側1.5 mmであることを特徴とする溶接品質評価方法。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の溶接品質評価方法を実施する溶接装置であって、
継手を溶接する溶接機と、
前記継手または前記溶接機を駆動させる駆動機構と、
溶接領域の観察画像データを取得する観察画像データ取得部と、
前記観察画像データの解析を行う観察画像データ解析部と、
前記観察画像データ、算出したデータおよび予め蓄積したデータを記憶するデータ記憶部と、
溶接条件および駆動条件の入力および解析結果の出力を行う入出力部とを有し、
前記観察画像データ解析部は、
前記観察画像データの画像処理を行う画像処理機構と、
画像処理されたデータと予め蓄積したビード形状データとを機械学習により比較して、予測されるビード形状を算出するビード形状算出機構と、
前記予測されるビード形状と前記所定のしきい値とを比較して溶接欠陥の発生の有無を判定する溶接欠陥判定機構と、を有することを特徴とする溶接装置。
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