JP2023045132A - 処理装置及び溶接システム - Google Patents

Abstract

【課題】溶接における欠陥の発生を抑制可能な、処理装置及び溶接システムを提供する。【解決手段】実施形態に係る処理装置は、溶融池の少なくとも一部を写した第１画像を用いて溶接の状態を判定する判定処理を実行する。前記状態は、第１状態と、前記第１状態よりも不安定である第２状態と、を含む。前記判定処理において、前記溶融池に波紋が存在する場合には、前記溶接は前記第２状態と判定される。前記処理装置は、前記溶接が前記第１状態と判定された場合、前記溶接の条件を補正しない。前記処理装置は、前記溶接が前記第２状態と判定された場合、前記条件を補正する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、処理装置及び溶接システムに関する。

溶接について、欠陥の発生を抑制可能な技術の開発が求められている。

国際公開２０２１／０４９６１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、溶接における欠陥の発生を抑制可能な、処理装置及び溶接システムを提供することである。

実施形態に係る処理装置は、溶融池の少なくとも一部を写した第１画像を用いて溶接の状態を判定する判定処理を実行する。前記状態は、第１状態と、前記第１状態よりも不安定である第２状態と、を含む。前記判定処理において、前記溶融池に波紋が存在する場合には、前記溶接は前記第２状態と判定される。前記処理装置は、前記溶接が前記第１状態と判定された場合、前記溶接の条件を補正しない。前記処理装置は、前記溶接が前記第２状態と判定された場合、前記条件を補正する。

図１は、実施形態に係る溶接システムを示す模式図である。 図２は、溶接の様子を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る処理装置による処理方法を示すフローチャートである。 図４は、実施形態に係る処理装置による第１の判定方法を示すフローチャートである。 図５は、撮像装置により取得される画像の一例である。 図６は、撮像装置により取得される画像の一例である。 図７は、撮像装置により取得される画像の一例である。 図８は、各画像の画素値の平均値を例示するグラフである。 図９は、画素値の移動平均値に対するばらつきを例示するグラフである。 図１０は、画素値の移動平均値に対するばらつきを例示するグラフである。 図１１は、実施形態に係る処理装置による第２の判定方法を示すフローチャートである。 図１２は、撮像装置により取得される画像の一例である。 図１３は、撮像装置により取得される画像の一例である。 図１４（ａ）、図１４（ｃ）、及び図１４（ｅ）は、溶融池の画像の一例である。図１４（ｂ）、図１４（ｄ）、及び図１４（ｆ）は、それぞれ、図１４（ａ）、図１４（ｃ）、及び図１４（ｅ）における溶融池の状態を示す模式図である。 図１５は、実施形態に係る別の溶接システムを示す模式図である。 図１６は、ハードウェア構成を示す模式図である。

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１は、実施形態に係る溶接システムを示す模式図である。
溶接システム１は、処理装置１０、溶接装置２０、制御装置３０、記憶装置３５、撮像装置４０、及び照明５０を含む。

溶接装置２０は、２つ以上の部材５を溶接して一体化する。溶接装置２０は、例えば、アーク溶接を実行する。アーク溶接は、具体的には、Tungsten Inert Gas（ＴＩＧ）溶接、Metal Inert Gas（ＭＩＧ）溶接、Metal Active Gas（ＭＡＧ）溶接、又は炭酸ガスアーク溶接などである。ここでは、溶接装置２０がＭＡＧ溶接又はＭＩＧ溶接を行う例について説明する。

溶接装置２０は、図１に示すように、ワイヤ供給部２１、ワイヤ２２、ワイヤコイル２３、トーチ２４、チューブ２５、ガス供給部２６、及びガス源２７を含む。

ワイヤ供給部２１は、ワイヤ２２（消耗電極）が巻かれたワイヤコイル２３を有する。ワイヤ供給部２１は、ワイヤコイル２３のワイヤ２２を、チューブ２５を介してトーチ２４へ供給する。

ガス供給部２６は、ガス源２７と接続され、ガス源２７に貯留されたシールドガスをトーチ２４へ供給する。図示した例では、シールドガスは、ワイヤ供給部２１及びチューブ２５を介してトーチ２４へ供給されている。シールドガスとして、不活性ガス（例えばアルゴン）を用いることができる。ＭＡＧ溶接が実行される場合、シールドガスは、不活性ガスに加えて、炭酸ガスなどの活性ガスを含んでも良い。

トーチ２４には、ワイヤ２２及びシールドガスが供給される。トーチ２４の先端では、ワイヤ２２が部材５に向けて突出している。また、トーチ２４は、ワイヤ２２の周囲において、供給されたシールドガスを噴出する。

制御装置３０は、溶接装置２０の各要素を制御する。具体的には、制御装置３０は、ワイヤ供給部２１によるワイヤの供給速度、ガス供給部２６によるシールドガスの流量、ワイヤ２２の先端における電位、部材５の電位、ワイヤ２２の先端を流れる電流、電流の波形などを制御する。例えば、制御装置３０は、ワイヤ２２が正極（＋）、部材５が負極（－）となるように、部材５及びワイヤ２２のそれぞれの電位を制御する。

記憶装置３５は、溶接に必要なデータを記憶する。例えば、記憶装置３５は、ワイヤの供給速度、シールドガスの流量、溶接中の電圧値及び電流値、電流の波形などの溶接条件を記憶する。制御装置３０は、予め設定された溶接条件に従って、溶接装置２０に溶接を実行させる。

撮像装置４０は、溶接中の溶融池を撮像し、画像（静止画）を取得する。撮像装置４０は、動画を取得しても良い。この場合、動画から静止画が切り出される。撮像装置４０は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサを含むカメラである。

照明５０は、溶接中の溶融池に光を照射する。照明５０は、発光ダイオード又はランプを含む。照明５０は、レーザ光を発しても良い。照明５０から発せられる光の波長領域は、任意である。一例として、照明５０は、赤外光を発する。なお、照明５０によって溶融池を照らさなくても、後述する溶接の状態の判定に利用可能な画像が得られるのであれば、照明５０は省略されても良い。

溶融池と撮像装置４０との間の光路上に、光学フィルタ４５が設けられても良い。光学フィルタ４５は、所定の波長領域のみを選択的に透過させる。光学フィルタ４５は、さらに、照明５０と溶融池との光路上に位置しても良い。例えば、赤外光のみを選択的に透過させる光学フィルタ４５を設けることで、アークの発光による画像の白飛びを抑えることができる。光学フィルタ４５として、バンドパスフィルタを用いることができる。

処理装置１０は、撮像装置４０によって取得された画像に基づき、溶接の安定性の状態を判定する。例えば、処理装置１０は、溶接が、第１状態と第２状態のいずれであるか判定する。第２状態は、第１状態よりも溶接が不安定であることを示す。溶接の状態は、より細かく、第１状態及び第２状態を含む３つ以上の状態のいずれかと判定されても良い。

溶接が第２状態と判定されると、処理装置１０は、予め設定されていた溶接条件を補正する。処理装置１０は、補正した溶接条件を制御装置３０に送信する。制御装置３０は、補正された溶接条件に従って、部材５を溶接する。例えば、溶接条件は、ワイヤの供給速度、シールドガス流量、電圧値、電流値、及びトーチ２４の移動速度を含む。補正では、これらの条件の１つ以上が調整される。

図２は、溶接の様子を示す模式図である。
図２に示すように、溶接中、ワイヤ２２の先端と部材５との間には、アークＡが発生する。アークＡの周囲には、シールドガスＧが吹き付けられる。アークＡの熱により、ワイヤ２２は、溶融して部材５に滴下する。また、アークＡの熱により、部材５の一部が溶融する。溶融した部材５及びワイヤ２２によって、溶融池ＷＰが形成される。溶融池ＷＰが凝固すると、部材５の表面に凝固層６が形成される。複数の部材５は、凝固層６によって接合され、接合体となる。

図３は、実施形態に係る処理装置による処理方法を示すフローチャートである。
溶接の開始後、処理方法ＰＭにおいて、処理装置１０は、溶融池ＷＰの画像を受信する（ステップＳｔ１）。画像は、撮像装置４０によって取得される。処理装置１０は、判定処理を実行する（ステップＳｔ２）。判定処理では、画像を用いて溶接の状態が判定される。処理装置１０は、ステップＳｔ２において溶接が第２状態と判定されたか判断する（ステップＳｔ３）。ステップＳｔ２において溶接が第２状態と判定されていた場合、処理装置１０は、溶接条件を補正する（ステップＳｔ４）。溶接が第１状態と判定されていた場合、処理装置１０は、溶接条件を補正しない。処理装置１０は、溶接が終了したか判定する（ステップＳｔ５）。溶接が終了していない場合、ステップＳｔ１が再度実行される。これにより、溶接中は、溶接の状態が繰り返し判定される。状態の判定結果に応じて、溶接条件が適宜補正される。

以降では、具体例を参照しつつ、ステップＳｔ２における溶接状態の判定方法について説明する。溶接状態の判定には、以下の２つの判定方法のいずれかを用いることができる。具体例では、ワイヤ２２として、ソリッドワイヤを用いている。部材５として、部分めっき加工が施されたＳＳ４００を用いている。ワイヤの供給速度は、７ｍ／分である。アーク長補正は、－３、０、又は３のいずれかに設定されている。アーク長補正は、アーク長の長さに関する補正パラメータであり、電圧値、電流値、及び電流の波形に関する。

（第１の判定方法）
図４は、実施形態に係る処理装置による第１の判定方法を示すフローチャートである。図５～図７は、撮像装置により取得される画像の一例である。
第１の判定方法では、画像の画素値に基づき、溶接状態を判定する。まず、処理装置１０は、撮像装置４０によって取得された画像から、その一部を切り出す（ステップＳｔ２１１）。具体的には、処理装置１０は、溶融池のうち、熱源よりも後方に位置する部分を切り出す。

図５は、撮像装置４０によって取得された画像ＩＭＧ１（第２画像の一例）である。画像ＩＭＧ１には、ワイヤ２２、アークＡ（熱源）、溶融池ＷＰ、及び凝固層６が写っている。ワイヤ２２及びアークＡは、方向Ｄ１に移動している。すなわち、アークＡの位置から見て、方向Ｄ１は、「前方」である。アークＡの位置から見て、方向Ｄ１とは反対の「後方」に位置する部分Ｐ１の画像が切り出される。図６は、切り出された部分Ｐ１の画像ＩＭＧ２（第１画像の一例）を示す。

切り出される位置は、予め設定される。又は、切り出される位置は、画像中のワイヤ２２、アークＡ、溶融池ＷＰなどの認識結果に基づいて自動的に設定されても良い。

処理装置１０は、画像ＩＭＧ２に対して、画像処理を行う（ステップＳｔ２１２）。例えば、画像処理として、エッジ強調（分散フィルタ）又はエッジ検出が行われる。図７は、画像ＩＭＧ２に対してエッジ強調を適用して得られた画像ＩＭＧ３を示す。

処理装置１０は、処理された画像における複数の画素値から、第１値を算出する（ステップＳｔ２１３）。例えば、撮像装置４０によってグレースケール画像又はＲＧＢ画像が取得される場合、画素値は、輝度である。撮像装置４０によってＨＳＶ画像が取得される場合、画素値は、色相、彩度、又は明度である。例えば、第１値は、画像に含まれる全ての画素値の平均、和、又は加重平均により算出される。第１値は、画像に含まれる一部の画素値の平均、和、又は加重平均により算出されても良い。

処理装置１０は、第１値の移動平均値及びばらつきを算出する（ステップＳｔ２１４）。処理方法ＰＭでは、溶接中に、繰り返し画像が取得される。それぞれの画像について、第１値が算出される。このため、各画像に関する第１値が、時間毎に算出される。処理装置１０は、時間に対する移動平均値とそのばらつきを算出する。

一例として、撮像装置４０は、５００ｆｐｓで溶融池の動画を取得する。すなわち、撮像装置４０により、毎秒５００枚の画像が取得される。処理装置１０は、各画像について第１値を算出する。処理装置１０は、０．２秒の区間（１００枚の画像）における移動平均値及びばらつきを算出する。ばらつきとして、標準偏差、分散、又は平均二乗誤差を用いることができる。ばらつきは、溶接の状態を判定するための評価値として用いることができる。

図８は、各画像の画素値の移動平均値に対するばらつきを例示するグラフである。図９及び図１０は、画素値の移動平均値に対するばらつきを例示するグラフである。
図８において、横軸は、時間Ｔ（秒）を示す。縦軸は、それぞれの画像における画素値の平均値Ａｖｅを示す。図９及び図１０において、横軸は、時間Ｔ（秒）を示す。縦軸は、ばらつきＶを示す。図８～図１０のグラフの生成に使用した各画像は、エッジ強調が適用されたＲＧＢ画像である。各画像における画素値の範囲は、０～２５５である。

図８の例では、０．３秒付近でアークが発生し、溶接が開始されている。０．３秒から０．８秒までの間、平均値Ａｖｅは、大きく増大した後に減少する。それ以降、平均値Ａｖｅは、概ね、０～６０の範囲内で変動する。６秒で溶接は終了している。

図９は、各時間Ｔにおける移動平均値に対するばらつき（標準偏差）を示す。溶接の開始直後から０．６秒付近まで、ばらつきが一時的に大きく変動する。その後、ばらつきは、概ね５～３０の範囲内で変動する。

処理装置１０は、ばらつきを予め設定された判定条件と比較する。具体例として、判定条件は、閾値を含む。処理装置１０は、ばらつきが、予め設定された閾値未満か判断する（ステップＳｔ２１５）。ばらつきが閾値未満の場合、処理装置１０は、溶接が第１状態であると判定する（ステップＳｔ２１６）。ばらつきが閾値以上の場合、処理装置１０は、溶接が第２状態であると判定する（ステップＳｔ２１７）。以上により、図３に示すフローチャートにおけるステップＳｔ２が終了する。

図１０は、図９と同じグラフを示す。一例として、図１０に示すように、Ｖ＝１７に閾値ＴＨが設定される。この結果、０．７秒付近、１．２秒付近、１．９秒付近、２．８秒付近、３．６秒付近、４．２秒付近、５．０秒～５．８秒において、溶接が第２状態Ｓ２であると判定される。その他の期間は、第１状態であると判定される。溶接が第２状態と判定されると、溶接条件が補正される。溶接条件の補正により、溶接状態が改善されると、ばらつきＶを低下させることができる。

（第２の判定方法）
第２の判定方法では、モデルを用いて溶接の状態を判定する。モデルは、溶融池が写る画像の入力に応じて、溶接状態の分類を出力する。モデルは、好ましくは、教師有り学習が施されたニューラルネットワークを含む。

図１１は、実施形態に係る処理装置による第２の判定方法を示すフローチャートである。
まず、処理装置１０は、撮像装置４０によって取得された画像から、その一部を切り出す（ステップＳｔ２２１）。具体的には、処理装置１０は、溶融池のうち、熱源直下に位置する部分を切り出す。

図１２及び図１３は、撮像装置により取得される画像の一例である。
図１２に示す画像ＩＭＧ１１（第２画像の一例）には、画像ＩＭＧ１と同様に、ワイヤ２２、アークＡ（熱源）、溶融池ＷＰ、及び凝固層６が写っている。ワイヤ２２及びアークＡは、方向Ｄ１に移動している。アークＡ直下の部分Ｐ２の画像が切り出される。図１３は、切り出された部分Ｐ２の画像ＩＭＧ１２（第１画像の一例）を示す。

処理装置１０は、切り出した画像を、モデルに入力する（ステップＳｔ２２２）。モデルは、溶接の状態を分類する。処理装置１０は、モデルによる分類結果を取得する（ステップＳｔ２２３）。処理装置１０は、分類結果に基づいて溶接状態を判定する（ステップＳｔ２２４）。例えば、モデルからの分類結果は、第１状態及び第２状態のそれぞれの確率を示す。第１状態の確率が第２状態の確率よりも高い場合、処理装置１０は、溶接が第１状態と判定する。第２状態の確率が第１状態の確率よりも高い場合、処理装置１０は、溶接が第２状態と判定する。以上により、図３に示すフローチャートにおけるステップＳｔ２が終了する。

実施形態の利点を説明する。
溶接した際、スパッタ、ピット、アンダーカットなどの欠陥が発生しうる。これらの欠陥の程度及び数は、小さいことが好ましい。従来、欠陥の発生を抑制するために、溶接中に得られる情報を用いて、溶接条件を補正することが試みられている。また、補正の要否の判断に使用できる情報についても検討されている。発明者らが検討した結果、特にピットが発生する直前に、溶融池における波立ちが大きくなり、溶融池に波紋が発生することを見いだした。発明者らは、この知見に基づき、波紋の発生に応じて溶接条件の要否を判断する方法を発明した。

図１４（ａ）、図１４（ｃ）、及び図１４（ｅ）は、溶融池の画像の一例である。図１４（ｂ）、図１４（ｄ）、及び図１４（ｆ）は、それぞれ、図１４（ａ）、図１４（ｃ）、及び図１４（ｅ）における溶融池の状態を示す模式図である。
図１４（ａ）の画像ＩＭＧ２１では、図１４（ｂ）に示すように、溶融池ＷＰにおいて、溶融したワイヤ２２の滴下による小さな波Ｗが、緩やかに同心円状に広がっている。溶融池ＷＰには、実質的に波紋が存在しない。図１４（ｃ）の画像ＩＭＧ２２では、溶融池ＷＰにおいて、多数の凹凸が存在する。画像ＩＭＧ２１に比べて、溶融池ＷＰの表面が波立ち、図１４（ｄ）に示すように多数の波紋Ｒが生じている。図１４（ｅ）の画像ＩＭＧ２３では、画像ＩＭＧ２２と同様に、溶融池ＷＰにおいて多数の凹凸が存在する。加えて、画像ＩＭＧ２３では、図１４（ｆ）に示すように、気泡Ｂによってさらに大きな波紋Ｒが溶融池ＷＰの表面に生じている。

波紋が無い部分では、反射光の向きは、ほぼ一様である。このため、波紋が無い部分では、画素値の変化が小さい。一方、波紋付近では、反射光の向きが変化する。画像において、波紋付近では、波紋が無い部分に比べて、画素値の変化が大きい。この結果、例えば、画像ＩＭＧ２２の画素値の平均値は、画像ＩＭＧ２１の画素値の平均値よりも大きい。複数の画像間での移動平均を算出し、この移動平均に対するばらつきを算出することで、画素値が変化している画像が特定される。すなわち、溶融池ＷＰに波紋が存在している画像が特定される。この結果、画像における溶融池ＷＰに波紋が存在している場合、溶接が第２状態であると判定される。

画素値以外にも、モデルを用いて溶融池の状態を分類することで、溶接の状態を判定可能である。モデルを用いる場合は、学習時に、図１４（ａ）に示すような波紋が無い画像と、図１４（ｃ）及び図１４（ｅ）に示すような波紋が有る画像と、を予め準備する。それらの画像と、状態の分類結果（教示データ）と、を用いて、モデルを学習させる。これにより、溶融池ＷＰに波紋が存在する画像は、溶接が第２状態に分類されるようになる。

波紋が存在する場合に溶接条件が補正されることで、欠陥（特にピット）の発生を抑制でき、欠陥の程度及び数を低減できる。例えば、実施形態によれば、溶接不良の発生を抑制し、接合体の品質を向上できる。

好ましくは、補正される溶接条件は、電圧値、電流値、電流の波形、又はシールドガス流量を含む。発明者らが検討したところ、これらの条件は、波紋の発生と相関性を有することが確認された。具体的には、溶接が第２状態と判定されると、処理装置１０は、電圧値の増加、電流値の増加、及びシールドガス流量の増加から選択される１つ以上を実行する。

電圧値、電流値、又はシールドガスは、以下の理由により、溶接状態と関係していると考えられる。シールドガスについては、流量が小さいと、溶融池が空気に曝露されやすくなる。この結果、空気中の成分が、溶融池へ進入し易くなる。空気中の成分が溶融池に進入すると、成分の一部が冷却時に溶融池内で気体として排出され、ピットの発生につながる。シールドガス流量の増大により、溶融池の空気への曝露を低減できる。電流又は電圧については、これらを増大させると、溶融池への入熱量が増大する。これにより、溶融池が融液である状態が長く保たれるため、気体の排出が促進され、ピットの発生が抑制される。

溶接条件の補正後は、補正された溶接条件で溶接が継続されても良い。又は、その後に溶接が第１状態と判定されたとき、溶接条件を、補正後の値から予め設定された標準の値に変更しても良い。

好ましくは、処理装置１０は、溶接の開始から第１時間が経過するまでの間、画像に基づく状態の判定を実行しない。又は、処理装置１０は、溶接の開始から第１時間が経過するまでの間に得られた判定結果を無視する。いずれの場合においても、溶接の状態に拘わらず溶接条件は補正されない。例えば図９に示すように、０．８秒までは、溶接開始直後の溶融池のサイズの変動により、ばらつきＶが大きい。０秒から０．８秒までの時間は、第１時間の一例である。０秒から０．８秒までの画像に基づいて溶接状態が判定されると、溶接条件が無用に補正される可能性がある。溶接の安定性が低下する可能性もある。第１時間の間、判定結果に基づく溶接条件の補正が実行されないことで、溶接開始直後の安定性を向上できる。

第１時間は、予めユーザにより設定されても良い。又は、第１時間は、画像から得られたデータに基づいて設定されても良い。例えば、ばらつきＶが、最初に閾値ＴＨを超えた後であって、最初に閾値ＴＨを下回ったタイミングが、第１時間の終点として設定される。モデルが用いられる場合、最初に溶接状態が第２状態に分類された後であって、最初に溶接状態が第１状態に分類されたタイミングが、第１時間の終点として設定される。

溶接装置２０について、トーチ２４は、人の手によって把持されても良いし、機械によって保持されても良い。好ましくは、トーチ２４は、機械によって保持される。

図１５は、実施形態に係る別の溶接システムを示す模式図である。
図１５に示す溶接システム１ａでは、溶接装置２０が、移動装置２８をさらに含む。また、図１５に示す例では、ワイヤ供給部２１及びガス供給部２６として、１つの装置が設けられている。撮像装置４０及び照明５０は、省略されている。

移動装置２８は、不図示のアクチュエータを含む。移動装置２８は、制御装置３０によって制御され、トーチ２４を移動させる。トーチ２４が部材５に対して移動しながら、溶接が実行される。移動装置２８として、Ｘ－Ｙ直交ロボット、水平多関節ロボット、又は垂直多関節ロボットが設けられても良い。

不図示の撮像装置４０及び照明５０も、トーチ２４と同期して移動する。溶接システム１ａにおいても、溶接システム１と同様に、溶接中の画像を用いて溶接の状態が判定され、溶接条件が適宜補正される。これにより、欠陥の程度及び数を低減できる。

以上では、溶接として、アーク溶接が実行される例を説明した。実施形態は、レーザ溶接に対しても適用可能である。レーザ溶接においても、部材５のレーザ（熱源）が照射された部分に、溶融池が形成される。溶融池において、波紋の有無に応じて溶接条件が補正されることで、溶接の安定性を向上可能である。

また、画像の画素値に基づく判定以外に、レーザ光の反射光の強度分布を用いて、溶接の状態を判定しても良い。例えば、照明５０は、溶融池ＷＰに、レーザ光を照射する。レーザ光は、溶融池で反射される。撮像装置４０に代えて、反射光を受光する受光装置が設けられる。受光装置は、反射光の強度分布を生成し、処理装置１０へ送信する。処理装置１０は、強度分布の周期性から、溶接の状態を判定する。

又は、溶融池からの赤外光の強度分布を用いて、溶接の状態を判定しても良い。例えば、撮像装置４０として、サーマルカメラが設けられる。サーマルカメラは、溶融池から放射された赤外光を検出する。サーマルカメラは、赤外光の強度分布を生成し、処理装置１０へ送信する。処理装置１０は、強度分布の周期性から、溶接の状態を判定する。

図１６は、ハードウェア構成を示す模式図である。
処理装置１０及び制御装置３０のそれぞれは、汎用又は専用のコンピュータにより実現される。処理装置１０及び制御装置３０のそれぞれの機能は、複数のコンピュータの協働により実現されても良い。処理装置１０及び制御装置３０のそれぞれは、例えば図１６に表したハードウェア構成を含む。

図１６に示すコンピュータ９０は、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４、入力インタフェース９５、出力インタフェース９６、及び通信インタフェース９７を含む。

ＲＯＭ９２は、コンピュータの動作を制御するプログラムを格納している。ＲＯＭ９２には、上述した各処理をコンピュータに実現させるために必要なプログラムが格納されている。ＲＡＭ９３は、ＲＯＭ９２に格納されたプログラムが展開される記憶領域として機能する。

ＣＰＵ９１は、処理回路を含む。ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９３をワークメモリとして、ＲＯＭ９２又は記憶装置９４の少なくともいずれかに記憶されたプログラムを実行する。プログラムの実行中、ＣＰＵ９１は、システムバス９８を介して各構成を制御し、種々の処理を実行する。

記憶装置９４は、プログラムの実行に必要なデータや、プログラムの実行によって得られたデータを記憶する。記憶装置９４は、記憶装置３５として機能する。

入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９５は、コンピュータ９０と入力装置９５ａとを接続する。入力Ｉ／Ｆ９５は、例えば、ＵＳＢ等のシリアルバスインタフェースである。ＣＰＵ９１は、入力Ｉ／Ｆ９５を介して、入力装置９５ａから各種データを読み込むことができる。

出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９６は、コンピュータ９０と表示装置９６ａとを接続する。出力Ｉ／Ｆ９６は、例えば、Digital Visual Interface（ＤＶＩ）やHigh-Definition Multimedia Interface（ＨＤＭＩ（登録商標））等の映像出力インタフェースである。ＣＰＵ９１は、出力Ｉ／Ｆ９６を介して、表示装置９６ａにデータを送信し、表示装置９６ａに画像を表示させることができる。

通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）９７は、コンピュータ９０外部のサーバ９７ａと、コンピュータ９０と、を接続する。通信Ｉ／Ｆ９７は、例えば、ＬＡＮカード等のネットワークカードである。ＣＰＵ９１は、通信Ｉ／Ｆ９７を介して、サーバ９７ａから各種データを読み込むことができる。カメラ９９は、溶融池を撮像し、画像をサーバ９７ａに保存する。カメラ９９は、撮像装置４０として機能する。

記憶装置９４は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）及びSolid State Drive（ＳＳＤ）から選択される１つ以上を含む。入力装置９５ａは、マウス、キーボード、マイク（音声入力）、及びタッチパッドから選択される１つ以上を含む。表示装置９６ａは、モニタ及びプロジェクタから選択される１つ以上を含む。タッチパネルのように、入力装置９５ａと表示装置９６ａの両方の機能を備えた機器が用いられても良い。

上述した種々のデータの処理は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク及びハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又は、他の非一時的なコンピュータで読取可能な記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されても良い。

例えば、記録媒体に記録された情報は、コンピュータ（または組み込みシステム）により読み出されることが可能である。記録媒体において、記録形式（記憶形式）は任意である。例えば、コンピュータは、記録媒体からプログラムを読み出し、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させる。コンピュータにおいて、プログラムの取得（または読み出し）は、ネットワークを通じて行われても良い。

以上で説明した実施形態によれば、溶接における欠陥の発生を抑制可能な、処理装置、溶接システム、処理方法、プログラム、記憶媒体が提供される。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１，１ａ：溶接システム、 ５：部材、 ６：凝固層、 １０：処理装置、 ２０：溶接装置、 ２１：ワイヤ供給部、 ２２：ワイヤ、 ２３：ワイヤコイル、 ２４：トーチ、 ２５：チューブ、 ２６：ガス供給部、 ２７：ガス源、 ２８：移動装置、 ３０：制御装置、 ３５：記憶装置、 ４０：撮像装置、 ４５：光学フィルタ、 ５０：照明、 ９０：コンピュータ、 ９１：ＣＰＵ、 ９２：ＲＯＭ、 ９３：ＲＡＭ、 ９４：記憶装置、 ９５：入力インタフェース、 ９５ａ：入力装置、 ９６：出力インタフェース、 ９６ａ：表示装置、 ９７：通信インタフェース、 ９７ａ：サーバ、 ９８：システムバス、 ９９：カメラ、 Ａ：アーク、 Ｂ：気泡、 Ｄ１：方向、 Ｇ：シールドガス、 ＰＭ：処理方法、 Ｒ：波紋、 Ｓ２：第２状態、 ＴＨ：閾値、 Ｖ：ばらつき、 Ｗ：波、 ＷＰ：溶融池

Claims (10)

1. 溶融池の少なくとも一部を写した第１画像を用いて溶接の状態を判定する判定処理であって、前記状態は第１状態と前記第１状態よりも不安定である第２状態とを含み、前記溶融池に波紋が存在する場合には前記溶接は前記第２状態と判定される、前記判定処理を実行し、
   前記溶接が前記第１状態と判定された場合、前記溶接の条件を補正せず、前記溶接が前記第２状態と判定された場合、前記条件を補正する、
   処理装置。
2. 前記第１画像の画素値に基づく評価値を算出し、前記評価値を予め設定された判定条件と比較することで、前記状態を判定する、請求項１記載の処理装置。
3. 前記溶融池を写した第２画像から、熱源よりも後方に位置する前記溶融池の一部を切り出して前記第１画像を生成する、請求項２記載の処理装置。
4. 前記評価値の算出は、
   前記第１画像における複数の前記画素値の平均、和、又は加重平均である第１値の算出と、
   複数の前記第１画像のそれぞれの前記第１値の移動平均及びばらつきの算出と、
   を含み、
   前記ばらつきを前記評価値として用いる、請求項２又は３に記載の処理装置。
5. 前記評価値は、エッジ強調又はエッジ検出が適用された前記第１画像から算出される、請求項２～４のいずれか１つに記載の処理装置。
6. 画像の入力に応じて溶接状態の分類を出力するモデルに、前記第１画像を入力することで、前記状態の分類結果を取得し、
   前記分類結果に基づいて、前記状態を判定する、請求項１記載の処理装置。
7. 前記溶融池を写した第２画像から、熱源の直下に位置する前記溶融池の一部を切り出して前記第１画像を生成する、請求項６記載の処理装置。
8. 前記溶接の開始から第１時間が経過するまで、前記状態の判定結果に拘わらず、前記条件を補正しない、請求項１～７のいずれか１つに記載の処理装置。
9. 前記第１画像には、アーク溶接中の前記溶融池が写され、
   補正される前記条件は、電流値、電圧値、電流の波形、及びシールドガス流量から選択される１つ以上である、請求項１～８のいずれか１つに記載の処理装置。
10. 請求項１～９のいずれか１つに記載の処理装置と、
    前記第１画像を取得する撮像装置と、
    補正された前記条件で溶接装置に前記溶接を実行させる制御装置と、
    を備えた溶接システム。

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