JP7274990B2

JP7274990B2 - 溶接実績自動採取方法およびシステム

Info

Publication number: JP7274990B2
Application number: JP2019163210A
Authority: JP
Inventors: 佳之中島; 佑樹片木; 祐貴朝尾; 典文岡本; 恵一池谷
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2023-05-17
Anticipated expiration: 2039-09-06
Also published as: JP2021043539A

Description

本開示は、溶接実績自動採取方法および溶接実績自動採取システムに関するものである。

溶接作業を実施する場合、制御装置が溶接ロボットを制御することで、所定の溶接線に沿って溶接を行う。このとき、溶接ロボットによる溶接が適正に実施されているかを確認する必要がある。溶接ロボットによる溶接の適正化は、溶接時の電流値や電圧値を計測することで検出が可能となる。

溶接状態をネットワークにより取得する技術として、例えば、下記引用文献１に記載されたものがある。

特開２０００－１７６６４８号公報

ところで、例えば、工場で複数の部材を溶接により接続して構造物を製造する場合、複数の箇所で溶接ロボットを作動させる。そのため、複数の溶接ロボットによる溶接が適正に実施されているかを確認しなければならない。従来、１台の溶接ロボットに対して１台の制御装置が接続されており、制御装置ごとに担当の作業者が割り当てられる。そのため、複数の作業者が必要となり、作業工数が増加してしまうという課題がある。

本開示は、上述した課題を解決するものであり、作業工数を低減することで作業効率の向上を図る溶接実績自動採取方法およびシステムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本開示の溶接実績自動採取方法は、溶接実績自動採取装置に溶接電源情報を計測可能な計測器を接続する工程と、前記溶接実績自動採取装置に溶接管理装置から溶接準備情報を取り込む工程と、前記溶接実績自動採取装置に前記溶接電源情報を取り込む工程と、前記溶接電源情報に基づいて前記溶接実績自動採取装置に溶接機制御装置から溶接実績情報を取得する工程と、前記溶接準備情報と前記溶接実績情報とを関連付ける工程と、を有する。

また、本開示の溶接実績自動採取システムは、溶接電源情報を計測可能な計測器と、前記溶接電源情報に基づいて溶接実績情報を取得する溶接実績自動採取装置と、溶接管理装置から取り込んだ溶接準備情報と前記溶接実績情報とを関連付けた関連情報を記録する記録部と、備える。

本開示の溶接実績自動採取方法およびシステムによれば、作業工数を低減することで作業効率の向上を図ることができる。

図１は、本実施形態の溶接実績自動採取システムを表すブロック構成図である。図２は、本実施形態の溶接実績自動採取方法を表すフローチャートである。図３は、本実施形態の溶接実績自動採取方法を表すフローチャートである。図４は、溶接電圧値の変化を表すグラフである。

以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

［溶接実績自動採取システム］
図１は、本実施形態の溶接実績自動採取システムを表すブロック構成図である。

本実施形態において、図１に示すように、溶接実績自動採取システム１０は、溶接情報と溶接データに基づいて溶接実績を取得し、溶接作業位置情報と溶接実績とが関連付けられた関連情報を出力するものである。

溶接機（溶接ロボット）２１は、電源部２２が接続される。また、溶接機２１は、この溶接機２１を作動制御する溶接機制御装置２３が接続される。溶接実績自動採取システム１０は、計測器１１と、溶接実績自動採取装置１２と、入力部１３と、出力部１４と、記録部１５とを備える。また、溶接実績自動採取システム１０（溶接実績自動採取装置１２）は、溶接管理システム３０が接続される。溶接管理システム３０は、溶接管理装置３１と、入力部３２と、出力部３３と、記録部３４とを備える。

計測器１１は、校正されたものであって、電源部２２に接続される。計測器１１は、溶接電源情報として、溶接電流値と溶接電圧値を予め設定された所定周期で計測し、溶接実績自動採取装置１２に出力する。溶接実績自動採取装置１２は、溶接機制御装置２３が接続される。溶接実績自動採取装置１２は、溶接機制御装置２３から溶接管理情報として、溶接作業位置、溶接作業種別、溶接機指示番号、溶接日時、溶接速度、溶接機番号、作業場所番号などが入力される。入力部１３は、例えば、キーボードであり、作業者がキーボードを操作して各種の情報を入力することができる。出力部１４は、例えば、ディスプレイやプリンタ、スピーカであり、溶接実績自動採取装置１２が処理した情報を出力する。記録部１５は、溶接実績自動採取装置１２が処理した情報を記録する。

溶接管理装置３１は、溶接準備情報として、溶接オーダー、図面番号、溶接機番号、溶接線番号、溶接施工法などを管理するものである。入力部３２は、例えば、キーボードであり、作業者がキーボードを操作して各種の情報を入力することができる。出力部３３は、例えば、ディスプレイやプリンタ、スピーカであり、溶接管理装置３１が処理した情報を出力する。記録部３４は、溶接情報としての溶接オーダー、図面番号、溶接機番号、溶接線番号、溶接施工法などを記録している。

［溶接実績自動採取方法］
ここで、本実施形態の溶接実績自動採取システム１０による溶接実績自動採取方法について説明する。図２および図３は、本実施形態の溶接実績自動採取方法を表すフローチャート、図４は、溶接電圧値の変化を表すグラフである。

本実施形態の溶接実績自動採取方法は、溶接実績自動採取装置１２に溶接電源情報を計測可能な計測器１１を接続する工程と、溶接実績自動採取装置１２に溶接管理システム３０から溶接準備情報を取り込む工程と、溶接実績自動採取装置１２に溶接電源情報を取り込む工程と、溶接電源情報に基づいて溶接実績自動採取装置１２に計測器１１から溶接実績情報を取得する工程と、溶接準備情報と溶接実績情報とを関連付ける工程とを有する。

ここで、溶接実績自動採取装置１２は、計測器１１の接続状態が確認されると、計測器１１が計測した溶接電源情報の取得を開始する。溶接実績自動採取装置１２は、溶接電圧値が０Ｖを超えてから予め設定された第１所定時間（例えば、５秒）が経過した後に、計測器１１が計測した溶接電源情報に基づいて溶接実績情報を取得する。一方、溶接実績自動採取装置１２は、溶接電圧値が０Ｖになると計測器１１による溶接電源情報の計測を停止する。そのため、溶接実績自動採取装置１２は、第１所定時間から予め設定された第２所定時間（例えば、５秒）までに計測器１１が計測した溶接電源情報に基づいて溶接実績情報を取得する。なお、第２所定時間は、溶接電圧値が０Ｖになってから第３所定時間（例えば、５秒）遡った時間であるが、第２所定時間が、例えば、５秒よりも短いとき、計測した溶接電源情報を破棄する。

また、溶接実績自動採取装置１２は、関連付けられた溶接準備情報と溶接実績情報との関連情報を出力部１４のディスプレイに表示する。溶接実績自動採取装置１２は、計測器１１が計測した複数の溶接電源情報の平均値を溶接実績情報として取得する。この場合、溶接実績自動採取装置１２は、計測器１１が計測した複数の溶接電源情報を溶接管理システム３０に送信し、溶接管理システム３０が複数の溶接電源情報の平均値を算出し、溶接管理システム３０が算出した平均値を溶接実績情報として取得する。なお、溶接実績自動採取装置１２は、計測器１１が計測した溶接電源情報が予め設定された適正範囲にないとき、溶接を停止する。

具体的に説明すると、図１から図３に示すように、ステップＳ１１にて、溶接実績自動採取装置１２は、計測器１１に対して接続状態確認信号を送信する。ステップＳ１２にて、計測器１１は、溶接実績自動採取装置１２からの接続状態確認信号を受信したかどうかを確認する。ここで、計測器１１は、接続状態確認信号を受信しない（Ｎｏ）とき、受信するまで待機する。一方、計測器１１は、接続状態確認信号を受信する（Ｙｅｓ）と、ステップＳ１３にて、溶接実績自動採取装置１２に対して接続状態確認信号を送信する。ステップＳ１４にて、溶接実績自動採取装置１２は、計測器１１からの接続状態確認信号を受信したかどうかを確認する。ここで、溶接実績自動採取装置１２は、接続状態確認信号を受信していない（Ｎｏ）とき、ステップＳ１１に戻る。一方、溶接実績自動採取装置１２は、接続状態確認信号を受信する（Ｙｅｓ）と、ステップＳ１５にて、接続状態確認信号を受信した計測器１１を割り当てる。すなわち、溶接実績自動採取装置１２は、複数の溶接機制御装置２３が接続されおり、接続状態確認信号を送受信した受信信号に対して計測器１１を割り当てる。

ステップＳ１６にて、溶接実績自動採取装置１２は、溶接管理装置３１（溶接管理システム３０）に対して溶接線情報の送信指示を行う。溶接管理装置３１は、ステップＳ１７にて、予め溶接線情報の入力を行い、ステップＳ１８にて、溶接記録書の番号を登録しておく。そして、ステップＳ１９にて、溶接管理装置３１は、溶接実績自動採取装置１２からの溶接線情報の送信指示に対して、溶接実績自動採取装置１２に溶接準備情報を送信する。溶接実績自動採取装置１２は、ステップＳ２０にて、溶接準備情報を受信すると、ステップＳ２１にて、溶接準備情報を確認する。すなわち、溶接実績自動採取装置１２は、受信した溶接準備情報に、必要な情報が揃っているかどうかを確認する。ここで、溶接実績自動採取装置１２は、溶接準備情報に必要な情報が揃っていない（Ｎｏ）とき、ステップ１６に戻る。一方、溶接実績自動採取装置１２は、溶接準備情報に必要な情報が揃っている（Ｙｅｓ）と、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２にて、溶接実績自動採取装置１２は、溶接機制御装置２３に対して接続信号を送信する。ステップＳ２３にて、溶接機制御装置２３は、接続信号を受信することで通信状態の確認を行う。すると、ステップＳ２４にて、溶接実績自動採取装置１２は、計測準備完了となる。そして、ステップＳ２５にて、溶接機制御装置２３は、溶接機２１を作動して溶接を開始する。ステップＳ２６にて、溶接機制御装置２３は、溶接実績自動採取装置１２との通信状態が良好かどうかを確認する。ここで、溶接機制御装置２３と溶接実績自動採取装置１２との通信状態が良好でない（Ｎｏ）とき、溶接機制御装置２３は、ステップＳ２７にて、溶接を停止し、ステップＳ２３に戻る。一方、溶接機制御装置２３と溶接実績自動採取装置１２との通信状態が良好である（Ｙｅｓ）と、ステップＳ２８にて、溶接機制御装置２３は、溶接管理情報を溶接実績自動採取装置１２に送信する。ステップＳ２９では、溶接作業の終了を確認する。すなわち、所定の溶接作業が終了するまで、溶接機制御装置２３と溶接実績自動採取装置１２との通信状態が良好かどうかを確認している。

ステップＳ３１にて、計測器１１は、溶接電源情報としての溶接電流値と溶接電圧値を予め設定された所定周期で計測し、溶接実績自動採取装置１２に出力する。ステップＳ３２にて、溶接実績自動採取装置１２は、溶接電圧値Ｖが０Ｖを超えたかどうかを判定する。ここで、溶接電圧値Ｖが０Ｖを超えていないと判定（Ｎｏ）されると、溶接電圧値Ｖが０Ｖを超えるまで待機する。一方、溶接電圧値Ｖが０Ｖを超えたと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３３にて、溶接実績自動採取装置１２は、処理を開始する。すなわち、溶接実績自動採取装置１２は、計測器１１が計測した溶接電圧値と溶接電流値を取得する。

その後、ステップＳ２９にて、溶接作業の終了が確認されると、ステップＳ３０にて、溶接作業を停止し、計測器１１が計測した溶接電圧値と溶接電流値が低下する。ステップＳ３４にて、溶接実績自動採取装置１２は、溶接電圧値Ｖが０Ｖになったかどうかを判定する。ここで、溶接電圧値Ｖが０Ｖより大きいと判定（Ｎｏ）されると、溶接電圧値Ｖが０Ｖになるまで待機する。一方、溶接電圧値Ｖが０Ｖになったと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３５にて、溶接実績自動採取装置１２は、処理を終了する。ステップＳ３６にて、溶接実績自動採取装置１２は、溶接時間が予め設定された所定時間（例えば、５秒）以上であるかどうかを判定する。ここで、溶接時間が所定時間以上でないと判定（Ｎｏ）されると、溶接実績自動採取装置１２は、取得した溶接電圧値および溶接電流値を記録せずに終了する。一方、溶接時間が所定時間以上であると判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３７にて、溶接実績自動採取装置１２は、取得した溶接電圧値および溶接電流値を溶接管理装置３１に送信する。ステップＳ３８にて、溶接管理装置３１は、全ての溶接電圧値および溶接電流値を取り込み、データを平均化処理し、ステップＳ３９にて、溶接実績情報として溶接実績自動採取装置１２に送信する。また、ステップＳ４０にて、溶接管理装置３１は、平均化処理した溶接実績情報を記録部３４に記録する。溶接実績自動採取装置１２は、ステップＳ４１にて、溶接準備情報と溶接実績情報とを関連付けた関連情報を出力部１４のディスプレイに表示し、ステップＳ４２にて、この関連情報を出力する。

ここで、複数の溶接データＤ１を平均化処理して溶接データＤ２を求める方法について説明する。図４に示すように、時間ｔ１にて、溶接が開始されると、電圧値が上昇し、時間ｔ２で一定となる。このとき、溶接開始（電圧値が０Ｖを超えて）から第１所定時間（例えば、５秒）Ｔ１が経過した後、計測器１１が計測した溶接データに基づいて溶接実績を取得する。そして、時間ｔ３にて、溶接を終了すると、電圧値が下降し、時間ｔ４で０Ｖとなる。第１所定時間から第２所定時間（最大１２０秒）を経過するまでに計測器１１が計測した溶接データに基づいて溶接実績を取得する。つまり、電圧値が０Ｖになってから第３所定時間（例えば、５秒）Ｔ３だけ遡った時間である。

［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係る溶接実績自動採取方法は、溶接実績自動採取装置１２に溶接電源情報を計測可能な計測器１１を接続する工程と、溶接実績自動採取装置１２に溶接管理システム３０から溶接準備情報を取り込む工程と、溶接実績自動採取装置１２に溶接電源情報を取り込む工程と、溶接電源情報に基づいて溶接実績自動採取装置１２に計測器１１から溶接実績情報を取得する工程と、溶接準備情報と溶接実績情報とを関連付ける工程とを有する。

第１の態様に係る溶接実績自動採取方法は、溶接電源情報に基づいて溶接実績情報を取得し、溶接準備情報と溶接実績情報とを関連付ける。そのため、１人の作業者が複数の溶接機２１による溶接状態を、溶接準備情報と溶接実績情報が関連付けられた情報として取得することができ、１人の作業者に対して複数台の溶接機２１を割り当てることができる。その結果、作業工数を低減することで作業効率の向上を図ることができる。

第２の態様に係る溶接実績自動採取方法は、溶接実績自動採取装置１２と計測器１１の接続状態が確認されると、計測器１１が計測した溶接電源情報の取得を開始する。これにより、計測器１１により高精度な溶接実績情報を取得することができる。

第３の態様に係る溶接実績自動採取方法は、溶接電圧値が０Ｖを超えてから予め設定された第１所定時間が経過した後に計測器１１が計測した溶接電源情報に基づいて溶接実績情報を取得する。これにより、溶接電圧値が上昇して第１所定時間が経過すると、溶接電圧値が安定することから、適正な溶接作業が実施されることとなり、高精度な溶接実績情報に基づいて溶接実績を取得することができる。

第４の態様に係る溶接実績自動採取方法は、溶接電圧値が０Ｖになると計測器１１による溶接実績情報の計測を停止する。これにより、溶接作業の終了時と同時に計測器１１による溶接実績情報の計測を停止することができる。

第５の態様に係る溶接実績自動採取方法は、第１所定時間から予め設定された第２所定時間までに計測器１１が計測した溶接電源情報に基づいて溶接実績情報を取得する。これにより、安定した溶接作業が実施されている状態で、計測器１１が計測した溶接電源情報に基づいて溶接実績を取得することから、高精度な溶接実績情報を取得することができる。

第６の態様に係る溶接実績自動採取方法は、関連付けられた溶接準備情報と溶接実績情報との関連情報を表示する工程を有する。これにより、作業者は、表示された溶接準備情報と溶接実績情報との関連情報を見ることで、溶接作業の結果を容易に把握することができる。

第７の態様に係る溶接実績自動採取方法は、計測器１１が計測した複数の溶接電源情報の平均値を溶接実績情報として取得する。これにより、適正な溶接実績情報を取得することができる。

第８の態様に係る溶接実績自動採取方法は、計測器１１が計測した複数の溶接電源情報を溶接管理システム３０に送信し、溶接管理システム３０が複数の溶接電源情報の平均値を算出し、溶接管理システム３０が算出した平均値を溶接実績情報として取得する。これにより、複数の溶接電源情報の平均値を溶接実績自動採取システム１０だけでなく、溶接管理システム３０も記録することとなり、今後の溶接作業に対して記録した溶接実績情報を活用することができる。

第９の態様に係る溶接実績自動採取方法は、計測器１１が計測した溶接電源情報が予め設定された適正範囲にないとき、溶接を停止する。これにより、例えば、溶接電源情報としての溶接電圧値や溶接電流値が適正範囲にないと、溶接作業が適正に実施されていないと判定し、溶接を停止するため、溶接不良の発生を抑制すことができる。

第１０の態様に係る溶接実績自動採取システムは、溶接電源情報を計測可能な計測器１１と、溶接電源情報に基づいて溶接実績情報を取得する溶接実績自動採取装置１２と、溶接管理装置３１から取り込んだ溶接準備情報と溶接実績情報とを関連付けた関連情報を記録する記録部１５とを備える。そのため、１人の作業者が複数の溶接機２１による溶接状態を、溶接準備情報と溶接実績情報が関連付けられた情報として取得することができ、１人の作業者に対して複数台の溶接機２１を割り当てることができる。その結果、作業工数を低減することで作業効率の向上を図ることができる。

第１０の態様に係る溶接実績自動採取システムは、関連付けられた溶接準備情報と溶接実績情報との関連情報を出力する出力部１４を有する。これにより、作業者は、出力部１４から出力された溶接準備情報と溶接実績情報との関連情報を見ることで、溶接作業の結果を容易に把握することができる。

なお、上述した実施形態では、溶接機制御装置２３と溶接実績自動採取システム１０と溶接管理システム３０との情報のやり取りは、無線通信に限定されるものではなく、有線通信であってもよい。

１０溶接実績自動採取システム
１１計測器
１２溶接実績自動採取装置
１３入力部
１４出力部
１５記録部
２１溶接機
２２電源部
２３溶接機制御装置
３０溶接管理システム
３１溶接管理装置
３２入力部
３３出力部
３４記録部

Claims

溶接実績自動採取装置に溶接電源情報を計測可能な計測器を接続する工程と、
前記溶接実績自動採取装置に溶接管理装置から溶接準備情報を取り込む工程と、
前記溶接実績自動採取装置に前記溶接電源情報を取り込む工程と、
前記溶接電源情報に基づいて前記溶接実績自動採取装置に前記計測器から溶接実績情報を取得する工程と、
前記溶接準備情報と前記溶接実績情報とを関連付ける工程と、
を有し、
溶接電圧値が０Ｖを超えてから予め設定された第１所定時間が経過した後に前記計測器が計測した前記溶接電源情報に基づいて前記溶接実績情報を取得し、
溶接電圧値が０Ｖになると前記計測器による前記溶接電源情報の計測を停止する、
溶接実績自動採取方法。
前記溶接実績自動採取装置と前記計測器との接続状態が確認されると、前記計測器が計測した溶接電源情報の取得を開始する請求項１に記載の溶接実績自動採取方法。
前記第１所定時間から予め設定された第２所定時間までに前記計測器が計測した前記溶接電源情報に基づいて前記溶接実績情報を取得する請求項１または請求項２に記載の溶接実績自動採取方法。
関連付けられた前記溶接準備情報と前記溶接実績情報との関連情報を表示する工程を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の溶接実績自動採取方法。
前記計測器が計測した複数の前記溶接電源情報の平均値を前記溶接実績情報として取得する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の溶接実績自動採取方法。
前記計測器が計測した複数の前記溶接電源情報を前記溶接管理装置に送信し、前記溶接管理装置が複数の前記溶接電源情報の平均値を算出し、前記溶接管理装置が算出した前記平均値を前記溶接実績情報として取得する請求項５に記載の溶接実績自動採取方法。
前記計測器が計測した前記溶接電源情報が予め設定された適正範囲にないとき、溶接を停止する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の溶接実績自動採取方法。
溶接電源情報を計測可能な計測器と、
前記溶接電源情報に基づいて溶接実績情報を取得する溶接実績自動採取装置と、
溶接管理装置から取り込んだ溶接準備情報と前記溶接実績情報とを関連付けた関連情報を記録する記録部と、
を備え、
前記溶接実績自動採取装置は、溶接電圧値が０Ｖを超えてから予め設定された第１所定時間が経過した後に前記計測器が計測した前記溶接電源情報に基づいて前記溶接実績情報を取得し、溶接電圧値が０Ｖになると前記計測器による前記溶接電源情報の計測を停止する、
溶接実績自動採取システム。
関連付けられた前記溶接準備情報と前記溶接実績情報との関連情報を出力する出力部を有する請求項８に記載の溶接実績自動採取システム。