JP7308086B2 - ELECTRODE STATE DETERMINATION DEVICE, ELECTRODE STATE DETERMINATION METHOD, AND WELDING TIP - Google Patents
ELECTRODE STATE DETERMINATION DEVICE, ELECTRODE STATE DETERMINATION METHOD, AND WELDING TIP Download PDFInfo
- Publication number
- JP7308086B2 JP7308086B2 JP2019123153A JP2019123153A JP7308086B2 JP 7308086 B2 JP7308086 B2 JP 7308086B2 JP 2019123153 A JP2019123153 A JP 2019123153A JP 2019123153 A JP2019123153 A JP 2019123153A JP 7308086 B2 JP7308086 B2 JP 7308086B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- state
- mark
- electrode
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Description
本発明は、溶接機に用いられる溶接電極の状態を判定する電極状態判定装置及び電極状態判定方法、及び溶接機に用いられる溶接チップに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrode state determination device and an electrode state determination method for determining the state of a welding electrode used in a welding machine, and a welding tip used in the welding machine.
特開２００９－１０７０２４号公報には、溶接対象となる部材の溶接領域を監視するための装置が開示されている。具体的に、特開２００９－１０７０２４号公報には、この装置が、溶接領域を撮像（再生）するための手段と、撮像手段（再生手段）の中または前方に設けられた少なくとも１つのフィルタと、紫外線放射可能な溶接領域を照明するための手段とを備え、フィルタが、ほぼ紫外線波長範囲内の波長をフィルタリングすることに適したバンドパスフィルタから成ることが、記載されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2009-107024 discloses a device for monitoring a welding area of a member to be welded. Specifically, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-107024 discloses that this apparatus includes means for imaging (reproducing) the welding area and at least one filter provided in or in front of the imaging means (reproducing means). and means for illuminating the UV-radiatable welding area, wherein the filter comprises a bandpass filter suitable for filtering wavelengths approximately within the UV wavelength range.
溶接機に用いられる溶接電極を構成する部品（例えば、溶接チップ及びシャンク）は、テーパー嵌合によって接続される、いわゆる「嵌め合い部品」であるのが一般的である。このため、加圧／通電作業又は溶接チップの研磨作業などによって、これらの部品が溶接機本体から抜け落ちてしまう恐れがあった。 Parts (for example, a welding tip and a shank) that make up a welding electrode used in a welding machine are generally so-called "mating parts" that are connected by taper fitting. For this reason, there is a risk that these parts may fall off from the welding machine main body during pressurization/energization work or welding tip polishing work.
特開２００９－１０７０２４号公報に開示された装置は、溶接対象となる部材の溶接領域を監視するが、溶接機が備える溶接電極の状態を監視していない。そのため、溶接電極の抜けの予兆を検出することができない。 The device disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-107024 monitors the welding area of the member to be welded, but does not monitor the state of the welding electrode provided in the welder. Therefore, it is not possible to detect a sign that the welding electrode is coming off.
本発明は、上記のような事情に鑑み、溶接電極の抜けの予兆を検出することができる電極状態判定装置及び電極状態判定方法、及び抜けの予兆を検出可能な溶接チップを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the circumstances described above, it is an object of the present invention to provide an electrode state determination device and an electrode state determination method capable of detecting a sign of welding electrode disconnection, and a welding tip capable of detecting a sign of disconnection. and
上述の課題を解決するため、本発明の一態様に係る電極状態判定装置は、溶接機に用いられる溶接電極を撮影して溶接電極の画像を取得する撮像部と、溶接電極の画像から、溶接電極の表面に付されたマークを認識するマーク認識部と、画像上のマークに基づいて、溶接電極の状態を検出する状態検出部と、溶接電極の状態を判定する状態判定部とを備える。 In order to solve the above-described problems, an electrode condition determination apparatus according to an aspect of the present invention includes an imaging unit that captures an image of a welding electrode used in a welding machine and obtains an image of the welding electrode; It comprises a mark recognition section for recognizing a mark provided on the surface of the electrode, a state detection section for detecting the state of the welding electrode based on the mark on the image, and a state determination section for determining the state of the welding electrode.
本発明の他の態様に係る溶接チップは、溶接機に用いられる、溶接電極の先端部分を成す溶接チップである。溶接チップは、被溶接材料を加圧する加圧方向における溶接チップの被溶接材料側に位置し、その表面が研磨される先端部と、加圧方向における溶接チップの被溶接材料の逆側に位置し、その表面が研磨されない基盤部とを備える。基盤部の表面には、撮像部で撮像した画像から認識することができる第１のマークが付されている。 A welding tip according to another aspect of the present invention is a welding tip that is used in a welding machine and forms a tip portion of a welding electrode. The welding tip is positioned on the material to be welded side of the welding tip in the pressurizing direction for pressurizing the material to be welded, and is positioned on the opposite side of the welding tip to the material to be welded in the pressurizing direction from the front end portion whose surface is polished. and a base portion, the surface of which is not polished. A first mark that can be recognized from the image captured by the imaging unit is attached to the surface of the base unit.
本発明によれば、溶接電極の抜けの予兆を検出する電極状態判定装置及び電極状態判定方法、及び抜けの予兆を検出可能な溶接チップを提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide an electrode state determination device and an electrode state determination method for detecting a sign of detachment of a welding electrode, and a welding tip capable of detecting a sign of detachment.
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。説明において、同一のものには同一符号を付して重複説明を省略する。 Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the explanation, the same reference numerals are given to the same parts, and redundant explanations are omitted.
（第１実施形態）
（溶接装置）
第１～第３の実施形態に係わる電極状態判定装置を説明する前に、電極状態判定装置による判定の対象となる溶接電極を備える溶接機の構成の一例について説明する。
(First embodiment)
(welding equipment)
Before describing the electrode state determination devices according to the first to third embodiments, an example of the configuration of a welder having a welding electrode to be determined by the electrode state determination device will be described.
図１に示すように、溶接機は溶接ガン部２９を備える。溶接ガン部２９は、例えば２枚以上の鉄板、アルミニウム板等の板金からなる被溶接材料（母体及びワークを含む）Ｗを一対の溶接電極（１０、２０、３１）で加圧方向Ｆに加圧して電流を流し、被溶接材料（以後、「ワーク」と呼ぶ）Ｗの内部で金属が熔解して凝固することでワークＷを溶接する。つまり、溶接機は、溶接したい２枚以上のワークＷに直接、例えば交流電流を流し、材料の抵抗およびワークＷ同士の接触面の集中抵抗によるジュール熱を発生させ、ワークＷを熔解させ、熔解と同時に加圧することによってワークＷを接合する。実施形態では、抵抗スポット溶接の一例として、溶接電極（１０、２０、３１）の各々の加圧方向Ｆが対向するダイレクトスポット溶接を例に挙げて説明するが、溶接電極（１０、２０、３１）の各々の加圧方向Ｆが対向しないインダイレクトスポット溶接及びシリーズスポット溶接にも適用することができる。
As shown in FIG. 1, the welder includes a
溶接電極３１は、ホルダー部３２の一端に機械的に接続され、ホルダー部３２の他端は固定アーム３３の一端に機械的に接続されている。固定アーム３３の他端は溶接機本体に固定されている。このように、溶接電極３１は、ホルダー部３２及び固定アーム３３を介して、溶接機本体に固定されている固定電極である。
Welding
一方、対の一方側の溶接電極（１０、２０）は、ホルダー部３０を介して、加圧用のシリンダ３４の可動部に機械的に接続され、シリンダ３４は溶接機本体に固定されている。シリンダ３４の可動部が動くことにより、溶接電極（１０、２０）は加圧方向Ｆに移動する。溶接電極（１０、２０）は、溶接機本体に対して加圧方向Ｆに移動可能な可動電極である。
On the other hand, the welding electrodes (10, 20) on one side of the pair are mechanically connected via a
互いに向かい合う一対の溶接電極（１０、２０、３１）の間にワークＷを配置し、シリンダ３４を駆動させることにより、一対の溶接電極（１０、２０、３１）は、加圧方向ＦにワークＷを挟み、さらにワークＷを加圧することができる。通電時に供給される大電力は、溶接トランス３５を介して供給される。
By placing the work W between a pair of welding electrodes (10, 20, 31) facing each other and driving the
図２に示すように、ワークＷに対して一方側（上側）に配置された可動電極（１０、２０）は、溶接チップ１０と、溶接チップ１０に機械的かつ電気的に接続されるシャンク２０とを備える。溶接チップ１０は、加圧方向Ｆにおける溶接電極（１０、２０）の先端部分を成し、加圧時及び通電時においてワークＷに接する部分である。シャンク２０の一端には、溶接チップ１０が嵌められる。一端に対向するシャンク２０の他端には、図１に示す溶接機のホルダー部３０に嵌められる。
As shown in FIG. 2, the movable electrodes (10, 20) arranged on one side (upper side) of the workpiece W include a
一方、ワークＷに対して他方側（下側）に配置された固定電極３１は、溶接チップのみから構成される。固定電極３１は、図１に示す溶接機のホルダー部３２に嵌められる。図１及び図２に示す１対の溶接電極（１０、２０、３１）の構成は一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、上下双方ともに、溶接チップとシャンクとを組み合わせてもよいし、溶接チップのみで構成してもよい。ここで、可動電極（１０、２０）及び固定電極３１の双方ともに、それらの内部には、冷却水を流すための流路が形成されている。冷却水は通電時に発生する熱を吸収し、ナゲットの凝固を促進させる。これにより、溶接電極（１０、２０、３１）の抜けの要因となるワークＷへの溶着を抑制することができる。
On the other hand, the fixed
溶接電極を成す部品（溶接チップ１０、３１及びシャンク２０）は、テーパー嵌合によって接続される、いわゆる「嵌め合い部品」である。溶接電極を成す部品の材料は、特に限定はせず、例えば、クロム銅、クロムジルコニウム銅など、既知の材料を用いることができる。
The parts forming the welding electrode (
図３Ａを参照して、溶接チップ１０の詳細な構成を説明する。溶接チップ１０は、加圧方向Ｆにおける溶接電極のワークＷ側に位置し、その表面が研磨される先端部１１と、加圧方向Ｆにおける溶接チップ１０のワークＷの逆側、即ちシャンク２０側に位置し、その表面が研磨されない基盤部１２とを備える。先端部１１の形状は、ワークＷの形状などに応じて様々なタイプがあるが、ここでは、先端部１１は半球型の外形を有している。基盤部１２は、先端部１１と一体を成し、先端部１１の半球型形状に連続する円柱状の外形を有している。すなわち、先端部１１及び基盤部１２は同じ直径を有している。基盤部１２の形状も、ワークＷの形状に応じて様々なタイプがあり、ここではその一例を示す。図３Ａには示さないが、基盤部１２の底部にはテーパー状の穴が形成され、基盤部１２の底部は、後述するシャンク２０のテーパー状のチップ側シャフト部２１とテーパー嵌合によって接続される。
A detailed configuration of the
基盤部１２の表面には、撮像部４５で撮像した画像から認識することができる第１のマークＭ１が付されている。第１のマークＭ１は、画像上で認識されることにより、溶接チップ１０の位置、角度、回転及び変形の有無などの溶接チップ１０の状態を示すことができる。第１のマークＭ１を基盤部１２の表面に付す方法は、特に問わず、印刷、刻印などの既知の方法を用いることができる。
A first mark M1 that can be recognized from the image captured by the
第１のマークＭ１には、様々なものが含まれるが、ここではその一例を、図３Ａに示す。第１のマークＭ１は、加圧方向Ｆに垂直な方向に延びる２本の線分（Ｈ１、Ｈ２）と、加圧方向Ｆに平行な方向に延びる６本の線分（Ｌ１～Ｌ６）とを有する。線分の数は限定されず、１又は２以上であってもよい。加圧方向Ｆに平行な方向に延びる６本の線分（Ｌ１～Ｌ６）は、図３Ａに示すように、溶接チップ１０の中心軸（Ｏ）周りに６０度（α１）の等間隔で配置されている。６本の線分（Ｌ１～Ｌ６）は、加圧方向Ｆにおけるシャンク２０側に位置し、各線分（Ｌ１～Ｌ６）の一端付近には数字が付されているので、画像上において互いに識別可能である。
Various things are included in the first mark M1, and one example thereof is shown in FIG. 3A. The first mark M1 consists of two line segments (H1, H2) extending in a direction perpendicular to the pressing direction F and six line segments (L1 to L6) extending in a direction parallel to the pressing direction F. have The number of line segments is not limited and may be 1 or 2 or more. Six line segments (L1 to L6) extending in a direction parallel to the pressing direction F are arranged at equal intervals of 60 degrees (α1) around the central axis (O) of the
２本の線分（Ｈ１、Ｈ２）は６本の線分（Ｌ１～Ｌ６）と交差し、基盤部１２の外周全体に付されている。２本の線分（Ｈ１、Ｈ２）は、加圧方向Ｆにおけるシャンク２０側に位置している。よって、２本の線分（Ｈ１、Ｈ２）及び６本の線分（Ｌ１～Ｌ６）からなる第１のマークＭ１の加圧方向Ｆの中心は、加圧方向Ｆにおける基盤部１２の中心よりもワークＷの逆側に位置していることになる。
Two line segments (H1, H2) intersect with six line segments (L1 to L6) and are attached to the entire outer periphery of the
図３Ｂを参照して、シャンク２０の詳細な構成を説明する。シャンク２０は、チップ側シャフト部２１と、中央部２２と、ホルダー側シャフト部２３とを備える。
A detailed configuration of the
チップ側シャフト部２１は、加圧方向ＦにおけるワークＷ側に位置し、側面がテーパー状に加工されている。チップ側シャフト部２１は、溶接チップ１０の底部に形成されたテーパー状の穴に挿入され、溶接チップ１０はテーパー嵌合によってシャンク２０に固定される。これにより、溶接チップ１０はシャンク２０に機械的及び電気的に接続される。溶接チップ１０がシャンク２０に固定された状態において、チップ側シャフト部２１は、溶接チップ１０により覆われるため、外部からは視認できない。
The tip-
中央部２２は、加圧方向Ｆとは逆方向にチップ側シャフト部２１に隣接し、直径が一定の円柱状の形状を有している。溶接チップ１０がシャンク２０に固定された状態において、中央部２２の側面は、外部から視認可能である。
The
ホルダー側シャフト部２３は、加圧方向Ｆとは逆方向に中央部２２に隣接し、側面がテーパー状に加工されている。ホルダー側シャフト部２３は、ホルダー部３０（図１参照）の底部に形成されたテーパー状の穴に挿入され、シャンク２０はテーパー嵌合によってホルダー部３０に固定される。シャンク２０がホルダー部３０に固定された状態において、ホルダー側シャフト部２３は、ホルダー部３０により覆われるため、外部からは視認できない。ここで、チップ側シャフト部２１、中央部２２、ホルダー側シャフト部２３は一体を成す１つの部品（シャンク２０）である。
The holder-
中央部２２の側面には、撮像部で撮像した画像から認識することができる第２のマークＭ２が付されている。第２のマークＭ２は、画像上で認識されることにより、シャンク２０の位置、角度、回転及び変形の有無などのシャンク２０の状態を示すことができる。第２のマークＭ２の付す方法は、特に問わず、印刷、刻印などの既知の方法を用いることができる。
A side surface of the
第２のマークＭ２には、様々なものが含まれるが、ここではその一例を、図３Ｂに示す。第２のマークＭ２は、加圧方向Ｆに垂直な方向に延びる１本の線分（Ｈ３）と、加圧方向Ｆに平行な方向に延びる６本の線分（Ｌ７～Ｌ１２）とを有する。線分の数は限定されず、１又は２以上であってもよい。加圧方向Ｆに平行な方向に延びる６本の線分（Ｌ７～Ｌ１２）は、第１のマークの線分（Ｈ１～Ｈ６）と同様にして、シャンク２０の中心軸（Ｏ）周りに６０度（α１）の等間隔で配置されている。６本の線分（Ｌ７～Ｌ１２）は、加圧方向Ｆにおける溶接チップ１０側に位置し、各線分（Ｌ７～Ｌ１２）の一端付近には数字が付されているので、画像上において互いに識別可能である。
Various types of second marks M2 are included, and one example is shown in FIG. 3B. The second mark M2 has one line segment (H3) extending in a direction perpendicular to the pressing direction F and six line segments (L7 to L12) extending in a direction parallel to the pressing direction F. . The number of line segments is not limited and may be 1 or 2 or more. Six line segments (L7 to L12) extending in a direction parallel to the pressurizing direction F extend 60 degrees around the central axis (O) of the
１本の線分（Ｈ３）は６本の線分（Ｌ７～Ｌ１２）と交差し、中央部２２の外周全体に付されている。１本の線分（Ｈ３）は、加圧方向Ｆにおける溶接チップ１０側に位置している。よって、１本の線分（Ｈ３）及び６本の線分（Ｌ７～Ｌ１２）からなる第２のマークＭ２の加圧方向Ｆの中心は、加圧方向Ｆにおける中央部２２の中心よりも溶接チップ１０側に位置していることになる。
One line segment (H3) crosses six line segments (L7 to L12) and is attached to the entire outer periphery of the
次に、図４Ａ～図４Ｄを参照して、シャンク２０に対して溶接チップ１０が取り得る様々な状態の例を説明する。
4A-4D, examples of various states that the
図４Ａは、シャンク２０に対して溶接チップ１０が正常な位置に取り付けられている状態（基準状態）を示す。基準状態において、例えば、第１のマークＭ１は、第２のマークＭ２に対して、（１）～（３）に示す一定の条件を満たしている。
（１）溶接チップ１０側の線分Ｈ１又はＨ２とシャンク２０側の線分Ｈ３とは平行である。
（２）溶接チップ１０側の線分Ｈ１又はＨ２からシャンク２０側の線分Ｈ３までの距離は予め定めた一定の範囲内である。ここで、「一定の範囲」は、溶接チップ１０及びシャンク２０の加工精度により定まる設計的な事項である。
（３）溶接チップ１０側の６つの線分（Ｌ１～Ｌ６）の各々は、シャンク２０側の６つの線分（Ｌ７～Ｌ１２）と同一直線上に位置している。
FIG. 4A shows a state (reference state) in which
(1) The line segment H1 or H2 on the
(2) The distance from the line segment H1 or H2 on the
(3) Each of the six line segments (L1 to L6) on the
この基準状態に基づいて、溶接チップ１０の抜けの予兆となる、図４Ｂ～図４Ｄに示すような様々な異常な状態を第１のマーク及び第２のマークから判断することができる。 Based on this reference condition, it is possible to determine from the first and second marks various abnormal conditions, such as those shown in FIGS.
例えば、図４Ｂは、シャンク２０に対する溶接チップ１０の回転角度が基準値（例えば、０．１°）よりも大きい状態（回転状態）を示す。シャンク２０に対する溶接チップ１０の回転角度は、線分（Ｌ１～Ｌ６）と６つの線分（Ｌ７～Ｌ１２）との周方向の位置ずれ量と溶接電極（１０、２０）の外径とから、算出することができる。
For example, FIG. 4B shows a state (rotation state) in which the rotation angle of
図４Ｃは、シャンク２０の中心軸に対して溶接チップ１０の中心軸が成す傾斜角が基準値（例えば、０．１°）よりも大きい状態（傾斜状態）を示す。シャンク２０の中心軸に対して溶接チップ１０の中心軸が成す傾斜角は、例えば、線分Ｈ１又はＨ２と線分Ｈ３とが成す角度から、算出することができる。あるいは、６つの線分（Ｌ１～Ｌ６）の各々に対する６つの線分（Ｌ７～Ｌ１２）が成す角度から前述した傾斜角を算出することもできる。
FIG. 4C shows a state (tilt state) in which the tilt angle formed by the center axis of
図４Ｄは、シャンク２０から溶接チップ１０までの加圧方向Ｆの距離が基準値（例えば、０．５ｍｍ）以上に大きい状態（浮き上がり状態）を示す。シャンク２０から溶接チップ１０までの加圧方向Ｆの距離は、溶接チップ１０側の線分Ｈ１又はＨ２からシャンク２０側の線分Ｈ３までの距離から、算出することができる。
FIG. 4D shows a state (floating state) in which the distance in the pressure direction F from the
その他の異常な状態として、溶接チップ１０の一部分が変形した状態（変形状態）、溶接チップ１０の表面の一部分が、通電時に発生する金属酸化膜などで汚れた状態（汚染状態）などが例示される。変形状態も、第１のマーク及び第２のマークから判断することができる。汚染状態については、例えば、先端部１１の表面の色の要素（彩度、明度、色相）から、定量的な判断が可能である。
Other abnormal states include a state in which the
電極状態判定装置は、溶接電極２７の状態として、シャンク２０に対する溶接チップ１０の回転角度、シャンク２０の中心軸に対して溶接チップ１０の中心軸が成す傾斜角、及びシャンク２０から溶接チップ１０までの加圧方向Ｆの距離を算出する。そして、基準状態（図４Ａ）における回転角度、傾斜角、及び距離と比較することにより、溶接チップ１０の抜けの予兆となる、図４Ｂ～図４Ｄに示すような様々な異常な状態を判定することができる。
As the state of the
なお、基準状態（図４Ａ）における回転角度、傾斜角、及び距離は、一定の値であるので、あらかじめ回転角度、傾斜角、及び距離を測定し、測定データを後述する記憶装置４７に記憶させておくことができる。
Since the rotation angle, tilt angle, and distance in the reference state (FIG. 4A) are constant values, the rotation angle, tilt angle, and distance are measured in advance, and the measured data are stored in the
また、図４Ｂ～図４Ｄに示した複数の異常な状態が同時に発生した場合であっても、一定の関係（１）、（２）及び（３）からのずれ量に基づいて、回転状態、傾斜状態、及び浮き上がり状態を組み合わせて判定することができる。もちろん、これらに、さらに変形状態及び汚染状態を組み合わせて判定することもできる。 Further, even when a plurality of abnormal states shown in FIGS. 4B to 4D occur at the same time, the rotation state, Determination can be made by combining the tilted state and the floating state. Of course, determination can be made by combining these with the deformation state and the contamination state.
（電極状態判定装置）
次に、図５を参照して、実施形態に係わる電極状態判定装置及びその周辺装置の構成を説明する。電極状態判定装置４１は、図１～図４Ｄを参照して説明した溶接機２８に用いられる溶接電極２７の状態を判定する装置である。電極状態判定装置４１は、撮像部４５と、コントローラ４４と、記憶装置４７と、通信部４８とを備える。
(Electrode state determination device)
Next, with reference to FIG. 5, the configuration of the electrode condition determination device and its peripheral devices according to the embodiment will be described. The electrode
撮像部４５は、溶接機２８が備える一対の溶接電極（１０、２０、３１）の少なくとも一方（以後、「溶接電極２７」と呼ぶ）を撮影して溶接電極２７の画像を取得する。撮像部４５は、受光した光をデジタルデータに変換するデジタルカメラである。撮像部４５は溶接機２８又は溶接ガン部２９に固定することができる。これにより、画像上の一定の位置に溶接電極２７を撮影することができるので、後述する、画像からマークを認識する処理を高速化又は簡略化することができる。例えば、図１の固定アーム３３又は溶接トランス３５上に撮像部４５を取り付けることができる。もちろん、撮像部４５は、溶接機２８又は溶接ガン部２９に固定していなくてもよい。撮像部４５の台数は特に問わず、１台又は２台以上である。複数台の撮像部４５を備える場合、溶接電極２７の周囲を広い範囲で撮影できるので、溶接電極２７の状態をより詳細に検出することができる。撮像部４５により取得された画像データは、コントローラ４４へ転送される。
The
コントローラ４４は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータをコントローラ４４として機能させるためのコンピュータプログラム（電極状態判定プログラム）を、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、マイクロコンピュータは、コントローラ４４が備える複数の具体的な情報処理部として機能させることができる。ここでは、ソフトウェアによってコントローラ４４を実現する例を示すが、もちろん、各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、コントローラ４４を構成することも可能である。専用のハードウェアには、実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置を含む。また、実施形態では、コントローラ４４と溶接ガン制御部４９とを異なる部材として説明するが、１つの部材として構成してもよい。
The
コントローラ４４は、複数の具体的な情報処理部として、マーク認識部５１と、状態検出部５２と、状態判定部５３と、判定結果出力部５４とを備える。
The
マーク認識部５１は、撮像部４５により取得された溶接電極２７の画像データから、溶接電極２７の表面に付されたマークを認識する。ここでは「溶接電極２７」として、溶接チップ１０及びシャンク２０を備える溶接電極（可動電極）を例に挙げて説明するが、溶接電極３１（固定電極）にも適用できる。「溶接電極２７の表面に付されたマーク」には、溶接チップ１０上に付された第１のマークＭ１と、シャンク２０上に付された第２のマークＭ２と、が含まれる。
The
マーク認識部５１は、既知のパターンマッチング処理（パターン照合処理）によりマークを認識することができる。具体的に、記憶装置４７には、あらかじめ、第１のマークＭ１の形状及び第２のマークＭ２の形状を示すデータが記憶されている。そして、マーク認識部５１は、第１のマークＭ１の形状及び第２のマークＭ２の形状を示すデータを記憶装置４７から読み出し、これらのデータを参照しながら、溶接電極２７の画像から同一又は類似な部分を抽出する。マーク認識部５１は、認識した第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２の画像上の位置（ピクセル位置）を示すデータを、記憶装置４７に記憶させる。
The
状態検出部５２は、画像上のマークに基づいて、溶接電極２７の状態を検出する。具体的には、画像上の第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２に基づいて、溶接電極２７の状態を検出する。第１実施形態では、状態検出部５２は、画像上の第１のマークＭ１と第２のマークＭ２の間の相対的な位置に基づいて、シャンク２０に対する溶接チップ１０の状態を数値化する。
例えば、状態検出部５２は、シャンク２０に対する溶接チップ１０の状態として、図４Ｂ～図４Ｄを用いて説明した、シャンク２０に対する溶接チップ１０の回転角度、シャンク２０の中心軸に対して溶接チップ１０の中心軸が成す傾斜角、及びシャンク２０から溶接チップ１０までの加圧方向Ｆの距離のうちの少なくとも１つを算出する。
For example, the
状態検出部５２は、図４Ｂに示すように、６つの線分（Ｌ１～Ｌ６）と６つの線分（Ｌ７～Ｌ１２）との周方向の位置ずれ量と溶接電極（１０、２０）の外径とから、シャンク２０に対する溶接チップ１０の回転角度を算出することができる。
As shown in FIG. 4B, the
状態検出部５２は、図４Ｃに示すように、線分Ｈ１又はＨ２と線分Ｈ３とが成す角度から、シャンク２０の中心軸に対して溶接チップ１０の中心軸が成す傾斜角を算出することができる。又は、状態検出部５２は、６つの線分（Ｌ１～Ｌ６）の各々に対する６つの線分（Ｌ７～Ｌ１２）が成す角度から前述した傾斜角を算出することもできる。
As shown in FIG. 4C, the
状態検出部５２は、図４Ｄに示すように、溶接チップ１０側の線分Ｈ１又はＨ２からシャンク２０側の線分Ｈ３までの距離から、シャンク２０から溶接チップ１０までの加圧方向Ｆの距離を算出することができる。例えば、状態検出部５２は、線分Ｈ１又はＨ２からシャンク２０側の線分Ｈ３までの距離を、シャンク２０から溶接チップ１０までの加圧方向Ｆの距離としてもよい。状態検出部５２は、認識した第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２から溶接チップ１０の変形量を算出することができる。さらには、溶接チップ１０の表面の汚染量として、溶接チップ１０の表面の色相、再度、明度を算出することができる。
As shown in FIG. 4D, the
状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された溶接電極２７の状態を判定する。具体的には、状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された溶接電極２７の状態が、溶接チップ１０の抜けの予兆となる、図４Ｂ～図４Ｄに示すような様々な異常な状態にあたるか否かを判定する。さらには、変形状態又は汚染状態であるか否かを判定する。
例えば、状態判定部５３は、状態検出部５２により数値化された溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を基準値（基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離）と比較することにより、溶接電極２７の状態を判定する。記憶装置４７には、あらかじめ、基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離を示すデータが記憶されている。さらに、記憶装置４７には、あらかじめ、状態検出部５２により数値化された溶接電極２７の状態と基準値との差に対する「しきい値」を示すデータが記憶されている。具体的に、状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された回転角度、傾斜角、及び距離から、基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離をそれぞれ減算して、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差を算出する。状態判定部５３は、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差の少なくともいずれか１つが、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び距離のしきい値を上回っていた場合、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「異常な状態」であると判定する。
For example, the
あるいは、状態判定部５３は、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差の各々を個別に判定してもよい。すなわち、状態判定部５３は、回転角度の差が、回転角度のしきい値を上回っている場合、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「回転状態」であると判定する。状態判定部５３は、傾斜角の差が、傾斜角のしきい値を上回っている場合、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「傾斜状態」であると判定する。状態判定部５３は、距離の差が、距離のしきい値を上回っていた場合、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「浮き上がり状態」であると判定する。
Alternatively, the
判定結果出力部５４は、状態判定部５３による判定結果に基づき、溶接機２８又は溶接機２８を保全する保全装置（４２、４３）の制御条件を変更する。例えば、判定結果出力部５４は、溶接機２８の制御条件の変更として、ワークＷを一対の溶接電極（１０、２０、３１）で加圧方向に加圧し且つ電流を流さない動作、すなわち「空打ち動作」を行うよう溶接機２８を制御する指令を出力する。当該指令を示す信号は、送信部４８を介して、溶接機２８の溶接ガン制御部４９に伝送される。溶接ガン制御部４９は、当該指令に従い、空打ち動作を行うよう溶接ガン部２９を制御する。ワークＷを一対の溶接電極（１０、２０、３１）で加圧方向Ｆに加圧することにより、異常な状態から基準状態へ、溶接チップ１０の状態を改善することができる。
The determination
判定結果出力部５４は、保全装置の一例である電極研磨装置４２の制御条件の変更として、研磨部５６の研磨バフを溶接チップ１０の先端部１１に押し当てる力の最大値、押し当てる力の増加率、研磨バフの回転速度を制御する。具体的に、判定結果出力部５４は、先端部１１に押し当てる力の最大値又は押し当てる力の増加率を小さくし、又は研磨バフの回転速度を遅くする。これにより、研磨部５６が溶接チップ１０を噛み込むこと、溶接チップ１０が回転すること、及び溶接チップ１０が変形することを抑制することができる。研磨部５６が溶接チップ１０を噛み込むことにより、研磨部５６が溶接チップ１０に固着してしまい、溶接チップ１０又はシャンク２０が抜け落ちる原因となる。
The determination
判定結果出力部５４は、保全装置の一例である電極交換装置４３の制御条件の変更として、シャンク２０から溶接チップ１０を取り外す作業と、新しい溶接チップをシャンク２０に取り付ける取り付け作業を、電極交換装置４３に指示することができる。溶接チップを交換することにより、異常な状態から基準状態へ、溶接チップ１０の状態を改善することができる。
The determination
判定結果出力部５４は、状態判定部５３による判定結果に基づき、溶接電極２７に異常があることを示す異常判定通知、又は溶接電極２７に異常がないことを示す正常判定通知を出力するように、出力装置４６を制御することができる。判定結果出力部５４は、異常判定通知及び正常判定通知に様々な付帯情報を含ませるように、出力装置４６を制御することができる。
The determination
記憶装置４７は、マイクロコンピュータをコントローラ４４として機能させるためのコンピュータプログラム（電極状態判定プログラム）、及び当該プログラムの実行途中で発生する様々なデータを一時的に記憶する。ここで、「様々なデータ」には、マーク認識部５１により抽出された第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２の画像上の位置、状態検出部５２により数値化された溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、距離）、回転角度の差、傾斜角の差、距離の差、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び距離のしきい値、状態判定部５３による判定結果、が含まれる。
The
出力装置４６は、例えば、溶接機２８の周囲で作業を行う作業者や作業監督者、保全員などの関係者が保持するスマートフォン、タブレット端末、ラップトップパソコンなどのモバイル端末であり、ディスプレイ又はスピーカ等の画像又は音声の出力手段、及び携帯電話通信網又は近距離無線通信によりコントローラ４４と通信を行う通信手段とを備える。
The
出力装置４６は、状態判定部５３による判定結果に基づき、溶接電極２７に異常があることを示す異常判定通知、又は溶接電極２７に異常がないことを示す正常判定通知を、溶接機２８の周囲で作業を行う作業者や作業監督者、保全員などの関係者に対して出力する。出力装置４６は、異常判定通知及び正常判定通知に、様々な付帯情報を含ませることができる。「様々な付帯情報」には、マーク認識部５１により抽出された第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２の画像上の位置、状態検出部５２により数値化された溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、距離）、回転角度の差、傾斜角の差、距離の差、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び距離のしきい値が含まれる。これにより、作業者や作業監督者、保全員などの溶接機２８の関係者は、異常判定通知及び正常判定通知及びそれに付帯する情報を容易に認識することができる。
The
通信部４８は、溶接ガン制御部４９、研磨制御部５０、及び電極交換装置４３との間で、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Bluetooth）（登録商標）の少なくとも１つの近距離無線通信規格に基づく無線通信を行う。あるいは、通信部４８と溶接ガン制御部４９、研磨制御部５０、及び電極交換装置４３との間をケーブル（例えば、ＵＳＢケーブル）で接続して通信を行っても構わない。
The
溶接機２８は、溶接ガン部２９と、溶接ガン制御部４９とを備える。溶接ガン制御部４９は、溶接ガン部２９の加圧動作及び通電動作を制御する。溶接ガン制御部４９は、コントローラ４４と同様に、汎用のマイクロコンピュータと専用のコンピュータプログラムの組み合わせ、又は専用のハードウェア（特定用途向け集積回路や従来型の回路部品）にて、実現可能である。
The
電極研磨装置４２は、研磨部５６と、研磨制御部５０とを備える。溶接機２８が溶接作業を繰り返し行うと、溶接チップ（１０、３１）は、その先端の形状が磨耗又は変形し、障害を引き起こす原因となる。即ち、磨耗又は変形した溶接チップ１０で溶接作業を行うと、ナゲットが拡大して溶接チップ１０の溶着が発生し、あるいは、接着不良が発生する場合がある。さらに、溶接機２８の消費電力が増加し、コスト増加の要因ともなる。よって、電極研磨装置４２は、通常４００～７００回打点毎に、溶接チップ（１０、３１）の先端部１１を研磨して原形に修正する。
The
研磨部５６は、溶接チップ１０の先端部１１を例えば研磨バフを用いて研磨する。研磨部５６は、研磨バフを先端部１１に押し当てた状態で回転させる。研磨制御部５０は、研磨部５６を制御する。具体的に、研磨制御部５０は、研磨バフを先端部１１に押し当てる力の強さ、研磨バフの回転速度、研磨時間、などを制御する。研磨制御部５０は、電極状態判定装置４１の通信部４８に接続され、通信部４８から送信される指令に従い、研磨部５６の動作を制御する。
The polishing
電極交換装置４３は、シャンク２０にテーパー嵌合されている溶接チップ１０を取り外す作業と、新しい溶接チップをシャンク２０に取り付ける取り付け作業とを行う装置である。取り外し作業を行う取り外し装置と、取り付け作業を行う取り付け装置とが別個独立していてもよい。電極交換装置４３は、電極状態判定装置４１の通信部４８に接続され、通信部４８から送信される指令に従い、溶接チップ１０の取り外し作業及び取り付け作業を実行することができる。
The
（電極状態判定方法）
図６Ａを参照して、図５に示す電極状態判定装置を用いた電極状態判定方法の一例を説明する。ステップＳ０１において、撮像部４５は、溶接機２８が特定作業を行った後に溶接電極２７の画像を取得する。具体的に、撮像部４５は、溶接チップ１０及びシャンク２０の画像を取得する。ここで、「特定作業」とは、溶接チップ１０の異常な状態（図４Ｂ～図４Ｄ）が発生する恐れのある作業であって、例えば、溶接作業（加圧作業及び通電作業）及びチップドレス作業（チップ研磨作業）が含まれる。あるいは、特定作業を所定回数繰り返した後に、溶接電極２７の画像を取得してもよい。
(Electrode state determination method)
An example of an electrode state determination method using the electrode state determination device shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. 6A. In step S<b>01 ,
ステップＳ０２へ進み、マーク認識部５１は、撮像部４５により取得された溶接電極２７の画像データから、溶接電極２７の表面に付されたマークを認識する。具体的には、マーク認識部５１は、溶接チップ１０上に付された第１のマークＭ１と、シャンク２０上に付された第２のマークＭ２を認識する。マーク認識部５１は、認識した第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２の画像上の位置を示すデータを、記憶装置４７に記憶させる。
Proceeding to step S<b>02 ,
ステップＳ０３へ進み、状態検出部５２は、画像上のマークに基づいて、溶接電極２７の状態を検出する。具体的には、画像上の第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２に基づいて、溶接電極２７の状態を検出する。第１実施形態では、状態検出部５２は、画像上の第１のマークＭ１と第２のマークＭ２の間の相対的な位置に基づいて、シャンク２０に対する溶接チップ１０の状態を数値化する。
Proceeding to step S03,
例えば、ステップＳ０３において、状態検出部５２は、シャンク２０に対する溶接チップ１０の状態として、図４Ｂ～図４Ｄを用いて説明した、シャンク２０に対する溶接チップ１０の回転角度、シャンク２０の中心軸に対して溶接チップ１０の中心軸が成す傾斜角、及びシャンク２０から溶接チップ１０までの加圧方向Ｆの距離のうちの少なくとも１つを算出する。
For example, in step S03, the
ステップＳ０４及びＳ０５において、状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された溶接電極２７の状態を判定する。具体的には、状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された溶接電極２７の状態が、溶接チップ１０の抜けの予兆となる、図４Ｂ～図４Ｄに示すような様々な異常な状態にあたるか否かを判定する。
In steps S<b>04 and S<b>05 ,
まず、ステップＳ０４において、状態判定部５３は、ステップＳ０３において数値化された溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を、記憶装置４７に記憶されている基準値（基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離）と比較する。具体的に、状態判定部５３は、ステップＳ０３において検出された回転角度、傾斜角、及び距離から、基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離をそれぞれ減算して、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差を算出する。
First, in step S04, the
そして、ステップＳ０５において、状態判定部５３は、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差を、記憶装置４７に記憶されているしきい値（回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び距離のしきい値）と比較する。具体的に、状態判定部５３は、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差の少なくともいずれか１つが、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び距離のしきい値を上回っていた場合（Ｓ０５でＹＥＳ）、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「異常な状態」であると判定する。一方、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差のいずれも、しきい値を上回っていない場合（Ｓ０５でＮＯ）、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「異常な状態」ではないと判定する。Ｓ０５でＹＥＳの場合、ステップＳ０６へ進み、Ｓ０５でＮＯの場合、ステップＳ０８へ進む。もちろん、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差の全てが、しきい値を上回っている場合に「異常な状態」であると判定し、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差の少なくともいずれか１つが、しきい値を上回っていない場合に「異常な状態」でないと判定してもよい。
Then, in step S05, the
ステップＳ０６において、判定結果出力部５４は、ステップＳ０５における判定結果（異常判定）に基づき、溶接電極２７に異常があることを示す異常判定通知及び様々な付帯情報を出力するように、出力装置４６を制御する。また、判定結果出力部５４は、ステップＳ０５における判定結果（異常判定）及び様々な付帯情報を示すデータを記憶装置４７に記憶させる。
In step S06, based on the determination result (abnormality determination) in step S05, the determination
ステップＳ０７に進み、判定結果出力部５４は、ステップＳ０５における判定結果に基づき、溶接機２８を保全する保全装置（４２、４３）の制御条件を変更する。その一例として、保全装置の一例である電極研磨装置４２の制御条件を変更する。具体的には、判定結果出力部５４は、溶接チップ１０の先端部１１に研磨バフを押し当てる力の最大値又は押し当てる力の増加率を小さくし、又は研磨バフの回転速度を遅くする。これにより、研磨部５６が溶接チップ１０を噛み込むことを抑制することができる。
Proceeding to step S07, the determination
ステップＳ０７において、溶接機２８の制御条件を変更してもよい。判定結果出力部５４は、溶接機２８の制御条件の変更として、「空打ち動作」を行うよう溶接機２８を制御する指令を出力することができる。
In step S07, the control conditions of
ステップＳ０７において、保全装置の他の例である電極交換装置４３の制御条件を変更してもよい。判定結果出力部５４は、電極交換装置４３の制御条件の変更として、シャンク２０から溶接チップ１０を取り外す作業、及び新しい溶接チップをシャンク２０に取り付ける取り付け作業を、電極交換装置４３に指示することができる。
In step S07, the control conditions of the
ステップＳ０８に進み、溶接電極２７の監視を継続する場合（Ｓ０８でＮＯ）、ステップＳ０１に戻り、溶接電極２７の監視を終了する場合（Ｓ０８でＹＥＳ）、図６Ａにフローチャートは終了する。 When proceeding to step S08 to continue monitoring welding electrode 27 (NO in S08), returning to step S01 and ending monitoring of welding electrode 27 (YES in S08), the flowchart ends in FIG. 6A.
第１のマークＭ１は、加圧方向Ｆに対して溶接チップ１０の中心軸Ｏが成す角度を示す要素として、線分Ｈ１、Ｈ２及び線分Ｌ１～Ｌ６を備える。第１のマークＭ１は、溶接チップ１０の中心軸Ｏ周り角度（回転角度）を示す要素として、線分Ｌ１～Ｌ６を備える。第１のマークＭ１は、溶接チップ１０の中心軸Ｏ方向の位置を示す要素として、線分Ｈ１、Ｈ２を備える。これにより、第１のマークＭ１から、図４Ｂ～図４Ｄに示した様々な異常な状態を判定することができる。
The first mark M1 has line segments H1, H2 and line segments L1 to L6 as elements indicating the angle formed by the center axis O of the
図３Ａ及び図３Ｂには、加圧方向Ｆに平行な方向に延びる線分を、第１のマークＭ１および第２のマークＭ２について、それぞれ６本示したが、６本に限定されない。例えば、図７に示すように、第１のマークＭ１は、溶接チップ１０の中心軸Ｏ周りに１２０度（α２）以下の間隔で前記基盤部の表面に付された、少なくとも３つの部分マークを備えいればよい。部分マークとして、加圧方向Ｆに平行な方向に延びる線分（Ｌ１～Ｌ３）を適用することができる。第２のマークＭ２についても同様である。これにより、撮像部４５の撮影角度に依存せずに、少なくとも１つの部分マークを撮影することができる。撮像部４５の設置位置又は撮影角度の自由度を高めることができる。
3A and 3B show six line segments extending in the direction parallel to the pressing direction F for each of the first mark M1 and the second mark M2, but the number is not limited to six. For example, as shown in FIG. 7, the first marks M1 are at least three partial marks placed on the surface of the base portion at intervals of 120 degrees (α2) or less around the central axis O of the
第１のマークＭ１は、図３Ａ及び図７に示した態様に限定されない。例えば、図８Ａに示すように、１又は２以上の真円又は楕円を、同心円状又は並列に配置してもよい。図８Ａに示す第１のマークは、同心円状に配置された２つの新円とその中心を通る１本の線分とを組み合わせている。同心円状又は並列に配置された真円又は楕円の形状変化から、溶接チップ１０の一部分が膨張する、あるいは座屈するなど、溶接チップ１０が部分的に変形した状態を数値化することができる。
The first mark M1 is not limited to the forms shown in FIGS. 3A and 7. FIG. For example, one or more perfect circles or ellipses may be arranged concentrically or in parallel, as shown in FIG. 8A. The first mark shown in FIG. 8A is a combination of two new circles arranged concentrically and a line segment passing through the center. A state in which the
図８Ｂに示す他の例で、第１のマークは、加圧方向Ｆに対して平行又は垂直でもない、斜め方向に延びる複数の線分を備える。これにより、網目状の表面加工および網状電線のような部材を装着する場合、そのまま撮像部４５およびコントローラ４４を用いて処理できる。また、溶接チップ１０の一部分が膨張する、あるいは座屈するなど、溶接チップ１０が部分的に変形した状態を数値化することができる。
In another example shown in FIG. 8B, the first mark comprises a plurality of line segments extending in oblique directions that are neither parallel nor perpendicular to the pressing direction F. FIG. As a result, when a member such as a mesh-like surface is processed and a mesh-like electric wire is attached, processing can be performed using the
図８Ｃは、溶接チップ１０の表面に、文字や数字、図形などを施した場合を示している。これにより、進歩の著しい文字認識や図形認識のようなＡＩ機能を付加した撮像部４５及びマーク認識部５１で簡単で高精度に処理できるようになる。
FIG. 8C shows a case in which characters, numbers, figures, etc. are applied to the surface of the
第１実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。 According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
電極状態判定装置４１は、一対の溶接電極（１０、２０、３１）の少なくとも一方（溶接電極２７）を撮影して溶接電極２７の画像を取得する撮像部４５と、溶接電極２７の画像から、溶接電極２７の表面に付されたマーク（Ｍ１、Ｍ２）を認識するマーク認識部５１と、画像上のマーク（Ｍ１、Ｍ２）に基づいて、溶接電極２７の状態を検出する状態検出部５２と、溶接電極２７の状態を判定する状態判定部を備える。よって、画像上のマーク（Ｍ１、Ｍ２）から溶接電極２７の抜けの予兆となる異常な状態を検出することができる。
The electrode
撮像部４５は、溶接機２８が行う特定作業の後に溶接電極２７の画像を取得する。マーク認識部５１は、特定作業の後の溶接電極２７の画像から、溶接電極２７の表面に付されたマーク（Ｍ１、Ｍ２）を認識する。状態検出部５２は、画像上のマーク（Ｍ１、Ｍ２）に基づいて、特定作業の後の溶接電極２７の状態を検出する。状態判定部５３は、特定作業の後の溶接電極の状態を基準状態と比較することにより、溶接電極２７の状態を判定する。溶接作業及びチップドレス作業などの特定作業の後の溶接電極の状態を基準状態と比較することにより、溶接電極２７の異常な状態を検出することができる。
The
マーク認識部５１は、溶接電極２７の画像から、溶接チップ１０の表面に付された第１のマークＭ１、及びシャンク２０の表面に付された第２のマークＭ２を認識する。状態検出部５２は、画像上の第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２に基づいて、溶接電極２７の状態を検出する。画像上の第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２を用いることにより、溶接機２８に対して撮像部４５の位置及び向きを固定する必要がなくなり、撮像部４５の設置に関する自由度が高まる。溶接機２８に対する撮像部４５の位置及び向きを考慮することなく、溶接電極２７の状態を検出することができる。
状態検出部５２は、画像上の第１のマークＭ１と第２のマークＭ２の間の相対的な位置に基づいて、シャンク２０に対する溶接チップ１０の状態を検出する。画像上の第１のマークＭ１と第２のマークＭ２の間の相対的な位置を用いることにより、溶接機２８に対して撮像部４５の位置及び向きを固定する必要がなくなり、撮像部４５の設置に関する自由度が高まる。溶接機２８に対する撮像部４５の位置及び向きを考慮することなく、溶接電極２７の状態を検出することができる。
電極状態判定装置４１は、状態判定部５３による判定結果に基づき、溶接電極２７に異常があることを示す通知を出力する判定結果出力部５４を更に備える。通知を受け取った作業者や作業監督者、保全員などの溶接機２８の関係者は、異常判定通知を容易に認識することができる。
The electrode
判定結果出力部５４は、状態判定部５３による判定結果に基づき、溶接機２８又は溶接機２８を保全する保全装置（４２、４３）の制御条件を変更する。電極研磨装置４２の研磨条件又は電極状態判定装置４１の動作条件を変更して、異常な状態から基準状態へ、溶接チップ１０の状態を改善することができる。
The determination
判定結果出力部５４は、溶接機２８の制御条件の変更として、ワークＷを一対の溶接電極（１０、２０、３１）で加圧方向Ｆに加圧し且つ電流を流さない空打ち動作を行うよう溶接機２８を制御する指令を出力する。ワークＷを一対の溶接電極（１０、２０、３１）で加圧方向Ｆに加圧することにより、異常な状態から基準状態へ、溶接チップ１０の状態を改善することができる。
The determination
保全装置は、溶接電極２７の表面を研磨する電極研磨装置４２及び溶接電極２７を交換する電極交換装置４３の少なくとも一方である。電極研磨装置４２又は電極交換装置４３の制御条件を変更することにより、異常な状態から基準状態へ、溶接チップ１０の状態を改善することができる。
The maintenance device is at least one of an
状態検出部５２は、画像上のマーク（Ｍ１、Ｍ２）に基づいて、溶接電極２７の状態として、溶接電極２７の加圧方向Ｆの位置又は座標、加圧方向Ｆに対して溶接電極２７の中心軸Ｏが成す傾斜角、溶接電極２７の変形、加圧方向Ｆを回転軸とする溶接電極２７の回転角度、及び溶接電極の表面の汚れの少なくともいずれか１つを検出する。位置又は座標、傾斜角、回転角度、表面の汚れを検出することで、溶接電極２７の状態を数値化することができる。よって、数値化された溶接電極２７の状態を精度よく判定することができる。
Based on the marks (M1, M2) on the image, the
溶接チップ１０は、加圧方向Ｆにおける溶接チップ１０のワークＷ側に位置し、その表面が研磨される先端部１１と、加圧方向Ｆにおける溶接チップ１０のワークＷの逆側に位置し、その表面が研磨されない基盤部１２とを備える。基盤部１２の表面には、撮像部４５で撮像した画像から認識することができる第１のマークＭ１が付されている。撮像部４５で撮像した画像から第１のマークＭ１を認識して、画像上の第１のマークＭ１から溶接チップ１０の状態を判断することができる。
The
加圧方向Ｆにおける第１のマークＭ１の中心は、加圧方向Ｆにおける基盤部１２の中心よりもワークＷの逆側、即ちシャンク２０側に位置している。先端部１１から離れることにより溶接作業時に発生する酸化膜などの電極表面の汚れが第１のマークＭ１に付きにくくすることができる。また、シャンク２０の表面に付された第２のマークＭ２との距離を短くすることができるので、相対的な位置関係を精度よく算出することができる。
The center of the first mark M1 in the pressing direction F is positioned on the opposite side of the workpiece W, that is, on the
（第２実施形態）
図６Ａに示した方法において、撮像部４５が溶接電極２７の画像を取得するタイミングは、溶接機２８が特定作業を行った後である。よって、ステップＳ０３において検出される溶接チップ１０の状態は、溶接機２８が特定作業を行った後の状態である。そして、ステップＳ０４では、溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を、予め記憶装置４７に記憶されている基準値（基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離）と比較することになる。
(Second embodiment)
In the method shown in FIG. 6A, the
ここで、基準値あるいは基準状態は、予め定めた一定の値又は状態とする場合に限らず、溶接機２８が特定作業を行った前に撮像部４５で取得された溶接電極２７の画像から定めてもよい。
Here, the reference value or reference state is not limited to a predetermined constant value or state, and is determined from the image of the
（電極状態判定方法）
第２実施形態では、図６Ｂを参照して、溶接機２８が特定作業を行った前に撮影された溶接電極２７の画像に基づいて定められた基準値あるいは基準状態を用いて、溶接電極２７の状態を判定する方法を説明する。
(Electrode state determination method)
In the second embodiment, referring to FIG. 6B,
図６Ａと図６Ｂを比較すると、図６ＡのステップＳ０１～Ｓ０４の代わりに図６ＢのステップＳ１１～Ｓ１４を実施する点が相違する。その後のステップＳ０５～Ｓ０８は、図６Ａと図６Ｂは共通している。相違点を中心として以下に説明する。 Comparing FIGS. 6A and 6B, the difference is that steps S11 to S14 of FIG. 6B are performed instead of steps S01 to S04 of FIG. 6A. Subsequent steps S05 to S08 are common to FIGS. 6A and 6B. The differences will be mainly described below.
ステップＳ１１において、撮像部４５は、溶接機２８が特定作業を行う前、及び溶接機２８が特定作業を行った後の各々に、溶接電極２７を撮像する。撮像部４５は、特定作業前の画像、及び特定作業後の画像を取得する。
In step S11, the
ステップＳ１２において、マーク認識部５１は、特定作業前の画像データ、及び特定作業後の画像データの各々から、溶接電極２７の表面に付された第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２を認識する。マーク認識部５１は、特定作業前の第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２の画像上の位置、特定作業後の第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２の画像上の位置を示すデータを、記憶装置４７に記憶させる。
In step S12, the
ステップＳ１３において、状態検出部５２は、特定作業前の画像上の第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２に基づいて、特定作業前の溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を検出し、特定作業後の画像上の第１のマークＭ１及び第２のマークＭ２に基づいて、特定作業後の溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を検出する。
In step S13, the
ステップＳ１４において、状態判定部５３は、特定作業後の溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を、特定作業前の溶接電極２７の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）と比較する。具体的に、状態判定部５３は、特定作業後の回転角度、傾斜角、及び距離から、特定作業前の回転角度、傾斜角、及び距離をそれぞれ減算して、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差を算出する。
In step S14, the
ステップＳ０５～Ｓ０８については、図６Ａと同じであり説明を割愛する。 Steps S05 to S08 are the same as in FIG. 6A, and descriptions thereof are omitted.
以上説明したように、第２実施形態では、特定作業の前の溶接電極２７の状態を基準状態とし、特定作業の前の回転角度、傾斜角、及び距離を基準値としている。これにより、比較の基準がより具体的となるので、より精度良く溶接チップ１０の状態を判定することができる。
As described above, in the second embodiment, the state of the
（第３実施形態）
第１実施形態及び第２実施形態では、画像上の第１のマークＭ１と第２のマークＭ２の間の相対的な位置に基づいて、シャンク２０に対する溶接チップ１０の状態を検出する例を示した。
(Third Embodiment)
In the first and second embodiments, examples are shown in which the state of the
溶接ガン部２９に対して撮像部４５の位置及び向きが固定され、撮像部４５の画角が一定である場合、画像上の第１のマークＭ１の位置は特定される。よって、第１のマークＭ１と第２のマークＭ２の間の相対的な位置を用いずに、画像上の第１のマークＭ１の絶対的な位置（座標）に基づいて、溶接チップ１０の状態を検出することが可能である。
When the position and orientation of the
撮像部４５は溶接機２８又は溶接ガン部２９に固定されている。例えば、撮像部４５は、図１の固定アーム３３、可動アーム、又は溶接トランス３５上に固定されている。よって、画像上の一定の位置に溶接電極２７を撮影することができるので、画像からマークを認識する処理を高速化することができる。
The
撮像部４５は、溶接チップ１０の画像を取得すればよい。したがって、シャンク２０を画像内に含ませる必要はないため、溶接チップ１０に付された第１のマークＭ１を更に拡大して撮影できるので、溶接チップ１０の状態を精度よく検出することができる。
The
マーク認識部５１は、既知のパターンマッチング処理（パターン照合処理）により、溶接チップ１０の表面に付された第１のマークＭ１を認識する。マーク認識部５１は、認識した第１のマークＭ１の画像上の絶対的な位置（座標）を示すデータを、記憶装置４７に記憶させる。画像上の絶対的な位置として、座標の代わりに、ピクセル位置を記憶してもよい。
状態検出部５２は、画像上の第１のマークＭ１に基づいて、溶接チップ１０の状態を検出する。具体的に、状態検出部５２は、画像上の第１のマークＭ１の絶対的な位置（座標）に基づいて、溶接チップ１０の状態として、溶接チップ１０の回転角度、溶接チップ１０の中心軸が成す傾斜角、及び溶接チップ１０の加圧方向Ｆの座標の少なくとも１つを算出する。
状態検出部５２は、画像上の６つの線分（Ｌ１～Ｌ６）の座標と溶接チップ１０の外径とから、溶接チップ１０の回転角度を算出することができる。
状態検出部５２は、線分Ｈ１又はＨ２の傾きから、溶接チップ１０の中心軸が成す傾斜角を算出することができる。又は、状態検出部５２は、６つの線分（Ｌ１～Ｌ６）の各々の傾きから前述した傾斜角を算出することもできる。
状態検出部５２は、溶接チップ１０側の線分Ｈ１又はＨ２の加圧方向の座標から、溶接チップ１０の加圧方向Ｆの座標を算出することができる。
The
なお、第３実施形態において、状態検出部５２により算出される回転角度、傾斜角、及び座標は、いずれも絶対値であり、相対的な値ではない。
Note that, in the third embodiment, the rotation angle, the tilt angle, and the coordinates calculated by the
状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された溶接電極２７の状態を判定する。状態判定部５３は、記憶装置４７に予め記憶された、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び座標のしきい値（いずれのしきい値も絶対値である）を用いて、溶接電極２７の状態を判定することができる。具体的には、状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された回転角度、傾斜角、及び座標の少なくともいずれか１つが、記憶装置４７に予め記憶された、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び座標のしきい値よりも大きい場合、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「異常な状態」であると判定する。
あるいは、状態判定部５３は、回転角度、傾斜角、及び座標の各々を個別に判定してもよい。すなわち、状態判定部５３は、回転角度が、回転角度のしきい値よりも大きい場合、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「回転状態」であると判定する。状態判定部５３は、傾斜角が、傾斜角のしきい値よりも大きい場合、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「傾斜状態」であると判定する。状態判定部５３は、座標が、座標のしきい値よりも大きい場合、溶接チップ１０の抜けの予兆となる「浮き上がり状態」であると判定する。
Alternatively, the
判定結果出力部５４、出力装置４６、通信部４８、溶接機２８、電極研磨装置４２、及び電極交換装置４３の構成は、第１実施形態と同じであり、説明を割愛する。
The configurations of the determination
第３実施形態において、第１実施形態（図６Ａ）で説明した、特定作業の後の溶接チップ１０の状態を、記憶装置４７に予め記憶された基準状態（固定値）と比較する方法を用いることができる。記憶装置４７には、基準状態（固定値）として、正常な状態における溶接チップ１０の回転角度、傾斜角、及び座標（いずれも絶対値）が予め記憶されている。
In the third embodiment, the method described in the first embodiment (FIG. 6A) of comparing the state of the
あるいは、第２実施形態（図６Ｂ）で説明した、特定作業の後の溶接チップ１０の状態を、特定作業の前の溶接チップ１０の状態と比較する方法を適用してもよい。
Alternatively, the method of comparing the state of welding
第３実施形態においては、いずれの方法も、次の点で、第１及び第２の実施形態と相違する。すなわち、第３実施形態は、画像上の第１のマークＭ１と第２のマークＭ２の間の相対的な位置の代わりに、画像上の第１のマークＭ１の絶対的な位置（座標）を用いる。そして、第３実施形態は、シャンク２０に対する溶接チップ１０の相対的な状態の代わりに、溶接チップ１０の絶対的な状態を検出する。
In the third embodiment, both methods are different from the first and second embodiments in the following points. That is, the third embodiment uses the absolute position (coordinates) of the first mark M1 on the image instead of the relative position between the first mark M1 and the second mark M2 on the image. use. Then, the third embodiment detects the absolute state of the
撮像部４５は、溶接チップ１０の画像を取得する。マーク認識部５１は、溶接チップ１０の画像から、溶接チップ１０の表面に付された第１のマークＭ１を認識する。状態検出部５２は、画像上の第１のマークＭ１に基づいて、溶接チップ１０の状態を検出する。そして、状態判定部５３は、溶接チップ１０の状態を判定する。これにより、シャンク２０の画像及び第２のマークＭ２の認識が不要となり、画像処理の負荷が軽減され、画像処理速度が向上する。
（第４実施形態）
第１実施形態～第３実施形態では、溶接電極２７のうち、溶接チップ１０の状態を判定する例を示した。図３Ａ及び図３Ｂに示した溶接チップ１０とシャンク２０との接続と同様に、シャンク２０とホルダー部３０の間も、テーパー嵌合により接続される。このため、溶接作業又はチップドレス作業など特定作業によって、容易に、シャンク２０がホルダー部３０から抜け落ちてしまう恐れがある。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the example of determining the state of the
そこで、第４実施形態では、第１実施形態と同様にして、シャンク２０の表面に付された第２のマークＭ３とホルダー部３０の表面に付された第３のマークＭ４との相対的な位置に基づいて、ホルダー部３０に対するシャンク２０の状態を判定する。これにより、溶接電極（シャンク２０）の抜けの予兆を検出することができる。
Therefore, in the fourth embodiment, similar to the first embodiment, the second mark M3 provided on the surface of the
（溶接電極及びホルダー部）
図９Ａに示すように、溶接電極２７は、溶接チップ１０と、溶接チップ１０に接続されたシャンク２０とからなる。シャンク２０は、図３Ｂに示したように、チップ側シャフト部２１と、中央部２２と、ホルダー側シャフト部２３とを備える。チップ側シャフト部２１は、溶接チップ１０により覆われるため、外部からは視認できない。
(Welding electrode and holder)
As shown in FIG. 9A , welding
中央部２２は、加圧方向Ｆとは逆方向にチップ側シャフト部２１に隣接し、直径が一定の円柱状の形状を有している。溶接チップ１０がシャンク２０に固定された状態において、中央部２２の側面は、外部から視認可能である。
The
ホルダー側シャフト部２３は、加圧方向Ｆとは逆方向に中央部２２に隣接し、側面がテーパー状に加工されている。ホルダー側シャフト部２３は、ホルダー部３０（図１参照）の底部に形成されたテーパー状の穴に挿入され、シャンク２０はテーパー嵌合によってホルダー部３０に固定される。シャンク２０がホルダー部３０に固定された状態において、ホルダー側シャフト部２３は、ホルダー部３０により覆われるため、外部からは視認できない。チップ側シャフト部２１、中央部２２、ホルダー側シャフト部２３は、一体を成す１つの部品である。
The holder-
中央部２２の側面には、撮像部４５で撮像した画像から認識することができる第２のマークＭ３が付されている。第２のマークＭ３は、画像上で認識されることにより、シャンク２０の位置、角度、回転及び変形の有無などのシャンク２０の状態を示すことができる。第２のマークＭ３の付す方法は、特に問わず、印刷、刻印などの既知の方法を用いることができる。
A second mark M3 that can be recognized from the image captured by the
図３Ｂに示した第２のマークＭ２と比べると、第２のマークＭ３は、加圧方向Ｆにおける中央部２２の中心よりもホルダー部３０側に位置している。さらに、第２のマークＭ３は、第１のマークＭ１と同様に、加圧方向Ｆに垂直な方向に延びる２本の線分と、加圧方向Ｆに平行な方向に延びる６本の線分とを有する。
Compared with the second mark M2 shown in FIG. 3B, the second mark M3 is located closer to the
図９Ｂに示すように、ホルダー部３０は、円柱状の形状を有し、ホルダー部３０の溶接電極２７側の端部にはテーパー状の穴が形成され、ホルダー部３０の端部は、シャンク２０のテーパー状のホルダー側シャフト部２３とテーパー嵌合によって接続される。なお、第４～第６実施形態では、図１及び図２に示す溶接ガン部２９の固定電極として、溶接チップ３１の代わりに、シャンク２０及び溶接チップ１０の組み合わせで置き換えた場合を想定している。
As shown in FIG. 9B, the
ホルダー部３０の側面には、撮像部４５で撮像した画像から認識することができる第３のマークＭ４が付されている。第３のマークＭ４は、画像上で認識されることにより、ホルダー部３０の位置、角度、回転及び変形の有無などのホルダー部３０の状態を示すことができる。第３のマークＭ４の付す方法は、特に問わず、印刷、刻印などの既知の方法を用いることができる。
A third mark M4 that can be recognized from the image captured by the
第３のマークＭ４には、様々なものが含まれるが、ここではその一例を、図９Ｂに示す。第３のマークＭ４は、第２のマークＭ２と同様に、加圧方向Ｆに垂直な方向に延びる１本の線分と、加圧方向Ｆに平行な方向に延びる６本の線分とを有する。線分の数は限定されず、１又は２以上であってもよい。加圧方向Ｆに平行な方向に延びる６本の線分は、第２のマークＭ３の線分と同様にして、ホルダー部３０の中心軸Ｏ周りに６０度（α１）の等間隔で配置されている。６本の線分は、加圧方向Ｆにおけるシャンク２０側に位置し、各線分の一端付近には数字が付されているので、画像上において互いに識別可能である。
Various things are included in the third mark M4, and one example thereof is shown in FIG. 9B. Like the second mark M2, the third mark M4 has one line segment extending in the direction perpendicular to the pressing direction F and six line segments extending in the direction parallel to the pressing direction F. have. The number of line segments is not limited and may be 1 or 2 or more. The six line segments extending in the direction parallel to the pressing direction F are arranged at regular intervals of 60 degrees (α1) around the central axis O of the
図４Ａ～図４Ｄに示したシャンク２０に対する溶接チップ１０の状態の例と同様にして、ホルダー部３０に対してシャンク２０は様々な状態を取り得る。具体的に、ホルダー部３０に対してシャンク２０が正しい位置に取り付けられた基準状態、ホルダー部３０に対するシャンク２０の回転角度が基準値（例えば、０．１°）よりも大きい状態（回転状態）、ホルダー部３０の中心軸に対してシャンク２０の中心軸が成す傾斜角が基準値（例えば、０．１°）よりも大きい状態（傾斜状態）、及び、ホルダー部３０からシャンク２０までの加圧方向Ｆの距離が基準値（例えば、０．５ｍｍ）以上に大きい状態（浮き上がり状態）を取り得る。
The
電極状態判定装置４１は、溶接電極２７の状態として、ホルダー部３０に対するシャンク２０の回転角度、ホルダー部３０の中心軸に対してシャンク２０の中心軸が成す傾斜角、及びホルダー部３０からシャンク２０までの加圧方向Ｆの距離を算出する。そして、基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離と比較することにより、シャンク２０の抜けの予兆となる、様々な異常な状態（回転状態、傾斜状態、浮き上がり状態）を判断することができる。
As the state of the
（電極状態判定装置）
次に、図１０を参照して、第４実施形態に係わる電極状態判定装置４１及びその周辺装置の構成を説明する。図５と比較して異なる部分を中心に説明する。電極状態判定装置４１は、溶接機２８に用いられる溶接電極２７の状態を判定する装置である。電極状態判定装置４１は、撮像部４５と、コントローラ４４と、記憶装置４７と、通信部４８とを備える。
(Electrode state determination device)
Next, with reference to FIG. 10, the configuration of the electrode
撮像部４５は、シャンク２０及びホルダー部３０の画像を取得する。撮像部４５により取得された画像データは、コントローラ４４へ転送される。
The
コントローラ４４は、複数の具体的な情報処理部として、マーク認識部５１と、状態検出部５２と、状態判定部５３と、判定結果出力部５４とを備える。
The
マーク認識部５１は、撮像部４５により取得された画像データから、シャンク２０の表面に付された第２のマークＭ３及びホルダー部３０の表面に付された第３のマークＭ４を認識する。マーク認識部５１は、認識した第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４の画像上の位置（ピクセル位置）を示すデータを、記憶装置４７に記憶させる。
The
状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４に基づいて、シャンク２０の状態を検出する。第４実施形態では、状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４の間の相対的な位置に基づいて、ホルダー部３０に対するシャンク２０の状態を数値化する。例えば、状態検出部５２は、ホルダー部３０に対するシャンク２０の回転角度、ホルダー部３０の中心軸に対してシャンク２０の中心軸が成す傾斜角、及びホルダー部３０からシャンク２０までの加圧方向Ｆの距離のうちの少なくとも１つを算出する。
The
状態判定部５３は、状態検出部５２により検出されたシャンク２０の状態が、シャンク２０の抜けの予兆となる、異常な状態（回転状態、傾斜状態、浮き上がり状態）にあたるか否かを判定する。具体的な判定手順は、第１実施形態と同じである。
The
判定結果出力部５４は、状態判定部５３による判定結果に基づき、溶接機２８又は溶接機２８を保全する保全装置（４２、４３）の制御条件を変更する。判定結果出力部５４は、研磨部５６が溶接チップ１０を噛み込むことを抑制するように、電極研磨装置４２の制御条件を変更する。研磨部５６が溶接チップ１０を噛み込むことにより、研磨部５６が溶接チップ１０に固着してしまい、溶接チップ１０接続されているシャンク２０が抜け落ちる原因となる。
The determination
判定結果出力部５４は、電極交換装置４３の制御条件の変更として、ホルダー部３０からシャンク２０を取り外す作業と、新しいシャンクをホルダー部３０に取り付ける取り付け作業を、電極交換装置４３に指示することができる。シャンクを交換することにより、異常な状態から基準状態へ、シャンク２０の状態を改善することができる。電極交換装置４３が、溶接チップの交換のみでシャンクの交換に対応していない場合は、通信部４８から無線等の通信を使って周辺の作業員にシャンク交換作業を指示してもよい。
The determination
判定結果出力部５４は、状態判定部５３による判定結果に基づき、溶接電極２７に異常があることを示す異常判定通知、又は溶接電極２７に異常がないことを示す正常判定通知を出力するように、出力装置４６を制御することができる。判定結果出力部５４は、異常判定通知及び正常判定通知に様々な付帯情報を含ませるように、出力装置４６を制御することができる。
The determination
記憶装置４７は、マイクロコンピュータをコントローラ４４として機能させるためのコンピュータプログラム（電極状態判定プログラム）、及び当該プログラムの実行途中で発生する様々なデータを一時的に記憶する。ここで、「様々なデータ」には、マーク認識部５１により抽出された第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４の画像上の位置、状態検出部５２により数値化されたシャンク２０の状態（回転角度、傾斜角、距離）、回転角度の差、傾斜角の差、距離の差、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び距離のしきい値、状態判定部５３による判定結果、が含まれる。
The
出力装置４６、通信部４８、溶接機２８、電極研磨装置４２の構成は同じであり、説明を割愛する。
The configurations of the
（電極状態判定方法）
図１１Ａを参照して、図１０に示す電極状態判定装置４１を用いた電極状態判定方法の一例を説明する。ステップＳ２１において、撮像部４５は、溶接機２８が特定作業を行った後にシャンク２０及びホルダー部３０の画像を取得する。
(Electrode state determination method)
An example of the electrode state determination method using the electrode
ステップＳ２２へ進み、マーク認識部５１は、撮像部４５により取得されたシャンク２０及びホルダー部３０の画像データから、シャンク２０上に付された第２のマークＭ３と、ホルダー部３０上に付された第３のマークＭ４を認識する。マーク認識部５１は、認識した第２のマークＭ３と第３のマークＭ４の画像上の位置（座標又はピクセル位置）を示すデータを、記憶装置４７に記憶させる。
Proceeding to step S<b>22 , the
ステップＳ２３へ進み、状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４に基づいて、シャンク２０の状態を検出する。第４実施形態では、状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４の間の相対的な位置に基づいて、ホルダー部３０に対するシャンク２０の状態を数値化する。例えば、状態検出部５２は、ホルダー部３０に対するシャンク２０の回転角度、ホルダー部３０の中心軸に対してシャンク２０の中心軸が成す傾斜角、及びホルダー部３０からシャンク２０までの加圧方向Ｆの距離のうちの少なくとも１つを算出する。
Proceeding to step S23, the
ステップＳ２４において、状態判定部５３は、ステップＳ２３において数値化されたシャンク２０の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を、記憶装置４７に記憶されている基準値（基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離）と比較する。具体的に、状態判定部５３は、ステップＳ２３において検出された回転角度、傾斜角、及び距離から、基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離をそれぞれ減算して、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差を算出する。
In step S24, the
ステップＳ２５において、状態判定部５３は、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差を、記憶装置４７に記憶されているしきい値（回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び距離のしきい値）と比較する。具体的に、状態判定部５３は、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差の少なくともいずれか１つが、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び距離のしきい値を上回っていた場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、シャンク２０の抜けの予兆となる「異常な状態」であると判定する。一方、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差のいずれも、しきい値を上回っていない場合（Ｓ２５でＮＯ）、シャンク２０の抜けの予兆となる「異常な状態」ではないと判定する。Ｓ２５でＹＥＳの場合、ステップＳ２６へ進み、Ｓ２５でＮＯの場合、ステップＳ２８へ進む。もちろん、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差の全てが、しきい値を上回っている場合に「異常な状態」であると判定し、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差の少なくともいずれか１つが、しきい値を上回っていない場合に「異常な状態」でないと判定してもよい。
In step S<b>25 , the
ステップＳ２６において、判定結果出力部５４は、ステップＳ２５における判定結果（異常判定）に基づき、シャンク２０に異常があることを示す異常判定通知及び様々な付帯情報を出力するように、出力装置４６を制御する。また、判定結果出力部５４は、ステップＳ２５における判定結果（異常判定）及び様々な付帯情報を示すデータを記憶装置４７に記憶させる。
In step S26, the determination
ステップＳ２７に進み、判定結果出力部５４は、ステップＳ２５における判定結果に基づき、溶接機２８を保全する保全装置（４２、４３）の制御条件を変更する。保全装置の一例である電極研磨装置４２の制御条件を変更する。具体的には、判定結果出力部５４は、溶接チップ１０の先端部１１に研磨バフを押し当てる力の最大値又は押し当てる力の増加率を小さくし、又は研磨バフの回転速度を遅くする。これにより、研磨部５６が溶接チップ１０を噛み込むことを抑制することができる。
Proceeding to step S27, the determination
ステップＳ２７において、溶接機２８の制御条件を変更してもよい。判定結果出力部５４は、溶接機２８の制御条件の変更として、「空打ち動作」を行うよう溶接機２８を制御する指令を出力することができる。
In step S27, the control conditions for welding
ステップＳ２７において、保全装置の他の例である電極交換装置４３の制御条件を変更してもよい。判定結果出力部５４は、電極交換装置４３の制御条件の変更として、ホルダー部３０からシャンク２０を取り外す作業、及び新しいシャンクをホルダー部３０に取り付ける取り付け作業を、電極交換装置４３に指示することができる。
In step S27, the control conditions of the
ステップＳ２８に進み、シャンク２０の監視を継続する場合（Ｓ２８でＮＯ）、ステップＳ２１に戻り、シャンク２０の監視を終了する場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、図１１Ａにフローチャートは終了する。 When proceeding to step S28 to continue monitoring the shank 20 (NO in S28), returning to step S21 and ending monitoring of the shank 20 (YES in S28), the flowchart ends in FIG. 11A.
以上説明したように、第４実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
撮像部４５が取得する画像には、シャンク２０及びホルダー部３０が含まれる。マーク認識部５１は、シャンク２０及びホルダー部３０の画像から、シャンク２０の表面に付された第２のマークＭ３、及びホルダー部３０の表面に付された第３のマークＭ４を認識する。状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４に基づいて、溶接電極（シャンク２０）の状態を検出する。画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４を用いることにより、溶接機２８に対して撮像部４５の位置及び向きを固定する必要がなくなり、撮像部４５の設置に関する自由度が高まる。溶接機２８に対する撮像部４５の位置及び向きを考慮することなく、溶接電極（シャンク２０）の状態を検出することができる。
The image acquired by the
状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４の間の相対的な位置に基づいて、ホルダー部３０に対するシャンク２０の状態を検出する。画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４の間の相対的な位置を用いることにより、溶接機２８に対して撮像部４５の位置及び向きを固定する必要がなくなり、撮像部４５の設置に関する自由度が高まる。溶接機２８に対する撮像部４５の位置及び向きを考慮することなく、溶接電極（シャンク２０）の状態を検出することができる。
The
シャンク２０の表面には、撮像部４５で撮像した画像から認識することができる第２のマークＭ３が付されている。撮像部４５で撮像した画像から第２のマークＭ３を認識して、画像上の第２のマークＭ３からシャンク２０の状態を判断することができる。
A surface of the
加圧方向Ｆにおける第２のマークＭ３の中心は、加圧方向Ｆにおけるシャンク２０の中心よりもワークＷの逆側、即ちホルダー部３０側に位置している。ホルダー部３０の表面に付された第３のマークＭ４との距離を短くすることができるので、相対的な位置関係を精度よく算出することができる。
The center of the second mark M3 in the pressing direction F is located on the opposite side of the workpiece W from the center of the
（第５実施形態）
図１１Ａに示した方法において、撮像部４５がシャンク２０及びホルダー部３０の画像を取得するタイミングは、溶接機２８が特定作業を行った後である。よって、ステップＳ２３において検出されるシャンク２０の状態は、溶接機２８が特定作業を行った後の状態である。そして、ステップＳ２４では、シャンク２０の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を、予め記憶装置４７に記憶されている基準値（基準状態における回転角度、傾斜角、及び距離）と比較することになる。
(Fifth embodiment)
In the method shown in FIG. 11A, the timing at which the
ここで、基準値あるいは基準状態は、予め定めた一定の値又は状態とする場合に限らず、溶接機２８が特定作業を行った前に撮像部４５で取得されたシャンク２０及びホルダー部３０の画像から定めてもよい。
Here, the reference value or the reference state is not limited to a predetermined constant value or state, but the values of the
第５実施形態では、図１１Ｂを参照して、溶接機２８が特定作業を行った前に撮影されたシャンク２０及びホルダー部３０の画像に基づいて定められた基準値あるいは基準状態を用いて、シャンク２０の状態を判定する方法を説明する。
In the fifth embodiment, referring to FIG. 11B, using a reference value or a reference state determined based on an image of the
図１１Ａと図１１Ｂを比較すると、図１１ＡのステップＳ２１～Ｓ２４の代わりに図１１ＢのステップＳ３１～Ｓ３４を実施する点が相違する。その後のステップＳ２５～Ｓ２８は、図１１Ａと図１１Ｂは共通している。相違点を中心として以下に説明する。 Comparing FIGS. 11A and 11B, the difference is that steps S31 to S34 of FIG. 11B are performed instead of steps S21 to S24 of FIG. 11A. Subsequent steps S25 to S28 are common to FIGS. 11A and 11B. The differences will be mainly described below.
（電極状態判定方法）
ステップＳ３１において、撮像部４５は、溶接機２８が特定作業を行う前、及び溶接機２８が特定作業を行った後の各々に、シャンク２０及びホルダー部３０を撮像する。撮像部４５は、特定作業前の画像、及び特定作業後の画像を取得する。
(Electrode state determination method)
In step S31, the
ステップＳ３２において、マーク認識部５１は、特定作業前の画像データ、及び特定作業後の画像データの各々から、シャンク２０表面に付された第２のマークＭ３及びホルダー部３０表面に付された第３のマークＭ４を認識する。マーク認識部５１は、特定作業前の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４の画像上の位置、特定作業後の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４の画像上の位置を示すデータを、記憶装置４７に記憶させる。
In step S32, the
ステップＳ３３において、状態検出部５２は、特定作業前の画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４に基づいて、特定作業前のシャンク２０の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を検出し、特定作業後の画像上の第２のマークＭ３及び第３のマークＭ４に基づいて、特定作業後のシャンク２０の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を検出する。
In step S33, the
ステップＳ３４において、状態判定部５３は、特定作業後のシャンク２０の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）を、特定作業前のシャンク２０の状態（回転角度、傾斜角、及び距離）と比較する。具体的に、状態判定部５３は、特定作業後の回転角度、傾斜角、及び距離から、特定作業前の回転角度、傾斜角、及び距離をそれぞれ減算して、回転角度の差、傾斜角の差、及び距離の差を算出する。
In step S34, the
ステップＳ２５～Ｓ２８については、図１１Ａと同じであり説明を割愛する。 Steps S25 to S28 are the same as in FIG. 11A, and descriptions thereof are omitted.
以上説明したように、第５実施形態では、特定作業の前のシャンク２０の状態を基準状態とし、特定作業の前の回転角度、傾斜角、及び距離を基準値としている。これにより、比較の基準がより具体的となるので、より精度良くシャンク２０の状態を判定することができる。
As described above, in the fifth embodiment, the state of the
（第６実施形態）
第４実施形態及び第５実施形態では、画像上の第２のマークＭ３と第３のマークＭ４の間の相対的な位置に基づいて、ホルダー部３０に対するシャンク２０の状態を検出する例を示した。
(Sixth embodiment)
The fourth and fifth embodiments show examples of detecting the state of the
溶接ガン部２９に対して撮像部４５の位置及び向きが固定され、撮像部４５の画角が一定である場合、画像上の第２のマークＭ３の位置は特定される。よって、第２のマークＭ３と第３のマークＭ４の間の相対的な位置を用いずに、画像上の第２のマークＭ３の絶対的な位置（座標又はピクセル位置）に基づいて、シャンク２０の状態を検出することが可能である。
When the position and orientation of the
撮像部４５は溶接機２８又は溶接ガン部２９に固定されている。例えば、撮像部４５は、図１の固定アーム３３、可動アーム、又は溶接トランス３５上に固定されている。よって、画像上の一定の位置に溶接電極２７を撮影することができるので、画像からマークを認識する処理を高速化することができる。
The
撮像部４５は、シャンク２０の画像を取得すればよい。したがって、ホルダー部３０を画像内に含ませる必要はないため、シャンク２０に付された第２のマークＭ３を更に拡大して撮影できるので、シャンク２０の状態を精度よく検出することができる。
The
マーク認識部５１は、既知のパターンマッチング処理（パターン照合処理）により、シャンク２０の表面に付された第２のマークＭ３を認識する。マーク認識部５１は、認識した第２のマークＭ３の画像上の絶対的な位置（座標）を示すデータを、記憶装置４７に記憶させる。
The
状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３に基づいて、シャンク２０の状態を検出する。具体的に、状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３の絶対的な位置（座標）に基づいて、シャンク２０の状態として、シャンク２０の回転角度、シャンク２０の中心軸が成す傾斜角、及びシャンク２０の加圧方向Ｆの座標の少なくとも１つを算出する。
The
なお、第６実施形態において、状態検出部５２により算出される回転角度、傾斜角、及び座標は、いずれも絶対値であり、相対的な値ではない。
Note that, in the sixth embodiment, the rotation angle, the tilt angle, and the coordinates calculated by the
状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された溶接電極（シャンク２０）の状態を判定する。状態判定部５３は、記憶装置４７に予め記憶された、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び座標のしきい値（いずれのしきい値も絶対値である）を用いて、シャンク２０の状態を判定することができる。具体的には、状態判定部５３は、状態検出部５２により検出された回転角度、傾斜角、及び座標の少なくともいずれか１つが、記憶装置４７に予め記憶された、回転角度のしきい値、傾斜角のしきい値、及び座標のしきい値よりも大きい場合、シャンク２０の抜けの予兆となる「異常な状態」であると判定する。
あるいは、状態判定部５３は、回転角度、傾斜角、及び座標の各々を個別に判定してもよい。すなわち、状態判定部５３は、回転角度が、回転角度のしきい値よりも大きい場合、シャンク２０の抜けの予兆となる「回転状態」であると判定する。状態判定部５３は、傾斜角が、傾斜角のしきい値よりも大きい場合、シャンク２０の抜けの予兆となる「傾斜状態」であると判定する。状態判定部５３は、座標が、座標のしきい値よりも大きい場合、シャンク２０の抜けの予兆となる「浮き上がり状態」であると判定する。
Alternatively, the
判定結果出力部５４、出力装置４６、通信部４８、溶接機２８、電極研磨装置４２、及び電極交換装置４３の構成は、第１実施形態と同じであり、説明を割愛する。
The configurations of the determination
第６実施形態において、第４実施形態（図１１Ａ）で説明した、特定作業の後のシャンク２０の状態を、記憶装置４７に予め記憶された基準状態（固定値）と比較する方法を用いることができる。記憶装置４７には、基準状態（固定値）として、正常な状態におけるシャンク２０の回転角度、傾斜角、及び座標（いずれも絶対値）が予め記憶されている。
In the sixth embodiment, using the method of comparing the state of the
あるいは、第５実施形態（図１１Ｂ）で説明した、特定作業の後の溶接チップ１０の状態を、特定作業の前の溶接チップ１０の状態と比較する方法を適用してもよい。
Alternatively, the method of comparing the state of welding
第６実施形態においては、いずれの方法も、次の点で、第４及び第５の実施形態と相違する。すなわち、第６実施形態は、画像上の第２のマークＭ３と第３のマークＭ４の間の相対的な位置の代わりに、画像上の第２のマークＭ３の絶対的な位置（座標）を用いる。そして、第６実施形態は、ホルダー部３０に対するシャンク２０の相対的な状態の代わりに、シャンク２０の絶対的な状態を検出する。
In the sixth embodiment, both methods are different from the fourth and fifth embodiments in the following points. That is, the sixth embodiment uses the absolute position (coordinates) of the second mark M3 on the image instead of the relative position between the second mark M3 and the third mark M4 on the image. use. Then, the sixth embodiment detects the absolute state of the
撮像部４５は、シャンク２０の画像を取得する。マーク認識部５１は、シャンク２０の画像から、シャンク２０の表面に付された第２のマークＭ３を認識する。状態検出部５２は、画像上の第２のマークＭ３に基づいて、シャンク２０の状態を検出する。そして、状態判定部５３は、シャンク２０の状態を判定する。これにより、ホルダー部３０の画像及び第３のマークＭ４の認識が不要となり、画像処理の負荷が軽減される。
The
なお、上述の実施形態は、本発明を実施する形態の例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、これ以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは言うまでもない。 In addition, the above-mentioned embodiment is an example of the form which implements this invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other forms may be used depending on the design etc. as long as they do not depart from the technical idea of the present invention. It goes without saying that changes are possible.
１０ 溶接チップ
１１ 先端部
１２ 基盤部
２０ シャンク
２７ 溶接電極
２８ 溶接機
３０ ホルダー部
４１ 電極状態判定装置
４２ 電極研磨装置（保全装置）
４３ 電極交換装置（保全装置）
４５ 撮像部
５１ マーク認識部
５２ 状態検出部
５３ 状態判定部
５４ 判定結果出力部
Ｆ 加圧方向
Ｌ１～Ｌ１２ 線分（部分マーク）
Ｍ１ 第１のマーク（マーク）
Ｍ２、Ｍ３ 第２のマーク（マーク）
Ｍ４ 第３のマーク（マーク）
Ｗ ワーク（被溶接材料）
REFERENCE SIGNS
43 electrode exchange device (maintenance device)
45
M1 First mark (mark)
M2, M3 Second mark (mark)
M4 Third Mark (Mark)
W work (material to be welded)
Claims (13)
前記一対の溶接電極の少なくとも一方（以後、溶接電極と呼ぶ）を撮影して前記溶接電極の画像を取得する撮像部と、
前記溶接電極の画像から、前記溶接電極の表面に付されたマークを認識するマーク認識部と、
前記画像上の前記マークに基づいて、前記溶接電極の状態を検出する状態検出部と、
前記溶接電極の状態を判定する状態判定部と、
を備え、
前記撮像部は、前記溶接機が行う特定作業の後に前記溶接電極の画像を取得し、
前記マーク認識部は、前記特定作業の後の前記溶接電極の画像から、前記溶接電極の表面に付されたマークを認識し、
前記状態検出部は、前記画像上の前記マークに基づいて、前記特定作業の後の前記溶接電極の状態を検出し、
前記撮像部は、前記特定作業の前に前記溶接電極の画像を取得し、
前記マーク認識部は、前記特定作業の前の前記溶接電極の画像から、前記溶接電極の表面に付されたマークを認識し、
前記状態検出部は、前記画像上の前記マークに基づいて、前記特定作業の前の前記溶接電極の状態を検出し、
前記状態判定部は、前記特定作業の後の前記溶接電極の状態を、前記特定作業の前の前記溶接電極の状態と比較することにより、前記溶接電極の状態を判定する
ことを特徴とする電極状態判定装置。 Used in a welding machine that welds two or more materials to be welded by applying current to the materials to be welded by applying pressure in a pressure direction with a pair of welding electrodes to melt and solidify the metal inside the materials to be welded. An electrode state determination device that determines the state of the welding electrode,
an imaging unit that captures an image of at least one of the pair of welding electrodes (hereinafter referred to as a welding electrode) to obtain an image of the welding electrode;
a mark recognition unit that recognizes a mark made on the surface of the welding electrode from the image of the welding electrode;
a state detection unit that detects the state of the welding electrode based on the mark on the image;
a state determination unit that determines the state of the welding electrode;
with
The imaging unit acquires an image of the welding electrode after a specific work performed by the welding machine,
The mark recognition unit recognizes a mark attached to the surface of the welding electrode from the image of the welding electrode after the specific work,
The state detection unit detects the state of the welding electrode after the specific work based on the mark on the image,
The imaging unit acquires an image of the welding electrode before the specific work,
The mark recognition unit recognizes a mark attached to the surface of the welding electrode from the image of the welding electrode before the specific work,
the state detection unit detects a state of the welding electrode before the specific work based on the mark on the image;
The state determination unit determines the state of the welding electrode by comparing the state of the welding electrode after the specific work with the state of the welding electrode before the specific work.
An electrode state determination device characterized by:
前記加圧方向における前記溶接電極の先端部分を成す溶接チップと、
前記溶接チップが嵌められる一端と、前記溶接機のホルダー部に嵌る、前記一端に対向する他端とを有するシャンクと、
を備え、
前記撮像部は、前記溶接チップの画像を取得し、
前記マーク認識部は、前記溶接チップの画像から、前記溶接チップの表面に付された前記マークを認識し、
前記状態検出部は、前記画像上の前記マークに基づいて、前記溶接チップの状態を検出し、
前記状態判定部は、前記溶接チップの状態を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電極状態判定装置。 The welding electrode is
a welding tip forming a tip portion of the welding electrode in the pressing direction;
a shank having one end into which the welding tip is fitted and the other end opposite to the one end that fits into the holder portion of the welder;
with
The imaging unit acquires an image of the welding tip,
The mark recognition unit recognizes the mark attached to the surface of the welding tip from the image of the welding tip,
The state detection unit detects the state of the welding tip based on the mark on the image,
2. The electrode state determination device according to claim 1 , wherein the state determination unit determines the state of the welding tip.
前記加圧方向における前記溶接電極の先端部分を成す溶接チップと、
前記溶接チップが嵌められる一端と、前記溶接機のホルダー部に嵌る、前記一端に対向する他端とを有するシャンクと、
を備え、
前記撮像部は、前記シャンクの画像を取得し、
前記マーク認識部は、前記シャンクの画像から、前記シャンクの表面に付された前記マークを認識し、
前記状態検出部は、前記画像上の前記マークに基づいて、前記シャンクの状態を検出し、
前記状態判定部は、前記シャンクの状態を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電極状態判定装置。 The welding electrode is
a welding tip forming a tip portion of the welding electrode in the pressing direction;
a shank having one end into which the welding tip is fitted and the other end opposite to the one end that fits into the holder portion of the welder;
with
The imaging unit acquires an image of the shank,
The mark recognition unit recognizes the mark attached to the surface of the shank from the image of the shank,
The state detection unit detects the state of the shank based on the mark on the image,
2. The electrode state determination device according to claim 1 , wherein the state determination unit determines the state of the shank.
前記一対の溶接電極の少なくとも一方（以後、溶接電極と呼ぶ）を撮影して前記溶接電極の画像を取得する撮像部と、
前記溶接電極の画像から、前記溶接電極の表面に付されたマークを認識するマーク認識部と、
前記画像上の前記マークに基づいて、前記溶接電極の状態を検出する状態検出部と、
前記溶接電極の状態を判定する状態判定部と、
を備え、
前記溶接電極は、
前記加圧方向における前記溶接電極の先端部分を成す溶接チップと、
前記溶接チップが嵌められる一端と、前記溶接機のホルダー部に嵌る、前記一端に対向する他端とを有するシャンクと、
を備え、
前記マーク認識部は、前記溶接電極の画像から、前記溶接チップの表面に付された第１のマーク、及び前記シャンクの表面に付された第２のマークを認識し、
前記状態検出部は、前記画像上の前記第１のマーク及び前記第２のマークに基づいて、前記溶接電極の状態を検出する
ことを特徴とする電極状態判定装置。 Used in a welding machine that welds two or more materials to be welded by applying current to the materials to be welded by applying pressure in a pressure direction with a pair of welding electrodes to melt and solidify the metal inside the materials to be welded. An electrode state determination device that determines the state of the welding electrode,
an imaging unit that captures an image of at least one of the pair of welding electrodes (hereinafter referred to as a welding electrode) to obtain an image of the welding electrode;
a mark recognition unit that recognizes a mark made on the surface of the welding electrode from the image of the welding electrode;
a state detection unit that detects the state of the welding electrode based on the mark on the image;
a state determination unit that determines the state of the welding electrode;
with
The welding electrode is
a welding tip forming a tip portion of the welding electrode in the pressing direction;
a shank having one end into which the welding tip is fitted and the other end opposite to the one end that fits into the holder portion of the welder;
with
The mark recognition unit recognizes a first mark made on the surface of the welding tip and a second mark made on the surface of the shank from the image of the welding electrode,
The electrode state determination device, wherein the state detection unit detects the state of the welding electrode based on the first mark and the second mark on the image.
前記一対の溶接電極の少なくとも一方（以後、溶接電極と呼ぶ）を撮影して前記溶接電極の画像を取得する撮像部と、
前記溶接電極の画像から、前記溶接電極の表面に付されたマークを認識するマーク認識部と、
前記画像上の前記マークに基づいて、前記溶接電極の状態を検出する状態検出部と、
前記溶接電極の状態を判定する状態判定部と、
を備え、
前記溶接電極は、
前記加圧方向における前記溶接電極の先端部分を成す溶接チップと、
前記溶接チップが嵌められる一端と、前記溶接機のホルダー部に嵌る、前記一端に対向する他端とを有するシャンクと、
を備え、
前記撮像部が取得する前記画像には、前記シャンク及び前記ホルダー部が含まれ、
前記マーク認識部は、前記シャンク及び前記ホルダー部の画像から、前記シャンクの表面に付された第２のマーク、及び前記ホルダー部の表面に付された第３のマークを認識し、
前記状態検出部は、前記画像上の前記第２のマーク及び前記第３のマークに基づいて、前記溶接電極の状態を検出する
ことを特徴とする電極状態判定装置。 Used in a welding machine that welds two or more materials to be welded by applying current to the materials to be welded by applying pressure in a pressure direction with a pair of welding electrodes to melt and solidify the metal inside the materials to be welded. An electrode state determination device that determines the state of the welding electrode,
an imaging unit that captures an image of at least one of the pair of welding electrodes (hereinafter referred to as a welding electrode) to obtain an image of the welding electrode;
a mark recognition unit that recognizes a mark made on the surface of the welding electrode from the image of the welding electrode;
a state detection unit that detects the state of the welding electrode based on the mark on the image;
a state determination unit that determines the state of the welding electrode;
with
The welding electrode is
a welding tip forming a tip portion of the welding electrode in the pressing direction;
a shank having one end into which the welding tip is fitted and the other end opposite to the one end that fits into the holder portion of the welder;
with
The image acquired by the imaging unit includes the shank and the holder,
The mark recognition unit recognizes a second mark attached to the surface of the shank and a third mark attached to the surface of the holder from the images of the shank and the holder,
The electrode state determination device, wherein the state detection unit detects the state of the welding electrode based on the second mark and the third mark on the image.
前記一対の溶接電極の少なくとも一方（以後、溶接電極と呼ぶ）を撮影して前記溶接電極の画像を取得する撮像部と、
前記溶接電極の画像から、前記溶接電極の表面に付されたマークを認識するマーク認識部と、
前記画像上の前記マークに基づいて、前記溶接電極の状態を検出する状態検出部と、
前記溶接電極の状態を判定する状態判定部と、
前記状態判定部による判定結果に基づき、前記溶接機又は前記溶接機を保全する保全装置の制御条件を変更する判定結果出力部と、
を備え、
前記判定結果出力部は、前記溶接機の制御条件の変更として、前記被溶接材料を前記一対の溶接電極で加圧方向に加圧し且つ電流を流さない空打ち動作を行うよう前記溶接機を制御する指令を出力することを特徴とする電極状態判定装置。 Used in a welding machine that welds two or more materials to be welded by applying current to the materials to be welded by applying pressure in a pressure direction with a pair of welding electrodes to melt and solidify the metal inside the materials to be welded. An electrode state determination device that determines the state of the welding electrode,
an imaging unit that captures an image of at least one of the pair of welding electrodes (hereinafter referred to as a welding electrode) to obtain an image of the welding electrode;
a mark recognition unit that recognizes a mark made on the surface of the welding electrode from the image of the welding electrode;
a state detection unit that detects the state of the welding electrode based on the mark on the image;
a state determination unit that determines the state of the welding electrode;
a determination result output unit that changes a control condition of the welding machine or a maintenance device that maintains the welding machine based on the determination result of the state determination unit;
with
The determination result output unit controls the welder so as to change the control conditions of the welder so that the pair of welding electrodes pressurize the material to be welded in a pressing direction and perform a blank beating operation in which no current flows. An electrode state determination device characterized by outputting a command to perform.
前記溶接機が行う特定作業の後に前記一対の溶接電極の少なくとも一方（以後、溶接電極と呼ぶ）を撮影して前記特定作業の後の前記溶接電極の画像を取得し、
前記特定作業の後の前記溶接電極の画像から、前記溶接電極の表面に付されたマークを認識し、
前記画像上の前記マークに基づいて、前記特定作業の後の前記溶接電極の状態を検出し、
前記特定作業の前に前記溶接電極の画像を取得し、
前記特定作業の前の前記溶接電極の画像から、前記溶接電極の表面に付されたマークを認識し、
前記画像上の前記マークに基づいて、前記特定作業の前の前記溶接電極の状態を検出し、
前記特定作業の後の前記溶接電極の状態を、前記特定作業の前の前記溶接電極の状態と比較することにより、前記溶接電極の状態を判定する
ことを特徴とする電極状態判定方法。 Used in a welding machine that welds two or more materials to be welded by applying current to the materials to be welded by applying pressure in a pressure direction with a pair of welding electrodes to melt and solidify the metal inside the materials to be welded. An electrode state determination method for determining the state of the welding electrode, comprising:
obtaining an image of the welding electrode after the specific work by photographing at least one of the pair of welding electrodes (hereinafter referred to as the welding electrode) after the specific work performed by the welder;
recognizing a mark made on the surface of the welding electrode from the image of the welding electrode after the specific work ;
detecting the state of the welding electrode after the specific work based on the mark on the image;
acquiring an image of the welding electrode before the specific work;
recognizing a mark made on the surface of the welding electrode from the image of the welding electrode before the specific work;
detecting the state of the welding electrode before the specific work based on the mark on the image;
An electrode state determination method, wherein the state of the welding electrode is determined by comparing the state of the welding electrode after the specific work with the state of the welding electrode before the specific work.
前記加圧方向における前記溶接チップの前記被溶接材料側に位置し、その表面が研磨される先端部と、
前記加圧方向における前記溶接チップの前記被溶接材料の逆側に位置し、その表面が研磨されない基盤部と、を備え、
前記基盤部の表面には、撮像部で撮像した画像から認識することができる第１のマークが付され、
前記第１のマークは、
前記加圧方向に対して溶接チップの中心軸が成す角度を示す要素、
前記溶接チップの中心軸周り角度を示す要素、及び
前記溶接チップの中心軸方向の位置を示す要素
のうちの少なくとも１つの要素を含んでいる
ことを特徴とする溶接チップ。 Used in a welding machine that welds two or more materials to be welded by applying current to the materials to be welded by applying pressure in a pressure direction with a pair of welding electrodes to melt and solidify the metal inside the materials to be welded. A welding tip forming a tip portion of the welding electrode,
a front end portion of the welding tip positioned on the side of the material to be welded in the pressurizing direction and having a polished surface;
a base portion located on the opposite side of the welding tip to the material to be welded in the pressurizing direction, the surface of which is not polished;
The surface of the base portion is provided with a first mark that can be recognized from the image captured by the imaging unit ,
The first mark is
an element that indicates the angle formed by the central axis of the welding tip with respect to the direction of pressure;
an element indicating the angle around the central axis of the welding tip; and
An element indicating the axial position of the welding tip
contains at least one element of
A welding tip characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019123153A JP7308086B2 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | ELECTRODE STATE DETERMINATION DEVICE, ELECTRODE STATE DETERMINATION METHOD, AND WELDING TIP |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019123153A JP7308086B2 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | ELECTRODE STATE DETERMINATION DEVICE, ELECTRODE STATE DETERMINATION METHOD, AND WELDING TIP |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021007972A JP2021007972A (en) | 2021-01-28 |
| JP7308086B2 true JP7308086B2 (en) | 2023-07-13 |
Family
ID=74199090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019123153A Active JP7308086B2 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | ELECTRODE STATE DETERMINATION DEVICE, ELECTRODE STATE DETERMINATION METHOD, AND WELDING TIP |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7308086B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010051997A (en) | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Kanto Auto Works Ltd | Spot welding gun management apparatus |
| JP2013139040A (en) | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Daihatsu Motor Co Ltd | Method for managing pressurizing force of spot welding electrode |
| JP2015155103A (en) | 2014-02-20 | 2015-08-27 | アイシン精機株式会社 | Resistance welding device and resistance welding method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58189088U (en) * | 1982-06-14 | 1983-12-15 | マツダ株式会社 | spot welding electrode |
| JPH08271236A (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Mazda Motor Corp | Condition inspection device for welding electrode |
-
2019
- 2019-07-01 JP JP2019123153A patent/JP7308086B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010051997A (en) | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Kanto Auto Works Ltd | Spot welding gun management apparatus |
| JP2013139040A (en) | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Daihatsu Motor Co Ltd | Method for managing pressurizing force of spot welding electrode |
| JP2015155103A (en) | 2014-02-20 | 2015-08-27 | アイシン精機株式会社 | Resistance welding device and resistance welding method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021007972A (en) | 2021-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2011218371A (en) | Spot welding system and dressing determination method | |
| CN108602124B (en) | Three-dimensional inkjet printer's forming process monitoring device and possess its three-dimensional inkjet printer | |
| US11504818B2 (en) | Machine tool, processing system, and fitting determination method of pull stud | |
| JP7308086B2 (en) | ELECTRODE STATE DETERMINATION DEVICE, ELECTRODE STATE DETERMINATION METHOD, AND WELDING TIP | |
| JP7163219B2 (en) | End mill inspection device | |
| JP6906696B2 (en) | Soldering monitoring device, soldering monitoring method and soldering device | |
| KR101698388B1 (en) | Verification apparatus for electrode tip of spot welding device | |
| JP4971272B2 (en) | Spot welding gun management device | |
| JP5679912B2 (en) | Welding abnormality detection method and welding abnormality detection device | |
| JP5836659B2 (en) | Tightening work support device | |
| JP2004534664A (en) | Inspection device and inspection method for machining process of machine tool | |
| WO2021192849A1 (en) | Cutting tool, tool body thereof, and cutting method | |
| CN111397543A (en) | Full-automatic spot welding electrode centering detection device and detection method thereof | |
| JP2007283368A (en) | Device for determining grinding quality of cap tip | |
| CN113770497B (en) | Device and method for detecting actual pressurizing position in robot spot welding process | |
| JPH08271236A (en) | Condition inspection device for welding electrode | |
| JP4245430B2 (en) | Cap chip polishing quality judgment device | |
| JP5619704B2 (en) | Friction stir welding equipment | |
| JP4804855B2 (en) | Die judgment device for punch press | |
| WO2021111545A1 (en) | Welding abnormality diagnosis device | |
| CN111185406A (en) | Image-based welding spot detection method | |
| JPH06304756A (en) | Automatic exchanging device for welding electrode | |
| CN113751934B (en) | Positioning system, welding method and welding deformation measuring method | |
| WO2018139312A1 (en) | Laser processing machine | |
| CN216607590U (en) | Visual error-proofing device for welding seam leakage of shock absorber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220510 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230228 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230413 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230606 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230703 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7308086 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |