KR102202535B1 - 용접 상태 판정 시스템 및 용접 상태 판정 방법 - Google Patents

용접 상태 판정 시스템 및 용접 상태 판정 방법 Download PDF

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Abstract

용접 상태 판정 시스템은, 위빙 동작의 주기에 따라 변동되는 물리량에 관한 특징량을 위빙 주기마다 취득한다. 또한, 하나의 주기에 있어서 취득된 특징량인 관측값, 그리고 하나의 주기보다 먼저 취득된 특징량인 복수의 과거값에 대한 평균 및 표준 편차에 기초하여 이상도를 산출한다. 그리고, 산출된 이상도에 기초하여, 용접 상태를 판정한다.

Description

용접 상태 판정 시스템 및 용접 상태 판정 방법
본 발명은 아크 용접에 있어서의 용접 상태를 판정하는 용접 상태 판정 시스템 및 용접 상태 판정 방법에 관한 것이다.
아크 용접에 있어서의 용접 상태를 판정하는 방법으로서, 특허문헌 1에 개시되어 있는 것이 있다. 특허문헌 1에 개시되어 있는 방법에서는, 용접 전압, 용접 전류, 용접 속도, 와이어 송급 속도, 토치 높이, 및 불활성 가스 유량의 각각의 검출값을 용접 신호로 하여, 용접 신호 중 1개가 단독으로 변화한 경우에 용접층의 품질이 양호하게 유지될 수 있는 제1 단계 역치를 용접 신호별로 정하고, 2개의 용접 신호가 동시에 변화한 경우에 용접층의 품질이 양호하게 유지될 수 있는 검출값의 범위를, 용접 신호의 모든 조합에 대하여 정한다. 용접층의 품질을 판정할 때에는, 하나 또는 복수의 용접 신호를 선택하고, 선택된 용접 신호를 제1 단계 역치 또는 검출값의 범위와 비교하여, 이 비교 결과에 의해 용접층에 결함이 발생하였는지 여부를 판정한다.
일본 특허 제3906561호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 방법에서는, 용접 대상, 가스, 설정 전류 등의 용접 조건이 변경되는 경우, 그에 따라 제1 단계 역치 및 검출값의 범위를 변경할 필요가 있다. 특히 검출값의 범위는, 용접 신호의 조합의 수만큼 있으며, 그 전부를 변경해야만 한다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 주된 목적은, 용접 조건이 변경되어도, 설정값을 변경하지 않고 고정밀도로 용접 상태를 판정할 수 있는 용접 상태 판정 시스템 및 용접 상태 판정 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태의 용접 상태 판정 시스템은, 용접 토치를 주기적으로 요동시키는 위빙 동작에 의한 아크 용접에 있어서의 용접 상태를 판정하는 용접 상태 판정 시스템이며, 상기 위빙 동작의 주기에 따라 변동되는 물리량에 관한 특징량을 상기 주기마다 취득하는 취득부와, 상기 취득부에 의해 하나의 상기 주기에 있어서 취득된 상기 특징량인 관측값, 그리고 상기 취득부에 의해 상기 하나의 주기보다 먼저 취득된 상기 특징량인 복수의 과거값에 대한 평균 및 표준 편차에 기초하여 이상도를 산출하는 산출부와, 상기 산출부에 의해 산출된 상기 이상도에 기초하여, 상기 용접 상태를 판정하는 판정부를 구비한다.
이 양태에 있어서, 상기 산출부는, 상기 주기마다 상기 이상도를 산출하도록 구성되어 있고, 상기 용접 상태 판정 시스템은, 상기 하나의 주기보다 앞선 주기에 있어서 산출된 상기 이상도가 소정의 기준값보다 높은 경우, 상기 앞선 주기에 있어서의 상기 이상도의 산출에 있어서 상기 관측값으로서 사용된 상기 특징량을 상기 복수의 과거값에서 제외하는 제외부를 더 구비해도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서, 상기 용접 상태 판정 시스템은, 상기 특징량의 시간 변동을 근사하는 근사부를 더 구비하고, 상기 산출부는, 상기 관측값과 상기 근사부에 의해 얻어진 상기 관측값의 근사값의 차, 그리고 상기 과거값과 상기 근사부에 의한 상기 과거값의 근사값의 차의 평균 및 표준 편차에 기초하여, 상기 이상도를 산출하도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서, 상기 근사부는, 선형 근사에 의해 상기 특징량의 시간 변동을 근사하도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서, 상기 근사부는, 2차 근사 또는 지수 근사에 의해 상기 특징량의 시간 변동을 근사하도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서, 상기 특징량은, 상기 물리량의 상기 주기 내에 있어서의 평균값, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동단에서의 상기 물리량, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동 중앙에서의 상기 물리량, 요동단을 포함하는 구간에서의 상기 물리량의 적분값, 또는 상기 물리량이 주기적인 시간 변동과 근사하는 파형의 진폭이어도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서, 상기 취득부는, 상기 물리량의 상기 주기 내에 있어서의 평균값, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동단에서의 상기 물리량, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동 중앙에서의 상기 물리량, 요동단을 포함하는 구간에서의 상기 물리량의 적분값, 또는 상기 물리량이 주기적인 시간 변동과 근사하는 파형의 진폭 중 적어도 2 이상을 상기 특징량으로서 취득하도록 구성되어 있고, 상기 산출부는, 각각의 상기 특징량에 대하여 각각 별도로 상기 이상도를 산출하도록 구성되어 있고, 상기 판정부는, 상기 산출부에 의해 산출된 상기 이상도의 각각에 기초하여, 상기 용접 상태를 판정하도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서, 상기 용접 상태 판정 시스템은, 상기 판정부에 의한 상기 용접 상태의 판정 결과에 기초하여, 상기 아크 용접의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비해도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서, 상기 용접 상태 판정 시스템은, 상기 판정부에 의해 상기 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우에, 상기 이상을 통지하는 이상 통지부를 더 구비해도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서, 상기 물리량은, 용접 전류 또는 용접 전압이어도 된다.
또한, 본 발명의 다른 양태의 용접 상태 판정 방법은, 용접 토치를 주기적으로 요동시키는 위빙 동작에 의한 아크 용접에 있어서의 용접 상태를 판정하는 용접 상태 판정 방법이며, 상기 위빙 동작의 주기에 따라 변동되는 물리량에 관한 특징량을 상기 주기마다 취득하는 스텝과, 하나의 상기 주기에 있어서 취득된 상기 특징량인 관측값, 그리고 상기 하나의 주기보다 먼저 취득된 상기 특징량인 복수의 과거값에 대한 평균 및 표준 편차에 기초하여 이상도를 산출하는 스텝과, 산출된 상기 이상도에 기초하여, 상기 용접 상태를 판정하는 스텝을 갖는다.
본 발명에 관한 용접 상태 판정 시스템 및 용접 상태 판정 방법에 따르면, 용접 조건이 변경되어도, 설정값을 변경하지 않고 고정밀도로 용접 상태를 판정할 수 있다.
도 1은, 실시 형태 1에 관한 용접 시스템의 구성을 도시하는 모식도.
도 2는, 로봇 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 3은, 실시 형태 1에 관한 용접 상태 판정 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 4는, 로봇 제어 장치 및 전원 장치의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 5는, 실시 형태 1에 관한 용접 상태 판정 시스템의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 6a는, 위빙 동작에 있어서의 와이어 길이의 변동을 설명하기 위한 설명도.
도 6b는, 위빙 동작에 있어서의 와이어 길이의 변동을 설명하기 위한 설명도.
도 7은, 평가 시험 1에서 사용한 워크를 도시하는 사시도.
도 8a는, 평가 시험 1에서 측정된 평균 전류를 나타내는 그래프.
도 8b는, 평가 시험 1에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프.
도 9는, 평가 시험 2에서 사용한 워크를 도시하는 사시도.
도 10a는, 평가 시험 2에서 측정된 평균 전류를 나타내는 그래프.
도 10b는, 평가 시험 2에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프.
도 11a는, 평가 시험 3에서 측정된 평균 전류를 나타내는 그래프.
도 11b는, 평가 시험 3에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프.
도 12는, 실시 형태 2에 관한 용접 상태 판정 시스템의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 13은, 평가 시험 4에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프.
도 14는, 실시 형태 3에 관한 용접 상태 판정 시스템의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 15a는, 평가 시험 5에서 측정된 좌측단 전류를 나타내는 그래프.
도 15b는, 평가 시험 5에서 산출된 좌측단 전류에 대한 이상도를 나타내는 그래프.
도 16a는, 평가 시험 5에서 측정된 우측단 전류를 나타내는 그래프.
도 16b는, 평가 시험 5에서 산출된 우측단 전류에 대한 이상도를 나타내는 그래프.
도 17은, 실시 형태 4에 관한 용접 상태 판정 시스템의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 18a는, 평가 시험 6에서 산출된 진폭을 나타내는 그래프.
도 18b는, 평가 시험 6에서 산출된 진폭에 대한 이상도를 나타내는 그래프.
도 19a는, 평가 시험 7에서 산출된 진폭을 나타내는 그래프.
도 19b는, 평가 시험 7에서 산출된 진폭에 대한 이상도를 나타내는 그래프.
도 20은, 실시 형태 5에 관한 용접 상태 판정 시스템의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 21은, 평가 시험 2에 있어서의 평균 전류의 히스토그램.
도 22는, 실시 형태 6에 관한 용접 상태 판정 시스템의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 23은, 평가 시험 8에 있어서의 선형 근사의 결과를 나타내는 그래프.
도 24a는, 평가 시험 8에 있어서의 평균 전류와 근사값의 차의 히스토그램.
도 24b는, 평가 시험 8에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프.
도 25는, 실시 형태 7에 관한 용접 상태 판정 시스템의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 26은, 평가 시험 9에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프.
도 27은, 실시 형태 8에 관한 용접 상태 판정 시스템의 동작 수순을 도시하는 흐름도.
도 28은, 아크 스타트 직후의 평균 전류의 시간 변동을 나타내는 그래프.
도 29a는, 평가 시험 10에 있어서의 2차 근사의 결과를 나타내는 그래프.
도 29b는, 평가 시험 10에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프.
도 30은, 임시 부착이 실시된 워크에 대한 추적 제어에서의 용접을 설명하기 위한 설명도.
도 31a는, 요동단을 포함하는 일정 구간에서의 용접 전류의 적분값의 일례를 설명하기 위한 그래프.
도 31b는, 요동단을 포함하는 일정 구간에서의 용접 전류의 적분값의 다른 예를 설명하기 위한 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 각 실시 형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 방법 및 장치를 예시하는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 하기의 것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상은, 특허청구범위에 기재된 기술적 범위 내에 있어서 여러 가지 변경을 가할 수 있다. 또한, 이하에 나타내는 각 실시 형태에서는 매니퓰레이터의 용접 로봇을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 적용 대상은 이것들에 한정되는 것은 아니며, 매니퓰레이터 이외의 자동 용접 장치를 적용 대상으로 하는 것도 가능하다.
(실시 형태 1)
본 실시 형태에서는, 용접 상태 판정 시스템이, 위빙의 각 주기에서 용접 전류값의 평균값을 특징량으로서 위빙 주기마다 취득하고, 이 특징량에 대하여 이상도를 산출하고, 이상도에 기초하여 용접 상태를 판정한다.
<용접 시스템의 구성>
도 1은, 본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 구성을 도시하는 모식도이다. 용접 시스템(10)은, 용접 로봇(20)과, 로봇 제어 장치(30)와, 전원 장치(40)와, 용접 상태 판정 시스템(100)을 구비하고 있다. 용접 상태 판정 시스템(100)은, 용접 로봇(20)에 의한 용접 상태를 판정한다.
용접 로봇(20)은, 수직 다관절형 매니퓰레이터로 구성되며, 그 선단에 용접 토치(21)를 갖고 있다. 본 실시 형태에 관한 용접 로봇(20)은, MIG(Metal Inert Gas) 용접 또는 MAG(Metal Active Gas) 용접 등의 용극식 아크 용접을 행한다. 용접 로봇(20)은, 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 각각에 접속되어 있다.
용접 토치(21)에는 와이어 송급 장치(23)로부터 용접 와이어(24)가 보내져 오고, 용접 토치(21)의 선단으로부터 용접 와이어(24)가 송출된다. 전원 장치(40)는 정전압 전원(41)과 용접 전류 검출부(42)와 스위치(43)를 갖는다. 스위치(43)가 온으로 되면 용접 와이어(24)에 정전압 전원(41)으로부터 전력이 공급된다. 이에 의해, 용접 와이어(24)와 워크(피용접재)(50)의 사이에 용접 전압이 인가되고, 아크가 발생한다. 스위치(43)가 오프로 되면, 용접 와이어(24)로의 전력 공급이 정지되어, 아크의 발생이 정지된다. 또한, 용접 전류 검출부(42)는, 용접 중에 생기는 용접 전류를 검출한다.
전원 장치(40)는, CPU(44)와 메모리(45)와 통신부(46)를 더 갖는다. 전원 제어용 컴퓨터 프로그램인 전원 제어 프로그램(47)이 메모리(45)에 저장되어 있고, 이 전원 제어 프로그램(47)을 CPU(44)가 실행함으로써, 스위치(43)의 온/오프 등의 용접 전력의 제어가 행해진다. 또한, 전원 장치(40)는 와이어 송급 장치(23)에 접속되어 있고, CPU(44)는 전원 제어 프로그램(47)에 의해 와이어의 송급 속도를 제어한다. 통신부(46)는, 유선 또는 무선 통신용 통신 모듈이다. 이러한 통신부(46)는, 소정의 통신 프로토콜을 사용하여 로봇 제어 장치(30) 및 용접 상태 판정 시스템(100)과의 사이에서 데이터 통신을 행한다.
이어서, 로봇 제어 장치(30)의 구성에 대하여 설명한다. 로봇 제어 장치(30)는, 용접 로봇(20)의 동작을 제어한다. 도 2는, 로봇 제어 장치(30)의 구성을 도시하는 블록도이다. 로봇 제어 장치(30)는, CPU(301)와, 메모리(302)와, 복수의 스위치를 포함하는 조작 패널(303)과, 교시 펜던트(304)와, 입출력부(305)와, 통신부(306)를 구비하고 있다.
용접 로봇(20)의 제어용 컴퓨터 프로그램인 제어 프로그램(330)이 메모리(302)에 저장되어 있고, 이 제어 프로그램(330)을 CPU(301)가 실행함으로써, 용접 로봇(20)에 의한 용접 동작의 제어가 행해진다.
로봇 제어 장치(30)에 대한 지시의 입력에는, 조작 패널(303) 및 교시 펜던트(304)가 사용된다. 오퍼레이터는, 교시 펜던트(304)에 교시 프로그램을 입력할 수 있다. 로봇 제어 장치(30)는, 교시 펜던트(304)로부터 입력된 교시 프로그램에 따라, 용접 로봇(20)을 제어한다. 교시 프로그램은, 도시하지 않은 컴퓨터에 의해 작성하는 것도 가능하다. 이 경우, 가반형 기록 매체에 의해 수수하거나, 데이터 통신에 의해 전송하거나 하여, 교시 프로그램을 로봇 제어 장치(30)에 제공할 수 있다.
입출력부(305)에는, 용접 전류 검출부(42)와, 용접 로봇(20)의 액추에이터의 구동 회로(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 용접 전류 검출부(42)에 의해 검출된 용접 전류의 값이 입출력부(305)를 통하여 CPU(301)에 제공된다. CPU(301)는, 제어 프로그램(330)에 의해, 후술하는 바와 같은 용접 로봇(20)의 제어를 행하고, 제어 신호를 용접 로봇(20)의 구동 회로에 출력한다.
통신부(306)는, 유선 또는 무선 통신용 통신 모듈이다. 이러한 통신부(306)는, 소정의 통신 프로토콜을 사용하여 전원 장치(40) 및 용접 상태 판정 시스템(100)과의 사이에서 데이터 통신을 행한다.
이상의 구성의 로봇 제어 장치(30)는, 용접 로봇(20)의 각 축을 제어하여, 용접 토치(21)의 위치 및 용접 토치(21)로부터의 용접 와이어(24)의 돌출 길이(이하, 「와이어 길이」라고 함)를 제어한다. 용접 동작에서는, 용접 토치(21)와 워크(50)의 사이의 거리에 따라 와이어 길이가 조절된다. 즉, 용접 토치(21)가 워크(50)에 근접하면, 와이어 길이를 작게 하고, 용접 토치(21)가 워크(50)로부터 이반되면, 와이어 길이를 크게 한다. 와이어 길이의 장단에 따라 용접 와이어(24)에 있어서의 저항 변화가 생기고, 이 저항 변화가 용접 전류값의 변화를 야기한다. 이 때문에, 로봇 제어 장치(30)는, 용접 전류값을 사용한 피드백 제어에 의해, 용접 전류값이 적정하게 되도록 용접 토치(21)의 위치 및 와이어 길이를 조절한다.
또한, 로봇 제어 장치(30)는, 용접 로봇(20)에 위빙 동작을 실행시킨다. 위빙 동작은, 용접 방향에 대하여 교차하는 방향(이하, 용접 방향을 「전방」, 이 전방을 보았을 때의 우측 방향을 「우측 방향」, 전방을 보았을 때의 좌측 방향을 「좌측 방향」이라고 함)으로 용접 토치(21)를 교대로 요동시키는 동작이다. 로봇 제어 장치(30)는, 설정된 위빙 주기, 진폭, 용접 속도에 따라 위빙 동작을 행하도록 용접 로봇(20)을 제어한다.
또한, 로봇 제어 장치(30)는, 상기 위빙 동작과 함께, 용접선 추적 제어를 실행한다. 용접선 추적 제어는, 용접선을 따라 비드가 형성되도록, 용접 토치(21)의 좌우 위치를 제어하는 동작이다.
이어서, 용접 상태 판정 시스템(100)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)의 구성을 도시하는 블록도이다. 용접 상태 판정 시스템(100)은, 컴퓨터(101)에 의해 실현된다. 컴퓨터(101)는, 본체(110)와, 입력부(120)와, 표시부(130)를 구비하고 있다. 본체(110)는, CPU(111)와, ROM(112)과, RAM(113)과, 하드 디스크(114)와, 입출력 인터페이스(115)와, 통신 인터페이스(116)와, 화상 출력 인터페이스(117)를 구비하고 있다. CPU(111), ROM(112), RAM(113), 하드 디스크(114), 입출력 인터페이스(115), 통신 인터페이스(116) 및 화상 출력 인터페이스(117)는, 버스에 의해 서로 접속되어 있다.
아크 용접의 상태를 판정하기 위한 컴퓨터 프로그램인 용접 상태 판정 프로그램(150)을 CPU(111)가 실행함으로써, 컴퓨터(101)가 용접 상태 판정 시스템(100)으로서 기능한다.
ROM(112)에는, CPU(111)에 실행되는 컴퓨터 프로그램 및 이것에 사용할 데이터 등이 기록되어 있다. RAM(113)은, 하드 디스크(114)에 기록되어 있는 용접 상태 판정 프로그램(150)의 판독에 사용된다. RAM(113)은, CPU(111)가 컴퓨터 프로그램을 실행할 때, CPU(111)의 작업 영역으로서 이용된다.
하드 디스크(114)는, 오퍼레이팅 시스템 및 애플리케이션 프로그램 등, CPU(111)에 실행시키기 위한 다양한 컴퓨터 프로그램 및 당해 컴퓨터 프로그램의 실행에 사용되는 데이터가 인스톨되어 있다. 용접 상태 판정 프로그램(150)도, 이 하드 디스크(114)에 인스톨되어 있다.
입출력 인터페이스(115)에는, 키보드 및 마우스를 포함하는 입력부(120)가 접속되어 있다. 입출력 인터페이스(115)에는, 용접 전류 검출부(42)가 접속되어 있다. 용접 전류 검출부(42)에 의해 검출된 용접 전류의 값이 입출력 인터페이스(115)를 통하여 CPU(111)에 제공된다. CPU(111)는, 용접 상태 판정 프로그램(150)에 의해, 용접 전류값을 사용하여 아크 용접의 상태를 판정한다.
통신 인터페이스(116)는, 유선 또는 무선 통신용 통신 모듈이다. 이러한 통신 인터페이스(116)는, 소정의 통신 프로토콜을 사용하여 전원 장치(40) 및 로봇 제어 장치(30)와의 사이에서 데이터 통신을 행한다. 화상 출력 인터페이스(117)는, LCD 또는 CRT 등으로 구성된 표시부(130)에 접속되어 있고, CPU(111)로부터 제공된 화상 데이터에 따른 영상 신호를 표시부(130)에 출력하도록 되어 있다. 표시부(130)는, 입력된 영상 신호에 따라, 화상(화면)을 표시한다.
<용접 시스템의 동작>
이어서, 용접 시스템(10)의 동작에 대하여 설명한다. 아크 용접을 행하는 경우, 오퍼레이터는, 로봇 제어 장치(30), 전원 장치(40) 및 용접 상태 판정 시스템(100)의 각각을 기동한다. 로봇 제어 장치(30)가 용접 로봇(20)의 동작을 제어하고, 전원 장치(40)가 용접 로봇(20)에 용접 전력을 공급한다. 또한, 용접 상태 판정 시스템(100)은, 용접 로봇(20)에 의한 아크 용접의 상태를 실시간으로 판정한다.
로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작에 대하여 설명한다. 도 4는, 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 오퍼레이터는, 아크 용접을 개시하는 경우, 교시 펜던트(304)를 조작하여, 로봇 제어 장치(30)에 교시 프로그램, 각종 설정값을 입력하고, 용접 개시를 지시한다. 로봇 제어 장치(30)의 CPU(301)는, 이 교시 프로그램, 각종 설정값 및 용접 개시 지시를 접수한다(스텝 S101).
CPU(301)는, 전원 장치(40)에 대하여, 용접 전력의 공급 개시를 명령한다(스텝 S102). 전원 장치(40)는, 이 명령을 수신하고(스텝 S103), CPU(44)가 스위치(43)를 온으로 한다(스텝 S104). 이에 의해, 용접 와이어(24)와 워크(50)의 사이에 용접 전압이 인가되어, 아크가 발생한다.
다음으로 CPU(301)는, 용접 로봇(20)에 제어 신호를 송신하고, 용접 제어를 실행한다(스텝 S105). 용접 제어에는, 위빙 동작의 제어(스텝 S1051) 및 용접선 추적 제어(스텝 S1052)가 포함된다. 또한, 용접 제어에서는, 용접 전류값을 사용한 용접 토치(21)의 위치 및 와이어 길이의 피드백 제어도 행해진다.
CPU(301)는, 용접 동작의 정지가 필요한지 여부를 판정한다(스텝 S106). 용접 동작의 정지가 불필요한 경우(스텝 S106에 있어서 "아니오"), CPU(301)는, 스텝 S105로 처리를 복귀시키고, 축차적으로 용접 제어를 실행한다.
예를 들어, 오퍼레이터로부터의 용접 정지의 지시 접수, 용접 로봇(20)에 마련된 센서에 의한 용접 종료 위치의 검출, 용접 이상의 검출, 및 용접 상태 판정 시스템(100)으로부터의 용접 정지 요구의 접수 중 어느 것이 있는 경우, CPU(301)는, 용접 동작의 정지가 필요하다고 판단하여(스텝 S106에 있어서 "예"), 용접 제어를 정지하고(스텝 S107), 전원 장치(40)에 대하여 용접 전력의 공급 정지를 명령한다(스텝 S108). 전원 장치(40)는, 이 명령을 수신하고(스텝 S109), CPU(44)가 스위치(43)를 오프로 하여(스텝 S110), 용접 로봇(20)에 대한 용접 전력의 공급을 정지한다. 이에 의해, 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작이 종료된다.
이어서, 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 5는, 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 우선, 용접 상태 판정 시스템(100)의 CPU(111)는, 위빙 동작의 주기(횟수)를 나타내는 변수 i에 초기값인 0을 세팅한다(스텝 S111).
전원 장치(40)에서는, 용접 전류 검출부(42)가 계속적으로 용접 전류값을 검출하고, 검출값으로서 출력한다. CPU(111)는, 용접 전류값의 시계열 데이터를, 용접 전류 검출부(42)로부터 수신한다(스텝 S112).
여기서, 용접 전류값에 대하여 설명한다. 위빙 동작에서는, 용접 방향에 대하여 좌우로 용접 와이어(24)의 위치가 변동된다. 이러한 위빙 동작에 있어서는, 용접 와이어(24)의 좌우 방향의 위치 변화에 따라, 용접 토치(21)의 선단과 워크(50)의 용접 위치의 거리가 변화하고, 이에 따라 와이어 길이가 변화한다. 이때, 용접 와이어(24)의 선단과 워크(50)의 용접 위치의 거리, 즉 아크 길이는 거의 일정해지도록, 와이어 길이가 제어된다. 도 6a 및 도 6b는, 위빙 동작에 있어서의 와이어 길이의 변동을 설명하기 위한 설명도이다. 워크(50)가 맞대기 이음인 경우, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 맞대어진 양쪽 워크(50)의 사이에 그루브(51)가 마련된다. 이 때문에, 용접 와이어(24)가 그루브(51)에 대향할 때와, 맞대어진 워크(50)에 대향할 때에는, 용접 토치(21)와 워크(50)의 거리가 변한다. 그 때문에, 이 거리에 따라 와이어 길이가 변화한다. 또한, 워크(50)가 T 이음, 십자 이음, 모서리 이음 등인 경우, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 양쪽 워크(50)가 서로 교차하도록 배치된다. 이 교차부가 용접선으로 된다. 용접 와이어(24)가 교차부(양쪽 워크(50)의 접속부)에 대향할 때에는 와이어 길이가 가장 길어지고, 용접 와이어(24)가 이 교차부로부터 용접 방향에 교차하는 방향(도면 중 화살표 방향)으로 이동함에 따라 와이어 길이는 짧아진다. 이 때문에, 용접 전류값은, 위빙 동작의 주기에 따라 변동된다.
다시 도 5를 참조한다. CPU(111)는, i주기에 있어서의 용접 전류값의 평균값(이하, 「평균 전류」라고 함)을 특징량으로서 산출한다(스텝 S113). CPU(111)는, 산출된 특징량의 데이터수 i가 소정의 수 N에 도달하였는지 여부를 판정하고(스텝 S114), 데이터수 i가 N 미만인 경우에는(스텝 S114에 있어서 "아니오"), i를 인크리먼트하고(스텝 S115), 처리를 스텝 S112로 복귀시킨다. 이에 의해, 연속된 복수 주기의 각각에서 특징량이 얻어진다.
한편, 데이터수 i가 N 이상인 경우에는(스텝 S114에 있어서 "예"), CPU(111)는 이상도를 산출한다(스텝 S116). 이상도는, 하기 식에 의해 정의된다.
Figure 112019091905222-pct00001
여기서, 관측값이란, 주목 주기(이 경우에는 i, 즉 최신 주기)에 있어서의 특징량을 말한다. 또한, 평균값은, 주목 주기보다 먼저 취득된 복수의 특징량(이하, 「과거값」이라고 함)의 평균값이며, 표준 편차는, 과거값의 표준 편차이다.
본 실시 형태에 있어서의 이상도를 더욱 상세하게 설명한다. 위빙 동작의 i주기째에 있어서의 평균 전류 Iave(i)에 대하여, 과거값의 평균값은 다음 식 (1)로, 표준 편차는 식 (2)로, 이상도는 식 (3)으로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00002
즉, 평균값은, 주기 i 직전의 데이터수 N의 과거값의 평균이며, 표준 편차는, 데이터수 N의 과거값의 표준 편차이다. 이러한 이상도는, N개의 과거값에 대하여 관측값의 거동이 상이한 정도를 나타내는 통계적 수치이다. 여기서, 용접 전류값은 주기별 변동이 크기 때문에, N이 지나치게 작으면 평균 및 표준 편차의 값이 불안정해져, 정확하게 용접 상태를 반영한 이상도를 산출할 수 없게 된다. 이 때문에, N은 큰 편이 바람직하다. 한편, N이 지나치게 크면 데이터를 취득하기 위한 기간이 길어지기 때문에, 실용상은 N이 작은 것이 바람직하다. 이것들로부터, 구체적으로는 N은 30 이상 100 이하인 것이 바람직하다. 특히, Ar-CO2 혼합 가스와 같은 노이즈가 적은 실드 가스를 사용하는 경우에는, N을 30 이상 50 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 단, 정밀도의 문제가 있으면 N을 50 이상으로 하는 것이 고려된다.
이어서, CPU(111)는, 산출된 이상도에 기초하여, 용접 상태를 판정한다(스텝 S117). 이 처리에서는, CPU(111)는, 이상도에 의해, 용접 동작의 정지가 필요한지 여부를 판정한다. 이상도가 소정의 기준값을 초과하면, 용접 상태는 이상이며, 용접 동작의 정지가 필요하다고 판정한다. 이상도가 기준값 이하이면, 용접 상태는 정상이어서 용접 동작의 정지는 필요없다고 판정한다. 이 기준값은, 오퍼레이터가 부여해도 되고, CPU(111)가 자동 설정해도 된다. 자동 설정에서는, 카이 제곱 분포에 있어서의 소정값을 기준값으로 할 수 있다. 이 소정값은, 용접에 있어서의 이상의 발생률을 고려하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 용접에 있어서의 이상의 발생 확률이 0.5％이면, 카이 제곱 분포에 있어서의 0.5％를 기준값으로서 설정할 수 있다.
CPU(111)는, 용접 상태가 정상이라고 판정된 경우(스텝 S117에 있어서 「정상」), 스텝 S115로 처리를 이행한다. 한편, CPU(111)는, 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우(스텝 S117에 있어서 「이상」), 표시부(130)에 이상 발생을 통지하는 화면을 표시시키고(스텝 S118), 로봇 제어 장치(30)에 용접 정지 요구를 송신한다(스텝 S119). 로봇 제어 장치(30)가 용접 정지 요구를 수신함으로써, 용접 제어가 정지되어, 용접 로봇(20)에 대한 용접 전력의 공급이 정지된다. 이상으로, 용접 상태 판정 시스템의 동작이 종료된다.
이상과 같이 구성함으로써, 용접 상태 판정 시스템(100)은, 용접 상태의 이상도를, N개의 과거값에 대한 관측값의 통계적 수치로서 산출한다. 이러한 이상도는, 과거값과 관측값만으로 정해지는 것이기 때문에, 용접 대상, 실드 가스, 설정 전류 등의 용접 조건에는 영향을 받지 않는다. 따라서, 용접 상태 판정 시스템(100)은, 용접 조건이 변경되었다고 해도, 설정값 등을 변경하지 않고, 그 시점에서의 용접 조건에 따른 이상도를 산출할 수 있어, 고정밀도로 용접 상태를 판정할 수 있다.
이상과 같이, 컴퓨터(101)는, 위빙 동작의 주기에 따라 변동되는 물리량에 관한 특징량을 주기마다 취득하는 취득부, 이 취득부에 의해 취득된 특징량으로부터 이상도를 산출하는 산출부, 이 산출부에 의해 산출된 이상도에 기초하여, 용접 상태를 판정하는 판정부, 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우에 이상을 통지하는 이상 통지부로서 기능한다. 또한, 로봇 제어 장치(30)는, 판정부에 의한 용접 상태의 판정 결과에 기초하여, 아크 용접의 동작을 제어하는 제어부로서 기능한다.
<평가 시험 1>
발명자들은, 이하와 같이 하여 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법의 평가 시험을 행하여, 그 성능을 검증하였다. 도 7은, 본 평가 시험에서 사용한 워크(50)를 도시하는 사시도이다. 본 평가 시험에서는, 워크(50)로서, 수직판(52)과 하판(53)으로 구성된 T 이음을 사용하였다. 용접은, 수직판(52)과 하판(53)의 교차부를 용접하는 필렛 용접으로 하였다. 수직판(52)은, 하판(53)보다 용접 방향(긴 변 방향)의 길이가 짧고, 하판(53)의 용접 방향의 도중에 결락되어 있다. 본 평가 시험에서는, 수직판(52)이 존재하는 부분에서부터 없어지는 부분에 걸쳐 용접을 행하여, 수직판(52)의 종단을 용접 상태의 변화로서 검출할 수 있는지 여부를 검증하였다. 본 평가 시험에서는, 위빙 주파수를 2Hz, 데이터수 N을 40으로 하였다.
위빙 동작의 각 주기에 있어서의 평균 전류 Iave를 산출하고, 상기 식 (1) 내지 (3)을 사용하여 평균 전류의 이상도를 산출하였다. 도 8a는, 본 평가 시험에서 측정된 평균 전류 Iave를 나타내는 그래프이다. 도 8a에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수(1주기를 1회로 함)를 나타내고, 종축이 평균 전류 Iave를 나타내고 있다. 도 8a에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수가 1 내지 57에서는, 평균 전류가 약 270 내지 275A인 것에 비해, 위빙 횟수 59회째 이후에서는, 평균 전류가 267A 이하로 감소되어 있다. 이 59회째는, 수직판(52)의 종단에 대응하고 있고, 도 8a의 결과는, 59회째 이후에 있어서 수직판(52)이 없어짐으로써, 평균 전류가 감소하였음을 나타내고 있다.
도 8b는, 본 평가 시험에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 8b에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 8b에 도시하는 바와 같이, 1 내지 57회째에서는, 이상도가 대략 0인 것에 비해, 59 내지 63회째에서는, 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 본 평가 시험에서는, 기준값을 카이 제곱 분포에 있어서의 0.5％의 값 7.879439로 하였다. 이 이상도가 기준값을 초과한 위빙 횟수가, 수직판(52)의 종점에 대응하는 59회째라는 점에서, 수직판(52)의 종단을 용접 상태의 변화로서 정확하게 검출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 64회째 이후에서는, 다시 이상도가 기준값을 하회하고 있다. 이것은, 수직판(52)이 없는 부분을 용접한 이상도가 높은 데이터가 과거값에 포함되어 있기 때문이라고 생각된다.
<평가 시험 2>
이어서, 발명자들은, 임시 부착을 실시한 T 이음을 워크로 하여, 평가 시험을 실시하였다. 도 9는, 본 평가 시험에서 사용한 워크(50)를 도시하는 사시도이다. 본 평가 시험에서는, 워크(50)로서, 수직판(52)과 하판(53)으로 구성된 T 이음의 교차부에, 몇 군데의 임시 부착(54)을 실시한 것을 사용하였다. 용접은, 수직판(52)과 하판(53)의 교차부를 용접하는 필렛 용접으로 하였다. 본 평가 시험에서는, 교차부를 따라 임시 부착(54)이 없는 부분에서부터 임시 부착(54)이 존재하는 부분에 걸쳐 용접을 행하여, 임시 부착(54)을 용접 상태의 변화로서 검출할 수 있는지 여부를 검증하였다. 또한, 본 평가 시험에서는, 위빙 주파수를 평가 시험 1과 동일하게 2Hz, 데이터수 N을 50으로 하였다. 그 밖에, 평가 시험 1과 마찬가지의 방법에 의해 시험을 행하였다.
도 10a는, 본 평가 시험에서 측정된 평균 전류 Iave를 나타내는 그래프이다. 도 10a에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 평균 전류 Iave를 나타내고 있다. 도 10a에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수가 1 내지 72에서는, 평균 전류가 약 270 내지 275A인 데에 비해, 위빙 횟수 73회째 이후에서는, 평균 전류가 급준하게 증대되어 있다. 이 73회째는, 임시 부착(54)의 위치에 대응하고 있고, 도 10a의 결과는, 73회째 이후에 있어서 임시 부착(54)이 존재함으로써, 평균 전류가 증대되었음을 나타내고 있다. 즉, 이 데이터에서는, 73회째 이후에 임시 부착(54)의 영향을 받아 크게 평균 전류가 변화하고 있다.
도 10b는, 본 평가 시험에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 10b에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 10b에 도시하는 바와 같이, 1 내지 72회째에서는, 이상도가 기준값 이하인 데 비해, 73 내지 77회째에서는, 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 이 이상도가 기준값을 초과한 위빙 횟수가, 임시 부착(54)의 위치에 대응하는 73회째라는 점에서, 임시 부착(54)을 용접 상태의 변화로서 정확하게 검출할 수 있음을 알 수 있다.
<평가 시험 3>
이어서, 발명자들은, 목표 전류값을 높게 설정함으로써 워크에 용락을 발생시키고, 이 용락을 용접 상태의 변화로서 검출할 수 있는지 여부를 검증하였다. 또한, 본 평가 시험에서는, 위빙 주파수를 평가 시험 1과 동일하게 2Hz, 데이터수 N을 10으로 하였다. 그 밖에, 평가 시험 1과 마찬가지의 방법에 의해 시험을 행하였다.
도 11a는, 본 평가 시험에서 측정된 평균 전류 Iave를 나타내는 그래프이다. 도 11a에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 평균 전류 Iave를 나타내고 있다. 도 11a에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수가 1 내지 18에서는, 평균 전류가 약 350 내지 320A로 추이하고 있다. 본 평가 시험에서는, 위빙 횟수 18 내지 19회째에 있어서 용락이 생겼다. 이 용락의 영향을 받아, 19회째에서는 평균 전류가 감소하기는 하지만, 그 감소량은 크다고는 할 수 없으며, 평균 전류로는 용락을 검출하기가 곤란하다.
도 11b는, 본 평가 시험에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 11b에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 11b에 도시하는 바와 같이, 1 내지 17회째에서는, 이상도가 기준값 이하인 데 비해, 18 내지 19회째에서는, 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 이 이상도가 기준값을 초과한 위빙 횟수가, 용락이 생긴 18 및 19회째라는 점에서, 용락을 용접 상태의 변화로서 정확하게 검출할 수 있음을 알 수 있다.
(실시 형태 2)
실시 형태 1에 관한 용접 상태 판정 방법에서는, 용접 상태가 급격하게 변화하면 이상도가 일단 높아지지만, 그 이상 용접 상태가 계속되는 경우에는, 이상도가 높은 데이터가 과거값에 포함되어 버려, 이 과거값을 사용하여 산출되는 이상도가 저하되는 경우가 있다(도 8b, 도 10b, 도 11b 참조). 본 실시 형태에서는, 용접 상태 판정 시스템이, 과거에 이상도가 소정의 기준값을 초과한 특징량을 과거값에서 제외하여 평균 및 표준 편차를 산출하고, 이 평균 및 표준 편차를 사용하여 이상도를 산출한다. 이에 의해, 이상 용접 상태가 계속되는 경우에, 연속해서 이상을 검출할 수 있다.
<용접 시스템의 구성>
본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 구성은, 실시 형태 1에 관한 용접 시스템(10)의 구성과 마찬가지이므로, 동일 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
<용접 시스템의 동작>
이어서, 본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
용접 상태 판정 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 12는, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 스텝 S111 내지 S115의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, N개의 과거값 중, 이전에 산출된 이상도가 기준값을 초과하였을 때의 평균 전류가 포함되어 있다면, 그것을 제외한다(스텝 S2161). 이상도가 기준값을 초과한 경우에는, 용접 상태가 이상이라고 추정할 수 있다. 따라서, 이러한 이상도가 높은 데이터를 제거함으로써, 과거값에는, 용접 상태가 정상인 시점에서의 평균 전류만이 포함되게 된다.
이어서, CPU(111)는, 이상도가 높은 데이터를 제거한 과거값의 평균값 및 표준 편차를 산출하고, 이것들에 기초하여 이상도를 산출한다(스텝 S2162). i-N부터 i-1회째까지의 평균 전류 Iave 중에 이상도가 기준값을 초과하는 것이 M개 존재한다고 하자. 이 M개의 평균 전류의 데이터의 각각을 I'ave(i,1), I'ave(i,2), I'ave(i,3), …, I'ave(i,M)이라고 하고, 이것들을 통합한 것을 I'ave(i)라고 하자. 위빙 동작의 i주기째에 있어서의 평균 전류 I'ave(i)에 대하여, 이상도가 높은 데이터를 제외한 과거값의 평균값은 다음 식 (4)로, 표준 편차는 식 (5)로, 이상도는 식 (6)으로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00003
CPU(111)는, 산출된 이상도에 기초하여, 용접 상태를 판정한다(스텝 S117). 이 처리는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이다. CPU(111)는, 용접 상태가 정상이라고 판정된 경우(스텝 S117에 있어서 「정상」), 스텝 S115로 처리를 이행한다. 한편, CPU(111)는, 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우(스텝 S117에 있어서 「이상」), 표시부(130)에 이상 발생을 통지하는 화면을 표시시킨다(스텝 S118). 본 실시 형태에서는, 이상 발생의 통지 후, CPU(111)가 용접 정지 요구를 송신하지 않고, 스텝 S115로 처리를 이행한다. 이에 의해, 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우에도, 계속해서 이상도의 산출 및 용접 상태의 판정이 행해진다.
이상과 같이 구성함으로써, 용접 상태가 이상일 때의 특징량을 과거값에서 제외하기 때문에, 과거의 이상 특징량에 영향을 받지 않고, 용접 상태를 정확하게 반영한 이상도를 산출할 수 있고, 이상 용접 상태가 계속되는 경우에, 이 이상을 연속해서 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 구성의 컴퓨터(101)는, 전술한 산출부가, 주기마다 이상도를 산출하도록 기능한다. 또한, 컴퓨터(101)는, 하나의 주기보다 앞선 주기에 있어서 산출된 이상도가 소정의 기준값보다 높은 경우, 앞선 주기에 있어서의 이상도의 산출에 있어서 관측값으로서 사용된 특징량을 복수의 과거값에서 제외하는 제외부로서도 기능한다. 이것은, 후술하는 실시 형태 7에 있어서도 마찬가지이다.
<평가 시험 4>
발명자들은, 이하와 같이 하여 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법의 평가 시험을 행하고, 그 성능을 검증하였다. 워크, 위빙 주파수 및 데이터수 N은 평가 시험 1과 마찬가지이다.
이상도가 기준값을 초과하였을 때의 평균 전류를 과거값에서 제외하여, 평균값 및 표준 편차를 산출하고, 이것들로부터 이상도를 산출하였다. 이상도의 산출에 사용한 평균 전류의 데이터는, 평가 시험 1과 동일한 것이다. 도 13은, 본 평가 시험에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 13에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수가 59회째 이후에서는, 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 평가 시험 1에서는 이상도가 기준값을 초과하지 않은 64회째 이후에 대해서도, 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 59회째 이후에서는 수직판(52)이 없어져 있으며, 이 용접 상태의 변화를 이상도가 정확하게 반영하고 있다. 이와 같이, 이상도가 높은 데이터의 영향을 받지 않고, 정확하게 용접 상태의 변화를 검출할 수 있음을 알 수 있다.
(실시 형태 3)
본 실시 형태에서는, 용접 상태 판정 시스템이, 위빙 동작의 요동단에 있어서의 용접 전류값을 특징량으로서 위빙 주기마다 취득하고, 이 특징량에 대하여 이상도를 산출하고, 이상도에 기초하여 용접 상태를 판정한다.
<용접 시스템의 구성>
본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 구성은, 실시 형태 1에 관한 용접 시스템(10)의 구성과 마찬가지이므로, 동일 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
<용접 시스템의 동작>
이어서, 본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
용접 상태 판정 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 14는, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 스텝 S111 내지 S112의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, 위빙 동작의 i주기에 있어서의 요동의 좌측단 및 우측단에 있어서의 용접 전류값(이하, 좌측단에 있어서의 용접 전류값을 「좌측단 전류」, 우측단에 있어서의 용접 전류값을 「우측단 전류」라고 함)을, 용접 전류의 계측값으로부터 특징량으로서 추출한다(스텝 S313). 스텝 S114 내지 S115의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, 좌측단 전류 및 우측단 전류의 각각에 대하여 이상도를 산출한다(스텝 S316). 위빙 동작의 i주기째에 있어서의 좌측단 전류 IL(i) 및 우측단 전류 IR(i)의 각각에 대하여, 과거값의 평균값은 다음 식 (7) 및 (8)로, 표준 편차는 식 (9) 및 (10)으로, 이상도는 식 (11) 및 (12)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00004
이어서, CPU(111)는, 산출된 좌측단 전류 및 우측단 전류 각각에 대한 이상도에 기초하여, 위빙 동작의 좌측단 및 우측단의 각각에 있어서의 용접 상태를 판정한다(스텝 S317). 이 처리에서는, CPU(111)는, 좌측단 전류에 대한 이상도 및 우측단 전류에 대한 이상도를 각각 별도로 기준값과 비교하여, 어느 이상도가 기준값을 초과하면, 용접 상태는 이상이며, 용접 동작의 정지가 필요하다고 판정한다. 양쪽의 이상도가 기준값 이하이면, 용접 상태는 정상이어서 용접 동작의 정지는 필요없다고 판정한다.
스텝 S118 내지 S119의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
위빙 동작의 요동에 있어서의 좌측단과 우측단에서는, 용접 상태가 상이한 경우가 있다. 예를 들어, 워크의 일부분에만 결함이 존재하여, 그것이 위빙 동작의 요동에 있어서의 좌측단은 그 결함을 통과하지만, 우측단은 통과하지 않는 경우, 좌측단에 있어서의 용접 상태만이 이상으로 된다. 그래서, 상기와 같이 좌측단 전류 및 우측단 전류의 각각에 대한 이상도를 산출함으로써, 위빙 동작의 좌측단에 있어서의 용접 상태의 변화를 정확하게 검출할 수 있다.
<평가 시험 5>
발명자들은, 이하와 같이 하여 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법의 평가 시험을 행하고, 그 성능을 검증하였다. 워크, 위빙 주파수 및 데이터수 N은 평가 시험 1과 마찬가지이다.
위빙 동작의 각 주기에 있어서의 좌측단 전류 IL 및 우측단 전류 IR을 측정하고, 상기 식 (4) 내지 (9)를 사용하여 좌측단 전류 및 우측단 전류의 각각에 대한 이상도를 산출하였다. 도 15a는, 본 평가 시험에서 측정된 좌측단 전류 IL을 나타내는 그래프이고, 도 16a는, 우측단 전류 IR을 나타내는 그래프이다. 도 15a 및 도 16a에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 용접 전류값을 나타내고 있다. 도 15a에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수가 1 내지 57에서는, 좌측단 전류가 약 270 내지 280A인 데에 비해, 위빙 횟수 58회째 이후에서는, 좌측단 전류가 263A 이하로 감소되어 있다. 수직판(52)은, 용접 방향에 대하여 좌측에 위치하고 있고, 위빙 동작의 좌측단에 있어서의 용접 개소는 수직판(52) 위로 된다. 위빙 횟수 58회째는, 수직판(52)의 종단에 대응하고 있고, 도 15a의 결과는, 58회째 이후에 있어서 수직판(52)이 없어짐으로써, 좌측단 전류가 감소하였음을 나타내고 있다.
한편, 우측단 전류에 대해서는, 도 16a에 도시하는 바와 같이, 전체 위빙 횟수에 걸쳐 281 내지 291A로 높은 전류값이 유지되고 있다. 이것은, 위빙 동작의 우측단에 있어서의 용접 개소는 하판(53) 위이며, 수직판(52)이 없어져도 하판(53)에 있어서의 용접 상태에는 영향을 미치지 않았음을 나타내고 있다.
도 15b는, 본 평가 시험에서 산출된 좌측단 전류에 대한 이상도를 나타내는 그래프이고, 도 16b는, 우측단 전류에 대한 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 15b 및 도 16b에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 15b에 도시하는 바와 같이, 1 내지 56회째에서는, 이상도가 기준값 이하인 데 비해, 58 내지 63회째에서는, 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 좌측단 전류에 대한 이상도가 기준값을 초과한 위빙 횟수가, 수직판(52)의 종점에 대응하는 58회째라는 점에서, 수직판(52)의 종단을 용접 상태의 변화로서 정확하게 검출할 수 있음을 알 수 있다. 한편, 우측단 전류에 대한 이상도는, 도 16b에 도시하는 바와 같이, 전체 위빙 횟수에 걸쳐 기준값 이하이다. 이것은, 위빙 동작의 우측단에 대해서는 용접 상태가 안정되게 추이됨을 정확하게 반영하고 있다. 또한, 좌측단 전류에 대한 이상도에 있어서, 64회째 이후에서는, 다시 이상도가 기준값을 하회하고 있는 것은, 수직판(52)이 없는 부분을 용접한 이상도가 높은 데이터가 과거값에 포함되어 있기 때문이라고 생각된다.
(실시 형태 4)
본 실시 형태에서는, 용접 상태 판정 시스템이, 용접 전류값의 주기적인 시간 변동에 근사한 파형의 진폭을 특징량으로서 위빙 주기마다 취득하고, 이 특징량에 대하여 이상도를 산출하고, 이상도에 기초하여 용접 상태를 판정한다.
<용접 시스템의 구성>
본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 구성은, 실시 형태 1에 관한 용접 시스템(10)의 구성과 마찬가지이므로, 동일 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
<용접 시스템의 동작>
이어서, 본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
용접 상태 판정 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 17은, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 스텝 S111 내지 S112의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, 위빙 동작의 i주기에 있어서의 용접 전류값의 시계열 데이터에 기초하여, 위빙 주기와 동일 주기로 주기적으로 반복되는 함수를, 용접 전류값의 파형에 피팅시키고, 얻어진 함수의 진폭을 특징량으로서 산출한다(스텝 S413). 이 처리에 대하여 상세하게 설명한다. 주기적으로 변동되는 용접 전류값은, 진폭을 p1, 위상을 φ라고 하면, 다음 식 (13)의 함수 y(t)로 근사할 수 있다. 여기서, t는 시간이다.
Figure 112019091905222-pct00005
i주기분의 위빙 동작에 대하여 상기 식 (13)을 적용하여, 계수 p1 및 p2를 포함하는 n개의 식을 다음과 같이 얻는다. 여기서, ti는, 주기 i에 있어서의 시간이다.
Figure 112019091905222-pct00006
상기 식 (14)를 B=A×P라고 하면, 다음 식 (15)에 의해 p1, p2를 산출한다.
Figure 112019091905222-pct00007
이와 같이 하여 얻어지는 진폭 p1은, 위빙 동작 1주기분의 용접 전류의 최댓값을 반영하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 식 (13)에 있어서 용접 전류값과의 위상의 어긋남을 φ로 한 사인파의 함수를 사용하였지만, 다음 식 (16)으로 표시되는 사인파와 코사인파를 중첩한 함수를 사용해도 된다.
Figure 112019091905222-pct00008
식 (16)에 있어서의 사인파의 진폭 qs 및 코사인파의 진폭 qc의 각각은, 최소 제곱법에 의해 구해진다. 그 후, 삼각 함수의 합성을 사용하여, 다음 식 (17)에 의해, 합성 진폭 p1이 구해진다.
Figure 112019091905222-pct00009
스텝 S114 내지 S115의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, 진폭 p1에 대하여 이상도를 산출한다(스텝 S416). 위빙 동작의 i주기째에 있어서의 진폭 p1에 대하여, 과거값의 평균값은 다음 식 (18)로, 표준 편차는 식 (19)로, 이상도는 식 (20)으로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00010
이어서, CPU(111)는, 산출된 진폭 p1에 대한 이상도에 기초하여, 용접 상태를 판정한다(스텝 S417). 이 처리에서는, 진폭 p1에 대한 이상도를 기준값과 비교하여, 이상도가 기준값을 초과하면, 용접 상태는 이상이며, 용접 동작의 정지가 필요하다고 판정한다. 이상도가 기준값 이하이면, 용접 상태는 정상이어서 용접 동작의 정지는 필요없다고 판정한다.
스텝 S118 내지 S119의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
<평가 시험 6>
발명자들은, 이하와 같이 하여 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법의 평가 시험을 행하고, 그 성능을 검증하였다. 워크, 위빙 주파수 및 데이터수 N은 평가 시험 1과 마찬가지이다.
위빙 동작의 각 주기에 있어서의 진폭 p1을 상기 식 (14) 및 (15)를 사용하여 산출하고, 식 (18) 내지 (20)을 사용하여 진폭 p1에 대한 이상도를 산출하였다. 도 18a는, 본 평가 시험에서 산출된 진폭 p1을 나타내는 그래프이다. 도 18a에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 진폭 p1을 나타내고 있다. 도 18a에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수가 1 내지 57에서는, 진폭 p1이 약 2 내지 7인 데 비해, 위빙 횟수 58회째 이후에서는, 진폭 p1이 8 이상으로 증가되어 있다. 이와 같이, 위빙 횟수 58회째 이후에 있어서, 진폭 p1의 값에 수직판(52)이 없음에 따른 영향이 보인다.
도 18b는, 본 평가 시험에서 산출된 진폭 p1에 대한 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 18b에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 18b에 도시하는 바와 같이, 1 내지 57회째에서는, 이상도가 기준값 이하인 데 비해, 58 내지 64회째에서는, 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 58회째 이후에서는 수직판(52)이 없어져 있으며, 이 용접 상태의 변화를 이상도가 정확하게 반영하고 있다.
<평가 시험 7>
발명자들은, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법에 의해, 용락을 검출할 수 있는지 여부를 검증하였다. 워크, 위빙 주파수 및 데이터수 N은 평가 시험 3과 마찬가지이다.
도 19a는, 본 평가 시험에서 산출된 진폭 p1을 나타내는 그래프이다. 도 19a에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 진폭 p1을 나타내고 있다. 도 19a에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수가 1 내지 18에서는, 진폭 p1이 약 2 내지 6인 데 비해, 위빙 횟수 19회째 이후에서는, 용락의 영향을 받아 진폭 p1이 급증하고 있다.
도 19b는, 본 평가 시험에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 19b에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 19b에 도시하는 바와 같이, 1 내지 17회째에서는, 이상도가 기준값 이하인 데 비해, 18 내지 19회째에서는, 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법에 의해, 용락을 용접 상태의 변화로서 검출할 수 있음을 알 수 있다.
(실시 형태 5)
본 실시 형태에서는, 용접 상태 판정 시스템이, 위빙의 각 주기에서 용접 전류값의 평균값, 위빙의 요동단에서의 용접 전류값, 및 위빙 주기와 동일한 주기로 변동되는 용접 전류값의 진폭의 3개의 특징량을 위빙 주기마다 취득하고, 이들 특징량 각각에 대하여 이상도를 산출하고, 3개의 이상도에 기초하여 용접 상태를 판정한다.
<용접 시스템의 구성>
본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 구성은, 실시 형태 1에 관한 용접 시스템(10)의 구성과 마찬가지이므로, 동일 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
<용접 시스템의 동작>
이어서, 본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
용접 상태 판정 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 20은, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 스텝 S111 내지 S112의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, i주기에 있어서의 평균 전류를 제1 특징량으로서 산출하고(스텝 S5131), 좌측단 전류 및 우측단 전류를 계측값으로부터 제2 특징량으로서 추출하고(스텝 S5132), 위빙 주기와 동일 주기로 주기적으로 반복되는 함수를, 용접 전류값의 파형에 피팅시키고, 얻어진 함수의 진폭 p1을 제3 특징량으로서 산출한다(스텝 S5133). 평균 전류의 산출, 좌측단 전류 및 우측단 전류의 추출, 및 진폭 p1의 산출의 각각은, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 것과 마찬가지이다. 또한, 스텝 S114 내지 S115의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, 제1 특징량에 대한 이상도를 제1 이상도로서 산출하고(스텝 S5161), 제2 특징량에 대한 이상도를 제2 이상도로서 산출하고(스텝 S5162), 제3 특징량에 대한 이상도를 제3 이상도로서 산출한다(스텝 S5163). 제1 내지 제3 이상도의 산출은, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 것과 마찬가지이다.
이어서, CPU(111)는, 제1 내지 제3 이상도의 각각에 기초하여 용접 상태를 판정한다(스텝 S517). 이 처리에서는, CPU(111)는, 제1 내지 제3 이상도의 각각을 기준값과 비교하여, 2개 이상의 이상도가 기준값을 초과하였으면, 용접 상태는 이상이며, 용접 동작의 정지가 필요하다고 판정한다. 제1 내지 제3 이상도 전부가 기준값 이하이면, 용접 상태는 정상이어서 용접 동작의 정지는 필요없다고 판정한다.
스텝 S118 내지 S119의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
이상과 같이 구성함으로써, 용접 상태 판정 시스템(100)은, 제1 내지 제3 이상도 중 2 이상이 기준값을 초과한 경우에 용접 상태를 이상으로 판정함으로써, 신뢰성이 높은 이상 판정을 행할 수 있다.
(실시 형태 6)
상기 실시 형태 1 내지 5에 관한 용접 상태 판정 방법에서는, 표준 편차를 이용한 이상도를 산출한다. 이러한 이상도는, 특징량이 정규 분포를 나타내는 것을 전제로 하고 있으며, 정규 분포를 나타내지 않는 특징량으로는 정확한 이상도를 산출할 수 없다. 예를 들어, 평가 시험 2에 있어서의 평균 전류 Iave는, 도 10a에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수 1 내지 72에 있어서 완만한 증가 경향을 나타내고 있다. 평가 시험 2에 있어서의 위빙 횟수 1 내지 70회째에 대한 평균 전류의 히스토그램을 도 21에 도시한다. 도 21에 있어서, 종축은 데이터수(출현 빈도)를 나타내고, 횡축은 평균 전류를 나타내고 있다. 이 예에서는 272A와 273.5A에 있어서 데이터수에 2개의 피크가 존재하며, 정규 분포를 나타내고 있지 않다. 또한, 이 예에 있어서의 표준 편차는 0.9579이다. 이것은, 평균 전류에 시간적인 증가 경향이 있기 때문이다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 용접 상태 판정 시스템이, 특징량의 시간 변동을 선형 근사하고, 관측값과 근사값의 차, 과거값과 근사값의 차의 평균 및 표준 편차를 산출하고, 이것들을 이용하여 이상도를 산출한다. 이에 의해, 특징량과 근사값의 차가 정규 분포에 가까워져, 정확하게 용접 상태를 반영한 이상도를 얻을 수 있다.
<용접 시스템의 구성>
본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 구성은, 실시 형태 1에 관한 용접 시스템(10)의 구성과 마찬가지이므로, 동일 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
<용접 시스템의 동작>
이어서, 본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
용접 상태 판정 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 22는, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 스텝 S111 내지 S115의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
용접 동작에서는, 로봇 제어 장치(30)에 의한 피드백 제어에 의해, 목표 상태에 가까워지도록 완만하게 관측값이 변화하는 경우가 있다. 이러한 완만한 변화에 대응하기 위해, 본 실시 형태에서는 특징량(평균 전류)의 시간 변동의 선형 근사를 행한다.
CPU(111)는, 위빙 동작의 주기별 평균 전류의 시간 변동을 선형 근사하고(스텝 S6161), 근사값에 기초하여 이상도를 산출한다(스텝 S6162). 이 처리에서는, 관측값과 근사값의 차, 과거값과 근사값의 차의 평균 및 표준 편차에 의해, 이상도가 산출된다. 이하, 상세히 기술한다.
평균 전류 Iave(i)에 대하여 근사식 Y=at+b를 적용하여, 평균 전류 Iave(i)의 시간 변동을 선형 근사한다. 여기서, Y는 근사하는 평균 전류, t는 시간, a 및 b는 파라미터이다. 관측값과 평균 전류의 근사값의 차는, 식 (21)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00011
과거값과 평균 전류의 근사값의 차의 평균은 식 (22)로, 그 표준 편차는 식 (23)으로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00012
이것들을 사용한 이상도는 식 (24)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00013
이와 같이 함으로써, 피드백 제어에 의한 특징량의 완만한 시간 변동의 영향을 배제한 이상도를 얻을 수 있다.
스텝 S117 내지 S119의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
이상과 같이 구성함으로써, 피드백 제어에 의한 특징량의 완만한 시간 변동의 영향을 받지 않고, 용접 상태를 정확하게 반영한 이상도를 산출할 수 있어, 고정밀도로 용접 상태를 판정할 수 있다.
이와 같이, 본 구성의 컴퓨터(101)는, 특징량의 시간 변동을 근사하는 근사부로서도 기능하고, 전술한 산출부가, 관측값과, 상기 근사부에 의해 얻어진 관측값의 근사값의 차, 그리고 과거값과 상기 근사부에 의한 과거값의 근사값의 차의 평균 및 표준 편차에 기초하여, 이상도를 산출하도록 기능한다. 이것은, 후술하는 실시 형태 7, 8에 있어서도 마찬가지이다.
<평가 시험 8>
발명자들은, 이하와 같이 하여 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법의 평가 시험을 행하고, 그 성능을 검증하였다. 본 평가 시험에서는, 평가 시험 2와 동일한 평균 전류의 데이터를 사용하여, 이상도를 산출하였다.
평균 전류의 시간 변동을 선형 근사하였다. 도 23은, 선형 근사의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 23에 있어서, 횡축은 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축은 평균 전류를 나타내고 있다. 도 23에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수 1 내지 70에 있어서, 평균 전류는 시간적으로 증가 경향을 나타내고 있으며, 이 시간 변동을 선형 근사할 수 있다.
이러한 선형 근사의 근사값과, 과거값의 차의 평균 및 표준 편차를 산출하고, 이것들로부터 이상도를 산출하였다. 도 24a는, 평균 전류와 근사값의 차의 히스토그램이다. 도 24a에 있어서, 종축은 데이터수(출현 빈도)를 나타내고, 횡축은 평균 전류와 근사값의 차를 나타내고 있다. 도 24a에 도시하는 히스토그램에서는, 도 21에 도시하는 히스토그램보다 정규 분포에 근접해 있다. 표준 편차는 0.9579로부터 0.7433으로 감소되어 있어, 변동을 저감할 수 있음을 알 수 있다.
도 24b는, 본 평가 시험에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 24b에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 선형 근사를 하지 않은 평가 시험 2의 이상도(도 10b 참조)에 비하여, 도 24b에 도시하는 결과에서는, 위빙 횟수 1 내지 72에 있어서의 이상도가 감소되어 있다. 특히, 56 및 64회째 이상도가 낮게 되어 있어, 보다 정확하게 용접 상태를 반영하고 있다. 또한, 73 내지 76회째에 있어서 이상도가 기준값을 초과하고 있어, 정확하게 용접 상태의 변화를 검출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 77회째 이후에서는, 다시 이상도가 기준값을 하회하고 있다. 이것은, 임시 부착(54)의 부분을 용접한 이상도가 높은 데이터가 과거값에 포함되어 있기 때문이라고 생각된다.
(실시 형태 7)
본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)은, 실시 형태 6과 마찬가지로, 특징량인 평균 전류의 시간 변동을 선형 근사함과 함께, 실시 형태 2와 마찬가지로, 과거에 이상도가 소정의 기준값을 초과한 특징량을 과거값에서 제외하여 평균 및 표준 편차를 산출하고, 이 평균 및 표준 편차를 사용하여 이상도를 산출한다.
<용접 시스템의 구성>
본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 구성은, 실시 형태 1에 관한 용접 시스템(10)의 구성과 마찬가지이므로, 동일 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
<용접 시스템의 동작>
이어서, 본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
용접 상태 판정 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 25는, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 스텝 S111 내지 S115의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, N개의 과거값 중, 이전에 산출된 이상도가 기준값을 초과하였을 때의 평균 전류가 포함되어 있으면, 그것을 제외한다(스텝 S7161). 이상도가 기준값을 초과한 경우에는, 용접 상태가 이상이라고 추정할 수 있다. 따라서, 이러한 이상도가 높은 데이터를 제거함으로써, 과거값에는, 용접 상태가 정상인 시점에서의 평균 전류만이 포함되게 된다.
다음으로 CPU(111)는, 이상도가 높은 데이터가 제거된 평균 전류의 시간 변동을 선형 근사하고(스텝 S7162), 근사값에 기초하여 이상도를 산출한다(스텝 S7163). 이 처리에서는, 관측값과 근사값의 차, 과거값과 근사값의 차의 평균 및 표준 편차에 의해, 이상도가 산출된다. 이하, 상세히 기술한다.
i-N부터 i-1회째까지의 평균 전류 Iave 중에 이상도가 기준값을 초과하는 것이 M개 존재한다고 하자. 이 M개의 평균 전류의 데이터의 각각을 I'ave(i,1), I'ave(i,2), I'ave(i,3), …, I'ave(i,M)이라고 하고, 이것들을 통합한 것을 I'ave(i)라고 한다. 이 I'ave(i)를 선형 근사한다. 관측값과 평균 전류의 근사값의 차는, 식 (25)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00014
과거값과 평균 전류의 근사값의 차의 평균은 식 (26)으로, 그 표준 편차는 식 (27)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00015
이것들을 사용한 이상도는 식 (28)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00016
이와 같이 함으로써, 피드백 제어에 의한 특징량의 완만한 시간 변동의 영향을 배제한 이상도를 얻을 수 있다.
스텝 S117 내지 S118의 처리에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 실시 형태 2와 마찬가지로, 이상 발생의 통지 후, CPU(111)가 용접 정지 요구를 송신하지 않고, 스텝 S115로 처리를 이행한다. 이에 의해, 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우에도, 계속해서 이상도의 산출 및 용접 상태의 판정이 행해진다.
이상과 같이 구성함으로써, 용접 상태가 이상일 때의 특징량을 과거값에서 제외하기 때문에, 과거의 이상 특징량에 영향을 받지 않고, 용접 상태를 정확하게 반영한 이상도를 산출할 수 있다. 또한, 이상 데이터를 제외한 특징량을 선형 근사함으로써, 특징량과 근사값의 차가 정규 분포에 가까워져, 정확하게 용접 상태를 반영한 이상도를 얻을 수 있다.
<평가 시험 9>
발명자들은, 이하와 같이 하여 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법의 평가 시험을 행하고, 그 성능을 검증하였다. 본 평가 시험에서는, 평가 시험 2와 동일한 평균 전류의 데이터를 사용하여, 이상도를 산출하였다.
이상도가 기준값을 초과하였을 때의 평균 전류를 과거값에서 제외하고, 이상 데이터가 제외된 특징량의 시간 변동을 선형 근사하였다. 이와 같이 하여 얻어진 근사값과, 과거값의 차의 평균 및 표준 편차를 산출하고, 이것들로부터 이상도를 산출하였다. 도 26은, 본 평가 시험에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 26에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 26에 도시하는 바와 같이, 위빙 횟수가 73회째 이후에서는 이상도가 기준값을 초과하고 있어, 임시 부착(54)에 의한 용접 상태의 변화를 이상도가 정확하게 반영하고 있다. 또한, 평가 시험 7에서는 이상도가 기준값을 초과하지 않은 77회째 이후에 대해서도, 대부분에서 이상도가 기준값을 초과하고 있다. 이와 같이, 이상도가 높은 데이터의 영향을 받지 않고, 정확하게 용접 상태의 변화를 검출할 수 있음을 알 수 있다.
(실시 형태 8)
상기 실시 형태 6에서는, 특징량의 시간 변동을 선형 근사하는 구성에 대하여 설명하였다. 그러나, 로봇 제어 장치(30)에 의한 피드백 제어에 있어서, 아크 스타트 직후와 같이 목표값과 현재의 관측값의 차가 큰 경우에는 급격하게 관측값이 변화한다. 이때의 시간 변동은 직선적이 아니라, 선형 근사로는 고정밀도로 근사할 수 없다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 용접 상태 판정 시스템이, 특징량이 직선적으로 변화하지 않는 경우에, 그 시간 변동을 2차 근사하여, 관측값과 근사값의 차, 과거값과 근사값의 차의 평균 및 표준 편차를 산출하고, 이것들을 사용하여 이상도를 산출한다.
<용접 시스템의 구성>
본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 구성은, 실시 형태 1에 관한 용접 시스템(10)의 구성과 마찬가지이므로, 동일 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
<용접 시스템의 동작>
이어서, 본 실시 형태에 관한 용접 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 로봇 제어 장치(30) 및 전원 장치(40)의 동작에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
용접 상태 판정 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 27은, 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 시스템(100)의 동작 수순을 도시하는 흐름도이다. 스텝 S111 내지 S115의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
CPU(111)는, 위빙 동작의 주기별 평균 전류의 시간 변동을 2차 근사하고(스텝 S8161), 근사값에 기초하여 이상도를 산출한다(스텝 S8162). 이 처리에서는, 관측값과 근사값의 차, 과거값과 근사값의 차의 평균 및 표준 편차에 의해, 이상도가 산출된다. 이하, 상세히 기술한다.
평균 전류 Iave(i)에 대하여 근사식 Y=a(t0-t)2+b를 적용하여, 평균 전류 Iave(i)의 시간 변동을 2차 근사한다. 여기서, Y는 근사하는 평균 전류, t0은 판정하는 시점, t는 시간, a 및 b는 파라미터이다. 관측값과 평균 전류의 근사값의 차는, 식 (29)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00017
과거값과 평균 전류의 근사값의 차의 평균은 식 (30)으로, 그 표준 편차는 식 (31)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00018
이것들을 사용한 이상도는 식 (32)로 제공된다.
Figure 112019091905222-pct00019
이와 같이 함으로써, 피드백 제어에 의한 특징량의 2차 함수적인 시간 변동의 영향을 배제한 이상도를 얻을 수 있다.
스텝 S117 내지 S119의 처리는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
이상과 같이 구성함으로써, 피드백 제어에 의한 특징량의 비선형적인 시간 변동의 영향을 받지 않고, 용접 상태를 정확하게 반영한 이상도를 산출할 수 있어, 고정밀도로 용접 상태를 판정할 수 있다.
<평가 시험 10>
발명자들은, 이하와 같이 하여 본 실시 형태에 관한 용접 상태 판정 방법의 평가 시험을 행하고, 그 성능을 검증하였다. 본 평가 시험에서는, 아크 스타트 지점에 근접한 위치에 임시 부착을 실시한 워크에 대하여 용접을 행하여, 임시 부착을 용접 상태의 변화로서 검출할 수 있는지 여부를 검증하였다. 또한, 본 평가 시험에서는, 위빙 주파수 및 데이터수 N의 각각을 평가 시험 2와 동일하게 2Hz 및 50으로 하였다. 그 밖에, 평가 시험 1과 마찬가지의 방법에 의해 시험을 행하였다.
도 28에, 아크 스타트 직후의 평균 전류의 시간 변동의 그래프를 나타낸다. 도 28에 있어서, 종축은 평균 전류를 나타내고, 횡축은 위빙 횟수를 나타내고 있다. 이 예에서는 위빙 횟수가 1 내지 30회째에 있어서 급격하게 평균 전류가 감소하고 있으며, 이 시간 변동은 비선형적이다. 또한, 36회째 부근에 임시 부착이 위치하고 있으며, 이 부분에 있어서의 평균 전류의 상승은, 임시 부착의 영향을 나타내고 있다.
본 평가 시험에서는, 평균 전류의 시간 변동을 2차 근사하였다. 도 29a는, 2차 근사의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 29a에 있어서, 횡축은 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축은 평균 전류를 나타내고 있다. 또한, 2차 근사한 평균 전류의 시간 변동을 실선으로 나타내고 있다.
이러한 2차 근사의 근사값과, 과거값의 차의 평균 및 표준 편차를 산출하고, 이것들로부터 이상도를 산출하였다. 도 29b는, 본 평가 시험에서 산출된 이상도를 나타내는 그래프이다. 도 29b에서는, 횡축이 위빙 동작의 횟수를 나타내고, 종축이 이상도를 나타내고 있다. 도 29b에 도시하는 결과에서는, 36회째에 있어서 이상도가 기준을 초과하고 있다. 이와 같이, 본 방법에 의해, 아크 스타트로부터 아크가 안정 상태로 이행하는 동안에 있어서, 임시 부착을 용접 상태의 변화로서 검출할 수 있었다.
(그 밖의 실시 형태)
상술한 실시 형태 1 내지 8에 있어서는, 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우에, 용접 동작을 정지하는 구성에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우에, 용접 제어를 변경하는 구성으로 할 수 있다. 도 30은, 임시 부착이 실시된 워크에 대한 추적 제어에서의 용접을 설명하기 위한 설명도이다. 도 30에 도시하는 바와 같은 경우, 추적 제어에 의해, 용접선인 2개의 부재의 교차부의 직선을 따르도록 용접이 진행된다. 이 교차부 도중에 마련된 임시 부착(54)에 아크가 도달하면, 추적 제어에서는 임시 부착(54)의 경계를 용접선으로 오검지하여, 도면 중 화살표로 나타내는 바와 같이, 이 경계를 따라 용접이 진행되어 버린다. 이러한 용접 불량을 해소하기 위해, 임시 부착을 용접 상태의 이상으로서 검출한 경우에, 피드백 제어 및 위빙 동작의 제어를 계속하면서, 추적 제어를 정지하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태 8에 있어서는, 동시간 변동을 2차 근사하는 구성에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 특징량의 시간 변동을 2차 근사하는 것이 아니라, 지수 근사하는 구성으로 할 수도 있다.
상술한 실시 형태 6에 있어서는, 특징량의 시간 변동을 선형 근사하고, 실시 형태 8에 있어서는, 동시간 변동을 2차 근사하는 구성에 대하여 설명하였다. 이러한 선형 근사 및 2차 근사의 양쪽을 실행하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 아크 스타트 직후의 아크 용접이 불안정한 상태로부터 안정 상태로 이행할 때까지는, 특징량이 급격하게 시간 변동되기 때문에 2차 근사를 실행하고, 시간 변동이 완만한 안정 상태에 있어서는 선형 근사를 실행하면 된다.
또한, 상술한 실시 형태 1 내지 8에 있어서는, 물리량으로서 용접 전류값을 사용하는 구성에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 위빙 동작의 주기에 따라 변동되는 물리량이라면 용접 전류값이 아니어도 된다. TIG(Tungsten Inert Gas) 용접과 같은 정전류 전원을 사용하는 용접 방법에서는, 위빙 동작의 주기에 따라 용접 전압값이 변화한다. 이 때문에, 물리량으로서 용접 전압값을 사용할 수 있다. 또한, 평균 전류, 좌측단 전류 및 우측단 전류, 그리고 용접 전류값의 진폭을 특징량으로 하는 구성에 대하여 설명하였지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다. 용접 전류값의 위빙 주기 내에 있어서의 평균값, 위빙 동작에 있어서의 용접 토치의 요동단에서의 용접 전류값, 위빙 주기와 동일한 주기로 변동되는 용접 전류값의 진폭을 특징량으로 할 수 있다. 또한, 위빙 동작에 있어서의 용접 토치의 요동 중앙에서의 물리량, 또는 요동단을 포함하는 일정 구간에서의 물리량의 적분값을 특징량으로 할 수도 있다. 이 적분값에 대하여 설명한다. 도 31a 및 도 31b는, 요동단을 포함하는 일정 구간에서의 용접 전류의 적분값을 설명하기 위한 그래프이다. 도 31a 및 도 31b에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 용접 전류값을 나타내고 있다. 또한, 도면 중, 「R」로 표기된 피크는 우측단에 대응하고, 「L」로 표기된 피크는 좌측단에 대응한다. 도 31a에 있어서, 파형의 골짜기 부분은 위빙 동작에 있어서의 요동 중앙에 대응한다. 따라서, 「R」의 피크를 포함하는 인접하는 2개의 골짜기 사이의 구간은, 위빙 동작의 요동 중앙에서 우측단을 거쳐 다시 요동 중앙으로 돌아갈 때까지의 구간(이하, 「우측 구간」이라고 함)이며, 「L」의 피크를 포함하는 인접하는 2개의 골짜기 사이의 구간은, 요동 중앙에서 좌측단을 거쳐 다시 요동 중앙으로 돌아갈 때까지의 구간(이하, 「좌측 구간」이라고 함)이다. 우측 구간 또는 좌측 구간에 있어서의 용접 전류의 적분값 SR, SL(사선 부분)은, 위빙 주기에 따라 변동되기 때문에, 용접 상태를 반영한 값이며, 특징량으로서 사용할 수 있다. 또한, 구간의 시점 및 종점을 요동 중앙으로 하지 않아도 된다. 예를 들어, 도 31b에 도시하는 바와 같이, 용접 전류값의 기준값을 정하고, 용접 전류값이 기준값 이상으로 되는 구간의 적분값을 특징량으로 할 수도 있다.
또한, 상술한 실시 형태 5에 있어서는, 위빙의 각 주기에서 용접 전류값의 평균값, 위빙의 요동단에서의 용접 전류값, 및 위빙 주기와 동일한 주기로 변동되는 용접 전류값의 진폭의 3개의 특징량을 위빙 주기마다 취득하고, 이들 특징량 각각에 대하여 이상도를 산출하고, 3개의 이상도에 기초하여 용접 상태를 판정하는 구성에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 물리량의 위빙 주기 내에 있어서의 평균값, 위빙 동작에 있어서의 용접 토치의 요동단에서의 물리량, 위빙 동작에 있어서의 용접 토치의 요동 중앙에서의 물리량, 요동단을 포함하는 구간에서의 물리량의 적분값, 또는 위빙 주기와 동일한 주기로 변동되는 물리량의 진폭 중 적어도 2 이상을 특징량으로서 취득하고, 이들 특징량 각각에 대하여 이상도를 산출하고, 복수의 이상도에 기초하여 용접 상태를 판정하는 구성으로 하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태 1 내지 8에서는, 단일의 컴퓨터(101)에 의해 용접 상태 판정 프로그램(150)의 모든 처리가 실행되는 구성에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 용접 상태 판정 프로그램(150)과 마찬가지의 처리를, 복수의 장치(컴퓨터)에 의해 분산하여 실행하는 분산 시스템으로 하는 것도 가능하다. 또한, 실시 형태 1 내지 8에서는, 용접 상태 판정 시스템(100)과, 로봇 제어 장치(30)를 개별적으로 마련하는 구성에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 용접 상태 판정 시스템(100)에, 로봇 제어 장치(30)로서의 기능, 즉 위빙 동작의 제어, 추적 제어 및 용접 동작의 피드백 제어를 실행하는 기능, 그리고 전원 장치(40)를 제어하는 기능을 마련해도 된다.
<산업상 이용가능성>
본 발명의 용접 상태 판정 시스템 및 용접 상태 판정 방법은, 아크 용접에 있어서의 용접 상태를 판정하는 용접 상태 판정 시스템 및 용접 상태 판정 방법 등으로서 유용하다.
본 출원은 2017년 3월 13일에 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2017-47262호)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 원용된다.
10: 용접 시스템
20: 용접 로봇
21: 용접 토치
23: 와이어 송급 장치
24: 용접 와이어
30: 로봇 제어 장치
301: CPU
330: 제어 프로그램
40: 전원 장치
41: 정전압 전원
42: 용접 전류 검출부
43: 스위치
50: 워크
100: 용접 상태 판정 시스템
111: CPU
114: 하드 디스크
130: 표시부
150: 용접 상태 판정 프로그램

Claims (13)

  1. 용접 토치를 주기적으로 요동시키는 위빙 동작에 의한 아크 용접에 있어서의 용접 상태를 판정하는 용접 상태 판정 시스템이며,
    상기 위빙 동작의 주기에 따라 변동되는 물리량에 관한 특징량을 상기 주기마다 취득하는 취득부와,
    상기 취득부에 의해 하나의 상기 주기에 있어서 취득된 상기 특징량인 관측값, 그리고 상기 취득부에 의해 상기 하나의 주기보다 먼저 취득된 상기 특징량인 복수의 과거값에 대한 평균 및 표준 편차에 기초하여 이상도를 산출하는 산출부와,
    상기 산출부에 의해 산출된 상기 이상도에 기초하여, 상기 용접 상태를 판정하는 판정부
    를 구비하는,
    용접 상태 판정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 주기마다 상기 이상도를 산출하도록 구성되어 있고,
    상기 하나의 주기보다 앞선 주기에 있어서 산출된 상기 이상도가 소정의 기준값보다 높은 경우, 상기 앞선 주기에 있어서의 상기 이상도의 산출에 있어서 상기 관측값으로서 사용된 상기 특징량을 상기 복수의 과거값에서 제외하는 제외부를 더 구비하는,
    용접 상태 판정 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 특징량의 시간 변동을 근사하는 근사부를 더 구비하고,
    상기 산출부는, 상기 관측값과 상기 근사부에 의해 얻어진 상기 관측값의 근사값의 차, 그리고 상기 과거값과 상기 근사부에 의한 상기 과거값의 근사값의 차의 평균 및 표준 편차에 기초하여, 상기 이상도를 산출하도록 구성되어 있는,
    용접 상태 판정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 근사부는, 선형 근사에 의해 상기 특징량의 시간 변동을 근사하도록 구성되어 있는,
    용접 상태 판정 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 근사부는, 2차 근사 또는 지수 근사에 의해 상기 특징량의 시간 변동을 근사하도록 구성되어 있는,
    용접 상태 판정 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 특징량은, 상기 물리량의 상기 주기 내에 있어서의 평균값, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동단에서의 상기 물리량, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동 중앙에서의 상기 물리량, 요동단을 포함하는 구간에서의 상기 물리량의 적분값, 또는 상기 물리량의 주기적인 시간 변동과 근사하는 파형의 진폭인,
    용접 상태 판정 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 특징량은, 상기 물리량의 상기 주기 내에 있어서의 평균값, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동단에서의 상기 물리량, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동 중앙에서의 상기 물리량, 요동단을 포함하는 구간에서의 상기 물리량의 적분값, 또는 상기 물리량의 주기적인 시간 변동과 근사하는 파형의 진폭인,
    용접 상태 판정 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 취득부는, 상기 물리량의 상기 주기 내에 있어서의 평균값, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동단에서의 상기 물리량, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동 중앙에서의 상기 물리량, 요동단을 포함하는 구간에서의 상기 물리량의 적분값, 또는 상기 물리량의 주기적인 시간 변동과 근사하는 파형의 진폭 중 적어도 2 이상을 상기 특징량으로서 취득하도록 구성되어 있고,
    상기 산출부는, 각각의 상기 특징량에 대하여 각각 별도로 상기 이상도를 산출하도록 구성되어 있고,
    상기 판정부는, 상기 산출부에 의해 산출된 상기 이상도의 각각에 기초하여, 상기 용접 상태를 판정하도록 구성되어 있는,
    용접 상태 판정 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 취득부는, 상기 물리량의 상기 주기 내에 있어서의 평균값, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동단에서의 상기 물리량, 상기 위빙 동작에 있어서의 상기 용접 토치의 요동 중앙에서의 상기 물리량, 요동단을 포함하는 구간에서의 상기 물리량의 적분값, 또는 상기 물리량의 주기적인 시간 변동과 근사하는 파형의 진폭 중 적어도 2 이상을 상기 특징량으로서 취득하도록 구성되어 있고,
    상기 산출부는, 각각의 상기 특징량에 대하여 각각 별도로 상기 이상도를 산출하도록 구성되어 있고,
    상기 판정부는, 상기 산출부에 의해 산출된 상기 이상도의 각각에 기초하여, 상기 용접 상태를 판정하도록 구성되어 있는,
    용접 상태 판정 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 판정부에 의한 상기 용접 상태의 판정 결과에 기초하여, 상기 아크 용접의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하는,
    용접 상태 판정 시스템.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 판정부에 의해 상기 용접 상태가 이상이라고 판정된 경우에, 상기 이상을 통지하는 이상 통신부를 더 구비하는,
    용접 상태 판정 시스템.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 물리량은, 용접 전류 또는 용접 전압인,
    용접 상태 판정 시스템.
  13. 용접 토치를 주기적으로 요동시키는 위빙 동작에 의한 아크 용접에 있어서의 용접 상태를 판정하는 용접 상태 판정 방법이며,
    상기 위빙 동작의 주기에 따라 변동되는 물리량에 관한 특징량을 상기 주기마다 취득하는 스텝과,
    하나의 상기 주기에 있어서 취득된 상기 특징량인 관측값, 그리고 상기 하나의 주기보다 먼저 취득된 상기 특징량인 복수의 과거값에 대한 평균 및 표준 편차에 기초하여 이상도를 산출하는 스텝과,
    산출된 상기 이상도에 기초하여, 상기 용접 상태를 판정하는 스텝
    을 갖는,
    용접 상태 판정 방법.
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