KR20200007960A - Arc end adjusting device, welding system, arc end adjusting method and computer program - Google Patents
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Abstract
반복 실시되는 용접 공정에서의 아크 엔드 절차를 조정하는 아크 엔드 조정 장치(5)에 있어서, 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터를 취득하는 취득부와, 상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되도록, 상기 아크 엔드 절차를 조정하는 절차 조정부를 갖춘다.In the arc end adjustment apparatus 5 which adjusts the arc end procedure in the welding process repeated, WHEREIN: The acquisition part which acquires the welding data which shows the welding state which concerns on a next welding process, and the welding data acquired by the said acquisition part. Based on this, there is a procedure adjustment unit for adjusting the arc end procedure so that the cycle time of the welding process is shortened.
Description
본 발명은, 용접 공정에서의 아크 엔드 절차를 조정하는 아크 엔드 조정 장치, 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.The present invention relates to an arc end adjusting device, a welding system, an arc end adjusting method and a computer program for adjusting an arc end procedure in a welding process.
용접 방법의 하나로, 소모 전극식의 가스 실드(shield) 아크 용접법이 있다. 가스 실드 아크 용접법은, 모재(母材)의 피용접부에 송급(送給)된 용접 와이어와, 모재와의 사이에 아크를 발생시켜, 아크의 열에 의해 모재를 용접하는 수법으로서, 특히 고온이 된 모재의 산화를 막기 위해, 실드 가스를 용접부 주변에 분사하면서 용접을 실시하는 것이다.As one of the welding methods, there is a gas shield arc welding method of a consumption electrode type. The gas shield arc welding method is a method of generating an arc between a welding wire supplied to a welded portion of a base material and a base material, and welding the base material by the heat of the arc. In order to prevent oxidation of a base material, welding is performed, spraying shield gas around the weld part.
연속 생산에 있어서, 용접 로봇을 이용한 아크 용접을 실시할 경우, 용접 토치를 용접 개시 위치에 이동시킨 후, 와이어 슬로우 다운을 개시해, 용접 와이어가 모재에 접촉하는 타이밍에 용접 전류를 공급하는 아크 스타트 절차에 의해 아크를 발생시킨다. 또한, 용접 종료 시에, 용접 와이어에 소전류를 공급하여 용접 와이어를 일정 시간 솟아오르게 하는 안티 스틱(anti-stick) 처리가 실시된다(예를 들면, 특허문헌 1). 안티 스틱 처리를 실시하는 이유는 다음과 같다. 와이어 송급기에 정지 신호가 입력된 후에도, 송급 모터는 관성력에 의해 용접 와이어를 송급한다. 따라서, 용접 와이어가 용융 푸울(molten pool)에 진입해, 용융 푸울이 냉각하면 용접 와이어의 선단부가 용착(鎔着) 금속에 고착(스틱)해 버린다. 이 고착을 막기 위해, 와이어 송급기에 정지 신호를 입력한 후, 용접 전류값 보다 작은 전류를 통전(通電)하는 것에 의해 용접 와이어를 용융시켜, 용접 와이어가 용융 푸울에 진입하는 것을 방지할 필요가 있다.In the continuous production, in the case of arc welding using a welding robot, after the welding torch is moved to the welding start position, the arc start is started to start the wire slow down to supply the welding current at the timing at which the welding wire contacts the base metal. Generate an arc by the procedure. Further, at the end of welding, an anti-stick treatment is performed to supply a small current to the welding wire so that the welding wire rises for a predetermined time (for example, Patent Document 1). The reason for performing the anti stick treatment is as follows. Even after the stop signal is input to the wire feeder, the feed motor feeds the welding wire by the inertia force. Therefore, when the welding wire enters a molten pool and the molten pool cools, the tip of the welding wire sticks to the weld metal. In order to prevent this fixation, it is necessary to input a stop signal to the wire feeder and then melt the welding wire by energizing a current smaller than the welding current value to prevent the welding wire from entering the melting pool. have.
덧붙여, 특허문헌 2에는, 용접 부위를 촬상해 얻어지는 화상 데이터, 상기 화상 데이터를 처리함으로써 얻어지는 비드(bead)의 외관 데이터, 스퍼터링(sputtering) 발생량 데이터 등을 이용한 기계 학습에 의해, 용접 조건을 자동적으로 설정하는 기술이 개시되어 있다.In addition,
또한, 특허문헌 3에는, 용접 공정 중에 계측되는 용접 전류, 용접 전류, 와이어 송급 속도 등의 용접 모니터 데이터에 근거해, 용접 결과의 양부(良否) 판정을 실시하는 기술이 개시되어 있다.In addition,
그런데, 안티 스틱 처리는 사이클 타임에 영향을 주기 때문에, 그 처리 시간은 짧은 것이 좋다. 그러나, 안티 스틱 처리에 필요로 하는 시간을 무리하게 단축시켰을 경우, 컨택트 팁(contact tip) 또는 모재가 용착하는 등의 결함이 발생하거나, 컨택트 팁에서 돌출하는 용접 와이어가 부적당한 길이가 되는 경우가 있어, 다음 용접 공정에서의 아크 스타트 처리에 필요로 하는 시간이 길어지거나, 아크 스타트에 실패하여 오히려 사이클 타임이 길어지는 문제가 있었다. 또한 안티 스틱 처리에 필요로 하는 시간을 무리하게 단축시켰을 경우, 용접성에 악영향을 주는 경우가 있다.By the way, since anti-stick process affects cycle time, it is good that the process time is short. However, if the time required for the anti-stick treatment is shortened, defects such as contact tip or base metal welding may occur, or the welding wire protruding from the contact tip may have an inappropriate length. Therefore, there was a problem that the time required for the arc start treatment in the next welding process is long, or the arc start fails, and the cycle time is rather long. In addition, when the time required for anti stick treatment is shortened, the weldability may be adversely affected.
용접 품질을 담보하기 위해서는, 작업자가 수작업으로 반복해서 아크 엔드 처리를 시행(試行)해, 다수의 시행 결과로부터 최적이라고 생각되는 조건으로 설정할 필요가 있었다.In order to ensure the welding quality, it was necessary for the worker to repeatedly perform the arc end treatment by hand and set it to a condition which is considered to be optimal from the results of many trials.
본 발명의 목적은, 안티 스틱 처리, 용착 해제 처리 등의 아크 엔드 처리에 필요로 하는 시간을 자동으로 조정해, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있는 아크 엔드 조정 장치, 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to automatically adjust the time required for arc end treatment such as anti-stick treatment, de-welding treatment, and so on, and to reduce the cycle time of the welding process. A method and a computer program are provided.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 반복 실시되는 용접 공정에서의 아크 엔드 절차를 조정하는 아크 엔드 조정 장치에 있어서, 안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터를 취득하는 취득부와, 상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되도록, 상기 아크 엔드 절차를 조정하는 절차 조정부를 갖춘다.In the arc end adjusting device according to the present aspect, in the arc end adjusting device for adjusting the arc end procedure in a repeated welding process, the welding data indicating the result of the anti-stick treatment and the welding state associated with the next welding process is acquired. And an acquisition adjusting section and a procedure adjusting section for adjusting the arc end procedure so that the cycle time of the welding process is shortened based on the welding data acquired by the obtaining section.
본 양태에 의하면, 취득부는 용접 데이터를 취득하고, 절차 조정부는 취득된 용접 데이터에 근거해, 아크 엔드 절차를 조정한다. 용접 데이터는, 안티 스틱 처리의 결과, 및 상기 안티 스틱 처리에 이어지는 다음 용접 공정에서의 용접의 상태를 나타내는 정보로서, 아크 엔드 절차를 단축화 함으로써 사이클 타임을 단축하는 것이 가능한지 여부, 혹은 사이클 타임을 연장시켜야 할지 여부 등의 판정에 도움이 되는 정보가 포함된다. 절차 조정부는, 이러한 용접 데이터를 이용함으로써, 용접 결과를 악화시키지 않고 상기 용접 공정의 사이클 타임이 단축되도록, 아크 엔드 절차를 조정할 수 있고, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.According to this aspect, an acquisition part acquires welding data, and a procedure adjustment part adjusts an arc end procedure based on the acquired welding data. Welding data is information indicating the result of the anti-stick treatment and the state of welding in the next welding process following the anti-stick treatment, and whether or not it is possible to shorten the cycle time by shortening the arc end procedure or to extend the cycle time. Includes information to help you decide whether or not you should. By using such welding data, the procedure adjustment unit can adjust the arc end procedure so that the cycle time of the welding process is shortened without deteriorating the welding result, and can shorten the cycle time of the welding process.
덧붙여, 본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 하나의 용접 전원에서의 아크 엔드 처리, 보다 상세하게는 하나의 용접 와이어에 관계되는 아크 엔드 처리를 실시한다. 다음 용접 공정은, 생산 라인의 하류측에서 실시되는 용접 공정이 아니라, 상기 하나의 용접 전원으로 다음에 실시되는 용접 공정이다. 생산 라인에 복수의 용접 전원이 설치되어 있는 경우에도, 아크 엔드 조정 장치는, 용접 전원 마다, 즉 용접 와이어 마다 아크 엔드 절차의 조정을 실시한다. 또한, 말할 것도 없이, 각 용접 전원에 아크 엔드 조정 장치를 설치해도 무방하고, 하나의 아크 엔드 조정 장치가 복수의 용접 전원에서의 아크 엔드 절차를 각각 조정하도록 구성해도 무방하다.In addition, the arc end adjustment apparatus which concerns on this aspect performs the arc end process in one welding power supply, More specifically, the arc end process which concerns on one welding wire. The next welding step is not a welding step performed on the downstream side of the production line, but a welding step performed next by the one welding power source. Even when a plurality of welding power sources are provided in the production line, the arc end adjusting device adjusts the arc end procedure for each welding power source, that is, for each welding wire. Needless to say, an arc end adjusting device may be provided in each welding power supply, and one arc end adjusting device may be configured to adjust the arc end procedures in a plurality of welding power sources, respectively.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 안티 스틱 처리 및 다음 용접 공정의 용접 결과의 양부(良否)를 판정하는 양부 판정부를 갖추고, 상기 절차 조정부는, 상기 양부 판정부가 양(良)으로 판정한 경우, 상기 사이클 타임이 단축되고, 상기 양부 판정부가 부(否)로 판정한 경우, 상기 사이클 타임이 연장되도록, 상기 아크 엔드 절차의 변경 내용을 결정한다.The arc end adjustment apparatus which concerns on this aspect is equipped with the quality determination part which determines the quality of the welding result of an anti stick process and the next welding process based on the welding data acquired by the said acquisition part, The said procedure adjustment part is the said The change in the arc end procedure is determined so that the cycle time is shortened when the pass determination unit judges positive, and when the pass determination unit judges negative, the cycle time is extended.
본 양태에 의하면, 안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정에서의 용접 결과가 양호한 경우, 아크 엔드 조정 장치는, 아크 엔드 절차를 단축화 함으로써 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 여지가 있을 가능성이 있기 때문에, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킨다. 안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정에서의 용접 결과가 불량(不良)인 경우, 아크 엔드 조정 장치는, 용접 공정의 사이클 타임을 연장시킨다. 이러한 조정 처리에 의해, 용접 결과를 극도로 악화시키지 않도록, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.According to this aspect, when the result of anti-stick processing and the welding result in the next welding process are favorable, since an arc end adjustment apparatus may shorten an arc end procedure, there exists a possibility that it may shorten the cycle time of a welding process, Shorten the cycle time of the welding process. When the result of the anti stick treatment and the welding result in the next welding process are poor, the arc end adjusting device extends the cycle time of the welding process. By such an adjustment process, the cycle time of a welding process can be shortened so that a welding result may not be deteriorated extremely.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 절차 조정부는, 상기 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킨 결과, 안티 스틱 처리 및 다음 용접 공정의 용접 결과가 양호한 상태에서 불량 상태로 변화한 경우, 사이클 타임 단축 전의 상기 아크 엔드 절차에서 조정을 확정시키고, 확정시킨 상기 아크 엔드 절차를 기억부에 기억시킨다.In the arc end adjusting device according to the present aspect, the procedural adjustment part shortens the cycle time of the welding process, and when the anti-stick treatment and the welding result of the next welding process change from a good state to a bad state, the cycle time is shortened. The adjustment is confirmed in the previous arc end procedure, and the determined arc end procedure is stored in the storage.
본 양태에 의하면, 용접 공정의 사이클 타임을 최단화 할 수 있고, 기억부는 사이클 타임이 최단(最短)인 아크 엔드 절차를 기억한다. 상기 최단의 아크 엔드 절차는, 반드시 논리적인 사이클 타임 최단의 아크 엔드 절차는 아니다. 최단의 아크 엔드 절차는, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시켜 용접을 실시했는데, 안티 스틱 처리 또는 다음 용접 공정의 용접 결과가 양호한 상태에서 불량 상태로 변화했을 때의, 사이클 타임 단축 전의 아크 엔드 절차를 의미한다.According to this aspect, the cycle time of a welding process can be shortened, and a memory | storage part memorizes the arc end procedure of which cycle time is the shortest. The shortest arc end procedure is not necessarily the logical arc time shortest arc end procedure. The shortest arc end procedure was performed by shortening the cycle time of the welding process and performing the arc end procedure before the cycle time reduction when the anti-stick treatment or the welding result of the next welding process changed from a good state to a bad state. it means.
이후, 기억부가 기억하고 있는 아크 엔드 절차를 이용해, 즉시 사이클 타임을 최단화 할 수 있다.The cycle time can then be immediately shortened using the arc end procedure stored in the memory.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 양부 판정부는, 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 상기 용접 데이터가 입력된 경우, 상기 용접 데이터가 얻어질 때의 용접 공정과 관련되는 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터를 출력하도록 뉴럴 네트워크(neural network)를 학습시킨 양부 판정 뉴럴 네트워크를 갖춘다.In the arc end adjusting device according to the present aspect, in the arc end adjustment device, when the welding data indicating a welding state related to the next welding process is input, the quality of the welding result related to the welding process when the welding data is obtained is determined. A neural network is trained to train the neural network to output data representing
본 양태에 의하면, 양부 판정 뉴럴 네트워크는, 예를 들면, 학습 완료된 심층 뉴럴 네트워크로서, 용접 결과의 양부를 적절히 판정할 수 있다. 해당 뉴럴 네트워크의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), LSTM(Long Short-Term Memory) 등, 용접 데이터의 특성에 맞춰, 적절히 선택하면 무방하다.According to this aspect, the acceptance determination neural network is, for example, a deep neural network that has been learned, and can appropriately determine whether the welding result is good or bad. The type of neural network is not particularly limited. It may be appropriately selected according to the characteristics of welding data such as a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), and a long short-term memory (LSTM).
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 절차 조정부는, 상기 용접 데이터가 입력된 경우, 상기 용접 공정의 사이클 타임을 단축 가능한, 상기 아크 엔드 절차의 변경 내용을 나타내는 데이터를 출력하도록 뉴럴 네트워크를 학습시킨 절차 조정 뉴럴 네트워크를 갖춘다.In the arc end adjusting device according to the present aspect, the procedure adjusting unit learns a neural network to output data indicating a change in the arc end procedure, which can shorten a cycle time of the welding process when the welding data is input. Equipped with a neural network.
본 양태에 의하면, 절차 조정 뉴럴 네트워크는, 예를 들면, 학습 완료된 심층 뉴럴 네트워크로서, 아크 엔드 절차를 적절히 조정할 수 있다. 해당 뉴럴 네트워크의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. CNN, RNN, LSTM 등, 용접 데이터의 특성에 맞춰, 적절히 선택하면 무방하다.According to this aspect, the procedure coordination neural network is, for example, a trained deep neural network, which can appropriately adjust the arc end procedure. The type of neural network is not particularly limited. It may be appropriately selected according to the characteristics of the welding data such as CNN, RNN, LSTM, and the like.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 절차 조정 뉴럴 네트워크는, 상기 아크 엔드 절차의 변경량을 나타내는 데이터를 출력한다.In the arc end adjusting device according to this aspect, the procedural adjusting neural network outputs data indicative of the amount of change in the arc end procedure.
본 양태에 의하면, 절차 조정 뉴럴 네트워크는, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시켜야 할지 여부가 아니라, 조정 가능한 아크 엔드 절차의 변경량을 출력할 수 있다. 예를 들면, 절차 조정 뉴럴 네트워크는, 용접 결과가 매우 안정되어 있는 경우, 큰 변경량을 출력하고, 용접 결과가 양호이지만 불안정한 경우, 작은 변경량을 출력할 수 있다. 따라서, 보다 신속하게 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.According to this aspect, the procedure adjustment neural network can output the amount of change in the adjustable arc end procedure, rather than whether to shorten the cycle time of the welding process. For example, the procedure adjustment neural network may output a large amount of change if the welding result is very stable, and a small amount of change if the welding result is good but unstable. Therefore, the cycle time of a welding process can be shortened more quickly.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 안티 스틱 처리 및 다음 용접 공정의 용접 결과의 양부를 판정하는 양부 판정부와, 상기 아크 엔드 절차를 조정한 후에 얻어지는 상기 양부 판정부의 판정 결과에 근거해, 상기 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시키는 학습 처리부를 갖춘다.The arc end adjustment device which concerns on this aspect is obtained after adjusting the said arc end procedure, and the quality determination part which judges the quality of the welding result of an anti stick process and the next welding process based on the welding data acquired by the said acquisition part. On the basis of the determination result of the acceptance determination unit, a learning processing unit for learning the procedural adjustment neural network is provided.
본 양태에 의하면, 절차 조정 뉴럴 네트워크는, 아크 엔드 절차를 조정했을 때의 용접 결과를 나타내는 데이터를 이용해, 학습을 실시한다. 따라서, 용접 결과가 악화되지 않게, 보다 효과적으로 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.According to this aspect, a procedure adjustment neural network learns using the data which shows the welding result at the time of adjusting the arc end procedure. Therefore, the cycle time of a welding process can be shortened more effectively so that a welding result may not deteriorate.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 학습 처리부는, 상기 양부 판정부가 양으로 판정한 경우, 상기 사이클 타임이 단축되고, 상기 양부 판정부가 부로 판정한 경우, 상기 사이클 타임이 연장되도록, 상기 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시킨다.The arc end adjustment apparatus according to the present aspect is characterized in that the learning processing unit is configured such that the cycle time is shortened when the affirmative determination unit judges positive, and the cycle time is extended when the affirmative determination unit judges negative. Train the coordination neural network.
본 양태에 의하면, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되는 방향으로 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시킬 수 있다. 상기 학습에 의해, 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시킬 수 있다.According to this aspect, the procedure adjustment neural network can be trained in the direction which shortens the cycle time of a welding process. By the said learning, the cycle time of a welding process can be shortened.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 학습 처리부는, 용접 결과가 양호 및 불량의 중간적 상태인 경우, 상기 사이클 타임이 유지되도록 상기 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시킨다.In the arc end adjustment apparatus according to the present aspect, the learning processing unit learns the procedure adjustment neural network so that the cycle time is maintained when the welding result is in an intermediate state of good and bad.
본 양태에 의하면, 용접 결과가 양호 및 불량의 중간적 상태인 경우, 용접 공정의 사이클 타임이 유지되도록 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시킬 수 있다. 중간적 상태는, 용접 결과가 비교적 양호한 상태이지만, 이 이상 사이클 타임을 단축시켰을 경우, 용접 결과가 악화될 가능성이 있는 상태이다. 상기 학습에 의해, 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시키고, 또한 용접 결과를 양호한 상태로 안정화시킬 수 있다.According to this aspect, when the welding result is an intermediate state between good and bad, the procedure adjustment neural network can be trained so that the cycle time of the welding process is maintained. The intermediate state is a state in which the welding result is relatively good, but when the cycle time is further shortened, the welding result may deteriorate. By this learning, the cycle time of a welding process can be shortened and a welding result can be stabilized in a favorable state.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 양부 판정부는, 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 상기 용접 데이터가 입력된 경우, 상기 용접 데이터가 얻어질 때의 용접 공정과 관련되는 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터를 출력하도록 뉴럴 네트워크를 학습시킨 양부 판정 뉴럴 네트워크를 갖춘다.In the arc end adjusting device according to the present aspect, in the arc end adjustment device, when the welding data indicating a welding state related to the next welding process is input, the quality of the welding result related to the welding process when the welding data is obtained is determined. It is equipped with a positive decision neural network that has trained the neural network to output data indicative of.
본 양태에 의하면, 양부 판정 뉴럴 네트워크는, 예를 들면, 학습 완료된 심층 뉴럴 네트워크로서, 용접 결과의 양부를 적절히 판정할 수 있다. 양부 판정 뉴럴 네트워크의 양부 판정 결과를 이용함으로써, 보다 효과적으로 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시킬 수 있다.According to this aspect, the acceptance determination neural network is, for example, a deep neural network that has been learned, and can appropriately determine whether the welding result is good or bad. By using the result of the acceptance decision of the acceptance determination neural network, the procedure adjustment neural network can be learned more effectively.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 절차 조정 뉴럴 네트워크는, 상기 양부 판정 뉴럴 네트워크의 전부 또는 일부와 실질적으로 동일한 네트워크 구성을 포함한다.In the arc end coordination apparatus according to the present aspect, the procedural coordination neural network includes a network configuration that is substantially the same as all or part of the positive determination neural network.
본 양태에 의하면, 절차 조정 뉴럴 네트워크는, 양부 판정 뉴럴 네트워크의 전부 또는 일부와 실질적으로 동일한 뉴런 구성을 포함한다. 예를 들면, 절차 조정 뉴럴 네트워크의 일부는, 양부 판정 뉴럴 네트워크의 전부 또는 일부와 같거나 또는 실질적으로 동일한 중간층 및 가중치 계수를 가진다. 용접 결과의 양부의 판정과, 아크 엔드 절차의 조정 내용은, 일부 공통되는 특징을 가지고 있기 때문에, 양부 판정 뉴럴 네트워크를 절차 조정 뉴럴 네트워크에 유용(流用)할 수 있다. 즉, 절차 조정 뉴럴 네트워크의 가중치 계수의 초기값을, 보다 적절한 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 아크 엔드 절차를 학습시키기 위한 학습 데이터가 부족해도, 용접 데이터 및 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터의 학습 데이터를 충분히 준비할 수 있으면, 절차 조정 뉴럴 네트워크의 가중치 계수의 초기값을 적절히 설정해, 절차 조정 뉴럴 네트워크를 보다 효율적으로 학습시킬 수 있다. 덧붙여, 말할 것도 없이, 절차 조정 뉴럴 네트워크 및 양부 판정 뉴럴 네트워크의 네트워크 구조를 동일하게 구성해도 무방하다.In accordance with this aspect, the procedural coordinating neural network comprises a neuronal configuration that is substantially the same as all or part of the positive decision neural network. For example, part of the procedure coordination neural network has an intermediate layer and weighting factor that is equal to or substantially the same as all or part of the positive decision neural network. Since the determination of the acceptance of the welding result and the adjustment of the arc end procedure have some common features, the acceptance determination neural network can be useful for the procedure adjustment neural network. In other words, the initial value of the weighting coefficient of the procedure-adjusted neural network can be set to a more appropriate value. Therefore, even if the training data for learning the arc end procedure is insufficient, if the training data of the welding data and the data indicating the results of the welding results can be sufficiently prepared, the initial value of the weighting coefficient of the procedure adjustment neural network is appropriately set, The training neural network can be trained more efficiently. It goes without saying that the network structures of the procedure coordination neural network and the positive judgment neural network may be configured in the same way.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 아크 엔드 처리에서의 용접 토치, 용접 와이어 및 모재를 복수 시점에 촬상해 얻은 화상 데이터를 포함한 상태 데이터를 취득하는 상태 데이터 취득부를 갖추고, 상기 절차 조정부는, 상기 상태 데이터 취득부에서 취득한 상태 데이터, 및 상기 아크 엔드 절차와 관련되는 행동을 나타내는 행동 데이터에 근거해, 상기 상태 데이터가 나타내는 상태에서의 상기 행동에 대한 평가값을 산출하는 평가부와, 상기 평가부에서 산출되는 평가값이 최대(最大)인 행동을 선택하는 행동 선택부를 갖춘다.The arc end adjustment apparatus which concerns on this aspect is equipped with the state data acquisition part which acquires the state data containing the image data obtained by image | photographing the welding torch, the welding wire, and the base material in multiple time views in an arc end process, The said procedure adjustment part is the said An evaluation unit that calculates an evaluation value for the action in the state indicated by the state data based on the state data acquired by the state data acquisition unit and the action data indicating the action associated with the arc end procedure; It has an action selector that selects the action with the highest evaluation value.
본 양태에 의하면, 아크 엔드 처리에서의 용접 토치, 용접 와이어 및 모재를 복수 시점에 촬상해 얻은 화상 데이터를 포함한 상태 데이터에 근거해, 강화 학습된 평가부를 이용하여 최적의 아크 엔드 절차와 관련되는 행동을 선택한다.According to this aspect, the action associated with the optimal arc end procedure using the reinforcement learning evaluation unit based on the state data including image data obtained by imaging the welding torch, the welding wire, and the base metal at multiple time points in the arc end processing. Select.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 안티 스틱 처리 및 다음 용접 공정의 양부를 판정하는 양부 판정부와, 상기 아크 엔드 절차를 조정한 후에 얻어지는 상기 양부 판정부의 판정 결과와, 용접 종료 후, 다음 용접 공정에서의 용접이 개시될 때까지의 시간에 근거해, 상기 아크 엔드 절차에 대한 보수(報酬)를 산출하는 보수 산출부와, 상기 상태 데이터 취득부에서 취득한 상태 데이터, 상기 아크 엔드 절차와 관련되는 행동을 나타내는 행동 데이터, 및 상기 보수 산출부에서 산출된 보수에 근거해, 상기 평가부를 학습시키는 강화 학습부를 갖춘다.The arc end adjustment apparatus which concerns on this aspect is a quality determination part which determines the quality of the anti-stick process and the next welding process based on the welding data acquired by the said acquisition part, and the said quality plate obtained after adjusting the said arc end procedure. A repair calculation unit that calculates a repair for the arc end procedure based on the determination result of the government and the time from the end of welding until the start of welding in the next welding process, and the state data acquisition unit And a reinforcement learning unit that learns the evaluation unit based on the state data acquired in
본 양태에 의하면, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되는 아크 엔드 절차를 강화 학습할 수 있다.According to this aspect, it is possible to reinforce learning of the arc end procedure in which the cycle time of a welding process is shortened.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 평가부는, 상기 상태 데이터 취득부에서 취득한 상태 데이터, 및 상기 아크 엔드 절차와 관련되는 행동을 나타내는 행동 데이터가 입력된 경우, 상기 상태 데이터가 나타내는 상태에서의 상기 행동에 대한 평가값을 출력하는 평가 뉴럴 네트워크를 갖춘다.The arc end adjustment device according to the present aspect includes, in the state where the state data indicates, when the evaluation unit inputs state data acquired by the state data acquisition unit and action data indicating an action related to the arc end procedure. It is equipped with an evaluation neural network that outputs an evaluation value for the action.
본 양태에 의하면, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되는 아크 엔드 절차를 심층 강화 학습할 수 있다.According to this aspect, it is possible to deepen and learn the arc end procedure in which the cycle time of a welding process is shortened.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 안티 스틱 처리의 결과를 나타내는 상기 용접 데이터는, 용착 해제 처리 시의 전류를 나타내는 데이터, 용접 와이어의 선단부의 화상, 및 용접 와이어의 선단부의 온도 중 적어도 하나를 포함하고, 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 상기 용접 데이터는, 용접 공정 중에 검출된 용접 전류 및 용접 전압, 용접 와이어의 송급 속도, 단락(短絡) 상황, 용접 공정 중에 집음(集音)된 용접음, 및 용접 종료 후에 촬상된 용접 부위의 화상 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포함한다.In the arc end adjusting device according to the present aspect, the welding data indicating the result of the anti-stick treatment includes at least one of data indicating current during welding release processing, an image of the tip of the welding wire, and a temperature of the tip of the welding wire. And the welding data indicating the welding state associated with the next welding process includes the welding current and welding voltage detected during the welding process, the feeding speed of the welding wire, the short-circuit situation, and the sound collected during the welding process. Data representing at least one of a welding sound and an image of a welded portion photographed after completion of welding.
본 양태에 의하면, 용착 해제 처리 시의 전류를 나타내는 데이터, 용접 와이어의 선단부의 화상, 및 용접 와이어의 선단부의 온도 중 적어도 하나에 근거해, 안티 스틱 처리의 양부를 판정할 수 있다. 또한, 다음 용접 공정에서의 용접 공정 중에 검출된 용접 전류 및 용접 전압, 용접 와이어의 송급 속도, 단락 상황, 용접 공정 중에 집음된 용접음, 및 용접 종료 후에 촬상된 용접 부위의 화상 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 이용해, 아크 엔드 절차를 조정할 수 있다.According to this aspect, the quality of anti-stick processing can be determined based on at least one of data indicating the current during the de-welding process, the image of the tip of the welding wire, and the temperature of the tip of the welding wire. Moreover, at least one of the welding current and welding voltage detected during the welding process in the next welding process, the feeding speed of a welding wire, a short circuit situation, the welding sound picked up during the welding process, and the image of the welding site image | photographed after completion | finish of welding is shown. Using the data, the arc end procedure can be adjusted.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 아크 엔드 절차는, 안티 스틱 처리에서의 용접 전압 및 용접 전류, 상기 안티 스틱 처리의 시간, 용접 와이어의 리트랙트(retract) 시간, 및 용착 해제 처리의 시간 및 리트라이(retry) 횟수 중 적어도 하나를 포함한다.In the arc end adjusting device according to the present aspect, the arc end procedure includes a welding voltage and a welding current in an anti-stick treatment, a time of the anti-stick treatment, a retract time of a welding wire, and a time of de-welding treatment. And at least one of a retry number.
본 양태에 의하면, 안티 스틱 처리에서의 용접 전압 및 용접 전류, 상기 안티 스틱 처리의 시간, 용접 와이어의 리트랙트 시간, 및 용착 해제 처리의 시간 및 리트라이 횟수를 조정하는 것에 의해, 아크 엔드 처리 내지 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.According to this aspect, the arc end treatment or the like is performed by adjusting the welding voltage and the welding current in the anti-stick treatment, the time of the anti-stick treatment, the retract time of the welding wire, and the time and the number of retries of the de-welding treatment. The cycle time of the welding process can be shortened.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 장치는, 상기 절차 조정부에 의해 아크 엔드 절차의 조정을 실시하는 조정 강도를 접수하는 접수부를 갖추고, 상기 절차 조정부는, 상기 접수부에서 접수한 조정 강도에서 아크 엔드 절차의 조정을 실시한다.The arc end adjusting device according to the present aspect includes a receiving unit that receives an adjustment strength for adjusting the arc end procedure by the procedure adjusting unit, and the procedure adjusting unit adjusts the arc end procedure at the adjustment strength received by the receiving unit. Is carried out.
본 양태에 의하면, 사용자는, 상기 절차 조정부에 의해 실시되는 아크 엔드 절차의 자동 조정의 정도(程度)를 임의로 설정할 수 있다.According to this aspect, a user can arbitrarily set the degree of automatic adjustment of the arc end procedure implemented by the said procedure adjustment part.
본 양태에 따른 용접 시스템은, 상술한 어느 하나의 아크 엔드 조정 장치와, 용접 토치를 보관유지(保持)하는 용접 로봇과, 상기 용접 토치에 용접 전류를 공급하는 용접 전원을 갖춘다.The welding system which concerns on this aspect is equipped with any one of the arc end adjustment apparatus mentioned above, the welding robot which hold | maintains a welding torch, and the welding power supply which supplies a welding current to the said welding torch.
본 양태에 의하면, 용접 로봇 및 용접 전원을 갖춘 용접 시스템은, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다. 덧붙여, 아크 엔드 조정 장치는, 용접 로봇 및 용접 전원의 내부에 설치해도 무방하고, 용접 로봇 및 용접 전원의 동작을 제어하는 제어 장치의 내부에 설치해도 무방하고, 용접 로봇, 용접 전원 및 제어 장치의 외부에 별체로 갖추어도 무방하다. 또한, 아크 엔드 조정 장치는 서버여도 무방하고, 제어 장치 또는 용접 전원은, 상기 서버와 통신을 실시해, 용접 공정의 사이클 타임을 단축하도록 구성해도 무방하다.According to this aspect, the welding system provided with a welding robot and a welding power supply can shorten the cycle time of a welding process. Incidentally, the arc end adjusting device may be installed inside the welding robot and the welding power supply, and may be installed inside the control device for controlling the operation of the welding robot and the welding power supply. You can equip it outside separately. The arc end adjusting device may be a server, and the control device or the welding power supply may communicate with the server to shorten the cycle time of the welding step.
본 양태에 따른 아크 엔드 조정 방법은, 반복 실시되는 용접 공정에서의 아크 엔드 절차를 조정하는 아크 엔드 조정 방법에 있어서, 안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터를 취득하고, 취득한 용접 데이터에 근거해, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되도록, 상기 아크 엔드 절차를 조정한다.In the arc end adjustment method according to this aspect, in an arc end adjustment method for adjusting an arc end procedure in a repeatedly performed welding process, welding data indicating a result of an anti-stick treatment and a welding state associated with the next welding process is acquired. Based on the obtained welding data, the arc end procedure is adjusted so that the cycle time of the welding process is shortened.
본 양태에 의하면, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다. 아크 엔드 조정 방법은, 용접 시스템을 구성하는 용접 전원, 제어 장치 등이 자동적으로 실시하는 양태여도 무방하고, 작업원이 용접 시스템에, 아크 엔드 조정 장치를 접속하여 아크 엔드 조정 방법을 실시하게 해도 무방하다.According to this aspect, the cycle time of a welding process can be shortened. The arc end adjustment method may be an aspect which the welding power supply, the control apparatus, etc. which comprise a welding system automatically perform, and a worker may connect an arc end adjustment apparatus to a welding system, and may perform an arc end adjustment method. Do.
본 양태에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터에게, 반복 실시되는 용접 공정에서의 아크 엔드 절차를 조정시키기 위한 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 컴퓨터에게, 안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터를 취득하고, 취득한 용접 데이터에 근거해, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되도록, 상기 아크 엔드 절차를 조정하는 처리를 실행시키기 위한 프로그램이다.The computer program according to the present aspect is a computer program for adjusting the arc end procedure in a repeatedly performed welding process, wherein the computer indicates to the computer the result of the anti-stick treatment and the welding state associated with the next welding process. A program for acquiring welding data and executing a process of adjusting the arc end procedure so that the cycle time of the welding process is shortened based on the acquired welding data.
본 양태에 의하면, 컴퓨터를 상기 아크 엔드 조정 장치로서 기능시킬 수 있다.According to this aspect, a computer can function as the said arc end adjustment apparatus.
본 발명에 의하면, 안티 스틱 처리, 용착 해제 처리 등의 아크 엔드 처리에 필요로 하는 시간을 자동으로 조정해, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to automatically adjust the time required for the arc end treatment such as the anti-stick treatment and the de-welding treatment to shorten the cycle time of the welding step.
[도 1] 실시형태1에 따른 아크 용접 시스템을 도시한 모식도이다.
[도 2] 실시형태1에 따른 아크 엔드 조정 장치를 도시한 블록도이다.
[도 3a] 아크 엔드 절차를 도시한 개념도이다.
[도 3b] 아크 엔드 절차를 도시한 개념도이다.
[도 4] 실시형태1에 따른 아크 엔드 조정 장치를 도시한 기능 블록도이다.
[도 5] 실시형태1에 따른 아크 엔드 조정 방법을 도시한 플로우 차트이다.
[도 6] 실시형태2에 따른 아크 엔드 조정 장치를 도시한 기능 블록도이다.
[도 7] 절차 조정부의 네트워크 구성을 도시한 개념도이다.
[도 8] 실시형태3에 따른 아크 엔드 조정 장치를 도시한 기능 블록도이다.
[도 9] 실시형태4에 따른 아크 엔드 조정 장치를 도시한 기능 블록도이다.
[도 10] 실시형태5에 따른 아크 용접 시스템을 도시한 모식도이다.
[도 11] 아크 엔드 조정 화면을 도시한 모식도이다.1 is a schematic diagram showing an arc welding system according to a first embodiment.
2 is a block diagram showing an arc end adjusting device according to the first embodiment.
3A is a conceptual diagram illustrating an arc end procedure.
3B is a conceptual diagram illustrating an arc end procedure.
4 is a functional block diagram showing an arc end adjusting device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an arc end adjustment method according to the first embodiment. FIG.
FIG. 6 is a functional block diagram showing an arc end adjusting device according to
7 is a conceptual diagram illustrating a network configuration of a procedure coordination unit.
8 is a functional block diagram showing an arc end adjusting device according to the third embodiment.
9 is a functional block diagram showing an arc end adjusting device according to the fourth embodiment.
10 is a schematic diagram illustrating an arc welding system according to a fifth embodiment.
It is a schematic diagram which shows an arc end adjustment screen.
이하, 본 발명을 그 실시형태를 나타내는 도면에 근거해 상술한다. 또한, 이하에 기재하는 실시형태의 적어도 일부를 임의로 조합해도 무방하다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is explained in full detail based on drawing which shows embodiment. In addition, you may combine arbitrarily at least one part of embodiment described below.
(실시형태1)
도 1은 실시형태1에 따른 아크 용접 시스템을 도시한 모식도이다. 본 실시형태에 따른 아크 용접 시스템은, 소모 전극식의 가스 실드 아크 용접기로서, 용접 로봇(1), 용접 전원(2), 제어 장치(3), 촬상 장치(4) 및 아크 엔드 조정 장치(5)를 갖춘다. 아크 엔드 조정 장치(5)는 제어 장치(3)에 설치되어 있다. 덧붙여, 작도 및 설명의 편의상, 아크 엔드 조정 장치(5)의 유닛이 제어 장치(3)에 포함되는 것으로 설명하지만, 제어 장치(3) 및 아크 엔드 조정 장치(5)는 혼연 일체의 구성이어도 무방하고, 외관상, 제어 장치(3)의 하드웨어 및 소프트웨어가 아크 엔드 조정 장치(5)의 기능을 실현해도 무방하다. 또한, 아크 엔드 조정 장치(5)는 용접 전원(2)에 설치해도 무방하고, 다른 장치에 설치해도 무방하다. 게다가, 아크 엔드 조정 장치(5)의 기능을 복수의 장치 및 서버에서 분산 처리하도록 구성해도 무방하다.1 is a schematic diagram showing an arc welding system according to a first embodiment. The arc welding system according to the present embodiment is a gas shielded arc welding machine of a consuming electrode type, which is a
용접 로봇(1)은, 모재(A)의 아크 용접을 자동으로 실시하는 것이다. 용접 로봇(1)은, 바닥면(床面)의 적절한 개소(箇所)에 고정되는 베이스부(基部)를 갖춘다. 베이스부에는, 복수의 암이 축부(軸部)를 통해 회동 가능하게 연결되어 있고, 암의 선단부(先端部)에는 용접 토치(11)가 보관유지(保持)되어 있다. 또한, 암의 적절한 개소에 와이어 송급 장치(12)가 설치되어 있다. 각 암의 연결 부분에는 모터가 설치되어 있고, 모터의 회전 구동력에 의해 축부를 중심으로 각 암이 회동한다. 모터의 회전은 제어 장치(3)에 의해 제어되고 있다. 제어 장치(3)는, 각 암을 회동시킴으로써, 모재(A)에 대해 용접 토치(11)를 상하 전후 좌우로 이동시킬 수 있다. 또한, 각 암의 연결 부분에는, 암의 회동 위치를 나타내는 신호를 제어 장치(3)로 출력하는 인코더가 설치되어 있고, 제어 장치(3)는, 인코더로부터 출력된 신호에 근거해, 용접 토치(11)의 위치를 인식한다.The
용접 토치(11)는, 구리 합금 등의 도전성 재료로 이루어지고, 용접 대상의 모재(A)로 용접 와이어(W)를 안내함과 동시에, 아크의 발생에 필요한 용접 전류를 공급하는 원통 형상의 컨택트 팁을 가진다. 용접 전류는 용접 전원(2)으로부터 공급된다. 용접 와이어(W)는, 도시하지 않은 와이어 공급원으로부터 와이어 송급 장치(12)에 의해 용접 토치(11)에 공급된다. 용접 와이어(W)는, 예를 들면, 솔리드 와이어이며, 소모 전극으로서 기능한다.The
컨택트 팁은, 그 내부를 삽통(揷通)하는 용접 와이어(W)에 접촉해, 용접 전류를 용접 와이어(W)에 공급한다. 또한, 용접 토치(11)는, 컨택트 팁을 위요(圍繞)하는 중공(中空) 원통 형상을 이루고, 선단(先端)의 개구(開口)로부터 모재(A)로 실드 가스를 분사하는 노즐을 가진다. 실드 가스는, 아크에 의해 용융한 모재(A) 및 용접 와이어(W)의 산화를 방지하기 위한 것이다. 실드 가스는, 예를 들면, 탄산 가스, 탄산 가스 및 아르곤 가스의 혼합 가스, 아르곤 등의 비활성 가스 등이다. 실드 가스는 용접 전원(2)으로부터 공급된다.The contact tip contacts the welding wire W through which the inside is inserted, and supplies a welding current to the welding wire W. FIG. In addition, the
용접 전원(2)은, 전원부(21), 와이어 송급 제어부(22), 실드 가스 공급부(23) 및 검출부(24)를 갖춘다. 전원부(21)는, 급전 케이블을 통해, 용접 토치(11)의 컨택트 팁 및 모재(A)에 접속되어, 용접 전류를 공급한다. 와이어 송급 제어부(22)는, 와이어 송급 장치(12)에 의한 용접 와이어(W)의 송급 속도를 제어한다. 실드 가스 공급부(23)는, 실드 가스를 용접 토치(11)에 공급한다. 검출부(24)는, 용접 공정 중에 아크를 흐르는 용접 전류와, 안티 스틱 처리 및 용착 해제 처리 중의 전류를 검출하는 전류 검출부, 용접 토치(11) 및 모재(A)에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출부를 포함한다. 전원부(21)는, 검출부(24)에서 검출된 용접 전류 및 용접 전압에 근거해 PWM 제어된 직류 전류를 출력하는 전원 회로, 신호 처리 회로 등을 포함한다. 또한, 용접 전원(2)은, 용접 공정 중의 용접 상태, 안티 스틱 처리 및 용착 해제 처리의 상태를 나타내는 용접 모니터 데이터를 제어 장치(3)로 출력한다. 용접 모니터 데이터는, 예를 들면, 용접 공정 중에 검출된 용접 전류 또는 용접 전압을 나타내는 용접 전류 데이터 또는 용접 전압 데이터이다. 또한, 용접 모니터 데이터에는, 안티 스틱 처리 및 용착 해제 처리 중에 검출되는 전압 또는 전류의 데이터가 포함된다. 게다가, 용접 모니터 데이터로서, 용접 와이어(W)의 송급 속도를 나타내는 송급 속도 데이터, 단락 상황을 나타내는 단락 상황 데이터, 도시하지 않은 마이크로 집음하여 얻어지는 용접음 데이터를 제어 장치(3)로 출력해도 무방하다.The
덧붙여, 상기 용접 모니터 데이터는, 안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터의 일례이다.In addition, the said welding monitor data is an example of the welding data which shows the result of an anti stick process, and the welding state related to the next welding process.
촬상 장치(4)는, 안티 스틱 처리 중 및 용착 해제 처리 중의 용접 와이어(W)의 선단부 혹은 용접 부위를 촬상하고, 또한 용접 공정 후, 모재(A)의 용접 부위를 촬상하고, 촬상해 얻은 화상 데이터를 제어 장치(3)로 출력한다. 또한, 촬상 장치(4)는, 용접 와이어(W)의 선단부의 온도를 검출하는 적외선 카메라여도 무방하다.The
덧붙여, 상기 화상 데이터는, 안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터의 일례이다.In addition, the said image data is an example of the welding data which shows the result of an anti stick process, and the welding state related to the next welding process.
제어 장치(3)는, 용접 로봇(1)의 동작을 제어함과 동시에, 용접 전원(2)에 용접 전류, 용접 전압, 용접 와이어(W)의 송급 속도, 실드 가스의 공급량 등의 용접 조건을 용접 전원(2)으로 출력하여 용접 전원(2)의 동작을 제어한다. 제어 장치(3)는, 모재(A)의 재질 및 개선(開先)의 종류 등에 대한 각종 용접 조건을 기억하고 있다. 또한, 제어 장치(3)는, 아크 엔드 절차를 출력하여, 아크 엔드 처리를 실행시킨다. 제어 장치(3)가 기억하는 상기 용접 조건은 반드시 최적인 것은 아니고, 아크 엔드 절차에 대해서는, 용접 결과가 악화되지 않는 범위에서, 용접 공정의 사이클 타임이 최단화 되도록, 아크 엔드 조정 장치(5)에 의해 조정되고 있다.The
덧붙여, 도 1에는 1세트의 용접 전원(2) 및 용접 토치(11) 만이 도시되어 있지만, 생산 라인에 복수의 용접 전원(2)이 설치되어 있는 경우, 하나의 아크 엔드 조정 장치(5)가, 복수의 용접 전원(2) 마다 해당 전원에서의 아크 엔드 절차를 각각 조정하도록 구성해도 무방하고, 복수의 용접 전원(2) 각각에, 아크 엔드 조정 장치(5)를 각각 별도로 설치해, 각 전원에서의 아크 엔드 절차를 조정하도록 구성해도 무방하다.In addition, although only one set of the
도 2는 실시형태1에 따른 아크 엔드 조정 장치(5)를 도시한 블록도이다. 아크 엔드 조정 장치(5)는, 해당 아크 엔드 조정 장치(5)의 각 구성부의 동작을 제어하는 제어부(50)를 갖춘다. 제어부(50)에는, 입력부(50a), 출력부(50b) 및 기억부(50c)가 접속되어 있다.2 is a block diagram showing the arc
기억부(50c)는, EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래쉬 메모리 등의 비휘발성 메모리이다. 기억부(50c)는, 용접 결과가 악화되지 않는 범위에서, 아크 엔드 처리를 최적화해, 용접 공정의 사이클 타임을 최단화하기 위한 컴퓨터 프로그램(50d)을 기억하고 있다.The
제어부(50)는, CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit) 또는 멀티 코어 CPU 등의 프로세서, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 인터페이스 등을 가지는 컴퓨터로서, 인터페이스에는, 입력부(50a), 출력부(50b) 및 기억부(50c)가 접속되어 있다. 제어부(50)는, 기억부(50c)가 기억하는 컴퓨터 프로그램(50d)을 실행함으로써, 생산 라인에서 용접이 반복 실시되는 연속 생산에서의 상기 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시키는 아크 엔드 조정 방법을 실시해, 컴퓨터를 아크 엔드 조정 장치(5)로서 기능시킨다. 덧붙여, 반복 실시되는 용접 공정은, 생산 라인에 설치된 하나의 용접 전원(2) 또는 용접 토치(11)가 반복해 실시하는 용접을 의미한다.The
입력부(50a)는, 용접 전원(2) 및 촬상 장치(4)에 접속되어 있다. 입력부(50a)에는, 용접 전원(2)으로부터 출력된 용접 모니터 데이터와, 촬상 장치(4)로부터 출력된 화상 데이터가 입력된다. 용접 모니터 데이터는, 예를 들면, 용접 공정 중의 용접 전류 및 용접 전압, 안티 스틱 처리 및 용착 해제 처리 중의 전류 및 전압, 용접 와이어(W)의 송급 속도, 단락 상황, 용접음 등을 나타내는 시계열 데이터이다. 화상 데이터는, 용접 와이어(W)의 선단부의 외관, 용접 후의 비드의 외관을 나타낸 데이터이다. 또한, 화상 데이터는, 적외선 카메라에서 촬상한, 용접 와이어(W) 선단부의 온도를 나타낸 데이터여도 무방하다.The
출력부(50b)는, 용접 로봇(1) 및 용접 전원(2)에 접속되어 있다. 제어부(50)는, 용접 공정 및 아크 엔드 절차를 제어하고, 또한 아크 엔드 절차를 변경하기 위한 제어 데이터를 용접 로봇(1) 및 용접 전원(2)로 출력한다. 아크 엔드 절차를 변경하기 위한 제어 데이터는, 아크 엔드 절차의 변경을 지시하는 것이어도 무방하고, 절차 변경 후의 아크 엔드 절차를 나타내는 것이어도 무방하다.The
도 3a 및 도 3b는 아크 엔드 절차를 도시한 개념도이다. 특히, 도 3a는 안티 스틱 처리, 도 3b는 용착 해제 처리의 절차를 나타내고 있다.3A and 3B are conceptual diagrams illustrating an arc end procedure. In particular, FIG. 3A shows an anti-stick treatment, and FIG. 3B shows a procedure of de-welding treatment.
용접 처리를 마친 제어 장치(3)는, 도 3a에 도시한 것처럼, 용접 시 보다 작은 전류(Ia) 및 전압(Va)을, 소요(所要)의 안티 스틱 처리 시간(ta) 공급하여, 용접 와이어(W)의 선단부를 용융시켜 솟아오르게 해, 적당한 치수의 응고구(凝固球)를 상기 선단부에 형성시킨다. 또한, 용접 와이어(W)를 소정의 리트랙트 시간 만큼 인상(引上)하는 처리를 실행해도 무방하다.As shown in FIG. 3A, the
안티 스틱 처리를 최적화하는 것에 의해, 용접 토치(11)의 팁에서 돌출하는 용접 와이어(W)의 길이를, 다음 용접 공정을 막힘 없이 개시할 수 있는 길이로 할 수 있고, 또한 응고구의 형상 및 크기도 다음 용접 공정의 용접성도 양호한 것이 된다.By optimizing the anti-stick treatment, the length of the welding wire W protruding from the tip of the
또한, 용접 종료 시에 용접 와이어(W)가 모재(A)에 용착해 있을 가능성이 있기 때문에, 도 3b에 도시한 것처럼, 제어 장치(3)는, 소요(所要)의 용접 해제와 관련되는 전류(Ir)를, 소요(所要)의 용접 해제 처리 시간(tr) 동안, 용접 와이어(W)에 공급함으로써, 용착 개소를 용단하는 처리를 실행한다. 또한, 1회의 용단 처리로는 용착을 해소할 수 없는 경우가 있기 때문에, 용착이 해소되지 않은 경우, 소요(所要)의 리트라이 횟수(Nr) 만큼, 용착 해제 처리를 실행한다. 용착의 유무는, 용접 와이어(W)에 흐르는 전류를 검출함으로써 판정할 수 있다.In addition, since the welding wire W may be welded to the base material A at the end of welding, as shown in FIG. 3B, the
도 4는 실시형태1에 따른 아크 엔드 조정 장치(5)를 도시한 기능 블록도이다. 아크 엔드 조정 장치(5)는, 기능 블록으로서, 용접 모니터 데이터 취득부(51a)와, 화상 데이터 취득부(51b)와, 제1 양부 판정부(52a)와, 제2 양부 판정부(52b)와, 안티 스틱 양부 판정부(52c), 양부 종합 판정부(54)와, 절차 조정부(55)와, 아크 엔드 제어부(56), 최단 절차 기억부(57)를 갖춘다.4 is a functional block diagram showing the arc
용접 모니터 데이터 취득부(51a)는, 용접 전원(2)으로부터 출력되는 용접 모니터 데이터를 취득하고, 취득한 용접 모니터 데이터를 제1 양부 판정부(52a) 및 안티 스틱 양부 판정부(52c)로 출력한다.The welding monitor
화상 데이터 취득부(51b)는, 촬상 장치(4)로부터 출력된 화상 데이터를 취득하고, 취득한 화상 데이터를 제2 양부 판정부(52b) 및 안티 스틱 양부 판정부(52c)로 출력한다.The image
제1 양부 판정부(52a)는, 용접 모니터 데이터가 입력된 경우, 해당 용접 모니터 데이터가 얻어질 때의 용접 공정과 관련되는 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터를 출력하는 양부 판정 RNN(53a)(Recurrent Neural Network)을 갖춘다. 양부 판정 RNN(53a)은, 예를 들면, 학습 완료된 재귀형 뉴럴 네트워크이다.When the welding monitor data is input, the first
양부 판정 RNN(53a)은, 예를 들면, 용접 결과가 양호인 확률을 나타낸 데이터를 출력하는 제1 뉴런과, 용접 결과가 불량인 확률을 나타낸 데이터를 출력하는 제2 뉴런을 출력층에 갖춘다. 이 경우, 상기 양부를 나타내는 데이터는, 제1 및 제2 뉴런으로부터 출력된 데이터이다.The
또한, 양부 판정 RNN(53a)은, 용접 결과의 양부를 2값으로 출력하는 뉴런을 출력층에 갖추어도 무방하다. 이 경우, 상기 양부를 나타내는 데이터는, 상기 뉴런으로부터 출력된 2값의 데이터이다.In addition, the pass /
게다가, 양부 판정 RNN(53a)은, 용접 결과의 양부의 정도를 나타내는 아날로그값을 출력하는 뉴런을 출력층에 갖추어도 무방하다.In addition, the pass /
양부 판정 RNN(53a)은, 용접 모니터 데이터(입력 데이터)와, 해당 용접 데이터에 대응하는 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터(교사(敎師) 데이터)를 학습 데이터로서, 학습 전의 재귀형 심층 뉴럴 네트워크에 주는 것으로 학습시키면 무방하다.The pass /
덧붙여, 양부 판정 RNN(53a)의 중간층의 층 수, 각 층의 뉴런 수 등, 그 구조는 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 양부 판정 RNN(53a)은 반드시 재귀형 뉴럴 네트워크일 필요는 없고, 그 외의 종류의 뉴럴 네트워크로 구성해도 무방하다.In addition, the structure, such as the number of layers of the intermediate | middle layer of the pass /
제2 양부 판정부(52b)는, 화상 데이터가 입력된 경우, 해당 화상 데이터가 얻어질 때의 용접 공정과 관련되는 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터를 출력하는 양부 판정 CNN(53b)(Convolutional Neural Network)을 갖춘다. 양부 판정 CNN(53b)은, 학습 완료된 중첩 뉴럴 네트워크이다.When the image data is input, the second
양부 판정 CNN(53b)은, 예를 들면, 용접 결과가 양호인 확률을 나타낸 데이터를 출력하는 제3 뉴런과, 용접 결과가 불량인 확률을 나타낸 데이터를 출력하는 제4 뉴런을 출력층에 갖춘다. 이 경우, 상기 양부를 나타내는 데이터는, 제3 및 제4 뉴런으로부터 출력된 데이터이다.The
또한, 양부 판정 CNN(53b)은, 용접 결과의 양부를 2값으로 출력하는 뉴런을 출력층에 갖추어도 무방하다. 이 경우, 상기 양부를 나타내는 데이터는, 상기 뉴런으로부터 출력된 2값의 데이터이다.In addition, the pass /
게다가, 양부 판정 CNN(53b)은, 용접 결과의 양부의 정도를 나타내는 아날로그 값을 출력하는 뉴런을 출력층에 갖추어도 무방하다.In addition, the pass /
양부 판정 CNN(53b)은, 화상 데이터(입력 데이터)와, 해당 용접 데이터에 대응하는 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터(교사 데이터)를 학습 데이터로서 학습 전의 중첩 뉴럴 네트워크에 주는 것으로 학습시키면 무방하다.The pass /
덧붙여, 양부 판정 CNN(53b)의 중간층의 층 수, 각 층의 뉴런 수 등, 그 구조는 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 양부 판정 CNN(53b)은 반드시 중첩 뉴럴 네트워크일 필요는 없고, 그 외의 종류의 뉴럴 네트워크로 구성해도 무방하다.In addition, the structure, such as the number of layers of the intermediate | middle layer of the pass /
안티 스틱 양부 판정부(52c)는, 예를 들면, 아크 엔드 처리의 용착 해제 처리 시에 흐르는 전류가 임계값(threshold) 이상인지 여부를 판정하는 것에 의해, 안티 스틱 처리의 양부를 판정하고, 판정 결과를 양부 종합 판정부(54)로 출력한다.The anti-stick
또한, 안티 스틱 양부 판정부(52c)는, 안티 스틱 처리 시에 촬상된 용접 와이어(W)의 선단부의 화상에 근거해, 안티 스틱 처리의 양부를 판정하고, 판정 결과를 양부 종합 판정부(54)로 출력한다. 예를 들면, 용접 와이어(W)의 선단부에 형성되는 응고구의 크기가 소정 범위 내인지 여부, 응고구의 형상이 소정 패턴에 적합하는지 여부에 근거해, 안티 스틱 처리의 양부를 판정한다.In addition, the anti-stick
양부 종합 판정부(54)는, 제1 양부 판정부(52a), 제2 양부 판정부(52b) 및 안티 스틱 양부 판정부(52c)로부터 출력된 데이터에 근거해, 안티 스틱 처리 및 다음 공정에서의 용접 결과의 양부를 판정하고, 판정 결과를 절차 조정부(55)로 출력한다.The acceptance
예를 들면, 양부 종합 판정부(54)는, 양부 판정 RNN(53a)의 제1 및 제2 뉴런으로부터 출력된 데이터와, 양부 판정 CNN(53b)의 제3 및 제4 뉴런으로부터 출력된 데이터와, 안티 스틱 양부 판정부(52c)의 판정 결과를 종합해 판정한다. 구체적으로는, 제1 뉴런 및 제3 뉴런으로부터 출력된 데이터의 값의 합과, 제2 및 제4 뉴런으로부터 출력된 데이터의 값의 합을 비교함으로써, 다음 용접 결과의 양부를 판정하면 무방하다. 또한, 각 뉴런으로부터 출력되는 데이터의 값을 가중치 부여 가산(Weighted-Sum)하여 비교해도 무방하다. 그리고, 양부 종합 판정부(54)는, 다음 용접 공정에서의 용접 결과가 양호이고, 또한 안티 스틱 처리의 결과도 양호인 경우, 종합적으로 양(良)으로 판정한다.For example, the acceptance
또한, 양부 판정 RNN(53a) 및 양부 판정 CNN(53b)으로부터 2값 데이터가 출력되는 구성의 경우, 양부 종합 판정부(54)는, 제1 양부 판정부(52a) 및 제2 양부 판정부(52b)의 쌍방이, 양호인 것을 나타내는 데이터를 출력하고 있는 경우, 다음 용접 공정의 용접 결과를 양으로 판정하고, 제1 양부 판정부(52a) 및 제2 양부 판정부(52b)의 일방(一方)이 불량인 것을 나타내는 데이터를 출력하고 있는 경우, 다음 용접 공정의 용접 결과를 불량으로 판정한다. 덧붙여, 종합 판정의 방법은 일례이며, 제1 양부 판정부(52a) 및 제2 양부 판정부(52b)의 일방이, 양호인 것을 나타내는 데이터를 출력하고 있는 경우, 다음 용접 공정의 용접 결과를 양으로 판정하도록 구성해도 무방하다.In addition, in the case of a configuration in which two-value data is output from the
절차 조정부(55)는, 양부 종합 판정부(54)의 판정 결과가 양인 경우, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되고, 판정 결과가 불량인 경우, 용접 공정의 사이클 타임이 연장되도록 아크 엔드 절차를 조정하고, 조정 결과를 아크 엔드 제어부(56)로 출력한다. 조정 결과는, 예를 들면, 아크 엔드 절차의 각종 파라미터, 즉 안티 스틱 처리에서의 전류, 전압 및 시간, 리트랙트 시간, 용착 해제 처리에서의 전류, 시간, 리트라이 횟수 등의 증감을 나타내는 데이터로서, 절차 조정부(55)는, 아크 엔드 절차의 각종 파라미터의 적어도 하나를 증감시키는 것을 나타내는 데이터를 아크 엔드 제어부(56)로 출력한다.The
절차 조정부(55)는, 1회의 조정 처리로, 복수의 파라미터의 값을 변경해도 무방하고, 하나의 파라미터의 값을 변경해도 무방하다. 또한, 사이클 타임이 최단이 될 때까지 후술하는 스텝(S11)~스텝(S19)을 반복 실행하여 아크 엔드 절차의 조정을 실시하는 경우, 반복 실시되는 각 조정 처리에서, 상이한 파라미터를 조정하도록 구성해도 무방하다. 예를 들면, 1회째의 조정에서는, 안티 스틱 처리 시간을 조정하고, 2번째의 조정에서는 용착 해제 처리 시간을 조정하는 등 해도 무방하다.The
덧붙여, 각 파라미터의 증감량에 상관을 가지게 해서, 변수를 감소시키도록 구성해도 무방하다. 또한, 변경량을 표준적인 파라미터값에서 소정 비율의 범위 내로 제한하도록 구성해도 무방하다.In addition, the variable may be configured to have a correlation with the amount of increase and decrease of each parameter. Moreover, you may comprise so that a change amount may be limited in the range of a predetermined ratio from a standard parameter value.
또한, 절차 조정부(55)는, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시키는 결정을 실시한 결과, 용접 결과가 양호한 상태에서 불량 상태로 변화한 경우, 사이클 타임 단축 전의 아크 엔드 절차를 최단 절차 기억부(57)에 기억시킨다.In addition, when the
게다가, 판정 결과가 불량인 경우, 용접 공정의 사이클 타임이 연장되도록 아크 엔드 절차를 조정하는 예를, 위에서 설명했지만, 사이클 타임을 유지하면서 판정 결과가 양호가 되게, 파라미터를 조정하도록 구성해도 무방하다.In addition, when the determination result is poor, an example of adjusting the arc end procedure so that the cycle time of the welding process is extended has been described above. However, the parameter may be adjusted so that the determination result is good while maintaining the cycle time. .
아크 엔드 제어부(56)는, 절차 조정부(55)의 조정 결과에 근거해, 아크 엔드 절차를 변경하기 위한 제어 데이터를 용접 전원(2)으로 출력하는 것에 의해, 아크 엔드를 제어한다. 단, 최단 절차 기억부(57)가, 용접 공정의 사이클 타임이 최단이 되는 아크 엔드 절차를 기억하고 있는 경우, 아크 엔드 제어부(56)는, 최단 절차 기억부(57)가 기억하는 아크 엔드 절차에 근거해, 아크 엔드를 제어한다.The arc
다음으로, 아크 엔드 절차의 조정과 관련되는 제어부(50)의 처리 절차를 설명한다.Next, the processing procedure of the
도 5는 실시형태1에 따른 아크 엔드 조정 방법을 도시한 플로우 차트이다. 제어부(50)는, 예를 들면, 이하의 처리를 연속 생산에서의 각 용접 공정마다 반복 실행한다. 제어부(50)는, 기억부(50c)가 사이클 타임 최단의 아크 엔드 절차를 기억하고 있는지 여부를 판정한다(스텝(S11)). 사이클 타임 최단의 아크 엔드 절차를 기억하고 있다고 판정한 경우(스텝(S11): YES), 제어부(50)는 기억부(50c)가 기억하는 최단의 아크 엔드 절차에 근거해, 아크 엔드 한다(스텝(S12)). 예를 들면, 제어부(50)는, 최단의 아크 엔드 절차를 나타내는 제어 데이터를 용접 전원(2)에 출력하는 것에 의해, 아크 엔드를 제어한다. 물론, 제어부(50)는, 사이클 타임이 최단이 되는 아크 엔드 절차로 하기 위한 변경량을 나타내는 제어 데이터를 용접 전원(2)에 출력하는 것에 의해, 아크 엔드를 제어해도 무방하다.5 is a flowchart illustrating an arc end adjusting method according to the first embodiment. The
기억부(50c)가, 사이클 타임 최단의 아크 엔드 절차를 기억하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝(S11): NO), 제어부(50)는, 용접 모니터 데이터를 취득하고(스텝(S13)), 화상 데이터를 취득한다(스텝(S14)). 그리고, 제어부(50)는, 취득한 용접 모니터 데이터 및 화상 데이터에 근거해, 안티 스틱 처리 및 용접 결과의 양부를 판정한다(스텝(S15)). 예를 들면, 제어부(50)는, 학습 완료의 양부 판정 RNN(53a) 및 양부 판정 CNN(53b)을 이용해, 용접 결과의 양부를 판정한다. 안티 스틱 처리 및 용착 해제 처리의 양부는, 용착 해제 처리시에서의 전류로 판정한다.When the
다음으로, 용접 결과가 양호(良好)라고 판정한 경우(스텝(S15): YES), 제어부(50)는, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킨다(스텝(S16)). 용접 결과가 불량이라고 판정한 경우(스텝(S15): NO), 전회(前回), 용접 공정을 단축시킨 결과, 용접 결과가 양호한 상태에서 불량 상태로 변화했는지 여부를 판정한다(스텝(S17)). 상기 불량 상태로의 변화는, 말할 것도 없이, 하나의 용접 결과 만으로 판정하는 구성에 한정되는 것은 아니고, 2개 이상의 용접 결과를 이용해 판단하는 구성도 포함된다. 예를 들면, 10회 중, 일정 비율 이상, 용접 결과가 불량 상태인 경우, 불량 상태로 변화했다고 판정해도 무방하다. 용접 결과가 양호한 상태에서 불량 상태로 변화하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝(S17): NO), 제어부(50)는, 용접 공정의 사이클 타임을 연장시킨다(스텝(S18)). 스텝(S16), 또는 스텝(S18)의 처리를 마친 제어부(50)는, 조정 후의 아크 엔드 절차에 근거해, 아크 엔드를 제어한다(스텝 S19). 구체적으로는, 제어부(50)는, 조정 처리 후의 아크 엔드 절차를 나타내는 제어 데이터를 용접 전원(2)에 출력하는 것에 의해, 아크 엔드를 제어한다. 물론, 제어부(50)는, 아크 엔드 절차의 변경량을 나타내는 제어 데이터를 용접 전원(2)에 출력하는 것에 의해, 아크 엔드를 제어해도 무방하다.Next, when it determines with a welding result favorable (step S15: YES), the
용접 공정의 사이클 타임을 단축시킨 결과, 용접 결과가 양호한 상태에서 불량 상태로 변화했다고 판정한 경우(스텝(S17): YES), 제어부(50)는, 용접 공정의 사이클 타임을 단축 전의 아크 엔드 절차로 되돌리고(스텝(S20)), 사이클 타임 단축 전의 아크 엔드 절차를 사이클 타임 최단의 아크 엔드 절차로서, 기억부(50c)에 기억시키고(스텝(S21)), 처리를 스텝(S12)으로 되돌린다.As a result of shortening the cycle time of the welding step, when it is determined that the welding result has changed from a good state to a bad state (step S17: YES), the
이와 같이 구성된 아크 엔드 조정 장치(5), 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램(50d)에 의하면, 용접 결과를 악화시키지 않고, 아크 엔드 처리를 최적화해, 용접 공정의 사이클 타임을 효과적으로 단축시킬 수 있다.According to the above-described arc
또한, 최단화 된 아크 엔드 절차를 기억부(50c)에 기억시키는 구성이기 때문에, 이후, 아크 엔드 조정 장치(5)는, 신속하게 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시켜 용접을 제어할 수 있다.Moreover, since it is the structure which stores the shortened arc end procedure in the memory |
덧붙여, 본 실시형태1에서는 아크 엔드 조정 장치(5)가 학습 완료의 양부 판정 RNN(53a) 및 양부 판정 CNN(53b)을 갖추는 예를 설명했지만, 제1 양부 판정부(52a) 및 제2 양부 판정부(52b)의 뉴럴 네트워크를 규정하는 각종 파라미터를, 외부 서버로부터 다운로드해, 갱신하도록 구성해도 무방하다. 파라미터는, 예를 들면, 중간층의 계층 수, 각 층의 뉴런의 수, 각 뉴런의 가중치 계수, 활성화 함수의 종류 등을 포함한 정보이다. 또한, 아크 엔드 조정 장치(5)는, 다운로드한 각종 파라미터를, 제1 양부 판정부(52a) 및 제2 양부 판정부(52b)에 반영시키는 것을 허가하는지 여부를 나타내는 플래그를 기억하고, 플래그가 허가를 나타낸 경우에 다운로드된 파라미터를 이용해 양부 판정 RNN(53a) 및 양부 판정 CNN(53b)의 뉴럴 네트워크를 갱신하도록 구성해도 무방하다.In addition, although the arc
또한, 공장 내에, 아크 엔드 조정 장치(5)를 갖추는 용접 시스템이 복수 설치되어 있는 경우, 필요에 따라 각 용접 시스템의 아크 엔드 조정 장치(5)가 상기 파라미터를 교환해도 무방하다.In addition, when the welding system provided with the arc
게다가, 아크 엔드 조정 장치(5)를 클라우드 서버로서 구성해도 무방하다. 용접 전원(2) 또는 제어 장치(3)는, 해당 서버에 아크 엔드 절차의 조정을 요구하고, 요구에 따라 서버로부터 송신된 아크 엔드 절차의 조정량을 수신해, 아크 엔드 절차를 조정해도 무방하다.In addition, you may comprise the arc
게다가, 아크 엔드 조정 장치(5)는 용접 전원(2)에 갖추어도 무방하다. 또한, 아크 엔드 조정 장치(5)는, 아크 엔드 절차 조정용의 전용 장치로서 실시해도 무방하다. 작업자는, 용접 시스템에 상기 전용 장치를 접속해, 아크 엔드 절차를 자동으로 조정할 수 있다.In addition, the arc
게다가 또한, 제1 양부 판정부(52a) 및 제2 양부 판정부(52b)가 양부 판정 RNN(53a) 및 양부 판정 CNN(53b)을 갖추는 예를 설명했지만, 각 판정부의 쌍방 또는 일방은 뉴럴 네트워크를 이용하지 않고 용접 결과의 양부를 판정하도록 구성해도 무방하다. 예를 들면, 제1 양부 판정부(52a)는, 용접 전류값과, 소정의 임계값을 비교하는 단순한 판정 처리로, 양부를 판정해도 무방하다. 또한, 제2 양부 판정부(52b)는, 화상 데이터로부터 소정의 특징량을 추출하고, 특징량의 유무, 특징량의 수 등과, 임계값을 비교하는 단순한 판정 처리로, 양부를 판정해도 무방하다. 게다가, 제1 양부 판정부(52a) 및 제2 양부 판정부(52b)의 쌍방을 갖출 필요는 없고, 어느 일방을 갖추어도 무방하다. 이 경우, 양부 종합 판정부(54)는 불필요하다.Moreover, although the 1st
(실시형태2)
실시형태2에 따른 아크 엔드 조정 장치(205), 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램(50d)은, 실시형태1의 절차 조정부(55) 및 최단 절차 기억부(57)가 심층 뉴럴 네트워크로 구성되어 있는 점이 실시형태1과 다르기 때문에, 이하에서는 주로 상기 차이점을 설명한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 대응하는 개소에는 마찬가지의 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.In the arc
도 6은 실시형태2에 따른 아크 엔드 조정 장치(205)를 도시한 기능 블록도이다. 실시형태2에 따른 아크 엔드 조정 장치(205)는, 실시형태1과 마찬가지로, 용접 모니터 데이터 취득부(51a), 화상 데이터 취득부(51b), 제1 양부 판정부(52a), 제2 양부 판정부(52b), 양부 종합 판정부(254), 절차 조정부(255), 학습 처리부(259) 및 아크 엔드 제어부(56)를 갖춘다.6 is a functional block diagram showing an arc
용접 모니터 데이터 취득부(51a)는, 용접 전원(2)으로부터 출력되는 용접 모니터 데이터를 취득하고, 취득한 용접 모니터 데이터를 제1 양부 판정부(52a), 안티 스틱 양부 판정부(52c) 및 절차 조정부(255)로 출력한다.The welding monitor
화상 데이터 취득부(51b)는, 촬상 장치(4)로부터 출력된 화상 데이터를 취득하고, 취득한 화상 데이터를 제2 양부 판정부(52b), 안티 스틱 양부 판정부(52c) 및 절차 조정부(255)로 출력한다.The image
실시형태2의 양부 종합 판정부(254)는, 용접 결과 및 안티 스틱 처리가 양호인 확률을 나타내는 데이터와, 용접 결과 및 안티 스틱 처리가 불량인 확률을 나타내는 데이터를 학습 처리부(259)로 출력한다. 예를 들면, 양부 판정 RNN(53a)의 제1 뉴런으로부터 출력된 데이터의 값과, 양부 판정 CNN(53b)의 제3 뉴런으로부터 출력된 데이터의 값과, 안티 스틱 양부 판정부(52c)로부터 출력된 데이터의 값을 이용해, 용접 결과 및 안티 스틱 처리가 양호인 확률을 연산하면 무방하다. 마찬가지로, 양부 판정 RNN(53a)의 제2 뉴런으로부터 출력된 데이터의 값과, 양부 판정 CNN(53b)의 제4 뉴런으로부터 출력된 데이터와, 안티 스틱 양부 판정부(52c)로부터 출력된 데이터의 값을 이용해, 용접 결과가 불량인 확률을 연산하면 무방하다.The integrated /
절차 조정부(255)는, 용접 모니터 데이터 및 화상 데이터가 입력된 경우, 사이클 타임을 단축 가능한 아크 엔드 절차의 변경량을 나타내는 데이터를 출력하는 절차 조정 NN(Neural Network)(258)을 갖춘다. 절차 조정 NN(258)은 학습 완료된 심층 뉴럴 네트워크이다.The
절차 조정 NN(258)은, 예를 들면, 안티 스틱 처리에서의 전류(Ia), 전압(Va) 및 시간(ta), 용착 해제 처리에서의 전류(Ir), 시간(tr), 리트라이 횟수(Nr) 등, 각 조정 파라미터에 대한 복수의 조정량 마다, 해당 조정량이 바람직한 확률을 나타낸 데이터를 출력하는 복수의 뉴런을 출력층에 갖춘다.The
또한, 절차 조정 NN(258)은, 조정량을 나타내는 데이터를 출력하는 뉴런을 출력층에 갖추는 구성이어도 무방하다. 게다가, 절차 조정 NN(258)은, 조정량을 2값 데이터로 출력하는 뉴런을 출력층에 갖추는 구성이어도 무방하다. 이하, 본 실시형태2에서는, 절차 조정 NN(258)이 2값 데이터가 아니라, 각 파라미터의 변경량을, 해당 변경량이 적당하다는 것을 나타내는 확률의 데이터를 출력하는 것으로 한다.In addition, the
덧붙여, 절차 조정부(255)는, 1회의 조정 처리에서, 복수의 파라미터의 값을 변경해도 무방하고, 하나의 파라미터의 값을 변경해도 무방하다. 또한, 반복 실시되는 각 조정 처리에서, 다른 파라미터를 조정하도록 구성해도 무방하다.In addition, the
도 7은 절차 조정부(255)의 네트워크 구성을 도시한 개념도이다. 절차 조정부(255)의 절차 조정 NN(258)은, 용접 상태 인식 네트워크부(258a)와, 외관 인식 네트워크부(258b)와, 절차 조정 네트워크부(258c)를 가진다.7 is a conceptual diagram illustrating a network configuration of the
용접 상태 인식 네트워크부(258a)는, 용접 모니터 데이터가 입력되어, 용접 공정 중의 용접 상태를 인식하고, 해당 상태에 따른 데이터를 출력하는 뉴럴 네트워크이다. 용접 모니터 데이터가 용접 전류인 경우, 용접 상태 인식 네트워크부(258a)는, 용접 전류의 변화 상태를 인식할 수 있다. 용접 상태 인식 네트워크부(258a)는, 예를 들면, 출력층을 제외하고, 제1 양부 판정부(52a)와 마찬가지의 뉴럴 네트워크 구조로 하면 무방하다. 출력층은, 복수의 뉴런, 바람직하게는 3개 이상의 뉴런을 갖춘다. 또한, 학습 전의 가중치 계수의 초기값으로서, 제1 양부 판정부(52a)를 구성하는 각 뉴런의 가중치 계수를 설정하면 무방하다. 보다 효율적으로 절차 조정부(255)를 학습시킬 수 있다.The welding state
외관 인식 네트워크부(258b)는, 화상 데이터가 입력되어, 용접 후의 용접 부위의 상태를 인식하고, 해당 상태에 따른 데이터를 출력하는 뉴럴 네트워크이다. 외관 인식 네트워크부(258b)는, 예를 들면, 출력층을 제외하고, 제2 양부 판정부(52b)와 마찬가지의 뉴럴 네트워크 구조로 하면 무방하다. 출력층은, 복수의 뉴런, 바람직하게는 3개 이상의 뉴런을 갖춘다. 또한, 학습 전의 가중치 계수의 초기값으로서, 제2 양부 판정부(52b)를 구성하는 각 뉴런의 가중치 계수를 설정하면 무방하다. 보다 효율적으로 절차 조정 NN(258)을 학습시킬 수 있다.The appearance
절차 조정 네트워크부(258c)는, 용접 상태 인식 네트워크부(258a) 및 외관 인식 네트워크부(258b)로부터 각각 출력된 데이터가 입력되어, 단축 가능한 아크 엔드 절차의 변경량을 나타내는 데이터를 출력하는, 학습 완료의 뉴럴 네트워크이다. 해당 뉴럴 네트워크는, 중간층을 복수 갖추는 심층 뉴럴 네트워크로 구성하는 것이 바람직하다.The procedure
덧붙여, 절차 조정부(255)의 뉴럴 네트워크 구성은 일례이며, 하나의 뉴럴 네트워크로 구성해도 무방하고, 복수의 뉴럴 네트워크를 조합해도 무방하다.In addition, the neural network configuration of the
학습 처리부(259)는, 절차 조정부(255)에 입력된 용접 모니터 데이터 및 화상 데이터를 입력 데이터, 해당 데이터에 근거해 아크 엔드 절차를 변경했을 때의 용접 결과 및 안티 스틱 처리의 양부를 나타내는 데이터를 학습 데이터로서, 절차 조정 NN(258)을 학습시키는 처리부이다.The
구체적으로는, 학습 처리부(259)는, 양부 종합 판정부(254)의 판정 결과로부터, 용접 결과 및 안티 스틱 처리가 양호인 경우, 사이클 타임이 단축되고, 용접 결과 및 안티 스틱 처리가 불량인 경우, 사이클 타임이 연장되고, 용접 결과가 양호 및 불량의 중간적 상태인 경우, 사이클 타임이 유지되도록, 절차 조정 NN(258)을 학습시킨다.Specifically, the
용접 결과가 양호란, 예를 들면, 용접 결과가 양호인 확률이 50% 이상, 용접 결과가 불량인 확률이 50% 미만인 상태로서, 안티 스틱 처리의 결과가 양호인 상태이다. 용접 결과가 불량이란, 예를 들면, 용접 결과가 양호인 확률이 50% 미만, 용접 결과가 불량인 확률이 50% 이상인 상태, 또는 안티 스틱 처리의 결과가 불량인 상태이다. 임계값의 50%는 일례이며, 50% 보다 큰 값이어도 무방하다.A good welding result is a state in which the probability that a welding result is favorable is 50% or more, and the probability that a welding result is bad is less than 50%, and the result of an anti stick process is favorable. A poor welding result is, for example, a state in which the probability that the welding result is good is less than 50%, the probability that the welding result is bad is 50% or more, or a state in which the result of the anti stick treatment is bad. 50% of the threshold is an example, and may be larger than 50%.
용접 결과가 중간적 상태란, 예를 들면, 용접 결과가 양호인 확률 및 용접 결과가 불량인 확률의 쌍방이 50% 이상인 경우, 혹은 쌍방이 50% 미만인 경우로서, 안티 스틱 처리의 결과가 양호한 상태이다. 또한, 상기 임계값이 50% 보다 큰 경우, 예를 들면 60%인 경우, 용접 결과가 양호 및 불량인 확률이 40%~60%의 사이에 있는 상황도 중간적 상태이다. 덧붙여, 이러한 중간적 상태는 일례이다. 중간적 상태는, 이 이상 사이클 타임을 단축시켰을 경우, 용접 결과가 악화될 가능성이 있는 상태이다.The intermediate state of the welding result is, for example, when both of the probability of a good welding result and the probability of a bad welding result are 50% or more, or both are less than 50%, and the result of the anti-stick treatment is good. to be. In addition, when the threshold value is larger than 50%, for example, 60%, the situation in which the probability that the welding result is good or bad is between 40% and 60% is also an intermediate state. In addition, this intermediate state is an example. The intermediate state is a state in which welding results may deteriorate when the abnormal cycle time is shortened.
이상대로, 절차 조정 NN(258)을 학습시키는 것에 의해, 용접 결과를 악화시키지 않고, 안티 스틱 처리, 용착 해제 처리 등의 아크 엔드 처리에 필요로 하는 시간을 자동으로 조정해, 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시킬 수 있다.As described above, by training the
덧붙여, 절차 조정 NN(258)의 학습 초기 단계에서는, 중간적 상태인 경우, 사이클 타임을 유지하지 않고, 아크 엔드 절차를 적절히 변경시켜도 무방하다.In addition, in the initial stage of learning of the
덧붙여, 절차 조정 NN(258)의 학습은, 용접 시스템을 설치했을 때, 외부 환경이 변화했을 때, 용접 조건을 변경했을 때, 그 외 절차 교체가 실시되었을 때 등, 적절한 타이밍에 실행시키면 무방하다.In addition, the learning of the
또한, 본 실시형태2에서는, 절차 조정 NN(258)을 학습시키는 예를 설명했지만, 학습 완료된 절차 조정 NN(258)을 갖추어, 한층 더 학습을 실시하지 않도록 구성해도 무방하다.In addition, in the second embodiment, an example of learning the
이와 같이 구성된 실시형태2에 따른 아크 엔드 조정 장치(205), 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램(50d)에 의하면, 심층 뉴럴 네트워크로 구성되는 절차 조정부(255)가, 아크 엔드 절차의 변경량을 결정하는 구성이기 때문에, 용접 결과를 악화시키지 않고, 보다 적절하게 용접 공정의 아크 엔드를 제어해, 최단화 하는 것이 가능하다.According to the arc
또한, 절차 조정부(255)는, 용접 공정의 사이클 타임을 단축시키는 아크 엔드 절차의 변경량을 출력할 수 있다. 절차 조정부(255)는, 예를 들면, 용접 결과가 매우 안정되어 있는 경우, 큰 변경량을 출력하고, 용접 결과가 양호이지만 불안정한 경우, 작은 변경량을 출력할 수 있다. 따라서, 보다 신속하게 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시킬 수 있다.In addition, the
게다가, 절차 조정부(255)는, 용접 결과의 양부 판정 결과를 이용해 학습할 수 있고, 용접 시스템이 설치된 환경에 적합한 절차 조정부(255)로 조정할 수 있다. 따라서, 용접 조건, 외부 환경에 따라 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시킬 수 있다.In addition, the
게다가 또한, 학습 처리부(259)는, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되는 방향으로 절차 조정부(255)를 학습시켜, 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시키는 것이 가능한 데이터를 출력할 수 있게 된 후에는, 양호한 용접 결과를 안정되게 얻을 수 있도록 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시킬 수 있다. 따라서, 용접 결과를 양호한 상태로 안정화시키고, 또한 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시킬 수 있다.In addition, after the
덧붙여, 본 실시형태2에서는 아크 엔드 조정 장치(205)가 학습 완료의 절차 조정 NN(258)을 갖추는 예를 설명했지만, 절차 조정부(255)의 뉴럴 네트워크를 규정하는 각종 파라미터를, 외부 서버로부터 다운로드해, 갱신하도록 구성해도 무방하다. 파라미터는, 예를 들면, 중간층의 계층 수, 각 층의 뉴런 수, 각 뉴런의 가중치 계수, 활성화 함수의 종류 등을 포함한 정보이다. 또한, 아크 엔드 조정 장치(205)는, 다운로드한 각종 파라미터를, 절차 조정부(255)에 반영시키는 것을 허가하는지 여부를 나타내는 플래그를 기억하고, 플래그가 허가를 나타낸 경우에 다운로드된 파라미터를 이용하여 절차 조정 NN(258)의 뉴럴 네트워크를 갱신하도록 구성해도 무방하다.In addition, in this
또한, 공장 내에, 아크 엔드 조정 장치(205)를 갖추는 용접 시스템이 복수 설치되어 있는 경우, 필요에 따라 각 용접 시스템의 아크 엔드 조정 장치(205)가 상기 파라미터를 교환해도 무방하다.In addition, when the welding system provided with the arc
또한, 아크 엔드 조정 장치(205)는, 학습한 절차 조정 NN(258)을 규정하는 각종 파라미터를 외부의 서버에 업로드 하도록 구성해도 무방하다. 다른 아크 엔드 조정 장치(205)는, 서버에 업로드 된 상기 파라미터를 이용해, 절차 조정 NN(258)을 갱신할 수 있다.In addition, the arc
덧붙여, 실시형태2에서는, 절차 조정 NN(258)과, 제1 양부 판정부(52a) 및 제2 양부 판정부(52b)가 뉴럴 네트워크를 갖추는 예를 설명했지만, 양부 판정 RNN(53a) 및 양부 판정 CNN(53b)의 쌍방 또는 일방은 뉴럴 네트워크를 이용하지 않고 용접 결과의 양부를 판정하도록 구성해도 무방하다.In addition, in
(실시형태3)
도 8은 실시형태3에 따른 아크 엔드 조정 장치(305)를 도시한 기능 블록도이다. 실시형태3에 따른 아크 엔드 조정 장치(305), 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램(50d)은, 절차 조정부(355)에 입력되는 데이터가 실시형태2와 다르기 때문에, 이하에서는 주로 상기 차이점을 설명한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 대응하는 개소에는 마찬가지의 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.8 is a functional block diagram showing an arc
실시형태3에 따른 아크 엔드 조정 장치(305)는, 게다가 용접 조건 데이터 취득부(51c)를 더 갖춘다. 용접 조건 데이터 취득부(51c)는, 용접 조건 데이터를 취득한다. 용접 조건 데이터는, 예를 들면, 모재(A)의 재질, 개선 형상, 용접 전류 설정값, 용접 전압 설정값, 용접 속도 설정값, 용접 전류를 주기적으로 변동시킬 때의 주파수 설정값 등의 정보를 포함한다.The arc
절차 조정부(355)는, 입력된 용접 모니터 데이터 및 화상 데이터, 및 용접 조건 데이터에 근거해, 용접 결과를 악화시키지 않고 용접 공정의 사이클 타임을 단축 가능한, 아크 엔드 절차의 변경량을 나타내는 데이터를 출력하는 학습 완료의 절차 조정 NN(358)을 갖춘다. 실시형태3에 따른 학습 완료의 절차 조정 NN(358)은, 실시형태2와 마찬가지의 양부 종합 판정부(354) 및 학습 처리부(359)를 이용하여 한층 더 학습시킬 수 있다.The
실시형태3에 따른 아크 엔드 조정 장치(305), 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램(50d)에 의하면, 용접 조건을 가미(加味)하여 아크 엔드 절차를 조정하는 구성이기 때문에, 보다 효과적으로 아크 엔드 절차를 조정하는 것이 가능하다.According to the arc
(실시형태4)
도 9는 실시형태4에 따른 아크 엔드 조정 장치(405)를 도시한 기능 블록도이다. 실시형태4에 따른 아크 엔드 조정 장치(405), 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램(50d)은, 실시형태1의 절차 조정부(455) 및 최단 절차 기억부(57)가, 심층 강화 학습에서 아크 엔드 절차를 학습하도록 구성되어 있는 점이 실시형태1과 다르기 때문에, 이하에서는 주로 상기 차이점을 설명한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 대응하는 개소에는 마찬가지의 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.9 is a functional block diagram showing an arc
실시형태4에 따른 아크 엔드 조정 장치(405)는, 용접 모니터 데이터 취득부(51a), 화상 데이터 취득부(51b), 상태 데이터 취득부(51d), 제1 양부 판정부(52a), 제2 양부 판정부(52b), 양부 종합 판정부(54), 절차 조정부(455) 및 아크 엔드 제어부(56)를 갖춘다.The arc
상태 데이터 취득부(51d)는, 용접 시스템의 상태(s)를 나타내는 상태 데이터를 취득한다. 상태 데이터는, 예를 들면, 아크 엔드 처리에서의 용접 토치(11), 용접 와이어(W) 및 모재(A)를 복수 시점에 촬상해 얻은 화상 데이터, 예를 들면 동영상 데이터를 포함한다. 용접 토치(11), 용접 와이어(W) 및 모재(A)는, 촬상 장치(4)로 촬상해도 되고, 다른 동영상 촬상 장치를 이용해 촬상해도 무방하다. 동영상 데이터는, 용접 시스템의 상태(s), 즉 용접 토치(11), 용접 와이어(W) 및 모재(A)의 위치 관계, 용접 와이어(W)의 선단부에 형성되는 응고구를 화상으로 인식할 수 있는 화상 데이터를 포함하는 구성이 바람직하다. 또한, 화상 데이터는, 적외선 카메라로 용접 와이어(W)의 선단부를 촬상해 얻어지는 화상, 즉 용접 와이어(W)의 선단부의 온도를 나타내는 화상의 데이터여도 무방하다.The state
덧붙여, 본 실시형태4에서는, 상태 데이터의 예로서 주로 화상 데이터를 설명하지만, 용접 와이어(W)에 흐르는 전류를 나타내는 전류 데이터, 용접 와이어(W)의 온도를 나타내는 그 외의 온도 데이터 등이어도 무방하다.In addition, in this
절차 조정부(455)는, 심층 강화 학습에 의해, 용접 공정의 사이클 타임을 최단화 하는 아크 엔드 절차를 학습시키는 것으로서, 평가부(455a), 행동 선택부(455b), 보수 산출부(455c) 및 강화 학습부(455d)를 갖춘다.The
평가부(455a)는, 상태 데이터 취득부(51d)에서 취득한 상태 데이터와, 아크 엔드 절차에 따른 행동(a)을 나타내는 행동 데이터에 근거해, 상태 데이터가 나타내는 상태에서의 상기 행동(a)에 대한 평가값(Q)을 산출하는 연산 기능부이다. 상태란, 예를 들면, 용접 토치(11), 용접 와이어(W) 및 모재(A)의 위치 관계 내지 상기 위치 관계를 나타내는 화상이다. 아크 엔드 절차에 따른 행동(a)은, 안티 스틱 처리와 관련되는 전류의 공급 개시, 전류값, 용착 해제 처리와 관련되는 전류의 공급 개시, 용착 해제 처리의 리트라이 등으로 정해진다. 평가값(Q)은, 용접 토치(11), 용접 와이어(W) 및 모재(A)가 어느 특정의 위치 관계에 있는 경우, 어느 특정의 행동(a)을 취했을 때에, 용접 공정의 사이클 타임을 바람직하게 단축시킬 수 있을수록, 또한 용접 결과가 양호일수록, 높은 값이 된다.The
평가부(455a)는, 예를 들면, 상태 데이터 취득부(51d)에서 취득한 용접 시스템의 상태(s)를 나타내는 상태 데이터와, 아크 엔드 절차와 관련되는 행동(a)을 나타내는 행동 데이터가 입력된 경우, 상기 상태(s)에서의 상기 행동(a)에 대한 평가값(Q)(s, a)을 출력하는 평가 NN(Neural Network)(455e)을 갖춘다.For example, the
덧붙여, 평가 NN(455e)은, 용접 시스템의 상태를 화상으로 나타낸 상태 데이터를 인식하기 위한 중첩 뉴럴 네트워크를 전단(前段)에 갖추면 무방하다.In addition, the
또한, 평가부(455a)는, 뉴럴 네트워크 대신에, 상태 데이터 및 행동 데이터와, 평가값을 관계 지은 테이블을 갖추고, 상기 테이블을 이용해 평가값을 출력하도록 구성해도 무방하다.In addition to the neural network, the
행동 선택부(455b)는, 어느 상태(s)에 있어서 평가부(455a)에서 산출된 평가값(Q)이 최대인 행동(a)을 선택한다. 절차 조정부(455)는, 행동 선택부(455b)에 의해 선택된 행동(a)에 근거해 아크 엔드 절차의 조정을 실시하고, 아크 엔드 제어부(56)는, 상기 조정된 아크 엔드 절차로 아크 엔드를 제어한다.The
보수 산출부(455c)는, 양부 종합 판정부(54)로부터 출력된 판정 결과와, 용접 토치(11)가 용접 개소에 도달하고 나서 아크가 발생할 때까지의 시간에 근거해, 아크 엔드 절차에 대한 보수를 산출한다. 보수는, 용접 결과가 양호일수록, 아크가 발생할 때까지의 상기 시간이 짧을수록, 높은 값이 되도록 산출한다. 보수를 산출하는 연산식은 특별히 한정되는 것은 아니다.The
강화 학습부(455d)는, 평가 NN(455e)에 입력되는 상태 데이터 및 행동 데이터와, 각 데이터가 입력되었을 때에 출력되는 평가값(Q)과, 보수 산출부(455c)에서 산출되는 보수에 근거해, 평가 NN(455e)을 학습시킨다. 구체적으로는, 하기 식(1)에 나타낸 평가값(Q)에서, 뉴럴 네트워크의 가중치 계수를 학습시키면 무방하다. Q(s,a)←Q(s,a)+α(r+γmaxQ(s_next,a_next)-Q(s,a))…(1) 단, s: 상태, a: 상태(s)에서 선택한 행동, α: 학습 계수, r: 행동의 결과 얻어진 보수, γ: 할인율, maxQ(s_next,a_next): 다음 상태에서 취할 수 있는 행동에 대한 평가값(Q)의 최대값The
학습 계수 α는 1 이하의 정(正)의 값이며, 예를 들면 0.1 정도의 값이다. 할인율 γ은 1 이하의 정의 값이며, 예를 들면 0.9 정도의 값이다.The learning coefficient α is a positive value of 1 or less, for example, a value of about 0.1. The discount rate γ is a positive value of 1 or less, for example, a value of about 0.9.
상기 식(1)을 이용한 기계 학습에 의해, 보다 높은 보수가 얻어지는 행동(a)에 대해, 보다 높은 평가값(Q)이 부여되도록, 평가 NN(455e)을 학습시킬 수 있다. 덧붙여, 강화 학습을 실시할 때, 일정 확률로 랜덤하게 행동시켜서, 다양한 행동에 대한 Q값을 학습시키는 ε-그리디법 등을 이용하면 좋다.By machine learning using said Formula (1),
이와 같이 구성된 아크 엔드 조정 장치(405)에 의하면, 행동 선택부(455b)는, 용접 시스템의 상태(s), 즉 용접 토치(11), 용접 와이어(W) 및 모재(A)의 위치 관계에 따른, 보다 적절한 행동(a), 즉 안티 스틱 처리의 개시, 용접 해제 처리의 개시를 선택할 수 있어, 용접 공정의 사이클 타임을 최단화시킬 수 있다.According to the arc
덧붙여, 아크 엔드 조정 장치(405)의 강화 학습은, 복수의 용접 장치 내지 용접 시스템으로부터 얻어지는 상태 데이터, 행동 데이터, 평가값 등의 데이터, 시뮬레이션 장치로부터 얻어지는 데이터 등을 이용하여, 실시하면 무방하다.In addition, the reinforcement learning of the arc
실시형태4에 따른 아크 엔드 조정 장치(405), 용접 시스템, 아크 엔드 조정 방법 및 컴퓨터 프로그램(50d)에 의하면, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되는 아크 엔드 절차를 심층 강화 학습할 수 있다.According to the arc
덧붙여, 상기 실시형태4에서는, 심층 강화 학습을 설명했지만, 뉴럴 네트워크 대신에, 행동 및 상태에 대응하는 평가값(Q)을 배열을 갖추고, 아크 엔드 절차를 조정하도록 구성해도 무방하다.In addition, although the deep reinforcement learning was demonstrated in the said
(실시형태5)
도 10은 실시형태5에 따른 아크 용접 시스템을 도시한 모식도이다. 실시형태5에 따른 용접 시스템은, 아크 엔드 절차의 조정 방법을 접수하는 조정 방법 접수부(506)를 갖추는 점이 실시형태1~5와 다르다. 이하에서는 주로 상기 차이점을 설명한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는 실시형태와 마찬가지기 때문에, 대응하는 개소에는 마찬가지의 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.10 is a schematic diagram illustrating an arc welding system according to a fifth embodiment. The welding system according to
도 11은 아크 엔드 조정 화면(507)을 도시한 모식도이다. 조정 방법 접수부(506)는, 예를 들면, 단말에 아크 엔드 조정 화면(507)을 표시하고, 아크 엔드 절차의 조정 방법을 접수한다. 아크 엔드 조정 화면(507)은, 예를 들면, 아크 엔드 절차를 자동으로 조정할지, 수동으로 조정할지의 선택을 접수하는 조정 방법 선택부(571)를 가진다. 조정 방법 선택부(571)는, 예를 들면, 라디오 버튼이다. 사용자는, 라디오 버튼을 체크함으로써, 아크 엔드 절차의 자동 조정을 실시할지, 수동으로 조정할 것인지를 선택할 수 있다.11 is a schematic diagram showing the arc
또한, 아크 엔드 조정 화면(507)은, 아크 엔드 절차의 자동 조정이 선택된 경우, 사이클 타임의 최단화를 우선한 조정을 실시해야 할지, 용접 품질을 중시한 조정을 실시해야 할지를 나타낸 우선도 표시부(572)와, 우선도를 지정하기 위한 우선도 조정 슬라이더(573)를 가진다. 사용자는, 우선도 조정 슬라이더(573)를 슬라이드시키는 것으로, 용접 품질을 어느 정도 중시해 아크 엔드 절차를 조정해야 할지, 혹은 사이클 타임의 최단화를 어느 정도 중시해 아크 엔드 절차를 조정해야 할지를 지정할 수 있다.In addition, the arc
우선도 조정 슬라이더(573)로 용접 품질에 관련된 우선도를 접수하는 조정 방법 접수부(506)는, 절차 조정부(55)에 의해 아크 엔드 절차의 조정을 실시하는 조정 강도를 접수하는 접수부에 대응한다.The
제어 장치(3)는, 예를 들면, 용접 품질의 중요도가 높을수록, 아크 엔드 절차의 조정량을 작게 해서 아크 엔드 절차의 제어를 실시하고, 사이클 타임의 최단화의 중요도가 높을수록, 아크 엔드 절차의 조정량을 크게 해서 아크 엔드 처리를 실행한다.For example, the
실시형태5에 따른 용접 시스템에 의하면, 용접 품질 또는 사이클 타임의 최단화의 중요도 또는 우선도를 접수해, 사용자가 소망하는 방법으로, 아크 엔드 절차를 조정할 수 있다.According to the welding system according to the fifth embodiment, the importance or priority of the shortening of the welding quality or the cycle time can be received, and the arc end procedure can be adjusted in a manner desired by the user.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 의미가 아닌, 청구범위에 의해 나타나고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.Embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It should be thought that it is not restrictive. It is intended that the scope of the invention be defined by the claims rather than the foregoing, and include all modifications within the meaning and range equivalent to the claims.
1: 용접 로봇
2: 용접 전원
3: 제어 장치
4: 촬상 장치
5, 205, 305, 405: 아크 엔드 조정 장치
11: 용접 토치
12: 와이어 송급 장치
21: 전원부
22: 와이어 송급 제어부
23: 실드 가스 공급부
24: 검출부
50: 제어부
50a: 입력부
50b: 출력부
50c: 기억부
50d: 컴퓨터 프로그램
51a: 용접 모니터 데이터 취득부
51b: 화상 데이터 취득부
51c: 용접 조건 데이터 취득부
51d: 상태 데이터 취득부
52a: 제1 양부 판정부
52b: 제2 양부 판정부
52c: 안티 스틱 양부 판정부
53a: 양부 판정 RNN
53b: 양부 판정 CNN
54, 254, 354: 양부 종합 판정부
55, 255, 355, 455: 절차 조정부
56: 아크 엔드 제어부
57: 최단 절차 기억부
258: 절차 조정 NN
258a: 용접 상태 인식 네트워크부
258b: 외관 인식 네트워크부
258c: 절차 조정 네트워크부
259, 359: 학습 처리부
455a: 평가부
455b: 행동 선택부
455c: 보수 산출부
455d: 강화 학습부
455e: 평가 NN
506: 조정 방법 접수부
507: 아크 엔드 조정 화면
571: 조정 방법 선택부
572: 우선도 표시부
573: 우선도 조정 슬라이더
A: 모재
W: 용접 와이어1: welding robot
2: welding power
3: control device
4: imaging device
5, 205, 305, 405: arc end adjusting device
11: welding torch
12: wire feeder
21: power supply
22: wire feed control unit
23: shield gas supply
24: detector
50: control unit
50a: input unit
50b: output
50c: memory
50d: computer program
51a: welding monitor data acquisition unit
51b: image data acquisition unit
51c: welding condition data acquisition unit
51d: status data acquisition unit
52a: first acceptance judgment unit
52b: second acceptance judgment unit
52c: anti-stick acceptance determination unit
53a: Acceptance judgment RNN
53b: Acceptance Decision CNN
54, 254, 354: Consolidated comprehensive judgment unit
55, 255, 355, 455: Procedure control unit
56: arc end control unit
57: Shortest Procedure Memory
258: Procedure Coordination NN
258a: welding state recognition network
258b: appearance recognition network unit
258c: Procedure coordination network section
259, 359: learning processing unit
455a: evaluation unit
455b: behavior selector
455c: reward calculation unit
455d: Reinforcement Learning
455e: rating NN
506: Adjustment method receptionist
507: arc end adjustment screen
571: Adjustment method selector
572: priority display unit
573: Priority slider
A: Base material
W: welding wire
Claims (20)
안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터를 취득하는 취득부와,
상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되도록, 상기 아크 엔드 절차를 조정하는 절차 조정부
를 갖추는 아크 엔드 조정 장치.In the arc end adjusting device for adjusting the arc end procedure in a repeated welding process,
An acquisition unit for acquiring welding data indicating a result of the anti-stick treatment and a welding state associated with the next welding step;
A procedure adjustment unit for adjusting the arc end procedure such that the cycle time of the welding process is shortened based on the welding data acquired by the acquisition unit;
End adjustment device to equip.
상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 안티 스틱 처리 및 다음 용접 공정의 용접 결과의 양부(良否)를 판정하는 양부 판정부
를 갖추고,
상기 절차 조정부는,
상기 양부 판정부가 양(良)으로 판정한 경우, 상기 사이클 타임이 단축되고, 상기 양부 판정부가 부(否)로 판정한 경우, 상기 사이클 타임이 연장되도록, 상기 아크 엔드 절차의 변경 내용을 결정하는
아크 엔드 조정 장치.The method of claim 1,
Based on the welding data acquired by the said acquisition part, the acceptance determination part which determines the acceptance of the welding result of an anti-stick process and the next welding process.
Equipped with
The procedure adjustment unit,
The cycle time is shortened when the affirmative determination part judges positive, and when the affirmative judgment part judges negative, the change of the arc end procedure is determined such that the cycle time is extended.
Arc end adjustment device.
상기 절차 조정부는,
상기 용접 공정의 사이클 타임을 단축시킨 결과, 안티 스틱 처리 및 다음 용접 공정의 용접 결과가 양호한 상태에서 불량 상태로 변화한 경우, 사이클 타임 단축 전의 상기 아크 엔드 절차에서 조정을 확정시키고, 확정시킨 상기 아크 엔드 절차를 기억부에 기억시키는
아크 엔드 조정 장치.The method of claim 2,
The procedure adjustment unit,
When the result of shortening the cycle time of the welding process is that the result of the anti-stick treatment and the welding result of the next welding process changes from a good state to a bad state, the arc is confirmed and fixed in the arc end procedure before the cycle time is shortened. Memory end procedure
Arc end adjustment device.
상기 양부 판정부는,
다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 상기 용접 데이터가 입력된 경우, 상기 용접 데이터가 얻어질 때의 용접 공정과 관련되는 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터를 출력하도록 뉴럴 네트워크를 학습시킨 양부 판정 뉴럴 네트워크
를 갖추는 아크 엔드 조정 장치.The method according to claim 2 or 3,
The acceptance determination unit,
When the welding data indicating the welding state related to the next welding process is input, the affirmative determination neural network in which the neural network has been trained to output data indicating the quality of the welding result related to the welding process when the welding data is obtained.
End adjustment device to equip.
상기 절차 조정부는,
상기 용접 데이터가 입력된 경우, 상기 용접 공정의 사이클 타임을 단축 가능한, 상기 아크 엔드 절차의 변경 내용을 나타내는 데이터를 출력하도록 뉴럴 네트워크를 학습시킨 절차 조정 뉴럴 네트워크
를 갖추는 아크 엔드 조정 장치.The method of claim 1,
The procedure adjustment unit,
A procedure coordination neural network that trains a neural network to output data representing changes in the arc end procedure, which can shorten the cycle time of the welding process when the welding data is input.
End adjustment device to equip.
상기 절차 조정 뉴럴 네트워크는,
상기 아크 엔드 절차의 변경량을 나타내는 데이터를 출력하는
아크 엔드 조정 장치.The method of claim 5,
The procedure coordination neural network,
Outputting data indicating the amount of change in the arc end procedure
Arc end adjustment device.
상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 안티 스틱 처리 및 다음 용접 공정의 용접 결과의 양부를 판정하는 양부 판정부와,
상기 아크 엔드 절차를 조정한 후에 얻어지는 상기 양부 판정부의 판정 결과에 근거해, 상기 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시키는 학습 처리부
를 갖추는 아크 엔드 조정 장치.The method according to claim 5 or 6,
On the basis of the welding data acquired by the acquisition unit, the acceptance determination unit for determining the acceptance of the welding results of the anti-stick processing and the next welding step,
A learning processing unit that learns the procedural adjustment neural network based on the determination result of the acceptance determination unit obtained after adjusting the arc end procedure.
End adjustment device to equip.
상기 학습 처리부는,
상기 양부 판정부가 양으로 판정한 경우, 상기 사이클 타임이 단축되고, 상기 양부 판정부가 부로 판정한 경우, 상기 사이클 타임이 연장되도록, 상기 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시키는
아크 엔드 조정 장치.The method of claim 7, wherein
The learning processing unit,
Training the procedure-adjusted neural network such that the cycle time is shortened when the affirmative determination unit judges positive, and the cycle time is extended when the affirmative determination unit determines negative.
Arc end adjustment device.
상기 학습 처리부는,
용접 결과가 양호 및 불량의 중간적 상태인 경우, 상기 사이클 타임이 유지되도록 상기 절차 조정 뉴럴 네트워크를 학습시키는
아크 엔드 조정 장치.The method of claim 8,
The learning processing unit,
If the weld results are in an intermediate state of good and bad, training the procedure control neural network to maintain the cycle time.
Arc end adjustment device.
상기 양부 판정부는,
다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 상기 용접 데이터가 입력된 경우, 상기 용접 데이터가 얻어질 때의 용접 공정과 관련되는 용접 결과의 양부를 나타내는 데이터를 출력하도록 뉴럴 네트워크를 학습시킨 양부 판정 뉴럴 네트워크
를 갖추는 아크 엔드 조정 장치.The method according to any one of claims 7 to 9,
The acceptance determination unit,
When the welding data indicating the welding state related to the next welding process is input, the affirmative determination neural network in which the neural network has been trained to output data indicating the quality of the welding result related to the welding process when the welding data is obtained.
End adjustment device to equip.
상기 절차 조정 뉴럴 네트워크는,
상기 양부 판정 뉴럴 네트워크의 전부 또는 일부와 실질적으로 동일한 네트워크 구성을 포함하는
아크 엔드 조정 장치.The method of claim 10,
The procedure coordination neural network,
A network configuration that is substantially the same as all or part of the accept decision neural network;
Arc end adjustment device.
아크 엔드 처리에서의 용접 토치, 용접 와이어 및 모재를 복수 시점에 촬상해 얻은 화상 데이터를 포함한 상태 데이터를 취득하는 상태 데이터 취득부
를 갖추고,
상기 절차 조정부는,
상기 상태 데이터 취득부에서 취득한 상태 데이터, 및 상기 아크 엔드 절차와 관련되는 행동을 나타내는 행동 데이터에 근거해, 상기 상태 데이터가 나타내는 상태에서의 상기 행동에 대한 평가값을 산출하는 평가부와,
상기 평가부에서 산출되는 평가값이 최대인 행동을 선택하는 행동 선택부
를 갖추는 아크 엔드 조정 장치.The method of claim 1,
State data acquisition unit for acquiring state data including image data obtained by photographing a welding torch, a welding wire, and a base metal at multiple time points in the arc end processing.
Equipped with
The procedure adjustment unit,
An evaluation unit for calculating an evaluation value for the action in the state indicated by the state data, based on the state data acquired by the state data acquisition unit, and behavior data indicating an action related to the arc end procedure;
An action selection unit for selecting an action having the maximum evaluation value calculated by the evaluation unit;
End adjustment device to equip.
상기 취득부에서 취득한 용접 데이터에 근거해, 안티 스틱 처리 및 다음 용접 공정의 양부를 판정하는 양부 판정부와,
상기 아크 엔드 절차를 조정한 후에 얻어지는 상기 양부 판정부의 판정 결과와, 용접 종료 후, 다음 용접 공정에서의 용접이 개시될 때까지의 시간에 근거해, 상기 아크 엔드 절차에 대한 보수를 산출하는 보수 산출부와,
상기 상태 데이터 취득부에서 취득한 상태 데이터, 상기 아크 엔드 절차와 관련되는 행동을 나타내는 행동 데이터, 및 상기 보수 산출부에서 산출된 보수에 근거해, 상기 평가부를 학습시키는 강화 학습부
를 갖추는 아크 엔드 조정 장치.The method of claim 12,
On the basis of the welding data acquired by the acquisition unit, the acceptance determination unit for determining whether the anti-stick treatment and the next welding process,
Compensation for calculating the reward for the arc end procedure based on the determination result of the acceptance judgment portion obtained after adjusting the arc end procedure and the time from the end of welding until the start of welding in the next welding process. A calculation unit,
A reinforcement learning unit that learns the evaluation unit based on the state data acquired by the state data acquisition unit, behavior data indicating an action related to the arc end procedure, and a reward calculated by the reward calculation unit.
End adjustment device to equip.
상기 평가부는,
상기 상태 데이터 취득부에서 취득한 상태 데이터, 및 상기 아크 엔드 절차와 관련되는 행동을 나타내는 행동 데이터가 입력된 경우, 상기 상태 데이터가 나타내는 상태에서의 상기 행동에 대한 평가값을 출력하는 평가 뉴럴 네트워크
를 갖추는 아크 엔드 조정 장치.The method according to claim 12 or 13,
The evaluation unit,
An evaluation neural network that outputs an evaluation value for the action in the state indicated by the state data when state data acquired by the state data acquisition unit and action data indicating an action related to the arc end procedure are input;
End adjustment device to equip.
안티 스틱 처리의 결과를 나타내는 상기 용접 데이터는,
용착 해제 처리 시의 전류를 나타내는 데이터, 용접 와이어의 선단부의 화상, 및 용접 와이어의 선단부의 온도 중 적어도 하나를 포함하고,
다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 상기 용접 데이터는,
용접 공정 중에 검출된 용접 전류 및 용접 전압, 용접 와이어의 송급 속도, 단락 상황, 용접 공정 중에 집음된 용접음, 및 용접 종료 후에 촬상된 용접 부위의 화상 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포함하는
아크 엔드 조정 장치.The method according to any one of claims 1 to 14,
The welding data indicating the result of the anti-stick treatment,
At least one of data representing a current during the de-welding process, an image of the tip of the welding wire, and a temperature of the tip of the welding wire;
The said welding data which shows the welding state which concerns on the next welding process,
And data representing at least one of a welding current and a welding voltage detected during the welding process, a feeding speed of the welding wire, a short circuit situation, a welding sound collected during the welding process, and an image of the welded portion photographed after the end of the welding.
Arc end adjustment device.
상기 아크 엔드 절차는,
안티 스틱 처리에서의 용접 전압 및 용접 전류, 상기 안티 스틱 처리의 시간, 용접 와이어의 리트랙트 시간, 및 용착 해제 처리의 시간 및 리트라이 횟수 중 적어도 하나를 포함하는
아크 엔드 조정 장치.The method according to any one of claims 1 to 15,
The arc end procedure,
At least one of a welding voltage and a welding current in an anti-stick treatment, a time of the anti-stick treatment, a retract time of the welding wire, and a time and a retry count of the de-welding treatment.
Arc end adjustment device.
상기 절차 조정부에 의해 아크 엔드 절차의 조정을 실시하는 조정 강도를 접수하는 접수부
를 갖추고,
상기 절차 조정부는,
상기 접수부에서 접수한 조정 강도에서 아크 엔드 절차의 조정을 실시하는
아크 엔드 조정 장치.The method according to any one of claims 1 to 16,
Receiving unit for accepting the adjustment strength to perform the adjustment of the arc end procedure by the procedure adjustment unit
Equipped with
The procedure adjustment unit,
To adjust the arc end procedure at the adjustment strength received at the
Arc end adjustment device.
용접 토치를 보관유지하는 용접 로봇과,
상기 용접 토치에 용접 전류를 공급하는 용접 전원
을 갖추는 용접 시스템.The arc end adjustment apparatus in any one of Claims 1-17,
A welding robot that holds the welding torch,
A welding power supply for supplying a welding current to the welding torch
Welding system.
안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터를 취득하고,
취득한 용접 데이터에 근거해, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되도록, 상기 아크 엔드 절차를 조정하는
아크 엔드 조정 방법.In the arc end adjustment method of adjusting the arc end procedure in a repeated welding process,
Obtain welding data indicating the result of the anti-stick treatment and the welding state associated with the next welding process,
Based on the acquired welding data, the arc end procedure is adjusted to shorten the cycle time of the welding process.
Arc end adjustment method.
상기 컴퓨터에게,
안티 스틱 처리의 결과 및 다음 용접 공정과 관련되는 용접 상태를 나타내는 용접 데이터를 취득하고,
취득한 용접 데이터에 근거해, 용접 공정의 사이클 타임이 단축되도록, 상기 아크 엔드 절차를 조정하는
처리를 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램.In the computer program for adjusting the arc end procedure in the repeated welding process,
To the computer,
Obtain welding data indicating the result of the anti-stick treatment and the welding state associated with the next welding process,
Based on the acquired welding data, the arc end procedure is adjusted to shorten the cycle time of the welding process.
Computer program for executing processing.
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