JP2004122180A

JP2004122180A - 溶接条件選定装置及び溶接検査装置

Info

Publication number: JP2004122180A
Application number: JP2002289693A
Authority: JP
Inventors: Toyoyuki Sato; 佐藤　豊幸
Original assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Current assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】短時間で適正な溶接条件の選定を行うことができる溶接条件選定装置を提供する。
【解決手段】ＭＡＧ溶接の最適溶接条件を選定する溶接条件選定装置であって、条件選定をするために溶接条件を変化させながら行う条件出し溶接中における溶接電源の溶接電圧波形及び溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出手段と、溶接電圧波形及び溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶手段と、電流電圧記憶手段に記憶された溶接電圧波形及び溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理手段と、パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力する適正判定手段とを備える。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＡＧ溶接を最適な状態で行うための溶接条件選定装置、溶接検査装置、その方法及びそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＡＧ溶接の適正条件は、熟練した作業者が、電流・溶接速度・溶接姿勢・シールドガス種・継手形状などの種々因子条件下で、アーク状態・溶け込み・ビード外観その他を観察しながら、電圧を調整して、選定されている。特に自動溶接においては、条件設定は、一度に１つの数値しか入力・設定できず、適正な条件が得られるまでには、少なくとも数回以上の数値入力・溶接テストの繰り返し作業が必要である。ＭＡＧ溶接電源においては、溶接電流値の変化に対して、概ね適正な電圧値となるように電圧も変化させる機能を有したものもあるが、シールドガスの種類や溶接ワイヤの種類が変更となった場合など、対応できず、改めて電圧調整が必要となる。更に自動溶接においては、高速溶接が可能であるが、溶接速度が変化すると適正電圧も大きく変化し、やはり改めて電圧調整が必要となる。同様に溶接姿勢や継手形状その他の仕様が変化しても、適正電圧は異なるため、結局、自動溶接においては、溶接部位毎の適正電圧条件を求める必要が生じる。また、ＭＡＧ溶接時の短絡回数を計測して、電圧の適正度を評価する機器があるが、目安として評価することを目的とした程度の機器であり、高速自動ＭＡＧ溶接などでの最適な電圧の選定には利用できない。また、短絡回数のみの評価では、スパッタや溶け込みの安定性などの評価においては、最適な電圧が求められず、結果的にロボットなどの自動溶接条件選定には、利用されていないのが現状である。
【０００３】
このように、各種の溶接仕様条件下における最適な条件を選定するには大変な手間と時間を要するという問題がある。このような問題を解決するために種々の解決策が提案されいる。例えば、溶接姿勢等の溶接条件が変化した場合にも良好な溶接部を得ることができるガスシールドアーク溶接法が知られている（特許文献１）。これは、平均短絡周期を求め、新たに得られた短絡周期が先に求めた平均短絡周期より長くなった場合に強制的に溶接電流を付加して短絡周期を修正しながら溶接を行う溶接法である。また、溶接現場における使用条件の違いが生じても常に最適な溶接結果を得ることができるアーク溶接自動制御方法も知られている（特許文献２）。これは、アーク溶接中に溶接ワイヤ先端が母材に接触短絡する短絡移行状態の単位時間に発生する割合が目標短絡率と等しくなるように溶接電圧を制御する溶接法である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−２６７１７０号公報
【特許文献２】
特開平０６−１７０５３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の溶接法は、目的とする条件を維持するように制御する溶接法であり、事前に最適条件を選定し、この最適条件を維持しながら溶接を行う方法であるため、依然として事前に最適条件を選定することに変わりはなく、最適条件の選定作業を省力化することができるものではない。
また、特許文献２の溶接法は、溶接速度の関数値である目標短絡率になるように溶接電圧を制御するものであり、短絡率と溶接速度のみに基づいて制御する溶接法であるために、必ずしも適正な条件になるとは限らない。特に、母材の材質や厚さ等を考慮して最適な溶接をしなければならない場合は、予め適正な目標短絡率を求めておかなければならず、この方法も依然として事前の作業を省力化することができるものではない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、短時間で適正な溶接条件の選定を行うことができる溶接条件選定装置と、得られた適正条件で溶接が実際に施工されたかを容易に検査することができる溶接検査装置と、その方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ＭＡＧ溶接の最適溶接条件を選定する溶接条件選定装置であって、条件選定をするために溶接条件を変化させながら行う条件出し溶接中における溶接電源の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出手段と、前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶手段と、前記電流電圧記憶手段に記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理手段と、前記パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力する適正判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記パラメータは、単位時間当たりの短絡回数、短絡移行周期内のピーク電流値、短絡移行周期内のピーク電圧値、アーク発生時間及び短絡時間であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記適正判定手段は、前記単位時間当たりの短絡回数が所定値以上であり、かつ、短絡移行周期内のピーク電流値、短絡移行周期内のピーク電圧値、アーク発生時間、短絡時間の少なくとも１つのパラメータのばらつきが小さい時の溶接条件を適正値とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記溶接条件選定装置は、所望する溶接品質に応じて、前記パラメータのそれぞれに所定の重み付けを行う重み付け手段をさらに備え、前記適正判定手段は、重み付けされた各パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記溶接条件選定装置は、条件選定をするための条件出し溶接中に変化させる溶接条件の設定範囲を入力する条件入力手段をさらに備え、前記電流電圧検出手段は、前記条件入力手段より入力された設定範囲に基づいて条件出し溶接中の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、ＭＡＧ溶接の最適溶接条件を選定する溶接条件選定方法であって、条件選定をするために溶接条件を変化させながら行う条件出し溶接中における溶接電源の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出過程と、前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶過程と、前記電流電圧記憶過程によって記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理過程と、前記パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力する適正判定過程とを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、ＭＡＧ溶接の最適溶接条件を選定する溶接条件選定プログラムであって、条件選定をするために溶接条件を変化させながら行う条件出し溶接中における溶接電源の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出処理と、前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶処理と、前記電流電圧記憶処理によって記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理と、前記パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力する適正判定処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、ＭＡＧ溶接の溶接状態を検査する溶接検査装置であって、溶接状態が良好である場合に取得された所定のパラメータを予め記憶するパラメータ記憶手段と、溶接中の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出手段と、前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶手段と、前記記憶手段に記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理手段と、前記解析処理手段によって得られたパラメータと前記パラメータ記憶手段に記憶されたパラメータとの差が所定のしきい値を超えたか否かに基づいて、前記溶接の状態を検査する検査手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、前記パラメータは、単位時間当たりの短絡回数、短絡移行周期内のピーク電流値とピーク電圧値、アーク発生時間及び短絡時間であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、ＭＡＧ溶接の溶接状態を検査する溶接検査方法であって、溶接状態が良好である場合に取得された所定のパラメータを予め記憶しておくパラメータ記憶過程と、溶接中の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出過程と、前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶過程と、前記電流電圧記憶手段に記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理過程と、前記解析処理過程によって得られたパラメータと前記パラメータ記憶過程によって記憶されたパラメータとの差が所定のしきい値を超えたか否かに基づいて、前記溶接の状態を検査する検査過程とを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、ＭＡＧ溶接の溶接状態を検査する溶接検査プログラムであって、溶接状態が良好である場合に取得された所定のパラメータを予め記憶しておくパラメータ記憶処理と、溶接中の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出処理と、前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶処理と、前記電流電圧記憶処理によって記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理と、前記解析処理によって得られたパラメータと前記パラメータ記憶処理によって記憶されたパラメータとの差が所定のしきい値を超えたか否かに基づいて、前記溶接の状態を検査する検査処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による溶接条件選定装置及び溶接検査装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、ＭＡＧ溶接を自動で行う溶接ロボットである。符号２は、溶接ロボット１において、溶接を自動で行う場合の自動溶接プログラムを実行することにより溶接ロボット１の動作を制御する制御部である。符号３は、制御部２において実行するプログラムを入力する入力部であり、キーボード等で構成される。符号４は、ＭＡＧ溶接用の溶接電源であり、制御部２からの指示に基づいて溶接電流と溶接電圧を変化させることが可能である。符号５は、溶接ロボット１の溶接動作中における溶接電源４の溶接電圧と溶接電流を検出して、アナログ量を出力する電流・電圧検出部である。符号６は、制御部２からの指示に基づいて、電流・電圧検出部５から出力されるアナログ量で表現された電流・電圧値を標本化・量子化することにより電流・電圧値をデジタル量で出力するＡＤ変換部である。
【００１９】
符号７は、ＡＤ変換部６から出力されるデジタル量で表現された電流・電圧値の波形を記憶する波形記憶部である。符号８は、波形記憶部７に記憶された波形データを解析して所定のパラメータを求める解析部である。符号９は、解析部８で得られたパラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力する判定部である。符号９１は、適正値判定時において、要求される溶接品質に応じて、各パラメータの重み付けをする重み付け部である。符号１０は、判定部９の出力を表示する表示部であり、ディスプレイ等で構成される。符号１１は、溶接条件の適正値が得られた時のパラメータを記憶するパラメータ記憶部である。符号１２は、パラメータ記憶部１１に記憶されているパラメータと、溶接中に解析部８において得られたパラメータとを比較することにより溶接の状態を検査する検査部であり、検査結果は表示部１０に表示される。
【００２０】
次に、図１を参照して、装置の動作を説明する。初めに、溶接条件選定動作を説明する。まず作業者は、入力部３より条件出し溶接を行う場合の溶接条件変化範囲を入力する。ここでいう溶接条件とは、「溶接速度」、「溶接電流」、「溶接電圧」であり、変化範囲とは、条件出し溶接動作中に３つの溶接条件を変化させる範囲（上限値と下限値）のことである。ただし、必ず上限値と下限値を入力する必要はなく、値を固定したい場合は、固定したい値を入力すればよい。例えば、「溶接速度＝６０ｃｍ／ｍｉｎ」、「溶接電流＝８０〜１２０Ａ」、「溶接電圧＝１４〜１８Ｖ」と入力した場合、溶接速度を６０ｃｍ／ｍｉｎに固定し、溶接電流を８０〜１２０Ａの範囲内で、溶接電圧を１４〜１８Ｖの範囲内で変化させながら条件出し溶接を行うことを意味する。また、ここで溶接条件を入力された範囲内で変化させる場合の変化ピッチと同一の溶接条件の継続時間も入力する。ここでいう変化ピッチとは、条件出し溶接を行う場合に、溶接電圧を１４〜１８Ｖの範囲内で何Ｖずつ変化させるかを指定するものである。例えば、変化ピッチを１Ｖと入力し、継続時間を１ｓと入力すると、１４Ｖ，１５Ｖ，１６Ｖ，１７Ｖ，１８Ｖの５種類の電圧についてそれぞれ１秒ずつ溶接が行われる。継続時間は、短絡が数十回以上発生するように設定することが望ましい。ここで入力された溶接条件変化範囲は、制御部２によって読み込まれ、内部に保持される。
【００２１】
次に、作業者は、入力部３より条件出し溶接の開始を指示する。これを受けて、制御部２は、先に入力された溶接条件変化範囲に基づいて溶接開始指示を溶接ロボット１、溶接電源４及び電流・電圧検出部５に対して出力する。これにより溶接電源４から溶接用の電源が溶接ロボット１に対して供給されて、溶接が開始される。このとき、溶接対象の母材は、実際に施工する場合に用いる母材と同一の母材を用いる。ここでは説明を簡単にするために、「溶接速度＝６０ｃｍ／ｍｉｎ」、「溶接電流＝１００Ａ」、「溶接電圧＝１４〜１８Ｖ」、「変化ピッチ＝１Ｖ」、「継続時間＝１ｓ」と入力されたものとして説明する。
【００２２】
制御部２が出力する溶接開始指示には溶接条件変化範囲（ここでは、「溶接速度＝６０ｃｍ／ｍｉｎ」、「溶接電流＝１００Ａ」、「溶接電圧＝１４〜１８Ｖ」、「変化ピッチ＝１Ｖ」、「継続時間＝１ｓ」となる）に基づいて決定される溶接条件が含まれ、この溶接条件に基づいて溶接が行われる。初回の溶接開始指示は、「溶接速度＝６０ｃｍ／ｍｉｎ」、「溶接電流＝１００Ａ」、「溶接電圧＝１４Ｖ」となる。溶接が開始されると、電流・電圧検出部５は、溶接電源４の溶接電流と溶接電圧を検出して出力する。ＡＤ変換部６は、制御部２から出力される開始指示を受けて、電流・電圧検出部５の出力をＡＤ変換して波形記憶部７へ出力する。このとき、ＡＤ変換部６は、ＡＤ変換の結果である波形情報と溶接条件（ここでは、「溶接速度＝６０ｃｍ／ｍｉｎ」、「溶接電流＝１００Ａ」、「溶接電圧＝１４Ｖ」となる）を関連付けて波形記憶部７に記憶する。
【００２３】
次に、制御部２は、初回の溶接開始指示を出力後、内部のタイマによって継続時間を計測し、入力された継続時間に達した時点（ここでは、１秒）で、２回目の溶接開始指示を出力する。この溶接開始指示は、「溶接速度＝６０ｃｍ／ｍｉｎ」、「溶接電流＝１００Ａ」、「溶接電圧＝１５Ｖ」となり、溶接電圧が変化ピッチ分上昇させた指示となる。そして、前述した動作によって、この溶接条件下の波形が波形記憶部７に記憶される。この動作を溶接条件変化範囲内で繰り返し行うことにより、波形記憶部７には、電圧を１４Ｖ，１５Ｖ，１６Ｖ，１７Ｖ，１８Ｖと変化させて溶接を行った場合の溶接電流波形と溶接電圧波形が記憶されることとなる。なお、溶接速度と溶接電流についても溶接条件変化範囲を入力した場合は、全ての条件変化範囲内で組み合わせた溶接条件下の波形が波形記憶部７に記憶されることとなる。
【００２４】
次に、制御部２は、全ての条件下の溶接が終了した時点で、溶接の終了したことを示す通知を解析部８へ出力する。これを受けて、解析部８は、波形記憶部７に記憶されている波形情報を読み出して、各条件毎に５つのパラメータを解析的に求める。ここで求める５つのパラメータは、（１）単位時間当たりの短絡回数、（２）短絡移行周期内のピーク電流値、（３）短絡移行周期内のピーク電圧値、（４）アーク発生時間、（５）短絡時間である。
【００２５】
ここで図２を参照して、５つのパラメータの定義を説明する。図２は、条件出し溶接を行った場合に同時に検出した溶接電流波形（図２の（ａ））と溶接電圧波形（図２の（ｂ））の一例を示しており、この２つの波形の時間軸（ｘ軸）は同一である。通常の溶接動作中においては、「短絡」と「アーク発生」が繰り返し発生し、これに応じて電流及び電圧は、ともに同期した短絡移行周期と呼ぶ一定の波形周期を持つ。この波形周期内表れるピークが（２）ピーク電流値、（３）ピーク電圧値である。そして、電流波形周期内において、電流値の最小値からピーク電流になるまでの時間、または電圧波形周期内において、電圧が急激に低下する点から急激に増加する点までの時間が（５）短絡時間である。さらに、電流波形周期内において、ピーク電流値から再び最小値になるまでの時間、または電圧波形周期内において、電圧が急激に増大する点から急激に低下する点までの時間が（４）アーク発生時間である。また、単位時間当たりに発生した短絡の回数が（１）単位時間当たりの短絡回数である。したがって、（２）短絡移行周期内のピーク電流値、（３）短絡移行周期内のピーク電圧値、（４）アーク発生時間、（５）短絡時間のパラメータは、短絡回数分だけ求められることとなる。すなわち、１つの溶接条件について、単位時間当たりの短絡回数が５０回であった場合は、短絡移行周期内のピーク電流値、短絡移行周期内のピーク電圧値、アーク発生時間、短絡時間のそれぞれについて５０個のパラメータが求められることになる。
【００２６】
次に、解析部８は、求めたパラメータを判定部９へ渡す。これを受けて判定部９は、渡されたパラメータに基づいて、適正値を求める判定を行う。このとき、判定部９は、まず各溶接条件（この例では、電圧を１４Ｖ，１５Ｖ，１６Ｖ，１７Ｖ，１８Ｖと変化させた５つの条件）のパラメータのうち、単位時間当たりの短絡回数が所定の値（例えば５０回）より小さかった溶接条件を適正値の候補から除く。そして、判定部９は、単位時間当たりの短絡回数が所定の値以上であった溶接条件のパラメータ（ピーク電流値、ピーク電圧値、アーク発生時間、短絡時間）について標準偏差及び変動係数（標準偏差と平均値との比；標準偏差／平均値）を求める。
【００２７】
次に、判定部９は、求めた変動係数が１．０の場合の評点を０、変動係数０．０の場合の評点を１００とし、４つのパラメータについて評点を求める。
なお、判定部９は、求めた評点が所定のしきい値（例えば５０）以下である場合は、条件出し溶接の溶接条件変化範囲の設定が不適切であったと見なして、各パラメータの評点を警告メッセージとともに表示部１０へ表示するようにしてもよい。作業者は、この警告メッセージと各評点を見て、溶接条件変化範囲の設定の適切度を判断し、不適切と判断すれば、溶接条件選定動作を中断し、条件出し溶接をやり直す。
【００２８】
次に、重み付け部９１は、判定部９において得られた４つの評点について、要求される溶接品質に基づいて重み付けを行う。溶接の溶け込みを重視する場合は、アーク発生時間とピーク電圧の評点の重みを大きくし、スパッタを重視する場合は、短絡時間とピーク電流の重みを大きくし、標準の場合は、いずれの評点に対しても重み付けは行わない。そして、４つの評点を加算して、その溶接条件の評点とする。
【００２９】
ここで、溶け込みを重視する場合にアーク発生時間とピーク電圧の評点の重みを大きくし、スパッタを重視する場合に短絡時間とピーク電流の評点の重みを大きくする理由を説明する。短絡ＭＡＧ溶接法において、溶融池への入熱は、主にアーク発生時に生じるため、このアーク発生時間とその際の電圧値のばらつきによって、溶接部への入熱のばらつきが生じ、結果的に溶け込みの安定性に大きく影響するためである。また、短絡時に生じるピーク電流は、溶融池からワイヤ先端の溶融部分が離脱する際の電磁ピンチ力を決める因子であり、ピーク電流値のばらつきが溶滴離脱時のスパッタ発生について大きく影響するためである。また、短絡時間のばらつきは、結果的にピーク電流値のばらつきの要因となるため、同様にスパッタへの影響が大きいためである。
なお、評点の算出は、必ずしも４つのパラメータ（ピーク電流値、ピーク電圧値、アーク発生時間、短絡時間）全てを使用して行う必要はなく、必要なパラメータのみで評点の算出を行うようにしてもよい。このとき、検出する波形も必要に応じて、溶接電圧波形のみ、または溶接電流波形のみであってもよい。
【００３０】
次に、判定部９は、全ての溶接条件の評点を求め、評点が最大である溶接条件を選定する。また、判定部９は、評点が最大であった場合のパラメータとここで求めた評点をパラメータ記憶部１１に記憶する。ここで選定された溶接条件は、表示部１０に表示される。例えば、電圧が１６Ｖである場合の評点が最大であった場合に表示部１０には、「溶接条件の適正値＝溶接速度＝６０ｃｍ／ｍｉｎ、溶接電流＝１００Ａ、溶接電圧＝１６Ｖ」と表示される。作業者は、この表示に基づいて実際の施工を行う場合の溶接条件を設定する。
【００３１】
このように、新規溶接ロボット立ち上げ時などに、溶接部位毎にこの条件出し溶接を行うことによって適正な溶接条件を短時間で求めることが可能となる。また、稼動中の溶接ロボットについても溶接するワークの変更、溶接材料の変更、シールドガスの変更、溶接電源の変更、テーチング位置の変更、溶接速度の変更など場合に条件出し溶接を行うだけで適正な溶接条件を簡単に選定することができる。特に、客観的なデータの判定結果に基づいて溶接条件を選定するようにしたため、人間の主観による影響を排除することができ、常に最適な条件を選定することが可能となる。また、要求される溶接品質に基づいて、評点の重み付けを行うようにしたため、要求品質に応じた溶接条件を選定することが可能となる。
【００３２】
次に、溶接検査動作について説明する。
まず、作業者は表示部１０に表示された溶接条件の適正値に基づいて、入力部３より溶接条件を入力して、溶接開始を指示する。これにより溶接ロボット１が溶接を開始する。また、ＡＤ変換部６は、この開始指示によって、電流・電圧検出部５の出力をＡＤ変換して、波形記憶部７へ記憶する。そして、制御部２は、１工程の溶接が終了した時点で、溶接動作が終了したことを解析部８へ通知する。これを受けて、解析部８は、前述した動作によって各パラメータを求め、検査部１２へ求めたパラメータを出力する。溶接検査動作において、電流・電圧検出部５、ＡＤ変換部６、波形記憶部７及び解析部８の動作は、溶接条件選定の場合の動作と同様であるので詳細な動作の説明は省略する。
【００３３】
次に、検査部１２は、パラメータ記憶部１１に記憶されている適正値と判定がされた溶接条件における短絡回数を読み出し、新たに解析部８より出力された短絡回数と比較する。この比較の結果２つの短絡回数の差が所定値以上であった場合、検査部１２は、この工程の溶接動作は不良であったことを表示部１０に表示する。
【００３４】
一方、２つの短絡回数の差が所定値より小さかった場合、検査部１２は、新たに解析部８より出力されたパラメータに基づいて、評点を算出する。このとき、検査部１２は、重み付け部９１によって重み付けをして、重み付けがされた４つの評点を加算する。この評点の算出方法は、判定部９における方法と同一である。そして、検査部１２は、パラメータ記憶部１１から評点を読み出し、ここで求めた評点と比較する。この比較の結果２つの評点の差が所定値以上であった場合、検査部１２は、この工程の溶接動作は不良であったことを表示部１０に表示する。
【００３５】
このように、客観的なデータの判定結果に基づいて溶接状態を検査するようにしたため、人間の主観による影響を排除することができ、常に最適な検査を行うことが可能となる。特に適正値が得られた時のパラメータを記憶しておき、適正値を求めた時と同一の手順で得られた結果を比較するようにしたため、正確な検査結果を得ることが可能となり、目視による溶接状態の検査を省力化することが可能となる。
【００３６】
なお、以上の説明は、溶接ロボット１を使用して溶接を行う場合を例にして説明したが、溶接条件選定及び溶接検査は、人手で溶接する場合においても適用可能である。
【００３７】
また、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより溶接条件選定処理及び溶接検査処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００３８】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、短絡ＭＡＧ溶接において、従来、あいまいであった適正溶接条件を定量的に評価して、熟練した作業者でなくても容易に適正な溶接条件選定が可能となる。これは、ＭＡＧ溶接において、その溶接条件出しに必要なる多大な時間を軽減でき、工数を削減することが可能になるという効果が得られる。また、新規の溶接ライン立ち上げや、部品変更その他のライン変更時の立ち上げに要する期間が短縮できる。
また、客観的なデータの判定結果に基づいて溶接状態を検査するようにしたため、人間の主観による影響を排除することができ、常に最適な検査を行うことが可能となる。特に適正値が得られた時のパラメータを記憶しておき、適正値を求めた時と同一の手順で得られた結果を比較するようにしたため、正確な検査結果を得ることが可能となり、目視による溶接状態の検査を省力化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】電流・電圧の波形について説明する説明図である。
【符号の説明】
１・・・溶接ロボット
２・・・制御部
３・・・入力部
４・・・溶接電源
５・・・電流・電圧検出部
６・・・ＡＤ変換部
７・・・波形記憶部
８・・・解析部
９・・・判定部
９１・・・重み付け部
１０・・・表示部
１１・・・パラメータ記憶部
１２・・・検査部

Claims

ＭＡＧ溶接の最適溶接条件を選定する溶接条件選定装置であって、
条件選定をするために溶接条件を変化させながら行う条件出し溶接中における溶接電源の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出手段と、
前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶手段と、前記電流電圧記憶手段に記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理手段と、
前記パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力する適正判定手段と
を備えたことを特徴とする溶接条件選定装置。
前記パラメータは、
単位時間当たりの短絡回数、短絡移行周期内のピーク電流値、短絡移行周期内のピーク電圧値、アーク発生時間及び短絡時間であることを特徴とする請求項１に記載の溶接条件選定装置。
前記適正判定手段は、
前記単位時間当たりの短絡回数が所定値以上であり、かつ、短絡移行周期内のピーク電流値、短絡移行周期内のピーク電圧値、アーク発生時間、短絡時間の少なくとも１つのパラメータのばらつきが小さい時の溶接条件を適正値とすることを特徴とする請求項２に記載の溶接条件選定装置。
前記溶接条件選定装置は、
所望する溶接品質に応じて、前記パラメータのそれぞれに所定の重み付けを行う重み付け手段をさらに備え、
前記適正判定手段は、
重み付けされた各パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力することを特徴とする請求項３に記載の溶接条件選定装置。
前記溶接条件選定装置は、
条件選定をするための条件出し溶接中に変化させる溶接条件の設定範囲を入力する条件入力手段をさらに備え、
前記電流電圧検出手段は、前記条件入力手段より入力された設定範囲に基づいて条件出し溶接中の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の溶接条件選定装置。
ＭＡＧ溶接の最適溶接条件を選定する溶接条件選定方法であって、
条件選定をするために溶接条件を変化させながら行う条件出し溶接中における溶接電源の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出過程と、
前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶過程と、前記電流電圧記憶過程によって記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理過程と、
前記パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力する適正判定過程と
を有することを特徴とする溶接条件選定方法。
ＭＡＧ溶接の最適溶接条件を選定する溶接条件選定プログラムであって、
条件選定をするために溶接条件を変化させながら行う条件出し溶接中における溶接電源の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出処理と、
前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶処理と、前記電流電圧記憶処理によって記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理と、
前記パラメータに基づいて溶接条件の適正値を判定して出力する適正判定処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする溶接条件選定プログラム。
ＭＡＧ溶接の溶接状態を検査する溶接検査装置であって、
溶接状態が良好である場合に取得された所定のパラメータを予め記憶するパラメータ記憶手段と、
溶接中の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出手段と、
前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶手段と、前記記憶手段に記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理手段と、
前記解析処理手段によって得られたパラメータと前記パラメータ記憶手段に記憶されたパラメータとの差が所定のしきい値を超えたか否かに基づいて、前記溶接の状態を検査する検査手段と
を備えたことを特徴とする溶接検査装置。
前記パラメータは、
単位時間当たりの短絡回数、短絡移行周期内のピーク電流値とピーク電圧値、アーク発生時間及び短絡時間であることを特徴とする請求項８に記載の溶接検査装置。
ＭＡＧ溶接の溶接状態を検査する溶接検査方法であって、溶接状態が良好である場合に取得された所定のパラメータを予め記憶しておくパラメータ記憶過程と、
溶接中の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出過程と、
前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶過程と、前記電流電圧記憶手段に記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理過程と、
前記解析処理過程によって得られたパラメータと前記パラメータ記憶過程によって記憶されたパラメータとの差が所定のしきい値を超えたか否かに基づいて、前記溶接の状態を検査する検査過程と
を有することを特徴とする溶接検査方法。
ＭＡＧ溶接の溶接状態を検査する溶接検査プログラムであって、
溶接状態が良好である場合に取得された所定のパラメータを予め記憶しておくパラメータ記憶処理と、
溶接中の溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を検出して出力する電流電圧検出処理と、
前記溶接電圧波形及び／または溶接電流波形を記憶する電流電圧記憶処理と、前記電流電圧記憶処理によって記憶された溶接電圧波形及び／または溶接電流波形から所定のパラメータを解析的に求める解析処理と、
前記解析処理によって得られたパラメータと前記パラメータ記憶処理によって記憶されたパラメータとの差が所定のしきい値を超えたか否かに基づいて、前記溶接の状態を検査する検査処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする溶接検査プログラム。