JP5508805B2 - Axle manufacturing method and axle manufacturing system - Google Patents
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Description
本発明は、自動車のアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムに関する。 The present invention relates to an automobile axle manufacturing method and an axle manufacturing system.
トラック等の特装車両には、走行装置の車軸としてのアクスルが搭載されている。アクスルは、特許文献1に示すように、筒状のシャフト本体の端部にスピンドルを溶接して形成されている。アクスルは、車両の走行に関わる重要な部品であるため、シャフト本体とスピンドルとの溶接部には、高い品質が求められている。
A specially equipped vehicle such as a truck is equipped with an axle as an axle of a traveling device. As shown in
シャフト本体とスピンドルとの溶接は、シャフト本体およびスピンドルを互いに当接させた当接部に沿って行われる。このとき当接部に所定値以上の隙間等、当接部に異常があると、例えば当接部が肉薄化する等、品質の高い溶接部を形成できないおそれがある。また、当接部の異常が原因で溶接部の品質が低下し、十分な溶接強度が確保できないものは不良品となるので、歩留まりを低下させてしまうことも考えられる。 The shaft body and the spindle are welded along a contact portion where the shaft body and the spindle are in contact with each other. At this time, if there is an abnormality in the contact portion such as a gap of a predetermined value or more in the contact portion, a high-quality welded portion may not be formed, for example, the contact portion is thinned. Further, the quality of the welded portion is deteriorated due to the abnormality of the contact portion, and those that cannot ensure sufficient welding strength are defective products, so that it is conceivable that the yield is lowered.
本発明は、溶接部の品質を高めると共に歩留まりを高めることが可能なアクスルの製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the axle which can raise the yield while improving the quality of a welding part.
上記課題を解決するため、本発明のアクスルの製造方法は、筒状のシャフト本体の両端にスピンドルを当接させる溶接前工程と、シャフト本体およびスピンドルの当接部に沿って溶接する溶接中工程とを備えたアクスルの製造方法であって、溶接前工程は、シャフト本体の両端にスピンドルを当接させる当接工程と、シャフト本体の外周面に配置された振動発生手段において固体伝播振動を発生させ、シャフト本体の両端に当接させたスピンドルの外周面にそれぞれ配置された一対の振動検出手段において、シャフト本体から当接部を通ってスピンドルに伝播した固体伝播振動を検出する検出工程と、一対の振動検出手段からの各出力信号について、所定の抽出幅から算出される移動平均値および標準偏差から標本線を設定し、出力信号が標本線の値に一致した回数を判定値としてそれぞれ抽出し、これら一対の判定値に基づいて当接部の異常の有無を判定する判定工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the axle manufacturing method of the present invention includes a pre-welding process in which a spindle is brought into contact with both ends of a cylindrical shaft body, and a welding process in which welding is performed along a contact portion between the shaft body and the spindle. The pre-welding process generates solid-propagating vibrations in the abutting process in which the spindle abuts both ends of the shaft body and the vibration generating means disposed on the outer peripheral surface of the shaft body. A pair of vibration detection means disposed on the outer peripheral surface of the spindle that is in contact with both ends of the shaft body, and detecting a solid propagation vibration propagated from the shaft body to the spindle through the contact portion; For each output signal from the pair of vibration detection means, a sample line is set from the moving average value and standard deviation calculated from a predetermined extraction width, and the output signal is The number of matches with the value of the line respectively extracted as the determination value, characterized in that it comprises a determination step of determining whether there is an abnormality of the contact portion based on the pair of determination values.
また、本発明のアクスルの製造システムでは、筒状のシャフト本体の両端にスピンドルを当接させ、シャフト本体およびスピンドルの当接部に沿って溶接するアクスルの製造システムであって、シャフト本体の両端にスピンドルを当接させる当接手段と、シャフト本体の外周面に配置されており、固体伝播振動を発生させる振動発生手段と、シャフト本体の両端に当接させたスピンドルの外周面にそれぞれ配置され、シャフト本体から当接部を通って各スピンドルに伝播した固体伝播振動を検出する一対の振動検出手段と、一対の振動検出手段からの各出力信号について、所定の抽出幅から算出される移動平均値および標準偏差から標本線を設定し、出力信号が標本線の値に一致した回数を判定値としてそれぞれ抽出し、これら一対の判定値に基づいて当接部の異常の有無を判定する判定手段と、判定手段において判定された各当接部の異常の有無に基づいて溶接手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 The axle manufacturing system of the present invention is an axle manufacturing system in which a spindle is brought into contact with both ends of a cylindrical shaft main body and welded along the contact portion between the shaft main body and the spindle. Are disposed on the outer peripheral surface of the shaft main body, the vibration generating means for generating solid propagation vibration, and the outer peripheral surface of the spindle in contact with both ends of the shaft main body. , A pair of vibration detection means for detecting solid propagation vibration propagated from the shaft body through the contact portion to each spindle, and a moving average calculated from a predetermined extraction width for each output signal from the pair of vibration detection means A sample line is set from the value and standard deviation, and the number of times the output signal matches the sample line value is extracted as the decision value. Determining means for determining whether the abnormality of the contact portion based, and control means for controlling the welding means on the basis of the presence or absence of abnormality of each abutment is determined in the determination means, characterized in that it comprises a.
このアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムでは、シャフト本体に振動発生手段を、それぞれのスピンドルに振動検出手段を配置し、シャフト本体から当接部を通ってスピンドルに伝播した固体伝播振動を検出するそれぞれの振動検出手段からの出力信号に基づいて判定値を抽出し、これらの判定に基づいて当接部の異常の有無を判定する。本発明では、所定以上の溶接品質を確保できる場合にのみ溶接を実施することが可能となるので、溶接部の品質を高めると共に歩留まりを高めることが可能となる。 In this axle manufacturing method and axle manufacturing system, vibration generating means are arranged on the shaft body, and vibration detecting means are arranged on each spindle, and solid propagation vibration propagated from the shaft body to the spindle through the contact portion is detected. A determination value is extracted based on the output signal from each vibration detection means, and the presence or absence of an abnormality in the contact portion is determined based on these determinations. In the present invention, since welding can be performed only when a predetermined or higher welding quality can be ensured, the quality of the welded portion can be improved and the yield can be increased.
また、本発明のアクスルの製造方法では、一対の判定値の少なくとも一方が0の場合に、当接工程を再実施することが好ましい。また、本発明のアクスルの製造システムでは、制御手段は、一対の判定値の少なくとも一方が0の場合に、シャフト本体とスピンドルとの当接を再実施することが好ましい。 In the axle manufacturing method of the present invention, it is preferable that the contact step is performed again when at least one of the pair of determination values is zero. In the axle manufacturing system of the present invention, it is preferable that the control means re-abuts the shaft body and the spindle when at least one of the pair of determination values is zero.
このアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムによれば、シャフト本体とスピンドルとの当接状態が異常であることに起因する溶接不良のアクスルが製造されることを回避することができる。 According to the axle manufacturing method and the axle manufacturing system, it is possible to avoid the production of a poorly welded axle caused by an abnormal contact state between the shaft body and the spindle.
また、本発明のアクスルの製造方法では、一対の判定値がいずれも1以上であり、かつその値が互いに等しい場合に、溶接中工程を実施することが好ましい。また、本発明のアクスルの製造方法では、制御手段は、一対の判定値がいずれも1以上、かつその値が互いに等しい場合に、当接部の溶接を実施するように溶接手段を制御することが好ましい。 Further, in the axle manufacturing method of the present invention, it is preferable to perform the welding process when both of the pair of determination values are 1 or more and the values are equal to each other. Further, in the axle manufacturing method of the present invention, the control means controls the welding means so as to perform welding of the contact portion when both of the pair of determination values are 1 or more and the values are equal to each other. Is preferred.
このアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムによれば、一対の溶接部の溶接品質が互いに均等でないアクスルが製造されることが回避されるので、より質の高いアクスルを製造することが可能となる。 According to this axle manufacturing method and axle manufacturing system, it is possible to avoid producing axles in which the welding qualities of the pair of welds are not equal to each other, and thus it is possible to produce a higher quality axle. .
また、本発明のアクスルの製造方法では、一対の判定値がいずれも1以上であり、かつその値が互いに異なる場合に、溶接中工程を実施するにあたり、一対の判定値のうち値が小さい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値が、一対の判定値のうち値が大きい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値よりも大きくなるように調整することが好ましい。また、本発明のアクスルの製造システムでは、制御手段は、一対の判定値がいずれも1以上、かつその値が互いに異なる場合に、当接部の溶接を実施するように溶接手段を制御し、一対の判定値のうち値が小さい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値が、一対の判定値のうち値が大きい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値よりも大きくなるように調整することが好ましい。 In the axle manufacturing method of the present invention, when the pair of determination values is 1 or more and the values are different from each other, the smaller value of the pair of determination values is required when performing the process during welding. It is possible to adjust the welding current value when welding the abutting portion corresponding to the welding portion to be larger than the welding current value when welding the abutting portion corresponding to the larger one of the pair of determination values. preferable. Further, in the axle manufacturing system of the present invention, the control means controls the welding means so as to perform welding of the contact portion when both of the pair of determination values are 1 or more and the values are different from each other, The welding current value when welding the contact portion corresponding to the larger value of the pair of determination values is the welding current value when welding the contact portion corresponding to the smaller value of the pair of determination values. It is preferable to adjust so that it may become larger .
このアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムによれば、一対の当接部において互いに当接状態が異なるような場合であっても、当接部の状態に合わせて溶接条件を適切に調整することができるので、一対の溶接部における溶接品質が互いに均等となり、より質の高いアクスルを製造することが可能となる。 According to the axle manufacturing method and the axle manufacturing system, the welding conditions can be appropriately adjusted in accordance with the state of the contact portion even when the contact state is different between the pair of contact portions. Therefore, the welding quality at the pair of welds is equal to each other, and a higher quality axle can be manufactured.
本発明によれば、溶接部の品質を高めると共に歩留まりを高めることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the quality of the welded portion and increase the yield.
本発明の好適な一実施形態に係るアクスルの製造方法について、図1〜図11を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図1は、本発明のアクスルの製造方法によって製造されるアクスル1を示す概略図である。
An axle manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the description of the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted. FIG. 1 is a schematic view showing an
本実施形態のアクスルの製造方法によって製造されるアクスル1は、トラック等の特装車両の走行装置における車軸である。このアクスル1は、図1に示すように、筒状のシャフト本体2の両端にシャフト本体2側に向かって大径となるスピンドル3a,3bを溶接して形成される。
The
シャフト本体2とスピンドル3a,3bとの溶接は、例えば、溶接システム30を用いた自動溶接によって行われる。具体的には、例えば図2に示すように、シャフト本体2の両端にスピンドル3a,3bを当接させ(溶接前工程)、当接部5a、5bに沿って溶接トーチ31bあるいはシャフト本体2およびスピンドル3a,3bを回転させることによって、シャフト本体2の端部とスピンドル3a,3bの端部との間に、円周状の溶接部6a,6bが形成される(溶接中工程)。
The
以下、上述したようなシャフト本体2とスピンドル3a,3bとを互いに溶接してアクスル1を製造するアクスル製造システム10と、アクスル1を製造する方法とについて、図2〜図11を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the
アクスル製造システム10は、図2に示すように、治具(当接手段)7と、振動発生部(振動発生手段)11と、第1振動検出部(振動検出手段)12aと、第2振動検出部(振動検出手段)12bと、第1信号処理部13と、第1判定部(判定手段)15と、第1制御部(制御手段)16と、総括制御部21と、第2信号処理部23と、第2判定部25と、第2制御部26と、溶接システム(溶接手段)30とを主に含んで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
治具7は、シャフト本体2とスピンドル3a,3bとを互いに当接させる部分である。治具7は、シャフト本体2およびスピンドル3a,3bを支持すると共に、図示しない駆動手段によってシャフト本体2の両端にスピンドル3a,3bを当接させた状態にする。
The
振動発生部11は、シャフト本体2の外周面に固定されており、第1制御部16により制御され固体伝播振動を発生する部分である。振動発生部11としては、例えば、パルス発生器を採用することができ、その場合、例えば、100〜500ns周期(パルス幅)でAE波を入力する。
The
第1振動検出部12aおよび第2振動検出部12bは、シャフト本体2と当接部5a,5bを挟んだスピンドル3a,3bの外周面にそれぞれ固定されており、シャフト本体2から当接部5a,5bを通ってスピンドル3a,3bに伝播する固体伝播振動をスピンドル3a、3bでそれぞれ検出する部分である。第1振動検出部12aおよび第2振動検出部12bとしては、例えば、AE(Acoustic Emission)センサを採用することができ、その場合、例えば、152.34kHzをピーク周波数(中心出力)とするAE波を検出する。第1振動検出部12aおよび第2振動検出部12bは、検出したAE波の強度に対応する出力信号を、例えば、帯域周波数が、40kHz〜1.2MHzであるアンプ(図示せず)を介して第1信号処理部13に出力する。
The first
図3は、振動検出部12a,12bから出力される信号の一例を示す図である。第1振動検出部12aおよび第2振動検出部12bは、当接部5a,5bに異常が無い場合には、当接部5a,5bを伝播するAE波の減衰が小さく、例えば図3(a)に示すように、最初に振幅のピークがあって次第に小さくなるような信号を出力する。一方、第1振動検出部12aおよび第2振動検出部12bは、当接部5a,5bに異常がある場合には、例えば図3(b)に示すように図3(a)に比べて振幅が小さい信号を出力する。なお、図3(b)に示す出力信号の波形パターンは、図3(a)に示す出力信号の波形パターンと比較すると、振幅のみが減少した略相似形となっている。なお、当接部5a,5bにおける異常とは、当接部5a,5bを溶接するにあたって所定の品質を確保することができない隙間がある場合等をいう。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of signals output from the
図2に戻り、第1信号処理部13は、第1振動検出部12aおよび第2振動検出部12bにおいて検出されたそれぞれの出力信号から、当接部5a,5bにおける異常の有無を判定するのに必要な判定値を抽出する部分である。第1信号処理部13は、後述する第1判定部15が、当接部5a,5bにおける異常の有無を客観的に判定できるようにするために、波形処理解析によって出力信号を特徴化する。
Returning to FIG. 2, the first
以下、第1信号処理部13が行う処理の一つである波形処理解析について説明する。この波形処理解析では、まず、図4に示すように、所定抽出幅における出力信号の移動平均値μを求める。次に、移動平均値μの標準偏差σに基づいて標本線を設定する。標本線は、標準偏差σを所定倍することによって得ることができる。例えば、図4に示すように、標準偏差σを、−3.0倍、−1.5倍、+1.5倍、+3.0倍することによって、−3σの標本線、−1.5σの標本線、+1.5σの標本線、+3.0σの標本線を得ることができる。次に、出力信号が、所定の標本線(例えば、+3σの標本線)の値に一致する回数を算出する。第1信号処理部13は、この回数を判定値とし、第1判定部15に出力する。
Hereinafter, waveform processing analysis which is one of the processes performed by the first
図2に戻り、第1判定部15は、第1信号処理部13において算出された判定値に基づいて、当接部5a,5bにおける異常の有無を判定する部分である。具体的には、第1判定部15は、第1振動検出部12aから出力される出力信号が標本線の値に一致した回数と、第2振動検出部12bから出力される出力信号が標本線の値に一致した回数との両方が基準データを満たし、かつ、これらの判定値が互いに等しい場合に、両当接部5a,5bに異常は無いと判定する。一方、第1判定部15は、第1振動検出部12aから出力される出力信号が標本線の値に一致した回数および第2振動検出部12bから出力される出力信号が標本線の値に一致した回数の少なくとも一方が基準データを満たさない場合、または、両方の判定値が基準データを満たしているが判定値が互いに等しくない場合には、少なくとも一方の当接部において異常が有ると判定する。なお、基準データは、標準偏差σを所定倍することによって得られる標本線ごとに設定された値であり、データベース部14に格納されている。
Returning to FIG. 2, the
第1制御部16は、第1判定部15において判定された当接部5a,5bの異常の有無に基づいて治具7を制御、あるいは、溶接システム30による当接部5a,5bの溶接を実施してもよいことを示す信号を総括制御部21に送出する部分である。具体的には、第1制御部16は、一対の判定値の少なくとも一方が0の場合には、シャフト本体2とスピンドル3a,3bとの当接を再実施するように治具7を制御する。一方、第1制御部16は、一対の判定値がいずれも1以上であり、かつその値が互いに等しい場合、または、一対の判定値がいずれも1以上であり、かつその値が互いに異なる場合には、当接部5a,5bの溶接許可を示す信号を総括制御部21に送出する。
The
総括制御部21は、アクスル製造システム10全体を制御する部分であり、シャフト本体2の両端にスピンドル3a,3bを当接させる工程から当接部5a、5bを溶接する工程、あるいは、当接部5a,5bを溶接する溶接する工程から溶接部6a,6bを検査する工程への移行をそれぞれ制御する。具体的には、総括制御部21が、第1制御部16から送出される当接部5a,5bの溶接許可を示す信号を受けると、第2制御部26に当接部5a,5bを溶接するように命令をする。また、第2制御部26から送出される溶接部6a,6bの検査許可を示す信号を受けると、第3制御部(図示せず)に溶接部6a,6bを検査するように命令をする。
The
第2制御部26は、所定の溶接条件で当接部5a,5bを溶接するように溶接システム30を制御する部分であり、第1溶接工程制御部26aと第2溶接工程制御部26bとを有している。第1溶接工程制御部26aは、治具7によってシャフト本体2とスピンドル3a,3bとが当接された当接部5a,5bを溶接する、いわゆる1パス目の溶接を制御する部分である。第2溶接工程制御部26bは、前述した1パス目の溶接の後に同じ箇所を再度溶接する、いわゆる2パス目の溶接を制御する部分である。
The 2nd control part 26 is a part which controls the
第1溶接工程制御部26aは、第1信号処理部13により算出された一対の判定値がいずれも1以上であり、かつその値が互いに等しい場合には、溶接時の溶接電流値が基準値(所定の条件)となるように溶接システム30を制御する。なお、ここでいう基準値とは、最適な溶接部を形成するための溶接電流値をいい、当接状態やワークの材質に基づいて設定されている。また、第1溶接工程制御部26aは、一対の判定値がいずれも1以上であり、かつその値が互いに異なる場合には、これらの判定値の値に応じて当接部5a,5bを溶接する際の溶接電流値を基準値から変動させるように溶接システム30を制御する。なお、第2溶接工程制御部26bについては後段にて詳述する。
The first welding
溶接システム30は、当接部5a,5bの溶接を行う部分であり、第2制御部26によって制御される。溶接システム30は、アーム31aと溶接トーチ31bとを有する溶接ロボット31と、溶接機33と、電流測定部34とを主に含んで構成されている。アーム31aは、先端に取り付けられた溶接トーチ31bの位置を自在に移動させることができる。溶接トーチ31bは、後述する溶接機33により溶接電流、シールドガス、ワイヤ等の供給を受け、当接部5a,5bの溶接を行う。溶接機33は、溶接トーチ31bへの電力、シールドガス、ワイヤの供給を制御する。なお、溶接機33としては、例えば、MIG溶接機等を採用することができる。電流測定部34は、溶接機33から溶接トーチ31bに供給される溶接電流値を測定する部分である。電流測定部34は、測定した溶接電流値を信号処理部23に出力する。
The
図5は、電流測定部34から出力される溶接電流値の一例を示す図である。電流測定部34は、例えば、所定の溶接条件で当接部5a,5bを正常に溶接した場合には、例えば図5(a)に示すように、主に350〜500Aの値を有する溶接電流値を出力する。一方、電流測定部34は、所定の溶接条件で当接部5a,5bを正常に溶接できなかった場合には、例えば図5(b)に示すような主に350〜500Aの値を有するような、図5(a)とは異なる溶接電流値を出力する。なお、当接部5a、5bにおいて所定の溶接条件で溶接できなかった場合には、例えばガスの供給量に異常があったり、狙いずれが発生したりすることが含まれる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a welding current value output from the
図2に戻り、第2信号処理部23は、電流測定部34から出力される溶接電流値に基づいて、当接部5a,5bにおける所定の溶接条件での溶接実施の可否を判定するのに必要な判定値を抽出する部分である。具体的には、第2信号処理部23は、電流測定部34から得られる溶接電流値に移動平均化処理を施してなる波形パターンと、データベース部24に格納されている基準データに移動平均化処理を施してなる波形パターンとの差分を算出する。第2信号処理部23は、このようにして算出される差分を判定値とし、第2判定部25に出力する。ここで、上記所定の条件とは、当接部5a,5bを溶接するにあたって、当接状態や材質等に基づいて設定された最適溶接条件等が含まれる。また、上記基準データは、所定の溶接条件に従って正常に当接部が溶接された際の溶接電流値を測定したデータである。
Returning to FIG. 2, the second
図2に戻り、第2判定部25は、第2信号処理部23から出力される判定値に基づいて、当接部5a,5bにおける所定の溶接条件での溶接実施の可否を判定する。具体的には、電流測定部34から得られる溶接電流値とデータベース部24に格納されている基準データとの間に差が認められるような場合には、当接部5a,5bは、所定の溶接条件で溶接が実施されなかったと判定する。一方、電流測定部34から得られる溶接電流値とデータベース部24に格納されている基準データとの間に差がほとんど認められないような場合には、当接部5a,5bは、所定の溶接条件で溶接が実施されたと判定する。なお、電流測定部34から得られる溶接電流値とデータベース部24に格納されている基準データとの間の差の有無は、上記第2信号処理部23において算出された判定値によって判定することが可能である。
Returning to FIG. 2, the
第2溶接工程制御部26bは、第2判定部25において当接部5a,5bが所定の溶接条件で溶接が実施されていると判定された場合には、電流測定部34で測定された1パス目の一対の溶接電流値に基づいて、2パス目を溶接する際に溶接機33から溶接トーチ31bに供給する溶接電流値を再設定する。具体的には、一対の溶接電流値から平均溶接電流値をそれぞれ算出し、これらの値の比に基づいて、1パス目において溶接機33から溶接トーチ31bに供給された溶接電流値と、2パス目において溶接機33から溶接トーチ31bに供給される溶接電流値との和が互いに等しくなるように溶接電流値を再設定する。
The second welding
以下、図6および図7のアクスルの製造工程を示すフローチャートを用いて、アクスルの製造方法について説明する。図2に示すように、最初に、アクスル1を形成する部品であるシャフト本体2の外周面に振動発生部11を配置すると共に、シャフト本体2の両端に溶接されるスピンドル3a,3bの外周面に振動検出部12a,12bを配置する(ステップS1)。
Hereinafter, a method for manufacturing the axle will be described with reference to flowcharts showing the manufacturing process of the axle in FIGS. 6 and 7. As shown in FIG. 2, first, the
図6に戻り、次に、シャフト本体2の両端にスピンドル3a,3bを当接させる(ステップS2:当接工程)。次に、振動発生部11から固体伝播振動を発生させ、シャフト本体2から当接部5a,5bを通ってスピンドル3a,3bに伝播したAE波を一対の振動検出部12a,12bによって検出する(ステップS3:検出工程)。なお、AE波の周期は、例えば、150nsとする。
Returning to FIG. 6, next, the
次に、振動検出部12a,12bにおいてそれぞれ取得された一対の出力信号から当接部5a,5bにおける異常の有無の判定に必要な判定値を算出する(ステップS4)。具体的には、まず、所定抽出幅(図8の例では、AE波の入力周期である150ns)における移動平均値μを求め、移動平均値μに基づく標準偏差σを算出する。次に、算出した標準偏差σを所定倍(図8の例では、標準偏差σの5倍)することによって得られる標本線を設定する。そして、出力信号が当該標本線の値に一致する回数を算出し、図9(a)に示すように判定値を取得する。なお、図9(a)は、図8に示す時系列波形の中からM1に該当する波形(0.045s〜0.06s)のみを波形処理解析した結果を示している。
Next, a determination value necessary for determining whether or not there is an abnormality in the
図6に戻り、次に、この判定値に基づいて、当接部5a,5bにおける異常の有無を判定する(ステップS5)。具体的には、図9(a)に示すように、+5σの標本線に対して、出力信号が標本線の値に一致した回数が1回でもあれば、当該当接部5a,5bに異常は無いと判定する。一方、図9(b)に示すように、+5σの標本線に対して、出力信号が標本線の値に一度も一致することがない場合、当該当接部5a,5bに異常が有ると判定する。なお、ここでは、標本線5σに対して出力信号が標本線の値に一致した回数が1回以上あることを当接部5a,5bにおける異常の有無の判定基準としたが、これに限定されるものではなく求める当接状態に合わせて判定基準を設定することができる。
Returning to FIG. 6, next, based on this determination value, the presence or absence of abnormality in the
図6に戻り、次に、ステップS5において判定された当接部5a,5bの両方における異常の有無の判定に基づいて、後の工程である溶接工程の実施可否を判定する(ステップS6)。具体的には、ステップS4において算出される一対の判定値の少なくとも一方が0の場合、すなわち、ステップS5において当接部5a,5bの両方に異常が有ると判定された場合には、後の工程である溶接工程(後述するステップS10)の実施は不可能であると判定し、シャフト本体2とスピンドル3a,3bとを当接させる工程(ステップS2)に戻る(ステップS6:否)。一方、ステップS4において算出される一対の判定値のいずれもが1以上の場合、すなわち、ステップS5において当接部5a,5bの両方に異常が無いと判定された場合には、後の工程である溶接工程(後述するステップS10)の実施は可能であると判定し、ステップS7に移行する(ステップS6:可)。
Returning to FIG. 6, next, it is determined whether or not the subsequent welding process can be performed based on the determination of the presence or absence of abnormality in both the
次に、ステップS4において算出された一対の判定値に基づいて、後の工程である溶接工程を実施する際の溶接電流値を調整する(ステップS7)。具体的には、ステップS4において算出された一対の判定値が互いに等しい場合には(ステップS7:YES)、当接部5a,5bを溶接する際の溶接電流が互いに等しくなるように調整する(ステップS8)。一方、一対の判定値が互いに異なる場合には(ステップS7:NO)、判定値の値に応じて当接部5a,5bを溶接する際の溶接電流値を基準値から変動させる(ステップS9)。例えば、一対の判定値のうち値が小さい方の当接部を溶接する際の溶接電流値が、値が大きい方の当接部を溶接する際の溶接電流値よりも大きくなるように調整することができる。
Next, based on the pair of determination values calculated in step S4, a welding current value when performing a welding process which is a subsequent process is adjusted (step S7). Specifically, when the pair of determination values calculated in step S4 are equal to each other (step S7: YES), the welding currents when welding the
次に、図7に示すように、ステップS8あるいはステップS9において設定された溶接電流値に従って、一対の当接部5a,5bを溶接する(ステップS10)と共に、当接部5a,5bをそれぞれ溶接する際に溶接機33から溶接トーチ31bに供給される各溶接電流値を測定する(ステップS11)。
Next, as shown in FIG. 7, according to the welding current value set in step S8 or step S9, the pair of
次に、ステップS11において取得された一対の溶接電流値に基づいて、当接部5a,5bにおける所定の溶接条件での実施の可否を判定するのに必要な判定値を抽出する(ステップS12)。具体的には、図10(a)に示すような、電流測定部34から得られる溶接電流値と、データベース部14に格納されている基準データの両方に対して移動平均化処理を施して互いの差を算出し、図11(a)や図11(b)に示すような判定値を算出する。
Next, based on the pair of welding current values acquired in step S11, a determination value necessary for determining whether or not the abutting
図7に戻り、次に、この判定値に基づいて、当接部5a,5bにおける所定の溶接条件での実施の可否を判定する(ステップS13)。具体的には、図11(a)に示すように、判定値の値が所定閾値(例えば、50A)を超えるような場合には、当接部5a,5bは、所定の溶接条件で溶接されなかったと判定する。一方、図11(b)に示すように、判定値の値が所定閾値(例えば、50A)を超えないような場合には、当接部5a,5bは所定の溶接条件で溶接されたと判定する。なお、所定閾値は、50Aに限定されるものではなく、基準データとの差異の大きさに基づいて任意に設定することができる。
Returning to FIG. 7, next, based on this determination value, it is determined whether or not the
図8に戻り、ステップS13において一対の当接部5a,5bのうち少なくとも一方が所定の溶接条件で溶接がされていないと判定された場合には、ここで一連の処理を終了する(ステップS13:否)。なお、この場合、5a,5bが所定の溶接条件で溶接されていないことを使用者等に報知するようにしてもよい。
Returning to FIG. 8, when it is determined in step S13 that at least one of the pair of
一方、ステップS13において当接部5a,5bが所定の溶接条件で溶接されたと判定された場合には(ステップS13:可)、ステップS11において測定された一対の溶接電流値が互いに等しいかどうか判定する(ステップS14)。
On the other hand, when it is determined in step S13 that the
ここで、ステップS11において測定された一対の溶接電流値の値に差異がある場合には(ステップS14:NO)、溶接機33から溶接トーチ31bに供給する溶接電流値を再設定する(ステップS15)。具体的には、一対の溶接電流値から平均溶接電流値をそれぞれ算出し、その値が互いに異なる場合には、平均溶接電流値が小さい方の当接部を再度溶接する際の溶接電流値が、2パス目の基準溶接電流値×(大きい方の平均溶接電流値/小さい方の平均溶接電流値)となるように再設定する。一方、ステップS11において測定された一対の溶接電流値の値が互いに等しい場合には(ステップS14:YES)、ステップS11において溶接された際の溶接電流値を維持する(ステップS16)。なお、一対の溶接電流値から平均溶接電流値をそれぞれ算出するにあたっては、測定した全ての溶接電流値に基づくものであってもよいし、移動平均処理により算出される値を用いてもよい。
次に、ステップS15またはステップS16において設定された溶接電流値に従って、当接部5a,5bを再度溶接する(ステップS17)。なお、ステップS17において再度溶接するにあたっては、ステップS10において形成された溶接部6a,6bに対してビードグラインド等の修正作業を行った後に実施してもよい。
Here, when there is a difference between the values of the pair of welding current values measured in step S11 (step S14: NO), the welding current value supplied from the
Next, according to the welding current value set in step S15 or step S16, the
次に、ステップS17において溶接された溶接部6a,6b(図1参照)における異常の有無を判定する(ステップS18)。具体的には、AE波を発生させる振動発生部11を一方のスピンドル3aにおけるテーパ部の外周面に配置すると共に、AE波を検出する振動検出部12をシャフト本体2の外周面に配置する。次に、振動発生部11からAE波を発生させ、スピンドル3から溶接部を通ってシャフト本体2に伝播したAE波を振動検出部12によって検出し、振動検出部12からの出力信号に基づいて、一方の溶接部における異常の有無を判定する。また、AE波を発生させる振動発生部11を他方のスピンドル3aにおけるテーパ部の外周面に配置し直し、上述した内容と同様の方法で他方の溶接部における異常の有無を判定する。
Next, the presence or absence of abnormality in the welded
以上に示すように、本実施形態のアクスルの製造システムおよびアクスルの製造方法では、シャフト本体2に振動発生部1を、それぞれのスピンドル3a,3bに一対の振動検出部12a,12bを配置し、シャフト本体2から当接部5a,5bを通って各スピンドル3a,3bに伝播したAE波を検出する一対の振動検出部12a,12bからの出力信号に基づいて判定値を抽出し、これらの判定に基づいて当接部5a,5bの異常の有無を判定する。本発明では、当接部5a,5bの異常の有無を判定に基づいて、所定以上の溶接品質を確保できると判断される場合にのみ溶接を実施することが可能となるので、溶接部の品質を高めると共に歩留まりを高めることが可能となる。
As described above, in the axle manufacturing system and the axle manufacturing method of the present embodiment, the
また、本実施形態のアクスルの製造システムおよびアクスルの製造方法では、両当接部5a,5bに異常が無いと判定された場合にのみ後の工程である溶接工程を実施し、両当接部5a,5bのうち少なくとも一方に異常が有ると判定された場合には当接工程を再実施するので、シャフト本体2とスピンドル3a,3bとの当接状態が異常であることに起因する溶接不良のアクスル1が製造されることを回避することができる。
Further, in the axle manufacturing system and the axle manufacturing method according to the present embodiment, the welding process, which is a subsequent process, is performed only when it is determined that there is no abnormality in both the
また、本実施形態のアクスルの製造システムおよびアクスルの製造方法では、算出された一対の判定値に基づいて、後の工程である溶接工程を実施する際の溶接電流値を調整する(ステップS7)ので、一対の判定値が互いに異なるような場合であっても、両当接部5a,5bにおける溶接品質を互いに等しくすることが可能となり、アクスル1の品質を高めることが可能となる。
Further, in the axle manufacturing system and the axle manufacturing method of the present embodiment, the welding current value for performing the welding process, which is a subsequent process, is adjusted based on the calculated pair of determination values (step S7). Therefore, even when the pair of determination values are different from each other, it is possible to make the welding qualities of the two
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で以下のような様々な変形が可能である。 The present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be modified in various ways as described below without departing from the scope of the invention.
上記実施形態のアクスル製造システム10では、第1制御部16は、一対の判定値の少なくとも一方が0の場合には、シャフト本体2とスピンドル3a,3bとの当接を再実施するように治具7を制御する例を挙げて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、一対の判定値の少なくとも一方が0の場合には、第1制御部16は、アクスル製造システム10全体を緊急停止してもよいし、また、このことを使用者に報知する報知部を備える構成であってもよい。
In the
上記実施形態のアクスルの製造方法では、シャフト本体2に振動発生部11、各スピンドル3a,3bに一対の振動検出部12a,12を配置する工程を設ける例を挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、シャフト本体2に振動発生部11が、各スピンドル3a,3bに一対の振動検出部12a,12が予め設けられているものを使用してもよい。
In the axle manufacturing method of the above-described embodiment, an example in which a step of arranging the
上記実施形態のアクスルの製造方法では、標本線を設定するにあたり標準偏差σを5倍した5σを設定したがこれ限定されるものではなく、例えば、標準偏差σを1.5倍した1.5σや標準偏差σを3倍した3σ等を設定してもよい。 In the method for manufacturing an axle according to the above embodiment, 5σ, which is 5 times the standard deviation σ, is set in setting the sample line. However, the present invention is not limited to this, for example, 1.5σ, which is 1.5 times the standard deviation σ. Alternatively, 3σ that is three times the standard deviation σ may be set.
1…アクスル、2…シャフト本体、3a,3b…スピンドル、5a,5b…当接部、6a,6b…溶接部、7…治具、10…アクスル製造システム、11…振動発生部、12a,12b…振動検出部、13…第1信号処理部、14…第1データベース部、15…第1判定部、16…第1制御部、21…総括制御部、23…第2信号処理部、24…第2データベース部、25…第2判定部、26…第2制御部、26a…第1溶接工程制御部、26b…第2溶接工程制御部、30…溶接システム、31…溶接ロボット、31a…アーム、31b…溶接トーチ、33…溶接機、34…電流測定部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記溶接前工程は、
前記シャフト本体の両端にスピンドルを当接させる当接工程と、
前記シャフト本体の外周面に配置された振動発生手段において固体伝播振動を発生させ、前記シャフト本体の両端に当接させた前記スピンドルの外周面にそれぞれ配置された一対の振動検出手段において、前記シャフト本体から前記当接部を通って前記スピンドルに伝播した前記固体伝播振動を検出する検出工程と、
前記一対の振動検出手段からの各出力信号について、所定の抽出幅から算出される移動平均値および標準偏差から標本線を設定し、前記出力信号が前記標本線の値に一致した回数を判定値としてそれぞれ抽出し、これら一対の判定値に基づいて前記当接部の異常の有無を判定する判定工程と、
を備えることを特徴とするアクスルの製造方法。 A method of manufacturing an axle, comprising: a pre-welding step in which a spindle is brought into contact with both ends of a cylindrical shaft main body; and a mid-welding step in which welding is performed along a contact portion of the shaft main body and the spindle,
The pre-welding process includes
A contact step of contacting a spindle to both ends of the shaft body;
A pair of vibration detecting means disposed on the outer peripheral surface of the spindle, which generates solid propagation vibrations in a vibration generating means disposed on the outer peripheral surface of the shaft main body and is in contact with both ends of the shaft main body; A detection step of detecting the solid propagation vibration propagated from the main body to the spindle through the contact portion;
For each output signal from the pair of vibration detection means, a sample line is set from a moving average value and a standard deviation calculated from a predetermined extraction width, and the number of times the output signal matches the value of the sample line is determined as a determination value. A determination step of determining whether there is an abnormality in the contact portion based on the pair of determination values;
A method of manufacturing an axle, comprising:
前記シャフト本体の外周面に配置されており、固体伝播振動を発生させる振動発生手段と、
前記シャフト本体の両端に当接させた前記スピンドルの外周面にそれぞれ配置され、前記シャフト本体から前記当接部を通って各前記スピンドルに伝播した前記固体伝播振動を検出する一対の振動検出手段と、
前記一対の振動検出手段からの各出力信号について、所定の抽出幅から算出される移動平均値および標準偏差から標本線を設定し、前記出力信号が前記標本線の値に一致した回数を判定値としてそれぞれ抽出し、これら一対の判定値に基づいて前記当接部の異常の有無を判定する判定手段と、
前記当接手段および前記溶接手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするアクスルの製造システム。 An axle manufacturing system comprising a contact means for contacting a spindle to both ends of a cylindrical shaft body, and a welding means for welding along the contact portion of the shaft body and the spindle,
A vibration generating means disposed on the outer peripheral surface of the shaft body, for generating solid propagation vibration;
A pair of vibration detection means disposed on the outer peripheral surface of the spindle in contact with both ends of the shaft body, and detecting the solid propagation vibration propagated from the shaft body to the spindle through the contact portion; ,
For each output signal from the pair of vibration detection means, a sample line is set from a moving average value and a standard deviation calculated from a predetermined extraction width, and the number of times the output signal matches the value of the sample line is determined as a determination value. And a determination means for determining whether there is an abnormality in the contact portion based on the pair of determination values,
Control means for controlling the contact means and the welding means;
An axle manufacturing system comprising:
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