WO2020251038A1 - リペア溶接制御装置およびリペア溶接制御方法 - Google Patents

リペア溶接制御装置およびリペア溶接制御方法 Download PDF

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WO2020251038A1
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welding
repair
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end point
start point
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年成 毛利
嵩宙 小松
克明 大熊
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45104Lasrobot, welding robot

Definitions

  • the present disclosure relates to a repair welding control device and a repair welding control method.
  • Patent Document 1 describes a shape inspection device that inspects the shape of an object to be inspected by using an imaging optical system, the projection means for projecting slit light onto the object to be inspected, and scanning the slit light on the object to be inspected.
  • An imaging means for imaging the shape lines sequentially formed in the above a point cloud data acquisition means for acquiring the three-dimensional shape of the object to be inspected as point cloud data based on the imaging data of the sequentially formed shape lines, and The object to be inspected in the cutting line is based on the cutting line setting means for setting the cutting line according to the input to the object to be inspected displayed based on the point cloud data and the point cloud data corresponding to the cutting line. It is disclosed that a cross-sectional shape calculating means for calculating a cross-sectional shape is provided.
  • the present disclosure provides a repair welding control device and a repair welding control method capable of determining a more appropriate repair line.
  • the present disclosure is a repair welding control device including a processor, wherein the processor acquires information indicating a range of defective portions in main welding of a work, includes the entire range of the defective portions, and includes the range of the defective portions.
  • a repair welding control device that determines a repair welding start point indicating a repair welding start point and a repair welding end point indicating a repair welding end point so that a wider range is the repair welding range.
  • the present disclosure is a repair welding control method using a device provided with a processor, wherein the processor acquires information indicating a range of defective portions in main welding of a work, and includes the entire range of the defective portions.
  • a repair welding control method for determining a repair welding start point indicating a repair welding start point and a repair welding end point indicating a repair welding end point so that a range wider than the range of the defective portion is the repair welding range. provide.
  • a more appropriate repair line can be determined.
  • FIG. 1000 Schematic diagram showing a use case example of the repair welding system 1000 according to the present disclosure.
  • Conceptual diagram showing the repair line determination process shown in FIG. Conceptual diagram showing the repair line determination process shown in FIG.
  • FIG. Conceptual diagram showing patterns of multiple weld lines
  • Conceptual diagram showing the first decision mode Conceptual diagram showing the use case of the first decision mode
  • Patent Document 1 According to the technique of Patent Document 1, it is possible to determine the shape quality of a welded portion after performing the main welding by using an appearance inspection device. However, when the shape is not good, it is judged whether or not repair can be performed by rewelding (repair welding), and rewelding for repair (repair welding) is performed by a human welding worker. Is currently being done.
  • the apparatus automatically determines the appropriate start position and end position of the repair welding for the defective shape portion of the workpiece on which the main welding has been performed, and performs the repair welding. As a result, repair welding that improves and stabilizes the welding quality can be performed.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a use case of the repair welding system 1000 according to the present disclosure.
  • the repair welding system 1000 inspects the welded portion of the main weld with respect to the work Wk and determines that the welded portion is defective based on the information input by the user or the information related to the preset welding. It is a system that automatically performs repair welding (repair welding) of defective parts. In addition to the above-mentioned inspection and repair welding, the system may perform main welding. Further, the repair welding system 1000 can further perform repair welding on a defective portion of the work Wk that has already been repair welded. Therefore, the "main welding" in the present application may include repair welding performed before the next repair welding.
  • the repair welding system 1000 may be broadly divided into three parts: a robot (RB0) used for welding and inspection of welding results, a controller for controlling the robot and the inspection function provided by the robot, and a host device for the controller. ..
  • the repair welding system 1000 includes a main welding robot MC1 that performs main welding, an inspection robot MC2 that inspects the appearance of the welded portion after main welding, and a defective portion in the welded portion after main welding. It may be provided with a repair welding robot MC3 that performs repair welding in the case of a failure. Further, the welding system may include a robot control device 2a, an inspection device 3, and a robot control device 2b as a controller for controlling the above-mentioned various robots and inspection functions included in the robots. Further, the repair welding system 1000 may include a higher-level device 1 for the above-mentioned controller. The host device 1 may be connected to the monitor MN1, the interface UI1, and the external storage ST.
  • the host device 1 or various control devices included in the controller may be provided with a communication interface (wired or wireless) for communicating with an external network.
  • a communication interface wireless or wireless
  • these devices When these devices are connected to an external network, they can communicate with other devices (typically servers, PCs, various sensor devices, etc.) existing on the external network.
  • the present welding robot MC1 is shown as a robot different from the repair welding robot MC3.
  • the main welding robot MC1 may be used. It may be omitted.
  • the present welding robot MC1 may be integrated with each of the repair welding robot MC3 and the inspection robot MC2.
  • the repair welding robot MC3 may perform main welding for welding the work Wk and repair welding for repairing a defective portion among the welded portions welded by the main welding with the same robot.
  • the inspection robot MC2 may execute the main welding for welding the work Wk and the inspection for whether or not there is a defective portion among the welded portions welded by the main welding with the same robot.
  • the inspection robot MC2 and the repair welding robot MC3 may be integrated into one robot, and the main welding robot MC1, the inspection robot MC2, and the repair welding robot MC3 may be integrated into one robot.
  • the number of each of the main welding robot MC1, the inspection robot MC2, and the repair welding robot MC3 is not limited to the number shown in FIG.
  • the number of each of the present welding robot MC1, the inspection robot MC2, and the repair welding robot MC3 may be a plurality, and may not be the same.
  • the repair welding system 1000 may be configured to include one main welding robot MC1, three inspection robots MC2, and two repair welding robots MC3.
  • the repair welding system 1000 can be adaptively configured as needed according to the processing range or processing speed of each robot.
  • the host device 1 is communicably connected between the monitor MN1, the interface UI1, the external storage ST, the robot control device 2a, and the robot control device 2b. Further, although the host device 1 shown in FIG. 1 is connected to the inspection device 3 via the robot control device 2b, it may be directly communicable with the inspection device 3 without going through the robot control device 2b.
  • the host device 1 may be a terminal device AP that is integrally configured including the monitor MN1 and the interface UI1, or may be integrally configured including the external storage ST.
  • the terminal device AP is, for example, a PC (Personal Computer) used by a user (worker) when performing welding.
  • the terminal device AP is not limited to the PC described above, and may be a computer having a communication function such as a smartphone, a tablet terminal, or a PDA (Personal Digital Assist).
  • the host device 1 is for performing main welding on the work Wk, inspection of welded parts, and repair welding of defective parts based on an input operation by the user (worker) or information preset by the user (worker). Generate each of the control signals.
  • the host device 1 transmits a control signal for executing the main welding to the generated work Wk and a control signal for executing the repair welding of the defective portion to the robot control device 2a. Further, the host device 1 transmits a control signal for executing an inspection of the welded portion welded by the main welding to the robot control device 2b.
  • the host device 1 may collect the inspection result of the welded portion received from the inspection device 3 via the robot control device 2b.
  • the host device 1 transmits the received inspection result to the external storage ST and the monitor MN1.
  • the inspection device 3 shown in FIG. 1 is connected to the host device 1 via the robot control device 2b, but may be directly communicable.
  • the monitor MN1 may be configured by using a display such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electroluminescence).
  • the monitor MN1 displays the inspection result and the alert of the welded portion received from the inspection device 3.
  • the monitor MN1 may be configured by using, for example, a speaker (not shown), and when an alert is received, the alert may be notified by voice. That is, the form for giving a notification is not limited to the notification by visual information.
  • the interface UI1 is a user interface (UI: User Interface) that detects an input operation of a user (worker), and is configured by using a mouse, a keyboard, a touch panel, or the like.
  • the interface UI1 transmits an input operation based on the user's input operation to the host device 1.
  • the interface UI1 accepts, for example, input of a welding line, setting of an inspection standard according to the welding line, an operation of starting or ending the operation of the repair welding system 1000, and the like.
  • the external storage ST is configured by using, for example, a hard disk (HDD: Hard Disk Drive) or a solid state drive (SSD: Solid State Drive).
  • the external storage ST may store the inspection result of the welded portion received from the host device 1.
  • the robot control device 2a is communicably connected to the host device 1, the main welding robot MC1, and the repair welding robot MC3.
  • the robot control device 2a receives the control information regarding the main welding received from the host device 1, controls the main welding robot MC1 based on the received control information, and causes the work Wk to perform the main welding.
  • the robot control device 2a receives the control information related to the repair welding received from the host device 1.
  • the robot control device 2a controls the repair welding robot MC3 based on the received control information, and causes the repair welding to be executed on the defective portion determined to be defective by the inspection device 3 among the welded portions.
  • the robot control device 2a shown in FIG. 1 controls each of the main welding robot MC1 and the repair welding robot MC3.
  • the repair welding system 1000 according to the first embodiment may control, for example, the main welding robot MC1 and the repair welding robot MC3 by using different control devices. Further, the repair welding system 1000 according to the first embodiment may control the main welding robot MC1, the inspection robot MC2, and the repair welding robot MC3 with one control device.
  • the robot control device 2b is communicably connected to the host device 1, the inspection device 3, and the inspection robot MC2.
  • the robot control device 2b receives information about the welded portion (for example, position information of the welded portion) received from the host device 1.
  • the welded portion includes a welded portion with respect to the work Wk (that is, a portion welded by main welding) and a welded portion repair-welded by repair welding.
  • the robot control device 2b controls the inspection robot MC2 based on the received information about the welded portion to detect the shape of the weld bead at the welded portion. Further, the robot control device 2b transmits the received information about the welded portion to the inspection device 3 for inspecting the shape of the welded portion.
  • the robot control device 2b transmits the inspection result received from the inspection device 3 to the host device 1.
  • the inspection device 3 is communicably connected to the robot control device 2b and the inspection robot MC2.
  • the inspection device 3 inspects whether or not there is a welding defect in the welded portion based on the information about the welded portion received from the robot control device 2b and the shape data of the weld bead of the welded portion generated by the shape detection unit 500. judge.
  • the inspection device 3 may include information on the defective portion determined to be defective among the welded portions obtained by this inspection (determination) (for example, the range of the defective portion, the position information of the defective portion, the defect factor, etc.). Is transmitted to the robot control device 2b as an inspection result.
  • the inspection device 3 when it is determined that the defective portion can be repair-welded, the inspection device 3 also transmits information such as a repair type and parameters for performing repair welding to the robot control device 2b as an inspection result. Good.
  • the inspection device 3 may be directly connected to the host device 1 in a communicable manner. In this case, the inspection device 3 may be able to transmit the above-mentioned information to the higher-level device 1 without going through the robot control device 2b.
  • robot control device 2b and the inspection device 3 are described as separate bodies in FIG. 1, the robot control device 2b and the inspection device 3 may be integrated into a single device.
  • the main welding robot MC1 is a robot that is communicably connected to the robot control device 2a and executes welding (main welding) on a workpiece that has not been welded.
  • the main welding robot MC1 executes the main welding on the work Wk based on the control signal received from the robot control device 2a.
  • the inspection robot MC2 is communicably connected to the robot control device 2b and the inspection device 3.
  • the inspection robot MC2 acquires the shape data of the weld bead at the welded portion based on the control signal received from the robot control device 2b.
  • the repair welding robot MC3 is communicably connected to the robot control device 2a.
  • the repair welding robot MC3 executes repair welding on the defective portion based on the inspection result (that is, information on the defective portion) of the welded portion received from the robot control device 2a.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the internal configuration of the repair welding system 1000a relating to the control of the robot MC according to the first embodiment.
  • the robot MC shown in FIG. 2 is a robot in which the main welding robot MC1, the inspection robot MC2, and the repair welding robot MC3 shown in FIG. 1 are integrated. Further, in order to make the explanation easy to understand, the configurations related to the monitor MN1, the interface UI1, and the external storage ST are omitted.
  • the robot MC performs main welding on the work Wk based on the control signal received from the robot control device 2.
  • the robot MC executes an inspection of the welded portion in the work Wk after the main welding is performed. Further, the robot MC performs repair welding on the poorly welded portion of the welded portion of the work Wk based on the control signal received from the robot control device 2.
  • the robot MC is a robot that performs arc welding.
  • the robot MC may be a robot that performs, for example, laser welding other than arc welding.
  • the laser head may be connected to the laser oscillator via an optical fiber instead of the welding torch 400.
  • the robot MC that performs arc welding includes a manipulator 200, a wire feeding device 300, a welding wire 301, a welding torch 400, and a shape detecting unit 500.
  • the manipulator 200 includes an articulated arm, and this arm can move based on a control signal received from the robot control unit 26 of the robot control device 2. As a result, the positions of the welding torch 400 and the shape detection unit 500 can be controlled. The angle of the welding torch 400 with respect to the work Wk can also be changed by moving the arm.
  • the wire feeding device 300 controls the feeding speed of the welding wire 301 based on the control signal received from the robot control device 2.
  • the wire feeding device 300 may include a sensor capable of detecting the remaining amount of the welding wire 301.
  • the welding wire 301 is held by the welding torch 400, and when power is supplied to the welding torch 400 from the welding power supply device 4, an arc is generated between the tip of the welding wire 301 and the work Wk, and the arc is generated. Welding is done.
  • the configuration for supplying the shield gas to the welding torch 400 will be omitted from the illustration and description for convenience of explanation.
  • the shape detection unit 500 included in the robot MC detects the shape of the weld bead at the welded portion based on the control signal received from the robot control device 2, and acquires the shape data for each weld bead based on the detection result.
  • the robot MC transmits the acquired shape data for each welding bead to the inspection device 3.
  • the shape detection unit 500 is, for example, a three-dimensional shape measurement sensor.
  • the shape detection unit 500 includes a laser light source (not shown) configured to be able to scan the welded portion on the work Wk based on the position information of the welded portion received from the robot control device 2, and the periphery of the welded portion.
  • the imaging region is arranged so that it can be imaged, and is composed of a camera (not shown) that captures the reflection locus (that is, the shape line of the welded portion) of the reflected laser light among the laser beams radiated to the welded portion.
  • the shape detection unit 500 transmits the shape data (image data) of the welded portion based on the laser beam imaged by the camera to the inspection device 3.
  • the camera (not shown) described above includes at least a lens (not shown) and an image sensor (not shown).
  • the image sensor is, for example, a CCD (Charged-Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) solid-state image sensor, and converts an optical image formed on an imaging surface into an electric signal.
  • CCD Charge-Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the host device 1 generates a control signal for executing repair welding based on an input operation by the user (worker) or information preset by the user (worker), and robot controls the generated control signal. It is transmitted to the device 2.
  • the host device 1 includes a communication unit 10, a processor 11, and a memory 12.
  • the communication unit 10 is communicably connected to the robot control device 2.
  • the communication unit 10 transmits a control signal for executing repair welding to the robot control device 2.
  • the control signal for executing the repair welding referred to here may include a control signal for controlling each of the manipulator 200, the wire feeding device 300, and the welding power supply device 4.
  • the processor 11 is configured by using, for example, a CPU (Central Processing unit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), and performs various processes and controls in cooperation with the memory 12. Specifically, the processor 11 refers to the program and data held in the memory 12 and executes the program to realize the function of the cell control unit 13.
  • a CPU Central Processing unit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the cell control unit 13 executes repair welding based on an input operation by the user (worker) using the interface UI1 and information preset by the user (worker) and stored in the external storage ST. Generates a control signal for.
  • the control signal generated by the cell control unit 13 is transmitted to the robot control device 2 via the communication unit 10.
  • the memory 12 includes, for example, a RAM (Random Access Memory) as a work memory used when executing each process of the processor 11 and a ROM (Read Only Memory) for storing a program and data defining the operation of the processor 11. Have. Data or information generated or acquired by the processor 11 is temporarily stored in the RAM. A program that defines the operation of the processor 11 is written in the ROM.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • the memory 12 stores information types related to the work Wk, a work S / N (Serial Number) assigned in advance for each work Wk, a welding line ID assigned for each welding location (welding line) set by the user, and the like.
  • a work S / N Serial Number assigned in advance for each work Wk
  • a welding line ID assigned for each welding location (welding line) set by the user, and the like.
  • the robot control device 2 controls each of the manipulator 200, the wire feeding device 300, and the welding power supply device 4 based on the control signal received from the host device 1.
  • the robot control device 2 includes a communication unit 20, a processor 21, and a memory 22.
  • the processor 21 includes a program editing unit 23a, a program calling unit 23b, a program storage unit 23c, a calculation unit 24, an inspection device control unit 25, a robot control unit 26, and a welding power supply control unit 27. It is composed.
  • the communication unit 20 is communicably connected to the host device 1.
  • the communication unit 20 receives a control signal from the host device 1 for executing main welding, repair welding, and visual inspection by the inspection device 3.
  • the processor 21 is configured by using, for example, a CPU or an FPGA, and performs various processes and controls in cooperation with the memory 22. Specifically, the processor 21 refers to the program and data held in the memory 22 and executes the program to realize the functions of each part.
  • Each unit is a program editing unit 23a, a program calling unit 23b, a program storage unit 23c, a calculation unit 24, an inspection device control unit 25, a robot control unit 26, and a welding power supply control unit 27.
  • the functions of each part are, for example, a function of editing and calling a repair welding program for executing a repair welding stored in advance, a manipulator 200, a wire feeder 300, and a welding power supply device based on the called repair welding program. It is a function of generating a control signal for controlling each of the four.
  • the memory 22 has, for example, a RAM as a work memory used when executing each process of the processor 21, and a ROM for storing a program and data defining the operation of the processor 21. Data or information generated or acquired by the processor 21 is temporarily stored in the RAM. A program that defines the operation of the processor 21 is written in the ROM.
  • the program editing unit 23a provides a program (control signal) for executing repair welding based on the information regarding the defective portion (for example, the determination result by the inspection device 3) received from the inspection device 3 via the communication unit 20. To edit.
  • the program editing unit 23a refers to the repair welding basic program for executing repair welding stored in advance in the program storage unit 23c, and receives the position of the defective part, the defect factor, and the parameters for repair welding (repair). Edit the repair welding program according to the parameters).
  • the repair welding program after editing may be stored in the program storage unit 23c, or may be stored in a RAM or the like in the memory 22.
  • the repair welding program referred to here includes an electric current for controlling a welding power supply device 4, a manipulator 200, a wire feeding device 300, a welding torch 400, a shape detecting unit 500, etc. when performing repair welding.
  • Parameters such as voltage, offset amount, speed, attitude, and method may be included.
  • the program calling unit 23b calls various programs stored in the ROM included in the memory 22, the program storage unit 23c, and the like.
  • the program calling unit 23b may call the program on the robot MC side. Further, the program calling unit 23b can select and call an appropriate program from a plurality of programs according to the inspection result (determination result) by the inspection device 3. That is, the program calling unit 23b can change the program according to the inspection result (determination result) by the inspection device 3.
  • the program storage unit 23c stores various programs used by the robot control device 2.
  • the above-mentioned repair welding basic program, the repair welding program edited by the program editing unit 23a, and the like may be stored in the program storage unit 23c.
  • the calculation unit 24 is a functional block that performs various calculations. For example, based on the repair welding program, calculations for controlling the manipulator 200 and the wire feeding device 300 controlled by the robot control unit 26 are performed. In addition, the calculation unit 24 may calculate the offset amount required for repair welding with respect to the defective portion based on the position of the defective portion.
  • the inspection device control unit 25 generates a control signal for controlling the inspection device 3. This control signal is transmitted to the inspection device 3 via the communication unit 20. On the contrary, the inspection device control unit 25 receives various information from the inspection device 3 via the communication unit 20, edits, for example, a repair welding program based on the information (program editing unit 23a), and notifies the host device 1 of the notification. Performs various processes such as sending to.
  • the robot control unit 26 is a manipulator 200 and a wire feeding device 300, respectively, based on the repair welding program called by the program calling unit 23b or stored in the program storage unit 23c and the calculation result from the calculation unit 24.
  • the welding power supply control unit 27 drives the welding power supply device 4 based on the repair welding program called by the program calling unit 23b or stored in the program storage unit 23c and the calculation result from the calculation unit 24.
  • the information regarding the defective portion is transmitted from the inspection device 3 connected to the inspection robot MC2 via the host device 1 to the repair welding robot. It may be transmitted to the robot control device 2 connected to the MC3.
  • the program editing unit 23a of the robot control device 2 connected to the repair welding robot MC3 is based on the information regarding the defective portion received from the host device 1 via the communication unit 20 (for example, the determination result by the inspection device 3 described later). Then, the program (control signal) for executing the repair welding may be edited.
  • the mode in which the program editing unit 23a and the program calling unit 23b are on the robot control device 2 side has been described.
  • a program editing unit and a program calling unit may be provided on the inspection device 3 side.
  • the inspection device 3 may call the above-mentioned program or edit the repair welding program.
  • the call source of the program is not limited to the inspection device 3, and the program may be called from the robot control device 2, the robot MC connected to the robot control device 2, or the like.
  • the called program is edited by the program editorial department.
  • the edited program is transmitted from the inspection device 3 to the robot control device 2 as a repair welding program, and the robot control device 2 can perform repair welding using this repair welding program.
  • the inspection device 3 inspects (determines) the welded portion of the work Wk based on the shape data of the weld bead for each welded portion acquired by the shape detecting unit 500.
  • the inspection device 3 includes a communication unit 30, a processor 31, a memory 32, a shape detection control unit 34, a data processing unit 35, a determination threshold storage unit 36, and a determination unit 37.
  • the communication unit 30 is communicably connected to the robot control device 2.
  • the communication unit 30 may be directly and communicably connected to the host device 1.
  • the communication unit 30 receives information about the welded portion from the host device 1 or the robot control device 2.
  • the information about the welded portion may include, for example, the work type, the work S / N, the weld line ID, and the like.
  • the inspection device 3 transmits the inspection result of the welded portion to the host device 1 or the robot control device 2 via the communication unit 30.
  • the processor 31 is configured by using, for example, a CPU or an FPGA, and performs various processes and controls in cooperation with the memory 32. Specifically, the processor 31 refers to the program and data held in the memory 32, and executes the program to realize the functions of each part.
  • Each unit includes a shape detection control unit 34, a data processing unit 35, a determination threshold storage unit 36, and a determination unit 37.
  • the functions of each part include, for example, a function of controlling the shape detection unit 500 based on a control signal related to inspection according to the welding location received from the robot control device 2, and shape data of the weld bead received from the shape detection unit 500. Based on this, there is a function to generate image data, and a function to perform an inspection on the welded portion based on the generated image data.
  • the processor 31 may be configured to include, for example, a plurality of GPUs for calculation.
  • the processor 31 may use the GPU in combination with the above-mentioned CPU or the like.
  • the memory 32 has, for example, a RAM as a work memory used when executing each process of the processor 31, and a ROM for storing a program and data defining the operation of the processor 31. Data or information generated or acquired by the processor 31 is temporarily stored in the RAM. A program that defines the operation of the processor 31 is written in the ROM. Further, the memory 32 may include, for example, a hard disk (HDD: Hard Disk Drive), a solid state drive (SSD: Solid State Drive), or the like.
  • HDD Hard Disk Drive
  • SSD Solid State Drive
  • the shape detection control unit 34 is based on the shape data of the weld bead at the welded portion received from the shape detection unit 500 and the control signal related to the inspection according to the welded portion received from the robot control device 2. Control 500.
  • the shape detection control unit 34 irradiates a laser beam to acquire shape data of the weld bead at the welded portion.
  • the shape detection control unit 34 receives the shape data acquired by the shape detection unit 500, the shape detection control unit 34 outputs the shape data to the data processing unit 35.
  • the data processing unit 35 converts the shape data of the weld bead at the welded portion input from the shape detection control unit 34 into image data.
  • the shape data is, for example, point cloud data of a shape line composed of a reflection locus of a laser beam applied to the surface of a weld bead.
  • the data processing unit 35 executes statistical processing on the input shape data and generates image data regarding the shape of the weld bead at the welded portion.
  • the data processing unit 35 may perform edge enhancement correction emphasizing the peripheral portion of the weld bead in order to emphasize the position and shape of the weld bead.
  • the determination threshold storage unit 36 stores each threshold value set according to the welding location in order to execute the determination described later according to the welding location.
  • Each threshold value is, for example, an allowable range (threshold value) regarding the misalignment of the welded portion, a threshold value regarding the height of the weld bead, a threshold value regarding the width of the weld bead, and the like.
  • the determination threshold storage unit 36 stores, as each threshold value after repair welding, an allowable range (for example, a minimum allowable value and a maximum allowable value regarding the height of the welding bead) that satisfy the quality required by the customer.
  • the determination threshold storage unit 36 may store the upper limit of the number of inspections for each welded portion. As a result, the inspection device 3 determines that it is difficult or impossible to repair the defective portion by repair welding when the number of inspections exceeds a predetermined number when repairing the defective portion by repair welding, and operates the repair welding system 1000a. It is possible to suppress a decrease in the rate.
  • the determination unit 37 determines the welded portion based on the shape data of the weld bead at the welded portion by referring to the threshold value stored in the determination threshold storage unit 36 and the like. Details of this determination will be described later with reference to FIGS. 3 and later.
  • the determination unit 37 measures the position of the defective part (for example, the start position and the end position of the defective part, the position of the hole generated in the weld bead, the position of the undercut, etc.), analyzes the content of the defect, and analyzes the defect factor. To estimate.
  • the determination unit 37 generates the measured position of the defective portion and the estimated defect factor as an inspection result (determination result) for the welded portion, and generates the generated inspection result via the robot control device 2 in the host device 1 Send to.
  • the determination unit 37 determines that there is no defective portion
  • the determination unit 37 When the determination unit 37 determines that there is no defective portion, the determination unit 37 generates an alert notifying that there is no defective portion, and transmits the generated alert to the host device 1 via the robot control device 2. To do.
  • the alert sent to the host device 1 is sent to the monitor MN1 and displayed.
  • the data processing unit 35 counts the number of inspections for each welding location, and if the welding inspection result is not good even if the number of inspections exceeds the number of inspections stored in the determination threshold storage unit 36, the defective portion due to repair welding is found. Determined to be difficult or impossible to repair.
  • the determination unit 37 generates an alert including the position of the defective portion and the defective factor, and transmits the generated alert to the host device 1 via the robot control device 2.
  • the alert sent to the host device 1 is sent to the monitor MN1 and displayed.
  • the inspection device 3 may generate an alert with contents other than the above. This alert is also transmitted to the host device 1 via the robot control device 2. The alert sent to the host device 1 is sent to the monitor MN1 and displayed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of an operation procedure for determining a repair line by the repair welding system 1000a according to the first embodiment. This flowchart is based on the system configuration shown in FIG.
  • the repair welding control device will be described on the premise that the inspection device 3 is the inspection device 3, and the processing main body of the repair line determination process is the processor 31 of the inspection device 3.
  • the repair welding control device is the robot control device 2, and the processing main body of the repair line determination process may be the processor 21 of the robot control device 2. Even if the repair welding control device is a device other than these, it may be possible to perform the repair line determination process described later.
  • the flowchart shown in FIG. 3 shows an example in which the repair line is determined for the work Wk in which the main welding has already been performed and the defective portion of the welding is found by the visual inspection by the inspection device 3.
  • the data processing unit 35 acquires information indicating a defective portion of the main welding at the welded portion of the work Wk (step St1).
  • the information indicating the defective portion of the main welding may include information indicating the range of the defective portion.
  • the information indicating the defective portion of the main welding may include start point information indicating the start point of the defective portion in the main welding of the work Wk and end point information indicating the end point of the defective portion.
  • the data processing unit 35 of the inspection device 3 may acquire information indicating a welded portion in the main welding of the work.
  • the information indicating the welded portion may be acquired from the host device 1 or the robot control device 2.
  • the data processing unit 35 determines the repair line (step St2). The determination of the repair line will be described in detail with reference to FIGS. 4 and later.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing the repair line determination process shown in FIG.
  • the welding direction on the welding line is from left to right in the figure (see arrow).
  • the direction opposite to the welding direction may be expressed as "front”, and the same direction as the welding direction may be expressed as "rear”.
  • the black squares in FIG. 4 indicate the free running teaching points. That is, before or after this free-running teaching point, the robot MC is free-running without welding. More specifically, the robot MC is idling without welding before the idling teaching point a and after the idling teaching point b.
  • the white-painted squares in FIG. 4 indicate welding teaching points.
  • the welding teaching point is a teaching point indicating a starting point or an ending point of welding.
  • there are four welding teaching points a welding start point A, a welding end point B, a welding start point E, and a welding end point F. That is, FIG. 4 shows two welding lines, a welding line from the welding start point A to the welding end point B and a welding line from the welding start point E to the welding end point F.
  • the processor 31 determines that the welding start point at which repair welding should be started is C'. In other words, the processor 31 deviates (offsets) the first position (point) from the welding defect start point C by the first offset distance in the direction (forward direction) opposite to the welding direction at the welding point. C') is determined as the welding start point for repair welding. Similarly, the processor 31 determines the welding end point at which the repair welding should be completed is D'.
  • the processor 31 performs the repair welding at a second position (point D') deviated (offset) by a second offset distance in the same direction as the welding direction at the welding point from the welding defect end point D. It is determined as the welding end point for.
  • first offset distance and the second offset distance may be the same distance or different distances. Further, the first offset distance and the second offset distance may be input as set values by the user (worker) via the interface UI1 or the like, and may be stored in the memory 32 as set values. ..
  • the processor 31 performs repair welding after shifting the welding start point and welding end point of repair welding by a predetermined offset distance from the defective portion. That is, the repair welding start point indicating the repair welding start point and the repair welding end point indicating the repair welding end point are included so that the repair welding range includes the entire range of the defective parts and is wider than the range of the defective parts. After deciding, repair welding is performed. As a result, high quality and appropriate repair welding can be performed.
  • first offset distance and the second offset distance can be adjusted to increase or decrease as offset values. That is, the quality of repair welding is stabilized by adjusting the offset value.
  • the point C'obtained as described above may come to a position before the welding start point A.
  • the processor 31 sets whether or not the position of the welding start point after offset (the position of the point C') is a position where welding is possible, based on the above-mentioned shape data acquired by the shape detection unit 500. You can do it. For example, the processor 31 is set so that the position before the free running teaching point a is not a weldable position. Further, the position where welding is possible / the position where welding is not possible may be set manually. For example, the user (operator) may input the position where welding is possible / the position where welding is not possible using the interface UI 1, and this may be stored as a set value in the memory 32.
  • the point D'obtained as described above may come to a position after the welding end point B. is there. Also in this case, there are a plurality of methods for determining the welding end point at which the repair welding should be completed by the processor 31. For example: When the position of the point D'is a weldable position, the processor 31 determines the point D'as the welding end point for repair welding. If the position of point D'is not a weldable position, the second offset distance is reduced. For example, the second offset distance is reduced by half to determine the intermediate point between the point D'and the point D as the welding end point for repair welding. If the position of point D'is not a weldable position, the welding end point B is determined as it is as the welding end point for repair welding.
  • the processor 31 sets whether or not the position of the welding end point after offset (the position of the point D') is a position where welding is possible, based on the above-mentioned shape data acquired by the shape detection unit 500. You can do it. For example, the processor 31 is set so that the position after the free running teaching point b is not a position where welding is possible. Further, the position where welding is possible / the position where welding is not possible may be set manually. For example, the user (operator) may input the position where welding is possible / the position where welding is not possible using the interface UI 1, and this may be stored in the memory 32 as a set value.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing the repair line determination process shown in FIG.
  • the welding direction on the welding line is from left to right in the figure.
  • the black square marks indicate the free running teaching points. That is, before or after this free-running teaching point, the robot MC is free-running without welding. More specifically, the robot MC is idling without welding before the idling teaching point a and after the idling teaching point b.
  • the white-painted square marks indicate the welding teaching points.
  • the welding teaching point is a teaching point indicating a starting point or an ending point of welding.
  • the point offset from the welding defect end point J in the welding direction is set as J'(not shown), and the point offset from the welding defect start point G in the direction opposite to the welding direction is G'. (Not shown). Then, the points J'and G'are close to each other, or the front and back of these two points are exchanged.
  • the processor 31 uses the welding defective portion IJ (from the welding defective start point I to the welding defective end point J) and the welding defective portion GH (from the welding defective start point G to the welding defective end point H). Up to), one repair line may be determined collectively. In this case, the processor 31 determines the welding start point at which repair welding should start is I'and the welding end point at which repair welding should end is H'. In other words, the processor 31 describes the second defective portion (welding defective portion GH) from the welding start point I'for repair welding of the first defective portion (welding defective portion IJ). The welding start point and welding end point for repair welding are determined so as to repair weld up to the welding end point H'for repair welding.
  • the processor 31 may determine the welding start point and the welding end point for repair welding in the same manner as described above even when three or more welding defective parts are continuous. That is, the processor 31 collectively has one repair line from the frontmost defective portion (first defective portion) in the welding direction to the rearmost defective portion (second defective portion) in the welding direction. Should be decided.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing patterns of a plurality of welding lines. Welding may be performed in a straight line, as shown in the upper figures of FIGS. 4, 5, and 6. However, welding can also be performed in patterns other than linear. For example, as shown in the lower figure of FIG. 6, welding may be performed so as to draw an arc, or welding may be performed three-dimensionally. Even in such a case, as described above, the processor 31 starts welding for repair welding at a position (point C') offset from the welding defect start point C in the direction opposite to the welding direction. It can be determined as a point. Further, as described above, the processor 31 can determine the position (point D') offset from the welding defect end point D in the same direction as the welding direction as the welding end point for repair welding. As a result, an appropriate repair line can be determined even when the welding is not performed linearly.
  • the welding start point for repair welding is positioned at a position returned along the welding line from the welding defect start point (a position offset in the direction opposite to the welding direction). Further, in the first embodiment, the welding end point for repair welding is positioned at a position advanced along the welding line from the welding defect end point (position offset in the welding direction). In this way, if the welding start point or welding end point for repair welding is shifted (offset) from the welding defect start point or welding defect end point, repair welding may occur depending on the position where the defect is generated in the main welding. Welding start point or welding end point may exceed the original welding section.
  • the point C' which is a candidate for the welding start point
  • the point D' which is a candidate for the welding end point
  • welding can be performed in patterns other than straight lines (curved, three-dimensional, etc.). Then, when the welding start point or the welding end point for repair welding exceeds the original welding section, a new problem arises as to where to determine the welding start point or the welding end point.
  • the following three determination modes for determining the welding start point or the welding end point are selectively used.
  • -First determination mode The position shifted (offset) from the welding defect start point or welding defect end point along the operation trajectory of the welding robot in the main welding is the welding start point or welding end for repair welding. Determine as a point.
  • -Second determination mode The position shifted (offset) from the welding defect start point or the welding defect end point along the shape of the figure drawn by the welding line in the main welding is the welding start point or the welding failure end point for repair welding. Determined as the welding end point.
  • -Third determination mode The operation of the welding robot in the main welding at a position shifted (offset) from the welding defect start point or the welding defect end point along the shape of the figure drawn by the welding line in the main welding. The position rounded to the end point on the locus is determined as the welding start point or welding end point for repair welding.
  • the repair welding control device selectively uses the above three modes to determine the welding start point or the welding end point related to the repair welding.
  • the three determination modes will be described in more detail.
  • FIG. 7A is a conceptual diagram showing a first determination mode
  • FIG. 7B is a conceptual diagram showing a use case of the first determination mode.
  • the first determination mode will be described in detail based on FIGS. 7A and 7B.
  • FIG. 7A shows the operation locus of the welding robot at the time of main welding, in which the free running teaching point a, the welding start point A, the welding end point B, and the free running teaching point b are plotted. That is, the robot MC, which is a welding robot, runs idle until it reaches the free-running teaching point a, and then performs main welding from the welding start point A to the welding end point B by bringing the welding torch 400 closer to the work Wk. The welding torch 400 is separated from the work Wk to start free running from the free running teaching point b, and then leave to the next process.
  • the robot MC which is a welding robot, runs idle until it reaches the free-running teaching point a, and then performs main welding from the welding start point A to the welding end point B by bringing the welding torch 400 closer to the work Wk.
  • the welding torch 400 is separated from the work Wk to start free running from the free running teaching point b, and then leave to the next process.
  • the processor 31 sets the first position (point K') deviated (offset) from the welding defect start point K in the direction opposite to the welding direction (forward direction) at the welding point for repair welding. Determined as the welding start point.
  • This welding start point (point K') exceeds the original welding section (point A to point B).
  • the welding start point is shifted along the operation locus of the welding robot, so that the point K'is on the line segment from the point a to the point A, which is a part of the operation locus of the welding robot. I'm riding on.
  • the welding end point is the same as in the above example. That is, the processor 31 sets the second position (point L') displaced (offset) from the welding defect end point L in the welding direction (rear direction) at the welding point as the welding end point for repair welding. decide. This welding end point (point L') exceeds the original welding section (point A to point B). In the first determination mode, the welding end point is shifted along the operation locus of the welding robot, so that the point L'is above the line segment from the point B to the point b, which is a part of the operation locus of the welding robot. I'm riding on.
  • the advantage of determining the welding start point or welding end point according to the first determination mode is that the welding robot can surely avoid colliding with the jig or the like during repair welding.
  • the welding robot starts welding from the welding start point after idling, finishes welding at the welding end point, idles and leaves to the next process. ..
  • the main welding is performed in a curved shape from the welding start point to the welding end point.
  • the route of such an operation locus of the main welding is determined so that the welding robot does not collide with a jig or the like. Therefore, if repair welding is performed from the welding start point to the welding end point determined according to the first determination mode, the welding robot will follow the same route as during the main welding. Therefore, the welding robot does not collide with the jig or the like.
  • FIG. 8A is a conceptual diagram showing a second determination mode
  • FIG. 8B is a conceptual diagram showing a use case of the second determination mode.
  • the second determination mode will be described in detail based on FIGS. 8A and 8B.
  • FIG. 8A shows the operation locus of the welding robot at the time of main welding, in which the free running teaching point a, the welding start point A, the welding end point B, and the free running teaching point b are plotted. That is, the robot MC, which is a welding robot, runs idle until it reaches the free-running teaching point a, and then performs main welding from the welding start point A to the welding end point B by bringing the welding torch 400 closer to the work Wk. The welding torch 400 is separated from the work Wk to start free running from the free running teaching point b, and then leave to the next process.
  • the robot MC which is a welding robot, runs idle until it reaches the free-running teaching point a, and then performs main welding from the welding start point A to the welding end point B by bringing the welding torch 400 closer to the work Wk.
  • the welding torch 400 is separated from the work Wk to start free running from the free running teaching point b, and then leave to the next process.
  • the processor 31 sets the first position (point M') deviated (offset) from the welding defect start point M in the direction opposite to the welding direction (forward direction) at the welding point for repair welding. Determined as the welding start point.
  • This welding start point (point M') exceeds the original welding section (point A to point B).
  • the processor 31 repairs a position shifted (offset) from the welding defect start point or the welding defect end point along the shape of the figure drawn by the welding line in the main welding. Determined as the welding start point or welding end point for welding.
  • the processor 31 determines the welding start point M', which is shifted forward from the welding defect start point M, as the welding start point for repair welding along the shape (straight line) of this figure.
  • the point M' which is the welding start point for repair welding, is not on the operation locus of the welding robot.
  • the second determination mode is the same as in the above example for the welding end point. That is, the processor 31 sets the second position (point N') deviated (offset) from the welding defect end point N in the welding direction (rear direction) at the welding point as the welding end point for repair welding. decide. This welding end point (point N') exceeds the original welding section (point A to point B).
  • the processor 31 repairs a position shifted (offset) from the welding defect start point or the welding defect end point along the shape of the figure drawn by the welding line in the main welding. Determined as the welding start point or welding end point for welding. In the example shown in FIG. 8A, the portion of the welding line from the welding start point A to the welding end point B draws a linear figure.
  • the processor 31 determines the point N'shifted backward from the welding defect end point N along the shape (straight line) of this figure as the welding end point for repair welding.
  • the point N' which is the welding end point for repair welding, is not on the operation locus of the welding robot.
  • the advantage of determining the welding start point or welding end point according to the second determination mode is that repair welding is easy even when there is a defect in the vicinity of the welding start point or welding end point in the main welding. is there.
  • the welding robot starts welding from the welding start point after idling, finishes welding at the welding end point, idles and leaves to the next process. ..
  • the main welding is performed in an arc shape from the welding start point to the welding end point. If there is a defect near the welding start point or welding end point in the main welding, the defect may not be eliminated even if the same part as in the main welding is repair-welded.
  • the position extending from the defective position along the figure is determined as the welding start point or welding end point, and repair is performed so that the welding bead is further overlapped on the welding bead formed by the main welding. Weld. As a result, the defect is appropriately eliminated.
  • the second advantage of using the second determination mode is that it facilitates the creation of a repair welding program.
  • the welding robot robot MC
  • the welding robot at the time of main welding drives the welding bead so as to draw an arc-shaped locus to perform main welding. That is, the welding robot operates according to a welding program (main welding program) in which the welding bead is set to draw an arc-shaped locus. Therefore, at the time of repair welding, the repair welding is similarly performed so that the welding bead draws an arc-shaped locus. Since the same trajectory is drawn during the main welding and the repair welding, it becomes easy to modify the main welding program to create the repair welding program.
  • the shape of the figure drawn by the welding line is an arc, but the shape of the figure drawn by the welding line is not limited to the arc.
  • the welding line can draw various shapes such as a straight line shape and a wave shape.
  • FIG. 9A is a conceptual diagram showing a third determination mode
  • FIG. 9B is a conceptual diagram showing a use case of the third determination mode.
  • the third determination mode will be described in detail based on FIGS. 9A and 9B.
  • FIG. 9A shows the operation locus of the welding robot at the time of main welding, in which the free running teaching point a, the welding start point A, the welding end point B, and the free running teaching point b are plotted. That is, the robot MC, which is a welding robot, runs idle until it reaches the free-running teaching point a, and then welds the welding torch 400 from the welding start point A to the welding end point B by bringing the welding torch 400 closer to the work Wk. The torch 400 is separated from the work Wk to start idling from the idling teaching point b, and then leave to the next process.
  • the robot MC which is a welding robot, runs idle until it reaches the free-running teaching point a, and then welds the welding torch 400 from the welding start point A to the welding end point B by bringing the welding torch 400 closer to the work Wk.
  • the torch 400 is separated from the work Wk to start idling from the idling teaching point b, and then leave to the next
  • a welding defect point OP (from the welding defect start point O to the welding defect end point P) was found between the welding start point A and the welding end point B.
  • the processor 31 deviates (offsets) the first position (point) from the welding defect start point O in the direction (forward direction) opposite to the welding direction at the welding point. O1) is determined as the welding start point for repair welding. This welding start point (point O1) exceeds the original welding section (point A to point B).
  • the processor 31 determines the position rounded to the point A, which is the end point on the operation locus of the welding robot in the main welding, that is, the point O'as the welding start point. Since the end point A (point O') is a point on the operation locus of the welding robot in the main welding, it is guaranteed that the welding robot does not collide with an obstacle, and repair welding cannot be started from this end point. It is possible.
  • the third determination mode is the same as in the above example for the welding end point. That is, when following the second determination mode, the processor 31 shifts (offsets) the second position (point P1) from the welding defect end point P in the welding direction (rear direction) at the welding point. , Determined as the welding end point for repair welding. This welding end point (point P1) exceeds the original welding section (point A to point B).
  • the processor 31 determines the position rounded to the point B, which is the end point on the operation locus of the welding robot in the main welding, that is, the point P'as the welding end point. Since the end point B (point P') is a point on the operation locus of the welding robot in the main welding, it is guaranteed that the welding robot does not collide with an obstacle, and repair is performed so that the welding ends at this end point. It is possible to perform welding.
  • the advantage of determining the welding start point or welding end point according to the third determination mode is that there are obstacles (see FIG. 9B) in the vicinity of the defective portion and areas that the welding robot cannot access by design. Even in this case, it is possible to appropriately determine the welding start point or welding end point for repair welding.
  • the processor 31 changes the shape of the figure drawn by the welding line in the main welding from the position indicated by the defect start point information or the defect end point information (welding defect start point O or welding defect end point P).
  • the position (point O'or point P') that is offset along the line and is rounded to the end point (point A or point B) on the operation trajectory of the welding robot in the main welding is the repair welding start point or repair welding. It was decided as the end point.
  • a point (temporarily referred to as a point X) between the line segments connecting the point O1 and the end point A, which is the first position described above, is determined as the repair welding start point, and is described above.
  • points X and Y are positioned so as not to overlap with obstacles.
  • the processor 31 may selectively use the above-mentioned first to third determination modes to determine the welding start point or welding end point for repair welding. Further, the determination mode used for determining the welding start point for repair welding and the determination mode used for determining the welding end point for repair welding may be different determination modes. For example, when it is detected by a camera (not shown) provided in the repair welding system 1000 (1000a) that there is an obstacle near the welding defect start point in the work Wk where the main welding is performed, the processor 31 is the first. The determination mode of 3 may be selected to determine the welding start point for repair welding. On the other hand, when there is no obstacle near the welding failure end point in the work Wk where the main welding is performed, the processor 31 selects the first or second determination mode and sets the welding end point for repair welding. You may decide.
  • the user may select which of the first to third determination modes the processor 31 uses.
  • the user may specify the determination mode via the interface UI1 connected to the host device 1 shown in FIG.
  • a set value indicating which determination mode the processor 31 uses may be stored in the memory 12 of the host device 1 or the external storage ST.
  • the control information including the set value indicating the determination mode specified by the user or the control information including the set value read from the memory 12 or the like is transmitted from the host device 1 to the inspection device 3.
  • the processor 31 of the inspection device 3 can select which determination mode to use based on this set value.
  • the set value may be stored in advance in the memory 32 of the inspection device 3, and the processor 31 may read the set value from the memory 32.
  • repair welding is performed under the control of the robot control device 2. This repair welding is performed according to the repair line determined by the processor 31.
  • the above-mentioned alert may be performed using the information indicating the welding start position and the welding end position on the repair line.
  • information indicating the welding start position and the welding end position is displayed on the monitor MN1 connected to the host device 1. Based on this display information, the welding operator can also manually perform repair welding on the work Wk.
  • repair line determination process and the alert process performed by the processor 31 above may be performed by the processor 21 or the like of the robot control device 2.
  • the processor acquires the defect start point information indicating the start point of the defective portion in the main welding and the defect end point information indicating the end point of the defective portion, and from the position indicated by the defect start point information, the welding direction.
  • the first position deviated by the first predetermined distance in the opposite direction to the above is determined as the repair welding start point, and deviates from the position indicated by the defect end point information by the second predetermined distance in the welding direction.
  • the second position is determined as the repair welding end point.
  • the processor determines the welding start position in the main welding as the welding start point for repair welding. .. Thereby, when the start position of the repair welding exceeds the welding start position in the main welding, the range of the repair welding can be appropriately determined.
  • the processor determines the welding end position in the main welding as the welding start point for repair welding. Thereby, when the end position of the repair welding exceeds the welding end position in the main welding, the range of the repair welding can be appropriately determined.
  • the processor causes at least the first defective portion.
  • the first defective start point information indicating the start point of the first defect and the second defective end point information indicating the end point of the second defective portion are acquired, and welding at the welded portion is performed from the position indicated by the first defective start point information.
  • the position deviated by the first predetermined distance in the direction opposite to the direction is determined as the repair welding start point, and the second predetermined distance in the welding direction at the welding point from the position indicated by the second defect end point information.
  • the position shifted by the amount is determined as the repair welding end point.
  • the processor acquires the defective start point information indicating the start point of the defective portion in the main welding and the defective end point information indicating the end point of the defective portion, and the position indicated by the defective start point information or the defective end point information. From the first determination mode in which the position deviated along the operation locus of the welding robot in the main welding is determined as the repair welding start point or the repair welding end point, and the position indicated by the defect start point information or the defect end point information.
  • the repair welding start point or the repair welding end point is determined as the repair welding start point or the repair welding end point, and the defect start point information or the defect end point information
  • the repair welding start point and the repair welding end point are determined according to at least one determination mode of the third determination mode for determining the point. As a result, when the welding start point or welding end point for repair welding exceeds the original welding section, it is possible to flexibly select where to determine the welding start point or welding end point.
  • the present disclosure is useful as a repair welding control device and a repair welding control method for performing repair welding that improves and stabilizes welding quality.

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Abstract

プロセッサ(31)を備えたリペア溶接制御装置(3)において、前記プロセッサ(31)は、ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報を取得し、前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点とリペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点とを決定する。

Description

リペア溶接制御装置およびリペア溶接制御方法
 本開示は、リペア溶接制御装置およびリペア溶接制御方法に関する。
 特許文献1には、撮像光学系を用いて被検査物の形状を検査する形状検査装置であって、被検査物にスリット光を投射する投射手段と、前記スリット光の走査により被検査物上に順次形成される形状線を撮像する撮像手段と、前記順次形成された各形状線の撮像データに基いて、被検査物の三次元形状を点群データとして取得する点群データ取得手段と、前記点群データに基いて表示された被検査物に、入力に応じて切断線を設定する切断線設定手段と、前記切断線に対応した前記点群データにより、前記切断線における被検査物の断面形状を算出する断面形状算出手段とを備えることが開示されている。
日本国特開2012-037487号公報
 本開示は、より適切な補修線を決定できるリペア溶接制御装置およびリペア溶接制御方法を提供する。
 本開示は、プロセッサを備えたリペア溶接制御装置であって、前記プロセッサは、ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報を取得し、前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点とリペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点とを決定する、リペア溶接制御装置を提供する。
 また、本開示は、プロセッサを備えた装置による、リペア溶接制御方法であって、前記プロセッサは、ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報を取得し、前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点とリペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点とを決定する、リペア溶接制御方法を提供する。
 本開示によれば、より適切な補修線を決定することができる。
本開示に係るリペア溶接システム1000のユースケース例を示す概略図 実施の形態1に係るロボットMCの制御に関するリペア溶接システム1000aの内部構成例を示す図 実施の形態1に係るリペア溶接システム1000aによる補修線決定の動作手順例を示すフローチャート 図3に示した補修線決定処理を示す概念図 図3に示した補修線決定処理を示す概念図 複数の溶接線のパターンを示す概念図 第1の決定モードを示す概念図 第1の決定モードのユースケースを示す概念図 第2の決定モードを示す概念図 第2の決定モードのユースケースを示す概念図 第3の決定モードを示す概念図 第3の決定モードのユースケースを示す概念図
(本開示に至る経緯)
 特許文献1の技術は、外観検査装置により、本溶接を行った後の溶接箇所の形状良否判定を行うことが可能である。しかし、形状が良好で無かった場合に、再溶接(リペア溶接)によって修復を行い得るか否かを判定する可否判定や、修復の為の再溶接(リペア溶接)は、人間である溶接作業者が行っているのが現状である。
 さらに、溶接の不良箇所が判断できた場合のリペア溶接について、ワークのどこからどこまでをリペア溶接するのが適切であるのかの判断も、人間である溶接作業者が自ら行っていた。そのため、作業者の技能レベル差や誤判断により品質が安定しないという潜在的な課題があった。
 そこで、本開示においては、本溶接が行われたワークの形状不良箇所について、リペア溶接の適切な開始位置および終了位置を装置が自動で決定し、リペア溶接を行う。これにより、溶接品質を向上・安定化させるリペア溶接を行うことができる。
 以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るリペア溶接システムおよびリペア溶接方法の構成および動作を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
 図1は、本開示に係るリペア溶接システム1000のユースケース例を示す概略図である。本開示に係るリペア溶接システム1000は、ユーザにより入力された情報あるいは予め設定された溶接に関する情報に基づいて、ワークWkに対して本溶接された溶接箇所の検査と、溶接箇所のうち不良と判定された不良箇所の修復溶接(リペア溶接)とを自動で行うシステムである。なお、当該システムは、前述の検査とリペア溶接に加えて、本溶接を行ってもよい。また、リペア溶接システム1000は、既にリペア溶接が行われたワークWkの不良箇所に対して、更なるリペア溶接を行うことも可能である。そのため、本願における「本溶接」には、次のリペア溶接を行う前に行われたリペア溶接も含まれることがある。
 リペア溶接システム1000は、大きく分けると、溶接や溶接結果の検査に用いるロボット(RB0)と、ロボットやロボットが備える検査機能を制御するコントローラと、コントローラに対する上位装置との3つを備えていてよい。
 より具体的に列挙すると、リペア溶接システム1000は、本溶接を行う本溶接ロボットMC1と、本溶接後の溶接箇所の外観検査を行う検査ロボットMC2と、本溶接後の溶接箇所に不良箇所が含まれていた場合のリペア溶接を行うリペア溶接ロボットMC3とを備えていてよい。また、溶接システムは、上述の各種のロボットやロボットが備える検査機能を制御するためのコントローラとして、ロボット制御装置2aと、検査装置3と、ロボット制御装置2bを備えていてよい。また、リペア溶接システム1000は、上述のコントローラに対する上位装置1を備えていてよい。上位装置1は、モニタMN1と、インターフェースUI1と、外部ストレージSTとに接続されていてよい。
 なお、図示は省略したが、上位装置1、あるいはコントローラに含まれる各種の制御装置は、外部ネットワークとの通信を行う通信インターフェース(有線、あるいは無線)を備えていてよい。これらの装置は、外部ネットワークに接続されている場合、外部ネットワーク上に存在する他の機器(典型的にはサーバやPC、種々のセンサ装置等)と通信を行うことができる。
 図1において、本溶接ロボットMC1は、リペア溶接ロボットMC3と別のロボットとして示されている。しかし、別のシステムを用いて本溶接を行うか、あるいは手作業で本溶接を行った上で、リペア溶接システム1000が検査とリペア溶接とを実行するような場合には、本溶接ロボットMC1は省略されてもよい。
 さらに、本溶接ロボットMC1は、リペア溶接ロボットMC3あるいは検査ロボットMC2のそれぞれと一体であってもよい。例えば、リペア溶接ロボットMC3は、ワークWkを溶接する本溶接と、本溶接によって溶接された溶接箇所のうち不良箇所を修復するリペア溶接とを、同一のロボットで実行してもよい。また、例えば、検査ロボットMC2は、ワークWkを溶接する本溶接と、本溶接によって溶接された溶接箇所のうち不良箇所があるか否かの検査とを、同一のロボットで実行してもよい。
 なお、検査ロボットMC2とリペア溶接ロボットMC3とが1つのロボットに統合されてよく、本溶接ロボットMC1と、検査ロボットMC2と、リペア溶接ロボットMC3とが1つのロボットに統合されてもよい。
 図1に示すリペア溶接システム1000は、本溶接ロボットMC1、検査ロボットMC2およびリペア溶接ロボットMC3のそれぞれの台数は、図1に示す数に限定されない。例えば、本溶接ロボットMC1、検査ロボットMC2およびリペア溶接ロボットMC3のそれぞれの台数は、複数台であってもよく、また同じ台数でなくてよい。例えば、リペア溶接システム1000は、本溶接ロボットMC1を1台、検査ロボットMC2を3台、リペア溶接ロボットMC3を2台含んで構成されてよい。これにより、リペア溶接システム1000は、各ロボットの処理範囲あるいは処理速度などに必要に応じて適応的に構成可能である。
 上位装置1は、モニタMN1と、インターフェースUI1と、外部ストレージSTと、ロボット制御装置2aと、ロボット制御装置2bとの間で通信可能に接続される。また、図1示す上位装置1は、ロボット制御装置2bを介して検査装置3と接続されるが、ロボット制御装置2bを介さず、検査装置3と直接通信可能に接続されてもよい。
 上位装置1は、モニタMN1およびインターフェースUI1を含んで一体に構成される端末装置APであってもよく、さらに外部ストレージSTを含んで一体に構成されてもよい。この場合、端末装置APは、例えば溶接を実行するにあたってユーザ(作業者)によって使用されるPC(Personal Computer)である。端末装置APは、上述したPCに限らず、例えばスマートフォン、タブレット端末、PDA(Personal Digital Assistat)などの通信機能を有するコンピュータであってよい。
 上位装置1は、ユーザ(作業者)による入力操作あるいはユーザ(作業者)によって予め設定された情報に基づいて、ワークWkに対する本溶接、溶接箇所の検査および不良箇所のリペア溶接を実行するための制御信号のそれぞれを生成する。上位装置1は、生成されたワークWkに対する本溶接を実行するための制御信号および不良箇所のリペア溶接を実行するための制御信号をロボット制御装置2aに送信する。また、上位装置1は、本溶接によって溶接された溶接箇所の検査を実行するための制御信号をロボット制御装置2bに送信する。
 上位装置1は、ロボット制御装置2bを介して検査装置3から受信された溶接箇所の検査結果を収集してよい。上位装置1は、受信された検査結果を外部ストレージSTおよびモニタMN1に送信する。なお、図1に示す検査装置3は、ロボット制御装置2bを介して上位装置1と接続されるが、直接的に通信可能に接続されてもよい。
 モニタMN1は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)または有機EL(Electroluminescence)などのディスプレイを用いて構成されてよい。モニタMN1は、検査装置3から受信された溶接箇所の検査結果およびアラートを表示する。また、モニタMN1は、例えばスピーカ(不図示)を用いて構成されてよく、アラートを受信した際に音声によるアラートの通知を行ってもよい。すなわち、通知を行うための形態は、視覚情報による通知には限られない。
 インターフェースUI1は、ユーザ(作業者)の入力操作を検出するユーザインターフェース(UI:User Interface)であり、マウス、キーボードまたはタッチパネルなどを用いて構成される。インターフェースUI1は、ユーザの入力操作に基づく入力操作を上位装置1に送信する。インターフェースUI1は、例えば溶接線の入力、溶接線に応じた検査基準の設定、リペア溶接システム1000の動作開始あるいは動作終了の操作などを受け付ける。
 外部ストレージSTは、例えばハードディスク(HDD:Hard Disk Drive)またはソリッドステートドライブ(SSD:Solid State Drive)を用いて構成される。外部ストレージSTは、上位装置1から受信された溶接箇所の検査結果を記憶してよい。
 ロボット制御装置2aは、上位装置1、本溶接ロボットMC1およびリペア溶接ロボットMC3との間で通信可能に接続される。ロボット制御装置2aは、上位装置1から受信された本溶接に関する制御情報を受信し、受信された制御情報に基づいて本溶接ロボットMC1を制御し、ワークWkに対する本溶接を実行させる。
 ロボット制御装置2aは、上位装置1から受信されたリペア溶接に関する制御情報を受信する。ロボット制御装置2aは、受信された制御情報に基づいてリペア溶接ロボットMC3を制御し、溶接箇所のうち検査装置3によって不良と判定された不良箇所に対して、リペア溶接を実行させる。
 図1に示すロボット制御装置2aは、本溶接ロボットMC1およびリペア溶接ロボットMC3のそれぞれを制御する。しかし、実施の形態1に係るリペア溶接システム1000は、例えば本溶接ロボットMC1およびリペア溶接ロボットMC3のそれぞれを異なる制御装置を用いて制御してもよい。さらに、実施の形態1に係るリペア溶接システム1000は、1つの制御装置で本溶接ロボットMC1と、検査ロボットMC2と、リペア溶接ロボットMC3と、を制御してもよい。
 ロボット制御装置2bは、上位装置1、検査装置3および検査ロボットMC2との間で通信可能に接続される。ロボット制御装置2bは、上位装置1から受信された溶接箇所に関する情報(例えば、溶接箇所の位置情報など)を受信する。なお、溶接箇所は、ワークWkに対する溶接箇所(つまり、本溶接により溶接された箇所)とリペア溶接によって修復溶接された溶接箇所とを含む。ロボット制御装置2bは、受信された溶接箇所に関する情報に基づいて検査ロボットMC2を制御し、溶接箇所の溶接ビードの形状を検出させる。また、ロボット制御装置2bは、受信された溶接箇所に関する情報を溶接箇所の形状を検査する検査装置3に送信する。ロボット制御装置2bは、検査装置3から受信された検査結果を上位装置1に送信する。
 検査装置3は、ロボット制御装置2bおよび検査ロボットMC2との間で通信可能に接続される。検査装置3は、ロボット制御装置2bから受信された溶接箇所に関する情報と、形状検出部500によって生成された溶接箇所の溶接ビードの形状データとに基づいて、溶接箇所に対する溶接不良の有無を検査(判定)する。検査装置3は、この検査(判定)によって得られた溶接箇所のうち不良であると判定された不良箇所に関する情報(例えば、不良箇所の範囲、不良箇所の位置情報、不良要因などを含み得る)を検査結果としてロボット制御装置2bに送信する。また、検査装置3は、不良箇所がリペア溶接可能であると判定された場合に、修復の種別や、リペア溶接を行うためのパラメータ等の情報も、検査結果としてロボット制御装置2bに送信してよい。検査装置3は、直接上位装置1と通信可能に接続されてもよい。この場合、検査装置3は、ロボット制御装置2bを介さず、上述の情報を上位装置1に送信可能でもよい。
 図1においてはロボット制御装置2bと検査装置3を別体として説明しているが、ロボット制御装置2bと検査装置3とを単一の装置へと統合してもよい。
 本溶接ロボットMC1は、ロボット制御装置2aとの間で通信可能に接続され、溶接処理されていないワークに溶接(本溶接)を実行するロボットである。本溶接ロボットMC1は、ロボット制御装置2aから受信された制御信号に基づいて、ワークWkに対して本溶接を実行する。
 検査ロボットMC2は、ロボット制御装置2bおよび検査装置3との間で通信可能に接続される。検査ロボットMC2は、ロボット制御装置2bから受信された制御信号に基づいて、溶接箇所の溶接ビードの形状データを取得する。
 リペア溶接ロボットMC3は、ロボット制御装置2aとの間で通信可能に接続される。リペア溶接ロボットMC3は、ロボット制御装置2aから受信された溶接箇所の検査結果(つまり、不良箇所に関する情報)に基づいて、不良箇所に対してリペア溶接を実行する。
<実施の形態1>
 図2は、実施の形態1に係るロボットMCの制御に関するリペア溶接システム1000aの内部構成例を示す図である。なお、図2に示すロボットMCは、図1に示した本溶接ロボットMC1、検査ロボットMC2、およびリペア溶接ロボットMC3が一体となったロボットである。また、説明をわかりやすくするためにモニタMN1、インターフェースUI1、外部ストレージSTに関する構成を省略する。
(ロボットMCの構成例)
 ロボットMCは、ロボット制御装置2から受信された制御信号に基づいて、ワークWkに対して本溶接を行う。ロボットMCは、本溶接が行われた後のワークWkにおける溶接箇所の検査を実行する。また、ロボットMCは、ロボット制御装置2から受信された制御信号に基づいて、ワークWkの前記溶接箇所における、溶接不良箇所について、リペア溶接を行う。
 本例においては、ロボットMCはアーク溶接を行うロボットである。しかし、ロボットMCは、アーク溶接以外の、例えばレーザ溶接等を行うロボットであってもよい。この場合、図示は省略するが、溶接トーチ400に代わって、レーザヘッドを、光ファイバを介してレーザ発振器に接続してもよい。
 本実施の形態においてはアーク溶接を行うロボットMCは、マニピュレータ200と、ワイヤ送給装置300と、溶接ワイヤ301と、溶接トーチ400と、形状検出部500と、を含んで構成される。
 マニピュレータ200は多関節のアームを備え、ロボット制御装置2のロボット制御部26から受信された制御信号に基づいて、このアームが可動する。その結果、溶接トーチ400と形状検出部500の位置を制御することができる。なお、ワークWkに対する溶接トーチ400の角度も、上記アームの可動によって変更することができる。
 ワイヤ送給装置300は、ロボット制御装置2から受信された制御信号に基づいて、溶接ワイヤ301の送給速度を制御する。なお、ワイヤ送給装置300は、溶接ワイヤ301の残量を検出可能なセンサを備えていてもよい。
 溶接ワイヤ301は溶接トーチ400に保持されており、また、溶接トーチ400に溶接電源装置4から電力が供給されることで、溶接ワイヤ301の先端とワークWkとの間にアークが発生し、アーク溶接が行われる。なお、溶接トーチ400にシールドガスを供給するための構成等は、説明の便宜上、これらの図示及び説明を省略する。
 ロボットMCが備える形状検出部500は、ロボット制御装置2から受信された制御信号に基づいて、溶接箇所の溶接ビードの形状を検出し、検出結果に基づいて溶接ビードごとの形状データを取得する。ロボットMCは、取得された溶接ビードごとの形状データを検査装置3に送信する。
 形状検出部500は、例えば3次元形状計測センサである。形状検出部500は、ロボット制御装置2から受信された溶接箇所の位置情報に基づいて、ワークWk上の溶接箇所を走査可能に構成されたレーザ光源(不図示)と、溶接箇所の周辺を含む撮像領域を撮像可能に配置され、溶接箇所に照射されたレーザ光のうち反射されたレーザ光の反射軌跡(つまり、溶接箇所の形状線)を撮像するカメラ(不図示)とによって構成される。形状検出部500は、カメラによって撮像されたレーザ光に基づく溶接箇所の形状データ(画像データ)を検査装置3に送信する。
 なお、上述したカメラ(不図示)は、少なくともレンズ(不図示)とイメージセンサ(不図示)とを有して構成される。イメージセンサは、例えばCCD(Charged-Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)の固体撮像素子であり、撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。
(上位装置)
 次に、上位装置1について説明する。上位装置1は、ユーザ(作業者)による入力操作あるいはユーザ(作業者)によって予め設定された情報に基づいて、リペア溶接を実行するための制御信号を生成し、生成された制御信号をロボット制御装置2に送信する。上位装置1は、通信部10と、プロセッサ11と、メモリ12と、を含んで構成される。
 通信部10は、ロボット制御装置2との間で通信可能に接続される。通信部10は、リペア溶接を実行させるための制御信号をロボット制御装置2に送信する。なお、ここでいうリペア溶接を実行させるための制御信号は、マニピュレータ200、ワイヤ送給装置300および溶接電源装置4のそれぞれを制御するための制御信号を含んでよい。
 プロセッサ11は、例えばCPU(Central Processing unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて構成されて、メモリ12と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ11は、メモリ12に保持されたプログラムおよびデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、セル制御部13の機能を実現する。
 セル制御部13は、インターフェースUI1を用いたユーザ(作業者)による入力操作と、ユーザ(作業者)によって予め設定され、外部ストレージSTに記憶された情報とに基づいて、リペア溶接を実行するための制御信号を生成する。セル制御部13によって生成された制御信号は、通信部10を介してロボット制御装置2に送信される。
 メモリ12は、例えばプロセッサ11の各処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのRAM(Random Access Memory)と、プロセッサ11の動作を規定したプログラムおよびデータを格納するROM(Read Only Memory)とを有する。RAMには、プロセッサ11により生成あるいは取得されたデータもしくは情報が一時的に保存される。ROMには、プロセッサ11の動作を規定するプログラムが書き込まれている。
 また、メモリ12は、ワークWkに関する情報種別、ワークWkごとに予め付与されたワークS/N(Serial Number)、ユーザによって設定された溶接箇所(溶接線)ごとに付与された溶接線IDなどを記憶する。
(ロボット制御装置2)
 次に、ロボット制御装置2について説明する。ロボット制御装置2は、上位装置1から受信された制御信号に基づいてマニピュレータ200、ワイヤ送給装置300、および溶接電源装置4のそれぞれを制御する。ロボット制御装置2は、通信部20と、プロセッサ21と、メモリ22とを含んで構成される。プロセッサ21は、プログラム編集部23aと、プログラム呼出部23bと、プログラム記憶部23cと、演算部24と、検査装置制御部25と、ロボット制御部26と、溶接電源制御部27と、を含んで構成される。
 通信部20は、上位装置1との間で通信可能に接続される。通信部20は、上位装置1から、本溶接や、リペア溶接や、検査装置3による外観検査を実行させるための制御信号を受信する。
 プロセッサ21は、例えばCPUまたはFPGAを用いて構成されて、メモリ22と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ21はメモリ22に保持されたプログラムおよびデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。各部は、プログラム編集部23a、プログラム呼出部23b、プログラム記憶部23c、演算部24、検査装置制御部25、ロボット制御部26および溶接電源制御部27である。各部の機能は、例えば、予め記憶されたリペア溶接を実行するためのリペア溶接プログラムを編集して呼び出す機能、呼び出されたリペア溶接プログラムに基づいて、マニピュレータ200、ワイヤ送給装置300および溶接電源装置4のそれぞれを制御するための制御信号を生成する機能などである。
 メモリ22は、例えばプロセッサ21の各処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのRAMと、プロセッサ21の動作を規定したプログラムおよびデータを格納するROMとを有する。RAMには、プロセッサ21により生成あるいは取得されたデータもしくは情報が一時的に保存される。ROMには、プロセッサ21の動作を規定するプログラムが書き込まれている。
 プログラム編集部23aは、通信部20を介して検査装置3から受信された不良箇所に関する情報(例えば、検査装置3による判定結果)に基づいて、リペア溶接を実行するためのプログラム(制御信号)を編集する。プログラム編集部23aは、プログラム記憶部23cに予め記憶されているリペア溶接を実行するためのリペア溶接基本プログラムを参照し、受信された不良箇所の位置および不良要因、リペア溶接の為のパラメータ(修復パラメータ)等に応じてリペア溶接プログラムを編集する。編集後のリペア溶接プログラムは、プログラム記憶部23cに記憶してよく、また、メモリ22内のRAM等に記憶してもよい。
 なお、ここでいうリペア溶接プログラムには、リペア溶接を実行するにあたって、溶接電源装置4、マニピュレータ200、ワイヤ送給装置300、溶接トーチ400、形状検出部500、などを制御するための、電流、電圧、オフセット量、速度、姿勢、方法等のパラメータが含まれていてよい。
 プログラム呼出部23bは、メモリ22に含まれるROMや、プログラム記憶部23c等に記憶されている各種プログラムを呼び出す。なお、プログラム呼出部23bは、ロボットMC側にあるプログラムを呼び出してもよい。また、プログラム呼出部23bは、複数のプログラムから、検査装置3による検査結果(判定結果)に応じて、適切なプログラムを選択して呼び出すことができる。すなわち、プログラム呼出部23bは、検査装置3による検査結果(判定結果)に応じてプログラムを変更することができる。
 プログラム記憶部23cは、ロボット制御装置2が使用する各種プログラムを記憶する。例えば、上述のリペア溶接基本プログラムや、プログラム編集部23aによって編集済のリペア溶接プログラム等がプログラム記憶部23cに記憶されてよい。
 演算部24は、各種の演算を行う機能ブロックである。例えば、リペア溶接プログラムに基づいて、ロボット制御部26によって制御されるマニピュレータ200およびワイヤ送給装置300を制御するための演算等を行う。その他、演算部24は、不良箇所の位置に基づいて、不良箇所に対するリペア溶接に必要なオフセット量を演算してもよい。
 検査装置制御部25は、検査装置3を制御するための制御信号を生成する。この制御信号は通信部20を介して検査装置3へと送信される。反対に、検査装置制御部25は、検査装置3から各種情報を通信部20経由で受信し、当該情報に基づき、例えばリペア溶接プログラムの編集を行う(プログラム編集部23a)、通知を上位装置1に送信する、等の各種処理を行う。
 ロボット制御部26は、プログラム呼出部23bによって呼び出された、あるいはプログラム記憶部23cに記憶されたリペア溶接プログラムや、演算部24からの演算結果に基づいて、マニピュレータ200およびワイヤ送給装置300のそれぞれを駆動させる。溶接電源制御部27は、プログラム呼出部23bによって呼び出された、あるいはプログラム記憶部23cに記憶されたリペア溶接プログラムや、演算部24からの演算結果に基づいて、溶接電源装置4を駆動させる。
 なお、検査ロボットMC2とリペア溶接ロボットMC3を別体にする構成の場合、前記の不良箇所に関する情報は、検査ロボットMC2と接続された検査装置3から、上位装置1を経由して、リペア溶接ロボットMC3と接続されたロボット制御装置2へと送信されてよい。リペア溶接ロボットMC3と接続されたロボット制御装置2のプログラム編集部23aは、通信部20を介して上位装置1から受信された不良箇所に関する情報(例えば、後述の検査装置3による判定結果)に基づいて、リペア溶接を実行するためのプログラム(制御信号)を編集してよい。
 また、上記の構成例においては、プログラム編集部23aやプログラム呼出部23bがロボット制御装置2側にある形態を説明した。しかし、プログラム編集部やプログラム呼出部が、検査装置3側に設けられてもよい。この場合、上述のプログラムの呼出しや、リペア溶接プログラムの編集を検査装置3が行ってよい。プログラムの呼出し元は、検査装置3内に限られず、ロボット制御装置2、あるいはロボット制御装置2に接続されたロボットMC等からプログラムを呼び出してもよい。呼び出されたプログラムは、プログラム編集部で編集される。編集後のプログラムが、リペア溶接プログラムとして検査装置3からロボット制御装置2へと送信され、ロボット制御装置2はこのリペア溶接プログラムを用いて、リペア溶接を行うことができる。
(検査装置3)
 次に、検査装置3について説明する。検査装置3は、形状検出部500によって取得された溶接箇所ごとの溶接ビードの形状データに基づいて、ワークWkの溶接箇所を検査(判定)する。
 検査装置3は、通信部30と、プロセッサ31と、メモリ32と、形状検出制御部34と、データ処理部35と、判定閾値記憶部36と、判定部37と、を含んで構成される。
 通信部30は、ロボット制御装置2との間で通信可能に接続される。なお、通信部30は、上位装置1との間を直接、通信可能に接続されてもよい。通信部30は、上位装置1またはロボット制御装置2から、溶接箇所に関する情報を受信する。溶接箇所に関する情報には、例えば、ワーク種別、ワークS/N、溶接線ID等が含まれていてよい。
 検査装置3は、溶接箇所の検査結果を、通信部30を介して、上位装置1またはロボット制御装置2に送信する。
 プロセッサ31は、例えばCPUまたはFPGAを用いて構成されて、メモリ32と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ31はメモリ32に保持されたプログラムおよびデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。各部は、形状検出制御部34、データ処理部35、判定閾値記憶部36および判定部37を含む。各部の機能は、例えば、ロボット制御装置2から受信された溶接箇所に応じた検査に関する制御信号に基づいて形状検出部500を制御する機能、形状検出部500から受信された溶接ビードの形状データに基づいて、画像データを生成する機能、および生成された画像データに基づいて、溶接箇所に対する検査を実行する機能などである。
 なお、後述の機械学習を行う場合、プロセッサ31は、例えば、計算用のGPUを複数備える構成としてよい。この場合、プロセッサ31は、GPUを上述のCPU等と併用してもよい。
 メモリ32は、例えばプロセッサ31の各処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのRAMと、プロセッサ31の動作を規定したプログラムおよびデータを格納するROMとを有する。RAMには、プロセッサ31により生成あるいは取得されたデータもしくは情報が一時的に保存される。ROMには、プロセッサ31の動作を規定するプログラムが書き込まれている。また、メモリ32には、例えばハードディスク(HDD:Hard Disk Drive)やソリッドステートドライブ(SSD:Solid State Drive)等が含まれていてよい。
 形状検出制御部34は、形状検出部500から受信された溶接箇所における溶接ビードの形状データと、ロボット制御装置2から受信された溶接箇所に応じた検査に関する制御信号とに基づいて、形状検出部500を制御させる。形状検出制御部34は、形状検出部500が溶接箇所を撮像可能(形状検出可能)な位置に位置すると、レーザ光線を照射させて溶接箇所における溶接ビードの形状データを取得させる。形状検出制御部34は、形状検出部500によって取得された形状データを受信すると、この形状データをデータ処理部35に出力する。
 データ処理部35は、形状検出制御部34から入力された溶接箇所における溶接ビードの形状データを画像データに変換する。形状データは、例えば、溶接ビードの表面に照射されたレーザ光線の反射軌跡からなる形状線の点群データである。データ処理部35は、入力された形状データに対して統計処理を実行し、溶接箇所における溶接ビードの形状に関する画像データを生成する。なお、データ処理部35は、溶接ビードの位置および形状を強調するために、溶接ビードの周縁部分を強調したエッジ強調補正を行ってもよい。
 判定閾値記憶部36は、溶接箇所に応じて後述の判定を実行するために、溶接箇所に応じて設定された各閾値を記憶する。各閾値は、例えば溶接箇所の位置ずれに関する許容範囲(閾値)、溶接ビードの高さに関する閾値、溶接ビードの幅に関する閾値などである。判定閾値記憶部36は、リペア溶接後の各閾値として、顧客から要求される品質を満たす程度の許容範囲(例えば、溶接ビードの高さに関する最小許容値、最大許容値など)を記憶する。
 判定閾値記憶部36は、溶接箇所ごとに検査回数の上限値を記憶してよい。これにより、検査装置3は、リペア溶接によって不良箇所を修復する際に所定の検査回数を上回るものに関して、リペア溶接による不良箇所の修復が困難あるいは不可能と判定して、リペア溶接システム1000aの稼働率の低下を抑制することができる。
 判定部37は、判定閾値記憶部36に記憶された閾値を参照する等して、溶接箇所における溶接ビードの形状データに基づいて、溶接箇所についての判定を行う。この判定についての詳細は、図3以降を参照しつつ後述する。
 判定部37は、不良箇所の位置(例えば、不良箇所の開始位置と終了位置や、溶接ビードに生じた穴あきの位置や、アンダーカットの位置等)を計測し、不良内容を分析して不良要因を推定する。判定部37は、計測された不良箇所の位置および推定された不良要因を溶接箇所に対する検査結果(判定結果)として生成し、生成された検査結果を、ロボット制御装置2を介して、上位装置1に送信する。
 なお、判定部37は、不良箇所がないと判定した場合には、不良箇所がないことを通知するアラートを生成し、生成されたアラートを、ロボット制御装置2を介して、上位装置1に送信する。上位装置1に送信されたアラートは、モニタMN1に送信されて表示される。
 また、データ処理部35は、溶接箇所ごとに検査回数をカウントし、検査回数が判定閾値記憶部36に記憶された回数を超えても溶接検査結果が良好にならない場合、リペア溶接による不良箇所の修復が困難あるいは不可能と判定する。この場合、判定部37は、不良箇所の位置および不良要因を含むアラートを生成し、生成されたアラートを、ロボット制御装置2を介して、上位装置1に送信する。上位装置1に送信されたアラートは、モニタMN1に送信されて表示される。
 なお、検査装置3は、上記以外の内容のアラートを生成してもよい。このアラートもまた、ロボット制御装置2を介して、上位装置1に送信される。上位装置1に送信されたアラートは、モニタMN1に送信されて表示される。
(補修決定処理)
 図3は、実施の形態1に係るリペア溶接システム1000aによる補修線決定の動作手順例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図2に示したシステム構成に基づいている。なお、リペア溶接制御装置は検査装置3であり、補修線決定処理の処理主体は、検査装置3のプロセッサ31であるという前提で説明する。しかし、リペア溶接制御装置はロボット制御装置2であり、補修線決定処理の処理主体は、ロボット制御装置2のプロセッサ21であってもよい。なお、リペア溶接制御装置はこれら以外の装置であっても、後述の補修線決定処理を行い得ることがある。
 図3に示したフローチャートは、本溶接が既に行われ、検査装置3による外観検査によって溶接の不良箇所が判明したワークWkについて、補修線を決定する例を示している。
 データ処理部35は、ワークWkの溶接箇所における、本溶接の不良箇所を示す情報を取得する(ステップSt1)。本溶接の不良箇所を示す情報は、不良箇所の範囲を示す情報を含んでいてよい。本溶接の不良箇所を示す情報には、ワークWkの本溶接における不良箇所の開始点を示す開始点情報と、当該不良箇所の終了点を示す終了点情報とが含まれていてよい。また、検査装置3のデータ処理部35は、ワークの本溶接における溶接箇所を示す情報を取得してよい。この溶接箇所を示す情報は、上位装置1またはロボット制御装置2から取得してよい。
 次に、データ処理部35は補修線を決定する(ステップSt2)。この補修線の決定について、図4以降を参照しつつ詳述する。
 図4は、図3に示した補修線決定処理を示す概念図である。溶接線における溶接方向を、図中の左から右とする(矢印参照)。なお、理解を容易とするため、溶接方向とは反対方向を「前」と表現し、溶接方向と同じ方向を「後」と表現することがある。
 図4における黒塗りの四角は、空走教示点を示している。すなわち、この空走教示点より前、もしくは後において、ロボットMCは溶接を行わずに空走している。より特定的には、空走教示点aよりも前と、空走教示点bよりも後において、ロボットMCは溶接を行わずに空走している。
 図4における、白塗りの四角は、溶接教示点を示している。溶接教示点は、溶接の開始箇所もしくは終了箇所を示す教示点である。図4の例においては、溶接開始点A、溶接終了点B、溶接開始点E、溶接終了点Fの4つの溶接教示点が存在する。すなわち、図4には、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの溶接線と、溶接開始点Eから溶接終了点Fまでの溶接線の、2つの溶接線が示されている。
(第1例:基本的なケース)
 検査装置3による検査の結果、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの間に、溶接不良箇所C-D(溶接不良開始点Cから、溶接不良終了点Dまで)が発見された場合、プロセッサ31は、リペア溶接を開始すべき溶接開始点をC’と決定する。これを言い換えると、プロセッサ31は、溶接不良開始点Cから、溶接箇所における溶接方向とは反対の方向(前方向)に第1のオフセット距離だけずれた(オフセットさせた)第1の位置(点C’)を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。同様に、プロセッサ31は、リペア溶接を終了すべき溶接終了点をD’と決定する。すなわち、プロセッサ31は、溶接不良終了点Dから、前記溶接箇所における溶接方向と同じ方向に第2のオフセット距離だけずれた(オフセットさせた)第2の位置(点D’)を、前記リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
 ここで、前記第1のオフセット距離と、前記第2のオフセット距離とは、同じ距離であってもよく、異なる距離であってもよい。また、前記第1のオフセット距離と、前記第2のオフセット距離は、設定値として、ユーザ(作業者)によってインターフェースUI1等を介して入力されてよく、メモリ32に設定値として記憶されてもよい。
 上記のように、プロセッサ31は、リペア溶接の溶接開始点および溶接終了点を、不良箇所から所定のオフセット距離だけずらした上で、リペア溶接を行う。つまり、不良箇所の範囲をすべて含みかつ不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点とリペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点とを決定した上で、リペア溶接を行う。これにより、品質の高い適切なリペア溶接を行うことができる。
 また、前記第1のオフセット距離および前記第2のオフセット距離は、オフセット値として増減の調節が可能である。すなわち、オフセット値の調節により、リペア溶接の品質が安定する。
 なお、溶接開始点Aと、溶接不良開始点Cがほぼ同じ位置であった場合、上述のようにして求めた点C’は、溶接開始点Aよりも前の位置にくることがある。この場合、プロセッサ31による、リペア溶接を開始すべき溶接開始点の決定方法は複数ある。例えば以下の通りである。
・点C’の位置が溶接可能な位置である場合、プロセッサ31は、点C’をリペア溶接の為の溶接開始点と決定する。
・点C’の位置が溶接可能な位置ではない場合、前記第1のオフセット距離を減じる。例えば、前記第1のオフセット距離を半分に減じて、点C’との点Cの間の中間地点を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。
・点C’の位置が溶接可能な位置ではない場合、溶接開始点Aを、そのまま、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。
 ここで、オフセット後の溶接開始点の位置(点C’の位置)が溶接可能な位置であるか否かを、形状検出部500によって取得された上述の形状データに基づいて、プロセッサ31が設定してよい。例えばプロセッサ31は、空走教示点aよりも前は溶接可能な位置ではないと設定する。また、溶接可能な位置/溶接不能な位置を、手動で設定してもよい。例えば、ユーザ(作業者)がインターフェースUI1を用いて溶接可能な位置/溶接不能な位置を入力してもよく、これをメモリ32に設定値として記憶しておいてもよい。
 上記と同様に、溶接終了点Bと、溶接不良終了点Dがほぼ同じ位置であった場合、上述のようにして求めた点D’は、溶接終了点Bよりも後の位置にくることがある。この場合も、プロセッサ31による、リペア溶接を終了すべき溶接終了点の決定方法は複数ある。
例えば以下の通りである。
・点D’の位置が溶接可能な位置である場合、プロセッサ31は、点D’をリペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
・点D’の位置が溶接可能な位置ではない場合、前記第2のオフセット距離を減じる。例えば、前記第2のオフセット距離を半分に減じて、点D’との点Dの中間地点を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
・点D’の位置が溶接可能な位置ではない場合、溶接終了点Bを、そのまま、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
 ここで、オフセット後の溶接終了点の位置(点D’の位置)が溶接可能な位置であるか否かを、形状検出部500によって取得された上述の形状データに基づいて、プロセッサ31が設定してよい。例えばプロセッサ31は、空走教示点bよりも後は溶接可能な位置ではないと設定する。また、溶接可能な位置/溶接不能な位置を、手動で設定してもよい。例えば、ユーザ(作業者)がインターフェースUI1を用いて溶接可能な位置/溶接不能な位置を入力してもよく、これをメモリ32に設定値として保持しておいてもよい。
(第2例:溶接不良箇所が溶接教示点をまたぐ場合)
 また、検査装置3による検査の結果、溶接不良箇所G-H(溶接不良開始点Gから、溶接不良終了点Hまで)が発見されたとする。この溶接不良箇所G-Hは、溶接開始点Eをまたいでいる。この時、プロセッサ31は、リペア溶接を開始すべき溶接開始点をG’と決定する。すなわち、溶接不良開始点Gから、溶接箇所における溶接方向とは反対の方向に第1のオフセット距離だけずれた(オフセットさせた)第1の位置にある点G’を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。同様に、プロセッサ31は、リペア溶接を終了すべき溶接終了点をH’と決定する。すなわち、溶接不良終了点Hから、溶接箇所における溶接方向と同じ方向に第2のオフセット距離だけずれた(オフセットさせた)第2の位置にある点H’を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
 図5は、図3に示した補修線決定処理を示す概念図である。溶接線における溶接方向を、図中の左から右とする。また、図中、黒塗りの四角印は、空走教示点を示している。すなわち、この空走教示点より前、もしくは後において、ロボットMCは溶接を行わずに空走している。より特定的には、空走教示点aよりも前と、空走教示点bよりも後において、ロボットMCは溶接を行わずに空走している。
 図中、白塗りの四角印は、溶接教示点を示している。溶接教示点は、溶接の開始箇所もしくは終了箇所を示す教示点である。図5の例においても、溶接開始点A、溶接終了点B、溶接開始点E、溶接終了点Fの4つの溶接教示点が存在する。すなわち、図5には、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの溶接線と、溶接開始点Eから溶接終了点Fまでの溶接線の、2つの溶接線が示されている。
(第3例:不良箇所同士が近い場合)
 検査装置3による検査の結果、溶接不良箇所I-J(溶接不良開始点Iから、溶接不良終了点Jまで)と、溶接不良箇所G-H(溶接不良開始点Gから、溶接不良終了点Hまで)が発見されたとする。2つの不良箇所同士が近いため、溶接不良終了点Jと溶接不良開始点Gとが近接している。
 このとき、溶接不良終了点Jから溶接方向にオフセットさせた点をJ’とし(図示せず)、溶接不良開始点Gから溶接方向とは反対方向に溶接開始点をオフセットさせた点をG’とする(図示せず)。すると、点J’と点G’とが近接するか、この2点の前後が入れ換わる。
 このような場合、プロセッサ31は、溶接不良箇所I-J(溶接不良開始点Iから、溶接不良終了点Jまで)および溶接不良箇所G-H(溶接不良開始点Gから、溶接不良終了点Hまで)について、まとめて1つの補修線を決定してよい。この場合、プロセッサ31は、リペア溶接を開始すべき溶接開始点をI’と決定し、リペア溶接を終了すべき溶接終了点をH’と決定する。これを言い換えると、プロセッサ31は、第1の不良箇所(溶接不良箇所I-J)についてのリペア溶接の為の溶接開始点I’から、第2の不良箇所(溶接不良箇所G-H)についてのリペア溶接の為の溶接終了点H’までをリペア溶接するように、リペア溶接の為の溶接開始点および溶接終了点を決定する。
 なお、プロセッサ31は、溶接不良箇所が3つ以上連続した場合も、上記と同様にしてリペア溶接の為の溶接開始点および溶接終了点を決定してよい。すなわち、プロセッサ31は、溶接方向において一番前側の不良箇所(第1の不良箇所)から、溶接方向において一番後側の不良箇所(第2の不良箇所)までについて、まとめて1つの補修線を決定すればよい。
 図6は、複数の溶接線のパターンを示す概念図である。図4、図5、および図6の上の図に示したように、溶接は直線状に行われてよい。しかし、溶接は直線状以外のパターンでも行われ得る。例えば、図6の下の図に示したように、円弧を描くように溶接が行われることがあり、また、立体的に溶接が行われることもある。これらのような場合であっても、プロセッサ31は上述のように、溶接不良開始点Cから溶接方向とは反対の方向にオフセットさせた位置(点C’)を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定することができる。また、プロセッサ31は上述のように、溶接不良終了点Dから溶接方向と同じ方向にオフセットさせた位置(点D’)を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定することができる。これにより、溶接が直線状に行われない場合であっても、適切な補修線の決定をすることができる。
<実施の形態1の変形例>
 以下、上述の実施の形態1の変形例を示す。実施の形態1においては、リペア溶接の為の溶接開始点が、溶接不良開始点から溶接線に沿って戻ったところ(溶接方向とは反対の方向にオフセットさせた位置)に位置決めされていた。また実施の形態1においては、リペア溶接の為の溶接終了点が、溶接不良終了点から溶接線に沿って進んだところ(溶接方向にオフセットさせた位置)に位置決めされていた。このように、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点を、溶接不良開始点または溶接不良終了点からずらす(オフセットさせる)と、本溶接における不良箇所の発生位置によっては、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点が元の溶接区間を超えてしまう場合がある。例えば、図4を参照して上述したように、溶接開始点の候補である点C’は、溶接開始点Aよりも前の位置にくることがある。また、溶接終了点の候補である点D’は、溶接終了点Bよりも後の位置にくることがある。さらに、上述のように、溶接は直線以外のパターン(曲線、立体的、等)でも行われ得る。すると、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点が元の溶接区間を超えてしまう場合に、当該溶接開始点または溶接終了点をどこに決定するのか、という新たな課題が生じる。この新たな課題に対する解決手段として、実施の形態1の変形例においては、溶接開始点または溶接終了点を決定するための、以下の3つの決定モードが選択的に用いられる。
・第1の決定モード:溶接不良開始点または溶接不良終了点から、本溶接における溶接ロボットの動作軌跡に沿ってずれた(オフセットさせた)位置を、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点と決定する。
・第2の決定モード:溶接不良開始点または溶接不良終了点から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた(オフセットさせた)位置を、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点と決定する。
・第3の決定モード:溶接不良開始点または溶接不良終了点から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた(オフセットさせた)位置であって、本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点まで丸められた位置を、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点と決定する。
 実施の形態1の変形例においては、リペア溶接制御装置が、上記の3つのモードを選択的に用いて、リペア溶接に係る溶接開始点または溶接終了点を決定する。以下、3つの決定モードについて、より詳しく説明する。
(第1の決定モード)
 図7Aは、第1の決定モードを示す概念図であり、図7Bは、第1の決定モードのユースケースを示す概念図である。以下、図7Aおよび図7Bに基づき、第1の決定モードについて詳述する。
 図7Aには、空走教示点a、溶接開始点A、溶接終了点B、および空走教示点bがプロットされた、本溶接時における溶接ロボットの動作軌跡が示されている。すなわち、溶接ロボットであるロボットMCは、空走教示点aにたどり着くまで空走した後、溶接トーチ400をワークWkに近づけるなどして溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの本溶接を行い、溶接トーチ400をワークWkから離すなどして、空走教示点bから空走を始め、次の工程へと去っていく。
 検査装置3による検査の結果、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの間に、溶接不良箇所K-L(溶接不良開始点Kから、溶接不良終了点Lまで)が発見された。従ってプロセッサ31は、溶接不良開始点Kから、溶接箇所における溶接方向とは反対の方向(前方向)にずれた(オフセットさせた)第1の位置(点K’)を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。この溶接開始点(点K’)は、元の溶接区間(点Aから点Bまで)を超えている。第1の決定モードにおいては、溶接ロボットの動作軌跡に沿って溶接開始点をずらすので、点K’は、溶接ロボットの動作軌跡の一部である、点aから点Aまでの線分の上に乗っている。
 第1の決定モードにつき、溶接終了点についても上記の例と同様である。すなわち、プロセッサ31は、溶接不良終了点Lから、溶接箇所における溶接方向(後方向)にずれた(オフセットさせた)第2の位置(点L’)を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。この溶接終了点(点L’)は、元の溶接区間(点Aから点Bまで)を超えている。第1の決定モードにおいては、溶接ロボットの動作軌跡に沿って溶接終了点をずらすので、点L’は、溶接ロボットの動作軌跡の一部である、点Bから点bまでの線分の上に乗っている。
 上記のように、第1の決定モードに従って溶接開始点または溶接終了点を決定する利点は、リペア溶接時に溶接ロボットが治具等に衝突するのを確実に回避できることである。図7Bに例示するように、溶接ロボットは本溶接時に、空走の後、溶接開始点から溶接を開始し、溶接終了点で溶接を終了し、空走して次の工程へと去っていく。なお、図7Bの例では、溶接開始点から溶接終了点までは、曲線状に本溶接が行われている。本溶接のこのような動作軌跡は、溶接ロボットが治具等に衝突しないように、ルートが決定されている。従って、第1の決定モードに従って決定した溶接開始点から溶接終了点までをリペア溶接すれば、溶接ロボットは本溶接時と同じルートを通ることになる。そのため、溶接ロボットが治具等と衝突しない。
(第2の決定モード)
 図8Aは、第2の決定モードを示す概念図であり、図8Bは、第2の決定モードのユースケースを示す概念図である。以下、図8Aおよび図8Bに基づき、第2の決定モードについて詳述する。
 図8Aには、空走教示点a、溶接開始点A、溶接終了点B、および空走教示点bがプロットされた、本溶接時における溶接ロボットの動作軌跡が示されている。すなわち、溶接ロボットであるロボットMCは、空走教示点aにたどり着くまで空走した後、溶接トーチ400をワークWkに近づけるなどして溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの本溶接を行い、溶接トーチ400をワークWkから離すなどして、空走教示点bから空走を始め、次の工程へと去っていく。
 検査装置3による検査の結果、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの間に、溶接不良箇所M-N(溶接不良開始点Mから、溶接不良終了点Nまで)が発見された。従ってプロセッサ31は、溶接不良開始点Mから、溶接箇所における溶接方向とは反対の方向(前方向)にずれた(オフセットさせた)第1の位置(点M’)を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。この溶接開始点(点M’)は、元の溶接区間(点Aから点Bまで)を超えている。ここで、第2の決定モードにおいては、プロセッサ31は、溶接不良開始点または溶接不良終了点から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた(オフセットさせた)位置を、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点と決定する。図8Aに示した例においては、溶接線のうち、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの部分が、直線状の図形を描いている。従ってプロセッサ31は、この図形の形状(直線)に沿って、溶接不良開始点Mから前方向にずらした点M’を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。リペア溶接の為の溶接開始点である点M’は、溶接ロボットの動作軌跡の上に無い。
 第2の決定モードは、溶接終了点についても上記の例と同様である。すなわち、プロセッサ31は、溶接不良終了点Nから、溶接箇所における溶接方向(後方向)にずれた(オフセットさせた)第2の位置(点N’)を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。この溶接終了点(点N’)は、元の溶接区間(点Aから点Bまで)を超えている。ここで、第2の決定モードにおいては、プロセッサ31は、溶接不良開始点または溶接不良終了点から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた(オフセットさせた)位置を、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点と決定する。図8Aに示した例においては、溶接線のうち、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの部分が、直線状の図形を描いている。従ってプロセッサ31は、この図形の形状(直線)に沿って、溶接不良終了点Nから後方向にずらした点N’を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。リペア溶接の為の溶接終了点である点N’は、溶接ロボットの動作軌跡の上に無い。
 上記のように、第2の決定モードに従って溶接開始点または溶接終了点を決定する利点は、本溶接における溶接開始点または溶接終了点の近傍に欠陥がある場合にもリペア溶接がしやすいことである。図8Bに例示するように、溶接ロボットは本溶接時に、空走の後、溶接開始点から溶接を開始し、溶接終了点で溶接を終了し、空走して次の工程へと去っていく。なお、図8Bの例では、溶接開始点から溶接終了点までは、円弧状に本溶接が行われている。本溶接における溶接開始点または溶接終了点の近傍に欠陥がある場合、本溶接時と同様の箇所をリペア溶接しても欠陥が解消しないことがあり得る。そこで、欠陥のある位置から図形(本例では円弧)に沿って延長した位置を溶接開始点または溶接終了点と決定し、本溶接が形成した溶接ビード上に更に溶接ビードを重ねるように、リペア溶接を行う。これにより、適切に欠陥が解消する。
 第2の決定モードを用いる第2の利点は、リペア溶接用プログラムの作成が容易になることである。図8Bの例においては、本溶接時の溶接ロボット(ロボットMC)は、溶接ビードが円弧状の軌跡を描くように駆動して、本溶接を行っている。すなわち溶接ロボットは、溶接ビードが円弧状の軌跡を描くように設定された溶接プログラム(本溶接用プログラム)に従って動いている。そこで、リペア溶接時においても同様に、溶接ビードが円弧状の軌跡を描くように、リペア溶接を行う。本溶接時とリペア溶接時とで同様の軌跡を描くのであるから、本溶接用プログラムを改変してリペア溶接用プログラムを作成するのが容易になる。
 なお、図8Bの例においては、溶接線が描く図形の形状は円弧であるが、溶接線が描く図形の形状は円弧には限られない。例えば、直線形状、波形状など、種々の形状を溶接線が描き得る。
(第3の決定モード)
 図9Aは、第3の決定モードを示す概念図であり、図9Bは、第3の決定モードのユースケースを示す概念図である。以下、図9Aおよび図9Bに基づき、第3の決定モードについて詳述する。
 図9Aには、空走教示点a、溶接開始点A、溶接終了点B、および空走教示点bがプロットされた、本溶接時における溶接ロボットの動作軌跡が示されている。すなわち、溶接ロボットであるロボットMCは、空走教示点aにたどり着くまで空走した後、溶接トーチ400をワークWkに近づけるなどして溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの溶接を行い、溶接トーチ400をワークWkから離すなどして、空走教示点bから空走を始め、次の工程へと去っていく。
 検査装置3による検査の結果、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの間に、溶接不良箇所O-P(溶接不良開始点Oから、溶接不良終了点Pまで)が発見された。第2の決定モードに従う場合であれば、プロセッサ31は、溶接不良開始点Oから、溶接箇所における溶接方向とは反対の方向(前方向)にずれた(オフセットさせた)第1の位置(点O1)を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。この溶接開始点(点O1)は、元の溶接区間(点Aから点Bまで)を超えている。
 しかし、点O1の位置には、治具や柱などの障害物が既に存在する。そのため、点О1からリペア溶接を開始することは不可能である。そこで、第3の決定モードにおいてプロセッサ31は、本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点である点Aまで丸められた位置、すなわち点O’を溶接開始点と決定する。なお、端点A(点O’)は本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の点であるから、溶接ロボットが障害物と衝突しないことは保証されており、この端点からリペア溶接を開始することは可能である。
 第3の決定モードは、溶接終了点についても上記の例と同様である。すなわち、第2の決定モードに従う場合であれば、プロセッサ31は、溶接不良終了点Pから、溶接箇所における溶接方向(後方向)にずれた(オフセットさせた)第2の位置(点P1)を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。この溶接終了点(点P1)は、元の溶接区間(点Aから点Bまで)を超えている。
 しかし、点P1の位置には、治具や柱などの障害物が既に存在する。そのため、点P1で溶接が終了するようにリペア溶接行うことは不可能である。そこで、第3の決定モードにおいてプロセッサ31は、本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点である点Bまで丸められた位置、すなわち点P’を溶接終了点と決定する。なお、端点B(点P’)は本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の点であるから、溶接ロボットが障害物と衝突しないことは保証されており、この端点で溶接が終了するようにリペア溶接を行うことは可能である。
 上記のように、第3の決定モードに従って溶接開始点または溶接終了点を決定する利点は、不良箇所の近傍に障害物(図9B参照)や、設計上溶接ロボットがアクセスできない領域などが存在する場合であっても、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点を適切に決定できることである。
 上記の第3の決定モードにおいてプロセッサ31は、不良開始点情報または不良終了点情報が示す位置(溶接不良開始点Oまたは溶接不良終了点P)から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置であって、本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点(点Aまたは点B)まで丸められた位置(点O’または点P’)を、リペア溶接開始点またはリペア溶接終了点と決定していた。この決定モードの変形例として、上述の第1の位置である点O1と端点Aとを結んだ線分の間にある点(仮に、点Xとする)をリペア溶接開始点と決定し、上述の第2の位置である点P1と端点Bとを結んだ線分の間にある点(仮に、点Yとする)を溶接終了点と決定することも考えられる。ただし、点Xや点Yは、障害物とは重ならない位置とする。
(決定モードの選択)
 変形例において、プロセッサ31は、上述の第1~第3の決定モードを選択的に用いて、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点を決定してよい。また、リペア溶接の為の溶接開始点の決定に用いる決定モードと、リペア溶接の為の溶接終了点の決定に用いる決定モードは、異なる決定モードであってよい。例えば、本溶接が行われたワークWkにおける、溶接不良開始点の近くに障害物があることを、リペア溶接システム1000(1000a)が備えるカメラ(図示省略)などによって検知した場合、プロセッサ31は第3の決定モードを選択して、リペア溶接の為の溶接開始点を決定してよい。一方、本溶接が行われたワークWkにおける、溶接不良終了点の近くに障害物が無い場合、プロセッサ31は第1または第2の決定モードを選択して、リペア溶接の為の溶接終了点を決定してよい。
 また、プロセッサ31が第1~第3の決定モードのうちどの決定モードを用いるかを、ユーザ(作業者)が選択してもよい。この場合例えば、図1に示した上位装置1に接続されたインターフェースUI1を介して、ユーザ(作業者)が決定モードを指定してよい。また、プロセッサ31がどの決定モードを用いるかを示す設定値が、上位装置1のメモリ12や、外部ストレージSTに保存されていてもよい。ユーザが指定した決定モードを示す設定値を含む制御情報、もしくはメモリ12等から読みだされた設定値を含む制御情報が、上位装置1から検査装置3へと送信される。検査装置3のプロセッサ31はこの設定値に基づいて、どの決定モードを用いるかを選択することができる。なお、検査装置3のメモリ32に、この設定値を予め記憶しておき、プロセッサ31がメモリ32から設定値を読み出してもよい。
 上述のように、プロセッサ31が補修線を決定した後、ロボット制御装置2の制御により、リペア溶接が行われる。このリペア溶接は、プロセッサ31が決定した補修線に応じて行われる。
 なお、プロセッサ31が補修線を決定したら、その補修線における溶接開始位置および溶接終了位置を示す情報を用いて、上述のアラートを行ってよい。例えば、溶接開始位置および溶接終了位置を示す情報を、上位装置1に接続されたモニタMN1に表示する。溶接作業者は、この表示情報に基づいて、ワークWkについて手作業でリペア溶接を行うこともできる。
 また、既に述べたように、上記でプロセッサ31が行った補修線の決定処理やアラート処理は、ロボット制御装置2のプロセッサ21等が行ってもよい。
 以上により、プロセッサは、本溶接における不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、不良箇所の終了点を示す不良終了点情報と、を取得し、不良開始点情報が示す位置から、溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた第1の位置を、リペア溶接開始点と決定し、不良終了点情報が示す位置から、溶接方向に第2の所定の距離だけずれた第2の位置を、リペア溶接終了点と決定する。これにより、不良開始点情報と不良終了点情報とに基づいて、より適切な補修線を決定することができる。
 また、プロセッサは、第1の位置が、本溶接における溶接開始位置よりも、溶接方向とは反対の方向にある場合、本溶接における溶接開始位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。これにより、リペア溶接の開始位置が本溶接における溶接開始位置を超える場合に、リペア溶接の範囲を適切に決定することができる。
 また、プロセッサは、第2の位置が、本溶接における溶接終了位置よりも、溶接方向にある場合、本溶接における溶接終了位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。これにより、リペア溶接の終了位置が本溶接における溶接終了位置を超える場合に、リペア溶接の範囲を適切に決定することができる。
 また、ワークの本溶接箇所の中に、第1の不良箇所と、第1の不良箇所より溶接方向に位置する第2の不良箇所とが存在する場合、プロセッサは、少なくとも、第1の不良箇所の開始点を示す第1不良開始点情報と、第2の不良箇所の終了点を示す第2不良終了点情報と、を取得し、第1不良開始点情報が示す位置から、溶接箇所における溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた位置を、リペア溶接開始点と決定し、第2不良終了点情報が示す位置から、溶接箇所における溶接方向に第2の所定の距離だけずれた位置を、リペア溶接終了点と決定する。これにより、複数の不良箇所が近接する場合に、複数の不良箇所をまとめて1つの補修線でリペア溶接することができる。
 また、プロセッサは、本溶接における不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、不良箇所の終了点を示す不良終了点情報と、を取得し、不良開始点情報または不良終了点情報が示す位置から、本溶接における溶接ロボットの動作軌跡に沿ってずれた位置を、リペア溶接開始点またはリペア溶接終了点と決定する、第1の決定モードと、不良開始点情報または不良終了点情報が示す位置から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置を、リペア溶接開始点またはリペア溶接終了点と決定する、第2の決定モードと、不良開始点情報または不良終了点情報が示す位置から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置であって、本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点まで丸められた位置を、リペア溶接開始点またはリペア溶接終了点と決定する、第3の決定モードのうちの、少なくとも1つ以上の決定モードに従って、リペア溶接開始点とリペア溶接終了点とを決定する。これにより、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点が元の溶接区間を超えてしまう場合に、当該溶接開始点または溶接終了点をどこに決定するのかを柔軟に選択することができる。
 以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
 なお、本出願は、2019年6月14日出願の日本特許出願(特願2019-111619)および2019年12月6日出願の日本特許出願(特願2019-221254)に基づくものであり、それらの内容は本出願の中に参照として援用される。
 本開示は、溶接品質を向上・安定化させるリペア溶接を行う、リペア溶接制御装置およびリペア溶接制御方法として有用である。
1    上位装置
2    ロボット制御装置
2a   ロボット制御装置
2b   ロボット制御装置
3    検査装置
4    溶接電源装置
10   通信部
11   プロセッサ
12   メモリ
13   セル制御部
20   通信部
21   プロセッサ
22   メモリ
23a  プログラム編集部
23b  プログラム呼出部
23c  プログラム記憶部
24   演算部
25   検査装置制御部
26   ロボット制御部
27   溶接電源制御部
30   通信部
31   プロセッサ
32   メモリ
34   形状検出制御部
35   データ処理部
36   判定閾値記憶部
37   判定部
200  マニピュレータ
300  ワイヤ送給装置
301  溶接ワイヤ
400  溶接トーチ
500  形状検出部
1000 リペア溶接システム
1000a リペア溶接システム
MC   ロボット
MC1  本溶接ロボット
MC2  検査ロボット
MC3  リペア溶接ロボット
MN1  モニタ
AP   端末装置
RB0  ロボット
ST   外部ストレージ
UI1  インターフェース
Wk   ワーク

Claims (7)

  1.  プロセッサを備えたリペア溶接制御装置であって、
     前記プロセッサは、
     ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報を取得し、
     前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点とリペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点とを決定する、
     リペア溶接制御装置。
  2.  前記プロセッサは、
     前記本溶接における前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報と、を取得し、
     前記不良開始点情報が示す位置から、溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた第1の位置を、前記リペア溶接開始点と決定し、
     前記不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に第2の所定の距離だけずれた第2の位置を、前記リペア溶接終了点と決定する、
     請求項1に記載のリペア溶接制御装置。
  3.  前記プロセッサは、
     前記第1の位置が、前記本溶接における溶接開始位置よりも、前記溶接方向とは反対の方向にある場合、前記本溶接における溶接開始位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、
     請求項2に記載のリペア溶接制御装置。
  4.  前記プロセッサは、
     前記第2の位置が、前記本溶接における溶接終了位置よりも、前記溶接方向にある場合、前記本溶接における溶接終了位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、
     請求項2又は請求項3に記載のリペア溶接制御装置。
  5.  前記ワークの本溶接箇所の中に、第1の不良箇所と、第1の不良箇所より前記溶接方向に位置する第2の不良箇所とが存在する場合、
     前記プロセッサは、少なくとも、前記第1の不良箇所の開始点を示す第1不良開始点情報と、前記第2の不良箇所の終了点を示す第2不良終了点情報と、を取得し、
     前記第1不良開始点情報が示す位置から、前記溶接方向とは反対の方向に前記第1の所定の距離だけずれた位置を、前記リペア溶接開始点と決定し、
     前記第2不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に前記第2の所定の距離だけずれた位置を、前記リペア溶接終了点と決定する、
     請求項2から請求項4のいずれか1項に記載のリペア溶接制御装置。
  6.  前記プロセッサは、
     前記本溶接における前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報と、を取得し、
     前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡に沿ってずれた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第1の決定モードと、
     前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第2の決定モードと、
     前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置であって、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点まで丸められた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第3の決定モードのうちの、少なくとも1つ以上の決定モードに従って、前記リペア溶接開始点と前記リペア溶接終了点とを決定する、
     請求項1に記載のリペア溶接制御装置。
  7.  プロセッサを備えた装置による、リペア溶接制御方法であって、
     前記プロセッサは、
     ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報を取得し、
     前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点とリペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点とを決定する、
     リペア溶接制御方法。
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