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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023135205
(43)【公開日】2023-09-28
(54)【発明の名称】溶接システム
(51)【国際特許分類】
B23K 9/095 20060101AFI20230921BHJP
B23K 31/00 20060101ALI20230921BHJP
B23K 9/00 20060101ALI20230921BHJP
B25J 13/08 20060101ALI20230921BHJP
【ＦＩ】
B23K9/095 515A
B23K31/00 M
B23K9/00 501B
B25J13/08 A
【審査請求】有
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022040295
(22)【出願日】2022-03-15
(71)【出願人】
【識別番号】306022513
【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】脇田 直弥
(72)【発明者】
【氏名】三木 聡史
(72)【発明者】
【氏名】片山 翼
(72)【発明者】
【氏名】木村 文映
【テーマコード（参考）】
3C707
4E081
【Ｆターム（参考）】
3C707AS11
3C707KT02
3C707KT04
3C707MS14
3C707MS15
4E081YB02
(57)【要約】
【課題】溶接作業中に溶接の欠陥を検出することができる溶接システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る溶接システムは、鋼材の上を所定方向Ｙ１に移動しつつ鋼材を溶接する溶接ロボット２０、を制御する溶接システムであって、溶接ロボット２０により溶接される鋼材の溶融池を撮像する撮像手段３０と、撮像手段３０が溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、溶融池の長さ又は溶融池の幅を計測する計測手段と、計測手段により計測される長さ又は幅に基づき、溶接ロボット２０による溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】本発明に係る溶接システムは、鋼材の上を所定方向Ｙ１に移動しつつ鋼材を溶接する溶接ロボット２０、を制御する溶接システムであって、溶接ロボット２０により溶接される鋼材の溶融池を撮像する撮像手段３０と、撮像手段３０が溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、溶融池の長さ又は溶融池の幅を計測する計測手段と、計測手段により計測される長さ又は幅に基づき、溶接ロボット２０による溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼材の上を所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムであって、
前記溶接ロボットにより溶接される前記鋼材の溶融池を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶融池の長さ又は前記溶融池の幅を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅に基づき、前記溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、
を備える、
ことを特徴とする溶接システム。
前記溶接ロボットにより溶接される前記鋼材の溶融池を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶融池の長さ又は前記溶融池の幅を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅に基づき、前記溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、
を備える、
ことを特徴とする溶接システム。
【請求項2】
前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接システム。
【請求項3】
前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチ、
を更に備え、
前記撮像手段は、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から、前記溶融池を撮像する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接システム。
を更に備え、
前記撮像手段は、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から、前記溶融池を撮像する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接システム。
【請求項4】
前記鋼材に設けられる建方治具と、
前記建方治具の位置を示す建方治具位置情報を取得する取得手段と、
記憶制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含み、
前記記憶制御手段は、前記取得手段により取得された前記建方治具の位置情報に基づき、前記溶接ロボットの位置であって、前記反対側カメラで前記溶融池を撮像できない位置、をログとして記憶部に記憶させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記建方治具の位置を示す建方治具位置情報を取得する取得手段と、
記憶制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含み、
前記記憶制御手段は、前記取得手段により取得された前記建方治具の位置情報に基づき、前記溶接ロボットの位置であって、前記反対側カメラで前記溶融池を撮像できない位置、をログとして記憶部に記憶させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項5】
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測するとともに、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測するとともに、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項6】
検出手段、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測し、
前記検出手段は、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶接ロボットによる溶接のバーンスルーを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測し、
前記検出手段は、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶接ロボットによる溶接のバーンスルーを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項7】
前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチと、
制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記制御手段は、
前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する場合には、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から前記溶融池を撮像するように前記反対側カメラを制御し、
前記溶接ロボットが反転して前記所定方向とは反対の方向に移動する場合に、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向の側の位置から前記溶融池を撮像するように前記所定方向側カメラを制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記制御手段は、
前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する場合には、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から前記溶融池を撮像するように前記反対側カメラを制御し、
前記溶接ロボットが反転して前記所定方向とは反対の方向に移動する場合に、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向の側の位置から前記溶融池を撮像するように前記所定方向側カメラを制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項8】
前記欠陥情報は、前記欠陥の兆候に関する兆候情報を含み、
前記兆候情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の値に基づき、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記兆候情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の値に基づき、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項9】
前記出力手段により出力される前記兆候情報に基づき、前記溶接ロボットの状態を変更する変更手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項８に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項８に記載の溶接システム。
【請求項10】
前記状態は、
前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する速度と、
前記溶接ロボットが有する溶接トーチの傾斜角であって前記所定方向に対する傾斜角と、
前記溶接ロボットがワイヤを送給する速度と、
前記鋼材に形成される開先と前記溶接ロボットが有する溶接トーチの先端との距離と、
を含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の溶接システム。
前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する速度と、
前記溶接ロボットが有する溶接トーチの傾斜角であって前記所定方向に対する傾斜角と、
前記溶接ロボットがワイヤを送給する速度と、
前記鋼材に形成される開先と前記溶接ロボットが有する溶接トーチの先端との距離と、
を含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の溶接システム。
【請求項11】
前記欠陥情報は、前記欠陥の発生に関する発生情報を含み、
前記発生情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の変化が所定閾値を上回ったことに基づき、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記発生情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の変化が所定閾値を上回ったことに基づき、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項12】
前記出力手段により出力される前記発生情報に基づき、前記溶接ロボットを停止させる停止手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１１に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１１に記載の溶接システム。
【請求項13】
第１閾値、第２閾値、及び、第３閾値の中から、前記所定閾値をユーザに選択させる、
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の溶接システム。
【請求項14】
前記溶接ロボットの位置であって、前記出力手段が前記欠陥情報を出力する際の位置、に関するログを記憶部に記憶させる記憶制御手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項15】
前記出力手段が、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅のうち、前記出力手段が前記欠陥情報を出力する際に基づいたものを示す情報を記憶部に記憶させる記憶制御手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項16】
前記計測手段は、前記画像データの輝度に基づき、前記長さ又は前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項17】
前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチ、
を更に備え、
前記溶接トーチの位置は、前記撮像手段の位置を変更することなく、変更される、
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備え、
前記溶接トーチの位置は、前記撮像手段の位置を変更することなく、変更される、
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項18】
前記鋼材は、曲線部を有する鋼管である、
ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項19】
前記欠陥は、前記溶融池の垂れ落ち、又は、溶接ビードのハンピングである、
ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接システムに関する。
【背景技術】
【0002】
鋼材を溶接する際、鋼材の端部同士の間（開先）に溶融池が生じる。この溶融池が硬化する前に脱落すると、溶接不良が発生する。これに対し、下記技術が開示されている。
特許文献１には、溶接進行方向の前側からカメラによってアークおよび溶融池を撮像し、溶融池の先端部を事前に学習した機械学習モデルによって検出し、検出した位置とアークの距離が所定の範囲にある場合に当該距離に基づいて溶接速度の補正量を決定する自動溶接システムが開示されている。
特許文献２には、画像取得部によって溶接ビードの画像を取得し、算出部によって画像の輝度値のばらつきを計算し、算出された輝度値のはらつきに基づいて、判定部によって、溶接ビード上の一部の領域に対応した部位についての欠陥の有無を判定する溶接システムが開示されている。
特許文献３には、溶接時に溶接装置から溶接に関する情報をコントローラが取得し、コントローラ内に保持されている学習済みモデルを用いて溶接異常を判定する溶接システムが開示されている。
特許文献１には、溶接進行方向の前側からカメラによってアークおよび溶融池を撮像し、溶融池の先端部を事前に学習した機械学習モデルによって検出し、検出した位置とアークの距離が所定の範囲にある場合に当該距離に基づいて溶接速度の補正量を決定する自動溶接システムが開示されている。
特許文献２には、画像取得部によって溶接ビードの画像を取得し、算出部によって画像の輝度値のばらつきを計算し、算出された輝度値のはらつきに基づいて、判定部によって、溶接ビード上の一部の領域に対応した部位についての欠陥の有無を判定する溶接システムが開示されている。
特許文献３には、溶接時に溶接装置から溶接に関する情報をコントローラが取得し、コントローラ内に保持されている学習済みモデルを用いて溶接異常を判定する溶接システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－７９４４４号公報
【特許文献2】特開２０１７－１４８８４１号公報
【特許文献3】特開２０１９－１８８４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の技術は、溶融池形状および溶融池の先端位置を機械学習モデルによって判定する。このため、溶接作業中にカメラとアークおよび溶融池の位置関係が変わると、正確に溶融池の形状を検知できなくなる課題がある。
特許文献２に記載の技術は、溶融凝固したあとの溶接ビードを撮像して判定する手法である。このため、溶融池の垂れ落ちのように、溶融状態のときに発生する溶接欠陥を未然に検知することはできない。
特許文献３に記載の技術は、アークの電流電圧波形が溶接状況の情報として反映される。しかしながら、溶融池後端の形状が変化しても、アークから距離がある場合は電流電圧波形に影響を及ぼさない。したがって、当該発明によるシステムでは、溶融池の垂れ落ちを検知することが困難である。
特許文献２に記載の技術は、溶融凝固したあとの溶接ビードを撮像して判定する手法である。このため、溶融池の垂れ落ちのように、溶融状態のときに発生する溶接欠陥を未然に検知することはできない。
特許文献３に記載の技術は、アークの電流電圧波形が溶接状況の情報として反映される。しかしながら、溶融池後端の形状が変化しても、アークから距離がある場合は電流電圧波形に影響を及ぼさない。したがって、当該発明によるシステムでは、溶融池の垂れ落ちを検知することが困難である。
【0005】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、溶接作業中に溶接の欠陥を検出することができる溶接システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る溶接システムは、鋼材の上を所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムであって、前記溶接ロボットにより溶接される前記鋼材の溶融池を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶融池の長さ又は前記溶融池の幅を計測する計測手段と、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅に基づき、前記溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、を備える。
本発明に係る溶接システムは、鋼材の上を所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムであって、前記溶接ロボットにより溶接される前記鋼材の溶融池を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶融池の長さ又は前記溶融池の幅を計測する計測手段と、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅に基づき、前記溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、を備える。
【0007】
この発明によれば、撮像手段が、溶融池を撮像して画像データを出力する。計測手段が、出力された画像データに基づき、溶融池の長さ又は溶融池の幅を計測する。出力手段が、計測された溶融池の長さ又は幅に基づき、溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する。ここで、溶接作業中に硬化する前の溶融池が垂れ落ちると、溶融池の長さ又は幅が急激に小さくなる。あるいは、溶接部の溶融池が一連にならず、途中で途切れると、溶融池が形成されない部位が生じる。これらの事象に対し、上述の構成を備えることで、溶融池が硬化する前に垂れ落ちたり、途切れたりしたことを、溶接作業中に迅速に検出することができる。よって、より高い溶接品質に寄与することができる。
【0008】
また、前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含む、ことを特徴としてもよい。
【0009】
この発明によれば、撮像手段は、溶接ロボットの側面であって、溶接ロボットが進行する所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラを含む。つまり、反対側カメラは、溶接ロボットの側面に取り付けられ、進行方向の反対側から、溶融池を撮像する。これにより、溶接ロボットが溶接し、溶融池が生じた部位を、溶接ロボットの移動に合わせて追いかけるように撮像することができる。よって、より正確に溶融池の幅及び長さを把握しやすくすることができる。
【0010】
また、前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチ、を更に備え、前記撮像手段は、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から、前記溶融池を撮像する、ことを特徴としてもよい。
【0011】
この発明によれば、撮像手段は、溶接トーチに対する位置であって、溶接ロボットが進行する所定方向とは反対側の位置から、溶融池を撮像する。これにより、溶融池を、溶融池が生じた直後から撮像することができる。よって、硬化が始まる前の状態の溶融池を、より正確に撮像することができる。
【0012】
また、前記鋼材に設けられる建方治具と、前記建方治具の位置を示す建方治具位置情報を取得する取得手段と、記憶制御手段と、を更に備え、前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含み、前記記憶制御手段は、前記取得手段により取得された前記建方治具の位置情報に基づき、前記溶接ロボットの位置であって、前記反対側カメラで前記溶融池を撮像できない位置、をログとして記憶部に記憶させる、ことを特徴としてもよい。
【0013】
この発明によれば、記憶制御手段は、取得手段により取得された建方治具の位置情報に基づき、溶接ロボットの位置であって、反対側カメラで溶融池を撮像できない位置をログとして記憶部に記憶させる。ここで、鋼材に設けられた建方治具の付近を溶接ロボットによって溶接する時、撮像手段の視界に建方治具が干渉して、溶融池の状態が撮像できなくなることがある。これに対して、溶融池を撮像できない位置をログとして記憶部に記憶させることで、溶接作業後に当該位置の確認を容易に行うことができる。よって、溶接後の確認作業を効率的に行うことができる。
【0014】
また、前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、を含み、前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測するとともに、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記幅を計測する、ことを特徴としてもよい。
【0015】
この発明によれば、計測手段は、反対側カメラが溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、長さ又は幅を計測するとともに、所定方向側カメラが溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、幅を計測する。これにより、例えば、反対側カメラの視界に建方治具が干渉する等の理由により反対側カメラによって溶融池が撮像できなくなった場合であっても、所定方向側カメラによって少なくとも溶融池の幅を撮像することができる。このように、撮像手段に補助的な役割を有する所定方向側カメラを備えることで、より撮像を安定して行うことができる。また、所定方向側と反対方向側との両側にカメラを設けることで、溶接ロボットの進行方向が変わった場合に、いずれかのカメラによって少なくとも溶融池の幅を計測することができる。あるいは、所定方向側カメラと反対側カメラとが、それぞれの役割を交替することができる。よって、より撮像を安定して行うことができる。
【0016】
また、検出手段、を更に備え、前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、を含み、前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測し、前記検出手段は、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶接ロボットによる溶接のバーンスルーを検出する、ことを特徴としてもよい。
【0017】
この発明によれば、計測手段は、反対側カメラが溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、溶融池の長さ又は幅を計測する。加えて、検出手段は、所定方向側カメラが溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、溶接ロボットによる溶接のバーンスルーを検出する。このように、計測手段による溶融池の長さ又は幅の計測に加えて、検出手段によるバーンスルーの検出を同時に行うことで、より溶接不良を確実に検出しやすくすることができる。
【0018】
また、前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチと、制御手段と、を更に備え、前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、を含み、前記制御手段は、前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する場合には、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から前記溶融池を撮像するように前記反対側カメラを制御し、前記溶接ロボットが反転して前記所定方向とは反対の方向に移動する場合に、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向の側の位置から前記溶融池を撮像するように前記所定方向側カメラを制御する、ことを特徴としてもよい。
【0019】
この発明によれば、制御手段は、溶接ロボットが所定方向に移動する場合には、溶接トーチに対する位置であって所定方向とは反対側の位置から溶融池を撮像するように反対側カメラを制御し、溶接ロボットが反転して所定方向とは反対の方向に移動する場合に、溶接トーチに対する位置であって所定方向の側の位置から溶融池を撮像するように所定方向側カメラを制御する。これにより、溶接ロボットがいずれの側に移動した場合であっても、撮像手段による溶融池の撮像を継続することができる。
【0020】
また、前記欠陥情報は、前記欠陥の兆候に関する兆候情報を含み、前記兆候情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の値に基づき、前記出力手段により出力される、ことを特徴としてもよい。
【0021】
この発明によれば、欠陥情報は、欠陥の兆候に関する兆候情報を含み、兆候情報は、計測手段により計測される長さ又は幅の値に基づき、出力手段により出力される。このように、溶接の欠陥情報に加えて、欠陥の兆候に関する兆候情報を出力手段により出力することで、溶接の欠陥が発生することを未然に察知し、迅速に対応することができる。よって、溶接に品質をより向上することができる。
【0022】
また、前記出力手段により出力される前記兆候情報に基づき、前記溶接ロボットの状態を変更する変更手段、を更に備える、ことを特徴としてもよい。
【0023】
この発明によれば、出力手段により出力される兆候情報に基づき、溶接ロボットの状態を変更する変更手段を更に備える。このように、溶接の欠陥の兆候に対して溶接ロボットの状態を適宜変更することで、溶接の欠陥が発生することを未然に防ぐことができる。
【0024】
また、前記状態は、前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する速度と、前記溶接ロボットが有する溶接トーチの傾斜角であって前記所定方向に対する傾斜角と、前記溶接ロボットがワイヤを送給する速度と、前記鋼材に形成される開先と前記溶接ロボットが有する溶接トーチの先端との距離と、を含む、ことを特徴としてもよい。
【0025】
この発明によれば、変更手段によって変更される溶接ロボットの状態は、溶接ロボットが所定方向に移動する速度と、溶接ロボットが有する溶接トーチの傾斜角であって所定方向に対する傾斜角と、溶接ロボットがワイヤを送給する速度と、鋼材に形成される開先と溶接ロボットが有する溶接トーチ先端との距離と、を含む。
【0026】
溶接ロボットの移動速度を変更することで、溶接トーチが溶接部における任意の位置に滞在する時間を調整することができる。溶接トーチの傾斜角を変更することで、溶接後の溶融池の形状への影響を調整することができる。ワイヤを供給する速度を変更することで、溶接後に溶融池となる材質の量を調整することができる。開先と溶接トーチの先端との距離を変更することで、溶接部の温度を調整することができる。このように、溶接ロボットを変更手段によって適宜変更することで、溶接の欠陥が発生する可能性を最小限にすることができる。
【0027】
また、前記欠陥情報は、前記欠陥の発生に関する発生情報を含み、前記発生情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の変化が所定閾値を上回ったことに基づき、前記出力手段により出力される、ことを特徴としてもよい。
【0028】
この発明によれば、欠陥情報は、欠陥の発生に関する発生情報を含み、発生情報は、計測手段により計測される溶融池の長さ又は幅の変化が所定閾値を上回ったことに基づき、出力手段により出力される。このように、溶接の欠陥が発生したことを出力手段によって出力することで、欠陥の発生を検知することができる。
【0029】
また、前記出力手段により出力される前記発生情報に基づき、前記溶接ロボットを停止させる停止手段、を更に備える、ことを特徴としてもよい。
【0030】
この発明によれば、出力手段により出力される発生情報に基づき、溶接ロボットを停止させる停止手段を更に備える。つまり、溶接の欠陥が発生したら、停止手段によって溶接ロボットを停止させる。このように、溶接の欠陥の発生に応じて溶接ロボットを停止させることで、欠陥の発生の見落としを防ぐことができる。また、溶接の欠陥が発生した時点で適宜対応ができるようにすることで、溶接の欠陥が継続して発生することを防ぐことができる。
【0031】
また、第１閾値、第２閾値、及び、第３閾値の中から、前記所定閾値をユーザに選択させる、ことを特徴としてもよい。
【0032】
この発明によれば、第１閾値、第２閾値、及び、第３閾値の中から、所定閾値をユーザに選択させる。これにより、ユーザが必要とする溶接の条件に柔軟に対応することができる。よって、ユーザの利便性を向上することができる。
【0033】
また、前記溶接ロボットの位置であって、前記出力手段が前記欠陥情報を出力する際の位置、に関するログを記憶部に記憶させる記憶制御手段、を更に備える、ことを特徴としてもよい。
【0034】
この発明によれば、出力手段が欠陥情報を出力する際の位置に関するログを記憶部に記憶させる記憶制御手段、を更に備える。つまり、欠陥情報と、欠陥情報に係る溶接部の位置とを関連付けて記憶する。よって、溶接作業後に、溶接部におけるどの部位において欠陥又は欠陥の可能性があるかを容易に確認することができる。
【0035】
また、前記出力手段が、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅のうち、前記出力手段が前記欠陥情報を出力する際に基づいたものを示す情報を記憶部に記憶させる記憶制御手段、を更に備える、ことを特徴としてもよい。
【0036】
この発明によれば、出力手段が、計測手段により計測される長さ又は幅のうち、出力手段が欠陥情報を出力する際に基づいたものを示す情報を記憶部に記憶させる記憶制御手段、を更に備える。つまり、欠陥情報について、溶融池の長さ又は幅のいずれに問題があったかを記憶部に記憶させる。このように、溶接の欠陥に係る情報の詳細を的確に把握することで、欠陥に対する対応を容易に決定することができる。
【0037】
また、前記計測手段は、前記画像データの輝度に基づき、前記長さ又は前記幅を計測する、ことを特徴としてもよい。
【0038】
この発明によれば、計測手段は、画像データの輝度に基づき、溶融池の長さ又は幅を計測する。つまり、溶融池を形成する溶融金属が、高温によって発光した状態である部位を、溶融池と認識する。そして、溶融池であると認識した部位の長さ又は幅を、計測手段によって計測する。これにより、溶融池が硬化した後の部位を、計測する長さ又は幅から除外することができる。よって、溶接の欠陥が発生する可能性がある硬化前の溶融池のみを、計測の対象とすることができる。
【0039】
また、前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチ、を更に備え、前記溶接トーチの位置は、前記撮像手段の位置を変更することなく、変更される、ことを特徴としてもよい。
【0040】
この発明によれば、溶接トーチの位置は、撮像手段の位置を変更することなく、変更される。つまり、撮像手段は、溶接トーチの位置の変更に追従しない。溶融池の長さ又は幅の変化は、連続的な変化として計測される。このため、溶接トーチの位置が変わったことによって、撮像手段と溶融池の相対位置が変化した場合でも、相対位置の変化の影響を受けずに垂れ落ちの検出を継続することができる。このため、撮像手段が溶接トーチの位置の変更に追従しないことで、例えば、撮像手段が溶接トーチの位置の変更に追従することで、撮像手段が撮像した画像データにぶれが生じるといったことを防ぐことができる。つまり、撮像手段の向きが変わることによって、計測手段による計測に影響が生じることを防ぐことができる。
【0041】
また、前記鋼材は、曲線部を有する鋼管である、ことを特徴としてもよい。
【0042】
この発明によれば、鋼材は、曲線部を有する鋼管である。本発明に係る溶接システムを、曲線部を有する鋼管に適用することで、上述の作用効果を顕著にもたらすことができる。
【0043】
また、前記欠陥は、前記溶融池の垂れ落ち、又は、溶接ビードのハンピングである、ことを特徴としてもよい。
【0044】
この発明によれば、溶接の欠陥とは、溶融池の垂れ落ち、又は、溶接ビードのハンピングである。溶融池の垂れ落ち又は溶接ビードのハンピングは、溶接の作業中に兆候を検知して適宜対応することで、未然に防ぐことができるものである。上述の構成によって上記欠陥を未然に防ぐことで、より効率的な溶接作業に寄与することができる。
【発明の効果】
【0045】
本発明によれば、溶接作業中に溶接の欠陥を検出することができる溶接システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】本発明に係る溶接システムの斜視図である。
【図2】本発明に係る溶接ロボットの拡大図である。
【図3】処理部の構成を示すブロック図である。
【図4】溶融池の長さ及び幅を示す例である。
【図5】鋼管の曲線部の平面拡大図である。
【図6】溶接ロボットによって鋼管の曲線部を溶接している状態を示す図である。
【図7】溶接ロボットによって鋼管の曲線部を溶接する場合の平面模式図である。
【図8】撮像手段によって撮像された溶融池の第一例である。
【図9】撮像手段によって撮像された溶融池の第二例である。
【図10】計測手段によって計測される、溶融池の長さを示すグラフの例である。
【発明を実施するための形態】
【0047】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る溶接システム１００を説明する。
溶接システム１００は、鋼材を溶接する際に用いられる。本実施形態において、鋼材は、曲線部Ｒを有する鋼管Ｐである。鋼管Ｐは、例えば、建物の柱に用いられる。溶接システム１００は、溶接ロボット２０を制御する。
溶接システム１００は、図１又は図２に示すように、ガイドレール１０と、溶接ロボット２０と、撮像手段３０と、処理部４０と、を備える。
溶接システム１００は、鋼材を溶接する際に用いられる。本実施形態において、鋼材は、曲線部Ｒを有する鋼管Ｐである。鋼管Ｐは、例えば、建物の柱に用いられる。溶接システム１００は、溶接ロボット２０を制御する。
溶接システム１００は、図１又は図２に示すように、ガイドレール１０と、溶接ロボット２０と、撮像手段３０と、処理部４０と、を備える。
【0048】
ガイドレール１０は、鋼管Ｐの周囲に環状に取り付けられる。ガイドレール１０には、溶接ロボット２０が配置される。本実施形態において、ガイドレール１０の周方向における一方の方向を所定方向Ｙ１、所定方向Ｙ１とは反対の方向を反対方向Ｙ２と呼称する。
溶接ロボット２０は、鋼管Ｐの上を所定方向Ｙ１に移動しつつ鋼管Ｐを溶接する。本実施形態において、溶接ロボット２０は、立向上進溶接及び横向溶接により鋼管Ｐを溶接する。図２に示すように、溶接ロボット２０は、本体部２１と、溶接トーチ２２と、アーム部２３と、溶接ケーブル２４と、固定部材２５と、を少なくとも備える。
溶接ロボット２０は、鋼管Ｐの上を所定方向Ｙ１に移動しつつ鋼管Ｐを溶接する。本実施形態において、溶接ロボット２０は、立向上進溶接及び横向溶接により鋼管Ｐを溶接する。図２に示すように、溶接ロボット２０は、本体部２１と、溶接トーチ２２と、アーム部２３と、溶接ケーブル２４と、固定部材２５と、を少なくとも備える。
【0049】
本体部２１は、溶接ロボット２０の基台となる部位である。本体部２１は、ケース部２１ａと、スライド部２１ｂと、を備える。
ケース部２１ａは、内部に溶接ロボット２０の主要な構成を収容する。また、ケース部２１ａの外側面には、後述する撮像手段３０が設けられる。
ケース部２１ａは、内部に溶接ロボット２０の主要な構成を収容する。また、ケース部２１ａの外側面には、後述する撮像手段３０が設けられる。
【0050】
スライド部２１ｂは、ガイドレール１０に配置される部位である。溶接ロボット２０は、スライド部２１ｂがガイドレール１０に対して摺動することで、所定方向Ｙ１又は反対方向Ｙ２に移動する。また、ケース部２１ａとスライド部２１ｂとは、相対移動が可能である。具体的には、ケース部２１ａは、スライド部２１ｂを基準として、鋼管Ｐの軸方向に沿う一方の方向である第１軸方向Ｘ１と、他方の方向である第２軸方向Ｘ２への移動と、鋼管Ｐの側から離れる方向である第１方向Ｚ１と、鋼管Ｐに接近する方向である第２方向Ｚ２への移動が可能である。本体部２１とスライド部２１ｂとの相対移動には、任意の構成が好適に用いられる。例えば、本体部２１とスライド部２１ｂとの間に配置されたアクチュエータによって移動する。
【0051】
溶接トーチ２２は、鋼管Ｐ同士を溶接する部位である。溶接トーチ２２による溶接は、アーク溶接が好適に用いられる。溶接トーチ２２の先端部から鋼管Ｐの溶接部へ向けて放電することで、鋼管Ｐ同士を溶接する。
アーム部２３は、本体部２１と溶接トーチ２２との間に設けられ、溶接トーチ２２を支持する。アーム部２３は、溶接トーチ２２の傾斜角を変更可能である。
具体的には、アーム部２３は、図２に示すように、所定方向Ｙ１に沿う方向である第１周方向Ｔ１と、反対方向Ｙ２に沿う方向である第２周方向Ｔ２とに、溶接トーチ２２の先端を移動させるようにして溶接トーチ２２の傾斜角を変更可能である。
アーム部２３は、本体部２１と溶接トーチ２２との間に設けられ、溶接トーチ２２を支持する。アーム部２３は、溶接トーチ２２の傾斜角を変更可能である。
具体的には、アーム部２３は、図２に示すように、所定方向Ｙ１に沿う方向である第１周方向Ｔ１と、反対方向Ｙ２に沿う方向である第２周方向Ｔ２とに、溶接トーチ２２の先端を移動させるようにして溶接トーチ２２の傾斜角を変更可能である。
【0052】
また、アーム部２３は、所定方向Ｙ１及び反対方向Ｙ２に直交する方向である第１直交方向Ｂ１と、第１直交方向Ｂ１とは反対の方向である第２直交方向Ｂ２に、溶接トーチ２２の先端を移動させるようにして溶接トーチ２２の傾斜角を変更可能である。
ここで、鋼管Ｐの溶接作業を行う際には、図１に示すように、鋼管Ｐ同士を仮固定する建方治具Ｅが設けられる。このため、上述のようにアーム部２３によって溶接トーチ２２の傾斜角を変更することで、建方治具Ｅと溶接トーチ２２が干渉することを防ぐ。
ここで、鋼管Ｐの溶接作業を行う際には、図１に示すように、鋼管Ｐ同士を仮固定する建方治具Ｅが設けられる。このため、上述のようにアーム部２３によって溶接トーチ２２の傾斜角を変更することで、建方治具Ｅと溶接トーチ２２が干渉することを防ぐ。
【0053】
溶接ケーブル２４は、溶接ロボット２０の溶接トーチ２２に一端が接続され、且つ、溶接ロボット２０とは異なる装置（例えば、不図示のワイヤ送給機）に他端が接続される。溶接ケーブルは、溶接トーチ２２に向けて、溶接ワイヤを供給したり、溶接トーチ２２に電圧を付加したりする役割を有する。
【0054】
固定部材２５は、溶接ケーブル２４の一端と溶接ケーブル２４の他端との間の一部分を、溶接ロボット２０の本体部２１に固定する。以下において、当該部位を固定部分と呼称することがある。
固定部材２５によって固定部分を把持することで、例えば、溶接ロボット２０がガイドレール１０を移動することに伴って溶接ケーブル２４における固定部分よりも他端側が引っ張られても、溶接ケーブル２４の一端から固定部分との間における溶接ケーブル２４は、本体部２１に対して相対移動しなくなる。
このように、固定部材２５は、溶接ケーブルの一端に接続された溶接トーチ２２が、溶接ケーブルに引っ張られて位置がずれるといったことを防ぐ役割を有する。
固定部材２５によって固定部分を把持することで、例えば、溶接ロボット２０がガイドレール１０を移動することに伴って溶接ケーブル２４における固定部分よりも他端側が引っ張られても、溶接ケーブル２４の一端から固定部分との間における溶接ケーブル２４は、本体部２１に対して相対移動しなくなる。
このように、固定部材２５は、溶接ケーブルの一端に接続された溶接トーチ２２が、溶接ケーブルに引っ張られて位置がずれるといったことを防ぐ役割を有する。
【0055】
撮像手段３０は、溶接ロボット２０により溶接される鋼材の溶融池Ｍを撮像する。ここで、溶融池Ｍとは、図３に示すように、鋼材を溶接した際に生じる溶接ビードＷＢの、硬化する前の状態のものをいう。撮像手段３０は、反対側カメラ３１と、所定方向側カメラ３２と、カメラアーム３３と、カメラスライド部３４とを含む。
【0056】
反対側カメラ３１は、溶接ロボット２０の本体部２１の側面であって、所定方向Ｙ１の側とは反対側の側面に設けられる。反対側カメラ３１は、溶接トーチ２２に対する位置であって所定方向Ｙ１とは反対側の位置から、溶融池Ｍを撮像する。つまり、反対側カメラ３１は、溶接トーチ２２によって溶接された鋼管Ｐ同士の間において、溶融池Ｍが生じた直後の状態を撮像する。
【0057】
所定方向側カメラ３２は、溶接ロボット２０の本体部２１の側面であって、所定方向Ｙ１の側の側面に設けられる。所定方向側カメラ３２は、溶接トーチ２２に対する位置であって所定方向Ｙ１の側の位置から、溶融池Ｍを撮像する。
カメラアーム３３は、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２を本体部２１の側面に取り付ける棒状の部材である。カメラアーム３３の一方の端部には、反対側カメラ３１又は所定方向側カメラ３２が取り付けられる。このとき、カメラアーム３３と反対側カメラ３１又は所定方向側カメラ３２との間には、例えば、球関節が設けられ、前記球関節によって角度調整が可能であることが好ましい。前記角度調整は、例えば、手動により行われてもよいし、アクチュエータを制御することにより行われてもよい。
カメラアーム３３は、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２を本体部２１の側面に取り付ける棒状の部材である。カメラアーム３３の一方の端部には、反対側カメラ３１又は所定方向側カメラ３２が取り付けられる。このとき、カメラアーム３３と反対側カメラ３１又は所定方向側カメラ３２との間には、例えば、球関節が設けられ、前記球関節によって角度調整が可能であることが好ましい。前記角度調整は、例えば、手動により行われてもよいし、アクチュエータを制御することにより行われてもよい。
【0058】
前記球関節による反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２の角度調整は、次のようにされることが好ましい。ここで、溶接トーチ２２の先端が第１周方向Ｔ１又は第２周方向Ｔ２に移動すると、溶接トーチ２２の先端と反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２との相対位置が変化する。このような場合に、溶接トーチ２２の先端が移動しうる全ての範囲が、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２の両方の視野に含まれるように調整することが好ましい。
カメラアーム３３の他方の端部は、カメラスライド部３４に取り付けられる。
カメラアーム３３の他方の端部は、カメラスライド部３４に取り付けられる。
【0059】
カメラスライド部３４は、カメラアーム３３の他方の端部が取り付けられるレール状の部材である。カメラスライド部３４は、溶接ロボット２０の本体部２１の側面に取り付けられる。カメラスライド部３４は、カメラアーム３３を第１軸方向Ｘ１及び第２軸方向Ｘ２に摺動可能に支持する。これにより、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２は、本体部２１に対して第１軸方向Ｘ１及び第２軸方向Ｘ２に相対移動が可能である。前記相対移動は、例えば、アクチュエータを制御することによって行われる。
【0060】
反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２の、本体部２１に対する前記相対移動は、例えば、本体部２１が第１軸方向Ｘ１又は第２軸方向Ｘ２に移動した時、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２が追従して移動しないようにするためにされる。これにより、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２が、鋼管Ｐの溶接部に発生する溶融池Ｍに対して相対移動しないようにする。
【0061】
このため、溶接作業中において、本体部２１が所定方向Ｙ１又は反対方向Ｙ２、及び第１方向Ｚ１又は第２方向Ｚ２に移動すると、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２は前記移動に追従して移動する。これに対し、本体部２１が第１軸方向Ｘ１又は第２軸方向Ｘ２に移動しても、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２は前記移動に追従しない。
【0062】
また、上述のように、溶接トーチ２２と、溶接トーチ２２を支持するアーム部２３も、溶接ロボット２０の本体部２１に設けられる。溶接トーチ２２の位置は、アーム部２３によって変更される。したがって、溶接トーチ２２の位置は、撮像手段３０の位置を変更することなく、変更される。つまり、撮像手段３０は、溶接トーチ２２の移動に追従しない。
【0063】
ここで、溶接作業中に溶接の欠陥が発生する兆候を検知した時、欠陥の発生を回避するために、溶接トーチ２２の傾斜角を変更することがある（後述する）。このとき、溶接トーチ２２の先端と反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２との相対位置が変化する。つまり、撮像手段３０によって溶接トーチ２２を撮像する際の、いわゆるねらい角が変化する。
【0064】
上述の構成による、本体部２１の第１方向Ｚ１及び第２方向Ｚ２、又は第１軸方向Ｘ１及び第２軸方向Ｘ２の移動は、上述のように溶接トーチ２２の先端と反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２との相対位置が変化した時、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２によって溶接トーチ２２の先端をより好適な位置から撮像するために行われる。
【0065】
処理部４０は、上述の各構成を、鋼管Ｐの溶接作業に合わせ適宜制御するための演算装置である。処理部４０は、溶接ロボット２０のケース部２１ａの内部に配置される。図４に示すように、処理部４０は、計測手段４１と、出力手段４２と、取得手段４３と、記憶制御手段４４と、記憶部４５と、検出手段４６と、制御手段４７と、変更手段４８と、停止手段４９と、を備える。
【0066】
計測手段４１は、撮像手段３０が溶融池Ｍを撮像して出力する画像データに基づき、溶融池Ｍの長さＬ又は溶融池Ｍの幅Ｗを計測する。具体的には、計測手段４１は、画像データの輝度に基づき、長さＬ又は幅Ｗを計測する。ここで、長さＬとは、図３に示すように、溶融池Ｍの、鋼管Ｐの周方向に沿う方向の寸法である。幅Ｗとは、長さＬに直交する方向の寸法である。
【0067】
計測手段４１は、例えば、反対側カメラ３１が溶融池Ｍを撮像して出力する画像データに基づき、溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗを計測する。あるいは、所定方向側カメラ３２が溶融池Ｍを撮像して出力する画像データに基づき、溶融池Ｍの幅Ｗを計測する。長さＬ及び幅Ｗの計測の方法としては、図３に示す溶融池Ｍの長さＬを検出し、その長手方向に直行する方向に幅Ｗを検出すればよい。
【0068】
溶融池Ｍの長さＬ及び幅Ｗは、例えば、以下の条件であることが好ましい。なお、以下の説明において、図５に示す鋼管Ｐの曲線部Ｒの曲率半径ｒは、４０ｍｍであるとする。また、溶融池Ｍの長さＬは、２０ｍｍ±１０ｍｍを維持することが好ましいものとする。
図６及び図７に示すように、溶接ロボット２０が鋼管Ｐの曲線部Ｒを通過する際、撮像手段３０によって撮像される溶融池Ｍの形状が変化する。具体的には、図８及び図９に示すように、溶接ロボット２０が曲線部Ｒに入るとき、もしくは溶接ロボット２０が曲線部Ｒから出るとき、溶融池Ｍの長さＬは連続的に変化する。
図６及び図７に示すように、溶接ロボット２０が鋼管Ｐの曲線部Ｒを通過する際、撮像手段３０によって撮像される溶融池Ｍの形状が変化する。具体的には、図８及び図９に示すように、溶接ロボット２０が曲線部Ｒに入るとき、もしくは溶接ロボット２０が曲線部Ｒから出るとき、溶融池Ｍの長さＬは連続的に変化する。
【0069】
これに対し、鋼管Ｐの曲線部Ｒの曲率半径ｒが４０ｍｍの場合、溶融池Ｍの長さＬが２０ｍｍでは、曲線部Ｒの溶接中でも溶融池Ｍの長さＬは直線区間とほぼ同様の見え方になる。このため、反対側カメラ３１及び所定方向側カメラ３２と、溶接トーチ２２の先端との相対位置が変わらないように、上述の本体部２１の移動を制御することで、撮像手段３０によって同一の条件で溶接トーチ２２の先端を撮像することに寄与する。
【0070】
上述のように、反対側カメラ３１は、溶融池Ｍが生じた直後の状態を撮像するため、溶融池Ｍの長さＬを計測する際に好適である。これに対し、所定方向側カメラ３２のある側には溶融池Ｍが位置しないため、所定方向側カメラ３２が撮像する画像によっては溶融池Ｍの長さＬを測定することができない。このため、所定方向側カメラ３２が撮像する画像によっては、溶融池Ｍの幅Ｗのみ測定する。
【0071】
出力手段４２は、計測手段４１により計測される長さＬ又は幅Ｗに基づき、溶接ロボット２０による溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する。本実施形態において、溶接の欠陥とは、溶融池Ｍの垂れ落ち、又は、溶接ビードＷＢのハンピングである。
【0072】
溶融池Ｍの垂れ落ちは、鋼管Ｐ同士の間において溶融池Ｍを構成する溶接ワイヤの量が過剰となることで、溶融池Ｍが重くなることで生じる。溶融池Ｍの垂れ落ちは、例えば、溶接ロボット２０の移動速度に対して溶接ワイヤの供給速度が過剰となることで生じる。溶融池Ｍの垂れ落ちが発生するときは、溶融池Ｍの長さＬに対して溶融池Ｍの幅Ｗが大きいことが特徴である。垂れ落ちが発生した部位の溶融池Ｍによっては、十分な溶接ビードＷＢが形成されず、溶接不良となる。
【0073】
ハンピングは、溶融池Ｍが鋼管Ｐ同士の間において途切れることである。ハンピングは、鋼管Ｐ同士の間において溶融池Ｍを構成する溶接ワイヤの量が不足することで生じる。ハンピングは、例えば、溶接ワイヤの供給速度に対して溶接ロボット２０の移動速度が過剰となることで生じる。ハンピングが発生するときは、溶融池Ｍの長さＬに対して溶融池Ｍの幅Ｗが小さいことが特徴である。また、正常な溶接を行った場合よりも、溶融池Ｍが長くなることが特徴である。ハンピングが発生した部位の溶融池Ｍによっても、十分な溶接ビードＷＢが形成されず、溶接不良となる。
【0074】
出力手段４２が出力する欠陥情報は、兆候情報と、発生情報と、を含む。
兆候情報は、欠陥の兆候に関する情報である。つまり、溶融池Ｍの垂れ落ちや、溶接ビードＷＢのハンピングが発生する兆候に関する情報である。
溶融池Ｍの垂れ落ちの兆候は、例えば、溶融池Ｍの幅Ｗが基準を超えて大きくなることである。あるいは、溶融池Ｍの長さＬに対する溶融池Ｍの幅Ｗの比が、基準を超えて大きくなることである。
ハンピングの兆候は、例えば、溶融池Ｍの長さＬが基準を超えて大きくなることである。あるいは、溶融池Ｍの長さＬに対する溶融池Ｍの幅Ｗの比が、基準を超えて小さくなることである。
兆候情報は、計測手段４１により計測される長さＬ又は幅Ｗの値に基づき、出力手段４２により出力される。
兆候情報は、欠陥の兆候に関する情報である。つまり、溶融池Ｍの垂れ落ちや、溶接ビードＷＢのハンピングが発生する兆候に関する情報である。
溶融池Ｍの垂れ落ちの兆候は、例えば、溶融池Ｍの幅Ｗが基準を超えて大きくなることである。あるいは、溶融池Ｍの長さＬに対する溶融池Ｍの幅Ｗの比が、基準を超えて大きくなることである。
ハンピングの兆候は、例えば、溶融池Ｍの長さＬが基準を超えて大きくなることである。あるいは、溶融池Ｍの長さＬに対する溶融池Ｍの幅Ｗの比が、基準を超えて小さくなることである。
兆候情報は、計測手段４１により計測される長さＬ又は幅Ｗの値に基づき、出力手段４２により出力される。
【0075】
発生情報は、欠陥の発生に関する情報である。つまり、溶融池Ｍの垂れ落ちや、溶接ビードＷＢのハンピングが発生したことに関する情報である。発生情報は、計測手段４１により計測される長さＬ又は幅Ｗの変化（微分値）が所定閾値を上回ったことに基づき、出力手段４２により出力される。
【0076】
所定閾値は、溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗについて定められる。溶融池Ｍの垂れ落ちや、ハンピングが発生すると、溶融池Ｍが途切れたことによって、溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗが急激に小さくなる。このような変化は、例えば、図１０に示す溶融池Ｍの長さＬと時間とのグラフにおける欠陥発生部Ｘのように、急激に変化することが特徴である。図１０に示す欠陥発生部Ｘにおいては、溶融池Ｍの長さＬの変化量が－５ｍｍとなっている。このため、本実施形態において、発生情報に係る溶融池Ｍの長さＬの変化量の閾値は－５ｍｍとすることができる。
あるいは、溶融池Ｍの垂れ落ちやハンピングの兆候があると、溶融池Ｍの長さＬが閾値を超えて大きくなる。図１０のグラフにおいては、溶融池Ｍの長さＬが２６ｍｍを超えた直後に、欠陥発生部Ｘが生じる。このため、本実施形態において、兆候情報に係る溶融池Ｍの長さＬの閾値は２６ｍｍとすることができる。
あるいは、溶融池Ｍの垂れ落ちやハンピングの兆候があると、溶融池Ｍの長さＬが閾値を超えて大きくなる。図１０のグラフにおいては、溶融池Ｍの長さＬが２６ｍｍを超えた直後に、欠陥発生部Ｘが生じる。このため、本実施形態において、兆候情報に係る溶融池Ｍの長さＬの閾値は２６ｍｍとすることができる。
【0077】
溶融池Ｍの垂れ落ちやハンピングが発生したと判断するための所定閾値は、ユーザ毎の溶接に係る条件に合わせて適宜設定することが可能である。具体的には、例えば、予め定められた第１閾値、第２閾値、及び、第３閾値の中から、所定閾値をユーザに選択させることが可能である。前記選択は、例えば、溶接システム１００に備えられた制御盤等によって操作されることが好ましい。
【0078】
なお、本実施形態では、出力手段４２は、例えば、下記のような場合に、溶接ビードＷＢの垂れ落ちの兆候情報を出力する。
（１）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの幅Ｗが、溶接ビードＷＢの垂れ落ちを検出するために用いられる所定幅閾値より、大きいか否か出力手段４２が判定し、出力手段４２により長いと判定された場合。
（２）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬに対する溶融池Ｍの幅Ｗの比が、溶接ビードＷＢの垂れ落ちを検出するために用いられる所定基準閾値より、大きいか否か出力手段４２が判定し、出力手段４２により大きいと判定された場合。
（１）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの幅Ｗが、溶接ビードＷＢの垂れ落ちを検出するために用いられる所定幅閾値より、大きいか否か出力手段４２が判定し、出力手段４２により長いと判定された場合。
（２）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬに対する溶融池Ｍの幅Ｗの比が、溶接ビードＷＢの垂れ落ちを検出するために用いられる所定基準閾値より、大きいか否か出力手段４２が判定し、出力手段４２により大きいと判定された場合。
【0079】
また、本実施形態では、出力手段４２は、例えば、下記のような場合に、溶接ビードＷＢの垂れ落ちの発生情報を出力する。
（１）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗの変化が、溶接ビードＷＢの垂れ落ちの検出するために用いられる所定長さ変化閾値又は所定幅変化閾値より、大きいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により大きいと判定された場合。
（１）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗの変化が、溶接ビードＷＢの垂れ落ちの検出するために用いられる所定長さ変化閾値又は所定幅変化閾値より、大きいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により大きいと判定された場合。
【0080】
さらに、本実施形態では、出力手段４２は、例えば、下記のような場合に、溶接ビードＷＢのハンピングの兆候情報を出力する。
（１）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬが、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定長さ閾値より、長いか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により長いと判定された場合。
（２）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの幅Ｗが、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定幅閾値より、小さいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により小さいと判定された場合。
（３）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬに対する溶融池Ｍの幅Ｗの比が、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定基準閾値より、小さいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により小さいと判定された場合。
（１）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬが、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定長さ閾値より、長いか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により長いと判定された場合。
（２）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの幅Ｗが、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定幅閾値より、小さいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により小さいと判定された場合。
（３）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬに対する溶融池Ｍの幅Ｗの比が、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定基準閾値より、小さいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により小さいと判定された場合。
【0081】
なお、本実施形態では、出力手段４２は、例えば、下記のような場合に、溶接ビードＷＢのハンピングの発生情報を出力する。
（１）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの幅Ｗが、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定幅閾値より、小さいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により小さいと判定され、且つ、計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬの変化が、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定長さ変化閾値より、大きいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により大きいと判定された場合。
（２）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗの変化が、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定長さ幅変化閾値より、大きいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により大きいと判定された場合。
（１）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの幅Ｗが、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定幅閾値より、小さいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により小さいと判定され、且つ、計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬの変化が、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定長さ変化閾値より、大きいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により大きいと判定された場合。
（２）計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗの変化が、溶接ビードＷＢのハンピングを検出するために用いられる所定長さ幅変化閾値より、大きいか否かを出力手段４２が判定し、出力手段４２により大きいと判定された場合。
【0082】
取得手段４３は、建方治具Ｅの位置を示す建方治具位置情報を取得する。上述のように、建方治具Ｅとは、図１に示すように、鋼管Ｐの端部同士の間を繋ぐように設けられた、仮止め用の治具である。溶接システム１００による鋼管Ｐの溶接を行う際は、この治具が取り付けられた状態のまま溶接する。このため、撮像手段３０の位置によっては、建方治具Ｅが反対側カメラ３１又は所定方向側カメラ３２の視界に干渉して溶融池Ｍの撮像ができなくなることがある。このため、取得手段４３が建方治具Ｅの位置情報を取得することによって、建方治具Ｅによって溶融池Ｍの撮像ができなかった部位を別途作業者の目視によって確認するといった対策を執るための参考とする。
取得手段４３は、例えば、センシング処理部のセンシング処理結果に基づき、建方治具Ｅの位置情報を取得する。センシング処理部は、建方治具Ｅの位置を取得するためのセンシング処理を行う部位である。
取得手段４３は、入力部の入力結果に基づき、建方治具Ｅの位置情報を取得してもよい。入力部は、建方治具Ｅの位置をユーザに入力させる部位である。
取得手段４３は、例えば、センシング処理部のセンシング処理結果に基づき、建方治具Ｅの位置情報を取得する。センシング処理部は、建方治具Ｅの位置を取得するためのセンシング処理を行う部位である。
取得手段４３は、入力部の入力結果に基づき、建方治具Ｅの位置情報を取得してもよい。入力部は、建方治具Ｅの位置をユーザに入力させる部位である。
【0083】
記憶制御手段４４は、記憶部４５に対して情報を記憶させるための部位である。記憶制御手段４４は、例えば、コンピュータ等に用いられる公知の書き込み装置である。具体的には、例えば、ＣＰＵの処理ブロックの一部である。
記憶制御手段４４は、例えば、溶接ロボット２０の位置であって、出力手段４２が欠陥情報を出力する際の位置と、その位置で出力手段４２から出力された欠陥情報が発生情報であるのか、それとも兆候情報であるのか、に関するログを記憶部４５に記憶させる。この情報は、溶接作業後においてどの部位に欠陥が発生したかを特定するために用いられる。
記憶制御手段４４は、例えば、溶接ロボット２０の位置であって、出力手段４２が欠陥情報を出力する際の位置と、その位置で出力手段４２から出力された欠陥情報が発生情報であるのか、それとも兆候情報であるのか、に関するログを記憶部４５に記憶させる。この情報は、溶接作業後においてどの部位に欠陥が発生したかを特定するために用いられる。
【0084】
記憶制御手段４４は、出力手段４２が、計測手段４１により計測される長さＬ又は幅Ｗのうち、出力手段４２が欠陥情報を出力する際に基づいたものを示す情報と、その欠陥情報が発生情報であるのか、それとも兆候情報であるのか、を対応づけて記憶部４５に記憶させる。この情報は、例えば、溶接システム１００が何を根拠として欠陥が発生したと判断したかの調査に用いられる。
【0085】
あるいは、取得手段４３により取得された建方治具位置情報に基づき、溶接ロボット２０の位置であって、反対側カメラ３１で溶融池Ｍを撮像できない位置、をログとして記憶部４５に記憶させる。この情報は、溶接作業後においてどの部位に目視確認の必要があるかを特定するために用いられる。
【0086】
記憶部４５は、上述の各情報が、記憶制御手段４４によって記憶させられる部位である。記憶部４５には、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。
【0087】
検出手段４６は、所定方向側カメラ３２が溶融池Ｍを撮像して出力する画像データに基づき、溶接ロボット２０による溶接のバーンスルーを検出する。バーンスルーとは、溶接作業時に発生した溶融池Ｍが、鋼管Ｐに溶接トーチ２２が接近する側の表面（例えば、鋼管Ｐの外周面）とは反対の側の表面（例えば、鋼管Ｐの内周面）においても液面を形成し、アークの圧力によって溶融池Ｍが反対側に吹き飛ばされ、鋼材が貫通することをいう。このバーンスルーも、鋼管Ｐ同士の溶接部に十分な溶接ビードＷＢが形成されない要因であるため、溶接の欠陥の１つである。
【0088】
制御手段４７は、撮像手段３０を制御する。撮像手段３０は、例えば、溶接ロボット２０が所定方向Ｙ１に移動する場合には、溶接トーチ２２に対する位置であって所定方向Ｙ１とは反対側の位置から溶融池Ｍを撮像するように反対側カメラ３１を制御する。また、撮像手段３０は、溶接ロボット２０が反転して所定方向Ｙ１とは反対の方向（反対方向Ｙ２）に移動する場合に、溶接トーチ２２に対する位置であって所定方向Ｙ１側の位置から溶融池Ｍを撮像するように所定方向側カメラ３２を制御する。これにより、制御手段４７は、随時溶融池Ｍの撮像を行えるようにすることに寄与する。
【0089】
変更手段４８は、出力手段４２により出力される兆候情報に基づき、溶接ロボット２０の状態を変更する。これにより、溶接作業中において溶融池Ｍの垂れ落ちやハンピングが発生することを未然に防ぐ。溶接ロボット２０の状態とは、溶接ロボット２０が所定方向Ｙ１に移動する速度、溶接ロボット２０が有する溶接トーチ２２の傾斜角であって所定方向Ｙ１に対する傾斜角、溶接ロボット２０が溶接ワイヤを送給する速度、又は、鋼材に形成される開先と溶接ロボット２０が有する溶接トーチ２２先端との距離である。
【0090】
具体的には、例えば、溶融池Ｍの垂れ落ちの兆候を検知した場合は、次のように状態を変更する。すなわち、溶接ロボット２０の移動速度を上げる。溶接トーチ２２の傾斜角を、溶接ロボット２０のアーム部２３によって次のように変更する。すなわち、例えば、溶接ロボット２０の移動速度を維持しつつ又は上げつつ、溶接トーチ２２の先端が進行方向の側に移動するよう、溶接トーチ２２を傾斜させる。溶接トーチ２２へ溶接ワイヤを送給する速度を下げる。鋼材に形成される開先と溶接ロボット２０が有する溶接トーチ２２先端との距離を大きくする。
【0091】
また、ハンピングの兆候を検知した場合は、次のように状態を変更する。すなわち、溶接ロボット２０の移動速度を下げる。溶接トーチ２２の傾斜角を、溶接ロボット２０のアーム部２３によって次のように変更する。すなわち、例えば、溶接ロボット２０の移動速度を維持しつつ又は下げつつ、溶接トーチ２２の先端が進行方向と反対の側に移動するよう、溶接トーチ２２を傾斜させる。溶接トーチ２２へ溶接ワイヤを送給する速度を上げる。鋼材に形成される開先と溶接ロボット２０が有する溶接トーチ２２先端との距離を小さくする。
【0092】
停止手段４９は、出力手段４２により出力される発生情報に基づき、溶接ロボット２０を停止させる。これにより、停止手段４９は、溶接作業中に溶接の欠陥が発生した場合に、溶接ロボット２０が溶接作業を継続することを防ぐ。停止手段４９は、例えば、溶接ロボット２０の移動を停止させる。このとき、溶接トーチ２２を鋼管Ｐの外周面から離れるように移動させてもよい。あるいは、停止手段４９は、溶接ロボット２０の電源を切り、機能を停止させることで、溶接ロボット２０を停止させてもよい。
【0093】
処理部４０の、記憶部４５を除く各構成は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサとメモリとを備え、予め構成された制御プログラムを実行することで、それぞれの機能を担保される。また、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、処理部４０を制御するプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。
【0094】
コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
あるいは、記憶部４５の領域を適宜分割することで、処理部４０を制御するプログラムを記憶する領域を確保してもよい。あるいは、記憶部４５と異なる記憶装置に、プログラムを記憶させてもよい。
あるいは、記憶部４５の領域を適宜分割することで、処理部４０を制御するプログラムを記憶する領域を確保してもよい。あるいは、記憶部４５と異なる記憶装置に、プログラムを記憶させてもよい。
【0095】
以上説明したように、本実施形態に係る溶接システム１００によれば、撮像手段３０が、溶融池Ｍを撮像して画像データを出力する。計測手段４１が、出力された画像データに基づき、溶融池Ｍの長さＬ又は溶融池Ｍの幅Ｗを計測する。出力手段４２が、計測された溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗに基づき、溶接ロボット２０による溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する。ここで、溶接作業中に硬化する前の溶融池Ｍが垂れ落ちると、溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗが急激に小さくなる。あるいは、溶接部の溶融池Ｍが一連にならず、途中で途切れると、溶融池Ｍが形成されない部位が生じる。これらの事象に対し、上述の構成を備えることで、溶融池Ｍが硬化する前に垂れ落ちたり、途切れたりしたことを、溶接作業中に迅速に検出することができる。よって、より高い溶接品質に寄与することができる。
【0096】
また、撮像手段３０は、溶接ロボット２０の側面であって、溶接ロボット２０が進行する所定方向Ｙ１の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ３１を含む。つまり、反対側カメラ３１は、溶接ロボット２０の側面に取り付けられ、進行方向の反対側から、溶融池Ｍを撮像する。これにより、溶接ロボット２０が溶接し、溶融池Ｍが生じた部位を、溶接ロボット２０の移動に合わせて追いかけるように撮像することができる。よって、より正確に溶融池Ｍの幅Ｗ及び長さＬを把握しやすくすることができる。
【0097】
また、撮像手段３０は、溶接トーチ２２に対する位置であって、溶接ロボット２０が進行する所定方向Ｙ１とは反対側の位置から、溶融池Ｍを撮像する。これにより、溶融池Ｍを、溶融池Ｍが生じた直後から撮像することができる。よって、硬化が始まる前の状態の溶融池Ｍを、より正確に撮像することができる。
【0098】
また、記憶制御手段４４は、取得手段４３により取得された建方治具Ｅの位置情報に基づき、溶接ロボット２０の位置であって、反対側カメラ３１で溶融池Ｍを撮像できない位置をログとして記憶部４５に記憶させる。ここで、鋼材に設けられた建方治具Ｅの付近を溶接ロボット２０によって溶接する時、撮像手段３０の視界に建方治具Ｅが干渉して、溶融池Ｍの状態が撮像できなくなることがある。これに対して、溶融池Ｍを撮像できない位置をログとして記憶部４５に記憶させることで、溶接作業後に当該位置の確認を容易に行うことができる。よって、溶接後の確認作業を効率的に行うことができる。
【0099】
また、計測手段４１は、反対側カメラ３１が溶融池Ｍを撮像して出力する画像データに基づき、長さＬ又は幅Ｗを計測するとともに、所定方向側カメラ３２が溶融池Ｍを撮像して出力する画像データに基づき、幅Ｗを計測する。これにより、例えば、反対側カメラ３１の視界に建方治具Ｅが干渉する等の理由により反対側カメラ３１によって溶融池Ｍが撮像できなくなった場合であっても、所定方向側カメラ３２によって少なくとも溶融池Ｍの幅Ｗを撮像することができる。このように、撮像手段３０に補助的な役割を有する所定方向側カメラ３２を備えることで、より撮像を安定して行うことができる。また、所定方向Ｙ１側と反対方向Ｙ２側との両側にカメラを設けることで、溶接ロボット２０の進行方向が変わった場合に、いずれかのカメラによって少なくとも溶融池Ｍの幅Ｗを計測することができる。あるいは、所定方向側カメラ３２と反対側カメラ３１とが、それぞれ役割を交替することができる。よって、より撮像を安定して行うことができる。
【0100】
また、計測手段４１は、反対側カメラ３１が溶融池Ｍを撮像して出力する画像データに基づき、溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗを計測する。加えて、検出手段４６は、所定方向側カメラ３２が溶融池Ｍを撮像して出力する画像データに基づき、溶接ロボット２０による溶接のバーンスルーを検出する。このように、計測手段４１による溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗの計測に加えて、検出手段４６によるバーンスルーの検出を同時に行うことで、より溶接不良を確実に検出しやすくすることができる。
【0101】
また、制御手段４７は、溶接ロボット２０が所定方向Ｙ１に移動する場合には、溶接トーチ２２に対する位置であって所定方向Ｙ１とは反対側の位置から溶融池Ｍを撮像するように反対側カメラ３１を制御し、溶接ロボット２０が反転して所定方向Ｙ１とは反対の方向に移動する場合に、溶接トーチ２２に対する位置であって所定方向Ｙ１の側の位置から溶融池Ｍを撮像するように所定方向側カメラ３２を制御する。これにより、溶接ロボット２０がいずれの側に移動した場合であっても、撮像手段３０による溶融池Ｍの撮像を継続することができる。
【0102】
また、欠陥情報は、欠陥の兆候に関する兆候情報を含み、兆候情報は、計測手段４１により計測される長さＬ又は幅Ｗの値に基づき、出力手段４２により出力される。このように、溶接の欠陥情報に加えて、欠陥の兆候に関する兆候情報を出力手段４２により出力することで、溶接の欠陥が発生することを未然に察知し、迅速に対応することができる。よって、溶接に品質をより向上することができる。
【0103】
また、出力手段４２により出力される兆候情報に基づき、溶接ロボット２０の状態を変更する変更手段４８を更に備える。このように、溶接の欠陥の兆候に対して溶接ロボット２０の状態を適宜変更することで、溶接の欠陥が発生することを未然に防ぐことができる。
【0104】
また、変更手段４８によって変更される溶接ロボット２０の状態は、溶接ロボット２０が所定方向Ｙ１に移動する速度と、溶接ロボット２０が有する溶接トーチ２２の傾斜角であって所定方向Ｙ１に対する傾斜角と、溶接ロボット２０がワイヤを送給する速度と、鋼材に形成される開先と溶接ロボット２０が有する溶接トーチ２２先端との距離と、を含む。
【0105】
溶接ロボット２０の移動速度を変更することで、溶接トーチ２２が溶接部における任意の位置に滞在する時間を調整することができる。溶接トーチ２２の傾斜角を変更することで、溶接後の溶融池Ｍの形状への影響を調整することができる。ワイヤを供給する速度を変更することで、溶接後に溶融池Ｍとなる材質の量を調整することができる。開先と溶接トーチ２２の先端との距離を変更することで、溶接部の温度を調整することができる。このように、溶接ロボット２０を変更手段４８によって適宜変更することで、溶接の欠陥が発生する可能性を最小限にすることができる。
【0106】
また、欠陥情報は、欠陥の発生に関する発生情報を含み、発生情報は、計測手段４１により計測される溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗの変化が所定閾値を上回ったことに基づき、出力手段４２により出力される。このように、溶接の欠陥が発生したことを出力手段４２によって出力することで、欠陥の発生を検知することができる。
【0107】
また、出力手段４２により出力される発生情報に基づき、溶接ロボット２０を停止させる停止手段４９を更に備える。つまり、溶接の欠陥が発生したら、停止手段４９によって溶接ロボット２０を停止させる。このように、溶接の欠陥の発生に応じて溶接ロボット２０を停止させることで、欠陥の発生の見落としを防ぐことができる。また、溶接の欠陥が発生した時点で適宜対応ができるようにすることで、溶接の欠陥が継続して発生することを防ぐことができる。
【0108】
また、第１閾値、第２閾値、及び、第３閾値の中から、所定閾値をユーザに選択させる。これにより、ユーザが必要とする溶接の条件に柔軟に対応することができる。よって、ユーザの利便性を向上することができる。
【0109】
また、出力手段４２が欠陥情報を出力する際の位置に関するログを記憶部４５に記憶させる記憶制御手段４４、を更に備える。つまり、欠陥情報と、欠陥情報に係る溶接部の位置とを関連付けて記憶する。よって、溶接作業後に、溶接部におけるどの部位において欠陥又は欠陥の可能性があるかを容易に確認することができる。
【0110】
また、出力手段４２が、計測手段４１により計測される長さＬ又は幅Ｗのうち、出力手段４２が欠陥情報を出力する際に基づいたものを示す情報を記憶部４５に記憶させる記憶制御手段４４、を更に備える。つまり、欠陥情報について、溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗのいずれに問題があったかを記憶部４５に記憶させる。このように、溶接の欠陥に係る情報の詳細を的確に把握することで、欠陥に対する対応を容易に決定することができる。
【0111】
また、計測手段４１は、画像データの輝度に基づき、溶融池Ｍの長さＬ又は幅Ｗを計測する。つまり、溶融池Ｍを形成する溶融金属が、高温によって発光した状態である部位を、溶融池Ｍと認識する。そして、溶融池Ｍであると認識した部位の長さＬ又は幅Ｗを、計測手段４１によって計測する。これにより、溶融池Ｍが硬化した後の部位を、計測する長さＬ又は幅Ｗから除外することができる。よって、溶接の欠陥が発生する可能性がある硬化前の溶融池Ｍのみを、計測の対象とすることができる。
【0112】
また、溶接トーチ２２の位置は、撮像手段３０の位置を変更することなく、変更される。つまり、撮像手段３０は、溶接トーチ２２の位置の変更に追従しない。溶融池Ｍの長さ又は幅Ｗの変化は、連続的な変化として計測される。このため、溶接トーチ２２の位置が変わったことによって、撮像手段３０と溶融池Ｍの相対位置が変化した場合でも、相対位置の変化の影響を受けずに垂れ落ちの検出を継続することができる。このため、撮像手段３０が溶接トーチ２２の位置の変更に追従しないことで、例えば、撮像手段３０が溶接トーチ２２の位置の変更に追従することで、撮像手段３０が撮像した画像データにぶれが生じるといったことを防ぐことができる。つまり、撮像手段３０の向きが変わることによって、計測手段４１による計測に影響が生じることを防ぐことができる。
【0113】
また、鋼材は、曲線部Ｒを有する鋼管Ｐである。本発明に係る溶接システム１００を、曲線部Ｒを有する鋼管Ｐに適用することで、上述の作用効果を顕著にもたらすことができる。
【0114】
また、溶接の欠陥とは、溶融池Ｍの垂れ落ち、又は、溶接ビードのハンピングである。溶融池Ｍの垂れ落ち又は溶接ビードのハンピングは、溶接の作業中に兆候を検知して適宜対応することで、未然に防ぐことができるものである。上述の構成によって上記欠陥を未然に防ぐことで、より効率的な溶接作業に寄与することができる。
【0115】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、カメラアーム３３は、伸縮可能の構造を備えてもよい。
また、処理部は、溶接ロボット２０の本体部の内部に配置されなくてもよい。例えば、外部装置に備えられ、本体部とケーブルを介して接続されてもよい。
例えば、カメラアーム３３は、伸縮可能の構造を備えてもよい。
また、処理部は、溶接ロボット２０の本体部の内部に配置されなくてもよい。例えば、外部装置に備えられ、本体部とケーブルを介して接続されてもよい。
【0116】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0117】
２０ 溶接ロボット
２２ 溶接トーチ
３０ 撮像手段
３１ 反対側カメラ
３２ 所定方向側カメラ
４１ 計測手段
４２ 出力手段
４３ 取得手段
４４ 記憶制御手段
４５ 記憶部
４６ 検出手段
４７ 制御手段
４８ 変更手段
４９ 停止手段
１００ 溶接システム
Ｅ 建方治具
Ｍ 溶融池
Ｐ 鋼管
Ｒ 曲線部
Ｗ 幅
ＷＢ 溶接ビード
Ｙ１ 所定方向
２２ 溶接トーチ
３０ 撮像手段
３１ 反対側カメラ
３２ 所定方向側カメラ
４１ 計測手段
４２ 出力手段
４３ 取得手段
４４ 記憶制御手段
４５ 記憶部
４６ 検出手段
４７ 制御手段
４８ 変更手段
４９ 停止手段
１００ 溶接システム
Ｅ 建方治具
Ｍ 溶融池
Ｐ 鋼管
Ｒ 曲線部
Ｗ 幅
ＷＢ 溶接ビード
Ｙ１ 所定方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2022-11-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼材の上を所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムであって、
前記溶接ロボットにより溶接される前記鋼材の溶融池を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶融池の長さ又は前記溶融池の幅を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅に基づき、前記溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、
を備える、
ことを特徴とする溶接システム。
前記溶接ロボットにより溶接される前記鋼材の溶融池を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶融池の長さ又は前記溶融池の幅を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅に基づき、前記溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、
を備える、
ことを特徴とする溶接システム。
【請求項2】
前記撮像手段が赤外線カメラである場合を除く、
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接システム。
【請求項3】
前記鋼材に設けられる建方治具と、
前記建方治具の位置を示す建方治具位置情報を取得する取得手段と、
記憶制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含み、
前記記憶制御手段は、前記取得手段により取得された前記建方治具の位置情報に基づき、前記溶接ロボットの位置であって、前記反対側カメラで前記溶融池を撮像できない位置、をログとして記憶部に記憶させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接システム。
前記建方治具の位置を示す建方治具位置情報を取得する取得手段と、
記憶制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含み、
前記記憶制御手段は、前記取得手段により取得された前記建方治具の位置情報に基づき、前記溶接ロボットの位置であって、前記反対側カメラで前記溶融池を撮像できない位置、をログとして記憶部に記憶させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接システム。
【請求項4】
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測するとともに、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測するとともに、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項5】
検出手段、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測し、
前記検出手段は、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶接ロボットによる溶接のバーンスルーを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測し、
前記検出手段は、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶接ロボットによる溶接のバーンスルーを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項6】
前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチと、
制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記制御手段は、
前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する場合には、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から前記溶融池を撮像するように前記反対側カメラを制御し、
前記溶接ロボットが反転して前記所定方向とは反対の方向に移動する場合に、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向の側の位置から前記溶融池を撮像するように前記所定方向側カメラを制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の溶接システム。
制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記制御手段は、
前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する場合には、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から前記溶融池を撮像するように前記反対側カメラを制御し、
前記溶接ロボットが反転して前記所定方向とは反対の方向に移動する場合に、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向の側の位置から前記溶融池を撮像するように前記所定方向側カメラを制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項7】
前記欠陥情報は、前記欠陥の兆候に関する兆候情報を含み、
前記兆候情報は、前記計測手段により計測される前記長さに対する前記幅の比が、溶接ビードの垂れ落ちを検出するために用いられる所定基準閾値より、大きいと判定された場合に、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記兆候情報は、前記計測手段により計測される前記長さに対する前記幅の比が、溶接ビードの垂れ落ちを検出するために用いられる所定基準閾値より、大きいと判定された場合に、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項8】
前記欠陥情報は、前記欠陥の兆候に関する兆候情報を含み、
前記出力手段により出力される前記兆候情報に基づき、前記溶接ロボットの状態を変更する変更手段、
を更に備え、
前記状態は、前記溶接ロボットが有する溶接トーチの傾斜角であって前記所定方向に対する傾斜角、及び／又は、前記溶接ロボットがワイヤを送給する速度、を含み、
前記出力手段が前記兆候情報を出力したとき、前記変更手段は、前記溶接トーチの先端が前記溶接ロボットの進行方向の側、又は前記進行方向と反対の側に移動するよう、前記傾斜角を変更し、及び／又は、前記溶接ロボットが前記ワイヤを送給する速度を上げ、又は下げる、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記出力手段により出力される前記兆候情報に基づき、前記溶接ロボットの状態を変更する変更手段、
を更に備え、
前記状態は、前記溶接ロボットが有する溶接トーチの傾斜角であって前記所定方向に対する傾斜角、及び／又は、前記溶接ロボットがワイヤを送給する速度、を含み、
前記出力手段が前記兆候情報を出力したとき、前記変更手段は、前記溶接トーチの先端が前記溶接ロボットの進行方向の側、又は前記進行方向と反対の側に移動するよう、前記傾斜角を変更し、及び／又は、前記溶接ロボットが前記ワイヤを送給する速度を上げ、又は下げる、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項9】
前記欠陥情報は、前記欠陥の発生に関する発生情報を含み、
前記発生情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の変化が所定閾値を上回ったことに基づき、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記発生情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の変化が所定閾値を上回ったことに基づき、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項10】
前記出力手段により出力される前記発生情報に基づき、前記溶接ロボットを停止させる停止手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の溶接システム。
【請求項11】
第１閾値、第２閾値、及び、第３閾値の中から、前記所定閾値をユーザに選択させる、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の溶接システム。
【請求項12】
前記溶接ロボットの位置であって、前記出力手段が前記欠陥情報を出力する際の位置、に関するログを記憶部に記憶させる記憶制御手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項13】
前記出力手段が、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅のうち、前記出力手段が前記欠陥情報を出力する際に基づいたものを示す情報を記憶部に記憶させる記憶制御手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項14】
前記計測手段は、前記画像データの輝度に基づき、前記長さ又は前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項15】
前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチ、
を更に備え、
前記溶接トーチの位置は、前記撮像手段の位置を変更することなく、変更される、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備え、
前記溶接トーチの位置は、前記撮像手段の位置を変更することなく、変更される、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項16】
前記鋼材は、曲線部を有する鋼管である、
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項17】
前記欠陥は、前記溶融池の垂れ落ち、又は、溶接ビードのハンピングである、
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の溶接システム。
【手続補正書】
【提出日】2023-05-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼材の上を所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムであって、
前記溶接ロボットにより溶接される前記鋼材の溶融池を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶融池の長さ又は前記溶融池の幅を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測される前記長さに対する前記幅の比に基づき、前記溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、
を備え、
前記欠陥情報は、前記欠陥の兆候に関する兆候情報を含む、ことを特徴とする溶接システム。
前記溶接ロボットにより溶接される前記鋼材の溶融池を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶融池の長さ又は前記溶融池の幅を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測される前記長さに対する前記幅の比に基づき、前記溶接ロボットによる溶接の欠陥に関する欠陥情報を出力する出力手段と、
を備え、
前記欠陥情報は、前記欠陥の兆候に関する兆候情報を含む、ことを特徴とする溶接システム。
【請求項2】
前記撮像手段が赤外線カメラである場合を除く、
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接システム。
【請求項3】
前記鋼材に設けられる建方治具と、
前記建方治具の位置を示す建方治具位置情報を取得する取得手段と、
記憶制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含み、
前記記憶制御手段は、前記取得手段により取得された前記建方治具の位置情報に基づき、前記溶接ロボットの位置であって、前記反対側カメラで前記溶融池を撮像できない位置、をログとして記憶部に記憶させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接システム。
前記建方治具の位置を示す建方治具位置情報を取得する取得手段と、
記憶制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラ、を含み、
前記記憶制御手段は、前記取得手段により取得された前記建方治具の位置情報に基づき、前記溶接ロボットの位置であって、前記反対側カメラで前記溶融池を撮像できない位置、をログとして記憶部に記憶させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接システム。
【請求項4】
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測するとともに、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測するとともに、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項5】
検出手段、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測し、
前記検出手段は、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶接ロボットによる溶接のバーンスルーを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記計測手段は、前記反対側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記長さ又は前記幅を計測し、
前記検出手段は、前記所定方向側カメラが前記溶融池を撮像して出力する画像データに基づき、前記溶接ロボットによる溶接のバーンスルーを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項6】
前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチと、
制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記制御手段は、
前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する場合には、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から前記溶融池を撮像するように前記反対側カメラを制御し、
前記溶接ロボットが反転して前記所定方向とは反対の方向に移動する場合に、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向の側の位置から前記溶融池を撮像するように前記所定方向側カメラを制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の溶接システム。
制御手段と、
を更に備え、
前記撮像手段は、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側とは反対側の側面に設けられる反対側カメラと、
前記溶接ロボットの側面であって前記所定方向の側の側面に設けられる所定方向側カメラと、
を含み、
前記制御手段は、
前記溶接ロボットが前記所定方向に移動する場合には、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向とは反対側の位置から前記溶融池を撮像するように前記反対側カメラを制御し、
前記溶接ロボットが反転して前記所定方向とは反対の方向に移動する場合に、前記溶接トーチに対する位置であって前記所定方向の側の位置から前記溶融池を撮像するように前記所定方向側カメラを制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項7】
前記兆候情報は、前記計測手段により計測される前記長さに対する前記幅の比が、溶接ビードの垂れ落ちを検出するために用いられる所定基準閾値より、大きいと判定された場合に、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項8】
前記出力手段により出力される前記兆候情報に基づき、前記溶接ロボットの状態を変更する変更手段、
を更に備え、
前記状態は、前記溶接ロボットが有する溶接トーチの傾斜角であって前記所定方向に対する傾斜角、及び／又は、前記溶接ロボットがワイヤを送給する速度、を含み、
前記出力手段が前記兆候情報を出力したとき、前記変更手段は、前記溶接トーチの先端が前記溶接ロボットの進行方向の側、又は前記進行方向と反対の側に移動するよう、前記傾斜角を変更し、及び／又は、前記溶接ロボットが前記ワイヤを送給する速度を上げ、又は下げる、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備え、
前記状態は、前記溶接ロボットが有する溶接トーチの傾斜角であって前記所定方向に対する傾斜角、及び／又は、前記溶接ロボットがワイヤを送給する速度、を含み、
前記出力手段が前記兆候情報を出力したとき、前記変更手段は、前記溶接トーチの先端が前記溶接ロボットの進行方向の側、又は前記進行方向と反対の側に移動するよう、前記傾斜角を変更し、及び／又は、前記溶接ロボットが前記ワイヤを送給する速度を上げ、又は下げる、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項9】
前記欠陥情報は、前記欠陥の発生に関する発生情報を含み、
前記発生情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の変化が所定閾値を上回ったことに基づき、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の溶接システム。
前記発生情報は、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅の変化が所定閾値を上回ったことに基づき、前記出力手段により出力される、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項10】
前記出力手段により出力される前記発生情報に基づき、前記溶接ロボットを停止させる停止手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の溶接システム。
【請求項11】
第１閾値、第２閾値、及び、第３閾値の中から、前記所定閾値をユーザに選択させる、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の溶接システム。
【請求項12】
前記溶接ロボットの位置であって、前記出力手段が前記欠陥情報を出力する際の位置、に関するログを記憶部に記憶させる記憶制御手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項13】
前記出力手段が、前記計測手段により計測される前記長さ又は前記幅のうち、前記出力手段が前記欠陥情報を出力する際に基づいたものを示す情報を記憶部に記憶させる記憶制御手段、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項14】
前記計測手段は、前記画像データの輝度に基づき、前記長さ又は前記幅を計測する、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項15】
前記溶接ロボットに設けられる溶接トーチ、
を更に備え、
前記溶接トーチの位置は、前記撮像手段の位置を変更することなく、変更される、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の溶接システム。
を更に備え、
前記溶接トーチの位置は、前記撮像手段の位置を変更することなく、変更される、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項16】
前記鋼材は、曲線部を有する鋼管である、
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項17】
前記欠陥は、前記溶融池の垂れ落ち、又は、溶接ビードのハンピングである、
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の溶接システム。
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の溶接システム。