特開 2023-14784 処理装置、検出システム、処理方法、プログラム、及び記憶媒体

(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】P2023014784

(43)【公開日】2023-01-31

(54)【発明の名称】処理装置、検出システム、処理方法、プログラム、及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/06 20060101AFI20230124BHJP

   G01N 29/265 20060101ALI20230124BHJP

   G01N 29/44 20060101ALI20230124BHJP

【ＦＩ】

G01N29/06

G01N29/265

G01N29/44

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021118942

(22)【出願日】2021-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】505204114

【氏名又は名称】東芝検査ソリューションズ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157901

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(74)【代理人】

【識別番号】100197538

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 功

(72)【発明者】

【氏名】高橋 宏昌

(72)【発明者】

【氏名】千葉 康徳

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 真拡

(72)【発明者】

【氏名】渥美 拓也

(72)【発明者】

【氏名】松本 真

【テーマコード（参考）】

2G047

【Ｆターム（参考）】

2G047AA06

2G047AB07

2G047BA03

2G047BB01

2G047BC03

2G047CA01

2G047DB02

2G047DB14

2G047EA10

2G047GA04

2G047GA13

2G047GB02

2G047GG21

2G047GG24

2G047GG33

(57)【要約】

【課題】接合体の溶接部の位置をより精度良く得られる、処理装置、検出システム、処理方法、プログラム、及び記憶媒体を提供する。
【解決手段】実施形態に係る処理装置は、接合体に向けて第１方向に沿って超音波を送信して得られた反射波の強度データを受信する。前記装置は、前記強度データを用いて、前記接合体の溶接部を特定する。前記装置は、前記第１方向と交差する第１面における前記溶接部の第１中心位置を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

接合体に向けて第１方向に沿って超音波を送信して得られた反射波の強度データを受信し、
前記強度データを用いて、前記接合体の溶接部を特定し、
前記第１方向と交差する第１面における前記溶接部の第１中心位置を算出する、処理装置。

【請求項2】

前記強度データの前記第１面における第２中心位置と、前記第１中心位置と、の間の距離を算出する、請求項１記載の処理装置。

【請求項3】

前記距離を用いて前記接合体の良否を判定する、請求項２記載の処理装置。

【請求項4】

前記距離に基づく値が第１閾値を超えるとき、ユーザへの第１報知を出力する、請求項２又は３に記載の処理装置。

【請求項5】

検出された前記溶接部の径を用いて前記溶接部を検査する、請求項２～４のいずれか１つに記載の処理装置。

【請求項6】

前記距離を用いて、前記溶接部の検査の正確性を判定する、請求項５記載の処理装置。

【請求項7】

前記距離に基づく値が第２閾値を超えるとき、ユーザへの第２報知を出力する、請求項６記載の処理装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１つに記載の処理装置と、
前記超音波を送信し、前記反射波を検出し、前記強度データを前記処理装置へ送信する検出器と、
を備えた検出システム。

【請求項9】

前記検出器が先端に設けられたマニピュレータをさらに備えた、請求項８記載の検出システム。

【請求項10】

前記マニピュレータを制御する制御装置をさらに備え、
前記強度データの前記第１面における第２中心位置と、前記第１中心位置と、の間の距離に基づく値が第１閾値を超えるとき、前記制御装置は、前記距離が短くなるように、前記マニピュレータを動作させて前記検出器の位置を補正し、
前記検出器は、補正された前記位置で、前記溶接部に対する前記超音波の送信及び前記反射波の検出を実行する、請求項９記載の検出システム。

【請求項11】

接合体に向けて第１方向に沿って超音波を送信して得られた反射波の強度データを受信し、
前記強度データを用いて、前記接合体の溶接部を特定し、
前記第１方向と交差する第１面における前記溶接部の第１中心位置を算出する、処理方法。

【請求項12】

処理装置に、
接合体に向けて第１方向に沿って超音波を送信して得られた反射波の強度データを受信させ、
前記強度データを用いて、前記接合体の溶接部を特定させ、
前記第１方向と交差する第１面における前記溶接部の中心位置を算出させる、
プログラム。

【請求項13】

請求項１２記載のプログラムを記憶した記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、処理装置、検出システム、処理方法、プログラム、及び記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

接合体に向けて超音波を送信し、反射波を検出するシステムがある。このシステムについて、接合体の溶接部の位置をより精度良く得られる技術が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１８７００５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、接合体の溶接部の位置をより精度良く得られる、処理装置、検出システム、処理方法、プログラム、及び記憶媒体を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る処理装置は、接合体に向けて第１方向に沿って超音波を送信して得られた反射波の強度データを受信する。前記装置は、前記強度データを用いて、前記接合体の溶接部を特定する。前記装置は、前記第１方向と交差する第１面における前記溶接部の第１中心位置を算出する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態に係る検出システムを示す模式図である。

【図2】検出器の内部構造を示す模式図である。

【図3】探査により得られた３次元の検出結果を例示する模式図である。

【図4】実施形態に係る検出システムの動作を説明するための模式図である。

【図5】特定された溶接部の一例を示す模式図である。

【図6】特定された溶接部の別の一例を示す模式図である。

【図7】実施形態に係る検出システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図8】実施形態に係る検出システムの動作の別の一例を示すフローチャートである。

【図9】実施形態に係る別の検出システムを示す模式図である。

【図10】実施形態に係る別の検出システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図11】ハードウェア構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0008】

図１は、実施形態に係る検出システムを示す模式図である。
実施形態に係る検出システム１は、処理装置１０及び検出器２０を含む。

【0009】

検出器２０は、接合体５０に向けて超音波を送信し、その反射波を検出（受信）する。図１の例では、検出器２０は、人が把持可能なロッド状である。検出器２０は、反射波を検出すると、反射波の強度を示す強度データを処理装置１０へ送信する。以降では、検出器２０による超音波の送信及び反射波の検出を、探査（プロ－ビング）ともいう。

【0010】

接合体５０は、金属板５１（第１部材）及び金属板５２（第２部材）を含む。金属板５１と金属板５２は、溶接部５３において抵抗スポット溶接されている。処理装置１０は、強度データを用いて、種々の処理を実行する。例えば、処理装置１０は、接合体５０における溶接部５３の位置を特定する。また、処理装置１０は、溶接部５３の中心位置を算出する。さらに、処理装置１０は、接合体５０の良否を判定しても良い。処理装置１０は、溶接部５３の径を算出しても良い。処理装置１０は、溶接部５３を検査しても良い。

【0011】

図２は、検出器の内部構造を示す模式図である。
検出器２０は、図２に示すように、素子アレイ２１及び伝搬部２２を含む。素子アレイ２１は、複数の検出素子２１ａを含む。例えば、検出素子２１ａは、トランスデューサであり、１ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の周波数の超音波を発する。検出素子２１ａは、Ｚ方向（第１方向）に沿って超音波を送信する。複数の検出素子２１ａは、Ｘ方向（第２方向）及びＹ方向（第３方向）に配列されている。Ｘ方向は、Ｚ方向と交差する。Ｙ方向は、Ｘ－Ｚ面と交差する。図２の例では、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。

【0012】

伝搬部２２は、検出器２０の先端に設けられる。素子アレイ２１は、伝搬部２２により被覆されている。検出器２０の先端を溶接部５３に接触させた際、伝搬部２２は、素子アレイ２１と溶接部５３との間に位置する。素子アレイ２１が超音波を発すると、超音波は、伝搬部２２を伝搬して検出器２０の外部に送信される。超音波が反射されると、その反射波は、伝搬部２２を伝搬して素子アレイ２１に達する。素子アレイ２１は、反射波を検出し、反射波強度を示す信号（強度データ）を処理装置１０へ送信する。素子アレイ２１から送信される信号の強度は、反射波の強度に対応する。

【0013】

伝搬部２２は、超音波が伝搬し易い樹脂材料などにより構成される。伝搬部２２により、検出器２０が溶接部５３へ接触した際に、素子アレイ２１の変形、損傷などを抑制できる。伝搬部２２は、溶接部５３への接触時の変形、損傷などを抑制するために、十分な硬さを有する。

【0014】

溶接部５３には、凝固部５４が形成されている。凝固部５４は、金属板５１の一部と金属板５２の一部が溶融して混ざり合い、凝固して形成される。接合体５０の表面には、カプラント液５５が塗布される。カプラント液５５により、検出器２０と接合体５０との間で、超音波が伝搬し易くなる。それぞれの検出素子２１ａは、カプラント１５が塗布された接合体５０に向けて超音波ＵＳを送信し、接合体５０からの反射波ＲＷを検出する。

【0015】

例えば図２に示すように、１つの検出素子２１ａが接合体５０に向けて超音波ＵＳを送信する。超音波ＵＳの一部は、接合体５０の上面又は下面などで反射される。複数の検出素子２１ａのそれぞれは、反射波ＲＷを検出する。探査では、それぞれの検出素子２１ａが順次超音波ＵＳを送信し、それぞれの反射波ＲＷを複数の検出素子２１ａで検出する。

【0016】

図３は、探査により得られた３次元の検出結果を例示する模式図である。
探査では、上述したように、それぞれの検出素子２１ａが超音波を順次送信し、それぞれの反射波を複数の検出素子２１ａで検出する。図２に示す具体例では、８×８の６４個の検出素子２１ａが設けられている。この場合、６４個の検出素子２１ａが超音波を順次送信する。１つの検出素子２１ａは、反射波を６４回繰り返し検出する。１つの検出素子２１ａからは、Ｚ方向の反射波強度分布の検出結果が、６４回出力される。１つの検出素子２１ａから出力された６４回の反射波の強度分布は、合算される。合算された強度分布が、１回の探査において、１つの検出素子２１ａが設けられた座標における強度分布となる。６４個の検出素子２１ａのそれぞれによる検出結果について、同様の処理が実行される。各検出素子２１ａの検出結果に対して、Ｘ方向及びＹ方向における分解能を向上させるために、開口合成が実行されても良い。以上により、Ｘ－Ｙ面（第１面）内の各点において、Ｚ方向における反射波の強度分布が生成される。すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各点における反射波強度を含む３次元の強度データが得られる。

【0017】

図３の模式図では、３次元強度データの溶接部５３近傍の様子が示されている。図３において、輝度が高い部分は、超音波の反射波強度が相対的に大きい部分である。図３の例では、溶接部５３の上面及び下面からの反射波と、これら上面と下面との間で多重反射した反射波と、が現れている。

【0018】

図４は、実施形態に係る検出システムの動作を説明するための模式図である。
図４（ａ）に示すように、超音波ＵＳは、伝搬部２２の表面２２ａ、金属板５１の上面５１ａ及び下面５１ｂ、溶接部５３の上面５３ａ及び下面５３ｂで反射される。

【0019】

表面２２ａ、上面５１ａ、上面５３ａ、下面５１ｂ、及び下面５３ｂのＺ方向における位置は、互いに異なる。すなわち、これらの面と検出素子２１ａとの間のＺ方向におけるそれぞれの距離が、互いに異なる。検出素子２１ａがこれらの面からの反射波を検出すると、反射波強度のピークが検出される。超音波ＵＳを送信した後、各ピークが検出されるまでの時間を算出することで、どの面で超音波ＵＳが反射されているか判別できる。

【0020】

図４（ｂ）及び図４（ｃ）のそれぞれは、Ｘ－Ｙ面内の１点において、超音波ＵＳを送信した後の時間と、反射波ＲＷの強度と、の関係を例示するグラフである。図４（ｂ）及び図４（ｃ）において、横軸は、検出された反射波ＲＷの強度を表す。縦軸は、超音波ＵＳを送信した後の経過時間を表す。時間は、Ｚ方向における位置に対応する。図４（ｂ）のグラフは、表面２２ａ、上面５１ａ、及び下面５１ｂからの反射波ＲＷの検出結果を例示している。すなわち、図４（ｂ）のグラフは、接合されていない点からの反射波ＲＷの検出結果を例示している。図４（ｃ）のグラフは、表面２２ａ、上面５３ａ、及び下面５３ｂからの反射波ＲＷの検出結果を例示している。すなわち、図４（ｃ）のグラフは、接合されている点からの反射波ＲＷの検出結果を例示している。

【0021】

図４（ｂ）及び図４（ｃ）のグラフにおいて、ピークＰｅ１０は、表面２２ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１１は、上面５１ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１２は、下面５１ｂからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１１及びピークＰｅ１２が検出されるまでの時間は、それぞれ、上面５１ａ及び下面５１ｂのＺ方向における位置に対応する。

【0022】

同様に、ピークＰｅ１３は、上面５３ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１４は、下面５３ｂからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１３及びピークＰｅ１４が検出されるまでの時間は、それぞれ、上面５３ａ及び下面５３ｂのＺ方向における位置に対応する。

【0023】

処理装置１０は、Ｘ－Ｙ面内の各点におけるＺ方向の反射波強度分布において、ピークＰｅ１２が存在するか判定する。具体的には、処理装置１０は、ピークＰｅ１２が検出されうるＺ方向の範囲において、ピークを検出する。処理装置１０は、そのピーク強度を、閾値と比較する。Ｚ方向の範囲及び閾値は、予め設定される。

【0024】

ピーク強度が閾値を超えているとき、処理装置１０は、そのピークがピークＰｅ１２であると判定する。ピークＰｅ１２の存在は、その点において下面５１ｂが存在し、金属板５１と金属板５２が接合されていないことを示す。処理装置１０は、ピークＰｅ１２が検出された点を、接合されていないと判定する。処理装置１０は、ピークＰｅ１２が検出されない点を、接合されていると判定する。処理装置１０は、Ｘ－Ｙ面内の各点が接合されているか、順次判定する。処理装置１０は、接合されていると判定された点の集合を、溶接部５３として特定する。

【0025】

図４（ｂ）及び図４（ｃ）の例では、反射波ＲＷの強度は、絶対値で表されている。反射波の強度は、任意の態様で表現されて良い。例えば、検出素子２１ａから出力される反射波強度は、位相に応じて、正の値及び負の値を含む。正の値及び負の値を含む反射波強度に基づいて、各種処理が実行されても良い。正の値及び負の値を含む反射波強度を、絶対値に変換しても良い。各時刻における反射波強度から、反射波強度の平均値を減じても良い。又は、各時刻における反射波強度から、反射波強度の加重平均値、重み付き移動平均値などを減じても良い。特定の周期の周波数成分のみが抽出されるように、フィルタリングが実行されても良い。反射波強度にこれらの処理を加えた結果を用いた場合でも、本願で説明する各種処理を実行可能である。

【0026】

図５は、特定された溶接部の一例を示す模式図である。
図５は、上述した接合又は未接合の判定の結果を示す。接合又は未接合の判定が実行される領域のＸ方向及びＹ方向における範囲は、Ｘ方向及びＹ方向において強度データが得られた範囲に対応する。一例として、図５に示す２次元データのＸ方向における範囲及びＹ方向における範囲は、図３に示す３次元の強度データのＸ方向における範囲及びＹ方向における範囲にそれぞれ対応する。Ｘ方向及びＹ方向において、強度データが得られた範囲の一部が抽出され、抽出された領域に対して接合又は未接合の判定が実行されても良い。判定は、強度データのＸ－Ｙ面内の各点について実行される。図５では、強度データに基づいて接合されていると判定された点は、白色で表されている。接合されていないと判定された点は、黒色で表されている。接合されていると判定された点の集合が、溶接部５３に対応する。処理装置１０は、各点における接合の判定結果を用いて、図５に示す２次元データを生成する。

【0027】

処理装置１０は、図５に示す２次元データを用いて、溶接部５３のＸ－Ｙ面における中心位置を算出する。ここでは、溶接部５３のＸ－Ｙ面における中心位置を、第１中心位置と呼ぶ。例えば、処理装置１０は、図５に示す２次元データを用いて、溶接部５３のＸ－Ｙ面における重心位置を算出する。溶接部５３の重心位置が、第１中心位置として用いられる。

【0028】

溶接部５３は、抵抗スポット溶接により形成されるため、一般的には円状である。処理装置１０は、以下のいずれかの方法により算出される中心位置を、溶接部５３の中心位置として用いても良い。第１の方法では、処理装置１０は、最小二乗法によって溶接部５３の近似円を生成し、その近似円の中心位置を算出する。第２の方法では、処理装置１０は、溶接部５３の外縁に内接する最大の内接円を生成し、その内接円の中心位置を算出する。第３の方法では、処理装置１０は、溶接部５３の外縁に外接する最小の外接円を生成し、その外接円の中心位置を算出する。第４の方法では、処理装置１０は、半径差が最小となる内接円及び外接円の中心位置を算出する。

【0029】

いずれかの方法により、処理装置１０は、図５に示すように、第１中心位置Ｃ１を算出する。

【0030】

さらに、処理装置１０は、受信した強度データのＸ－Ｙ面における中心の位置を算出する。ここでは、強度データのＸ－Ｙ面における中心位置を、第２中心位置と呼ぶ。例えば、処理装置１０は、図３に示す３次元の強度データのＸ－Ｙ面における中心位置を、第２中心位置として算出する。又は、処理装置１０は、図５に示す２次元データのＸ－Ｙ面における中心位置を、第２中心位置として算出しても良い。

【0031】

いずれかの方法により、処理装置１０は、図５に示すように、第２中心位置Ｃ２を算出する。

【0032】

処理装置１０は、図５に示すように、第１中心位置と第２中心位置との間の距離Ｄを算出する。距離Ｄは、予め設計された溶接部５３の位置（設計位置）に対する、溶接部５３の実際の位置のずれに対応する。距離Ｄに基づく値を、予め設定された第１閾値と比較する。例えば、距離Ｄが、第１閾値と比較される。距離Ｄを用いて算出される値が、第１閾値と比較されても良い。第１閾値は、位置のずれに対する許容量に応じて設定される。距離Ｄに基づく値が第１閾値を超えるとき、処理装置１０は、ユーザへの第１報知を出力する。第１報知は、溶接部５３の中心が反射波の検出範囲の中心からずれていることを、ユーザに示す。

【0033】

図６は、特定された溶接部の別の一例を示す模式図である。
図６は、図５と同様に、強度データのＸ－Ｙ面内の各点における接合又は未接合の判定の結果を示す。図６に示す例では、溶接部５３の一部が、得られた強度データの範囲外に位置する。この場合、図６に示すように、強度データから特定された溶接部５３の第１中心位置Ｃ１と、第２中心位置Ｃ２と、の間の距離Ｄが、図５に示す例に比べて長くなる。この結果、距離Ｄが第１閾値を超え、ユーザに向けて第１報知が出力される。

【0034】

なお、溶接部５３の全体が得られた強度データの範囲外に位置する場合、第１中心位置Ｃ１及び距離Ｄを算出できない。この場合、処理装置１０は、距離Ｄが第１閾値を超える場合と同様に、ユーザへの報知を出力する。

【0035】

図７は、実施形態に係る検出システムの動作の一例を示すフローチャートである。
検出器２０は、探査を実行し、反射波の強度データを取得する（ステップＳｔ１）。処理装置１０は、強度データを用いて、溶接部５３を特定する（ステップＳｔ２）。処理装置１０は、第１中心位置を算出する（ステップＳｔ３）。処理装置１０は、第２中心位置を算出する（ステップＳｔ４）。処理装置１０は、第１中心位置と第２中心位置との間の距離を算出する（ステップＳｔ５）。処理装置１０は、距離に基づく値を第１閾値と比較する（ステップＳｔ６）。当該値が第１閾値を超えるとき、処理装置１０は、第１報知を出力する（ステップＳｔ７）。

【0036】

実施形態の利点を説明する。
接合体５０では、複数の部材が溶接部５３において接合されている。溶接部５３の位置は、接合体５０の品質に影響する。例えば、溶接部５３の位置が設計位置からずれていると、接合体５０の強度が、設計強度よりも低下する可能性がある。

【0037】

溶接部５３の上面には、円状の窪みである溶接痕が形成される。溶接痕の位置は、カメラによって取得された画像から検出できる。しかし、外観上確認できる溶接痕の中心位置は、実際に接合されている溶接部５３の中心位置から、ずれている可能性がある。製造された接合体５０について、強度等の信頼性をより精度良く判定するためには、溶接部５３の実際の中心位置を使用することが望ましい。

【0038】

この課題について、実施形態に係る処理装置１０は、検出器２０から反射波の強度データを受信すると、その強度データを用いて、接合体５０の溶接部５３を特定する。そして、処理装置１０は、Ｘ－Ｙ面における溶接部５３の第１中心位置Ｃ１を算出する。実施形態によれば、外観上の溶接痕の位置又は形状等に拘わらず、溶接部５３の実際の中心位置を得ることができる。実施形態によれば、カメラを用いて溶接部５３の位置を検出する場合に比べて、溶接部５３の位置をより精度良く得られる。また、実施形態によれば、カメラ等の溶接部５３の位置を特定するための外部機器を用いることなく、溶接部５３の検査に用いられるデータから、溶接部５３のより正確な位置を算出できる。

【0039】

処理装置１０は、得られた強度データのＸ－Ｙ面における第２中心位置を算出し、第１中心位置Ｃ１と第２中心位置Ｃ２との間の距離Ｄを算出しても良い。溶接部５３については、その位置が予め設計される。予め設計された位置（設計位置）に溶接部５３が形成されるように、抵抗スポット溶接が実行される。例えば、検出器２０の先端は、設計位置に当てられる。検出器２０が設計位置に接触した状態で探査が実行されると、強度データのＸ－Ｙ面における中心は、設計位置の中心に位置する。すなわち、第２中心位置Ｃ２は、予め設計された溶接部５３の中心位置に対応する。第１中心位置Ｃ１と第２中心位置Ｃ２との間の距離Ｄが長いほど、溶接部５３の実際の位置が、溶接部５３の設計位置からずれていることを示す。

【0040】

処理装置１０は、距離Ｄを用いて、接合体５０の良否を判定しても良い。距離Ｄが長いほど、信頼性が低下する可能性が高く、接合体５０が不良である可能性が高い。処理装置１０は、距離Ｄに基づく値が第１閾値を超えるとき、その接合体５０を不良と判定する。処理装置１０は、距離Ｄに基づく値が第１閾値以下のとき、その接合体５０を良と判定する。

【0041】

処理装置１０は、距離Ｄに基づく値が第１閾値を超えるとき、ユーザへの第１報知を出力しても良い。例えば、処理装置１０は、第１報知として第１データをユーザの端末装置へ送信する。処理装置１０は、モニタに第１データを表示させても良い。ユーザは、処理装置１０又は検出器２０の使用者、溶接工程の管理者、又は溶接の検査工程の管理者などである。第１データの送信により、溶接の不良をユーザへ報知できる。

【0042】

ユーザへの利便性の向上のために、第１データは、接合体５０を特定するための識別情報を含んでも良い。第１データは、接合体５０の溶接工程の識別情報を含んでも良い。第１データは、第１中心位置Ｃ１が第２中心位置Ｃ２からずれていることを示すテキスト（エラーメッセージ）を含んでも良い。第１データは、図５又は図６に示す画像データを含んでも良い。画像データ上で、第１中心位置Ｃ１、第２中心位置Ｃ２、及び距離Ｄの少なくともいずれかが示されても良い。

【0043】

処理装置１０は、音又は光を発する出力装置から、音又は光を出力させても良い。音又は光の出力により、溶接の不良をユーザへ報知できる。

【0044】

処理装置１０は、強度データを用いて、溶接部５３を検査しても良い。検査には、溶接部５３の径が用いられる。処理装置１０は、図５又は図６に示す２次元データを用いて、溶接部５３の長径を算出する。長径は、溶接部５３の外縁上で最も離れた２点間の距離に対応する。溶接部５３は、長径を、予め設定された閾値と比較する。長径が閾値を超えるとき、溶接部５３は、接合体５０を合格と判定する。長径が閾値以下のとき、溶接部５３は、接合体５０を不合格と判定する。

【0045】

検査には、第１中心位置を算出する際に生成された、図５又は図６に示す２次元データを利用できる。このため、強度データを用いて第１中心位置の算出及び検査を実行する場合、カメラを用いた溶接痕の中心位置の算出及び検査を実行する場合に比べて、処理時間を短縮できる。

【0046】

検査が行われる場合、処理装置１０は、距離Ｄを用いて検査の正確性を判定しても良い。距離Ｄが短いほど、検査の信頼性は高い。距離Ｄが長いと、例えば図６に示すように、溶接部５３の一部が、得られた強度データの範囲外に位置する。この場合、溶接部５３の径が、実際の値よりも短く算出される可能性がある。溶接部５３自体は適切に形成されているにも拘わらず、溶接部５３が不良と判定される可能性がある。

【0047】

処理装置１０は、距離Ｄに基づく値が第２閾値を超えるとき、その検査結果を不正確と判定する。処理装置１０は、距離Ｄに基づく値が第２閾値以下のとき、その検査結果を正確と判定する。第２閾値は、設計位置に対する溶接部５３の位置のずれが検査結果へ及ぼす影響に応じて、設定される。第２閾値は、第１閾値と同じでも良いし、第１閾値とは異なっていても良い。

【0048】

処理装置１０は、距離Ｄに基づく値が第２閾値を超えるとき、ユーザへの第２報知を出力しても良い。第２報知は、溶接部５３の検査結果が不正確であることを、ユーザに示す。例えば、処理装置１０は、報知として第２データをユーザの端末装置へ送信する。処理装置１０は、モニタに第２データを表示させても良い。第２データの送信により、検査が不正確であることをユーザへ報知できる。

【0049】

ユーザへの利便性の向上のために、第２データは、検査工程の識別情報を含んでも良い。第２データは、検査結果が不正確であることを示すテキスト（エラーメッセージ）を含んでも良い。第２データは、図５又は図６に示す画像データを含んでも良い。画像データ上で、第１中心位置Ｃ１、第２中心位置Ｃ２、及び距離Ｄの少なくともいずれかが示されても良い。

【0050】

図８は、実施形態に係る検出システムの動作の別の一例を示すフローチャートである。
図８に示す動作は、図７に示す動作と比べて、ステップＳｔ８～１０をさらに含む。ステップＳｔ７の後、処理装置１０は、溶接部５３を検査する（ステップＳｔ８）。処理装置１０は、距離に基づく値を第２閾値と比較する（ステップＳｔ９）。当該値が第２閾値を超えるとき、処理装置１０は、第２報知を出力する（ステップＳｔ１０）。

【0051】

図８に示したフローチャートにおいて、ステップＳｔ６以降の動作のタイミングは、適宜変更可能である。例えば、ステップＳｔ６及び７は、ステップＳｔ８及び９の後に実行されても良い。第１閾値及び第２閾値が同じ値である場合、距離とこれらの閾値との比較が１つの判定処理で実行され、第１報知及び第２報知が同時に出力されても良い。

【0052】

図９は、実施形態に係る別の検出システムを示す模式図である。
図９に示す検出システム１ａは、処理装置１０、検出器２０、及びロボット３０を含む。ロボット３０は、マニピュレータ３１及び制御装置３２を含む。図９に示すように、検出器２０は、マニピュレータ３１に取り付けられても良い。

【0053】

図９に示す例では、マニピュレータ３１は、垂直多関節型である。マニピュレータ３１は、水平多関節型又はパラレルリンク型であっても良い。検出器２０は、エンドエフェクタとして、マニピュレータ３１の先端に設けられる。制御装置３２は、マニピュレータ３１の動作を制御する。制御装置３２は、いわゆるロボットコントローラである。

【0054】

図９に示すように、マニピュレータ３１の先端には、検出器２０及び吐出器２５が設けられる。吐出器２５は、溶接部５３に向けてカプラント液を吐出する。カプラント液が吐出された後、制御装置３２は、検出器２０の先端を溶接部５３に当てる。

【0055】

検出システム１ａにおいて、処理装置１０は、図７又は図８に示す動作を実行可能である。検出システム１ａは、さらに、第１中心位置及び第２中心位置の算出結果に応じて、検出器２０の位置を補正可能であっても良い。

【0056】

図１０は、実施形態に係る別の検出システムの動作の一例を示すフローチャートである。
図１０に示す動作は、図７に示す動作との比較において、ステップＳｔ７に代えてステップＳｔ１１及びＳｔ１２を含む。

【0057】

ステップＳｔ６において距離に基づく値が第１閾値を超えるとき、処理装置１０は、第１中心位置と第２中心位置との間の距離を制御装置３２に送信する（ステップＳｔ１１）。距離は、第１中心位置に対する第２中心位置のずれ量に対応する。制御装置３２は、距離が短くなるように、マニピュレータ３１を動作させて検出器２０の位置を補正する（ステップＳｔ１２）。例えば、制御装置３２は、第１中心位置と第２中心位置が一致するように、マニピュレータ３１を動作させる。ステップＳｔ１２の後、ステップＳｔ１が再度実行される。

【0058】

第１中心位置に対する第２中心位置のずれ量に応じて検出器２０の位置が自動的に補正されることで、より信頼性の高い強度データが得られる。例えば、この強度データを用いることで、溶接部５３の検査の精度を向上できる。

【0059】

図１０に示す動作において、ステップＳｔ１１及びＳｔ１２による検出器２０の位置の補正に加えて、図７に示すように第１報知が送信されても良い。ステップＳｔ６において距離に基づくが第１閾値以下のとき、図８に示すように、溶接部５３が検査され、距離に基づく値が第２閾値と比較されても良い。

【0060】

図１１は、ハードウェア構成を示す模式図である。
処理装置１０として、例えば図１１に示すコンピュータ９０を用いることができる。コンピュータ９０は、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４、入力インタフェース９５、出力インタフェース９６、及び通信インタフェース９７を含む。

【0061】

ＲＯＭ９２は、コンピュータ９０の動作を制御するプログラムを格納している。ＲＯＭ９２には、上述した各処理をコンピュータ９０に実現させるために必要なプログラムが格納されている。ＲＡＭ９３は、ＲＯＭ９２に格納されたプログラムが展開される記憶領域として機能する。

【0062】

ＣＰＵ９１は、処理回路を含む。ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９３をワークメモリとして、ＲＯＭ９２又は記憶装置９４の少なくともいずれかに記憶されたプログラムを実行する。プログラムの実行中、ＣＰＵ９１は、システムバス９８を介して各構成を制御し、種々の処理を実行する。

【0063】

記憶装置９４は、プログラムの実行に必要なデータや、プログラムの実行によって得られたデータを記憶する。記憶装置９４は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）及びSolid State Drive（ＳＳＤ）から選択される１つ以上を含む。

【0064】

入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９５は、処理装置１０と入力装置９５ａとを接続する。入力Ｉ／Ｆ９５は、例えば、ＵＳＢ等のシリアルバスインタフェースである。ＣＰＵ９１は、入力Ｉ／Ｆ９５を介して、入力装置９５ａから各種データを読み込むことができる。入力装置９５ａは、マウス、キーボード、マイク（音声入力）、及びタッチパッドから選択される１つ以上を含む。

【0065】

出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９６は、処理装置１０と出力装置９６ａとを接続する。出力Ｉ／Ｆ９６は、例えば、Digital Visual Interface（ＤＶＩ）やHigh-Definition Multimedia Interface（ＨＤＭＩ（登録商標））等の映像出力インタフェースである。ＣＰＵ９１は、出力Ｉ／Ｆ９６を介して、出力装置９６ａに信号（データ）を送信する。出力装置９６ａは、モニタ、プロジェクタ、プリンタ、音響装置、及び発光装置から選択される１つ以上を含む。タッチパネルのように、入力装置９５ａと出力装置９６ａの両方の機能を備えた機器が用いられても良い。

【0066】

通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）９７は、処理装置１０外部のサーバ９７ａと、処理装置１０と、を接続する。通信Ｉ／Ｆ９７は、例えば、ＬＡＮカード等のネットワークカードである。ＣＰＵ９１は、通信Ｉ／Ｆ９７を介して、サーバ９７ａから各種データを読み込むことができる。

【0067】

上記の種々のデータの処理は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク及びハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリなどの、非一時的なコンピュータで読取可能な記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されても良い。

【0068】

記録媒体に記録された情報は、コンピュータ（または組み込みシステム）により読み出し可能である。記録媒体において、記録形式（記憶形式）は任意である。例えば、コンピュータは、記録媒体からプログラムを読み出し、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させる。コンピュータにおいて、プログラムの取得又は読み出しは、ネットワークを通じて行われても良い。

【0069】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0070】

１，１ａ：検出システム、 １０：処理装置、 １５：カプラント、 ２０：検出器、 ２１：素子アレイ、 ２１ａ：検出素子、 ２２：伝搬部、 ２２ａ：表面、 ２５：吐出器、 ３０：ロボット、 ３１：マニピュレータ、 ３２：制御装置、 ５０：接合体、 ５１：金属板、 ５１ａ：上面、 ５１ｂ：下面、 ５２：金属板、 ５３：溶接部、 ５３ａ：上面、 ５３ｂ：下面、 ５４：凝固部、 ５５：カプラント液、 ９０：コンピュータ、 ９１：ＣＰＵ、 ９２：ＲＯＭ、 ９３：ＲＡＭ、 ９４：記憶装置、 ９５：入力インタフェース、 ９５ａ：入力装置、 ９６：出力インタフェース、 ９６ａ：出力装置、 ９７：通信インタフェース、 ９７ａ：サーバ、 ９８：システムバス、 Ｃ１：第１中心位置、 Ｃ２：第２中心位置、 Ｄ：距離、 Ｐｅ１０～Ｐｅ１４ ：ピーク、 ＲＷ：反射波、 ＵＳ：超音波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】