特許 7257209 溶接チップの異常特定装置及び溶接チップの異常特定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-05

(45)【発行日】2023-04-13

(54)【発明の名称】溶接チップの異常特定装置及び溶接チップの異常特定方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/24 20060101AFI20230406BHJP

   G01B 21/00 20060101ALI20230406BHJP

【ＦＩ】

B23K11/24 336

G01B21/00 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019056585

(22)【出願日】2019-03-25

(65)【公開番号】P2020157316

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-11-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】広瀬 悟

(72)【発明者】

【氏名】高木 徹

(72)【発明者】

【氏名】赤坂 量康

【審査官】後藤 泰輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１７０７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０３９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ １１／２４

Ｇ０１Ｂ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被溶接部材に対して溶接を行う少なくとも２つの溶接チップ部を有する溶接装置において、溶接後に生じた前記少なくとも２つの溶接チップ部の動作に対応する物理量を取得する物理量取得部と、
前記物理量をもとに、前記少なくとも２つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定する異常溶接チップ特定部と、を備え、
前記物理量取得部は、前記少なくとも２つの溶接チップ部の動作に対応する歪データを取得する歪センサであって、
前記異常溶接チップ特定部は、
前記歪データにおける歪信号の波形及び前記歪信号の波形の変位方向をもとに、前記少なくとも２つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定することを特徴とする溶接チップの異常特定装置。

【請求項2】

前記溶接装置を駆動するための駆動データを取得する駆動データ取得部を更に備え、
前記異常溶接チップ特定部は、
前記物理量及び前記駆動データをもとに、前記少なくとも２つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定することを特徴とする請求項１に記載の溶接チップの異常特定装置。

【請求項3】

前記駆動データは、前記少なくとも２つの溶接チップ部を異なるタイミングで駆動させる駆動データであり、
前記異常溶接チップ特定部は、
前記物理量及び前記異なるタイミングを含む前記駆動データをもとに、前記少なくとも２つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定することを特徴とする請求項２に記載の溶接チップの異常特定装置。

【請求項4】

前記異常溶接チップ特定部から特定結果を取得し、前記特定結果をもとに算出した溶接条件データを前記溶接装置の駆動を行う溶接装置制御部に送り、前記溶接装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の溶接チップの異常特定装置。

【請求項5】

前記異常溶接チップ特定部から特定結果を取得し、前記特定結果をもとに算出した溶接チップの研磨条件データを研磨装置の駆動を行う研磨装置制御部に送り、前記研磨装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の溶接チップの異常特定装置。

【請求項6】

前記異常溶接チップ特定部から特定結果を取得し、前記特定結果をもとに算出した溶接チップの交換条件データを交換装置の制御を行う交換装置制御部に送り、前記交換装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の溶接チップの異常特定装置。

【請求項7】

前記物理量取得部は、
前記溶接チップ部、前記溶接チップ部を保持するシャンク部、前記溶接チップ部を装着するアーム部のうち少なくとも１つの部位に装着され、歪データを取得する歪センサ、加速度データを取得する加速度センサ、振動データを取得する振動センサ、変位データを取得する変位センサのうちいずれか１つ以上のセンサであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の溶接チップの異常特定装置。

【請求項8】

溶接チップの異常特定装置で行う溶接チップの異常特定方法において、
被溶接部材に対して溶接を行う少なくとも２つの溶接チップ部を有する溶接装置で、溶接後に生じた前記少なくとも２つの溶接チップ部の動作に対応する物理量を取得するステップと、
前記物理量をもとに、前記少なくとも２つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定するステップと、を行い、
前記取得するステップは、前記少なくとも２つの溶接チップ部の動作に対応する歪データを取得する歪センサにより行われ、
前記特定するステップでは、
前記歪データにおける歪信号の波形及び前記歪信号の波形の変位方向をもとに、前記少なくとも２つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定することを特徴とする溶接チップの異常特定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接を行う技術に関する。特に、複数の溶接チップのうち異常の溶接チップを特定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ガンアームの動作に連動するシリンダの圧力変化を基準圧力変化と比較することで、電極チップとワークとの溶着状態を検出する方法を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－３０３９７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ガンアームの動作に連動する圧力変化を１つのシリンダを用いて検出するため、一対の溶接チップのうち異常が生じている溶接チップを特定できない。

【0005】

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、異常な溶接チップを特定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る溶接チップの異常特定装置及び溶接チップの異常特定方法は、溶接後に生じた少なくとも２つの溶接チップ部の動作に対応する物理量をもとに、異常が生じている溶接チップ部を特定する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、異常な溶接チップを特定できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る溶接ガン制御システムの構成を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る異常判定処理の処理手順を示す図である。

【図3】歪信号の例を示す図である。

【図4】第２実施形態に係る溶接ガン制御システムの構成を示す図である。

【図5】第２実施形態に係る異常判定処理の処理手順を示す図である。

【図6】加速度信号の例を示す図である。

【図7】第３実施形態に係る溶接ガン制御システムの構成を示す図である。

【図8】第３実施形態に係る異常判定処理の処理手順を示す図である。

【図9】第４実施形態に係る溶接ガン制御システムの構成を示す図である。

【図10】第４実施形態に係る異常判定処理の処理手順を示す図である。

【図11】第５実施形態に係る溶接ガン制御システムの構成を示す図である。

【図12】第５実施形態に係る異常判定処理の処理手順を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［第１実施形態］
本発明を適用した第１実施形態を説明する。

【0010】

［溶接ガン制御システムの構成］
図１は、第１実施形態に係る溶接チップの異常特定装置５０を備えた溶接ガン制御システム１００の構成を示す図である。溶接ガン制御システム１００は、図１に示すように、作業ロボット１と、作業ロボット制御部２と、溶接ガン３と、溶接ガン制御部４と、歪センサ５と、歪センサ制御部６と、信号前処理・記憶部７と、溶接状態判定部８と、溶接チップ異常判定部９と、溶接状態記録部１０と、溶接状態出力部１１と、溶接状態報知部１２と、を備えて構成される。

【0011】

溶接チップの異常特定装置５０は、溶接ガン制御システム１００の構成要素のうち、図１に示すように、歪センサ５と、信号前処理・記憶部７と、溶接状態判定部８と、溶接チップ異常判定部９と、溶接状態記録部１０と、溶接状態出力部１１と、溶接状態報知部１２と、を備えて構成される。

【0012】

作業ロボット１は、作業ロボット制御部２からのロボット駆動信号に基づき、自装置内の回転機構及び伸縮機構を自在に駆動してアーム部１ａを駆動して溶接する溶接装置である。アーム部１ａを動作することにより、作業ロボット１は、アーム部１ａの先端に装着された溶接ガン３で溶接を行う。作業ロボット１は、例えば、自動車の生産作業及び溶接作業を行うための設備、設備の一部を構成する多軸関節型ロボットである。

【0013】

作業ロボット制御部２は、事前設定されたロボット駆動データに基づき、作業ロボット１の駆動を制御するためのロボット駆動信号を出力する溶接装置制御部である。ロボット駆動信号を出力することにより、作業ロボット制御部２は、作業ロボット１の駆動を制御する。ロボット駆動信号には、例えば、作業ロボット１の動作のオンオフ、動作速度、動作角度、溶接の作業順序、作業内容、作業内容の切り替えに関する駆動制御情報が含まれる。駆動制御情報を用いて、作業ロボット制御部２は、例えば、溶接作業動作のオンオフ、溶接検査動作のオンオフ、アーム部１ａの位置及び速度、アーム部１ａのティーチング動作を制御する。

【0014】

溶接ガン３は、作業ロボット１のアーム部１ａの先端部３３に装着され、溶接ガン制御部４からのガン駆動信号に基づき、一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂでスポット溶接を行うことにより、鉄板等の被溶接部材である２枚以上のワークＷを接合する溶接装置である。一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂは、一対のシャンク３２ａ，３２ｂで保持される。溶接ガン３は、少なくとも２つの溶接チップを備え、少なくとも２つの溶接チップをそれぞれ駆動可能であればよい。溶接ガン３は、例えば、２つの溶接チップのうち一方の溶接チップのみを駆動可能なＣガン、上側及び下側にそれぞれ２つ以上の溶接チップを備えた多点型ガンである。

【0015】

溶接ガン制御部４は、事前設定されたガン駆動データに基づき、溶接ガン３の溶接を制御するためのガン駆動信号を出力する溶接装置制御部である。ガン駆動信号を出力することにより、溶接ガン制御部４は、溶接ガン３の溶接を制御する。ガン駆動信号には、例えば、ワークＷに印加する加圧力、溶接電流値、通電後に溶接ガン３の加圧力を下げて開放する溶接の作業順序に関する溶接制御情報が含まれる。溶接制御情報を用いて、溶接ガン制御部４は、ワークＷに対する上側の溶接チップ３１ａの加圧、通電、開放を制御する。

【0016】

歪センサ５は、作業ロボット１のアーム部１ａの先端部３３に装着され、溶接中及び溶接後に生じた一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂのそれぞれの動作に対応する先端部３３及び先端部周囲の歪データを取得する物理量取得部（物理センサ）である。図１には、１つの歪センサ５のみを上側の溶接チップ３１ａに対応付けた例を示すが、下側の溶接チップ３１ｂに対しても歪センサ５を装着する。

【0017】

尚、歪センサ５は、一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂのそれぞれの動作に対応する物理量を定量的に監視して計測する物理センサの例である。物理センサは、歪センサ以外に、例えば、加速度データを取得する加速度センサ、振動データを取得する振動センサ、変位データを取得する変位センサを１つ又は複数使用可能である。物理センサは、先端部３３以外に、溶接チップ３１ａ，３１ｂ、シャンク３２ａ，３２ｂ、アーム部１ａのうち１つ又は複数の部位に装着可能である。物理センサの数量は、物理センサの種類に依存する。物理センサは、歪センサの場合、２つ必要であるが、加速度センサの場合、１つのみで足りる。

【0018】

歪センサ制御部６は、歪センサ５を制御するとともに、歪センサ５からの歪信号を異常特定装置５０へ出力する制御部である。歪センサ制御部６は、例えば、歪センサ５の動作のオンオフ、歪センサ５の感度調整、歪センサのサンプリング周波数の調整、歪信号に含まれる歪データの数値化処理を制御する。

【0019】

信号前処理・記憶部７は、歪センサ制御部６から出力された歪信号に対して歪データの欠損値等の補正又は補完を行う処理部である。信号前処理・記憶部７は、歪信号に含まれる歪データ（歪量）をもとに、溶接状態の「良」「否」「異常」等を判定するために必要な歪信号の前処理を行う処理部である。信号前処理・記憶部７は、歪信号に対して前処理を行うために用いる時間的に前後の歪信号を記憶する記憶部である。

【0020】

溶接状態判定部８は、信号前処理・記憶部７で行われた処理結果を用いて、過去及び現在の歪データの比較、統計学的な検定等を行うことにより、溶接状態の「良」「否」「異常」を判定する判定部である。

【0021】

溶接状態が「良」とは、ワークＷの内部に形成された溶融金属部分であるナゲットの状態で判定し、例えばナゲットの径φの大きさが許容可能な閾値以内である状態をいう。溶接状態が「否」とは、ナゲットの径φの大きさが閾値を超える状態をいう。「異常」の溶接状態とは、例えば、溶接中の冷却などの不良によりワークと溶接チップが解放時に離れにくくなってしまう状態（溶着気味の状態）や異常なスパッタ（散り）の発生などがある。尚、「異常」の溶接状態に、溶接チップとワークが完全溶着している溶着状態を含めてもよい。

【0022】

溶接チップ異常判定部９は、溶接状態判定部８で行われた溶接状態の判定結果に加えて、歪信号を含む各種信号及び歪データを含む各種情報をもとに、一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂのうち、「異常」の溶接状態が生じている溶接チップを判定する異常溶接チップ特定部である。溶接チップ異常判定部９は、例えば、歪信号の波形と歪信号の波形の変位方向との一方又は両方をもとに、「異常」の溶接状態が生じている溶接チップを判定する。

【0023】

溶接状態記録部１０は、溶接状態の「良」「否」「異常」の判定結果、「否」又は「異常」の溶接状態が生じている溶接チップに関する情報を記録する記録部である。溶接状態記録部１０は、更に、溶接チップ３１ａ，３１ｂ、作業ロボット１、溶接ガン３に関する情報も記録する。溶接状態記録部１０は、例えば、溶接状態判定部８及び溶接チップ異常判定部９で行われた判定結果、作業ロボット１及び溶接ガン３の状態情報、作業ロボット制御部２及び溶接ガン制御部４からの信号値、歪センサ制御部６からの信号値等を記録する。

【0024】

溶接状態出力部１１は、溶接状態判定部８で溶接状態が「否」又は「異常」と判定された場合、溶接チップ異常判定部９で「異常」の溶接状態が生じている溶接チップが判定された場合、判定結果、判定結果を導出するために利用した情報等を関係者に出力する出力部である。溶接状態出力部１１は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示機器、音を発するスピーカ等の音響機器である。関係者とは、例えば、作業員、作業監督者、保全員、設備管理者である。

【0025】

溶接状態報知部１２は、溶接状態判定部８で溶接状態が「否」又は「異常」と判定された場合、溶接チップ異常判定部９で「異常」の溶接状態が生じている溶接チップが判定された場合、判定結果を関係者に警報アラームとして報知する報知部である。溶接状態報知部１２は、例えば、回転灯、液晶ディスプレイ等の表示機器、音を発するブザー、スピーカ等の音響機器、電話端末、電子メール、ＳＮＳ（Social Networking Service）、ＳＭＳ（Short Message Service）等の情報媒体等を用いて報知する。

【0026】

尚、異常特定装置５０は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、入出力インタフェース、通信インタフェース等を備えるコンピュータで実現可能である。コンピュータを異常特定装置５０として機能させるためのソフトウェアプログラムを、コンピュータにインストールして実行する。ソフトウェアプログラムを実行することで、コンピュータは、異常特定装置５０が備える複数の情報処理部として機能する。

【0027】

本実施形態では、異常特定装置５０をソフトウェアプログラムで実現するが、複数の情報処理部を実行するための１つ又は複数の専用ハードウェアを構築してもよい。専用ハードウェアには、本実施形態で説明した機能を実行するように設計された特定用向けの集積回路、電気回路、回路部品を含む。

【0028】

本実施形態では、作業ロボットによるスポット溶接を例に説明するが、例えば、アーク溶接等によるシーム溶接、作業ロボットの代わりに人が溶接作業を行う生産設備等、溶接作業の機構を備える全ての機構に適用可能である。

【0029】

［異常特定処理］
次に、異常特定装置５０で行う異常判定処理について説明する。図２は、異常特定装置５０で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

【0030】

作業ロボット１は、モータ等の駆動機構、駆動機構の動力を伝える減速機、アーム部１ａ、アーム部１ａの先端部３３に装着された溶接ガン３、スポット溶接機等を備え、作業ロボット制御部２からのロボット駆動信号に基づき、作業ロボット１の動作のオンオフ、動作速度及び動作角度の制御、作業順序及び作業内容の切り替え等を行う。

【0031】

また、溶接ガン３は、溶接ガン制御部４からのガン駆動信号に基づき、溶接時の加圧力を発生させるためにサーボモータの制御信号を生成し、溶接電流値、通電時間、溶接サイクル数、休止時間、溶接後の開放タイミング、開放速度等、溶接に関する制御を行う。

【0032】

そして、作業ロボット１及び溶接ガン３は、ロボット駆動信号及びガン駆動信号をもとに、互いに連携して、ワークＷに対して、下側の溶接チップ３１ｂを押圧する第１工程、上側の溶接チップ３１ａを押圧する第２工程、溶接電流を通電して溶接する第３工程、上側の溶接チップ３１ａを開放する第４工程、下側の溶接チップ３１ｂを開放する第５工程、を行う。

【0033】

このとき、異常特定装置５０は、上側及び下側の各溶接チップ３１ａ，３１ｂの動作に対応する先端部３３及び先端部周囲に生じた歪量を歪センサ５で測定する。そして、異常特定装置５０は、測定した歪量の歪データを用いて、溶接状態の「良」「否」「異常」を判定するとともに、「異常」の溶接状態が生じている溶接チップを判定する。以降、図２を用いて異常判定処理を詳述する。

【0034】

ステップＳ１０１において、信号前処理・記憶部７は、歪センサ制御部６から、溶接前後を含む溶接時に歪センサ５で測定された歪データの歪信号を取得する。そして、信号前処理・記憶部７は、取得した歪信号の歪データに欠損値又は異常値がある場合、所定のデータを補正又は補完するとともに、歪信号をクラウド上のサーバ装置又は異常特定装置５０の記憶装置に保存する。

【0035】

次に、ステップＳ１０２において、溶接状態判定部８は、欠損値等が補完等された歪データ、過去の歪データ、所定の比較・統計学的な検定方法を用いて、ワークＷにおける溶接状態の「良」「否」「異常」を判定する。

【0036】

例えば、溶接状態判定部８は、現在の溶接状態と過去の溶接状態で先端部３３等に生じた歪の歪波形の振幅、時間長、位相等の差異の大きさ等をもとに、ナゲットの大きさ、ナゲットの形状、スパッタの有無等を推定し、推定結果に基づき「良」「否」「異常」を判定する。

【0037】

例えば、溶接状態判定部８は、正常時の溶接状態の歪データを教師データとして保存しておき、教師データと現在の歪データの歪波形の振幅、時間長、位相等の差異の大きさ等をもとに、「良」「否」「異常」を判定する。

【0038】

例えば、溶接状態判定部８は、溶接ガン制御部４が出力するガン駆動信号を教師データとして保存しておき、教師データから推定算出される先端部３３に生じる歪データの歪波形と現在の歪データの歪波形の振幅、時間長、位相等の差異の大きさ等をもとに、「良」「否」「異常」を判定する。

【0039】

本実施形態において、溶接状態判定部８は、各種条件等の値を用いて許容可能な閾値を算出しておく。そして、溶接状態判定部８は、教師データと現在の歪データの差異の大きさが閾値以内の場合、溶接状態を「良」と判定し、閾値を超えた場合、溶接状態を「否」又は「異常」と判定する。さらに、溶接状態判定部８は、溶着気味状態の場合、異常なスパッタが発生している場合、溶接状態を「異常」と判定する。尚、閾値は、実験データ等からの推定値、統計学上の検定値、マハラノビス距離等を用いて決定してもよい。

【0040】

次に、ステップＳ１０３において、溶接状態記録部１０は、溶接状態が「否」又は「異常」と判定された場合、溶接状態に「否」又は「異常」が生じていることを記録する。溶接状態出力部１１は、溶接状態に「否」又は「異常」が生じていることをモニタに表示する。溶接状態報知部１２は、溶接状態に「否」又は「異常」が生じていることを関係者に報知する。

【0041】

次に、ステップＳ１０４～ステップＳ１０９において、溶接チップ異常判定部９は、歪信号を含む各種信号及び歪データを含む各種情報をもとに、一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂのうち、「異常」の溶接状態が生じている溶接チップを判定する。

【0042】

まず、ステップＳ１０４において、溶接チップ異常判定部９は、歪信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後、上方向に変位した後に下方向に戻る波形Ａがあるか否かを把握する。

【0043】

そして、ステップＳ１０５において、溶接チップ異常判定部９は、図３（ａ）に示すような上記波形Ａがある場合、ワークＷが上方向に引っ張られたとみなして、ワークＷと上側の溶接チップ３１ａが溶着状態又は溶着気味状態と判断する。そして、溶接チップ異常判定部９は、上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたと判定する。

【0044】

その後、ステップＳ１０６において、溶接状態記録部１０は、歪信号の取得日時、溶接条件、歪信号の値等とともに、上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたことを記録する。溶接状態出力部１１は、上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたことをモニタに表示する。溶接状態報知部１２は、上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたことを関係者に報知する。

【0045】

また、ステップＳ１０７において、溶接チップ異常判定部９は、歪信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後、下方向に変位した後に上方向に戻る波形Ｂがあるか否かを把握する。

【0046】

そして、ステップＳ１０８において、溶接チップ異常判定部９は、図３（ｂ）に示すような上記波形Ｂがある場合、ワークＷが下方向に引っ張られたとみなして、ワークＷと下側の溶接チップ３１ｂが溶着状態又は溶着気味状態と判断する。そして、溶接チップ異常判定部９は、下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたと判定する。

【0047】

その後、ステップＳ１０９において、溶接状態記録部１０は、歪信号の取得日時、溶接条件、歪信号の値等とともに、下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたことを記録する。溶接状態出力部１１は、下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたことをモニタに表示する。溶接状態報知部１２は、下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたことを関係者に報知する。

【0048】

関係者への報知方法について説明する。溶接状態判定部８が溶接状態を「否」又は「異常」と判定した場合、溶接チップ異常判定部９がいずれかの溶接チップに異常が生じたと判定した場合、溶接状態報知部１２は、回転灯、ブザー等を用いて作業ロボット１の周囲にいる関係者に対して、溶接状態が異常であり、「否（不良）」又は「異常」の生じた溶接チップを識別する情報等を報知する。

【0049】

また、溶接状態報知部１２は、電子メール、ＳＮＳ、ＳＭＳ等の通信手段を用いて、作業ロボット１の周囲に不在の関係者に対しても、溶接状態が異常であり、所定の溶接チップの状態が「否（不良）」又は「異常」であることを報知する。

【0050】

一方、溶接状態判定部８が溶接状態を「良」と判定した場合、溶接チップ異常判定部９が一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂの全てを異常が生じたと判定しなかった場合、溶接状態出力部１１は、溶接状態記録部１０に記録された任意の値及び「良」の溶接状態に関する情報をグラフ又は模式図等に変換する。そして、溶接状態出力部１１は、関係者に対してわかりやすい表示形態（音、音楽、音声等を含む）で、溶接の良好状態、溶接チップの良好な状態をモニタに表示する。尚、「異常が生じたと判定しなかった場合」とは、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後、歪信号の波形に顕著な上下方向の変位が見られない場合をいう。

【0051】

ステップＳ１０２～ステップＳ１０９を行うことで、異常特定装置５０は、溶接状態の「良」「否」「異常」の判定処理と、「異常」の溶接状態が生じている溶接チップの判定処理と、を行う。

【0052】

最後に、ステップＳ１１０において、異常特定装置５０は、溶接診断の継続又は終了を確認するため、「溶接診断を終了するか？」をモニタに表示する。溶接診断を継続する入力を受けた場合、ステップＳ１０１へ遷移し、異常特定装置５０は、他の溶接チップについて溶接診断を開始する。一方、溶接診断を終了する入力を受けた場合、異常特定装置５０は、溶接診断を終了する。

【0053】

［第１実施形態の効果］
第１実施形態によれば、ワークＷに対して溶接を行う少なくとも２つの溶接チップ３１ａ，３１ｂを有する溶接装置（作業ロボット１及び溶接ガン３）で、溶接後に生じた少なくとも２つの溶接チップ３１ａ，３１ｂの動作に対応する物理量（歪データ）を取得する物理量取得部（歪センサ５）と、取得した物理量をもとに、少なくとも２つの溶接チップ３１ａ，３１ｂのうち、異常が生じている溶接チップを特定する異常溶接チップ特定部（溶接チップ異常判定部９）と、を備えるので、少なくとも２つの溶接チップの動作に対応する物理量を用いることにより、溶接状態を把握でき、異常な溶接チップを特定できる。

【0054】

第１実施形態によれば、物理量取得部は、少なくとも２つの溶接チップ３１ａ，３１ｂの動作に対応する歪データを取得する歪センサ５であって、異常溶接チップ特定部は、歪データにおける歪信号の波形及び歪信号の波形の変位方向をもとに、少なくとも２つの溶接チップ３１ａ，３１ｂのうち、異常が生じている溶接チップを特定するので、溶接状態を確実に把握でき、異常な溶接チップを確実に特定できる。

【0055】

第１実施形態によれば、物理量取得部は、溶接チップ３１ａ，３１ｂ、溶接チップ３１ａ，３１ｂを保持するシャンク３２ａ，３２ｂ、溶接チップ３１ａ，３１ｂを装着するアーム部１ａのうち少なくとも１つの部位に装着され、歪データを取得する歪センサ５、加速度データを取得する加速度センサ、振動データを取得する振動センサ、変位データを取得する変位センサのうちいずれか１つ以上のセンサであるので、溶接状態を確実に把握でき、異常な溶接チップを確実に特定できる。

【0056】

［第２実施形態］
本発明を適用した第２実施形態を説明する。第２実施形態では、加速度センサを更に用いることで、より高い精度で溶接状態の判定処理と「異常」な溶接チップの判定処理とを行う方法について説明する。

【0057】

［溶接ガン制御システムの構成］
図４は、第２実施形態に係る溶接チップの異常特定装置５０を備えた溶接ガン制御システム１００の構成を示す図である。異常特定装置５０は、図４に示すように、第１実施形態の構成に対して、加速度センサ１３と、加速度センサ制御部１４と、駆動データ取得部１５と、を更に備えて構成される。以降、第１実施形態と異なる機能について説明する。

【0058】

加速度センサ１３は、作業ロボット１のアーム部１ａの先端部３３またはその近傍に装着され、溶接中及び溶接後に生じた一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂのそれぞれの動作に対応する先端部３３及び先端部周囲の加速度データを取得する物理量取得部である。

【0059】

加速度センサ制御部１４は、加速度センサ１３を制御するとともに、加速度センサ１３からの加速度信号を異常特定装置５０へ出力する制御部である。加速度センサ制御部１４は、例えば、加速度センサ１３の動作のオンオフ、加速度センサ１３の感度調整、加速度信号に含まれる加速度データの数値化処理を制御する。

【0060】

駆動データ取得部１５は、作業ロボット制御部２からロボット駆動データを取得する取得部である。駆動データ取得部１５は、溶接ガン制御部４からガン駆動データを取得する取得部である。ロボット駆動データ及びガン駆動データには、第１実施形態で説明したように、溶接作業に必要な溶接電流値、通電時間、溶接の作業順序等に関する情報が含まれる。

【0061】

信号前処理・記憶部７は、加速度センサ制御部１４から出力された加速度信号に対して加速度データの欠損値等の補正又は補完を行う処理部である。信号前処理・記憶部７は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等により加速度の周波数特性解析等、溶接状態の「良」「否」「異常」等を判定するために必要な加速度信号の前処理を行う処理部である。信号前処理・記憶部７は、加速度信号に対して前処理を行うために用いる時間的に前後の加速度信号を記憶する記憶部である。

【0062】

［異常特定処理］
次に、異常特定装置５０で行う異常判定処理について説明する。図５は、異常特定装置５０で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

【0063】

ステップＳ２０１において、信号前処理・記憶部７は、歪センサ制御部６から歪信号を取得する。

【0064】

次に、ステップＳ２０２において、信号前処理・記憶部７は、加速度センサ制御部１４から、溶接前後を含む溶接時に加速度センサ１３で測定された加速度データの加速度信号を取得する。そして、信号前処理・記憶部７は、取得した加速度信号の加速度データに欠損値又は異常値がある場合、所定のデータを補正又は補完するとともに、加速度信号をクラウド上のサーバ装置又は異常特定装置５０の記憶装置に保存する。

【0065】

次に、ステップＳ２０３において、溶接状態判定部８は、欠損値等が補完等された歪データ及び加速度データ、過去の歪データ及び加速度データ、所定の比較・統計学的な検定方法を用いて、ワークＷにおける溶接状態の「良」「否」「異常」を判定する。

【0066】

例えば、溶接状態判定部８は、現在の溶接状態と過去の溶接状態で先端部３３等に生じた歪の歪波形及び加速度の加速度波形の振幅、時間長、位相等の差異の大きさ等をもとに、ナゲットの大きさ、ナゲットの形状、スパッタの有無等を推定し、推定結果に基づき「良」「否」「異常」を判定する。

【0067】

例えば、溶接状態判定部８は、正常時の溶接状態の歪データ及び加速度データを教師データとして保存しておき、教師データと現在の歪データの歪波形及び加速度データの加速度波形の振幅、時間長、位相等の差異の大きさ等をもとに、「良」「否」「異常」を判定する。

【0068】

例えば、溶接状態判定部８は、溶接ガン制御部４が出力するガン駆動信号を教師データとして保存しておき、教師データから推定算出される先端部３３に生じる歪データの歪波形及び加速度データの加速度波形と現在の歪データの歪波形及び加速度データの加速度波形の振幅、時間長、位相等の差異の大きさ等をもとに、「良」「否」「異常」を判定する。

【0069】

本実施形態において、溶接状態判定部８は、各種条件等の値を用いて許容可能な閾値を算出しておく。そして、溶接状態判定部８は、教師データと現在の歪データ及び加速度データとの差異の大きさが閾値以内の場合、溶接状態を「良」と判定し、閾値を超えた場合、溶接状態を「否」又は「異常」と判定する。さらに、溶接状態判定部８は、スパッタが発生している場合、ナゲットの形状に歪が生じている場合、溶接状態を「異常」と判定する。尚、閾値は、実験データ等からの推定値、統計学上の検定値、マハラノビス距離等を用いて決定してもよい。

【0070】

次に、ステップＳ２０４において、溶接状態記録部１０、溶接状態出力部１１、溶接状態報知部１２は、溶接状態が「否」又は「異常」と判定された場合、溶接状態を記録、表示、報知する。

【0071】

次に、ステップＳ２０５～ステップＳ２１０において、溶接チップ異常判定部９は、歪信号及び加速度信号を含む各種信号、歪データ及び加速度データを含む各種情報、ロボット駆動データ及びガン駆動データをもとに、一対の溶接チップ３１ａ，３１ｂのうち、「異常」の溶接状態が生じている溶接チップを判定する。

【0072】

まず、ステップＳ２０５において、溶接チップ異常判定部９は、歪信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に、上方向に変位した後に下方向に戻る波形Ａがあるか否かを把握する。また、溶接チップ異常判定部９は、加速度信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に発生する加速度ピークのタイミングが、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放時に発生する加速度とΔｔ１（＜Δｔ２）程度遅れているか否かを把握する。

【0073】

そして、ステップＳ２０６において、溶接チップ異常判定部９は、上方向に変位した後に下方向に戻る波形Ａがあり、かつ、図６（ａ）に示す波形Ｃのように、開放後の加速度ピークがΔｔ１程度遅れて発生している場合、ワークＷが上方向に引っ張られたとみなして、ワークＷと上側の溶接チップ３１ａが溶着状態又は溶着気味状態と判断する。そして、溶接チップ異常判定部９は、上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたと判定する。

【0074】

Δｔ１とは、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後、上側の溶接チップ３１ａに所定値以上等過大な加速度が発生するまでの時間である。ロボット駆動データ及びガン駆動データに含まれる溶接の作業手順に沿い、上側の溶接チップ３１ａが下側の溶接チップ３１ｂよりも僅かに先の時刻で開放されるので、開放後の加速度ピークがΔｔ１程度遅れている場合、溶接チップ異常判定部９は、上側の溶接チップ３１ａが溶着状態又は溶着気味状態と判断する。

【0075】

その後、ステップＳ２０７において、溶接状態記録部１０、溶接状態出力部１１、溶接状態報知部１２は、上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたことを記録、表示、報知する。

【0076】

また、ステップＳ２０８において、溶接チップ異常判定部９は、歪信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に、下方向に変位した後に上方向に戻る波形Ｂがあるか否かを把握する。また、溶接チップ異常判定部９は、加速度信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に発生する加速度ピークのタイミングが、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放時に発生する加速度とΔｔ２（＞Δｔ１）程度遅れているか否かを把握する。

【0077】

そして、ステップＳ２０９において、溶接チップ異常判定部９は、下方向に変位した後に上方向に戻る波形Ｂがあり、かつ、図６（ｂ）に示す波形Ｄのように、開放後の加速度ピークがΔｔ２程度遅れて発生している場合、ワークＷが下方向に引っ張られたとみなして、ワークＷと下側の溶接チップ３１ｂが溶着状態又は溶着気味状態と判断する。そして、溶接チップ異常判定部９は、下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたと判定する。

【0078】

Δｔ２とは、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後、下側の溶接チップ３１ｂに所定値以上等過大な加速度が発生するまでの時間である。ロボット駆動データ及びガン駆動データに含まれる溶接の作業手順に沿い、下側の溶接チップ３１ｂが上側の溶接チップ３１ａよりも僅かに後の時刻で開放されるので、開放後の加速度ピークがΔｔ２程度遅れている場合、溶接チップ異常判定部９は、下側の溶接チップ３１ｂが溶着状態又は溶着気味状態と判断する。

【0079】

その後、ステップＳ２１０において、溶接状態記録部１０、溶接状態出力部１１、溶接状態報知部１２は、下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたことを記録、表示、報知する。

【0080】

最後に、ステップＳ２１１において、異常特定装置５０は、溶接診断の継続又は終了をモニタに表示する。

【0081】

［第２実施形態の効果］
第２実施形態によれば、溶接装置（作業ロボット１及び溶接ガン３）を駆動するための駆動データを取得する駆動データ取得部１５を備え、異常溶接チップ特定部（溶接チップ異常判定部９）は、物理量（歪データ及び加速度データ）及び駆動データ（ロボット駆動データ及びガン駆動データ）をもとに、少なくとも２つの溶接チップ３１ａ，３１ｂのうち、異常が生じている溶接チップを特定するので、溶接状態をより確実に把握でき、異常な溶接チップをより確実に特定できる。

【0082】

第２実施形態によれば、駆動データは、少なくとも２つの溶接チップ３１ａ，３１ｂを異なるタイミングで駆動させる駆動データであり、異常溶接チップ特定部は、物理量及び異なるタイミングを含む駆動データをもとに、少なくとも２つの溶接チップ３１ａ，３１ｂのうち、異常が生じている溶接チップを特定するので、溶接状態をより確実に把握でき、異常が生じている溶接チップを高精度に特定できる。

【0083】

［第３実施形態］
本発明を適用した第３実施形態を説明する。第３実施形態では、所定の溶接チップに異常がある場合、既存の溶接条件を異常の発生を抑制するための溶接条件に変更することで、溶接状態の異常の発生及び溶接チップの異常の発生を抑制する方法について説明する。

【0084】

［溶接ガン制御システムの構成］
図７は、第３実施形態に係る溶接チップの異常特定装置５０を備えた溶接ガン制御システム１００の構成を示す図である。異常特定装置５０は、図７に示すように、物理量取得部として加速度センサ１３及び加速度センサ制御部１４を用い、第２実施形態の構成に対して、制御信号修正部１６を更に備えて構成される。以降、第２実施形態と異なる機能について説明する。

【0085】

制御信号修正部１６は、溶接状態判定部８及び溶接チップ異常判定部９から溶接状態の異常及び溶接チップの異常の判定結果を含む異常判定信号を取得した場合、判定結果をもとに既存の溶接条件データを変更する制御値調整部である。制御信号修正部１６は、変更した溶接条件データを含む溶接条件修正信号を作業ロボット制御部２及び溶接ガン制御部４に送信することで、作業ロボット１及び溶接ガン３を駆動するための駆動制御値であるロボット駆動データ及びガン駆動データを可変させる制御値調整部である。

【0086】

［異常特定処理］
次に、異常特定装置５０で行う異常判定処理について説明する。図８は、異常特定装置５０で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

【0087】

ステップＳ３０１において、信号前処理・記憶部７は、加速度センサ制御部１４から加速度信号を取得する。

【0088】

次に、ステップＳ３０２において、溶接状態判定部８は、加速度信号等を用いて、ワークＷでの溶接状態の「良」「否」「異常」を判定する。

【0089】

次に、ステップＳ３０３において、溶接状態記録部１０、溶接状態出力部１１、溶接状態報知部１２は、溶接状態が「否」又は「異常」と判定された場合、溶接状態を記録、表示、報知する。

【0090】

次に、ステップＳ３０４において、溶接チップ異常判定部９は、加速度信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に発生する加速度ピークのタイミングが、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放時に発生する加速度とΔｔ１程度遅れているか否かを判定する。

【0091】

そして、ステップＳ３０５において、制御信号修正部１６は、加速度ピークがΔｔ１程度遅れていることで上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたと判定された場合、上側の溶接チップ３１ａの異常を軽減させる溶接条件Ａを算出する。

【0092】

例えば、制御信号修正部１６は、上側の溶接チップ３ａとワークＷの接触角度がより垂直になる作業ロボット１及び溶接ガン３の位置座標Ｘ１を算出する。その他、制御信号修正部１６は、変更後の加圧力Ｐ１、溶接電流値Ｉ１、通電時間Ｔ１を算出する。そして、制御信号修正部１６は、溶接条件Ａを含む溶接条件修正信号を作業ロボット制御部２及び溶接ガン制御部４に送信する。これにより、作業ロボット制御部２及び溶接ガン制御部４は、ロボット駆動データ及びガン駆動データ内の既存の溶接条件を溶接条件修正信号の溶接条件Ａに修正する。

【0093】

また、ステップＳ３０６において、溶接チップ異常判定部９は、加速度信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に発生する加速度ピークのタイミングが、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放時に発生する加速度とΔｔ２程度遅れているか否かを判定する。

【0094】

そして、ステップＳ３０７において、制御信号修正部１６は、加速度ピークがΔｔ２程度遅れていることで下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたと判定された場合、下側の溶接チップ３１ｂの異常を軽減させる溶接条件Ｂを算出する。そして、制御信号修正部１６は、溶接条件Ｂとして算出した位置座標Ｘ２、加圧力Ｐ２、溶接電流値Ｉ２、通電時間Ｔ２を含む溶接条件修正信号を作業ロボット制御部２及び溶接ガン制御部４に送信する。

【0095】

尚、ステップＳ３０４又はステップＳ３０６で溶接チップ３１ａ，３１ｂに異常が生じたと判定しなかった場合、ステップＳ３０８又はステップＳ３０９において、溶接状態記録部１０は、加速度信号の取得日時、溶接条件、加速度信号の値等とともに、溶接状態が「否」であることを記録する。溶接状態出力部１１は、溶接状態が「否」であることをモニタに表示する。溶接状態報知部１２は、溶接状態が「否」であることを関係者に報知する。

【0096】

最後に、ステップＳ３１０において、異常特定装置５０は、溶接診断の継続又は終了をモニタに表示する。

【0097】

［第３実施形態の効果］
第３実施形態によれば、異常溶接チップ特定部（溶接チップ異常判定部９）から特定結果（判定結果）を取得し、特定結果をもとに算出した溶接条件データを溶接装置（作業ロボット１及び溶接ガン３）の駆動を行う溶接装置制御部（作業ロボット制御部２及び溶接ガン制御部４）に送り、溶接装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部（制御信号修正部１６）を備えるので、溶着が生じにくくなる溶接条件への変更が可能となり、溶接の品質を向上できる。

【0098】

［第４実施形態］
本発明を適用した第４実施形態を説明する。第４実施形態では、所定の溶接チップに異常がある場合、異常の生じた溶接チップの表面を削る（チップドレス）処理を最適に行うことで、溶接チップの寿命を延ばす方法について説明する。

【0099】

［溶接ガン制御システムの構成］
図９は、第４実施形態に係る溶接チップの異常特定装置５０を備えた溶接ガン制御システム１００の構成を示す図である。異常特定装置５０は、図９に示すように、第３実施形態の構成に対して、チップドレッサー１７と、ドレッサー制御部１８と、を更に備えて構成される。以降、第３実施形態と異なる機能について説明する。

【0100】

チップドレッサー１７は、ドレッサー制御部１８からのドレス制御信号に基づき、溶接チップを研磨する研磨装置である。チップドレッサー１７は、例えば、溶接チップ表面の切削処理、溶接チップ表面から不純物を除去する除去処理、変形した溶接チップの形状を元に戻す形状変換処理、等の研磨作業を電気的に自動で行う。

【0101】

ドレッサー制御部１８は、事前設定されたドレス制御データに基づき、チップドレッサー１７の研磨処理を制御するためのドレス制御信号を出力する研磨装置制御部である。ドレス制御信号を出力することにより、ドレッサー制御部１８は、チップドレッサー１７の研磨処理を制御する。ドレス制御信号には、例えば、チップドレッサー１７の動作のオンオフ、チップ研磨量、チップ研磨量を制御するための加圧力、研磨時間等が含まれる。

【0102】

制御信号修正部１６は、溶接状態判定部８及び溶接チップ異常判定部９から溶接状態の異常及び溶接チップの異常の判定結果を含む異常判定信号を取得した場合、判定結果をもとに既存のドレス条件データを変更する制御値調整部である。制御信号修正部１６は、変更したドレス条件データを含むドレス条件修正信号をドレッサー制御部１８に送信することで、チップドレッサー１７を駆動するための駆動制御値であるドレス条件データを可変させる制御値調整部である。

【0103】

［異常特定処理］
次に、異常特定装置５０で行う異常判定処理について説明する。図１０は、異常特定装置５０で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

【0104】

ステップＳ４０１において、信号前処理・記憶部７は、加速度センサ制御部１４から加速度信号を取得する。

【0105】

次に、ステップＳ４０２において、溶接状態判定部８は、加速度信号等を用いて、ワークＷでの溶接状態の「良」「否」「異常」を判定する。

【0106】

次に、ステップＳ４０３において、溶接状態記録部１０、溶接状態出力部１１、溶接状態報知部１２は、溶接状態が「否」又は「異常」と判定された場合、溶接状態を記録、表示、報知する。

【0107】

次に、ステップＳ４０４において、溶接チップ異常判定部９は、加速度信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に発生する加速度ピークのタイミングが、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放時に発生する加速度とΔｔ１程度遅れているか否かを判定する。

【0108】

そして、ステップＳ４０５において、制御信号修正部１６は、加速度ピークがΔｔ１程度遅れていることで上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたと判定された場合、上側の溶接チップ３１ａの異常をなくすドレス条件Ａを算出する。

【0109】

例えば、制御信号修正部１６は、上側の溶接チップ３ａをドレスするため、ドレス時の加圧力Ｐ１、ドレス量Ｓ１、ドレス電流Ｉ１、ドレス時間Ｔ１を算出する。そして、制御信号修正部１６は、ドレス条件Ａを含むドレス条件修正信号をドレッサー制御部１８に送信する。

【0110】

また、ステップＳ４０６において、溶接チップ異常判定部９は、加速度信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に発生する加速度ピークのタイミングが、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放時に発生する加速度とΔｔ２程度遅れているか否かを判定する。

【0111】

そして、ステップＳ４０７において、制御信号修正部１６は、加速度ピークがΔｔ２程度遅れていることで下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたと判定された場合、下側の溶接チップ３１ｂの異常をなくすドレス条件Ｂを算出する。そして、制御信号修正部１６は、溶接条件Ｂとして算出した加圧力Ｐ２、ドレス量Ｓ１、ドレス電流Ｉ２、ドレス時間Ｔ２を含むドレス条件修正信号をドレッサー制御部１８に送信する。

【0112】

尚、ステップＳ４０４又はステップＳ４０６で溶接チップ３１ａ，３１ｂに異常が生じたと判定しなかった場合、ステップＳ４０８又はステップＳ４０９において、溶接状態記録部１０、溶接状態出力部１１、溶接状態報知部１２は、加速度信号の取得日時、溶接条件、加速度信号の値等を記録するとともに、溶接チップ３１ａ，３１ｂに異常がないことを記録、表示、報知する。

【0113】

その後、ステップＳ４１０において、ドレッサー制御部１８は、制御信号修正部１６からのドレス条件修正信号によりドレス条件データが可変されたか否かを判定する。

【0114】

そして、ステップＳ４１１において、ドレッサー制御部１８は、ドレス条件データが可変された場合、可変後の新たなドレス条件データに基づき、上側の溶接チップ３１ａに対してはドレス条件Ａでチップドレッサー１７を駆動し、下側の溶接チップ３１ｂに対してはドレス条件Ｂでチップドレッサー１７を駆動する。

【0115】

最後に、ステップＳ４１２において、異常特定装置５０は、溶接診断の継続又は終了をモニタに表示する。

【0116】

［第４実施形態の効果］
第４実施形態によれば、異常溶接チップ特定部（溶接チップ異常判定部９）から特定結果（判定結果）を取得し、特定結果をもとに算出した溶接チップ３１ａ，３１ｂの研磨条件データを研磨装置（チップドレッサー１７）の駆動を行う研磨装置制御部（ドレッサー制御部１８）に送り、研磨装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部（制御信号修正部１６）を備えるので、溶接チップの摩耗量を最適化でき、溶接チップの寿命を向上できる。

【0117】

［第５実施形態］
本発明を適用した第５実施形態を説明する。第５実施形態では、所定の溶接チップに異常がある場合、溶接チップを交換する処理を最適に行うことで、結果的に溶接チップの寿命を延ばす方法について説明する。

【0118】

［溶接ガン制御システムの構成］
図１０は、第５実施形態に係る溶接チップの異常特定装置５０を備えた溶接ガン制御システム１００の構成を示す図である。異常特定装置５０は、図１０に示すように、第３実施形態の構成に対して、チップ交換装置１９と、チップ交換制御部２０と、を更に備えて構成される。以降、第３実施形態と異なる機能について説明する。

【0119】

チップ交換装置１９は、チップ交換制御部２０からのチップ交換制御信号に基づき、溶接チップを電気的に自動で交換する交換装置である。

【0120】

チップ交換制御部２０は、事前設定されたチップ交換制御データに基づき、チップ交換装置１９のチップ交換処理を制御するためのチップ交換制御信号を出力する交換装置制御部である。チップ交換制御信号を出力することにより、チップ交換制御部２０は、チップ交換装置１９のチップ交換処理を制御する。チップ交換制御信号には、例えば、チップ交換装置１９の動作のオンオフ、チップ交換部位（上側又は下側）の切り替え情報、チップ交換の実施タイミング等が含まれる。

【0121】

制御信号修正部１６は、溶接状態判定部８及び溶接チップ異常判定部９から溶接状態の異常及び溶接チップの異常の判定結果を含む異常判定信号を取得した場合、判定結果をもとに既存のチップ交換条件データを変更する制御値調整部である。制御信号修正部１６は、変更したチップ交換条件データを含むチップ交換条件修正信号をチップ交換制御部２０に送信することで、チップ交換装置１９を駆動するための駆動制御値であるチップ交換条件データを可変させる制御値調整部である。

【0122】

［異常特定処理］
次に、異常特定装置５０で行う異常判定処理について説明する。図１２は、異常特定装置５０で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

【0123】

ステップＳ５０１において、信号前処理・記憶部７は、加速度センサ制御部１４から加速度信号を取得する。

【0124】

次に、ステップＳ５０２において、溶接状態判定部８は、加速度信号等を用いて、ワークＷでの溶接状態の「良」「否」「異常」を判定する。

【0125】

次に、ステップＳ５０３において、溶接状態記録部１０、溶接状態出力部１１、溶接状態報知部１２は、溶接状態を「否」又は「異常」と判定された場合、溶接状態を記録、表示、報知する。

【0126】

次に、ステップＳ５０４において、溶接チップ異常判定部９は、加速度信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に発生する加速度ピークのタイミングが、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放時に発生する加速度とΔｔ１程度遅れているか否かを判定する。

【0127】

そして、ステップＳ５０５において、制御信号修正部１６は、加速度ピークがΔｔ１程度遅れていることで上側の溶接チップ３１ａに異常が生じたと判定された場合、上側の溶接チップ３１ａを交換するためのチップ交換条件データを含むチップ交換条件修正信号をチップ交換制御部２０に送信する。その後、チップ交換制御部２０は、受信したチップ交換条件データに基づき、上側の溶接チップ３１ａを交換するようにチップ交換装置１９を制御する。

【0128】

また、ステップＳ５０６において、溶接チップ異常判定部９は、加速度信号の波形を参照し、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放後に発生する加速度ピークのタイミングが、溶接チップ３１ａ，３１ｂの開放時に発生する加速度とΔｔ２程度遅れているか否かを判定する。

【0129】

そして、ステップＳ５０７において、制御信号修正部１６は、加速度ピークがΔｔ２程度遅れていることで下側の溶接チップ３１ｂに異常が生じたと判定された場合、下側の溶接チップ３１ｂを交換するためのチップ交換条件データを含むチップ交換条件修正信号をチップ交換制御部２０に送信する。その後、チップ交換制御部２０は、受信したチップ交換条件データに基づき、下側の溶接チップ３１ｂを交換するようにチップ交換装置１９を制御する。

【0130】

尚、ステップＳ５０４又はステップＳ５０６で溶接チップ３１ａ，３１ｂに異常が生じたと判定しなかった場合、ステップＳ５０８又はステップＳ５０９において、溶接状態記録部１０、溶接状態出力部１１、溶接状態報知部１２は、加速度信号の取得日時、溶接条件、加速度信号の値等を記録するとともに、溶接チップ３１ａ，３１ｂに異常がないことを記録、表示、報知する。

【0131】

最後に、ステップＳ５１０において、異常特定装置５０は、溶接診断の継続又は終了をモニタに表示する。

【0132】

［第５実施形態の効果］
第５実施形態によれば、異常溶接チップ特定部（溶接チップ異常判定部９）から特定結果を取得し、特定結果をもとに算出した溶接チップ３１ａ，３１ｂの交換条件データを交換装置（チップ交換装置１９）の制御を行う交換装置制御部（チップ交換制御部２０）に送り、交換装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部（制御信号修正部１６）を備えるので、溶接チップの交換を最適化でき、交換する溶接チップ量を減少でき、結果的に溶接チップの寿命を向上できる。

【0133】

［その他］
各実施形態では、作業ロボットによるスポット溶接を例に説明したが、作業ロボット及びスポット溶接以外にも適用可能である。例えば、本発明は、工場外のロボット以外のスポット溶接機、アーク溶接等の抵抗溶接以外の溶接作業等、幅広く利適用可能である。

【符号の説明】

【0134】

１…作業ロボット
１ａ…アーム部
２…作業ロボット制御部
３…溶接ガン
４…溶接ガン制御部
５…歪センサ
６…歪センサ制御部
７…信号前処理・記憶部
８…溶接状態判定部
９…溶接チップ異常判定部
１０…溶接状態記録部
１１…溶接状態出力部
１２…溶接状態報知部
１３…加速度センサ
１４…加速度センサ制御部
１５…駆動データ取得部
１６…制御信号修正部
１７…チップドレッサー
１８…ドレッサー制御部
１９…チップ交換装置
２０…チップ交換制御部
３１ａ…上側の溶接チップ
３１ｂ…下側の溶接チップ
３２ａ…上側のシャンク
３２ｂ…下側のシャンク
３３…アーム部の先端部
５０…溶接チップの異常特定装置
１００…溶接ガン制御システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】