电弧焊接系统和电弧焊接判定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了电弧焊接系统和电弧焊接判定装置。本发明专利技术要解决的技术问题是提高焊接状态的判定性能。解决手段为包括：机器人(4)；电弧焊接部(41)，以能够移送的方式安装在机器人(4)上并实施电弧焊接；焊接电源(5)，向电弧焊接部(41)供给预定的焊接电压和焊接电流；分析部(61)，对焊接电压和焊接电流中的至少一者的时序列波形数据进行频率分析来生成频谱数据；以及判定部(62)，基于分析部(61)生成的频谱数据来判定电弧焊接部(41)的焊接状态。

Arc welding system and arc welding judgement device

The invention provides an arc welding system and an arc welding judging device. The technical problem to be solved by the invention is to improve the judging performance of the welding state. Solutions include: robot (4); arc welding section (41) mounted on the robot (4) in a transferable manner to perform arc welding; welding power supply (5) to supply a predetermined welding voltage and current to the arc welding section (41); analysis section (61) to provide time series waves for at least one of the welding voltage and current. The shape data is analyzed by frequency to generate the spectrum data, and the determination unit (62) determines the welding state of the arc welding part (41) based on the spectrum data generated by the analysis unit (61).

【技术实现步骤摘要】
电弧焊接系统和电弧焊接判定装置
本专利技术的实施方式涉及电弧焊接系统和电弧焊接判定装置。
技术介绍
专利文献1中记载了通过电弧电压或电弧电流等焊接参数中的平均、分散、标准偏差等统计学分析来判定焊接状态的异常的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本技术登录第3197100号
技术实现思路
专利技术要解決的问题但是，焊接电压和焊接电流的时序列波形本身容易受到其他因素导致的噪声的影响，不能充分获得焊接状态的异常判定所需的微妙波形变化的检测精度，因此，对应的异常的判定精度低。本专利技术是鉴于这样的问题而作出的，其目的在于，提供能够提高焊接状态的判定性能、并能够改善控制装置的便利性的控制装置和控制方法。用于解决问题的手段为了解决上述问题，根据本专利技术的一个观点，应用了一种电弧焊接系统，包括：机器人；电弧焊接部，以移送的方式安装在所述机器人上并实施电弧焊接；电弧焊接电源，向所述电弧焊接部提供预定的焊接电压和焊接电流；分析部，对所述焊接电压和所述焊接电流中的至少一者的时序列波形进行频率分析，生成分析频谱数据；以及判定部，基于所述分析部生成的所述分析频谱数据，判定所述电弧焊接部的焊接状态。另外，根据本专利技术的另一观点，应用了一种电弧焊接判定装置，包括：分析部，对从外部的电弧焊接电源检测的焊接电压或焊接电流的时序列波形进行频率分析并生成分析频谱数据；以及判定部，基于机械学习过程中的学习内容，在时域和频域两者上判定有无与所述分析频谱数据所具有的特征量对应的异常种类的异常。根据本专利技术的另一观点，应用了一种电弧焊接判定方法，包括：对从电弧焊接电源检测的焊接电压或焊接电流的时序列波形进行频率分析，生成分析频谱数据；以及基于所述分析频谱数据，判定外部的电弧焊接部的焊接状态。根据本专利技术的另一观点，应用了一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序，该计算机程序使得存储器执行以下处理：对从电弧焊接电源检测的焊接电压或焊接电流的时序列波形进行频率分析，生成分析频谱数据；以及基于所述分析频谱数据，判定弧焊接部的焊接状态。专利技术的效果根据本专利技术，能够提高焊接状态的判定性能。附图说明图1是示出实施方式的机器人电弧焊接系统的简要系统模块构成的一个例子的图；图2是示出正常焊接时的焊接电流的时序列波形数据和频谱数据的一个例子的图；图3是示出正常焊接时的焊接电压的时序列波形数据和频谱数据的一个例子的图；图4是说明分析部中的频谱数据的生成方法的图；图5是示出焊缝开裂异常时的焊接电流的时序列波形数据和频谱数据的一个例子的图；图6是示出焊缝开裂异常时的焊接电压的时序列波形数据和频谱数据的一个例子的图；图7是示出无气异常时的焊接电流的时序列波形数据和频谱数据的一个例子的图；图8是示出无气异常时的焊接电压的时序列波形数据和频谱数据的一个例子的图；图9是示出应用了深层学习的情况下的判定部的神经网络的简要模型构成的一个例子的图；图10是示出判定部学习用数据集的图；图11是示出应用了深层学习的情况下还反映了焊丝供给速度的判定部的神经网络的简要模型构成的变形例的图。具体实施方式以下，参照附图对第一实施方式进行说明。<机器人电弧焊接系统的简要构成>图1示出本实施方式的机器人电弧焊接系统的简要的系统模块构成的一个例子。该机器人电弧焊接系统是以汽车的框架F为对象物，沿着该框架F的预定的焊接线进行电弧焊接的系统。在图1中，机器人电弧焊接系统1(电弧焊接系统)具有上位控制装置2、机器人控制器3、机器人4、焊接电源5、以及电弧焊接判定装置6。另外，在本实施方式的例子中，示出以汽车的框架F为对象工件进行作业的情况，但是也可以应用到以其他机械构造物等为对象工件、以该对象工件的部件间的接缝等为焊接线进行电弧焊接的作业中。上位控制装置2例如由通用个人计算机等构成，该通用个人计算机包括未特别图示的CPU、ROM、RAM、操作部、显示部等，上位控制装置2管理该机器人电弧焊接系统1整体的动作。具体而言，向机器人控制器3输出预定的作业指令，或者，向机器人4所包括的后述的焊丝供给部输出预定的供给速度指令，或者，向后述的焊接电源5输出供电指令，以使其输出预定的焊接功率，或者，基于从后述的电弧焊接判定装置6输入的判定信息来进行电弧焊接作业的完成确认或中断、重新作业的判断。机器人控制器3基于从上述的上位控制装置2输入的作业指令，进行驱动电力的供电控制，以使得安装在机器人4的手臂前端部4a的后述的电弧焊接部的前端沿着框架F上的预定的焊接线移动，其中，所述驱动电力驱动控制机器人4的各驱动轴电机(图示省略)。在图示的本实施方式的例子中，机器人4是包括六个关节轴的机械手臂(6轴机器人)。该手臂前端部4a上安装有电弧焊接部41，机器人4通过从上述的机器人控制器3供电的驱动电力来驱动各驱动轴电机，由此能够进行电弧焊接部41的位置控制和姿势控制。在该例子中，电弧焊接部41是如下末端执行器，所述末端执行器将焊丝43作为填充材料与保护气体一起连续供给，通过从后述的焊接电源5供电的焊接功率对作为母材的框架F进行短路焊接。焊丝43从同样被包含在机器人4中的焊丝供给部42连续供给。该焊丝供给部42以基于从上位控制装置2输入的供给速度指令的供给速度将焊丝43向电弧焊接部41供给，并将实际测量的焊丝43的供给速度输出给后述的电弧焊接判定装置6的判定部62。另外，机器人4包括保护气体供给部，保护气体供给部基于来自上位控制装置2的指令生成保护气体并向电弧焊接部41供给，但是省略了图示。焊接电源5(电弧焊接电源)是如下装置：将来自未图示的商用电源的供电电力进行转换，生成与从上位控制装置2输入的供电指令对应的焊接功率，并向电弧焊接部41和框架F之间供电。在图示的例子中，将以电弧焊接部41为正极侧、以框架F为负极侧的直流电力作为焊接功率来供电。并且，焊接电源5将实际供电的焊接电流和焊接电压的检测值分别作为焊接电流检测值、焊接电压检测值向后述的电弧焊接判定装置6的分析部61输出。电弧焊接判定装置6是如下装置：基于从上述焊接电源5输入的焊接电流检测值和焊接电压检测值中的至少一者，判定由电弧焊接部41进行的焊接作业中有无焊接状态的异常。该电弧焊接判定装置6具有分析部61和判定部62。分析部61是如下处理部：通过对按时序记录了焊接电流检测值或焊接电压检测值的时序列波形数据进行频率分析，生成频谱数据。另外，对于该分析部61中的分析方法和频谱数据的内容将在后面详述。判定部62是如下处理部：基于上述分析部61生成的频谱数据，判定对应的焊接状态中有无各种异常。另外，关于该判定部62中的判定方法将在后面详述。根据以上构成的机器人电弧焊接系统1，对于在汽车框架F中在三维上位于多种多样的轨迹上的焊接线，也能够自动实施电弧焊接。并且，电弧焊接判定装置6能够自动判断其焊接状态中有无异常，上位控制装置2采取与发生异常时对应的处置。<本实施方式的特征>近年来，需要如下电弧焊接系统：如以上那样将安装在机器人上的电弧焊接部沿着对象物的焊接线(接缝)移送，并进行电弧焊接。但是，电弧焊接的作业是非常严密的作业，如果对象物的配置状态(例如接缝的重叠程度)、对象物与填充材料(该例子中的焊丝43)的相隔距离、填充材料或保护气体的供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧焊接系统，其特征在于，包括：机器人；电弧焊接部，所述电弧焊接部以能够移送的方式安装在所述机器人上并实施电弧焊接；电弧焊接电源，所述电弧焊接电源向所述电弧焊接部提供预定的焊接电压和焊接电流；分析部，所述分析部对所述焊接电压和所述焊接电流中的至少一者的时序列波形进行频率分析，生成分析频谱数据；以及判定部，所述判定部基于所述分析部生成的所述分析频谱数据，判定所述电弧焊接部的焊接状态。

【技术特征摘要】
2017.03.03 JP 2017-0411511.一种电弧焊接系统，其特征在于，包括：机器人；电弧焊接部，所述电弧焊接部以能够移送的方式安装在所述机器人上并实施电弧焊接；电弧焊接电源，所述电弧焊接电源向所述电弧焊接部提供预定的焊接电压和焊接电流；分析部，所述分析部对所述焊接电压和所述焊接电流中的至少一者的时序列波形进行频率分析，生成分析频谱数据；以及判定部，所述判定部基于所述分析部生成的所述分析频谱数据，判定所述电弧焊接部的焊接状态。2.根据权利要求1所述的电弧焊接系统，其特征在于，所述分析部对通过卷积运算进行了处理的各时序列波形进行频率分析，在所述卷积运算中使用了窗口函数。3.根据权利要求2所述的电弧焊接系统，其特征在于，所述窗口函数使用与焊接条件对应的函数。4.根据权利要求3所述的电弧焊接系统，其特征在于，所述判定部通过对所述分析频谱数据和焊接状态正常时的正常频谱数据进行比较来进行判定。5.根据权利要求4所述的电弧焊接系统，其特征在于，所述判定部通过对频域中与预定的异常种类对应的频带上的所述分析频谱数据和所述正常频谱数据进行比较，判定有无该异常种类的异常。6.根据权利要求4所述的电弧焊接系统，其特征在于，所述判定部通过对时域中的所述分析频谱数据和所述正常频谱数据进行比较，判定有无预定的异常种类的异常。7.根据权利要求3所述的电弧焊接系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：北浩志，村上真史，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本,JP