(57)【要約】【課題】予め作成された溶接打点画像データの作成ミスを迅速かつ容易に判別することができる溶接打点画像データの作成ミス判別システムを提供する。【解決手段】管理システム１１のシステム本体１２のデータベース１８にスポット溶接の打点の管理番号毎に作成された複数の溶接打点画像データを予め記憶する。システム本体１２のＲＯＭ１５に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、ＣＰＵ１４を制御動作させ、データベース１８に記憶された溶接打点画像データを読み出して該溶接打点画像データに作成ミスが有るか否かを判別する。判別された判別結果を表示装置２１に表示する。【選択図】図１
2010020547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポット溶接の打点の管理番号毎に作成された複数の溶接打点画像データを予め記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された溶接打点画像データを読み出して該溶接打点画像データに作成ミスが有るか否かを判別する作成ミス判別手段と、
上記作成ミス判別手段により判別された判別結果を表示する表示装置と
を備えたことを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項２】
請求項１において、前記表示装置は溶接打点画像データに基づいて複数の被溶接物を組み合わせた画像と、一つの被溶接物にスポット溶接される溶接打点の位置とが表示されるように構成されていることを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記作成ミス判別手段は被溶接物の溶接打点中心を通り、かつ被溶接物の打点面に垂直な直線を作成し、該直線上に他の被溶接物が存在するか否かを判別し、存在しない場合に不合格と判別する機能を備えていることを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記作成ミス判別手段は、前記被溶接物の打点中心を中心とする所定半径の円柱を打点面の法線方向に作成し、前記円柱の外周面と、被溶接物の表面との交差線を作成し、該交差線が法線方向から見て真円か間欠真円かを判別し、真円の場合には、前記打点中心から前記交差線までの最短距離を測定し、間欠真円の場合には、交差線の間欠部に被溶接物の外形に沿って外形線を作成し、前記打点中心から前記外形線までの最短距離を測定し、前記最短距離が基準値以下の場合に不合格と判別する機能を備えていることを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、前記作成ミス判別手段は、重ね合わされた複数の被溶接物の打点代の長さを測定し、測定された打点代と基準値とを比較して合否を判別する機能を備えていることを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、前記作成ミス判別手段は、被溶接物の打点中心から打点面の法線方向に所定距離はなれた位置に点を作成し、該点を中心とする所定半径の円を打点面と平行に作成し、該円と被溶接物とが交差する交差線を作成する機能を備え、交差線が作成された場合に、被溶接物に面折れ部があると判別するように構成されていることを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項７】
請求項６において、被溶接物の前記打点中心を通り、打点面の法線方向に直線を作成し、該直線を前記交差線の最短方向に押し出して平面を作成し、その平面と被溶接物との交差線を作成し、該交差線の極値を設定し、該極値の打点中心から最も離隔した位置に点を作成し、該点と前記打点中心との間の交差線の距離を被溶接物の壁側のストレート部の距離として測定し、測定されたストレート部の距離と基準値とを比較して作成ミスを判別する機能を備えていることを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項８】
請求項７において、前記作成ミス判別手段は、前記交差線の長さが基準値よりも長いか否かを比較し、長い場合に被溶接物に面折れ部があると判別する機能を備えるとともに、この判別動作の後に前記面折れ部の具体的な不合格の形態を判別する機能を備えていることを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項９】
請求項８において、前記作成ミス判別手段は、前記交差線の打点中心部、極値の最外部の点付近の交差線の曲率を測定し、測定された曲率を基準値と比較して、前記面折れ部の具体的な不合格の形態を判別する機能を備えていることを特徴とする溶接打点データの作成ミス判別システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の溶接打点データの作成ミス判別システムにおける前記各手段を動作するコンピュータシステムを機能させるための作成ミス判別システムに用いるプログラム。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の溶接打点データの作成ミス判別システムにおける前記各手段を動作するコンピュータシステムを機能させるためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な作成ミス判別システムに用いる記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計者又は生産技術者により作成されて記録媒体に予め記憶された多数の溶接打点データに作成ミスが有るか否かを容易に判別することができる作成ミス判別システム、プログラム、記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の車体組み立てラインにおけるスポット溶接作業のために、設計者などによってＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）を用いてスポット溶接の打点の管理番号毎に溶接打点を表示装置の画面に画像で表すことができる溶接打点画像データが作成される。この溶接打点画像データに基づいて、自動車の車体組み立てラインの溶接ロボットにより車体を構成する各部品の溶接作業が行われる。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００５−１１５４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の溶接打点画像データは、データの作成過程あるいは作成後に設計変更される過程において、車体の設計者などが例えば溶接ガンの打点位置の作成ミス、複数の被溶接物のそれぞれの座標値の作成ミスあるいは被溶接物の組み合わせミスなどをおかすことによって、正常な溶接打点画像データとなっていない場合がある。この作成ミスを点検しないままスポット溶接が実行されると、車体に溶接不良箇所が発生する。
【０００４】
従来、上記の溶接打点画像データに作成ミスがあるか否かを点検するために、ＣＡＤの表示装置の画面上に複数の被溶接物の組み合わせの立体画像や打点断面の画像が表示される。そして、設計者が溶接打点の画像を目視することによって、例えば被溶接物に適正な溶接代が有るか否か、溶接ガンが立壁に干渉していないかなどを人為的に判別する方法がとられている。又、溶接打点の点検項目に応じて新たに打点断面を作成して、作成ミスがあるか否かを判別する方法も用いられていた。
【０００５】
ところが、上記従来の溶接打点画像データの作成ミスの判別方法は、設計者が多数の溶接打点毎に確認を行わなければならないので、非常に面倒な作業であるという問題があった。又、複雑な形状の被溶接物の場合には、被溶接物と溶接ガンとの干渉、被溶接物の立壁や曲面に対する溶接ガンの乗り上げ、被溶接物の打点代不足などの全て（通常一台の車両で数千箇所）の良否の判別を行うことは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、予め作成された溶接打点画像データの作成ミスを迅速かつ容易に判別することができる溶接打点画像データの作成ミス判別システム、プログラム、記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、スポット溶接の打点の管理番号毎に作成された複数の溶接打点画像データを予め記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶された溶接打点画像データを読み出して該溶接打点画像データに作成ミスが有るか否かを判別する作成ミス判別手段と、上記作成ミス判別手段により判別された判別結果を表示する表示装置とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記表示装置は溶接打点画像データに基づいて複数の被溶接物を組み合わせた画像と、一つの被溶接物にスポット溶接される溶接打点の位置とが表示されるように構成されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記作成ミス判別手段は被溶接物の溶接打点中心を通り、かつ被溶接物の打点面に垂直な直線を作成し、該直線上に他の被溶接物が存在するか否かを判別し、存在しない場合に不合格と判別する機能を備えていることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３において、前記作成ミス判別手段は、前記被溶接物の打点中心を中心とする所定半径の円柱を打点面の法線方向に作成し、前記円柱の外周面と、被溶接物の表面との交差線を作成し、該交差線が法線方向から見て真円か間欠真円かを判別し、真円の場合には、前記打点中心から前記交差線までの最短距離を測定し、間欠真円の場合には、交差線の間欠部に被溶接物の外形に沿って外形線を作成し、前記打点中心から前記外形線までの最短距離を測定し、前記最短距離が基準値以下の場合に不合格と判別する機能を備えていることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記作成ミス判別手段は、重ね合わされた複数の被溶接物の打点代の長さを測定し、測定された打点代と基準値とを比較して合否を判別する機能を備えていることを要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項において、前記作成ミス判別手段は、被溶接物の打点中心から打点面の法線方向に所定距離はなれた位置に点を作成し、該点を中心とする所定半径の円を打点面と平行に作成し、該円と被溶接物とが交差する交差線を作成する機能を備え、交差線が作成された場合に、被溶接物に面折れ部があると判別するように構成されていることを要旨とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、被溶接物の前記打点中心を通り、打点面の法線方向に直線を作成し、該直線を前記交差線の最短方向に押し出して平面を作成し、その平面と被溶接物との交差線を作成し、該交差線の極値を設定し、該極値の打点中心から最も離隔した位置に点を作成し、該点と前記打点中心との間の交差線の距離を被溶接物の壁側のストレート部の距離として測定し、測定されたストレート部の距離と基準値とを比較して作成ミスを判別する機能を備えていることを要旨とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記作成ミス判別手段は、前記交差線の長さが基準値よりも長いか否かを比較し、長い場合に被溶接物に面折れ部があると判別する機能を備えるとともに、この判別動作の後に前記面折れ部の具体的な不合格の形態を判別する機能を備えていることを要旨とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記作成ミス判別手段は、前記交差線の打点中心部、極値の最外部の点付近の交差線の曲率を測定し、測定された曲率を基準値と比較して、前記面折れ部の具体的な不合格の形態を判別する機能を備えていることを要旨とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の溶接打点データの作成ミス判別システムにおける前記各手段を動作するコンピュータシステムを機能させるための作成ミス判別システムに用いることを要旨とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の溶接打点データの作成ミス判別システムにおける前記各手段を動作するコンピュータシステムを機能させるためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な作成ミス判別システムに用いることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、予め作成された溶接打点画像データに設計者などによる各種の作成ミスがあっても、それらの不合格の内容を作成ミス判別手段により具体的に、かつ迅速に判別して表示装置の画面に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した溶接打点画像データの作成ミス判別機能を備えた溶接打点の管理システムの一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示す本実施形態における溶接打点の管理システム１１は、自動車の車体組み立てラインにおけるスポット溶接打点の良否を含めた各種の管理を行うものであって、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）によって構成され、そのシステム本体１２にはコンピュータ端末よりなる端末装置１３が通信回線を介して接続されている。
【００２０】
前記システム本体１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１４、読み取り専用の記憶装置（ＲＯＭ）１５、記録媒体としての読み書き可能な記憶装置（ＲＡＭ）１６及び入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）１７などを備えている。各装置１４，１５，１６及び入出力インターフェイス１７は図示しないシステムバスを介して相互接続された周知のコンピュータシステムによって構成されている。
【００２１】
前記システム本体１２に備えられた記憶手段としてのデータベース１８は、例えばハードディスク装置などの大容量記憶装置によって構成され、システム本体１２によってデータの書き込み及び読み出しが制御される。    
【００２２】
前記システム本体１２、端末装置１３及びデータベース１８の間のデータの送受は前記入出力インターフェイス１７によって仲介される。
前記端末装置１３は端末本体１９、入力装置２０、表示装置２１及びプリンタ２２などを備えたパーソナルコンピュータシステムで構成されている。
【００２３】
前記端末本体１９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２３、読み取り専用の記憶装置（ＲＯＭ）２４、読み書き可能な記憶装置（ＲＡＭ）２５及び入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）２６などを備えている。
【００２４】
前記入出力インターフェイス２６は前記入力装置２０、表示装置２１及びプリンタ２２に接続されるとともに、システム本体１２の入出力インターフェイス１７に接続され、前記各装置２０，２１、プリンタ２２及びシステム本体１２の端末装置１３とのデータの送受を仲介する。
【００２５】
前記表示装置２１の画面２１ａには、端末本体１９から出力されたデータが表示されるようになっている。
前記入力装置２０は、キーボード及び例えばマウスやジョイスティックなどのポインティングデバイスにより構成され、車体の設計者やスポット溶接工程を担当する生産技術者などのユーザーが端末本体１９にデータを入力するために用いられる。
【００２６】
設計者は、前記端末装置１３の表示装置２１の画面２１ａを見ながら、入力装置２０を操作することにより、自動車の車体のスポット溶接の打点に係わる被溶接物（部品）の組み合せのデータなどの打点属性情報を各打点毎に入力して溶接打点画像データを作成する。
【００２７】
作成されたスポット溶接の各打点毎の溶接打点画像データには、図２に示すように各打点毎にスポット溶接の識別名称とともに管理番号が付され、該管理番号でソートされた一覧可能な全打点リストが作成される。作成された全打点リストのデータは、端末装置１３からシステム本体１２へ送られ、データベース１８に記憶格納される。
【００２８】
図２に示すように、全打点リストには、スポット溶接の管理番号毎に、スポット溶接を予定する位置の座標情報として３次元の座標値Ｌ，Ｗ，Ｈ、被溶接物の品番、溶接ロボットに備えられた溶接ガンのガンナンバー、被溶接物の材質及び板厚などが設定されている。
【００２９】
上記の座標値「Ｌ」は車両の前後方向、「Ｗ」は車両の左右方向、「Ｈ」は車両の高さ方向を表す。そして、溶接打点画像データは、ＣＡＤの表示装置２１の画面２１ａ上の原点を基準に、線画を構成する線分の起点及び終点あるいは円や円弧の中心などを実際の寸法によって規定している。
【００３０】
前記データベース１８には、部品表本紙及び部品表目次のデータが格納記憶されている。部品表本紙は、全打点リストに記載されている結合品番が具体的にどういう部品であるかを示すデータである。部品表目次は、部品表本紙に記載されたデータを検索するためのデータである。部品表本紙及び部品表目次によって車種毎の全ての部品データが構成されている。又、前記データベース１８には、スポット溶接を行う溶接ガンの形式、メーカー名などの溶接ガンに関するデータの一覧であるガンリストが記憶格納されている。さらに、前記データベース１８には、溶接ロボットを含む溶接設備に関するデータの一覧である設備リストと、電気溶接の通電時間や溶接電流などの溶接条件などが記憶格納されている。
【００３１】
図１に示すシステム本体１２は、ＣＰＵ１４が起動されると、ＲＯＭ１５に記録されているコンピュータプログラムに従い、ＣＰＵ１４が実行する各種演算処理により、溶接打点の管理や点検などに必要な各種の処理を実行する。
【００３２】
前述のコンピュータプログラムを、システム本体１２に内蔵したＲＯＭ１５ではなく、システム本体１２に内蔵した図示しないバックアップＲＡＭや、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を備えた図示しない外部記録装置に記録しておき、このコンピュータプログラムを必要に応じてバックアップＲＡＭや外部記憶装置からＣＰＵ１４にロードして用いるようにしてもよい。
【００３３】
コンピュータで読み取り可能な記録媒体には、半導体メモリ（スマートメディア、メモリスティクなど）、ハードディスク、ＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ  Ｄｉｓｋ）、データカード〔ＩＣカード（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、磁気カードなど〕、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯなど）、相変化ディスク、磁気テープなどがある。なお、記録媒体の具体例の名称には登録商標が含まれる。
【００３４】
図１に示すシステム本体１２は、データベース１８から全打点リスト、部品表本紙、部品表目次、ガンリスト、設備リスト、溶接条件などを読み出し、それらを組み合わせることにより、溶接打点の管理番号毎に溶接打点を画像で表す溶接打点画像データを作成し、このデータをデータベース１８に記憶格納する。作成された溶接打点画像データは、システム本体１２によって端末装置１３の表示装置２１の図３に示す画面２１ａに被溶接物３１，３２の立体画像として表示される。
【００３５】
図３から理解されるように、図２、図４、図５、図７〜図１１、図１３〜図１６、図１８〜図２１、図２３〜図２６に示された図は、表示装置２１に表示される。
図１に示すようにシステム本体１２のＲＯＭ１５には、図３に示す溶接打点画像データに設計者による作成ミスがあるかないかを自動的に判別するためのコンピュータプログラムが記憶格納されている。このコンピュータプログラムが図６、図１２、図１７及び図２２に示すフローチャートの各種の処理動作を行うための機能を備えている。この実施形態においては、前記システム本体１２のＣＰＵ１４、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６及び前述したコンピュータプログラムを格納したデータベース１８などによって、作成ミス判別手段が構成されている。
【００３６】
図４は、直径φの溶接ガン３３によってスポット溶接された板状の二枚の被溶接物３１，３２の接合部にナゲット３４が形成され、被溶接物３１のフランジ部３１ａの端部に立壁３１ｂがある場合を示す。なお、溶接ガン３３によって溶接される被溶接物３１，３２の打点代が設定される部分をフランジ部３１ａ，３２ａという。この被溶接物３１，３２の接合構造を示す画像データにおいて、前記被溶接物３１のフランジ部３１ａと被溶接物３２のフランジ部３２ａとが互いに接触する接触部の範囲の長さを打点代Ｌという。前記フランジ部３１ａのフランジ端３１ｃと、前記ナゲット３４の外周縁との間の距離を被溶接代Ｌ１という。前記ナゲット３４の直径の半分の距離を距離Ｌ２といい、溶接ガン３３の中心線と対応する打点中心Ｏから前記フランジ部３１ａの立壁３１ｂ側の端縁３１ｄまでのストレート部３１ｅの長さを距離Ｌ３という。
【００３７】
図５は立壁３１ｂが無い被溶接物３１と被溶接物３２との接合部の断面構造における前記打点代Ｌ、被溶接代Ｌ１、距離Ｌ２を示す。
そして、以降の説明においては、図４，５に示す被溶接代Ｌ１の寸法は、溶接ガン３３の直径φが１６ｍｍ、溶接ガン３３の先端面の溶接有効直径ｄ、つまりナゲット３４の直径ｄが溶接ガン３３の使用限界時に８ｍｍとなった場合に、ナゲット３４の溶融凝固部が飛び出さない程度に２．５ｍｍに設定されるものとする。従って、溶接ガン３３の直径φが１６ｍｍで、被溶接物３１の立壁３１ｂが無い場合には、打点代ＬはＬ＝８ｍｍ＋２．５ｍｍ×２＝１３ｍｍ以上必要となる。
【００３８】
次に、溶接打点画像データに作成ミスがあるか否かを判別する動作について説明する。この動作は、システム本体１２のＲＯＭ１５に記憶されたコンピュータプログラムよって行われる。即ち、プログラムはＣＰＵ１４の制御のもとに実行され、その該当部分が表示装置２１によって表示されるとともに、判別結果が表示装置２１に表示される。この判別動作においては、データベース１８に記憶された溶接打点毎の溶接打点画像データが順次読み出され、表示装置２１の画面２１ａに溶接打点の三次元立体画像などとして表示される。
【００３９】
最初に、図６のステップＳ１において、設計者によって前記入力装置２０を用いて作成ミスの判別の基準となる後述の各種の基準値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがミス判別に先立って予め設定され、システム本体１２のＲＡＭ１６に記憶される。
【００４０】
次に、設計者によって入力装置２０が操作されて、全打点リストに列挙された各溶接打点毎に順次作成ミスを判別するための動作が指示されると、各溶接打点毎に判別動作が以下のように行われる。
【００４１】
図６のステップＳ２で打点位置に被溶接物３１，３２が有るか否かが判別される。この判別は図７に示すように被溶接物３１に予め設定された打点中心Ｏを打点方向に通る直線Ｐのデータが作成される。そして、その直線Ｐのデータと被溶接物３１，３２の打点位置のデータとが解析されて、前記直線Ｐと被溶接物３１，３２の上面とが交差する２つの交点ｋが存在するか否かが判別され、２つの交点ｋが存在する場合にステップＳ３へ移行する。これに対し、被溶接物３１，３２のいずれか一方或いは双方が直線Ｐ上に無くて１つの交点ｋしか形成されない場合、或いは交点ｋが全く形成されない場合にはステップＳ４で物（被溶接物）無し不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。
【００４２】
前記ステップＳ３では、打点中心Ｏから被溶接物３１のフランジ端３１ｃまでの最短距離Ｆｓが測定される。この測定動作は次のように行われる。ここで、図４に示す前記被溶接代Ｌ１に距離Ｌ２を加えた長さが基準値Ａ（＝Ｌ１＋Ｌ２：例えば５ｍｍ）として設定されている。又、前記溶接ガン３３の直径φ（１６ｍｍ）の半分である半径φ／２が基準値Ｂ（＝８ｍｍ）として設定されている。そして、図８に示すように、基準値Ｂを半径ｒ１として打点中心Ｏから打点面の法線方向に突出する半径ｒ１の円柱Ｔのデータが作成される。そして、前記円柱Ｔの外周面と被溶接物３１の表面との交差線Ｑのデータが作成される。該交差線Ｑが法線方向から見て真円か間欠真円かが判別され、真円の場合には、前記打点中心Ｏから前記交差線Ｑまでの最短距離Ｆｓが測定される。一方、図８では打点中心Ｏからフランジ端３１ｃまでの距離が短いので、直線状のフランジ端３１ｃにより交差線Ｑの一部が欠落し、交差線Ｑが間欠真円となる。この間欠真円の場合には、交差線Ｑの間欠部に被溶接物３１の外形（フランジ端３１ｃ）に沿って外形線Ｑ１が作成され、前記打点中心Ｏから前記外形線Ｑ１までの最短距離Ｆｓが測定される。次いで、ステップＳ５で最短距離Ｆｓが基準値Ａ（５ｍｍ）以上か否かが判別され、ＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ６へ移行し、ＮＯと判断された場合にはステップＳ７でフランジ部３１ａの最短距離Ｆｓの不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。
【００４３】
図６のステップＳ６で前記最短距離Ｆｓが基準値Ａ以上で、かつ予め設定された基準値Ｂ（８ｍｍ）以下か否かが判別され、ＮＯと判断された場合はステップＳ８で打点代が適正な大きさの打点代であるとして合格とする。ステップＳ６でＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ９で実際の打点代Ｌｘの測定が行われる。
【００４４】
即ち、ステップＳ９の打点代Ｌｘの測定は、次のように行われる。図９に示すように打点中心Ｏを通る前記直線Ｐが前記最短距離Ｆｓの指向方向と反対方向へ所定距離（例えば、溶接ガン３３の直径φ：８ｍｍよりも大きい１２ｍｍ）押し出されて平面Ｓ１が作成される。その平面Ｓ１と被溶接物３２の上面との交差線Ｖ１が作成される。ステップＳ１０で前記最短距離Ｆｓに交差線Ｖ１の長さＶ１ａを加えた測定された打点代Ｌｘ（＝Ｆｓ＋Ｖ１ａ）が基準値Ｃ（＝打点代Ｌ：例えば１３ｍｍ）以上か否かが判別される。そして、ＹＥＳと判断された場合はステップＳ１１で合格として図１２に示すステップＳ１３に移行し、ＮＯと判断された場合には図６のステップＳ１２で実際の打点代Ｌｘが基準値Ｃ（＝打点代Ｌ：１３ｍｍ）よりも短いので、打点代不足の不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。
【００４５】
上述したステップＳ５〜Ｓ１０の判別動作は被溶接物３２についても同様に行われる。なお、被溶接物が３枚の場合には二つの交差線Ｖ１が作成される。    
上述の判別を行う理由は、前記基準値Ａが５ｍｍに設定され、二つの被溶接物３１，３２のそれぞれの最短距離Ｆｓが共に５ｍｍで合格となり、二つの被溶接物３１，３２の打点代が５ｍｍ＋５ｍｍで計１０ｍｍであっても、実際の打点代Ｌｘが基準値Ｃ（前述した打点代Ｌ：１３ｍｍ）以上にはならないので、この打点代不足を見逃さないようにするためである。
【００４６】
ところで、図１０に示すように、被溶接物３１が傾斜している場合には、ステップＳ９における実際の打点代Ｌｘは、次のようにして測定される。即ち、被溶接物３１の打点中心Ｏから打点面の法線方向に直線Ｈが作成される。作成された直線Ｈが該直線Ｈと直交する方向に所定距離（例えば、溶接ガン３３の直径φ：８ｍｍよりも大きい１２ｍｍ）押し出されて平面Ｓ２が形成される。この際、直線Ｈを軸に例えば５°刻みで７２枚の平面Ｓ２が形成される。それらの各平面Ｓ２と被溶接物３１の上面との交差線Ｖ２が作成される。その交差線Ｖ２の長さを打点代Ｌｘと想定し、該打点代Ｌｘを基準値Ｃと比較して、全ての交差線Ｖ２の打点代Ｌｘが基準値Ｃ以上の場合は打点代の合格とし、一つでも基準値Ｃ以下の場合には打点代の不合格とする。因みに、溶接ガン３３は被溶接物３１の表面に対しその法線方向から圧接される。従って、上記のような打点代Ｌｘの測定方法は、実寸法を正確に測定することができる。
【００４７】
上記の打点代Ｌｘの測定方法を採用すれば、測定精度を向上することができるが、７２枚という多数の平面Ｓ２が作成されるので、システム本体１２の演算の負担が重くなって処理が遅くなる。従って、この動作が必要であるか否かを予め判別する処理が先行して行われる。この動作を図１１（ａ）〜（ｅ）に基づいて説明する。図８において、直線Ｆの最短距離Ｆｓが測定されると、図１１（ａ）に示す交差線Ｑの直線部Ｕの長さＵａも測定が可能となる。即ち、直線部Ｕの端を通る半径ｒ１と直線Ｆとの角度θも測定され、これらの要素に基づいて、次式により長さＵａが測定される。
【００４８】
Ｕａ＝〔√（ｒ１２＋Ｆｓ２）〕×２
従って、図１１（ｂ）に示す三角形の面積Ｎ１が次の式によって測定される。
Ｎ１＝Ｆｓ×Ｕａ／２
又、図１１（ｃ）に示すように前記三角形の面積Ｎ１を除いた円柱Ｔの図１１（ｃ）に示す斜線部の面積Ｎ２も次式によって測定される。
【００４９】
Ｎ２＝（３６０−θ×２）／３６０×（ｒ１２×π）
さらに、図１１（ｂ）に示す三角形の面積Ｎ１と、図１１（ｃ）に示す斜線部の面積Ｎ２とを加算した面積Ｎ３（＝Ｎ１＋Ｎ２）が、図１１（ｄ）に示されている。
【００５０】
従って、図１１（ｄ）に示す予め設定された面積Ｎ３を基準値Ｎ３ｋとして、該基準値Ｎ３ｋと測定された図１１（ｅ）に示す実際の測定面積Ｎ３ｘとを比較する。そして、測定面積Ｎ３ｘが基準値Ｎ３ｋと同じ場合には、図１１（ｄ）に示すように被溶接物３１は直線部Ｕ以外の部分に最短距離Ｆｓを測定する必要がない状態であるとして、図１０に関連した打点代Ｌｘの全方位の判別動作が回避される。測定面積Ｎ３ｘが図１１（ｅ）に示すように面積Ｎ３よりも小さい場合には、被溶接物３１の打点中心Ｏ付近に角部があるものとして、図１０に関連した全方位の打点代Ｌｘの測定が行われる。
【００５１】
次に、図６のステップＳ１１で合格と判断された後の各種の判別動作を図１２以降のフローチャート及び図１１〜図１６に基づいて説明する。
図１２のステップＳ１３で被溶接物３１に溶接ガン３３の干渉や乗り上げの可能性のある壁が有るか否かが判別される。この判別動作は次のように行われる。図１３に示すように被溶接物３１の打点中心Ｏを通り、かつ打点面に対し法線方向に指向する直線上において所定距離ｅ（例えば０．４ｍｍ）だけ浮上した位置に点Ｏ１が作成される。該点Ｏ１から被溶接物３１の打点面に平行に所定半径ｒ２（例えば１８ｍｍ）の円Ｙが作成される。該円Ｙと被溶接物３１の立壁３１ｂの打点面側の面との交差線Ｖ３が作成される。交差線Ｖ３が作成された場合には、壁の存在が確認されたことになるため、ステップＳ１３でＹＥＳと判断されて、ステップＳ１４に移行し、交差線Ｖ３が作成されなかった場合には、ＮＯと判断されて、被溶接物３１の上面の打点代の領域に溶接ガン３３の干渉する壁やセギリ或いは曲面などが全く存在しないもとみなして、ステップＳ１５で合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。
【００５２】
前記所定距離ｅを０．４ｍｍとした理由は、図１４に示す被溶接物３１に形成される段差状のセギリ３１ｆの最小の高さが通常０．５ｍｍ以上であるため、それより低い値を使用して、セギリ３１ｆの有無を判別可能にするためである。
【００５３】
前述したステップＳ１３の判別動作は、被溶接物３１に障害となる立壁３１ｂ、セギリ３１ｆ、スポット溶接の障害となる曲率の小さい曲面などの面折れ部が有るか否かを取りあえず大雑把に判別するもので、以下の各ステップによりさらに不合格となる場合の具体的な内容が順次明らかにされる。
【００５４】
図１２のステップＳ１４において、図４に示すように打点中心Ｏと被溶接物３１の立壁３１ｂ側の端縁３１ｄとのストレート部３１ｅの距離Ｌ３が測定される。この測定は次のように行われる、図１５に示すように、打点中心Ｏから被溶接物３１の打点面と直交する法線方向へ直線Ｈが作成される。その直線Ｈが前記交差線Ｖ３の中で点Ｏ１に最短となる方向へ基準値Ｂ〔＝８ｍｍ：溶接ガン３３の直径φ（１６ｍｍ）の半分〕分押し出される。押し出された平面Ｓ３と被溶接物３１の上面とが交差する交差線Ｖ４が作成される。該交差線Ｖ４の極値Ｚを直線Ｈ方向下方の打点中心Ｏ側に作成する。この極値Ｚとは交差線Ｖ４のうち図１５において被溶接物３１のフランジ部３１ａの上面を通る水平面に最も近い直線又は点を意味し、図１５では被溶接物３１の平面であるフランジ部３１ａがあるため極値Ｚが直線となっている。そして、極値Ｚ上に前記打点中心Ｏから最も離れた点Ｇが作成される。該点Ｇと打点中心Ｏ間の極値Ｚの距離、つまり打点中心Ｏと端縁３１ｄとの間のストレート部３１ｅの距離Ｌ３が測定される。
【００５５】
次に、ステップＳ１６において、測定された距離Ｌ３が基準値Ｂ（＝８ｍｍ）以上か否かが判別され、ＹＥＳの場合はステップＳ１７で適正な打点代Ｌがあるので合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。ＮＯの場合には、取りあえず被溶接物３１のストレート部３１ｅが不足するものとして不合格とし、ステップＳ１８へ移行する。このステップＳ１８では測定されたストレート部３１ｅの距離Ｌ３が０ｍｍであるか否かが判別される。この判別動作は図１６に示すように被溶接物３１が全体として曲面であり、前記極値Ｚが直線ではなく点となり前記点Ｇが打点中心Ｏと一致して、前記距離Ｌ３が０ｍｍとなっているか否かが判別されるものである。そして、ステップＳ１８でＹＥＳの場合には、後述する図２２のステップＳ３３に移行し、ＮＯの場合にはステップＳ１９へ移行する。このステップＳ１９では前記ストレート部３１ｅの距離Ｌ３が前記基準値Ｃ（＝打点代Ｌ）の二分の一の基準値（Ｃ／２）未満であるか否かが判別され、ＹＥＳの場合には、取りあえず打点代Ｌが不足するものとして不合格とし、図１７のステップＳ２０へ移行し、ＮＯの場合には次の判別を行うため図１７のステップＳ２３へ移行する。
【００５６】
次に、図１７のフローチャート及び図１８〜図２１に基づいて、被溶接物３１に立壁３１ｂ、微小曲面、セギリ、円弧面などの面折れ部がある場合に、その面折れ部が不合格の立壁か微小曲面かなどを判別する動作について説明する。
【００５７】
図１７のステップＳ２０において被溶接物３１の面折れ部の曲率（＝半径ｒ３）の測定が行われる。この測定においては図１８に示すように前記点Ｇを中心に半径０．１ｍｍ及び０．２ｍｍの二つの円Ｙ１，Ｙ２が同心状に作成される。両円Ｙ１，Ｙ２と交差線Ｖ４とにより交点ｔ１，ｔ２が作成される。円Ｙ１との交点ｔ１は打点中心Ｏから遠い外側、円Ｙ２との交点ｔ２は打点中心Ｏに近い内側とする。両交点ｔ１，ｔ２と点Ｇとの計三つの点を通る円Ｙ３が作成される。その円Ｙ３の曲率（＝半径ｒ３）が測定され、これが被溶接物３１の面折れ部の曲率（＝半径ｒ３）となる。
【００５８】
ステップＳ２１において、前記円Ｙ３の曲率ｒ３が基準値Ｄ（半径ｒ３＝１００ｍｍ）以上か否かが判別され、ＮＯの場合には、ステップＳ２２で面折れの度合いがきついため打点代不足の不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。ステップＳ２１でＹＥＳの場合には、次のステップＳ２６へ移行する。
【００５９】
一方、図１２のステップＳ１９でＮＯと判断された場合には、図１７のステップＳ２３で前述した面折れ部の曲率ｒ３の測定と同様な動作が行われた後、ステップＳ２４で曲率ｒ３が基準値Ｄ以上か否かが判別される。そして、ステップＳ２４でＮＯと判断された場合には、前述したようにストレート部３１ｅの距離Ｌ３が基準値Ｃ／２以下で短く、かつ半径ｒ３が小さいので、ストレート部３１ｅが不足するものとして、ステップＳ２５でストレート部３１ｅの不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。ステップＳ２４でＹＥＳと判断された場合には、次に述べるステップＳ２６へ移行する。
【００６０】
ステップＳ２６では、面折れ部を有する被溶接物３１に新たに作成された交差線Ｖ５の長さＶ５ｋが測定される。この動作を図１９に基づいて説明する。前記直線Ｈが交差線Ｖ３の中で点Ｏ１に最短となる方向へ基準値（Ｃ／２）分押し出されて平面Ｓ４が作成される。この平面Ｓ４と被溶接物３１の上面との交差線Ｖ５が作成され、その長さＶ５ｋが測定される。
【００６１】
ステップＳ２６で測定された交差線Ｖ５の長さＶ５ｋがステップＳ２７において基準値Ｃ／２＋０．００００１ｍｍ以上か否かが判別される。ステップＳ２７でＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ２８で面折れ部の面折れ度合いがきついために打点代の不足の不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。
【００６２】
上記のように基準値Ｃ／２に「０．００００１ｍｍ」を加算した理由について説明する。図１９に示すように被溶接物３１の基準値Ｃ／２の範囲内に溶接に障害となる小さな面折れ部が存在すると、図２０に示すように前記点Ｇが基準値Ｃ／２の内側に位置する。このため交差線Ｖ５の長さＶ５ｋが増加長ΔＶ５ｋで示すように僅かに増える。この増えた増加長ΔＶ５ｋが通常「０．００００１ｍｍ」であり、小さな面折れ部も見逃さないようにするためである。
【００６３】
ステップＳ２７でＮＯと判断された場合には、ステップＳ２９で被溶接物３１に作成された交差線Ｖ６の長さＶ６ｋが測定される。この動作を図２１により説明する。前記直線Ｈが交差線Ｖ３の中で点Ｏ１に最短となる方向へ基準値Ｂ分押し出されて平面Ｓ５が作成される。この平面Ｓ５と被溶接物３１の上面との交差線Ｖ６が作成され、その長さＶ６ｋが測定される。ステップＳ３０で交差線Ｖ６の長さＶ６ｋが基準値Ｂ＋０．００００１ｍｍ以上か否かが判別される。ステップＳ３０でＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ３１でストレート部３１ｅの不足の不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。ステップＳ３０でＮＯと判断された場合には、ステップＳ３２でストレート部の合格とする。
【００６４】
次に、図１２に示すステップＳ１８において、ストレート部３１ｅの距離Ｌ３が０ｍｍと判別された後の作成ミスの判別動作を図２２に示すフローチャート及び図２３〜図２６に基づいて説明する。
【００６５】
図２２のステップＳ３３において図２３に示すように前記直線Ｈが壁最短方向に基準値Ｂ分押し出されて平面Ｓ６が作成される。該平面Ｓ６と被溶接物３１の上面との交差線Ｖ７が作成される。該交差線Ｖ７の長さＶ７ｋが測定される。
【００６６】
ステップＳ３４において、測定された交差線Ｖ７の長さＶ７ｋが基準値Ｂ＋０．００８ｍｍ以上か否かが判別され、ＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ３５に移行し、ＮＯと判断された場合には後述するステップＳ４１に移行する。
【００６７】
ステップＳ３４に示すように基準値Ｂに対し「０．００８ｍｍ」を加算した理由について以下に説明する。即ち、図２４に示すように、円弧状の交差線Ｖ４の曲面の半径ｒ４が基準値Ｄ、即ち半径ｒ４が１００ｍｍの場合における基準値Ｂに対する交差線Ｖ４の長さＶ４ｋの増加分が「０．００８ｍｍ」となるからである。従って、半径ｒ４が１００ｍｍ以上だと緩やかな曲面と判断され、半径ｒ４が１００ｍｍ以下の場合には壁が存在するかあるいは厳しい曲面であると判別される。
【００６８】
ステップＳ３５において、打点中心部における被溶接物３１の打点面の曲率（＝半径ｒ４）が測定される。この曲率ｒ４の測定動作は次のように行われる。図２５に示すように打点中心Ｏを中心に半径０．１ｍｍ、０．２ｍｍの円Ｙ１，Ｙ２が作成される。両円Ｙ１，Ｙ２と交差線Ｖ４とで交点ｔ１，ｔ２が作成される。打点中心Ｏと交点ｔ１，ｔ２から円Ｙ４が作成され、その円Ｙ４の曲率（半径ｒ４）が測定される。ステップＳ３６で曲率（半径ｒ４）が基準値Ｄ（＝半径１００ｍｍ）以上か否かが判別され、ＹＥＳの場合には、ステップＳ３７に移行し、ＮＯの場合には、ステップＳ３８で曲率（半径ｒ４）が小さく曲面の不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。
【００６９】
ステップＳ３７において、前記交差線Ｖ７の長さＶ７ｋが基準値Ｃ／２＋０．００５ｍｍ以上か否かが判断され、ＹＥＳの場合にはステップＳ３９で曲面の半径が小さくストレート部の不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。ステップＳ３７でＮＯと判断された場合にはステップＳ４０で曲面の半径は大きいが、打点代の不足の不合格として表示装置２１の画面２１ａに表示される。
【００７０】
上述した基準値Ｃ／２に「０．００５ｍｍ」を加算した理由は、図２３において、直線Ｈが基準値Ｂではなく基準値Ｃ／２分押し出されて形成された平面Ｓ６と被溶接物３１との交差線Ｖ７の長さＶ７ｋが基準値Ｃ／２よりも「０．００５ｍｍ」長くなった場合に、被溶接物３１の曲面の曲率（半径）が小さく、曲面の不合格と判別するためである。なお「０．００５ｍｍ」は、「０．００１ｍｍ〜０．００４ｍｍ」であってもよい。
【００７１】
一方、前述したステップＳ３４において、ＮＯと判断された場合にはステップＳ４１において、交差線Ｖ７の外側の曲率（半径ｒ５）が測定される。この半径ｒ５の測定は次のように行われる。図２６において、交差線Ｖ７の最外部に点Ｊが作成され、それを中心に半径０．１ｍｍ、０．２ｍｍの円Ｙ１，Ｙ２が作成される。両円Ｙ１，Ｙ２と交差線Ｖ７とで交点ｔ１，ｔ２が作成され、両交点ｔ１，ｔ２と、点Ｊを通る円Ｙ５が作成される。その円Ｙ５の半径ｒ５が基準値５０ｍｍ以上であればステップＳ４３で溶接にとって障害とならない緩やかな曲面とみなして合格、基準値５０ｍｍ以下のときには、ステップＳ４４で障害となる壁があり、そのためストレート部が不足する不合格として画面２１ａに表示される。
【００７２】
以上のようにして、一つの溶接打点に関する画像データの作成ミスの一連の判別動作が行われ、判別結果が表示装置２１の画面２１ａに表示される。不合格の表示がなされた場合には、設計者によって溶接打点の設計変更が行われる。
【００７３】
上記実施形態の溶接打点画像データの作成ミス判別機能を備えた溶接打点の管理システムによれば、以下のような効果を得ることができる。
上記実施形態では、管理システム１１のシステム本体１２のＣＰＵ１４に記憶されたコンピュータプログラムにより図６、図１２、図１７及び図２２に示すフローチャートの各種の判別処理動作を実行するようにした。このため、溶接打点画像データに設計者などによる各種の作成ミスがあっても、それらの不合格の内容を具体的に、かつ迅速に判別して表示装置２１の画面２１ａに表示することができる。
【００７４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、表示装置２１の画面２１ａに溶接打点の画像を表示しながら判別動作を行うようにしたが、作成ミスの判別結果のみが処理動作の最後に表示されるようにしてもよい。又、表示装置２１による判別結果の表示は行わないで、前記プリンタ２２に判別結果を印刷表示するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の溶接打点データの作成ミス判別システムを具体化したブロック回路図。
【図２】溶接打点画像データの付属情報を表す説明図。
【図３】溶接打点の画像を表示した説明図。
【図４】溶接打点の構造を示す正面図。
【図５】溶接打点の構造を示す正面図。
【図６】溶接打点画像データの作成ミスの判別動作を説明するフローチャート。
【図７】溶接打点の構造を示す斜視図。
【図８】溶接打点の構造を示す斜視図。
【図９】溶接打点の構造を示す斜視図。
【図１０】溶接打点の構造を示す斜視図。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）は打点代の測定を行う必要があるか否かを説明するための説明図。
【図１２】溶接打点画像データの作成ミスの判別動作を説明するフローチャート。
【図１３】溶接打点の構造を示す斜視図。
【図１４】溶接打点の構造を示す正面図。
【図１５】溶接打点の構造を示す斜視図。
【図１６】溶接打点の構造を示す正面図。
【図１７】溶接打点画像データの作成ミスの判別動作を説明するフローチャート。
【図１８】溶接打点の構造を示す正面図。
【図１９】溶接打点の構造を示す正面図。
【図２０】溶接打点の構造を示す正面図。
【図２１】溶接打点の構造を示す正面図。
【図２２】溶接打点画像データの作成ミスの判別動作を説明するフローチャート。
【図２３】溶接打点の構造を示す斜視図。
【図２４】溶接打点の構造を示す正面図。
【図２５】溶接打点の構造を示す正面図。
【図２６】溶接打点の構造を示す正面図。
【符号の説明】
【００７６】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｎ３ｋ…基準値、ｅ，Ｌ２，Ｌ３…距離、Ｆ，Ｈ，Ｐ…直線、Ｇ，Ｊ，Ｏ１…点、Ｌ，Ｌｘ…打点代、Ｏ…打点中心、Ｑ，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７…交差線、Ｔ…円柱、Ｙ，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５…円、Ｚ…極値、Ｆｓ…最短距離、ｒ３，ｒ４…曲率、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６…平面、Ｕａ，Ｖ１ａ，Ｖ４ｋ，Ｖ５ｋ，Ｖ６ｋ，Ｖ７ｋ…長さ、２１…表示装置、３１，３２…被溶接物、３１ｅ…ストレート部。
【図１】
2010020547.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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