(57)【要約】【課題】溶接工程の中で溶接の良否を自動的に検査する。【解決手段】重ね合わせた複数の金属板２−１、２−２に対し、溶接を施し、この溶接の良否の検査を行うためのプローブ６を金属板表面のスポット溶接部位３３近傍に一時的に乗せておき、このプローブ６を介して複数の金属板２−１、２−２の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させてスポット溶接部位３３の検査を行う溶接／検査方法であって、溶接の実施に先立ってプローブ６が正常か否かを検査するプローブ検査ステップと、プローブ６が正常である場合に、溶接を施す溶接実施ステップと、溶接が施された後に、この溶接の良否の検査を行う良否検査ステップと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わせた複数の金属板に対し、溶接を施し、この溶接の良否の検査を行うための超音波プローブを上記金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておき、この超音波プローブを介して上記複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させて上記溶接部位の検査を行う自動溶接／検査方法であって、
溶接の実施に先立って上記超音波プローブが正常か否かを検査するプローブ検査ステップと、
上記超音波プローブが正常である場合に、溶接を施す溶接実施ステップと、
上記溶接が施された後に、この溶接の良否の検査を行う良否検査ステップと、
を有することを特徴とする自動溶接／検査方法。
【請求項２】
前記良否検査ステップが実行された結果、溶接が不良である場合に再度溶接をやり直す再溶接ステップを有することを特徴とする請求項１記載の自動溶接／検査方法。
【請求項３】
前記プローブ検査ステップは、溶接実施前の重ね合わせた前記金属板に対し、溶接部位の加圧に先立って、前記超音波プローブが受信した超音波の反射波の大きさにより前記超音波プローブが正常か否かを検査することを特徴とする請求項１または２記載の自動溶接／検査方法。
【請求項４】
前記良否検査ステップは、溶接実施後の重ね合わせた前記金属板に対し、溶接部位の加圧を解除した後に、前記超音波プローブが受信した超音波の反射波の大きさにより溶接の良否を検査することを特徴とする請求項１または２記載の自動溶接／検査方法。
【請求項５】
前記再溶接ステップを実行した後に、この再溶接の良否の検査結果が不良である場合に前記再溶接ステップを繰り返し実行することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の自動溶接／検査方法。
【請求項６】
前記再溶接ステップの繰り返し回数に上限が設定され、
上記繰り返し回数が上限に達したときには、前記再溶接ステップの実行を停止するステップを有する、
ことを特徴とする請求項５記載の自動溶接／検査方法。
【請求項７】
重ね合わせた複数の金属板に対し、溶接を施し、この溶接の良否の検査を行うための超音波プローブを上記金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておき、この超音波プローブを介して上記複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させて上記溶接部位の検査を行う自動溶接／検査システムであって、
溶接の実施に先立って上記超音波プローブが正常か否かを検査するプローブ検査手段と、
このプローブ検査手段の検査結果に基づき上記超音波プローブが正常である場合に溶接を施す溶接実施手段と、
上記溶接実施手段により溶接が施された後に、この溶接の良否を検査する良否検査手段と、
を備えることを特徴とする自動溶接／検査システム。
【請求項８】
前記良否検査手段の検査結果に基づき溶接が不良である場合に再度溶接をやり直す再溶接手段を備えることを特徴とする請求項７記載の自動溶接／検査システム。
【請求項９】
前記プローブ検査手段は、溶接実施前の重ね合わせた前記金属板に対し、溶接部位の加圧に先立って、前記超音波プローブが受信した超音波の反射波の大きさにより前記超音波プローブが正常か否かを検査することを特徴とする請求項７または８記載の自動溶接／検査システム。
【請求項１０】
前記良否検査手段は、溶接実施後の重ね合わせた前記金属板に対し、溶接部位の加圧を解除した後に、前記超音波プローブが受信した超音波の反射波の大きさにより溶接の良否を検査することを特徴とする請求項７または８記載の自動溶接／検査システム。
【請求項１１】
前記再溶接手段は、再溶接を実行した後に、この再溶接の良否を検査した結果、溶接が不良である場合に再溶接を繰り返し実行することを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項記載の自動溶接／検査システム。
【請求項１２】
前記再溶接の繰り返し回数に上限が設定され、上記繰り返し回数が上限に達したときには、前記再溶接の実行を停止することを特徴とする請求項１１記載の自動溶接／検査システム。
【請求項１３】
情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、自動溶接／検査システムの制御機能を実現するプログラムであって、
溶接の実施に先立って超音波プローブが正常か否かを検査するプローブ検査ステップと、
上記超音波プローブが正常である場合に、溶接を施す溶接実施ステップと、
上記溶接実施ステップにより溶接が施された後に、この溶接の良否の検査を行う良否検査ステップと、
を実行する制御機能を実現することを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
前記良否検査ステップが行われた結果、溶接が不良である場合に再度溶接をやり直す再溶接ステップを実行する制御機能を実現することを特徴とする請求項１３載のプログラム。
【請求項１５】
前記再溶接ステップを実行した後に、この再溶接の良否の検査結果が不良である場合に前記再溶接ステップを繰り返し実行する制御機能を実現することを特徴とする請求項１４載のプログラム。
【請求項１６】
前記再溶接ステップの繰り返し回数に上限が設定され、
上記繰り返し回数が上限に達したときには、前記再溶接ステップの実行を停止するステップを実行する制御機能を実現する、
ことを特徴とする請求項１５記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動溶接／検査方法および自動溶接／検査システムならびにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の製造工程では、ロボット装置を用いて自動溶接を行う自動溶接システムが広く普及している。しかしながら、溶接箇所において溶接の良否を判定する検査工程は、自動化が進んでいない。このように、溶接の良否を判定する検査工程において、自動化が進んでいない主な理由は、検査に人間（検査員）の熟練度を要するところにある。
【０００３】
本発明に関連する超音波による溶接検査方法について図２１から図２９を参照して説明する。図２１および図２２は、本発明に関連する超音波を用いた溶接検査方法を説明するための図であり、超音波プローブ（以下では、単にプローブという）５０と被検査材である鋼板５１−１および鋼板５１−２との位置関係を示す図である。また、図２３は、溶接部（ナゲットという）５２を示す図である。以下の説明では、スポット溶接について説明を行うが、スポット溶接が連続したものがシーム溶接であると考えることができる。従って、本発明の適用範囲をスポット溶接に限定するものではない。
【０００４】
プローブ５０には探触子５３を備えており、探触子５３は、超音波の送受信素子を備えている。探触子５３は、図外の溶接検査装置に接続され、パルス信号としての超音波の送受信を行う。溶接検査装置は、一つのパルス信号の送信毎に、反射波の受信を行い、その強度を測定する。
【０００５】
また、プローブ５０は、接触部５４を備えており、この接触部５４の内部は、水などの液体で満たされている。これにより、探触子５３から発射された超音波を効率良く、鋼板５１−１に伝えることができる。また、プローブ５０の角度が多少変化してもプローブ５０と鋼板５１−１との密着度が変わらないように、接触部５４は弾力性のあるゴムなどにより形成されている。
【０００６】
図２３に示すように、ナゲット５２は、重ね合わされた複数の鋼板５１−１および鋼板５１−２の境界面に形成される。図２３は二枚の鋼板５１−１および鋼板５１−２が重ね合わされた例である。しかしながら、重ね合わせる枚数は二枚以上であっても同様である。
【０００７】
図２１および図２２に示すように、本発明に関連する超音波による溶接検査方法では、ナゲット５２の直上、すなわちスポット溶接部位５５の直上にプローブ５０を当てて検査をする必要がある。
【０００８】
その理由は、プローブ５０から発射した超音波がナゲット５２を通過すると共に、その超音波の反射波を必ず受信しなければ検査が成立しない。そこで、必然的に、スポット溶接部位５５の直上にプローブ５０を当てることになる。さらに、効率良く反射波を得るためには、超音波の反射面が超音波の進行方向に対してほぼ直角でなければならない。このためプローブ５０の角度調整に精度を要する。
【０００９】
図２４から図２９は、本発明に関連する超音波による溶接検査方法の具体例を説明するための図である。図２５は、正常なナゲット５２に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
【００１０】
プローブ５０から鋼板５１−１に向けて発せられた超音波は、ある一定の時間の間に鋼板５１−１の表面と、鋼板５１−２の裏面との間で何度か往復し、最終的にはエネルギが減衰して消失する。この超音波が鋼板５１−１および鋼板５１−２内を往復する間に、鋼板５１−１の表面と鋼板５１−２の裏面との間で反射した超音波の一部はプローブ５０に戻る。プローブ５０に戻った超音波の波形を検査者が視認できるように画像表示装置（オシロスコープなど）を用いて画像表示した例が図２５である。
【００１１】
図２５は、ナゲット５２の状態が正常である場合の超音波波形であり、鋼板５１−１および鋼板５１−２の板厚による繰り返し波形が複数本現れ、それらの繰り返し波形が所定の減衰カーブを描くといった波形パターンが出力される。ナゲット５２の良否判定では、これらの波形の本数、各波形の波高値、各波形間の距離、本来出現しない波形の有無などを評価することにより行う。
【００１２】
なお、超音波のナゲット５２内を伝搬する速度は一定であるから、鋼板５１−２の裏面で反射される複数の反射波は、鋼板５１−１および鋼板５１−２の板厚に応じた超音波の伝送時間間隔で現れる。よって、横軸は鋼板５１−１および鋼板５１−２の板厚方向の距離を示す時間軸となっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
これに対し、図２６は、ナゲット５２が正常に形成されず鋼板５１−１と鋼板５１−２との間に剥がれが生じた状態を示す図である。図２７は、剥がれが生じた不完全なナゲット５２に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
【００１４】
ナゲット５２が正常に形成されず、鋼板５１−１と鋼板５１−２との間に剥がれが生じた状態では、図２７に示すように、減衰量の少ない探傷面側の板厚の繰り返し反射波が出現する。すなわち、鋼板５１−１と鋼板５１−２との間に剥がれが生じた状態では、プローブ５０から発した超音波は、鋼板５１−１の表面と裏面との間だけで往復する。したがって、図２５の例に比べると超音波の伝搬距離が短くなるため、波形間の距離は、図２５に比べて短くなる。また、超音波の伝搬距離が短いために、図２５に比べて減衰量も少ないので、同じ強度の波形が短い間隔で連続する。このような波形が現れた場合には、鋼板５１−１と鋼板５１−２との間に剥がれが有ると判定することができる。
【００１５】
また、図２８は、小さなナゲット５２が形成された状態を示す図である。図２９は、小さなナゲット５２に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
【００１６】
正常の場合よりも小さなナゲット５２が形成された場合には、プローブ５０による検査範囲内に、図２５に示した正常なナゲット５２が形成された状態と、図２７に示した剥がれが生じた状態とが並列に出現したことと等化な状態になる。したがって、図２５に示した大きな波形と図２７に示した小さな波形とが混在した波形が現れる。特に、大きな波形の間に現れる小さな波形をナポレオンハットと呼ぶ。このようなナポレオンハットが現れた場合には、正常の場合よりも小さなナゲット６２が形成されたと判定することができる。
【００１７】
以上説明したように、本発明に関連する超音波による溶接検査方法では、ナゲット５２の直上に鋼板５１−１に対してほぼ直角にプローブ５０を置き、検査を実施している。
【００１８】
【特許文献１】特開２００６−１５３７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明に関連する超音波による溶接検査方法では、ナゲットの直上、すなわちスポット溶接部位の直上で鋼板に対して直角にプローブを当てなければ正確に測定できない。これは人間である検査員が行ったとしても熟練度を要する作業である。したがって、自動化は困難である。さらに、スポット溶接部位の直上にプローブを当てるためには、スポット溶接部位の温度が下がるのを待つ必要がある。これも自動化を妨げる要因である。
【００２０】
また、特許文献１には、溶接の良否を自動的に判定するロボット装置が提案されてはいる。しかしながら、このロボット装置は、既に溶接工程を終えた製品に対して自動的に検査を行う装置である。したがって、溶接工程の中で溶接作業と並行して自動的に検査を行うことを想定した装置ではない。
【００２１】
本発明は、このような課題を解決するために行われたものであって、溶接工程の中で溶接の良否を自動的に検査することができる自動溶接／検査方法および自動溶接／検査システムならびにプログラ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】
【００２２】
本発明の自動溶接／検査方法は、重ね合わせた複数の金属板に対し、溶接を施し、この溶接の良否の検査を行うためのプローブを金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておき、このプローブを介して複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させて溶接部位の検査を行う自動溶接／検査方法であって、溶接の実施に先立ってプローブが正常か否かを検査するプローブ検査ステップと、プローブが正常である場合に、溶接を施す溶接実施ステップと、溶接実施ステップにより溶接が施された後に、この溶接の良否の検査を行う良否検査ステップと、を有することを特徴とする。
【００２３】
さらに、良否検査ステップが実行された結果、溶接が不良である場合に再度溶接をやり直す再溶接ステップを有することができる。
【００２４】
また、プローブ検査ステップは、溶接実施前の重ね合わせた金属板に対し、溶接部位の加圧に先立って、プローブが受信した超音波の反射波の大きさによりプローブが正常か否かを検査することができる。
【００２５】
また、良否検査ステップは、溶接実施後の重ね合わせた金属板に対し、溶接部位の加圧を解除した後に、プローブが受信した超音波の反射波の大きさにより溶接の良否を検査することができる。
【００２６】
さらに、再溶接ステップを実行した後に、この再溶接の良否の検査結果が不良である場合に再溶接ステップを繰り返し実行することができる。
【００２７】
このときに、再溶接ステップの繰り返し回数に上限が設定され、繰り返し回数が上限に達したときには、再溶接ステップの実行を停止するステップを有することができる。
【００２８】
また、本発明を自動溶接／検査システムとしての観点から観ることもできる。すなわち、本発明の自動溶接／検査システムは、重ね合わせた複数の金属板に対し、溶接を施し、この溶接の良否の検査を行うための超音波プローブを金属板表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておき、この超音波プローブを介して複数の金属板の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させて溶接部位の検査を行う自動溶接／検査システムであって、溶接の実施に先立ってプローブが正常か否かを検査するプローブ検査手段と、このプローブ検査手段の検査結果に基づきプローブが正常である場合に溶接を施す溶接実施手段と、溶接実施手段により溶接が施された後に、この溶接の良否を検査する良否検査手段と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
さらに、良否検査手段の検査結果に基づき溶接が不良である場合に再度溶接をやり直す再溶接手段を備えることができる。
【００３０】
また、プローブ検査手段は、溶接実施前の重ね合わせた金属板に対し、溶接部位の加圧に先立って、プローブが受信した超音波の反射波の大きさによりプローブが正常か否かを検査することができる。
【００３１】
また、良否検査手段は、溶接実施後の重ね合わせた金属板に対し、溶接部位の加圧を解除した後に、プローブが受信した超音波の反射波の大きさにより溶接の良否を検査することができる。
【００３２】
さらに、再溶接手段は、再溶接を実行した後に、この再溶接の良否を検査した結果、溶接が不良である場合に再溶接を繰り返し実行することができる。
【００３３】
このときに、再溶接の繰り返し回数に上限が設定され、繰り返し回数が上限に達したときには、再溶接の実行を停止することができる。
【００３４】
また、本発明をプログラムとしての観点から観ることもできる。すなわち、本発明のプログラムは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、自動溶接／検査システムの制御機能を実現するプログラムであって、溶接の実施に先立って超音波プローブが正常か否かを検査するプローブ検査ステップと、超音波プローブが正常である場合に、溶接を施す溶接実施ステップと、溶接実施ステップにより溶接が施された後に、この溶接の良否の検査を行う良否検査ステップと、を実行する制御機能を実現することを特徴とする。
【００３５】
さらに、良否検査ステップが実行された結果、溶接が不良である場合に再度溶接をやり直す再溶接ステップを実行する制御機能を実現することができる。
【００３６】
また、再溶接ステップを実行した後に、この再溶接の良否の検査結果が不良である場合に再溶接ステップを繰り返し実行する制御機能を実現することができる。
【００３７】
このときに、再溶接ステップの繰り返し回数に上限が設定され、繰り返し回数が上限に達したときには、再溶接ステップの実行を停止するステップを実行する制御機能を実現することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、熟練した検査者の技術を必要としない。また、スポット溶接部位の温度が下がるのを待つ必要が無い。このような効果があるので、溶接工程の中で溶接の良否を自動的に検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
（第一の実施の形態）
本発明の第一の実施の形態の自動溶接／検査システム１の構成を図１を参照して説明する。以下の説明における鋼板２−１および鋼板２−２は、請求項でいう金属板に相当する。鋼板２−１と鋼板２−２との間には、ナゲット３が形成される。図１は、第一の実施の形態の自動溶接／検査システム１の全体構成図である。第一の実施の形態は、図１に示すように、重ね合わせた鋼板２−１および鋼板２−２を被溶接材とし、これに対し、自動的に溶接を行う溶接ロボット装置４と、この溶接ロボット装置４により行われた溶接の良否を検査する検査ロボット装置５とを備えた自動溶接／検査システム１である。
【００４０】
検査ロボット装置５は、超音波を用いて溶接の良否の検査を行うためのプローブ６と、このプローブ６を鋼板２−１表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておく手段としての検査ロボット制御装置７とを備える。さらに、プローブ６を介して鋼板２−１および鋼板２−２の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段としての探触子８を備える。
【００４１】
図２は、プローブ６の取付け機構を説明するための図である。図２は、プローブ６の取付け機構を側面から観た図である。図２に示すように、プローブ６は、角度調節部９を介してプローブ支持部１０に取付けられている。角度調節部９は、緩衝機構部１１とヒンジ機構部１２とから構成される。緩衝機構部１１は、例えば、バネや硬質ゴムによって伸縮自在に形成されている。また、ヒンジ機構部１２は、軸１３に対してプローブ６が所定の角度で回動自在となる機構を有する。これによって、プローブ支持部１０の下面と鋼板２−１の上面とが厳密に平行でなくてもプローブ６と鋼板２−１表面との密着を図ることができる。これにより、検査ロボット装置５の検査ロボット制御装置７によるプローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく作業の効率化を図ることができる。なお、図２に示した角度調節部９のような機構は無くてもよい。すなわち、検査ロボット装置５によりプローブ６を鋼板２−１の表面へ一時的に乗せておく際に、プローブ６の角度調節が検査ロボット装置５のマニピュレータによって十分に可能である場合には図２に示したような角度調節部９は不必要である。
【００４２】
また、図１に示す接触媒体塗布装置１４は、鋼板２−１表面とプローブ６との間の隙間を無くすために接触媒体を噴射する装置である。なお、接触媒体塗布装置１４が噴射する接触媒体は、水などの液体であるからこれを溶接部位の冷却用としても利用することができる。
【００４３】
その他の構成要素としては、溶接制御装置１５は、溶接ロボット装置４によって行われる溶接作業を制御する装置である。溶接ロボット制御装置１６は、溶接ロボット装置４の動作を制御する装置である。工程制御盤１７は、溶接工程を制御する制御盤である。検査ロボット制御装置７は、検査ロボット装置５の動作を制御する装置である。これは請求項でいうところの一時的に乗せておく手段である。接触媒体塗布制御装置１８は、接触媒体の噴射のタイミングおよび量を制御する装置である。超音波探傷検査装置１９は、プローブ６を用いて溶接可否の判定を行う装置である。溶接ガン２０は、ワークを挟み込むことができる上部電極２１−１および下部電極２１−２を備えている。さらに、加圧装置２２によって被溶接材を加圧し、溶接制御装置１５により適正な電流および通電時間を制御して溶接を実施する。トランス２３は、溶接に必要な電流を生成して上部電極２１−１および下部電極２１−２に供給する。治具２４は、ワークである鋼板２−１および鋼板２−２が載置される台である。
【００４４】
ここで、超音波探傷検査装置１９について図１および図３を参照して説明する。図３は、超音波探傷検査装置１９のブロック構成図である。超音波探傷検査装置１９は、図１に示す鋼板２−１の表面の溶接部位近傍に一時的に乗せておくプローブ６と、このプローブ６を介して鋼板２−１および鋼板２−２の境界面に対して斜め方向から超音波を入射させる手段である探触子８とを備える。
【００４５】
さらに、超音波の反射波の画像を表示する表示処理手段である表示処理部２５を備える。あるいは、表示処理部２５は、超音波の反射波の強度に基づき推定される検査結果の内容を表示する表示処理手段であってもよい。また、表示処理部２５は、「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの情報を外部装置２６に対して出力することもできる。外部装置２６は、例えば、検査結果の記録装置、検査結果の転送装置、検査結果の異常警報装置などである。
【００４６】
探触子８は、超音波の送受信素子（図示省略）を備えている。パルス発振器２７は、探触子８の超音波の送受信素子に対して電気信号としてのパルス信号を与える。電気信号としてのパルス信号を与えられた超音波の送受信素子は、与えられたパルス信号に応じて超音波を発生させる。また、超音波の送受信素子は、超音波の反射波としてのパルス信号を受信し、電気信号に変換して受信器２８に出力する。受信器２８は、探触子８の送受信素子から電気信号として入力した超音波の反射波としてのパルス信号を、データ解析部２９が入力可能な信号形態に変換してデータ解析部２９に出力する。
【００４７】
データ解析部２９は、受信器２８とパルス発振器２７とからパルス信号を受け取り、両者からのパルス信号の時間差と強度差とを解析する。これにより、プローブ６から発した超音波が鋼板２−１および鋼板２−２内でどのように反射して減衰したかを解析することができる。
【００４８】
データ解析部２９の解析結果は、表示制御部３０に送られ、表示制御部３０は、その解析結果を検査者が目視確認できるような波形画像、あるいは、「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの文字情報として表示部３１に表示する。あるいは、表示制御部け３０は、「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの情報を外部装置２６に対して出力する。外部装置２６は、例えば、検査結果の記録装置、検査結果の転送装置、検査結果の異常警報装置などである。
【００４９】
図４および図５は、本発明の実施の形態の溶接検査方法を説明するための図である。また、図４および図５は、プローブ６と被検査材である鋼板２−１および２−２との位置関係を示す図である。図５の例では、ナゲット３が複数並んでいる。個々のナゲット３は、それぞれスポット溶接によって形成されたものである。しかしながら、さらにナゲット３の間隔を狭めて行き、ナゲット３同士が連結した状態となった場合はシーム溶接となる。よって、以下の説明は、スポット溶接であってもシーム溶接であっても適用できる。
【００５０】
図４および図５に示すように、本発明の実施の形態の超音波による溶接検査方法では、ナゲット３の直上にプローブ６を当てて検査をする必要がなく、鋼板２−１におけるナゲット３の近傍にプローブ６を一時的に乗せておくことによって検査を行うことができる。
【００５１】
すなわち、図４に示すように、探触子８から発射された超音波はプローブ６を介して鋼板２−１に入射する。鋼板２−１に入射した超音波は、鋼板２−１と鋼板２−２とが結合していない境界面では鋼板２−２側に入射しない。一方、鋼板２−１に入射した超音波は、鋼板２−１と鋼板２−２とが結合しているナゲット３を通過して鋼板２−２に入射する。鋼板２−２に入射した超音波は、鋼板２−２の端部３２にて反射し、鋼板２−２内に戻る。
【００５２】
このように、本発明の実施の形態の超音波による溶接検査方法では、鋼板２−１および鋼板２−２の端部３２にて反射した超音波を検出することにより、ナゲット３の状態を知ることができる。したがって、図５に示すように、プローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく位置は、必然的に、端部３２とプローブ６との間に、ナゲット３（またはスポット溶接部位３３）が有る位置となる。また、プローブ６の方向は、ナゲット３（またはスポット溶接部位３３）に向けて超音波を発射する方向になる。
【００５３】
また、図５（Ｂ）に示すように、プローブ６の超音波発射方向（一点鎖線により図示）は、端部３２の面に対して直角となるようにする。これにより、プローブ６から発射された超音波の端部３２での反射波が効率良くプローブ６の方向に戻るため、精度の高い検査を実施することができる。
【００５４】
なお、図２１および図２２に示した従来例では、検査に際し、ナゲット５２（またはスポット溶接部位５５）の直上で鋼板５１−１に対して直角にプローブ５０を当てるためには、検査者が手でプローブ５０を鋼板５１−１に対して検査中ずっと直角に保持する必要がある。この際、鋼板５１−１に対してプローブ５０が直角であるか否かの判断は、検査者の目視によるだいたいの感覚でしか判断できず、検査者の熟練度が要求される。
【００５５】
これに対し、本発明の実施の形態では、図５（Ｂ）に示すように、プローブ６の超音波発射方向を端部３２の面に対して直角となるようにプローブ６を鋼板２−１上に一時的に乗せておく。この際、端部３２の面に対してプローブ６を一時的に鋼板２−１へ乗せておく角度は、プローブ６を振ることで最大反射強度の角度を簡単に確認できる。これにより、プローブ６の最適な位置への調整が容易にできる。これにより、検査者の熟練度は要求されない。また、従来例と比べて検査作業の作業性も良い。したがって、検査ロボット装置５を用いた自動検査を実現することができる。
【００５６】
また、図４に示す探触子８と鋼板２−１との成す角αを調整することにより、鋼板２−１および鋼板２−２の板厚に対する探触子８の角度を最適な角度に調整することができる。すなわち、角度αの調整により鋼板２−１の表面に対するプローブ６から発射された超音波の入射角度を調整することができる。これにより、様々な板厚を有する鋼板２−１および鋼板２−２の検査に対応することができる。
【００５７】
また、プローブ６の大きさは、検査対象となるナゲット３の直径とほぼ等しい、または、小さいことが望ましい。プローブ６の大きさがナゲット３の直径と比べて大きい場合には、ナゲット３の外側にも超音波が入射し、検査に不要な反射波（ノイズ）が生じるためである。
【００５８】
このようにして、本発明の実施の形態の溶接検査方法によれば、自動溶接の工程において溶接箇所の自動検査を実施することができる。すなわち、前述したように、スポット溶接部位３３の直上で鋼板２−１に対して直角にプローブ６を当てる必要はなく、検査者の熟練度とは無関係に精度の高い検査を行うことができる。
【００５９】
また、スポット溶接部位３３の直上にプローブ６を当てる必要がないため、スポット溶接部位３３の温度が下がるのを待つ必要がなく、検査効率の低下を回避することができる。
【００６０】
また、プローブ６と鋼板２−１とが直接接触する部分であるウェッジは、アクリル等の堅固な材質を用いて制作することができる。このため、図２１の接触部５４（ゴム等の軟質材使用）のように消耗または破損するということもない。
【００６１】
このように、本発明の実施の形態の溶接検査方法によれば、溶接箇所の自動検査を実施する上で、従来問題となっていた要因を取り除くことができる。従って、自動溶接の工程において溶接箇所の自動検査を実施することができる。
【００６２】
次に、本発明の実施の形態の超音波による溶接検査方法の具体例を図６から図１１を参照して説明する。図６から図１１は、本発明の実施の形態の超音波による溶接検査方法の具体例を説明するための図である。前述したように、図４は、ナゲット３が正常に形成された状態を示す図である。また、図６は、正常なナゲット３に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
【００６３】
図５に示すように、プローブ６をナゲット３の近傍の上述したような適当な位置に一時的に乗せておくことにより、鋼板２−１の内部に入射した超音波がナゲット３を介して鋼板２−２の内部に入射する。鋼板２−２の内部に入射した超音波は、鋼板２−２の端部３２で反射すると、さらに鋼板２−２の内部で反射を繰り返すものの鋼板２−１には殆ど戻って来ない。これにより、図６に示すように、反射波は殆ど出現しない。
【００６４】
したがって、検査手順は以下のとおりである。すなわち、検査ロボット装置５において予め教示されていた鋼板２−１の検査位置に対し、検査ロボット装置５は検査ロボット制御装置７の制御によりプローブ６を一時的に乗せておく。そこで、超音波の反射波がハガレ判定値を超えるように調整を行う。その後、溶接ロボット装置４は、予め教示されていた溶接打点位置を溶接する。溶接完了後、ナゲット３の規格値に対してナゲット３が適正な場合であれば、反射波は最小（最良）の値を示す。このようにして、溶接前にプローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せておき、超音波の反射波がハガレ判定値を超えるように設定を行う。これによれば、ハガレ判定値に対して決められた反射強度が得られない場合は溶接の検査前にプローブ６の故障が発見できる。または、検査ロボット装置５が鋼板２−１にプローブ６を一時的に乗せている状態でハガレ判定値を超えた場合は最大強度を求めずにプローブ６の位置の微調整無しで溶接してよい。これにより、検査の効率化を図ることができる。
【００６５】
図７は、ナゲット３が正常に形成されず鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた状態を示す図である。図８は、剥がれが生じた不完全なナゲット３に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
【００６６】
図７に示すように、鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた状態では、プローブ６から鋼板２−１に入射した超音波は鋼板２−２には入射することなく、鋼板２−１の端部３２で反射する。この反射波は、鋼板２−１内でさらに反射を繰り返すため、図８に示すように、強い反射波が出現する。
【００６７】
また、図９は、小さなナゲット３が形成された状態を示す図である。図１０は、小さなナゲット３に対する検査結果を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に反射波の強度をとる。
【００６８】
図９に示すように、小さなナゲット３が形成された状態では、プローブ６から鋼板２−１に入射した超音波の一部は、小さなナゲット３を介して鋼板２−２に入射する。その一方で、プローブ６から鋼板２−１に入射した残りの超音波は、鋼板２−１の端部３２で反射すると、さらに鋼板２−１内で反射を繰り返す。このため、図１０に示すように、図６に示した正常なナゲット３の場合よりも強い反射波が出現する。
【００６９】
このようにして、ナゲット３が正常に形成された場合、または、ナゲット３が正常に形成されず鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた場合、または、ナゲット３が規格よりも小さく形成された場合のそれぞれについて判定を行うことができる。
【００７０】
なお、表示部３１への表示形態については、図６、図８、図１０に示したように、反射波の波形そのものを画像表示し、検査者がこれを目視確認することによって判定することができる。あるいは、データ解析部２９が解析した反射波強度に基づき、表示制御部３０が「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの文字情報の表示を行うことができる。または、外部装置２６に対して「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの情報の出力を行ってもよい。もちろん、表示部３１に表示すると共に外部装置２６に対して情報の出力を行うこともできる。外部装置２６に対する情報の出力は、検査記録を自動的に行ったり、検査結果を複数箇所に転送したり、検査結果の異常を警報するなどに利用することができる。
【００７１】
図１１は、後者の場合の表示制御部３０の処理手順を示すフローチャートである。すなわち、図１１に示すように、表示制御部３０は、データ解析部２９により解析された反射波強度を監視する（ステップＳ１）。その結果、反射波強度がナゲット判定値未満の場合には（ステップＳ２のＹｅｓ）、表示制御部３０は、表示部３１に「正常」と表示する、および／または、外部装置３２に対して「正常」という情報を出力する（ステップＳ５）。反射波強度がナゲット小判定値以上であり（ステップＳ２のＮｏ）、ハガレ判定値未満の場合は（ステップＳ３のＮｏ）、表示制御部３０は、表示部３１に「ナゲット小」と表示する、および／または、外部装置３２に対して「ナゲット小」という情報を出力する（ステップＳ４）。また、反射波強度がハガレ判定値以上の場合には（ステップＳ３のＹｅｓ）、表示制御部３０は、表示部３１に「剥がれ有り」と表示する、および／または、外部装置２６に対して「剥がれ有り」という情報を出力する（ステップＳ６）。
【００７２】
以上の実施の形態の説明では、鋼板２−１の端部３２と鋼板２−２の端部３２とがスポット溶接部位３３に対して同じ側にある。その他にも図１２〜図１５に示すように、鋼板２−１の端部３２と鋼板２−２の端部３２とがスポット溶接部位３３を挟んでそれぞれ反対側にあるような溶接形態についても本発明の実施の形態の溶接検査方法を適用することができる。
【００７３】
図１２は、ナゲット３が正常に形成された状態を示す図である。図１３は、プローブ３と被検査材である鋼板２−１および鋼板２−２との位置関係を示す図である。図１２および図１３に示すように、プローブ６をスポット溶接部位３３の近傍の適当な位置に一時的に乗せておくことにより、鋼板２−１の内部に入射した超音波がナゲット３を介して鋼板２−２の内部に入射する。鋼板２−２の内部に入射した超音波は、鋼板２−１には殆ど戻って来ない。これにより、図６に示すように、反射波は殆ど出現しない。なお、検査手順は前述したとおりである。
【００７４】
図１４は、ナゲット３が正常に形成されず鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた状態を示す図である。図１４に示すように、鋼板２−１と鋼板２−２との間に剥がれが生じた状態では、プローブ６から鋼板２−１に入射した超音波は鋼板２−２には入射することなく、鋼板２−１の端部３２で反射する。この反射波は、鋼板２−１内でさらに反射を繰り返す。このため、図８に示すように、強い反射波が出現する。
【００７５】
また、図１５は、小さなナゲット３が形成された状態を示す図である。図１５に示すように、小さなナゲット３が形成された状態では、プローブ６から鋼板２−１に入射した超音波の一部は、小さなナゲット３を介して鋼板２−２に入射する。その一方で、プローブ６から鋼板２−１に入射した残りの超音波は、鋼板２−１の端部３２で反射する。この反射波は、鋼板２−１内でさらに反射を繰り返す。このため、図１０に示すように、図６に示した正常なナゲット３の場合よりも強い反射波が出現する。
【００７６】
このようにして、ナゲット３が正常に形成された場合、または、ナゲット３が正常に形成されず鋼板２−１と２−２との間に剥がれが生じた場合、または、ナゲット３が規格よりも小さく形成された場合のそれぞれについて判定を行うことができる。
【００７７】
次に、本発明の実施の形態の自動溶接／検査システムにおける自動検査手順について図１６および図１７を参照して説明する。図１６は、本発明の実施の形態の自動検査手順を説明するためのフローチャートである。図１７は、本発明の実施の形態の自動検査手順を説明するためのシーケンス図である。
【００７８】
まず、工程制御盤１７は、作業の対象となる生産車型に対応するプログラムを呼び込む（ステップＳ１０）。このプログラムは、溶接ロボット装置４および検査ロボット装置５にもそれぞれ転送される。すなわち、工程制御盤１７から溶接ロボット制御装置１６にプログラムが転送される。溶接ロボット制御装置１６に転送されたプログラムはさらに溶接制御装置１５にも転送される。また、工程制御盤１７から検査ロボット制御装置７にプログラムが転送される。検査ロボット制御装置７に転送されたプログラムはさらに接触媒体塗布制御装置１８および超音波探傷検査装置１９にもそれぞれ転送される。
【００７９】
つぎに、図示していないワーク送り装置などによって、治具２４にワークがセットされる（ステップＳ１１）。ここで、溶接ロボット制御装置１６は、溶接ガン２０を溶接教示位置へ移動する（ステップＳ１２）。これにより、溶接ロボット制御装置１６による溶接ガン２０の溶接教示位置への移動が完了する（ステップＳ１３）。また、この移動の完了を受け（ステップＳ１３）、溶接制御装置１５は、溶接ロボット制御装置１６から転送されたプログラムに基づき治具２４にセットされたワークに対する溶接条件の呼び込みを完了する（ステップＳ１４）。つぎに、溶接ロボット制御装置１６は、溶接ガン２０の下部電極２１−２をワークである鋼板２−２に当接させる（ステップＳ１５）。
【００８０】
検査ロボット制御装置７は、プローブ６を検査教示位置へ移動する（ステップＳ１６）。これにより、検査ロボット制御装置７によるプローブ６の検査教示位置への移動が完了する（ステップＳ１７）。この移動の完了を受け（ステップＳ１７）、超音波探傷検査装置１９は、検査ロボット制御装置７から転送されたプログラムに基づき生産車種に適合する検査プログラムを呼び込む（ステップＳ１８）。これにより、超音波探傷検査装置１９は、検査プログラムの呼び込みを完了する（ステップＳ１９）。接触媒体塗布制御装置１８は、超音波探傷検査装置１９における検査プログラムの呼び込み完了を受けて鋼板２−１の表面に接触媒体である水を噴霧する（ステップＳ２０）。接触媒体の噴霧が開始されたら、検査ロボット制御装置７は、プローブ６をワークである鋼板２−１に当接させる（ステップＳ２１）。
【００８１】
検査ロボット制御装置７が検査ロボット装置５を制御してプローブ６を鋼板２−１に当接させたら（ステップＳ２１）、超音波探傷検査装置１９は、プローブ６の自己診断を行う（ステップＳ２２）。プローブ６の自己診断は、プローブ６から鋼板２−１に入射させた超音波の反射波がハガレ判定値を超えていればプローブ６は正常であると判断する。すなわち、鋼板２−１と鋼板２−２とは重ね合わされて治具２４にセットされている。しかしながら、鋼板２−１と鋼板２−２とは未だ加圧されていない。鋼板２−１と鋼板２−２とが加圧されていない状態は、図７、図８、図１４で説明した鋼板２−１と鋼板２−２とが剥がれている状態と同じである。従って、プローブ６が正常であるならば、図８に示したように、ハガレ判定値を超えた強い反射波が得られるはずである。このとき、反射波が図８に示したハガレ判定値以下であるならば、プローブ６は異常と判定できる。超音波探傷検査装置１９のプローブ６の自己診断の結果は、溶接ロボット制御装置１６に検査ロボット制御装置７を経由して通知される（ステップＳ２３）。
【００８２】
超音波探傷検査装置１９からプローブ６の自己診断結果を受け取った溶接ロボット制御装置１６は、プローブ６が正常であることを確認したら（ステップＳ２４の正常）、上部電極２１−１の鋼板２−１への移動を開始する（ステップＳ２５）。溶接ロボット制御装置１６は、上部電極２１−１が鋼板２−１に当接したら加圧装置２２による加圧を行う（ステップＳ２６）。
【００８３】
溶接制御装置１５は、加圧装置２２による加圧が完了するスクイズ時間の経過を待つ（ステップＳ２７）。つぎに、溶接制御装置１５は、トランス２３によって上部電極２１−１と下部電極２１−２との間の通電を開始して鋼板２−１と鋼板２−２との間に電流を流す（ステップＳ２８）。溶接制御装置１５は、トランス２３による通電を規定の通電時間行った後に完了する（ステップＳ２９）。溶接制御装置１５は、トランス２３による通電が完了した後も規定の保持時間の経過を待つ（ステップＳ３０）。これはスポット溶接部位３３を冷却するためである。溶接制御装置１５は、保持時間が経過したら溶接完了を溶接ロボット制御装置１６に通知する（ステップＳ３１）。
【００８４】
溶接ロボット制御装置１６は、溶接制御装置１５から溶接完了の通知を受け取ると、加圧装置２２による加圧の解放を開始する（ステップＳ３２）。溶接ロボット制御装置１６は、加圧装置２２による加圧が完全に解放されて解放端に達したときに、超音波探傷検査装置１９に対してその旨を通知する（ステップＳ３３）。
【００８５】
超音波探傷検査装置１９は、溶接ロボット制御装置１６から加圧装置２２による加圧が解放端に達した旨の通知を受け取ることにより、溶接作業の終了を確認する（ステップＳ３４）。続いて、超音波探傷検査装置１９は、検査を実施し（ステップＳ３５）、検査結果を出力する（ステップＳ３６）。なお、加圧装置２２による加圧が解放されず、加圧装置２２が加圧を行ったまま検査を行った場合には、鋼板２−１と鋼板２−２とが加圧されて密着した状態であるため溶接の良否に関わらず図６に示したナゲット小判定値未満の弱い反射波しか得られない。検査結果が良好であれば（ステップＳ３７のＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１１の終了時点に戻る（ステップＳ３８）。このように溶接結果が良好である場合の全工程時間は、およそ１秒間くらいである。なお、図１７のシーケンス図では、説明を分りやすくするために、ステップＳ２８の通電時間の割合を多くとった。実際には、ステップＳ２８の通電時間は、板厚や材質によって異なるが、一般的に、板厚が０．８ｍｍどおしの鋼板２枚重ねの溶接の場合には、およそ０．２秒間くらいである。
【００８６】
また、検査結果が良好でなければ（ステップＳ３７のＮｏ（１回目））、処理は、ステップＳ２４に戻り、再溶接が行われる。このとき、再溶接の検査結果が再び良好でなければ（ステップＳ３７のＮｏ（２回目））、作業を停止し、異常出力を行う（ステップＳ３９）。
【００８７】
異常出力が行われると、オペレータが異常原因を解決し（ステップＳ４０）、異常をリセットし（ステップＳ４１）、装置を再起動して復帰させる（ステップＳ４２）。これにより、処理は、ステップＳ２４に戻る（ステップＳ４３）。なお、ステップＳ２４において、プローブ６が正常であることが確認されなかった場合も（ステップＳ２４の異常）、作業を停止し、異常出力を行う（ステップＳ４４）。この場合も、異常出力が行われると、オペレータが異常原因を解決し（ステップＳ４５）、異常をリセットし（ステップＳ４６）、装置を再起動して復帰させる（ステップＳ４７）。これにより、処理は、ステップＳ２４に戻る（ステップＳ４８）。
【００８８】
なお、プローブ６は、図１７に示すように、全工程において超音波を発射し続けている。もちろん、超音波の発射が必要な工程のみに限定して超音波の発射をＯＮ／ＯＦＦしてもよい。しかしながら、超音波のＯＮ／ＯＦＦのための回路や制御が複雑であるならば、超音波をＯＮ／ＯＦＦさせる必要はない。
【００８９】
（第二の実施の形態）
本発明の第二の実施の形態に係る自動溶接／検査システム１Ａの構成を図１８を参照して説明する。図１８は、自動溶接／検査システム１Ａの全体構成図である。この自動溶接／検査システム１Ａは、自動溶接／検査システム１とは一部が異なる。以下では、第一の実施の形態と同一または同種の部分は同一または同一系の符号を用いて説明し、その説明を省略または簡略化し、かつ異なる部分について主として説明する。
【００９０】
第一の実施の形態では、溶接ロボット装置４と検査ロボット装置５とが別装置であったが、第二の実施の形態では、これらのロボット装置を一体化し、溶接／検査ロボット装置３４とした。すなわち、第一の実施の形態の検査ロボット装置５におけるプローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく役割をプローブ移動部３５によって実現する。プローブ移動部３５は、基本的に溶接ガン２０に付随して移動する。しかしながら、加圧装置２２による鋼板２−１および鋼板２−２に対する加圧動作とは独立してプローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく動作を実施することができる。例えば、加圧装置２２が鋼板２−１および鋼板２−２を加圧する以前に、プローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せておきプローブ６の自己診断を実施する必要がある。あるいは、加圧装置２２が鋼板２−１および鋼板２−２に対する加圧を解除してもプローブ６を鋼板２−１へ一時的に乗せておく状態を継続して溶接の良否検査を実施する必要がある。したがって、加圧装置２２の上部電極２１−１および下部電極２１−２の上下移動とは独立してプローブ６を上下移動させることができる。
【００９１】
さらに、プローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せておく方向は、鋼板２−１および鋼板２−２の端部３２の方向に依存して決定される。これに対し、加圧装置２２が鋼板２−１および鋼板２−２を加圧する際に、鋼板２−１および鋼板２−２の端部３２がいずれの方向にあろうとも関係がない。従って、プローブ移動部３５は、プローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せておく方向を端部３２の方向によって調整する必要がある。よって、プローブ移動部３５は、プローブ６を鋼板２−１に一時的に乗せておく方向を調整するために、プローブ６を鋼板２−１の表面に対して平行な面で回転させることができる。すなわち、プローブ移動部３５は、溶接ガン２０の動きと独立し、プローブ６を上下方向に移動させると共に、プローブ６を鋼板２−１の表面に対して平行な面で回転させることができる。
【００９２】
また、溶接／検査ロボット装置３４は、溶接／検査ロボット制御装置３６によって制御される。また、工程制御盤１７Ａは、作業の対象となる生産車型に対応するプログラムを呼び込み、溶接／検査ロボット制御装置３６、接触媒体塗布制御装置１８に対して転送する。さらに、溶接／検査ロボット制御装置３６は、工程制御盤１７Ａから転送されたプログラムを溶接制御装置１５および超音波探傷検査装置１９に対して転送する。
【００９３】
（スパッタ対策の実施例）
次に、本発明の第一および第二の実施の形態に共通するスパッタ（火花）対策の実施例を図１９および図２０を参照して説明する。図１９は、保護カバー４０とカバー支持部４１とを示す概略図である。溶接時に発生するスパッタによってプローブ６またはその周辺部材が焼損することを回避するために保護カバー４０を設けることが好ましい。
【００９４】
保護カバー４０とカバー支持部４１とはバネ４２によって連結してある。
さらに、バネ４２の中心には軸４３が設けてある。この軸４３は、一端が保護カバー４０に固定されており、他端はカバー支持部４１に開けられた穴（図示省略）を突き抜けるようになっている。バネ４２および軸４３の役割は、保護カバー４０の位置を鋼板２−１の表面に合わせて上下させることにある。このようにする理由は以下のとおりである。プローブ６には、角度調節部９があり、プローブ支持部１０の底面と鋼板２−１の表面とが厳密に平行でなくてもよい。このため、カバー支持部４１と保護カバー４０との位置関係を固定的とすることは好ましくない。よって、保護カバー４０とカバー支持部４１との間にバネ４２および軸４３を介在させることにより、保護カバー４０とカバー支持部４１との位置関係を流動的にしてある。
【００９５】
図２０は、保護カバー４０の変形例を示す図である。図２０（Ａ）は、図１９に示した保護カバー４０の配置例である。保護カバー４０により接触媒体塗布装置１４およびプローブ６をスパッタから保護している。また、図２０（Ｂ）の保護カバー４０Ａは、その形状をコの字形にしてある。これにより、プローブ６の上部電極２１−１と向き合う面以外の側面についてもスパッタから保護することができる。また、図２０（Ｃ）の例は、プローブ６の上部電極２１−１と向き合う面に保護カバー４０Ｂを貼り付けた例である。図２０（Ｃ）の例では、図１９に示したようなカバー支持部４１やバネ４２、軸４３といった機構は必要ではない。また、プローブ６の材質をスパッタに対して耐熱性の高い材質とすることにより保護カバー４０、４０Ａ、４０Ｂを用いなくてもよいようにしてもよい。あるいは、プローブ６の電極２１−１と向き合う面のみの材質をスパッタに対して耐熱性の高い材質としてもよい。
【００９６】
（プログラムの実施例）
情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明の実施の形態の溶接制御装置１５、溶接ロボット制御装置１６、検査ロボット制御装置７、接触媒体塗布制御装置１８、超音波探傷検査装置１９、溶接／検査ロボット制御装置３６における制御機能を実現するプログラムの実施例を説明する。ここで、情報処理装置とは、例えば、汎用のコンピュータ装置である。
【００９７】
本実施例のプログラムは記録媒体に記録されることにより、情報処理装置は、この記録媒体を用いて本実施例のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本実施例のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接、情報処理装置に本実施例のプログラムをインストールすることもできる。
【００９８】
これにより、情報処理装置を用いて、本発明の実施の形態の溶接制御装置１５、溶接ロボット制御装置１６、検査ロボット制御装置７、接触媒体塗布制御装置１８、超音波探傷検査装置１９、溶接／検査ロボット制御装置３６における制御機能を実現することができる。
【００９９】
すなわち、本実施例のプログラムは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、自動溶接／検査システム１、１Ａの制御機能を実現するプログラムである。
【０１００】
例えば、検査ロボット制御装置７または溶接／検査ロボット制御装置３６および超音波探傷検査装置２４に、溶接の実施に先立ってプローブ６が正常か否かを検査するプローブ検査ステップを実行する制御機能を実現する。
【０１０１】
また、溶接制御装置１５および溶接ロボット制御装置１６または溶接／検査ロボット制御装置３６に、プローブ６が正常である場合に、溶接ステップを実行する溶接実行ステップを実行する制御機能を実現する。
【０１０２】
また、超音波探傷検査装置１９に、溶接実行ステップにより溶接が施された後に、検査ステップを実行する良否判定ステップを実行する制御機能を実現する。
【０１０３】
さらに、溶接制御装置１５および溶接ロボット制御装置１６または溶接／検査ロボット制御装置３６に、超音波探傷検査装置１９により良否判定ステップが実行された結果、溶接が不良である場合に、再度溶接をやり直す再溶接ステップを実行する制御機能を実現する。
【０１０４】
また、溶接制御装置１５および溶接ロボット制御装置１６または溶接／検査ロボット制御装置３６に、再溶接ステップを実行した後に、この再溶接の良否の判定結果が不良である場合に再溶接ステップを繰り返し実行する制御機能を実現する。
【０１０５】
また、再溶接ステップの繰り返し回数に上限が設定され、溶接制御装置１５および溶接ロボット制御装置１６または溶接／検査ロボット制御装置３６に、繰り返し回数が上限に達したときには、再溶接ステップの実行を停止するステップを実行する制御機能を実現する。
【０１０６】
なお、これ以外の機能についてもソフトウェアによって実現可能な機能については、本実施例のプログラムによって実現してもよい。
【０１０７】
また、本実施例のプログラムは、情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。
【０１０８】
（その他の実施の形態）
本発明の実施の形態は、本発明の要旨を逸脱しない限り、様々に変更可能である。例えば、プローブ検査手段および良否判定手段である超音波探傷検査装置２４は、検査ロボット制御装置７あるいは溶接／検査ロボット制御装置３６が内包してもよい。さらに、接触媒体塗布制御装置１８についても検査ロボット制御装置７あるいは溶接／検査ロボット制御装置３６が内包してもよい。
【０１０９】
また、斜め方向から超音波を入射させる手段である探触子８は、プローブ６に内包される構成として説明した。ここでのプローブ６の役割は、探触子８の鋼板２−１の表面に対する角度を一定に保つことが重要な役割である。その他には、探触子８の保護の役割も担っている。従って、プローブ６を用いずともその役割が果たせるのであれば、必ずしも探触子８をプローブ６に内包される構成とする必要はない。例えば、探触子８の鋼板２−１の表面に対する角度を保持する支柱のような部材を探触子８が備えれば、プローブ６は不要となる。その他にも探触子８の鋼板２−１の表面に対する角度が保持できればどのような部材を用いてもよい。また、探触子８自体を頑丈な部材で構成すれば、探触子８を保護する役割としてのプローブ６は不要になる。
【０１１０】
プローブ６を鋼板２−１の表面に一時的に乗せておく手段は、検査ロボット制御装置７あるいは溶接／検査ロボット制御装置３６であるとして説明した。これは、鋼板２−１を一定の位置に固定する治具２４に対し、検査ロボット装置５あるいは溶接／検査ロボット装置３４がプローブ６の向きを調整して鋼板２−１の表面の適切な位置にプローブ６を一時的に乗せているからである。しかしながら、検査ロボット装置５あるいは溶接／検査ロボット装置３４によってプローブ６が一定の位置に固定されており、治具２４の方が鋼板２−１の向きを調整してプローブ６が適切な位置となるようにする場合には、治具２４の方が一時的に乗せておく手段となる。
【０１１１】
表示処理手段である表示処理部２５については、超音波の反射波の画像を表示する方法、あるいは、超音波の反射波の強度に基づき推定される検査結果の内容を表示する方法、あるいは、「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」などの情報を外部装置２６に対して出力する方法、を説明した。しかし、その他にも赤、黄、青の表示灯を点灯させることにより、赤であれば「剥がれ有り」、黄色であれば「ナゲット小」、青であれば「正常」をそれぞれ表示してもよい。あるいは、音声やブザー音などの音によって「正常」、「剥がれ有り」、「ナゲット小」の表示を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、あらゆる自動溶接システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第一の実施の形態の自動溶接／検査システムの全体構成図である。
【図２】図１に示す検査ロボット装置のプローブの取付け機構を説明するための図である。
【図３】図１に示す検査ロボット装置の超音波探傷検査装置のブロック構成図である。
【図４】図１に示す検査ロボット装置におけるプローブと被検査材との位置関係を示す図である。
【図５】図１に示す検査ロボット装置におけるプローブと被検査材との位置関係を示す図である。
【図６】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法においてナゲットが正常の場合の検査結果を示す図である。
【図７】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法においてナゲットに剥がれが生じた状態を示す図である。
【図８】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法においてナゲットに剥がれが生じた場合の検査結果を示す図である。
【図９】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法において小さいナゲットが生じた状態を示す図である。
【図１０】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法において小さいナゲットが生じた場合の検査結果を示す図である。
【図１１】図４に示す表示制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法において二枚の鋼板の端部が溶接部位を挟んでそれぞれ反対側にあるような溶接形態において、ナゲットが正常に形成された状態を示す図である。
【図１３】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法において二枚の鋼板の端部が溶接部位を挟んでそれぞれ反対側にあるような溶接形態において、プローブと被検査材である鋼板との位置関係を示す図である。
【図１４】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法において二枚の鋼板の端部が溶接部位を挟んでそれぞれ反対側にあるような溶接形態において、ナゲット部分に剥がれが生じた状態を示す図である。
【図１５】図１に示す検査ロボット装置の超音波による溶接検査方法において二枚の鋼板の端部が溶接部位を挟んでそれぞれ反対側にあるような溶接形態において、小さなナゲットが形成された状態を示す図である。
【図１６】図１に示す自動溶接／検査システムにおける自動検査手順を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１に自動溶接／検査システムにおける自動検査手順を説明するためのシーケンス図である。
【図１８】本発明の第二の実施の形態の自動溶接／検査システムの全体構成図である。
【図１９】本発明の第一および第二の実施の形態に共通するスパッタ対策の実施例を説明するための保護カバーとカバー支持部とを示す概略図である。
【図２０】本発明の第一および第二の実施の形態に共通するスパッタ対策の実施例を説明するための保護カバーの変形例を示す図である。
【図２１】関連技術における溶接検査方法を説明するための図である。
【図２２】関連技術における溶接検査方法を説明するための図である。
【図２３】溶接部（ナゲット）を示す図である。
【図２４】本発明に関連する超音波による溶接検査方法において正常なナゲットが形成された状態を示す図である。
【図２５】本発明に関連する超音波による溶接検査方法において正常なナゲットに対する検査結果を示す図である。
【図２６】本発明に関連する超音波による溶接検査方法においてナゲットが形成されず剥がれが生じた状態を示す図である。
【図２７】本発明に関連する超音波による溶接検査方法において剥がれが生じた状態に対する検査結果を示す図である。
【図２８】本発明に関連する超音波による溶接検査方法において小さなナゲットが形成された状態を示す図である。
【図２９】本発明に関連する超音波による溶接検査方法において小さなナゲットが形成された状態に対する検査結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１Ａ  自動溶接／検査システム、２−１、２−２、５１−１、５１−２  鋼板、３、５２  ナゲット、４  溶接ロボット装置、５  検査ロボット装置、７  検査ロボット制御装置（一時的に乗せておく手段）、８、５３  探触子（入射させる手段）、９  角度調節部、１０  プローブ支持部、１１  緩衝機構部、１２  ヒンジ機構部、１３  軸、１４  接触媒体塗布装置、１５  溶接制御装置、１６  溶接ロボット制御装置、１７、１７Ａ  工程制御盤、１８  接触媒体塗布制御装置、１９  超音波探傷検査装置、２０  溶接ガン、２１−１  上部電極、２１−２  下部電極、２２  加圧装置、２３  トランス、２４  治具、２５  表示処理部（表示処理手段）、２６  外部装置、２７  パルス発振器、２８  受信器、２９  データ解析部、３０  表示制御部、３１  表示部、３２  端部、３３、５５  スポット溶接部位、３４  溶接／検査ロボット装置、３５  プローブ移動部、３６  溶接／検査ロボット制御装置、４０、４０Ａ、４０Ｂ  保護カバー、４１  カバー支持部、４２  バネ、４３  軸、５４  接触部
【図１】
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【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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