(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシャフト本体の両端にスピンドルを当接させる溶接前工程と、前記シャフト本体および前記スピンドルの当接部に沿って溶接する溶接中工程とを備えたアクスルの製造方法であって、
前記溶接前工程は、
前記シャフト本体の両端にスピンドルを当接させる当接工程と、
前記シャフト本体の外周面に配置された振動発生手段において固体伝播振動を発生させ、前記シャフト本体の両端に当接させた前記スピンドルの外周面にそれぞれ配置された一対の振動検出手段において、前記シャフト本体から前記当接部を通って前記スピンドルに伝播した前記固体伝播振動を検出する検出工程と、
前記一対の振動検出手段からの各出力信号について、所定の抽出幅から算出される移動平均値および標準偏差から標本線を設定し、前記出力信号が前記標本線の値に一致した回数を判定値としてそれぞれ抽出し、これら一対の判定値に基づいて前記当接部の異常の有無を判定する判定工程と、
を備えることを特徴とするアクスルの製造方法。
【請求項２】
前記一対の判定値の少なくとも一方が０の場合に、前記当接工程を再実施することを特徴とする請求項１に記載のアクスルの製造方法。
【請求項３】
前記一対の判定値がいずれも１以上であり、かつその値が互いに等しい場合に、前記溶接中工程を実施することを特徴とする請求項１または２に記載のアクスルの製造方法。
【請求項４】
前記一対の判定値がいずれも１以上であり、かつその値が互いに異なる場合に、前記溶接中工程を実施するにあたり、前記一対の判定値のうち値が小さい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値が、前記一対の判定値のうち値が大きい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値よりも大きくなるように調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクスルの製造方法。
【請求項５】
筒状のシャフト本体の両端にスピンドルを当接させる当接手段と、前記シャフト本体および前記スピンドルの当接部に沿って溶接する溶接手段とを有するアクスルの製造システムであって、
前記シャフト本体の外周面に配置されており、固体伝播振動を発生させる振動発生手段と、
前記シャフト本体の両端に当接させた前記スピンドルの外周面にそれぞれ配置され、前記シャフト本体から前記当接部を通って各前記スピンドルに伝播した前記固体伝播振動を検出する一対の振動検出手段と、
前記一対の振動検出手段からの各出力信号について、所定の抽出幅から算出される移動平均値および標準偏差から標本線を設定し、前記出力信号が前記標本線の値に一致した回数を判定値としてそれぞれ抽出し、これら一対の判定値に基づいて前記当接部の異常の有無を判定する判定手段と、
前記当接手段および前記溶接手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするアクスルの製造システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記一対の判定値の少なくとも一方が０の場合に、前記シャフト本体と前記スピンドルとの当接を再実施するように前記当接手段を制御することを特徴とする請求項５に記載のアクスルの製造システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記一対の判定値がいずれも１以上、かつその値が互いに等しい場合に、前記当接部の溶接を実施するように前記溶接手段を制御することを特徴とする請求項５または６に記載のアクスルの製造システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記一対の判定値がいずれも１以上、かつその値が互いに異なる場合に、前記当接部の溶接を実施するように前記溶接手段を制御し、前記一対の判定値のうち値が小さい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値が、前記一対の判定値のうち値が大きい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値よりも大きくなるように調整することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のアクスルの製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の特装車両には、走行装置の車軸としてのアクスルが搭載されている。アクスルは、特許文献１に示すように、筒状のシャフト本体の端部にスピンドルを溶接して形成されている。アクスルは、車両の走行に関わる重要な部品であるため、シャフト本体とスピンドルとの溶接部には、高い品質が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１５４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シャフト本体とスピンドルとの溶接は、シャフト本体およびスピンドルを互いに当接させた当接部に沿って行われる。このとき当接部に所定値以上の隙間等、当接部に異常があると、例えば当接部が肉薄化する等、品質の高い溶接部を形成できないおそれがある。また、当接部の異常が原因で溶接部の品質が低下し、十分な溶接強度が確保できないものは不良品となるので、歩留まりを低下させてしまうことも考えられる。
【０００５】
本発明は、溶接部の品質を高めると共に歩留まりを高めることが可能なアクスルの製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のアクスルの製造方法は、筒状のシャフト本体の両端にスピンドルを当接させる溶接前工程と、シャフト本体およびスピンドルの当接部に沿って溶接する溶接中工程とを備えたアクスルの製造方法であって、溶接前工程は、シャフト本体の両端にスピンドルを当接させる当接工程と、シャフト本体の外周面に配置された振動発生手段において固体伝播振動を発生させ、シャフト本体の両端に当接させたスピンドルの外周面にそれぞれ配置された一対の振動検出手段において、シャフト本体から当接部を通ってスピンドルに伝播した固体伝播振動を検出する検出工程と、一対の振動検出手段からの各出力信号について、所定の抽出幅から算出される移動平均値および標準偏差から標本線を設定し、出力信号が標本線の値に一致した回数を判定値としてそれぞれ抽出し、これら一対の判定値に基づいて当接部の異常の有無を判定する判定工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のアクスルの製造システムでは、筒状のシャフト本体の両端にスピンドルを当接させ、シャフト本体およびスピンドルの当接部に沿って溶接するアクスルの製造システムであって、シャフト本体の両端にスピンドルを当接させる当接手段と、シャフト本体の外周面に配置されており、固体伝播振動を発生させる振動発生手段と、シャフト本体の両端に当接させたスピンドルの外周面にそれぞれ配置され、シャフト本体から当接部を通って各スピンドルに伝播した固体伝播振動を検出する一対の振動検出手段と、一対の振動検出手段からの各出力信号について、所定の抽出幅から算出される移動平均値および標準偏差から標本線を設定し、出力信号が標本線の値に一致した回数を判定値としてそれぞれ抽出し、これら一対の判定値に基づいて当接部の異常の有無を判定する判定手段と、判定手段において判定された各当接部の異常の有無に基づいて溶接手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムでは、シャフト本体に振動発生手段を、それぞれのスピンドルに振動検出手段を配置し、シャフト本体から当接部を通ってスピンドルに伝播した固体伝播振動を検出するそれぞれの振動検出手段からの出力信号に基づいて判定値を抽出し、これらの判定に基づいて当接部の異常の有無を判定する。本発明では、所定以上の溶接品質を確保できる場合にのみ溶接を実施することが可能となるので、溶接部の品質を高めると共に歩留まりを高めることが可能となる。
【０００９】
また、本発明のアクスルの製造方法では、一対の判定値の少なくとも一方が０の場合に、当接工程を再実施することが好ましい。また、本発明のアクスルの製造システムでは、制御手段は、一対の判定値の少なくとも一方が０の場合に、シャフト本体とスピンドルとの当接を再実施することが好ましい。
【００１０】
このアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムによれば、シャフト本体とスピンドルとの当接状態が異常であることに起因する溶接不良のアクスルが製造されることを回避することができる。
【００１１】
また、本発明のアクスルの製造方法では、一対の判定値がいずれも１以上であり、かつその値が互いに等しい場合に、溶接中工程を実施することが好ましい。また、本発明のアクスルの製造方法では、制御手段は、一対の判定値がいずれも１以上、かつその値が互いに等しい場合に、当接部の溶接を実施するように溶接手段を制御することが好ましい。
【００１２】
このアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムによれば、一対の溶接部の溶接品質が互いに均等でないアクスルが製造されることが回避されるので、より質の高いアクスルを製造することが可能となる。
【００１３】
また、本発明のアクスルの製造方法では、一対の判定値がいずれも１以上であり、かつその値が互いに異なる場合に、溶接中工程を実施するにあたり、一対の判定値のうち値が小さい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値が、一対の判定値のうち値が大きい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値よりも大きくなるように調整することが好ましい。また、本発明のアクスルの製造システムでは、制御手段は、一対の判定値がいずれも１以上、かつその値が互いに異なる場合に、当接部の溶接を実施するように溶接手段を制御し、一対の判定値のうち値が小さい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値が、一対の判定値のうち値が大きい方に対応する当接部を溶接する際の溶接電流値よりも大きくなるように調整することが好ましい。
【００１４】
このアクスルの製造方法およびアクスルの製造システムによれば、一対の当接部において互いに当接状態が異なるような場合であっても、当接部の状態に合わせて溶接条件を適切に調整することができるので、一対の溶接部における溶接品質が互いに均等となり、より質の高いアクスルを製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、溶接部の品質を高めると共に歩留まりを高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適な一実施形態に係るアクスルの製造方法によって製造されるアクスルの概略図である。
【図２】本発明の好適な一実施形態に係るアクスル製造システムの機能構成を示したブロック図である。
【図３】図２の振動検出部から出力される信号の一例を示す図である。
【図４】図２の第１信号処理部における波形処理解析を説明する図である。
【図５】図２の電流測定部から出力される溶接電流値の一例を示した図である。
【図６】本発明の好適な一実施形態に係るアクスルの製造工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の好適な一実施形態に係るアクスルの製造工程を示すフローチャートである。
【図８】図２の振動検出部から出力される信号の一例を示す図である。
【図９】図２の第１信号処理部における波形処理解析結果を説明する図である。
【図１０】図２の電流測定部から出力される溶接電流値の一例を示す図である。
【図１１】図２の第２信号処理部における波形処理解析結果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の好適な一実施形態に係るアクスルの製造方法について、図１〜図１１を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、本発明のアクスルの製造方法によって製造されるアクスル１を示す概略図である。
【００１８】
本実施形態のアクスルの製造方法によって製造されるアクスル１は、トラック等の特装車両の走行装置における車軸である。このアクスル１は、図１に示すように、筒状のシャフト本体２の両端にシャフト本体２側に向かって大径となるスピンドル３ａ，３ｂを溶接して形成される。
【００１９】
シャフト本体２とスピンドル３ａ，３ｂとの溶接は、例えば、溶接システム３０を用いた自動溶接によって行われる。具体的には、例えば図２に示すように、シャフト本体２の両端にスピンドル３ａ，３ｂを当接させ（溶接前工程）、当接部５ａ、５ｂに沿って溶接トーチ３１ｂあるいはシャフト本体２およびスピンドル３ａ，３ｂを回転させることによって、シャフト本体２の端部とスピンドル３ａ，３ｂの端部との間に、円周状の溶接部６ａ，６ｂが形成される（溶接中工程）。
【００２０】
以下、上述したようなシャフト本体２とスピンドル３ａ，３ｂとを互いに溶接してアクスル１を製造するアクスル製造システム１０と、アクスル１を製造する方法とについて、図２〜図１１を用いて詳細に説明する。
【００２１】
アクスル製造システム１０は、図２に示すように、治具（当接手段）７と、振動発生部（振動発生手段）１１と、第１振動検出部（振動検出手段）１２ａと、第２振動検出部（振動検出手段）１２ｂと、第１信号処理部１３と、第１判定部（判定手段）１５と、第１制御部（制御手段）１６と、総括制御部２１と、第２信号処理部２３と、第２判定部２５と、第２制御部２６と、溶接システム（溶接手段）３０とを主に含んで構成されている。
【００２２】
治具７は、シャフト本体２とスピンドル３ａ，３ｂとを互いに当接させる部分である。治具７は、シャフト本体２およびスピンドル３ａ，３ｂを支持すると共に、図示しない駆動手段によってシャフト本体２の両端にスピンドル３ａ，３ｂを当接させた状態にする。
【００２３】
振動発生部１１は、シャフト本体２の外周面に固定されており、第１制御部１６により制御され固体伝播振動を発生する部分である。振動発生部１１としては、例えば、パルス発生器を採用することができ、その場合、例えば、１００〜５００ｎｓ周期（パルス幅）でＡＥ波を入力する。
【００２４】
第１振動検出部１２ａおよび第２振動検出部１２ｂは、シャフト本体２と当接部５ａ，５ｂを挟んだスピンドル３ａ，３ｂの外周面にそれぞれ固定されており、シャフト本体２から当接部５ａ，５ｂを通ってスピンドル３ａ，３ｂに伝播する固体伝播振動をスピンドル３ａ、３ｂでそれぞれ検出する部分である。第１振動検出部１２ａおよび第２振動検出部１２ｂとしては、例えば、ＡＥ（Acoustic Emission）センサを採用することができ、その場合、例えば、１５２．３４ｋHｚをピーク周波数（中心出力）とするＡＥ波を検出する。第１振動検出部１２ａおよび第２振動検出部１２ｂは、検出したＡＥ波の強度に対応する出力信号を、例えば、帯域周波数が、４０ｋＨｚ〜１．２ＭＨｚであるアンプ（図示せず）を介して第１信号処理部１３に出力する。
【００２５】
図３は、振動検出部１２ａ，１２ｂから出力される信号の一例を示す図である。第１振動検出部１２ａおよび第２振動検出部１２ｂは、当接部５ａ，５ｂに異常が無い場合には、当接部５ａ，５ｂを伝播するＡＥ波の減衰が小さく、例えば図３（ａ）に示すように、最初に振幅のピークがあって次第に小さくなるような信号を出力する。一方、第１振動検出部１２ａおよび第２振動検出部１２ｂは、当接部５ａ，５ｂに異常がある場合には、例えば図３（ｂ）に示すように図３（ａ）に比べて振幅が小さい信号を出力する。なお、図３（ｂ）に示す出力信号の波形パターンは、図３（ａ）に示す出力信号の波形パターンと比較すると、振幅のみが減少した略相似形となっている。なお、当接部５ａ，５ｂにおける異常とは、当接部５ａ，５ｂを溶接するにあたって所定の品質を確保することができない隙間がある場合等をいう。
【００２６】
図２に戻り、第１信号処理部１３は、第１振動検出部１２ａおよび第２振動検出部１２ｂにおいて検出されたそれぞれの出力信号から、当接部５ａ，５ｂにおける異常の有無を判定するのに必要な判定値を抽出する部分である。第１信号処理部１３は、後述する第１判定部１５が、当接部５ａ，５ｂにおける異常の有無を客観的に判定できるようにするために、波形処理解析によって出力信号を特徴化する。
【００２７】
以下、第１信号処理部１３が行う処理の一つである波形処理解析について説明する。この波形処理解析では、まず、図４に示すように、所定抽出幅における出力信号の移動平均値μを求める。次に、移動平均値μの標準偏差σに基づいて標本線を設定する。標本線は、標準偏差σを所定倍することによって得ることができる。例えば、図４に示すように、標準偏差σを、−３．０倍、−１．５倍、＋１．５倍、＋３．０倍することによって、−３σの標本線、−１．５σの標本線、＋１．５σの標本線、＋３．０σの標本線を得ることができる。次に、出力信号が、所定の標本線（例えば、＋３σの標本線）の値に一致する回数を算出する。第１信号処理部１３は、この回数を判定値とし、第１判定部１５に出力する。
【００２８】
図２に戻り、第１判定部１５は、第１信号処理部１３において算出された判定値に基づいて、当接部５ａ，５ｂにおける異常の有無を判定する部分である。具体的には、第１判定部１５は、第１振動検出部１２ａから出力される出力信号が標本線の値に一致した回数と、第２振動検出部１２ｂから出力される出力信号が標本線の値に一致した回数との両方が基準データを満たし、かつ、これらの判定値が互いに等しい場合に、両当接部５ａ，５ｂに異常は無いと判定する。一方、第１判定部１５は、第１振動検出部１２ａから出力される出力信号が標本線の値に一致した回数および第２振動検出部１２ｂから出力される出力信号が標本線の値に一致した回数の少なくとも一方が基準データを満たさない場合、または、両方の判定値が基準データを満たしているが判定値が互いに等しくない場合には、少なくとも一方の当接部において異常が有ると判定する。なお、基準データは、標準偏差σを所定倍することによって得られる標本線ごとに設定された値であり、データベース部１４に格納されている。
【００２９】
第１制御部１６は、第１判定部１５において判定された当接部５ａ，５ｂの異常の有無に基づいて治具７を制御、あるいは、溶接システム３０による当接部５ａ，５ｂの溶接を実施してもよいことを示す信号を総括制御部２１に送出する部分である。具体的には、第１制御部１６は、一対の判定値の少なくとも一方が０の場合には、シャフト本体２とスピンドル３ａ，３ｂとの当接を再実施するように治具７を制御する。一方、第１制御部１６は、一対の判定値がいずれも１以上であり、かつその値が互いに等しい場合、または、一対の判定値がいずれも１以上であり、かつその値が互いに異なる場合には、当接部５ａ，５ｂの溶接許可を示す信号を総括制御部２１に送出する。
【００３０】
総括制御部２１は、アクスル製造システム１０全体を制御する部分であり、シャフト本体２の両端にスピンドル３ａ，３ｂを当接させる工程から当接部５ａ、５ｂを溶接する工程、あるいは、当接部５ａ，５ｂを溶接する溶接する工程から溶接部６ａ，６ｂを検査する工程への移行をそれぞれ制御する。具体的には、総括制御部２１が、第１制御部１６から送出される当接部５ａ，５ｂの溶接許可を示す信号を受けると、第２制御部２６に当接部５ａ，５ｂを溶接するように命令をする。また、第２制御部２６から送出される溶接部６ａ，６ｂの検査許可を示す信号を受けると、第３制御部（図示せず）に溶接部６ａ，６ｂを検査するように命令をする。
【００３１】
第２制御部２６は、所定の溶接条件で当接部５ａ，５ｂを溶接するように溶接システム３０を制御する部分であり、第１溶接工程制御部２６ａと第２溶接工程制御部２６ｂとを有している。第１溶接工程制御部２６ａは、治具７によってシャフト本体２とスピンドル３ａ，３ｂとが当接された当接部５ａ，５ｂを溶接する、いわゆる１パス目の溶接を制御する部分である。第２溶接工程制御部２６ｂは、前述した１パス目の溶接の後に同じ箇所を再度溶接する、いわゆる２パス目の溶接を制御する部分である。
【００３２】
第１溶接工程制御部２６ａは、第１信号処理部１３により算出された一対の判定値がいずれも１以上であり、かつその値が互いに等しい場合には、溶接時の溶接電流値が基準値（所定の条件）となるように溶接システム３０を制御する。なお、ここでいう基準値とは、最適な溶接部を形成するための溶接電流値をいい、当接状態やワークの材質に基づいて設定されている。また、第１溶接工程制御部２６ａは、一対の判定値がいずれも１以上であり、かつその値が互いに異なる場合には、これらの判定値の値に応じて当接部５ａ，５ｂを溶接する際の溶接電流値を基準値から変動させるように溶接システム３０を制御する。なお、第２溶接工程制御部２６ｂについては後段にて詳述する。
【００３３】
溶接システム３０は、当接部５ａ，５ｂの溶接を行う部分であり、第２制御部２６によって制御される。溶接システム３０は、アーム３１ａと溶接トーチ３１ｂとを有する溶接ロボット３１と、溶接機３３と、電流測定部３４とを主に含んで構成されている。アーム３１ａは、先端に取り付けられた溶接トーチ３１ｂの位置を自在に移動させることができる。溶接トーチ３１ｂは、後述する溶接機３３により溶接電流、シールドガス、ワイヤ等の供給を受け、当接部５ａ，５ｂの溶接を行う。溶接機３３は、溶接トーチ３１ｂへの電力、シールドガス、ワイヤの供給を制御する。なお、溶接機３３としては、例えば、ＭＩＧ溶接機等を採用することができる。電流測定部３４は、溶接機３３から溶接トーチ３１ｂに供給される溶接電流値を測定する部分である。電流測定部３４は、測定した溶接電流値を信号処理部２３に出力する。
【００３４】
図５は、電流測定部３４から出力される溶接電流値の一例を示す図である。電流測定部３４は、例えば、所定の溶接条件で当接部５ａ，５ｂを正常に溶接した場合には、例えば図５（ａ）に示すように、主に３５０〜５００Ａの値を有する溶接電流値を出力する。一方、電流測定部３４は、所定の溶接条件で当接部５ａ，５ｂを正常に溶接できなかった場合には、例えば図５（ｂ）に示すような主に３５０〜５００Ａの値を有するような、図５（ａ）とは異なる溶接電流値を出力する。なお、当接部５ａ、５ｂにおいて所定の溶接条件で溶接できなかった場合には、例えばガスの供給量に異常があったり、狙いずれが発生したりすることが含まれる。
【００３５】
図２に戻り、第２信号処理部２３は、電流測定部３４から出力される溶接電流値に基づいて、当接部５ａ，５ｂにおける所定の溶接条件での溶接実施の可否を判定するのに必要な判定値を抽出する部分である。具体的には、第２信号処理部２３は、電流測定部３４から得られる溶接電流値に移動平均化処理を施してなる波形パターンと、データベース部２４に格納されている基準データに移動平均化処理を施してなる波形パターンとの差分を算出する。第２信号処理部２３は、このようにして算出される差分を判定値とし、第２判定部２５に出力する。ここで、上記所定の条件とは、当接部５ａ，５ｂを溶接するにあたって、当接状態や材質等に基づいて設定された最適溶接条件等が含まれる。また、上記基準データは、所定の溶接条件に従って正常に当接部が溶接された際の溶接電流値を測定したデータである。
【００３６】
図２に戻り、第２判定部２５は、第２信号処理部２３から出力される判定値に基づいて、当接部５ａ，５ｂにおける所定の溶接条件での溶接実施の可否を判定する。具体的には、電流測定部３４から得られる溶接電流値とデータベース部２４に格納されている基準データとの間に差が認められるような場合には、当接部５ａ，５ｂは、所定の溶接条件で溶接が実施されなかったと判定する。一方、電流測定部３４から得られる溶接電流値とデータベース部２４に格納されている基準データとの間に差がほとんど認められないような場合には、当接部５ａ，５ｂは、所定の溶接条件で溶接が実施されたと判定する。なお、電流測定部３４から得られる溶接電流値とデータベース部２４に格納されている基準データとの間の差の有無は、上記第２信号処理部２３において算出された判定値によって判定することが可能である。
【００３７】
第２溶接工程制御部２６ｂは、第２判定部２５において当接部５ａ，５ｂが所定の溶接条件で溶接が実施されていると判定された場合には、電流測定部３４で測定された１パス目の一対の溶接電流値に基づいて、２パス目を溶接する際に溶接機３３から溶接トーチ３１ｂに供給する溶接電流値を再設定する。具体的には、一対の溶接電流値から平均溶接電流値をそれぞれ算出し、これらの値の比に基づいて、１パス目において溶接機３３から溶接トーチ３１ｂに供給された溶接電流値と、２パス目において溶接機３３から溶接トーチ３１ｂに供給される溶接電流値との和が互いに等しくなるように溶接電流値を再設定する。
【００３８】
以下、図６および図７のアクスルの製造工程を示すフローチャートを用いて、アクスルの製造方法について説明する。図２に示すように、最初に、アクスル１を形成する部品であるシャフト本体２の外周面に振動発生部１１を配置すると共に、シャフト本体２の両端に溶接されるスピンドル３ａ，３ｂの外周面に振動検出部１２ａ，１２ｂを配置する（ステップＳ１）。
【００３９】
図６に戻り、次に、シャフト本体２の両端にスピンドル３ａ，３ｂを当接させる（ステップＳ２：当接工程）。次に、振動発生部１１から固体伝播振動を発生させ、シャフト本体２から当接部５ａ，５ｂを通ってスピンドル３ａ，３ｂに伝播したＡＥ波を一対の振動検出部１２ａ，１２ｂによって検出する（ステップＳ３：検出工程）。なお、ＡＥ波の周期は、例えば、１５０ｎｓとする。
【００４０】
次に、振動検出部１２ａ，１２ｂにおいてそれぞれ取得された一対の出力信号から当接部５ａ，５ｂにおける異常の有無の判定に必要な判定値を算出する（ステップＳ４）。具体的には、まず、所定抽出幅（図８の例では、ＡＥ波の入力周期である１５０ｎｓ）における移動平均値μを求め、移動平均値μに基づく標準偏差σを算出する。次に、算出した標準偏差σを所定倍（図８の例では、標準偏差σの５倍）することによって得られる標本線を設定する。そして、出力信号が当該標本線の値に一致する回数を算出し、図９（ａ）に示すように判定値を取得する。なお、図９（ａ）は、図８に示す時系列波形の中からＭ１に該当する波形（０．０４５ｓ〜０．０６ｓ）のみを波形処理解析した結果を示している。
【００４１】
図６に戻り、次に、この判定値に基づいて、当接部５ａ，５ｂにおける異常の有無を判定する（ステップＳ５）。具体的には、図９（ａ）に示すように、＋５σの標本線に対して、出力信号が標本線の値に一致した回数が１回でもあれば、当該当接部５ａ，５ｂに異常は無いと判定する。一方、図９（ｂ）に示すように、＋５σの標本線に対して、出力信号が標本線の値に一度も一致することがない場合、当該当接部５ａ，５ｂに異常が有ると判定する。なお、ここでは、標本線５σに対して出力信号が標本線の値に一致した回数が１回以上あることを当接部５ａ，５ｂにおける異常の有無の判定基準としたが、これに限定されるものではなく求める当接状態に合わせて判定基準を設定することができる。
【００４２】
図６に戻り、次に、ステップＳ５において判定された当接部５ａ，５ｂの両方における異常の有無の判定に基づいて、後の工程である溶接工程の実施可否を判定する（ステップＳ６）。具体的には、ステップＳ４において算出される一対の判定値の少なくとも一方が０の場合、すなわち、ステップＳ５において当接部５ａ，５ｂの両方に異常が有ると判定された場合には、後の工程である溶接工程（後述するステップＳ１０）の実施は不可能であると判定し、シャフト本体２とスピンドル３ａ，３ｂとを当接させる工程（ステップＳ２）に戻る（ステップＳ６：否）。一方、ステップＳ４において算出される一対の判定値のいずれもが１以上の場合、すなわち、ステップＳ５において当接部５ａ，５ｂの両方に異常が無いと判定された場合には、後の工程である溶接工程（後述するステップＳ１０）の実施は可能であると判定し、ステップＳ７に移行する（ステップＳ６：可）。
【００４３】
次に、ステップＳ４において算出された一対の判定値に基づいて、後の工程である溶接工程を実施する際の溶接電流値を調整する（ステップＳ７）。具体的には、ステップＳ４において算出された一対の判定値が互いに等しい場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、当接部５ａ，５ｂを溶接する際の溶接電流が互いに等しくなるように調整する（ステップＳ８）。一方、一対の判定値が互いに異なる場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、判定値の値に応じて当接部５ａ，５ｂを溶接する際の溶接電流値を基準値から変動させる（ステップＳ９）。例えば、一対の判定値のうち値が小さい方の当接部を溶接する際の溶接電流値が、値が大きい方の当接部を溶接する際の溶接電流値よりも大きくなるように調整することができる。
【００４４】
次に、図７に示すように、ステップＳ８あるいはステップＳ９において設定された溶接電流値に従って、一対の当接部５ａ，５ｂを溶接する（ステップＳ１０）と共に、当接部５ａ，５ｂをそれぞれ溶接する際に溶接機３３から溶接トーチ３１ｂに供給される各溶接電流値を測定する（ステップＳ１１）。
【００４５】
次に、ステップＳ１１において取得された一対の溶接電流値に基づいて、当接部５ａ，５ｂにおける所定の溶接条件での実施の可否を判定するのに必要な判定値を抽出する（ステップＳ１２）。具体的には、図１０（ａ）に示すような、電流測定部３４から得られる溶接電流値と、データベース部１４に格納されている基準データの両方に対して移動平均化処理を施して互いの差を算出し、図１１（ａ）や図１１（ｂ）に示すような判定値を算出する。
【００４６】
図７に戻り、次に、この判定値に基づいて、当接部５ａ，５ｂにおける所定の溶接条件での実施の可否を判定する（ステップＳ１３）。具体的には、図１１（ａ）に示すように、判定値の値が所定閾値（例えば、５０Ａ）を超えるような場合には、当接部５ａ，５ｂは、所定の溶接条件で溶接されなかったと判定する。一方、図１１（ｂ）に示すように、判定値の値が所定閾値（例えば、５０Ａ）を超えないような場合には、当接部５ａ，５ｂは所定の溶接条件で溶接されたと判定する。なお、所定閾値は、５０Ａに限定されるものではなく、基準データとの差異の大きさに基づいて任意に設定することができる。
【００４７】
図８に戻り、ステップＳ１３において一対の当接部５ａ，５ｂのうち少なくとも一方が所定の溶接条件で溶接がされていないと判定された場合には、ここで一連の処理を終了する（ステップＳ１３：否）。なお、この場合、５ａ，５ｂが所定の溶接条件で溶接されていないことを使用者等に報知するようにしてもよい。
【００４８】
一方、ステップＳ１３において当接部５ａ，５ｂが所定の溶接条件で溶接されたと判定された場合には（ステップＳ１３：可）、ステップＳ１１において測定された一対の溶接電流値が互いに等しいかどうか判定する（ステップＳ１４）。
【００４９】
ここで、ステップＳ１１において測定された一対の溶接電流値の値に差異がある場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、溶接機３３から溶接トーチ３１ｂに供給する溶接電流値を再設定する（ステップＳ１５）。具体的には、一対の溶接電流値から平均溶接電流値をそれぞれ算出し、その値が互いに異なる場合には、平均溶接電流値が小さい方の当接部を再度溶接する際の溶接電流値が、２パス目の基準溶接電流値×（大きい方の平均溶接電流値／小さい方の平均溶接電流値）となるように再設定する。一方、ステップＳ１１において測定された一対の溶接電流値の値が互いに等しい場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１１において溶接された際の溶接電流値を維持する（ステップＳ１６）。なお、一対の溶接電流値から平均溶接電流値をそれぞれ算出するにあたっては、測定した全ての溶接電流値に基づくものであってもよいし、移動平均処理により算出される値を用いてもよい。
次に、ステップＳ１５またはステップＳ１６において設定された溶接電流値に従って、当接部５ａ，５ｂを再度溶接する（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１７において再度溶接するにあたっては、ステップＳ１０において形成された溶接部６ａ，６ｂに対してビードグラインド等の修正作業を行った後に実施してもよい。
【００５０】
次に、ステップＳ１７において溶接された溶接部６ａ，６ｂ（図１参照）における異常の有無を判定する（ステップＳ１８）。具体的には、ＡＥ波を発生させる振動発生部１１を一方のスピンドル３ａにおけるテーパ部の外周面に配置すると共に、ＡＥ波を検出する振動検出部１２をシャフト本体２の外周面に配置する。次に、振動発生部１１からＡＥ波を発生させ、スピンドル３から溶接部を通ってシャフト本体２に伝播したＡＥ波を振動検出部１２によって検出し、振動検出部１２からの出力信号に基づいて、一方の溶接部における異常の有無を判定する。また、ＡＥ波を発生させる振動発生部１１を他方のスピンドル３ａにおけるテーパ部の外周面に配置し直し、上述した内容と同様の方法で他方の溶接部における異常の有無を判定する。
【００５１】
以上に示すように、本実施形態のアクスルの製造システムおよびアクスルの製造方法では、シャフト本体２に振動発生部１を、それぞれのスピンドル３ａ，３ｂに一対の振動検出部１２ａ，１２ｂを配置し、シャフト本体２から当接部５ａ，５ｂを通って各スピンドル３ａ，３ｂに伝播したＡＥ波を検出する一対の振動検出部１２ａ，１２ｂからの出力信号に基づいて判定値を抽出し、これらの判定に基づいて当接部５ａ，５ｂの異常の有無を判定する。本発明では、当接部５ａ，５ｂの異常の有無を判定に基づいて、所定以上の溶接品質を確保できると判断される場合にのみ溶接を実施することが可能となるので、溶接部の品質を高めると共に歩留まりを高めることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態のアクスルの製造システムおよびアクスルの製造方法では、両当接部５ａ，５ｂに異常が無いと判定された場合にのみ後の工程である溶接工程を実施し、両当接部５ａ，５ｂのうち少なくとも一方に異常が有ると判定された場合には当接工程を再実施するので、シャフト本体２とスピンドル３ａ，３ｂとの当接状態が異常であることに起因する溶接不良のアクスル１が製造されることを回避することができる。
【００５３】
また、本実施形態のアクスルの製造システムおよびアクスルの製造方法では、算出された一対の判定値に基づいて、後の工程である溶接工程を実施する際の溶接電流値を調整する（ステップＳ７）ので、一対の判定値が互いに異なるような場合であっても、両当接部５ａ，５ｂにおける溶接品質を互いに等しくすることが可能となり、アクスル１の品質を高めることが可能となる。
【００５４】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で以下のような様々な変形が可能である。
【００５５】
上記実施形態のアクスル製造システム１０では、第１制御部１６は、一対の判定値の少なくとも一方が０の場合には、シャフト本体２とスピンドル３ａ，３ｂとの当接を再実施するように治具７を制御する例を挙げて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、一対の判定値の少なくとも一方が０の場合には、第１制御部１６は、アクスル製造システム１０全体を緊急停止してもよいし、また、このことを使用者に報知する報知部を備える構成であってもよい。
【００５６】
上記実施形態のアクスルの製造方法では、シャフト本体２に振動発生部１１、各スピンドル３ａ，３ｂに一対の振動検出部１２ａ，１２を配置する工程を設ける例を挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、シャフト本体２に振動発生部１１が、各スピンドル３ａ，３ｂに一対の振動検出部１２ａ，１２が予め設けられているものを使用してもよい。
【００５７】
上記実施形態のアクスルの製造方法では、標本線を設定するにあたり標準偏差σを５倍した５σを設定したがこれ限定されるものではなく、例えば、標準偏差σを１．５倍した１．５σや標準偏差σを３倍した３σ等を設定してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…アクスル、２…シャフト本体、３ａ，３ｂ…スピンドル、５ａ，５ｂ…当接部、６ａ，６ｂ…溶接部、７…治具、１０…アクスル製造システム、１１…振動発生部、１２ａ，１２ｂ…振動検出部、１３…第１信号処理部、１４…第１データベース部、１５…第１判定部、１６…第１制御部、２１…総括制御部、２３…第２信号処理部、２４…第２データベース部、２５…第２判定部、２６…第２制御部、２６ａ…第１溶接工程制御部、２６ｂ…第２溶接工程制御部、３０…溶接システム、３１…溶接ロボット、３１ａ…アーム、３１ｂ…溶接トーチ、３３…溶接機、３４…電流測定部。
【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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