(57)【要約】【課題】溶接の品質管理を向上させることを課題とする。【解決手段】抵抗溶接において、溶接部の周囲に磁場計測器を備えることで、溶接部における局所的な電流を計測する磁場計測装置２０５と、溶接部における発光状態を撮影し、発光の輝度のムラから、溶接部における局所的な温度を計測するための画像を撮影する高速カメラ２０２と、磁場計測装置２０５から取得する磁場情報を基に算出される電流情報と、過去の電流情報とを比較するとともに、高速カメラ２０２の画像から取得する温度情報と、過去の温度情報とを比較することで、電流情報及び温度情報の少なくとも一方が異常値であるか否かを判定する比較判定部１０６と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2018001184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗溶接において、溶接部における局所的な電流を計測する電流計測部と、
前記溶接部における局所的な温度を計測する温度計測部と、
前記電流計測部から取得する電流情報と、過去の電流情報とを比較するとともに、前記温度計測部から取得する温度情報と、過去の温度情報とを比較することで、前記電流計測部から取得される電流情報及び前記温度計測部から取得される温度情報の少なくとも一方が異常であるか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とする溶接監視システム。
【請求項２】
前記電流計測部は、前記溶接部の近傍に設けられている磁場計測部であり、
前記磁場計測部で計測された磁場の強度を基に、前記局所的な電流が計測される
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接監視システム。
【請求項３】
前記温度計測部は、カメラであり、
前記カメラから取得した前記溶接部の画像における輝度分布によって、前記局所的な温度が計測される
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接監視システム。
【請求項４】
分光カメラを有し、
前記判定部は、前記分光カメラから取得した前記溶接部の周波数分布と、過去の周波数分布とを比較し、
前記電流計測部から取得する電流情報、前記温度計測部から取得する温度情報及び前記分光カメラから取得した溶接部の周波数分布の少なくとも一つが異常であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接監視システム。
【請求項５】
前記抵抗溶接の対象となる被溶接部品の長さの変化を計測する変位計測部を有し、
前記判定部は、前記長さの変化を基に、前記長さの変化が異常であるか否かを判定し、
前記電流計測部から取得する電流情報、前記温度計測部から取得する温度情報及び前記変位計測部から取得した前記被溶接部品の長さの変化の少なくとも一つが異常であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接監視システム。
【請求項６】
前記判定部は、
機械学習の結果である正常グループと、異常グループとを前記過去の電流情報及び前記過去の温度情報として、前記電流計測部から取得する電流情報と、前記過去の電流情報とを比較するとともに、前記温度計測部から取得する温度情報と、前記過去の温度情報とを比較することで、前記電流計測部から取得する電流情報及び前記温度計測部から取得する温度情報の少なくとも一方が異常であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接監視システム。
【請求項７】
前記判定部は、ＭＥＳ（Manufacturing Execution System）に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接における品質管理を行うための溶接監視システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製品を構成する複数の部材を接合するために、溶接は必要不可欠な技術である。溶接は製品形状の自由度を高めつつ、一定の強度が得られる。このことから、構造物の継手や、応力負荷の高い圧力容器に関わる接合に溶接がしばしば用いられる。
【０００３】
溶接は、所望の接合箇所に熱を加えて、金属部材（以下、部材と称する）を溶解させることによって行われる。溶接には、加熱方法で分類するとさまざまな方法がある。中でも電気抵抗を用いた溶接は、スポット溶接、抵抗溶接（以下、抵抗溶接と称する）と呼ばれ、自動車や薄板金属の接合でよく採用されている。抵抗溶接の原理は、部材に電流を印加し、金属の電気抵抗で発生するジュール熱を利用して溶接部を加熱するものである。抵抗溶接の特徴は、溶接をする部材と部材との間を補填する追加の部材を必要しないため、自動溶接に適しているとともに、大電流を印加することで溶接を短時間に完了することができることにある。そのため、抵抗溶接は金属製品の量産ラインで、よく利用される。
【０００４】
抵抗溶接を量産ラインへ適用するためには、実際の部材を用いた試行試験が行われ、溶接対象に適した条件（溶接条件）が見出される。溶接条件は、部材の表面状態、部材の同士の密着方法等の溶接前処理条件、印加電圧、電流、部材間の押し付け圧力等の溶接中処理条件、冷却等の溶接後処理条件等さまざまである。
【０００５】
このような溶接条件の決定後、量産に移ると、試行試験で模擬しきれない事象が生じ、溶接条件を変化させる必要が生じることがある。量産に移った後で、このような製造条件を変化させることは一般的に対応困難である。
これに対して、量産で製造された部品の抜き取り検査等で、品質を確認することが一般的に行われている。すなわち、このような抜き取り検査において、マーカ（継手情報）等を溶接材料に施し、溶接部の画像を取得して管理する技術が開示されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、「継手情報１１が記入された継手１０に対し適切な溶接材料２５が使われているかを判断し、カメラ３０と、カメラ３０により撮影された継手１０の画像から継手情報１１を識別し、識別した継手情報１１から継手１０を特定する画像処理プログラム５１と、継手１０と関連付けて溶接材料２５を特定するデータベース５２と、継手１０に対し適切な溶接材料２５が使われているかを判断する第１判断プログラム５５を備え、第１判断プログラム５５は画像処理プログラム５１が特定した継手１０と、データベース５２が特定した溶接材料２５と関連付けた継手１０を比較し、継手１０に対し適切な溶接材料２５が使われているかを判断する溶接モニタリングシステム１」が開示されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１８２５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の技術では、適切な溶接部材が使用されているか、各溶接条件（溶接電流、溶接温度、予熱温度、溶接時間）が所定の溶接条件の範囲内で行われているかを判定している。
しかしながら、適切な溶接部材が使用され、適切な溶接条件で溶接が行われても、溶接部が均一になっていなかったり、溶接部において異物等が混入したりすること等が原因で適切な溶接が行われない場合がある。特許文献１に記載の技術では、このような事象が生じた際、適切な対処を行うことができない。
【０００９】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、溶接の品質管理を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するため、本発明は、抵抗溶接において、溶接部における局所的な電流を計測する電流計測部と、前記溶接部における局所的な温度を計測する温度計測部と、前記電流計測部から取得する電流情報と、過去の電流情報とを比較するとともに、前記温度計測部から取得する温度情報と、過去の温度情報とを比較することで、前記電流計測部から取得される電流情報及び前記温度計測部から取得される温度情報の少なくとも一方が異常であるか否かを判定する判定部と、を有することを特徴とする。
その他の解決手段については実施形態中で説明する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、溶接の品質管理を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る溶接監視システムの機能ブロック図である。
【図２】ＭＥＳ（Manufacturing Execution System）と連携した製造システムＺの機能ブロック図である。
【図３】図２の製造システムにおける製造プロセスの手順を示す流れ図である。
【図４】本実施形態に係るサーバのハードウェア構成図である。
【図５】抵抗溶接の工程を示す図（その１）である。
【図６】抵抗溶接の工程を示す図（その２）である。
【図７】抵抗溶接の工程を示す図（その３）である。
【図８】抵抗溶接の工程を示す図（その４）である。
【図９】高速カメラ及び分光カメラの設置の様子を示す図である。
【図１０】高速カメラで取得される映像の例を示す図（その１）である。
【図１１】高速カメラで取得される映像の例を示す図（その２）である。
【図１２】高速カメラで取得される映像の例を示す図（その３）である。
【図１３】高速カメラで取得される映像の例を示す図（その４）である。
【図１４】分光カメラで取得される分光データ及び一次元スペクトルデータの例を示す図（その１）であり、（ａ）は分光データの例を示す図であり、（ｂ）は一次元スペクトルデータの例を示す図である。
【図１５】分光カメラで取得される分光データ及び一次元スペクトルデータの例を示す図（その２）であり、（ａ）は分光データの例を示す図であり、（ｂ）は一次元スペクトルデータの例を示す図である。
【図１６】分光カメラで取得される分光データ及び一次元スペクトルデータの例を示す図（その３）であり、（ａ）は分光データの例を示す図であり、（ｂ）は一次元スペクトルデータの例を示す図である。
【図１７】溶接時に通電される電流波形及び電圧波形の一例を示す図（その１）である。
【図１８】溶接時に通電される電流波形及び電圧波形の一例を示す図（その２）であり、（ａ）は電流波形及び電圧波形の全体図を示し、（ｂ）はピーク値付近の拡大図である。
【図１９】溶接時に通電される電流波形及び電圧波形の一例を示す図（その３）であり、（ａ）は電流波形及び電圧波形の全体図を示し、（ｂ）は、ピーク値付近の拡大図である。
【図２０】磁気センサに関する説明図であり、（ａ）は、本実施形態に係る磁気センサの設置例を示す図であり、（ｂ）は、磁気センサＣ１０１の出力波形を示す図である。
【図２１】磁気センサの配置の詳細を示す図である。図２１（ａ）は、磁気センサの配置を示す斜視配置図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ方向からみた図である。
【図２２】磁気センサＣ１０１の出力と、電流経路Ｃ１１１の関係を説明する図である。
【図２３】溶接ワーク周辺に生成される磁場を模式的に示した図であり、（ａ）は溶接機ワーク全体に流れる電流と、磁場を説明する図であり、（ｂ）は、局所的な電流の方向と、磁場の方向を示す図である。
【図２４】磁場波形の例を示す図（その１）である。
【図２５】磁場波形の例を示す図（その２）である。
【図２６】磁場波形の例を示す図（その３）である。
【図２７】磁場波形の例を示す図（その４）である。
【図２８】コイル出力波形の例を示す図である。
【図２９】変位計の設置例と、出力結果を説明した図であり、（ａ）は、変位計の設置例を示す図であり、（ｂ）は変位計による測定結果を示す図である。
【図３０】本実施形態に係るサーバにおける処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
［溶接監視システムＺ１］
図１は、本実施形態に係る溶接監視システムＺ１の機能ブロック図である。
溶接監視システムＺ１は、サーバ１、情報取得装置２及び個体識別装置３を有している。
さらに、溶接システムＺ２は、溶接監視システムＺ１、溶接機４、検査装置６、ＰＬＣ７、検査情報入力装置８を有している。
【００１５】
情報取得装置２は、溶接機４に設置されているものであり、各種計測器及び各種センサで構成されるものである。
具体的には、情報取得装置２は、トリガ取得装置２０１、高速カメラ（温度計測部）２０２、電流計２０３、分光カメラ２０４、磁場計測装置（電流計測部、磁場計測部）２０５、変位計（変位計測部）２０６、電圧計２０７、温度・湿度計２０８等を有している。
トリガ取得装置２０１は、溶接機４において被溶接部品５に電流を流す際のトリガ信号を取得する。
高速カメラ２０２は、抵抗溶接において溶接部に電流が流れる際における溶接部の発光状態を撮影する。高速カメラ２０２の詳細については後記する。
電流計２０３は、被溶接部品５に流れる電流を計測する。電流計２０３については後記する。
分光カメラ２０４は、抵抗溶接において溶接部に電流が流れる際における溶接部の発光のスペクトル分析を行うためのカメラであり、ストリークカメラ等が用いられる。分光カメラ２０４の詳細については後記する。
磁場計測装置２０５は、溶接部の周囲に設置され、溶接部からの磁場を計測するものである。磁場計測装置２０５については後記する。
変位計２０６は、溶接部材の長さを計測するものである。変位計２０６については後記する。
電圧計２０７は、被溶接部品５に電流を流す際における電極間の電圧を計測する。電圧計２０７については後記する。
温度・湿度計２０８は検査環境の温度と湿度とを計測するものであり、温度計と、湿度計とが分離されているものでも構わない。
その他、図示しない溶接部に加えられる圧力を測定する圧力計等が備わっていてもよい。
【００１６】
（個体識別装置３）
個体識別装置３は、溶接の個体（溶接個体）を識別するＩＤに関する情報をマーカから読み取り、溶接個体を識別するものである。マーカは、被溶接部品５に貼付されたバーコードや、被溶接部品５上の刻印や、ＲＦＩＤ（Radiofrequency Identification）タグ等である。マーカがバーコードであれば、個体識別装置３はバーコード読取装置となる。マーカが刻印であれば、個体識別装置３には、刻印を撮影するカメラ、撮影された画像から刻印を抽出し、文字認識等を行う刻印認識装置等が含まれる。マーカがＲＦＩＤタグであれば、個体識別装置３はＲＦＩＤタグリーダとなる。
なお、マーカが刻印である場合、マーカを撮影するカメラとして、情報取得装置２の高速カメラ２０２が用いられてもよい。なお、マーカが刻印である場合における溶接個体の識別方法は、特許文献１に記載の手法を用いればよいので、ここでの説明を省略する。
【００１７】
ここで、溶接個体とは、溶接１つ１つを区別するものである。例えば、１つの被溶接部品５において、溶接が２箇所行われている場合、それぞれの溶接を溶接個体とする。なお、同一の溶接個所において、複数回の溶接が行われている場合、それぞれの溶接を溶接個体としてもよいし、複数回の溶接をまとめて溶接個体としてもよい。
【００１８】
（サーバ１）
サーバ１は、データ取得処理部１０１と、溶接データ記憶部１０２と、解析部１０３と、データ分類部１０４と、データ分類記憶部１０５と、比較判定部（判定部）１０６とを有している。
データ取得処理部１０１は、情報取得装置２における各装置から溶接データを取得し、個体識別装置３から個体識別用データを取得する。そして、データ取得処理部１０１は、取得した溶接データ及び個体識別用データを溶接データ記憶部１０２に格納する。
【００１９】
溶接データ記憶部１０２には、情報取得装置２における各装置及び個体識別装置３から送られたデータが各々対応付けられて格納されている。すなわち、溶接データ記憶部１０２には、個体識別装置３で特定された溶接個体の識別情報と、情報取得装置２の各装置から取得された情報（時系列情報）とが対応付けられて格納されている。溶接データ記憶部１０２に格納されるデータは、各計測器及び各センサの波形データ、カメラの映像データ等が、トリガ取得装置２０１で取得されたトリガ信号の同期により、時間軸を共通化した（同期した）データで記憶されている。
【００２０】
解析部１０３は、情報取得装置２の各装置から取得された情報から溶接条件の特性をデータ化する。解析部１０３の処理については後記する。
【００２１】
データ分類部１０４は、溶接データを機械学習（パターン認識）等によって分類する。機械学習は、クラスタリング法、ｋ−ｍｅａｎｓ法等が用いられる。データ分類部１０４は、機械学習の結果を、データ分類記憶部１０５に格納する。なお、ここでは、データ分類部１０４が、機械学習を用いて解析部１０３で算出された各解析結果を分類するとしているが、これに限らない。機械学習以外の手法で、解析部１０３で算出された各解析結果を分類してもよい。データ分類部１０４の処理は後記する。
【００２２】
データ分類記憶部１０５は、データ分類部１０４における機械学習等の結果を格納する。つまり、データ分類記憶部１０５には、機械学習された過去のデータが格納されている。
比較判定部１０６は、データ分類記憶部１０５に格納されている機械学習等の結果と、解析部１０３における演算結果とを比較し、溶接条件の正常・異常を判別する。比較判定部１０６は、溶接条件が異常であると判別すると、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）７に詳細調査指示を出力される。
【００２３】
ＰＬＣ７が、検査装置６に対して詳細調査指示を出力すると、検査装置６は図示しない表示装置にサーバ１において異常（溶接に不備がある可能性がある）を検知された被溶接部品５に関する情報が表示される。検査員は、表示された情報を基に、被溶接部品５の詳細な検査を行う。調査解析の結果は、検査情報入力装置８を介して、データ分類部１０４に送られ、機械学習のデータとなる。
【００２４】
［製造システムＺ］
まず、本実施形態の利用シーンを図２〜図３で説明する。なお、溶接システムＺ２については、図１において説明済みであるので、ここでの説明を省略する。
図２は、製造実行システム（ＭＥＳ１１）と連携した製造システムＺの機能ブロック図である。ＭＥＳ１１は、溶接工程を有する工場において、製造ラインの各工程とリンクして、工場の製造設備の動作や作業員の作業の管理する役割を果たし、計画、現状、実績の管理情報を有する。
加工機１３、溶接機４、検査装置６といった各製造設備は、シーケンサであるＰＬＣ７，２１〜２２を介して、ＭＥＳ１１に格納されている管理情報に応じた指令をＭＥＳ１１から送受信し、動作する。
【００２５】
加工機１３は、溶接機４に供給する被溶接部品５を加工するものである。
トレンドサーバ１２は、情報取得装置３１を介して加工機１３から加工機１３の状態に関する情報を取得する。同様に、トレンドサーバ１２は、情報取得装置３２を介して溶接機４から溶接機４の状態に関する情報を取得する。ここで、情報取得装置３１，３２は、各種センサ等である。
トレンドサーバ１２は、取得した溶接機４や、加工機１３の状態に関する情報を格納する。
ＭＥＳ１１は、トレンドサーバ１２が取得した溶接機４や、加工機１３の状態に関する情報や、サーバ１から出力される被溶接部品詳細調査指示等を、監督者が所有する情報通知端末４１へ送信する。情報通知端末４１は、スマートフォン、タブレットや、ＨＭＤ（Head Mount Display）等のウェアラブルデバイス情報端末である。
【００２６】
このように、本実施形態に係る製造システムＺは、加工機１３や、溶接機４の状態に関する情報を有しているトレンドサーバ１２と、ＭＥＳ１１とを連携させる。なお、本実施形態では、サーバ１が溶接異常を検知した場合、サーバ１→ＰＬＣ７→検査装置６の順に検査指示が出力されるが、サーバ１→ＭＥＳ１１→ＰＬＣ７→検査装置６の順に検査指示が出力されてもよい。
また、製造システムＺは、サーバ１で異常と判定された被溶接部品５に対する検査指示や、検査項目を、ＰＬＣ７を介して検査装置６に送信し、検査装置６による非破壊検査等を実施することができる。
【００２７】
このような製造システムＺにより、製造のタクトタイムより検査時間が長い場合、検査装置６に対して予め検査すべき被溶接部品５（図１参照）、もしくは、その検査箇所を検査員が知ることができる。これにより、生産性を低下させずに製造ラインを運用でき、全数検査を短時間で実現できる。
【００２８】
また、製造システムＺはＭＥＳ１１、トレンドサーバ１２、溶接監視システムＺ１のサーバ１を連携させることで、異常が起こった溶接機４や、被溶接部品５の情報を監督者へ伝達する（詳細は後記）。これにより、製造システムＺは、迅速に溶接機４等の保守を実施でき、生産性の低下を軽減することができる。
また、前記したように、情報通知端末４１として、スマートフォン、タブレットや、ＨＭＤ（Head Mount Display）等のウェアラブルデバイス情報端末を使用することができる。さらに、情報通知端末４１に、工場内の映像と異常を示す機器や部品の箇所を重ね合わせて表示させるＡＲ（Augmented Reality）技術を用いると監督者によるさらなる迅速な対応が可能となる。
【００２９】
図３は、図２の製造システムＺにおける製造プロセスの手順を示す流れ図である。適宜、図２を参照する。
図３に示すように、本実施形態における製造プロセスでは、異常検知（Ｓ１）→原因分析（Ｓ２）→対策立案（Ｓ３）→実行（Ｓ４）の順に処理が進められる。以下、検査手順１、検査手順２の２つを示す。これらの検査手順のうち、検査手順２が本実施形態に係る溶接監視システムＺ１を使用して行われるものである。
【００３０】
＜検査手順１＞
（異常検知；Ｓ１）
ステップＳ１の異常検知のステップでは、情報取得装置３１，３２から取得される情報のうち、ＭＥＳ１１が一部又は全部の情報をトレンドサーバ１２から取得する。そして、ＭＥＳ１１は、情報取得装置３２から取得した溶接条件の実績値を記憶する。
（原因分析；Ｓ２）
ステップＳ２の原因分析のステップでは、検査員が、ＭＥＳ１１に記憶されている溶接条件の実績値に、溶接前の加工条件の実績値、溶接前の画像（解析結果）を加味して、溶接異常の原因分析を行う。
（対策立案；Ｓ３）
ステップＳ３の対策立案のステップでは、検査員が溶接条件の実績値、溶接機４の加工パラメータと、溶接結果の関係を統計解析して、溶接機４の加工パラメータを算出し、製造システムＺの設定を更新する。
（実行；Ｓ４）
ステップＳ４の実行のステップでは、対策立案のステップで設定された加工パラメータで溶接が行われる。
【００３１】
＜検査手順２＞
検査手順２では、前記した検査手順１を踏まえて行われるものである。前記したように、本実施形態における溶接監視システムＺ１は、この「検査手順２」において使用されるものである。
（異常検知；Ｓ１）
ステップＳ１の異常検知のステップにおいて、サーバ１で溶接異常と判定されると、監督者が所有する情報通知端末４１や、図示しないパトランプに通知する。
また、溶接異常を検知したサーバ１が検査装置６に検査指示を出力する。なお、本実施形態では、サーバ１がＰＬＣ７を介して検査装置６に検査を指示しているが、前記したように、ＭＥＳ１１から検査装置６に検査が指示されてもよい。
【００３２】
（原因分析；Ｓ２）
ステップＳ２の原因分析のステップにおいて、検査員は監督者の指示や、パトランプの通知に従って溶接異常の原因を分析する。つまり、監督者は、所有している情報通知端末４１に表示されている情報に基づいた検査を検査員に指示する。あるいは、検査員は、パトランプの点滅を確認すると、ラインを停止し、現在、検査対象となっている被溶接部品５の詳細な検査を行う。このとき、検査員は、検査手順１の原因分析の結果で得られた知見を利用して分析を行う。
【００３３】
（対策立案；Ｓ３）
ステップＳ３の対策立案のステップでは、検査員が異常発生頻度に基づき、ラインの停止・保守の必要性を判定する。検査員は、原因分析結果に基づき、ライン停止予測時間を算出し、一定期間異常停止が必要と判断した場合、他のラインへ代替生産指示を出す。また、検査員は、検査手順１の対策立案で算出された加工パラメータを参考に、新たな加工パラメータを算出し、製造システムＺの設定を更新する。
【００３４】
（実行；Ｓ４）
ステップＳ４の実行のステップでは、代替生産指示や、新たな加工パラメータに基づいて、製造システムＺを実行する。
【００３５】
［ハードウェア構成図］
図４は、本実施形態に係るサーバ１のハードウェア構成図である。
サーバ１は、メモリ１１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２０、ＨＤ（Hard Disk）等の記憶装置１３０を有する。さらに、サーバ１は、キーボードや、マウス等の入力装置１４０、ディスプレイ等の出力装置１５０、図１の情報取得装置２における各装置や、個体識別装置３や、ＰＬＣ７との通信を行う通信装置１６０を有する。
【００３６】
メモリ１１０には、記憶装置１３０に格納されているプログラムが展開され、このプログラムがＣＰＵ１２０によって実行されることにより、処理部１１１、データ取得処理部１０１、解析部１０３、データ分類部１０４及び比較判定部１０６が具現化している。データ取得処理部１０１、解析部１０３、データ分類部１０４及び比較判定部１０６については、図１で説明済みであるため、ここでの説明を省略する。
なお、記憶装置１３０は、図１の溶接データ記憶部１０２及びデータ分類記憶部１０５に相当する。
【００３７】
（抵抗溶接について）
図５〜図８は、抵抗溶接の工程を示す図である。
図５に示す被溶接部品５（図１参照）を構成する被溶接部材３０１と被溶接部材３０２は金属でできている。また、図８に示すように、被溶接部材３０１の下端面と、被溶接部材３０２の上端面とが突き合わせられる。そして、付き合わさった面に溶接（突き合わせ溶接）を施すことで、被溶接部材３０１と、被溶接部材３０２とが溶接される。ここで、図５に示す電極３０３と電極３０４とは、被溶接部材３０１，３０２に電流を供給する電極である。
【００３８】
そして、図６に示すように、電極３０３，３０４に重ね合わされた被溶接部材３０１，３０２が設置される。続いて、被溶接部材３０１，３０２を合わせ、図６における矢印方向に圧力を加える。その後、図７に示すように、被溶接部材３０１，３０２を電極３０３，３０４にセットした状態で、電極３０３，３０４に電流源３１１、スイッチ３１２、電流計２０３及び電圧計２０７が接続される。この電流計２０３は、情報取得装置２（図１参照）における電流計２０３である。電流計２０３は、シャント抵抗を利用したセンサ、クランプ型センサ、ロゴスキーコイル、光変流器センサ等を利用することができる。一般的に、電流計２０３は電極３０３，３０４に対して直列に設置されるが、大電流を計測する場合、電流経路を分割した回路毎に測定するように設置されてもよい。
【００３９】
また同様に、図７の電圧計２０７は、情報取得装置２（図１参照）における電圧計２０７である。電圧計２０７は、電圧プローブ等を利用することができる。一般的に、電圧計２０７は溶接電極に対して並列に設置するが、高電圧の場合、複数の電気回路素子（抵抗や、コンデンサ等）で電圧を分割した回路で測定するように設置されてもよい。すなわち、電気回路素子毎に電圧を測定し、その電圧の総和を電極３０３、電極３０４間の電圧としてもよい。
【００４０】
その後、ユーザがスイッチ３１２を接続することで、電極３０３から、被溶接部材３０１，３０２を介して、電極３０４へ電流が流れる。これにより、被溶接部材３０１，３０２の接続部がジュール熱を有し、被溶接部材３０１，３０２における溶接部３２１（図８参照）が溶接される。図８に、このような抵抗溶接によって生成された被溶接部材３３１（被溶接部品５）を示す。
【００４１】
ここで、これまでの溶接評価方法の課題を説明する。
このような抵抗溶接では、被溶接部材３０１と被溶接部材３０２との接触面が広くなることが多い。このように抵抗溶接がなされる接触面が広い場合、接触面が均一な状態で被溶接部材３０１，３０２に電流が流れないと、溶接部３２１が均一に接合されない。そのため、被溶接部材３０１，３０２には、開先加工等が行われる場合がある。
【００４２】
また、電極３０３，３０４（図７参照）と被溶接部材３０１，３０２との接触状態によっても接触抵抗の差異が生じるため、通電される電流は溶接毎に同一とはならない。そのため、被溶接部材３０１，３０２や電極３０３，３０４の位置関係等が一定になるように、保持冶具（不図示）による電極３０３，３０４や、被溶接部材３０１，３０２の固定がなされる。
【００４３】
しかしながら、被溶接部材３０１，３０２や、その開先加工の状態は１つ１つ異なる可能性がある。また、溶接機４（図１参照）の使用状況によって電極３０３，３０４が消耗していくことから、溶接条件が変化していく。さらに、図１に示す溶接機４が、様々な機器で構成されているため、溶接条件の変化の要因が多数存在する。そこで、本実施形態では、溶接条件を溶接毎に把握し、管理することで品質の安定、向上につなげることが目的である。
【００４４】
（高速カメラ２０２及び分光カメラ２０４）
図９は、高速カメラ２０２及び分光カメラ２０４の設置の様子を示す図である。
図９において、被溶接部材３０１，３０２、電極３０３，３０４、電流源３１１、スイッチ３１２、電流計２０３及び電圧計２０７は図７と同様であるので、ここでの説明を省略する。
高速カメラ２０２は、溶接機４（図１参照）に設置されている。この高速カメラ２０２は、被溶接部材３０１，３０２の監視（溶接部３２１（図８参照）の監視）と、溶接の発光状態をモニタリングするものである。
また、図９に示すように、分光カメラ２０４も溶接機４（図１参照）に設置されている。この分光カメラ２０４は、溶接部３２１（図８参照）で発光する光のスペクトル解析を行うためのものである。
なお、図９では、高速カメラ２０２及び分光カメラ２０４が、各一台ずつ設置されているが、被溶接部材３０１，３０２を挟んで反対側に、もう一台ずつの高速カメラ２０２及び分光カメラ２０４が設置され、溶接部３２１の全周を撮影できるようにしてもよい。
また、分光カメラ２０４は、溶接部３２１で発光している光の成分が入力されればよい。従って、被溶接部材３０１，３０２の周方向に、図示しない鏡を設置し、この鏡で集光された光を撮影するようにしてもよい。これにより、１台の分光カメラ２０４で、溶接部３２１の全周を撮影することが可能である。高速カメラ２０２も同様に、被溶接部材３０１，３０２の周方向に、図示しない鏡を設置することで、１台の高速カメラ２０２で、溶接部３２１の全周を撮影することが可能である。
【００４５】
（高速カメラ画像分析）
図１０〜図１３は、溶接実施時に高速カメラ２０２で取得される映像の例を示す図である。
図１０は、溶接ワーク３４１を撮影した画像を示す図である。ここで、溶接ワーク３４１とは、図６における重ね合わせられた被溶接部材３０１，３０２に電極３０３，３０４がセットされたものである。高速カメラ２０２を使用すると、輝度が下がり画像が暗転するが、電流が通電したときには、図１１に示すように、溶接部３２１（図８参照）で金属溶解に伴う発光を観察することができる（図１１の白い部分）。
このとき、溶接部３２１において、電流が均一に印加されていれば、発光分布も均一となるが、溶接部３２１に異物が存在する場合や、接触性が悪い場合、電流が均一に流れない。
【００４６】
図１２及び図１３は、溶接部３２１（図８参照）において均一に電流が流れていないと考えられる場合の画像の例である。
図１２に示す画像では、ドットの部分と、白い部分が発光している箇所が存在している。そして、白い部分は、その他の発光部分（ドット部分）より発光輝度が高いことを示している。すなわち、白い部分は、その他の発光部分（ドット部分）より温度が高い。これは、被溶接部材３０１，３０２（図５参照）において、接触面が均一になっておらず、電流が偏っているために生じる。このような溶接が行われると、溶接の品質が低下する。
【００４７】
また、図１３に示す画像において、白い扇状の部分は火花が出ていることを示している。また、白い部分は、その他の発光部分（ドット部分）より発光輝度が高い（温度が高い）ことを示している。
すなわり、図１３に示す画像では火花が撮影されている。これは、被溶接部材３０１，３０２（図５参照）の接触面に異物が混入し、電流が印加された際に急激な電圧上昇で火花が飛んでいると考えられる。このよう場合、本来溶接面で消費されるべき熱エネルギが、火花によって奪われてしまうため、溶接の品質が低下すると考えられる。
【００４８】
図１２に示す輝度のムラや、図１３に示すような火花は、溶接部３２１（図８参照）における温度の違いを示している。前記したように、図１２や、図１３において白く示している部分は、その他のドットで示している部分よりも温度が高い。すなわち、高速カメラ２０２は、溶接部３２１における局所的な温度を測定している。
このように、高速カメラ２０２による画像によって、溶接部３２１に異物が存在しているか否かや、均一に溶接されているか否かを判定することができる。
【００４９】
（分光カメラ画像分析）
図１４〜図１６は、分光カメラ２０４で取得される分光データ（周波数分布）及び一次元スペクトルデータ（周波数分布）の例を示す図である。
分光カメラ２０４は、分光機能を搭載したストリークカメラ、同じく分光機能を搭載した高速カメラ、ハイパースペクトラムカメラ等を利用することができる。
図１４は、分光カメラ２０４として、分光機能を搭載したストリークカメラによる分光データの説明図である。ストリークカメラは、分光器等の分光機能を介して各波長成分に分解した光を一定時間の間収録する装置である。
図１４（ａ）と図１４（ｂ）は、ストリークカメラによる分光データの例として、レーザ光を受光した時の結果を示している。
図１４（ａ）は、ストリークカメラの分光データＢ２４０を示しており、横軸が波長（ｎｍ）、縦軸が時間（μｓ）を示している。図１４（ａ）において、黒は低い値（ゼロ）を示し、白は高い値を示している。また、図１４（ａ）において、破線は黒の部分と、白の部分との中間値を示しており、ドットの間隔が狭いほど低い値を示している。
レーザ光は、ほぼ単一波長であることが知られている。図１４（ａ）から、このレーザ光の波長がλ１（ｎｍ）であるとしたとき、図１４（ａ）の波長λ１で最も高い値（白色）が全時間において存在している。
【００５０】
また、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す分光データＢ２４０のうち、ある時刻ｔ１におけるデータのみを取り出した一次元スペクトラムデータＢ２４４を示している。
すなわち、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）での時間ｔ１における波長特性の分布を示しており、横軸が波長、縦軸が信号強度を示している。ここでは、信号は波長λ１（ｎｍ）でピーク値Ｅ１をとっている。
このように、分光カメラ２０４によれば、測定している光のスペクトル特性の情報を得ることができる。
【００５１】
（正常時）
図１５は、正常な溶接過程について、分光カメラ２０４として、ストリークカメラを用いて取得した信号画像の例を示す図である。
図１５（ａ）は、ストリークカメラから取得した分光データＢ２４６であり、横軸が波長（ｎｍ）、縦軸が時間（μｓ）を示している。図１４と同様、黒は低い値（ゼロ）で、白は、高い値を示しており、破線は中間値を示している。この中間値は破線間隔が狭ければ狭いほど、高い値を示している。
図１５（ｂ）は、分光データＢ２４６のうち、ある時刻ｔ２におけるデータを抽出した一次元スペクトラムデータＢ２４８である。
図１１で説明したように、正常な溶接では、溶接部２３１（図８参照）が均一に発光する傾向がある。図１５（ａ）から、時間ｔ２の周辺で発光している様子がわかる。図１５（ｂ）は、時間ｔ２における複数の発光波長が示されている。図１５（ａ）に示す分光データＢ２４６や、図１５（ｂ）における一次元スペクトラムデータＢ２４８のパターンを、正常溶接における発光特性パターンとすることができる。
【００５２】
（異常時）
図１６は、溶接部３２１（図８参照）において均一に電流が流れていないケースとして、発光輝度の分布にばらつく火花が散る溶接過程（図１３参照）について、分光カメラ２０４としてのストリークカメラで信号取得した一例である。
図１６（ａ）は、ストリークカメラで取得された分光データＢ２５１を示し、縦軸が時間（μｓ）、横軸が波長（ｎｍ）、を示している。図１４（ａ）、図１５（ａ）と同様、黒は低い値（ゼロ）で、白は、高い値を示しており、ドット、破線は中間値を示している。ドットの間隔が狭いほど、値が低いことを示している。
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における分光データＢ２５１のうち、ある時刻ｔ３におけるデータのみを抽出した一次元スペクトラムデータＢ２５３を示している。
【００５３】
図１３で示したような、火花が散る溶接過程については、図１５に示す正常な溶接過程と比較して、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、長い時間、かつ、広い波長において、全体的に高い信号強度が観測される。火花が発生してから消えるまでの時間は、様々であり、溶接部３２１の発光時間より短いものから長いものまである。このうち、溶接部３２１の発光時間より長い火花が、図１６（ｂ）における信号強度の底上げをしている。また、さまざまな温度をとる火花に対して、発光波長もさまざまな成分を含むため、広い波長での応答が観測できる。
【００５４】
さらに、異物が原因で火花が発生する場合、異物の種類によって発光する特性が変わる。例えば、金属異物の炎色反応による特性の変化である。具体的な例として、ナトリウムは、５８９ｎｍ付近（黄色）の波長で識別できることが知られている。これを利用することで、異物の特定を行うことができる。この場合、異物の特定は、信号強度のピークが炎色反応による波長であるか否かで行われる。図１６（ｂ）における信号強度のピークにおける波長λ２が５８９ｎｍであった場合、このナトリウムに由来する異物が混入していることが推測される。
このように、分光カメラ２０４による分光データによって、発光部の温度や、異物が混入しているか否か、さらには異物の種類等がわかる。また、分光カメラ２０４による分光データによって、温度情報も得ることができる。
【００５５】
（電流・電圧情報分析）
図１７は、溶接時に通電される電圧波形Ｂ２７０と、電流波形Ｂ２７１との一例を示す図である。
すなわち、図１７に示す波形は、電流計２０３と、電圧計２０７（図７参照）で計測される電流及び電圧の時間変化を示したものである。図１７において、横軸は時間（ｓ）を示し、縦軸は電流値及び電圧値を示す。
図１７に示すように、被溶接部材３０１，３０２（図５参照）に対し、急激に電流を印加することで、被溶接部材３０１，３０２にジュール熱を発生させる。このジュール熱により、被溶接部材３０１，３０２の溶接部３２１（図８参照）が溶解する。そして、電流が遮断、もしくは、減少することにより、ジュール熱が小さくなる（冷える）。これにより、溶解された部位が冷却され、固化することで溶接が完了する。ちなみに、図１７に示す波形は、溶接機４としてコンデンサ型抵抗溶接機を用いたときにおける電圧波形Ｂ２７０及び電流波形Ｂ２７１の一例を示している。コンデンサ型抵抗溶接機は、図示しないコンデンサに充電した電気エネルギを電流源３１１（図７参照）とするものである。
スイッチ３１２（図７参照）がＯＮになると、電圧波形Ｂ２７０（破線）に示すように、急激に電圧が立ち上がる。そして、これに伴い、電流波形Ｂ２７１（実線）に示すように電流も急激に立ち上がる。これにより、予め設定された電流源３１１、すなわちコンデンサ型抵抗溶接機であればコンデンサにおける充電電圧に応じた電流が被溶接部材３０１，３０２に通電され、溶接が行われる。通電は、本例のように、電流の通電を１回実行する、すなわち電流ピークを１回とする方法と、電流の通電を２回以上の複数回実行する、すなわち、電流ピークを複数とする方法とがある。これらは通電条件の違いだけであり、本実施形態の技術を制約する事項ではない。
【００５６】
次に、図１８及び図１９を参照して、正常な溶接と、火花が散る溶接との場合における電流計２０３及び電圧計２０７の出力波形を説明する。
図１８は、正常な溶接の場合における電流計２０３及び電圧計２０７（図７参照）の出力波形を示す図である。
図１８（ａ）では、電流の印加から減衰までの電圧波形Ｂ２７０（破線）と電流波形Ｂ２７１（実線）を示している。また、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）におけるピーク値付近の領域Ｂ２７２を拡大した図である。
図１９は、溶接の過程で火花が散る場合における電流計２０３及び電圧計２０７（図７参照）の出力波形を示す図である。図１９（ａ）は、電圧波形Ｂ２７０ａ（破線）と電流波形Ｂ２７１ａ（実線）を示している。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）におけるピーク値付近の領域Ｂ２７５を拡大した図である。
【００５７】
溶接の過程で火花が散る場合、図１９（ｂ）に示すように、火花が発生するタイミングに応じて電圧波形Ｂ２７０ａ、電流波形Ｂ２７１ａに高周波成分が重畳する。図１８に示すように、溶接が正常であれば、このような高周波成分は重畳しない。
このように電流計２０３及び電圧計２０７を用いた溶接時の電圧波形Ｂ２７０ａ、電流波形Ｂ２７１ａの時間的変動を得ることにより、溶接条件を詳細に把握することができる。また、電流、電圧の振幅を観測することで、あらかじめ設定された溶接条件との差異を把握できることはいうまでもなく、可能である。つまり、電流計２０３、電圧計２０７から取得される電圧波形Ｂ２７０ａ、電流波形Ｂ２７１ａと、予め取得されている正常時の電流波形、電圧波形とを比較して、溶接異常を判定することが可能である。
電流計２０３及び電圧計２０７による図１７〜図１９に示す分析は一般的に行われているものである。
【００５８】
しかしながら、溶接部３２１（図８参照）における発光や発熱の分布の情報を電流計２０３や、電圧計２０７で取得することは困難である。なぜならば、電流計２０３や、電圧計２０７では、被溶接部材３０１，３０２全体の現象を総合した情報であるためである。
溶接部３２１の不均一性による電流の偏り等を観測するためには、電流計２０３及び電圧計２０７による測定は不適である。
そこで、本実施形態では溶接部３２１における電流分布の局所的な情報を取得するため、前記した高速カメラ２０２や、分光カメラ２０４によるデータだけでなく、溶接部３２１周辺の磁場を計測する磁場計測装置２０５を導入する。
また、本実施形態では、電流計２０３及び電圧計２０７による図１７〜図１９に示す分析を、全体的な評価のために行っている。
【００５９】
（磁場計測装置解析）
図２０〜図２８を用いて、磁場計測装置２０５について説明する。
図２０（ａ）は、本実施形態に係る磁気センサＣ１０１の設置例を示す図であり、図２０（ｂ）は、磁気センサＣ１０１の出力波形を示す図である。
また、図２１は、磁気センサＣ１０１の配置の詳細を示す図である。図２１（ａ）は、磁気センサＣ１０１の配置を示す斜視配置図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図２１（ｃ）は、図２１（ｂ）のＢ−Ｂ方向からみた図である。
まず、図２０（ａ）及び図２１を参照して、磁場計測装置２０５における磁気センサＣ１０１の配置について説明する。
【００６０】
なお、図２０（ａ）において、被溶接部材３０１，３０２、電極３０３，３０４、溶接部３２１、電流源３１１、スイッチ３１２、電流計２０３及び電圧計２０７は図７と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００６１】
図２０（ａ）、図２１（ａ）及び図２１（ｃ）に示すように、磁気センサＣ１０１は溶接部３２１の周囲に配置されている。なお、高速カメラ２０２及び分光カメラ２０４の撮像の邪魔にならないよう、磁気センサＣ１０１は、溶接部３２１から上下にずらした状態で設置するとよい。磁気センサＣ１０１は、溶接部３２１から上下にずらされても溶接部３２１における局所的な磁場を計測することは可能である。
なお、磁気センサＣ１０１は、コイル、ホールセンサ、磁気抵抗素子、光磁気センサ等を利用することができる。
なお、図２１（ｃ）における磁気センサＣ１０１ａ〜Ｃ１０１ｃについては後記する。
【００６２】
図２０（ｂ）は、電流計２０３、電圧計２０７、磁気センサＣ１０１の出力波形の例を示すものである。
図２０（ｂ）において、横軸は時間（ｓ）を示し、紙面左側の縦軸は電流値、電圧値を示し、紙面右側の縦軸は磁束密度（Ｇ）を示している。
そして、符号Ｂ２７０は電圧計２０７によって測定される電圧波形を示し、符号Ｂ２７１は、電流計２０３によって測定される電流波形を示している。また、符号Ｂ２８１は、磁気センサＣ１０１がホールセンサ、磁気抵抗素子、光磁気センサである場合に、磁気センサＣ１０１から取得されるコイル出力波形（磁束密度波形）である。さらに、符号Ｂ２８０は、磁気センサＣ１０１がコイルセンサである場合の磁場波形（磁束密度波形）である。
【００６３】
コイル出力波形Ｂ２８０は、磁場波形Ｂ２８１に対して時間微分した波形を測定する（ファラデーの電磁誘導の法則）。これに対し、コイルセンサ以外の磁気センサＣ１０１（例えば、ホールセンサ、磁気抵抗素子、光磁気センサ）は、磁場強度（磁束密度）そのものを測定する。つまり、磁気センサＣ１０１として、コイルセンサを用いると、その出力波形はコイル出力波形Ｂ２８０となり、磁気センサＣ１０１としてコイルセンサ以外の磁気センサを用いると、その出力波形は磁場波形Ｂ２８１となる。
例えば、磁気センサＣ１０１がコイルセンサしか備えていなくても、得られたコイル出力波形を時間積分することで磁場波形Ｂ２８１を取得できる。逆に、磁気センサＣ１０１として、ホールセンサ、磁気抵抗素子、光磁気センサ等しか備えていなくても、得られた磁場波形Ｂ２８１を時間微分することで、コイル出力波形Ｂ２８０を取得することができる。
【００６４】
図２２は、磁気センサＣ１０１の出力と、電流経路Ｃ１１１の関係を説明する図である。
磁気センサＣ１０１による電流計測は、電流が生成する磁場を計測するものである。電流が存在する場所では、右ねじの法則に従い、電流経路Ｃ１１１と直交する方向に磁場Ｃ１１２が生成される。この磁場Ｃ１１２に対して磁気センサＣ１０１を設置し、間接的に電流を計測する。
【００６５】
図２３は、溶接時に溶接ワーク３４１周辺に生成される磁場を模式的に示した図である。図２３（ａ）は溶接機ワーク全体に流れる電流と、磁場を説明する図であり、図２３（ｂ）は、局所的な電流の方向と、磁場の方向を示す図である。
図２３において、被溶接部材３０１，３０２、電極３０３，３０４、溶接部３２１、電流源３１１、スイッチ３１２、電流計２０３及び電圧計２０７は図７と同様であるので、ここでの説明を省略する。
図２３（ａ）に示すように、溶接ワーク３４１に流れる電流Ｃ１２１は、主に電極３０３，３０４間を流れるため、磁場Ｃ１２２は、溶接ワーク３４１周辺に生成される。しかしながら、溶接部３２１における局所的な電流に着目すると、溶接部３２１において、電流が均一に流れていない場合、すなわち、局所的に電流量や電流の経路が変わったりしている場合、溶接部３２１近辺の磁場の大きさや方向も変動する。本実施形態では、図２０に示すように、溶接部３２１の周囲に磁気センサＣ１０１を配置することで、溶接部３２１における局所的な電流変化を計測するものである。
【００６６】
図２３（ｂ）は、溶接部３２１における局所的な電流の方向を実線の矢印Ｃ１３１、磁場の方向を破線の矢印Ｃ１３２で表現し、これらの大きさ（電流量、磁場強度）を矢印の太さで示した図である。図２３（ｂ）に示すように、電流量に増減に従って、磁場強度も増減し、さらに、局所的に電流の方向が変われば、磁場の方向も変わっている。このような現象は、電流計２０３のように被溶接部材３０１，３０２全体に流れる電流では観測することが困難である。本実施形態では、溶接部３２１の周囲に磁気センサＣ１０１を複数配置し、図２３（ｂ）に示すような局所的な電流を評価しようとするものである。
【００６７】
図２４〜図２８は、図２０（ａ）及び図２１に示す磁場計測装置２０５を用いた電流の評価例を示す図である。
ここで、図２４〜図２８のいずれの図でも横軸は時間（ｓ）を示している。
図２４は、正常時、すなわち溶接部３２１（図８参照）において電流が均一に流れている場合の磁場波形である。
図２４の最上段には、電流計２０３、電圧計２０７の波形（電圧波形Ｂ２７０（破線）、電流波形Ｂ２７１（実線）が示されている。そして、図２４の下３段には、３つの磁気センサＣ１０１で測定された磁場波形Ｂ２８２ａ〜Ｂ２８２ｃが示されている。ここで、磁場波形Ｂ２８２ａ〜Ｂ２８２ｃは、図２１（ｃ）における磁気センサＣ１０１ａ〜Ｃ１０１ｃから取得されるものに相当する。
また、電圧波形Ｂ２７０、電流波形Ｂ２７１の形状は、磁場波形Ｂ２８２ａ〜Ｂ２８２ｃを総和したものとなっている。
ここで磁気センサＣ１０１はコイルを用いているが、磁場波形Ｂ２８２ａ〜Ｂ２８２ｃは、コイルからの出力波形を積分したものを用いている。
【００６８】
図２４に示すように、溶接が正常な場合、磁場波形Ｂ２８２ａ〜Ｂ２８２ｃのピーク時刻や、ピーク値Ｂ１が揃っている。
また、破線Ｂ２は、溶接が正常な場合における各波形の立ち上がり時刻を示している。つまり、破線Ｂ２は、電流源３１１（図９参照）から電流が流され始めた時刻を示している。また、破線Ｂ３は溶接が正常な場合における各波形のピーク時刻を示している。
以降の図２５〜図２７において、ピーク値Ｂ１は、図２４と共通の値を示している。さらに、以降の図２５〜図２８において、立ち上がり時刻Ｂ２、ピーク時刻Ｂ３は、図２４と共通の値を示している。
【００６９】
図２５、図２６は、溶接部３２１において、電流が均一に流れていない場合における磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃ，Ｂ２８４ａ〜Ｂ２８４ｃである。
図２５の最上段には、電流計２０３、電圧計２０７の波形（電圧波形Ｂ２７０（破線）、電流波形Ｂ２７１（実線）が示されている。そして、図２５の下３段には、３つの磁気センサＣ１０１で測定された磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃが示されている。ここで、磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃは、図２１における磁気センサＣ１０１ａ〜Ｃ１０１ｃから取得されるものに相当する。
【００７０】
また、電圧波形Ｂ２７０、電流波形Ｂ２７１の形状は、磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃを総和したものとなっている。
ここで磁気センサＣ１０１はコイルを用いているが、磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃは、コイル出力波形を積分したものを用いている。
図２５に示す例では、図２４に示す電流が均一のピーク値Ｂ１と比較して、磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃの振幅（磁束密度のピーク値）が異なっている。前記したように、磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃの振幅は、電流の量に比例するため、図２５に示すように、磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃの振幅の変化により、磁気センサＣ１０１近傍における電流の増減を評価することができる。すなわち、図２５のような磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃは、溶接部２３１に流れる局所的な電流にムラがあることがわかる。電流量が少ない場合（磁場波形の振幅が小さい場合）は、溶接に必要な熱エネルギが不足し、溶接不良になる可能性がある。
【００７１】
図２６の最上段には、電流計２０３、電圧計２０７の波形（電圧波形Ｂ２７０（破線）、電流波形Ｂ２７１（実線）が示されている。そして、図２６の下３段には、３つの磁気センサＣ１０１で測定された磁場波形Ｂ２８４ａ〜Ｂ２８４ｃが示されている。ここで、磁場波形Ｂ２８４ａ〜Ｂ２８４ｃは、図２１における磁気センサＣ１０１ａ〜Ｃ１０１ｃから取得されるものに相当する。
【００７２】
また、電圧波形Ｂ２７０、電流波形Ｂ２７１の形状は、磁場波形Ｂ２８４ａ〜Ｂ２８４ｃを総和したものとなっている。
ここで磁気センサＣ１０１はコイルを用いているが、磁場波形Ｂ２８４ａ〜Ｂ２８４ｃは、コイルの出力波形を積分したものを用いている。
【００７３】
図２６に示す例では、図２４に示す電流が均一の場合におけるピーク時刻Ｂ３及びピーク値Ｂ１と比較して、磁場波形Ｂ２８４ａ〜Ｂ２８４ｃそれぞれのピーク時刻及びピーク値が異なっている。
特にピーク時刻に着目すると、磁場波形Ｂ２８４ａではピーク時刻Ｂ１１がピーク時刻Ｂ３より遅い時刻となっている。また、磁場波形Ｂ２８４ｂではピーク時刻がピーク時刻Ｂ３と同じ時刻となっている。そして、磁場波形Ｂ２８４ｃではピーク時刻Ｂ１２がピーク時刻Ｂ３より早い時刻となっている。
このことから、ピークを迎える時刻は、磁場波形Ｂ２８４ｃ→磁場波形Ｂ２８４ｂ→磁場波形Ｂ２８４ａの順となっていることわかる。
【００７４】
これは、溶接の電流が部材の局所的な場所から流れ始め、それが、溶接部３２１の全体に広がっていく様子を捉えることができる。
つまり、図２６において、磁場波形Ｂ２８４ｃが、最初にピークに到達しており、この磁場波形Ｂ２８４ｃを取得している磁気センサＣ１０１の近傍より溶接が開始されていると考えられる。同様に磁場波形のピークは、磁場波形Ｂ２８４ｃ→磁場波形Ｂ２８４ｂ→磁場波形Ｂ２８４ａと溶接が推移していることがわかる。このように、磁場波形Ｂ２８４ａ〜Ｂ２８４ｃのピークは、電流が溶接部に到達する時間であるため、溶接部３２１がどのような時間過程で溶解していったか評価することができる。
すなわち、図２６に示す例から、溶接量のムラ等により溶接部３２１のそれぞれの箇所に溶接開始時間に差が生じてしまっていることが分かる。
【００７５】
図２７は、火花が発生している場合における磁場波形Ｂ２８５ａ〜Ｂ２８５ｃを示したものである。
図２７の最上段には、電流計２０３、電圧計２０７の波形（電圧波形Ｂ２７０ａ（破線）、電流波形Ｂ２７１ａ（実線）が示されている。そして、図２７の下３段には、３つの磁気センサＣ１０１で測定された磁場波形Ｂ２８５ａ〜Ｂ２８５ｃが示されている。ここで、磁場波形Ｂ２８５ａ〜Ｂ２８５ｃは、図２１における磁気センサＣ１０１ａ〜Ｃ１０１ｃから取得されるものに相当する。
また、電圧波形Ｂ２７０、電流波形Ｂ２７１の形状は、磁場波形Ｂ２８５ａ〜Ｂ２８５ｃを総和したものとなっている。
ここで磁気センサＣ１０１はコイルを用いているが、磁場波形Ｂ２８５ａ〜Ｂ２８５ｃは、コイルの出力波形を積分したものを用いている。
【００７６】
図１７で説明したように、火花が生じると電圧波形Ｂ２７０ａ及び電流波形Ｂ２７１ａに高周波成分が重畳する（図２７の符号Ｄ１０１参照）。磁場も電流に比例するため、磁場波形Ｂ２８５ａ〜２８５ｃにも高周波成分が重畳している（符号Ｄ１０２〜Ｄ１０４参照）。ちなみに、図２７における磁場波形Ｂ２８５ａ〜２８５ｃそれぞれのピーク値は、図２４における磁場波形Ｂ２８２ａ〜Ｂ２８２ｃと同じＢ１である。
図２７の例では、磁場波形２８５ｂで高周波成分の振幅が大きくなっており、この波形を取得している磁気センサＣ１０１の近傍で火花が発生したと評価できる。
【００７７】
また、図２８に示すコイル出力波形Ｂ２８６ａ〜Ｂ２８６ｃは、火花が発生した場合のコイル出力波形Ｂ２８６ａ〜Ｂ２８６ｃ、すなわち、磁場波形の時間微分値を示す。
図２８の最上段には、電流計２０３、電圧計２０７の波形（電圧波形Ｂ２７０ａ（破線）、電流波形Ｂ２７１ａ（実線）が示されている。そして、図２８の下３段には、３つの磁気センサＣ１０１で測定されたコイル出力波形Ｂ２８６ａ〜Ｂ２８６ｃが示されている。ここで、コイル出力波形Ｂ２８６ａ〜Ｂ２８６ｃは、図２１における磁気センサＣ１０１ａ〜Ｃ１０１ｃから取得されるものに相当する。
【００７８】
符号Ｄ１１１に示すように、電圧波形Ｂ２７０及び電流波形Ｂ２７１に火花に由来する高周波成分が重畳している。
図２８のコイル出力波形Ｂ２８６ａ〜Ｂ２８６ｃは、図２７の磁場波形Ｂ２８５ａ〜Ｂ２８５ｃを時間微分したものに相当し、図２７の磁場波形Ｂ２８５ａ〜Ｂ２８５ｃにおける高周波成分を強調したものとなっている（符号Ｄ１１２〜Ｄ１１４参照）。ちなみに、コイル出力波形Ｂ２８６ａ〜Ｂ２８６ｃのピーク値は、すべてＶ１となっている。
そのため、コイル出力波形Ｂ２８６ａ〜Ｂ２８６ｃは、火花が発生した時刻において、電圧波形Ｂ２７０ａや、電流波形Ｂ２７１ａや、図２７に示すコイル出力波形Ｂ２８６ａ〜Ｂ２８６ｃと比較して、大きい振幅の高周波成分が得られる。このようにして火花の発生と、磁気センサＣ１０１間の振幅の大きさの比較による火花発生位置の評価が可能である。
【００７９】
なお、図２６〜図２８における電圧波形Ｂ２７０，Ｂ２７０ａ、電流波形Ｂ２７１，Ｂ２７１ａのそれぞれは、実際には微小な違いが生じているが、人間の目で認識できるレベルではないため、図面では同じ波形としている。言い換えれば、磁場計測装置２０５による局所的な磁場波形Ｂ２８３ａ〜Ｂ２８３ｃ，Ｂ２８４ａ〜Ｂ２８４ｃによれば、電流計２０３や、電圧計２０７ではとらえられない異常を検知することができる。
【００８０】
（変位計分析）
図２９を参照して、変位計２０６を用いた分析について説明する。なお、図２９において、被溶接部材３０１，３０２、電極３０３，３０４、溶接部３２１、電流源３１１、スイッチ３１２、電流計２０３及び電圧計２０７は図７と同様であるので、ここでの説明を省略する。
図２９は、変位計２０６の設置例と、出力結果を説明した図である。ここで、図２９（ａ）は、変位計２０６の設置例を示し、図２９（ｂ）は変位計２０６による測定結果を示す図である。
変位計２０６として、レーザ変位計、ひずみゲージを用いることができる。他にも、ひずみ量から変位に換算する方法等を用いることができる。本実施形態では、変位計２０６としてレーザ変位計が用いられる場合について説明する。
図２９（ａ）に示すように変位計２０６は、電極３０３，３０４にレーザ発信装置Ｅ１０１、レーザ受信装置Ｅ１０２がそれぞれ備えられている。
すなわち、レーザ発信装置Ｅ１０１、レーザ受信装置Ｅ１０２によって、電極３０３及び電極３０４間の距離、すなわち被溶接部材３０１，３０２（被溶接部品５（図１参照））の長さが測定されている。
溶接による被溶接部材３０１，３０２の溶け込みにより電極３０３，３０４間の距離が縮まると、その縮まり具合が、変位計２０６であるレーザ発信装置Ｅ１０１、レーザ受信装置Ｅ１０２によって測定される。
このようにすることで、溶接を実行するときの被溶接部材３０１，３０２の変位量をモニタすることができる。
【００８１】
図２９（ｂ）は、変位量の波形を示す図である。
図２９（ｂ）において、横軸は時間（ｓ）を示し、紙面左側に示されている縦軸は電流値及び電圧値を示し、紙面右側に示されている縦軸は変位計２０６による変位量を示している。
また、符号Ｂ２７０（破線）は電圧波形を示し、符号Ｂ２７１（実線）は電流波形を示している。そして、符号Ｅ１１１は変位量の時間変化（変位波形）を示している。
タイミング的には、電圧波形Ｂ２７０及び電流波形Ｂ２７１がピーク値となるころ、変位波形Ｅ１１１が生じている。
ちなみに、変位量について正（＋）の方向は、部材が縮む方向である。
【００８２】
前記したように、抵抗溶接は、被溶接部材３０１，３０２に対する通電によるジュール熱で被溶接部材３０１，３０２を溶解し、電極３０３，３０４で押し付けることで接合する。したがって、電流が通電され、溶接部３２１の溶解が始まるにともなって、変位量の変化が起こる。このとき、変位量が少ないと溶解した金属が融合せず溶接不良となる可能性がある。また、変位量が過多の場合は、溶解した金属が、押し付け力によって押し出されてしまい、溶接不良となる可能性がある。従って、図２９（ｂ）に示すように、予め設定されている閾値Ｍ１を設定し、変位量が閾値Ｍ１以上であれば十分に溶解していると判定し、変位量が閾値Ｍ１未満であれば、溶解が不十分であり、溶接不良の可能性があると判定できる。そして、このような場合、図３の実行（ステップＳ４）で、検査員は溶接機４による電圧を増加するよう加工パラメータを設定する。
ここでは、変位量の下限値としての閾値Ｍ１を設定して溶解不足を検知するようにしているが、変位量の上限値としての閾値を設定して、溶解過多を検知するようにしてもよい。そして、このような場合、図３の実行（ステップＳ４）で、検査員は溶接機４による電圧を低下するよう加工パラメータを設定する。
このように、変位計２０６の設置により、溶接毎に変位の値の管理ができ、溶接不良の有無を判定することができる。
【００８３】
（処理手順）
図３０は、本実施形態に係るサーバ１における処理手順を示すフローチャートである。適宜、図１を参照する。
まず、データ取得処理部１０１が情報取得装置２の各装置や、個体識別装置３から溶接データを取得する（Ｓ１０１）。また、データ取得処理部１０１は、溶接データとともに個体識別装置３から個体識別情報も取得する。
溶接データは、電流計２０３から取得された電流値データ、高速カメラ２０２及び分光カメラ２０４から得られる画像データ、分光データ、磁場計測装置２０５から取得される磁場データ、変位計２０６から得られる変位データ、電圧計２０７から取得された電圧値データ等である。
【００８４】
次に、データ取得処理部１０１は、取得した溶接データを、個体識別装置３から取得した個体識別情報と対応させ、時系列で溶接データ記憶部１０２に格納する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２において、溶接データを構成する各データ間の関係を評価するため、データ取得処理部１０１は、時間軸を共通として、波形の変化点のタイミングを波形微分で抽出し、変化点が抽出された時刻をイベント時刻として記憶するとよい。イベント時刻は、トリガ取得装置２０１によって取得されたトリガでもよい。このとき、温度・湿度計２０８からの情報も溶接データ記憶部１０２に格納されてもよい。
【００８５】
次に、解析部１０３が、取得した各溶接データの解析を必要に応じて行う（Ｓ１０３）。
解析部１０３で行われる解析とは、例えば、以下のようなものである。
・変位計２０６で計測された被溶接部品５の変位の時間推移、もしくは変位スピード（長さの変化）。
・電流計２０３、電圧計２０７、磁場計測装置２０５から取得される各出力波形のスペクトル解析。
なお、ステップＳ１０３の解析処理は、必要に応じて省略可能である。
【００８６】
各溶接データのうち、信号は、フーリエ変換によって信号波形の周波数成分が算出されたり（スペクトル解析）、基準となる正常波形との差分が算出されたりすることで解析が行われる。高速カメラ２０２からの画像データは、被溶接部品の位置を形状認識し、画像距離計測等で評価した上で解析される。
【００８７】
そして、データ分類部１０４が、各溶接データの解析結果と、データ分類記憶部１０５に格納されている結果（すなわち、過去のデータ）とを用いて、機械学習処理（パターン認識処理）を行う（Ｓ１０４）。
機械学習は、例えば、以下の（１）〜（５）のようなものが考えられる。
（１）データ分類部１０４が、高速カメラ２０４において、最も高い輝度が存在する時刻における輝度分布をパターン認識する。例えば、図１１に示す輝度分布パターン、図１２に示す輝度分布パターン、図１３に示す輝度分布パターンでグループを作成しておく。データ分類部１０４は、取得された画像がどのグループに属するかを判定する。なお、グループは、前記した例に限らない。これにより、図１１〜図１３で説明したように、溶接が均一に行われているか、異物の混入等がないかがわかる。
【００８８】
（２）データ分類部１０４が、分光カメラ２０４から取得される分光データ、又は、特定時刻の一次元スペクトルデータをパターン認識する。例えば、図１４に示す分光データパターン、図１５に示す分光データパターン、図１６に示す分光データパターンでグループを作成しておき、データ分類部１０４は、取得された分光データがどのグループに属するかを判定する。データ分類部１０４は、一次元スペクトルデータについても同様にする。なお、グループは、前記した例に限らない。
【００８９】
（３）データ分類部１０４が、磁場計測装置２０５で計測された磁場信号をパターン認識する。例えば、各磁気センサＣ１０１から取得される磁場波形について、データ分類部１０４は、図２４に示すパターン、図２５に示すパターン、図２６に示すパターン、図２７に示すパターン、図２８に示すパターンでグループを作成しておく。そして、データ分類部１０４は、取得された磁場信号（磁場波形、コイル出力波形）がどのグループに属するかを判定する。なお、磁場波形、コイル出力波形のパターンとは、各磁気センサＣ１０１から取得される磁場波形の組み合わせである。
例えば、磁気センサＣ１０１が３つ備えられている場合は、図２４〜図２８それぞれにおける３つの磁場波形の組み合わせがパターンとなる。グループ分けは、図２４〜図２８に示すような時間変化波形と、ステップＳ１０３の解析処理で行われたスペクトル解析の結果との両方に対して行われるとよい。スペクトル解析の結果を用いると、図２７や、図２８に示すような高周波成分を含む磁場信号（磁場波形、コイル出力波形）のパターン化が容易になるためである。
なお、グループは、前記した例に限らない。
【００９０】
（４）データ分類部１０４が、電流計２０３及び電圧計２０７で計測された電流信号及び／又は電圧信号をパターン認識する。例えば、電流計２０３から取得される電流波形及び電圧計２０７から取得される電圧波形について、データ分類部１０４は、図１８に示すパターン、図１９に示すパターンでグループを作成しておく。そして、データ分類部１０４は、取得された電流信号（電流波形）、電圧信号（電圧波形）がどのグループに属するかを判定する。グループ分けは、図１８、図１９に示すような時間変化波形と、ステップＳ１０３の解析処理で行われたスペクトル解析の結果との両方に対して行われるとよい。スペクトル解析の結果を用いると、図１９に示すような高周波成分を含む電流信号（電流波形）及び電圧信号（電圧波形）のパターン化が容易になるためである。なお、グループは、前記した例に限らない。
これにより、電流源３１１（図９参照）から供給される電流及び電圧に異常がないか否かがわかる。
【００９１】
（５）データ分類部１０４が、変位スピードに対し機械学習を行う。これにより、被溶接部材の溶け込み量の正常・異常がわかるので、正常に溶接が行われているか否かがわかる。
【００９２】
データ分類部１０４は、機械学習の結果をデータ分類記憶部１０５に格納する（Ｓ１０５）。
【００９３】
そして、比較判定部１０６が、機械学習処理（パターン認識処理）の結果に基づいて、検査対象となっている溶接データが異常であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。溶接条件が異常であるか否かは、溶接データを構成するデータのうち、少なくとも１つが異常であるか否かが判定される。つまり、比較判定部１０６は、ステップＳ１０４における機械学習処理の結果、取得した溶接データを構成するデータのそれぞれについて、「溶接が正常」なグループとは別のグループに属しているか否かを判定する。「溶接が正常」なグループとは別のグループに属している場合、比較判定部１０６は「異常」と判定する。
【００９４】
例えば、前記（１）のケースの場合、取得した画像が、図１１のパターンのグループ（正常グループ）に分類されれば、比較判定部１０６は「正常」と判定する。取得した画像が、図１１のパターンのグループ以外のグループ（異常グループ）に分類された場合、比較判定部１０６は「異常」と判定する。
また、前記（２）のケースの場合、取得した分光データが図１４のパターンのグループ（正常グループ）に分類されれば、比較判定部１０６は「正常」と判定する。取得した分光データが、図１４のパターンのグループ以外のグループ（異常グループ）に分類された場合、比較判定部１０６は「異常」と判定する。
【００９５】
さらに、前記（３）のケースの場合、取得した磁気信号が図２４のパターンのグループ（正常グループ）に分類されれば、比較判定部１０６は「正常」と判定する。取得した磁気信号が、図２４のパターンのグループ以外のグループ（異常グループ）に分類された場合、比較判定部１０６は「異常」と判定する。
【００９６】
そして、前記（４）のケースの場合、取得した電流信号及び／又は電圧信号が、図１８に示すパターンのグループ（正常グループ）に分類されれば、比較判定部１０６は「正常」と判定する。取得した電流信号及び／又は電圧信号が、図１８に示すパターンのグループ以外のグループ（異常グループ）に分類された場合、比較判定部１０６は「異常」とする。
また、前記（５）のケースの場合、変位スピードが正常な溶接のグループに分類されれば、比較判定部１０６は「正常」と判定する。それ以外の場合、比較判定部１０６は「異常」と判定する。
【００９７】
また、それと同時に、図２９（ｂ）に示すように、変位波形（所定の時刻における変位量）Ｅ１１１が閾値未満であるか（あるいは以上であるか否か）を判定する。変位波形Ｅ１１１が閾値未満（あるいは以上）である場合、比較判定部１０６は「異常」と判定する。
なお、少なくとも１つが異常であるか否かではなく、所定数の条件が異常である場合、ステップＳ１０６で異常と判定されてもよい。
【００９８】
このとき、機械学習に用いられるグループに異常の種類に関する情報がひもづけられている場合、比較判定部１０６は、取得したデータがどのグループに属しているかで、異常の種類について判定する。磁場波形を例とすると、図２４のグループは正常、図２５のグループは電流量にムラがある（溶接にムラがある）、図２６のグループは電流が流れる時間にムラがある（溶接にムラがある）、図２７のグループは火花が発生している（溶接部３２１に異物が存在している）等である。電流計２０３から取得される電流波形、電圧計２０７から取得される電圧波形、高速カメラ２０２の画像、分光カメラ２０４の分光データ、変位計２９における異常の種類は、それぞれの図面で説明した通りである。
グループと、異常の種類に関する情報とのひもづけは、手入力によって予め行われている。
機械学習に用いられるグループに異常の種類に関する情報がひも付けられていない場合や、取得したデータで作成された新たなグループが作成される場合、比較判定部１０６は異常である旨の出力のみを行う。
【００９９】
ステップＳ１０６の結果、正常である場合（Ｓ１０６→Ｎｏ）、処理部１１１（図４参照）はステップＳ１０１へ処理を戻し、次の検査対象について処理を行う。
【０１００】
ステップＳ１０６の結果、異常である場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、比較判定部１０６は溶接機４において異常の可能性（溶接機異常）があるか否かを判定する（Ｓ１０７）。溶接機４において異常の可能性があるか否かの判定は、同じ条件（解析結果）が、所定回数連続して異常と判定されたか否かによってなされる。例えば、高速カメラ２０２から得られた画像における輝度分布が、連続して異常を示している等である。
ステップＳ１０７の結果、溶接機４において異常の可能性がある場合（Ｓ１０７→Ｙｅｓ）、ＰＬＣ７が、溶接機４の調査（溶接機調査）を指示する（Ｓ１０８）。溶接機４の調査が指示されると、溶接機４が停止された後、溶接機４の調査が行われる。なお、ステップＳ１０８における指示には、異常の種類に関する情報が含まれていることが望ましい。このようにすることで、異常の原因の特定が容易となる。
【０１０１】
ステップＳ１０７の結果、溶接機４において異常の可能性がない場合（Ｓ１０７→Ｎｏ）、ＰＬＣ７が、検査装置６に対して該当する被溶接部品５の詳細調査（被溶接部品詳細調査）を指示する（Ｓ１０９）。ステップＳ１０６の判定処理で、異常の種類が分かっている場合、ステップＳ１０９における指示に異常の種類に関する情報が含まれる。ステップＳ１０６の判定処理で、異常の種類が分かっていない場合、ステップＳ１０９における指示に推測される異常の種類が不明である旨の情報が含まれてもよい。
ステップＳ１０９における指示には、異常を示した条件に関する情報が含まれていることが望ましい。このようにすることで、異常の原因の特定が容易となる。
調査を指示された検査装置６は、該当する被溶接部品５の詳細検査を実施する。詳細検査の結果は、検査情報入力装置８を介してデータ分類部１０４へフィードバックされる。すなわち、データ分類記憶部１０５におけるグループに、異常の種類（可能であれば原因）に関する情報が手入力によってひもづけられる。このようにすることで、機械学習の精度を向上させることができるため、ステップＳ１０６における異常判定の精度を向上させることができる。
ステップＳ１０９の後、処理部１１１（図４参照）はステップＳ１０１へ処理を戻し、次の検査対象について処理を行う。
【０１０２】
このようすることで、本実施形態に係る製造システムＺは、被溶接部品５の溶接部３２１における局所的情報を溶接毎に取得しながら、取得した情報と、過去の情報（データ分類記憶部１０５のデータ）とを比較する。さらに、製造システムＺは、異常値を指標（グループ）として正常であるか否かを判定しながら製造する製造システムＺを提供することで、溶接工程を有する工場ラインの生産性向上を保ちつつ、溶接の品質を向上させることができる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、高速カメラ２０２における輝度分布から溶接部３２１（図８参照）の局所的な温度情報を得ることができる。また、磁場計測装置２０５で計測された磁場信号から溶接部３２１における局所的な電流情報を得ることができる。そして、本実施形態では、これらの局所的な温度情報、電流情報を用いて、局所的な溶接条件が異常であるか否かを判定する。これにより、本実施形態では、被溶接部材３０１，３０２や、被溶接部材３０１，３０２に流れる電流等といった全体的な溶接条件が、みかけ上、適切であっても、溶接部３２１の接触性が悪かったり、溶接部３２１に異物が混入したりすることによる溶接の異常を検知することができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、撮影された画像における発光パターン、磁場計測装置２０５によって計測された磁場信号に基づく局所的な電流の時間推移又は局所的な電流の周波数等が評価される。これにより、局所的な溶接条件が算出される。そして、算出された局所的な溶接条件が溶接個体毎に記録して管理され、検査工程や溶接条件にフィードバックされる。これにより、品質管理を向上させることができる。つまり、適切な溶接が行われていないものを詳細な検査にまわし、その検査結果を製造システムＺや、溶接監視システムＺ１に反映することで、品質管理を向上させることができる。
【０１０５】
また、本実施形態によれば、被溶接部品５の製造過程で検査を行うことができる。すなわち、被溶接部品５の製造と、検査を並列で行うことができる。一般的に、製造時間に比較して検査時間の方が非常に長くなることが多いが、本実施形態によれば、被溶接部品５の製造と、検査を並列で行うことができることにより、全体的な製造時間を短縮することができる。
さらに、本実施形態によれば、検査時間を大きく延ばすことなく全数検査を行うことが可能となる。
【０１０６】
また、検査対象となっている溶接条件が異常であるか否かを判定に機械学習の結果を用いることにより、精度の高い判定を自律的に行うことができる。
【０１０７】
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。
【０１０８】
また、本実施形態では、抵抗溶接に関する検査を前提としているが、電流が流れ、その電流による熱で溶接されるものであれば、その他の溶接に適用されてもよい。
また、高速カメラ２０２で得られた画像の時系列スペクトル解析が可能であれば、分光カメラ２０４が備えられていなくてもよい。
また、比較判定部１０６は、溶接の異常を判定した際、異常と判定された溶接個体と同じグループの溶接個体に関する情報を、例えば、リストとして被溶接部品詳細調査指示に含めてもよい。ここで、グループとは、前記した機械学習によって分けられたグループである。また、溶接個体に関する情報は、溶接個体を識別する情報等である。溶接個体に関する情報として溶接個体の写真、溶接個体の溶接時における溶接条件、詳細調査の結果等が含まれてもよい。
【０１０９】
また、高速カメラ２０２の画像分析において、本実施形態では最も輝度が高くなる時刻での分析を想定しているが、これに限らない。溶接部３２１が冷却する時、溶接が不良となっている箇所や、異物が存在している箇所は冷却速度が遅くなる。そこで、データ分類部１０４は、通電から所定時間後の輝度分布でグループ分けを行ってもよい。あるいは、比較判定部１０６が、通電から所定時間後に輝度が所定値以上の箇所があるか否かで、異常の有無を判定してもよい。このようにすることにより、溶接判定の精度を向上させることができる。
【０１１０】
また、比較判定部１０６は、高速カメラ２０２の画像分析から、輝度の平均値等が所定値以下であるか、以上であるか等を基に、通電電流の過不足を判定してもよい。また、比較判定部１０６は、電流波形や、電圧波形のピーク値から、通電される電流値、電圧値の過不足を判定してもよい。このような場合、通電される電流値、電圧値の過不足に関する情報は、ＭＥＳ１１に送られる。そして、ＭＥＳ１１は、送られた電流値、電圧値の過不足に関する情報により、溶接機４が通電する電流値、電圧値を制御する。このようにすることにより、歩留まりの向上や、被溶接部品５に通電する電流値、電圧値の調整時間を短縮することができる。
【０１１１】
また、前記した各構成、機能、各部１０１，１０３，１０４，１０６、溶接データ記憶部１０２、データ分類記憶部１０５等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図４に示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ１２０等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、ＨＤ（Hard Disk）に格納すること以外に、メモリ１１０や、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１      サーバ
２，３１，３２  情報取得装置
３      個体識別装置
４      溶接機
５      被溶接部品
６      検査装置
７，２１，２２  ＰＬＣ
８      検査情報入力装置
１１    ＭＥＳ
１２    トレンドサーバ
１３    加工機
１０１  データ取得処理部
１０２  溶接データ記憶部
１０３  解析部
１０４  データ分類部
１０５  データ分類記憶部
１０６  比較判定部（判定部）
１１１  処理部
２０１  トリガ取得装置
２０２  高速カメラ（温度計測部）
２０３  電流計
２０４  分光カメラ
２０５  磁場計測装置（電流計測部、磁場計測部）
２０６  変位計（変位計測部）
２０７  電圧計
２０８  温度・湿度計
３０１，３０２，３３１  被溶接部材
３０３，３０４  電極
３１１  電流源
３１２  スイッチ
３２１  溶接部
Ｚ      製造システム
Ｚ１    溶接監視システム
Ｚ２    溶接システム
【図１】
2018001184.tif 000003
【図２】
2018001184.tif 000004
【図３】
2018001184.tif 000005
【図４】
2018001184.tif 000006
【図５】
2018001184.tif 000007
【図６】
2018001184.tif 000008
【図７】
2018001184.tif 000009
【図８】
2018001184.tif 000010
【図９】
2018001184.tif 000011
【図１０】
2018001184.tif 000012
【図１１】
2018001184.tif 000013
【図１２】
2018001184.tif 000014
【図１３】
2018001184.tif 000015
【図１４】
2018001184.tif 000016
【図１５】
2018001184.tif 000017
【図１６】
2018001184.tif 000018
【図１７】
2018001184.tif 000019
【図１８】
2018001184.tif 000020
【図１９】
2018001184.tif 000021
【図２０】
2018001184.tif 000022
【図２１】
2018001184.tif 000023
【図２２】
2018001184.tif 000024
【図２３】
2018001184.tif 000025
【図２４】
2018001184.tif 000026
【図２５】
2018001184.tif 000027
【図２６】
2018001184.tif 000028
【図２７】
2018001184.tif 000029
【図２８】
2018001184.tif 000030
【図２９】
2018001184.tif 000031
【図３０】
2018001184.tif 000032