(57)【要約】【課題】溶接部位の検査時間を短縮しつつ、製品の品質のばらつきを抑制するスポット溶接自動検査装置を提供する。【解決手段】スポット溶接自動検査装置２０は、溶接検査機２１、リカバリ溶接機２２および検査用制御装置２３を備えている。スポット溶接自動検査装置２０は、第一溶接工程と第二溶接工程との間において、溶接検査機２１によりスポット溶接機３により溶接された溶接位置の検査を行い溶接の良否を判定するとともに、判定結果が否である溶接位置に対してリカバリ溶接機２２による再溶接を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された溶接位置において対象物を溶接するスポット溶接手段と、
前記溶接位置に磁場を印加し、印加した磁場の磁束密度を測定し、前記溶接位置における磁束密度の分布を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した前記磁束密度の分布に基づいて前記溶接位置における溶接の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果が否である前記溶接位置を再び溶接するリカバリ溶接手段と、
を備えることを特徴とするスポット溶接自動検査装置。
【請求項２】
前記検出手段および前記リカバリ溶接手段は、前記対象物の製造ラインにインラインで設けられていることを特徴とする請求項１記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項３】
前記スポット溶接手段により溶接した前記溶接位置のうち、検査対象とする溶接位置を設定する検査位置設定手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記検査位置設定手段により設定した検出対象となる溶接位置における前記磁束密度の分布を検出することを特徴とする請求項１または２記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項４】
前記検出手段および前記リカバリ溶接手段は、一台のロボットで構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項５】
前記製造ラインでは複数の溶接工程を実施し、
前記検出手段は、複数の前記溶接工程の各工程間において、前記溶接位置の前記磁束密度の分布を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項６】
前記リカバリ溶接手段は、複数の前記溶接工程のうち後段の溶接工程に設けられている前記スポット溶接手段であることを特徴とする請求項５記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項７】
外形が異なる複数種類の前記検出手段が設けられており、
前記溶接位置に関する情報を取得する溶接位置情報取得手段と、
前記溶接位置情報取得手段により取得された前記溶接位置の情報に基づいて、複数種類の前記検出手段から使用する検出手段を選択する選択手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項８】
前記溶接位置に対する前記判定手段による判定結果の履歴とその溶接位置を溶接した前記スポット溶接手段とを対応付けしたデータである履歴データを記憶する記憶手段をさらに備え、
前記リカバリ溶接手段は、前記記憶手段に記憶されている前記履歴データに基づいて、前記溶接位置に対する判定結果が否であると判定された回数が予め設定されている不良判定回数を越えたとき、前記スポット溶接手段の代わりに溶接を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項９】
前記溶接位置の近傍における前記対象物の表面形状を取得する表面形状取得手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記表面形状取得手段で取得した前記溶接位置の表面形状に基づいて、前記溶接位置に対して垂直方向から前記溶接位置における磁束密度の分布を検出することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項１０】
前記検出手段を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記検出手段に加わる圧力を検知する圧力検知手段と、をさらに備え、
前記保持手段は、前記溶接位置の検出時に、前記圧力検知手段により検知される圧力が予め定められている規定圧で前記検出手段を保持するとともに、前記圧力が予め設定されている上限圧を超えた場合、前記圧力が前記上限圧よりも低くなる待避位置に前記検出手段を移動することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載のスポット溶接自動検査装置。
【請求項１１】
前記検出手段を支持する支持部材と、
弾性部材で形成され、前記支持部材と前記検出手段との間に設けられる関節部材と、
をさらに備え、
前記関節部材は、前記溶接位置の検出時に、前記検出手段を前記溶接位置に押しつけつつ前記溶接位置に対して垂直になるように弾性変形することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載のスポット溶接自動検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接により溶接された溶接部位を検査するスポット溶接自動検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車の製造ラインなどでは、スポット溶接が広く行われている。スポット溶接された溶接位置は、例えば、検査用のサンプルを作製しそのサンプルを破壊することにより溶接位置の強度を検査する剥離検査や、あるいはタガネやドライバーなどの治具を用いて溶接位置に問題がないかを検査する所謂タガネ検査などが行われている。剥離検査の場合、溶接位置が剥離しないかどうかを検査することから、溶接位置に不具合がない正常品であったとしても検査後には製品として利用することができなくなる。そのため、剥離検査には膨大なコストが掛かってしまい、例えば月に１台などの割合で行われているのが実情である。一方、タガネ検査の場合、ほぼ全数の製品に対して行われるものの、非破壊検査であること、また、作業者の経験に基づいて行われることなどから、溶接位置の強度が基準を満たしているかを確実に判定することが困難であるという事情がある。また、タガネ検査は、製品を破壊しないものの、ストレスを与えるおそれがある。そこで、例えば特許文献１には、溶接位置に対して磁場を印加し、その磁場に基づく磁束密度の変化から溶接位置の強度を検査する非破壊測定装置が開示されている。このような非破壊測定装置による検査の場合、剥離検査のようにサンプルを作製する必要が無く、またタガネ検査のように製品にストレスを与えることも無いなどの利点がある。
【０００３】
しかしながら、例えば自動車の製造ラインの場合、数千箇所程度の溶接部位が存在し、そのうち重要とされる溶接部位だけでも数百箇所程度といわれている。そのため、タガネ検査のように作業者が検査を行う場合、全ての溶接位置について検査をすると、膨大な時間がかかるという問題がある。また、タガネによる検査は作業員により行われることから、溶接の良否の判断即ち製品の品質にばらつきが生じるおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０９８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、溶接部位の検査にかかる時間を短縮しつつ、製品の品質のばらつきを抑制するスポット溶接自動検査装置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】
請求項１に記載した発明は、予め設定された溶接位置において対象物を溶接するスポット溶接手段と、前記溶接位置に磁場を印加し、印加した磁場の磁束密度を測定し、前記溶接位置における磁束密度の分布を検出する検出手段と、前記検出手段により検出した前記磁束密度の分布に基づいて前記溶接位置における溶接の良否を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果が否である前記溶接位置を再び溶接するリカバリ溶接手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記検出手段および前記リカバリ溶接手段は、前記対象物の製造ラインにインラインで設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記スポット溶接手段により溶接した前記溶接位置のうち、検査対象とする溶接位置を設定する検査位置設定手段をさらに備え、前記検出手段は、前記検査位置設定手段により設定した検出対象となる溶接位置における前記磁束密度の分布を検出することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、前記検出手段および前記リカバリ溶接手段は、一台のロボットで構成されていることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、前記製造ラインでは複数の溶接工程を実施し、前記検出手段は、複数の前記溶接工程の各工程間において、前記溶接位置の前記磁束密度の分布を検出することを特徴とする。
【０００９】
請求項６に記載した発明は、前記スポット溶接手段を前記リカバリ溶接手段として使用することを特徴とする。
請求項７に記載した発明は、外形が異なる複数種類の前記検出手段が設けられており、前記溶接位置に関する情報を取得する溶接位置情報取得手段と、前記溶接位置情報取得手段により取得された前記溶接位置の情報に基づいて、複数種類の前記検出手段から使用する検出手段を選択する選択手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項８に記載した発明は、前記溶接位置に対する前記判定手段による判定結果の履歴とその溶接位置を溶接した前記スポット溶接手段とを対応付けしたデータである履歴データを記憶する記憶手段をさらに備え、前記リカバリ溶接手段は、前記記憶手段に記憶されている前記履歴データに基づいて、前記溶接位置に対する判定結果が否であると判定された回数が予め設定されている不良判定回数を越えたとき、前記スポット溶接手段の代わりに溶接を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項９に記載した発明は、前記溶接位置の近傍における前記対象物の表面形状を取得する表面形状取得手段をさらに備え、前記検出手段は、前記表面形状取得手段で取得した前記溶接位置の表面形状に基づいて、前記溶接位置に対して垂直方向から前記溶接位置における磁束密度の分布を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項１０に記載した発明は、前記検出手段を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記検出手段に加わる圧力を検知する圧力検知手段と、をさらに備え、前記保持手段は、前記溶接位置の検出時に、前記圧力検知手段により検知される圧力が予め定められている規定圧で前記検出手段を保持するとともに、前記圧力が予め設定されている上限圧を超えた場合、前記圧力が前記上限圧よりも低くなる待避位置に前記検出手段を移動する。
【００１３】
請求項１１に記載した発明は、前記検出手段を支持する支持部材と、弾性部材で形成され、前記支持部材と前記検出手段との間に設けられる関節部材と、をさらに備え、前記関節部材は、前記溶接位置の検出時に、前記検出手段を前記溶接位置に押しつけつつ前記溶接位置に対して垂直になるように弾性変形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載した発明によれば、検出手段で検出した磁束密度に基づいて溶接の良否を判定している。これにより、溶接の良否の判定に要する作業時間を大幅に短縮することができる。また、判定手段により溶接の良否を判定することにより、溶接の良否の判定を作業員の経験などによらず実施することができ、製品の品質にばらつきが生じるおそれを低減することができる。
また、検出手段により検出される磁束密度に基づいて溶接位置における溶接の良否を判定する非破壊検査を行うので、剥離検査を行う必要が無いことから検査にかかるコストを大幅に削減することができる。
また、判定手段による判定結果が否である溶接位置を再び溶接するリカバリ溶接手段を設けている。このリカバリ溶接手段は、溶接位置あるいは溶接位置の近傍を再び溶接する。これにより、迅速に再溶接を行うことができ、生産効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項２に記載した発明によれば、検出手段およびリカバリ溶接手段は、製造ラインにインラインで設けられている。これにより、対象物を製造ラインから検査設備が設置されている場所まで移送する必要が無くなり、検査時間の短縮および作業効率の改善を図ることができる。
【００１６】
請求項３に記載した発明によれば、検査対象とする溶接位置を設定する検査位置設定手段を備えているので、例えば全ての溶接位置のうち重要とされる溶接位置を検査対象として設定することにより、製品の品質を維持したまま作業時間の短縮を図ることができる。勿論、全ての溶接位置を検査対象として設定することもでき、その場合には、製品の品質をさらに向上させることができる。
【００１７】
請求項４に記載した発明によれば、検出手段およびリカバリ溶接手段を一台のロボットで構成しているので、機器を設置するためにロボット一台分の空きスペースがあればよい。このため、既存の設備の改造などを抑制することができ、新たにスポット溶接自動検査装置を設置するときの初期コストを低減することができる。
【００１８】
請求項５に記載した発明によれば、製造ラインに複数の溶接工程が実施されている場合、検出手段を溶接工程の各工程間に設けている。これにより、例えば前段の溶接工程において溶接された溶接位置が後段の溶接工程において追加された部品に覆われて検査できなくなるような状態を回避することができる。つまり、前工程で溶接した溶接位置の全てが検査可能な状態で検査を行うことが可能になり、検査の信頼性および製品の品質をさらに向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載した発明によれば、スポット溶接手段をリカバリ溶接手段として使用する。これにより、例えば、スポット溶接手段に検査手段を設けることにより、既設の設備を大幅に変更することなく、溶接および検査を行うことができる。あるいは、複数の溶接工程のうち後段の溶接工程に設けられているスポット溶接手段を前段の溶接工程に対するリカバリ溶接手段として用いることにより、設備投資を抑制することができる。
【００２０】
請求項７に記載した発明によれば、外形が異なる複数種類の検出手段のうち、溶接位置情報取得手段で取得された溶接位置に関する情報に基づいて、使用する検出手段を選択する。例えばスポット溶接手段の溶接チップの太さが異なると、溶接位置の大きさも変化することがある。そのため、溶接位置に関する情報、例えば溶接チップの太さや溶接位置の物理的な配置などに基づいて、大きさの異なる検出手段を切り替える。これにより、例えば検出手段が小さ過ぎて溶接位置の全体の磁束密度の測定ができない、あるいは検出手段が大き過ぎて溶接位置に物理的に届かないといった不具合を抑制することができる。つまり、利便性を向上させることができる。
【００２１】
請求項８に記載した発明によれば、判定手段による判定結果を、溶接を実施したスポット溶接手段と対応付けして履歴データを記憶する。これにより、スポット溶接手段の劣化や消耗度合いなどを把握することができる。また、溶接不良の発生率がどのスポット溶接手段で高いか、あるいは、どの溶接位置において高いかなどの傾向を把握することもでき、品質管理上において有益なデータとなる。
【００２２】
また、スポット溶接手段に異常が生じていると判定した場合、リカバリ溶接手段により溶接を代行するので、整備のためにスポット溶接手段を停止させる必要がある場合であっても、製造ライン全体を停止する必要がない。したがって、生産効率を低下させることがない。
【００２３】
請求項９に記載した発明によれば、検出手段は、表面形状取得手段で取得した溶接位置の表面形状に基づいて、溶接位置に対して垂直方向から磁束密度の分布を検出する。これにより、検出手段の検出方向が溶接位置の表面に対して垂直になり、磁束密度の分布の検出の精度を向上させることができる。この場合、垂直方向とは、対象物の表面に対して正確に９０°である状態だけでなく、若干９０°からずれた範囲をも含んでいる。
【００２４】
請求項１０に記載した発明によれば、保持手段は、検出手段に加わる圧力が規定圧になるように検出手段を保持するとともに、上限圧を超えた場合には圧力が上限圧よりも低くなる待避位置に検出手段を移動する。これにより、検出手段が溶接位置に密着し、検出の精度を向上させることができる。また、保持手段は、圧力が上限値を超えると検出手段を待避するので、検出手段が破損するおそれを低減することができる。
【００２５】
請求項１１に記載した発明によれば、関節部材は、検出手段を溶接位置に押しつけつつ、溶接位置に対して垂直になるように弾性変形する。この場合、関節部材は、支持部材と検出手段の検出部との間に設けられている。これにより、検出手段を溶接位置に密着させることができるとともに、溶接位置の表面形状によらず検出手段を溶接位置の表面に対して垂直方向に配置でき、検出の精度を向上させることができる。この場合、垂直方向とは、対象物の表面に対して正確に９０°である状態だけでなく、若干９０°からずれた範囲をも含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態によるスポット溶接自動検査装置の全体を示す概略図
【図２】第１実施形態における自動車の製造ラインを模式的に示す図
【図３】第１実施形態によるスポット溶接自動検査装置の構成を示す構成図
【図４】第１実施形態における溶接位置の断面構造を模式的に示す模式図で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は磁束密度の変化を示す図
【図５】第１実施形態における検査処理の流れを示す図
【図６】第２実施形態によるスポット溶接自動検査装置の全体を示す概略図
【図７】第３実施形態によるスポット溶接自動検査装置の検出部を模式的に示す図
【図８】第３実施形態による溶接位置の近傍を模式的に示す図
【図９】第４実施形態によるスポット溶接自動検査装置の検出部を模式的に示す図
【図１０】第４実施形態による検出部と対象物との位置関係を模式的に示す図
【図１１】第５実施形態によるスポット溶接自動検査装置の検出部を模式的に示す図
【図１２】第５実施形態による検出部と対象物との位置関係を模式的に示す図
【図１３】その他の実施形態によるスポット溶接自動検査装置の一部を示す概略図で、（Ａ）はリカバリ溶接機および溶接検査機を一台のロボットに設けた状態を示す図、（Ｂ）は１次元移動型のロボットを採用した状態を示す図、（Ｃ）は検出部を可搬型にした構成を示す図、（Ｄ）は、検出部とリカバリ溶接機用の溶接部とを可搬型にした構成を示す図
【図１４】その他の実施形態によるスポット溶接自動検査装置の全体を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明によるスポット溶接自動検査装置の複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。また、以下に説明する複数の実施形態では、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態によるスポット溶接自動検査装置を図１から図５を参照して説明する。
まず、スポット溶接自動検査装置を適用する自動車の製造ラインについて説明する。自動車の製造ラインでは、例えば組み立て工程、溶接工程、塗装工程などの各種の製造工程が実施されている。そのうち、図２に示すように、自動車の製造ライン１の溶接工程では、第一溶接工程、第二溶接工程および第三溶接工程のような複数のサブ溶接工程が実施されている。この製造ライン１には、搬送装置２、複数のスポット溶接機３、溶接用制御装置４が設けられている。搬送装置２は、例えばベルトコンベアなどで構成されており、溶接の対象物である部品を搬送する。
【００２８】
スポット溶接機３は、３次元移動可能な多関節型の溶接用ロボット５と、溶接用ロボット５のアームの先端側に取り付けられている溶接ガン６とを備えている。スポット溶接機３は、各サブ溶接工程に一台または複数台設けられている。なお、溶接用ロボット５および溶接ガン６は周知の構成のものを採用しているため、それらの詳細な説明は省略する。スポット溶接機３は、溶接用制御装置４によって制御されており、搬送装置２によって搬送される各種の部品をスポット溶接により溶接する。具体的には、例えば第一溶接工程のスポット溶接機３は、シャーシ部品７を溶接する。同様に、第二溶接工程のスポット溶接機３はシャーシ部品７に取り付けられたフロント部品８を溶接し、第三溶接工程のスポット溶接機３はシャーシ部品７に取り付けられたドア部品９、ルーフ部品１０、リア部品１１などを溶接する。つまり、各スポット溶接機３は、各サブ溶接工程において追加された部品を順次溶接する。この場合、第一溶接工程においては点Ｐ１および点Ｐ２が溶接位置に相当し、第二溶接工程においては点Ｐ３が溶接位置に相当し、第三溶接工程においては点Ｐ４および点Ｐ５が溶接位置に相当する。
【００２９】
溶接用制御装置４は、溶接用ロボット５および溶接ガン６を溶接箇所に移動させる指示を行うとともに、溶接ガン６による溶接作業を制御する。なお、図１に示す製造ライン１や図２に示す溶接工程および溶接位置は模式的なものであり、各製造工程や部品の種類あるいは溶接位置の数などは必ずしも実際の製造ラインにおけるものを示しているわけではない。例えば、図２の場合、数千箇所ある溶接位置のうち、数箇所の溶接位置のみを示している。
【００３０】
さて、自動車の製造ライン１では、前述のように、全ての溶接が終了した後で、作業員によってタガネにより溶接位置の強度を確認する検査や、目視により溶接状態を検査することが行われている。以下、それらの検査を総称してタガネ検査という。しかし、実際の自動車の場合、構造上重要とされる溶接位置だけでも数百箇所程度にのぼるといわれている。そのため、作業員によって行われるタガネ検査には、膨大な時間がかかる。また、例えば、図２に示した第一溶接工程における溶接位置である点Ｐ１は、第二溶接工程ではフロント部品８により覆われてしまう。同様に、第二溶接工程における溶接位置である点Ｐ３は第三溶接工程ではフロント部品８により覆われてしまい、第三溶接工程では、点Ｐ１〜Ｐ３の全てがドア部品９やルーフ部品１０により覆われてしまうことになる。このように、サブ溶接工程が進行するほど、タガネ検査を行うことが実質的に不可能になるおそれがある。
【００３１】
そこで、本実施形態では、溶接位置を非破壊且つ自動で検査するとともに、追加された部品により覆われてしまう溶接位置をも検査している。図１に示すように、スポット溶接自動検査装置２０は、溶接検査機２１、リカバリ溶接機２２および検査用制御装置２３を備えている。これらのうち、溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２は、サブ溶接工程の工程間、即ち、例えば第一溶接工程と第二溶接工程との間において、製造ライン１にインラインで設けられている。なお、図示は省略するが、溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２は、第二溶接工程と第三溶接工程との間など、他のサブ溶接工程間にも設けられている。
【００３２】
溶接検査機２１は、検査用ロボット２４と検出部２５とを備えている。検査用ロボット２４は、３次元移動可能な多関節型のロボットであり、スポット溶接機３の溶接用ロボット５とほぼ同様の構成のものである。検出部２５は、検査用ロボット２４のアームの先端側に取り付けられている。検出部２５は、詳細な原理の説明は省略するが、前述した特許文献１に開示されているものと同様の構成であり、溶接位置に磁場を印加し、印加した磁場の磁束密度を測定することにより、溶接位置における磁束密度の分布を検出する。
【００３３】
リカバリ溶接機２２は、リカバリ用ロボット２６と溶接ガン２７とを備えている。リカバリ用ロボット２６は、３次元移動可能な多関節型のロボットであり、スポット溶接機３の溶接用ロボット５とほぼ同様の構成のものである。溶接ガン２７は、リカバリ用ロボット２６のアームの先端側に取り付けられており、スポット溶接機３の溶接ガン６と同様に対象物をスポット溶接する。つまり、本実施形態のリカバリ溶接機２２は、実質的にスポット溶接機３と同じ構成でもよい。リカバリ溶接機２２は、各溶接工程のスポット溶接機３により溶接された溶接位置に対する再溶接を実施するために設けられている。具体的には、図１に示す第一検査工程の場合、リカバリ溶接機２２は、第一溶接工程のスポット溶接機３により溶接された溶接位置に対する再溶接を実施する。
【００３４】
検査用制御装置２３は、図３に示すように、制御部２８、検査位置設定部２９、判定部３０、記憶部３１および通信部３２を備えている。制御部２８は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータにより構成されており、例えばＲＯＭや記憶部３１に記憶されているコンピュータプログラムに従ってスポット溶接自動検査装置２０の全体を制御する。具体的には、制御部２８は、検査用ロボット２４に対する駆動指令、検出部２５に対する検査指令、リカバリ用ロボット２６に対する駆動指令および溶接ガン２７に対する再溶接指令などを出力する。
【００３５】
検査位置設定部２９は、通信部３２を介して溶接用制御装置４から取得した溶接位置のうち、何れの溶接位置を検査対象とするかを設定する。検査位置設定部２９は、例えば、溶接用制御装置４から取得した溶接位置の全数、あるいは上述した重要とされる溶接位置を検査対象として設定する。本実施形態では、検査位置設定部２９は、上記した構造上重要とされる溶接位置を検査位置として設定している。検査位置設定部２９は、例えば図示しない操作入力手段からの作業者による操作入力、あるいは、予め記憶部３１などに記憶されている条件などに基づいて検査対象となる溶接位置を設定する。判定部３０は、検出部２５により検出された磁束密度に基づいて、検査対象に設定された溶接位置における溶接の品質を判定する。検査位置設定部２９および判定部３０は、本実施形態では、制御部２８のＣＰＵにより実行されるソフトウェアにより実現されている。
【００３６】
記憶部３１は、例えばハードディスクドライブやメモリカードなどの記憶媒体で構成されている。記憶部３１は、上記したコンピュータプログラムや、検査位置設定部２９により設定された検査対象となる溶接位置の座標データなどを記憶する。座標データは、溶接用制御装置４から溶接用ロボット５に出力された駆動指令の内容、即ち、溶接用ロボット５が溶接ガン６を溶接位置に移動させるためのデータに相当する。通信部３２は、有線あるいは無線の通信媒体により、溶接用制御装置４との間で溶接位置の座標データなどの情報を送受信する。なお、通信部３２と、製造ライン１全体を制御する図示しない中央制御装置とを通信可能に構成し、溶接位置の座標データや搬送装置２で搬送されている部品の位置データなどを中央制御装置から取得するようにしてもよい。
【００３７】
ここで、判定部３０による溶接位置の溶接の良否の判定について説明する。スポット溶接は、一般的に、対象物を加圧しつつ電流を流すことにより溶接を行っている。そのため、例えば鋼板を対象物とした場合、溶接位置である点Ｐ１は、図４（Ａ）に示すような断面構造になる。溶接位置における鋼板４０は、スポット溶接機３の溶接ガン６によって加圧されることにより、その表面がほぼ円形に窪んだ領域であるインデンテーション部４１が形成される。そして、このインデンテーション部４１の内側に、鋼板４０が互いに溶着した領域であるナゲット部４２がほぼ円形に形成される。
【００３８】
さて、スポット溶接においては、溶接位置における溶接の品質、特に、溶接位置における溶着の強度は、ナゲット部４２の大きさＬ１によって判断されることが多い。ナゲット部４２の大きさＬ１は、円形に形成されるナゲット部４２の径に相当する。本実施形態では、判定部３０は、ナゲット部４２の大きさＬ１が基準値よりも大きい場合、溶接位置の品質が良であると判定する。なお、インデンテーション部４１では加圧により厚みが薄くなっているため、インデンテーション部４１の径に相当する大きさＬ２も、溶接位置における構造的な強度に影響する。また、ナゲット部４２の周辺において、鋼板４０同士が圧接された領域である接合部４３の径に相当する大きさＬ３は、ナゲット部４２の大きさＬ１とともに、溶接位置における接合強度に影響する。そのため、判定部３０は、溶接位置の構造的な特性値であるナゲット部４２の大きさＬ１、インデンテーション部４１の大きさＬ２および接合部４３の大きさＬ３に基づいて、溶接の良否を判定するようにしてもよい。具体的には、溶接位置の構造的な特性値から求められる強度が予め定められている判定基準値を上回っていれば良であると判定し、下回っていれば否であると判定することなどが考えられる。
【００３９】
ここで、ナゲット部４２の大きさＬ１の算出方法について簡単に説明する。溶接位置の構造的な特性値は、図４（Ｂ）に示すように、検出部２５により検出される磁束密度の分布により求めることができる。溶接位置における磁束密度は、インデンテーション部４１の外側ではほぼ一定値となる一方、インデンテーション部４１の内側では減少する。つまり、検出部２５により検出される磁束密度は、インデンテーション部４１の内側の領域が減少した凹状の分布を示す。そして、この凹状の分布におけるピーク間の面積Ｓａと、インデンテーション部４１の大きさＬ２とは、強い相関を示すことが知られている。このため、面積Ｓａから、インデンテーション部４１の大きさＬ２を精度よく求めることができる。また、磁束密度を検出すると、対象物例えば鋼板４０の物性に基づいて、リラクタンスや電気抵抗を算出することができる。
【００４０】
そして、スポット溶接自動検査装置２０は、リラクタンスや電気抵抗の分布に基づいて、ナゲット部４２の大きさＬ１および接合部４３の大きさＬ３も求めている。具体的には、図４（Ｂ）に示すリラクタンスのグラフにおけるピーク間の面積Ｓｂに相関するナゲット部４２の大きさＬ１を求め、電気抵抗のグラフにおけるピーク間の面積Ｓｃに相関する接合部４３の大きさＬ３を求めている。各グラフのピーク間の面積Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃと、ナゲット部４２の大きさＬ１、インデンテーション部４１の大きさＬ２および接合部４３の大きさＬ３との相関関係は、予め試験することにより関数やテーブルとして記憶部３１に記憶されている。そして、スポット溶接自動検査装置２０は、これらの構造的な特性値と溶接位置の強度との関係を、予め試験することにより関数やテーブルとして記憶部３１に記憶している。このように、スポット溶接自動検査装置２０は、磁束密度に基づいて構造的な特性値ひいては溶接位置の強度などを求めている。
【００４１】
次に、上記した構成のスポット溶接自動検査装置２０の作用について説明する。なお、以下では、図１に示す第一検査工程を例にして説明する。
検査用制御装置２３の制御部２８は、図５に示す検査処理において、まず溶接位置を取得する（Ｓ１）。制御部２８は、第一溶接工程におけるスポット溶接機３によって溶接が行われた溶接位置に関するデータを座標データとして溶接用制御装置４から取得する。溶接位置を取得すると、制御部２８は、検査位置を抽出する（Ｓ２）。制御部２８は、取得した溶接位置のうち、一部を検査位置として抽出する。なお、同一の製品であれば同一の溶接位置が検査対象であることから、検査位置は、予め検査位置設定部２９により検査処理の前段階で設定されているものとする。
【００４２】
続いて、制御部２８は、検出部２５を検査位置に移動させた後（Ｓ３）、検査を実施する（Ｓ４）。制御部２８は、取得した座標データに基づいて検査用ロボット２４に駆動指令を出力することにより、検出部２５を検査位置に移動させる。そして、制御部２８は、検出部２５に対して磁界を印加する指示および、印加した磁界の磁束密度を検出する指示を出力し、その磁場の磁束密度を検出することにより検査対象となった溶接位置の構造的な特性値であるナゲット部４２の大きさＬ１、インデンテーション部４１の大きさＬ２および接合部４３の大きさＬ３を取得する。
【００４３】
溶接位置の構造的な特性値が取得されると、判定部３０は、上記したように検査対象となった溶接位置における溶接の品質の良否を判定する（Ｓ５）。続いて、制御部２８は、判定部３０による判定結果に基づいて、判定結果が良である場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、全検査対象を検査したかを判定し（Ｓ７）、全検査対象の検査が終了している場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、検査処理を終了する。一方、制御部２８は、全検査対象の検査が終了していない場合には（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ３に移行し、全検査対象の検査が終了するまで上記した検査および溶接の良否の判定を繰り返す。
【００４４】
これに対し、制御部２８は、ステップＳ６において判定部３０による判定結果が否である場合には（Ｓ６：ＮＯ）、その溶接位置に対してリカバリ溶接機２２による再溶接を実施する（Ｓ８）。この場合、リカバリ溶接機２２は、溶接位置あるいは溶接位置の近傍を再溶接する。これにより、スポット溶接機３による溶接が不充分あるいは不良であった溶接位置は、リカバリ溶接機２２により再溶接されることにより、溶接の品質が適切なものになる。具体的には、例えば溶接位置の近傍をリカバリ溶接機２２で再溶接することなどにより、溶接位置の溶接強度を増加させることができる。このとき、取得されたナゲット部４２の大きさＬ１に基づいて、スポット溶接時の加圧度合いや電流の大きさなどの条件を変化させることにより、再溶接箇所に形成されるナゲット部４２の大きさＬ１が基準を満たすようにしてもよい。なお、スポット溶接そのものが不可である場合には、アーク溶接を実施可能なリカバリ溶接機２２を設けておき、アーク溶接による再溶接を行うようにしてもよい。
【００４５】
その後、制御部２８は、ステップＳ７に移行して、全検査対象の検査が終了した場合には検査処理を終了する一方（Ｓ７：ＹＥＳ）、未検査の溶接位置が残っている場合には（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ３に移行して検査を繰り返す。
このように、スポット溶接自動検査装置２０は、溶接検査機２１を用いて検査対象となった溶接位置の非破壊検査および溶接の良否の判定を繰り返し、判定結果が否である溶接位置に対しては、リカバリ溶接機２２による再溶接を実施する。
【００４６】
以上説明したスポット溶接自動検査装置２０によれば、次のような効果を得ることができる。
スポット溶接自動検査装置２０は、検査用ロボット２４に設けられている検出部２５を有する溶接検査機２１と、第２ロボットに設けられている溶接ガン２７を有するリカバリ溶接機２２とを検査用制御装置２３で制御することにより、スポット溶接機３により溶接された溶接位置の検査を行っている。これにより、溶接位置を自動で検査することが可能になり、検査に要する作業時間を大幅に短縮することができる。
【００４７】
また、自動化および高速化が可能になることから、検査に要する時間との兼ね合いから従来は検査しなかった溶接位置の検査も行うことができるようになる。これにより、製品の品質をさらに向上させることができる。
スポット溶接自動検査装置２０は、溶接検査機２１により、溶接位置を非破壊で検査する。従来のタガネ検査の場合、検査対象となった製品は、再利用可能であるものの、検査時に溶接位置にストレスが発生しているおそれがあった。しかし、スポット溶接自動検査装置２０による検査の場合、非破壊で検査していることから検査時にストレスが掛かることが無く、製品の品質に影響を与えることがない。
【００４８】
また、従来では、検査用の製品を例えば月に一台などの割合で製作し、完全に各部品を解体することにより溶接位置の状態を確認する剥離検査が行われていた。この場合、破壊することを前提とした製品を品種毎に製作するため、検査を実施するために膨大なコストがかかっていた。さらに、解体作業に要する時間も膨大なものになっていた。しかし、スポット溶接自動検査装置２０では非破壊検査を採用していることから、破壊を前提とした製品を製作する必要が無くなる。したがって、検査に要するコストをさらに削減することができる。
【００４９】
スポット溶接自動検査装置２０は、検出部２５により検出された磁束密度に基づいて、溶接の良否を判定している。これにより、作業員の経験や勘に頼ることなく溶接位置の検査を実施することが可能になり、製品の品質にばらつきが生じるおそれを低減することができる。
検査位置設定部２９を設けて構造上重要とされる箇所を検査対象として設定しているので、製品の品質を維持したまま作業時間の短縮を図ることができる。勿論、全ての溶接位置を検査対象として設定することもでき、その場合には、製品の品質をさらに向上させることができる。
スポット溶接自動検査装置２０の場合、溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２は、製造ライン１にインラインで設けられている。これにより、対象物を製造ライン１から他の場所に移送する必要が無くなり、検査時間の短縮および作業効率の改善を図ることができる。
【００５０】
溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２は、複数の溶接工程の工程間に設けられている。これにより、前段の溶接工程において溶接された溶接位置が、後段の溶接工程において部品に覆われて検査できなくなるような状態を回避することができる。つまり、前工程で溶接した溶接位置の全てが検査可能な状態で検査を行うことが可能になる。したがって、検査の信頼性をさらに向上させることができる。
さらに、溶接工程間において検査および再溶接を行うことにより、迅速な検査が可能になるとともに、不良品が後段の溶接工程に流れることを防止できる。したがって、製造効率を改善することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に第２実施形態によるスポット溶接自動検査装置を図６を参照して説明する。第２実施形態では、判定部による判定結果を記憶部に履歴データとして記憶し、判定結果が否である溶接が多いと判定されたスポット溶接機の代わりにリカバリ溶接機により溶接を行う点において第１実施形態と異なっている。なお、スポット溶接自動検査装置の構成は第１実施形態とほぼ同様であるので、図１から図４をも参照しながら説明する。
【００５２】
図６に示すように、第２実施形態のスポット溶接自動検査装置５０は、第１実施形態の構成に加えて、各スポット溶接機３に対応して設けられている表示ランプ５１を備えている。この表示ランプ５１は、各スポット溶接機３の状態を作業者に対して報知する報知手段として機能する。具体的には、スポット溶接自動検査装置５０は、各スポット溶接機３に何らかの異常が発生していると判定した場合に表示ランプ５１を点灯させる。なお、報知手段としては、表示ランプ５１以外に、ベルなどの音声により報知する構成であってもよい。
【００５３】
スポット溶接自動検査装置５０は、検査用制御装置２３の記憶部３１に、判定結果に関するデータを時系列的に履歴データとして集計および記憶する。この場合、履歴データとしては、例えば、検査が行われた日時、検査対象とした溶接位置、その溶接位置における溶接位置の構造的な特性値、判定結果である溶接の良否、および判定結果が否である溶接位置を溶接したスポット溶接機３のデータなどが含まれている。なお、履歴データの集計および記憶は、検査用制御装置２３だけでなく上記した図示しない中央制御装置などで行ってもよい。
【００５４】
スポット溶接自動検査装置５０は、記憶部３１に記憶した履歴データに基づいて、スポット溶接機３の状態を判定する。具体的には、スポット溶接自動検査装置５０は、同一のスポット溶接機３において、例えば判定部３０により否である判定された回数が予め定められている上限検出回数を越えたか否か、あるいは連続して否であると判定された回数が予め定められている上限連続検出回数を越えたか否かを判定する。つまり、スポット溶接自動検査装置５０は、判定結果が否である溶接位置の検出回数が不良判定回数に相当する上限検出回数または上限連続検出回数を越えた場合、そのスポット溶接機３に何らかの異常が発生していると判定する。この場合、上限検出回数または上限連続検出回数は、製品ごとに任意に設定すればよい。本来、製造ライン１は、スポット溶接機３などの故障の発生が極力抑制されるように設計されている。そのため、溶接不良の発生は、１回だけでも重大な現象と考えられる。そのため、例えば、上限検出回数または上限連続検出回数をそれぞれ１回に設定してもよい。
【００５５】
スポット溶接自動検査装置５０は、スポット溶接機３に異常が発生していると判定すると、対応する表示ランプを点灯させるとともに、溶接用制御装置４に対して該当するスポット溶接機３を特定可能なデータを通知する。そして、異常が発生していることを通知された溶接用制御装置４は、異常が発生しているスポット溶接機３を停止させるか否かを決定する。溶接用制御装置４は、スポット溶接機３を停止させると決定した場合、停止させるスポット溶接機３で溶接する予定であった箇所を検査用制御装置２３に通知する。そして、検査用制御装置２３は、通知された箇所に対して、スポット溶接機３の代わりにリカバリ溶接機２２により溶接を実施する。
【００５６】
このように、第２実施形態のスポット溶接自動検査装置５０は、単に溶接位置における溶接の良否の判定を行うだけではなく、判定結果を履歴データとして集計および記憶し、スポット溶接機３の状態をも判定している。これにより、例えば表示ランプ５１が点灯したスポット溶接機３に対して迅速なメンテナンスを実施することができる。
スポット溶接機３に異常が生じていると判定した場合にはリカバリ溶接機２２により溶接を代行するので、スポット溶接機３を停止させている場合であっても、製造ライン１全体を停止する必要がない。したがって、生産効率を低下させることがない。
【００５７】
リカバリ溶接機２２を第一実施形態と同様にサブ溶接工程間に設けているので、溶接位置が追加部品で覆われたり、ロボットの駆動が制限されたりすることが無い。これにより、前段例えば第一溶接工程のスポット溶接機３により溶接されるはずの箇所に対して、リカバリ溶接機２２によるスポット溶接を実施することができる。
履歴データを集計および記憶しているので、スポット溶接機３の溶接ガン６の溶接チップの劣化や消耗度合いなどを把握することができる。また、履歴データは、どのスポット溶接機３またはどの位置において不良の発生率が高いかなどの傾向を把握することもできる。つまり、履歴データを品質管理上の有用なデータとして活用できるとともに、スポット溶接機３のメンテナンス時期の工程管理などにも役立てることができる。さらに、後日溶接不良や劣化などの問題が発生した場合に、不良解析のデータとして活用することもできる。
【００５８】
（第３実施形態）
次に第３実施形態によるスポット溶接自動検査装置を図７を参照して説明する。第３実施形態では、溶接位置の近傍の対象物の表面形状を取得し、その表面形状に基づいて検出部を溶接位置に対して垂直方向に配置している点において第１実施形態と異なっている。なお、スポット溶接自動検査装置の構成は第１実施形態とほぼ同様であるので、図１なども参照して説明する。
【００５９】
図７に示すように、第３実施形態によるスポット溶接自動検査装置８０は、リカバリ溶接機２２のアーム部８１の先端側に、検出部２５および３Ｄカメラ８２を備えている。この３Ｄカメラ８２は、溶接位置Ｐ６の表面画像を撮像する撮像手段として機能する。３Ｄカメラ８２は、溶接位置Ｐ６の三次元的な表面形状を撮像する。３Ｄカメラ８２により撮像された溶接位置Ｐ６の表面画像は、例えば検査用制御装置２３（図３参照）により、溶接位置Ｐ６の表面形状の取得に利用される。すなわち、３Ｄカメラ８２は、特許請求の範囲に記載した表面形状取得手段に相当する。この場合、溶接位置Ｐ６の近傍をスポット的に照らす光源を設けるとよい。これにより、工場の照明や他のスポット溶接機の火花などの外乱光によらず、一定の条件で溶接位置Ｐ６を含むその近傍の表面画像を撮像することができる。
【００６０】
検査用制御装置２３は、３Ｄカメラ８２により撮像された溶接位置Ｐ６の表面画像に対して画像処理を施すことにより、図８に示すように、溶接位置Ｐ６近傍の表面形状を算出する。なお、表面形状を算出する方法は、周知の画像処理により行われるので、詳細な説明は省略する。なお、図８では、スポット溶接された対象物７を模式的に１枚の板状に示している。
【００６１】
溶接位置Ｐ６近傍の表面形状を算出すると、スポット溶接自動検査装置８０は、図８に示すように、検出部２５を溶接位置Ｐ６の表面に対して垂直方向に配置する。即ち、検出部２５は、溶接位置Ｐ６の表面に対して法線Ｌ４の方向に配置される。これにより、検出部２５の検出方向が溶接位置Ｐ６に対して垂直となる。例えば図４に示すような溶接位置Ｐ６の大きさＬ１を、測定する場合、斜め方向から検査すると、溶接位置Ｐ６の大きさＬ１が実際よりも大きく検出されてしまう。これに対して、垂直方向から溶接位置Ｐ６を検査することにより、溶接位置Ｐ１の大きさＬ１は、実際の大きさが検出される。すなわち、溶接位置Ｐ６を精度よく検出することができる。
【００６２】
なお、表面形状取得手段として３Ｄカメラ８２を例示したが、例えば複数台のカメラを設けたり、一次元を撮像するいわゆるラインセンサにより溶接位置Ｐ６を走査したり、レーザ変位計などにより溶接位置Ｐ６の表面形状を取得してもよい。即ち、表面形状を取得できれば、どのような方式であってもよい。
【００６３】
（第４実施形態）
次に第４実施形態によるスポット溶接自動検査装置を図９及び図１０を参照して説明する。第４実施形態では、検出部に加わる圧力を検出する圧力検出部を備えている点において第１実施形態と異なっている。なお、スポット溶接自動検査装置の構成は第１実施形態とほぼ同様であるので、図１及び図３なども参照して説明する。
【００６４】
図９に示すように、第４実施形態のスポット溶接自動検査装置は、保持部材９０と圧力センサ９１とを備えている。保持部材９０は、検出部２５を軸方向に移動可能に保持する。保持部材９０は、図示しないロボットのアーム部に取り付けられている。圧力センサ９１は、保持部材９０に保持された検出部２５に加わる圧力を検知する。圧力センサ９１は、例えばロードセルなどの圧力センサにより構成されている。圧力センサ９１は、検査用制御装置２３に接続しており、検知した圧力に応じた信号を検査用制御装置２３に出力する。この保持部材９０は、特許請求の範囲に記載した保持手段に相当し、圧力センサ９１は、特許請求の範囲に記載した圧力検出部に相当する。なお、図９では、信号線や電源線などの記載は省略している。
【００６５】
検出部２５は、対象物７を検査するとき、図１０に示すように保持部材９０に保持された状態で対象物７に押しつけられると、圧力Ｆが加わる。この場合、検出部２５と対象物７との密着性を高めるためには、ある程度の圧力が加わっている方が好ましい。また、検出の信頼性を高めるためには、なるべく同一条件で溶接位置を検査することが好ましい。そこで、検査用制御装置２３は、圧力センサ９１で検知した圧力Ｆに基づいて、保持部材９０の位置を制御する。具体的には、検査用制御装置２３は、圧力Ｆが予め設定されている規定圧になるように保持部材９０の位置を制御する。例えば、対象物７がベルトコンベアなどにより搬送中に検査を行う場合、圧力Ｆが徐々に変化することが予想される。そのような場合、検査用制御装置２３は、保持部材９０の位置を制御することにより、検出部２５に一定の圧力Ｆが加わるように制御する。これにより、常に一定の条件で検査を行うことが可能になる。
【００６６】
一方、検査用制御装置２３は、圧力Ｆが予め設定されている上限圧を超えると、検出部２５が破損するおそれがあるとして、圧力Ｆが上限値より低くなる待避位置に保持部材９０を移動させる。この場合、待避位置は、圧力Ｆがなくなる位置、すなわち、検出部２５が対象物７から完全に離れる位置まで移動させてもよい。
このように、第４実施形態によるスポット溶接自動検査装置は、保持部材９０により保持される検出部２５を、加わる圧力が規定圧になる位置に制御するとともに、上限圧を超えた場合には圧力が上限圧よりも低くなる待避位置に移動する。これにより、検出部２５と対象物７との位置関係を一定にした状態で検査が可能となり、検出の精度と信頼性とを向上させることができる。また、圧力が上限値を超えた場合には検出部２５を待避位置に移動するので、検出部２５が破損するおそれを低減することができる。
【００６７】
（第５実施形態）
次に第５実施形態によるスポット溶接自動検査装置を図１１及び図１２を参照して説明する。第５実施形態では、検出部を関節部材を介して保持している点において第１実施形態と異なっている。なお、スポット溶接自動検査装置の構成は第１実施形態とほぼ同様であるので、図１なども参照して説明する。
【００６８】
図１１に示すように、第５実施形態のスポット溶接自動検査装置は、支持部材１００と関節部材１０１とを備えている。支持部材１００は、図示しないロボットのアーム部の千単位儲けられている。なお、アーム部そのものを支持部材１００として利用してもよい。なお、図１１では、信号線や電源線などの記載は省略している。関節部材１０１は、例えばポリウレタン樹脂などの弾性材料により形成されている。このため、検出部２５が対象物７に接触しているとき、検出部２５が対象物７から受ける力は、関節部材１０１の弾性変形により生じる力と釣り合った状態になる。すなわち、関節部材１０１は、検出部２５を対象物７に押しつけた状態に維持する。また、関節部材１０１は、伸縮することにより、検出部２５に加わる圧力をある程度吸収する。さらに、関節部材１０１は、図１２に示すように、支持部材の軸線Ｌ５と、検出部２５の軸線Ｌ６すなわち対象物７の法線とが一致しない場合、検出部２５を対象物７に密着した状態、且つ、検出部２５が対象物７の垂直方向に配置された状態になるように弾性変形する。
【００６９】
第５実施形態によるスポット溶接自動検査装置は、上記した関節部材１０１を設けたことにより、検出部２５が対象物７に密着した状態で垂直方向に配置する。これにより、検出部２５による検出精度を向上させることができる。
また、関節部材１０１が弾性変形することにより、検出部２５が対象物７に接触する際の衝撃を緩和することができる。さらに、検査時に対象物７が振動あるいは若干移動するような場合であっても、関節部材１０１がその振動や移動による位置ずれを吸収しつつ、検出部２５を対象物７に密着状態に維持する。これにより、検出部２５がずれることなどにより再検査が必要となるおそれを低減することができる。
【００７０】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した各実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において次のように変形または拡張することができる。
スポット溶接機３やリカバリ溶接機２２、検査用ロボット２４の設置台数などは、各実施形態に例示した台数などに限定されず、任意に設置することができる。
各実施形態では構造上重要とされる溶接位置を検査位置として設定したが、勿論、全ての溶接位置を検査対象として設定してもよい。即ち、検査にかかる時間と品質とのバランスを考慮して、検査対象を適宜設定すればよい。
【００７１】
各実施形態では溶接検査機２１に検出部２５を設け、リカバリ溶接機２２に溶接ガン２７を設けた構成を例示したが、例えば図１３（Ａ）に示すように、両者を一台の共用ロボット６０に設けてもよい。これにより、溶接位置の検査の後に迅速に再溶接を行うことができる。また、設置スペースを削減することができる。この場合、溶接工程に設けられているスポット溶接機３をリカバリ溶接機２２として代用する構成としてもよい。
各実施形態では溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２に３次元移動可能な多関節型のロボットを採用した構成を例示したが、例えば図１３（Ｂ）に示すように、溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２に１次元移動可能な一次元ロボット６１を採用する構成としてもよい。また、２次元移動可能なロボットを採用する構成であってもよい。勿論、溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２でそれぞれ移動領域の異なるロボットを採用する構成としてもよい。
【００７２】
各実施形態では溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２にロボットを採用した例を示したが、例えば、図１３（Ｃ）に示すように溶接検査機２１の検出部２５を可搬型とし、作業者が溶接位置の検査を行うようにしてもよい。あるいは、図１３（Ｄ）に示すように、検出部２５および溶接ガン２７を可搬型とする構成としてもよい。勿論、溶接ガン２７だけを可搬型とする構成としてもよい。これにより、各検査工程を設ける設置スペースがない状態であっても、検査および再溶接を実施することができる。なお、検出部２５を可搬型とする構成の場合には、検出対象とした溶接位置を特定するための情報を表示する表示手段や検出対象となる溶接位置を入力する入力手段などを設けるとよい。
【００７３】
各実施形態では溶接検査機２１およびリカバリ溶接機２２を製造ライン１にインラインで設けたが、設置スペースが無い場合などにはオフラインで設けてもよい。その場合、検査対象物を搬送する手間はかかるものの、製品の品質を向上させることができる。
各実施形態ではスポット溶接機３とリカバリ溶接機２２を個別に設けたが、例えば図１４に示すように、第一溶接工程の溶接位置である点Ｐ２が後工程となる第二溶接工程においても再溶接可能な場合などには、リカバリ溶接機２２を第二溶接工程に設けられているスポット溶接機３で代用する構成としてもよい。この場合、溶接検査機２１のみを設けることによりスポット溶接自動検査装置を構成することができる。従って、設備投資に要するコストを削減することができる。
【００７４】
また、再溶接をスポット溶接によって行う場合には、各溶接工程のスポット溶接機３に検出部２５を一体に設け、スポット溶接と検査とを行う構成としてもよい。即ち、各スポット溶接機３に検出部２５を設け、通常の溶接と不良箇所に対する再溶接とを一台の溶接機により行う構成としてもよい。
第２実施形態では溶接用制御装置４により自動でスポット溶接機３を停止させるか否かを決定する構成としたが、表示ランプ５１が点灯したことを確認した作業者による判断に基づいてスポット溶接機３を停止させるか否かを決定する構成としてもよい。
【００７５】
各実施形態ではスポット溶接にて再溶接を行う構成としたが、アーク溶接により再溶接を行う構成としてもよい。
各実施形態では検査位置設定部２９および判定部３０をソフトウェアにより実現する構成としたが、ハードウェアにより実現する構成としてもよい。
通信部３２は、有線あるいは無線の何れか一方で構成してもよいし、それらを混在させてもよい。
リカバリ溶接機２２に関する履歴データを集計および記憶する構成としてもよい。
【００７６】
リカバリ溶接機２２による再溶接後に、再溶接箇所を再検査する構成としてもよい。
大きさの異なる検出部２５を設け、それらを選択するようにしてもよい。例えば、図１に示す点Ｐ１のナゲット部４２の径が５ｍｍ程度であり、点Ｐ２のナゲット部４２の径が１０ｍｍ程度である場合、検出部２５としては１０ｍｍの検出が可能な大きさであればよい。しかし、例えば点Ｐ１が部品の奥まった位置にある場合などには、検出部２５が大き過ぎると、点Ｐ１の測定自体ができないおそれがある。そのため、溶接位置の位置や大きさなどの情報に基づいて検出部２５を選択するようにすれば、点Ｐ１を小さい検出部２５で検出した後、点Ｐ２を大きい検出部２５で検出することができるようになる。溶接位置に関する情報としては、溶接位置の座標、溶接位置に進入可能な検出部２５のサイズ、その溶接位置に形成されると予想されるナゲット部４２の大きさＬ１の予想値などである。具体的には、検査用制御装置２３により溶接用制御装置４から溶接位置が５ｍｍ程度と予想される情報を取得した場合、検査用ロボット２４の近傍に複数の大きさの検出部２５を載置する載置台を設けておき、検査用ロボット２４に５ｍｍのナゲット部４２を検出可能な適切な検出部２５をピックアップさせる構成にしてもよい。この場合、検査用ロボット２４が選択手段として機能し、検査用制御装置２３が溶接位置情報取得手段として機能する。なお、作業者によりその都度検出部２５を適切なものに選択するようにしてもよい。
【００７７】
本発明によるスポット溶接自動検査装置は、各実施形態で例示した自動車の製造ライン１だけでなく、例えば自動二輪車の製造ラインなどにも適用することができる。また、スポット溶接自動検査装置は、例えば自動車本体の製造ラインだけでなく、ドア部品９やルーフ部品１０あるいはリア部品１１などの各部品を製造する製造ラインにおける検査にも適用することができる。
第３実施形態では検出部２５と３Ｄカメラ８２とをロボットのアーム部に設けたが、３Ｄカメラは他の位置に設けてもよい。すなわち、溶接位置Ｐ６の表面形状を取得可能であれば、例えばスポット溶接後に表面画像を撮像可能な位置に設けて予め表面形状を算出し、検査時にその結果に基づいて検出部２５を当該溶接位置に移動させるなど、どのような位置に設けてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
図面中、１は製造ライン、３はスポット溶接機（スポット溶接手段）、６は溶接ガン（スポット溶接手段）、７はシャーシ部品（対象物）、８はフロント部品（対象物）、９はドア部品（対象物）、１０はルーフ部品（対象物）、１１はリア部品（対象物）、２０、５０、７０、８０はスポット溶接自動検査装置、２１は溶接検査機（検出手段）、２２はリカバリ溶接機（リカバリ溶接手段）、２４は検査用ロボット（ロボット）、２５は検出部（検出手段）、２６はリカバリ用ロボット（ロボット）、２７は溶接ガン（リカバリ溶接手段）、２９は検査位置設定部（検査位置設定手段）、３０は判定部（判定手段）、３１は記憶部（記憶手段）、４０は鋼板（対象物）、８２は３Ｄカメラ（表面形状取得手段）、９０は保持部材（保持手段）、９１は圧力センサ（圧力検知手段）、１００は支持部材、１０１は関節部材、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６は溶接位置を示す。
【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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