(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
条件設定画面によって、溶接される材料の種別と材料の厚さの組合せと電極の種別を含む基本的な要素とが選択されたとき、記憶装置に記憶された組み合わせ要素リストの中から合致する組み合わせ例が選択されるように動作する要素選択部と、
選択された組み合わせ例と、強度と美観とを含む追加要素が合わせて入力されたときにはその追加要素とから、溶接条件の計算に必要なパラメータを自動的に抽出するパラメータ抽出部と、
抽出されたパラメータを使用して、具体的な溶接条件を演算処理してその条件を溶接部にセットする演算処理部とを備え、
上記の組み合わせ要素リストに含まれる、全部または一部の組み合わせ例は、予め定められたルールに従って作成されており、
上記の組み合わせ要素リストには、
利用者が過去に実際に選択をした組み合わせ例が含まれ、抽出されたパラメータを含むパラメータリストおよびまたはこれらのパラメータを使用して求められた溶接条件が、その組み合わせ例の属性データとされ、
過去に最適化をした溶接条件から逆に導き出したパラメータが組み合わせ例の属性データとされ、
溶接条件の最適化のための補正に使用する溶接装置に固有の要素とパラメータも、追加要素とされ、
上記のパラメータ抽出部は、選択された組み合わせ例もしくは属性データから上記ルールに従ってパラメータの抽出が可能かどうかを判定し、
上記の演算処理部は、上記ルールに従って作成された組み合わせ例から抽出されたパラメータを使用し、もしくは、上記のルールを守らない組み合わせ例の属性データから読み出されたパラメータを使用して、溶接条件の演算をすることを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
組み合わせ例には文形式で表現されているものを含むことを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
コンピュータを請求項１に記載の条件設定画面と要素選択部とパラメータ抽出部と演算処理部として機能させるコンピュータプログラム。
【請求項４】
請求項３に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接条件を設定するための要素入力操作性を改善した溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高品質な溶接を行うためには、溶接条件を決定するための様々な要素の入力が必要になる。この要素には、例えば、溶接される板や部品の材質や厚み、溶接に使用される電極の種類等がある。これらの要素を正確に入力して溶接条件を求めたうえで、試作をして、その出来ばえから再調整をし溶接条件を最適化するといった作業が要求される。本発明者等は先に、この溶接条件を最適化するための技術を開発した（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許６８１０８２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした溶接条件の設定に必要な要素は、溶接技術に精通している技術者ならば比較的容易に指定できるが、溶接技術に不慣れな作業者には容易でない。何が溶接品質に影響するのか、どのような要素を指定すればよいかが分からないこともある。これから溶接したい材料の何を見てどの要素を入力すれば充分なのか分からないこともある。概略的に溶接条件を求めると、その溶接条件の最適化に長時間を要し、最適値に到達しない場合もある。本発明はこうした問題を解決するために、溶接装置の適切な要素の選択のための操作をより分かりやすくした溶接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】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
【０００６】
条件設定画面によって、溶接される材料の種別と材料の厚さの組合せと電極の種別を含む基本的な要素とが選択されたとき、記憶装置に記憶された組み合わせ要素リストの中から合致する組み合わせ例が選択されるように動作する要素選択部と、
選択された組み合わせ例と、強度と美観とを含む追加要素が合わせて入力されたときにはその追加要素とから、溶接条件の計算に必要なパラメータを自動的に抽出するパラメータ抽出部と、
抽出されたパラメータを使用して、具体的な溶接条件を演算処理してその条件を溶接部にセットする演算処理部とを備え、
上記の組み合わせ要素リストに含まれる、全部または一部の組み合わせ例は、予め定められたルールに従って作成されており、
上記の組み合わせ要素リストには、
利用者が過去に実際に選択をした組み合わせ例が含まれ、抽出されたパラメータを含むパラメータリストおよびまたはこれらのパラメータを使用して求められた溶接条件が、その組み合わせ例の属性データとされ、
過去に最適化をした溶接条件から逆に導き出したパラメータが組み合わせ例の属性データとされ、
溶接条件の最適化のための補正に使用する溶接装置に固有の要素とパラメータも、追加要素とされ、
上記のパラメータ抽出部は、選択された組み合わせ例もしくは属性データから上記ルールに従ってパラメータの抽出が可能かどうかを判定し、
上記の演算処理部は、上記ルールに従って作成された組み合わせ例から抽出されたパラメータを使用し、もしくは、上記のルールを守らない組み合わせ例の属性データから読み出されたパラメータを使用して、溶接条件の演算をすることを特徴とする溶接装置。
【０００７】
＜構成２＞
上記の組み合わせ要素リストに含まれる、全部または一部の組み合わせ例は、予め定められたルールに従って作成されており、パラメータ抽出部は、このルールに従って組み合わせ例から上記のパラメータを抽出することを特徴とする構成１に記載の溶接装置。
【０００８】
＜構成３＞
組み合わせ要素リストに含まれていて、上記のルールに従っていない一部の組み合わせ例には、予め定められたルールに従って作成された、必要なパラメータを含む属性データが、この組み合わせ例に対応付けられて記憶されていることを特徴とする構成２に記載の溶接装置。
【０００９】
＜構成４＞
上記のパラメータ抽出部は、新たに作成された組み合わせ例が上記ルールに従って作成されたものかどうかを判定するとともに、
上記ルールに従って作成された組み合わせ例もしくは上記の属性データから上記のパラメータを抽出することを特徴とする構成３に記載の溶接装置。
【００１０】
＜構成５＞
組み合わせ例は必要な要素を含む記述的な文形式で表現されていることを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載の溶接装置。
【００１１】
＜構成６＞
条件設定画面は、組合せ例を選択できるインデックスリストを表示し、イッデックスリスト中のキーワードを選ぶと、該当する要素全体が読めるように、一時的に要素の表示スペースを拡大することを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の溶接装置。
【００１２】
＜構成７＞
要素選択部は、強度と美観を含む追加要素を受付けて、
上記パラメータ抽出部は、この追加要素から抽出されたパラメータを溶接条件の計算に必要なパラメータに追加することを特徴とする構成１乃至６のいずれかに記載の溶接装置。
【００１３】
＜構成８＞
組み合わせ要素リストには、利用者が過去に実際に選択をした組み合わせ例、または、過去に最適化をした溶接条件から導き出したパラメータリストを属性データとして追記されることを特徴とする構成１乃至７のいずれかに記載の溶接装置。
【００１４】
＜構成９＞
条件設定画面で、いずれかの要素が選択されたとき、該当する要素を含む、文形式の組み合わせ例が生成されて、条件設定画面に表示されることを特徴とする構成１乃至８のいずれかに記載の溶接装置。
＜構成１０＞
コンピュータを構成１に記載の条件設定画面と要素選択部とパラメータ抽出部と演算処理部として機能させるコンピュータプログラム。
【００１５】
＜構成１１＞
構成１０に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体。
【発明の効果】
【００１６】
溶接装置の溶接条件を設定して最適化をする作業に不慣れな利用者も、溶接に必要充分な要素を容易に選択して入力でき、自動的に溶接条件を設定できる。要素選択のための各組み合わせ例に、それぞれ必要な要素を漏れなく含めておけば、それを選択するだけで溶接条件の最適化が容易である。組み合わせ例からパラメータを抽出して溶接条件を算出するので、組み合わせ例に直接溶接条件を対応させたデータベースを設けた場合に比べて、大サイズのデータベースが不要になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の溶接装置の一例を示すブロック図である。
【図２】実施例２の操作画面の説明図である。
【図３】実施例２の次の操作画面の説明図である。
【図４】インデックスの動作説明図である。
【図５】実施例２のさらに次の操作画面の説明図である。
【図６】組合せ要素リストと組み合わせ例の説明図である。
【図７】実施例３のパラメータリストの説明図である。
【図８】パラメータ抽出ルールの説明図である。
【図９】溶接条件の説明図である。
【図１０】実施例４の組み合わせ例の説明図である。
【図１１】実施例５の操作画面の説明図である。
【図１２】上記の処理を実行するコンピュータプログラムの実施例フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
（条件設定画面）
図１は、本発明の溶接装置の基本的な実施例の構成を示す。この装置は、条件設定画面１４と要素選択部１５とパラメータ抽出部１６と演算処理部１８と記憶装置２０と溶接部２２とを備える。条件設定画面１４を使用して、利用者は、これからどのような材料をどのように組み合わせて溶接するかを選択する。図の条件設定画面１４で、材料の材質種別３８と、板厚組合３９と、電極の種別４２とを選択すると、要素選択部１５がその組み合わせ例３４を選択して、パラメータ抽出部１６に渡して演算処理部１８により溶接条件３２の演算処理が実行される。
【００２０】
図１の溶接部２２では、例えば、上側ワーク２４と下側ワーク２６とを重ね合わせたワークを、テーブル型の下側電極２８の上に置いて、ガン型の上側電極３０を押しつけて、電極間に溶接電流を流す。
【００２１】
溶接部２２を制御するための溶接条件３２の演算処理のために、記憶装置２０には、組み合わせ要素リスト３３やその他のデータが記憶されている。組み合わせ要素リスト３３は、条件設定画面１４で選択される様々な組み合わせ例３４を集めたデータベースである。
【００２２】
（要素の組み合わせ例）
要素の組み合わせ例３４は、例えば、溶接される材料の材質種別３８と、板厚組合３９と、上下の電極の種別４２を具体的に示したものである。図１に示した条件設定画面１４で選択された組み合わせ例３４は、SPCC(Steel Plate Cold Commercial)(冷間圧延鋼板)の２枚の板の厚みが共に1.0ｍｍのものを、テーブル電極上で、16ｍｍ径の電極を使用して溶接するという内容のものである。
【００２３】
組み合わせ要素リスト３３には、実際の組み合わせと合致する内容の組み合わせ例３４が条件設定画面１４上で自動的に選択できるように、予め多数の多様な組み合わせ例３４を含めておく。組み合わせ要素リスト３３と組み合わせ例３４の具体例は後で図６を用いて説明する。
【実施例２】
【００２４】
次に、より具体的な条件設定画面１４の例を用いて、組み合わせ例３４を選択する操作の例を説明する。組み合わせ例３４は多数あるから、例えば、図２〜図４に示すようにして、既知の検索機能を利用したインデックスを設けて、簡単に該当するものを見つけて選択できるようにするとよい。この条件設定画面１４では、材質種別３８と板厚組合３９とが、それぞれインデックスリスト４４とインデックスリスト４５とを利用して検索できるようになっている。
【００２５】
まず、図２の条件設定画面１４で、インデックスリスト４４から「ＳＰＣＣ」というキーワードを選ぶ。これにより、このキーワードを含む材質種別３８が選ばれて表示される。その状態を図３に示す。図４にはインデックスリスト４４と材質種別３８のリストの全体図を示した。図３の条件設定画面１４は、一時的に図４に示した材質種別３８の表示スペースを拡大して全体が読めるようにしている。これで、「ＳＰＣＣ×ＳＰＣＣ」を選ぶことができる。
【００２６】
次に、図５に示すように、インデックスリスト４５から、板厚組合３９を選ぶためのキーワード「１.０」を選ぶ。これにより、このキーワードを含む板厚組合３９が選ばれて表示される。このとき、条件設定画面１４は、一時的に板厚組合３９の表示スペースを拡大して全体が読めるようにしている。これで、「１.０×１.２標準」を選ぶことができる。電極の種別４２の種類は少ないのでインデクスは用いず、直接「φ１６R8×Table」を選ぶことができる。
【００２７】
図５に示した要素追加ボタン４６は、必要に応じて利用者が追加要素５６から選択すればよいように準備されている。例えば、溶接部の美観の程度や強度の程度に対する要求がある場合は予め溶接条件のパラメータに含めておくとよい。通常はこの要素まで入力を要求すると分かりにくくなるから、利用者の熟練度に応じて利用するとよい。追加要素も、例えば、美観の程度を上、中、下といった例示をして選択できるようにするとよい。全ての要素の選択が終われば完了ボタン５２を操作する。選択やりなおすときはキャンセルボタン５０を操作する。
【００２８】
図６には組み合わせ要素リスト３３の具体例を示した。組み合わせ要素リスト３３には、利用者が溶接機を使用する全ての態様を具体的に詳細に列挙した組み合わせ要素リスト３３を含めておく。後で説明するように、この組み合わせ要素リスト３３には、利用者が過去に実際に選択をした組み合わせ例３４や、過去に最適化をした溶接条件３２から逆に導き出したパラメータリストを属性データ５４として追記することができる。即ち、利用者の利用履歴に従ってカスタマイズができるように構成されている。
【００２９】
溶接機の溶接条件は、溶接電流と材料に加える電極の圧力と通電時間である。一般には、試作と調整を繰り返して最適な条件を見つける。従って、溶接される材料の種類と厚さ等の要素から、溶接条件の初期値を選び、そこから出発して条件の最適化をする。しかし、この初期値が最適値に近いほど微調整で最適化ができるから、作業時間を節約できる。
【００３０】
このためには、最初にどの要素を入力すればよいかを知ることが重要になる。熟練者であれば、この要素選びが比較的容易であるが、不慣れな利用者には容易でない。上記のように組み合わせ例３４が列挙されていれば、自然に材料の種類や厚みと電極の組み合わせまで、要素として入力することができるようになる。適切な要素の選択に成功すると、以下の要領で最適なパラメータを使用した溶接条件を導きだすことができる。
【実施例３】
【００３１】
（パラメータの抽出）
上記の利用者の操作によって、いずれかの組み合わせ例３４が選択されたら、溶接条件の計算に必要なパラメータを、パラメータ抽出部１６が自動的に抽出する。全ての組み合わせ例３４から自動的にパラメータを抽出するために、組み合わせ例３４の表現方法には一定のルールを設けておく。一定のルールに従えば、自由に組み合わせ例３４を追加することができる。
【００３２】
図７（ａ）は組み合わせ例３４の一例で、（ｂ）はパラメータリスト５８の一例である。材質種別３８と板厚組合３９と電極の種別４２とが選択されてパラメータ抽出部１６が動作すると、この組み合わせ例３４中に表現された全てのパラメータが抽出される。図の（ｂ）の例では、３種類の組み合わせ例３４について、それぞれ抽出されたパラメータを列挙してある。この例では、組み合わせ例３４ごとに抽出後のパラメータに番号を付与して、パラメータリスト５８を生成している。
【００３３】
こうして生成されたパラメータリスト５８は、同一の利用者にその後再使用される場合が多いので、そのまま各組み合わせ例３４の属性データにして保存しておく。さらに、このパラメータを使用して求められた溶接条件も、この属性データとして保存しておくと、演算処理の時間まで短縮できる。
【００３４】
なお、利用者の所有する溶接装置には、それぞれ、条件最適化のための補正に使用する固有の要素やパラメータがある。これは予め記憶装置２０に追加要素５６として別途記憶させておくとよい。その他、自動的に設定できるパラメータもパラメータリスト５８として準備しておくとよい。演算処理部１８は、これらのパラメータを使用して演算処理をし、溶接条件を求める。
【００３５】
図８（ａ）は、条件設定画面１４で選択されたばかりの組み合わせ例３４を示す。図８（ｂ）は組み合わせ例３４を記述するルールである。パラメータ抽出部１６は、例えば、１行目の組み合わせ例３４の最初の区切られた文字列「ＳＰＣＣ×ＳＵＳ」から文字（列）「×」を検出して、その前後のパラメータ「ＳＰＣＣ」と「ＳＵＳ」を抽出する。さらに、次に区切られた文字列「1.0ｍｍ×1.0ｍｍ_制御箱」を検出して、パラメータ「1.0ｍｍ」等を抽出する。この手順で全てのパラメータを抽出する。
【００３６】
図９は、このパラメータを使用した演算の結果得られた溶接条件を示す。パラメータ抽出部１６は、この要領で、組み合わせ例３４に含まれた全てのパラメータを抽出して、演算処理部１８に渡す。演算処理部１８は、例えば、特許文献９に示されたような演算式６２を用いて、溶接条件を求める。これが溶接部２２にセットされるので、その後は実際に溶接を試みてその結果を評価し、微調整をしながら溶接条件３２の更新を繰り返して最適値を求める。
【００３７】
なお、ここで、こうして得られた溶接条件３２を直接導くことができるようなパラメータを含んだ組み合わせ例３４を新たに生成して、既存の組み合わせ要素リスト３３に含めるようにすれば、次回から最短時間で最適化のための溶接条件を得ることができる。
【００３８】
条件設定画面１４には、利用者が、美観を重視するとか強度を重視するとかいった追加要素を受け付けるインタフェースを設けておくこともできる。
【実施例４】
【００３９】
図１０（ａ）は、実施例４の条件設定画面１４で選択される組み合わせ例３４を示す。この実施例では、条件設定画面１４に組み合わせ例３４が記述的な文形式で表示される。不慣れな利用者には、最も分かりやすい選択画面である。文形式で表示される組み合わせ例３４が、一定のルールに従えば、それを自由な形式に記述できる。図１０（ｂ）はそのパラメータの抽出ルール６０の内容を示す。文形式の組み合わせ例３４に含まれる「上電極」「下電極」等の単語を検出して、その前後にあるパラメータを切り出せばよい。これにより、図１０（ｃ）に示すようにパラメータ６６を抽出することができる。
【実施例５】
【００４０】
図１１の条件設定画面１４では、利用者が材質種別３８と板厚組合３９と電極の種別４２とを選択すると、自動的に組み合わせ例３４が生成されて、条件設定画面１４に表示される。この組み合わせ例３４はできるだけ分かりやすい文形式の表現を採用するようにした。必要な要素全てを含むような文を生成する。これにより、不慣れな利用者も設定をした結果を容易に確認出来る。要素の選択に誤りがあれば組み合わせ例３４を確認して解決することができる。例えば、必要な要素が不足していたり誤った要素が選択されている場合には組み合わせ例３４中の該当箇所に着色をしたり、警告メッセージを出力すればよい。
【実施例６】
【００４１】
図１２のフローチャートは、溶接装置の動作例を示す。図１２において、ステップＳ１１では、条件設定画面１４で要素の選択を受ける。ステップＳ１２では、上記の要領で組み合わせ例３４が選択される。ステップＳ１３では、パラメータ抽出部１６がパラメータの抽出をする。ステップＳ１４では抽出可能かどうかという判断をする。ルールにのっとった組み合わせ例３４が選択されれば、ステップＳ１７の処理に移行する。
【００４２】
ルールを守らない組み合わせ例３４が選択されたら、エラー表示をする。これにより、ルールどおりの組み合わせ例３４の追加が促される。しかし、属性データが用意されているケースがあるので、ステップＳ１５で属性データを読み出せるかどうかの判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ１８の処理に移行する。ノーのときはステップＳ１６でエラー表示をして、処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ１７では、美観等の追加要素があるかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ１８の処理に移行する。ノーのときはステップＳ１９の処理に移行する。ステップＳ１８では、追加要素からパラメータの抽出をする。ステップＳ１９では、パラメータを演算処理部１８に送出する。ステップＳ２０では、溶接条件の演算をする。ステップＳ２１では、溶接条件を出力する。
【００４４】
なお、上記実施例に記載した溶接機仕様には、電極の組み合わせの他に、溶接装置のパラメータを含めてもよい。パラメータとしては、例えば、「定置式」、「アームの長さ、高さ、懐サイズ」、「溶接トランスの巻数比」、「下にケーブルが付く（付かない）」が挙げられる。
【符号の説明】
【００４５】
１４  条件設定画面
１５  要素選択部
１６  パラメータ抽出部
１８  演算処理部
２０  記憶装置
２２  溶接部
２４  上側ワーク
２６  下側ワーク
２８  下側電極
３０  上側電極
３２  溶接条件
３３  組み合わせ要素リスト
３４  組み合わせ例
３８  材質種別
３９  板厚組合
４２  電極の種別
４４  インデックスリスト
４５  インデックスリスト
４６  要素追加ボタン
５０  キャンセルボタン
５２  完了ボタン
５４  属性データ
５６  追加要素
５８  パラメータリスト
６０  抽出ルール
６２  溶接条件演算式
６６  抽出パラメータ
【要約】
【課題】溶接装置の適切な要素の選択のための操作を分かりやすくする。
【解決手段】条件設定画面１４によって、溶接される材料の組み合わせと電極の種別４２を含む基本的な要素が選択されたとき、記憶装置２０に記憶された組み合わせ要素リスト３３の中から合致する組み合わせ例３４が選択される。パラメータ抽出部１６は、選択された組み合わせ例３４から、溶接条件３２の計算に必要なパラメータを自動的に抽出する。演算処理部１８は、抽出されたパラメータを使用して、具体的な溶接条件３２を演算処理してその条件を溶接部２２にセットする。
【選択図】図１【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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