(57)【要約】【課題】検査にかかる時間を短縮することができる溶接検査システムを提供する。【解決手段】出射する方向を変化させ、反射された超音波のレベルの波形に基づいて、溶接部のナゲットの状態の適否を判定する溶接検査システムにおいて、超音波を出射する方向の変化のさせ方を２段階の揺動動作に分ける。一方は、所定の方向を中心として、少ない方向に順次変化させる探索揺動動作（Ｓ２１〜Ｓ２４）である。この動作中に検出される反射波のレベルに基づいて、検査に適した出射方向に近い方向が中心出射方向として決定される（Ｓ２２）。他方は、中心出射方向を中心として、より多い方向に順次変化させる判定揺動動作（Ｓ２６〜Ｓ３０）である。探索揺動動作は中心出射方向を中心とするので、ナゲットの状態を早く判定することができる。したがって、ナゲットの状態が適切であれば、溶接部の検査に要する時間を短縮することができる。【選択図】図１
2009222642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査部材の溶接部に超音波を出射し、その反射波を用いて当該溶接部内に形成されたナゲットの状態が適切であるか否かを検査する溶接検査システムであって、
前記溶接部に接触し、前記超音波とその反射波の入出射をするプローブ手段と、
前記超音波の出射方向を、所定の方向を中心とした予め設定された複数の方向に順次変化させる第１の制御手段と、
前記第１の制御手段が前記超音波の出射方向を変化させている期間に、前記プローブ手段によって検出される前記超音波の前記溶接部からの反射波のレベルに基づいて、検査に適した超音波の出射方向に近い方向を中心出射方向に決定する中心出射方向決定手段と、
前記超音波の出射方向を、前記中心出射方向決定手段により決定された前記中心出射方向を中心とした、前記第１の制御手段が変化させる方向より多い予め設定された複数の方向に順次変化させる第２の制御手段と、
前記第２の制御手段が前記超音波の出射方向を変化させている期間に、前記プローブ手段によって検出される前記超音波の前記溶接部からの反射波のレベルの波形に基づいて、当該溶接部のナゲットの状態が適切であるか否かを判定するナゲット状態判定手段と、
を備え、
前記ナゲット状態判定手段により前記ナゲットの状態が適切であると判定されたときに、当該溶接部の検査を終了する、
ことを特徴とする溶接検査システム。
【請求項２】
前記プローブ手段に弾性部材を介在して取り付けられ、前記プローブ手段を前記所定の方向に対して直交する方向に変位させる変位手段と、
前記溶接部に対して略垂直に前記プローブ手段を所定の押圧力で押し当てる押し当て手段と、
をさらに備える、
請求項１に記載の溶接検査システム。
【請求項３】
前記変位手段および押し当て手段はマニピュレータである、
請求項２に記載の溶接検査システム。
【請求項４】
前記中心出射方向決定手段により決定された中心出射方向と前記第２の制御手段が変化させる出射方向とがなす角度は、前記所定の方向と前記第１の制御手段が変化させる出射方向とがなす角度より小さい、
請求項１ないし３のいずれかに記載の溶接検査システム。
【請求項５】
前記中心出射方向決定手段は、前記第１の制御手段が前記超音波の出射方向を変化させ、前記反射波のレベルが所定のレベル以上となったときの出射方向を前記中心出射方向に決定する、
請求項１ないし４のいずれかに記載の溶接検査システム。
【請求項６】
前記中心出射方向決定手段は、前記反射波のレベルが最大となったときの出射方向を前記中心出射方向に決定する、
請求項１ないし４のいずれかに記載の溶接検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査部材の溶接部の検査を行なう溶接検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に用いられる鋼構造物の接合において、従来、スポット溶接が汎用的に用いられている。このスポット溶接では、図１１に示すように、その溶接後において被検査部材Ｗである上板４１及び下板４２の溶接部４３（「スポット痕」ともいう）にナゲットＮが形成される。スポット溶接が適切に行われているか否かの判定は、例えば上記ナゲットＮの状態が適切であるか否かによって行われる。最近では、ナゲットＮの検査に超音波を用いる方法が提案されている。この超音波を用いて検査を行なう場合、被検査部材Ｗの溶接部４３に垂直に超音波を入射させる必要がある。この検査を自動化するための方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００６−１５３７１０号公報には、検査プローブの揺動操作を自動で行って超音波の出射方向を変化させつつ、被検査部材Ｗの溶接部４３からの反射波のレベルの波形（以下、「反射波レベル波形」という。）に基づいて溶接部４３のナゲットＮの状態が適切であるか否かを判定する溶接検査システムが記載されている。
【０００４】
【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】
【０００５】
ところで、溶接部４３のナゲットＮの状態の判定のための反射波レベル波形を得るためには、検査プローブの中心軸を溶接部４３の法線方向に合わせる必要がある。しかし、スポット溶接の電極の磨耗や、スポット溶接時の衝撃で溶接部４３がゆがむ場合があり、溶接部４３の法線方向は一定していない。したがって、検査プローブの中心軸が溶接部４３の法線方向となるように、検査プローブの揺動操作を広い範囲で細かく行なう必要がある。そうすると、１つの溶接部４３の検査を行なうために必要な時間が長くなる場合がある。
【０００６】
例えば、上記溶接検査システムにおいては、検査プローブの揺動操作を１２の方向で行なっており、検査プローブが最適な反射波レベル波形を得られる姿勢（以下、「最適姿勢」という。）となるまでに、最大で１０秒以上かかる。時間短縮のために検査プローブの揺動操作方向を減らした場合、最適姿勢とならない可能性がある。また、検査プローブの揺動操作の速度を増加した場合、検査プローブから入力される信号の処理速度が追いつかないので、断続的な姿勢での反射波レベル波形しか得られず、最適な反射波レベル波形を得られない場合がある。
【０００７】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、検査にかかる時間を短縮することができる溶接検査システムを提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明によって提供される溶接検査システムは、被検査部材の溶接部に超音波を出射し、その反射波を用いて当該溶接部内に形成されたナゲットの状態が適切であるか否かを検査する溶接検査システムであって、前記溶接部に接触し、前記超音波とその反射波の入出射をするプローブ手段と、前記超音波の出射方向を、所定の方向を中心とした予め設定された複数の方向に順次変化させる第１の制御手段と、前記第１の制御手段が前記超音波の出射方向を変化させている期間に、前記プローブ手段によって検出される前記超音波の前記溶接部からの反射波のレベルに基づいて、検査に適した超音波の出射方向に近い方向を中心出射方向に決定する中心出射方向決定手段と、前記超音波の出射方向を、前記中心出射方向決定手段により決定された前記中心出射方向を中心とした、前記第１の制御手段が変化させる方向より多い予め設定された複数の方向に順次変化させる第２の制御手段と、前記第２の制御手段が前記超音波の出射方向を変化させている期間に、前記プローブ手段によって検出される前記超音波の前記溶接部からの反射波のレベルの波形に基づいて、当該溶接部のナゲットの状態が適切であるか否かを判定するナゲット状態判定手段と、を備え、前記ナゲット状態判定手段により前記ナゲットの状態が適切であると判定されたときに、当該溶接部の検査を終了する、ことを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、前記中心出射方向決定手段により検査に適した方向に近い方向が前記中心出射方向に決定される。当該中心出射方向を中心とするので、前記超音波の出射方向を早く検査に適した方向に向けることができ、前記ナゲットの状態を早く判定することができる。したがって、前記ナゲットの状態が適切であれば、前記溶接部の検査に要する時間を短縮することができる。前記第１の制御手段により変化される超音波の出射方向は前記第２の制御手段による場合より少ないので、前記中心出射方向を決定するために必要な時間は短い。また、前記第１の制御手段による出射方向の変化速度を、前記第２の制御手段によるものより早くすると、前記中心出射方向を決定するために必要な時間はさらに短くすることができる。したがって、本構成による検査に要する時間は、初めから前記第２の制御手段により前記所定の方向を中心として前記出射方向を変化させる場合より短くすることができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記プローブ手段に弾性部材を介在して取り付けられ、前記プローブ手段を前記所定の方向に対して直交する方向に変位させる変位手段と、前記溶接部に対して略垂直に前記プローブ手段を所定の押圧力で押し当てる押し当て手段と、をさらに備える。
【００１２】
この構成によると、前記プローブ手段は、前記押し当て手段により前記溶接部に押し当てられつつ、前記変位手段により変位させられることにより、その姿勢が変化させられる。これにより、前記超音波の出射方向は変化させられる。したがって、前記第１の制御手段および第２の制御手段は、前記変位手段により前記プローブ手段を変位させることにより、前記超音波の出射方向を変化させることができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記変位手段および押し当て手段はマニピュレータである。
【００１４】
この構成によると、検査プローブを各溶接部に移動させるマニピュレータが前記変位手段および押し当て手段を兼用するので、前記変位手段および押し当て手段としての装置を別に用意する必要がなくなり、その分のコストを削減することができる。また、検査プローブのマニピュレータへの取付けが簡素化されるので、検査プローブの位置出しの精度が向上する。また、各装置間の信号入出力経路となるケーブル配線が削減される。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記中心出射方向決定手段により決定された中心出射方向と前記第２の制御手段が変化させる出射方向とがなす角度は、前記所定の方向と前記第１の制御手段が変化させる出射方向とがなす角度より小さい。
【００１６】
この構成によると、前記第２の制御手段による出射方向の変化に要する時間を短縮することができる。したがって、前記溶接部の検査に要する時間をさらに短縮することができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記中心出射方向決定手段は、前記第１の制御手段が前記超音波の出射方向を変化させ、前記反射波のレベルが所定のレベル以上となったときの出射方向を前記中心出射方向に決定する。
【００１８】
この構成によると、所定のレベルが適切に設定されていれば、当該中心出射方向は検査に適した方向に近い方向となる。したがって、当該中心出射方向を中心とするので、前記超音波の出射方向を早く検査に適した方向に向けることができ、前記ナゲットの状態を早く判定することができる。したがって、前記ナゲットの状態が適切であれば、前記溶接部の検査に要する時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記中心出射方向決定手段は、前記反射波のレベルが最大となったときの出射方向を前記中心出射方向に決定する。
【００２０】
この構成によると、当該中心出射方向は検査に適した方向により近い方向となる。したがって、当該中心出射方向を中心とするので、前記超音波の出射方向をより早く検査に適した方向に向けることができ、前記ナゲットの状態をより早く判定することができる。したがって、前記ナゲットの状態が適切であれば、前記溶接部の検査に要する時間をより短縮することができる。
【００２１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図１および図２は、本発明に係る溶接検査システムの第１実施形態を説明するための図である。図１はこの溶接検査システムＡ１の全体構成を示すブロック図であり、図２は検査プローブ９近傍の構成を示す図である。溶接検査システムＡ１は、スポット溶接によって形成される溶接部４３のナゲットＮの状態を検査することにより、スポット溶接が適切に施されているか否かの良否判定を行うものである。
【００２４】
溶接検査システムＡ１は、マニピュレータ１、ロボット制御装置２、揺動制御装置３、及び検査判定装置４、ＣＣＤカメラ５、エアシリンダ６、水平揺動装置７、弾性部材８、および検査プローブ９を備えている。溶接検査システムＡ１は、被測定部材Ｗに形成されている複数個の各溶接部４３（スポット痕）に検査プローブ９を順次、移動させて、各溶接部４３のスポット溶接の良否を自動的に判定することができるようになっている。
【００２５】
マニピュレータ１は、検査プローブ９を、例えば図１のＲ方向に移動させて被検査部材Ｗの各溶接部４３に順番に搬送するものである。マニピュレータ１は、いわゆる６軸ロボットであり、フロア等に固定されるベース部材、ベース部材に６本の軸を介して連結された６本のアーム、６本のアームの両端又は片端に設けられた６個の駆動モータ（サーボモータ）、および各駆動モータに設けられたエンコーダによって構成されている（図示省略）。
【００２６】
マニピュレータ１は、ロボット制御装置２からの駆動信号によって６個の駆動モータがそれぞれ回転駆動され、これにより各アームが変位することにより、検査プローブ９を所定の位置に移動させる。マニピュレータ１は、予め設定された教示データに基づいて、被検査部材Ｗの各溶接部４３の上方位置間や待機位置との間で、検査プローブ９を移動させる。各エンコーダは各駆動モータの回転位置を検出してロボット制御装置２に検出信号を出力する。
【００２７】
ロボット制御装置２は、マニピュレータ１の動作およびマニピュレータ１に取り付けられたエアシリンダ６の動作をそれぞれ制御するためのものである。ロボット制御装置２は、マニピュレータ１の各エンコーダより入力された検出信号から各アームの変位状態と先端アームに取り付けられた検査プローブ９の現在位置を認識する。
【００２８】
ロボット制御装置２は、認識された検査プローブ９の現在位置および図示しないメモリに予め記憶されている作業プログラムに基づいて、マニピュレータ１の各駆動モータを駆動制御する。すなわち、ロボット制御装置２のメモリには、作業プログラムとともに、マニピュレータ１の動作軌跡を表す教示データが予め記憶されており、ロボット制御装置２は、被検査部材Ｗの溶接部４３のスポット溶接の検査開始が指示されると、その教示データに基づいて所定のタイミングでマニピュレータ１を動作させる。また、ロボット制御装置２は、エアシリンダ６の駆動を制御する。さらに、ロボット制御装置２は、揺動制御装置３に揺動動作開始を指示し、検査判定装置４に溶接部４３のスポット溶接の良否判定開始を指示する。
【００２９】
マニピュレータ１の先端のアーム１１には、断面視で略Ｖ字状のブラケット１２を用いてＣＣＤカメラ５が取り付けられている。ＣＣＤカメラ５は、検査プローブ９の長手方向の中心軸Ｍ（検査プローブ９から出射される超音波の中心軸に相当）の位置を正確に被検査部材Ｗの各溶接部４３の中心位置に合わせるために用いられるものである。
【００３０】
ＣＣＤカメラ５は、揺動制御装置３に接続されている。揺動制御装置３は、ＣＣＤカメラ５で撮像された撮像信号に対して所定の処理を施して、得られた撮像データに基づいて被検査部材Ｗの溶接部４３（スポット痕）を例えばパターンマッチングの方法によって検出する。揺動制御装置３は、スポット痕が撮像画面の略中心位置に来たときに、検査プローブ９の中心軸Ｍがスポット痕の中心位置の近傍位置に来ていると判断し、その判断結果をロボット制御装置２に送信する。ロボット制御装置２は、その信号に基づいてマニピュレータ１を停止させることにより、検査プローブ９を溶接部４３の中心位置の上方位置に停止させる。
【００３１】
ブラケット１２の本体部１２ａの下部には、エアシリンダ６が取り付けられている。エアシリンダ６は、検査プローブ９を被検査部材Ｗに押し当てる押し当て機構として機能するものであり、図１における上下方向に伸縮自在とされている。エアシリンダ６は、ロボット制御装置２からの駆動信号により駆動され、通常縮退した状態から伸長した状態に変位し、検査プローブ９の先端を所定の押圧力で被検査部材Ｗに押し当てる。
【００３２】
ロボット制御装置２は、マニピュレータ１による検査プローブ９の移動を停止させた後、エアシリンダ６に駆動信号を出力し、検査プローブ９の先端を被検査部材Ｗに押し当てるようにエアシリンダ６を動作させる。なお、このエアシリンダ６によって検査プローブ９が上下動する距離は、エアシリンダ６が伸長したとき、検査プローブ９が被検査部材Ｗに接触しても損傷しない程度に予め定められている。また、エアシリンダ６の停止位置、すなわち、縮退した状態から伸長した状態に変位するときの停止位置及び伸長した状態から縮退した状態に変位するときの停止位置は、図示しない近接スイッチ等によって設定されていてもよい。
【００３３】
エアシリンダ６の下部には、水平揺動装置７が設けられている。水平揺動装置７は、検査プローブ９を中心軸Ｍに対して直交する方向に変位させるものである。水平揺動装置７は、２つの揺動装置からなり、所定の方向（この方向を「Ｘ方向」とする）に検査プローブ９を変位させるＸ方向揺動装置７１と、Ｘ方向と直交する方向（この方向を「Ｙ方向」とする）に検査プローブ９を変位させるＹ方向揺動装置７２とからなる。
【００３４】
Ｘ方向揺動装置７１及びＹ方向揺動装置７２はそれぞれ図示しないモータを有しており、各モータは揺動駆動装置１０からの駆動信号によりそれぞれ独立して駆動される。検査プローブ９の先端が被検査部材Ｗに圧接されていない場合、水平揺動装置７は、検査プローブ９の中心軸Ｍの位置をＸ方向、Ｙ方向又は両方向を組み合せた斜め方向に変位させる。この変位制御は、中心軸Ｍの位置を溶接部４３の中心位置に正確に位置合せする際の微調整に使用される。
【００３５】
また、検査プローブ９の先端が被検査部材Ｗに圧接されている場合、検査プローブ９の先端が溶接部４３の中心位置に固定されるので、水平揺動装置７は、検査プローブ９の基端部（検査プローブ９の弾性部材８に固定されている端部）だけをＸ方向、Ｙ方向又は両方向を組み合せた斜め方向に変位させる。この変位により、検査プローブ９の中心軸Ｍの傾きはＸ方向、Ｙ方向又は両方向を組み合せた斜め方向に変化する。この変位制御は、中心軸Ｍの傾きを変化させて最適姿勢を探索するための揺動動作に使用される。この検査プローブ９の揺動動作の制御については後述する。
【００３６】
揺動駆動装置１０は、制御部１０１と、Ｘ方向揺動装置７１を駆動させるＸ方向駆動部１０２と、Ｙ方向揺動装置７２を駆動させるＹ方向駆動部１０３とによって構成される。制御部１０１は、揺動制御装置３から制御信号が入力されることによって、Ｘ方向駆動部１０２及びＹ方向駆動部１０３によりＸ方向揺動装置７１とＹ方向揺動装置７２とを動作させる。
【００３７】
図２に示すように、水平揺動装置７の下部には、移動板７３が設けられている。移動板７３は、Ｙ方向揺動装置７２に接続されており、Ｘ方向及びＹ方向並びにそれらの方向が組み合わされた方向に変位される。
【００３８】
移動板７３の下面には、略直方体形状の樹脂からなる弾性部材８が取り付けられている。弾性部材８は、弾性変形自在であり、水平揺動装置７と検査プローブ９との間に介在している。したがって、検査プローブ９の先端を被検査部材Ｗに圧接した状態で水平揺動装置７が移動板７３をＸＹ面内で変位させたときに、弾性部材８は当該移動板７３の変位量を一部吸収して検査プローブ９の基端部に伝達する。これにより、検査プローブ９の基端部だけが水平面内で微小変位し、検査プローブ９の中心軸Ｍが溶接部４３の中心位置における被検査部材Ｗの法線方向ｎに対して微小角だけ傾けられる動作を実現する。
【００３９】
なお、弾性部材８の形状は、略直方体形状に限らず、略円柱形状や略三角柱形状等であってもよい。また、弾性部材８としては、例えばゴム等の樹脂が適しているが、上述の検査プローブ９の揺動動作を実現し得る弾性部材であれば樹脂に限定されるものではなく、例えばリン青銅等の弾性性質を有する金属からなる板材やバネ材を用いたものであってもよい。要するに、弾性部材８は、水平揺動装置７の変位力を検査プローブ９に伝達する際の緩衝材として機能させるものであるから、検査プローブ９を適切に揺動させ得る弾性変形特性を有しているものであれば、特に材質は問われないものである。
【００４０】
弾性部材８の下部には、検査プローブ９が設けられている。検査プローブ９は、弾性部材８の下部に取り付けられた弾性変形自在なプローブホルダ９１と、略円筒状の本体９２とを有している。プローブホルダ９１には凹部（図略）が設けられており、この凹部に本体９２の上部が収納されている。なお、弾性部材８とプローブホルダ９１とは、一体的に形成されていてもよい。
【００４１】
検査プローブ９は、ウォーターチャンバー（Water Chamber）式フレキシブルメンブレンプローブ（Flexible membrane Probe）からなる。すなわち、検査プローブ９は、先端（図２では下端）に超音波の出射とその反射波の入射をするための開口が形成された本体９２内に水が充填され、開口をシリコンゴムからなる薄膜で栓をした構成を成している。シリコンゴムは水圧により開口から略半球形状に膨出しており、この膨出部分が検査プローブ９を被検査部材Ｗの溶接部４３に接触させる接触部９３となっている。
【００４２】
本体９２の他端面（上面）寄りの内部には、超音波を発するための発信部（図略）が設けられている。発信部が接触部９３に向かって超音波を発することにより、超音波が接触部９３を介して被検査部材Ｗの溶接部４３に出射される。また、溶接部４３内で反射した超音波（以下、エコーという。）は、接触部９３を介して本体９２に入射され、本体９２内の受信部（図略）に受信される。接触部９３は、水が充填されているので、溶接部４３の形状に応じて接触面がフレキシブルに変化し、極めて高い密着度で安定して溶接部４３に接触できるようになっている。また、本体９２及び接触部９３には水が充填されているので、超音波及びそのエコーが高い効率で溶接部４３との間で伝播され、可能な限り感度低下が抑制されるようになっている。
【００４３】
図１に戻り、検査プローブ９には、検査判定装置４が接続されている。検査判定装置４は、例えばノートブック型のパーソナルコンピュータからなり、検査プローブ９から入力されるエコーを検出した電気信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換し、この信号に基づいてナゲットＮの状態の良否判定を行うものである。良否判定の手順は、検査判定装置４内のメモリ（図略）に記憶された専用のソフトウェアプログラムに組み込まれている。検査判定装置４は、モニタ（図略）を有し、モニタには、検査プローブ９から送信されるエコーの検出信号を表した波形がリアルタイムで表示される。
【００４４】
図３は、検査判定装置４のモニタ画面に表示される波形の例である。このモニタ画面の横軸は時間を示し、モニタ画面の縦軸は波形の波高値（エコーのレベル）を示す。ナゲットの状態（以下、「ナゲット状態」という。）が正常であるときには、同図に示すように、上板４１及び下板４２の板厚に基づく所定の時間間隔Ｄで波形に複数個のピークが繰り返し検出され、これらのピークの波高値を結んだ減衰カーブＣは、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。
【００４５】
検査判定装置４は、エコーのレベルの波形（以下、「エコー波形」という。）に基づいて、ナゲット状態の良否判定を行う。ナゲット状態の良否判定では、検出されるピークの個数、各ピークの波高値Ｈ、各ピーク間の時間間隔Ｄ、本来出現しないピークの有無等を評価することにより行う。なお、ナゲット状態の良否判定の条件は、複数の良好なナゲット状態をサンプル的に検査し、それによって得られたデータから求めるようにしてもよい。
【００４６】
エコー波形によるナゲット状態の良否判定は、検査プローブ９が被検査部材Ｗの溶接部４３に対して適切な方向で押し当てられた状態（最適姿勢）で行われるべきものである。したがって、本実施形態のように検査プローブ９を揺動させて最適な押し当て方向を探索する場合は、その探索により検査プローブ９を最適な方向に設定した後にナゲット状態の良否判定を行うのが基本となる。
【００４７】
しかしながら、検査プローブ９の溶接部４３への押し当て方向の適否は、ナゲット状態の良否判定と同様に、モニタ画面に表示されるエコー波形を観測しながら行われる。本実施形態では、検査プローブ９の基端部を変位させ、何れかの変位位置で正常と判定されるエコー波形が出力されれば、その時点でナゲット状態は正常と判定され、検査プローブ９の溶接部４３への押し当て方向の探索は終了する。また、何れの変位位置でも正常と判定されるエコー波形が出力されなければ、ナゲット状態は不良と判定される。
【００４８】
すなわち、検査プローブ９の溶接部４３への最適な押し当て方向を探索する処理は、実質的に正常なエコー波形が得られるか否かを探索しているので、同時にナゲット状態の良否判定の処理にもなっている。したがって、検査判定装置４は、検査プローブ９の溶接部４３への最適な押し当て方向を探索する処理中においてナゲット状態が正常であると判定される押し当て方向が見つかると、直ちにその探索動作を停止する機能（以下、この機能を「オートフリーズ機能」という。）を有している。そして、本実施形態に係る溶接検査システムでは、このオートフリーズ機能により、被検査部材Ｗの各溶接部４３の良否判定の処理時間が可及的に短縮されるようになっている。
【００４９】
検査判定装置４は、エコー波形を判定しながら検査プローブ９の被検査部材Ｗの溶接部４３に対する押し当て方向を変化させているときに、正常なエコー波形が見つかると、オートフリーズ機能によって、直ちにその判定処理を停止し、判定処理を終了したことを示すオートフリーズ信号をロボット制御装置２に送信する。ロボット制御装置２では、このオートフリーズ信号を受信すると、揺動制御装置３に水平揺動装置７の動作を停止させるための制御信号を送信し、揺動制御装置３はこの制御信号を受けて水平揺動装置７の動作を停止する。
【００５０】
また、検査判定装置４は、検査プローブ９から入力されディジタル化したエコーの検出信号を揺動制御装置３に出力する。
【００５１】
揺動制御装置３は、例えばパーソナルコンピュータからなり、図示しないメモリに記憶された動作プログラム、及びＣＣＤカメラ５で撮像された撮像信号に基づいてスポット痕の位置の検出処理を行う。また、揺動制御装置３は、ロボット制御装置２からの制御信号に基づいて、揺動駆動装置１０を駆動制御して水平揺動装置７を動作させ、検査プローブ９を揺動させる。
【００５２】
本実施形態においては、ナゲット状態の良否判定のための揺動動作（以下、「判定揺動動作」という。）の前に、判定揺動動作の中心を決定するための揺動動作（以下、「探索揺動動作」という。）を行なう点に特徴がある。探索揺動動作では、広い範囲で比較的早く粗い揺動動作が行われる。揺動制御装置３は、探索揺動動作において、エコーのレベルが所定の値を超えたときの検査プローブ９の中心軸Ｍの傾きを次の判定揺動動作の中心に決定し、探索揺動動作を中止する。判定揺動動作では、探索揺動動作において決定された中心軸Ｍの傾きを中心として、狭い範囲で比較的遅く細かい揺動動作が行なわれる。
【００５３】
以下、揺動制御装置３による探索揺動動作について説明する。
【００５４】
揺動制御装置３は、揺動駆動装置１０の駆動を制御して、水平揺動装置７により検査プローブ９の基端部を複数の方向に変位させる。これにより、検査プローブ９の溶接部４３への押し当て方向が被検査部材Ｗの法線方向ｎを中心として変化する。図４は、探索揺動動作における、検査プローブ９の基端部の変位および検査プローブ９の中心軸Ｍの傾きを説明するための図である。
【００５５】
水平揺動装置７は、図４（ａ）に示すように、中心位置Ｐ０を通過しながら複数の円弧を描くような軌道で検査プローブ９の基端部の中心をＸＹ面内で変位させる。なお、同図（ａ）は、検査プローブ９を上方から見た図であり、中心位置Ｐ０がＸＹ座標の原点と一致している。上記軌道は、円弧部分とその円弧で想定される円（点線Ｓ参照）の直径又は半径を示す直線部分とからなり、それらが連続的につながっている。
【００５６】
円Ｓの半径Ｌ（例えば２ｍｍ）及び円Ｓの分割数Ｄ（例えば４）は、揺動制御装置３に予め設定入力されている。なお、円Ｓの半径Ｌ及び円Ｓの分割数Ｄは、揺動制御装置３において設定変更することが可能であり、上記値に限るものではない。半径Ｌ及び分割数Ｄを小さくすると、軌道が短くなるので揺動に要する時間は短縮されるが、探索の範囲が狭く粗くなる。一方半径Ｌ及び分割数Ｄを大きくすると、探索の範囲が広く細かくなるが、軌道が長くなるので揺動に要する時間が長くなる。探索揺動動作は、広い範囲で粗い揺動動作を行うことを目的としているので、半径Ｌは必要な範囲を探索できる長さとし、分割数Ｄは可能な限り小さくすることが望ましい。なお、検査プローブ９の揺動軌道は、上記した軌道に限らず、渦巻き状に中心位置Ｐ０に向かって進行するような軌道等でもよい。
【００５７】
揺動制御装置３は、同図（ａ）に示す軌道を検査プローブ９の基端部の中心が移動するように、揺動駆動装置１０に駆動信号を送信する。揺動駆動装置１０は、その駆動信号に基づいて、水平揺動装置７であるＸ方向揺動装置７１及びＹ方向揺動装置７２を動作させる。両揺動装置７１，７２の各方向の移動動作により、移動板７３が変位し、これにより検査プローブ９の基端部が変位する。
【００５８】
より詳細には、同図（ａ）における上方向をＹ方向とすると、水平揺動装置７は、検査プローブ９の基端部の中心を中心位置Ｐ０からＹ方向に向けて距離Ｌだけ離れた位置Ｐ１に移動させる（ａ参照）。次いで、位置Ｐ１から中心位置Ｐ０に一旦戻るように移動させ（ｂ参照）、中心位置Ｐ０から位置Ｐ１とは逆方向に向けて距離Ｌだけ離れた位置Ｐ２に移動させる（ｃ参照）。なお、位置Ｐ１から中心位置Ｐ０への移動、及び中心位置Ｐ０から位置Ｐ２への移動は、連続的に行われてもよい。
【００５９】
次に、位置Ｐ２から、中心位置Ｐ０からの半径Ｌを一定に保ちながら中心位置Ｐ０のなす角αが９０度になる位置Ｐ３まで検査プローブ９の基端部の中心を円Ｓの周上に沿って移動させる（ｄ参照）。以後、円Ｓの直径上を通って位置Ｐ３から位置Ｐ４へ移動させた後、最後に中心位置Ｐ０に戻るように検査プローブ９の基端部の中心を移動させる。
【００６０】
水平揺動装置７が検査プローブ９の基端部の中心を位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動させるとき（ｂ，ｃ参照）、および位置Ｐ３から位置Ｐ４に移動させるとき、その移動速度はＶ１に保たれる。これは、判定揺動動作の中心を決定するために行なわれるエコーのレベルを監視する処理を適正に行なうためである。探索揺動動作は検査判定装置４での最適なエコー波形を探索するためではないので、移動速度ｖは比較的早い速度を設定することができる。本実施形態では、後述する判定揺動動作時の移動速度ｖ’の２倍の速度である４mm/secが設定されているが、被検査部材Ｗの材質やナゲット径により適宜設定される。なお、中心位置Ｐ０から位置Ｐ１に移動させるとき（ａ参照）、位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動させるとき（ｄ参照）、および位置Ｐ４から中心位置Ｐ０に移動させるときは、移動させることが目的なので、その移動速度に制限はない。
【００６１】
図５は、検査プローブ９の中心軸Ｍの傾きを説明するための図である。同図に示すように、エアシリンダ６によって水平揺動装置７及び検査プローブ９を所定の押圧力Ｐで被検査部材Ｗ側に押し当てた状態で水平揺動装置７により移動板７３をＸＹ面内で変位させると、エアシリンダ６による押圧力Ｐと水平揺動装置７による変位力Ｑとを合成した力（以下、「合成力」という。）が弾性部材８を介して検査プローブ９に伝達される。
【００６２】
検査プローブ９の接触部９３は、エアシリンダ６による押圧力Ｐにより被検査部材Ｗの溶接部４３に圧接されているので、合成力が作用しても移動しない。したがって、中心軸Ｍは、同図に示すように、基端部に作用する合成力の変位力Ｑに平行な成分により接触部９３（同図では溶接部４３の中心位置Ｏ）を支点として被検査部材Ｗの法線方向ｎに対して微小角βで傾けられることになる。
【００６３】
そして、水平揺動装置７が検査プローブ９の基端部の中心を図４（ａ）に示す軌道で変位させるため、中心軸Ｍは、接触部９３を支点として、同図（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に微小角βで＋方向（同図（ｂ）では左上方向）と−方向（同図（ｂ）では右下方向）とに傾けられた後、反時計回りに９０°傾ける方向を変化させて、Ｘ軸方向に微小角βで＋方向（同図（ｂ）では右上方向）と−方向（同図（ｂ）では左下方向）とに傾けられることになる。
【００６４】
揺動制御装置３は、探索揺動動作が行なわれている間、検査判定装置４から入力されるエコーの検出信号を監視している。検査プローブ９の中心軸Ｍが、溶接部４３への最適な押し当て方向である溶接部４３の法線方向に一致した場合に、エコーのレベルは最大となるが、溶接部４３の法線方向から１度以上ずれると、エコーの検出信号はほとんど表れない。本実施形態では、エコーのレベルが所定の値を超えたときに、中心軸Ｍが溶接部４３の法線方向に近づいたと判断して探索揺動動作を中止する。そして、このときの中心軸Ｍの傾きを中心にして、判定揺動動作を行なう。
【００６５】
判定揺動動作は、探索揺動動作と同様に制御されるが、揺動中心からの動作距離Ｌ’、揺動方向の分割数Ｄ’、および移動速度ｖ’が異なる。判定揺動動作は、中心軸Ｍが溶接部４３の法線方向に近づいたところで行なわれるので、動作距離Ｌ’は小さくすることができる。本実施形態では、動作距離Ｌ’を探索揺動動作における動作距離Ｌの例えば１/４としているが、被検査部材Ｗの材質やナゲット径などにより適宜設定される。一方、判定揺動動作では、中心軸Ｍを溶接部４３の法線方向に合わせる必要があるので、揺動方向の分割数Ｄ’を大きくして、細かな揺動動作を行なう必要がある。本実施形態では、例えば１２としているが、確実に検査の判定が行なわれる範囲で最小の分割数となるように適宜設定する必要がある。また、判定揺動動作は検査判定装置４での最適なエコー波形を探索するためのものなので、検査プローブ９から入力される信号の処理速度に合わせる必要がある。したがって、本実施形態では、移動速度ｖ’を２mm/secとしているが、検査判定装置４の処理能力などにより適宜設定される。
【００６６】
図６は、判定揺動動作における、検査プローブ９の基端部の変位を説明するための図である。
【００６７】
中心位置Ｐ０’は、探索揺動動作が中止されたときの検査プローブ９の基端部の中心の位置である。判定揺動動作においては揺動方向の分割数Ｄ’を１２としているので、水平揺動装置７は、検査プローブ９の基端部を中心位置Ｐ０’から１２の方向に移動させる。移動の制御は探索揺動動作の場合と同様であり、同図に示す矢印に従って、中心位置Ｐ０’から順に位置Ｐ１２’まで移動させ、最後に中心位置Ｐ０’に戻るように移動させる。
【００６８】
水平揺動装置７が検査プローブ９の基端部の中心を位置Ｐ０’から位置Ｐ１’に移動させるとき（ａ’参照）、位置Ｐ１２’から中心位置Ｐ０’に移動させるとき、円Ｓ’の周上に沿って移動させるときは、移動させることが目的なので、その移動速度に制限はない。しかし、それ以外の円Ｓ’の直径上を移動させるときは、移動速度ｖ’が適用される。
【００６９】
次に、上記構成における検査手順について、図７および図８に示すフローチャートを参照して説明する。図７は検査手順を説明するためのフローチャートであり、図８は揺動制御装置で行われる揺動動作処理を説明するためのフローチャートである。
【００７０】
まず、検査が開始されると、マニピュレータ１がロボット制御装置２によって駆動され、検査プローブ９が被検査部材Ｗ上を走査するように教示データに基づいて移動される（Ｓ１）。この移動中では、ＣＣＤカメラ５によって被検査部材Ｗの表面が撮像され（Ｓ２）、ＣＣＤカメラ５で撮像された撮像信号は、揺動制御装置３に送られる。
【００７１】
揺動制御装置３では、ＣＣＤカメラ５から送られた撮像信号がディジタル信号に変換され、これに基づいて画像が解析され、被検査部材Ｗに形成されたスポット痕が検出されたか否かが判別される（Ｓ３）。揺動制御装置３においてスポット痕が検出されると（Ｓ３：ＹＥＳ）、揺動制御装置３では画像の解析動作が一旦停止され（Ｓ４）、揺動制御装置３からロボット制御装置２に対して、スポット痕を検出した旨の信号が送られる。
【００７２】
ロボット制御装置２では、揺動制御装置３からスポット痕を検出した旨の信号が送られると、マニピュレータ１の教示データに基づく動作が停止され（Ｓ５）、折り返し、揺動制御装置３に対してマニピュレータ１が一旦停止された旨の信号が送られる。
【００７３】
これにより、揺動制御装置３では、ＣＣＤカメラ５で撮像した画像の再取り込みが行われ（Ｓ６）、スポット痕の輝度重心位置（中心位置Ｏ）が計算され（Ｓ７）、検査プローブ９の中心軸Ｍを中心位置Ｐ０に移動するように揺動駆動装置１０に対して制御信号が出力される。
【００７４】
揺動駆動装置１０では、揺動制御装置３からの制御信号に基づいて、水平揺動装置７を駆動し、検査プローブ９の中心軸Ｍが中心位置Ｐ０に一致するように検査プローブ９を移動させる（Ｓ８）。
【００７５】
次いで、揺動制御装置３では、エアシリンダ６を下降させる旨の信号をロボット制御装置２に送る。ロボット制御装置２では、この信号を受け取ると、エアシリンダ６に対してそれを伸長させる旨の駆動信号が送られ、この駆動信号に応じてエアシリンダ６が伸長される（Ｓ９）。これにより、検査プローブ９が下方に向けて下降され、検査プローブ９の接触部９３がスポット痕の表面と接触する。
【００７６】
検査プローブ９の下降が完了すると、スポット痕のナゲット状態の良否判定が行われる（Ｓ１０）。良否判定については後述する。良否判定が終了すると、ロボット制御装置２では、エアシリンダ６を縮退させ、検査プローブ９を上方向に変位させる（Ｓ１１）。
【００７７】
ロボット制御装置２では、エアシリンダ６の縮退動作が完了した旨の信号がエアシリンダ６から入力されると、検査すべきスポット痕の有無を判別し（Ｓ１２）、検査すべきスポット痕が残っている場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理はステップＳ１に戻り、マニピュレータ１を起動させ、被検査部材Ｗ上の次のスポット痕の検出が開始される。すなわち、ロボット制御装置２では、エアシリンダ６の縮退動作が完了した旨の信号が揺動制御装置３に送られ、揺動制御装置３では、画像の解析が再開される。
【００７８】
一方、ステップＳ１２において、検査すべきスポット痕が残っていない場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、検査動作の終了となり（Ｓ１３）、ロボット制御装置２では、マニピュレータ１を待機位置に移動させ、検査は終了する。
【００７９】
次に、スポット痕のナゲット状態の良否判定について説明する。良否判定は、エアシリンダ６からロボット制御装置２に伸長動作が完了した旨の信号が入力されると開始される。ロボット制御装置２は、揺動制御装置３に揺動動作の開始信号を送信し、検査判定装置４にエコーの検出の開始信号を送信する。揺動動作の開始信号を受信した揺動制御装置３は、図８のフローチャートに示す揺動動作処理を開始する。
【００８０】
まず、水平揺動装置７が駆動され、探索揺動動作が開始される（Ｓ２１）。水平揺動装置７は、図４（ａ）に示したような揺動軌道で検査プローブ９を変位させる探索揺動動作を開始する。図５に示したように、検査プローブ９の接触部９３はエアシリンダ６によって所定の押圧力Ｐで被検査部材Ｗに押し当てられており、検査プローブ９の基端部は水平揺動装置７によって水平方向に変位させられる。したがって、図４（ｂ）に示すように、被検査部材Ｗの法線方向に対して直行する方向（ＸＹ平面）において検査プローブ９の中心軸Ｍが微小角βで傾けられて検査プローブ９の本体９２が揺動するようになる。
【００８１】
次に、検査判定装置４から入力されるエコーのレベルが、所定値を超えたか否かが判別される（Ｓ２２）。検査判定装置４は、エコーの検出の開始信号を受信してから、検査プローブ９に超音波を発振させ、検査プローブ９から入力されるエコーの検出信号をディジタル変換して揺動制御装置３に入力している。揺動制御装置３は、検査判定装置４より入力されるエコーのレベルと予め設定された所定値とを比較している。
【００８２】
エコーのレベルが所定値を超えていない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、探索揺動動作（図４（ａ）に示すＰ０〜Ｐ４を移動する動作）が終了したか否かが判別される（Ｓ２３）。終了していない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、処理はステップＳ２２に戻り、探索揺動動作が継続される。一方、終了した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、探索揺動動作においてエコーのレベルが所定値を超えることがなかったので、スポット痕におけるナゲット状態は不良であると判定され（Ｓ２９）、揺動動作処理が終了される。揺動動作処理が終了すると、揺動制御装置３は、終了した旨の信号をロボット制御装置２に送る。
【００８３】
エコーのレベルが所定値を超えた場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、探索揺動動作は停止される（Ｓ２４）。次に、判定揺動動作のために、揺動中心が変更されて揺動の軌道が設定される（Ｓ２５）。
【００８４】
次に、水平揺動装置７が駆動され、判定揺動動作が開始される（Ｓ２６）。水平揺動装置７は、図６に示したような揺動軌道で検査プローブ９を変位させる判定揺動動作を開始する。このとき、判定揺動動作の開始信号がロボット制御装置２に送信される。開始信号を受信したロボット制御装置２は、検査判定装置４にナゲット状態の良否判定の開始信号を送信する。検査判定装置４は、エコー波形に基づいてナゲット状態の良否判定を行い、ナゲット状態が正常であると判定すると、オートフリーズ機能によって、直ちにその判定処理を停止し、オートフリーズ信号をロボット制御装置２に送信する。ロボット制御装置２は、このオートフリーズ信号を受信すると、揺動制御装置３に停止信号を送信する。
【００８５】
揺動制御装置３においては、ロボット制御装置２から停止信号が入力されたか否かが判別される（Ｓ２７）。停止信号が入力されていない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、判定揺動動作（図６に示すＰ０’〜Ｐ１２ ’を移動する動作）が終了したか否かが判別される（Ｓ２８）。終了していない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、処理はステップＳ２７に戻り、判定揺動動作が継続される。一方、終了した場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、判定揺動動作において検査判定装置４がナゲット状態が適切であると判定できなかったので、スポット痕におけるナゲット状態は不良であると判定され（Ｓ２９）、揺動動作処理が終了される。揺動動作処理が終了すると、揺動制御装置３は、終了した旨の信号をロボット制御装置２に送る。信号を受信したロボット制御装置２は、検査判定装置４にナゲット状態の良否判定の停止信号を送信する。
【００８６】
ロボット制御装置２から停止信号が入力された場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、判定揺動動作は停止され（Ｓ３０）、揺動動作処理は終了される。
【００８７】
次に、溶接検査システムＡ１の作用について説明する。
【００８８】
本実施形態においては、探索揺動動作により判定揺動動作の探索中心を決定するので、判定揺動動作に要する時間が短縮される。揺動動作全体に要する時間についても、判定揺動動作だけの場合より短縮される。
【００８９】
例えば、図６に示す軌道（円Ｓ’の分割数Ｄ’=１２、円Ｓ’の半径Ｌ’＝２ｍｍ）において、移動速度ｖ’＝２mm/secで判定揺動動作を行なった場合、揺動動作終了までに要する最大時間は、｛１２（＝１２×２ｍｍ／２mm/sec）＋α｝秒となる。αは、判定に関係のない移動（図６における位置Ｐ０’から位置Ｐ１’への移動や円Ｓ’の周上に沿って移動）に要する時間である。これらの移動の移動速度はｖ’より十分速い速度のため、αは無視しうる時間である。
【００９０】
図４（ａ）に示す軌道（円Ｓの分割数Ｄ=４、円Ｓの半径Ｌ＝２ｍｍ）において、移動速度ｖ＝４mm/secで探索揺動動作を行なった場合、探索揺動動作終了までに要する最大時間は、｛２（＝４×２ｍｍ／４mm/sec）＋α｝秒となる。続いて、図６に示す軌道（円Ｓ’の分割数Ｄ’=１２、円Ｓ’の半径Ｌ’＝０．５ｍｍ）において、移動速度ｖ’＝２mm/secで判定揺動動作を行なった場合、判定揺動動作終了までに要する最大時間は、｛３（＝１２×０．５ｍｍ／２mm/sec）＋α｝秒となる。したがって、揺動動作全体に要する最大時間は、｛５（＝２＋３）+α｝秒となり、判定揺動動作だけの場合より７（=１２−５）秒（５８．３％）短縮される。
【００９１】
探索揺動動作および判定揺動動作の実際の所要時間の平均値がそれぞれ最大時間の半分だとすると、スポット痕１箇所の検査で、３．５｛＝（１２／２）−（２／２）−（３／２）｝秒の検査時間が短縮される。例えば、自動車１台に約３０００箇所のスポット痕があるので、各スポット痕の検査にかかる時間が３．５秒ずつ短縮された場合、検査時間を約３時間短縮することができる。なお、探索揺動動作における移動速度ｖをより大きくしたり、判定揺動動作における円Ｓ’の半径Ｌ’をより小さくすることにより、揺動動作に要する時間をより短縮することができる。
【００９２】
上記実施形態では、エコーのレベルが所定値を超えずに探索揺動動作が終了した場合（図８におけるステップＳ２３でＹＥＳの場合）、スポット痕におけるナゲット状態は不良であると判定している。しかし、探索揺動動作の軌道から外れた位置で最適姿勢となる可能性もあるので、揺動中心および揺動中心からの動作距離Ｌをそのままにして、判定揺動動作を行うようにしてもよい。
【００９３】
上記実施形態では、探索揺動動作および判定揺動動作の２段階の揺動動作を行なっているが、探索揺動動作をさらに２段階以上の揺動動作としてもよい。
【００９４】
上記実施形態では、探索揺動動作で判定揺動動作の揺動中心を決定してから、判定揺動動作中に検査判定装置４が良否判定を行っているが、探索揺動動作中から検査判定装置４が良否判定を行なうようにしてもよい。この場合は、探索揺動動作中でも、ナゲット状態が正常であると判定されたときにオートフリーズ機能が働くようにする必要がある。
【００９５】
上記実施形態では、エコーのレベルが所定の値を超えたときに探索揺動動作を中止して判定揺動動作を開始しているが、これに限定されない。例えば、エコーのレベルが最大となる検査プローブ９の姿勢を記憶しておき、当該姿勢を中心として判定揺動動作を行うようにしてもよい。この場合、揺動動作処理のフローチャートは、図９のようになる。
【００９６】
まず、水平揺動装置７が駆動され、探索揺動動作が開始され（Ｓ３１）、エコーのレベルの最大値Ｅmaxに初期値としてゼロが入力され、当初の揺動中心の姿勢が記憶される（Ｓ３２）。具体的には、図４（ａ）における中心位置Ｐ０の座標値が記憶される。次に、検査判定装置４から入力されるエコーのレベルＥが最大値Ｅmaxより大きいか否かが判別される（Ｓ３３）。
【００９７】
エコーのレベルＥが最大値Ｅmaxを超えない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、ステップＳ３６に進む。一方、エコーのレベルＥが最大値Ｅmaxを超えた場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、最大値Ｅmaxが更新され（Ｓ３４）、そのときの姿勢が記憶される（Ｓ３５）。具体的には、図４（ａ）における、そのときの検査プローブ９の基端部の中心の座標値が記憶される。
【００９８】
次に、探索揺動動作が終了したか否かが判別される（Ｓ３６）。終了していない場合（Ｓ３６：ＮＯ）、処理はステップＳ３３に戻り、探索揺動動作が継続される。一方、終了した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、記憶されている姿勢を揺動中心として揺動の軌道が設定され（Ｓ３７）、判定揺動動作が行なわれる（Ｓ３８〜Ｓ４２）。ステップＳ３８〜Ｓ４２については、図８に示すフローチャートのステップＳ２６〜Ｓ３０と同様なので、説明を省略する。
【００９９】
この場合、探索揺動動作にかかる時間は増加するが、最適姿勢により近い姿勢を判定揺動動作の中心とするので、最適姿勢に達するまでにかかる時間を削減することができる。したがって、場合により、良否判定にかかる時間をより短縮することができる。
【０１００】
上記実施形態では、探索揺動動作の中止の判断をエコーのレベルが所定の値を超えたか否かで行なっているが、これに限定されない。例えば、所定時間のエコーのレベルの積算値や、所定値を超えたエコーのレベルの積算値を用いてもよい。また、これらの組合せで判断するようにしてもよい。
【０１０１】
上記実施形態では、ロボット制御装置２、揺動制御装置３および検査判定装置４をそれぞれ別の装置としているが、これに限定されない。これらの装置のうちの２つあるいは全部の機能を１つのコンピュータで実現させるように構成してもよい。
【０１０２】
なお、上記実施形態では、エアシリンダ６で検査プローブ９を被検査部材Ｗに押し当てて、水平揺動装置７で検査プローブ９の基端部を変位させているが、これらをマニピュレータ１で行うようにしてもよい。
【０１０３】
図１０は、本発明に係る溶接検査システムの第２実施形態を説明するための図であり、溶接検査システムＡ２の全体構成を示すブロック図である。なお、同図において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。溶接検査システムＡ２は、エアシリンダ６および水平揺動装置７の機能をマニピュレータ１で行なうようにしている点で、溶接検査システムＡ１と異なる。溶接検査システムＡ２は、エアシリンダ６および水平揺動装置７を有さず、水平揺動装置７を駆動するための揺動駆動装置１０も有さない。また、水平揺動装置７を制御する必要が無いので、溶接検査システムＡ１における揺動制御装置３は、位置決め制御のみを行なう位置決め制御装置３’となっている。
【０１０４】
溶接検査システムＡ２は、エアシリンダ６、水平揺動装置７および揺動駆動装置１０を必要としないので、これらの装置にかかるコストを削減することができる。また、検査プローブ９のマニピュレータ１への取付けが簡素化されるので、検査プローブ９の位置出しの精度が向上する。また、各装置間の信号入出力経路となるケーブル配線が削減される。
【０１０５】
上述した実施形態では、検査プローブ９の先端を被検査部材Ｗに押し当てた状態で基端部を変位させることにより超音波の出射方向を変化させていたが、他の方法で超音波の出射方向を変化させるようにしてもよい。
【０１０６】
本発明に係る溶接検査システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る溶接検査システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明に係る溶接検査システムの第１実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】検査プローブ近傍の構成を示す図である。
【図３】ナゲット状態が正常の場合における検査判定装置のモニタに表示される波形図である。
【図４】検査プローブの第１揺動軌跡を説明するための図である。
【図５】傾けられた検査プローブを説明するための図である。
【図６】検査プローブの第２揺動軌跡を説明するための図である。
【図７】第１実施形態にかかる溶接検査システムの検査手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】揺動制御装置で行われる揺動動作処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】他の揺動動作処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明に係る溶接検査システムの第２実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】被検査部材の断面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  マニピュレータ（変位手段、押し当て手段）
２  ロボット制御装置
３  揺動制御装置（第１の制御手段、第２の制御手段、中心出射方向決定手段）
４  検査判定装置（ナゲット状態判定手段）
５  ＣＣＤカメラ
６  エアシリンダ（押し当て手段）
７  水平揺動装置（変位手段）
７１  Ｘ方向揺動装置
７２  Ｙ方向揺動装置
８  弾性部材
９  検査プローブ（プローブ手段）
９２  本体
９３  接触部
１０  揺動駆動装置
Ｎ  ナゲット
Ｗ  被検査部材
【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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