JP2019102086A - 製造環境全体の溶接品質保証を支援するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造環境全体の溶接品質保証を支援するシステム及び方法を提供する。【解決手段】 製造環境全体の溶接品質保証を支援するシステムと方法の実施形態が開示される。１つの実施形態は、製造環境内の製造セルを含み、各製造セルは、セルコントローラと溶接設備を含む。通信ネットワークは、中央コントローラと、製造セルの各々のセルコントローラとの間のデータ通信を支援する。中央コントローラは、通信ネットワークを介して、各製造セルのセルコントローラから実際の溶接パラメータデータを収集し、製造セルの各々の中で溶接されている同じ種類の加工物に関する集合溶接パラメータデータを形成する。中央コントローラは、集合溶接パラメータデータを分析して、更新済みの溶接設定を生成する。更新済みの溶接設定は、通信ネットワークを介して、中央コントローラから製造セルの各々のセルコントローラに通信される。【選択図】なし

Description

関連出願との相互参照／参照による援用
本米国特許出願は、２０１７年１１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／５９２，０７２号の優先権及びその利益を主張するものであり、その開示の全体を参照によって本願に援用する。２０１８年４月１０日に発行された米国特許第９，９３７，５７７号の全体を、参照によって本願に援用する。

本発明の実施形態は、製造環境の複数の製造セルにわたる溶接の品質保証（例えば、溶接品質の修正と妥当性確認）を支援することに関する。

製造環境内の多くの製造セルにわたって同じ種類の加工物を溶接する際、製造セル全体を通じてこれらに溶接された加工物の一貫した品質を保持することは困難でありうる。時間と共に製造セル内の様々な溶接設備の溶接設定が変化し、１つのセルと別のセルとで大きな違いが出る可能性がある。その結果、同じ種類の溶接加工物の品質が１つのセルと別のセルとで異なりかねない。しかしながら、製造環境全体にわたって加工物の一貫した「良好な」品質を保持することが望ましい。

米国特許第９，９３７，５７７号明細書

本発明の実施形態は、製造環境全体の溶接品質保証を支援することに関するシステム及び方法を含む。

１つの実施形態は、製造環境全体の溶接品質保証を支援するシステムを含む。このシステムは、製造環境内の複数の製造セルを含む。複数の製造セルの各製造セルは、セルコントローラと溶接設備を含む。製造セルは、ロボット製造セルでも非ロボット製造セル（例えば、半自動又はマニュアル）でもよい。システムはまた、中央コントローラと、中央コントローラ及び複数の製造セルに動作的に接続された通信ネットワークと、を含む。通信ネットワークは、中央コントローラと複数の製造セルの各々のセルコントローラとの間のデータ通信（例えば、有線及び／又は無線通信）を支援するように構成される。中央コントローラは、通信ネットワークを介して、複数の製造セルの各々のセルコントローラから実際の溶接パラメータデータを収集して、複数の製造セルの各々において溶接されている同じ種類の加工物に関する集合溶接パラメータデータを形成するように構成される。実際の溶接パラメータデータは、複数の製造セルの各々における溶接設備により同じ種類の加工物を溶接するために使用された実際の溶接パラメータの値及び範囲を含む。中央コントローラはまた、集合溶接パラメータデータを分析して、複数の製造セルの各々において溶接されている同じ種類の加工物に関する更新済みの溶接設定を生成するように構成される。中央コントローラはさらに、通信ネットワークを介して、更新済みの溶接設定を複数の製造セルの各々のセルコントローラに通信するように構成される。１つの実施形態において、複数の製造セルの各々の溶接設備は、実際の溶接パラメータデータをセルコントローラに通信し、更新済みの溶接設定をセルコントローラから受信し、更新済みの溶接設定を同じ種類の加工物のその後の溶接に使用するように構成される。実際の溶接パラメータデータ及び更新済みの溶接設定は、例えば溶接電圧、溶接電流、アーク移動速度、ワイヤ送給速度、ワイヤ電極突出し距離、及び溶接波形の値及び範囲を含んでいてもよい。実際の溶接パラメータデータの少なくとも一部は、複数の製造セルの各製造セルの溶接設備のメモリの中に、オペレータが選択した溶接パラメータデータとして記憶されてもよい。１つの実施形態によれば、システムは、複数の製造セルの各製造セルの中に、同じ種類の加工物を溶接するために使用される実際の溶接パラメータの少なくとも１つを検出するように構成された少なくとも１つのセンサを含む。センサは例えば、溶接電圧を検出するように構成された電圧センサ、溶接電流を検出するように構成された電流センサ、アーク移動速度を検出するように構成されたモーションセンサ、ワイヤ送給速度を検出するように構成された速度センサ、電極突出し距離を検出するように構成された視覚センサ、又はガスの流れを検出するように構成されたフローセンサを含んでいてもよい。

１つの実施形態は、加工物を製造するための溶接シーケンスの溶接を支援する製造セルを含む。製造セルは、加工物を製造の少なくとも一部としてロボット溶接を行うように構成されたロボット溶接設備と、人間のオペレータが加工物の製造の少なくとも一部として非ロボット（例えば、マニュアル又は半自動）溶接を行うことができるように構成された非ロボット溶接設備と、を含む。製造セルはまた、加工品を製造するための溶接シーケンスとしてロボット溶接及び非ロボット溶接を行うことに関連付けられたタイミングを制御するように構成された溶接シーケンスコントローラを含むことができる。１つの実施形態によれば、タイミングと溶接シーケンスは、予め決定され、溶接を開始する前に確定される。加工物を製造するために行われる予定の非ロボット溶接の位置は、１つの実施形態によれば、ロボット溶接設備には届かない。１つの実施形態において、溶接シーケンスコントローラは、加工品の製造中に、溶接シーケンスの中で行われる予定のその後の溶接の位置とタイミングの少なくとも１つを、溶接シーケンスの中のそれ以前の溶接の状態に基づいて調整するように構成される。１つの実施形態において、溶接シーケンスコントローラは、加工物の製造中に、溶接シーケンスの中の直前の溶接がロボット溶接され、ロボット溶接設備が仕損じた場合に、行われるべき次の溶接として非ロボット溶接を追加することによって溶接シーケンスを調整するように構成される。非ロボットで行われるべき次の溶接の、加工物上の位置は、直前の溶接の位置と同じである。１つの実施形態において、溶接シーケンスコントローラは、溶接シーケンスの中の直前に行われた溶接が不良か否かを、直前に行われた溶接の少なくとも１つの品質パラメータに基づいて特定するように構成される。１つの実施形態において、溶接シーケンスコントローラは、加工物の製造中に、溶接シーケンスの中の直前の溶接がロボット溶接され、不良であると特定された場合に、行われるべき次の溶接として非ロボット溶接を追加することによって溶接シーケンスを調整するように構成される。非ロボットで行われるべき次の溶接の、加工物上の位置は、直前の溶接の位置と同じである。１つの実施形態において、製造セルは、溶接シーケンスの中の少なくとも１つの溶接に関連付けられる少なくとも１つのセンサを含む。センサは、少なくとも１つの溶接を生成することに関連付けられる少なくとも１つの品質パラメータを検出し、その品質パラメータを溶接シーケンスコントローラに直接又は間接に報告するように構成される。センサは、例えば可視スペクトルセンサ、Ｘ線センサ、レーザセンサ、電磁センサ、赤外線センサ、温度センサ、分光計センサ、又は超音波センサを含んでいてもよい。品質パラメータは、例えば加工物上の溶接位置、溶接ビードの大きさ、溶接ビードの形状、溶接の溶込み、溶接の融着、溶接の気孔、溶接の割れ、溶接の巻き込み、溶接の不連続性、アークプラズマの種類、又はアークプラズマの温度に関していてもよい。

全体的な本発明のコンセプトの様々な態様は、例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明から、特許請求の範囲から、及び添付の図面から容易に明らかとなるであろう。

添付の図面は、本明細書の中に組み込まれてその一部を構成し、本開示の様々な実施形態を示している。図中に示される要素の境界（例えば、ボックス、ボックス群、又はその他の形状）は境界の１つの実施形態を表していると理解されたい。幾つかの実施形態において、１つの要素が複数の要素として示されているかもしれず、又は複数の要素が１つの要素として示されているかもしれない。幾つかの実施形態において、他の要素の内部構成要素として示されている要素は外部構成要素として実装されてもよく、及びその逆でもある。さらに、要素は正確な縮尺で描かれていないかもしれない。

製造環境内の加工物を製造するための製造セルの１つの実施形態を示す。 通信ネットワークを介して中央コントローラと有線通信する複数の製造セルを有する製造環境全体の溶接品質保証を支援するシステムの１つの実施形態を示す。 通信ネットワークを介して中央コントローラと無線通信する複数の製造セルを有する製造環境全体の溶接品質保証を支援するシステムの１つの実施形態を示す。 溶接パラメータデータを中央コントローラに通信する製造セルの１つの実施形態を示す。 更新済みの溶接設定を製造セルに通信する中央コントローラの１つの実施形態を示す。 中央コントローラにより行われてもよい３種類のデータ分析の実施形態を示す。 製造環境の製造セル内の実際の溶接パラメータをモニタするセンサの例示的な実施形態を示す。 製造環境全体の溶接品質保証を支援する方法の１つの実施形態のフローチャートを示す。 製造環境内の加工物を製造するための製造セルの他の実施形態を示す。 製造セル内の溶接シーケンスの溶接を支援する方法の１つの実施形態のフローチャートを示す。 製造セル内で加工物を製造する際に行われる溶接シーケンスの品質パラメータをモニタするセンサの例示的な実施形態を示す。 コントローラ（例えば、本明細書に記載されているシステムの中で使用される中央コントローラ、セルコントローラ、又は溶接シーケンスコントローラ）の例示的な実施形態を示す。

溶接品質保証を支援するためのシステムと方法の実施形態が開示される。例えば、溶接パラメータデータは、すべての製造セル（工場／施設拠点全体）にわたって観察され、分析され、更新済みの溶接設定として個々の製造セルに押し戻すことができ、どの設定で特定の種類の加工物上で高品質の（「良好な」）溶接が行われるかがそこから学習される、より大きい機械群での品質向上の根拠を提供する（これは、１つのみの機械の設定限界と異なる）。このような、より大きなデータセットは、高品質の溶接を生成するための溶接設定を特定するための、よりロバストな溶接パラメータデータセットを提供する。

１つの実施形態は、製造環境内の複数の製造セルを含み、各製造セルはセルコントローラと溶接設備を含む。通信ネットワークは、中央コントローラと、製造セルの各々のセルコントローラとの間のデータ通信を支援する。中央コントローラは、通信ネットワークを介して、製造セルの各々のセルコントローラから実際の溶接パラメータデータを収集する。実際の溶接パラメータデータは、同じ種類の加工物を溶接するために複数の製造セルの各々の中の溶接設備により使用された実際の溶接パラメータの値及び範囲を含む。中央コントローラは、製造セル全体から収集した溶接パラメータデータをまとめ、分析し、製造セルの各々において溶接されている同じ種類の加工物に関する更新済みの溶接設定を生成する。更新済みの溶接設定は、それぞれの溶接設備により使用されるために、通信ネットワークを介して製造セルの各々のセルコントローラに通信される。

本明細書における例と図面は例示のためにすぎず、特許請求の範囲の範囲と主旨によってのみ評価される本発明を限定しようとしているのではない。ここで、その提示は本発明の例示的な実施形態を説明することのみを目的としており、これを限定するためではない図面を参照すると、図１は、製造環境内で加工物を製造するための製造セル１０の１つの実施形態を示す。製造セル１０は、本明細書においては、溶接設備と共に構成されていることに関して詳しく論じられている。溶接設備は、ロボット溶接設備、非ロボット溶接設備（例えば、半自動又はマニュアル）、又はその幾つかの組合せであってもよい。製造セルは、例えばガスメタルアーク溶接（ＧＭＡＷ）、フラックスコアアーク溶接（ＦＣＡＷ）、又はガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）等のプロセスによって加工物を溶接するために使用されてもよいことが想定される。他の実施形態によれば、溶接のための他のプロセスもまた可能である。

図１に関して、製造セル１０は溶接製造セルであり、一般に、フレーム１２と、フレームの中に配置されたロボット１４と、同じくフレームの中に配置された第一及び第二の溶接テーブル、それぞれ１６及び１８と、を含む。製造セル１０は、加工物（部品）２２及び２４を溶接するために有益である。図１に示される実施形態において、フレーム１２は複数の壁及びドアを含み、ロボットと溶接テーブル１６及び１８を取り囲む。平面図で実質的に長方形の形状が示されているが、フレーム１２及びセル１０は、様々な形状をとることができる。

正面アクセスドア２６は、フレーム１２に備え付けられて、フレーム内部へのアクセスを提供する。正面アクセスドア２６は二つ折りの形状をとることができ、この場合、ドアは２つのヒンジセット、すなわち、ドア２６をフレーム１２に取り付ける第一のヒンジセットと、ドアの１つのパネルを他のパネルに取り付ける第二のヒンジセットを含む。それにかかわらず、正面アクセスドア２６は、スライドドア又はスイングドア等、その他の形状をとることもできる。同様に、後方アクセスドア２８もまたフレーム１２に備え付けられる。図の実施形態における後方アクセスドア２８も二つ折りの形状をとることができるが、後方アクセスドアは、正面アクセスドア２６に関して述べたもののような他の形状をとることができる。窓３２は、何れのドアにも提供できる（図では正面ドア２６のみ）。窓は、例えば着色安全スクリーンを含むことができる。

コントロールパネル４０は、フレーム１２の正面ドア２６の付近に提供される。コントロールパネル４０に提供された調節ノブ及び／又はスイッチは、同じくフレーム１２に備え付けられたコントロールエンクロージャ４２の中に格納された制御手段と通信する。コントロールパネル４０上の制御手段は、既知の製造セルで使用される制御手段と同様の方法で、製造セル１０内で行われる動作を制御するために使用できる。

１つの実施形態において、ロボット１４は、支持体上に備え付けられた台の上に備え付けられる。図の実施形態のロボット１４は、溶接テーブル１６及び１８に関して中央にあり、複数の移動軸を含む。希望に応じて、台はタレットと同様に、支持体に関して回転可能である。したがって、ある種の駆動機構、例えばモータ及びトランスミッション（図示せず）を台及び／又は支持体の中に格納して、ロボット１４を回転させることができる。他の実施形態によれば、台の代わりに、例えば溶接シーケンスの溶接を行うために加工物を保持し、（例えば、加工物の回転及び／又は高さの変更を通じて）位置を変えるポジショナを使用してもよい。

１つの実施形態において、溶接ガン６０がロボット１４のアームの先端部に取り付けられる。溶接ガン６０は、当業界で知られているものと同様とすることができる。柔軟なチューブ又は管路６２が溶接ガン６０に取り付けられる。消耗溶接電極ワイヤ６４は、容器６６の中に保管しておくことができ、管路６２を通って溶接ガン６０へと搬送される。ワイヤフィーダ６８はフレーム１２に備え付けられ、溶接ガン６０への消耗溶接ワイヤ６４の搬送を容易にする。ロボット１４はフレーム１２の基部又は下側部分に備え付けられているように示されているが、希望に応じて、ロボット１４はフレームの上部構造に取り付けて、製造セル１０の中へと吊り下げられるようにすることもできる。１つの実施形態において、溶接作業用の溶接電源７２は、フレーム１２に接続されてその一部とすることのできるプラットフォーム７４に取り付けられ、その上に載る。

図１の実施形態において、センサ６１は溶接ガン６０の付近に備え付けられる。例えば、１つの実施形態によれば、センサ６１は、溶接作業中に溶接電圧（１つの種類の溶接パラメータ）を検出するように構成された電圧センサである。他の実施形態において、センサ６１は、おそらく製造セル１０の中の別の箇所に備え付けられる異なる種類のセンサであってもよい。例えば、センサ６１は、溶接ガン６０（及び溶接ガン６０により生成されるアーク）の移動速度を検出するための（例えば、加速度計を有する）モーションセンサ、ワイヤ送給速度を検出するための速度センサ（例えば、ワイヤフィーダ６８へのＲＰＭ出力を有するモータ）、電極突出し距離を検出するように構成された視覚センサ（例えば、カメラ）、又はガスの流れ（例えば、シールドガスの流速）を検出するためのフローセンサであってもよい。一般、製造セル全体を通じて、複数のセンサを使用し、溶接作業中の実際の溶接パラメータを検出することができる。センサにより検出された溶接パラメータは、製造セル１０の溶接電源及び／又はコントローラに（例えば、有線又は無線で）通信されてもよい。幾つかの実施形態によれば、センサフュージョン又はデータフュージョン法を利用して、２つ又はそれ以上のセンサからのデータを組み合わせて、加工物への溶接作業に関連付けられる溶接パラメータデータを生成してもよい。さらに、溶接パラメータデータは、人間のオペレータにより選択され、溶接設備のメモリ（例えば、コントロールエンクロージャ４２内のメモリ４３）に記憶され、加工物上で溶接を行うために溶接設備により実際に使用される溶接パラメータを表すデータを含むことができる。

図１において、他のセンサ６３が加工物２２の付近に備え付けられて、加工物２２上で行われる溶接の品質パラメータの品質を観察する。１つの実施形態によれば、センサ６３は、加工物２２上で行われる溶接を観察するように構成される。例えば、センサ６３は、可視スペクトルセンサ（例えば、カメラ）、Ｘ線センサ、レーザセンサ、電磁センサ、赤外線センサ、温度センサ、分光計センサ、又は超音波センサであってもよい。品質パラメータは、例えば加工物／部品２２上の溶接位置、溶接ビードの大きさ、溶接ビードの形状、溶接溶込み、溶接の融着、溶接の気孔、溶接の割れ、溶接の巻き込み、溶接の不連続性、アークプラズマの種類、又はアークプラズマの温度に関していてもよい。このような検出は、幾つかの実施形態によれば、溶接中及び／又は溶接後に行うことができる。幾つかの実施形態によれば、センサフュージョン又はデータフュージョン方式を利用して、２つ又はそれ以上のセンサからデータを組み合わせて、溶接に関連する品質パラメータデータを生成してもよい。さらに、１つの実施形態において、オペレータが溶接設定を容易に変更できるようにするためのユーザインタフェースが提供される。例えば、使用者は、加工物に特定の溶接を行うことに関連付けられた１つ又は複数の溶接設定を、より高品質の溶接が行われるように変更してもよい。ユーザインタフェースは、１つの実施形態によれば、例えばコントロールパネル４０であってもよい。

セルコントローラ７６は、製造セル１０の溶接設備（ロボット１４を含む）の様々な部分と通信し、これらを制御し、プラットフォーム７４の上に載り、それに備え付けられる。例えば、セルコントローラ７６は、１つの実施形態によれば、コントロールエンクロージャ４２のコントローラ及び電源７２と通信できる。セルコントローラ７６はまた、外部中央コントローラと通信するように構成され、これについては本明細書中で後述する。１つの実施形態において、セルコントローラ７６と、例えば溶接設備（例えば、溶接電源７２）は、相互に通信してもよい（データを交換）。１つの実施形態によれば、溶接設備は、実際の溶接パラメータデータをセルコントローラ７６に通信してもよく、セルコントローラ７６は、更新済みの溶接設定を溶接設備に提供してもよい。セルコントローラ７６は、各種の実施形態によれば、多くの異なるデバイス（ロボット、電源、コントロールエンクロージャ、ツーリング、センサ、その他）から、有線及び／又は無線でデータを収集してもよい。

図２は、通信ネットワーク２３０を介して中央コントローラ２２０と有線通信する複数の製造セル２１０を有する製造環境全体を通じた溶接品質保証を支援するシステム２００の１つの実施形態を示す。例えば、製造セル２１０の各々は、溶接設備を支援し、セルコントローラ（例えば、図１のセルコントローラ７６と同様）を有する図１の製造セル１０と同様であってもよい。図２の実施形態において、通信ネットワーク２３０を介した製造セル２１０と中央コントローラ２２０との間の通信は、有線通信（例えば、銅線又は光ファイバ）を介して行われる。同様に、図３は、通信ネットワーク３３０を介して中央コントローラ３２０と無線通信する複数の製造セル３１０を有する製造環境全体を通じた溶接品質保証を支援するシステム３００の１つの実施形態を示す。無線及び有線通信の組合せを有するシステムの実施形態もまた可能である。１つの実施形態において、製造セル２１０及び／又は３１０はロボット製造セルである。他の実施形態において、製造セル２１０及び／又は３１０は、人間の使用者が操作して、加工物上に溶接を生成する非ロボット（例えば、半自動又はマニュアル）製造セルである。また別の実施形態において、製造セル２１０及び／又は３１０は、ロボット及び非ロボット双方の溶接設備を含む。

再び図２と、図３を参照すると、１つの実施形態によれば、各製造セル２１０（又は３１０）はセルコントローラ（例えば、図１のセルコントローラ７６と同様）を含む。各セルコントローラと同様と中央コントローラ２２０（又は３２０）は、図１２のコントローラ１２００（本明細書で後述する）と１つ又は複数の特長を共有してもよい。通信ネットワーク２３０（又は３３０）は、例えば、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット、又はその何れかの組合せとして構成されてもよく、様々な実施形態によれば、例えばサーバコンピュータ、ネットワークストレージデバイス、無線ルータ、モデム、又はそれらの何れかの組合せを含んでいてもよい。各製造セル２１０（又は３１０）のセルコントローラは、通信ネットワーク２３０（又は３３０）を介して中央コントローラ２２０（又は３２０）と通信するように構成される。

１つの単純な（最低限の）実施形態において、通信ネットワーク２３０は、例えば、中央コントローラ２２０及び製造セル２１０におけるデジタル通信回路間に接続されるデジタル通信ケーブル（例えば、銅線又は光ファイバ）として構成されてもよい。デジタル通信回路は、デジタル通信ケーブル上で中央コントローラ２２０と製造セル２１０との間でデジタルデータを送受信するように構成される。また、単純な（最低限の）実施形態において、無線通信ネットワーク３３０は、例えば、中央コントローラ３２０と製造セル３１０における無線通信デジタル回路に接続される無線アンテナとして構成されてもよい。無線デジタル通信回路は、アンテナを介して中央コントローラ３２０と製造セル３１０との間にてデジタルデータで符号化された無線信号（例えば、Ｗｉｆｉ信号）を送受信するように構成される。したがって、各種の実施形態によれば、通信ネットワーク２３０（及び３３０）は、中央コントローラ２２０（及び３２０）と製造セル２１０（及び３１０）から離れて、及び／又は中央コントローラ２２０（及び３２０）と製造セル２１０（及び３１０）に配置された要素を有していてもよい。

製造セルのセルコントローラ（例えば、図１のセルコントローラ７６）は、製造セルのための通信ハブとして機能し、その製造セルに関する実際の溶接パラメータデータのすべてを収集する。中央コントローラ２２０（又は３２０）は、経時的に製造環境全体にわたる製造セル２１０（又は３１０）から実際の溶接パラメータデータを収集して、製造環境全体にわたる複数の製造セルの各々において溶接されている同じ種類の加工物のための集合溶接パラメータデータを形成する。実際の溶接パラメータデータは、同じ種類の加工物を溶接するために複数の製造セルの各々における溶接設備により使用される（検出された、及び／又は使用者が選択した）実際の溶接パラメータの値及び範囲を含む。実際の溶接パラメータは、例えば溶接電圧、溶接電流、移動速度、ワイヤ送給速度、電極突出し距離、及びガス流速を含んでいてもよい。各種の実施形態によれば、実際の溶接パラメータの値は、加工物上に溶接するための溶接と同じでも異なっていてもよい。したがって、１つの実施形態によれば、集合溶接パラメータデータは、特定の加工物の種類に関する特定の溶接位置ごとに記憶される。

図４は、中央コントローラ２２０が製造環境全体にわたる複数の製造セルから溶接パラメータデータを収集する際に、中央コントローラ２２０に溶接パラメータデータ４００を通信する製造セル２１０の１つの実施形態を示す。図５は、更新済みの溶接設定５１０を製造セル２１０に通信する中央コントローラ２２０の１つの実施形態を示す。図４及び図５を参照すると、中央コントローラ２２０は、複数のセルから溶接パラメータデータ４００を収集し、集合溶接パラメータデータ（ＡＷＰＤ）５００を形成する。中央コントローラ２２０は、集合溶接パラメータデータ（ＡＷＰＤ）５００を分析して、更新済みの溶接設定５１０を生成し、これが製造環境内の複数の製造セル２１０の各々に通信される。実際の溶接パラメータと同様に、更新済みの溶接設定は、例えば溶接電圧、溶接電流、移動速度、ワイヤ送給速度、電極突出し距離、及びガス流速についての値及び範囲の選択可能な設定を含んでいてもよい。更新済みの溶接設定は、行われる溶接の性質に応じて、特定の種類の加工物に対して行われる各溶接について同じでもよく、又は異なっていてもよい。

１つの実施形態によれば、集合溶接パラメータデータは、製造環境全体にわたって同じ種類の加工物上に「良好な」品質の溶接を行うために使用された実際の溶接パラメータを表す。他の実施形態によれば、収集された溶接パラメータデータは、例えば「良好な」品質の溶接からのものか、又はそうでないものとタグ付けされる。このようにして、結果として得られた更新済みの溶接設定５１０は、「良好な」品質の溶接を生成する溶接設定の値及び範囲を表すべきである。

図６Ａ、６Ｂ、及び６Ｃは、更新済みの溶接設定を生成するために集合溶接パラメータデータ（ＡＷＰＤ）に対して中央コントローラにより実行されてもよい３種類のデータ分析の実施形態を示す。第一の種類の分析６１０は統計的分析である。例えば、１つの実施形態において、（製造環境全体にわたる製造セル中で同じ種類の加工物上に特定の溶接を行うために使用される特定の実際の溶接パラメータに関して、製造環境全体で収集された）実際の溶接パラメータデータの平均又は標準偏差が、統計的手法を使って計算される。すると、平均及び標準偏差は、特定の溶接パラメータに関する更新済みの値及び範囲（設定）を生成するために使用される。第二の種類の分析６２０は回帰分析であり、第三の種類の分析６３０はクラスタ分析である。同様にして、回帰分析又はクラスタ分析の結果として計算された特長は、特定の溶接パラメータに関する更新済みの値及び又は範囲設定を生成するために使用されてもよい。他の実施形態によれば、その他の種類の分析も可能であってよい。

各溶接パラメータに関して、更新済みの溶接設定は、通信ネットワークを介して中央コントローラから製造環境内の製造セルの各々のセルコントローラに通信される。１つの実施形態において、各セルコントローラは、更新済みの溶接設定をそれぞれの製造セルの各々の中の溶接設備に通信し、溶接設備は（例えば、溶接設備のメモリに記憶された）この更新済みの溶接設定を、同じ種類の加工物の加工物に対してその後の溶接を行うために使用する。例えば、非ロボットの場合、使用者には、同じ種類の加工物上に特定の溶接を生成する溶接作業を実行するための更新済みの溶接設定の、選択可能な値及び範囲が提示される。使用者は、更新済みの溶接設定から選択を行う。ロボットの場合、製造セルのセルコントローラは、ロボット溶接設備が、同じ種類の加工物上に特定の溶接を生成する溶接作業を実行するために、更新済みの溶接設定により定められる溶接パラメータだけを使用するように限定する。このようにして、製造環境全体で「良好な」品質の溶接を生成するために過去に使用された実際の溶接パラメータに基づく更新済みの溶接設定を使用することにより、同じ種類の加工物上に生成されるその後の溶接は、「良好な」品質となる機会が増えるはずであり、製造環境全体を通じて一定の品質が保持されるはずである。更新済みの溶接設定は、使用者及び／又はロボットシステムが、更新済み溶接設定の値及び範囲から外れた、「粗悪な」品質の溶接の原因となる可能性のあるような溶接設定を使用しないようにする。

図７は、製造環境の製造セル内の実際の溶接パラメータをモニタするためのセンサ（例えば、図１のセンサ６１）の例示的な実施形態を示す。センサは、製造セル内、又は製造セルの設備内の様々な場所に備え付けられる異なる種類のものであってもよい。例えば、１つの実施形態によれば、図７を参照すると、電圧センサ７１０は、溶接作業中に溶接電圧（１つの種類の溶接パラメータ）を検出するように構成される。さらに、電流センサ７２０は、溶接電流を検出するように構成され、モーションセンサ７３０（例えば、加速度計を有する）は、溶接ガン（及び溶接ガンにより生成されるアーク）の移動速度を検出するように構成され、速度センサ７４０（例えば、ワイヤフィーダへのＲＰＭ出力を有するモータを有する）は、ワイヤ送給速度を検出するように構成され、視覚センサ７５０（例えば、カメラ）は、電極突出し距離を検出するために構成され、フローセンサ７６０は、ガス流（例えば、シールドガスの流速）を検出するように構成される。一般に、製造セル全体で様々な種類の複数のセンサを使用し、実際の溶接パラメータを検出することができる。このような検出は、溶接作業中に行うことができる。センサにより検出された溶接パラメータは、製造セルの溶接電源及び／又はセルコントローラに（例えば、有線又は無線で）通信されてもよい。幾つかの実施形態によれば、センサフュージョン又はデータフュージョン法を（例えば、セルコントローラ又は中央コントローラの中で）利用し、２つ又はそれ以上のセンサからのデータを組み合わせて、加工物に対する溶接作業に関連付けられる溶接パラメータデータを生成してもよい。

図８は、製造環境全体にわたる溶接品質保証を支援する方法８００の１つの実施形態のフローチャートを示す。方法８００は、ブロック８１０で、通信ネットワークを介して、製造環境全体の複数の製造セルの各々から実際の溶接パラメータデータを集合し、複数の製造セルの各々において溶接されている同じ種類の加工物に関する集合溶接パラメータデータを形成するステップを含む。実際の溶接パラメータデータは、同じ種類の加工物を溶接するために複数の製造セルの各々の中の溶接設備によって使用される（検出された、及び／又は使用者が選択した）実際の溶接パラメータ、例えば溶接電圧、溶接電流、移動速度、ワイヤ送給速度、電極突出し距離、及びガス流速等の値及び範囲を含む。ブロック８２０で、集合溶接パラメータデータが分析され、複数の製造セルの各々中で溶接されている同じ種類の加工物に関する更新済みの溶接設定が生成される。更新済みの溶接設定は、例えば溶接電圧、溶接電流、移動速度、ワイヤ送給速度、電極突出し距離、及びガス流速の値及び範囲を含む。ブロック８３０で、更新済みの溶接設定は、通信ネットワークを介して製造環境全体の複数の製造セルの各々に通信される。例えば、１つの実施形態によれば、中央コントローラは、更新済みの溶接設定を複数の製造セルのセルコントローラの各々に通信し、各セルコントローラは、更新済みの溶接設定をそれぞれの製造セルのそれぞれの溶接設備に通信する。

ブロック８４０で、更新済み溶接設定は、複数の製造セルの各々において、同じ種類の加工物のその後の溶接のために溶接設備によって使用されるように記憶され、プログラムされる。例えば、非ロボットの場合、使用者には、同じ種類の加工物上に特定の溶接を生成する溶接作業を実行するための、更新済みの溶接設定の選択可能な値及び範囲が提示される。ロボットの場合、製造セルのセルコントローラは、溶接設備を、同じ種類の加工物上に特定の溶接を生成する溶接作業を実行するために、更新済みの溶接設定により定められる溶接パラメータだけを使用するように限定する。このようにして、製造環境全体で「良好な」品質の溶接を生成するために過去に使用された実際の溶接パラメータに基づく更新済みの溶接設定を使用することにより、同じ種類の加工物上に生成されるその後の溶接は、「良好な」品質となる機会が増えるはずであり、製造環境全体を通じて一定の品質が保持されるはずである。

図９は、製造環境内で加工物を製造するための製造セル９００の他の実施形態を示す。製造セル９００は、図１の製造セル１０と同様である。しかしながら、製造セル９００はまた、溶接シーケンスコントローラ（又は、溶接ジョブシーケンサ）９１０を含む。他の実施形態において、溶接シーケンスコントローラ９１０は、セルコントローラ７６の一部である。溶接シーケンスコントローラ９１０は、本明細書で後述する図１２のコントローラ１２００と１つ又は複数の特長を共有してもよい。製造セル９００はまた、非ロボット溶接設備（例えば、人間の溶接作業員が半自動溶接を実行するため）、を含み、これは当業界で知られているものと同様とすることのできる溶接ガン９２０を含む。柔軟なチューブ又は管路９３０が溶接ガン９２０に取り付けられる。消耗溶接電極ワイヤ９４０は、容器９５０の中に保管するこができ、管路９３０を通って溶接ガン９２０に搬送される。ワイヤフィーダ９６０は、フレーム１２に取り付けられて、消耗溶接ワイヤ９４０の溶接ガン９２０への搬送を容易にする。

代替的な実施形態において、溶接ガン９２０の代わりに、スティック溶接（人間の溶接作業員が行う非ロボット溶接の１種）で使用されるように構成されたスティック電極ホルダ（図示せず）が使用される。他の実施形態によれば、ロボット溶接のための溶接ガン６０と非ロボット溶接のための溶接ガン９２０の両方を有する製造セル９００の代わりに、溶接ガン６０をロボット１４から取り外し、ワイヤフィーダ９６０に接続して、非ロボット溶接を実行することができる。１つの実施形態によれば、同じ溶接電源７２がロボット溶接と非ロボット溶接の両方を支援できる。代替的な実施形態において、溶接電源７２はロボット溶接を支援し、追加の溶接電源（図示せず）は非ロボット溶接（例えば、人間の溶接作業員が行うスティック溶接又は半自動溶接）を支援する。

製造セル９００において、ロボット溶接設備は、加工物の製造の少なくとも一部としてロボット溶接を行うように構成される。非ロボット溶接設備は、人間のオペレータ（溶接作業員）が、加工物の製造の少なくとも別の一部として非ロボット溶接を行うことができるように構成される。溶接シーケンスコントローラ９１０は、加工物を製造するための溶接シーケンスとしてロボット溶接及び非ロボット溶接を実行することに関連付けられる順序とタイミングを制御するように構成される。溶接シーケンスの設定の一般的な概念は（特許文献１）に記載されており、その全体を参照によって本願に援用する。しかしながら、本明細書にさらに記載されているように、溶接シーケンスの設定は、ロボット及び非ロボット溶接の両方を含む溶接シーケンスを含むことができる。さらに、本明細書に記載されているように、溶接シーケンスは、溶接の１つ又は複数の状態に基づいて調整可能であってもよい。

１つの実施形態によれば、溶接シーケンスのタイミングと順序は事前に決定され、溶接が始まる前に確定される。１つの実施形態において、加工物上に行われる予定の非ロボット溶接の位置は、ロボット溶接機器では届かず、したがって、人間の溶接作業員が（規定された溶接シーケンスにしたがって）介入して、ロボット溶接機器が届かないこれらの溶接を行う。

１つの実施形態によれば、溶接シーケンスコントローラ９１０は、加工物の製造中に、溶接シーケンスの、それ以前に行われた溶接の状態に基づいて、溶接シーケンスの中で行われるべきその後の溶接の位置（シーケンスの中の位置）とタイミングの少なくとも１つを調整するように構成される。例えば、１つの実施形態において、溶接シーケンスコントローラ９１０は、加工物の製造中に、溶接シーケンスの中の直前の溶接がロボット溶接され、ロボット溶接設備が仕損じた場合に、行われるべき次の溶接として非ロボット溶接を（リアルタイムで）追加することによって溶接シーケンスを調整するように構成される。したがって、非ロボットで行われるべき次の溶接の、加工物上の位置は、仕損じた直前の溶接の位置と同じである。このようにして、人間のオペレータ（溶接作業員）に対して、溶接シーケンスコントローラ９１０により、介入して、仕損じた溶接を完了させるように命令することができる。

１つの実施形態によれば、溶接シーケンスコントローラ９１０は、溶接シーケンスの、直前に行われた溶接が不良であるか否を、直前に行われた溶接の少なくとも１つの品質パラメータに基づいて特定するように構成される。さらに、溶接シーケンスコントローラ９１０は、加工物の製造中に、溶接シーケンスの中の直前の溶接がロボット溶接され、不良であると特定された場合に、行われるべき次の溶接として非ロボット溶接を（リアルタイムで）追加することによって溶接シーケンスを調整するように構成される。したがって、非ロボットで行われるべき次の溶接の、加工物上の位置は、直前の溶接の位置と同じである。このようにして、人間のオペレータ（溶接作業員）に対して、溶接シーケンスコントローラ９１０により、介入して、不良な溶接を修正するように命令することができる。

図１０は、製造セル内の溶接シーケンスの溶接を支援する方法１０００の１つの実施形態のフローチャートを示す。この方法は、ブロック１０１０で、製造セル内での加工物の製造中に、溶接シーケンスとしてロボット及び非ロボット溶接を行うことに関連付けられるタイミング（例えば、シーケンス内の位置）を制御するステップを含む。例えば、溶接シーケンスは、行われる非ロボット溶接と時間的に交互に行われるロボット溶接を含んでいてもよく、非ロボット溶接のロボット溶接に関するタイミングは、少なくとも一部に、ロボット溶接設備が加工物上の特定の位置に届かないことに基づく。

ブロック１０２０で、加工物の製造中に、その後に行わる溶接の位置とタイミングのうちの少なくとも１つは、溶接シーケンスの直前に行われた溶接の状態に基づいて調整される。ブロック１０２０の一例として、ブロック１０２２で、溶接シーケンスの中の、直前に行われた溶接が、ロボット溶接設備によって仕損じられたか否か（状態）が、直前の溶接の少なくとも１つの品質パラメータに基づいて判断される。そうであれば、ブロック１０２４で、非ロボット溶接が溶接シーケンスに、ロボット溶接設備が仕損じた直前の溶接と同じ、加工物上の位置において行われる次の溶接として追加される。それゆえ、未調整の溶接シーケンスの中で行われる予定であったその後の溶接は、調整されたシーケンスの中で、追加された非ロボット溶接のための余地を確保するために、時間的及び位置的に押し出される。

ブロック１０２０の他の例として、ブロック１０２６で、溶接シーケンスの中で、直前に行われた溶接が不良であるか否か（状態）が、直前の溶接の少なくとも１つの品質パラメータに基づいて判断される。そうであれば、ブロック１０２８で、例えばロボット溶接設備によって行われた、不良である直前の溶接と同じ、加工物上の位置に行われるべき次の溶接として追加される。再び、未調整の溶接シーケンスの中で行われる予定であったその後の溶接は、調整されたシーケンスの中で、追加された非ロボット溶接のための余地を確保するために、時間的及び位置的に押し出される。

このように、溶接シーケンスは、加工物の製造中に「その場で」調整し、製造セル内での加工物の効率的な製造を可能にすることができる。溶接が「仕損じられた」及び／又は「不良である」ことを特定する能力については、本明細書において、品質パラメータを検出するセンサに関して次に論じる。

図１１は、製造セル内で加工物を製造する際に行われる溶接シーケンスの品質パラメータをモニタするためのセンサ（例えば、図１及び図９のセンサ６３）の例示的な実施形態を示す。センサは、加工物上に生成される溶接を監査し、品質パラメータを製造セルの溶接シーケンスコントローラに直接又は間接に報告するように構成される。品質パラメータは、仕損じられた溶接を指し示すもの、又は不良の溶接の性質（例えば、溶接の溶込み不良）を指し示すものとすることができる。

例えば、溶接の品質パラメータを検出するためのセンサは、可視スペクトルセンサ（例えば、カメラ）１１１０、Ｘ線センサ１１２０、レーザセンサ１１３０、電磁センサ１１４０、赤外線センサ１１５０、温度センサ１１６０、分光計センサ１１７０、又は超音波センサ１１８０であってもよい。他の実施形態によれば、他の種類のセンサも可能である。品質パラメータは、例えば加工物／部品上の溶接位置における溶接の有無、溶接ビードの大きさ、溶接の溶込み、溶接の融着、溶接の気孔、溶接の割れ、溶接の巻き込み、溶接の不連続性、アークプラズマの種類、又はアークプラズマの温度に関していてよい。他の実施形態によれば、他の品質パラメータも可能である。このような検出は、１つの実施形態によれば、溶接中に、その場でリアルタイムで行うことができる。幾つかの実施形態によれば、センサフュージョン又はデータフュージョン法を利用して、２つ又はそれ以上のセンサからのデータを組み合わせて、仕損じられた溶接又は不良な溶接の存在を特定してもよい。

図１２は、コントローラ１２００（例えば、本明細書に記載されているシステムで使用される中央コントローラ２２０もしくは３２０又はセルコントローラ７６又は溶接シーケンスコントローラ９１０）の例示的な実施形態を示す。コントローラ１２００は、バスサブシステム１２１２を介して多数の周辺機器と通信する少なくとも１つのプロセッサ１２１４を含む。これらの周辺機器は、例えばメモリサブシステム１２２８及びファイルストレージサブシステム１２２６を含むストレージサブシステム１２２４、ユーザインタフェース入力デバイス１２２２、ユーザインタフェース出力デバイス１２２０、及びネットワークインタフェースサブシステム１２１６が含まれる。入力及び出力デバイスにより、コントローラ１２００とのユーザインタラクションが可能となる。ネットワークインタフェースサブシステム１２１６は、外部ネットワークとのインタフェースを提供し、他のコンピュータシステム内の、それに対応するインタフェースデバイスに連結される。例えば、製造セル１０のセルコントローラ７６は、コントローラ１２００と１つ又は複数の特長を共有していてもよく、例えば、従来のコンピュータ、デジタルシグナルプロセッサ、及び／又はその他のコンピューティングデバイスであってもよい。

ユーザインタフェース入力デバイス１２２２は、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドもしくはグラフィクスタブレット等のポインティングデバイス、ディスプレイに組み込まれたタッチスクリーン、音声認識システム、マイクロフォン等の音声入力デバイス、及び／又はその他の種類の入力デバイスを含んでいてもよい。一般に、「入力デバイス」という用語の使用は、情報をコントローラ１２００の中に、又は通信ネットワーク上に入力するための、考えられるあらゆる種類のデバイス及び方法を含むものとする。

ユーザインタフェース出力デバイス１２２０は、表示サブシステム、プリンタ、ファックスマシン、又は音声出力デバイス等の非視覚的ディスプレイを含んでいてもよい。表示サブシステムは、陰極管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のフラットパネルデバイス、投射デバイス、又は可視像を生成するための他の幾つかの機構を含んでいてもよい。表示サブシステムはまた、例えば音声出力デバイスを介して非視覚的表示を提供してもよい。一般に、「出力デバイス」という用語の使用は、コントローラ１２００からの情報を使用者又は他のマシンもしくはコンピュータシステムに出力する、考えられるあらゆる種類のデバイス及び方法を含むものとする。

ストレージサブシステム１２２４は、本明細書に記載されている機能の幾つか又は全部を（例えば、ソフトウェアモジュールとして）提供又はサポートするプログラミング及びデータ構成を記憶する。例えば、ストレージサブシステム１２２４は分析ソフトウェアを含んでいてもよく、これは中央コントローラにより、集合溶接パラメータデータを分析し、製造環境全体にわたる製造セルの溶接設備のための更新済みの溶接設定を生成するために使用される。

ソフトウェアモジュールは一般に、プロセッサ１２１４によって単独で、又は他のプロセッサとの組合せで実行される。ストレージサブシステムで使用されるメモリ１２２８は、プログラム実行中に命令及びデータを記憶するための主要なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２３０と、その中に確定された命令が記憶されるリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１２３２を含む多数のメモリを含むことができる。ファイルストレージサブシステム１２２６は、プログラム及びデータファイルのための固定記憶域を提供することができ、ハードディスクドライブ、フロッピディスクドライブとそれに関連するリムーバブルメディア、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、光ドライブ、又はリーバブルメディアカートリッジとを含んでいてもよい。特定の実施形態の機能を実装するモジュールは、ストレージサブシステム１２２４の中のファイルストレージサブシステム１２２６によって、又はプロセッサ１２１４がアクセス可能な他のマシンの中に記憶されてもよい。

バスサブシステム１２１２は、コントローラ１２００の様々な構成要素とサブシステムが意図されたとおりに相互に通信できるようにするための機構を提供する。バスサブシステム１２１２は１つのバスとして図式的に示されているが、バスサブシステムの代替的な実施形態は複数のバスを使用してもよい。

コントローラ１２００は、ワークステーション、サーバ、コンピューティングクラスタ、ブレードサーバ、サーバファーム、又は他の何れかのデータ処理システムもしくはコンピューティングデバイスを含む様々な種類とすることができる。コンピューティングデバイス及びネットワークの常に変化する性質により、図１２に示されるコントローラ１２００の説明は、幾つかの実施形態を例示することを目的とした特定の例であることが意図される。図１２に示されるコントローラより多くの、又は少ない構成要素を有する、コントローラ１２００の他の多くの構成が可能である。

開示された実施形態はかなり詳しく例示され、説明されているが、付属の特許請求の範囲の範囲をこのような詳細に制限し、又は何れかの方法で限定することは意図されていない。言うまでもなく、主旨の各種の態様を説明することを目的として構成要素や方法論の想定可能な組合せをくまなく述べることは不可能である。したがって、本開示は、図示され、説明された特定の詳細や例示のための例に限定されない。それゆえ、本開示は、米国特許法第１０１条の主旨の法的要件を満たす、付属の特許請求の範囲の範囲内に含まれる代替、改良、及び変更を包含することが意図される。特定の実施形態に関する上記の説明は、例として提供されている。提供された開示から、当業者であれば、全体的な本発明の概念及びそれに伴う利点を理解するだけでなく、開示された構造と方法に対する各種の明らかな変更及び改良に気付くであろう。したがって、付属の特許請求の範囲によって定義される全体的な本発明による概念の主旨と範囲及びその等価物に含まれる変更及び改良のすべてをカバーすることが求められる。

１０ 製造セル
１４ ロボット
６０ 溶接ガン
６１ センサ
７２ 溶接電源
７６ セルコントローラ
２００ システム
２１０ 製造セル
２２０ 中央コントローラ
２３０ 通信ネットワーク
３００ システム
３１０ 製造セル
３２０ 中央コントローラ
３３０ 通信ネットワーク
４００ 溶接パラメータデータ
５００ 集合溶接パラメータデータ
５１０ 更新済みの溶接設定
７１０ 電圧センサ
７２０ 電流センサ
７３０ モーションセンサ
７４０ 速度センサ
７５０ 視覚センサ
７６０ フローセンサ
９００ 製造セル
９１０ 溶接シーケンスコントローラ
９２０ 溶接ガン
９４０ 消耗溶接電極ワイヤ
９６０ ワイヤフィーダ
１１１０ 可視スペクトルセンサ
１１２０ Ｘ線センサ
１１３０ レーザセンサ
１１４０ 電磁センサ
１１５０ 赤外線センサ
１１６０ 温度センサ
１１７０ 分光計センサ
１１８０ 超音波センサ
１２００ コントローラ
１２１４ プロセッサ
１２２４ ストレージサブシステム
１２２６ ファイルストレージサブシステム
１２２８ メモリ

Claims (20)

1. 製造環境全体の溶接品質保証を支援するシステムにおいて、
   製造環境内の複数の製造セルであって、前記複数の製造セルの各製造セルは、セルコントローラと溶接設備を含む複数の製造セルと、
   中央コントローラと、
   前記中央コントローラ及び前記複数の製造セルに動作的に接続されて、前記中央コントローラ及び前記複数の製造セルの各々の前記セルコントローラとの間のデータ通信を支援するように構成される通信ネットワークと、
   を含み、
   前記中央コントローラは、
   前記通信ネットワークを介して、前記複数の製造セルの各々の前記セルコントローラから実際の溶接パラメータデータを収集して、前記複数の製造セルの各々において溶接されている同じ種類の加工物に関する集合溶接パラメータデータを形成し、前記実際の溶接パラメータデータは、前記複数の製造セルの各々における前記溶接設備により前記同じ種類の加工物を溶接するために使用された実際の溶接パラメータの値及び範囲を含み、
   前記集合溶接パラメータデータを分析して、前記複数の製造セルの各々において溶接されている前記同じ種類の加工物に関する更新済みの溶接設定を生成し、
   前記通信ネットワークを介して、前記更新済みの溶接設定を前記複数の製造セルの各々の前記セルコントローラに通信する
   ように構成されるシステム。
2. 前記複数の製造セルの各々の前記溶接設備は、
   前記実際の溶接パラメータデータを前記セルコントローラに通信し、
   前記更新済みの溶接設定を前記セルコントローラから受信し、
   前記更新済みの溶接設定を前記同じ種類の加工物のその後の溶接に使用する
   ように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記実際の溶接パラメータデータは、溶接電圧、溶接電流、アーク移動速度、ワイヤ送給速度、ワイヤ電極突出し距離、及び溶接波形のうちの少なくとも１つの値及び範囲を含む、請求項１に記載のシステム。
4. 前記更新済みの溶接設定は、溶接電圧、溶接電流、アーク移動速度、ワイヤ送給速度、ワイヤ電極突出し距離、ガス流速、及び溶接波形のうちの少なくとも１つの値及び範囲を含む、請求項１に記載のシステム。
5. 前記実際の溶接パラメータデータの少なくとも一部は、前記複数の製造セルの各製造セルの前記溶接設備のメモリの中に、オペレータが選択した溶接パラメータデータとして記憶される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記複数の製造セルの各製造セルの中に、前記同じ種類の加工物を溶接するために使用される前記実際の溶接パラメータの少なくとも１つを検出するように構成された少なくとも１つのセンサをさらに含み、前記少なくとも１つのセンサは、溶接電圧を検出するように構成された電圧センサ、溶接電流を検出するように構成された電流センサ、アーク移動速度を検出するように構成されたモーションセンサ、ワイヤ送給速度を検出するように構成された速度センサ、電極突出し距離を検出するように構成された視覚センサ、又はガスの流れを検出するように構成されたフローセンサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記複数の製造セルはロボット製造セルである、請求項１に記載のシステム。
8. 前記複数の製造セルは非ロボット製造セルである、請求項１に記載のシステム。
9. 前記通信ネットワークは、前記中央コントローラと、前記複数の製造セルの各セルコントローラとの間の有線通信を容易にするように構成される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記通信ネットワークは、前記中央コントローラと、前記複数の製造セルの各セルコントローラとの間の無線通信を容易にするように構成される、請求項１に記載のシステム。
11. 加工物を製造するための溶接シーケンスの溶接を支援する製造セルにおいて、
    加工物を製造の少なくとも一部としてロボット溶接を行うように構成されたロボット溶接設備と、
    人間のオペレータが前記加工物の製造の少なくとも一部として非ロボット溶接を行うことができるように構成された非ロボット溶接設備と、
    前記加工品を製造するための溶接シーケンスとして前記ロボット溶接及び前記非ロボット溶接を行うことに関連付けられたタイミングを制御するように構成された溶接シーケンスコントローラと、
    を含む製造セル。
12. 前記タイミングと前記溶接シーケンスは予め決定され、溶接を開始する前に確定される、請求項１１に記載の製造セル。
13. 前記加工物を製造するために行われる予定の前記非ロボット溶接の位置は、前記ロボット溶接設備には届かない、請求項１１に記載の製造セル。
14. 前記溶接シーケンスコントローラは、前記加工品の製造中に、前記溶接シーケンスの中で行われる予定のその後の溶接の位置とタイミングの少なくとも１つを、前記溶接シーケンスの中のそれ以前の溶接の状態に基づいて調整するように構成される、請求項１１に記載の製造セル。
15. 前記溶接シーケンスコントローラは、前記加工物の製造中に、前記溶接シーケンスの中の直前の溶接がロボット溶接され、前記ロボット溶接設備が仕損じた場合に、行われるべき次の溶接として非ロボット溶接を追加することによって前記溶接シーケンスを調整するように構成され、非ロボットで行われるべき前記次の溶接の、前記加工物上の位置は、前記直前の溶接の位置と同じである、請求項１１に記載の製造セル。
16. 前記溶接シーケンスコントローラは、前記溶接シーケンスの中の直前に行われた溶接が不良か否かを、前記直前に行われた溶接の少なくとも１つの品質パラメータに基づいて特定するように構成される、請求項１１に記載の製造セル。
17. 前記溶接シーケンスコントローラは、前記加工物の製造中に、前記溶接シーケンスの中の直前の溶接がロボット溶接され、不良であると特定された場合に、行われるべき次の溶接として非ロボット溶接を追加することによって前記溶接シーケンスを調整するように構成され、非ロボットで行われるべき前記次の溶接の、前記加工物上の位置は、前記直前の溶接の位置と同じである、請求項１１に記載の製造セル。
18. 前記溶接シーケンスの中の前記少なくとも１つの溶接に関連付けられる少なくとも１つのセンサをさらに含み、前記少なくとも１つのセンサは、前記少なくとも１つの溶接を生成することに関連付けられる少なくとも１つの品質パラメータを検出し、前記少なくとも１つの品質パラメータを前記溶接シーケンスコントローラに直接又は間接に報告するように構成される、請求項１１に記載の製造セル。
19. 前記少なくとも１つのセンサは、可視スペクトルセンサ、Ｘ線センサ、レーザセンサ、電磁センサ、赤外線センサ、温度センサ、分光計センサ、又は超音波センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の製造セル。
20. 前記少なくとも１つの品質パラメータは、前記工作物上の溶接位置、溶接ビードの大きさ、溶接ビードの形状、溶接の溶込み、溶接の融着、溶接の気孔、溶接の割れ、溶接の巻き込み、溶接の不連続性、アークプラズマの種類、又はアークプラズマの温度のうちの少なくとも１つに関する、請求項１８に記載の製造セル。

Images