溶接技能初心者のための訓練補助システムの開発

开发焊接技能初学者培训支持系统

• 批准号: 22917025
• 负责人: 高橋 一英
• 金额: $ 0.19万
• 依托单位: Hakodate National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22917025/
• 关键词: 溶接技能訓練補助システム; 溶接音FFT解析; 溶接音判別プログラム

研究目的一般に溶接作業では,溶接加工条件の重要なパラメータである溶接棒と溶接物との距離が判別しづらく,初心者(本校学生など)への溶接作業指導は難しい問題である.本研究課題では,被覆アーク溶接音の様々な周波数の混成音に含まれる溶接状態の判別情報を明らかにし,その良否を溶接初心者に目視できるシステムの開発を目指した.研究手法上記の判別情報を明らかにするために,基礎実験として溶接音の解析を行った.適正なアーク距離L(約3mm)と溶接欠陥が生じるアーク距離H(約30mm)の場合の溶接音を採取した.マイクを溶接点上部に取付け,溶接音はオーディオアンプ,12ビットADコンバータを介してPCへ入力,市販のFFT解析ソフトウェアにより周波殊解析を行い,条件の違いによる出現周波数とその強度を調べた.その結果,前者では4500Hz近傍に,後者は2500Hz近傍の強度に特徴が現れたため,両者を判別情報(着目周波数Lf,Hf)とした.適正な溶接状態か否かを作業中の初心者へ伝えるために,溶接音の周波数強度を測定し,Lf,Hfの強度に対してそれぞれ青と赤のLEDを実時間で点灯させる装置とそれらを制御するプログラムを自作した.LEDはLf,Hfの周波数強度に応じて各3段階で点灯する.これにより,青のLEDが3つ点灯し,赤が無点灯の場合は適正な溶接が行われている,など溶接作業状態の良否を目視で確認することを可能とした.音の入力,FFT,LED点灯など一連の制御プログラムはC言語を用いて作成した.音の採取は前述の装置を使い,LEDの点灯はLf,Hfの強度にしたがってPCからLEDが接続しているDIOポートへ信号を出力することにより制御した.研究成果本システムを用いた溶接音の解析,溶接状態の表示実験を行った結果,溶接作業条件(溶接距離)の変化により,着目周波数(Lf,Hf)の強度も変化し,その結果をLEDの点灯として目視かつ定量的に示すことが可能となった.しかし,同一溶接作業条件でもマイクの位置や距離,環境音により必ずしも同じ結果とはならないため,今後は基礎実験の充実を図り,判別情報の精度を向上させることが必要である.

Objective: To determine the distance between welding rod and welding material in welding process. This research topic is aimed at the identification information of the fusion state, whether the fusion state is good or not, and the visual indication of the development of the fusion state. Research methods on the identification of information on the basis of fusion sound analysis. When the distance L(approx. 3mm) and the welding gap H(approx. 30mm) are appropriate, the welding sound is adopted. In the case of the upper part of the solution point, the solution sound will be transmitted to the PC, and the FFT analysis will be carried out. The frequency of the occurrence of the condition will be adjusted. The results show that the former is near 4500Hz, the latter is near 2500Hz, and the latter is near 2500 Hz. The frequency intensity of the welding sound is measured, and the intensity of the Lf,Hf is measured. The LED is lit at three stages of the frequency intensity of the Lf,Hf. If the LED is not lit, it is possible to visually confirm whether the welding operation is good or not. Sound input,FFT,LED lighting, continuous control, speech, etc. The LED lights up Lf, Hf and the intensity of the LED lights up Lf,Hf and the intensity of the LED lights up Lf. The results of this research include the analysis of welding sound, the expression of welding state, the variation of welding operation conditions (welding distance), the intensity variation of the number of contact cycles (Lf,Hf), and the possibility of quantitative indication of LED lighting. For the same welding operation conditions, the position and distance of the welding line must be the same as that of the welding line, and the accuracy of the discrimination information must be improved.