A Study on Mag Welding Skill Support System Using Deep Learning and Augmented Reality

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溶接技術者による溶接品質の確保方法を調べるために、基礎実験を行った。具体的には、自動溶接装置を組み立て、その溶接トーチに近赤外線領域まで撮影可能なCMOSカメラを固定した。これを用いて、パルスMAG溶接の溶融池を安定に撮影するため、プログラムロジックコントローラ（PLC）と安価な電流センサを組み合わせて、溶融池撮影装置を構築した。この装置は自動溶接のみならず、手動用トーチを用いた場合の溶融池撮影にも応用できる。従来、溶融池を明瞭に撮影するようにすると、溶接電流の低電流期間に撮影するか、あるいは、減光フィルタを用いてアーク光を減光することであった。これらの方法では、溶融池は撮影できるが、アークがどこまで広がっているかなどのアーク状態を調べることが困難であった。一方、減光フィルタを少なくすると、アークは明瞭に撮影できるが、溶融池を撮影することができない。溶接ビードのアンダーカットなど外観欠陥などを観察するためには、溶融池状態およびアーク状態の同時観察が必要である。そこで、ハイダイナミックレンジ（HDR:High Dynamic Range）を持つCMOSカメラを用いる。これにより、溶接溶融池およびアークを同時に観察することが可能になった。パルス溶接電流の低電流になったタイミングからカメラのシャッタを開いていき、最適な撮影状態を調べた。その結果、低電流になってから、ピーク電流になった時までの撮影が適した状態であった。これにより、溶接状態を調べ、溶接欠陥の生じる条件を求めた。その結果、アーク長が長くなると、溶滴がビード外部でなく、中央部よることが観察され、アンダーカットが生じることが確認された。すなわち、アーク長をCMOSカメラにより測定することにより、アンダーカットが生じる要因を明らかにすることができた。アーク長を適切に管理できれば、良好な結果を得ることができる。