| 研究課題/領域番号 |
03555159
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
溶接工学
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
大嶋 健司 埼玉大学, 工学部, 教授 (70026087)
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| 研究分担者 |
勘定 義弘 NKK(日本鋼管(株)), 応用技術研究所
杉谷 祐司 NKK(日本鋼管(株)), 応用技術研究所, 溶接研究室室長
窪田 武文 姫路工業大学, 工学部, 助教授 (40047585)
森 泰親 埼玉大学, 工学部, 助教授 (00210138)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1992年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1991年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
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| キーワード | パルスMIG溶接 / 突合せ溶接 / 裏ビード制御 / 溶融池 / 溶込み形状 / ファジィ理論 / 適応制御 / ニューラルネットワーク / 片面裏ビード溶接 / 開先溶接 / 溶け込み形状 / CCDカメラ / 溶接ロボット / 片面裏ビ-ド溶接 / 冷却速度 / 溶融池観察 |
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| 研究概要 |
これまで平板ビード溶接においてCCDカメラを持つパルスMIG溶接ロボットを構成し、画像処理とデジタル制御のパルスMIG溶接への適用について基礎研究を行ってきた。これを片面裏ビード溶接、隅肉溶接および突合せ溶接へ実用化する。CCDシャッタカメラを用いて溶融池を撮像し、画像処理を高速高精度に行い溶融池表面形状を計測した。これと数値シミュレーションによる溶込み形状を比較し、溶融池表面形状(各部の幅)と溶込み形状の関係を調べるとともに溶接表面から得られる情報から溶込み形状(溶け込み深さ)の動的変化を表現するニューラルネットワークを構築し、所望の溶込み形状を得るようにファジィ理論により溶接電流波形を求め、溶融池形状の適応制御を行った。まず高速カメラにより溶融池を観察し、パルス電流の周波数および平均値の溶融池現象と形状に及ぼす効果について系統的に考察した。つぎにCCDカメラを用いて溶融池を観察するため、溶接電流を周期的に短時間(1ms)低くし、この期間の画像処理信号をコンピュータの画像メモリに取り込み、画像処理を行った。熱伝導などのパラメタ変動する溶接系において必要な溶込み形状を得るため、数値シミュレーションにより溶融池幅と溶込み形状および冷却速度の関係を求め、溶融池幅の応答が望ましい応答になるようにファジィ適応制御機構で溶接電流波形を制御することにより、溶込み形状を制御した。また溶接面から得られる情報からオンラインにて溶込み形状を推定するために、溶融池表面形状、開先幅、入熱状況(電流の時間的変化)から溶込み深さを推定するニューラルネットワークを構築し、この出力が所望の値になるよう、ファジィ理論により溶接電流波形を制御した。溶融池形状制御において画像処理および演算などのむだ時間を考慮するために、ファジィ適応制御器は現代制御理論の知識を用いて設計した。
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