�exp�����ln���������������� 2・3 LSRF5法によるワイヤ溶融-未溶融境界位置予 図2 Ar-GMAプロセスの高速度カメラ観察結果例. 図3に高速度カメラ画像とOtsu法により二値化した結果の一例を示す。この図に示す通り、二値化処理により得られるアーク発光領域の上端はワイヤ溶融-未溶融境界位置に対応した位置となっている。各溶接条件において、二表1 溶接条件. 図3 高速度カメラ画像の二値化処理例. 測モデル構築方法 RF5法では予め�を定めた上で、データベースにおける入クを最適化し、未知数��� 、��、 ��を決定してで、式(1)のLSRF法は、式(1)の指数���が実数という制約のみで探索ある2)。LSRF5法ではRF5法により未知数���、 ��、 ��を定めた後に、入力因子の影響をより明確にするため、���を有理数や任意の小数点以下の桁数を持つ実数である����に係を精度良く近似するための��、��も変化するため、入出に従うものとして、���、���を最小二乗近似により決定する。 式(1)の�を3とし、入力ベクトル�����,��,�����平均ワイヤ送給速度��� (m/min)、平均溶接電流� (A)、平均アーク電圧� (V)�であるとし、出力�をワイヤ溶融-未溶融境1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6.5 6.5 6.5 6.5 9.5 9.5 9.5 9.5 12.5 12.5 12.5 12.5 ワイヤ 送給速度 (設定値) (m/min) 条件 No. す。この図より、ワイヤ溶融-未溶融境界の高さ方向位置はアーク発光領域上端高さとほぼ一致していることがわかる。他の取得画像でも同一の傾向であった。そこで、本検討では全ての撮影画像をOtsu法により二値化し、SM490鋼上面を原点としたときのアーク発光領域の上端高さ座標をワイヤ溶融-未溶融境界位置として取得した。 値化処理により安定してアーク発光領域上端座標が取得平均 ワイヤ 送給速度 (計測値) (m/min) 平均 溶接電流 (A) 6.16 6.19 6.20 6.22 8.99 9.03 9.06 9.10 11.92 11.95 11.94 11.97 233 258 278 288 285 295 331 362 358 385 436 475 可能であることを確認した。 平均 チップ- 母材間 電圧 (V) 31.2 34.0 35.6 38.1 33.5 35.3 37.3 39.6 36.9 39.3 41.1 43.3 2・3・1 LSRF5法の概要 LSRF5法は構成を工夫したニューラルネットワークによる学習(RF5法3))と最小二乗近似を組み合わせることで入出力関係のデータベースから、入出力関係を、入力因子の影響がわかりやすい数式として導出する方法である。 まず、RF法では、�種類の入力�� (��1,⋯,�)からなる�次元入力ベクトル�に対する出力�の関係が、 の多項式であると仮定する。ここで、�: 整数、��� 、��、 ��: 実数である。式(1)は、等価な式変形を行うことで、��� を入力層と隠れ層のニューロン間の重み、��を隠れ層と出力層のニューロン間の重み、��を出力層のバイアスとした際の入力層[入力: ln� ]-隠れ層[ニューロン数: �、伝達関数: �����exp��� ]-出力層[出力: � ] からなる3層フィードフォワードニューラルネットワークの定義式である以下の式へと変形することができる。 出力関係を近似するために式(2)のニューラルネットワー多項式を決定する。ニューラルネットワークの最適化にはバックプロパゲーション法やその改良手法4)が用いられる。 されるため、入力因子の影響が明確とは言い難い関係式が得られるという問題を解決するために提案された手法で近似する。その時、入出力データベースにおける入出力関力関係が、 以上の手順により、入出力関係を入力因子の影響がわかりやすい多項式として表現することができる。 2・3・2 ワイヤ溶融-未溶融境界位置予測式構築方法 (1) (2) (3) − 426 −�������������������������������������������� �c� ����
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