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発明の名称 フラッシュバット溶接機の異常判定方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−6028
公開日 平成10年(1998)1月13日
出願番号 特願平8−158453
出願日 平成8年(1996)6月19日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】細江 利昭
発明者 吉本 松男
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 フラッシュバット溶接機によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期における移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を計測し、経過時間毎の移動台の駆動側の移動量と操作側の移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量積分値が、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限を超えたときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと判定することを特徴とするフラッシュバット溶接機の異常判定方法。
【請求項2】 フラッシュバット溶接機によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期における移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を計測し、あらかじめ設定してある移動台の経過時間毎の標準移動量と移動台の駆動側および操作側の計測された移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量積分値のうちの少なくともいずれかが、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限を超えたときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと判定することを特徴とするフラッシュバット溶接機の異常判定方法。
【請求項3】 フラッシュバット溶接機によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期における移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を計測し、これらの移動量とあらかじめ設定してある移動台の経過時間毎の標準移動量の上限値および下限値とを比較し、計測した移動台の駆動側または操作側の経過時間毎の移動量のうちの少なくとも一つが、経過時間毎の標準移動量の上限値を上回るか、または下限値を下回ったときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと判定することを特徴とするフラッシュバット溶接機の異常判定方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、オンラインで鋼帯を溶接するときに使用されるフラッシュバット溶接機の異常の有無を判定する方法に関する。
【0002】
【従来技術】鋼帯の連続酸洗ラインやタンデム圧延ラインなどの鋼帯連続処理ラインにおいては、鋼帯を連続処理するために、通常、ラインの入側でフラッシュバット溶接機を用いて先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接して接続するようにしている。
【0003】上述したフラッシュバット溶接機は、図7に示すように、先行鋼帯31の後端部をクランプする固定台32と、後行鋼帯33の先端部をクランプする移動台34と、固定台32と移動台34を駆動側および操作側(溶接される鋼帯の幅方向一端側と他端側)において接続している2台のアップセットシリンダー35aおよおび35bと、固定台32に先行鋼帯31を上下に挟むようにして配置された溶接電極36aおよび36bと、移動台34に後行鋼帯33を上下に挟むようにして配置された溶接電極37aおよび37bとから構成されている。なお、図7中符号38は移動台34のガイドライナ−である。
【0004】そして、このフラッシュバット溶接機により、先行鋼帯31と後行鋼帯33を溶接して接続する場合には、固定台32に配置した溶接電極36aと36b間、および移動台34に配置された溶接電極37aと37b間に所定電圧を印加し、先行鋼帯31と後行鋼帯33間にアークを発生させつつ、移動台34を前記アップセットシリンダー35aおよび35bにより、固定台32に向かって移動させながら溶接する(フラッシュ期)。そして、溶接の最終段階には、移動台34を固定台32に急速に押付け(アップセット期)、フラッシュ期に発生した溶接介在物を、先行鋼帯31と後行鋼帯33の溶接部から排出させる。
【0005】ところで、溶接中における移動台34の固定台32方向への移動がスムーズに行われないと、以下に示すような溶接異常が発生し、それが次工程における溶接部破断の主要な要因となる。
【0006】(1)フラッシュ期における移動台34の移動がスムーズでない時の溶接異常先行鋼帯31の後端部と後行鋼帯33の先端部との間の間隔が、鋼帯の板幅方向で不均一となり、アークの発生、ひいては先行鋼帯31の後端部と後行鋼帯33の先端部の溶融が板幅方向で不均一となる為、板幅方向で均一な溶接ができなくなる。
【0007】(2)アップセット期における移動台34の移動がスムーズでない時の溶接異常先行鋼帯31の後端部と後行鋼帯33の先端部間の押付け力が板幅方向で不均一となり、フラッシュ期に発生した溶接介在物の排出が不均一,不十分となるため、板幅方向で均一な溶接ができなくなる。
【0008】上記の問題は、アップセットシリンダー35aおよび35bの劣化や、移動台34のガイドライナー38の損傷、およびアップセットシリンダー35aおよび35bを駆動する油圧装置の異常などに起因するケースが多いため、上記各機器を定期的に取替えているが、上記したような問題を根絶するまでには至っていない。
【0009】上述のような溶接異常の問題を解消するために、従来次のようなラッシュバット溶接機の異常判定方法が採用されている。
(1)マニュアル判断による異常判定方法従来の一般的なマニュアル判断による異常判定方法は、図7に示した駆動側および操作側アップセットシリンダー35aおよび35bのピストンロッド39aおよび39bの変位(=移動台の移動量)を計測する直線型ポテンショメータ40aおよび40bを設置し、その出力を記録紙に記録し、熟練者の目視によって駆動側および操作側アップセットシリンダー35aおよび35bの移動量の偏差の有無などを判断し、設備の異常を判定する。
【0010】(2)自動的な異常判定方法従来の自動的な異常判定方法としては、特開平5−57454号公報に開示された技術がある。この技術に基づく異常判定方法は、前記図7に示した直線型ポテンショメータ40aおよび40bにより計測された、駆動側および操作側アップセットシリンダー35aおよび35bのピストンロッド39aおよび39bの変位量(=移動台の移動量)を、マイクロコンピュータなどに入力し、図8に示す経過時間とアプセットシリンダ−の変位との関係を示すグラフのように、駆動側および操作側アップセットシリンダー35aおよび35bのフラッシュ期およびアプセット期のそれぞれの移動量を求め、単純にそれぞれの移動量の計測値と基準値との比較や、駆動側および操作側の二つの移動量の計測値を比較して、異常を判定する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来のフラッシュバット溶接機の異常の有無を判定する方法には、次のような問題点があった。
(1) 従来のマニュアル判断による異常判定方法フラッシュバット溶接機を用いた鋼帯の溶接は、2〜3分周期で繰り返し行われているため、本方式で全数検査を行うには専任監視員が必要となり、コスト面から実施されていない。したがって、実際には長周期での検査しか行われないため、設備異常の検知が遅れ、溶接不良による次工程での板破断を防ぐことができないという問題点がある。
【0012】また、目視判断のため、軽微な設備異常の検知や劣化状況の傾向管理もできないという問題点もある。
【0013】(2)従来の自動的な異常判定方法時間要素を無視した単純な移動量のみを監視しているため、図9および図10の経過時間とアプセットシリンダ−の変位との関係を示すグラフのように、最終的な移動量自体は基準通りになっているが、その中間過程において目標とする変位カーブ(図9および図10中の点線のカ−ブ)から大きく外れていても、そのような異常が検出できないという問題点がある。
【0014】なお、図9および図10に例示するようなケースは、移動台のガイドライナー摺動異常などに起因して発生し、溶接品質への影響も大きい。
【0015】この発明は、従来技術の上述のような問題点を解消するためになされたものであり、フラッシュバット溶接機の異常を容易に、かつ正確に判定することのできるフラッシュバット溶接機の異常判定方法を提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明に係る第一のフラッシュバット溶接機の異常判定方法は、フラッシュバット溶接機によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期における移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を計測し、経過時間毎の移動台の駆動側の移動量と操作側の移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量積分値が、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限値を超えたときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと判定するものである。
【0017】鋼帯の溶接毎の移動台の駆動側の移動量と操作側の移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量積分値が、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限値と比較されているので、フラッシュバット溶接機の異常を正確に、かつ確実に把握することができる。
【0018】また、この発明に係る第二のフラッシュバット溶接機の異常判定方法は、フラッシュバット溶接機によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期における移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を計測し、あらかじめ設定してある移動台の経過時間毎の標準移動量と移動台の駆動側および操作側の計測された移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量積分値のうちの少なくともいずれかが、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限値を超えたときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと判定するものである。
【0019】鋼帯の溶接毎の移動台の駆動側および操作側の移動量の標準移動量からの偏差量を時間で積分した偏差量積分値が、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限と比較されているので、フラッシュバット溶接機の異常を正確に、かつ確実に把握することができる。
【0020】また、この発明に係る第三のフラッシュバット溶接機の異常判定方法は、フラッシュバット溶接機によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期における移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を計測し、これらの移動量とあらかじめ設定してある移動台の経過時間毎の標準移動量の上限値および下限値とを比較し、計測した移動台の駆動側または操作側の経過時間毎の移動量のうちの少なくとも一つが、経過時間毎の標準移動量の上限値を上回るか、または下限値を下回ったときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと判定するものである。
【0021】鋼帯の溶接毎の移動台の駆動側および操作側の計測された移動量が、標準移動量の上限値および下限値と比較され、経過時間毎に計測された移動量が標準移動量の上限値と下限値の間にあるか否かが把握されるので、フラッシュバット溶接機の異常を正確に、かつ確実に把握することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態のフラッシュバット溶接機の異常判定方法を、図1により説明する。図1はこのフラッシュバット溶接機の異常判定方法を実施するときの設備構成を示すブロック図である。
【0023】このフラッシュバット溶接機の異常判定方法においては、図7において説明した駆動側および操作側アップセットシリンダーのピストンロッドのそれぞれの変位、ひいては移動台の移動量を、駆動側ポテンショメータ1および操作側ポテンショメータ2で計測し、それぞれの計測値を移動量偏差演算器3に入力する。
【0024】移動量偏差演算器3においては、経過時間毎の駆動側ポテンショメータ1と操作側ポテンショメータ2の計測値の差分から、経過時間毎の移動台の駆動側の移動量と操作側の移動量との間の偏差量を演算し、経過時間毎の移動量の偏差量を移動量偏差積分器4に入力する。
【0025】移動量偏差積分器4においては、溶接過程におけるフラッシュ期およびアプセット期における前記経過時間毎の移動量の偏差量をそれぞれ積分し、その積分値を異常判定器5に入力する。
【0026】異常判定器5においては、設定器6によりあらかじめ設定してある移動量の偏差量の積分値の許容上限値と、入力された移動量の偏差量の積分値とを比較し、入力された移動量の偏差量の積分値が前記許容上限値を超えているときは、フラッシュバット溶接機に異常が発生していると判定する。
【0027】なお、駆動側ポテンショメータ1および操作側ポテンショメータ2は、大半のフラッシュバット溶接機には設置されているごく一般的な直線型ポテンショメータである。
【0028】図2のグラフは、溶接開始からの経過時間と移動台の駆動側のアプセットシリンダ−の変位(移動量)および操作側のアプセットシリンダ−の変位(移動量)との関係を示すグラフであり、曲線Aが経過時間と移動台の駆動側の移動量との関係を示すグラフ、曲線Bが経過時間と移動台の操作側の移動量との関係を示すグラフである。したがって、移動台の駆動側の移動量と移動台の操作側の移動量との間の偏差量の積分値は、図2において斜線を引いた部分の面積を合計したものである。なお、偏差量の積分値は、図2中に示したフラッシュ期とアプセット期のそれぞれに分けて求める。
【0029】このフラッシュバット溶接機の異常判定方法は、上述のようにして行うので、比較的短周期で行われる鋼帯溶接の全数に対して、異常発生の有無の判定をリアルタイムに行うことができる。
【0030】なお、設定器6により設定される異常判定のための基準値は、溶接対象鋼帯毎に定められている溶接条件から決定される。
【0031】次に、本発明の第二の実施の形態のフラッシュバット溶接機の異常判定方法を、図3により説明する。図3はこのフラッシュバット溶接機の異常判定方法を実施するときの設備構成を示すブロック図である。
【0032】このフラッシュバット溶接機の異常判定方法においては、図7において説明した駆動側および操作側アップセットシリンダーのピストンロッドのそれぞれの変位、ひいては移動台の移動量を、駆動側ポテンショメータ1および操作側ポテンショメータ2で計測し、それぞれの計測値を駆動側移動量偏差演算器11および操作側移動量偏差演算器12に入力する。
【0033】駆動側移動量偏差演算器11においては、設定器13によりあらかじめ設定してある経過時間毎の移動台の標準移動量と駆動側ポテンショメータ1で計測した経過時間毎の移動量との間の偏差量を演算する。そして、経過時間毎の移動量の偏差量を駆動側移動量偏差積分器15に入力する。駆動側移動量偏差積分器15においては、溶接過程におけるフラッシュ期およびアプセット期における前記経過時間毎の移動量の偏差量をそれぞれ積分し、その積分値を異常判定器17に入力する。
【0034】同じように、操作側移動量偏差演算器12においては、設定器14によりあらかじめ設定してある経過時間毎の移動台の標準移動量と操作側ポテンショメータ2で計測した経過時間毎の移動量との間の偏差量を演算する。そして、経過時間毎の移動量の偏差量を操作側移動量偏差積分器16に入力する。操作側移動量偏差積分器16においては、溶接過程におけるフラッシュ期およびアプセット期における前記経過時間毎の移動量の偏差量をそれぞれ積分し、その積分値を異常判定器17に入力する。
【0035】そして、異常判定器17においては、設定器18によりあらかじめ設定してある移動量の偏差量の積分値の許容上限値と、入力された移動量の偏差量の積分値とを比較し、入力された移動量の偏差量の積分値が前記許容上限値を超えているときは、フラッシュバット溶接機に異常が発生していると判定する。
【0036】図4のグラフは、溶接開始からの経過時間と移動台の駆動側および操作側のアプセットシリンダ−の変位(移動量)および移動台の標準変位(移動量)との関係を示すグラフであり、曲線Cが経過時間と移動台の駆動側または操作側の移動量との関係を示すグラフ、曲線Dが経過時間と移動台の標準移動量との関係を示すグラフである。したがって、移動台の駆動側の移動量または操作側の移動量と移動台の標準移動量との間の偏差量の積分値は、図4において斜線を引いた部分の面積を合計したものである。なお、偏差量の積分値は、図4中に示したフラッシュ期とアプセット期のそれぞれに分けて求める。
【0037】この実施の形態のフラッシュバット溶接機の異常判定方法においても、比較的短周期で行われる鋼帯溶接の全数に対して、異常発生の有無の判定をリアルタイムに行うことができる。
【0038】次に、この発明の第三の実施の形態のフラッシュバット溶接機の異常判定方法を、図5により説明する。図5はこのフラッシュバット溶接機の異常判定方法を実施するときの設備構成を示すブロック図である。
【0039】このフラッシュバット溶接機の異常判定方法においては、図7において説明した駆動側および操作側アップセットシリンダーのピストンロッドのそれぞれの変位、ひいては移動台の移動量を、駆動側ポテンショメータ1および操作側ポテンショメータ2で計測し、それぞれの計測値を駆動側経過時間毎の移動量異常判定器21および操作側経過時間毎の移動量異常判定器22に入力する。それぞれの異常判定器21および22においては、設定器23および24によりあらかじめ設定してある経過時間毎の移動台の標準移動量の上限値、および下限値と入力された計測値とを比較し、計測値が標準移動量の上限値と下限値の間にあるか否かを判定する。そして、計測値が標準移動量の上限値と下限値の間に無いときには、信号を総合異常判定器25に送って、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと判定する。
【0040】図6のグラフは、溶接開始からの経過時間と移動台の駆動側または操作側のポテンショメ−タ−の変位(移動量)、移動台の標準変位(移動量)の上限値および下限値との関係を示すグラフであり、曲線Eが経過時間と移動台の駆動側または操作側の移動量との関係を示すグラフ、曲線Fが経過時間と移動台の標準移動量の上限値との関係を示すグラフ、曲線Gが経過時間と移動台の標準移動量の下限値との関係を示すグラフである。このフラッシュバット溶接機の異常判定方法においては、曲線Eが曲線Fと曲線Gとの間にあれば正常と判断されるが、図中にHで示す点のように、曲線Fと曲線Gとの間から外れる部分がある場合には、異常が発生していると判定される。
【0041】この実施の形態のフラッシュバット溶接機の異常判定方法においても、比較的短周期で行われる鋼帯溶接の全数に対して、異常発生の有無の判定をリアルタイムに行うことができる。
【0042】
【発明の効果】この発明により、鋼帯同士をフラッシュバット溶接機で溶接して接続するときに、鋼帯溶接の全数に対して、異常発生の有無の判定をリアルタイムに行うことができるので、溶接不良により次工程で鋼帯の溶接部が破断するというライントラブルの発生が防止できる。




 

 


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