JPH02295681A - 電気抵抗溶接のビード幅制御方法およびその装置 - Google Patents
電気抵抗溶接のビード幅制御方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH02295681A JPH02295681A JP11243189A JP11243189A JPH02295681A JP H02295681 A JPH02295681 A JP H02295681A JP 11243189 A JP11243189 A JP 11243189A JP 11243189 A JP11243189 A JP 11243189A JP H02295681 A JPH02295681 A JP H02295681A
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- JP
- Japan
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- roll
- bead width
- welding
- cross
- electric resistance
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、溶接Ｈ形鋼、電縫鋼管などの製造に際して
安定した電気抵抗溶接を行い得る制御に係り、特に、溶
接ビード幅を安定化することにより溶接欠陥を無くし、
溶接信顛性を高め得ると一ド輻制御方法およびその装置
に関するものである． 〔従来技術とこの発明が解決しようとする課題〕鋼材等
を連続的に溶接する際、高周波電源を用いた高周波抵抗
溶接が行われており、特に、帯鋼材を組合わせて溶接す
る形鋼、帯鋼材を成形して溶接する電ｔａｌｌ管等では
、溶接材料が不要で、溶接能率も良く、溶接信頼性（強
度）が高いなどから高周波抵抗溶接が採用されている．
例えば、溶接Ｈ形鋼においては、３枚の帯鋼を電気抵抗
加熱後、一対のプレッシャーロールにより圧接接合して
おり、溶接時に発生する溶接ビードは溶接条件を満たし
た上で極力小さな均一幅のビードとなることが要求され
る。
安定した電気抵抗溶接を行い得る制御に係り、特に、溶
接ビード幅を安定化することにより溶接欠陥を無くし、
溶接信顛性を高め得ると一ド輻制御方法およびその装置
に関するものである． 〔従来技術とこの発明が解決しようとする課題〕鋼材等
を連続的に溶接する際、高周波電源を用いた高周波抵抗
溶接が行われており、特に、帯鋼材を組合わせて溶接す
る形鋼、帯鋼材を成形して溶接する電ｔａｌｌ管等では
、溶接材料が不要で、溶接能率も良く、溶接信頼性（強
度）が高いなどから高周波抵抗溶接が採用されている．
例えば、溶接Ｈ形鋼においては、３枚の帯鋼を電気抵抗
加熱後、一対のプレッシャーロールにより圧接接合して
おり、溶接時に発生する溶接ビードは溶接条件を満たし
た上で極力小さな均一幅のビードとなることが要求され
る。
しかしながら、溶接ビード幅は、溶接電流変動、プレッ
シャーロールの偏心、ラインスピードの変動などの各種
の原因により変動しており、このうち溶接電流変動に関
しては、オペレータ目視による調整に代えて、溶接ビー
ドまたは溶接点の温度を連続的に測定して溶接人熱（電
力）の調整を行う自動人熱制御装置の開発が行われてい
る． このような入熱制御によっても、プレッシャーロールの
偏心によりビード幅は変動しており、プレッシャーロー
ルによる変動を検出してプレッシャーロールの圧下力を
調整する必要があるが、各種の変動要因の中からプレッ
シャーロール偏心による影響度を定量的に判別すること
はできず、ロール偏心によるビード幅変動の修正を行う
ことができなかった． これを解決するためには、ラインを停止させ、プレッシ
ャーロールを真円のロールに交換するしかないが、完全
な真円のロールを得がたく、例え真円のロールと交換し
ても他の機械的な要因によりロール偏心の影響を完全に
修正することができない． この発明は、前述のような事情に鑑みてなされたもので
、その目的は、ビード幅変動の各種原因の中からロール
の偏心によるビード幅変動量を定量的に検出でき、ビー
ド幅変動を連続的にかつ完全に除去し得る電気抵抗溶接
のビード輻制御方法およびその装置を提供することにあ
る． 〔課題を解決するための手段〕 本発明においては、ロール１の圧下力Ｐ，溶接後の鋼材
速度Ｖおよび溶接ビード幅Ｂを検出し、前記圧下力Ｐの
変動と、時間遅れを考慮して前記圧下力Ｐに対応したビ
ード幅Ｂの変動とから、両者の積に関する相互相関関数
Φを求め、この相互相関関数が所定値より大きい場合に
、ロール偏心がビード幅変動に影響していると判定し、
ロール１の圧下力をビード幅変動が解消する方向に調整
するようにしたものである．これを実施する装置は、圧
下調整可能なロール１の圧下装置２に設けられ、圧下力
Ｐを検出するロードセル等の荷重検出器３と、溶接後の
鋼材速度Ｖを検出するメジャーリングローラ等の速度検
出器４と、溶接点以降の溶接と一ド幅Ｂを検出するビー
ド幅検出器５と、荷重検出器３の出力値ｘ （ｔ）、鋼
材速度Ｖおよび溶接ビード幅測定値ｙ （ｔ）より相互
相関係数ρを算出する演算器６と、この相互相関関数ρ
を判定し指令を与える判定器７と、この判定器７の指令
により荷重検出器３の出力値ｘ （ｔ）に基づいてロー
ル圧下制御装置９に圧下指令を与える圧下制御器８とか
ら構成する。
シャーロールの偏心、ラインスピードの変動などの各種
の原因により変動しており、このうち溶接電流変動に関
しては、オペレータ目視による調整に代えて、溶接ビー
ドまたは溶接点の温度を連続的に測定して溶接人熱（電
力）の調整を行う自動人熱制御装置の開発が行われてい
る． このような入熱制御によっても、プレッシャーロールの
偏心によりビード幅は変動しており、プレッシャーロー
ルによる変動を検出してプレッシャーロールの圧下力を
調整する必要があるが、各種の変動要因の中からプレッ
シャーロール偏心による影響度を定量的に判別すること
はできず、ロール偏心によるビード幅変動の修正を行う
ことができなかった． これを解決するためには、ラインを停止させ、プレッシ
ャーロールを真円のロールに交換するしかないが、完全
な真円のロールを得がたく、例え真円のロールと交換し
ても他の機械的な要因によりロール偏心の影響を完全に
修正することができない． この発明は、前述のような事情に鑑みてなされたもので
、その目的は、ビード幅変動の各種原因の中からロール
の偏心によるビード幅変動量を定量的に検出でき、ビー
ド幅変動を連続的にかつ完全に除去し得る電気抵抗溶接
のビード輻制御方法およびその装置を提供することにあ
る． 〔課題を解決するための手段〕 本発明においては、ロール１の圧下力Ｐ，溶接後の鋼材
速度Ｖおよび溶接ビード幅Ｂを検出し、前記圧下力Ｐの
変動と、時間遅れを考慮して前記圧下力Ｐに対応したビ
ード幅Ｂの変動とから、両者の積に関する相互相関関数
Φを求め、この相互相関関数が所定値より大きい場合に
、ロール偏心がビード幅変動に影響していると判定し、
ロール１の圧下力をビード幅変動が解消する方向に調整
するようにしたものである．これを実施する装置は、圧
下調整可能なロール１の圧下装置２に設けられ、圧下力
Ｐを検出するロードセル等の荷重検出器３と、溶接後の
鋼材速度Ｖを検出するメジャーリングローラ等の速度検
出器４と、溶接点以降の溶接と一ド幅Ｂを検出するビー
ド幅検出器５と、荷重検出器３の出力値ｘ （ｔ）、鋼
材速度Ｖおよび溶接ビード幅測定値ｙ （ｔ）より相互
相関係数ρを算出する演算器６と、この相互相関関数ρ
を判定し指令を与える判定器７と、この判定器７の指令
により荷重検出器３の出力値ｘ （ｔ）に基づいてロー
ル圧下制御装置９に圧下指令を与える圧下制御器８とか
ら構成する。
ビード幅検出器５はＩＴＶ等の光学的検出器を使用する
のが好ましい．これは、ビードの幅方向の画像を得、こ
れを画像中の濃淡によりビードと母材との境界を決めて
、画像上のビード幅を計測し、換算（予め実測）により
ビード幅を算出し、一定時間毎（材料速度に応じたサン
プリング周期）に出力するようにされている。
のが好ましい．これは、ビードの幅方向の画像を得、こ
れを画像中の濃淡によりビードと母材との境界を決めて
、画像上のビード幅を計測し、換算（予め実測）により
ビード幅を算出し、一定時間毎（材料速度に応じたサン
プリング周期）に出力するようにされている。
荷重検出器３からの出力値ｘ （ｔ）と、ビード幅検出
器５からの測定値ｙ （ｔ）から、演算器６において相
互相関関数Φ、相互相関係数ρを求める。
器５からの測定値ｙ （ｔ）から、演算器６において相
互相関関数Φ、相互相関係数ρを求める。
このΦ、ρは、例えばｘ （ｔ）とｙ （ｔ）の積の時
間平均である次式を用いることができる．τ 一Ｌ／
Ｖ ・・・・・・（２）ρ、
８・（τ）一Φｘｘ’（τ）／ΦＸｇ’（０） ・
・・・（３）ｘ （ｔ） ：圧下力出力値 ｙ （ｔ） ：ビード幅測定値 τ：時間遅れ Ｌ：ロール圧下位置からビード幅測定位置までの距離 Ｖ：鋼材速度 Φ．．｛Ｏ） ： Ｘ （ｔ）とｙ （ｔ）が完全に
一致した場合の相互相関関数 このような関数Φ、係数ρはｘ （ｔ）とｙ （ｔ）の
相関の強さを定量的に示すものであり、圧下力Ｐの変動
と、時間遅れを考慮したビード幅Ｂの変動とに因果関係
がある場合には大きな値となる．従って、閏数Φあるい
は係数ρが、ある定数より大きな値となる時、ビード幅
変動がロール１の偏心に起因すると判定でき、例えばρ
え．（τ）が定数κＣ以上になると、圧下制御器８に補
正制御出力指令を出す． 圧下制御器８では、周期的な荷重変動パターンを打消す
ような圧下制御出力をロール圧下制御装置９に出力する
．ρ。・（τ）がＫｃ以下になった時には、補正制御出
力指令をオフにし、その状態を保持するものとする．以
上のループを繰り返すことにより、適正なビード幅が保
持できる． ロール圧下制御は、鋼材達度Ｖからロール回転位置の演
算を行い、各ロール回転位置毎に荷重検出器３の出力値
ｘ （ｔ）を荷重パターンメモリ−８Ａに記憶させ、次
回転時に逆パターン演算器８Ｂから各ロール回転位置に
対応して荷重逆パターンを出力して圧下調整を行う． なお、相互相関関数、係数は（１）〜（３）式に限らず
、その他の演算式でもよい． 〔実 施 例〕 これは、フランジＦ１ウエブＷからなる溶接Ｈ形鋼に適
用した例であり、高周波抵抗溶接装置１０内にフランジ
を上下からウェブに圧接する一対のプレッシャーロール
ｌが配設されている． このようなプレッシャーロール１の圧下装置２と基枠と
の間にロードセル３を設置し、一対のロードセル３の出
力を和演算器１１により加？し、出力値ｘ （ｔ）を演
算器６に入力する．ＩＴＶ ５は、その検出位置がロー
ル圧下位置からの距離がＬとなるように、ロールｌの下
流側に設置し、その出力を画像処理装置１２において処
理し、ビード幅測定値ｙ （ｔ）を演算器６に出力する
と共に、モニター１３にビード等を表示させる．鋼材速
度■はメジャーリングローラ４で検出し、演算器６へ入
力する． 演算器６では、前述の（１）〜（３）式が演算され、相
互相関係数ρ■／（τ）を判定器７へ出力する．判定器
７には定数Ｋｃが設定されており、例えばＫｃが０．７
以上の時は相関が強いとして補正制御出力指令を逆パタ
ーン演算器８Ｂに出力する．κＣが０．７以下の時は相
関がないとして出力せず、現在の状態を保持する． 和演算器１１の出力値ｘ （ｔ）は荷重パターンメモリ
ー８Ａに記憶させ、逆パターン演算器８Ｂにおいて荷重
逆パターンが記憶される．補正制御出力指令を受けると
、演算器８Ｂは荷重逆パターンをゲイン１４を介して圧
下制御装ＩＦ９に出力し、圧下力調整がなされる．なお
、以上は溶接Ｈ形鋼について説明したが、これに限らず
、その他の溶接形鋼、電縫鋼管にも通用できることはい
うまでもない． 〔発明の効果〕 前述のとおり、この発明は、ロールの圧下力の変動とビ
ード幅の変動とから、両者の積に関する相互相関関数、
係数を求め、これらが所定値よりも大きい場合に、ビー
ド幅変動中におけるロール偏心の影響度が大きいと判断
し、ロールの圧下力調整を行うようにしたため、ビード
幅変動の各種原因の中からロールの偏心によるビード幅
変動量を定量的に検出でき、その他の溶接人熱制御など
と組合わせることにより、ビード輻変動を連続的にかつ
完全に除去し得る．
間平均である次式を用いることができる．τ 一Ｌ／
Ｖ ・・・・・・（２）ρ、
８・（τ）一Φｘｘ’（τ）／ΦＸｇ’（０） ・
・・・（３）ｘ （ｔ） ：圧下力出力値 ｙ （ｔ） ：ビード幅測定値 τ：時間遅れ Ｌ：ロール圧下位置からビード幅測定位置までの距離 Ｖ：鋼材速度 Φ．．｛Ｏ） ： Ｘ （ｔ）とｙ （ｔ）が完全に
一致した場合の相互相関関数 このような関数Φ、係数ρはｘ （ｔ）とｙ （ｔ）の
相関の強さを定量的に示すものであり、圧下力Ｐの変動
と、時間遅れを考慮したビード幅Ｂの変動とに因果関係
がある場合には大きな値となる．従って、閏数Φあるい
は係数ρが、ある定数より大きな値となる時、ビード幅
変動がロール１の偏心に起因すると判定でき、例えばρ
え．（τ）が定数κＣ以上になると、圧下制御器８に補
正制御出力指令を出す． 圧下制御器８では、周期的な荷重変動パターンを打消す
ような圧下制御出力をロール圧下制御装置９に出力する
．ρ。・（τ）がＫｃ以下になった時には、補正制御出
力指令をオフにし、その状態を保持するものとする．以
上のループを繰り返すことにより、適正なビード幅が保
持できる． ロール圧下制御は、鋼材達度Ｖからロール回転位置の演
算を行い、各ロール回転位置毎に荷重検出器３の出力値
ｘ （ｔ）を荷重パターンメモリ−８Ａに記憶させ、次
回転時に逆パターン演算器８Ｂから各ロール回転位置に
対応して荷重逆パターンを出力して圧下調整を行う． なお、相互相関関数、係数は（１）〜（３）式に限らず
、その他の演算式でもよい． 〔実 施 例〕 これは、フランジＦ１ウエブＷからなる溶接Ｈ形鋼に適
用した例であり、高周波抵抗溶接装置１０内にフランジ
を上下からウェブに圧接する一対のプレッシャーロール
ｌが配設されている． このようなプレッシャーロール１の圧下装置２と基枠と
の間にロードセル３を設置し、一対のロードセル３の出
力を和演算器１１により加？し、出力値ｘ （ｔ）を演
算器６に入力する．ＩＴＶ ５は、その検出位置がロー
ル圧下位置からの距離がＬとなるように、ロールｌの下
流側に設置し、その出力を画像処理装置１２において処
理し、ビード幅測定値ｙ （ｔ）を演算器６に出力する
と共に、モニター１３にビード等を表示させる．鋼材速
度■はメジャーリングローラ４で検出し、演算器６へ入
力する． 演算器６では、前述の（１）〜（３）式が演算され、相
互相関係数ρ■／（τ）を判定器７へ出力する．判定器
７には定数Ｋｃが設定されており、例えばＫｃが０．７
以上の時は相関が強いとして補正制御出力指令を逆パタ
ーン演算器８Ｂに出力する．κＣが０．７以下の時は相
関がないとして出力せず、現在の状態を保持する． 和演算器１１の出力値ｘ （ｔ）は荷重パターンメモリ
ー８Ａに記憶させ、逆パターン演算器８Ｂにおいて荷重
逆パターンが記憶される．補正制御出力指令を受けると
、演算器８Ｂは荷重逆パターンをゲイン１４を介して圧
下制御装ＩＦ９に出力し、圧下力調整がなされる．なお
、以上は溶接Ｈ形鋼について説明したが、これに限らず
、その他の溶接形鋼、電縫鋼管にも通用できることはい
うまでもない． 〔発明の効果〕 前述のとおり、この発明は、ロールの圧下力の変動とビ
ード幅の変動とから、両者の積に関する相互相関関数、
係数を求め、これらが所定値よりも大きい場合に、ビー
ド幅変動中におけるロール偏心の影響度が大きいと判断
し、ロールの圧下力調整を行うようにしたため、ビード
幅変動の各種原因の中からロールの偏心によるビード幅
変動量を定量的に検出でき、その他の溶接人熱制御など
と組合わせることにより、ビード輻変動を連続的にかつ
完全に除去し得る．
図面は、この発明を実施するための装置をブロック図と
共に示す概略斜視図である．ｌ・・・・・・ロール、２
・・・・・・圧下装置３・・・・・・荷重検出器、４・
・・・・・速度検出器５・・・・・・ビード幅検出器、
６・・・・・・演算器７・・・・・・判定器、８・・・
・・・圧下制御器９・・・・・・ロール圧下制御装置 １０・・・・・・高周波抵抗溶接装置
共に示す概略斜視図である．ｌ・・・・・・ロール、２
・・・・・・圧下装置３・・・・・・荷重検出器、４・
・・・・・速度検出器５・・・・・・ビード幅検出器、
６・・・・・・演算器７・・・・・・判定器、８・・・
・・・圧下制御器９・・・・・・ロール圧下制御装置 １０・・・・・・高周波抵抗溶接装置
Claims (2)
- （１）連続した部材を電気抵抗加熱後、ロールにより圧
接接合するに際して、前記ロールの圧下力、溶接後の鋼
材速度および溶接ビード幅を検出し、前記ロール圧下力
の変動と、時間遅れを考慮して前記ロール圧下力に対応
したビード幅の変動とから、両者の積に関する相互相関
関数を求め、この相互相関関数が所定値より大きい場合
に、ロール偏心がビード幅変動に影響していると判定し
、ロール圧下力をビード幅変動が解消する方向に調整す
ることを特徴とする電気抵抗溶接のビード幅制御方法。 - （２）圧下調整可能なロールの圧下装置に設けられ、圧
下力を検出する荷重検出器と、溶接後の鋼材速度を検出
する速度検出器と、溶接点以降の溶接ビード幅を検出す
るビード幅検出器と、荷重検出器の出力値、鋼材速度お
よび溶接ビード幅測定値より相互相関係数を算出する演
算器と、この相互相関係数を判定し指令を与える判定器
と、この判定器の指令により荷重検出器の出力値に基づ
いてロール圧下制御装置に圧下指令を与える圧下制御器
を備えていることを特徴とする電気抵抗溶接のビード幅
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11243189A JPH02295681A (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 電気抵抗溶接のビード幅制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11243189A JPH02295681A (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 電気抵抗溶接のビード幅制御方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02295681A true JPH02295681A (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=14586468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11243189A Pending JPH02295681A (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 電気抵抗溶接のビード幅制御方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02295681A (ja) |
-
1989
- 1989-05-01 JP JP11243189A patent/JPH02295681A/ja active Pending
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