JPH0352772A - アーク溶接監視装置 - Google Patents

アーク溶接監視装置

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JPH0352772A
JPH0352772A JP18167089A JP18167089A JPH0352772A JP H0352772 A JPH0352772 A JP H0352772A JP 18167089 A JP18167089 A JP 18167089A JP 18167089 A JP18167089 A JP 18167089A JP H0352772 A JPH0352772 A JP H0352772A
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Evgeniev Paton Boris
ボリス エフゲニエビチ パトン
Viktorov Vasiliev Vseborodo
フセボロド ビクトロビチ バシリエフ
Aleksandrov Bogdanovski Valentin
バレンティン アレクサンドロビチ ボグダノフスキ
Vladimirov Shelekhov Konstantin
コンスタンティン フラディミロビチシェレホフ
Markovich Gafba Viktor
ビクトル マルコビチ ガフバ
Dmitoriev Bigutashi Vladimir
フラディミル ドミトリエビチ ビグタシ
Andreev Tabunshik Ivan
イバン アンドレエビチ タブンシク
Petrov Ilchisin Andrei
アンドレイ ペトロビチ イルチシン
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアーク溶接設備、とくにアーク溶接監視装置
に関するものであり、本発明のアーク溶接監視装置は手
動式、機械式および自動式アーク溶接において、主とし
て消耗電極を用いて、電力技術、石油及びガス輸送管の
敷設、原子核動力技術及び造船で使用される。
〔従来の技術〕
公知の溶接品質監視装置は、溶接電流、電圧及び速度セ
ンサ、各溶接電流、電圧及び速度信号を最良の条件に相
当する限界値と比較する比較器、及び熱入力、溶接部の
形状及び冷却速度を示す信号を発生させるべく、溶接電
流、電圧及び速度信号を利用する計算器を含んでいる。
溶接作業中に、上述の監視装置は溶接電流、電圧及び速
度を、監視される量を参照値と比較することによって監
視する。測定される量と参照量での予め選択された変動
が発生すると、警報が作動する。監視される量は、熱入
力、溶接部の形状及び冷却速度を含んで溶接部の品質を
監視すべく同様に限界値に対して比較される二次的溶接
パラメータを計算するためにも使用される。溶接パラメ
ータを測定するため使用されるセンサは、その溶接工程
との最小の干渉を呈するように選択される。
例えばホール効果変換器は電流測定用に使用されるのに
対して、独特の光電的非接触センサは溶接速度測定用に
使用される(米国特許第4, 375, 026号参照
)、。
公知の監視装置において、溶接速度は間接的に、一定溶
接長さにわたって一定温度差によって監視されるが、そ
れは本質的に速度監視ではない。温度差を指示する間接
的パラメータは溶接速度だけでなく溶接電流、電圧及び
その他のパラメータに依存するからである。さらに、電
流、電圧、速度及びその他の溶接パラメータでのなんら
かの散在的変化は、溶接部の品質が不利に影響されるも
のの、温度差の変動は生じない。従って限界値からの溶
接速度の変動は、与えられたパラメータの監視精度を実
質的に減少させる不利益とは考えられない。
上述のことから結果的に、計算器、より特殊には熱入力
、溶接部の形状及び冷却速度によって決定される一般的
溶接パラメータの監視精度も、同じく速度監視精度に対
するそれの関係のために減少することになる。
従来の監視装置では、例えば半自動ガス保護アーク溶接
での電極傾斜、電極送り速度の乱れ、及び例えば手動及
び半自動消耗電極アーク溶接での供給線電圧の乱れのよ
うなパラメータを監視する用意は行なわれておらず、こ
れらの乱れは実質的に溶接品質に影響を及ぼす。
さらに公知の監視装置は、監視される特別の量に応答す
る警報の選択的作動は不可能であることから、連続段階
的な溶接監視を行なうべく使用することか出来ない。上
記の限界は主として、警報作動が一般的にあいまいな時
は溶接速度の変動に関係がある。これは速度信号の変動
は、このような変動は速度を除くその他のパラメータで
の変化、より特殊には溶接電流電圧の変化によって引き
起こされるものの、間接的に温度差での変化によって監
視されるからである。
従って公知の溶接品質監視装置では、溶接部の品質監視
での精度と信頼性はかなり低く、もう一つの不利益は溶
接工程の監視での不確実さである。
アーク溶接設備の使用者に有用な可聴音フィードバック
を行なう装置も公知で、その際使用者には、溶接機の出
力電流と電圧に関する有用な情報を伝える可聴音フィー
ドバック信号が用意される(米国特許第4. 471,
 207号〉。
公知の監視装置は、溶接電源、溶接電流に比例した信号
を発生するユニット、溶接電圧に比例した信号を発生す
るユニット、上記の溶接電源に連結される上記のユニッ
ト、溶接パラメータに相当する可聴音を発生する可聴音
信号発生器、電流比例信号を発生するユニットの出力に
連結されるそれの入力と可聴音信号発生器の入力に連結
されるそれの出力を持つ限界値要素、電流電圧比例信号
を発生するユニットの出力に連結されるレコーダ、及び
可聴音信号がアーク溶接工程の可聴音的監視を可能にす
べくレコーダと同時に到着するヘッドホン付の溶接作業
者ヘルメットを含む。
上述の装置は以下の方法で作動する。可聴音の音調を発
生して、溶接電圧に相当する信号によって周波数変調す
る。その音調を溶接電流に相当する信号によって振幅変
調する。従って使用者には電圧に比例したピッチと電流
に比例した容量を持つ合或されたフィードバック信号が
用意される。
二次的な変調手段が、電流に比例したワーブル或分を上
記の音調に導入するため開示されている。
このような装置での監視において得られるフィードバッ
ク信号は周波数及び振幅変調され、それは溶接工程の品
質評価を可能にするが溶接パラメータ(電流と電圧)の
信頼でき正確な定量的監視を阻止する。
多重パラメータ的な溶接工程は、溶接品質に関係する情
報の使用によっては正当には監視されず、溶接品質は電
流と電圧の変化に関係する。溶接工程は電圧と電流の変
化によって評価可能に影響されるが、希望される特性と
寸法を全長にわたって有する高品質溶接を確保するそれ
の安定性は、かなり多数のパラメータが最良の限界内で
維持される時、得ることが可能である。これらは、例え
ば溶接速度、電極傾斜、ならびに前述の溶接電流と電圧
である。溶接速度の安定化が必要な理由は、それの変動
は金相的な反応と干渉し、これは熱、溶融金属、および
添加物の不規則な入力、およびガスまたはその他の保護
物と共に空気からの金属の隔離をも引き起こして溶接物
の形状と深さに変化を生じる不利な条件だからである。
速度変動が大きい時は、溶接部プール内の不安定な水力
的状態のために溶接部内にはアンダカットと多孔質部分
が存在する。アーク内の金属移転と基礎金属の溶融は電
極傾斜における変動によって認識可能に影響される。そ
れを予め決定される限界内に保持することによって、例
えば溝継ぎ手の手動アーク溶接において、溶融金属上の
溶融スラッグの層をビード内に一様に配列して、のるが
溶けていない溶接金属上に達するのを阻止することが出
来る。
機械式のガス保護アーク溶接において、電極傾斜θでの
希望されない変化はスパッタリングを増大させ、このス
パッタリングによって熱、電極および充填材金属及びそ
の他の条件の入力も変化して溶接物内欠陥の発生確率を
増大させる要因となる。
公知の装置において溶接速度と電極傾斜における変化は
考慮されず、この変化は損なわれた溶接条件のために、
例えば使用者が未熟練者である時に発生して個々の量ま
たはパラメータセットの監視を阻止する不利な条件であ
る。結果として、溶接工程監視の信頼性はかなり減少す
る。
さらに公知の装置で使用されるのは相互に関連する二つ
のパラメータ(溶接電流と電圧〉だけでその他の溶接パ
ラメータは考慮されない。これが溶接工程の効果的な監
視を阻止する理由は、使用者に用意されるのは、振幅と
その他のパラメータ、例えば溶接速度での相当する同時
的変化を含む個々のパラメータ、例えば溶接電圧と電流
のなんらかの変動の場合、ヘッドホン内の可聴音周波数
を変化させることによるフィードバック信号であり、こ
れは高品質溶接物を得るための条件にはほとんど影響し
ないからである。それで溶接作業者は、不必要な可聴音
フィードバック信号を受信して溶接の品質を不本意に損
なう。前述のことから結果的に、公知の装置は溶接工程
の連続段階的な監視を許容せず、それの第一段階は、一
つの予め決定される量、例えば溶接電圧または電流、速
度、電極傾斜の監視を含むのに対して、第二段階では実
際の高品質溶接への要求を満足させるべく適応する一つ
以上の最良のパラメータは、測定された値を、上記パラ
メータの間の相互関係を考慮しているそれの異なる組み
合わせにおいて参照データと比較することによって監視
されるべきことが、結論される。
さらに公知の装置が溶接工程の効果的な監視を許容しな
い理由は、それが二つの溶接パラメータ(電流と電圧)
の間の関係を、一つのパラメータ、例えば溶接電流に依
存する振幅と、その他のパラメータ、例えば溶接電圧に
依存する周波数のような可変特性を持つ音調の発生によ
って利用しているからである。この不利な条件は、それ
が通常、個々の溶接条件下に、高品質溶接の可聴音的音
調特性の周波数と振幅に対して溶接者が耳をならすには
長い時間を要することに起因する。音調振幅への適応が
より時間を必要とする理由は、作業者の聴覚器官の周波
数特性は、各人の生理的特性に大きく依存する振幅特性
よりも敏感で持続的だからである。
従って特殊な音調の振幅の認識は、可聴音溶接特性、例
えばアークから生じる雑音のような要因によってより速
やかに影響される。もう一つの考慮されるべき要因は、
溶接者の聴覚器官からのヘッドホンの不本意な位置ずれ
で、これは音調振幅の認識にかなり影響するが、音調周
波数にはそれほど影響しない。
高品質溶接を示す個々のく最良の〉音調周波数を認識す
る溶接者の能力は、溶接条件によって決定される個々の
溶接パラメータに適合させるべき公知の装置では具なる
周波数の利用によって妨げられる。異なる溶接条件にお
いて高品質溶接を得るためには、上記の溶接パラメータ
は適当に変化させるべきである。従って溶接作業者は、
異なる溶接条件にある溶接物の品質を、電流値がその他
の溶接パラメータに依存して設定される公知の装置によ
って直接監視することはできない。
溶接工程の監視精度と、従ってそれの有効性は、異なる
溶接条件において高品質溶接を得るためパラメータをそ
れほど変化させることのない、溶接パラメータに比例し
た信号の振幅変調とこれらの周波数変調の幅広い使用の
ためかなり減少する。
さらに変動する溶接パラメータの質的監視は、公知の装
置が高品質溶接に相当する上記の溶接パラメータの数値
をかなり高い精度に決定し、かつ高品質溶接を示す可聴
音音調の発生用にこれらの装置を利用することを阻害す
る。
手動および機械化されたアーク溶接において、(28) 公知の装置の作業は供給線電圧の乱れによって不利に影
響される。このような影響は予め決定された値からの溶
接電流と電圧の突然の変動をもたらし、それによって正
常な監視と干渉する要因の擬似可聴音フィードバック信
号が溶接者のヘッドホン内に聞かれる。
また、機械化されたガス保護アーク溶接において、前述
の装置の作業は、主として送り装置駆動速度の変化に起
因して起きる電極送り速度の乱れによって不利に影響さ
れる。これは結果的に、予め決定された値からの溶接電
流の突然の変動をもたらし、それによって監視工程を害
する限界の擬似可聴音フィードバック信号が溶接者のヘ
ッドホン内に聞かれる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、溶接パラメータの数値が分離的および
連結的に監視され、かつこれらの数字が修正回路のため
に同時に増大するアーク溶接監視装置を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上述の課題は、溶接電源、溶接電流に比例した信号を発
生するユニット、溶接電圧に比例した信号を発生するユ
ニット(上記の二つのユニットは上記の電源に連結され
る)、アーク溶接パラメータに応答する可聴音信号を供
給する可聴音信号発生器、溶接電流に比例した信号を発
生するユニットの出力に連結されるそれの入力と可聴音
信号発生器の入力に連結されるそれの出力を持つ限界値
要素、情報レコーダおよび溶接工程の可聴音監視を行な
うべく情報レコーダと同時に可聴音信号発生器からの可
聴音信号を受信するプレイバック手段付の溶接作業者の
ヘルメットを含むアーク溶接溶接監視装置であって、本
発明によれば、溶接電流比較器と溶接電圧比較器を含み
、その際各比較器の一つの入力はそれぞれ溶接電流に比
例した信号を発生するユニットの出力と溶接電圧に比例
した信号を発生するユニットの出力に連結され、それの
第二の入力はそれぞれ溶接電流と電圧設定信号を受信す
る一方、上記の比較器の出力は情報レコーダの入力およ
び監視されるパラメータの変動に応答して溶接電流と電
圧比較器の出力に連結される入力を持つ信号スイッチ、
監視されるパラメータの増大変化に応答する信号スイッ
チ、電流と電圧加算器を含む監視シーケンス論理解析器
の入力に連結され、その際各加算器の一つの入力はそれ
ぞれ溶接電流に比例した信号を発生するユニットの出力
と溶接電圧に比例した信号を発生するユニットの出力に
連結される一方、上記の加算器の第二の入力は溶接電流
と電圧比較器の各自の第二の入力と組み合わされるのに
対して、それの出力は上記のパラメータの増大変化に応
答する信号スイッチの入力に連結される一方、両スイッ
チの出力は論理解析器の出力として働き、かつ可聴音信
号発生器の入力に連結されることによって解決される。
好ましくは、本発明による監視装置は、溶接速度に比例
した信号を発生して情報レコーダの入力に連結されるユ
ニット、それの一つの入力が溶接電流に比例した信号を
発生するユニットに連結される溶接速度比較器、および
溶接速度比較器の入力に連結されるそれの出力を持ち、
それの出力は可聴音信号発生器と情報レコーダの入力に
連結される溶接速度設定回路を含む一方、論理解析器は
、溶接速度に比例した信号を発生するユニットの出力と
溶接速度設定回路の出力に連結されるそれの入力を持つ
信号減算回路を含み、その際それの出力は可聴音信号発
生器の入力に連結される。
機械化された消耗電極アーク溶接の監視のため、提案さ
れる監視装置は、望ましくは、消耗電極送り速度センサ
、消耗電極送り速度に比例した信号を発生するユニット
、およびそれの一つの入力は溶接電流設定信号を受信し
、かつそれの出力は情報レコーダの入力に連結される消
耗電極送り速度比較器を含む。
有利には、論理解析器は、溶接電流に比例した信号を発
生するユニットの出力に連結される消耗電極送り速度ス
イッチを含んで変動する消耗電極送り速度の影響を決定
するため使用される回路、それの一つの入力は溶接電流
設定信号を受信する一方でそれの別の入力は消耗電極送
り速度に比例した信号を発生するユニットの出力に連結
される第一の加算器、および第一の加算器の出力と消耗
電極送り速度スイッチの出力に連結されるそれの入力を
持つ一方、それの出力が上記のスイッチの入力に連結さ
れ、そのスイッチの出力は溶接電流比較器の入力に連結
される第二の加算器を含み、その際消耗電極送り速度ス
イッチの出力は、望ましくは電流加算器の入力に連結さ
れる。
同じく有利には、本発明による監視装置は、溶接電源の
供給線と連結される供給線電圧変換器及び供給線電圧変
換器に連結されるそれの入力と情報レコーダに連結され
るそれの出力を持つ第二の限界値要素を含み、その際供
給線電圧変換器の出力は、有利には、変動する消耗電極
送り速度の影響を決定するため使用される回路内に含ま
れる第二の加算器の入力に連結される。
さらに有利には、論理解析器は、電源線電圧の影響を決
定するため使用されてそれの入力が供給線電圧変換器に
連結される供給線電圧加算器を内蔵する回路、および溶
接電圧に比例した信号を発生するユニットの出力と供給
線電圧加算器の出力に連結される供給線スイッチを含み
、その際上記のスイッチの出力は上記の加算器の入力と
溶接電圧比較器の出力に連結される一方、供給線電圧の
影響を決定するため使用される回路内に含まれるスイッ
チの出力は、望ましくは溶接電圧加算器の入力に連結さ
れる。
好ましくは、本発明と一致する監視装置は、ユニット当
たり溶接エネルギに比例した信号を発生し、それの入力
は溶接電流に比例した信号を発生するユニットの出力に
連結されるユニット、溶接電圧に比例した信号を発生す
るユニット、および溶接速度に比例した信号を発生する
ユニットを含む一方、それの出力は、論理解析器、それ
の一つの入力はユニット当たり溶接エネルギに比例した
信号を発生するユニットの出力に連結され、かつそれの
別の入力はユニット当たり溶接エネルギ設定信号を受信
する一方、ユニット当たり溶接エネルギ比較器の出力は
情報レコーダの入力、及びユニット当たり溶接エネルギ
比較器の出力に連結されるそれの入力と論理解析器の出
力として役立つそれの出力を持つユニット当たり溶接エ
ネルギスイッチを含む論理解析器の入力に連結されるユ
ニット当たり溶接エネルギ比較器、およびそれの一つの
入力はユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を発
生するユニットの出力に連結され、かつそれの別の入力
はユニット当たり溶接エネルギ設定信号を受信するユニ
ット当たり溶接エネルギ加算器に連結される一方、それ
の出力は、同時に論理解析器の出力であり、かつユニッ
ト当たり溶接エネルギスイッチの出力と関連して可聴音
信号発生器の入力に連結される。
ユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を発生する
ユニットと監視装置のその他のユニットの藺を結合する
ために、論理解析器は、好ましくはユニット当たり溶接
エネルギに比例した信号を発生するユニットの入力に連
結されるそれの出力と、溶接電流と電圧に比例した信号
を発生する各自のユニッ1・および、変動する消耗電極
送り速度の影響と供給線電圧の影響を決定するために使
用される回路に連結されるそれの入力を持つ監視モード
スイッチを含む。
さらに、本発明の目的を形成する監視装置は、有利には
監視される溶接パラメータ設定信号を発生するユニット
を含む一方、論理解析器は監視される各パラメータの設
定信号をスイッチし、それの出力は論理解析器の出力と
して役立つ手段、設定信号スイッチの入力に連結される
出力と監視される溶接パラメータ設定信号を発生するユ
ニットの出力に連結される入力を有する設定信号スイッ
チングユニット、およびそれの入力が溶接電流、電圧お
よびユニット当たりエネルギに比例した信号を発生する
ユニットに連結される信号スイッチングユニットを含む
のに対して、それの出力は監視される溶接パラメータ設
定信号を発生するユニットの入力に連結される。
本発明による監視装置は、望ましくは電極軸と工作物の
表面への法線の間の傾斜を測定する変換器を含み、この
傾斜測定変換器はそれの入力を介して傾斜変換器の出力
へ、かつそれの出力を介して可聴音信号発生器と情報レ
コーダへ連結される傾斜スイッチを持つ論理解析器へ連
結される。
さらに好ましくは、論理解析器は書き込み信号スイッチ
を含み、このスイッチの一つの入力は傾斜変換器の出力
に連結され、別の入力は書き込み信号設定要素に連結さ
れ、またその出力は論理解析器の出力として作用し、か
つ監視される信号設定信号を発生するユニットの入力に
連結される。
同じく好ましくは、本発明による監視装置は、制御入力
が溶接速度に比例した信号を発生するユニットの出力に
連結される溶接タイマおよびそれの一つの入力は溶接タ
イマの出力に連結され、かつそれの別の入力は第一限界
値要素の出力に連結されるゲート要素を含み、ゲート要
素と溶接タイマの出力は情報レコーダ、およびそれの数
字は監視されるパラメータの数字に相当するANDゲー
トを含む論理解析器の入力に連結され、各ゲートの一つ
の入力は各比較器に連結され、各ANDゲートの別の入
力はゲート要素の出力に連結される一方、それの出力は
論理解析器の出力として役立ち、かつ情報レコーダに連
結される。
有利には、可聴音信号発生器が周波数と振幅変調を使用
し、かつ本発明により、監視されたパラメータにおける
増加分に相当する電圧を可聴周波数に変換する手段、そ
れの入力が監視されるパラメータにおける増大変化及び
信号減算回路の出力に応答する信号スイッチの出力に連
結される一方、それの出力は電圧比較器の入力に連結さ
れる監視されるパラメータ増大信号スイッチ、監視され
るパラメータの変動に応答する信号スイッチの出力と溶
接速度比較器の出力へのそれの入力を介して、かつ監視
されるパラメータ増大信号スイッチの制御入力へのそれ
の出力を介して連結される監視されるパラメータ選択回
路、および多重パイブレークの出力と電圧変換器の出力
へのそれの入力を介して、かつ監視されるパラメータ選
択回路の出力と第一限界値要素の出力へのそれの制御入
力を介して連結される可聴音信号変調回路を含む一方、
それの出力は可聴音信号発生器の出力として作用(38
) し、かつプレイバック手段に連結される。
同じく有利には、論理解析器は変調モードスイッチを有
し、このスイッチは溶接電流、電圧、およびユニット当
たりエネルギ加算器の出力に連結されるそれの人と、監
視されるパラメータの増大に応答する電圧変換器の入力
に連結されるそれの出力を有する一方、監視されるパラ
メータ選択回路が、それの入力は可聴音信号発生器の入
力として役立つ第一および第二のANDゲート、AND
ゲートの出力と電源ライン伝達論理信号0と1に連結さ
れるそれの出力を持つ選択されるパラメータ伝達スイッ
チ、それの入力が選択されるパラメータ伝達スイッチの
出力に連結されるフリップフロップ、それの第一の入力
はフリップフロップの出力に連結され、かつ第二の入力
は監視されるパラメータの変動に応答する信号スイッチ
の出力に連結される一方、第二の出力ANDゲートの第
二の入力は溶接速度比較器の出力に連結される第一およ
び第二の出力ANDゲートおよびそれの入力は第一出力
ANDゲートと第二出力ANDゲートの出力に連結され
るORゲートを含む一方、それの出力は、同時に、監視
されるパラメータ選択回路の出力であり、その際可聴音
信号変調回路は、好ましくは二つのANDゲートを備え
ている。
有利には、可聴音信号変調回路の出力は、それの別の入
力が電極傾斜多重パイブレークの出力に連結される二つ
の二次的周波数変調ORゲートの入力に連結され、この
パイブレークの入力は傾斜スイッチの出力に連結される
。
監視されるパラメータ選択回路は、好ましくはユニット
当たり溶接エネルギを示す信号を選択する二つのORゲ
ートを含み、その際各ゲートの第一の入力はフリップフ
ロップの出力に連結され、上記のゲートの第二の入力は
ユニット当たり溶接エネルギスイッチの出力に連結され
、このスイッチも第一と第二の出力ANDゲー1・の入
力に連結される一方、上記の信号選択ORゲートの出力
は監視されるパラメータ選択回路の出力として役立ち、
その際監視されるパラメータ増大信号スイッチの入力は
ユニット当たり溶接エネルギ加算器の出力に連結される
。
さらに有利には、可聴音信号発生器は、それの入力が監
視されるパラメータの変動及び溶接速度比較器の出力に
応答する信号スイッチの出力に連結される監視されるパ
ラメ.一夕選択スイッチ、監視されるパラメータ選択ス
イッチの出力、ユニット当たり溶接エネルギスイッチの
出力、傾斜スイッチの出力、溶接速度比較器の出力およ
び論理解析器の出力に連結される出力を持つ監視される
パラメータアドレススイッチ、それの補足的な入力と出
力がそれぞれ監視されるパラメータアドレススイッチの
制御出力と制御入力に連結される監視されるパラメータ
アドレスカウンタ、監視されるパラメータのコードを記
憶し、かつそれの入力を介して監視されるパラメータア
ドレススイッチの出力および監視されるパラメータアド
レスカウンタに連結される記憶装置、監視されるパラメ
ータに相当する電圧にコードを変換し、上記のコード電
圧変換器の入力は記憶装置の出力に連結される変換器、
および出力信号にゲートをかけ、このゲートの一つの入
力はコード電圧変換器の出力に連結され、かつそれの別
の入力は第一限界値要素の出力に連結されるANDゲー
トを含む一方、それの出力は可聴音信号発生器の出力と
して作用する。
同じく好ましくは、監視されるパラメータ設定信号を発
生するユニットは、それの一つの入力が論理解析器に連
結される監視されるパラメータ比較器、プリセット値か
らの監視されるパラメータの変動を記録し、上記のフリ
ップフロップのデータ入力が監視されるパラメータ比較
器の出力に連結される一方、これらのクロック入力はク
ロックパルス発生器に連結される第一のフリップフロッ
プと第二のフリップフロップ、プリセット値からの監視
されるパラメータの変動を記憶し、それの入力は第一の
変動記録フリップフロップ及び第二の変動記録フリップ
フロップの出力に記録され、それのクロック入力はクロ
ックパルス発生器の出力に連結されるカウンタ、監視さ
れるパラメータに相当する電圧に変換し、上記のコード
電圧変換器の入力は変動カウンタの出力に連結される一
方、(42〉 それの出力は監視されるパラメータ設定信号を発生ずる
ユニットの出力として役立つ第二の変換器、それの各入
力は監視されるパラメータに相当する電圧にコードを変
換する第二の変換器の出力に連結される一方、それの出
力は監視されるパラメータ比較器の第二の入力に連結さ
れる二つの増幅器、及びそれのデータ入力は変動カウン
タの出力に連結され、それの制御入力は第二のコード電
圧変換器の制御入力と組み合わされ、かつ論理解析器の
出力に連結される設定信号指示回路を含む゛。
有利には、溶液速度に比例した信号を発生するユニット
は、監視される溶接に沿って配置される放射センサ、そ
れのデータ入力が各放射センサに連結される放射信号ス
イッチ、それの第一と第二の入力がそれぞれ放射信号ス
イッチの出力とパルス発生器の出力に連結される放射信
号ゲート要素、それの入力は放射信号ゲート要素の出力
とパルス発生器の出力に連結される一方、それの出力は
溶接速度に比例して信号を発生するユニットの出力とし
て役立つ放射を示す信号の形成手段、および(43〉 放射センサのアドレスのための手段を含み、上記の信号
形rll手段の入力は放対を示す信号の形戊手段の出力
に連結され、それの出力は放射信号スイッチの各制御入
力に次第に連結される一方、それの制御出力は放射信号
ゲート要素の入力に連結される。
〔実施例〕
本発明と一致するアーク溶接監視装置は、工作物2と電
極ホルダ3に消耗電極4を供給する溶接者室1 (第F
図)、電極4と電気的に結合される溶接電源5、溶接パ
ラメータを示す可聴音信号を発生する可聴音信号発生器
6、および情報レコーダ7を含む。提案される監視装置
は、さらに溶接電流に比例した信号を発生するユニット
8を含み、このユニットは入力9を介して電源5の出力
に連結され、かつ電極4、溶接電圧に比例した信号を発
生し入力11を介して電源5の出力に連結されるユニッ
ト10、および限界値要素12に結合される。
限界値要素12はユニット8の出力に連結されるそれの
入力と発生器6の入力14に連結されるそれの出力を有
する。
溶接監視信号は同時に情報レコーダ7に、かつ可聴音音
調として発生器6からプレイバック手段16を持つ溶接
作業者ヘルメット15に加えられる。
本発明と一致して、監視装置はそれの入力19と20が
それぞれユニット8と10の出力に連結される溶接電流
比較器17と溶接電圧比較器18をも含む。
比較器17と18の入力21と22はそれぞれ、抵抗2
3と24によって形成される溶接電流と電圧設定信号で
ある。比較器17と18の出力はそれぞれ、ユニット7
の入力25.26に、かつ監視シーケンス論理解析器3
0内で比較される監視されるパラメータの変動に応答す
る信号スイッチ29の入力27.28に連結される。
論理解析器30も、監視されるパラメータの増大変動に
応答する信号スイッチ31および、溶接電流と電圧加算
器32.33を含む。加算器32と33の入力34と3
5はそれぞれ、ユニット8の出力とユニット10の出力
へ連結される。加算器32と33の入力36と37はそ
れぞれ、比較器17の入力2lと、かつ比較器18の入
力22と組み合わされる一方、それの出力はそれぞれ、
スイッチ31の入力38と39に連結される。
論理解析器30の出力として働くスイッチ29と31の
出力はそれぞれ、発生器6の入力40と41に連結され
る。
さらに提案される監視装置は、ユニット7の入力43に
連結されて溶接速度に比例した信号を発生するユニット
42を含む。
本発明による監視装置は溶接速度比較器44をも含み、
それの入力45はユニット42と溶接速度設定回路46
に連結される。溶接速度設定回路46は比較器44の入
力47に連結されるそれの出力を有し、この比較器44
の出力は発生器6の入力48とユニット7の入力49に
連結される。論理解析器30は信号減算回路50を含み
、この回路50の入力51と52はそれぞれ、ユニット
42の出力と回路46の出力に連結される一方、それの
出力は発生器6の入力53に連結される。電極線材を表
わす消耗電極4の送り機構55を有する溶接トーチ54
(第2図〉の使用によって実施される機械化アーク溶接
において、本発明による監視装置は、消耗電極4の送り
速度を測定するセンサ56のような直列結合された要素
を含み、このセンサ56は電極送り機構55、消耗電極
4の送り速度に比例した信号を発生しセンサ56の出力
に連結されるユニット57、およびそれの入力59が溶
接電流設定信号を受信する消耗電極送り速度比較器58
と連結される一方、それの出力は情報レコーダ7の入力
60に連結される。
さらに、論理解析器30は変動する消耗電極送り速度の
影響を決定するため使用される回路61を含み、この回
路61は、それの入力63と64が組み合わされてユニ
ット8の出力に連結される消耗電極送り速度スイッチ6
2を含む。回路61は加算器65を含み、その中で入力
66は抵抗23の可動接触子から取られる溶接電流設定
信号を受信し、かつ入力67はそれの入力69がユニッ
ト57の出力に連結されるスイッチ68に連結される一
方、それの入力70は抵抗23の可動接触子から取られ
る溶接電流設定信号を受け入れる。加算器65の出力は
、それの入力73が(47〉 スイッチ62の出力に連結される加算器72の入力71
に連結される一方、それの出力は、それの入力75が接
地される同じスイッチ62の入力74に連結される。
スイッチ62の出力もまた、加算器32の入力34に連
結される。
さらに本発明の目的を形戊する監視装置は、供給線電圧
変換器76(第3図)を含み、この変換器76の入力7
7は溶接電源5の供給線および供給線電圧変換器76に
連結されるそれの入力79とユニット7の入力80に連
結されるそれの出力を持つ限界値要素78に連結される
。
さらに、変換器76の出力は、論理解析器30内に含ま
れる加算器72の入力81に連結される。
論理解析器30は供給線電源の影響を決定するため使用
される回路82を含み、この回路82は、入力84を介
して変換器76と供給線電圧スイッチ85(入力86と
87はユニット10の出力に連結される)に連結される
供給線電圧加算器83を内蔵し、その際入力88は加算
器83の出力に連結される一方、入力89は接地される
。スイッチ8の出力はそれぞれ、加算器83の入力90
と溶接電圧比較器18の入力20に連結される。
さらに、スイッチ85の出力は加算器33の入力35に
連結される。
第4図に示される本発明の好適実施例は、ユニット当た
り溶接エネルギの監視のため使用される。
それは、ユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を
発生するユニット91を含み、それの入力92,93お
よび94はそれぞれユニット8.10および42の出力
に連結される。ユニット91の出力はユニット当たり溶
接エネルギ比較器96の入力95に連結され、その際比
較器96の入力97は抵抗98によって供給されるユニ
ット当たり溶接エネルギ設定信号を受信する。比較器9
6の出力はユニット7の入力99に連結される。本発明
の好適実施例では、論理解析器30はユニット当たり溶
接エネルギスイッチ100を含み、その中で入力1(H
は抵抗98の可動接触子から取られるユニット当たり溶
接エネルギ設定信号に連結される。論理解析器30の出
力として役立つ加算器105の出力は、発生器6の入力
108に連結される。
ユニット91と監視装置のその他のユニットの間を結合
するため、論理解析器30はさらに、それの出力がユニ
ット91の入力92と93に連結される監視モードスイ
ッチ109(第5図〉を含む。スイッチ109の入力1
10と111はそれぞれ、ユニット8と10の出力に連
結される一方、それの入力112と113はそれぞれ、
比較器17の入力19 (第1図)に連結されるスイッ
チ62の出力と、比較器18の入力20(第1図〉に連
結されるスイッチ85(第5図)の出力に連結される。
第6図は、監視される溶接パラメータ設定信号を発生す
るためのユニット114を含む監視装置の別の実施例で
ある。図示例で論理解析器30はそれぞれ、溶接電流、
電圧およびユニット当たりエネルギ設定信号スイッチ1
15. 116および117、抵抗23.24および9
8から誘導される設定信号を受信する上記のスイッチの
入力118. 119および120をそれぞれ含む。ス
イッチ115. 116および117の出力は、同時に
論理解析器30の出力であり、かつそれぞれ比較器17
.18および96の入力21.22および97に連結さ
れる。さらに論理解析器30は設定信号スイッチングユ
ニット121を含み、このユニット121の出力はそれ
ぞれ、スイッチ115. 116および117の入力1
22, 123および124に連結され、その際それの
入力125は、ユニット114の出力に連結される。論
理解析器30はまた、それの入力127,128および
129がそれぞれユニット 8 . 10および91の
出力に連結される現在の信号スイッチングユニット12
6を含む。
第7図の実施例では、電極軸と工作物の表面への法線の
間の傾斜を測定するために、変換器131が監視装置に
連結される。図示例で論理解析器30はインバーク13
2を含み、このインバータ132の入力133は、変換
器131および、入力135を介してインバータ132
の出力に、かつそれの出力を介して発生器6の入力13
6とユニット7の入力137に連結される傾斜スイッチ
134の出力に連結される。スイッチ134の入力13
8 は接地される。
さらに論理解析器30は信号書き込みスイッチ139を
含み、このスイッチの入力140は変換器131の出力
に連結される一方、それの入力141は信号書き込み設
定要素142の出力に連結され、その際論理信号1はそ
の中で抵抗143の使用によって発生する。論理解析器
30の出力として働くスイッチ139の出力は、ユニッ
ト114の入力144(第6図〉に連結される。要素1
42の入力145(第7図)は接地される。
第8図には溶接タイマ146の連結状態が示され、図示
例でタイマ146の制御入力147はユニット142の
出力に連結され、かつタイマ146の出力はユニット7
の入力148とゲート要素150の入力149に連結さ
れ、このゲート要素150の入力151は限界値要素1
2の出力に連結される一方、それの出力はユニット7の
入力152に連結される。論理解析器30はANDゲー
ト153〜157を含み、これらの入力158〜162
は要素150の出力に連結される一方、入力163〜1
67はそれぞれ、スイッチ168〜172の使用によっ
て電流比較器17、電圧比(52〉 較器18、速度比較器44、ユニット当たり、溶接エネ
ルギ比較器96およびインバータ132に連結され、そ
の際ANDゲート153ないし157の出力は論理解析
器30の出力として役立ち、かつユニット7の入力17
3〜177に連結される。
提案される監視装置において、可聴音信号発生器6(第
9図)は、監視されるパラメータの増大に相当する電圧
を可聴音周波数に変換する手段178および監視される
パラメータ増大信号スイッチ179を含み、このスイッ
チの入力180と181はそれぞれスイッチ31の出力
と回路50の出力に連結される一方、それの出力は変換
器178の入力182に連結される。発生器6も、入力
184を介してスイッチ29の出力に、かつ入力185
を介して比較器44の出力に連結される監視されるパラ
メータ選択回路183を含む一方、回路183の出力は
多重パイブレーク187の入力186に連結される。さ
らに発生器6は、入力189, 190を介して多重パ
イブレーク187の出力に、入力191. 192を介
して変換器178の出力に、制御入力193. 194
を介して回路(53〉 183(これはスイッチ179の制御入力195, 1
96にも連結される)の出力に、および制御入力197
198を介して限界値要素12の出力に連結される可聴
音信号変調回路188を含む。
回路188の出力は発生器6の出力として役立ち、かつ
プレイバック手段16に連結される。本発明の好適実施
例では、論理解析器30は監視モード選択スイッチを含
み、その中で入力200と201が組み合わされて抵抗
202から誘導される論理信号1を受信すべく適応させ
られ、入力203と204が組み合わされて適当に接地
され、そして論理解析器30の出力として働く出力は回
路183の入力205と206に連結される。
論理解析器30はさらに、入力208, 209, 2
10を介して電流、電圧、およびユニット当たりエネル
ギ加算器32.33および105の出力に、かつそれの
出力を介して電圧変換器178の入力211に連結され
る変調モードスイッチ207を含む。
可聴音信号発生器6内で、監視されるパラメータ選択回
路183〈第10図〉は、ANDゲート212と213
、ゲート212の直接入力214および回路183の入
力184に連結されているゲート213の反転入力21
5を含む一方、ゲート212の反転入力216とゲート
213の直接入力217は回路183の入力185に連
結される。
回路183もまた、それの制御入力219 と220が
選択されたパラメータ伝達回路183の入力205 と
206に連結されるスイッチ218を含み、その際スイ
ッチ218のデータ入力221と222はANDゲート
212と213の出力に連結される一方、スイッチ21
8のデータ入力223と224が組み合わされて論理信
号0を通る電源線に連結され、その際スイッチ218の
データ入力225と226は論理信号1を伝達する電源
線に連結される。スイッチ218の出力はフリップフロ
ップ229の入力227 と228に連結され、このフ
リップフロップ229の出力は出力ANDゲート232
と233の入力230と231にそれぞれ連結され、そ
の際上記のゲートの入力234と235はそれぞれAN
Dゲート212と213の直接入力214と217に連
結される。ANDゲート232と233の出力はそれぞ
れ、それの出力は回路183の出力として役立ち多重パ
イブレーク187の入力186に連結されるORゲート
238の入力236 と237に連結される。
さらに、発生器6内に含まれる回路188は、ANDゲ
ート239 と240を含む。ANDゲート239の入
力と出力は、同時に回路188の入力189,191,
 193. 197および出力として役立つ。ANDゲ
ート240の入力と出力は、同時に回路188の入力1
90, 192, 194, 198および出力として
役立つ。
ORゲート243と244の入力241と242も発生
器6内の回路188の出力に連結され、それの入力24
5と246は、それの入力248が傾斜スイッチ134
の出力に連結される電極傾斜多重パイブレークの出力に
連結される。
さらに発生器6の回路183は、ユニット当たり溶接エ
ネルギを示す信号を選択するORゲート249と250
を含み、その中で入力251と252はフリップフロッ
プ229の出力に連結される一方、入力253 と25
4は、同じく出力ANDゲート232 と233の出力
255 と256に連結されるユニット当たりエネルギ
スイッチ100の出力に連結される。
ORゲート249と250の出力は回路183の出力と
して働き、かつスイッチ179の制御入力195と19
6に連結される。スイッチ179の入力257には、加
算器105の出力が連結される。
可聴音信号発生器6の別の実施例は、第11図に示され
る。図を参照すると、それは監視されるパラメータ選択
スイッチ258を含み、その中で入力259と260は
スイッチ29の出力に連結され、入力261と262は
比較器44の出力に連結され、入力263と264は接
地され、かつ制御入力265と266はスイッチ199
の出力に連結される。さらに発生器6は監視されるパラ
メータアドレススイッチ267を含み、このスイッチ2
67はスイッチ258の出力に連結される入力268,
 269、スイッチ100の出力に連結される入力27
0、スイッチ134の出力に連結される入力271、比
較器44の出力に連結される入力272、および監視さ
れるパラメータの変動信号を示す信号スイッチ274の
出力に連結され(57〉 る入力273を有し、その際上記のスイッチの入力27
5と276はそれぞれ、比較器17と18の出力に連結
される。本発明の好適実施例で発生器6は、監視される
パラメータアドレスカウンタ277をモ含み、このカウ
ンタ277の補充的入力278と出力はそれぞれ、スイ
ッチ267の制御入力279に連結される。さらに発生
器6は、監視されるパラメータのコードを保持する記憶
装置280を含み、それはそれの入力281を介してス
イッチ267の出力とカウンタ277の出力に連結され
る一方、記憶装置280の出力はコードを監視されるパ
ラメータに相当する電圧に変換する手段283の入力2
82に連結される。コード・電圧変換器283の出力は
可聴音信号フィルタ285の入力284に連結される。
フィルタ285の出力は、それの入力288が限界値要
素12の出力に連結される出力信号ゲート要素287の
入力286に連結される。同時に発生器6の出力として
役立つ要素287の出力は、プレイバック手段16に連
結される。
設定信号を発生するユニット114の好適実施例は、第
12図に示される。図を参照すると、ユニット114は
監視されるパラメータ比較器289を含み、それの入力
290はユニット114の入力130を通して論理解析
器30の出力に連結される。比較器289の出力は、監
視されるパラメータの予め決定された値からの変動を記
録する各自のフリップフロップ293と294のデータ
入力291と292に連結され、その際上記のフリップ
フロップのクロック入力295と296はクロックパル
ス発生器297の出力に連結される。発生器297は、
パルス発生器298と遅延要素299を含む。パルス発
生器298の出力はクロックパルス発生器297の出力
に連結される。
発生器298の出力は遅延要素299の入力300に連
結され、それの出力はフリップフロップ293と294
の残りの入力301 と302に連結される。さらにユ
ニット114は、監視されるパラメータのプリセット値
からの変動を記憶するカウンタ303を含み、その際上
記のカウンタの入力304と305はそれぞれフリップ
フロップ293 と294の出力に連結される一方、そ
れのクロック入力306は発生器298の出力に連結さ
れる。カウンタ303の出力は、コードを監視されるパ
ラメータに相当する電圧に変換する手段308の入力3
07に連結され、その際上記のコード・電圧変換器の出
力は同時にユニット114の出力である。
さらにユニット114は増幅器309と310を含み、
これらの増幅器は、変換器308の出力に連結されるそ
れの入力311と312、および比較器289の入力3
13と314に連結されるそれの出力を有する。
ユニット114はまた設定信号指示回路315をも含み
、この回路のデータ入力316はカウンタ303の出力
に連結される一方、それの制御入力317は変換器30
8の制御入力318と組み合わされて論理解析器30の
出力に連結される。
第13図は溶接速度に比例した信号を発生するユニット
42の好適実施例を示す。図を参照すると、ユニット4
2は、監視される溶接部に沿って配置される放射センサ
(31’9−1, 319−2,  ・・・319−n
)と、それのデータ入力(321−1. 321−2,
・・・321−n)が各自の放射センサ319に連結さ
れる放射信号スイッチ320を含む。さらにユニット4
2は、放射信号ゲート要素322を含み、それの入力3
23と324はそれぞれ、スイッチ320の出力とパル
ス発生器325の出力に連結される。ユニット42も、
カウンタ327を含む放射を指示する信号の形成手段3
26を含み、それのクロック入力328は要素322の
出力に連結される一方、それの補充的出力は、それのク
ロック入力311が発生器325の出力に連結されるフ
リップフロップ330のデータ入力329 に連結され
る。
フリップフロップ330の出力はカウンタ327の残り
の入力332に連結され、このカウンタ327の補充的
出力はユニット42の出力として役立ち、かつセンサ3
19のアドレスを形成する手段334の入力333に連
結される。アドレス形成手段334の出力はスイッチ3
20の各自の制御入力に連結される一方、それの制御出
力は要素322の入力336に連結される。アドレス形
成手段334およびフリップフロップ330の制御入力
337 と338はそれぞれ結合され、かつユニット4
2の設定入力に連結される。
溶接者室1は、任意の公知の方法で構或される。
(61〉 溶接される品物2は、突き合わせ、隅肉及び重ね継ぎ手
に対して適当な工作物である。
電極ホルダ3は、手動消耗電極アーク溶接に対して適当
な任意の装置である。
消耗電極4は、手動アーク溶接に対して適当な任意の電
極である。溶接電源5は、消耗電極アーク溶接に対して
適当な任意の電源である。
監視されるパラメータでの増大変化を示す電圧を可聴音
周波数に変換する手段178は、第14図に示されるよ
うに構威される。図を参照すると、上記の手段178は
電圧・周波数変換器339を含み、この変換器339の
入力340はスイッチ207の出力に連結され、その際
変換器339の出力は増幅器342と組み合わされ、増
幅器342の制御入力343は変換器339の入力34
0と組み合わされる。増幅器342の出力は加算器34
5の入力344に連結され、それの入力346は同時に
変換器178の入力182であるのに対して、それの出
力は電圧・周波数変換器348の入力347に連結され
る。変換器178の出力として働く変換器348の出力
は回路188の入力に連結される。
電圧・周波数変換器339と348は、公知の方法で構
或される。
増幅器342には、公知の制御される利得増幅回路が使
用される。加算器345は、公知のアナログ加算器回路
を使用出来る。スイッチ179は、公知のアナログ信号
スイッチである。スイッチ199には、二つの独立した
2位置スイッチを含む公知の回路が使用される。
スイッチ218は、公知のディジタル信号スイッチであ
る。
スイッチ258 と267は、公知のディジタル信号ス
イッチである。スイッチ274は、公知の3位置スイッ
チである。
カウンタ277は、二進法の装置である。記憶装置28
0は、公知の多重アドレス記憶装置である。
コード・電圧変換器283は、公知のディジタル・アナ
ログ変換器である。
出力信号ゲート要素287は、公知のANDゲートであ
る。
(63〉 情報レコーダ7は、任意のディジタルおよびアナログレ
コーダである。
溶接電流に比例した信号を発生するユニット8は、第1
5図に示されるように構或される。図を参照すると、ユ
ニット8は溶接回路内に挿入される抵抗電流変換器34
9を含み、その際上記の変換器の最初のリードは上記の
ユニットの入力9と抵抗350の最初のリードに連結さ
れ、抵抗350の第二のリードは差動増幅器352の直
接入力351 と、および抵抗353、可変抵抗354
および抵抗355と組み合わされ、また上記の抵抗は直
列に置かれる。
変換器349の第二のリードは抵抗356のリードと組
み合わされ、抵抗356の第二のリードは、抵抗355
、抵抗357および増幅器352の反転入力358と組
み合わされる。増幅器352の出力は、抵抗357の第
二リードおよび低域通過フィルタ360の入力359と
組み合わされる。フィルタ360の出力は、同時にユニ
ット8の出力として役立ち、かつ比較器1Bの入力と限
界値要素12の入力に連結される。
抵抗電流変換器349は、公知の装置で、より特別には
シャントである。
差動増幅器352は、任意の公知の増幅器である。
溶接電圧に比例した信号を発生するユニット10は、第
16図に示されるように構威される。図を参照すると、
ユニット10は可変抵抗361を含み、それの最初のリ
ードはユニット10の入力11に連結されるのに対して
、それの第二のリードは接地される。可変抵抗361の
可動接触子は低域フィルタ363の入力362に連結さ
れる。ユニット10の出力として働くフィルタ363の
出力は比較器18の入力に連結される。
限界値要素12は公知の要素で、より特別にはシュミッ
トトリガである。
溶接作業者のヘルメット12は、任意の溶接者用規格ヘ
ルメットである。プレイバック手段16は、分離連結式
挿入部を持つヘッドホンである。
溶接電流、電圧、消耗電極送り速度及びユニット当たり
エネルギ比較器17.18.58および96はそれぞれ
、第17図に示されるように構或される。より特別には
、本発明による比較器■7は限界値要素364を含み、
この要素364の直接入力365は現在の溶接電流信号
を受信するユニット8の入力に連結される一方、それの
反転入力366は溶接電流設定信号を受信する入力21
に連結される。比較器17の入力21には、限界値要素
368の直接入力367が連結され、この要素368の
反転入力369は限界値要素364の入力365と組み
合わされ、その際それの出力は比較器17の出力として
働き、かつユニット7とスイッチ274に連結される。
限界値要素364と368にはORゲート372の入力
370と371が連結され、このゲート372の出力は
同時に比較器17の出力として働き、かつユニット7の
入力とスイッチ29の入力に連結される。
限界値要素364と368は、公知のアナログ信号限界
値要素である。スイッチ29と31は、公知の外部操作
式の2位置スイッチである。加算器32と33は、公知
のアナログ加算器である。
放射センサ319は、公知の装置、より特別には光ダイ
オードである。スイッチ320は、公知のアナログスイ
ッチである。放射信号ゲート要素322は公知のAND
ゲートである。カウンタ327と形成装置334は公知
の二進法カウンタである。
溶接速度比較器44は、第18図に示されるように構戊
される。比較器44はパルス形成器373を含み、この
形成器373は、比較器44の入力45に連結されるそ
れの入力374と遅延要素376の入力375に連結さ
れるそれの出力を有する。形成器373の出力と遅延要
素376の出力はORゲート379の各自の入力377
と378に連結され、ORゲート379の出力は、AN
Dゲート381の反転入力380に連結される。パルス
発生器383の出力は、ANDゲート381の直接入力
382に連結される。
さらに比較器44はデコーダ384を含み、その中で入
力385は比較器44の入力47に連結され、かつ入力
386は形成器373の出力に連結される一方、デコー
ダ384の出力はカウンタ389と390の各自のデー
タ入力387と388に少しづつ連結される。
各カウンタ389 と390のクロック入力391 と
392は組み合わされて、ANDゲート381の出力に
連結される。
カウンタ389と380の制御入力393と394はそ
れぞれ、ORゲート379の出力に連結される。カウン
タ389の設定入力395は形成器373の出力に連結
される。カウンタ390の設定入力396は遅延要素3
76の出力に連結される。カウンタ389と390の搬
送出力はそれぞれ、フリップフロップ399と400の
設定入力397と再設定入力398に連結され、これら
のフリップフロップの再設定入力401と設定入力は組
み合わされて遅延要素403の出力に連結される。遅延
要素403の入力404は、比較器44の入力45に連
結される。フリップフロップ399と400の反転出力
は、ORゲート407の入力405 と406に連結さ
れる。
本発明と一致して、比較器44はフリップフロップ40
8と409をも含み、これらのデータ入力410と41
1はそれぞれ、ORゲート407の出力とフリップフロ
ップ399の反転出力に連結される。フリップフロップ
408 と409のクロック入力412 と413はそ
れぞれ組み合わされて比較器44の入力45に連結され
る。フリップフロップ408 と409の出力は、同時
に比較器44の出力である。パルス形成器373は、任
意の公知の回路を使用出来る。発生器383は、公知の
矩形波パルス発生器である。デコーダ384は、公知の
ディジタル信号デコーダである。カウンタ389と39
0は、公知のプリセット式上下2進カウンタである。
溶接速度設定回路46は、第1図に示される様に設計さ
れる。それは多極式の多位置スイッチ414を含み、そ
の中で極414(1)・・・・, 414(k−1)は
、比較器44の入力47に連結されるそれの出力におい
てディジタル溶接速度設定信号を、(K−1)本の極の
各自の入力415を接地して上記の出力を抵抗416を
通して電源線に連結することにより展開すべく使用され
、その際スイッチ414の極414(K)は、上記の極
の入力417と電源線の間に抵抗418を置くことによ
りアナログ溶接速度設定信号を得るため利用される。ス
イッチ414の極414(K)の出力は、回路50の入
力52に連結される。
信号減算回路50は、第19図に示されるように設(6
9〉 計される。図を参照すると、上記の回路は積分器419
を含み、この積分器の入力420は抵抗421から誘導
される信号を受信し、その際積分器419の再設定入力
422は、ユニット42の出力に連結されるそれの入力
424を持つ遅延要素423の出力に連結される。積分
器419の出力は、記憶および検索要素426の入力4
25に連結され、記憶検索要素426は入力51に連結
されるそれの制御入力427と加算器429の入力42
8に連結されるそれの出力を有する。加算器429の入
力430は回路50の入力52(第1図)として働き、
かつ回路46内に含まれるスイッチ414の極414(
K)の出力に連結される一方、それの出力は同時に働き
、かつ回路50の出力は発生器6の入力53に連結され
る。
積分器419はアナログ再設定積分器、また加算器42
6は公知のアナログ加算器である。
記憶検索要素429は公知の回路を使用出来る。
溶接トーチ54は、ガス保護消耗電極アーク溶接に対し
て適当な任意の標準トーチである。消耗電極送り機構5
5は公知の方法で形成される。消耗電極4の送り速度を
測定するセンサ56は、任意の角速度センサ、より特別
にはタコジェネレー夕である。
消耗電極送り速度に比例した信号を発生するユニット5
7は公知の集合増幅器である。スイッチ62は、外部操
作式の二つの2位置スイッチを含む公知の回路を使用出
来る。
加算器65.72および83は公知のアナログ加算器で
ある。スイッチ68は公知の2位置スイッチである。供
給線電圧変換器76は、3相電圧降下変圧器を有する3
相整流器である。スイッチ85は、外部操作式の2位置
スイッチを含む公知の回路である。
ユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を発生する
ユニット91は、第20図に示されるように設計される
。図を参照すると、ユニット91は、それの入力432
と433がそれぞれ、ユニット91の入力92と93に
連結される増倍要素431を含む。要素431の出力は
、積分器435の入力434に連結され、それの再設定
入力436は遅延線437の出力に連結される。要素4
37の入力438は、記憶検索要素440の制御入力4
39と組み合わされ、かつユニッ(71〉 }91の入力94に連結される。要素440の入力44
1は積分器435の出力に連結される一方、ユニット9
1の出力として役立つそれの出力は、ユニット当たり溶
接エネルギ比較器96の入力に連結される。
増倍要素431は公知のアナログ信号増倍器、積分器4
35はアナログ再設定積分器、スイッチ100は公知の
2位置スイッチ、および加算器105はアナログ加算器
であり、スイッチ109は、二つの2位置スイッチを含
む回路を使用出来る。比較器290は2レベル比較器、
発生器298は矩形波パルス発生器である。
監視されるパラメータのプリセット値からの変動を記憶
するカウンタ303は、第21図に示されるように設計
される。図を参照すると、上記のカウンタは発生器29
8 によって作られるパルスにゲートをかけるための要
素442を含み、その際上記の要素の入力443は発生
器298の出力に連結される一方、それの出力はカウン
タ303の作動を制御するパルスの形成手段445の入
力444・に連結される。
さらにカウンタ303は、それの出力がクロックパルス
にゲートをかける要素448の入力447に連結される
フリップフロップ446を含む。ゲート要素448の入
力449は要素442の出力に連結される一方、それの
出力は加算カウンタ452と減算カウンタ453の補充
入力450と451にそれぞれ連結される。カウンタ4
52の再設定入力454は、パルス形成器445の第二
の出力に連結される。カウンタ453の制御入力455
はフリップフロップ446の設定入力456と組み合わ
され、かつ形成器445の第−出力に連結される。カウ
ンタ453の搬送出力は、フリップフロップ446の再
設定入力457に連結される。カウンタ303 も可逆
カウンタ458を含み、それの加算入力459と減算入
力460はそれぞれ、カウンタ303の入力304と3
05を通して、フリップフロップ293と294の出力
に連結される。カウンタ458の制御入力461は、要
素442の反転入力462と組み合わされてパルス形成
器445の第三出力に連結される。カウンタ458のデ
ータ入力463(1) ,・・・, 463(Z)は、
カウンタ452の出力においてより重要な文字に少しづ
つ連結される一方、カウンタ458の出力はカウンタ4
53のデータ入力464に少しづつ連結されてカウンタ
303の出力として役立ち、その際は上記の出力も変換
器308の入力に連結される。
形成器445は公知の分割カウンタ、ゲート要素442
と448は公知のANDゲート、コード・電圧変換器3
08は公知のディジタル・アナログ変換器、また増幅器
309と310は公知のアナログ信号増幅器である。
設定信号指示回路315は公知の方法で、より特別には
光電気的指示特性に基づいて設計される。
スイッチ115と116(第6図)は公知の2位置スイ
ッチである。スイッチングユニット121 と126は
公知の3位置スイッチである。
電極軸と溶接物の表面への法線の間の傾斜を測定する変
換器131 は、第22図に示されるように設計される
。図を参照すると、変換器131は光放射ダイオード4
65を含み、それの一つのリードは接地され、かつ第二
のリードは抵抗466を通して電源線に連結される。
(74〉 さらに変換器131は光ダイオード467を含み、それ
の一つのリードは接地され、かつ第二のリードは抵抗4
68を通して電源線に連結される。上記の第二のリード
は変換器131の出力として役立ち、かつインバーク1
32の入力に連結される。
さらに、光放射ダイオード465と光ダイオード469
は軸方向に整列しているため、ダイオード465によっ
て放射される光は光ダイオード467の受感要素(図に
は示されない〉に直接入射する。
発光放射軸上には透明なスクリーン469があって、変
換器131の場合備えられるスペーサ470の不透明材
料内で円すい形のくぼみ面内に固定される。
そのくぼみは、傾斜の変動が予め定められた限界内であ
る時、発光放射軸と同列に並ぶ球471に適応する。
スイッチ134と139は公知の2位置スイッチである
。信号書き込み設定要素142は、公知の制動単極自己
再設定スイッチである。ゲート要素150は公知のゲー
トである。
〔作 用〕
本発明によるアーク溶接監視装置(第1図)は以下のよ
うに作動する。溶接作業の前に、ユニット42(第1図
)、91(第4図) 、114(第5図)および各組み
立て部分が初期位置に設定される。電流(I〉、電圧(
U)およびユニット当たり溶接エネルギ(Q)の必要な
値はそれぞれ、スイッチ115. 116および117
によって論理解析器30内に設定される。相当する信号
が、溶接電流、電圧およびユニット当たりエネルギ比較
器17 . 18および96の設定信号入力21.22
および97に、それぞれ加えられる。必要ならば、溶接
電流、電圧およびユニット当たりエネルギ設定信号が設
定信号発生ユニッH14によって供給され、かつ設定信
号スイッチングユニット121によって選択される。溶
接速度設定信号は回路46によって発生し、かつスイッ
チ44の入力47によって加えられる。
アークが溶接工程の始めに引かれると限界値要素12が
作動し、したがってユニット8の出力信号が要素12の
作動限界値を越える時、アーク発生を示す信号が供給さ
れる。
アーク発生を示す上記の信号は、プレイバック手段(第
9図i第10図〉に対して、発生器6によるフィードバ
ック信号の発生を可能にする信号発生器6の入力14に
送られる。
溶接部の監視される部分に沿って配置されるユニット4
2(第1図、第13図)は最初のパルスを発生し、かつ
溶接アークが、上記のユニットの最初のセンサ319の
感じやすい要素(第13図には示されない)からの放射
を受ける軸を通過するとき、タイマ146(第8図〉を
作動させる。
溶接工程が続くとき、監視装置は、電流(I)、電圧(
U〉、速度(V)、ユニット当たりエネルギ(Q〉、電
極軸と溶接される品物の表面への法線の間の傾斜(θ)
、消耗電極送り速度(V1)、および供給線電圧変動(
U+)などの溶接パラメータに比例した信号を受信し、
変換し、かつ発生する(第1図、第4図および第7図)
。本発明による監視装置はまた、上記の溶接パラメータ
に比例して、かつ消耗電極送り速度ΔV,と供給線電圧
ΔU1の変化に一定不変の信号を発生する〈第2図、第
3図〉。
発生信号は、変動ΔV l( t )とΔUt(t)に
よって影響される変化した溶接電流i。(t〉、変動Δ
Ul(t)によって影響される変化した溶接電圧Uo(
t〉、および変動ΔV I( t )とΔU,(t)に
よって影響される変化したユニット当たり溶接エネルギ
QO(t)に比例する。ΔV,とΔU1は溶接パラメー
タに直線的に影響するから、変化した値は以下のように
表現される。
io(t) =i(t) −[+ Δi {ΔV.(t
))±Δ1{ΔV,(t)}]  (1)Un(t) 
=U(t)−[±ΔV (ΔV+(t))      
     (2)QQ(t)=ロ(1)−[±Δロ (
t,  i(t),  Va(t))]       
   (3)本発明による監視装置では、対応する比較
器24.25 . 75および56は、溶接パラメータ
の得られた値I  (t) ,U (t) ,Q (t
)”io(t) .uo(t),Q0(t)l v+(
t)を、計算ニヨッテ得られるか、またはユニッ[14
(最良の生産の実験的選択の過程では溶接部のチェック
による状態)によって用意される設定信号のそれらと比
較し、それは溶接パラメータの数値監視を可能にする。
ブリセット値からの溶接パラメータの変動を示す信号(
このような変動の存在と兆候を示す信号〉は、比較にお
いて得られ、かつ論理解析器30の使用によって、プレ
イバック手段16に可聴音音調を用意する発生器6に供
給されて、溶接パラメータの数値に関する情報を提供す
る。
情報レコーダ7は、電流(I)、電圧(U)、速度(V
〉、ユニット当たり溶接エネルギ(Q)、傾斜〈θ〉、
消耗電極送り速度(V1)、供給線電圧(Ul〉、ユニ
ット42の放射センサ319が形成される溶接アークか
らの放射によって活性化されるモーメント、必要な指示
を用意すべく使用される放射センサ319によって供給
されるパルス、1、U・V,Q・θの変化が溶接工程中
に存在する合計時間tΣi1溶接時間〈t〉、および限
界値要素12から誘導されるアーク発生指示信号の持続
時間に相当するアーク発生時間(t1)の変動を記録す
る。パラメータt・t,・tΣiはタイマ146によっ
て、またタイマ146からの信号を、限界値(79〉 要素12からの信号によって、かつ比較器17,184
4.96と傾斜変換器131の出力信号によってゲート
をかけることによって用意される(第8図〉。
監視されるパラメータに依存して、監視装置内のユニッ
ト30の対応するスイッチは、本質的に二つの段階を比
較する異なった監視状態を用意すべく使用される。予備
段階は、特別の溶接パラメータに応答する設定信号のユ
ニット114による発生を含んでいる。
最初の監視段階は以下のものを含んでいる。
(a)各パラメータのプリセット値において溶接工程を
監視すること。
(b)いくつかのパラメータのプリセット値において溶
接工程を監視すること。
(C). (d)変動ΔVI ,ΔU1に起因する監視
されるパラメータ内の変化を考慮せずに、それぞれ項目
(a)と(b)での手順を監視すること。
第二の監視段階は、ユニット当たり溶接エネルギの一定
値において、項目(a)〜(d)内で指示されるような
溶接工程の監視を含む。
さらに論理解析器30のスイッチ207は、発生器6に
よって可聴音音調のパラメータを変化させる必要な状態
を得るべく使用される(変調モード)。
論理解析器30のスイッチ139 は、ユニット414
によって発生する設定信号の記録を制御する方法の選択
のため使用され、さらに特別には、このような制御は傾
斜変換器131の使用によって、または電極ホルダ3の
ハンドル上に配置される設定要素142によって手動で
行なわれる。
異なる監視モードにおいては、発生器6の設計に依存し
て、それの出力に可聴音音調または音響信号が言語化さ
れた指示の形で発生する。発生器6が可聴音音調を発生
するとき、プレイバック手段16の各チャンネル内の可
聴音音調のパラメータ(周波数と振幅〉での変化は、特
別の溶接パラメータの数値の変動に依存する。プレイバ
ック手段16内の可聴音音調パラメータでの変化は、第
一チャンネル内での溶接電流または電圧、第二チャンネ
ル内での溶接速度、及び両チャンネル内で電極軸の傾斜
に依存する。
溶接電流、電圧及び速度がプリセット限界内にあるとき
プレイバック手段16は、対応するチャンネル内で等し
い音調周波数を用意して、上記の溶接パラメータの数値
に関する情報を提供する。上記の溶接パラメータが許容
限界を越えるとき、上記のパラメータに関する情報を運
ぶ音響振動は、同じ周波数で不連続的に周波数変調され
る。傾斜に関する情報を運ぶ音響振動は、より高い搬送
周波数で不連続的に振幅変調される。
発生器6(第11図)の第二の実施例において、言語化
された指示は特別のパラメータを修正すべく合或され、
その際上記の指示は、パラメータに許容限界を越えさせ
る変動の特性を規定する。より特別には、合戒された言
語化指示は以下のようなものである。(それぞれ溶接電
圧と電流信号に比例したアークまたは電極の〉 “長さ
を増大せよ″、“長さを減少せよ”、“速度を増大せよ
”速度を減少せよ”、“傾斜を維持せよ”。
発生器6の好適実施例において、ユニット当たり溶接エ
ネルギの一定性チェックを含む監視によって、発生器6
は、上記のエネルギが一定でない時にのみ可聴音信号を
発生する。溶接速度の同時的変動に付随する溶接電圧と
電流変化の場合使用者に対してプレイバック手段16の
チャンネル内で可聴音パラメータを変化させることによ
ってフィードバックは形成されないため、これは溶接部
の監視品質の精度を認識可能なほどに増大させて、高品
質溶接を提供するユニット当たり溶接エネルギの一定性
と本質的に干渉しない。
いま、溶接パラメータに比例した信号を発生するユニッ
トの作動を考えて見る。
溶接電流に比例した信号を発生するユニット8(第15
図)は、溶接電流信号を溶接回路内に構或された抵抗電
流変換器349によって電圧信号に変換する変換器34
9の出力に存在する溶接電流によって、発生する作動電
圧ΔUは、抵抗350. 353ないし356から或る
抵抗網を通り、作動増幅器352の入力に供給される。
作動増幅器352は、作動電圧ΔUはプリセットレベル
に増幅させる。抵抗網の利得は、作動増幅器352の入
力がそれの供給電圧よりも小さい電圧を受1ナるように
選択される。
提案される監視装置は、ユニット8の入力3と電源5の
接地端子の間の電圧に等しい溶接電圧の変動の全範囲に
わたって満足的に作動する。作動増幅器352の出力電
圧は、電流変換器349の出力電圧での変化によって惹
起されるコモンモードの電圧変動にだけ依存する。
作動変圧器352の出力には低域通過フィルタ360が
連結され、このフィルタのカットオフ周波数は、アーク
発生での有用な溶接電流信号に影響する予想される干渉
の周波数よりも低いように選択される。
溶接電圧に比例した信号を発生するユニット10(第1
6図)は、電圧分割器(可変抵抗36)によって上記の
溶接電圧(すなわち、ユニット10の入力11と電源5
の接地端子の間の電圧〉を変換して必要な利得を用意す
る。抵抗361に連結される低域通過フィルタ363は
、フィルタ360に類似している。
溶接速度に比例した信号を発生するユニット42(第1
3図)は、溶接速度Vに比例した時間間隔Δtを用意す
る。これは、監視される溶接部に沿ってお互いから等し
い間隔Δ1において放射センサ319を配置し、かつ各
変換器319の受感帯を通ってアーク通過の指示を用意
することによって達或される。間隔Δ1は一定であるか
ら、放射センサ319によって供給される信号の間の時
間間隔は、次式から明らかなように、溶接速度Vに関す
る情報を伝達する。
Δt=Δ1/V’         (4)溶接作業の
前に、信号がユニット42の設定入力339 に加えら
れる一方、フリップフロップ330 とカウンタ334
はゼロに清算される。カウンタ334の段階もゼロに設
定される。これによってスイジチ320は、最初のスイ
ッチングアドレスを選択し、かつ最初の入力321−1
とセンサ319−1の出力をそれの出力にスイッチする
ことが出来る。アークは発生していないから、センサ3
19−1は放射を受信せず、それの出力信号はゼロであ
る。上記の信号はスイッチ320を通してゲート要素3
22の入力323(85〉 に供給され、それによってカウンタ327の入力328
での発生器325のパルスを阻止する。
アークが発生して溶接部に沿って引かれるとき、最初の
センサ319−1はそれの放射を受信して、それに出力
において、入力321−1上でゲート要素322の入力
323に対して閉鎖されるスイッチ320の出力を通し
て加えられる信号を展開し、したがってカウンタ327
の補充入力328を解放する。カウンタ327は能力付
与される。カウンタ327が2ト1(ここでMはカウン
タ327の出力段階で、かつ2M−1は発生器325の
平均クロックの選択された数)のパルスを記憶すると、
それの出力は時間間隔Δtの出発をマークする論理信号
1を展開する。
カウンタ327の出力から誘導される論理信号1は、同
時にカウンタ334の補充入力333 とフリップフロ
ップ330のデータ入力329に加えられる。カウンタ
334は次の段階に伝達されて、それの出力において、
かつ結果的には、センサ319−2がまだ溶接アークか
らの放射を受信していないため、それの出力を第二の入
力321−2にスイッチして論理信号0を受信するスイ
ッチ320の制御入力335において情報を変化させる
。
論理信号0は、スイッチ320の出力を通してゲート要
素322の入力323に供給され、したがってそれを繰
り返して阻止する。
上記の論理信号1が、カウンタ327の出力からフリッ
プフロップ330のデータ入力329に加えられるとき
、それはパルスによって運ばれ、このパルスは発生器3
25からのフリップフロップの補充入力、カウンタ32
7をゼロに設定して第一放射センサ319−1のパルス
発生を完全にするフリップフロップ330の出力になる
。
溶接アークが第二の放射センサ319−2を刺激すると
き、それの出力は、第一放射センサ319−1の論理信
号1と同じ方法で、ユニット42にそれの出力において
第二放射センサ319−2の第二のパルスを発生させる
論理信号1を展開する。
ユニット42は、溶接アークがその他の放射センサ31
9−3 ,・・・.319−nを刺激するのと似た方法
で、引き続いて機能する。放射センサ319−nの最後
のパルスはユニット42によって発生するため、上記の
ユニットは、上述の機能に加えて、ゲート要素322の
入力336をカウンタ334からの論理信号1によって
阻止する。上記の信号は、スイッチ320が(センサ3
19−nの〉入力321−nを選択した後に、すなわち
カウンタ334が最後の状態に設定された後に、発生す
る。
ゲート要素322は、設定入力339への別の信号の付
加においてカウンタ334の搬送信号を除去することに
よって解放される。
消耗電極送り堵度に比例した信号を発生するユニット5
7は、消耗電極送り速度センサ56の信号を、それの比
例係数がユニット8の利得に相当する電圧信号に変換す
る。
溶接電流■。は消耗電極送り速度V1 に直線的に依存
しており、その際上記の依存性は上記の電極の異なる直
径に対して変化する。
I=a+b−V.         (5)ここでaと
bは電極直径に依存した定数である。
上記の関係は、それの入力において消耗電極送(88) り速度に比例した信号を受信するユニット57内で実現
される。上記の入力からの信号は、それの利得が定数b
に比例したユニット57の出力に供給される。ユニット
57の設定入力は定数aに比例した信号を受信する。ユ
ニット57は、それの出力において式(5〉による溶接
電流に比例した信号を展開する。
供給線電圧変換器76は供給線電圧の変動に比例した、
以下の信号U (t)を供給する。
U(t)=K[U.(t)  −Ur]=ΔU+(t)
・Kts   (6)ここでUl(t)は供給線電圧の
現在値、Uは供給線電圧の標準化値、 K7Bは変換器76の利得である。
ユニット57と変換器76は、式(1)ないし(3〉に
よって電流、電圧及びユニット当たり溶接エネルギの変
化した値を得るため回路61と82内で使用される。
速度変動ΔV+(第2図に示される、機械式アーク溶接
において〉と供給線電圧変動Δu r (第3図(89
〉 に示される手動及び機械式アーク溶接での)に依存する
溶接電流i。(1)の変化した値は、それの出力が入力
63.74で閉鎮される位置へスイッチ62をスイッチ
することによって閉鎖され、かつスイッチ68のスイッ
チング出力は入力69上で閉鎖される。加算器65は、
変化した速度V1に起因する溶接速度変動を示す信号、
すなわち信号Δi{ΔL (t) )を発生する。この
信号と変動ΔU,に比例した変換器76の信号は、それ
の利得が選択された電流信号利得に関して上記の信号の
比例性を確保する加算器72の入力73と81に到達す
る。
溶接作業者の悪い行動に起因する変動への直線的依存性
を考えると、溶接電流信号i  (t)は以下のように
表現される。
i(t)=i’±Δi (c)±Δl (tl) 一l
o (t)±Δi(b)  (7)ここでioは現在の
溶接電流、 Δi  (c)は溶接作業者の悪い行動、主として電極
長さの変化に起因する溶接電流変動、および Δi  (b)は変化ΔV1 ,ΔU1に起因する溶接
変動である。
式(7)を参照すると本発明による監視装置は、加算器
72の出力に、電極長さの変化に起因して溶接作業者に
よって導入される変動を持つ溶接電流信号i。(1)を
供給する。これは溶接電流と溶接者の行動の両者の監視
を可能にする。
溶接電圧(2)での変化は、供給線電圧の変動ΔU,と
手動アーク溶接において作業者によって変えられるアー
ク長さに依存する。同様に加算器83は、それの出力に
おいてアーク長さの変化に起因して溶接作業者によって
導入される変動を説明する溶接電圧信号U。(1)を展
開する。
本発明による監視装置では、ユニット当たり溶接エネル
ギに比例した信号を発生するための異なる状態は、変化
したユニット当たり溶接エネルギの異なる形式の利用を
可能にする。論理解析器30のスイッチ109が、変化
したユニット当たり溶接エネルギの特別な形式を選択す
るために使用される。提案される監視装置において変化
したユニット当たり溶接エネルギの異なる形式を得るこ
との(9l) 可能性は、溶接者の作業精度を増大する。
ユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を発生する
ユニット91(第20図)は、溶接電流と電圧に比例し
た信号を掛け合わせるべく使用される。
上記の信号は、ユニット91の入力92と93から増倍
装置432の入力432と433に供給される。積に比
例した電圧は、個々のセンサ319からの信号が次のセ
ンサ319からの対応する信号が到着する時間1+1ま
で入力されると、積分器435が新しい時間間隔Δt中
に一層の情報記憶を可能にすべくゼロに清算される時間
t以降、積分器435によって記憶される。積分器43
5が発生する電圧は次式で与えられる。
u,35=f,V (V(t))  ・V (i(t)
) dt    (8)ここでΔt=tl+1   j
+  .1はセンサ319の数によって決定される1か
らnまでの任意の数値である。
電圧U435は、時間Δtに対して記憶検索要素440
によって記憶される。積分器435と要素440(92
〉 は、ユニット191の入力94に到着する放射センサ3
19からの信号によって制御される。
上記の信号はフリップフロップ446の制御入力439
に加えられて積分器435の電圧を記憶検索要素440
によって記憶させ、かつ遅延要素435によって導入さ
れるτ,3,の遅延を伴って積分器435の再設定入力
436に到着してそれをゼロに清算する。溶接作業の前
に積分器435と要素440の設定入力(図示されてい
ない)は、積分器435と要素440をゼロに設定する
設定信号を受信する。電極軸と溶接される品物の表面へ
の法線の間の傾斜を測定する変換器131は、連続した
傾斜がブリセット値を越えると論理信号0を、かつ連続
した傾斜がプリセット値よりも小さいと論理信号1を発
生する。監視される傾斜限界は、切頭円すいに似た特殊
な凹み穴角を有するスペーサ470の利用によって設定
される。
変換器131(第22図)は以下の方法で作動する。
(公差以内にある傾斜を有する)正常位置では、ボール
は重力の作用下に凹みの底に置かれて、光放射ダイオー
ド465からフォトダイオード467の受感要素(第2
2図には示されない)への発光照射を阻止する。フォト
ダイオードは無能力にされ、かつそれの陰極からの論理
信号1は変換器131の出力に供給される。
連続した傾斜が予め決定された限界以上であると、ボー
ル471は凹みの外に転がり出て、それによって光放射
ダイオード465からの発光放射がフォトダイオード4
67の受感要素に伝達される。フォトダイオード467
の抵抗は鋭く減少し、かつそれの陰極に展開される論理
信号0は変換器131の出力に供給される。
いま例を挙げて、溶接電流比較器17 (第17図)の
作動を考え、溶接電流、電圧、ユニット当たりエネルギ
および消耗電極送り速度比較器17.1896および5
7の機能を、それぞれ図に基づいて説明する。比較器1
7の入力19は、溶接電流に比例した現在の信号を受信
する一方、それの入力21は溶接電流■の現在値に比例
した設定信号を受け入れる。
溶接電流に比例した信号がそれの設定信号の上(94〉 限を越えると、すなわちI(t)>I+ΔIにおいて、
論理信号1が限界値要素364の出力に発生し、かつ限
界値要素368の出力は論理信号0を展開する。
設定信号の上下の限界は、限界値要素364と368の
回路要素の適当な値を選択することによって設定される
。
限界値要素364と368の出力信号はORゲート37
2に供給され、このORゲートの出力、すなわち比較器
17の最初の出力は、溶接電流に比例した信号が許容限
界以上にあるときは論理信号1を、また溶接電流に比例
した上記の信号の現在値が許容限界以下であるときは論
理信号0を展開する。
比較器17の第二の出力は、入力信号が設定信号の下限
以下であるときは論理信号1を、かつ上記の入力信号が
設定信号の下限以上であるときは論理信号0を展開する
。
比較器18.58及び96は、全く同じ方法で作動する
。
溶接速度比較器44(第18図)は、時間間隔Δ1の範
囲内の平均溶接速度に比例した時間間隔Δtを、式(4
)による溶接速度の予め決定された値に相当するプリセ
ットされた時間間隔Δt0の上下の限界値と比較する。
比較器44は以下の方法で作動する。
溶接工程の開始前に、論理解析器30のスイッチ414
がディジタル溶接速度設定信号(時間間隔コード)の必
要な値を得るべく使用され、その際上記の信号がデコー
ダ384の入力385への比較器44の入力47を介し
て加えられる。カウンク386と390はゼロに清算さ
れ、かつフリップフロップ399. 400が、比較器
44の初期設定回路(図には示されない〉にわたって設
定される。
溶接アークが最初のセンサ319−1を刺激すると、ユ
ニット42は、比較器44の現在の溶接速度入力45か
らパルス形成器373に来ているセンサ319−1の信
号を発生する。予め決定された持続時間τを持つパルス
は、センサ319−1の信号が到着すると直ちに形成器
373の出力において得られる。
上記のパルスはデコーダ384の入力386に影響し、
かつそれの出力においてプリセットされた時間間隔△t
0の下限のコードを設定し、この時間間隔は上記のパル
スが入力395に到達するときカウンタ389内に入力
される。
上記のパルスは遅延要素376を通過し、かつ時間遅れ
τ376≧τの後に、デコーダ384の出力はカウンタ
390内に書き込まれる。デコーダ384のコードは、
プリセットされた時間間隔Δt0の上限に相当する(そ
れは、入力386でのパルスが終了した後に発生するか
ら)。
デコーダ384のコードが記録されている時間(τ3フ
6+τ)中に、ORゲート379の出力での論理信号1
は、カウンタ389と390のクロック入力391と3
92へのANDゲートを通るパルス通過を阻止し、それ
によってカウンタ389と390からの情報は、たとえ
論理信号1がカウンタ38!J. 390の制御入力3
93. 394に存在し、かつカウンタ389,390
の入力395, 396に存在しない場合でも、時間間
隔τとτ376中に読まれることはない。論理信号0が
ORゲート379の出力に設定されるとき(時間間隔τ
十τ376の後に)ANDゲート381は能力付与され
、かつカウンタ389と390の減算モードを示す入力
393と394での論理信号0の存在は、入力391と
393でのカウンタ389と390の内容を発生器38
3からのパルスによって読むことを可能にする。
センサ319−1 のパルスも、フリップフロップ40
8と409のクロック入力412と413に加えられる
。
フリップフロップ399と400は初期状態で存在する
から、論理信号0はデータ入力410と411によって
フリップフロップ408 と409内に書き込まれる。
上記の信号は、比較器44の出力に、時間間隔Δtの現
在値の、プリセットされた時間間隔Δt0との一致に関
する情報を伝達し、これは溶接速度誤差が存在しないこ
とを示している。
遅延要素403によってτ403だけ遅れたセンサ31
9−1の信号は、再設定入力401およびフリップフロ
ップ399と400の設定入力402にそれぞれ加えら
れ、したがってフリップフロップ399 と400を再
設定及び設定し、かつカウンク389と390からの搬
送パルスの設定入力397と再設定入力398〈98) の受信のためこれらを用意し、その際上記のパルスはプ
リセットされた時間間隔Δt0の上下の限界に等しい時
間間隔の終端をマークすべく使用される。
時間間隔Δtの現在値の、公差との一致は、次のセンサ
319、例えばフリップフロップ408 と409内に
状態を記憶させるセンサ319−2からの信号によって
記録され、その中でフリップフロップ399と400は
センサ319の二番目の信号が到着した時間において存
在する。フリップフロップ399と400の状態は、得
られた時間間隔Δtの現在値とプリセットされた時間間
隔Δt0の間の関係を以下のように反映している。
48と同じ発生器6のスイッチ267の入力272に連
結された比較器44の第一と第二の入力において得られ
る。
フリッププロップ408と409内での情報記録に加え
て、センサ319−2のパルスはカウンタ389,39
0をプリセットしてそこからの情報を読むため、現在の
時間間隔は引き続いてプリセットされた時間間隔と比較
される。
溶接速度の測定された値の、各間隔Δl内でのプリセッ
ト値との一致に関する情報は、引き続く間隔を通してフ
リップフロップ389と390内に記憶される。
監視シーケンス論理解析器30は、既述された監視段階
に合わせるべき監視モードを選択する。
必要な監視モードは、論理解析器30のスイッチを適当
な状態に設定することによって選択される。
下表は論理解析器30のスイッチを一覧的に示し、かつ
これらが希望される監視状態を確保するため見出される
べき機能と状態を与える。
同 上 溶接電圧監視 同 上 溶接電圧監視 同 土 0の形成 可聴音信号発生器6は以下の機能を果たす。
・プレイバック手段16の各チャンネル内で、特別の溶
接パラメータの数値変動において、各チャンネルに対し
て依存した可変パラメータを有する可聴音音調の発生 ・上記のエネルギが一定でない時にのみ、ユニット当た
り溶液エネルギの一定性に関するチェックを含む監視モ
ードでの可聴音音調の発生・特別の溶接パラメータの変
動に依存した周波数変調パラメータを有する可聴音音調
の発生いま、プレイバック手段16の与えられたチャン
ネル内での可聴音音調の発生において、可聴音音調発生
器6の作動を考えてみる。可聴音音調がパラメータ(溶
接電流または電圧、あるいは溶接速度)のプリセット値
で溶接工程の監視において発生するとき、論理解析器3
0によって制御される発生器6はプレイバック手段16
の必要なチャンネルを選択して、その中で異なるパラメ
ータ(第9図〉を持つ可聴音音調を発生する。
これは、フリップフロップ229を設定または再設定し
て、それの入力227と228を論理1と論理0の線に
連結することにより行なわれる。したがって、溶接電流
または電圧だけの監視では、フリップフロップ229の
出力で発生する論理信号0は、それが一つの状態に設定
された後、ANDゲート233を無能力にする。このた
め、多重パイブレーク187は発生器6の入力40から
のエラー信号に応答してトリガされるだけで、この発生
器6はそれが無能になるとANDゲート232を通過す
る。スイッチ179 に来るフリップフロップ229の
出力信号は、変換器17Bに、発生器60入力41から
の溶接電流または電圧変動信号、すなわち発生器6がそ
れの入力40において多重パイブレータ187にトリガ
をかけるべきエラー信号を受信する応答において、溶接
パラメータ内の変化を示す信号を受信させる。プリセッ
ト値からの溶接電圧と電流の変化は、論理解析器30内
に含まれる加算器32と33によって処理される。
溶接速度変動は、以下の方法で作動する回路50(第1
9図〉によって処理される。回路50の入力51で任意
のセンサ319からのパルスを受け取ると、積分器41
9から供給される信号は、記憶検索要素426の入力4
25での回路によって記憶される。上記の信号は、溶接
アークが二つの隣接するセンサ319を通過する瞬間の
間の微小時間Δtに比例する。τ,23の間遅延するセ
ンサ319の信号は積分器419の入力422に供給さ
れてそれをゼロに設定し、かつそれを繰り返し活性化し
て、上記の溶接アークが別の隣接センサ319を通過す
る瞬間の間の微小時間Δtに比例した信号を発生する。
要素426の出力信号は、プリセット値に関して溶接速
度信号の現在値での変化を示す信号をそれの出力で展開
する加算器429に加えられ、その際上記の出力信号は
、上記の溶接アークが二つの隣接するセンサ319を通
過する瞬間の間の微小時間Δtの間に発生する。上記の
信号は、加算器429の第二の入力430に加えられる
。積分器419は、溶接作業の開始前に、ゼロに設定さ
れる。
ANDゲート239と240に来るフリップフロップ2
29の出力信号は、上述の方法に似たやりかたで、AN
Dゲート232と233、さらに特別には与えられた監
視条件下でANDゲート239に対して、これらの一つ
を無能力にする。結果として、ANDゲート239に結
合される発生器6の出力は、与えられた条件下で可聴音
音調を発生させるために選択される。言い換えれば、溶
接電流または電圧でのエラーに応答するプレイバック手
段16の各1チャンネルについて、選択が行なわれる。
さらに二つのANDゲート239と240は、発生器6
の入力14に来て、電流値がアーク発生を行なわない時
ANDゲート239と240を無能力にすべく論理0に
なるアーク発生指示信号によって無能力にされる。
ANDゲート239と240を無能力にする信号のほか
に、これらの入力189. 190および191, 1
92はそれぞれ、多重パイブレーク187と変換器17
8の出力からの信号を受信し、その際上記の信号が可聴
音音調を発生させるため使用される。音調パラメータ(
周波数と振幅)は、監視される溶接パラメータの数値に
依存する。エラー信号の存在では、例.えば入力40で
は、すなわち特別の数値限界の上下にある溶接電流また
は電圧の現在の値によって、多重パイブレーク187が
トリガをかけられて、矩形波パルスをANDゲート23
9と240の入力に対して供給して、不連続な振輻変調
をANDゲート239と240に供給される変換器17
8の出力からの信号の唸り音調に対して加える。変換器
178(第1図、第4図)によって作られる信号のパラ
メータも、監視される溶接パラメータの数値に依存する
。
変換器178は、二つの信号発生モードで作動する。最
初のモードで信号周波数は、プリセット値からの監視さ
れるパラメータ変動の振幅に比例し、その際上記の信号
は論理解析器30によって発生して供給される。最初の
モードで作業を可能にするため、論理解析器30のスイ
ッチ207は変換器178の入力211を地面バスに連
結する。これは増幅器342の利得をゼロに設定し、か
つ続いて加算器345の出力が監視されるパラメータの
変動を示す信号に比例する状態を作り出し、その際後者
の信号は加算器345の入力346で存在する。したが
って、変換器348は上記の変動に比例した信号を発生
する。
変換器178の第二の信号発生モードにおいて、発生器
6は可聴音音調を発生し、それは特別の溶接パラメータ
での変化の大きさに依存する周波数変調パラメータを有
し、かつ論理解析器30のスイッチ207が必要な位置
に設定され、それによって変換器17Bの入力21に溶
接パラメータ(電流、電圧またはユニット当たり溶接エ
ネルギ)の一つでの変化を示す信号を加える。上記の変
動信号は、同時に電圧・周波数変換器339と増幅器3
42に加えられる。それは、一定の振幅と周波数を有し
て変換器339の出力でのそれのレベルに比例した信号
を発生させる。上記の変動信号も、それのレベルのモジ
ュール(絶対値)に比例した振幅342の利得を設定し
、それのために上記の増幅器の出力信号の振幅と周波数
は選択された溶接パラメータの変動を示す信号レベルに
比例する。増幅器342の信号は、加算器345によっ
て監視されるパラメータの変動を示してスイッチ179
の出力から来る信号に加算される。加算器345の信号
は変換器348での出力で合威された信号を発生し、そ
の際それの最初の周波数は、監視されるパラメータの変
動の変化レベルに比例して連続的に変化する一方、上記
の合或信号の第二の周波数は異なる速度で急激に変動し
、かつ二次的に選択された溶接パラメータの変動の変化
レベルに比例して変化する。
異なる監視状態において、すなわち選択された溶接パラ
メータの大きさを含む周波数変調によって、変換器17
8の第二の作動モードを利用可能にするためには、論理
解析器30の各自のスイッチを、各自の溶接パラメータ
の変動を示す信号を発生するため必要な位置に設定する
ことが要求される。
さらに、変換器178の作動の特徴点は、上記の変換器
によって発生する可聴音音調の周波数は溶接パラメータ
値から独立しており、かつすべての溶接状態で、すなわ
ち溶接パラメータの異なるブリセット数値において、高
品質溶接部が作られる時は一定のままということである
。変換器178の周波数は、監視されるパラメータ内の
変化にのみ依存する。これは、溶接工程の監視精度を高
め、かつ順応時間をかなり減少させるため、溶接作業者
は高品質溶接を示す最良の電流周波数を、より容易に認
識出来る。
本発明と一致して、一つのパラメータのプリセット値に
おいて一つ以上の溶接監視モード、すなわち電極傾斜(
第10図〉が用意される。溶接電流、電圧または速度の
プリセット値での上述の溶接監視モードの一つと結合し
て使用されるこのモードでは、プリセット限界を越える
電極傾斜の変動は、ANDゲート239と240の出力
で発生する可聴音音調がORゲート243と244内で
多重パイブレーク247によって、センサ131から論
理解析器30を通って発生器6の入力136に供給され
るエラー信号に応答して発生する増大した周波数の信号
と組み合わされる時、発生する。傾斜変動を示す信号の
発生回路は、類似的にあらゆる監視モードで作動する。
いま、いくつかのパラメータのプリセット値、すなわち
溶接電流、電圧および速度のプリセット値での溶接の監
視を考えてみる。このモードで、スイッチ218はAN
Dゲート212と213の出力をフリップフロップ22
9の入力227 と228に、それぞれ連結する。フリ
ップフロップ229は、二つのエラー信号の一つが発生
する時間に依存するそれの安定状態の一つに無作為に設
定され、その際上記のエラー信号は発生器入力40また
は48に供給される。フリップフロップは、与えられた
エラーの原因が除かれるまで、上記の安定状態内に留ま
る。
発生器6のその他の機能は、上述のそれらにほぼ類似す
る。
前述の監視モードでは、いくつかの溶接パラメータの間
の相関関係が考慮されていない。本発明による監視装置
では、溶接電流、電圧および速度゛の間の関係が、ユニ
ット当たり溶接エネルギに比例した信号を発生させるこ
とによって、以下の式で示されるように説明される。
Q (t) =kUI/V        (13)こ
こでkは比例係数である。
プリセットされた限界内に大きさQ (t)を保持する
ことは、溶接部の希望される品質を確保する。提案され
る監視装置では、上記の状態は、ユニット当たり溶接エ
ネルギの一定性をチェックすることによって、次式のよ
うに得られる。
Q (t)EQ0±ΔQ       (14)ここで
Q[1はユニット当たり溶接エネルギのプリセットされ
た値、ΔQはユニット当たり溶接エネルギの許容変動限
界、εは等価記号である。
ユニット当たり溶接エネルギの一定性に関するチェック
を含む監視モードにおいて、論理信号0は、ユニット当
たり溶接エネルギ内に誤差が生じないときは発生器6の
入力104に存在する。上記の論理信号0はANDゲー
}232, 233を無能力にし(したがって多重パイ
ブレークを非作動的にする)、ANDゲート239, 
240に能力を付与し、かつスイッチ179に、発生器
6の入力108から変換器178までユニット当たり溶
接エネルギ内の変化を示す信号を付加せしめる。上記の
変換器は可聴音音調を発生し、それは作動ANDゲー}
 239,240およびORゲート243. 244を
介してプレイバック手段16の両チャンネルに供給され
る。
ユニット当たり溶接エネルギ内に誤差があるときは、発
生器6の入力104からの論理信号1がANDゲー}2
32, 233, 239. 240とORゲート24
9. 250に能力を付与して、ユニット当たり溶接エ
ネルギの一定性について考慮されることなしに、監視モ
ードに対して前述された状態で発生器6の作動のための
用意をする。
本発明の目的を形戒する監視装置において、信号Q (
t)の発生と状態(14)のチェックは、溶接電流、電
圧および速度を示しかつ高品質溶接部を得る工程とは干
渉しない可聴音音調の生或を排除可能にする。したがっ
て、溶接作業者は、溶接作業とある種の溶接パラメータ
を変更する必要性に関する誤った情報を得ることは全く
ない。
さらに溶接者の技量は、Q (t)の値が溶接電流と電
圧の数値変動に関して得られるという事実によって、一
層正確にチェックされる。溶接者が予め決定された限界
内に△V+ とΔU1について考慮されない溶接電流と
電圧値を考慮して設定されたユニット当たりエネルギを
維持し、かつ溶接電流と電圧の変化に誤差がないならば
、電流、電圧およびユニット当たり溶接エネルギのよう
な溶接パラメータにおける変化は手動または機械式アー
ク溶接での作業者の誤差について指示はしないが、溶接
工程に影響する外乱への証拠を示す。同じ監視モードに
おいて、ΔV1とΔU+への証拠に反して電流と電圧の
変化での誤差が存在し、これは、溶接作業者が変動ΔV
1とΔU1を補償していることを示す。作業者の行動が
正しいとき、監視装置は変化しない溶接電流と電圧に基
づいて設定されたユニット当たり溶接エネルギでの誤差
の発生を記録せず、これは、作業者が溶接作業において
熟練していることを示す。
第11図に示される可聴音信号発生器6は、作業者に、
言語化された指示の形での可聴音フィードバック信号を
用意すべく使用される。希望される監視状態は、論理解
析器30のスイッチを必要な位置にスイッチングするこ
とによって創造される。
比較器、17. 18, 44. 95と変換器131
から誘導される各溶接パラメータ(論理信号1)を示す
誤差信号の発生器6の入力46, 48, 104およ
び136での外観は、個々のパラメータ内に誤差がある
ことを示している。発生器6のスイッヂ267の入力2
72と273での論理信号1と0の存在は、監視される
パラメータの変動がそれぞれ、プリセット限界以下また
は以上であることを示している。
溶接パラメータを示す誤差信号の組み合わせはスイッチ
267に伝達されて、それの出力において溶接パラメー
タを示す誤差信号の上記の組み合わせに相当する記憶装
置280の選択された領域のアドレスを形威し、かつ論
理信号1をスイッチ267の制御出力に形成し、その際
上記の信号は補充入力278 に供給されてアドレスカ
ウンク277 にトリガをかける。上記のカウンタは、
記憶装置280の選択された位置の内容を読む。コード
組み合わせの読み出しは、記憶装置280の出力から、
それの出力において可聴音信号フィルタ285によって
高低周波数域内に制限され、かつANDゲート287を
通してプレイバック手段16に供給されるアナログ信号
を展開するコード・電圧変換器283に加えられる。
(コード組み合わせの読み出しの数に相当する)このよ
うな信号の連続的発生は、合或された言語指示の達或を
可能にする。このような指示は、消滅したアークを示す
論理信号0が発生器6の入力14に存在するとき、AN
Dゲート287によって阻止される。
カウント作業の完了は、最後のアドレスコードを形威し
た後にカウンタ277の補充出力に形成される論理信号
1によって指示される。上記の信号は、それの入力を再
設定するスイッヂ267の制御入力279に加えられて
、それを初期状態に伝達する。もしも誤差が修正されず
、かつ論理信号lが発生器6の個々の入力に存在すると
、上記の言語指示は繰り返し合或される。もしも誤差が
存在しなければ、スイッチ267は再設定され、かつプ
レイバック手段16内に音響振動はない。もしもその他
の誤差が発生すると、スイッチ267の出力に別のコー
ドが形威され、かつ別の言語指示が合或される。
監視されるパラメータ内誤差の各形式に対して特別の言
語指示が用意される。主として手動アーク溶接でのアー
クの長さまたは機械化アーク溶接での電極長さの変化に
起因する溶接電圧または電流内の変化の場合は、例えば
“長さを増大せよ”(アーク長さまたは電極長さが規定
された限界以下のとき)、“長さを減少せよ” (アー
ク長さまたは電極長さが規定された限界以上のとき)の
ような言語が合威される。
“速度を増大せよ”または“速度を減少せよ”の言葉は
、例えば溶接速度での変化の場合に合或される。“傾斜
を維持せよ”の指示は、電極の傾斜が変化するとき合或
される。
提案される監視装置において、個々の溶接パラメータ(
I,UまたはQ)の設定信号は、個々の抵抗23.24
または98の使用によって、もしくは設定信号発生ユニ
ット114によって発生する。上記のユニットの作動を
以下で考察する。
ユニット114(第7図、第12図)は、最良の溶・接
工程に対応して監視されるパラメータを特徴付ける設定
信号を自動的に発生し、かつそれの値を必要な時間周期
に対して記憶する。設定信号が自動的に発生するとき、
ゼロ信号はユニット114の入力144にあり、その際
上記の信号は、要素142または変換器131によって
用意される(第7図)。
上記の信号を受信すると直ちに、変換器308は連続的
にカウンタ303からの情報を受信して、それを監視さ
れるパラメータの得られた設定信号に比例した電圧に変
換し、かつそれを増幅器309と310に供給する。
監視されるパラメータ、例えば溶接電流の実際値は、個
々のユニット、例えばユニット8によって、比較器28
9の入力290に加えられる電気信号に変換される。比
較器289の入力313と314はそれぞれ、増幅器3
09と310からの信号を受信し、その際上記の信号は
監視されるパラメータの設定信号の上下の値に等しい。
比較器289の入力290での電圧を表わしている監視
されるパラメータの実際値が上記の監視されるパラメー
タの上方値を越えると、フリップフロップ293の入力
291は、比較器289によって発生する一つの信号を
受信する。入力295および、要素299を通ってフリ
ップフロップ293の入力301に来る発生器298の
パルスの効果の下に、上記のフリップフロップは、それ
の出力において、発生器298のパルスの繰り返し周期
に等しい周期と遅延要素299によって導入される時間
遅れに等しい持続時間を有する安定したパルスシーケン
スを展開する。
フリップフロップ293からのパルスはカウンタ303
の入力304において合計されるため、それの内容は増
大する。結果的に変換器308の出力電圧は増大して、
最終的に比較器289の入力290に供給される監視さ
れるパラメータ信号の値は、監視されるパラメータを示
し増幅器309と310を通って変換器308の出力か
ら比較器289に供給される設定信号の上方値と下方値
の間にある。つぎに、ゼロ信号が比較器289の出力に
現われ、かつ監視されるパラメータ設定信号のプリセッ
ト値が変換器308の出力、および増幅器309と31
0の入力311と312において記録された後にカウン
ク303は停止する。
別の作動においては、監視されるパラメータの実際値が
、監視されるパラメータ設定信号の下方値以下にあるこ
ともある。一つの信号が、比較器289の出力に現われ
る。上記の信号は、発生器298のパルスの繰り返し周
期を越える持続時間を有し、かつフリップフロップ29
4の出力において安定したパルスシーケンスを発生し、
これがカウンタ303に供給される。上記のカウンタは
それの内容を減少させ、これは結果的に、変換器308
の出力においては電圧の減少をもたらす。
これは、増幅器309と310の入力311 と312
において設定信号の上下の電圧値を減少させるため、比
較器289は再び機能停止する。
したがって、監視されるパラメータ設定信号の上下の値
に相対的な多数の変動の後に、カウンタ303の内容は
、選択された時間間隔中に溶接者によって維持される監
視されるパラメータの統計的平均値に相当する。チェッ
ク溶接条件が予め決定された期間を通して最良であり、
かつ監視されるパラメータ設定信号の安定状態が連続使
用に対して自動的に記録されるべきことを溶接者が決心
するならば、彼は、一つの信号がユニット 114の入
力144で発生することに注意の必要がある。これは、
要素142の接触を中断すること、または傾斜許容限界
以上に変換器131を傾斜させること、すなわちそれの
出力においてインバータ132を通してユニット114
の入力144に供給されるゼロ信号を発生することによ
って行なわれる。一つの信号が入力144から変換器3
08に加えられ、それによってそれを無能力にする。監
視されるパラメータ設定信号の指示は、上記の一つの信
号が回路315に供給されるように用意されるま、監視
されるパラメータのプリセット値からの偏差に関する情
報を記憶するカウンタ303(第22図)の作動を考え
てみる。チェック溶接前に、カウンタ452. 453
, 458、形成器445およびフリップフロップ44
6 はゼロに設定される。発生器298は、溶接工程が
始まるとき、トリガをかけられる。上記の発生器は、フ
リップフロップ293と294の出力において出力パル
スを供給し、このパルスはカウンク458の入力459
と460に加えられる。上記の発生器298から誘導さ
れるパルスは、カウンタ303と作動要素442の入力
306を通して形威器445に加えられる。周期t2,
8を有する発生器298のk番目のパルスを受け取ると
直ちに、形成器445はそれの最初の出力においてk 
’ t2911の瞬間に周期j4,s−+ =k・t2
,8を有するパルスを発生し、かつカウンタ458の出
力コードをカウンタ453内に入力455において入力
する。形成器445の最初の出力からのパルスは、フリ
ップフロップ446を一つの状態に移転する。これは要
素448に能力を付与し、それによって発生器298の
パルスはカウンタ452内に合計され、かつカウンタ4
53のコードは上記のパルスの数によって減少する。ゼ
ロコードがカウンタ453内に設定されると、それの搬
送出力はフリップフロップ446を設定している一つの
信号をゼロに展開し、かつカウンタ452内の合計過程
を阻止する。
形成器445の最初の出力で連続的なパルスが発生する
と、カウンタ452内での合計過程は連続する。
周期t44s−1を有するN番目のパルスが形成器44
5の最初の出力で得られた後、それは、それの第二の出
力においてN’t445,の瞬間に周期t44s−2=
N−t4<s−+を有するパルスを展開し、このパルス
はカウンタ452をゼロに清算する。周期t44s−2
を有するZ番目のパルスが形成器445の第二の出力で
得られた後に、それは、それの第三の出力において、Z
 ’ i44!i−1の瞬間に周期ta,s−3=Z−
t,,s−2を有するパルスを形成し、このパルスは要
素442を無能力にし、かつカウンタ452への発生器
298のパルスの付加を阻止する。
上記のパルスもカウンタ458の入力461に加えられ
、かつカウンタ452の平均的出力コードを、それの入
力463を通してカウンタ458の出力において書き込
む。カウンタ458の出力コードは監視されるパラメー
タ設定信号のコードで、かつ次式で示される最後の時間
間隔中に溶接作業者によって維持されて監視されるパラ
メータの統計的平均値に相当する。
Δt=k−N−t2。8(15〉 ここでt2。8は発生器298のパルスの繰り返し周期
である。
〔発明の効果〕
本発明によるアーク溶接監視装置は以下のことを可能に
する。
(1)発生している金相学的反応、より特別には可変的
熱入力、溶融した充填材金属の入力、ガスまたはアーク
保護内での金属の隔離を、溶接速度の監視によって評価
すること。
(2)アークおよび基礎金属の溶融範囲内での金属の移
転を、電極傾斜の監視によって評価すること。
(3〉溶接工程全体、より特別にはアーク、基礎金属の
溶融、金相学的反応の範囲内での金属の移転を、ユニッ
ト当たりエネルギ、溶接電流、電圧、速度電極傾斜、電
極送り速度での変化および供給線電圧の変動の監視によ
って評価すること。
提案される監視装置は、監視されるパラメータ設定信号
の自動的発生を可能にして、溶接工程が高品質溶接部と
必要な時間周期に対してそれの数値の記憶をもたらすこ
とを特徴とする。
本発明による監視装置は、溶接電流、電圧および速度が
変化した場合に、また制御された送り速度と供給線電圧
が変化した場合にも、極端な音響振動の発生を阻止する
。
あらゆる溶接モードでの高品質溶接において、監視装置
は、変動に依存するが監視される溶接パラメータの周波
数には依存しない可聴音音調を発生する。提案される監
視装置は溶接作業者に、溶接工程をアークと電極の長さ
、溶接速度と電極傾斜のプリセット値において実施する
ことに関する示唆を与える。
溶接工程監視の信頼性、より特別には高品質溶接での溶
接電圧、電流および速度の変動を記録することの精度が
高まり、かつ溶接電流、電圧およびこれらのパラメータ
に相当するユニット当たりエネルギの設定信号値が利用
される。
さらに溶接工程監視の有効性は、より特別には、溶接者
の技量がアーク長さ(電極長さ)、溶接速度および電極
傾斜のプリセット値において溶接時に確認され、その際
別の確認が一般的溶接技術における溶接者の熟練に関し
て行なわれるという事実のため、増大する。上記の要素
は、連続段階的な溶接監視工程を可能にする。第一段階
で、上記の工程は一つのパラメータ(アークまたは電極
長さ、溶接速度、電極傾斜)のプリセット値での溶接作
業の監視およびいくつかのパラメータ(それらの組み合
わせ〉のプリセット値での溶接作業の監視を含む。第二
段階で、上記の工程はユニット当たりエネルギが一定の
レベルで維持されるならが、一つ以上のパラメータのプ
リセット値での溶接作業の監視を含む。
さらに適応作業はほとんど時間を取らないため、溶接者
は可聴音音調の最良周波数を迅速に認識する一方、別の
利益は電力、材料、および溶接設備のより有効な使用で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるアーク溶接監視装置、第2図は本
発明による消耗電極送り速度監視装置を備えた同じ監視
装置、第3図は本発明による供給線監視装置を備えた同
じ監視装置、第4図は本発明によるユニット当たり溶接
エネルギ監視装置を備えた同じ監視装置、第5図は本発
明によるユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を
発生する異なる状態を確保する同じ監視装置、第6図は
本発明による設定信号を発生するユニットの連結部、第
7図は本発明による電極軸と工作部の表面への法線の間
の傾斜を測定する変換器の連結部、第8図は本発明によ
る溶接タイマの連結部、第9図は本発明による可聴音信
号発生器、第10図は本発明による電極傾斜とユニット
当たりエネルギ監視信号を供給する同じ発生器、第11
図は本発明による言語化されたフィードバックを溶接者
に供給する同じ発生器、第12図は本発明による設定信
号を発生するユニット、第13図は本発明による溶接速
度に比例した信号を発生するユニット、第14図は本発
明により監視されるパラメータ内の増大に相当する電圧
を可聴音周波数に変換する電圧変換手段、第15図は本
発明により溶接電流に比例した信号を発生するユニット
、第16図は本発明により溶接電圧に比例した信号を発
生するユニット、第17図は溶接電流比較器、第18図
は溶接速度比較器、第19図は信号減算回路、第20図
はユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を発生す
るユニット、第21図は予め決定された値からの監視さ
れるパラメータの変動を記憶するカウンタおよび第22
図は電極軸と溶接される品物の表面への法線の間の傾斜
を測定する変換器を示す。 (符号の説明) 1・・・溶接作業者室、 3・・・電極ホルダ、 5・・・溶接電源、 7・・・情報レコーダ、 8・・・溶接電流に比例した信号を発生するユニット、 2・・・溶接される品物、 4・・・消耗電極、 6・・・可聴音信号発生器、 9・・・ユニット8の入力、 10・・・汗、゛接電圧に比例した信号を発生するユニ
ット、 11・・・ユニット10の入力、12・・・限界値要素
、13・・・限界値要素12の入力、 14・・・発生器6の入力、 15・・・溶接者のヘルメット、 16・・・プレイバック手段、17・・・溶接電流比較
器、18・・・溶接電圧比較器、 19・・・比較器1
7の入力、20・・・比較器18の入力、 2l・・・
比較器17の入力、22・・・比較器18の入力、 2
3.24・・・抵抗、25.26・・・ユニット7の入
力、 27 . 28・・・スイッチ29の入力、29・・・
監視されるパラメータの相当する変動に応答する信号ス
イッチ、 30・・・監視シー.ケンス論理解析器、31・・・監
視されるパラメータ内の増大変化に応答する信号スイッ
チ、 32・・・溶接電流加算器、 33・・・溶接電圧加算
器、34・・・加算器32の入力、 35・・・加算器
33の入力、36・・・加算器32の入力、 37・・
・加算器33の木力、38.39・・・スイッチ31の
入力、40.41・・・発生器6の入力、 42・・・溶接速度に比例した信号を発生するユニット
、 43・・・ユニット7の入力、44・・・溶接速度比較
器、45・・・比較器44の入力、 46・・・溶接速
度設定回路、47・・・比較器44の入力、 48・・
・発生器6の入力、49・・・ユニット70入力、50
・・・信号減算回路、51.52・・・回路50の入力
、53・・・発生器6の入力、54・・・溶接トーチ、 55・・・消耗電極4の送機構、 56・・・消耗電極4の送り速度を測定するセンサ、5
7・・・消耗電極送り速度に比例した信号を発生するユ
ニット、 58・・・消耗電極4の送り速度の比較器、59・・・
比較器58の入力、 60・・・ユニット7の入力、6
1・・・消耗電極の変動送り速度の影響を決定するため
使用される回路、 62・・・消耗電極送り速度スイッチ、63.64・・
・スイッチの入力、 65・・・加算器、     66.67・・・加算器
の入力、68・・・スイッチ、 69.70・・・スイッチ68の入力、7■・・・加算
器72の入力、 72・・・加算器、73・・・加算器
72の入力、 74.75・・・スイッチ62の入力、76・・・供給
線電圧変換器、77・・・変換器75の入力、78・・
・限界値要素、 79・・・限界値要素77の入力、 80・・・ユニット7の入力、81・・・加算器72の
入力、82・・・供給線電圧の影響を決定するために使
用される回路、 83・・・供給線電圧加算器、84・・・加算器83の
入力、85・・・供給線電圧スイッチ、 86. 87. 88. 89・・・スイ−ツチ85の
入力、90・・・加算器83の入力、 91・・・ユニット当たり溶接エネルギに比例した信号
を発生するユニット、 92,93.94・・・ユニット91の入力、95・・
・比較器96の入力、 96・・・ユニット当たり溶接エネルギ比較器、97・
・・比較器96の入力、 98・・・抵抗、99・・・
ユニット7の入力、 100・・・ユニット当たり溶接エネルギ比較器、10
1, 102・・・スイッチ100の入力、103・・
・抵抗、     104・・・発生器6の入力、10
5・・・ユニット当たり溶接エネルギ加算器、106.
 107・・・加算器105の入力、108・・・発生
器6の入力、 109・・・監視モードスイッチ、 110, 111, 112, 113・・・スイッチ
109の入力、114・・・監視されるパラメータ設定
信号を発生するユニット、 115, 116. 117・・・それぞれ溶接電流、
電圧およびユニット当たりエネルギ設 定信号スイッチ、 118, 119,  120・・・それぞれスイッチ
115,  116,117の入力、 121・・・設定信号スイッチングユニット、122,
 123, 124・・・それぞれスイッチ115, 
116,117の入力、 125・・・ユニット121の入力、 126・・・現在の信号スイッチングユニット、127
, 128, 129・・・ユニット126の入力、1
30・・・ユニット114の入力、 131・・・電極軸と溶接される品物の表面への法線の
間の傾斜を測定する変換器、 132・・・インバータ、 133・・・インバータ132の入力、134・・・傾
斜スイッチ、 135・・・スイッチ134の入力、 136・・・スイッチ6の入力、 137・・・ユニット7の入力、 138・・・スイッチ134の入力、 139・・・信号書き込みスイッチ、 140. 141・・・スイッチ139の入力、142
・・・信号書き込み設定要素、 143・・・抵抗、 144・・・ユニット114の入力、 145・・・要素142の入力、 146・・・溶接タイマ、 147・・・タイマ146の制御ユニット、148・・
・ユニット7の入力、 149・・・要素150の入力、150・・・ゲート要
素、151・・・要素150の入力、 152・・・ユニット7の入力、 153〜157・・・ANDゲート、 158〜162・・・それぞれANDゲート153〜1
570入力、 163〜167・・・それぞれANDゲート153〜1
57の入力、 168〜172・・・スイッチ、 173〜177・・・ユニット7の入力、178・・・
監視されるパラメータに相当する電圧を可聴音周波数に
変換するため使用されるコンバータ、 179・・・監視されるパラメータ増大信号スイッチ、
180. 181・・・スイッチ179の入力、182
・・・変換器178の入力、 184, 189, 193, 195, 197, 200, 203, 205, 208, 212, 214, ・・・監視されるパラメータ選択回路、185・・・回
路183の入力、 ・・・多重パイブレーク187の入力、・・・多重パイ
ブレーク、 ・・・可聴音信号変調回路、 190, 191. 192・・・回路188の入力、
194・・・回路188の制御入力、 196・・・スイッチ179の制御入力、198・・・
回路188の制御入力、 ・・・監視モード選択スイッチ、 201・・・スイッチ199の入力、 ・・・抵抗、 204・・・スイッチ199の入力、 206・・・回路183の入力、 ・・・変調モードスイッチ、 209.  210・・・スイッチ207・・・変換器
178の入力、 213・・・ANDゲート、 216・・・ANDゲート212 力、 の入力、 の直接及び反転入 215, 219, 22l, 227, 230, 232, 234, 236. 239, 241, 243, 245, 217・・・ANDゲート213の直接及び反転入力、 ・・・選択されたパラメータ伝達スイッチ、220・・
・スイッチ218の制御入力、222, 223, 2
24,  225. 226・・・スイッチ218のデ
ータ入力、 228・・・フリップフロップ229の入力、・・・フ
リップフロップ、 231・・・それぞれ出力ANDゲート232と233
の入力、 233・・・出力ANDゲート、 235・・・ANDゲー}232. 233の7入力、
237・・・ORゲート238の入力、・・・ORゲー
ト、 240・・・ANDゲート、 242・・・ORゲート243. 244の入力、24
4・・・ORゲート、 246・・・ORゲートの入力、 ・・・電極傾斜多重パイブレーク、 ・・・多重パイブレークの入力、 249, 251, 253, 255, 259, 265, 268, 250・・・ORゲート、 252・・・それぞれ○Rゲー}249, 250の入
力、254・・・それぞれORゲート249, 250
の入力、256・・・それぞれ出力ANDゲート232
, 233の入力、 ・・・スイッチ179の入力、 ・・・監視されるパラメータ選択スイッチ、260, 
261, 262,  263.  264・・・スイ
ッチ258の入力、 266・・・スイッチ258の制御入力、269, 2
70,  271,  272.  273・・・スイ
ッチ274の入力、 ・・・監視されるパラメータの変化信号を示す信号スイ
ッチ、 276・・・スイッチ274の入力、 ・・・監視されるパラメータアドレスカウンタ、・・・
補充入力、 ・・・スイッチ267の制御入力、 ・・・記憶装置、 ・・・記憶装置281の入力、 282・・・変換器283の入力、 283・・・コードを監視されるパラメータに相当する
電圧に変摸するため使用される変換器、284・・・フ
ィルタ285の入力、 285・・・可聴音信号フィルタ、 286・・・要素287の入力、 287・・・出力要素ゲート要素、 288・・・要素287の入力、 289・・・監視されるパラメータ比較器、290・・
・比較器289の入力、 291. 292・・・比較器289のデータ入力、2
93. 294・・・監視されるパラメータのプリセッ
ト値からの偏差を記録するフリップフ ロップ、 295. 296・・・それぞれフリップフロップ29
3. 294のクロック入力、 297・・・クロックパルス発生器、 29B・・・パルス発生器、 299・・・遅延要素、
300・・・要素300の入力、 301. 302・・・それぞれフリップフロップ29
3. 294の再設定入力、 303・・・プリセット値からの監視されるパラメータ
の偏差を記憶するカウンタ、 304, 305・・・カウンタ303の入力、306
・・・カウンタ303のクロック入力、307・・・変
換器308の入力、 30B・・・コードを監視されるパラメータに相当する
電圧に変換するため使用される変換器、309, 31
0・・・増幅器、 311. 312・・・それぞれ増幅器311. 31
2の入力、313. 314・・・比較器289の入力
、315・・・設定信号指示回路、 316・・・回路315のデータ入力、317・・・回
路315の制御入力、 318・・・変換器308の制御入力、319(319
−1, 319−2, 319−3.・・・319−n
)・・・放射センサ 320・・・放射信号スイッチ、 321・・・スイッチ320のデータ入力、322・・
・放射信号ゲート要素、 324・・・要素322の入力、 ・・・パルス発生器、 ・・・放射を指示する信号形成手段、 ・・・カウンタ、 ・・・カウンタ327のクロック入力、・・・フリップ
フロップのデータ入力、・・・フリップフロップ、 ・・・フリップフロップのデータ入力、・・・カウンタ
327の再設定入力、 ・・・形成器334の入力、 ・・・変換器アドレス形戒器、 ・・・スイッチ320の制御入力、 ・・・要素322の入力、 338・・・それぞれ形成器334とフリップフロップ
330の制御入力、 ・・・電圧・周波数変換器、 ・・・変換器339の入力、 ・・・増幅器342の入力、 ・・・増幅器、 ・・・増幅器342の制御入力、 344・・・加算器345の入力、 345・・・加算器、 346・・・加算器346の入力、 347・・・変換器348の入力、 348・・・電圧・周波数変換器、 349・・・抵抗・電流変換器、 350・・・抵抗、 351・・・増幅器352の直接入力、352・・・作
動増幅器、  353・・・抵抗、354・・・可変抵
抗、   355, 356. 357・・・抵抗、3
58・・・増幅器352の反転入力、359・・・フィ
ルタ360の入力、 360・・・低域通過フィルタ、 361・・・抵抗、 362・・・フィルタ363の入力、 363・・・低域通過フィルタ、 364・・・限界値要素、 365. 366・・・要素364の直接及び反転入力
、367・・・要素368の直接入力、 368・・・限界値要素、 370, 377. 385, 387. 389, 391, 393, 395. ・・・要素368の反転入力、 371・・・ORゲート372の入力、・・・ORゲー
}、373・・・パノκス形成器、・・・形戒器373
の入力、 ・・・要素376の入力、376・・・遅延要素、37
8・・・ORゲート379の入力、・・・ORゲート、 ・・・ANDゲート371の反転入力、・・・ANDゲ
ート、 ・・・ANDゲート381の直接入力、・・・パルス発
生器、 384・・・デコーダ、386・・・デコーダ
384の入力、 388・・・それぞれカウンタ389. 390のデー
タ入力、 390・・・カウンタ、 392・・・カウンタ389. 390のクロック入力
、394・・・それぞれカウンタ389. 390の制
御入力、 396・・・それぞれカウンタ389. 390の設定
入力、 397, 398・・・それぞれフリップフロップ39
9. 400の設定及び再設定入力、 399, 400・・・フリップフロップ、401, 
402・・・それぞれフリップフロップ399. 40
0の再設定及び設定入力、 403・・・遅延要素、   404・・・要素403
の入力、405. 406・・・ORゲート407の入
力、407  ・・・ORゲート、 408. 409・・・フリップフロップ、410, 
411・・・それぞれフリップフロップ408.  4
09のデータ入力、 412. 413・・・それぞれフリップフロップ40
8,  409のクロック入力、 414,・・・414(1) .・・・414(K)・
・・多極多位置スイッチ、415・・・スイッチ414
の(K−1)極の入力、416・・・抵抗、 417・・・スイッチ414のK番目の極の入力、41
8・・・抵抗、     419・・・積分器、420
・・・積分器419の入力、 421・・・抵抗、 ・・・積分器419の再設定入力、 ・・・遅延要素、 ・・・要素423の入力、425・・・要素426の入
力、・・・検索要素の記憶装置、 ・・・要素426の制御入力、 ・・・加算器429の入力、 ・・・加算器、 ・・・加算器429の入力、 ・・・増倍装置、 433・・・増倍装置の入力、 ・・・積分器435の入力、 ・・・積分器、 ・・・積分器435の再設定入力、 ・・・遅延要素、   438・・・要素437の入力
、・・・要素440の制御入力、 ・・・記憶及び検索要素、 ・・・要素440の入力、 ・・・発生器298のゲートパルス用要素、・・・要素
442の入力、 ・・・形威器445の入力、 452, 459, 463, ・・・カウンタ303の制御パルス形成手段、・・・フ
リップフロップ、 ・・1要素448の入力、 ・・・クロックパルスゲート要素、 ・・・ゲート要素448の入力、 451・・・それぞれカウンタ452, 453の補充
入力、 453・・・加算及び減算カウンタ、 ・・・カウンタ452の再設定入力、 ・・・カウンタ453の制御入力、 ・・・フリップフロップ446の設定入力、・・・フリ
ップフロップ446の再設定入力、・・・上下カウンタ
、 460・・・カウンタ458の各加算及び減算入力、・
・・カウンタ458の制御入力、 ・・・フリップフロップ446の反転入力、464・・
・それぞれカウンク458. 453のデータ入力、 ・・・光放射ダイオード、 ・・・抵抗、 467・・・フォトダイオード、 468・・・抵抗、      469・・・透明スク
リーン、470・・・変換器131のケース上のスペー
サ、471・・・ボール、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、溶接電源(5)、溶接電流に比例した信号を発生す
    るユニット(8)、溶接電源5に接続され溶接電圧に比
    例した信号を発生するユニット(10)、アーク溶接パ
    ラメータを示す可聴音信号を発生する可聴音信号発生器
    (6)、入力は溶接電流に比例した信号を発生するユニ
    ット(8)の出力に連結される一方、出力は可聴音信号
    発生器(6)の入力に連結される限界値要素(12)、
    情報レコーダ(7)およびアーク溶接作業の可聴音監視
    を行なうべく可聴音信号発生器(6)からの可聴音信号
    を情報レコーダ(7)と同時に受信するプレイバック手
    段(16)を有する溶接作業者ヘルメット(15)を含
    むアーク溶接監視装置において、 前記アーク溶接監視装置は溶接電流比較器(17)と溶
    接電圧比較器(18)を含み、各比較器の一つの入力は
    それぞれ、溶接電流に比例した信号を発生するユニット
    (8)と溶接電圧に比例した信号を発生するユニット(
    10)に連結される一方、第二の入力はそれぞれ、溶接
    電流と電圧設定信号を受信し、上記の両比較器の出力は
    情報レコーダ(7)の入力および監視されるパラメータ
    の変動に応答してそれの入力が溶接電流比較器(17)
    と溶接電圧比較器(18)の出力に連結される信号スイ
    ッチ(29)、監視されるパラメータの増大変化に応答
    する信号スイッチ(31)、溶接電流と電圧加算器(3
    2、33)を含む監視シーケンス論理解析器(30)の
    入力に連結され、各加算器の一つの入力はそれぞれ、溶
    接電流に比例した信号を発生するユニット(8)と溶接
    電圧に比例した信号を発生するユニット(10)に連結
    される一方、各加算器の第二の入力は溶接電流比較器(
    17)と溶接電圧比較器(18)の各自の第二の出力と
    組み合わされ、出力は監視されるパラメータでの増大変
    化に応答する信号スイッチ(31)の入力に連結される
    一方、両スイッチ(29、31)の出力は論理解析器(
    30)の出力として働き、かつ可聴音信号発生器(6)
    の入力に連結されることを特徴とするアーク溶接監視装
    置。 2、前記アーク溶接監視装置はさらに溶接速度に比例し
    た信号を発生し、かつ情報レコーダ(7)の入力に連結
    されるユニット(42)を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のアーク溶接監視装置。 3、前記アーク溶接監視装置は同じく溶接速度比較器(
    44)を含み、一つの出力は溶接速度に比例した信号を
    発生するユニット(42)に連結され、かつそれの出力
    の溶接速度設定回路(46)は可聴音信号発生器(6)
    の入力と情報レコーダ(7)に連結されるそれの出力を
    持つ溶接速度比較器44の第二の入力に連結され、一方
    、論理解析器(30)は信号減算回路50を含み、信号
    減算回路の入力は溶接速度に比例した信号を発生するユ
    ニット(42)の出力と溶接速度設定回路(46)に連
    結され、それの出力は可聴音信号発生器(6)の入力に
    連結されることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    のアーク溶接監視装置。 4、機械化された消耗電極アーク溶接作業の監視におい
    て、前記アーク溶接監視装置は消耗電極送り速度センサ
    (56)、消耗電極の送り速度に比例した信号を発生す
    るユニット(57)および消耗電極送り速度比較器(5
    8)のような直列結合された構成要素を含み、この構成
    要素の一つの入力は溶接電流設定信号を受信する一方、
    出力は情報レコーダ(7)の入力に連結されることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに記
    載のアーク溶接監視装置。 5、論理解析器(30)が変動する消耗電極送り速度の
    影響を決定すべく使用される回路(61)を含み、回路
    (61)は溶接電流に比例した信号を発生するユニット
    (8)の出力に連結される消耗電極送り速度スイッチ(
    62)、一つの入力は溶接電流設定信号を受信する一方
    、別の入力は消耗電極送り速度に比例した信号を発生す
    るユニット(57)の出力に連結される第一の加算器(
    65)および第一の加算器(65)の出力と消耗電極送
    り速度スイッチ(62)の出力に連結されるそれの入力
    を持つ第二の加算器(72)を含むのに対して、出力は
    上記の消耗電極送り速度スイッチ(62)の入力に連結
    され、このスイッチ(62)の出力は溶接電流比較器(
    17)の入力に連結されることを特徴とする特許請求の
    範囲第4項記載のアーク溶接監視装置。 6、消耗電極送り速度スイッチ(62)の出力は電流加
    算器32の入力に連結されることを特徴とする特許請求
    の範囲第5項記載のアーク溶接監視装置。 7、前記アーク溶接監視装置はさらに溶接電源(5)の
    供給線と連結される供給線電圧変換器(76)および供
    給線電圧変換器(76)に連結される入力と情報レコー
    ダ(7)に連結されるそれの出力を持つ第二の限界値要
    素(78)を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項〜第6項記載のいずれかに記載のアーク溶接監視装置
    。 8、供給線電圧変換器(76)の出力は、変動する消耗
    電極送り速度の影響を決定すべく使用される回路(61
    )内に含まれる第二加算器(72)の入力に連結される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載のアーク溶
    接監視装置。 9、論理解析器(30)が、供給線電圧の影響を決定す
    べく使用され、かつそれの入力は供給線電圧変換器(7
    6)に連結される供給線電圧加算器(83)、および溶
    接電圧に比例した信号を発生するユニット(10)の出
    力と供給線電圧加算器(83)の出力に連結される供給
    線電圧スイッチ(85)を内部に組み込む回路(82)
    を含み、上記のスイッチの出力は上記の供給線電圧加算
    器(83)の入力と溶接電圧比較器(18)の入力に連
    結されることを特徴とする特許請求の範囲第7項または
    第8項記載のアーク溶接監視装置。 10、供給線電圧の影響を決定すべく使用される回路(
    61)に含まれる供給線電圧スイッチ(85)の出力が
    溶接電圧加算器(33)の入力に連結されることを特徴
    とする特許請求の範囲第9項記載のアーク溶接監視装置
    。 11、前記アーク溶接監視装置はさらにユニット当たり
    の溶接エネルギに比例した信号を発生するユニット(9
    1)を含み、入力は溶接電流に比例した信号を発生する
    ユニット(8)、溶接電圧に比例した信号を発生するユ
    ニット(10)および溶接速度に比例した信号を発生す
    るユニット(42)の出力に連結される一方、出力は論
    理解析器(30)の入力、ユニット当たり溶接エネルギ
    比較器(96)に連結され、この比較器(96)の一つ
    の入力はユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を
    発生するユニット(91)の出力に連結され、かつこの
    比較器(96)の別の入力はユニット当たり溶接エネル
    ギ設定信号を受信する一方、ユニット当たり溶接エネル
    ギ比較器(96)の出力は情報レコーダ7の入力とユニ
    ット当たり溶接エネルギ比較器(96)の出力に連結さ
    れて、それの入力および論理解析器(30)の出力とし
    て役立つ出力を持つユニット当たり溶接エネルギスイッ
    チ(100)およびユニット当たり溶接エネルギ加算器
    (105)を含む論理解析器(30)の入力に連結され
    、この加算器(105)の一つの入力はユニット当たり
    溶接エネルギに比例した信号を発生するユニット(91
    )の出力に連結され、かつそれの別の入力は上記のユニ
    ット当たり溶接エネルギ設定信号を受信するのに対して
    、それの出力は同時に論理解析器(30)の出力であり
    、かつユニット当たり溶接エネルギスイッチ(100)
    の出力と関連して、可聴音信号発生器(6)の入力に連
    結されることを特徴とする特許請求の範囲第2項〜第1
    0項のいずれかに記載のアーク溶接監視装置。 12、ユニット当たり溶接エネルギに比例した信号を発
    生するユニット(91)と電流、電圧及び速度に比例し
    た信号を発生するユニット(8、10、42)の間を結
    合するために、論理解析器(30)が監視モードスイッ
    チ109を含み、このスイッチはユニット当たり溶接エ
    ネルギに比例した信号を発生するユニット(91)の入
    力に連結される出力、及び溶接電流電圧に比例した信号
    を発生する各ユニット(8、10)と変動する消耗電極
    送り速度及び供給線電圧の影響を決定すべく使用される
    回路(61、82)に連結される入力を有することを特
    徴とする特許請求の範囲第11項記載のアーク溶接監視
    装置。 13、前記アーク溶接監視装置はさらに上述の溶接パラ
    メータ設定信号を発生するユニット(114)を含む一
    方、論理解析器(30)は監視される各パラメータの設
    定信号をスイッチし、それの出力は論理解析器(30)
    の出力として役立つ手段(115〜117)、設定信号
    スイッチ(115〜117)の入力に連結される出力と
    監視される溶接パラメータ設定信号を発生するユニット
    (114)の出力に連結される入力を有する設定信号ス
    イッチングユニット(121)、およびそれの入力が溶
    接電流、電圧、およびユニット当たりエネルギに比例し
    た信号を発生するユニット(8、10、42)に連結さ
    れる信号スイッチングユニット(126)を含むのに対
    して、それの出力は監視される溶接パラメータ設定信号
    を発生するユニット(114)の入力に連結されること
    を特徴とする特許請求の範囲第11項または第12項記
    載のアーク溶接監視装置。 14、前記アーク溶接監視装置はさらに電極軸と工作物
    の表面への法線の間の傾斜を測定する変換器(131)
    を含み、この傾斜測定変換器(131)はそれの入力を
    介して変換器(131)の出力へ、かつそれの出力を介
    して可聴音信号発生器(6)と情報レコーダ(7)へ連
    結される傾斜スイッチ(134)を持つ論理解析器(3
    0)に連結されることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項〜第13項のいずれかに記載のアーク溶接監視装置。 15、論理解析器(30)は書き込み信号スイッチ(1
    39)を含み、このスイッチ(139)内の一つの入力
    は傾斜変換器(131)の出力に連結され、別の入力は
    書き込み信号設定要素(142)に連結され、またその
    出力は論理解析器(30)の出力として作用し、かつ監
    視される信号設定信号を発生するユニット(114)の
    入力に連結されることを特徴とする特許請求の範囲第1
    4項記載のアーク溶接監視装置。 16、前記アーク溶接監視装置はさらに、制御入力が溶
    接速度に比例した信号を発生するユニット(42)の出
    力に連結される溶接タイマ(146)およびそれの一つ
    の入力は溶接タイマ(146)の出力に連結され、かつ
    それの別の入力は第一限界値要素(12)の出力に連結
    されるゲート要素(150)を含み、ゲート要素(15
    0)と溶接タイマ(146)の出力は情報レコーダ7お
    よび、それの数字は監視されるパラメータの数字に相当
    するANDゲート(153)から(157)までを含む
    論理解析器(30)の入力に連結され、各ゲートの一つ
    の入力は各溶接電流、電圧、速度およびユニット当たり
    エネルギ比較器(17、18、44、96)に連結され
    、各ANDゲート(153)から(157)までの別の
    入力はゲート要素(150)の出力に連結される一方、
    それの出力は論理解析器(30)の出力として役立ち、
    かつ情報レコーダ7に連結されることを特徴とする特許
    請求の範囲第2項〜第15項のいずれかに記載のアーク
    溶接監視装置。 17、可聴音信号発生器(6)が、監視されるパラメー
    タにおける増加分に相当する電圧を可聴周波数に変換す
    る手段(178)、入力が監視されるパラメータにおけ
    る増大変化および信号減算回路(50)の出力に応答す
    る信号スイッチ(31)の出力に連結される一方、出力
    は電圧比較器(178))の入力に連結される監視され
    るパラメータ増大信号スイッチ(179)、監視される
    パラメータの変動に応答する信号スイッチ(29)の出
    力と溶接速度比較器(41)の出力ヘのそれの入力を介
    して、かつ監視されるパラメータ増大信号スイッチ(1
    79)の制御入力へのそれの出力を介して連結される監
    視されるパラメータ選択回路(183)、および多重バ
    イブレータ(187)の出力と電圧変換器(178)の
    出力へのそれの入力を介して、かつ監視されるパラメー
    タ選択回路(183)の出力と第一限界値要素(12)
    の出力へのそれの制御入力を介して連結される可聴音信
    号変調回路(188)を含む一方、それの出力は可聴音
    信号発生器(6)の出力として作用し、かつプレイバッ
    ク手段(16)に連結されることを特徴とする可聴音信
    号発生器(6)が周波数と振幅変調を使用する特許請求
    の範囲第3項〜第16項のいずれかに記載のアーク溶接
    監視装置。 18、論理解析器(30)が変調モードスイッチ(20
    7)を有し、スイッチは溶接電流、電圧、及びユニット
    当たりエネルギ加算器(32、33、105)の出力に
    連結されるそれの入力と、監視されるパラメータの増大
    に応答する電圧変換器(178)の入力に連結されるそ
    れの出力を有することを特徴とする特許請求の範囲第1
    7項に記載のアーク溶接監視装置。 19、監視されるパラメータ選択回路(183)が、入
    力は可聴音信号発生器(6)の入力として役立つ第一及
    び第二のANDゲート(212、213)、ANDゲー
    ト(212、213)の出力と電源ライン伝達論理信号
    0と1に連結されるそれの出力を持つ選択されるパラメ
    ータ伝達スイッチ(218)、入力が選択されるパラメ
    ータ伝達スイッチ(218)の出力に連結されるフリッ
    プフロップ229、それの第一の入力はフリップフロッ
    プ229の出力に連結され、かつ第二の入力は監視され
    るパラメータの変動に応答する信号スイッチ(29)の
    出力に連結される一方、第二出力ANDゲート(233
    )の第二の入力は溶接速度比較器(44)の出力に連結
    される第一及び第二の出力ANDゲート(232、23
    3)、およびそれの入力は第一出力ANDゲート(23
    2)と第二出力ANDゲート(233)の出力に連結さ
    れるORゲート(238)を含む一方、それの出力は、
    同時に、監視されるパラメータ選択回路(183)の出
    力であることを特徴とする特許請求の範囲第17項また
    は第18項記載のアーク溶接監視装置。 20、可聴音信号変調回路(188)が二つのANDゲ
    ート(239、240)を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第17項〜第19項のいずれかに記載のアーク
    溶接監視装置。 21、可聴音信号変調回路(188)の出力が二つの付
    加的な周波数変調ORゲート(243、244)の入力
    に連結され、このORゲートの別の入力は電極傾斜多重
    バイブレータ(247)の出力に連結され、このバイブ
    レータの入力は傾斜スイッチ(134)の出力に連結さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第17項〜第20
    項のいずれかに記載のアーク溶接監視装置。 22、監視されるパラメータ選択回路(183)が、ユ
    ニット当たり溶接エネルギを示す信号を選択する二つの
    ORゲート(249、250)を含み、その際各ゲート
    の第一の入力はフリップフロップ(229)の出力に、
    かつ上記のゲートの第二の入力はユニット当たり溶接エ
    ネルギスイッチ(100)の出力に連結され、上記のス
    イッチ(100)は第一出力ANDゲート(232)と
    第二出力ANDゲート(233)の入力に連結される一
    方、信号選択ORゲート(249、250)の出力は監
    視されるパラメータ選択回路(183)の出力として役
    立ち、監視されるパラメータ増大信号スイッチ(179
    )の入はユニット当たり溶接エネルギ加算器(105)
    の出力に連結されることを特徴とする特許請求の範囲第
    19項〜第21項のいずれかに記載のアーク溶接監視装
    置。 23、可聴音信号発生器(6)が、それの入力が監視さ
    れるパラメータの変動及び溶接速度比較器(44)の出
    力に応答する信号スイッチ(29)の出力に連結される
    監視されるパラメータ選択スイッチ(258)、監視さ
    れるパラメータ選択スイッチ(258)の出力、ユニッ
    ト当たり溶接エネルギスイッチ(100)の出力、傾斜
    スイッチ(134)の出力、溶接速度比較器(44)の
    出力および論理解析器(30)の出力に連結される出力
    を持つ監視されるパラメータアドレススイッチ(267
    )、それの補足的な入力と出力がそれぞれ監視されるパ
    ラメータアドレススイッチ(267)の制御出力と制御
    入力に連結される監視されるパラメータアドレスカウン
    タ(277)、監視されるパラメータのコードを記憶し
    、かつそれの入力を介して監視されるパラメータアドレ
    ススイッチ(267)の出力および監視されるパラメー
    タアドレスカウンタ(277)に連結される記憶装置(
    280)、監視されるパラメータに相当する電圧にコー
    ドを変換し、上記のコード電圧変換器の入力は記憶装置
    (280)の出力に連結される変換器(283)、およ
    び出力信号にゲートをかけ、このゲートの一つの入力は
    コード電圧変換器(283)の出力に連結され、かつそ
    れの他の入力は第一限界値要素(12)の出力に連結さ
    れるANDゲート(287)を含む一方、それの出力は
    可聴音信号発生器(6)の出力として作用することを特
    徴とする特許請求の範囲第11項〜第16項のいずれか
    に記載のアーク溶接監視装置。 24、監視されるパラメータ設定信号発生ユニット(1
    4)が、それの一つの入力は論理解析器(30)に連結
    される監視されるパラメータ比較器(289)、プリセ
    ット値からの監視されるパラメータの変動を記録し、上
    記のフリップフロップのデータ入力は監視されるパラメ
    ータ比較器(289)の出力に連結される一方、これら
    のクロック入力はクロックパルス発生器(297)に連
    結される第一のフリップフロップ(293)と第二のフ
    リップフロップ(294)、プリセット値からの監視さ
    れるパラメータの変動を記憶し、入力は第一の変動記録
    フリップフロップ(293)および第二の変動記録フリ
    ップフロップ(294)の出力に記録され、それのクロ
    ック入力はクロックパルス発生器(297)の出力に連
    結されるカウンタ(303)、監視されるパラメータに
    相当する電圧にコードを変換し、上記のコード電圧変換
    器の入力は変動カウンタ(303)の出力に連結される
    一方、出力は監視されるパラメータ設定信号を発生する
    ユニット(114)の出力として役立つ第二の変換器(
    308)、各入力は監視されるパラメータに相当する電
    圧にコードを変換する第二の変換器(308)の出力に
    連結される一方、出力は監視されるパラメータ比較器(
    289)の第二の入力に連結される二つの増幅器(30
    9、310)、およびそれのデータ入力は変動カウンタ
    (303)の出力に連結され、それの制御入力は第二の
    コード電圧変換器(308)の制御入力と組み合わされ
    かつ論理解析器(30)の出力に連結される設定信号指
    示回路(315)を含むことを特徴とする特許請求の範
    囲第13項〜第23項のいずれかに記載のアーク溶接監
    視装置。 25、溶接速度に比例した信号を発生するユニット(4
    2)が、監視される溶接に沿って配置される放射センサ
    (319)、それのデータ入力が各放射センサ(319
    )に連結される放射信号スイッチ(320)、第一と第
    二の入力がそれぞれ放射信号スイッチ(320)の出力
    とパルス発生器(325)の出力に連結される放射信号
    ゲート要素(322)、入力は放射信号ゲート要素(3
    22)の出力とパルス発生器(325)の出力に連結さ
    れる一方、それの出力は溶接速度に比例した信号を発生
    するユニット(42)の出力として役立つ放射を示す信
    号の形成手段(326)、および放射センサ(319)
    のアドレスのための手段(334)を含み、上記の信号
    形成手段の入力は放射を示す信号の形成手段(326)
    の出力に連結され、出力は放射信号スイッチ(320)
    の各制御入力に次第に連結される一方、それの制御出力
    は放射信号ゲート要素(322)の入力に連結されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第2項〜第24項のいず
    れかに記載のアーク溶接監視装置。
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