JPH0448577A - 電縫管の溶接入熱制御装置 - Google Patents
電縫管の溶接入熱制御装置Info
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- JPH0448577A JPH0448577A JP15606690A JP15606690A JPH0448577A JP H0448577 A JPH0448577 A JP H0448577A JP 15606690 A JP15606690 A JP 15606690A JP 15606690 A JP15606690 A JP 15606690A JP H0448577 A JPH0448577 A JP H0448577A
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
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- General Induction Heating (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
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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】
Ａ、産業上の利用分野
この発明は電縫管の溶接入熱制御装置に関するものであ
る。
る。
Ｂ１発明の概要
この発明は電縫管製造ラインにおける電縫管の溶接入熱
制御装置において、 代表板厚における管素材の送り速度に対するファジィ推
論結果を中間変数として出力する第１ファジィ推論部と
、得られた中間変数と現在の板厚とをファジィ推論して
最適入熱量を得る第２ファジィ推論部を設けたことによ
り、 送り速度全域におけるフィードフォワード制御が容易に
実現できるようにしたものである。
制御装置において、 代表板厚における管素材の送り速度に対するファジィ推
論結果を中間変数として出力する第１ファジィ推論部と
、得られた中間変数と現在の板厚とをファジィ推論して
最適入熱量を得る第２ファジィ推論部を設けたことによ
り、 送り速度全域におけるフィードフォワード制御が容易に
実現できるようにしたものである。
Ｃ１従来の技術
誘導加熱装置を用いた電縫管製造ラインにおいて、電縫
管溶接における溶接品質の改善９品質の安定化および生
産歩留りの大幅な向上を図るために入熱制御が行われて
いる。
管溶接における溶接品質の改善９品質の安定化および生
産歩留りの大幅な向上を図るために入熱制御が行われて
いる。
第７図は誘導式高周波電縫管製造ラインを示すもので、
■は電磁誘導のためのワークコイル、２はスクイズロー
ル、３は溶接される素材、４はＶシーム、５は電縫管、
６は高周波発振装置である。
■は電磁誘導のためのワークコイル、２はスクイズロー
ル、３は溶接される素材、４はＶシーム、５は電縫管、
６は高周波発振装置である。
ワークコイル１はスクイズロール２の前段部に配置され
ており、これらにより多段の成形ロール（図示省略）に
よって素材３に作られたＶシーム４に高周波電流を流す
と、互いに突き合わされるエツジ部が高周波電流によっ
て加熱され、次いでスクイズロール２によって加圧溶接
される。
ており、これらにより多段の成形ロール（図示省略）に
よって素材３に作られたＶシーム４に高周波電流を流す
と、互いに突き合わされるエツジ部が高周波電流によっ
て加熱され、次いでスクイズロール２によって加圧溶接
される。
上述した電縫管溶接において、Ｖシーム４に流れる高周
波電流を制御する従来の入熱制御手段としては次の３つ
の制御手段が採られている。
波電流を制御する従来の入熱制御手段としては次の３つ
の制御手段が採られている。
（１）オペレータが溶接部の温度（大角）を目視すると
ともに切削された溶接ビードの形状を観察し、これらの
状態により手動で入熱量を調整する手動制御手段。
ともに切削された溶接ビードの形状を観察し、これらの
状態により手動で入熱量を調整する手動制御手段。
（２）溶接される素材の送り速度を検出し、送り速度に
見合う入熱量を関数発生器の出力によって調整する速度
連動制御手段。
見合う入熱量を関数発生器の出力によって調整する速度
連動制御手段。
（３）溶接部の温度を検出し、この温度が一定となるよ
うに制御する温度制御手段。
うに制御する温度制御手段。
しかし、上記（１）〜（３）の入熱制御手段では次の（
ａ）〜（Ｃ）の点において未だ不十分である。
ａ）〜（Ｃ）の点において未だ不十分である。
（ａ）素材の送り速度変動、板厚変動などの急激に変動
する要因には追従できない。
する要因には追従できない。
（ｂ）起動時、停止時における送り速度ゼロの近傍では
溶接ができないで、オーブンパイプが発生してしまう。
溶接ができないで、オーブンパイプが発生してしまう。
（ｃ）これらの要因により、入熱の過不足が生じ、その
ためペネトレータ（スケールなどの酸化物を溶接部に巻
き込んで溶接不良となった状態）冷接（低い温度での不
完全な溶接）等といった溶接部欠陥が発生して、良好な
溶接品質が得られない。
ためペネトレータ（スケールなどの酸化物を溶接部に巻
き込んで溶接不良となった状態）冷接（低い温度での不
完全な溶接）等といった溶接部欠陥が発生して、良好な
溶接品質が得られない。
Ｄ９発明が解決しようとする課題
上述した（ａ）〜（ｃ）の問題点を解決するために、溶
接される素材の送り速度を検出して演算処理装置に入力
し、送り速度と最適溶接入熱との関係式（後述する）に
基づき、検出した送り速度に対応した溶接入熱を算出し
、フィードフォワード方式でオンライン制御することが
考えられるようになって来た。
接される素材の送り速度を検出して演算処理装置に入力
し、送り速度と最適溶接入熱との関係式（後述する）に
基づき、検出した送り速度に対応した溶接入熱を算出し
、フィードフォワード方式でオンライン制御することが
考えられるようになって来た。
フィードフォワード方式の線形近似式は同一外径、同一
鋼種の場合、次式で与えられることが知られている。
鋼種の場合、次式で与えられることが知られている。
Ｐ−（ａｖ＋ｂ＋（ｅ／ｃｖ＋ｄ）＋ｆ）ｉ＋＋ （１
）但し、Ｐ：入熱量、■：送り速度、ｔ；板厚、ａ−ｆ
：パラメータで、例えば以下のように設定される。
）但し、Ｐ：入熱量、■：送り速度、ｔ；板厚、ａ−ｆ
：パラメータで、例えば以下のように設定される。
ａ：移動加熱領域速度係数、
ｂ：静止加熱基準値、
Ｃ：静止加熱領域速度係数、
ｄ：静止加熱領域速度補正値、
ｅ：静止加熱領域補正値、
ｆ：静止加熱領域加減速補正値。
しかし、近年は同−送り速度で少量多品種生産を行う様
になっており、板厚の範囲も１：５程度と広範囲をカバ
ーする必要がある。ところが、上記（１）式は線形近似
式のため、この（１）式でカバーできる板厚範囲は同一
定数値を用いると、せいぜいｔ±Δｔと表現できる範囲
でしかな（、多く見積もっても±５％程度である。
になっており、板厚の範囲も１：５程度と広範囲をカバ
ーする必要がある。ところが、上記（１）式は線形近似
式のため、この（１）式でカバーできる板厚範囲は同一
定数値を用いると、せいぜいｔ±Δｔと表現できる範囲
でしかな（、多く見積もっても±５％程度である。
このことから近年要求される板厚範囲１：５をカバーし
ようとすると板厚さパラメータとした上記ａ−ｆの組み
合わせが膨大なものとなって、実用的に極めて困難とな
る。
ようとすると板厚さパラメータとした上記ａ−ｆの組み
合わせが膨大なものとなって、実用的に極めて困難とな
る。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、広範囲
な板厚に対する入熱制御において、代表板厚の制御ルー
ルのみでファジィ推論を行うことにより、送り速度全域
におけるフィードフォワード制御が容易に実現できるよ
うにした電縫管の溶接入熱制御装置を提供することを目
的とするものである。
な板厚に対する入熱制御において、代表板厚の制御ルー
ルのみでファジィ推論を行うことにより、送り速度全域
におけるフィードフォワード制御が容易に実現できるよ
うにした電縫管の溶接入熱制御装置を提供することを目
的とするものである。
２０課題を解決するための手段
この発明は電縫管の溶接入熱制御において、管素材の送
り速度を検出する速度検出器と、この検出器により検出
された送り速度が供給され、代表板厚における管素材の
送り速度に対するファジィ推論結果を中間変数として出
力する第１ファジィ推論部と、この第１ファジィ推論部
から出力される中間変数および現在の板厚が入力され、
現在の板厚に対する中間変数をファジィ推論して最適入
熱量を送出する第２ファジィ推論部とを備えたものであ
る。
り速度を検出する速度検出器と、この検出器により検出
された送り速度が供給され、代表板厚における管素材の
送り速度に対するファジィ推論結果を中間変数として出
力する第１ファジィ推論部と、この第１ファジィ推論部
から出力される中間変数および現在の板厚が入力され、
現在の板厚に対する中間変数をファジィ推論して最適入
熱量を送出する第２ファジィ推論部とを備えたものであ
る。
Ｆ６作用
第１ファジィ推論部で代表板厚における管素材の送り速
度に対するファジィ推論結果（中間変数）を得る。この
第１ファジィ推論部で得られた中間変数と現在の板厚と
を第２ファジィ推論部で推論して最適入熱量を出力する
。
度に対するファジィ推論結果（中間変数）を得る。この
第１ファジィ推論部で得られた中間変数と現在の板厚と
を第２ファジィ推論部で推論して最適入熱量を出力する
。
Ｇ、実施例
以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、パイプ状にロール成形された管素材１
１はスクイズロール１２の前段部に位置するワークコイ
ル１３の高周波電流でＶシーム部１１Ａの加熱がなされ
る。ワークコイル１３に供給する高周波電流は可変電源
部１４で電圧制御された交流電力を直流高圧部１５によ
って昇圧整流する。この高圧直流電力は高周波発振部１
６に供給され、この発振部１６から高周波電流を取り出
し、この高周波電流が整合変圧器１７から取り出される
。
１はスクイズロール１２の前段部に位置するワークコイ
ル１３の高周波電流でＶシーム部１１Ａの加熱がなされ
る。ワークコイル１３に供給する高周波電流は可変電源
部１４で電圧制御された交流電力を直流高圧部１５によ
って昇圧整流する。この高圧直流電力は高周波発振部１
６に供給され、この発振部１６から高周波電流を取り出
し、この高周波電流が整合変圧器１７から取り出される
。
１８は速度検出器で、この速度検出器１８は管素材１１
の送り速度Ｖを検出するものである。検出された送り速
度Ｖは代表板厚ｔＯ＋ｔＩ・・・ｔ、における送り速度
Ｖに対するファジィ推論を行う第１フアジイ推論部群１
９ａ、１９ｂ・・・１９ｎに与えられる。第１フアジイ
推論部群１９ａ、１９ｂ・・・１９ｎは出力に代表板厚
における送り速度に対するファジィ推論結果（中間変数
）％ＰＯｒ％Ｐ１・・・％Ｐ、を得る。得られた中間変
数％ＰＯ＋％Ｐ。
の送り速度Ｖを検出するものである。検出された送り速
度Ｖは代表板厚ｔＯ＋ｔＩ・・・ｔ、における送り速度
Ｖに対するファジィ推論を行う第１フアジイ推論部群１
９ａ、１９ｂ・・・１９ｎに与えられる。第１フアジイ
推論部群１９ａ、１９ｂ・・・１９ｎは出力に代表板厚
における送り速度に対するファジィ推論結果（中間変数
）％ＰＯｒ％Ｐ１・・・％Ｐ、を得る。得られた中間変
数％ＰＯ＋％Ｐ。
・・・％Ｐ、は第２ファジィ推論部２０に板厚計２１で
計測される現在の板厚ｔとともに供給され、この第２フ
ァジィ推論部２０で現在の板厚ｔにおける最適入熱量Ｐ
のファジィ推論が行われる。最適入熱量Ｐは可変電源部
１４に供給されて、可変電源部１４が最適入熱量Ｐとな
るように制御される。
計測される現在の板厚ｔとともに供給され、この第２フ
ァジィ推論部２０で現在の板厚ｔにおける最適入熱量Ｐ
のファジィ推論が行われる。最適入熱量Ｐは可変電源部
１４に供給されて、可変電源部１４が最適入熱量Ｐとな
るように制御される。
次に上記実施例の動作を述べる。
速度検出器１８で管素材１１の送り速度Ｖを検出し、こ
の送り速度Ｖを第１フアジイ推論部群１９ａ、１９ｂ・
・・１９ｎに供給する。第１フアジイ推論部群１９ａ、
１９ｂ・・・１９ｎは第２図に示す各種板厚に対する送
り速度対制御量（入熱ｊ１） Ｐ曲線をベースにしたフ
ァジィ推論部であり、このファジィ推論部群１９ａ、１
９ｂ・・・１９ｎの制御ルールおよびメンバーシップ関
数例は第３図および第４図のようになる。
の送り速度Ｖを第１フアジイ推論部群１９ａ、１９ｂ・
・・１９ｎに供給する。第１フアジイ推論部群１９ａ、
１９ｂ・・・１９ｎは第２図に示す各種板厚に対する送
り速度対制御量（入熱ｊ１） Ｐ曲線をベースにしたフ
ァジィ推論部であり、このファジィ推論部群１９ａ、１
９ｂ・・・１９ｎの制御ルールおよびメンバーシップ関
数例は第３図および第４図のようになる。
第３図は板厚１＋のファジィ推論部の制御ルール例であ
り、第４図は送り速度Ｖと制御量Ｐのメンバーシップ関
数例である。
り、第４図は送り速度Ｖと制御量Ｐのメンバーシップ関
数例である。
例えば板厚ｔ、がｔｌのときで送り速度ＶがＶ。
であるとき、第１ファジィ推論部１９ａは第３図に示す
制御ルールＲ５を実行してその出力に中間変数％Ｐｌ”
ＰＨを送出する。得られた中間変数は第２ファジィ推論
部２０に供給される。ここで、推論部２０に現在の板厚
ｔｌが入力されると、第２ファジィ推論部２０は第５図
に示す制御ルールＲ７を実行し、第６図に示す板厚ｔの
メンバーシップ関数例に従って出力に最適入熱量Ｐを送
出する。
制御ルールＲ５を実行してその出力に中間変数％Ｐｌ”
ＰＨを送出する。得られた中間変数は第２ファジィ推論
部２０に供給される。ここで、推論部２０に現在の板厚
ｔｌが入力されると、第２ファジィ推論部２０は第５図
に示す制御ルールＲ７を実行し、第６図に示す板厚ｔの
メンバーシップ関数例に従って出力に最適入熱量Ｐを送
出する。
Ｈ１発明の効果
以上述べたように、この発明によれば、広範囲な板厚に
対する入熱制御において、従来のように線形近似式で制
御式を表現する必要がなく、代表板厚の制御ルールのみ
でファジィ推論を行うようにしたことにより、管素材の
送り速度全域におけるフィードフォワード制御が容易に
実現できる利点がある。
対する入熱制御において、従来のように線形近似式で制
御式を表現する必要がなく、代表板厚の制御ルールのみ
でファジィ推論を行うようにしたことにより、管素材の
送り速度全域におけるフィードフォワード制御が容易に
実現できる利点がある。
第１図はこの発明の実施例を示す概略構成図、第２図は
各種板厚に対する管素材送り速度対制御量（入熱量）特
性曲線図、第３図は板厚ｔ、の第１ファジィ推論部の制
御ルールの一例を示す説明図、第４図Ａ、Ｂは送り速度
Ｖと制御量Ｐのメンバーシップ関数例の説明図、第５図
は第２ファジィ推論部の制御ルールの一例を示す説明−
図、第６図は板厚ｔのメンバーシップ関数例の説明図、
第７図は誘導式高周波電縫管製造ラインを示す概略的な
斜視図である。 １１・・・管素材、１２・・・スクイズロール、１３・
・・ワークコイル、１４・・・可変電源部、１５・・・
高圧直流部、１６・・・高周波発振部、１７・・・変成
器、１８・・・速度検出器、１９ａ、１９ｂ・・・１９
ｎ・・・第１ファジィ推論部、２０・・・第２ファジィ
推論部、２１・・板厚計。 外１名 第４図Ａ 送り速度Ｖのメンバーシップ関数例説明図第４図Ｂ 制御量Ｐのメンバーシップ関数例説明図但しｔ １＞ｔ
２−−−−＞ｔｎ Ｒ１；ＩＰ Ｖ＝Ｖｏｔ ＴＨＥＮ ％Ｐ＋＝Ｐｏｔ Ｒ２：ＩＦν＝２ｆ１ｔ ＴＨＥＮ ％Ｐ＋＝辿Ｒｏ
： ＩＦ ２／＝Ｚ／ｎｌ ＴＨＥＮ ％Ｐｔ＝Ｐｎ＋ 第５図 制御ルールの一例を示す説明図 第６図 厚板ｔのメンバーシップ関数例説明図
各種板厚に対する管素材送り速度対制御量（入熱量）特
性曲線図、第３図は板厚ｔ、の第１ファジィ推論部の制
御ルールの一例を示す説明図、第４図Ａ、Ｂは送り速度
Ｖと制御量Ｐのメンバーシップ関数例の説明図、第５図
は第２ファジィ推論部の制御ルールの一例を示す説明−
図、第６図は板厚ｔのメンバーシップ関数例の説明図、
第７図は誘導式高周波電縫管製造ラインを示す概略的な
斜視図である。 １１・・・管素材、１２・・・スクイズロール、１３・
・・ワークコイル、１４・・・可変電源部、１５・・・
高圧直流部、１６・・・高周波発振部、１７・・・変成
器、１８・・・速度検出器、１９ａ、１９ｂ・・・１９
ｎ・・・第１ファジィ推論部、２０・・・第２ファジィ
推論部、２１・・板厚計。 外１名 第４図Ａ 送り速度Ｖのメンバーシップ関数例説明図第４図Ｂ 制御量Ｐのメンバーシップ関数例説明図但しｔ １＞ｔ
２−−−−＞ｔｎ Ｒ１；ＩＰ Ｖ＝Ｖｏｔ ＴＨＥＮ ％Ｐ＋＝Ｐｏｔ Ｒ２：ＩＦν＝２ｆ１ｔ ＴＨＥＮ ％Ｐ＋＝辿Ｒｏ
： ＩＦ ２／＝Ｚ／ｎｌ ＴＨＥＮ ％Ｐｔ＝Ｐｎ＋ 第５図 制御ルールの一例を示す説明図 第６図 厚板ｔのメンバーシップ関数例説明図
Claims (1)
- （１）電縫管の溶接入熱制御において、 管素材の送り速度を検出する速度検出器と、この検出器
により検出された送り速度が供給され、代表板厚におけ
る管素材の送り速度に対するファジィ推論結果を中間変
数として出力する第１ファジィ推論部と、この第１ファ
ジィ推論部から出力される中間変数および現在の板厚が
入力され、現在の板厚に対する中間変数をファジィ推論
して最適入熱量を送出する第２ファジィ推論部とを備え
たことを特徴とする電縫管の溶接入熱制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606690A JP2861286B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 電縫管の溶接入熱制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606690A JP2861286B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 電縫管の溶接入熱制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448577A true JPH0448577A (ja) | 1992-02-18 |
| JP2861286B2 JP2861286B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=15619559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15606690A Expired - Lifetime JP2861286B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 電縫管の溶接入熱制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861286B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116060743A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-05 | 山东东宏管业股份有限公司 | 一种螺旋焊接钢管成型焊接控制方法及系统 |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP15606690A patent/JP2861286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116060743A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-05 | 山东东宏管业股份有限公司 | 一种螺旋焊接钢管成型焊接控制方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2861286B2 (ja) | 1999-02-24 |
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