JPH0631463A - 溶接機の診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接条件や鋼種の変化にかかわらず、溶接機
の異常を速やかに検知すると共に、設備稼動の是非につ
いても、速やかに判定できる溶接機の診断技術を提供す
ること。 【構成】 鋼材の抵抗溶接時における溶接電流や溶接電
圧，溶接速度，電極輪の加圧力等の溶接機作動数値の異
常、ならびに特定の基準値に基づいた傾向値管理による
異常を警報出力として速やかに検知すると共に、上述し
た警報出力の際に、検知した溶接機の設備的な異常現象
に関連する各種要因とこれら異常要因に対する対応ガイ
ドを、各要因の発生率順に出力表示させるガイダンス機
能に基づいて診断することにより、設備稼動の是非につ
いて速やかに判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼材の抵抗溶接時にお
ける溶接機の診断方法に関し、特に溶接電流や溶接電圧
測定値等の変動から溶接機の異常を予知し、さらにこれ
らの各測定値のバラツキを蓄積した傾向値管理データか
ら、その溶接機の設備異常の状態について具体的に設備
診断する方法についての提案である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シーム溶接等の抵抗溶接は、図
１に示すように、電極１を介して重ね合わせた被溶接材
料（母材）２の接合部に通電し、抵抗発熱溶融部（ナゲ
ット）３を形成することによって、このナゲット３を介
して両母材を溶着する技術である。従って、このナゲッ
ト３の形成状態こそ、溶接強度等の溶接部品質に大きな
影響を及ぼす要因となることから、このナゲット３の形
成状態を左右する抵抗溶接機の作動状態，すなわち、溶
接電流や溶接電圧等の溶接機作動数値の管理が、極めて
重要となる。

【０００３】この溶接電流や溶接電圧等の溶接機作動数
値を管理することにより、溶接状態あるいは溶接設備の
状態を診断する従来技術としては、例えば、特開平３−
32474 号公報に開示されているような方法がある。この
開示技術は、溶接毎に、溶接電流や溶接電圧等の溶接機
作動数値の出力信号を入力して溶接機に投入した電力量
を算出し、この電力量を予め設定された基準値と比較す
ることにより、溶接電流や溶接電圧等の溶接機作動数値
の異常，ひいては溶接状態の異常を検知する方法であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、溶接電流や溶接電圧等の溶接機作動数値と基
準値の比較を、各溶接の度ごとに、絶対値で行う方法で
あるから、例えば、条件が変わらない一回の溶接中の設
備異常の発生には検知が有効であるが、被溶接材の板厚
や鋼種が変化した場合には、溶接条件も変化するため、
前記基準値を変更しなければならず、これをそのままに
して診断すると、設備が正常でも異常であるというよう
な誤動作を招くことがあった。

【０００５】そのため、従来は、溶接条件の変化に応じ
て前記異常診断基準値も変化させる必要があり、従って
特定の基準値に基づく傾向管理を不可能にするばかりで
なく、溶接機稼動の是非に関する傾向が速やかに把握で
きないという欠点があった。

【０００６】そこで、本発明は、前記従来技術が抱えて
いる欠点を克服することを目的とし、特に溶接条件や鋼
種の変化にかかわらず、溶接電流や溶接電圧等の溶接機
作動数値の異常，すなわち溶接機異常を速やかに検知す
ると共に、特定の基準値に基づいた異常状態の傾向値管
理により、設備稼働の是非について速やかに判定し、溶
接機の設備異常に対し迅速かつ適切な措置を講じること
ができるような溶接機の診断技術を提案することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的実現のために
鋭意研究した結果、本発明者らは、各溶接時の溶接電流
や溶接電圧等の溶接機作動数値のバラツキに着目した場
合、このバラツキによる管理によれば、従来技術のよう
に診断のための基準値を変化させることを必要とするこ
となく、前記各検出値による異常状態の傾向値管理がで
きることを見出し、この傾向値管理に基づいた設備異常
に対する具体的対応策を、ガイダンス機能としてCRT等
に出力表示させることにより、設備稼働の是非について
速やかに判定し、溶接機の設備異常に対し迅速かつ適切
な措置を講じることができるようになることを突き止
め、以下に述べるような本発明方法に想到した。

【０００８】すなわち、本発明は、鋼材の抵抗溶接時に
おける溶接電流や溶接電圧，溶接速度，電極輪の加圧力
等の溶接機作動数値を出力させ、予め設定された基準値
と比較解析することにより溶接機の設備異常を警報出力
として検知し、また上記各出力の少なくとも１以上の前
記作動数値の最大値，最小値および平均値からこれらの
バラツキを算出し、予め設定された基準値との比較の下
で傾向値管理することにより、設備稼働の是非について
判定するに際し、検知した溶接機の設備的な異常現象に
関連する各種要因と、これら異常要因に対する対応ガイ
ドとを、各要因の発生率順に出力表示させるガイダンス
機能の表示に基づいて診断することを特徴とする溶接機
の診断方法である。

【０００９】

【作用】図２は、本発明に係る溶接機の診断方法の一実
施例を示すシステム構成図であり、各溶接時の度ごと
に、溶接電流や溶接電圧，溶接速度等の溶接機作動数値
を、予め設定された基準値と比較して溶接機の異常を検
知すると共に、その測定値の変動（バラツキ）を傾向値
管理の下で評価し、溶接機の異常を検知するとともに、
この異常現象に関連する各種要因とこれら異常要因に対
する対応ガイドとを各要因の発生率順に出力表示して、
そのガイダンス機能の表示に基づいて設備稼働の是非に
ついて速やかに判定するようにしたシステムである。

【００１０】この図において、各溶接時の度に、まず、
高速で測定した図３に示すような波形の溶接電流や溶接
電圧等の溶接機作動数値の出力信号を、それぞれ記憶装
置４に入力する。次いで、記憶装置４に蓄積したデータ
信号から、バラツキ演算回路５において測定信号のバラ
ツキσ＝（最大値−最小値）／平均値を算出し、異常検
知回路６および傾向値管理判定回路７に入力して、オン
ラインで溶接機の異常を常時検出するようになってい
る。

【００１１】すなわち、異常検知回路６では、入力値と
基準値とを絶対値で比較することによって、溶接時毎の
溶接機の設備的な異常検知を行い、警報出力するように
なっている。一方、傾向値管理判定回路７では、設備異
常の出力信号に基づいて、図４に示すような、溶接の度
に蓄積された前記バラツキσを傾向値として管理したデ
ータと、特定の基準値とを比較判定することにより、経
時的に溶接機の設備的な異常現象を検知し、警報出力す
るようになっている。

【００１２】ここで、溶接機の設備的な異常現象とこれ
らの異常現象の原因となる各種要因とを予め関連づけて
おき、過去の故障実績などから、前記各要因の発生率な
らびにその要因を解消するための対応ガイドを、予めガ
イダンス機能を有する異常対応判定回路11に設定してお
く（表１，２参照）。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】そして、上述した警報出力に応じて、異常
対応判定回路11では、検知した溶接機の設備的な異常現
象が前記ガイダンス機能に基づいて診断され、異常現象
に関連する各種要因とこれら異常要因に対する対応ガイ
ドが、予め設定した各要因の発生率順にCRT13等に出力
表示される。

【００１６】従って、本発明によれば、作業者は、溶接
機の設備的な異常の要因とその要因を解消するための対
応ガイドを早期に把握することができ、設備稼働の是非
について速やかに判定し、異常に対する迅速な措置を講
じることができる。これにより、溶接機の設備調整のた
めの操業停止も必要最小限ですみ、鋼材の溶接破断を著
しく低減でき、溶接精度の向上および製品歩留の向上が
図れ、ライン稼動率が大幅に改善される。

【００１７】

【実施例】図２〜４ならびに表１，表２に基づいて、本
発明に係る溶接機の診断方法を、鋼帯の連続処理ライン
入側に設置したシーム溶接機に適用した例について説明
する。なお、このシーム溶接機を用いた溶接は、図１に
示すように、先行鋼帯の尾端部と後行鋼帯の先端部とを
重ね合わせて、この重ね合わせ部を上下一対の電極輪に
て加圧しながら鋼帯の幅方向に移動させて行う。

【００１８】本発明の溶接機診断方法は、まず、シーム
溶接時の溶接電流，溶接電圧，溶接速度（電極輪の周
速）および電極輪の加圧力等を測定した信号を、各信号
の記憶装置４に入力する。図３は、例えば、溶接電流を
３msecの周期で測定したものであり、横軸は、時間もし
くは鋼帯幅方向位置である。

【００１９】次いで、このようにして記憶装置４に蓄積
した各データ信号を、バラツキ演算回路５に入力し、こ
のバラツキ演算回路５では、各溶接毎の各データ信号の
バラツキσを算出し、その結果を異常検知回路６および
傾向値管理判定回路７に入力する。

【００２０】そして、この異常検知回路６では、従来技
術と同様に、入力値と基準値とを絶対値で比較すること
によって、溶接機の設備的な異常検知を行う。すなわ
ち、入力値が基準値を超えた場合は、溶接機に異常があ
ると検知し、トリガー信号となって、警報等が表示され
るとともに、傾向値管理判定回路７に蓄積されている前
記バラツキσを特定の基準値と比較した傾向値管理デー
タをCRT 等に検出表示させる。

【００２１】一方、傾向値管理判定回路７では、前記バ
ラツキσを特定の基準値比較し、このバラツキσの値が
基準値を超えた場合は、溶接機に異常があると検知し、
トリガー信号となって、警報等が表示される。

【００２２】そしてさらに、異常検知回路６および／ま
たは傾向値管理判定回路７において出力されたトリガー
信号を、異常対応判定回路11において、関連する異常要
因とこの異常要因に対する異常対応ガイドとに変換し、
各要因の発生率順にCRT等に出力表示され、そのガイダ
ンス機能の表示結果から、設備稼働の是非について具体
的に判定する診断システムになっている。

【００２３】ここで、異常対応判定回路11のガイダンス
機能について説明する。この異常対応判定回路11には、
表１に示すような溶接異常現象と溶接機の装置構成要素
を対応させた，異常現象毎に考えられる装置構成要素毎
の異常要因が、過去の発生率とともに入力されている。
さらに、異常対応判定回路11には、表１の異常要因に関
連づけて予め設定した表２に示すような異常対応ガイド
が入力されている。

【００２４】従って、異常対応判定回路11は、特定の異
常現象毎に入力されたトリガー信号を、これらの信号に
対応する装置構成要素の異常要因と、この異常要因を解
消するための異常対応ガイドとに変換し、表１に示すよ
うな異常要因毎に予め設定した発生率に基づいて、この
発生率の大きい順にCRT等に出力表示するガイダンス機
能を有する。

【００２５】その結果、作業者は、CRT等に表示される
複数の異常要因および異常対応ガイドに混乱されること
なく、オフラインにて点検修理を行う等の異常に対する
適切な措置を迅速に講じることができる。

【００２６】なお、上記異常要因毎に設定した発生率
は、溶接機の運転経過年数あるいは故障対策活動等によ
って変化するものであり、それ故に、定期的に，例えば
１年に１回程度の割合で見直し、設定し直すことが必要
である。これに関しては、異常対応判定回路11に接続し
たデータ入力装置12を用いて異常要因の発生率を再入力
することによって行われ、その結果、異常に対する対応
ガイドを常に正常に出力し、溶接機の設備異常に対し迅
速かつ適切な措置を講じることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶接機診
断方法によれば、溶接条件や鋼種の変化にかかわらず、
溶接電流や溶接電圧等の溶接機作動数値の異常，すなわ
ち溶接機の異常、ならびに特定の基準値に基づいた傾向
値管理による異常を警報出力として速やかに検知できる
と共に、上述した警報出力の際に、検知した溶接機の設
備的な異常現象に関連する各種要因とこれら異常要因に
対する対応ガイドが、各要因の発生率順にCRT13等に出
力表示されるので、作業者は、そのガイダンス機能の表
示に基づいて、溶接機の設備的な異常の要因とその要因
を解消するための対応ガイドを早期に把握することがで
き、設備稼働の是非について速やかに判定し、溶接機の
設備異常に対し迅速かつ適切な措置を講じることができ
る。しかも、これにより、溶接時における鋼材の溶接破
断を未然に防止することができ、ライン稼動率を大幅に
向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シーム抵抗溶接の原理を示す説明図である。

【図２】本発明に係る溶接機の診断方法の一実施例を示
すシステム構成図である。

【図３】溶接電流を３msecの周期で測定した入力信号の
例を示す図である。

【図４】バラツキσの傾向値管理データの一出力例を示
す図である。

【符号の説明】

１ 電極 ２ 被溶接材 ３ ナゲット ４ 記憶装置 ５ バラツキ演算回路 ６ 異常検知回路 ７ 傾向値管理判定回路 ８ 生信号 ９ 測定ポイント 10 異常判定基準値 11 異常対応判定回路 12 データ入力装置 13 CRT

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼材の抵抗溶接時における溶接電流や溶
   接電圧，溶接速度，電極輪の加圧力等の溶接機作動数値
   を出力させ、予め設定された基準値と比較解析すること
   により溶接機の設備異常を警報出力として検知し、また
   上記各出力の少なくとも１以上の前記作動数値の最大
   値，最小値および平均値からこれらのバラツキを算出
   し、予め設定された基準値との比較の下で傾向値管理す
   ることにより、設備稼働の是非について判定するに際
   し、検知した溶接機の設備的な異常現象に関連する各種
   要因と、これら異常要因に対する対応ガイドとを、各要
   因の発生率順に出力表示させるガイダンス機能の表示に
   基づいて診断することを特徴とする溶接機の診断方法。