JPH06339778A - 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に際し、上記比較解析とばらつき
の算出との開始および終了の時機を上記各出力毎に複
数、同一出力で設定する。

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
らの各測定値のばらつき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
状態を診断する技術として、例えば、特開平３−32474
号公報には、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につい
て開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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との比較
を、各溶接の度に絶対値で行う方法であり、例えば、条
件が変わらない一回の溶接中における設備異常の発生に
対する検知は有効であるが、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、上記基準値
を変更しなければならない。すなわち、この基準値をそ
のままにして診断すると、設備が正常でも異常と判断す
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、鋼種や板厚等の溶接条
件の変化に応じて上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、上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ばらつきに着目した場
合、このばらつき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以上の上
記作動数値の最大値，最小値および平均値からこれらの
ばらつきを算出し、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、上記比較解析とばらつきの算出との開
始および終了の時機を上記各出力毎に複数、同一出力で
設定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それぞれ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（ばらつき）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、その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、ばらつき演算回路５において測定信号のばら
つき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、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上記ばらつきσを、
特定の基準値と比較して傾向値管理データとし、この傾
向値管理データを図示しないCRT 等に出力し、その結果
から設備稼働の是非について判定する。

【００１２】ここで、図５に示すように、溶接毎の溶接
電流や溶接電圧等の溶接機作動信号は、電極１の位置に
よって各信号の変化状態が異なることから、上記ばらつ
き演算回路５における、ばらつきσを演算するのに用い
る、最大値、最小値および平均値を算定するための区間
を、各作動信号毎に個別に設定可能とするために、演算
開始および演算終了の時機を、各作動信号値と、予め設
定した各作動信号値の演算開始基準および演算終了基準
と、の比較により、演算開始および終了を行わせるよう
にした。

【００１３】この方法の具体例を図６に示す。まず、図
６において、図２に示したシステムは信号採集、演算の
ために、メモリークリアーを行って信号入力の待機状態
となっている。この状態で演算開始onの信号が入力され
ると、各作動信号が入力され、信号を採集する。次に、
図５に示した電極輪１の位置がＢあるいはＣに達したと
きに、各作動信号の最大値、最小値の抽出および信号の
積算演算を開始するために、各作動信号と予め設定した
演算開始基準とを比較する。

【００１４】さらに、電極輪１が図５のＥあるいはＦの
位置に達したときに、各作動信号の最大値、最小値の抽
出および信号の積算演算を終了するために、各作動信号
と予め設定した演算終了基準とを比較する。上記の手順
に従って演算した各作動信号の積算値から平均値を算定
し、次に最大値と最小値から変動値を算定し、上記ばら
つきσを最終的に算出するものである。

【００１５】（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りの向
上が図れ、ライン稼動率が大幅に改善される。）

【００１６】

【実施例】本発明に係る溶接機の診断方法を、図２〜６
に基づいて、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に示したように、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１にて加圧しながら
鋼帯の幅方向に移動させて行う。

【００１７】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の作動信号を測定し、各測
定値をそれぞれの記憶装置４に入力する。図３は、例え
ば、溶接電流を３ms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、８は生信号および
９は測定ポイントを示す。

【００１８】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ばらつき演算回路５へ入力するが、
この入力の開始、そして終了の時機を、各信号毎に、以
下の通りに設定した。

【００１９】すなわち、まず溶接電流は、図５の電極輪
１の位置Ｂでばらつき演算回路５への入力を開始し、電
極輪１の位置Ｆで入力を終了するように、演算開始基準
および演算終了基準を、各々４kAに設定した。次に、溶
接電圧は、図５の電極輪１の位置Ｃで入力を開始し、同
様に位置Ｅで入力を終了するように、各々２Ｖに設定し
た。また、溶接速度は、図５の電極輪１の位置Ｂで入力
を開始し、同様に位置Ｆで入力を終了するように、各々
14ｍ／min に設定した。さらに、電極輪加圧力は、図５
の電極輪１の位置Ｂで入力を開始し、同様に位置Ｆで入
力を終了するように、各々0.4 ｔに設定した。

【００２０】そして、このようにして各データ信号が入
力されたばらつき演算回路５では、溶接毎の各データ信
号のばらつき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。

【００２１】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。

【００２２】一方、傾向値管理判定回路７では、前記ば
らつきσを特定の基準値と比較して得た傾向値管理デー
タを、CRT 等に検出表示し、その結果から、設備稼働の
是非について判定する。

【００２３】以上の手順によって、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。

【００２４】

【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
ち溶接機の異常を速やかに検知できると共に、特定の基
準値に基づいた傾向値管理により設備稼働の是非につい
ても速やかに判定できる。従って、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３msの周期で測定した入力信号の例
を示す図である。

【図４】ばらつきσの傾向値管理データの一出力例を示
す図である。

【図５】各作動信号と各信号の演算開始および終了の時
機設定を示す説明図である。

【図６】各作動信号の処理フローの説明図である。

【符号の説明】

１ 電極 ２ 被溶接材 ３ ナゲット ４ 記憶装置 ５ ばらつき演算回路 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

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以上の上記作動数値の最大
   値，最小値および平均値からこれらのばらつきを算出
   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、上記比較解析とばらつきの算出との開始および終了
   の時機を上記各出力毎に複数、同一出力で設定すること
   を特徴とする溶接機の診断方法。