JPH09206936A - スパイラル鋼管の溶接制御方法および装置 - Google Patents
スパイラル鋼管の溶接制御方法および装置Info
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- JPH09206936A JPH09206936A JP1512896A JP1512896A JPH09206936A JP H09206936 A JPH09206936 A JP H09206936A JP 1512896 A JP1512896 A JP 1512896A JP 1512896 A JP1512896 A JP 1512896A JP H09206936 A JPH09206936 A JP H09206936A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外面溶接トーチを最適位置に制御するのに好
適な方法および装置を提供する。 【解決手段】 帯鋼１をスパイラル状に巻きながらエッ
ジ同士を突合せ、内面を内面溶接トーチ３で溶接し、そ
の後突合せ部の外面を外面溶接トーチ４で溶接してスパ
イラル鋼管を製造する際に、帯鋼１のエッジ部の入側変
動を第１および第２のセンサ11, 12で検出し、該エッジ
部の延長線上を外面溶接位置としてとらえ、基準位置か
らのずれ量に応じて外面溶接トーチ４の位置を制御す
る。
適な方法および装置を提供する。 【解決手段】 帯鋼１をスパイラル状に巻きながらエッ
ジ同士を突合せ、内面を内面溶接トーチ３で溶接し、そ
の後突合せ部の外面を外面溶接トーチ４で溶接してスパ
イラル鋼管を製造する際に、帯鋼１のエッジ部の入側変
動を第１および第２のセンサ11, 12で検出し、該エッジ
部の延長線上を外面溶接位置としてとらえ、基準位置か
らのずれ量に応じて外面溶接トーチ４の位置を制御す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパイラル鋼管の
溶接制御方法および装置に係り、特に外面溶接トーチを
最適位置に制御するのに好適な方法および装置に関す
る。
溶接制御方法および装置に係り、特に外面溶接トーチを
最適位置に制御するのに好適な方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、帯鋼を素材としてスパイラル状に
連続成形しながらエッジ衝合部を接合して鋼管を製造す
るスパイラル製管法は、サブマージアーク溶接や電気抵
抗溶接などの各種溶接技術が開発されてから急速に進歩
してきた。図４(a) ，(b) はその一例を示したもので、
板幅Ｗなる帯鋼１を成形角βで成形機２に送り込み、成
形機２でスパイラル状に成形し、内面溶接点Ｅに位置し
た内面溶接トーチ３で内面を溶接した後、半周してから
外面溶接点Ｆに位置した外面溶接トーチ４で外面の溶接
を行うことにより、管外径Ｄなるスパイラル鋼管５を製
造する。
連続成形しながらエッジ衝合部を接合して鋼管を製造す
るスパイラル製管法は、サブマージアーク溶接や電気抵
抗溶接などの各種溶接技術が開発されてから急速に進歩
してきた。図４(a) ，(b) はその一例を示したもので、
板幅Ｗなる帯鋼１を成形角βで成形機２に送り込み、成
形機２でスパイラル状に成形し、内面溶接点Ｅに位置し
た内面溶接トーチ３で内面を溶接した後、半周してから
外面溶接点Ｆに位置した外面溶接トーチ４で外面の溶接
を行うことにより、管外径Ｄなるスパイラル鋼管５を製
造する。
【０００３】このとき、帯鋼１の板幅Ｗと管外径Ｄと成
形角βとの間には、下記(1) 式の関係が一般に成り立
つ。 sin β＝Ｗ／πＤ ………………(1) このようなスパイラル鋼管製造での溶接を制御するに
は、以下のような方法が一般的である。 オペレータが外面溶接トーチ４の近傍に立ち、シーム
６の位置と外面溶接トーチ４の位置をたえず監視し、シ
ーム６上に外面溶接トーチ４を位置決めするように操作
する方法。 シーム位置を検出するセンサに磁気型あるいは渦流型
を用いる方法。 例えば特公昭56− 38317号公報に開示されているよう
に、内面溶接時の残留熱分布を外面で測定してシーム位
置を検知する方法。 例えば特開平５−177354号公報に開示されている視覚
センサを用いる方法。 例えば特開平５−138242号公報に開示されているよう
に、コイル側縁部に明瞭な線を描き、この線を基準とし
て追従する方法。
形角βとの間には、下記(1) 式の関係が一般に成り立
つ。 sin β＝Ｗ／πＤ ………………(1) このようなスパイラル鋼管製造での溶接を制御するに
は、以下のような方法が一般的である。 オペレータが外面溶接トーチ４の近傍に立ち、シーム
６の位置と外面溶接トーチ４の位置をたえず監視し、シ
ーム６上に外面溶接トーチ４を位置決めするように操作
する方法。 シーム位置を検出するセンサに磁気型あるいは渦流型
を用いる方法。 例えば特公昭56− 38317号公報に開示されているよう
に、内面溶接時の残留熱分布を外面で測定してシーム位
置を検知する方法。 例えば特開平５−177354号公報に開示されている視覚
センサを用いる方法。 例えば特開平５−138242号公報に開示されているよう
に、コイル側縁部に明瞭な線を描き、この線を基準とし
て追従する方法。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来方法にはそれぞれ一長一短がある。すなわち、そ
の問題は以下のごとくである。まず、のオペレータに
よる操作の場合は、作業負荷が大きく、またずれ量や移
動量の認知には個人差があり正確さを期するには問題が
ある。つぎに、の磁気型あるいは渦流型を用いる場合
は素材である帯鋼の表面粗度や温度、突き合わせ形状等
の影響を受けやすく、特に表面が粗いと減衰が大きくシ
ーム位置を正確に検出するのが難しいという問題があ
る。また、の残留熱分布によるシーム位置の検知方法
では、例えば中継ぎや食休等でミルを停止すると残留熱
が急激に低下し、約半周での検知不能状態になる。また
突き合わせコイルの板厚偏差で温度分布が変化し、温度
のピークとシーム部とは一致しないことがあって、正し
く追従しない場合がある。
た従来方法にはそれぞれ一長一短がある。すなわち、そ
の問題は以下のごとくである。まず、のオペレータに
よる操作の場合は、作業負荷が大きく、またずれ量や移
動量の認知には個人差があり正確さを期するには問題が
ある。つぎに、の磁気型あるいは渦流型を用いる場合
は素材である帯鋼の表面粗度や温度、突き合わせ形状等
の影響を受けやすく、特に表面が粗いと減衰が大きくシ
ーム位置を正確に検出するのが難しいという問題があ
る。また、の残留熱分布によるシーム位置の検知方法
では、例えば中継ぎや食休等でミルを停止すると残留熱
が急激に低下し、約半周での検知不能状態になる。また
突き合わせコイルの板厚偏差で温度分布が変化し、温度
のピークとシーム部とは一致しないことがあって、正し
く追従しない場合がある。
【０００５】さらに、の視覚センサを用いる場合は、
内面溶接時の溶鋼が外面に溶け出し、シーム部の溝が連
続して埋まってしまうことがあるから、正確に追従する
ことが困難である。また、のコイル側縁部の線を基準
として追従する方法では、需要家によっては描かれた線
を消す必要があり、そのために余分の作業工数を要す
る。また、コイル全面が成形機で曲げ加工されるため、
明瞭な線を維持することは難しい。
内面溶接時の溶鋼が外面に溶け出し、シーム部の溝が連
続して埋まってしまうことがあるから、正確に追従する
ことが困難である。また、のコイル側縁部の線を基準
として追従する方法では、需要家によっては描かれた線
を消す必要があり、そのために余分の作業工数を要す
る。また、コイル全面が成形機で曲げ加工されるため、
明瞭な線を維持することは難しい。
【０００６】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決したスパイラル鋼管の溶接制御方法および装
置を提供することを目的とする。
課題を解決したスパイラル鋼管の溶接制御方法および装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、帯鋼をスパイ
ラル状に巻きながらエッジ同士を突合せ、内面を内面溶
接トーチで溶接し、その後突合せ部の外面を外面溶接ト
ーチで溶接するスパイラル鋼管の溶接制御方法におい
て、帯鋼のエッジ部の入側変動を検出し、該エッジ部の
延長線上を外面溶接位置としてとらえ、基準位置からの
ずれ量に応じて前記外面溶接トーチの位置を制御するこ
とを特徴とするスパイラル鋼管の溶接制御方法である。
ラル状に巻きながらエッジ同士を突合せ、内面を内面溶
接トーチで溶接し、その後突合せ部の外面を外面溶接ト
ーチで溶接するスパイラル鋼管の溶接制御方法におい
て、帯鋼のエッジ部の入側変動を検出し、該エッジ部の
延長線上を外面溶接位置としてとらえ、基準位置からの
ずれ量に応じて前記外面溶接トーチの位置を制御するこ
とを特徴とするスパイラル鋼管の溶接制御方法である。
【０００８】なお、前記エッジ部の入側変動を前記外面
溶接トーチの反対側で検知するのがよい。また、本発明
は、帯鋼をスパイラル状に巻きながらエッジ同士を突合
せる成形機と、内面シーム位置を溶接する内面溶接トー
チと、突合せ部の外面を溶接する外面溶接トーチとから
なるスパイラル鋼管の溶接制御装置において、前記内面
溶接トーチでの内面溶接点から所定の距離ずつ離れた位
置に取り付けられて、帯鋼のエッジ部を検出する第１お
よび第２のセンサと、該第１および第２のセンサからの
エッジ部の変動量を入力して基準位置からのずれ量を演
算する演算処理装置と、該演算処理装置からの制御信号
に基づいて前記外面溶接トーチの位置を制御する操作装
置と、からなることを特徴とするスパイラル鋼管の溶接
制御装置である。
溶接トーチの反対側で検知するのがよい。また、本発明
は、帯鋼をスパイラル状に巻きながらエッジ同士を突合
せる成形機と、内面シーム位置を溶接する内面溶接トー
チと、突合せ部の外面を溶接する外面溶接トーチとから
なるスパイラル鋼管の溶接制御装置において、前記内面
溶接トーチでの内面溶接点から所定の距離ずつ離れた位
置に取り付けられて、帯鋼のエッジ部を検出する第１お
よび第２のセンサと、該第１および第２のセンサからの
エッジ部の変動量を入力して基準位置からのずれ量を演
算する演算処理装置と、該演算処理装置からの制御信号
に基づいて前記外面溶接トーチの位置を制御する操作装
置と、からなることを特徴とするスパイラル鋼管の溶接
制御装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態について、図面を参照して詳しく説明する。図１は本
発明の構成を模式的に示す概要図であり、従来例と同一
な部材には同一の符号を付してその説明を省略する。こ
の図において、11は帯鋼１のエッジ部を検出する第１の
センサであり、外面溶接トーチ４の反対側の内面溶接点
Ｅより距離Ｌ1 の位置Ｓ1 に取り付けられる。12は帯鋼
１のエッジ部を検出する第２のセンサであり、第１のセ
ンサ11と同様に内面溶接点Ｅより距離Ｌ2 の位置Ｓ2 に
取り付けられる。13は演算処理装置であり、第１のセン
サ11および第２のセンサ12からの検出信号ΔＳ1 ，ΔＳ
2 を入力するとともに、設定部14から各部の設定値（帯
鋼板幅Ｗ、管外径Ｄ、成形角β、第１、第２のセンサ位
置Ｌ1 ，Ｌ2 ）が設定される。
態について、図面を参照して詳しく説明する。図１は本
発明の構成を模式的に示す概要図であり、従来例と同一
な部材には同一の符号を付してその説明を省略する。こ
の図において、11は帯鋼１のエッジ部を検出する第１の
センサであり、外面溶接トーチ４の反対側の内面溶接点
Ｅより距離Ｌ1 の位置Ｓ1 に取り付けられる。12は帯鋼
１のエッジ部を検出する第２のセンサであり、第１のセ
ンサ11と同様に内面溶接点Ｅより距離Ｌ2 の位置Ｓ2 に
取り付けられる。13は演算処理装置であり、第１のセン
サ11および第２のセンサ12からの検出信号ΔＳ1 ，ΔＳ
2 を入力するとともに、設定部14から各部の設定値（帯
鋼板幅Ｗ、管外径Ｄ、成形角β、第１、第２のセンサ位
置Ｌ1 ，Ｌ2 ）が設定される。
【００１０】15は外面溶接トーチ４の溶接位置を位置決
めする操作装置で、管軸Ｃ方向に平行に敷設されるレー
ル16上を走行自在とする台車17とその駆動モータ18と外
面溶接トーチ４を保持するホルダ19とからなり、演算処
理装置13からの制御信号によって位置制御がなされる。
そこで、いま、図２に示すように、帯鋼１が変動して外
面溶接点Ｆが点ＧにΔＸだけ動いたものとすると、内面
溶接点Ｅから外面溶接点Ｆ（Ｇ）まではスパイラル状に
曲げられているものの、それを展開すると点Ｓ1 ，
Ｓ2 ，Ｅの延長線上に存在するＦ′（Ｇ′）とみなすこ
とができる。
めする操作装置で、管軸Ｃ方向に平行に敷設されるレー
ル16上を走行自在とする台車17とその駆動モータ18と外
面溶接トーチ４を保持するホルダ19とからなり、演算処
理装置13からの制御信号によって位置制御がなされる。
そこで、いま、図２に示すように、帯鋼１が変動して外
面溶接点Ｆが点ＧにΔＸだけ動いたものとすると、内面
溶接点Ｅから外面溶接点Ｆ（Ｇ）まではスパイラル状に
曲げられているものの、それを展開すると点Ｓ1 ，
Ｓ2 ，Ｅの延長線上に存在するＦ′（Ｇ′）とみなすこ
とができる。
【００１１】このときの線分ＥＦ（ＥＧ）の長さは下記
(2) 式で表される。 ＥＦ＝ＥＦ′＝（πＤ／２）／cos β ………………(2) そして、第１のセンサ11および第２のセンサ12でそれぞ
れΔＳ1 ，ΔＳ2 の変動を検出したとすると、外面溶接
点の変動量ΔＸは下記(3) 式で算出することができる。
(2) 式で表される。 ＥＦ＝ＥＦ′＝（πＤ／２）／cos β ………………(2) そして、第１のセンサ11および第２のセンサ12でそれぞ
れΔＳ1 ，ΔＳ2 の変動を検出したとすると、外面溶接
点の変動量ΔＸは下記(3) 式で算出することができる。
【００１２】 ΔＸ＝｛（ΔＳ2 −ΔＳ1 ）／（Ｌ1 −Ｌ2 ）｝・（Ｌ2 ＋ＥＦ） ＋ΔＳ2 ＝｛（ΔＳ2 −ΔＳ1 ）／（Ｌ1 −Ｌ2 ）｝ ・｛Ｌ2 ＋（πＤ／２cos β）｝＋ΔＳ2 ………………(3) そこで、演算処理装置13から操作装置15に制御信号を出
力して変動量ΔＸだけ外面溶接トーチ４を点Ｇ方向へ動
かすようにする。これにより、外面溶接トーチ４と点Ｇ
とが一致し、シーム追従がなされたことになる。
力して変動量ΔＸだけ外面溶接トーチ４を点Ｇ方向へ動
かすようにする。これにより、外面溶接トーチ４と点Ｇ
とが一致し、シーム追従がなされたことになる。
【００１３】なお、上記(3) 式においてＥＦ＝０とする
と、変動量ΔＸは下記(4) 式で表されるから、この(4)
式を用いることにより内面溶接トーチ３の制御への適用
が可能となる。 ΔＸ＝｛（ΔＳ2 −ΔＳ1 ）／（Ｌ1 −Ｌ2 ）｝・Ｌ2 ＋ΔＳ2 …(4)
と、変動量ΔＸは下記(4) 式で表されるから、この(4)
式を用いることにより内面溶接トーチ３の制御への適用
が可能となる。 ΔＸ＝｛（ΔＳ2 −ΔＳ1 ）／（Ｌ1 −Ｌ2 ）｝・Ｌ2 ＋ΔＳ2 …(4)
【００１４】
【実施例】板幅Ｗが1700mmの帯鋼１を用いて管外径Ｄが
1200mmφのスパイラル鋼管５を製造する際に、本発明を
適用した。このとき、第１のセンサ11および第２のセン
サ12として位置検出器を内蔵したエアシリンダタイプの
ものを用い、それぞれ内面溶接点Ｅから1400mm、800mm
の位置に取り付けた。
1200mmφのスパイラル鋼管５を製造する際に、本発明を
適用した。このとき、第１のセンサ11および第２のセン
サ12として位置検出器を内蔵したエアシリンダタイプの
ものを用い、それぞれ内面溶接点Ｅから1400mm、800mm
の位置に取り付けた。
【００１５】その結果、シーム中心からのずれ量が、従
来は図３(a) に示すように±６mm程度に変動していたも
のが、本発明例では図３(b) に示すように±３mm程度に
大幅に減少させることができた。
来は図３(a) に示すように±６mm程度に変動していたも
のが、本発明例では図３(b) に示すように±３mm程度に
大幅に減少させることができた。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
帯鋼をスパイラル状に巻きながらエッジ同士を突合せ、
内面を内面溶接トーチで溶接し、その後突合せ部の外面
を外面溶接トーチで溶接するスパイラル鋼管の溶接制御
方法において、帯鋼のエッジ部の入側変動を検出し、帯
鋼エッジの延長線上を外面溶接位置としてとらえ、基準
位置からのずれ量に応じて外面溶接トーチの位置を制御
するようにしたので、外面溶接トーチの自動ならい制御
を安定して精度よく行うことができ、溶接部の品質向上
に寄与するとともに省力化を図ることが可能である。
帯鋼をスパイラル状に巻きながらエッジ同士を突合せ、
内面を内面溶接トーチで溶接し、その後突合せ部の外面
を外面溶接トーチで溶接するスパイラル鋼管の溶接制御
方法において、帯鋼のエッジ部の入側変動を検出し、帯
鋼エッジの延長線上を外面溶接位置としてとらえ、基準
位置からのずれ量に応じて外面溶接トーチの位置を制御
するようにしたので、外面溶接トーチの自動ならい制御
を安定して精度よく行うことができ、溶接部の品質向上
に寄与するとともに省力化を図ることが可能である。
【図１】本発明の構成を模式的に示す概要図である。
【図２】本発明の作用の説明図である。
【図３】シーム中心からのずれ量の発生頻度を示す(a)
従来例、(b) 本発明例のグラフである。
従来例、(b) 本発明例のグラフである。
【図４】従来例の構成を模式的に示す(a) 概要図、(b)
Ａ−Ａ矢示正面図である。
Ａ−Ａ矢示正面図である。
１ 帯鋼 ２ 成形機 ３ 内面溶接トーチ ４ 外面溶接トーチ ５ スパイラル鋼管 11 第１のセンサ 12 第２のセンサ 13 演算処理装置 14 設定部 15 操作装置 16 レール 17 台車 18 駆動モータ 19 ホルダ
Claims (3)
- 【請求項１】 帯鋼をスパイラル状に巻きながらエッジ
同士を突合せ、内面を内面溶接トーチで溶接し、その後
突合せ部の外面を外面溶接トーチで溶接するスパイラル
鋼管の溶接制御方法において、 帯鋼のエッジ部の入側変動を検出し、該エッジ部の延長
線上を外面溶接位置としてとらえ、基準位置からのずれ
量に応じて前記外面溶接トーチの位置を制御することを
特徴とするスパイラル鋼管の溶接制御方法。 - 【請求項２】 前記エッジ部の入側変動を前記外面溶接
トーチの反対側で検知することを特徴とする請求項１記
載のスパイラル鋼管の溶接制御方法。 - 【請求項３】 帯鋼をスパイラル状に巻きながらエッジ
同士を突合せる成形機と、内面シーム位置を溶接する内
面溶接トーチと、突合せ部の外面を溶接する外面溶接ト
ーチとからなるスパイラル鋼管の溶接制御装置におい
て、 前記内面溶接トーチでの内面溶接点から所定の距離ずつ
離れた位置に取り付けられて、帯鋼のエッジ部を検出す
る第１および第２のセンサと、該第１および第２のセン
サからのエッジ部の変動量を入力して基準位置からのず
れ量を演算する演算処理装置と、該演算処理装置からの
制御信号に基づいて前記外面溶接トーチの位置を制御す
る操作装置と、からなることを特徴とするスパイラル鋼
管の溶接制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1512896A JPH09206936A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | スパイラル鋼管の溶接制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1512896A JPH09206936A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | スパイラル鋼管の溶接制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09206936A true JPH09206936A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=11880194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1512896A Pending JPH09206936A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | スパイラル鋼管の溶接制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09206936A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107433380A (zh) * | 2017-09-20 | 2017-12-05 | 嘉兴锐视智能科技有限公司 | 焊缝跟踪装置及方法 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP1512896A patent/JPH09206936A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107433380A (zh) * | 2017-09-20 | 2017-12-05 | 嘉兴锐视智能科技有限公司 | 焊缝跟踪装置及方法 |
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