JP2000084667A - 自動溶接装置 - Google Patents
自動溶接装置Info
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- JP2000084667A JP2000084667A JP10254875A JP25487598A JP2000084667A JP 2000084667 A JP2000084667 A JP 2000084667A JP 10254875 A JP10254875 A JP 10254875A JP 25487598 A JP25487598 A JP 25487598A JP 2000084667 A JP2000084667 A JP 2000084667A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】溶接中における溶接士の常時の監視を不要とす
る自動溶接装置を提供する。 【解決手段】溶接電流及び溶接電圧を母材と溶加材間に
与えて溶接を行う自動溶接装置において、溶接電流と該
溶接電圧を供給する溶接電源と、溶接電源から出力され
る溶接電流の値又は溶接電圧の値に対応するそれぞれ溶
接電流信号又は溶接電圧信号の周波数成分を解析する周
波数解析装置と、周波数成分の全周波数帯域に対する所
定周波数帯域の割合に基づいて、溶接異常を検知する検
知部とを有する自動溶接装置が提供される。これによ
り、溶接中における溶接士の常時監視なしに、溶接異常
を検知することができるので、溶接中における溶接士の
作業が軽減される。従って、効率的な自動溶接が達成さ
れ、ひいては、溶接コストの低減に寄与する。
る自動溶接装置を提供する。 【解決手段】溶接電流及び溶接電圧を母材と溶加材間に
与えて溶接を行う自動溶接装置において、溶接電流と該
溶接電圧を供給する溶接電源と、溶接電源から出力され
る溶接電流の値又は溶接電圧の値に対応するそれぞれ溶
接電流信号又は溶接電圧信号の周波数成分を解析する周
波数解析装置と、周波数成分の全周波数帯域に対する所
定周波数帯域の割合に基づいて、溶接異常を検知する検
知部とを有する自動溶接装置が提供される。これによ
り、溶接中における溶接士の常時監視なしに、溶接異常
を検知することができるので、溶接中における溶接士の
作業が軽減される。従って、効率的な自動溶接が達成さ
れ、ひいては、溶接コストの低減に寄与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動溶接装置に関
し、特に、溶接の異常を検知する自動溶接装置に関す
る。
し、特に、溶接の異常を検知する自動溶接装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から電気アークを利用したアーク溶
接を行う自動溶接装置が存在する。図４は、従来の自動
溶接装置の概略構成図である。図４において、自動溶接
装置は、母材１に対してアーク溶接の一種であるＭＡＧ
溶接を施工するために、溶加材である溶接ワイヤ２、電
気アークを生成するための溶接トーチ３、母材１と溶接
ワイヤ２間に送給系４を介して所定の溶接電流及び溶接
電圧を与える溶接電源５とを備える。
接を行う自動溶接装置が存在する。図４は、従来の自動
溶接装置の概略構成図である。図４において、自動溶接
装置は、母材１に対してアーク溶接の一種であるＭＡＧ
溶接を施工するために、溶加材である溶接ワイヤ２、電
気アークを生成するための溶接トーチ３、母材１と溶接
ワイヤ２間に送給系４を介して所定の溶接電流及び溶接
電圧を与える溶接電源５とを備える。
【０００３】アーク溶接においては、母材１と溶加材２
間に与える溶接電流と溶接電圧の値が溶接条件の主要因
子である。従って、溶接電源５から出力される溶接電流
及び溶接電圧は、あらかじめ実験などで得られた適正溶
接条件に基づいた所定の溶接電流値及び溶接電圧値に設
定される。
間に与える溶接電流と溶接電圧の値が溶接条件の主要因
子である。従って、溶接電源５から出力される溶接電流
及び溶接電圧は、あらかじめ実験などで得られた適正溶
接条件に基づいた所定の溶接電流値及び溶接電圧値に設
定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接電
源５において、上記適正溶接条件に基づいた所定の溶接
電流値及び溶接電圧値が設定された場合であっても、溶
接電源５から出力される溶接電流及び溶接電圧は、通電
接続箇所の接触不良、送給系４の送給不良などによる送
給系４の抵抗変化、又は出力される溶接電流及び溶接電
圧を計測する計測器の故障や較正不良などにより、実際
は、上記適正溶接条件に基づいた所定値の溶接電流及び
溶接電圧が出力されない場合がある。
源５において、上記適正溶接条件に基づいた所定の溶接
電流値及び溶接電圧値が設定された場合であっても、溶
接電源５から出力される溶接電流及び溶接電圧は、通電
接続箇所の接触不良、送給系４の送給不良などによる送
給系４の抵抗変化、又は出力される溶接電流及び溶接電
圧を計測する計測器の故障や較正不良などにより、実際
は、上記適正溶接条件に基づいた所定値の溶接電流及び
溶接電圧が出力されない場合がある。
【０００５】このような場合、溶接不良（溶接異常）が
起きるため、自動溶接であるにもかかわらず、従来か
ら、溶接状況を監視する溶接士が、溶接中、常時、溶接
状況を監視する必要があり、効率が悪かった。
起きるため、自動溶接であるにもかかわらず、従来か
ら、溶接状況を監視する溶接士が、溶接中、常時、溶接
状況を監視する必要があり、効率が悪かった。
【０００６】従って、本発明の目的は、溶接中における
溶接士の常時の監視を不要とする自動溶接装置を提供す
ることである。
溶接士の常時の監視を不要とする自動溶接装置を提供す
ることである。
【０００７】さらに、本発明の目的は、溶接中における
溶接異常を検知する自動溶接装置を提供することであ
る。
溶接異常を検知する自動溶接装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の自動溶接装置の構成は、溶接電流及び溶接電
圧を母材と溶加材間に与えて溶接を行う自動溶接装置に
おいて、溶接電流と溶接電圧を供給する溶接電源と、溶
接電源から出力される溶接電流の値又は溶接電圧の値に
対応するそれぞれ溶接電流信号又は溶接電圧信号の周波
数成分を解析する周波数解析部と、周波数成分の全周波
数帯域に対する所定周波数帯域の割合に基づいて、溶接
異常を検知する検知部とを有することを特徴とする。
の本発明の自動溶接装置の構成は、溶接電流及び溶接電
圧を母材と溶加材間に与えて溶接を行う自動溶接装置に
おいて、溶接電流と溶接電圧を供給する溶接電源と、溶
接電源から出力される溶接電流の値又は溶接電圧の値に
対応するそれぞれ溶接電流信号又は溶接電圧信号の周波
数成分を解析する周波数解析部と、周波数成分の全周波
数帯域に対する所定周波数帯域の割合に基づいて、溶接
異常を検知する検知部とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本
実施の形態に限定されるものではない。
て説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本
実施の形態に限定されるものではない。
【００１０】図１は、本発明の実施の形態における自動
溶接装置の概略構成図である。図１において、自動溶接
装置は、従来の構成と同様に、母材１に対してアーク溶
接の一種であるＭＡＧ溶接を施工するために、溶加材で
ある溶接ワイヤ２、電気アークを生成するための溶接ト
ーチ３、母材１と溶接ワイヤ２間にワイヤ送給系４を介
して所定の溶接電流及び溶接電圧を与える溶接電源５と
を備える。そして、本発明の実施の形態における自動溶
接装置は、さらに、溶接電源５から出力される実際の溶
接電流又は溶接電圧の値に対応する溶接電流信号又は溶
接電圧信号Ｓ１０の周波数を解析する周波数解析装置６
と、それから得られた周波数分布に基づいて、溶接の異
常を検知する検知部であるパーソナルコンピュータ（パ
ソコン）７とを備える。
溶接装置の概略構成図である。図１において、自動溶接
装置は、従来の構成と同様に、母材１に対してアーク溶
接の一種であるＭＡＧ溶接を施工するために、溶加材で
ある溶接ワイヤ２、電気アークを生成するための溶接ト
ーチ３、母材１と溶接ワイヤ２間にワイヤ送給系４を介
して所定の溶接電流及び溶接電圧を与える溶接電源５と
を備える。そして、本発明の実施の形態における自動溶
接装置は、さらに、溶接電源５から出力される実際の溶
接電流又は溶接電圧の値に対応する溶接電流信号又は溶
接電圧信号Ｓ１０の周波数を解析する周波数解析装置６
と、それから得られた周波数分布に基づいて、溶接の異
常を検知する検知部であるパーソナルコンピュータ（パ
ソコン）７とを備える。
【００１１】このような構成の自動溶接装置において、
本発明の実施の形態においては、溶接電源２から出力さ
れる実際の溶接電流又は溶接電圧の値に対応するそれぞ
れ溶接電流信号又は溶接電圧信号Ｓ１０がリアルタイム
に周波数解析装置６に入力される。
本発明の実施の形態においては、溶接電源２から出力さ
れる実際の溶接電流又は溶接電圧の値に対応するそれぞ
れ溶接電流信号又は溶接電圧信号Ｓ１０がリアルタイム
に周波数解析装置６に入力される。
【００１２】周波数解析装置６は、溶接電流信号又は溶
接電圧信号Ｓ１０の周波数成分を例えば0.5Hz〜100kHz
の周波数帯域で解析する。その解析結果はパソコン７に
出力され、パソコン７は、その解析結果を例えば２５段
階に分割する。
接電圧信号Ｓ１０の周波数成分を例えば0.5Hz〜100kHz
の周波数帯域で解析する。その解析結果はパソコン７に
出力され、パソコン７は、その解析結果を例えば２５段
階に分割する。
【００１３】図２は、パソコン７の処理により得られる
溶接電流信号又は溶接電圧信号Ｓ１０の周波数成分の周
波数分布図である。そして、図２（ａ）は、溶接状況が
良好な場合の周波数分布図であって、図２（ｂ）は、溶
接状況が不良な場合の周波数分布図である。
溶接電流信号又は溶接電圧信号Ｓ１０の周波数成分の周
波数分布図である。そして、図２（ａ）は、溶接状況が
良好な場合の周波数分布図であって、図２（ｂ）は、溶
接状況が不良な場合の周波数分布図である。
【００１４】発明者は、溶接電流又は溶接電圧を任意に
変化させて、溶接状況が良好な場合と不良な場合におけ
る周波数分布図を実験により求め、その特性を分析し
た。それによると、溶接状況が良好な場合は、図２
（ａ）に示すように、周波数分布がほぼ均一であるが、
溶接状況が不良な場合は、図２（ｂ）に示すように、図
２（ａ）と比較して、低周波数帯域（およそ数100Hz以
下の周波数帯域）の周波数成分の頻度が多いことが判明
した。
変化させて、溶接状況が良好な場合と不良な場合におけ
る周波数分布図を実験により求め、その特性を分析し
た。それによると、溶接状況が良好な場合は、図２
（ａ）に示すように、周波数分布がほぼ均一であるが、
溶接状況が不良な場合は、図２（ｂ）に示すように、図
２（ａ）と比較して、低周波数帯域（およそ数100Hz以
下の周波数帯域）の周波数成分の頻度が多いことが判明
した。
【００１５】従って、溶接電流信号又は溶接電圧信号Ｓ
１０の周波数成分の全周波数帯域に対する低周波数帯域
の割合に基づいて、溶接状況の良好又は不良の判断、即
ち、溶接の異常を検知することができる。即ち、溶接状
況が良好な場合における割合の上限をしきい値としてあ
らかじめ実験などで求めておき、溶接中にリアルタイム
に求められる上記割合が上記しきい値より大きい場合
は、溶接状況が不良であると判断することができる。
１０の周波数成分の全周波数帯域に対する低周波数帯域
の割合に基づいて、溶接状況の良好又は不良の判断、即
ち、溶接の異常を検知することができる。即ち、溶接状
況が良好な場合における割合の上限をしきい値としてあ
らかじめ実験などで求めておき、溶接中にリアルタイム
に求められる上記割合が上記しきい値より大きい場合
は、溶接状況が不良であると判断することができる。
【００１６】図３は、本発明の実施の形態における自動
溶接装置における溶接状況異常検知方法の手順を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１において、溶接が開
始されると、溶接電源５から溶接電流信号又は溶接電圧
信号Ｓ１０がリアルタイムで周波数解析装置に入力され
る。そして、ステップＳ２において、周波数解析装置６
は、溶接電流信号又は溶接電圧信号Ｓ１０の周波数成分
を解析し、その解析結果をパソコン７に入力する。パソ
コン７は、入力された解析結果に基づいて、上記図２の
ような周波数分布を求める。
溶接装置における溶接状況異常検知方法の手順を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１において、溶接が開
始されると、溶接電源５から溶接電流信号又は溶接電圧
信号Ｓ１０がリアルタイムで周波数解析装置に入力され
る。そして、ステップＳ２において、周波数解析装置６
は、溶接電流信号又は溶接電圧信号Ｓ１０の周波数成分
を解析し、その解析結果をパソコン７に入力する。パソ
コン７は、入力された解析結果に基づいて、上記図２の
ような周波数分布を求める。
【００１７】さらに、ステップＳ３において、パソコン
７は、得られた周波数分布に基づいて、全周波数帯域
(0.5Hz〜100kHz)に対する所定周波数帯域（低周波数
（例えば数100Hz以下）帯域）の周波数成分の割合Ａ
（所定周波数帯域の周波数成分頻度／全周波数帯域の周
波数成分頻度）を算出する。そして、ステップＳ４にお
いて、パソコン７は、算出された割合Ａと、あらかじめ
実験などにより求めた所定のしきい値Ａth（溶接状況が
良好な場合の上記割合）とを比較する。具体的には、割
合Ａとしきい値Ａthとの比Ａ／Ａthを算出する。
７は、得られた周波数分布に基づいて、全周波数帯域
(0.5Hz〜100kHz)に対する所定周波数帯域（低周波数
（例えば数100Hz以下）帯域）の周波数成分の割合Ａ
（所定周波数帯域の周波数成分頻度／全周波数帯域の周
波数成分頻度）を算出する。そして、ステップＳ４にお
いて、パソコン７は、算出された割合Ａと、あらかじめ
実験などにより求めた所定のしきい値Ａth（溶接状況が
良好な場合の上記割合）とを比較する。具体的には、割
合Ａとしきい値Ａthとの比Ａ／Ａthを算出する。
【００１８】しきい値Ａthは、例えば以下のようにして
設定される。即ち、あらかじめ実験などにより、溶接電
流及び溶接電圧を任意に（適正溶接条件における溶接電
流値及び溶接電圧値から、溶接電流は例えば±５アンペ
ア毎、溶接電圧は例えば±0.5ボルト毎に）変化させ
て、各溶接状況を再現する。そして、それぞれの溶接状
況が所定の良好条件を満たす良好状態か否かを判断し、
良好状態と所定の良好条件を満たさない不良状態の境界
における上記割合Ａをしきい値Ａthと設定する。
設定される。即ち、あらかじめ実験などにより、溶接電
流及び溶接電圧を任意に（適正溶接条件における溶接電
流値及び溶接電圧値から、溶接電流は例えば±５アンペ
ア毎、溶接電圧は例えば±0.5ボルト毎に）変化させ
て、各溶接状況を再現する。そして、それぞれの溶接状
況が所定の良好条件を満たす良好状態か否かを判断し、
良好状態と所定の良好条件を満たさない不良状態の境界
における上記割合Ａをしきい値Ａthと設定する。
【００１９】図３に戻って、ステップＳ４において求め
られた比Ａ／Ａthが１以下、即ち、割合Ａがしきい値Ａ
thより小さい場合は、溶接状況は良好状態であると判断
され、そのまま溶接は継続される。
られた比Ａ／Ａthが１以下、即ち、割合Ａがしきい値Ａ
thより小さい場合は、溶接状況は良好状態であると判断
され、そのまま溶接は継続される。
【００２０】また、比Ａ／Ａthが１より大きく1.1以下
である場合、即ち、割合Ａがしきい値Ａthより10％を超
えない範囲で大きい場合は、軽度の溶接異常と判断され
る。この場合は、溶接を継続したまま、パソコン７は、
モニタに警告表示をしたり、スピーカから警告音を出力
することで、溶接士に軽度の溶接異常が発生した旨の警
告を行う（ステップＳ６）。さらには、点検指示が行わ
れてもよい。
である場合、即ち、割合Ａがしきい値Ａthより10％を超
えない範囲で大きい場合は、軽度の溶接異常と判断され
る。この場合は、溶接を継続したまま、パソコン７は、
モニタに警告表示をしたり、スピーカから警告音を出力
することで、溶接士に軽度の溶接異常が発生した旨の警
告を行う（ステップＳ６）。さらには、点検指示が行わ
れてもよい。
【００２１】そして、その軽度の溶接異常が所定時間
（例えば５分間）継続した場合、又は、比Ａ／Ａthが1.
1より大きい場合、即ち、割合Ａがしきい値Ａthより10
％を超えて大きい場合、パソコン７は、軽度の溶接異常
より重度の溶接異常と判断し、溶接を強制的に停止する
（ステップＳ７）。そのために、パソコン７は、図１に
示されるように、非常停止信号Ｓ１１を溶接電源５に出
力し、溶接電源５からの溶接電流及び溶接電圧の供給を
停止する。
（例えば５分間）継続した場合、又は、比Ａ／Ａthが1.
1より大きい場合、即ち、割合Ａがしきい値Ａthより10
％を超えて大きい場合、パソコン７は、軽度の溶接異常
より重度の溶接異常と判断し、溶接を強制的に停止する
（ステップＳ７）。そのために、パソコン７は、図１に
示されるように、非常停止信号Ｓ１１を溶接電源５に出
力し、溶接電源５からの溶接電流及び溶接電圧の供給を
停止する。
【００２２】なお、本発明の実施の形態においては、よ
りきめ細かい溶接異常判断を行うために、溶接電流信号
及び溶接電圧信号の両方の周波数成分の上記割合Ａに基
づいて、溶接異常の検知が行われてもよい。
りきめ細かい溶接異常判断を行うために、溶接電流信号
及び溶接電圧信号の両方の周波数成分の上記割合Ａに基
づいて、溶接異常の検知が行われてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上、本発明によれば、溶接電流及び溶
接電圧を母材と溶加材間に与えて溶接を行う自動溶接装
置において、溶接電流と溶接電圧を供給する溶接電源５
と、溶接電源から出力される溶接電流の値又は溶接電圧
の値に対応するそれぞれ溶接電流信号又は溶接電圧信号
Ｓ１０の周波数成分を解析する周波数解析装置６と、周
波数成分の全周波数帯域に対する所定周波数帯域の割合
に基づいて、溶接異常を検知する検知部であるパーソナ
ルコンピュータ７とを有する自動溶接装置が提供され
る。
接電圧を母材と溶加材間に与えて溶接を行う自動溶接装
置において、溶接電流と溶接電圧を供給する溶接電源５
と、溶接電源から出力される溶接電流の値又は溶接電圧
の値に対応するそれぞれ溶接電流信号又は溶接電圧信号
Ｓ１０の周波数成分を解析する周波数解析装置６と、周
波数成分の全周波数帯域に対する所定周波数帯域の割合
に基づいて、溶接異常を検知する検知部であるパーソナ
ルコンピュータ７とを有する自動溶接装置が提供され
る。
【００２４】これにより、溶接中における溶接士の常時
監視なしに、溶接異常を検知することができるので、溶
接中における溶接士の作業が軽減される。従って、効率
的な自動溶接が達成され、ひいては、溶接コストの低減
に寄与する。
監視なしに、溶接異常を検知することができるので、溶
接中における溶接士の作業が軽減される。従って、効率
的な自動溶接が達成され、ひいては、溶接コストの低減
に寄与する。
【００２５】そして、溶接異常が検知された場合は、溶
接を停止することで、溶接不良を防止することができ
る。但し、軽度の溶接異常の場合は、まず、警告を発
し、すぐに溶接を停止しないことで、溶接電流又は溶接
電圧のゆれなどによる一時的な軽度な溶接異常による溶
接停止を防止することができる。
接を停止することで、溶接不良を防止することができ
る。但し、軽度の溶接異常の場合は、まず、警告を発
し、すぐに溶接を停止しないことで、溶接電流又は溶接
電圧のゆれなどによる一時的な軽度な溶接異常による溶
接停止を防止することができる。
【図１】本発明の実施の形態における自動溶接装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】パソコン７の処理により得られる溶接電流信号
又は溶接電圧信号Ｓ１０の周波数分布図である。
又は溶接電圧信号Ｓ１０の周波数分布図である。
【図３】本発明の実施の形態における自動溶接装置にお
ける溶接状況の異常検知方法の手順を示すフローチャー
トである。
ける溶接状況の異常検知方法の手順を示すフローチャー
トである。
【図４】従来の自動溶接装置の概略構成図である。
１ 母材 ２ 溶接ワイヤ ３ 溶接トーチ ４ 送給系 ５ 溶接電源 ６ 周波数解析装置 ７ パーソナルコンピュータ Ｓ１０ 溶接電流信号又は溶接電圧信号 Ｓ１１ 非常停止信号
Claims (1)
- 【請求項１】 溶接電流及び溶接電圧を母材と溶加材間
に与えて溶接を行う自動溶接装置において、 該溶接電流と該溶接電圧を供給する溶接電源と、 該溶接電源から出力される該溶接電流の値又は該溶接電
圧の値に対応するそれぞれ溶接電流信号又は溶接電圧信
号の周波数成分を解析する周波数解析部と、 該周波数成分の全周波数帯域に対する所定周波数帯域の
割合に基づいて、溶接異常を検知する検知部とを有する
ことを特徴とする自動溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25487598A JP3233904B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 自動溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25487598A JP3233904B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 自動溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000084667A true JP2000084667A (ja) | 2000-03-28 |
| JP3233904B2 JP3233904B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=17271054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25487598A Expired - Fee Related JP3233904B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 自動溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3233904B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002035938A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-05 | Daihen Corp | アーク加工状態監視方法及びアーク加工電源装置 |
| JP2005144543A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-09 | Yaskawa Electric Corp | 溶接システム |
| KR100999072B1 (ko) | 2008-08-18 | 2010-12-07 | 한국산업기술시험원 | 용접전류 측정기의 교정 시스템 및 교정 방법 |
| JP2014113637A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Daihen Corp | 溶接機 |
-
1998
- 1998-09-09 JP JP25487598A patent/JP3233904B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002035938A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-05 | Daihen Corp | アーク加工状態監視方法及びアーク加工電源装置 |
| JP4673472B2 (ja) * | 2000-07-31 | 2011-04-20 | 株式会社ダイヘン | アーク加工状態監視方法及びアーク加工電源装置 |
| JP2005144543A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-09 | Yaskawa Electric Corp | 溶接システム |
| KR100999072B1 (ko) | 2008-08-18 | 2010-12-07 | 한국산업기술시험원 | 용접전류 측정기의 교정 시스템 및 교정 방법 |
| JP2014113637A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Daihen Corp | 溶接機 |
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| JP3233904B2 (ja) | 2001-12-04 |
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