JP2019018240A - 溶接制御システム、溶接用手袋および溶接訓練方法 - Google Patents
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(1)被溶接物をアーク溶接するトーチと、
このトーチを把持し、かつ加速度センサ、角加速度センサ、および前記被溶接物に対する前記トーチの操作を指示するフィーバック手段が取り付けられた溶接用手袋と、
前記トーチからの前記被溶接物への入熱量、前記加速度センサに基づく前記トーチによる前記被溶接物の溶接速度、および前記角加速度センサに基づく前記トーチと前記被溶接物とがなす溶接角度を算出する溶接情報算出手段と、
予め記録された、所定の入熱量、所定の溶接速度、および所定の溶接角度を格納する記憶手段と、
前記被溶接物への入熱量と前記所定の入熱量とを比較する入熱量比較手段と、
前記被溶接物の溶接速度と前記所定の溶接速度とを比較する溶接速度比較手段と、
前記トーチと前記被溶接物との溶接角度と、前記所定の溶接角度とを比較する溶接角度比較手段と、
前記入熱量比較手段により比較された入熱量と、前記溶接速度比較手段により比較された溶接速度と、前記溶接角度比較手段により比較された溶接角度とに基づき、前記フィーバック手段に前記トーチの操作を指示する信号を出力する指示信号出力手段とを備えている溶接制御システム、
(2)フィードバック手段が触覚的出力デバイスであり、この触覚的出力デバイスを用いてトーチの操作を指示する前記(1)に記載の溶接制御システム、
(3)触覚的出力デバイスが複数の振動子であり、この複数の振動子を用いてトーチの移動方向および/または溶接角度を指示する前記(2)に記載の溶接制御システム、
(4)溶接アークの点弧を検出する点弧信号検出手段を備え、
溶接情報算出手段により算出される入熱量が、前記点弧信号検出手段により検出されたアークの点弧時刻からの入熱量である前記(1)から(3)のいずれか1項に記載の溶接制御システム、
(5)指示信号出力手段からのトーチの操作を指示する信号が無線信号である前記(1)から(4)のいずれか1項に記載の溶接制御システム、
(6)溶接用手袋が蓄電手段を有し、
この蓄電手段が、加速度センサ、角加速度センサ、およびフィーバック手段に作動用の電力を供給する前記(1)から(5)のいずれか1項に記載の溶接制御システム、
(7)少なくとも、加速度センサが3軸加速度センサであるか、または角加速度センサが3軸デジタル傾斜計である前記(1)から(6)のいずれか1項に記載の溶接制御システム、
(8)少なくとも、加速度センサが複数設けられているか、または角加速度センサが複数設けられている前記(1)から(7)のいずれか1項に記載の溶接制御システム、
(9)第2のフィードバック手段を備え、
この第2のフィードバック手段が視覚的出力デバイスおよび/または聴覚的出力デバイスであり、
前記視覚的出力デバイスおよび/または聴覚的出力デバイスが、指示信号出力手段からの信号に対応してトーチの操作情報を出力する前記(1)から(8)のいずれか1項に記載の溶接制御システム、
(10)前記(1)から(9)のいずれか1項に記載の溶接制御システムに用いられる溶接用手袋、並びに
(11)前記(1)から(9)のいずれか1項に記載の溶接制御システムを用いてアーク溶接の訓練を行う溶接訓練方法
に関する。
本発明の溶接制御システムは、被溶接物をアーク溶接するトーチと、このトーチを把持し、かつ加速度センサ、角加速度センサ、および上記被溶接物に対する上記トーチの操作を指示するフィーバック手段が取り付けられた溶接用手袋と、上記トーチからの上記被溶接物への入熱量、上記加速度センサに基づく上記トーチによる上記被溶接物の溶接速度、および上記角加速度センサに基づく上記トーチと上記被溶接物とがなす溶接角度を算出する溶接情報算出手段と、予め記録された、所定の入熱量、所定の溶接速度、および所定の溶接角度を格納する記憶手段と、上記被溶接物への入熱量と上記所定の入熱量とを比較する入熱量比較手段と、上記被溶接物の溶接速度と上記所定の溶接速度とを比較する溶接速度比較手段と、上記被溶接物との溶接角度と上記所定の溶接角度とを比較する溶接角度比較手段と、上記入熱量比較手段により比較された入熱量と、上記溶接速度比較手段により比較された溶接速度と、上記溶接角度比較手段により比較された溶接角度とに基づき、上記フィーバック手段に上記トーチの操作を指示する信号を出力する指示信号出力手段とを備えていることを特徴とする。
入熱量(J/cm)=電流(A)×電圧(V)×60/溶接速度(cm/分)・・(1)
上記式(1)中、溶接速度は、加速度センサ21により得られたトーチ10の加速度を積分することで算出される。また、溶接角度は、角加速度センサ22により得られたトーチ10の角加速度を積分してトーチ10の角速度を求めた後、この角速度をさらに積分することで算出することができる。
本発明の溶接用手袋は、当該溶接制御システムに用いられる手袋である。以下、本発明の溶接用手袋の一実施形態について、図面を参照して説明する。当該溶接用手袋20は、トーチ10を把持する。この溶接用手袋20は、図2に示すように、ポケット20aを有しており、このポケット20aの中に加速度センサ21、角加速度センサ22、および送信装置23が取り付けられている。また、溶接用手袋20には、フィーバック手段が取り付けられている。なお、上記加速度センサ21、角加速度センサ22、送信装置23、およびフィーバック手段の構成は、<溶接制御システム>の項で上述した溶接用手袋20の構成と同じであるため、上記項での説明を援用して省略する。
本発明の溶接訓練方法は、当該溶接制御システムを用いてアーク溶接の訓練を行う方法である。以下、本発明の溶接訓練方法の一実施形態について説明する。なお、当該溶接訓練方法に用いられる溶接制御システムの構成は、<溶接制御システム>の項で上述した溶接制御システム1の構成と同じであるため、上記項での説明を援用して省略する。
b 被溶接物
10 トーチ
20 溶接用手袋
24 振動子
Claims (11)
- 被溶接物をアーク溶接するトーチと、
このトーチを把持し、かつ加速度センサ、角加速度センサ、および前記被溶接物に対する前記トーチの操作を指示するフィーバック手段が取り付けられた溶接用手袋と、
前記トーチからの前記被溶接物への入熱量、前記加速度センサに基づく前記トーチによる前記被溶接物の溶接速度、および前記角加速度センサに基づく前記トーチと前記被溶接物とがなす溶接角度を算出する溶接情報算出手段と、
予め記録された、所定の入熱量、所定の溶接速度、および所定の溶接角度を格納する記憶手段と、
前記被溶接物への入熱量と前記所定の入熱量とを比較する入熱量比較手段と、
前記被溶接物の溶接速度と前記所定の溶接速度とを比較する溶接速度比較手段と、
前記トーチと前記被溶接物との溶接角度と、前記所定の溶接角度とを比較する溶接角度比較手段と、
前記入熱量比較手段により比較された入熱量と、前記溶接速度比較手段により比較された溶接速度と、前記溶接角度比較手段により比較された溶接角度とに基づき、前記フィーバック手段に前記トーチの操作を指示する信号を出力する指示信号出力手段とを備えている溶接制御システム。 - フィードバック手段が触覚的出力デバイスであり、この触覚的出力デバイスを用いてトーチの操作を指示する請求項1に記載の溶接制御システム。
- 触覚的出力デバイスが複数の振動子であり、この複数の振動子を用いてトーチの移動方向および/または溶接角度を指示する請求項2に記載の溶接制御システム。
- 溶接アークの点弧を検出する点弧信号検出手段を備え、
溶接情報算出手段により算出される入熱量が、前記点弧信号検出手段により検出されたアークの点弧時刻からの入熱量である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の溶接制御システム。 - 指示信号出力手段からのトーチの操作を指示する信号が無線信号である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の溶接制御システム。
- 溶接用手袋が蓄電手段を有し、
この蓄電手段が、加速度センサ、角加速度センサ、およびフィーバック手段に作動用の電力を供給する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の溶接制御システム。 - 少なくとも、加速度センサが3軸加速度センサであるか、または角加速度センサが3軸デジタル傾斜計である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の溶接制御システム。
- 少なくとも、加速度センサが複数設けられているか、または角加速度センサが複数設けられている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の溶接制御システム。
- 第2のフィードバック手段を備え、
この第2のフィードバック手段が視覚的出力デバイスおよび/または聴覚的出力デバイスであり、
前記視覚的出力デバイスおよび/または聴覚的出力デバイスが、指示信号出力手段からの信号に対応してトーチの操作情報を出力する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の溶接制御システム。 - 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の溶接制御システムに用いられる溶接用手袋。
- 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の溶接制御システムを用いてアーク溶接の訓練を行う溶接訓練方法。
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