JP2861286B2 - 電縫管の溶接入熱制御装置 - Google Patents
電縫管の溶接入熱制御装置Info
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- JP2861286B2 JP2861286B2 JP15606690A JP15606690A JP2861286B2 JP 2861286 B2 JP2861286 B2 JP 2861286B2 JP 15606690 A JP15606690 A JP 15606690A JP 15606690 A JP15606690 A JP 15606690A JP 2861286 B2 JP2861286 B2 JP 2861286B2
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- General Induction Heating (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は電縫管の溶接入熱制御装置に関するもので
ある。
ある。
B.発明の概要 この発明は電縫管製造ラインにおける電縫管の溶接入
熱制御装置において、 代表板厚における管素材の送り速度に対するファジイ
推論結果を中間変数として出力する第１ファジイ推論部
と、得られた中間変数と現在の板厚とをファジイ推論し
て最適入熱量を得る第２ファジイ推論部を設けたことに
より、 送り速度全域におけるフィードフォワード制御が容易
に実現できるようにしたものである。
熱制御装置において、 代表板厚における管素材の送り速度に対するファジイ
推論結果を中間変数として出力する第１ファジイ推論部
と、得られた中間変数と現在の板厚とをファジイ推論し
て最適入熱量を得る第２ファジイ推論部を設けたことに
より、 送り速度全域におけるフィードフォワード制御が容易
に実現できるようにしたものである。
C.従来の技術 誘導加熱装置を用いた電縫管製造ラインにおいて、電
縫管溶接における溶接品質の改善，品質の安定化および
生産歩留りの大幅な向上を図るために入熱制御が行われ
ている。
縫管溶接における溶接品質の改善，品質の安定化および
生産歩留りの大幅な向上を図るために入熱制御が行われ
ている。
第７図は誘導式高周波電縫管製造ラインを示すもの
で、１は電磁誘導のためのワークコイル、２はスクイズ
ロール、３は溶接される素材、４はＶシーム、５は電縫
管、６は高周波発振装置である。
で、１は電磁誘導のためのワークコイル、２はスクイズ
ロール、３は溶接される素材、４はＶシーム、５は電縫
管、６は高周波発振装置である。
ワークコイル１はスクイズロール２の前段部に配置さ
れており、これらにより多段の成形ロール（図示省略）
によって素材３に作られたＶシーム４に高周波電流を流
すと、互いに突き合わされるエッジ部が高周波電流によ
って加熱され、次いでスクイズロール２によって加圧溶
接される。
れており、これらにより多段の成形ロール（図示省略）
によって素材３に作られたＶシーム４に高周波電流を流
すと、互いに突き合わされるエッジ部が高周波電流によ
って加熱され、次いでスクイズロール２によって加圧溶
接される。
上述した電縫管溶接において、Ｖシーム４に流れる高
周波電流を制御する従来の入熱制御手段としては次の３
つの制御手段が採られている。
周波電流を制御する従来の入熱制御手段としては次の３
つの制御手段が採られている。
（１）オペレータが溶接部の温度（火色）を目視すると
ともに切削された溶接ビードの形状を観察し、これらの
状態により手動で入熱量を調整する手動制御手段。
ともに切削された溶接ビードの形状を観察し、これらの
状態により手動で入熱量を調整する手動制御手段。
（２）溶接される素材の送り速度を検出し、送り速度に
見合う入熱量を関数発生器の出力によって調整する速度
連動制御手段。
見合う入熱量を関数発生器の出力によって調整する速度
連動制御手段。
（３）溶接部の温度を検出し、この温度が一定となるよ
うに制御する温度制御手段。
うに制御する温度制御手段。
しかし、上記（１）〜（３）の入熱制御手段では次の
（ａ）〜（ｃ）の点において未だ不十分である。
（ａ）〜（ｃ）の点において未だ不十分である。
（ａ）素材の送り速度変動、板厚変動などの急激に変動
する要因には追従できない。
する要因には追従できない。
（ｂ）起動時，停止時における送り速度ゼロの近傍では
溶接ができないで、オープンパイプが発生してしまう。
溶接ができないで、オープンパイプが発生してしまう。
（ｃ）これらの要因により、入熱の過不足が生じ、その
ためペネトレータ（スケールなどの酸化物を溶接部に巻
き込んで溶接不良となった状態）冷接（低い温度での不
完全な溶接）等といった溶接部欠陥が発生して、良好な
溶接品質が得られない。
ためペネトレータ（スケールなどの酸化物を溶接部に巻
き込んで溶接不良となった状態）冷接（低い温度での不
完全な溶接）等といった溶接部欠陥が発生して、良好な
溶接品質が得られない。
D.発明が解決しようとする課題 上述した（ａ）〜（ｃ）の問題点を解決するために、
溶接される素材の送り速度を検出して演算処理装置に入
力し、送り速度と最適溶接入熱との関係式（後述する）
に基づき、検出した送り速度に対応した溶接入熱を算出
し、フィードフォワード方式でオンライン制御すること
が考えられるようになって来た。
溶接される素材の送り速度を検出して演算処理装置に入
力し、送り速度と最適溶接入熱との関係式（後述する）
に基づき、検出した送り速度に対応した溶接入熱を算出
し、フィードフォワード方式でオンライン制御すること
が考えられるようになって来た。
フィードフォワード方式の線形近似式は同一外径、同
一鋼種の場合、次式で与えられることが知られている。
一鋼種の場合、次式で与えられることが知られている。
Ｐ＝（av＋ｂ＋（e/cv＋ｄ）＋ｆ）ｔ…（１） 但し、P:入熱量、v:送り速度、t:板厚、ａ〜f:パラメー
タで、例えば以下のように設定される。
タで、例えば以下のように設定される。
a:移動加熱領域速度係数、 b:静止加熱基準値、 c:静止加熱領域速度係数、 d:静止加熱領域速度補正値、 e:静止加熱領域補正値、 f:静止加熱領域加減速補正値。
しかし、近年は同一送り速度で少量多品種生産を行う
様になっており、板厚の範囲も1:5程度と広範囲をカバ
ーする必要がある。ところが、上記（１）式は線形近似
式のため、この（１）式でカバーできる板厚範囲は同一
定数値を用いると、せいぜいｔ±Δｔと表現できる範囲
でしかなく、多く見積もっても±５％程度である。
様になっており、板厚の範囲も1:5程度と広範囲をカバ
ーする必要がある。ところが、上記（１）式は線形近似
式のため、この（１）式でカバーできる板厚範囲は同一
定数値を用いると、せいぜいｔ±Δｔと表現できる範囲
でしかなく、多く見積もっても±５％程度である。
このことから近年要求される板厚範囲1:5をカバーし
ようとする板厚さパラメータとした上記ａ〜ｆの組み合
わせが膨大なものとなって、実用的に極めて困難とな
る。
ようとする板厚さパラメータとした上記ａ〜ｆの組み合
わせが膨大なものとなって、実用的に極めて困難とな
る。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、広範
囲な板厚に対する入熱制御において、代表板厚の制御ル
ールのみでファジイ推論を行うことにより、送り速度全
域におけるフィードフォワード制御が容易に実現できる
ようにした電縫管の溶接入熱制御装置を提供することを
目的とするものである。
囲な板厚に対する入熱制御において、代表板厚の制御ル
ールのみでファジイ推論を行うことにより、送り速度全
域におけるフィードフォワード制御が容易に実現できる
ようにした電縫管の溶接入熱制御装置を提供することを
目的とするものである。
E.課題を解決するための手段 この発明は、電縫管の溶接入熱制御において、 管素材の送り速度を検出する速度検出器と、この検出
器により検出された送り速度が供給され、代表板厚にお
ける管素材の送り速度に対するファジイ推論結果を中間
変数として出力する第１ファジイ推論部と、この第１フ
ァジイ推論部から出力される中間変数および現在の板厚
が入力され、現在の板厚に対する中間変数をファジイ推
論して最適入熱量を送出する第２ファジイ推論部と、こ
の第２ファジイ推論部から送出される最適入熱量にて制
御され、管素材を加熱する可変電源部とを備えたもので
ある。
器により検出された送り速度が供給され、代表板厚にお
ける管素材の送り速度に対するファジイ推論結果を中間
変数として出力する第１ファジイ推論部と、この第１フ
ァジイ推論部から出力される中間変数および現在の板厚
が入力され、現在の板厚に対する中間変数をファジイ推
論して最適入熱量を送出する第２ファジイ推論部と、こ
の第２ファジイ推論部から送出される最適入熱量にて制
御され、管素材を加熱する可変電源部とを備えたもので
ある。
F.作用 第１ファジイ推論部で代表板厚における管素材の送り
速度に対するファジイ推論結果（中間変数）を得る。こ
の第１ファジイ推論部で得られた中間変数と現在の板厚
とを第２ファジイ推論部で推論して最適入熱量を出力す
る。
速度に対するファジイ推論結果（中間変数）を得る。こ
の第１ファジイ推論部で得られた中間変数と現在の板厚
とを第２ファジイ推論部で推論して最適入熱量を出力す
る。
G.実施例 以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、パイプ状にロール成形された管素材
11はスクイズロール12の前段部に位置するワークコイル
13の高周波電流でＶシーム部11Aの加熱がなされる。ワ
ークコイル13に供給する高周波電流は可変電源部14で電
圧制御された交流電力を直流高圧部15によって昇圧整流
する。この高圧直流電力は高周波発振部16に供給され、
この発振部16から高周波電流を取り出し、この高周波電
流が整合変圧器17から取り出される。
11はスクイズロール12の前段部に位置するワークコイル
13の高周波電流でＶシーム部11Aの加熱がなされる。ワ
ークコイル13に供給する高周波電流は可変電源部14で電
圧制御された交流電力を直流高圧部15によって昇圧整流
する。この高圧直流電力は高周波発振部16に供給され、
この発振部16から高周波電流を取り出し、この高周波電
流が整合変圧器17から取り出される。
18は速度検出器で、この速度検出器18は管素材11の送
り速度ｖを検出するものである。検出された送り速度ｖ
は代表板厚t0，t1…tnにおける送り速度ｖに対するファ
ジイ推論を行う第１ファジイ推論部群19a,19b…19nに与
えられる。第１ファジイ推論部群19a,19b…19nは出力に
代表板厚における送り速度に対するファジイ推論結果
（中間変数）％P0，％P1…％Pnを得る。得られた中間変
数％P0，％P1…％Pnは第２ファジイ推論部20に板厚計21
で計測される現在の板厚ｔとともに供給され、この第２
ファジイ推論部20で現在の板厚ｔにおける最適入熱量Ｐ
のファジイ推論が行われる。最適入熱量Ｐは可変電源部
14に供給されて、可変電源部14が最適入熱量Ｐとなるよ
うに制御される。
り速度ｖを検出するものである。検出された送り速度ｖ
は代表板厚t0，t1…tnにおける送り速度ｖに対するファ
ジイ推論を行う第１ファジイ推論部群19a,19b…19nに与
えられる。第１ファジイ推論部群19a,19b…19nは出力に
代表板厚における送り速度に対するファジイ推論結果
（中間変数）％P0，％P1…％Pnを得る。得られた中間変
数％P0，％P1…％Pnは第２ファジイ推論部20に板厚計21
で計測される現在の板厚ｔとともに供給され、この第２
ファジイ推論部20で現在の板厚ｔにおける最適入熱量Ｐ
のファジイ推論が行われる。最適入熱量Ｐは可変電源部
14に供給されて、可変電源部14が最適入熱量Ｐとなるよ
うに制御される。
次に上記実施例の動作を述べる。
速度検出器18で管素材11の送り速度ｖを検出し、この
送り速度ｖを第１ファジイ推論部群19a,19b…19nに供給
する。第１ファジイ推論部群19a,19b…19nは第２図に示
す各種板厚に対する送り速度対制御量（入熱量）Ｐ曲線
をベースにしたファジイ推論部であり、このファジイ推
論部群19a,19b…19nの制御ルールおよびメンバーシップ
関数例は第３図および第４図のようになる。
送り速度ｖを第１ファジイ推論部群19a,19b…19nに供給
する。第１ファジイ推論部群19a,19b…19nは第２図に示
す各種板厚に対する送り速度対制御量（入熱量）Ｐ曲線
をベースにしたファジイ推論部であり、このファジイ推
論部群19a,19b…19nの制御ルールおよびメンバーシップ
関数例は第３図および第４図のようになる。
第３図は板厚tiのファジイ推論部の制御ルール例であ
り、第４図は送り速度ｖと制御量Ｐのメンバーシップ関
数例である。
り、第４図は送り速度ｖと制御量Ｐのメンバーシップ関
数例である。
例えば板厚tiがtiのときで送り速度ｖがv0であると
き、第１ファジイ推論部19aは第３図に示す制御ルールR
1を実行してその出力に中間変数％Pi＝P0iを送出する。
得られた中間変数は第２ファジイ推論部20に供給され
る。ここで、推論部20に現在の板厚t1が入力されると、
第２ファジイ推論部20は第５図に示す制御ルールR2を実
行し、第６図に示す板厚ｔのメンバーシップ関数例に従
って出力に最適入熱量Ｐを送出する。
き、第１ファジイ推論部19aは第３図に示す制御ルールR
1を実行してその出力に中間変数％Pi＝P0iを送出する。
得られた中間変数は第２ファジイ推論部20に供給され
る。ここで、推論部20に現在の板厚t1が入力されると、
第２ファジイ推論部20は第５図に示す制御ルールR2を実
行し、第６図に示す板厚ｔのメンバーシップ関数例に従
って出力に最適入熱量Ｐを送出する。
H.発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、広範囲な板厚
に対する入熱制御において、従来のように線形近似式で
制御式を表現する必要がなく、代表板厚の制御ルールの
みでファジイ推論を行うようにしたことにより、管素材
の送り速度全域におけるフィードフォワード制御が容易
に実現できる利点がある。
に対する入熱制御において、従来のように線形近似式で
制御式を表現する必要がなく、代表板厚の制御ルールの
みでファジイ推論を行うようにしたことにより、管素材
の送り速度全域におけるフィードフォワード制御が容易
に実現できる利点がある。
第１図はこの発明の実施例を示す概略構成図、第２図は
各種板厚に対する管素材送り速度対制御量（入熱量）特
性曲線図、第３図は板厚tiの第１ファジイ推論部の制御
ルールの一例を示す説明図、第４図A,Bは送り速度ｖと
制御量Ｐのメンバーシップ関数例の説明図、第５図は第
２ファジイ推論部の制御ルールの一例を示す説明図、第
６図は板厚ｔのメンバーシップ関数例の説明図、第７図
は誘導式高周波電縫管製造ラインを示す概略的な斜視図
である。 11…管素材、12…スクイズロール、13…ワークコイル、
14…可変電源部、15…高圧直流部、16…高周波発振部、
17…変成器、18…速度検出器、19a,19b…19n…第１ファ
ジイ推論部、20…第２ファジイ推論部、21…板厚計。
各種板厚に対する管素材送り速度対制御量（入熱量）特
性曲線図、第３図は板厚tiの第１ファジイ推論部の制御
ルールの一例を示す説明図、第４図A,Bは送り速度ｖと
制御量Ｐのメンバーシップ関数例の説明図、第５図は第
２ファジイ推論部の制御ルールの一例を示す説明図、第
６図は板厚ｔのメンバーシップ関数例の説明図、第７図
は誘導式高周波電縫管製造ラインを示す概略的な斜視図
である。 11…管素材、12…スクイズロール、13…ワークコイル、
14…可変電源部、15…高圧直流部、16…高周波発振部、
17…変成器、18…速度検出器、19a,19b…19n…第１ファ
ジイ推論部、20…第２ファジイ推論部、21…板厚計。
Claims (1)
- 【請求項１】電縫管の溶接入熱制御において、 管素材の送り速度を検出する速度検出器と、この検出器
により検出された送り速度が供給され、代表板厚におけ
る管素材の送り速度に対するファジイ推論結果を中間変
数として出力する第１ファジイ推論部と、この第１ファ
ジイ推論部から出力される中間変数および現在の板厚が
入力され、現在の板厚に対する中間変数をファジイ推論
して最適入熱量を送出する第２ファジイ推論部と、この
第２ファジイ推論部から送出される最適入熱量にて制御
され、管素材を加熱する可変電源部とを備えたことを特
徴とする電縫管の溶接入熱制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606690A JP2861286B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 電縫管の溶接入熱制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606690A JP2861286B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 電縫管の溶接入熱制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448577A JPH0448577A (ja) | 1992-02-18 |
| JP2861286B2 true JP2861286B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=15619559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15606690A Expired - Lifetime JP2861286B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 電縫管の溶接入熱制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861286B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP15606690A patent/JP2861286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0448577A (ja) | 1992-02-18 |
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