JP2865580B2 - Diagnosis method for laser beam welding apparatus and its apparatus - Google Patents

Diagnosis method for laser beam welding apparatus and its apparatus

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JP2865580B2
JP2865580B2 JP6324787A JP32478794A JP2865580B2 JP 2865580 B2 JP2865580 B2 JP 2865580B2 JP 6324787 A JP6324787 A JP 6324787A JP 32478794 A JP32478794 A JP 32478794A JP 2865580 B2 JP2865580 B2 JP 2865580B2
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welding
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビーム溶接装置
の診断方法およびその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for diagnosing a laser beam welding apparatus and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のレーザビーム溶接装置を図2、図
3に示すが、図において、コモンベース1上に所定間隔
をおいて設置されている入側および出側クランプ装置
2,3があり、入側および出側クランプ装置2,3の間
を左右方向から進退可能なシャー装置4と、これと同様
に入側および出側クランプ装置2,3の間に左右方向か
ら進退可能なバックバー装置5がある。さらに、出側ク
ランプ装置3の上部に取付けられている上部ヘッド6、
および上部ヘッド6上を左右方向、すなわち先行ストリ
ップ12と後行ストリップ13の端面方向および入側、出側
方向ならびに両ストリップ端面間を垂直方向に加工ヘッ
ド9を移動させる溶接キャリッジ装置7, 8を設置し、
レーザ発振器11で発振したレーザビームを伝送する伝送
管10を配設している。ここで、矢印Aは後行ストリップ
13の移動方向を示す。また、図4は上記従来のレーザビ
ーム溶接装置の光学系を示し、レーザビーム16の光路を
変更するための反射ミラー14と加工ヘッド9に内蔵され
ている集光レンズ15で構成されている。
2. Description of the Related Art A conventional laser beam welding apparatus is shown in FIGS. 2 and 3, in which there are inlet and outlet clamp apparatuses 2 and 3 which are provided on a common base 1 at a predetermined interval. , A shear device 4 capable of moving back and forth between the entrance and exit clamping devices 2 and 3 from the left and right, and a back bar capable of moving forward and backward between the entrance and exit clamping devices 2 and 3 in the same manner. There is a device 5. Further, an upper head 6 attached to the upper part of the outlet clamp device 3,
And a welding carriage device 7, 8 for moving the machining head 9 on the upper head 6 in the left-right direction, that is, in the direction of the end face of the preceding strip 12 and the following strip 13 and in the incoming and outgoing directions, and vertically between both strip end faces. Install,
A transmission tube 10 for transmitting a laser beam oscillated by a laser oscillator 11 is provided. Here, arrow A is the following strip
13 shows the direction of movement. FIG. 4 shows an optical system of the above-mentioned conventional laser beam welding apparatus, which comprises a reflecting mirror 14 for changing an optical path of a laser beam 16 and a condenser lens 15 built in the processing head 9.

【0003】次にこの従来装置の動作について説明す
る。製鉄プロセスラインにおいては、ストリップの酸洗
いやめっき、熱処理などの連続処理がなされている場合
には、ストリップは図2の矢印Aで示す方向に走行して
いる。そして、ストリップが送られて終端にくると、こ
の先行ストリップ12が図5に示すように、シャー装置4
の刃幅4a内に導かれて停止する。この状態になると、
後行ストリップ13がその先端部をシャー装置4の刃幅4
a内に送り込まれて停止する。そして、図2および図5
に示すようにバックバー装置5が後退し、シャー装置4
が前進して入側クランプ装置2と出側クランプ装置3と
の間に位置する。
Next, the operation of this conventional device will be described. In the steelmaking process line, when continuous processing such as pickling, plating, and heat treatment of the strip is performed, the strip travels in the direction indicated by arrow A in FIG. When the strip is sent and reaches the end, the preceding strip 12 is moved to the shear device 4 as shown in FIG.
And is stopped within the blade width 4a. In this state,
The trailing strip 13 has its tip end set to the blade width 4 of the shear device 4.
It is sent into a and stops. 2 and FIG.
The back bar device 5 is retracted as shown in FIG.
Moves forward and is located between the entrance-side clamp device 2 and the exit-side clamp device 3.

【0004】次いで、両クランプ装置2, 3によって先
後行ストリップ12, 13をクランプした後、シャー装置4
の上部シャー刃が下降して両ストリップ12, 13の対向す
る端部を切断する。引き続いて、図3および図6に示す
ようにシャー装置4が後退し、バックバー装置5が前進
して入側クランプ装置2と出側クランプ装置3との間に
位置し、次いで入側クランプ装置2を出側クランプ装置
3側へ所定量移動させ、先行ストリップ12と後行ストリ
ップ13の切断面を突き合わせて、該突き合わせ部のルー
トギャップが所定量になるようにする。
Then, after the leading and trailing strips 12, 13 are clamped by the two clamping devices 2, 3, the shearing device 4,
The upper shear blade descends to cut the opposing ends of both strips 12,13. Subsequently, as shown in FIGS. 3 and 6, the shear device 4 is retracted, the back bar device 5 moves forward and is positioned between the entrance-side clamp device 2 and the exit-side clamp device 3, and then the entrance-side clamp device The leading strip 12 is moved to the exit side clamping device 3 by a predetermined amount, and the cut surfaces of the preceding strip 12 and the following strip 13 are butted so that the root gap of the abutting portion becomes a predetermined amount.

【0005】次いで、突き合わせた両ストリップ12, 13
の突き合わせ部上に加工ヘッド9がくるように溶接キャ
リッジ装置7, 8を入側、出側方向すなわち両ストリッ
プ12, 13の端面に対して、直角方向に移動させてセット
する。このようにして、溶接準備を整えた後、伝送管10
を介してレーザ発振器11によって発振されたレーザビー
ム16を反射ミラー14により方向を変え、かつ集光レンズ
15により両ストリップの突き合わせ部へ集光させて溶接
を開始する。それとともに、溶接キャリッジ装置7を左
右方向、すなわち両ストリップ12, 13の端面方向に移動
させることにより、両ストリップ12, 13を連続して溶接
する。
Next, the butted strips 12, 13
The welding carriage devices 7 and 8 are moved and set in the entry and exit directions, that is, at right angles to the end faces of the strips 12 and 13 so that the machining head 9 comes to the abutting portion. After preparing for welding in this way, the transmission pipe 10
The laser beam 16 oscillated by the laser oscillator 11 is changed in direction by the reflection mirror 14 and the condensing lens
The welding is started by focusing the light on the abutting portion of both strips by 15. At the same time, the two strips 12, 13 are continuously welded by moving the welding carriage device 7 in the left-right direction, that is, in the direction of the end faces of the strips 12, 13.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のレーザビーム溶接装置では突き合わせ溶接にお
いて溶接不良が生じるのであるが、その原因として以下
のようなものが挙げられる。 レーザ出力、加工ヘッドの走行速度などの実績値が
設定値から外れたような場合。 入出側クランプ装置やシャー装置、バックバー装置
などの機械精度の変化やアクチュエータの油リークなど
が発生した場合。
However, in the above-mentioned conventional laser beam welding apparatus, poor welding occurs in butt welding. The causes are as follows. When the actual values, such as the laser output and the running speed of the processing head, deviate from the set values. Changes in mechanical accuracy of the inlet / outlet clamp device, shear device, back bar device, etc., or oil leaks from the actuator.

【0007】これらの対策として、まず、のレーザ出
力、加工ヘッドの走行速度などの異常の判定には、その
監視を主体とした種々の判定、診断方法が提案されてい
る。ところが、の機械精度の変化などについては目下
のところ適当な対策がなく、その都度稼働中のプロセス
ラインを停止し、装置を分解した上で詳細に点検、測定
し、不具合箇所を修理しているのが実状である。
[0007] As a countermeasure, various methods of determining and diagnosing abnormalities such as the laser output and the traveling speed of the processing head have been proposed, mainly by monitoring the abnormalities. However, at present, there is no appropriate countermeasure against changes in machine accuracy, etc., and the operating process line is stopped each time, the equipment is disassembled, detailed inspection and measurement is performed, and defective parts are repaired. This is the actual situation.

【0008】そのため、の異常要因による溶接不良が
検知されない場合、溶接されたストリップがプロセスラ
イン内で蛇行したり、あるいは溶接部から破断が発生
し、長時間にわたりプロセスラインを停止しなければな
らないし、その異常状態が長時間にわたり発生すると、
操業上多大な損害を被ることになる。そこで、上記のよ
うな問題を解決するためには、(a) 連続的な溶接毎の情
報が得られること、(b) 突き合わせ量の差が発生する要
因を解明しておくこと、(c)突き合わせ量の差を精度良
く検出すること、(d) 突き合わせ量の変化と溶接部の品
質の関係を解明すること、などの調査が必要である。
[0008] Therefore, if welding defects due to abnormal factors are not detected, the welded strip may meander in the process line or break from the weld, and the process line must be stopped for a long time. , If the abnormal condition occurs for a long time,
Operational losses will be severe. Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, (a) it is necessary to obtain information for each continuous welding, (b) it is necessary to clarify the factors that cause the difference in the amount of butting, (c) Investigations are needed to accurately detect the difference in the butted amount, and (d) clarify the relationship between the change in the butted amount and the quality of the weld.

【0009】上記のうち、(a) 、(b) および(d) につい
ては、すでに解明あるいは監視方法が確立されている
が、(c) の突き合わせ量の差を精度よく検出する方法は
従来確立されていなかったため、装置の異常が発生して
もその異常を早期に検知し、迅速に対応することができ
なかったのである。本発明は、上記のような従来技術の
有する課題を解決するために提案されたものであって、
入側クランプ装置と出側クランプ装置の位置変化の有無
を判定し得るレーザビーム溶接装置の診断方法およびそ
の装置を提供することを目的とする。
Among the above, methods for elucidating or monitoring (a), (b) and (d) have already been established, but methods for accurately detecting the difference in the amount of abutting in (c) have been established. Therefore, even if an abnormality occurs in the apparatus, it is not possible to detect the abnormality at an early stage and take an immediate response. The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above,
It is an object of the present invention to provide a method of diagnosing a laser beam welding apparatus capable of determining the presence or absence of a change in the position of an entrance-side clamp apparatus and an exit-side clamp apparatus, and an apparatus thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、先行ストリッ
プ尾端部と後行ストリップの端部とを切断した後突き
合わせて、出側クランプ装置と入側クランプ装置とでそ
れぞれクランプしながらレーザビーム溶接装置で溶接す
る際の前記入側クランプ装置と出側クランプ装置の機械
的誤差の有無を診断する方法において、前記入側クラン
プ装置の前進位置を決めるテーパウェッジのストリップ
の進行方向に対して直角な方向の移動量を計測して、こ
の計測値から換算された突き合わせ量とあらかじめ設定
された所定の突き合わせ量とを比較して、前記入側クラ
ンプ装置が所定の位置に停止したか否かを診断する工程
と、前記入側クランプ装置がストリップの進行方向の逆
方向に後退して待機する位置を計測して、この入側クラ
ンプ装置の後退位置の変化の有無を診断する工程と、前
記入側クランプ装置がストリップの進行方向と同方向に
前進して溶接点に停止した位置を計測して、前記入側ク
ランプ装置の前進位置の変化の有無を診断する工程と、
前記出側クランプ装置の固定位置を計測して、前記出側
クランプ装置の位置の変化の有無を診断する工程と、か
らなることを特徴とするレーザビーム溶接装置の診断方
法である。
The present invention SUMMARY OF THE INVENTION may, leading strip tail end and the leading end of the trailing strip and against after cutting, while clamped respectively between the outlet side clamp device and the inlet side clamp device laser A method for diagnosing the presence or absence of a mechanical error between the entrance-side clamping device and the exit-side clamping device when welding with a beam welding device, comprising the steps of: Measure the amount of movement in the direction perpendicular, compare the butted amount converted from the measured value with a predetermined butted amount, and determine whether the entrance clamp device has stopped at a predetermined position. Diagnosing, and measuring a position where the entrance-side clamp device retreats in a direction opposite to the traveling direction of the strip and waits, and retreats the entrance-side clamp device. Diagnosing the presence or absence of a change in the position, and measuring the position where the entrance-side clamp device advances in the same direction as the strip traveling direction and stops at the welding point to determine whether or not the advancement position of the entrance-side clamp device has changed. Diagnosing
A step of measuring a fixed position of the outlet clamp device and diagnosing a change in the position of the outlet clamp device.

【0011】また、本発明は、先行ストリップ尾端部と
後行ストリップの端部とを切断した後突き合わせて、
出側クランプ装置と入側クランプ装置とでそれぞれクラ
ンプしながらレーザビーム溶接装置で溶接する際の前記
入側クランプ装置と出側クランプ装置の機械的誤差の有
無を診断する装置において、前記入側クランプ装置の前
進位置を決める1個のテーパウェッジの端部に当接自在
に設けられる接触式変位計と、前記入側クランプ装置の
周囲4箇所に取付けられる当接板に接触自在にそれぞれ
設けられる接触式変位計と、前記出側クランプ装置の周
囲に当接自在に設けられる複数個の接触式変位計と、こ
れら接触式変位計個々の測定信号を電気信号に変換する
動ひずみ計と、該動ひずみ計の電気信号を入力して溶接
動作中における前記入側クランプ装置と出側クランプ装
置の位置の変化の有無を診断する計算機と、からなるこ
とを特徴とするレーザビーム溶接装置の診断装置であ
る。
Further, the present invention is, against after cutting the previous end of the leading strip tail end and trailing strips,
A device for diagnosing the presence or absence of a mechanical error between the entrance-side clamp device and the exit-side clamp device when welding with a laser beam welding device while clamping with the exit-side clamp device and the entrance-side clamp device, respectively. A contact displacement meter provided so as to freely contact the end of one taper wedge that determines the advance position of the device, and contacts provided so as to freely contact contact plates attached to four places around the entrance side clamping device. A displacement type displacement meter, a plurality of contact type displacement meters that are provided so as to be able to abut around the output side clamp device, a dynamic strain meter that converts a measurement signal of each of the contact type displacement meters into an electric signal, A computer for inputting an electric signal of a strain gauge and diagnosing a change in the position of the inlet-side clamp device and the outlet-side clamp device during the welding operation. A diagnostic device Zabimu welding device.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、複数個の接触式変位計を入側
および出側クランプ装置に取付けて、先後行ストリップ
の尾端部と先端部の溶接中におけるそれぞれの位置変化
の有無を診断するようにしたので、もし入側クランプ装
置および/または出側クランプ装置に位置ずれが発生す
れば、迅速に検出することが可能である。これによっ
て、先後行ストリップの突き合わせ精度を高めることが
できるから、ストリップの蛇行や溶接部の破断の発生を
防止することが可能である。
According to the present invention, a plurality of contact displacement gauges are mounted on the inlet and outlet clamp devices to diagnose the presence or absence of a change in the position of each of the trailing end and the leading end of the preceding strip during welding. Therefore, if a displacement occurs in the entrance-side clamp device and / or the exit-side clamp device, it is possible to quickly detect the displacement. As a result, the accuracy of butting of the leading and trailing strips can be improved, so that the meandering of the strips and the breakage of the welded portion can be prevented.

【0013】[0013]

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して詳しく説明する。図1は本発明の実施例を示す概要
図である。なお、図中における従来例と同一部材には、
同一符号を付して説明を省略する。図において、17は入
側クランプ装置2の前進位置を決めるテーパウェッジ
で、18b〜18eは入側クランプ装置2の前後面に取付け
られる当接板である。19a〜19gはひずみゲージを内蔵
した接触式変位計で、たとえばマグネット付スタンドな
どの取付治具20a〜20gによってそれぞれ固定される。
21a〜21gは動ひずみ計で、信号回線22a〜22gを介し
て接触式変位計19a〜19gに接続され、接触式変位計19
a〜19gによって検出された信号を電気信号に変換する
機能を有する。23は計算機で、信号回線24a〜24gを介
して動ひずみ計21a〜21gと接続されて、動ひずみ計21
a〜21gによって変換された電気信号を入力して、後述
する演算処理を行う。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention. Note that the same members as those in the conventional example in the drawing include:
The same reference numerals are given and the description is omitted. In the figure, reference numeral 17 denotes a taper wedge for determining the advance position of the entrance-side clamp device 2, and reference numerals 18b to 18e denote contact plates attached to the front and rear surfaces of the entrance-side clamp device 2. Reference numerals 19a to 19g denote contact-type displacement gages having built-in strain gauges, which are fixed by mounting jigs 20a to 20g such as a stand with a magnet, for example.
Reference numerals 21a to 21g denote dynamic strain gages which are connected to contact type displacement gages 19a to 19g via signal lines 22a to 22g.
It has a function of converting a signal detected by a to 19g into an electric signal. Reference numeral 23 denotes a computer which is connected to dynamic strain meters 21a to 21g via signal lines 24a to 24g.
The electric signals converted by the signals a to 21g are input and arithmetic processing described later is performed.

【0014】まず、接触式変位計19aによって入側クラ
ンプ装置2に取付けられたテーパウェッジ17の矢印B方
向の移動量を計測し、信号ケーブル22aを介して動ひず
み計21aで電気信号に変換して、信号ケーブル24aを介
して計算機23に伝送する。これにより、計算機23におい
て、あらかじめ設定された所定の突き合わせ量と接触式
変位計19aで計測されたテーパウェッジ17の移動量から
演算した換算の突き合わせ量とを比較することで、入側
クランプ装置2が設定通り所定の位置に前進して停止し
たか否かを診断することができる。
First, the amount of movement of the taper wedge 17 attached to the entry-side clamp device 2 in the direction of arrow B is measured by the contact displacement meter 19a, and converted into an electric signal by the dynamic strain meter 21a via the signal cable 22a. Then, the signal is transmitted to the computer 23 via the signal cable 24a. Accordingly, the computer 23 compares the predetermined butting amount set in advance with the converted butting amount calculated from the moving amount of the taper wedge 17 measured by the contact displacement meter 19a, thereby making the entrance-side clamping device 2 Can be diagnosed whether the vehicle has moved forward to a predetermined position and stopped as set.

【0015】次いで、入側クランプ装置2が後退位置2
a(図中で矢印Cの図に対して右側方向に移動させた一
点鎖線で示す位置)に待機している時点で、接触式変位
計19b,19cが当接板18b,18cに接触することによ
り、入側クランプ装置2の後退位置2aを計測し、信号
ケーブル22b, 22cを介して動ひずみ計21b,21cで電
気信号に変換して、信号ケーブル24b,24cを介して計
算機23に伝送する。これにより、入側クランプ装置2が
後退位置2aに待機している時点での、入側クランプ装
置2の後退位置2aの変化を常時診断することができ
る。
Next, the entrance-side clamp device 2 is moved to the retreat position 2.
a (at the position indicated by the dashed-dotted line moved to the right with respect to the diagram of arrow C in the drawing), the contact type displacement gauges 19b, 19c contact the contact plates 18b, 18c. Thus, the retracted position 2a of the entrance-side clamp device 2 is measured, converted into electric signals by the dynamic strain gauges 21b, 21c via the signal cables 22b, 22c, and transmitted to the computer 23 via the signal cables 24b, 24c. . Thereby, the change of the retraction position 2a of the entrance-side clamp device 2 at the time when the entrance-side clamp device 2 is waiting at the retraction position 2a can be constantly diagnosed.

【0016】次いで、入側クランプ装置2が前進位置2
b(図中で矢印Cの図に対して左側方向に移動させた実
線で示す位置)に移動している時点で、接触式変位計19
d,19eが当接板18d,18eに接触することにより、入
側クランプ装置2の前進位置2bを計測し、信号ケーブ
ル22d,22eを介して動ひずみ計21d,21eで電気信号
に変換して、信号ケーブル24d, 24eを介して計算機23
に伝送する。これにより、入側クランプ装置2が前進位
置2bに移動している時点(突き合わせ溶接中)での入
側クランプ装置2の前進位置2bの変化を常時診断する
ことができる。
Next, the entrance side clamp device 2 is moved to the forward position 2.
b (the position indicated by the solid line moved to the left with respect to the drawing of arrow C in the drawing) at the point of time
When the d and 19e come into contact with the contact plates 18d and 18e, the advance position 2b of the entrance-side clamp device 2 is measured and converted into electric signals by the dynamic strain gauges 21d and 21e via the signal cables 22d and 22e. , Computer 23 via signal cables 24d, 24e
To be transmitted. Thereby, the change of the advance position 2b of the entrance-side clamp device 2 at the time when the entrance-side clamp device 2 is moving to the advance position 2b (during butt welding) can be constantly diagnosed.

【0017】次いで、出側クランプ装置3の周囲の2箇
所に、その出側クランプ装置3に常時接触するように取
付けられた接触式変位計19f,19gによって、出側クラ
ンプ装置3の位置を計測し、信号ケールブ22f,22gを
介して動ひずみ計21f,21gで電気信号に変換して、信
号ケーブル24f,24gを介して計算機23に伝送する。こ
れにより、出側クランプ装置3の位置をレーザビーム溶
接装置の作動中に診断することができる。
Next, the position of the outlet clamp device 3 is measured by contact-type displacement meters 19f and 19g attached at two places around the outlet clamp device 3 so as to always contact the outlet clamp device 3. Then, the signals are converted into electric signals by the dynamic strain gauges 21f and 21g via the signal cables 22f and 22g, and transmitted to the computer 23 via the signal cables 24f and 24g. Thereby, the position of the exit side clamp device 3 can be diagnosed during the operation of the laser beam welding device.

【0018】以下に、このように構成された本発明装置
を適用した例について説明する。接触式変位計19aには
計測長さ25mmの仕様のものを適用し、接触式変位計19b
〜19gには計測長さ10mmの仕様のものを適用した。また
動ひずみ計21a〜21gには計測範囲が0〜25mmと0〜10
mmのいずれに対しても0〜5Vの直流信号が出力される
仕様とした。
Hereinafter, an example in which the apparatus of the present invention configured as described above is applied will be described. For the contact type displacement meter 19a, a measurement type with a measurement length of 25 mm is applied.
For 19 g, a measurement length of 10 mm was used. The measurement range of the dynamic strain gauges 21a to 21g is 0 to 25mm and 0 to 10mm.
The specification is such that a DC signal of 0 to 5 V is output for any of mm.

【0019】まず、テーパウェッジ17は入側クランプ装
置2の前進位置2bを位置決めするために、図1の矢印
Bの方向に移動するが、レーザビーム溶接する際の先
行、後行ストリップ12,13の突き合わせ量(以下、ルー
トギャップという)の指令値RGSVとテーパウェッジ17
の移動量LW とは次の関係がある。 LW =RGSV/TP ………………(1) ここで、TP はテーパウェッジ17の傾斜面の勾配を表す
ものである。
First, the taper wedge 17 moves in the direction of the arrow B in FIG. 1 in order to position the advance position 2b of the entrance-side clamp device 2, but the leading and trailing strips 12 and 13 for laser beam welding. Command value RG SV and the taper wedge 17
Has the following relationship with the movement amount L W of L W = RG SV / T P (1) where T P represents the slope of the inclined surface of the tapered wedge 17.

【0020】この実施例では、ルートギャップ指令値R
SVとテーパウェッジ17の移動量L W の関係をわかりや
すくするために、以下のように (1)式をもとに下記 (2)
式によりテーパウェッジ17の実移動量LWRからルートギ
ャップ換算値RGRVを算出して、ルートギャップ指令値
RGSVとルートギャップ換算値RGRVを対比し、診断し
た。
In this embodiment, the root gap command value R
GSVAnd the movement L of the taper wedge 17 WI understand the relationship
For the sake of simplicity, the following (2)
According to the formula, the actual movement amount L of the taper wedge 17WRRootgi
Cap conversion value RGRVCalculate the root gap command value
RGSVAnd route gap conversion value RGRVCompare and diagnose
Was.

【0021】 RGRV=LWR・TP ………………(2) 図7はこの計測値を示したもので、図中の横軸にルート
ギャップ指令値RGSVをとり、縦軸にルートギャップ換
算値RGRVをとっている。この図における実線はRGSV
=RGRVの直線を示しており、また白丸印○は計測値を
示している。また、図中の実線をはさむ上下2本の一点
鎖線はルートギャップ指令値RGSVに対するルートギャ
ップ換算値RGRVのばらつきの許容範囲を示している。
この計測例のように、テーパウェッジ17が指令値通りに
動作しているかをこの診断により定量的に行えるもので
ある。
RG RV = L WR · T P (2) FIG. 7 shows this measured value, in which the horizontal axis in the figure is the root gap command value RG SV , and the vertical axis is the vertical axis. The root gap conversion value RG RV is taken. The solid line in this figure is RG SV
= RG RV , and a white circle indicates a measured value. The two dashed lines above and below the solid line in the figure indicate the allowable range of the variation of the root gap converted value RG RV with respect to the root gap command value RG SV .
As in this measurement example, whether the taper wedge 17 is operating as instructed can be quantitatively determined by this diagnosis.

【0022】次いで、図8は入側クランプ装置2の前進
位置2bの計測値を示したものである。この計測は入側
クランプ装置2の周囲に配設した接触式変位計19d,19
eにより行ったものである。この図における横軸は計測
されたデータ信号の計測順を示し、縦軸は入側クランプ
装置2における前進位置2bの実績値と前進位置2bの
指令値との差を示している。また、図中の基準位置は前
進位置2bの実績値=指令値の位置を示しており、白丸
印○は入側クランプ装置2の操作側(WS)を、四角印
□は同じく駆動側(DS)の計測値を示すものである。
この場合の入側クランプ装置2の前進位置の実績値と指
令値の差のばらつきの許容値の上下限値を一点鎖線で示
している。この計測例に示すように、入側クランプ装置
2の前進位置の指令値に対する実績値の差を各溶接毎に
トレンドグラフで解析することで、入側クランプ装置2
の機械精度を定量的に診断するとができ、かつ入側クラ
ンプ装置2の操作側と駆動値の前進位置の実績値と指令
値の差を同時に解析することで、溶接時の先後行ストリ
ップ12,13の突き合わせ量の変化を診断することができ
る。
FIG. 8 shows the measured values of the forward-moving position 2b of the entrance-side clamp device 2. As shown in FIG. This measurement is performed by the contact type displacement meters 19d and 19 arranged around the entry side clamp device 2.
e. The horizontal axis in this figure indicates the measurement order of the measured data signals, and the vertical axis indicates the difference between the actual value of the forward position 2b and the command value of the forward position 2b in the entrance-side clamp device 2. The reference position in the figure indicates the position of the actual value = command value of the forward position 2b, the white circle ○ indicates the operation side (WS) of the entrance-side clamp device 2, and the square □ indicates the drive side (DS). ) Indicates the measured value.
In this case, the upper and lower limits of the permissible value of the difference in the difference between the actual value of the forward position of the entry-side clamp device 2 and the command value are indicated by dashed lines. As shown in this measurement example, the difference between the actual value and the command value of the forward position of the entrance-side clamp device 2 is analyzed by a trend graph for each welding, so that the entrance-side clamp device 2 is analyzed.
It is possible to quantitatively diagnose the mechanical accuracy of the first and second strips 12, 12 at the time of welding by simultaneously analyzing the difference between the actual value and the command value of the forward position of the drive side and the drive value of the input side clamping device 2. It is possible to diagnose a change in thirteen butting amounts.

【0023】次いで、図9は入側クランプ装置2の後退
位置2aの計測例を示したものである。この計測は入側
クランプ装置2の周囲に配設した接触式変位計19b,19
cにより行ったものである。この図における横軸は溶接
毎のデータの番号順を示し、縦軸は入側クランプ装置2
の後退位置2aの計測値を示す。また、図中の一点鎖線
は、入側クランプ装置の後退位置2aのばらつきの許容
範囲を示すものである。入側クランプ装置2の後退位置
2aは、入側クランプ装置2が後退動作している時点で
は常時同じ位置になるような入側クランプ装置2の機械
構造になっている。この後退位置2aが後退動作時に変
化すると、シャー装置4で先後行ストリップ12,13を切
断する際、その切断位置(ストリップの移動方向)が変
化するため、溶接時の突き合わせ量が変化することか
ら、入側クランプ装置2の後退位置2aの計測も重要な
管理ポイントの一つである。この図9の計測例に示すよ
うに、入側クランプ装置2の後退位置2aを計測するこ
とで、図8と同様に機械精度の診断を定量的に行うこと
ができる。
Next, FIG. 9 shows an example of measurement of the retracted position 2a of the entrance-side clamp device 2. This measurement is performed by contact-type displacement meters 19b and 19 disposed around the entrance-side clamp device 2.
c. The horizontal axis in this figure shows the numerical order of the data for each welding, and the vertical axis shows the input side clamping device 2.
Shows the measured value of the retreat position 2a. The alternate long and short dash line in the drawing indicates the permissible range of variation in the retreat position 2a of the entry-side clamp device. The retracted position 2a of the entrance-side clamp device 2 has a mechanical structure such that the entrance-side clamp device 2 is always at the same position when the entrance-side clamp device 2 is retreating. If the retreat position 2a changes during the retreat operation, the cutting position (moving direction of the strip) changes when the leading and trailing strips 12 and 13 are cut by the shear device 4, so that the butting amount at the time of welding changes. The measurement of the retreat position 2a of the entrance-side clamp device 2 is also one of the important management points. As shown in the measurement example of FIG. 9, by measuring the retreat position 2 a of the entry-side clamp device 2, it is possible to quantitatively diagnose the mechanical accuracy in the same manner as in FIG. 8.

【0024】次いで図10について説明する。この図10
は、出側クランプ装置3は常時固定であってその位置は
変化しないが、シャー装置4による先後行ストリップ1
2, 13の切断、あるいは溶接時に出側クランプ装置3が
弾性変形する場合があり、シャー装置4による先後行ス
トリップ12, 13あるいは溶接時の突き合わせ量が変化す
る事態が発生する場合の計測例であり、図中の横軸、縦
軸は図9と同様である。この図10の計測例に示すよう
に、出側クランプ装置3の位置を計測することで、出側
クランプ装置3の機械精度を診断することができるもの
である。
Next, FIG. 10 will be described. This figure 10
The output side clamp device 3 is always fixed and its position does not change.
This is a measurement example in a case where the output side clamp device 3 may be elastically deformed at the time of cutting or welding of 2, 13 and the occurrence of a change in the amount of butting at the time of the preceding and succeeding strips 12, 13 or the welding by the shear device 4. The horizontal axis and the vertical axis in the figure are the same as those in FIG. As shown in the measurement example of FIG. 10, by measuring the position of the outlet clamp device 3, the mechanical accuracy of the outlet clamp device 3 can be diagnosed.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数個の接触式変位計を入側および出側クランプ装置に
取付けて、先後行ストリップの尾端部と先端部の溶接中
におけるそれぞれの位置変化の有無を診断するようにし
たので、もし入側クランプ装置および/または出側クラ
ンプ装置に位置ずれが発生すれば、迅速に検出すること
が可能であるから、装置異常を示す徴候を早期に検出す
ることができるので、装置の不具合を迅速に修正するこ
とができ、これによってストリップの蛇行や溶接部の破
断の発生を大幅に低減させることが可能である。また、
定性効果として操業安定化を達成できるので、操業経費
の節減などにすぐれた効果を発揮する。
As described above, according to the present invention,
A plurality of contact displacement gauges were attached to the inlet and outlet clamp devices to diagnose the position change during welding of the tail end and the front end of the leading and trailing strips. If a displacement occurs in the clamp device and / or the output side clamp device, it is possible to quickly detect the misalignment, so that a sign indicating a device abnormality can be detected at an early stage. This can significantly reduce the occurrence of strip meandering and breakage of the weld. Also,
Operation stabilization can be achieved as a qualitative effect, which is excellent for reducing operating expenses.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成を示す概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】従来のレーザビーム溶接位置の動作状態を示す
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an operation state of a conventional laser beam welding position.

【図3】従来のレーザビーム溶接位置の動作状態を示す
斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an operation state of a conventional laser beam welding position.

【図4】レーザビームの光路の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an optical path of a laser beam.

【図5】従来のレーザビーム溶接位置の動作状態の説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation state of a conventional laser beam welding position.

【図6】従来のレーザビーム溶接位置の動作状態の説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation state at a conventional laser beam welding position.

【図7】ルートギャップ指令値とルートギャップ換算値
の関係を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a route gap command value and a route gap conversion value.

【図8】入側クランプ装置の前進位置の実績値と指令値
の差のデータを示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing data of a difference between an actual value of the forward position of the entrance-side clamp device and a command value.

【図9】入側クランプ装置の後退位置の計測データを示
す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing measurement data of the retracted position of the entrance-side clamp device.

【図10】出側クランプ装置の後退位置の計測データを示
す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing measurement data of a retreat position of the output side clamp device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コモンベース 2 入側クランプ装置 3 出側クランプ装置 4 シャー装置 5 バックバー装置 6 上部ヘッド 7,8 溶接キャリッジ装置 9 加工ヘッド 10 伝送管 11 レーザ発振器 12 先行ストリップ 13 後行ストリップ 14 反射ミラー 15 集光レンズ 16 レーザビーム 17 テーパウェッジ 18 当接板 19 接触式変位計 20 取付治具 21 動ひずみ計 22,24 信号回線 23 計算機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Common base 2 Incoming side clamp device 3 Outlet side clamp device 4 Shear device 5 Back bar device 6 Upper head 7,8 Welding carriage device 9 Processing head 10 Transmission tube 11 Laser oscillator 12 Leading strip 13 Trailing strip 14 Reflector mirror 15 Optical lens 16 Laser beam 17 Taper wedge 18 Contact plate 19 Contact displacement gauge 20 Mounting jig 21 Dynamic strain gauge 22, 24 Signal line 23 Computer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 26/00 - 26/02 B21B 15/00 B23K 37/04──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B23K 26/00-26/02 B21B 15/00 B23K 37/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 先行ストリップ尾端部と後行ストリップ
端部とを切断した後突き合わせて、出側クランプ装
置と入側クランプ装置とでそれぞれクランプしながらレ
ーザビーム溶接装置で溶接する際の前記入側クランプ装
置と出側クランプ装置の機械的誤差の有無を診断する方
法において、 前記入側クランプ装置の前進位置を決めるテーパウェッ
ジのストリップの進行方向に対して直角な方向の移動量
を計測して、この計測値から換算された突き合わせ量と
あらかじめ設定された所定の突き合わせ量とを比較し
て、前記入側クランプ装置が所定の位置に停止したか否
かを診断する工程と、 前記入側クランプ装置がストリップの進行方向の逆方向
に後退して待機する位置を計測して、この入側クランプ
装置の後退位置の変化の有無を診断する工程と、 前記入側クランプ装置がストリップの進行方向と同方向
に前進して溶接点に停止した位置を計測して、前記入側
クランプ装置の前進位置の変化の有無を診断する工程
と、 前記出側クランプ装置の固定位置を計測して、前記出側
クランプ装置の位置の変化の有無を診断する工程と、 からなることを特徴とするレーザビーム溶接装置の診断
方法。
1. A butt after cutting a preceding end of the leading strip tail end and the trailing strip outlet side clamp device and the inlet side clamp device and at the time of welding by laser beam welding device with clamps respectively A method for diagnosing the presence or absence of a mechanical error between the entrance-side clamp device and the exit-side clamp device, comprising: Diagnosing whether or not the entrance-side clamp device has stopped at a predetermined position by comparing the butting amount converted from the measured value with a predetermined butting amount set in advance; The position where the side clamp device is retracted in the direction opposite to the traveling direction of the strip and waits is measured, and it is diagnosed whether or not the retracted position of the input side clamp device has changed. Measuring the position at which the entrance-side clamp device advances in the same direction as the traveling direction of the strip and stops at the welding point, and diagnosing the presence or absence of a change in the advance position of the entrance-side clamp device; Diagnosing a change in the position of the outlet clamp device by measuring a fixed position of the outlet clamp device, and diagnosing a change in the position of the outlet clamp device.
【請求項2】 先行ストリップ尾端部と後行ストリッ
プの端部とを切断した後突き合わせて、出側クランプ
装置と入側クランプ装置とでそれぞれクランプしながら
レーザビーム溶接装置で溶接する際の前記入側クランプ
装置と出側クランプ装置の機械的誤差の有無を診断する
装置において、 前記入側クランプ装置の前進位置を決める1個のテーパ
ウェッジの端部に当接自在に設けられる接触式変位計
と、前記入側クランプ装置の周囲4箇所に取付けられる
当接板に接触自在にそれぞれ設けられる接触式変位計
と、前記出側クランプ装置の周囲に当接自在に設けられ
る複数個の接触式変位計と、これら接触式変位計個々の
測定信号を電気信号に変換する動ひずみ計と、該動ひず
み計の電気信号を入力して溶接動作中における前記入側
クランプ装置と出側クランプ装置の位置の変化の有無を
診断する計算機と、 からなることを特徴とするレーザビーム溶接装置の診断
装置。
2. A butt after cutting a preceding end of the leading strip tail end and the trailing strip outlet side clamp device and the inlet side clamp device and at the time of welding by laser beam welding device with clamps respectively A device for diagnosing the presence or absence of a mechanical error between the entrance-side clamp device and the exit-side clamp device, comprising: a contact-type displacement provided so as to abut on an end of one tapered wedge that determines a forward position of the entrance-side clamp device. A contact type displacement meter provided so as to be able to come into contact with a contact plate attached to four places around the entrance side clamping device, and a plurality of contact type displacement meters provided so as to be able to contact around the exit side clamping device. A displacement gauge, a dynamic strain meter for converting measurement signals of these contact type displacement meters into electrical signals, and the input side clamp during welding operation by inputting the electrical signal of the dynamic strain meter. Diagnostic apparatus for a laser beam welding device comprising a computer for diagnosing the presence or absence of a change in position of the location and the outlet side clamp device, in that it consists of.
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