JP3049442B2 - 自動溶接作業のための分散処理制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の技術分野 本発明は溶接と電子的処理制御一般に関する、詳細に
は自動制御溶接機に関する。

本発明の背景 パイプラインの構造においては、パイプラインの接続
部を内側と外側から溶接する必要がある。外部から溶接
を行なうことには手法上問題はなが、内部溶接パスを行
なうことには大いに本質的な問題が存在する。人が接近
することはまず殆ど実用不可能であるため、この操作を
行なうために自動内部溶接機械が開発されてきた。その
ような内部自動溶接機械はNelsonに付与された米国特許
第3,612,808号に示されており、Slavensに付与された米
国特許第4,525,616号に記述されている。

内部溶接機械はパイプラインの建設において世界中で
広く利用されているが、これらの溶接機はそれらの生産
性に制限があり操業コストは増加するという欠点があ
る。内部溶接機にたいして特に苛酷な自動溶接装置を使
用するときの具体的な問題は、溶接パスが行なわれると
きのスピードが制限されることである。内部溶接作業に
おいては、欠陥のあった溶接箇所を修理するときに困難
があり費用がかかる。したがって、その装置が、非常に
高いパーセンテージで溶接作業の使用されているとき、
適正に稼働することが肝要である。自動溶接機を遅い移
動速度で使用するとき、アークは飛び（点火され）正し
く起動（起爆）される可能性が高い。もしはやい移動速
度が採用されると、適正なアークが飛ぶ可能性は少なく
なる。したがって、信頼できることが最も大切であるた
め、自動内部溶接機の移動速度は、正しいアークの開始
を確実にするために比較的に低い速度に設定されてき
た。しかしながら、アークが極めて確実に起動するよう
に必要な低い（移動）速度を採用すると、全体の溶接工
程が非常に時間のかかるものになる。このように、従来
の自動溶接装置、特に自動内部溶接機の主な欠点は、高
品質の溶接を行なうために遅い移動速度を採用する必要
があることである。

更にこの内部溶接機の利用の限界となっているのは、
溶接機を操作するために必要な複雑で高価な電子的制御
システムである。内部溶接機械を使用するときに、相当
数の機械的電気的操作が実行される。これらのステップ
は、その機械をパイプラインに沿って移動し、パイプジ
ョイントの端部にとの機械を正しく配列し、機械を一つ
のパイプジョイントに留め（clamp）それから次のパイ
プジョイントに留め、溶接パスを開始しそして止めるた
めに適当な位置に内部溶接機を位置決めし、機械をパイ
プの内部に留め、溶接機の出発移動を含む溶接操作を開
始し、送り（feed）ワイヤを供給し、シールドガスを供
給する各ステップから成っている。さらに、アークは常
に各溶接機にたいして監視する必要があり、適正な位置
において溶接機の始動と停止が行なわれる。これらの機
能の殆ど全てが、電子装置により開始され、監視され
（monitered）、停止される。しかし、内部溶接機は厳
格な環境で機能する必要がある。それは、（高低）両極
端の温度、湿度、埃と煙への露出からなる逆の天候条件
において使用可能でなければならない。装置はまた、極
度の物理的応力と粗暴な取り扱いを受ける。電子的制御
システムは更に、アーク溶接が原因で生ずる静的、過渡
的、強い電流による荒れた電気的環境をこうむってい
る。そのような溶接に極めて強力な電流レベルが使用さ
れるので、電子部品の動作に実際的に影響を与えるよう
な磁場を発生する。そのうえ、この特性をもつ溶接装置
は、多くの場合遠隔の地において使用されるので、保守
を行い予備品を供給することは困難である。従って、制
御システムを簡潔なものとし、最小の数の部品を用意す
ることは非常に重要である。

内部溶接機を作動するのに必要な数多くの制御作用を
実現するために、多量のソレノイド、スイッチ、その他
の電子的部品を作動させるための無数の電線を有する非
常に大きなケーブル束を必要となる。この型の大きなケ
ーブル束は、大型の内部溶接機に収容することができ
る、しかし20インチあるいはそれより小型の内部溶接装
置のような小さい装置では、上述のようなケーブル束を
収容するのは困難である。もしそのようにすれば、内部
溶接機の作動を妨げ、動作上の障害が更に加えられる。
このことより、自動溶接を実行するためには改良された
電子的制御システムが明らかに必要であり、さらに詳細
には、内部溶接機械を実現するためには、もっと信頼性
のある、複雑でない、物理的に小型の制御システムが必
要である。

本発明の概要 本発明の選択された実施態様は、複数の機能的動作を
行なう溶接機械の制御システムである。これらは、進路
に沿って溶接機を位置決めし、溶接機のアークに電力を
供給し、アークのシールドガスを供給し、電極ワイヤを
送り込み、パイプラインのなかに溶接装置を固定し且つ
移動し、その他の関連ある操作を行なうことから成る。
この制御システムは命令とデータを伝達するための通信
連係（communication link）を利用し、その通信連係の
接続された複数のマイクロプロセッサ制御装置を備えて
いる。マイクロプロセッサ制御装置の一つのグループ
は、機能的動作の少なくとも一つを実行する各装置を作
動させるよう接続される。マイクロプロセッサ制御装置
の少なくとも一つは、通信連係から命令を受け、これら
の命令により、受信制御装置を働かせ、相当する装置に
たいし動作をさせるが、その相当する装置にたいする
（適正な）機能的動作が実行されるように働く。制御盤
（パネル）が備えられ、それぞれ複数の機能的動作に通
信するための制御信号を発生する。更に、マイクロプロ
セッサ制御装置の少なくとも一つは、制御信号を受ける
制御盤に接続され、通信連係を経由し他のマイクロプロ
セッサ制御装置に伝送するための命令をこれらの制御信
号から発生させる。

本発明中の他の発明においては、この制御システム
は、選択された機能的動作を実行するための内部制御盤
と、リーチロッドの端部にとりつけられ、リーチロッド
制御箱に取り付けられたマイクロプロセッサ制御装置に
使用される遠隔制御盤とに使用される。

本発明のマイクロプロセッサ制御装置の他の発明は、
制御装置の記憶装置中に同じプログラムを有する。その
プログラムは、全てのマイクロプロセッサ制御装置の動
作に必要な全てのコードをもつ。各制御装置は、特別の
制御装置を識別する多位置開閉器（スイッチ）を備えて
いる。プログラムは、そのプログラムのどの部分を実行
するべきかを判断するために、、そのスイッチを基準と
する。

図面の簡単な説明 本発明とその利益を、更に良く理解するために、この
明細書に添えた下記の各図面をもとに以下の記述を参照
されたい、即ち、 図１は、本発明に使用される内部溶接機台車（carria
ge）の部分断面正面図、 図２は、本発明に使用される内部溶接機の正面図、 図３は、本発明の制御システムを構成する電子機能装
置の位置と相互接続を説明するブロック図、 図４は、本発明の制御システムの機能装置、各機能装
置を構成する回路カード、機能装置の相互接続、２個の
機能装置のための制御盤をそれぞれ示すブロック図、 図５は、図４に示した内部溶接機の前面および制御盤
の説明図、 図６は、図４に示した内部溶接機のリーチロッド制御
盤の説明図、 図７は、本発明に使用した内部溶接機の動作の説明
図、 図８は、図４に示したCPUカードの詳細なブロック
図、 図９は、図４に示した電源の詳細なブロック図、 図10は、図４に示した盤（パネル）インターフェース
カードの詳細なブロック図、 図11は、図４に示したアナログ入力カードの詳細なブ
ロック図、 図12は、図４に示したアナログ出力カードの詳細なブ
ロック図、 図13は、図４に示したエンコーダ（符号化器）モータ
の詳細なブロック図、図14は、図４に示した二重emfモ
ータの詳細なブロック図、 図15は、図４に示したDC入力カードの詳細なブロック
図、 図16は、図４に示したDC出力カードの詳細なブロック
図、 図17は、内部溶接機の移動速度、溶接とワイヤ速度に
たいするアーク電圧、内部溶接機の位置機能として全て
についてそれぞれのグラフ説明、 図18は、各CPUのソフトウェアーの初期作動段階を説
明するフローチャート、 図19は、各CPUの応用動作を選択する作用を説明する
フローチャート、 図20は、CPU1の応用の動作を説明するフローチャー
ト、 図21は、CPU2の応用の動作を説明するフローチャー
ト、 図22は、CPU3の応用の動作を説明するフローチャー
ト、 図23は、CPU4の応用の動作を説明するフローチャー
ト、 図24は、CPUのいづれかにたいする通信中断の動作を
説明するフローチャート、 図25は、本発明を包含し、内部溶接機、プリンタと携
帯型プログラミング装置と手動訓練装置をそれぞれ具備
した溶接システムを示し、そして 図26は、本発明を包含し、通常の制御システムにより
制御される複数の溶接ステーション（ウェルディングス
テーション）を具備するラック型溶接システムを示すも
のである。

発明の詳細な説明 本発明に採用された内部溶接機装置30の断面図を、図
１に示す。この装置の物理的構成部品の動作は、1969年
６月４日に出願されNelsonに付権された米国特許第3,61
2,808号に詳細に記述されている。この米国特許を引例
としてここに添付する。図２は、内部溶接機装置30に採
用された内部溶接機140の説明図である。

本発明に採用された別の内部溶接機は,1972年１月４
日にNelsonその他に付権されたU.S.P.N.3,632,959に述
べてあり、ここに引例として添付する。

図１において、内部溶接機30はパイプジョイント32内
に位置決めされる。装置30には、駆動輪36を駆動するモ
ータ38をもつ駆動組立部34を備える。駆動組立部にはさ
らに、前輪38とバランス輪40とを備える。アクチュエー
タ42はパイプジョイント32に対抗してバランス輪32を動
かす。

自在組立部44は装置30と駆動組立部34との間にあり、
パイプジョイント32の端部に留められたとき装置30の部
品の配列誤差を防ぐ働きをする。装置30は更に、前方固
定組立部52と後方固定組立部54とを具備する。これらの
組立部は装置30のそれぞれ前面と後方とのシューを作動
させる。溶接組立部56は固定組立部52と54の間に位置決
めされる。溶接組立部56は、溶接トーチを備え、関連す
る消耗品の供給と機械的操作は、隣接するパイプジョイ
ント32と33の間の溶接が可能なように工夫される。パイ
プジョイント32と33が面している端部は、内部と外部の
双方の表面上に溶接間隙を与えるように加工される。組
立部56の一部である内部溶接機140は、内部溶接の実施
に関し、図２に記述してある。

整合装置（aligners）58は、ジョイント33が定位置に
移動するまえにパイプジョイント32の端部に内部溶接機
装置を整合するために用意される。複数の整合装置58
は、装置30の周辺に設けられる。整合装置58は、空気圧
により外側に向かって延びる、そして内部溶接機装置30
がジョイント32に移動して戻るとき、整合装置58はパイ
プジョイント32の端部に噛み合い、これによって、ジョ
イント32と33との接続部に組立部56の内部溶接機の位置
を決める。

内部溶接機装置30はさらに、固定組立部52と54とアク
チュエータ42と配列アクチュエータとを駆動するため
に、圧縮空気または他の適当なガスを供給するタンク60
を具備する。装置30は更に、溶接アークにたいするシー
ルドガスを供給するためにタンク62を備える。

バッテリー50は、駆動組立部34と電子的制御システム
のために電力を供給する。

アーク溶接の電源は、電力ケーブル64を通じて装置30
に供給され、そして電源はまた、滑車72に接続されるス
プリング70により張られた滑車66と68とに巻き込まれ
る。このスプリングの配置は電力ケーブル64のテンショ
ンを緩めるように働き、それを応力から保護する。トー
チへの溶接電流を供給するための溶接電流バー（図示さ
れない）に接続されたマニホールドブロック74に電力ケ
ーブル64が接続されている。

装置30は更に、その前方端にある管状フレーム（機
構）80を有する、このフレームはその中に収納された構
成部品を保護し支持するように働く。中空のリーチロッ
ド82は、フレーム80の前方端の一端とリーチロッド制御
箱84とに接続される。溶接アークのためのシールドガス
はリーチロッド82を通じてて供給され、タンク62に貯え
られる。

内部溶接機装置30は、複数のマイクロプロセッサ制御
装置を備えた分散型処理電子制御システムを具備する。
これらは、後端制御装置92、前端制御装置94、リーチロ
ッド制御装置96、電力制御装置98から構成する。これら
の装置は各々、通信連係100と共通に直列接続されたも
のに並列に接続される。

２個の鉛でできた電力線102は、各マイクロプロセッ
サ制御装置92、94、96、98に電力を供給するために、バ
ッテリー50に接続される。

装置30は更に、下記に述べる回転リングに取り付けら
れた図２に示すような複数の内部溶接機を有する。その
リングは、位置エンコーダ112を設けたモータ110により
駆動される。エンコーダ112は、溶接トーチを運ぶリン
グの相対位置を指示するデジタルデータ信号を発生す
る。（図７参照） 電源制御装置98は、電源104の動作を制御可能のよう
に接続される。代表的な電源としては、Lincoln Elect
ric Co.製で型式R38−400がある。

リンク100にたいする通信規約は、キャリア検知多重
アクセス／衝突検出（機能）（CSMA/CD、carrier sense
multi access with collision detection）と定めら
れ、IEEE標準802.3.に記載されている。

前端制御装置は制御および遅延盤118（図５参照）を
備え、リーチロッド制御箱84は制御および遅延盤120を
備える（図６参照）。

装置30の動作において、内部溶接機の位置を設定する
ことは必要である。このことは、オペレータが盤118を
使用するために示された位置にパイプジョイント33を設
定する前に、マイクロプロセッサ制御装置94に接続され
る携帯訓練装置126を使用して行なわれる。装置94は、
エンコーダ112の読みを示すためのディスプレイを備え
る。装置126には、時計方向および反時計方向の溶接パ
スにたいし、ホーム、スタート、ストップの各ポジショ
ンを定めるボタンが設けてある。オペレータは内部溶接
機を適当な場所に位置決めし、相当するボタンを押して
位置を定める。エンコーダ112により定めたように、こ
れらの位置は制御装置94に記憶され、溶接を行なうとき
に内部溶接機の移動を定めるために使用される。

図２において、本発明に使用される内部溶接機140を
示す。詳細な内部溶接機の構造はU.S.P.N.3,612,808.を
参照されたい。溶接機140は、管146を通じ溶接ノズル15
0に至る溶接電極として、フィードワイヤ144を供給する
ためのカートリッジ142を備える。

フィードワイヤ144は、電極リール152のまわりに巻き
込まれる。ピボット（回転）アーム154は、リールの回
転がスタートする間、リール152に対抗してスプリング1
56により偏位（バイアス）されている。

ノズル150は、台車本体158上に回転可能に取り付けら
れる。溶接ノズル150は、ピン162により（台車）本体15
8に取り付けられたアーム160に固定される。アーム160
は、アクチュエータ168に接続されたアーム166にピン16
4により更に固定される。スプリング170はアーム166を
囲む。スプリング170は溶接ノズル70をその溶接位置か
ら離す、これによって、ノズル150をその溶接位置に動
かすために圧力ガスをアクチュエータ168に送り込む必
要が生ずる。このスプリングの収縮は、次のパイプジョ
イントが組立部52の上の位置に移動するとき、ヘッドを
保護位置に移動する目的をもっている。電極144は、軸1
84にたいして弾性的に保持される車輪182を駆動するモ
ータ180を有するメカニズムによりノズル150に送られ
る。車輪182が回転するに従って、ワイヤ144はノズル15
0に送られる。

管186と188はシールドガスをノズル150に供給する。

一方、内部溶接機140は図２に引例として述べた。
（実施態様に）選択された内部溶接機は、Slavensに付
権された米国特許第4,525,616号に記述されており、そ
の特許（公報）をここに引例として添付する。この内部
溶接機は、発振型のノズルをもっており、これにより、
ノズルの発振中に、電流の大きさを監視し隣接するパイ
プジョイント間の継目または間隙を自動的に追跡するこ
とができる。

図３を参照し、溶接機30の制御システムの簡単なブロ
ック図を説明する。各マイクロコンピュータ制御装置9
2、94、96、98は共通に通信連係100に接続される。制御
装置98と溶接電源104とは、典型的に、リーチロッド制
御装置96から100フィート以上離れた距離に設置され
る。

図４を参照し、装置30にたいする制御システムをブロ
ック図で説明する。マイクロプロセッサ装置92、94、9
6、98は通信連係100により並列に接続される。電力は、
バッテリー50から２線電力線102を通じ制御装置に供給
される。これは、24ボルト線である。

マイクロプロセッサ制御装置92乃至98は各々、その制
御装置において必要な機能を実行するための複数のプリ
ント回路カードを備えている。各制御装置は、コンピュ
ータ（CPU）カードと電源カードを備えている。各制御
装置の構成は次の通りである： 制御装置92 1. CPUカード 2. 電源カード 3. CD出力カード 4. エンコーダモータカード 制御装置94 1. CPUカード 2. 電源カード 3. パネルインターフェースカード 4. アナログ入力カード 5. DC出力カード 6. 二重EMFモータカード 7. 二重EMFモータカード 8. DC入力カード 制御装置96 1. CPUカード 2. 電源カード 3. パネルインターフェースカード 制御装置98 1. CPUカード 2. 電源カード 3. アナログ出力カード 4. DC出力カード マイクロプロセッサ制御装置に使用されたプリント回
路装置には、CPUカード202、電源カード204、パネルイ
ンターフェースカード206、アナログ入力カード210、ア
ナログ出力カード212、エンコーダモータカード214、二
重EMFモータカード216、DC入力カード218、DC出力カー
ド220を備えている。

各CPUカードは、相当するパワーカードが通じ通信連
係100に接続される。電力線102は、各制御装置にたいす
る電源カード204に接続される。各制御装置内におい
て、カードは、16ビット・データ／アドレス・バスによ
り内部接続される、これについては、以下に述べる。

マイクロプロセッサ制御装置92は、エンコーダ112か
らリングエンコーダ出力を受け、モータ110を駆動する
エンコーダモータカード214を有する。制御装置92のDC
出力カード220は、車輪上昇、車輪下降、ブレーキ、装
置30前進、同逆進、後方シュー伸長、同収縮の各機能を
制御するための出力を送出する。制御装置94は２個の二
重EMFモータカード216を備えている、それらカードのう
ちの１個は、時計方向１と反時計方向１のワイヤーフィ
ードを制御し、それらカードのうちの他は、時計方向２
と反時計方向２のワイヤーフィードを制御を行なう。第
３、第４の二重EMFモータカード216は、もし実施されれ
ば、トーチ発振器モータを制御する。DC出力カード220
は、時計方向と反時計方向のシールドガスの供給と、整
合装置58と、前方シューの各on/off機能を制御する。DC
入力カード218は、パイプリミットスイッチ、リーチロ
ッド座屈リミットスイッチ、アライナ上限リミットスイ
ッチ、シュー圧力スイッチの各端部条件を感知する。装
置94は更に、トーチ１とトーチ２のアーク電圧を感知す
るアナログ入力カード210を有する。装置94はまた、制
御盤（パネル）118のスイッチとプッシュボタンの条件
を感知し、７個の各区画のディスプレイを駆動するパネ
ルインターフェースカード206を備える。

制御装置96は、CPUカード202とパワーカード204に加
え、パネルインターフェースカード206を備える。

制御装置98は、CPUカード202とパワーカード204に加
え、DC出力カード220とアナログ出力カード212とを有す
る。

内側制御盤118が、図５に示される。この制御盤は、
アライナ58を上下動する上下位置を有するトグルスイツ
チ230を含む。このトグルスイツチ232はさらに、リアシ
ユーのための上および下位置を有する。ホイール34と38
は、個々のボタン234と236によつて上および下位置にお
かれる。

トグルスイツチ238は、ブレーキつまり組立体48のた
めのオン・オフ位置をもつ。

トグルスイツチ240は、パイプをへてユニツトを移動
させるための前進と後退位置を有する。

盤118はさらに、16桁をもつデイスプレー242を含む
が、これはエンコーダ112からのカウントと共に、ヘル
プメツセージを表示するのに用いられる。トグルスイツ
チ244は、モータ35に、24Vか36Vの電力を供給する。36V
電源により、必要に応じてユニツト30が加速される。

このシステムのための動力は、表示球250によつてそ
の存在が示される。

ボタン252を押すことによりワイヤクリア作用がなさ
れ、４つのすべてのトーチから同時にワイヤが供給され
る。

ボタン254を押すことにより、リング344（図７参照）
が時計方向に回転する。

ボタン256を押すと、リング344は反時計方向に回る。

前クランプ組立体52はトグルスイツチ258によつて作
動し、停止される。

トグルスイツチ260は、時計方向内側ウエルダのため
のシールドガスをオン・オフする。

トグルスイツチ262は、反時計方向内側ウエルダのた
めのシールドガスをオン・オフする。

時計方向数字１内部溶接機、ユニツト340へのワイヤ
供給は、ボタン266を押すことによつてなされる。時計
方向内側ウエルダ数字２、ユニツト342へのワイヤ供給
は、ボタン268を押すことによつてなされる。反時計方
向ワイヤ供給１ユニツト、内部溶接機338へのワイヤ供
給は、ボタン270を押すことによつてなされる。同様
に、反時計方向ユニツト２、内部溶接機336へのワイヤ
供給は、ボタン272を押すことによつてなされる。

ボタン254,256およびトグルスイツチ258,260,262に
は、不注意にさわらないよう保護カバーが設けられる。
これらのボタンとトグルスイツチによつてなされる機能
は、ルーチン作業ではなく、保守・管理作業に必要なも
のである。

リーチロッド制御盤120は、図６に示されている。マ
スタ作動スイツチ280は、各作動サイクルのステツプ順
序をコントロールする。スイツチ280は、オフ位置282を
もつ。前シユー位置284にスイツチ280があるとき、前シ
ユーは拡大する。

スイツチ280は位置286にあるとき、時計方向ウエルド
作業を行うようにセツトされる。この作業は、スタート
ボタン306を押すことによつて開始される。電球288は、
これが前進中であることを示す。

スイツチ280は位置290にあるとき、反時計方向溶接作
業を行うようセツトされる。この作業は、溶接スタート
ボタン306をおすことによつてスタートする。この作業
が進行中、電球292が点いている。

コントロールスイツチ280が位置294にあるとき、リン
グ344（図７参照）はホーム位置に回転する。このホー
ム位置から、次の溶接サイクルが始まる。

電球296が点くと、リング344が回転してホーム位置か
ら外れていることを示す。スイツチ280が位置298にセツ
トされると、シユーは後退して、ユニツト30はパイプラ
インの内側を移動する。

スイツチ280が位置300にあると、ユニツト30は自動移
動ボタン302をおすことにより移動可能となる。ボタン3
02がおされると、電球304によつてそれが示される。

時計方向溶接位置286と反時計方向溶接位置290によ
り、溶接準備が完了し、実際の溶接作業はボタン306に
より開始される。

ホールドアウトボタン308がもしおされると、全体の
溶接作業が停止されてしまうので、オペレータは監視し
てなくてはならない。

内部溶接機の時計方向回転は、ボタン310をおすこと
によつてなされ、ボタン312をおすと反時計方向回転が
なされる。

トグルスイツチ316は、溶接作業中のCW1とCCW1ワイヤ
フイーダを不能にするのに用いられる。トグルスイツチ
318は、溶接作業中のCW2およびCCW2ワイヤフイーダを不
能にする。トグルスイツチ316と318は、不注意によつて
作動しないように保護カバーを有する。

電球320は、溶接動力供給源におけるコンタクタが閉
じて、電力が溶接トーチに供給されると、点灯する。

ボタン322がおされると、アーク電圧テストがなされ
る。このボタンがおされると、溶接電力供給源のコンタ
クタは閉じ、トーチのためのアーク電圧は、テイスプレ
ー326と328に示される。

溶接数字１と溶接数字２アーク電圧は、各パスのため
のものだが、それぞれ電位差計330と332を回転させるこ
とによつてコントロールされる。

図７には、内部溶接機の位置を回転が略示される。内
部溶接機336,338,340,342は、ドライブリング344に担時
される。モータ110がリング344を駆動し、モータ110の
軸位置はエンコーダ112によつて決まる。モータエンコ
ーダ112の位置信号は、マイクロコントロールユニツト9
2内のエンコーダモータカード214に伝送される。同様
に、このユニツト92が、モータ110を駆動するためのコ
ントロール信号を出す。モータ110は、リング344を、時
計方向あるいは反時計方向に駆動でき、その速度は自由
に変えられる。

位置346,348により、パイプジヨイント32上の上死中
心点と下死中心点がきまる。位置350と352により、上死
中心点と下死中心点間の中心点がきまる。ホームロケー
シヨン位置354は、上死中心位置からわずかにずれてい
る。溶接機340と342は、溶接機336と338と同様に、互い
に90度ずれている。しかし、溶接機338と340の離隔角度
は90度以下である。

機械的ストツプ358は、もし内側ウエルダをもし所望
の停止位置以上に動かすときに、リミツトスイツチを開
く。これは安全機能である。

手持ちユニツト126は、ホーム、スタート、および停
止の各位置を画定するのに用いられる。これは、オペレ
ータが制御盤118にアクセスする際に行なわれる。この
制御盤を用いて、オペレータはリング344を駆動して、
内部溶接機を定置させることができる。オペレータは、
ホーム、スタート、停止の各位置にウエルダ340をおく
べくモータ110を駆動できる。コントロール盤126上の対
応するボタンは、溶接機340が適切な位置にあるときに
おされる。コントロールユニツト92は、自動溶接作業に
用いられるフアイル内の各位置を記録する。

要するに、電動機110は作動中において、リング344を
駆動する。溶接しないときは、リングは、ウエルダ340
がホーム位置354に来る位置にある。溶接作業は全体
が、２つの段階において実行される。第１ステツプは、
時計方向溶接パスであつて、溶接機340と342が同時作動
し、その後、溶接機336と338を用いて反時計方向に第２
溶接パスが行なわれる。下向きに動かす作業によるこの
種の溶接形状が望ましい。

第１パスにおいて、溶接機340はまずホーム位置354に
ある。溶接作業を始めるとき、まずガス供給および電力
供給コンタクタがオンにされ、リング344が回転され
て、溶接機340はスタート位置346に来、溶接機342は位
置352に来るか、あるいは溶接機はそれぞれ各位置をこ
えて動きつづける。このロケーシヨンにおいて、ワイヤ
はウエルダ内に供給され始める。次に、アークが、ウエ
ルダ340と342にとぶ、このとき、駆動モータ110は、停
止するか、あるいはウエルダを低い角速度で動かしつづ
ける。ウエルダによる溶接パスがスタートするとすぐ、
モータ110は命令をうけて、駆動速度を速める。かくし
て、溶接機340と342は、高速度でパスに沿つて動く。溶
接機340が点352に近づき、溶接機342が点348に近づく
と、各溶接機340,342内のワイヤ供給モータは、減速さ
れ、モータ110も同様に、減速されて、各溶接機は終端
位置で停止する。これと同時に、ガス供給が停止され、
溶接電力供給機におけるコンタクタが開いて、溶接パワ
ーが停止する。

このとき、溶接機338は回転して位置356に来る。上記
溶接手順は、反時計方向にくり返されて、パイプ接合部
の左側に対する溶接パスが完了する。本発明による移動
速度、アーク電圧、ワイヤ速度などは、図17に示され
る。

CPUカード202の詳細なブロツクダイアグラムは、図８
に示される。カード202は、マイクロプロセツサ380を含
む。このプロセツサは、インテル社製のモデル80c152が
好ましい。GSC（グローバルシリアルチヤンネル）と呼
ばれるコミユニケーシヨンリンク100は、RS485回路382
を介して接続される。RS232コミユニケーシヨン回路384
も同様に、マイクロプロセツサ380に連続されて、後記
手持ち接点920に接続される。

カード202に入力される24Vの電力は、光学アイソレー
タ386をへて、パワーモニタ回路388に連結される。回路
388の出力は、さらに、マイクロプロセツサ380に接続さ
れる。同様にデイプスイツチ390も、マイクロプロセツ
サ380に接続される。

CPUカード202には、平行データ・アドレスバス400が
あるが、このバスによりマイクロプロセツサ380は、ラ
ンダムアクセスメモリ402、リードオンリーメモリ404、
トリプルタイマ406、バツフア408、デコーダ410に接続
させる。インタラプトライン407はタイマ406からマイク
ロプロセツサ380に延びる。オシレータ309は、タイマ40
6にクロツク信号を送る。デコーダ410は、ライン411に
一群のカードセレクト信号を流す。カードセレクトライ
ンにより、ひとつの外部カードが一時に、平行データ・
アドレスバス400をへてCPUカードと通信できる。インタ
ラプトライン407により、タイマ406はマイクロプロセツ
サ380に接続される。

一群のパワーライン412が、カード202に設けられるの
で、プラス24V、プラス15V、マイナス15V、プラス5Vの
電力が得られる。

パワー供給カード204のブロツク線図が、図９に示さ
れる。バツテリ50からの24Vパワーライン102は、カード
204に接続されるが、このカード内では、低電圧カツト
オフスイツチ420に接続される。コミユニケーシヨンリ
ンク100、つまりねじれ対がカード24に接続され、カー
ドから外向きに出て他のコントロールユニツトに接続さ
れる。カード204内において、ライン100はCPUカードに
接続されるが、このCPUカードは、対応するコントロー
ルユニツト内にある。

パワーライン信号102は、スイツチ420をへて電力コン
バータ422に流れ、5V、プラス15V、マイナス15Vをう
る。これらの電力は、ライン群412を通るライン102から
の24Vと共にえられる。これらのパワーラインは、各マ
イクロプロセツサコントロールユニツト内のすべての他
のカードに入力される。

パネルインターフエースカード206は、図10に示され
る。パワーライン412も同様に、カード206に入力され
て、作動パワーがカードに入る。アドレスバス400もま
た、CPUカード202からカード206に接続される。このバ
スは、デイスプレードライバ430、アナログ・デイジタ
ルコンバータ432、ラツチ434、ラツチ436に延びる。

デイスプレードライバ430により、ドライバライン430
a,430bは、図5,6に示すパネルのようなパネルに表示さ
れる。

各種センサとスイツチからのアナログ入力ライン442
の群は、マルチプレクサ438に入力され、入力のひとつ
をへて、アナログ・デイジタルコンバータ432に入力さ
れる。次いで、ひとつの入力ラインにおけるアナログ信
号は、デジタル語に転換され、バス400をへて、CPUカー
ド202に伝わる。

ラツチ434は、複数のLED出力の状態を保持する。これ
らの状態は、ドライバ440に入力させ、一群のLED出力ラ
イン444が駆動され、デイスプレーパネル上のLEDランプ
つまり電球のそれぞれが点灯する。どのランプを点灯す
るかの決定は、マイクロプロセツサ380によつてなされ
て、バスライン400をへて、適当な命令がラツチ434に伝
わる。

一群のスイツチ入力ライン446がラツチ436に設けられ
ているので、各スイツチ入力の状態がストアされる。こ
れは、デジタル語として保存され、CPUカード202に戻さ
れる。

アナログ入力カード210は、図11のブロツク線図でく
わしく示されている。このカードは、パワーライン412
とデータ・アドレスバス400をうける。これはさらに、
アナログ入力ライン450,452を含む。ライン450は、入力
をサンプルホールド回路456に伝えるアイソレーシヨン
増巾器454に接続される。同じように、入力ライン452に
おける信号は、アイソレーシヨン増巾器458をへて、サ
ンプルホールド回路460に伝えられる。回路456,460から
の出力は共に、マルチプレツクス回路462に加えられる
ので、出力を選択的に、アナログ・デジタル回路464に
与える。回路464からの出力は、バス466をへて、ラツチ
468,470,472,474に伝わる。４つのラツチの出力は、デ
ータ・アドレスバス400に接続される。

サンプルホールド回路456と460、およびマルチプレツ
クス回路462、アナログ・デジタルコンバータ464、ラツ
チ468〜474の連続的作動は、プログラマブルアレー論理
（PAL）回路476によつて制御される。PALの作動は、CPU
カードからバス400をへて伝えられる命令によつて制御
される。

作動中において、アナログ入力カード210は、それぞ
れの入力ライン450と452上のアナログ信号をうける。こ
れらは、一時に作動する個々の内部溶接機へのアーク信
号である。これらの信号は、回路456,460によつてサン
プル化され、これらのアナログサンプルは交互に、マル
チプレツサ回路462からアナログ・デジタルコンバータ4
64に提供され、各アナログサンプルのための個々のデジ
タル語がえられる。これらのデジタル語は、次いでラツ
チ468〜474内にストアされ、バス400をへて、コントロ
ールユニツト94のCPUカードに伝えられる。CPUカード
は、GSCコミユニケーシヨンリンク100をへて値を、溶接
パワー供給源のためのコントロールユニツト98内のCPU
に伝える。これらのデジタル語は、次いでアナログ出力
カード212をへて、アナログ信号に変換され、戻され
る。カード212の出力により、溶接パワー供給出力電圧
がコントロールされ、所望の溶接電圧が各アーク上に確
実に保持される。

アナログ出力カード212は、図12においてブロツク線
図で示される。カード212は、パワーライン412、データ
・アドレスバス400をうける。デジタルデータ語は、バ
ス100を通つて、シフトレジスタ490,492,494,496のそれ
ぞれに伝えられる。オシレータ498は、時計信号をシフ
トレジスタ490と494に伝達する。レジスタ490からの出
力は、レジスタ492に伝達され、レジスタ494からの出力
は、シフトレジスタ496に伝えられる。シフトレジスタ4
92内のデジタル語は、光学アイソレータ500をへて、デ
ジタル・アナログコンバータ502に伝えられる。シフト
レジスタ496の出力は、光学アイソレータ504をへて、デ
ジタル・アナログコンバータ506に伝達される。

オシレータ498からの出力も同様に、光学アイソレー
タ508をへて伝えられ、デジタル・アナログコンバータ5
02の作動をクロツクする。オシレータ498からの出力
は、光学アイソレータ510に伝えられ、デジタル・アナ
ログコンバータ506の作動をクロツクする。このコンバ
ータ502は、ライン512にアナログ出力信号を作り、デジ
タル・アナログコンバータ506は、ライン514にアナログ
出力信号を作る。

作動中において、カード212は、アナログ入力カード2
10によつて作られたデジタルアーク電圧語をうける。こ
れらのデジタル語は、シフトレジスタ490〜496をへて伝
達され、光学的にアイソレートされ、アナログ電圧に、
コンバータ502と506によつて変えられる。このアナログ
電圧は、アークパワー供給源104をコントロールする。

エンコーダモータカード214は、図13にブロツク線図
で示される。このカードには、パワーライン412とデー
タ・アドレスバス400が接続される。モータ110のための
エンコーダ112により、ライン524（相Ａ）および526
（相Ｂ）に出力信号がだされる。ライン524と526は直角
位相検知器回路528に入力される。回路528は、エンコー
ダ112内のホイールの増分回転があるときを検知する。
時計方向の回転増分は、ライン530をへて、トリプルタ
イマ回路532のカウンター１号に伝えられる信号によつ
て示される。エンコーダホイールの反時計方向増分運動
は、ライン534をへて、トリプルタイマ回路532のカウン
タ２号に信号として伝えられる。トリプルタイマ回路53
2の第３カウンタは、オシレータ536からの出力によつて
えられる参考値を分けるのに用いられる。タイマのカウ
ンタ１号、２号をよむことにより、CPUは、モータエン
コーダの回転位置を決め、したがつてリング344の回転
位置を決めることができる。カウンタ３号によつて、分
割値にナンバを書き込むことにより、CPUは位相検知器5
40に入力される、各種パルス出力速度を創ることができ
る。ライン541は、タイマ回路532のカウンタ３号を位相
検知器540に接続する。

エンコーダモータカード214はさらに、ORゲート542の
出力をうける位相検知器540を含む。ゲート542への入力
は、ライン524,526における位相ＡとＢエンコーダ信号
である。他の、検知器540への位相入力は、トリプルタ
イマ回路532の出力である。位相検知器540の出力は、増
巾器544を通り、コンパレータ546の第１入力に入る。ラ
ンプ発生機548は、コンパレータ546に第２入力を入れ
る。コンパレータ546からの出力は、光学アイソレータ5
50を通り、ドライブフイールド効果トランジスタ552に
ドライバ信号を送る。トランジスタ552は、リングモー
タ110を駆動するためのライン554にドライバ信号を出
す。

回路214は、モータを正確に位置決めし、その回転速
度を制御するため、モータ110を駆動するワイードバツ
クコントロールシステムを成す。エンコーダからえられ
るパルス速度が、もし第３トリプルタイマからの参考出
力より大きいと、位相検知器の出力は低下する。この結
果、コンパレータの出力は低く維持され、FETトランジ
スタはオンにならず、モータは低速になる。もし、エン
コーダからのパルス速度が低すぎると、位相検知器の出
力は上昇し、かくしてコンパレータの出力は上昇し、FE
Tトランジスタはオンになり、モータの速度は上昇す
る。スピードがマツチしていると、位相検知器はパルス
出力を出し、この出力の平均値によつてコンパレータは
パルスをFETトランジスタに出す。FETトランジスタから
のパルス出力により、荷重にマツチする十分なパワーが
モータに与えられる。

図14の機能的ブロツク線図は、双対EMFモータカード2
16を示す。同様に、このカードはパワーライン412とデ
ータ・アドレスバス400をうける。バス400は、双対デジ
タル・アナログコンバータ560の入力に接続される。こ
のコンバータは、デジタル語をうけ、ライン562と564に
アナログ信号を出す。ライン562におけるアナログ信号
は、コンパレータ566の第１入力に提示されるが、これ
の出力はコンパレータ568に入力される。ライン564のア
ナログ信号は、コンパレータ570の第１入力に与えられ
るが、このコンパレータの出力は他のコンパレータ572
の第１入力に与えられる。

ランプ発生機574は、ランプ信号を出し、これをコン
パレータ568と572の第２入力に与える。コンパレータ56
8からの出力は、光学アイソレータ576をへて一群のドラ
イバフイールド効果トランジスタ578に伝えられる。ト
ランジスタ578は、内側ウエルダ340のための、ワイヤ供
給モータ番号１に与えられるワイヤ供給ドライブ信号を
ライン580に発生させる。コンパレータ572の出力は、光
学アイソレータ582をへて、一群のフイールド効果トラ
ンジスタ584に伝えられ、ライン586にモータ駆動信号を
与える。かくて、内側ウエタダ342のためのような、ワ
イヤ供給モータ番号２を駆動するモータドライバ信号が
ライン586に発生される。

ライン580はまた、ワイヤ供給モータからのバツクエ
レクトロ駆動力（EMF）をモニタし、この信号を、増巾
器588をへてサンプリング回路590に与える。このサンプ
ル信号は、増巾器592をへて、コンパレータ566の第２入
力に与えられる。同様にして、ワイヤ供給モータ番号２
からのバツクEMF信号は、ライン586から増巾器594をへ
てサンプリング回路596に入る。サンプル信号は、増巾
器598をへて、コンパレータ570の第２入力に伝わる。

要するに作動中において、カード216は、たとえばラ
イン580を介してバツクEMF信号をうけ、この信号はコン
パレータ566において、ライン562をへて受けられた所望
の駆動信号と比較される。回路566によつてえられた差
は、発生機574からのランプ信号と比べられる。コンパ
レータ568からの出力の時間長は、コンパレータ566の出
力における信号の大きさの関数である。この駆動信号
は、光学アイソレータ566でアイソレートされて、フイ
ールド効果トランジスタ（FET）578のドライバとして用
いられる。モータは、トランジスタ578からのパルスに
よつて駆動される。この回路は全体として、フイードバ
ツクコントロール回路であつて、ワイヤ供給モータが、
バス400をへて双対DAC560に入力されたデジタル語によ
り選択された、本当に必要な速度で、ワイヤ供給モータ
が確実に駆動されるようにする。第２モータは、同様の
回路によつて駆動される。

DC入力カード218は、図13のブロツク線図に示され
る。パワーライン412とデータ・アドレスバス400は、カ
ード218上のコンポーネントに設けられる。ラツチ608と
610はそれぞれ、データ・アドレスバス400に接続されて
いるので、バスを介してデジタル語を移す。一群の８本
の入力ライン612は、光学アイソレータ614に設けられ
る。アイソレータ614からの出力は、ラツチ608に与えら
れる。８本のアイソレート入力616は、光学アイソレー
タ618に与えられる。アイソレータ618からの出力も同様
にして、ラツチ610に与えられる。これらの入力は、ス
イツチからのものである。データバス400を介してラツ
チをよみとることにより、コンピユータは、どの入力が
オンで、どの入力がオフかを決めることができる。

DC出力カード220は、図16の機能的ブロツク線図で示
される。カード220は、パワーライン412とデータ・アド
レスバス400をうける。このカードの機能は、８個のア
イソレート出力ライン630にオン／オフ信号を与えるこ
とにある。ラツチ632は、デジタル語をうけるためバス4
00に接続される。ラツチ632でうけた桁は、光学アイソ
レータ634をへてカツプリングされ、フイールド効果ト
ランジスタ636の群のための８つのオン／オフ条件が与
えられる。トランジスタ636は、各ライン630のためのド
ライバとして働く。これらのラインは、時計方向ガス、
反時計方向ガス、アライナ、前シユー、ホイールアツ
プ、ホイールダウン、ブレーキ、前進、後進、リアシユ
ー拡張、リアシユー後退のためのソレノイドを駆動す
る。

内部溶接機の作動は、図７と17に示される。溶接機33
6,338,340,342は、モータ110によつて駆動されるリング
344に担持される。モータ110の角度位置は、エンコーダ
112で示される。このエンコーダ112により、後述のよう
にパルス信号がコントロールシステムを与えられる。図
17をみるに、こゝに示される図表は、ワイヤ速度、アー
ク電圧、移動速度を示すが、それぞれ代表的な溶接パス
のものである。作動中において、ひとつの溶接パスは時
計方向においてなされ、他のパスは反時計方向において
行なわれる。

図７に示すように、内部溶接機340と342は、パイプラ
イン接合部の溶接パスの右半分に対する時計方向溶接作
業に用いられる。リング344は、内部溶接機340をトツプ
位置346にまで回転させるので、内部溶接機342は位置35
2に達する。リングは、時計方向溶接パスに際して90度
回転する。

リング344は、反時計方向の溶接パスのための位置346
に溶接機338を位置させる。リング344は、反時計方向に
おける４分の１円だけ回転し、パイプ接合部の左側への
溶接パスを行う。

第１作業法によると、リング344はモータ110で駆動さ
れて、内部溶接機340をホーム位置におく。溶接パス
中、各ウエルダ340と342は、パイプ接合部におけるギヤ
ツプに電極ワイヤを供給して溶接パスを行なわせる。こ
のワイヤが接合部に供給される速度は、図17の線644で
示される。各ワイヤに供給されるアーク電圧は、ライン
646で示される。内側ウエルダの移動速度は、ライン648
で示される。

好適具体例によれば、ワイヤ速度は、１分当り610cm
でスタートし、１分当り1397cmの最高速度に至る。アー
ク電圧は、19.0Vのレベルから始まり、21.0のレベルに
達する。内側ウエルダの移動速度は、ある具体例の場合
ゼロからスタートし、溶接パスの大部分を横切る場合
の、１分当り140cmにまで上昇する。動き始めのとき、
１分当り51cmの速度である。

詳わしく後述するコントロールシステムの作動中、内
側ウエルダ340は、ホーム位置354にあり、手持ちトレー
ニングユニツト126のボタンが押されて、この位置がホ
ーム位置として決定される。次いでリング344が、モー
タ110の作用によつて回転し、内側ウエルダ340は位置34
6に来る。手持ちトレーニングユニツト126のボタンが次
いで押され、この位置を溶接パスのスタート位置とす
る。次いで、リング344が時計方向に回転して、内部溶
接機340を位置352にもたらし、手持ちトレーニングユニ
ツト126のボタンをおすと、この位置が自動溶接パスの
停止位置として規定される。同じく作業をくり返して、
内部溶接機338についての反時計方向溶接パスのスター
トおよび停止位置が確立される。

溶接作業を行うには、内部溶接機340をホーム位置に
おく。この点において、溶接の自動工程がスタートす
る。ひとつの具体例の場合、自動ウエルダはこの位置34
6に再定置され、停止される。この点において、電極供
給ワイヤのフイードが上記速度で始められる。シールド
ガスもまた流れ始める。アークがとび、19.0Vのアーク
電圧が保たれる。同時に、内部溶接機340がパス上を動
き始め、ランプアツプスピードが上昇し、約１分当り14
0cmの最終速度に達する。

同時に、移動速度が上る間、ワイヤのスピードも上昇
して、１分当り1397cmの高速になり、アーク電圧も最大
電圧21.0Vに達する。ランプアツプ時間は、上記具体例
の場合、約４秒である。この高速は、溶接パスの約85％
において維持される。内側ウエルダ340が位置352に近づ
くと、モータ110はブレーキをかけられて、出来る限り
短時間で停止する。同時に、ワイヤスピードも低下し
て、停止し、アーク電圧はゼロになる。ガス流は停止す
る。かくして、内部溶接機340が位置352に停止すると、
ワイヤスピード、アーク電圧、移動速度などのすべての
パラメータはゼロになる。溶接パスの終端におけるこれ
らパラメータのランプダウンは、非常に迅速になされ
る。内側ウエルダ342によつてなされる作業は、上述の
ように内側ウエルダ340の場合と同じである。

図17に示すダウンランプは、ストツプ作用を示すため
拡大されている。内部溶接機342は、位置352から最終位
置348に移動する。内部溶接機342のワイヤスピード、ア
ーク電圧、および移動速度は、内部溶接機340の場合と
殆んど同じである。

他のモードの作業においては、内側ウエルダ340と342
は、図17における実線部分650で示される移動スピード
にしたがう。これは「フライングスタート」と呼ばれ
る。この方法の場合、内部溶接機340と342は、内部溶接
機340のホーム位置をはなれてから、約１分当り51cmの
初期速度にまでランプアツプする。内部溶接機340が位
置346をこえると、ワイヤの供給は図示スピードで始ま
る。位置346に達し、アークが開始されると、ワイヤス
ピードは上昇し、アーク電圧も上昇し、内側ウエルダの
移動スピードも図17に示すように上昇する。この点か
ら、溶接パスの終端まで、状態は上述のように変わらな
い。

上述のような時計方向溶接パスがなされると、内部溶
接機338は位置356に来る。この点から、溶接作業は反時
計方向になされるが、その方法は時計方向溶接パスの場
合と同じである。この場合、内部溶接機338は、スター
ト位置346に動かすことができ、そこで停止させること
ができる。また、「フライングスタート」の場合は、位
置346をこえてつづいて動かすこともできる。上記と同
じ方法で、内部溶接機336はウエルダ338の作動に追従す
るので、溶接パスの半分が２つのウエルダを用いること
により反時計方向になされる。

図７には４つの内部溶接機が示されているが、５つ以
上の内部溶接機を同時使用できる。パイプがより大径の
場合は、たとえば６個あるいは８個の内部溶接機を１シ
ステムで用いることもできる。

図17に示す機能を果すための内部溶接機のためのコン
トロールシステム作業は、マイクロプロセツサコントロ
ールユニツトの作業を示す流れ図で示される。

内部溶接機ユニツト30のためのコントロールシステム
は、分散された個々のプロセツサを含むが、各プロセツ
サは連続コミユニケーシヨンリンク100で連結される。
これらは、マイクロプロセツサ制御装置92,94,96,98で
ある。ユニツト30のコントロールシステムのためのすべ
てのソフトウエアは、各コンピユータカード202のリー
ドオンリーメモリ404のそれぞれにストアされる。ソフ
トウエアを変える場合は、新しいソフトウエアのパケツ
ジの全部を、各CPUカード202にとりつける。この結果、
マルチプロセツサの操作がかなり楽になり、CPUカード
に間違つたソフトウエアを入れる心配がなくなる。コン
トロールシステムにおけるカードが共通化されるので、
同一カードをある位置から他の位置に変えられ、交換パ
ーツを支度する必要がなくなる。

各マイコンコントロールユニツト92,94,96,98は、CPU
カード202を含む。以下のソフトウエアの説明におい
て、CPUなる用語はCPUカードを指す。

図18をみるに、各CPUカード202におけるプログラムの
初期作業ステツプが示される。プログラムは、パワーオ
ンスタート650で始まる。第１作動ブロツク652におい
て、マイクロプロセツサはCPU型スイツチ390をよみと
り、CPUカードのためのCPU型式をきめる。４つのCPU型
式1,2,3,4がある。マイコンコントロールユニツト92はC
PU型式１であり、コントロールユニツト94は型式２、ユ
ニツト96は型式３、そしてユニツト98は型式４である。

ブロツク図をたどると、プログラムは動作ブロツク65
4に入り、PROM404内のPROM表をよみとり、スイツチ390
からCPU型式をよみとり、一組の入力／出力アドレスを
形成する。この表により、システムにおける各機能のた
めのアドレスが画定される。たとえば、もしCPU型式１
が特定され、このユニツトが、トーチのためのワイヤフ
イーダの組をオンにする必要があるときは、表は、ワイ
ヤフイーダ機能はCPU型式２に位置すると示す。かくし
て、命令がもしCPU型式１に入つて、ワイヤフイーダを
作動させると、CPUユニツト型式１は、命令を送つて、
この動作をCPUユニツト型式２にさせる。これは、CPUユ
ニツト番号２に適切なアドレスを用いることによつて行
なわれる。また、CPUカードも、それぞれどの機能を有
していて、それらが、通信リンク100でなしに、直接ア
ドレスさせることができる。

次の作動ブロツク656において、CPU型式番号が、他の
それぞれのマイクロプロセツサ制御装置のための一組の
グローバル連続チヤンネル（GSC）を作るのに用いられ
る。この結果、動作中のCPUカードマイクロプロセツサ
は、それ自体のGSCアドレスを決定して、どの命令とデ
ータをうけるべきかを知る。他のアドレスは無視され
る。

動作ブローク656につづいて、プログラムは動作658に
入つて、タイマランニングを開始する。これは、CPUカ
ード202におけるタイマ406である。タイマ406は、１ミ
リ秒の４分の１ごとにマイクロプロセツサ380を中断さ
せる。ソフトウエアは、ｎ回数の中断ごとにある機能を
行うべくセツトされる。クエツシヨンブロツク660にお
いて、質問がなされ、時間が高速デジタルアクイジシヨ
ン（HSDAQ）に達したかどうかを決める。これは、たと
えば８中断の定期中断ごとに１回行なわれる。これは、
２ミリ秒の間隔とみなされる。もし、この時間がたつ
と、イエス出口がクエツシヨンブロツク662にとられ、
こゝにおいて質問がなされ、動作プロセツサがCPU型式
２であるかどうかを決める。もしこれが真であると、イ
エス出口が動作ブロツク664にとられ、動作マイクロプ
ロセツサコントロールユニツトと関連するアナログ入力
カード210中のアナログ・デジタルコンバータをよみと
る命令が作られる。

デジタルサンプルが形成されると、これらの値はユニ
ツト94からGSCリンク100をへてユニツト98に、ユニツト
98内のマイクロプロセツサ380からバス400をへてアナロ
グ出力カード212に伝えられる。これは、適当なアドレ
スをこのカードにもたらすことによつてなされる。

クエツシヨンブロツク660と662からの出口はクエツシ
ヨンブロツク668には入らないが、動作ブロツク666から
の出口は、ブロツク668に入る。このクエツシヨンブロ
ツク内で、質問がなされて、タイマシーケンスが達成さ
れて、動作マイクロプロセツサコントロールユニツトへ
の入力をスキヤンする必要があるかどうかが決められ
る。この結果、機能動作を必要とする入力があるかどう
かが決定される。これも同様に、周期的に行なわれる。
これは、100ミリ秒間隔、つまり400回のタイマ中断ごと
になされる。これは、トリプルタイマ406中の第２カウ
ンタでトラツキングされる。もし、応答クエツシヨンブ
ロツク668がイエスであるとき、動作ブロツク670が入つ
て、図19に示す適当なアプリケーシヨンコードがなされ
る。もし、クエツシヨンブロツク668内の質問への応答
がゼロであるとき、クエツシヨンブロツク660の入力の
コントロールを復帰させる出口はとられない。かくて、
タイマのチエツクは再度開始されることはないので、ど
んな動作を行うべきかも決定できない。

云うまでもなく、通信リンク100をへて、いずれかの
マイクロプロセツサ制御装置に、命令あるいはデータが
入るたびに、このコミユニケーシヨン受信により中断が
おこり、マイクロプロセツサは、受信された命令あるい
はデータが必要とする機能を果す。

図18に示す動作コードは以下に示す。他のそれぞれの
流れ図のためのコードは、説明のあとに示す。これらは
Ｃ言語でなされているが、これは当業界で良く知られた
プログラミング言語である。たとえば「A/Dコンバータ
をよみとれ」のような特定のアプリケーシヨン動作が、
選ばれたマイクロプロセツサのための機械語で書かれる
と都合がよい。特定の機械語ルーチンは、当業界の人間
によつて容易に作られる。

図18に示される動作ブロツク670によつて示されるア
プリケーシヨンコードは、図19にも示される。このアプ
リケーシヨンコードは、スタート680から入る。第１動
作ブロツク682において、システムはステータスをスキ
ヤンし、パネル入力を走査する。入力を出す２枚のカー
ドは、パネルインターフエースカード206であつて、こ
のカードは８つのアナログ入力と８つのスイツチ入力を
有する。DC入力カードは、出来れば合計で16このDCアイ
ソレート入力をもつ。これらのDC信号は、手持ちトレー
ニングユニツト126上のリミツトスイツチ、圧力スイツ
チ、５個のボタンのような源からえられる。DC入力カー
ド218は、CPU型式２内にのみある。パネルインターフエ
ースカード206は、ユニツト94内の前端コントロールパ
ネル118からの入力、ユニツト96内のリーチロツドコン
トロールパネル120からの入力とをうける。これら信号
のいずれかに入力があると、特定の出力がある。たとえ
ば、図５に示すトグルスイツチ230がアツプ位置に入る
と、アライナ（図３参照）58が上昇する。

図19に示す次の質問の続きがなされるとき、動作中の
ソフトウエアがそれのCPU型式を決め、対応するアプリ
ケーシヨンコードを実行する。

クエツシヨンブロツク684において、質問がなされ
て、CPU型式が１かどうかが決められる。もし応答がイ
エスだと、動作ブロツク686が入り、図20に示すCPU型式
１コードを実行する。

もし、クエツシヨンブロツク684の応答がノーだと、
システムはクエツシヨンブロツク688に入り、CPU型式が
２であるかどうかが決まる。もし、クエツシヨンブロツ
ク688の応答がイエスであると、動作ブロツク690に入
り、図21に示すCPU型式２コードが実行される。

もし、クエツシヨンブロツク688の答えがノーだと、
クエツシヨンブロツク692に入り、CPU型式が３であるか
どうかを決める。もし真だと、イエス出口が動作ブロツ
ク694にとられ、図22に示すCPU型式３コードを実行す
る。

もし、クエツシヨンブロツク692への答えがノーだ
と、クエツシヨンブロツク696に入り、CPUが型式４であ
るかどうかを決める。もし、イエスなら、システムは動
作ブロツク698に入り、図23に示すCPU型式４コードを実
行する。

クエツシヨンブロツク696に対する答えがもし、ノー
だと、クエツシヨンブロツク700に入る。同様に、動作
ブロツク686,690,694,698からの出力も、クエツシヨン
ブロツク700に入る。クエツシヨンブロツク700内で質問
がなされて、端子がCPUにとりつけられるかどうかが決
められる。かようなとりつけは、RS232回路384を介して
なされる。かような端子がもしとりつけられると、イエ
ス出口がブロツク700からとられ、動作ブロツク702に入
る。この点で、システムは、端子コードを実行する。ブ
ロツク702につづいて、システムはリターン704にゆく。
このリターンは、図18に示すクエツシヨンブロツク660
に復帰する。

図19に示すように、４種類のプロセツサのそれぞれに
必要なすべての実行コードは、各マイクロプロセツサで
用いるのに利用できる。マイクロプロセツサのそれぞれ
に用いられるべきソフトウエアを同じく集めるのがこの
技法であるが、このとき、マイクロプロセツサ間には微
分は生じない。この微分は、CPUカード202上のデイツプ
スイツチセツテイングをよむソフトウエア内で実行され
る。

図19のためのソフトウエアを以下に示す。

図20には、型式1CPUのための実行コードが示される。
上述のように、型式1CPUは、内側ウエルダがバツクにあ
るコントロールユニツトにおけるマイクロプロセツサ制
御装置92内にある。制御装置92は直接、トーチ336,338,
340,342の動きをコントロールし、トーチとパワー供給
コンタクタの動作を間接コントロールする。図17に示す
ワイヤスピード、アーク電圧、移動スピードの機能を行
うのが、このマイクロプロセツサ制御装置である。

CPU型式１コードが、スタート714で始まる。次いで、
動作ブロツク716に入つて、エンコーダ112をよみとる。
これは、ライン524,526を介してエンコーダ信号をうけ
るエンコーダモータカード214を介してなされる。動作
のこの点以前に、システムは「トレーニング」されてお
り、図７に示すような各種位置がプログラム中にストア
されている。これらは、ホーム位置354、時計方向スタ
ート位置346、時計方向ストツプ位置352、反時計方向ス
タート位置346、反時計方向ストツプ位置350などであ
る。

動作ブロツク716から、プログラムはクエツシヨンブ
ロツク718に入り、トーチが時計方向に回転しているか
どうかをみる。もしそうなら、イエス出口がクエツシヨ
ンブロツク720にとられる。このブロツク720内で、エン
コーダカウントがチエツクされて、それが時計方向スタ
ート位置より小さいかどうかを決める。もしそうなら、
トーチは、溶接にふさわしい位置にあるとは云えないの
で、イエス出口がリターン722にとられる。このリター
ンによりシステムは、図19に示すクエツシヨンブロツク
700の入力に戻る。

クエツシヨンブロツク720の応答がノーの場合、クエ
ツシヨンブロツク724に入り、エンコーダカウントが時
計方向ストツプ位置より大きいかどうかを決める。もし
これが真なら、ウエツシヨンブロツクのイエス出口がと
られ、溶接が進行中かどうかを決める。もし溶接が進行
中なら、ストツプ位置に達し、これは終了とする。イエ
ス出口がブロツク726から動作ブロツク728にとられ、ア
ークとトーチ移動がなされる。ブロツク728につづい
て、システムはリターン722に入る。

クエツシヨンブロツク726で決めたように、溶接が始
まつてないと、ノー出口がリターン722にとられる。

ブロツク724について、もしエンコーダカウンタが時
計方向ストツプ位置より小さいとき、ノー出口がクエツ
シヨンブロツク730にとられる。ブロツク730内におい
て、溶接がスタートしたかどうかを決める質問がなされ
る。もしそうなら、イエス出口がフエツシヨンブロツク
722にとられる。このブロツクにより、ワイヤとトーチ
の移動スピードが最高かどうか、アーク電圧が最高値で
あるかどうかがきまる。もしそうなら、イエス出口がリ
ターン722にとられる。もしノーなら、システムは動作
ブロツク734に入り、ワイヤ速度、移動速度、アーク電
圧が増大する。スピードアツプのこのステツプは、図17
に示すワイヤスピードと移動速度についての上向きラン
プに相当する。動作ブロツク734につづいて、システム
はリターン722に入る。

クエツシヨンブロツク730の応答がもしノーであるな
ら、つまり溶接が始まつてないなら、ノー出口がクエツ
シヨンブロツク735にとられ、溶接が求められているか
どうかがきめられる。かようなリクエストが、図６に示
す溶接スタートボタン306をモニタすることによりなさ
れる。この信号は、上述のパネルインターフエースカー
ドのひとつをへて、動作マイクロプロセツサに伝わる。
溶接がもし要求されているときは、イエス出口がクエツ
シヨンブロツク736（735から736に変える）にとられ、
各内部溶接機340と342のためのワイヤ供給がオンにさ
れ、溶接パワー供給コンタクタがオンにされる。ブロツ
ク738につづいて、システムはリターン722に入る。溶接
が求められていないときは、ノー出口がクエツシヨンブ
ロツク736からリターン722にとられる。

時計方向トーチ回転のための、図20の上半分に示すよ
うに、これらのステツプは、パラメータへのランプアツ
プおよび溶接パスの終末への移動がなされ、この点にお
いて、溶接パラメータが終る。

図20の下半分は、反時計方向回転のための同じ動作群
を示す。クエツシヨンブロツク187は、トーチが反時計
方向に回転しているかどうかをみる。もしそうでないと
きは、クエツシヨンブロツク744にノー出口がとられ、
反時計方向回転が求められているかどうかを決める。も
し答えがノーなら、システムはリターン722に入る。も
しイエスなら、クエツシヨンブロツク746に入る。ブロ
ツク748は、エンコーダカウントが反時計方向スタート
ナンバーより大きいかどうかをきめる。もしイエスな
ら、システムはリターン722に入る。もしノーなら、ク
エツシヨンブロツク748に入る。クエツシヨンブロツク7
48から、クエツシヨンブロツク750、動作ブロツク752、
クエツシヨンブロツク754、クエツシヨンブロツク756、
動作ブロツク758、クエツシヨンブロツク760、動作ブロ
ツク762に入る。ブロツク746〜762はそれぞれ、図20と
関連的に示された各ブロツク720〜738に相当する。

図20のＣコードを下に示す。

型式2CPUのための動作コードが、図21と関連的に説明
される。上述のように、型式2CPUは、内側ウエルダユニ
ツト30の前端にあるマイクロプロセツサ制御装置94内に
ある。前端コントロールユニツト内のこのCPUカード
は、内部溶接機ユニツト30内の多くの機械機能をコント
ロールする。これは、図５と図６に示す両方のパネル11
8と120からうけられた命令に応答するものである。パネ
ル118からの命令は、パネルインターフエースカード206
を介してマイクロプロセツサコントロールユニツト94に
直接うけられる。しかし、リーチロツドコントロールパ
ネル120からの命令は、対応するパネルインターフエー
スカード206をへてマイクロプロセツサ制御装置120に入
力される。次いで、通信リンク100をへて制御装置96に
より、マイクロプロセツサ制御装置94のためのCPUカー
ド202に伝えられる。

パネル118と120のボタンとスイツチからの入力は、パ
ネルインターフエースカード216によつて定期的にモニ
タされる。これらの入力は、一組の状態ビツトとして、
対応マイクロプロセツサに移される。システムは、これ
らの状態ビツトつまりステータスビツトを保つ。つま
り、（１）受信された状態ビツト、（２）アクトアポン
状態ビツト、（３）変換状態ビツトである。変換状態ビ
ツトは、受信ビツトであつて、アクトアポンされたもの
における相当ビツトとは異なる。変換状態ビツトは、ア
クシヨンを必要とする機能を示す。

図21に示すように、CPU型式２コードへのエントリー
は、スタート770で行なわれる。型式2CPUで行なわれる
動作は、モニタ入力であつて、この入力の状態に変化が
あつたかどうかをきめるため入力をモニタするものであ
る。もし状態に変化があると、相当する機能動作がなさ
れて、機械動作を現在状態から他の状態にシフトする。

スタート770からシステムはクエツシヨンブロツク772
に入り、整合装置58のための入力に変化があつたどうか
質問される。これは、パネル118におけるトグルスイツ
チ230によつてなされる。もしスイツチに変化がある
と、イエス出口が動作ブロツク774にとられ、整合装置5
8の位置を変える命令が出される。

もし、整合装置のための入力に変化がないと、クエツ
シヨンブロツク772からブロツク776へはノー出口がとら
れる。このブロツク内で、組立体54内のリアシユーのた
めの入力のチエツクがなされる。もし変化がなされる
と、イエス出口がクエツシヨンブロツク776からとら
れ、リアシユーは、この径路をとらせることになつた変
化に応じて、動作ブロツク778によつて上下動する。次
いで命令が出されて、組立体54内のリアシユーの位置を
変える。もしシユーが拡がると、それらは後退する。シ
ユーが後退すると、拡がる。

ブロツク776内のクエツシヨンの応答がノーだと、ノ
ー出口がクエツシヨンブロツク780にとられる。ブロツ
ク780は、ホイール36と38のための入力が変わつたかど
うかをきめる。これらの入力は、パネル118におけるボ
タン234と236からえられる。もし変化があると、イエス
出口は動作ブロツク782にとられ、ホイール38の位置を
変える命令が出される。

もし、クエツシヨンブロツク780内の質問がノーだ
と、ノー出口がクエツシヨンブロツク784にとられ、ブ
レーキ入力の状態に変化があつたかどうかが決められ
る。ブレーキ入力は、パネル118におけるトグルスイツ
チ238によつてえられる。もし、変化があると、イエス
出口が動作ブロツク786にとられると、ピストン48を作
用させることによるブレーキアーム46の位置を変えるた
めの信号が生じる。

ブロツク784内のブレーキ入力に変化がないと、ノー
出口がクエツシヨンブロツク788にとられる。これは、
内側ウエルダユニツト30に変化があつたかどうかをだず
ねるものである。もしそうなら、イエス出口が動作ブロ
ツク790にとられ、命令が出されて、バツテリ50とモー
タ35間の極性接続が変換される。

クエツシヨンブロツク788に変化がないと、ノー出口
がクエツシヨンブロツク792にとられて、ワイヤクリア
ボタン252の状態ビツトは変化したかどうかが決められ
る。もしそうなら、イエス出口が動作ブロツク794にと
られ、図２に示すアクチユエータ168の動作によつてワ
イヤクリア機能が始まる。ボタン252がもしおされる
と、ワイヤがギヤツプに入る。もしこれが解放される
と、供給がストツプする。

クエツシヨンブロツク792に対する応答がもしノーで
あるとき、システムはクエツシヨンブロツク796に入
り、時計方向回転ボタン254の状態に変化があつたかど
うかをきめる。もしそうなら、システムは動作ブロツク
798に入り、時計方向回転の状態を変える。もしボタン
がおされると、リング344はモータ110により時計方向に
駆動される。もしボタンをゆるめると、時計方向回転が
とまる。

もし、クエツシヨンブロツク796の応答がノーである
と、システムはクエツシヨンブロツク800に入つて、パ
ネル118における反時計方向回転ボタン256に変化があつ
たかどうかを決める。変化がないとき、イエス出口が動
作ブロツク802にとられる。上述のように、この変化は
反時計方向における回転状態にかゝわるものである。モ
ータ10がもし、反時計方向回転を命令されると、非作動
となる。もしこれが不能であるとき、次に反時計方向回
転が作動される。

ノー出口がクエツシヨンブロツク800からとられる
と、システムはクエツシヨンブロツク804に入る。

クエツシヨンブロツク804において、図５に示すトグ
ルスイツチ258である前シユー入力の状態について質問
がなされる。このスイツチに変化がないと、イエス出口
が動作ブロツク806にとられて、組立体52内の前シユー
の位置は変化する。これらのシユーにより、空気アクチ
ユエータによる拡き位置と後退位置との間の位置変化が
おこる。

もし、クエツシヨンブロツク804への回答がノーであ
ると、システムはクエツシヨンブロツク808に入り、図
５の時計方向ガストグルスイツチ260に変化があつたか
どうかがきめられる。もし変化があると、イエス出口が
動作ブロツク810にとられて、ガス流からトーチに変え
られる。ガス流はオンかオフに切り換えられる。

クエツシヨンブロツク808の回答がノーであると、シ
ステムはクエツシヨンブロツク812に入り、反時計方向
ガススイツチ262についての質問がなされる。もしこの
スイツチに変化があると、イエス出口が動作ブロツク81
4にとられて、反時計方向溶接パスのためのガスを流す
弁の状態を変えるのに必要な命令がでる。

もし、ブロツク812の回答がノーだと、システムはク
エツシヨンブロツク816に入り、時計方向ウエルダ１ワ
イヤ供給のボタン226が変化したかどうかを決める。こ
のボタンに変動があると、イエス出口が動作ブロツク81
8にとられ、番号１時計方向内側ウエルダのためのワイ
ヤ供給の状態が変る。この結果、ワイヤ供給はストツプ
するか、スタートする。

クエツシヨンブロツク816の回答がノーだと、クエツ
シヨンブロツク820に入り、パネル118のボタン268がお
されて、時計方向内側ウエルダ番号２のワイヤ供給をス
タートさせたかどうかが決められる。もし回答がイエス
だと、動作ブロツク822へのエントリーがなされ、時計
方向番号２ウエルダのためのワイヤ供給の状態を変え
る。

クエツシヨンブロツク820への回答がノーであると、
クエツシヨンブロツク824は、反時計方向ウエルダ番号
１のワイヤ供給のための、パネル118におけるボタン270
の状態に変化があつたかどうかを決める。もしそうな
ら、イエス出口が、動作ブロツク826にとられて、反時
計方向溶接機番号１のワイヤ供給の状態が変る。

もし動作ブロツク824に回答がなされないと、システ
ムはクエツシヨンブロツク828に入り、ボタン272の状態
をしらべて、反時計方向ウエルダ番号２のためのワイヤ
供給の状態に変化があつたかどうかをきめる。もしそう
なら、イエス出口が動作ブロツク830にとられ、反時計
方向ウエルダ番号２のワイヤ供給をストツプするかスタ
ートさせるからの命令が出る。

もしクエツシヨンブロツク828に応答するにノーであ
つたら、システムはクエツシヨンブロツク832に入り、
内部溶接機ユニツト30の速度変化のための変化がスイツ
チ244にあるかどうかを決める。もし変化があると、イ
エス出口が動作ブロツク834にとられ、バツテリ50とモ
ータ35との間の結合が変化し、他の電圧がえられる。ス
イツチ234に変化がないとき、ノー出口がリターン836に
とられる。

各動作ブロツク774,778,782,786,790,794,798,802,80
6,810,814,818,822,826,830,834からのリターン836に入
る。

図21のコードリストを以下に示す。

CPU型式３コード動作は、図22と関連的に説明され
る。番号3CPUは、リーチロツド制御箱84におけるマイク
ロプロセツサ制御装置96内にある。

CPU型式３において行なわれる動作は主として、制御
盤120を有するリーチロツド制御箱における入力に応ず
る。これらの入力は、マイクロプロセツサ制御装置96と
関連するパネルインタフエースカード206からうけられ
る。ユニツト96は溶接あるいはそれと関連する機能動作
の機械あるいは電気機能のいずれかのコントロールに直
接結合されているわけではない。かくして、すべてのコ
ントロール動作は、通信リンク100をへて、適当なマイ
クロプロセツサコントローラ、主として制御装置92と94
へ送られる命令の発生によつてなされる。上述のよう
に、各特定の動作機能は、プログラマブルリードオンリ
ーメモリに事前に規定されているので、マイクロプロセ
ツサ制御装置ユニツトは適切なGSCアドレスと対応命令
を選択できる。かくして、入力がうけられたときに必要
な機能が実行される。

図22をみるに、CPC型式３コードは、スタート844では
じまる。このスタートから、システムはクエツシヨンブ
ロツク846に入り、図６に示すパネル120上の位置284に
ある前シユーモードのための状態ビツトに変化があつた
かどうかがきめられる。もし、この状態ビツトに変化が
あると、イエス出口が機能ブロツク848にとられ、前シ
ユーに必要な行為を行う。これらは、組立体52内にあ
り、ソレノイドを用いてえられる空気パワーによつて起
動される。パネルからの命令がシユーを起立させるもの
であるとき、命令信号はソレノイドに送られ、シユーを
上昇させる。しかし、命令がもしシユーを降下させるも
のであるなら、適切な命令信号がソレノイドに送られ、
前シユーを下げる。

前シユーモードに変化がないとき、ノー出口がクエツ
シヨンブロツク846からクエツシヨンブロツク850にとら
れて、パネル120における位置286に相当する時計方向溶
接モード状態ビツトに変化があつたかどうかをきめる。
応答がもしイエスであつたら、動作ブロツク852に入
り、命令が生じて、時計方向ガスをオンにし、時計方向
溶接作業がなされる。実際の溶接作業は、溶接スタート
ボタン306がおされるまではじまらない。

もし、ノー出口がクエツシヨンブロツク850からとら
れると、クエツシヨンブロツク854に入り、反時計方向
溶接モードに変化があつたかどうかを決める。これは、
パネル120上のスイツチ280の位置に相当する。このモー
ドに変化がもしあつたら、イエス出口が動作ブロツク85
6にとられ、反時計方向ガスをオンにし、反時計方向溶
接作業の支度を完了する命令を出す。しかし、溶接作業
は、スタートボタン306がおされるまでは始まらない。

ノー出口がクエツシヨンブロツク854にとられると、
クエツシヨンブロツク858に入り、スイツチ280の位置29
3に相当するホームモードのための状態ビツトに変化が
あつたかどうかが決められる。もし応答がイエスである
と、イエス出口が動作ブロツク860にとられて、リング3
44は回転し、ウエルダ340はホーム位置354にくる。

もし応答がクエツシヨンブロツク858に対して否であ
るとき、ノー出口がクエツシヨンブロツク862にとら
れ、スイツチ280の位置に相当するシユー後退モードに
変化があつたかどうかがきめられる。応答がイエスの場
合、すなわちこの状態ビツトに変化があるときは、イエ
ス出口が動作ブロツク864にとられ、組立体52と54に相
当する前およびリアシユーを後退させる命令がでる。こ
れは、各組立体のための空気弁を作動させるソレノイド
を動かす電気信号によつて行なわれる。

ノー出口がクエツシヨンブロツク862にとられると、
クエツシヨンブロツク866に入り、パネル120における時
計方向回転ボタン310のための状態の変化があるかどう
かがきめられる。もし変化があると、イエス出口が動作
ブロツク868にとられ、時計方向回転状態ビツトの状態
をチエツクする。このブロツクは、もし命令されている
なら、リング344と時計方向に回転させるための命令を
出す。

ノー出口がクエツシヨンブロツク866からとられる
と、クエツシヨンブロツク870に入り、パネル120におけ
る反時計方向回転ボタン312のための状態変化ビツトが
あるかどうかをきめる。もしそうなら、動作ブロツク87
2に入り、反時計方向回転状態ビツトの状態をしらべ
る。ボタンがもしおされると、リング344は反時計方向
に回転し始める。もし、ボタン312がゆるめられると、
リング344の回転はストツプする。

ノー出口がクエツシヨンブロツク870から出ると、ク
エツシヨンブロツク874に入り、パネル120におけるホー
ルドアウトボタン308のための状態変化ビツトがあつた
かどうかしらべられる。状態変化がもしないと、動作ブ
ロツク876に入つて、ホールドアウト動作を変える。も
しボタン308がおされていると、つまり相当する状態ビ
ツトでそれが示されていると、進行中の溶接作業はスト
ツプする。

ノー出口がクエツシヨンブロツク874からもし出る
と、クエツシヨンブロツク878に入り、パネル120におけ
るトグルスイツチ316に相当するワイヤ状態ビツトに変
化があつたかどうか調べる。もしスイツチ316がオフ位
置にあると、No.1溶接機（336か340）のワイヤ供給は不
能となるが、オン位置ならばNo.1ウエルダに対するワイ
ヤ供給は可能となる。もし、イエス出口がクエツシヨン
ブロツク878からでていると、エントリーは動作ブロツ
ク880になされて、もしスイツチ316がオフであるときは
No.1ワイヤフイードが不能となる。ワイヤフイードは、
もしスイツチ316がオンであるとき可能となる。

クエツシヨンブロツク878からノー出口がでている
と、クエツシヨンブロツク882に入つて、トーチNo.2（3
38か342）あるいはスイツチ318のためのワイヤフイード
の状態ビツトに変化があつたかどうかきめられる。もし
真であるなら、動作ブロツクにイエス出口がつき、スイ
ツチがオフ位置にあるとき、No.2ウエルダのワイヤフイ
ードは不能となる。もしスイツチがオン位置にあると
き、No.2ウエルダのワイヤフイードは可能となる。

もし、クエツシヨンブロツク882からノー出口がでて
いるときは、クエツシヨンブロツク886に入る。このブ
ロツク内で、質問がなされ、前進／後退スイツチ324の
ための状態ビツトが変化したかどうかがきめられる。こ
のスイツチにより、パイプラインにおけるユニツト30の
移動方向が与えられる。もしこの状態ビツトが変化して
いると、動作ブロツク888が入り、スイツチ324でセツト
されている。ユニツト30のための移動方向を変えるため
の命令が出される。

クエツシヨンブロツク886からノー出口がでていると
き、クエツシヨンブロツク890に入り、パネル120におけ
るアークテストボタン322のための状態ビツトの変化が
あるかどうかきめる。変化しているとき、動作ブロツク
892にイエス出口がつき、ボタン322がおされるとアーク
テストがスタートし、ボタンがゆるめられるとアーク電
圧がストツプする。アークテストの結果は、パネル120
のデイスプレー326,328にえられる。

クエツシヨンブロツク890からノー出口がでていると
き、クエツシヨンブロツク894に入る。このクエツシヨ
ンにより、溶接スタートボタン306のための状態変化ビ
ツトがあるかどうかをきめる。状態変化があるとき、そ
してボタン306がおされて溶接がスタートするとき、イ
エス出口がクエツシヨンブロツク896からでる。ブロツ
ク896内において、時計方向溶接モードが支度できたか
どうかの決定がなされる。これは、動作ブロツク852内
でなされる動作と関連する。もし、応答がイエスである
と、イエス出口が動作ブロツク898からなされ、上述の
ような時計方向溶接作業をスタートさせる命令がでる。

クエツシヨンブロツク896からノー出口がでると、ク
エツシヨンブロツク900に入り、反時計方向溶接モード
が支度できたかどうかゞきめられる。これは、動作ブロ
ツク856によつて確立される。もしそうなら、イエス出
口が動作ブロツク902からでて、反時計方向溶接が始ま
る。クエツシヨンブロツク900に対するノー応答によ
り、システムはリターン910に移動する。

クエツシヨンブロツク894をみるに、もし否定応答が
あれば、クエツシヨンブロツク904に入つて、パネル120
内のスイツチ280の位置である、自動移動の変動状態ビ
ツトがあるかどうかをきめる。もし変動状態ビツトがあ
るときは、イエス出口がクエツシヨンブロツク906にと
られて、パネル120における自動移動ボタン302のための
状態変動ビツトがあるかどうかきめる。もしそうなら、
動作ブロツク908に入り、駆動モータによるユニツト30
の自動運動をスタートさせる。

クエツシヨンブロツク904と906からのノー出口は、リ
ターン910に入る。

各動作ブロツク848,852,856,860,864,868,872,876,88
0,884,888,892,898,902,908からのリターン910に入る。

図22を参照して、CPU型式３のマイクロプロセツサ制
御装置の全体を説明するに、システムはクエツシヨンブ
ロツク内にリストアツプされた機能のための各状態ビツ
トをへて走査する。状態ビツトに変化がないと、システ
ムはリターン910に戻り、作業をくり返しスタートす
る。しかし、溶接作業が不能になつている場合は、つま
り動作ブロツク852あるいは856によつて、あるいは溶接
スタートボタン306がおされると、時計方向あるいは反
時計方向の溶接パスがスタートする。

図22のコードを下に示す。

型式４マイクロプロセツサ制御装置の動作は、図23に
示される。この具体例において、型式4CPU制御装置98
は、受信機能と、パワー供給源104をコントロールする
ためのアナログ信号の発信機能だけをもつ。したがつ
て、この動作は、コミユニケーシヨン中断、つまり制御
装置が通信リンク102をへてデジタルアーク電圧サンプ
ルの移送をうけたときにのみ実行される。スタート911
はリターン912につながり、かくて動作は図19のブロツ
ク700に戻る。

図24は、リンク100から制御装置への送信をうけたと
き、制御装置内で実行されるコミユニケーシヨン中断動
作を示す。コミユニケーシヨン中断913をうけると、受
信コミユニケーシヨンに相当する動作が、たとえば動作
ブロツク914に示すように実施される。これらの例は、
モータをオンにし、ソレノイドを動かし、状態ビツトな
どをよみとる。

図24の相当するコードリストを下に示す。

図24に示す中断ルーチンは、アセンブリ語で書かれ
る。

図25には、図１に示す溶接システムが拡大されてい
る。図１に示す装置に加えて、外側ウエルダ916が含ま
れる。1973年２月27日発行のランドルフの特許USPN3,71
8,798,1974年４月23日発行のネルソンの特許No.3,806,6
94に示されており、両者共に参考として以下に示され
る。溶接機916は、通信リンク100に接続されたマイクロ
プロセツサ制御装置918を有する。ユニツト918は、CPU
カード202、パワーカード204、アナログ入力カード21
0、エンコーダモータカード214、双対EMFモータカード2
16を含む。これらのカードは、外部溶接機916の動作を
自動的にコントロールするのに必要である。この溶接機
は同様に、溶接機の位置を示すため、駆動モータ上にエ
ンコーダをもつ。

外部溶接機916は、トラツク921に担持されたドライブ
組立体919を含む。このトラツクは、パイプ接合部33を
包囲し、フランプする。ドライブ組立体919は、パイプ
接合部32と33のジヤンクシヨンにおけるギヤツプ上にウ
エルダ916をおくためのマイクロプロセツサコントロー
ルユニツト918によつてコントロールされる。かような
機能を果す代表的なウエルダは、1965年７月６日発行の
ベルの特許USPN3,193,656、1976年８月10日発行のネル
ソンの特許3,974,356、1979年４月24日発行のクシユナ
ーの特許4,151,395に示され、以下においてこれらは参
考となされる。

上記自動溶接のためのパラメータは、任意のマイクロ
プロセツサ制御装置のRS232ポートに連結された手持ち
端子920をへてコントロールシステム内にセツトされ
る。各パラメータは、端子920をへて入り、マイクロプ
ロセツサのためのメモリ内のパラメータフアイルにメモ
リされる。同じフアイルが、すべての制御装置92,94,9
6,98,918に保持される。ひとつのマイクロプロセツサが
アツプデートあるいは変化をうけると、改訂フアイルが
リンク100をへてすべての他の制御装置に送られ、かく
してすべてのパラメーラフアイルは同一に保たれる。端
子920をへて入るパラメータには、内部と外部の溶接機
のために望ましい初期および最終移動スピード、初期お
よび最終ワイヤフイードスピード、および各パラメータ
のための初期および最終アーク電圧、変化増加率などが
含まれる。

端子920の選択された具体例は、ユタ州、ローガンに
あるQSI社製造の「Ｑ・ターム」端子である。

図25に示すシステムはさらに、スクリーン924、キー
ボード926、プリンタ928を有するコンピユータ922を含
む。コンピユータ922は通信リンク100に接続される。か
ような連結により、コンピユータ922におけるオペレー
タは、溶接コントロールシステムによつて実行されるす
べての動作をモニタあるいはコントロールできる。コン
ピユータ922のある特定用途は、内部溶接機と外部溶接
機によつてなされた各溶接のパラメータをモニタし、記
録することである。これらのパラメータには、溶接時
間、時間長、アーク電圧、接合場所、その他モニタする
必要のあるパラメータが含まれる。溶接のかような記録
により、品質コントロールのモニタができ、各溶接の将
来の実施の参考につかえる。

外部溶接機916の動作は、内部溶接機のそれと協同さ
せることにより、品質と生産性が向上する。通信リンク
100を介して、外部溶接機は、相当する内部溶接機の溶
接位置に追従でき、かくて外側ウエルダは内部溶接機が
つくつた熱をつかつて作業ができる。マルチ外側ウエル
ダ916は、各内部溶接機のためのひとつづつの外部溶接
機としてもつかえる。かような動作はすべて、こゝにの
べる溶接コントロールシステムにおいて協同される。

他のマイクロプロセツサ制御装置は、通信リンク100
をとりつけることにより、上記溶接コントロールシステ
ムに付加することができる。付加ユニツトは、計算、機
械コントロール、オペレータ入力、データ集積のための
プロセスパワーとなる。

図26をみるに、ラツク溶接システム940は本発明を利
用する。このシステムは、図１に示す内部溶接機942
と、一群の外部溶接機944,946,948,950とを含むが、各
外部溶接機は、図25に示すものに相当する。外部溶接機
944,946,948,950はそれぞれ、マイクロプロセツサ制御
装置945,947,949,951を含む。各マイクロプロセツサ制
御装置は、相当する外部溶接機の機能をコントロールす
る。

システム940は図示のように、３つのパイプ接合部95
2,954,956に作動する。これらパイプジヨイントは、一
連のローラサポート958によつて支えられる。

システム940は、溶接ステーシヨン960,962を含む。ス
テーシヨン960は、トラツク966を有する支持フレーム組
立体964を含む。ドライブ組立体968は、外部溶接機944
と946を支えるリング970を回すモータを有して、トラツ
ク966上を動くように担持される。マイクロプロセツサ
制御装置972は、モータをコントロールするためドライ
ブ組力体968上に担持される。通信リンク100とパワーラ
イン102も同じく、マイクロプロセツサ制御装置972に接
続される。この制御装置は、上述のマイクロプロセツサ
制御装置92,94,96,98と似ている。通信リンク100をへて
受信された命令に応答して、ドライブ組立体968は作動
して外部溶接機944を、管継手956上を軸方向にうごき、
管継手956のまわりの正しい位置に回転移動するようド
ライブされる。組立体はまた、外部溶接機944と946を管
継手956のまわりに回転させる。

同じく溶接ステーシヨン962も、トラツク982をもつフ
レーム組立体980を有する。ドライブ組立体984は、トラ
ツク982上に組立体984を定置させるためのモータを含ん
で、トラツク982上に担持される。さらにドライブ組立
体984は、外部溶接機948と950を支持するリング986を回
転させるドライブモータを含む。マイクロプロセツサ制
御装置988は、モータをコントロールするためのドライ
ブ組立体984上に担持される。同じく制御装置988は、通
信リンク100とパワーライン102に結ばれる。マイクロプ
ロセツサ制御装置988は、上記のマイクロプロセツサ制
御装置92,94,96,98と同じである。

ラツク溶接システム940のためのコントロールシステ
ムは、図17で示すものと同じ特徴をもつ。それぞれの内
部および外部の溶接機のための移動スピード、アーク電
圧、ワイヤスピードは、高速溶接を行うためコントロー
ルされる。溶接作業は、外側ウエルダと、これらウエル
ダを定置させるドライブ組立体を含む上記コントロール
システムをのばすことによつて行なわれる。典型的な作
業において、内部溶接機ユニツト942は、管継手952,954
の接合部に必要な内側溶接パスを行うと同時に、外側ウ
エルダ948と950は外側溶接のための初期パスを行う。同
時に、外部溶接機944と946は、管継手954と956の接合部
において最終外側溶接パスを行う。

これらの作業が一度完了すると、管継手は左側のジヨ
イント長に移され、かく作業がくり返される。第２セツ
トアツプにおいて、外部溶接機944と946は、管継手952
と954の接合部に外側溶接を行うために必要な外側パス
のすべてを行う。同時に、外部溶接機948と950は、次の
ジヨイントのための初期外側パスを行い、同時に内部溶
接機942が新しい管継手において内側溶接パスを行う。

内部溶接機942の作業は、所定位置の外部溶接機948と
950のそれと協同して、外部溶接機は、内部溶接機が作
つた熱の中で作業を行う。この協同作業の結果、接合が
向上し、溶接の全作業がスピードアツプされる。

端子920は、多数のパイプラインの溶接のための初期
条件であつて、ルーチン作業中においては典型的には結
合されない条件をセツトするのに用いられる。コンピユ
ータ922は、システム940内の機能をモニタし、作動させ
るのに用いられる。さらにこれは、高品質コントロール
と記録保持のためにすべての溶接記録を行うのにも利用
できる。

要するに、本発明は、各種の機能を果せる多数の分散
型マイクロプロセツサ制御装置を有する溶接制御システ
ムである。制御装置は、命令、信号、データを制御装置
間において平行に相互結合するものである。他の特徴
は、すべてのマイクロプロセツサに共通のプログラムが
使えるということである。

本発明の１具体例を、図面と関連的に述べて来たが、
本発明は開示具体例に限定されるものでなく、変形、改
造などが、本発明の精神からはなれることなくなされう
る。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２３Ｑ 41/00 Ｇ０５Ｂ 19/18 Ｐ (56)参考文献 特開 平１−154872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−21471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−99937（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−142679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−194868（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−255272（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−43589（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4871912（ＵＳ，Ａ) 米国特許4104724（ＵＳ，Ａ) 米国特許4283773（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/095 B23K 9/028 B23K 9/10 B23K 9/12 G05B 19/414 B23Q 41/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】経路に沿って溶接機を位置決めし、溶接ア
   ーク用の電源を結合し、しやへいガスを供給し、電極ワ
   イヤ（144）を送ることから成る複数の機能的動作を実
   行する移動可能な溶接機械（30）用制御システムにおい
   て、 （イ）前記移動可能な溶接機械（30）の移動及び溶接を
   制御するパラメータに対応する制御信号を発生するよう
   に相互に動作されるスイッチ（280,324）を持つ制御盤
   （120）と、 （ロ）前記制御信号を受け取り、対応する指令を生じさ
   せて直列通信リンク（100）を介して伝送するように、
   前記制御盤（120）に接続された第１のマイクロプロセ
   ッサ制御装置（96）と、 （ハ）電力を前記溶接機械（30）に供給するアーク電源
   （104）と、 （ニ）前記直列通信リンク（100）から制御信号を受け
   取り、前記移動可能な溶接機械（30）に結合された前記
   アーク電源（104）の電力を制御するように前記直列通
   信リンク（100）に結合された第２のマイクロプロセッ
   サ制御装置（98）と、 を備え、前記移動可能な溶接機械（30）を前記直列通信
   リンク（100）に結合して成る溶接制御兼電力装置を包
   含し、 さらに前記移動可能な溶接機械（30）が、 前記直列通信リンク（100）を介して指令を受け取り、
   ワイヤフイードモータ（180）としやへいガス供給装置
   （62）とを制御する他の制御信号を生じさせ、アーク電
   圧を表すアナログ信号を受け取り、このアナログアーク
   電圧を対応するデイジタル信号に変換して前記直列通信
   リンク（100）を介して前記第２のマイクロプロセッサ
   制御装置（98）へ伝送する第３のマイクロプロセッサ制
   御装置（94）と、 前記直列通信リンク（100）を介して指令を受け取り、
   前記移動可能な溶接機械（30）の移動を制御し、かつそ
   の移動を制御する他の制御信号を生じさせる第４のマイ
   クロプロセッサ制御装置（92）と、 を備えた、移動可能な溶接機械用制御システム。
2. 【請求項２】前記直列通信リンク（100）が、前記移動
   可能な溶接機械（30）と前記第１及び第２のマイクロプ
   ロセッサ制御装置（96,98）との間の直列通信用の２線
   式線路から成る請求項１に記載の移動可能な溶接機械用
   制御システム。
3. 【請求項３】前記第３のマイクロプロセッサ制御装置
   （94）が、前記移動可能な溶接機械（30）のアーク電圧
   を監視し、デイジタル・サンプルを生じさせるように接
   続されたアナログ・デイジタル変換器（464）を備え、
   前記第３のマイクロプロセッサ制御装置（94）により、
   前記デイジタル・サンプルを、前記直列通信リンク（10
   0）を介して前記第２のマイクロプロセッサ制御装置（9
   8）へ伝送し、この第２のマイクロプロセッサ制御装置
   （98）が、前記デイジタル・サンプルを、前記アーク電
   圧に比例するアナログ信号に変換して前記アーク電源
   （104）を制御するデイジタル・アナログ変換器（502,5
   06）を備えた、請求項１に記載の移動可能な溶接機械用
   制御システム。
4. 【請求項４】第２の１組の溶接パラメータに対応する第
   ２の一組の制御信号を発生する第２の制御盤（118）を
   備え、この第２の一組の制御信号を受け取って、対応す
   る指令を生じさせて、前記直列通信リンク（100）を介
   して前記マイクロプロセッサ制御装置（92,96,98）の１
   つへ伝送するように、第３のマイクロプロセッサ制御装
   置（94）を、前記第２の制御盤（118）に接続した、請
   求項１に記載の移動可能な溶接機械用制御システム。
5. 【請求項５】少なくとも１つの内部溶接機（140）と、
   少なくとも１つの外部溶接機（916）とを備え、前記各
   溶接機（140,916）を管継手（32,33）に沿って位置決め
   し、溶接機アーク用の電力を供給し、しやへいガスを供
   給し、電極ワイヤ（144）を送ることから成る前記各溶
   接機（140,916）に対する複数の機能的動作を実行する
   管継手溶接システム用制御システムにおいて、 （イ）前記管継手（32,33）内を移動し、この管継手（3
   2,33）の接合部において内部溶接を実行する内部溶接機
   ユニットと、 （ロ）この内部溶接機ユニットに連結されたリーチ・ロ
   ッド（82）の端部に取り付けられたリーチ・ロッド制御
   箱（84）と、 （ハ）前記管継手（32,33）に対して前記外部溶接機（9
   16）を取り付け、この外部溶接機（916）を前記管継手
   （32,33）のまわりに駆動する構造物（921）と、 （ニ）通信リンク（100）と、 （ホ）前記内部溶接機ユニットに取り付けられ、前記内
   部溶接機（140）の機能的動作を制御するように接続さ
   れ、かつ前記通信リンク（100）を介して通信するよう
   に接続された第１のマイクロプロセッサ制御装置（94）
   と、 （ヘ）前記リーチ・ロッド制御箱（84）に取り付けら
   れ、前記通信リンク（100）を介して通信するように接
   続された第２のマイクロプロセッサ制御装置（96）と、 （ト）前記内部溶接機（140）に対する機能的動作に対
   応する制御信号を発生し、前記制御信号を前記第２のマ
   イクロプロセッサ制御装置（96）に供給するように接続
   された制御盤（120）と、 （チ）前記外部溶接機（916）の機能的動作を制御し、
   前記アーク用の電力を発生する電源（104）を制御し、
   かつ前記通信リンク（100）を介して通信する第３のマ
   イクロプロセッサ制御装置（98）と、 を備え、 前記第２のマイクロプロセッサ制御装置（96）が、対応
   する指令を生じさせて、前記通信リンク（100）を介し
   て前記第１のマイクロプロセッサ制御装置（94）へ伝送
   し、次いでこの第１のマイクロプロセッサ制御装置（9
   4）が、受け取った指令に応答して前記内部溶接機（14
   0）を制御するようにした、管継手溶接システム用制御
   システム。
6. 【請求項６】前記内部溶接機（140）に取り付けられた
   ワイヤフィードモータ（180）を制御する第２の一組の
   制御信号を発生するように、前記内部溶接機ユニットに
   取付けられた第２の制御盤（118）を設け、前記第２の
   一組の制御信号が、前記第３のマイクロプロセッサ制御
   装置（98）によって操作され、この第３のマイクロプロ
   セッサ制御装置（98）が前記ワイヤフィードモータ（11
   8）の動作を制御し、前記第３のマイクロプロセッサ制
   御装置（98）が、前記通信リンク（100）を介して通信
   するようにした、請求項５に記載の管継手溶接システム
   用制御システム。