JP3148658B2 - 突き合わせ溶接部の異常原因判定装置 - Google Patents
突き合わせ溶接部の異常原因判定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間圧延機等に鋼
帯を連続して通板するに先立ち、先行材の尾端と後行材
の先端とを突き合わせ溶接するが、この突き合わせ溶接
部の異常原因判定装置に関する。
帯を連続して通板するに先立ち、先行材の尾端と後行材
の先端とを突き合わせ溶接するが、この突き合わせ溶接
部の異常原因判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に冷間圧延ラインや酸洗ラインなど
においては、連続処理に先立って先行材と後行材の鋼帯
の対向端部を突き合わせ溶接して鋼帯の連続化を図り、
その後のプロセスを連続的に通板することが行われてい
る。この突き合わせ溶接部は、その後のプロセス、つま
り酸洗ラインや冷間圧延ラインで破断しないように、母
材と同等の形状条件、すなわち、高精度の突き合わせ精
度を保つことが必要である。
においては、連続処理に先立って先行材と後行材の鋼帯
の対向端部を突き合わせ溶接して鋼帯の連続化を図り、
その後のプロセスを連続的に通板することが行われてい
る。この突き合わせ溶接部は、その後のプロセス、つま
り酸洗ラインや冷間圧延ラインで破断しないように、母
材と同等の形状条件、すなわち、高精度の突き合わせ精
度を保つことが必要である。
【０００３】このため、突き合わせ溶接部の形状につい
ては、溶接部のビードをトリミングした後の段差（ビー
ド残り）の有無およびその大小を検査することによっ
て、合否の判定が一般に行われる。この段差検査手段の
一つとしては、トリマーに形状検出装置を取付け、溶接
部ビードのトリミング直後に溶接部形状を検出すること
が提案されている（製鉄研究第３０７号、第３５頁）。
この形状検出装置は、測定すべき溶接部表面に押付けら
れた接触子を溶接線に沿って摺動させ、この摺動時の接
触子の上下移動量を差動トランスで検出し、これを所望
に応じて増幅、記録して溶接部形状を検出する装置であ
る。この形状検出器は、溶接部横断面方向に所定のピッ
チで連続的に並べて配置すると、トリミングと同時に溶
接部の断面形状を連続的に検査できるが、機械的かつ複
雑な構造のため寿命が短く、しかも保守が困難で、測定
精度が低く所定の測定精度が得られず、トリミング部を
中心とする前後の板の変形状態を得るための詳しい断面
形状が得られない等の欠点を有している。
ては、溶接部のビードをトリミングした後の段差（ビー
ド残り）の有無およびその大小を検査することによっ
て、合否の判定が一般に行われる。この段差検査手段の
一つとしては、トリマーに形状検出装置を取付け、溶接
部ビードのトリミング直後に溶接部形状を検出すること
が提案されている（製鉄研究第３０７号、第３５頁）。
この形状検出装置は、測定すべき溶接部表面に押付けら
れた接触子を溶接線に沿って摺動させ、この摺動時の接
触子の上下移動量を差動トランスで検出し、これを所望
に応じて増幅、記録して溶接部形状を検出する装置であ
る。この形状検出器は、溶接部横断面方向に所定のピッ
チで連続的に並べて配置すると、トリミングと同時に溶
接部の断面形状を連続的に検査できるが、機械的かつ複
雑な構造のため寿命が短く、しかも保守が困難で、測定
精度が低く所定の測定精度が得られず、トリミング部を
中心とする前後の板の変形状態を得るための詳しい断面
形状が得られない等の欠点を有している。
【０００４】上記の欠点を解消する方法としては、先行
ならびに後行鋼帯の対向端部を突き合わせ溶接後、溶接
ビードをトリミングしてから、このトリミング後の溶接
部の近傍においてその表裏面から溶接部の溶接線に垂直
な断面形状を溶接線に沿って連続的に測定し、この形状
測定データを比較演算して前記溶接部における先行なら
びに後行鋼帯の目違い量（突合わせ部のズレ量）ならび
にビード残りを検出する方法ならびに装置（特開平５−
１５４５１０号公報）が提案されている。
ならびに後行鋼帯の対向端部を突き合わせ溶接後、溶接
ビードをトリミングしてから、このトリミング後の溶接
部の近傍においてその表裏面から溶接部の溶接線に垂直
な断面形状を溶接線に沿って連続的に測定し、この形状
測定データを比較演算して前記溶接部における先行なら
びに後行鋼帯の目違い量（突合わせ部のズレ量）ならび
にビード残りを検出する方法ならびに装置（特開平５−
１５４５１０号公報）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平５−１５４
５１０号公報に開示の方法ならびに装置は、溶接部にお
ける先行ならびに後行鋼帯の目違い量ならびにビード残
りを正確に検出できる優れた発明であるが、先行材と後
行材の高さの設定不良、電極クランプと鋼帯間に異物噛
み込み等の溶接部の異常原因を判定することができない
ため、溶接部に異常が生じても迅速に対応できないと共
に、設備の保守管理にも時間を要するという欠点を有し
ている。
５１０号公報に開示の方法ならびに装置は、溶接部にお
ける先行ならびに後行鋼帯の目違い量ならびにビード残
りを正確に検出できる優れた発明であるが、先行材と後
行材の高さの設定不良、電極クランプと鋼帯間に異物噛
み込み等の溶接部の異常原因を判定することができない
ため、溶接部に異常が生じても迅速に対応できないと共
に、設備の保守管理にも時間を要するという欠点を有し
ている。
【０００６】本発明の目的は、上記特開平５−１５４５
１０号公報に開示の方法ならびに装置の欠点を解消し、
先行ならびに後行鋼帯の対向端部の突き合わせ溶接部の
合否と異常原因を判定できる突き合わせ溶接部の異常原
因判定装置を提供することにある。
１０号公報に開示の方法ならびに装置の欠点を解消し、
先行ならびに後行鋼帯の対向端部の突き合わせ溶接部の
合否と異常原因を判定できる突き合わせ溶接部の異常原
因判定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の突き合わせ溶接
部の異常原因判定装置は、先行材ならびに後行材の対向
端部を突合わせ溶接し、この溶接部のビードをトリミン
グするトリマーのバイトの後に前記溶接部の上面ならび
に下面に対向して配置され、前記溶接部の溶接線に垂直
な断面形状を溶接線に沿って断続的に測定する形状測定
装置と、該形状測定装置の形状測定データに基づいて先
行材ならびに後行材の板幅方向の目違い量ならびにビー
ド残りを検出し、該先行材と後行材の板幅方向の目違い
量の傾き、平均値、標準偏差ならびに残差を演算し、予
め設定された目違い量の傾き、平均値、標準偏差ならび
に残差の各閾値と比較し、予め設定された溶接部合否な
らびに異常原因判定基準に基づいて、突き合わせ溶接部
の合否と異常原因を特定する情報処理装置からなる。こ
のように、突合わせ溶接時の溶接部形状検出装置で検出
された先行材と後行材の幅方向の目違い量に基づき、情
報処理装置で目違い量の傾き、平均値、標準偏差ならび
に残差を演算し、予め設定された目違い量の傾き、平均
値、標準偏差ならびに残差の各閾値と比較し、予め設定
された溶接部合否ならびに異常原因判定基準に基づい
て、突き合わせ溶接部の合否と異常原因を特定すること
によって、異常原因が先行材と後行材の作業側と駆動側
のレベルの違い、先行材と後行材の高さ設定不良、電極
クランプと材料間への異物の噛み込みまたは材料のソリ
発生等によるものであるかを判定することができる。し
たがって、溶接部に異常が生じた場合は、異常原因に応
じた迅速な対応ができると共に、設備の保守管理が容易
となる。
部の異常原因判定装置は、先行材ならびに後行材の対向
端部を突合わせ溶接し、この溶接部のビードをトリミン
グするトリマーのバイトの後に前記溶接部の上面ならび
に下面に対向して配置され、前記溶接部の溶接線に垂直
な断面形状を溶接線に沿って断続的に測定する形状測定
装置と、該形状測定装置の形状測定データに基づいて先
行材ならびに後行材の板幅方向の目違い量ならびにビー
ド残りを検出し、該先行材と後行材の板幅方向の目違い
量の傾き、平均値、標準偏差ならびに残差を演算し、予
め設定された目違い量の傾き、平均値、標準偏差ならび
に残差の各閾値と比較し、予め設定された溶接部合否な
らびに異常原因判定基準に基づいて、突き合わせ溶接部
の合否と異常原因を特定する情報処理装置からなる。こ
のように、突合わせ溶接時の溶接部形状検出装置で検出
された先行材と後行材の幅方向の目違い量に基づき、情
報処理装置で目違い量の傾き、平均値、標準偏差ならび
に残差を演算し、予め設定された目違い量の傾き、平均
値、標準偏差ならびに残差の各閾値と比較し、予め設定
された溶接部合否ならびに異常原因判定基準に基づい
て、突き合わせ溶接部の合否と異常原因を特定すること
によって、異常原因が先行材と後行材の作業側と駆動側
のレベルの違い、先行材と後行材の高さ設定不良、電極
クランプと材料間への異物の噛み込みまたは材料のソリ
発生等によるものであるかを判定することができる。し
たがって、溶接部に異常が生じた場合は、異常原因に応
じた迅速な対応ができると共に、設備の保守管理が容易
となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明において使用する形状測定
装置としては、溶接部に接触させることなく溶接部表面
までの距離を測定できればよく、特に限定されないが、
図１１に示すとおり、光学式距離計、例えば、レーザ距
離計、すなわち、半導体レーザ５１ならびにコリメータ
５２を経てレーザ光を溶接部５に照射し、その反射光を
レンズ５３を経てイメージセンサ５４に受け、二次元の
ものとして距離を測定できるものを用いるのが得策であ
る。
装置としては、溶接部に接触させることなく溶接部表面
までの距離を測定できればよく、特に限定されないが、
図１１に示すとおり、光学式距離計、例えば、レーザ距
離計、すなわち、半導体レーザ５１ならびにコリメータ
５２を経てレーザ光を溶接部５に照射し、その反射光を
レンズ５３を経てイメージセンサ５４に受け、二次元の
ものとして距離を測定できるものを用いるのが得策であ
る。
【０００９】本発明における突き合わせ溶接部の合否と
異常原因の判定は、予め目違い量の傾き、平均値、標準
偏差ならびに残差の各閾値を設定しておき、溶接部形状
検出装置で検出された先行材と後行材の板幅方向の目違
い量に基づき、情報処理装置で目違い量の傾き、平均
値、標準偏差ならびに残差を演算し、予め設定された目
違い量の傾き、平均値、標準偏差ならびに残差の各閾値
と比較し、例えば、各閾値より大きいか小さいかによっ
て２値分類し、予め設定された溶接部合否ならびに異常
原因判定基準に基づいて、溶接部の合否と異常原因を判
定する。
異常原因の判定は、予め目違い量の傾き、平均値、標準
偏差ならびに残差の各閾値を設定しておき、溶接部形状
検出装置で検出された先行材と後行材の板幅方向の目違
い量に基づき、情報処理装置で目違い量の傾き、平均
値、標準偏差ならびに残差を演算し、予め設定された目
違い量の傾き、平均値、標準偏差ならびに残差の各閾値
と比較し、例えば、各閾値より大きいか小さいかによっ
て２値分類し、予め設定された溶接部合否ならびに異常
原因判定基準に基づいて、溶接部の合否と異常原因を判
定する。
【００１０】本発明において予め設定する目違い量の傾
き、平均値、標準偏差ならびに残差の各閾値は、溶接部
正常状態で得られる目違い量の傾き、平均値、標準偏差
ならびに残差の実績に基づく各平均値あるいは各標準偏
差などを採用することができる。
き、平均値、標準偏差ならびに残差の各閾値は、溶接部
正常状態で得られる目違い量の傾き、平均値、標準偏差
ならびに残差の実績に基づく各平均値あるいは各標準偏
差などを採用することができる。
【００１１】
【実施例】 実施例１ 以下に本発明の詳細を実施の一例を示す図１〜図１０に
基づいて説明する。図１は本発明に係る形状検出装置の
原理を示す説明図、図２は本発明の一つの実施例に係る
形状検出装置の正面図、図３は図２のＸ−Ｘ方向からの
側面図、図４は本発明で検出される形状因子の説明図、
図５は先行材と後行材の目違いの測定原理の説明図、図
６は先行材と後行材の目違い量測定点の概要を示す斜視
図、図７は先行材と後行材の高さ設定不良の場合の板幅
位置と目違い量との関係を示すグラフ、図８は先行材と
後行材の高さが作業側と駆動側で異なる場合の板幅位置
と目違い量との関係を示すグラフ、図９は電極クランプ
と鋼帯間に異物等を噛み込んだ場合の板幅位置と目違い
量との関係を示すグラフ、図１０は溶接ビードのビード
残りの測定原理の説明図である。
基づいて説明する。図１は本発明に係る形状検出装置の
原理を示す説明図、図２は本発明の一つの実施例に係る
形状検出装置の正面図、図３は図２のＸ−Ｘ方向からの
側面図、図４は本発明で検出される形状因子の説明図、
図５は先行材と後行材の目違いの測定原理の説明図、図
６は先行材と後行材の目違い量測定点の概要を示す斜視
図、図７は先行材と後行材の高さ設定不良の場合の板幅
位置と目違い量との関係を示すグラフ、図８は先行材と
後行材の高さが作業側と駆動側で異なる場合の板幅位置
と目違い量との関係を示すグラフ、図９は電極クランプ
と鋼帯間に異物等を噛み込んだ場合の板幅位置と目違い
量との関係を示すグラフ、図１０は溶接ビードのビード
残りの測定原理の説明図である。
【００１２】図１において、１は出側電極、２は入側電
極、３は先行材、４は後行材で、先行材３と後行材４の
対向端部は突き合わせ溶接されて溶接部５が形成されて
いる。この溶接部５を挟んで上下一対の距離測定装置
６、７、例えば、二次元レーザ距離計６、７を設ける。
この上下一対の距離測定装置６、７は、図２、図３に示
すとおり、トリマーのバイトに近接して設ける。すなわ
ち、鋼帯は固定台８と移動台９との間で入側電極２なら
びに出側電極１によって突き合わせ溶接され、その溶接
ビードは上下のトリミングバイト１０、１１によって切
削されてトリミングされる。各トリミングバイト１０、
１１は、図３に示すとおり、それぞれトリマーの上部キ
ャリッジ１２と下部キャリッジ１３のバイトホルダー１
４、１５で保持されている。このバイトホルダー１４、
１５の直後に前記距離測定装置６、７を設けることによ
って、突き合わせ溶接部５をトリミングした直後に、溶
接線に沿って溶接部５表面までの距離を断続的に測定で
きる。
極、３は先行材、４は後行材で、先行材３と後行材４の
対向端部は突き合わせ溶接されて溶接部５が形成されて
いる。この溶接部５を挟んで上下一対の距離測定装置
６、７、例えば、二次元レーザ距離計６、７を設ける。
この上下一対の距離測定装置６、７は、図２、図３に示
すとおり、トリマーのバイトに近接して設ける。すなわ
ち、鋼帯は固定台８と移動台９との間で入側電極２なら
びに出側電極１によって突き合わせ溶接され、その溶接
ビードは上下のトリミングバイト１０、１１によって切
削されてトリミングされる。各トリミングバイト１０、
１１は、図３に示すとおり、それぞれトリマーの上部キ
ャリッジ１２と下部キャリッジ１３のバイトホルダー１
４、１５で保持されている。このバイトホルダー１４、
１５の直後に前記距離測定装置６、７を設けることによ
って、突き合わせ溶接部５をトリミングした直後に、溶
接線に沿って溶接部５表面までの距離を断続的に測定で
きる。
【００１３】また、各距離測定装置６、７からの距離情
報は、情報処理装置１６に送られる。情報処理装置１６
は、各距離測定装置６、７からの距離情報に基づいて板
幅方向における目違い量の傾き、平均値、標準偏差なら
びに残差を求める。情報処理装置１６は、求めた板幅方
向における目違い量の傾き、平均値、標準偏差ならびに
残差と、予め入力設定されている板幅方向における目違
い量の傾き、平均値、標準偏差ならびに残差の各閾値と
を比較して２値分類すると共に、ビード残りを演算して
予め入力設定されているビード残りの閾値と比較処理す
る。さらに、情報処理装置１６は、これらの処理結果と
溶接部合否ならびに異常原因判定基準とに基づき、溶接
部５の合否を判定し、不合格の場合には、警報を発する
と共に、その異常原因を特定して表示装置１７に表示す
るよう構成する。
報は、情報処理装置１６に送られる。情報処理装置１６
は、各距離測定装置６、７からの距離情報に基づいて板
幅方向における目違い量の傾き、平均値、標準偏差なら
びに残差を求める。情報処理装置１６は、求めた板幅方
向における目違い量の傾き、平均値、標準偏差ならびに
残差と、予め入力設定されている板幅方向における目違
い量の傾き、平均値、標準偏差ならびに残差の各閾値と
を比較して２値分類すると共に、ビード残りを演算して
予め入力設定されているビード残りの閾値と比較処理す
る。さらに、情報処理装置１６は、これらの処理結果と
溶接部合否ならびに異常原因判定基準とに基づき、溶接
部５の合否を判定し、不合格の場合には、警報を発する
と共に、その異常原因を特定して表示装置１７に表示す
るよう構成する。
【００１４】上記のとおり構成したことによって、トリ
マーのトリミングバイト１０、１１の後方に設けた距離
測定装置６、７によって、溶接線に直角方向、すなわ
ち、溶接部の横方向について、その表面までの距離を例
えば０．２ｍｍ間隔で測定して表示装置１７に断面形状
として画像表示することができる。一方、その測定周期
は、例えば、６０回／秒と一定にすることができるた
め、トリミング中に溶接線に沿って、測定周期毎の各溶
接断面形状をとらえることができる。したがって、上記
測定距離のうち、トリミング部の前後、一定の距離にお
けるデータを比較することにより、目違い量（鋼帯突き
合わせ面のレベル違い）を算出することができる。ま
た、上記一定の距離におけるデータとトリミング中心ま
でのデータを比較することによりビード残り（トリミン
グ残り）を算出することができる。
マーのトリミングバイト１０、１１の後方に設けた距離
測定装置６、７によって、溶接線に直角方向、すなわ
ち、溶接部の横方向について、その表面までの距離を例
えば０．２ｍｍ間隔で測定して表示装置１７に断面形状
として画像表示することができる。一方、その測定周期
は、例えば、６０回／秒と一定にすることができるた
め、トリミング中に溶接線に沿って、測定周期毎の各溶
接断面形状をとらえることができる。したがって、上記
測定距離のうち、トリミング部の前後、一定の距離にお
けるデータを比較することにより、目違い量（鋼帯突き
合わせ面のレベル違い）を算出することができる。ま
た、上記一定の距離におけるデータとトリミング中心ま
でのデータを比較することによりビード残り（トリミン
グ残り）を算出することができる。
【００１５】さらに詳しく説明すると、図４に示すとお
り、先行材３と後行材４とが突き合わせ溶接され、その
溶接部５のビードの点線部分がトリミング部４１として
トリミングされ、トリミング部４１の両側に隣接して先
行材３と後行材４の表面３ａ、４ａが接続される。した
がって、トリミング部４１の除去面４２においては、上
述のとおり、表示装置１７にそのプロフィルが表示され
ると共に、除去面４２ならびに先行材３と後行材４の表
面３ａ、４ａが同一断面形状として、表示装置１７に画
像表示されるほか、これらの距離データを比較すると、
図５ならびに図１０に示すとおり、目違い量（ｅ）、ビ
ード残り（Ｂ）を容易に求めることができる。
り、先行材３と後行材４とが突き合わせ溶接され、その
溶接部５のビードの点線部分がトリミング部４１として
トリミングされ、トリミング部４１の両側に隣接して先
行材３と後行材４の表面３ａ、４ａが接続される。した
がって、トリミング部４１の除去面４２においては、上
述のとおり、表示装置１７にそのプロフィルが表示され
ると共に、除去面４２ならびに先行材３と後行材４の表
面３ａ、４ａが同一断面形状として、表示装置１７に画
像表示されるほか、これらの距離データを比較すると、
図５ならびに図１０に示すとおり、目違い量（ｅ）、ビ
ード残り（Ｂ）を容易に求めることができる。
【００１６】すなわち、目違い量（ｅ）は、図５に示す
原理にしたがって演算される。先行材３と後行材４の板
厚が上位のコンピータ等から情報処理装置１６に入力設
定されている場合には、各板厚をそれぞれｔ1、ｔ2とす
ると、このときに距離測定装置６、７によって検出され
たトリミング部４１の前後の定点における測定距離が
ａ、ｂまたはｃ、ｄとして入力されると、目違い量
（ｅ）は下記（１）式または（２）式で求めることがで
きる。 ｅ＝（ｂ−ａ）＋（ｔ1−ｔ2）／２………………（１）式 ｅ＝（ｃ−ｄ）＋（ｔ2−ｔ1）／２………………（２）式
原理にしたがって演算される。先行材３と後行材４の板
厚が上位のコンピータ等から情報処理装置１６に入力設
定されている場合には、各板厚をそれぞれｔ1、ｔ2とす
ると、このときに距離測定装置６、７によって検出され
たトリミング部４１の前後の定点における測定距離が
ａ、ｂまたはｃ、ｄとして入力されると、目違い量
（ｅ）は下記（１）式または（２）式で求めることがで
きる。 ｅ＝（ｂ−ａ）＋（ｔ1−ｔ2）／２………………（１）式 ｅ＝（ｃ−ｄ）＋（ｔ2−ｔ1）／２………………（２）式
【００１７】また、先行材３と後行材４の板厚が不明の
場合には、上下の距離測定装置６、７によって検出され
たトリミング部４１の前後の定点における測定距離が
ａ、ｂまたはｃ、ｄとして情報処理装置１６に入力され
ると、下記（３）式によって目違い量（ｅ）を求めるこ
とができる。 ｅ＝｛（ａ−ｂ）−（ｃ−ｄ）｝／２………………（３）式
場合には、上下の距離測定装置６、７によって検出され
たトリミング部４１の前後の定点における測定距離が
ａ、ｂまたはｃ、ｄとして情報処理装置１６に入力され
ると、下記（３）式によって目違い量（ｅ）を求めるこ
とができる。 ｅ＝｛（ａ−ｂ）−（ｃ−ｄ）｝／２………………（３）式
【００１８】さらに、情報処理装置１６は、上記によっ
て求めたトリミング部４１の前後の定点の目違い量
（ｅ）を図６に示すとおり、幅方向にＮ点測定した結果
を基に、以下に示す（４）式〜（７）式によって目違い
量（ｅi）の傾き（ｅK）、平均値（ｅAV）、標準偏差
（ｅST）、残差（ｅRE）を演算する。
て求めたトリミング部４１の前後の定点の目違い量
（ｅ）を図６に示すとおり、幅方向にＮ点測定した結果
を基に、以下に示す（４）式〜（７）式によって目違い
量（ｅi）の傾き（ｅK）、平均値（ｅAV）、標準偏差
（ｅST）、残差（ｅRE）を演算する。
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】
【数４】
【００２３】先行材３と後行材４の高さ設定が不良の場
合には、図７に示すとおり、目違い量の平均値（ｅAV）
が大きくなる。また、先行材３と後行材４の高さレベル
が作業側（ＦＳ）と駆動側（ＤＳ）で異なっている場合
には、図８に示すとおり、目違い量の傾き（ｅK）と標
準偏差（ｅST）が大きくなる。さらに、電極クランプと
ストリップ間に異物等を噛み込んだ場合または先行材３
や後行材４にソリが生じた場合は、図９に示すとおり、
目違い量の標準偏差（ｅST）と残差（ｅRE）が大きくな
る。したがって、情報処理装置１６に予め入力設定され
た目違い量（ｅi）の傾き（ｅK）、平均値（ｅAV）、標
準偏差（ｅST）、残差（ｅRE）の各閾値と、上記により
求めた目違い量（ｅi）の傾き（ｅK）、平均値
（ｅAV）、標準偏差（ｅST）、残差（ｅRE）を比較し、
予め設定された溶接部合否ならびに異常原因判定基準、
例えば、前記各閾値より大か小かの２値分類を行った表
１に示す溶接部合否ならびに異常原因判定基準により判
定することによって、溶接部５の異常の有無ならびに異
常原因を特定することができる。なお、表１中の溶接部
異常原因欄中、Ａは、作業側（ＦＳ）と駆動側（ＤＳ）
のレベル違い、Ｂは先行材３と後行材４の高さ設定不
良、Ｃは電極クランプとストリップ間に異物噛みまたは
鋼帯にソリ発生を示す。また、表１は、大小の２値分類
を行ったが、大中小等の多値分類を行えば、より詳細な
状態分析が可能となる。
合には、図７に示すとおり、目違い量の平均値（ｅAV）
が大きくなる。また、先行材３と後行材４の高さレベル
が作業側（ＦＳ）と駆動側（ＤＳ）で異なっている場合
には、図８に示すとおり、目違い量の傾き（ｅK）と標
準偏差（ｅST）が大きくなる。さらに、電極クランプと
ストリップ間に異物等を噛み込んだ場合または先行材３
や後行材４にソリが生じた場合は、図９に示すとおり、
目違い量の標準偏差（ｅST）と残差（ｅRE）が大きくな
る。したがって、情報処理装置１６に予め入力設定され
た目違い量（ｅi）の傾き（ｅK）、平均値（ｅAV）、標
準偏差（ｅST）、残差（ｅRE）の各閾値と、上記により
求めた目違い量（ｅi）の傾き（ｅK）、平均値
（ｅAV）、標準偏差（ｅST）、残差（ｅRE）を比較し、
予め設定された溶接部合否ならびに異常原因判定基準、
例えば、前記各閾値より大か小かの２値分類を行った表
１に示す溶接部合否ならびに異常原因判定基準により判
定することによって、溶接部５の異常の有無ならびに異
常原因を特定することができる。なお、表１中の溶接部
異常原因欄中、Ａは、作業側（ＦＳ）と駆動側（ＤＳ）
のレベル違い、Ｂは先行材３と後行材４の高さ設定不
良、Ｃは電極クランプとストリップ間に異物噛みまたは
鋼帯にソリ発生を示す。また、表１は、大小の２値分類
を行ったが、大中小等の多値分類を行えば、より詳細な
状態分析が可能となる。
【００２４】
【表１】
【００２５】また、ビード残り（Ｂ）は、図１０に示す
とおり、溶接部５の断面をトリミング部４１を中心に前
・後・上・下４つのゾーンＺ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4に分け、
各ゾーンＺ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4について上下の距離測定装
置６、７によって測定された全ての距離値と、各ゾーン
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4における距離ａ〜ｄとの偏差から、
ビード残り（Ｂ）、つまり、トリミング部４１バイト面
と先行材３と後行材４の表面３ａ、４ａの段差量を求め
る。したがって、情報処理装置１６に予め入力設定され
たビード残りの閾値と、上記により求めたビード残り
（Ｂ）と比較することによって、合否が判定され、不合
格のときは、ビード切削がやり直される。
とおり、溶接部５の断面をトリミング部４１を中心に前
・後・上・下４つのゾーンＺ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4に分け、
各ゾーンＺ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4について上下の距離測定装
置６、７によって測定された全ての距離値と、各ゾーン
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4における距離ａ〜ｄとの偏差から、
ビード残り（Ｂ）、つまり、トリミング部４１バイト面
と先行材３と後行材４の表面３ａ、４ａの段差量を求め
る。したがって、情報処理装置１６に予め入力設定され
たビード残りの閾値と、上記により求めたビード残り
（Ｂ）と比較することによって、合否が判定され、不合
格のときは、ビード切削がやり直される。
【００２６】実施例２ ５スタンドからなる冷間タンデム圧延機の入側のフラッ
シュバット溶接機に前記実施例１の異常原因判定装置を
設置し、目違い量の傾き（ｅK）、平均値（ｅAV）、標
準偏差（ｅST）、残差（ｅRE）の閾値を、溶接部が正常
状態で得られる傾き（ｅK）、平均値（ｅAV）、標準偏
差（ｅST）、残差（ｅRE）の各標準偏差×１の値を採用
して大小を区別する方式を採用し、板厚１．６〜４．５
ｍｍ、板幅６１０〜１２７０ｍｍの鋼帯の突き合わせ溶
接回数１２，０００回について、溶接部の正常、異常の
判定と異常時の主な溶接異常原因を特定し、その不良発
生率と判定的中率を求めた。その結果を表２に示す。
シュバット溶接機に前記実施例１の異常原因判定装置を
設置し、目違い量の傾き（ｅK）、平均値（ｅAV）、標
準偏差（ｅST）、残差（ｅRE）の閾値を、溶接部が正常
状態で得られる傾き（ｅK）、平均値（ｅAV）、標準偏
差（ｅST）、残差（ｅRE）の各標準偏差×１の値を採用
して大小を区別する方式を採用し、板厚１．６〜４．５
ｍｍ、板幅６１０〜１２７０ｍｍの鋼帯の突き合わせ溶
接回数１２，０００回について、溶接部の正常、異常の
判定と異常時の主な溶接異常原因を特定し、その不良発
生率と判定的中率を求めた。その結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２に示すとおり、溶接部異常の発生率
は、０．１６％で、主な溶接異常原因の判定的中率は、
作業側と駆動側のレベル違いが９５％、入側電極高さ設
定不良が９３％、異物噛み込み等が８２％であった。
は、０．１６％で、主な溶接異常原因の判定的中率は、
作業側と駆動側のレベル違いが９５％、入側電極高さ設
定不良が９３％、異物噛み込み等が８２％であった。
【００２９】
【発明の効果】本発明の突き合わせ溶接部の異常原因判
定装置は、突き合わせ溶接部の合否判定ばかりでなく、
溶接部異常原因を判定できるので、設備管理が容易とな
り、次工程での溶接部破断防止を図ることができると共
に、溶接検査および再溶接のスピードアップが可能とな
る。
定装置は、突き合わせ溶接部の合否判定ばかりでなく、
溶接部異常原因を判定できるので、設備管理が容易とな
り、次工程での溶接部破断防止を図ることができると共
に、溶接検査および再溶接のスピードアップが可能とな
る。
【図１】本発明に係る形状検出装置の原理を示す説明図
である。
である。
【図２】本発明の一つの実施例に係る形状検出装置の正
面図である。
面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ方向からの側面図である。
【図４】本発明で検出される形状因子の説明図である。
【図５】先行材と後行材の目違いの測定原理の説明図で
ある。
ある。
【図６】先行材と後行材の目違い量測定点の概要を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図７】先行材と後行材の高さ設定不良の場合の板幅位
置と目違い量との関係を示すグラフである。
置と目違い量との関係を示すグラフである。
【図８】先行材と後行材の高さが作業側と駆動側で異な
る場合の板幅位置と目違い量との関係を示すグラフであ
る。
る場合の板幅位置と目違い量との関係を示すグラフであ
る。
【図９】電極クランプと鋼帯間に異物等を噛み込んだ場
合の板幅位置と目違い量との関係を示すグラフである。
合の板幅位置と目違い量との関係を示すグラフである。
【図１０】溶接ビードのビード残りの測定原理の説明図
である。
である。
【図１１】形状測定装置の一例のレーザ式距離計の斜視
図である。
図である。
１ 出側電極 ２ 入側電極 ３ 先行材 ４ 後行材 ５ 溶接部 ６、７ 距離測定装置 ８ 固定台 ９ 移動台 １０、１１ トリミングバイト １２ 上部キャリッジ １３ 下部キャリッジ １４、１５ バイトホルダー １６ 情報処理装置 １７ 表示装置 ４１ トリミング部 ４２ 除去面 ５１ 半導体レーザ ５２ コリメータ ５３ レンズ ５４ イメージセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000001199 株式会社神戸製鋼所 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18 号 (72)発明者 町田 聰 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属 工業株式会社 和歌山製鉄所内 (72)発明者 吉本 松男 広島県福山市鋼管町１番地 日本鋼管株 式会社 福山製鉄所内 (72)発明者 岡本 改造 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (72)発明者 野嵜 文秀 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社 神戸製鋼所 加古川製鋼所内 (56)参考文献 特開 平５−154510（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215510（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/32 B21B 15/00 B23K 9/00 501 B23K 9/02 - 9/038 B23K 31/00 G01B 11/00 - 11/30 102
Claims (1)
- 【請求項１】 先行材ならびに後行材の対向端部を突合
わせ溶接し、この溶接部のビードをトリミングするトリ
マーのバイトの後に前記溶接部の上面ならびに下面に対
向して配置され、前記溶接部の溶接線に垂直な断面形状
を溶接線に沿って断続的に測定する形状測定装置と、こ
の形状測定装置で測定された形状測定データに基づいて
前記先行材と後行材の板幅方向の目違い量ならびにビー
ド残りを検出し、該先行材と後行材の板幅方向の目違い
量の傾き、平均値、標準偏差ならびに残差を演算し、予
め設定された目違い量の傾き、平均値、標準偏差ならび
に残差の各閾値と順次比較し、予め設定された溶接部合
否ならびに異常原因判定基準に基づいて、突き合わせ溶
接部の合否と異常原因を特定する情報処理装置からなる
ことを特徴とする突き合わせ溶接部の異常原因判定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33153996A JP3148658B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 突き合わせ溶接部の異常原因判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33153996A JP3148658B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 突き合わせ溶接部の異常原因判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160451A JPH10160451A (ja) | 1998-06-19 |
| JP3148658B2 true JP3148658B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=18244796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33153996A Expired - Fee Related JP3148658B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 突き合わせ溶接部の異常原因判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148658B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2401336A (en) * | 2003-05-07 | 2004-11-10 | Rolls Royce Plc | Weld dressing by grinding |
| JP4876599B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2012-02-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 突合せ溶接部の良否検出方法および装置 |
| JP4589898B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2010-12-01 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼帯の突き合せ溶接機 |
| JP6303516B2 (ja) * | 2014-01-15 | 2018-04-04 | 日産自動車株式会社 | 薄型二次電池の気密性検査装置および気密性検査方法 |
| CN113093584B (zh) * | 2021-03-02 | 2022-06-14 | 无锡先导智能装备股份有限公司 | 焊接异常检测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN113503828B (zh) * | 2021-06-17 | 2024-04-05 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种焊带弯曲度测量装置及测量方法 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP33153996A patent/JP3148658B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10160451A (ja) | 1998-06-19 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |