JP5282946B2 - Power control device and pipe pressure welding system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pipe pressure welding system capable of easily setting the power charged in an induction heating coil when butted parts of pipe members are subjected to the induction heating for pressure welding with an insert held therebetween, and similarly raising the temperature of the butted parts even when repeating the pressure welding work, and a power control device built in this system. <P>SOLUTION: The power control device includes an input/output display unit 110 which receives and displays input information, a display menu storage unit 121 for storing the display menu to promote the power to be output from a high frequency power source 7 to an induction heating coil 9 by the step unit, an input/output display control unit 122 which displays the acquired display menu on the input/output display unit 110, and receives output operation information on the power to be output from the input/output display unit 110 by the step unit and the output time, and an output control unit 123 for performing the output control to the high frequency power source 7 by the step unit based on output operation information input from the input/output display control unit 122. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、誘導加熱コイルに投入する電力を制御する電力制御装置と、この電力制御装置を組み込み、インサート材を挟んで突き合わせたパイプ部材の突き合わせ部近傍を誘導加熱コイルで加熱して圧接するパイプ圧接システムに関する。   The present invention relates to a power control device that controls the power supplied to the induction heating coil, and a pipe that incorporates this power control device and heats and presses the vicinity of the butted portion of the pipe member that is butted together with the insert material by the induction heating coil. It relates to the pressure welding system.

従来から、直管同士の間にインサート材を挟んで接合部を加熱コイルで誘導加熱することで、パイプを接合する誘導加熱接合方式が知られている（特許文献１）。その際、昇温した接合部を一定の温度範囲に維持するため、加熱コイルに加える電力を変化させている。また、チーズやエルボなどの屈曲した継ぎ手を直管のパイプに接合する際、継ぎ手と直管パイプの形状や寸法が相互に異なっているときは、パイプ部材の形状や寸法に応じて投入電力を異ならせなければならない。そこで、加熱コイルへの電力を段階的に制御する簡易なマスクパターンを設定し、パイプ部材の形状や寸法に応じて誘導加熱温度を制御することで接合している（特許文献２）。   Conventionally, an induction heating joining method is known in which pipes are joined by inductively heating a joining portion with a heating coil while sandwiching an insert material between straight pipes (Patent Document 1). At that time, the electric power applied to the heating coil is changed in order to maintain the heated joint in a certain temperature range. Also, when joining bent joints such as cheese and elbows to straight pipes, if the joints and straight pipes have different shapes and dimensions, the input power should be adjusted according to the shape and dimensions of the pipe members. Must be different. Therefore, a simple mask pattern for controlling the power to the heating coil in steps is set, and the induction heating temperature is controlled according to the shape and dimensions of the pipe member (Patent Document 2).

特開昭６２−９７７８４号公報JP-A-62-97784 特開２００４−２４９３２４号公報JP 2004-249324 A

前述のように、チーズ、エルボ、直管その他のパイプ部材同士を接合する際には、先ず加熱コイルに一定の電力を加えて突き合わせ部を昇温し、その後突き合わせ部における温度がほぼ一定になるよう制御してパイプ部材同士を圧接する必要がある。   As described above, when joining cheese, elbows, straight pipes and other pipe members, first, a constant power is applied to the heating coil to raise the temperature of the butt portion, and then the temperature at the butt portion becomes substantially constant. It is necessary to press the pipe members under control.

しかしながら、加熱コイルに一定の電力を加えて接合部を昇温すると、昇温開始時から所定の時間経過した時の突き合わせ部の温度にはバラつきがあり、パイプ部材同士を圧接するタイミングを決めることや突き合わせ部を基準温度範囲内に維持することが難しくなる。そのため、パイプ部材へ圧力を加え始めるタイミングや突き合わせ部の温度が圧接作業毎に異なり、品質を一定に保つことが難しい。なお、「基準温度範囲」とは、圧接の際突き合わせ部の温度が一定になるように設定される範囲と定義する。   However, if a certain power is applied to the heating coil to raise the temperature of the joint, the temperature of the abutting part varies when a predetermined time has elapsed from the start of the temperature rise, and the timing for pressure welding the pipe members is determined. It becomes difficult to maintain the butted portion within the reference temperature range. For this reason, the timing at which pressure starts to be applied to the pipe member and the temperature of the butting portion are different for each pressing operation, and it is difficult to keep the quality constant. The “reference temperature range” is defined as a range that is set so that the temperature of the butted portion is constant during the pressure welding.

上記課題に鑑み、インサート材を挟んでパイプ部材同士の突き合わせ部を誘導加熱して圧接する際、誘導加熱コイルに投入する電力を容易に設定でき、圧接作業を繰り返し行っても、突き合わせ部を同じ様に昇温することができるパイプ圧接システムと、このシステムに組み込まれる電力制御装置を提供することを目的とする。   In view of the above problem, when the abutting portion between the pipe members is induction-heated and pressed by sandwiching the insert material, the power to be applied to the induction heating coil can be easily set, and even if the pressing operation is repeated, the butt portion is the same It is an object of the present invention to provide a pipe pressure welding system capable of increasing the temperature in a similar manner and a power control device incorporated in the system.

本発明者らは、チーズやエルボのような継ぎ手と直管のパイプとを圧接したり、直管のパイプ同士を圧接したりするパイプ圧接装置に関して鋭意研究を行い、パイプ部材同士の接合面に寸法公差があっても容易に接合面を圧接することができるパイプ圧接装置を完成するに至った。このパイプ圧接装置により、接合される第１及び第２のパイプ部材の端面形状に依存せず、それぞれのパイプ部材を保持し、一方のパイプ部材の端面を押圧することができるようになった。これに伴い、パイプ部材の突き合わせ部近傍をパイプ部材の外側から誘導加熱コイルで挟み、この誘導加熱コイルに整合器を介して高周波電力を投入することで、パイプ部材の突き合わせの接合部及びパイプ部材同士に挟まれたインサートメタルを誘導加熱コイルで加熱したところ、誘導加熱コイルに投入する高周波電力をパイプ部材の材質に応じて制御する必要があることが分かった。本発明はこのような状況下においてなされたものであり、次に述べる特徴を有することで、誘導加熱コイルに投入する高周波電力を習熟した技術者のみならず誰でも容易に制御することができる。   The inventors of the present invention have conducted extensive research on a pipe pressure welding apparatus that presses a joint such as a cheese or an elbow and a straight pipe, or pressure welds a straight pipe to each other. We have completed a pipe pressure welding device that can easily press the joint surface even if there is a dimensional tolerance. This pipe pressure welding apparatus can hold the respective pipe members and press the end face of one of the pipe members without depending on the end face shapes of the first and second pipe members to be joined. Along with this, the vicinity of the butt portion of the pipe member is sandwiched by an induction heating coil from the outside of the pipe member, and high frequency power is input to the induction heating coil through a matching device, so that the butt joint of the pipe member and the pipe member When the insert metal sandwiched between each other was heated by the induction heating coil, it was found that the high-frequency power input to the induction heating coil needs to be controlled according to the material of the pipe member. The present invention has been made under such circumstances, and by having the following characteristics, anyone can easily control not only an engineer who has mastered the high-frequency power input to the induction heating coil but also an engineer.

上記目的を達成するため、本発明の第１の構成は、高周波電源から整合部を介在させて誘導加熱コイルに投入する電力を時系列順のステップで制御する電力制御装置であって、入力された情報を受け取ると共に表示出力を行う入出力表示部と、高周波電源から誘導加熱コイルに対して出力されるべき電力に関しステップ単位で入力を促す表示メニューを格納する表示メニュー格納部と、表示メニュー格納部から表示メニューを取得して入出力表示部に表示し、入出力表示部からステップ単位で出力されるべき電力量と出力時間に関する出力操作情報を受け取る入出力表示制御部と、入出力表示制御部から入力された出力操作情報に基づいてステップ単位で高周波電源に対して出力制御を行う出力制御部と、誘導加熱コイルにより誘導加熱される第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との間に先端部が挟み込まれ、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との圧接後にその先端部が切断される温度センサーと、温度センサーからの測定データの入力を受け、設定されている温度範囲となるよう高周波電源に対してフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、出力制御部とフィードバック制御部とを切り換えて高周波電源に接続する切換部と、を備えることを特徴とする。
上記構成において、入出力表示制御部が入出力表示部から受け取った出力操作情報をステップデータとしてファイル形式で格納するステップデータファイル格納部を備えることが好ましい。
In order to achieve the above object, a first configuration of the present invention is a power control apparatus that controls power input to an induction heating coil from a high-frequency power source through a matching unit in a time-series order, and is input. An input / output display unit that receives and outputs display information, a display menu storage unit that stores a display menu that prompts input in steps for power to be output from the high-frequency power source to the induction heating coil, and a display menu store An input / output display control unit that obtains a display menu from the display unit and displays it on the input / output display unit, and receives output operation information related to the amount of power and output time to be output in steps from the input / output display unit, and input / output display control an output control unit for performing an output control with respect to the high frequency power source at step units based on the output operation information input from the section, is inductively heated by the induction heating coil A temperature sensor in which a tip portion is sandwiched between the first pipe member and the second pipe member, and the tip portion is cut after the first pipe member and the second pipe member are pressed against each other; A feedback control unit that receives the measurement data input and performs feedback control on the high-frequency power source so that the temperature range is set, and a switching unit that switches between the output control unit and the feedback control unit and connects to the high-frequency power source. , characterized in that it comprises a.
In the above configuration, the input / output display control unit preferably includes a step data file storage unit that stores the output operation information received from the input / output display unit as step data in a file format.

本発明のパイプ圧接システムは、本発明の電力制御装置と、第１のパイプ部材を複数の方向から保持する第１の保持機構及び第２のパイプ部材を保持する第２の保持機構をテーブル装置に構築したパイプ圧接装置と、を備え、誘導加熱コイルが、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との突き合わせ部外周に配置されてなることを特徴とする。
The pipe pressure welding system of the present invention is a table device including the power control device of the present invention, a first holding mechanism for holding the first pipe member from a plurality of directions, and a second holding mechanism for holding the second pipe member. And a pipe pressure welding device constructed as described above, wherein the induction heating coil is arranged on the outer periphery of the butted portion of the first pipe member and the second pipe member .

本発明の別の構成は、高周波電源から整合部を介在させて誘導加熱コイルに投入する電力を時系列順のステップで制御する電力制御装置であって、入力された情報を受け取ると共に表示出力を行う入出力表示部と、高周波電源から誘導加熱コイルに対して出力されるべき電力に関しステップ単位で入力を促す表示メニューを格納する表示メニュー格納部と、表示メニュー格納部から表示メニューを取得して入出力表示部に表示し、入出力表示部からステップ単位で設定温度、出力時間、ＰＩＤ制御の各パラメータに関する出力操作情報を受け取る入出力表示制御部と、誘導加熱コイルにより誘導加熱される第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との間に先端部が挟み込まれ、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との圧接後にその先端部が切断される温度センサーと、入出力表示制御部から入力された出力操作情報と温度センサーから入力される測定データとに基いてステップ単位で高周波電源に対して出力制御を行う出力制御部と、を備えることを特徴とする。 Another configuration of the present invention is a power control device that controls power input to an induction heating coil through a matching unit from a high-frequency power source in steps in chronological order, and receives input information and displays output. An input / output display unit to be performed, a display menu storage unit for storing a display menu for prompting input in units of steps regarding the power to be output from the high frequency power supply to the induction heating coil, and a display menu from the display menu storage unit An input / output display control unit that displays on the input / output display unit and receives output operation information regarding each parameter of set temperature, output time, and PID control in steps from the input / output display unit, and a first that is induction-heated by an induction heating coil tip is sandwiched between the pipe member and the second pipe member, the tip portion after pressing the first pipe member and the second pipe member is cut A temperature sensor, and an output control unit that performs output control on the high-frequency power source in units of steps based on the output operation information input from the input / output display control unit and the measurement data input from the temperature sensor. It is characterized by that.

本発明による電力制御装置によれば、入出力表示制御部が表示メニュー格納部から表示メニューを取り出し入出力表示部に表示出力するので、作業者はこの表示メニューに従って高周波電源から誘導加熱コイルに対して出力されるべき電力をステップ単位で入力設定でき、しかも、入出力制御部は入力設定された出力操作情報を出力制御部に出力し、出力制御部は入力された出力操作情報に基づいて高周波電源に対し高周波電力の出力制御を行う。よって、時系列順のステップで高周波電源からの出力制御を行うことができる。   According to the power control device of the present invention, the input / output display control unit takes out the display menu from the display menu storage unit and outputs the display menu to the input / output display unit. In addition, the power to be output can be input and set in units of steps, and the input / output control unit outputs the input operation information that has been set to the output control unit, and the output control unit performs high-frequency operation based on the input output operation information. Controls the output of high frequency power to the power supply. Therefore, output control from the high frequency power supply can be performed in steps in chronological order.

本発明のパイプ圧接システムによれば、第１の保持機構で第１のパイプ部材を保持し、第２の保持機構で第２のパイプ部材を保持し、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材とを突き合わせ、その突き合わせ部外周に誘導加熱コイルを配置した後に、電力制御装置において、入出力表示制御部が表示メニュー格納部から表示メニューを取り出し入出力表示部に表示出力するので、作業者はこの表示メニューに従って高周波電源から誘導加熱コイルに対して出力されるべき電力をステップ単位で入力設定できる。入出力制御部は入力設定された出力操作情報を出力制御部に出力し、出力制御部は入力された出力操作情報に基づいて高周波電源に対し高周波電力の出力制御を行う。よって、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との好適な圧接条件を熟練者でサーチすることで、サーチした好適な圧接条件を熟練者でなくても入出力表示部に設定することで、設定された出力操作情報に基づいて高周波電源が高周波出力を行い、突き合わせ部の誘導加熱を行え、一定の圧接品質を維持することができる。即ち、後述する実施形態において説明するように、パイプ部材の端面加工を行うことなく、誘導加熱条件や圧接条件を定めることができ、ルーティンワーク的に圧接作業を行うことができる。熟練者により誘導加熱条件を含めた圧接条件が最適に決められることで、熟練者によらなくても、第１及び第２のパイプ部材を突き合わせ、誘導加熱コイルによる加熱を行え、圧接の品質を保つことができる。   According to the pipe pressure welding system of the present invention, the first pipe member is held by the first holding mechanism, the second pipe member is held by the second holding mechanism, and the first pipe member and the second pipe are held. After placing the induction heating coil on the outer periphery of the butted portion, the input / output display control unit takes out the display menu from the display menu storage unit and outputs it to the input / output display unit in the power control device. Can input and set the power to be output from the high-frequency power source to the induction heating coil in units of steps according to this display menu. The input / output control unit outputs the input operation information that has been set to the output control unit, and the output control unit performs high-frequency power output control on the high-frequency power source based on the input output operation information. Therefore, by searching for a suitable pressure contact condition between the first pipe member and the second pipe member by an expert, it is possible to set the searched preferable pressure contact condition in the input / output display section even if the person is not an expert. Based on the set output operation information, the high frequency power source outputs a high frequency, can perform induction heating of the butt portion, and can maintain a certain pressure welding quality. That is, as will be described in an embodiment described later, induction heating conditions and pressure welding conditions can be determined without performing end face processing of the pipe member, and pressure welding work can be performed in a routine work. Since the pressure welding conditions including induction heating conditions are optimally determined by an expert, the first and second pipe members can be brought into contact with each other and heated by an induction heating coil without the need of an expert to improve the pressure welding quality. Can keep.

以下では、好適な実施形態として、パイプ部材同士を圧接するパイプ圧接装置に電力制御装置が組み込まれ、パイプ部材の突き合わせ部外周に誘導加熱コイルが配置され、高周波電源から誘導加熱コイルに投入される高周波電力を電力制御装置で制御するパイプ圧接システムについて特に説明する。本発明の電力制御装置は高周波電源を備えた各種装置に組み込まれ、高周波電源に対して高周波の出力制御を行うことができる。   In the following, as a preferred embodiment, a power control device is incorporated in a pipe pressure welding device that presses the pipe members together, an induction heating coil is disposed on the outer periphery of the butt portion of the pipe member, and is introduced from the high frequency power source to the induction heating coil. A pipe pressure welding system that controls high-frequency power with a power control device will be particularly described. The power control device of the present invention is incorporated in various devices including a high frequency power source, and can perform high frequency output control on the high frequency power source.

（パイプ圧接システム構成）
図１は、実施形態に係るパイプ圧接システムのシステム構成図である。図中のＸは接合方向、Ｙは接合方向Ｘを含む水平面においてＸと直交する方向、Ｚは鉛直方向を示している。
パイプ圧接システム１は、インサート材（図示せず）を挟み込んで第１及び第２のパイプ部材２，３を保持し、パイプ突き合わせ部外周に配置される誘導加熱コイル９で突き合わせ部及びインサート材を誘導加熱するパイプ圧接装置６と、パイプ圧接装置６における高周波電力系統を制御する電力制御装置１００と、で構成される。パイプ圧接装置６における高周波電力系統は、高周波電源７としてのインバータと整合部８と誘導加熱コイル９とが直列接続されて配線接続され、高周波電源７で発振した高周波が整合部８を経由して誘導加熱コイル９に投入されるよう構成されている。電力制御装置１００は、パイプ圧接作業者（以下、単に「作業者」という。）に対して表示メニューを提示すると共に作業者からの入力を直接受ける入出力表示部１１０と、この入出力表示部１１０に対する制御及び入力された操作情報に基づいて高周波電源７を制御する入力制御部１２０とで構成されている。 (Pipe pressure welding system configuration)
FIG. 1 is a system configuration diagram of a pipe pressure welding system according to an embodiment. In the figure, X is a joining direction, Y is a direction orthogonal to X in a horizontal plane including the joining direction X, and Z is a vertical direction.
The pipe pressure welding system 1 holds the first and second pipe members 2 and 3 with an insert material (not shown) sandwiched therebetween, and the induction heating coil 9 disposed on the outer periphery of the pipe butt portion allows the butt portion and the insert material to be held. The pipe pressure welding device 6 for induction heating and the power control device 100 for controlling the high frequency power system in the pipe pressure welding device 6 are configured. The high-frequency power system in the pipe pressure welding device 6 includes an inverter as a high-frequency power source 7, a matching unit 8, and an induction heating coil 9 connected in series and connected by wiring, and a high frequency oscillated by the high-frequency power source 7 passes through the matching unit 8. The induction heating coil 9 is configured to be charged. The power control apparatus 100 presents a display menu to a pipe pressure welding worker (hereinafter, simply referred to as “worker”) and directly receives an input from the worker, and the input / output display unit. The control unit 110 includes an input control unit 120 that controls the high-frequency power source 7 based on the control for 110 and the input operation information.

（パイプ圧接装置）
パイプ圧接装置６について説明する。パイプ圧接装置６は、第１のパイプ部材２を二方向又は三方向から保持する第１の保持機構１０と第２のパイプ部材３を保持する第２の保持機構２０とがテーブル装置３０に構築されている。第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３との突き合わせ部を囲むように二つ割りの誘導加熱コイル９が設置され、この誘導加熱コイル９に電力を投入するために、整合部８を介在させて高周波電源７が配線接続されている。第１の保持機構１０及び第２の保持機構２０が油圧制御により第１のパイプ部材２、第２のパイプ部材３を接合方向に押圧しながら、高周波電源７から誘導加熱コイル９への電力投入で第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３との突き合わせ部及びインサート材を誘導加熱することで、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とを圧接する。 (Pipe pressure welding equipment)
The pipe pressure welding device 6 will be described. In the pipe pressure welding device 6, a first holding mechanism 10 that holds the first pipe member 2 from two or three directions and a second holding mechanism 20 that holds the second pipe member 3 are constructed in the table device 30. Has been. A split induction heating coil 9 is installed so as to surround the butted portion of the first pipe member 2 and the second pipe member 3, and the matching portion 8 is interposed to supply power to the induction heating coil 9. The high frequency power supply 7 is connected by wiring. While the first holding mechanism 10 and the second holding mechanism 20 press the first pipe member 2 and the second pipe member 3 in the joining direction by hydraulic control, power is supplied from the high-frequency power source 7 to the induction heating coil 9. Thus, the first pipe member 2 and the second pipe member 3 are pressure-contacted by induction heating the butted portion of the first pipe member 2 and the second pipe member 3 and the insert material.

図示したパイプ圧接装置６では、パイプ部材２，３同士を挟んで接合方向に押圧機構２１と受け機構１１とが対向するように配置され、第１のパイプ部材２を挟んで押圧機構２１及び受け機構１１の配置方向に直交させて補助押圧機構１２と補助受け機構１３とが対向するように配置される。このパイプ圧接装置６は、押圧機構２１、受け機構１１、補助押圧機構１２及び補助受け機構１３に、それぞれ、パイプ部材２，３の非接合面に向き合うように設けられるプレート部材２１ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａと、プレート部材２１ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａの後側でプレート部材２１ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａに向き合うようにスラスト球面軸受（図示せず）が取り付けられるブラケット２１ｂ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂと、ブラケット２１ｂ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ及びスラスト球面軸受に貫通させて取り付けられるシャフト２１ｃ，１１ｃ，１２ｃ，１３ｃと、シャフト２１ｃ，１１ｃ，１２ｃ，１３ｃのプレート部材側に取り付けられるラジアル球面軸受（図示せず）とを備え、第１のパイプ部材２を補助受け機構１３及び／又は補助押圧機構１２と受け機構１１とで挟み込み、押圧機構２１で第２のパイプ部材３を押圧すると、第１のパイプ部材２を挟み込んだ側のスラスト球面軸受及びラジアル球面軸受がプレート部材１１ａ，１２ａ，１３ａを第２のパイプ部材３の接合面に対応させて角度調整しながら第１及び第２のパイプ部材２，３の接合面同士を密着させてパイプ部材２，３を接合するという、独自の発想に基づいて構築されている。   In the pipe pressure welding apparatus 6 shown in the figure, the pressing mechanism 21 and the receiving mechanism 11 are arranged so as to face each other in the joining direction with the pipe members 2 and 3 sandwiched therebetween, and the pressing mechanism 21 and the receiving mechanism are sandwiched with the first pipe member 2 interposed therebetween. The auxiliary pressing mechanism 12 and the auxiliary receiving mechanism 13 are arranged so as to face each other perpendicular to the arrangement direction of the mechanism 11. The pipe pressure welding device 6 includes plate members 21a, 11a, and 12a provided on the pressing mechanism 21, the receiving mechanism 11, the auxiliary pressing mechanism 12, and the auxiliary receiving mechanism 13 so as to face the non-joint surfaces of the pipe members 2 and 3, respectively. , 13a and brackets 21b, 11b, 12b, 13b to which thrust spherical bearings (not shown) are attached so as to face the plate members 21a, 11a, 12a, 13a on the rear side of the plate members 21a, 11a, 12a, 13a; , Brackets 21b, 11b, 12b, 13b and shafts 21c, 11c, 12c, 13c attached to the thrust spherical bearings, and radial spherical bearings attached to the plate members of the shafts 21c, 11c, 12c, 13c (not shown) And the first pipe member 2 is connected to the auxiliary receiving mechanism 1 And / or when the auxiliary pressing mechanism 12 and the receiving mechanism 11 are sandwiched and the second pipe member 3 is pressed by the pressing mechanism 21, the thrust spherical bearing and radial spherical bearing on the side sandwiching the first pipe member 2 are plate members. The pipe members 2 and 3 are joined by bringing the joint surfaces of the first and second pipe members 2 and 3 into close contact with each other while adjusting the angles corresponding to the joint surfaces of the second pipe member 3. It is built based on the original idea.

図示したパイプ圧接装置６では、テーブル装置３０はベース３１上にスライドレール３２が配置され、第２のパイプ部材３を押圧する押圧機構２１がスライドレール３２上にスライド可能に載置されている。この押圧機構２１は、パイプ部材３の端面形状に対応してプレート部材２１ａを傾斜させながら加圧する加圧ユニット２２と、この加圧ユニット２２の位置決めを行う位置決めユニット２３と、この加圧ユニット２２と位置決めユニット２３とを弾性部材で弾性的に連結する連結手段２４と、を有し、位置決めユニット２３にはスライドレール３２上を移動不能にロックするロック手段２５が取り付けられている。この加圧ユニット２２にはプレート部材２１ａを後方から押し込みポンプで加圧する押し込みシリンダー２６が備えられ、ロック手段２５にはクランプシリンダー２７が組み込まれている。押し込みシリンダー２６をＯＮ／ＯＦＦするボタン２８ｂやクランプシリンダー２７の開閉を操作するＯＮ／ＯＦＦボタン２８ａが操作ボックス２８内に備えられ、各ボタン２８ａ，２８ｂを手動でＯＮ／ＯＦＦ操作することで、押し込みシリンダー２６の作動／作動停止、クランプシリンダー２７の開閉による位置決めユニット２３のロック及びロック解除を行うことができる。   In the illustrated pipe pressure welding device 6, the table device 30 has a slide rail 32 disposed on a base 31, and a pressing mechanism 21 that presses the second pipe member 3 is slidably mounted on the slide rail 32. The pressing mechanism 21 includes a pressure unit 22 that pressurizes the plate member 21 a while inclining the plate member 21 a according to the shape of the end surface of the pipe member 3, a positioning unit 23 that positions the pressure unit 22, and the pressure unit 22. The positioning unit 23 is elastically connected to the positioning unit 23 by an elastic member, and a locking unit 25 is attached to the positioning unit 23 to lock the slide rail 32 so as not to move. The pressurizing unit 22 is provided with a push-in cylinder 26 that pushes the plate member 21a from behind and pressurizes it with a pump, and a clamp cylinder 27 is incorporated in the lock means 25. A button 28b for turning on / off the push-in cylinder 26 and an ON / OFF button 28a for opening / closing the clamp cylinder 27 are provided in the operation box 28, and push-in is performed by manually turning on / off the buttons 28a, 28b. The positioning unit 23 can be locked and unlocked by operating / stopping the cylinder 26 and opening / closing the clamp cylinder 27.

（高周波電力系統）
次に、パイプ圧接システム１における高周波電力系統について説明しながら、電力制御装置１００について説明する。
図２は図１における電力系統及びその制御系を示すブロック図である。パイプ圧接システム１における高周波電力系統は、図１及び図２に示すように、パイプ圧接装置６に含まれる誘導加熱コイル９と整合部８とインバータである高周波電源７とが直列接続され、電力制御装置１００はこの高周波電源７に対し電力出力制御を行う。電力制御装置１００は、作業者に対して各種メニューを提示すると共に作業者からの入力を直接受ける入出力表示部１１０と、この入出力表示部１１０に対する制御を行うと共に作業者から入力された操作情報に基づいて高周波電源７を制御する入力制御部１２０とで構成されている。 (High frequency power system)
Next, the power control apparatus 100 will be described while describing the high-frequency power system in the pipe pressure welding system 1.
FIG. 2 is a block diagram showing the power system and its control system in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the high-frequency power system in the pipe pressure welding system 1 includes an induction heating coil 9 included in the pipe pressure welding device 6, a matching unit 8, and a high-frequency power source 7 that is an inverter connected in series. The apparatus 100 performs power output control on the high frequency power source 7. The power control apparatus 100 presents various menus to the worker and directly receives an input from the worker, and controls the input / output display unit 110 and performs an operation input from the worker. It is comprised with the input control part 120 which controls the high frequency power supply 7 based on information.

入出力表示部１１０は、タッチパネルディスプレイでなるタッチパネル部１１１と、操作電源、運転切換、自動運転、手動運転、リセット、非常停止などに関するスイッチでなる各種入力操作ボタン１１２とで構成されている。   The input / output display unit 110 includes a touch panel unit 111 formed of a touch panel display and various input operation buttons 112 formed of switches relating to operation power supply, operation switching, automatic operation, manual operation, reset, emergency stop, and the like.

入力制御部１２０は、表示メニューを格納する表示メニュー格納部１２１と、入出力表示制御部１２２と、出力制御部１２３とを備えている。表示メニュー格納部１２１は、高周波電源７から誘導加熱コイル９に対して出力されるべき電力に関しステップ単位で情報入力を促す表示メニューを格納する。入出力表示制御部１２２は、表示メニュー格納部１２１から表示メニューを取得してタッチパネル部１１１に表示し、ステップ単位で出力されるべき電力量と出力時間に関する出力操作情報をタッチパネル部１１１から受け取る。出力制御部１２３は、入出力表示制御部１２２から入力された出力操作情報に基づいてステップ単位で高周波電源７に対して出力制御を行う。   The input control unit 120 includes a display menu storage unit 121 that stores a display menu, an input / output display control unit 122, and an output control unit 123. The display menu storage unit 121 stores a display menu that prompts information input in units of steps regarding the power to be output from the high-frequency power source 7 to the induction heating coil 9. The input / output display control unit 122 acquires a display menu from the display menu storage unit 121 and displays the display menu on the touch panel unit 111, and receives output operation information regarding the power amount and output time to be output in units of steps from the touch panel unit 111. The output control unit 123 performs output control on the high-frequency power source 7 in units of steps based on the output operation information input from the input / output display control unit 122.

入力制御部１２０は、入出力表示制御部１２２がタッチパネル部１１１から受け取った出力操作情報をステップデータファイル形式で格納するステップデータファイル格納部１２４を備えることが好ましい。好適には、図示するように、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３との突き合わせ部における温度を計測する温度センサー１３０が取り付けられており、入力制御部１２０には、この温度センサー１３０からの測定データの入力を受けて予め設定されている温度範囲となるようＰＩＤ（proportional integral derivative）制御を行うフィードバック制御部１２５と、高周波電源７に対する制御入力に関してフィードバック制御部１２５と出力制御部１２３とを択一的に切り換える切換部１２６を備えている。   The input control unit 120 preferably includes a step data file storage unit 124 that stores output operation information received by the input / output display control unit 122 from the touch panel unit 111 in a step data file format. Preferably, as shown in the figure, a temperature sensor 130 for measuring the temperature at the abutting portion between the first pipe member 2 and the second pipe member 3 is attached, and the input control unit 120 has this temperature sensor. A feedback control unit 125 that performs PID (proportional integral derivative) control so as to be in a preset temperature range upon receiving measurement data input from 130, and a feedback control unit 125 and an output control unit regarding control input to the high-frequency power source 7 A switching unit 126 is provided for selectively switching to 123.

出力制御部１２３について説明する。出力制御部１２３は、入出力表示制御部１２２から入力された出力操作情報に基づいてステップ単位で高周波電源７に対して出力制御を行う。後述する出力操作情報は入出力表示制御部１２２から出力制御部１２３に蓄積され、出力制御部１２３が単位時間毎に新たな実行命令があるか判断し、実行命令がある場合に限り、その実行命令に従って高周波電力７の出力制御を行う。このようにして出力制御部１２３は、制御対象である高周波電源７に対してシーケンス制御を行う。出力制御部１２３が行うシーケンス制御はこれに限らず、リレー回路により構成されていてもよいし、予め組み込まれた汎用的なプログラムの実行により実現してもよい。   The output control unit 123 will be described. The output control unit 123 performs output control on the high-frequency power source 7 in units of steps based on the output operation information input from the input / output display control unit 122. Output operation information, which will be described later, is accumulated from the input / output display control unit 122 to the output control unit 123, and the output control unit 123 determines whether there is a new execution command every unit time, and executes the execution only when there is an execution command. The output of the high frequency power 7 is controlled according to the command. In this way, the output control unit 123 performs sequence control on the high-frequency power source 7 that is a control target. The sequence control performed by the output control unit 123 is not limited to this, and may be configured by a relay circuit, or may be realized by executing a general-purpose program incorporated in advance.

フィードバック制御部１２５について説明する。フィードバック制御部１２５は、一以上の目標値とフィードバック制御の各種パラメータとに関する設定値の入力を受ける設定部（図示せず）と、温度センサー１３０からの測定データと高周波電源７に対する出力制御情報とに基づいて目標値及び各種パラメータから高周波電源７に対する出力制御情報を演算する演算処理部とを含んでいる。各種パラメータとして、ゲイン、積分時間及び微分時間を挙げることができる。パイプ部材同士の突き合わせ部には、突き合わせ部の温度を計測する温度センサー１３０が設けられ、温度センサー１３０の測定データが入出力制御部１２０のフィードバック制御部１２５に入力される。   The feedback control unit 125 will be described. The feedback controller 125 receives a setting value (not shown) that receives input of one or more target values and various parameters for feedback control, measurement data from the temperature sensor 130, output control information for the high-frequency power source 7, and the like. And an arithmetic processing unit for calculating output control information for the high frequency power supply 7 from the target value and various parameters. Various parameters include gain, integration time, and differentiation time. A temperature sensor 130 that measures the temperature of the abutting portion is provided in the abutting portion between the pipe members, and measurement data of the temperature sensor 130 is input to the feedback control unit 125 of the input / output control unit 120.

切換部１２６について説明する。切換部１２６は、入力制御部に取り付けられた機械的なスイッチで構成してもよいし、入出力表示部１１０の各種操作ボタンの一つとして設けても良い。切換部１２６の入力側には出力制御部１２３とフィードバック制御部１２５とが並列的に接続され、切換部１２６の出力側には高周波電源７が接続されていて、ステップ制御を行う出力制御部１２３からの出力制御情報、フィードバック制御部１２５からの出力制御情報の何れかの出力制御情報が高周波電源７に入力される。   The switching unit 126 will be described. The switching unit 126 may be configured by a mechanical switch attached to the input control unit, or may be provided as one of various operation buttons of the input / output display unit 110. The output control unit 123 and the feedback control unit 125 are connected in parallel to the input side of the switching unit 126, and the high-frequency power source 7 is connected to the output side of the switching unit 126, and the output control unit 123 performs step control. Output control information from the output control information from the feedback control unit 125 is input to the high frequency power supply 7.

表示メニュー格納部１２１、入出力表示制御部１２２、ステップデータファイル格納部１２４及び入出力表示部１１０について、特に、タッチパネル部１１１への表示制御、タッチパネル部１１１に入力された情報の処理を作業者の入力操作とともに以下説明する。なお、作業者が、第１の保持機構１０で第１のパイプ部材２を保持させ、第２の保持機構２０で第２のパイプ部材３を保持させ、押し込みシリンダー２６を操作ボックス２８のボタン２８ｂをＯＮにすることで、第２のパイプ部材３を接合方向に押圧している状態を前提とする。   For the display menu storage unit 121, the input / output display control unit 122, the step data file storage unit 124, and the input / output display unit 110, in particular, the display control on the touch panel unit 111 and the processing of information input to the touch panel unit 111 The input operation will be described below. The operator holds the first pipe member 2 with the first holding mechanism 10, holds the second pipe member 3 with the second holding mechanism 20, and pushes the push-in cylinder 26 into the button 28 b of the operation box 28. It is assumed that the second pipe member 3 is being pressed in the joining direction by turning ON.

図３乃至図１１は、タッチパネル部１１１に表示される画像を模式的に示す図である。作業者が入出力表示部１１０に設けられた「操作電源ボタン」をＯＮ操作することで、入出力表示制御部１２２は、表示メニュー格納部１２１からタッチパネル部１１１に表示する表示メニューデータを取得し、図３に示すようなメニュー画面をタッチパネル部１１１に表示する。タッチパネル部１１１に表示されるメニュー画面には、「ファイル選択」、「ファイル一覧」、「イニシャルデータ設定」、「ステップデータ設定」、「手動運転」及び「自動運転」の各ボタンが表示される。以下、明細書中で「」（かぎ括弧）はタッチパネル部に表示されている表示ボタンを意味し、タッチ入力とは作業者が表示ボタンに触れること、即ちその表示ボタンのＯＮ入力を意味するものとする。   3 to 11 are diagrams schematically showing images displayed on the touch panel unit 111. FIG. When the operator turns on the “operation power button” provided on the input / output display unit 110, the input / output display control unit 122 acquires display menu data to be displayed on the touch panel unit 111 from the display menu storage unit 121. A menu screen as shown in FIG. 3 is displayed on the touch panel unit 111. On the menu screen displayed on the touch panel unit 111, buttons for “file selection”, “file list”, “initial data setting”, “step data setting”, “manual operation”, and “automatic operation” are displayed. . Hereinafter, in the specification, “” (quotes) means a display button displayed on the touch panel unit, and touch input means that an operator touches the display button, that is, ON input of the display button. And

作業者が以前設定した圧接条件と同一又は類似の条件で圧接作業を行う場合、即ち、ステップデータファイル格納部１２４に格納されているステップデータファイルを用いて圧接作業を行う場合を想定して以下説明する。
作業者がタッチパネル部１１１の「ファイル選択画面」に触れる。すると、「ファイル選択画面」の入力を受けた入出力表示制御部１２２は、表示メニュー格納部１２１から表示メニューを取得し、図４に示すファイル選択画面をタッチパネル部１１１に表示する。作業者は画面右上に表示されている「ファイル変更」に触れると、「ファイル変更」の入力を受けた入出力表示制御部１２２は、ファイルＮｏ．入力部５１への入力を許可する。作業者はファイルＮｏ．入力部５１に対して数字の入力を、画面下部に表示されているキーボード５０で入力し、続けて「ファイル読出」をタッチ入力する。すると、入出力表示制御部１２２は、ファイルＮｏ．及びファイル読出指示の入力を受けたと判断し、ステップデータファイル格納部１２４からファイルＮｏ．に対応するステップデータファイルを読み出す。続いて作業者が「次画面」をタッチ入力すると、入出力表示制御部１２２はそのタッチ入力を受け、図５に示す「ファイルデータ設定画面」に関するデータを表示メニュー格納部１２１から取得してタッチパネル部１１１に表示する。 Assuming the case where the operator performs the pressure welding operation under the same or similar conditions as the previously set pressure welding conditions, that is, the case where the pressure welding operation is performed using the step data file stored in the step data file storage unit 124. explain.
An operator touches the “file selection screen” on the touch panel unit 111. Then, the input / output display control unit 122 receiving the input of the “file selection screen” acquires the display menu from the display menu storage unit 121 and displays the file selection screen shown in FIG. 4 on the touch panel unit 111. When the worker touches “change file” displayed in the upper right of the screen, the input / output display control unit 122 that has received the input of “change file” displays the file number. Input to the input unit 51 is permitted. The operator is assigned a file number A numerical value is input to the input unit 51 using the keyboard 50 displayed at the bottom of the screen, and then “file read” is touch-inputted. Then, the input / output display control unit 122 reads the file number. And the file read instruction is received, the file No. is read from the step data file storage unit 124. The step data file corresponding to is read. Subsequently, when the operator touches and inputs the “next screen”, the input / output display control unit 122 receives the touch input, acquires data related to the “file data setting screen” shown in FIG. Displayed on the unit 111.

ファイルデータ設定画面中には、図５に示すように、「データ変更」、「変更完了」及び「メニュー」の各ボタンが表示され、読み出したステップデータファイル中のデータが表示される。図示の例では、整合部８における容量切り替え用のスイッチ（図ではＭＳ１、ＭＳ２の二種類を表示）のＯＮ，ＯＦＦデータが表示され、押し込みシリンダー２６へのゲージ圧の設定値が表示される。入出力表示制御部１２２は、作業者からの「データ変更」のタッチ入力を受けると、テンキー５２により各条件設定の変更を受け付け、作業者からテンキー５２で入力された情報を受け取る。   In the file data setting screen, as shown in FIG. 5, “data change”, “change completion”, and “menu” buttons are displayed, and data in the read step data file is displayed. In the example shown in the figure, ON / OFF data of a capacity switching switch (in the figure, MS1 and MS2 are displayed) in the matching unit 8 is displayed, and a set value of the gauge pressure to the pushing cylinder 26 is displayed. When the input / output display control unit 122 receives a touch input of “data change” from the worker, the input / output display control unit 122 receives a change of each condition setting by the ten key 52 and receives information input by the ten key 52 from the worker.

さらに、入出力表示制御部１２２は、「次画面」のタッチ入力を受けると、図６〜図８に示すステップデータ設定画面のデータを表示メニュー格納部１２１から取得してタッチパネル部１１１に表示する。このステップデータ設定画面で作業者から高周波電源出力のタイムチャートの入力を受け付ける。即ち、高周波電源７から整合部８を経由して誘導加熱コイル９に投入すべき時系列順のステップ情報を入力可能となる。図６〜図８に示すように、ステップ毎に実行命令、実行時間、高周波電源７から出力すべき加熱出力に関する情報の入力を受け付ける。図６〜図８では、何れも同一のタイムチャートが入力されている。図６〜図８での相違する点は、実行時間の定義が異なっている。図６では、第０ステップでの実行時間は高周波電力出力のトータル時間が設定され、第（ｉ＋１）ステップ（ｉ＝０〜４）の実行時間では、第ｉステップから第（ｉ＋１）ステップに移行する時間を、第０ステップの開始時を基準に設定されている。第０〜第５ステップの各実行時間が、図６に示すように、１９０、３５、７０、１００、０、０（秒）と設定される。
図７では、第０〜第５ステップの実行時間は、それぞれのステップ開始から終了までの時間として定義される。例えば、第０〜第５ステップの各実行時間が、図７に示すように、３５、３５、３０、９０、０、０（秒）と設定される。図８では、第０〜第５ステップの実行時間が、第０ステップ開始時間を起算点として設定される。例えば、第０〜第５ステップの各実行時間が、図８に示すように、０、３５、７０、１００、１９０、０（秒）と設定される。 Further, when receiving the touch input of “next screen”, the input / output display control unit 122 acquires the data of the step data setting screen shown in FIGS. 6 to 8 from the display menu storage unit 121 and displays it on the touch panel unit 111. . On this step data setting screen, an input of a time chart of high frequency power output is accepted from the operator. That is, step information in time series to be input to the induction heating coil 9 from the high frequency power source 7 via the matching unit 8 can be input. As shown in FIGS. 6 to 8, an input of an execution command, an execution time, and information on the heating output to be output from the high frequency power supply 7 is accepted for each step. 6 to 8, the same time chart is input in all cases. 6 to 8 is different in the definition of execution time. In FIG. 6, the total time of high-frequency power output is set as the execution time in the 0th step, and the execution time of the (i + 1) th step (i = 0 to 4) shifts from the ith step to the (i + 1) th step. The time to be set is set based on the start time of the 0th step. The execution times of the 0th to 5th steps are set to 190, 35, 70, 100, 0, 0 (seconds) as shown in FIG.
In FIG. 7, the execution time of the 0th to 5th steps is defined as the time from the start to the end of each step. For example, the execution times of the 0th to 5th steps are set to 35, 35, 30, 90, 0, 0 (seconds) as shown in FIG. In FIG. 8, the execution times of the 0th to 5th steps are set with the 0th step start time as the starting point. For example, the execution times of the 0th to 5th steps are set to 0, 35, 70, 100, 190, 0 (seconds) as shown in FIG.

入出力表示制御部１２２は、「データ変更」のタッチ入力を受けると、入力箇所にカーソルを点滅表示し、作業者のテンキー５２によるカーソル移動の入力指示を受けながら、実行命令、実行時間及び加熱出力の各データのテンキー入力を受け付ける。入出力表示制御部１２２は「変更完了」のタッチ入力を受けると、カーソル表示を停止し、ステップ毎の実行命令、実行時間及び加熱出力に関するデータの入力が完了したと判断し、「データ登録」のタッチ入力を受けると、入力された実行命令、実行時間及び加熱出力の各データとファイル名とを対としてファイル形式でステップデータファイル格納部１２４に格納する。   Upon receiving a “data change” touch input, the input / output display control unit 122 blinks the cursor at the input location and receives an instruction to move the cursor with the operator's numeric keypad 52, while executing the execution command, execution time, and heating. Accepts numeric keypad input for each output data. When the input / output display control unit 122 receives the touch input of “change complete”, the input / output display control unit 122 stops the cursor display, determines that the input of the execution command for each step, the execution time, and the data related to the heating output is completed, and performs “data registration”. When the touch input is received, each of the input execution command, execution time, and heating output data and the file name are stored in the step data file storage unit 124 in a file format.

一方、新たにファイル名を設定する場合には、図３に示すメニュー画面がタッチパネル部１１１に表示されている状態で、作業者がタッチパネル部１１１に表示されている「ファイル選択」にタッチすると、入出力表示制御部１２２により図４に示すファイル選択画がタッチパネル部１１１に表示される。続いて、「ファイル変更」をタッチ入力することで入出力表示制御部１２２によるファイルＮｏ．入力部５１の入力が許可されるので、新たなファイルＮｏ．を入力する。その後は、前述したステップデータファイル格納部１２４からステップデータファイルを読み出した場合と同様の手順、即ち、「ファイルデータ設定」及び「ステップデータ設定」の画面による圧接条件の設定が可能となり、入出力表示制御部１２２はステップＮｏ．、実行命令、実行時間及び加熱出力の各データとファイルＮｏ．とを対としてファイル形式でステップデータファイル格納部１２４に格納する。   On the other hand, when a new file name is set, when the operator touches “file selection” displayed on the touch panel unit 111 while the menu screen shown in FIG. 3 is displayed on the touch panel unit 111, The input / output display control unit 122 displays the file selection image shown in FIG. Subsequently, the file number by the input / output display control unit 122 is input by touch-inputting “change file”. Since the input of the input unit 51 is permitted, a new file No. Enter. Thereafter, the same procedure as when the step data file is read from the step data file storage unit 124 described above, that is, the pressing conditions can be set by the “file data setting” and “step data setting” screens. The display control unit 122 performs step No. , Execution command, execution time and heating output data and file No. Are stored in the step data file storage unit 124 in a file format.

なお、ファイルＮｏ．又はファイル名について作業者が未知である場合を考慮し、入出力表示制御部１２２は、図３に示すメニュー画面において「ファイル一覧」のタッチ入力を受けると、図９に示すようなファイル一覧画面をタッチパネル部１１１に表示する。これで、ファイルＮｏ．とファイル名とで構成されるファイル情報を作業者に提示することができる。このファイル一覧画面に表示されている「メニュー」、「自動運転」及び「ファイル選択」の何れかがタッチ入力されたことを入出力表示制御部１２２が確認すると、メニュー画面、自動運転画面及びファイル選択画面のうち、タッチ入力された画面にタッチパネル部１１１の表示を切り換える。ここで、「ＵＰ」は表示されているファイル一覧の次頁を表示するための表示ボタンである。   The file No. Alternatively, in consideration of the case where the worker is unknown about the file name, the input / output display control unit 122 receives a touch input of “file list” on the menu screen shown in FIG. Is displayed on the touch panel unit 111. Now, the file No. The file information composed of the file name and the file name can be presented to the operator. When the input / output display control unit 122 confirms that any one of the “menu”, “automatic operation”, and “file selection” displayed on the file list screen is touch-input, the menu screen, the automatic operation screen, and the file are displayed. Of the selection screens, the display of the touch panel unit 111 is switched to a screen input by touch. Here, “UP” is a display button for displaying the next page of the displayed file list.

運転切替スイッチ１４０が自動のときにタッチパネル部１１１において図１０に示す自動運転画面を表示することで、高周波電源７を設定したステップデータファイルに基づいて高周波出力の自動運転がモニターできる一方、運転切替スイッチ１４０が手動のときに図１１に示す手動運転画面を表示することで、この画面で入力された条件に基づいて高周波出力の手動運転を行うことができる。   When the operation changeover switch 140 is automatic, the automatic operation screen shown in FIG. 10 is displayed on the touch panel unit 111, so that the automatic operation of the high frequency output can be monitored based on the step data file in which the high frequency power supply 7 is set. By displaying the manual operation screen shown in FIG. 11 when the switch 140 is manual, it is possible to perform manual operation of high frequency output based on the conditions input on this screen.

自動運転モードでの入出力表示制御部１２２の処理について説明する。
入出力表示制御部１２２は、図３のメニュー画面、図６〜図８のステップデータ設定画面の何れかを表示している状態において「自動運転」のタッチ入力を認識すると、図１０に示す自動運転画面をタッチパネル部１１１に表示する。入出力表示制御部１２２は、この画面中に表示されている「メニュー」、「ファイル選択」及び「ステップデータ」の表示ボタンのタッチ入力を認識すると、タッチパネル部１１１の表示画面を切り換える。表示画面における雰囲気ガスの「注入」及び「停止」は、パイプ圧接装置６おいてパイプ突き合わせ部近傍に流す雰囲気ガスの電磁弁の開閉を行うためのスイッチである。この画面表示状態において入出力表示制御部１２２が、パイプ圧接装置６における電力系統からの各種モニター信号と出力制御部１２３からの進捗状況に関する信号とを取得すると、取得した信号を作業者に分かり易く進捗情報としてタッチパネル部１１１に表示する。進捗情報には、例えば、現時点でのステップの番号、加熱処理開始からの時間、電力出力割合などが含まれている。また、パイプ圧接装置６及び出力制御部１２３からの信号を受け取り、高周波電源準備完了であるか、高周波電源加熱中であるかの有無を表示する。 Processing of the input / output display control unit 122 in the automatic operation mode will be described.
When the input / output display control unit 122 recognizes the touch input of “automatic operation” in a state where any one of the menu screen of FIG. 3 and the step data setting screens of FIGS. An operation screen is displayed on the touch panel unit 111. When the input / output display control unit 122 recognizes the touch input of the “menu”, “file selection”, and “step data” display buttons displayed on the screen, the input / output display control unit 122 switches the display screen of the touch panel unit 111. “Injection” and “stop” of the atmospheric gas on the display screen are switches for opening and closing the electromagnetic valve of the atmospheric gas flowing in the vicinity of the pipe butt portion in the pipe pressure welding device 6. In this screen display state, when the input / output display control unit 122 acquires various monitor signals from the power system in the pipe pressure welding apparatus 6 and signals related to the progress status from the output control unit 123, the acquired signals are easily understood by the operator. Displayed on the touch panel unit 111 as progress information. The progress information includes, for example, the step number at the current time, the time from the start of the heat treatment, the power output ratio, and the like. Further, it receives signals from the pipe pressure welding device 6 and the output control unit 123, and displays whether the high frequency power supply is ready or whether the high frequency power supply is being heated.

手動運転モードでの入出力表示制御部１２２の処理について説明する。
入出力表示制御部１２２は、図３のメニュー画面を表示している状態において「手動運転」のタッチ入力を判断すると、図１１（Ａ）に示す第１の手動運転画面をタッチパネル部１１１に表示する。画面中の右上の「メニュー」、「手動２」の表示ボタンのタッチ入力を入出力表示制御部１２２が判断すると、タッチパネル部１１１の表示をメニュー画面、図１１（Ｂ）に示す第２の手動運転画面に切り換える。図１１（Ａ）の手動運転画面中には、高周波電源における加熱の「入」及び「切」と発振可能状態にする主回路の「入」、「切」とのそれぞれの表示ボタンと、整合部８における容量切り替え用のスイッチ（図ではＭＳ１、ＭＳ２と表示）の「入」，「切」のそれぞれの表示ボタンとが含まれている。「設定」、「ＥＳＣ」の表示ボタンは、それぞれ、高周波電源７からの電力出力量の設定開始、設定終了に関するものであり、「設定」がタッチ入力されると出力調整の欄にカーソルを点滅させテンキー５２の操作で数値入力可能にする。「ＥＳＣ」がタッチされるとカーソル表示が消え、テンキー５２による入力完了の入力を受ける。図１１（Ｂ）の第２の手動運転画面中には、雰囲気ガスの「注入」及び「停止」の表示ボタンが表示され、入出力表示制御部１２２は各表示ボタンのタッチ入力を認識すると、パイプ圧接装置６に対して雰囲気ガスの注入処理、停止処理として電磁弁の開閉処理を行う。 Processing of the input / output display control unit 122 in the manual operation mode will be described.
When the input / output display control unit 122 determines the touch input of “manual operation” while the menu screen of FIG. 3 is displayed, the input / output display control unit 122 displays the first manual operation screen shown in FIG. To do. When the input / output display control unit 122 determines the touch input of the “menu” and “manual 2” display buttons in the upper right of the screen, the display on the touch panel unit 111 is displayed on the menu screen, the second manual shown in FIG. Switch to the operation screen. In the manual operation screen of FIG. 11 (A), the display buttons for “ON” and “OFF” of heating in the high-frequency power source and “ON” and “OFF” of the main circuit to be able to oscillate are matched. The display switches of “ON” and “OFF” of the capacity switching switches (shown as MS 1 and MS 2 in the figure) in the section 8 are included. The “SET” and “ESC” display buttons relate to the start and end of the setting of the power output amount from the high-frequency power source 7 respectively. When “SETTING” is touch-input, the cursor blinks in the output adjustment column. The numeric keypad 52 can be used to input numerical values. When “ESC” is touched, the cursor display disappears and an input completion input by the numeric keypad 52 is received. In the second manual operation screen of FIG. 11B, display buttons for “injection” and “stop” of atmospheric gas are displayed, and when the input / output display control unit 122 recognizes the touch input of each display button, An electromagnetic valve opening / closing process is performed on the pipe pressure welding device 6 as an atmosphere gas injection process and a stop process.

（パイプ圧接方法）
以上説明したパイプ圧接システムによるパイプ圧接方法について説明する。なお、以下の各場合において、第１のパイプ部材２は第１の保持機構１０に、第２のパイプ部材３は第２の保持機構２０に保持され、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とが突き合わされ、押し込みシリンダー２６により圧接方向に第１のパイプ部材２及び第２のパイプ部材３が押圧されているものとする。
図１２はパイプ圧接方法において電力制御系統の処理について示し、（Ａ）は出力制御部１２３による自動運転モード、即ちステップデータによるシーケンス制御の場合、（Ｂ）は出力制御部１２３による手動運転モードの場合、（Ｃ）はフィードバック制御部１２５によるＰＩＤ制御の場合におけるフロー図である。 (Pipe pressure welding method)
A pipe pressure welding method using the pipe pressure welding system described above will be described. In each of the following cases, the first pipe member 2 is held by the first holding mechanism 10, the second pipe member 3 is held by the second holding mechanism 20, and the first pipe member 2 and the second pipe member 2 are held. It is assumed that the pipe member 3 is abutted and the first pipe member 2 and the second pipe member 3 are pressed in the pressure contact direction by the pushing cylinder 26.
FIG. 12 shows processing of the power control system in the pipe pressure welding method. (A) is an automatic operation mode by the output control unit 123, that is, sequence control by step data, and (B) is a manual operation mode by the output control unit 123. In the case, (C) is a flowchart in the case of PID control by the feedback control unit 125.

（シーケンス制御）
高周波電源７が電力制御装置１００でシーケンス制御される場合、即ち図１２（Ａ）に示す出力制御部１２３による自動運転モードにおけるフローを説明する。作業者は、切換部１２６で出力制御部１２３と高周波電源７とを接続する（ＳＴＥＰ１−１）。タッチパネル部１１１に表示されているメニュー画面（図３）で「ファイル選択」をタッチ入力し、ファイル選択画面（図４）においてキーボード５０でファイルＮｏ．の入力を行う（ＳＴＥＰ１−３）。その際、事前にメニュー画面で「ファイル一覧画面」をタッチ入力し、ファイル名の確認などを行ってもよい（ＳＴＥＰ１−２）。ファイルＮｏ．入力の後「次画面」をタッチ入力し、ファイルデータ設定画面（図５）をタッチパネル部１１１に表示させ、整合部８における容量の調整、押し込みピストンゲージ圧の確認などを行う（ＳＴＥＰ１−４）。その後「次画面」をタッチ入力し、ステップデータ設定画面（図６）をタッチパネル部１１１に表示させ、ステップ単位で、実行命令、実行時間及び加熱時間の入力を行う（ＳＴＥＰ１−５）。入力後は必ず「データ登録」をタッチして、ステップデータファイル格納部１２４にこれら圧接条件を登録する。 (Sequence control)
A flow in the automatic operation mode when the high-frequency power source 7 is sequence-controlled by the power control apparatus 100, that is, the output control unit 123 shown in FIG. The operator connects the output control unit 123 and the high-frequency power source 7 through the switching unit 126 (STEP 1-1). On the menu screen (FIG. 3) displayed on the touch panel unit 111, “File selection” is touch-inputted, and the file No. is selected with the keyboard 50 on the file selection screen (FIG. 4). Is input (STEP 1-3). At that time, the “file list screen” may be touch-inputted on the menu screen in advance to check the file name (STEP 1-2). File No. After the input, the “next screen” is touch-inputted, and the file data setting screen (FIG. 5) is displayed on the touch panel unit 111 to adjust the capacity in the matching unit 8 and confirm the push-in piston gauge pressure (STEP 1-4). . Thereafter, the “next screen” is touch-inputted to display a step data setting screen (FIG. 6) on the touch panel unit 111, and an execution command, an execution time, and a heating time are input in units of steps (STEP 1-5). After input, be sure to touch “Data Registration” to register these pressure contact conditions in the step data file storage unit 124.

図１３（Ａ）は圧接条件として設定されるステップ毎の条件の一例を示す図表、（Ｂ）は加熱出力の推移の一例を示すグラフ、（Ｃ）は圧接時におけるパイプ部材２，３の突き合わせ部の温度変化を示すグラフである。ステップ命令を、第０ステップでは「加熱ＯＮ」にし、その後第１〜第６ステップでは「出力変更」、即ち高周波電源７からの出力量を変更し、第７ステップで「加熱ＯＦＦ」とし、第８ステップで「終了」と設定する。ステップ毎の実行時間は次のような基準で設定されている。第０ステップでの実行時間として、トータル時間を設定する。第ｉステップ（ｉ＝１，２・・８）の実行時間には、第（ｉ−１）ステップが第０ステップで設定された実行時間経過すると、第ｉステップに移行する時間として設定する。具体的には第０ステップ〜第８ステップまでの実行時間を、順に、２４０、１０、２０、５５、９０、１２０、１５０、０、０（秒）と設定する。加熱出力、即ち高周波電源７からの出力を、５７、３５、５７、４８、４６、４４、４３、０、０（％）と設定する。ここで、加熱出力は高周波電源７の出力最大値に対する割合で設定する。これで、図１３（Ｂ）に示すように、加熱出力を第１ステップで一旦低下させ、第２ステップで再度増加し、その後順に低下するように設定することができる。   13A is a chart showing an example of conditions for each step set as the pressure contact condition, FIG. 13B is a graph showing an example of the transition of the heating output, and FIG. 13C is a match of the pipe members 2 and 3 at the time of pressure welding. It is a graph which shows the temperature change of a part. The step command is “heating ON” in the 0th step, then “output change” in the 1st to 6th steps, that is, the output amount from the high-frequency power source 7 is changed, and “heating OFF” is set in the 7th step. “End” is set in 8 steps. The execution time for each step is set according to the following criteria. The total time is set as the execution time in the 0th step. The execution time of the i-th step (i = 1, 2,... 8) is set as the time for shifting to the i-th step when the execution time set in the (i−1) -th step elapses. Specifically, the execution times from the 0th step to the 8th step are sequentially set as 240, 10, 20, 55, 90, 120, 150, 0, 0 (seconds). The heating output, that is, the output from the high frequency power supply 7 is set to 57, 35, 57, 48, 46, 44, 43, 0, 0 (%). Here, the heating output is set as a ratio to the maximum output value of the high-frequency power source 7. Thus, as shown in FIG. 13 (B), the heating output can be set to once decrease in the first step, increase again in the second step, and decrease in order thereafter.

ＳＴＥＰ１−５の後、ステップデータ設定画面（図６）で「自動運転」をタッチ入力し、入出力表示部１１０に取り付けられている運転切換スイッチを自動に切り換え、入出力表示部１１０に取り付けられている自動運転入りスイッチをＯＮにする。これを受けて、高周波電源７の主回路が「入」（ＯＮ）となり、高周波電源７が準備完了になると、入出力表示制御部１２２はその旨を自動運転画面に表示し、ＳＴＥＰ１−５で設定した圧接条件のタイムチャートに従って、高周波電源７が出力制御情報により制御されて、誘導加熱コイル９に電力投入が開始され設定時間経過して終了に至る（ＳＴＥＰ１−６）。   After STEP 1-5, “automatic operation” is touch-inputted on the step data setting screen (FIG. 6), and the operation changeover switch attached to the input / output display unit 110 is automatically switched to be attached to the input / output display unit 110. Turn on the automatic operation switch. In response to this, when the main circuit of the high frequency power supply 7 is turned “ON” (ON) and the high frequency power supply 7 is ready, the input / output display control unit 122 displays that fact on the automatic operation screen, and in STEP 1-5 In accordance with the set pressure contact time chart, the high frequency power supply 7 is controlled by the output control information, and the induction heating coil 9 starts to be turned on and ends after the set time has passed (STEP 1-6).

このときのパイプ部材２，３における突き合わせ部の温度は、図１３（Ｃ）に示すように変化することが観測された。
ステップ０で突き合わせ部の温度が急激に上昇する。ステップ１の段階で誘導加熱コイル９に投入される電力量が減少するのでほぼ温度は一定となる。ステップ２の段階で再度投入電力量が増加するので所定の基準温度範囲まで上昇し、その後、ステップ２〜ステップ６まで徐々に投入電力量を低下させるため、基準温度範囲でほぼ一定となる。 At this time, it was observed that the temperature of the butt portion of the pipe members 2 and 3 changed as shown in FIG.
In step 0, the temperature of the butt portion rapidly increases. Since the amount of electric power supplied to the induction heating coil 9 in the step 1 is decreased, the temperature becomes substantially constant. Since the input power amount increases again in the stage of step 2, the input power amount rises to a predetermined reference temperature range, and then gradually decreases from step 2 to step 6 so that the input power amount is gradually constant.

以上のように高周波電源７の出力をシーケンス制御する。よって、次のような手順で条件出しを行うことで、熟練者でなくても圧接作業を行うことができ、圧接の品質を保持することができる。即ち、パイプ部材の材質や寸法に応じてステップデータ設定画面（図６）で設定すべき値を熟練者が設定し、パイプ部材の突き合わせ部に温度センサー１３０としての熱電対を固定して圧接作業を行う。圧接時の突き合わせ部の温度曲線（図１３（Ｃ））と圧接の品質とを調べる。この一連の作業をステップデータ設定画面（図６）で設定すべき値を熟練者が経験により変化させ、圧接時の突き合わせ部の温度曲線と圧接の品質との関係を調べる。これで、パイプ部材の材質や寸法に応じてステップ毎の時間幅、誘導加熱についての最適な条件を見出し、熟練者でなくても定められた最適な条件をタッチパネル部１１１で設定し、この設定された接合条件に沿って出力制御部１２３で高周波電源７の出力が制御されるので、一定の品質を保って圧接作業を行うことが可能となる。   As described above, the sequence of the output of the high frequency power source 7 is controlled. Therefore, by performing the condition determination according to the following procedure, the pressure welding operation can be performed even by an unskilled person, and the quality of the pressure welding can be maintained. That is, the expert sets the value to be set on the step data setting screen (FIG. 6) according to the material and dimensions of the pipe member, and fixes the thermocouple as the temperature sensor 130 to the butt portion of the pipe member. I do. The temperature curve (FIG. 13C) of the butt portion during pressure welding and the quality of pressure welding are examined. The value which should be set for this series of operations on the step data setting screen (FIG. 6) is changed by experience by an experienced person, and the relationship between the temperature curve of the butted portion during pressure welding and the quality of pressure welding is examined. Now, find the optimum conditions for the time width and induction heating for each step according to the material and dimensions of the pipe member, and set the optimum conditions determined by non-experts on the touch panel unit 111. Since the output control unit 123 controls the output of the high-frequency power source 7 in accordance with the joining conditions, it is possible to perform the pressure welding work while maintaining a certain quality.

（手動制御）
図１２（Ｂ）に示す出力制御部１２３による手動運転モードのフローを説明する。作業者は、切換部１２６で出力制御部１２３と高周波電源７とを接続する（ＳＴＥＰ２−１）。タッチパネル部１１１に表示されているメニュー画面（図３）で「手動運転」をタッチ入力し、手動運転画面（図１１）に切り換え、図１１（Ａ）及び（Ｂ）の各手動運転画面で整合部８の容量切換入力、出力調整の欄に所定の数値を入力する（ＳＴＥＰ２−２）。その後、図１１の主回路を「入」、加熱を「入」にする。これを受けて、ＳＴＥＰ２−２で設定した出力調整値に従って高周波電源７が出力制御情報により制御され、誘導加熱コイル９に電力が投入される（ＳＴＥＰ２−３）。その際、雰囲気ガスの「注入」及び「停止」をタッチ入力することで、パイプ圧接装置６に対して雰囲気ガスの注入処理、停止処理として電磁弁の開閉処理を行う。 (Manual control)
A flow of the manual operation mode by the output control unit 123 illustrated in FIG. The operator connects the output control unit 123 and the high-frequency power source 7 through the switching unit 126 (STEP 2-1). Touch “Manual operation” on the menu screen (FIG. 3) displayed on the touch panel unit 111 to switch to the manual operation screen (FIG. 11), and match each manual operation screen of FIGS. 11 (A) and 11 (B). A predetermined numerical value is input in the capacity switching input and output adjustment fields of the unit 8 (STEP 2-2). Thereafter, the main circuit of FIG. 11 is turned “ON” and the heating is turned “ON”. In response to this, the high frequency power supply 7 is controlled by the output control information in accordance with the output adjustment value set in STEP2-2, and power is supplied to the induction heating coil 9 (STEP2-3). At this time, by touch-inputting “injection” and “stop” of the atmospheric gas, the electromagnetic pressure valve opening / closing process is performed on the pipe pressure welding device 6 as an atmospheric gas injection process and a stop process.

（ＰＩＤ制御）
図１２（Ｃ）に示すフィードバック制御１２５によるＰＩＤ制御のフローを説明する。作業者は、切換部１２６によりフィードバック制御部１２５と高周波電源７とを接続する（ＳＴＥＰ３−１）。次に、作業者は、フィードバック制御部１２５における設定部に、目標となる設定温度やＰＩＤ制御における各種パラメータを設定する（ＳＴＥＰ３−２）。その後、作業者は入出力表示部１１０に取り付けられた自動運転ボタンをＯＮにする。すると、フィードバック制御部１２５で高周波電源７の出力が制御され、予め定められた目標値に到達し、その目標値に保たれる（ＳＴＥＰ３−３）。 (PID control)
A flow of PID control by the feedback control 125 shown in FIG. The operator connects the feedback control unit 125 and the high-frequency power source 7 through the switching unit 126 (STEP 3-1). Next, the operator sets a target set temperature and various parameters in PID control in the setting unit of the feedback control unit 125 (STEP 3-2). Thereafter, the worker turns on the automatic operation button attached to the input / output display unit 110. Then, the output of the high frequency power supply 7 is controlled by the feedback control unit 125, reaches a predetermined target value, and is maintained at the target value (STEP3-3).

図１４は、フィードバック制御で制御した場合の突き合わせ部における温度の時間推移を模式的に示す図である。Ｌ１〜Ｌ３はＰＩＤの制御パラメータをそれぞれ設定した場合の時間推移を示している。Ｌ１は、オーバーシュートなく目標値まで増加する場合である。この場合、目標温度でのリップルも小さくすることができる。Ｌ２は、短時間に目標値まで昇温する場合である。短時間で目標値まで昇温させるよう、ＰＩＤ制御における各種パラメータを設定しているので、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行った場合と同様、オーバーシュートが大きくなり、目標温度でのリップルも大きくなる傾向にある。逆に、Ｌ３は目標値まで昇温するのに時間を要するようＰＩＤ制御の各種パラメータを設定した場合を示している。Ｌ３では、Ｌ２の場合とは逆になかなか目標値に到達しない。   FIG. 14 is a diagram schematically showing a time transition of temperature in the butt portion when controlled by feedback control. L1 to L3 indicate time transitions when the PID control parameters are set. L1 is a case where the target value is increased without overshoot. In this case, the ripple at the target temperature can also be reduced. L2 is a case where the temperature is raised to the target value in a short time. Since various parameters in PID control are set so that the temperature is raised to the target value in a short time, as with ON / OFF control, overshoot tends to increase and ripple at the target temperature also tends to increase. is there. Conversely, L3 indicates a case where various parameters of PID control are set so that it takes time to raise the temperature to the target value. In L3, contrary to the case of L2, it is difficult to reach the target value.

以上のように高周波電源７の出力についてＰＩＤ制御を行い、当該ＰＩＤ制御のパラメータの条件出しを次のような手順で条件出しを行うことで、熟練者でなくても圧接作業が同様に行われ、圧接の品質を保持することができる。即ち、ＰＩＤ制御に精通した者がパイプ部材の材質や寸法に応じてＰＩＤ制御のパラメータを設定し、パイプ部材の突き合わせ部に温度センサー１３０としての熱電対を固定し、圧接作業を行う。図１４のような圧接時の突き合わせ部の温度曲線と圧接の品質とを調べる。この一連の作業をＰＩＤ制御のパラメータを変化させ、圧接時の突き合わせ部の温度曲線と圧接の品質との関係を調べる。これにより、パイプ部材の材質や寸法に応じて最適な条件を見出すことができ、熟練者でなくても定められた最適な条件を設定部に入力し、設定された接合条件に沿ってフィードバック制御部１２５で高周波電源７の出力が制御されることで、一定の品質を保って圧接作業を行うことが可能となる。   As described above, the PID control is performed on the output of the high-frequency power source 7 and the conditions of the parameters of the PID control are determined by the following procedure, so that the pressure welding work is similarly performed even if it is not an expert. The quality of pressure welding can be maintained. That is, a person familiar with PID control sets PID control parameters in accordance with the material and dimensions of the pipe member, and fixes a thermocouple as the temperature sensor 130 to the butt portion of the pipe member to perform the pressure welding operation. The temperature curve of the butt portion during pressure welding as shown in FIG. 14 and the quality of the pressure welding are examined. In this series of operations, the parameters of the PID control are changed, and the relationship between the temperature curve of the butted portion during pressure welding and the quality of pressure welding is examined. This makes it possible to find the optimum conditions according to the material and dimensions of the pipe member, and even if you are not an expert, enter the optimum conditions that have been set in the setting section and perform feedback control according to the set joining conditions. By controlling the output of the high-frequency power supply 7 by the unit 125, it is possible to perform the pressure contact work while maintaining a certain quality.

（高周波電力系統の変形例）
パイプ圧接システム１における高周波電力出力の自動制御の変形例を説明する。図１５は、図１における電力系統及びその制御系の変形例を示すブロック図である。図２と同一又は対応するコンポーネントには同一の符号が付されている。
図２との主な相違点は、入出力表示制御部１２２と高周波電源７との間に、出力制御部１２３及びフィードバック制御部１２５の代わりに出力制御部１２８が接続されている点である。出力制御部１２８を特に「ハイブリッド出力制御部」と呼び、出力制御部１２３との混同を避けることにする。ハイブリッド出力制御部１２８は、シーケンス制御を行う図２の出力制御部１２３とフィードバック制御１２５との何れも可能とし、かつ、シーケンス制御における各ステップにおいて目標値と温度センサー１３０からの測定データとの偏差に応じてＰＩＤ制御に基いて高周波電源７に対する出力制御を行う。 (Modification of high-frequency power system)
A modification of the automatic control of the high frequency power output in the pipe pressure welding system 1 will be described. FIG. 15 is a block diagram showing a modification of the power system and its control system in FIG. Components that are the same as or correspond to those in FIG. 2 are given the same reference numerals.
The main difference from FIG. 2 is that an output control unit 128 is connected between the input / output display control unit 122 and the high-frequency power source 7 instead of the output control unit 123 and the feedback control unit 125. The output control unit 128 is particularly referred to as a “hybrid output control unit” and avoids confusion with the output control unit 123. The hybrid output control unit 128 enables both the output control unit 123 and the feedback control 125 in FIG. 2 that perform the sequence control, and the deviation between the target value and the measurement data from the temperature sensor 130 in each step of the sequence control. Accordingly, output control for the high frequency power supply 7 is performed based on PID control.

以下、ハイブリッド出力制御部１２８について具体的に説明する。
ハイブリッド出力制御部１２８には、図２の表示メニュー格納部１２１に対応する表示メニュー格納部１２８Ａと、図２のステップデータファイル格納部１２４に対応するステップデータファイル格納部１２８Ｂとに接続されている。 Hereinafter, the hybrid output control unit 128 will be described in detail.
The hybrid output control unit 128 is connected to a display menu storage unit 128A corresponding to the display menu storage unit 121 of FIG. 2 and a step data file storage unit 128B corresponding to the step data file storage unit 124 of FIG. .

表示メニュー格納部１２８Ａには表示メニューが格納されている。入出力表示制御部１２２は、表示メニューを入出力表示部１１０に表示し、操作者に対し高周波電源７から誘導加熱コイル９に出力すべき電力に関しステップ単位で情報入力を促すと共に、ステップ単位で出力されるべき設定温度と出力時間との他に該ステップでのＰＩＤ制御パラメータを設定する。設定温度の代わりに出力電力量を設定するようにしてもよい。
図１６は高周波電力系統の変形例を示すもので、ステップ設定画面に関して、（Ａ）は図８に対応させるように構成したステップ設定画面の一例を示し、（Ｂ）は（Ａ）とは異なる別例を示している。図１６（Ａ）は、図８に示すようにステップ単位で、実行命令と実行時間と設定温度とＰＩＤ制御の各パラメータとが、テンキー５２などを用いて入力可能となっている。これに対し、図１６（Ｂ）は加熱開始時を基準として期間（時間）と設定温度とＰＩＤ制御の各パラメータとが、テンキー５２などを用いて入力可能となっている。ここで、ＰＩＤ制御の各パラメータは、比例ゲインと積分ゲインと微分ゲインとからなる。各パラメータの詳細については後述する。なお、このステップ設定画面で設定された条件を「設定条件」と呼ぶことにする。
ステップデータファイル格納部１２８Ｂは、ステップデータファイル格納部１２４と同様の機能、即ち、入出力表示部１１０から入力されたファイルナンバーを元にして、既に設定登録されているファイルデータを読み出す。ステップ毎の設定温度、設定時間及びＰＩＤ制御パラメータの再入力を省くことができる。 A display menu is stored in the display menu storage unit 128A. The input / output display control unit 122 displays a display menu on the input / output display unit 110, prompts the operator to input information on the power to be output from the high-frequency power source 7 to the induction heating coil 9, and on a step-by-step basis. In addition to the set temperature to be output and the output time, the PID control parameters in this step are set. The output power amount may be set instead of the set temperature.
FIG. 16 shows a modification of the high-frequency power system. Regarding the step setting screen, (A) shows an example of a step setting screen configured to correspond to FIG. 8, and (B) is different from (A). Another example is shown. In FIG. 16A, as shown in FIG. 8, the execution command, the execution time, the set temperature, and each parameter of PID control can be input using the numeric keypad 52 or the like in units of steps. On the other hand, in FIG. 16B, the period (time), the set temperature, and each parameter of PID control can be input using the numeric keypad 52 or the like with reference to the heating start time. Here, each parameter of PID control includes a proportional gain, an integral gain, and a differential gain. Details of each parameter will be described later. The condition set on this step setting screen is referred to as “setting condition”.
The step data file storage unit 128B reads the file data already set and registered based on the same function as the step data file storage unit 124, that is, based on the file number input from the input / output display unit 110. It is possible to omit re-input of the set temperature, the set time and the PID control parameter for each step.

ハイブリッド出力制御部１２８は、表示メニュー格納部１２８Ａからの表示メニューの表示で入力された設定条件又はステップデータファイル格納部１２８Ｂから読み出されたファイルデータに基いて所定間隔で後述する計算を行い、高周波電源７に対する出力制御信号を変化させる。高周波電源７はハイブリッド出力制御部１２８から入力された出力制御信号に基いて整合部８を経由して誘導加熱コイル９に投入する高周波電力を調整する。
ハイブリッド出力制御部１２８で行われる計算について説明する。
偏差ｅ（ｔ）を設定温度ｙ０から温度センサー１３０の測定データｙ（ｔ）との差とする。そして、出力制御信号ｍ（ｔ）を次式（１）で定める。

Figure 0005282946
ここで、Ｋｐ、Ｔｉ、ＴｄはＰＩＤ制御の各パラメータであり、それぞれ比例ゲイン、積分時間、微分時間である。
ハイブリッド出力制御部１２８は、ステップ単位で、所定間隔毎に上式を用いて出力制御信号ｍ（ｔ）を計算するので、ステップ単位の実行時間をカウントするためのタイマーなどを内蔵して、或るステップでの実行時間が経過すると次のステップに移行するので、次のステップの設定条件の各パラメータなどが用いられる。 The hybrid output control unit 128 performs a calculation described later at predetermined intervals based on the setting conditions input in the display of the display menu from the display menu storage unit 128A or the file data read out from the step data file storage unit 128B. The output control signal for the high frequency power source 7 is changed. The high-frequency power source 7 adjusts the high-frequency power input to the induction heating coil 9 via the matching unit 8 based on the output control signal input from the hybrid output control unit 128.
Calculations performed by the hybrid output control unit 128 will be described.
Deviation e (t), from the set temperature y 0 and the difference between the measured data y (t) of the temperature sensor 130. The output control signal m (t) is defined by the following equation (1).
Figure 0005282946
 Here, K p , T i , and T d are parameters of PID control, and are proportional gain, integration time, and differentiation time, respectively.
Since the hybrid output control unit 128 calculates the output control signal m (t) using the above equation at predetermined intervals in units of steps, it has a built-in timer for counting the execution time in units of steps, or When the execution time at the step is elapsed, the process proceeds to the next step, so that the parameters of the setting conditions of the next step are used.

ここで、ステップを一つしか設定しないときハイブリッド制御部１２８は図２に示すフィードバック制御部１２５に相当するのに対し、ステップを複数設定してＰＩＤ制御の各パラメータを未設定にするときハイブリッド制御部１２８は図２に示す出力制御部１２３に相当する。   Here, when only one step is set, the hybrid control unit 128 corresponds to the feedback control unit 125 shown in FIG. 2, whereas when a plurality of steps are set and each parameter of PID control is not set, hybrid control is performed. The unit 128 corresponds to the output control unit 123 shown in FIG.

電力制御部１００がハイブリッド出力制御部１２８を備えることにより、ステップ毎にＰＩＤ制御を行え、きめ細かな誘導加熱を行うことができる。   When the power control unit 100 includes the hybrid output control unit 128, PID control can be performed for each step, and fine induction heating can be performed.

（パイプ接合方法）
本発明の実施形態に係る電力制御装置を備えるパイプ圧接システムを用いて、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材とを接合する方法について説明する。図１９は本発明の実施形態に係るパイプ接合方法の様子を模式的に示す図であり、図２０は図１９におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。Ａ−Ａ線は、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とでインサートメタル（図示しない）を挟んだ状態において、インサートメタルと第２のパイプ部材との接合面に相当する。すなわち、図２０に示す第２のパイプ部材３の端面は第１のパイプ部材２にインサートメタルを介して接合される端面に相当する。以下の説明では、図１５に示す電力系統及びその制御系を搭載したパイプ圧接システムの場合を前提として説明するが、図２に示す電力系統及びその制御系を搭載したパイプ圧接システムの場合も同様である。 (Pipe joining method)
A method of joining the first pipe member and the second pipe member using the pipe pressure welding system including the power control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 19 is a diagram schematically showing a state of the pipe joining method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The AA line corresponds to a joint surface between the insert metal and the second pipe member in a state where the insert metal (not shown) is sandwiched between the first pipe member 2 and the second pipe member 3. That is, the end surface of the second pipe member 3 shown in FIG. 20 corresponds to the end surface joined to the first pipe member 2 via the insert metal. The following description will be made on the assumption of the pipe pressure welding system equipped with the power system and its control system shown in FIG. 15, but the same applies to the pipe pressure welding system equipped with the power system and its control system shown in FIG. It is.

本発明の実施形態に係るパイプ圧接方法では、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３でインサートメタルを挟み、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３との接合部及びインサートメタルを誘導加熱コイル９で誘導加熱することで、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とを接合する。その際、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３の何れかとインサートメタルとの接触面に、温度センサー１３０となる熱電対１３１の先端部１３１Ａ、即ち測温接点部分を挟み込み、誘導加熱されている部位の温度をモニタリングする。ここで、温度センサー１３０は、図１９に示すように、熱電対１３１と補償導線１３３とを端子１３２で接続して構成される。熱電対１３１は異なる金属線の各一端を接続してなり、補償導線１３３は熱電対１３１とほぼ同等の熱起電力特性を有し、端子１３２は熱電対１３１と同じ熱起電力特性を有する。補償導線１３３は入力制御部１２０に接続される。補償導線１３３は、図１５に示す電力系統の場合には入力制御部１２０内の出力制御部１２８に接続され、図２に示す電力系統の場合には入力制御部１２０内のフィードバック制御部１２５に接続される。補償導線１３３を用いることで、熱電対１３１の長さを短くすることができる。これは、誘導加熱で第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とを接合した後、図２０に示すように、熱電対１３１の先端部１３１Ａと熱電対１３１のその他の部分とを、点線で示すように切断するからである。なお、端子１３２は端子台１３４に配置される。   In the pipe pressure welding method according to the embodiment of the present invention, the insert metal is sandwiched between the first pipe member 2 and the second pipe member 3, and the joint portion and the insert between the first pipe member 2 and the second pipe member 3 are inserted. The first pipe member 2 and the second pipe member 3 are joined by induction heating the metal with the induction heating coil 9. At that time, the tip 131A of the thermocouple 131 serving as the temperature sensor 130, that is, the temperature measuring contact portion is sandwiched between the contact surfaces of either the first pipe member 2 or the second pipe member 3 and the insert metal, and induction heating is performed. Monitor the temperature at the site. Here, as shown in FIG. 19, the temperature sensor 130 is configured by connecting a thermocouple 131 and a compensating lead wire 133 via a terminal 132. The thermocouple 131 is formed by connecting one ends of different metal wires, the compensating lead wire 133 has a thermoelectromotive force characteristic substantially the same as that of the thermocouple 131, and the terminal 132 has the same thermoelectromotive force characteristic as the thermocouple 131. The compensating lead wire 133 is connected to the input control unit 120. 15 is connected to the output control unit 128 in the input control unit 120 in the case of the power system shown in FIG. 15, and to the feedback control unit 125 in the input control unit 120 in the case of the power system shown in FIG. Connected. By using the compensation lead wire 133, the length of the thermocouple 131 can be shortened. As shown in FIG. 20, after joining the first pipe member 2 and the second pipe member 3 by induction heating, the tip 131A of the thermocouple 131 and the other portions of the thermocouple 131 are This is because cutting is performed as indicated by a dotted line. The terminal 132 is arranged on the terminal block 134.

第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とを接合する際には、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３との接合部を基準温度範囲まで誘導加熱して、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とを圧接する。基準温度範囲まで誘導加熱する前に、接合部とインサートメタルを基準温度範囲に昇温するまでの昇温時間内で一定時間この基準温度範囲よりも低い加熱温度に維持することで、接合品質の向上を図ることができる。基準温度範囲よりも低い加熱温度とは、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３における素材の相変態点及び／又は磁気変態点近傍の温度である。 When the first pipe member 2 and the second pipe member 3 are joined, the joint portion between the first pipe member 2 and the second pipe member 3 is induction-heated to a reference temperature range, and the first The pipe member 2 and the second pipe member 3 are pressed against each other. Before induction heating to the reference temperature range, maintain the heating temperature lower than this reference temperature range for a certain time within the temperature rise time until the joint and insert metal are heated to the reference temperature range. Improvements can be made. The heating temperature lower than the reference temperature range is a temperature in the vicinity of the phase transformation point and / or the magnetic transformation point of the material in the first pipe member 2 and the second pipe member 3.

本発明におけるパイプ接合方法では、以下の手順でパイプ接合を行う。
第１ステップとして、第１のパイプ部材２、第２のパイプ部材３をそれぞれ、第１の保持機構１０、第２の保持機構２０に保持させ、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３との間にインサートメタルを挟んで、かつ第１のパイプ部材２又は第２のパイプ部材３とインサートメタルとの間に熱電対の先端部を挟みこんで、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とをインサートメタルを挟んで押圧可能な状態とする。
第２のステップとして、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３との接合部及びインサートメタルの加熱領域が空気に触れないようにフラックスシート（図示せず）で囲んで、インサートメタルの近傍、即ち接合部同士を誘導加熱コイル９で加熱する。
このときの誘導加熱コイル９による誘導加熱では、先ず、第１の加熱温度として、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３における素材の相変態点及び／又は磁気変態点近傍の温度と設定し、この第１の加熱温度まで昇温する。その後、所定の時間、例えば３秒以上１５秒以下の範囲で保持する。その際、温度センサー１３０で誘導加熱の温度をモニターしながらＰＩＤ制御により、第１の加熱温度の範囲内に維持することができる。
その後、所定の時間保持したのち、第２の加熱温度として設定された基準温度範囲まで昇温して、別の所定時間保持する。この第２の加熱温度に加熱している際、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とを圧接する。その際においても、温度センサー１３０で誘導加熱の温度をモニターしながらＰＩＤ制御により、第２の加熱温度の範囲内に維持することができる。
これにより第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とが圧接される。
第３のステップとして、接合部間に挟み込まれた熱電対１３１の先端部１３１Ａと、接合部間から引き出されている熱電対１３１のその他の部位とを、図２０に点線で示すように切断する。その後、熱電対１３１の先端部１３１Ａのうち、接合された第１及び第２のパイプ部材２，３の外周から飛び出している部分を、研磨などして取り除く。
以上のステップを経ることにより、第１のパイプ部材２と第２のパイプ部材３とを圧接することができる。 In the pipe joining method of the present invention, pipe joining is performed according to the following procedure.
As a first step, the first pipe member 2 and the second pipe member 3 are held by the first holding mechanism 10 and the second holding mechanism 20, respectively. 3 and an insert metal is sandwiched between the first pipe member 2 or the second pipe member 3 and the insert metal, and the first pipe member 2 and the first pipe member 2 The two pipe members 3 are brought into a pressable state with an insert metal interposed therebetween.
As a second step, the joining portion of the first pipe member 2 and the second pipe member 3 and the heating area of the insert metal are surrounded by a flux sheet (not shown) so as not to touch the air, The vicinity, that is, the joints are heated by the induction heating coil 9.
In the induction heating by the induction heating coil 9 at this time, first, as the first heating temperature, the temperature near the phase transformation point and / or the magnetic transformation point of the material in the first pipe member 2 and the second pipe member 3 Set and heat up to this first heating temperature. Thereafter, it is held for a predetermined time, for example, in a range of 3 seconds to 15 seconds. At that time, the temperature can be maintained within the first heating temperature range by PID control while monitoring the temperature of induction heating with the temperature sensor 130.
Thereafter, after holding for a predetermined time, the temperature is raised to a reference temperature range set as the second heating temperature and held for another predetermined time. During the heating to the second heating temperature, the first pipe member 2 and the second pipe member 3 are pressed against each other. Even in this case, the temperature can be maintained within the range of the second heating temperature by PID control while monitoring the temperature of induction heating with the temperature sensor 130.
Thereby, the 1st pipe member 2 and the 2nd pipe member 3 are press-contacted.
As a third step, the tip 131A of the thermocouple 131 sandwiched between the joints and the other part of the thermocouple 131 drawn from between the joints are cut as shown by the dotted lines in FIG. . Thereafter, a portion of the tip 131A of the thermocouple 131 protruding from the outer periphery of the joined first and second pipe members 2 and 3 is removed by polishing or the like.
Through the above steps, the first pipe member 2 and the second pipe member 3 can be pressed.

図２に示す電力系統及びその制御系統において、切換部１２６の切り替えによりフィードバック制御部１２５と高周波電源７とを接続し、フィードバック制御部１２５により高周波電源７が出力制御されることで、誘導加熱コイル９によりパイプ部材がどのように加熱されるか、実際に調べた。
実際のパイプ圧接作業では、パイプ部材同士にインサートメタルを挟み、インサートメタルと一方のパイプ部材との端面の間に温度センサー１３０としての熱電対を挟み、加熱領域が空気に触れないようにフラックスシートで囲んだ状態においてインサートメタルの近傍を誘導加熱コイル９で誘導加熱するが、本実施例では、フィードバック制御部１２５が高周波電源７の出力制御を行い、誘導加熱コイル９が設定条件に合うようにパイプ部材を加熱することを示す目的で行うため、以下のような条件で行った。
パイプ圧接する管として１２５Ａの直管のほぼ中央に誘導加熱コイル９を配置し、フィードバック制御部１２５による高周波電源７の出力制御を行って誘導加熱コイル９に投入される電力を制御した。１２５Ａの直管の外周面上に温度センサー１３０を貼り付けた。温度センサー１３０には熱電対を用い、管軸方向の貼付位置は誘導加熱コイル９の軸方向幅のほぼ中心とした。 In the power system shown in FIG. 2 and its control system, the feedback control unit 125 and the high frequency power source 7 are connected by switching the switching unit 126, and the output control of the high frequency power source 7 is performed by the feedback control unit 125. 9 actually examined how the pipe member was heated.
In actual pipe pressure welding work, an insert metal is sandwiched between pipe members, a thermocouple as a temperature sensor 130 is sandwiched between the end surfaces of the insert metal and one of the pipe members, so that the heating area is not exposed to air. In the state surrounded by, the induction heating coil 9 performs induction heating in the vicinity of the insert metal. In this embodiment, the feedback control unit 125 controls the output of the high frequency power source 7 so that the induction heating coil 9 meets the set conditions. In order to show that the pipe member is heated, the following conditions were used.
The induction heating coil 9 was arranged at the approximate center of the straight pipe of 125A as a pipe to be welded with the pipe, and the output control of the high frequency power source 7 by the feedback control unit 125 was performed to control the electric power supplied to the induction heating coil 9. The temperature sensor 130 was affixed on the outer peripheral surface of a 125 A straight pipe. A thermocouple was used for the temperature sensor 130, and the position of application in the tube axis direction was approximately the center of the axial width of the induction heating coil 9.

表１は、フィードバック制御部１２５に設定されている条件テーブルである。
加熱開始から３０秒の間の設定温度を９００℃とし、加熱開始から１２０秒以降の設定温度を１２８０℃とするのは、パイプ部材同士を接合する際、接合部近傍の温度がある温度前後、例えば炭素を約０．０５〜０．０６％含んだ炭素鋼でなるＳＧＰ管の場合８００〜９００℃前後で温度上昇割合が低下し、昇温開始時から一定時間経過したときの接合部の温度が昇温毎に異なることを回避するためである。また昇温時間のうち接合部の温度がある温度前後で一定時間電力を低下させることで、投入電力を低下させた間温度はほぼ一定になるが、その後電力を元に戻すと接合部の温度は常に安定して上昇し、バラツキが少なくなるためである。 Table 1 is a condition table set in the feedback control unit 125.
The set temperature for 30 seconds from the start of heating is set to 900 ° C., and the set temperature after 120 seconds from the start of heating is set to 1280 ° C. For example, in the case of an SGP pipe made of carbon steel containing about 0.05 to 0.06% of carbon, the temperature rise rate decreases at around 800 to 900 ° C., and the temperature of the joint when a certain time has elapsed from the start of temperature rise This is for avoiding the difference in the temperature rise. Also, by reducing the power for a certain period of time before and after the temperature of the junction during the temperature rise time, the temperature becomes almost constant while the input power is reduced. This is because it always rises stably and variation is reduced.

Figure 0005282946
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図１７は実施例について温度センサー１３０で実測した温度変化を示す図である。パイプ部材は１２５ＡのＳＧＰ管である。
図１７に示すように、昇温開始から約５秒前後で約７８０℃まで急激に昇温し、その後約２５秒の間、すなわち昇温開始から約３０秒の時点まで僅かに上昇しつつも約８００℃前後で一定となり、その後約１３０秒、すなわち昇温開始から約１６０秒の時点の間で再度上昇し、その後高周波電源７への電力投入を中止するまで１２８０℃で一定となる。昇温開始から約３０秒の時点までの間には電力投入による急激な加熱により約８００℃前後を中心に振動するものの振動の収束までの期間は短い。また昇温開始から約３０秒以降ではハンチングそのものが殆ど観測されていない。 FIG. 17 is a diagram showing a temperature change actually measured by the temperature sensor 130 in the example. The pipe member is a 125A SGP pipe.
As shown in FIG. 17, the temperature rises rapidly to about 780 ° C. in about 5 seconds from the start of temperature rise, and then rises slightly for about 25 seconds, that is, from the start of temperature rise to about 30 seconds. It becomes constant at about 800 ° C., then rises again for about 130 seconds, that is, about 160 seconds from the start of temperature rise, and then becomes constant at 1280 ° C. until the power supply to the high frequency power supply 7 is stopped. Between the start of the temperature rise and the time of about 30 seconds, although it vibrates around about 800 ° C. due to rapid heating by turning on the power, the period until the vibration converges is short. In addition, almost no hunting itself is observed after about 30 seconds from the start of temperature increase.

（比較例）
表２は、フィードバック制御部１２５に設定されている条件テーブルである。実施例と異なるのは、０〜３０、６０〜１２０秒の比例ゲイン、積分時間、微分時間である。 (Comparative example)
Table 2 is a condition table set in the feedback control unit 125. The difference from the embodiment is the proportional gain, integration time, and differentiation time of 0 to 30 and 60 to 120 seconds.

Figure 0005282946
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図１８は比較例について温度センサー１３０で実測した温度変化を示す図である。図１８に示すように、昇温開始から約５秒前後で約７８０℃まで急激に昇温し、その後約２５秒の間、すなわち昇温開始から約３０秒の時点まで振動しながら設定温度の９００℃近くの温度に収束し、その後約９０秒、すなわち昇温開始から約１２０秒の時点の間で振動が大きくなりながら上昇し、昇温開始から約１２０秒以降で一旦わずかに温度が下がってその後設定温度の１２８０℃に近づくように徐々に昇温する。
比較例の結果は、実施例の場合と比較すると、昇温開始から約３０秒の時点までの振動も大きく、昇温開始から３０〜１２０秒においてもハンチングが観測され、設定温度を１１００℃から１２８０℃に切り換えた際、すなわち昇温開始から１２０秒以降で温度が僅かではあるが低下し中々所望の温度である１２８０℃で一定とならない。
以上の実施例及び比較例では、図２に示す電力系統及び制御系統を用いたが、図１５に示す電力系統及び制御系統を用いても同様な結果を得ることができる。また、パイプ部材としてＳＧＰ管を用いたが、他の素材、例えばＳＵＳ３０４などの素材の管でもよい。 FIG. 18 is a diagram showing a temperature change measured by the temperature sensor 130 in the comparative example. As shown in FIG. 18, the temperature rises rapidly to about 780 ° C. about 5 seconds after the start of temperature rise, and then the set temperature is changed while oscillating for about 25 seconds, that is, about 30 seconds from the start of temperature rise. It converges to a temperature close to 900 ° C., then increases for about 90 seconds, that is, about 120 seconds after the start of temperature increase, and then increases with vibration. After about 120 seconds from the start of temperature increase, the temperature once decreases slightly. Then, the temperature is gradually raised so as to approach the set temperature of 1280 ° C.
As compared with the case of the example, the result of the comparative example shows that the vibration from the start of temperature increase to about 30 seconds is large, and hunting is observed from 30 to 120 seconds from the start of temperature increase. When the temperature is switched to 1280 ° C., that is, after 120 seconds from the start of the temperature increase, the temperature slightly decreases but does not become constant at the desired temperature of 1280 ° C ..
In the above examples and comparative examples, the power system and the control system shown in FIG. 2 are used. However, similar results can be obtained using the power system and the control system shown in FIG. In addition, although the SGP pipe is used as the pipe member, a pipe made of another material such as SUS304 may be used.

本発明の変形例では、各ステップにおいて設定温度と時間設定のみならず、ＰＩＤ制御の各パラメータを設定して温度センサー１３０での測定データとの偏差に応じて高周波電源７の出力制御を行うことができる。特に、ＰＩＤ制御の各パラメータに関し、最初の一定温度である９００℃維持の区間（特に「最初の保持区間」と呼ぶ）と、１１００℃から１２８０℃への段階的な設定温度の切り換え区間（特に「段階的な昇温区間」と呼ぶ）と、１２８０℃という最終的な設定温度に切り換え後（特に、「圧接開始可能な区間」と呼ぶ）とにおいて、それぞれ個別に、比例ゲイン、積分時間、微分時間を設定することができる。よって、最初の保持区間と段階的な昇温区間とにハンチングを生じさせずに、圧接開始可能な区間で温度低下が生じない。すなわち、比較例のようにハンチングが生じる区間や温度降下が生じる区間において、比例ゲインと積分時間を大きく設定し、微分時間を小さく設定することで、最初の保持区間、段階的な昇温区間でハンチングが少なくなり、昇温から保持に切り替わって圧接開始可能な区間で温度降下が生じない。それにより、熟練者でなくても、過去に行ったＰＩＤ制御の各パラメータを用いて同様に昇温作業及びパイプ圧接作業を行うことができる。   In the modification of the present invention, not only the set temperature and time are set in each step, but also each parameter of PID control is set, and output control of the high frequency power supply 7 is performed according to deviation from the measurement data at the temperature sensor 130. Can do. In particular, for each parameter of PID control, the first constant temperature maintaining period of 900 ° C. (especially referred to as “first holding period”) and the stepped temperature setting switching period from 1100 ° C. to 1280 ° C. (especially (Referred to as “stepwise temperature rise interval”) and after switching to the final set temperature of 1280 ° C. (particularly referred to as “interval where pressure welding can be started”), respectively, proportional gain, integration time, The derivative time can be set. Accordingly, hunting does not occur in the first holding section and the stepwise temperature increase section, and the temperature does not decrease in the section where pressure welding can be started. That is, in the section where hunting occurs and the section where temperature drop occurs as in the comparative example, the proportional gain and integration time are set large and the derivative time is set small, so that the initial holding section and stepwise temperature rise section Hunting is reduced, and temperature drop does not occur in the section where pressure welding can be started after switching from temperature rising to holding. Thereby, even if it is not an expert, the temperature raising operation | work and pipe pressure welding operation | work can be similarly performed using each parameter of PID control performed in the past.

本発明の一実施形態に係るパイプ圧接システムのシステム構成図である。It is a system configuration figure of a pipe pressure welding system concerning one embodiment of the present invention. 図１における電力系統及びその制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric power system in FIG. 1, and its control system. タッチパネル部に表示されるメニュー画面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the menu screen displayed on a touchscreen part. タッチパネル部に表示されるファイル選択画面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the file selection screen displayed on a touch panel part. タッチパネル部に表示されるファイルデータ設定画面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the file data setting screen displayed on a touch panel part. タッチパネル部に表示されるステップデータ画面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the step data screen displayed on a touchscreen part. 図６に示すステップデータ画面において、ステップデータの設定に関する第１の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a first modification example regarding setting of step data on the step data screen shown in FIG. 6. 図６に示すステップデータ画面において、ステップデータの設定に関する第２の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a second modification example regarding step data setting on the step data screen shown in FIG. 6. タッチパネル部に表示されるファイル一覧画面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the file list screen displayed on a touch panel part. タッチパネル部に表示される自動運転画面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the automatic operation screen displayed on a touchscreen part. タッチパネル部に表示される手動運転画面に関し、（Ａ）は第１の手動運転画面、（Ｂ）は第２の手動運転画面を示す図である。Regarding the manual operation screen displayed on the touch panel unit, (A) shows a first manual operation screen and (B) shows a second manual operation screen. パイプ圧接方法において電力制御系統の処理を示し、（Ａ）は出力制御部による自動運転モードの場合、（Ｂ）は出力制御部による手動運転モードの場合、（Ｃ）はフィードバック制御によるＰＩＤ制御の場合における各フロー図である。The process of the power control system in the pipe pressure welding method is shown, (A) is in the automatic operation mode by the output control unit, (B) is in the manual operation mode by the output control unit, (C) is the PID control by the feedback control. It is each flowchart in a case. （Ａ）は圧接条件として設定されるステップ毎の条件の一例を示す図表、（Ｂ）は加熱出力の推移の一例を示すグラフ、（Ｃ）は圧接時におけるパイプ部材の突き合わせ部の温度変化を示すグラフである。(A) is a chart showing an example of conditions for each step set as the pressure contact condition, (B) is a graph showing an example of transition of the heating output, (C) is a temperature change of the butt portion of the pipe member during pressure welding. It is a graph to show. フィードバック制御で制御した場合突き合わせ部における温度の時間推移を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the time transition of the temperature in a butt | matching part, when it controls by feedback control. 図１における電力系統及びその制御系の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of the electric power system in FIG. 1, and its control system. 高周波電力系統の変形例を示すもので、ステップ設定画面に関して、（Ａ）は図８に対応させるように構成したステップ設定画面の一例を示し、（Ｂ）は（Ａ）とは異なる別例を示す。The modification of a high frequency electric power system is shown, About a step setting screen, (A) shows an example of the step setting screen comprised so that it might respond | correspond to FIG. 8, (B) is another example different from (A). Show. 実施例について温度センサーで実測した温度変化を示す図である。It is a figure which shows the temperature change measured with the temperature sensor about the Example. 比較例について温度センサーで実測した温度変化を示す図である。It is a figure which shows the temperature change measured with the temperature sensor about the comparative example. 本発明の実施形態に係るパイプ接合方法の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the pipe joining method which concerns on embodiment of this invention. 図１９におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１：パイプ圧接システム
２：第１のパイプ部材
３：第２のパイプ部材
６：パイプ圧接装置
７：高周波電源
８：整合部
９：誘導加熱コイル
１０：第１の保持機構
１１：受け機構
１２：補助押圧機構
１３：補助受け機構
１１ａ，１２ａ，１３ａ，２１ａ：プレート部材
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，２１ｂ：ブラケット
１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，２１ｃ：シャフト
２０：第２の保持機構
２１：押圧機構
２２：加圧ユニット
２３：位置決めユニット
２４：連結手段
２５：ロック手段
２６：押し込みシリンダー
２７：クランプシリンダー
２８：操作ボックス
２８ａ，２８ｂ：ボタン
３０：テーブル装置
３１：ベース
３２：スライドレール
５０：キーボード
５１：ファイルＮｏ.入力部
５２：テンキー
１００：電力制御装置
１１０：入出力表示部
１１１：タッチパネル部
１１２：操作ボタン
１２０：入力制御部
１２１，１２８Ａ：表示メニュー格納部
１２２：入出力表示制御部
１２３：出力制御部
１２４，１２８Ｂ：ステップデータファイル格納部
１２５：フィードバック制御部
１２６：切換部
１２８：出力制御部（ハイブリッド出力制御部）
１３０：温度センサー
１３１：熱電対
１３１Ａ：熱電対の先端部
１３２：端子
１３３：補償導線
１３４：端子台
１４０：運転切替スイッチ 1: Pipe pressure welding system 2: First pipe member 3: Second pipe member 6: Pipe pressure welding device 7: High frequency power supply 8: Matching section 9: Induction heating coil 10: First holding mechanism 11: Receiving mechanism 12: Auxiliary pressing mechanism 13: auxiliary receiving mechanisms 11a, 12a, 13a, 21a: plate members 11b, 12b, 13b, 21b: brackets 11c, 12c, 13c, 21c: shaft 20: second holding mechanism 21: pressing mechanism 22: added Pressure unit 23: Positioning unit 24: Connecting means 25: Locking means 26: Pushing cylinder 27: Clamp cylinder 28: Operation box 28a, 28b: Button 30: Table device 31: Base 32: Slide rail 50: Keyboard 51: File No. Input unit 52: numeric keypad 100: power control device 110: input / output display unit 111: touch H panel unit 112: operation button 120: input control unit 121, 128A: display menu storage unit 122: input / output display control unit 123: output control unit 124, 128B: step data file storage unit 125: feedback control unit 126: switching unit 128 : Output control unit (hybrid output control unit)
130: Temperature sensor 131: Thermocouple 131A: Thermocouple tip 132: Terminal 133: Compensation lead 134: Terminal block 140: Operation switch

Claims (5)

高周波電源から整合部を介在させて誘導加熱コイルに投入する電力を時系列順のステップで制御する電力制御装置であって、
入力された情報を受け取ると共に表示出力を行う入出力表示部と、
上記高周波電源から上記誘導加熱コイルに対して出力されるべき電力に関しステップ単位で入力を促す表示メニューを格納する表示メニュー格納部と、
上記表示メニュー格納部から表示メニューを取得して上記入出力表示部に表示し、該入出力表示部からステップ単位で出力されるべき電力量と出力時間に関する出力操作情報を受け取る入出力表示制御部と、
上記入出力表示制御部から入力された出力操作情報に基づいてステップ単位で上記高周波電源に対して出力制御を行う出力制御部と、
上記誘導加熱コイルにより誘導加熱される第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との間に先端部が挟み込まれ、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との圧接後にその先端部が切断される温度センサーと、
上記温度センサーからの測定データの入力を受け、設定されている温度範囲となるよう上記高周波電源に対してフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、
上記出力制御部と上記フィードバック制御部とを切り換えて上記高周波電源に接続する切換部と、
を備えることを特徴とする、電力制御装置。 A power control device that controls power to be input to the induction heating coil through a matching unit from a high-frequency power source in a time-series order,
An input / output display unit that receives input information and performs display output;
A display menu storage unit for storing a display menu for prompting input in units of steps regarding the power to be output from the high-frequency power source to the induction heating coil;
An input / output display control unit that acquires a display menu from the display menu storage unit, displays the display menu on the input / output display unit, and receives output operation information related to the amount of power and output time to be output in steps from the input / output display unit When,
An output control unit that performs output control on the high-frequency power supply in units of steps based on output operation information input from the input / output display control unit;
A distal end portion is sandwiched between the first pipe member and the second pipe member that are induction-heated by the induction heating coil, and the distal end portion is cut after the first pipe member and the second pipe member are pressed. With a temperature sensor,
A feedback control unit that receives input of measurement data from the temperature sensor and performs feedback control on the high-frequency power supply so as to be in a set temperature range;
A switching unit that switches between the output control unit and the feedback control unit to connect to the high-frequency power source;
Characterized in that it comprises a power control apparatus. 前記入出力表示制御部が上記入出力表示部から受け取った出力操作情報をステップデータとしてファイル形式で格納するステップデータファイル格納部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電力制御装置。   The power control apparatus according to claim 1, further comprising a step data file storage unit that stores output operation information received from the input / output display unit in a file format as step data by the input / output display control unit. 請求項１又は請求項２に記載の電力制御装置と、第１のパイプ部材を複数の方向から保持する第１の保持機構及び第２のパイプ部材を保持する第２の保持機構がテーブル装置に構築されたパイプ圧接装置と、を備え、
前記誘導加熱コイルが、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との突き合わせ部外周に配置されてなることを特徴とする、パイプ圧接システム。 The power control device according to claim 1, the first holding mechanism that holds the first pipe member from a plurality of directions, and the second holding mechanism that holds the second pipe member are provided in the table device. A constructed pipe pressure welding device,
The pipe pressure welding system, wherein the induction heating coil is disposed on an outer periphery of a butt portion between the first pipe member and the second pipe member. 高周波電源から整合部を介在させて誘導加熱コイルに投入する電力を時系列順のステップで制御する電力制御装置であって、
入力された情報を受け取ると共に表示出力を行う入出力表示部と、
上記高周波電源から上記誘導加熱コイルに対して出力されるべき電力に関しステップ単位で入力を促す表示メニューを格納する表示メニュー格納部と、
上記表示メニュー格納部から表示メニューを取得して上記入出力表示部に表示し、該入出力表示部からステップ単位で設定温度、出力時間、ＰＩＤ制御の各パラメータに関する出力操作情報を受け取る入出力表示制御部と、
上記誘導加熱コイルにより誘導加熱される第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との間に先端部が挟み込まれ、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との圧接後にその先端部が切断される温度センサーと、
上記入出力表示制御部から入力された出力操作情報と上記温度センサーから入力される測定データとに基いてステップ単位で上記高周波電源に対して出力制御を行う出力制御部と、を備えることを特徴とする、電力制御装置。 A power control device that controls power to be input to the induction heating coil through a matching unit from a high-frequency power source in a time-series order,
An input / output display unit that receives input information and performs display output;
A display menu storage unit for storing a display menu for prompting input in units of steps regarding the power to be output from the high-frequency power source to the induction heating coil;
An input / output display that obtains a display menu from the display menu storage unit and displays it on the input / output display unit, and receives output operation information relating to each parameter of set temperature, output time, and PID control in steps from the input / output display unit A control unit;
Tip between the first pipe member and the second pipe member is inductively heated by the induction heating coil is sandwiched, the tip portion after pressing the first pipe member and the second pipe member is cut With a temperature sensor,
An output control unit that performs output control on the high-frequency power source in units of steps based on output operation information input from the input / output display control unit and measurement data input from the temperature sensor. that, the power control unit. 請求項４に記載の電力制御装置と、第１のパイプ部材を複数の方向から保持する第１の保持機構及び第２のパイプ部材を保持する第２の保持機構をテーブル装置に構築したパイプ圧接装置と、を備え、5. A pipe pressure welding apparatus in which the power control device according to claim 4 and a first holding mechanism for holding the first pipe member from a plurality of directions and a second holding mechanism for holding the second pipe member are constructed in a table device. An apparatus,
前記誘導加熱コイルが、第１のパイプ部材と第２のパイプ部材との突き合わせ部外周に配置されてなることを特徴とする、パイプ圧接システム。The pipe pressure welding system, wherein the induction heating coil is disposed on an outer periphery of a butt portion between the first pipe member and the second pipe member.
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