JPH0230151Y2

JPH0230151Y2 -

Info

Publication number: JPH0230151Y2
Application number: JP6351785U
Authority: JP
Priority date: 1985-04-27
Filing date: 1985-04-27
Publication date: 1990-08-14
Also published as: JPS6182770U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、マグネツトアーク溶接において溶接
品質を管理するため被溶接物の圧接速度を監視で
きるようにした圧接速度モニター装置に関するも
のである。

（従来の技術）マグネツトアーク溶接における被溶接物の圧接
動作は、被溶接物が接合部を形成する過程におい
て、直接関与するものであるため、極めて重要な
要素となつている。そして、この圧接動作は、被
溶接物の圧速圧力と圧接速度とを、溶接条件を決
定するための主たる要素としている。このうち圧
接圧力に関してはその大きさを適切に維持するた
め、従来から積極的な管理がなされている。これ
に対し、圧接速度については、溶接開始前に被溶
接物に応じた設定速度に調整するのみで、圧接動
作過程において被溶接物の圧接速度を管理するよ
うなことはなく、また、圧接速度を管理するため
の手段も存在していない。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、溶接開始前に圧接速度を設定値に調
整して溶接した場合でも、溶接機の制御系および
可動部の動作不良などに原因して、圧接動作時に
設定速度が得られないことが往々にしてあり、こ
れにより溶接品質を著しく低下させる。すなわ
ち、圧接速度が適正値よりも遅くなると、接合部
分の溶着不良が生じ、逆に圧接速度が適正値より
も早くなると、接合部分の変形、変質などの欠陥
が生ずる。そこで、圧接速度を正確に管理できる
装置の開発が当業者において切望されているが、
一対の被溶接物が互に離間してから相互に接近す
る圧接動作過程において、可動側被溶接物の位置
変化に応じて圧接速度が瞬時に変化することか
ら、該圧接速度を如何にして高精度かつ確実に検
知するかが、要求される溶接品質の管理の面で大
きな技術的課題となる。

本考案は上記の問題に鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、被溶接物の圧接速度を精
度良く検知することにより、溶接品質の良否判別
を正確に行うことができるマグネツトアーク溶接
機における圧接速度モニター装置を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段）本考案は、圧接速度の測定変位領域を任意に設
定し、被溶接物の単位変位量当たりの所要時間を
電気量として検出し、この検出値を予め設定され
ている上限値および下限値と比較し、その結果に
応じて圧接速度の良否を把握し、もつて、マグネ
ツトアーク溶接機において、圧接速度をパラメー
タとする溶接品質の良否判断を可能にしたもので
ある。

このため本考案の技術的な構成は、圧接動作過
程での可動側被溶接物の機械的変位量ｌを連続的
に検出する変位検出器１と、該変位量ｌをこれに
対応する大きさのストローク電圧Elに変換するス
トローク電圧出力手段２と、該ストローク電圧El
の記憶指令時における瞬時値V_P1に、予め設定さ
れている測定開始設定電圧Vs、測定終了設定電
圧Veをそれぞれ加えて測定開始出力電圧V′_P1、
測定終了出力電圧V′_P2を算出する加算器６，７
と、ストローク電圧Elが測定開始出力電圧V′_P1と
等しくなつてから測定終了出力電圧V′_P2と等しく
なるまでの時間いわゆる測定時間T₁′の間だけ動
作信号が出る動作信号出力用ゲート１０と、ゲー
ト１０からの動作信号に基づいて駆動され測定時
間T₁′に応じた電圧V_Tを出力する積分器１１と、
該出力電圧V_Tの駆動終了時における瞬時値V_T1を
記憶する記憶器１２と、これに記憶された電圧
V_T1を予め設定した上限値Vu、下限値V_Lとそれ
ぞれ比較する比較器１６と、両比較器１５，１６
から出力される結果信号に基づき上記電圧V_T1の
値が設定範囲値内にあるか否かの判別信号を発す
る判別信号発生手段２６，２７，２８とを結合し
てなる圧接速度モニター装置である。

（作用）このような構成の本考案装置は、以下の一連の
動作が順次行われて被溶接物の圧接速度を確実に
管理するものである。すなわち、圧接動作過程に
おいて可動側被溶接物の機械的変位量ｌは変位検
出器１によつて連続的に検出され、検出された変
位量ｌは、ストローク電圧出力手段２によつてス
トローク電圧Elに変換される。

このストローク電圧Elの記憶指令時における瞬
時値V_P1は、加算器６，７に送られ、この加算器
６，７において、前記瞬時値V_P1に測定開始設定
電圧Vs、測定終了設定電圧Veをそれぞれ加算し
て測定開始出力電圧V′_P1、測定終了出力電圧V′_P2
が求められる。

加算器６，７で求められた測定開始出力電圧
V′_P1、測定終了出力電圧V′_P2は、上記ストローク
電圧Elに対し比較基準値となるもので、圧接動作
の進行によりストローク電圧Elが測定開始出力電
圧V′_P1と等しくなつたときから測定終了出力電圧
V′_P2と等しくなるまでの測定時間T₁′だけゲート
１０より動作信号が出力され、これを受けて積分
器１１が駆動される。

積分器１１から出力される電圧V_Tは測定時間
T₁′と対応する大きさであり、該出力電圧V_Tの駆
動終了時における瞬時値V_T1は記憶器１２によつ
て記憶され、さらに比較器１５，１６に入力され
る。比較器１５，１６において、出力電圧V_Tは、
予め設定されている上限値Vu、下限値V_Lとそれ
ぞれ比較される。そして、比較器１５，１６から
出力される結果信号は、判別信号発生手段２６，
２７，２８に送られ、前記電圧V_T1が設定範囲内
に存する場合は良好信号が発せられ、そうでない
場合は異常信号が発せられる。

上述のように本考案は、圧接時において、可動
側被溶接物が単位変位量だけ移動するのに要する
時間T₁′を電圧値V_T1として測定し、この測定値
V_T1を上限値Vuおよび下限値V_Lと比べることに
より、圧接速度が設定範囲内に存するか否かを確
実に把握できるのである。したがつて、溶接結果
に大きな影響を与える圧接速度を積極的に管理す
ることで、被溶接物の溶着不良、変質、変形など
の溶接欠陥を防止できる。

本考案において、圧接速度の測定範囲は、測定
開始設定電圧Vsおよび測定終了設定電圧Veの大
きさを変更させることによつて、希望の測定範囲
に設定できる。このため、時間変化に対する被溶
接物の変位量が極めて小さい領域、すなわち、圧
接動作の開始直後および終了直前の領域を避ける
ことができ、もつて圧接速度を高い精度で検出
し、これに応じて該圧接速度の良否を一層正確に
判別できるものとなる。

（実施例）以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

マグネツトアーク溶接法における圧接動作と
は、被溶接物が互いに離間した位置を起点とし
て、ある圧接圧力と圧接速度の下に相互に接近し
接合されるまでの過程をいう。この圧接動作中に
おける被溶接物の変位と時間との関係は、第１図
に示してあり、同図中、P₁は圧接開始点、P₂は
圧接終了点、l₁は圧接動作時における被溶接物の
全変位量、T₁は圧接動作時における所用時間を
示している。また、同図の縦軸は被溶接物の変位
量ｌを、横軸は圧接動作時間Ｔをそれぞれ示すこ
と、当然である。

この実施例の具体的回路ブロツク図は、第５図
の通りである。すなわち、被溶接物の圧接動作時
における変位を検出するための変位検出器１は、
電圧増巾器２に結線され、電圧増巾器２は圧接開
始点記憶器３及び比較器９，９にそれぞれ結線さ
れている。圧接開始点記憶器３は加算器６，７に
それぞれ結線され、加算器６は比較器８に、ま
た、加算器７は比較器９にそれぞれ結線されてい
る。一方、測定開始点設定器４は加算器６に、測
定終了点設定器５は加算器７にそれぞれ結線され
ている。

比較器８，９はNANDゲート１０に結線され
NANDゲート１０の出力端は積分器（１／
CR∫Vodt）１１及び記憶器１２にそれぞれ結線
されている。ここで、積分器１１と記憶器１２と
は互いに結線され、積分器１１の出力V_Tが記憶
器１２に入力されるようになつている。なお、
Voは入力電圧を、Ｒは積分抵抗を、そしてＣは
積分コンデンサを、それぞれ示す。

記憶器１２の出力端は比較器１５，１６にそれ
ぞれ結線され、比較器１５の出力端はNANDゲ
ート１７，１８の一方の入力端に、また、比較器
１６の出力端はNANDゲート１８，１９の一方
の入力端にそれぞれ結線されている。そして、判
定指令信号ＳはNANDゲート１７，１８，１９
の他方の入力端にそれぞれ入力し得るようになつ
ている。１３は上限値設定器を、１４は下限値設
定器をそれぞれ示し、上限値設定器１３の出力
Vuは比較器１５に、また、下限値設定器１４の
出力V_Lは比較器１６に、それぞれ入力し得るよ
うに構成されている。

そして、２０，２１，２２はトランジスタを、
２３，２４，２５はリレーを、２６，２７，２８
はリレー２３，２４，２５にそれぞれ連動する接
点を、２９はNANDゲートを示している。

以下、主として第５図に示す回路ブロツク図に
基づいて、この実施例の作用を説明する。

変位検出器１によつて検出された被溶接物の機
械的変位は、電気信号に変換され、更に、電圧増
巾器２によつて上記機械的変位ｌに対応するスト
ローク電圧Elに変換される。ストローク電圧（変
換電圧）Elと機械的変位ｌとの関係が第２図に示
されている。同図中、第１図のP₁に対応する電
圧はV_P1で、また、P₂に対応する電圧はV_P2で、
それぞれ表わされている。

そして、電圧増巾器２の出力（ストローク電
圧）Elは圧接開始点記憶器３に入力され、この記
憶器３は記憶指令時におけるストローク電圧Elの
瞬時値V_P1を記憶し、加算器６，７に対し、出力
V_P1を入力させる。そして、加算器６には、更
に、測定開始点設定器４から設定電圧Vsが入力
され、その出力電圧V′_P1はVs＋V_P1となる。一
方、加算器７には測定終了点設定器５から設定電
圧Veが入力され、その出力電圧V′_P2はVe＋V_P1
となる。第３図ａは、この関係を示している。

比較器８には、電圧増巾器２からのストローク
電圧Elと加算器６からの出力V′_P2とが入力され、
相互に比較される。また、比較器９には電圧増巾
器２からのストローク電圧Elと加算器７の出力
V′_P2とが入力され、相互に比較される。そして、
圧接動作が進行し、ストローク電圧Elの値が出力
V′_P1と等しくなつた瞬間に、比較器８の出力はロ
ジツクレベル「Ｈ」に反転する。更に、圧接動作
が進行し、ストローク電圧Elの値が出力V′_P2と等
しくなつた瞬間に比較器９の出力はロジツクレベ
ル「Ｌ」に反転する。比較器８，９はそれらの出
力端をNANDゲート１０に結線されているから、
比較器８，９の出力はNANDゲート１０に入力
され、これらの入力の双方が「Ｈ」レベルにある
とき、すなわち、V′_P1≦El≦V′_P2の条件のとき、
NANDゲート１０の出力が「Ｌ」レベルにある
期間が、圧接速度の測定範囲となるのである。こ
の関係は、第３図ａ，ｂに示されている。すなわ
ち、第３図ｂにおいて、８′は比較器８の出力を、
９′は比較器９の出力を、そして、１０′は
NANDゲート１０の出力をそれぞれ示し、測定
範囲は時間T₁′に対応する範囲となる。

測定範囲を上述のように限定した目的は、圧接
動作の開始直後及び圧接動作の終了直前の範囲、
すなわち、時間に対する変位量が極めて小さい部
分を除外するためである。すなわち、第３図ａに
おいて、P₁〜P₁′の範囲及びP₂′〜P₂の範囲は、測
定対象から除外されることになる。もつとも、測
定開始点設定器４、測定終了点設定器５によつ
て、上記測定範囲は、P₁からP₂までの間で任意
の大きさ及び位置に設定し得る。

次に、NANDゲート１０によつて出力される
測定信号は、積分器１１を駆動し、その積分入力
はVo、積分抵抗Ｒ、積分コンデンサＣであるか
ら、積分出力は１／CR∫Vodt＝V_Tとなる。そし
て、測定終了点の積分出力V_Tの瞬時値V_T1は記憶
器１２によつて記憶され、更に、比較器１５，１
６に入力される。比較器１５，１６に入力された
積分出力V_T1は、ここで、上限値設定器１３によ
つて設定された上限値電圧Vu及び、下限値設定
器１４によつて設定された下限値電圧V_Lと比較
される。そして、積分出力V_T1がVu≧V_T1≧V_Lの
関係にあるときには、比較器１５，１６はそれぞ
れロジツクレベル「Ｈ」の出力を出し、このとき
判定指令信号が「Ｈ」レベルにあれば、NAND
ゲート２９の出力は「Ｈ」レベルとなる。したが
つて、これによりトランジスタ２１が駆動され、
リレー２４が作動する。リレー２４が作動すれ
ば、接点２７が閉じ、溶接品質の「良好信号」が
発せられる。

もしも、V_T1＞Vuの場合には、比較器１５の出
力は「Ｌ」レベルとなるから、NANDゲート１
７の出力が「Ｈ」レベルとなり、リレー２３が動
作して接点２６が閉じ、「上限値異常信号」が発
せられる。

また、V_T1＜V_Lの場合には、比較器１６の出力
は「Ｌ」レベルとなり、NANDゲート１９の出
力は「Ｈ」レベルとなる。これにより、リレー２
５が作動して接点２８が閉じ、「下限値異常信号」
が発せられる。

以上説明した一連の関係は、第４図に示してあ
る。

実施例において、公知の圧接圧力をパラメータ
とする溶接品質の管理を併用すれば、より高い溶
接品質を確実に得ることができる。

（考案の効果）このように本考案によれば、圧接過程における
被溶接物の移動速度を常時確実に管理できるよう
に構成したから、圧接速度をパラメータとする溶
接品質の良否を確実に判断でき、溶接欠陥の発生
を即刻発見することができる。加えて被溶接物の
種類に応じて圧接速度の測定範囲を任意に設定変
更することができ、とりわけ圧接動作の開始直後
およびその終了直前の範囲を除いて測定すること
により、圧接速度を高精度に検知し、より高い溶
接品質を確実に管理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧接動作中における被溶接物の変位と
時間との関係を示す図、第２図は被溶接物の変位
とストローク電圧（変換電圧）との関係を示す
図、第３図は測定範囲を示す図、第４図は溶接品
質の良否を判定する過程を示す図、第５図はこの
考案の一実施例の回路ブロツク図である。１……変位検出器、２……電圧増巾器（ストロ
ーク電圧出力手段）、３……圧接開始点記憶器、
４……測定開始点設定器、５……測定終了点設定
器、６，７……加算器、８，９，１５，１６……
比較器、１０……NANDゲート（動作信号出力
用ゲート）、１１……積分器、１２……記憶器、
１３……上限値設定器、１４……下限値設定器、
２０，２１，２２……トランジスタ、２３，２
４，２５……リレー、２６，２７，２８……接点
（判別信号発生手段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】固定側被溶接物と可動側被溶接物の接合端面間
に発生させたアークを磁場作用によつて該接合端
面に沿つて移動させ、該接合端面を加熱溶融した
後、該接合端面を互いに圧接して前記両被溶接物
の接合を行うマグネツトアーク溶接機において、前記可動側被溶接物の圧接動作過程における機
械的変位量ｌを連続的に検出する変位検出器１
と、該変位検出器１により、検出された変位量ｌを
これに応ずる大きさのストローク電圧Elとして出
力するストローク電圧出力手段２と、該ストローク電圧出力手段２から出力される前
記ストローク電圧Elの記憶指令時における瞬時値
V_P1に、あらかじめ設定した測定開始設定電圧
Vs、測定終了設定電圧Veをそれぞれ加算して測
定開始出力電圧V′_P1、測定終了出力電圧V′_P2を得
る加算器６，７と、前記ストローク電圧Elが前記測定開始出力電圧
V′_P1と等しくなつてから前記測定終了出力電圧
V′_P2と等しくなるまでの時間T₁′だけ動作信号を
出力する動作信号出力用ゲート１０と、該ゲート１０からの動作信号により駆動される
積分器１１と、該積分器１１からの出力電圧V_Tの駆動終了時
における瞬時値V_T1を記憶する記憶器１２と、該記憶器１２に記憶された電圧V_T1を、あらか
じめ設定した上限値Vuおよび下限値V_Lと比較す
る比較器１５および１６と、該比較器１５および１６からの出力信号に基い
て前記電圧V_T1が設定範囲内に存するか否かの判
別信号を発する判別信号発生手段２６，２７，２
８と、を有することを特徴とする、マグネツトアーク溶
接機における圧接速度モニター装置。