JPH0679460A - Ｔｉｇ溶接監視装置 - Google Patents
Ｔｉｇ溶接監視装置Info
- Publication number
- JPH0679460A JPH0679460A JP26326092A JP26326092A JPH0679460A JP H0679460 A JPH0679460 A JP H0679460A JP 26326092 A JP26326092 A JP 26326092A JP 26326092 A JP26326092 A JP 26326092A JP H0679460 A JPH0679460 A JP H0679460A
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- JP
- Japan
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- welding
- near infrared
- infrared rays
- tig welding
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- Pending
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- Arc Welding In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＴＩＧ溶接における溶接状況を高精度に自動
監視する。 【構成】 アークから生じる近赤外線を検出する。溶接
が正しく行われたときの近赤外線量の変化パターンを記
憶しておき、これを検出された近赤外線量の変化パター
ンと比較することにより、溶接の正常・異常を判定す
る。栓溶接における予熱初期の入熱オーバーやハンチン
グ、溶接末期の電極と溶融池の接触を検出できる。
監視する。 【構成】 アークから生じる近赤外線を検出する。溶接
が正しく行われたときの近赤外線量の変化パターンを記
憶しておき、これを検出された近赤外線量の変化パター
ンと比較することにより、溶接の正常・異常を判定す
る。栓溶接における予熱初期の入熱オーバーやハンチン
グ、溶接末期の電極と溶融池の接触を検出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＴＩＧ溶接の正常・異
常を自動的に判定するＴＩＧ溶接監視装置に関する。
常を自動的に判定するＴＩＧ溶接監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＩＧ溶接は、タングステンからなる非
消耗電極とワークとの間にアークを発生させ、そのアー
クに溶接材料を供給することによりワークを溶接するも
のであり、電気機器を組み立てるための栓溶接等に広く
使用されている。ＴＩＧ溶接を使用した栓溶接では、予
熱、本溶接、クレータ処理の各プロセスを経て溶接が行
われる。予熱ではアークのみが発生され、溶接材料は供
給されない。本溶接ではアークに溶接材料が供給され、
最後のクレータ処理では強化したアークにより溶接部が
処理される。
消耗電極とワークとの間にアークを発生させ、そのアー
クに溶接材料を供給することによりワークを溶接するも
のであり、電気機器を組み立てるための栓溶接等に広く
使用されている。ＴＩＧ溶接を使用した栓溶接では、予
熱、本溶接、クレータ処理の各プロセスを経て溶接が行
われる。予熱ではアークのみが発生され、溶接材料は供
給されない。本溶接ではアークに溶接材料が供給され、
最後のクレータ処理では強化したアークにより溶接部が
処理される。
【０００３】この栓溶接を電気機器の組立に用いる場
合、その組立が自動ラインで行われる関係から、溶接の
正常・異常を自動的に判定する溶接監視装置が必要とな
る。そのような監視装置としては、一般には溶接電流・
溶接電圧を監視するものが使用されており、他には例え
ばアークの発生する赤外線から溶接部の温度を監視する
ものが「溶接学会全国大会講演概要 第４０集（’８７
−４）の第２４８〜２４９頁」に報告されている。
合、その組立が自動ラインで行われる関係から、溶接の
正常・異常を自動的に判定する溶接監視装置が必要とな
る。そのような監視装置としては、一般には溶接電流・
溶接電圧を監視するものが使用されており、他には例え
ばアークの発生する赤外線から溶接部の温度を監視する
ものが「溶接学会全国大会講演概要 第４０集（’８７
−４）の第２４８〜２４９頁」に報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接電
流・溶接電圧を監視するＴＩＧ溶接監視装置は、電極−
溶融池間のギャップを大まかに推定できるが、電極の消
耗が生じた場合に栓溶接の予熱工程で生じるハンチング
や、電極に溶接材料が付着した場合に生じる予熱開始時
の入熱オーバー等は、正確には検出できない。
流・溶接電圧を監視するＴＩＧ溶接監視装置は、電極−
溶融池間のギャップを大まかに推定できるが、電極の消
耗が生じた場合に栓溶接の予熱工程で生じるハンチング
や、電極に溶接材料が付着した場合に生じる予熱開始時
の入熱オーバー等は、正確には検出できない。
【０００５】これに対し、アークの発生する赤外線から
アーク溶接部の温度を監視するものは、溶接異常を比較
的高精度に検出できるが、栓溶接の本溶接末期に電極が
溶融池に接触する現象までは検出できない。なぜなら、
この接触が生じると、アークは消えるが溶融池の温度は
急激に変化せず、赤外線センサの出力を変化させるまで
には至らないのである。
アーク溶接部の温度を監視するものは、溶接異常を比較
的高精度に検出できるが、栓溶接の本溶接末期に電極が
溶融池に接触する現象までは検出できない。なぜなら、
この接触が生じると、アークは消えるが溶融池の温度は
急激に変化せず、赤外線センサの出力を変化させるまで
には至らないのである。
【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、電極−溶融池間のギャップはもとより、栓溶接
での電極不良に起因するハンチングや入熱オーバー、更
には電極と溶融池の接触までを正確に検出できるＴＩＧ
溶接監視装置を提供することを目的とする。
であり、電極−溶融池間のギャップはもとより、栓溶接
での電極不良に起因するハンチングや入熱オーバー、更
には電極と溶融池の接触までを正確に検出できるＴＩＧ
溶接監視装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明のＴＩＧ溶接監
視装置は、ＴＩＧ溶接中に電極とワークとの間に生じる
アークから発生する近赤外線を検出するセンサと、前記
ＴＩＧ溶接が正常に行われたときの近赤外線の変化パタ
ーンを記憶しており、その変化パターンと前記センサが
検出した近赤外線の変化パターンとを比較して、前記Ｔ
ＩＧ溶接の正常・異常を判定する判定手段とを具備する
ことを特徴とする。
視装置は、ＴＩＧ溶接中に電極とワークとの間に生じる
アークから発生する近赤外線を検出するセンサと、前記
ＴＩＧ溶接が正常に行われたときの近赤外線の変化パタ
ーンを記憶しており、その変化パターンと前記センサが
検出した近赤外線の変化パターンとを比較して、前記Ｔ
ＩＧ溶接の正常・異常を判定する判定手段とを具備する
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】アークから生じる近赤外線は、そのアーク光の
エネルギーとの間に強い相関を示し、近赤外線を検出す
ることにより、アークの状況が正確に把握される。従っ
て、実際に検出された近赤外線の変化パターンと、溶接
が正しく行われたときの近赤外線の変化パターンとを比
較することにより、溶接の正常・異常が高精度に自動判
定される。
エネルギーとの間に強い相関を示し、近赤外線を検出す
ることにより、アークの状況が正確に把握される。従っ
て、実際に検出された近赤外線の変化パターンと、溶接
が正しく行われたときの近赤外線の変化パターンとを比
較することにより、溶接の正常・異常が高精度に自動判
定される。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明を実施したＴＩＧ溶接監視装置の一
例についてその概略構成を示すブロック図、図２はＴＩ
Ｇ溶接時のアーク光の分光スペクトル図、図３は判定要
領を説明するためのタイムチャート、図４は測定から判
定までのフローチャート、図５は判定のフローチャート
である。
する。図１は本発明を実施したＴＩＧ溶接監視装置の一
例についてその概略構成を示すブロック図、図２はＴＩ
Ｇ溶接時のアーク光の分光スペクトル図、図３は判定要
領を説明するためのタイムチャート、図４は測定から判
定までのフローチャート、図５は判定のフローチャート
である。
【００１０】本ＴＩＧ溶接監視装置は、例えばスクロー
ル圧縮機の組み立に使用される自動栓溶接装置に用いら
れる。自動栓溶接装置は、図１に示すように、溶接トー
チＴを有し、溶接機コントローラＣによりワークＷと溶
接トーチＴの電極との間に所定の電圧電流を供給してア
ークＡを発生させ、これに溶接材料を供給して溶接を行
う。
ル圧縮機の組み立に使用される自動栓溶接装置に用いら
れる。自動栓溶接装置は、図１に示すように、溶接トー
チＴを有し、溶接機コントローラＣによりワークＷと溶
接トーチＴの電極との間に所定の電圧電流を供給してア
ークＡを発生させ、これに溶接材料を供給して溶接を行
う。
【００１１】溶接監視装置は、アークＡから発生する近
赤外線を検出するセンサ１０を有する。アークＡは、図
２に示すように、近赤外線領域にエネルギーが集中して
おり、センサ１０としては例えばそのエネルギーが最も
強い８００〜８５０ｎｍの領域に感度を持つものを選択
する。センサ１０の出力は光／電圧変換器１１を介して
計測判定用コンピュータ２０に入力される。また、溶接
時の溶接電流が電流計３０により検出されて計測判定用
コンピュータ２０に入力され、溶接電圧が絶縁型アンプ
４０により検出されて計測判定用コンピュータ２０に入
力される。
赤外線を検出するセンサ１０を有する。アークＡは、図
２に示すように、近赤外線領域にエネルギーが集中して
おり、センサ１０としては例えばそのエネルギーが最も
強い８００〜８５０ｎｍの領域に感度を持つものを選択
する。センサ１０の出力は光／電圧変換器１１を介して
計測判定用コンピュータ２０に入力される。また、溶接
時の溶接電流が電流計３０により検出されて計測判定用
コンピュータ２０に入力され、溶接電圧が絶縁型アンプ
４０により検出されて計測判定用コンピュータ２０に入
力される。
【００１２】計測判定用コンピュータ２０は、絶縁型Ａ
／Ｄ変換モジュール２１、ＣＰＵ２２およびハードディ
ス２３を有する。絶縁型Ａ／Ｄ変換モジュール２１は、
計測判定用コンピュータ２０に入力された近赤外線、電
流および電圧についての各データをデジタル化する。ハ
ードディスク２３は、機種毎の電流電圧の基準値と近赤
外線量の溶接全期間にわたる上限ＣＵｎおよび下限ＣＬ
ｎを記憶している。この上限ＣＵｎおよび下限ＣＬｎ
は、図３に示すように、予熱工程で一定の値を保ち、本
溶接工程に入ると若干増大し、その後期で漸減した後、
クレータ処理工程で再び増大する。予熱工程について
は、更に近赤外線量の平均値Ａの上限ＡＵおよび分散度
Ｂの上限ＢＵも記憶している。ＣＰＵ２２は絶縁Ａ／Ｄ
変換モジュール２１およびハードディスク２３からの情
報を用いて所定の演算を行い、溶接の良否を判定する。
これを図４および図５に基づいて説明する。
／Ｄ変換モジュール２１、ＣＰＵ２２およびハードディ
ス２３を有する。絶縁型Ａ／Ｄ変換モジュール２１は、
計測判定用コンピュータ２０に入力された近赤外線、電
流および電圧についての各データをデジタル化する。ハ
ードディスク２３は、機種毎の電流電圧の基準値と近赤
外線量の溶接全期間にわたる上限ＣＵｎおよび下限ＣＬ
ｎを記憶している。この上限ＣＵｎおよび下限ＣＬｎ
は、図３に示すように、予熱工程で一定の値を保ち、本
溶接工程に入ると若干増大し、その後期で漸減した後、
クレータ処理工程で再び増大する。予熱工程について
は、更に近赤外線量の平均値Ａの上限ＡＵおよび分散度
Ｂの上限ＢＵも記憶している。ＣＰＵ２２は絶縁Ａ／Ｄ
変換モジュール２１およびハードディスク２３からの情
報を用いて所定の演算を行い、溶接の良否を判定する。
これを図４および図５に基づいて説明する。
【００１３】図４において、機種毎の判定基準データナ
ンバーが指示されると、そのナンバーの判定基準データ
がハードディスク２３からＣＰＵ２２に読み込まれる
（ステップＳ１）。溶接が開始されると、近赤外線、電
流および電圧についての各データが絶縁型Ａ／Ｄ変換モ
ジュール２１を介してＣＰＵ２２に与えられる（ステッ
プＳ２，３）。これは溶接が終了するまで続く（ステッ
プＳ４）。溶接が終了すると、溶接中に取り込んだデー
タと、溶接前に読み込まれたデータとを用いて溶接の正
常・異常が判定される（ステップＳ５〜９）。
ンバーが指示されると、そのナンバーの判定基準データ
がハードディスク２３からＣＰＵ２２に読み込まれる
（ステップＳ１）。溶接が開始されると、近赤外線、電
流および電圧についての各データが絶縁型Ａ／Ｄ変換モ
ジュール２１を介してＣＰＵ２２に与えられる（ステッ
プＳ２，３）。これは溶接が終了するまで続く（ステッ
プＳ４）。溶接が終了すると、溶接中に取り込んだデー
タと、溶接前に読み込まれたデータとを用いて溶接の正
常・異常が判定される（ステップＳ５〜９）。
【００１４】即ち、溶接中の各種測定が終わると、図５
のステップｓ１において予熱時の近赤外線量の平均値Ａ
が算出される。次いでステップｓ２において平均値Ａが
その上限ＡＵと比較される。平均値Ａが上限ＡＵより大
きければ、ステップｓ３において電極−溶融池間のギャ
ップが過大と判定される。平均値Ａが上限ＡＵより小さ
ければ、ステップｓ４において平均値Ａがその下限ＡＬ
と比較される。平均値Ａが下限ＡＬより小さければ、ス
テップｓ５において電極−溶融池間のギャップが過小と
判定される。
のステップｓ１において予熱時の近赤外線量の平均値Ａ
が算出される。次いでステップｓ２において平均値Ａが
その上限ＡＵと比較される。平均値Ａが上限ＡＵより大
きければ、ステップｓ３において電極−溶融池間のギャ
ップが過大と判定される。平均値Ａが上限ＡＵより小さ
ければ、ステップｓ４において平均値Ａがその下限ＡＬ
と比較される。平均値Ａが下限ＡＬより小さければ、ス
テップｓ５において電極−溶融池間のギャップが過小と
判定される。
【００１５】平均値Ａが下限ＡＵより大きければ、ステ
ップｓ６において、予熱時の近赤外線量の分散値Ｂが算
出され、更にステップｓ７において、その分散値Ｂが上
限ＢＵと比較される。分散値Ｂが上限ＢＵより大きけれ
ば、ステップｓ８においてハンチングが激しく電極の消
耗が大と判定される（図３の）。分散値Ｂが上限Ｂよ
り小さければ、ステップｓ９において近赤外線量のデー
タが初期化される。
ップｓ６において、予熱時の近赤外線量の分散値Ｂが算
出され、更にステップｓ７において、その分散値Ｂが上
限ＢＵと比較される。分散値Ｂが上限ＢＵより大きけれ
ば、ステップｓ８においてハンチングが激しく電極の消
耗が大と判定される（図３の）。分散値Ｂが上限Ｂよ
り小さければ、ステップｓ９において近赤外線量のデー
タが初期化される。
【００１６】データの初期化が終わると、ステップｓ１
０においてサンプルナンバーｎの近赤外線量の測定デー
タＣｎをその上限ＣＵｎと比較する。測定データＣｎが
上限ＣＵｎより大きければ、ステップｓ１１においてそ
のデータが予熱初期のものか否かが判定され、予熱初期
のものであればステップｓ１２において溶接材料が電極
に溶着したことによる入熱オーバーと判定される（図３
の）。予熱初期ものでなければテスップｓ１３におい
て他の異常と判定される。測定データＣｎが上限ＣＵｎ
より小さければ、ステップｓ１４において測定データＣ
ｎが下限ＣＬｎと比較される。
０においてサンプルナンバーｎの近赤外線量の測定デー
タＣｎをその上限ＣＵｎと比較する。測定データＣｎが
上限ＣＵｎより大きければ、ステップｓ１１においてそ
のデータが予熱初期のものか否かが判定され、予熱初期
のものであればステップｓ１２において溶接材料が電極
に溶着したことによる入熱オーバーと判定される（図３
の）。予熱初期ものでなければテスップｓ１３におい
て他の異常と判定される。測定データＣｎが上限ＣＵｎ
より小さければ、ステップｓ１４において測定データＣ
ｎが下限ＣＬｎと比較される。
【００１７】測定データＣｎが下限ＣＬｎより小さけれ
ば、ステップｓ１５においてそのデータが本溶接時のも
のかが判定され、本溶接時のものであればステップｓ１
６において電極が溶融池に接触したと判定される（図３
の）。本溶接時のものでなければステップｓ１３にお
いて他の異常と判定される。
ば、ステップｓ１５においてそのデータが本溶接時のも
のかが判定され、本溶接時のものであればステップｓ１
６において電極が溶融池に接触したと判定される（図３
の）。本溶接時のものでなければステップｓ１３にお
いて他の異常と判定される。
【００１８】これをナンバー１データから最終データま
でについて行って判定が終了し、いずれの異常も検知さ
れない場合のみを正常とする（ステップｓ１７〜１
９）。
でについて行って判定が終了し、いずれの異常も検知さ
れない場合のみを正常とする（ステップｓ１７〜１
９）。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のＴＩＧ溶接監視装置は、アークから生じる近赤外線を
用いることにより、電極−溶融池間のギャップの適正度
は勿論のこと、これまでは自動検出が困難であったハン
チングや溶接材料の付着による入熱オーバ、溶融池への
電極接触等も高精度に検出できる。従って、溶接部を高
精度に品質管理でき、その品質の向上および安定化を図
ることができる。
のＴＩＧ溶接監視装置は、アークから生じる近赤外線を
用いることにより、電極−溶融池間のギャップの適正度
は勿論のこと、これまでは自動検出が困難であったハン
チングや溶接材料の付着による入熱オーバ、溶融池への
電極接触等も高精度に検出できる。従って、溶接部を高
精度に品質管理でき、その品質の向上および安定化を図
ることができる。
【図１】本発明を実施したＴＩＧ溶接監視装置の一例に
ついてその概略構成を示すブロック図である。
ついてその概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＴＩＧ溶接時のアーク光の分光スペクトル図で
ある。
ある。
【図３】判定要領を説明するためのタイムチャートであ
る。
る。
【図４】測定から判定までのフローチャートである。
【図５】判定のフローチャートである。
１０ 近赤外線を検出するセンサ ２０ 計測判定用コンピュータ ３０ 電流計 ４０ 絶縁型アンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 ＴＩＧ溶接中に電極とワークとの間に生
じるアークから発生する近赤外線を検出するセンサと、
前記ＴＩＧ溶接が正常に行われたときの近赤外線の変化
パターンを記憶しており、その変化パターンと前記セン
サが検出した近赤外線の変化パターンとを比較して、前
記ＴＩＧ溶接の正常・異常を判定する判定手段とを具備
することを特徴とするＴＩＧ溶接監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26326092A JPH0679460A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Ｔｉｇ溶接監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26326092A JPH0679460A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Ｔｉｇ溶接監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0679460A true JPH0679460A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17386999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26326092A Pending JPH0679460A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Ｔｉｇ溶接監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679460A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09324874A (ja) * | 1996-06-03 | 1997-12-16 | Tadahiro Omi | 配管施工の管理方法 |
| JP2013072834A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Hochiki Corp | 炎感知器及び炎判定方法 |
| JP2013072835A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Hochiki Corp | 炎感知器及び炎判定方法 |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP26326092A patent/JPH0679460A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09324874A (ja) * | 1996-06-03 | 1997-12-16 | Tadahiro Omi | 配管施工の管理方法 |
| JP2013072834A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Hochiki Corp | 炎感知器及び炎判定方法 |
| JP2013072835A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Hochiki Corp | 炎感知器及び炎判定方法 |
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