JPH106028A - フラッシュバット溶接機の異常判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラッシュバット溶接機異常を早期に判定す
る。 【解決手段】 フラッシュバット溶接機によりオンライ
ンで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際
して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期におけ
る移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を
計測し、経過時間毎の移動台の駆動側の移動量と操作側
の移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量積分値
が、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限を超え
たときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと
判定すフラッシュバット溶接機の異常判定方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、オンラインで鋼
帯を溶接するときに使用されるフラッシュバット溶接機
の異常の有無を判定する方法に関する。

【０００２】

【従来技術】鋼帯の連続酸洗ラインやタンデム圧延ライ
ンなどの鋼帯連続処理ラインにおいては、鋼帯を連続処
理するために、通常、ラインの入側でフラッシュバット
溶接機を用いて先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶
接して接続するようにしている。

【０００３】上述したフラッシュバット溶接機は、図７
に示すように、先行鋼帯３１の後端部をクランプする固
定台３２と、後行鋼帯３３の先端部をクランプする移動
台３４と、固定台３２と移動台３４を駆動側および操作
側（溶接される鋼帯の幅方向一端側と他端側）において
接続している２台のアップセットシリンダー３５ａおよ
おび３５ｂと、固定台３２に先行鋼帯３１を上下に挟む
ようにして配置された溶接電極３６ａおよび３６ｂと、
移動台３４に後行鋼帯３３を上下に挟むようにして配置
された溶接電極３７ａおよび３７ｂとから構成されてい
る。なお、図７中符号３８は移動台３４のガイドライナ
−である。

【０００４】そして、このフラッシュバット溶接機によ
り、先行鋼帯３１と後行鋼帯３３を溶接して接続する場
合には、固定台３２に配置した溶接電極３６ａと３６ｂ
間、および移動台３４に配置された溶接電極３７ａと３
７ｂ間に所定電圧を印加し、先行鋼帯３１と後行鋼帯３
３間にアークを発生させつつ、移動台３４を前記アップ
セットシリンダー３５ａおよび３５ｂにより、固定台３
２に向かって移動させながら溶接する（フラッシュ
期）。そして、溶接の最終段階には、移動台３４を固定
台３２に急速に押付け（アップセット期）、フラッシュ
期に発生した溶接介在物を、先行鋼帯３１と後行鋼帯３
３の溶接部から排出させる。

【０００５】ところで、溶接中における移動台３４の固
定台３２方向への移動がスムーズに行われないと、以下
に示すような溶接異常が発生し、それが次工程における
溶接部破断の主要な要因となる。

【０００６】(1)フラッシュ期における移動台３４の移
動がスムーズでない時の溶接異常 先行鋼帯３１の後端部と後行鋼帯３３の先端部との間の
間隔が、鋼帯の板幅方向で不均一となり、アークの発
生、ひいては先行鋼帯３１の後端部と後行鋼帯３３の先
端部の溶融が板幅方向で不均一となる為、板幅方向で均
一な溶接ができなくなる。

【０００７】(2)アップセット期における移動台３４の
移動がスムーズでない時の溶接異常 先行鋼帯３１の後端部と後行鋼帯３３の先端部間の押付
け力が板幅方向で不均一となり、フラッシュ期に発生し
た溶接介在物の排出が不均一，不十分となるため、板幅
方向で均一な溶接ができなくなる。

【０００８】上記の問題は、アップセットシリンダー３
５ａおよび３５ｂの劣化や、移動台３４のガイドライナ
ー３８の損傷、およびアップセットシリンダー３５ａお
よび３５ｂを駆動する油圧装置の異常などに起因するケ
ースが多いため、上記各機器を定期的に取替えている
が、上記したような問題を根絶するまでには至っていな
い。

【０００９】上述のような溶接異常の問題を解消するた
めに、従来次のようなラッシュバット溶接機の異常判定
方法が採用されている。 (1)マニュアル判断による異常判定方法 従来の一般的なマニュアル判断による異常判定方法は、
図７に示した駆動側および操作側アップセットシリンダ
ー３５ａおよび３５ｂのピストンロッド３９ａおよび３
９ｂの変位（＝移動台の移動量）を計測する直線型ポテ
ンショメータ４０ａおよび４０ｂを設置し、その出力を
記録紙に記録し、熟練者の目視によって駆動側および操
作側アップセットシリンダー３５ａおよび３５ｂの移動
量の偏差の有無などを判断し、設備の異常を判定する。

【００１０】(2)自動的な異常判定方法 従来の自動的な異常判定方法としては、特開平５−５７
４５４号公報に開示された技術がある。この技術に基づ
く異常判定方法は、前記図７に示した直線型ポテンショ
メータ４０ａおよび４０ｂにより計測された、駆動側お
よび操作側アップセットシリンダー３５ａおよび３５ｂ
のピストンロッド３９ａおよび３９ｂの変位量（＝移動
台の移動量）を、マイクロコンピュータなどに入力し、
図８に示す経過時間とアプセットシリンダ−の変位との
関係を示すグラフのように、駆動側および操作側アップ
セットシリンダー３５ａおよび３５ｂのフラッシュ期お
よびアプセット期のそれぞれの移動量を求め、単純にそ
れぞれの移動量の計測値と基準値との比較や、駆動側お
よび操作側の二つの移動量の計測値を比較して、異常を
判定する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のフラッシュバット溶接機の異常の有無を判定す
る方法には、次のような問題点があった。 (1) 従来のマニュアル判断による異常判定方法 フラッシュバット溶接機を用いた鋼帯の溶接は、２〜３
分周期で繰り返し行われているため、本方式で全数検査
を行うには専任監視員が必要となり、コスト面から実施
されていない。したがって、実際には長周期での検査し
か行われないため、設備異常の検知が遅れ、溶接不良に
よる次工程での板破断を防ぐことができないという問題
点がある。

【００１２】また、目視判断のため、軽微な設備異常の
検知や劣化状況の傾向管理もできないという問題点もあ
る。

【００１３】(2)従来の自動的な異常判定方法 時間要素を無視した単純な移動量のみを監視しているた
め、図９および図１０の経過時間とアプセットシリンダ
−の変位との関係を示すグラフのように、最終的な移動
量自体は基準通りになっているが、その中間過程におい
て目標とする変位カーブ（図９および図１０中の点線の
カ−ブ）から大きく外れていても、そのような異常が検
出できないという問題点がある。

【００１４】なお、図９および図１０に例示するような
ケースは、移動台のガイドライナー摺動異常などに起因
して発生し、溶接品質への影響も大きい。

【００１５】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、フラッシュバ
ット溶接機の異常を容易に、かつ正確に判定することの
できるフラッシュバット溶接機の異常判定方法を提供す
ることを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る第一のフ
ラッシュバット溶接機の異常判定方法は、フラッシュバ
ット溶接機によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼
帯の先端とを溶接するに際して、溶接のフラッシュ期お
よびアップセット期における移動台の駆動側および操作
側の経過時間毎の移動量を計測し、経過時間毎の移動台
の駆動側の移動量と操作側の移動量との間の偏差量を時
間で積分した偏差量積分値が、あらかじめ設定してある
偏差量積分値の上限値を超えたときに、フラッシュバッ
ト溶接機に異常が発生したと判定するものである。

【００１７】鋼帯の溶接毎の移動台の駆動側の移動量と
操作側の移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量
積分値が、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限
値と比較されているので、フラッシュバット溶接機の異
常を正確に、かつ確実に把握することができる。

【００１８】また、この発明に係る第二のフラッシュバ
ット溶接機の異常判定方法は、フラッシュバット溶接機
によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端と
を溶接するに際して、溶接のフラッシュ期およびアップ
セット期における移動台の駆動側および操作側の経過時
間毎の移動量を計測し、あらかじめ設定してある移動台
の経過時間毎の標準移動量と移動台の駆動側および操作
側の計測された移動量との間の偏差量を時間で積分した
偏差量積分値のうちの少なくともいずれかが、あらかじ
め設定してある偏差量積分値の上限値を超えたときに、
フラッシュバット溶接機に異常が発生したと判定するも
のである。

【００１９】鋼帯の溶接毎の移動台の駆動側および操作
側の移動量の標準移動量からの偏差量を時間で積分した
偏差量積分値が、あらかじめ設定してある偏差量積分値
の上限と比較されているので、フラッシュバット溶接機
の異常を正確に、かつ確実に把握することができる。

【００２０】また、この発明に係る第三のフラッシュバ
ット溶接機の異常判定方法は、フラッシュバット溶接機
によりオンラインで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端と
を溶接するに際して、溶接のフラッシュ期およびアップ
セット期における移動台の駆動側および操作側の経過時
間毎の移動量を計測し、これらの移動量とあらかじめ設
定してある移動台の経過時間毎の標準移動量の上限値お
よび下限値とを比較し、計測した移動台の駆動側または
操作側の経過時間毎の移動量のうちの少なくとも一つ
が、経過時間毎の標準移動量の上限値を上回るか、また
は下限値を下回ったときに、フラッシュバット溶接機に
異常が発生したと判定するものである。

【００２１】鋼帯の溶接毎の移動台の駆動側および操作
側の計測された移動量が、標準移動量の上限値および下
限値と比較され、経過時間毎に計測された移動量が標準
移動量の上限値と下限値の間にあるか否かが把握される
ので、フラッシュバット溶接機の異常を正確に、かつ確
実に把握することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態のフラ
ッシュバット溶接機の異常判定方法を、図１により説明
する。図１はこのフラッシュバット溶接機の異常判定方
法を実施するときの設備構成を示すブロック図である。

【００２３】このフラッシュバット溶接機の異常判定方
法においては、図７において説明した駆動側および操作
側アップセットシリンダーのピストンロッドのそれぞれ
の変位、ひいては移動台の移動量を、駆動側ポテンショ
メータ１および操作側ポテンショメータ２で計測し、そ
れぞれの計測値を移動量偏差演算器３に入力する。

【００２４】移動量偏差演算器３においては、経過時間
毎の駆動側ポテンショメータ１と操作側ポテンショメー
タ２の計測値の差分から、経過時間毎の移動台の駆動側
の移動量と操作側の移動量との間の偏差量を演算し、経
過時間毎の移動量の偏差量を移動量偏差積分器４に入力
する。

【００２５】移動量偏差積分器４においては、溶接過程
におけるフラッシュ期およびアプセット期における前記
経過時間毎の移動量の偏差量をそれぞれ積分し、その積
分値を異常判定器５に入力する。

【００２６】異常判定器５においては、設定器６により
あらかじめ設定してある移動量の偏差量の積分値の許容
上限値と、入力された移動量の偏差量の積分値とを比較
し、入力された移動量の偏差量の積分値が前記許容上限
値を超えているときは、フラッシュバット溶接機に異常
が発生していると判定する。

【００２７】なお、駆動側ポテンショメータ１および操
作側ポテンショメータ２は、大半のフラッシュバット溶
接機には設置されているごく一般的な直線型ポテンショ
メータである。

【００２８】図２のグラフは、溶接開始からの経過時間
と移動台の駆動側のアプセットシリンダ−の変位（移動
量）および操作側のアプセットシリンダ−の変位（移動
量）との関係を示すグラフであり、曲線Ａが経過時間と
移動台の駆動側の移動量との関係を示すグラフ、曲線Ｂ
が経過時間と移動台の操作側の移動量との関係を示すグ
ラフである。したがって、移動台の駆動側の移動量と移
動台の操作側の移動量との間の偏差量の積分値は、図２
において斜線を引いた部分の面積を合計したものであ
る。なお、偏差量の積分値は、図２中に示したフラッシ
ュ期とアプセット期のそれぞれに分けて求める。

【００２９】このフラッシュバット溶接機の異常判定方
法は、上述のようにして行うので、比較的短周期で行わ
れる鋼帯溶接の全数に対して、異常発生の有無の判定を
リアルタイムに行うことができる。

【００３０】なお、設定器６により設定される異常判定
のための基準値は、溶接対象鋼帯毎に定められている溶
接条件から決定される。

【００３１】次に、本発明の第二の実施の形態のフラッ
シュバット溶接機の異常判定方法を、図３により説明す
る。図３はこのフラッシュバット溶接機の異常判定方法
を実施するときの設備構成を示すブロック図である。

【００３２】このフラッシュバット溶接機の異常判定方
法においては、図７において説明した駆動側および操作
側アップセットシリンダーのピストンロッドのそれぞれ
の変位、ひいては移動台の移動量を、駆動側ポテンショ
メータ１および操作側ポテンショメータ２で計測し、そ
れぞれの計測値を駆動側移動量偏差演算器１１および操
作側移動量偏差演算器１２に入力する。

【００３３】駆動側移動量偏差演算器１１においては、
設定器１３によりあらかじめ設定してある経過時間毎の
移動台の標準移動量と駆動側ポテンショメータ１で計測
した経過時間毎の移動量との間の偏差量を演算する。そ
して、経過時間毎の移動量の偏差量を駆動側移動量偏差
積分器１５に入力する。駆動側移動量偏差積分器１５に
おいては、溶接過程におけるフラッシュ期およびアプセ
ット期における前記経過時間毎の移動量の偏差量をそれ
ぞれ積分し、その積分値を異常判定器１７に入力する。

【００３４】同じように、操作側移動量偏差演算器１２
においては、設定器１４によりあらかじめ設定してある
経過時間毎の移動台の標準移動量と操作側ポテンショメ
ータ２で計測した経過時間毎の移動量との間の偏差量を
演算する。そして、経過時間毎の移動量の偏差量を操作
側移動量偏差積分器１６に入力する。操作側移動量偏差
積分器１６においては、溶接過程におけるフラッシュ期
およびアプセット期における前記経過時間毎の移動量の
偏差量をそれぞれ積分し、その積分値を異常判定器１７
に入力する。

【００３５】そして、異常判定器１７においては、設定
器１８によりあらかじめ設定してある移動量の偏差量の
積分値の許容上限値と、入力された移動量の偏差量の積
分値とを比較し、入力された移動量の偏差量の積分値が
前記許容上限値を超えているときは、フラッシュバット
溶接機に異常が発生していると判定する。

【００３６】図４のグラフは、溶接開始からの経過時間
と移動台の駆動側および操作側のアプセットシリンダ−
の変位（移動量）および移動台の標準変位（移動量）と
の関係を示すグラフであり、曲線Ｃが経過時間と移動台
の駆動側または操作側の移動量との関係を示すグラフ、
曲線Ｄが経過時間と移動台の標準移動量との関係を示す
グラフである。したがって、移動台の駆動側の移動量ま
たは操作側の移動量と移動台の標準移動量との間の偏差
量の積分値は、図４において斜線を引いた部分の面積を
合計したものである。なお、偏差量の積分値は、図４中
に示したフラッシュ期とアプセット期のそれぞれに分け
て求める。

【００３７】この実施の形態のフラッシュバット溶接機
の異常判定方法においても、比較的短周期で行われる鋼
帯溶接の全数に対して、異常発生の有無の判定をリアル
タイムに行うことができる。

【００３８】次に、この発明の第三の実施の形態のフラ
ッシュバット溶接機の異常判定方法を、図５により説明
する。図５はこのフラッシュバット溶接機の異常判定方
法を実施するときの設備構成を示すブロック図である。

【００３９】このフラッシュバット溶接機の異常判定方
法においては、図７において説明した駆動側および操作
側アップセットシリンダーのピストンロッドのそれぞれ
の変位、ひいては移動台の移動量を、駆動側ポテンショ
メータ１および操作側ポテンショメータ２で計測し、そ
れぞれの計測値を駆動側経過時間毎の移動量異常判定器
２１および操作側経過時間毎の移動量異常判定器２２に
入力する。それぞれの異常判定器２１および２２におい
ては、設定器２３および２４によりあらかじめ設定して
ある経過時間毎の移動台の標準移動量の上限値、および
下限値と入力された計測値とを比較し、計測値が標準移
動量の上限値と下限値の間にあるか否かを判定する。そ
して、計測値が標準移動量の上限値と下限値の間に無い
ときには、信号を総合異常判定器２５に送って、フラッ
シュバット溶接機に異常が発生したと判定する。

【００４０】図６のグラフは、溶接開始からの経過時間
と移動台の駆動側または操作側のポテンショメ−タ−の
変位（移動量）、移動台の標準変位（移動量）の上限値
および下限値との関係を示すグラフであり、曲線Ｅが経
過時間と移動台の駆動側または操作側の移動量との関係
を示すグラフ、曲線Ｆが経過時間と移動台の標準移動量
の上限値との関係を示すグラフ、曲線Ｇが経過時間と移
動台の標準移動量の下限値との関係を示すグラフであ
る。このフラッシュバット溶接機の異常判定方法におい
ては、曲線Ｅが曲線Ｆと曲線Ｇとの間にあれば正常と判
断されるが、図中にＨで示す点のように、曲線Ｆと曲線
Ｇとの間から外れる部分がある場合には、異常が発生し
ていると判定される。

【００４１】この実施の形態のフラッシュバット溶接機
の異常判定方法においても、比較的短周期で行われる鋼
帯溶接の全数に対して、異常発生の有無の判定をリアル
タイムに行うことができる。

【００４２】

【発明の効果】この発明により、鋼帯同士をフラッシュ
バット溶接機で溶接して接続するときに、鋼帯溶接の全
数に対して、異常発生の有無の判定をリアルタイムに行
うことができるので、溶接不良により次工程で鋼帯の溶
接部が破断するというライントラブルの発生が防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一の実施の形態のフラッシュバッ
ト溶接機の異常判定方法を実施するときの設備構成を示
すブロック図である。

【図２】溶接開始からの経過時間と移動台の駆動側のア
プセットシリンダ−の変位および操作側のアプセットシ
リンダ−の変位との関係を示すグラフであり、第一の実
施の形態のフラッシュバット溶接機の異常判定方法の説
明図である。

【図３】この発明の第二の実施の形態のフラッシュバッ
ト溶接機の異常判定方法を実施するときの設備構成を示
すブロック図である。

【図４】溶接開始からの経過時間と移動台の駆動側また
は操作側のアプセットシリンダ−の変位および移動台の
標準変位との関係を示すグラフであり、第二の実施の形
態のフラッシュバット溶接機の異常判定方法の説明図で
ある。

【図５】この発明の第三の実施の形態のフラッシュバッ
ト溶接機の異常判定方法を実施するときの設備構成を示
すブロック図である。

【図６】溶接開始からの経過時間と移動台の駆動側また
は操作側のアプセットシリンダ−の変位および移動台の
標準変位の上限値と下限値との関係を示すグラフであ
り、第三の実施の形態のフラッシュバット溶接機の異常
判定方法の説明図である。

【図７】鋼帯のフラッシュバット溶接機の側面図であ
る。

【図８】従来の自動的な異常判定方法を説明するための
経過時間とアプセットシリンダ−の変位との関係を示す
グラフである。

【図９】従来の自動的な異常判定方法の第一の問題点を
説明するための経過時間とアプセットシリンダ−の変位
との関係を示すグラフである。

【図10】従来の自動的な異常判定方法の第二の問題点を
説明するための経過時間とアプセットシリンダ−の変位
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 駆動側ポテンショメータ ２ 操作側ポテンショメータ ３ 移動量偏差演算器 ４ 移動量偏差積分器 ５ 異常判定器 ６ 設定器 １１ 駆動側移動量偏差演算器 １２ 操作側移動量偏差演算器 １３ 設定器 １４ 設定器 １５ 駆動側移動量偏差積分器 １６ 操作側移動量偏差積分器 １７ 異常判定器 １８ 設定器 ２１ 駆動側経過時間毎の移動量異常判定器 ２２ 操作側経過時間毎の移動量異常判定器 ２３ 設定器 ２４ 設定器 ２５ 総合異常判定器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フラッシュバット溶接機によりオンライ
   ンで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際
   して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期におけ
   る移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を
   計測し、経過時間毎の移動台の駆動側の移動量と操作側
   の移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量積分値
   が、あらかじめ設定してある偏差量積分値の上限を超え
   たときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと
   判定することを特徴とするフラッシュバット溶接機の異
   常判定方法。
2. 【請求項２】 フラッシュバット溶接機によりオンライ
   ンで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際
   して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期におけ
   る移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を
   計測し、あらかじめ設定してある移動台の経過時間毎の
   標準移動量と移動台の駆動側および操作側の計測された
   移動量との間の偏差量を時間で積分した偏差量積分値の
   うちの少なくともいずれかが、あらかじめ設定してある
   偏差量積分値の上限を超えたときに、フラッシュバット
   溶接機に異常が発生したと判定することを特徴とするフ
   ラッシュバット溶接機の異常判定方法。
3. 【請求項３】 フラッシュバット溶接機によりオンライ
   ンで先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端とを溶接するに際
   して、溶接のフラッシュ期およびアップセット期におけ
   る移動台の駆動側および操作側の経過時間毎の移動量を
   計測し、これらの移動量とあらかじめ設定してある移動
   台の経過時間毎の標準移動量の上限値および下限値とを
   比較し、計測した移動台の駆動側または操作側の経過時
   間毎の移動量のうちの少なくとも一つが、経過時間毎の
   標準移動量の上限値を上回るか、または下限値を下回っ
   たときに、フラッシュバット溶接機に異常が発生したと
   判定することを特徴とするフラッシュバット溶接機の異
   常判定方法。