JP6965905B2

JP6965905B2 - Welding quality judgment setting value calculation method, welding quality judgment setting value calculation device, and welding method

Info

Publication number: JP6965905B2
Application number: JP2019044641A
Authority: JP
Inventors: 希望久嶋; 拓郎井上
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: JP2020146704A

Description

本発明は、溶接良否判定用設定値の算出方法、溶接良否判定用設定値の算出装置、及び溶接方法に関する。 The present invention relates to a method for calculating a welding quality determination setting value, a welding quality determination setting value calculation device, and a welding method.

特許文献１には、溶接電流と電極間電圧を測定し、測定値を用いて熱伝導モデルに基づいて被溶接材と溶接電極部分の温度分布を推定し、推定した温度分布と予め設定した溶接温度とを比較することにより溶接の良否を判定する技術が記載されている。また、特許文献２には、鋼板の重ね合わせ幅方向に一列に温度検出器を複数個配置し、温度検出器の検出温度のうち最高値を測定値として溶接の良否を判定する技術が記載されている。 In Patent Document 1, the welding current and the voltage between electrodes are measured, the temperature distribution of the material to be welded and the weld electrode portion is estimated based on the heat conduction model using the measured values, and the estimated temperature distribution and the preset welding A technique for determining the quality of welding by comparing with the temperature is described. Further, Patent Document 2 describes a technique of arranging a plurality of temperature detectors in a row in the stacking width direction of steel sheets and determining the quality of welding by using the highest value of the detected temperatures of the temperature detectors as a measured value. ing.

特開平７−１８５８３５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-185835 特開平７−１９５１７９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-195179

特許文献１，２に記載の技術は、溶接部の温度を求め、予め設定した溶接良否判定用設定値と比較して溶接の良否を判定するものであるが、特許文献１，２には溶接良否判定用設定値の算出方法は開示、示唆されていない。一般に、溶接良否判定用設定値は、被溶接材の鋼種や溶接機の作動状況に応じて大きく変化するので、テーブルベースで設定されている。このため、テーブルの量が多すぎると管理が難しくなり、頻繁に装入される被溶接材についてはテーブルのメンテナンス作業に多くの労力を要する。一方、装入頻度が少ない被溶接材については、テーブルのメンテナンスの頻度が低いので、溶接良否判定用設定値の精度が低下する。なお、このような問題を解決するために、テーブルの数を少なくすることも考えられるが、テーブルの数が少なくなると、同じ溶接良否判定用設定値の範囲内にあるのにもかかわらず、溶接不良が発生する被溶接材と溶接不良が発生しない被溶接材が発生することがある。 The techniques described in Patent Documents 1 and 2 determine the temperature of the welded portion and compare it with a preset value for determining the quality of welding to determine the quality of welding. The method of calculating the set value for pass / fail judgment has not been disclosed or suggested. In general, the set value for determining the quality of welding changes greatly depending on the steel type of the material to be welded and the operating condition of the welding machine, and is therefore set on a table base. For this reason, if the amount of the table is too large, it becomes difficult to manage the material to be welded, which requires a lot of labor for the maintenance work of the table. On the other hand, for the material to be welded, which is charged infrequently, the maintenance frequency of the table is low, so that the accuracy of the set value for welding quality determination is lowered. In order to solve such a problem, it is conceivable to reduce the number of tables, but when the number of tables is reduced, welding is performed even though it is within the same welding quality judgment setting value. A material to be welded that causes defects and a material to be welded that does not cause welding defects may occur.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、多くの労力を要することなく多品種の被溶接材の溶接良否判定用設定値を精度よく算出可能な溶接良否判定用設定値の算出方法及び算出装置を提供することにある。また、本発明は、先行材と後行材とを歩留まりよく溶接可能な溶接方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is for welding quality determination, which can accurately calculate welding quality determination values for various types of materials to be welded without requiring a lot of labor. It is an object of the present invention to provide a method for calculating a set value and a calculation device. Another object of the present invention is to provide a welding method capable of welding a leading material and a trailing material with good yield.

本発明に係る溶接良否判定用設定値の算出方法は、金属材である先行材と後行材とを溶接する溶接機による溶接の良否を判定する際に用いられる溶接良否判定用設定値の算出方法であって、過去に溶接された前記先行材及び前記後行材の種類及び板厚に関する情報、溶接実績データ、及び溶接温度の実績値を用いて作成された、先行材及び後行材の種類及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力変数、溶接温度の予測値を出力変数とする溶接温度設定モデルに対して、判定対象の先行材及び後行材の種類及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力することにより溶接温度の予測値を算出し、算出された溶接温度の予測値に基づいて溶接良否判定用設定値を設定するステップを含むことを特徴とする。 The method for calculating the welding quality determination value according to the present invention is the calculation of the welding quality determination setting value used when determining the quality of welding by a welding machine that welds a leading material and a trailing material, which are metal materials. A method of the preceding and trailing materials created using information on the types and thicknesses of the preceding and trailing materials welded in the past, welded record data, and actual weld temperature values. For a welding temperature setting model that uses information on the type and plate thickness and welding record data as input variables and the predicted value of welding temperature as the output variable, information on the types and plate thickness of the preceding and trailing materials to be judged and welding It is characterized by including a step of calculating a predicted value of welding temperature by inputting actual data and setting a set value for welding quality determination based on the calculated predicted value of welding temperature.

本発明に係る溶接良否判定用設定値の算出方法は、上記発明において、前記溶接実績データには、電極輪加圧力、スエージング加圧力、入側クランプ加圧力、溶接電流、溶接電圧、溶接速度、入側クランプ移動量、及びラップ代のうちの少なくとも一つが含まれていることを特徴とする。 The method for calculating the welding quality determination value according to the present invention is that in the above invention, the welding record data includes the electrode ring pressing force, the aging pressing force, the inlet clamp pressing force, the welding current, the welding voltage, and the welding speed. , The entry side clamp movement amount, and at least one of the wrap allowances are included.

本発明に係る溶接良否判定用設定値の算出方法は、上記発明において、前記溶接良否判定用設定値として、溶接温度の予測値に基づいて溶接温度の下限値、上限値、及び平均値のうちのいずれかを設定することを特徴とする。 In the above invention, the method for calculating the welding quality determination setting value according to the present invention is, as the welding quality determination setting value, among the lower limit value, the upper limit value, and the average value of the welding temperature based on the predicted value of the welding temperature. It is characterized in that one of the above is set.

本発明に係る溶接良否判定用設定値の算出方法は、上記発明において、前記溶接温度設定モデルは、ニューラルネットワークモデルであることを特徴とする。 The method for calculating the welding quality determination value according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the welding temperature setting model is a neural network model.

本発明に係る溶接良否判定用設定値の算出装置は、金属材である先行材と後行材とを溶接する溶接機による溶接の良否を判定する際に用いられる溶接良否判定用設定値の算出装置であって、過去に溶接された前記先行材及び前記後行材の種類及び板厚に関する情報、溶接実績データ、及び溶接温度の実績値を用いて作成された、先行材及び後行材の種類及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力変数、溶接温度の予測値を出力変数とする溶接温度設定モデルに対して、判定対象の先行材及び後行材の種類及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力することにより溶接温度の予測値を算出し、算出された溶接温度の予測値に基づいて溶接良否判定用設定値を設定する手段を備えることを特徴とする。 The welding quality determination setting value calculation device according to the present invention calculates the welding quality determination setting value used when determining the welding quality by a welding machine that welds a leading material and a trailing material, which are metal materials. A device for a leading material and a trailing material, which is created by using information on the types and thicknesses of the preceding material and the trailing material welded in the past, welding record data, and the actual value of the welding temperature. For a welding temperature setting model that uses information on the type and plate thickness and welding record data as input variables and the predicted value of welding temperature as the output variable, information on the types and plate thickness of the preceding and trailing materials to be judged and welding It is characterized by providing a means for calculating a predicted value of welding temperature by inputting actual data and setting a set value for welding quality determination based on the calculated predicted value of welding temperature.

本発明に係る溶接方法は、本発明に係る溶接良否判定用設定値の算出方法を用いて算出された溶接良否判定用設定値を用いて溶接の良否を判定しながら先行材と後行材とを溶接するステップを含むことを特徴とする。 In the welding method according to the present invention, the leading material and the trailing material are used while determining the welding quality using the welding quality determination setting value calculated by using the welding quality determination setting value calculation method according to the present invention. It is characterized by including a step of welding.

本発明に係る溶接良否判定用設定値の算出方法及び算出装置によれば、多くの労力を要することなく多品種の被溶接材の溶接良否判定用設定値を精度よく算出できる。また、本発明に係る溶接方法によれば、先行材と後行材とを歩留まりよく溶接することができる。 According to the method for calculating the welding quality determination value and the calculation device according to the present invention, it is possible to accurately calculate the welding quality determination setting value for various types of materials to be welded without requiring a lot of labor. Further, according to the welding method according to the present invention, the leading material and the trailing material can be welded with good yield.

図１は、本発明の一実施形態である溶接良否判定システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a welding quality determination system according to an embodiment of the present invention. 図２は、溶接温度設定モデルの作成方法を説明するための概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a method of creating a welding temperature setting model. 図３は、予測溶接温度と実績溶接温度との関係を示す散布図である。FIG. 3 is a scatter diagram showing the relationship between the predicted welding temperature and the actual welding temperature. 図４は、溶接コード毎の溶接温度のばらつき及び下限値を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing variations in welding temperature and a lower limit value for each welding cord. 図５は、溶接温度の実績値の算出方法を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a method of calculating the actual value of the welding temperature.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である溶接良否判定システムの構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of the welding quality determination system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である溶接良否判定システムの構成について説明する。〔composition〕
First, the configuration of the welding quality determination system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１は、本発明の一実施形態である溶接良否判定システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である溶接良否判定システム１は、連続鋼板処理ラインにおいて先行材Ｍ１の後端部と後行材Ｍ２の先端部とを溶接する溶接機２による溶接の良否を判定するシステムである。なお、本実施形態は、本発明を連続鋼板処理ラインに適用したものであるが、本発明は本実施形態に限定されることはなく、鋼以外のＡｌ，Ｃｕ，Ｔｉ等の非鉄金属のストリップ処理ラインにも適用することができる。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a welding quality determination system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the welding quality determination system 1 according to the embodiment of the present invention is based on a welding machine 2 that welds the rear end portion of the leading material M1 and the tip portion of the trailing material M2 in a continuous steel plate processing line. It is a system that judges the quality of welding. Although the present invention is an application of the present invention to a continuous steel sheet processing line, the present invention is not limited to the present embodiment and strips of non-ferrous metals such as Al, Cu, and Ti other than steel. It can also be applied to processing lines.

本実施形態では、溶接機２は、図示しない入側クランプ装置によってクランプされた先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の溶接箇所を加圧する上下一対のスエージングロール２１と、先行材Ｍ１と後行材Ｍ２とをラップさせ、加圧しながら通電して溶接箇所を溶接する上下一対の電極輪２２と、スエージングロール２１及び電極輪２２を支持しながら先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の幅方向に移動可能なキャリッジ２３と、を備えている。 In the present embodiment, the welding machine 2 includes a pair of upper and lower aging rolls 21 that pressurize the welded portions of the leading material M1 and the trailing material M2 clamped by an entry side clamping device (not shown), and the leading material M1 and the trailing material M1. It moves in the width direction of the leading material M1 and the trailing material M2 while supporting the pair of upper and lower electrode rings 22 that wrap the M2 and energize while pressurizing to weld the welded portion, and the aging roll 21 and the electrode ring 22. It includes a possible carriage 23 and.

本発明の一実施形態である溶接良否判定システム１は、放射温度計１１、温度検出器１２、溶接良否判定用センサ１３、モデル作成装置１４、及び溶接良否判定装置１５を主な構成要素として備えている。 The welding quality determination system 1 according to the embodiment of the present invention includes a radiation thermometer 11, a temperature detector 12, a welding quality determination sensor 13, a model creation device 14, and a welding quality determination device 15 as main components. ing.

放射温度計１１は、先行材Ｍ１と後行材Ｍ２の溶接箇所の温度（溶接温度）を先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の幅方向に沿って測定する。 The radiation thermometer 11 measures the temperature (welding temperature) of the welded portion between the leading material M1 and the trailing material M2 along the width direction of the leading material M1 and the trailing material M2.

温度検出器１２は、放射温度計１１によって測定された溶接温度のデータを取得し、取得した溶接温度のデータを示す電気信号を溶接良否判定装置１５に出力する。 The temperature detector 12 acquires the welding temperature data measured by the radiation thermometer 11 and outputs an electric signal indicating the acquired welding temperature data to the welding quality determination device 15.

溶接良否判定用センサ１３は、溶接機２内に設置され、スエージングロール２１の加圧力（スエージング加圧力）、電極輪２２の加圧力（電極輪加圧力）、入側クランプ装置の加圧力（入側クランプ加圧力）、入側クランプ装置の移動量（入側クランプ移動量）、溶接電流、溶接電圧、溶接速度、及び先行材Ｍ１と後行材Ｍ２とのラップ代を溶接実績データとして検出する。溶接良否判定用センサ１３は、検出された溶接実績データを示す電気信号を溶接良否判定装置１５に出力する。 The welding quality determination sensor 13 is installed in the welding machine 2, and includes the pressing force of the aging roll 21 (saging pressing force), the pressing force of the electrode ring 22 (electrode ring pressing force), and the pressing force of the input side clamping device. (Incoming clamp pressing force), incoming clamp device movement amount (entry clamp moving amount), welding current, welding voltage, welding speed, and lap allowance between the leading material M1 and the trailing material M2 as welding record data. To detect. The welding quality determination sensor 13 outputs an electric signal indicating the detected welding record data to the welding quality determination device 15.

モデル作成装置１４は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成され、溶接温度設定モデル１４ａ及びデータベース１４ｂを備えている。 The model creation device 14 is composed of an information processing device such as a computer, and includes a welding temperature setting model 14a and a database 14b.

溶接温度設定モデル１４ａは、コイル情報及び溶接実績データを入力変数、溶接温度の予測値を出力変数とするモデルであり、モデル作成装置１４がデータベース１４ｂに格納されているコイル情報及び溶接実績データと溶接温度の実績値との組を用いて作成するものである。ここで、入力変数としてのコイル情報としては、先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の板厚、鋼種、及び板厚差を例示できる。また、入力変数としての溶接実績データとしては、電極輪加圧力、スエージング加圧力、入側クランプ加圧力、入側クランプ移動量、溶接電流、溶接電圧、溶接速度、及びラップ代のうちの少なくとも一つを例示できる。これら８種類の溶接実績データについては、（溶接電流、溶接電圧、溶接速度）＞（電極輪加圧力、スエージング加圧力、入側クランプ加圧力、）＞（入側クランプ移動量、ラップ代）の優先順位に従って入力変数として用いるとよく、特に溶接電流、溶接電圧、及び溶接速度は入力変数として用いることが望ましい。また、出力変数は、溶接温度の下限値、上限値、及び平均値の予測値であってもよい。また、溶接温度設定モデル１４ａとしては、ニューラルネットワークモデルや線形モデル等が適しているが、回帰式モデル等のその他のモデルであってもよい。 The welding temperature setting model 14a is a model in which the coil information and the welding record data are input variables and the predicted value of the welding temperature is the output variable, and the model creation device 14 has the coil information and the welding record data stored in the database 14b. It is created using a set with the actual value of the welding temperature. Here, as the coil information as the input variable, the plate thickness, the steel type, and the plate thickness difference of the leading material M1 and the trailing material M2 can be exemplified. Welding performance data as input variables include at least one of electrode ring pressurization, aging pressurization, inlet clamp pressurization, inlet clamp movement amount, welding current, welding voltage, welding speed, and lap allowance. One can be exemplified. For these eight types of welding record data, (welding current, welding voltage, welding speed)> (electrode ring pressing force, aging pressing force, entry side clamp pressing force,)> (entry side clamp movement amount, lap allowance) It is preferable to use it as an input variable according to the priority of the above, and it is particularly desirable to use the welding current, welding pressure, and welding speed as input variables. Further, the output variable may be a predicted value of a lower limit value, an upper limit value, and an average value of the welding temperature. Further, as the welding temperature setting model 14a, a neural network model, a linear model, or the like is suitable, but other models such as a regression model may be used.

データベース１４ｂは、溶接良否判定装置１５から出力された操業実績データを格納している。操業実績データとしては、溶接が正常に行われた際の先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の板厚、鋼種、及び板厚差、溶接条件、電極輪加圧力、スエージング加圧力、入側クランプ加圧力、入側クランプ移動量、溶接電流、溶接電圧、溶接速度、ラップ代、及び溶接温度を例示できる。なお、操業実績データとして格納する溶接温度は、温度検出器１２によって測定された溶接温度の実績値自体であってもよいし、温度検出器１２によって測定された溶接温度の実績値から算出した溶接温度の下限値、上限値、及び平均値であってもよい。 The database 14b stores the operation record data output from the welding quality determination device 15. As the operation record data, the plate thickness, steel type, and plate thickness difference of the leading material M1 and the trailing material M2 when welding is normally performed, welding conditions, electrode ring pressing force, aging pressing force, and inlet clamp. Examples thereof include pressing force, input side clamp movement amount, welding current, welding voltage, welding speed, lap allowance, and welding temperature. The welding temperature stored as the operation record data may be the actual value of the welding temperature measured by the temperature detector 12, or the welding calculated from the actual value of the welding temperature measured by the temperature detector 12. It may be a lower limit value, an upper limit value, and an average value of the temperature.

本実施形態では、モデル作成装置１４が、溶接良否判定装置１５から出力された判定対象のコイル情報及び溶接実績データを溶接温度設定モデル１４ａに入力することにより、判定対象のコイル情報及び溶接実績データに対応する溶接良否判定用設定値を算出する。具体的には、溶接温度設定モデル１４ａの出力変数が溶接温度の予測値である場合、溶接良否判定装置１５は、溶接温度の予測値を含む所定範囲内の温度を溶接良否判定用閾値として算出する。また、溶接温度設定モデル１４ａの出力変数が溶接温度の下限値、上限値、及び平均値の予測値である場合、溶接良否判定装置１５は、出力変数をそのまま溶接良否判定用閾値として用いる。そして、モデル作成装置１４は、算出された溶接良否判定用設定値を溶接良否判定装置１５に出力する。 In the present embodiment, the model creation device 14 inputs the coil information of the judgment target and the welding record data output from the welding quality judgment device 15 into the welding temperature setting model 14a, so that the coil information and the welding record data of the judgment target are input. Calculate the welding quality judgment setting value corresponding to. Specifically, when the output variable of the welding temperature setting model 14a is the predicted value of the welding temperature, the welding quality determination device 15 calculates the temperature within a predetermined range including the predicted value of the welding temperature as the welding quality determination threshold. do. When the output variable of the welding temperature setting model 14a is the predicted value of the lower limit value, the upper limit value, and the average value of the welding temperature, the welding quality determination device 15 uses the output variable as it is as the welding quality determination threshold value. Then, the model creation device 14 outputs the calculated welding quality determination setting value to the welding quality determination device 15.

溶接良否判定装置１５は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成され、上位計算機（Ｐ／Ｃ）１６及び溶接機制御盤１７に接続されている。溶接良否判定装置１５は、上位計算機１６からコイル情報を取得し、溶接機制御盤１７から溶接条件（溶接電流設定値、溶接電圧設定値等）に関する情報を取得する。溶接良否判定装置１５は、温度検出器１２、溶接良否判定用センサ１３、及び上位計算機１６から取得した情報をモデル作成装置１４に出力する。 The welding quality determination device 15 is composed of an information processing device such as a computer, and is connected to a high-level computer (P / C) 16 and a welding machine control panel 17. The welding quality determination device 15 acquires coil information from the host computer 16 and acquires information on welding conditions (welding current set value, welding voltage set value, etc.) from the welding machine control panel 17. The welding quality determination device 15 outputs information acquired from the temperature detector 12, the welding quality determination sensor 13, and the host computer 16 to the model creation device 14.

また、溶接良否判定装置１５は、温度検出器１２によって測定された溶接温度の実績値とモデル作成装置１４から出力された溶接良否判定用設定値とを比較することにより、溶接箇所の良否を判定する。溶接箇所が不良であると判定した場合、溶接良否判定装置１５は、アラームを出力する。溶接良否判定装置１５からアラームが出力されると、オペレータは、溶接箇所を再度溶接することによって溶接箇所の不良を解消して溶接作業の歩留まりを向上させる。 Further, the welding quality determination device 15 determines the quality of the welded portion by comparing the actual value of the welding temperature measured by the temperature detector 12 with the welding quality determination set value output from the model creation device 14. do. When it is determined that the welded portion is defective, the welding quality determination device 15 outputs an alarm. When an alarm is output from the welding quality determination device 15, the operator re-welds the welded portion to eliminate defects in the welded portion and improve the yield of welding work.

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である溶接良否判定システム１では、モデル作成装置１４が、過去に溶接された先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の鋼種及び板厚に関する情報、溶接実績データ、及び溶接温度の実績値を用いて作成された、先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の鋼種及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力変数、溶接温度の予測値を出力変数とする溶接温度設定モデル１４ａに対して、判定対象の先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の鋼種及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力することにより溶接温度の予測値を算出し、算出された溶接温度の予測値に基づいて溶接良否判定用設定値を設定するので、多くの労力を要することなく多品種の被溶接材の溶接良否判定用設定値を精度よく算出できる。 As is clear from the above description, in the welding quality determination system 1 according to the embodiment of the present invention, the model creation device 14 provides information on the steel type and plate thickness of the preceding material M1 and the trailing material M2 welded in the past. , Welding record data and information on the steel type and plate thickness of the leading material M1 and trailing material M2 and welding record data created using the actual welding temperature value are used as input variables, and the predicted value of welding temperature is used as the output variable. The predicted value of the welding temperature is calculated by inputting the information on the steel type and plate thickness of the preceding material M1 and the trailing material M2 to be judged and the welding record data into the welding temperature setting model 14a to be welded, and the calculated welding is performed. Since the setting value for welding quality judgment is set based on the predicted value of the temperature, the setting value for welding quality judgment of various kinds of materials to be welded can be calculated accurately without requiring a lot of labor.

本実施例では、図２に示すように、ある期間内に得られた３４０５件の正常時の操業実績データ（コイル情報、溶接実績データ）のうち、２９１３件の操業実績データを使用して溶接温度設定モデル１４ａを作成した。ここで、溶接温度設定モデル１４ａの入力変数には、コイル情報として先行材Ｍ１及び後行材Ｍ２の板厚、鋼種、板厚差を、溶接実績データとして電極輪加圧力、スエージング加圧力、入側クランプ加圧力、入側クランプ移動量、溶接電流、溶接電圧、及び溶接速度を用いた。また、溶接温度設定モデル１４ａにはニューラルネットワークモデル(ノード数１０、中間数１)を用いた。そして、作成した溶接温度設定モデル１４ａに対して、残った４９２件の操業実績データを用いて溶接温度の予測値と実績値との差を求めた。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, out of 3405 normal operation record data (coil information, welding record data) obtained within a certain period, 2913 operation record data are used for welding. A temperature setting model 14a was created. Here, the input variables of the welding temperature setting model 14a include the plate thickness, steel type, and plate thickness difference of the preceding material M1 and the trailing material M2 as coil information, and the electrode ring pressing force and aging pressing force as welding record data. The entry side clamp pressurizing force, the entry side clamp movement amount, the welding current, the welding voltage, and the welding speed were used. A neural network model (10 nodes, 1 mediant) was used as the welding temperature setting model 14a. Then, for the created welding temperature setting model 14a, the difference between the predicted value and the actual value of the welding temperature was obtained using the remaining 492 operation record data.

図３は、溶接温度の予測値（予測溶接温度）と実績値（実績溶接温度）との関係を示す散布図である。図３に示すように、平均温度差が９．２℃、標準偏差が４３℃という結果になった。この結果は、図４（ａ）〜（ｃ）に示す現状の溶接コード毎の温度のばらつきと同等又はそれ以下になっていることから、溶接温度設定モデル１４ａにより溶接温度を精度良く推定できることが確認された。なお、図４（ａ）は、板厚が１．１〜１．２ｍｍのハイテン材同士を溶接した場合（パターン１、溶接コード７２）の溶接温度のばらつき及び下限閾値、板厚が１．４〜１．５ｍｍの一般材同士を溶接した場合（パターン２、溶接コード２８５）の溶接温度のばらつき及び下限閾値、板厚１．２ｍｍの一般材と板厚１．４ｍｍのハイテン材とを溶接した場合（パターン３、溶接コード７８５）の溶接温度のばらつき及び下限閾値を示している。 FIG. 3 is a scatter diagram showing the relationship between the predicted value of the welding temperature (predicted welding temperature) and the actual value (actual welding temperature). As shown in FIG. 3, the average temperature difference was 9.2 ° C and the standard deviation was 43 ° C. Since this result is equal to or less than the current temperature variation for each welding cord shown in FIGS. 4A to 4C, the welding temperature can be estimated accurately by the welding temperature setting model 14a. confirmed. In addition, FIG. 4A shows variations in welding temperature, a lower limit threshold, and a plate thickness of 1.4 when high-tensile materials having a plate thickness of 1.1 to 1.2 mm are welded to each other (Pattern 1, welding code 72). When general materials of ~ 1.5 mm were welded to each other (Pattern 2, welding code 285), the variation in welding temperature and the lower limit threshold, the general material with a plate thickness of 1.2 mm and the high-tensile material with a plate thickness of 1.4 mm were welded. The variation of the welding temperature and the lower limit threshold of the case (pattern 3, welding code 785) are shown.

また、上記の各溶接コードについて、テーブルベースで予測した溶接温度（テーブル値）と溶接温度設定モデルを用いて予測した溶接温度（モデル値）とを比較した所、以下の表１に示すように、モデル値の方がテーブル値よりも溶接温度の実績値（実績温度）に近いことが確認された。 Further, for each of the above welding codes, a comparison between the welding temperature (table value) predicted on the table base and the welding temperature (model value) predicted using the welding temperature setting model is shown in Table 1 below. , It was confirmed that the model value is closer to the actual welding temperature (actual temperature) than the table value.

なお、溶接温度の実績値は幅方向に分布を有している。このため、本実施例では、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、幅方向全体の平均温度ではなく、幅方向端部を除いた幅方向の使用範囲を複数の領域に分割し、各領域の平均温度の最低値（図５（ｃ）に示す領域ΔＷでの平均温度）を溶接温度の実績値として用いた。ここで、図５（ａ）〜（ｃ）のＤＲ及びＯＰは、溶接機の駆動側（一方の幅方向端部）及びオペレータ側（他方の幅方向端部）を示している。 The actual value of the welding temperature has a distribution in the width direction. Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 5A to 5C, the usage range in the width direction excluding the end portion in the width direction is divided into a plurality of regions instead of the average temperature in the entire width direction. , The lowest value of the average temperature in each region (the average temperature in the region ΔW shown in FIG. 5C) was used as the actual value of the welding temperature. Here, the DRs and OPs of FIGS. 5A to 5C show the drive side (one width direction end portion) and the operator side (the other width direction end portion) of the welding machine.

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 Although the embodiment to which the invention made by the present inventors has been applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings which form a part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.

１溶接良否判定システム
２溶接機
１１放射温度計
１２温度検出器
１３溶接良否判定用センサ
１４モデル作成装置
１４ａ溶接温度設定モデル
１４ｂデータベース
１５溶接良否判定装置
２１スエージングロール
２２電極輪
２３キャリッジ
Ｍ１先行材
Ｍ２後行材 1 Welding quality judgment system 2 Welding machine 11 Radiation thermometer 12 Temperature detector 13 Welding quality judgment sensor 14 Model creation device 14a Welding temperature setting model 14b Database 15 Welding quality judgment device 21 Swaging roll 22 Electrode ring 23 Carriage M1 Preceding material M2 trailing material

Claims

金属材である先行材と後行材とを溶接する溶接機による溶接の良否を判定する際に用いられる溶接良否判定用設定値の算出方法であって、
過去に溶接された前記先行材及び前記後行材の種類及び板厚に関する情報、溶接実績データ、及び溶接温度の実績値を用いて作成された、先行材及び後行材の種類及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力変数、溶接温度の予測値を出力変数とする溶接温度設定モデルに対して、判定対象の先行材及び後行材の種類及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力することにより溶接温度の予測値を算出し、算出された溶接温度の予測値に基づいて溶接良否判定用設定値を設定するステップを含むことを特徴とする溶接良否判定用設定値の算出方法。 It is a calculation method of the setting value for welding quality judgment used when judging the quality of welding by a welding machine that welds a leading material and a trailing material which are metal materials.
Regarding the types and plate thicknesses of the preceding and trailing materials created using the information on the types and thicknesses of the preceding and trailing materials welded in the past, the actual welding data, and the actual values of the welding temperature. For the welding temperature setting model with information and welding record data as input variables and welding temperature prediction value as output variable, information and welding record data regarding the types and plate thicknesses of the leading and trailing materials to be judged are input. A method for calculating a welding quality determination setting value, which comprises a step of calculating a welding quality prediction value and setting a welding quality determination setting value based on the calculated welding temperature prediction value.

前記溶接実績データには、電極輪加圧力、スエージング加圧力、入側クランプ加圧力、溶接電流、溶接電圧、溶接速度、入側クランプ移動量、及びラップ代のうちの少なくとも一つが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の溶接良否判定用設定値の算出方法。 The welding record data includes at least one of electrode ring pressurization, aging pressurization, inlet clamp pressurization, welding current, welding voltage, welding speed, inlet clamp movement amount, and lap allowance. The method for calculating a set value for welding quality determination according to claim 1, wherein the welding quality is determined.

前記溶接良否判定用設定値として、溶接温度の予測値に基づいて溶接温度の下限値、上限値、及び平均値のうちのいずれかを設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接良否判定用設定値の算出方法。 The first or second claim, wherein any one of a lower limit value, an upper limit value, and an average value of the welding temperature is set as the setting value for welding quality determination based on the predicted value of the welding temperature. How to calculate the set value for welding quality judgment.

前記溶接温度設定モデルは、ニューラルネットワークモデルであることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載の溶接良否判定用設定値の算出方法。 The method for calculating a welding quality determination setting value according to any one of claims 1 to 3, wherein the welding temperature setting model is a neural network model.

金属材である先行材と後行材とを溶接する溶接機による溶接の良否を判定する際に用いられる溶接良否判定用設定値の算出装置であって、
過去に溶接された前記先行材及び前記後行材の種類及び板厚に関する情報、溶接実績データ、及び溶接温度の実績値を用いて作成された、先行材及び後行材の種類及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力変数、溶接温度の予測値を出力変数とする溶接温度設定モデルに対して、判定対象の先行材及び後行材の種類及び板厚に関する情報と溶接実績データを入力することにより溶接温度の予測値を算出し、算出された溶接温度の予測値に基づいて溶接良否判定用設定値を設定する手段を備えることを特徴とする溶接良否判定用設定値の算出装置。 It is a set value calculation device for welding quality judgment used when judging the quality of welding by a welding machine that welds a leading material and a trailing material, which are metal materials.
Regarding the types and plate thicknesses of the preceding and trailing materials created using the information on the types and thicknesses of the preceding and trailing materials welded in the past, the actual welding data, and the actual values of the welding temperature. For the welding temperature setting model with information and welding record data as input variables and welding temperature prediction value as output variable, information and welding record data regarding the types and plate thicknesses of the leading and trailing materials to be judged are input. A device for calculating a welding quality determination value, which comprises means for calculating a predicted value of the welding temperature and setting a welding quality determination setting value based on the calculated welding temperature predicted value.

請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の溶接良否判定用設定値の算出方法を用いて算出された溶接良否判定用設定値を用いて溶接の良否を判定しながら先行材と後行材とを溶接するステップを含むことを特徴とする溶接方法。 The preceding material and the rear while determining the quality of welding using the setting value for welding quality determination calculated by using the method for calculating the setting value for welding quality determination according to any one of claims 1 to 4. A welding method comprising a step of welding a line material.