JPH03207584A - 溶接診断システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利川分野］ 木発明は抵抗溶接を行う場合の溶接状態の診断システム
に関するものである。

［従来の技術］ この袖の溶接診断手段としては、例えば特公平］−２７
３９２−＋公報に開示された、抵抗溶接における電極間
電圧検出方法が知られている。この方法では、溶接状態
を監視するために、電極間の二次電圧を検出し、この検
出値に基づいて診断を行っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の電圧検出方法では、電極間の電圧
を検出しても、溶接部の接触部抵抗の変動が大きいため
、適切な溶接が実施できる保証は何等ない。

本発明は、この従来技術のもつ問題点を有利に解決し、
溶接状態の異常を確実に検出し、適正な抵抗溶接を行う
ことができる溶接診断システムを提供することを目的と
する。

［課題を解決するための千段］ この目的を達成するための本発明の溶接診断システムは
、溶接機変圧回路からの交流電圧または直流電圧を電極
を介して被溶接物に大電流を供給して溶接部の抵抗発熱
によって溶接を行い、その時の溶接状態を診断する溶接
診断システムにおいて、溶接表面温度Ｔ、溶接一次電圧
Ｅ、溶接一次電流Ｉ、電極輪加圧力Ｐ．溶接速度Ｓ、ラ
ップ代Ｌ、入熱量Ｗを各々計測し、溶接すべき板厚、材
質に対する基準値に基づきある許容範囲を各々設け、上
記測定値のうち少なくとも１つの測定値が前記の許容範
囲を越えると溶接状態異常と判定することを特徴とする
。

［実施例］ 第１図は本発明を実施するに適した装置概要図である。

図において、ＬＡ，ＩＢはクランプ５によって押圧保持
された溶接すべきストリップＳ，，Ｓ２相互の端部を重
ね合わせた溶接箇所のストリップ表面温度を測定するた
めに所望位置に設置した温度センサであり、３八，３Ｂ
はストリップ同士を上下から扶持加圧するためのシーム
溶接用電極輪であり、該電極輪には電極輪より付与され
る加圧力を測定するための圧カセンサ３が設（つられて
いる。２はクランプ装置５に接続した上クランプと下ク
ランブ間の電圧を測定するための電圧センサてある。

また、７はシーム溶接機において電極輪が移動し溶接す
るときの溶接スピードセンサ、８はシーム溶接機電源で
、一次電源から二次電源に変換するだめの電源装置、９
は溶接診断に必要なデータを絶縁し１　ｍｓｅｃ〜ＩＯ
ｍｓｅｃにてサンプリングするためのデータ信号処理装
置、１０は該処理装置９て入力されるデータを、溶接異
常診断アルゴリスムにより、溶接異常の有無の判定を行
う診断装置、１１は前記処理装置って人力したデータの
トレンド表示および診断装置１０で溶接異常と判定され
た結果を、ＣＲＴ　，プリンタ、レコーダ、ボイスアナ
ンシュータ等にてオペレータへ伝えるために必要なモニ
ター装置である。

尚、第２図〜第４図は、一例として溶接時のラップ代の
適正・不適正の場合を段階的に示した材料突合せ図を示
すものである。これらの図において、（ａ）は材料突合
せ時の断面図、（ｂ）は材料突合せ箇所を、圧下ローラ
にて押し・つぶした時の断面図、（Ｃ）はシーム溶接後
の断面図、（ｄ）はシーム溶接箇所が破断した断面図、
をそれぞれ表しており、第２図はラップ代が不足なため
不適正な場合、第３図はラップ代か適正な場合、第４図
はラップ代が過多のため不適正な場合を示している。

第５図は本発明による温度Ｔ、溶接一次電圧Ｅ、溶接一
次電流Ｉ．極輪加圧力Ｐ、溶接速度Ｓ、ラップ代Ｌ、入
熱量Ｗのそれぞれの経時的な計測値を示すもので、第５
図（ａ）〜（ｇ）にそれぞれ表示している。

第５図（ａ）は、シーム溶接機の溶接点温度センサ（第
１図の符号１八，ｉＢ）て検出され、Ｉ　（ｔ）≧ＣＩ
　（Ｃ，は時間ｔの変化に対して、シーム溶接機の溶接
一次電流（４Ａ）の変化が安定する時の電流Ｔ　（ｔ：
）　）より、温度Ｔ（［）のデータ取込みを開始する。

次に、Ｉ　（ｔ）＜ｃ２　（Ｃ２は時間ｔの変化に対し
，て、シーム溶接機の溶接−＝次電流　（４Ａ）が急激
に変化する電流１　（ｔ）　）になった時、データ取込
みを終了する。メモリ１（第１図データ信号処理装置９
の中のメモリ）には、温度データを時系列に格納してお
く。

次に、第５図（ｂ）〜（ｅ）は、上記と同様にしてＩ　
（ｔ）≧Ｃ，からＩ（ｔ）＜Ｃ２までのテータ観測時間
内にて、それぞれ溶接一次電圧（第１図の符号６）Ｅ（
［）、溶接一次電流（第１図の符号４Ａ）Ｉ　（ｔ）　
、電極輪加圧力Ｐ（ｔ）、溶接速度Ｓ　（ｔ）のデータ
取込みと、メモリ２，３，４．５への格納を行う。

第５図（ｆ）は、シーム溶接用ストリップ材のラップ代
Ｌを、クランブ間電圧センサ２によるクランプ間電圧Ｖ
（１）と、電極輪加圧力ｐ（ｔ），および溶接一次電流
Ｉ（ｔ）より求めるものである。まず、Ｉ　（ｔ）≧０
１からＩ　（ｔ）　＜　Ｃ　２までのデータ観測時間内
で、溶接一次電流１　（ｔ）　，クランプ間電圧Ｖ（ｔ
）と、電極輪加圧力Ｐ（１）のデータを取込む。次に、
クランブ間電圧Ｖ（ｔ）から近似式（１）式により、溶
核部両極間の接触抵抗Ｒ　（ｔ）を式（２）より求める
。次に、近似式（３）よりラップ代Ｌ（ｔ．）を求める
。ついでその結果をメモリ６へ格納する。

ｖ　’　（ｔ） ｆ （ｒ，　　■（ｔ）） ・・・（１） 但しｖ’（ｔ）　　溶接部の電圧降下 Ｖ（ｔ）：クランプ間電圧 ｒ：板自身の抵抗 Ｒ’（ｔ）・溶接部両極間の接触抵抗 Ｉ（０　：溶接一次電流 ・・・（３） （３） ：ラップ代 Ｉ′　：通電領域幅 ｎ　　：　　ｎ＞ｃ ρ１，ρ２　・ストリップの固有抵抗 Ｅ　ｌ，Ｅ　２　　：ストリップのヤンク率ｐ・ストリ
ップの単位面積当りの加圧力ｐ＝Ｐ／（Ｉ’　　・Ｌ）
　　　　　・・・（４）式に（０式を代入してＬ　（ｔ
）を求めると、イ土７　しＬ（ｔ） 第５図（ｇ）は、溶接部の人熱量を、クランプ間電圧セ
ンサ２によるクランプ間電圧Ｖ　（ｔ）と、電極輪加圧
力Ｐ（ｔ）、および溶接一次電流Ｉｔ．）より求めるも
のである。まず、Ｉ　（ｔ）≧０１から■（ｔ）〈Ｃ２
までのデータ観測時間内で、ｖ（ｇ，ｐ（ｔ），Ｉ（ｔ
）のデータを取込む。次に、式（１）と式（２）よりＲ
（１：）を（６）式により求める。次に式（７）より溶
接部人熱量Ｗ　（ｔ）を求める。次にその結果をメモリ
７へ格納する。

Ｒ（ｔ．）　＝Ｖ’（ｔ）／Ｋ’　　Ｉ　（ｔ）　　　
　・・・（６）但し　Ｒ（ｔ）：電極間の抵抗 Ｗ（ｔ）　一［Ｋ’　　Ｉ　（ｔ）　］　２Ｒ（ｔ）　
　・・・（７）第６図は、第５図で求められた各データ
メモリ１〜メモリ７に関して、溶接診断を行い、溶接良
否の判別を行うアルゴリズムである。データファイルに
コイル板Ｊ！Ｊ（ｔ＋：先行コイル板厚、ｔ２：後行コ
イル板厚）、コイル材買の違いによる係数（αＩ：先行
コイル材質係数、α２：後行コイル材質係数）違いによ
る、Ｔｏ，Ｅｏ，Ｉ　ｏ，Ｐｏ，Ｓｏ，Ｌｏ，Ｗｏの基
準値を用意しておく。また、それぞれの基４ａ値に対す
る溶接良否判別許容値△Ｔｏ，△Ｅｏ，ΔＩｏ，ΔＰｏ
，ΔＳｏ，ΔＬｏ，ΔＷｏ，の基準値を用意しておく。

次に第５図にて求めた、メモリ１〜メモリ７の時系列デ
ータに対して上記テータファイルの溶接良否判別許容値
内にすべて入っておれば、正常とする。どれか１つ以七
溶接良否判別許容値をオーバーしている場合は、異常と
し、モニター装置にてオペレータに知らせる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の溶接診断システムによれ
ば、複数のセンサによる人力データと、ラップ代、人熱
量を求める計算式によるデータか、板厚・材質の違いに
よる溶接良否判別許容値データと比較することにより、
どれか１つ以上溶接良否判別許容値を越えている場合、
異常をモニター装置にてオペレータに知らせることかで
きる。これにより、人力データ、ラップ代、人熱量異常
が発生したときには、オペレータは素甲〈異常を検知し
、再溶接のアクションがとれるのて、溶接異常による炉
内板破断等のトラブルを回避することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに用いる装置例を示す概略図
、第２図，第３図及び第４図は溶接時のラップ代の適正
及び不適正の場合を段階的に示した材料突合せ図、第５
図（ａ）〜（ｇ）は温度Ｔ、溶接一次電圧Ｅ、溶接一次
電流Ｉ、極輪加圧力Ｐ、溶接速度Ｓ、ラップ代Ｌ、入熱
量Ｗのそれぞれの経時的な計測値を示す図、第６図は第
５図にて求めた各データに基づき溶接良否の判別を行う
ためのアルゴリスムを示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶接機変圧回路からの交流電圧または直流電圧を電
   極を介して被溶接物に大電流を供給して溶接部の抵抗発
   熱によって溶接を行い、その時の溶接状態を診断する溶
   接診断システムにおいて、 溶接表面温度Ｔ、溶接一次電圧Ｅ、溶接一次電流Ｉ、電
   極輪加圧力Ｐ、溶接速度Ｓ、ラップ代Ｌ、入熱量Ｗを各
   々計測し、溶接すべき板厚、材質に対する基準値に基づ
   きある許容範囲を各々設定し、上記測定値のうち少なく
   とも１つの測定値が前記の許容範囲を越えると溶接状態
   異常と判定することを特徴とする溶接診断システム。