JPH04194713A - 溶接温度測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は抵抗溶接（圧接）、軟ろう（はんだ）／硬ろう
付け（ろう接）等の溶接接合時の温度測定、監視が好適
に行われる溶接温度測定装置に関する。

一層詳細には、溶接部材に非接触で配設される遠赤外線
温度センサで検出した検知信号と、予め設定された溶接
温度ならびに溶接時間に係る所定値との監視ならびに表
示を行うことによリ、溶接部材の温度検出ならびに監視
が迅速、且つ効果的に行われるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、抵抗溶接（圧接）、軟ろうくはんだ〉／硬ろう付
け（ろう接）等の金属接合に係る溶接では、近時の微小
な電子部品等の端子接合（マイクロウエルダリング）に
伴い、殊に、母材、固相、液相部位の温度測定ならびに
監視が重要とされる。

例えば、チタン眼鏡フレームのろう付け（ろう接）では
、採用されるチタン、銅、ニッケル合金のろう材のろう
接温度が８３０℃以上であり、またチタニウムの変態温
度点が８８０℃であることから、５０℃以内の温度幅管
理が必要となる。

このような温度幅管理として、ワークを挟持する発熱体
（ヒータチップ）に熱電対を取着して、ここから溶接時
の温度を検知する手段が知悉されている。

［発明が解決しようとする課題℃ しかしながら、上記の従来の技術に係る溶接温度測定装
置において、熱電対による温度検知は応答速度が遅く、
殊に、過熱の阻止、高速化が希求されるマイクロウェル
ダリングに即応し得ない。さらにヒータチップへの熱電
対の取着に煩瑣を伴う。このように５０℃以内等の比較
的幅の狭い温度幅管理は技術的に困難であり、現状では
試験溶接を繰り返し、この溶接状態から経験者の視認に
おいて、通電に係るエネルギーの調整が行われている。

したがって、溶接部材の母材ならびに面相、液相部位の
温度測定ならびに迅速、且つ効果的な監視が困難である
欠点を有し゛ている。

本発明は前記の欠点に鑑みてなされ、非接触、且つ高精
度、高速応答の遠赤外線温度センサを用いて溶接部材、
例えば、母材ならびに固相、液相部位の温度測定ならび
に監視が迅速、且つ効果的に行われる溶接温度測定装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するた約の手段］ 前記の課題を解決するために、本発明の溶接温度測定装
置は、第１図（ａ）、（ｂ）の請求項対応図に示される
ように、 遠赤外線温度センサ（Ａ）が溶接部材に非接触で配設さ
れて、溶接温度に係る検知信号を導出する。

設定手段（Ｂ）において、所定の溶接温度ならびに溶接
時間に係る所定値を設定する。

比較手段（Ｃ）から前記検知信号と所定値との差の信号
が送出される。

表示手段（Ｄ）において、前記検知信号および／または
所定値を表示する。

さらに、複数の遠赤外線温度センサ（Ｅ）がら溶接部材
の異なる位置の温度を検知した検知信号が導出される。

信号処理手段（Ｆ）において、検知信号に重み付けが施
される。

［作用コ 上記の構成においては、溶接温度に係る検知信号が溶接
部材に非接触で配設される遠赤外線温度センサで測定さ
れて導出される。そして、例えば、マイクロプロセッサ
において、検知信号と、設定された所定値とが比較され
る。さらに離脱に係る監視が行われ、続いて検知信号で
ある溶接温度、設定値が表示される。さらに、複数の遠
赤外線温度センサて測定されて導出される検知信号に重
み付けが施され、例えば、溶接部材の母材、面相、液相
部位の温度測定ならびに監視が個別的に行われる。

これにより、溶接部材の温度測定ならびに監視が迅速、
且つ効果的に行われる。

［実施例］ 次に、本発明に係る溶接温度測定装置の実施例を、添付
図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第２図は実施例の構成を示すブロック図、第３図は遠赤
外線温度センサの配設状態を示す斜視図、第４図ならび
に第５図は実施例の動作説明に供される図、第６図は実
施例の動作に係るプログラムに対応したフローチャート
である。

ここでは、３個の遠赤外線温度センサを用いて温度を検
知する例を説明する。

先ず、構成を説明する。

第２図ならびに第３図において、符号１０は周知の直流
電源であり、ＡＣ電源に接続される周知のコンバータ１
２と、インバータ１４と、トランス１６と、整流器１８
が設けられている。

さらに、溶接電極２２．２４と、ワーク２６ａ、２６ｂ
と、ろう材２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ。

２６ｇとを有している。

さらに、符号３０は本発明に係る溶接温度測定装置であ
り、ワーク２６ａ、２６ｂの発熱に係る温度を示す遠赤
外線を検知する遠赤外線温度センサ３２．３４．３６が
９０°間隔で配設　−されている。この遠赤外線センサ
３２．３４．３６は、例えば、部位の測定範囲２Ｍφ以
内、且つ高速で発熱時の温度検知が可能とされる。

なお、符号３２ａ、３４ａ、３６ａは整合／前置増幅器
である。さらに、ここから導出される温度データ信号Ｓ
ａ、Ｓｂ、Ｓｃが供給される前置増幅器３８ａ、３８ｂ
、３８Ｃと、前記温度データ信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを高
速でデジタル処理を行うための、例えば、並列型（フラ
ッシュ型）の高速Ａ／Ｄ変換器４０ａ、４０ｂ、４０ｃ
と、メモリ４２　ａ、　４２　ｂ、　４２　ｃとが連接
されている。さらに、ＲＯＭＳＲＡＭ、ＣＰＵ５　Ｉｌ
ｏ等を備えるマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）４４とキ
ーボード等の設定手段４６（請求項の設定手段、比較手
段、信号処理手段に対応）と、ＬＣＤ等の表示器（表示
手段に対応）５０とが設けられている。

次に、上記の構成における動作を説明する。

直流電源１０の動作は周知であり、その詳細な説明は省
略する。

第３図から容易に理解されるように、例えば、チタン眼
鏡フレームであるワーク２６ａ、２６ｂは挟持された、
例えば、チタン、銅、ニッケル等のろう材２６ｄ、２６
ｅ、２６ｆ、２６ｇとともに、図示しない溶接シーケン
ス制御により溶接電極２２．２４で加圧され、同時に印
加された電圧による通電で加熱される。続いて：ＭＰＵ
４４でＲＯＭに記憶されたプログラムに対応した以下の
動作ならびに制御が行われる。

■　ステップ１０１　（補助操作）において、溶接時に
発生する熱の温度が遠赤外線として、遠赤外線温度セン
サ３２．３４．３６で検知される。ここから導出される
温度データ信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃは前置増幅器３８ａ、
３８ｂ、３８Ｃで増幅され、続いて高速Ａ／Ｄ変換器４
０ａ。

４０ｂ、４０Ｃで夫々デジタル信号化されて、メモリ４
２ａ、４２ｂ、４２ｃに記憶される。

■　ステップ１０２において、キーボード等の設定手段
４６から第４図に示される所望の溶接温度の上下限値ａ
、ｂが設定される。

■　ステップ１０３において、温度データ信号Ｓａ、Ｓ
ｂ、Ｓｃに重み付けが設定される。前記上下限値ａ、ｂ
ならびに重み付けはワーク２６ａ、２６ｂと、ろう材２
６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを考慮して所望の接合（
溶接）品質が得られるべく設定される。例えば、ワーク
２６ａ、２６ｂの部位Ｍに高温が要求される場合、すな
わち、遠赤外線温度センサ３４から導出される温度デー
タ信号ｓｂのみに高温が要求される場合、この温度デー
タ信号ｓｂのみに高温に係る重み付けを施す。これらは
経験値あるいは試験的な溶接を繰り返して定めれば良い
。

■　ステップ１０４において、メモ１Ｊ４２ａ。

４２ｂ、４２Ｃからデジタル温度データ信号Ｓａ　ｄ、
　Ｓ　ｂ　ｄＳＳ　ｃ　ｄを読み出す。

■　ステップ１０５において、表示器５０にデジタル温
度データ信号Ｓａｄ、Ｓｂｄ、Ｓｃｄにかかる温度、時
間、重み付けの値等の波形が表示される。

■　ステップ１０６において、デジタル温度データ信号
Ｓａｄ、Ｓｂｄ、Ｓｃｄに前記の重み付けを施す。

■　ステップ１０７において、デジタル温度デ−タ信号
５ａｄＳＳｂｃｌＳＳｃｄの夫々が前記上下限値ａ、ｂ
の間であるか否かの判断が行われる。前記デジタル温度
データ信号３ａｄ、５ｂｄＳＳｃｄが上下限値ａＳｂの
間であれば終了に進む。

■　ステップ１０８において、上下限値ａＳｂを温度デ
ータ信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのいずれか、例えば、温度デ
ータ信号Ｓａが全時間の平均において、２０％を越える
場合、あるいは温度データ信号ｓｂのみが点線にで示す
ように一部が上限値ａを逸脱した場合には警告音を表示
器５０から吹鳴せしぬ、プログラムが終了となる。

このようにして、温度データ信号Ｓａ、Ｓｂ。

Ｓｃがワーク２６ａ、２６ｂと、ろう材２６ｄ１２６ｅ
、２６ｆ、’２６ｇに非接触で配設される遠赤外線温度
センサ３２．３４．３６で測定されて導出される。そし
て、例えば、ＭＰＵ４４で温度データ信号Ｓａ、Ｓｂ、
Ｓｃの値と、設定された上下限値ａ、ｂの温度とが比較
される。

さらに上下限値ａ、ｂ間の離脱に係る監視が行われ、続
いて、温度データ信号５ａＳＳｂ、Ｓｃと上下限値ａＳ
ｂの温度が表示され、ワーク２６ａ、２６ｂと、ろう材
２６ｄ、２６ｅ１２６ｆ、２６ｇに係る母材、面相、液
相部位の温度測定ならびに監視が行われる。

ここで別の制御例を説明する。

上記では上下限値ａ、ｂ間に実働の溶接の際の温度の逸
脱を監視しているのに対して、この例は、第５図に示さ
れるように、先ず、一つの標準値ｍを前記と同様に設定
手段４６からＭＰＵ４４内のＲＡＭに設定する。そして
、溶接時に導出される温度データ信号５ａＳＳｂ、Ｓｃ
をＭＰＵ４４で取り込み、続いて相加平均の値ｎを算出
する。この値ｎと設定された標準値ｍとの比較をＭＰＵ
４４で行う。ここで差の値の全平均が時間Ｔａ以降で所
定値内、例えば、３０％以内の場合には所望の溶接が行
われたと判断する。

この二つの制御例から理解されるように、溶接時のワー
ク２６ａ、２６ｂの温度、さらに時間が所望の値に設定
され、この後、温度データ信号５ａＳＳｂ、Ｓｃの値と
弁別し、あるいは相加平均の値ｎと前記上下限値ａ、ｂ
と標準値ｍとの比較が行われる。この場合、上下限値ａ
、ｂと標準値ｍは自由に、例えば、遠赤外線温度センサ
３２．３４．３６の測定範囲８００℃に設定可能であり
、これと溶接時の検知温度（温度データ信号Ｓ　ａ　ｓ
　Ｓ　ｂ　ＳＳ　Ｃ）と溶接時の温度および／または時
間との比較が自由に行える。

これにより、所望の溶接温度の監視が迅速、且つ効果的
に行えることになる。

なお、上記の実施例では、３個の遠赤外線温度センサ３
２．３４．３６を配設し、且つ導出される温度データ信
号５ａＳＳｂ、Ｓｃに重み付けを施しているが、これに
限定されない。例えば、１．２．４個以上の遠赤外線温
度センサを配設して、導出される温度データ信号に選択
的に重み付けを施し、前記同様の作用効果を得　くるこ
とも本発明に含まれる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の溶接温度測定装置によれば、溶
接温度に係る検知信号が溶接部材に非接触で配設される
遠赤外線温度センサで測定されて導出される。そして、
検知信号と、設定された所定値とが比較される。さらに
離脱に係る監視が行われ、続いて、検知信号である溶接
温度、設定値が表示される。さらに、複数の遠赤外線温
度センサで測定されて導出される検知信号に重み付けが
施され、例えば、溶接部材の母材、面相、液相部位の温
度測定ならびに監視が個別的に行われことを特徴として
いる。

これにより、非接触、且つ高精度、高速応答のもとに溶
接部材の母材ならびに面相、液相部位等の温度測定なら
びに監視が迅速、且つ効果的に行われる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、ら）は本発明の溶接温度測定装置に係る
請求項対応図、 第２図は本発明に係る溶接温度測定装置の一実施例の構
成を示すブロック図、 第３図は第２図に示される実施例に係る遠赤外線温度セ
ンサの配設状態を示す斜視図、第４図ならびに第５図は
第２図に示される実施例の動作説明に供される図、 第６図は第２図に示される実施例に係る動作を遂行する
ためのプログラムに対応したフローチャートである。 １０・・・直流電源 ２２．２４・・・溶接電極 ２６　ａ、　　２６　ｂ−ｙ−り ２６ｄ〜２６ｇ・・・ろう材 ３０・・・溶接温度測定装置 ３２．３４．３６・・・遠赤外線温度センサ３２ａ、３
４ａ、３６ａ・・・整合／前置増幅器３８ａ〜３８ｃ・
・・前置増幅器 ４０ａ〜４０ｃ・・・高速Ａ／Ｄ変換器４２ａ〜４２ｃ
・・・メモリ ４４・・・ＭＰＵ ５０・・・表示器 ３ａ、３ｂ、ＳＣ・・・温度データ信号Ｓａｄ、Ｓｂｄ
、Ｓｃｄ ・・・デジタル温度データ信号 特許出願人　　　　株式会社セイワ製作所出願人代理人
　　　弁理士　　千葉　剛宏温度データ信号 −−す時間（１） □時間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接部材に非接触で配設されて、溶接温度に係る
   検知信号を導出する遠赤外線温度センサと、 所定の溶接温度ならびに溶接時間に係る所定値を設定す
   るための設定手段と、 前記検知信号と所定値との差の信号を送出する比較手段
   と、 前記検知信号および／または所定値を表示する表示手段
   と、 を備えることを特徴とする溶接温度測定装置。
2. （２）請求項１記載の溶接温度測定装置において、前記
   所定値は上限値あるいは下限値であり、前記差の信号は
   前記上限値あるいは下限値を検知信号が逸脱した時の比
   較の値であることを特徴とする溶接温度測定装置。
3. （３）請求項１ならびに２記載の溶接温度測定装置にお
   いて、 溶接部材の異なる部位の温度に係る夫々の検知信号を導
   出すべく配設される複数の遠赤外線温度センサと、 前記検知信号に重み付けを施す信号処理手段と、 を備えることを特徴とする溶接温度測定装置。