JPS603897B2 - 溶接電極間電圧の検出方法 - Google Patents

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、特にスポット溶接の溶接品質をモ
ニタリングする場合や品質を一定に制御する場合に有効
な制御因子としての溶接電極間電圧（以後これをチップ
間電圧とよぶ）の検出方法の改善に関する。

従来例の構成とその問題点 チップ間電圧を監視することが、スポット溶接品質の管
理にきわめて有効な手段であることは周知の事実である
（例えば、文献として、抵抗溶接研究委員会資料、「ス
ポット溶接の品質保証方法」大阪大学、仲田周次他著、
昭和５２年１２月９日、溶接学会発行）。

ところで、チップ間電圧の検出は、被溶接物の形状等の
制約から、第１図のように、検出位置は溶接電極（チッ
プ）の先端からかなりはなれた位置Ａ，Ｂ点にとられ、
またその検出プルーブは、溶接機の腕にそわせて引き出
される。ここで、１は溶接電極（チップ）、２は被溶接
物、３は検出ブルーブ、４は溶接機本体、＆Ｐは電圧計
である。さて、実際に検出されるチップ間電圧Ｖｔは、
第２図のＡ，Ｂ間の抵抗ドロップ分（Ｖ，十Ｖ２十Ｖ３
十Ｖ４十Ｖ５）と、溶接電流による誘起電圧分（Ｋ溝）
、（但しＫ：誘起電圧係数、ｉ：溶接電流、ｔ：時間）
との和として与えられる。

０ このうち、溶接品質に関するのは、抵抗ドロップ分
のうちの被溶接物間の電圧Ｖ３である。

したがって、この電圧Ｖ３を求めるには、実際に検出さ
れるチップ間電圧Ｖｔから、誘起電圧（Ｋ器）、チップ
内の抵抗ドロップ分（Ｖ，十Ｖ５）、チップと被溶接物
間の抵抗ドロップ分（Ｖ２十Ｖ４）を差し引くことによ
り可能である。ところが従来例においては、チップ間電
圧の検出に際し、せいぜい誘起電圧（Ｋ器）分のみを除
去する程度であり、検出精度としては、十分なものとは
言い難く、結果的にはチップ間電圧を利用した溶接品質
の監視も満足すべきものではなかった。発明の目的 本発明の検出方法は、以上の従釆例に鑑み、被溶接物間
の抵抗ドロップ分をより高精度に検出せんとするもので
ある。

発明の構成 そのための構成として本発明は、抵抗溶接の溶接電極を
短絡して通電した時の通電サイクル毎の溶接電極間電圧
を検出し、その検出した溶接電極間電圧の平均値を求め
、その平均値を溶接打点数毎に予め定めた定数で補正し
て記憶し、溶接中の通電サイクル毎の溶接電極間電圧を
検出し、前記溶接中の溶懐電極間電圧と前記記憶してあ
る値との差分値をとり、その差分値を溶接電極間電圧の
検出値とする溶接電極間電圧の検出方法である。

実施例の説明以下本発明の実施例について説明する。

本発明では、第３図に示すように、通電時限の各電源サ
イクル毎のチップ短絡時のチップ間電圧Ｖｔを順次検出
する。

この場合、誘起電圧（Ｋ器）を除去する方法として、チ
ップ間電圧Ｖｔを、交流積分回路に入力し、第４図に示
すように熔接電流の電源半サイクル分の電流が流れ始め
る時点（Ｃ，Ｅ等）と流れ終える時点（Ｄ，Ｆ等）に対
応する交流積分回路出力（Ｖに，Ｖ側Ｖｔｏ，ＶｔＦ等
）を検出し、その絶対値（例えばＩＶｔｃ−Ｖｔｏｌ、
ＩＶｔＥ−ＶｔＦＩ等）をもって、それぞれの半サイク
ル通電に対応するチップ間電圧とすることにより可能で
ある。このようにして、誘起電圧分を除去したチップ間
電圧を検出する。

ここで、チップ短絡時と実溶接時では、溶接電流に差異
があるため、第３図のチップ内抵抗ドロップ分（Ｖ，′
＋Ｖ５′）とチップ・チップ間電圧Ｖ６は、それぞれ第
２図のチップ内抵抗ドロップ分（Ｖ，十Ｖ５）とチップ
・被溶接物間の電圧（Ｖ２十Ｖ４）とに厳密には等しく
ない。したがって、これを補正するため、チップ短絡時
の抵抗ドロップ分（Ｖ，′十Ｖ６十Ｖ；）に、一定の定
数を秦算した値をチップ短絡時のチップ間電圧とする。
また通電サイクル毎のチップ間電圧をもとにして通電時
限全体にわたるその平均値を求め、これをチップ短絡時
のチップ間電圧とする。ところで、よく知られているよ
うに溶接を繰返して行っていると、チップ先端がマッシ
ュルーム４状に変形してくる。

このような場合には、チップ短絡時のチップ間電圧が異
なってくるため前記平均値に補正を加えてやらなければ
ならない。この補正は、前記平均値に予め定めた熔接打
点数毎にある定数を乗算補正してチップ短絡時のチップ
間電圧平均値として記憶する。このようにしてやれば、
チップ短絡時のチップ間電圧の検出が、例えばチップ交
換時の場合のみでよいことになり、能率向上が図れる。
さて次に、実際の溶接中に検出されるチップ間電圧Ｖｔ
を交流積分回路に入力して、誘起電圧（Ｋ袋）分を除去
した値から、先のチップ短絡時のチップ間電圧の平均値
（記憶値）を通電の各電源サイクル毎に差し引いた値を
以つて各電源サイクル毎のチップ間電圧値とすれば、溶
接品質に関係する被溶接物間の電圧ドロップ分のみをよ
り正確に検出することができる。

第５図は、本発明の検出方法を実施するための検出回路
の一実施例である。

図において、チップ間電圧Ｖｔは交流積分回路１に入力
され、さらにサンプルホールド回路０、Ａ／Ｄ変換回路
ｍを介してマイクロコンピュータＷに入力される。一方
、溶接電流は変流器Ｖを介してゼロ点検出回路のに入力
され、熔接電流が流れ始める時点や終了する時点（第４
図のＣ，Ｄ等）を検知し、マイクロコンピュータＮに知
らせる。回路肌は検出されたチップ間電圧がチップ短絡
時のチップ間電圧か実熔接時のそれかを指示するスイッ
チ回路である。

また、溶接打点数は加圧弁（電磁弁）を制御する電気信
号を波形整形回路個に入力し、マイクロコンピュータＷ
に打点状態を知らせる。

マイクロコンピュータＷ内では、チップの変形に応じて
、チップ短絡時のチップ間電圧を修正する熔薮打点数を
固定的にもっていて、その打点数がくれば、順次前記チ
ップ間電圧を前述の方法で補正していく。以上のような
構成をとれば、きわめて容易かつ簡単に溶接品質に関係
する被溶接物間の抵抗ドロップ分をより精度よく検出す
ることができる。

発明の効果以上のように本発明の検出方法を利用すれば
、チップ間電圧のうち、溶接品質に関係する被溶接物間
の抵抗ドロップ分をより精度よく検出することが可能で
あり、かつ一度このチップ短絡時でのチップ間電圧デー
タを記憶させておけば、熔接打点が進行するに伴なうチ
ップ変形があっても、その変形に伴なうチップ間電圧を
補正する方法であるため、チップの変形に伴なつて何回
もチップ短絡時のチップ間電圧データを記憶させる必要
がなく、能率向上が図れる。

したがって結果的には、本発明の方法により、チップ間
電圧を利用したスポット溶接の品質管理がより高精度か
つ高能率に実施できる。

【図面の簡単な説明】 第１図はチップ間電圧の検出方法を実施している熔接機
の側面図、第２図は実溶接時のチップ間電圧を示すチッ
プ部分の拡大側面図、第３図はチップ短絡時のチップ間
電圧を示すチップ部分の拡大側面図、第４図はチップ間
電圧検出例を示す溶接電流とチップ間電圧の交流積分値
の波形図、第５図は本発明の検出方法を実施するための
検出回路のーブロツク図である。 １…・・・溶接電極（チップ）、２…・・・被熔接物、
３・・・・・・検出プルーブ、４・・・・・・溶接機本
体、１・・…・交流積分回路、０・・・…サンプルホー
ルド回路、ｍ……Ａ／Ｄ変換回路、Ｗ……マイクロコン
ビユー夕、Ｖ・…・・変流器、Ｗ・・・・・・ゼロ点検
出回路、肌・・・・・・スイッチ回路、肌…・・・波形
整形回路。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 抵抗溶接の溶接電極を短絡して通電した時の通電サ
   イクル時の溶接電極間電圧を検出し、その検出した溶接
   電極間電圧の平均値を求め、その平均値を溶接打点数毎
   に予め定めた定数で補正して記憶し、溶接中の通電サイ
   クル毎の溶接電極間電圧を検出し、前記溶接中の溶接電
   極間電圧と前記記憶してある値との差分値をとり、その
   差分値を溶接電極間電圧の検出値とすることを特徴とす
   る溶接電極間電圧の検出方法。