JP2000301349A - 抵抗溶接検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抵抗溶接における溶接良否を容易に確認する
ことのできる抵抗溶接検査装置を提供するものである。 【解決手段】 抵抗溶接時に溶接電流と電圧、溶接時に
被溶接物へ加えている加圧力、被溶接物４における抵
抗、溶接における被溶接物４の変化による変位量の各パ
ラメータの変化を少なくとも所定時間表示することによ
って、短時間で溶接を終了する抵抗溶接においても良好
な抵抗溶接が行われているか判断でき、かつ、不良時の
原因を確実に判定することができる抵抗溶接検査装置を
提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抵抗溶接における溶
接状況を検査する抵抗溶接検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、抵抗溶接装置においては、その溶
接状況の良否判定として、溶接後の検査が広く行われて
いる。

【０００３】例えば、１０個溶接を行う場合、そのうち
の１個を抜き出して、溶接個所の引張り試験や切断によ
る溶接状況の確認を行うものであった。

【０００４】また、特開平５−９６３８１号に示すよう
な溶接電流と溶接電圧を検出して溶接状況を推定するも
のもあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】抵抗溶接においては溶
接電流と電圧だけでなく、その他のパラメータによって
その溶接良否が分れるものである。

【０００６】これは被溶接物の内部と被溶接物の電極と
の接触面の抵抗値により発熱量が変化し、その結果、溶
接する時間が変化するためである。

【０００７】しかし、従来のものは溶接電流と溶接電圧
に着目しており、抵抗溶接におけるパラメータのうち、
何が原因で溶接不良が生じたか確認することが難しかっ
た。

【０００８】また、抵抗溶接においては、その溶接時間
が極めて短く、従来のようなパラメータの値そのものを
表示するものでは良好な溶接が行われたか判断すること
が難しかった。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑み、抵抗溶接にお
ける溶接良否を容易に確認することのできる抵抗溶接検
査装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は解決するため
に、請求項１記載の本発明は、抵抗溶接時の溶接電流を
検出する溶接電流検出手段と、抵抗溶接時の電極間の電
圧を検出する電極間電圧検出手段と、抵抗溶接時の電極
間の変位量を検出する変位量検出手段と、抵抗溶接時の
電極間に加わる加圧力を検出する加圧力検出手段と、前
記変位量検出手段と加圧力検出手段と溶接電流検出手段
と電極間電圧検出手段から出力される信号を入力し、溶
接電流と電圧から抵抗値を算出する演算手段と、前記演
算手段から出力される信号に基づいて溶接電流と電圧と
抵抗値と変位量と加圧力の変化を少なくとも所定時間表
示する表示手段を設けた抵抗溶接検査装置である。

【００１１】請求項２記載の本発明は、表示手段には、
溶接電流と電圧と抵抗値と変位量と加圧力のそれぞれを
同時に表示する全体表示部分と、その全体表示部の時間
範囲のうち、少なくとも抵抗溶接時の範囲を拡大表示す
る拡大表示部分と、溶接電流と電圧と抵抗値と変位量と
加圧力のそれぞれを異なる性質の線分として表示する説
明部分を設けた請求項１記載の抵抗溶接検査装置であ
る。

【００１２】請求項３記載の本発明は、演算手段から出
力される溶接電流と電圧と抵抗値と変位量と加圧力のデ
ータを記憶する記憶手段を設けた請求項１または２記載
の抵抗溶接検査装置である。

【００１３】請求項４記載の本発明は、抵抗値の変化と
変位量の変化の少なくとも一つの設定値と該設定値に対
する上限値と下限値を設定し、該抵抗値と変位量の少な
くとも一つの検出値との比較により溶接良否判定を演算
手段で行う請求項１から３の何れかに記載の抵抗溶接検
査装置である。

【００１４】請求項５記載の本発明は、溶接良否判定の
結果に基づき、表示手段での表示を変える請求項４記載
の抵抗溶接検査装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者らは、抵抗溶接時に被溶
接物の該当部分で抵抗発熱と溶融接合の現象が発生し、
溶接電流と電圧、溶接時に被溶接物へ加えている加圧
力、被溶接物における抵抗、溶接における被溶接物の変
化による変位量の各パラメータが時々刻々と変化し、溶
接異常時にはその原因に関連するパラメータの変化に通
常時とは異なる挙動が生じることに着目し、各パラメー
タの変化を少なくとも所定時間表示することによって、
短時間で溶接を終了する抵抗溶接においても良好な抵抗
溶接が行われているか判断でき、かつ、不良時の原因を
確実に判定することができる抵抗溶接検査装置を提供す
るものである。

【００１６】また、表示手段には、溶接電流と電圧と抵
抗値と変位量と加圧力のそれぞれを同時に表示する全体
表示部分と、その全体表示部の時間範囲のうち、少なく
とも抵抗溶接時の範囲を拡大表示する拡大表示部分と、
溶接電流と電圧と抵抗値と変位量と加圧力のそれぞれを
異なる性質の線分として表示する説明部分を設けている
ので、抵抗溶接における各パラメータに挙動が一目で確
認できるとともに、その変化のしかたも簡単にわかり、
溶接の良否判定を迅速にかつ確実に行うことができる。

【００１７】また、演算手段から出力される溶接電流と
電圧と抵抗値と変位量と加圧力のデータを記憶する記憶
手段を設け、各パラメータの変化を蓄積し、その抵抗溶
接機または溶接条件における特有の溶接現象をも解析す
ることができるので、抵抗溶接における良否判定のみな
らず、溶接条件の見直しや修正を適切に行うことができ
る。

【００１８】また、抵抗値の変化と変位量の変化の少な
くとも一つの設定値と該設定値に対する上限値と下限値
を設定し、該抵抗値と変位量の少なくとも一つの検出値
との比較により溶接良否判定を演算手段で行うことによ
り、より効率的に演算手段で抵抗溶接の良否を判定する
ことができる。

【００１９】このことにより、被溶接物の接触部分（プ
ロジェクション溶接においては突起部分）の形状異常、
電極と被溶接物との接触異常、被溶接物の溶接条件設定
異常（材質などの溶接機への設定ミス）、異物の混入、
溶接機の異常などの各種異常状態を検出することができ
る。

【００２０】さらに、溶接良否判定の結果に基づき、表
示手段での表示を変えることにより、抵抗溶接の良否を
より確実に確認することができる。

【００２１】（実施の形態）以下、本発明の実施の形態
例について図１〜３に基づいて説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施の形態例における構
成図である。

【００２３】商用電源１は溶接電源２接続され、この溶
接電源２に電力を供給している。

【００２４】溶接電源２は各溶接要件を設定入力され、
設定された溶接条件にしたがって抵抗溶接機３に電力お
よび動作指令信号を出力している。

【００２５】抵抗溶接機３は、片方にプロジェクション
用の突起を設けた２枚の被溶接物４にそれぞれ接触させ
る上部電極５ａと下部電極６ａと、この上部電極５ａを
保持する上部電極ヘッド５と、下部電極６ａを保持する
下部電極ヘッド６と、上部電極ヘッド５を介して被溶接
物４に加圧するエアシリンダーから構成される加圧機構
７を設けている。

【００２６】上部電極ヘッド５と下部電極ヘッド６の間
には、これら電極ヘッド間の距離の変位を検出する変位
量センサ８を設けており、検出信号を変位量検出手段８
ａに出力し、上部電極５ａと下部電極６ａ間の距離の変
位を検出している。

【００２７】溶接電源２と抵抗溶接機３の接続線の途中
には、溶接電流を検出するＣＴ９を設けており、検出信
号を溶接電流検出手段９ａに出力している。

【００２８】下部電極ヘッド６の下方には、被溶接物４
に加わる圧力を検出する圧力センサ１０を設けており、
検出信号を加圧力検出手段１０ａに出力している。

【００２９】上部電極５ａと下部電極６ａ間の電圧につ
いては、電極間電圧検出手段１１に入力された電位差に
よって電圧を検出している。

【００３０】これら変位量検出手段８ａ、溶接電流検出
手段９ａ、加圧力検出手段１０ａ、電極間電圧検出手段
１１と、これら検出手段から出力される時時刻刻変化す
るアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段
１２とで検出部１３を構成し、検出部１３からデジタル
信号を出力するようにしている。

【００３１】検出部１３から出力されたデジタル信号
は、Ｉ／Ｏ手段１４に入力され、このＩ／Ｏ手段１４と
接続されている演算手段であるマイクロプロセッサ１５
に入力される。

【００３２】このマイクロプロセッサ１５では、入力さ
れた溶接電流と電極間電圧から抵抗値を算出し、溶接電
流、電圧、変位量、加圧力、抵抗値の変化について表示
手段１６に表示するように信号出力を行っている。

【００３３】また、マイクロプロセッサ１５から出力さ
れる溶接電流、電圧、変位量、加圧力、抵抗値の変化信
号は、対象となった抵抗溶接の各種条件（日時、電極の
打点数、クロック周期、サンプリング回数、遅延時間な
ど）を見出しデータとするデータベースを構築する記憶
手段１７に記憶される。

【００３４】この蓄積されたデータは、抵抗溶接の品質
管理用として用いる他、その抵抗溶接機または溶接条件
における特有の溶接現象を解析することに利用でき、溶
接条件の見直しや修正を適切に行うことができるので、
最適値の算出にも利用できる。

【００３５】これらＩ／Ｏ手段１４とマイクロプロセッ
サ１５と表示手段１６と記憶手段１７で処理部１８を構
成しているが、本例ではこの処理部１８としてパソコン
を用いている。

【００３６】図２は表示手段の一例を示すものである。

【００３７】表示手段１６の表示画面１６ａは全体表示
部１９と拡大表示部２０と説明部２１と、条件表示部２
２とから構成されている。

【００３８】全体表示部１９では、抵抗溶接機３の動作
開始時点から終了時点までの全体に渡る溶接電流、電
圧、変位量、加圧力、抵抗値の変化を表示している。

【００３９】拡大表示部２０では、全体表示部１９で表
示された各パラメータについて、抵抗溶接時の範囲を拡
大表示しており、本例では溶接電流２０ａが所定値（０
ＫＡ）から一定量以上増加した時点を抵抗溶接の開始時
点（０ｍｓｅｃ）とし、溶接電流２０ａが所定値（０Ｋ
Ａ）に減少した時点を抵抗溶接の終了時点（本例におい
ては２０ｍｓｅｃ）とし、また、多段通電の場合には抵
抗溶接の開始時点から所定時間経過後を抵抗溶接の終了
時点として、抵抗溶接の開始時点から終了時点までの区
間を中央に表示している。

【００４０】この拡大表示部２０では、溶接電流２０
ａ、電圧２０ｂ、変位量２０ｃ、加圧力２０ｄ、抵抗値
２０ｅをそれぞれ色を異ならせて表示しており、この各
パラメータについての説明（単位、表示色）を表示画面
１６ａ上方部分に説明部２１として表示している。

【００４１】なお、表示画面１６ａの下方部分には条件
表部２２で抵抗溶接に係る各種条件を表示している。

【００４２】図３は表示手段１６に表示された抵抗値の
変化と変位量の変化に基づく抵抗溶接良否判定を説明す
るものである。

【００４３】図３（ａ）は抵抗溶接の開始時点から終了
時点における溶接電流の変化を示したもので、安定した
定電流領域区間をｔ１として図示したものである。

【００４４】図３（ｂ）は抵抗溶接の開始時点から終了
時点における抵抗値の変化を示したもので、ｔ１の区間
における平均変化率をΘｒで示したものである。

【００４５】図３（ｃ）は抵抗溶接の開始時点から終了
時点における変位量の変化を示したもので、変位量が所
定値（０）から一定量以上増加する時点から抵抗溶接の
終了時点までの区間ｔ２での平均変化率をΘｈで示した
ものである。

【００４６】目視確認の際にはこれら抵抗値の変化（勾
配Θｒ）によってチリ（スプラッシュ）現象の確認がで
き、変位量の変化（勾配Θｈ）によって被溶接物の溶接
における変化（プロジェクションのつぶれ具合など）の
確認ができる。

【００４７】なお、施工時の溶接条件における良好な抵
抗溶接に関する各パラメータの最適値（上述した例で
は、記憶手段１７のデータベースから得られる値）が有
る場合には、その上限値と下限値を入力し、検出された
データと比較することにより、マイクロプロセッサ１５
で自動的に溶接の良否を判定させることができる。

【００４８】さらに、抵抗溶接が不良の場合に、良否判
定において不良と判定されたパラメータの表示を通常と
変えること（例えば、拡大表示部２０で該当するパラメ
ータの部分を点滅表示させたり、説明部２１で該当する
パラメータの部分を点滅表示させる等）により、溶接不
良の原因を迅速に判断することができる。

【００４９】

【発明の効果】上述した本発明によれば、各パラメータ
の変化を少なくとも所定時間表示することによって、短
時間で溶接を終了する抵抗溶接においても良好な抵抗溶
接が行われているか判断でき、かつ、不良時の原因を確
実に判定することができる。

【００５０】また、抵抗溶接における各パラメータに挙
動が一目で確認できるとともに、その変化のしかたも簡
単にわかり、溶接の良否判定を迅速にかつ確実に行うこ
とができる。

【００５１】さらに、各パラメータの変化を蓄積し、そ
の抵抗溶接機または溶接条件における特有の溶接現象を
も解析することができるので、抵抗溶接における良否判
定のみならず、溶接条件の見直しや修正を適切に行うこ
とができる。

【００５２】また、抵抗値の変化と変位量の変化の少な
くとも一つの設定値と該設定値に対する上限値と下限値
を設定し、該抵抗値と変位量の少なくとも一つの検出値
との比較により溶接良否判定を演算手段で行うことによ
り、より効率的に演算手段で抵抗溶接の良否を判定する
ことができる。

【００５３】このことにより、被溶接物の接触部分（プ
ロジェクション溶接においては突起部分）の形状異常、
電極と被溶接物との接触異常、被溶接物の溶接条件設定
異常（材質などの溶接機への設定ミス）、異物の混入、
溶接機の異常などの各種異常状態を検出することができ
る。

【００５４】さらに、溶接良否判定の結果に基づき、表
示手段での表示を変えることにより、抵抗溶接の良否を
より確実に確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例における全体構成図

【図２】本発明の実施の形態例における表示画面の説明
図

【図３】（ａ）は抵抗溶接の開始時点から終了時点にお
ける溶接電流の変化を示した図 （ｂ）は抵抗溶接の開始時点から終了時点における抵抗
値の変化を示した図 （ｃ）は抵抗溶接の開始時点から終了時点における変位
量の変化を示した図

【符号の説明】

３…抵抗溶接機 ４…被溶接物 ５ａ…上部電極 ６ａ…下部電極 ８ａ…変位量検出手段 ９ａ…溶接電流検出手段 １０ａ…加圧力検出手段 １１…電極間電圧検出手段 １５…マイクロプロセッサ １６…表示手段 １７…記憶手段 １９…全体表示部 ２０…拡大表示部 ２１…説明部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 抵抗溶接時の溶接電流を検出する溶接電
   流検出手段と、抵抗溶接時の電極間の電圧を検出する電
   極間電圧検出手段と、抵抗溶接時の電極間の変位量を検
   出する変位量検出手段と、抵抗溶接時の電極間に加わる
   加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記変位量検出手
   段と加圧力検出手段と溶接電流検出手段と電極間電圧検
   出手段から出力される信号を入力し、溶接電流と電圧か
   ら抵抗値を算出する演算手段と、前記演算手段から出力
   される信号に基づいて溶接電流と電圧と抵抗値と変位量
   と加圧力の変化を少なくとも所定時間表示する表示手段
   を設けた抵抗溶接検査装置。
2. 【請求項２】 表示手段には、溶接電流と電圧と抵抗値
   と変位量と加圧力のそれぞれを同時に表示する全体表示
   部分と、その全体表示部の時間範囲のうち、少なくとも
   抵抗溶接時の範囲を拡大表示する拡大表示部分と、溶接
   電流と電圧と抵抗値と変位量と加圧力のそれぞれを異な
   る性質の線分として表示する説明部分を設けた請求項１
   記載の抵抗溶接検査装置。
3. 【請求項３】 演算手段から出力される溶接電流と電圧
   と抵抗値と変位量と加圧力のデータを記憶する記憶手段
   を設けた請求項１または２記載の抵抗溶接検査装置。
4. 【請求項４】 抵抗値の変化と変位量の変化の少なくと
   も一つの上限値と下限値を設定し、該抵抗値と変位量の
   少なくとも一つの検出値との比較により溶接良否判定を
   演算手段で行う請求項１から３の何れかに記載の抵抗溶
   接検査装置。
5. 【請求項５】 溶接良否判定の結果に基づき、表示手段
   での表示を変える請求項４記載の抵抗溶接検査装置。