JP3586473B2 - 抵抗溶接機の電極間抵抗測定装置及び測定方法 - Google Patents
抵抗溶接機の電極間抵抗測定装置及び測定方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ワークを挟んだ２つの電極間に溶接用電流を流してそのジュール熱によってそのワークの溶接を行う抵抗溶接機における両電極間の抵抗を測定する装置及び方法に関するものである。
そして、特に、両電極間に流される溶接用電流が時間的に変化するものであって、両電極間の電圧を測定しようとするとその溶接用電流の時間的変化に起因して誘導電圧が生じる場合において、その誘導電圧成分に関する値を含まない正確な抵抗を測定する装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、抵抗溶接機４０では、２つの電極４４ａ，４４ｂ間に２つのワークＷ，Ｗが挟まれ、両電極４４ａ，４４ｂ間に大きな溶接用電流ｉが流され、その電流ｉによって生じたジュール熱によって両ワークＷ，Ｗが溶接される。
そして、かかる抵抗溶接溶接機による溶接の途中においては、その溶接の段階において両電極４４ａ，４４ｂ間の抵抗や電圧が変化することがわかっている。このため、その電極間の抵抗や電圧を測定することによって、その時点において溶接がどの段階まで進んでいるかがわかるのである。そして、溶接段階に応じて電極４４ａ，４４ｂの加圧等を適宜行うことによって、良好な溶接を行うことができるのである。
【０００３】
したがって、そのためには両電極４４ａ，４４ｂ間の抵抗または電圧を正確に測定することが必要である。
しかしながら、図５中のアーム４２ａから電極４４ａ，４４ｂ間を通ってアーム４２ｂを流れる溶接用電流ｉが時間的に変化するものの場合においては、各電極４４ａ，４４ｂに接続されたリード線７２ａ，７２ｂを各アーム４２ａ，４２ｂに這わせてその検出端７４ａ，７４ｂ間の電圧を検出すると、その検出電圧Ｖは次のようになる。
Ｖ＝Ｖ０ ＋Ｍ・ｄｉ／ｄｔ
ここで、Ｖ０ は電極間電圧であり、Ｖ０ ＝Ｒ・ｉと表される（Ｒは電極間抵抗である）。Ｍはリード線７２ａ，７２ｂとアーム４２ａ，４２ｂとの間の相互インダクタンスである。
すなわち、検出電圧Ｖは、電極間電圧Ｖ０ ＝Ｒ・ｉのみでなく、両アーム４２ａ，４２ｂを流れる電流ｉによって両リード線７２ａ，７２ｂに誘導される誘導電圧Ｍ・ｄｉ／ｄｔが加算された値となる。この誘導電圧成分が含まれているため、電極間電圧Ｖ０ を正確に求めることができず、電極間抵抗も正確に求めることができないのである。
【０００４】
このような背景の下、電極間電圧Ｖ０ を求めることを目的とした装置が、特開昭６２−１０１３８６号公報に開示されている。
この装置では、ロゴスキーコイルによって溶接用電流ｉの微分値ｅ（ｔ）＝−Ｍ′・ｄｉ／ｄｔが求められ（公報では−Ｍ・ｄｉ／ｄｔと表されている）、それが増幅器で増幅率αで増幅されてα・ｅ（ｔ）＝−α・Ｍ′・ｄｉ／ｄｔとされる。そして、この値が前述の検出電圧Ｖ＝Ｖ０ ＋Ｍ・ｄｉ／ｄｔ（公報ではＶ０ ＋Ｋ・ｄｉ／ｄｔと表されている）に加算されて次のようにされる。
そして、増幅率αの値がα＝Ｍ／Ｍ′と設定されることによって、電極間電圧Ｖ０ が、Ｖ＋α・ｅ（ｔ）＝Ｖ０ ＝Ｒ・ｉと求められるのである。
【０００５】
しかしながら、上記の公報に記載の装置では、増幅器における増幅率αの値をα＝Ｍ／Ｍ′と設定する方法が開示されていない。このため、何度も試行錯誤的に増幅率αの値を変更し、誘導成分（Ｍ−α・Ｍ′）・ｄｉ／ｄｔがゼロとなるように導いていくしかない。
しかし、それでは、その手順が非常に煩雑であり、正確に電極間電圧Ｖ０ ＝Ｒ・ｉを求めることが困難である。このため、正確な電極間抵抗を測定することも困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、抵抗溶接機の正確な電極間抵抗を容易に測定することができる装置及び方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１に係る発明は、例えば、図１に模式的に示すように、ワークＷを挟んだ２つの電極Ａ，Ａ間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってワークＷの溶接を行う抵抗溶接機における両電極Ａ，Ａ間の抵抗を測定する装置（Ｂ１１）であり、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給し、両電極Ａ，Ａ間の電圧を検出する電圧検出手段（Ｃ１）と、両電極Ａ，Ａ間を流れる電流を時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出手段（Ｄ１）と、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電流微分値を積分して、前記両電極間に流れる溶接用電流値を算出する電流値算出手段（Ｅ１）を備えている。
又、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電圧検出手段（Ｃ１）で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分手段（Ｆ１１）と、同じタイミング間で、電流値算出手段（Ｅ１）で算出された電流値を時間的に積分する電流積分手段（Ｇ１１）とを備え、
前記電圧積分手段（Ｆ１１）による積分値を前記電流積分手段（Ｇ１１）による積分に値によって除算する除算手段（Ｈ１１）とを有する。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、例えば、図１に模式的に示すように、ワークＷを挟んだ２つの電極Ａ，Ａ間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってワークＷの溶接を行う抵抗溶接機における両電極Ａ，Ａ間の抵抗を測定する装置（Ｂ１２）であって、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給し、両電極Ａ，Ａ間の電圧を検出する電圧検出手段（Ｃ１）と、両電極Ａ，Ａ間を流れる溶接用電流ｉを時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出手段（Ｄ１）と、前記電流微分値を時間的に積分して両電極Ａ，Ａ間を流れる溶接用電流値を算出する電流値算出手段（Ｅ１）を備えている。
また、前記電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングからその積分値がゼロとなるタイミングまでの間である積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ）で、電圧検出手段（Ｃ１）で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分手段（Ｆ１２）と、前記積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ）で前記電流値を時間的に積分する電流積分手段（Ｇ１２）と、電圧積分手段（Ｆ１２）による積分値を電流積分手段（Ｇ１２）による積分値によって除算する除算手段（Ｈ１２）とを有している。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、例えば、図２に模式的に示すように、ワークＷを挟んだ２つの電極Ａ，Ａ間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってワークＷの溶接を行う抵抗溶接機における両電極Ａ，Ａ間の抵抗を測定する方法Ｂ２１であって、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給し、両電極Ａ，Ａ間の電圧を検出する電圧検出段階（Ｃ２）と、両電極Ａ，Ａ間を流れる溶接用電流ｉを時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出段階（Ｄ２）と、前記電流微分値を時間的に積分して両電極Ａ，Ａ間を流れる溶接用電流値を算出する電流値算出段階（Ｅ２）と、前記電流値の大きさが相互に一致する２つのタイミング間である電流一致タイミング間（Ｔ n ）で、電圧検出段階（Ｃ２）で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分段階（Ｆ２１）と、前記電流一致タイミング間（Ｔ n ）で前記電流値を時間的に積分する電流積分段階（Ｇ２１）と、電圧積分段階（Ｆ２１）による積分値を電流積分段階（Ｇ２１）による積分値によって除算する除算段階（Ｈ２１）とを有する。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、例えば、図２に模式的に示すように、ワークＷを挟んだ２つの電極Ａ，Ａ間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってワークＷの溶接を行う抵抗溶接機における両電極Ａ，Ａ間の抵抗を測定する方法（Ｂ２２）であって、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給し、両電極Ａ，Ａ間の電圧を検出する電圧検出段階（Ｃ２）と、両電極Ａ，Ａ間を流れる電流を時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出段階（Ｄ２）と、前記電流微分値を時間的に積分して両電極Ａ，Ａ間を流れる電流値を算出する電流値算出段階（Ｅ２）と、前記電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングからその積分値がゼロとなるタイミングまでの間である積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ）で、電圧検出段階（Ｃ２）で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分段階（Ｆ２２）と、前記積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ）で前記電流値を時間的に積分する電流積分段階（Ｇ２２）と、電圧積分段階（Ｆ２２）による積分値を電流積分段階（Ｇ２２）による積分値によって除算する除算段階（Ｈ２２）とを有する。
【００１１】
【作用】
請求項１に係る発明において、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給され、まず、電圧検出手段（Ｃ１）によって、各電極Ａ，Ａ間の電圧（検出電圧）が検出される。この検出電圧には、両電極Ａ，Ａ間の電圧のみでなく、電極Ａ，Ａ間に流される電流の時間的変化に起因する誘導電圧成分が含まれている。
一方、電流微分値検出手段（Ｄ１）によって、両電極Ａ，Ａ間を流れる電流を時間的に微分した値である電流微分値が検出され、その電流微分値が電流値算出手段（Ｅ１）によって時間的に積分され、両電極Ａ，Ａ間を流れる電流値が算出される。
そして、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間で、電圧積分手段（Ｆ１１）によって電圧検出手段（Ｃ１）で検出された電圧を時間的に積分する。
その際、その検出電圧に含まれる前記誘導電圧成分は前記電流微分値に比例するものであり、この電圧積分手段（Ｆ１１）による積分の範囲（溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間（Ｔ n ））が、前述したように両電極Ａ，Ａ間を流れる電流値（これは前記電流微分値が電流値算出手段（Ｅ１）によって積分されて算出されたものである）が、相互に一致するタイミング間であるため、その誘導電圧成分が電流一致タイミング間（Ｔ n ）にわたって積分された値はゼロとなる。
すなわち、検出電圧に含まれる誘導電圧成分は、電圧積分手段（Ｆ１１）によって電流一致タイミング間にわたって積分されることによって除去されるのである。
一方、電流積分手段（Ｇ１１）によって、電流値算出手段（Ｅ１）で算出された電流値は、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間で積分される。
そして、除算手段（Ｈ１１）によって、電圧積分手段（Ｆ１１）による積分値が電流積分手段（Ｇ１１）による積分値によって除算され、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間での平均的な抵抗が求められる。
その際、この電圧積分手段（Ｆ１１）による積分値には前述したように誘導電圧成分が含まれていないため、その抵抗は、誘導電圧成分に関する値を含まない正確な電極Ａ，Ａ間の抵抗なのである。
このようにして、請求項１に係る発明の電極間抵抗測定装置（Ｂ１１）によって、誘導電圧成分に関する値を含まない正確な電極Ａ，Ａ間の抵抗が容易に測定されるのである。
【００１２】
また、請求項２に係る発明においては、まず、請求項１の発明と同様に、電圧検出手段（Ｃ１）によって両電極Ａ，Ａ間の電圧（検出電圧）が検出され、電流微分値検出手段（Ｄ１）によって両電極Ａ，Ａ間を流れる電流を時間的に微分した値である電流微分値が検出され、電流値算出手段（Ｅ１）によって両電極Ａ，Ａ間を流れる電流値が算出される。
そして、電圧積分手段（Ｆ１２）によって、その電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングからその積分値がゼロとなるタイミングまでの間（積分値ゼロタイミング間）において、前記検出電圧が時間的に積分される。その際、その検出電圧に含まれる前記誘導電圧成分は前記電流微分値に比例するものであり、この電圧積分手段（Ｆ１２）による積分の範囲（積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ））が前記電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングからその積分値がゼロとなるタイミングまでの範囲であるため、その誘導電圧成分が積分値ゼロタイミング間にわたって積分された値はゼロとなる。すなわち、検出電圧に含まれる誘導電圧成分は、電圧積分手段（Ｆ１２）によって積分値ゼロタイミング間にわたって積分されることによって除去されるのである。
一方、電流積分手段（Ｇ１２）によって、前記積分値ゼロタイミング間にわたって前記電流値が時間的に積分される。
そして、除算手段（Ｈ１２）によって、電圧積分手段（Ｆ１２）による積分値が電流積分手段（Ｇ１２）による積分値によって除算され、積分値ゼロタイミング間の平均的な抵抗が求められる。その際、この電圧積分手段（Ｆ１２）による積分値には前述したように誘導電圧成分が含まれていないため、その抵抗は、誘導電圧成分に関する値を含まない正確な電極Ａ，Ａ間の抵抗なのである。
このようにして、請求項２に係る発明の電極間抵抗測定装置（Ｂ１２）によっても、誘導電圧成分に関する値を含まない正確な電極Ａ，Ａ間の抵抗が容易に測定されるのである。
【００１３】
また、請求項３に係る発明においては、請求項１に係る発明の各手段Ｃ１〜Ｈ１１による処理が、対応する各段階Ｃ２〜Ｈ２１において行われ、両電極Ａ，Ａ間の抵抗が容易に測定される。
【００１４】
また、請求項４に係る発明においては、請求項２に係る発明の各手段Ｃ１〜Ｈ１２による処理が、対応する各段階Ｃ２〜Ｈ２２において行われ、両電極Ａ，Ａ間の抵抗が容易に測定される。
【００１５】
【実施例】
＜第１実施例＞
次に、請求項１及び請求項３の発明を具体化した実施例を図３〜図７に基づいて説明する。
図３及び図４に示すように、電極間抵抗検出回路はＣＰＵ１０に接続されており（図３）、各種の回路１２，１４，１６等を有している（図４）。そのうちの抵抗溶接機４０（図３及び図４中符号なし）は、図５に示すように、１対のアーム４２ａ，４２ｂを有し、その先端には電極４４ａ，４４ｂ（電極Ａ，Ａに該当する）が設けられている（図３及び図４も参照）。そして、図３中の電源回路３０及びスイッチング回路３２によって、アーム４２ａから電極４４ａ，４４ｂ間を経てアーム４２ｂに溶接用電流ｉが流され、両電極４４ａ，４４ｂ間に挟まれたワークＷ，Ｗにおいて発生したジュール熱によって両ワークＷ，Ｗが溶接されるのである。
【００１６】
まず、図３中の電源回路３０及びスイッチング回路３２について、図６に基づいて説明する。交流電源５０からの電流は、整流回路５２によって整流されて脈流とされ、コンデンサ５４によって平滑化され、トランジスタ回路５６を流れる。トランジスタ回路５６のトランジスタ５８ａ及びトランジスタ５８ｂには、インバータ制御のためのパルス状のスイッチング信号を出力するスイッチング回路３２が接続されている。スイッチング回路３２では、両信号出力線６０ａ，６０ｂからともにオフ信号が出力される時間を挟んで、各信号出力線６０ａ，６０ｂから交互にオン信号が出力される。これによって、順に、トランジスタ５８ａがオン，両トランジスタ５８ａ，５８ｂがオフ，トランジスタ５８ｂがオン，両トランジスタ５８ａ，５８ｂがオフとされ（以下、トランジスタ５８ａ，５８ｂの一方がオン状態のことをトランジスタ５８がオン状態であるといい、両トランジスタ５８ａ，５８ｂともオフ状態のことをトランジスタ５８がオフ状態であるという）、変圧器６２の１次コイル６４側では、どちらの方向へも電流が流れない時間を挟んで各方向へ交互へ電流が流れる。
そして、その変圧器６２及びダイオード６６を経て、電極４４ａ，４４ｂ間には、図７（１） に示すように、変圧され整流されかつかなり平滑化された溶接用電流ｉが流れる。すなわち、トランジスタ５８がオン状態とされると徐々に電流ｉが増加していき、オフ状態とされると徐々に電流ｉが減少していくのであり、電流ｉの値は図示のように三角波状となるのである。このように、溶接用電流ｉは時間的に変化するのである。なお、この図７（１） のグラフは、以下のようにして、図７（２） のグラフから算出されるのである。
【００１７】
図３に示すように、一方の電極４４ａにはトロイダルコイル７０が設けられており、それに基づいて電流微分値検出回路１２（電流微分値検出手段Ｄに該当する）によって、電極４４ａ，４４ｂ間を流れる溶接用電流ｉを時間的に微分した値（電流微分値）ｄｉ／ｄｔが検出される。その検出結果は図７（２） のとおりである。
そして、電極４４ａ，４４ｂ間に溶接用電流ｉが通電中であると通電検出回路１７によって検出されている間にわたって、この図７（２） の電流微分値ｄｉ／ｄｔが積分回路１６（電流値算出手段Ｅ１に該当する）によって積分され、前述した図７（１） の溶接用電流ｉの値が算出される。
【００１８】
また、図３〜図６に示すように、各電極４４ａ，４４ｂにはリード線７２ａ，７２ｂが接続されており、各リード線７２ａ，７２ｂは各アーム４２ａ，４２ｂを這わせられ、その検出端７４ａ，７４ｂは電圧検出回路１４（電圧検出手段Ｃに該当する）に接続されている。その検出端間電圧Ｖは次式で表され、その検出結果は図７（３） のとおりである。
Ｖ＝Ｖ０ ＋Ｍ・ｄｉ／ｄｔ
ここで、Ｖ０ は電極間電圧であり、Ｖ０ ＝Ｒ・ｉと表される（Ｒは電極間抵抗である）。また、Ｍはリード線７２ａ，７２ｂとアーム４２ａ，４２ｂとの間の相互インダクタンスである。すなわち、リード線７２ａ，７２ｂにおいてはアーム４２ａ，４２ｂを流れる溶接用電流ｉによって誘導電圧Ｍ・ｄｉ／ｄｔが生じるため、両リード線７２ａ，７２ｂの検出端７４ａ，７４ｂ間には、電極間電圧Ｖ０ にその誘導成分が加算された電圧が検出されるのである。
【００１９】
一方、検出レベル設定回路２０からは、図７（１） 中に破線で示すような基準電流ｉｓが出力される。基準電流ｉｓは、図示のように、溶接用電流ｉの複数の極大値及び複数の極小値のほぼ中間の値となるようにされている。
そして、レベル判定回路２１によって、溶接用電流ｉと基準電流ｉｓとの値が比較され、両者の大きさが一致するタイミングｔ１ ，ｔ２ ，ｔ３ ，…，ｔ２ｎ−１，ｔ２ｎ，…が検出される。
そして、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓよりも大きな値となる隣り合うタイミング間（タイミングｔ１ ・ｔ２ 間，ｔ３ ・ｔ４ 間，…，ｔ２ｎ−１・ｔ２ｎ間，…）が電流一致タイミング間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎ，…とされ、各電流一致タイミング間の始期（タイミングｔ１ ，ｔ３ ，…，ｔ２ｎ−１，…）にタイミング発生回路２２から積分開始信号が各積分回路２４，２５に出力され、各電流一致タイミング間の終期（タイミングｔ２ ，ｔ４ ，…，ｔ２ｎ，…）に積分終了信号が出力される。
この各信号に基づいて、積分回路２４（電圧積分手段Ｆ１１に該当する）によって、検出端間電圧Ｖが各電流一致タイミング間ごとに積分（定積分）され、数１に示す電圧積分値ＳＶ１，ＳＶ２，…，ＳＶｎ，…が出力される。その電圧積分値ＳＶ１，ＳＶ２，…，ＳＶｎ，…の検出結果は図７（６） のとおりである。なお、以下、定積分に関する値については、添字がｎのものを適宜代表値として表現する。
【数１】
ここで、電流一致タイミング間Ｔｎの始期（タイミングｔ２ｎ−１）及び終期（タイミングｔ２ｎ）における溶接用電流ｉが、前述したようにｉ＝ｉｓで同値であるため、その微分値であるｄｉ／ｄｔをその電流一致タイミング間で定積分した値はゼロとなり、数１のＳＶｎについて数２が成立する。
【数２】
すなわち、検出端間電圧Ｖが電流一致タイミング間Ｔｎにおいて定積分されることによって、検出端間電圧Ｖから誘導成分Ｍ・ｄｉ／ｄｔに関する値が除去されるのである。
【００２０】
また、同様に、積分回路２５（電流積分手段Ｇ１１に該当する）によって溶接用電流ｉが各電流一致タイミング間Ｔｎごとに積分され、数３に示す電流積分値ＳＩ１，ＳＩ２，…，ＳＩｎ，…が出力される。その電流積分値ＳＩ１，ＳＩ２，…，ＳＩｎ，…の検出結果は図７（７） のとおりである。
【数３】
そして、電圧積分値ＳＶｎ及び電流積分値ＳＩｎの値が各サンプルホールド回路２６，２７において一旦保持され、除算回路２８（除算手段Ｈ１１に該当する）によって電圧積分値ＳＶｎが電流積分値ＳＩｎによって除算され、数４に示す除算値Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ，…が算出される。
【数４】
すなわち、この除算値Ｄｎは、電極間電圧Ｖ０ を電流一致タイミング間Ｔｎで積分した値ＳＶｎを、溶接用電流ｉを電流一致タイミング間Ｔｎで積分した値で除算したものであり、電流一致タイミング間Ｔｎにおける平均的な電極間抵抗Ｒとなるのである。そして、前述したように、電圧積分値ＳＶｎからは誘導成分に関する値が除去されているため、この抵抗Ｒは、誘導成分に関する値を含まない正確な電極間抵抗なのである。
【００２１】
以上のように、この装置及び方法によれば、誘導成分に関する値を含まない電極間抵抗を容易に測定することができるのである。
【００２２】
なお、請求項１及び３に係る発明における電流一致タイミング間は、この第１実施例のように溶接用電流ｉが基準電流ｉｓよりも大きな値となる隣り合うタイミング間（タイミングｔ１ ・ｔ２ 間，ｔ３ ・ｔ４ 間，…，ｔ２ｎ−１・ｔ２ｎ間，…）に限らず、タイミングｔ１ ・ｔ３ 間，タイミングｔ１ ・ｔ４ 間，タイミングｔ２ ・ｔ３ 間のように、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓと一致するタイミング間はすべて電流一致タイミング間に該当する。
また、基準電流という概念を用いなくても、電流値が相互に一致するタイミング間であれば、電流一致タイミング間に該当する。
【００２３】
＜第２実施例＞
次に、請求項２及び請求項４の発明を具体化した実施例を、図３，図５〜図８に基づいて、第１実施例との相違点を中心に説明する。
この実施例は、第１実施例における定積分をするタイミング間の求め方に以下のような違いがある。そのために、図３中の電極間抵抗検出回路１０２において、図４中の検出レベル設定回路２０及びレベル判定回路２１のかわりに、図８に示すように、積分回路９０及びタイミング検出回路９１が設けられている。
【００２４】
まず、溶接用電流ｉが通電中である間にわたって図７（２） の電流微分値ｄｉ／ｄｔの値が積分回路１６によって積分されて、図７（１） の溶接用電流ｉが求められる。この点は第１実施例と同様である。
一方、図７（３） に示すように、溶接用電流ｉが増加中である際のタイミング（タイミングｔ１ ，ｔ３ ，…ｔ２ｎ−１，…）から、積分回路９０によって電流微分値ｄｉ／ｄｔの値が積分され、数５に示す電流微積分値Ｉｎが算出される（この値は溶接用電流ｉの値と所定の定数値だけ異なるのみである）。
【数５】
そして、この電流微積分値Ｉがゼロとなる初めてのタイミング（タイミングｔ２ ，ｔ４ ，…ｔ２ｎ，…）がタイミング検出回路９１によって検出され、この積分開始タイミングから電流微積分値Ｉがゼロとなるまでのタイミング間（タイミングｔ１ ・ｔ２ 間，ｔ３ ・ｔ４ 間，…，ｔ２ｎ−１・ｔ２ｎ間，…）が積分値ゼロタイミング間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎ，…とされる。
そして、この積分値ゼロタイミング間は数学的に第１実施例の電流一致タイミング間と一致し、積分回路２４，２５，サンプルホールド回路２６，２７，除算回路２８における処理も第１実施例と同様であるため、適宜、第１実施例と同じ記号を用いて説明する。
【００２５】
すなわち、タイミング発生回路９２によって、その積分値ゼロタイミング間Ｔｎの始期（タイミングｔ１ ，ｔ３ ，…，ｔ２ｎ−１，…）に積分開始信号が出力され、積分値ゼロタイミング間Ｔｎの終期（タイミングｔ２ ，ｔ４ ，…，ｔ２ｎ，…）に積分終了信号が出力される。この各信号に基づいて、第１実施例と同様に積分回路２４（電圧積分手段Ｆ１２）によって検出端間電圧Ｖが各積分値ゼロタイミング間Ｔｎごとに積分されて、数６に示す電圧積分値ＳＶｎが算出される。その検出結果は第１実施例と同様に図７（６） のようになる。
【数６】
ここで、積分値ゼロタイミング間Ｔｎにおける電流微積分値Ｉｎが前述したようにゼロであることから、第１実施例と同様に、数６のＳＶｎについて数７が成立し、検出端間電圧Ｖから誘導成分Ｍ・ｄｉ／ｄｔが除去されるのである。
【数７】
【００２６】
また、積分回路２５（電流積分手段Ｇ１２）によって溶接用電流ｉが各積分値ゼロタイミング間Ｔｎごとに積分されて、数８に示す電圧積分値ＳＩｎが算出される。その検出結果も第１実施例と同様に図７（７） のようになる。
【数８】
【００２７】
そして、第１実施例と同様に、除算回路２８（除算手段Ｈ１２）によって電圧積分値ＳＶｎが電流積分値ＳＩｎによって除算され、誘導成分に関する値を含まない電極間抵抗Ｒが、Ｒ＝ＳＶｎ／ＳＩｎとして求められるのである。
【００２８】
なお、請求項２及び４に係る発明における積分値ゼロタイミング間は、この第２実施例のように溶接用電流ｉが増加中である際のタイミングから、電流微分値ｄｉ／ｄｔが定積分された電流微積分値がゼロとなる初めてのタイミングまでのタイミング間に限らず、積分開始タイミングから積分された電流微積分値が２度目またはそれ以上においてゼロとなったタイミング（ｔ３ ，ｔ４ ，…，ｔ２ｎ−１，ｔ２ｎ，…）が積分値ゼロタイミング間の終期とされてもよし、溶接用電流ｉが減少中のタイミング（ｔ２ ，ｔ４ ，…，ｔ２ｎ，…）から積分されてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、誘導成分に関する値を含まない両電極Ａ，Ａ間の正確な抵抗を容易に測定することができる。このため、その抵抗によって溶接がどの段階まで進んでいるかがわかり、それに応じて電極Ａ，Ａの加圧等を適宜行うことによって、ワークＷを良好に溶接することができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項２の発明の内容を模式的に示したブロック図である。
【図２】請求項３及び請求項４の発明の内容を模式的に示したブロック図である。
【図３】本発明の第１・第２実施例の装置の全体を示すブロック図である。
【図４】第１実施例における図３のうちの電極間検出回路を詳しく示すブロック図である。
【図５】図３における抵抗溶接機４０の要部を示す図である。従来の一般的な抵抗溶接機４０の説明図を兼ねる。
【図６】図３における電源回路３０及びスイッチング回路３２の具体的内容を示す配線図である。
【図７】図３中の各回路における検出値を示すグラフである。
【図８】第２実施例における図３のうちの電極間検出回路を詳しく示すブロック図である。
【符号の説明】
１２ 電流微分値検出回路（電流微分値検出手段Ｄ１）
１４ 電圧検出回路（電圧検出手段Ｃ１）
１６ 積分回路（電流値算出手段Ｅ１）
２４ 積分回路（電圧積分手段Ｆ１１，Ｆ１２）
２５ 積分回路（電流積分手段Ｇ１１，Ｇ１２）
２８ 除算回路（除算手段Ｈ１１，Ｈ１２）
４４ａ，４４ｂ 電極（Ａ，Ａ）
Ｗ ワーク
【産業上の利用分野】
この発明は、ワークを挟んだ２つの電極間に溶接用電流を流してそのジュール熱によってそのワークの溶接を行う抵抗溶接機における両電極間の抵抗を測定する装置及び方法に関するものである。
そして、特に、両電極間に流される溶接用電流が時間的に変化するものであって、両電極間の電圧を測定しようとするとその溶接用電流の時間的変化に起因して誘導電圧が生じる場合において、その誘導電圧成分に関する値を含まない正確な抵抗を測定する装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、抵抗溶接機４０では、２つの電極４４ａ，４４ｂ間に２つのワークＷ，Ｗが挟まれ、両電極４４ａ，４４ｂ間に大きな溶接用電流ｉが流され、その電流ｉによって生じたジュール熱によって両ワークＷ，Ｗが溶接される。
そして、かかる抵抗溶接溶接機による溶接の途中においては、その溶接の段階において両電極４４ａ，４４ｂ間の抵抗や電圧が変化することがわかっている。このため、その電極間の抵抗や電圧を測定することによって、その時点において溶接がどの段階まで進んでいるかがわかるのである。そして、溶接段階に応じて電極４４ａ，４４ｂの加圧等を適宜行うことによって、良好な溶接を行うことができるのである。
【０００３】
したがって、そのためには両電極４４ａ，４４ｂ間の抵抗または電圧を正確に測定することが必要である。
しかしながら、図５中のアーム４２ａから電極４４ａ，４４ｂ間を通ってアーム４２ｂを流れる溶接用電流ｉが時間的に変化するものの場合においては、各電極４４ａ，４４ｂに接続されたリード線７２ａ，７２ｂを各アーム４２ａ，４２ｂに這わせてその検出端７４ａ，７４ｂ間の電圧を検出すると、その検出電圧Ｖは次のようになる。
Ｖ＝Ｖ０ ＋Ｍ・ｄｉ／ｄｔ
ここで、Ｖ０ は電極間電圧であり、Ｖ０ ＝Ｒ・ｉと表される（Ｒは電極間抵抗である）。Ｍはリード線７２ａ，７２ｂとアーム４２ａ，４２ｂとの間の相互インダクタンスである。
すなわち、検出電圧Ｖは、電極間電圧Ｖ０ ＝Ｒ・ｉのみでなく、両アーム４２ａ，４２ｂを流れる電流ｉによって両リード線７２ａ，７２ｂに誘導される誘導電圧Ｍ・ｄｉ／ｄｔが加算された値となる。この誘導電圧成分が含まれているため、電極間電圧Ｖ０ を正確に求めることができず、電極間抵抗も正確に求めることができないのである。
【０００４】
このような背景の下、電極間電圧Ｖ０ を求めることを目的とした装置が、特開昭６２−１０１３８６号公報に開示されている。
この装置では、ロゴスキーコイルによって溶接用電流ｉの微分値ｅ（ｔ）＝−Ｍ′・ｄｉ／ｄｔが求められ（公報では−Ｍ・ｄｉ／ｄｔと表されている）、それが増幅器で増幅率αで増幅されてα・ｅ（ｔ）＝−α・Ｍ′・ｄｉ／ｄｔとされる。そして、この値が前述の検出電圧Ｖ＝Ｖ０ ＋Ｍ・ｄｉ／ｄｔ（公報ではＶ０ ＋Ｋ・ｄｉ／ｄｔと表されている）に加算されて次のようにされる。
【０００５】
しかしながら、上記の公報に記載の装置では、増幅器における増幅率αの値をα＝Ｍ／Ｍ′と設定する方法が開示されていない。このため、何度も試行錯誤的に増幅率αの値を変更し、誘導成分（Ｍ−α・Ｍ′）・ｄｉ／ｄｔがゼロとなるように導いていくしかない。
しかし、それでは、その手順が非常に煩雑であり、正確に電極間電圧Ｖ０ ＝Ｒ・ｉを求めることが困難である。このため、正確な電極間抵抗を測定することも困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、抵抗溶接機の正確な電極間抵抗を容易に測定することができる装置及び方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１に係る発明は、例えば、図１に模式的に示すように、ワークＷを挟んだ２つの電極Ａ，Ａ間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってワークＷの溶接を行う抵抗溶接機における両電極Ａ，Ａ間の抵抗を測定する装置（Ｂ１１）であり、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給し、両電極Ａ，Ａ間の電圧を検出する電圧検出手段（Ｃ１）と、両電極Ａ，Ａ間を流れる電流を時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出手段（Ｄ１）と、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電流微分値を積分して、前記両電極間に流れる溶接用電流値を算出する電流値算出手段（Ｅ１）を備えている。
又、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電圧検出手段（Ｃ１）で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分手段（Ｆ１１）と、同じタイミング間で、電流値算出手段（Ｅ１）で算出された電流値を時間的に積分する電流積分手段（Ｇ１１）とを備え、
前記電圧積分手段（Ｆ１１）による積分値を前記電流積分手段（Ｇ１１）による積分に値によって除算する除算手段（Ｈ１１）とを有する。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、例えば、図１に模式的に示すように、ワークＷを挟んだ２つの電極Ａ，Ａ間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってワークＷの溶接を行う抵抗溶接機における両電極Ａ，Ａ間の抵抗を測定する装置（Ｂ１２）であって、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給し、両電極Ａ，Ａ間の電圧を検出する電圧検出手段（Ｃ１）と、両電極Ａ，Ａ間を流れる溶接用電流ｉを時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出手段（Ｄ１）と、前記電流微分値を時間的に積分して両電極Ａ，Ａ間を流れる溶接用電流値を算出する電流値算出手段（Ｅ１）を備えている。
また、前記電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングからその積分値がゼロとなるタイミングまでの間である積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ）で、電圧検出手段（Ｃ１）で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分手段（Ｆ１２）と、前記積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ）で前記電流値を時間的に積分する電流積分手段（Ｇ１２）と、電圧積分手段（Ｆ１２）による積分値を電流積分手段（Ｇ１２）による積分値によって除算する除算手段（Ｈ１２）とを有している。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、例えば、図２に模式的に示すように、ワークＷを挟んだ２つの電極Ａ，Ａ間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってワークＷの溶接を行う抵抗溶接機における両電極Ａ，Ａ間の抵抗を測定する方法Ｂ２１であって、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給し、両電極Ａ，Ａ間の電圧を検出する電圧検出段階（Ｃ２）と、両電極Ａ，Ａ間を流れる溶接用電流ｉを時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出段階（Ｄ２）と、前記電流微分値を時間的に積分して両電極Ａ，Ａ間を流れる溶接用電流値を算出する電流値算出段階（Ｅ２）と、前記電流値の大きさが相互に一致する２つのタイミング間である電流一致タイミング間（Ｔ n ）で、電圧検出段階（Ｃ２）で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分段階（Ｆ２１）と、前記電流一致タイミング間（Ｔ n ）で前記電流値を時間的に積分する電流積分段階（Ｇ２１）と、電圧積分段階（Ｆ２１）による積分値を電流積分段階（Ｇ２１）による積分値によって除算する除算段階（Ｈ２１）とを有する。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、例えば、図２に模式的に示すように、ワークＷを挟んだ２つの電極Ａ，Ａ間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってワークＷの溶接を行う抵抗溶接機における両電極Ａ，Ａ間の抵抗を測定する方法（Ｂ２２）であって、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給し、両電極Ａ，Ａ間の電圧を検出する電圧検出段階（Ｃ２）と、両電極Ａ，Ａ間を流れる電流を時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出段階（Ｄ２）と、前記電流微分値を時間的に積分して両電極Ａ，Ａ間を流れる電流値を算出する電流値算出段階（Ｅ２）と、前記電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングからその積分値がゼロとなるタイミングまでの間である積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ）で、電圧検出段階（Ｃ２）で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分段階（Ｆ２２）と、前記積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ）で前記電流値を時間的に積分する電流積分段階（Ｇ２２）と、電圧積分段階（Ｆ２２）による積分値を電流積分段階（Ｇ２２）による積分値によって除算する除算段階（Ｈ２２）とを有する。
【００１１】
【作用】
請求項１に係る発明において、前記電極Ａ，Ａ間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させるインバータ回路を介して供給され、まず、電圧検出手段（Ｃ１）によって、各電極Ａ，Ａ間の電圧（検出電圧）が検出される。この検出電圧には、両電極Ａ，Ａ間の電圧のみでなく、電極Ａ，Ａ間に流される電流の時間的変化に起因する誘導電圧成分が含まれている。
一方、電流微分値検出手段（Ｄ１）によって、両電極Ａ，Ａ間を流れる電流を時間的に微分した値である電流微分値が検出され、その電流微分値が電流値算出手段（Ｅ１）によって時間的に積分され、両電極Ａ，Ａ間を流れる電流値が算出される。
そして、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間で、電圧積分手段（Ｆ１１）によって電圧検出手段（Ｃ１）で検出された電圧を時間的に積分する。
その際、その検出電圧に含まれる前記誘導電圧成分は前記電流微分値に比例するものであり、この電圧積分手段（Ｆ１１）による積分の範囲（溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間（Ｔ n ））が、前述したように両電極Ａ，Ａ間を流れる電流値（これは前記電流微分値が電流値算出手段（Ｅ１）によって積分されて算出されたものである）が、相互に一致するタイミング間であるため、その誘導電圧成分が電流一致タイミング間（Ｔ n ）にわたって積分された値はゼロとなる。
すなわち、検出電圧に含まれる誘導電圧成分は、電圧積分手段（Ｆ１１）によって電流一致タイミング間にわたって積分されることによって除去されるのである。
一方、電流積分手段（Ｇ１１）によって、電流値算出手段（Ｅ１）で算出された電流値は、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間で積分される。
そして、除算手段（Ｈ１１）によって、電圧積分手段（Ｆ１１）による積分値が電流積分手段（Ｇ１１）による積分値によって除算され、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓより大きな値となる隣り合うタイミング間での平均的な抵抗が求められる。
その際、この電圧積分手段（Ｆ１１）による積分値には前述したように誘導電圧成分が含まれていないため、その抵抗は、誘導電圧成分に関する値を含まない正確な電極Ａ，Ａ間の抵抗なのである。
このようにして、請求項１に係る発明の電極間抵抗測定装置（Ｂ１１）によって、誘導電圧成分に関する値を含まない正確な電極Ａ，Ａ間の抵抗が容易に測定されるのである。
【００１２】
また、請求項２に係る発明においては、まず、請求項１の発明と同様に、電圧検出手段（Ｃ１）によって両電極Ａ，Ａ間の電圧（検出電圧）が検出され、電流微分値検出手段（Ｄ１）によって両電極Ａ，Ａ間を流れる電流を時間的に微分した値である電流微分値が検出され、電流値算出手段（Ｅ１）によって両電極Ａ，Ａ間を流れる電流値が算出される。
そして、電圧積分手段（Ｆ１２）によって、その電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングからその積分値がゼロとなるタイミングまでの間（積分値ゼロタイミング間）において、前記検出電圧が時間的に積分される。その際、その検出電圧に含まれる前記誘導電圧成分は前記電流微分値に比例するものであり、この電圧積分手段（Ｆ１２）による積分の範囲（積分値ゼロタイミング間（Ｔ n ））が前記電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングからその積分値がゼロとなるタイミングまでの範囲であるため、その誘導電圧成分が積分値ゼロタイミング間にわたって積分された値はゼロとなる。すなわち、検出電圧に含まれる誘導電圧成分は、電圧積分手段（Ｆ１２）によって積分値ゼロタイミング間にわたって積分されることによって除去されるのである。
一方、電流積分手段（Ｇ１２）によって、前記積分値ゼロタイミング間にわたって前記電流値が時間的に積分される。
そして、除算手段（Ｈ１２）によって、電圧積分手段（Ｆ１２）による積分値が電流積分手段（Ｇ１２）による積分値によって除算され、積分値ゼロタイミング間の平均的な抵抗が求められる。その際、この電圧積分手段（Ｆ１２）による積分値には前述したように誘導電圧成分が含まれていないため、その抵抗は、誘導電圧成分に関する値を含まない正確な電極Ａ，Ａ間の抵抗なのである。
このようにして、請求項２に係る発明の電極間抵抗測定装置（Ｂ１２）によっても、誘導電圧成分に関する値を含まない正確な電極Ａ，Ａ間の抵抗が容易に測定されるのである。
【００１３】
また、請求項３に係る発明においては、請求項１に係る発明の各手段Ｃ１〜Ｈ１１による処理が、対応する各段階Ｃ２〜Ｈ２１において行われ、両電極Ａ，Ａ間の抵抗が容易に測定される。
【００１４】
また、請求項４に係る発明においては、請求項２に係る発明の各手段Ｃ１〜Ｈ１２による処理が、対応する各段階Ｃ２〜Ｈ２２において行われ、両電極Ａ，Ａ間の抵抗が容易に測定される。
【００１５】
【実施例】
＜第１実施例＞
次に、請求項１及び請求項３の発明を具体化した実施例を図３〜図７に基づいて説明する。
図３及び図４に示すように、電極間抵抗検出回路はＣＰＵ１０に接続されており（図３）、各種の回路１２，１４，１６等を有している（図４）。そのうちの抵抗溶接機４０（図３及び図４中符号なし）は、図５に示すように、１対のアーム４２ａ，４２ｂを有し、その先端には電極４４ａ，４４ｂ（電極Ａ，Ａに該当する）が設けられている（図３及び図４も参照）。そして、図３中の電源回路３０及びスイッチング回路３２によって、アーム４２ａから電極４４ａ，４４ｂ間を経てアーム４２ｂに溶接用電流ｉが流され、両電極４４ａ，４４ｂ間に挟まれたワークＷ，Ｗにおいて発生したジュール熱によって両ワークＷ，Ｗが溶接されるのである。
【００１６】
まず、図３中の電源回路３０及びスイッチング回路３２について、図６に基づいて説明する。交流電源５０からの電流は、整流回路５２によって整流されて脈流とされ、コンデンサ５４によって平滑化され、トランジスタ回路５６を流れる。トランジスタ回路５６のトランジスタ５８ａ及びトランジスタ５８ｂには、インバータ制御のためのパルス状のスイッチング信号を出力するスイッチング回路３２が接続されている。スイッチング回路３２では、両信号出力線６０ａ，６０ｂからともにオフ信号が出力される時間を挟んで、各信号出力線６０ａ，６０ｂから交互にオン信号が出力される。これによって、順に、トランジスタ５８ａがオン，両トランジスタ５８ａ，５８ｂがオフ，トランジスタ５８ｂがオン，両トランジスタ５８ａ，５８ｂがオフとされ（以下、トランジスタ５８ａ，５８ｂの一方がオン状態のことをトランジスタ５８がオン状態であるといい、両トランジスタ５８ａ，５８ｂともオフ状態のことをトランジスタ５８がオフ状態であるという）、変圧器６２の１次コイル６４側では、どちらの方向へも電流が流れない時間を挟んで各方向へ交互へ電流が流れる。
そして、その変圧器６２及びダイオード６６を経て、電極４４ａ，４４ｂ間には、図７（１） に示すように、変圧され整流されかつかなり平滑化された溶接用電流ｉが流れる。すなわち、トランジスタ５８がオン状態とされると徐々に電流ｉが増加していき、オフ状態とされると徐々に電流ｉが減少していくのであり、電流ｉの値は図示のように三角波状となるのである。このように、溶接用電流ｉは時間的に変化するのである。なお、この図７（１） のグラフは、以下のようにして、図７（２） のグラフから算出されるのである。
【００１７】
図３に示すように、一方の電極４４ａにはトロイダルコイル７０が設けられており、それに基づいて電流微分値検出回路１２（電流微分値検出手段Ｄに該当する）によって、電極４４ａ，４４ｂ間を流れる溶接用電流ｉを時間的に微分した値（電流微分値）ｄｉ／ｄｔが検出される。その検出結果は図７（２） のとおりである。
そして、電極４４ａ，４４ｂ間に溶接用電流ｉが通電中であると通電検出回路１７によって検出されている間にわたって、この図７（２） の電流微分値ｄｉ／ｄｔが積分回路１６（電流値算出手段Ｅ１に該当する）によって積分され、前述した図７（１） の溶接用電流ｉの値が算出される。
【００１８】
また、図３〜図６に示すように、各電極４４ａ，４４ｂにはリード線７２ａ，７２ｂが接続されており、各リード線７２ａ，７２ｂは各アーム４２ａ，４２ｂを這わせられ、その検出端７４ａ，７４ｂは電圧検出回路１４（電圧検出手段Ｃに該当する）に接続されている。その検出端間電圧Ｖは次式で表され、その検出結果は図７（３） のとおりである。
Ｖ＝Ｖ０ ＋Ｍ・ｄｉ／ｄｔ
ここで、Ｖ０ は電極間電圧であり、Ｖ０ ＝Ｒ・ｉと表される（Ｒは電極間抵抗である）。また、Ｍはリード線７２ａ，７２ｂとアーム４２ａ，４２ｂとの間の相互インダクタンスである。すなわち、リード線７２ａ，７２ｂにおいてはアーム４２ａ，４２ｂを流れる溶接用電流ｉによって誘導電圧Ｍ・ｄｉ／ｄｔが生じるため、両リード線７２ａ，７２ｂの検出端７４ａ，７４ｂ間には、電極間電圧Ｖ０ にその誘導成分が加算された電圧が検出されるのである。
【００１９】
一方、検出レベル設定回路２０からは、図７（１） 中に破線で示すような基準電流ｉｓが出力される。基準電流ｉｓは、図示のように、溶接用電流ｉの複数の極大値及び複数の極小値のほぼ中間の値となるようにされている。
そして、レベル判定回路２１によって、溶接用電流ｉと基準電流ｉｓとの値が比較され、両者の大きさが一致するタイミングｔ１ ，ｔ２ ，ｔ３ ，…，ｔ２ｎ−１，ｔ２ｎ，…が検出される。
そして、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓよりも大きな値となる隣り合うタイミング間（タイミングｔ１ ・ｔ２ 間，ｔ３ ・ｔ４ 間，…，ｔ２ｎ−１・ｔ２ｎ間，…）が電流一致タイミング間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎ，…とされ、各電流一致タイミング間の始期（タイミングｔ１ ，ｔ３ ，…，ｔ２ｎ−１，…）にタイミング発生回路２２から積分開始信号が各積分回路２４，２５に出力され、各電流一致タイミング間の終期（タイミングｔ２ ，ｔ４ ，…，ｔ２ｎ，…）に積分終了信号が出力される。
この各信号に基づいて、積分回路２４（電圧積分手段Ｆ１１に該当する）によって、検出端間電圧Ｖが各電流一致タイミング間ごとに積分（定積分）され、数１に示す電圧積分値ＳＶ１，ＳＶ２，…，ＳＶｎ，…が出力される。その電圧積分値ＳＶ１，ＳＶ２，…，ＳＶｎ，…の検出結果は図７（６） のとおりである。なお、以下、定積分に関する値については、添字がｎのものを適宜代表値として表現する。
【数１】
【数２】
【００２０】
また、同様に、積分回路２５（電流積分手段Ｇ１１に該当する）によって溶接用電流ｉが各電流一致タイミング間Ｔｎごとに積分され、数３に示す電流積分値ＳＩ１，ＳＩ２，…，ＳＩｎ，…が出力される。その電流積分値ＳＩ１，ＳＩ２，…，ＳＩｎ，…の検出結果は図７（７） のとおりである。
【数３】
【数４】
【００２１】
以上のように、この装置及び方法によれば、誘導成分に関する値を含まない電極間抵抗を容易に測定することができるのである。
【００２２】
なお、請求項１及び３に係る発明における電流一致タイミング間は、この第１実施例のように溶接用電流ｉが基準電流ｉｓよりも大きな値となる隣り合うタイミング間（タイミングｔ１ ・ｔ２ 間，ｔ３ ・ｔ４ 間，…，ｔ２ｎ−１・ｔ２ｎ間，…）に限らず、タイミングｔ１ ・ｔ３ 間，タイミングｔ１ ・ｔ４ 間，タイミングｔ２ ・ｔ３ 間のように、溶接用電流ｉが基準電流ｉｓと一致するタイミング間はすべて電流一致タイミング間に該当する。
また、基準電流という概念を用いなくても、電流値が相互に一致するタイミング間であれば、電流一致タイミング間に該当する。
【００２３】
＜第２実施例＞
次に、請求項２及び請求項４の発明を具体化した実施例を、図３，図５〜図８に基づいて、第１実施例との相違点を中心に説明する。
この実施例は、第１実施例における定積分をするタイミング間の求め方に以下のような違いがある。そのために、図３中の電極間抵抗検出回路１０２において、図４中の検出レベル設定回路２０及びレベル判定回路２１のかわりに、図８に示すように、積分回路９０及びタイミング検出回路９１が設けられている。
【００２４】
まず、溶接用電流ｉが通電中である間にわたって図７（２） の電流微分値ｄｉ／ｄｔの値が積分回路１６によって積分されて、図７（１） の溶接用電流ｉが求められる。この点は第１実施例と同様である。
一方、図７（３） に示すように、溶接用電流ｉが増加中である際のタイミング（タイミングｔ１ ，ｔ３ ，…ｔ２ｎ−１，…）から、積分回路９０によって電流微分値ｄｉ／ｄｔの値が積分され、数５に示す電流微積分値Ｉｎが算出される（この値は溶接用電流ｉの値と所定の定数値だけ異なるのみである）。
【数５】
そして、この積分値ゼロタイミング間は数学的に第１実施例の電流一致タイミング間と一致し、積分回路２４，２５，サンプルホールド回路２６，２７，除算回路２８における処理も第１実施例と同様であるため、適宜、第１実施例と同じ記号を用いて説明する。
【００２５】
すなわち、タイミング発生回路９２によって、その積分値ゼロタイミング間Ｔｎの始期（タイミングｔ１ ，ｔ３ ，…，ｔ２ｎ−１，…）に積分開始信号が出力され、積分値ゼロタイミング間Ｔｎの終期（タイミングｔ２ ，ｔ４ ，…，ｔ２ｎ，…）に積分終了信号が出力される。この各信号に基づいて、第１実施例と同様に積分回路２４（電圧積分手段Ｆ１２）によって検出端間電圧Ｖが各積分値ゼロタイミング間Ｔｎごとに積分されて、数６に示す電圧積分値ＳＶｎが算出される。その検出結果は第１実施例と同様に図７（６） のようになる。
【数６】
【数７】
また、積分回路２５（電流積分手段Ｇ１２）によって溶接用電流ｉが各積分値ゼロタイミング間Ｔｎごとに積分されて、数８に示す電圧積分値ＳＩｎが算出される。その検出結果も第１実施例と同様に図７（７） のようになる。
【数８】
そして、第１実施例と同様に、除算回路２８（除算手段Ｈ１２）によって電圧積分値ＳＶｎが電流積分値ＳＩｎによって除算され、誘導成分に関する値を含まない電極間抵抗Ｒが、Ｒ＝ＳＶｎ／ＳＩｎとして求められるのである。
【００２８】
なお、請求項２及び４に係る発明における積分値ゼロタイミング間は、この第２実施例のように溶接用電流ｉが増加中である際のタイミングから、電流微分値ｄｉ／ｄｔが定積分された電流微積分値がゼロとなる初めてのタイミングまでのタイミング間に限らず、積分開始タイミングから積分された電流微積分値が２度目またはそれ以上においてゼロとなったタイミング（ｔ３ ，ｔ４ ，…，ｔ２ｎ−１，ｔ２ｎ，…）が積分値ゼロタイミング間の終期とされてもよし、溶接用電流ｉが減少中のタイミング（ｔ２ ，ｔ４ ，…，ｔ２ｎ，…）から積分されてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、誘導成分に関する値を含まない両電極Ａ，Ａ間の正確な抵抗を容易に測定することができる。このため、その抵抗によって溶接がどの段階まで進んでいるかがわかり、それに応じて電極Ａ，Ａの加圧等を適宜行うことによって、ワークＷを良好に溶接することができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項２の発明の内容を模式的に示したブロック図である。
【図２】請求項３及び請求項４の発明の内容を模式的に示したブロック図である。
【図３】本発明の第１・第２実施例の装置の全体を示すブロック図である。
【図４】第１実施例における図３のうちの電極間検出回路を詳しく示すブロック図である。
【図５】図３における抵抗溶接機４０の要部を示す図である。従来の一般的な抵抗溶接機４０の説明図を兼ねる。
【図６】図３における電源回路３０及びスイッチング回路３２の具体的内容を示す配線図である。
【図７】図３中の各回路における検出値を示すグラフである。
【図８】第２実施例における図３のうちの電極間検出回路を詳しく示すブロック図である。
【符号の説明】
１２ 電流微分値検出回路（電流微分値検出手段Ｄ１）
１４ 電圧検出回路（電圧検出手段Ｃ１）
１６ 積分回路（電流値算出手段Ｅ１）
２４ 積分回路（電圧積分手段Ｆ１１，Ｆ１２）
２５ 積分回路（電流積分手段Ｇ１１，Ｇ１２）
２８ 除算回路（除算手段Ｈ１１，Ｈ１２）
４４ａ，４４ｂ 電極（Ａ，Ａ）
Ｗ ワーク
Claims (4)
- ワークを挟んだ２つの電極間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってそのワークの溶接を行う抵抗溶接機における前記両電極間の抵抗を測定する装置であって、
前記電極間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させ、
前記両電極間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記両電極間に流れる溶接用電流を時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出手段と、
溶接用電流が基準電流より大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電流微分値を積分して、前記両電極間に流れる溶接用電流値を算出する電流値算出手段と、
溶接用電流が基準電流より大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電圧検出手段で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分手段と、
溶接用電流が基準電流より大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電流値算出手段で算出された電流値を時間的に積分する電流積分手段とを備え、
前記電圧積分手段による積分値を前記電流積分手段による積分に値によって除算する除算手段と
を有することを特徴とする抵抗溶接機の電極間抵抗測定装置。 - ワークを挟んだ２つの電極間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってそのワークの溶接を行う抵抗溶接機における前記両電極間の抵抗を測定する装置であって、
前記電極間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させ、
前記両電極間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記両電極間に流れる溶接用電流を時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出手段と、
前記電流微分値を時間的に積分して前記両電極間に流れる溶接用電流値を算出する電流値算出手段と、
前記電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングから、その積分値がゼロとなるタイミングまでの間である積分値ゼロタイミング間で、前記電圧検出手段で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分手段と、
前記積分値ゼロタイミング間で前記溶接用電流値を時間的に積分する電流積分手段と、
前記電圧積分手段による積分値を前記電流積分手段による積分に値によって除算する除算手段と
を有することを特徴とする抵抗溶接機の電極間抵抗測定装置。 - ワークを挟んだ２つの電極間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってそのワークの溶接を行う抵抗溶接機における前記両電極間の抵抗を測定する方法であって、
前記電極間に流す電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させ、
前記両電極間の電圧を検出する電圧検出段階と、
前記両電極間に流れる溶接用電流を時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出段階と、
溶接用電流が基準電流より大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電流微分値を積分して前記両電極間に流れる溶接用電流値を算出する電流値算出段階と、
溶接用電流が基準電流より大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電圧検出手段で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分段階と、
溶接用電流が基準電流より大きな値となる隣り合うタイミング間で、前記電流値を時間的に積分する電流積分段階と、
前記電圧積分手段による積分値を前記電流積分手段による積分に値によって除算する除算段階と
を有することを特徴とする抵抗溶接機の電極間抵抗測定方法。 - ワークを挟んだ２つの電極間に時間的に変化する電流を流してそのジュール熱によってそのワークの溶接を行う抵抗溶接機における前記両電極間の抵抗を測定する装置であって、
前記電極間に流す溶接用電流は、交流電源を整流回路を介して直流電源とし、この直流電源をスイッチング回路を介して時間的に変化させ、
前記両電極間の電圧を検出する電圧検出段階と、
前記両電極間に流れる溶接用電流を時間的に微分した値である電流微分値を検出する電流微分値検出段階と、
前記電流微分値を時間的に積分して前記両電極間に流れる溶接用電流値を算出する電流値算出段階と、
前記電流微分値を時間的に積分し始める積分開始タイミングから、その積分値がゼロとなるタイミングまでの間である積分値ゼロタイミング間で、前記電圧検出手段で検出された電圧を時間的に積分する電圧積分段階と、
前記積分値ゼロタイミング間で前記溶接用電流値を時間的に積分する電流積分段階と、
前記電圧積分手段による積分値を前記電流積分手段による積分に値によって除算する除算段階と
を有することを特徴とする抵抗溶接機の電極間抵抗測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15726193A JP3586473B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 抵抗溶接機の電極間抵抗測定装置及び測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15726193A JP3586473B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 抵抗溶接機の電極間抵抗測定装置及び測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079164A JPH079164A (ja) | 1995-01-13 |
| JP3586473B2 true JP3586473B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=15645789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15726193A Expired - Lifetime JP3586473B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 抵抗溶接機の電極間抵抗測定装置及び測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3586473B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP15726193A patent/JP3586473B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH079164A (ja) | 1995-01-13 |
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