JP3858476B2 - Quality judgment method and apparatus for spot welding - Google Patents

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JP3858476B2 JP27750698A JP27750698A JP3858476B2 JP 3858476 B2 JP3858476 B2 JP 3858476B2 JP 27750698 A JP27750698 A JP 27750698A JP 27750698 A JP27750698 A JP 27750698A JP 3858476 B2 JP3858476 B2 JP 3858476B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はスポット溶接における品質判定方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
スポット溶接は、自動車ボディを構成するパネル材同士の接合等、種々の分野において利用されている(例えば特開平9−89825号公報参照)。スポット溶接が適切に行われた否かを確認すること、つまりスポット溶接の品質良否を確認することが行われている。
【0003】
スポット溶接の品質良否の確認の1つの手法として、電極間の抵抗値変化に基づいて行うもの、より具体的には通電開始から抵抗値が最大となるまでの経過時間が、所定のしきい値よりも小さいか否かに応じて、品質良否を判定することが行われている。この点を詳述すると、抵抗値は、時間の経過に伴って、その初期時には被溶接部材としての母材の面接触増大により低下していき、その後、発熱による抵抗増大となり、抵抗値が最大となった後、通電面積の拡大(ナゲット拡大)による抵抗値の減少となる。そして、抵抗値が最大となるまでの経過時間が小さいということは、その間の発熱が十分行われていると考えられて、良品質であると判定され、逆に経過時間が大きいということは、その間の発熱が十分に行われていないので不良品質と判定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
抵抗値変化に基づいてスポット溶接の品質良否を、従来のように抵抗値が最大となるまでの経過時間のみによって判定した場合、良品質と判定されても実際には不良品質であることもあり、逆に不良品質であると判定されても実際には良品質である、ということが応々にして生じる。例えば、上記経過時間が小さくて、この間までの発熱量が十分であると考えられても、抵抗値が最大となった後の発熱量が小さすぎて、不良品質となる場合がある。また、経過時間が大きくてこの間までの発熱量が小さいと考えられるときでも、抵抗値が最大となるまでの抵抗値の上昇速度が大きくてつまり発熱量が大きくて、良品質となる場合もある。
【0005】
本発明は以上のような事情を勘案してなされてたもので、その目的は、電極間の抵抗値変化に基づいてスポット溶接の品質良否を判定する場合に、より精度よく品質の良否判定を行えるようにしたスポット溶接における品質判定方法およびその装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明方法にあっては、次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項1に記載のように、
スポット溶接時の電極間の抵抗値変化を検出する第1ステップと、
通電開始から抵抗値が最大となるまでの経過時間が、あらかじめ設定した所定時間よりも小さいか大きいかの比較結果を得る第2ステップと、
前記比較結果が大のときと小のときとで、互いに異なる抵抗値変化状態に基づいて溶接の品質良否の判定を行う第3ステップと、
を備えているようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項2〜請求項5に記載のとおりである。
【0007】
前記目的を達成するため、本発明装置にあっては、次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項6記載のように、
スポット溶接時の電極間の抵抗値変化を検出する抵抗値変化検出手段と、
前記抵抗値変化検出手段での検出結果に基づいて、通電開始から抵抗値が最大となるまでの経過時間を決定する経過時間決定手段と、
前記経過時間決定手段により決定された前記経過時間が、あらかじめ設定された所定時間よりも小さいか大きいかを判定する大小判定手段と、
前記大小判定手段での判定結果が大のときと小のときとで、互いに異なる抵抗値変化状態に基づいて溶接の品質良否の判定を行う良否判定手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項7以下に記載のとおりである。
【0008】
【発明の効果】
請求項1によれば、抵抗値が最大となる経過時間がしきい値としての所定時間よりも小さいか大きいかによって、品質良否の判定条件を振り分けて、より精度よく品質良否の判定を行うことが可能になる。
【0009】
請求項2によれば、抵抗値が最大となるまでの発熱量が小さいと考えられるとき、つまり基本的に不良品質であると判定されるようなときでも、抵抗値の上昇度合いをさらに検討することにより、良品質であるのに不良品質であると誤って判定されてしまう事態が防止される。
請求項3によれば、抵抗値が最大となるまでの発熱量が小さいと考えられるとき、つまり基本的に不良品質であると判定されるようなときでも、抵抗値の上昇度合いおよび抵抗値減少度合いをさらに検討することにより、良品質であるのに不良品質であると誤って判定されてしまう事態が防止される。
【0010】
請求項4によれば、抵抗値が最大となるまでの発熱量が大きいと考えられるとき、つまり基本的に良品質であると判定されるようなときでも、抵抗値の減少度合いをさらに検討することにより、不良品質であるのに良品質であると誤って判定されてしまう事態が防止される。
請求項5によれば、抵抗値測定のバラツキを影響を極力排除し、しかも抵抗値が最大となる前後での抵抗値の増減傾向をも加味して、抵抗値が最大となるまでの経過時間というものをより精度よく決定して、この経過時間に基づく品質良否の判定をより精度よく行う上で好ましいものとなる。
【0011】
請求項6によれば、請求項1に対応した効果を得ることのできる品質判定装置が提供される。
請求項7によれば、請求項2に対応した効果を得ることのできる品質判定装置が提供される。
請求項8によれば、請求項3に対応した効果を得ることのできる品質判定装置が提供される。
請求項9によれば、請求項4に対応した効果を得ることのできる品質判定装置が提供される。
請求項10によれば、請求項5に対応した効果を得ることのできる品質判定
が提供される。
請求項11によれば、電極間の抵抗値変化を、電極間の電圧と、電極を流れる電流との関係から簡単に決定することができる。
【0012】
図1に、スポット溶接時において、一対の電極間における抵抗値が変化する様子の代表的な例が示され、図1中(a)〜(d)で示される符号は、図2の(a)〜(d)の状態に対応している。すなわち、図2において、1、2は被溶接部材としての母材であり、3、4はスポット溶接用の電極である。図1において、スポット溶接の初期時には、母材1、2同士の接触面積増大による抵抗値減少が現れる。この後、通電路の温度上昇(ジュール熱発生)により、抵抗値が増大される。抵抗値が最大となった付近でナゲット5(図2の(c)、(d)参照)が生成され、通電終了時点ではナゲット5が所望の十分な大きさに成長される。なお、実施形態では、通電時間は一定の15サイクル(1サイクル=1/60秒)とされて、抵抗値検出は0.5サイクル毎に行われている。
【0013】
図3は、図1のような抵抗値変化を検出するための一例を示すものであり、電極3、4間の電圧が検出されると共に、電極を流れる電流が検出されて、検出された電圧と電流とから電極間抵抗値が決定されるようになっている。なお、電極を流れる電流検出のために、一方の電極3にトロイダルコイル6が付設される。
【0014】
まず、電極間の電圧の検出のために、A/D変換器7を経て、チップ間(電極間)電圧がサンプリングされ(図3の(a))、その後誘導電圧が除去され(図3の(b))、最後に電圧実効値が演算される(図3の(c)で0.5サイクル毎)。また、電流は、A/D変換器7を経て、誘導電圧がサンプリングされ(図3の(d))、その後積分処理されて電流値が決定され(図3の(e))、最後に実効値電流が演算される(図3の(f)で、0.5サイクル毎)。上述のようにして得られた実効値電圧と実効値電流とに基づいて抵抗値(の変化)が決定される(図3の(g)で、0.5サイクル毎)。
【0015】
上述のようにして得られた電極間の抵抗値変化が、良否判定部(図3の(h))に入力されて、この良否判定部によって、後述のようにして、スポット溶接の良否が判定される。スポット溶接の良否判定の前提として、通電開始から抵抗値が最大値(ピーク値)となるまでの経過時間が決定されるが、この経過時間の決定が、次のようにして行われる。すなわち、図4に示すように、抵抗値が上昇つまり増大しているとき、抵抗値上昇の最大傾きを示す特性線がαとして決定され、また抵抗値減少の最大傾きを示す特性線がβとして決定される。そして、両方の特性線αとβとの交点γに対応した時点までの経過時間が、抵抗値が最大となる上記経過時間として決定される。なお、図3の(a)〜(h)までの各部分は、マイクロコンピュ−タを利用して構成された制御ユニット(コントロ−ラ)での機能別の制御部分をブロック図的に示すものである。
【0016】
図5〜図8は、抵抗値が最大となる経過時間のみによってスポット溶接の品質良否を判定した場合に、判定誤まりを生じ易いことを説明するためのものである。まず、図5は、通電径が母材1、2の溶融に伴って広がっていく溶接例を示すもので、図5の符号1番、2番、3番がナゲット5の成長していく過程を示し、そのときの抵抗値変化の様子が図6に示される。この場合の抵抗値変化の特徴は、抵抗値が最大となるまでの経過時間が小さく(短く)、ナゲット径の成長とともに通電径が拡大して抵抗値が減少する。
【0017】
次に、図7は、通電径が初期に広がって、溶融が縦方向(母材1、2の重なり方向)に広がっていく場合を示し、そのときの抵抗値変化の様子が図8に示される。この場合の特徴は、初期に通電径が確保されるために発熱による抵抗増が緩やかとなり、抵抗値が最大となるまでの経過時間が大きい(長い)ものとなり、ナゲット径の成長による通電径の拡大が少ないために抵抗値の減少が少ないものとなる。
【0018】
図5の場合において、経過時間が小さいものの、抵抗値が最大となってからの発熱量が不十分で、不良品質となる場合も有り、このような不良品質を良品質と誤判定されてしまう事態を防止することが望まれる。また、図7の場合において、経過時間が大きいものの、抵抗値の上昇速度が十分大きかったり、抵抗値が最大となった後の抵抗値減少量が十分に大きくて、結果として発熱量が十分確保されて良品質となる場合も多く、このような良品質を不良品質と誤判定してしまう事態を防止することが望まれる。
【0019】
図9は、本発明によるスポット溶接の品質判定例を示すフロ−チャ−トであり、以下この図9について説明するが、図9は図3の(h)で示す良否判定部での制御内容に相当する。なお、図9の例では、基本的に、経過時間が所定時間(所定のしきい値)よりも大きいか小さいかによって、品質良否の判定条件を変更するようにしてある。
【0020】
まず、Q(ステップ−以下同じ)1において、前述した抵抗値変化がモニタリングされた後、Q2において、初期発熱量を示す波形パラメ−タが算出される。Q3においては、初期発熱量が大きいか否か(所定のしきい値以上であるか否か)が判別され、このQ3の判別でNOのときは、初期エネルギが絶対的に不足しているときなので、Q13において不良品質と判定される(NG判定)。
【0021】
Q3の判別でYESのときは、Q4において、抵抗値が最大となるまでの経過時間が、あらかじめ設定された所定時間(所定のしきい値)よりも大きいか否かが判別される。このQ4の判別でNOのときは、基本的に良品質のときであるが、不良品質である場合を考慮して、図5、図6の判別が行われる。すなわち、Q5において、抵抗値が最大となってから、当該最大抵抗値から通電終了までの間での抵抗値減少量(最大減少量)が大きいか否か、より具体的には抵抗値減少量が所定のしきい値α1以上であるか否かが判別される。このQ5の判別でYESのときは、抵抗値が最大となってからの発熱量も十分確保されているので、Q8において良品質と判定される(OK判定)。
【0022】
前記Q5の判別でNOのときは、さらに、Q6において、抵抗値が最大となった後における抵抗値減少速度が大きいか否か、つまり抵抗値の最大減少速度が所定のしきい値以上であるか否かが判別される。このQ6の判別でYESのときは、抵抗値が最大となった後の発熱量も十分大きいとして、Q8において良品質であると判定される。Q6の判別でNOのときは、Q7において、不良品質であると判定される。
【0023】
Q4の判別でYESのときは、基本的に不良品質であると考えられるときであるが、良品質である場合を考慮して、Q9〜Q11の判別が行われる。すなわち、Q9において、抵抗値が最大となった後の抵抗値減少量が大きいか否か、つまり抵抗値の最大減少量が所定のしきい値α2(α2=α1でもよいが、α2<α1とするのが好ましい)以上であるか否かが判別される。Q9の判別でYESのときは、Q10において、抵抗値が最大となるまでの間における抵抗値の上昇速度が大きいか否か、つまり抵抗値の最大上昇速度が所定のしきい値以上であるか否かが判別される。Q10の判別でYESのときは、Q11において、抵抗値が最大となるまでの間における抵抗値の上昇加速度が大きいか否か、つまり抵抗値の最大上昇加速度が所定のしきい値以上であるか否かが判別される。Q11の判別でYESのときは、Q12において、良品質であると判定される。前記Q9、Q10あるいはQ11の判別でNOのときは、それぞれ不良品質であると判定される。
【0024】
図9を補足説明すると、Q6は、品質判定の精度をより向上させるために設けたものであり、無くてもよいものである。また、Q5は、抵抗値の減少度合いを示すものであり、この抵抗値減少量の代わりに、抵抗値の減少速度が大きいか否かの判別を行うようにしてもよい(抵抗値減少速度が所定のしきい値よりも大きいときに良品質判定とする)。また、抵抗値減少量および抵抗値減少速度の両方でもって判定するようにしてもよく、この場合は、抵抗値減少量が所定のしきい値よりも大きいとき、または抵抗値減少速度が所定のしきい値よりも大きいときのいずれか一方の条件を満足したときに、良品質であると判定するようにしてもよい(or条件設定であり、不良品質をより積極的に除外するにはand条件設定とすることも可能)。
【0025】
Q4の判別でYESのときにおいて、Q12の判別は無くともよいものである。また、Q10での抵抗値上昇速度は抵抗値上昇割合を示すものであるが、抵抗値上昇割合としては、抵抗値上昇量とすることもできる。さらに、Q9は無くともよいものであるが、不良品質を良品質と誤判定するのをより確実に防止する上においては、Q9を設定しておくのが好ましい。いずれにしても、Q4の判別でYESのときのときは、良品質をピックアップする過程となるので、良品質と判定される条件を厳しくする方向での設定が好ましい。すなわち、Q4の判別でNOのときの良品質と判定される条件を、複数の条件設定のor条件とするのに対して、Q4の判別でYESのときの良品質と判定される条件は、複数の条件設定がなされているときはand条件とするのが好ましい。
【0026】
抵抗値が最大となるまでの経過時間は、図4のようにして決定することなく、従来同様、各サンプリング時点の検出抵抗値のうち最大抵抗値を示す時点までをそのまま経過時間として決定するようにしてもよい。本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】スポット溶接における抵抗値変化の様子の一例を示す特性図。
【図2】図1の特性図における各溶接進行状況での溶接状態を示す説明図。
【図3】抵抗値変化の検出と品質判定を行うめの制御系統例を示す図。
【図4】抵抗値が最大となるまでの経過時間の好ましい決定例を示す図。
【図5】ナゲットの成長過程の一例を示す簡略断面図。
【図6】図5での抵抗値変化を示す図。
【図7】ナゲットの成長過程の別の例を示す簡略断面図。
【図8】図7での抵抗値変化を示す図。
【図9】本発明の品質判定のための制御例を示すフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
1、2:母材
3、4:電極
5:ナゲット
6:トロイダルコイル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a quality determination method and apparatus for spot welding.
[0002]
[Prior art]
Spot welding is used in various fields such as joining of panel members constituting an automobile body (see, for example, JP-A-9-89825). Confirming whether or not spot welding has been properly performed, that is, confirming the quality of spot welding is performed.
[0003]
One method for confirming the quality of spot welding is based on a change in resistance value between electrodes. More specifically, the elapsed time from the start of energization to the maximum resistance value is a predetermined threshold value. It is determined whether the quality is good or not according to whether or not it is smaller. To elaborate on this point, with the passage of time, the resistance value decreases at the initial stage due to an increase in the surface contact of the base material as a member to be welded. After that, the resistance value is reduced by enlarging the current-carrying area (nugget expansion). And that the elapsed time until the resistance value becomes maximum is small, it is considered that the heat generation during that time is sufficiently performed, it is determined that the quality is good, and conversely, the elapsed time is large, Since the heat generation during that time is not sufficiently performed, it is determined that the quality is defective.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
If the quality of spot welding is determined based on the resistance value change only by the elapsed time until the resistance value reaches the maximum value as in the past, even if it is determined to be good quality, it may actually be defective quality. On the other hand, even if it is determined that the quality is poor, it actually occurs that the quality is actually good. For example, even if it is considered that the elapsed time is small and the amount of heat generated until this time is sufficient, the amount of heat generated after the resistance value becomes maximum may be too small, resulting in poor quality. Even when the elapsed time is large and the amount of heat generated up to this point is considered to be small, there is a case where the resistance value rises until the resistance value reaches the maximum, that is, the amount of heat generation is large, that is, the heat generation amount is large, resulting in good quality .
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to perform quality determination with higher accuracy when determining quality of spot welding based on a change in resistance value between electrodes. An object of the present invention is to provide a quality determination method and apparatus for spot welding that can be performed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the following solution is adopted in the method of the present invention. That is, as described in claim 1 in the claims,
A first step of detecting a change in resistance value between electrodes during spot welding;
A second step of obtaining a comparison result of whether the elapsed time from the start of energization to the maximum resistance value is smaller or larger than a predetermined time set in advance;
A third step of determining whether the quality of welding is good or not based on different resistance value change states when the comparison result is large and small;
It is supposed to be equipped with. Preferred embodiments based on the above solution are as described in claims 2 to 5 in the claims.
[0007]
In order to achieve the above object, the following solution is adopted in the device of the present invention. That is, as described in claim 6 in the scope of claims,
Resistance value change detection means for detecting a resistance value change between electrodes during spot welding;
Elapsed time determination means for determining an elapsed time from the start of energization to the maximum resistance value based on the detection result of the resistance value change detection means;
A magnitude determination means for determining whether the elapsed time determined by the elapsed time determination means is smaller or larger than a predetermined time set in advance;
When the determination result by the size determination means is large and when it is small, the quality determination means for determining quality of welding based on different resistance value change states;
It is supposed to be equipped with. A preferred mode based on the above solution is as described in claim 7 and subsequent claims.
[0008]
【The invention's effect】
According to the first aspect, the quality determination is made more accurately by allocating the quality determination condition depending on whether the elapsed time when the resistance value is maximum is smaller or larger than the predetermined time as the threshold value. Is possible.
[0009]
According to the second aspect, the degree of increase in the resistance value is further examined even when the amount of heat generated until the resistance value is maximized is considered to be small, that is, when it is basically determined to be defective quality. As a result, it is possible to prevent a situation in which it is erroneously determined that the quality is defective even though the quality is good.
According to the third aspect, even when it is considered that the heat generation amount until the resistance value reaches the maximum is small, that is, when it is basically determined that the quality is poor, the resistance value increases and the resistance value decreases. By further examining the degree, it is possible to prevent a situation in which it is erroneously determined to be defective quality although it is good quality.
[0010]
According to the fourth aspect, the degree of decrease in the resistance value is further examined even when the amount of heat generated until the resistance value is maximized is considered to be large, that is, when the quality is basically determined to be good. Thus, it is possible to prevent a situation in which the quality is erroneously determined to be good quality although it is defective quality.
According to the fifth aspect, the elapsed time until the resistance value reaches the maximum is obtained by eliminating the influence of the variation in the resistance value as much as possible and taking into account the tendency of the resistance value to increase and decrease before and after the resistance value becomes the maximum. This is preferable for more accurately determining quality and determining quality quality based on this elapsed time.
[0011]
According to claim 6, there is provided a quality judgment device capable of obtaining the effect corresponding to claim 1.
According to claim 7, there is provided a quality judgment device capable of obtaining the effect corresponding to claim 2.
According to claim 8, there is provided a quality judgment device capable of obtaining the effect corresponding to claim 3.
According to the ninth aspect, there is provided a quality judgment device capable of obtaining the effect corresponding to the fourth aspect.
According to the tenth aspect, the quality determination capable of obtaining the effect corresponding to the fifth aspect is provided.
According to the eleventh aspect, the change in resistance value between the electrodes can be easily determined from the relationship between the voltage between the electrodes and the current flowing through the electrodes.
[0012]
FIG. 1 shows a typical example in which the resistance value between a pair of electrodes changes during spot welding. Reference numerals (a) to (d) in FIG. ) To (d). That is, in FIG. 2, 1 and 2 are base materials as members to be welded, and 3 and 4 are electrodes for spot welding. In FIG. 1, at the initial stage of spot welding, a resistance value decrease due to an increase in contact area between the base materials 1 and 2 appears. Thereafter, the resistance value is increased due to the temperature rise of the energizing path (generation of Joule heat). A nugget 5 (see FIGS. 2C and 2D) is generated in the vicinity of the maximum resistance value, and the nugget 5 is grown to a desired and sufficient size at the end of energization. In the embodiment, the energization time is a fixed 15 cycles (1 cycle = 1/60 seconds), and the resistance value detection is performed every 0.5 cycle.
[0013]
FIG. 3 shows an example for detecting a change in resistance value as shown in FIG. 1. The voltage between the electrodes 3 and 4 is detected, and the current flowing through the electrodes is detected, and the detected voltage is detected. The resistance value between the electrodes is determined from the current and the current. Note that a toroidal coil 6 is attached to one of the electrodes 3 in order to detect a current flowing through the electrode.
[0014]
First, in order to detect the voltage between the electrodes, the voltage between the chips (between the electrodes) is sampled through the A / D converter 7 ((a) in FIG. 3), and then the induced voltage is removed (in FIG. 3). (B)) Finally, the effective voltage value is calculated (every 0.5 cycle in FIG. 3C). In addition, the induced voltage is sampled through the A / D converter 7 ((d) in FIG. 3), and the current is then integrated to determine the current value ((e) in FIG. 3). The value current is calculated (in FIG. 3, (f), every 0.5 cycle). The resistance value (change) is determined based on the effective value voltage and effective value current obtained as described above (in FIG. 3, (g), every 0.5 cycle).
[0015]
The change in resistance value between the electrodes obtained as described above is input to a pass / fail determination unit ((h) in FIG. 3), and the pass / fail determination unit determines pass / fail of spot welding as described later. Is done. As a premise for determining the quality of spot welding, the elapsed time from the start of energization until the resistance value reaches the maximum value (peak value) is determined, and this elapsed time is determined as follows. That is, as shown in FIG. 4, when the resistance value increases, that is, increases, the characteristic line indicating the maximum inclination of the resistance value increase is determined as α, and the characteristic line indicating the maximum inclination of the resistance value decrease is determined as β. It is determined. Then, the elapsed time up to the time corresponding to the intersection γ of both characteristic lines α and β is determined as the elapsed time at which the resistance value is maximized. In addition, each part from (a) to (h) in FIG. 3 is a block diagram showing control parts according to function in a control unit (controller) configured using a microcomputer. It is.
[0016]
FIGS. 5 to 8 are for explaining that a determination error is likely to occur when the quality of spot welding is determined only by the elapsed time at which the resistance value is maximum. First, FIG. 5 shows a welding example in which the energization diameter expands with the melting of the base materials 1 and 2, and the process in which the numbers 1, 2, and 3 in FIG. 5 grow the nugget 5. FIG. 6 shows how the resistance value changes at that time. The characteristic of the resistance value change in this case is that the elapsed time until the resistance value reaches the maximum is short (short), and the energization diameter increases as the nugget diameter grows, and the resistance value decreases.
[0017]
Next, FIG. 7 shows a case where the energized diameter spreads in the initial stage and the melting spreads in the vertical direction (the overlapping direction of the base materials 1 and 2), and the state of resistance change at that time is shown in FIG. It is. The feature in this case is that the resistance diameter due to heat generation is moderated because the current diameter is secured in the initial stage, and the elapsed time until the resistance value is maximized is long (long). Since the expansion is small, the decrease in resistance value is small.
[0018]
In the case of FIG. 5, although the elapsed time is small, there is a case where the amount of heat generated after the resistance value is maximized is insufficient, resulting in defective quality, and such defective quality is erroneously determined as good quality. It is desirable to prevent the situation. In the case of FIG. 7, although the elapsed time is large, the rate of increase in the resistance value is sufficiently large, or the amount of decrease in the resistance value after the resistance value is maximized is sufficiently large. As a result, a sufficient amount of heat generation is ensured. In many cases, good quality is obtained, and it is desirable to prevent such a good quality from being erroneously determined as defective.
[0019]
FIG. 9 is a flow chart showing an example of spot welding quality judgment according to the present invention, and FIG. 9 will be described below. FIG. 9 shows the contents of control in the pass / fail judgment unit shown in FIG. It corresponds to. In the example of FIG. 9, the quality determination condition is basically changed depending on whether the elapsed time is longer or smaller than a predetermined time (predetermined threshold).
[0020]
First, in Q (step—the same applies hereinafter) 1, after monitoring the above-described change in resistance value, in Q2, a waveform parameter indicating the initial heat generation amount is calculated. In Q3, it is determined whether or not the initial heat generation amount is large (whether or not it is equal to or greater than a predetermined threshold value). If the determination in Q3 is NO, the initial energy is absolutely insufficient. Therefore, in Q13, it is determined as defective quality (NG determination).
[0021]
If YES in Q3, it is determined in Q4 whether the elapsed time until the resistance value becomes maximum is longer than a predetermined time (predetermined threshold value) set in advance. When the determination of Q4 is NO, it is basically the case of good quality, but the determination of FIGS. 5 and 6 is performed in consideration of the case of poor quality. That is, in Q5, whether or not the resistance value reduction amount (maximum reduction amount) from the maximum resistance value to the end of energization after the resistance value becomes maximum is large, more specifically, the resistance value reduction amount. Is greater than or equal to a predetermined threshold value α1. If the determination in Q5 is YES, the amount of heat generated after the resistance value is maximized is sufficiently secured, so that the quality is determined to be good in Q8 (OK determination).
[0022]
If the determination in Q5 is NO, further, in Q6, whether or not the resistance value decrease rate after the resistance value becomes maximum is large, that is, the maximum resistance value decrease rate is equal to or greater than a predetermined threshold value. Is determined. If the determination in Q6 is YES, the amount of heat generated after the resistance value is maximized is sufficiently large, and it is determined in Q8 that the quality is good. When the determination in Q6 is NO, it is determined in Q7 that the quality is defective.
[0023]
When the determination in Q4 is YES, it is basically considered that the quality is defective, but the determination of Q9 to Q11 is performed in consideration of the case of good quality. That is, in Q9, whether or not the resistance value decrease amount after the resistance value becomes maximum is large, that is, the maximum resistance value decrease amount may be a predetermined threshold value α2 (α2 = α1 or α2 <α1). Whether or not is greater than or equal to). If YES in Q9, whether or not the increase rate of the resistance value is large in Q10 until the resistance value becomes maximum, that is, whether or not the maximum increase rate of the resistance value is equal to or greater than a predetermined threshold value. It is determined whether or not. If the determination in Q10 is YES, in Q11, is the resistance value increasing acceleration until the resistance value reaches the maximum value, that is, whether the resistance value maximum increasing acceleration is equal to or greater than a predetermined threshold value? It is determined whether or not. If the determination in Q11 is YES, it is determined in Q12 that the quality is good. When the determination of Q9, Q10 or Q11 is NO, it is determined that the quality is defective.
[0024]
If FIG. 9 is supplementarily explained, Q6 is provided in order to further improve the accuracy of quality determination, and may be omitted. Q5 indicates the degree of decrease in the resistance value, and instead of the amount of decrease in the resistance value, it may be determined whether or not the rate of decrease in the resistance value is large (the resistance value decrease rate is When it is larger than a predetermined threshold value, the quality is judged as good). The determination may be made by both the resistance value decrease amount and the resistance value decrease rate. In this case, when the resistance value decrease amount is larger than a predetermined threshold value, or the resistance value decrease rate is a predetermined value. It may be determined that the quality is good when one of the conditions when the value is larger than the threshold value is satisfied (or condition setting, and in order to more positively exclude defective quality and It is also possible to set conditions.)
[0025]
When YES is determined in Q4, it is not necessary to determine Q12. Moreover, although the resistance value increasing speed at Q10 indicates the resistance value increasing rate, the resistance value increasing rate may be the resistance value increasing amount. Further, although Q9 may be omitted, it is preferable to set Q9 in order to more surely prevent erroneous determination of defective quality as good quality. In any case, when the determination in Q4 is YES, it is a process of picking up good quality, so it is preferable to set in a direction in which conditions for determining good quality are tightened. That is, the condition that is determined to be good quality when NO is determined in Q4 is the or condition of a plurality of condition settings, whereas the condition that is determined to be good quality when YES is determined in Q4 is When a plurality of conditions are set, it is preferable to set the and condition.
[0026]
The elapsed time until the resistance value reaches the maximum is not determined as shown in FIG. 4, but the time until the point indicating the maximum resistance value among the detected resistance values at each sampling time is determined as it is, as in the past. It may be. The object of the present invention is not limited to what is explicitly stated, but also implicitly includes providing what is substantially preferred or expressed as an advantage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a characteristic diagram showing an example of a change in resistance value in spot welding.
FIG. 2 is an explanatory view showing a welding state in each welding progress state in the characteristic diagram of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing an example of a control system for detecting a change in resistance value and determining quality.
FIG. 4 is a diagram illustrating a preferable example of determining an elapsed time until the resistance value becomes maximum.
FIG. 5 is a simplified cross-sectional view showing an example of a nugget growth process.
6 is a diagram showing a change in resistance value in FIG. 5;
FIG. 7 is a simplified cross-sectional view showing another example of the nugget growth process.
FIG. 8 is a diagram showing a change in resistance value in FIG. 7;
FIG. 9 is a flowchart showing a control example for quality judgment according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2: Base material 3, 4: Electrode 5: Nugget 6: Toroidal coil

Claims (11)

スポット溶接時の電極間の抵抗値変化を検出する第1ステップと、
通電開始から抵抗値が最大となるまでの経過時間が、あらかじめ設定した所定時間よりも小さいか大きいかの比較結果を得る第2ステップと、
前記比較結果が大のときと小のときとで、互いに異なる抵抗値変化状態に基づいて溶接の品質良否の判定を行う第3ステップと、
を備えていることを特徴とするスポット溶接における品質判定方法。
A first step of detecting a change in resistance value between electrodes during spot welding;
A second step of obtaining a comparison result of whether the elapsed time from the start of energization to the maximum resistance value is smaller or larger than a predetermined time set in advance;
A third step of determining whether the quality of welding is good or not based on different resistance value change states when the comparison result is large and small;
A method for judging quality in spot welding, characterized by comprising:
請求項1において、
前記第2ステップでの比較結果が大のときは、前記第3ステップにおける抵抗値変化状態が抵抗値の上昇度合とされる、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定方法。
In claim 1,
When the comparison result in the second step is large, the resistance value change state in the third step is the degree of increase in the resistance value.
A quality judgment method in spot welding characterized by the above.
請求項1において、
前記第2ステップでの比較結果が大のときは、前記第3ステップにおける抵抗値変化状態が、抵抗値の上昇度合および抵抗値の減少度合いとされる、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定方法。
In claim 1,
When the comparison result in the second step is large, the resistance value change state in the third step is a resistance value increase degree and a resistance value decrease degree.
A quality judgment method in spot welding characterized by the above.
請求項1において、
前記第2ステップでの比較結果が小のときは、前記第3ステップにおける抵抗値変化状態が抵抗値の減少度合とされる、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定方法。
In claim 1,
When the comparison result in the second step is small, the resistance value change state in the third step is the degree of decrease in the resistance value.
A quality judgment method in spot welding characterized by the above.
請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
抵抗値が最大となるまでの前記経過時間が、抵抗値上昇の最大傾きと抵抗値減少の最大傾きとの交点となる時間として決定される、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定方法。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The elapsed time until the resistance value reaches the maximum is determined as the time at which the maximum slope of the resistance value rises and the maximum slope of the resistance value reduction intersects.
A quality judgment method in spot welding characterized by the above.
スポット溶接時の電極間の抵抗値変化を検出する抵抗値変化検出手段と、
前記抵抗値変化検出手段での検出結果に基づいて、通電開始から抵抗値が最大となるまでの経過時間を決定する経過時間決定手段と、
前記経過時間決定手段により決定された前記経過時間が、あらかじめ設定された所定時間よりも小さいか大きいかを判定する大小判定手段と、
前記大小判定手段での判定結果が大のときと小のときとで、互いに異なる抵抗値変化状態に基づいて溶接の品質良否の判定を行う良否判定手段と、
を備えていることを特徴とするスポット溶接における品質判定装置。
Resistance value change detecting means for detecting a resistance value change between electrodes during spot welding;
Elapsed time determination means for determining an elapsed time from the start of energization to the maximum resistance value based on the detection result of the resistance value change detection means;
A magnitude determination means for determining whether the elapsed time determined by the elapsed time determination means is smaller or larger than a predetermined time set in advance;
When the determination result by the size determination means is large and when it is small, the quality determination means for determining quality of welding based on different resistance value change states;
A quality determination apparatus in spot welding, comprising:
請求項6において、
前記大小判定手段での判定が大のときは、前記良否判定手段が、抵抗値の上昇速度に基づいて品質良否の判定を行うようにされている、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定装置。
In claim 6,
When the determination by the size determination means is large, the quality determination means is configured to determine quality quality based on the increasing speed of the resistance value.
A quality determination apparatus in spot welding characterized by the above.
請求項6において、
前記大小判定手段での判定結果が大のときは、前記良否判定手段が、抵抗値の上昇速度および抵抗値の減少量に基づいて品質良否の判定を行うようにされている、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定装置。
In claim 6,
When the determination result by the size determination means is large, the quality determination means is configured to determine quality based on the resistance value increasing speed and the resistance value decrease amount.
A quality determination apparatus in spot welding characterized by the above.
請求項6において、
前記大小判定手段での判定結果が小のときは、前記良否判定手段が、抵抗値の減少量に基づいて品質良否の判定を行うようにされている、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定装置。
In claim 6,
When the determination result by the size determination means is small, the quality determination means is configured to determine quality quality based on the amount of decrease in the resistance value.
A quality determination apparatus in spot welding characterized by the above.
請求項6ないし請求項9のいずれか1項において、
前記経過時間決定手段が、抵抗値上昇の最大傾きと抵抗値減少の最大傾きとの交点となる時間を前記経過時間として決定するようにされている、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定装置。
In any one of Claims 6 thru | or 9,
The elapsed time determining means is configured to determine the time that is the intersection of the maximum slope of resistance value increase and the maximum slope of resistance value decrease as the elapsed time,
A quality determination apparatus in spot welding characterized by the above.
請求項6ないし請求項10のいずれか1項において、
前記抵抗値変化検出手段が、
電極間での電圧の変化を検出する電圧変化検出手段と、
電極に流れる電流の変化を検出する電流変化検出手段と、
前記電圧変化検出手段で検出された電圧変化と前記電流変化検出手段で検出された電流変化とに基づいて、抵抗値の変化を決定する抵抗値変化決定手段と、
から構成されている、
ことを特徴とするスポット溶接における品質判定装置。
In any one of Claims 6 thru | or 10,
The resistance value change detecting means is
Voltage change detection means for detecting a change in voltage between the electrodes;
Current change detection means for detecting a change in current flowing through the electrode;
Resistance value change determining means for determining a change in resistance value based on the voltage change detected by the voltage change detecting means and the current change detected by the current change detecting means;
Composed of,
A quality determination apparatus in spot welding characterized by the above.
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