JPH03110459A - スポツト溶接検査装置 - 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〕 本発明はスポット溶接検査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は特開昭５６−９４２５５号公報（スポット
溶接部非破壊検査方法及び装置（コミツタリア・り・レ
ネルギー・アトミーク（仏間））に記載のように、スポ
ット溶接部を挟んでｎ箇所から電流を印加し、ｎ組の電
位差測定端子の間の電位差を測定するものがあるが、直
流安定化電源は１台しか設けていないため、それぞれの
給電端子を流れる電流値が一定とならない。また、電位
差測定端子もｎ組の電位差測定端子をまとめて１つの微
小電位差計に接続しているため、どこの電位差を測定し
ているのか不明であり、精度良いスポット溶接のナゲツ
ト径の測定とはならない。その他、しきい値を設定して
スポット溶接の良、不良を判定しているが、測定中の温
度条件によって測定される電位差が影響を受けて変動す
ることや、直流電源の故障、回路の断線等のトラブルが
起きたときなどの補償ができない欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

自動車メーカ各社では薄鋼板のボディの溶接をロボット
にスポット溶接で行わせているが、溶接電極の片当りや
長時間使用に伴う損耗による接触不良などにより、溶接
部寸法、いわゆるナゲツト径が小さくなることがある。

そのため、溶接箇所を多い目にして部分的にナゲツト径
が小さいところがあっても強度的に問題がないようにし
ている。

また、ロボットによるスポット溶接は１ケ所しか溶接し
ないので、まだ信頼性が高いが、多点を同時に溶接する
場合には接触抵抗が不均一なため電流密度に差が出て溶
接不良となる箇所が出易い開運がある。そこで、直流ポ
テンシャル法（ＰＤＭ）により電位差を測定し、ナゲツ
ト径を測定する方法が提案されているが、流す電流が不
均一であったり、流れている電流値が不明であるとか、
測定ヘッドの位置決めを機械的に精度よくできない、或
いは測定された電位差から定量的にナゲツト径を評価で
きないなどの理由から、測定された電位差によって精度
よくナゲツト径を検出することができない間層かあった
。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、ナゲツト
径の検出精度の向上を可能としたスポット溶接検査装置
を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、装置に、その両端に給電端子を１個ずつ配
置し、この配置した給電端子間に３個の電位差測定端子
を設けて２ケ所の電位差が測定できるようにした直方体
形状の測定ヘッドと、この測定ヘッドの給電端子に電流
を供給する直流電源と、供給する電流の極性を切り換え
る電流極性変換装置と、この電流極性変換装置を制御す
るコンピュータおよびインタフェースと、電位差を測定
する微小電位差計と、電位差測定端子を切り換えるマル
チプレクサと、微小電位差計とマルチプレクサとの制御
および測定された電位差をコンピュータに転送するＧＰ
−ＩＢインタフェースと、電位差測定状況を監視し、測
定された電位差分布からスポット溶接のナゲツト径を判
定した結果を表示するＣＲＴおよび判定結果を出力する
プリンタとを設けることにより、達成される。

〔作用〕

上記手段を設けたので、スポット溶接を挟む位置の電位
差とスポット溶接近傍の位置の基準電位差との比からナ
ゲツト径が判定できるようになって、ナゲツト径測定に
影響を及ぼす電流値、温度等が補正されるようになる。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図には本発明の一実施例が示されている。本実施例で
はスポット溶接検査装置を、その両端に給電端子１，１
ａを１個ずつ配置し、この配置した給電端子１．１ａ間
に３個の電位差測定端子２，２ａ、２ｂを設けて２ケ所
の電位差Ｖ。

Ｖｏが測定できるようにした直方体形状の測定ヘッド３
と、この測定ヘッド３の給電端子１，１ａに電流を供給
する直流電源４と、供給する電流の極性を切り換える電
流極性変換装置５と、この電流極性変換装置５を制御す
るコンピュータ６およびインタフェース７と、電位差を
測定する微小電位差計８と、電位差測定端子２．２ａ、
２ｂを切り換えるマルチプレクサ９と、微小電位差計８
とマルチプレクサ９との制御および測定された電位差を
コンピュータ６に転送するＧＰ−ＩＢインタフェース１
０と、電位差測定状況を監視し、測定された電位差分布
からスポット溶接のナゲツト径を判定した結果を表示す
るＣＲＴＩＩおよび判定結果を出力するプリンタ１２と
を設けて、構成した。このようにすることによりスポッ
ト溶接を挟む位置の電位差Ｖとスポット溶接近傍の位置
の基準電位差Ｖｏとの比からナゲツト径が判定できるよ
うになって、ナゲツト径測定に影響を及ぼす電流値、温
度等が補正されるようになり、ナゲツト径の検出精度の
向上を可能としたスポット溶接検査装置を得ることがで
きる。

すなわち直流電流をスポット溶接部に印加してナゲツト
径を検出するのは、電流の流し方と電位差の測定位置と
により、第２図から第４図に示されているように、３通
りがある。

第２図は、スポット溶接された板のうちの一方の表面で
、スポット溶接を挟んで電流を給電端子を介して流し、
スポット溶接を挟む位置とスポット溶接から少し離れた
位！（スポット溶接近傍の位置）の電位差Ｖ、Ｖｏ　を
測定する。スポット溶接を挟む位置の電位差Ｖによりス
ポット溶接のナゲツト径を検出し、スポット溶接から少
し離れた位置の電位差を基準電位差Ｖｏとして、両者の
比、すなわち電位差比Ｖ／Ｖｏによりナゲツト径の大き
さを検査するものである。

第３図はスポット溶接を挟んで溶接された２枚の板の両
側から斜交いに電流を給電端子を介して流し、スポット
溶接から少し離れた位置で基準電位差Ｖｏを測定し、ス
ポット溶接を挟んで２枚の板の両側から電位差Ｖを測定
し、電位差比Ｖ／Ｖ。

によりナゲツト径の大きさを検査するものである。

第４図はスポット溶接中心を対称にして溶接された２枚
の板の両側に同心円状に給電端子を配置して、電流を流
し、同様に同心円状に配置した電位差測定端子により、
スポット溶接から少し離れた位置で基準電位差Ｖｏを測
定し、スポット溶接を挟んで２枚の板の両側から電位差
Ｖを測定し、電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏによりナゲツト径
の大きさを検査するものである。この場合、同心円状に
、かつ対称位置に配置する給電端子と測定端子との組は
少なくとも２組、できれば４組以上であることが望まし
い。

上述の第１図は第２図のような測定に基づくものである
。直方体形状の測定ヘッド３の両端に給電端子１，１ａ
を１個ずつ配置し、これら給電端子１，１ａの間に３個
の電位差測定端子２，２ａ。

２ｂを設けて、２ケ所の電位差Ｖ、Ｖｏを測定できるよ
うにする。測定ヘッド３の給電端子１゜１ａにはリード
線を介して直流電源４から電流を供給する。測定端子２
，２ａ、２ｂと被測定物との間に生じる熱起電力や微小
電位差計８のドリフトを補正するために、直流電流の極
性を切り換えるための電流極性変換装置ｉｔ！５が設け
である。電流極性変換装置！５はインタフェース７を介
してコンピュータ６により制御される。３個の電位差測
定端子２，２ａ、２ｂの間の電位差は、測定する測定端
子を切り換えるためのマルチプレクサ９を介して切り換
えられて微小電位差計８により測定される。微小電位差
計８とマルチプレクサ９とはＧＰ−ＩＢインタフェース
１０を介してコンピュータ６により制御される。微小電
位差計８により測定された電位差はＧＰ−ＩＢインタフ
ェース１０を介してコンピュータ６に転送される。コン
ピュータ６では電位差分布からスポット溶接のナゲツト
径を判定する。電位差測定状況を監視し。

測定された電位差分布からスポット溶接のナゲツト径を
判定した結果を表示するためのＣＲＴＩＩや判定結果を
出力するためのプリンタ１２が設けである。この際、測
定端子２と２ａとの間の電位差を基準電位差Ｖｏとして
、測定端子２ａと２ｂとの間の電位差Ｖの基準電位差Ｖ
ｏに対する比Ｖ／Ｖｏによりナゲツト径を判定する。

第５図には第１図のような測定ヘッドを用いて電位差を
測定した場合の最適電位差測定端子間距離２Ｑを有限要
素法により調べた結果が示されている。板厚１■でナゲ
ツト径３閣から６■のものについて解析した。測定端子
間距離２息を４鵬から１４−と変えである。ナゲツト径
６閣のときの電位差を基準電位差Ｖｏとして、電位差比
Ｖ　／　Ｖ　。

とナゲツト径ｄとの関係が示しである。測定端子間距離
２Ωがナゲツト径ｄより小さい場合には、電位差の変化
が小さいため感度がよくない、測定端了罰距離２Ｑが大
きくなっていくと、感度が段設増加する。測定端子間距
離２Ｑがナゲツト径ｄよりも十分に大きくなると、ナゲ
ツト径ｄの変化に対して電位差の増加分が小さくなるた
め、逆に感度が下がる。従って、最適測定端子間距離２
Ｑとしては８ｍまたは１０１１Ｉｌであることが望まし
い。

第１図で測定端子２と２８との間の電位差を基準電位差
Ｖｏとして、測定端子２ａと２ｂとの間の電位差Ｖの基
準電位差Ｖｏに対する比Ｖ　／　Ｖ　。

によりナゲツト径を判定する理由は、給電端子１゜１ａ
より測定材料に流れている電流が、スポット溶接の周辺
に漏洩したり、何等かの原因で、例えば電源の故障や回
路の断線等で正常でない場合に、測定材料のスポット溶
接部分に流れている電流値が不明となること、また、測
定材料の温度が周りの影響で高かったり、低かったりし
た時、材料の比抵抗が変化して電位差がそれに対応して
変化するので、それらをスポット溶接の周辺の電位差を
測定して、それによって補正するためである。いま、測
定端子２と２８との間隔をＱ’　＝６ｍｍとして、基準
電位差Ｖｏを測定したときの電位差比Ｖ／Ｖｏとナゲツ
ト径ｄとの関係が第６図に示されている。これによると
最適測定端子間距＠２Ｑとしては、１０ｍｍまたは１２
閣が適当となる。但し測定ヘッドの寸法は小さい方が望
ましいので、測定端子間距離２Ｑは２Ｑ＝１０閣が最適
である。

すなわち最適測定端子間距離２Ｑとしては、測定対象の
ナゲツト径ｄの約１．６倍であることが推奨される。

具体的な測定のフローチャートが第７図に示されている
。測定を開始すると、ステップ（１）で測定ヘッドの中
心をナゲツトの中心と一致するように押し付ける。ステ
ップ（２）で２箇所の電位差ｖＯとＶとを測定する。ス
テップ（３）で電位差比Ｖ／Ｖｏを計算する。ステップ
（４）で電位差比Ｖ　／　Ｖ　。

を第６図のようなマスターカーブに代入してナゲツト径
ｄを求める。そしてステップ（５）で測定ヘッドをスポ
ット溶接部から離す、但し、ステップ（３）と（４）と
は電位差が測定できれば、コンピュータ６（第１図参照
）でのデータ処理にかかわるものであるので、ステップ
（５）を前に持ってきても構わない。

第８図に電位差測定のフローチャートが示されている。

ステップ（１１）で電位差測定回数ｎ＝ｏとして初期設
定する。ステップ（１２）で十の電流を流した時の電位
差Ｖ（＋）を測定する。ステップ（１３）で電流極性変
換装置５（第１図参照）により電流の極性を切り換える
。ステップ（１４）では−の電流を流した時の電位差Ｖ
（−）を測定する。ステップ（１５）で電流の極性を切
り換えて十の電流を流す。

ステップ（１６）では電位差測定回数ｎに１を加算して
ｎ＝ｎ＋１とする。通常精度よく電位差を測定しようと
すれば、ｎ＝１０回程度測定してその平均値を評価する
のがよい、ステップ（１７）では測定回数ｎが１０回に
達したか否かをチエツクし、ｎ＝１０回に達していない
場合には、更に測定を繰り返す、ｎ＝１０回に達した場
合にはステップ（１８）で後述する方法に従って電位差
測定値が正常であるか、否かをチエツクする。測定値が
異常であれば、ステップ（１９）で再測定となる。測定
値が正常であれば、第７図のステップ（３）、　（４）
のデータ処理に移る。

第９図には電位差測定値が正常か、異常かの判定のフロ
ーチャートが示されている。ステップ（２１）で第８図
のステップ（１２）からステップ（１７）までの手順に
従って電位差を測定する。ステップ（２２）で十の電流
を流したときの電位差Ｖ（＋）と−の電流を流したとき
の電位差Ｖ（−）との差を２で割って電位差の振幅を求
める。すなわちＶｉ＝（Ｖ（＋）　−Ｖ　（−））　／
　２を計算する。ステップ（２３）では最大電位差、最
大から２番目の電位差と、最小電位差、最小から２番目
の電位差とを測定異常としてまず削除する。ステップ（
２４）では残った６回分の電位差の平均値をｖ、＝Σｖ
ｉ／６で求める。ステップ（２５）では標準偏差σを計
算し、ステップ（２６）で標準偏差σが例えば０．５μ
Ｖより小さいかどうかをチエツクして、σ≦０．５μＶ
であれば、電位差測定値は正常であると判定される。も
し、σ〉０．５μＶであれば、電位差測定値のばらつき
が大きく、？［Ｉｌ定値は異常であると判定され、ステ
ップ（２７）で再測定となる。この場合、給電端子、ｍ
室端子の接触不良と考えられるので、ステップ（２８）
で測定ヘッド３（第１図参照）をスポット溶接部から離
して、ステップ（２９）で測定ヘッドを押し付は直し、
ステップ（２１）で電位差を再測定する。以下、同じ手
順を行う。

上述の電位差測定において電流の極性を切り換えて十の
電流を流したときと−の電流を流したときの２回測定し
たものの振幅で評価する理由は、被測定試料に多少の温
度分布があると、測定端子と被測定試料との間に熱起電
力が生じ、それが測定された電位差の中に平均的な電位
差として含まれることになる。従って、被測定試料その
ものの電位差を測定するためには熱起電力を何等かの方
法で取り除かねばならない。１つの方法は電流を流して
測定した電位差から電流を切って測定した電位差を差し
引くものである。いま１つの方法は直流電流の極性を間
欠的に切り換えて電位差の振幅を測定するものである。

後者の方が測定される電位差の絶対値が大きいので、そ
れだけ測定精度が向上する。また、電流を切る方法では
電流を流した後に電流が安定するまでに時間がかかる欠
点があるが、ｉａ流の極性を切り換える方法では瞬時に
電流が安定する利点がある。この電流の極性を切り換え
る装置が電流極性変換装置５（第１図参照）である。

このように本実施例によれば、電位差測定ヘッドにより
スポット溶接部周辺の電位差分布を測定し、予め有限要
素法により求めたマスターカーブを参照することにより
、ナゲツト寸法を簡単に。

精度よく、かつ短時間で検査できるため、特に薄板鋼板
のスポット溶接部の健全性を精度よく検査することが可
能である。

第１０図には本発明の他の実施例が示されている。本実
施例は測定ヘッド３ａを、その中央にスポット溶接のナ
ゲツト径より小さい円筒状で、かつその先端を半球状に
した突起１３を設けて形成した、そして給電端子１，１
８間に４個の電位差測定端子２，２ａ、２ｂ、２ｃを設
けた。このようにすることにより前述の場合に比べ測定
ヘッド３ａの中心位置ずれが防止されるようになって。

位置ずれが補償され、測定精度が向上する。

すなわち第１図とほぼ同じ構成で直方体形状の測定ヘッ
ド３ａの両端に給電端子１，１ａを１個ずつ配置しであ
るが、給電端子１，１ａの間に４個の電位差測定端子２
　ｇ　２　ａ　＊　２　ｂ　Ｈ２ｃを設けて３ケ所の電
位差を測定できるようにしである。

その理由は測定ヘッド３ａの中央の２個の測定端子２ａ
、２ｂの中央がナゲツトの中心と一致するように押し付
けても、多少ずれることがあるため。

その位置ずれを補償できるようにするためである。

この場合、測定端子２と２ａとの間の電位差■１および
測定端子２ｂと２０との間の電位差Ｖａを基準電位差と
して、測定端子２ａと２ｂとの間の電位差Ｖｚの基準電
位差Ｖｔ＊　Ｖｓに対する比Ｖｚ／Ｖ１．Ｖｚ／Ｖａに
よりナゲツト径ｄを判定する。

第１１図に測定のフローチャートが示されている。測定
を開始すると、ステップ（３１）で測定ヘッドの中心を
ナゲツトの中心と一致するように押し付＊ｆＺｒ、ステ
ップ（３２）１’３１１１所の電位差Ｖｓｐ　Ｖｚｐ■
８を測定する。ステップ（３３）で電位差比Ｖ２／Ｖｚ
、Ｖｚ／Ｖｓを計算する。ステップ（３４）で電位差比
Ｖ　ｚ／　Ｖ　ｔ　ｅ　Ｖ　ｚ／　Ｖ　ａを第６図のよ
うなマスターカーブに代入して仮のナゲツト径ａｔ、ａ
ｘを求める。そしてステップ（３５）で両者の平均ｄ＝
（ｄ。

＋ｄｚ）／２からナゲツト径ｄを求める。次いでステッ
プ（３６）で測定ヘッドをスポット溶接部から離す。

第１２図には別のナゲツト径ｄの求め方が示されている
。ステップ（４１）からステップ（４３）までは第１１
図と同じである。ステップ（４４）で電位差比Ｖ２／Ｖ
ｌとＶ　ｚ　／　Ｖ　ａとの大きさを比較し、ステップ
（４５）ｔ”は電位差比Ｖｚ／Ｖ１とＶｚ／Ｖｓとをマ
スターカーブに代入して、大きい電位差比の方から仮の
ナゲツト径ｄ（Ｘ−Ｐ）を、小さい方の電位差比から仮
のナゲツト径ｄ（Ｘ＋Ｐ）を求める。

ここでＰは測定位置のずれの絶対値を表わすパラメータ
である。ステップ（４６）では夫々のＰに対して、Ａｄ
＝ｌｄ（Ｘ＋Ｐ）−ｄ　（Ｘ−Ｐ）ｌを計算して、Δｄ
が最小となる場合のＰを求め、同時にその場合（７）ｄ
（Ｘ＋Ｐ）とｄ（Ｘ−Ｐ）　とを、ｄ（Ｘ＋　Ｐ　）　
ｍとｄ（Ｘ−Ｐ）ｍとする。そしてステップ（４７）で
、ｄ＝　（ｄ（Ｘ＋Ｐ）ｍ−ｄ（Ｘ−Ｐ）ｍ）／２によ
りナゲツト径ｄを求める。最後にステップ（４８）で測
定ヘッドをスポット溶接部がら離す、具体的な手順を以
下に示す、第１３図は第１０図のような構成の測定ヘッ
ド３ａを用いて、測定端子間距離２Ｑを１０閣、基準電
位差測定端子間距離２Ｑｏを６ｍとして、測定端子のナ
ゲツト中心がらずらしたときの電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏ
とナゲツト径ｄとの関係を示したものである。測定位置
のずれＸの符号は第１０図で基準電位差測定端子がナゲ
ツトに近づく方か−、遠ざかる方が十である。電位差比
Ｖ　／　Ｖ　ｏはＸが−の場合に大きく、十の場合が小
さい、従って、第１２図のステップ（４５）では電位差
比Ｖ　ｚ　／　Ｖ　ｔとＶｘ／Ｖｓとのうち、大きい方
の電位差をＸの一側のマスターカーブに代入し、小さい
方の電位差をＸの＋側のマスターカーブに代入してナゲ
ツト径ｄを計算する。マスターカーブはＸ＝０．５１毎
に求めであるので、夫々のカーブ毎にナゲツト径ｄ（Ｘ
−Ｐ）、ｄ（Ｘ＋Ｐ）を計算する。ここでＰは前述した
ように測定位置のずれの絶対値を表わすパラメータで０
．５，１．０゜１．５，２．０である。直径数１のナゲ
ツトを検査する場合、この程度のずれを考慮しておけば
十分である。　そり、てｄ（Ｘ−Ｐ）、ｄ（Ｘ＋Ｐ）を
夫々のＰに対して計算してやると、例えば第１３図に示
したように、Ｖｚ／Ｖｌ：１．Ｏ２５，Ｖｚ／Ｖａ＝０
．８８が得られたと仮定すると、Ｐ＝０．５に対し、テ
ｄ　（Ｘ−Ｐ）＝　３．３７　、　ｄ　（Ｘ＋Ｐ）＝　
３．７０　。

ｐ＝ｉ、ｏ　　に対してｄ（Ｘ−Ｐ）＝３．４４．ｄ（
Ｘ＋Ｐ）＝３．３９．Ｐ＝１．５に対してｄ（Ｘ−Ｐ）
＝３．６３．ｄ（Ｘ＋Ｐ）＝３．１２となり、Δｄは夫
々Δｄ＝０．３３．Δｄ＝０．０５．Δｄ＝０．５１と
なる。従ってＰ＝１．０　の場合がΔｄが最小となるの
で、ナゲツト径ｄはｄ＝（３，４４＋３．３９）／２＝
３．４２１が得られる。但しＰ＝０．５の場合ｄ＝３．
５４■、Ｐ＝１．５の場合ｄ＝３．３８■が得られ、極
端に大きな誤差はない、同様に第１１図のような方法で
、測定位置のずれを無視した場合でもｄ１＝３．１３閣
、ｄｚ＝３．９０ｍｍ　となり、両者の平均ｄ　＝（ｄ
　１＋　ｄ　２）／　２からナゲツト径を求めると、ｄ
＝３．５２ｍ　が得られ、第１２図の方法との差は０．
１■であり、工業的にはこのような方法でも十分な精度
である。

上述のような測定ヘッド３では、測定端子２ａ。

２ｂ（共に第１図参照）の中央とナゲツトの中心とを合
わせるのは作業者の目視に頼っている。それをもつと簡
単に中心位置合わせができるようにしたのが第１４図に
示されている。第１４図は測定ヘッド３ａ（第１０図参
照）の断面である。給電端子１．ｌａ、測定端子２．２
ａ、２ｂ、２ｃ共に、プリント配線基板の製造検査等に
使用される。いわゆる導電接触ビンと同じ形状である。

２段円柱状の先端をコーン状にして点接触するようにし
、その後にコイルばねを設けて軸方向にスライド可能と
する。コイルばねの後方にばばね止めを入れる。このよ
うにすることにより、スポット溶接面が多少波打ってい
ても電位差分布の測定が可能となる。測定ヘッド３ａの
中央にはスポット溶接の標準ナゲツト径よりやや小さい
円筒状の先端を半球状にした突起１３を、その軸方向に
コイルばねにより移動可能に設ける。スポット溶接部を
検査するときは、その突起１３をナゲツトの凹んでいる
部分に押し付けるようにすると、自動的に測定端子の中
央をナゲツトの中心に一致させることができる。第１５
図には別の形状の測定ヘッドが示さている。Ｓ定ヘッド
３ｂの中央に予め測定ヘッド３ｂと一体で、スポット溶
接の標準ナゲツト径よりやや小さい円筒状の先端を半球
状にした突起１３ａを加工しておく、そしてスポット溶
接部を検査するときは、測定ヘッド３ｂの中心がナゲツ
トの中心と一致するようにして押し付け、そのとき突起
１３ａがナゲツトの凹んでいる部分に馴染むようにしな
がら押し付けると、自動的に測定端子の中央をナゲツト
の中心に一致させることができる。

第１６図には本発明の他の実施例が示されている０本実
施例は測定ヘッド３ｃを円筒状に形成し。

この円筒状の測定ヘッド３ｃの外周部に９０度毎に給電
端子１．ｌａ、ｌｂ、ｌｃを同心円状に４個設け、この
内側で測定ヘッド３ｃの中心に１個の電位差測定端子２
ｄ、給電端子１．ｌａ、ｌｂ。

１ｃと同じ角度位置に円心円状に４個の電位差測定端子
２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、給電端子１゜ｌａ、ｌｂ、ｌ
ｃのうち１８０度向い合う給電端子１ａ、ｌｃの間に円
心円状に２個の電位差測定端子２ｉ、２ｊを設け、給電
端子１．ｌａ、ｌｂ。

１ｃへの電流供給先を切り換えるマルチプレクサ９ａを
設けた。このようにすることによりナツト径の長径、短
径が一度に測定できるようになって。

前述の場合よりも簡単に測定の精度を向上させることが
できる。

すなわち同図の測定ヘッド３ｃは上からみた給電端子１
．ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、測定端子２ｄ〜２ｊの配置が示さ
れている。黒丸印が給電端子１゜ｌａ、ｌｂ、ｌｃで、
白丸印が測定端子２ｄ〜２ｊである。Ｗｓ定ヘッド３ｃ
は円板状の形状をしている。測定ヘッド３Ｃの外周部に
９０度毎に給電端子１．ｌａ、ｌｂ、ｌｃを円心円状に
４個設ける。その内側で測定ヘッド３ｃの中心に１個、
給電端子１．ｌａ、ｌｂ、ｌｃと同じ角度位置に同心円
状に４個、更に給電端子１．ｌａ、ｌｂ。

１ｃのうち１８０度向い合う給電端子１ａ、ｌｃの間に
同心円状に２個、合計７個の電位差測定端子２ｄ〜２ｊ
を設ける。電流供給先が２個所となるので、電流供給先
を切り換えるマルチプレクサ９ａを設ける。このように
構成された検査装置の測定のフローチャートが第１７図
に示されている。

このフローチャートを第１６図を参照し乍ら説明する。

８１！定を開始すると、ステップ（５１）で測定ヘッド
の中心をナゲツトの中心と一致するように押し付ける。

ステップ（５２）でマルチプレクサ９ａにより直流電流
工１を第１６図中上下方向の給電端子１，１ｂに供給す
る。ステップ（５３）で、それらの給電端子１，１ｂと
一直線上に並んだ３個の測定端子２ｅ、２ｄ、２ｇの間
の電位差Ｖ　ｏ　ｌｅ　Ｖ　ｏ　ｚとを測定する。もし
測定ヘッド３ｃがナゲツトの上下方向ですゲット中心に
ついて対称な位置にあれば、電位差Ｖ　ｏ　１とＶｏｗ
とはほぼ等しくなる。ナゲツト中心とずれていれば、ず
れを直すことが必要である。ステップ（５４）で電位差
Ｖ　ｏ　１とＶｏｚとの大きさを比較する。この場合１
両者の誤差が５％以下であれば、すなわちＩ　Ｖｏ１／
　Ｖｏｚ−１１＜０．０５　であれば、はぼ中心が一致
したものと見なすものとする。もしｌＶｏ五／Ｖｏｗ　
　ＩＩ＞０．０５　で中心のずれが大きい場合には１次
にステップ（５５）で電位差Ｖ　ｏ　ｔとＶｏｗとの大
小を比較する＋＋　ＶａｔがＶｏｗよりも大きければ、
Ｖｏｔの測定端子の方がナゲツトの中心からのずれが大
きいことになるので、ステップ（５６）でＶｏｗの方向
、第１６図中では下側へ測定ヘッドを少し移動させる。

逆にＶＯＲがＶＯＩよりも大きければ、Ｖｏｚの測定端
子の方がナゲツトの中心からのずれが大きいことになる
ので、ステップ（５７）でｖｏｌの方向、第１６図中で
は上側へ測定ヘッドを少し移動させる。これを繰り返し
てステップ（５４）でＩ　Ｖｏ１／　Ｖｏｚ　−Ｉ　Ｉ
＜０．０５　　となれば、測定ヘッドの中心がナゲツト
の中心とほぼ一致したことになるので、ステップ（５８
）でマルチプレクサ９ａにより直流電流の供給先を切り
換えて、直流電流工ｚを第１６図中で左右方向の給電端
子１ａ、ｌｃに供給する。ステップ（５９）で、それら
の給電端子１ａ、ｌｃと一直線上に並んだ５個の測定端
子２ｉ、２ｆ、２ｄ。

２ｈ、２ｊのうち、測定ヘッドの中央の位置決め用測定
端子２ｄを除く４個の測定端子２ｉ、２ｆ。

２ｈ、２ｊの間の電位差Ｖｚ、Ｖｚおよび■δを測定す
る。ステップ（６０）で電位差比Ｖｚ　／Ｖｔ、　Ｖｚ
／Ｖａを計算する。以下は前述の場合と同じであり、ス
テップ（６１）テ電位差比Ｖ　ｚ／　Ｖ　ｔ　ｅ　Ｖ　
ｘ／　Ｖ　ａを第６図のようにマスターカーブに代入し
て仮のナゲツト径ｄｌ、ｄａを求める。そしてナゲツト
径ｄはステップ（６２）で両者の平均ｄ＝（ｃ１１＋ｄ
ｚ）／２から求め、ステップ（６３）で測定ヘッドをス
ポット溶接部から離す。

第１８図には第１６図の検査装置を用いて第１２図と第
１３図、並びに第１７図とを組合わせた場合の測定のフ
ローチャートが示されている。

測定を開始してステップ（７１）からステップ（８０）
までは第１７図のステップ（５１）からステップ（６０
）までと全く同じである。ステップ（８１）からは第１
２図のステップ（４４）からステップ（４７）と全く同
じで、ステップ（８１）で電位差比Ｖｚ／Ｖｔ　とＶｚ
／Ｖａとの大きさを比較し、ステップ（８２）では電位
差比Ｖｚ／ＶｒとＶｚ／Ｖｓとをマスターカーブに代入
して大きい電位差の方から仮のナゲツト径ｄ　　（Ｘ−
Ｐ）を、小さい方の電位差から仮のナゲツト径ｄ（Ｘ＋
Ｐ）を求める。ステップ（８３）では夫々のＰに対して
、Δｄ＝　Ｉ　ｄ（Ｘ＋Ｐ）−ｄ（Ｘ−Ｐ）ｌを計算し
て、Δｄが最小となる場合のＰを求め、同時にその場合
（７）ｄ（Ｘ＋Ｐ）とｄ（Ｘ−Ｐ）とをｄ（Ｘ＋Ｐ）ｍ
とｄ（Ｘ−Ｐ）ｍとする。そしてステップ（８４）でｄ
＝（ｄ（Ｘ＋Ｐ）ｍ−ｄ（Ｘ−Ｐ）ｍ）／２によりナゲ
ツト径ｄを求めるのである。

第１９図には第１６図の検査装置を用いた別の測定方法
が示されている。これらを第１６図を参照して説明する
。′ＩＭ定を開始してステップ（９１）からステップ（
９７）までは第１７図のステップ（５１）からステップ
（５７）までと全く同じである。この段階で、測定ヘッ
ド３ｃがナゲツトの上下方向でナゲツト中心について対
称な位置にきたことになる。

同様に、左右方向の位置決めを行う、ステップ（９８）
でマルチプレクサ９ａにより直流電流の供給先を切り換
えて、直流電流工２を測定ヘッド３ｃの左右方向の給電
端子１ａ、ｌｃに供給する。ステップ（９９）で、それ
らの給電端子１ａ、ｌｃと一直線上に並んだ５個の測定
端子２ｉ、２ｆ、２ｄ。

２ｈ、２ｊのうち、測定ヘッド３Ｇの中央の位置決め用
測定端子２ｄを除く４個の測定端子２１゜２ｆ、２ｈ、
２ｊｋ−より、電位差ｖ１とｖ８とを測定する。ステッ
プ（１００）で電位差Ｖｔとｖ８との大きさを比較する
０両者の誤差が５％以下であれば、すなわちｌ　Ｖｌ／
ＶＪＩ　　１　ｌ　＜０．０５　であればほぼ中心が一
致したものと見なすものとする。

もＬ／　Ｉ　Ｖｔ　／Ｖａ　　１　ｌ　＞０．０５　’
ｔ’中心のずれが大きい場合には、ステップ（１０１）
で電位差ｖ１とＶ８との大小を比較する。Ｖｘがｖ８よ
りも大きければ。

Ｖｚの測定端子の方がナゲツトの中心からのずれが大き
いことになるので、ステップ（１０２）でＶ３の方向、
第１６図では右側へ測定ヘッド３ｃを少し移動させる。

逆にｖｓがＶｔよりも大きければ、ｖｓの測定端子の方
がナゲツトの中心からのずれが大きいことになるので、
ステップ（１０３）でｖｌの方向、第１６図中では左側
へ測定ヘッド３ｃを少し移動させる。これを繰り返して
ステップ（１００）　１’　Ｉ　Ｖｔ／Ｖａ　−１１＜
０．０５　　となれば、測定ヘッド３ｃの中心がナゲツ
トの中心とほぼ一致したことになるので、ステップ（１
０５）で、左右方向に一直線上に並んだ５個の測定端子
２１゜２ｆ、２ｄ、２ｈ、２ｊのうち、測定ヘッドの中
央の位置決め用測定端子２ｄを除く、４個の測定端子２
　ｉ　、　２　ｆ　、　２　ｈ　、　２　ｊ　（７）間
の電位差Ｖｌ。

Ｖｚおよびｖｓを測定する。ステップ（１０６）で電位
差比Ｖ　ｚ／　Ｖ　ｔ　、　Ｖ　＊／　Ｖ　ａを計算し
て、前述の場合と同じく電位差比Ｖｚ／Ｖｔ、Ｖｚ／Ｖ
ａを第６図のようなマスターカーブに代入して仮のナゲ
ツト径ｄｌ、ｄｉを求める。そしてステップ（１０７）
で両者の平均ｄ　＝（ｄ　ｔ＋　ｄ　２）／　２からナ
ゲツト径ｄを求め、ステップ（１０８）で測定ヘッドを
スポット溶接部から離す。

第２０図には本発明の更に他の実施例が示されている０
本実施例は測定ヘッド３ｄを次のように形成した。測定
ヘッド３ｄの中央にスポット溶接のナゲツト径より小さ
い円筒状で、かつその先端を半球状にした突起１３ｂを
その軸方向にコイルばねにより移動可能に設け、測定ヘ
ッド３ｄの外周部に９０度毎に給電端子１．ｌａ、ｌｂ
、ｌｃを同心円状に４個設け、これらの給電端子１゜ｌ
ａ、ｌｂ、ｌｃの内側に給電端子１．ｌａ。

ｌｂ、ｌｃと同じ角度位置に同心円状に４個の電位差測
定端子２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、給電端子１、ｌａ、ｌ
ｂ、ｌｃのうち９０度離れた給電端子１，１ｃの間に同
心円状に２個の電位差測定端子２ｉ、２ｊを設けた。こ
のようにすることにより位置ずれが防止されるようにな
って、前述の場合と同様な作用効果を奏することができ
る。

すなわち測定システムは第１６図と同じであるが、測定
ヘッド３ｄのナゲツトと向い合う部分に第１４図、第１
５図で示したような位置決め用の突起１３ｂを設けたも
のである。従って、測定へラド３ｄの中心は突起１３ｂ
がナゲツトの凹部に馴染むように押し付ければ、ナゲツ
トの中心とほぼ一致する。そのため、測定ヘッド３ｄの
位置合わせのために電位差を測定する必要はなくなる。

その結果、測定ヘッド３ｄの図中白丸印表示の測定端子
２ｅ〜２ｊの配置は第２０図に示したように、周方向９
０度毎に設けた同心円状の４個の給電端子１．ｌａ、ｌ
ｂ、ｌｃの内側に、同じ角度位置に４個の測定端子２８
〜２ｈと９０度離れた２個所に基準電位差測定端子２ｉ
、２ｊを２個配置すればよい。この場合の測定のフロー
チャートを第２１図に示した。このフローチャートを第
２０図を参照し乍ら説明する。ステップ（１１１）で測
定ヘッド３ｄを突起１３ｂがナゲツトの四部に馴染むよ
うに押し付け、ステップ（１１２）で直流電流１１を給
電端子１と１ｂとに供給して、第２０図で上下方向に電
流が流れるようにする。ステップ（１１３）で電位差Ｖ
１ｏとＶｌｌとを測定する０次にステップ（１１４）で
マルチプレクサ９ａにより電流の供給先を切り換えて、
直流電流工２を給電端子１ａと１０とに供給して左右方
向に電流を流し、ステップ（１１５）で電位差Ｖｚｏと
Ｖａｔとを測定する。

ステップ（１１６）　テ電位差比Ｖｔｓ／ＶｘｏとＶ　
ｘ　ｓ　／Ｖｚｏとを計算する。ステップ（１１７）で
電位差比Ｖｚｔ／ＶｔｏとＶ２ｘ／Ｖｚｏとを第６図の
よウナ電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏとナゲツト径ｄとの関係
のマスターカーブに代入して、ナゲツトの短軸、長軸の
寸法、ｄｌ、ｃｔｚを計算する。

第２２図には本発明の更に他の実施例が示されている０
本実施例では測定ヘッド３ｅを第１．第２の円筒状の測
定ヘッド３ｅｘ、３ｅｚ２個から構成した。第１の円筒
状の測定ヘッド３ｅｚの外周部に９０度毎に図中黒丸印
表示の給電端子ｌ。

ｌａ、ｌｂ、ｌｃを同心円状に４個設け、これら給電端
子ｌ、ｌａ、ｌｂ、ｌｃの内側に給電端子１、ｌａ、ｌ
ｂｔ　ｌｃと同じ角度位置に同心円状に４個の図中白丸
印表示の電位差測定端子２８〜２ｈ、２ｅ’　〜２ｈ’
を２組設けた。第２の円筒状の測定ヘッド３ｅｚに第１
の測定ヘッド３ｅｔと同じ外周部に９０度毎に図中黒丸
印表示の給電端子１．ｌａ、ｌｂ、ｌｃを同心円状に４
個設け、これらの給電端子Ｉ、ｌａ、ｌｂｔ　ｌｃの内
側に給電端子１．ｌａ、ｌｂ、ｌｃと同じ角度位置に同
心円状に４個の図中白丸印表示の電位差測定端子２８Ｇ
、　２　ｆ　Ｏ，２ｇｏ、　２　ｈａを１組設けた。こ
のようにすることによりナゲツト径の長軸、短軸が一度
に測定できるようになって、前述の場合と同様な作用効
果を奏することができる。

すなわち本実施例は第４図で示したような測定方法のひ
とつである。円筒状の測定ヘッド３８里。

３ｅｚを２個設け、お互いの中心および端子位置が一致
するようにして、第４図のようにスポット溶接された２
枚の板を挟んで押し付ける。測定ヘッド３ｅｌには同心
円状の４個の給電端子１゜ｌａ、ｌｂ、ｌｃを周方向９
０度毎に設け、その内側に、同じ角度位置に同心円状に
４個ずつ２組の測定端子２　ｅ　〜２　ｈ　、　２　ｅ
　’　〜２　ｈ　’　を設ける。

測定ヘッド３ｅｘには測定ヘッド３ｅｔと同じ同心円位
置に４個の給電端子１．ｌａ、ｌｂ、ｌｃを設け、その
内側にも、同じ同心円位置に４個の測定端子２ｅｏ〜２
ｈａを設ける。第４図にも示したように、測定ヘッド３
８１と３ｅｚとの同じ角度位置にある給電端子の間に電
流を印加し、測定ヘッド３８１の同じ角度位置の２個の
測定端子間の電位差により基準電位差Ｖｏを測定し、ナ
ゲツトを挟んで上下２枚の板の間の電位差を同じ角度位
置にある測定端子で測定する。第４図のような測定の場
合の電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏとナゲツト径ｄとの関係を
有限要素法により求めたマスターカーブを第２３図に示
した。同図は標準ナゲツト径であるｄ＝６閣での電位差
を基準電位差Ｖｏとしている。この場合には測定位置と
してナゲツト中心からの距離をとっているが、当然のこ
ととしてナゲツト中心からの距離が短い方が感度が高い
、ナゲツト中心からの距離が４ｍと５閣の場合は、第２
２図の内側の測定端子２ｅ〜２ｈ、２ｅ’〜２ｈ’の同
心円のピッチ円直径が夫々８ｍと１０鵬となる。感度と
精度とから判断すると、ピッチ円直径が１０閣程度が適
当と思われる。

このような場合の測定のフローチャートが第２４図に示
されている。このフローチャートを第２２図を参照し乍
ら説明する。ステップ（１２１）で測定ヘッド３ｅｚ、
３ｅｚを両者の中心がナゲツトの中心と一致するように
、２枚の板を挟んで押し付け、ステップ（１２２）で直
流電流Ｉｆを給電端子１に供給して、ナゲツトの上下方
向に電流が流れるようにする。ステップ（１２３）で電
位差Ｖ１０とＶ　ｓ　ｓとを測定する。次にステップ（
１２４）でマルチプレクサ９ａにより電流の供給先を切
り換えて、直流電流Ｘ２を給電端子１ａに供給して、ス
テップ（１２５）で電位差ＶｚｏとＶｚｔとを測定する
。ステップ（１２６）で直流電流■δを給電端子１ｂに
供給して、ステップ（１２７）で電位差Ｖδ０とＶａｔ
とを測定する０次にステップ（１２ｇ）で直流電流工４
を給電端子ＩＣに供給して、ステップ（１２９）で電位
差ｖ４ｏとｖ４１とを測定する。ステップ（１３０）で
電位差比Ｖｌｌ／Ｖｔｏ、Ｖｚｓ／Ｖｚｏ＋　Ｖａｔ／
ＶａｏおよびＶ４１／Ｖ４０を計算し、ステップ（１３
１）で電位差比Ｖｔｔ／Ｖｚｏ、Ｖｚｘ／Ｖｚｏ、Ｖａ
ｔ／ＶａｏおよびＶ４１／Ｖａｏを第２３図のような電
位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏとナゲツト径ｄとの関係のマスタ
ーカーブに代入して、仮のナゲツト径ｄｔｔ＋　ｄｚｚ
、　ｄδδおよびｄ４４を計算する。そしてステップ（
１３２）でｄ　＝　（ｄ　１１　＋　ｄ　ｚｚ）／２．
ｄ＝（ｄａａ＋ｄ＊ａ）／２によりナゲツトの短軸、長
軸の寸法ｄｓ、ｄｉを計算し、ステップ（１３３）で測
定ヘッドを離す。

第２５図には本発明の更に他の実施例が示されている０
本実施例は直流電源４．４ａ、４ｂ。

４ｃが４台設けられ、４組の給電端子１．ｌａ。

ｌｂ、ｌｃの夫々に電流を供給できるようにした。

このようにすることにより電流供給先を切り換えるマル
チプレクサが不要となって、前述の場合と同様な作用効
果を奏することができる。

すなわち本実施例は第２２図とは異なるが、第２２図と
の相違は４組の給電端子１．ｌａ、ｌｂ。

１ｃの夫々に直流型＄４．４ａ、４ｂ、４ｃを独立に設
けたことである。従って電流供給先を切り換えるための
マルチプレクサは不要である。この場合の測定のフロー
チャートが第２６図に示されている。このフローチャー
トを第２５図を参照し乍ら説明する。ステップ（１４１
）で測定ヘッド３ｅｘ、３ｅｚを両者の中心がナゲツト
の中心と一致するように押し付け、ステップ（１４２）
で直流電流Ｉ□、Ｉｔ、Ｉｓｙ　Ｉ４を夫々給電端子１
．ｌａ。

ｌｂ、ｌｃを介してナゲツトの上下方向に電流が同時に
流れるようにする。ステップ（１４３）で電位差Ｖｒｏ
とＶｌｌ、　ＶｚｏとＶａｔ、　ＶｓｏとＶａｔ、　Ｖ
ａｏとＶ　４１を夫々測定する。ステップ（１４４）で
電位差比Ｖｌｌ／Ｖｔｏ、Ｖｘｓ／Ｖｚｏ、Ｖａｔ／Ｖ
ｓｏおよびＶ　４　ｔ／Ｖａｏを計算し、ステップ（１
４５）で電位差比Ｖ１１／ＶＩＯ，Ｖｚｔ／Ｖｚｏ、Ｖ
８１／ＶａｏおよびＶ　ａ　１／ｖ４ｏを第２３図のよ
うな電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏとナゲツト径ｄとの関係の
マスターカーブに代入して。

仮のナゲツト径ｄｉｔｙ　（１２２，ｄａａおよび６口
を計算すル、ソシテステップ（１４６）でｄ　＝　（ｄ
　ｔｔ＋　ｄ　ｚｚ）／　２　、　ｄ　＝（ｄ　ｓａ＋
　ｄａａ）／　２によりナゲツトの短軸、長軸の寸法ｄ
ｓ、ｄｚを計算する。

第２７図には本発明の更に他の実施例が示されている１
本実施例は直方体形状の測定ヘッド３ｆを１位置決め用
突起１３ｃを有する第１の測定へラド３ｆｓの一端に給
電端子１を１個、電位差測定端子２，２ａを２個設け、
第２の測定ヘッド３ｆｔには第１の測定ヘッド３ｆｔと
反対側に給電端子１ａを１個、電位差測定端子２ｂを１
個設けて形成した。このようにすることにより測定精度
が向上するようになって、前述の場合と同様な作用効果
を奏することができる。

すなわち本実施例は第３図に示したような測定方法によ
る実施例である。第１図に示したものと同じように直方
体形状の測定ヘッド３ｆｘ、３ｆｚを２個設け、お互い
の中心が一致するようにして、第３図のようにスポット
溶接された２枚の板を挟んで押し付ける。測定ヘッド３
ｆｌには一端に１個の給電端子１、それと測定ヘッド３
ｆｒの中心との間に測定端子２，２ａを２個、合わせて
３個の端子を一直線上に設ける。測定ヘッド３ｆｚには
ナゲツトを挟んで測定ヘッド３ｆｘとは対称な一端に１
個の給電端子１ａ、それと測定ヘッド３ｆｚの中心との
間に測定端子２ｂを１個、合わせて２個の端子を一直線
上に設ける。そして直流電源４から給電端子１，１ａを
介して直流電流をナゲツトを挟んで斜交いに流す、この
ようにナゲツト部全体を均一に電流が流れるようにして
、ナゲツトを挟んでの電位差を測定端子２ａ、２ｂの間
で測定し、基準電位差Ｖｏは板の表面で測定端子２，２
ａの間で測定するものである。第３図のような測定方法
の場合の電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏとナゲツト径ｄとの関
係を有限要素法により求めたマスターカーブが第２８図
に示されている。同図は標準のナゲツト径であるｄ　＝
　６　ｍのときの電位差を基準電位差Ｖｏとして、それ
に対する電位差比Ｖ／Ｖｏとナゲツト径ｄとの関係が示
しである。第２図の測定の場合と同じように、測定端子
間距離２Ｑが大きくなるにつれて感度は上るが、２ｆｌ
＝１０１１ＩＩを超えると逆に感度は悪くなる。この場
合の測定のフローチャートが第２９図に示されている。

このフローチャートを第２７図を参照し乍ら説明する。

ステップ（１５１）で測定ヘッド３ｆ１゜３ｆｚを位置
決め用突起１３ｃがナゲツトの凹部に馴染むようにして
押し付け、２個の測定ヘッド３ｆｔ、３ｆｚの中心がナ
ゲツトの中心と一致するようにする。ステップ（１５２
）で直流電流Ｉｚを給電端子１，１ａを介してナゲツト
の上下方向に、かつ斜交いに電流が同時に流れるように
する。ステップ（１５３）で電位差ＶｚｏとＶｚｎとを
測定する。

ステップ（１５４）で電位差比ＶＩＡ／ＶＩＧを計算し
。

ステップ（１５５）　テ電位差比Ｖｔｔ／Ｖｔｏを第２
８図のような電位差比Ｖ／Ｖｏとナゲツト径ｄとの関係
のマスターカーブに代入して、ナゲツト径ｄを計算する
。

第３０図には本発明の更に他の実施例が示されている０
本実施例は測定ヘッド３ｇが位置決め用突起１３ｄを有
する直方体形状の第１．第２の測定ヘッド３ｇｔ＊３ｇ
ｚの２個から構成されている。

そしてこれら第１．第２の測定ヘッド３ｇｘｔ３ｇｚは
共に両端に１個ずつ配置された給電端子１゜１ａと、こ
れら給電端子１，１８間に配置された３個の電位差測定
端子２，２ａ、２ｂを持っている。このようにすること
により測定精度が向上するようになって、前述の場合と
同様な作用効果を奏することができる。

すなわち本実施例は第３図に示したような測定による実
施例である。直方体形状の測定ヘッド３ｇｔ＊３ｇｚを
２個設け、お互いの中心および端子位置が一致するよう
にして、第３図のようにスポット溶接された２枚の板を
挟んで押し付ける。

測定ヘッド３ｇｔ＋３ｇｚには両端に夫々１個計２個ず
つの給電端子１，１ａを設け、その内側に測定端子２，
２ａ、２ｂを３個ずつ、合わせて夫々５個の端子を一直
線上に設ける。そして直流電流を斜交いに交互に流して
電位差分布を測定してナゲツト径ｄを測定する。この場
合の測定のフローチャートが第３１図に示されている。

このフローチャートを第３０図を参照し乍ら説明する。

ステップ（１６１）で測定ヘッド３　ｇｌｔ　３　ｇｚ
を位置決め用突起１３ｄがナゲツトの凹部に馴染むよう
にして押し付け、２個の測定ヘッド３　ｇｌｔ　３　ｇ
Ｚの中心がナゲツトの中心と一致するようにする。ステ
ップ（１６２）で直流電流工１を測定ヘッド３ｇｌの給
電端子１と測定ヘッド３ｇｚの給電端子１ａを介して、
ナゲツトの上下方向に、かつ斜交いに電流が流れるよう
にする。ステップ（１６３）で測定ヘッド３ｇ１の測定
端子２，２ａの間の電位差Ｖｌｏと測定ヘッド３ｇｌの
測定端子２ａと測定ヘッド３ｇｚの測定端子２との間の
電位差Ｖ　１１を測定する。

ステップ【１６４）でマルチプレクサ９ａにより電流の
供給先を切り換えて、直流電流Ｉｔを測定ヘッド３ｇｃ
の給電端子１ａと測定ヘッド３ｇｔの給電端子１を介し
て、ナゲツトの上下方向に、かつ斜交いに電流を流す、
ステップ（１６５）で測定ヘッド３ｇｔの測定端子２ａ
、２ｂの間の電位差Ｖｚｏと測定ヘッド３ｇ１の測定端
子２ｂと測定ヘッド３ｇｘの測定端子２ａとの間の電位
差Ｖｚｚを測定する。ステップ（１６６）で電位差比Ｖ
五ｔ／Ｖｔｏｐ　Ｖｚ五／Ｖｚｏを計算し、ステップ（
１６７）で電位差比Ｖ１ｔ／　Ｖｚｏｔ　Ｖａｔ／　Ｖ
ｚｏを第２８図のような電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏ　とナ
ゲツト径ｄとの関係のマスターカーブに代入して、仮の
ナゲツト径ｄｔ、ｄａを計算する。そしてステップ（１
６８）でｄ　＝（ｄｘ＋ｄｚ）／　２によりナゲツト径
ｄを求める。

第３２図には本発明の更に他の実施例が示されている０
本実施例は多関節ロボット１４の先端に可撓性のある継
手を介して測定ヘッド３ｈを取付け、このロボット１４
のロボット制御位置１５には測定対象物のスポット溶接
位置座標をスポット溶接ロボットの制御装置から通信回
線を介して授受しておくことにより、測定ヘッド３ｈの
中心をナゲツト中心と一致させ、かつ鋼板表面に対して
垂直に押し当てられるようにして電位差分布を測定し、
ナゲツト径を判定できるようにした。このようにするこ
とにより測定ヘッド３ｈの中心をナゲツト中心と一致さ
せて測定できるようになって、前述の場合と同様な作用
効果を奏することができる。

すなわち測定ヘッド３ｈを多関節ロボット１４の先端に
取付け、例えば自動車製造ラインで、コンベア１６の上
に乗って流れていくスポット溶接をすませた自動車ボデ
ィ１７のスポット溶接部に押し当てて電位差分布を測定
し、前述したような方法によりナゲツト径を判定する。

この場合、厳密にはスポット溶接直後ではナゲツト部の
温度は高くて温度分布が生じていること、および急速な
冷却過程にあるため測定精度がよくない、従ってスポッ
ト溶接していない周辺とほぼ同じような温度にまで冷却
されたライン位置で電位差分布を測定するか、または圧
縮空気を溶接部に噴射して強制的に冷却させ、温度が下
ってから測定するのが望ましい。

測定に当っては、スポット溶接をロボットにさせる場合
と同様に、測定ヘッド３ｈをナゲツト中心にほぼ一致す
るように、かつ鋼板表面に対して垂直に押し当てるよう
に多関節ロボット１４をロボット制御袋ｆｉ１５で制御
する。この場合、コンベア１６の停止位置の精度等から
ナゲツト位置は多少２前後、左右、上下に変動すること
になる。

そのため測定ヘッド３ｈは多関節ロボット１４の先端に
堅牢に固定しないで５例えばコイルスプリング、あるい
はゴムのような可撓性のある継手を介して固定すること
により、測定ヘッド３ｈの位置決め用突起により中心合
わせができるようにする。測定ヘッド３ｈが所定の位置
に押し付けられると、電位差分布Ｖｘ、Ｖｚｐ　Ｖｓを
測定する。ナゲツト径判定装置１８には第１図に示され
ているように、直流電源４．電流極性変換装置５．マル
チプレクサ９．微小電位差計８．インタフェース７、Ｇ
Ｐ−ＩＢインタフェース１０．コンピュータ６、更には
判定した結果を出力する表示装置としてのＣＲＴＩＩや
プリンタ１２を装備するようにする。ナゲツト径判定装
置１８とロボット制御袋Ｗ１５とは互に連係をとって、
あるナゲツトの測定が終れば、自動的に次のナゲツト位
置へ測定ヘッド３ｈを移動させて、再び電位差分布を測
定してナゲツト径を判定する。このとき、ロボット制御
装置１５には測定対象物のスポット溶接位置座標をスポ
ット溶接ロボットの制御装置から通信回線を介して授受
しておく、あるいはスポット溶接の座標位置を予めロボ
ット制御装置１５に入力しておくことにより、測定ヘッ
ド３ｈの中心をナゲツト中心と一致させられるようにす
る。このようにすることによりナゲツト寸法を前述の場
合と同様に簡単に、精度よく、かつ短時間に検査できる
。

〔発明の効果〕

上述のように本発明はナゲツト径の検出精度が向上する
ようになって、ナゲツト径の検出精度の向上を可能とし
たスポット溶接検査装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスポット溶接検査装置の一実施例の装
置構成を示す説明図、第２図から第４図は本発明のスポ
ット溶接検査装置による夫々異なるスポット溶接周辺の
電位差分布の測定を示す説明図、第５図および第６図は
同じく一実施例による電位差比とナゲツト径との関係を
示す特性図、第７図は同じく一実施例による電位差測定
およびナゲツト径判定のフローチャート図、第８図は同
しく一実施例による電位差測定のフローチャート図、第
９図は同じく一実施例による電位差測定値の判定サブル
ーチンフローチャート図、第１０図は本発明のスポット
溶接検査装置の他の実施例の装置構成を示す説明図、第
１１図および第１２図は同じく他の実施例による電位差
測定とナゲツト径の判定とのフローチャート図、第１３
図は同じく他の実施例による測定ヘッドが位置ずれを生
じた場合のナゲツト径の判定を示す特性図、第１４図お
よび第１５図は本発明のスポット溶接検査装置の測定ヘ
ッドの夫々異なる実施例を示す縦断側面図、第１６図は
本発明のスポット溶接検査装置の更に他の実施例の装置
構成を示す説明図、第１７図から第１９図は同じく更に
他の実施例による電位差測定とナゲツト径の判定とのフ
ローチャート図、第２０図は本発明のスポット溶接検査
装置の更に他の実施例の装置構成を示す説明図、第２１
図は同じく更に他の実施例による電位差測定とナゲツト
径の判定とのフローチャート図、第２２図は本発明のス
ポット溶接検査装置の更に他の実施例の装置構成を示す
説明図、第２３図は同じく更に他の実施例による電位差
比とナゲツト径との関係を示す特性図、第２４図は同じ
く更に他の実施例による電位差測定とナゲツト径の判定
とのフローチャート図、第２５図は本発明のスポット溶
接検査装置の更に他の実施例の装置構成を示す説明図、
第２６図は同じく更に他の実施例による電位差測定とナ
ゲツト径の判定とのフローチャート図、第２７図は本発
明のスポット溶接検査装置の更に他の実施例の装置構成
を示す説明図、第２８図は同じく更に他の実施例による
電位差比とナゲツト径との関係を示す特性図、第２９図
は同じく更に他の実施例による電位差測定とナゲツト径
の判定とのフローチャート図、第３０図は本発明のスポ
ット溶接検査装置の更に他の実施例の装置構成を示す説
明図、第３１図は同じく更に他の実施例による電位差測
定とナゲツト径の判定とのフローチャート図、第３２図
は本発明のスポット溶接検査装置の更に他の実施例の多
関節ロボットに測定ヘッドを装着しての検査状態を示す
斜視図である。 １．１ａ、１　ｂ、１　ａ−給電端子、２，２ａ。 ２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｅ’　　、２ｅｏ　　、２
ｆ。 ２ｆ’　ｖ　２ｆｏ　９２ｇｔ　２ｇ’　ｙ　２ｇｏ　
、２ｈ。 ２ｈ’　、２ｈａ　、２ｉ、２ｊ−電位差測定端子。 ３．３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ（３ｅｘ、３ａｚＬ
３ｆ　　（３ｆ＋ｔ　　３ｆｚ）ｅ　　３ｇ　　（３ｇ
ｔｔ　　ａｇｚ）ｅ３ｈ・・・測定ヘッド、４，４ａ、
４ｂ、４ｃ・・・直流電源、５・・・電流極性変換装置
、６・・・コンピュータ、７・・・インタフェース、８
・・・微小電位差計、９，９ａ・・・マルチプレクサ、
１０・・・ＧＰ−ＩＢインタフェース、１１・・・ＣＲ
Ｔ、１２・・・プリンタ、１３゜１３　ａ　、　ｌ　３
　ｂ　、　１３　ｃ　、　１３　ｄ−突起、１４　・・
・多関節ロボット、１５・・・ロボット制御装置。 第 図 第 図 第 図 第 ５ 図 ナゲツト径 （■） 第 図 ナ ゲ ト 径 （鴎） 第 ７ 図 第 図 第 図 第１０図 第１１ 図 第１２ 図 第１３図 ナゲツ ト径ｄ（ｆｉ） 第 ４ 図 第 ５ 図 １３ａ・・・突起 第 １６ 図 Ｏ徂１１冗届す 第 ７ 図 第 ８ 図 第 ９ 図 第 ２０ 図 第 １ 図 第 ２３ 図 ナ ゲ ツ ト 径 （−） 第 ４ 図 第 ２６ 図 第 ８ 図 ナ ゲ ツ ト 径 （ｆｆ） 第 ９ 図 第 ３０ 図 第 １ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、部材表面に相互に離間した給電端子により直流電流
   を印加し、前記給電端子間に設けた電位差測定端子で電
   位差を測定し、この測定した電位差からスポット溶接の
   ナゲツト径を検出するスポット溶接検査装置において、
   前記装置に、その両端に給電端子を１個ずつ配置し、こ
   の配置した給電端子間に３個の電位差測定端子を設けて
   ２ケ所の電位差が測定できるようにした直方体形状の測
   定ヘッドと、この測定ヘッドの給電端子に電流を供給す
   る直流電源と、前記供給する電流の極性を切り換える電
   流極性変換装置と、この電流極性変換装置を制御するコ
   ンピュータおよびインタフェースと、前記電位差を測定
   する微小電位差計と、前記電位差測定端子を切り換える
   マルチプレクサと、前記微小電位差計とマルチプレクサ
   との制御および測定された電位差を前記コンピュータに
   転送するＧＰ−ＩＢインタフェースと、電位差測定状況
   を監視し、測定された電位差分布から前記スポット溶接
   のナゲツト径を判定した結果を表示するＣＲＴおよび判
   定結果を出力するプリンタとを設けたことを特徴とする
   スポット溶接検査装置。 ２、前記測定ヘッドが、その中央にスポット溶接のナゲ
   ツト径より小さい円筒状で、かつその先端を半球状にし
   た突起が設けられ、この突起および前記給電端子、電位
   差測定端子がこれらの軸方向に夫々コイルばねにより移
   動可能にされたものである特許請求の範囲第１項記載の
   スポット溶接検査装置。 ３、前記３個の電位差測定端子が、その２個が前記突起
   をはさんで対称に取付けて前記スポット溶接のナゲツト
   部分を挟む電位差を測定し、残る１個はその外側に設け
   て基準電位差を測定するようにされたものである特許請
   求の範囲第１項または第２項記載のスポット溶接検査装
   置。 ４、前記測定ヘッドが、第１、第２の測定ヘッド２個か
   ら構成され、これら第１、第２の測定ヘッドは共に両端
   に１個ずつ配置された給電端子と、これら給電端子間に
   配置された３個の電位差測定端子を持ち、かつこれら２
   個の測定ヘッドの中心と長手方向とを一致させてスポッ
   ト溶接部に押しつけられるように多関節ロボットの腕の
   先端に取付け、スポット溶接のナゲットを挟んで斜交い
   に電流を供給して電位差分布が測定できるようにされた
   ものである特許請求の範囲第１項記載のスポット溶接検
   査装置。 ５、前記測定ヘッドが、位置決め用突起を有する前記第
   １の測定ヘッドの端に給電端子を１個、電位差測定端子
   を２個設け、前記第２の測定ヘッドには第１の測定ヘッ
   ドと反対側に給電端子および電位差測定端子を各１個設
   け、多関節ロボットの腕の先端に取付け、スポット溶接
   のナゲットを挟んで斜交いに電流を供給して電位差分布
   が測定できるようにされたものである特許請求の範囲第
   ４項記載のスポット溶接検査装置。 ６、前記測定ヘッドが、円筒状に形成され、この円筒状
   の測定ヘッドの外周部に９０度毎に前記給電端子を同心
   円状に４個設け、この内側で測定ヘッドの中心に１個、
   前記給電端子と同じ角度位置に同心円状に４個、前記給
   電端子のうち１８０度向い合う給電端子の間に同心円状
   に２個の電位差測定端子を設け、前記給電端子への電流
   供給先を切り換えるマルチプレクサが設けられたもので
   ある特許請求の範囲第１項記載のスポット溶接検査装置
   。 ７、前記測定ヘッドが、測定ヘッドの中央にスポット溶
   接のナゲツト径より小さい円筒状で、かつその先端を半
   球状にした突起をその軸方向にコイルばねにより移動可
   能に設け、測定ヘッドの外周部に９０度毎に給電端子を
   同心円状に４個設け、これらの給電端子の内側に給電端
   子と同じ角度位置に同心円状に４個、前記給電端子のう
   ち９０度離れた給電端子の間に同心円状に２個の電位差
   測定端子が設けられたものである特許請求の範囲第６項
   記載のスポット溶接検査装置。 ８、前記測定ヘッドが、第１、第２の円筒状の測定ヘッ
   ド２個から構成され、前記第１の円筒状の測定ヘッドの
   外周部に９０度毎に給電端子を同心円状に４個設け、こ
   れら給電端子の内側に前記給電端子と同じ角度位置に同
   心円状に４個の電位差測定端子を２組設け、前記第２の
   円筒状の測定ヘッドに前記第１の測定ヘッドと同じ外周
   部に９０度毎に給電端子を同心円状に４個設け、これら
   の給電端子の内側に前記給電端子と同じ角度位置に同心
   円状に４個の電位差測定端子を１組設け、これら第１、
   第２の測定ヘッドを中心を一致させてスポット溶接部に
   押し付けられるように多関節ロボットの腕の先端に取付
   けられたものである特許請求の範囲第１項記載のスポッ
   ト溶接検査装置。 ９、前記直流電源が、４台設けられ、前記４組の給電端
   子の夫々に電流を供給できるようにされたものである特
   許請求の範囲第８項記載のスポット溶接検査装置。 １０、前記多関節ロボットの先端に可撓性のある継手を
   介して前記測定ヘッドを取付け、前記多関節ロボットの
   ロボット制御装置には測定対象物のスポット溶接位置座
   標をスポット溶接ロボットの制御装置から通信回線を介
   して授受しておくことにより、前記測定ヘッドの中心を
   ナゲツト中心と一致させ、かつ鋼板表面に対して垂直に
   押し当てられるようにして電位差分布を測定してナゲツ
   ト径を判定できるようにされたものである特許請求の範
   囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記載のスポット
   溶接検査装置。