JPH04147777A - スポット溶接部の検査方法及びこれを用いたスポット溶接制御システム - Google Patents

スポット溶接部の検査方法及びこれを用いたスポット溶接制御システム

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JPH04147777A
JPH04147777A JP27001390A JP27001390A JPH04147777A JP H04147777 A JPH04147777 A JP H04147777A JP 27001390 A JP27001390 A JP 27001390A JP 27001390 A JP27001390 A JP 27001390A JP H04147777 A JPH04147777 A JP H04147777A
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Masaru Ohara
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Yasuyuki Mizutani
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    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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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、スポット溶接部における溶接の良否を判断す
るスポット溶接部の検査方法及びこの検査方法を用いて
スポット溶接条件等を制御するスポット溶接制御システ
ムに関する。
〔従来技術〕
スポット溶接は薄い金属の板材(被溶接板材)を多量に
効率的に溶接することができるので、自動車等の生産ラ
インシステムで多く用いられている。しかし、スポット
溶接はガス溶接やアーク溶接に比ムで接合状態を外観か
ら容易に判断することが困難であり、非破壊検査方法が
確立していない。
従って、この非破壊検査方法を簡単に行うための種々の
研究開発等が行われている。その中の一つの方法として
、溶接電極間の距離(被溶接板材の厚さ)を測定するこ
とによって溶接部の接合状態の良否を判定しようとする
ものがある。
以下、この方法を図面を用いて説明する。
第10図はスポット溶接の各工程における電極間距離の
変化の様子を示す図である。
スポット溶接は初期加圧時間(スクイズタイム)、通電
時間、保持時間(ホールドタイム)及び開放時間(オフ
タイム)の4つの工程で行われる。
初期加圧時間は電極に加圧力がかかってから電流が流れ
る(通電する)までの時間をいい、この時間に電極間の
圧力を安定させ、被溶接板材間のなじみを良くする。通
電時間は実際に溶接電流を流す時間や予熱電流を流す時
間や溶接電流通電後に焼入れを行うための焼戻し電流を
流す時間で構成される。保持時間は通電終了後に電極が
被溶接板材を離れるまでの時間である。開放時間はスポ
ット溶接を繰り返す場合の溶接と溶接との間のインター
バルの時間である。
図から明らかなように電極間距離は通電開始後から徐々
に大きくなり最大変位量Hmaxで飽和する。そして、
通電終了後の保持時間内では、溶接部が電極によって冷
却され、電極間距離は急激に減少し、図のように初期加
圧時間における電極間距離に近似していくか、それより
も小さくなる。
なお、最大変位[Hmaxに到達した後も通電を続ける
と、被溶接板材の溶融が進み電極間の圧力によって徐々
に電極間距離は減少を始めるが、図のように通電を終了
した場合のように急激に減少することはない。このよう
な電極間距離の変位特性は理想的な場合を示したもので
あり、実際はこの変位特性がスポット溶接毎に変化し、
それに伴って接合状態も様々に変化する。
この変位特性曲線から求まる通電期間中の電極間距離の
最大変位量Hmaxによってスポット溶接の接合状態の
良否を判定するものとして、特公昭48−41422号
公報に記載のものがある。
また、通電初期の電極間距離の変化率(d h/dt)
によって判断するものとして米国特許第3400242
号に記載のものがある。
さらに、前記最大変位量Hm a xと変化率(dh/
d t)の両方に基づいて接合状態の良否を判定するも
のが、特公昭53−4057号公報に記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のスポット溶接の検査方法を使用して、実際のスポ
ット溶接の接合状態を検査してみると、接合状態と、通
電期間中の電極間距離の最大変位量Hm a x又は通
電初期の変化率(d h/d t)との間に明確な相関
性が現れないことが判明した。
すなわち、実際には接合状態が良く、強度が十分である
にもかかわらず、最大変位量Hm a x又は変位率(
d h/d t)に基づいて判断すると「接合状態不良
」となったり、逆に接合状態が悪く、強度が十分でない
にもかかわらず、最大変位量Hmax又は変位率(d 
h/d t)に基づいて判断すると「接合状態良」とな
ったりする。
従って、このようなスポット溶接の検査方法の信頼性は
あまり高くなく、この検査結果に基づいて溶接条件を制
御することもできなかった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、スポッ
ト溶接部の接合状態を正確に判定することのできるスポ
ット溶接部の検査方法を提供することを第1の目的とす
る。
また、スポット溶接部の接合状態を良好に保ちながら自
動的に溶接条件を設定することのできるスポット溶接制
御システムを提供することを第2の目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
前記第1の目的を解決する第1の本発明は、少なくとも
2枚の被溶接板材を重ね合わせ、その両面を2つの電極
で挟み、前記被溶接板材に圧力を加えながら前記電極間
に通電することによって前記被溶接板材を溶接するスポ
ット溶接において、スポット溶接部の良否を判定する検
査方法であって、通電終了直後の所定の加圧保持時間に
おける前記スポット溶接部の板厚の収縮量を検出し、こ
の収縮量に基づいて前記スポット溶接部の接合状態の良
否を判定することを特徴とするスポット溶接部の検査方
法である。
前記第1の目的を解決する第2の本発明は、少なくとも
2枚の被溶接板材を重ね合わせ、その両面を2つの電極
で挟み、前記被溶接板材に圧力を加えながら前記電極間
に通電することによって前記被溶接板材を溶接するスポ
ット溶接において、スポット溶接部の良否を判定する検
査方法であって、通電終了直後の所定の加圧保持時間に
おいて変化する前記スポット溶接部の板厚を前記通電終
了時点の前記板厚を基準として前記加圧保持時間内で積
分した値を求め、この積分値に基づいて前記スポット溶
接部の接合状態の良否を判定することを特徴とするスポ
ット溶接部の検査方法である。
前記第2の目的を解決する第3の本発明は、少なくとも
2枚の被溶接板材を重ね合わせ、その両面を2つの電極
で挟み、前記被溶接板材に圧力を加えながら前記電極間
に通電することによって前記被溶接板材を溶接するスポ
ット溶接制御システムにおいて、上記スポット溶接部の
検査方法の検査結果に応じてスポット溶接の溶接条件を
制御する制御手段を具えたことを特徴とするスポット溶
接制御システムである。
〔作用〕
スポット溶接における電極間距離は、第10図の曲線C
Oや第2図の曲線C1のように通電時間の経過に応じて
徐々に増加する。第10図の場合には、電極間距離が最
大変位量Hm a xに達した時点で通電を終了してい
るが、第2図のように、最大変位量Hm a xを過ぎ
た後も通電しつづけることによって、電極間距離は逆に
減少することが知られている。
通電時間終了後の保持時間内で、電極間距離は第10図
の曲線COや第2図の曲線C1のように急激に減少する
。図では保持時間の電極間距離が初期加圧時間の電極間
距離よりも大きい場合を示したが、この逆の場合もある
通電によって溶融した被溶接板材間にはナゲツトが形成
され、このナゲツト形成によって被溶接板材の間は強固
に結合される。このナゲツトの形成状態に最も影響を与
えるのは1通電時間中に溶接部に加わったエネルギー量
(熱量)である。しかし、実際に溶接部のナゲツト形成
に使用されたエネルギー量を測定することは非常番こ回
置である。
単純に通電時間及び通電電流から求まるものではない。
なぜなら、被溶接板材間の表面状態や接触抵抗等がスポ
ット溶接毎にそれぞれ微妙に異なるため、同じ通電電流
で同じ時間だけ通電したとしてもスポット溶接部の接合
状態は微妙に変化する。
従って、従来は、通電時間中における被溶接板材の変化
、すなわち電極間距離を測定することによって、溶接部
に加わったエネルギー量を相対的に検出するようにして
いた。
しかし、最終的に接合状態の良否を決定するナゲツトが
形成されるのは通電終了後の保持時間内であり、この保
持時間内に溶接部は電極によって冷却され、電極間距離
も収縮する。ナゲツト径が大きければ、ナゲツト形成に
消費されたエネルギー量も大きく、冷却による収縮量も
大きい。逆に、ナゲツト径が小さければ、エネルギーは
ナゲツト周囲の冷たい金属へ逃げ、ナゲツト形成に消費
されたエネルギー量も小さく、冷却による収縮量も小さ
くなる。
本発明の発明者等は、スポット溶接を種々の条件の下で
何度も行い、通電終了直後の所定の加圧保持時間におけ
るスポット溶接部の板厚の収縮量とスポット溶接時のナ
ゲツト径の大きさとの間に相関関係があることを見出し
た。
そこで、第1の本発明のように通電終了直後の所定の加
圧保持時間におけるスポット溶接部の板厚の収縮量を検
出し、この収縮量に基づいて溶接部の接合状態の良否を
検査するようにした。これによって、板厚の収縮量から
スポット溶接により形成されたナゲツト径に相関する検
出データを得ることができるようになり、スポット溶接
の接合状態の良否を高精度に判定することが可能となる
また、通電終了直後の所定の加圧保持時間において変化
するスポット溶接部の板厚を通電終了時点の板厚を基準
として加圧保持時間内で積分した値は、上記収縮量と同
様に、スポット溶接部のナゲツト径の大きさと相関関係
を有することも判明した。そこで、第2の本発明のよう
に上記積分値を求めれば、この積分値に基づいてスポッ
ト溶接により形成されたナゲツト径に相関する検出デー
タを得ることができるようになり、接合状態の良否を高
精度に判定することが可能となる。
さらに、第3の本発明では、上述のスポット溶接の検査
方法の接合状態の判定結果を用いてスポット溶接の溶接
条件を決定しているので、接合状態が不良の場合にはそ
れが良好と判定されるように接合条件を変更制御しなが
らスポット溶接を行えるので、常に接合状態の良好なス
ポット溶接を行えるスポット溶接制御システムを構成で
きる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
第3図は本発明のスポット溶接検査方法を実現するため
の検査装置の全体構成の概略を示す図である。
2枚の被溶接板材30及び31がスポット溶接によって
接合される。2枚の被溶接板材30及び31は互いに重
ね合わせられた部分の両面を2つのチップ電極32及び
33で挟まれているチップ電極32及び33は被溶接板
材30及び31の両側に設けられ、所定の圧力で被溶接
板材30及び31を押圧する。
溶接電流制御手段34はチップ電極32及び33に第2
図の通電時間内に溶接電流を供給し、チップ電極32及
び33の加圧力も制御する。
電極間距離検出手段35はチップ電極32及び33の電
極間距離の絶対位置を検出し、それを電極間距離信号P
として良否判定手段36に出力する。すなわち、チップ
電極32及び33には図示していないが、チップ電極3
2及び33間の絶対位置を検出する位置検出装置が設け
られている。
良否判定手段36は電極間距離検出手段35の電極間距
離信号P及び溶接電流制御手段34の保持時間信号H5
を入力し、保持時間内における電極間距離信号Pの変位
を検出し、その検呂値を所定の基準値と比較して、溶接
部の接合状態の良否を判定し、接合状態が不良の場合に
は不良信号NS1を表示手段37に出力する。また、電
極間距離信号Pの値が極端に小さい場合にはチップl!
極32及び33に何らかの不良が発生したものと判断し
て、チップ交換信号C81を表示手段37に出力する。
さらに、良否判定手段36は、被溶接板材30及び31
を重ね合わせた板厚が所定範囲内にあるかどうかも検査
する。すなわち、溶接する時には被溶接板材30及び3
1の枚数は2枚でなければならないが、何らかの原因に
より枚数が不足したり多すぎたりした場合や、被溶接板
材30及び31間に不純物が混入した場合等に、溶接箇
所の不良情報を知らせるための板厚不良信号ES1を出
力する。チップ電極32及び33の先端部分は溶接を繰
り返すことにより徐々に摩耗していくので、良否判定手
段36はその摩耗量を検出し、−チップ交換信号ES2
を出力する。
表示手段37は良否判定手段36の不良信号NS1、板
厚不良信号ESI及びチップ交換信号ES2.C8Iを
入力したら、それをオペレータに知らせるための表示や
アラームを発生する。
次に第3図の良否判定手段36の詳細について第1図及
び第4図を用いて説明する。第1図は良否判定手段36
の構成を示す図であり、第4図はその動作を示すタイミ
ングチャート図である。
本実施例では、計測回路10及び比較回路11で接合状
態の良否を判定する。
計測回路10は電極間距離検出手段35の電極間距離信
号Pを入力し、保持信号H5の立ち上がりに応じて、内
部レジスタをリセットし、保持信号H8が立ち下がるま
での間の電極間距離信号Pの変位量を測定し、保持時間
内変位量(収縮量)Hbとして比較回路11に出力する
比較回路11は収縮量Hbを入力し、収縮基準値Hrb
及びチップ交換収縮基準値hrbと比較し、収縮量Hb
が収縮基準値Hr bに達しない場合は不良信号NSI
を出力し、収縮量Hbがチップ交換収縮基準値hrbに
達しない場合はチップ交換信号C5Iを出力する。チッ
プ交換基準値hrbは収縮基準値Hr bよりも十分小
さく、収縮量Hbがチップ交換基準値hrbに達しなか
ったということはチップ電極32及び33に何らがの不
良が発生したことを意味するので、チップ電極の交換を
促すためのチップ交換信号cS1を呂カする。
次に、データシフト回路12、積算回路13及び摩耗量
検出器14でチップ電極32及び33の摩耗量を検出し
、板厚検出器15及びタイマ16で被溶接板材30及び
31の枚数等を検出する。
データシフト回路12は、チップ電極の摩耗量に応じて
板厚検出データの補償を行うためのものであり、電極間
距離検出手段35の電極間距離信号Pを入力し、チップ
摩耗量検出信号TSの入力に応じて、電極間距離信号P
の値がrOJとなるようにデータをシフトし、そのシフ
ト量を積算回路13に出力すると共にシフト後の真の電
極間距離を示す板厚信号hyを板厚検出器15に出力す
る。すなわち、電極間距離検出手段35から出力される
電極間距離信号pはチップ電極32及び33間の絶対位
置を示す信号なので、スポット溶接を数百回程度行うこ
とによって、チップ電極の先端が摩耗し、実際の電極間
距離よりも小さくなり、正確な電極間距離を検出できな
くなる。これを防止するために、所定の基準に従いチッ
プ摩耗量検出指示信号TSを発生し、これに応じてチッ
プ電極32及び33を接触させ、データシフト回路12
で摩耗量分に対応した電極間距離信号Pの値をシフトさ
せている。
例えば、最初にチップ電極32及び33の接触時の電極
間距離Pが[0」であった時、スポット溶接を200回
行った後の電極間距離Pが「−3」だとすると、データ
シフト回路10はこの「−3」を補正するために「+3
」だけシフトし、データシフト回路12から「0」の板
厚信号hyを出力する。
積算回路13はデータシフト回路10のシフト量をチッ
プ摩耗量検出指示信号TSの立ち下がりのタイミングで
取り込み、それを積算し、摩耗量信号Tmを摩耗量検出
器14に出力する。従って、積算回路13にはスポット
溶接によって摩耗したチップ電極の全摩耗量が格納され
る。
摩耗量検出器14は積算回路13に格納されている摩耗
量信号Tmを入力し、摩耗基準値Trと比較し、摩耗量
信号Tmが摩耗基準値Trに達した場合に、チップ交換
信号ES2を出力する。
板厚検出器15はデータシフト回路12の板厚信号by
を入力し、板厚基準値hrと比較し、板厚信号hyが板
厚基準値hrの±10%未満にある場合は板厚は正常で
あり、±10%以上の場合は、板厚不良信号ESIを出
力する。板厚基準値hrはスポット溶接される被溶接板
材30及び31を2枚重ねた場合の厚さを示す値である
から、板厚不良信号ESIが出力されるということは、
被溶接板材が1枚であるとか3枚であるとか、又は被溶
接板材間に不純物が挾まっているとか等の種々の障害が
発生したことを示す。従って、板厚不良信号ESIが出
力された場合は、溶接を中fHし、その障害を除去しな
ければならない。
タイマ16は板厚検出器15の検出動作のタイミング信
号となる板厚検出指示信号DSを発生するものである。
板厚検出器15による板厚検出動作は電極に加圧力がか
かってから通電が開始するまでの初期加圧時間内であっ
て、圧力が安定した後に行う必要がある。故に、タイマ
16は、初期加圧信号YSの入力に応じて、所定時間を
計時し、初期加圧時間内に板厚を検出するための板厚検
出指示信号DSを板厚検出器15に出力する。
第1図の良否判定手段の動作を第4図のタイミングチャ
ート図を用いて説明する。
−例として、チップ摩耗量検出指示信号TSはスポット
溶接200回毎に発生される。データシフト回路12は
チップ摩耗量検出指示信号TSの立ち上がりに応じて電
極間距離信号Pの値が「0」となるようにシフトする。
そして、チップ摩耗量検出指示信号TSの立ち下がりに
応じて積算回路13はデータシフト回路12のシフト量
を積算し、摩耗量検出器14は積算回路13の摩耗信号
Tmと摩耗量基準値Trとを比較する。
初期加圧信号YSの立ち上がりに応じて、タイマ16は
所定時間の計時を開始し、計時終了と同時に板厚検出指
示信号DSを板厚検出器15に出力する。また、この初
期加圧信号YSの出力されている間(初期加圧時間)に
チップ電極32及び33に所定の加圧力が加わる。
タイマ16から板厚検出指示信号DSが圧力されると同
時に板厚検出器15はデータシフト回路12からの板厚
信号hyと板厚基準値hrとを比較する。
板厚検出器15から板厚不良信号ESI及び摩耗量検出
器14からチップ交換信号ES2が出力されなかった場
合に、溶接電流制御手段34は通電信号FSに応じて所
定の溶接電流をチップ電極32及び33に供給する。
保持信号H8の立ち上がりに応じて、計測回路10は内
部レジスタの値をリセットし、保持信号H8の立ち下が
りに応じて計測を終了する。これによって計測回路10
は保持時間内に収縮した被溶接板材30及び31の収縮
量Hb、すなわち電極間距離の変位量を測定する。例え
ば、計測回路10は、保持信号H8の立ち上がり時点に
おける電極間距離信号Pの値をPOとして保持しておき
、保持信号H8の立ち下がり時点における電極間距離信
号Pの値PIをPOから減算して、PO−Plを収縮量
Hbとして出力する。
比較回路11はこの収縮量Hbと収縮基準値Hrとを比
較する。収縮量Hbが収縮基準値Hr以上の場合は溶接
状態は良となり、収縮基P!値Hrに達しなかった場合
は溶接不良となり、不良信号NSIか出力される。
開放信号O8に応じて、チップ電極32及び33は被溶
接板材30及び31を開放する。
初期加圧信号YSが発生してから開放信号O8が発生す
るまでの一連の信号によって溶接電流制御手段34はス
ポット溶接を繰り返す。また、スポット溶接200回毎
にスポット溶接とスポット溶接のインターバルタイムに
チップ摩耗量検圧指示信号TSを発生し、チップ電極3
2及び33の摩耗量を検出する。
第1図の実施例では、良否判定手段36が保持時間内に
おける電極間距離Pの収縮量Hbのみに基づいて接合状
態の良否を判定する場合について説明したが、第2図の
ように通電時間終了直後(保持時間開始時点)における
電極間距離Haと、第6図のように通電時間中における
電極間距離の変化を積分した値1a(面積SA)と、通
電時間終了直後の電極間距離を基準として変化した電極
間距離を積分した値Ib(面積SB)とを求めて、これ
らの値に所定の演算を施して接合状態の良否を判定して
もよい。
以下、これについて、第5図を用いて説明する。
第5図において第1図と同じ構成のものには同一の符号
が付しであるので、その説明は省略する。
計測回路17は電極間距離検出手段35の電極間距離信
号Pを入力し、通電信号FSの立ち上がりに応じて、内
部レジスタをリセットし、通電信号FSが立ち下がるま
での間の電極間距離信号Pの変位量を測定し、通電時間
内変位量Haとして比較回路18に出力する。
比較回路18は通電時間内変位量Haを入力し、変位基
準値Hr a及びチップ交換基準値hraと比較し、通
電時間内変位量Haが変位基準値Hraに達しない場合
は不良信号NS3を出力し、通電時間内変位量Haがチ
ップ交換基準値hraに達しない場合はチップ交換信号
C53を出力する。
変位基準値Hr aはチップ交換基準値hraよりも十
分大きい値であり、通電時間内変位量Haが変位基準値
Hr aに達しなかったということは溶接時に散りが発
生し、電極間距離の変位が急激に低下したことを意味す
るので、不良信号NS3を出力する。また1通電時間内
変位量Haがチップ交換基$Ii h r aに達しな
かったということは、チップ電極32及び33に何らか
の不良が発生したことを意味するので、チップ電極の交
換を促すためのチップ交換信号C83を出力する。
減算回路19は計測回路10の収縮量Hb及び計測回路
17の通電時間内変位量Haを入力し、通電時間内変位
量Haから収縮量Hbを減算した値(Ha −Hb )
を減算信号Habとして比較回路20に出力する。この
減算信号Ha bはスポット溶接によって変形した被溶
接板材30及び31の最終的な板厚であり、マイナスの
場合とプラスの場合がある。減算信号Habがマイナス
の場合は収縮量Hbの絶対値が通電時間内変位量Haの
絶対値よりも大きく、被溶接板材30及び31の板厚が
スポット溶接によって収縮したことを意味し、プラスの
場合は収縮量Hbの絶対値が通電時量的変位量Haの絶
対値よりもツノ)さく、被溶接板材30及び31の板厚
がスポット溶接によって膨張したことを意味する。
この減算信号Habがマイナスの値であるとスポット溶
接の接合状態は良好であり、プラスの値であってもゼロ
に近い程スポット溶接の接合状態はよいことを示す。従
って、比較回路20では減算信号Habの値が所定の基
準値よりも小さいかどうかの判定を行う。
比較回路20は減算信号Habを入力し、変位基準値H
r a b及びチップ交換基準値hrabと比較し、減
算信号Ha bが変位基準値Hr a bよりも小さく
ない場合は不良信号NS2を出力し、減算信号Habが
チップ交換基準値hrabよりも小さくない場合はチッ
プ交換信号C82を出力する。チップ交換基準値hra
bは変位基準値Hrabよりも十分大きい値であり、減
算信号Habが変位基準値Hr a bによりも小さく
ならなかったということはスポット溶接時に適当な溶融
が行われず、所定径以上のナゲツトが形成されなかった
ことを意味するので、不良信号NS2を出力する。また
、減算信号Habがチップ交換基準値hrabよりも小
さくならなかったということは、チップ電極32及び3
3に何らがの不良が発生したこを意味するので、チップ
電極の交換を促すためのチップ交換信号C82を出力す
る。
積分回路21は電極間距離検出手段35の電極間距離信
号Pを入力し、保持信号H8の立ち上がりから立ち下が
りまでの間(保持時間内)の電極間距離信号Pの変位量
を通電時間終了直後の電極間距離を基準として積分し、
第6図の面積SBの大きさを保持時間内積分値Ibとし
て比較回路22に出力する。
比較回路22は保持時間内積分値Ibを入力し。
保持時間積分基準値Irb及びチップ交換基準値irb
と比較し、保持時間内積分値Ibが保持時間積分基準値
Irbに達しない場合は不良信号NS4を出力し、保持
時間内積分値Ibがチップ交換基準値irbに達しない
場合はチップ交換信号C54を出力する。チップ交換基
準値irbは保持時間積分基準値Irbよりも十分小さ
く、保持時間内積分値Ibがチップ交換基準値hrbに
達しなかったということはチップ電極32及び33に何
らかの不良が発生したこを意味するので、チップ電極の
交換を促すためのチップ交換信号C84を出力する。
積分回路23は電極間距離検出手段35の電極間距離信
号Pを入力し、通電信号FSの立ち上がりから立ち下が
りまでの間(通電時間内)の電極間距離信号Pの変位量
を通電開始直後の電極間距離を基準として積分し、第6
図の面積SAの大きさを通電時間内積分値Iaとして比
較回路24に出力する。
比較回路24は通電時間内積分値Iaを入力し、通電時
間積分基準値Ira及びチップ交換基準値iraと比較
し、通電時間内積分値Iaが通電時間積分基準値Ira
に達しない場合は不良信号NS6を出力し、通電時間内
積分値Iaがチップ交換基準値iraに達しない場合は
チップ交換信号C86を出力する。通電時間積分基準値
Iraはチップ交換基準値iraよりも十分大きい値で
あり、通電時間内積分値Iaが通電時間積分基準値Ir
aに達しなかったということは溶接時に散りが発生し、
電極間距離の変位が急激に低下したことを意味するので
、不良信号NS6を出力する。
また、通電時間内積分値Iaがチップ交換基準値irq
に達しなかったということは、チップ電極32及び33
に何らかの不良が発生したこを意味するので、チップ電
極の交換を促すためのチップ交換信号C86を出力する
除算回路25は積分回路21及び23からの保持時間内
積分値Ib及び通電時間内積分値Iaを入力し、保持時
間内積分値Ibを通電時間内積分値Iaで割った値(I
b/Ia)を除算信号Iabとして比較回路26に出力
する。
比較回路26は除算信号Iabを入力し、除算基準値I
rab及びチップ交換基準値1rabと比較し、除算信
号1abが除算基準値Irabよりも小さい場合は不良
信号NS5を出力し、除算信号Iabがチップ交換基準
値1rabよりも小さい場合はチップ交換信号CS2を
出力する。チップ交換基準値1rabは除算基準値Ir
abよりも十分小査い値であり、除算信号Iabが除算
基準値I rabよりも大きくならなかったということ
はスポット溶接時に適当な溶融が行われず、所定径以上
のナゲツトが形成されなかったことを意味するので、不
良信号NS5を出力する。また、除算信号Iabがチッ
プ交換基準値1rabよりも大きくならなかったという
ことは、チップ電極32及び33に何らかの不良が発生
したこを意味するので、チップ電極の交換を促すための
チップ交換信号C35を出力する。
第5図の実施例では、接合状態の不良信号NS1〜NS
6を同じレベルの信号として出力しているが、それぞれ
の不良信号NSI〜NS6に重みを付けて、それらの信
号の重みの和を接合状態を示す信号として出力するよう
にしてもよい。例えば、不良信号NS1の重みを「10
」、不良信号NS4の重みを「8」、不良信号NS2の
重みを「6」、不良信号NS3及びNS6の重みを「4
」、不良信号NS5の東みをr21とし、これらの信号
の重みの総和が「15」より大きいかどうかで、接合状
態を判定する。このとき、チップ交換信号C81〜C8
6に関しては、いずれかの1つの信号が出力されること
によってチップ交換の必要性が生じたことを示すので、
それぞれの出力の論理和信号を出力する。
以上のように第5図の実施例では、第2図及び第6図の
電極間距離の変位特性を示す曲線から求まる種々の値に
基づいて、スポット溶接の接合状態を検出しているが、
その基本となる値は保持時間内における電極間距離であ
ることに変わりはない。
従って、良否判定手段36が保持時間内における電極間
距離Pの収縮量Hbの代わりに、第6図のような通電時
間終了直後の電極間距離を基準として変化した電極間距
離を積分した値Ib(面積SB)に基づいて接合状態の
良否を判定するようにしてもよい。すなわち、第1図の
計測回路10及び比較回路11を第5図の計測回路21
及び比較回路22に置き換えてもよい。
また、良否判定手段36を第5図の実施例の計測回路1
0及び17、演算回路19、比較回路11.18及び2
0だけで構成してもよいし、積分回路21及び23、除
算回路25、比較回路22.24及び26だけで構成し
てもよいことはいうまでもない。
次に、上述のスポット溶接の検査方法を用いたスポット
溶接制御システムの実施例について説明する。
第7図はスポット溶接制御システムの全体構成の概略を
示す図である。第7図において第3図と同じ構成のもの
には同一の符号が付しであるので、その説明は省略する
6本実施例では、良否判定手段39が接合状態の良否を
判定すると共に溶接電流制御手段38に通電終了信号E
N4と不良信号NSI及びNS3を出力し、溶接電流制
御手段38が通電終了信号ENIと不良信号NSI及び
NS3とに応じて溶接条件を変更する点に特徴がある。
すなわち、通電開始後に電極間距離Pの変位量Haが変
位量基準値Hr aに達した時点で通電を終了するか、
又は変位量Haが変位基準値Hr aに達しなくても通
電を許容できる最大通電時間Tm a xになったら通
電を終了する。そして、保持時間内における電極間距離
の変位量Hbが所定の変位基準M Hr bに達したが
どうかに応じて溶接電流制御手段38は溶接電流の大き
さ、加圧力等を制御する。
以下、良否判定手段39の詳細について第8図及び第9
図を用いて説明する。第8図は良否判定手段39の概略
構成を示す図であり、第1図と同じ構成のものには同一
の符号が付しであるので。
その説明は省略する。第9図はその動作を示すタイミン
グチャート図である。
タイマ81は通電信号FSの立ち上がりから最大通電時
間T m a x経過後に通電終了信号ENIを計測回
路80及び溶接電流制御手段38に出方する。溶接電流
制御手段38は通電終了信号EN1を入力することによ
って、通電を強制的に終了し、保持時間の処理へ移行す
る。
計測回路82及び比較回路83は第5図の計測回路17
及び比較回路18と同じ構成なので、その説明は省略す
る。但し、比較回路83の不良信号NS3は溶接電流制
御手段38に出力される他、計測回路80にも出力され
る。
計測回路80はタイマ81の通電終了信号EN1及び比
較回路83の不良信号NS3を入力し、タイマ81から
通電終了信号ENIが出力されるか、又は比較回路83
の不良信号NS3が反転して、不良信号から良信号に変
わった時点で内部レジスタをリセットし、電極間距離P
の変位量を計測し始める。
第8図の良否判定手段の動作を第9図のタイミングチャ
ート図を用いて説明する。
チップ摩耗量検出指示信号TSは一例としてスポット溶
接200回毎に出力される。データシフト回路12はチ
ップ摩耗量検出指示信号TSの立ち上がりに応じて電極
間距離信号Pの値が「0」となるようにシフトする。そ
して、チップ摩耗量検出指示信号TSの立ち下がりに応
じて積算回路13はデータシフト回路12のシフト量を
積算し。
摩耗量検出器14は積算回路13の摩耗信号Tmと摩耗
量基準値Trとを比較する。
初期加圧信号YSの立ち上がりに応じて、タイマ16は
所定時間の計時を開始し、計時終了と同時に板厚検出指
示信号DSを板厚検出器15に出力する。また、この初
期加圧信号YSの出力されている間(初期加圧時間)に
チップ電極32及び33に所定の加圧力が加わる。
タイマ16から板厚検出指示信号DSが出力されると同
時に板厚検出器15はデータシフト回路12からの板厚
信号hyと板厚基準値hrとを比較する。
板厚検出器15から板厚不良信号ESI及び摩耗量検出
器14からチップ交換信号ES2が出力されなかっかだ
場合に、溶接電流制御手段34は通電信号FSを出力し
所定の溶接電流をチップ電極32及び33に供給する。
溶接電流制御手段34がチップ電極32及び33に溶接
電流を供給すると、電極間距離Pの変位量Haは徐々に
増加し、比較回路83の変位量基準値Hr aに到達す
ると、この時点で比較回路83の不良信号NS3は反転
して良信号に変化する。
溶接電流制御手段38はこの不良信号NS3の反転に応
じて、溶接電流の通電を終了し、直ちに保持信号H5を
出力する。
計測回路80は比較回路83の不良信号NS3の反転に
よって、内部レジスタをリセットし、保持時間内におけ
る電極間距離の変位量Hbの計測を始める。
保持信号H8の立ち上がりに応じて、計測回路10は内
部レジスタの値をリセットし、保持信号H8の立ち下が
りに応じて計測を終了する。これによって計測回路10
は保持時間内に収縮した被溶接板材30及び31の収縮
量Hb、すなわち電極間距離の変位量を測定する。比較
回路11はこの収縮量Hbと収縮基準値Hrbとを比較
する。
収縮量Hbが収縮基準値Hr b以上の場合は溶接状態
は良となり、収縮基準値Hr bに達しなかった場合は
溶接不良となり、不良信号NSIか出力される。
一方、タイマ81は通電信号の立ち上がりに同期して計
時を始め、最大通電時間Tmaxに達した時点で通電終
了信号ENIを出力するが、この例では既に比較回路8
3の不良信号NS3の反転によって通電を終了している
ので、タイマ81の通電終了信号ENIは無視される。
逆に、電極間距離Pの変位量Haが最大通電時間Tma
x内に比較回路83の変位量基準値Hraに到達しなか
った場合は、タイマ81の通電終了信号ENIによって
通電は終了し、保持信号H8が立ち上がり、計測回路8
0は内部レジスタをリセットし、保持時間内における電
極間距離の変位量Hbの計測を開始する。
そして、開放信号○Sに応じて、チップ電極32及び3
3は被溶接板材30及び31を開放する。
初期加圧信号YSが発生してから開放信号O8が発生す
るまでの一連の信号によって溶接電流制御手段38はス
ポット溶接を繰り返す、そして。
スポット溶接200回毎にチップ摩耗量検出指示信号T
Sを発生し、チップ電極32及び33の摩耗量を検出す
る。
溶接電流制御手段38は比較回路11及び83の不良信
号NSI及びNS3の入力に応じて次のようにしてスポ
ット溶接の溶接条件を設定する。
第1に、不良信号NSI及びNS3が共に発生しない場
合がある。この場合は接合状態は良好と判断されるので
、接合条件は変更しない。
第2に、不良信号NSIは発生せず、不良信号NS3の
みが発生する場合がある。この場合は溶接電流を最大通
電時間T m a xまで流したにも係わらず、変位量
Haが変位量基準値Hr aに達しなかったことを意味
するので、接合条件を変更する。具体的には、溶接電流
値を増減させ、次回の溶接時に最大通電時間Tmax内
で変位量Haが変位基準値Hr aに達するように制御
する。
第3に、不良信号NSIのみが発生し、不良信号NS3
が発生しない場合がある。この場合は変位量Haは変位
基準値Hr aに達したにも係わらず、収縮量Hbが収
縮基準値Hr bに達しなかったことを意味するので、
接合条件を変更する。具体的には、チップ電極32及び
33の加圧力を増減させ、次回の溶接時に収縮ff1H
bが収縮基準値Hrbに達するように制御する。
第4に、不良信号NSI及びNS3が共に発生する場合
がある。この場合は変位量Haが変位量基準値Hr a
に達せず、また、収縮量Hbが収縮基準値Hrbに達し
なかったことを意味するので、接合条件を変更する。具
体的には溶接電流値及び加圧力を増減させ、次回の溶接
時にこの不良信号が発生しないようにする。
なお、上記第2、第3及び第4の場合において、次回の
溶接時でも前回同様の判定結果が生じた場合は、チップ
交換信号を表示手段に出力し、チップ電極32及び33
の交換を行う。
なお、第8図の実施例では、変位量Ha及び収縮量Hb
に基づいて溶接条件を設定する場合について説明したが
、第5図の良否判定手段の判定結果に応じて溶接条件を
設定するようにしてもよいことはいうまでもない。また
、溶接電流及び加圧力の他に、最大通電時間Tmaxを
制御するようにしてもよい。
次に、本発明において使用することが可能なスポット溶
接機の一例について図面を参照しながら説明する。この
スポット溶接機は溶接中でも電極間距離を高精度に検出
することができるように構成されたものであり、従来の
ものとは異なった構成をしている。
第11図は本発明のスポット溶接機の全体構成の概略を
示す図である。本実施例のスポット溶接機はC型の溶接
ガンと溶接トランス49が一体に形成されたポータプル
タイプのものであり、加圧シリンダ1と位置検出器2に
ついては断面図を示す。
溶接ガンは加圧シリンダ11位置検出器2、アーム支持
部材3、アーム4、可動アーム5.電極ホルダ6.7.
チップ電極8,9及び2次導体40からなる。
加圧シリンダ1のシリンダロッド41及び位置検出器2
を除いた他の部分の構成は従来のものと同じなので簡単
に説明する。
アーム支持部材3は加圧シリンダ11位置検出器2、ア
ーム4、溶接トランス49等を保持するものである。
アーム4はL字形をしており、その先端に電極ホルダ6
を保持している。アーム4は加圧シリンダ1からの加圧
力を受けるので、撓まないような剛性で作られる。
可動アーム5はシリンダロッド41の先端に取り付けら
れ、シリンダロッド41の移動に伴って移動する。可動
アーム5はシリンダロッド41の反対側に電極ホルダ7
を保持しており、2次導体40と電極ホルダ7とを電気
的に接続している。
電極ホルダ6.7はチップ電極8,9を差し込んで保持
するものである。
チップ電極8,9は被溶接板材に所定の加圧力で接触し
、被溶接板材間に溶接電流を流し、スポット溶接を行う
ものである。
2次導体40は溶接トランス49からの溶接電流を電極
ホルダ7及びチップ電極9に供給するものである。電極
ホルダ6及びチップ電極8への溶接電流の供給はアーム
支持部材3及びアーム4の内部に設けられた2次導体(
図示せず)によって行われる。
溶接トランス49はコネクタ50を介して外部の制御装
置に接続されている。
尚、チップ電極8,9を冷却する装置については省略し
である。
位置検出器2はコイルアンセンブリ51と特殊加工され
たシリンダロッド41によって、シリンダロッド41の
移動量を検出する位相シフト方式の検出器である。すな
わち、この位置検出器2はチップ電極8,9の接触状態
の位置を基準としてシリンダロッド41の移動量を検出
することによって、チップ電極8,9間の距離を検出す
るものである。なお、この位置検出器の詳細については
実開昭57−135917号公報、実開昭58−136
718号公報又は実開昭59−175105号公報等に
おいて開示されている。コイルアッセンブリ51の両側
には加圧シリンダ1の空気を封入するためのバッキング
52.53が設けられている。コイルアンセンブリ51
にはコネクタ42を介して位置検出用の各種のデータが
入出力される。
加圧シリンダ1はポート43及び44から流入する空気
圧によってシリンダチューブ48内のピストン45に圧
力を加え、シリンダロッド41を移動させ、チップ電極
8,9の開閉を行う。ピストン45はシリンダロッド4
1にナツト46でネジ止め固定されており、その周囲に
はシール用のオーリング47が設けられており、シリン
ダチューブ48の両側にもシール用のオーリング(図示
していない)が設けられている。加圧シリンダニの構成
はシリンダロッド41以外は従来と同じである。
本実施例のスポット溶接機が従来のものと異なる点は、
加圧シリンダ1のシリンダロッド41の移動量をアブソ
リュートに検出する位置検出器2を設け、この位置検出
器2の出力からチップ電極8.9の間の距離を検出する
ようにした点である。
このようにチップ電極5及び6に加圧力を与える加圧シ
リンダ1と一体に位置検出器2を設けているので、溶接
ガンの構成を変更する必要もなく、簡単にチップ電極間
の距離を検出することができる。
加圧シリンダ1及び位置検出器2の詳細構成を第12図
に示す。また1位置検出器2のコイルアッセンブリ51
の結線関係及び位置変換手段の構成を第13図に示す。
位置検出器2の詳細については実開昭57−13591
7号公報、実開昭58−136718号公報又は実開昭
59−175105号公報等にて公知なので、ここでは
簡単に説明する。第12図において第11図の加圧シリ
ンダ1と同じ構成のものには同一の符号が付しであるの
で、その説明は省略する。なお、オーリング57.58
は第11図で省略したシール用のオーリングである。
位置検出器2は位相シフト方式によって直線位置を検出
するものであり、コイルアッセンブリ51とシリンダロ
ッド41からなる。
コイルアッセンブリ51は、シリンダロッド41の軸方
向に所定間隔をもって配置された4個の1次コイルIA
、IC,IB、LDと、これに対応して設けられた2次
コイル2A、2C,2B。
2Dとからなる。コイルアッセンブリ51は、その内部
に形成される円筒空間がシリンダロット41と同心とな
るようにケーシング54に固定されている。
シリンダロッド41は、その周囲において、磁性体部5
5と、その周囲の軸方向に交互に設けられた所定幅のリ
ング状の非磁性体部56とからなる磁気目盛り部41S
を具備している。この磁性体部55と非磁性体部56と
はコイルアッセンブリ51に形成された磁気回路に対し
て磁気抵抗の変化を与えるような構成になっていればど
のような材質のもので構成してもよい。例えば、非磁性
体部56を非磁性体又は空気等で構成してもよい。
また、鉄製のロッド41にレーザ焼き付けを行うことに
より、磁気的性質を変化させることにより、互いに透磁
率の異なる磁性体部55と非磁性体部56とを交互に形
成するようにしてもよい。
−例として一つのコイル長をrP/2J  (Pは任意
の数)とすると、磁性体部55と非磁性体部56の交互
配列における1ピッチ分の間隔は「P」である。その場
合、例えば、磁性体部55と非磁性体部56の長さは等
しく「P/2」であってもよいし、また、必ずしも等し
くなくてもよい。
本実施例において、コイルアッセンブリ51は4つの相
で動作するように構成されいる。これらの相に便宜上A
、C,B、Dの符号を用いて区別する。
シリンダロッド41とコイルアッセンブリ51どの位置
関係は、シリンダロッド41の磁性体部55の位置に応
じてコイルアッセンブリ51の各相A−Dに生じるリラ
クタンスが90度ずつずれるようになっている。例えば
、A相をコサイン(CO8)相とすると、C相はマイナ
スコサイン(−CO5)相、B相はサイン(sin)相
、D相はマイナスサイン(−sin)相となるように構
成されている。
第12図の実施例では、各相A−D毎に個別に1次コイ
ルLA、IC讐IB、LD及び2次コイル2A、2C,
2B、2Dがそれぞれ設けられている。各相A−Dの2
次コイル2A、2C,2B。
2Dはそれぞれに対応する1次コイルLA、IC。
IB、IDの外側に巻かれている。
各1次コイルIA、IC,IB、ID及び2次コイル2
A、2C,2B、2Dの長さは、前述のようにrP/2
Jである。第12図の例では、A相のコイルLA、2A
とC相のコイルIC,2Cとが隣合って設けられており
、B相のコイルIB。
2BとD相のコイルLD、2Dも隣合って設けられてい
る。また、A相とB相又はC相とD相のコイル間隔はr
P(n上1/4)」 (nは任意の自然数)である。
この構成によって、シリンダロッド41の直線変位に応
じて各相A−Dにおける磁気回路のりラフタンスが距離
「P」を−周期として周期的に変化し、しかもそのリラ
クタンス変化の位相が各相A−0毎に90度ずつずれる
ようにすることができる。従って、A相とC相とでは1
80度ずれ。
B相とD相とでも180度ずれる。
1次コイルLA、IC,IB、LD及び2次コイル2A
、2C,2B、2Dの結線形式は第13図に示すように
する。第13図において、A相とC相の1次コイルIA
及び1Cは正弦信号sinωtで互いに同相に励磁され
、2次コイル2A及び2Cの出力は逆相で加算されるよ
うに結線されている。同様に、B相とD相の1次コイル
IB及びIDは余弦信号cosωtで互いに同相に励磁
され、2次コイル2B及び2Dの出力は逆相で加算され
るように結線されている。2次コイル2A。
2C,2B、2Dの出力は最終的に加算され、出力信号
Yとして位相差検出回路62に取り込まれる。
この出力信号Yは、シリンダロッド41における磁性体
部55の直線位置に応じた位相角φだけ基準交流信号(
sinωt、CO5ωt)を位相シフトしたものとなる
。その理由は、各相A−Dのリラクタンスが90度ずつ
ずれており、かつ−方の対(A、C)と他方の対(B、
D)の励磁信号の電気的位相が90度ずれているためで
ある。
従って、出力信号YはY==Ksin(ωを十φ)とな
る。ここで、Kは定数である。
リラクタンス変化の位相φは磁性体部55の直線位置に
所定の比例係数(又は関数)に従って比例しているので
、出力信号Yにおける基準信号Sinωt(又はCOS
ωt)からの位相ずれφを測定することにより直線位置
を検出することができる。但し、位相ずれ量φが全角2
πのとき、直線位置は前述の距@pに相当する。すなわ
ち、出力信号Yにおける電気的位相ずれ量φによれば。
距離Pの範囲内でのアブソリュートな直線位置が検出で
きるのである。この電気的位相ずれ量φを測定すること
によって、距離Pの範囲内の直線位置をかなりの高分解
能で精度よく割り出すことが可能となる。
なお、ロッド41における磁気目盛り部41Sは磁性体
部55と非磁性体部56に限らず、磁気抵抗変化を生ゼ
しめることのできるその他の材質を用いてもよい。例え
ば、銅等のように導電率の高い材質と鉄等のように導電
率の低い材質(非導電体でもよい)との組合せ(導電率
の異なる材質)により磁気目盛り部41Sを形成し、渦
電流損に応じた磁気抵抗変化を生せしめるようにしても
よい。その場合、鉄等のロッド41の表面に銅メツキ等
により良導電体のパターンを形成するようにしてもよい
。パターンの形状等は磁気抵抗の変化を効率よく生ぜし
ぬるものであれば、いかなる形状のものでもよい。
出力信号Yと基準信号sinωt (又はeosωt)
との位相ずれ量φを求めるための手段は適宜に構成する
ことができる。第13図はこの位相ずれ量φをデジタル
量で求めるようにした回路例を示す図である。
第13図において、発振部61は基準の正弦信号sin
ωtと余弦信号cosωtを発生する回路であり、位相
差検出回路62は位相ずれ量φを測定するための回路で
ある。
クロック発振器63がら発振されたクロックパルスCP
がカウンタ64でカウントされる。カウンタ64は例え
ばモジュロMであり、そのカウント値がレジスタ75に
与えられる。カウンタ64の4/M分周された出力から
は、クロックパルスCPを4/M分周したパルスPcが
取り出され、1/2分周用のフリップフロップ65のC
入力に与えられる6 フリップフロップ65のQ出力から出力されるパルスp
bはフリップフロップ69に加わり、*Q (Qの前の
傘は反転出力を意味する)出力から出力されたパルスP
aはフリップフロップ66に加わり、これらフリップフ
ロップ66及び69の出力がローパスフィルタ67.7
0及び増幅器68.71を介して、正弦信号sinωt
と余弦信号cosωtとして、コイルアンセンブリ51
に供給される。
カウンタ64におけるMカウントがこれら基準信号si
nωt、cosωtの2πラジアン分の位相角に相当す
る。すなわち、カウンタ64の1カウント値は2π/M
ラジアンの位相角を示している。
コイルアッセンブリ51の出力信号Yは増幅器72を介
してコンパレータ73に加わり、出力信号Yの正・負極
性に応じた方形波信号がコンパレータ73から出力され
る。このコンパレータ73の出力信号の立ち上がりに応
答して立ち上がり検出回路74からパルスTsが出力さ
れ、このパルスTsに応じてカウンタ64のカウント値
をレジスタ75に書き込む。その結果、位相ずれ量φに
応じたデジタル値Dφがレジスタ75に取り込まれる。
これによって、シリンダロッド41の直線位置をアブソ
リュートで、しかも高精度に検出することが可能となる
なお、上述の実施例では、スポット溶接機としてポータ
プルタイプの溶接ガンを例に説明したが、加圧力を加圧
シリンダによって発生するようなタイプのスポット溶接
機であれば、いかなるタイプの溶接機であっても同様の
構成を適用できる。
なお、本発明の実施にあたっては、第11図〜第13図
に示したような溶接機に限らず、他の任意のタイプの溶
接機及び板圧検出手段若しくは電極間距離検出手段を使
用してもよいのは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、スポット溶接部の接合状態を精度よく
判定することができる。
また、本発明の検査方法は非破壊検査法なので、これを
用いて接合状態を監視しながら溶接条件を自動的に設定
し、接合状態を良好に保持しながらスポット溶接を行う
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部の検査方法を実現する
ための良否判定手段の詳Iw楕成を示す図。 第2図は本発明のスポット溶接部の検査方法の概念を説
明するためのスポット溶接時における電極間距離の変位
特性を示す図、 第3図は本発明のスポット溶接検査方法を実現するため
の検査装置の全体構成のR@を示す図。 第4図は第1図の良否判定手段の動作を説明するための
タイミングチャート図、 第5図は本発明のスポット溶接検査方法を実現するため
の良否判定手段の他の実施例を示す図、第6図は第5図
の他の実施例の良否判定手段を説明するためのスポット
溶接時における電極間距離の変位特性を示す図、 第7図はスポット溶接制御システムの全体構成の概略を
示す図、 第8図は第7図の良否判定手段の詳細構成を示す図、 第9図は第8図の良否判定手段の動作を説明するための
タイミングチャート図、 第10図はスポット溶接の各工程における電極間距離の
変化を示し、従来のスポット溶接部の検査方法を説明す
るための図、 第11図は本発明において使用することが可能なスポッ
ト溶接機の一例を示す全体構成概略図、第12図は第1
1図の加圧シリンダ及び位置検出器の詳細構成を示す図
。 第13図は第11図の位置検出器からの検出信号を位置
信号に変換する位置変換手段の構成を示す図である。 30.31・・・被溶接板材、32.33・・・チップ
電極、34.38・・・溶接電流制御手段、35・・・
電極間距離検出手段、36.39・・・良否判定手段、
37・・・表示手段

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも2枚の被溶接板材を重ね合わせ、その
    両面を2つの電極で挟み、前記被溶接板材に圧力を加え
    ながら前記電極間に通電することによって前記被溶接板
    材を溶接するスポット溶接において、スポット溶接部の
    良否を判定する検査方法であって、 通電終了直後の所定の加圧保持時間における前記スポッ
    ト溶接部の板厚の収縮量を検出し、この収縮量に基づい
    て前記スポット溶接部の接合状態の良否を判定すること
    を特徴とするスポット溶接部の検査方法。
  2. (2)少なくとも2枚の被溶接板材を重ね合わせ、その
    両面を2つの電極で挟み、前記被溶接板材に圧力を加え
    ながら前記電極間に通電することによって前記被溶接板
    材を溶接するスポット溶接において、スポット溶接部の
    良否を判定する検査方法であって、 通電終了直後の所定の加圧保持時間において変化する前
    記スポット溶接部の板厚を前記通電終了時点の前記板厚
    を基準として前記加圧保持時間内で積分した値を求め、
    この積分値に基づいて前記スポット溶接部の接合状態の
    良否を判定することを特徴とするスポット溶接部の検査
    方法。
  3. (3)前記被溶接板材の板厚を前記2つの電極間の距離
    に基づいて検出することを特徴とする請求項1又は2に
    記載のスポット溶接部の検査方法。
  4. (4)前記通電終了直後の前記板厚を基準として測定し
    た前記保持加圧時間終了時点の前記板厚の値を前記収縮
    量とすることを特徴とする請求項1に記載のスポット溶
    接部の検査方法。
  5. (5)通電終了直後の所定の加圧保持時間において変化
    する前記スポット溶接部の板厚を前記通電終了時点の前
    記板厚を基準として前記加圧保持時間内で積分した値を
    求める工程を更に具え、この積分値に基づいて前記スポ
    ット溶接部の接合状態の良否を更に判定することを特徴
    とする請求項1に記載のスポット溶接部の検査方法。
  6. (6)通電開始時点の板厚に対する通電終了時点の板厚
    の変位量を求める工程を更に具え、この変位量に基づい
    て前記スポット溶接部の接合状態の良否を更に判定する
    ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか
    1つの請求項に記載のスポット溶接部の検査方法。
  7. (7)通電開始時点の板厚に対する保持加圧時間終了時
    点の板厚の変位量を求める工程を更に具え、この変位量
    に基づいて前記スポット溶接部の接合状態の良否を更に
    判定することを特徴とする請求項1から請求項6までの
    いずれか1つの請求項に記載のスポット溶接部の検査方
    法。
  8. (8)前記通電開始後に変化する前記板厚の値を前記通
    電開始時点の前記板厚を基準として前記通電時間内で積
    分した値を求める工程を更に具え、この積分値に基づい
    て前記スポット溶接部の接合状態の良否を更に判定する
    ことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか
    1つの請求項に記載のスポット溶接部の検査方法。
  9. (9)通電終了直後の所定の加圧保持時間において変化
    する前記スポット溶接部の板厚を前記通電終了時点の前
    記板厚を基準として前記加圧保持時間内で積分した値(
    SB)を、前記通電開始時点の前記板厚を基準として前
    記通電時間内で積分した値(SA)で除した値(SB/
    SA)を求める工程を更に具え、この値(SB/SA)
    に基づいて前記スポット溶接部の接合状態の良否を更に
    判定することを特徴とする請求項1から請求項8までの
    いずれか1つの請求項に記載のスポット溶接部の検査方
    法。
  10. (10)重ね合わされた前記被溶接板材の板厚を前記通
    電開始前に検出し、前記被溶接板材が所定枚数であるか
    どうかを判定する工程を更に具えたことを特徴とする請
    求項1から請求項9までのいずれか1つの請求項に記載
    のスポット溶接部の検査方法。
  11. (11)前記2つの電極間の距離をアブソリュートに測
    定し、前記スポット溶接を所定回数行う毎にスポット溶
    接による電極先端の摩耗量を検出する工程を更に具えた
    ことを特徴とする請求項1から請求項10までのいずれ
    か1つの請求項に記載のスポット溶接部の検査方法。
  12. (12)少なくとも2枚の被溶接板材を重ね合わせ、そ
    の両面を2つの電極で挟み、前記被溶接板材に圧力を加
    えながら前記電極間に通電することによって前記被溶接
    板材を溶接するスポット溶接制御システムにおいて、 請求項1から請求項11までのいずれか1つの請求項に
    記載のスポット溶接部の検査方法の検査結果に応じてス
    ポット溶接の溶接条件を制御する制御手段を具えたこと
    を特徴とするスポット溶接制御システム。
  13. (13)前記溶接条件としてスポット溶接の溶接電流の
    大きさ、前記通電時間及び前記圧力の少なくとも1つを
    制御することを特徴とする請求項12に記載のスポット
    溶接制御システム。
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