JPS5847946B2 - 溶接電極間電圧の検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、抵抗溶接、特にスポット溶接の溶接品質をモ
ニタリングする場合や品質を一定に制御する場合に有効
な制御因子としての溶接電極間電圧（以後これをチップ
間電圧とよふ）の検出方法の改善に関する。

チップ間電圧を監視することが、スポット溶接品質の管
理にきわめて有効な手段であることは周知の事実である
（例えば、文献として、抵抗溶接研究委員会資料、「ス
ポット溶接の品質保証方法」大阪大学、仲田周次他著、
昭和５２年１２月９日、溶接学会発行）。

ところで、チップ間電圧の検出は、被溶接物の形状等の
制約から、第１図のように、検出位置は溶接電極（チッ
プ）の先端からかなりはなれた位置Ａ，Ｂ点にとられ、
またその検出プルーブは、溶接機の腕にそわせて引き出
される。

ここで、１は溶接電極（チップ）、２は被溶接物、３は
検出プルーブ、４は溶接機本体、Ｏは電圧計である。

さて、実際に検出されるチップ間電圧Ｖｔは、第２図の
Ａ，Ｂ間の抵抗ドロップ分（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４＋
Ｖ５ ）と、溶接電流による誘起電圧分ｄｉ （Ｋ−）、（但しＫ：誘起電圧係数、ｉ：溶接ｄｔ 電流、ｔ：時間）との和として与えられる。

このうち、溶接品質に関係するのは、抵抗ドロップ分の
うちの被溶接物間の電圧ｖ３である。

したがって、この電圧ｖ３を求めるには、実際に検ｄｉ 出されるチップ間電圧Ｖｔから、誘起電圧（Ｋ一）、ｄ
ｔ チツプ内の抵抗ドロップ分（ Ｖｚ ＋Ｖ５ ）、チッ
フと被溶接物間の抵抗ドロップ分（ｖ２＋Ｖ４）を差し
引くことにより可能である。

ところが従来例においては、チップ間電圧の検ｄｉ 出に際し、せいぜい誘起電圧（Ｋ−）分のみをｄｔ 除去する程度であり、検出精度としては、十分なものと
は言い難く、結果的にはチップ間電圧を利用した溶接品
質の監視も満足すべきものではなかった。

本発明の検出方法は、以上の従来例に鑑み、被溶接物間
の抵抗ドロップ分をより高精度に検出せんとするもので
ある。

本発明では、これを実現するためまず、第３図に示すよ
うに、通電時限の各電源サイクル毎のチップ短絡時のチ
ップ間電圧Ｖｔを順次検出する。

ｄｉ この場合、誘起電圧（Ｋ一）を除去する方法とｄｔ して、チップ間電圧Ｖｔを、交流積分回路に入力し、第
４図に示すように溶接電流の電源半サイクル分の電流が
流れ始める時点（Ｃ，Ｅ等）と流れ終える時点（Ｄ ，
Ｆ等）に対応する交流積分回路出力（Ｖｔｃ，Ｖｔｇ
，ＶｔＤ，Ｖｔｐ等）を検出し、その絶対値（例えばｌ
Ｖｔｃ−ＶｔＤｌ ，ｌｖｔＥＶｔＦ 等）をもって、
それぞれの半サイクル通電に対応するチップ間電圧とす
ることにより可能である。

このようにして、誘起電圧分を除去したチツフ間電圧を
検出する。

ここで、チップ短絡時と実溶接時では、溶接電流に差異
があるため、第３図のチップ内抵抗ドロップ分（ｖ，’
＋ｖ，’）とチップ・チップ間電圧ｖ６は，それぞれ第
２図のチップ内抵抗ドロップ分（Ｖ１＋Ｖ５）とチップ
・被溶接物間の電圧（Ｖ２＋ｖ４）とに厳密には等しく
ない。

したがって、これを補正するため、チップ短絡時の抵抗
ドロップ分（Ｖ，’＋Ｖ６＋Ｖ５’ ）に、一定の定数
を乗算した値をチップ短絡時のチップ間電圧とする。

ところで、よく知られているように溶接を繰返して行っ
ていると、チップ先端がマッシュルーム状に変形してく
る。

このような場合には、チック短絡時のチップ間電圧が異
なってくるためチップ短絡時のチップ間電圧に補正を加
えてやらなければならない。

この補正は、前記チップ短絡時のチップ間電圧に予め定
めた溶接打点数毎にある定数を乗算し、チップ短絡時の
チップ間電圧として記憶する。

このようにしてやれば、チップ短絡時のチップ間電圧の
検出が、例えばチップ交換時の場合のみでよいことにな
り、能率向上が図れる。

さて次に、実際の溶接中に検出されるチップ間電圧Ｖｔ
を交流積分回路に入力して、誘起電圧ｄｉ （Ｋ一）分を除去した値から、先のチップ短絡ｄｔ 時のチップ間電圧の記憶値を通電の各電源サイクル毎に
差し引いた値を以って各電源サイクル毎のチップ間電圧
値とすれば、溶接品質に関係する被溶接物間の電圧ドロ
ップ分のみをより正確に検出することができる。

第５図は、本発明の検出方法を実施するための検出回路
の一実施例である。

図において、チップ間電圧Ｖｔは交流積分回路Ｉに入力
され、さらにサンプルホールド回路■、Ａ／Ｄ変換回路
■を介してマイクロコンピュータ■に入力される。

一方、溶接電流は変流器■を介してゼロ点検出回路■に
入力され、溶接電流が流れ始める時点や終了する時点（
第４図のＣ，Ｄ等）を検知し、マイクロコンピュータ■
に知らせる。

回路■は検出されたチップ間電圧がチップ短絡時のチッ
プ間電圧が実溶接時のそれかを指示するスイッチ回路で
ある。

また、溶接打点数は加圧弁（電磁弁）を制御する電気信
号を波形整形回路■に入力し、マイクロコンピュータ■
に打点状態を知らせる。

マイクロコンピュータ■内では、チップの変形に応じて
、チップ短絡時のチップ間電圧を修正する溶接打点数を
固定的にもっていて、その打点数がくれば、順次前記チ
ップ間電圧を前述の方法で補正していく。

以上のような構成をとれば、きわめて容易かつ簡単に溶
接品質に関係する被溶接物間の抵抗ドロップ分をより精
度よく検出することができる。

以上のように本発明の検出方法を利用すれば、チップ間
電圧のうち、溶接品質に関係する被溶接物間の抵抗ドロ
ップ分をより精度よく検出することが可能であり、かつ
一度このチップ短絡時でのチップ間電圧データを記憶さ
せておけば、溶接打点が進行するに伴なうチップ変形が
あっても、その変形に伴なうチップ間電圧を補正する方
法であるため、チップの変形に伴なって何回もチップ短
絡時のチップ間電圧データを記憶させる必要がなく、能
率向上が図れる。

したがって結果的には、本発明の方法により、チップ間
電圧を利用したスポット溶接の品質管理がより高精度か
つ高能率に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はチップ間電圧の検出方法を実施している溶接機
の側面図、第２図は実溶接時のチップ間電圧を示すチッ
プ部分の拡大側面図、第３図はチップ短絡時のチップ間
電圧を示すチップ部分の拡大側面図、第４図イ，口はチ
ップ間電圧検出例を示す溶接電流とチップ間電圧の交流
積分値の波形図、第５図は本発明の検出方法を実施する
ための検出回路の一ブロック図である。 １・・・・・・溶接電極（チップ）、２・・・・・・被
溶接物、３・・・・・・検出プルーブ、４・・・・・・
溶接機本体、■・・・・・・交流積分回路、■・・・・
・・サンプルホールド回路、■・・・・・・Ａ／Ｄ変換
回路、■・・・・・・マイクロコンピュータ、■・・・
・・・変流器、■・・・・・・ゼｏＡ検出回路、■・・
・・・・スイッチ回路、■・・・・・・波形整形回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 抵抗溶接の溶接電極を短絡して通電した時の通電サ
   イクル毎の溶接電極間電圧を検出し、その検出した溶接
   電極間電圧の値を溶接打点数毎に予め定めた定数で補正
   して記憶し、溶接中の通電サイクル毎の溶接電極間電圧
   を検出し、前記溶接中の溶接電極間電圧と前記記憶して
   ある値との差分値をとり、その差分値を溶接電極間電圧
   の検出値とすることを特徴とする溶接電極間電圧の検出
   方法。