JPS6015434B2 - 溶接電極間電圧検出装置 - 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電極間電圧
（以後これをチップ間電圧という）の検出装置の改善に
関するもので、チップ間電圧を用いて、溶接品質のモニ
タリングやィンプロセスによる品質の一定化制御をする
場合の精度の向上を図ることを目的とする。

従来、チップ間電圧は、スポット熔接の熔接品質に密接
な関係があり、このチップ間電圧を検出して溶接品質を
管理しようとする試みがなされつつある。

第１図は、定置式交流スポット溶接機におけるチップ間
電圧の検出方法を示したのである。

図において、１は熔接機本体、２は溶接電極（電極チッ
プ）、３は被溶接物（ワーク）である。ここで検出され
る電圧は、検出位置Ａ，Ｂ間の電気抵抗に溶酸電流を秦
算した抵抗ドロップ電圧値ａと、溶接電流による検出グ
ループに譲超される議起電圧値ｂとの和として与えられ
る。この誘起電圧値ｂは、溶接品質とは無関係のいわゆ
るノイズのようなものであり、抵抗ドロップ電圧値ａの
みを正確に取り出すことがチップ間電圧を用いた品質管
理制御装置をつくる上できわめて重要である。

この誘起電圧値ｂは、第１図イに示すように、検出グル
ープをＡ，Ｂ点から引き出してすぐによじりあわせてや
れば、きわめて小さな値に制限することができるが、実
際の溶接では、ワーク３の形状等により、第１図口のよ
うに、溶接機本体１の腕にそわせて取り出さなければな
らないため、抵抗ドロップ電圧値ａに比べ、数倍もの値
になることがある。

第２図は、第１図の検出方法イ，口の相違による検出電
圧の一例を、溶接電流とあわせて示したものであり、イ
の方式では、ほぼ溶接電流に比例したチップ間電圧波形
が得られる。

しかし、実用的には、口のような検出方法を取らねばな
らないため、誘起電圧値ｂを除去する方法が考えられて
いる。

従来例としては、溶接電流の時間的な変化分がゼロにな
る時点でのチップ間電圧を測定する方法が取られている
。しかし、この方法は、電源電圧変動等に起因した溶接
電流の変動があった場合、その時間的変化分がゼロにな
る時点が複数存在ることになり、どの値をもって代表さ
せるかが困難になることや、ノイズに対して弱いこと等
の欠点を有していた。本発明は、以上の点に鑑み、きわ
めて簡易かつ高精度にチップ間電圧を検出する装置に関
するもので、第１図のイもしくは口のいずれの検出方法
の場合でも、きわめて正確にチップ間電圧のうちの抵抗
ドロップ電圧値ａのみを検出することができる。

すなわち、本発明装置は、抵抗溶接のチップ間電圧を交
流積分する手段１と、電源周波の半サイクル毎の溶接電
流の流れ始める時点ｓと流れ終わった時点ｅを検出する
手段ロと、前記時点ｓとｅに対する前記手段１の出力を
検出する手段ｍと、前記手段ｍの出力を記憶し前記時点
ｓとｅに対する記憶値の差分をとる記憶・演算手段Ｗと
から構成した溶接チップ間電圧検出装置である。

以下、第４図に示した本発明装置の一実施例を例にとっ
て、構成と動作を説明する。

第４図の１は、前記手段１に相当し、第１図の検出方法
イまたは口により検出した電圧を交流積分するためのオ
ベアンプなどで構成した交流積分回路である。

第３図は、そのときの交流積分回路の出力と溶接電流と
の関係を示したものである。第４図の川ま、前記手段ロ
ーこ相当し、抵抗溶接機の一次電流を検出するための変
流器とそれに接続したゼロ点検出回路などで構成する。
そうすると、半サイクル毎の通電の開始点と終了点は、
第３図のｓ，，ｅ，，ｓ２，ｅ２，……というように検
出できる。この信号を第４図のＷで示した記憶・演算手
段Ｗである例えばマイクロコンピュータに入力する。次
に、第４図のｍは、前記手段ｍに相当し、例えばサンプ
ルホールド回路とそれに接続したＡ／Ｄ変換回路などで
構成し、前記マイクロコンピュータからの指令にもとず
し、て、前記ｓ，，ｅ，，ｓ２，ｅ２，…・・・点のデ
ータを検出し、これをマイクロコンビュー外こ入力する
。マイクロコンピュータ内では、これらｓ，，ｅ，，ｓ
２，ｅ２，……に対する交流積分値データ、すなわち第
３図のｅｓ，，ｅｅ，，ｅｓ２，ｅｅ２，……またはＥ
ｓ，，Ｅｅ，，Ｅｓ２，Ｅ地・・・・・・を順次記憶し
、ｌｅｅ，一ｅｓ，ｌ、ｌｅｅ２−ｅｓ２ｌ、……また
はＩＥｅ，一Ｅｓ，ｌ、ＩＥｅ２一Ｅｓ２、・・…・と
いう差分演算を半サイクル毎に行い、この演算結果をも
って、各半サイクル毎のチップ間電圧としている。さて
、本発明装置のように、チップ間電圧の検出に際して、
通電半サイクル毎の通電開始点と終了点での交流積分値
の差分値を検出して、チップ間電圧にすると、従釆方法
や装置に比べて、チップ間電圧の検出精度を格段に向上
させることができる。

すなわち、従来方法や装置では、チップ間電圧を検出す
る積分回路のオフセットを静的には調整できても、半サ
イクル毎に入力されるチップ間電圧波形の動的な応答を
考慮したオフセット調整はきわめて因難であり、応答を
よくすれば、検出精度が低下し、逆に検出精度を上げれ
ば、応答が遅くなるという問題点を有していたが、本発
明装置によりきわめて簡単な回路構成でこれらの問題を
解決できる。なお、１サイクル分の通電のうち、前半の
半サイクルの通電終了時点での積分値（例えば、第３図
のＥｅ，）と後半のサイクルの通電終了時点での積分値
（第３図の８ｅ２）との差分値の絶対値をもって、１サ
イクル分のチップ間電圧の検出値とする方法も有効な一
方法である。

そして本発明装置は、交流積分回路を介してチップ間電
圧を検出するため、ノイズに対しても強い検出装置であ
り、また単に一定期間の積分値のみを用いる従来の装置
に比べ、バックグランドノイズやオフセット分を除去で
き、Ｓ／Ｎの高い信号が取り出せる装置である。以上の
ように、本発明の検出装置によれば、チップ間電圧の検
出プルーブの引き出し方に関係なく、チップ間電圧の抵
抗ドロップ分ａのみを精度よくかつ簡易に検出すること
が可能であり、かつ電源電圧の変動やノイズに対しても
検出精度に対する影響のきわめて少ない、またＳ／Ｎの
高い信号が取り出せる装置であり、今後のチップ間電圧
を利用して溶接品質を一定化する制御装置に欠くことの
できないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による溶接電極間電圧検出装置を適用す
る溶接機の側面図、第２図は第１図の溶接機における溶
接電流とチップ間電圧の一例を示す図、第３図はチップ
間電圧を交流積分回路を通した場合の一例を示す図、第
４図は本発明装置のフロツク図である。 １・・・・・・溶接機本体、２・・・・・・溶接電極（
電極チップ）、３・・・・・・被溶接物、１・・・・・
・交流積分手段、０・・・・・・半サイクル毎の溶接電
流の流れ始め点ｓと流れ終わり点ｅを検出する手段、ｍ
・・・・・・前記手段０により検出した時点ｓとｅにお
ける手段１の出力を検出する手段、Ｗ・・・・・・前記
手段ｍの出力を記憶し前記時点ｓとｅに対する記憶値の
差分をとる手段。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 抵抗溶接の溶接電極間電圧を交流積分する手段Iと
   、電源周波の半サイクル毎の溶接電流の流れ始める時点
   ｓと流れ終わつた時点ｅを検出する手段IIと、前記時点
   ｓとｅに対する前記手段Iの出力を検出する手段IIIと、
   前記手段IIIの出力を記憶し前記時点ｓとｅに対する記
   憶値の差分をとる記憶・演算手段IVとから構成した溶接
   電極間電圧検出装置。