JPS632235Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、溶接電流制御装置に係り、特に、自
動車のボデイを形成する鋼板の溶接に使用される
抵抗溶接機に用いるに好適な、被溶接材であるめ
つき鋼板及び普通鋼板が共に流れるライン中に配
置された抵抗溶接機の溶接電流制御装置に関す
る。

従来、自動車のボデイ製造ラインにおいては、
自動車ボデイの必要部位に応じて、下まわり等の
防錆処理が必要な箇所に用いられる防錆用めつき
鋼板と、防錆処理が必要とされない一般箇所に用
いられる普通鋼板とが不規側に流れるなかで、抵
抗点溶接機により同一溶接条件で溶接を行なつて
いる。即ち、亜鉛めつき等の防錆用めつき処理が
施されためつき鋼板と、めつき処理が施されない
普通鋼板では、電気抵抗値が異なり、その最適溶
接条件も異なるものであるが、従来は、鋼板表面
のめつき層の有無を容易に且つ確実に判別する手
段が存在しなかつたため、めつき鋼板或いは普通
鋼板のいずれか一方に適した溶接条件或いは、両
者の中間の溶接条件を用いて同一の溶接条件でめ
つき鋼板及び普通鋼板に対して溶接を行なつてい
た。このようにいずれに対しても同一の溶接条件
で溶接を行なうと、いずれかの鋼板の溶接品質が
悪くなり、又、溶接電極の寿命も低下するという
問題点を有する。

一方、鋼板表面のめつき層の厚さを測定する方
法としては、電磁誘導を利用したもの及び渦電流
を利用したものがある。

このうち、渦電流を利用しためつき層（塗層）
厚さ測定方法は、第１図に示す如く、発振器１０
により発生する交流電圧をバツフア１２により電
流増幅し、渦電流センサ１４により交番磁界とし
て、被めつき材１６ｂの表面にめつき層１６ａが
形成された被測定物１６に印加する。この交番磁
界により被測定物１６中に渦電流が発生し、この
渦電流は印加磁界と逆方向の磁界を発生させる。
この逆方向の磁界による磁界変化に伴なう電流の
変化をアンプ１８で増巾し、整流回路２０で検波
して、メータアンプ２２を介してメータ２４で表
示するものである。被測定物１６中に発生する渦
電流の大きさは被測定物の導電率により決まるた
め、この方法はめつき層１６ａと被めつき材１６
ｂとの導電率の差の大きいものまたは金属上の非
導電性処理層の厚さ測定には適しているが、今回
の目的である鋼板のめつき層検出には用いること
ができない。

一方、電磁誘導を利用しためつき層厚さ測定方
法は、第２図に示す如く、発振器３０により発生
する交流電圧を、交番磁界として略Ｕ字形状のコ
ア３２ａの両端に、励磁コイル３２ｂ及び検出コ
イル３２ｃがそれぞれ巻回された電磁センサ３２
の励磁コイル３２ｂに供給し、被測定物１６と、
電磁センサ３２のコア３２ａとをとりまく閉磁路
を形成させる。この時発生する磁束は、第３図に
示す如く、概略 Φ＝N₁I₁／（l₁／μ₁S₁＋２l₂／μ₂S₂＋l₃／μ₃S₁）
…(1) となる。ここにN₁は励磁コイル３２ｂの巻数、
I₁は励磁電流、l₁は電磁センサ３２のコア３２ａ
の平均磁路長、μ₁は同じく電磁センサ３２のコア
３２ａの透磁率、S₁はその断面積、l₂はめつき層
１６ａの厚さ、μ₂は、同じくめつき層１６ａの透
磁率、S₂は同じくめつき層１６ａを通る磁束の有
効断面積、l₃，μ₃及びS₃は被めつき材１６ｂのそ
れぞれ平均磁路長、透磁率及び有効断面積であ
る。交番磁界Φが電磁センサ３２のコア３２ａ中
を流れる時、巻数N₂の検出コイル３２ｃに誘起
された電圧E₂は次式であらわれる。

E₂＝−N₂dΦ／dt …(2) 従つて、めつき層１６ａと被めつき材１６ｂの
透磁率μ₂，μ₃が等しい時は2l₂の分だけl₃が減少す
ることになり、Φ従つてE₂もめつき層１６ａの
厚さl₂によらず一定となるが、μ₂とμ₃が大きく異
なる時は、めつき層の厚さl₂によりΦが変化し従
つてE₂によりl₂の厚さを知ることができる。よつ
て、E₂をアンプ３４で増巾し、整流回路３６で
検波して、メータアンプ３８を介してメータ４０
で表示するものである。

今回の考案の目的である鋼板のめつき層の有無
の判別には、後者の電磁誘導を利用した方法が適
用できることは容易に想像されるが、日間季節間
の温度変動が大きい工場現場において数μmのめ
つき層の有無を精度良く判別するためには、大き
な問題がある。即ち、(1)式の中で温度、時間など
により変動するものには、I₁，μ₁，μ₂，μ₃が考え
られこのうち特に検出電圧E₂への影響が大きい
のは、I₁及びμ₁である。従来の技術は、ただ単に
人がめつき層の厚さを測定することを目的として
いるため、測定の度に校正することを前提として
おり、特に長期間の安定性には注意が払われてお
らず、本考案の目的である、工場現場で、自動的
にめつき層の有無を検出し、溶接条件を制御する
という厳しい条件下で長期間に渡つて信頼性の高
い判別を要求される場合には、実用に供せなかつ
た。

本考案は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、被溶接材であるめつき鋼板及び普通
鋼板を正確に判別でき、従つて両者が共に流れる
ライン中に配置された抵抗溶接機の溶接電流を、
被溶接材の種類に応じて、最適溶接条件に制御す
ることができる溶接電流制御装置を提供すること
を目的とする。

本考案は、被溶接材であるめつき鋼板及び普通
鋼板が共に流れるライン中に配置された抵抗溶接
機の溶接電流制御装置において、交流が印加され
る励磁コイルにより被溶接材に磁束を与え、被溶
接材の磁気抵抗に応じて変化する磁束を検出コイ
ルにより検知する電磁センサと、該電磁センサの
出力により、被溶接材表面のめつき層の有無を判
別する判別回路と、該判別回路出力により、前記
抵抗溶接機に発生される溶接電流を制御する溶接
電流制御回路とを備えることにより、前記目的を
達成したものである。

以下図面を参照して、本考案の実施例を詳細に
説明する。本実施例は、第４図に示す如く、亜鉛
めつき鋼板或いは普通鋼板からなる被溶接物５
０，５２とそれぞれ接触される一対の溶接電極５
４，５６と、該溶接電極５４，５６に溶接電流を
供給する抵抗点溶接機５８とを備えた抵抗溶接装
置において、被溶接物５０表面のめつき層の有無
を検出するための電磁センサ５９と、該電磁セン
サ５９をばね６０の強さによつて定まる一定の付
勢力で前記被溶接物５０表面に当接させるシリン
ダ６２と、前記電磁センサ５９の出力に応じて、
被溶接物５０表面の亜鉛めつき層の有無を判別
し、亜鉛めつき層の有無により異なつた出力を出
力する判別回路６４と、該判別回路６４出力によ
り、前記抵抗点溶接機５８に発生される溶接電流
を制御する溶接電流制御回路６６とを備えたもの
である。

前記電磁センサ５９は、第５図に示す如く、略
Ｕ字形状のコア７０と、該コア７０の一方に巻回
された、従来と同様の励磁コイル７２と、前記コ
ア７０の他端に巻回された、従来と同様の検出コ
イル７４と、を有してなり、前記励磁コイル７２
には、発振回路からなる励磁電源７６と、該励磁
電源７６より励磁コイル７２に供給される電流を
検出する電流検出器７８と、該電流検出器７８で
検出された励磁電流が一定値となるように、前記
励磁電源７６出力を定電流増幅する定電流増幅器
８０と、が接続されており、又、前記検出コイル
７４には、前記コア７０の他端に巻回された検出
コイル７４の両端に発生した検出電圧E₂を増幅
する増幅器８２と、該増幅器８２の交流出力を整
流する整流器８４とが接続されている。

前記判別回路６４は、同じく第５図に示す如
く、前記整流器８４の出力に応じて動作し、前記
溶接電流制御回路６６に、電磁センサ５９で検出
される被溶接物５０表面のめつき層の有無に応じ
た出力を出力すると共に、めつき鋼表示灯６４
ａ、普通鋼表示灯６４ｂ、異常表示灯６４ｃ，６
４ｄを選択的に点灯するようにされている。

以下、第６図を参照して、動作を説明する。ま
ず、被溶接物５０，５２が正規位置に設定される
と、被溶接物設定完了信号が出力される。これに
より、シリンダ６２を駆動し、電磁センサ５９を
前進させ、ばね６０によつて定まる一定の付勢力
で被溶接物５０に当接させる。電磁センサ５９の
設定が完了すると、電磁センサ５９、判別回路６
４が動作し、判別回路６４によるめつき層の有無
の判別が行なわれる。

即ち、具体的には、励磁電源７６から励磁コイ
ル７２に供給される励磁電流I₁は、電流検出器７
８によつて検出され、該励磁電流I₁が一定となる
ように定電流増幅器８０が作動して、励磁コイル
７２には常に一定励磁電流I₁が流れる。この一定
励磁電流I₁によりコア７０に一定起磁力が与えら
れコア７０及び被溶接物５０によつて決まる磁気
抵抗により生じる磁束が、検出コイル７４により
検知される。検出コイル７４により検知された検
出電圧E₂は、増幅器８２により増幅され、整流
器８４により整流されて直流信号となる。判別回
路６４は、整流器８４の出力に応じて、めつき層
の有無により異なつた出力を溶接条件制御回路６
６に出力すると共に、めつき鋼表示灯６４ａ、普
通鋼表示灯６４ｂ、電磁センサ５９と被溶接物５
０との接触異常であることを表示する異常表示灯
６４ｃ、或いは電磁センサ５９又は回路系が異常
であることを表示する異常表示灯６４ｄを、それ
ぞれ選択的に点灯する。抵抗点溶接機５８は、前
記判別回路６４の出力に応じて、めつき鋼板或い
は普通鋼板に適した溶接電流を発生し、溶接電極
５４，５６に供給して溶接が行なわれる。

本実施例によれば、励磁コイル７２を流れる励
磁電流I₁が、励磁コイル７２の抵抗成分Ｒの変化
にかかわらず一定値に保たれる為、検出電圧E₂
の温度による変動を十分小さくでき、従つて、未
処理鋼板とめつき鋼板の判別が、初めに判定レベ
ルを判別回路６４において調整しておくだけで、
容易に判定でき、使用時においていかなる調整も
必要としない。

本実施例においては、判別回路６４の出力によ
り、めつき鋼表示灯６４ａ、普通鋼表示灯６４ｂ
を点灯するだけでなく、測定異常状態に応じて異
常表示灯６４ｃ或いは６４ｄをも点灯するように
している為、異常状態の判別が容易である。

以上説明した通り、本考案は、被溶接材である
めつき鋼板及び普通鋼板が共に流れるライン中に
配置された抵抗溶接機の溶接電流制御装置におい
て、交流が印加される励磁コイルにより被溶接材
に磁束を与え、被溶接材の磁気抵抗に応じて変化
する磁束を検出コイルにより検知する電磁センサ
と、該電磁センサの出力により、被溶接材表面の
めつき層の有無を判別する判別回路と、該判別回
路出力により、前記抵抗溶接機に発生される溶接
電流を制御する溶接電流制御回路とを備えたの
で、亜鉛めつき鋼板、普通鋼板を正確に判別で
き、従つて、それぞれの最適溶接条件で溶接がで
きるようになり、溶接品質が向上し、溶接電極の
寿命も長くなるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の渦電流を利用しためつき層
（塗層）の厚さの測定装置の一例を示す概略図、
第２図は従来の電磁誘導を利用しためつき層厚さ
測定装置の一例を示す概略図、第３図は同じく第
２図に示される従来のめつき層厚さ測定装置の測
定原理を示す概略図、第４図は、本考案に係る溶
接電流制御装置の実施例の構成を示すブロツク線
図、第５図は、前記第１実施例における電磁セン
サ及び該電磁センサ周辺の構成を示すブロツク線
図、第６図は、前記実施例の動作状態を示す線図
である。 ５０，５２……被溶接物、５４，５６……溶接
電極、５８……抵抗点溶接機、５９……電磁セン
サ、６４……判別回路、６６……溶接電流制御回
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被溶接材であるめつき鋼板及び普通鋼板が共に
   流れるライン中に配置された抵抗溶接機の溶接電
   流制御装置において、交流が印加される励磁コイ
   ルにより被溶接材に磁束を与え、被溶接材の磁気
   抵抗に応じて変化する磁束を検出コイルにより検
   知する電磁センサと、該電磁センサの出力によ
   り、被溶接材表面のめつき層の有無を判別する判
   別回路と、該判別回路出力により、前記抵抗溶接
   機に発生される溶接電流を制御する溶接電流制御
   回路とを備えたことを特徴とする溶接電流制御装
   置。