TWI411483B - Welding anomaly detection method, seam welding abnormal detection device, seam welding device - Google Patents

Description

焊接異常檢測方法，縫焊異常檢測裝置，縫焊裝置

本發明是關於在縫焊上為了提高焊接品質的縫焊異常檢測方法等。

將被使用於習知的縫焊裝置的電源電路表示於第8圖。該電源電路80是具備：供應有AC電源的電源部82，及控制從該電源部82的電力的電力控制部84。電力控制部84是將從電源部82所供應的電力轉換成焊接脈衝而供應於一對焊接輥86。一對焊接輥86是藉由所定負荷推向電子零件封裝及蓋。結果，在焊接脈衝電流流在電子零件封裝與蓋，而兩者被縫焊。

該電源電路80是又具備：在焊接輥86進行計測所檢測的電流計測部88，及將該被電流計測的電流轉換成數位，並將該訊號輸出至電子控制部84的反饋部90。又，在電力控制部84又連接有設定所定焊接條件的條件設定部92。電力控制部84是依據條件設定部92的指示適當地控制焊接脈衝，又依據從反饋部90所送訊的訊號，反饋控制該焊接脈衝。該反饋控制是在條件設定部92來比較事先所設定的焊接電流，及實際所計測的實電流，將其相差分作成無作為目的。

專利文獻1：日本專利3619700號公報

在第9圖表示將焊接電流的設定作成一定且未進行反饋控制而進行縫焊之際的焊接脈衝的電流值分布(A)，及正規機率分布(B)。由第9圖就可明瞭，在被焊接的工件(電子零件封裝及蓋)無構造上異常的時候，可如縫焊時的焊接電流的參差不齊極小。

另一方面，有時會發生焊接電流成為分布外(異常)的情形。該電流異常是殘留在電子零件封裝或蓋的沖壓時的毛邊，或將此些予以電鍍時的電鍍多餘等成為主要原因。又，其他也有藉由進到電子零件封裝與蓋之間隙的垃圾或灰塵等而有發生電流異常的情形。

但是，在習知的電源電路80中，成為測定電流而反饋控制焊接電力的構造之故，因而藉由電子零件封裝或蓋的構件本身，或異物的進入而使得焊接電流變化，則利用該異常電流值而會反饋控制供應電力。該結果，之後被供應正常的電子零件封裝及蓋之際，藉由反饋控制會供應不適當的電力，而會發生焊接不良的問題。亦即，如第9圖所示地，正常時焊接電流極穩定而在焊接電流極少發生異常的作業環境中，反而反饋控制有會惡化焊接品質的問題。

又，在習知的電源電路80中，因未成為檢測出焊接狀態本體的構造，因此有無法從生產線排出焊接不良的問題。

本發明是鑑於上述問題點而創作者，其目的是在於提供可正確地檢測出焊接異常，而可提高生產效率的焊接異 常檢測方法等。

為了達成上述目的的本發明的一種縫焊的焊接異常檢測方法，其特徵為：具備：以焊接脈衝單位進行檢測縫焊時的電流值的脈衝檢測步驟；及對於以複數焊接脈衝單位或複數焊接脈衝群作為對象被獨立設定的臨界值，比較在上述脈衝檢測步驟所檢測的上述焊接脈衝的電流值，來判定上述縫焊的焊接異常的異常判定步驟。

依照本發明，以一個焊接脈衝或複數焊接脈衝所構成的焊接脈衝群作為基準，且個別地設定有焊接異常判定用的臨界值之故，因而成為高精度地可檢測出縫焊的異常。該結果，成為從製造線也可自動排出焊接不良的電子零件之故，因而可減輕後續工程的電子零件的判別作業負擔。

又，在上述焊接異常檢測方法中，對於被使用於縫焊的所有的上述焊接脈衝，實行上述異常判定步驟較佳。作成如此，對於所施加的所有焊接脈衝，個別地可判定焊接異常，減少判定漏失，而成為可更提昇檢查精確度。

又，在上述焊接異常檢測方法中，作為上述異常判定步驟的上述臨界值，設定有上限值及下限值，而上述電流值為高於上述上限值的時候或是低於上述下限值時候進行異常判定較佳。依照該構成，即使焊接脈衝的電流值，對於所假設的電流值變動在正側與負側的任一側的時候，也成為可檢測出異常。

又，在上述焊接異常檢測方法中，上述異常判定步驟的上述臨界值，為被使用於縫焊的所有上述焊接脈衝別地 被獨立設定較佳。如此地，對應於所有焊接脈衝的施加條件，個別地設定臨界值，則成為可進行極高精度的異常檢測。

又，在上述焊接異常檢測方法的上述異常判定步驟中，具有：隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值予以增加的初期判定領域，及隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值予以減少的中間判定領域，及隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值比上述中間判定領域還急陡地減少的後期判定領域較佳。

例如，對於立方體的電子零件封裝欲焊接矩形蓋的時候，藉由縫焊相對向的兩邊的第1工程，及縫焊相對向的其他兩邊的第2工程來完成周緣的焊接。因此，蓋的隅角近旁，是加上第1工程與第2工程雙方的熱之故，因而將電流值設定成低。又，在蓋的各邊中央近旁，焊接時的熱逐漸地被蓄積於電子零件封裝之故，因而考慮具蓄積分量而逐漸地減小電流值。因此，依照上述構成，有關於用以檢測出焊接異常的臨界值，就可對應於縫焊部位的兩隅角領域與中間領域。該結果，除了焊接本體的高品質化以外，針對於其焊接異常的判定也高精度地進行之故，因而成為可大幅度地提高縫焊製程的可靠性。

為了達成上述目的的本發明的一種縫焊異常檢測裝置，其特徵為：具備：將被供應於縫焊時的焊接輥的焊接脈衝的電流值以上述焊接脈衝單位進行檢測的脈衝檢測部；及以複數的上述焊接脈衝單位或複數的上述焊接脈衝群作 為對象被獨立設定有臨界值的判定條件設定部；及對於上述臨界值比較在上述脈衝檢測部所檢測的上述焊接脈衝的電流值，來判定上述縫焊的焊接異常的異常判定部。

又，為了達成上述目的的本發明的一種縫焊裝置，其特徵為：具備：一對焊接輥；及移動自如地保持上述焊接輥的保持機構；及將交流電流轉換成直流，而且將上述直流的電流及電壓予以穩定化並輸出的穩定化電源部；及將從上述穩定化電源部所供應的直流電流轉換成焊接脈衝，並供應於上述焊接輥的脈衝控制部；及上述焊接異常檢測裝置。

依照本發明，成為高精度地可進行縫焊的焊接異常的檢測。

以下，一面參照圖式一面詳述本發明的實施形態的例子。

在第1圖表示著本發明的實施形態的縫焊裝置1的整體構成。該縫焊裝置1是具備：本體側保持部10，及裝卸自如地被保持於該本體側保持部10的縫焊輥單元30，及將焊接電流經由本體側保持部10供應於上述縫焊輥單元30的電源單元60，及裝載有成為工件的電子零件封裝的焊接平台70，及檢測出電子零件封裝的焊接異常的焊接異常檢測裝置80。又，縫焊輥單元30是具有旋轉自如的焊接輥32。

本體側保持部10是具備：朝上下方向移動自如地引導 一對縫焊輥單元30的垂直滑件14，及設置於左右的垂直滑件16上端的水平滑件16，及上下移動該水平滑件16的基礎滑件18。

一對垂直滑件14是互相地獨立，裝載有未予圖示的彈簧等的彈推手段。因此，垂直滑件14是將焊接輥32以所定負荷推壓電子零件封裝等，而且獨立地上下移動各焊接輥32。例如，在電子零件封裝變形，或是有誤差發生在零子零件封裝的固定狀態的時候，個別地上下移動各焊接輥32而進行吸收該誤差。

水平滑件16是自如地調整左右的縫焊輥單元30的相對距離。因此，對於種種寬度的電子零件封裝，可對準焊接輥32的位置。

第2圖是表示電源單元60及焊接異常檢測裝置80的構成的方塊圖。

電源單元60是具備：將從外部所供應的交流電流予以穩定化的穩定化電源部62，及將在該穩定化電源部62被穩定化的直流電流，轉換成焊接脈衝的脈衝控制部64。更詳細地，穩定化電源部62是具備：藉由組合二極體，將交流電流整流成直流的整流手段62A，及將直流電流穩定控制成所定電壓值及電流值的DC－DC變頻器62B。該結果，使得從穩定化電源部62的輸出的直流電壓經常地穩定。

脈衝控制部64是具備：設定各熔接脈衝的電壓及脈衝寬度的脈衝設定部64A，及依照以該脈衝設定部64A所設定的條件，將從穩定化電源部62所供應的直流電流轉換成 焊接脈衝的脈衝發生部64B。在該脈衝部64B所生成的焊接脈衝是經所定的導電路徑F被供應於一對焊接輥32。

焊接異常檢測裝置80是具備脈衝檢測部82，判定條件設定部84，異常判定部86。脈衝檢測部82是利用被配置於導電路徑F的電流計測感測器82A，以焊接脈衝單位檢測出被供應於縫焊時的焊接輥32的焊接脈衝的電流值。在此所謂「焊接脈衝單位的檢測」，是指將1個焊接脈衝的各個電流值作成明瞭。具體地來說，脈衝檢測部82是具備：放大電流計測感測器82A的輸出的絕對值的絕對值放大部82B，及從該絕對值放大部82B的輸出進行抽出各脈衝的峰值的峰值固定部82C，及將在該峰值固定部82C所得到的各脈衝的最大電流值轉換成數位值，並輸出至異常判定部86的A/D變頻器82D。

判定條件設定部84是以複數焊接脈衝單位或複數焊接脈衝群作為對象，獨立地設定臨界值。具體地如第3圖所示地，成為對於一個焊接脈衝P獨立地(未依存於其他的焊接脈衝)可設定臨界值S的狀態。該焊接脈衝是存在複數(P1、P2、P3…)之故，因而作為結果，可存在複數的臨界值(S1、S2、S3…)。又作為其他例子。如第4圖所示地，對於複數的焊接脈衝的集合的一個焊接脈衝群G，成為獨立地可設定臨界值S的狀態。該焊接脈衝群是存在複數(G1、G2、G3…)之故，因而作為結果可存在複數臨界值(S1、S2、S3…)。總之，在一次縫焊工程中，成為可設定數值互相不相同的複數臨界值。又，在本實施形 態中，如第3圖所示地，表示以焊接脈衝單位P1、P2、P3…作為對象個別地設定臨界值S1、S2、S3…的情形。

如第5圖所示地，在臨界值S1、S2、S3…，詳細地設定有上限值SU1、SU2、SU3…及下限值SB1、SB2、SB3…。尤其是，在本實施形態的判定條件設定部84，以被使用於所有焊接脈衝單位P1、P2、P3…作為對象而獨立地設定有該臨界值S1、S2、S3…。該臨界值S1、S2、S3…是具有：隨著施加(進展)焊接脈衝，臨界值S1、S2、S3…的數值增加的初期判定領域HS，及連續於該初期判定領域HS，而隨著施加焊接脈衝，臨界值S1、S2、S3…逐漸地減少的中間判定領域HM，及連續於該中間判定領域HM，而隨著施加焊接脈衝，比該中間判定領域HM更急陡地減少臨界值S1、S2、S3…的後期判定領域HE。詳細是如下述，惟如此地設定臨界值S1、S2、S3…，就成為可減低焊接不良。

異常判定部86是比較在判定條件設定部84事先所設定的臨界值S1、S2、S3…，及以脈衝檢測部所檢測的實際焊接脈衝P1、P2、P3…的電流值，來判定縫焊的焊接異常。因此，如第5圖所示地，實際的焊接脈衝P1、P2、P3…的電流值I1、I2、I3…，高於臨界值的上限值SU1、SU2、SU3…的時候，或是低於臨界值的下限值SB1、SB2、SB3…的時候，是判定為產生焊接異常。在此，焊接脈衝P7的實電流值17，因超出臨界值S7的上限值SU7之故，因而成為產生焊接異常的情形。又，在本實施形態中，在判定條 件設定部84中，所有焊接脈衝別地設定著臨界值，而在該異常判定部86也針對於所有焊接脈衝，成為可判定焊接異常。

以下，一面參照第6圖的流程圖等一面說明縫焊裝置1的動作及其作用。

該縫焊裝置1是首先在焊接條件設定步驟100中，進行施加於縫焊之際的焊接脈衝的條件設定。具體地如第5圖所示地，設定在一次焊接製程所施加的焊接脈衝的次數，各焊接脈衝的寬度(施加時間條件)W1、W2、W3…，各焊接脈衝的電流值條件D1、D2、D3…等。該焊接脈衝的條件設定是成為以各焊接脈衝獨立地可設定。又，在初期設定值，是成為包含：隨著施加焊接脈衝，電流值D1、D2、D3…增加的初期施加領域DS，及連續於該初期領域DS，而隨著施加焊接脈衝電流值D1、D2、D3…逐漸地減少的中間施加領域DM，及連續於該中間施加領域DM，而隨著施加焊接脈衝，比該中間判定領域DM更急陡地減少電流值D1、D2、D3…的後期施加領域DE。

之後，在判定條件設定步驟102中，進行用以檢測焊接異常的臨界值S1、S2、S3…的設定。該臨界值是成為自動地設定著以上述電流值條件D1、D2、D3…作為基準，加上所定電流量的上限值SU1、SU2、SU3…，及以同電流值條件D1、D2、D3…作為基準，減去所定電流量的下限值SB1、SB2、SB3…。該結果，臨界值S1、S2、S3…，成為所有焊接脈衝別地對應而獨立地可設定，且成為自動地 設定隨著施加(進展)焊接脈衝，臨界值S1、S2、S3…的數值增加的初期判定領域HS，及連續於該初期判定領域HS，而隨著施加焊接脈衝，臨界值S1、S2、S3…逐漸地減少的中間判定領域HM，及連續於該中間判定領域HM，而隨著施加焊接脈衝，比該中間判定領域HM更急陡地減少臨界值S1、S2、S3…的後期判定領域HE。欲變更該臨界值的時候，也可個別地進行調整。

然後，在焊接步驟104中，進行實際的焊接。具體來說，對於電子零件封裝施加焊接脈衝，而藉由依該電流的發熱進行縫焊。

與實行該焊接步驟104同時地，進行脈衝檢測步驟106。在脈衝檢測步驟106中，以焊接脈衝單位檢測出縫焊時的焊接脈衝的實際的電流值I1、I2、I3…。

然後，在異常判定步驟108中，對於以焊接脈衝單位作為對象被獨立設定的臨界值S1、S2、S3，比較在脈衝檢測步驟106被檢測出的焊接脈衝的電流值I1、I2、I3，進行判定縫焊的焊接異常。該判定結果是被送訊至未圖示的選別處理裝置，成為從製造線自動地排出被判定為焊接異常的電子零件封裝。

在本實施形態的縫焊裝置1中，以焊接脈衝作為單位，焊接異常判定用的臨界值被個別地設定之故，因而成為高精度地可檢測出縫焊的異常。該結果，成為從製造線可自動排出焊接不良的電子零件之故，因而可減輕後續工程的電子零件的判別作業負擔。

尤其是在本實施形態中，對於被施加於電子零件封裝的所有焊接脈衝，成為個別地判定焊接異常之故，因而判定遺漏變少，成為可更提高檢查精度。

又，在臨界值設定有上限值與下限值之故，因而即使焊接脈衝的電流值對於所假想的電流變動成正側與負側的任一情形，成為也可檢測出異常。

本縫焊裝置1是作為被使用於縫焊的焊接脈衝的施加條件，設定有急激地增加的初期施加領域DS，逐漸地減少電流值的中間施加領域DM，急陡地減少電流值的後期施加領域DE。此為如第7圖所示地，對於立方體的電子零件封裝M欲焊接矩形蓋L的時候，藉由縫焊相對向的兩邊A1、B1的第1工程，及縫焊相對向的其他兩邊A2、B2的第2工程來完成焊接。因此，蓋L的隅角K的近旁，是加上第1工程與第2工程雙方的熱之故，因而在各工程中將電流值事先設定成較低較佳。如此在本實施形態中，接近於蓋L的隅角近旁的初期施加領域DS與後期施加領域DE是將電流值成為小。又，在有關於對應於蓋L的各邊中央近旁的中間領域DM，焊接時的熱逐漸地被蓄積於電子零件封裝M及蓋L之故，因而考慮該蓄積分量而逐漸地減小電流值。該結果，成為可提高電子零件的焊接品質。

又，連動於具備該初期、中間、後期施加領域的焊接條件的思想，針對於用以檢測出焊接異常的臨界值，也成為具備初期判定領域HS、中間判定領域HM、後期判定領域HE。該結果，除了焊接本體的高品質以外，還針對於其 焊接異常的判定也高精度地進行之故，因而成為可大幅度地提高縫焊製程的可靠性。

又，在該縫焊裝置1中，採用穩定化電源62，就可事先穩定住電壓，而使用該電壓進行生成焊接脈衝之故，因而原則上，成為可將如條件的焊接脈衝施加於工件。該結果，針對於電流或電壓等不必進行反饋控制。另一方面，儘管將該穩定化的焊接脈衝施加於工件，其實際的電流值與條件不相同時，成為在工件側發生異常。若將此藉由焊接異常檢測裝置80高精度地進行判定，則成為在大致即時地可檢測出焊接的不良。

又，在本實施形態中，表示僅限定對於所有焊接脈衝進行檢查焊接異常。惟本發明是並不被限定於此。例如，針對於隔著一定間隔的複數焊接脈衝，作成檢測出焊接異常也可以。

又，在本實施形態中，表示被限定於一個焊接脈衝別地，互相地可設定不相同的臨界值的情形，惟本發明是並不被限定於此。例如，將連續的3個焊接脈衝，作為焊接脈衝群，而在該焊接脈衝群內設定共通的臨界值，在複數焊接脈衝群彼此間，作成設定不相同的臨界值較佳。

本發明是可適用於進行縫焊的各種目的。

1‧‧‧縫焊裝置

60‧‧‧電源單元

62‧‧‧穩定化電源部

64‧‧‧脈衝控制部

80‧‧‧焊接異常檢測裝置

82‧‧‧脈衝檢測 部

84‧‧‧判定條件設定部

86‧‧‧異常判定部

第1圖是表示本發明的實施形態的縫焊裝置的整體構成圖。

第2圖是表示同縫焊裝置的電源單元及焊接異常檢測裝置的電路構成的方塊圖。

第3圖是表示同電源單元及焊接異常檢測裝置的條件設定狀態的圖式。

第4圖是表示同電源單元及焊接異常檢測裝置的其他條件設定狀態的圖式。

第5圖是表示同電源單元及焊接異常檢測裝置的條件設定狀態的圖式。

第6圖是表示同縫焊裝置的焊接行程的流程圖。

第7圖是表示在同縫焊裝置被焊接的電子零件封裝的蓋的立體圖。

第8圖是表示習知的縫焊裝置的電源電路的方塊圖。

第9(A)圖及第9(B)圖是表示習知的縫焊裝置的電流特性的圖表。

60‧‧‧電源單元

62‧‧‧穩定化電源部

62A‧‧‧整流手段

62B‧‧‧DC－DC變頻器

64A‧‧‧脈衝設定部

64B‧‧‧脈衝發生部

64‧‧‧脈衝控制部

F‧‧‧導電路徑

32‧‧‧焊接輥

82A‧‧‧電流計測感測器

86‧‧‧異常判定部

84‧‧‧判定條件設定部

82D‧‧‧A/D變頻器

82C‧‧‧峰值固定部

82B‧‧‧絕對值放大部

80‧‧‧焊接異常檢測裝置

82‧‧‧脈衝檢測部

Claims (6)

1. 一種縫焊異常檢測方法，其特徵為：具備：以焊接脈衝單位進行檢測縫焊時的電流值的脈衝檢測步驟；及對於以複數焊接脈衝單位或複數焊接脈衝群作為對象被獨立設定的臨界值，比較在上述脈衝檢測步驟所檢測的上述焊接脈衝的電流值，來判定上述縫焊的焊接異常的異常判定步驟；在上述異常判定步驟，具有：隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值予以增加的初期判定領域，及隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值予以減少的中間判定領域，及隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值比上述中間判定領域還急陡地減少的後期判定領域。
2. 如申請專利範圍第1項所述的縫焊的焊接異常檢測方法，其中，對於被使用於縫焊的所有的上述焊接脈衝，實行上述異常判定步驟。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的縫焊的焊接異常檢測方法，其中，作為上述異常判定步驟的上述臨界值，設定有上限值及下限值，而上述電流值為高於上述上限值的時候或是低於上述下限值的時候進行異常判定。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的縫焊的焊接異常檢測方法，其中，上述異常判定步驟的上述臨界值，為被使用於縫焊的所有上述焊接脈衝別地被獨立設定。
5. 一種縫焊異常檢測裝置，其特徵為：具備：將被供應於縫焊時的焊接輥的焊接脈衝的電流值以上述焊接脈衝單位進行檢測的脈衝檢測部；及以複數的上述焊接脈衝單位或複數的上述焊接脈衝群作為對象被獨立設定有臨界值的判定條件設定部；及對於上述臨界值比較在上述脈衝檢測部所檢測的上述焊接脈衝的電流值，來判定上述縫焊的焊接異常的異常判定部；在上述異常判定部的複數的上述臨界值，具有：隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值予以增加的初期判定領域，及隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值予以減少的中間判定領域，及隨著上述焊接脈衝的施加把上述臨界值比上述中間判定領域還急陡地減少的後期判定領域。
6. 一種縫焊裝置，其特徵為：具備：一對焊接輥；及移動自如地保持上述焊接輥的保持機構；及將交流電流轉換成直流，而且將上述直流的電流及電壓予以穩定化並輸出的穩定化電源部；及將從上述穩定化電源部所供應的直流電流轉換成焊接脈衝，並供應於上述焊接輥的脈衝控制部；及如申請專利範圍第5項所述的焊接異常檢測裝置。