專利名稱：焊接質量監視裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電阻焊接、特別涉及點焊的焊接質量監視裝置。
在以往的焊接質量監視裝置中，對焊接現場的焊片的調換和修理的工時難以判定，因為在到達預定的計分數的時期中進行著機械性的維修，會發生修理用電極和修理工時數的浪費。本發明者們為了解決前述以往的課題，已經研究出下述的焊接質量監視裝置。
下面，用附圖進行說明。
在圖7中，20是檢測焊接電流和焊接電壓的檢測部，利用在電極27安裝的環形線圈29將檢測的焊接電流信號通過積分進行測定，電極間電壓用在電極27、28安裝的電壓檢測線30進行測定。21是根據接受檢測部20的測定結果、基于熱傳導模型、用進行數據運算溫度分布的數據運算模擬器，推算在每個單位時間內被焊接材料31和焊接電極27、28的溫度分布，由溫度分布估計生成的熔核直徑(以下稱為估計熔核直徑)的運算部。又，關于數據運算模擬器，在焊接學會電阻焊接研究委員會編“電阻焊接現象及其應用(I)”，社團法人焊接學會(昭和57)，P.12—P.52中登載有用測得的焊接電流和焊接電壓、基于熱傳導模型、數據運算溫度分布及導通直徑的數據運算模擬器。
22是設定作為預定基準的熔核直徑的設定值(以下稱為設定熔核直徑)的熔核直徑設定部。23是比較運算部21的算出的估計熔核直徑和輸入到熔核直徑設定部22的設定熔核直徑、算出估計熔核直徑越過設定熔核直徑的時刻(以下稱為估計設定形成時刻)的熔核直徑比較部。24是設定作為預定基準的形成時刻(以下稱為設定時刻)的形成時刻設定部。25是將熔核直徑比較部的算出的估計形成時刻和輸入到形成時刻設定部24的設定形成時刻相比較的形成時刻比較部。26是輸出形成時刻比較部比較結果的輸出部。
在以上結構中，用檢測部20由檢測的焊接電流和焊接電壓、用運算部21由數據運算模擬器運算估計熔核直徑，用熔核直徑比較部對該種估計熔核直徑與設定熔核直徑比較，算出估計形成時刻。進而，用形成時刻比較部對該種估計形成時刻與設定形成時刻比較，輸出其比較結果。
在前述焊接質量監視裝置中，利用伴隨電極的損耗熔核的形成時間慢慢變長的特性，由用熱傳導模型的前述結構估計該時間，對其與作為基準的設定形成時刻進行比較，能得到焊接條件的再設定和焊片的調換修理等的維修時間。
然而，在前述以往的焊接質量監視裝置中，從圖8表示的導通時間和估計熔核直徑的關系的圖可知，由于因某種原因而搞錯、在比預定板厚薄的被焊接物31在流動狀態等情況下，因為估計形成時刻向導通時間短的方向移動，即使電極27、28損耗，也不能確切地知道維修時間，此外，不能知道焊接條件的再設定的必要的。
此外，在某一得分的檢測時，即使是誤檢測和光是該計分異常的場合，有時也會因搞錯而認定為維修時間。
本發明的目的是提供能解決前述以往的問題、能確切知道焊接條件的再設定和焊片的調換修理等的維修實施時間的焊接質量監視裝置。
為達到前述目的，本發明的焊接質量監視裝置是包括測定電極間外加的焊接電流和前述電極間電壓的檢測部；用前述檢測部的檢測值、基于熱傳導模型、進行溫度分布及導通直徑數據分析的同時，估計生成的熔核直徑的運算部；輸入預定熔核直徑設定值的熔核直徑設定部；前述生成的熔核直徑和前述預先設定的熔核直徑設定值進行比較、算出前述生成的熔核直徑越過前述預先設定的熔核直徑設定值的時刻的熔核直徑比較部；輸入預定形成時刻設定值的形成時刻設定部；比較前述生成熔核直徑超越前述預先設定的熔核直徑設定值的時刻和前述預先設定的形成時刻設定值比較的形成時刻比較部；和輸出前述形成時刻比較部的比較結果的輸出部；并在前述形成時刻設定部內具備設定至少比通常焊接的最短形成時刻更短的時刻的設定部的焊接質量監視裝置。
此外，本發明的焊接質量監視裝置還包括測定電極間外加的焊接電流和前述電極間電壓的檢測部；在用前述檢測部的檢測值、基于熱傳導模型、對溫度分布及導通直徑進行數據分析的同時，估計生成的熔核直徑的運算部；輸入預定熔核直徑設定值的熔核直徑設定部；前述生成的熔核直徑和前述預先設定的熔核直徑設定值進行比較、算出前述生成的熔核直徑越過前述預先設定的熔核直徑設定值的時刻的熔核直徑比較部；輸入預定形成時刻設定值的形成時刻設定部；比較前述生成熔核直徑超越前述預先設定的熔核直徑設定值的時刻和前述預先設定的形成時刻設定值的形成時刻比較部；輸出前述形成時刻比較部的比較結果的輸出部；前述熔核直徑比較部中還包括前述生成的熔核直徑超越前述預先設定的熔核直徑設定值的時刻的多個存儲部以及算出前述生成的熔核直徑超越預先設定的熔核直徑設定值的多個算出時刻平均值的平均值算出部；前述形成時刻比較部對前述預先設定的形成時刻設定值和前述平均值進行比較的焊接質量監視裝置。
此外，本發明的焊接質量監視裝置還包括測定電極間外加的焊接電流和前述電極間電壓的檢測部；在用前述檢測部的檢測值、基于熱傳導模型、數據分析溫度分布及導通直徑的同時，估計生成的熔核直徑的運算部；輸入預定熔核直徑設定值的熔核直徑設定部；前述生成的熔核直徑和前述預先設定的熔核直徑設定值進行比較、算出前述生成的熔核直徑越過前述預先設定的熔核直徑設定值的時刻的熔核直徑比較部和計數焊接計分數的計數器部；具備在前述生成的熔核直徑超越預先設定的熔核直徑設定值時刻的同時輸出前述焊接計分數的輸出部的焊接質量監視裝置。
此外，本發明的焊接質量監視裝置還包括輸入預定計分數的設定值的計分數設定部和用計數器部計數的焊接計分數與前述預先設定的計分數設定值進行比較、算出前述焊接計分數越過前述預先設定的計分數設定值時刻的計分數比較部；代替前述焊接計分數、并將前述計分數比較部的算出結果輸出。
此外，本發明的焊接質量監視裝置還包括輸入預定形成時刻的設定值的形成時刻設定部和把生成的熔核直徑超越預先設定的熔核直徑設定值的時刻與前述預先設定的形成時刻設定值進行比較的形成時刻比較部；代替前述生成的熔核直徑超越前述預先設定的熔核直徑設定值的時刻、輸出部輸出的是前述形成時刻比較部的比較結果。
本發明根據前述結構，由于在形成時刻設定部至少設有比通常焊接的最短形成時刻更短的時刻(以下稱為上限形成時刻)的設定部，在被焊接物的板厚比預定薄等的場合，根據上限形成時刻，能知道確切的維修時間，此外，能知道有必要再設定焊接條件。
此外，由于包括算出估計形成時刻的平均值的平均值算出部、比較部比較前述形成時刻比較部設定形成時刻和前述平均值、輸出形成時刻的比較結果，藉此，在檢測某一得分時，即使有誤檢測和只是該得分有異常的場合，也因根據多個計分的平均值進行判斷的，故能知道相當確切的維修時間。
此外，由于計數器統計了分數并將其輸出，故根據得分數也能做出較確切的判斷。
進而，通過對得分數與設定的計分數進行比較，能相當確切地進行按計分數而作的判斷。
從前述的說明可知，由于具備上限設定部，所以能容易地判斷焊接條件的再設定和焊片的調換修理等的維修時間。此外，能防止發生爆炸并能檢知被焊接材料的錯誤焊接。
此外，由于對多個估計形成時刻的平均值與設定形成時刻進行比較并輸出比較結果，所以能相當確切地知道焊接條件的再設定和焊片的調換修理等的維修實施時間。
進而，由于能輸出估計形成時刻與設定形成時刻的比較結果和焊接計分數與設定計分數的比較結果，所以能輸出促使相當穩定的焊接條件的再設定和焊片調換修理等維修實施的信號。
圖1是表示本發明在第一實施例中的焊接質量監視裝置結構圖。
圖2是表示在同一焊接質量監視裝置中的熱傳導模型的數據分析方法流程圖。
圖3是表示同一焊接質量監視裝置的估計熔核直徑與導通時間關系圖。
圖4是表示本發明在第二實施例中的焊接質量監視裝置結構圖。
圖5是表示對于同一焊接質量監視裝置的計分數的估計形成時刻與熔核直徑實測值的第一個關系圖。
圖6是表示對于同一焊接質量監視裝置的計分數的估計形成時刻與熔核直徑實測值的第二個關系圖。
圖7是表示以往的焊接質量監視裝置結構圖。
圖8是表示導通時間與估計熔核直徑關系圖。
以下，對本發明實施例參照附圖進行說明。
實施例1圖1是表示本發明在第一實施例中的焊接質量監視裝置結構圖。在圖中，對與以往相同的結構標上相同的符號并省略其說明。
1是設置在熔核直徑比較部3中、對用運算部21算出的估計熔核直徑和用熔核直徑設定部22預先設定的熔核直徑進行比較、算出估計熔核直徑越過設定熔核直徑的時刻作為估計形成時刻、存儲該估計形成時刻的存儲部。2是算出在存儲部1中存儲的多個估計形成時刻平均值的平均值算出部。4是設置在形成時刻設定部6中設定作為上限的形成時刻的上限設定部，作為上限的形成時刻為比在通常焊接時最短的形成時刻更短的時刻，形成時刻在剛調換電極27、28時為最短，因隨著使用電極27、28損耗、形成時刻變長，因此至少要設定得比電極27、28剛調換后的形成時刻更短。5是與上限設定部4相同地設置在形成時刻設定部6中的下限設定部，用來設定作為下限的形成時刻，此形成時刻用來判斷因電極27、28損耗而致的置換、修補的維修時間，和在以往的形成時刻設定部24設定的設定形成時刻相同。又，在本實施例中，所說的估計熔核直徑就是估計熔核的直徑。
在前述構造中，通電是通過挾持被焊接材料31的焊接電極27、28由未圖示的焊接電源進行的。通電開始后，由檢測部20對每一任意時刻測定焊接電流、極間電壓。這時的焊接電流用環形線圈29檢測到的信號通過檢測部20積分進行測定，此外，電極間電壓用檢測部20使用安裝在前述焊接電極27、28上的電壓檢測線30進行測定。
測定的焊接電流和極間電壓輸入到運算部21。在運算部21中，用預先輸入的被焊接材料的板厚、材料性質、重迭個數和電極形狀，利用基于圖2所示的流程圖的數據運算模擬器，在每個單位時間內對被焊接材料31和焊接電極27、28部分的溫度分布進行估計。而且，以估計的溫度分布越過設定好的焊接材料的融熔溫度的部分，作為估計熔核。圖3是表示本發明第一實施例的估計熔核直徑與導通時間關系的圖。由圖3，從一定地設定下限形成時刻，可知熔核開始形成在導通時間的前半部分場合(實線a)其后熔核成為充分地飽和穩定的條件，熔核形成在導通時間的后半部分場合(實線b)由于條件稍微變化成為最終熔核直徑變化的不穩定條件。通常，電極剛調換時導通時間如實線a那樣，設定下限形成時刻，因隨著電極的損耗，估計形成時刻向實線b變化，所以根據觀察該估計形成時刻，能知道電極損耗的程度。
此外，熔核開始形成在導通時間的初期場合(點線C)熔核形成后直至下限形成時刻為止進行導通的結果，成為進行超過必需的導通，發生爆炸或進行被焊接材料的錯誤焊接的可能性提高。這種爆炸的發生，例如比起預定的被焊接物31的板厚度，實際所被焊接物31的板厚度要薄的場合是多見的現象。
用運算部21算出的估計焊核直徑，在熔核直徑比較部3中，與用熔核直徑設定部22預先設定的設定熔核直徑進行比較，算出估計形成時刻，在熔核直徑比較部3中，算出圖3的實線a等所示的估計熔核直徑越過設定熔核直徑的時刻作為估計形成時刻。
在存儲部1中，預先多個存儲這種估計形成時刻，用平均值算出部2算出其平均值。在本實施例中，取最新得分和其前一個得分的二個計分的平均值和最新得分和其前三個得分的共四個計分的平均值，當然也不限于取特定的二計分和四計分。
如前述那樣用平均值算出部2算出的平均值，送到形成時刻比較部25，與用形成時刻設定部設定的設定形成時刻進行比較，并將其比較結果輸出到輸出部26，在形成時刻設定部6，用上限設定部4設定最短的形成時刻，用下限設定部5設定因電極損耗、必需調換的眼前的形成時刻(比在上限設定部4設定的形成時刻要長的時刻)。又，稱設定最短的形成時刻的一方為上限設定部4，稱長的時刻的一方為下限設定部5，是因為考慮到電極27、28的損耗狀態少的一方為上限，損耗狀態大的一方為下限。
在形成時刻比較部25，在平均值比上限設定部4的設定值為短時，以及比下限設定部5的設定值為長時，能由輸出部26告知維修時間。
在如前述那樣的本實施例中，為取得估計形成時刻的平均值，在檢測某一計分時，即使錯誤檢測和只是其計分有異常的場合，也能知道相當確切的維修時間。此外，作業者能確認有關焊片劣化隨時間的變化，能容易地判斷焊接條件的再設定和焊片的調換修理等維修時間。
此外，因用形成時刻設定部6，設置上限設定部4，所以在被焊接物的板厚度比預定要薄的場合，利用上限形成時刻能知道確切的維修時間。此外，能知道是否必需作焊接條件的再設定。
又，多個估計形成時刻的平均值，也可以用回歸分析的近似處理、任意數據出現頻率的分析處理。
下面，對本發明的第二個實施例參照附圖進行說明。又，對與以往相同的構造標上相同的符號并省略其說明。此外，對用實施例1說明的事項也同樣地省略其說明。
圖4是表示本發明第二實施例的焊接質量監視裝置結構的圖。
在圖4中，7是利用未圖示的焊接控制裝置檢測起動信號，對焊接分數計進行計數器部。8是設定作為預定基準計分數(下面稱為設定計分數)的計分數設定部，這種設定計分數與以往計分數的管理場合相同，根據焊接的各條件作業者任意地設定。9是對在計數器部7計數的焊接計分數和在計分數設定部8設定的設定分數進行比較，并將其比較結果輸出到輸出部的計分數比較部。此外，在本實施例中，雖然沒有設置形成時刻設定部6(包括上限設定部4和下限設定部5)、形成時刻比較部25、存儲部1和平均值算出部2，但設置它們也不會有問題。
如前述那樣，由于輸出估計形成時刻與設定形成時刻的比較結果和用計數器部7計數的焊接計分數與設定計分數的比較結果，所以如圖5所示估計形成時刻超越設定形成時刻(下限形成時刻)在達到設定計分數前的話，估計形成時刻超越下限形成時刻時，如圖6所示估計形成時刻超越下限形成時刻前達到設定計分數前的話，達到設定計分數時，能各自促使焊接條件的再設定和焊片調換修理等維修實施。也就是說，在根據熱傳導模型進行維修時間的管理同時，也能做根據計分數進行維修時間的管理，并能相當確切地判斷維修時間。
又，圖5、圖6各自表示對于本發明第二實施例的焊接質量監視裝置的計分數的估計形成時刻與焊核直徑實測值的第一個關系和第二個關系的圖。在圖中，因導通時間被一定地設定，所以有電極損耗時實測熔核直徑變小、實測熔核直徑的推移與估計形成時刻的推移呈對應關系。
此外，不設置計分數設定部8和計分數比較部9，即使輸出計數器7統計的得分數送到直接輸出部26，也能作為維修時間的參考進行使用。在這種場合，也可以用LED、LCD(液晶顯示裝置)顯示在計數器部7計數的焊接計分數。
權利要求
1.一種焊接質量監視裝置，其特征在于，該裝置包括測定電極間外加的焊接電流和所述電極間電壓的檢測部；在用所述檢測部的檢測值、基于熱傳導模型、數據分析溫度分布及導通直徑的同時，估計生成的熔核直徑的運算部；輸入預定熔核直徑設定值的熔核直徑設定部；所述生成的熔核直徑和所述預先設定的熔核直徑設定值進行比較、算出所述生成的熔核直徑越過所述預先設定的熔核直徑設定值的時刻的熔核直徑比較部；輸入預定形成時刻設定值的形成時刻設定部；比較所述生成熔核直徑超越所述預先設定的熔核直徑設定值的時刻和所述預先設定的形成時刻設定值的形成時刻比較部；和輸出所述形成時刻比較部的比較結果的輸出部；在所述形成時刻設定部具備設定至少比通常焊接的最短形成時刻更短的時刻的設定部。
2.一種焊接質量監視裝置，其特征在于，該裝置包括測定電極間外加的焊接電流和所述電極間電壓的檢測部；在用所述檢測部的檢測值、基于熱傳導模型、數據分析溫度分布及導通直徑的同時，估計生成的熔核直徑的運算部；輸入預定熔核直徑設定值的熔核直徑設定部；所述生成的熔核直徑和所述預先設定的熔核直徑設定值進行比較、算出所述生成的熔核直徑越過所述預先設定的熔核直徑設定值的時刻的熔核直徑比較部；輸入預定形成時刻設定值的形成時刻設定部；比較所述生成熔核直徑超越所述預先設定的熔核直徑設定值時刻和所述預先設定的形成時刻設定值的形成時刻比較部；輸出所述形成時刻比較部的比較結果的輸出部；和在所述熔核直徑比較部中包括多個存儲所述生成的熔核直徑超越所述預先設定的熔核直徑設定值的時刻的存儲部以及算出所述生成的熔核直徑超越預先設定的熔核直徑設定值的多個時刻的平均值的平均值算出部；所述形成時刻比較部對所述預先設定的形成時刻設定值和所述平均值進行比較。
3.一種焊接質量監視裝置，其特征在于，該裝置包括測定電極間外加的焊接電流和所述電極間電壓的檢測部；在用所述檢測部的檢測值、基于熱傳導模型、數據分析溫度分布及導通直徑的同時，估計生成的熔核直徑的運算部；輸入預定熔核直徑設定值的熔核直徑設定部；所述生成的熔核直徑和所述預先設定的熔核直徑設定值進行比較、算出所述生成的熔核直徑越過所述預先設定的熔核直徑設定值的時刻的熔核直徑比較部和計數焊接計分數的計數器部；具備在所述生成的熔核直徑超越預先設定的熔核直徑設定值時刻的同時，輸出所述焊接計分數的輸出部。
4.如權利要求3所述的焊接質量監視裝置，該裝置包括輸入預定計分數的設定值的計分數設定部和對用計數器部計數的焊接計分數與所述預先設定的計分數設定值進行比較、算出所述焊接計分數越過所述預先設定的計分數設定值時刻的計分數比較部；其特征在于，代替所述焊接計分數、輸出部輸出的是所述計分數比較部的算出結果。
5.如權利要求3所述的焊接質量監視裝置，該裝置包括輸入預定形成時刻的設定值的形成時刻設定部和比較生成的熔核直徑超越預先設定的熔核直徑設定值的時刻與所述預先設定的形成時刻設定值進行比較；其特征在于，代替所述生成的熔核直徑超越所述預先設定的熔核直徑設定值的時刻、輸出部輸出的是所述形成時刻比較部的比較結果。
全文摘要
本發明揭示一種焊接質量監視裝置，該裝置包括用熔核直徑比較部(3)算出估計形成時刻、用存儲部(1)多個存儲估計形成時刻、用平均值算出部(2)算出估計形成時刻的平均值、并將其與在形成時刻設定部(6)的上限設定部(4)中設定的上限形成時刻進行比較、在平均值比上限形成時刻短的場合、能在輸出部(26)知道維修時間。這種裝置能確切地知道焊接條件的再設定和焊片的調換修理等的維修實施時間。
文檔編號B23K11/24GK1128691SQ9511767
公開日1996年8月14日 申請日期1995年10月17日 優先權日1994年10月17日
發明者高桑貞之, 后藤康宏 申請人:松下電器產業株式會社