JP4844650B2 - Spot welding inspection apparatus and spot welding inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、スポット溶接のナゲットの大きさの良否を非破壊で判定する検査装置および検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for determining non-destructively the size of a spot welding nugget.
従来から、金属板同士のスポット溶接は、金属板を重ね合わせて１対の電極で挟んで加圧するとともに、電極間の通電により金属板をジュール熱で瞬間溶融して、ナゲットと呼ばれる所定径の溶融塊を形成することにより行われる。ナゲットの径は、スポット溶接の強度に影響するため、スポット溶接の良否はナゲットの径で決定されると言ってよい。ナゲットの径を測定する方法として、スポット溶接した金属板を剥がして直接測定する方法や、金属板を剥がすのに必要な力を測定することにより行う方法があるが、いずれも破壊検査であるため、抜き取り検査を行うしかなく、全数検査は不可能である。 Conventionally, spot welding between metal plates is performed by pressing the metal plates overlapped and sandwiched between a pair of electrodes, and by instantaneously melting the metal plates with Joule heat by energization between the electrodes. This is done by forming a molten mass. Since the diameter of the nugget affects the strength of spot welding, it can be said that the quality of spot welding is determined by the diameter of the nugget. There are two methods for measuring the diameter of the nugget: a method in which the spot-welded metal plate is peeled off and directly measured, and a method in which the force necessary to peel off the metal plate is measured, both of which are destructive inspections. In other words, a sampling inspection is required, and a complete inspection is impossible.
これに対して、非破壊検査であれば全数検査が可能となる。スポット溶接部の非破壊検査方法としては、例えば、特許文献１に提案されている。この検査方法は、スポット溶接部分に磁力線を貫通させ、そのときに測定されるナゲット周縁での環状高インダクタンス部分の直径と、高インダクタンス部分とナゲット中央部における低インダクタンス部分とのインダクタンス高低落差の２つの変数を用いてナゲットの直径を推定するものである。
On the other hand, 100% inspection is possible with non-destructive inspection. As a nondestructive inspection method for spot welds, for example,
しかしながら、特許文献１に提案された方法では、スポット溶接部に磁力線を貫通させる装置や、インダクタンスを測定する装置といった精密な構造の装置が多く必要となるため、検査装置のコストが高くなる。また、検査装置が大型になるうえに、精密な構造の装置では衝撃を与えないようにする必要があるため、容易に持ち運ぶことができないという問題がある。
However, the method proposed in
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、スポット溶接部の非破壊検査を低コストで行うことができ、また、持ち運びが容易なスポット溶接検査装置およびスポット溶接検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to address the above problems, and provides a spot welding inspection apparatus and a spot welding inspection method that can perform nondestructive inspection of spot welds at low cost and are easy to carry. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明のスポット溶接検査装置の特徴は、スポット溶接により２つの金属板間に形成されたナゲットを検査するスポット溶接検査装置において、コンデンサと、前記コンデンサを充電する充電手段と、前記充電されたコンデンサと前記２つの金属板とを導通させて、前記コンデンサからの放電により前記ナゲットに電流を流す通電手段と、前記ナゲットに電流が流れ始める瞬間に前記ナゲットに発生する誘導起電力を測定する誘導起電力測定手段とを備えたことにある。 In order to achieve the above object, the spot welding inspection apparatus according to the present invention is characterized by a capacitor and a charging for charging the capacitor in a spot welding inspection apparatus that inspects a nugget formed between two metal plates by spot welding. Generated in the nugget at the moment when the current starts to flow in the nugget, and a current-carrying means for causing the charged capacitor and the two metal plates to conduct and causing a current to flow through the nugget by discharging from the capacitor. And an induced electromotive force measuring means for measuring the induced electromotive force.
本発明のスポット溶接検査装置においては、スポット溶接により２つの金属板間に形成された略円形のナゲットの径を推定することができる。発明者は、２つの金属板を介してナゲットに電流を流したとき、電流の流れ始めとなる瞬間にナゲットに誘導起電力が発生することを発見した。そして、この誘導起電力は、ナゲットの径と相関関係を有し、ナゲットの径が大きいほど小さく、ナゲットの径が小さいほど大きくなることもわかった。従って、スポット溶接部を破壊しなくても、この誘導起電力を測定することにより、ナゲットの径を推定する事ができる。 In the spot welding inspection apparatus of the present invention, the diameter of a substantially circular nugget formed between two metal plates by spot welding can be estimated. The inventor has discovered that when an electric current is passed through a nugget through two metal plates, an induced electromotive force is generated in the nugget at the moment when the current starts to flow. It was also found that this induced electromotive force has a correlation with the nugget diameter, and is smaller as the nugget diameter is larger and larger as the nugget diameter is smaller. Therefore, the nugget diameter can be estimated by measuring the induced electromotive force without destroying the spot weld.
ナゲットに発生する誘導起電力は、ナゲットに電流が流れ始める瞬時にのみ発生し、ナゲットに流れる電流が大きいほど大きくなる。そこで、本発明においては、充電手段によりコンデンサを充電しておき、充電後に、通電手段が、コンデンサと２つの金属板とを導通させて、コンデンサからの放電（コンデンサに蓄積した電荷の放出）によりナゲットに電流を流す。従って、瞬時的に大電流を流すことができるため、スポット溶接部の発熱を抑えるとともにナゲットに大きな誘導起電力を発生させることができる。 The induced electromotive force generated in the nugget is generated only at the instant when the current starts to flow through the nugget, and increases as the current flowing through the nugget increases. Therefore, in the present invention, the capacitor is charged by the charging unit, and after charging, the energizing unit conducts the capacitor and the two metal plates, and discharges from the capacitor (discharge of charge accumulated in the capacitor). Current is passed through the nugget. Therefore, since a large current can be instantaneously passed, heat generation at the spot weld can be suppressed and a large induced electromotive force can be generated in the nugget.
誘導起電力測定手段は、ナゲットに電流が流れ始める瞬間にナゲットに発生する誘導起電力を測定する。誘導起電力とナゲットの径とは相関関係を有するため、この誘導起電力の測定値からナゲットの径を推定でき、スポット溶接部の良否を判定することができる。例えば、ナゲットの径が基準値以上であれば合格、基準値より小さければ不合格と判定する場合、この基準値に対応する誘導起電力の値（電圧値）を実験等により求めて判定電圧として予め設定しておくことにより、測定した誘導起電力が判定電圧以下であれば合格、判定電圧を超えていれば不合格と判定することができる。また、判定用の基準値を設けずに、単に、誘導起電力の大きさからナゲットの径（直径または半径）を測定するものであってもよい。 The induced electromotive force measuring means measures the induced electromotive force generated in the nugget at the moment when current starts to flow through the nugget. Since the induced electromotive force and the nugget diameter have a correlation, the nugget diameter can be estimated from the measured value of the induced electromotive force, and the quality of the spot welded portion can be determined. For example, if the nugget diameter is greater than or equal to a reference value, it is determined to be acceptable, and if it is smaller than the reference value, it is determined to be unacceptable. By setting in advance, it can be determined that the measured induced electromotive force is acceptable if it is equal to or lower than the determination voltage, and is rejected if it exceeds the determination voltage. Further, the diameter (diameter or radius) of the nugget may be simply measured from the magnitude of the induced electromotive force without providing a reference value for determination.
従って、本発明によれば、簡易な構成にてスポット溶接部の非破壊検査を行うことができる。このため、低コスト化を実現できる。また、精密な装置を必要としなく、しかも、装置が大型化しないため、持ち運びが容易となる。これにより、検査現場での使い勝手が良くなる。 Therefore, according to the present invention, the nondestructive inspection of the spot welded portion can be performed with a simple configuration. For this reason, cost reduction can be realized. Further, since a precise device is not required and the device is not enlarged, it is easy to carry. This improves usability at the inspection site.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記通電手段は、前記コンデンサからの放電により前記ナゲットに電流を流す通電路にコイルを直列に備えたことにある。 Another feature of the spot welding inspection apparatus according to the present invention is that the energizing means includes a coil in series in an energizing path for supplying a current to the nugget by discharging from the capacitor.
ナゲットに発生する誘導起電力は、ナゲットに流れる電流の立ち上がりに依存し、電流が瞬時に立ち上がる場合には、発生期間が非常に短い。そこで、本発明においては、ナゲットに電流を流す通電路（コンデンサの放電路）にコイルを直列に接続しておくことで、ナゲットに流れる電流の立ち上がりを緩くする（電流の上昇勾配を緩くする）。これにより、誘導起電力の発生期間が確保され、誘導起電力の測定が容易となる。 The induced electromotive force generated in the nugget depends on the rise of the current flowing in the nugget, and the generation period is very short when the current rises instantaneously. Therefore, in the present invention, by connecting a coil in series to a current path (capacitor discharge path) for passing a current to the nugget, the rise of the current flowing to the nugget is loosened (the current rising gradient is loosened). . Thereby, the generation | occurrence | production period of an induced electromotive force is ensured and the measurement of an induced electromotive force becomes easy.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記誘導起電力測定手段は、前記ナゲットに発生する誘導起電力の最大電圧を測定することにある。 Another feature of the spot welding inspection apparatus according to the present invention is that the induced electromotive force measuring means measures a maximum voltage of the induced electromotive force generated in the nugget.
ナゲットに発生する誘導起電力は、電流の流れ始める瞬間にのみ発生し、すぐに消失する。そこで、本発明においては、誘導起電力の最大電圧を測定することで、測定を容易にする。特に、通電路にコイルを直列に接続した場合においては、誘導起電力の最大電圧を測定すると、その測定値がナゲットの径と安定した比例関係になるため、精度良くスポット溶接検査を行うことができる。 The induced electromotive force generated in the nugget is generated only at the moment when the current starts to flow, and immediately disappears. Therefore, in the present invention, measurement is facilitated by measuring the maximum voltage of the induced electromotive force. In particular, when the coil is connected in series with the current path, when the maximum voltage of the induced electromotive force is measured, the measured value has a stable proportional relationship with the diameter of the nugget. it can.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記ナゲットに流れる電流を測定する電流測定手段を備えたことにある。 Another feature of the spot welding inspection apparatus of the present invention is that it includes a current measuring means for measuring a current flowing through the nugget.
ナゲットに発生する誘導起電力は、ナゲットに流れる電流の大きさにも依存する。従って、色々な大きさや形状のものを検査対象とした場合には、ナゲットに流れる電流値が変わってしまう可能性がある。このような通電条件が変化した場合には、ナゲットに発生する誘導起電力の大きさも変化する。そこで、本発明においては、ナゲットに流れる電流を測定する電流測定手段を備えることで、誘導起電力とナゲットの径の対応関係を合わせることができる。例えば、予め設定した検査時における通電条件（電流値条件）と、検査時に流した実際の通電（電流値）とが相違する場合には、検査判定用の閾値となる誘導起電力の判定電圧を、測定した電流値に合わせて補正するようにすることでスポット溶接の判定レベルを一定に維持することができる。あるいは、測定した電流値が予め設定した電流値となるように通電手段の出力を調整するようにしてもよい。この結果、スポット溶接検査を精度良く行うことができる。 The induced electromotive force generated in the nugget also depends on the magnitude of the current flowing in the nugget. Therefore, when objects of various sizes and shapes are to be inspected, the value of the current flowing through the nugget may change. When such energization conditions change, the magnitude of the induced electromotive force generated in the nugget also changes. Therefore, in the present invention, by providing a current measuring unit that measures the current flowing through the nugget, the correspondence between the induced electromotive force and the diameter of the nugget can be matched. For example, when the energization condition (current value condition) at the time of inspection set in advance and the actual energization (current value) flowed at the time of inspection are different, the determination voltage of the induced electromotive force serving as a threshold for inspection determination is set. By making correction according to the measured current value, the spot welding determination level can be kept constant. Or you may make it adjust the output of an electricity supply means so that the measured electric current value may turn into a preset electric current value. As a result, spot welding inspection can be performed with high accuracy.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記電流測定手段は、前記ナゲットに流れる最大電流を測定することにある。 Another feature of the spot welding inspection apparatus according to the present invention is that the current measuring means measures a maximum current flowing through the nugget.
コンデンサからの放電によりナゲットに瞬時的に通電する場合、その電流値が大きく変化する。そこで、本発明においては、ナゲットに流れる最大電流を測定することにより、検査時における通電条件と実際の通電との相違を確認することが容易となる。 When the nugget is energized instantaneously by the discharge from the capacitor, the current value changes greatly. Therefore, in the present invention, by measuring the maximum current flowing through the nugget, it becomes easy to confirm the difference between the energization condition at the time of inspection and the actual energization.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記充電手段は、前記コンデンサの充電電圧を変更できる電圧可変電源装置を備えていることにある。 Another feature of the spot welding inspection apparatus according to the present invention is that the charging means includes a voltage variable power supply device capable of changing a charging voltage of the capacitor.
本発明においては、コンデンサの充電電圧を変更できる電圧可変電源装置を備えることで、コンデンサからの放電によりナゲットに流す電流値を調整することができる。例えば、ナゲットに流れる電流を電流測定手段により測定し、測定した電流値が予め設定した検査時における通電条件（電流値条件）となるように電圧可変電源装置の出力電圧を調整してコンデンサの充電電圧を変更すれば、検査時における通電条件を満足させることができる。この結果、通電条件を一定にしてスポット溶接部の検査を行うことができるため、検査の信頼性が高くなる。 In the present invention, by providing a voltage variable power supply device that can change the charging voltage of the capacitor, it is possible to adjust the value of the current flowing through the nugget by discharging from the capacitor. For example, the current flowing through the nugget is measured by a current measuring means, and the output voltage of the voltage variable power supply device is adjusted to charge the capacitor so that the measured current value becomes a preset energization condition (current value condition) at the time of inspection. If the voltage is changed, the energization condition at the time of inspection can be satisfied. As a result, since the spot welded portion can be inspected with a constant energization condition, the inspection reliability is increased.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記通電手段は、前記ナゲットが形成された位置から離れた位置にて前記２つの金属板にそれぞれ通電用プローブが取り付けられた状態で前記通電用プローブ間に前記コンデンサの放電電流を流し、前記誘導起電力測定手段は、前記ナゲットが形成された位置における前記２つの金属板の外側面にそれぞれ測定用プローブが取り付けられた状態で前記測定用プローブ間の電圧を測定することにある。 Another feature of the spot welding inspection apparatus according to the present invention is that the energization means is configured such that the energization probes are attached to the two metal plates at positions apart from the positions where the nuggets are formed. A discharge current of the capacitor is passed between the energization probes, and the induced electromotive force measurement means performs the measurement in a state where the measurement probes are attached to the outer surfaces of the two metal plates at the positions where the nuggets are formed. The purpose is to measure the voltage between the probes.
本発明においては、誘導起電力測定手段が、ナゲットが形成された位置における２つの金属板の外側面にそれぞれ測定用プローブが取り付けられた状態で、測定用プローブ間の電圧を測定することで、誘導起電力を良好に測定することができる。また、通電手段が、ナゲットが形成された位置から離れた位置にて２つの金属板にそれぞれ通電用プローブが取り付けられた状態で、通電用プローブ間にコンデンサの放電電流を流すため、誘導起電力の測定に通電用プローブからのノイズが乗るなどの不具合を生じない。 In the present invention, the induced electromotive force measurement means measures the voltage between the measurement probes in a state where the measurement probes are respectively attached to the outer surfaces of the two metal plates at the position where the nugget is formed, The induced electromotive force can be measured well. In addition, since the energization means causes the discharge current of the capacitor to flow between the energization probes in a state where the energization probes are respectively attached to the two metal plates at a position away from the position where the nugget is formed, the induced electromotive force There will be no inconvenience such as noise from the energizing probe.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記誘導起電力測定手段は、前記ナゲットに発生する誘導起電力をデジタル信号に変換し電圧波形を作成して表示する波形表示装置を備えたことにある。 According to another feature of the spot welding inspection apparatus of the present invention, the induced electromotive force measuring means includes a waveform display device that converts the induced electromotive force generated in the nugget into a digital signal to create and display a voltage waveform. That is.
本発明においては、波形表示装置により、誘導起電力をデジタル値に変換し電圧波形を作成して表示することで、検査者は、表示波形を見てスポット溶接の検査を行うことができる。例えば、波形表示装置としてデジタルオシロスコープを使用するとよい。この場合、既存のデジタルオシロスコープを接続して使用することができるため、スポット溶接検査装置の低コスト化を図ることができる。また、波形表示装置を別に持ち運びするようにすれば、スポット溶接検査装置の持ち運びが容易となる。 In the present invention, the inspector can inspect spot welding by viewing the display waveform by converting the induced electromotive force into a digital value and generating and displaying the voltage waveform by the waveform display device. For example, a digital oscilloscope may be used as the waveform display device. In this case, since an existing digital oscilloscope can be connected and used, the cost of the spot welding inspection apparatus can be reduced. Further, if the waveform display device is separately carried, the spot welding inspection device can be easily carried.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記誘導起電力測定手段は、前記ナゲットに発生する誘導起電力の最大電圧を保持するピークホールド回路と、前記ピークホールド回路が出力する電圧を測定する電圧測定手段とを備えたことにある。 Another feature of the spot welding inspection apparatus according to the present invention is that the induced electromotive force measuring means includes a peak hold circuit that holds a maximum voltage of the induced electromotive force generated in the nugget, and a voltage output by the peak hold circuit. Voltage measuring means for measuring the current.
本発明においては、ナゲットに発生する誘導起電力の最大電圧をピークホールド回路により保持し、保持された電圧を電圧測定手段により測定する。従って、瞬間的に発生する誘導起電力を容易に測定することができる。また、スポット溶接検査装置の低コスト化を図ることができるとともに、精密な装置を必要としなく、しかも、装置が大型化しないため、持ち運びが容易となる。 In the present invention, the maximum voltage of the induced electromotive force generated in the nugget is held by the peak hold circuit, and the held voltage is measured by the voltage measuring means. Therefore, the induced electromotive force generated instantaneously can be easily measured. In addition, the cost of the spot welding inspection apparatus can be reduced, and a precise apparatus is not required, and the apparatus is not increased in size, so that it is easy to carry.
また、本発明のスポット溶接検査装置の他の特徴は、前記電流測定手段は、前記コンデンサからの放電により前記ナゲットに電流を流す通電路に直列に設けた標準抵抗と、前記標準抵抗の最大電圧を保持するピークホールド回路と、前記ピークホールド回路が出力する電圧を測定する電圧測定手段とを備えたことにある。 Another feature of the spot welding inspection apparatus according to the present invention is that the current measuring means includes a standard resistor provided in series with an energization path for passing a current to the nugget by discharging from the capacitor, and a maximum voltage of the standard resistor. And a voltage measuring means for measuring a voltage output from the peak hold circuit.
本発明においては、コンデンサからナゲットへの通電路に電流測定用の標準抵抗を備えており、コンデンサからの放電により発生した標準抵抗の最大電圧をピークホールド回路で保持し、保持された電圧を電圧測定手段により測定する。ピークホールド回路で保持された最大電圧は、ナゲットに流れる最大電流に対応したものとなる。従って、ナゲットに流れる電流を容易に測定することができる。 In the present invention, the standard resistance for current measurement is provided in the current path from the capacitor to the nugget, the maximum voltage of the standard resistance generated by the discharge from the capacitor is held by the peak hold circuit, and the held voltage is Measure by measuring means. The maximum voltage held by the peak hold circuit corresponds to the maximum current flowing through the nugget. Therefore, the current flowing through the nugget can be easily measured.
更に、本発明の実施にあたっては、スポット溶接検査装置の発明に限定されることなく、スポット溶接検査方法の発明としても実施し得るものである。 Furthermore, in carrying out the present invention, the present invention is not limited to the invention of the spot welding inspection apparatus, and can also be implemented as an invention of a spot welding inspection method.
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態に係るスポット溶接検査装置の概略回路構成を表す。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic circuit configuration of a spot welding inspection apparatus according to an embodiment.
スポット溶接検査装置１０は、図３に示すように、２枚の金属板Ｍ１，Ｍ２をスポット溶接したときに金属板Ｍ１，Ｍ２のあいだに形成された円柱状のナゲットＮの径φを非破壊で推定できるようにしたものである。以下、金属板Ｍ１，Ｍ２にナゲットＮが形成された部位を検査対象部Ａと呼ぶ。
As shown in FIG. 3, the spot
スポット溶接検査装置１０は、図１に示すように、検査対象部Ａの金属板Ｍ１，Ｍ２に通電用プローブＰ１，Ｐ２を接続して、検査対象部Ａに電流を流す放電回路２０を備えている。この放電回路２０は、コイル２１と、検査対象部Ａに電荷を放出して電流を流すコンデンサ２２と、コンデンサ２２の放電路を開閉するための放電路スイッチ２３とを検査対象部Ａに直列に接続して構成される。コンデンサ２２の両極には、充電回路３０が接続されている。充電回路３０は、コンデンサ２２を充電するための充電用電源３１と、コンデンサ２２の充電路を開閉する充電路スイッチ３２とから構成される。放電路スイッチ２３および充電路スイッチ３２は、信号を入力している間のみ接点を閉じるノーマルオープンスイッチである。
As shown in FIG. 1, the spot
スポット溶接検査装置１０は、主電源４０と、主電源４０の電源供給路を開閉する操作スイッチ４１とを備えている。操作スイッチ４１は、スポット溶接検査の開始および終了を指示する操作部として機能する。放電路スイッチ２３は、その信号端子が遅延回路５１、操作スイッチ４１を介して主電源４０に接続されている。遅延回路５１は、操作スイッチ４１がオン操作されてから設定時間経過したときに信号を出力するよう構成されている。
The spot
また、充電路スイッチ３２は、その信号端子の一方が充電終了用スイッチ４２を介して主電源４０の正極に接続され、信号端子の他方が操作スイッチ４１を介して主電源４０の負極に接続される。充電終了用スイッチ４２は、信号を入力している間のみ接点を開くノーマルクローズスイッチであり、その信号を遅延回路５１から入力するように構成されている。従って、充電終了用スイッチ４２は、操作スイッチ４１がオン操作されたときにはオン状態を維持し、操作スイッチ４１のオン操作から設定時間経過後にオフ状態に切り替わる。このため、充電路スイッチ３２は、操作スイッチ４１のオン操作と同時にオン状態となり、設定時間経過後にオフ状態に切り替わる。
In addition, one of the signal terminals of the charging path switch 32 is connected to the positive electrode of the
従って、検査者が操作スイッチ４１をオン操作すると、充電路スイッチ３２がオン状態となり充電用電源３１の電圧がコンデンサ２２に印加される。これにより、コンデンサ２２の内部に電荷が蓄積される。つまり、コンデンサ２２が充電される。そして、操作スイッチ４１のオン操作から設定時間が経過すると、充電終了用スイッチ４２がオフ状態となる。これにより、充電路スイッチ３２がオフ状態に切り替わってコンデンサ２２の充電が終了する。同時に、放電路スイッチ２３がオン状態に切り替わる。従って、コンデンサ２２に充電された電荷により放電回路２０に電流が流れる。
Therefore, when the inspector turns on the
尚、遅延回路５１は、充電用電源３１によりコンデンサ２２を充電する期間を設定するものであるため、その設定時間は、コンデンサ２２の充電が完了するのに要する時間より長めに設定される。
Since the
検査対象部Ａには、ナゲットＮで発生する誘導起電力の最大電圧を保持するピークホールド回路６０が測定用プローブＰ３，Ｐ４を介して接続される。測定用プローブＰ３，Ｐ４は、図３に示すように、ナゲットＮの中心軸線上となる位置で２枚の金属板Ｍ１，Ｍ２の外側面に取り付けられる。一方、通電用プローブＰ１，Ｐ２は、ナゲットＮの中心軸線から離れた位置で金属板Ｍ１，Ｍ２の外側面に取り付けられる。この場合、通電用プローブＰ１，Ｐ２は、通電時に自身が発生する磁界が測定用プローブＰ３，Ｐ４に影響を及ぼしてノイズが発生しないように、測定用プローブＰ３，Ｐ４に対して所定の離隔が設定されている。
A
ピークホールド回路６０は、測定用プローブＰ３と測定用プローブＰ４との間の電圧ｖinを入力し、その最大電圧を保持する回路である。ピークホールド回路６０は、図２に示すように、直列に接続される２つのオペアンプ６１，６２と、ダイオード６３と、オペアンプ６１の出力により充電されるコンデンサ６４と、コンデンサ６４の両極を短絡するための放電用スイッチ６５とから構成される。放電用スイッチ６５は、ノーマルクローズスイッチであり、遅延回路５１の出力が開閉制御信号として入力される。従って、検査開始時においては、常に、コンデンサ６４の蓄電量がゼロとなる状態に設定される。そして、操作スイッチ４１がオン操作されたのち設定時間が経過すると、遅延回路５１の出力信号により放電用スイッチ６５がオフ状態に切り替わり、コンデンサ６４がオペアンプ６１の出力により充電可能状態となる。コンデンサ６４は、入力電圧ｖinと同じ電圧になるまで充電される。コンデンサ６４に蓄積された電荷はリーク電流等で漏れて徐々にコンデンサ６４の両端電圧が低下するが、その電圧降下が誤差範囲以内に収まっている期間においては、入力電圧ｖinの最大値をコンデンサ６４がホールドしているとみなすことができる。これにより、オペアンプ６２の出力電圧ｖoutは、入力電圧ｖinの最大値を示すことになる。
The
ピークホールド回路６０の出力端子は、電圧計７０に接続される。電圧計７０は、スポット溶接検査装置１０に内蔵しても良いし、ピークホールド回路６０の出力端子をスポット溶接検査装置１０のケーシング（図示略）に露出して設け、出力端子にマルチメータのような電圧計の測定プローブを接続できるようにしてもよい。
The output terminal of the
スポット溶接検査は、上述したように検査対象部Ａに通電用プローブＰ１，Ｐ２と測定用プローブＰ３，Ｐ４とを接続してから、操作スイッチ４１をオンにすることにより開始される。操作スイッチ４１をオンにすると、遅延回路５１により設定される時間のあいだコンデンサ２２が充電用電源３１により充電される（充電ステップ）。このとき、ピークホールド回路６０のコンデンサ６４は、放電用スイッチ６５がオンしているため蓄電量がゼロにリセットされている。そして、操作スイッチ４１のオンから設定時間が経過すると、コンデンサ２２に蓄積された電荷が放電回路２０に放出される。
The spot welding inspection is started by turning on the
これにより通電用プローブＰ１，Ｐ２を介して検査対象部Ａに電流が流れる（通電ステップ）。検査対象部Ａにおいて、ナゲットＮは電気力線が密になる部分となるため、放電回路２０の電流の大きさが大きく変化すると、ナゲットＮがインダクタとして作用して誘導起電力を発生する。この場合、検査対象部Ａに電流が流れ始める瞬間（電流値が急激に増加する期間）において、ナゲットＮに電流の向きとは逆向きの誘導起電力が発生する。
As a result, a current flows through the inspection target portion A via the energization probes P1 and P2 (energization step). In the inspection target portion A, the nugget N is a portion where the lines of electric force are dense. Therefore, when the current of the
この誘導起電力の大きさは、ナゲットＮの径φに応じて変化する。つまり、ナゲットＮの径φが小さい場合には、図４（ａ）に示すように電気力線が密となるため、図５（ａ）に示すように電流ｉの変化に対して大きな誘導起電力ｖが発生する。一方、ナゲットＮの径φが大きい場合には、図４（ｂ）に示すように電気力線の密度が低下するため、図５（ｂ）に示すように電流ｉの変化に対して発生する誘導起電力ｖは小さくなる。従って、誘導起電力ｖの大きさとナゲットＮの径φとは相関関係を有するため、誘導起電力ｖを測定することによりナゲットＮの径φを推定することができる。 The magnitude of the induced electromotive force changes according to the diameter φ of the nugget N. In other words, when the diameter φ of the nugget N is small, the lines of electric force are dense as shown in FIG. 4A, so that a large induction occurs with respect to the change in the current i as shown in FIG. Electric power v is generated. On the other hand, when the diameter φ of the nugget N is large, the density of the electric lines of force decreases as shown in FIG. 4B, so that it occurs with respect to the change of the current i as shown in FIG. The induced electromotive force v becomes small. Therefore, since the magnitude of the induced electromotive force v and the diameter φ of the nugget N have a correlation, the diameter φ of the nugget N can be estimated by measuring the induced electromotive force v.
誘導起電力が発生する期間は非常に短く、電流の立ち上がり期間内にほぼ終了する。そこで本実施形態においては、放電回路２０内にコイル２１を直列に接続することにより、図５（ａ），（ｂ）に示すように、電流ｉの立ち上がりの傾斜を緩くして、ナゲットＮに誘導起電力ｖが発生する期間をできるだけ長くして良好に電圧測定できるようにしている。尚、コイル２１を設けない場合には、放電回路２０に流れる電流ｉは、図６に示すように、立ち上がりが急激であるため、ナゲットＮに誘導起電力が発生する期間が極めて短くなり、誘導起電力の電圧検出時間が不足するおそれがある。尚、図６中の式におけるＥはコンデンサ２２の充電電圧、Ｒは放電回路２０内の抵抗値、Ｃはコンデンサ２２の静電容量である。
The period in which the induced electromotive force is generated is very short and almost ends within the current rising period. Therefore, in the present embodiment, by connecting the
ナゲットＮでの誘導起電力は、放電回路２０に流れる電流が大きくなる方向に変化するときは電流の流れる方向とは反対向きに発生し、放電回路２０に流れる電流が小さくなる方向に変化するときは電流の流れる方向と同じ向きに発生する。このため、図５に示すように、誘導起電力ｖの変化曲線は、放電回路２０に流れる電流ｉがピークとなる手前でピークとなる。そして、この誘導起電力ｖの最大値である最大電圧ｖmaxは、ナゲットＮの径φが小さいほど大きくなる。換言すれば、ナゲットＮの径φが大きいほど小さくなる。
The induced electromotive force in the nugget N is generated in a direction opposite to the direction in which the current flows when the current flowing in the
ピークホールド回路６０は、放電回路２０に電流が流れると同時にコンデンサ６４の両端が開放されるため、ナゲットＮにて発生する誘導起電力ｖの最大電圧ｖmaxを保持する。従って、ピークホールド回路６０の出力電圧ｖout（＝ｖmax）を電圧計７０にて測定することでナゲットの径φを推定できる（誘導起電力測定ステップ）。
The
例えば、複数の種類の金属板のスポット溶接部を検査する場合には、スポット溶接する金属板の種類毎に、図７に示すように、ナゲットＮの径φと誘導起電力ｖの最大電圧ｖmaxとの相関関係を予め実験等により求めておき、ナゲットＮの径φが基準値φref以上となる合格範囲に対する誘導起電力ｖの最大電圧ｖmaxの適正範囲を定める。検査者は、ナゲットＮの径φが基準値φrefとなるときの誘導起電力の最大電圧を判定電圧ｖrefとして定め、測定した誘導起電力の最大電圧ｖmaxが判定電圧ｖref以下であるときに合格、判定電圧ｖrefより大きいときに不合格と判定する。 For example, when inspecting spot welds of a plurality of types of metal plates, the diameter n of the nugget N and the maximum voltage vmax of the induced electromotive force v are shown for each type of metal plate to be spot welded, as shown in FIG. And an appropriate range of the maximum voltage vmax of the induced electromotive force v with respect to an acceptable range in which the diameter φ of the nugget N is equal to or larger than the reference value φref. The inspector determines the maximum voltage of the induced electromotive force when the diameter φ of the nugget N becomes the reference value φref as the determination voltage vref, and passes when the measured maximum voltage vmax of the induced electromotive force is equal to or less than the determination voltage vref. When it is larger than the determination voltage vref, it is determined to be unacceptable.
こうして、誘導起電力の最大電圧ｖmaxの測定によるスポット溶接検査が終了すると、検査者は、操作スイッチ４１をオフにする。これにより、放電路スイッチ２３がオフ状態となる。また、ピークホールド回路６０の放電用スイッチ６５がオン状態となり、コンデンサ６４が放電して蓄電量がゼロにリセットされる。これにより、ピークホールド回路６０の出力電圧ｖoutはゼロボルトとなる。検査者は、次に検査する検査対象物がある場合には、その検査対象物に通電用プローブＰ１，Ｐ２と測定用プローブＰ３，Ｐ４とをセットして、操作スイッチ４１をオン操作することにより、上述したスポット溶接検査を開始することができる。
Thus, when the spot welding inspection by measuring the maximum voltage vmax of the induced electromotive force is completed, the inspector turns off the
以上説明した実施形態のスポット溶接検査装置およびスポット溶接検査方法によれば、検査対象部Ａに電流を流したときにナゲットＮに発生する誘導起電力に基づいてナゲットＮの径φを推定するため、非破壊にてスポット溶接検査を行うことができる。しかも、回路構成が簡単であるため、低コストにて実施することができる。また、精密な装置を必要としなく装置が大型化しないため持ち運びが容易となり、検査現場での使い勝手が良い。 According to the spot welding inspection apparatus and the spot welding inspection method of the embodiment described above, the diameter φ of the nugget N is estimated based on the induced electromotive force generated in the nugget N when a current is passed through the inspection target portion A. Spot welding inspection can be performed non-destructively. Moreover, since the circuit configuration is simple, it can be implemented at low cost. In addition, since a precise device is not required and the device is not enlarged, it is easy to carry and easy to use at the inspection site.
また、検査対象部Ａへの通電は、コンデンサ２２の放電を利用していることから、瞬時的に大電流を流して大きな誘導起電力を発生させることができるため、検査（電圧測定）が容易であり検査精度も高くなる。しかも、検査時の電力量としては少ないため検査対象部Ａを過熱損傷するようなこともない。また、充電用電源３１を大容量化する必要もない。
In addition, since the energization of the inspection target part A uses the discharge of the
また、誘導起電力は、ナゲットＮに電流が流れ始める瞬間において発生しすぐに消失してしまうが、放電回路２０にコイル２１を直列に設けてナゲットＮに流れる電流の立ち上がりを緩くしたため、誘導起電力の発生期間を十分に確保できる。そして、ピークホールド回路６０で保持した誘導起電力の最大電圧ｖmaxを測定するようにしているため、誘導起電力の測定が容易となり、測定精度も高い。また、ピークホールド回路６０と電圧計７０とを用いて誘導起電力を測定する構成を採用しているため、低コストにて実施することができる。
The induced electromotive force is generated at the moment when the current starts to flow in the nugget N and disappears immediately. However, since the
また、測定用プローブＰ３，Ｐ４を、ナゲットＮの中心軸線上となる位置で金属板Ｍ１，Ｍ２の外側面に取り付けるようにしているため、ナゲットＮに発生する誘導起電力を良好に測定できる。また、通電用プローブＰ１，Ｐ２を、ナゲットＮの中心軸線から所定距離だけ離れた位置で金属板Ｍ１，Ｍ２の外側面に取り付けるようにしているため、通電用プローブＰ１，Ｐ２の周囲に発生する磁界の影響がノイズとして測定結果に表れない。 Further, since the measurement probes P3 and P4 are attached to the outer surfaces of the metal plates M1 and M2 at a position on the center axis of the nugget N, the induced electromotive force generated in the nugget N can be measured well. Further, since the energization probes P1 and P2 are attached to the outer surface of the metal plates M1 and M2 at a position away from the central axis of the nugget N, the energization probes P1 and P2 are generated around the energization probes P1 and P2. The effect of the magnetic field does not appear in the measurement results as noise.
また、操作スイッチ４１の１回の操作だけで、コンデンサ２２の充電と放電、および、ピークホールド回路６０のリセットといった処理を一連のシーケンスにより実行するため、効率よくスポット溶接検査を行うことができる。
Further, since the processing such as charging and discharging of the
＜第１変形例＞
次に、上述した実施形態の第１変形例について説明する。図８は、第１変形例に係るスポット溶接検査装置の概略回路構成を表す。このスポット溶接検査装置１１は、実施形態のスポット溶接検査装置１０の放電回路２０に標準抵抗としてシャント抵抗９０を直列に設けたもので、他の構成は実施形態と同一である。
<First Modification>
Next, a first modification of the above-described embodiment will be described. FIG. 8 shows a schematic circuit configuration of the spot welding inspection apparatus according to the first modification. This spot welding inspection apparatus 11 is provided with a
ナゲットＮに発生する誘導起電力の大きさは、ナゲットＮに流れる電流（放電回路２０に流れる電流）の大きさに依存して変化する。従って、図７に示したナゲットＮの径φと誘導起電力ｖの最大電圧ｖmaxとの相関関係は、ナゲットＮに流れる電流ｉが予め定めた基準電流値となることを前提としている。このため、検査対象部Ａへの通電が予め設定した通電条件と同一となる場合には問題ないが、そうでない場合には、図７に示すナゲットＮの径φと誘導起電力ｖの最大電圧ｖmaxとの相関関係がずれる。そこで、第１変形例においては、スポット溶接検査を行う前に、スポット溶接検査と同じ条件で試し通電することで、検査対象部Ａへの通電が予め設定した通電条件と同じかどうかを確認できる構成となっている。 The magnitude of the induced electromotive force generated in the nugget N varies depending on the magnitude of the current flowing in the nugget N (current flowing in the discharge circuit 20). Accordingly, the correlation between the diameter φ of the nugget N and the maximum voltage vmax of the induced electromotive force v shown in FIG. 7 is based on the premise that the current i flowing through the nugget N has a predetermined reference current value. Therefore, there is no problem when the energization to the inspection target part A is the same as the energization conditions set in advance. Otherwise, the maximum voltage of the diameter φ of the nugget N and the induced electromotive force v shown in FIG. Correlation with vmax is off. Therefore, in the first modification, before conducting the spot welding inspection, it is possible to confirm whether the energization to the inspection target part A is the same as the energization condition set in advance by performing trial energization under the same conditions as the spot welding inspection. It has a configuration.
放電回路２０に設けたシャント抵抗９０は、抵抗値が既知(低抵抗）である電流検出用の標準抵抗である。放電回路２０に流れる電流ｉは、シャント抵抗９０の両端電圧を検出することにより測定することができる。また、この電流ｉは、図５に示すように大きく変化する。そこで、この変形例においては、検査対象部Ａに流す最大電流ｉmaxを通電条件として設定し、実際に流れた最大電流ｉmaxが、予め設定した通電条件となる設定最大電流ｉmaxrefと同程度かどうかを確認できるようにしている。
The
本変形例においては、ピークホールド回路６０を利用してシャント抵抗９０に発生した電圧の最大値を保持し、ピークホールド回路６０の出力電圧を電圧計７０で測定することにより、ナゲットＮに流れた最大電流ｉmaxを検出する。この電流測定は、スポット溶接検査の前に１回行っておけば、同じ形状および大きさの金属板のスポット溶接の検査に対しては、それ以降行う必要はないが、検査の度に毎回行うようにしてもよい。
In this modification, the maximum value of the voltage generated in the
検査者は、電流測定を行うにあたって、図８に破線で示すように、測定用プローブＰ３，Ｐ４をシャント抵抗９０の両端に接続する。また、通電用プローブＰ１，Ｐ２をスポット溶接検査時と同じ位置（ナゲットＮの中心軸から所定距離離れた金属板Ｍ１，Ｍ２の外側面）に取り付ける。そして、操作スイッチ４１をオン操作する。これにより、コンデンサ２２への充電が開始され、充電開始から設定時間が経過すると、充電路スイッチ３２がオフ状態に、放電路スイッチ２３がオン状態に切り替わり、コンデンサ２２に充電された電荷が放電回路２０に流れる。従って、ナゲットＮには、スポット溶接検査時と同じ条件で電流が流れる。同時に、ピークホールド回路６０の放電用スイッチ６５がオフして、ピークホールド回路６０がシャント抵抗９０の両端における最大電圧を保持するようになる。
The inspector connects the measurement probes P3 and P4 to both ends of the
検査者は、ピークホールド回路６０が出力する電圧を電圧計７０により測定することで、シャント抵抗９０に流れた最大電流ｉmax、つまり、ナゲットＮに流れた最大電流ｉmaxを検出することができる（電流測定ステップ）。検出した最大電流ｉmaxが設定最大電流ｉmaxrefと同程度であれば、図７に示すナゲットＮの径φと誘導起電力ｖの最大電圧ｖmaxとの相関関係をそのまま利用することができる。
The inspector can detect the maximum current imax flowing through the
一方、最大電流ｉmaxが設定最大電流ｉmaxrefと相違する場合には、その後行うスポット溶接検査における判定電圧ｖrefを補正する必要がある。例えば、測定した最大電流ｉmaxが設定最大電流ｉmaxrefに比べて小さい場合には、ナゲットＮに発生する誘導起電力も小さくなるので、それに応じて判定電圧ｖrefを小さくする補正をする。この場合、種々の最大電流ｉmaxをナゲットＮに流したときの、ナゲットＮの径φと誘導起電力ｖの最大電圧ｖmaxとの相関関係を実験等により求めておくことで、実際に検出された最大電流ｉmaxに対応するナゲットＮの径φと誘導起電力ｖの最大電圧ｖmaxとの相関関係を使って、ナゲットＮの径の基準値φrefに対応する判定電圧ｖrefを設定することができる。また、例えば、測定した最大電流ｉmaxと設定最大電流ｉmaxrefとの比（ｉmax／ｉmaxref）に応じた補正係数αを決めておき、オリジナルの判定電圧ｖrefに補正係数αを乗じることにより、補正した判定電圧ｖrefを求めるようにしてもよい。 On the other hand, when the maximum current imax is different from the set maximum current imaxref, it is necessary to correct the determination voltage vref in the subsequent spot welding inspection. For example, when the measured maximum current imax is smaller than the set maximum current imaxref, the induced electromotive force generated in the nugget N is also reduced, so that the determination voltage vref is corrected accordingly. In this case, when various maximum currents imax are passed through the nugget N, the correlation between the diameter φ of the nugget N and the maximum voltage vmax of the induced electromotive force v is obtained by experiments or the like, and is actually detected. Using the correlation between the diameter φ of the nugget N corresponding to the maximum current imax and the maximum voltage vmax of the induced electromotive force v, the determination voltage vref corresponding to the reference value φref of the diameter of the nugget N can be set. Further, for example, a correction coefficient α corresponding to a ratio (imax / imaxref) between the measured maximum current imax and the set maximum current imaxref is determined, and the corrected determination is performed by multiplying the original determination voltage vref by the correction coefficient α. The voltage vref may be obtained.
検査者は、電流測定が終了すると、操作スイッチ４１をオフ状態にする。そして、測定用プローブＰ３，Ｐ４をシャント抵抗９０から外し、図３に示すように、ナゲットＮの中心軸線上の金属板Ｍ１，Ｍ２の外側面に取り付ける。その後、上述した実施形態と同様なスポット溶接検査を開始する。この場合、検査者は、ナゲットＮに発生する誘導起電力の最大電圧ｖmaxと比較する判定電圧ｖrefとして、検査開始前に実際に測定した最大電流ｉmaxに応じた値を用いる。
When the inspector finishes the current measurement, the inspector turns off the
以上説明した第１変形例によれば、放電回路２０にシャント抵抗９０を直列に設けて、ナゲットＮに流れる最大電流ｉmaxを測定することにより、検査対象部Ａへの通電が予め設定した通電条件と同じかどうかを確認できる。そして、検査対象部Ａへの通電が通電条件と相違している場合には、最大電流ｉmaxに基づいて、ナゲットＮの径の基準値φrefに対応する判定電圧ｖrefを適正値に補正することができる。このため、スポット溶接の良否を一層適正に判定することができる。また、最大電流の測定は、測定用プローブＰ３，Ｐ４の取付位置が異なるだけで、スポット溶接検査と同じ操作方法で行うことができるため、わかりやすく簡単である。また、スポット溶接検査に用いるピークホールド回路６０，電圧計７０を兼用して最大電流を測定できるため、装置のコストアップや大型化を招かない。
According to the first modified example described above, the
＜第２変形例＞
次に、第２変形例について説明する。図９は、第２変形例に係るスポット溶接検査装置の概略回路構成を表す。このスポット溶接検査装置１２は、第１変形例における充電用電源３１に代えて電圧可変充電用電源３３を備えたものであり、他の構成は第１変形例と同一である。
<Second Modification>
Next, a second modification will be described. FIG. 9 shows a schematic circuit configuration of the spot welding inspection apparatus according to the second modification. This spot
第１変形例においては、スポット溶接検査の前に最大電流の測定を行って、必要に応じて判定電圧ｖrefを補正したが、この第２変形例においては、これに代えて、コンデンサ２２の充電電圧を増減変更して、スポット溶接時における通電を設定通電条件に合わせることができるようにしたものである。
In the first modification, the maximum current is measured before spot welding inspection, and the determination voltage vref is corrected as necessary. In the second modification, instead of this, charging of the
充電回路３０に設けた電圧可変充電用電源３３は、検査者の操作によりその出力電圧を変更できる電源である。従って、電圧可変充電用電源３３の出力電圧を調整することで、コンデンサ２２の充電電圧が調整され、コンデンサ２２からの放電電流、つまり、ナゲットＮに流れる電流の大きさを調整することができる。
The voltage variable charging
検査者は、スポット溶接検査を行う前に、第１変形例と同様に、測定用プローブＰ３，Ｐ４をシャント抵抗９０の両端に接続して操作スイッチ４１をオン操作し、設定時間後にピークホールド回路６０が出力する電圧を電圧計７０により測定することでナゲットＮに流れた最大電流ｉmaxを検出する（電流検出ステップ）。そして、操作スイッチ４１をオフ状態にする。この最大電流ｉmaxが、予め設定した通電条件（設定最大電流ｉmaxref）と同程度であれば、第１変形例と同様に、測定用プローブＰ３，Ｐ４の取付位置を変更してスポット溶接検査を実施する。
Before the spot welding inspection, the inspector connects the measurement probes P3 and P4 to both ends of the
一方、最大電流ｉmaxが、予め設定した通電条件と同程度でない場合には、最大電流ｉmaxが通電条件と同程度となるように電圧可変充電用電源３３の出力電圧を調整する（充電電圧変更ステップ）。この場合、上記の試し通電を何回か行って通電条件を満足するように電圧可変充電用電源３３の出力電圧を調整しても良いが、検出した最大電流ｉmaxに対する設定最大電流ｉmaxrefの比（ｉmaxref／ｉmax）と、電圧可変充電用電源３３の出力電圧を補正する補正係数βとの関係を予め実験等により求めておき、この補正係数βを使って電圧可変充電用電源３３の出力電圧を調整することが好ましい（調整出力電圧＝現在出力電圧×β）。
On the other hand, when the maximum current imax is not the same as the preset energization condition, the output voltage of the voltage variable charging
尚、必ずしも、電圧可変充電用電源３３の出力電圧を設定最大電流ｉmaxrefが得られるようにする必要はなく、通電量が小さすぎてナゲットＮに十分な誘導起電力を発生させることができないようなケースにおいてのみ電圧可変充電用電源３３の出力電圧を調整し、それ以外は、第１変形例のように判定電圧ｖrefを補正するようにしてもよい。また、電圧可変充電用電源３３の出力電圧の調整と、判定電圧ｖrefの補正とを組み合わせるようにしても良い。
Note that it is not always necessary to obtain the set maximum current imaxref for the output voltage of the voltage variable charging
検査者は、最大電流の測定、および、電圧可変充電用電源３３の出力電圧の調整が終了すると、第１変形例と同様に、測定用プローブＰ３，Ｐ４をナゲットＮの中心軸線上の金属板Ｍ１，Ｍ２の外側面に移し替えて上述したスポット溶接検査を実施する。
When the inspector finishes the measurement of the maximum current and the adjustment of the output voltage of the voltage variable charging
以上説明した第２変形例によれば、第１変形例の作用効果を奏するだけでなく、放電回路２０にシャント抵抗９０を直列に設けて、ナゲットＮに流れる最大電流ｉmaxを測定し、検査対象部Ａへの通電が通電条件と相違している場合には、電圧可変充電用電源３３の出力電圧の調整によりコンデンサ２２の充電電圧を変更できるため、スポット溶接検査時における通電を設定通電条件に合わせることができる。この結果、スポット溶接検査の信頼性が高くなる。
According to the second modified example described above, not only the effects of the first modified example are obtained, but also the
＜第３変形例＞
次に、第３変形例について説明する。図１０は、第３変形例に係るスポット溶接検査装置の概略回路構成を表す。このスポット溶接検査装置１３は、第２変形例における電圧可変充電用電源３３に代えて制御信号により出力電圧を可変できる電圧可変充電用電源３４を備えるとともに、この電圧可変充電用電源３４の出力電圧を調整する電源コントローラ１００を設けたもので、他の構成は第２変形例と同一である。
<Third Modification>
Next, a third modification will be described. FIG. 10 shows a schematic circuit configuration of a spot welding inspection apparatus according to the third modification. The spot
第２変形例においては、検査者が、手動で電圧可変充電用電源３３の出力電圧を調整してコンデンサ２２の充電電圧を増減変更したが、この第３変形例においては、スポット溶接検査の前に行った電流測定値に基づいて、自動で電圧可変充電用電源３４の出力電圧を調整できるようにしたものである。
In the second modified example, the inspector manually adjusts the output voltage of the voltage variable charging
電源コントローラ１００は、シャント抵抗９０の両端電圧信号、および、遅延回路５１の出力信号を入力するとともに、電圧可変充電用電源３４に対して電圧調整信号を出力できるように配線接続されている。電源コントローラ１００は、シャント抵抗９０の両端の最大電圧を保持するピークホールド回路（図示しないが、ピークホールド回路６０に相当するもの）を内蔵しており、遅延回路５１から信号が出力されたときにピークホールド回路が作動し、ピークホールド回路に保持された最大電圧からシャント抵抗９０に流れる最大電流ｉmaxを検出する。
The
電源コントローラ１００は、例えば、マイコンを備え、予めスポット溶接検査時の通電条件である設定最大電流ｉmaxref、および、検出した最大電流ｉmaxに対する設定最大電流ｉmaxrefの比と電圧可変充電用電源３３の出力電圧を補正する補正係数βとの対応関係をマイコンに記憶している。この補正係数βは、最大電流ｉmaxが予め設定した通電条件と同程度となるように電圧可変充電用電源３４の出力電圧を調整する係数であり、実験等により求められている。電源コントローラ１００は、最大電流ｉmaxを検出したときに、最大電流ｉmaxに対する設定最大電流ｉmaxrefの比を算出し、この比に対応する補正係数βを求める。そして、電圧可変充電用電源３４の出力電圧の目標値を（現在出力電圧×β）として計算し、この目標値に応じた信号を電圧可変充電用電源３４に出力する。こうした動作は、マイコンに記憶した制御プログラムの実行により実施される。
The
検査者は、スポット溶接検査を行うに先だって、電圧可変充電用電源３４の出力電圧の自動調整を行う。この場合、上述した実施形態と同様の位置に通電用プローブＰ１，Ｐ２と測定用プローブＰ３，Ｐ４とを取り付けておく。また、電源コントローラ１００の電源スイッチ（図示略）をオン状態にしておく。そして、操作スイッチ４１をオン操作する。これにより、コンデンサ２２への充電が開始され、充電開始から設定時間が経過すると、コンデンサ２２に充電された電荷が放電回路２０に流れる。同時に、電源コントローラ１００が作動して、シャント抵抗９０の両端における最大電圧に基づいてナゲットＮに流れた最大電流ｉmaxを検出し、最大電流ｉmaxが設定最大電流ｉmaxrefと相違する場合には、電源コントローラ１００から電圧可変充電用電源３４に制御信号が出力され電圧可変充電用電源３４の出力電圧が調整される（充電電圧変更ステップ）。こうして電圧可変充電用電源３４の出力電圧の自動調整が終了すると、検査者は、操作スイッチ４１および電源コントローラ１００の電源スイッチをオフ状態に切り替える。
The inspector automatically adjusts the output voltage of the voltage variable charging
検査者は、次いで、操作スイッチ４１を再度オン操作して、スポット溶接検査を実施する。このスポット溶接検査は、実施形態と同様である。この場合、ナゲットＮへの通電が予め設定した通電条件となっているため、スポット溶接の合否を判定する判定電圧ｖrefとしては、予め定めたオリジナルの判定電圧ｖrefをそのまま使えばよく補正する必要がない。従って、金属板Ｍ１，Ｍ２の材質が１種類に限定されている場合であれば（即ち、判定電圧ｖrefが１つに限定されていれば）、例えば、ピークホールド回路６０の出力電圧ｖoutと判定電圧ｖrefとを比較するコンパレータをピークホールド回路６０の出力端子に接続して、コンパレータの比較結果信号をスポット溶接検査結果信号として出力するようにしてもよい。
Next, the inspector turns on the
以上説明した第３変形例によれば、第２変形例の作用効果を奏するだけでなく、操作スイッチ４１の操作だけで電圧可変充電用電源３４の出力電圧を自動調整してナゲットＮへの通電を設定通電条件と同一にすることができる。このため、スポット溶接検査の信頼性が一層高くなる。
According to the third modified example described above, not only the effects of the second modified example are achieved, but also the energization to the nugget N is performed by automatically adjusting the output voltage of the voltage variable charging
＜第４変形例＞
次に、第４変形例について説明する。図１１は、第４変形例に係るスポット溶接検査装置の概略回路構成を表す。このスポット溶接検査装置１４は、実施形態のスポット溶接検査装置１０のピークホールド回路６０、電圧計７０に代えて、デジタルオシロスコープ１１０を接続してスポット溶接検査を行うもので、他の構成については実施形態と同一である。
<Fourth Modification>
Next, a fourth modification will be described. FIG. 11 shows a schematic circuit configuration of a spot welding inspection apparatus according to the fourth modification. This spot
このスポット溶接検査装置１４は、デジタルオシロスコープ１１０を内蔵していなく、別体のデジタルオシロスコープ１１０を組み合わせて構成されるものである。スポット溶接検査時において、検査者は、デジタルオシロスコープ１１０の測定用プローブＰ５，Ｐ６をナゲットＮの中心軸線上となる位置で金属板Ｍ１，Ｍ２の外側面に取り付けてから、実施形態と同様に、操作スイッチ４１をオン操作する。これにより、コンデンサ２２が充電され、設定時間後にコンデンサ２２に蓄積された電荷が放電回路２０に放出されてナゲットＮに瞬間的に大電流が流れるとともに、電流が流れ始める瞬間において、ナゲットＮに電流の向きとは逆向きの誘導起電力が発生する。デジタルオシロスコープ１１０は、測定用プローブＰ５，Ｐ６間において変化する電圧（ナゲットＮに発生する誘導起電力に相当する）を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換して記憶し電圧波形をディスプレイに表示する。
The spot
検査者は、デジタルオシロスコープ１１０に表示された電圧波形を見ながら、最大電圧ｖmaxを読み取り、最大電圧ｖmaxと判定電圧ｖrefとを比較して検査対象部Ａの合否を判定する。
The inspector reads the maximum voltage vmax while observing the voltage waveform displayed on the
以上説明した第４変形例によれば、最大電圧のホールド機能、電圧測定機能をデジタルオシロスコープ１１０に持たせているため、スポット溶接検査装置１４を軽量、コンパクト、低コストにて製造することができる。また、既存のデジタルオシロスコープ１１０を使用することで、非常に低コストにてスポット溶接検査を行うことができる。しかも、スポット溶接検査装置１４とデジタルオシロスコープ１１０とを別々に持ち運ぶことができるため、持ち運びが容易となり検査現場での使い勝手が良い。
According to the fourth modification described above, since the
、
尚、ピークホールド回路６０、電圧計７０に代えて、デジタルオシロスコープ１１０を接続してスポット溶接検査を行う構成は、上述した第１〜第３変形例においても実施できるものである。また、必ずしも、別体のデジタルオシロスコープ１１０を組み合わせる必要はなく、デジタルオシロスコープ１１０をスポット溶接検査装置に内蔵するものであってもよい。
,
In addition, it replaces with the
以上、本発明の実施形態および変形例について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。 Although the embodiments and modifications of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. It is.
例えば、上記実施形態および変形例においては、操作スイッチ４１の１回のオン操作だけで、ナゲットＮに誘導起電力を発生させ、その最大電圧を測定できるようにしたが、作業性を重視しなければ、コンデンサ２２の充電用のスイッチ、コンデンサ２２の放電用のスイッチ、ピークホールド回路６０のコンデンサ６４を放電させるスイッチをそれぞれ設け、検査者がスイッチを一つ一つオン／オフ操作するようにしてもよい。
For example, in the above embodiment and the modification, the nugget N can be induced to generate an induced electromotive force and the maximum voltage can be measured by only one operation of the
また、操作スイッチ４１を所定の周期でオン／オフさせて、誘導起電力の最大電圧ｖmaxを複数回測定して平均値を求めるようにしてもよい。この場合、誘導起電力の測定にデジタルオシロスコープ１１０を用いれば、操作スイッチ４１のオン／オフ切替を早い周期で行うことができる。また、操作スイッチ４１に代えて、制御信号によりオン／オフ状態が切り替わるノーマルオープンスイッチを設け、パルス信号供給装置からこのスイッチに所定周期のパルス信号を供給してオン／オフさせれば、パルス信号供給装置の作動スイッチをオン操作するのみで、誘導起電力の最大電圧ｖmaxを複数回連続して測定することができる。
Alternatively, the
また、上記実施形態および変形例においては、ナゲットＮに発生する誘導起電力の最大電圧ｖmaxを測定して、この最大電圧ｖmaxに基づいてナゲットＮの径φを推定しているが、最大電圧ｖmaxの測定に代えて、例えば、コンデンサ２２の放電開始から設定時間後の誘導起電力の大きさ（電圧値）を測定して、この測定値からナゲットＮの径φを推定する構成であってもよい。また、誘導起電力を積分する積分回路を設けて、コンデンサ２２の放電開始から設定時間経過するまでの誘導起電力の積分値を測定し、この測定値からナゲットＮの径φを推定する構成であってもよい。
In the embodiment and the modification, the maximum voltage vmax of the induced electromotive force generated in the nugget N is measured, and the diameter φ of the nugget N is estimated based on the maximum voltage vmax. For example, the size (voltage value) of the induced electromotive force after a set time from the start of discharging of the
１０，１１，１２、１３，１４…スポット溶接検査装置、２０…放電回路、２１…コイル、２２…コンデンサ、２３…放電路スイッチ、３０…充電回路、３１…充電用電源、３２…充電路スイッチ、３３，３４…電圧可変充電用電源、４０…主電源、４１…操作スイッチ、４２…充電終了用スイッチ、５１…遅延回路、６０…ピークホールド回路、６４…コンデンサ、６５…放電用スイッチ、７０…電圧計、９０…シャント抵抗、１００…電源コントローラ、１１０…デジタルオシロスコープ、Ａ…検査対象部、Ｎ…ナゲット、Ｍ１，Ｍ２…金属板、Ｐ１，Ｐ２…通電用プローブ、Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６…測定用プローブ。
DESCRIPTION OF
Claims (20)
コンデンサと、
前記コンデンサを充電する充電手段と、
前記充電されたコンデンサと前記２つの金属板とを導通させて、前記コンデンサからの放電により前記ナゲットに電流を流す通電手段と、
前記ナゲットに電流が流れ始める瞬間に前記ナゲットに発生する誘導起電力を測定する誘導起電力測定手段と
を備えたことを特徴とするスポット溶接検査装置。 In a spot welding inspection apparatus for inspecting a nugget formed between two metal plates by spot welding,
A capacitor,
Charging means for charging the capacitor;
Energizing means for conducting the charged capacitor and the two metal plates, and causing a current to flow through the nugget by discharging from the capacitor;
A spot welding inspection apparatus comprising: an induced electromotive force measuring means for measuring an induced electromotive force generated in the nugget at a moment when a current starts to flow through the nugget.
前記誘導起電力測定手段は、前記ナゲットが形成された位置における前記２つの金属板の外側面にそれぞれ測定用プローブが取り付けられた状態で、前記測定用プローブ間の電圧を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか一項記載のスポット溶接検査装置。 The energization means is configured to cause a discharge current of the capacitor to flow between the energization probes in a state where the energization probes are attached to the two metal plates at positions away from the position where the nugget is formed,
The induced electromotive force measurement means measures a voltage between the measurement probes in a state where the measurement probes are attached to the outer surfaces of the two metal plates at the position where the nugget is formed, respectively. The spot welding inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6.
コンデンサを充電する充電ステップと、
前記充電されたコンデンサと前記２つの金属板とを導通させて、前記コンデンサからの放電により前記ナゲットに電流を流す通電ステップと、
前記ナゲットに電流が流れ始める瞬間に前記ナゲットに発生する誘導起電力を測定する誘導起電力測定ステップと
を含むことを特徴とするスポット溶接検査方法。 In a spot welding inspection method for inspecting a nugget formed between two metal plates by spot welding,
A charging step for charging the capacitor;
Conducting the charged capacitor and the two metal plates, and passing an electric current through the nugget by discharging from the capacitor;
And an induced electromotive force measuring step of measuring an induced electromotive force generated in the nugget at a moment when a current starts to flow in the nugget.
前記誘導起電力測定ステップは、前記ナゲットが形成された位置における前記２つの金属板の外側面にそれぞれ測定用プローブを取り付けて、前記測定用プローブ間の電圧を測定することを特徴とする請求項１１ないし請求項１６の何れか一項記載のスポット溶接検査方法。 In the energization step, each of the two metal plates is attached with an energization probe at a position away from the position where the nugget is formed, and a discharge current of the capacitor is passed between the energization probes,
The step of measuring the induced electromotive force comprises measuring a voltage between the measuring probes by attaching measuring probes to outer surfaces of the two metal plates at a position where the nugget is formed. The spot welding inspection method according to any one of claims 11 to 16.
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