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JP3544157B2 - Inspection method and device for electric resistance welding nugget - Google Patents
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JP3544157B2 - Inspection method and device for electric resistance welding nugget - Google Patents

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JP3544157B2 JP34298599A JP34298599A JP3544157B2 JP 3544157 B2 JP3544157 B2 JP 3544157B2 JP 34298599 A JP34298599 A JP 34298599A JP 34298599 A JP34298599 A JP 34298599A JP 3544157 B2 JP3544157 B2 JP 3544157B2
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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
電気抵抗溶接によってワーク間にナゲットが形成されるが、このナゲットが健全なものかどうかを検査することが行われている。本発明は、このようなナゲット検査の分野に属している。
【0002】
【従来の技術】
ナゲット検査に関する先行技術として、実開平5−27663号公報が挙げられる。ここに開示されている技術は、ワークを交流で磁化させて溶着部にバルクハウゼン効果雑音を発生させ、この雑音値を検知することによって溶着部の応力状態を検出し、溶着部から離れるとこの応力が消滅してゆくことに着眼したものである。なお、バルクハウゼン効果雑音とは、溶着部が磁化される際に、溶着部の金属結晶粒の磁壁の移動によって生じる雑音のことを意味している。このために雑音を検知するためのプローブが採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような技術であると、溶着部から離れた箇所のワークを磁化させ、別の移動式プローブを溶着部に対して使用する必要がある。したがって、判定のためにワークの広い領域にわたって磁化手段やプローブを配置しなければならないので、近隣の部材との干渉が生じたりして、判定装置としての使い勝手が悪いという問題がある。
【0004】
さらに、重要なこととして、ナゲットの測定方向の問題がある。従来、ナゲットの評価は、ワークが確かに溶着しているがどうかという視点だけで行われていた。しかし、鋼板のスポット溶接においては、鋼板の厚さとナゲットの厚さの関係や、さらには、鋼板の厚さとナゲットの平面的な大きさ、すなわちナゲット径との関係という二つの面からナゲットの評価をすることが、より高いレベルの品質管理として望まれるところである。このような考え方は、上記の先行文献には何も開示されていない。
【0005】
【課題を解決するための手段とその作用】
この発明は、上述のような問題点に注目して発案されたものであり、ワークの厚さに対するナゲット厚さとナゲット幅の両面からナゲットの良否を判定するという、基本的な考え方に基づいている。
【0006】
請求項1の発明は、電気抵抗溶接によってワーク間に形成されたナゲットを検査する形式のものにおいて、ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブを超音波を利用した形式のものとし、他方、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブを電磁誘導を利用した形式のものとし、前記ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブと、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブとが一体化して可動機構に取り付けられ、両センサープローブがワークのナゲット部分に対して交互に接近するように構成され、両センサープローブからの測定値信号を基準値と比較する測定値判定装置を設けると共に、この測定値判定装置によって得られたナゲットの良否状態を読み取る表示装置が設けられていることを特徴とする電気抵抗溶接ナゲットの検査装置である。したがって、ナゲットの厚さや幅をワークの厚さとの相関において表示させることができて、確実なナゲット検査を実現することができるとともに、両センサープローブを一体化することにより、先行技術で述べたような広い範囲の部分が検査のために占有されるという問題を解決することができる。上記の基準値は、ワーク、たとえば鋼板の厚さに対して適正なナゲット厚さであるか、あるいは、鋼板の厚さに対して適正なナゲット幅(径)であるか、という観点から設定されている。よって、測定値判定装置においては、このようなワーク厚さとの相関でデータの比較処理がなされている。また、このようなセンサープローブを用いることによって、信頼性の高い超音波でナゲット厚さが正確に把握でき、さらに、電磁誘導によってナゲット部分を透過する磁力線の状態と、ナゲット以外の部分を透過する磁力線の状態を比較することによって、健全に溶着している広さ領域の状態を正確に検知することができる。また、可動機構に両センサープローブを取り付けることによって、厚さあるいは幅の測定をほぼ同時に行うことができて、検査効率の向上にとって有効である。とくに、自動車ボデーのようにロボット式の溶接ラインにおいては、検査装置を自動化ラインの中に組み入れることによって、異常検知とライン制御とを密接に関連させることができる。
【0007】
請求項2の発明は、電気抵抗溶接によってワーク間に形成されたナゲットを検査する形式のものにおいて、ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブを超音波を利用した形式のものとし、他方、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブを電磁誘導を利用した形式のものとし、前記ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブと、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブとが一体化して可動機構に取り付けられ、両センサープローブがワークのナゲット部分に対して交互に接近するように構成され、両センサープローブからの測定値信号を基準値と比較する測定値判定装置を設けると共に、この測定値判定装置によって得られたナゲットの良否状態を読み取る表示装置が設けられている電気抵抗溶接ナゲットの検査装置により、ナゲット厚さやワークの厚さを超音波を利用したセンサープローブで測定し、ナゲット幅を電磁誘導を利用したセンサープローブで測定し、ワークの厚さとナゲットの厚さとナゲット幅とをほぼ同時に測定し、各測定値を測定値判定装置において基準値と対比した後、前記測定値の良否を表示装置で読み取るようにしたことを特徴とする電気抵抗溶接ナゲットの検査方法である。したがって、上述のような検査機能が発揮されるのである。また、超音波や電磁誘導の特性を生かした検査機能が、上述のようにして得られる。また、可動機構に両センサープローブを取り付けることによって、厚さあるいは幅の測定をほぼ同時に行うことができて、検査効率の向上にとって有効である。とくに、自動車ボデーのようにロボット式の溶接ラインにおいては、検査装置を自動化ラインの中に組み入れることによって、異常検知とライン制御とを密接に関連させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施形態にしたがって、本発明を詳しく説明する。なお、図示の鋼板の厚さは理解し易くするために、誇張して分厚く示してある。まず、図2について説明すると、鋼板1と2がスポット溶接で溶着されているもので、符号3はナゲットである。ナゲット3の厚さtは、鋼板すなわちワーク1、2の厚さと同方向の寸法であり、他方、ナゲット3の幅dはナゲット厚さにほぼ直交する向きの寸法である。ナゲット3の平面形状は円形なので、幅dはナゲット3の直径を意味している。なお、符号4は、電極によって生じた圧痕である。
【0012】
図1は、本発明に使用する装置の概略図である。ナゲット厚さやワーク1の厚さを測定するセンサー5とナゲット幅を測定するセンサー6とが、ケース7内に隣合わせて収容してある。このケース7はワーク1側が開放させてあり、ナゲット3に対応できるようになっている。センサー5と6が交互にナゲット3に対応できるようにするために、ケース7がエアシリンダ8で進退させられるのであり、エアシリンダ8のピストンロッド9がケース7に結合してある。エアシリンダ8にはスライド板10が固定され、ワーク1上をスライドさせてセンサー5、6とナゲット3との相対位置が設定される。スライド板10のずれ止めをするために、マグネット11がスライド板10に埋め込んである。両センサー5、6は上記のようにして一体化され、また、エアシリンダ8やピストンロッド9が、可動機構に相当している。
【0013】
ワークの厚さやナゲット厚さtを測定する手法には、エックス線を利用するものや超音波を利用するものなど、いくつかのものが考えられるが、ここでは後者の手法を採用している。図3は通常の垂直型の探触子であり、符号12で示されている。振動子13、背面材14、保護板15等がケース16内に設置されている。振動子13は、たとえばジルコン酸チタン酸鉛系磁器で作られ、また、背面材14は、たとえばエポキシ樹脂にタングステンの微粉末を混合したもので作られている。
【0014】
探触子12から超音波ビームがナゲット3に向かって放射されると、各部から反射してくるエコーをとらえてナゲット厚さtが測定される。すなわち、図2において、ナゲット3の上部からのエコーとナゲット3の下部からのエコーの時間差によってナゲット厚さが測定できる。そして、厚さtは、鋼板1、2の厚さとの相対関係で評価されるものなので、鋼板1の下部からのエコーや鋼板2の下部からのエコーを把握することによって、鋼板1、2の厚さも同時に測定される。このようにして測定された厚さtや鋼板1、2の厚さの値が後述の測定値判定装置へ送られて、そこで基準値と対比されて、ナゲットの良否が表示される。また、鋼板1の下部からのエコー、鋼板2の下部からのエコー等を合成することによって、ナゲット3が図2の板厚方向で見てどちらに偏っているかを測定することもできる。
【0015】
ナゲット幅dを測定する手法にも、サーモグラフィーを利用したものや、ナゲット部の透磁率変化をインダクタンス変化として把握するものなど何種類かの方法が考えられる。ここでは電磁誘導の原理にもとづいた後者のものを採用している。センサー6は、非磁性材料で作られたケース17の中に電磁石18が設置されている。符号19は鉄心、符号20は電磁コイルである。鉄心19からの磁力線を横切る状態で、多数のループコイル(アレーコイルと称されている)21が配置されている。図5は、ナゲット3とループコイルとの位置関係を示している。
【0016】
電磁石18、換言すると駆動コイルによって、ナゲット部分に磁場の変化を与えると、電磁誘導によってナゲットおよびその周辺に渦電流が発生する。この渦電流によって生じた磁気的変化をループコイル21に発生する電圧として測定し、解析することでナゲット部の状態を把握する。磁力線は、ナゲットのない箇所においては、鋼板1だげを透過して反対側の極の方に向かう。他方、ナゲットのある箇所においては、ナゲット3自体を透過して鋼板2をも透過して反対側の極に向かう。このナゲットの透過において、ナゲット3の中央部を透過する磁力線は図4のように真っ直ぐな形であるが、ナゲット3の端部近くでは磁力線は図示のようにうねった形になる。このときのナゲット3各部の磁力線の長さの変化をループコイル21で捉え、測定することによって溶着の状態が推定される。
【0017】
図4において、ナゲット3の端部付近の磁力線が湾曲しており、これが上記の磁力線の長さの変化である。ナゲット3およびその近傍の渦電流の変化状態をループコイルに発生する電圧値として測定するために、ループコイル21は図5のように微小間隔、あるいは図示していないが、ずらした状態で重ねて多数配列してある。磁力線の長さの変化は、ループコイル21のインダクタンス変化として表れるため、ループコイル21の各コイルに対して静磁場を与え、これを遮断した場合の磁束の減少から求めることができる。なお、ループコイル21からリード線22が伸びており、これが電圧計に接続されている。
【0018】
図1において、各センサー5、6からの検査信号は、測定値判定装置23へ送られ、ここで基準値と比較してナゲットの良否をCRT24で表示する。ナゲットの良否は、板厚との相関関係で判定されるので、この相関を測定値判定装置23に記憶させておくのである。ここに記載した鋼板1、2は自動車用のものであり、厚さは両方とも0.8mm、ナゲット厚さは0.5mm、ナゲット幅は4.5mmである。なお、ナゲット幅dも鋼板の厚さとの相対関係で良否が判定される。したがって、ここではセンサー5によって測定した鋼板の厚さと、測定値dとの関係が適正であるかどうかが測定値判定装置23において基準値と対比される。このような判定制御回路は、一般的に採用されている比較方式で容易に実施することができる。
【0019】
以上の実施形態の作動を説明する。センサー5がナゲット3に合致するようにエアシリンダ8とケース7をワーク1上にセットする。その後、まず超音波ビームをナゲット3に放射して、前述の過程を経てナゲットの厚さtを測定する。つぎに、エアシリンダ8のストロ−クで今度はセンサー6をナゲット3に合致させて、前述のような原理によって、ナゲット幅dを測定する。これらの測定信号は、測定値判定装置23に送られ、ここで基準値との比較処理がなされて、その良否がCRT24に表示される。
【0020】
以上の実施形態では、可動機構は、エアシリンダ8やそのピストンロッド9で構成されているが、これに代えてつぎのように構成することもできる。すなわち、センサー5は上下方向に進退するエアシリンダに取り付けられ、もう一つのセンサー6は水平方向に進退するエアシリンダに取り付けられ、両エアシリンダを交互に作動させることによって、ナゲットの厚さと幅を測定するのである。さらに、揺動アームに両センサー5、6を取り付けて、アームの揺動で交互測定をさせてもよい。
【0021】
上述のような交互測定は、厚さと幅を相前後して測定するものであるが、両測定を同時に行うようにしてもよい。そのために、センサー5の方を少し傾けて両センサー5、6が一時にナゲット3に合致するようにする。これによって、両センサー5、6を同時に機能させて、前記の可動機構をやめることができるのである。
【0022】
以上の説明は、電気抵抗溶接におけるスポット溶接を対象にしたものであるが、同種の溶接としてプロジェクション溶接がある。プロジェクション溶接においても溶着部が形成されるので、この発明を溶着部判定に応用することもできる。参考までに、図6は、2枚の鋼板の一方にプロジェクション25、25が形成されている。また、図7は、プロジェクションボルトであり、そのフランジにプロジェクション26、26が形成されている。なお、図6、図7は溶着前の状態である。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、電気抵抗溶接によってワーク間に形成されたナゲットを検査する形式のものにおいて、ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブを超音波を利用した形式のものとし、他方、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブを電磁誘導を利用した形式のものとし、前記ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブと、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブとが一体化して可動機構に取り付けられ、両センサープローブがワークのナゲット部分に対して交互に接近するように構成され、両センサープローブからの測定値信号を基準値と比較する測定値判定装置を設けると共に、この測定値判定装置によって得られたナゲットの良否状態を読み取る表示装置が設けられていることを特徴とする電気抵抗溶接ナゲットの検査装置であるから、ナゲットの厚さや幅をワークの厚さとの相関において表示させることができて、確実なナゲット検査を実現することができるとともに、先行技術で述べたような広い範囲の部分が検査のために占有されるという問題が解決される。上記の基準値は、ワーク、たとえば鋼板の厚さに対して適正なナゲット厚さであるか、あるいは、鋼板の厚さに対して適正なナゲット幅(径)であるか、という観点から設定されている。よって、測定値判定装置においては、このようなワーク厚さとの相関でデータの比較処理がなされている。また、上記のようなセンサープローブを用いることによって、信頼性の高い超音波でナゲット厚さが正確に把握でき、さらに、電磁誘導によってナゲット部分を透過する磁力線の状態と、ナゲット以外の部分を透過する磁力線の状態を比較することによって、健全に溶着している広さ領域の状態を正確に検知するのである。以上のように、超音波や電磁誘導のいずれも、信頼性の高い測定手法であるから、厚さと幅の2要素を測定するものとして、非常に有利である。さらに、可動機構に両センサープローブを取り付けることによって、厚さあるいは幅の測定をほぼ同時に行うことができて、検査効率の向上にとって有効である。とくに、自動車ボデーのようにロボット式の溶接ラインにおいては、検査装置を自動化ラインの中に組み入れることによって、異常検知とライン制御とを密接に関連させることができる。
【0027】
電気抵抗溶接によってワーク間に形成されたナゲットを検査する形式のものにおいて、ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブを超音波を利用した形式のものとし、他方、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブを電磁誘導を利用した形式のものとし、前記ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブと、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブとが一体化して可動機構に取り付けられ、両センサープローブがワークのナゲット部分に対して交互に接近するように構成され、両センサープローブからの測定値信号を基準値と比較する測定値判定装置を設けると共に、この測定値判定装置によって得られたナゲットの良否状態を読み取る表示装置が設けられている電気抵抗溶接ナゲットの検査装置により、ナゲット厚さやワークの厚さを超音波を利用したセンサープローブで測定し、ナゲット幅を電磁誘導を利用したセンサープローブで測定し、ワークの厚さとナゲットの厚さとナゲット幅とをほぼ同時に測定し、各測定値を測定値判定装置において基準値と対比した後、前記測定値の良否を表示装置で読み取ることを特徴とする電気抵抗溶接ナゲットの検査方法である。したがって、上述のような検査機能が発揮されるのである。また、超音波や電磁誘導の特性を生かした検査機能が、上述のようにして得られる。また、可動機構に両センサープローブを取り付けることによって、厚さあるいは幅の測定をほぼ同時に行うことができて、検査効率の向上にとって有効である。とくに、自動車ボデーのようにロボット式の溶接ラインにおいては、検査装置を自動化ラインの中に組み入れることによって、異常検知とライン制御とを密接に関連させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す全体的なシステム図である。
【図2】ナゲット部分の断面図である。
【図3】超音波式センサーの断面図である。
【図4】電磁誘導式センサーの断面図である。
【図5】図4の(5)−(5)断面図である。
【図6】鋼板のプロジェクション溶接の状態を示す断面図である。
【図7】プロジェクションボルトの溶接の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1、2 ワーク
3 ナゲット
t ナゲット厚さ
d ナゲット幅
23 測定値判定装置
24 表示装置
5、6 センサープローブ
8、9 可動機構
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
A nugget is formed between the workpieces by electric resistance welding, and it is performed to check whether the nugget is sound. The invention belongs to the field of such nugget inspection.
[0002]
[Prior art]
As a prior art relating to the nugget inspection, Japanese Utility Model Laid-Open No. Hei 5-27663 is known. The technology disclosed herein magnetizes the work with alternating current to generate Barkhausen effect noise in the welded part, detects the stress value of the welded part by detecting this noise value, The focus was on the disappearance of stress. The Barkhausen effect noise means noise generated by the movement of the magnetic domain wall of the metal crystal grain of the welded portion when the welded portion is magnetized. For this reason, a probe for detecting noise is employed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
According to the technique described above, it is necessary to magnetize a workpiece at a position distant from the welded portion and use another movable probe for the welded portion. Therefore, since the magnetizing means and the probe have to be arranged over a wide area of the work for the judgment, there is a problem that interference with neighboring members occurs and the usability as the judgment device is poor.
[0004]
More importantly, there is a problem with the direction of the nugget measurement. Traditionally, nuggets have been evaluated solely from the perspective of whether or not the workpiece is welded. However, in spot welding of steel sheets, the evaluation of nuggets from the two aspects of the relationship between the thickness of the steel sheet and the thickness of the nugget, and the relationship between the thickness of the steel sheet and the planar size of the nugget, that is, the nugget diameter. Is what is desired as a higher level of quality control. Such a concept is not disclosed in the above-mentioned prior art document.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Their Functions]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and is based on a basic idea of determining the quality of a nugget from both sides of a nugget thickness and a nugget width with respect to a thickness of a work. .
[0006]
The invention according to claim 1 is a type in which a nugget formed between works by electric resistance welding is inspected, and a sensor probe for measuring the thickness of the work and a nugget thickness in the same direction as the work is formed by using ultrasonic waves. On the other hand, a sensor for measuring a nugget width in a direction substantially perpendicular to the nugget thickness direction is of a type using electromagnetic induction, and a sensor for measuring the thickness of the work and the nugget thickness in the same direction as the workpiece. A probe and a sensor probe for measuring a nugget width in a direction substantially orthogonal to the nugget thickness direction are integrally mounted on a movable mechanism, and both sensor probes are configured to alternately approach a nugget portion of a workpiece. And a measurement value judging device for comparing the measurement value signals from both sensor probes with a reference value is provided. It is an inspection apparatus of an electric resistance weld nugget, wherein the display device for reading the quality state of a nugget obtained by value determining device is provided. Therefore, the thickness and width of the nugget can be displayed in correlation with the thickness of the work, and a reliable nugget inspection can be realized, and by integrating both sensor probes, as described in the prior art, It is possible to solve the problem that a very wide area is occupied for inspection. The reference value is set from the viewpoint of whether the nugget thickness is appropriate for the thickness of the workpiece, for example, the steel plate, or whether the nugget width (diameter) is appropriate for the thickness of the steel plate. ing. Therefore, in the measured value determination device, data comparison processing is performed based on such a correlation with the work thickness. In addition, by using such a sensor probe, the nugget thickness can be accurately grasped with highly reliable ultrasonic waves, and furthermore, the state of the magnetic field lines passing through the nugget part by electromagnetic induction and the parts other than the nugget penetrate. By comparing the states of the magnetic field lines, the state of the soundly welded wide area can be accurately detected. Also, by attaching both sensor probes to the movable mechanism, the thickness or width can be measured almost simultaneously, which is effective for improving the inspection efficiency. In particular, in a robot welding line such as an automobile body, by incorporating an inspection device into an automation line, abnormality detection and line control can be closely related.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a type for inspecting a nugget formed between works by electric resistance welding, wherein a sensor probe for measuring a thickness of the work and a nugget thickness in the same direction as the work is formed by using ultrasonic waves. On the other hand, a sensor for measuring a nugget width in a direction substantially perpendicular to the nugget thickness direction is of a type using electromagnetic induction, and a sensor for measuring the thickness of the work and the nugget thickness in the same direction as the workpiece. A probe and a sensor probe for measuring a nugget width in a direction substantially orthogonal to the nugget thickness direction are integrally mounted on a movable mechanism, and both sensor probes are configured to alternately approach a nugget portion of a workpiece. And a measurement value judging device for comparing the measurement value signals from both sensor probes with a reference value is provided. An electric resistance welding nugget inspection device equipped with a display that reads the quality of the nugget obtained by the constant value judgment device is used to measure the nugget thickness and the thickness of the work with a sensor probe using ultrasonic waves, and the nugget width is measured. Is measured with a sensor probe using electromagnetic induction, the thickness of the workpiece, the thickness of the nugget, and the nugget width are measured almost simultaneously, and each measured value is compared with a reference value in a measurement value determination device, and the quality of the measured value is determined. Is read by a display device. Therefore, the inspection function as described above is exhibited. In addition, an inspection function utilizing characteristics of ultrasonic waves and electromagnetic induction can be obtained as described above. Also, by attaching both sensor probes to the movable mechanism, the thickness or width can be measured almost simultaneously, which is effective for improving the inspection efficiency. In particular, in a robot welding line such as an automobile body, by incorporating an inspection device into an automation line, abnormality detection and line control can be closely related.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. In addition, the thickness of the illustrated steel plate is exaggerated and shown thickly for easy understanding. First, referring to FIG. 2, steel plates 1 and 2 are welded by spot welding, and reference numeral 3 is a nugget. The thickness t of the nugget 3 is a dimension in the same direction as the thickness of the steel plate, that is, the workpieces 1 and 2, while the width d of the nugget 3 is a dimension in a direction substantially orthogonal to the nugget thickness. Since the planar shape of the nugget 3 is circular, the width d means the diameter of the nugget 3. Reference numeral 4 is an indentation generated by the electrode.
[0012]
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus used in the present invention. A sensor 5 for measuring the nugget thickness and the thickness of the work 1 and a sensor 6 for measuring the nugget width are housed side by side in a case 7. The case 7 has the work 1 side opened so that it can handle the nugget 3. The case 7 is moved forward and backward by an air cylinder 8 so that the sensors 5 and 6 can correspond to the nugget 3 alternately, and a piston rod 9 of the air cylinder 8 is connected to the case 7. A slide plate 10 is fixed to the air cylinder 8, and slides on the work 1 to set the relative positions of the sensors 5, 6 and the nugget 3. A magnet 11 is embedded in the slide plate 10 to prevent the slide plate 10 from shifting. The two sensors 5 and 6 are integrated as described above, and the air cylinder 8 and the piston rod 9 correspond to a movable mechanism.
[0013]
There are several methods for measuring the thickness of the work and the thickness of the nugget t, such as a method using an X-ray and a method using an ultrasonic wave. Here, the latter method is employed. FIG. 3 shows a normal vertical probe, which is indicated by reference numeral 12. A vibrator 13, a backing material 14, a protection plate 15, and the like are provided in a case 16. The vibrator 13 is made of, for example, lead zirconate titanate-based porcelain, and the backing material 14 is made of, for example, a mixture of epoxy resin and tungsten fine powder.
[0014]
When the ultrasonic beam is emitted from the probe 12 toward the nugget 3, the nugget thickness t is measured by capturing the echo reflected from each part. That is, in FIG. 2, the nugget thickness can be measured by the time difference between the echo from the upper portion of the nugget 3 and the echo from the lower portion of the nugget 3. Since the thickness t is evaluated in relation to the thickness of the steel plates 1 and 2, the echo from the lower portion of the steel plate 1 and the echo from the lower portion of the steel plate 2 are grasped, so that the thickness t of the steel plates 1 and 2 is determined. The thickness is measured at the same time. The thickness t thus measured and the thickness values of the steel plates 1 and 2 are sent to a measurement value determination device described later, where they are compared with a reference value, and the quality of the nugget is displayed. Further, by combining the echo from the lower portion of the steel plate 1 and the echo from the lower portion of the steel plate 2, it is possible to measure which one of the nuggets 3 is biased when viewed in the thickness direction of FIG.
[0015]
There are several methods for measuring the nugget width d, such as a method using thermography and a method for grasping a change in the magnetic permeability of the nugget portion as a change in inductance. Here, the latter based on the principle of electromagnetic induction is employed. The sensor 6 has an electromagnet 18 installed in a case 17 made of a non-magnetic material. Reference numeral 19 denotes an iron core, and reference numeral 20 denotes an electromagnetic coil. A number of loop coils (referred to as array coils) 21 are arranged so as to cross the lines of magnetic force from the iron core 19. FIG. 5 shows a positional relationship between the nugget 3 and the loop coil.
[0016]
When a magnetic field is changed in the nugget portion by the electromagnet 18, in other words, the drive coil, an eddy current is generated in and around the nugget by electromagnetic induction. The state of the nugget part is grasped by measuring and analyzing the magnetic change caused by the eddy current as a voltage generated in the loop coil 21. Lines of magnetic force pass through the steel plate 1 at the portion where there is no nugget, and head toward the opposite pole. On the other hand, at a part of the nugget, the light passes through the nugget 3 itself and also through the steel plate 2 to the opposite pole. In the transmission of the nugget, the lines of magnetic force passing through the center of the nugget 3 have a straight shape as shown in FIG. 4, but the lines of magnetic force near the end of the nugget 3 have an undulating shape as shown. At this time, the change in the length of the line of magnetic force of each portion of the nugget 3 is captured by the loop coil 21 and measured to estimate the state of welding.
[0017]
In FIG. 4, the magnetic field lines near the end of the nugget 3 are curved, and this is the change in the length of the magnetic field lines. In order to measure the change state of the eddy current in and around the nugget 3 as a voltage value generated in the loop coil, the loop coils 21 are arranged at a small interval as shown in FIG. Many are arranged. Since the change in the length of the line of magnetic force appears as a change in the inductance of the loop coil 21, it can be determined from a decrease in magnetic flux when a static magnetic field is applied to each coil of the loop coil 21 and cut off. Note that a lead wire 22 extends from the loop coil 21 and is connected to a voltmeter.
[0018]
In FIG. 1, the inspection signal from each of the sensors 5 and 6 is sent to a measurement value determination device 23, where the inspection signal is compared with a reference value and the quality of the nugget is displayed on a CRT 24. Since the quality of the nugget is determined based on the correlation with the sheet thickness, the correlation is stored in the measurement value determination device 23. The steel plates 1 and 2 described here are for automobiles, both have a thickness of 0.8 mm, a nugget thickness of 0.5 mm, and a nugget width of 4.5 mm. The quality of the nugget width d is determined based on the relative relationship with the thickness of the steel sheet. Therefore, here, whether the relationship between the thickness of the steel plate measured by the sensor 5 and the measured value d is appropriate or not is compared with the reference value in the measured value determination device 23. Such a determination control circuit can be easily implemented by a generally employed comparison method.
[0019]
The operation of the above embodiment will be described. The air cylinder 8 and the case 7 are set on the work 1 so that the sensor 5 matches the nugget 3. Thereafter, first, an ultrasonic beam is emitted to the nugget 3, and the thickness t of the nugget is measured through the above-described process. Next, the sensor 6 is matched with the nugget 3 by the stroke of the air cylinder 8, and the nugget width d is measured according to the principle described above. These measurement signals are sent to the measurement value determination device 23, where they are compared with a reference value, and the quality is displayed on the CRT 24.
[0020]
In the above embodiment, the movable mechanism is configured by the air cylinder 8 and the piston rod 9 thereof, but may be configured as follows instead. That is, the sensor 5 is attached to an air cylinder that moves up and down, and the other sensor 6 is attached to an air cylinder that moves back and forth in the horizontal direction. By operating both air cylinders alternately, the thickness and width of the nugget can be reduced. You measure. Further, both sensors 5 and 6 may be attached to the swing arm, and the measurement may be alternately performed by swinging the arm.
[0021]
In the above-described alternate measurement, the thickness and the width are measured one after another, but both the measurements may be performed simultaneously. For this purpose, the sensor 5 is slightly tilted so that both sensors 5 and 6 coincide with the nugget 3 at a time. As a result, both sensors 5 and 6 can be operated at the same time, and the movable mechanism can be stopped.
[0022]
Although the above description is directed to spot welding in electric resistance welding, there is projection welding as the same type of welding. Since a welded portion is also formed in projection welding, the present invention can be applied to the determination of a welded portion. For reference, FIG. 6 shows that the projections 25 are formed on one of the two steel plates. FIG. 7 shows a projection bolt having projections 26 and 26 formed on its flange. 6 and 7 show a state before welding.
[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a type for inspecting a nugget formed between works by electric resistance welding, a sensor probe for measuring a work thickness and a nugget thickness in the same direction as the work is a type using ultrasonic waves. On the other hand, a sensor probe for measuring a nugget width in a direction substantially orthogonal to the nugget thickness direction is of a type utilizing electromagnetic induction, and a sensor probe for measuring the thickness of the work and the nugget thickness in the same direction as the sensor probe. And a sensor probe for measuring a nugget width in a direction substantially perpendicular to the nugget thickness direction are integrally attached to the movable mechanism, and both sensor probes are configured to alternately approach the nugget portion of the work. And a measurement value judging device for comparing the measurement value signals from both sensor probes with a reference value, and Since the inspection device for electric resistance welding nuggets is provided with a display device that reads the quality of the nuggets obtained by the value judgment device, the thickness and width of the nuggets are displayed in correlation with the thickness of the work. This makes it possible to realize a reliable nugget inspection, and solves the problem that a wide area is occupied for inspection as described in the prior art. The reference value is set from the viewpoint of whether the nugget thickness is appropriate for the thickness of the workpiece, for example, the steel plate, or whether the nugget width (diameter) is appropriate for the thickness of the steel plate. ing. Therefore, in the measured value determination device, data comparison processing is performed based on such a correlation with the work thickness. In addition, by using the sensor probe as described above, the thickness of the nugget can be accurately grasped by highly reliable ultrasonic waves, and furthermore, the state of the lines of magnetic force that pass through the nugget portion by electromagnetic induction and the portions other than the nugget pass through. By comparing the states of the lines of magnetic force, the state of the soundly welded wide area is accurately detected. As described above, since both ultrasonic waves and electromagnetic induction are highly reliable measurement methods, they are very advantageous for measuring two elements of thickness and width. Further, by attaching both sensor probes to the movable mechanism, the thickness or width can be measured almost simultaneously, which is effective for improving the inspection efficiency. In particular, in a robot welding line such as an automobile body, by incorporating an inspection device into an automation line, abnormality detection and line control can be closely related.
[0027]
In a type for inspecting a nugget formed between works by electric resistance welding, a sensor probe for measuring a thickness of a work and a nugget thickness in the same direction as that of the work uses an ultrasonic wave. A sensor probe that measures a nugget width in a direction substantially perpendicular to the thickness direction uses electromagnetic induction, and a sensor probe that measures the thickness of the workpiece and a nugget thickness in the same direction as the sensor probe, and the nugget thickness A sensor probe that measures the nugget width in a direction substantially perpendicular to the direction is integrated and attached to the movable mechanism, and both sensor probes are configured to alternately approach the nugget part of the work, and the A measurement value judgment device for comparing the measurement value signal with a reference value is provided, and the measurement value judgment device The nugget thickness and the thickness of the work are measured with a sensor probe using ultrasonic waves, and the nugget width is electromagnetically induced by an electric resistance welding nugget inspection device equipped with a display device that reads the quality of the nugget obtained by After measuring the thickness of the work, the thickness of the nugget and the nugget width almost simultaneously, comparing each measured value with a reference value in a measured value judging device, a display device showing the quality of the measured value. This is a method for inspecting an electric resistance welding nugget, wherein the method is read by: Therefore, the inspection function as described above is exhibited. In addition, an inspection function utilizing characteristics of ultrasonic waves and electromagnetic induction can be obtained as described above. In addition, by attaching both sensor probes to the movable mechanism, the thickness or width can be measured almost simultaneously, which is effective for improving the inspection efficiency. In particular, in a robot welding line such as an automobile body, by incorporating an inspection device into an automation line, abnormality detection and line control can be closely related.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a nugget part.
FIG. 3 is a sectional view of an ultrasonic sensor.
FIG. 4 is a sectional view of an electromagnetic induction type sensor.
FIG. 5 is a sectional view taken along line (5)-(5) of FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of projection welding of a steel sheet.
FIG. 7 is a sectional view showing a state of welding of the projection bolt.
[Explanation of symbols]
1, 2 Work 3 Nugget t Nugget thickness d Nugget width 23 Measured value judging device 24 Display device 5, 6 Sensor probe 8, 9 Moving mechanism

Claims (2)

電気抵抗溶接によってワーク間に形成されたナゲットを検査する形式のものにおいて、ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブを超音波を利用した形式のものとし、他方、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブを電磁誘導を利用した形式のものとし、In a type for inspecting a nugget formed between works by electric resistance welding, a sensor probe for measuring the thickness of a work and a nugget thickness in the same direction as that of the work uses an ultrasonic wave. The sensor probe that measures the nugget width in a direction almost perpendicular to the thickness direction uses electromagnetic induction,
前記ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブと、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブとが一体化して可動機構に取り付けられ、両センサープローブがワークのナゲット部分に対して交互に接近するように構成され、両センサープローブからの測定値信号を基準値と比較する測定値判定装置を設けると共に、この測定値判定装置によって得られたナゲットの良否状態を読み取る表示装置が設けられていることを特徴とする電気抵抗溶接ナゲットの検査装置。A sensor probe that measures the thickness of the workpiece and a nugget thickness in the same direction as the workpiece, and a sensor probe that measures a nugget width in a direction substantially orthogonal to the nugget thickness direction are integrally attached to a movable mechanism, and both sensors are attached. A probe configured to alternately approach the nugget portion of the workpiece, a measurement value judging device for comparing the measurement value signals from both sensor probes with a reference value, and a nugget obtained by the measurement value judging device. An inspection device for an electric resistance welding nugget, comprising a display device for reading a pass / fail state of the nugget.
電気抵抗溶接によってワーク間に形成されたナゲットを検査する形式のものにおいて、ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブを超音波を利用した形式のものとし、他方、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブを電磁誘導を利用した形式のものとし、In a type for inspecting a nugget formed between works by electric resistance welding, a sensor probe for measuring the thickness of a work and a nugget thickness in the same direction as that of the work uses an ultrasonic wave. The sensor probe that measures the nugget width in a direction almost perpendicular to the thickness direction uses electromagnetic induction,
前記ワークの厚さとそれと同方向のナゲット厚さを測定するセンサープローブと、前記ナゲット厚さ方向にほぼ直交する向きのナゲット幅を測定するセンサープローブとが一体化して可動機構に取り付けられ、両センサープローブがワークのナゲット部分に対して交互に接近するように構成され、両センサープローブからの測定値信号を基準値と比較する測定値判定装置を設けると共に、この測定値判定装置によって得られたナゲットの良否状態を読み取る表示装置が設けられている電気抵抗溶接ナゲットの検査装置により、ナゲット厚さやワークの厚さを超音波を利用したセンサープローブで測定し、ナゲット幅を電磁誘導を利用したセンサープローブで測定し、ワークの厚さとナゲットの厚さとナゲット幅とをほぼ同時に測定し、各測定値を測定値判定装置において基準値と対比した後、前記測定値の良否を表示装置で読み取るようにしたことを特徴とする電気抵抗溶接ナゲットの検査方法。A sensor probe that measures the thickness of the workpiece and a nugget thickness in the same direction as the workpiece, and a sensor probe that measures a nugget width in a direction substantially orthogonal to the nugget thickness direction are integrally attached to a movable mechanism, and both sensors are attached. A probe configured to alternately approach the nugget portion of the workpiece, a measurement value judging device for comparing the measurement value signals from both sensor probes with a reference value, and a nugget obtained by the measurement value judging device. The nugget thickness and the thickness of the workpiece are measured with a sensor probe that uses ultrasonic waves, and the nugget width is a sensor probe that uses electromagnetic induction, using an electric resistance welding nugget inspection device equipped with a display device that reads the pass / fail status of the The thickness of the work, the thickness of the nugget, and the width of the nugget are measured almost simultaneously. After comparison with a reference value in the measured value determination device, inspection method of an electric resistance welding nugget, characterized in that as read by the display device the quality of the measurements.
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