JPH0323271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は抵抗溶接機の溶接電極間の電圧降下の
測定回路であつて、第一のループ電圧の測定のた
めの第１の測定ループを有し上記第１ループ電圧
は溶接電極における２つのタツプ点間で溶接電流
により惹起される電圧降下と、上記第１測定ルー
プにて溶接電流により誘起される電圧とを含んで
おり、更に、第２ループ電圧の測定用の第２測定
ループを有し上記第２ループ電圧は第２測定ルー
プにて溶接電流により誘起された電圧を含み、更
に、第２ループ電圧を第１ループ電圧から差引く
評価装置を有するものに関する。

抵抗シーム溶接機での缶胴の作製の際、溶接シ
ーム（継目）の品質が、一連のフアクタ（因子）
の影響を受ける。従つて、測定回路を用いて、そ
れらの個々の影響因子が測定され、得られた値に
基づいて、缶胴の排出のための排出装置が作動さ
れる（所定のパラメータ、例えば溶接継目の温度
の所与の設定値からの偏差が生じた際）（スイス
特許第653766号）。

冒頭に述べた形式の公知測定回路（米国特許第
4449028号）を用いて、溶接電圧のオーム成分の
時間積分が、交流抵抗溶接機にて溶接電流の半周
期に亘つて求められ、この時間積分は溶接の際消
費されるエネルギの尺度であり排出装置の制御に
用いられる。公知測定回路にて第１ループ電圧と
して測定される電圧は第３図のベクトル図中
U_S′で示す電圧であり、この電圧はU_R、U_L（溶接
電流により惹起されるオーム的電圧降下と誘導的
電圧降下を加えたもの）と、漂遊誤差の加わつた
誘起された電圧U_EK＋ΔU_EK＋U_iとから合成され
る。公知回路にて第２ループ電圧として測定され
る電圧は前述のベクトルダイヤグラムにてU_EKで
示す電圧に比例する。両ループ電圧の減少によつ
ては公知の測定回路では上述のオーム的電圧降下
が生ぜしめられるものである（第２ループ電圧に
は誘導的電圧降下U_Lが含まれていないが）。この
測定方法は比較的不精確である。更に上記測定方
法が不精確である理由は、両測定回路が相互に離
れており、従つて漂遊誤差の加わる異なる電圧が
測定されるからである。溶接作業窓ないし個所に
配置されている缶胴（白色被覆金属板、ブリキ、
すなわち亜鉛メツキから成るもの）の関数として
の誘起された電圧成分ΔU_BKは第１測定ループに
は生じるが第２測定ループにては生じない。成
程、第１測定ループにより取囲まれる面積は第２
測定ループの面積よりはるかに大である。従つ
て、漂遊した障害作用U_iは第２測定ループにおけ
るより第１測定ループにおいて強い影響を及ぼ
す。公知測定回路では両測定ループにて設けられ
ているアンプの増幅度は次のように選定すること
が行なわれている、すなわち実質的に誘導的であ
る第２のループ電圧が、第１ループ電圧のリアク
タンス成分とほぼ同じ大きさであるように選定す
ることが行なわれているが、そのような選定は全
く所定の動作点に対してしかなされ得ない。その
際ほかのすべての動作点では測定結果は過度に不
精確である、それというのは主に漂遊誤差に影響
を与える溶接作業窓中の鉄量は溶接中絶えず連続
的に変化するからである。溶接電流は各溶接過程
中実質的に一定であると前提にできるので、第１
測定ループの領域におけるフイールド経過及びフ
イールド密度は主に、変化する鉄含有量により変
化される。少なくともそのような変化は第２測定
ループによつては検出され得ない、それというの
はその測定ループは上方の母線の傍らに溶接作業
窓から離れて設けられており、従つて当該母線の
フイールドによつてしか影響を受けないからであ
る。

別の公知の測定回路（米国特許第4714816号）
では溶接個所における電圧降下が、ループにおけ
るループ電流を介してホール素子を用いて測定さ
れ、上記ループは電極ロールを介して導かれる扁
平ワイヤ電極により形成される。ループ電流は磁
界に基因する誘導的成分を含み、上記磁界はルー
プにて溶接電流により生ぜしめられる。要するに
このループにて有効に電圧U_S″が測定される。換
言すれば障害作用のない電圧U_iが測定される。別
のホール素子によつては第２のループにて、溶接
電流に基因するフイールド強度が測定される。溶
接作業窓における缶胴の数に依存する誘起電圧の
可変部分ΔU_EKは上記公知測定回路においても、
第２測定ループにて検出されず、従つて上記の可
変部分は両ループ電圧の減算によつても補償され
得ない。従つて減算により形成される信号は可成
り大きな変動を有し、この変動により最終的缶胴
にて溶接品質の評価の際分解上の問題が生じる。

発明の目的 本発明の課題ないし目的とするところは、溶接
個所における電圧降下を一層精確に測定し得るよ
うに、冒頭に述べた形式の回路を提供することに
ある。

発明の構成 上記課題の解決のため本発明によれば抵抗溶接
機の溶接電極間の電圧降下の測定回路において、
溶接変圧器の第１測定ループ及び第２測定ループ
が設けられており、上記第１測定ループは第１ル
ープ電圧を測定するものであつて、溶接電極ない
しそれの溶接アームのところに設けられている２
つのタツプ取出点を介して評価回路に接続されて
おり、上記第２測定ループは第２ループ電圧を測
定するものであつて、上記溶接電極の近傍に位置
する２つの取出点ないし取付け点を介して上記評
価回路に接続されており、上記溶接電極の近傍に
位置する取出点ないし取付け点を介しては上記第
２測定ループは上記溶接電極のところに及ぶこと
なく近傍のところを通つて延びており、更に、上
記評価回路においては上記第２測定ループにより
測定された第２ループ電圧が、上記第１測定ルー
プにより測定された第１ループ電圧から差引かれ
るように構成されており、更に、両測定ループ４
は実質的に同じ面を含み、−上記第１測定ループ
における両タツプ点間の領域のところを除いて−
相互によじれているのである。

本発明の回路では両測定ループは実際上同じ大
きさであり、実際上同じ場所、位置に設けられ
る、即ち同じ面を取囲む。従つて、両測定ループ
へのすべての漂遊によつて（いずれの漂遊誤差要
因によつても）各測定ループは夫々同じ程度に影
響を受ける。従つて本発明により両ループ電圧相
互間で減算を行なうと、その結果は溶接個所にお
ける有効の電圧降下となる。従つて、漂遊誤差な
いしばらつきU_E（すなわちU_EK＋ΔU_EK）及びU_iは
本発明の回路にていずれの任意の動作点にても補
償される、それというのは両測定ループへの影響
が同じであるからである。その際本発明の回路で
は第１測定ループは溶接電極における両タツプ点
のところまで延在し、第１ループ電圧U_S′として
有効電圧降下U_Sに、ばらつき誤差U_E及びU_iを加
えたものを測定し、第２測定ループ（補償ルー
プ）は閉じられた巻線として両溶接電極のできる
だけ近くのところを導かれ、第２ループ電圧とし
てばらつき誤差U_E、U_iを測定する。相互間の撚
れに基づき両測定ループは次のように布設されて
いる。即ちそれのワイヤ（線材）間の面積が零に
等しいように布設されている。従つて、所期の電
圧U_Sは常にUS′と、U_E＋U_iとの差に等しくなる。

本発明の有利な構成は引用請求項に記載されて
いる。

請求項２の構成では測定された電圧の後続処理
が最も簡単に行なわれ得る。測定ループを夫夫複
数の導体ループ（巻回体）から形成することも可
能である。

請求項３の構成では（ここでは本発明の回路は
抵抗ローラシーム溶接機において缶胴の溶接のた
めに用いられる）、Ｚ−バーの領域においてそれ
の頭部（ヘツド部）は第２測定ループの当該部分
を成し、従つて溶接個所の最も近いところまで延
在する。

次に図示の実施例を用いて本発明の設明をす
る。

抵抗溶接機の溶接電極間の溶接個所における電
圧降下の測定用回路においては缶胴の縦シーム溶
接用の抵抗シーム溶接機について説明されている
が、上述の回路は他の抵抗溶接機例えば点溶接機
とか突起溶接機等においても使用可能である。

実施例 第１図には抵抗シーム溶接機のうち本発明の理
解に必要な重要部分のみを示す。溶接されるべき
缶胴１０は第１図において左方から右方に向つて
所謂Ｚ−バー１２にて導かれ、縦継目（シーム）
溶接のため上方電極ロール１４と下方電極ロール
１６との間に、図示してない送りチエーン機構を
用いて導入される。それ以上の詳細は本出願人に
よる西独特許出願公開公報第2559671号に示され
ている。上方電極ロール１４は第２図に示すよう
にシヤフト１８の一端に取付けられており、この
シヤフトは他端にて、図示してない揺動ロールヘ
ツドにて回転可能に支承されている。上方電極ロ
ール１４に隣接する端部にはシヤフト１８は旋回
可能に支承されたわん曲部材２０の一方の端に取
付けられており、このわん曲部材は上方の電極ロ
ール１４を垂直方向且溶接方向に案内する。第１
図及び第２図に示すように上方の電極ロール１４
を介して矩形横断面を有する扁平ワイヤ電極２２
が導かれている。同じ扁片ワイヤ電極２４は下方
の電極ロール１６を介して導かれている。両扁平
ワイヤ電極２２，２４は第１図に示すように左側
にて繰入れられ、引出される。斯様な扁平ワイヤ
電極は溶接物の金属（例えば白色被覆を有する金
属板から缶胴を溶接すべき場合は要領）との接合
ないし融合による電極ロールの汚損を阻止すると
いう目的に寄与する。下方電極ロール１６はステ
ータ上に回転可能に支承されたロータから成り、
上記ステータは下方溶接アーム２８に固定された
軸２６上に取付けられている。上記下方溶接アー
ムは固定個所にて当該目的のために分割構成され
ている。下方溶接アーム２８を介して溶接電流が
供給されその際下方電極ロール１６のロータとス
テータとの間の電流伝達液状金属を介して行なわ
れる。要するに溶接個所３０は両電極ロール１
４，１６間に、もつと精確に言えば、２つの扁片
ワイヤ電極２２，２４間に伝達する。

抵抗シーム溶接機の前述の構成は従来のもので
ある。有効電圧降下U_S（例えば第３図参照）の測
定用の回路について説明する。

上記回路は第１の測定ループ４０と第２の測定
ループ６０を有する。両測定ループは夫々導体ル
ープ（巻回体）４２ないし６２から成る。導体ル
ープ（巻回体）４２は電子的評価回路４８の入力
側から２つのタツプ点４４，４６まで延びてお
り、上記両タツプ点は上方電極ロール１２ないし
下方溶接アーム２８に設けられている。両タツプ
点４４，４６間に第１の測定ループが上方電極ロ
ール１４と溶接個所３０と下方電極ロール１６と
それの軸２６とを介して閉成されている。導体ル
ープ６２は電子評価回路４８の別の入力側からＺ
バー１２のヘツド部分における２つの取付け点６
４，６６のところまで延在し、上記両取付け点は
従つて電極ロールの直ぐ近いところに設けられて
いる。両導体ループ４２，６２は相互に撚り合さ
れていて、その結果外部から両測定ループへの誘
導的漂遊誤差は絶対的に等しい。電子的評価回路
への入力側には２つの測定ループが、夫々抵抗Ｒ
１ないしＲ２（例えば50Ω）によつて終端されて
いる。第１測定ループ４０は電圧 U_S′＝U_S＋U_EK＋ΔU_EK＋U_i＝U_S＋U_E＋U_i を測定する。第２測定ループ６０は言うまでもな
く成分U_Sのない同じ電圧を測定する。従つて評
価回路４８において有効電圧U_Sは両ループ電圧
の差として検出され、その際その有効電圧は従来
技術におけるように監視−又は制御目的のため後
続処理される。そのようにして求められた、有効
電圧降下U_Sの値は著しく精確である、それとい
うのは両測定ループが実質的に同じ面を含み、か
つ、−両タツプ点４４，４６間の領域のところを
除いて−相互に撚り合されているからである。

第２図の実施例によれば上方電極ロール１４に
おけるタツプ点４４の形成のためわん曲部材２０
にブラシ５２を支持するブラシホルダ５０が取付
けられており、上記ブラシは図示してないばねを
介して上方電極ロール４４に押圧される。従つて
タツプ点４４は１つの摺動接点から成る。端子５
４を介して導体ループ４２が接続されている。他
方の端部にて導体ループ４２は端子５６を有し、
この端子を以て、上記導体ループ４２は下方アー
ム２８に、ねじ取付部により接続されている。相
応の端子とねじ取付部を用いて、導体ループ６２
は第２図に示すようにＺバー１２のヘツド部に接
続されている。

発明の効果 本発明によれば溶接個所における電圧降下を一
層精確に測定し得るように、冒頭に述べた形式の
測定回路を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路を有する抵抗シーム溶接
機の部分の説明図、第２図は第１図の抵抗シーム
溶接機における溶接個所のまわりの領域を拡大し
て示す概念図、第３図は明細書冒頭説明部分にて
既に参照であるベクトルの説明図である。 １０……缶胴、１２……Ｚバー、１４……上方
電極ロール、１６……下方電極ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 抵抗溶接機の溶接電極間の電圧降下の測定回
   路において、溶接変圧器の第１測定ループ及び第
   ２測定ループが設けられており、上記第１測定ル
   ープは第１ループ電圧を測定するものであつて、
   溶接電極ないしそれの溶接アームのところに設け
   られている２つのタツプ取出点４４，４６を介し
   て評価回路４８に接続されており、上記第２測定
   ループは第２ループ電圧を測定するものであつ
   て、上記溶接電極の近傍に位置する２つの取出点
   ないし取付け点６４，６６を介して上記評価回路
   ４８に接続されており、上記溶接電極の近傍に位
   置する取出点ないし取付け点を介しては上記第２
   測定ループは上記溶接電極のところに及ぶことな
   く近傍のところを通つて延びており、更に、上記
   評価回路４８においては上記第２測定ループによ
   り測定された第２ループ電圧が、上記第１測定ル
   ープにより測定された第１ループ電圧から差引か
   れるように構成されており、更に、両測定ループ
   ４０，６０は実質的に同じ面を含み、−上記第１
   測定ループにおける両タツプ点４４，４６間の領
   域のところを除いて−相互によじれていることを
   特徴とする抵抗溶接機の溶接電極間の電圧降下の
   測定回路。 ２ 溶接個所３０に供給される缶胴１０に対する
   ガイドとしてＺ−バー１２を有する抵抗溶接機用
   の請求項１記載の回路において、両タツプ点４
   ４，４６間の第２測定ループ６０の部分が、Ｚ−
   バー１２のヘツド部分によつて形成されている測
   定回路。 ３ 第１測定ループ４０におけるタツプ点４４，
   ４６は下方アーム２８における端子５６ないし上
   方溶接電極１４における摺動接点５２である請求
   項２記載の測定回路。