CN116921833A - 喷溅检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明所要解决的问题在于提供一种喷溅检测方法，其能够使用现有的传感器检测喷溅的产生而无需在电极芯片附近重新设置电压检测线。为了解决上述问题，在使用点焊装置的点焊方法中，利用电极芯片对夹持工件进行加压，并将借由重复由焊接电源电路实现的通电控制和通电暂停交替的多个周期生成的脉冲状的焊接电流提供给工件，同时在通电控制中，在峰值维持区间中将焊接电流维持在设定的峰值电流范围内。喷溅检测方法具备：获取每个前述周期的峰值维持区间中的电压传感器的电压检测值Vpv的平均值的工序，并基于第N周期的峰值维持区间中的电压检测值Vpv的平均值和第N‑1周期的峰值维持区间中的电压检测值Vpv的平均值的差值来判定喷溅的产生的有无的工序。

Description

喷溅检测方法

技术领域

本发明涉及一种喷溅检测方法。更加详细地，涉及一种借由将脉冲状的焊接电流提供给工件来对点焊中的喷溅的产生进行检测的喷溅检测方法。

背景技术

当焊接多个金属板时，进行使用点焊装置的点焊。点焊是在一对电极芯片之间夹持作为工件的多个金属板的状态下，利用在一对电极芯片之间通电来使多个金属板之间产生熔核以焊接多个金属板。

在专利文献1所示的由本案申请人提出的点焊方法中，在利用一对电极夹持多个金属板的状态下，以多个周期提供脉冲状波形的焊接电流，由此，焊接多个金属板。

[先前技术文献]

(专利文献)

专利文献1：国际公开第2020/050011号

专利文献2：日本特开2010-149144号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，在点焊中，向金属板提供焊接电流期间，会产生被称为“喷溅”的现象，即金属板的一部分熔融并飞散。由于产生喷溅可能会使焊接强度降低，因此优选为，当产生喷溅时，立即对其进行检测。

在专利文献2中公开了利用在产生喷溅时的工件的电阻值降低的情况，基于焊接中的电阻值的变化来检测喷溅的产生的技术。然而，为了监测工件的电阻值，需要检测电极芯片对之间的电压。因此，在专利文献2所示的技术中，需要在电极芯片的附近设置用于检测电压的电压检测线。但是，由于焊接中的电极芯片的附近会暴露在高温下，因此需要定期更换电压检测线，这可能会增加成本和循环时间。

本发明目的在于提供一种喷溅检测方法，其能够使用现有的传感器检测喷溅的产生而无需在电极芯片的附近重新设置电压检测线。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的喷溅检测方法是一种对借由使用焊接装置来接合作为多个板材的层压体的工件时的喷溅的产生进行检测的方法，所述焊接装置具备电极对、与该电极对连接的焊接电源电路、及检测流过前述焊接电源电路中的电压的电压传感器。在使用前述焊接装置的点焊方法中，利用前述电极对夹持前述工件进行加压，并将借由重复由前述焊接电源电路实现的通电控制和通电暂停交替的多个周期生成的脉冲状的焊接电流提供给前述工件，同时在前述通电控制中，在峰值维持区间中将前述焊接电流维持在设定的峰值电流范围内。前述喷溅检测方法的特征在于，具备：获取每个前述周期的前述峰值维持区间中的前述电压传感器的电压检测值的工序，以及基于第N周期(N是2以上的整数)的前述峰值维持区间中的前述电压检测值和第M周期(M是小于N的整数)的前述峰值维持区间中的前述电压检测值的差值来判定喷溅的产生的有无的工序。

(2)在此情况下，优选为，前述第M周期是前述第N周期的前一个周期。

(3)在此情况下，优选为，前述喷溅检测方法具备对每个前述周期算出前述峰值维持区间中的前述电压检测值的平均值的工序，当前述第M周期的前述平均值减去前述第N周期的前述平均值所得的平均差值大于预定第一阈值时，判定喷溅已经产生。

(4)本发明的喷溅检测方法是一种对借由使用焊接装置来接合作为多个板材的层压体的工件时的喷溅的产生进行检测的方法，所述焊接装置具备电极对、与该电极对连接的焊接电源电路、及检测流过前述焊接电源电路中的电压的电压传感器。在使用前述焊接装置的点焊方法中，利用前述电极对夹持前述工件进行加压，并将借由重复由前述焊接电源电路实现的通电控制和通电暂停交替的多个周期生成的脉冲状的焊接电流提供给前述工件，同时在前述通电控制中，在峰值维持区间中将前述焊接电流维持在设定的峰值电流范围内。前述喷溅检测方法的特征在于，具备：获取每个前述周期的前述峰值维持区间中的前述电压传感器的电压检测值的工序，以及基于相对于前述电压检测值的周期数变化的减少速度来判定喷溅的产生的有无的工序。

(5)在此情况下，优选为，前述喷溅检测方法具备对每个前述周期算出前述峰值维持区间中的前述电压检测值的平均值的工序，当相对于前述平均值的前述周期数变化的减少速度大于预定第二阈值时，判定喷溅已经产生。

(发明的效果)

(1)由工件、夹持此工件的电极对、及与这些电极对连接的焊接电源电路组成的电路可以认为是与工件对应的电阻元件和与焊接电源电路对应的电感元件串联而成的RL串联电路。因此，当借由重复由焊接电源电路实现的通电控制和通电暂停交替的多个周期将随时间变化的脉冲状的焊接电流提供给工件时，在焊接电源电路所设置的电压传感器中，受到电感元件的影响，无法检测电极对之间的电压、即工件的电压。因此，在本发明中，获取每个周期的将焊接电流维持在设定的峰值电流范围内的峰值维持区间中的电压传感器的电压检测值，以及基于第N周期的峰值维持区间中的电压检测值和第N周期之前的第M周期的峰值维持区间中的电压检测值的差值来判定喷溅的产生的有无。在这样的峰值维持区间中，由于焊接电流的时间变化很小，因此即使是焊接电源电路所设置的电压传感器也可以忽略电感元件的影响来检测工件的电压。因此，根据本发明，在提供焊接电流的期间，焊接电源电路所设置的电压传感器可以检测因喷溅的产生而导致的工件的电压下降，从而可以检测喷溅的产生。

(2)在连续提供多个周期的上述脉冲状的焊接电流的情况下，即使不产生喷溅，工件的电压也会逐渐变化。因此，在本发明中，借由利用此第N周期前一个的第M周期(即M＝N-1)的峰值维持区间中的电压检测值来作为第N周期的峰值维持区间中的电压检测值的比较对象，可以准确地判定喷溅的产生的有无以及喷溅已经产生的周期。

(3)在峰值维持区间中，焊接电流维持在峰值电流范围内，但略有变动。因此，在本发明中，对每个周期算出峰值维持区间中的电压检测值的平均值，并且当第M周期的平均值减去第N周期的平均值所得的差值大于预定第一阈值时，判定喷溅已经产生。借由这样使用峰值维持区间中的电压检测值的平均值，可以如上所述忽略因电流的微小变化而导致的影响来检测工件的电压，从而可以准确地判定喷溅的产生的有无以及喷溅已经产生的周期。

(4)在本发明中，获取每个周期的将焊接电流维持在设定的峰值电流范围内的峰值维持区间中的电压传感器的电压检测值，并且基于相对于此电压检测值的周期数变化的减少速度来判定喷溅的产生的有无。在这样的峰值维持区间中，由于焊接电流的时间变化很小，因此即使是焊接电源电路所设置的电压传感器也可以忽略电感元件的影响来检测工件的电压。因此，根据本发明，在提供焊接电流的期间，焊接电源电路所设置的电压传感器可以检测因喷溅的产生而导致的工件的电压下降，从而可以检测喷溅的产生。

(5)在本发明中，对每个周期算出峰值维持区间中的电压检测值的平均值，并且当相对于此平均值的周期数变化的减少速度大于预定第二阈值时，判定喷溅已经产生。借由这样使用峰值维持区间中的电压检测值的平均值，可以忽略因峰值维持区间中的电流的微小变化而导致的影响来检测工件的电压，从而可以准确地判定喷溅的产生的有无以及喷溅已经产生的周期。

附图说明

图1是绘示应用了本发明的实施方式的点焊方法和喷溅检测方法的焊接系统的构造的图。

图2是绘示焊接电源电路的电路构造的图。

图3是绘示在焊接电源电路中从逆变器电路输入至变压器的交流电压与对电极芯片对外加的焊接电流的关系的图。

图4是示意性地绘示焊接中的工件的剖面的图。

是绘示利用上电极芯片与下电极芯片夹持工件进行加压并对工件外加焊接电流的状态的图。

图5是绘示控制装置中的焊接电流控制的具体步骤的流程图。

图6是绘示利用图5的焊接电流控制实现的焊接电流的波形的图。

图7是绘示通电控制处理的具体步骤的流程图。

图8是绘示将产生喷溅前后的两个周期的电流检测值和电压检测值的波形的图。

图9是描绘峰值维持区间中的电压检测值的每个周期的平均值的图。

图10是绘示喷溅检测处理的第一例的具体流程的流程图。

图11是绘示在规定周期中持续提供焊接电流时形成的焊接直径与喷溅的产生时机的相关关系的图。

图12是绘示喷溅检测处理的第二例的具体流程的流程图。

具体实施方式

以下，针对本发明的一实施方式，参照图式加以说明。

图1是绘示应用了本实施方式的点焊方法和喷溅检测方法的焊接系统S的构造的图。

焊接系统S具备：点焊装置1，也就是焊接枪；工件W，也就是借由此点焊装置1接合的金属板的层压体；及，机器人6，用于支撑点焊装置1。

工件W是将多张金属板重叠而构成的层压体。在本实施方式中，针对将三张金属板从上方到下方按顺序重叠而构成的层压体来作为工件W的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，三张金属板也就是第一金属板W1、第二金属板W2及第三金属板W3。构成工件W的金属板的张数可以是两张，也可以是四张以上。另外，在下文中，针对第一金属板W1的厚度比第二金属板W2和第三金属板W3的厚度更薄、且第一金属板W1、第二金属板W2和第三金属板W3为相同金属的情况进行了说明，但本发明不限于此。只要这些金属板W1至W3中的至少一张金属板与其他金属板的刚性不同即可。

机器人6具备：机器人主体60，安装在地面上；铰接臂61，用于轴支撑此机器人主体60；及，机器人控制装置62，用于控制此机器人6。铰接臂61具备：第一臂部611，其基端侧由机器人主体60轴支撑；第二臂部612，其基端侧由第一臂部611轴支撑；第三臂部613，其基端侧由第二臂部612轴支撑；及，第四臂部614，其基端侧由第三臂部613轴支撑，并且其顶端侧安装点焊装置1。

机器人控制装置62借由驱动设置于机器人主体60及铰接臂61上的多个马达来驱动各臂部611至614，控制安装在第四臂部614上的点焊装置1的位置及方向，使设置于点焊装置1上的后述电极芯片21,26移动至工件W的接合部。

点焊装置1具备：焊接电源电路3，也就是焊接电流的供给源；枪主体2，搭载后述上电极芯片移动机构4及焊接电源电路3的一部分；作为一对电极的上电极芯片21及下电极芯片26，；上电极芯片支撑部22；上适配器主体23；枪臂25；下电极芯片支撑部27；及，下适配器主体28。

上电极芯片支撑部22是沿着垂直方向延伸的棒状，在其顶端部安装上电极芯片21。上适配器主体23是柱状，将枪主体2与上电极芯片支撑部22连接。上适配器主体23相对于枪主体2沿着与上电极芯片支撑部22的轴线平行的滑动方向滑动自如地设置。

枪臂25从枪主体2朝上电极芯片21的垂直方向下方侧弯曲延伸。下电极芯片支撑部27是与上电极芯片支撑部22同轴的棒状，在其顶端部安装下电极芯片26。下适配器主体28是柱状，将枪臂25的顶端部与下电极芯片支撑部27连接。如图1所示，下电极芯片26以相对于上电极芯片21沿着芯片支撑部22,27的轴线隔开预定的间隔相对向的方式，由下电极芯片支撑部27支撑。

上电极芯片移动机构4具备缸体及其控制装置等，使上适配器主体23与上电极芯片支撑部22及上电极芯片21一起沿着滑动方向进退。由此，可以在使下电极芯片26抵接于工件W的下表面的状态下使上电极芯片21抵接于工件W的上表面，还可以利用这些电极芯片21,26来夹持工件W，以进行加压。

图2是绘示焊接电源电路3的电路构造的图。焊接电源电路3具备：焊接控制电路3a；直流(Direct Current；DC)焊接变压器3b；电源缆线3c；电流传感器3d；及，电压传感器3e。焊接电源电路3经由电源线L1,L2连接于上电极芯片21及下电极芯片26。另外，如图1所示，在枪主体2上，搭载如上所述地构成的焊接电源电路3中的DC焊接变压器3b及电流传感器3d。另外，焊接电源电路3中的焊接控制电路3a搭载于与枪主体2分开的基台上，经由电源缆线3c而与DC焊接变压器3b连接。由此，能够减轻枪主体2的重量。

焊接控制电路3a具备转换器电路31、逆变器电路32及控制装置33。另外，DC焊接变压器3b具备变压器34及整流电路35。

转换器电路31将从三相电源30输入的三相电进行全波整流而转换成直流电，并将此直流电供给至逆变器电路32。

逆变器电路32将从转换器电路31输入的直流电转换成单相交流电，并经由电源缆线3C输出至变压器34。更具体地说，逆变器电路32具备桥接的四个开关元件。逆变器电路32借由根据从搭载于控制装置33的栅极驱动电路发送的栅极驱动信号打开或者关闭这些开关元件，来将直流电转换成单相交流电。

变压器34将从逆变器电路32输入的交流电进行变压并输出至整流电路35。整流电路35将从变压器34输入的交流电进行整流，将直流电输出至分别连接于电源线L1,L2的电极芯片21,26间。此整流电路35使用例如已知的全波整流电路，所述已知的全波整流电路是将两个整流二极管351,352与中心抽头353组合而构成的。

电流传感器3d检测从焊接电源电路3供给至芯片21,26的焊接电流。电流传感器3d设置于例如将整流电路35与上电极芯片21连接的电源线L1上，并将与流经此电源线L1的焊接电流的大小相应的电流检测信号发送至控制装置33。

电压传感器3e检测DC焊接变压器3b的二次侧(即芯片21,26侧)的电压。电压传感器3e与连接DC焊接变压器3b和芯片21,26的电源线L1,L2连接，并将与此电源线L1,L2之间的二次侧电压V2的大小相应的电压检测信号发送至控制装置33。

控制装置33具备：微型计算机，使用从电流传感器3d发送的电流检测信号和从电压传感器3e发送的电压检测信号来执行后述的焊接电流控制及喷溅检测处理等；及，栅极驱动电路等，根据此微型计算机的演算结果生成栅极驱动信号，并发送至逆变器电路32。

图3是绘示在如上所述的焊接电源电路3中从逆变器电路32输入至变压器34的交流电压Vt与外加至电极芯片21,26的焊接电流Iw的关系。

驱动逆变器电路32后，如图3所示，从逆变器电路32输出矩形波状的交流电压Vt。从逆变器电路32输出的交流电压在变压器34中进行变压，进一步在整流电路35中进行整流，直流的焊接电流Iw经由电极芯片21,26外加至工件W。

此处，如图3所示，相对于预定的载波周期T，交流电压Vt在Hi或者Lo期间的脉冲宽度PW比也就是占空比越大，焊接电流Iw越大。如下文参照图5及图6所说明，控制装置33，按照PI控制等已知的反馈控制规则来决定脉冲宽度PW，以使由电流传感器3d检测的焊接电源电路3的输出电流成为由未图示的处理设定的目标电流，并且在由此脉冲宽度PW设定的占空比下利用PWM控制打开或关闭驱动逆变器电路32中的多个开关元件。

接着，针对利用如上所述的焊接系统S接合工件W的点焊方法的顺序进行说明。

首先，如图1所示，机器人控制装置62借由驱动机器人主体60及铰接臂61来控制点焊装置1的位置及姿势，以便在上电极芯片21与下电极芯片26之间配置工件W。此时，机器人控制装置62控制点焊装置1的位置及姿势，以使下电极芯片26抵接于工件W的第三金属板W3的下表面。

接着，如图4所示，使用上电极芯片移动机构4，使上适配器主体23滑动，而使上电极芯片21接近下电极芯片26。在上电极芯片21接近下电极芯片26，并且与第一金属板W1的上表面抵接后，利用上电极芯片21与下电极芯片26夹持工件W，并对其加压。

接着，焊接电源电路3的控制装置33维持利用电极芯片21,26从两面对工件W进行加压的状态，利用参照图5说明的顺序来执行焊接电流控制，并在上电极芯片21与下电极芯片26之间流过脉冲状的焊接电流。由此，如图4所示，在第一金属板W1与第二金属板W2之间形成第一熔核N1，在第二金属板W2与第三金属板W3之间形成第二熔核N2，并焊接第一至第三金属板W1至W3。

图5是绘示控制装置33中的焊接电流控制的具体步骤的流程图。图6是绘示利用图5的焊接电流控制实现的焊接电流的波形的图。如图6所示，由进行图5的焊接电流控制而生成的焊接电流具有交替实现峰值维持区间及非峰值区间的脉冲状波形，所述峰值维持区间维持在设定的峰值电流范围内，所述非峰值区间从峰值电流范围内向底部电流(例如0)下降后再朝向峰值电流范围上升。即，图5的焊接电流控制，借由在多个周期(至少两个周期以上)中交替地执行通电控制及通电暂停来向工件W提供如图6所示的脉冲状波形的焊接电流，所述通电控制使焊接电流在从底部电流朝向峰值电流范围上升之后，维持在此峰值电流范围内，所述通电暂停使焊接电流从峰值电流范围朝向底部电流下降。而且，以下，将进行通电控制的区间称为通电控制区间，将进行通电暂停的区间称为通电暂停区间。

起初，在S1中，控制装置33将用于对提供给工件W的焊接电流脉冲的周期数(脉冲数)进行计数的计数器N的值设定为作为初始值的值0，并且转移至S2。

接下来，在S2中，控制装置33使计数器N仅增加值1，并且转移至S4(N＝N+1)。

接下来，在S4中，控制装置33执行通电控制处理，并且转移至S31。然后如参照图7所详细叙述，在此通电控制处理中，控制装置33在使焊接电流从底部电流朝向峰值电流范围上升之后，在预定时间内维持在峰值电流范围内。

接下来，在S31中，控制装置33判定S4的通电控制处理的S11(参照后述的图7)中获取的电流当前值Ipv是否在峰值电流范围内、即当前是否在峰值维持区间内。当S31的判定结果为“是”时，控制装置33转移至S32，而借由使用从电压传感器3e发送的电压检测信号来获取电压检测值Vpv，并且转移至S33。在S33中，控制装置33将在S32中获取的电压检测值Vpv与表示当前周期数的计数器N和当前时刻t一起存储在未图示的存储装置中，并且转移至S5。以下，将第N周期的峰值维持区间内的时刻t中的电压检测值称为Vpv(N,t)。而且，当S31的判定结果为“否”时，控制装置33不会获取和存储电压检测值Vpv，并且转移至S5。

接下来，在S5中，控制装置33判定是否经过了预定的斜率时间。如图5所示，此斜率时间是将电流上升时间与峰值维持时间加起来的时间固定为预设的时间，电流上升时间也就是焊接电流从底部电流到达峰值电流范围的上限值的时间，峰值维持时间也就是焊接电流维持在峰值电流范围内的时间，。即，此斜率时间由所有周期的焊接电流脉冲固定。当S5的判定结果为“否”时，控制装置33返回至S4继续执行通电控制处理；而当S5的判定结果为“是”时，转移至S6。

接下来，在S6中，控制装置33执行通电暂停处理，并且转移至S8。在此通电暂停处理中，控制装置33在预定的设定暂停时间(参照图6)内等待执行通电控制处理。在本实施方式中，说明了在固定的设定暂停时间内执行通电暂停的情况，但本发明不限于此。设定暂停时间例如也可以对应于焊接电流的检测值的有效值来设定。

接下来，在S8中，控制装置33判定计数器N是否达到了预设的规定周期数Nset。此规定周期数Nset相当于借由点焊装置1接合工件W的一点所需的焊接电流脉冲的周期数，根据工件W的厚度和材料特性等而预设。当S8的判定结果为“否”时，控制装置33返回至S2，而开始下一个周期的通电控制处理。而且，当S8的判定结果为“是”时，控制装置33转移至S9。而且，在本实施方式中，对继续提供焊接电流直至焊接电流脉冲的周期数达到预设的规定周期数Nset的情况进行了说明，但本发明不限于此。例如，可以自开始第一个周期的焊接电流控制起至经过预设的通电时间为止继续提供焊接电流。

接下来，在S9中，控制装置33在执行喷溅检测处理之后，结束图5的处理，以开始工件W的下一点或另一工件W的接合。然后如参照图9所详细叙述，在此喷溅检测处理中，基于存储在存储装置中的各周期的峰值维持区间中的电压传感器3e的电压检测值，判定提供焊接电流的期间是否产生喷溅、喷溅的产生时机、以及由喷溅的产生引起的产品的好坏。

如上所述，在焊接电流控制中，控制装置33借由在通电时间内重复执行通电控制处理(参照S4)与通电暂停处理(参照S6)来将如图6所示的脉冲状波形的焊接电流外加至电极芯片21,26间。

图7是绘示通电控制处理的具体步骤的流程图。

起初，在S11中，控制装置33借由使用从电流传感器3d发送的电流检测信号来获取电流当前值Ipv，并且转移至S12，电流当前值Ipv也就是焊接电流的当前值。在S12中，控制装置33设定相当于针对焊接电流的目标值的目标电流值Isp，并且转移至S14。如图6所示，目标电流值Isp设定为预定的电流上升斜率之间或者峰值电流范围的上限值与下限值之间。

在S14中，控制装置33借由从S12中设定的目标电流值Isp减去在S11中获取的电流当前值Ipv来算出电流偏差Idev，并且转移至S15。

在S15中，控制装置33根据基于在S14中算出的电流偏差Idev的反馈控制规则(具体地说，例如PI控制规则)，以电流偏差Idev为0来算出脉冲宽度PW，并且转移至S16。更具体地说，控制装置33借由将电流偏差Idev乘以预定的比例增益Kp所得的值加上电流偏差Idev的积分值乘以预定的积分增益Ki所得的值来算出脉冲宽度PW。

在S16中，控制装置33开始PW计数，并且转移至S17。在S17中，控制装置33打开设置于逆变器电路32上的开关元件，并且转移至S18。在S18中，控制装置33判定PW计数值是否为0，也就是在SI6中开始PW计数后是否经过相当于脉冲宽度PW的时间。当S18的判定结果为“否”时，控制装置33返回S17并且继续打开开关元件，而当S18的判定结果为“是”时，转移至S19。

在S19中，控制装置33关闭设置于逆变器电路32上的开关元件，并且转移至S20。在S20中，控制装置33判定在S17中打开开关元件后是否经过设定的载波周期。当S20的判定结果为“否”时，控制装置33返回S19并且继续关闭开关元件，而当S20的判定结果为“是”时，转移至图5的S5。

接着，针对执行如上所述的焊接电流控制而生成的焊接电流的波形，参照图6加以详细说明。

起初，在时刻t1至t3之间，控制装置33重复执行图7所示的通电控制处理，直至经过预先设定的斜率时间。如参照图7所说明，在此通电控制处理中，设定目标电流值Isp，并利用PI控制决定脉冲宽度PW，以便经由电流传感器3d获取的电流当前值Ipv成为目标电流值Isp，在此脉冲宽度PW下利用PWM控制来驱动逆变器电路32。由此，如图6所示，在时刻t1以后，焊接电流从底部电流朝峰值电流范围上升，在时刻t2达到峰值电流范围的上限值。然后在时刻t2以后的通电控制区间结束时，焊接电流利用控制装置33中的PI控制来维持在峰值电流范围内。即，时刻t2至t3之间是将焊接电流维持在峰值电流范围内的峰值维持区间。而且，每个周期的此峰值维持区间的电压传感器3e的电压检测值存储在存储装置中(参照图5的S31至S33)。然后在时刻t3，对应于在时刻t1开始电流控制处理后经过了预设的斜率时间(参照S5)，控制装置33结束通电控制处理(参照S4)，并开始通电暂停处理(参照S6)。

借由执行如上所述的通电控制处理来对工件W外加维持在峰值电流范围内的焊接电流。由此，如图4所示，分别在第一金属板W1与第二金属板W2间及第二金属板W2与第三金属板W3间促进熔核N1,N2的成长。此处，如图4所示，由于第一金属板W1的厚度比第二金属板W2及第三金属板W3的厚度更薄，因此，第一金属板W1容易在加压下变形。因此，第一金属板W1与第二金属板W2间的接触面积比第二金属板W2与第三金属板W3间的接触阻抗更大。因此，第一金属板W1与第二金属板W2间的接触阻抗比第二金属板W2与第三金属板W3间的接触阻抗更小。因此，第一金属板W1与第二金属板W2间的因流过焊接电流利用接触阻抗产生的焦耳热比第二金属板W2与第三金属板W3间的更大。因此，在峰值状态下，在第二金属板W2与第三金属板W3间生成的熔核N2的成长速度比在第一金属板W1与第二金属板W2间生成的熔核N1的成长速度更快。

返回图6，在时刻t3至t5之间，控制装置33执行通电暂停处理(参照图5的S6)。在此通电暂停处理中，控制装置33在经过了预定的设定暂停时间之前，停止逆变器电路32的驱动，并且暂停通电控制。由此，在时刻t3以后，焊接电流朝向底部电流快速下降，在时刻t4到达底部电流。然后在时刻t5，对应于在时刻t3开始通电暂停后经过了设定暂停时间，控制装置33结束通电暂停处理，并开始下一个周期的通电控制处理。由此，在时刻t5以后，焊接电流从底部电流朝峰值电流范围再次上升。

借由执行如上所述的通电暂停处理，在经过了设定暂停时间之前停止逆变器电路32的驱动。因此，在进行通电暂停处理时，焊接电流维持在限制于峰值电流范围的下限值以下的状态，因此，各金属板之间生成的熔核N1,N2利用散热而冷却。此处，如上所述，第一金属板W1的厚度比第二金属板W2及第三金属板W3的厚度更薄。因此，第二金属板W2与第三金属板W3间的散热比第一金属板W1与第二金属板W2间的散热更小。在维持将焊接电流维持限制于峰值电流范围以下的状态时，由熔核N2的散热实现的冷却量比由熔核N1的散热实现的冷却量更大。如上所述，由于峰值状态中的熔核N2的成长速度比熔核N1的成长速度更快，因此，借由在这样的设定暂停时间内维持焊接电流限制于峰值电流范围以下的状态，并促进熔核N2的冷却，可以在第二金属板W2与第三金属板W3间抑制飞溅产生。

图8是绘示将产生喷溅前后的两个周期的电流检测值Ipv和电压检测值Vpv的波形的图。

如果在将焊接电流提供给工件W期间产生喷溅，由于工件W的电阻急剧减少，所以工件W的电压会下降。因此，如果可以检测到工件W的电压急剧下降，则也可以检测到喷溅的产生。

另一方面，在从点焊装置1将焊接电流提供给工件W时，由工件W和包含芯片21,26与焊接电源电路3等的点焊装置1组成的电路可以认为是与工件W对应的电阻元件和与焊接电源电路3及焊枪臂25等对应的电感元件串联而成的RL串联电路。因此，当借由重复由焊接电源电路实现的通电控制处理和通电暂停处理交替的多个周期将随时间变化的脉冲状的焊接电流提供给工件时，在焊接电源电路所设置的电压传感器中，由于受到电感元件的影响，所以无法只检测工件W的电压。

因此，如图8所示，在焊接电流的变动较大的非峰值区间中，由于除了工件W的电压之外，电压传感器3e的电压检测值Vpv还包括与焊接电流的变化速度成比例的电感元件中的电压下降量，因此无法检测因喷溅的产生而导致的电压检测值Vpv的急剧下降。与此相对，在峰值维持区间中，由于可以忽略焊接电流的时间变化较小的电感元件的影响，因此，如图8所示，在产生喷溅前后与非峰值区间进行比较，电压检测值Vpv显着下降。

因此，在喷溅检测处理中，基于借由图5的S31至S33中的处理获取的每个周期的峰值维持区间中的电压传感器3e的电压检测值Vpv，来判定喷溅的产生的有无。

图9是描绘峰值维持区间中的电压检测值Vpv的每个周期的平均值的图。而且，在图9中绘示了在第nx周期产生了喷溅的情况。如图9所示，峰值维持区间中的电压检测值Vpv的每个周期的平均值从喷溅产生之前到之后大幅下降。

如参照图8所说明，在喷溅产生前后，峰值维持区间内的电压检测值Vpv大幅变化。但是，在峰值维持区间内，由于焊接电流也会在峰值电流范围内变动，因此电压检测值Vpv也会变动。因此，作为瞬时值的电压检测值Vpv不能准确地判定喷溅的产生。与此相对，如图9所示，借由使用峰值维持区间中的电压检测值Vpv的每个周期的平均值，可以使因喷溅的产生而导致的变化更加明显。

因此，在喷溅检测处理中，基于借由图5的S31至S33中的处理获取的每个周期的峰值维持区间中的电压传感器3e的电压检测值Vpv，算出峰值维持区间中的电压检测值Vpv的每个周期的平均值，然后基于这些每个周期的平均值，来判定喷溅的产生的有无。

图10是绘示喷溅检测处理的第一例的具体流程的流程图。

起初，在S51中，控制装置33将对周期数进行计数的计数器N设定为作为初始值的值1，并且转移至S52。

接下来，在S52中，控制装置33使计数器N仅增加值1，并且转移至S53(N＝N+1)。

接下来，在S53中，控制装置33将第N周期作为目标周期，并将此目标周期的峰值维持区间内的各时刻中的电压检测值(Vpv(N,t1),Vpv(N,t2),...)和目标周期之前的第M周期(M是小于N的整数)、更具体为目标周期的前一个周期的第N-1周期的峰值维持区间内的各时刻中的电流压测值(Vpv(N-1,t1),Vpv(N-1,t2),...)从未图示的存储设备读出，并且转移至S54。

接下来，在S54中，控制装置33基于在S53中读出的数据，算出第N周期的峰值维持区间中的电压检测值的平均值Vav(N)和第N-1周期的峰值维持区间中的电压检测值的平均值Vav(N-1)，并且转移至S55。

在S55中，控制装置33借由将第N-1周期的峰值维持区间中的电压检测值的平均值Vav(N-1)减去第N周期的峰值维持区间中的电压检测值的平均值Vav(N)，算出平均差值dV(N)，将其存储在未图示的存储装置中，并且转移至S56。

接下来，在S56中，控制装置33判定计数器N是否达到了规定周期数Nset。当S56的判定结果为“否”时，控制装置33返回至S52；而当S56的判定结果为“是”时，转移至S57。

接下来，在S57中，控制装置33判定Nset-1个周期的平均差值dV(2),...,dV(Nset)中是否存在超过预设第一阈值dVth的差值，以判定是否产生喷溅。

当S57的判定结果为“否”时，即Nset-1个周期的平均差值dV(2),...,dV(Nset)均小于第一阈值dVth，控制装置33转移至S58，而判定没有喷溅的产生，并且转移至S59。在S59中，控制装置33判定借由接合工件W来制造的产品的质量良好，结束图8的处理。

而且，当S57的判定结果为“是”时，即Nset-1个周期的平均差值dV(2),...,dV(Nset)中的至少任一个超过第一阈值dVth，控制装置33转移至S60，而检测到喷溅的产生，并且转移至S61。

在S61中，控制装置33计算相当于产生了喷溅的时机的喷溅产生周期P，并且转移至S62。更加具体地，控制装置33获取Nset-1个周期的平均差值dV(2),...,dV(Nset)中的超过第一阈值dVth的周期，并将该周期设为喷溅产生周期P。其中，若Nset-1个周期的平均差值dV(2),...,dV(Nset)中存在多个超过第一阈值dVth的周期，则优选将最后超过第一阈值dVth的周期设为喷溅产生周期P。

在S62中，控制装置33判定喷溅产生周期P是否小于在2至Nset之间设定的周期阈值Pth，以基于喷溅的产生时机判定产品的质量好坏。

图11是绘示在规定周期Nset中持续提供焊接电流时形成的焊接直径(即，焊接强度)与喷溅的产生时机的相关关系的图。如图11所示，喷溅的产生时机越晚，则焊接最终形成的焊接直径越小，因此焊接强度也越低。一般认为这是因为如果喷溅的产生时机为焊接初期，后续的通电可能导致焊接直径的增长；而如果喷溅的产生时机为焊接后期，后续的通电可能导致焊接直径增长不足。

返回至图10，当S62的判定结果为“是”时，即喷溅产生周期P早于周期阈值Pth，控制装置33转移至S59，而判定产品质量良好，并且结束图10的处理。而且，当S62的判定结果为“否”时，即喷溅产生周期P晚于周期阈值Pth，控制装置33移至S63，而判定产品质量不良，并且结束图10的处理。

而且，优选为，对于借由上述喷溅检测处理判定为产品的质量不良的产品，借由目视等重新确认其质量。

图12是绘示喷溅检测处理的第二例的具体流程的流程图。而且，在图12所示的处理中，S71至S74、S76、S78至S83分别与图10所示的处理的S51至S54、S56、S58至S63相同，因此省略说明。

在S75中，控制装置33基于第N周期和第N-1周期的峰值维持区间中的电压检测值的平均值Vav(N),Vav(N-1)，算出相对于平均值Vav(N)的周期数变化的减少速度V'(N)，将其存储在未图示的存储装置中，并且转移至S76。更加具体地，控制装置33借由将第N-1周期的平均值Vav(N-1)减去第N周期的平均值Vav(N)的值除以预定时间来算出减少速度V'(N)。

在S77中，控制装置33判定Nset-1个周期的减少速度V'(2),...,V'(Nset)中是否存在超过预设第二阈值V'th的减少速度，以判定是否产生喷溅。

当S77的判定结果为“否”时，即Nset-1个周期的减少速度V'(2),...,V'(Nset)均小于第二阈值V'th，控制装置33转移至S78。而且，当S77的判定结果为“是”时，即Nset－1个周期的减少速度V'(2),...,V'(Nset)中的至少任一个超过第二阈值V'th，控制装置33转移至S80。

根据本实施方式的喷溅检测方式，起到如下的效果：

(1)由工件W、夹持此工件W的电极芯片对21,26、及与这些电极芯片对21,26连接的焊接电源电路3组成的电路可以认为是与工件W对应的电阻元件和与焊接电源电路3对应的电感元件串联而成的RL串联电路。因此，当借由重复由焊接电源电路3实现的通电控制和通电暂停交替的多个周期将随时间变化的脉冲状的焊接电流提供给工件W时，在焊接电源电路3所设置的电压传感器3e中，受到电感元件的影响，无法检测电极芯片对21,26之间的电压、即工件W的电压。因此，在本实施方式中，获取每个周期的将焊接电流维持在设定的峰值电流范围内的峰值维持区间中的电压传感器3e的电压检测值Vpv，以及基于第N周期的峰值维持区间中的电压检测值(Vpv(N,t1),Vpv(N,t2),...)和第N周期之前的第M周期的峰值维持区间中的电压检测值(Vpv(M,t1),Vpv(M,t2),...)的差值来判定喷溅的产生的有无。在这样的峰值维持区间中，由于焊接电流的时间变化很小，因此即使是焊接电源电路3所设置的电压传感器3e也可以忽略电感元件的影响来检测工件W的电压。因此，根据本实施方式，在提供焊接电流的期间，焊接电源电路3所设置的电压传感器3e可以检测因喷溅的产生而导致的工件W的电压下降，从而可以检测喷溅的产生。

(2)在连续提供多个周期的上述脉冲状的焊接电流的情况下，即使不产生喷溅，工件W的电压也会逐渐变化。因此，在本实施方式中，借由利用此第N周期前一个的第M周期(即M＝N-1)的峰值维持区间中的电压检测值来作为第N周期的峰值维持区间中的电压检测值的比较对象，可以准确地判定喷溅的产生的有无以及喷溅已经产生的周期。

(3)在峰值维持区间中，焊接电流维持在峰值电流范围内，但略有变动。因此，在实施方式明中，对每个周期算出峰值维持区间中的电压检测值的平均值，并且当第N-1周期的平均值Vav(N-1)减去第N周期的平均值Vav(N)所得的差值dV(N)大于预定第一阈值dVth时，判定喷溅已经产生。借由这样使用峰值维持区间中的电压检测值的平均值，可以如上所述忽略因电流的微小变化而导致的影响来检测工件W的电压，从而可以准确地判定喷溅的产生的有无以及喷溅已经产生的周期。

(4)在本实施方式中，获取每个周期的将焊接电流维持在设定的峰值电流范围内的峰值维持区间中的电压传感器3e的电压检测值，并且基于相对于此电压检测值的周期数变化的减少速度来判定喷溅的产生的有无。在这样的峰值维持区间中，由于焊接电流的时间变化很小，因此即使是焊接电源电路3所设置的电压传感器3e也可以忽略电感元件的影响来检测工件W的电压。因此，根据本实施方式，在提供焊接电流的期间，焊接电源电路3所设置的电压传感器3e可以检测因喷溅的产生而导致的工件W的电压下降，从而可以检测喷溅的产生。

(5)在本实施方式中，对每个周期算出峰值维持区间中的电压检测值的平均值Vav(N)，并且当相对于此平均值Vav(N)的周期数变化的减少速度V'(N)大于预定第二阈值V'th时，判定喷溅已经产生。借由这样使用峰值维持区间中的电压检测值的平均值Vav(N)，可以忽略因峰值维持区间中的电流的微小变化而导致的影响来检测工件W的电压，从而可以准确地判定喷溅的产生的有无以及喷溅已经产生的周期。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。可以在本发明的主旨范围内对细节的构造进行适当变更。

而且，在上述实施方式中，对在规定周期Nset内提供焊接电流之后执行喷溅检测处理，来检测喷溅的产生的情况进行了说明，但执行喷溅检测处理的时机不限于此。如上所述，在本发明的喷溅检测处理中，基于目标周期的峰值维持区间中的电压传感器3e的电压检测值Vpv的平均值，来检测喷溅的产生，由此能够在提供焊接电流的同时执行喷溅检测处理。

附图标记

S：焊接系统

W：工件

1：点焊装置

2：焊枪主体

21：上电极芯片

26：下电极芯片

3：焊接电源电路

3a：焊接控制电路

3b：DC焊接变压器

3d：电流传感器

3e：电流传感器

31：转换器电路

32：逆变器电路

33：控制装置

34：变压器

35：整流电路

L1,L2：电力线

Claims (5)

1.一种喷溅检测方法，对借由使用焊接装置来接合作为多个板材的层压体的工件时的喷溅的产生进行检测，所述焊接装置具备电极对、与该电极对连接的焊接电源电路、及检测前述焊接电源电路中的电压的电压传感器，其特征在于，

在使用前述焊接装置的点焊方法中，利用前述电极对夹持前述工件进行加压，并将借由重复由前述焊接电源电路实现的通电控制和通电暂停交替的多个周期生成的脉冲状的焊接电流提供给前述工件，同时在通电控制中，在峰值维持区间中将前述焊接电流维持在设定的峰值电流范围内，并且，

前述喷溅检测方法具备：

获取每个前述周期的前述峰值维持区间中的前述电压传感器的电压检测值的工序，以及

基于第N周期(N是2以上的整数)的前述峰值维持区间中的前述电压检测值和第M周期(M是小于N的整数)的前述峰值维持区间中的前述电压检测值的差值来判定喷溅的产生的有无的工序。

2.根据权利要求1所述的喷溅检测方法，其中，前述第M周期是前述第N周期的前一个周期。

3.根据权利要求2所述的喷溅检测方法，其中，具备对每个前述周期算出前述峰值维持区间中的前述电压检测值的平均值的工序，

当前述第M周期的前述平均值减去前述第N周期的前述平均值所得的平均差值大于预定第一阈值时，判定喷溅已经产生。

4.一种喷溅检测方法，对借由使用焊接装置来接合作为多个板材的层压体的工件时的喷溅的产生进行检测，所述焊接装置具备电极对、与该电极对连接的焊接电源电路、及检测前述焊接电源电路中的电压的电压传感器，其特征在于，

在使用前述焊接装置的点焊方法中，利用前述电极对夹持前述工件进行加压，并将借由重复由前述焊接电源电路实现的通电控制和通电暂停交替的多个周期生成的脉冲状的焊接电流提供给前述工件，同时在通电控制中，在峰值维持区间中将前述焊接电流维持在设定的峰值电流范围内，并且，

前述喷溅检测方法具备：

获取每个前述周期的前述峰值维持区间中的前述电压传感器的电压检测值的工序，以及

基于相对于前述电压检测值的周期数变化的减少速度来判定喷溅的产生的有无的工序。

5.根据权利要求4所述的喷溅检测方法，其中，具备对每个前述周期算出前述峰值维持区间中的前述电压检测值的平均值的工序，

当相对于前述平均值的前述周期数变化的减少速度大于预定第二阈值时，判定喷溅已经产生。