JP2010069507A - 抵抗溶接制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗溶接において、電極の磨耗が進行しても、チリの発生しない状態で適正ナゲット径を形成すること。
【解決手段】複数枚の被溶接材２を一対の電極１ａ、１ｂによって加圧し、所定の溶接電流Ｉｗを所定の溶接期間Ｔｗｒだけ通電して溶接する抵抗溶接制御方法において、前記溶接期間Ｔｗｒ経過時点での前記電極間の抵抗値Ｒｗを算出し、 この抵抗値Ｒｗが基準値Ｒｔｒ未満であるときは溶接を終了し、この抵抗値Ｒｗが基準値Ｒｔｒ以上であるときは溶接期間を延長し、この延長期間中の電極間抵抗値Ｒｗが基準値Ｒｔｒ未満になったときに溶接を終了する。溶接期間Ｔｗｒが経過した時点での電極間抵抗値Ｒｗがナゲット径と相関関係にあるために、この値によって適正ナゲット径の形成を保証している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電極間抵抗値を利用して適正ナゲット径を形成するための抵抗溶接制御方法に関するものである。

複数枚重ねた被溶接材を一対の電極によって加圧・通電して溶接する抵抗溶接において、溶接部の良好な品質を得るためには、ナゲット径が適正範囲内で形成されることが重要である。一般的に、抵抗溶接には定電流の交流又は直流の溶接電流が使用される。すなわち、少なくとも１回の溶接中の溶接電流値は一定値である。溶接電流が交流であるときは実効値が一定であることを意味している。ナゲット径は、溶接電流値、溶接期間、電極形状、加圧力等の溶接条件によって定まる。したがって、適正なナゲット径を形成するためには、被溶接材の材質、板厚、重ね枚数等の被溶接材条件に応じて上記の溶接条件を適正値に設定する必要がある。

抵抗溶接では、自動車ボディのように１つのワークに数多くの溶接個所があり、そして次々と流れてくるワークを溶接するケースが多い。このときに、各溶接個所の被溶接材の材質、板厚、重ね枚数等の被溶接材条件が同一であれば、溶接電流値、溶接期間、電極形状、加圧力等の溶接条件も同一になる。そして、この状態で数百〜数千個所の溶接を行うことが多い。連続した溶接中において、電極の被溶接材接触面が次第に磨耗して接触面積が初期状態よりも広くなる。接触面積が広くなった状態で同一値の溶接電流を通電すると、被溶接材を通電する電流密度が低くなり溶接部の温度上昇が低くなるために、ナゲット径が小さくなる。このために、電極の磨耗が著しく進行した場合には、電極の研磨又は交換を行う必要がある。この研磨又は交換を行う間隔は、溶接条件等によって異なるが数百〜数千回の溶接ごとである。この研磨又は交換後の溶接の繰り返しに伴って電極の磨耗は徐々に進行する。このために、予め定めた回数の溶接を行うと溶接電流値を増加させて、電極磨耗による電流密度の低下を補償する機能（ステッパー機能）を装備した抵抗溶接装置が従来から使用されている。

図７は、このステッパー機能を示す溶接回数に対する溶接電流値Ｉｗの変化パターン図である。溶接回数０〜５００回をステップＳＴ１とし、５０１〜１０００回をステップＳＴ２とし、１００１〜１３５０回をステップＳＴ３とし、１３５１〜２０００回をステップＳＴ４として設定する。少なくともステップＳＴ１〜ＳＴ４の間は電極の研磨又は交換は行わない。そして、同図に示すように、ステップが新しくなる時点で、溶接電流値Ｉｗを階段状に増加させる。上記の各ステップの溶接回数及び電流増加値は、被溶接材条件及び溶接条件に応じて予め試験等によって設定する。このようにすることによって、電極磨耗の進行に伴いナゲット径が適正範囲よりも小さくなることを防止することができる。

上述したステッパー機能においては、上述した溶接電流変化パターンを予め適正値に設定する必要がある。このために、数多くの被溶接材条件及び溶接条件に対応させて溶接電流変化パターンを試験等によって算出するには多くの時間とコストが必要になる。さらに、実施工においては電極磨耗の進行状態にはバラツキがあるために、予め定めた溶接電流変化パターンが常に適正であるとは言えない。これらの問題を解決する方法として以下に説明する従来技術１、２等が提案されている。

［従来技術１（特許文献１参照）］
従来技術１では、溶接部の抵抗値を電極間電圧値／溶接電流値によって算出し、この抵抗値の変化から溶接中のチリの発生の有無を判別して、チリ発生回数のカウントを行う。そして、カウントされたチリ発生回数を予め定めた最適チリ発生回数と比較し、前者＞後者なら溶接電流値を低下させ、前者＜後者なら溶接電流値を増大させるものである。１回の溶接においてチリが発生する溶接電流値の条件は、適正範囲のナゲット径を形成するための上限値ぎりぎり又は上限値を超えた条件である。したがって、複数回の溶接においてチリの発生した溶接の回数が予め定めた目標回数になるように溶接電流値を増減することによって、平均的なナゲット径を適正範囲の上限内に収めることができる。この従来技術１によれば、チリ発生回数によって溶接電流値は自動的に増減するので、上述した溶接電流変化パターンを予め設定する必要はない。また、電極磨耗の進行状態にバラツキが生じても、チリ発生回数によって溶接電流値は適正化される。

［従来技術２（特許文献２参照）］
従来技術２では、１回の溶接中は一定の溶接電流値Ｉｗで溶接を行うと共に、溶接中は熱伝道計算によって溶接部温度推定値の最高値Ｔcmを算出し、この溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが予め定めた下限基準値Ｔta以下であったときは、溶接電流値Ｉｗを増加させて次の溶接を行い、以後この動作を繰り返す抵抗溶接制御方法である。この方法では、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmがチリの発生、適正ナゲット径等の溶接品質と相関関係にあることを利用している。この従来技術２では、溶接電流変化パターンが自動的に適正化されるために、電極磨耗が進行してもチリの発生しない状態で適正ナゲット径を形成することができる。

特開平６−７１４５７号公報 特開２００６−６１９６２号公報

上述した従来技術１では、電極間抵抗値の変化量から算出される複数回の溶接における平均チり発生回数が目標値に一致するように溶接電流値を増減する。このために、チリが発生した溶接部が複数回含まれることが前提となっている。しかし、溶接部にチリが発生することは、溶接品質上好ましい状態ではない。すなわち、良好な溶接品質とは、ナゲット径が適正範囲であり、かつ、チリが発生しないことである。従来技術１では、全ての溶接部においてチリが発生しないように制御することは原理的にできないという課題があった。さらに、溶接中の電極間抵抗値の変化量は、被溶接材と電極との接触角度によって大きく影響を受けるために、この接触角度がバラツクとチりの発生を誤検出することになり、上述した制御がうまく動作しなくなる。接触角度は、被溶接材の加工精度、固定精度、電極の磨耗による変形状態等によってバラツキを伴うので、従来技術１においては大きな課題であった。

また、上述した従来技術２においては、溶接部温度推定値を熱伝導計算によって精度よく算出することが前提条件となる。しかし、一般的に熱伝導計算には堅い処理能力を有するマイクロプロセッサが必要となり、コストが高くなるという課題があった。さらに、熱伝導計算を行うための溶接部モデルを形成するためには、種々の物理量に関するパラメータを同定する必要がある。これらのパラメータは、被溶接材条件が異なれば異なる値となるので、数多くの被溶接材条件に応じてパラメータを同定することには多くの試験及び多額の費用が必要であるという課題もあった。

そこで、本発明では、電極が磨耗してもチリの発生しない状態で適正ナゲット径を形成することができ、高速な処理能力を有するマイクロプロセッサを使用する必要もなく、かつ、被溶接材条件に対応するための多くの試験を行う必要もない、抵抗溶接制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、
複数枚の被溶接材を一対の電極によって加圧し、所定の溶接電流を所定の溶接期間通電して溶接する抵抗溶接制御方法において、
前記溶接期間経過時点での前記電極間の抵抗値を算出し、
この抵抗値が予め定めた基準値未満であるときは溶接を終了し、
この抵抗値が前記基準値以上であるときは溶接期間を延長し、この延長期間中の電極間抵抗値が前記基準値未満になったときに溶接を終了する、
ことを特徴とする抵抗溶接制御方法である。

第２の発明は、前記溶接を延長している期間が予め定めた最大延長期間に達したときは溶接を終了する、ことを特徴とする第１の発明記載の抵抗溶接制御方法である。

第３の発明は、前記溶接期間が延長されたときは、次の溶接個所における前記溶接電流値を所定値だけ増加させて溶接を行う、
ことを特徴とする第１又は第２の発明記載の抵抗溶接制御方法である。

上記第１の発明によれば、所定の溶接期間経過時点での電極間抵抗値が基準値未満であるときは溶接を終了し、以上であるときは未満になるまで溶接期間を延長して溶接を行う。所定の溶接期間とは、電極の磨耗が少ない状態のときに適正なナゲット径が得られるように設定された溶接期間である。これにより、電極磨耗の状態に応じて溶接期間が延長されるので、常に適正ナゲット径を得ることができる。このときに、延長期間は適正ナゲット径が得られるための必要最小限の値であるために、過剰な入熱になることがなく、チリの発生を抑制することができる。さらに、第１の発明では、電極間抵抗値を算出する必要があるが、この算出のためには高速な演算処理は必要ない。さらに、第１の発明では、従来と同様に、適正ナゲット径が得られる溶接電流値及び溶接期間を試験によって設定し、このときに溶接期間が終了する時点での電極間抵抗値を算出し、この算出地から上記の基準値を設定すれば良いので、従来の試験に追加される工数は少ない。

また、上記第２の発明によれば、第１の発明の効果に加えて、溶接期間の延長が最大延長期間に達したときは、溶接状態が異常であると判断して溶接を早期に終了させることができる。このために、溶接状態の異常を早期に発見することができ、溶接の復旧を迅速に行うことができる。

また、上記第３の発明によれば、第１及び第２の発明の効果に加えて、溶接期間が延長されたときは、次の溶接個所における溶接電流値を所定値だけ増加させて溶接を行うことによって、電極の磨耗が進行しても所定の溶接期間で適正ナゲット径を形成することができる。このために、溶接期間を延長する溶接個所は少なくてすむので、生産効率を低下させることがない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る抵抗溶接制御方法の原理を説明するための図である。同図において、横軸は溶接経過時間（ｃｙｃ）を示し、縦軸は電極間抵抗値を示す。同図は１回の溶接中における電極間抵抗値の変化を示している。溶接経過時間は、慣例により、商用電源の１周期（１／５０又は１／６０）を１サイクルとして表している。以下、同図を参照して説明する。

同図に示すように、電極によって被溶接材が加圧されて通電が開始された直後の初期状態においては、被溶接材相互の接触状態及び被溶接材と電極との接触状態が次第に安定するので、電極間抵抗値は急減する。その後、被溶接材の温度が上昇するのに伴い、電極間抵抗値は次第に増加する。そして被溶接材の溶融が始まり、ナゲットが成長しだす溶接中期から終期において、ナゲット径（軟化部）が広がり、電流密度が低下するのに伴って、電極間抵抗値は次第に減少する。

上記の電極間抵抗値の変化は、、電極と被溶接材との接触角度、接触面積等のバラツキによって影響を受ける。すなわち、溶接中期における電極間抵抗値の増加カーブ及び溶接終期における電極間抵抗値の減少カーブは、電極と被溶接材との接触角度、接触面積等によって変動することになる。しかし、同図に示す溶接終了時点での電極間抵抗値（以下、所定期間経過時抵抗値Ｒｅという）は、電極と被溶接材との接触角度、接触面積等によらず、ナゲット径と相関関係にあることを発明者らは見出した。所定期間経過時抵抗値Ｒｅは、予め定めた溶接期間が経過して溶接を終了する直前の電極間抵抗値である。所定期間経過時抵抗値Ｒｅとナゲット径とが相関関係になる理由は、以下のとおりである。すなわち、溶接終期においては電極と接触する被溶接材の部分はほぼ軟化しているために、電極と軟化部分とが十分に接触した状態になり、所定期間経過時抵抗値Ｒｅはナゲットの大きさ（直径）と反比例関係になるためである。

図２は、上述した所定期間経過時抵抗値Ｒｅとナゲット径との相関関係を例示するための図である。同図において、横軸は溶接回数を示し、左の縦軸は所定期間経過時抵抗値Ｒｅを示し、右の縦軸はナゲット径を示す。同図は電極の交換及び研磨をしないで溶接を継続したときの実線で示す所定期間経過時抵抗値Ｒｅ及び破線で示すナゲット径の変化を示す。同図は、被溶接材には亜鉛メッキ鋼板０．８ｍｍの２枚重ねを使用し、溶接電流7000Ａ、溶接期間１４サイクルで抵抗溶接を行った場合である。以下、同図を参照して説明する。

同図に示すように、溶接回数が多くなるのに伴い、電極の磨耗が進行して、ナゲット径は次第に小さくなる。同時に、所定期間経過時抵抗値Ｒｅは次第に大きくなる。したがって、ナゲット径と所定期間経過時抵抗値Ｒｅとは相関関係にある。このために、ナゲット径を検出する代用として、所定期間経過時抵抗値Ｒｅを使用することができる。

したがって、本発明の実施の形態１に係る抵抗溶接制御方法では、電極磨耗が進行しても適正ナゲット径を得るために以下のような制御を行う。
（１）予め定めた溶接電流及び予め定めた溶接期間で抵抗溶接を行う。
（２）溶接期間終了時点での電極間抵抗値を所定期間経過時抵抗値Ｒｅとして算出する。
（３）この所定期間経過時抵抗値Ｒｅが基準抵抗値Ｒｔ未満のときは溶接を終了する。
（４）所定期間経過時抵抗値Ｒｅが上記の基準抵抗値Ｒｔ以上であるときは、溶接期間を延長し、この延長期間中の電極間抵抗値を新たな所定期間経過時抵抗値Ｒｅとして刻々と算出し、Ｒｅ＜Ｒｔになるまで延長した後に溶接を終了する。
（５）以後、これらの動作を繰り返して行う。

上記において、基準抵抗値Ｒｔは、予め定めた溶接電流で予め定めた溶接期間だけ溶接を行ったときのナゲット径が適正範囲内にあるときの所定期間経過時抵抗値Ｒｅに設定する。基準抵抗値Ｒｔの最大値は、ナゲット径が適正範囲の下限値となるときの所定期間経過時抵抗値Ｒｅとなる。したがって、電極に新品又は研磨品を使用し、適正ナゲット径が得られるように溶接電流及び溶接期間を設定する試験において、溶接終了時の電極間抵抗値を測定し、この値に係数を乗じた値を上記の基準抵抗値Ｒｔとすれば良い。このために、基準抵抗値Ｒｔを設定するのに必要な工数は少なくて済む。

図３は、上述した実施の形態１に係る抵抗溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。

サイリスタＳＣＲは、商用交流電源ＡＣを入力として、後述する駆動信号Ｄｖに従って溶接電流Ｉｗの実効値が所定値になるように位相制御する。変圧器ＴＲは、抵抗溶接に適した電圧値に降圧する。１対の電極１ａ、１ｂは、複数枚の被溶接材２を加圧し、電極を介して溶接電流Ｉｗが通電し溶接電圧Ｖｗが印加する。

電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して電流検出信号Ｉｄを出力する。電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗを検出して電圧検出信号Ｖｄを出力する。電極間抵抗値算出回路ＲＷは、上記の電流検出信号Ｉｄ及び電圧検出信号Ｖｄを入力として電極間抵抗値を算出し、電極間抵抗値信号Ｒｗを出力する。この電極間抵抗値の算出方法については図４で後述する。

溶接電流設定回路ＩＲは、予め定めた溶接電流設定信号Ｉｒを出力する。電流実効値演算回路ＩＲＭは、上記の電流検出信号Ｉｄを入力としてその実効値を演算して、電流実効値信号Ｉrmを出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の溶接電流設定信号Ｉｒと上記の電流実効値信号Ｉrmとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。駆動回路ＤＶは、後述する起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルのときは、この電流誤差増幅信号Ｅｉに従って上記のサイリスタＳＣＲを位相制御するための駆動信号Ｄｖを出力する。起動信号ＯｎがＬｏｗレベルのときはこの駆動信号Ｄｖは出力されないために溶接装置の出力は停止する。

溶接開始回路ＳＴは、溶接を開始するための溶接開始信号Ｓｔを出力する。溶接期間設定回路ＴＷＲは、予め定めた溶接期間設定信号Ｔwrを出力する。基準抵抗値設定回路ＲＴＲは、予め定めた基準抵抗値設定信号Ｒtrを出力する。シーケンス制御回路ＳＣは、上記の溶接開始信号Ｓｔ、上記の電極間抵抗値信号Ｒｗ、上記の溶接期間設定信号Ｔwr及び上記の基準抵抗値設定信号Ｒtrを入力として下記のようなシーケンス制御を行い、起動信号Ｏｎを出力する。
（１）入力信号である溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると、Ｈｉｇｈレベルになる起動信号Ｏｎを出力する。これにより溶接が開始される。
（２）溶接期間設定信号Ｔwrによって定まる期間が経過した時点での電極間抵抗値信号Ｒｗ（所定期間経過時抵抗値）と基準抵抗値設定信号Ｒtrとを比較して、Ｒｗ＜Ｒtrならば起動信号ＯｎをＬｏｗレベルに変化させて出力する。これにより溶接は終了する。
（３）他方、Ｒｗ≧ＲtrのときはＨｉｇｈレベルの起動信号Ｏｎを継続して溶接期間を延長し、Ｒｗ＜Ｒtrが成立した時点でＬｏｗレベルに変化させて出力する。これにより、延長期間は終了する。

図４は、抵抗溶接中の溶接電圧ｖｗ及び溶接電流ｉｗの波形図である。同図に示すように、位相角９０°のときに溶接電流ｉｗの変化率ｄｉ／ｄｔが零となり電圧検出線にインダクタンスによる誘導電圧が重畳しないので、正確な溶接電圧値ｖｗを計測することができる。この位相角９０°のとき、溶接電流ｉｗ＝ｉ１であり、溶接電圧ｖｗ＝ｖ１であるので、電極間抵抗値Ｒｗ＝ｖ１／ｉ１によって算出することができる。位相角が２７０°のときも同様である。したがって、電極間抵抗値は半サイクルごとに算出される。上述した図３において、電極間抵抗値を変圧器ＴＲの１次側電流値及び１次側電圧値によって巻数比を考慮して算出するようにしても良い。また、抵抗溶接装置が直流インバータ方式であるときには、溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗは共に直流になるので、上記のような位相を考慮する必要はなくなる。

上述した実施の形態１によれば、所定の溶接期間経過時点での電極間抵抗値が基準抵抗値未満であるときは溶接を終了し、以上であるときは未満になるまで溶接期間を延長して溶接を終了する。所定の溶接期間とは、電極の磨耗が少ない状態のときに適正なナゲット径が得られるように設定された溶接期間である。これにより、電極磨耗の状態に応じて溶接期間が延長されるので、常に適正ナゲット径を得ることができる。このときに、延長期間は適正ナゲット径が得られるための必要最小限の値であるために、過剰な入熱になることがなく、チリの発生を抑制することができる。さらに、本実施の形態では、電極間抵抗値を算出する必要があるが、この算出のためには高速な演算処理は必要ない。さらに、本実施の形態では、従来と同様に、適正ナゲット径が得られる溶接電流値及び溶接期間を試験によって設定し、このときに溶接期間が終了する時点での電極間抵抗値を算出し、この算出地から基準抵抗値を設定すれば良いので、従来の試験に追加される工数は少ない。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る抵抗溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図において上述した図３と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図３とは異なる破線で示すブロックについて同図を参照して説明する。

同図においては、破線で示す最大延長期間設定回路ＴＭＲを追加し、図３のシーケンス制御回路ＳＣを破線で示す第２シーケンス制御回路ＳＣ２に置換している。最大延長期間設定回路ＴＭＲは、予め定めた最大延長期間設定信号Ｔmrを第２シーケンス制御回路ＳＣ２に出力する。第２シーケンス制御回路ＳＣ２は、この最大延長期間設定信号Ｔmr、溶接開始信号Ｓｔ、電極間抵抗値信号Ｒｗ、溶接期間設定信号Ｔwr及び基準抵抗値設定信号Ｒtrを入力として下記のようなシーケンス制御を行い、起動信号Ｏｎを出力する。
（１）入力信号である溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると、Ｈｉｇｈレベルになる起動信号Ｏｎを出力する。これにより溶接が開始される。
（２）溶接期間設定信号Ｔwrによって定まる期間が経過した時点での電極間抵抗値信号Ｒｗ（所定期間経過時抵抗値）と基準抵抗値設定信号Ｒtrとを比較して、Ｒｗ＜Ｒtrならば起動信号ＯｎをＬｏｗレベルに変化させて出力する。これにより溶接が終了する。
（３）他方、Ｒｗ≧Ｒtrのときは、Ｒｗ＜Ｒtrが成立するまでＨｉｇｈレベルの起動信号を延長する。但し、延長期間が最大延長期間設定信号Ｔmrによって定まる値に達した時点で起動信号ＯｎをＬｏｗレベルに変化させて、溶接を終了する。

上述したように、実施の形態２では、溶接期間が終了した時点での所定期間経過時抵抗値が基準抵抗値以上であるときは未満になるまで溶接期間を延長し、延長期間が最大延長期間に達したときは未満になっていなくても溶接を終了するものである。これは、最大延長期間まで延長しても適正ナゲット径が形成されない場合であり、溶接状態が何らかの原因で以上状態になっていると考えられる。このために、溶接を終了して、その原因を把握する必要がある。このときに警報を発するようにしても良い。この最大延長期間は、被溶接材条件によって異なるが、例えば、３サイクル程度に設定する。

上述した実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、溶接期間の延長が最大延長期間に達したときは、溶接状態が異常であると判断して溶接を早期に終了させることができる。このために、溶接状態の異常を早期に発見することができ、溶接の復旧を迅速に行うことができる。

［実施の形態３］
図６は、本発明の実施の形態３に係る抵抗溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図において上述した図５と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図５とは異なる破線で示すブロックについて同図を参照して説明する。

同図においては、図５の第２シーケンス制御回路ＳＣ２を破線で示す第３シーケンス制御回路ＳＣ３に置換し、図５の溶接電流設定回路ＩＲを破線で示す第２溶接電流設定回路ＩＲ２に置換している。第３シーケンス制御回路ＳＣ３は、最大延長期間設定信号Ｔmr、溶接開始信号Ｓｔ、電極間抵抗値信号Ｒｗ、溶接期間設定信号Ｔwr及び基準抵抗値設定信号Ｒtrを入力として下記のようなシーケンス制御を行い、起動信号Ｏｎ及び延長信号Ｅｓを出力する。
（１）入力信号である溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると、Ｈｉｇｈレベルになる起動信号Ｏｎを出力する。これにより溶接が開始される。
（２）溶接期間設定信号Ｔwrによって定まる期間が経過した時点での電極間抵抗値信号Ｒｗ（所定期間経過時抵抗値）と基準抵抗値設定信号Ｒtrとを比較して、Ｒｗ＜Ｒtrならば起動信号ＯｎをＬｏｗレベルに変化させて出力する。これにより溶接が終了する。
（３）他方、Ｒｗ≧Ｒtrのときは、Ｒｗ＜Ｒtrが成立するまでＨｉｇｈレベルの起動信号を延長する。但し、延長期間が最大延長期間設定信号Ｔmrによって定まる値に達した時点で起動信号をＬｏｗレベルに変化させて、溶接を終了する。
（４）溶接が終了した時点で、溶接期間の延長があったとき（上記（３）のとき）は、延長信号ＥｓをＨｉｇｈレベルにして第２溶接電流設定回路ＩＲ２に出力する。延長がなかったとき（上記（２）のとき）は、この延長信号ＥｓはＬｏｗレベルのままである。

第２溶接電流設定回路ＩＲ２は、上記の延長信号Ｅｓを入力として、予め定めた初期値の溶接電流設定信号Ｉｒを出力し、Ｈｉｇｈレベルの延長信号Ｅｓが入力されると初期値に予め定めた増加値を加算した溶接電流設定信号Ｉｒを出力し、さらにＨｉｇｈレベルの延長信号Ｅｓが入力されると加算値に増加値を加算した溶接電流設定信号Ｉｒを出力し、以後この動作を繰り返す。したがって、溶接電流設定信号Ｉｒの値は、Ｈｉｇｈレベルの延長信号Ｅｓが入力されるごとに増加値だけ大きくなっていく。これにより、第ｎ番目の溶接個所の溶接において、所定期間経過時抵抗値が基準抵抗値以上であったために溶接期間が延長されたときは、第ｎ＋１番目の溶接個所の溶接においては、溶接電流値が増加値だけ大きくなっている。

前の溶接において延長があったときに次の溶接における溶接電流値を増加させる理由は以下のとおりである。すなわち、前の溶接において延長があったことは電極の磨耗が進行して所定の溶接期間だけでは適正ナゲット径を形成することができないことを示している。このために、次の溶接においては、溶接電流値を増加させることによって、所定の溶接期間で適正ナゲット径を形成することができるようにしている。溶接期間の延長が続くことは、溶接工程の生産効率を低下させることになるために、これに代えて溶接電流値を増加させて生産効率の低下を防止している。

上述した実施の形態３によれば、実施の形態１〜２の効果に加えて、溶接期間が延長されたときは、次の溶接個所における溶接電流値を所定値だけ増加させて溶接を行うことによって、電極の磨耗が進行しても所定の溶接期間で適正ナゲット径を形成することができる。このために、溶接期間を延長する溶接個所は少なくてすむので、生産効率を低下させることがない。

本発明の実施の形態１に係る抵抗溶接制御方法の原理を説明するための図であり、溶接中の電極間抵抗値の変化を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る所定期間経過時抵抗値Ｒｅとナゲット径との相関関係を例示するための図である。 本発明の実施の形態１に係る抵抗溶接装置のブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電極間抵抗値の算出方法を示す溶接電流・溶接電圧波形図である。 本発明の実施の形態２に係る抵抗溶接装置のブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る抵抗溶接装置のブロック図である。 従来技術における溶接回数に対する溶接電流値Ｉｗの変化パターン図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ 電極
２ 被溶接材
ＡＣ 商用交流電源
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
Ｅｓ 延長信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
ＩＲ 溶接電流設定回路
Ｉｒ 溶接電流設定信号
ＩＲ２ 第２溶接電流設定回路
ＩＲＭ 電流実効値演算回路
Ｉrm 電流実効値信号
Ｉｗ 溶接電流
Ｏｎ 起動信号
Ｒｅ 所定期間経過時抵抗値
Ｒｔ 基準抵抗値
ＲＴＲ 基準抵抗値設定回路
Ｒtr 基準抵抗値設定信号
ＲＷ 電極間抵抗値算出回路
Ｒｗ 電極間抵抗値（信号）
ＳＣ シーケンス制御回路
ＳＣ２ 第２シーケンス制御回路
ＳＣ３ 第３シーケンス制御回路
ＳＣＲ サイリスタ
ＳＴ 溶接開始回路
Ｓｔ 溶接開始信号
ＳＴ１〜ＳＴ４ ステップ
Ｔcm 溶接部温度推定値の最高値
ＴＭＲ 最大延長期間設定回路
Ｔmr 最大延長期間設定信号
ＴＲ 変圧器
Ｔta 下限基準値
ＴＷＲ 溶接期間設定回路
Ｔwr 溶接期間設定信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
Ｖｗ 溶接電圧

Claims (3)

1. 複数枚の被溶接材を一対の電極によって加圧し、所定の溶接電流を所定の溶接期間通電して溶接する抵抗溶接制御方法において、
   前記溶接期間経過時点での前記電極間の抵抗値を算出し、
   この抵抗値が予め定めた基準値未満であるときは溶接を終了し、
   この抵抗値が前記基準値以上であるときは溶接期間を延長し、この延長期間中の電極間抵抗値が前記基準値未満になったときに溶接を終了する、
   ことを特徴とする抵抗溶接制御方法。
2. 前記溶接を延長している期間が予め定めた最大延長期間に達したときは溶接を終了する、ことを特徴とする請求項１記載の抵抗溶接制御方法。
3. 前記溶接期間が延長されたときは、次の溶接個所における前記溶接電流値を所定値だけ増加させて溶接を行う、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の抵抗溶接制御方法。

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