JP2011073034A

JP2011073034A - 溶接条件設定装置および溶接条件設定プログラム

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Publication number: JP2011073034A
Application number: JP2009226323A
Authority: JP
Inventors: Kenei Chin; 建栄沈; Kota Shioya; 浩太塩谷; Akiko Inami; 顕子稲見
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: JP5474477B2

Abstract

【課題】スポット溶接の溶接条件を精度良く設定する。
【解決手段】設計データ記憶部２３には、設計された車体に関する情報が格納される。量産データ記憶部２４には、過去に生産された車体に関する情報と、これら車体のスポット溶接に関する情報とが格納される。パターンデータ記憶部２５には、過去に量産された車体に関するパネル材の形状を標準化した形状パターンデータ、パネル材のスポット打点とこれに対応する溶接装置とを標準化した工程パターンデータが格納される。構成部品特定部３１はスポット打点の座標情報から接合パネル群を特定する。続いて、形状パターン特定部３２は接合パネル群の形状情報を特定し、工程パターン特定部３３は形状情報に基づき工程情報を特定する。そして、計算式特定部３４は工程情報に基づき溶接条件の算出式を特定し、計算部３５〜３７は計算式に基づき溶接条件(加圧力，溶接電流，通電時間)を算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、スポット溶接時の溶接条件を設定する溶接条件設定装置および溶接条件設定プログラムに関する。

自動車車体の組立ラインにおいては、複数枚のパネル材を組み合わせるとともに、これらのパネル材にスポット溶接を施して接合している。スポット溶接を行う溶接装置はパネル材を挟み込む溶接ガンを備えており、この溶接ガンには一対の電極チップが設けられている。そして、電極チップによってパネル材を挟み込みながら局部的に大電流を流すことにより、パネル材にジュール熱を発生させて接合することが可能となっている。

また、スポット溶接の品質を確保するためには、所定寸法のナゲット径を得ることが必要であるが、このナゲット径は、電極チップによる加圧力や通電電流だけでなく、パネル材の板厚や板厚比等によって変化するものである。そこで、自動車車体を設計する際に用いられるＣＡＤ(Computer Aided Design)システムに、板厚や板厚比等の判定機能を組み込むようにした確認装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。この確認装置を用いることにより、パネル材の総板厚、板厚比、打点ピッチの設計データが、目標ナゲット径を得る為の条件に合致しているか否かを判定することができ、製品開発を効率良く進めることが可能となる。

特開２００８−２６９３６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載される確認装置は、単に設計データが規定範囲に収まっているか否かを判定する装置であるため、実際の製造工程における溶接条件(加圧力や溶接電流)を特定するためには、試作や評価を繰り返して溶接条件を詰めていく必要があった。すなわち、実際の製造工程において試作車にスポット溶接を施すとともに、この試作車を解体してナゲット径を確認する作業が必要であった。そして、目標の溶接品質が得られるまで、溶接条件を変更しながら同様の確認作業を繰り返して行うことが必要となっていた。この溶接条件の確認作業には莫大な時間を要することから、実際の製造工程を考慮しつつ溶接条件を精度良く設定することが望まれている。

本発明の目的は、スポット溶接の溶接条件を精度良く設定することにある。

本発明の溶接条件設定装置は、スポット溶接を行う際の溶接条件を設定する溶接条件設定装置であって、設計されたスポット打点の座標情報に基づいて、スポット溶接が施される接合パネル群を特定する部品特定手段と、前記接合パネル群の設計情報に基づいて、過去の量産データに基づく部品の形状パターンデータを参照し、前記接合パネル群の形状情報を特定する形状特定手段と、前記接合パネル群の形状情報に基づいて、過去の量産データに基づく工程パターンデータを参照し、前記接合パネル群の工程情報を特定する工程特定手段と、前記接合パネル群の設計情報に工程情報を加味して溶接条件を設定する溶接条件設定手段とを有することを特徴とする。

本発明の溶接条件設定装置は、前記溶接条件とは、加圧力、溶接電流および通電時間であることを特徴とする。

本発明の溶接条件設定プログラムは、スポット溶接を行う際の溶接条件を設定する溶接条件設定プログラムであって、設計されたスポット打点の座標情報に基づいて、スポット溶接が施される接合パネル群を特定する部品特定ステップと、前記接合パネル群の設計情報に基づいて、過去の量産データに基づく部品の形状パターンデータを参照し、前記接合パネル群の形状情報を特定する形状特定ステップと、前記接合パネル群の形状情報に基づいて、過去の量産データに基づく工程パターンデータを参照し、前記接合パネル群の工程情報を特定する工程特定ステップと、前記接合パネル群の設計情報に工程情報を加味して溶接条件を設定する溶接条件設定ステップとを有することを特徴とする。

本発明の溶接条件設定プログラムは、前記溶接条件とは、加圧力、溶接電流および通電時間であることを特徴とする。

本発明によれば、接合パネル群の設計情報に工程情報を加味して溶接条件を設定するようにしたので、溶接条件の設定精度を高めることが可能となる。これにより、開発コストを引き下げることができるとともに、開発期間の短縮を図ることが可能となる。

スポット溶接の実施状況を示す説明図である。本発明の一実施の形態である溶接条件設定装置を示すブロック図である。接合パネル群を特定する際の手順を示したフローチャートである。 (Ａ)は接合パネル群およびスポット打点を概略的に示す斜視図であり、(Ｂ)は(Ａ)の矢印α方向から接合パネル群およびスポット打点を示す側面図である。接合パネル群から基準板厚を設定する際の手順を示すフローチャートである。接合パネル群の工程情報を示すイメージ図である。 (Ａ)は板隙と必要加圧力との関係を示す線図であり、(Ｂ)は担ぎと必要加圧力との関係を示す線図である。溶接条件設定処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はスポット溶接の実施状況を示す説明図である。図１に示すように、溶接装置１０には一対の電極チップ１１が設けられており、スポット溶接時には電極チップ１１によってパネル材１２，１３を加圧しながら、パネル材１２，１３に対して局部的に大電流を流している。このようなスポット溶接の品質を確保するためには、溶着されたナゲット径の大きさを確保することが必要であるが、このナゲット径は、スポット溶接時の加圧力Ｐ、溶接電流Ｉ、通電時間ｔによって変化することになる。さらに、ナゲット径は、パネル材１２，１３の材質、パネル材１２，１３の板厚、重ねたパネル材１２，１３の総板厚、総板厚に対する板厚の割合(板厚比)等によって変化するとともに、溶接装置１０の能力やバラツキによっても変化することになる。すなわち、スポット溶接の溶接条件(加圧力Ｐ，溶接電流Ｉ，通電時間ｔ)については、パネル材１２，１３の板厚や材質だけでなく溶接装置１０のバラツキをも考慮して設定することが必要である。そこで、本発明の溶接条件設定装置は、設計者によって作成されたＣＡＤ(Computer Aided Design)データと、スポット溶接に関する過去の量産データとを用いることにより、実際に使用される溶接装置の特性を考慮しながら溶接条件を設定している。以下、溶接条件を設定する際の手順について説明する。

図２は本発明の一実施の形態である溶接条件設定装置２０を示すブロック図である。図２に示すように、溶接条件設定装置２０には、キーボード等の入力装置２１やディスプレイ等の表示装置２２が設けられている。また、溶接条件設定装置２０には、設計データ記憶部２３、量産データ記憶部２４、パターンデータ記憶部２５が設けられており、これらの記憶部はＨＤＤ(ハードディスクドライブ)等によって構成されている。設計データ記憶部２３には、自動車車体に関するＣＡＤデータ(各パネル材の形状や寸法，スポット打点の座標等)や、自動車車体を構成するパネル材に関する部品データ(板厚，材質，弾性力，メッキ厚さ，部品名等)が格納されている。すなわち、設計データ記憶部２３には、新たに設計された自動車車体に関する設計情報が格納されている。さらに、設計データ記憶部２３には、成形解析結果に関する成形解析データが格納されている。この成形解析結果は、プレス金型データを用いるとともに、パネル材料の特性や各種成形条件等を定義し、成形解析を施すことで得られる結果である。その内容としては、自重たわみ、われ、しわ、塑性域での変形、徐荷後の弾性に支配されるスプリングバックでの変形等となっている。

また、量産データ記憶部２４には、過去に生産した自動車車体に関するＣＡＤデータ(各パネル材の形状や寸法，スポット打点の座標等)、過去に生産した自動車車体を構成するパネル材に関する部品データ(板厚，材質，弾性力，メッキ厚さ，部品名等)、過去に生産した自動車車体に関するスポット溶接の実条件データ(加圧力Ｐ、溶接電流Ｉ、通電時間ｔ，使用された溶接装置の情報等)が格納されている。すなわち、量産データ記憶部２４には、過去に生産された自動車車体に関する情報と、これら自動車車体のスポット溶接に関する情報とが格納されている。

さらに、パターンデータ記憶部２５には、自動車車体を構成する各パネル材(部品)の形状を標準化してまとめた形状パターンデータ、各パネル材のスポット打点とこれに対応する溶接装置とを標準化してまとめた工程パターンデータが格納されている。なお、形状パターンデータや工程パターンデータは、過去の量産データに基づき作成されるデータであり、新たな設計データと過去の量産データとの橋渡しを行うためのデータとなっている。

また、溶接条件設定装置２０には、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等によって構成される条件設定部２６が設けられている。この条件設定部２６は、ＲＯＭやＨＤＤに保存された溶接条件設定プログラムを実行することにより、溶接装置の特性を加味した溶接条件を設定することが可能となっている。まず、条件設定部２６には打点設定部３０が設けられており、この打点設定部３０には溶接条件の設定対象となるスポット打点の打点番号が入力される。そして、打点設定部３０に打点番号が入力されると、設計データ記憶部２３のＣＡＤデータから打点設定部３０に対し、スポット打点の座標情報が入力されるようになっている。また、条件設定部２６には、部品特定手段として機能する構成部品特定部３１が設けられている。この構成部品特定部３１は、特定されたスポット打点の座標情報に基づいて接合パネル群を特定し、部品データから接合パネル群の基準板厚を設定する。ここで、接合パネル群とは、溶接条件の設定対象として入力されたスポット打点を介して接合される全てのパネル材である。また、構成部品特定部３１は、成形解析データ(撓みや歪み等)に基づいて、接合パネル群の各スポット打点における担ぎや板隙を特定する。なお、担ぎ(担ぎ距離)とは、スポット打点とその周辺部位におけるパネル材の支点との距離である。スポット打点の周辺部位に支点がある場合には、電極チップがパネル材を挟み込む際の荷重負荷に影響を与えることになる。このように、担ぎとは、スポット溶接時に要求される加圧力の大きさに影響を及ぼす指標となっている。また、板隙とはパネル材間に設けられる隙間であり、スポット溶接時に要求される加圧力の大きさに影響を及ぼす指標となっている。

図３は接合パネル群を特定する際の手順を示したフローチャートである。また、図４(Ａ)は接合パネル群およびスポット打点を概略的に示す斜視図であり、図４(Ｂ)は図４(Ａ)の矢印α方向から接合パネル群およびスポット打点を示す側面図である。さらに、図５は接合パネル群から基準板厚を設定する際の手順を示すフローチャートである。

まず、図３に示すように、ステップＳ１では、スポット打点の打点番号ｉが「１」に設定される。ステップＳ２では、打点番号１のスポット打点の座標情報(Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１)が読み込まれる。ステップＳ３では、スポット打点１に最も近いパネル材Ｐ１が近接パネル材として特定される(図４参照)。続いて、ステップＳ４では、スポット打点１から所定範囲(例えば半径±５ｍｍ)に含まれるパネル材Ｐ２，Ｐ３が、パネル材Ｐ１に接合される接合パネル材として特定される(図４参照)。次いで、ステップＳ５では、ステップＳ３およびＳ４によって特定されたパネル材Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が接合パネル群Ｇｐとして格納される。続いて、ステップＳ６に進み、全てのスポット打点について接合パネル群Ｇｐの特定が完了したか否かが判定され、接合パネル群Ｇｐの特定が完了していない場合には、ステップＳ７に進み、スポット打点の打点番号が変更され、再びステップＳ２から同様に接合パネル群Ｇｐの特定処理が実行される。

なお、図３に示すフローチャートにあっては、全てのスポット打点について接合パネル群の特定処理を実行するようにしているが、これに限られることはなく、作業者によって入力されるスポット打点毎に接合パネル群を特定しても良い。また、図３のフローチャートに示すように、全てのスポット打点について接合パネル群を特定する場合には、予め接合パネル群を特定するとともにその特定結果がＨＤＤ等に保存される。そして、構成部品特定部３１による接合パネル群の特定が必要となる度に、ＨＤＤ等に保存された特定結果から必要な情報が読み込まれることになる。

続いて、接合パネル群から基準板厚を設定する際の手順について説明する。図５に示すように、ステップＳ１１では、溶接条件の設定対象となるスポット打点に対応する接合パネル群の情報が読み込まれる。続いて、ステップＳ１２では、接合パネル群を構成するパネル材が２枚であるか否かが判定される。ステップＳ１２において、接合パネル群が２枚のパネル材によって構成されると判定された場合には、続くステップＳ１３において各パネル材の板厚が読み込まれ、ステップＳ１４において薄い方の板厚が接合パネル群の基準板厚として設定される。一方、ステップＳ１２において、接合パネル群が３枚のパネル材によって構成されると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、各パネル材の板厚が読み込まれる。そして、ステップＳ１６において、最も薄い板厚が接合パネル群の基準板厚として設定され、続くステップＳ１７において、最も厚い板厚が接合パネル群の基準板厚として設定される。これらの基準板厚は溶接条件を左右するパターン条件の１つとなっている。なお、パターン条件とは、板厚、材質(強度・メッキ厚さ)、板組の順番等である。

このように、構成部品特定部３１によって接合パネル群および基準板厚が設定されると、形状特定手段として機能する形状パターン特定部３２によって接合パネル群の形状情報(形状，板隙，担ぎ)が特定される。形状パターン特定部３２は、形状パターンデータを参照し、接合パネル群を構成するパネル材が、アウターパネル(板厚０．６５〜０．７ｍｍ)、インナーパネル(板厚０．７〜０．８ｍｍ)、フロアーパネル、サイドパネル、ドアパネル、フードパネル、トランクパネル等の何れに該当するかを特定する。また、形状パターン特定部３２は、形状パターンデータを参照し、接合パネル群がフランジを有する部品であるか否かを判定する。そして、フランジを有する部品である場合には、フランジ幅、スプリングバック状態、鋼鈑材料(２２０ＭＰａ級，９８０ＭＰａ級等)を特定する。さらに、形状パターン特定部３２は、形状パターンデータを参照し、接合パネル群に施されるスポット溶接の打点ピッチに関し、それが広いピッチであるか狭いピッチであるかについて判定する。

そして、接合パネル群の形状情報が特定されると、工程特定手段として機能する工程パターン特定部３３によって接合パネル群の工程情報が特定される。ここで、図６は接合パネル群の工程情報を示すイメージ図である。図６に示すように、複数の溶接装置Ａ〜Ｄによってスポット溶接が施される接合パネル群Ｇｐは、そのエリア毎に異なる溶接装置Ａ〜Ｄが適用されるようになっている。すなわち、パネル材の板厚や材質等が同一であり、溶接装置Ａ〜Ｄに対して指示される溶接条件が同一であったとしても、個々の溶接装置Ａ〜Ｄにおける溶接品質にはバラツキが生じることになる。このため、実際のスポット溶接工程においては、溶接装置Ａ〜Ｄ毎に溶接条件の調整が必要となる。

そこで、工程パターン特定部３３は、スポット打点に基づき特定された接合パネル群の形状情報、すなわちスポット溶接が施される接合パネル群の部位情報(ドアパネル，サイドパネル等)に基づいて工程パターンデータを参照することにより、設計データのスポット打点に近い量産データのスポット打点を特定する。そして、溶接条件設定手段として機能する計算式特定部３４は、該当する量産データのスポット打点に関する実際の溶接条件や使用した溶接装置の情報(工程情報)等を読み込み、これらの情報に基づいて後述する計算式の各種係数を設定する。また、工程パターンデータには、溶接ロボット、溶接ガン、溶接治具の溶接精度に関する情報も格納されており、これら溶接精度に関する情報も後述する係数設定に用いられる。すなわち、過去の量産データに基づいて、溶接条件(加圧力Ｐ，溶接電流Ｉ，通電時間ｔ)の計算式が特定されることになる。なお、工程パターンデータにプレス機やプレス治具のプレス精度に関する情報を格納し、溶接精度に影響を与えるパネル材のプレス精度に関する情報を後述する係数設定に利用しても良い。

続いて、溶接条件設定手段として機能する加圧力計算部３５は、以下の式(１)に基づいて、スポット溶接時の加圧力Ｐを算出する。なお、式(１)に用いられる各種係数は、パネル材の寸法や材質等に基づき定められる値であり、設計データ記憶部２３の部品データに基づき設定される。また、式(１)は接合パネル群が３枚のパネル材によって構成される場合に適用される算出式であるが、接合パネル群が２枚のパネル材によって構成される場合には、式(１)のＶｍ、Ｗｍ、Ｘｍ、Ａｍ、Ｂｍ、Ｃｍ、Ｄｍ、Ｅｍ、Ｆｍ、Ｇｍのそれぞれに０が代入されることになる。さらに、式(１)には、板隙係数Ｈ１、担ぎ係数Ｈ２、必要加圧力Ｐｔ，Ｐｃが用いられているが、これらの数値はパネル材が高張力鋼である場合に必要となる数値である。ここで、図７(Ａ)は板隙と必要加圧力との関係を示す線図であり、図７(Ｂ)は担ぎと必要加圧力との関係を示す線図である。図７(Ａ)に示すように、板隙が大きくなるほど必要加圧力Ｐｔが大きく設定され、図７(Ｂ)に示すように、担ぎが大きくなるほど必要加圧力Ｐｃが大きく設定される。なお、パネル材が軟鋼鈑である場合には、板隙係数Ｈ１、担ぎ係数Ｈ２、必要加圧力Ｐｔ，Ｐｃとして０が用いられることになる。
Ｐ＝ｄ＋Ａｕ×Ｖｕ＋Ａｍ×Ｖｍ＋Ａｌ×Ｖｌ
＋Ｂｕ×Ｗｕ＋Ｂｍ×Ｗｍ＋Ｂｌ×Ｗｌ
＋Ｃｕ×Ｘｕ＋Ｃｍ×Ｘｍ＋Ｃｌ×Ｘｌ
＋(Ｄｕ×Ｖｕ＋Ｄｍ×Ｖｍ＋Ｄｌ×Ｖｌ)／(Ｖｕ＋Ｖｍ＋Ｖｌ)
＋Ｅｕ×Ｖｕ×Ｗｕ＋Ｅｍ×Ｖｍ×Ｗｍ＋Ｅｌ×Ｖｌ×Ｗｌ
＋Ｆｕ×Ｖｕ×Ｘｕ＋Ｆｍ×Ｖｍ×Ｘｍ＋Ｆｌ×Ｖｌ×Ｘｌ
＋(Ｇｕ×Ｖｕ^２＋Ｇｍ×Ｖｍ^２＋Ｇｌ×Ｖｌ^２)／(Ｖｕ＋Ｖｍ＋Ｖｌ)
＋Ｈ１×Ｐｔ＋Ｈ２×Ｐｃ …(１)
但し、Ｐ：加圧力［Ｎ］
Ｖｕ，Ｖｍ，Ｖｌ：板厚［ｍｍ］(上，中，下)
Ｗｕ，Ｗｍ，Ｗｌ：縦弾性係数［ＭＰａ］(上，中，下)
Ｘｕ，Ｘｍ，Ｘｌ：メッキ厚さ［ｍｍ］(上，中，下)
Ｈ１：板隙係数
Ｈ２：担ぎ係数
Ｐｔ：板隙に基づく必要加圧力［Ｎ］
Ｐｃ：担ぎに基づく必要加圧力［Ｎ］
ｄ：基準加圧力［Ｎ］
Ａｕ，Ａｍ，Ａｌ：板厚係数(上，中，下)
Ｂｕ，Ｂｍ，Ｂｌ：弾性力係数(上，中，下)
Ｃｕ，Ｃｍ，Ｃｌ：メッキ厚さ係数(上，中，下)
Ｄｕ，Ｄｍ，Ｄｌ：総板厚に対する板厚割合の係数(上，中，下)
Ｅｕ，Ｅｍ，Ｅｌ：板厚と弾性力との相関係数(上，中，下)
Ｆｕ，Ｆｍ，Ｆｌ：板厚とメッキ厚さとの相関係数(上，中，下)
Ｇｕ，Ｇｍ，Ｇｌ：総板厚に対する板厚割合と板厚との相関係数(上，中，下)

次いで、溶接条件設定手段として機能する溶接電流計算部３６は、以下の式(２)に基づいて、スポット溶接時の溶接電流Ｉを算出する。なお、式(２)に用いられる各種係数ａ，ｎ，ｍは、前述した計算式特定部３４によって特定される係数であり、過去の量産データを基に回帰的手法や統計的手法を用いて設定される係数である。
Ｉ＝ａ×(Ｐ／１０００)^ｎ＋ｍ …(２)
但し、Ｉ：溶接電流［Ａ］
Ｐ：加圧力［Ｎ］
ａ：係数
ｎ：係数
ｍ：係数

次いで、溶接条件設定手段として機能する通電時間計算部３７は、以下の式(３)に基づいて、スポット溶接時の通電時間ｔを算出する。なお、式(３) に用いられる各種係数ｚ，ｂは、前述した計算式特定部３４によって特定される係数であり、過去の量産データを基に回帰的手法や統計的手法を用いて設定される係数である。
ｔ＝ｚ×Ｐ／Ｉ^２＋ｂ …(３)
但し、ｔ：通電時間［ｓ］
Ｐ：加圧力［Ｎ］
Ｉ：溶接電流［Ａ］
ｚ：係数
ｂ：係数

そして、式(１)〜(３)に基づき算出される溶接条件(加圧力Ｐ，溶接電流Ｉ，通電時間ｔ)は、溶接条件判定部３８によって既存設備による対応が可能であるか否かが判定される。すなわち、接合パネル群の形状情報を特定するとともに、この形状情報に基づいて工程パターンを参照することにより、この接合パネル群にスポット溶接を施す溶接装置や、スポット溶接を施す際の許容される溶接時間が特定されることになるが、この溶接装置が備える溶接能力によっては、算出された溶接条件を満足することができない場合も想定される。そこで、溶接条件判定部３８は、算出された溶接条件の可否を、溶接装置毎に設定される判定値に基づいて判定する。

また、溶接条件判定部３８によって判定された結果、既存設備による対応が不可能であると判定された場合には、既存設備によって対応が可能な溶接条件となるように、修正候補計算部３９によってパネル材の板厚等が逆算される。そして、溶接条件判定部３８によって判定された判定結果や、修正候補計算部３９によって計算されたパネル材の板厚等は、表示装置２２に出力されるとともに条件保存部４０に保存される。また、全てのスポット打点について、溶接条件の算出、溶接条件の判定、修正候補の算出が完了した後には、条件保存部４０から帳票作成部４１に対して各種情報が送信され、帳票作成部４１から溶接条件表や溶接打点部品表が出力される。

続いて、前述した溶接条件設定処理の手順をフローチャートに沿って説明する。ここで、図８は溶接条件設定処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。図８に示すように、ステップＳ２１では、対象となるスポット打点が設定され、続くステップＳ２２(部品特定ステップ)では、スポット打点の座標情報に基づいて接合パネル群が特定される。続いて、ステップＳ２３(形状特定ステップ)では接合パネル群の形状情報が特定され、ステップＳ２４(工程特定ステップ)では接合パネル群の形状情報に基づき接合パネル群の工程情報が特定される。続くステップＳ２５(溶接条件設定ステップ)では、接合パネル群の設計情報および工程情報に基づいて、溶接条件(加圧力Ｐ，溶接電流Ｉ，通電時間ｔ)の算出式が特定される。そして、ステップＳ２６においてスポット溶接時の加圧力Ｐが算出されると、ステップＳ２７に進み、加圧力Ｐが既存設備によって対応が可能であるか否かが判定される。ステップＳ２７において、加圧力Ｐについて対応が不可能であると判定された場合には、ステップＳ２８に進み、既存設備によって対応可能な加圧力Ｐとなるようにパネル材の板厚候補が逆算される。

一方、ステップＳ２７において、加圧力Ｐについて対応が可能であると判定された場合には、ステップＳ２９(溶接条件設定ステップ)に進み、スポット溶接時の溶接電流Ｉが算出される。続くステップＳ３０では、溶接電流Ｉが既存設備によって対応が可能であるか否かが判定される。ステップＳ３０において、溶接電流Ｉについて対応が不可能であると判定された場合には、ステップＳ２８に進み、既存設備によって対応可能な溶接電流Ｉとなるようにパネル材の板厚候補が逆算される。

また、ステップＳ３０において、溶接電流Ｉについて対応が可能であると判定された場合には、ステップＳ３１(溶接条件設定ステップ)に進み、スポット溶接時の通電時間ｔが算出される。続くステップＳ３２では、通電時間ｔが既存設備によって対応が可能であるか否かが判定される。ステップＳ３２において、通電時間ｔについて対応が不可能であると判定された場合には、ステップＳ２８に進み、既存設備によって対応可能な通電時間ｔとなるようにパネル材の板厚候補が逆算される。

これまで説明したように、設計者によって作成されたＣＡＤデータと、既存設備を用いた過去の量産データとに基づいて、溶接条件(加圧力Ｐ，溶接電流Ｉ，通電時間ｔ)を設定している。すなわち、接合パネル群の設計情報(板厚，材質，弾性力，メッキ厚さ等)だけでなく、接合パネル群の工程情報(溶接設備の能力，タクトタイム等)を加味することにより、適切な溶接条件が設定されるようになっている。これにより、既存設備の溶接装置に合致した溶接条件を素早く得ることができるため、何度も試作や評価を繰り返しながら溶接条件をチューニングする必要がなく、開発コストを引き下げることができるとともに、開発期間を短縮することが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、溶接条件設定装置２０を用いて溶接条件の算出処理を実行しているが、汎用のコンピュータに本発明の溶接条件設定プログラムを読み込ませることにより、汎用のコンピュータを用いて溶接条件の算出処理を実行させるようにしても良い。

また、前述の説明では、式(１)を用いて加圧力Ｐを算出し、式(２)を用いて溶接電流Ｉを算出し、式(３)を用いて通電時間ｔを算出しているが、これらの式に限られることはなく、他の式を用いてこれらの溶接条件(加圧力Ｐ，溶接電流Ｉ，通電時間ｔ)を算出しても良い。なお、前述の説明では、自動車車体に関するスポット溶接の溶接条件を算出しているが、自動車車体に限られることはなく、スポット溶接が施される部品であれば他の部品であっても良いことはいうまでもない。

２０溶接条件設定装置
３１構成部品特定部(部品特定手段)
３２形状パターン特定部(形状特定手段)
３３工程パターン特定部(工程特定手段)
３４計算式特定部(溶接条件設定手段)
３５加圧力計算部(溶接条件設定手段)
３６溶接電流計算部(溶接条件設定手段)
３７通電時間計算部(溶接条件設定手段)
Ｐ加圧力(溶接条件)
Ｉ溶接電流(溶接条件)
ｔ溶接時間(溶接条件)

Claims

スポット溶接を行う際の溶接条件を設定する溶接条件設定装置であって、
設計されたスポット打点の座標情報に基づいて、スポット溶接が施される接合パネル群を特定する部品特定手段と、
前記接合パネル群の設計情報に基づいて、過去の量産データに基づく部品の形状パターンデータを参照し、前記接合パネル群の形状情報を特定する形状特定手段と、
前記接合パネル群の形状情報に基づいて、過去の量産データに基づく工程パターンデータを参照し、前記接合パネル群の工程情報を特定する工程特定手段と、
前記接合パネル群の設計情報に工程情報を加味して溶接条件を設定する溶接条件設定手段とを有することを特徴とする溶接条件設定装置。
請求項１記載の溶接条件設定装置において、
前記溶接条件とは、加圧力、溶接電流および通電時間であることを特徴とする溶接条件設定装置。
スポット溶接を行う際の溶接条件を設定する溶接条件設定プログラムであって、
設計されたスポット打点の座標情報に基づいて、スポット溶接が施される接合パネル群を特定する部品特定ステップと、
前記接合パネル群の設計情報に基づいて、過去の量産データに基づく部品の形状パターンデータを参照し、前記接合パネル群の形状情報を特定する形状特定ステップと、
前記接合パネル群の形状情報に基づいて、過去の量産データに基づく工程パターンデータを参照し、前記接合パネル群の工程情報を特定する工程特定ステップと、
前記接合パネル群の設計情報に工程情報を加味して溶接条件を設定する溶接条件設定ステップとを有することを特徴とする溶接条件設定プログラム。
請求項３記載の溶接条件設定プログラムにおいて、
前記溶接条件とは、加圧力、溶接電流および通電時間であることを特徴とする溶接条件設定プログラム。