JP2013244520A - 抵抗溶接制御装置、抵抗溶接機及び溶接データ設定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】任意のサイクルまたは時間単位で溶接電流と加圧力を設定して最適な抵抗溶接を実施する。
【解決手段】複数の鋼板を電極チップ１４５で加圧し、電極チップ間に溶接電流を流すことによって、複数の鋼板を溶接する、溶接機の抵抗溶接制御装置１００であって、電極チップ間に流す溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間単位で電極チップ間に流す溶接電流を設定する溶接電流設定手段１１０、１２２と、任意のサイクルまたは任意の時間単位で電極チップの加圧力を設定する加圧力設定手段１１０、１２４と、複数の鋼板の溶接中に、溶接電流設定手段で設定した溶接電流及び加圧力設定手段で設定した加圧力を任意のサイクルまたは時間単位で読み込んで、読み込んだ溶接電流を電極チップに供給し、読み込んだ加圧力で複数の鋼板を加圧させる溶接制御手段１３０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、任意のサイクルまたは時間単位で溶接電流と加圧力が設定でき最適な抵抗溶接を実施することができる抵抗溶接制御装置、抵抗溶接機及び溶接データ設定装置に関する。

近年、製品の用途に応じ多彩な溶接条件によって抵抗溶接が実施されるようになってきた。たとえば、車体製造の分野では、車両重量の軽量化と車体強度の向上を両立させるため、高張力鋼板が多用されつつある。高張力鋼板は、合金成分の添加、組織の制御により、一般構造用鋼材よりも強度を向上させた鋼板である。自動車の部材などを設計する際、同じ強度を確保するに当たって、一般鋼材を用いる場合に比べて薄肉化できる。

高張力鋼板を抵抗溶接する場合、一般鋼板を抵抗溶接するときとは溶接条件を変える必要がある。溶接条件とは、主に、鋼板を溶接するときに、鋼板に流す電流と鋼板を加圧する加圧力である。

従来、溶接品質を向上させるため、下記特許文献１に開示されているように、通電時間と休止時間、及び通電回数を任意に設定できるようにした発明がある。同じく溶接品質を向上させるため、下記特許文献２に開示されているように、溶接中に、電極加圧力を一定期間通常の設定加圧力よりも大きくした発明がある。

特開平６−１７０５５０号公報 特開平９−１６８８７１号公報

しかし、高張力鋼板のような、一般の鋼板とは組成が異なる鋼板の溶接を最適化するためには、引用文献１及び２に開示されているような発明を単に適用するだけでは困難である。

本発明は、上記のような従来の課題を解決するために成されたものであり、任意のサイクルまたは時間単位で溶接電流と加圧力が設定でき最適な抵抗溶接を実施することができる抵抗溶接制御装置、抵抗溶接機及び溶接データ設定装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る抵抗溶接制御装置は、複数の鋼板を電極チップで加圧し、前記電極チップ間に溶接電流を流すことによって、複数の鋼板を溶接する、溶接機の抵抗溶接制御装置である。本発明に係る抵抗溶接制御装置は、溶接電流設定手段、加圧力設定手段、溶接制御手段を有する。

溶接電流設定手段は、電極チップ間に流す溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間単位で電極チップ間に流す溶接電流を設定する。加圧力設定手段は、任意のサイクルまたは任意の時間単位で電極チップの加圧力を設定する。溶接制御手段は、複数の鋼板の溶接中に、溶接電流設定手段で設定した溶接電流及び加圧力設定手段で設定した加圧力を任意のサイクルまたは時間単位で読み込んで、読み込んだ溶接電流を電極チップに供給し、読み込んだ加圧力で複数の鋼板を加圧させる。

したがって、本発明によれば、溶接電流と加圧力を、任意のサイクルまたは任意の時間単位できめ細かく設定することができるので、溶接条件の設定自由度を高くでき、溶接する鋼板の性質に合わせた、最適な溶接条件の設定が可能になる。

実施形態１に係る抵抗溶接制御装置の構成を示すブロック図である。 図１の溶接電流パターン記憶部及び加圧力パターン記憶部に記憶される溶接条件の一例を示す図である。 図２の溶接条件が設定されたときの溶接電流と加圧力の変化状態を示す図である。 図１の抵抗溶接制御装置の動作フローチャートである。 実施形態２に係る抵抗溶接制御装置の構成を示すブロック図である。 図５の溶接電流パターン記憶部及び加圧バルブ作動パターン記憶部に記憶される溶接条件の一例を示す図である。 図６の溶接条件が設定されたときの溶接電流と加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦ状態を示す図である。 図５の抵抗溶接制御装置の動作フローチャートである。 実施形態３に係るスポット溶接ロボットの構成を示すブロック図である。

以下に、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置、抵抗溶接機及び溶接データ設定装置について、添付した図面を参照して、［実施形態１］から［実施形態３］に分けて説明する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る抵抗溶接制御装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１の溶接電流パターン記憶部及び加圧力パターン記憶部に記憶される溶接条件の一例を示す図である。図３は、図２の溶接条件が設定されたときの溶接電流と加圧力の変化状態を示す図である。

（抵抗溶接制御装置の構成）
図１に示すように、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置１００は、溶接データ入力部１１０、記憶部１２０及び溶接制御部１３０を有する。

本実施形態に係る抵抗溶接制御装置１００は、複数の鋼板を電極チップ１４５で加圧し、電極チップ１４５間に溶接電流を流すことによって、複数の鋼板を溶接する、たとえばスポット溶接機、スポット溶接ロボットなどの溶接機の動作を制御する。

溶接データ入力部１１０は、電極チップ１４５間に流す溶接電流を、溶接電流が有する周波数の任意のサイクル（たとえば１サイクル、０．５サイクル）または任意の時間単位（たとえば１０ｍｓｅｃ、１５ｍｓｅｃ）で入力する。また、溶接データ入力部１１０は、電極チップ１４５の加圧力を、溶接電流が有する周波数のサイクル（たとえば１サイクル、０．５サイクル）または時間単位（たとえば１０ｍｓｅｃ、１５ｍｓｅｃ）で入力する。

溶接データ入力部１１０は、外部の上位コンピュータから、溶接電流及び加圧力を入力する場合には、インターフェースであり、作業者が溶接電流及び加圧力を手入力する場合には、キーボードなどの端末である。

なお、溶接電流と加圧力のサイクルまたは時間の刻みは、上記の例のように、１サイクル、０．５サイクル、１０ｍｓｅｃ、１５ｍｓｅｃ単位で一致していることが好ましい。しかし、溶接電流のサイクルまたは時間の刻みと加圧力のサイクルまたは時間の刻みが一致していなくとも良い。

記憶部１２０は、溶接データ入力部１１０で入力した、電極チップ１４５に流す溶接電流の溶接電流パターンと電極チップ１４５が鋼板を加圧する加圧力パターンとを記憶する。記憶部１２０は、溶接電流パターン記憶部１２２と加圧力パターン記憶部１２４とを有し、溶接電流パターンは溶接電流パターン記憶部１２２に記憶させ、加圧力パターンは加圧力パターン記憶部１２４に記憶させる。

なお、溶接データ入力部１１０と溶接電流パターン記憶部１２２とによって溶接電流設定手段が形成され、電極チップ１４５間に流す溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間刻みで電極チップ１４５間に流す溶接電流が設定される。また、溶接データ入力部１１０と加圧力パターン記憶部１２４とによって加圧力設定手段が形成され、電極チップ１４５間に流す溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間刻みで電極チップ１４５の加圧力が設定される。

溶接電流パターン記憶部１２２及び加圧力パターン記憶部１２４に記憶される溶接条件の一例は、図２に示す通りである。図２の溶接条件は、溶接データ入力部１１０から入力される。

溶接電流パターン記憶部１２２には、１サイクル目から１５サイクル目までの、各サイクルにおける電流値が記憶されている。本明細書で記載しているサイクルとは、溶接電流の周波数のサイクルに準ずるものである。たとえば、溶接電流の周波数が５０Ｈｚである時には、１サイクルは時間にすると２０ｍｓｅｃに相当する。したがって、図２に示す溶接条件は、２０ｍｓｅｃごとの溶接電流を示しているとも言える。

図２に示すように、１サイクル目から５サイクル目までは、溶接電流の電流値が徐々に上がっている。この部分をアップスロープという。アップスロープにおける溶接電流の上昇具合、アップスロープを形成するサイクル数や時間は自由に設定できる。

６サイクル目と７サイクル目は、溶接電流を全く流さないクール部分であり、瞬間的に鋼板を冷却する部分である。クール部分を形成するサイクル数や時間も自由に設定できる。

８サイクル目と９サイクル目はアップスロープを形成し、９サイクル目から１３サイクル目までは一定値の溶接電流を流す。一定値の溶接電流を流す部分のサイクル数や時間も自由に設定できる。

１３サイクル目から１５サイクル目までは、溶接電流の電流値が徐々に下がっている。この部分をダウンスロープという。ダウンスロープにおける溶接電流の上昇具合、ダウンスロープを形成するサイクル数や時間も自由に設定できる。

加圧力パターン記憶部１２４には、スクイズ時間、１サイクル目から１５サイクル目、ホールド時間までの電極チップ１４５の加圧力が記憶されている。

図２に示すように、１サイクル目から５サイクル目までは、電極チップ１４５の加圧力を徐々に上げている。５サイクル目から７サイクル目までは同一の加圧力で鋼板を加圧し、８サイクル目で瞬間的に加圧力を落とし、９サイクル目から１５サイクル目までは同一の加圧力で加圧する。なお、スクイズ時間の１０サイクルは１サイクル目の加圧力と同一の加圧力で、ホールド時間の４サイクルは１５サイクル目の加圧力と同一の加圧力で鋼板を加圧する。

本実施形態では、溶接電流と同様に、加圧力も、サイクルごとに自由に設定できる。

溶接制御部１３０は、電流センサ１３２、溶接電流制御部１３４、加圧力センサ１３６及び加圧力制御部１３８を有する。溶接制御部１３０の電流センサ１３２、溶接電流制御部１３４、加圧力センサ１３６及び加圧力制御部１３８は溶接制御手段を形成する。

溶接制御部１３０は、複数の鋼板の溶接中に、設定した溶接電流及び設定した加圧力を任意のサイクルまたは時間ごとに読み込んで、読み込んだ溶接電流を電極チップ１４５に供給し、読み込んだ加圧力で前記複数の鋼板を加圧させる。

電流センサ１３２は電極チップ１４５を介して鋼板に流れる溶接電流を検出する。溶接電流制御部１３４は、電流センサ１３２が検出した溶接電流をフィードバックしながら電極チップ１４５に流す溶接電流を設定した任意のサイクルまたは任意の時間単位で制御する。

加圧力センサ１３６は電極チップ１４５における鋼板の加圧力を検出する。

加圧力制御部１３８は、加圧力センサ１３６が検出した加圧力をフィードバックしながら電極チップ１４５の加圧力を設定した任意のサイクルまたは任意の時間単位で制御する。

溶接ガン１４０は、溶接機の作業端に取り付けられているもので、電極チップ１４５を備える。電極チップ１４５は、たとえば、車体を組み立てる場合の鋼板をその上下面から加圧し、加圧した状態で電極チップ１４５間の鋼板に溶接電流を流し、鋼板同士をスポット溶接する。電極チップ１４５は、油圧や空圧のシリンダを用いて鋼板を加圧する形態と、サーボモータによって駆動し、加圧力を微妙に調整できる形態のものとがある。

本実施形態では、電極チップ１４５の加圧力の調整を容易にするために、サーボモータを用いている。

以上は、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置１００の構成である。

なお、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置１００は、たとえば、車体の組み立てに使用されるスポット溶接機、車体の組み立てラインに設置されるスポット溶接ロボットなどの溶接機に用いることができる。

また、溶接データ入力部１１０、溶接電流パターン記憶部１２２及び加圧力パターン記憶部１２４は、溶接データ設定装置として機能する。溶接データ設定装置は、抵抗溶接制御装置１００に用いられ、溶接データを任意のサイクルごとに、または、任意の時間ごとに設定できる。

（抵抗溶接制御装置の動作）
次に、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置１００の動作について説明する。

記憶部１２０の溶接電流パターン記憶部１２２と加圧力パターン記憶部１２４には、たとえば、図２に示したような、溶接電流と加圧力の溶接条件が記憶されている。

溶接条件が図２のように設定されているときの、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置１００の、サイクルごとの溶接電流の変化と、加圧力の変化を図示すると、図３に示すようになる。

溶接の開始指令が出てから、１０サイクルのスクイズ時間の間は、電極チップ１４５には溶接電流が流されない。しかし、鋼板は一定の加圧力で電極チップ１４５によって加圧される。

スクイズ時間が終了して、１サイクル目から５サイクル目まで、溶接電流が段階的に上昇する。溶接電流の上昇に応じて、電極チップ１４５の加圧力も、段階的に上昇する。

６サイクル目と７サイクル目は溶接電流が流されないが、鋼板には一定の加圧力が加えられる。

８サイクル目から再び溶接電流が流され、１４サイクル目、１５サイクル目で溶接電流が減少されて０になる。加圧力は、８サイクル目で一旦減少され、９サイクル目から増加されて、４サイクルのホールド時間が終了するまで一定の圧力で鋼板を加圧する。

図４は、図１に示した抵抗溶接制御装置１００の動作フローチャートである。

図１に示した溶接電流制御部１３４は溶接電流パターン記憶部１２２に記憶されている、図２に示したような溶接電流パターンを入力する（Ｓ１００）。次に、加圧力制御部１３８は、加圧力パターン記憶部１２４に記憶されている図２に示したような加圧力パターンを入力する（Ｓ１０１）。

溶接電流制御部１３４は、電極チップ１４５に流れる電流値を電流センサ１３２で検出し、その検出した電流値をフィードバックしながら、１サイクルごとに設定されている溶接電流を電極チップ１４５に供給する。図２に示した溶接電流が設定されている場合には、図３に示すように電極チップ１４５に流れる溶接電流がサイクルごとに変化する（Ｓ１０２）。

加圧力制御部１３８は、電極チップ１４５の加圧力を加圧力センサ１３６で検出し、その検出した加圧力をフィードバックしながら、１サイクルごとに設定されている加圧力を電極チップ１４５に加える。図２に示した加圧力が設定されている場合には、図３に示すように電極チップ１４５が鋼板を加圧する加圧力がサイクルごとに変化する（Ｓ１０３）。

抵抗溶接制御装置１００は、溶接作業か終了したか否かを判断し（Ｓ１０４）、溶接作業が終了していなければ（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０２とＳ１０３のステップを繰り返す。一方、溶接作業が終了していれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ）溶接作業を終了する。

以上のように、実施形態１に係る抵抗溶接制御装置１００によれば、溶接データ入力部１１０から、溶接条件を、サイクルごと、または、時間ごとに設定できるようにしてあるので、きめ細かく、溶接電流と加圧力の値を設定することができ、溶接しようとする鋼板の溶接特性に適した、最適な溶接条件を設定することができる。

具体的には、アップスロープ開始から、多段運転、クール、ダウンスロープ終了まで、多彩な電流パターンを作成することはもちろんのこと、アップスロープやダウンスロープの傾きをスロープ途中で変更したりすることも自由にできる。このため、溶接中の入熱の微調整がサイクルごと、時間ごとに容易なため、チリの発生を防止でき、溶接品質の向上が期待できる。なお、溶接電流の設定は電流値で行っても良いし、ヒート率で行っても良い。

また、スクイズからホールドまでの加圧力も１サイクルごと、時間ごとに設定できるので、溶接電流に応じた適正な加圧力を与えることができる。

実施形態１で例示したスポット溶接は、重ねた鋼板を電極チップで加圧した状態で溶接電流を流し、鋼板接触部の電気抵抗でジュール熱を発生させ、鋼板を溶融して接合する溶接方法であり、自動車の車体溶接に多く用いられる。

自動車業界では、衝突安全性の向上と低燃費のための軽量化を実現させるため、高張力鋼板の採用範囲を広げている。高張力鋼板は、プレス成型が軟鋼板に比較して劣っているために、パネルとパネルの重ね面に隙間が生じやすく、また剛性が高いため溶接ガンで加圧してもなお隙間が残ることがある。

このため、初期通電の発熱で軟化させて隙間対策をした後、溶接電流を与えて良好な溶接を得るなどの手法が採用されている。一般に、適正な溶接電流の範囲は鋼材の特性によって決まり、電流が低すぎると溶融不足から必要な溶接強度が得られない。電流が高すぎると、チリが発生して溶融物が飛散するため、同様に必要な強度が得られない。

このため、溶接電流の値は鋼材の特性に合わせて適正値に設定する必要がある。加圧力は一般的に電流値に比例して高くする必要があり、加圧力が不足するとチリが発生して溶融物が飛散するため、同様に必要な強度が得られない。

本実施形態によれば、溶接電流と加圧力を１サイクルごとに、きめ細かく設定することができるようにし、溶接電流に応じた適切な加圧力を与えることができるようにし、最大限の鋼板溶融を、チリを発生させることなく行うことができ、高品質な溶接を実現できる。

［実施形態２］
図５は、実施形態２に係る抵抗溶接制御装置の構成を示すブロック図である。図６は、図５の溶接電流パターン記憶部及び加圧バルブ動作パターン記憶部に記憶される溶接条件の一例を示す図である。図７は、図６の溶接条件が設定されたときの溶接電流と加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦ状態を示す図である。

（抵抗溶接制御装置の構成）
図５に示すように、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置２００は、溶接データ入力部２１０、記憶部２２０及び溶接制御部２３０を有する。

本実施形態に係る抵抗溶接制御装置２００は、実施形態１と同様に、複数の鋼板を電極チップ２４５で加圧し、電極チップ２４５間に溶接電流を流すことによって、複数の鋼板を溶接する、たとえばスポット溶接機、スポット溶接ロボットなどの溶接機の動作を制御する。

溶接データ入力部２１０は、電極チップ２４５間に流す溶接電流を、溶接電流が有する周波数の任意のサイクル（たとえば１サイクル、０．５サイクル）または任意の時間単位（たとえば１０ｍｓｅｃ、１５ｍｓｅｃ）で入力する。また、溶接データ入力部２１０は、電極チップ２４５に加圧力を与えるための加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦの動作を、溶接電流が有する周波数のサイクル（たとえば１サイクル、０．５サイクル）または時間単位（たとえば１０ｍｓｅｃ、１５ｍｓｅｃ）で入力する。

溶接データ入力部２１０は、外部の上位コンピュータから、溶接電流及び加圧力を入力する場合には、インターフェースであり、作業者が溶接電流及び加圧力を手入力する場合には、キーボードなどの端末である。

なお、溶接電流と加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦのサイクルまたは時間の刻みは、上記の例のように、１サイクル、０．５サイクル、１０ｍｓｅｃ、１５ｍｓｅｃ単位で一致していることが好ましい。しかし、溶接電流のサイクルまたは時間の刻みと加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦのサイクルまたは時間の刻みが一致していなくとも良い。

記憶部２２０は、溶接データ入力部２１０で入力した、電極チップ２４５に流す溶接電流の溶接電流パターンと電極チップ２４５が鋼板を加圧するときの加圧バルブの動作パターンとを記憶する。記憶部２２０は、溶接電流パターン記憶部２２２と加圧バルブ動作パターン記憶部２２４とを有し、溶接電流パターンは溶接電流パターン記憶部２２２に記憶させ、加圧バルブ動作パターンは加圧バルブ動作パターン記憶部２２４に記憶させる。

なお、溶接データ入力部２１０と溶接電流パターン記憶部２２２とによって溶接電流設定手段が形成され、電極チップ２４５間に流す溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間刻みで電極チップ２４５間に流す溶接電流が設定される。また、溶接データ入力部２１０と加圧バルブ動作パターン記憶部２２４とによって加圧力設定手段が形成され、電極チップ２４５間に流す溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間刻みで電極チップ２４５の加圧力が設定される。

溶接電流パターン記憶部２２２及び加圧バルブ動作パターン記憶部２２４に記憶される溶接条件の一例は、図６に示す通りである。図６の溶接条件は、溶接データ入力部２１０から入力される。

溶接電流パターン記憶部２２２には、１サイクル目から１５サイクル目までの、各サイクルにおける電流値が記憶されている。溶接電流パターン記憶部２２２に記憶されている電流値は実施形態１と同一である。

加圧バルブ動作パターン記憶部２２４には、スクイズ時間、１サイクル目から１５サイクル目、ホールド時間までの加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦ動作が記憶されている。

本実施形態では、加圧バルブ１と加圧バルブ２の２つの加圧バルブを設けている。なお、本実施形態では、２つの加圧バルブを例示しているが、３つ以上の加圧バルブを設け、電極チップ２４５に多くの異なる加圧力が与えられるようにしても良い。

図６に示すように、加圧バルブ１は、１サイクル目から１５サイクル目までは、全サイクルＯＮである。また、加圧バルブ２は、１サイクル目から３サイクル目まではＯＦＦであり、４サイクル目から１５サイクル目まではＯＮである。なお、スクイズ時間の１０サイクルは加圧バルブ１のみがＯＮし、ホールド時間の４サイクルは加圧バルブ２もＯＮする。したがって、スクイズ時間及び１サイクル目から３サイクル目までは鋼板には低加圧力が付加され、４サイクル目以降ホールド時間が終了するまでは、鋼板には高加圧力が付加される。

溶接制御部２３０は、電流センサ２３２、溶接電流制御部２３４、加圧バルブ２３６及び加圧バルブ制御部２３８を有する。溶接制御部２３０の電流センサ２３２、溶接電流制御部２３４、加圧バルブ２３６及び加圧バルブ制御部２３８は溶接制御手段を形成する。

溶接制御部２３０は、複数の鋼板の溶接中に、設定した溶接電流及び設定した加圧力（加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦ）を任意のサイクルまたは時間ごとに読み込んで、読み込んだ溶接電流を電極チップ２４５に供給し、読み込んだ加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦで加圧バルブを動作させて前記複数の鋼板を加圧させる。

電流センサ２３２は電極チップ２４５を介して鋼板に流れる溶接電流を検出する。溶接電流制御部２３４は、電流センサ２３２が検出した溶接電流をフィードバックしながら電極チップ２４５に流す溶接電流を設定した任意のサイクルまたは任意の時間単位で制御する。

加圧バルブ２３６は電極チップ２４５を加圧するための流体のＯＮ、ＯＦＦを制御する。加圧バルブ２３６は、図６及び図７に示したように、加圧バルブ１と加圧バルブ２の２つのバルブを有する。

加圧バルブ制御部２３８は、加圧バルブ動作パターン記憶部２２４に記憶されている加圧バルブ動作パターンに応じて、加圧バルブ１と加圧バルブ２の２つのバルブのＯＮ，ＯＦＦを制御する。

溶接ガン２４０は、溶接機の作業端に取り付けられているもので、電極チップ２４５を備える。電極チップ２４５は、たとえば、車体を組み立てる場合の鋼板をその上下面から加圧し、加圧した状態で電極チップ２４５間の鋼板に溶接電流を流し、鋼板同士をスポット溶接する。電極チップ２４５は、油圧や空圧のシリンダを用いて鋼板を加圧する形態と、サーボモータによって駆動し、加圧力を微妙に調整できる形態のものとがある。

本実施形態では、電極チップ２４５の加圧力を大まかに調整するために、油圧や空圧のシリンダを用いている。

以上は、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置２００の構成である。

なお、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置２００は、実施形態１と同様に、たとえば、車体の組み立てに使用されるスポット溶接機、車体の組み立てラインに設置されるスポット溶接ロボットなどの溶接機に用いることができる。

また、溶接データ入力部２１０、溶接電流パターン記憶部２２２及び加圧バルブ動作パターン記憶部１２４は、溶接データ設定装置として機能する。溶接データ設定装置は、抵抗溶接制御装置２００に用いられ、溶接データを任意のサイクルごとに、または、任意の時間ごとに設定できる。

（抵抗溶接制御装置の動作）
次に、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置２００の動作について説明する。

記憶部２２０の溶接電流パターン記憶部２２２と加圧バルブ動作パターン記憶部２２４には、たとえば、図６に示したような、溶接電流と加圧バルブのＯＮ、ＯＦＦを示す溶接条件が記憶されている。

溶接条件が図６のように設定されているときの、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置２００の、サイクルごとの溶接電流の変化と、加圧力の変化を図示すると、図７に示すようになる。

溶接の開始指令が出てから、１０サイクルのスクイズ時間の間は、電極チップ２４５には溶接電流が流されない。しかし、鋼板は低加圧力で電極チップ２４５によって加圧される。

スクイズ時間が終了して、１サイクル目から５サイクル目まで、溶接電流が段階的に上昇する。溶接電流が上昇すると２つのバルブがＯＮし鋼板は高加圧力で電極チップ２４５によって加圧される。

６サイクル目と７サイクル目は溶接電流が流されないが、鋼板には一定の加圧力が加えられる。

８サイクル目から再び溶接電流が流され、１４サイクル目、１５サイクル目で溶接電流が減少されて０になる。加圧力は変化しない。

図８は、図５に示した抵抗溶接制御装置２００の動作フローチャートである。

図５に示した溶接電流制御部２３４は溶接電流パターン記憶部２２２に記憶されている、図６に示したような溶接電流パターンを入力する（Ｓ２００）。次に、加圧バルブ制御部２３８は、加圧バルブ動作パターン記憶部２２４に記憶されている図７に示したような加圧バルブ動作パターンを入力する（Ｓ２０１）。

溶接電流制御部２３４は、電極チップ２４５に流れる電流値を電流センサ２３２で検出し、その検出した電流値をフィードバックしながら、１サイクルごとに設定されている溶接電流を電極チップ２４５に供給する。図６に示した溶接電流が設定されている場合には、図７に示すように電極チップ２４５に流れる溶接電流がサイクルごとに変化する（Ｓ２０２）。

加圧バルブ制御部２３８は、加圧バルブ動作パターン記憶部２２４に記憶されている加圧バルブ動作パターンに基づいて加圧バルブ２３６のＯＮ、ＯＦＦを制御する。図６に示した加圧バルブ動作パターンが設定されている場合には、図７に示すように加圧バルブ１、２をＯＮ、ＯＦＦさせて、電極チップ２４５が鋼板を加圧する加圧力を変える（Ｓ２０３）。

抵抗溶接制御装置２００は、溶接作業か終了したか否かを判断し（Ｓ２０４）、溶接作業が終了していなければ（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２０２とＳ２０３のステップを繰り返す。一方、溶接作業が終了していれば（Ｓ２０４：ＹＥＳ）溶接作業を終了する。

以上のように、実施形態２に係る抵抗溶接制御装置２００によれば、溶接データ入力部１１０から、溶接条件を、サイクルごと、または、時間ごとに設定できるようにしてあるので、きめ細かく溶接電流の値を設定することができ、段階的に加圧力の値を設定することができる。

なお、実施形態２に係る抵抗溶接制御装置２００は、鋼板に与える加圧力を実施形態１ほどは細かく設定することができないが、加圧力の変更はバルブのＯＮ、ＯＦＦを制御するだけで済むので、加圧力を制御する装置構成は簡略化される。

［実施形態３］
図９は、実施形態３に係る抵抗溶接制御装置の構成を示すブロック図である。実施形態３に係る抵抗溶接制御装置は、スポット溶接ロボットに適用したものである。

（抵抗溶接制御装置の構成・動作）
図９に示すように、本実施形態に係る抵抗溶接制御装置３００は、外部インターフェース３１０、教示ペンダント３２０、溶接制御部３３０、ロボットハンドガン３４０を有する。

外部インターフェース３１０は、実施形態１及び２の溶接データ入力部１１０、２１０に相当するものであり、溶接条件を入力する。

教示ペンダント３２０は、スポット溶接ロボットの動作を教示するときに用いる端末である。

溶接制御部３３０は、スポット溶接をする際の溶接電流の大きさやロボットハンドガンの加圧力を制御する。

溶接制御部３３０は、ＣＰＵ３３１、溶接電流記憶部３３２、加圧力記憶部３３３、溶接電流制御部３３４、加圧モータ制御部３３５を備えている。

ＣＰＵ３３１は、溶接制御部３３０の制御内容を統括的に制御する。溶接電流記憶部３３２は、実施形態１の溶接電流パターン記憶部１２２、または、実施形態２の溶接電流パターン記憶部２２２と同一である。加圧力記憶部３３３は、実施形態１の加圧力パターン記憶部１２４と同一である。

溶接電流制御部３３４は、実施形態１の溶接電流制御部１３４または、実施形態２の溶接電流制御部２３４と同一である。

加圧モータ制御部３３５は、ロボットハンドガンに取り付けられている電極チップを駆動するモータの動作を制御する。このモータの動作を制御することによって、電極チップの位置を変え、鋼板の加圧力を調整する。

ロボットハンドガン３４０は、電流センサ３４１、加圧力センサ３４２、位置センサ３４３を備えている。

電流センサ３４１は、電極チップを流れる溶接電流の大きさを検出し、溶接電流制御部３３４にフィードバックして定められている溶接電流が各サイクルで流れるようにする。

加圧力センサ３４２は、電極チップがくわえる鋼板の加圧力を直接検出する。位置センサ３４３は、電極チップの位置を検出し、下側と上側の電極チップ先端の間隔を認識する。

実施形態１及び実施形態２のように溶接条件が設定されている場合には、溶接電流制御部３３４が電流センサ３４１で検出される溶接電流の値を見ながら、溶接電流記憶部３３２に記憶されている溶接電流の値と一致するように、溶接電流を調整する。

また、実施形態１のように加圧力が設定されている場合には、加圧モータ制御部３３５が加圧力センサ３４２で検出される加圧力の値を見ながら、加圧力記憶部３３３に記憶されている加圧力の値と一致するように、位置センサ３４３で検出される電極チップの位置を調整して、加圧力を調整する。

以上、実施形態１−３では、１サイクルごとに設定されている溶接電流と加圧力とに基づいて、２回の通電を行う（多段通電）場合について説明したが、本発明は、これに限られることなく、様々な種類の鋼板の溶接を最適な溶接条件で実施することができる。

１００、２００、３００ 抵抗溶接制御装置、
１１０、２１０ 溶接データ入力部、
１２０、２２０ 記憶部、
１２２、２２２ 溶接電流パターン記憶部、
１２４ 加圧力パターン記憶部、
１３０、２３０ 溶接制御部、
１３２、２３２ 電流センサ、
１３４、２３４ 溶接電流制御部、
１３６ 加圧力センサ、
１３８ 加圧力制御部、
１４０、２４０ 溶接ガン、
１４５、２４５ 電極チップ、
２３６ 加圧バルブ、
２３８ 加圧バルブ制御部、
３１０ 外部インターフェース、
３２０ 教示ペンダント、
３３０ 溶接制御部、
３４０ ロボットハンドガン。

Claims (9)

1. 複数の鋼板を電極チップで加圧し、前記電極チップ間に溶接電流を流すことによって、前記複数の鋼板を溶接する、溶接機の抵抗溶接制御装置であって、
   前記電極チップ間に流す溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間単位で前記電極チップ間に流す溶接電流を設定する溶接電流設定手段と、
   前記任意のサイクルまたは任意の時間単位で前記電極チップの加圧力を設定する加圧力設定手段と、
   前記複数の鋼板の溶接中に、前記溶接電流設定手段で設定した溶接電流及び前記加圧力設定手段で設定した加圧力を任意のサイクルまたは時間単位で読み込んで、読み込んだ溶接電流を前記電極チップに供給し、読み込んだ加圧力で前記複数の鋼板を加圧させる溶接制御手段と、
   を有することを特徴とする抵抗溶接制御装置。
2. 前記溶接電流設定手段は、前記電極チップ間に流す溶接電流を前記サイクルまたは前記時間単位で入力する溶接データ入力部と、
   前記溶接データ入力部で入力した溶接電流を溶接電流パターンとして記憶する溶接電流パターン記憶部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接制御装置。
3. 前記加圧力設定手段は、前記電極チップの加圧力を前記サイクルまたは前記時間単位で入力する溶接データ入力部と、
   前記溶接データ入力部で入力した加圧力を加圧力パターンとして記憶する加圧力パターン記憶部と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗溶接機制御装置。
4. 前記加圧力設定手段は、前記電極チップに加圧力を付加する複数の加圧バルブの動作パターンを前記サイクルまたは前記時間単位で入力する溶接データ入力部と、
   前記溶接データ入力部で入力した前記複数の加圧バルブの動作パターンを加圧バルブごとに記憶する加圧バルブ動作パターン記憶部と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗溶接機制御装置。
5. 前記溶接制御手段は、
   前記電極チップに流れる溶接電流を検出する電流センサと、
   前記電流センサが検出した溶接電流をフィードバックしながら前記電極チップに流す溶接電流を前記任意のサイクルまたは任意の時間単位で制御する溶接電流制御部と、
   前記電極チップの加圧力を検出する加圧力センサと、
   前記加圧力センサが検出した加圧力をフィードバックしながら前記電極チップの加圧力を前記任意のサイクルまたは任意の時間単位で制御する加圧力制御部と、
   を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の抵抗溶接機制御装置。
6. 前記溶接制御手段は、
   前記電極チップに流れる溶接電流を検出する電流センサと、
   前記電流センサが検出した溶接電流をフィードバックしながら前記電極チップに流す溶接電流を前記任意のサイクルまたは任意の時間単位で制御する溶接電流制御部と、
   前記複数の加圧バルブを作動させることにより前記電極チップの加圧力を前記任意のサイクルまたは任意の時間単位で制御する加圧バルブ制御部と、
   を有することを特徴とする請求項４に記載の抵抗溶接機制御装置。
7. 前記請求項１から６のいずれかの抵抗溶接制御装置によって、前記電極チップ間に流れる溶接電流と前記電極チップの加圧力が制御されることを特徴とする抵抗溶接機。
8. 複数の鋼板を電極チップで加圧し、前記電極チップ間に電流を流すことによって、前記複数の鋼板を溶接する溶接機の溶接データ設定装置であって、
   前記電極チップ間に流す溶接電流及び前記電極チップの加圧力を前記溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間単位で入力する溶接データ入力部と、
   前記溶接データ入力部で入力した溶接電流を溶接電流パターンとして記憶する溶接電流パターン記憶部と、
   前記溶接データ入力部で入力した加圧力を加圧力パターンとして記憶する加圧力パターン記憶部と、
   を有することを特徴とする溶接データ設定装置。
9. 複数の鋼板を電極チップで加圧し、前記電極チップ間に電流を流すことによって、前記複数の鋼板を溶接する溶接機の溶接データ設定装置であって、
   前記電極チップ間に流す溶接電流及び前記電極チップに加圧力を付加する複数の加圧バルブの動作パターンを前記溶接電流の周波数の任意のサイクルまたは任意の時間単位で入力する溶接データ入力部と、
   前記溶接データ入力部で入力した溶接電流を溶接電流パターンとして記憶する溶接電流パターン記憶部と、
   前記溶接データ入力部で入力した前記複数の加圧バルブの動作パターンを加圧バルブごとに記憶する加圧バルブ動作パターン記憶部と、
   を有することを特徴とする溶接データ設定装置。

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