JP3117543B2 - 抵抗溶接制御装置 - Google Patents
抵抗溶接制御装置Info
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Description
時の制御に関するものである。
して、溶接電流,電極間抵抗の物理量を検知して、設定
したモデル波形との比較した結果、または物理量とナゲ
ット径の相関関係をもちいることにより、抵抗溶接の制
御を行うことが一般的である。
による抵抗溶接機の出力状態の一例を図4に示す。図4
においてt1,t2は、測定された電極間抵抗値がモデ
ル波形から離れ始めた時刻を示す。またΔp1,Δp2
は検出波形をモデル波形に近づけるための出力調整幅を
示す。従来の制御では電極間抵抗とモデル波形の大小関
係により次のように出力指令値を制御する。
検出波形がモデル波形より大きい場合”には、その物理
量をモデル波形に近づけるように、出力指令値をΔp1
だけ低下させナゲット部への入熱を減少させる。
理量の検出波形がモデル波形より小さい場合”には、そ
の物理量をモデル波形に近づけるように、出力指令値を
Δp2だけ増加させナゲット部への入熱を増加させる。
はナゲット生成の物理的現象とは無関係な値となってい
た。この問題を解決するために、溶接電流と溶接電圧を
測定し、熱伝導モデルに基づいて温度分布および通電径
を数値演算するとともにナゲット径を推定する数値計算
シミュレータが開発されたが、この数値計算シミュレー
タは溶接状態,生成ナゲット径を推定するには有効であ
るが、溶接結果を積極的に向上させる機能は有していな
かった。(参考文献:溶接学会抵抗溶接研究委員会編・
「抵抗溶接現象とその応用(1)」,社団法人溶接学
会,(昭57),第12頁〜第52頁)
は、前記物理量に関してモデル波形との差を検出して出
力指令値を一定値増減させるものであり、このため、制
御においてナゲット生成状況は考慮されず、溶接の大き
な因子である通電径の変化に伴うナゲット部への入熱密
度の変化に対する考慮は行われていなかった。そのため
出力変化量を一定とした場合、通電径が比較的小さい通
電初期においては入熱密度が過大となり、急激なナゲッ
ト成長によるチリ発生や電極の損傷が発生し、また通電
径が大きくなった通電後期では入熱密度が過小となり、
必要なナゲット成長が得られなかった。また、ワークに
亜鉛メッキ鋼板を用いた場合は、通電径の時間に対する
拡大傾向が大きいため、出力変化量を一定とした場合に
は、急速に拡大した通電径に対応した入熱制御は困難で
あった。
過大な入力によるチリの発生や電極損傷および過小入力
によるナゲット径不足の発生を減少させることができる
抵抗溶接制御装置を提供することを目的とする。
に本発明の第1の抵抗溶接制御装置は、被溶接材を挟む
溶接電極間に印加される溶接電流,電極間電圧,溶接電
極の変位,電極加圧力,溶接電極温度または被溶接部温
度の少なくとも1つの物理量を検出する検出部と、前記
検出部により検出された物理量を用いて熱伝導モデルに
基づいて通電径を数値解析する数値計算シミュレータを
もつ演算部と、前記検出部により検出された物理量と設
定したモデル波形とを比較した結果を制御信号として出
力する比較部と、前記演算部により数値解析された通電
径出力と前記比較部により出力される制御信号を用い
て、通電径当たりの入熱密度が一定となるように溶接機
出力を制御する出力指令部と、前記出力指令部より出力
された出力指令値により溶接電流,溶接時間または加圧
力の少なくとも1つを変更する電源部とを設けたことを
特徴とする。
は、被溶接材を挟む溶接電極間に印加される溶接電流,
電極間電圧,溶接電極の変位,電極加圧力,溶接電極温
度または被溶接部温度の少なくとも1つの物理量を検出
する検出部と、前記検出部により検出された物理量を用
いて熱伝導モデルに基づいて温度分布および通電径を数
値解析すると共に、この温度分布からナゲット径の推定
を行う数値計算シミュレータをもつ演算部と、ナゲット
径のモデル波形と前記演算部により推定されたナゲット
径とを比較した結果を制御信号として出力する比較部
と、前記演算部により数値解析された通電径出力と前記
比較部により出力される制御信号を用いて、通電径当た
りの入熱密度が一定となるように溶接機出力を制御する
出力指令部と、前記出力指令部より出力された出力指令
値により溶接電流,溶接時間または加圧力の少なくとも
1つを変更する電源部とを設けたことを特徴とする。
い入熱密度制御が可能となり、チリの発生、電極損傷ま
たはナゲット径不足の発生が抑えられ、抵抗溶接品質の
向上を図ることができる。また亜鉛メッキ鋼板の溶接に
対しても制御の適応が可能となる。
3に示す実施例に基づいて説明する。
うに構成されている。通電はワーク8を挟んだ溶接電極
6,7を介して電源部5により行う。検出部1は、溶接
電流I,電極間電圧V,電極間変位Δg,電極加圧力
P,電極温度T1または被溶接部温度T2のうちの少な
くとも1つの物理量を検出する。比較部2には、検出部
1から入力される前記の各物理量のモデル波形が予め記
憶されており、入力と比較することで制御信号を増減で
きる。演算部3には、図2に示すステップ#1〜#8で
構成される数値計算シュミレータによる通電径の数値解
析手法が設定されており、検出部1で検出した前記物理
量を入力することで、通電径を数値解析により得ること
ができる。この演算部3では、溶接電流,電極間電圧,
電極間変位,電極加圧力,電極温度または被溶接部温度
のうちの何れか1つの物理量を入力データとして通電径
を数値解析できるが、入力される物理量の種類が多いほ
ど解析結果の精度向上を期待できる。
号、前記の演算部3からの通電径出力を比較した結果お
よび内部に記憶した溶接開始条件,溶接終了条件によ
り、電源部5へ出力指令信号を出力する。電源部5は前
記の出力指令信号に基づいて溶接電流,溶接時間または
加圧力の少なくとも1つを変更するように構成されてい
る。
の構成をより詳細に説明する。外部からの開始信号によ
り、出力指令部4は電源部5に任意に設定された開始条
件に基づく出力指令信号を出力する。出力指令部4から
の出力指令信号を受け取った電源部5は通電を開始し、
任意の時刻において検出部1が溶接電流,電極間電圧,
電極間変位,電極加圧力,電極温度または被溶接部温度
の一部あるいは全部を検出する。検出された物理量の一
部あるいは全部は、比較部2および演算部3に入力され
る。比較部2では検出部1から入力された物理量の検出
値と予めこの比較部2に記憶された物理量のモデル波形
とを比較して、図3に示すように次のように制御信号を
増減する。
検出波形がモデル波形より大きい場合には、物理量をモ
デル波形に近づけることを目的として、出力指令値を減
少または終了させるために、制御信号をΔs1だけ低下
または終了させる。図3の(b)に示すように、ある物
理量の検出波形がモデル波形より小さい場合には、物理
量をモデル波形に近づけることを目的として、出力指令
値を増加させるために、制御信号をΔs2だけ増加させ
る。
検出された溶接電流,電極間電圧,電極間変位,電極加
圧力,電極温度または被溶接部温度の一部あるいは全部
をもちいて、任意の時刻における通電径を数値解析し、
出力指令部4へ出力する。出力指令部4は前記の制御信
号と前記の数値解析された通電径を比較した結果または
溶接終了条件により、図3および次に示すように電源部
5への出力指令信号を増減させ出力を制御または終了さ
せる。
た場合、通電径内に入力される入熱が過小となりナゲッ
ト成長低下によるナゲット不足の発生確率が高まるた
め、入力された制御信号に見合う出力指令値をそのとき
の標準値D1 からΔd1だけ増加させ、ナゲット部への
入熱を増加させて通電径内の入熱密度を一定にする。
た場合、通電径内に入力される入熱が過大となり急速な
ナゲット成長によるチリの発生確率が高まるため、入力
された制御信号に見合う出力指令値をそのときの標準値
D2 からΔd2だけ減少させ、ナゲット部への入熱を減
少させて通電径内の入熱密度を一定にする。
の時刻における出力指令値を数値解析した通電径により
増減させることが可能となる。ナゲット部への入熱を制
御することにより、過大な入力によるチリの発生や電極
損傷および過小入力によるナゲット径不足の発生を減少
させることができる。
部4に供給される制御信号は、検出部1により検出され
た物理量と設定したモデル波形とを比較した結果を出力
したが、演算部3を、検出部1により検出された物理量
を用いて熱伝導モデルに基づいて温度分布および通電径
を数値解析すると共に、この温度分布からナゲット径の
推定を行う数値計算シミュレータで構成し、比較部2を
ナゲット径のモデル波形と演算部3により推定されたナ
ゲット径とを比較した結果を制御信号として出力するよ
うに構成しても同様である。
1により検出された物理量と設定したモデル波形とを比
較した結果またはナゲット径のモデル波形と演算部3に
より推定されたナゲット径とを比較した結果を制御信号
として出力するように構成したが、検出部1により検出
された物理量と設定したモデル波形とを比較した結果だ
けでなく、ナゲット径のモデル波形と演算部3により推
定されたナゲット径とを比較した結果との総合評価によ
って出力指令部4に供給する制御信号を決定することも
できる。
は、図3に基づいて検出部1から入力された1つの物理
量の検出値と予めこの比較部2に記憶された1つの物理
量のモデル波形とを比較して制御信号を増減したが、検
出部1から出力された複数の物理量を入力信号として制
御信号を増減する場合には、各物理量ごとにその物理量
のモデル波形と比較して各比較結果を求め、この各比較
結果を総合評価して出力する制御信号の増減ならびにそ
の量を決定するように構成される。
径をもちいて溶接電流,溶接時間と加圧力のうちの少な
くとも1つの出力状態を制御し、ナゲット部への入熱密
度が一定となるように制御することで、溶接時のチリの
発生、電極損傷およびナゲット径不足の発生を減少させ
ることが可能となるのみでなく、亜鉛メッキ鋼板に対し
ても出力制御が適応可能な抵抗溶接機を安価で提供する
ことができる。
である。
すフローチャート図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 被溶接材を挟む溶接電極間に印加される
溶接電流,電極間電圧,溶接電極の変位,電極加圧力,
溶接電極温度または被溶接部温度の少なくとも1つの物
理量を検出する検出部と、前記検出部により検出された
物理量を用いて熱伝導モデルに基づいて通電径を数値解
析する数値計算シミュレータをもつ演算部と、前記検出
部により検出された物理量と設定したモデル波形とを比
較した結果を制御信号として出力する比較部と、前記演
算部により数値解析された通電径出力と前記比較部によ
り出力される制御信号を用いて、通電径当たりの入熱密
度が一定となるように溶接機出力を制御する出力指令部
と、前記出力指令部より出力された出力指令値により溶
接電流,溶接時間または加圧力の少なくとも1つを変更
する電源部とを設けた抵抗溶接制御装置。 - 【請求項2】 被溶接材を挟む溶接電極間に印加される
溶接電流,電極間電圧,溶接電極の変位,電極加圧力,
溶接電極温度または被溶接部温度の少なくとも1つの物
理量を検出する検出部と、前記検出部により検出された
物理量を用いて熱伝導モデルに基づいて温度分布および
通電径を数値解析すると共に、この温度分布からナゲッ
ト径の推定を行う数値計算シミュレータをもつ演算部
と、ナゲット径のモデル波形と前記演算部により推定さ
れたナゲット径とを比較した結果を制御信号として出力
する比較部と、前記演算部により数値解析された通電径
出力と前記比較部により出力される制御信号を用いて、
通電径当たりの入熱密度が一定となるように溶接機出力
を制御する出力指令部と、前記出力指令部より出力され
た出力指令値により溶接電流,溶接時間または加圧力の
少なくとも1つを変更する電源部とを設けた抵抗溶接制
御装置。
Priority Applications (1)
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JP04147838A JP3117543B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 抵抗溶接制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04147838A JP3117543B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 抵抗溶接制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05337657A JPH05337657A (ja) | 1993-12-21 |
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Family
ID=15439398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04147838A Expired - Lifetime JP3117543B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 抵抗溶接制御装置 |
Country Status (1)
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-
1992
- 1992-06-09 JP JP04147838A patent/JP3117543B2/ja not_active Expired - Lifetime
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