JP3161315B2 - 抵抗溶接機の制御装置 - Google Patents
抵抗溶接機の制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗溶接機、特に
スポット溶接機の制御装置に関する。
スポット溶接機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼板などの重ね溶接に用いられる抵抗溶
接機において、溶接強度を高めるためには、溶接電流と
通電部抵抗値と通電時間によって定まる溶接部への入熱
を大きくすることが必要である。特に、溶接点数が増加
すると電極先端が損耗変形し、これにより溶接強度が低
下するので、溶接部への入熱をさらに大きくすることが
必要になることがある。しかしながら一方、溶接部への
入熱を大きくすると散りが発生しやすくなり、この散り
により溶接強度の極端な低下や外観形状の劣悪化を生ず
ることが知られている。
接機において、溶接強度を高めるためには、溶接電流と
通電部抵抗値と通電時間によって定まる溶接部への入熱
を大きくすることが必要である。特に、溶接点数が増加
すると電極先端が損耗変形し、これにより溶接強度が低
下するので、溶接部への入熱をさらに大きくすることが
必要になることがある。しかしながら一方、溶接部への
入熱を大きくすると散りが発生しやすくなり、この散り
により溶接強度の極端な低下や外観形状の劣悪化を生ず
ることが知られている。
【０００３】近年、溶接品質の一層の向上が求められる
ようになり、散りの発生を最小限に抑えて十分な大きさ
のナゲットを得る溶接技術の開発が進められてきた。た
とえば、散りが発生し易い通電開始直後と溶接の後半は
制限した電流を流し、散りの発生が少ない溶接の中間で
は大電流を流して溶接することが試みられており、パタ
ーン化した電流制御や定電力溶接法が提案されている。
（例えば、特開昭６３−１８０３８４号公報参照）。ま
た、加圧力や溶接電流などの急激な変化で散りの発生を
検出することが出来ることを利用して、散りの発生と同
時に通電を停止する方法や（例えば、特開平１−２４１
３８５号公報参照）、複数の溶接点を連続して溶接する
ときには、散りの発生を検出したら次の溶接点の溶接電
流を変更する方法（例えば、特開平５−３３７６５５号
公報参照）なども提案されている。
ようになり、散りの発生を最小限に抑えて十分な大きさ
のナゲットを得る溶接技術の開発が進められてきた。た
とえば、散りが発生し易い通電開始直後と溶接の後半は
制限した電流を流し、散りの発生が少ない溶接の中間で
は大電流を流して溶接することが試みられており、パタ
ーン化した電流制御や定電力溶接法が提案されている。
（例えば、特開昭６３−１８０３８４号公報参照）。ま
た、加圧力や溶接電流などの急激な変化で散りの発生を
検出することが出来ることを利用して、散りの発生と同
時に通電を停止する方法や（例えば、特開平１−２４１
３８５号公報参照）、複数の溶接点を連続して溶接する
ときには、散りの発生を検出したら次の溶接点の溶接電
流を変更する方法（例えば、特開平５−３３７６５５号
公報参照）なども提案されている。
【０００４】また、常に適正なナゲット径を得るため
に、溶接中ナゲット径を直接モニタリングしつつフィー
ドバック制御することも試みられ、その技術が特開平４
−１７８２７５号公報によって開示されている。この技
術は、溶接通電中、チップ間電圧と溶接電流値を検出
し、この検出値を用いて、通電開始から任意の時刻まで
の時々刻々の通電径と温度分布、入熱密度を求め、これ
により正確なナゲット径を推定するとともに、ここで求
めた通電径と入熱密度の値を、あらかじめ選定した好ま
しい標準入熱密度パターンと標準通電径増大パターンに
一致するように溶接電流や電極加圧力を制御するもので
ある。
に、溶接中ナゲット径を直接モニタリングしつつフィー
ドバック制御することも試みられ、その技術が特開平４
−１７８２７５号公報によって開示されている。この技
術は、溶接通電中、チップ間電圧と溶接電流値を検出
し、この検出値を用いて、通電開始から任意の時刻まで
の時々刻々の通電径と温度分布、入熱密度を求め、これ
により正確なナゲット径を推定するとともに、ここで求
めた通電径と入熱密度の値を、あらかじめ選定した好ま
しい標準入熱密度パターンと標準通電径増大パターンに
一致するように溶接電流や電極加圧力を制御するもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の技術では、パターン化した電流制御や定電力溶接法
では、定電流溶接法と比較して散りの発生を低減できる
にしても、散りなしに最大の強度を持つナゲットを得る
ことは困難であり、散りの発生と同時に通電を停止する
方法では、必然的に散りの発生を容認しており、散りの
発生を検出したら次の溶接点の溶接電流を変更する方法
でも、検出した溶接点に生じた散りは如何ともなしがた
いから、いずれも完全な散り対策とはいいがたいという
問題点があった。
来の技術では、パターン化した電流制御や定電力溶接法
では、定電流溶接法と比較して散りの発生を低減できる
にしても、散りなしに最大の強度を持つナゲットを得る
ことは困難であり、散りの発生と同時に通電を停止する
方法では、必然的に散りの発生を容認しており、散りの
発生を検出したら次の溶接点の溶接電流を変更する方法
でも、検出した溶接点に生じた散りは如何ともなしがた
いから、いずれも完全な散り対策とはいいがたいという
問題点があった。
【０００６】また、フィードバックによるナゲット制御
法は十分な強度のナゲットを安定して得ることができる
が、散りの発生には特別の対策を持っていない。
法は十分な強度のナゲットを安定して得ることができる
が、散りの発生には特別の対策を持っていない。
【０００７】本発明は上記の従来の問題点を解決するも
ので、散りを発生させることなく散りが発生する限界ま
で入熱を高めて、最大の強度を持つナゲットを得ること
のできる抵抗溶接機の制御装置を提供することを目的と
する。
ので、散りを発生させることなく散りが発生する限界ま
で入熱を高めて、最大の強度を持つナゲットを得ること
のできる抵抗溶接機の制御装置を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の抵抗溶接機の制御装置は、溶接電流検出手段
と、電極間電圧検出手段と、溶接電流と電極間電圧の経
時変化から通電部のエネルギー分布を推算するエネルギ
ー分布推算手段と、エネルギー分布から散りの発生危険
率を推算する散り発生危険率推算手段とを備えた構成を
有している。これにより、散りの発生を事前に予測する
ことができるので、散りを発生させることなく散りが発
生する限界まで入熱を高めて、最大の強度を持つナゲッ
トを得ることができる。
に本発明の抵抗溶接機の制御装置は、溶接電流検出手段
と、電極間電圧検出手段と、溶接電流と電極間電圧の経
時変化から通電部のエネルギー分布を推算するエネルギ
ー分布推算手段と、エネルギー分布から散りの発生危険
率を推算する散り発生危険率推算手段とを備えた構成を
有している。これにより、散りの発生を事前に予測する
ことができるので、散りを発生させることなく散りが発
生する限界まで入熱を高めて、最大の強度を持つナゲッ
トを得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、溶接電流検出手段と、電極間電圧検出手段と、溶接
電流と電極間電圧の経時変化から通電部のエネルギー分
布を推算するエネルギー分布推算手段と、エネルギー分
布から散りの発生危険率を推算する散り発生危険率推算
手段とを備えた構成を有したものであり、エネルギー分
布推算手段は溶接電流検出手段と電極間電圧検出手段が
検出した溶接中の溶接電流と電極間電圧の経時変化から
通電部のエネルギー分布を時々刻々に推算し、散り発生
危険率推算手段はこのエネルギー分布から散りの発生危
険率を推算する作用を有する。
は、溶接電流検出手段と、電極間電圧検出手段と、溶接
電流と電極間電圧の経時変化から通電部のエネルギー分
布を推算するエネルギー分布推算手段と、エネルギー分
布から散りの発生危険率を推算する散り発生危険率推算
手段とを備えた構成を有したものであり、エネルギー分
布推算手段は溶接電流検出手段と電極間電圧検出手段が
検出した溶接中の溶接電流と電極間電圧の経時変化から
通電部のエネルギー分布を時々刻々に推算し、散り発生
危険率推算手段はこのエネルギー分布から散りの発生危
険率を推算する作用を有する。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
構成に加えて、散り発生危険率が所定の値に保たれるよ
うに溶接入熱を制御する入熱制御手段を備えた構成を有
したものであり、散りが発生しない範囲で入熱を限界ま
で高める作用を有する。
構成に加えて、散り発生危険率が所定の値に保たれるよ
うに溶接入熱を制御する入熱制御手段を備えた構成を有
したものであり、散りが発生しない範囲で入熱を限界ま
で高める作用を有する。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
構成において、散り発生危険率推算手段が散り発生時間
予測手段を備え、散り発生予測時間が溶接時間終了後所
定の時間内になるように溶接入熱を制御する入熱制御手
段を備えた構成を有したものであり、散りが発生しない
範囲で入熱を限界まで高める作用を有する。
構成において、散り発生危険率推算手段が散り発生時間
予測手段を備え、散り発生予測時間が溶接時間終了後所
定の時間内になるように溶接入熱を制御する入熱制御手
段を備えた構成を有したものであり、散りが発生しない
範囲で入熱を限界まで高める作用を有する。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項２または
３に記載の入熱制御手段が、溶接電流を制御する制御信
号を発生する適正溶接電流推算手段と、溶接電流制御手
段を備えた構成を有したものである。
３に記載の入熱制御手段が、溶接電流を制御する制御信
号を発生する適正溶接電流推算手段と、溶接電流制御手
段を備えた構成を有したものである。
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１、２ま
たは３のいずれかに記載の構成に加えて散り発生危険率
推算手段が推算した、散り発生危険率または散り発生予
測時間、あるいは、これらを処理した結果を表示する表
示手段を備えた構成を有したものである。
たは３のいずれかに記載の構成に加えて散り発生危険率
推算手段が推算した、散り発生危険率または散り発生予
測時間、あるいは、これらを処理した結果を表示する表
示手段を備えた構成を有したものである。
【００１４】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。図１において、１は被溶接
材、２は被溶接材１を挟み加圧機構（図示せず）により
加圧され溶接部に溶接電流を通電する溶接電極（以下単
に電極という）、３は溶接電流を供給する溶接電源、４
は溶接電源３と電極２を接続する二次導体、５は溶接電
流検出手段で、例えばトロイダルコイルまたは電流シャ
ントと検出線で構成される。６は電極間電圧検出手段で
電極または電極ホルダ（図示せず）の所定の位置に接続
された検出線が使用できる。７は制御装置であり、溶接
電流検出手段５と電極間電圧検出手段６の出力を演算可
能なデータ信号に変換する検出部８、入力キー９、エネ
ルギー分布推算手段１０と散り発生危険率推算手段１１
と適正溶接電流推算手段１２を備えた演算部１３、発明
者らが実験して得た散り発生危険率テーブル１４、溶接
電流制御手段１５、表示手段１６を備えている。なお、
適正溶接電流推算手段１２と溶接電流制御手段１５は、
入熱制御手段を構成している。また、溶接時間を設定し
制御するタイマー、溶接電流のパターン制御のためのパ
ターン発生部、加圧力制御部など、抵抗溶接機の制御装
置が通常備えているが本発明に直接関係しないその他の
構成要素については、図示と説明を省略した。
を参照しながら説明する。図１において、１は被溶接
材、２は被溶接材１を挟み加圧機構（図示せず）により
加圧され溶接部に溶接電流を通電する溶接電極（以下単
に電極という）、３は溶接電流を供給する溶接電源、４
は溶接電源３と電極２を接続する二次導体、５は溶接電
流検出手段で、例えばトロイダルコイルまたは電流シャ
ントと検出線で構成される。６は電極間電圧検出手段で
電極または電極ホルダ（図示せず）の所定の位置に接続
された検出線が使用できる。７は制御装置であり、溶接
電流検出手段５と電極間電圧検出手段６の出力を演算可
能なデータ信号に変換する検出部８、入力キー９、エネ
ルギー分布推算手段１０と散り発生危険率推算手段１１
と適正溶接電流推算手段１２を備えた演算部１３、発明
者らが実験して得た散り発生危険率テーブル１４、溶接
電流制御手段１５、表示手段１６を備えている。なお、
適正溶接電流推算手段１２と溶接電流制御手段１５は、
入熱制御手段を構成している。また、溶接時間を設定し
制御するタイマー、溶接電流のパターン制御のためのパ
ターン発生部、加圧力制御部など、抵抗溶接機の制御装
置が通常備えているが本発明に直接関係しないその他の
構成要素については、図示と説明を省略した。
【００１５】以上のように構成された抵抗溶接機の制御
装置について、図２を用いてその動作を説明する（括弧
内の数字は図２のフローチャート中の番号を示す）。ま
ず、入力キー９を操作して設計書で与えられた被溶接材
１に関する情報（材質、板厚、重ね枚数など）と使用す
る電極２に関する情報（材質、先端形状など）、および
溶接条件（溶接電流、加圧力、溶接時間など）を入力す
る（ステップ１）、（ステップ２）。
装置について、図２を用いてその動作を説明する（括弧
内の数字は図２のフローチャート中の番号を示す）。ま
ず、入力キー９を操作して設計書で与えられた被溶接材
１に関する情報（材質、板厚、重ね枚数など）と使用す
る電極２に関する情報（材質、先端形状など）、および
溶接条件（溶接電流、加圧力、溶接時間など）を入力す
る（ステップ１）、（ステップ２）。
【００１６】以上の準備作業の後、上下の電極２の間に
被溶接材１を挟み溶接を開始する。まず、電極２に所定
の加圧力を印加した後、先に入力して設定した溶接条件
で与えられる溶接電流の通電が開始される（ステップ
３）。溶接電流が通電されると、溶接電流および電極間
電圧が溶接電流検出手段５および電極間電圧検出手段６
により時々刻々に検出され（ステップ４）、検出部８に
よりデータ信号に変換されて演算部１３に入力される。
被溶接材１を挟み溶接を開始する。まず、電極２に所定
の加圧力を印加した後、先に入力して設定した溶接条件
で与えられる溶接電流の通電が開始される（ステップ
３）。溶接電流が通電されると、溶接電流および電極間
電圧が溶接電流検出手段５および電極間電圧検出手段６
により時々刻々に検出され（ステップ４）、検出部８に
よりデータ信号に変換されて演算部１３に入力される。
【００１７】演算部１３では、まず、エネルギー分布推
算手段１０が検出された溶接電流および電極間電圧を用
いて、時々刻々のエネルギー分布を推算する（ステップ
５）。
算手段１０が検出された溶接電流および電極間電圧を用
いて、時々刻々のエネルギー分布を推算する（ステップ
５）。
【００１８】エネルギー分布の推算（ステップ５）は溶
接部の断面を図４（ａ）に示すようにΔｒ×Δｚの大き
さの格子状小区画群Ａｉｊ（ｉ＝１，２，・・・；ｊ＝
１，２，・・・）に区分し、この断面の区画を電極の中
心軸を回転軸として３６０度回転して得られる、図４
（ｂ）に示すような環状立体区分Ｍｉｊを単位として実
行する。すなわち、この環状立体区分ごとに固有抵抗、
電位、温度、エネルギーを、図３に示すフローチャート
にしたがって算出する。
接部の断面を図４（ａ）に示すようにΔｒ×Δｚの大き
さの格子状小区画群Ａｉｊ（ｉ＝１，２，・・・；ｊ＝
１，２，・・・）に区分し、この断面の区画を電極の中
心軸を回転軸として３６０度回転して得られる、図４
（ｂ）に示すような環状立体区分Ｍｉｊを単位として実
行する。すなわち、この環状立体区分ごとに固有抵抗、
電位、温度、エネルギーを、図３に示すフローチャート
にしたがって算出する。
【００１９】まず、この環状立体区分ごとの固有抵抗を
溶接部の温度分布から定める（ステップ１０１）。通電
開始時（ｔ＝０）の固有抵抗は、すべての環状立体区分
において室温における固有抵抗値である。また算出に当
たっては、微小時間Δｔの間は温度は一定であり、固有
抵抗も一定であると考える。つぎに、この区分ごとの固
有抵抗の合成として通電部の平均固有抵抗を算出し、こ
の平均固有抵抗と検出された溶接電流および電極間電圧
を、数式（１）に代入することにより通電径を算出し
（ステップ１０２）、以後の演算はこの通電径内部の区
分について実施する。
溶接部の温度分布から定める（ステップ１０１）。通電
開始時（ｔ＝０）の固有抵抗は、すべての環状立体区分
において室温における固有抵抗値である。また算出に当
たっては、微小時間Δｔの間は温度は一定であり、固有
抵抗も一定であると考える。つぎに、この区分ごとの固
有抵抗の合成として通電部の平均固有抵抗を算出し、こ
の平均固有抵抗と検出された溶接電流および電極間電圧
を、数式（１）に代入することにより通電径を算出し
（ステップ１０２）、以後の演算はこの通電径内部の区
分について実施する。
【００２０】
【数１】
【００２１】つぎに、数式（２）により環状立体区分ご
との電位分布を算出し、この電位分布を用いて、数式
（３）により環状立体区分ごとの電流密度を算出する
（ステップ１０３）。さらに、この算出した電流密度と
固有抵抗を用いて数式（４）により区分ごとの温度分布
を算出し（ステップ１０４）、この温度分布から区分ご
とのエネルギー分布を計算する（ステップ１０５）。こ
れらの計算はＳ．Ｏ．Ｒ法を用いて収束するまで反復計
算を行う。エネルギー分布推算手段１０は、このエネル
ギー分布を散り発生危険率推算手段１１に伝送するとと
もに、この新しい温度分布から再び区分ごとの固有抵抗
を定め（ステップ１０１）、検出された溶接電流および
電極間電圧を用いて演算を繰り返す。
との電位分布を算出し、この電位分布を用いて、数式
（３）により環状立体区分ごとの電流密度を算出する
（ステップ１０３）。さらに、この算出した電流密度と
固有抵抗を用いて数式（４）により区分ごとの温度分布
を算出し（ステップ１０４）、この温度分布から区分ご
とのエネルギー分布を計算する（ステップ１０５）。こ
れらの計算はＳ．Ｏ．Ｒ法を用いて収束するまで反復計
算を行う。エネルギー分布推算手段１０は、このエネル
ギー分布を散り発生危険率推算手段１１に伝送するとと
もに、この新しい温度分布から再び区分ごとの固有抵抗
を定め（ステップ１０１）、検出された溶接電流および
電極間電圧を用いて演算を繰り返す。
【００２２】
【数２】
【００２３】
【数３】
【００２４】
【数４】
【００２５】散り発生危険率推算手段１１は、エネルギ
ー分布推算手段１０が算出したエネルギー分布に対応す
る散り発生危険率を、散り発生危険率テーブル１４を参
照しながら推算する（ステップ６）。散り発生危険率テ
ーブル１４は、溶接電源３から溶接部に供給される全エ
ネルギーのうち、ナゲットの生成に寄与する有効エネル
ギーと、被溶接材１の伝熱ロスエネルギーや、電極２の
冷却水によって持ち去られ、あるいは空中に放散される
エネルギーを差し引いた、ナゲット周辺の接触部分に蓄
積される無効エネルギーの大きさが、散りの発生危険率
を支配する事実に基づき、発明者らが実験的に得たもの
で、各種の被溶接材１と電極２の組み合わせにおける散
り発生危険率が無効エネルギーの函数として与えられて
いる。この散り発生危険率は０から１００までの百分率
で与えられており、通常、溶接の進行とともに危険率が
上昇し１００に達したときに散りが発生することが多
い。
ー分布推算手段１０が算出したエネルギー分布に対応す
る散り発生危険率を、散り発生危険率テーブル１４を参
照しながら推算する（ステップ６）。散り発生危険率テ
ーブル１４は、溶接電源３から溶接部に供給される全エ
ネルギーのうち、ナゲットの生成に寄与する有効エネル
ギーと、被溶接材１の伝熱ロスエネルギーや、電極２の
冷却水によって持ち去られ、あるいは空中に放散される
エネルギーを差し引いた、ナゲット周辺の接触部分に蓄
積される無効エネルギーの大きさが、散りの発生危険率
を支配する事実に基づき、発明者らが実験的に得たもの
で、各種の被溶接材１と電極２の組み合わせにおける散
り発生危険率が無効エネルギーの函数として与えられて
いる。この散り発生危険率は０から１００までの百分率
で与えられており、通常、溶接の進行とともに危険率が
上昇し１００に達したときに散りが発生することが多
い。
【００２６】散り発生危険率推算手段１１は、溶接の進
行ととにも上昇する散り発生危険率を外挿して、初めに
設定した溶接条件のまま溶接を続けるときの散り発生時
間を予測する（ステップ７）ことができる。この散り発
生予測時間が、設定した溶接時間経過直後にあることが
もっとも望ましく、散り発生予測時間が設定した溶接時
間より早いときは、溶接電流が過大で溶接中に散りが発
生することが予想され、散り発生予測時間が設定した溶
接時間より極端に遅いときは、溶接電流が過小で十分な
大きさのナゲットが得られないことが予想される。
行ととにも上昇する散り発生危険率を外挿して、初めに
設定した溶接条件のまま溶接を続けるときの散り発生時
間を予測する（ステップ７）ことができる。この散り発
生予測時間が、設定した溶接時間経過直後にあることが
もっとも望ましく、散り発生予測時間が設定した溶接時
間より早いときは、溶接電流が過大で溶接中に散りが発
生することが予想され、散り発生予測時間が設定した溶
接時間より極端に遅いときは、溶接電流が過小で十分な
大きさのナゲットが得られないことが予想される。
【００２７】そこで適正溶接電流推算手段１２は、所定
の時刻に、散り発生予測時間を初めに設定した溶接時間
と比較して、以後の適正溶接電流の値を推算し（ステッ
プ８）これを出力して溶接電流制御手段１５に伝える。
溶接電流制御手段１５は伝えられた適正溶接電流値にし
たがって、溶接電流の変更制御を実行する（ステップ
９）。また、適正溶接電流推算手段１２は、前記所定の
時刻以外の時でも散り発生危険率が８０％に達した場合
には、残りの溶接時間を勘案して、適正溶接電流を推算
し、８０％に達した時点から２サイクル後に電流の変更
制御指示を出力する。
の時刻に、散り発生予測時間を初めに設定した溶接時間
と比較して、以後の適正溶接電流の値を推算し（ステッ
プ８）これを出力して溶接電流制御手段１５に伝える。
溶接電流制御手段１５は伝えられた適正溶接電流値にし
たがって、溶接電流の変更制御を実行する（ステップ
９）。また、適正溶接電流推算手段１２は、前記所定の
時刻以外の時でも散り発生危険率が８０％に達した場合
には、残りの溶接時間を勘案して、適正溶接電流を推算
し、８０％に達した時点から２サイクル後に電流の変更
制御指示を出力する。
【００２８】溶接電流制御手段１５はまた通電時間が初
めに設定した溶接時間に達したときに通電を停止する
（ステップ１０）。通電が停止した後、表示手段１６に
は終了した溶接の最終的な散り発生予測時間が表示され
（ステップ１１）、次の溶接の条件設定の参考に供され
る。
めに設定した溶接時間に達したときに通電を停止する
（ステップ１０）。通電が停止した後、表示手段１６に
は終了した溶接の最終的な散り発生予測時間が表示され
（ステップ１１）、次の溶接の条件設定の参考に供され
る。
【００２９】以上のように本実施例によれば、溶接電流
を検出する溶接電流検出手段５と、電極間電圧検出手段
６と、その出力を演算可能なデータ信号に変換する検出
部８、入力キー９、およびエネルギー分布推算手段１
０、散り発生危険率推算手段１１、適正溶接電流推算手
段１２を備えた演算部１３と、散り発生危険率テーブル
１４、溶接電流制御手段１５を備えて、時々刻々検出す
る溶接電流と電極間電圧を用いて推算したエネルギー分
布から、散り発生危険率と散り発生予測時間を推算し、
散り発生予測時間が設定した溶接時間経過の直後になる
ように溶接電流を変更制御することにより、散りを発生
させることなく散りの発生する限界まで入熱を高めて、
最高の強度を持つナゲットを得ることができる。
を検出する溶接電流検出手段５と、電極間電圧検出手段
６と、その出力を演算可能なデータ信号に変換する検出
部８、入力キー９、およびエネルギー分布推算手段１
０、散り発生危険率推算手段１１、適正溶接電流推算手
段１２を備えた演算部１３と、散り発生危険率テーブル
１４、溶接電流制御手段１５を備えて、時々刻々検出す
る溶接電流と電極間電圧を用いて推算したエネルギー分
布から、散り発生危険率と散り発生予測時間を推算し、
散り発生予測時間が設定した溶接時間経過の直後になる
ように溶接電流を変更制御することにより、散りを発生
させることなく散りの発生する限界まで入熱を高めて、
最高の強度を持つナゲットを得ることができる。
【００３０】なお本実施例において溶接電流の変更制御
は、散り発生時間を予測する所定の時刻と、散り発生危
険率が８０％に達した時点から２サイクル後の２本立て
で実行するとしたが、いずれかの時点のみとしてもよ
く、また、８０％到達２サイクル後に限定するものでは
ないことはいうまでもない。また、溶接電流制御に限定
するものではなく、加圧力や、溶接時間など入熱を左右
する他の溶接条件を制御してもよい。
は、散り発生時間を予測する所定の時刻と、散り発生危
険率が８０％に達した時点から２サイクル後の２本立て
で実行するとしたが、いずれかの時点のみとしてもよ
く、また、８０％到達２サイクル後に限定するものでは
ないことはいうまでもない。また、溶接電流制御に限定
するものではなく、加圧力や、溶接時間など入熱を左右
する他の溶接条件を制御してもよい。
【００３１】なおまた、溶接中の溶接条件の変更制御は
実施せず、表示手段１６に表示される散り発生予測時間
を参照して、次の溶接点の溶接条件の設定を変更しても
よい。なお、本実施例では表示手段１６には終了した溶
接の最終的な散り発生予測時間を表示するとしたが、通
電停止直前または他の任意の時刻の散り発生危険率、ま
たはこれらの値を統計処理や比較処理した値、あるいは
散り発生危険率の上昇履歴曲線を表示し、もしくは参照
することを妨げるものではない。
実施せず、表示手段１６に表示される散り発生予測時間
を参照して、次の溶接点の溶接条件の設定を変更しても
よい。なお、本実施例では表示手段１６には終了した溶
接の最終的な散り発生予測時間を表示するとしたが、通
電停止直前または他の任意の時刻の散り発生危険率、ま
たはこれらの値を統計処理や比較処理した値、あるいは
散り発生危険率の上昇履歴曲線を表示し、もしくは参照
することを妨げるものではない。
【００３２】なお、図１において、溶接電流検出手段５
はトロイダルコイルまたは電流シャント検出線で構成す
るとしたが、溶接電源３のトランスの１次側電流を測定
して溶接電流を検出しても良い。
はトロイダルコイルまたは電流シャント検出線で構成す
るとしたが、溶接電源３のトランスの１次側電流を測定
して溶接電流を検出しても良い。
【００３３】
【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。
【００３４】１．２ｍｍｔの亜鉛めっき鋼板を２枚重ね
して、通電時間を２０ｃｙｃ、加圧力を３２０ｋｇｆと
して、溶接電流を６ｃｙｃまで８ｋＡに、それ以降は１
４ｋＡに設定し、散り発生危険率が８０％に達したと
き、その２ｃｙｃ後に溶接電流を減少制御した。図６
は、このときの散り発生危険率の時間変化の一例を、溶
接電流、電極間抵抗とともに示したもので、散り発生危
険率が８０％に達した１４ｃｙｃの２ｃｙｃ後に溶接電
流が１０ｋＡに減少制御され、散りの発生が防止できて
いる。
して、通電時間を２０ｃｙｃ、加圧力を３２０ｋｇｆと
して、溶接電流を６ｃｙｃまで８ｋＡに、それ以降は１
４ｋＡに設定し、散り発生危険率が８０％に達したと
き、その２ｃｙｃ後に溶接電流を減少制御した。図６
は、このときの散り発生危険率の時間変化の一例を、溶
接電流、電極間抵抗とともに示したもので、散り発生危
険率が８０％に達した１４ｃｙｃの２ｃｙｃ後に溶接電
流が１０ｋＡに減少制御され、散りの発生が防止できて
いる。
【００３５】なお、図５は、図６と同じ被溶接材を同じ
溶接条件で本発明の電流変更制御を実施しないで溶接し
た場合の一例で、通電時間の経過とともに散り発生危険
率が上昇し、１７ｃｙｃで散りが発生したことが電極間
抵抗の急激な落ち込みにより判る。
溶接条件で本発明の電流変更制御を実施しないで溶接し
た場合の一例で、通電時間の経過とともに散り発生危険
率が上昇し、１７ｃｙｃで散りが発生したことが電極間
抵抗の急激な落ち込みにより判る。
【００３６】また、電流変更制御なしで溶接した場合、
散りが発生した溶接点の強度は散りが発生しなかった溶
接点の強度に比し、９０％ないし７０％と低下したが、
電流変更制御を実施して溶接した場合には溶接点ごとの
強度のばらつきが少なく、９５％以上が確保できた。
散りが発生した溶接点の強度は散りが発生しなかった溶
接点の強度に比し、９０％ないし７０％と低下したが、
電流変更制御を実施して溶接した場合には溶接点ごとの
強度のばらつきが少なく、９５％以上が確保できた。
【００３７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、散りの発生を事前に予測することができるの
で、散りを発生させることなく散りが発生する限界まで
入熱を高めて、最高の強度を持つナゲットを得ることが
できるという効果が得られる。
施され、散りの発生を事前に予測することができるの
で、散りを発生させることなく散りが発生する限界まで
入熱を高めて、最高の強度を持つナゲットを得ることが
できるという効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態における抵抗溶接機の制御
装置の構成を示すブロック図
装置の構成を示すブロック図
【図２】同抵抗溶接機の制御装置の動作を示すフローチ
ャート
ャート
【図３】エネルギー分布の推算手順を示すフローチャー
ト
ト
【図４】（ａ）は同実施の形態における溶接部の断面の
区分図 （ｂ）は同実施の形態における溶接部の環状立体区分図
区分図 （ｂ）は同実施の形態における溶接部の環状立体区分図
【図５】同実施の形態における散り発生危険率の時間変
化の一例を示す特性図
化の一例を示す特性図
【図６】従来例の散り発生危険率の時間変化の一例を示
す特性図
す特性図
５ 溶接電流検出手段 ６ 電極間電圧検出手段 ９ 入力キー １０ エネルギー分布推算手段 １１ 散り発生危険率推算手段 １２ 適正溶接電流推算手段（入熱制御手段） １４ 散り発生危険率テーブル １５ 溶接電流制御手段（入熱制御手段） １６ 表示手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−337657（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−32164（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−344155（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−300078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−23149（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−318377（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 11/24 - 11/25 515
Claims (5)
- 【請求項１】溶接電流検出手段と、電極間電圧検出手段
と、溶接電流と電極間電圧の経時変化から通電部のエネ
ルギー分布を推算するエネルギー分布推算手段と、エネ
ルギー分布から散りの発生危険率を推算する散り発生危
険率推算手段とを備えた抵抗溶接機の制御装置。 - 【請求項２】散り発生危険率が所定の値に保たれるよう
に溶接入熱を制御する入熱制御手段を備えた請求項１記
載の抵抗溶接機の制御装置。 - 【請求項３】散り発生危険率推算手段が散り発生時間予
測手段を備え、散り発生予測時間が溶接時間終了後所定
の時間内になるように溶接入熱を制御する入熱制御手段
を備えた請求項１記載の抵抗溶接機の制御装置。 - 【請求項４】入熱制御手段が溶接電流を制御する制御信
号を発生する適正溶接電流推算手段と、溶接電流制御手
段を備えた請求項２または請求項３記載の抵抗溶接機の
制御装置。 - 【請求項５】散り発生危険率推算手段が推算した、散り
発生危険率または散り発生予測時間、あるいは、これら
を処理した結果を表示する表示手段を備えた請求項１、
請求項２または請求項３のいずれかに記載の抵抗溶接機
の制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02088196A JP3161315B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 抵抗溶接機の制御装置 |
| DE69626429T DE69626429T2 (de) | 1995-12-21 | 1996-12-19 | Steuervorrichtung für eine Widerstandsschweissmaschine |
| EP96309278A EP0780186B1 (en) | 1995-12-21 | 1996-12-19 | Control apparatus for resistance welding machine |
| EP00112140A EP1044753B1 (en) | 1995-12-21 | 1996-12-19 | Control apparatus for resistance welding machine |
| DE69620365T DE69620365T2 (de) | 1995-12-21 | 1996-12-19 | Steuervorrichtung für eine Widerstandsschweissmaschine |
| US08/770,299 US5892197A (en) | 1995-12-21 | 1996-12-20 | Control apparatus for resistance welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02088196A JP3161315B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 抵抗溶接機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09216070A JPH09216070A (ja) | 1997-08-19 |
| JP3161315B2 true JP3161315B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=12039546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02088196A Expired - Fee Related JP3161315B2 (ja) | 1995-12-21 | 1996-02-07 | 抵抗溶接機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161315B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448628B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2004-09-13 | 주식회사 포스코 | 전기저항 용접방법 |
| US7759596B2 (en) * | 2005-11-30 | 2010-07-20 | Ford Motor Company | Method for controlling weld energy |
| JP6135922B2 (ja) * | 2013-07-04 | 2017-05-31 | 電元社トーア株式会社 | 抵抗溶接装置、および抵抗溶接の溶接制御方法 |
| EP3130424B1 (en) * | 2014-06-12 | 2018-11-21 | JFE Steel Corporation | Resistance spot welding device and resistance spot welding method |
-
1996
- 1996-02-07 JP JP02088196A patent/JP3161315B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09216070A (ja) | 1997-08-19 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |