JP3323632B2 - 抵抗溶接機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

抵抗溶接機の制御装置及び制御方法

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JP3323632B2 JP02844294A JP2844294A JP3323632B2 JP 3323632 B2 JP3323632 B2 JP 3323632B2 JP 02844294 A JP02844294 A JP 02844294A JP 2844294 A JP2844294 A JP 2844294A JP 3323632 B2 JP3323632 B2 JP 3323632B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、2つの電極間にワー
クを挟圧し両電極間に溶接電流を流してそのワークの溶
接を行う抵抗溶接機の制御を行う制御装置及び制御方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】抵抗溶接機において良好な溶接を行うた
めには、両電極間に適切な通電を行う必要がある。そし
て、適切な通電を自動的に行う技術について、本出願人
は、すでに、ほぼ次のような内容の出願をしている(特
願平5−234867号)。なお、この出願の内容は本
出願の出願時点で未公開である。
【0003】その技術においては、通電の初期に、ワー
クの膨張度合いに基づいて溶接電流値を制御する。そし
て、適切な溶接電流値が定まったら、その値の溶接電流
を定常的に流す。そして、ワークの膨張が飽和してその
膨張速度がほぼゼロとなったら、通電を停止する。すな
わち、ワークの膨張の飽和現象を指標として通電の停止
を行っている。経験上、ワークの膨張が飽和した時点に
おいて、適切な溶接が完了していることが判明している
からである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の技術によって一
般的には適切な溶接が行われるが、本出願人の研究によ
って、更なる改良の余地があることがわかった。すなわ
ち、ワークの溶接をしようとする箇所(溶接希望箇所)
の近傍にすでに溶接されてある箇所(既溶接箇所)があ
ると、前述したように膨張が飽和するまで溶接電流を流
した後に通電を停止しても、不十分な溶接強度のナゲッ
トしか生成されず、十分に溶接されない場合があるので
ある(なお、その膨張の飽和が生じても、その膨張度合
いは小さいものである)。これは、次のような理由によ
るものと推察される。溶接希望箇所に溶接電流を流すの
であるが、近傍に既溶接箇所があると、電流はその既溶
接箇所の方へも流れていわゆる分流が生じ、溶接希望箇
所を流れる電流がその分少なくなるからであると推察さ
れるのである。そして、このような場合には、ワークの
膨張の飽和現象を指標としては通電の停止を行うことが
できず、適切な通電をすることができないのである。
【0005】そこで、本発明は、溶接希望箇所の近傍に
既溶接箇所がある場合においても、適切なタイミングで
通電を停止して適切な溶接をすることができる制御装置
及び方法を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、2つの電極によってワーク
を挟圧し該両電極間に溶接電流を通電してそのジュール
熱によって該ワークの溶接を行う抵抗溶接機の制御を行
う抵抗溶接機の制御装置であって、本通電手段と、再通
電手段を備え、前記本通電手段は、前記両電極間に本通
電を行い、前記再通電手段は、本通電を停止した後、本
通電停止後所定時間内の前記ワークの収縮度合いが所定
値以上でない場合には、再通電を行い、再通電を停止し
た後、再通電停止後所定時間内の前記ワークの収縮度合
いが所定値以上でない場合には、再通電停止後所定時間
内の前記ワークの収縮度合いが所定値以上となるまで再
通電を繰り返し、再通電の量を再通電のたびごとに徐々
に大きくすることを特徴とする。
【0007】また、請求項2に係る発明は、2つの電極
によってワークを挟圧し該両電極間に溶接電流を通電し
てそのジュール熱によって該ワークの溶接を行う抵抗溶
接機の制御を行う抵抗溶接機の制御方法であって、前記
両電極間に本通電を行い、本通電を停止した後、本通電
停止後所定時間内の前記ワークの収縮度合いが所定値以
上でない場合には、再通電を行い、再通電を停止した
後、再通電停止後所定時間内の前記ワークの収縮度合い
が所定値以上でない場合には、再通電停止後所定時間内
の前記ワークの収縮度合いが所定値以上となるまで再通
電を繰り返し、再通電の量が再通電のたびごとに徐々に
大きくなるものであることを特徴とする。
【0008】なお、以上において、本通電手段(段階)
や再通電手段(段階)において両電極間に溶接電流が通
電される通電量は、経験上ワークが適切に溶接されるこ
とが期待される程度の通電量であることが望ましい。
【0009】
【作用】発明によれば適切な溶接が行われることが判
明した。すなわち、本発明者は次のことを発見したので
ある。溶接電流の通電によって適切なナゲットが生成さ
れてワークが適切に溶接された際には、その溶接電流の
通電が停止された後に、そのワーク(通電中においては
膨張している)が所定以上の度合いで収縮する。一方、
適切なナゲットが生成されず適切な溶接が行われなかっ
た際には、そのような現象が生じない。その理由は次の
とおりであると推察される。適切な溶接がされる場合に
は、溶接電流の通電によって、ワークが膨張する。その
際、溶接箇所は、固相から液相へと変化することから、
固相のままでの熱膨張度合いよりも大きく膨張する。そ
して、その通電が停止されると、液相から固相へ戻るた
め、大きく収縮するのである。一方、適切な溶接がされ
ない場合には、通電によって溶接箇所が膨張しても、そ
れは固相のままでの熱膨張に過ぎない(もしくは液相へ
変化する量が少ない)。このため、その通電が停止され
ても固相のままの冷却収縮のみであるため、液相から固
相への変化ほど大きな度合いの収縮は生じないのであ
る。したがって、通電停止後のワークの収縮度合いに基
づいて、ワークが適切に溶接されたか否かを判断するこ
とができるのである。このため、通電停止後に所定以上
の大きな収縮が生じるまでワークの通電を繰り返すこと
によって、ワークを適切に溶接することができるのであ
る。
【0010】また、本発明者は次のことを発見したので
ある。溶接電流の通電によって適切なナゲットが生成さ
れてワークが適切に溶接された際には、その溶接電流の
通電が停止された後所定時間以内にワークが収縮する。
一方、適切なナゲットが生成されず適切な溶接が行われ
なかった際には、そのような現象が生じない。その理由
は次のとおりであると推察される。前述したように、適
切な溶接がされた場合にはワークが液相になって大きく
膨張しその通電停止後には固相に戻って大きく収縮する
一方、適切な溶接がされなかった場合にはそのような現
象は生じない。そして、両場合においても、ワークの収
縮は、通電停止直後にはほとんど起こらず所定の時間経
過後に現れてくる。このため、通電停止後の所定時間の
設定によっては、適切な溶接がされた場合には通電停止
後所定時間以内にも収縮が生じるが、適切な溶接がされ
なかった場合にはそのような現象は生じないこととな
る。すなわち、通電後所定時間以内にワークが収縮する
か否かが、ワークの溶接が適切に行われたか否かの指標
となるのである。そのため、通電停止後の所定時間以内
にワークの収縮が生じるまでワークの通電を繰り返すこ
とによって、ワークを適切に溶接することができるので
ある。
【0011】また、この発明においては、第1回目の再
通電量よりも第2回目の再通電の量が大きくされ、第2
回目よりも第3回目の方が大きくされ…というように制
御される。このため、第1回目の再通電量が不十分な場
合でも、回を重ねるごとに徐々に十分な量が通電される
こととなり、より適切な溶接が行われるのである。
【0012】
【実施例】<第1実施例> 次に、第1実施例を図1〜図5に基づいて説明する。図
1及び図2に示すように、この抵抗溶接機10は、本体
部12に対して、横方向に張り出すように下側支持部2
0及び上側支持部30が設けられている。下側支持部2
0には下側プラテン22が固定され、上側支持部30に
は上側プラテン32がシリンダ31によって上下動可能
に設けられている。各プラテン22,32にはシャンク
24,34が設けられ、各シャンク24,34には電極
26,36が設けられている。また、上側支持部30に
は変位センサ38が設けられており、上側プラテン32
の位置(変位)を始終認識するようにされている。そし
て、シリンダ31の駆動によって、上側プラテン32を
下降させ、両電極26,36によってワークW1,W2
を挟圧し、電源回路42からの溶接電流を両電極26,
36間に流して両ワークW1,W2の溶接がされるよう
にされている。
【0013】本体部12には、制御装置が設けられてい
る。制御装置はCPU40を有し、CPU40には電源
回路42や変位センサ38が接続されている。また、C
PU40には、クロック44,起動回路46,メモリ4
8も接続されている。起動回路46はシリンダ31の駆
動を制御する。メモリ48には次述の制御内容のプログ
ラム等が記憶されている。
【0014】制御装置の制御内容は、図3及び図4のフ
ローチャートや図5のタイミングチャートのとおりであ
る。なお、両電極26,36間の挟圧力は常に一定であ
るとする。まず、ステップS2〜ステップS22におい
て本通電をする。すなわち、ステップS2(タイミング
t1)において本通電を開始し、本通電の初期において
はステップS4においてNoとなり、ステップS6〜ス
テップS12(タイミングt1〜t2)において本通電
の適切な電流値が定められていく。本通電の電流値は、
ワークW1,W2の膨張速度に基づくフィードバック制
御によって定められる。すなわち、ワークW1,W2の
膨張速度が所定値より小さい場合(ステップS6でNo
となり、ステップS8でYesとなる)はステップS1
2で電流値が増加される。ワークW1,W2の膨張速度
が所定値より大きい場合(ステップS6でYesとな
る)はステップS10で電流値が減少される。ワークW
1,W2の膨張速度が所定値と一致する場合にはそのま
まとされる。こうして、ステップS4へ戻る。なお、ワ
ークW1,W2の膨張速度は、電極36の上昇速度によ
って判断される。
【0015】そして、本通電開始から所定時間経過した
後(ステップS4でYesとなる)は、ワークW1,W
2の膨張が飽和するまで、前述のように求められた適切
な電流値で定常的に通電がされる(タイミングt2〜t
3)。すなわち、ワークW1,W2の膨張が飽和しない
間はステップS20でNoと判断され、ステップS4と
ステップS20とのループを繰り返す。ワークW1,W
2の膨張が飽和した際(タイミングt3)はステップS
20でYesとなり、ステップS22で本通電が停止さ
れる。このように、ワークW1,W2の膨張が飽和した
際に通電が停止されるのは、一般的に、その際にワーク
W1,W2が適切に溶接されることが判明されているか
らである。なお、このステップS2〜S22が本通電手
段(段階)に該当する。
【0016】そして、ステップS30で、本通電の停止
後にワークW1,W2が所定値以上収縮したか否かが判
断される。すなわち、溶接電流の通電によって適切にワ
ークW1,W2の溶接がされている場合には、その通電
の停止後には、大きく収縮することが判明しているから
である。この通電停止後のワークの収縮度合いは、前述
の通電中のワークの膨張の飽和よりも、適切な溶接がさ
れたか否かについての精度の高い指標なのである。Ye
sの場合はステップS32へ移行し、溶接作業は終了す
る。ステップS30でNoの場合(タイミングt4)
は、溶接希望箇所に近傍に溶接箇所が存在して、前述し
たワークの膨張の飽和現象が、ワークの適切な溶接につ
いての指標にはならなかったことを示している。このた
め、以下の再通電をする必要が生じてくるのである。
【0017】そこで、ステップS34で所定の通電量だ
け再通電される(タイミングt4〜t5)。溶接電流値
は、前回の本通電の電流値と同じ値とされる。スパッタ
が生じるのを防止するためである。すなわち、本通電の
際にその電流値が適切な値とされて通電されたのである
から、その電流値ではスパッタが生じないと思われるた
め、まずその値で再通電するのである。再通電の時間
は、経験から溶接がされると期待される所定の時間とさ
れる。
【0018】そして、ステップS30と同様に、ステッ
プS36において、ワークW1,W2が所定値以上収縮
したか否かが判断され、Yesの場合はステップS38
へ移行して溶接作業は終了し、Noの場合は、Yesと
なるまでステップS36及びステップS40のループを
繰り返し、ステップS40で再通電をする。その際、そ
の再通電の量(溶接電流値及び通電時間)は、前回の再
通電の量よりも大きくなるようにされている。なぜな
ら、前回の再通電(ステップS34又はステップS4
0)では適切な溶接が行われなかったのであるから、そ
れよりも大きな量の通電をした方が好ましいと考えられ
るからである。タイミングt6においてはステップS3
6でNoとなり、ステップS40の再通電がされる(タ
イミングt6〜t7)。また、タイミングt8において
もステップS36でNoとなり、ステップS40の再通
電がされる(タイミングt8〜t9)。そして、タイミ
ングt10ではステップS36でYesとなり、ステッ
プS38へ移行して溶接作業が終了する。なお、このス
テップS30〜S40が再通電手段(段階)に該当す
る。以上のようにして、ワークW1,W2が所定値以上
収縮したことを指標として通電が停止されることによっ
て、溶接希望箇所の近傍に既溶接箇所が存在するような
場合であっても、自動的に適切な溶接がされるのであ
る。
【0019】<第2実施例> 次に、第2実施例を、第1実施例の相違点を中心に説
明する。この実施例の制御内容は、図3及び図6のフロ
ーチャートや図7のタイミングチャートのとおりであ
る。ステップS2〜ステップS22の本通電の内容は第
1実施例と同じである。そして、ステップS50で、本
通電の停止後所定時間以内にワークW1,W2が所定値
以上収縮したか否かが判断される。すなわち、溶接電流
の通電によって適切にワークW1,W2の溶接がされて
いる場合には、その通電の停止後所定時間以内に収縮す
ることが判明しているからである。この通電停止後所定
時間以内のワークの収縮の有無は、前述の通電中のワー
クの膨張の飽和よりも、適切な溶接がされたか否かにつ
いての精度の高い指標なのである。Yesの場合はステ
ップS52へ移行し、溶接作業は終了する。ステップS
50でNoの場合(タイミングt3a)は、溶接希望箇
所に近傍に溶接箇所が存在して、前述したワークの膨張
の飽和現象が、ワークの適切な溶接についての指標には
ならなかったことを示している。このため、以下の再通
電をする必要が生じてくるのである。
【0020】そこで、ステップS54で所定の通電量だ
け再通電される(タイミングt4〜t5)。溶接電流値
は、前回の本通電の電流値と同じ値とされる。スパッタ
が生じるのを防止するためである。すなわち、本通電の
際にその電流値が適切な値とされて通電されたのである
から、その電流値ではスパッタが生じないと思われるた
め、まずその値で再通電するのである。再通電の時間
は、経験から溶接がされると期待される所定の時間とさ
れる。
【0021】そして、ステップS50と同様に、ステッ
プS56において、ワークW1,W2が再通電の停止後
所定時間以内に収縮したか否かが判断され、Yesの場
合はステップS58へ移行して溶接作業は終了し、No
の場合は、YesとなるまでステップS56及びステッ
プS60のループを繰り返し、ステップS60で再通電
をする。その際、その再通電の量(溶接電流値及び通電
時間)は、前回の再通電の量よりも大きくなるようにさ
れている。なぜなら、前回の再通電(ステップS54又
はステップS60)では適切な溶接が行われなかったの
であるから、それよりも大きな量の通電をした方が好ま
しいと考えられるからである。タイミングt5aにおい
てはステップS56でNoとなり、ステップS60の再
通電がされる(タイミングt6〜t7)。また、タイミ
ングt7aにおいてもステップS56でNoとなり、ス
テップS60の再通電がされる(タイミングt8〜t
9)。そして、タイミングt9aではステップS56で
Yesとなり、ステップS58へ移行して溶接作業が終
了する。なお、このステップS50〜S60も再通電手
段(段階)に該当する。以上のようにして、通電停止後
所定時間以内にワークW1,W2が収縮することを指標
として通電が停止されることによって、溶接希望箇所の
近傍に既溶接箇所が存在するような場合であっても、自
動的に適切な溶接がされるのである。
【0022】
【発明の効果】請求項1,請求項2に係る発明によれ
ば、適切な溶接が行われるため、溶接ミスが生じにく
く、溶接作業を効率的に行うことができる。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1・第2実施例の制御対象となる抵
抗溶接機の全体を示す側面図である。
【図2】図1中の要部を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1・第2実施例の制御内容を示すフ
ローチャートの一部(前半部分)である。
【図4】本発明の第1実施例の制御内容を示すフローチ
ャートの一部(後半部分)である。
【図5】本発明の第1実施例における図3及び図4のフ
ローチャートに対応するタイミングチャートである。
【図6】本発明の第2実施例の制御内容を示すフローチ
ャートの一部(後半部分)である。
【図7】本発明の第2実施例における図3及び図6のフ
ローチャートに対応するタイミングチャートである。
【符号の説明】
10 抵抗溶接機 26,36 電極 W1,W2 ワーク

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つの電極によってワークを挟圧し該両
    電極間に溶接電流を通電してそのジュール熱によって該
    ワークの溶接を行う抵抗溶接機の制御を行う抵抗溶接機
    の制御装置であって、本通電手段と、再通電手段を備え、 前記本通電手段は、前記両電極間に本通電を行い、 前記再通電手段は、本通電を停止した後、本通電停止後
    所定時間内の前記ワークの収縮度合いが所定値以上でな
    い場合には、再通電を行い、再通電を停止した後、再通
    電停止後所定時間内の前記ワークの収縮度合いが所定値
    以上でない場合には、再通電停止後所定時間内の前記ワ
    ークの収縮度合いが所定値以上となるまで再通電を繰り
    返し、再通電の量を再通電のたびごとに徐々に大きくす
    る、 ことを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。
  2. 【請求項2】 2つの電極によってワークを挟圧し該両
    電極間に溶接電流を通電してそのジュール熱によって該
    ワークの溶接を行う抵抗溶接機の制御を行う抵抗溶接機
    の制御方法であって、前記両電極間に本通電を行い、 本通電を停止した後、本通電停止後所定時間内の前記ワ
    ークの収縮度合いが所定値以上でない場合には、再通電
    を行い、 再通電を停止した後、再通電停止後所定時間内の前記ワ
    ークの収縮度合いが所定値以上でない場合には、再通電
    停止後所定時間内の前記ワークの収縮度合いが所定値以
    上となるまで再通電を繰り返し、 再通電の量が再通電のたびごとに徐々に大きくなるもの
    である、 ことを特徴とする抵抗溶接機の制御方法。
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BR112014029463A2 (pt) * 2012-05-29 2017-06-27 Honda Motor Co Ltd corpo de estrutura de alojamento de amortecedor e método de fabricação do corpo de estrutura de alojamento de amortecedor

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