JP7195982B2

JP7195982B2 - 溶接順序設定方法

Info

Publication number: JP7195982B2
Application number: JP2019048545A
Authority: JP
Inventors: 圭吾木村
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2022-12-26
Anticipated expiration: 2039-03-15
Also published as: JP2020146746A

Description

本発明は、溶接の順序を設定する溶接順序設定方法、特に、被溶接部材の片側抵抗溶接の以前に接合すべき箇所が複数存在し、且つ、被溶接部材の片側のみから電極を当接させて抵抗溶接するしかない片側抵抗溶接箇所が複数存在する場合の溶接順序設定方法に関する。

抵抗溶接は、歪みの少なさ、外観の良好さ、溶接所要時間の短さといった利点を有し、自動車産業では、特に車体の製造に広く採用されている。周知のように、一般にスポット溶接とも呼ばれる抵抗溶接は、主として被溶接部材同士の接触抵抗によるジュール熱が被溶接部材自体を溶融することでなされ、通常は対向する電極（ガンとも呼ばれる）で被溶接部材を挟んだ（加圧した）状態で、それら電極間に抵抗溶接に必要な溶接電流を通電して行われる。

ダイレクトスポット溶接と呼ばれる、この両側抵抗溶接箇所が、例えば、接合すべき被溶接部材に複数存在する場合、先に溶接した既溶接箇所を溶接電流が分流して、後から抵抗溶接する両側抵抗溶接箇所に十分な溶接電流が通電されず、接合不良となるおそれがある。そこで、下記特許文献１では、既溶接箇所が存在する両側抵抗溶接の前に、被溶接部材を挟んで対向する電極間にパイロット電流を抵抗溶接箇所毎に通電し、その電流値から、既溶接箇所を通る分流回路を含めた全通電回路の抵抗値を求め、この全通電回路の抵抗値と、これから溶接しようとする両側抵抗溶接箇所の既知の抵抗値とから分流回路への分流分を溶接電流に付加した状態で通電を行い、これにより良好な両側抵抗溶接が可能であるとしている。

一方、近年の車両重量の低減要求などから、車体において部材の部分的な縮小などが行われる場合、閉断面構造において被溶接部材の片側のみから電極を当接させて抵抗溶接する片側抵抗溶接する必要がでてきている。インダイレクトスポット溶接と呼ばれるこの片側抵抗溶接では、電極を被溶接部材を挟んで対向させることができない分、すなわち電極同士がダイレクトスポット溶接よりも離間している分、上記既溶接箇所を通る分流が発生しやすい。そこで、下記特許文献２では、重合される被溶接部材のうちの最外部の被溶接部材の少なくとも１つに対し、これから抵抗溶接しようとする片側抵抗溶接箇所と既溶接箇所との間に分流回路を分断するスリット又は貫通孔を形成し、これにより既溶接箇所に流れる分流を低減して良好な片側抵抗溶接を可能としている。

特開平９－９９３７９号公報特開２００９－２７９５９７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載される抵抗溶接方法は、片側抵抗溶接には適用できない。すなわち、片側抵抗溶接は、そもそも分流を伴う抵抗溶接である（閉断面構造は抵抗溶接によって形成されている）から、分流回路に流れる電流が大きい、すなわち電流比が大きいと、単に電極間の電流値を大きくしても分流回路に流れる電流値が大きくなるだけで、片側抵抗溶接箇所を有効に抵抗溶接することはできない。また、上記特許文献２に記載される抵抗溶接方法は、重合された最外部の被溶接部材にスリットや貫通孔を形成する必要のあることから、外観に影響を与えたり、部材強度が低下したり、設計自由度が低下したりするという問題がある。

特に、例えば、量産車体用の大きな被溶接部材の寸法精度や形状を維持するために、被溶接部材の複数の箇所を予め抵抗溶接する必要があり、その後に、その被溶接部材に対して片側抵抗溶接を行わなければならない場合には、それぞれの片側抵抗溶接箇所が確実に片側抵抗溶接される必要がある。それには、各片側抵抗溶接箇所での片側抵抗溶接の可否を量産以前に判定し、更には、予め設定した条件で片側抵抗溶接ができないと判定された場合には、その片側抵抗溶接箇所で片側抵抗溶接が実現されるように、例えば先行する抵抗溶接の工程や接合方法そのものを変更・設定しなければならない。以上より、被溶接部材の片側抵抗溶接の以前に接合すべき箇所が複数存在し、少なくとも片側抵抗溶接を行う箇所が複数存在する場合に、全ての溶接すべき箇所に抵抗溶接を行う前に、これら片側抵抗溶接箇所が確実に片側抵抗溶接されるようにする被溶接部材接合設定方法が必要となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被溶接部材の片側抵抗溶接の以前に接合すべき箇所が複数存在し、且つ、片側抵抗溶接箇所が複数存在する場合に、全ての片側抵抗溶接箇所を確実に片側抵抗溶接できる溶接順序設定方法を提供することにある。

上記目的を達成するための溶接の順序を設定する溶接順序設定方法は、
被溶接部材の接合状態を保持するための必要接合箇所が複数存在し、且つ、前記必要接合箇所の他に、該被溶接部材の片側のみから電極を当接させた状態で抵抗溶接する片側抵抗溶接を行うべき片側抵抗溶接箇所が複数存在する場合の溶接順序設定方法において、
前記被溶接部材の片側のみから当接される電極を片側電極とし、被溶接箇所のみを溶接電流が通電するときの前記片側電極間の抵抗値を溶接抵抗値とし、前記溶接電流が分流する分流回路の前記片側電極間の抵抗値を分流抵抗値とし、前記分流抵抗値の前記溶接抵抗値に対する比を、前記被溶接箇所の分流回路に対する電流比を意味する溶接分流抵抗比とした場合に、
全ての前記必要接合箇所を抵抗溶接したと想定した場合の前記複数の片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比をそれぞれ算出する各抵抗比算出工程と、前記算出された複数の溶接分流抵抗比の最も小さい片側抵抗溶接箇所について、該溶接分流抵抗比が予め設定された溶接可能所定値以上であるか否かを判定する抵抗比判定工程と、前記判定された溶接分流抵抗比が前記溶接可能所定値以上である場合に、該溶接分流抵抗比の最も小さい片側抵抗溶接箇所を片側抵抗溶接するものと設定する最小抵抗比箇所の片側抵抗溶接設定工程と、残りの前記片側抵抗溶接箇所について、前記各抵抗比算出工程、前記抵抗比判定工程、及び最小抵抗比箇所の片側抵抗溶接設定工程を順次行い、全ての片側抵抗溶接箇所が片側抵抗溶接設定されるまで繰り返す順次溶接工程と、を含むことを特徴とする。

また、前記抵抗比判定工程で、前記溶接分流抵抗比が前記溶接可能所定値未満であると判定された場合に、前記必要接合箇所のうち、抵抗溶接しなければ該判定された片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比を前記溶接可能所定値以上に増大し得る必要接合箇所を選出して前記分流の生じない接合方法とする非分流接合箇所選定工程を含むことを特徴とする。

この構成によれば、被溶接部材の片側抵抗溶接の以前に接合すべき必要接合箇所が複数存在し、それら必要接合箇所の他に、片側抵抗溶接する箇所が複数存在している場合に、実際の抵抗溶接の前に、それら片側抵抗溶接箇所を溶接不良させることなく最後まで確実に片側抵抗溶接することが可能となる。

すなわち、複数の片側抵抗溶接箇所のそれぞれについて、被溶接部材の接合状態を保持するために必要な必要接合箇所との関係における溶接分流抵抗比を算出し（各抵抗比算出工程）、算出された溶接分流抵抗比の最も小さい片側抵抗溶接箇所について、その溶接分流抵抗比が溶接可能所定値以上であるか否かを判定し（抵抗比判定工程）、溶接可能所定値以上である場合には、その片側抵抗溶接箇所を片側抵抗溶接するものと設定する（最小抵抗比箇所の片側抵抗溶接設定工程）。そして、残った他の片側抵抗溶接箇所についても、同様に、上記各工程を順次行い、全ての片側抵抗溶接箇所まで繰り返す（順次溶接工程）。

また、上記抵抗比判定工程で溶接分流抵抗比が溶接可能所定値未満であると判定された場合には、必要接合箇所の中から溶接分流抵抗比を溶接可能所定値まで増大し得る必要接合箇所を選出し、その箇所を分流の生じない接合方法と設定する（非分流接合箇所選定工程）。これにより、実際の片側抵抗溶接工程では、この必要接合箇所では分流は発生せず、且つ、被溶接部材の接合状態も保持される。

以上のように、片側抵抗溶接が行われる毎に変化する溶接分流抵抗比を判定しながら、最も溶接分流抵抗比が小さく且つその溶接分流抵抗比が溶接可能所定値以上である片側抵抗溶接箇所から順次片側抵抗溶接することができ、全ての片側抵抗溶接箇所を適切な溶接分流抵抗比で最後まで片側抵抗溶接することが可能な手順を予め設定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、片側抵抗溶接すべき複数の片側抵抗溶接箇所を流れる電流の既溶接箇所を流れる分流に対する電流比を表す溶接分流抵抗比が溶接可能所定値以上であれば、片側抵抗溶接箇所には十分な溶接電流が通電されるものと判定され、その判定を片側抵抗溶接のたびに順次変化する溶接分流抵抗比について行いながら、全ての片側抵抗溶接箇所について溶接分流抵抗比の小さな箇所から順次片側抵抗溶接を行うものと設定する。したがって、量産の以前に、複数の片側抵抗溶接箇所の片側抵抗溶接の順序と他の必要接合箇所の接合方法を設定しておくことができ、複数の片側抵抗溶接箇所を最後まで確実に片側抵抗溶接することができる。

そして、これにより、両側抵抗溶接や片側抵抗溶接が組合せられた複雑且つ多数箇所の溶接工程を適切に設定することが可能となる。

本発明の溶接順序設定方法が適用された抵抗溶接装置の一実施の形態の概略構成図である。片側抵抗溶接の可否を判定する車体側部構造体の説明図である。図２における片側抵抗溶接箇所及び両側抵抗溶接箇所（必要接合箇所）の説明図である。図３における片側抵抗溶接及び両側抵抗溶接（必要接合箇所）の説明図である。実施の形態における片側抵抗溶接可否判定のフローチャートである。図５の片側抵抗溶接可否判定に基づく被溶接部材接合方法設定のフローチャートである。

以下に、本発明の溶接順序設定方法の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態の抵抗溶接装置の概略構成図であり、ダイレクトスポット溶接の例を示している。この例では、例えば２枚の板状被溶接部材１０を図の上下方向から電極（ガン）１２、１４で押圧挟持し、その状態で電極１２、１４間に電流を通電する。押圧挟持される被溶接部材１０には、両者の接触部において接触抵抗が存在し、電極１２、１４間の通電によって接触抵抗部位にジュール熱が生じ、このジュール熱によって被溶接部材１０自体が溶融・凝固して溶接が行われる。この溶融・凝固部分は、一般にナゲットと呼ばれている。なお、この実施の形態の抵抗溶接装置に用いられる被溶接部材１０の枚数は２枚に限定されるものではないし、被溶接部材１０も板材に限定されるものではない。また、被溶接部材１０の材質は、同種であっても、異種であってもよい。これは、両側抵抗溶接に限らず、片側抵抗溶接にも適用される。

この例では、図１において上下に対向する２つの電極１２、１４のうち、図示下側の電極を固定側電極１２とし、この固定側電極１２に対し、図示上側の電極を離接方向に可動する可動側電極１４とした。この可動側電極１４は、モータ１６によって固定側電極１２に対して離接方向に駆動される。これら固定側電極１２及び可動側電極１４は、電極１２、１４間に挟持される被溶接部材１０に対して電流を通電するだけでなく、前述のように、それら被溶接部材１０を予め設定された加圧力で加圧する機能を併せ持つ。この電極１２、１４による被溶接部材１０の加圧力は、一般的に、通電溶接中、一定に維持される。モータ１６の回転位置は、エンコーダ１８で検出される。これらの抵抗溶接装置は、例えば、産業用ロボットなどのマニプレータに搭載される。なお、周知のように、電極１２、１４の駆動源にエアシリンダ（高圧エア）を用いるものも多用される。

上記モータ１６の駆動力制御や電極１２、１４間の電流通電制御などは、コントローラ２０によって行われる。このコントローラ２０は、コンピュータシステムを備えて構成され、高度な演算処理能力を有する。このコントローラ２０に搭載されるコンピュータシステムは、既存のコンピュータシステムと同様に、高い演算処理能力を有する演算処理装置に加えて、プログラムやデータを記憶する記憶装置、情報やデータなどを入出力するための入出力装置などを備えて構成される。例えば、上記エンコーダ１８の検出信号はコントローラ２０に読込まれ、このエンコーダ１８の検出信号と合わせてモータ１６への駆動電流をフィードバック制御する。なお、抵抗溶接のみを司る抵抗溶接制御装置に個別のコンピュータシステムを加えて、演算処理を実行可能なコントローラ２０とすることも可能である。

図２は、この実施の形態において、片側抵抗溶接の可否を判定する車体側部構造体Ａの説明図である。図から想定されるように、この実施の形態の車体側部構造体Ａは大きな被溶接部材である。この大きな被溶接部材の寸法精度や形状を維持するために、図に○で示す箇所を予め接合しなければならない。すなわち、これらの接合箇所は、被溶接部材の接合状態を保持するために必要な接合箇所である。この実施の形態では、これらの接合箇所は両側抵抗溶接、すなわちダイレクトスポット溶接が可能であるから、これらの両側抵抗溶接箇所を必要接合箇所として事前に両側抵抗溶接するものと仮定する。一方、図に□で示す箇所は、上記必要接合箇所を両側抵抗溶接で接合した後に片側抵抗溶接（インダイレクトスポット溶接）しなければならない箇所である。これらの片側抵抗溶接箇所は片側抵抗溶接で確実に接合される必要があるので、これらの片側抵抗溶接箇所に対して、後述する片側抵抗溶接可否判定を行う。

図３は、図２における片側抵抗溶接箇所及び両側抵抗溶接箇所（必要接合箇所）の説明図である。この部分は、サイドシルプラットフォームＢであり、板状のサイドシルレインフォースメントＣを挟むようにしてハット型のサイドシルインナーＤとサイドシルアウターＥを接合して構成され、このサイドシルプラットフォームＢの外側にアウターサイドパネルＳを接合する。サイドシルプラットフォームＢのフランジ部は、上記必要接合箇所において予め接合されている（上下のフランジ部には、後から両側抵抗溶接が追加される場合もある）。アウターサイドパネルＳの上端部の接合箇所ＦはサイドシルプラットフォームＢの上側フランジ部に重合されるので、これらと共に、上記必要接合箇所において両側抵抗溶接される。一方、アウターサイドパネルＳの下端部は、サイドシルアウターＥの中間部分、すなわち閉断面構造部までしかないので、アウターサイドパネルＳの下端部の接合箇所Ｇは片側抵抗溶接で行う。すなわち、このアウターサイドパネルＳの下端部の接合箇所Ｇが片側抵抗溶接箇所である。

図４は、図３のサイドシルプラットフォームＢにおける片側抵抗溶接及び両側抵抗溶接の説明図である。このサイドシルプラットフォームＢにおける両側抵抗溶接箇所では、図に二点鎖線で示すように、対向する電極１２、１４で上記フランジ部を両側から挟むようにして加圧し、その状態で電極１２、１４間に溶接電流を通電して両側抵抗溶接を行う。これに対し、片側抵抗溶接では、２つの電極のうち、一方の電極１４を図の左側からアウターサイドパネルＳに加圧当接し、他方の電極１２を同じく図の左側からサイドシルアウターＥに当接し、その状態で電極１２、１４間に溶接電流を通電して片側抵抗溶接を行う。片側抵抗溶接の理想は、アウターサイドパネルＳとサイドシルアウターＥの下側接合箇所（＝片側抵抗溶接箇所）Ｇのみを溶接電流が通って抵抗溶接が実行されることである。しかしながら、アウターサイドパネルＳとサイドシルプラットフォームＢの上側フランジ部には、先に両側抵抗溶接によって接合された上側接合箇所（＝既溶接箇所）Ｆが存在するので、その既溶接箇所Ｆを溶接電流が通って分流が生じてしまう。この溶接電流の分流分が多いと、片側抵抗溶接箇所Ｇに必要な電流が流れず、接合不良が生じるおそれがある。以下では、両側抵抗溶接に用いる電極を両側電極、片側抵抗溶接に用いる電極を片側電極ともいう。

この実施の形態では、図５に示すフローチャートに従って、片側抵抗溶接箇所の片側抵抗溶接可否判定を行う。この処理では、まずステップＳ１で、片側抵抗溶接以前に両側抵抗溶接すべき箇所を必要接合箇所として選定する。この必要接合箇所は、上記大きな被溶接部材の寸法精度や形状を維持するための接合箇所であり、例えば必要最小箇所とする。

次にステップＳ２に移行して、上記必要接合箇所を全て両側抵抗溶接した場合の各片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を算出する。このうち、Ｒ_１は、片側電極間の抵抗値のうち、既溶接箇所を通る上記分流回路の抵抗値であり、分流抵抗値と規定する。一方、Ｒ_２は、同じく片側電極間の抵抗値のうち、既溶接箇所を通らない、すなわち被溶接箇所のみの片側電極間の被溶接部材の抵抗値であり、溶接抵抗値と規定する。したがって、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は、分流抵抗値の溶接抵抗値に対する比である。それぞれの抵抗値は、通電経路長を通電断面積（厚さ）で除した値に被溶接部材の電気抵抗率を乗じて求めることができる。また、被溶接部材内における電流は、磁力線のように流れることが判明している。

図２のように、必要接合箇所として両側抵抗溶接された既溶接箇所が複数存在し、片側抵抗溶接箇所も複数存在する場合には、複数の既溶接箇所を通る分流回路の抵抗、すなわち分流抵抗と、それぞれの溶接箇所を通る通電回路の抵抗、すなわち溶接抵抗の並列回路を解析して溶接抵抗値及び分流抵抗値を求め、その比から溶接分流抵抗比を求める。具体的な数値は、例えばコンピュータシステムを用いたシミュレーション解析で算出可能である。ここでは、各片側抵抗溶接箇所が未溶接であるものとして、各片側抵抗溶接箇所について溶接分流抵抗比を求めるが、片側抵抗溶接箇所を順番に抵抗溶接していく場合には、抵抗溶接された箇所を既溶接箇所と考えて溶接分流抵抗比を求める。ここで、電極間の通電電流を、分流回路の分流電流と、片側抵抗溶接箇所のみに流れる溶接電流に分けて考えた場合、上記溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は、溶接電流の分流電流に対する比となり、溶接電流が分流電流に対して、どの程度の大きさであるかを示す。

次にステップＳ３に移行して、全ての片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が予め設定された溶接可能所定値Ｖｔ以上であるか否かを判定し、全ての片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値Ｖｔ以上である場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合にはステップＳ４に移行する。この溶接可能所定値Ｖｔは、上記溶接電流の分流電流に対する比を表す溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２がどの程度以上であれば片側抵抗溶接に必要な電流が確保されるかを表す数値であり、例えば経験値から求めることができる。

上記ステップＳ４では、現在の必要接合箇所のうち、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が最小の片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を増大し得る必要接合箇所（１か所）を選出し、ここでは必要接合箇所群から除去してからステップＳ５に移行する。すなわち、後段のステップＳ９では、選出された必要接合箇所に上記分流の生じない接合方法が選択・設定されるので、その必要接合箇所における分流回路が除去されるのである。この片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を増大し得る必要接合箇所は、通常、その片側抵抗溶接箇所に最も近い必要接合箇所が選出される。

上記ステップＳ５では、残りの必要接合箇所を全て両側抵抗溶接した場合の各片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２をステップＳ２と同様に算出してからステップＳ６に移行する。

上記ステップＳ６では、全ての片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が上記溶接可能所定値Ｖｔ以上であるか否かを判定し、全ての片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値Ｖｔ以上である場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合には上記ステップＳ４に移行する。

上記ステップＳ７では、上記溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が最小の片側抵抗溶接箇所から溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の小さい順に片側抵抗溶接を行った場合の残りの各片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２をステップＳ２と同様に算出する。

次にステップＳ８に移行して、ステップＳ７で算出された全ての溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が上記溶接可能所定値Ｖｔ以上であるか否かを判定し、算出された全ての溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値Ｖｔ以上である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合には上記ステップＳ４に移行する。

上記ステップＳ９では、上記ステップＳ４で除去された必要接合箇所における接合方法を選択・設定してから処理を終了する。この除去された必要接合箇所の接合方法には、例えば、ボルト・ナットなどの機械的締結や、クリンチングやセルフピアシングリベット結合、或いはヘム結合といった分流しない接合が挙げられる。ここで、これらの接合方法でも溶接電流は流れるものの、金属製被溶接部材を溶融・凝固する既溶接箇所に比べて、流れる電流は僅かであり、分流は生じないと考えてよい。また、クリップ・クランプなどによって仮保持し、後に両側抵抗溶接を行う接合方法も挙げられる。

この処理では、最初に設定された必要接合箇所を全て両側抵抗溶接し、その状態での全ての片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値Ｖｔ以上であれば、そのまま必要接合箇所の両側抵抗溶接及び片側抵抗溶接箇所の片側抵抗溶接を行うものとする。しかし、何れかの片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値Ｖｔ未満である場合には、例えば、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が最も小さい片側抵抗溶接箇所の直近の必要接合箇所を選択してその分流回路を除去し、再度、片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を算出し、全ての片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値Ｖｔ以上となるまで、これを繰り返す。

更に、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が最小の片側抵抗溶接箇所から溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の小さい順に片側抵抗溶接を行った場合の残りの各片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を算出し、何れかの片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値Ｖｔ未満である場合には、例えば、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が最も小さい片側抵抗溶接箇所の直近の必要接合箇所を選択してその分流回路を除去し、再度、片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を算出し、全ての片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値Ｖｔ以上となるまで、これを繰り返す。

したがって、予め両側抵抗溶接できる必要接合箇所の数は少なくなる可能性があるが、片側抵抗溶接箇所は全て片側抵抗溶接できることになり、片側抵抗溶接の品質を確保することができる。選択・除去された必要接合箇所は、分流しない接合方法が選択・設定されるか、または仮保持した状態で片側抵抗溶接を行った後、選択・除去された必要接合箇所に両側抵抗溶接が行われる。

このとき、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の小さい順に片側抵抗溶接を行いながら、残りの各片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を算出・判定するのは、より溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の大きな片側抵抗溶接箇所での片側抵抗溶接の可能性を確保することを目的としている。すなわち、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の大きな片側抵抗溶接箇所が溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の小さい片側抵抗溶接箇所から遠くても、その溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の大きな片側抵抗溶接箇所を片側抵抗溶接してしまうと、その箇所が既溶接箇所となって分流を引き起こすので、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の小さい片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２がより小さくなってしまい、場合によっては、溶接可能所定値Ｖｔ未満となってしまうおそれがある。これに対して、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の大きな片側抵抗溶接箇所では、他の片側抵抗溶接箇所を片側抵抗溶接したとしても、その溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値未満となるおそれは小さい。

図６は、図５の片側抵抗溶接可否判定に基づく工程設定、すなわち被溶接部材接合方法設定のフローチャートである。この処理では、ステップＳ１１で、図５の処理で除去された必要接合箇所に対して上記選択・設定された片側抵抗溶接前の接合方法を実施する。

次にステップＳ１２に移行して、図５の処理で最終的に残った必要接合箇所を両側抵抗溶接する。

次にステップＳ１３に移行して、図５の処理で最終的に算出された溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の小さい順に片側抵抗溶接箇所を片側抵抗溶接する。

次にステップＳ１４に移行して、仮保持した必要接合箇所がある場合は、その仮保持を解除する。なお、上記ヘムによる仮保持は解除しない（できない）。また、クリップによる仮保持は解除しない場合もある。また、クランプによる拘束の場合はクランプ冶具の回収となる。

次にステップＳ１５に移行して、上記ステップＳ１４で仮保持が除去された必要接合箇所を含み、必要に応じて両側抵抗溶接を実施してから処理を終了する。

したがって、この処理では、図５の片側抵抗溶接可否判定に基づいて設定された両側抵抗溶接を行うべき必要接合箇所には両側抵抗溶接を行い、除去された必要接合箇所には新たに選択・設定された接合方法を施したのち、溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２の小さい順に、全ての片側抵抗溶接箇所を確実に片側抵抗溶接する。更に、仮保持した必要接合箇所の仮保持を解除し、その必要接合箇所を含めて、必要箇所に両側抵抗溶接を追加実施することができる。

このように、この実施の形態では、分流抵抗値Ｒ_１の溶接抵抗値Ｒ_２に対する溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が予め設定された溶接可能所定値Ｖｔ以上である場合に、その溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を求めた片側抵抗溶接箇所では片側抵抗溶接が可能であると判定する。溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は、片側抵抗溶接箇所を流れる溶接電流の分流回路を流れる分流に対する電流比を表すことから、この電流比が溶接可能所定値Ｖｔ以上であれば、片側抵抗溶接箇所には十分な溶接電流が通電されるものと判定され、その結果、片側抵抗溶接箇所での片側抵抗溶接の可否を確実に判定することができる。このとき、分流抵抗値Ｒ_１や溶接抵抗値Ｒ_２は、予め既知の物性や諸元、すなわち被溶接部材の電気抵抗率や通電経路長、通電断面積から求めることができるので、量産の以前に、片側抵抗溶接箇所での片側抵抗溶接の可否を判定することができる。

また、片側抵抗溶接箇所を抵抗溶接する前に抵抗溶接が必要な複数の両側抵抗溶接箇所を必要接合箇所として選定し、必要接合箇所を抵抗溶接した状態で溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値未満であった場合には、その溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を増大し得る必要接合箇所を選出してその分流回路を除去し、選出された必要接合箇所を分流の生じない接合方法で接合し且つ残りの必要接合箇所を抵抗溶接した状態で溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が溶接可能所定値以上であった場合に、その溶接分流抵抗比を求めた片側抵抗溶接箇所では片側抵抗溶接が可能であると判定する。この溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２による片側抵抗溶接の可否判定と溶接分流抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２を増大し得る分流回路の選出・除去とを繰り返すことにより、片側抵抗溶接箇所での片側抵抗溶接を確実なものとすることができると共に、選出された必要接合箇所に対する工程や接合方法の変更・設定を適切に行うことが可能となる。

また、溶接分流抵抗比の小さい順に片側抵抗溶接箇所を抵抗溶接するものと設定した状態で求めた溶接分流抵抗比Ｒ１／Ｒ２が溶接可能所定値未満であった場合に、その溶接分流抵抗比Ｒ１／Ｒ２を増大し得る必要接合箇所を選出してその分流回路を除去し、選出された必要接合箇所を分流の生じない接合方法で接合し且つ残りの必要接合箇所を抵抗溶接した状態で溶接分流抵抗比Ｒ１／Ｒ２が溶接可能所定値以上であった場合に、その溶接分流抵抗比Ｒ１／Ｒ２を求めた片側抵抗溶接箇所では片側抵抗溶接が可能であると判定する。この溶接分流抵抗比Ｒ１／Ｒ２による片側抵抗溶接の可否判定と溶接分流抵抗比Ｒ１／Ｒ２を増大し得る分流回路の選出・除去とを繰り返すことにより、片側抵抗溶接箇所での片側抵抗溶接を確実なものとすることができると共に、選出された必要接合箇所に対する工程や接合方法の変更・設定を適切に行うことが可能となる。

また、予め既知の物性や諸元、すなわち被溶接部材の電気抵抗率や通電経路長、通電断面積を用いて分流抵抗値Ｒ_１及び溶接抵抗値Ｒ_２を表し、これらで表される分流抵抗及び溶接抵抗の並列回路から分流抵抗値Ｒ_１及び溶接抵抗値Ｒ_２を求めることができることから、分流抵抗値Ｒ_１及び溶接抵抗値Ｒ_２を実測するなどの必要がなく、量産の以前に、片側抵抗溶接箇所での片側抵抗溶接の可否を判定することができる。

また、溶接分流抵抗比の小さい順に片側抵抗溶接箇所を片側抵抗溶接することにより、全ての片側抵抗溶接箇所を確実に片側抵抗溶接することができる。

以上、実施の形態に係る溶接順序設定方法について説明したが、本件発明は、上記実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、本件発明の要旨の範囲内で種々変更が可能である。例えば、片側抵抗溶接箇所は、電極１２、１４間の距離、加圧方向に制限はなく、また、サイドシル以外のあらゆる部位であってよい。

１０被溶接部材
１２固定側電極（電極）
１４可動側電極（電極）
１６モータ
１８エンコーダ（回転位置センサ）
２０コントローラ

Claims

被溶接部材の接合状態を保持するための必要接合箇所が複数存在し、且つ、前記必要接合箇所の他に、該被溶接部材の片側のみから電極を当接させた状態で抵抗溶接する片側抵抗溶接を行うべき片側抵抗溶接箇所が複数存在する場合の溶接の順序を設定する溶接順序設定方法において、
前記被溶接部材の片側のみから当接される電極を片側電極とし、被溶接箇所のみを溶接電流が通電するときの前記片側電極間の抵抗値を溶接抵抗値とし、前記溶接電流が分流する分流回路の前記片側電極間の抵抗値を分流抵抗値とし、前記分流抵抗値の前記溶接抵抗値に対する比を、前記被溶接箇所の分流回路に対する電流比を意味する溶接分流抵抗比とした場合に、
全ての前記必要接合箇所を抵抗溶接したと想定した場合の前記複数の片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比をそれぞれ算出する各抵抗比算出工程と、
前記算出された複数の溶接分流抵抗比の最も小さい片側抵抗溶接箇所について、該溶接分流抵抗比が予め設定された溶接可能所定値以上であるか否かを判定する抵抗比判定工程と、
前記判定された溶接分流抵抗比が前記溶接可能所定値以上である場合に、該溶接分流抵抗比の最も小さい片側抵抗溶接箇所を片側抵抗溶接するものと設定する最小抵抗比箇所の片側抵抗溶接設定工程と、
残りの前記片側抵抗溶接箇所について、前記各抵抗比算出工程、前記抵抗比判定工程、及び最小抵抗比箇所の片側抵抗溶接設定工程を順次行い、全ての片側抵抗溶接箇所が片側抵抗溶接設定されるまで繰り返す順次溶接工程と、
を含むことを特徴とする溶接順序設定方法。
前記抵抗比判定工程で、前記溶接分流抵抗比が前記溶接可能所定値未満であると判定された場合に、前記必要接合箇所のうち、抵抗溶接しなければ該判定された片側抵抗溶接箇所の溶接分流抵抗比を前記溶接可能所定値以上に増大し得る必要接合箇所を選出して前記分流の生じない接合方法とする非分流接合箇所選定工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の溶接順序設定方法。