JP7296115B2 - Resistance welding system and its control method and control program - Google Patents
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本発明は、抵抗溶接システムおよびその制御方法ならびに制御プログラムに関する。 The present invention relates to a resistance welding system, its control method, and control program.
抵抗溶接機は、被溶接材の金属(以下、「ワーク」という。)同士を溶接電極(以下、「電極」という。)で挟み込み、加圧力を印加した状態で電極から電流を通電する。抵抗溶接機は、電流の通電によって発生する抵抗発熱(ジュール熱)によって溶接対象のワークを溶融し、溶接箇所において点状の溶接部(以下、「ナゲット」という。)を形成する。 A resistance welder sandwiches metals to be welded (hereinafter referred to as "work") between welding electrodes (hereinafter referred to as "electrodes"), and applies current from the electrodes while applying pressure. A resistance welder melts a workpiece to be welded by resistance heat (Joule heat) generated by the application of electric current to form a point-like weld (hereinafter referred to as a "nugget") at the welding location.
抵抗溶接においては、溶接対象のワークの種類(例えば、金属の種類、または厚み等)に応じて溶接条件を選択して、適切なナゲットが形成できるようにする。例えば、抵抗溶接においては、電極によってワークに印加する加圧力、電流波形、電流値または電流の通電時間等の条件がワークに応じて選択される。従来の抵抗溶接機においては、例えば、矩形波形、アップスロープ波形または、ダウンスロープ波形等の電流波形を溶接波形として選択することができた(例えば、特許文献1を参照)。 In resistance welding, welding conditions are selected according to the type of workpiece to be welded (for example, the type of metal, thickness, etc.) so that an appropriate nugget can be formed. For example, in resistance welding, the conditions such as the pressure applied to the workpiece by the electrode, the current waveform, the current value, or the current application time are selected according to the workpiece. In a conventional resistance welder, for example, a current waveform such as a rectangular waveform, an upslope waveform, or a downslope waveform can be selected as a welding waveform (see, for example, Patent Document 1).
また、従来の抵抗溶接機においては、溶接条件としてワークに印加される加圧力を選択することができた。抵抗溶接機は選択された加圧力において溶接中に印加する加圧力を一定に保つ。加圧力は、例えば、空気圧またはモータによる駆動力を調節することにより一定値に保つことができる。 Further, in the conventional resistance welder, it was possible to select the pressure applied to the work as the welding condition. Resistance welders maintain a constant applied force during welding at a selected force. The pressurizing force can be kept constant by adjusting the driving force of air pressure or a motor, for example.
しかし、近年、1180MPa級以上の超高張力鋼板、ホットプレス工法によって形成された鋼板、アルミ合金板等の非鉄金属、マグネシウム合金板、チタン合金板、または様々なメッキが施された鋼板等、溶接対象のワークの種類が増加している。このため、従来の抵抗溶接機において設定できる溶接条件のみでは最適な溶接ができない場合があった。 However, in recent years, welding of ultra-high-strength steel sheets of 1180 MPa or higher, steel sheets formed by hot pressing, non-ferrous metals such as aluminum alloy sheets, magnesium alloy sheets, titanium alloy sheets, or steel sheets with various platings has been introduced. The types of target workpieces are increasing. Therefore, in some cases, optimum welding cannot be performed only with the welding conditions that can be set in the conventional resistance welder.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、様々なワークの種類に応じた適切な溶接条件を容易に設定することができる、抵抗溶接システムおよびその制御方法ならびに制御プログラムを提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a resistance welding system, its control method, and a control program that can easily set suitable welding conditions according to the types of various workpieces. one purpose.
(1)上記の課題を解決するため、抵抗溶接システムは、利用者が描画データを入力するためのユーザインタフェイス(UI)を提供するUI提供部と、UI提供部において提供されたUIを介して利用者が入力した描画データを取得する描画データ取得部と、描画データ取得部において取得された描画データに基づき、抵抗溶接において利用される波形データを生成する波形生成部と、波形生成部において生成された波形データを出力する出力部とを備える。 (1) In order to solve the above problems, the resistance welding system includes a UI providing unit that provides a user interface (UI) for the user to input drawing data, and a UI provided in the UI providing unit. a drawing data acquisition unit that acquires drawing data input by a user through the drawing data acquisition unit; a waveform generation unit that generates waveform data used in resistance welding based on the drawing data acquired by the drawing data acquisition unit; and an output unit for outputting the generated waveform data.
(2)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、波形生成部は、波形データとして、描画データに基づき、抵抗溶接においてワークに通電される電流の電流波形データを生成し、出力部は、波形生成部において生成された電流波形データを、抵抗溶接を行う抵抗溶接部に出力するものであってもよい。 (2) In addition, in the resistance welding system of the embodiment, the waveform generation unit generates current waveform data of the current applied to the workpiece in resistance welding based on the drawing data as the waveform data, and the output unit generates the waveform. The current waveform data generated in the part may be output to the resistance welding part where resistance welding is performed.
(3)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、波形生成部は、波形データとして、描画データに基づき、抵抗溶接においてワークに印加される加圧力の加圧力波形データを生成し、出力部は、波形生成部において生成された加圧力波形データを、ワークを加圧する加圧部に出力するものであってもよい。 (3) In addition, in the resistance welding system of the embodiment, the waveform generation unit generates pressure waveform data of the pressure applied to the workpiece in resistance welding based on the drawing data as the waveform data, and the output unit The pressurizing force waveform data generated by the waveform generator may be output to the pressurizer that presses the workpiece.
(4)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、UI提供部は、利用者が描画データを入力したときに、描画データの入力に応じて、波形生成部において生成された波形データを表示するUIを提供するものであってもよい。 (4) In addition, in the resistance welding system of the embodiment, when the user inputs drawing data, the UI providing unit displays the waveform data generated by the waveform generating unit according to the input of the drawing data. may be provided.
(5)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、溶接に適した波形値を取得する波形値取得部をさらに備え、波形生成部は、生成した波形データの実効値を算出し、さらに、算出した実効値と波形値取得部において取得された波形値とが等しくなるように換算するための換算比率を算出し、出力部は、波形生成部において算出された換算比率を出力するものであってもよい。 (5) In addition, the resistance welding system of the embodiment further includes a waveform value acquisition unit that acquires waveform values suitable for welding, and the waveform generation unit calculates the effective value of the generated waveform data, and further calculates the effective value of the calculated waveform data. A conversion ratio is calculated for conversion so that the effective value and the waveform value acquired by the waveform value acquisition unit are equal, and the output unit outputs the conversion ratio calculated by the waveform generation unit. good.
(6)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、ネットワークを介して接続されたサーバとの通信を制御する通信制御部をさらに備えるものであってもよい。 (6) Moreover, the resistance welding system of the embodiment may further include a communication control unit that controls communication with a server connected via a network.
(7)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、通信制御部は、波形生成部において生成された波形データをサーバに提供するものであってもよい。 (7) Further, in the resistance welding system of the embodiment, the communication control section may provide the waveform data generated by the waveform generation section to the server.
(8)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、通信制御部は、サーバに記憶されている波形データをサーバから取得し、UI提供部は、サーバから取得した波形データを編集して描画データを入力するためのUIを提供するものであってもよい。 (8) Further, in the resistance welding system of the embodiment, the communication control unit obtains waveform data stored in the server from the server, and the UI providing unit edits the waveform data obtained from the server and generates drawing data. It may provide a UI for input.
(9)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、UI提供部は、複数の点をプロット可能な座標系を表示して、利用者が表示された座標系に対してプロットした複数点を描画データとして入力するためのUIを提供し、波形生成部は、描画データ取得部において取得された描画データとしての複数点を平滑化した波形データを生成するものであってもよい。 (9) In addition, in the resistance welding system of the embodiment, the UI providing unit displays a coordinate system in which a plurality of points can be plotted, and plots the plurality of points plotted against the displayed coordinate system by the user as drawing data. and the waveform generator may generate waveform data obtained by smoothing a plurality of points of the drawing data obtained by the drawing data obtaining unit.
(10)また、実施形態の抵抗溶接システムにおいて、UI提供部は、複数点の中の少なくとも1点を座標軸の中で移動可能に表示して、波形生成部は、利用者によって移動された点に基づき波形データを再生成するものであってもよい。 (10) Further, in the resistance welding system of the embodiment, the UI providing unit movably displays at least one of the plurality of points within the coordinate axes, and the waveform generating unit displays the point moved by the user. The waveform data may be regenerated based on.
(11)上記の課題を解決するため、抵抗溶接システムの制御方法は、抵抗溶接システムの制御方法であって、利用者が描画データを入力するためのユーザインタフェイス(UI)を提供するUI提供ステップと、UI提供ステップにおいて提供されたUIを介して利用者が入力した描画データを取得する描画データ取得ステップと、描画データ取得ステップにおいて取得された描画データに基づき、抵抗溶接において利用される波形データを生成する波形生成ステップと、波形生成ステップにおいて生成された波形データを出力する出力ステップとを含む。 (11) In order to solve the above problems, the resistance welding system control method is a resistance welding system control method, which provides a user interface (UI) for the user to input drawing data. a drawing data obtaining step of obtaining drawing data input by a user via the UI provided in the UI providing step; and a waveform used in resistance welding based on the drawing data obtained in the drawing data obtaining step. It includes a waveform generation step of generating data and an output step of outputting the waveform data generated in the waveform generation step.
(12)上記の課題を解決するため、抵抗溶接システムの制御プログラムは、コンピュータに、利用者が描画データを入力するためのユーザインタフェイス(UI)を提供するUI提供機能と、UI提供機能において提供されたUIを介して利用者が入力した描画データを取得する描画データ取得機能と、描画データ取得機能において取得された描画データに基づき、抵抗溶接において利用される波形データを生成する波形生成機能と、波形生成機能において生成された波形データを出力する出力機能とを実現させる。 (12) In order to solve the above problems, the control program of the resistance welding system includes a UI providing function for providing a user interface (UI) for the user to input drawing data to the computer, and a UI providing function A drawing data acquisition function that acquires drawing data input by the user via the provided UI, and a waveform generation function that generates waveform data used in resistance welding based on the drawing data acquired by the drawing data acquisition function. and an output function for outputting the waveform data generated by the waveform generation function.
本発明の一つの実施形態によれば、利用者が描画データを入力するためのユーザインタフェイス(UI)を提供し、提供されたUIを介して利用者が入力した描画データを取得し、取得された描画データに基づき、抵抗溶接において利用される波形データを生成し、生成された波形データを出力することにより、様々なワークの種類に応じた適切な溶接条件を容易に設定することができる。 According to one embodiment of the present invention, a user interface (UI) is provided for a user to input drawing data, and the drawing data input by the user is obtained through the provided UI. By generating waveform data used in resistance welding based on the drawn data and outputting the generated waveform data, it is possible to easily set appropriate welding conditions for various types of workpieces. .
以下、図面を参照して本発明の一実施形態における抵抗溶接システムおよびその制御方法ならびに制御プログラムについて詳細に説明する。 Hereinafter, a resistance welding system, its control method, and a control program according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、図1を用いて、抵抗溶接システムの機能を説明する。図1は、実施形態における抵抗溶接システムのソフトウェア構成の一例を示すブロック図である。
First, the function of the resistance welding system will be described with reference to FIG.
図1において、抵抗溶接システム1は、情報処理装置10を含む。抵抗溶接システム1は、抵抗溶接部20、または加圧部30を含んでいてもよい。例えば、抵抗溶接システム1は、情報処理装置10を含み、抵抗溶接部20、および加圧部30は別システムであってもよい。また、抵抗溶接システム1は、情報処理装置10と抵抗溶接部20を含み、加圧部30は別システムであってもよい。また、抵抗溶接システム1は、情報処理装置10、抵抗溶接部20および加圧部30を含むものであってもよい。情報処理装置10は、ネットワーク9を介して、サーバ4と通信可能に接続されている。抵抗溶接システム1は、サーバ4を含んでいてもよい。なお、図1は、抵抗溶接システム1が情報処理装置10、抵抗溶接部20、加圧部30およびサーバ4をそれぞれ1つ含むシステム構成を例示しているが、システム構成はこれに限定されるものではない。例えば、抵抗溶接システム1は、複数の抵抗溶接部20、加圧部30またはサーバ4が1台の情報処理装置10に接続されて、1台の情報処理装置10が複数の抵抗溶接部20、加圧部30またはサーバ4と接続されるものであってもよい。
In FIG. 1 , a
情報処理装置10は、UI提供部11、描画データ取得部12、波形値取得部13、波形生成部14、出力部15、通信制御部16および記憶部17の各機能部を有する。波形生成部14は、電流波形生成部141および加圧力波形生成部142の各機能部を有する。本実施形態における情報処理装置10の上記各機能部は、本実施形態における抵抗溶接システムの制御プログラム(ソフトウェア)によって実現される機能モジュールであるものとして説明する。
The
UI提供部11は、利用者が描画データを入力するためのユーザインタフェイス(UI:User Interface)を提供する。UIとは、利用者と情報処理装置10との接点であり、例えば、利用者に対して情報を表示もしくは報知する出力機能、または利用者からの指示を受け付ける入力機能を有する。例えば、UIは、表示装置もしくはスピーカ等に対する出力機能、またはキーボードもしくはマウス等に対する入力機能を有している。本実施形態におけるUIは、ディスプレイに対して表示データを出力する機能と、キーボードまたはマウスから入力データを取得する機能とを有する場合を例示する。
The
また、描画データとは、波形を生成するためのデータであり、UIを介して利用者によって入力されるデータである。UIは、描画データを入力するための画面を表示させて、表示させた画面に対して描画データを入力可能にする。例えば、UIは、複数の点をプロット可能な座標系を表示して、利用者が表示された座標系に対してプロットした複数点を描画データとして入力可能にする。座標系とは、例えばx軸とy軸の二次元の座標軸からなる二次元の空間である。利用者は、表示された入力画面の座標系に対して、x軸の値とy軸の値を指定した描画データをプロットする。描画データのプロット数は1点または2点以上の複数点である。また、UIは、例えば、キーボードからの数値入力において描画データを入力できるようにしてもよい。なお、UIを介した描画データの入力の具体例は図示して後述する。 Drawing data is data for generating waveforms, and is data input by the user via the UI. The UI displays a screen for inputting drawing data and enables drawing data to be input to the displayed screen. For example, the UI displays a coordinate system in which multiple points can be plotted, and allows the user to input multiple points plotted with respect to the displayed coordinate system as drawing data. A coordinate system is a two-dimensional space composed of two-dimensional coordinate axes such as an x-axis and a y-axis. The user plots the drawing data specifying the x-axis value and the y-axis value with respect to the coordinate system of the displayed input screen. The number of plots of drawing data is one or two or more points. Also, the UI may allow drawing data to be input by, for example, inputting numerical values from a keyboard. A specific example of drawing data input via the UI will be illustrated and described later.
本実施形態における描画データとは、電流波形データを生成するための電流描画データ、または加圧力波形データを生成するための加圧力描画データの少なくともいずれか一方をいう。 Drawing data in the present embodiment refers to at least one of current drawing data for generating current waveform data and pressure drawing data for generating pressure waveform data.
描画データ取得部12は、UI提供部11において提供されたUIを介して利用者が入力した描画データを取得する。例えば、描画データが座標系においてプロットされた点の情報である場合、描画データ取得部12は、座標系における座標軸の点データ(例えば、x、yデータ)を取得する。描画データ取得部12は、UIで表示された座標系において、利用者により1点がプロットされる度に、もしくは複数の点がプロットされたときに、または、利用者の明示的な指示があったときに描画データを取得する。上述のように、本実施形態における描画データとは、電流描画データまたは加圧力描画データの少なくともいずれか一方であり、描画データ取得部12は、電流描画データまたは加圧力描画データを取得する。
The drawing
波形値取得部13は、溶接に適した波形値を取得する。溶接に適した波形値とは、例えば、所定のワークに対する適切な電流波形値または加圧力波形値である。抵抗溶接においては、従来から、所定のワークに対する溶接電流(kA)とナゲット径の関係が把握されている。また、加圧力と電極の寿命の関係が把握されている。波形値取得部13は、溶接に適した波形値を取得することにより、従来から把握されている溶接に適した電流波形値または加圧力波形値を取得することが可能となる。
The waveform
例えば、波形値取得部13は、抵抗溶接部20の溶接制御部21に記憶された電流波形値、または加圧部30の加圧制御部31に記憶された加圧力波形値を取得する。また、波形値取得部13は、サーバ4から波形値を取得するようにしてもよい。
For example, the waveform
波形生成部14は、描画データ取得部12において取得された描画データに基づき、抵抗溶接において利用される波形データを生成する。波形生成部14は、電流波形生成部141および加圧力波形生成部142を有する。電流波形生成部141は、描画データ取得部12において取得された描画データが電流描画データである場合、電流波形データを生成する。加圧力波形生成部142は、描画データ取得部12において取得された描画データが加圧力描画データである場合、加圧力波形データを生成する。
The
電流波形データとは、抵抗溶接において電極22から図示しない溶接対象のワークに通電する電流の波形を定めるデータである。電流波形データは、例えば、時間の経過とともに変化する電流値を定めるデータである。電流波形データは、時間の経過とともに電流値が増加するアップスロープ、時間の経過とともに電流値が減少するダウンスロープ、または、時間の経過とともに電流値が変化しない定電流であってもよい。また、電流波形データは、正弦波形またはパルス波形であってもよい。
The current waveform data is data that defines the waveform of the current that is passed from the
また加圧力波形データとは、抵抗溶接実行時にアクチュエータ32を介してワーク同士を加圧接触させるときの加圧力の波形を定めるデータである。加圧力波形データは、例えば、時間の経過とともに変化する加圧力を定めるデータである。加圧力波形データは、時間の経過とともに加圧力がステップ状に変化するものであってもよい。
The pressurizing force waveform data is data that defines the pressurizing force waveform when the works are brought into pressure contact with each other via the
例えば、描画データ取得部12において取得された描画データが1点の描画データであった場合、波形生成部14は、取得された1点の描画データに基づき、一定値の電流値または加圧力を示す波形データを生成する。また、描画データ取得部12において取得された描画データが2点の描画データであった場合、波形生成部14は、取得された2点の描画データに基づき、2点を結ぶ線分を示す波形データを生成してもよい。また、描画データ取得部12において取得された描画データが3点以上の描画データであった場合、波形生成部14は、取得された3点以上の描画データに基づき、各点を結ぶ折線を示す波形データ、または、近似曲線を生成する。近似曲線は、例えば、最小二乗法による最適関数により生成することができる。
For example, when the drawing data acquired by the drawing
また、波形生成部14は、生成した波形データの実効値を算出する。電流波形データの実効値の算出は、電流通電時間における電流値の実効値を算出することにより実行することができる。すなわち、電流値の実効値は、電流通電時間における電流量を算出し、電力量を通電時間における電流の平均値とすることで算出することができる。同様に、加圧力波形データの実効値の算出は、加圧時間における加圧力の実効値を算出することにより実行することができる。
The
波形生成部14は、算出した実効値と波形値取得部13において取得された波形値とが等しくなるように換算するための換算比率を算出してもよい。算出した波形データの実効値に対して換算比率を掛けることにより、波形値取得部13において取得された波形値と実効値は同一値となる。波形データの実効値を、溶接に適した波形値と同一にすることにより、UIから利用者が波形の形状(プロファイル)のみを意識して複数点をプロットした場合であっても、換算比率によって波形データのy軸の値を自動的に調整することが可能となる。これにより、入力者の描画データの入力負荷を軽減できるとともに、溶接に適した波形値と大きく乖離した波形データの生成を防止することが可能となる。また、波形データの実効値が溶接に適した波形値と同一になるため、利用者は溶接電流または加圧力の設定を従来の波形値の入力と同様な感覚ですることが可能となる。なお、本実施形態においては、後述するように、波形データと換算比率とを出力部15から出力する場合を例示するが、波形生成部14は、換算比率を適用した(掛けた)波形データを生成するようにしてもよい。
The
出力部15は、波形生成部14において生成された波形データを出力する。例えば、出力部15は、電流波形生成部141において生成された電流波形データを抵抗溶接部20に対して出力する。また、出力部15は、加圧力波形生成部142において生成された加圧力波形データを加圧部30に対して出力する。なお、出力部15は、加圧力波形生成部142において生成された加圧力波形データを、抵抗溶接部20を介して加圧部30に対して出力するようにしてもよい。また、出力部15は、抵抗溶接部20に対して電流波形データと加圧力波形データを出力し、抵抗溶接部20が加圧力波形データを加圧部30に対して出力するようにしてもよい。
The
また、出力部15は、波形生成部14において算出された換算比率を出力してもよい。例えば、出力部15は、電流波形データと換算比率を抵抗溶接部20に対して出力する。また、出力部15は、加圧力波形データと換算比率を加圧部30に対して出力してもよい。なお、波形生成部14における換算比率を算出は任意に実施される。このため、出力部15は、波形生成部14において生成された波形データをそのまま出力してもよい。
Also, the
通信制御部16は、ネットワーク9を介して接続されたサーバ4との通信を制御する。ネットワーク9は、有線または無線を介する通信経路であり、その通信プロトコル等の通信手段は任意である。通信制御部16は、サーバ4に対してデータを送信し、またはサーバ4からデータを受信する。
The
通信制御部16は、波形生成部14において生成された波形データをサーバ4に提供する。サーバ4は、通信制御部16から取得した波形データを記憶する。サーバ4は、記憶した波形データを提供するようにしてもよい。例えば、電流波形データまたは加圧力波形データを含む溶接条件は、ワークによって最適値を求めることが難しい場合がある。情報処理装置10において生成された波形データが所定のワークにおいて最適な溶接条件を含むものである場合、情報処理装置10から取得された波形データはノウハウを含み、波形データ自体に価値を有する場合がある。例えば、サーバ4に記憶された波形データは、他の抵抗溶接システムと共有することにより、ノウハウの共有ができる場合がある。例えば、サーバ4を介して同じ会社内において波形データを共有することにより、溶接条件を検討するコストを削減することが可能となる。サーバ4は、ログインによる認証を行い、認証された他の情報処理装置に対して波形データを提供するようにしてもよい。また、サーバ4は、波形データの提供に際して課金を行うようにしてもよい。また、サーバ4は、特定の抵抗溶接システムに対して波形データを提供できるようにしてもよい。例えば、ワークの溶接を発注した者が、発注先の抵抗溶接システムに対して利用の期間等が制限された波形データを提供できるようにすることにより、発注先に対する溶接のノウハウの流出を防止しながら発注先における溶接を可能にすることができる。
The
また、通信制御部16は、サーバ4に記憶されている波形データをサーバ4から取得できるようにしてもよい。サーバ4から取得した波形データは、出力部15を介して出力されて抵抗溶接に利用される。UI提供部11は、UIを介してサーバ4から取得した波形データを編集して描画データを入力できるようにしてもよい。例えば、利用者は、通信制御部16を介してサーバ4から取得された波形データの一部を溶接条件に応じて修正したい場合がある。UI提供部11は、UIを介して取得された波形データを編集可能にすることにより、波形データを新規に生成するより簡単に波形データを生成することを可能にする。
Further, the
記憶部17は、データを記憶する。例えば、記憶部17は、描画データ取得部12において取得された描画データ、波形値取得部13において取得された波形値、波形生成部14において生成された波形データ、または、サーバ4から取得された波形データを記憶する。記憶されたデータは、上述した各機能部から読み出されるようにしてもよい。
The
抵抗溶接部20は、溶接制御部21および電極22を有する。溶接制御部21は、電極22に通電する溶接電流を制御する。溶接制御部21は、出力部15から取得した電流波形データに基づき、電極22に通電する溶接電流の電流値と通電時間とを算出し、所定のタイミングで通電する。例えば、溶接制御部21は、加圧部30によるワークの加圧が完了したことを示す信号を加圧部30から取得して、溶接電流の通電を開始する。また、溶接制御部21は、溶接電流の通電が終了したことを示す信号を加圧部30に出力するようにしてもよい。
加圧部30は、加圧制御部31およびアクチュエータ32を有する。加圧制御部31は、アクチュエータ32の駆動を制御する。加圧部30は、抵抗溶接システム1に含まれるものであってもよく、また抵抗溶接システム1に含まれない外部装置であってもよい。例えば、加圧部30は、ロボットシステムであってもよく、加圧制御部31は、ロボット制御装置であってもよい。
The
加圧制御部31は、出力部15から取得した加圧力波形データに基づき、アクチュエータ32の駆動量または駆動力を算出して、所定のタイミングで駆動する。例えば、加圧制御部31は、ワークが溶接位置にセットされたことを検出して、加圧を開始し、加圧が完了したことを示す信号を溶接制御部21に出力する。加圧制御部31は、溶接電流の通電が終了したことを示す信号を溶接制御部21から取得して、加圧を終了してもよい。
The
アクチュエータ32は、電極22を移動させてワークを加圧する。アクチュエータ32は、例えば、サーボモータとボールスプラインの組合せによって実施することができる。サーボモータは、加圧制御部31から出力された制御信号に基づき、ボールねじを回転させて、ボールスプラインに取り付けられた電極22を移動させる。
The
なお、抵抗溶接システム1が有する上述の各機能部は、抵抗溶接システム1の機能部の一例を示したものであり、抵抗溶接システム1が有する機能を限定したものではない。例えば、抵抗溶接システム1は、上記全ての機能部を有している必要はなく、一部の機能部を有するものであってもよい。また、抵抗溶接システム1は、上記以外の他の機能を有していてもよい。例えば、抵抗溶接システム1は、情報を入力するために入力機能や、装置の稼働状態をLEDランプ等により報知する出力機能を有していてもよい。
It should be noted that the above-described functional units of the
また、抵抗溶接システム1が有する上記各機能部は、上述の通り、ソフトウェアによって実現されるものとして説明した(電極22およびアクチュエータ32を除く)。しかし、抵抗溶接システム1が有する上記機能部の中で少なくとも1つ以上の機能部は、ハードウェアによって実現されるものであってもよい。
Moreover, as described above, each of the functional units of the
また、抵抗溶接システム1が有する上記何れかの機能部は、1つの機能部を複数の機能部に分割して実施してもよい。また、抵抗溶接システム1が有する上記何れか2つ以上の機能部を1つの機能部に集約して実施してもよい。すなわち、図1は、抵抗溶接システム1が有する機能を機能ブロックで表現したものであり、例えば、各機能部がそれぞれ別個のプログラムファイル等で構成されていることを示すものではない。
Moreover, one of the functional units included in the
また、抵抗溶接システム1は、1つの筐体によって実現される装置であっても、ネットワーク等を介して接続された複数の装置から実現されるシステムであってもよい。例えば、抵抗溶接システム1は、その機能の一部または全部をクラウドコンピューティングシステムによって提供されるクラウドサービス等、他の仮想的な装置によって実現するものであってもよい。すなわち、抵抗溶接システム1は、上記各機能部のうち、少なくとも1以上の機能部を他の装置において実現するようにしてもよい。また、抵抗溶接システム1は、デスクトップPC等の汎用的なコンピュータであってもよく、機能が限定された専用の装置であってもよい。
Moreover, the
次に、図2を用いて、抵抗溶接システム1の概要を説明する。図2は、実施形態における抵抗溶接システム1の概要の一例を示す図である。
Next, an overview of the
図2において、抵抗溶接システム1は、情報処理装置10を有する。情報処理装置10は、溶接制御部21に対して電流波形データと加圧力波形データを出力する。溶接制御部21は、加圧制御部31に対して、情報処理装置10から取得した加圧力波形データを送信する。溶接制御部21と加圧制御部31は、上述のように、ワーク5の加圧完了等の信号の通信を行うための通信路を有する場合がある。図示する抵抗溶接システム1は、電流波形データと加圧力波形データとを溶接制御部21に送付するため、情報処理装置10と溶接制御部21とを通信可能に接続すれば、情報処理装置10と加圧制御部31との接続を不用とすることができる。これにより、情報処理装置10からの波形データの出力を簡単にすることが可能となる。なお、情報処理装置10は、加圧力波形データを加圧制御部31に対して直接出力するようにしてもよい(破線で図示)。
In FIG. 2 , the
抵抗溶接システム1における抵抗溶接は、電極22によるワーク5の加圧と、電極22からの溶接電流の通電によって実施される。先ず、加圧制御部31は、アクチュエータ32に制御信号を送って電極22を上下方向に移動させ、電極22でワーク5を上下に挟んで加圧する。ワーク5に対する加圧が完了すると、溶接制御部21は、電極22に溶接電流の通電を開始してワーク5にナゲット51を形成させて通電を終了する。通電の終了後、加圧制御部31は、電極22を移動させてワーク5に対する加圧を終了する。
Resistance welding in the
溶接制御部21は、電極22に対して、電流波形データに基づく溶接電流を通電させる。溶接制御部21は、例えば、電流波形データに基づき、電流値の通電開始から通電終了までの時間的推移を算出し、算出した電流値に基づき電極22に通電する溶接電流を制御する。溶接制御部21は、電極22からワーク5に制御した溶接電流を通電することにより、ナゲット51を形成する。
Welding
ナゲット51は、電極22によって加圧された部分に形成されるワークの金属が溶融した部分である。抵抗溶接における溶接強度は引張せん断強度やナゲット径等で決まるが、その適正ナゲット径の基準径は、溶接するワーク同士の板厚が、同板厚tの場合は板厚t、また、異板厚の場合は薄板側の板厚tを使用し、その基準ナゲット径が4√t以上を満足すれば合格としている。また、ISOの基準ナゲット径として5√t以上を満足されれば合格としている場合もある。
The
加圧制御部31は、アクチュエータ32に対して、加圧力波形データに基づく制御信号をアクチュエータ32に出力する。加圧制御部31は、例えば、加圧力波形データに基づき、加圧力の加圧開始から加圧終了までの時間的推移を算出し、算出した加圧力に基づき制御信号を出力する。アクチュエータ32は、制御信号に基づき、ワーク5を加圧する加圧力を制御する。
The
なお、図2は、電流値と加圧力を波形データに基づき制御する場合を示したが、例えば、加圧力は波形データに基づく制御は行わず、電流波形データに基づき、電流値のみを制御するようにしてもよい。また、電流値は波形データに基づく制御は行わず、加圧力波形データに基づき、加圧力のみを制御するようにしてもよい。 Although FIG. 2 shows a case where the current value and the applied force are controlled based on the waveform data, for example, the applied force is not controlled based on the waveform data, and only the current value is controlled based on the current waveform data. You may do so. Also, the current value may not be controlled based on the waveform data, and only the pressure may be controlled based on the pressure waveform data.
次に、図3を用いて、抵抗溶接システム1の動作を説明する。図3は、実施形態における抵抗溶接システムの動作の一例を示すフローチャートである。なお、ここで説明する動作は、抵抗溶接システム1を主体として実行される場合を説明するが、図1において説明した抵抗溶接システム1が有する各機能において実現されてもよい。
Next, operation of the
図3において、抵抗溶接システム1は、UIを起動する(ステップS11)。UIの起動は、例えば、抵抗溶接システムの制御プログラムがインストールされたPCにおいて、UIのプログラムを起動することにより実行することができる。UIは、例えば、表示された座標系において利用者による描画データのプロット入力を可能にする。
In FIG. 3, the
ステップS11の処理を実行後、抵抗溶接システム1は、電流描画データを取得したか否かを判断する(ステップS12)。電流描画データを取得したか否かは、例えば、利用者がUIを介して電流描画データを入力したか否かで判断することができる。
After executing the process of step S11, the
電流描画データを取得したと判断した場合(ステップS12:YES)、抵抗溶接システム1は、電流波形データを生成し、生成した電流波形データをUIに表示する(ステップS13)。生成した電流波形データをUIに表示することにより、利用者は、入力した電流描画データに対して生成された電流波形データを直ちに確認することができる。
When determining that the current drawing data has been acquired (step S12: YES), the
一方、電流描画データを取得していないと判断した場合(ステップS12:NO)、抵抗溶接システム1は、加圧力描画データを取得したか否かを判断する(ステップS14)。加圧力描画データを取得したか否かは、例えば、利用者がUIを介して加圧力描画データを入力したか否かで判断することができる。
On the other hand, when determining that the current drawing data has not been acquired (step S12: NO), the
加圧力描画データを取得したと判断した場合(ステップS14:YES)、抵抗溶接システム1は、加圧力波形データを生成し、生成した加圧力波形データをUIに表示する(ステップS15)。生成した加圧力波形データをUIに表示することにより、利用者は、入力した加圧力描画データに対して生成された加圧力波形データを直ちに確認することができる。
When it is determined that the applied force drawing data has been acquired (step S14: YES), the
加圧力描画データを取得していないと判断した場合(ステップS14:NO)、抵抗溶接システム1は、ステップS12およびステップS14の処理を繰り返し、電流描画データまたは加圧力描画データの取得を待機する。
When it is determined that the pressure drawing data has not been acquired (step S14: NO), the
ステップS13の処理を実行した後、またはステップS15の処理を実行した後、抵抗溶接システム1は、編集を終了するか否かを判断する(ステップS16)。編集を終了するか否かは、例えば、利用者が編集を終了するための明示的な操作をしたか否かで判断することができる。
After executing the process of step S13 or after executing the process of step S15, the
編集を終了しないと判断した場合(ステップS16:NO)、抵抗溶接システム1は、ステップS12の処理に戻り、電流描画データまたは加圧力描画データの取得を待機する。これにより、抵抗溶接システム1は、一度入力した描画データの修正を可能にする。抵抗溶接システム1は、ステップS12~ステップS16の処理において、描画データが修正される度に波形データを生成して表示する。
When it is determined not to end editing (step S16: NO), the
編集を終了すると判断した場合(ステップS16:YES)、抵抗溶接システム1は、最後に生成した波形データを出力し(ステップS17)、フローチャートに示す動作を終了する。ステップS17の処理において、抵抗溶接システム1は、ステップS13の処理またはステップS15の処理において生成された波形データを出力する。電流波形データは、溶接制御部21に出力され、また、加圧力波形データは、加圧制御部31に出力される。例えば、ステップS13の処理において電流波形データが生成され、加圧力波形データが生成されていない場合、抵抗溶接システム1は、電流波形データのみを出力する。また、ステップS15の処理において加圧力波形データが生成され、電流波形データが生成されていない場合、抵抗溶接システム1は、加圧力波形データのみを出力するようにしてもよい。
When it is determined to end the editing (step S16: YES), the
なお、図3は、最後に生成された波形データを出力する場合を例示したが、例えば、生成された複数の波形データを出力するようにしてもよい。例えば、抵抗溶接において、ワークの複数の箇所を溶接する場合、抵抗溶接システム1は、溶接箇所毎に異なる波形データを出力するようにしてもよい。
Although FIG. 3 illustrates the case of outputting the last generated waveform data, for example, a plurality of generated waveform data may be output. For example, in resistance welding, when welding a plurality of locations on a workpiece, the
次に、図4~図6を用いて、UIを用いた電流波形データの生成を説明する。 図4~図6に示す図は、UIが表示する表示画面を示している。利用者は表示画面を確認しながら波形データを生成する。なお、図4~図6は、電流波形データを生成する場合を例示するが、加圧力波形データを生成する場合も同様の表示画面において生成される。 Next, generation of current waveform data using the UI will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG. 4 to 6 show display screens displayed by the UI. The user generates waveform data while checking the display screen. 4 to 6 exemplify the case of generating the current waveform data, the same display screen is used to generate the pressure waveform data as well.
図4は、実施形態における抵抗溶接システムが提供するUIにおける電流描画データ入力の一例を示す図である。図5は、実施形態における抵抗溶接システムが提供するUIにおける電流波形データ表示の一例を示す図である。図6は、実施形態における抵抗溶接システムが出力する、(A)電流波形データ、(B)換算比率の一例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of current drawing data input on the UI provided by the resistance welding system in the embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an example of current waveform data display on the UI provided by the resistance welding system in the embodiment. FIG. 6 is a diagram showing an example of (A) current waveform data and (B) conversion ratio output by the resistance welding system in the embodiment.
図4は、x軸が通電時間(サイクル:cyc)、y軸が溶接電流(kA)のxy座標系の一例を示す。利用者はUIによって表示されているxy座標系に対して、電流描画データをプロットすることができる。例えば、利用者がマウスを操作してカーソルをプロットしたい位置に移動させてクリックすることにより電流描画データをプロットできるようにする。図は、0cyc~17.5cycにおいて8点の電流値を電流描画データとしてプロットした結果を示している。利用者がプロットできる電流描画データの数は任意であり、例えば、複雑な波形の電流波形データを生成させたい場合にプロット数を増やすとともに、単純な波形(例えば、直線波形)の電流波形データを生成させたい場合にプロット数を減らしてもよい。また、電流値を細かく指定したい部分でプロット数を増やしてもよい。 FIG. 4 shows an example of an xy coordinate system in which the x-axis is the current application time (cycle: cyc) and the y-axis is the welding current (kA). The user can plot the current drawing data against the xy coordinate system displayed by the UI. For example, the user can plot the current drawing data by operating the mouse to move the cursor to the desired plotting position and clicking. The figure shows the result of plotting current values at 8 points from 0 cyc to 17.5 cyc as current drawing data. The number of current drawing data that the user can plot is arbitrary. For example, if you want to generate current waveform data with a complicated waveform, you can increase the number of plots, and you can also generate current waveform data with a simple waveform (e.g., linear waveform). You can reduce the number of plots if you want them to be generated. Also, the number of plots may be increased in portions where the current value is desired to be specified in detail.
利用者は、電流描画データのプロットを完了させて、電流描画データの入力を終了する。プロットの完了は、例えば、図示しない完了ボタンを押下することにより実行してもよい。 The user completes the plotting of the current drawing data and ends the input of the current drawing data. Completion of plotting may be executed, for example, by pressing a completion button (not shown).
図5は、図4において入力された電流描画データに基づき生成された電流波形データをUIによって表示した表示例である。図示された電流波形データは、電流描画データを線分で繋げた折れ線として生成されている。また、電流波形データは、電流描画データに基づきスムージングされた近似曲線として生成されてもよい。 FIG. 5 is a display example in which current waveform data generated based on the current drawing data input in FIG. 4 is displayed by UI. The illustrated current waveform data is generated as a polygonal line in which the current drawing data are connected by line segments. Also, the current waveform data may be generated as a smoothed approximation curve based on the current drawing data.
ここで、利用者はプロットした電流描画データを修正することができる。例えば、通電時間4cycのp点を利用者がマウスでドラッグすることにより、p点を移動させることができる。p点を移動させて修正することにより、電流波形データが再生成されて表示される。 Here, the user can modify the plotted current drawing data. For example, the p point can be moved by dragging the p point with the energization time of 4 cyc with the mouse. By moving and correcting the p-point, the current waveform data is regenerated and displayed.
図6(A)は、溶接制御部21に出力される電流波形データである。また、図6(B)は、溶接制御部21に出力される換算比率である。換算比率は、上述のように、電流波形データの実効値を、電流波形データの電流値を、波形値取得部13において取得された溶接に適した波形値と等しく換算するための係数である。y軸は、電流波形データの実効値に対する換算比率(倍率)を示している。
FIG. 6A shows current waveform data output to the
図4~図6において図示したように、UIは、抵抗溶接において使用される電流波形データまたは加圧力波形データを、CAD(Computer Aided Design)プログラムで図を描くように自由に設定することを可能とする。これにより、波形を滑らかに変化させるような電流波形制御または加圧力波形制御が可能となる。抵抗溶接においては、ワークの温度とナゲットの形成の関連性が高いため、良好なナゲットを形成するためには詳細な温度制御をすることが有効となる。 As illustrated in FIGS. 4 to 6, the UI allows the user to freely set the current waveform data or pressure waveform data used in resistance welding as if drawing a diagram with a CAD (Computer Aided Design) program. and This enables current waveform control or pressurizing force waveform control that smoothly changes the waveform. In resistance welding, the temperature of the work and the formation of nuggets are closely related, so detailed temperature control is effective in order to form good nuggets.
例えば、ワークの素材によっては、ワークの温度を指数関数的に急激に上昇さることにより良好なナゲットが形成できる場合がある。UIにおいて指数関数的に増加する電流波形データを生成することにより、溶接制御部21は、ワークの温度が指数関数的に上昇するように溶接電流を制御することが可能となる。これにより、ワークの素材に適したナゲットを形成することが可能となる。
For example, depending on the material of the work, it may be possible to form a good nugget by rapidly increasing the temperature of the work exponentially. By generating exponentially increasing current waveform data in the UI, the
また、ワークの素材によっては、ワークの温度を対数関数的に滑らかに上昇させることにより良好なナゲットを形成できる場合がある。この場合においても、UIにおいて対数関数的に増加する電流波形データを生成することにより、ワークの温度情報を対数関数的に上昇させてワークの素材に適したナゲットを形成することが可能となる。 Also, depending on the material of the work, it may be possible to form a good nugget by increasing the temperature of the work smoothly logarithmically. Even in this case, by generating current waveform data that increases logarithmically in the UI, it is possible to logarithmically increase the workpiece temperature information and form a nugget suitable for the workpiece material.
次に、図7~図10を用いて、電流波形データを用いた抵抗溶接の実施結果を説明する。図7は、実施形態における抵抗溶接システムが出力する電流波形データの他の一例を示す図である。図8は、実施形態における抵抗溶接システムの溶接電流とナゲット径の特性の一例を示す図である。図9は、実施形態における抵抗溶接システムの溶接電流とナゲット径の特性の他の一例を示す図である。図10は、実施形態における抵抗溶接システムのウェルドローブの一例を示す図である。 Next, results of resistance welding using current waveform data will be described with reference to FIGS. 7 to 10. FIG. FIG. 7 is a diagram showing another example of current waveform data output by the resistance welding system in the embodiment. FIG. 8 is a diagram showing an example of the characteristics of the welding current and nugget diameter of the resistance welding system in the embodiment. FIG. 9 is a diagram showing another example of the characteristics of the welding current and nugget diameter of the resistance welding system in the embodiment. FIG. 10 is a diagram showing an example of the weld lobe of the resistance welding system in the embodiment.
図7において、実線は、UIにおいて生成された、20cycにおける電流波形データを示す。破線は20cycにおける定電流(8kA)を示す。電流波形データは、定電流と比較して、通電開始における上昇速度(グラフの傾き)が滑らかであるが、ピーク電流値が大きくなる(11.3kA)。また、電流波形データは、3cycから電流値を減少させて約6.8kAまでゆっくり下げていき、その後に溶接終了まで電流値を徐々に上昇させる。 In FIG. 7, the solid line indicates current waveform data at 20 cyc generated in the UI. A dashed line indicates a constant current (8 kA) at 20 cyc. The current waveform data has a smoother rising speed (slope of the graph) at the start of energization compared to the constant current, but the peak current value is larger (11.3 kA). In addition, the current waveform data shows that the current value is gradually decreased from 3 cyc to about 6.8 kA, and then the current value is gradually increased until the end of welding.
図8は、加圧力を4500Nに固定した状態で、JAC270D(0.6mm)、JSC980Y(1.4mm)、およびJSC980Y(1.6mm)の溶接条件にて、通電した場合のJAC270D(0.6mm)側のナゲット径(mm)を表している。実線は、図7で説明した電流波形データにおいて通電をした場合、破線は、図7で説明した定電流において通電をした場合である。図8において、定電流では溶接電流が約8.4kAで散りが発生して、ナゲット径は約6.1mm以上にはならなかった。一方、電流波形データに基づき溶接電流を制御した場合、ナゲット径は約6.8mmまで大きくなった。また、散りが発生する溶接電流も約8.7kAまで増加した。すなわち、図8に示した溶接条件においては、電流波形データに基づく溶接電流の制御によって、定電流に比べて大きなナゲット径を形成できることが確認できた。また、散りが発生する溶接電流を高くできることが確認出来た。なお、4√tは、3.10mmであり、いずれの条件においても基準値を満たしている。 FIG. 8 shows JAC270D (0.6 mm ) side nugget diameter (mm). The solid line indicates the case of energization with the current waveform data described in FIG. 7, and the dashed line indicates the case of energization with the constant current described with reference to FIG. In FIG. 8, with a constant current, expulsion occurred at a welding current of about 8.4 kA, and the nugget diameter did not reach about 6.1 mm or more. On the other hand, when the welding current was controlled based on the current waveform data, the nugget diameter increased to approximately 6.8 mm. Also, the welding current at which expulsion occurs increased to about 8.7 kA. That is, it was confirmed that under the welding conditions shown in FIG. 8, a larger nugget diameter can be formed by controlling the welding current based on the current waveform data as compared to the constant current. It was also confirmed that the welding current at which expulsion occurs can be increased. 4√t is 3.10 mm, which satisfies the standard value under any conditions.
図9は、加圧力を4500Nに固定した状態で、JAC270D(0.6mm)、JSC980Y(1.4mm)、およびJSC980Y(1.6mm)の溶接条件において、通電した場合の、JSC980Y(1.6mm)側のナゲット径(mm)を表している。実線は、図7で説明した電流波形データを通電した場合、破線は、図7で説明した定電流を通電した場合である。図9において、定電流では、溶接電流が約7.6kAにおいて散りが発生して、ナゲット径は約7.6mm以上にはならなかった。一方、電流波形データに基づき溶接電流を制御した場合、ナゲット径は約8.0mmまで大きくなった。また、散りが発生する溶接電流も約9.2kAまで増加した。すなわち、図9に示した溶接条件においても、電流波形データに基づく溶接電流の制御によって、定電流に比べて大きなナゲット径を形成できることが確認できた。また、散りが発生する溶接電流も高くできることが確認出来た。なお、4√tは、5.06mmであり、いずれの条件においても基準値を満足している。 FIG. 9 shows JSC980Y (1.6 mm) when energized under the welding conditions of JAC270D (0.6 mm), JSC980Y (1.4 mm), and JSC980Y (1.6 mm) with the applied pressure fixed at 4500 N. ) side nugget diameter (mm). The solid line indicates the case where the current waveform data explained in FIG. 7 is applied, and the dashed line shows the case where the constant current explained in FIG. 7 is applied. In FIG. 9, with a constant current, expulsion occurred at a welding current of about 7.6 kA, and the nugget diameter did not reach about 7.6 mm or more. On the other hand, when the welding current was controlled based on the current waveform data, the nugget diameter increased to approximately 8.0 mm. Also, the welding current at which expulsion occurs increased to about 9.2 kA. That is, it was confirmed that even under the welding conditions shown in FIG. 9, a larger nugget diameter can be formed than when the constant current is used by controlling the welding current based on the current waveform data. It was also confirmed that the welding current at which expulsion occurs can be increased. 4√t is 5.06 mm, which satisfies the reference value under any conditions.
図10において、左図は、定電流におけるウェルドローブを示し、右図は、電流波形データに基づく溶接電流の制御をした場合のウェルドローブを示す。ウェルドローブとは、ナゲット径が4√t以上できる電流から、散りが発生するまでの電流の適正溶接条件範囲を示すものである。ウェルドローブが広い方が溶接条件の幅が広いことを示す。定電流におけるウェルドローブは、7.2~7.6kAの範囲であった。一方、電流波形データに基づく溶接電流の制御をした場合のウェルドローブは、7.2~8.6kAの範囲であった。すなわち、電流波形データに基づく溶接電流の制御をした方が溶接条件の幅を広げることができる。すなわち、本実施形態においては、上記のワーク(厚板と薄板の3枚重ね)において、電流波形データによる溶接電流の制御を行うことにより、最適溶接条件の設定が簡単になる可能性が高くなることが確認できた。 In FIG. 10, the left figure shows the weld lobe at a constant current, and the right figure shows the weld lobe when the welding current is controlled based on the current waveform data. Weld lobe indicates the appropriate range of current welding conditions from the current that produces a nugget diameter of 4√t or more to the occurrence of expulsion. A wider weld lobe indicates a wider range of welding conditions. Weld lobes at constant current ranged from 7.2 to 7.6 kA. On the other hand, the weld lobe when controlling the welding current based on the current waveform data was in the range of 7.2 to 8.6 kA. That is, it is possible to widen the range of welding conditions by controlling the welding current based on the current waveform data. That is, in the present embodiment, by controlling the welding current based on the current waveform data in the above workpiece (three-layered thick plate and thin plate), the setting of the optimum welding conditions is likely to be simplified. I was able to confirm that.
次に、図11~図12を用いて、電流波形データおよび加圧力波形データを用いた抵抗溶接の実施結果を説明する。図11は、実施形態における抵抗溶接システムが出力する、(A)電流波形データ(加圧力波形データなし)、(B)電流波形データおよび加圧力波形データの一例を示す図である。図12は、実施形態における抵抗溶接システムの、(A)電流波形データ(加圧力波形データなし)によるナゲット、(B)電流波形および加圧力波形データによるナゲットの一例を示す図である。 Next, results of resistance welding using current waveform data and applied force waveform data will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. FIG. 11 is a diagram showing an example of (A) current waveform data (without pressure waveform data) and (B) current waveform data and pressure waveform data output by the resistance welding system in the embodiment. FIG. 12 is a diagram showing an example of (A) a nugget based on current waveform data (no pressure waveform data) and (B) a nugget based on current waveform and pressure waveform data of the resistance welding system in the embodiment.
図11(A)において、加圧力は、3600Nの一定値である。また、図11(B)において、加圧力は、加圧力波形データに基づき、溶接電流の通電休止において、3600Nから2100Nまで変化する。溶接対象のワークは、JAC270D(0.5mm)、JAC980DU(1.6mm)、およびJAC980DU(1.6mm)である。 In FIG. 11A, the applied pressure is a constant value of 3600N. In FIG. 11B, the applied force varies from 3600N to 2100N when the welding current is stopped, based on the applied force waveform data. The workpieces to be welded are JAC270D (0.5 mm), JAC980DU (1.6 mm), and JAC980DU (1.6 mm).
図11(A)および図11(B)において、溶接電流の通電回数は2回である。1回目の通電は約7000kA、2回目の通電は約8500kAを最大値として、図示する波形において電流波形データによって溶接電流を制御する。 In FIGS. 11A and 11B, the welding current is applied twice. The maximum value is about 7000 kA for the first energization and about 8500 kA for the second energization.
図12(A)は、図11(A)の溶接条件におけるナゲットの形状を示す。ここで、薄板側であるJAC270D(0.5mm)のナゲット径は1.7mmであり、4√t(2.83mm)のナゲット径基準以下であった。また、厚板側であるJAC980DU(1.6mm)のナゲット径は6.5mmであり、4√t(5.06mm)のナゲット径基準以上であった。すなわち、加圧力を3600Nの一定値とした場合、厚板側のナゲット径は基準値を満たしたが、薄板側のナゲット径は基準値を満たすことができなかった。 FIG. 12(A) shows the shape of the nugget under the welding conditions of FIG. 11(A). Here, the nugget diameter of JAC270D (0.5 mm) on the thin plate side was 1.7 mm, which was less than the nugget diameter standard of 4√t (2.83 mm). The nugget diameter of JAC980DU (1.6 mm) on the thick plate side was 6.5 mm, which was equal to or larger than the nugget diameter standard of 4√t (5.06 mm). That is, when the pressing force was set to a constant value of 3600 N, the nugget diameter on the thick plate side satisfied the standard value, but the nugget diameter on the thin plate side could not satisfy the standard value.
図12(B)は、図11(B)の溶接条件におけるナゲットの形状を示す。ここで、薄板側であるJAC270D(0.5mm)のナゲット径は4.0mmであり、4√t(2.83mm)のナゲット径基準以上であった。また、厚板側であるJAC980DU(1.6mm)のナゲット径は6.5mmであり、4√t(5.06mm)のナゲット径基準以上であった。すなわち、加圧力を加圧力波形データによって制御した場合、厚板側および薄板側の両方においてナゲット径の基準値を満たすことができた。すなわち、本実施形態においては、上記のワーク(厚板と薄板の3枚重ね)において、加圧力波形データによる加圧力の制御を行うことにより、最適な溶接条件を設定可能であることが確認できた。 FIG. 12(B) shows the shape of the nugget under the welding conditions of FIG. 11(B). Here, the nugget diameter of JAC270D (0.5 mm) on the thin plate side was 4.0 mm, which was equal to or larger than the nugget diameter standard of 4√t (2.83 mm). The nugget diameter of JAC980DU (1.6 mm) on the thick plate side was 6.5 mm, which was equal to or larger than the nugget diameter standard of 4√t (5.06 mm). That is, when the applied force was controlled by the applied force waveform data, both the thick plate side and the thin plate side could satisfy the reference value of the nugget diameter. That is, in the present embodiment, it can be confirmed that the optimum welding conditions can be set by controlling the applied pressure based on the applied pressure waveform data in the above work (three sheets of thick plate and thin plate). rice field.
次に、図13~図14を用いて、電流波形データおよび加圧力波形データを用いた抵抗溶接の他の実施結果を説明する。図13は、実施形態における抵抗溶接システムの、(A)出力された電流波形データ(加圧力波形データなし)、(B)電流波形データ(加圧力波形データなし)によるナゲットの他の一例を示す図である。図14は、実施形態における抵抗溶接システムの、(A)出力された電流波形データおよび加圧力波形データ、(B)電流波形データおよび加圧力波形データによるナゲットの他の一例を示す図である。本実施例における溶接対象のワークは、6000系のアルミニウム合金であるA6022であり、板厚は1.6mmの2枚重ねである。 Next, another implementation result of resistance welding using current waveform data and applied force waveform data will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. FIG. 13 shows another example of a nugget based on (A) output current waveform data (no pressure waveform data) and (B) current waveform data (no pressure waveform data) of the resistance welding system according to the embodiment. It is a diagram. FIG. 14 is a diagram showing another example of a nugget based on (A) output current waveform data and pressure waveform data and (B) current waveform data and pressure waveform data of the resistance welding system according to the embodiment. The work to be welded in this embodiment is made of A6022, which is a 6000 series aluminum alloy, and has a thickness of 1.6 mm.
図13(A)において、加圧力は、5600Nの一定値である。溶接電流は35kAの一定値であり、通電時間は133msecである。図13(B)において、形成されたナゲット径は、7.2mmであった。写真はナゲットの断面図である。 In FIG. 13A, the applied pressure is a constant value of 5600N. The welding current is a constant value of 35 kA, and the welding time is 133 msec. In FIG. 13B, the formed nugget diameter was 7.2 mm. The photograph is a cross-sectional view of the nugget.
図14(A)において、加圧力は、最初の約65msecにおいて4600Nであり、70msecから6600Nとなる加圧力波形データによって圧力制御されている。溶接電流は35kAの一定値であり、通電時間は133msecである。図14(B)において、形成されたナゲット径は、7.6mmであった。本実施形例においては、加圧力波形データに基づく加圧力の制御を行うことによりナゲット径を大きく形成することができた。すなわち、本実施形態においては、ワークがアルミニウム合金である場合においても加圧力波形データによる加圧力の制御を行うことにより、最適な溶接条件を設定可能であることが確認できた。 In FIG. 14A, the pressure is 4600N in the first approximately 65 msec, and is controlled by the pressure waveform data from 70 msec to 6600N. The welding current is a constant value of 35 kA, and the welding time is 133 msec. In FIG. 14B, the formed nugget diameter was 7.6 mm. In this embodiment, the nugget diameter could be increased by controlling the pressure based on the pressure waveform data. That is, in this embodiment, it was confirmed that the optimum welding conditions can be set by controlling the applied pressure using the applied pressure waveform data even when the work is an aluminum alloy.
次に、図15を用いて、情報処理装置10のハードウェア構成を説明する。図15は、実施形態における情報処理装置10のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
Next, the hardware configuration of the
情報処理装置10は、CPU(Central Processing Unit)101、RAM(Random Access Memory)102、ROM(Read Only Memory)103、I/O機器104、および通信I/F(Interface)105を有する。情報処理装置10は、図1で説明した抵抗溶接システム1の制御プログラムを実行する装置である。
The
CPU101は、RAM102またはROM103に記憶された情報処理プログラムを実行することにより、利用者端末の制御を行う。情報処理プログラムは、例えば、プログラムを記録した記録媒体、又はネットワークを介したプログラム配信サーバ等から取得されて、ROM103にインストールされ、CPU101から読出されて実行される。
The
I/O機器104は、操作入力機能と表示機能(操作表示機能)を有する。I/O機器104は、例えばタッチパネルである。タッチパネルは、情報処理装置10の利用者に対して指先又はタッチペン等を用いた操作入力を可能にする。本実施形態におけるI/O機器104は、操作表示機能を有するタッチパネルを用いる場合を説明するが、I/O機器104は、表示機能を有する表示装置と操作入力機能を有する操作入力装置とを別個有するものであってもよい。その場合、タッチパネルの表示画面は表示装置の表示画面、タッチパネルの操作は操作入力装置の操作として実施することができる。なお、I/O機器104は、ヘッドマウント型、メガネ型、腕時計型のディスプレイ等の種々の形態によって実現されてもよい。
The I/
通信I/F105は、通信用のI/Fである。通信I/F105は、例えば、無線LAN、有線LAN、赤外線等の近距離無線通信を実行する。図は通信用のI/Fとして通信I/F105のみを図示するが、情報処理装置10は複数の通信方式においてそれぞれの通信用のI/Fを有するものであってもよい。
Communication I/
なお、本実施形態で説明した装置を構成する機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、本実施形態の上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 It should be noted that a program for realizing the functions constituting the apparatus described in this embodiment may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in the recording medium may be read into a computer system and executed. , the above-described various processes of the present embodiment may be performed. Note that the “computer system” referred to here may include hardware such as an OS and peripheral devices. The "computer system" also includes the home page providing environment (or display environment) if the WWW system is used. In addition, "computer-readable recording medium" means writable non-volatile memory such as flexible disk, magneto-optical disk, ROM, flash memory, etc., portable medium such as CD-ROM, hard disk built in computer system, etc. storage device.
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現するもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 Furthermore, "computer-readable recording medium" means a volatile memory (e.g., DRAM (Dynamic Random Access Memory)), which holds a program for a certain period of time. Further, the above program may be transmitted from a computer system storing this program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in a transmission medium. Here, the "transmission medium" for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. Further, the program may be for realizing part of the functions described above. Furthermore, a so-called difference file (difference program), which realizes the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system, may be used.
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. be
1 抵抗溶接システム
10 情報処理装置
11 UI提供部
12 描画データ取得部
13 波形値取得部
14 波形生成部
141 電流波形生成部
142 加圧力波形生成部
15 出力部
16 通信制御部
17 記憶部
20 抵抗溶接部
21 溶接制御部
22 電極
30 加圧部
31 加圧制御部
32 アクチュエータ
4 サーバ
5 ワーク
51 ナゲット
9 ネットワーク
101 CPU
102 RAM
103 ROM
104 I/O機器
105 通信I/F
1
102 RAMs
103 ROMs
104 I/
Claims (11)
前記UI提供部において提供された前記UIを介して利用者が入力した描画データを取得する描画データ取得部と、
溶接に適した電流値または加圧力値を含む数値である波形値を取得する波形値取得部と、
前記描画データ取得部において取得された前記描画データに基づき、抵抗溶接において利用される波形データを生成する波形生成部と、
前記波形生成部において生成された前記波形データを出力する出力部と
を備え、
前記波形生成部は、生成した波形データの実効値を算出し、さらに、算出した前記実効値と前記波形値取得部において取得された前記波形値とが等しくなるように換算するための換算比率を算出し、
前記出力部は、前記波形生成部において算出された前記換算比率を出力する、抵抗溶接システム。 a UI providing unit that provides a user interface (UI) for a user to input drawing data;
a drawing data acquisition unit that acquires drawing data input by a user via the UI provided by the UI providing unit;
a waveform value acquisition unit that acquires a waveform value that is a numerical value including a current value or a pressure value suitable for welding;
a waveform generation unit that generates waveform data used in resistance welding based on the drawing data acquired by the drawing data acquisition unit;
an output unit that outputs the waveform data generated in the waveform generation unit,
The waveform generation unit calculates an effective value of the generated waveform data, and further sets a conversion ratio for conversion so that the calculated effective value and the waveform value obtained by the waveform value obtaining unit are equal. calculate,
The resistance welding system , wherein the output unit outputs the conversion ratio calculated by the waveform generation unit .
前記出力部は、前記波形生成部において生成された前記電流波形データを、抵抗溶接を行う抵抗溶接部に出力する、請求項1に記載の抵抗溶接システム。 The waveform generator generates, as the waveform data, current waveform data of a current applied to a workpiece in resistance welding based on the drawing data,
2. The resistance welding system according to claim 1, wherein said output section outputs said current waveform data generated in said waveform generation section to a resistance welding section that performs resistance welding.
前記出力部は、前記波形生成部において生成された前記加圧力波形データを、ワークを加圧する加圧部に出力する、請求項1または2に記載の抵抗溶接システム。 The waveform generator generates, as the waveform data, pressurizing force waveform data of the pressurizing force applied to the workpiece in resistance welding based on the drawing data,
The resistance welding system according to claim 1 or 2, wherein said output unit outputs said pressurizing force waveform data generated in said waveform generation unit to a pressurizing unit that presses a workpiece.
前記UI提供部は、前記サーバから取得した波形データを編集して前記描画データを入力するためのUIを提供する、請求項5または6に記載の抵抗溶接システム。 The communication control unit acquires waveform data stored in the server from the server,
The resistance welding system according to claim 5 or 6 , wherein said UI providing unit edits the waveform data acquired from said server and provides a UI for inputting said drawing data.
前記波形生成部は、前記描画データ取得部において取得された前記描画データとしての前記複数点を平滑化した前記波形データを生成する、請求項1から7のいずれか一項に記載の抵抗溶接システム。 The UI providing unit displays a coordinate system capable of plotting a plurality of points, and provides a UI for a user to input a plurality of points plotted on the displayed coordinate system as the drawing data,
The resistance welding system according to any one of claims 1 to 7 , wherein the waveform generation section generates the waveform data obtained by smoothing the plurality of points as the drawing data acquired by the drawing data acquisition section. .
前記波形生成部は、利用者によって移動された点に基づき波形データを再生成する、請求項8に記載の抵抗溶接システム。 The UI providing unit displays at least one of the plurality of points movably within the coordinate system,
9. The resistance welding system of claim 8, wherein the waveform generator regenerates waveform data based on points moved by the user.
利用者が描画データを入力するためのユーザインタフェイス(UI)を提供するUI提供ステップと、
前記UI提供ステップにおいて提供された前記UIを介して利用者が入力した描画データを取得する描画データ取得ステップと、
溶接に適した電流値または加圧力値を含む数値である波形値を取得する波形値取得ステップと、
前記描画データ取得ステップにおいて取得された前記描画データに基づき、抵抗溶接において利用される波形データを生成する波形生成ステップと、
前記波形生成ステップにおいて生成された前記波形データを出力する出力ステップと
を含み、
前記波形生成ステップにおいて、生成した波形データの実効値を算出し、さらに、算出した前記実効値と前記波形値取得ステップにおいて取得された前記波形値とが等しくなるように換算するための換算比率を算出し、
前記出力ステップにおいて、前記波形生成ステップにおいて算出された前記換算比率を出力する、抵抗溶接システムの制御方法。 A method of controlling a resistance welding system, comprising:
a UI providing step of providing a user interface (UI) for a user to input drawing data;
a drawing data obtaining step of obtaining drawing data input by a user via the UI provided in the UI providing step;
a waveform value acquisition step of acquiring a waveform value, which is a numerical value including a current value or an applied pressure value suitable for welding;
a waveform generation step of generating waveform data used in resistance welding based on the drawing data acquired in the drawing data acquisition step;
an output step of outputting the waveform data generated in the waveform generation step;
calculating the effective value of the generated waveform data in the waveform generating step, and calculating a conversion ratio for converting such that the calculated effective value and the waveform value obtained in the waveform value obtaining step are equal to each other; calculate,
A method of controlling a resistance welding system , wherein, in the output step, the conversion ratio calculated in the waveform generation step is output .
利用者が描画データを入力するためのユーザインタフェイス(UI)を提供するUI提供機能と、
前記UI提供機能において提供された前記UIを介して利用者が入力した描画データを取得する描画データ取得機能と、
溶接に適した電流値または加圧力値を含む数値である波形値を取得する波形値取得機能と、
前記描画データ取得機能において取得された前記描画データに基づき、抵抗溶接において利用される波形データを生成する波形生成機能と、
前記波形生成機能において生成された前記波形データを出力する出力機能と
を実現させ、
前記波形生成機能において、生成した波形データの実効値を算出し、さらに、算出した前記実効値と前記波形値取得機能において取得された前記波形値とが等しくなるように換算するための換算比率を算出し、
前記出力機能において、前記波形生成機能において算出された前記換算比率を出力する
機能を実現させるための、抵抗溶接システムの制御プログラム。 to the computer,
a UI providing function for providing a user interface (UI) for the user to input drawing data;
a drawing data acquisition function for acquiring drawing data input by a user via the UI provided by the UI providing function;
A waveform value acquisition function for acquiring waveform values, which are numerical values including current values or pressure values suitable for welding;
a waveform generation function for generating waveform data used in resistance welding based on the drawing data acquired by the drawing data acquisition function;
realizing an output function for outputting the waveform data generated by the waveform generation function,
In the waveform generation function, the effective value of the generated waveform data is calculated, and further, a conversion ratio for conversion so that the calculated effective value and the waveform value obtained in the waveform value obtaining function are equal calculate,
In the output function, outputting the conversion ratio calculated in the waveform generation function
Control program for the resistance welding system to realize the function .
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