JP7479034B2 - 抵抗スポット溶接制御システムおよびその方法 - Google Patents
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Description
この背景技術に記載された事項は発明の背景に係る理解を深めるために作成されたものであり、この技術が属する分野で通常の知識を有する者に既に知られている従来技術でない事項を含むことができる。
前記溶融終了点(EOM)は溶接電流の中断による溶接熱の減少によって溶融が終了した時点を意味し、これによりパネルにかかっている電極11,12の加圧力が解除され得る。
Claims (20)
- 複数のパネルを接合する抵抗スポット溶接機の溶接パラメータ規制のためのシステムにおいて、
溶接ガンの電極に設けられ、パネルの溶接部位に超音波を照射し、反射した超音波信号を測定する超音波センサ;
前記超音波信号をリアルタイムで分析して超音波分析情報を生成する超音波分析器;および
前記超音波分析器から超音波分析情報を受信し、前記パネルの情報に基づいて設定された溶接パラメータにより適応溶接制御を行い、受信された前記超音波分析情報に応じて一つ以上の溶接パラメータをリアルタイムで補償する溶接制御器;
を含み、
前記溶接制御器は、
ロードされた前記パネルの情報を把握して前記超音波分析器に伝送し、前記パネルの情報に応じて前記溶接パラメータを設定した後に溶接作業を開示する制御モジュール;
を含み、
前記制御モジュールは、
前記パネルの情報に応じた溶接開始時の基本電流、基本電流増加率、電流増加開始時間、電流増加終了時間、溶接開始時の基本溶接時間、最大溶接時間、時間増加開始時間および時間増加終了時間を含む前記溶接パラメータを設定する、システム。 - 複数のパネルを接合する抵抗スポット溶接機の溶接パラメータ規制のためのシステムにおいて、
溶接ガンの電極に設けられ、パネルの溶接部位に超音波を照射し、反射した超音波信号を測定する超音波センサ;
前記超音波信号をリアルタイムで分析して超音波分析情報を生成する超音波分析器;および
前記超音波分析器から超音波分析情報を受信し、前記パネルの情報に基づいて設定された溶接パラメータにより適応溶接制御を行い、受信された前記超音波分析情報に応じて一つ以上の溶接パラメータをリアルタイムで補償する溶接制御器;
を含み、
前記溶接制御器は、
多チャンネル通信インターフェースを介して前記超音波分析器および溶接作業を中央で管理する生産管理システム(Manufacturing Execution System)サーバと通信する通信モジュール;
前記超音波分析器で受信された前記超音波分析情報のメッセージの種類と受信時点を分析する情報収集モジュール;
印加される信号に応じてスポット溶接のための電流を変換する電流変換モジュール;
溶接制御のための少なくとも一つのプログラムおよび設定データを保存し、溶接作業により生成される情報を保存する保存モジュール;および
ロードされた前記パネルの情報を把握して前記超音波分析器に伝送し、前記パネルの情報に応じて前記溶接パラメータを設定した後に溶接作業を開示する制御モジュール;
を含み、
前記制御モジュールは、
前記パネルの情報に応じた溶接開始時の基本電流、基本電流増加率、電流増加開始時間、電流増加終了時間、溶接開始時の基本溶接時間、最大溶接時間、時間増加開始時間および時間増加終了時間を含む前記溶接パラメータを設定する、システム。 - 複数のパネルを接合する抵抗スポット溶接機の溶接パラメータ規制のためのシステムにおいて、
溶接ガンの電極に設けられ、パネルの溶接部位に超音波を照射し、反射した超音波信号を測定する超音波センサ;
前記超音波信号をリアルタイムで分析して超音波分析情報を生成する超音波分析器;および
前記超音波分析器から超音波分析情報を受信し、前記パネルの情報に基づいて設定された溶接パラメータにより適応溶接制御を行い、受信された前記超音波分析情報に応じて一つ以上の溶接パラメータをリアルタイムで補償する溶接制御器;
を含み、
前記溶接制御器は、
多チャンネル通信インターフェースを介して前記超音波分析器および溶接作業を中央で管理する生産管理システム(Manufacturing Execution System)サーバと通信する通信モジュール;
前記超音波分析器で受信された前記超音波分析情報のメッセージの種類と受信時点を分析する情報収集モジュール;
溶接の際に時間をミリセカンド(ms)単位の時分割(Time division)でカウントするタイマーモジュール;
印加される信号に応じてスポット溶接のための電流を変換する電流変換モジュール;
溶接制御のための少なくとも一つのプログラムおよび設定データを保存し、溶接作業により生成される情報を保存する保存モジュール;および
ロードされた前記パネルの情報を把握して前記超音波分析器に伝送し、前記パネルの情報に応じて前記溶接パラメータを設定した後に溶接作業を開示する制御モジュール;
を含み、
前記制御モジュールは、
前記パネルの情報に応じた溶接開始時の基本電流、基本電流増加率、電流増加開始時間、電流増加終了時間、溶接開始時の基本溶接時間、最大溶接時間、時間増加開始時間および時間増加終了時間を含む前記溶接パラメータを設定する、システム。 - 前記超音波分析器は、
前記溶接部位に対する超音波分析を行うために前記溶接制御器から受信したパネルの情報に基づいて選択された帯域周波数の超音波を生成する、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記超音波分析器は、
リアルタイムで伝送される前記超音波信号に基づいてパネル間の境界線(Steel
to Steel Interface;SSI)、パネル間境界線の消滅地点(Steel to Steel Interface Disappearance;SSID)、溶接部位の熱量(α)、生成されたナゲット深さ(Liquid Penetration Depth;LPD)、溶融終了点(End Of Melting;EOM)の少なくとも一つを前記超音波分析情報として検出する、請求項4に記載のシステム。 - 前記超音波分析器は、
超音波イメージを生成し、超音波分析情報を得るために溶接開始時点から溶接終了時点まで超音波分析を行い、得られた超音波分析情報を前記溶接制御器に伝送する、請求項5に記載のシステム。 - 前記溶接パラメータは溶接時間と電流を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記溶接制御器は、
溶接品質を確保するために時系列で分析された前記超音波分析情報の因子値で溶接時間と電流の補償を制御する、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記情報収集モジュールは、
溶接開始時点から溶接終了時点までミリセカンド(ms)単位で時分割された超音波分析情報の受信時点を前記制御モジュールに伝達する、請求項2または3に記載のシステム。 - 前記設定データは、
溶接作業に投入される前記パネルの系列情報に応じた素材および厚さに合わせて可変設定された基本溶接制御値および該当溶接作業が行われる溶接点位置情報を含む、請求項2または3に記載のシステム。 - 前記制御モジュールは、
前記溶接ガンが取り付けられたロボットの溶接作業のための機構学的姿勢制御情報を保存し、設定された個別作業に応じた前記ロボットの姿勢制御により溶接ガンの移動および作動を制御する、請求項1から8のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記制御モジュールは、
基本溶接時間、SSIDの受信時点での時間増加率、そしてパネルの情報に基づいて全体溶接時間を決定する、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記制御モジュールは、
超音波分析情報として受信されたα値に応じて電流増加を制限し全体溶接時間後に溶接を終了する、請求項12に記載のシステム。 - 前記制御モジュールは、
前記超音波分析器から受信されたLPDがパネルの情報に応じた基準大きさを満たすと電流供給を中断する、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記制御モジュールは、
前記超音波分析器でEOMが受信されると前記パネルにかかっている電極の加圧力を解除して溶接を終了する、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。 - スポット溶接機の溶接制御システムにより複数のパネルを接合する溶接制御方法において、
a)ロードされたパネルの系列情報にマッチした基本溶接パラメータを設定して設定された基本溶接パラメータにより溶接を開始する段階;
b)溶接ガンの電極に設けられた超音波センサを作動してリアルタイムで超音波分析情報をモニタリングする段階;
c)溶接開始時点から所定の電流増加開始時間に到達すると設定された基本電流増加率に応じた電流増加を開始する段階;
d)前記超音波分析情報として受信されたパネル間境界線の消滅地点(SSID)の受信時点に該当する決定時間増加率を導き出し、設定された基本溶接時間と決定時間増加率に基づいて最終溶接時間を決定する段階;および
e)前記超音波分析情報として受信された溶接部位の熱量(α)が所定の臨界値角度に到達すると前記電流増加を制限して残った溶接時間だけの間現在の電流を最大電流に維持した後溶接を終了する段階;
を含む、溶接制御方法。 - 前記b)段階は、
溶接開始と同時に前記系列情報を超音波分析器に伝送して超音波発生時点を同期化させて、前記パネルの情報に該当する帯域周波数の超音波を発生させる段階を含む、請求項16に記載の溶接制御方法。 - 前記e)段階は、
前記最終溶接時間と前記α受信時間に基づいて前記残った溶接時間を算出する段階を含む、請求項16に記載の溶接制御方法。 - 前記e)段階は、
前記超音波分析情報として受信されたナゲット深さ(LPD)が溶接品質を満たすと判断して溶接ガンへの電流供給を中断する段階;および
前記超音波分析情報として溶融終了点(EOM)が受信されると前記パネルにかかっている電極の加圧力を解除して溶接を終了する段階;
を含む、請求項16に記載の溶接制御方法。 - 前記e)段階の後に、
前記超音波分析情報を生成する超音波分析器から前記溶接制御に応じて分析された超音波イメージを受信して前記超音波分析情報と超音波適応制御情報をマッチしてDB化し、該当溶接品質を検証する段階
をさらに含む、請求項16または19に記載の溶接制御方法。
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