JPH0242030B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被溶接物の材質を、初期通電時に判
定し、以降はその材質に応じた溶接条件に変更し
て溶接を完遂する抵抗溶接方法に関する。

（従来技術とその問題点） 近年、溶接ロボツトを大量に導入した自動車ボ
デイーの生産ラインに例をとるならば、同一ライ
ンでの一連の作業内容において、製品の仕様によ
り磨き鋼板や亜鉛メツキ鋼板等の被溶接物の材質
が複雑な比率で混流するケースが増え、当然この
ような一定しない条件下で良好な溶接品質を得る
ためには、被溶接物の変動に応じて溶接条件の切
替えを行う必要がある。

従来、多種混流ライン上で被溶接物の表面にメ
ツキがあるか否かを判定する場合、一般に赤外線
を利用した光学的な判定方法が一部で採用されて
きた。

しかし、この方法は、光学センサを電極チツプ
に近接したせまい所に取付けるため、溶接時に飛
散するスパツタや外部からの水、油、ゴミ等がセ
ンサ表面に付着しやすく、また被溶接物やジグ等
との接触による破損事故が少なくなく、そのうえ
比較的高価であるなど、一般的には実用的かつ望
ましい方法とは言えない。

そこで実際には、混流される被溶接物のうち、
溶接条件が高いもの、たとえば亜鉛メツキ鋼板と
磨き鋼板の混入では、亜鉛メツキ鋼板の方に条件
を合わせ、他方はこの条件に従う結果となる。し
たがつて、亜鉛メツキ鋼板の方が磨き鋼板に比べ
大電流が必要であり、他方の磨き鋼板にあつては
オーバ気味の条件となり、少しぐらいチリが発生
し外観上悪くても、溶接不良は避けられる程度の
条件でやむなく溶接を行つているのが実状であ
る。

問題は、磨き鋼板に対し過大条件で長時間繰返
し溶接を行なうと、チリの多発などで電極チツプ
の損耗を促進し、一層、電極チツプのドレツシン
グやチツプ交換作業の周期短縮を助長し、高稼動
率で生産する製造上の見地からこれらの附帯作業
にかかる時間的負担が問題視されてきた。

（本発明の目的） 本発明は、同一ライン上で多種製品を複雑な条
件下でスポツト溶接を行う場合に、溶接打点毎に
被溶接物の材質を判定し、一連の作業の中で各打
点毎に理想的な条件を設定して、溶接品質の向
上、及び電極チツプのドレツシングやチツプ交換
等の周期延長、並びに混流生産性の向上などを達
成することを主な目的とする。

（本発明の概要） 本発明は、被溶接物の材質の変化に応じて溶接
電流及び通電時間等の諸条件を制御するスポツト
溶接用制御方法において、溶接通電の初期に発生
する電極チツプ間抵抗の局部的な最低値を検出
し、その検出した最低値と、予め多種被溶接物の
材質に対応して数段階にわけて設定した抵抗基準
値とを比較し、その比較結果によつて被溶接物の
材質を判定し、かつ溶接電流及び通電時間等の諸
条件を切替えるようにしたことを特徴とする抵抗
溶接用制御方法を提供する。

（実施例） 以下、本発明の制御方式の「実施例」について
詳細に説明する。

周知のように、一般的な点溶接においては、溶
接過程中の電極間抵抗は、第１図に示すような推
移を示すのが代表的である。

同図に示されたａ区間は、通電開始直後の不安
定領域で、この間の電極間抵抗の挙動は被溶接材
のあたり具合（なじみ）や油、サビ等の被溶接物
表面の汚染状況等に依存する。この表面接触抵抗
は、通電開始後１〜２サイクルで消滅し、電極間
抵抗は急速に低下する。

次にｂ区間では、溶接部の温度上昇による被溶
接物の固有抵抗の上昇と溶接部の軟化、圧潰によ
る通電路面積の拡大が同時に進行する。この間は
固有抵抗の上昇による溶接部抵抗の上昇の方が通
電路面積の拡大による抵抗値低下を上廻るので結
果として電極間抵抗は上昇し、この過程の終了付
近で極大値となる。この間はナゲツトの生成開始
および成長初期にあたる。

次にＣ区間においては、通電路面積はナゲツト
の成長とともに拡大を続けるが、固有抵抗は飽和
値に達してほぼ一定となるので電極間抵抗は低下
する。

上記の溶接過程中の電極間抵抗の推移から、亜
鉛メツキ鋼板の溶接の場合は、通電開始後１〜２
サイクルの第１図に述べる初期不安定領域終了
後、チツプや被溶接材各接触面における接触抵抗
は、亜鉛メツキの電気抵抗が鉄より低いため低下
し、さらに、通電によつて溶接部周辺の亜鉛メツ
キが溶融し、通電路面積を拡大させるようになる
ため低下し、結果として電極チツプ間抵抗は低下
することになる。

本発明は、溶接過程中の初期通電における電極
間抵抗値の局部的な最低値を検出することで、被
溶接物の材質を判定し、初期通電以降の通電は判
定した材質に応じた最適の溶接条件に切替え、溶
接を行う。

以下に本発明の方法を実施する場合の一例を、
第２図のブロツク図に基づいて説明すると、すな
わち、同一ラインに亜鉛メツキ鋼板と亜鉛メツキ
のない裸鋼板が混流してスポツト溶接を行なう場
合、予め、それぞれの被溶接物の材質について溶
接実験を行ない、電極間抵抗の最低値を求め、各
材質に応じた抵抗基準値と、その基準値に対応し
た最適の溶接条件とを設定器に入力する。

実際には下記の条件が実験により設定器に設定
される。

初期通電以降の電流値と通電時間 初期通電時間は初期不安定領域を越えて比較
的短い方が望ましく、また溶接電流は良好なな
じみが早く得られるように設定する。

初期通電以降の電流値と通電時間 初期通電による溶接上の寄与も考慮に入れ全
体として１つの溶接条件を形成させる。

各材質の抵抗値 溶接実験により初期通電中にそれぞれの被溶
接物の最低抵抗値を電極チツプの消耗度に応じ
て数段階にわけて求め、その振り分けのための
抵抗基準値を決定する。この場合、現実的に
は、亜鉛メツキ鋼板の抵抗値は低く、溶接条件
は高い。一方の裸板の抵抗値は高く溶接条件は
低く制定することになる。

なお、万一の場合に備え、仮に表面にメツキ
のない金属板を亜鉛メツキ鋼板と判定するよう
なことがあつてもそれは溶接不良にはつながら
ないものとして容認し、一方逆に亜鉛メツキ鋼
板を裸板と判定しないようにするために、溶接
条件の高い材質の方に抵抗基準値を多少寄せて
おくことを考慮する。

今、溶接過程中において、任意サイクル（例
えば、半サイクル〜10サイクル程度）の初期通
電期間に、電極間電圧のほか、トロイダルコイ
ルまたはCTなどにより溶接電流を半サイクル
毎に検出し、その出力信号を受ける最低抵抗演
算回路により電極間抵抗値を次の式から求め
る。

電極間抵抗＝電極間電圧／溶接電流 上記の演算回路から求められた電極間抵抗の
うち最低値のみを出力し比較演算回路に入力す
る。次いであらかじめ設定器を介して比較演算
回路に設定された各被溶接物の材質に対応した
抵抗基準値と上記最低値とを比較し、その最低
値が裸板の抵抗基準値に相当する範囲にあると
き、比較演算回路からの指令値により初期通電
以降は、その材質に応じた溶接条件に切替える
べく、位相制御点弧回路を経てサイリスタを制
御し、溶接を行う。

なお、本発明の実施例では、上記最低値が上記
抵抗基準値に相当する範囲内にあるときの制御動
作について言及したが、もし上記最低値が予め想
定されたいずれの抵抗基準値からもかけはなれた
値であつた場合には、これを異常と判定し、警報
信号を発するなどの機能を付加することも容易で
あることは言うまでもない。

（本発明の効果） 以上のように、本発明によれば、同一ラインの
一連の作業工程の中で、不規則的に異なる材質の
被溶接物を溶接する場合に、その被溶接物の表面
に亜鉛メツキがあるか否か、実溶接過程中に通電
初期に発生する電極間抵抗の局部的な最低値を検
出することによりこれを判定し、直ちにその判定
結果に即応して最適の溶接条件を自動的に変更
し、溶接を行うようにしたから、従来の光学的判
定方式に見られるような、センサの設置スペース
の問題や破損事故などの不都合から解放されるだ
けでなく、今日の自動車ボデイーの混流生産など
複雑な条件を呈す生産ラインにおいて、混流され
る被溶接物の材質を問わず一様の高い溶接品質が
得られ、過大条件による電極チツプの早期損耗を
防ぎ、電極チツプのドレツシング回数及びチツプ
交換作業を減少し、一層生産性を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、溶接過程中の電極間抵抗の推移を示
す波形図。第２図は、本発明の方法を実施するた
めの電気ブロツク図の一例である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被溶接物の材質の変化に応じて溶接電流及び
   通電時間等の諸条件を制御するスポツト溶接用制
   御方法において、溶接通電の初期に発生する電極
   チツプ間抵抗の局部的な最低値を検出し、その検
   出した最低値と、予め多種被溶接物の材質に対応
   して数段階にわけて設定した抵抗基準値とを比較
   し、その比較結果によつて被溶接物の材質を判定
   し、かつ溶接電流及び通電時間等の諸条件を切換
   えるようにしたことを特徴とする抵抗溶接用制御
   方法。