JPH0494878A - スポット溶接の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業−１−の利用分野） 本発明は、スポット溶接用ガンに用いられているチップ
の寿命低下を抑制し、溶接の品質を保証しうるスポット
溶接の制御装置に関する。

（従来の技術） 一般的に、自動車の生産工程には多くの溶接が用いられ
ている。この溶接の品質をいかに管理していくかは大き
な問題である。例えば、自動車の重要保安部品であるリ
ムとディスクにおけるスポット溶接の管理は非常に厳し
い。スポット溶接に直接寄与するチップの成型（チップ
ドレス）は厳重に行なわれ、−点毎の溶接につき二次電
流が自動的にチエツクされ、それが規定範囲外である場
合には警報するなどの手段も採られている。また、完成
品は、全数ハンマリングによる音感検査を行ない、周期
的に抜き取った部品の破壊試験、疲労試験を行ない、常
時、品質情況が管理されている。

一方、自動車車体のスポット溶接点数は３０００〜４０
００点であり、これらが全部確実に行われるように溶接
条件の設定には細心の注意が払われ、周期的な全点チエ
ツクと統計的に重点箇所を決めて、その部位を頻繁にチ
エツクする方法の両面から品質が管理されている。

溶接の品質は、このように厳重に管理されているが、溶
接の品質（例えばナゲッ）・径）は、チップ間電圧、チ
ップ間電圧積分、チップ間抵抗等の溶接条件に大きく影
響される。チップは溶接を行なうにしたがってその劣化
が進み、溶接条件が変化することから、その溶接条件の
変化を補償するようにしている。例えば、特開昭６３−
５６３０７号及び特開昭６３−５６３６８号公報には、
溶接時におけるチップ間の抵抗値の変化に応じて溶接条
件を最適な状態に制御する技術が開示されている。この
溶接条件とは、具体的にはチップ間に流す電流である。

この電流は、例えば第５図に示すように、溶接を行なう
にしたがって、すなわち打点数が増加するにしたがって
チップ間に流す電流Ｉ。（設定電流Ｉ。）の値を徐々に
増加させたり（リニアアップ制御）、第６図に示すよう
に段階的に増加させている（ステップアップ制御）。

このように打点数の増加にしたがって設定電流Ｉ。の値
を増加させているのは、チップの消耗によりその通電径
が広がっていくことによる溶接の品質劣化（ナゲツト径
の不適性）を予め防止するためである。また、このよう
な溶接条件の補償を行なう他の方法としては、溶接時に
おけるチップ間電圧及びチップ間電流を測定し、この測
定結果に基づいて溶接電流値及び通電時間を制御して、
ナゲツト径の下限値に達しない場合には、補償不能を検
出してその旨の表示を行なうと共に再溶接を行なうよう
にし′たものもある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような補償を行なう従来の技術は、
チップ先端部の冷却が常に十分に行われ、その部分の温
度が許容温度以内にある場合にのみ有効な技術である。

したがって、例えば、第７図に示すようにスポット溶接
のインターバルが短くなり、これに伴ってチップ先端部
の温度が許容温度以上に上昇してしまった場合には、こ
の技術は適応できない。つまり、このような場合に従来
の技術を適用すると、チップの盈度上昇に伴う抵抗値の
増加によってチップにはさらに大きな電流が流れること
になり、このような制御が繰り返し行われることによっ
てチップに悪影響を及ぼし、溶接の品質劣化を引き起こ
すことになる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたも
のであり、チップ先端の温度の如何にかかわらず常に品
質の良好な溶接を行なうことができるスポット溶接の制
御装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するための本発明は、スポット溶接ガ
ンに取り付けられているチップの温度を検出する温度検
出手段と、当該温度検出手段によって検出された前記チ
ップの温度を規定温度と比較する比較手段と、前記チッ
プに溶接用の電力を供給する通電手段と、前記比較手段
による比較において、前記チップの温度が規定温度より
も高ければ、当該温度が規定温度未満に低下するまで前
記通電手段による前記チップへの電力供給のタイミング
を遅延させる遅延手段とを有することを特徴とする。

（作用） 以上のように構成された本発明にかかるスポット溶接の
制御装置は、以下のように作用する。

スポット溶接ガンに取り付けられているチップの温度は
、温度検出手段によって検出される。比較手段は、この
検出されたチップの温度が予め設定されている規定温度
よりも高いかどうかを比較する。遅延手段は、チップの
温度が規定温度よりも高いときには通電手段によるチッ
プへの通電を規定温度未満になるまで遅延させる指令を
出力する。したがって、この指令が出されている間は、
電力供給手段からはチップに電力は供給されないことに
なるが、チップの摩耗は極力抑制されることになり、チ
ップ摩耗に伴う溶接の品質劣化を最少限に抑えることが
できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明にかかるスポット溶接の制御装置の概
略ブロック図、第２図は、第１図において本発明の要部
に関連する部分のみを抽出したブロック図である。

図示されていないワークにスポット溶接を行なうスポッ
ト溶接ガン１には、通電制御部２から送出された通電指
令信号Ｑに基づいて溶接用の電力がトランス３を介して
供給される。

温度センサ４はスポット溶接ガン１に取り付けられてい
るチップ先端部の温度を検出するものであり、ここで検
出された検出温度Ｔｗは、溶接の品質を保証しうる最高
温度として設定部５に記憶されている最大許容温度ＴＵ
Ｌと比較演算部６において比較される。比較演算部６に
おける比較の結果、ＴＶ＞ＴＵＬであれば、比較演算部
６からは設定変更処理部７に向けて時間延長信号ＵＵが
出力される。チ・ツブ先端部の温度を規定温度以下まで
低下させるためである。設定変更処理部７においては、
比較演算部６からの時間延長信号ＵＵを受けて、一定時
間だけスポット溶接ガン１への通電を遅らせる処理を行
ない、その処理結果を時間変化量Δｔとして設定部８に
出力する。その後設定変更処理部７は、再び比較演算部
６からの時間延長信号ＵＵを入力するが、このときに時
間延長信号ＵＵが出力されていなければ、時間変化量Δ
ｔは出力されない。設定部８では、予め定められている
遅延時間又は、この遅延時間に時間変化量Δｔを加えた
時間を勘案して、通電制御部２から出力する通電指令信
号の出力タイミングの調整を行なう。溶接開始指令部９
は、溶接ロボットの制御装置などから出力されるワーク
位置決め完了信号などを受けて溶接指令信号Ｓを出力す
る部分である。

したがって、通電制御部２から通電指令信号Ｑが出力さ
れるのは、溶接開始指令部９から溶接指令信号Ｓが出力
され、かつ、設定部８からタイミングを調整する信号が
出力された時である。

本発明の要部は、第２図に示されている通りであり、２
枚の鋼板が重ねられているワークＷは、溶接時に、スポ
ット溶接ガン１の両端に取り付けられているチップ１２
．１３によって加圧され、この状態でトランス３から両
チップ間に通電される。この通電によって、ワークＷに
は両チップを介して相等量の電流が流れ、これによって
規定径のナゲツトが形成されて２枚の鋼板がスポット溶
接される。温度センサ４は、溶接終了直後のチップ１２
の先端部の温度を検出する。この温度センサとしては、
放射温度計や、熱電対などを適用することが考えられる
。放射温度計を使用した場合には、被検出体の局部的な
温度は直接には検出しにくいから、チップ先端部のみの
温度を抽出するための後処理を必要とする。熱電対を用
いた場合には、局部的な温度も比較的容易に検出するこ
とができるから、本発明の技術には熱電対の使用が適し
ていると思われる。第１図においては記載していないが
、いずれのタイプの温度計を使用してもその検出信号を
適当な信号に変換する必要があるので、温度センサ４に
は、アンプユニット１５が接続しである。制御ユニット
２０は、第１図の点線で囲まれている部分を包含したも
のであり、前記したように、チップ先端部の温度を勘案
してトランス３への通電タイミングを制御するものであ
る。

以」二のように構成されたスポット溶接の制御装置は、
第３図に示されているフローチャートのように動作する
。

まず、図示されていないスポット溶接器の制御装置から
溶接完了指令が出力されると、溶接開始指令部９から溶
接指令信号Ｓが通電指令部２に出力される（Ｓｌ）。一
方、比較演算部６は、温度センサ４によって検出された
チップ先端部の温度を検出温度Ｔｗとして入力し、この
検出温度Ｔ％（を温度設定部５に記憶されている最大許
容温度ＴＵＬと比較する（Ｓ２．Ｓ３）。この比較の結
果、Ｔｗ≦ＴＬＩＬであれば、チップの温度は基準温度
以下であるから、カウンタｎの値を０にセットして、ス
ポット溶接器の制御装置は次の打点の溶接準備を行なう
（Ｓ４，８５）。また、この比較の結果、’ｒｙ＞’ｒ
ｕｔ、であれば、チップの温度は基準温度以上となって
しまっており、次の溶接において正常な溶接は期待でき
ないことから、カウンタｎの値を１だけインクリメント
して、比較演算部６からは次の溶接時の通電タイミング
を一定時間延長させるための時間延長信号ＵＵが出力さ
れる。以」ニの処理は、Ｔｌ（≦ＴＵＬとなるまで、つ
まり、チップ先端部の温度が規定温度以下になるまで繰
り返し行われる（Ｓ６．Ｓ７）。

このように、溶接完了直後のチップ先端部の温度が規定
温度以上であるときには、それが規定温度以下になるま
で次の溶接時でのチップ間への通電が行われないように
している。換言すれば、チップ先端部の冷却時間を制御
している。このような制御が行われる結果、第４図に示
すように、冷却時間ＴＩをおいて一定の間隔で溶接が行
われている状態から、生産率向上のためにその冷却時間
がＴ２とされてチップ先端部の温度が図示のように許容
温度を越える温度上昇を呈してしまったときには、その
温度上昇が一定範囲に収まるようになる。図においては
、本発明の適用によって、冷却時間がＴ２＋２Δｔとさ
れている状態が例示されているが、この場合には、ステ
ップ７における時間延長信号の出力処理がその冷却期間
中にか２回行われていることになる。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、チ
ップの温度が規定値よりも高いときには通電手段による
チップへの通電をその温度が規定値未満になるまで次の
溶接時における前記チップへの通電を遅延させるように
したので、チップの摩耗は極力抑制されることになり、
チップ摩耗に伴う溶接の品質劣化を最少用に抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるスポット溶接の制御装置の概
略ブロック図、 第２図は、第１図において本発明の要部に関連する部分
のみを抽出したブロック図、 第３図は２本発明のスポット溶接の制御装置のフローチ
ャート、 第４図は、本発明を適用した場合のチップ温度の変化過
程を示した図、 第５図及び第６図は、従来のスポット溶接の制御装置の
電流制御の態様を示した図、 第７図は、第５図及び第６図に示すような態様で電流制
御を行なった場合のチップ温度の変化過程を示した図で
ある。 １・・・スポット溶接ガン、 ２・・・通電制御部（遅延手段）、 ３・・・トランス（通電手段）、 ４・・・温度センサ（温度検出手段）、６・・・比較演
算部（比較手段）、 ７・・・設定変更処理部（遅延手段）、８・・・設定部
（遅延手段）、 １２．１３・・・チップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　スポット溶接ガンに取り付けられているチップの温度
   を検出する温度検出手段と、 当該温度検出手段によって検出された前記チップの温度
   を規定温度と比較する比較手段と、前記チップに溶接用
   の電力を供給する通電手段と、 前記比較手段による比較において、前記チップの温度が
   規定温度よりも高ければ、当該温度が規定温度未満に低
   下するまで前記通電手段による前記チップへの電力供給
   のタイミングを遅延させる遅延手段とを有することを特
   徴とするスポット溶接の制御装置。