JPH06114566A - スポット溶接装置の通電制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 散りの発生を未然に防止し、かつ一定の電流
密度による安定したスポット溶接が得られるスポット溶
接装置の通電制御方法を提供する。 【構成】 各サイクル毎に電極３の先端３ａの面積ｓに
関わる要素、例えば直径ｄを電極先端計測機４により計
測し、その計測データに基づいて電極先端計測処理装置
５によって電極先端３ａの面積変化に応じて溶接電流を
制御し、スポット溶接機１へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接装置の通
電制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スポット溶接は、例えば図４に概略を示
すように、２枚またはそれ以上の被溶接部材ｗ，ｗを相
対向する一対の電極１１，１１によって接合面に垂直に
加圧した状態で一定時間通電し、接合部をほぼ溶融温度
にまで上げ、加圧によって接合部を圧接してナゲット１
２を形成する溶接方法であるが、溶接回数の累積に伴っ
て電極先端１１ａ，１１ａが例えばマッシュルーム形に
摩耗変形する。

【０００３】電極１１，１１の摩耗変形によって電極１
１，１１と被溶接部材ｗ，ｗとの接触面積が増大し、電
流密度が低下して充分な抵抗発熱が行われずナゲット１
２の径が不足して図２に示す強度限界線ａに達せず必要
強度が得られなくなる。このため溶接電流を増大させる
と電流密度が大となり、充分な発熱が得られ、ナゲット
１２が発達して高溶接強度が得られる。しかし過電流を
供給すると、溶接部が過熱となり散り限界線ｂを越え、
ナゲット１２部の溶接金属が溶接部から排出され、散り
が発生し、溶接部に空孔、割れ等が発生してナゲットの
形状、金属組織に不連続が生じ、強度低下を起こすこと
がある。また修正作業が必要となり、更に散りによる作
業環境の悪化や設備及び治具の故障の要因となりかつ、
過電流により電極の摩耗を早める等の不具合がある。

【０００４】この対策として特公昭５７−７０３４号公
報に開示されるように溶接回数をカウントし、その回数
に比例して連続的に溶接電流を増加させて溶接を行うよ
うにしたり、また特開平１−２４１３８５号公報に示さ
れるように、一対の電極間に被溶接部材を挟んで通電す
る際に散りの発生で値が変化するパラメータを検出し、
パラメータ値の変化から散りの発生を検出して通電を停
止する通電制御方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術にあっ
ては、溶接回数をカウントして、その回数に比例して溶
接電流を増加させることから、その溶接時間が被溶接部
材の厚み、材質によって相違し、電極の摩耗度が各溶接
毎に相違し、電流密度を常に一定に維持することが困難
であって、安定した一定の溶接強度を得ることは不可能
である。またパラメータ値の変化から散りの発生を検出
して通電を停止する方法にあっては散りの発生初期段階
で通電を停止させるものであり、散りの発生を未然に防
止できない等の不具合がある。

【０００６】従って、本発明の目的は、散りの発生を未
然に防止し、かつ一定の電流密度による安定したスポッ
ト溶接を可能にするスポット溶接装置の通電制御方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明によるスポット溶接装置の通電制御方法は、所定のサ
イクル毎に電極先端の面積に関わる要素を計測し、その
計測データに基づいて予め設定された電流密度を得るよ
う電極先端の面積変化に応じて溶接電流を制御するもの
である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明におけるスポット溶接装置の通
電制御方法の一実施例を図面によって説明する。

【０００９】図１は、本実施例における通電制御方法の
概略説明図であり、図中符号１はスポット溶接装置の要
部を示し、スポット溶接装置１は溶接トランス２及び溶
接トランス２の２次側に接続する一対の溶接電極３，３
を有し、加圧シリンダ（図示せず）により電極３，３間
に被溶接部材を挟んで加圧した状態で両電極３，３間に
溶接電流を通電して被溶接部材のスポット溶接を行うよ
うになっている。

【００１０】溶接装置１の近傍には、一方の電極３の先
端３ａの面積ｓを決定する要素、例えば先端３ａの直径
ｄを非接触で計測する発光手段及び受光手段を備えた形
状測定装置やＣＣＤカメラ等の視覚認識装置等の電極先
端計測機４が配設されている。

【００１１】更に電極先端計測機４によって計測された
計測データを基にして予め設定された電流密度が確保で
きるよう電極３の先端３ａの面積ｓに相応した溶接電流
を溶接装置１へ供給するよう溶接タイマ６に指示を与え
る電極先端計測処理装置５が配設され、溶接タイマ６は
電極先端計測処理装置５からの指示により所定の時間溶
接装置１へ溶接電流を供給するよう構成されている。

【００１２】所定の電流密度を確保するための電極先端
計測処理装置５による溶接タイマ６への指示は、図３か
ら明らかなように、電極先端３ａの摩耗に従って増大す
る面積ｓの変化に相応して充分な溶接強度が得られるよ
う溶接電流を順次増大させる必要があり、また散りの発
生を防ぐために散り限界線ｂより小なる溶接電流、即ち
溶接電流が強度限界線ａと散り限界線ｂとの間の適正範
囲ｃに位置するように指示する必要がある。

【００１３】次にこのように構成されたスポット溶接装
置の通電制御方法を説明すると、先ず、スポット溶接作
業に先立って、互いに離間した電極３，３の一方の電極
先端３ａを電極先端計測機４により計測し、その計測デ
ータが電極先端計測処理装置５へ入力される。

【００１４】電極先端計測処理装置５によって電極先端
計測機４からの計測データに基づいて電極先端３ａの面
積ｓを演算し、予め設定された条件に従ってその面積ｓ
に応じた溶接電流が溶接装置１へ供給されるように設定
し、溶接タイマ６へ指示する。

【００１５】溶接装置１において、溶接タイマ６からの
指示に従って電極３，３間の被溶接部材を挟んで加圧
し、上記電極先端計測処理装置５によって決定された溶
接電流を通電して被溶接部材をスポット溶接する。

【００１６】上記作業を所定のサイクル毎に繰り返すこ
とにより、常に電極３，３の摩耗変形に伴って変化する
電極先端面積ｓに応じた溶接電流が供給され、散りの発
生することがなくなり、かつ一定の電流密度による安定
したスポット溶接が得られる。

【００１７】また溶接装置１を溶接ロボット等に設けた
場合にあっては、ロボットのアーム部に電極先端計測機
４を設けることも、またロボットの近傍所定位置に電極
先端計測機４を設け、周期的にロボットによって溶接装
置１を移動して電極３の先端３ａにおける面積に関わる
要素、例えば先端３ａの直径ｄを計測することも可能で
ある。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した本発明におけるスポット溶
接装置の通電制御方法によれば、所定のサイクル毎に電
極先端の面積に関わる要素を計測し、その計測データに
基づいて電極先端の面積に応じた溶接電流を制御するこ
とから、各スポット溶接における電流密度を一定にする
ことが可能となり、散りの発生が防止され、かつ安定し
た強度のスポット溶接が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるスポット溶接装置の通電制御方
法の一実施例の概略説明図である。

【図２】スポット溶接における溶接電流と溶接強度との
関係を説明する図である。

【図３】同じく、スポット溶接における電極先端面積と
溶接電流との関係を説明する図である。

【図４】従来のスポット溶接の概略説明図である。

【符号の説明】

１ 溶接装置 ３ 溶接電極 ３ａ 先端 ４ 電極先端計測機 ５ 電極先端計測処理装置 ６ 溶接タイマ ｓ 電極先端面積 ｄ 電極先端直径

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のサイクル毎に電極先端の面積に関
   わる要素を計測し、その計測データに基づいて予め設定
   された電流密度を得るよう電極先端の面積変化に応じて
   溶接電流を制御することを特徴とするスポット溶接装置
   の通電制御方法。
2. 【請求項２】 電極先端の面積に関わる要素が、電極先
   端の直径である請求項１の方法。
3. 【請求項３】 溶接電流の制御が、溶接電流供給時間に
   よってなされる、請求項１または２の方法。