JPH0644541Y2 - 抵抗溶接の遠隔制御又は監視システム - Google Patents

抵抗溶接の遠隔制御又は監視システム

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JPH0644541Y2
JPH0644541Y2 JP1987082913U JP8291387U JPH0644541Y2 JP H0644541 Y2 JPH0644541 Y2 JP H0644541Y2 JP 1987082913 U JP1987082913 U JP 1987082913U JP 8291387 U JP8291387 U JP 8291387U JP H0644541 Y2 JPH0644541 Y2 JP H0644541Y2
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実 斉藤
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Amada Miyachi Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、抵抗溶接の経過ないし結果の良否をモニタす
るための有用な情報を与える抵抗溶接制御又は監視装置
に関する。
(従来の技術) 最近、溶接ロボットを導入した自動化ないし無人化工場
等を中心に抵抗溶接の集中管理システムが増えてきてい
る。
これは、通信回線を利用して現場の抵抗溶接制御装置を
遠隔の集中管理用ホストコンピュータに接続し、ホスト
側から個々の抵抗溶接制御装置に対して溶接状況を問い
合わせたり、溶接条件の入力・変更等の遠隔操作を行う
ようにしたものである。
(考案が解決しようとする問題点) 上述のような集中管理システムにおける遠隔操作の機能
は、現場での入力・変更作業を不要とするものではあ
る。
しかしながら、従来、その入力または変更した溶接条件
が果たして最適なものであるかどうかを遠隔操作で確認
することはできなかった。
すなわち、従来の抵抗溶接制御装置よりホスト側に送ら
れるデータは溶接電流,通電サイクル,通電角等の測定
値であるが、これらのデータを基にしては無通電事故等
の異常事態を監視することはできてもナゲットの生成状
態やチリまたはスプラッシュの発生の有無を監視するこ
とは不可能であった。
したがって、そのような抵抗溶接のプロセスないし結果
を確認するためには、溶接現場に赴いてそこで実際に目
で確かめなければならなかった。
本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、溶接
現場から離れたところからでも、抵抗溶接の経過ないし
結果の良否を一目でかつ詳細に監視でき、遠隔操作で入
力した溶接条件が最適なものであるかどうかの確認を行
えるようにした抵抗溶接の遠隔制御又は監視システムを
提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本考案による抵抗溶接の
遠隔制御又は監視システムは、被溶接材を挟む一対の溶
接電極間に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、
前記溶接電極間を流れる電流を検出する電流検出手段
と、前記電圧検出手段および前記電流検出手段よりそれ
ぞれ得られた電圧値および電流値を基に前記溶接電極間
の抵抗値を算出する抵抗値演算手段と、前記抵抗値演算
手段より得られた抵抗値を基に通電時間中の前記溶接電
極間の抵抗の変化を表す抵抗波形データを生成する抵抗
波形データ生成手段と、前記抵抗波形データ生成手段に
よって生成された前記抵抗波形データを通信回線を介し
て遠隔の監視手段へ伝送する抵抗波形データ伝送手段
と、前記遠隔監視手段において受信された前記抵抗波形
データを基に通電時間中の前記溶接電極間の抵抗の変化
を波形として表示出力する抵抗波形表示手段とを具備す
る構成とした。
(作用) 通電時間中、溶接電極間の抵抗値は変化し、その変化の
時間特性からナゲットの生成状態やチリまたはスプラッ
シュの発生の有無を判定することができる。
本考案の遠隔制御又は監視システムでは、抵抗値演算手
段の出力信号が溶接電極間の抵抗値の変化に対応して変
化し、抵抗波形データ生成手段によって抵抗波形のデー
タに交換される。そして、この抵抗波形データは、抵抗
波形データ伝送手段によって通信回線を介して遠隔の監
視手段へ伝送され、そこで抵抗波形表示手段の表示画面
上に通電時間における溶接電極間の抵抗の変化が波形
(視覚的なパターン)として表示出力される。これによ
り、溶接現場にいなくとも遠隔からナゲットの生成過程
やチリまたはスプラッシュの発生状況を一目で監視する
ことができ、遠隔操作で入力した溶接条件が果たして最
適なものであったかどうかの確認をすることもできる。
また、本考案によれば、抵抗波形表示手段によって表示
出力された波形のパターンから、通電時間中の溶接電極
間の抵抗の変化を全体観察することができるため、抵抗
溶接の経過ないし結果を細部まで監視することが可能で
あり、たとえばインバータ溶接等においてスプラッシュ
が任意に複数回発生したような場合でも正確に監視する
ことができる。
(実施例) 以下、添付図を参照した本考案の実施例を説明する。
第1図は、本考案の一実施例による抵抗溶接の遠隔制御
システムの構成を示す。
入力端子10,12に入力された商用の交流電圧E0はサイリ
スタ14,16からなるコンタクタを介して溶接変圧器18の
一次側コイルに供給され、溶接変圧器18の二次側コイル
から溶接電流Iが溶接電極20,22に挟まれた被溶接材24,
26を流れてジュール発熱を生じさせ被溶接材24,26を冶
金的に接合する。
この抵抗溶接制御装置では定電流方式によって溶接電流
Iが制御される。この制御のために、二次側導体にトロ
イダルコイル28が取り付けられこのコイル28は溶接電流
Iが流れた時その微分波形に相当する出力電圧VTRを発
生する。この出力電圧VTRは積分回路からなる波形復元
回路30により溶接電流Iを表す電圧信号Siに交換されて
電流実効値演算回路32に供給される。演算回路32は、半
サイクルまたは1サイクル毎に溶接電流Iの実効値を演
算し、その実効値を表す電圧信号SIXを比較回路34の一
方の入力端子に与える。比較回路34は、電流設定回路36
より電流設定値I0に対応した基準電圧SIAを他方の入力
端子に受け、それと電圧信号SIXとを比較して得られた
比較誤差ERをサイリスタ点弧回路38に供給する。サイリ
スタ点弧回路38は、比較誤差ERを零にするように、すな
わち実際の溶接電流Iが設定値I0に一致するように両サ
イリスタ14,16の点弧角を制御する。
また、この抵抗溶接制御装置では、溶接電極20,22間の
抵抗変化に基づいて通電サイクルの制御が行われる。こ
の制御のために、溶接電極20,22間に交流用の電圧検出
回路40が接続される。この電圧検出回路40は半サイクル
または1サイクル毎に電極間電圧Vの実効値を演算して
その実効値を表す電圧信号SVXを抵抗値演算回路42の一
方の入力端子に出力する。抵抗値演算回路42の他方の入
力端子には上記の電流実効値演算回路32より溶接電流I
の実効値を表す電圧信号SIXが支えられ、抵抗値演算回
路42は両入力信号SVX,SIXを基に半サイクルまたは1サ
イクル毎の電極間抵抗値を演算し、その演算抵抗値を表
す電圧信号SRを一致回路44の一方の入力端子に与える。
一致回路44の他方の入力端子にはΔR設定回路46より所
定のΔRiの大きさを表す電圧信号SROが与えられる。一
致回路44は、後述するように電圧信号SRが極大値からS
ROだけ下がった時に一致信号EQを出力する。この一致信
号EQが発生すると、通電サイクル制御回路48はそれに応
動してサイリスタ点弧回路38に対してサイリスタ14,16
の点弧を停止させ、通電を終了させる。なお、通電サイ
クル制御回路48は、通電開始を指示する外部制御信号ST
に応動してサイリスタ点弧回路38に対してサイリスタ1
4,16の点弧を再開させて通電を開始させる。
ここで、第2図および第3図につき上述のようなΔR法
による通電サイクル制御の作用を説明する。
第2図(A)は定電流制御によって制御された溶接電流
の時間特性を示し、第2図(B)は溶接電流を被溶接材
に流したときの溶接電極間の抵抗値の時間特性を示す。
第2図(B)において、通電開始直後の時刻t0には、溶
接電極,被溶接材間の接触抵抗が作用して高い抵抗値RI
になる。この接触抵抗分の抵抗値は短時間で低下する
が、代わりに温度上昇によって時刻t1以後全体の固有抵
抗値が高くなり、時刻t2で極大抵抗値RPに達する。この
時点からナゲットの生成が始まる。そして、ナゲットが
成長するにつれて抵抗値は低下し、時刻t3で極大抵抗値
RPよりもΔRだけ低い抵抗値REに達する。
第3図は、上記のような極大抵抗値RPに対する抵抗変化
(低下)分ΔRと溶接強度との関係を示す。ΔRが一定
の変化分ΔRaよりも小さいと溶接エネルギの不足で溶接
強度が不十分になり、またΔRがΔRbよりも大きくなる
と溶接エネルギの過多でスプラッシュを招き逆に溶接強
度が低下する。したがって、ΔRがΔRa〜ΔRbの範囲内
にあれば、十分な溶接強度が得られた安定な溶接品質が
確保される。別な見方をすれば、第2図(B)において
ΔRがΔRa〜ΔRbの範囲内に達するときの時刻t3で通電
を停止させればよいことになる。
しかして、第1図のΔR設定回路46の設定値ΔRiはΔRa
〜ΔRbの範囲内に選ばれる。
上述のように、抵抗溶接において溶接電極間の抵抗値の
時間特性はナゲットの生成状態を表す。ナゲットの成長
が悪いと、第2図(B)の一点鎖線L1のように抵抗値の
下がり具合がよくない。また、チリが発生すると、二点
鎖線L2のように抵抗値は急激に下がる。本実施例によれ
ば、このようにナゲットの生成状態およびチリ発生の有
無を示す電極間抵抗値の時間特性が第2図(B)のよう
な抵抗変化として画面に表示される。以下、第1図につ
き本実施例による抵抗変化画面表示機能を説明する。
まず、抵抗値演算回路42より出力された電圧信号SRがア
ナログ−ディジタル(A/D)変換器50によりディジタル
値に変換されてCPU52に取り込まれる。CPU52は、電圧信
号SRを抵抗変化のデ−タとして処理してメモリ54に書き
込む。
このCPU52は、シリアル伝送用LSIからなるインターフェ
イス(I/F)62および通信回線64を介して集中管理用の
ホストコンピュータ66と接続され、ホスト66からの要求
に応じて直前のまたは指定された抵抗溶接動作について
の抵抗変化データDRjをメモリ54より読み出し、それを
ホスト66に伝送する。ホスト66側では、その受け取った
抵抗変化データDRjをディジタル−アナログ(D/A)変換
器68を介して画面表示回路70に与え、CRT等のディスプ
レイ画面72上に第2図(B)と同様な抵抗変化の曲線
(波形)を描かせる。これにより、集中管理室のオペレ
ータはその抵抗変化波形を見ることにより溶接現場に行
かなくても一目でナゲットの生成状態やチリ発生の有無
をモニタすることができる。しかして、遠隔操作で入力
または変更した溶接条件が果たして最適なものであるか
どうかの確認も遠隔操作で行うことができる。
本抵抗溶接制御装置のパネルにも液晶等のディスプレイ
画面60が取り付けられ、CPU52はプログラムまたはパネ
ルキーに応じて所望の抵抗変化波形データDRjをメモリ5
4より読み出してD/A変換器56,画面表示回路58を介して
画面60上に抵抗変化を表示させる。
本実施例では、電流検出回路(28,30,32),電圧検出回
路(40),抵抗値検出回路(42)が定電流制御部および
ΔR法の通電サイクル制御にも兼用されているので、装
置回路・コスト上の利点がある。
なお、検出電圧値,電流値,抵抗値は実効値に限らず、
半サイクルまたは1サイクル毎の平均値等でも可能であ
る。また、定電流制御部,通電サイクル制御部にもCPU
を用いてソフトウェアで各種演算を行うようにしてもよ
い。また、上述の抵抗溶接制御装置は単相交流式抵抗溶
接機に係るものであったが、2相交流式や直流式、さら
にはインバータ式等にも適用可能である。
第4図は、インバータ式の抵抗溶接機において通電時間
中にスプラッシュが段階的に3回発生した場合に得られ
る溶接電極間の抵抗の波形を示す図である。本考案によ
れば、この抵抗波形が溶接現場から離れた集中管理室の
表示装置72に表示されるために、集中管理室のオペレー
タは遠隔からでも溶接現場のスプラッシュ発生状況を一
目で正確に監視することができる。
この点に関し、従来、溶接電極間の抵抗の値を求めて、
その求めた抵抗値を設定値と比較して、比較結果から抵
抗溶接の良否を判定出力するようにした抵抗溶接制御又
は監視装置が知られている(たとえば、特開昭54-28250
号公報および特開昭57-1582号公報)。しかし、このよ
うな比較判定結果を出力する方式においては、上記のよ
うにスプラッシュが任意のパターンで複数回発生したよ
うな場合を遠隔(溶接現場外)で監視することは不可能
である。
なお、本実施例は、上述したような抵抗溶接の遠隔制御
システムだけでなく、遠隔監視システムにも適用可能で
ある。
(考案の効果) 以上説明したように、本考案によれば、通電時間中の溶
接電極間の抵抗値を検出して抵抗波形のデータを生成
し、その抵抗波形データを通信回線を介して遠隔の集中
管理室等へ伝送し、そこで通電時間中の抵抗の変化を波
形(視覚パターン)として画面上に表示するようにした
ので、溶接現場から離れたところからでもナゲットの生
成過程やチリまたはスプラッシュの発生状況等を一目で
監視することができ、遠隔操作で入力した溶接条件が果
たして最適なものであったかどうかの確認をすることも
できる。また、抵抗波形を通して抵抗溶接の経過ないし
結果を細部まで監視することが可能であることから、た
とえばインバータ溶接等においてスプラッシュが任意に
複数回発生したような場合でも正確に監視することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案の一実施例による抵抗溶接の遠隔制御
システムの構成を示すブロック図、 第2図は、定電流制御によって制御された溶接電流を流
したときの溶接電極間の抵抗値の時間特性を示す図、お
よび 第3図は、第2図の時間特性において極大抵抗値RPに対
する抵抗変化(低下)分ΔRと溶接強度との関係を示す
図、 第4図は、本考案をインバータ式の抵抗溶接機に適用し
た場合に溶接電極間の抵抗の変化として表示出力される
波形の一例を示す図である。 20,22……溶接電極、24,26……被溶接材、28……トロイ
ダルコイル、30……波形復元回路、32……電流実効値演
算回路、40……電圧検出回路、42……抵抗値演算回路、
52……CPU、54……メモリ、58,70……表示回路、60,72
……ディスプレイ画面、66……ホストコンピュータ。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】被溶接材を挟む一対の溶接電極間に印加さ
    れる電圧を検出する電圧検出手段と、 前記溶接電極間を流れる電流を検出する電流検出手段
    と、 前記電圧検出手段および前記電流検出手段よりそれぞれ
    得られた電圧値および電流値を基に前記溶接電極間の抵
    抗値を算出する抵抗値演算手段と 前記抵抗値演算手段より得られた抵抗値を基に通電時間
    中の前記溶接電極間の抵抗の変化を表す抵抗波形データ
    を生成する抵抗波形データ生成手段と、 前記抵抗波形データ生成手段によって生成された前記抵
    抗波形データを通信回線を介して遠隔の監視部へ送信す
    る抵抗波形データ伝送手段と、 前記遠隔監視部において受信された前記抵抗波形データ
    を基に通電時間中の前記溶接電極間の抵抗の変化を波形
    として表示出力する抵抗波形表示手段と、 を具備したことを特徴とする抵抗溶接の遠隔制御又は監
    視システム。
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