JPH0985456A - 電動加圧制御方法 - Google Patents
電動加圧制御方法Info
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- JPH0985456A JPH0985456A JP7271710A JP27171095A JPH0985456A JP H0985456 A JPH0985456 A JP H0985456A JP 7271710 A JP7271710 A JP 7271710A JP 27171095 A JP27171095 A JP 27171095A JP H0985456 A JPH0985456 A JP H0985456A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 54
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
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- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- Resistance Welding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極の加圧駆動源にサーボモータを利用した
スポット溶接方法に関する。 【構成】 被溶接物の溶接時にサーボモータの電機子電
流を微少時間毎に検出し，この微少時間毎に検出される
サーボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆと微少時
間毎に電極加圧を増加させるように設定された設定加圧
力Ｆｏとを比較して，サーボモータの電機子電流に対応
する加圧力が設定加圧力Ｆｏに沿うように，サーボモー
タの電機子電流をフィードバック制御し，通電中の電極
加圧力を制御する。こうすることで，通電中の電極加圧
力を連続的または断続的に増加させて散り発生限界電流
値までの溶接可能電流域幅を拡大して確実な抵抗溶接を
行う。
スポット溶接方法に関する。 【構成】 被溶接物の溶接時にサーボモータの電機子電
流を微少時間毎に検出し，この微少時間毎に検出される
サーボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆと微少時
間毎に電極加圧を増加させるように設定された設定加圧
力Ｆｏとを比較して，サーボモータの電機子電流に対応
する加圧力が設定加圧力Ｆｏに沿うように，サーボモー
タの電機子電流をフィードバック制御し，通電中の電極
加圧力を制御する。こうすることで，通電中の電極加圧
力を連続的または断続的に増加させて散り発生限界電流
値までの溶接可能電流域幅を拡大して確実な抵抗溶接を
行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，電極チップの加圧
駆動源にサーボモータを利用して被溶接物を電極チップ
間で加圧通電しスポット溶接を行う方法に関し，さらに
詳しくは，サーボモータの特性を利用して，通電中の電
極加圧力を連続的または断続的に増加させて散り発生限
界電流値までの溶接可能電流域幅を拡大して確実な抵抗
溶接を行うためのスポット溶接機の電動加圧制御方法に
関する。
駆動源にサーボモータを利用して被溶接物を電極チップ
間で加圧通電しスポット溶接を行う方法に関し，さらに
詳しくは，サーボモータの特性を利用して，通電中の電
極加圧力を連続的または断続的に増加させて散り発生限
界電流値までの溶接可能電流域幅を拡大して確実な抵抗
溶接を行うためのスポット溶接機の電動加圧制御方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，定置式スポット溶接機の加圧源
に，サーボモータを利用した加圧システムには，たとえ
ば特公平３−５０６３１号に開示された電動加圧装置が
知られている。この装置は簡単な操作により電極加圧力
が変えられ，通電時間に対応した応答性のよいスポット
溶接を行うことができる。
に，サーボモータを利用した加圧システムには，たとえ
ば特公平３−５０６３１号に開示された電動加圧装置が
知られている。この装置は簡単な操作により電極加圧力
が変えられ，通電時間に対応した応答性のよいスポット
溶接を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，叙述し
た電動加圧装置は，次のような性能上の問題点があげら
れる。すなわち，電極チップの停止位置及びその加圧力
を自由に設定することはできるが，それは設定内での一
定の加圧力で加圧することであって，通電中（ナゲット
生成中）に加圧力を自由に変化させることは困難であっ
た。したがって，従来の抵抗スポット溶接機の溶接電極
の加圧駆動源としては圧縮エアを使用して電極をもつエ
アシリンダにレギュレータで調整固定されたエアー圧力
を供給して電極を加圧しているのが一般的である。
た電動加圧装置は，次のような性能上の問題点があげら
れる。すなわち，電極チップの停止位置及びその加圧力
を自由に設定することはできるが，それは設定内での一
定の加圧力で加圧することであって，通電中（ナゲット
生成中）に加圧力を自由に変化させることは困難であっ
た。したがって，従来の抵抗スポット溶接機の溶接電極
の加圧駆動源としては圧縮エアを使用して電極をもつエ
アシリンダにレギュレータで調整固定されたエアー圧力
を供給して電極を加圧しているのが一般的である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで，本発明の請求項
１は溶接中の加圧力をサーボモータの電機子電流を検出
してこれをフィードバック制御ループにより連続的に変
化させることによって，上記の従来問題を解決するもの
で，具体的には図１に示す通電時の電極加圧力推移から
判るとおり，電極チップをサーボモータの回転を直線運
動に変換させて加圧駆動し，電極チップ間の被溶接物を
回転トルクによって加圧しスポット溶接を行う方法にお
いて，被溶接物の溶接時にサーボモータの電機子電流を
微少時間毎に検出し，この微少時間毎に検出されるサー
ボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆと微少時間毎
に電極加圧力を増加させるように設定された設定加圧力
Ｆｏとを比較して，サーボモータの電機子電流に対応す
る加圧力Ｆが設定加圧力Ｆｏに沿うように，サーボモー
タの電機子電流をフィードバック制御して，たとえば，
通電中の電極加圧力を微少時間毎に連続的に増加させる
ことにより溶接可能電流域幅を拡大して確実な抵抗溶接
を行うことを特長とする。
１は溶接中の加圧力をサーボモータの電機子電流を検出
してこれをフィードバック制御ループにより連続的に変
化させることによって，上記の従来問題を解決するもの
で，具体的には図１に示す通電時の電極加圧力推移から
判るとおり，電極チップをサーボモータの回転を直線運
動に変換させて加圧駆動し，電極チップ間の被溶接物を
回転トルクによって加圧しスポット溶接を行う方法にお
いて，被溶接物の溶接時にサーボモータの電機子電流を
微少時間毎に検出し，この微少時間毎に検出されるサー
ボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆと微少時間毎
に電極加圧力を増加させるように設定された設定加圧力
Ｆｏとを比較して，サーボモータの電機子電流に対応す
る加圧力Ｆが設定加圧力Ｆｏに沿うように，サーボモー
タの電機子電流をフィードバック制御して，たとえば，
通電中の電極加圧力を微少時間毎に連続的に増加させる
ことにより溶接可能電流域幅を拡大して確実な抵抗溶接
を行うことを特長とする。
【０００５】またもう一つの請求項２の発明は，図２の
通電中の電極の移動変化に示すとおり，電極チップをサ
ーボモータの回転を直線運動に変換させて加圧駆動し，
電極チップ間の被溶接物を回転トルクによって加圧しス
ポット溶接を行う方法において，被溶接物の溶接時に微
少時間毎に溶接電流（ｄｉ）と電極間電圧（ｄｖ）を測
定してｄｖ／ｄｉより溶接部の電極間抵抗値を演算し
て，基準抵抗値より低下した時，この微少時間毎に検出
されるサーボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆと
微少時間毎に電極加圧力を増加させるように設定された
設定加圧力Ｆｏとを比較して，サーボモータの電機子電
流に対応する加圧力Ｆが設定加圧力Ｆｏに沿うように，
サーボモータの電機子電流をフィードバック制御して，
たとえばイの地点から通電を開始し，時々刻々変化する
電極間抵抗値がロの基準抵抗値に達したとき，通電中の
電極加圧力をアップ動作するように，通電時の電極加圧
力を微少時間毎に連続的又は断続的に制御することを特
長とする。
通電中の電極の移動変化に示すとおり，電極チップをサ
ーボモータの回転を直線運動に変換させて加圧駆動し，
電極チップ間の被溶接物を回転トルクによって加圧しス
ポット溶接を行う方法において，被溶接物の溶接時に微
少時間毎に溶接電流（ｄｉ）と電極間電圧（ｄｖ）を測
定してｄｖ／ｄｉより溶接部の電極間抵抗値を演算し
て，基準抵抗値より低下した時，この微少時間毎に検出
されるサーボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆと
微少時間毎に電極加圧力を増加させるように設定された
設定加圧力Ｆｏとを比較して，サーボモータの電機子電
流に対応する加圧力Ｆが設定加圧力Ｆｏに沿うように，
サーボモータの電機子電流をフィードバック制御して，
たとえばイの地点から通電を開始し，時々刻々変化する
電極間抵抗値がロの基準抵抗値に達したとき，通電中の
電極加圧力をアップ動作するように，通電時の電極加圧
力を微少時間毎に連続的又は断続的に制御することを特
長とする。
【０００６】さらに他のもう一つの請求項３の発明は，
図３の通電中の電極加圧力推移からわかるように，電極
チップをサーボモータの回転を直線運動に変換させて加
圧駆動し，電極チップ間の被溶接物を回転トルクによっ
て加圧しスポット溶接を行う方法において，被溶接物の
溶接開始より微少時間（ｄｔ）後の溶接部の膨張加圧力
（ｄｆ）をサーボモータの電機子電流より検出して，加
圧力の増加率ｄｆ／ｄｔを決定して微少時間毎にサーボ
モータの電機子電流をその増加率に対応すべく自動調整
し，たとえば電極加圧力に対応する電機子電流を上昇角
度に倣って連続的に増加させ，または断続的に上昇させ
て通電中の電極加圧力を微少時間毎に増加させることを
特長とする。
図３の通電中の電極加圧力推移からわかるように，電極
チップをサーボモータの回転を直線運動に変換させて加
圧駆動し，電極チップ間の被溶接物を回転トルクによっ
て加圧しスポット溶接を行う方法において，被溶接物の
溶接開始より微少時間（ｄｔ）後の溶接部の膨張加圧力
（ｄｆ）をサーボモータの電機子電流より検出して，加
圧力の増加率ｄｆ／ｄｔを決定して微少時間毎にサーボ
モータの電機子電流をその増加率に対応すべく自動調整
し，たとえば電極加圧力に対応する電機子電流を上昇角
度に倣って連続的に増加させ，または断続的に上昇させ
て通電中の電極加圧力を微少時間毎に増加させることを
特長とする。
【０００７】本発明は，上記の技術的手段を講じたこと
により，サーボモータの電機子電流を時々刻々検出し，
その検出値と予め設定された設定加圧値とを比較して，
その結果を電流フィードバック制御ループによって微少
時間毎の過熱発生部の電極加圧力を自動増加させること
により，適正温度まで低下させて散り発生を抑制し，溶
接電流域幅を拡大させることができる。すなわち，スポ
ット溶接中の被溶接物の発熱膨張による加圧力の変化を
任意に精密制御することによって溶接中の発熱をコント
ロールでき，溶接可能電流域幅を最大限に拡大して確実
な抵抗溶接を行うことができる。
により，サーボモータの電機子電流を時々刻々検出し，
その検出値と予め設定された設定加圧値とを比較して，
その結果を電流フィードバック制御ループによって微少
時間毎の過熱発生部の電極加圧力を自動増加させること
により，適正温度まで低下させて散り発生を抑制し，溶
接電流域幅を拡大させることができる。すなわち，スポ
ット溶接中の被溶接物の発熱膨張による加圧力の変化を
任意に精密制御することによって溶接中の発熱をコント
ロールでき，溶接可能電流域幅を最大限に拡大して確実
な抵抗溶接を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図４は，本発明方法を実施する場
合の制御手順を示すフロチャートである。
合の制御手順を示すフロチャートである。
【０００９】サーボモータの回転をスクリューナット，
ボールネジ，動力伝達手段等により直線運動に変換させ
て電極チップを加圧駆動し被溶接物を回転トルクによっ
て加圧し，この加圧トルクを常にサーボモータの電機子
電流から検出し，この時の電流値の変化が一定の基準範
囲内にあるかどうか，もし一定値以外（大小異常）を観
測した場合は，たとえば電極間にワークが供給されてい
なかった場合，あるいは未通電の場合，または異常電流
値などのアクシデントが生じた場合には通電停止信号が
溶接制御装置に発せられコンタクタの通電動作を停止
し，同時に電極を開放する指令が発せられ，作業開始前
の状態に戻る。
ボールネジ，動力伝達手段等により直線運動に変換させ
て電極チップを加圧駆動し被溶接物を回転トルクによっ
て加圧し，この加圧トルクを常にサーボモータの電機子
電流から検出し，この時の電流値の変化が一定の基準範
囲内にあるかどうか，もし一定値以外（大小異常）を観
測した場合は，たとえば電極間にワークが供給されてい
なかった場合，あるいは未通電の場合，または異常電流
値などのアクシデントが生じた場合には通電停止信号が
溶接制御装置に発せられコンタクタの通電動作を停止
し，同時に電極を開放する指令が発せられ，作業開始前
の状態に戻る。
【００１０】一方，サーボモータの電機子電流の検出値
が基準値内で成立すると，通電開始信号が溶接制御装置
に発せられコンタクタを経て電極間に溶接電流を通電し
溶接をスタートする。
が基準値内で成立すると，通電開始信号が溶接制御装置
に発せられコンタクタを経て電極間に溶接電流を通電し
溶接をスタートする。
【００１１】この通電時の拘束トルクをサーボモータの
電機子電流から微少時間毎に検出し，この検出されるサ
ーボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆと予め設定
された設定加圧力Ｆｏとを比較する。その比較結果，電
機子電流に対応する加圧力Ｆが設定値より低い場合，あ
るいは高かった場合は，フィードバック制御ループによ
り設定加圧力Ｆｏに沿うように，サーボモータの電機子
電流をフィードバック制御し，実質的にはこの電機子電
流を増減させて通電時の電極加圧力を微少時間毎に変化
させる。
電機子電流から微少時間毎に検出し，この検出されるサ
ーボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆと予め設定
された設定加圧力Ｆｏとを比較する。その比較結果，電
機子電流に対応する加圧力Ｆが設定値より低い場合，あ
るいは高かった場合は，フィードバック制御ループによ
り設定加圧力Ｆｏに沿うように，サーボモータの電機子
電流をフィードバック制御し，実質的にはこの電機子電
流を増減させて通電時の電極加圧力を微少時間毎に変化
させる。
【００１２】こうすることによって，通電中の加圧力を
サーボモータの電機子電流をフィードパック制御し精密
に自動制御することで確実なナゲットを生成する抵抗溶
接が実現する。
サーボモータの電機子電流をフィードパック制御し精密
に自動制御することで確実なナゲットを生成する抵抗溶
接が実現する。
【００１３】次に，図５は本発明の制御方法において，
サーボモータによる加圧力制御の実施例と，エア加圧力
制御を比較した場合の，溶接中の電極加圧力，電極移動
量，溶接電流を示すグラフである。
サーボモータによる加圧力制御の実施例と，エア加圧力
制御を比較した場合の，溶接中の電極加圧力，電極移動
量，溶接電流を示すグラフである。
【００１４】サーボモータの加圧力を連続しながら増加
した場合と，エア加圧力を制御した度合を同一溶接条件
で溶接した溶接中の電極加圧力の変位，電極移動量，溶
接電流の波形のグラフである。
した場合と，エア加圧力を制御した度合を同一溶接条件
で溶接した溶接中の電極加圧力の変位，電極移動量，溶
接電流の波形のグラフである。
【００１５】サーボモータの加圧力制御の場合は，溶接
材料の発熱膨張するが加圧力の変化を任意に連続制御し
て増加させて溶接中の発熱をコントロールしている。エ
ア加圧力制御の場合は，溶接直後の発熱による溶接材料
膨張してある加圧力まで増加して定常化してしまい溶接
中の発熱をコントロールできないことが判る。
材料の発熱膨張するが加圧力の変化を任意に連続制御し
て増加させて溶接中の発熱をコントロールしている。エ
ア加圧力制御の場合は，溶接直後の発熱による溶接材料
膨張してある加圧力まで増加して定常化してしまい溶接
中の発熱をコントロールできないことが判る。
【００１６】次に，図６は本発明の制御方法において，
溶接した時の板厚の平方根の４倍のナゲット径の発生電
流値から散り発生限界電流値までの電流値を比較したも
のである。
溶接した時の板厚の平方根の４倍のナゲット径の発生電
流値から散り発生限界電流値までの電流値を比較したも
のである。
【００１７】サーボモータ加圧とエアシリンダ加圧を図
面に記載した同一溶接条件で溶接して溶接部のナゲット
径は板厚の平方根の４倍の大きさが得られた溶接電流値
から散り発生までの溶接電流範囲を比較した。図のよう
に電動モータ加圧の方がエア加圧より溶接可能電流域幅
を倍に拡大していることが判る。
面に記載した同一溶接条件で溶接して溶接部のナゲット
径は板厚の平方根の４倍の大きさが得られた溶接電流値
から散り発生までの溶接電流範囲を比較した。図のよう
に電動モータ加圧の方がエア加圧より溶接可能電流域幅
を倍に拡大していることが判る。
【００１８】
【発明の効果】以上で説明したように，本発明の制御方
法によれば，溶接中の加圧力をサーボモータの電機子電
流を検出し，その検出した電機子電流値が，サーボモー
タの電機子電流に対応する加圧力が微少時間毎に電極加
圧力を増加させる方向に設定された設定加圧力に倣うよ
うに電流フィードバック制御し，通電中の電極加圧力を
微少時間毎に精密に自動制御することができ，溶接可能
電流域幅を拡大した確実な抵抗溶接を行うことができ
る。
法によれば，溶接中の加圧力をサーボモータの電機子電
流を検出し，その検出した電機子電流値が，サーボモー
タの電機子電流に対応する加圧力が微少時間毎に電極加
圧力を増加させる方向に設定された設定加圧力に倣うよ
うに電流フィードバック制御し，通電中の電極加圧力を
微少時間毎に精密に自動制御することができ，溶接可能
電流域幅を拡大した確実な抵抗溶接を行うことができ
る。
【図１】本発明における請求項１の加圧力制御の加圧力
上昇推移を示す模擬図である。
上昇推移を示す模擬図である。
【図２】本発明の請求項２の加圧力上昇推移を示す模擬
図である。
図である。
【図３】本発明における請求項３の加圧力制御の加圧力
上昇推移を示す模擬図である。
上昇推移を示す模擬図である。
【図４】本発明の請求項２の加圧力上昇推移を示す模擬
図である。
図である。
【図５】本発明における請求項３の加圧力制御の加圧力
上昇推移を示す模擬図である。
上昇推移を示す模擬図である。
【図６】本発明の電動加圧制御システムと従来のエア加
圧制御方式との溶接可能電流域幅の比較を示す図であ
る。
圧制御方式との溶接可能電流域幅の比較を示す図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 電極チップをサーボモータの回転をスク
リューナット，ボールネジ等により直線運動に変換させ
て加圧駆動し，電極チップ間の被溶接物を回転トルクに
よって加圧しスポット溶接を行う方法において，被溶接
物の溶接時にサーボモータの電機子電流を微少時間毎に
検出し，この微少時間毎に検出されるサーボモータの電
機子電流に対応する加圧力Ｆと微少時間毎に電極加圧力
を増加させるように設定された設定加圧力Ｆｏとを比較
して，サーボモータの電機子電流に対応する加圧力Ｆが
設定加圧力Ｆｏに沿うように，サーボモータの電機子電
流をフィードバック制御し，通電中の電極加圧力を制御
する電動加圧制御方法。 - 【請求項２】 電極チップをサーボモータの回転をスク
リューナット，ボールネジ等により直線運動に変換させ
て加圧駆動し，電極チップ間の被溶接物を回転トルクに
よって加圧しスポット溶接を行う方法において，被溶接
物の溶接時に微少時間毎に溶接電流（ｄｉ）と電極間電
圧（ｄｖ）を測定してｄｖ／ｄｉより溶接部の電極間抵
抗値を演算して，基準抵抗値より低下した時，この微少
時間毎に検出されるサーボモータの電機子電流に対応す
る加圧力Ｆと微少時間毎に電極加圧力を増加させるよう
に設定された設定加圧力Ｆｏとを比較して，サーボモー
タの電機子電流に対応する加圧力Ｆｏに沿うように，サ
ーボモータの電機子電流をフィードバック制御して通電
中の電極加圧力を連続的又は断続的に増加させる電動加
圧制御方法。 - 【請求項３】 電極チップをサーボモータの回転をスク
リューナット，ボールネジ等により直線運動に変換させ
て加圧駆動し，電極チップ間の被溶接物を回転トルクに
よって加圧しスポット溶接を行う方法において，被溶接
物の溶接開始より微少時間（ｄｔ）後の溶接部の膨張加
圧力（ｄｆ）をサーボモータの電機子電流より検出し
て，加圧力の増加率ｄｆ／ｄｔを決定して微少時間毎に
サーボモータの電機子電流に対応して通電中の電極加圧
力を制御する電動加圧制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27171095A JP3243484B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 電動加圧制御方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27171095A JP3243484B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 電動加圧制御方法。 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0985456A true JPH0985456A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3243484B2 JP3243484B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=17503767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27171095A Expired - Lifetime JP3243484B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 電動加圧制御方法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3243484B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP27171095A patent/JP3243484B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3243484B2 (ja) | 2002-01-07 |
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