JPH10128552A - スポット溶接電極の最適位置制御方法 - Google Patents

スポット溶接電極の最適位置制御方法

Info

Publication number
JPH10128552A
JPH10128552A JP28261596A JP28261596A JPH10128552A JP H10128552 A JPH10128552 A JP H10128552A JP 28261596 A JP28261596 A JP 28261596A JP 28261596 A JP28261596 A JP 28261596A JP H10128552 A JPH10128552 A JP H10128552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
electrode
welding electrode
pressure
spatter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP28261596A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3598683B2 (ja
Inventor
Shinichi Watanabe
晋一 渡辺
Takeshi Enokida
剛 榎田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP28261596A priority Critical patent/JP3598683B2/ja
Publication of JPH10128552A publication Critical patent/JPH10128552A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3598683B2 publication Critical patent/JP3598683B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スポット溶接においてスパッターの発生を防
止できるスポット溶接電極の最適位置制御方法を提供す
る。 【解決手段】 先端チップが被溶接材20に当たって、
スクイズ時に加圧力Pが一定値になったことを検出する
と、サーボモータ14でその場で位置決めする。そし
て、通電により被溶接材20からでを挟みつけた状態で
上側電極10Uの位置Xを位置決めするが、被溶接材2
0の膨張量Eが変化しても、位置Xを一定にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スポット溶接電極
の最適位置制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、空圧式スポット溶接においては、
通電時間およびその前後の一定時間は電極ガンの押圧力
Pを一定にしている。したがって、溶接時における電極
の挙動は次のようになる。
【0003】溶接時の母材は、まず溶接ガンのスクイズ
により微少量が弾性圧縮される。そして、通電が開始さ
れると発熱による熱膨張により電極位置は後退する。そ
の後、被溶接材の接触部にナゲット(溶融部)が形成さ
れ、これが成長すると母材は逆に収縮し、これによって
圧接圧力が低下するため、電極位置は前進することにな
る。
【0004】なお、電極の加圧力不足による散りの発生
を防止する技術としては、特開平7−96376号公報
に開示されているような技術がある。
【0005】ところで、過大な加圧、溶接電流、通電時
間は過度のナゲットの成長を促し、溶接部が表面を破っ
て飛散するすなわちスパッター(散り)発生の原因にな
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように前記押圧力Pを一定とした場合、ナゲットの成長
時に溶接ガンの被溶接材への「押し込み」が必然的に発
生する。これはスパッター発生の原因になる。
【0007】このスパッターの発生を回避するために、
前述の特開平7−96376号公報に開示されている技
術では、溶接時の加圧力の低下をサーボモータに流す電
流値を変化させることによって解決している。
【0008】このように加圧力を調整する制御は、制御
の応答性が問題となる。つまり、溶接は非常に短時間で
完了するので、その間に電極の加圧力の制御を狙い通り
にすることは至難の技であると思われるからである。
【0009】本発明は、スポット溶接において、比較的
制御の容易な電極位置の制御によってスパッターの発生
を防止できるスポット溶接電極の最適位置制御方法を提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の構成を有する。請求項1の発明は、溶
接ガンにより被溶接材をスポット溶接するに際して、当
該溶接ガンの溶接電極の圧接方向の位置を所望品質の溶
接が得られる所定位置に制御することを特徴とするスポ
ット溶接電極の最適位置制御方法である。
【0011】請求項2の発明は、溶接電極の圧接方向の
位置を一定位置に制御することを特徴とする請求項1に
記載のスポット溶接電極の最適位置制御方法である。
【0012】請求項3の発明は、溶接ガンにより被溶接
材をスポット溶接するに際して、当該溶接ガンの溶接電
極の被溶接材に対する加圧力を検出し、当該加圧力に基
づき、前記溶接電極の圧接方向の位置を所望品質の溶接
が得られる所定位置に制御することを特徴とするスポッ
ト溶接電極の最適位置制御方法である。
【0013】請求項4の発明は、溶接電極の圧接方向の
位置を検出し、検出位置と目標位置とからサーボモータ
を用いて当該溶接電極の圧接方向の位置を当該目標位置
に制御することを特徴とする請求項1ないし3のうちの
いずれか1に記載のスポット溶接電極の最適位置制御方
法。
【0014】請求項1の発明によれば、溶接ガンの溶接
電極の位置を所望品質の溶接が得られるように所定位置
に制御するので、溶接部に対する「押し込み」が生じる
ことがなくなり、スパッターが発生すことがない。
【0015】請求項2の発明によれば、溶接電極の位置
を一定に制御するので、溶接部に通電しているときに膨
張後にナゲットが形成されて収縮するときに溶接電極が
「押し込み」を生じてスパッターが発生することを確実
に防止できる。
【0016】請求項3の発明によれば、溶接ガンの溶接
電極の被溶接材に対する加圧力を検出し、この加圧力に
基づき、溶接電極の位置を所望品質の溶接が得られる所
定位置に制御する。すなわち、被溶接材の材質、溶接条
件により母材収縮時の加圧低下量を小さく抑えるほうが
よい場合がある。この場合には、この請求項3の発明の
ように加圧力応じて制御したほうがスパッターの発生を
より抑えることができる。
【0017】請求項4の発明によれば、溶接電極の位置
を検出し、検出位置と目標位置とからサーボモータで位
置制御するので、正確な位置制御が可能となり、スパッ
ターの発生を確実に防止できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は第1の実施形態に係
るスポット溶接方法を実施するスポット溶接装置の制御
ブロック図、図2はスポット溶接の制御フローチャー
ト、図3は被溶接材に対する電極の当たり状態説明図、
図4は位置制御に対する加圧力および膨張量例の説明
図、図5はナゲット成長過程説明図、図6は第2実施形
態に位置制御に対する加圧力および膨張量例の説明図で
ある。
【0019】スポット溶接装置においては、図1に示す
ように、対向する溶接電極10(上側電極10U、下側
電極10L)を設けた溶接ガン12と、下側の溶接電極
10Lを固定し、上側の溶接電極10Uを上下方向に駆
動するサーボモータ14とがロボットアーム16の先端
部に設けられたサーボガンの溶接電極位置制御の対象と
なるものである。
【0020】すなわち、サーボモータ14にはエンコー
ダが設置されてこのエンコーダにより上側電極10Uの
現在位置信号をモニタし、制御部(コントローラ)18
に入力すると共に、サーボモータ14の電流により電極
10U、10Lによる被溶接材20に対する加圧力をモ
ニタして制御部18に入力するようになっており、制御
部からはサーボモータ14に位置指令が出力されて、電
極10U位置Xを指令位置にするように制御する。
【0021】したがって、サーボモータ14により電極
位置Xを制御でき、モータ電流により加圧力、エンコー
ダにより電極位置Xをモニタでき、これらによって、各
電極10U、10L間の位置を制御するようになってい
る。
【0022】前記溶接装置の制御を図2のフローチャー
トに基づき説明する。図3に示すように、まず、被溶接
材20を電極10U、10L間に挟んで電極10Uのス
クイズ(前進)を開始し、電極10Uを被溶接材20に
接近させる(S1)。次に、電極10U、10Lの加圧
力Pが一定値P1を超えるまで待って(S2)、超えた
ならば(S2:Y)、サーボモータ14に指令を入力し
て電極位置Xを当該位置に位置決めする制御を開始す
る。以降は、電極の位置Xを変化させないように制御す
る(S3)。
【0023】そして、スクイズが完了した後に(S4:
Y)、溶接通電を開始する(S5)。一定時間の通電が
終了し(S6:Y)、保持完了も完了したならば(S
7:Y)、電極10Uの位置決め制御を終了し、電極を
原位置に後退させる(S8)。溶接が完了したことを確
認して溶接制御を終了する(S9)。
【0024】溶接電極10は図3に示すように、スクイ
ズすると先端チップが被溶接材20に当たって弾性圧縮
するが、その加圧力Pが一定値になったことを検出する
とサーボモータ14でその場で位置決めする。以降、通
電により被溶接材20を挟みつけた状態で上側電極10
Uの位置Xを位置決めするが、通電による発熱の熱膨張
により被溶接材20の膨張量Eが変化する。しかしなが
ら、電極の位置Xは、この膨張量の増減に拘らずに常に
一定の位置になるように制御される。
【0025】図4に加圧力P、母材膨張量E、電極位置
Xのグラフを示す。位置決めされている電極10U、1
0Lに対しては上記膨張量Eの変化により反力が変化す
るが、電極位置Xが一定になるように、制御部18はサ
ーボモータ14に位置指令を出し続ける。通電が終了し
たのちも電極位置Xを一定時間保持し、そして保持時間
終了後に、前記制御部18は電極チップを待避させる。
【0026】なお、被溶接材20の溶接部におけるナゲ
ットの成長は図5(a)に示すように、スクイズにより
突き合わされた被溶接材20の溶接部20aに上、下の
電極10U、10Lから溶接電流を流すと、(b)に示
すように、熱影響部22が生じる。この熱影響部22に
より膨張量Eが増える。さらに、時間が経つと、(c)
に示すように、その熱影響部22にコロナボンドとナゲ
ット22aが生じて溶融して、膨張量Eの増大が止まり
減少をし始める。さらに、(d)に示すように、ナゲッ
ト22aが成長すると、溶接部の20aの収縮が進む。
【0027】溶接ガン12により被溶接材20をスポッ
ト溶接するに際して、溶接ガン12の溶接電極10U、
10Lの位置を所望品質の溶接が得られる一定位置に制
御するので、図4に示したように通電中に溶接部が熱膨
張からナゲット22aが生じることによる収縮に転じた
際に、加圧力を低下させることができる。したがって、
ナゲット22a成長時の過大な圧力による電極の「押し
込み」を解消し、スパッターの発生を抑制できるので、
適性な溶接品質が得られる。
【0028】次に第2実施形態を説明する。なお、前記
第1実施形態と同様構成なのでその構成は図示を省略す
る。
【0029】この第2実施形態に係るスポット溶接方法
においては、図6に示すように、溶接ガン12により被
溶接材20をスポット溶接するに際して、電極のスクイ
ズにより加圧力がP1になった時点で位置決めをし、通
電開始後、溶接ガン12の溶接電極10U、10Lの被
溶接材20に対する加圧力Pを検出し監視する。この加
圧力はサーボモータ14の電流で検出できる。そして、
制御部18は、検出加圧力Pが所定圧力基準P2を下回
ったときには、電極を正方向(電極を若干押圧する方
向)に一定量動かして、溶接電極の位置Xを所望品質の
溶接が得られる所定位置に補正する。つまり、電極位置
X適正な溶接品質が得られるように加圧力Pに応じて制
御を行う。
【0030】すなわち、被溶接材20の材質により、溶
接条件により、母材収縮時の加圧力低下量を小さく抑え
る方が良い場合がある。このときには、上記のように電
極位置Xを正方向に補正する方がスパッターの発生を確
実に抑制できる。
【0031】このように電極の位置を検出し、検出位置
と目標位置とからサーボモータで位置制御すると、正確
な位置制御ができスパッターの発生を確実に防止でき
る。
【0032】
【発明の効果】以上説明したとおり、請求項1の発明に
よれば、通電中に溶接部が熱膨張からナゲットが生じる
ことによる収縮に転じた際に、加圧力を低下させること
ができる。したがって、ナゲット成長時の過大な圧力に
よる電極の「押し込み」を解消し、スパッターの発生を
抑制できるので、適性な溶接品質が得られる。
【0033】請求項2の発明によれば、溶接部に通電し
ているときに膨張後にナゲットが形成されて収縮すると
きに溶接電極が「押し込み」を生じてスパッターが発生
することを確実に防止できる。
【0034】請求項3の発明によれば、被溶接材の材
質、溶接条件により母材収縮時の加圧低下量を小さく抑
えるほうがよい場合があり、この場合に、加圧力応じて
制御してスパッターの発生をより押さえることができ
る。
【0035】請求項4の発明によれば、正確な位置制御
を可能にするのでスパッターの発生を確実に防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態に係るスポット溶接方法を実
施するスポット溶接装置の制御ブロック図である。
【図2】 スポット溶接の制御フローチャートである。
【図3】 被溶接材に対する電極の当たり状態説明図で
ある。
【図4】 電極位置制御に対する加圧力および膨張量例
の説明図である。
【図5】 (a)〜(d)はそれぞれスポット溶接時の
ナゲット成長過程の各説明図である。
【図6】 第2実施形態に位置制御例に対する加圧力お
よび膨張量例の説明図である。
【符号の説明】
10 溶接電極 10U、10L 上側、下側溶接電極 12 溶接ガン 14 サーボモータ 18 制御部 20 被溶接材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接ガンにより被溶接材をスポット溶接
    するに際して、当該溶接ガンの溶接電極の圧接方向の位
    置を所望品質の溶接が得られる所定位置に制御すること
    を特徴とするスポット溶接電極の最適位置制御方法。
  2. 【請求項2】 溶接電極の圧接方向の位置を一定位置に
    制御することを特徴とする請求項1に記載のスポット溶
    接電極の最適位置制御方法。
  3. 【請求項3】 溶接ガンにより被溶接材をスポット溶接
    するに際して、当該溶接ガンの溶接電極の被溶接材に対
    する加圧力を検出し、当該加圧力に基づき、前記溶接電
    極の圧接方向の位置を所望品質の溶接が得られる所定位
    置に制御することを特徴とするスポット溶接電極の最適
    位置制御方法。
  4. 【請求項4】 溶接電極の圧接方向の位置を検出し、検
    出位置と目標位置とからサーボモータを用いて当該溶接
    電極の圧接方向の位置を当該目標位置に制御することを
    特徴とする請求項1ないし3のうちのいずれか1に記載
    のスポット溶接電極の最適位置制御方法。
JP28261596A 1996-10-24 1996-10-24 スポット溶接電極の最適位置制御方法 Expired - Fee Related JP3598683B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28261596A JP3598683B2 (ja) 1996-10-24 1996-10-24 スポット溶接電極の最適位置制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28261596A JP3598683B2 (ja) 1996-10-24 1996-10-24 スポット溶接電極の最適位置制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10128552A true JPH10128552A (ja) 1998-05-19
JP3598683B2 JP3598683B2 (ja) 2004-12-08

Family

ID=17654835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28261596A Expired - Fee Related JP3598683B2 (ja) 1996-10-24 1996-10-24 スポット溶接電極の最適位置制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3598683B2 (ja)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118095A (en) * 1999-02-03 2000-09-12 Dengensha Manufacturing Company Limited Control device for resistance welder
KR100377678B1 (ko) * 2001-01-17 2003-03-29 현대중공업 주식회사 서보 용접건의 궤적제어 방법
JP2007203319A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Jfe Steel Kk 抵抗スポット溶接方法
JP2009056480A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Fanuc Ltd スポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法
JP2011152582A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Fanuc Ltd 溶接ワーク位置検出装置および溶接ワーク位置検出方法
JP2012166259A (ja) * 2011-02-16 2012-09-06 Keylex Corp 片側スポット溶接装置
JP2012179657A (ja) * 2012-05-25 2012-09-20 Fanuc Ltd スポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法
US8721817B2 (en) 2010-07-14 2014-05-13 Dukane Corporation Vibration welding system
US8720516B2 (en) 2006-05-08 2014-05-13 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9144937B2 (en) 2006-05-08 2015-09-29 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9688017B2 (en) 2013-05-14 2017-06-27 Dukan IAS, LLC Vibration welders with high frequency vibration, position motion control, and delayed weld motion
JP2018015807A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 株式会社総合車両製作所 スポット溶接機及びスポット溶接方法
JP2018034172A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 ファナック株式会社 溶接の状態を判定するスポット溶接装置
US10549481B1 (en) 2018-12-21 2020-02-04 Dukane Ias, Llc Systems and methods for low initial weld speed in ultrasonic welding
CN111136407A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 自动焊接装置和方法

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118095A (en) * 1999-02-03 2000-09-12 Dengensha Manufacturing Company Limited Control device for resistance welder
KR100377678B1 (ko) * 2001-01-17 2003-03-29 현대중공업 주식회사 서보 용접건의 궤적제어 방법
JP2007203319A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Jfe Steel Kk 抵抗スポット溶接方法
US9144937B2 (en) 2006-05-08 2015-09-29 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9914263B2 (en) 2006-05-08 2018-03-13 Dukane Ias, Llc Ultrasonic press with automatic speed changes in advancing movement of welding stack
US8720516B2 (en) 2006-05-08 2014-05-13 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9849628B2 (en) 2006-05-08 2017-12-26 Dukane Ias, Llc Ultrasonic welding method using delayed motion of welding stack
US9486955B2 (en) 2006-05-08 2016-11-08 Dukane Ias, Llc Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9586361B2 (en) 2006-05-08 2017-03-07 Dukane Ias, Llc Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
US9849627B2 (en) 2006-05-08 2017-12-26 Dukane Ias, Llc Ultrasonic press using servo motor with delayed motion
JP2009056480A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Fanuc Ltd スポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法
JP2011152582A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Fanuc Ltd 溶接ワーク位置検出装置および溶接ワーク位置検出方法
US8721817B2 (en) 2010-07-14 2014-05-13 Dukane Corporation Vibration welding system
JP2012166259A (ja) * 2011-02-16 2012-09-06 Keylex Corp 片側スポット溶接装置
JP2012179657A (ja) * 2012-05-25 2012-09-20 Fanuc Ltd スポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法
US9688017B2 (en) 2013-05-14 2017-06-27 Dukan IAS, LLC Vibration welders with high frequency vibration, position motion control, and delayed weld motion
JP2018015807A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 株式会社総合車両製作所 スポット溶接機及びスポット溶接方法
JP2018034172A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 ファナック株式会社 溶接の状態を判定するスポット溶接装置
US11292074B2 (en) 2016-08-30 2022-04-05 Fanuc Corporation Spot welding apparatus that judges welding state
CN111136407A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 自动焊接装置和方法
US10549481B1 (en) 2018-12-21 2020-02-04 Dukane Ias, Llc Systems and methods for low initial weld speed in ultrasonic welding

Also Published As

Publication number Publication date
JP3598683B2 (ja) 2004-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3598683B2 (ja) スポット溶接電極の最適位置制御方法
KR100299256B1 (ko) 펄스아크용접장치
US5938945A (en) Method of welding weld studs to a workpiece
US5483035A (en) System for and method of controlling resistance welder
JPH11333569A (ja) シリーズスポット溶接方法及びシリーズスポット溶接装置
US5864115A (en) Consumable electrode type arc welding method and device
JP3668325B2 (ja) 溶接ガンの加圧制御方法
JP2001198689A (ja) アルミニウム材のレーザ溶接方法
JP3350216B2 (ja) 抵抗溶接機の制御装置及び制御方法
JP3554830B2 (ja) 電動サーボ式抵抗溶接装置の制御方法および制御装置
JP3733438B2 (ja) 電動サーボ式抵抗溶接装置の制御方法および制御装置
JPH07132382A (ja) スポット溶接制御方法と装置
JP2006192447A (ja) フラッシュバット溶接方法及び装置
JP2515273B2 (ja) 短絡移行ア−ク溶接方法及びその装置
JP3830581B2 (ja) 抵抗溶接制御装置
JP2019150833A (ja) 抵抗溶接方法
JPS63180384A (ja) チツプ間電力制御形抵抗溶接制御方式
WO2024057602A1 (ja) 抵抗スポット溶接方法
CN115194303B (zh) 电弧螺柱焊接装置及电弧螺柱焊接方法
CN115138935B (zh) 焊接装置和焊接装置的控制方法
JP3291110B2 (ja) 抵抗溶接機の制御装置及び制御方法
JP3489760B2 (ja) 接合方法
JPH1085948A (ja) スポット溶接制御装置
SU1180205A1 (ru) Способ контактной точечной сварки и пайки
JP2019118921A (ja) 溶接装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20040202

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040210

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040409

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20040608

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20040824

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040906

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070924

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090924

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees