JPH1110354A - 抵抗溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】厚みや材質の異なる部材からなる被溶接物を溶
接する場合にも、優れた溶接品質を確実に発揮できる抵
抗溶接方法を提供する。 【解決手段】上部加圧力ｆｕと下部加圧力ｆｄとの差Δ
ｆを測定し、その差Δｆが板材Ｗ１、Ｗ２の板間にナゲ
ットを形成する値になるように加圧用上部エアーシリン
ダ１及び加圧用下部エアーシリンダ４をフィードバック
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抵抗溶接方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的な抵抗溶接方法、例えばシーム溶
接方法では、下部ローラ電極を回動可能に固定するとと
もに、下部ローラ電極と対をなし、上部シリンダにより
付勢される上部ローラ電極で被溶接物に上方から加圧力
を付与して被溶接物を挟み、かつ両ローラ電極を回転さ
せつつ、両ローラ電極間に溶接電流を通電することによ
り、被溶接物の連続的な溶接を行う。この際、被溶接物
を固定するワーク固定台が両ローラ電極の駆動力により
移動するピンカム式の保持手段を併せて用いたり、被溶
接物を浮動保持するハンドが教示により移動し、被溶接
物がハンドの駆動力及び両ローラ電極の駆動力により移
動するロボット式の保持手段を併せて用いたりすること
がなされる。

【０００３】また、前者のピンカム式の保持手段を用い
た一般的なシーム溶接方法において、上部ローラ電極を
上部シリンダにより付勢することとするとともに、下部
ローラ電極を下部シリンダにより付勢することとし、か
つフィードバック制御により上部加圧力と下部加圧力と
を等しく被溶接物に付与することとしたシーム溶接装置
も知られている（実公昭６３−２２３２号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記一般的な抵抗溶接
方法においては、図６に示すように、被溶接物Ｗが例え
ば２枚の板材Ｗ１、Ｗ２からなり、それら板材Ｗ１、Ｗ
２の板厚が同じである場合は、上部加圧力ｆｕと下部加
圧力ｆｄとを等しく被溶接物Ｗに付与すれば、上部加圧
力ｆｕと下部加圧力ｆｄとの均衡点が板材Ｗ１、Ｗ２の
板間とほぼ一致するため、その板間にナゲットＮを形成
することができる。このため、この場合には、被溶接物
Ｗは、溶接電流、両加圧力ｆｕ、ｆｄ及び通電時間の少
なくとも一つ以上を制御してナゲット径を適正とするこ
とにより、充分な溶接品質を得ることができる。

【０００５】しかしながら、かかる方法においては、図
７に示すように、それら板材Ｗ１、Ｗ２の板厚が異なる
場合、上部加圧力ｆｕと下部加圧力ｆｄとを等しく被溶
接物Ｗに付与したのでは、上部加圧力ｆｕと下部加圧力
ｆｄとの均衡点が板間とは一致せず、板材Ｗ１、Ｗ２の
それぞれの表面側から等距離の位置にナゲットＮを形成
してしまうこととなる。このため、この場合には、被溶
接物Ｗは、仮に溶接電流、両加圧力ｆｕ、ｆｄ及び通電
時間の少なくとも一つ以上を制御してナゲット径を適正
としても、溶接不良を生じることとなる。本発明者らの
試験結果によれば、ナゲットＮの中心が板間から大きく
変位し過ぎると、ナゲットＮに割れを生じるおそれがあ
り、溶接品質が劣ることとなる。この不具合は板材Ｗ
１、Ｗ２の材質が異なる場合も同様に生じる。このた
め、従来はこれらの場合に過度にナゲット径を大きく
し、かろうじて満足し得る溶接品質を確保することもな
されていた。

【０００６】本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされ
たものであって、厚みや材質の異なる部材からなる被溶
接物を溶接する場合にも、優れた溶接品質を確実に発揮
できる抵抗溶接方法を提供することを解決課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１の抵抗溶接方法は、保持手段で少なくと
も２個の部材からなる被溶接物を保持し、第１加圧手段
により付勢される第１電極で該被溶接物に一方から第１
加圧力を付与するとともに、第２加圧手段により付勢さ
れ、該第１電極と対をなす第２電極で該被溶接物に他方
から第２加圧力を付与して該被溶接物を挟みつつ、両電
極間に溶接電流を通電することにより、該被溶接物の溶
接を行う抵抗溶接方法であって、前記第１加圧力と前記
第２加圧力との差を測定し、その差が前記被溶接物の部
材間にナゲットを形成する値になるように前記保持手段
又は前記第１加圧手段若しくは前記第２加圧手段をフィ
ードバック制御することを特徴とする。

【０００８】請求項１の方法では、被溶接物を構成する
部材の厚みや材質が異なる場合、第１加圧力と第２加圧
力との差を測定し、その差が被溶接物の部材間にナゲッ
トを形成する値になるように保持手段又は第１加圧手段
若しくは第２加圧手段をフィードバック制御するため、
その部材間にナゲットを形成することができる。このた
め、この場合でも、被溶接物は、溶接電流、両加圧力及
び通電時間の少なくとも一つ以上を制御してナゲット径
を適正とすることにより、充分な溶接品質を得ることが
できる。

【０００９】したがって、請求項１の方法によれば、厚
みや材質の異なる部材からなる被溶接物を溶接する場合
にも、優れた溶接品質を確実に発揮することができる。 （２）請求項２の抵抗溶接方法は、請求項１記載の抵抗
溶接方法において、ナゲット片寄り量と、第１加圧力と
第２加圧力との差との関係を予め求め、該関係に基づい
て保持手段又は第１加圧手段若しくは第２加圧手段をフ
ィードバック制御することを特徴とする。

【００１０】請求項２の方法は請求項１の手段を具体化
している。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、請求項１、２の発明を具体
化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。実施形態
ではロボットシーム溶接装置を用いている。この溶接装
置では、図１に示すように、被溶接物Ｗが保持手段とし
ての図示しないロボットのハンドに保持されている。被
溶接物Ｗの上方には下方にロッドを延出可能な加圧用上
部エアーシリンダ１が固定され、加圧用上部エアーシリ
ンダ１のロッドには上部ロードセル２を挟んで上部ロー
ラ電極３が取り付けられている。他方、被溶接物Ｗの下
方には上方にロッドを延出可能な加圧用下部エアーシリ
ンダ４が固定され、加圧用下部エアーシリンダ４のロッ
ドには下部ロードセル５を挟んで下部ローラ電極６が取
り付けられている。ここで、加圧用上部エアーシリンダ
１が第１加圧手段を構成し、加圧用下部エアーシリンダ
４が第２加圧手段を構成している。

【００１２】加圧用上部エアーシリンダ１及び加圧用下
部エアーシリンダ４にはそれぞれ電空比例弁７、８が接
続され、電空比例弁７、８は図示しないエアーポンプ及
びコンピュータ９に接続されている。上部ロードセル２
及び下部ロードセル５もコンピュータ９に接続されてい
る。また、上部ローラ電極３は図示しない溶接電源及び
溶接タイマ１０に接続され、下部ローラ電極６はトロイ
ダルコイル１１を介して溶接タイマ１０に接続され、溶
接タイマ１０及びトロイダルコイル１１もコンピュータ
９に接続されている。

【００１３】また、上部ローラ電極３の近傍には検知部
を被溶接物Ｗに接触させた変位計１２が設けられ、下部
ローラ電極６の近傍にも同様に変位計１３が設けられ、
これら変位計１２、１３もコンピュータ９に接続されて
いる。コンピュータ９には、図３に直線で示すＦＴマッ
プと、図４に直線で示すＨＡマップとが記憶されてい
る。図３のＦＴマップは、ナゲット片寄り量（ｍｍ）と
電極間圧力差（ｋｇｆ）との関係を予め試験し、各ドッ
トから直線的に求めたものである。ナゲット片寄り量は
板材Ｗ１、Ｗ２の板厚の差である。電極間圧力差は、上
部ローラ電極３による上部加圧力ｆｕと、下部ローラ電
極６による下部加圧力ｆｄとの差である。また、図４の
ＨＡマップは、ナゲット径（ｍｍ）と変位量（ｍｍ）と
の関係を予め試験し、各ドットから求めたものである。
ナゲット径はナゲットＮの幅方向の長さである。変位量
はナゲットＮの成長で生じる板材Ｗ１、Ｗ２の膨張厚さ
である。

【００１４】被溶接物Ｗとして板厚の異なる２枚のアル
ミめっき鋼板からなる板材Ｗ１、Ｗ２を用意し、上記の
ように構成されたシーム溶接装置によりシーム溶接を実
施する。この際、コンピュータ９は、図２に示す処理を
行う。まず、ステップ１００において、初期入力が行わ
れる。この際、板材Ｗ１、Ｗ２の板厚の差は既知である
ので、その差をナゲット片寄り量ｔとして入力する。次
いで、ステップ１０１において、ナゲット片寄り量ｔを
図３のＦＴマップで照合することにより、板材Ｗ１、Ｗ
２の板間にナゲットＮを形成可能な電極間圧力差ΔＦが
決定される。

【００１５】この後、ステップ１０２において、電空比
例弁７を介して加圧用上部エアーシリンダ１により付勢
される上部ローラ電極３で被溶接物Ｗに上方から上部加
圧力ｆｕを付与するとともに、電空比例弁８を介して加
圧用下部エアーシリンダ４により付勢される下部ローラ
電極６で被溶接物Ｗに下方から上部加圧力ｆｄを付与
し、被溶接物Ｗを挟む。そして、ステップ１０３におい
て、上部ロードセル２により上部加圧力ｆｕを検出する
とともに、下部ロードセル５により下部加圧力ｆｄを検
出する。次いで、ステップ１０４において、上部加圧力
ｆｕと下部加圧力ｆｄとの差Δｆを算出する。そして、
ステップ１０５では、差Δｆが板間にナゲットＮを形成
可能な電極間圧力差ΔＦと等しいか否かを判断し、ＹＥ
Ｓであればステップ１０６に進み、ＮＯであればステッ
プ１０２にリターンする。

【００１６】この後、ステップ１０６において溶接タイ
マ１０を介して上部ローラ電極３及び下部ローラ電極６
から溶接電流の通電を開始する。こうして、この方法で
は、図５に示すように、板材Ｗ１、Ｗ２の厚みが異なる
場合であっても、その板間にナゲットＮを形成していく
こととなる。また、ステップ１０７において、変位計１
２、１３により板材Ｗ１、Ｗ２の合計厚みｈを検出す
る。次いで、ステップ１０８において変位量Δｈを算出
する。

【００１７】そして、ステップ１０９では、変位量Δｈ
を図４のＨＡマップで照合することにより、適正なナゲ
ット径のナゲットＮを形成したか否かを判断し、ＹＥＳ
であればエンドとなり、ＮＯであればステップ１０７に
リターンする。こうして、この方法では、被溶接物Ｗに
は適正なナゲット径のナゲットＮを形成できるため、被
溶接物Ｗは充分な溶接品質を得ることができる。

【００１８】したがって、この方法によれば、厚みの異
なる板材Ｗ１、Ｗ２からなる被溶接物Ｗを溶接する場合
にも、優れた溶接品質を確実に発揮することができる。
この効果は板材Ｗ１、Ｗ２の材質が異なる場合も同様で
ある。なお、上記実施形態ではシーム溶接方法を例にと
って説明したが、本発明はスポット溶接方法、プロジェ
クション溶接方法、リングプロジェクション溶接方法等
の他の抵抗溶接方法にも適用できることはいうまでもな
い。また、上記実施形態では第１加圧手段及び第２加圧
手段をフィードバック制御したが、保持手段たるロボッ
トのハンドをフィードバック制御することもできる。

【００１９】以上、本発明の実施形態について説明した
が、この実施形態には特許請求の範囲に記載した技術的
事項以外に次の技術的事項を有するものであることを付
記しておく。すなわち、ナゲットの成長による被溶接物
の変位量と、該ナゲットの大きさとの関係を予め求め、
該関係に基づいて溶接電流、第１加圧力、第２加圧力及
び通電時間の少なくとも一つ以上をフィードバック制御
することを特徴とする請求項１又は２記載の抵抗溶接方
法。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係り、シーム溶接装置の模式構成図
である。

【図２】実施形態に係り、コンピュータの処理の一部を
示すフローチャートである。

【図３】実施形態に係り、ナゲット片寄り量と電極間圧
力差との関係及びＦＴマップを示すグラフである。

【図４】実施形態に係り、ナゲット径と変位量との関係
及びＨＡマップを示すグラフである。

【図５】実施形態に係り、板厚の異なる板材の模式断面
図である。

【図６】比較形態に係り、板厚の同じ板材の模式断面図
である。

【図７】比較形態に係り、板厚の異なる板材の模式断面
図である。

【符号の説明】

Ｗ…被溶接物 Ｗ１、Ｗ２…板材（部材） １…加圧用上部エアーシリンダ（第１加圧手段） ４…加圧用下部エアーシリンダ（第２加圧手段） ３…上部ローラ電極（第１電極） ６…下部ローラ電極（第２電極） ｆｕ…上部加圧力（第１加圧力） ｆｄ…下部加圧力（第２加圧力） Δｆ…第１加圧力と第２加圧力との差 Ｎ…ナゲット ｔ…ナゲット片寄り量

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】保持手段で少なくとも２個の部材からなる
   被溶接物を保持し、第１加圧手段により付勢される第１
   電極で該被溶接物に一方から第１加圧力を付与するとと
   もに、第２加圧手段により付勢され、該第１電極と対を
   なす第２電極で該被溶接物に他方から第２加圧力を付与
   して該被溶接物を挟みつつ、両電極間に溶接電流を通電
   することにより、該被溶接物の溶接を行う抵抗溶接方法
   であって、 前記第１加圧力と前記第２加圧力との差を測定し、その
   差が前記被溶接物の部材間にナゲットを形成する値にな
   るように前記保持手段又は前記第１加圧手段若しくは前
   記第２加圧手段をフィードバック制御することを特徴と
   する抵抗溶接方法。
2. 【請求項２】ナゲット片寄り量と、第１加圧力と第２加
   圧力との差との関係を予め求め、該関係に基づいて保持
   手段又は第１加圧手段若しくは第２加圧手段をフィード
   バック制御することを特徴とする請求項１記載の抵抗溶
   接方法。