JPS5865583A - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は交流抵抗溶接時において被溶接箇所の状態、
特に１１散りＩ＋の発生に対応して溶接電流を制御する
ことのできる抵抗溶接装置に関する。

一般に、抵抗溶接において、その溶接品質は各種の電気
量、即ち、電圧・電流はもとより電圧を電流で除した抵
抗、電圧と電流の積である電力、さらにはこれを通電時
間で積分した値等と深い関係があることは、従来からよ
く知られている。そこで、被溶接材料を指定された溶接
条件で溶接した際の電気量を該被溶接材を挾持する両電
極からうけて、これを標準電気量として記憶させておき
、この記憶させた電気量とその後の溶接時に検出した電
気量の差によって標準電気量をトレースするように溶接
電流を制御する方法が実用に供されつつある。

この種の先行技術を適用した装置として、先に本出願人
の出願にかかる特願昭５６−７９９８９号に開示されて
いるごとき「抵抗溶接装置」がある。この装置は、被溶
接材料を挾持する両電極から電気量をうけて、該電気量
を〜Φ変換する手段と、前記被溶接材料を指定された溶
接条件で溶接した際の前記両電極から得られる電気量を
前記〜Φ変換手段がうけた場合に、該〜Φ変換手段によ
り〜Φ変換された電気量をうけて。

該電気量を記憶する手段と、該記憶手段により記憶され
た電気量とその後の溶接時に前記Ａ／Ｄ変換手段から得
られる電気量とを比較する手段と、該比較手段の出力に
従って溶接電流を制御する交流溶接電源とを含んでなる
抵抗溶接装置において、前記比較手段の出力側に位相変
換データを出力する手段を接続し、該出力手段のなかに
前記比較手段により比較される両電気量の差に対応して
その差を補正するだめの位相′変換データテーブルを収
容しておき、溶接時に前記比較手段の出力に応じて該当
する位相変換データを検索し、該検索された出力によっ
て前記交流溶接電源内のＳＯＲの点弧角を制御するよう
にし、被溶接箇所の状態変化によるも、あらかじめ指定
された溶接条件のもとに溶接した際の基準となる電気量
に迅速、かつ確実に追従させるべく、溶接電流を制御し
て確実な溶接を行なうようにしたものである。

また、上述の抵抗溶接装置において、前記交流溶接電源
の電源電圧の変動を監視する手段と。

該監視手段により検出された電圧変動の多寡に応じて前
記位相変換データテーブルの検索番地を自動的にシフト
させる手段とを付加し、交流溶接電源の電源電圧の変動
によるも、あらかじめ指定された溶接条件のもとに溶接
した際の標準となる電気量に迅速、かつ確実に追従させ
るべく、溶接電流を制御することができるようになって
いる。

この抵抗溶接装置によれば、確かに被溶接箇所が既に溶
接された箇所との近接によって生ずる分流や被溶接箇所
の表面状態などに変動が生じても迅速、かつ確実に標準
電気量をトレースすることができると共に、電源電圧が
大きく変動した場合においても同じように標準電気量を
トレースすることができる。それによって、溶接電源、
溶接材料並びに溶接条件等の変動に左右されることなく
、常に最適のナゲツトを得ることができ、過大電流によ
る電極の損傷や電流不足による溶接強度不足等がなくな
る点において、その効果は大である。しかし、あらかじ
め指定された溶接条件で溶接した際の電気量と。

その後の溶接時に検出した電気量とを、適当なサンプリ
ング間隔で比較して得た両電気量の差を用いて溶接電流
の位相制御を行なう場合、電源電圧が大きく変動したり
、標準電気量とその後の溶接時に検出した電気量との差
が大きいと。

急激に溶接電流を増減させなければならない。

標準電気量とその後の溶接時に検出した電気量との差が
大きい場合を例に挙げて、前述の従来装置の応答特性を
実験により求めると、第１図のようになる。同図（ａ）
は、標準電圧として電流相当で５０００アンペアから７
０００アンペアに変動妾慟する矩形波形を設定し、応答
特性の異なるｘ、ｙおよびＺの３種類の位相変換データ
を用いて標準電圧をトレースさせたも、のである。同図
（ｂ）は５０００アンペア相当の標準電圧波形をトレー
スさせたものを示し、同図（ｃ）は５０００アンペアか
ら３０００アンペアに変動する矩形波をトレースさせた
場合を示す。ここで、応答特性とは、適当なサンプリン
グ間隔当りの溶接電流の増加量。

もしくは減少量をいい、その特性はｘ＜ｙ＜ｚの関係に
あるものとする。この図から明らかなように、応答特性
を大きく定めた位相変換データＺは急激な電圧の変化に
も十分追従することができる。また、応答特性を小さく
定めた位相変換データＸは追従が遅れる傾向にあること
が判る。

ところで、一般に抵抗溶接中においては、電流過大、加
圧力過小、加圧即応性不良２表面接触抵抗過大などの原
因によって被溶接部の発生熱量が過大になり、被溶接材
料が過熱されて飛び散る。いわゆる「散り」が発生する
ことがある。この散りには９表散りと中散りがあり、前
者が発生すると、被溶接材表面ならびに電極材料を損傷
する。また、後者が発生した場合には。

ナゲツト部に大きな「ひけ巣」ができ易い。殊に、大き
なひけ巣ができた場合には、当然に溶接部の強度を低下
させることになる。第２図（ａ）および（ｂ）は、前述
の従来装置において、溶接中に散りが発生した場合のそ
れぞれ電極間電圧および電極間抵抗の変化を実線で示し
たものである。この図から明らかなように、溶接中に散
りが発生すると、電極間電圧、電極間抵抗共に急激に降
下するが、この従来装置においては、電極間電圧の降下
量、即ち、標準電極間電圧と実際の溶接における電極間
電圧との差ΔＶに応じた応答特性を有する位相変換デー
タの検索番地を位相変換データテーブルから変換し、標
準電極間電圧波形に対し実際の溶接時の電極間電圧波形
を追従させるべく溶接電流を制御しているから、溶接電
流の供給が急激に増加し、かえってナゲツトが過熱し、
散りを発生させる原因をつくるという欠点があった。

従って９本発明の目的は、交流抵抗溶接時に散りが発生
した場合においても、極力正常なナゲツトが得られるよ
うに溶接電流を制御することによって、溶接強度を補償
することのできる抵抗溶接装置を提供することにある。

本発明になる抵抗溶接装置は、被溶接材料を挾持する両
電極間の電圧を検出する手段と、前記被溶接材料を指定
された溶接条件で溶接した際の前記両電極か゛ら得られ
る電圧を記憶する手段と、該記憶手段により記憶された
電圧とその後の溶接時に得られる電圧とを比較する手段
と。

該比較手段の出力によね、該出力に得られる前記両電圧
の差に対応して予め定めだ位相変換データを検索し出力
する手段と、該検索された出力によって前記記憶された
標準電圧を自動的にトレースさせるための溶接電流制御
手段と、電源電圧の変動を監視する手段と、該監視手段
により検出された電圧変動の多寡に応じて前記位相変換
データテーブルの検索番地を自動的にシフトさせる手段
とを備えてなる抵抗溶接装置において、被溶接材料を溶
接した際に得られる電圧から溶接中の散り発生時点を検
出する手段と。

この検出手段の出力により前記検索番地シフト手段を制
御して前記位相変換データ出力手段中　　。

の位相変換データテーブルの最も応答特性の小さい検索
番地を選択する手段とを設けたことを特徴としている。

さらには、所望のナゲツト径が得られるような通電路面
積となるように予め基準となる電気量を設定しておき、
被溶接材、料を溶接した際に得られる電気量が予め定め
た基準電気量に到達した時点で溶接電流を遮断して通電
時間を制御する手段を設けたことを特徴としている。

次に９本発明による抵抗溶接装置の実施例について９図
面を参照して詳細に説明する。

第３図は本発明による第１の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図中、　　１ａ、１ｂは軟鋼板等の被溶接
材、　２ａはピストン等（図示せず）に連結された可動
の電極、　２ｂは固定の電極である。

溶接工程中、この電極２ａ、２ｂｌＣより被溶接材１ａ
、１ｂが挾まれて加圧され、そこに変圧器３を介して交
流電源４からの溶接電流が通電される。記号５は、溶接
電流通電中、第４°図（、）に示すごとき電極２ａ、２
ｂ間の電圧（以下■電極間電圧１１という）を時々刻々
検医する電圧検出回路、６はその検出電圧を第４図（ｂ
）に示すように全波整流し、半サイクル毎のサンプリン
グ単位で第４図（ｃ）に示すようにピーク・ボールドし
たのち、その値を〜Φ変換する〜Φ変換器である。

〜Φ変換器６の出力は、スイン＋ＳＷ、を介して標準電
圧記憶回路７に入力されて電極間電圧を記憶する。この
記憶回路７は、被溶接材１ａおよび１ｂを指定された溶
接条件で溶接した際の電極間電圧を記憶するもので１例
えば磁気方式。

または半導体で構成された几ＡＭ（几ａｎｄｏｍ　Ａｃ
ｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ　）が使用できる。また、記憶回
路７には図示していない表示装置１例えば通常のペン書
キオシロスコーフ、または電磁オシロスコープ等を接続
して、随時記憶されたデジタル値をアナログ電圧波形に
変えて表示し、観測し得るように構成することもできる
。

電圧比較回路８においては、標準電圧記憶回路７に記憶
されているデジタル化された標準電圧波形と、その後の
溶接過程において新たに検出した電極間電圧のデジタル
値を半サイクル毎に比較し、この両軍圧の差を位相変換
データ出力回路９に与える。位相変換データ出力回路９
には、あらかじめこの差電圧のデジタル値と溶接電流を
制御する電流制御回路１０の位相変換量とを対応させた
位相変換のデータバンクが内蔵されており、比較回路８
から差電圧のデジタル値が与えられると、その差電圧に
対応する位相変換量を検索して、電流制御回路１０に入
力する。位相変換データ出力回路９には、電源電圧監視
器１１から電源４の電圧データも入力されるが、これに
ついては後述する。

位相変換データ出力回路９の位相変換データバンクとし
ては９例えば磁気方式、まだは半導体で構成されたＲＯ
Ｍ（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ　）が使用され
る。このＲＯＭには、第５図に模式化して示すごとき位
相変換データテーブルが記憶されている。この図におい
て、左端欄の数字１゜２、・・・９ｍは、あらかじめ指
定された最適溶接条件のもとに被溶接材１ａと１ｂとを
溶接した際の標準となる電気量９例えば電極間電圧Ｖｓ
と。

その後の溶接時に検出した電極間電圧ＶＣとの差電圧Δ
Ｖの絶対値をコード化した数字である。

この数字の決め方は、まず実験によって予想される差電
圧ΔＶの最大の変動値（幅）を決定し。

これをもとに位相変換データテーブルの記憶容量を限定
したのち９ｍ等分したものである。また、上段欄の数字
１，２．・・・、ｎ（表番号、または検索番地と呼ぶ）
は、制御の回復率（ループゲイン）に対し、使用が予想
される溶接装置。

溶接材料、あるいは溶接条件を考慮して、適当な幅をも
った値を実験によって求め、その幅をｎ等分したもので
ある。差電圧ΔＶをもとに制御すべき溶接電流をΔｉと
すれば、この両者の間には次の関係がある。

ｐは溶接時間中における半サイクル周期の繰返し数であ
る。すなわち、このデータテーブルは。

標準となる電極間電圧ＶＳと、その後の溶接時に検出し
た電極間電圧ＶＣとの差電圧ΔＶをもとに、上式におけ
るそれぞれのループゲインタの値に相当する電流制御回
路１０内の５ＯＲＯ点弧角をコード化した値で表わした
ものである。この値は検索されて位相変換データ出力回
路・９から読み出され、電流制御回路１０に与えられる
。

電流制御回路１０は位相制御回路１０ａ、サイリスタ・
トリガパルス発生回路１０ｂ、スイッチング素子１０ｃ
および８０Ｒ１０ｄからなっている。詳細については後
述する位相制御回路１０ａの出力信号はサイリスタ・ト
リガパルス発生回路１０ｂに与えられる。サイリスタ・
トリガパルス発生′回路１０ｈは通電時間制御回路１２
の作動期間中トリガパルスを発生する。サイリスタ・ト
リガパルス発生回路、−１０ｂの出力は、スイッチング
素子１０ｃを介して５ＯＲ１０ｄに加えられ、この５Ｃ
Ｒ１０ｄによって交流電源４からの供給電圧が調整され
、変圧器３を介して溶接電極２ａおよび２ｂに供給され
る。

いま、比較回路８の出力である差電圧ΔＶの絶対値が９
位相変換データテーブルの差電圧欄の３に相当したとす
れば、別途選ばれた表番号（表番号の選択については後
述する）１例えば２との交点にある値Ｉｆ　Ｉ　Ｉ＋に
相当する量だけ。

８Ｃ！Ｒ１０ｄの点弧角が補正されることになる。なお
２位相変換データテーブルに示される差電圧ΔＶは絶対
値であるため、Δｖ　＞　０のときの出力値は正、Δｖ
　＜　Ｏのときの出力値は負、ΔＶ＝０のときの出力値
は０とされる。

表番号１，２．・・・、ｎの選択は、電源電圧に変動が
生じた場合に上述の８ＣＲ１０ｄの点弧角の補正量を補
償するためになされるものである。この補償は個々の溶
接工程が開始される前に９表番号の選択によって電源電
圧Ｖｅの変動に対して行なわれる。これらの制御につい
て、第６図を参照して詳しく説明する。同図において、
電源電圧監視器１１は電源４の電圧Ｖｅを常時監視する
ための装置であり９例えば公知のデジタル・ポルトメー
タ等を使用することができる。この電源電圧監視器１１
によってデジタル化された電圧データは２位相変換デー
タ出力回路９の電源電圧デコーダ９ａに与えられる。デ
コーダ９ａは基準となる電圧値に対する入力電圧の変動
量を複数レベルの信号に分類して出力する。例えば、最
適溶接条件のもとにおいて溶接した際の基準電圧を１０
０■と設定した場合に、初め指定された表番号から表番
号を１ランクシフトさせる値を電源電圧変動値の５％と
すると、電源電圧が１０５〜１０９Ｖの範囲にある時は
表番号を１ランク、シフトアップさせる選択信号を出力
し。

１１０〜１１４ｖの範囲にある時は２ランク、１１５〜
１１９■の範囲にある時は３ランクシフトアツプさせる
選択信号を出力する。また、電源電圧が基準電圧を下回
り、９５〜９１Ｖの範囲にある時は表番号を１ランクシ
、６フトダウンさせる選択信号を出力し、９０〜８６Ｖ
の範囲にある時は２ランク、８５〜８１ｖの範囲にある
時は３ランクシフトダウンさせる選択信号を出力する。

このようにして、デコーダ９ａから得られた選択信号は
データバンク９ｃに入力され、それぞれの選択信号の有
するシフト量によって表番号が選択（指定）される。い
ま、溶接を行なうに当って、その時の変動幅を考慮し９
表番号２が選定されているときに、電源電圧が５％昇圧
した場合は１ランクシフトアツプにより表番号３が選定
され、５％降圧した場合には表番号１が選定される。

このようにして選択された表番号とその後に行なわれる
溶接の際の差電圧番号の選択（差電圧デコーダ９ｂによ
る）により、良好な溶接が行なわれているときに、何ら
かの溶接条件の変動。

例えば被溶接材１ａまたは１ｂの板厚のばらつき等によ
って、溶接電流が過給電されて散りが発生することがあ
る。基準電圧発生回路１３は散り発生時の半サイクルに
おける電圧降下量を実験により求めて基準電圧ＶＯとし
て設定しており。

電圧比較回路８から出力される差電圧ΔＶと散り電圧比
較回路１４において比較される。そして。

差電圧ΔＶが基準電圧発生回路１３からの基準電圧を越
える場合には、比較回路１４から位相変換データ出力回
路９に制御信号が入力されて、電源電圧監視器１１から
の信号に左右されることなく、データバンク９ｃの表番
号のうち応答特性の最も低い表番号９例えば第６図にお
いてはＩｆ　１１’ｌが選択される。これによって、　
５ＯＲ１０ｄの点弧角を最も小さな値に変更するのに最
適な表が選択される。

電流制御回路１０内の位相制御回路１０ａには溶接電流
設定回路が設けられており、溶接の初期において、溶接
電流設定ツマミ１０ｅによりサイリスタ・トリガパルス
発生回路１０ｂを制御して、溶接電流を設定する。なお
、この位相制御回路１０ａに入力した位相変換データ出
力回路９からの検索されたデータ出力は、すでに、位相
変換量に変えられているので、そのままの形゛で位相制
御回路１０ａを通過し、サイリスタ・トリガパルス発生
回路１０ｂに与えられる。これをうけたサイリスタ・ト
リガパルス発生回路１０ｂのトリガパルスは９位相変換
量に相当する量だけデジタル的にシフトされ、上記記憶
回路７に記憶されている標準の電極間電圧波形に追従す
るように、　Ｓ（］Ｒ１０ｄの点弧角が制御される。

上記のごとく構成された位相変換データ出力回路９を介
して行なわれる制御機能の操作手順について、以下に詳
述する。まず９本格的な溶接作業に先立って、被溶接材
を実験的に溶接し。

当該被溶接材を溶接するに最も適した溶接条件（溶接電
流９通電時間および加圧力）を定めて。

この溶接条件たる溶接電流および通電時間を位相制御回
路１０ａの溶接電流設定つまみ１０ｅおよび通電時間制
御回路１２の溶接時間（通電時間）設定つまみ１２ａに
よって設定する。その後、溶接機頭（図示せず）に装備
された上・下電極２ａおよび２ｂで被溶接材１ａおよび
１ｂを挾持し。

加圧を開始すると、溶接機頭内に装備されたマおいて作
動し９通電開始の指令を通電時間制御回路１２に与える
。制御回路１２においては、マイクロ・スイッチの指令
を起点として溶接時間設定つ１み１２ａにより予め設定
された時間に亘り、溶接電流をサイリスタ・トリガパル
ス発生回路１０ｂにより制御されたＳＣ’ｆＸＤｄを介
して被溶接材１ａおよび１ｂに供給する。この最初の溶
接時に溶接電極２ａおよび２ｂ間に発生する電圧波形は
以後の溶接において標準となる電圧波形であり、これは
電圧検出回路５を介してＡ／Ｄ変換器６においてＡ／Ｄ
変換され、スイッチＳＷ１を介して記憶回路７に記憶さ
れる。このような過程を経て記憶回路７に記憶された波
形を標準電圧波形と称する。斜上の操作によって、当該
被溶接材に最適な標準電圧波形を記憶回路７に記憶させ
たなら゛ば、スイッチＳＷ１を開いて実際の溶接作業を
行なう。

以後に行なわれる同種の溶接においてピック・アップさ
れ、　Ａ／Ｄ変換器６により処理された電極間電圧は、
比較回路８に入力されて記憶回路７の標準電圧波形と比
較される。この比較は定められたサンプリング間隔（半
サイクル）毎に照合され９両電圧波形め差値（差電圧）
が求められて溶相変換データ出力回路９に与えられる。

位相変換データ出力回路９においては、まず溶接直前に
電源電圧監視器１１からの電源電圧の変動量により、当
初設定された位相変換データテーブルの表番号を修正し
、ついでこの補償された番号の表内の前記差電圧に対応
する５ＣＲ１０ｄの位相変換データ（位相変換量）が検
索される。この検索されたデータは、後段の位相制御回
路１０ａに入力され、サイリスタ・トリガパルス発生回
路１０ｂおよびスイッチング素子１０ｃを介して５Ｃ１
１０ｄの点弧角を逐次調整し。

溶接電流の値は半サイクル毎に増減される。その結果、
溶接の電極間電圧波形は標準電圧波形に追従し、これに
よって、溶接品質は一定に保たれる。このように溶接電
流が制御されている時に、散り電圧比較回路１４におい
て、電圧比較回路８の出力である差電圧ΔＶと基準電圧
発生回路１３の発生電圧値が比較され、差電圧ΔＶが基
準電圧発生回路１３の電圧値を越えた場合には、電源電
圧デコーダ９ａに制御信号が出力される。電源電圧デコ
ーダ９ａはこの制御信号の入力が続−ている間は電源電
圧監視器１１からの入力信号に応答することなく、デー
タバンク９ｃ内の表番号のｌ＋１１Ｊ最も応答特性の低
い表）を選択する。このため、溶接中に散りが発生して
差電圧ハの値が大きくなった場合においても、第２図に
破線で示すごとく、急激に溶接電流を増加させることが
ない。従って被溶接箇所を過熱することがないから、被
溶接箇所の損傷を防止できると共に、適度な加熱と加圧
力を加えることによって、ナゲツト内に生じた引は巣も
圧潰し、ナゲツトを補修することができる。

上記実施例によれば、被溶接箇所が既に溶接された箇所
との近接によって生じる分流や被溶接箇所の表面状態な
どの変動、ならびに電源電圧が大きく変動した場合にも
迅速、かつ確実に標準電圧波形をトレースすることがで
きると共に、何らかの溶接条件の変動によって散りが発
生した場合にも、被溶接箇所の損傷を極力防止すること
ができる。

、第７図は、この発明による第２の実施例の構成を示す
ブロック図である。この例は、前に述べたところの電極
間抵抗値Ｒｅと標準値として記憶されている標準抵抗値
Ｒｓとの差抵抗Δｒが予め定めた基準抵抗値ＲＯを越え
た時に生ずる信号を利用することによって、被溶接箇所
に散りが発生した場合におけるデータバンク９ｃ内の最
も応答特性の低い表番号を選択するものである。この図
において、第３図と同一の機能には同じ記号を付して示
してあり、したがって。

その部分の説明は省略する。第７図において。

１５は溶接電流を時々刻々検出する電流検出回路。

１６は電流検出回路１５の検出電流をＡ／Ｄ変換するた
めのＡ／Ｄ変換器、１７は電圧検出回路５の検出電圧を
〜勺変換するためのＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器
１６の出力である電流値と、　Ａ／’Ｄ回路１８に入力
されて、電圧値を電流値で除して電極間抵抗を検出する
。検出された電極間抵抗はスイッチ８Ｗ２を介して標準
抵抗値記憶回路１９に記憶される。これらのＡ／Ｄ変換
器１６．１７および記憶回路１９は先の実施例において
用いたＡ／Ｄ変換器６および標準電圧記憶回路７と同等
のものを用い、ることかできる。抵抗値比較回路２０に
おいては、標準抵抗値記憶回路１９に記憶されているデ
ジタル化された抵抗値Ｒ８と。

その後の溶接過程において新たに検出した抵抗のデジタ
ル値Ｒ−Ｃとを半サイクル毎に比較し、この両抵抗の差
Δｒを散り抵抗比較回路２１に出力する。基準抵抗値発
生回路２２は、散り発生時の適当なサンプリング間隔に
おける抵抗降下量を実験により求め、基準抵抗値ＲＯと
して設定されており、上記差抵抗Δｒはこの基準抵抗値
ＲＯと比較回路２１において比較される。そして。

差抵抗Δｒが基準抵抗Ｒ，を越えた場合には、比較回路
２１から位相変換データ出、力回路９の電源電圧デコー
ダ９ａ（第６図）に制御信号が入力されて、電源電圧監
視器１１からの信号に左右されることなく、データバン
ク９ｃの表番号のうち応答特性の最も低い表番号１例え
ばＩＩ　Ｉ　Ｉｆが選択される。

第８図は、この発明による第３の実施例の構成を示すブ
ロック図である。前述の第１および第２の実施例におい
ては、散り発生時の電極間電圧の降下、または抵抗値の
降下のいずれか一方を検出して溶接電流を制御したが、
第２図からも明らかなように、散りの発生時においては
電極間電圧と抵抗値が同時に降下していることから、電
圧および抵抗が同時に降下した場合にのみ散りが発生し
たとして溶接電流を制御すれば、いずれか一方のみを検
出するよりもより正確な散り発生の時点を検出すること
ができ、散りに対する正確な対応が可能となる。

このため、第８図においては、第１の実施例における散
り電圧比較回路１４および第２の実施例における散り抵
抗比較回路２１の出力を。

新だに設けたＡＮＤ回路２３を介して位相変換データ出
力回路９に入力するような構成になっている。ＡＮＤ回
路２３は、比較回路１４および２１から共に入力があっ
た場合にのみ出力するので。

散りの発生を確実に検出することができる。これによっ
て、より確実に散りの発生後の対応をとることができる
。

以上、実施例の説明により、散り発生時の電極間電圧な
いし抵抗値の降下を検出して、散り発生以降に供給する
溶接電流を少なく補正する方法について述べたが、散り
の発生は溶接過程中の終りの方に発生するとは限らず、
比較的初期ＩＣ発生することもある。散りが初期に発生
した場合には、それ以降の時間当りの溶接電流の供給が
減らされるために、溶接電流の通電時間が一定に決めら
れているような場合には溶接エネルギーの不足をきたす
ことがある。本発明においては、このような事態にも対
応させるために、予め所望のナゲツト径が得られるよう
な通電路面積となるように基−準となる電気量を設定し
ておき、被溶接材料を溶接した際に得られる電気量が上
記予め定めた基準電気量に到達した時点で溶接電流を遮
断するように１通電時間を制御する手段も付加されてい
る。以下、この通電時間制御手段について説明する。

第９図は９種々の電極チップ先端形状及び寸法、電極加
圧力、溶接電流等の異なる溶接条件下での、溶接中にお
ける電極間抵抗と通電路面積の逆数１／８との関係の時
間的変化を示したものである。図に見られるように、電
極間抵抗は。

溶接中において時々刻々変化していく。なお。

各曲線の矢印の向きが時間の経過方向を示す。

通電路面積の逆数との関係をみると、電極間抵抗が最大
値を通過した後の時刻ではほぼ比例関係にあり、どのよ
うな溶接条件の場合にも、破線で示す１本の比例直線に
近似する関係にある。

第１０図は９種々の溶接条件における通電初期の電極間
抵抗と通電路面積の逆数１／Ｓとの関係を示すが、この
場合にもほぼ破線で示す１本の比例直線に沿った比例関
係があることがわかλ／８　（ρ：材料の固有抵抗、ρ
：電極間距離。

Ｓ：被溶接材間の通電路面積）の関係にあるこ←−ｍと
が容易に理解される。

これらのグラフに示された事実は、電極間抵抗の測定に
より被溶接材間の通電路面積を、溶接中に容易に推定し
得ることを示している。なお、注目している溶接箇所の
近傍に他の溶接点が既に存在する場合にも、電極間抵抗
による通電路面積の推定は、はぼ同一誤差範囲内で行な
い得る。また、電極間電圧及び電極間抵抗の中には、被
溶接材間の値の外に、電極チップと被溶接材との間の値
も含まれているが、一般に後者のそれは前者のそれに比
して約２０〜３０％と小さく、且つ時間的にほぼ一定で
あるので、電極間電圧および抵抗をもって、被溶接材間
のそれを代表しているとみてよい。

以上の諸事実は、電極の先端形状９寸法や。

被溶接材の種類等によらず常に成立しており。

被溶接−材の板厚９枚数等が変っても、その基本的な傾
向に変化はない。したがって、溶接過程中の電極間抵抗
を検出することにより、被溶接材間の通電路面積を溶接
中に検出することが可能である。そして、この通電路面
積は、形成されるナゲツトの大きさと密接な関連をもっ
ているので、所望のナゲツト径が得られるような通電路
面積となるように、予め基準抵抗値を設定しておき、溶
接中に電極間抵抗がその基準抵抗値に到達した時点で溶
接電流を遮断するようにすれば、散りの発生に伴う溶接
電流の５Ｐ少制御によるも所望のナゲツト径を得ること
ができる。

また、第１１図は、ナゲツトの直径と電極間電圧の積分
値との関係を示したものであり９曲線ＡはＯＦタイプ（
平面型）の電極チップを用いた場合９曲線ＢはＲタイプ
（曲面型）の電極チップを用いた場合をそれぞれ示す。

これにより、溶接電流通電中に電極間電圧の積分値が必
要なナゲツトの形成度合に対応して予め設定した基準電
圧積分値に到達した時点で溶接電流を遮断するようにす
ることもできる。

さて、具体的な通電時間制御手段について。

第６図、第７図および第８図を参照して説明する。まず
、第３図において、　Ａ／ｌｌ変換゛器６に接続された
電圧積分回路２４は、被溶接材料を指定された溶接条件
で溶接した後の実際の溶接時に得られる電極間電圧を時
間積分して電圧積分値比較回路２５に与える。基準電圧
積分値発生回路２６は、所望のナゲツト径が得られるよ
うに予め設定した電圧積分値を発生し、電圧積分値比較
回路２５に出力する。比較回路２５は、電圧積分回路２
４と基準電圧積分値発生回路２６から入力される両型圧
積分値を比較し、電圧積分回路２４の電圧積分値が基準
電圧積分値に到達すると、溶接電流を遮断するだめの信
号を通電時間制御回路１２に与えて溶接電流を遮断する
。

また、第７図および第８図において、基準抵抗値発生回
路２７は、所望のナゲツト径が得られるような通電路面
積となるように予め設定した基準抵抗値を発生し、これ
を抵抗値比較回路２８に与える。抵抗値比較回路２８に
は、抵抗値演算回路１８で計算された電極間抵抗値も加
えられ、この電極間抵抗値と上記基準抵抗値とが比較さ
れる。そして、電極間抵抗値が基準抵抗値と同じ値に到
達すると、溶接電流を遮断するだめの信号を通電時間制
御回路１２に出力し。

溶接電流が遮断される。このような通電時間制御手段を
用いれば、溶接電流通電時間が自動的に常に最適時間に
制御されるので、散りの発生に伴って溶接電流を減少さ
せても所望のナゲツト径を得ることができ、よし適切な
溶接部の品質を得ることができる。

以上の説明により明らかなごとく９本発明による抵抗溶
接装置によれば、被溶接箇所が既に溶接された箇所との
近接によって生ずる分流や被溶接箇所の表面状態ならび
に溶接条件（溶接電流９通電時間、加圧力）などに変動
が生じても迅速、かつ確実に標準電気量をトレースする
ことができることは勿論、溶接中に散りが発生した場合
においても、溶接電流補正のための応答特性を補償する
と共に９通電時間をも制御してナゲツトの質の低下を避
けることができる。

これによって、溶接装置、溶接材料並びに溶接条件等の
変動に左右されることなく、常に最適のナゲツトを得る
ことができ、過大電流による電極の損傷や電流不足等に
よる溶接強度不足がなくなる点において、溶接品質に対
する信頼性を向トすべく得られる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）および（ｃ）は９位相変換デ
ータテーブルによって交流溶接電源内の５ＯＲＯ点弧角
を制御し、標準電圧波形を追従するようにした先行技術
による抵抗溶接装置のループゲイン別応答特性をそれぞ
れ示す線図、第２図（ａ）および（ｂ）は、溶接中に散
りが発生した場合のそれぞれ電極間電圧および電極間抵
抗値の変化を示す線図、第３図はこの発明による第１の
実施例の構成を示すブロック図、第４図（ａ）　、　’
（ｂ）および（Ｃ）は。 第３図におけるそれぞれ電極２ａ　、　２ｂからのピッ
クアップ電圧、　Ａ／Ｉ）変換器における溶接電圧およ
びそのピーク・ホールドされた電圧の波形を示す図、第
５図は、第３図における位相変換データ出力回路のデー
タバンクに記憶させた位相変換データテーブルの模式図
、第６図は、第５図における位相変換データテーブルの
表番号の選択を説明するためのさらに具体的に示された
構成図、第７図はこの発明による第２の実施例の構成を
示すブロック図、第８図はこの発明による第３の実施例
の構成を示すブロック図、第９図は種々の異なる溶接条
件下での溶接中における電極間抵抗と通電路面積の逆数
との関係の時間的変化を示す線図、第１０図は種々の異
なる溶接条件下での通電初期の電極間抵抗と通電路面積
の逆数との関係を示す図、第１１図はナゲツト径と電極
間電圧の積分値との関係を示す図である。 符号説明 １ａ、１ｂ・・・被溶接材、　２ａ、２ｂ・・・上・下
電極。 ３・・・変圧器、４・・・交流電源、５・・・電圧検出
回路。 ６．１６．１７・・・Ａ／Ｄ変換器、７・・・標準電圧
記憶回路。 ８．１４，２０，２１．２５．２８・・・比較回路、９
・・・位相変換データ出力回路、１０・・・電流制御回
路、１１・・・電源電圧監視器、１２・・・通電時間制
御回路、１３・・・基準電圧発生回路、１５・・・電流
検出回路、１８・・・抵抗値演算回路、１９・・・標準
抵抗値記憶回路。 ２２　、２７・・・基準抵抗値発生回路、２３・・・Ａ
ＮＤ回路。 ２４・・・電圧積分回路、２６・・・基準電圧積分値発
生回路。 氾４図 弔５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被溶接材料を挾持する両電極間の電圧を検出する手
   段と、前記被溶接材料を指定された溶接条件で溶接した
   際の前記両電極から得られる電圧を記憶する手段と、該
   記憶手段により記憶された電圧とその後の溶接時に得ら
   れる電圧とを比較する手段と、該比較手段の出力により
   、該州力に得られる前記両電圧の差に対応して予め定め
   た位相変換データを検索し出力する手段と。 該検索された出力によって前記記憶された標準電圧を自
   動的にトレースさせるための溶接電流制御手段と、電源
   電圧の変動を監視する手段と。 該監視手段により検出された電圧変動の多寡に応じて前
   記位相変換データテーブルの検索番地を自動的にシフト
   させる手段とを備えてなる抵抗溶接装置において、被溶
   接材料を溶接した際に得られる電気量から溶接中の散り
   発生時点を検出する手段と、該検出手段の出力により前
   記検索番地シフト手段を制御して前記位相変換データ出
   力手段中の位相変換データテーブルの最も応答特性の小
   さい検索番地を選択する手段とを設けたことを特徴とす
   る抵抗溶接装置。 ２、溶接中の散り発生時点を検出する手段として。 記憶手段により記憶された電極間電圧とその後の溶接時
   に得られる電圧とを比較する手段に散り電圧比較手段を
   接続し、該比較手段が別に設けた溶接中の散り発生時の
   電圧降下量に相当する基準電圧発生手段からの基準電圧
   を受けて。 該基−準電圧と前記電圧比較手段の出力電圧とを比較し
   、前記電圧比較手段の出力電圧が該基準電圧を越えた時
   に散りの発生を検出するようにした特許請求の範囲第１
   項に記載の抵抗溶接装置。 ６、溶接中の散り発生時点を検出する手段として。 被溶接材料を挾持する両電極間の抵抗値を検出する手段
   と、前記被溶接材料を指定された溶接条件で溶接した際
   の前記両電極から得られる抵抗値を記憶する手段と、該
   記憶手段により記憶された抵抗値とその後の溶接中に得
   られる抵抗値とを比較する手段とを設け、更に該比較手
   段に散り抵抗比較回路を接続し、該比較回路が別に設け
   た溶接中の散り発生時の抵抗値降下量に相当する基準抵
   抗値発生手段からの基準抵抗値を受けて、該基準抵抗値
   と前記抵抗値比較手段の出力抵抗値とを比較し、前記抵
   抗値比較手段の出力抵抗値が該基準抵抗値を越えた時に
   散りの発生を検出するようにした特許請求の範囲第１項
   に記載の抵抗溶接装置。 ４、溶接中の散り発生時点を検出する手段として。 記憶手段により記憶された電圧とその後の溶接時に得ら
   れる電圧とを比較する手段に接続され。 別に設けた溶接中の散り発生時の電圧降下量に相当する
   基準電圧発生手段からの基準電圧を受けて、該基準電圧
   と前記電圧比較手段の出力電圧とを比較する散り電圧比
   較手段と、被溶接材料を挾持する両電極間の抵抗値を検
   出する手段と、前記被溶接材料を指定された溶接条件で
   溶接した際の前記両電極から得られる抵抗値を記憶する
   手段と、該記憶手段により記憶された抵抗値とその後の
   溶接中に得られる抵抗値とを比較する手段と、該比較手
   段に接続され、−別に設けた溶接中の散り発生時の抵抗
   値降下量に相当する基準抵抗値発生手段からの基準抵抗
   値を受けて、該基準抵抗値と前記抵抗値比較手段の出力
   抵抗値とを比較する散り抵抗値比較手段と。 前記散り電圧比較手段と該散り抵抗値比較手段の出力側
   に接続されたＡＮＤ回路とを備えた特許請求の範囲第１
   項に記載の抵抗溶接装置。 ５、被溶接材料を挾持する両電極間の電圧を検出する手
   段と、前記被溶接材料を指定された溶接条件で溶接した
   際の前記両電極から得られる電圧を記憶する手段と、該
   記憶手段により記憶された電圧とその後の溶接時に得ら
   れる電圧とを比較する手段と、該比較手段の出力により
   、該出力に得られる前記両軍圧の差に対応して予め定め
   た位相変換データを検索し出力する手段と。 該検索された出力によって前記記憶された標準電圧を自
   動的にトレースさせるための溶接電流制御手段と、電源
   電圧の変動を監視する手段と。 該監視手段により検出された電圧変動の多寡に応じて前
   記位相変換データテ−プルの検索番地を自動的にシフト
   させる手段とを備えてなる抵抗溶接装置において、被溶
   接材料を溶接した際に得られる電気量から溶接中の散り
   発生時点を検出する手段と、該検出手段の出力により前
   記検索番地シフト手段を制御して前記位相変換データ出
   力手段中の位相変換データテーブルの最も応答特性の小
   さい検索番地を選択する手段と。 所望のナゲツト径が得られるような通電路面積となるよ
   うに予め基準となる電気量を設定しておき、被溶接材料
   を溶接した際に得られる電気量が該予め定めた基準電気
   量に到達した時点で溶接電流を遮断して通電時間を制御
   する手段とを備えたことを特徴とする抵抗溶接装置。 ６、通電時間を制御する手段として、その後の溶接時に
   得られる電極間電圧を時間積分する電圧積分手段と、所
   望のナゲツト径が得られるような通電路面積となるよう
   に予め設定した電圧積分値を発生する基準電圧積分値発
   生手段と、該基準電圧積分値発生手段の出力から得られ
   る基準電圧積分値と前記電圧積分手段の出方から得られ
   る電圧積分値とを比較し、該電圧積分値が該基準電圧積
   分値に到達した時点で溶接電流を遮断するだめの信号を
   出力する電圧積分値比較手段とを備えた特許請求の範囲
   第５項に記載の抵抗溶接装置。 Ｚ通電時間を制御する手段として、被溶接材料液電流遮
   断のための基準抵抗値発生手段からの基準抵抗値を受け
   て、前記抵抗値検出手段からの出力と比較し、該抵抗値
   検出手段の出力が該ｉ特許請求の範囲第５項に記載の抵
   抗溶接装置。