JPS622912B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抵抗溶接機における溶接電流自動調整
装置に関する。

抵抗溶接機において、電極先端部は使用に伴つ
て消耗するが、そのまま使用を継続するとワーク
の溶接品質が低下する。そこで従来溶接回数をカ
ウントして所定の回数毎に溶接電流を増大させる
装置や、通電時間を積算して所定通電時間毎に溶
接電流を増大する装置を用いてワークの溶接品質
の低下を防止している。しかし、前者は、ワーク
の枚数、板厚、材質が異なる複数種類のワークを
溶接する場合には、それぞれの通電時間、溶接電
流が異なるため、溶接電流を上げるタイミングが
早くなつたり遅くなつたりして溶接品質の優れた
ワークが得られない欠点があり、後者は、通電時
間の誤差は解消するものの溶接電流を検出してい
ないため、前記複数種類のワークを溶接する場合
ワークの溶接品質はなお改善の余地がある。本発
明は、複数種類のワークを溶接する場合でも常に
溶接品質の優れたワークが得られるようにするこ
とをその目的とするものである。

抵抗溶接機において、ワークに対して適正な溶
接が行なわれる所定の溶接電流を流した場合、そ
の通電時間の経過につれて電極間電圧は第１図の
ａ曲線に示すような変化を示す。すなわち、通電
開始時では電極のワークに対する接触抵抗が非常
に大きいRa₁ため、電極間電圧は非常に大
（va₁）であり、次いでワーク間のなじみが良くな
るから抵抗値が急激に下降し電極間電圧は下降す
ると共に電流が集中して流れる。そのため溶接部
は著しく加熱されて溶接寸前まで温度が上昇する
から電極間の抵抗値したがつて電圧値は急激な上
昇を示し、極大抵抗値Ra₂したがつて極大電圧値
va₂になる。次いでワークが溶け始め、電極がワ
ークに若干押込まれると共に電極間抵抗（電圧）
はなだらかに低下し始め溶接終了まで続き、終了
時には電圧値va₃（抵抗値Ra₃）となる。

溶接電流を当初の設定値のままにして溶接を多
数回繰返すと電極先端部は消耗しその通電面積は
増大するので、そのまゝ使用を継続すると電流が
不足するため十分なナゲツト（溶接部）が得られ
ない。この状態で溶接を行なつたときの通電時間
に対する電極間電圧は第１図のｂ曲線に示すよう
に変化する。すなわち、通電開始時の電極間電圧
vb₁及び極大電極間電圧vb₂は、適正な溶接電流の
ときの電極間電圧va₁，va₂とほゞ同じであるが、
溶接終了時の電極間電圧値vb₃（電極間抵抗値
Rb₃）はVa₃（同抵抗値Ra₃）に比べてかなり大き
い。曲線ｃは電流過大、加圧力小、電極先端の極
細等による散り（スプラツシユ）が発生した場合
である。電極間電圧は電極間抵抗によつてきまる
から、電源電圧が一定の場合には以上の関係は電
極間抵抗と通電時間との間にもあてはまる。

以上のように、適正な溶接電流で抵抗溶接を行
なつた場合の、通電開始から所定時間経過後の極
大電極間電圧値（又は抵抗値）va₂と通電終了時
の電極間電圧値（又は抵抗値）va₃との差値△Va
は消耗した電極で溶接を行なつた場合の前記差値
△Vbより大きく、それぞれの値はワークの枚
数、板厚及び材質の違いに拘らず略一定である。

そこで、本発明は、電極の消耗に応じて前記差
値が変化することを利用して前記目的を達成する
もので、電極の先端形状の変化に対応して溶接電
流を自動調整する抵抗溶接機において、通電開始
から所定時間経過後の極大電極間電圧値及び通電
終了時の電極間電圧値を計測する手段と、前記極
大電極間電圧値と通電終了時の電極間電圧値の差
電圧値を演算する演算手段と、該差電圧値の減少
に応じて溶接電流を増大させる段とを具備するこ
とを特徴とし、第２発明は電極の先端形状の変化
に対応して溶接電流を自動調整する抵抗溶接機に
おいて、通電開始から所定時間経過後の極大電極
間電気抵抗値及び通電終了時の電極間電気抵抗値
を計測する手段と、前記極大電極間電気抵抗値と
通電終了時の電極間電気抵抗値の差電気抵抗値を
演算する演算手段と、該差電気抵抗値の減少に応
じて溶接電流を増大させる手段とを具備すること
を特徴とする。

以下本発明の実施例を図面につき説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す。

第２図において、１は逆並列されたサイリス
タ、イグナイトロン等の電流制御素子で、これは
例えばロボツトに塔載された溶接トランス２の１
次回路に介入されている。３は溶接トランス２の
２次導体４の先端に取付けられ、被溶接物である
ワーク５を溶接するための電極チツプ、６は溶接
電流を検出する変流器、７は位相調整回路で、該
回路は前記電流制御素子１の点弧位相を溶接電流
設定信号に応じて調整すると共に、前記変流器６
の２次電流と溶接電流の設定値との偏差を零にす
る方向に調整するようになつている。８は電流制
御素子１の点弧回路、９は電極間電圧を検出し必
要に応じて増幅する電圧検出器、１０は電極間電
圧を整流する交流―直流変換器、１１は該変換器
１０の出力を計測するまで保持するサンプルホー
ルド回路、１２は通電開始よりの経過時間を設定
する遅延時間設定回路、１３は極大値判定回路を
含み極大電圧値を一旦蓄積する装置で、該装置１
３は遅延時間設定回路１２の動作信号が入力した
後サンプルホールド回路１１の出力を順次読み取
り極大電圧値を得て、該電圧値を蓄積するように
なつている。１４は通電終了時におけるサンプル
ホールド回路１１の出力電圧値を一旦蓄積する装
置、１５は蓄積装置１３，１４の蓄積電圧値の差
値を演算する演算器、１６は該演算器１５からの
入力信号が下限値以下になるとカウント信号を出
力する比較器である。該下限値は第１図に示す電
極間電圧―通電時間特性曲線ａ_lにおける差電圧
値△Valを示し、この差電圧値を示す電極状態ま
では良好な溶接が行なわれる。

１７は該下限値の設定器、１８は前記比較器１
６から出力したカウント信号が入力する度毎にカ
ウントアツプを行なうカウンタ、１９は該カウン
タ１８のカウント値をこれに対応した補正電流Ｉ
〓に変換する補正電流設定器、２０は電極使用開
始時における溶接電流の適正値（初期値）に対応
するベース電流Ｉ_Bに設定する電流設定器、２１
は該ベース電流Ｉ_Bと補正電流Ｉ〓とを加算する
加算器で、その実施例では、前記比較器１６、カ
ウンタ１８、補正電流設定器１９、電流設定器２
０及び加算器２１は、前記差電圧値の減少に対応
して溶接電流を増大させる手段を構成するもの
で、その出力を位相調整回路７に入力させれば電
流制御素子１の制御電流の位相が調整され、溶接
電流が増加する。２２は警報回路、２３はドレス
表示器である。

次にその作動を説明すると、電極チツプ３の使
用開始時において、ベース電流Ｉ_Bで定まる適正
な初期値の溶接電流が電極チツプ３を経てワーク
５に流れる。そのときの通電時間―電極間電圧特
性は第１図のａ曲線で示すとおりで、比較器１６
の出力は零でありカウンタ１８のカウント値も零
であるから、補正電流Ｉ〓は補正電流設定器１９
から出力しない。電極チツプ３が消耗し、前記特
性がａ_l曲線とｂ曲線の間に入り前記差電圧値が
△Valより小さくなると、比較器１６よりカウン
ト信号が出力し、この信号によりカウンタ１８は
カウントアツプを行ない、補正電流設定器１９は
そのカウント値に対応した補正電流Ｉ〓を出力す
るからこれに対応して溶接電流は増大し、消耗電
極に対応した適正値となる。

かくして前記特性は再びａ曲線となるため、演
算器１５から出力する差電圧値は△Vaとなり、
その結果比較器１６の出力は零となるから、カウ
ンタ１８は前記カウント値を保持する。更に溶接
が所定回数行なわれて電極チツプ３が消耗し、そ
の時の前記特性がａ_l曲線とｂ曲線の間に入るよ
うになると、再び比較器１６がカウント信号を出
力し、この信号によりカウンタ１８はカウントア
ツプを行ない、そのカウント値に対応して溶接電
流は増大し、消耗電極に対応した適正値となる。
このように前記差電圧値の低下に応じて溶接電流
は段階的に電流制御素子１により制御されて増大
し、予め設定した例えば５ステツプ分カウントす
るとカウンタ１８はドレス信号を出力し、このド
レス信号は警報回路２２を経てドレス表示器２３
を作動する。

かくして作業者は該ドレス表示器２３で電極チ
ツプ３がドレスする時期を知るから、溶接を中止
し、電極チツプ３を成形して元通りにする。そし
てリセツトスイツチ等（図示せず）を閉成してカ
ウンタ１８をリセツトしその内容を零にする。溶
接作業中、電源電圧等が変る場合は、溶接電流は
設定値から変るが、位相調整回路７で変流器６か
ら得た溶接電流と溶接電流設定器２１の設定電流
が比較され、その偏差が零になるように位相調整
されるから、溶接電流は設定値に調整される。

第３図は本発明の他の実施例のブロツク図を示
す。

同図において、２４は変流器６に接続されたフ
イルタで、その出力は交流―直流変換器２５、サ
ンプルホールド回路２６を経て演算器２７の一方
の入力端子に接続され、その他方の入力端子はサ
ンプルホールド回路１１及び交流―直流変換器１
０を経て電極間電圧を検出する電圧検出器９に接
続されており、該演算器２７は電極間電圧を溶接
電流で割る演算を行ない、電極間電気抵抗値を算
出するものである。

その他第１図と同一の符号は同一のものを示
す。かくして蓄積装置１３及び１４はそれぞれ極
大電極間電気抵抗値及び通電終了時における電極
間電気抵抗値を蓄積し、演算器１５は差電気抵抗
値（△Ｒ）を算出し、比較器１６は該差電気抵抗
値（△Ｒ）を、設定器１７により設定された前記
下限差電圧値△Valに対応する下限差電気抵抗値
△Ralと比較して該△Ralより小さいときはカウ
ント信号を出力する。以下第２図示の実施例と同
様にカウント値に応じて溶接電流は増大し、消耗
電極に対応した適正値に調整される。

第３図示の回路は、電圧変動が激しい電源を用
いたとき第２図示の回路より溶接品質のよいワー
クが得られる。

第２図及び第３図に示す回路は、溶接の各回毎
に差電圧値及び差電気抵抗値を求め、この値に応
じて溶接電流を調整しているが、演算器１５と比
較器１６との間に平均値演算回路（図示せず）を
介入し、所定回数毎の平均差電圧値及び平均差電
気抵抗値を求め、この平均差電圧値及び平均差電
気抵抗値に応じて溶接電流を変えるようにしても
よく、この場合には、更に電源電圧の変動の影響
を少なくすることができる。

このように本発明によるときは、通電開始から
所定時間経過後の極大電極間電圧値あるいは抵抗
値及び通電終了時の電極間電圧値あるいは抵抗値
を計測する手段と、前記極大電極間電圧値あるい
は抵抗値と通電終了時の電極間電圧値あるいは抵
抗値の差電圧値あるいは差抵抗値を演算する手段
と、該差電圧値あるいは差抵抗値の減少に応じて
溶接電流を増大させる手段とを具備するので、従
来のものに比べて、ワークの枚数、板厚、材質等
が異なる複数種類のワークを溶接する場合でも常
に溶接品質の優れたワークを得ることができる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は抵抗溶接機における、電極形状をパラ
メータにした通電時間に対する電極間電圧特性曲
線、第２図は本発明の１実施例のブロツク図、第
３図は本発明の第２発明のブロツク図を示す。 １…電流制御素子、１３，１４…蓄積装置、１
５…演算器、１６…比較器、１８…カウンタ、１
９…補正電流設定器、２１…加算器、２７…演算
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電極の先端形状の変化に対応して溶接電流を
   自動調整する抵抗溶接機において、通電開始から
   所定時間経過後の極大電極間電圧値及び通電終了
   時の電極間電圧値を計測する手段と、前記極大電
   極間電圧値と通電終了時の電極間電圧値の差電圧
   値を演算する演算手段と、該差電圧値の減少に応
   じて溶接電流を増大させる手段とを具備すること
   を特徴とする溶接電流自動調整装置。 ２ 電極の先端形状の変化に対応して溶接電流を
   自動調整する抵抗溶接機において、通電開始から
   所定時間経過後の極大電極間電気抵抗値及び通電
   終了時の電極間電気抵抗値を計測する手段と、前
   記極大電極間電気抵抗値と通電終了時の電極間電
   気抵抗値の差電気抵抗値を演算する演算手段と、
   該差電気抵抗値の減少に応じて溶接電流を増大さ
   せる手段とを具備することを特徴とする溶接電流
   自動調整装置。