CN110238499A - 电阻点焊方法和电阻点焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电阻点焊方法和电阻点焊设备。提供了用于电阻点焊的方法和设备，其中执行初步电流施加，然后根据在初步电流施加期间获取的各种参数的主模式执行主焊接。主焊接在主模式的焊接条件下执行，并且判定是否已经发生焊接异常以及是否可能发生焊接异常。当可能发生焊接异常时，校正用于主焊接的焊接条件以便防止焊接异常。当不可能发生焊接异常时，校正用于主焊接的焊接条件以便匹配主模式。

Description

电阻点焊方法和电阻点焊设备

技术领域

本发明涉及电阻点焊方法和电阻点焊设备。特别地，本发明涉及对执行初步电流施加然后根据在初步电流施加期间获取的各种参数的主模式执行主焊接的技术的改进。

背景技术

电阻点焊传统上用作在制造车辆的车身框架时将多个金属板结合在一起的手段。在电阻点焊中，电流施加到保持在一对电极之间的工件(多个金属板)上，并且由于工件自身的电阻等而产生的焦耳热用于将金属板熔融并结合在一起。

已知一种电阻点焊技术，例如日本专利第5582277号中公开的技术，其中，在主焊接之前执行初步电流施加(在日本专利第5582277号中称为测试焊接)，并且在基于在初步电流施加期间各种参数的变化调节控制参数的同时执行主焊接。具体地，在日本专利第5582277号中，在初步电流施加期间，根据形成适当焊接熔核的电极之间的电特性计算瞬时发热量随时间的变化，并且存储计算出的变化。基于瞬时发热量随时间的这些变化，将电流施加模式分成多个步骤，并且存储每个步骤的瞬时发热量随时间变化的目标值。在主焊接中，参考已经作为目标值存储的瞬时发热量随时间变化的曲线开始电阻点焊。当瞬时发热量随时间的实际变化量偏离任何步骤中随时间的目标变化曲线时，包括焊接电流值的控制参数在剩余电流施加时间期间基于该偏差进行调整。

发明内容

当已经多次执行电阻点焊时，由于磨损导致的电极前端直径的增加导致在主焊接期间焊接区域中的发热密度降低。即使当焊接区域中的瞬时发热量随时间的变化量整体上不偏离随时间的目标变化曲线时，焊接区域中的发热密度的这种降低也可能导致在主焊接结束之前未能确保适当尺寸的熔融部分(适当直径的焊接熔核)。因此，通过如下控制模式可能无法实现足够的焊接精度水平，在该控制模式中，基于参考已经存储为目标值的瞬时发热量随时间的变化曲线而指定的瞬时发热量随时间的变化量来执行主焊接。

本发明提供一种电阻点焊方法和一种电阻点焊设备，通过该电阻点焊方法和电阻点焊设备，当执行初步电流施加然后执行主焊接时，可以实现足够的焊接精度水平。

本发明的第一方面涉及一种电阻点焊方法，其中由彼此叠置的多个金属板形成的工件被保持在一对电极之间，并且通过在电极之间施加电流将金属板熔融并结合在一起。该电阻点焊方法包括：获取关于工件的信息，并在基于所述信息设定的焊接条件下执行初步电流施加；测量在初步电流施加期间的执行状态，并且基于执行状态，设定用于主焊接的焊接条件的主模式；在主模式的焊接条件下执行主焊接，并且当主焊接中的电流施加时间在预定时间内时，判定是否已经发生焊接异常；当没有发生焊接异常时，判定是否可能发生焊接异常；当可能发生焊接异常时，在校正主焊接的焊接条件以防止焊接异常后继续电流施加；当不可能发生焊接异常时，在校正主焊接的焊接条件以匹配设定的主模式后继续电流施加；并且当焊接异常已经发生时，将焊接条件改变为预设的异常响应焊接条件，并通知焊接异常的发生。

根据这些规定，在根据关于工件的信息的焊接条件下执行初步电流施加，并且设定可以生产适当的熔融部分的焊接条件的主模式。在主焊接中，在主模式的焊接条件下执行焊接，并且判定是否已经发生焊接异常以及是否可能发生焊接异常。这里的焊接异常是指例如喷溅(熔融金属的飞溅)的发生。当焊接异常没有发生但可能发生时，在校正主焊接的焊接条件以防止焊接异常之后继续电流施加。当没有发生也不可能发生焊接异常时，在校正主焊接的焊接条件以便与主模式匹配之后继续电流施加。当发生焊接异常时，在预设的异常响应焊接条件下执行主焊接，并通知焊接异常的发生。通过根据是否可能发生焊接异常来如此校正焊接过程中的焊接条件，可以确保适当尺寸的熔融部分(适当直径的焊接熔核)并且能实现足够的焊接精度水平，无论电极的磨损量如何。

在执行主焊接期间，可以执行判定金属板的熔融量是否已达到作为目标的预定量的判定动作，并且当主焊接中的电流施加时间已经达到主模式中的设定焊接结束时间的时间点时金属板的熔融量没有达到预定量时，可以执行继续在主焊接中的电流施加的焊接延期处理。

当金属板由于某种原因而缓慢熔融，并且尽管已达到设定焊接结束时间但其熔融量仍未达到作为目标的预定量时，继续主焊接中的电流施加。因此，可以确保适当尺寸的熔融部分(适当直径的焊接熔核)，并且可以实现足够的焊接精度水平。

当主焊接中的电流施加时间已经达到超过设定焊接结束时间的预定时间的时间点时金属板的熔融量未达到预定量时，可以强制结束主焊接并且可以通知焊接异常的发生。

当金属板由于某种原因缓慢熔融，并且尽管已经达到超过设定焊接结束时间的预定时间但其熔融量仍未达到作为目标的预定量时，主焊接被强制结束并且通知发生焊接异常。因此，可以避免主焊接继续很长时间而不产生足够的金属板熔融量，并且促使工人检查工件的情况。

在上述方面中，在初步电流施加期间的执行状态可以是由电极施加到工件的压力、电极之间的电极位移以及电极之间的电阻。

在上述方面中，焊接异常可以是在焊接期间发生的喷溅。当施加压力低于喷溅判定阈值时，或者当电极位移高于喷溅判定阈值时，或者当电阻高于喷溅判定阈值时，可以判定焊接异常已经发生。当施加压力低于喷溅可能性判定阈值时，或者当电极位移高于喷溅可能性判定阈值时，或者当电阻高于喷溅可能性判定阈值时，可以判定焊接异常可能发生。

本发明的第二方面涉及一种电阻点焊设备，该电阻点焊设备具有一对电极，在所述一对电极之间保持由彼此叠置的多个金属板形成的工件，并且所述电阻点焊设备通过在保持工件的电极之间施加电流来将金属板熔融并结合在一起。本发明的第二方面的电阻点焊设备包括：控制装置，其被构造成获取关于工件的信息，并且在基于关于工件的信息设定的焊接条件下执行初步电流施加；测量装置，其被构造成测量在初步电流施加期间的执行状态；和通知装置，其被构造成在已经发生焊接异常时通知焊接异常的发生。控制装置基于由测量装置测量的执行状态登记用于主焊接的焊接条件的主模式，并且在主模式的焊接条件下执行主焊接。而且，控制装置测量主焊接中的电流施加时间，并且当主焊接中的电流施加时间在预定时间内时，判定是否已经发生焊接异常以及是否可能发生焊接异常，并且当可能发生焊接异常，校正主焊接的焊接条件以防止焊接异常，并且当不可能发生焊接异常时，校正主焊接的焊接条件以匹配设定的主模式，并且当焊接异常已经发生时，将焊接条件改变为预设的异常响应焊接条件。

与上述电阻点焊方法的情况一样，通过根据是否可能发生焊接异常来校正焊接过程中的焊接条件，该电阻点焊设备也可以确保适当尺寸的熔融部分(适当直径的焊接熔核)并获得足够的焊接精度水平，无论电极的磨损量如何。

在上述方面中，测量装置可包括：施加压力测量装置，其被构造成测量由电极施加到工件的压力；电极位移测量装置，其被构造成测量电极之间的电极位移；电压测量装置，其被构造成测量电极之间的电压；和电流测量装置，其用于测量在电极之间流动的焊接电流。初步电流施加期间的执行状态可以是在执行初步电流施加期间的施加压力、电极位移和基于电压和焊接电流计算的电极之间的电阻。

在上述方面中，焊接异常可以是在焊接期间发生的喷溅。当施加压力低于喷溅判定阈值时，或者当电极位移高于喷溅判定阈值时，或者当电阻高于喷溅判定阈值时，控制装置可判定焊接异常已经发生。当施加压力低于喷溅可能性判定阈值时，或者当电极位移高于喷溅可能性判定阈值时，或者当电阻高于喷溅可能性判定阈值时，控制装置可以判定焊接异常可能发生。

在本发明中，执行初步电流施加，然后根据在初步电流施加期间获取的各种参数的主模式执行主焊接。当在主焊接期间未发生焊接异常时，判定是否可能发生焊接异常。当可能发生焊接异常时，在校正主焊接的焊接条件以防止焊接异常之后继续电流施加。当不可能发生焊接异常时，在校正主焊接的焊接条件以便与设定的主模式匹配之后继续电流施加。通过根据是否可能发生焊接异常在焊接过程中如此校正焊接条件，可以确保适当尺寸的熔融部分(适当直径的焊接熔核)并且实现足够的焊接精度水平，无论电极的磨损量如何。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出根据一个实施例的电阻点焊设备的点焊枪的概略构造图；

图2是电阻点焊设备的控制框图；

图3是示出电阻点焊的控制过程的流程图；并且

图4是示出在初步电流施加期间焊接电流的变化的示例的视图。

具体实施方式

以下将基于附图描述本发明的实施例。在本实施例中，将描述将本发明用作用于将两个铝片材焊接在一起的电阻点焊方法和电阻点焊设备的情况。

电阻点焊设备的构造

图1是示出用于根据实施例的电阻点焊方法的电阻点焊设备的点焊枪G的概略构造图。

作为主要部件，点焊枪G包括：上电极2，其安装在由机器人臂RA保持的枪主体1的上部1a上；下电极3，其安装在枪主体1的下部1b上；电动操作的上电极升降装置(以下简称为电极升降装置)4，其保持上电极2并使上电极2上下移动；以及电流调节装置5，其调节在上电极2和下电极3之间通过的电流值(焊接电流值)。在图1中，附图标记W1、W2表示铝片材，并且铝片材W1、W2构成工件W。

如图1所示，枪主体1具有直立设置在下部1b的上表面上的下电极3。电极升降装置4安装在枪主体1的上部1a的前端。

电极升降装置4包括：伺服马达41，其安装在枪主体1的上部1a的前端处；以及升降构件42，其联接到伺服马达41的驱动轴(未示出)，并且上电极2安装在升降构件42的下端42a处。电极升降装置4可以通过根据来自稍后将描述的控制装置100的施加压力指令信号激活伺服马达41并通过伺服马达41上下移动升降构件42，来调节施加到保持在上电极2和下电极3之间的工件W的压力。

电流调节装置5根据从控制装置100传输的电流指令信号调节在上电极2和下电极3之间通过的电流的值。公知的装置，例如包括可变电阻器或转换器的装置用作电流调节装置5。

控制装置

接下来，将描述电阻点焊设备的控制装置100。在由根据本实施例的电阻点焊设备执行的电阻点焊中，首先，对工件W执行初步电流施加，并且获取能够确保适当熔融部分(预定直径的焊接熔核)的焊接条件的主模式，并登记这些主模式。在主焊接中，在主模式的焊接条件下执行电阻点焊。在该实施例中，对于初步电流施加和主焊接中的每一个，初始电流施加执行预定时段，然后在执行主电流施加之前将电流施加暂停预定时段(***一个间隔)。例如，执行初始电流施加以去除或减少铝片材W1、W2的表面上的氧化膜(具有高电阻的膜)(如果有的话)，从而允许铝片材W1、W2在主电流施加中易于熔融。主电流施加是用于将铝片材W1、W2熔融并结合在一起的电流施加，并且用于主电流施加的焊接电流被设定为比用于初始电流施加的焊接电流高的值。

图2是电阻点焊设备的控制装置100的控制框图。控制装置100包括中央处理单元(CPU；未示出)周围的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、输入输出接口等。

控制装置100包括工件信息获取单元101和焊接条件选择单元102。

存储关于多种类型工件W的信息的工件信息数据库WDB连接到控制装置100，并且工件信息获取单元101从工件信息数据库WDB获取关于特定工件W的信息。工件信息数据库WDB存储从由工人操作的输入装置6输入的关于多种类型工件W的信息。关于工件W的信息的示例包括工件W的材料、板厚、堆叠的板的数量(板组合)等的组合。具体地，关于可能下到车身生产线的所有类型的工件W的信息预先从输入装置6输入到工件信息数据库WDB中，并将这些信息存储在工件信息数据库WDB中。工件信息获取单元101识别下到车身生产线的工件W(例如，通过读取贴附到工件W的标签等的信息)，并从工件信息数据库WDB获取(提取)关于与识别的工件W匹配的工件W的信息。

此外，根据工件W的类型存储焊接条件的焊接条件数据库TDB连接到控制装置100，并且焊接条件选择单元102从焊接条件数据库TDB获取特定焊接条件。焊接条件数据库TDB根据工件W的类型存储多个焊接条件。焊接条件的示例包括根据工件W的类型施加到工件W的焊接电流值和压力。具体而言，根据工件W的类型，可以通过实验获取在焊接期间能够确保预定直径的焊接熔核而不引起喷溅(熔融金属的飞溅)的焊接电流值和施加压力，并且工件W的类型与焊接电流值和施加压力之间的关系预先存储在焊接条件数据库TDB中。因此，根据可以下到车身生产线的所有类型的工件W的焊接条件(关于焊接电流值、施加压力等的信息)被预先存储在焊接条件数据库TDB中。焊接条件选择单元102从焊接条件数据库TDB获取(提取)与作为工件信息获取单元101传输的信息的工件W的类型对应的焊接条件。

控制装置100还包括施加压力调节单元103和焊接电流调节单元104。

在初步电流施加期间，施加压力调节单元103根据由焊接条件选择单元102选择的焊接条件(施加压力的条件)向电极升降装置4传输施加压力指令信号。在初步电流施加期间，焊接电流调节单元104根据焊接条件选择单元102选择的焊接条件(焊接电流值的条件)向电流调节装置5发送电流指令信号。

在具有上述功能的情况下，施加压力调节单元103和焊接电流调节单元104构成如本发明中所述的初步电流施加执行单元。

此外，根据在稍后描述的主模式登记单元105中登记的焊接电流的变化模式和施加压力的变化模式，施加压力调节单元103在主焊接期间将施加压力指令信号传输到电极升降装置4，并且焊接电流调节单元104在主焊接期间将电流指令信号发送到电流调节装置5。稍后将描述主焊接的具体控制。

而且在具有上述功能的情况下，施加压力调节单元103和焊接电流调节单元104也构成如本发明中所述的主焊接执行单元。

控制装置100还包括主模式登记单元105。在执行初步电流施加的同时，主模式登记单元105创建并登记焊接电流、施加压力等的理想变化模式，通过该理想变化模式可以确保适当尺寸的焊接熔核。此外，主模式登记单元105在执行初步电流施加的同时测量或计算电极位移、电压、电阻等中的每一个，并将结果登记为主模式。简而言之，主模式登记单元105测量初步电流施加期间的执行状态，并将结果登记为主模式。为此目的，施加压力测量单元201、电极位移测量单元202、电压测量单元203和电流测量单元204连接到控制装置100。

施加压力测量单元201测量由电极2、3施加到工件W的压力，并且例如由容纳在电极升降装置4内的测力传感器形成。当铝片材W1、W2在执行主电流施加期间随着它们熔融而膨胀时，在铝片材W1、W2中产生抵抗由电极2、3施加的压力的反作用力，从而通过施加压力测量单元201测量的施加压力被获得作为高值。因此，可以基于由施加压力测量单元201测量的施加压力的变化来判定铝片材W1、W2是否已熔融到预定量(目标熔融量)(在动力传输***没有构造成由反作用力反向旋转的情况下)。

电极位移测量单元202容纳在电极升降装置4内，并且由编码器形成，该编码器通过检测伺服马达41的输出轴的旋转角度位置来测量上电极2的升降位置。在动力传输***包括滚珠丝杠等的情况下，当铝片材W1、W2随着它们熔融而膨胀时，如上所述，在铝片材W1、W2中产生抵抗由电极2、3施加的压力的反作用力。由于该反作用力作为使上电极2向上移动的力，因此可以通过检测伺服马达41的输出轴的旋转角度位置并使用该旋转角度位置作为基础来判定铝片材W1、W2是否已熔融到预定量(目标熔融量)。

电压测量单元203检测电极2、3之间的电压(电位差)。电流测量单元204检测电极2、3之间的实际焊接电流的值。由于电压测量单元203和电流测量单元204的构造是公知的，所以这里将省略其描述。

在具有上述功能的情况下，施加压力测量单元201、电极位移测量单元202、电压测量单元203和电流测量单元204构成如本发明中所述的测量单元200。

控制装置100还包括电阻计算单元106。由电压测量单元203测量的电压值和由电流测量单元204测量的电流值被输入到电阻计算单元106，并且电阻计算单元106通过将电压值除以电流值来计算电阻。

控制装置100还包括电流施加时间测量单元107、比较单元108和延期条件计算单元109。

电流施加时间测量单元107测量从主焊接中的主电流施加开始起的电流施加时间(已经过的电流施加时间)。比较单元108将电阻、施加压力和电极位移的相应目标值与实际电阻、实际施加压力和实际电极位移进行比较，以判定铝片材W1、W2是否已熔融到预定目标熔融量。如果尽管由电流施加时间测量单元107测量的电流施加时间已经达到预定时间(在主模式中的设定焊接结束时间)，铝片材W1、W2仍没有熔融到预定的目标熔融量，则延期条件计算单元109将焊接延期指令信号传输到施加压力调节单元103和焊接电流调节单元104，以继续主电流施加。

控制装置100还包括喷溅判定单元(焊接异常判定单元)110和焊接条件校正单元111。

喷溅判定单元110基于施加压力、电极位移和电阻的变化趋势来判定是否已经发生喷溅以及是否可能发生喷溅。具体地，针对施加压力、电极位移和电阻的每个变化趋势设定喷溅判定阈值和喷溅可能性判定阈值，该喷溅可能性判定阈值是小于喷溅判定阈值一预定量的值(作为绝对值的较小值)。当施加压力、电极位移和电阻的变化趋势中的至少一个超过喷溅判定阈值时，判定已经发生喷溅。具体地，当已经发生喷溅时，施加压力趋于降低，而电极位移和电阻趋于增加。因此，当实际施加压力低于喷溅判定阈值时，或者当实际电极位移高于喷溅判定阈值时，或者当实际电阻高于喷溅判定阈值时，判定喷溅已经发生。当施加压力、电极位移和电阻的变化趋势都不超过喷溅判定阈值，但是施加压力、电极位移和电阻的变化趋势中的至少一个超过喷溅可能性判定阈值时，判定可能发生喷溅。具体地，当实际施加压力低于喷溅可能性判定阈值时，或者当实际电极位移高于喷溅可能性判定阈值时，或者当实际电阻高于喷溅可能性判定阈值时，判定可能发生喷溅。

焊接条件校正单元111在判定可能发生喷溅时校正焊接条件。也就是说，考虑到如果在电流焊接条件下继续主电流施加则可能最终发生喷溅的可能性，焊接条件校正单元111校正施加压力和焊接电流值，以便能够抑制喷溅的发生。具体地，进行校正以增加施加压力并降低焊接电流值。

控制装置100还包括警报输出单元(通知装置)112。当基于电阻、施加压力和电极位移的变化趋势中的至少一个超过喷溅判定阈值而判定已经发生喷溅时，警报输出单元112通过在操作面板(未示出)上显示警报来通知工人发生喷溅。

电阻点焊

接下来，将描述使用如上所述构造的电阻点焊设备的电阻点焊。图3是示出电阻点焊的控制过程的流程图。在电阻点焊设备运行的同时，每隔预定时间，重复执行该流程图。

首先，在步骤ST1中，获取关于工件W的信息。作为信息获取动作，工件信息获取单元101识别下到车身生产线的工件W，并从工件信息数据库WDB获取与识别的工件W匹配的工件W的信息，如上所述。

在获取关于工件W的信息之后，工作流程移到步骤ST2，在步骤ST2中选择焊接条件。作为焊接条件选择动作，焊接条件选择单元102如上所述从焊接条件数据库TDB获取与工件W的类型(从工件信息获取单元101传输的信息)对应的焊接条件。作为这里获取的焊接条件(施加压力和焊接电流值)，选择较低的焊接电流值以抑制由于存在表面上的氧化膜等导致具有较高电阻的材料(例如，热冲压材料)制成的工件W的喷溅的发生。选择较低的焊接电流值以抑制具有较小板厚的工件W的喷溅的发生。另一方面，选择较高的施加压力和较高的焊接电流值，以对堆叠有较大数目片材的工件W产生铝片材W1、W2的预定目标熔融量。

在如此选择焊接条件之后，工作流程移到步骤ST3，其中在这些焊接条件下执行初步电流施加。即，在通过上电极2和下电极3施加到工件W的压力和被施加在上电极2和下电极3之间的焊接电流的值与焊接条件相匹配之后，执行初步电流施加。具体地，根据作为所选焊接条件的施加压力的施加压力指令信号从施加压力调节单元103输出到电极升降装置4，并且根据作为选择焊接条件的焊接电流值的电流指令信号从焊接电流调节单元104输出到电流调节装置5，从而利用这些施加压力和焊接电流值执行初步电流施加。

图4是示出在初步电流施加期间焊接电流的变化的示例的视图。图4中的实线表示在所选焊接条件下焊接电流的变化模式。图4中的虚线表示当执行初步电流施加时可以实际确保适当尺寸的焊接熔核的焊接电流的变化模式。该变化模式是主焊接中使用的主模式。图4中从时间T1到时间T2的时段是基于主模式设定的主电流施加中的电流施加时间。而且对于施加压力(未示出)，也以相同的方式获取在主焊接中使用的主模式。此外，在初步电流施加期间，电极位移由电极位移测量单元202测量，电压由电压测量单元203测量，并且电阻由电阻计算单元106计算，并且主模式也是由此获取。

在步骤ST4中，将如此获取的主模式登记在主模式登记单元105中。

在步骤ST5中，在主模式的焊接条件下执行主焊接。即，在上电极2和下电极3向工件W施加的压力和被施加在上电极2和下电极3之间的焊接电流的值与主模式的焊接条件匹配之后，执行主焊接。结合主焊接的开始，电流施加时间测量单元107开始测量电流施加时间(已经过的电流施加时间)。

在这样开始主焊接之后，工作流程移到步骤ST6，在步骤ST6中，判定主焊接是否处于由电流施加时间测量单元107测量的主焊接中的电流施加时间尚未达到主模式中的设定焊接结束时间(图4中的时间T2)(电流施加时间<T2)的状态。

由于主焊接中的电流施加时间在主焊接开始后即刻地尚未达到设定焊接结束时间T2，因此在步骤ST6中给出“是”答案，并且工作流程移到步骤ST7。在步骤ST7中，判定在主焊接期间是否已经发生喷溅。为了判定是否已经发生喷溅，对于如上所述测量的施加压力和电极位移以及如上所述计算的电阻中的每一个预先设定用于判定喷溅的阈值，并且这些阈值和实际的施加压力、电极位移和电阻进行比较。当这些参数中的一个甚至超过阈值时，判定已经发生喷溅。

当没有发生喷溅并且在步骤ST7中给出“否”答案时，工作流程移到步骤ST8，其中判定在当前时间点是否可能发生喷溅(是否存在喷溅趋势)。为了判定是否存在喷溅趋势，类似地，对于施加压力、电极位移和电阻中的每一个预先设定用于判定喷溅趋势的阈值(作为绝对值小于用于判定喷溅的阈值的值)，并且这些阈值与实际的施加压力、电极位移和电阻进行比较。当这些参数中的一个甚至超过阈值时，判定存在喷溅趋势。

当没有喷溅趋势并且在步骤ST8中给出“否”回答时，工作流程移到步骤ST9，在步骤ST9中判定在当前时间点是否已确保焊接质量。该判定是判定铝片材W1、W2是否处于这样的状态：如果主焊接在当前时间点结束，则可以确保适当尺寸的焊接熔核。

具体地，如上所述，当铝片材W1、W2随着它们熔融而膨胀时，在铝片材W1、W2中产生抵抗由电极2、3施加的压力的反作用力，从而由施加压力测量单元201测量的施加压力作为高值获得。因此，可以基于由施加压力测量单元201测量的施加压力的变化来判定铝片材W1、W2是否已熔融到预定量(目标熔融量)。因此，当由施加压力测量单元201测量的施加压力已经达到预定值(基于实验等预先设定的值)时，可以判定铝片材W1、W2已熔融到预定量(目标熔融量)并且处于可以确保适当尺寸的焊接熔核(已确保焊接质量)的状态。

在上电极2被构造成通过由于铝片材W1、W2随着它们熔融而膨胀在铝片材W1、W2中产生的反作用力向上移动的情况下，如上所述，可以通过检测伺服马达41的输出轴的旋转角度位置并使用该旋转角度位置作为基础来判定铝片材W1、W2是否已熔融到预定量(目标熔融量)。因此，当由电极位移测量单元202检测到的伺服马达41的输出轴的旋转角度位置已经达到预定值(基于实验等预先设定的值)时，可以判定铝片材W1、W2已熔融至预定量(目标熔融量)并且处于可确保适当尺寸的焊接熔核(已确保焊接质量)的状态。

当尚未确保焊接质量并且在步骤ST9中给出“否”答案时，工作流程移到步骤ST10，其中参数的电流值和主模式中的参数的值进行比较，并且校正参数的电流值的偏差，使得焊接条件与主模式匹配(通过焊接条件校正单元111校正焊接条件)。

除非发生喷溅或出现喷溅趋势，否则在由此校正参数的同时，重复步骤ST6、ST7、ST8、ST9、ST10中的动作直到设定焊接结束时间T2。

当直到设定焊接结束时间T2没有发生喷溅或没有出现喷溅趋势并且焊接质量已经得到保证时，在步骤ST9给出“是”答案，并且工作流程移到步骤ST15，其中焊接结束处理被执行。即，停止在电极2、3之间施加的电流，并且去除由电极2、3施加到工件W的压力。

此后，移出主焊接已经结束的工件W，并且载入作为下一个对象的另一个工件W。在步骤ST16中，判定作为下一个对象的工件W是否已经载入。当作为下一个对象的工件W已经载入并且在步骤ST16中给出“是”答案时，工作流程移动到步骤ST17，在步骤ST17中判定已经载入的工件W是否是与作为待焊接的前一对象的工件W的类型相同。

当这些工件W是相同类型时，在步骤ST17中给出“是”答案，并且通过使用已在步骤ST4中登记的主模型的焊接条件，在作为当前对象的工件W上执行主焊接(步骤ST5)。工件W的主焊接以与上述相同的方式进行。

另一方面，当作为当前对象的工件W与作为前一对象的工件W的类型不同时，需要获取并登记该新型工件W的主模式。因此，在步骤ST17中给出“否”的答案，并且根据上述步骤ST1和后续步骤中的动作登记主模式，并且通过使用登记的主模式的焊接条件来执行主焊接(步骤ST5)。

如果在达到设定焊接结束时间T2之前出现喷溅趋势，并且在步骤ST8中给出“是”答案，则工作流程移到步骤ST11，其中在校正焊接条件以防止喷溅之后继续电流施加。在此进行的对焊接条件的校正的示例包括降低焊接电流值。也就是说，输入熔融部分的热量减少，从而防止喷溅。在这种情况下的校正量基于实验或模拟来设定。例如，当实际施加压力、电极位移和电阻与阈值的偏差量较大时，设定较大的校正量。

当存在喷溅趋势时，重复步骤ST6、ST7、ST8、ST11中的动作，直到这种喷溅趋势消失。

当在达到设定焊接结束时间T2之前发生喷溅并且在步骤ST7中给出“是”答案时，工作流程移到步骤ST12，其中焊接条件变为喷溅响应焊接条件。例如，喷溅响应焊接条件存储在焊接条件数据库TDB中并从焊接条件数据库TDB读取。具体而言，将焊接电流值设定得较低，且将施加压力设定为高于主模式中的焊接条件。在这些喷溅响应焊接条件下开始主焊接之后，在步骤ST13中判定是否已经经过预定时间，并且当该预定时间已经经过时，工作流程移动到步骤ST14，在步骤ST14中从警报输出单元112输出警报信号。例如，在电阻点焊设备的操作面板的监视器屏幕上显示警报，以通知工人发生焊接异常(喷溅)。

此后，工作流程移至步骤ST15，在步骤ST15中执行焊接结束处理。即，停止在电极2、3之间施加的电流，并且去除从电极2、3施加到工件W的压力。在这种情况下，工件W可能具有焊接缺陷并因此被转递到检查过程。

在主焊接的执行期间，当主焊接中的电流施加时间已经达到设定焊接结束时间T2而没有确保焊接质量时(在步骤ST9中连续给出“否”答案)，在步骤ST6中给出“否”答案，并且工作流程移动到步骤ST18。在步骤ST18中，判定主焊接是否处于主焊接中的电流施加时间已经达到超过设定焊接结束时间T2的强制结束时间T3(电流施加时间≥T3)的状态。强制结束时间T3可以任意设定。

当主焊接中的电流施加时间尚未达到强制结束时间T3(电流施加时间<T3)并且在步骤ST18中给出“否”答案时，工作流程移动到步骤ST19，其中判定在当前时间点是否已确保焊接质量，如同步骤ST9。

当尚未确保焊接质量并且在步骤ST19中给出“否”答案时，工作流程移到步骤ST20，其中计算焊接延期条件以继续主焊接。作为焊接延期条件，计算继续主焊接的时间，并且在铝片材W1、W2的当前熔融量与目标熔融量的偏差较大时计算更长的时间。在如此计算焊接延期条件之后，工作流程返回到步骤ST6，其中继续主焊接。在这种情况下的焊接延期时间可以一致地设定。

当焊接质量未得到保证的状态继续直到强制结束时间T3而主焊接因此延期时，重复步骤ST6、ST18、ST19、ST20中的动作。

当在达到强制结束时间T3之前已经确保焊接质量时，在步骤ST19中给出“是”答案，并且工作流程移到步骤ST15，其中执行焊接结束处理和上述后续动作。

当在没有确保焊接质量的情况下达到强制结束时间T3时，在步骤ST18中给出“是”答案，并且工作流程移到步骤ST14，其中从警报输出单元112输出警报信号。在这种情况下，工件W可能具有焊接缺陷，因此被转递到检查过程。

每隔预定时间重复上述动作一次。

这样，在上述动作中，步骤ST1至ST3中的动作对应于本发明中所述的“获取关于工件的信息，并在基于所获取的信息设定的焊接条件下执行初步电流施加”。步骤ST4中的动作对应于本发明所述的“测量在初步电流施加期间的执行状态，并且基于执行状态，设定用于主焊接的焊接条件的主模式”。步骤ST5至ST7中的动作对应于本发明所述的“在主模式的焊接条件下执行主焊接，并且当主焊接中的电流施加时间在预定时间内时，判定是否已经发生焊接异常”。步骤ST8中的动作对应于本发明所述的“当没有发生焊接异常时，判定是否可能发生焊接异常”。步骤ST11中的动作对应于本发明所述的“当可能发生焊接异常时，在校正主焊接的焊接条件以防止焊接异常后继续电流施加”。步骤ST9、ST10中的动作对应于本发明所述的“当不可能发生焊接异常时，在校正主焊接的焊接条件以匹配设定的主模式后继续电流施加”。步骤ST12至ST14中的动作对应于本发明所述的“当焊接异常已经发生时，将焊接条件改变为预设的焊接异常响应焊接条件，并通知焊接异常的发生”。

如上所述，在本实施例中，在根据关于工件W的信息的焊接条件下执行初步电流施加，并且设定可以生产适当熔融部分的焊接条件的主模式。在主焊接中，在主模式的焊接条件下执行焊接，并且判定是否已经发生喷溅(焊接异常)以及是否可能发生喷溅。当没有发生但可能发生喷溅时，在校正主焊接的焊接条件以防止喷溅之后继续电流施加。当没有发生也不可能发生喷溅时，在校正主焊接的焊接条件以便匹配主模式之后继续电流施加。通过在焊接过程中根据是否可能发生喷溅来如此校正焊接条件，无论电极的磨损量如何，都可以确保适当尺寸的熔融部分(适当直径的焊接熔核)并且实现足够的焊接精度水平。

在本实施例中，当在主焊接中的电流施加时间已经达到主模式中的设定焊接结束时间T2的时间点铝片材W1、W2的熔融量未达到预定量时，执行继续主焊接中的电流施加的焊接延期处理。这也使得可以确保适当尺寸的熔融部分(适当直径的焊接熔核)并获得足够的焊接精度水平。

在本实施例中，当在主焊接中的电流施加时间已达到超过设定焊接结束时间T2的预定时间(强制结束时间)T3的时间点铝片材W1、W2的熔融量未达到预定量时，强制结束主焊接并输出报警信号。也就是说，当铝片材W1、W2由于某种原因而熔融缓慢，并且尽管已经达到超过设定焊接结束时间T2的强制结束时间T3其熔融量仍未达到预定量时，主焊接被强制结束并输出报警信号。因此，可以避免主焊接继续很长时间而不产生足够的铝片材W1、W2的熔融量的情况，并且可以促使工人检查工件W。

上述实施例还可以提供以下优点：

在将铝基材料和铁基材料放置在同一车身生产线上的情况下，尽管由于性能的不同导致材料之间的熔融部分的形成条件不同，但该实施例可以对于每种材料确保适当尺寸的熔融部分(适当直径的焊接熔核)。

由于在施加到材料上的电流使材料软化或熔融时电流施加路径不断变化，因此其中基于瞬时发热量的指定的随时间的变化量来执行主焊接的控制模式(日本专利第5582277号的控制模式)不能实现足够的焊接精度水平。相反，即使当电流的施加路径不断变化时，上述实施例也可以通过校正焊接条件来实现足够的焊接精度水平。

其他实施例

本发明不限于上述实施例，并且包括在权利要求范围以及等同于权利要求范围的范围内的所有修改和应用都是可能的。

例如，在上述实施例中已经描述了将本发明应用于将两个铝片材W1、W2焊接在一起的电阻点焊的情况。然而，本发明不限于该示例，并且还可以应用于用于将三个或更多个片材焊接在一起的电阻点焊。可应用本发明的电阻点焊方法的片材不限于铝，还包括铁、镁、钛、铜等。本发明还可以应用于将不同类型的金属焊接在一起。

在上述实施例中，对于初步电流施加和主焊接中的每一个，在预定时段内执行初始电流施加。然而，本发明不限于该示例，并且在仅通过主电流施加可以产生足够的铝片材W1、W2的熔融量的情况下，可以省略初始电流施加。

在上述实施例中，当尽管在主焊接中的电流施加时间已经达到预定时间(在主模式中的设定焊接结束时间)，铝片材W1、W2仍未熔融到预定的目标熔融量时，执行继续进行主电流施加的延期处理。然而，本发明不限于该示例，并且在上述情况下，可以强制结束主焊接并且可以在不执行延期处理的情况下输出警报信号。

当在达到设定焊接结束时间T2之前已经确保焊接质量时，可以结束主焊接而不等待直到设定焊接结束时间T2。

当判定已经发生喷溅时，可以立即结束主焊接而不将焊接条件改变为喷溅响应焊接条件。

当已经发生喷溅时，在主模式登记单元105中登记的主模式可能不合适。考虑到这种可能性，可以根据对在步骤ST11中进行的焊接条件的校正(对用于防止喷溅的焊接条件的校正)重新登记主模式。

本发明可应用于电阻点焊，其中执行初步电流施加，然后根据在初步电流施加期间获取的各种参数的主模式执行主焊接。

Claims (8)

1.一种电阻点焊方法，其中由彼此叠置的多个金属板形成的工件被保持在一对电极之间，并且所述金属板通过在所述电极之间施加电流而被熔融并结合在一起，所述电阻点焊方法的特征在于包括：

获取关于所述工件的信息，并且在基于所述信息设定的焊接条件下执行初步电流施加；

测量在所述初步电流施加期间的执行状态，并且基于所述执行状态，设定用于主焊接的焊接条件的主模式；

在所述主模式的焊接条件下执行所述主焊接，并且当所述主焊接中的电流施加时间在预定时间内时，判定是否已经发生焊接异常；

当还没有发生所述焊接异常时，判定是否可能发生所述焊接异常；

当可能发生所述焊接异常时，在校正用于所述主焊接的所述焊接条件以便防止所述焊接异常后继续电流施加；

当不可能发生所述焊接异常时，在校正用于所述主焊接的所述焊接条件以便匹配所述主模式后继续电流施加；以及

当已经发生所述焊接异常时，将所述焊接条件改变为预设的异常响应焊接条件，并且通知所述焊接异常的发生。

2.根据权利要求1所述的电阻点焊方法，其特征在于，在执行所述主焊接期间判定所述金属板的熔融量是否已达到作为目标的预定量，并且当在所述主焊接中的所述电流施加时间已经达到所述主模式中的设定焊接结束时间时的时间点处所述金属板的熔融量还没有达到所述预定量时，执行在所述主焊接中继续电流施加的焊接延期处理。

3.根据权利要求2所述的电阻点焊方法，其特征在于，当在所述主焊接中的所述电流施加时间已经达到超过所述设定焊接结束时间的预定时间时的时间点处所述金属板的熔融量还未达到所述预定量时，强制结束所述主焊接并且通知所述焊接异常的发生。

4.根据权利要求1所述的电阻点焊方法，其特征在于，在所述初步电流施加期间的所述执行状态是由所述电极施加到所述工件的压力、所述电极之间的电极位移以及所述电极之间的电阻。

5.根据权利要求4所述的电阻点焊方法，其特征在于：

所述焊接异常是在所述焊接期间发生的喷溅；

当所述压力低于喷溅判定阈值时，或当所述电极位移高于喷溅判定阈值时，或当所述电阻高于喷溅判定阈值时，判定已经发生所述焊接异常；并且

当所述压力低于喷溅可能性判定阈值时，或当所述电极位移高于喷溅可能性判定阈值时，或当所述电阻高于喷溅可能性判定阈值时，判定可能发生所述焊接异常。

6.一种电阻点焊设备，所述电阻点焊设备具有一对电极，在所述一对电极之间保持由彼此叠置的多个金属板形成的工件，并且所述电阻点焊设备通过在保持所述工件的所述电极之间施加电流来将所述金属板熔融并结合在一起，所述电阻点焊设备的特征在于包括：

控制装置，所述控制装置被构造成获取关于所述工件的信息，并且在基于关于所述工件的信息设定的焊接条件下执行初步电流施加；

测量装置，所述测量装置被构造成测量在所述初步电流施加期间的执行状态；以及

通知装置，所述通知装置被构造成在已经发生焊接异常时通知所述焊接异常的发生，

其中，所述控制装置基于由所述测量装置测量到的所述执行状态登记用于主焊接的焊接条件的主模式，并且在所述主模式的焊接条件下执行所述主焊接，并且

其中，所述控制装置测量所述主焊接中的电流施加时间，并且当所述主焊接中的电流施加时间在预定时间内时，判定是否已经发生所述焊接异常以及是否可能发生所述焊接异常，并且当可能发生所述焊接异常时，校正用于所述主焊接的所述焊接条件以便防止所述焊接异常，并且当不可能发生所述焊接异常时，校正用于所述主焊接的所述焊接条件以便匹配所述主模式，并且当已经发生所述焊接异常时，将所述焊接条件改变为预设的异常响应焊接条件。

7.根据权利要求6所述的电阻点焊设备，其特征在于：

所述测量装置包括：施加压力测量装置，所述施加压力测量装置被构造成测量由所述电极施加到所述工件的压力；电极位移测量装置，所述电极位移测量装置被构造成测量所述电极之间的电极位移；电压测量装置，所述电压测量装置被构造成测量所述电极之间的电压；以及电流测量装置，所述电流测量装置被构造成测量在所述电极之间流动的焊接电流；并且

在所述初步电流施加期间的所述执行状态是在执行所述初步电流施加期间的所述压力、所述电极位移以及基于所述电压和所述焊接电流计算出来的所述电极之间的电阻。

8.根据权利要求7所述的电阻点焊设备，其特征在于：

所述焊接异常是所述焊接期间发生的喷溅；

当所述压力低于喷溅判定阈值时，或当所述电极位移高于喷溅判定阈值时，或当所述电阻高于喷溅判定阈值时，所述控制装置判定已经发生所述焊接异常；并且

当所述压力低于喷溅可能性判定阈值时，或当所述电极位移高于喷溅可能性判定阈值时，或当所述电阻高于喷溅可能性判定阈值时，所述控制装置判定可能发生所述焊接异常。