JP2001096372A

JP2001096372A - 抵抗溶接方法

Info

Publication number: JP2001096372A
Application number: JP27419599A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Endo; 正遠藤; Mitsushi Kaneda; 充司金田; Yoshiyuki Shimatani; 義行嶋谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】電極加圧力供給機構の重量よりも小さい電極
加圧力が得られるとともに、溶接中に電極加圧力を減圧
または増圧して、被溶接物の熱圧着あるいはスポット溶
接を行う抵抗溶接方法を提供する。【解決手段】電極を被溶接物に移動する工程と、電極
が被溶接物に当接検出する工程と、被溶接物を加圧およ
び通電する工程と、溶接中に被溶接物の厚さの変位量を
計測する工程および被溶接物の変位量が所定の値に達し
たときに加圧を鍛圧する工程と、変位量が所定の値に達
したときに通電を一定時間後に停止させる工程と、溶接
終了後に鍛圧で保持させる工程を備えて熱圧着あるいは
スポット溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品あるいは
各種センサの端子部分に極小の導体線または導体部品を
極小の電極加圧力で熱圧着あるいはスポット溶接を行う
抵抗溶接方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品あるいは各種センサの端
子部分に導体線または導体部品（以下、これらを総称し
て単に被溶接物と称する）を固着する方法として、被溶
接物を電極で加圧しながら溶接電流を流し、電極を高温
にしてその熱により被溶接物同士を圧着させる熱圧着方
式や、被溶接物を電極間で加圧して溶接電流を流すスポ
ット溶接方式がある。以下、これらの方式を総称して単
に抵抗溶接とする。

【０００３】被溶接物である導体線が例えば数１０ミク
ロンの細い線、または導体部品が極小サイズのときの抵
抗溶接は、電極加圧力を極小にしなければならないが、
その施策として電極加圧力を得るための機構をできるだ
け小さく、かつ軽量化するなどのハード面に工夫がなさ
れていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のように電極の加
圧力供給機構をできるだけ小さく、かつ軽量化する方法
では電極加圧力供給機構そのものの重量が電極加圧力に
付加されているため、電極加圧力供給機構の重量よりも
小さい電極加圧力が得られず、そして、電極加圧方法や
溶接時の被溶接物の厚さの管理または電極の温度管理も
溶接品質に影響するため極小の細い線、または導体部品
の被溶接物の抵抗溶接はできないというのが実情であっ
た。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めのものであり、極小の細い線、または導体部品の抵抗
溶接を可能とする抵抗溶接方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の手段は、
電極を被溶接物に接近および離脱させる工程と、電極が
被溶接物に当接したことを検出する工程と、電極が被溶
接物を加圧する工程と、電極に溶接電流を通電する工程
と、溶接中に被溶接物の厚さの変位量を計測する工程
と、溶接中の被溶接物の変位量が所定の値に達したとき
に電極の加圧を減圧または増圧する工程と、溶接中の被
溶接物の変位量が所定の値に達したときに通電を一定時
間後に停止させる溶接終了遅延時間を計測する工程と、
溶接終了後に電極により被溶接物を一定時間、加圧を前
記の減圧または増圧で保持させる工程とを備えたことを
特徴とする。

【０００７】本発明の第２の手段は、電極を被溶接物に
接近および離脱させる工程と、電極が被溶接物に当接し
たことを検出する工程と、電極が被溶接物を加圧する工
程と、電極に溶接電流を通電する工程と、溶接中に被溶
接物の厚さの変位量を計測する工程と、溶接中の電極の
温度が所定の値に達したときに電極の加圧を減圧または
増圧する工程と、溶接中の電極の温度が所定の値に達し
たときに通電を一定時間後に停止させる溶接終了遅延時
間を計測する工程と、溶接終了後に電極により被溶接物
を一定時間、加圧を前記の減圧または増圧で保持させる
工程とを備えたことを特徴とする。

【０００８】本発明の第３の手段は、操作部に被溶接物
への付勢力を電極加圧力として入力する工程と、制御部
により電極加圧力を駆動手段の移動量に算出する工程
と、駆動手段に連結した付勢手段である弾性体の伸縮に
より電極加圧力を得る工程とを備えたことを特徴とす
る。

【０００９】本発明の第４の手段は、電極が被溶接物を
加圧する工程において、電極が被溶接物に当接したとき
の被溶接物に対する被当接重量が、電極加圧力供給機構
の重量よりも小の電極加圧力を得ることができることを
特徴とする。

【００１０】本発明の第５の手段は、電極が被溶接物を
加圧する工程において、電極が被溶接物に当接したとき
の被溶接物に対する電極加圧力供給機構の被当接重量と
同一値、または少なくともその値よりも小の値を操作部
に電極加圧力補正値として入力する工程と、操作部に被
溶接物への付勢力を電極加圧力として入力した値から、
前記の電極加圧力補正値を差し引いた電極加圧力を駆動
手段の移動量に算出する工程とを備えたことを特徴とす
る。

【００１１】本発明の第６の手段は、電極加圧力を得る
付勢手段としての弾性体を取り替え変更することに合わ
せて、弾性体の品番と弾性体の伸縮に対する加圧力定数
および電極加圧力補正値を操作部に入力する工程とによ
って、被溶接物の種類に応じた電極加圧力を得ることが
できることを特徴とする。

【００１２】本発明の第７の手段は、電極が被溶接物を
加圧する工程と、溶接中に駆動手段をマイナス方向に駆
動させて電極の加圧を減圧、または駆動手段をプラス方
向に駆動させて電極の加圧を増圧する工程と、電極加圧
力とともに電極の昇降速度を操作部に入力する工程とを
備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明の第８の手段は、電極の先端が被溶
接物に当接した位置を制御部に記憶する工程と、その位
置をデジタル座標値で表示する工程とを備えたことを特
徴とする。

【００１４】本発明の第９の手段は、被溶接物検出兼変
位量計測手段の「入〜切」選択工程において入を選択し
た場合、被溶接物検出兼変位量計測手段のセンサが有効
となり、切を選択した場合は前記センサが無効になりプ
リセット位置入力手段で任意の被溶接物検出位置データ
を入力する工程と、その入力された位置を被溶接物に当
接した位置と同位置にみなして記憶する工程とを備えた
ことを特徴とする。

【００１５】本発明の第１０の手段は、被溶接物検出兼
変位量計測手段の「入〜切」選択工程において入を選択
した場合、プリセット位置入力手段で電極の下降を高速
から低速に速度切替えする位置データを入力する工程
と、電極を高速下降開始してから低速に切替えるまでは
駆動手段を位置決め運転する工程と、低速下降から任意
の位置での被溶接物を検出するまでは駆動手段をジョグ
運動する工程と、被溶接物を検出してから溶接終了し電
極が原点に上昇するまで駆動手段を位置決め運転する工
程とを備えたことを特徴とする。

【００１６】本発明の第１１の手段は、被溶接物検出兼
変位量計測手段の「入〜切」選択工程において切を選択
した場合、被溶接物に当接した位置と同位置にみなして
記憶された位置を常時デジタル座標値で表示する工程と
を備えたことを特徴とする。

【００１７】本発明の第１２の手段は、被溶接物検出兼
変位量計測手段の「入〜切」選択工程において切を選択
した場合、プリセット位置入力手段で任意の被溶接物検
出位置データを入力した位置を基準とし、その位置に対
して手前の位置で電極下降を高速から低速に切替える位
置を入力する工程とを備えたことを特徴とする。

【００１８】本発明の第１３の手段は、予め設定してお
いた被溶接物の厚さの変位量に対して、溶接中の被溶接
物の厚さが小、すなわち変位量が大のときは自動的に電
極加圧を減圧し、溶接中の被溶接物の厚さが大、すなわ
ち変位量が小のときは自動的に電極加圧を増圧する自動
増減圧工程を有することを特徴とする。

【００１９】本発明の第１４の手段は、電極に溶接電流
を通電する工程の初めに、通電を遅らせる溶接開始遅延
区間を有することを特徴とする。

【００２０】本発明の第１５の手段は、溶接中に電極の
加圧を減圧または増圧に遅らせる減圧または増圧開始遅
延区間を有することを特徴とする。

【００２１】本発明の第１６の手段は、溶接終了後に電
極の加圧を減圧または増圧値で、一定時間被溶接物を保
持する保持区間を有することを特徴とする。

【００２２】本発明の第１７の手段は、電極が被溶接物
に当接したときから溶接終了して電極の加圧を減圧また
は増圧で保持するまでの区間に、電極加圧力値をデジタ
ル数値で表示する工程と、電極が被溶接物に当接したと
きと、電極を加圧したときおよび電極の加圧を減圧また
は増圧したときの各々に電極加圧力値の上限値と下限値
の設定を設け、電極加圧力値がその範囲外ならば異常信
号を出力し抵抗溶接装置の動作終了後に異常警報する工
程とを備えたことを特徴とする。

【００２３】本発明の第１８の手段は、被溶接物を生産
するごとに電極研磨プリセットカウンターにて電極研磨
回数をカウントする工程と、前記電極研磨プリセットカ
ウンターがプリセット設定値に到達してから電極研磨装
置により電極を自動研磨する工程とを備えたことを特徴
とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の第１の手段によれば、電
極を被溶接物に接近および離脱させる工程と、電極が被
溶接物に当接したことを検出する工程と、電極が被溶接
物を加圧する工程と、電極に溶接電流を通電する工程
と、溶接中に被溶接物の厚さの変位量を計測する工程
と、溶接中の被溶接物の変位量が所定の値に達したとき
に電極の加圧を減圧または増圧する工程と、溶接中の被
溶接物の変位量が所定の値に達したときに通電を一定時
間後に停止させる溶接終了遅延時間を計測する工程と、
溶接終了後に電極により被溶接物を一定時間、加圧を前
記の減圧または増圧で保持させる工程とを備えたため、
品質の高い被溶接物の溶接結果が得られるという作用が
得られる。

【００２５】第２の手段は、電極を被溶接物に接近およ
び離脱させる工程と、電極が被溶接物に当接したことを
検出する工程と、電極が被溶接物を加圧する工程と、電
極に溶接電流を通電する工程と、溶接中に被溶接物の厚
さの変位量を計測する工程と、溶接中の電極の温度が所
定の値に達したときに電極の加圧を減圧または増圧する
工程と、溶接中の電極の温度が所定の値に達したときに
通電を一定時間後に停止させる溶接終了遅延時間を計測
する工程と、溶接終了後に電極により被溶接物を一定時
間、加圧を前記の減圧または増圧で保持させる工程とを
備えたため、品質の高い被溶接物の溶接結果が得られる
という作用が得られる。

【００２６】第３の手段は、操作部に被溶接物への付勢
力を電極加圧力として入力する工程と、制御部により電
極加圧力を駆動手段の移動量に算出する工程と、駆動手
段に連結した付勢手段である弾性体の伸縮により電極加
圧力を得る工程とを備えたため、電極加圧力の設定をデ
ジタル管理できることと、極小の電極加圧力を得ること
ができるという作用が得られる。

【００２７】第４の手段は、電極が被溶接物を加圧する
工程において、電極が被溶接物に当接したときの被溶接
物に対する被当接重量が、電極加圧力供給機構の重量よ
りも小の電極加圧力を得ることができるので、極小の細
い線、または導体部品の抵抗溶接ができるという作用が
得られる。

【００２８】第５の手段は、電極が被溶接物を加圧する
工程において、電極が被溶接物に当接したときの被溶接
物に対する電極加圧力供給機構の被当接重量と同一値、
または少なくともその値よりも小の値を操作部に電極加
圧力補正値として入力する工程と、操作部に被溶接物へ
の付勢力を電極加圧力として入力した値から、前記の電
極加圧力補正値を差し引いた電極加圧力を駆動手段の移
動量に算出する工程とを備えたため、操作部に被溶接物
への付勢力を電極加圧力として入力した値が、そのまま
電極加圧力値として被溶接物を加圧することができると
いう作用が得られる。

【００２９】第６の手段は、電極加圧力を得る付勢手段
としての弾性体を取り替え変更することに合わせて、弾
性体の品番と弾性体の伸縮に対する加圧力定数および請
求項５の電極加圧力補正値を操作部に入力する工程とに
よって、被溶接物の種類に応じた電極加圧力を得ること
ができるという作用が得られる。

【００３０】第７の手段は、電極が被溶接物を加圧する
工程と、溶接中に駆動手段をマイナス方向に駆動させて
電極の加圧を減圧、または駆動手段をプラス方向に駆動
させて電極の加圧を増圧する工程と、電極加圧力ととも
に電極の昇降速度を操作部に入力する工程とを備えたた
め、電極加圧力の設定をデジタル管理できるという作用
が得られる。

【００３１】第８の手段は、電極の先端が被溶接物に当
接した位置を制御部に記憶する工程と、その位置をデジ
タル座標値で表示する工程とを備えたため、電極の先端
が被溶接物に当接した位置をデジタル管理できるという
作用が得られる。

【００３２】第９の手段は、被溶接物検出兼変位量計測
手段の「入〜切」選択工程において入を選択した場合、
被溶接物検出兼変位量計測手段のセンサが有効となり、
切を選択した場合は前記センサが無効になりプリセット
位置入力手段で任意の被溶接物検出位置データを入力す
る工程と、その入力された位置を被溶接物に当接した位
置と同位置にみなして記憶する工程とを備えたため、被
溶接物検出兼変位量計測手段が無い場合の抵抗溶接装置
においても対応ができるという作用が得られる。第１
０の手段は、被溶接物検出兼変位量計測手段の「入〜
切」選択工程において入を選択した場合、プリセット位
置入力手段で電極の下降を高速から低速に速度切替えす
る位置データを入力する工程と、電極を高速下降開始し
てから低速に切替えるまでは駆動手段を位置決め運転す
る工程と、低速下降から任意の位置での被溶接物を検出
するまでは駆動手段をジョグ運転する工程と、被溶接物
を検出してから溶接終了し電極が原点に上昇するまで駆
動手段を位置決め運転する工程とを備えたため、抵抗溶
接装置の運転時間を短縮ができるという作用が得られ
る。

【００３３】第１１の手段は、被溶接物検出兼変位量計
測手段の「入〜切」選択工程において切を選択した場
合、被溶接物に当接した位置と同位置にみなして記憶さ
れた位置を常時デジタル座標値で表示する工程とを備え
たため、被溶接物検出兼変位量計測手段が無い場合の抵
抗溶接装置においても、被溶接物に当接した位置と同位
置にみなして記憶された位置を常時デジタル管理対応が
できるという作用が得られる。

【００３４】第１２の手段は、被溶接物検出兼変位量計
測手段の「入〜切」選択工程において切を選択した場
合、プリセット位置入力手段で任意の被溶接物検出位置
データを入力した位置を基準とし、その位置に対して手
前の位置で電極下降を高速から低速に切替える位置を入
力する工程とを備えたため、被溶接物検出兼変位量計測
手段が無い場合の抵抗溶接装置においても、抵抗溶接装
置の運転時間の短縮ができるという作用が得られる。

【００３５】第１３の手段は、予め設定しておいた本発
明の第１３の手段は、予め設定しておいた被溶接物の厚
さの変位量に対して、溶接中の被溶接物の厚さが小、す
なわち変位量が大のときは自動的に電極加圧を減圧し、
溶接中の被溶接物の厚さが大、すなわち変位量が小のと
きは自動的に電極加圧を増圧する自動増圧工程を有する
ため、被溶接物の溶接結果が安定するという作用が得ら
れる。

【００３６】第１４の手段は、電極に溶接電流を通電す
る工程の初めに、通電を遅らせる溶接開始遅延区間を有
するため、被溶接物の溶接結果が安定するという作用が
得られる。

【００３７】第１５の手段は、溶接中に電極の加圧を減
圧または増圧に遅らせる減圧または増圧開始遅延区間を
有するため、被溶接物の溶接結果が安定するという作用
が得られる。

【００３８】第１６の手段は、溶接終了後に電極の加圧
を減圧または増圧値で、一定時間被溶接物を保持する保
持区間を有するため、被溶接物の溶接結果が安定すると
いう作用が得られる。

【００３９】第１７の手段は、電極が被溶接物に当接し
たときから溶接終了して電極の加圧を減圧または増圧で
保持するまでの区間に、電極加圧力値をデジタル数値で
表示する工程と、電極が被溶接物に当接したときと、電
極を加圧したときおよび電極の加圧を減圧または増圧し
たときの各々に電極加圧力値の上限値と下限値の設定を
設け、電極加圧力値がその範囲外ならば異常信号を出力
し抵抗溶接装置の動作終了後に異常警報する工程とを備
えたため、電極加圧力のデジタル管理ができるという作
用が得られる。

【００４０】第１８の手段は、被溶接物を生産するごと
に電極研磨プリセットカウンターにて電極研磨回数をカ
ウントする工程と、前記電極研磨プリセットカウンター
がプリセット設定値に到達してから電極研磨装置により
電極を自動研磨する工程とを備えたため、被溶接物の溶
接結果の品質安定と電極の寿命を長くできるという作用
が得られる。

【００４１】（実施の形態１）以下本発明の第１の実施
の形態について、図１、図２、図３のそれぞれを用いて
説明する。図１は抵抗溶接方法の概略図で制御部１８と
操作部１９の制御により被溶接物１２ａ，１２ｂを３が
加圧し溶接２３にて溶接電流を流して抵抗溶接を行うも
ので、図２は本発明の抵抗溶接方法を使用した抵抗溶接
装置の斜視図、そして図３は溶接動作図である。

【００４２】図２の抵抗溶接装置の斜視図の構成を説明
すると、被溶接物１２ａ，１２ｂ方向に対して駆動され
る上部スライダー１と、上部スライダー１に対して摺動
自在に保持される下部スライダー２と、下部スライダー
２に取付けられ、被溶接物１２ａ，１２ｂに当接させる
電極３と、上部スライダー１と下部スライダー２の間に
設けた下部スライダー２を被溶接物方向１２ａ，１２ｂ
へ付勢する付勢手段４と、下部スライダー２に設けた係
止部５と、下部スライダー２の移動に際して電極３が被
溶接物１２ａ，１２ｂに当接するまでに係止部５と当接
し、かつ下部スライダー２を被溶接物１２ａ，１２ｂと
は反対方向に付勢する付勢力制御手段６を構成する。

【００４３】図１の抵抗溶接方法の概略図と図２の抵抗
溶接装置の斜視図の動作を、図３の溶接動作図で説明す
る。図３の動作工程の概要は、電極下降区間Ｌ１、電極
加圧および据込み区間Ｌ２（電極加圧を減圧または増圧
することを鍛圧と称す）、鍛圧区間Ｌ３、電極上昇区間
Ｌ４からなる。最初に図３の電極下降区間Ｌ１におい
て、図１の電極移動工程１０１により図３の電極３が原
点Ｐ０点にあり、図１の駆動手段１３としてのモータ１
３が正転方向に回転すると、モータ１３により回転され
るねじ１４と、ねじ１４に螺合し、上部スライダー１に
保持された螺合部１５により被溶接物１２ａ，１２ｂ方
向に対して駆動される上部スライダー１と、上部スライ
ダー１に対して摺動自在に抜け防止部７で保持される下
部スライダー２と、図１の電極位置決運転工程１２４に
て下部スライダー２に取付けられた電極３が図３の原点
Ｐ０点から低速点Ｐ１まで高速で下降する（図３の〜
）。

【００４４】図１の電極速度切替工程１２３により図３
の電極３が低速点Ｐ１点に到達すると、電極３は図１の
電極ジョグ運転工程１２５にて電極３は低速点Ｐ１点か
ら被溶接物当接点Ｐ２点まで低速で下降する（図３の
〜）。低速で下降するのは被溶接物を変形させたり、
傷を与えないようにするためである。

【００４５】付勢手段４である弾性体４の実施例として
コイル状バネ、板状バネ、伸縮ゴムなど、駆動手段１３
であるモータ１３の実施例として、サーボモータ、ステ
ッピングモータ、インバータモータ、インダクションモ
ータなどがある。

【００４６】図３の電極３が原点Ｐ０点から被溶接物当
接点Ｐ２点に到達するまでは、上部スライダー１と下部
スライダー２を接続している抜け防止部７によって、上
部スライダー１が下降すれば下部スライダー２も下降す
る。そして、図１の被溶接物当接検出工程１０２によ
り、電極３が被溶接物１２ａ，１２ｂに当接すると、下
部スライダー２は被溶接物１２ａ，１２ｂに当接したま
まで下部スライダー２は下降せずに、係止部５がてこ部
２４の当接端８に当接する。

【００４７】そして、駆動手段１３のモータ１３が正回
転すると上部スライダー１のみが下降して、上部スライ
ダー１と下部スライダー２を接続している抜け防止部７
が上部スライダー１から外れて、上部スライダー１だけ
が下降して抜け防止部７が被溶接物検出手段２７である
変位センサ１６を押圧する。そして、変位センサ１６が
作動してその信号を変位量計測部１７に送信する。これ
によって変位量計測部１７が変位量に演算して、電極３
は図３の被溶接物当接点Ｐ２点に到達したことになり
（図３の）、被溶接物１２ａ，１２ｂを検出したこと
になる。そして、電極３が被溶接物１２ａ，１２ｂに当
接した図３の被溶接物当接点Ｐ２点を図１の中の被溶接
物位置記憶工程１１９にて記憶するとともに、被溶接物
位置表示工程１２０にて、その位置をデジタル座標値で
表示する。

【００４８】次に図３の電極加圧および据込み区間Ｌ２
において、図２の付勢力制御手段６としてのてこ部２４
は係止部５に当接させる当接端８と、被溶接物１２ａ，
１２ｂ方向に付勢する付勢端９の上に接続したウエイト
１１と、当接端８と付勢端９とウエイト１１の間に支点
１０で構成され、電極３と下部スライダー２と抜け防止
部７の合計重量に対し、被溶接物１２ａ，１２ｂとは反
対方向に付勢力制御手段６によって付勢する。

【００４９】例えば、電極３と下部スライダー２と抜け
防止部７の合計重量が３００グラムとした場合にこれを
Ｗ１とし、付勢力制御手段６による重量が３００グラム
とするとこれをＷ２とし、この差をＷ３とする。これを
式で表すとＷ１−Ｗ２＝Ｗ３、数値を代入すると３００
グラム−３００グラム＝０グラム。

【００５０】これは、電極３が被溶接物１２ａ，１２ｂ
に当接したときの初期重量、つまり加圧量が０グラムと
いうことである。

【００５１】もし、付勢端９の上に接続したウエイト１
１の重量を変えて２５０グラムとすると、Ｗ１−Ｗ２＝
Ｗ３、数値を代入すると３００グラム−２５０グラム＝
５０グラム。

【００５２】これは、電極３が被溶接物１２ａ，１２ｂ
に当接したときの初期重量、つまり加圧力が５０グラム
ということである。ウエイト１１の重量と変えることに
より、初期重量、つまり加圧力の初期値を変えることが
できるのである。この状態から、駆動手段１３としての
モータ１３が正回転方向に回転して、被溶接物１２ａ，
１２ｂ方向に対して印加される加圧力は付勢駆動手段１
３としてのモータ１３が正転方向に回転しても、下部ス
ライダー２は被溶接物１２ａ，１２ｂに当接したままの
ため、下部スライダー２は被溶接物１２ａ，１２ｂ方向
には下降せず停止した状態となり、上部スライダー１の
み被溶接物１２ａ，１２ｂ方向に対して下降する。

【００５３】つまり、被溶接物１２ａ，１２ｂに印加さ
れる電極３の加圧力は付勢手段４である弾性体４の伸縮
だけになり、電極３と下部スライダー２と抜け防止部７
の合計重量は被溶接物１２ａ，１２ｂに印加されないこ
とになる。さらに上部スライダー１は下降するが下部ス
ライダー２は被溶接物１２ａ，１２ｂに当接したままで
下部スライダー２は下降せず、図１の弾性体品番定数入
力工程１１６にて入力された図２の弾性体４の定数（１
ｍｍ当たりの弾性体４の加圧力）に応じて上部スライダ
ー１の移動距離に比例して、電極３の被溶接物１２ａ，
１２ｂに当接した加圧力が比例して大きくなる。

【００５４】そして、電極３が図３の被溶接物当接点Ｐ
２点から電極加圧開始遅延時間（ゼロも含む）経過後
に、図１の操作部１９の中の電極加圧力入力工程１１１
にて電極加圧力と加圧速度を入力した値により、被溶接
物１２ａ，１２ｂ方向に電極加圧する。この電極加圧力
は図１の駆動手段移動算出工程１１２にて図２の駆動手
段１３であるモータ１３の移動量に算出する。例えば、
弾性体４の定数を０．１ｋｇ／ｍｍ（弾性体４が１ｍｍ
縮まると加圧力が１００グラムになり、弾性体４が２ｍ
ｍ縮まると加圧力が２００グラムになる）とすると、電
極加圧力を１５０グラムと入力した場合の駆動手段１３
であるモータ１３の移動量算出は、電極加圧力÷弾性体
４の定数＝移動距離、０．１５÷０．１ｋｇ／ｍｍ＝
１．５ｍｍとなり、上部スライダー１を１．５ｍｍ下降
させる。上部スライダー１が１．５ｍｍ下降すると弾性
体４が１．５ｍｍ縮まり、結果的に電極加圧出力工程１
１３にて電極加圧力が１５０グラムになって被溶接物１
２ａ，１２ｂを加圧することになる。

【００５５】電極加圧が経過すると、図１の電極通電工
程１０４にて溶接開始遅延時（ゼロも含む）が経過して
図１の溶接電源２３が起動され溶接開始する。これによ
り、電極３に溶接電流が流れて被溶接物１２ａ，１２ｂ
が熱圧着またはスポット溶接される。図１の変位量計測
工程１０５にて溶接中に被溶接物１２ａ，１２ｂの厚さ
の変位量を変位量計測手段２７で計測する。変位量計測
手段２７として、電極３の昇降に連動する抜け防止部７
と上部スライダー１との間隙を検知する上部スライダー
１に保持した変位センサ１６と、その変位センサ１６の
信号を変位量に演算する変位量計測部１７とからなる。

【００５６】なお、図１の被溶接物当接兼変位量計測工
程１２１にて被溶接物検出手段兼変位量計測手段２７で
ある変位センサ１６を１個で兼用して、溶接前の被溶接
物１２ａ，１２ｂに電極３が当接時の変位センサ１６か
らの変位量信号と、溶接中の被溶接物１２ａ，１２ｂに
電極３が当接時の変位センサ１６からの変位量信号とを
変位量計測部１７が分離出力する。

【００５７】図３の電極加圧および据込み区間Ｌ２が終
了すると、鍛圧区間Ｌ３において溶接中に被溶接物１２
ａ，１２ｂの厚さの変位量が図３の電極加圧力の減圧開
始点または増圧開始点Ｐ３点において変位量計測部１７
から出力されると（図３の）、制御部１８に変位量信
号が入力され、電極加圧力の減圧開始点または増圧開始
点Ｐ３点から電極加圧力を鍛圧させる鍛圧開始遅延時間
（ゼロも含む）と図１の変位量溶接終了遅延工程１０７
にて溶接終了遅延時間（ゼロも含む）がカウントされ
る。鍛圧開始遅延時間が経過すると図１の操作部１９の
中の変位量鍛圧工程１０６に入力した鍛圧加圧力が電極
加圧力値よりも小さいときは減圧点Ｐ４となり、電極３
が鍛圧速度で減圧点Ｐ４点（図３の）まで上部スライ
ダー１が上昇して電極加圧力が減圧する。

【００５８】もし、図１の操作部１９の中の変位量鍛圧
工程１０６に入力した鍛圧加圧力が電極加圧値よりも大
きいときは図３の増圧点Ｐ４’となり、電極３が鍛圧速
度で増圧点Ｐ４’（図３の）まで上部スライダー１が
下降して、電極加圧力が増圧する。電極３が上昇すると
きは、モータ１３をマイナス方向に逆回転させ、電極３
を下降するときはモータ１３をプラス方向に正回転させ
る。そして、溶接終了遅延時間が経過すると、溶接電源
２３が起動ＯＦＦされ溶接停止する。

【００５９】溶接中に鍛圧する目的は、熱圧着またはス
ポット溶接時の被溶接者１２ａ，１２ｂの溶融状態が減
圧または増圧することにより、減圧開始点または増圧開
始点Ｐ３点において被溶接物の溶融が過大のときは減圧
することにより溶融過大が軽減され、溶融不足のときは
減圧することにより溶融不足が改善されて品質向上する
ためである。

【００６０】図３の鍛圧区間が経過すると電極３を保持
するための保持時間がカウントされ、被溶接物１２ａ，
１２ｂを鍛圧で加圧保持する。そして、保持時間が経過
すると電極上昇区間Ｌ４において、電極３が減圧点Ｐ４
点または増圧点Ｐ４から低速点Ｐ１まで低速で上昇し
（図３の〜）、低速点Ｐ１点（図３の）になると
電極３が高速で上昇して、原点Ｐ０点に到達して電極３
の上昇が停止する。（図３の〜）。

【００６１】（実施の形態２）図３の電極加圧および据
込み区間Ｌ２が終了して、溶接中に図２の電極３の温度
が図３の電極加圧力の減圧開始点または増圧開始点Ｐ３
点において温度計測部２１から出力されると（図３の
）、図１の制御部１８の中の電極温度鍛圧工程１０９
にて電極温度信号が入力され、図３の電極加圧力の減圧
点または増圧点Ｐ３点から電極加圧力を鍛圧させる図３
の鍛圧開始遅延時間（ゼロも含む）と図１の電極温度溶
接終了遅延工程１１０にて図３の溶接終了遅延時間（ゼ
ロも含む）がカウントされる。図３の鍛圧開始遅延時間
が経過すると図１の操作部１９の中の電極温度鍛圧工程
１０９に入力した鍛圧加圧力が電極加圧力値よりも小さ
いときは減圧点Ｐ４となり、電極３が鍛圧速度で減圧点
Ｐ４点（図３の）まで図２の上部スライダー１が上昇
して（図３の鍛圧区間Ｌ３）、電極加圧力が減圧する。

【００６２】もし、図１の操作部１９の中の電極温度鍛
圧工程１０９に入力した鍛圧加圧力が電極加圧力値より
も大きいときは図１の駆動手段電極鍛圧工程１１７にて
図３の増圧点Ｐ４’となり、電極３が鍛圧速度で増圧点
Ｐ４’（図３の）まで上部スライダー１が下降して
（図３の鍛圧区間Ｌ５）、電極加圧力が増圧する。図２
の電極３が上昇するときは、モータ１３をマイナス方向
に逆回転させ、図２の電極３を下降するときはモータ１
３をプラス方向に正回転させる。また、図３の溶接終了
遅延時間が経過すると、図１の溶接電源２３が起動ＯＦ
Ｆされ溶接停止する。

【００６３】溶接中に鍛圧する目的は、実施の形態１と
同様に熱圧着またはスポット溶接時の図１の被溶接物１
２ａ，１２ｂの溶融状態が減圧または増圧することによ
り品質向上するためである。

【００６４】（実施の形態３）図３の電極加圧および据
込み区間Ｌ２が終了すると、鍛圧区間Ｌ３において溶接
中に被溶接物１２ａ，１２ｂの厚さの変位量が図３の電
極加圧力の減圧開始点または増圧開始点Ｐ３点において
変位量計測部１７から出力されると（図３の）、制御
部１８に変位量信号が入力され、電極加圧力の減圧開始
点または増圧開始点Ｐ３点から電極加圧力を鍛圧させる
鍛圧開始遅延時間（ゼロも含む）と図１の変位量溶接終
了遅延工程１０７にて溶接終了遅延時間（ゼロも含む）
がカウントされる。

【００６５】鍛圧開始遅延時間が経過すると図１の自動
増減圧工程１３２と、減圧点Ｐ４と増圧点Ｐ４’の鍛圧
を図１の操作部１９の中の変位量鍛圧工程１０６に両方
を入力しておくとにより、予め設定しておいた被溶接物
１２ａ，１２ｂの厚さの変位量に対して、溶接中の被溶
接物の厚さが小、すなわち変位量が大のときは自動的に
駆動手段１３にて電極３を上昇させて電極加圧を減圧点
Ｐ４まで減圧し、溶接中の被溶接物１２ａ，１２ｂの厚
さが大、すなわち変位量が小のときは自動的に駆動手段
１３にて電極３を下降させて電極加圧を増圧点Ｐ４’ま
で増圧させる。

【００６６】実施の形態１は、鍛圧を減圧するか増圧す
るかは電極加圧力値に対して、鍛圧入力値の大小によっ
て決まっているが、実際の形態３は溶接時の変位量に対
して自動的に判別して、減圧または増圧の動作を行うも
のである。

【００６７】（実施の形態４）図４は付勢手段４である
弾性体が伸縮したときの、電極移動量に対する電極加圧
力比例関係を示す。横軸のＬは電極移動（ｍｍ）、縦軸
のＷは電極加圧力（ｇ）である。図４のグラフ１４０
は、図２の電極３被溶接物１２ａ，１２ｂに当接したと
きの初期重量、つまり加圧力が０グラムのときのグラフ
である。図４のグラフ１４１は、図２の電極３が被溶接
物１２ａ，１２ｂに当接したときの初期重量、つまり加
圧力が０グラムのときで、付勢手段４である弾性体の種
類を変えるとともに、図１の弾性体品番定数入力工程１
１６にて弾性体の品番と定数（１ｍｍ当たりの弾性体４
の加圧力）を入力したときのグラフである。

【００６８】図４のグラフ１４２は初期重量が５０グラ
ムのときであり（Ｗ３）、図４のグラフ１４３は初期重
量が５０グラムのときの付勢手段４である弾性体の種類
を変えるとともに、図１の弾性体品番定数入力工程１１
６にて弾性体の品番と定数（１ｍｍ当たりの弾性体４の
加圧力）を入力したときのグラフである。

【００６９】例えば図４のグラフ１４２において、図１
の電極加圧入力工程１１１にて電極加圧力を３００グラ
ムと入力した場合、図１の電極加圧力補正値入力工程１
１４にて初期重量と同一値の補正値を５０グラムと入力
する。図１の電極加圧力補正値減算工程１１５にて弾性
体が縮まる量を求めると、電極加圧力の入力値３００グ
ラム−初期重量が５０グラム＝２５０グラムとなる。弾
性体の定数０．１ｋｇ／ｍｍとすると、図２の駆動手段
１３であるモータの移動量の算出は、弾性体が縮まる量
÷弾性体の定数＝移動距離、０．２５ｋｇ÷０．１ｋｇ
／ｍｍ＝２．５ｍｍとなり、上部スライダー１を２．５
ｍｍ下降させる。

【００７０】（実施の形態５）図２の被溶接物検出兼変
位量計測手段２７の「入〜切」選択工程において入を選
択した場合、被溶接物検出兼変位量計測手段２７のセン
サ１６が有効となり、切を選択した場合は前記センサ１
６が無効になりプリセット位置入力手段（図示せず）で
任意の被溶接物検出位置データを図１の被溶接物当接同
位置工程１２２で入力し、その入力された位置を被溶接
物に当接した位置と同位置にみなして記憶するととも
に、図１の被溶接物当接同位置表示工程１２６でデジタ
ル座標値を表示する。

【００７１】（実施の形態６）図２の被溶接物検出兼変
位量計測手段２７の「入〜切」選択工程において切を選
択した場合、プリセット位置入力手段（図示せず）で任
意の被溶接物検出位置データを入力した位置を基準と
し、その位置に対して手前の位置で電極下降を高速から
低速に切替える位置を入力する工程、つまり、図１の手
前低速位置入力工程１２７で入力した値によって電極３
が高速から低速になって下降する。

【００７２】例えば、プリセット位置を１６ｍｍと入力
したとき、図１の手前低速位置入力工程１２７で入力し
た値を１ｍｍとすると、電極３が高速から低速に切り替
わるときは、１６ｍｍ−１ｍｍ＝１５ｍｍとなって図３
の原点Ｐ０から電極３が高速で下降して、１５ｍｍ下降
したときに低速に切り替わる。

【００７３】（実施の形態７）電極３が被溶接物１２
ａ，１２ｂに当接したときから溶接終了して電極３の加
圧を減圧または増圧で保持するまでの区間に図１の電極
加圧力表示工程１２８で電極加圧力値をデジタル表示す
るとともに、電極３が被溶接物１２ａ，１２ｂに当接し
たときと、電極３を加圧したときおよび電極３の加圧を
減圧または増圧したときの各々に、図１の電極加圧力上
下限判定工程１２９にて電極加圧力値の上限値と下限値
の設定を設け、電極加圧力値がその範囲外ならば異常信
号を出力し、図２の抵抗溶接装置の動作終了後に異常警
報する工程（図示せず）によって、警報して装置を停止
させる。

【００７４】（実施の形態８）被溶接物１２ａ，１２ｂ
を生産するごとに電極研磨プリセットカウンター（図示
せず）にて図１の電極研磨回数カウントする工程１３０
と、電極研磨プリセットカウンターがプリセット設定値
に到達してから電極研磨装置（図示せず）と、図１の電
極自動研磨工程１３１とによって、定期的に電極３を自
動研磨する。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば電極が被
溶接物に当接してから通電終了して、鍛圧で保持するま
での電極加圧力は、電極加圧力供給機構そのものの重量
が付加されず、付勢手段の弾性体の伸縮のみの加圧力が
数値管理できるので極小の電極加圧力が得られるため、
極小の導体線または導体部品を熱圧着あるいはスポット
溶接を行うことができる。

【００７６】また、溶接時に変位センサまたは温度セン
サの検出により、被溶接物の電極加圧を鍛圧で加圧する
ので被溶接物の熱圧着あるいはスポット溶接結果を品質
安定化することができる。そして、被溶接物の厚さを測
定することと、電極の温度管理を行うので、品質の高い
熱圧着あるいはスポット溶接結果の被溶接物を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１から８の実施の形態における抵抗
溶接方法の概略図

【図２】本発明の第１から８の実施の形態における本発
明の抵抗溶接方法を使用した抵抗溶接装置の斜視図

【図３】本発明の第１から８の実施の形態における溶接
動作図

【図４】本発明の第４の実施の形態における電極移動量
に対する電極加圧力比例関係図

【符号の説明】

１上部スライダー２下部スライダー３電極４付勢手段５係止部６付勢力制御手段７抜け防止部８当接端９付勢端１０支点１１ウエイト１２ａ被溶接物１２ｂ被溶接物１３駆動手段１４ねじ１５螺合部１６変位センサ１７変位量計測部１８制御部１９操作部２０温度センサ２１温度計測部２２冷却手段２３溶接電源２４てこ部２７被溶接物検出手段、変位量計測手段２８溶接電流計測部Ｌ１電極下降区間Ｌ２電極加圧および据込み区間Ｌ３鍛圧区間Ｌ４電極上昇区間Ｐ０原点Ｐ１低速点Ｐ２被溶接物当接点Ｐ３電極加圧力の減圧開始点または増圧開始点Ｐ４減圧点Ｐ４’ 増圧点１０１電極移動工程１０２被溶接物当接検出工程１０３電極加圧工程１０４電極通電工程１０５変位量計測工程１０６変位量鍛圧工程１０７変位量溶接終了遅延工程１０８電極保持工程１０９電極温度鍛圧工程１１０電極温度溶接終了遅延工程１１１電極加圧力入力工程１１２駆動手段移動算出工程１１３電極加圧力出力工程１１４電極加圧力補正値入力工程１１５電極加圧力補正値減算工程１１６弾性体品番定数入力工程１１７駆動手段電極鍛圧工程１１８電極昇降速度入力工程１１９被溶接物当接位置記憶工程１２０被溶接物当接位置表示工程１２１被溶接物当接検出兼変位量計測工程１２２被溶接物当接同位置工程１２３電極速度切替工程１２４電極位置決運転工程１２５電極ジョグ運転工程１２６被溶接物当接同位置表示工程１２７手前低速位置入力工程１２８電極加圧力表示工程１２９電極加圧力上下限判定工程１３０電極研磨回数カウント工程１３１電極自動研磨運転工程１３２自動増減圧工程１４０電極３が被溶接物１２ａ，１２ｂに当接したと
きの初期重量のグラフ１４１グラフ１４０に対し弾性体の品番と定数を変え
たときのグラフ１４２初期重量が５０グラムのときのグラフ１４３グラフ１４２に対し弾性体の品番と定数を変え
たときのグラフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２３Ｋ 11/30 ３５０Ｂ２３Ｋ 11/30 ３５０ // Ｂ２３Ｋ 101:38 101:38 (72)発明者嶋谷義行大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4E065 EA00 EA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極を被溶接物に接近および離脱させる
工程と、電極が被溶接物に当接したことを検出する工程
と、電極が被溶接物を加圧する工程と、電極に溶接電流
を通電する工程と、溶接中に被溶接物の厚さの変位量を
計測する工程と、溶接中の被溶接物の変位量が所定の値
に達したときに電極の加圧を減圧または増圧する工程
と、溶接中の被溶接物の変位量が所定の値に達したとき
に通電を一定時間後に停止させる溶接終了遅延時間を計
測する工程と、溶接終了後に電極により被溶接物を一定
時間、加圧を前記の減圧または増圧で保持させる工程と
からなる抵抗溶接方法。
【請求項２】電極を被溶接物に接近および離脱させる
工程と、電極が被溶接物に当接したことを検出する工程
と、電極が被溶接物を加圧する工程と、電極に溶接電流
を通電する工程と、溶接中に被溶接物の厚さの変位量を
計測する工程と、溶接中の電極の温度が所定の値に達し
たときに電極の加圧を減圧または増圧する工程と、溶接
中の電極の温度が所定の値に達したときに通電を一定時
間後に停止させる溶接終了遅延時間を計測する工程と、
溶接終了後に電極により被溶接物を一定時間、加圧を前
記の減圧または増圧で保持させる工程とからなる抵抗溶
接方法。
【請求項３】操作部に被溶接物への付勢力を電極加圧
力として入力する工程と、制御部により電極加圧力を駆
動手段の移動量に算出する工程と、駆動手段に連結した
付勢手段である弾性体の伸縮により電極加圧力を得る工
程とからなる請求項１または２記載の抵抗溶接方法。
【請求項４】電極が被溶接物を加圧する工程におい
て、電極が被溶接物に当接したときの被溶接物に対する
当接重量が、電極加圧力供給機構の重量よりも小さい電
極加圧力を得ることができる請求項１から３の何れかに
記載の抵抗溶接方法。
【請求項５】電極が被溶接物を加圧する工程におい
て、電極が被溶接物に当接したときの被溶接物に対する
電極加圧力供給機構の当接重量と同一値、または少なく
ともその値よりも小さい値を操作部に電極加圧力補正値
として入力する工程と、操作部に被溶接物への付勢力を
電極加圧力として入力した値から、前記の電極加圧力補
正値を差し引いた電極加圧力を駆動手段の移動量に算出
する工程とからなる請求項１から４の何れかに記載の抵
抗溶接方法。
【請求項６】電極加圧力を得る付勢手段としての弾性
体を取り替え変更することに合わせて、弾性体の品番と
弾性体の伸縮に対する加圧力定数および電極加圧力補正
値を操作部に入力する工程とによって、被溶接物の種類
に応じた電極加圧力を得る請求項１から５の何れかに記
載の抵抗溶接方法。
【請求項７】電極が被溶接物を加圧する工程と、溶接
中に駆動手段をマイナス方向に駆動させて電極の加圧を
減圧、または駆動手段をプラス方向に駆動させて電極の
加圧を増圧する工程と、電極加圧力とともに電極の昇降
速度を操作部に入力する工程とからなる請求項１から６
の何れかに記載の抵抗溶接方法。
【請求項８】電極の先端が被溶接物に当接した位置を
制御部に記憶する工程と、その位置をデジタル座標値で
表示する工程とからなる請求項１から７の何れかに記載
の抵抗溶接方法。
【請求項９】被溶接物検出兼変位量計測手段の「入〜
切」選択工程において入を選択した場合、被溶接物検出
兼変位量計測手段のセンサが有効となり、切を選択した
場合は前記センサが無効になりプリセット位置入力手段
で任意の被溶接物検出位置データを入力する工程と、そ
の入力された位置を被溶接物に当接した位置と同位置に
みなして記憶する工程とからなる請求項１から８の何れ
かに記載の抵抗溶接方法。
【請求項１０】被溶接物検出兼変位量計測手段の「入
〜切」選択工程において入を選択した場合、プリセット
位置入力手段で電極の下降を高速から低速に速度切替え
する位置データを入力する工程と、電極を高速下降開始
してから低速に切替えるまでは駆動手段を位置決め運転
する工程と、低速下降から任意の位置での被溶接物を検
出するまでは駆動手段をジョグ運転する工程と、被溶接
物を検出してから溶接終了し電極が原点に上昇するまで
駆動手段を位置決め運転する工程とからなる請求項１か
ら９の何れかに記載の抵抗溶接方法。
【請求項１１】被溶接物検出兼変位量計測手段の「入
〜切」選択工程において切を選択した場合、被溶接物に
当接した位置と同位置にみなして記憶された位置を常時
デジタル座標値で表示する工程とからなる請求項１から
１０の何れかに記載の抵抗溶接方法。
【請求項１２】被溶接物検出兼変位量計測手段の「入
〜切」選択工程において切を選択した場合、プリセット
位置入力手段で任意の被溶接物検出位置データを入力し
た位置を基準とし、その位置に対して手前の位置で電極
下降を高速から低速に切替える位置を入力する工程とか
らなる請求項１から１１の何れかに記載の抵抗溶接方
法。
【請求項１３】予め設定しておいた被溶接物の厚さの
変位量に対して、溶接中の被溶接物の厚さが小、すなわ
ち変位量が大のときは自動的に電極加圧を減圧し、溶接
中の被溶接物の厚さが大、すなわち変位量が小のときは
自動的に電極加圧を増圧する自動増減圧工程を有する請
求項１から１２の何れかに記載の抵抗溶接方法。
【請求項１４】電極に溶接電流を通電する工程の初め
に、通電を遅らせる溶接開始遅延区間を有することを特
徴とする請求項１から１３の何れかに記載の抵抗溶接方
法。
【請求項１５】溶接中に電極の加圧を減圧または増圧
に遅らせる減圧または増圧開始遅延区間を有することを
特徴とする請求項１から１４の何れかに記載の抵抗溶接
方法。
【請求項１６】溶接終了後に電極の加圧を減圧または
増圧値で、一定時間被溶接物を保持する保持区間を有す
ることを特徴とする請求項１から１５の何れかに記載の
抵抗溶接方法。
【請求項１７】電極が被溶接物に当接したときから溶
接終了して電極の加圧を減圧または増圧で保持するまで
の区間に、電極加圧力値をデジタル数値で表示する工程
と、電極が被溶接物に当接したときと、電極を加圧した
ときおよび電極の加圧を減圧または増圧したときの各々
に電極加圧力値の上限値と下限値の設定を設け、電極加
圧力値がその範囲外ならば異常信号を出力し抵抗溶接装
置の動作終了後に異常警報する工程とからなる請求項１
から１６の何れかに記載の抵抗溶接方法。
【請求項１８】被溶接物を生産するごとに電極研磨プ
リセットカウンターにて電極研磨回数をカウントする工
程と、前記電極研磨プリセットカウンターがプリセット
設定値に到達してから電極研磨装置により電極を自動研
磨する工程とからなる請求項１から１７の何れかに記載
の抵抗溶接方法。