JP2006055893A - Spot welding judgment system and judgment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば特にスポット溶接の品質の良否を判定する溶接品質の判定システムおよび判定方法に関する。 The present invention relates to a welding quality determination system and a determination method that particularly determine the quality of spot welding quality.
たとえば自動車の車体を溶接組立する製造ラインにおいては、搬送装置によって搬送されるワークの所定箇所に、所定の条件で溶接作業を行う溶接ロボットが多数配置される。これらのロボットは、ワークの予め設定された溶接箇所に適した形状を持つスポット溶接ガンを備えている。 For example, in a production line that welds and assembles a car body of an automobile, a number of welding robots that perform welding work under predetermined conditions are arranged at predetermined positions of a workpiece conveyed by a conveyance device. These robots include a spot welding gun having a shape suitable for a preset welding location of a workpiece.
このように多数配置された溶接ロボットのうちのいずれかが担当する溶接部の溶接品質に異常があると判定された場合の対処方法として、たとえば特許文献１に記載されたものが知られている。この対処方法は、異常が発生した溶接ロボットの下流に配置された別のロボットが、その溶接部をリカバリーするというものである。 As a coping method when it is determined that there is an abnormality in the welding quality of the welded portion in charge of any one of the many welding robots arranged in this way, for example, a method described in Patent Document 1 is known. . This coping method is such that another robot arranged downstream of the welding robot in which an abnormality has occurred recovers the welded portion.
しかしながら、前述のように製造ラインに配設された多数の溶接ロボットは、それぞれが担当する溶接個所に適した形状のスポット溶接ガンを装着しているため、どの溶接箇所でも溶接できるようには構成されていない。また仮に、別の溶接ロボットがその溶接箇所に適合したスポット溶接ガンを備えていたとしても、溶接品質異常と判定された箇所を溶接した溶接ロボットが、当該箇所から一旦退避した後、リカバリーする別の溶接ロボットが再び当該箇所へ移動して溶接作業をすることになる。したがってこのような場合、正常な作業に対して異常時の作業は、少なくとも別の溶接ロボットが当該箇所へ移動するのに要する時間だけ余分に費やされてしまい、ラインタクトが大幅に延びてしまう。 However, as described above, a large number of welding robots arranged on the production line are equipped with spot welding guns of shapes suitable for the welding locations that they are in charge of, so they can be welded at any welding location. It has not been. Even if another welding robot is equipped with a spot welding gun suitable for the welding location, the welding robot that welds the location judged to have an abnormal welding quality temporarily retreats from the location and then recovers. The welding robot moves again to the relevant part and performs the welding work. Therefore, in such a case, the work at the time of abnormality with respect to the normal work is spent at least as much as it takes for another welding robot to move to the location, and the line tact is greatly extended. .
また、特許文献２には、スポット溶接の品質の自動チェックに溶接時の電気抵抗値（以下、単に抵抗値という）を利用する方法が開示されている。しかしながら、この方法では自動車の製造ラインで使用し得る判定精度には十分ではなく、さらに溶接不良に対する処置は後工程で行なわれるため同様にラインタクトが大幅に延びてしまう。 Patent Document 2 discloses a method of using an electric resistance value (hereinafter simply referred to as a resistance value) at the time of welding for automatic check of spot welding quality. However, this method is not sufficient for the determination accuracy that can be used in the automobile production line, and further, the treatment for defective welding is performed in a later process, and thus the line tact is greatly increased.
本発明はかかる実情に鑑み、精度よくしかも効率よく溶接品質を判定し、かつ品質向上を図るスポット溶接判定システムおよび判定方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a spot welding determination system and a determination method for accurately and efficiently determining welding quality and improving quality.
本発明によるスポット溶接の品質判定システムは、定電流方式スポット溶接機によって溶接されたスポット溶接の品質の良否を判定する判定システムであって、スポット溶接時の電極間の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、スポット溶接の通電初期の抵抗値を、予め設定された閾値と比較判定する初期抵抗値判定手段とを備え、その比較結果が前記閾値よりも低い場合は通電を継続する一方、高い場合は直ちに通電を中止して溶接装置を停止させるようにしたことを特徴とする。 The spot welding quality judgment system according to the present invention is a judgment system for judging the quality of spot welding quality welded by a constant current type spot welding machine, and detects a resistance value between electrodes during spot welding. A detection means, and an initial resistance value determination means for comparing the resistance value at the initial energization of the spot welding with a preset threshold value. When the comparison result is lower than the threshold value, the energization is continued while being high. In this case, the welding apparatus is stopped by immediately stopping energization.
また、本発明のスポット溶接の品質判定システムにおいて、通電期間中の最大抵抗値と通電終期の最終抵抗値との減少差分を、予め設定された閾値と比較判定する抵抗値減少量判定手段をさらに備え、その比較結果が前記閾値よりも小さい場合は、溶接電流を所定の割合で高めた条件で直ちに再通電させるようにしたことを特徴とする。 The spot welding quality determination system according to the present invention further includes a resistance value reduction amount determining means for comparing a decrease difference between the maximum resistance value during the energization period and the final resistance value at the end of the energization with a preset threshold value. In the case where the comparison result is smaller than the threshold value, re-energization is immediately performed under the condition that the welding current is increased at a predetermined rate.
また、本発明のスポット溶接の品質判定システムにおいて、通電期間中の平均抵抗値を、予め設定された所定の範囲内にあるか否かを比較判定する平均抵抗値判定手段をさらに備え、その比較結果が所定の範囲外であり、スパッタの発生がない場合、溶接電流を所定の割合で高めた条件で直ちに再通電させるようにしたことを特徴とする。 The spot welding quality determination system according to the present invention further includes an average resistance value determination means for comparing whether or not the average resistance value during the energization period is within a predetermined range set in advance. When the result is out of the predetermined range and no spatter is generated, the power is immediately re-energized under the condition that the welding current is increased at a predetermined ratio.
また、本発明のスポット溶接の品質判定システムにおいて、前記初期抵抗値判定手段、前記抵抗値減少量判定手段、および前記平均抵抗値判定手段または積分抵抗値判定手段の順で溶接品質を判定することを特徴とする。 In the spot welding quality determination system of the present invention, the welding quality is determined in the order of the initial resistance value determining means, the resistance value decrease determining means, and the average resistance value determining means or the integrated resistance value determining means. It is characterized by.
また、本発明によるスポット溶接の品質判定方法は、定電流方式スポット溶接機によって溶接されたスポット溶接の品質の良否を判定する判定方法であって、スポット溶接の通電初期の所定期間における電極間の抵抗値を検出する工程と、その抵抗値が予め設定された閾値よりも低いか高いか比較する工程と、その比較結果が低い場合には通電を継続する一方、高い場合は直ちに通電を中止して溶接装置を停止させる工程と、を有することを特徴とする。 The spot welding quality judgment method according to the present invention is a judgment method for judging whether the quality of spot welding welded by a constant current type spot welding machine is good, and between the electrodes in a predetermined period at the initial stage of spot welding energization. The step of detecting the resistance value, the step of comparing whether the resistance value is lower or higher than a preset threshold value, and energization is continued when the comparison result is low, while the energization is immediately stopped when the comparison result is low. And stopping the welding apparatus.
また、本発明のスポット溶接の品質判定方法において、スポット溶接の通電中における電極間の抵抗値変化を検出する工程と、通電期間中の最大抵抗値と通電終期の最終抵抗値との差が、予め設定された閾値よりも大きいかを比較する工程と、その比較結果が小さい場合は溶接電流または溶接電圧を所定の割合で高めた条件で直ちに再通電させる工程と、を有することを特徴とする。 Further, in the method for determining the quality of spot welding according to the present invention, the step of detecting a change in resistance value between the electrodes during energization of spot welding, and the difference between the maximum resistance value during the energization period and the final resistance value at the end of energization, A step of comparing whether the threshold value is larger than a preset threshold value, and a step of immediately re-energizing the welding current or the welding voltage at a predetermined rate when the comparison result is small. .
また、本発明のスポット溶接の品質判定方法において、スポット溶接の通電中における電極間の抵抗値変化を検出し、この抵抗値から通電中の平均抵抗値を算出する工程と、その平均抵抗値が予め設定された所定の範囲内にあるか否かを比較する工程と、その比較結果が所定範囲外であり、スパッタの発生がない場合、溶接電流または溶接電圧を所定の割合で高めた条件で直ちに再通電させる工程と、を有することを特徴とする。 Further, in the spot welding quality judging method of the present invention, a step of detecting a resistance value change between electrodes during energization of spot welding and calculating an average resistance value during energization from this resistance value, and the average resistance value is If the comparison result is out of the predetermined range and there is no occurrence of spatter, the process of comparing whether or not it is within a predetermined range set in advance, under the condition that the welding current or welding voltage is increased by a predetermined ratio And a step of immediately re-energizing.
また、本発明のスポット溶接の品質判定方法において、通電期間中の最大抵抗値と通電終期の最終抵抗値との差が、予め設定された閾値よりも小さいと判定されたつぎに溶接箇所は、予め設定された溶接条件の電流値または電圧値を所定の割合で高めた条件で溶接するステップアップを行うことを特徴とする。 Further, in the spot welding quality determination method of the present invention, the next welding location where the difference between the maximum resistance value during the energization period and the final resistance value at the end of energization is determined to be smaller than a preset threshold value, A step-up is performed in which welding is performed under a condition in which a current value or a voltage value of a preset welding condition is increased at a predetermined rate.
また、本発明のスポット溶接の品質判定方法において、通電期間中の抵抗値の積分値が、予め設定された所定の範囲外と判定されたつぎの溶接箇所は、予め設定された溶接条件の電流値または電圧値を所定の割合で高めた条件で溶接するステップアップを行わないことを特徴とする。 Further, in the spot welding quality determination method of the present invention, the next welding point at which the integrated value of the resistance value during the energization period is determined to be outside a predetermined range is a current under a predetermined welding condition. It is characterized by not performing step-up of welding under the condition that the value or voltage value is increased at a predetermined rate.
本発明によれば、初期抵抗値判定手段により通電初期の抵抗値を比較判定することにより、溶接部への異物の噛み込みが外れたときの急激な電流上昇による爆発でワークに穴が明くのを防止することができる。
また、溶接チップの磨耗に起因する不良は一般に、継続的に発生し得るが、溶接条件をステップアップすることで再通電の回数が減少し、電力量が少なく、かつラインタクトの増大を最小限にすることができる。
According to the present invention, the initial resistance value determining means compares and determines the resistance value at the initial stage of energization, so that a hole is formed in the workpiece due to an explosion due to a rapid current rise when the foreign matter is not caught in the weld. Can be prevented.
In general, defects due to welding tip wear may occur continuously, but stepping up the welding conditions reduces the number of re-energizations, reduces power consumption, and minimizes line tacts. Can be.
また、最大抵抗値からの抵抗値減少量に基づき、溶接部の剥がれやナゲット径の発達を予測し、溶接品質を判定するとともに、不良箇所を修正することにより、不良品が市場に流出するのを確実に防止することができ、高い品質が保証される。 Also, based on the amount of decrease in resistance value from the maximum resistance value, it predicts the peeling of welds and the development of the nugget diameter, determines the welding quality, and corrects defective parts so that defective products will flow out to the market. Can be reliably prevented, and high quality is guaranteed.
さらに、電触による電力の拡散や、溶接部の合せが悪い場合等においても、正確に品質の判定ができる。また、溶接不良があっても再通電することにより不良品が市場に流出するのを確実に防止することができる。 Furthermore, quality can be determined accurately even when power is diffused by electrical contact or when the welded part is poorly aligned. Moreover, even if there is a welding failure, it is possible to reliably prevent the defective product from flowing into the market by re-energizing.
以下、図面に基づき、本発明によるスポット溶接判定システムおよび判定方法の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るスポット溶接ロボット１００の概略を示している。この溶接ロボット１００は、たとえば自動車の車体を溶接組立する製造ラインの側近に配備される。この製造ラインにおいて、搬送装置によって搬送されるワークの所定箇所に所定の溶接条件で、溶接ロボット１００が溶接作業を実行する。
Hereinafter, preferred embodiments of a spot welding determination system and a determination method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a
溶接ロボット１００は予め設定された溶接箇所に適したスポット溶接ガンを備え、ガンアーム１０１の先端に図１（ｂ）のような一対の電極チップ１０２を有する。溶接ロボット１００の本体１０３はアクチュエータにより駆動される複数の関節を持ち、ガンアーム１０１先端の電極チップ１０２を３次元空間内で略自在に移動し、位置決めし得るようになっている。
The
このスポット溶接では電極チップ１０２間に挟んだワークＷ（自動車の車体を形成する鋼板等）を溶着する。この場合、電極チップ１０２間に大電流を流す（通電）ことで２〜３枚の鋼板を溶融させる。通電を停止することにより、溶融した鋼板は凝固する。このとき凝固部が２〜３枚の鋼板に跨って形成される（所謂、ナゲットという）ことによって、鋼板が溶着される。
In this spot welding, a workpiece W (a steel plate or the like forming a car body) sandwiched between the
スポット溶接時の通電電流値およびその通電時間は、タイマコンタクター（以下、タイマという）１０４によって制御される。タイマ１０４は、通常８０００アンペア（Ａ）の一定電流を０．３秒通電するように起動条件（通電パターン）が入力されている。タイマ１０４はメモリ内に、複数の起動条件を保持しており、溶接ロボット１００の制御部から指示された起動条件で通電を行うようになっている。
The energization current value and the energization time during spot welding are controlled by a timer contactor (hereinafter referred to as a timer) 104. The
ここで、スポット溶接では電極チップ１０２間の抵抗値が通電時間とともに変化する。この抵抗値変化はスポット溶接の良否と密接に関係し、抵抗値変化の挙動に基づいて溶接の良否を判定することができる。図２（ａ），（ｂ）は、スポット溶接の進行過程とそれに対応する抵抗値変化（Ａ〜Ｄ）の典型的な例を示している。なお、抵抗値を０．５サイクル（ｃｙｃ）すなわち通電時間０．００８秒ごとに測定して、１回の通電１８ｃｙｃ（０．３秒）中の変化を示したものである。
Here, in spot welding, the resistance value between the
図２（ａ），（ｂ）において、通電初期ではワークＷの鋼板同士の接触面積の増大により抵抗値が減少し（Ａ〜Ｂ）、その後、温度上昇により抵抗値が増加する（Ｂ〜Ｃ）。抵抗値最大付近ＣでナゲットＷ１が形成され始め、ナゲットＷ１の成長（ナゲット径の拡大）とともに抵抗値が減少して通電終了する（Ｄ）。 2A and 2B, in the initial stage of energization, the resistance value decreases due to an increase in the contact area between the steel plates of the workpiece W (A to B), and then the resistance value increases due to a temperature rise (B to C). ). The nugget W1 starts to be formed near the maximum resistance value C, and the resistance value decreases with the growth of the nugget W1 (expansion of the nugget diameter), and the energization ends (D).
なお、溶接の過程で、たとえば図２（ｃ）に示すような電触が生じることがある。この電触では、電極チップ１０２がワークＷの鋼板と２ヶ所で接触してしまい、電流経路が分散される。すなわち、溶接電流Ｉは、溶接に寄与する電流Ｉ1と電触による分流電流Ｉ2に分散し、かかる分流電流Ｉ2が発生するとナゲット形成に寄与する電流が減少するため、ナゲット径の減少や剥がれ等の原因になる。
In the welding process, for example, electric contact as shown in FIG. 2C may occur. In this electrical contact, the
つぎに図３は、本発明の実施形態におけるスポット溶接判定システムの概略構成を示している。
電極チップ１０２に対して、電源１０５に接続された駆動部１０６によりスポット溶接を行うための電圧が印加されるが、その際前述のようにタイマ１０４によって電流値およびその通電時間が制御される。タイマ１０４は制御部１０７および後述する抵抗値検出部１０８や判定部１０９を備えている。
Next, FIG. 3 shows a schematic configuration of the spot welding determination system in the embodiment of the present invention.
A voltage for spot welding is applied to the
抵抗値検出部１０８は、電極チップ１０２間に印加された電圧を検出する。この電圧検出は所定のタイミングでサンプリングして行われるが、これら検出された電圧により電極チップ１０２間の抵抗値を検出するようになっている。
The resistance
また、判定部１０９は、スポット溶接の通電初期の抵抗値を、予め設定された閾値と比較判定する初期抵抗値判定手段１１０と、通電期間中の最大抵抗値と通電終期の最終抵抗値との減少差分を、予め設定された閾値と比較判定する抵抗値減少量判定手段１１１と、通電期間中の平均抵抗値を、予め設定された所定の範囲内にあるか否かを比較判定する平均抵抗値判定手段１１２とを備えている。
In addition, the
つぎに、図４に示したフローチャートに沿って、本発明によるスポット溶接判定システムにおける判定方法の例を説明する。
この実施形態において典型的には、異なる溶接条件（接合する板厚や溶接する部位の状況によって相違する）のスポット溶接を連続して行う溶接ロボット１００の溶接品質を対象とする。
Next, an example of the determination method in the spot welding determination system according to the present invention will be described along the flowchart shown in FIG.
Typically, in this embodiment, the welding quality of the
まず、溶接ロボット１００によるスポット溶接ガンの電極の所定溶接箇所ｐへの移動が完了すると、制御部１０７はタイマ１０４に対して、所定の条件Ｍで溶接を開始するように「起動」を指示する（ステップＳ１）。
First, when the
つぎに、タイマ１０４は起動の指示に従って、条件Ｍで通電を開始する。このとき抵抗値検出部１０８が電極チップ１０２間の抵抗値を検出し、ステップＳ２において初期抵抗値判定手段１１０は、その通電初期の抵抗値が予め設定された閾値λよりも高いか低いかを比較判定する。
Next, the
通電初期の抵抗値が閾値λよりも小さい場合、「正常」と判定して通電を継続する。これに対して、図５に示されるように通電初期の抵抗値が閾値λよりも大きい場合、ワークＷの鋼板接合部の汚れや異物の噛込みが予測される。ゴミ等の異物が通電中に外れると、瞬間的に大電流が流れて、そのままではワークＷに穴が明いてしまう（異常抵抗値変化）。このような場合、直ちに通電を中断して、製造ラインを停止し（ステップＳ３）、これにより溶接不良が発生するのを防止する。異常原因を解消した後、同じ条件で再度起動する（ステップＳ４）。 If the resistance value at the initial energization is smaller than the threshold λ, it is determined as “normal” and energization is continued. On the other hand, when the resistance value at the initial energization is larger than the threshold value λ as shown in FIG. When foreign matter such as dust is removed during energization, a large current flows instantaneously and a hole is formed in the workpiece W as it is (abnormal resistance value change). In such a case, the energization is immediately interrupted and the production line is stopped (step S3), thereby preventing welding defects from occurring. After eliminating the cause of the abnormality, the system is restarted under the same conditions (step S4).
上記のように初期抵抗値判定手段１１０により通電初期の抵抗値を比較判定することにより、溶接部への異物の噛み込みが外れたときの急激な電流上昇による爆発でワークＷに穴が明くのを防止することができる。 As described above, the resistance value at the initial energization is compared and determined by the initial resistance value determining means 110, so that a hole is formed in the workpiece W due to an explosion caused by a rapid current rise when the foreign matter is not caught in the welded portion. Can be prevented.
つぎに、ステップＳ６において抵抗値減少量判定手段１１１は、最大抵抗値（あるいはピーク抵抗値）Ｒmaxと最終抵抗値Ｒendとの減少差分を、予め設定された閾値λ1と比較判定する。
Next, in step S6, the resistance value
抵抗値の減少差分が閾値λ1よりも大きい場合には、「正常」と判定される。これに対して、図６に示されるように抵抗値の減少差分（抵抗値減少量Ｒ1）が閾値λ1よりも小さい場合、ワークＷの鋼板接合部の剥がれ（ナゲット未形成）あるいはナゲット径不充分が予測され、ＮＧと判定される。この場合、溶接電流を所定の割合（１０％程度）で高めた条件で直ちに再通電し（ステップＳ７）、ステップＳ８の「ライン停止の設定」でラインを停止させるか、あるいはそのまま「溶接完了出力」（ステップＳ９）としてつぎの溶接工程に移行するかを判定する。 When the decrease difference in resistance value is larger than the threshold λ 1 , it is determined as “normal”. On the other hand, as shown in FIG. 6, when the resistance difference decrease (resistance value decrease amount R 1 ) is smaller than the threshold value λ 1 , peeling of the steel plate joint of the workpiece W (nugget not formed) or nugget diameter Insufficiency is predicted and determined as NG. In this case, re-energization is immediately performed under the condition that the welding current is increased by a predetermined ratio (about 10%) (step S7), and the line is stopped by “setting of line stop” in step S8, or “welding completion output” is performed as it is. (Step S9), it is determined whether or not to proceed to the next welding process.
この現象は溶接チップの磨耗による加圧面の面積が増大し、電流密度の低下によるものと予測されるので、つぎに溶接箇所ｐ1では予め設定された溶接条件Ｍ1に対して、所定の割合（２％程度）だけ高めた条件にステップアップするように設定されている（図８、太実線参照）。 Since this phenomenon is predicted to be caused by an increase in the area of the pressurization surface due to wear of the welding tip and a decrease in current density, next, a predetermined percentage of the welding condition p 1 with respect to the preset welding condition M 1 is assumed. It is set to step up to a condition increased by (about 2%) (see thick solid line in FIG. 8).
このような溶接チップの磨耗に起因する不良は、継続的に発生することが予測される。上記のようにステップアップすることで再通電の回数が減少し、電力量が少なく、かつラインタクトの増加を最小限に済ませることができる。 Such defects due to welding tip wear are expected to occur continuously. By stepping up as described above, the number of re-energizations can be reduced, the amount of electric power can be reduced, and the increase in line tact can be minimized.
本発明では溶着不良と判定した場合には電流値を増加するため、図８のように従来の一般的な電流値増加（図８、点線参照）の場合よりも電極チップ研磨までの打点数を増やすことができる。
なお、「ライン停止の設定」は、試験運転時に再通電の条件を設定するのに一時停止させて、条件の良否を確認する際に必要である。通常運転中は再通電による溶接後は、「溶接完了出力」に移行するように「切」に設定される。
In the present invention, since the current value is increased when it is determined that the welding is defective, as shown in FIG. 8, the number of hit points until the electrode tip polishing is larger than in the case of the conventional general current value increase (see the dotted line in FIG. 8). Can be increased.
Note that “setting of line stop” is necessary when checking the quality of the condition by temporarily stopping to set the re-energization condition during the test operation. During normal operation, after welding by re-energization, “OFF” is set to shift to “WELD COMPLETION OUTPUT”.
上記のように最大抵抗値Ｒmaxからの抵抗値減少量Ｒ1に基づき、溶接部の剥がれやナゲット径の発達を予測し、溶接品質を判定するとともに、不良箇所を修正することにより、不良品が市場に流出するのを確実に防止することができ、高い品質が保証される。 As described above, based on the resistance value reduction amount R 1 from the maximum resistance value R max , the peeling of the weld and the development of the nugget diameter are predicted, the weld quality is judged, and the defective part is corrected, thereby correcting the defective part. Can be surely prevented from leaking into the market, ensuring high quality.
つぎに、「最大抵抗値と最終抵抗値の差」の判定をクリア後、通電中の抵抗値変化から「通電中の平均抵抗値」を算出する。ステップＳ１０において平均抵抗値判定手段１１２は、図７に示されるように通電中の平均抵抗値Ｒmeanが予め設定された抵抗値の範囲Ｒ２にあるか否かを比較し、比較結果が設定範囲Ｒ2内にある場合には「正常」と判定する。
一方、その比較結果が設定範囲Ｒ2外である場合には、「スパッタ発生」の有無（スパッタ発生の場合は通電中の平均抵抗値Ｒmeanが大幅に減少する）を判定する（ステップＳ１１）。
Next, after the determination of “difference between maximum resistance value and final resistance value” is cleared, “average resistance value during energization” is calculated from the change in resistance value during energization. In step S10, the average resistance value determining means 112 compares whether or not the average resistance value R mean during energization is within a preset resistance value range R2 as shown in FIG. If it is within R 2 , it is determined as “normal”.
On the other hand, if the comparison result is set range R 2 outside, determines whether or not the (in the case of spatter average resistance value R mean in current is greatly reduced) of "spatter" (step S11) .
スパッタ発生なしの場合は再通電を行い（ステップＳ１２）、スパッタ発生の場合は「再通電の設定」に移行し、ステップＳ１３において再通電を行うか、あるいは再通電せずに「ライン停止の設定」または「溶接完了出力」に移行するように設定されている。 If no spatter is generated, re-energization is performed (step S12). If spatter is generated, the process shifts to “re-energization setting”, and re-energization is performed in step S13 or “re-energization” is set. "Or" Welding completion output ".
上記のように抵抗値減少量からでは発見することができない、たとえば電蝕による電力の拡散や、溶接部の合せが悪い場合等においても、正確に品質の判定ができる。また、溶接不良があっても再通電することにより不良品が市場に流出するのを確実に防止することができる。 As described above, the quality can be accurately determined even in the case where power cannot be found from the amount of decrease in resistance value, for example, when electric power is diffused by electric corrosion or the welded part is poorly aligned. Moreover, even if there is a welding failure, it is possible to reliably prevent the defective product from flowing into the market by re-energizing.
この場合、平均抵抗値が所定の範囲外であり、再通電した場合でもステップアップは行われない。溶接チップの磨耗に起因する不良ではなく、継続的に発生する訳ではないので、余分な電力の消費を抑制することができる。 In this case, the average resistance value is outside the predetermined range, and no step-up is performed even when the power is turned on again. Since it is not a defect caused by wear of the welding tip and does not occur continuously, the consumption of excess power can be suppressed.
また、スパッタはナゲット（溶着部）が接合部からはみ出してしまうと必ず発生し、溶接部の状況によっては不可避の場合がある。そのような溶接箇所を予め登録しておき、その登録の有無で再通電の要否を判断する。これにより再通電によるラインタクトの短縮を図ることができる。
なお、「通電中の平均抵抗値」が高い側に外れる要因としては、接合部に合わせが悪く隙間が広く空いてしまった場合等に起り得る。
Further, spatter is always generated when the nugget (welded portion) protrudes from the joint, and may be inevitable depending on the situation of the welded portion. Such a welding location is registered in advance, and whether or not re-energization is necessary is determined based on the presence or absence of the registration. Thereby, shortening of the line tact by re-energization can be aimed at.
In addition, the factor that deviates to the higher “average resistance value during energization” may occur when the gap is wide due to poor alignment with the joint.
また、「通電中の平均抵抗値」の判定に替えて、通電中の「抵抗値の積分値」を用いて判定することも可能である。
この場合、通電期間中の抵抗値の積分値が、予め設定された所定の範囲外と判定されたつぎの溶接箇所は、予め設定された溶接条件の電流値または電圧値を所定の割合で高めた条件で溶接するステップアップを行わない。
Further, instead of determining the “average resistance value during energization”, it is also possible to determine using the “integral value of the resistance value” during energization.
In this case, the next welding location where the integrated value of the resistance value during the energization period is determined to be out of the predetermined range is increased by a predetermined ratio in the current value or voltage value of the preset welding condition. Do not step up when welding under different conditions.
ここで、図９はチップ研磨プログラムを示すフローチャートである。電極チップ１０２の研磨（ドレッシング）はステップアップの回数が、予め設定された回数に到達した時点で実施するように設定される（ステップＳ２１）。チップ研磨後、そのチップによる溶接打点数がリセットされ（ステップＳ２２）、溶接条件のステップアップの回数とともに、溶接した回数（打点数）がカウントされ、第１回目のステップアップまでの溶接回数（打点数）と予め設定された所定の溶接回数（打点数）を比較する（ステップＳ２３）。
Here, FIG. 9 is a flowchart showing a chip polishing program. Polishing (dressing) of the
上記第１回目のステップアップまでの溶接回数（打点数）が予め設定された溶接回数（打点数）よりも少ない場合は、チップ研磨が「異常」であると判定し、ステップＳ２４にてライン停止するとともに、作業者にはチップあるいはチップドレッサ（研磨機）に異常があることを警告する。その後、リセットして（ステップＳ２５）、つぎのプログラムに移行する。 If the number of weldings (number of hits) until the first step-up is less than the preset number of weldings (number of hits), it is determined that the chip polishing is “abnormal” and the line is stopped in step S24. At the same time, the operator is warned that there is an abnormality in the chip or chip dresser (polishing machine). Then, reset (step S25), and shift to the next program.
つぎに、本発明における具体的な実施例では電源周波数６０Ｈｚで、０．５ｃｙｃごとに測定した抵抗値から溶接品質を判定する。なお、電源周波数５０Ｈｚの場合、あるいはインバータ制御により電源周波数６０Ｈｚでない場合においても適用可能である。 Next, in a specific embodiment of the present invention, the welding quality is determined from the resistance value measured every 0.5 cyc at a power supply frequency of 60 Hz. Note that the present invention can also be applied when the power supply frequency is 50 Hz or when the power supply frequency is not 60 Hz by inverter control.
まず、データの対象として、抵抗値減少量判定工程では通電開始から１ｃｙｃ（測定値２つ分）まで、また、初期抵抗値判定工程および平均抵抗値判定工程では通電開始から２ｃｙｃまでのデータは、接触抵抗の影響により高い抵抗値を示すことがあるため採用しない。 First, as data targets, data from the start of energization to 1 cyc (for two measured values) in the resistance value decrease determination process, and data from the start of energization to 2 cyc in the initial resistance value determination process and the average resistance value determination process are as follows: Not adopted because of the high resistance value due to the effect of contact resistance.
初期抵抗値判定工程では、抵抗値は通電中全ての抵抗値を対象としても差し支えない。通電開始時は接触抵抗により高い抵抗値を示すことがあり、また、通電後半にはノイズ等の影響で急に抵抗値が高くなることがあり、したがって対象とするのは２〜５ｃｙｃの抵抗値が好適である。 In the initial resistance value determining step, the resistance value may be all resistance values during energization. At the start of energization, the contact resistance may show a high resistance value, and in the latter half of energization, the resistance value may suddenly increase due to the influence of noise or the like. Therefore, the resistance value is 2 to 5 cyc. Is preferred.
抵抗値減少量判定工程では、単純に２ｃｙｃ以降の最大値を採用した場合、２つの抵抗値変化の結果が略同じになることがある。本発明では直前の抵抗値と同一または大きいもののうち、最大のものをピーク抵抗値とすることで２つの抵抗値変化を判別することが可能になる。ただし、通電開始から１ｃｙｃまでは接触抵抗の影響により抵抗値が大きくなり、誤判定（たとえば、ＮＧをＯＫと判定する）を回避するためにこの部分のデータは採用しない。 In the resistance value reduction amount determination step, when the maximum value after 2 cyc is simply adopted, the results of the two resistance value changes may be substantially the same. In the present invention, it is possible to discriminate between two resistance value changes by setting the maximum resistance value that is the same or larger than the previous resistance value as the peak resistance value. However, from the start of energization to 1 cyc, the resistance value increases due to the influence of contact resistance, and this portion of data is not adopted in order to avoid erroneous determination (for example, NG is determined to be OK).
最終抵抗値として、通電終了から０．５ｃｙｃ前の抵抗値を用いる。通電終了時の抵抗値は、ノイズにより急増加・急減少するため、このように０．５ｃｙｃ前の抵抗値を最終抵抗値とする。また、通電終了から０．５ｃｙｃ前の抵抗値にもノイズが入る場合があるため、通電終了から０．５ｃｙｃ前の抵抗値が、１．５ｃｙｃ前の抵抗値よりも大きい場合には後者を最終抵抗値とする。なお、通電終了から０．５ｃｙｃ前の抵抗値を採用するのが好ましいが、１．５ｃｙｃ前の抵抗値を採用する場合には０．５ｃｙｃ前の抵抗値の方が、たとえば５μΩ以上大きい場合とする。 As the final resistance value, the resistance value 0.5 cyc before the end of energization is used. Since the resistance value at the end of energization rapidly increases / decreases due to noise, the resistance value before 0.5 cyc is set as the final resistance value in this way. In addition, since noise may also enter the resistance value 0.5 cyc before the end of energization, if the resistance value 0.5 cyc before the end of energization is greater than the resistance value 1.5 cyc before, the latter is finalized. Resistance value. It is preferable to adopt a resistance value of 0.5 cyc before the end of energization. However, when a resistance value of 1.5 cyc is used, the resistance value of 0.5 cyc is larger than, for example, 5 μΩ or more. To do.
平均抵抗値判定工程では電触が発生した場合、そのときの抵抗値変化から品質判定を行うのは実質的に困難である。この場合、平均抵抗値はＯＫのものと２０μΩ程度の差があるので、品質判定が可能である。 When electrical contact occurs in the average resistance value determining step, it is substantially difficult to determine the quality from the change in resistance value at that time. In this case, since the average resistance value is about 20 μΩ different from that of OK, quality judgment is possible.
以上、本発明を実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
たとえば、チップドレスの良否およびチップ異常の判定に替えて、チップドレスの前後における「最大抵抗値と最終抵抗値の差」の変化を比較する。この差の変化が所定の閾値よりも小さい場合は、チップの研磨が異常であると判定し、ライン停止するとともに、作業者にはチップあるいはチップドレッサ（研磨機）に異常があることを警告するようにしてもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated with embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention.
For example, instead of determining whether the chip dress is good or bad and chip abnormality, a change in “difference between the maximum resistance value and the final resistance value” before and after the chip dress is compared. If the change in the difference is smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the polishing of the chip is abnormal, the line is stopped, and the operator is warned that there is an abnormality in the chip or the chip dresser (polishing machine). You may do it.
上記実施形態において説明した具体的な数値は、典型的な数値例を示すものであり、それらは必要に応じて適宜変更することができる。 The specific numerical values described in the above embodiment show typical numerical examples, and can be appropriately changed as necessary.
１００ 溶接ロボット
１０１ ガンアーム
１０２ 電極チップ
１０３ 本体
１０４ タイマコンタクター
１０５ 電源
１０６ 駆動部
１０７ 制御部
１０８ 抵抗値検出部
１０９ 判定部
１１０ 初期抵抗値判定手段
１１１ 抵抗値減少量判定手段
１１２ 平均抵抗値判定手段
DESCRIPTION OF
Claims (9)
スポット溶接時の電極間の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、スポット溶接の通電初期の抵抗値を、予め設定された閾値と比較判定する初期抵抗値判定手段とを備え、
その比較結果が前記閾値よりも低い場合は通電を継続する一方、高い場合は直ちに通電を中止して溶接装置を停止させるようにしたことを特徴とするスポット溶接の品質判定システム。 A determination system for determining whether the quality of spot welding welded by a constant current method spot welding machine is good,
A resistance value detecting means for detecting a resistance value between electrodes at the time of spot welding, and an initial resistance value determining means for comparing the resistance value at the initial stage of energization of spot welding with a preset threshold value,
When the comparison result is lower than the threshold value, the energization is continued, while when it is higher, the energization is immediately stopped and the welding apparatus is stopped.
その比較結果が前記閾値よりも小さい場合は、溶接電流を所定の割合で高めた条件で直ちに再通電させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接の品質判定システム。 A resistance value decrease amount judging means for judging a difference between a maximum resistance value during the energization period and a final resistance value at the end of the energization with a preset threshold value;
2. The spot welding quality determination system according to claim 1, wherein when the comparison result is smaller than the threshold value, re-energization is immediately performed under a condition in which the welding current is increased at a predetermined rate. 3.
その比較結果が所定の範囲外であり、スパッタの発生がない場合、溶接電流を所定の割合で高めた条件で直ちに再通電させるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のスポット溶接の品質判定システム。 An average or integrated resistance value determining means for determining whether the average or integrated resistance value during the energization period is within a predetermined range set in advance;
3. The spot according to claim 1, wherein when the comparison result is out of a predetermined range and no spatter is generated, the current is immediately re-energized under a condition in which the welding current is increased at a predetermined rate. 4. Welding quality judgment system.
スポット溶接の通電初期の所定期間における電極間の抵抗値を検出する工程と、
その抵抗値が予め設定された閾値よりも低いか高いか比較する工程と、
その比較結果が低い場合には通電を継続する一方、高い場合は直ちに通電を中止して溶接装置を停止させる工程と、を有することを特徴とするスポット溶接の品質判定方法。 A determination method for determining the quality of spot welding quality welded by a constant current method spot welder,
A step of detecting a resistance value between the electrodes in a predetermined period of the initial energization of the spot welding;
Comparing whether the resistance value is lower or higher than a preset threshold value;
A method for determining the quality of spot welding, comprising: continuing energization when the comparison result is low, and immediately stopping energization and stopping the welding apparatus when the comparison result is high.
通電期間中の最大抵抗値と通電終期の最終抵抗値との差が、予め設定された閾値よりも大きいかを比較する工程と、
その比較結果が小さい場合は溶接電流を所定の割合で高めた条件で直ちに再通電させる工程と、を有することを特徴とする請求項５に記載のスポット溶接の品質判定方法。 Detecting a change in resistance value between electrodes during energization of spot welding;
Comparing the difference between the maximum resistance value during the energization period and the final resistance value at the end of energization is greater than a preset threshold;
6. The spot welding quality judging method according to claim 5, further comprising a step of immediately re-energizing under a condition in which the welding current is increased at a predetermined ratio when the comparison result is small.
その平均抵抗値が予め設定された所定の範囲内にあるか否かを比較する工程と、
その比較結果が所定範囲外であり、スパッタの発生がない場合、溶接電流または溶接電圧を所定の割合で高めた条件で直ちに再通電させる工程と、を有することを特徴とする請求項６に記載のスポット溶接の品質判定方法。 Detecting a resistance value change between electrodes during energization of spot welding, and calculating an average or integrated resistance value during energization from this resistance value;
Comparing whether the average resistance value is within a predetermined range set in advance;
And a step of immediately re-energizing under a condition that the welding current or welding voltage is increased by a predetermined ratio when the comparison result is out of the predetermined range and no spatter is generated. Spot welding quality judgment method.
The next welding point at which the average or integral value of the resistance value during the energization period is determined to be outside the predetermined range is welded under a condition in which the current value of the preset welding condition is increased by a predetermined ratio. The method for determining the quality of spot welding according to claim 7, wherein step-up is not performed.
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