JPS58176085A - 抵抗溶接機の制御方法および装置 - 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】 本発明は、抵抗溶接装置による健全な溶接ナゲツトを得
る丸めの適応制御に関し、さらに詳しくは、溶接ナゲツ
トの生成に伴なう電極チップ関電圧値勢の変化量を検出
し、その信号ｔ−溶接装置にフィードバックすることに
より適切なｆＩＩｒ接強ｆｔ−確保すべく溶接条件をコ
ン）ｃｙ−ルするようにし九ものである。

現在、重ね抵抗溶接用の適応制御装置としては、溶接ナ
ゲツトの生成に伴う変化量として、電極間電圧又は電極
間抵抗を検出するもめ、電極のエリスパンジョン量を検
出するもの、電極チップ先端の温匿上昇を検出するもの
、或いは電極間の超音波透過率を検出するもの尋各種の
方式が研究されているが、その大多数が溶接電流の流通
時間を調節することにより、所定の強さの溶接ナゲツト
を得る方式のものである。

しかし、この方式によると、スポット溶接におけゐｆ＃
接釘打点数進行に伴う電極チップ先端の圧潰を考えた場
合、所定の強匿のナゲツトを得るために通電時間が徐々
に延長して米、最終的には作業タクトに首で悪影響を及
ぼす事態が特に問題となっている。

本発明はこれらの欠点を改善し、更に良好な品質をもっ
た＊＊ナゲツトｔ−確保しつつ電極チップ先端の成形作
業の間隔を延長してＩｌＩ！接作業の効率を高めようと
する４のである 以下図面の実施例について説明すると、第１図は本発明
の詳細な説明するためのもので、横軸はチップ先端管ド
レッシングした直後からの連続したスポット溶接の打点
数であり、最大の６０００打点はある表面処理鋼板２枚
合せの場合の一事例である。

図の縦軸の一つは夫々のスポット溶接における通電時間
の変化を示し、図の例では１０サイクルを基単値とし、
所々に１１サイクル通電の打点数（数十点）が凸状に示
されている。

縦軸のもう一つ、上の方にｆｆ１接電流の変化（−例と
して８０００Ａ〜１０５００Ａ）を示すが、これは溶接
打点数の進展と共に徐々に溶接電流が増加してゆく状態
を示している。

図の例により本発明の動作原理を説明すると次のように
なる。

まず、チップドレス直後は、ある所定の電極加圧力のも
とに溶接電流８０００Ａで、平均通電時間１０サイクル
という条件のもとて適ら制御されたスポット溶接が行な
われている。

板厚の変化や、打点位置接近による溶接電流の分流効果
郷の外乱によシ適厄制御装ｒ１／ＬＦｉ通電時間を１〜
２サイクル変化させるかも知れないが、平均的には、通
電時間は１０サイクルでめったとする。

今、溶接打点数が第１図のＮＩ点（約７００点位）に彦
り、チップ先端の圧潰によりその面積が増大し、電流密
度の減少により同一電流では溶接ナゲツトができにくく
なり、適応制御装置通電時間を自動的に１サイクル増加
し、１１サイクルにする。

本発明の装置は、この通電時間の１サイクルの増加を検
知し、これをもとの１０サイクルの値に戻すべく、溶接
電流を徐々に、即ち、溶接打点数の進展に伴って、各打
点ごとに少しづつ増加してゆく。この電流の増加率は、
経験的に最初の’ｅｌＬＮ（図ではａｏｏｏム）に対す
る割合（チ）できめてもよいし、或いは１１サイクルに
変化した打点数ＮＩ（図の７００点位）に対応して計算
制御してもよい。徐々に増加し九ｓ接電流がある値（図
では約８．５００Ａ位）に達すると、適応制御装置に今
度は通電時間を最初の値（１０サイクル）に自動的に復
帰させる。

本発明の装置は、通電時間の初期値（１０サイクル）復
帰を検知して、その状態で＃接電流の増加金停止し、そ
のときの値（約８，５００　Ａ位）を保持する制御管行
う。

前述したように、適応制御装置は稽々の外乱に対してそ
の１回ごとの通電時間を調節するため、実際の通電時間
は必ずしもきつちシと一定ではないが、前述した溶接電
流のゆっくりした変化は、これら通電時間の変動を平均
化して考えることができる。

第１図の打点数Ｎ２（図では約１４００打点位）の所で
、再び前述したと同様、通電時間を平均値の１サイクル
増加が発生している。これによりｆ＃接電流は再び増加
し、今度は９，０ＯＯＡで通電時間をｌＯプサイルに保
つ操作が自動的に行なわれた状ｒｔ示している。

図の点線で表わした通電時間Ｔｗ’＋浴接電流Ｉｗ’は
本発明の装置の附属しない通常の適応制御の場合を示す
。即ち、溶接電流は増加せず、通電時間は電極チップ圧
潰状態と相俟って遂次増加してゆくことが判る。

これに対し、本発明の装置においては、酊接電流が通電
時間の１サイクルに相当する分だけ自動的に増加し、通
電時間は最初の状態に保たれるため作業タクトに支障を
与える等の心配は考えなくてよい。

又、チップ先端面積の増加による電流密度の減少を補正
するには、通電時間の延長による方式よりもｆＩＩ飯電
流自体を増加させ適応制御させる方式の方が合理的であ
り、ｓ級ナゲツトの品質についても良好な結果が期待で
きる。

第１図は、本発面の一実施例の電気的ブロック図を示す
。

図において＊ｍ検出器２９は、冒頭で述べた電極間電圧
、電極エクスパンション、電極先端の温寂又は電極間の
超音波透過率勢溶接ナゲツトの生成に関する変化量を電
気的に検出できるものなら何でもよく、次の通電時間制
御形適応制御装置３０は、前記溶接検出器２９からの情
報にょシ溶接ナゲツトの完成を通電時間によシ調節する
方式の総ての装置が適用できる。

所定の電極加圧のもとて溶接電流ｔ−流してスポットｆ
Ｉｌｒ接を行なう場合、溶接電流は基準溶接電流設定器
２２によシ設定され、電流検出器２１によりフィードバ
ックされ、点弧位相演算器６にょ多安定化制御される。

前述した適応制御装置３０は溶接ナゲツトの完成と同時
に通電停止信号管発信し　この信号は通電時間制御器３
１を経て点弧信号発信器２５をロックし、サイリスタψ
スタック等の交流用電子スイッチ回路を連断して溶接通
電を停止する操作が行なわれる。

電極チップ先端のドレッシング作業が行なわれた直後の
、前記適応制御スポット溶接における通電時間は、計測
され手動操作又は電子回路による自動操作によシ基準通
電時間としてその設定器２３に記憶される。

前述したように、板厚の変化や分Ｒ勢の外乱に対し、適
応制御装置３０は通電時間を変化させて対応するが、こ
の通電時間の増減数は比較器２８により基準値と比較さ
れ次段の電流増減率演算器２Ｔに伝達される。しかし、
この電流増減率演算器２Ｔは、これら単発的な回復性の
ある情報入力に対しては溶接電ａｔ−増減させる動作は
行なわない。ｆ＃接釘打点数進展に伴い電極チップ先端
の圧潰が始ま・ると、適応制御装置による実際の通電時
間は頭初の値より１サイクル増加した値が頻発するよう
になり、やがてその増加し九迩電時間が平均値となって
来る。前述し要電流増減率演算器はこの状態を単発的な
状態と識別して静振電流の暫増指令を次段の点弧位相演
算器２６に伝達することになる。

この電流暫増指令は、基準溶接電流設定器２２の指示値
にプラスされ、連接打点数の進展ごとに少しづつＷ！Ｉ
接電ｆＩＬを増加してゆくため、適応制御装置３０はそ
の通電時間を延長する必要がなくなシ、再び最初の値に
復帰する。この状態は比較器２８により識別され電流増
減率演算器２７は入力がなくなるため電流はその時点の
値を一定に保持保持されることになる。

このようにして、電極チップの圧潰の状態が進行するに
従い１１１８電流は通電時間の平均値としての１サイク
ルに相当する分だけ少しづつ増加會く夛返し、やがてｆ
＃接接条件上、又は溶接装置の電流容量上かの上限値に
到達する。

この状態のとき本装置は警報（図には省略）を発信し、
電極チップのドレッシング＃作業ｔｌながすことになる
。

電極チップの先端径が成形された状態で再び溶後作業が
進行することになるが、このとき溶接電流は上限値のま
＼である。このような状態でｆｌＩｌ通接が行なわれる
と、時としていわゆる“散り１０発生を伴うが、適応制
御装置３０は極めて短かい通電時間により溶接ナゲツト
の完成を検知する。

基準通電時間設定器２３により設定された値を邊かに下
まわるこの通電時間の情報は、電流増減率演算器２７に
伝達され、この情報により溶接電流はただちに基準ｌＮ
ｌ！接電流接電基設定器より指定される初期値に自動リ
セットされることになる。

第３図は、本発明の一実ｊｌｉｌｉ１ｍ様に関する電気
ブロック図で、第２図との相異点である溶接検出器２９
および通電時間制脚形適応制御装置３０のみを詳細図示
したものであり、通電時間制御器以降は第２図と全く同
一であるため省略しである。

第３図の電極間電圧検出、器１は溶接ナゲツトの生成に
伴う電極間の電圧変化を検出するだめのもので、検出ケ
ーブルが受ける溶接電流の鰐導雑音電圧は内部の電子回
路により除去される。

この電圧検出器１の出力電圧は、安定化された一定値の
溶接電流によるスポット溶接においては、＊接ナゲツト
の発芽状態で最大値をもち、ナゲツトの生長による面積
の増加に伴って暫滅する曲線をたどることは周知の事実
である。

図の電圧減少分時間積分器２は、上記電圧曲線の最大値
と時間と共に減少してゆく電圧との差分を時間積分する
もので、この積分値はスポット溶接のナゲツト径と相関
々係をもち、かつ溶接電源の急変等の外乱に対して４強
く、スポット溶接の適応制御パラメータとして優れた特
性を有することが判明している。

電極チップ先端の成形作業直後における基準状態で行な
われ九スポット溶接で、適正な溶接ナゲツトが得られた
とき、そのスポット溶接における電圧減少分時間積分器
２の出力は計測され手動操作又は電子回路による自動操
作にょシ基準積分値設定！ｉＦ４に記憶される。

以降、この適応制御装置は、電圧減少分時間積分器２の
出力が、基準積分値設定器４の値と一致した時点で溶接
通電の停止信号を次段の通電時間制御器５に伝達し、そ
の出力は、第２図の通電時間制御器１１と同様の作用を
行い溶接通電を停止させる。溶接打点数の進展に伴い電
極チップの圧潰が進行すると電極間電圧検出器１の出力
は、前述した電圧最大値自体が低くなり、同時にその電
圧の時間に対する減少の度合いも少なくなって来る。

従って電圧減少分時間積分器２の出力が基準積分値設定
器４の値と一致するためにはよシ長い通電時間が必要と
なって来、その通電時間は、多数のｆＩＩ接打点におけ
る平均値としてｌサイクル増加という状態が発生する。

この通電時間延長という状態の発生以降の本発明装置の
動作は、前述した１ｇ２図の場合と全く同一であるため
こ＼では省略する。

なお、第１図においては、通電時間を一例としてｌＯプ
サイルに一定に保つ場合についてのみ説明し九が、もし
、溶接作業タクトに大きな影４１を与えないのなら電極
チップの圧潰が進行した成る打点数、例えば４０００打
点以降については通電時間を１〜２サイクル延長した値
、即ち１１サイクル又は１２サイクルを基準通電時間に
切替え、より少ない溶接電流で作業を進めることも可能
である。

又、通電時間を一定値に保つ操作においても、必ずしも
ｌサイクル単位の増減によって溶接電流を制御する必要
のない場合もない。そのようなときは、作業タクトに支
障がない範囲で通電時間の許容変化中をきめ、その巾を
越さない範囲で溶接電Ｒを増減させるという制御方式も
本発明の主旨とする所であることを附言しておく。

以上、本発明によれば、溶接ナゲツト生成過程において
十分な溶接強ｆを確保し得る適応制御１會実現するだけ
でなく、通電時間音一定に保つことにより作業タクトの
延長を防ぎ、かつ電極チップの保守作業の回数全減少せ
しめ、著しく作業性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置において溶接電流を溶接回数に
対応して変化させた関係を示す図、第２図は、本発明に
ががる装置の一例を示す電気フロック図、第３図は、本
発明にががる装置のうち通電時間制脚形適応制御装置の
一例を示す電気ブロック図である。 発明者　加藤正弘 特軒出願人　　株式会社電元社製作所 代理人　弁理士　　吉　　　村　　公　　　−浦 電 時 間 （毛り） 第１図 溶撞打夾歓（Ｎ）　　→ ｒ−−−−−コ 手続補正書 特許庁長盲　島　１）春　ａＳ ｌｊ１件の表示 陥、％ｌＳ７年特許−＠５９８７３号 λ　発明の１称 抵抗ｌｌＩ接機の制卸方法および装置 ３、補正ｔする者 事件との関係　特許出願人 神奈川県川崎市多摩区枡形１丁目２３８１号株式会社電
元社製作所 代表者　梶　１）弘　平 ４、代理人 東１Ｘ都ｔ１区荒木町１７番地東京日腫新襦ビル？、　
　１ＩＩＩＥ□内容 （１）　　明細書の記載内容【別紙の通電に訂正する。 （２）　　図面第１図を別紙の通りに訂正する。 補正の内容 （１）　　Ｉｉ＋鯛書票！！貞１７〜１８行目に「・・
・該検出猶号によす作動する電圧減少分開放槓分器・・
・」とめる分器・・・」と訂正する。 （乃　明細曹第３貢１３〜１４付目に「・・・電極のエ
リ烏パンシ璽ン童・・・」とあるのを「・・・電極のエ
クースパンション量・・・」と訂正する。 （３）明細１！ｌＦ第５画１８〜１９・「ｒ目に「・・
・適応制卸装ｗｊｊＬ、ａ畿時間τ・・・」とあるのｔ
−「・・・適応制帥鉄置越造電時間を・・・」と訂正す
る。 （４）明細書４５ｇ１ｏ行目に「０６．適応制卸装置に
今［μ・−・」とあるの勿「・・・適応制卸装置庄今度
は・・・」と訂正する。 （５）　　明ＩＩＩ！ｌ曹＠８貞１７行目に［・・・点
弧位相演ＪＩｉＥ−６により・・・」とおるのｔ「・・
・点弧位相演算器２６により・・・Ｊと訂正する。 、６）明−齋第１０厘１０〜１１行目に［・・・−足に
保持保持される・・・」とあるのｔ「・・・−足に保持
される・・・」と訂正する。 （７）　　Ｅｉ１１１１書第１２員２０行目〜第１３貞
１何目に「・・・通電時間１１ＩＩ卸器５・・・」とあ
るのｔ［・・・通電時間制卸器３１・・・」と訂正する
◎ （〜　明細側１３貢１〜２行目に「・・・通電時間制卸
器１１・・・」とあるの？［・・・通電時間制卸器３１
　・Ｊと訂正する。 （リ　明Ｍ誓第１４貞７行目に「・・・必要のない場合
もない。・・・」とあるのを「・・・必要のない場合も
芝い。・・・」と訂正する。 以　　上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　溶接電流の流通時間を調節することによって
   、富に所定の引張強さをもつ溶接ナゲツトを形成するよ
   うにした抵抗溶接用適応制御装置においで、 各溶接通電ごとの実際の通電時間を１測し、その通電時
   間ができるだけ所定の一定値を保ち続けるように、浴接
   電Ｒ’に増減制御することを特徴とする抵抗溶接機の制
   御方法。
2. （２）安定化されたｆ６接電流により行なわれる抵抗溶
   接において、 通電期間中における溶接電極間の電圧全検出し、ｆ＃接
   ナナゲット発生時期おけるその電圧の最大値と、ナゲツ
   トの生奔に伴い暫滅するその電圧との差を時間積分し、
   その積分値が所定の一定値に到達したときｆｅＩ接通電
   を停止させるようにし、 各溶接通電ごとの実際の通電時間ｔＷ′を測し、七の通
   電時間ができるだけ所定の一定値を保ち続けるように！
   接電流を増減制御するようにした特許請求の範ｌ！Ｉ第
   １項に記載の抵抗浴接機の制御方法。
3. （３）電極チップ間電圧の検出情＠會もとに通電時間を
   制御する方式の適応制御手段と、予じめ設定された基準
   通電時間設定器との間に比較手段を介在させ、基準通電
   時間に対する上記適応制御手段による溶接通電時間の増
   減を検知し、これに対応した溶接電流を補償する手段と
   を有する抵抗溶接機の制御装置。
4. （４）％許錆求の範茜第３項に記載のものにおいて、通
   電時間を制御する方式の適応制御手段は、所定の強ｆｔ
   ｌ″もつ＊接ナゲツトを形成するために必要な値を設定
   した基準積分値設定器と、電極間電圧検出器および骸検
   出信号によシ作動する電圧減少分時間積分器と、該積分
   器の積分値と前記基準積分値設定器の発する基準積分値
   とを比較する装置とからなり、その比較信号により通電
   時間を制御することをＩＶｌｇｌ、とする抵抗溶接機の
   制御装置。