JPS58196185A - 抵抗溶接用制御方法及び装置 - 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、スポット溶接等重ね抵抗溶接における溶接ナ
ゲツト制御のため電極チップ間抵抗又は電圧の評価方法
およびその装置に関するものである。

近年、スポット溶接等のナゲツト品質の監視ないしは制
御のために電極チップ間の溶接通電時における電圧降下
を測定し、ナゲツト生成に伴うチップ間電圧の変化、又
はその値を溶接電流で処理してチップ間抵抗の変化とし
て掴える方式が多数発表されている。

ｊ蓼 これらチップ間抵抗又は電圧の変化の形態ｌ第２図（−
）に示されるようになる。

即ち、溶接通電の極（初期においてチップ先端やワーク
間等の接触抵抗が消えると、ワーク（導鋼板が主体）の
温度上昇によりチップ間抵抗は増加する。次にワーク間
に溶接ナゲツトが生成するとその部分のワーク間抵抗が
減少するため、ナゲツトの生育に伴いチップ間抵抗は減
少し、曲線は局部的な最大値を持つことになる。

この局部的最大値、即ち第２図（ａ）の（イ）ｍａｘの
値と同曲線（イ）との間の抵抗（又は電圧）の差（ａ）
の値又は（ａ）を含む三角形の面積Σ（（イ）ｍａｘ−
（イ））の値は前述した理由からナゲツトの面積と相関
があり、ナゲツト大きさの監視ないしは制御のパラメー
タとして実用されている。

、１・Ｌ しかし、ナゲツト面積との相関特収に関し、第２図（８
）の（ａ）の値、即ち（イ）ｍａｘ−（イ）の値をその
ま１ジツ ま使用すると不具合が生ずることが一明して来た。

それは、第２図（ａ）のパターンが得られる溶接条件の
もとて溶接電流値を除々に減少してゆくと、やがてい（
ら通電時間を延長しても溶接ナゲツトが生成しなくなる
状態が発生する。

これは溶接電流とワーク接触部抵抗とによるジュール発
熱量と水冷電極チップやワーク横方向への熱伝導放散量
とがバランスするためであることは古くから知られてい
る。

しかし、問題はこのときのチップ間抵抗（又は電圧）の
変化の状態である。第２図（ｂ）はｓｐｃ。

１、□ｍｍｔＸ２枚■ね状態におけるこの状態の特性曲
線を示す。

溶接電流が小さいため発生時期がおそ（、且つ第２図（
ａ）に比して変化量は小さくなるが、やはり局部的最大
値（ロ）ｍａｘが存在し、丁度小さなナゲツトが生成し
たのと類似したパターンを示している。

このときのワーク間接合部の様子は、ｓｐｃ板の場合は
白変部が発生し、強力な電極チップ間の加圧力のため仮
同志が軽く圧接された状態になっている。

即ち、ナゲツトは生成していないため、いわゆる溶接強
さはほとんどないが、電極チップ間の抵抗（又は電圧）
としては前述した局部的最大値以降通電時間と供に除々
に減少してゆ（特性をもっている。

第１図はスポット溶接のナゲツト部断面を示すが、適正
な溶接電流によりナゲツトが生成している状態において
も、その周辺のいわゆるコロナポンド部や更にその外周
部は電流密度が偏（なり前述した溶接強度には無効であ
るが、電極チップ間抵抗（又は電圧）の減少には影響を
与える部分が存在している。又、溶接電流が少ない条件
のもとでは、第２図（ｂ）の（ロ）ｍａｘ−（ロ）の無
効分は第２図（ａ）の（イ）ｍａｘ　−（イ）の制御量
に対し無視できない値となることは実験的に確かめられ
ている。

本発明はこのチップ間抵抗（又は電圧）減少分の評価に
関する欠点を教養し、ナゲツトの監視ないしは制御に関
する不合理性を一挙に解消する方式を提供するものであ
る。

第２図（Ｃ）は本発明の概念を示すもので、第２図（ａ
）ノ（（）ｍａ！−（（）ニ含まれる第２図（ｂ）（７
）ｔｏ）　ｍａ　ｘ−ｉｏ）の無効分を差引き、第２図
（Ｃ）の曲線（ロ）と（イ）の間の抵抗（又は電圧）の
偏差分又はその積分値等をナゲツト面積、即ち溶接強さ
に対する有効量として取扱うことを特長とした方式であ
る。

又、第３図は、本発明の一実施例を電気ブロック図とし
て示したもので、図の（イ）、（イ）ｍａｘ、（ロ）、
（ロ）ｍａｘ及び（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ１等の符号
は第２図に示した符号と一致している。

溶接通電に対応したチップ間抵抗又は電圧（イ）はチッ
プ間抵抗（電圧）検出回路（１）により測定。

整形され、次段（イ）ｍａｘ＊出嘩保出回保持回路によ
りその局部的最大値（イ）ｍａｘが検出されその値は保
持される。

一方、（イ）と同一条件で溶接ナゲツトが生成されない
状態での最大の溶接電流を流通したときのチップ間抵抗
又は電圧（ロ）は前もって測定記憶され、その（ｏ）ｍ
ａｘ以降のパターンに相当する電圧信号は、第３図のパ
ターン電圧信号回路（３）により（イ）ｍａｘ検出と同
時に発信を開始する。

第３図の（イ１ｍａｘ−（イ）演算回路（４）と（ロ）
ｍａｘ−（ロ）演算回路（５）は時間的に全く同期して
、夫々の通電時間に対応した（イ）ｍａｘ−（イ）及び
（口１ｍａｘ−（ロ）を演算し、夫々函数電圧（ａ）及
び（ｂ）として次段（ａ）−（ｂ）演算回路（６）のｆ
ｃ）　−（ａ）−（ｂ）演算器に入力を与える。

この演算結果（Ｃ）はナゲツト面積生育に関する有効量
として次段の溶接ナゲツト制御部（７）に供給される。

この制御は、例えば（イ）ｍａｘの値に対する（Ｃ）の
値の割合いが所定の一定値になるように通電時間を調節
したり、或いは第２図（Ｃ）における（イ）ｍａｘ、（
ロ）および（イ）が形作る三角形に似た部分の面積が所
定の一定値になるように通電時間を調節したりして所定
の溶接強さを持ったナゲツトの生成を制御することにな
る。

本発明の制御方法又は制御装置を採用することにより、
従来の偏差量（イ）ｍａｘ−（イ）、又はその積分値Σ
（（イ）ｍａｘ＝（イ））等無効分を含んだ電極チップ
間り 抵抗、又は電圧の変化を測定量とする誤差のない制御に
代り、真にナゲツトの生育に関係のある有効分のみを取
扱うことになり、高い精度の適応制御を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スポット溶接のナゲツト部断面、第２図は、
チップ間抵抗（又は電圧）の変化を示すグラフ、第３図
は本発明の実施例を示す電気ブロック図である。 （１）・−・チップ間抵抗（電圧）検出回路（２）・・
・（イ１ｍａｘ検出保持回路（３）・・・パターン電圧
信号回路 （４）・・・（イ）ｍａｘ−（イ）演算回路（５）−（
ｏｌ＋ｎａｘ　−（ｏｌ演Ｊ１回路（６）・・・（ａｌ
−（ｂｌ演算回路 （７）・・・溶接ナゲツト制御部 発明者　加　藤　正　弘（外二名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　通常の溶接通電を行った状態で通電時間に対する電
   極チップ間の抵抗（又は電圧）の変化曲線を測定し、該
   曲線の局部的最大値からの減少量を溶接ナゲツトの制御
   パラメータとして使用するに際し、同一条件で、溶接ナ
   ゲツトが生成されない範囲内での最大溶接電流を流通し
   た状態で同様の電極チップ間の抵抗（又は電圧）の変化
   曲線をあらかじめ測定しておき、両曲線の局部的最大値
   を重ね合せた状態にて両曲線の抵抗値（又は電圧炉）に
   関する差分をもって上記局部的最大値からの減少量とし
   て規定することを特徴とした重ね抵抗溶接におけるナゲ
   ツトの制御方法。 ２　溶接通電に対応する電極チップ間の抵抗（又は電圧
   ）の変化曲線（イ）を検出するための測定回路、および
   その局部的最大値（イ）ｍａｘ、を検出し、その値を保
   持する回路、前記（イ）と同一条件で、溶接ナゲツトが
   生成されない範囲内での最大溶接電流を流通した状態に
   おける該電極チップ間の抵抗（又は電圧）の変化曲線の
   うち、その局部的最大値（ロ）ｍａｗ、以降のパターン
   と同等の函数電圧信号（ロ）の発信回路とを備え、変化
   曲線（イ）が局部的最大値（イ）ｍａｘ点に到達すると
   同時に、通電時間に対応して ｆａ）−（イ）ｍａｘ　−（イ） （ｂ）　−ｆ口１ｍａｘ　−（ロ） （Ｃ）　−ｆａ）−（ｂ） を遂次演算し、この（Ｃ）をもって電極チップ間の抵抗
   （又は電圧）における局部的最大値からの減少量として
   取扱うことを特徴とした重ね抵抗溶接におけるナゲツト
   の制御装置。