JPH0140717B2 - - Google Patents
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- JPH0140717B2 JPH0140717B2 JP21864382A JP21864382A JPH0140717B2 JP H0140717 B2 JPH0140717 B2 JP H0140717B2 JP 21864382 A JP21864382 A JP 21864382A JP 21864382 A JP21864382 A JP 21864382A JP H0140717 B2 JPH0140717 B2 JP H0140717B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- value
- voltage
- energization
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
- B23K11/25—Monitoring devices
- B23K11/252—Monitoring devices using digital means
- B23K11/258—Monitoring devices using digital means the measured parameter being a voltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、抵抗溶接制御方法に係り、抵抗溶接
特にスポツト溶接の品質の向上と均一化を図るこ
とを目的とする。
特にスポツト溶接の品質の向上と均一化を図るこ
とを目的とする。
従来からスポツト溶接の溶接品質の向上を図る
ための方策として、(1)溶接条件の安定化制御、(2)
溶接ナゲツトの形成を何らかの物理量で検知し、
このナゲツト径が均一になるようにインプロセス
で制御を行うことの２通りの方法が考えられてい
る。(1)の方法は、いわゆる抵抗溶接の３大条件と
いわれる溶接電流、通電時限、加圧力を変動が少
ないように安定に制御する方法であり、例えば、
入力電圧変動を補償する回路や、負荷力率が異な
つた場合でも常に一定の電流を流すように制御す
る定電流制御回路等を組み込んだ同期式タイマー
にその具現化されたものをみることができる。し
かし、これらは、加圧力変動、分流、チツプ変形
もしくはワーク（被溶接物）の形状、表面状況、
当り具合等の変動に対しては、何ら補償する機能
をもつておらず、溶接品質を一定化することは困
難である。
ための方策として、(1)溶接条件の安定化制御、(2)
溶接ナゲツトの形成を何らかの物理量で検知し、
このナゲツト径が均一になるようにインプロセス
で制御を行うことの２通りの方法が考えられてい
る。(1)の方法は、いわゆる抵抗溶接の３大条件と
いわれる溶接電流、通電時限、加圧力を変動が少
ないように安定に制御する方法であり、例えば、
入力電圧変動を補償する回路や、負荷力率が異な
つた場合でも常に一定の電流を流すように制御す
る定電流制御回路等を組み込んだ同期式タイマー
にその具現化されたものをみることができる。し
かし、これらは、加圧力変動、分流、チツプ変形
もしくはワーク（被溶接物）の形状、表面状況、
当り具合等の変動に対しては、何ら補償する機能
をもつておらず、溶接品質を一定化することは困
難である。
一方、(2)の方法は、より直接的に溶接品質すな
わちナゲツト形成状況を音とか電圧によつて検出
し、ナゲツトが十分成長した時点で通電をカツト
することにより品質を一定化しようとするもので
ある。例えば、溶接中の溶接電極間電圧（以後、
これをチツプ間電圧と呼ぶ）を監視し、第１図に
示すように、毎サイクル毎のチツプ間電圧の各波
高値を監視し、その最大値（Vp）を検知し、Vp
に対して予め設定しておいた割合だけチツプ間電
圧が低下した時点（Vc値になつた時点）で通電
をカツトすることにより、上記の加圧力変動等が
あつた場合でも、溶接品質を溶接中、すなわちイ
ンプロセスで均一化せんとするものである（特開
昭52−114541号公報）。
わちナゲツト形成状況を音とか電圧によつて検出
し、ナゲツトが十分成長した時点で通電をカツト
することにより品質を一定化しようとするもので
ある。例えば、溶接中の溶接電極間電圧（以後、
これをチツプ間電圧と呼ぶ）を監視し、第１図に
示すように、毎サイクル毎のチツプ間電圧の各波
高値を監視し、その最大値（Vp）を検知し、Vp
に対して予め設定しておいた割合だけチツプ間電
圧が低下した時点（Vc値になつた時点）で通電
をカツトすることにより、上記の加圧力変動等が
あつた場合でも、溶接品質を溶接中、すなわちイ
ンプロセスで均一化せんとするものである（特開
昭52−114541号公報）。
しかし、この方法の欠点は、通電時限のみの制
御のため、例えば何らかの原因で溶接電流がかな
り低下した場合、通電時限は長くなるが、十分な
ナゲツト成長は望めず、したがつて強度も低いこ
とになる。ここで、第２図の（）は十分なナゲ
ツトが得られた場合のチツプ間電圧の波高値のエ
ンベロープ、同（）はナゲツト形成が不十分な
場合を示す。
御のため、例えば何らかの原因で溶接電流がかな
り低下した場合、通電時限は長くなるが、十分な
ナゲツト成長は望めず、したがつて強度も低いこ
とになる。ここで、第２図の（）は十分なナゲ
ツトが得られた場合のチツプ間電圧の波高値のエ
ンベロープ、同（）はナゲツト形成が不十分な
場合を示す。
また、この方法では、ワークとして軟鋼やステ
ンレスのような比抵抗の大きい材料しか適用でき
ない欠点を有している。何故なら、アルミ等の比
抵抗の小さい材料は、上記波高値のエンベロープ
に最高値があるとは限らないからである。
ンレスのような比抵抗の大きい材料しか適用でき
ない欠点を有している。何故なら、アルミ等の比
抵抗の小さい材料は、上記波高値のエンベロープ
に最高値があるとは限らないからである。
他方、溶接中に溶接部から発生するアコーステ
イツクエミツシヨン（略してAEと記す）信号を
監視し、あるスレツシユホールドレベル（VTH）
以上のAE信号が検出された時点で通電をカツト
する方法も試みられている。これは特に溶接中の
中チリ発生に伴なう大きなAE信号を検出して、
中チリが発生する時点では十分なナゲツトが形成
されているという考えにもとずき、そこで通電を
カツトするものである。
イツクエミツシヨン（略してAEと記す）信号を
監視し、あるスレツシユホールドレベル（VTH）
以上のAE信号が検出された時点で通電をカツト
する方法も試みられている。これは特に溶接中の
中チリ発生に伴なう大きなAE信号を検出して、
中チリが発生する時点では十分なナゲツトが形成
されているという考えにもとずき、そこで通電を
カツトするものである。
しかし、この方法も上記チツプ間電圧方式と同
様、単に通電時限のみを制約するのみで、溶接電
流を積極的に制御する方式ではないため、例えば
電流低下等によりナゲツト形成が不十分な場合は
AE信号も小さく、通電時限のみが長くなるだけ
で、均一なナゲツト径を得ることはできない。
様、単に通電時限のみを制約するのみで、溶接電
流を積極的に制御する方式ではないため、例えば
電流低下等によりナゲツト形成が不十分な場合は
AE信号も小さく、通電時限のみが長くなるだけ
で、均一なナゲツト径を得ることはできない。
本発明は、チツプ間電圧がナゲツト成長に密接
な関連があることに着目し、溶接中のチツプ間電
圧を監視して、電源半サイクル分の通電に対応す
るチツプ間電圧を半サイクル分の通電範囲にわた
つて積分した積分値の減少値が予め設定していた
値を越えた時点で通電をカツトする通電制御方法
であり、かつ最も重量な点は、通電開始から一定
期間は、そのワークの標準溶接電流で通電を行
い、その後溶接電流を各サイクル毎に略一定の割
合で、順次増加させていく方法を採用したことに
ある。
な関連があることに着目し、溶接中のチツプ間電
圧を監視して、電源半サイクル分の通電に対応す
るチツプ間電圧を半サイクル分の通電範囲にわた
つて積分した積分値の減少値が予め設定していた
値を越えた時点で通電をカツトする通電制御方法
であり、かつ最も重量な点は、通電開始から一定
期間は、そのワークの標準溶接電流で通電を行
い、その後溶接電流を各サイクル毎に略一定の割
合で、順次増加させていく方法を採用したことに
ある。
まず、チツプ間電圧の監視方法に関して説明す
る。チツプ間電圧を検出する場合、第３図ａに示
すように単に波高値を検出する場合と、同ｂに示
すように半サイクル分の通電に対応するチツプ間
電圧をその半サイクル分について積分した値とし
て検出する場合とがある。ｂの方法は、チツプ間
電圧の検出プルーブをスポツト溶接機の懐にそわ
せて配置した場合に特に顕著にみられる溶接電流
による誘起電圧の重畳分を大巾に除くことができ
るので検出精度の向上が図れる利点がある。
る。チツプ間電圧を検出する場合、第３図ａに示
すように単に波高値を検出する場合と、同ｂに示
すように半サイクル分の通電に対応するチツプ間
電圧をその半サイクル分について積分した値とし
て検出する場合とがある。ｂの方法は、チツプ間
電圧の検出プルーブをスポツト溶接機の懐にそわ
せて配置した場合に特に顕著にみられる溶接電流
による誘起電圧の重畳分を大巾に除くことができ
るので検出精度の向上が図れる利点がある。
通電がカツトされる場合は、チリが発生した場
合である。この場合は、チツプ間電圧の半サイク
ル毎の積分値の整流値の時間的変化は、第４図に
示すように急激な低下を示す。
合である。この場合は、チツプ間電圧の半サイク
ル毎の積分値の整流値の時間的変化は、第４図に
示すように急激な低下を示す。
したがつて、チツプ間電圧の半サイクル毎の積
分値の整流値の減少値（第４図の△Ｖ）を監視
し、この値が予め定めた値以上に大きい場合もし
くはチツプ間電圧の通電開始時点からの積分値の
増加程度が予め設定しておいた値よりも小さくな
つた場合は、チリが発出したものとして通電をカ
ツトする。
分値の整流値の減少値（第４図の△Ｖ）を監視
し、この値が予め定めた値以上に大きい場合もし
くはチツプ間電圧の通電開始時点からの積分値の
増加程度が予め設定しておいた値よりも小さくな
つた場合は、チリが発出したものとして通電をカ
ツトする。
なお、ここで第３図ａの波形の根拠について説
明しておく。
明しておく。
チツプ間電圧(e)は、通常上チツプと下チツプと
の間の電圧を検出プルーブを用いて検出すること
により測定されるが、この時、チツプ間電圧(e)は
チツプ間を溶接電流が流れることによる抵抗降下
電圧（Ri）と溶接電流により検出プルーブの閉ル
ープ内に誘起される誘起電圧（Ｋdi／dt）の和とし て検出される。
の間の電圧を検出プルーブを用いて検出すること
により測定されるが、この時、チツプ間電圧(e)は
チツプ間を溶接電流が流れることによる抵抗降下
電圧（Ri）と溶接電流により検出プルーブの閉ル
ープ内に誘起される誘起電圧（Ｋdi／dt）の和とし て検出される。
すなわち、
ｅ＝iR＋Ｋdi／dt
（Ｋ：誘起電圧係数、ｉ：溶接電流、Ｒ：チツプ
間抵抗） これを図で示したものが第５図ａ，ｂ，ｃであ
る。
間抵抗） これを図で示したものが第５図ａ，ｂ，ｃであ
る。
次に溶接電流の設定に間して説明する。
溶接電流の設定は、通電の開始時については標
準溶接電流条件に設定する。通電が開始されて一
定期間は、ワークのナゲツト形成箇所の温度上昇
が見られ、ついに溶融点に達し、ナゲツトが成長
し始める。この間は、溶接電流は略一定に保つか
多少アツプスロープをかけるのがよいようであ
る。
準溶接電流条件に設定する。通電が開始されて一
定期間は、ワークのナゲツト形成箇所の温度上昇
が見られ、ついに溶融点に達し、ナゲツトが成長
し始める。この間は、溶接電流は略一定に保つか
多少アツプスロープをかけるのがよいようであ
る。
さて、この区間を過ぎると、溶接電流を２〜20
％の範囲で１サイクル毎に順次増加させてゆく。
具体的には、定電流タイマーや入力電圧変動補償
タイマーの溶接電流設定電圧値を予め各サイクル
毎について個々にプリセツトしてプログラム化し
ておき、溶接が進行するにつれて、スイツチでそ
のプリセツト値を選択してゆくように、例えば、
第６図に示すようにプリセツト値を与える複数の
可変抵抗VR1，VR2，VR3，……VRoと、その可
変抵抗を選択するスイツチとしてアナログスイツ
チAS1，AS2，AS3，……ASoと、アナログスイ
ツチを制御するための電源周波数に同期したパル
スをクロツク入力としてもつシフトレジスタSR
とにより容易に構成できる。そして上記VR1は第
１サイクル目の溶接電流を設定するための、VR2
は第２サイクル目の溶接電流を設定するための、
VRoは第ｎサイクル目の溶接電流を設定するため
のそれぞれ可変低抗である。ANDはシフトレジ
スタSRの前段のANDゲートであり、その入力側
には電源周波数パルスと通電時限信号がいずれも
タイマーより与えられる。なお、通電時限は通電
カツト信号によつて限定されるが、これがタイマ
ーにより設定される上限通電サイクル値を超えて
も出ない場合は、上限通電サイクル値によりカツ
トされる。
％の範囲で１サイクル毎に順次増加させてゆく。
具体的には、定電流タイマーや入力電圧変動補償
タイマーの溶接電流設定電圧値を予め各サイクル
毎について個々にプリセツトしてプログラム化し
ておき、溶接が進行するにつれて、スイツチでそ
のプリセツト値を選択してゆくように、例えば、
第６図に示すようにプリセツト値を与える複数の
可変抵抗VR1，VR2，VR3，……VRoと、その可
変抵抗を選択するスイツチとしてアナログスイツ
チAS1，AS2，AS3，……ASoと、アナログスイ
ツチを制御するための電源周波数に同期したパル
スをクロツク入力としてもつシフトレジスタSR
とにより容易に構成できる。そして上記VR1は第
１サイクル目の溶接電流を設定するための、VR2
は第２サイクル目の溶接電流を設定するための、
VRoは第ｎサイクル目の溶接電流を設定するため
のそれぞれ可変低抗である。ANDはシフトレジ
スタSRの前段のANDゲートであり、その入力側
には電源周波数パルスと通電時限信号がいずれも
タイマーより与えられる。なお、通電時限は通電
カツト信号によつて限定されるが、これがタイマ
ーにより設定される上限通電サイクル値を超えて
も出ない場合は、上限通電サイクル値によりカツ
トされる。
次に本発明の方法を実施するための一回路例に
ついて第７図の図面とともに説明する。図におい
て、１は溶接電極（電極チツプ）、２はワーク
（被溶接物）、３はフイルタ回路、４は交流積分回
路、５は整流回路、６はＡ／Ｄ変換回路、７はチ
リ発生検出値設定回路、８はマイクロコンピユー
タ、９は入力電圧変動補償タイマー、１０は第６
図の溶接電流設定回路である。
ついて第７図の図面とともに説明する。図におい
て、１は溶接電極（電極チツプ）、２はワーク
（被溶接物）、３はフイルタ回路、４は交流積分回
路、５は整流回路、６はＡ／Ｄ変換回路、７はチ
リ発生検出値設定回路、８はマイクロコンピユー
タ、９は入力電圧変動補償タイマー、１０は第６
図の溶接電流設定回路である。
そしてチツプ間電圧は、フイルタ回路３を介し
て交流積分回路４に入力されて積分処理され、整
流回路５に入力される。Ａ／Ｄ変換は各半サイク
ル毎の溶接電流が流れ終つた時点で変換開始パル
スをつくり変換を行う。
て交流積分回路４に入力されて積分処理され、整
流回路５に入力される。Ａ／Ｄ変換は各半サイク
ル毎の溶接電流が流れ終つた時点で変換開始パル
スをつくり変換を行う。
次にＡ／Ｄ変換終了信号で、この積分回路４を
リセツトする。
リセツトする。
このようにして各半サイクル毎のチツプ間電圧
をマイクロコンピユータ８のメモリ内に記憶し累
積する。回路７はデイジタルスイツチで構成さ
れ、マイクロコンピユータ８内にとり込まれた各
半サイクル毎のチツプ間電圧の減少値と設定回路
７の設定値が比較される。
をマイクロコンピユータ８のメモリ内に記憶し累
積する。回路７はデイジタルスイツチで構成さ
れ、マイクロコンピユータ８内にとり込まれた各
半サイクル毎のチツプ間電圧の減少値と設定回路
７の設定値が比較される。
ここでもし、マイクロコンピユータ８内で演算
されたチツプ間電圧の減少値の方が回路７の設定
値より大きい場合には、マイクロコンピユータ８
からタイマー９に対し、通電をカツトするための
信号を出力する。タイマー９はこの信号を受けれ
ば直ちに通電をカツトする。またタイマー９の溶
接電流設定に関しては、溶接電流設定回路１０を
利用して行われる。
されたチツプ間電圧の減少値の方が回路７の設定
値より大きい場合には、マイクロコンピユータ８
からタイマー９に対し、通電をカツトするための
信号を出力する。タイマー９はこの信号を受けれ
ば直ちに通電をカツトする。またタイマー９の溶
接電流設定に関しては、溶接電流設定回路１０を
利用して行われる。
さて、具体的に実施した一例を示すと、次のよ
うである。
うである。
ワーク ；軟鋼板（厚さ１mm）
溶接機 ；35KVA 単相スポツト溶接機
制御装置：第７図に示す装置
溶接条件；初期溶接電流 8100A
上限通電サイクル値 15サイクル
電流増加開始サイクル ５サイクル
電流増加値 300A／１サイクル
通電カツトのチツプ間電圧累積値 4.5V
チリ検出チツプ間電圧値 0.25V
以上について、加圧力を170〜260Kg、チツプ
（CFチツプ）の径を5.8〜7.0mmまで変化させて溶
接を行つた。その結果、通電時限は７〜15サイク
ルの内に収まり、溶接結果（強度）もきわめて良
好であつた。
（CFチツプ）の径を5.8〜7.0mmまで変化させて溶
接を行つた。その結果、通電時限は７〜15サイク
ルの内に収まり、溶接結果（強度）もきわめて良
好であつた。
以上のように本発明の抵抗溶接制御方法によれ
ば、通電開始から一定時限を経た後で、溶接電流
をそれまでの値に比べ２〜20％の範囲内で順次増
加させる制御と、チツプ間電圧の半サイクル毎の
積分値の累積値の監視による溶接ナゲツトの成長
を保証する制御との効果的な結合により、チツプ
の変形や加圧力変動、電流変動、ワークの表面状
況や当り具合等の溶接条件変動があつた場合でも
常に良好で均一な溶接品質を保証することができ
るものであり、その産業性は大なるものである。
ば、通電開始から一定時限を経た後で、溶接電流
をそれまでの値に比べ２〜20％の範囲内で順次増
加させる制御と、チツプ間電圧の半サイクル毎の
積分値の累積値の監視による溶接ナゲツトの成長
を保証する制御との効果的な結合により、チツプ
の変形や加圧力変動、電流変動、ワークの表面状
況や当り具合等の溶接条件変動があつた場合でも
常に良好で均一な溶接品質を保証することができ
るものであり、その産業性は大なるものである。
第１図はチツプ間電圧の代表的な波形図、第２
図はチツプ間電圧による通電時限制御の一例を示
す図、第３図ａ，ｂはチツプ間電圧を半サイクル
毎に積分した一例の波形図、第４図はチリ発生が
あつた場合のチツプ間電圧の一波形図、第５図
ａ，ｂ，ｃはチツプ間電圧波形を説明するための
図、第６図は溶接電流を順次切り換えてゆく溶接
電流設定回路の回路図、第７図は本発明の方法を
実施するための装置のブロツク図である。 １……溶接電極、２……被溶接物、３……フイ
ルタ回路、４……交流積分回路、５……整流回
路、６……Ａ／Ｄ変換回路、７……チリ発生検出
値設定回路、８……マイクロコンピユータ、９…
…入力電圧変動補償タイマー、１０……溶接電流
設定回路。
図はチツプ間電圧による通電時限制御の一例を示
す図、第３図ａ，ｂはチツプ間電圧を半サイクル
毎に積分した一例の波形図、第４図はチリ発生が
あつた場合のチツプ間電圧の一波形図、第５図
ａ，ｂ，ｃはチツプ間電圧波形を説明するための
図、第６図は溶接電流を順次切り換えてゆく溶接
電流設定回路の回路図、第７図は本発明の方法を
実施するための装置のブロツク図である。 １……溶接電極、２……被溶接物、３……フイ
ルタ回路、４……交流積分回路、５……整流回
路、６……Ａ／Ｄ変換回路、７……チリ発生検出
値設定回路、８……マイクロコンピユータ、９…
…入力電圧変動補償タイマー、１０……溶接電流
設定回路。
Claims (1)
- １ 抵抗溶接の通電開始から予め設定した時限後
に溶接電流を予め設定した割合で順次増加させ、
溶接中に溶接電極間電圧を監視して半サイクル分
の通電に対する溶接電極間電圧を前記半サイクル
分の通電範囲にわたつて積分した積分値の減少値
が予め設定した値以上になつた時点に通電をカツ
トすることを特徴とする抵抗溶接制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218643A JPS58112674A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 抵抗溶接制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218643A JPS58112674A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 抵抗溶接制御方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3120280A Division JPS5831271B2 (ja) | 1980-03-11 | 1980-03-11 | 抵抗溶接制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58112674A JPS58112674A (ja) | 1983-07-05 |
| JPH0140717B2 true JPH0140717B2 (ja) | 1989-08-30 |
Family
ID=16723159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57218643A Granted JPS58112674A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 抵抗溶接制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58112674A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4744287B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2011-08-10 | 株式会社京三製作所 | ホーム設備の取付構造 |
| JP2008174183A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Matsushita Electric Works Ltd | 踏み台一体型発光パネル |
-
1982
- 1982-12-13 JP JP57218643A patent/JPS58112674A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58112674A (ja) | 1983-07-05 |
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