JPH06126467A - 抵抗溶接機の溶接制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一の起動スイッチのスポット溶接機で厚さ
の異なる２種以上の溶接部を溶接すると、同一溶接条件
の１回又は複数回の組合せでしか溶接できず、品質が安
定しない。これを解決する。 【構成】 第１回目の起動スイッチのＯＮによる第１回
目の溶接の実行から第２回目の溶接実行の通電前に上記
ＯＮされた起動スイッチをＯＦＦにすると１度打ちの通
電制御となるようにし、他方上記第１回目の起動スイッ
チのＯＮ状態を例えば上記第１回目の通電サイクル終了
後も所定時間以上保持すると、第２回目の第１回目とは
異なる第２溶接条件での通電制御が実行されるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、抵抗溶接機の溶接制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平３−１７４９８３号公報に
示されているように、一般に抵抗溶接機の溶接制御装置
では、予じめ設定された１サイクル毎に定電流での通電
制御を行って溶接して行く溶接制御方法が採用されてい
る。

【０００３】そして、該溶接制御装置では、例えば図１
に示されるようにシステム構成されており、例えば溶接
ガンＰＧ側の起動スイッチＳＷのＯＮ操作に応じキーボ
ード６で入力された制御プログラムに従がい、電源Ｅか
らの入力商用交流電源電圧Ｅoを第１、第２の一対のサ
イリスタＳＣＲ₁,ＳＣＲ₂よりなるコンタクト１０を介
して溶接トランスＴＲの一次側コイルＣ₁に供給し、さ
らに、それにより二次側コイルＣ₂から得られる溶接電
流Ｉ₂を溶接ガンＰＧのスポット電極Ｄ₁,Ｄ₂を介して溶
接ワークＷに流し、それによって生じる抵抗発熱によっ
て対象とする溶接ワークＷの溶接部を瞬間的に溶融して
接合するようにしている。

【０００４】そして、該場合において上記溶接電流Ｉ₂
の大きさ(溶接電流の実効値)は、コンタクト１０の第
１、第２のサイリスタＳＣＲ₁,ＳＣＲ₂の点弧角を溶接
制御ユニット３により可変制御することによってなされ
るようになっている。したがって、上記定電流制御を行
う場合には、実際に流れる溶接電流Ｉ₂が溶接ワークＷ
の溶接部の厚さ等溶接条件に対応した設定電流値に等し
くなるように上記第１、第２のサイリスタＳＣＲ₁,ＳＣ
Ｒ₂の点弧角を制御すればよい。

【０００５】ところで、上記従来の溶接制御装置の場
合、上記溶接ガンＰＧが単一の起動スイッチＳＷしか有
しない溶接機、例えばポータブルタイプのスポット溶接
ガンであり、しかも対象とする溶接ワークＷが、例えば
図６に示す自動車用ドア３０のように板厚の異なる２種
以上の溶接部Ｔ₁,Ｔ₂を有して形成されている場合、該
板厚の異なる２種の溶接部Ｔ₁,Ｔ₂を順次溶接して行く
のには、例えば図７のフローチャートおよび図８のタイ
ムチャートに示すような１度打ちの場合と同一溶接条件
(同一溶接電流)での溶接作業を同一打点個所に２度繰り
返す２度打ち溶接制御システムが採用されていた。

【０００６】すなわち、先ず図７に示すように、ステッ
プＳ₁で上記溶接ワークＷの厚さの薄い第１の溶接部Ｔ₁
を溶接するために起動スイッチＳＷがＯＮ操作された否
かを判定する(図８の(a)参照)。

【０００７】その結果、ＹＥＳと判定されると、続いて
ステップＳ₂に進み、予じめ設定された上記１度打ちを
前提とする所定の溶接条件(設定電流値)での第１の溶接
部Ｔ₁の溶接を実行する(図８の(b)参照)。

【０００８】次に上記１度打ちの第１の溶接部Ｔ₁の溶
接が完了すると、さらにステップＳ₃に進み、厚さの厚
い第２の溶接部Ｔ₂の溶接を行うことを目的として新た
に上記起動スイッチＳＷがＯＮされた否かを判定する
(図８の(c)参照)。その結果、ＹＥＳと判定されると、
再びステップＳ₂にリターンして上記前回の１度打ちの
時と同様の溶接条件での第２の溶接部Ｔ₂の溶接を繰り
返して実行する(図８の(c),(d)参照)。この結果、板厚
の厚い第２の溶接部Ｔ₂の２度打ち溶接が実行される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにポータブ
ルタイプの抵抗溶接機では、起動スイッチが１個であ
り、該単一の起動スイッチのＯＮ操作により溶接を行う
ようになっているために、複数の溶接部の板厚等溶接条
件が異なっても、それに対応した任意の溶接条件(溶接
電流値および通電時間)の切換えを行うことができな
い。

【００１０】したがって、上述のように板厚等溶接条件
を異にする複数の溶接部の溶接を行う場合には、全く同
一条件の溶接を２回連続して行う２度打ちの方法を採用
することになる訳であるが、同一条件の溶接を単純に２
度行ったのでは板厚の差によって過溶融になったり、溶
融不足になったりして溶接品質が一定しなくなる問題を
生じる。また、そのため各溶接工程間のタクト時間も不
必要に長くなるケースを生じ、作業能率も悪い。又、そ
の結果、消費電力も増大するなどの欠点がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の問題
を解決することを目的としてなされたものであって、単
一の起動スイッチの抵抗溶接機を備え、該抵抗溶接機に
よって板厚等溶接条件を異にする複数のワークの溶接を
行う抵抗溶接機の溶接制御装置であって、上記各ワーク
に対応して予じめ設定された複数の溶接条件を所定の順
序でメモリしているメモリ部と、上記起動スイッチのＯ
Ｎ操作に対応して上記メモリ部から対象とするワークに
対応した所定の溶接条件を読み出して通電を行うととも
に当該溶接サイクル完了時に上記起動スイッチがＯＮ操
作されている時は更に他の溶接条件を読み出して新な通
電を行う通電制御手段とを設けたことを特徴とするもの
である。

【００１２】

【作用】本願発明の抵抗溶接機の溶接制御装置では、上
記のように構成されており、例えば第１回目の起動スイ
ッチのＯＮにより第１回目の溶接を第１の溶接条件で実
行し、その後第２回目の溶接の通電実行前に上記ＯＮに
された起動スイッチをＯＦＦにすると１度打ちの通電制
御となり、板厚が薄いワークへの１度打ちの溶接が実現
される。

【００１３】他方、上記第１回目の起動スイッチのＯＮ
による上記第１回目の溶接制御における溶接サイクルの
完了時に、再度起動スイッチをＯＮ操作するか又は同起
動スイッチを引き続きＯＮ状態に所定時間以上保持する
と、今度は第２回目の第１回目とは異なる第２の溶接条
件での通電制御が実行されるようになり、板厚の厚さに
応じた適切な溶接電流、通電時間での２度打ち溶接が実
現される。

【００１４】

【発明の効果】したがって、上記本願発明の抵抗溶接機
の溶接制御装置によると、１度打ちの場合、２度打ちの
場合共に溶接ワークに対する溶接電流並びに通電時間を
適正に設定することができるようになり、溶接品質が向
上するとともに安定する。また、第１回目の溶接パター
ンの繰り返しとは異なって電極部の初期加圧時間や通電
後の保持時間を短くした第２回目パターンの連続溶接に
より２度打ち時のタクト時間が短くなる。その結果、作
業能率が向上し、消費電力も低減される。さらに、また
電極チップの摩耗量も小さくなる。

【００１５】

【実施例】図１〜図６は、本願発明の実施例に係る抵抗
溶接機の溶接制御装置の構成および作用を示している。

【００１６】先ず図１は、同装置の制御システム部の構
成を表しており、図中符号ＰＳＷは単相交流電源Ｅ、溶
接トランスＴＲ、単一の起動スイッチＳＷを有するスポ
ット溶接ガンＰＧ等を備えてなるポータブルタイプの抵
抗溶接式スポット溶接機である。

【００１７】該スポット溶接機ＰＳＷの一次側電源供給
ラインＬ₁の途中には第１、第２のサイリスタＳＣＲ₁,
ＳＣＲ₂よりなるコンタクト１０が介設されている。ま
た、上記溶接ガンＰＧには、スポット電極Ｄ₁,Ｄ₂が設
けられており、該スポット電極Ｄ₁,Ｄ₂により溶接ワー
クＷの接合部を所定の加圧力で加圧してスポット溶接を
行うようになっている。さらに、上記一次側電源供給ラ
インＬ₁には、一次側電流Ｉ₁を検出する電流変成器ＣＴ
が設けられている。

【００１８】上記電流変成器ＣＴは、電流検出回路８に
接続されており、上記溶接トランスＴＲの一次側電流Ｉ
₁に対応した微分波形信号出力を電流検出回路１８に入
力する。電流検出回路８は、該入力信号をＡ／Ｄ変換し
た上で溶接制御ユニット３に入力する。

【００１９】溶接制御ユニット３は、本実施例の溶接制
御装置の中心となるもので、電源周波数の１サイクル毎
に溶接電流の実効値を演算するプログラムや定電流制御
を行うためのプログラム等を格納したＲＯＭ、溶接電流
設定値や溶接電流測定データなどを格納するＲＡＭ、お
よび該プログラムを実行するＣＰＵを内蔵している。ま
た、４は電源同期回路であり、この電源同期回路４は、
電源電圧Ｅoをもとに、その商用交流電源周波数(６０／
５０サイクル)に同期したタイミング信号を生成して、
それを上記溶接制御ユニットその他の各部に供給する。
なお、溶接時において通電制御を開始させるために上記
溶接制御ユニット３には、入出力インタフェース(Ｉ／
Ｏ)回路５を介して外部より起動スイッチＳＷのＯＮに
よる溶接開始信号ＳＴが与えられる。さらに、又このＩ
／Ｏ回路５を介してキーボード６およびディスプレイ７
が各々接続されている。

【００２０】そして、該溶接制御装置では、上記キーボ
ード６で入力された制御プログラムに従がい、上記電源
Ｅからの入力商用交流電源電圧Ｅoを第１、第２の一対
のサイリスタＳＣＲ₁,ＳＣＲ₂よりなるコンタクト１０
を介して溶接トランスＴＲの一次側コイルＣ₁に供給
し、さらに、それにより二次側コイルＣ₂から得られる
溶接電流をスポット電極Ｄ₁を介して溶接ワークＷに流
し、それによって生じる抵抗発熱によって溶接部を瞬間
的に溶融して接合するようになっている。

【００２１】そして、上記の場合において上記溶接電流
Ｉ₂の大きさ(同電流の実効値)は、コンタクト１０の第
１、第２のサイリスタＳＣＲ₁,ＳＣＲ₂の点弧角を溶接
制御ユニット３により可変制御することによってなされ
る。したがって、上記溶接時の定電流制御を行う場合に
は、実際に流れる溶接電流Ｉ₂が上記キーボード６を介
して設定された設定電流値に等しくなるように上記制御
プログラムに従って上記サイリスタＳＣＲ₁,ＳＣＲ₂の
点弧角を制御すればよい。

【００２２】ところで、本願発明実施例が対象とする溶
接ワークＷは、例えば図６に示すような自動車のドア３
０により形成されており、該溶接ワークＷでは各々板厚
Ｔの異なる少なくとも２種の溶接部Ｔ₁,Ｔ₂を有してい
る。そして、本実施例の上記溶接制御ユニット３は、該
板厚の異なる２種の溶接部Ｔ₁,Ｔ₂の溶接を溶接条件の
変更操作を伴うことなく上記溶接ガンＰＧの単一の起動
スイッチＳＷの起動により実行するようになっている。

【００２３】そこで、該板厚の異なる２種の溶接部Ｔ₁,
Ｔ₂の単一の起動スイッチＳＷによる起動溶接制御動作
について図２のフローチャートおよび図３〜図５のタイ
ムチャートを参照して説明する。

【００２４】すなわち、先ずステップＳ₁で上記溶接ワ
ークＷの厚さの薄い第１の溶接部Ｔ₁又は厚さの厚い第
２の溶接部Ｔ₂の何れかを溶接するために上記溶接ガン
ＰＧの起動スイッチＳＷが作業者によりＯＮ操作された
か否かを判定する。

【００２５】その結果、ＹＥＳと判定されると、続いて
ステップＳ₂に進み、先ず第１の溶接モード(Ｎo１モー
ド)の溶接条件での対象とするワークＷの溶接部(Ｔ₁又
はＴ₂)の溶接を実行する(図３の(a)〜(b)参照)。

【００２６】一般に１サイクルの溶接モード(溶接パタ
ーン)は、例えば図４に示すように次の〜の工程サ
イクルにより構成されている。

【００２７】 初期加圧サイクル(起動スイッチＯＮ
後ワークＷをスポット電極Ｄ₁,Ｄ₂で加圧挾着する時間) 第１通電サイクル(ワークＷの溶接部の隙間に付着
したゴミなどを焼払する時間) 冷却時間(上記第１通電サイクル後に保持される所
定の冷却時間) 第２通電サイクル(ワーク溶接部の加熱溶融を行う
主たる通電時間) 保持サイクル(上記加熱溶融後に良好なナゲット形
成までの所定時間内上記スポット電極Ｄ₁,Ｄ₂のワーク
加圧状態を保持する時間) 連続溶接時の次の溶接モードまでの繰り返しサイク
ル(同繰り返し時間) 上記第１通電サイクル時の溶接電流値 上記第２通電サイクル時の溶接電流値 従って、本実施例の場合の上記第１の溶接モード(Ｎo１
モード)の溶接条件は、該パターンで設定されており、
上記ステップＳ₂では該パターンで厚さの薄い第１の溶
接部Ｔ₁の溶接に適した図示データ値の組合せによる溶
接制御が実行される。

【００２８】次にステップＳ₃に進み、上記第１の溶接
モードでの溶接が完了したにも拘わらず、さらに厚さの
厚い上記第２の溶接部Ｔ₂の溶接を目的として上記起動
スイッチＳＷがＯＮされたままの状態にあるか否かを判
定する。その結果、ＮＯの時は、それで溶接を完了し、
厚さの薄い第１の溶接部Ｔ₁に対応した溶接が実現され
る。他方、ＹＥＳと判定されると、さらにステップＳ₄
に進んで上記第１の溶接モードに連続して図５に示すよ
うに第２の溶接モード(Ｎo２モード)の溶接条件で上記
第２の溶接部Ｔ₂に対応した２度打ち溶接を実行する(図
３の(c),(d)参照)。該第１の溶接モードに連続して行な
われる第２の溶接モードは、図５から明らかなように、
既にスポット電極Ｄ₁,Ｄ₂がワークＷを加圧しているた
めに上記第１の溶接モードの場合のような初期加圧サイ
クルは極めて短く設定されており、また第１通電サイ
クルは第１の溶接モードの第２通電サイクルに続く
主加熱溶融工程として同第１の溶接モードの第２通電サ
イクルの溶接電流値(８０００Ａ)よりも高い電流値
(１０,０００Ａ)の短い通電時間(８サイクル)に設定さ
れ、さらに第２の通電サイクルは溶融完了後の焼き戻
し作用による良好なナゲットの実現を図るために上記第
１の溶接モードの第２の通電サイクルよりも小電流値
(５０００Ａ)で短い通電時間(５サイクル)に設定されて
いる。この結果、上記第２の溶接部Ｔ₂が、その厚さに
応じ上記第１の溶接部Ｔ₁とは異なる溶接条件で適切に
溶接される。

【００２９】このように、本実施例では第１回目のＮo
１モードの溶接の実行から第２回目のＮo２モードの溶
接通電前に起動スイッチＳＷがＯＦＦされると、１回の
みの通電制御となり、板厚の薄い第１の溶接部Ｔ₁に対
応した１度打ちの溶接を適切に実行させることができ
る。一方、上記起動スイッチＳＷがＯＮの状態で１サイ
クルの溶接が完了した後、なお起動スイッチＳＷがＯＮ
に保持されていると、Ｎo１モードおよびＮo２モードの
２回連続の通電制御となり、板厚の厚い第２の溶接部Ｔ
₂に対応した２度打ちの溶接を適切に実行させることが
できる。

【００３０】したがって、上記本願発明実施例の抵抗溶
接機の溶接制御装置によると、１度打ちの場合、２度打
ちの場合共に溶接ワークに対する溶接電流、通電時間を
適正に設定することができるようになり、溶接品質が安
定する。またＮo１モードは保持時間が不要となりＮo２
モードは初期加圧時間が不要となるので、それらの連続
溶接により結局２度打ち時のタクト時間も従来より短く
なる。その結果、作業能率が向上する。さらに、消費電
力の節減も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の実施例に係る抵抗溶接機の
溶接制御装置の制御システム図である。

【図２】図２は、同装置の溶接制御ユニットの溶接制御
動作を示すフローチャートである。

【図３】図３は、同図２の制御動作に対応するタイムチ
ャートである。

【図４】図４は、上記図２の制御で使用される第１の溶
接モードの１サイクルの通電制御信号を示す波形図であ
る。

【図５】図５は、上記図２の溶接制御におけるＮo１、
Ｎo２の溶接モードの溶接スケージュールの組合せを示
すタイムチャートである。

【図６】図６は、同装置の溶接対象である溶接ワークの
一例を示す図である。

【図７】図７は、従来の抵抗溶接機の溶接制御装置の溶
接制御動作を示すフローチャートである。

【図８】図８は、図７の制御動作に対応したタイムチャ
ートである。

【符号の説明】

１はサイリスタドライブ回路、３は溶接制御ユニット、
６はキーボード、７はディスプレイ、１０はコンタク
ト、Ｅは電源、ＳＣＲ₁は第１のサイリスタ、ＳＣＲ₂は
第２のサイリスタ、ＴＲは溶接トランス、ＰＧは溶接ガ
ン、Ｗは溶接ワークである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一の起動スイッチの抵抗溶接機を備
   え、該抵抗溶接機によって板厚等溶接条件を異にする複
   数のワークの溶接を行う抵抗溶接機の溶接制御装置であ
   って、上記各ワークに対応して予じめ設定された複数の
   溶接条件を所定の順序でメモリしているメモリ部と、上
   記起動スイッチのＯＮ操作に対応して上記メモリ部から
   対象とするワークに対応した所定の溶接条件を読み出し
   て通電を行うとともに当該溶接サイクル完了時に上記起
   動スイッチがＯＮ操作されている時は更に他の溶接条件
   を読み出して新な通電を行う通電制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする抵抗溶接機の溶接制御装置。