JPH1119778A - 抵抗溶接方法及び抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】制御の優れた安定性を確保しつつ、優れた溶接
品質を確実に発揮できるようにする。 【解決手段】保持装置２のフローティングエアーシリン
ダ９により被溶接物Ｗを浮動保持する。また、上部ロー
ラ電極２４を付勢して被溶接物Ｗに上方から上部加圧力
Ｆｕを付与する加圧用上部エアーシリンダ１７と、下部
ローラ電極２５を付勢して被溶接物Ｗに下方から下部加
圧力Ｆｄを付与する加圧用下部エアーシリンダ１４とを
採用する。そして、上部加圧力Ｆｕと下部加圧力Ｆｄと
の電極間圧力差Ｆを測定し、その差Ｆが０に近づくよう
にフローティングエアーシリンダ９をフィードバック制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抵抗溶接方法及び抵
抗溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な抵抗溶接方法、例えばシーム溶
接方法では、下部ローラ電極を回動可能に固定するとと
もに、下部ローラ電極と対をなし、上部シリンダにより
付勢される上部ローラ電極で被溶接物に上方から加圧力
を付与して被溶接物を挟み、かつ両ローラ電極を回転さ
せつつ、両ローラ電極間に溶接電流を通電することによ
り、被溶接物の連続的な溶接を行う。この際、被溶接物
を固定するワーク固定台が両ローラ電極の駆動力により
移動するピンカム式の保持手段を併せて用いたり、被溶
接物を浮動保持するハンドが教示により移動し、被溶接
物がハンドの駆動力及び両ローラ電極の駆動力により移
動するロボット式の保持手段を併せて用いたりすること
がなされる。

【０００３】また、前者のピンカム式の保持手段を用い
た一般的なシーム溶接方法において、上部ローラ電極を
上部シリンダにより付勢することとするとともに、下部
ローラ電極を下部シリンダにより付勢することとし、か
つフィードバック制御により上部加圧力と下部加圧力と
を等しく被溶接物に付与することとしたシーム溶接装置
も知られている（実公昭６３−２２３２号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記一般的な
抵抗溶接方法においては、被溶接物のプレス成形等に起
因する波打ちや合わせ不良、被溶接物を駆動する駆動力
に起因する被溶接物の歪みや残留応力によって、上部加
圧力と下部加圧力とが異なってしまう場合がある。この
場合、図１６に示すように、被溶接物Ｗに形成されるナ
ゲット１０の中心が上下に変位することとなる。

【０００５】すなわち、シーム溶接方法を例にすれば、
上部ローラ電極１１から被溶接物Ｗに作用する上部加圧
力Ｆｕが下部ローラ電極１２から被溶接物Ｗに作用する
下部加圧力Ｆｄより大きい時には、上部加圧力Ｆｕと下
部加圧力Ｆｄとの均衡点が下方にずれるため、下方より
にナゲット１０が形成されることとなる。他方、上部加
圧力Ｆｕが下部加圧力Ｆｄより小さい時には、上部加圧
力Ｆｕと下部加圧力Ｆｄとの均衡点が上方にずれるた
め、上方よりにナゲット１０が形成されることとなる。
本発明者らの試験結果によれば、ナゲット１０の中心が
板間から大きく変位し過ぎると、ナゲット１０に割れを
生じるおそれがあり、溶接品質が劣ることとなる。

【０００６】特に、近年のニーズ、シーズの多様化等か
ら、例えばめっき鋼板、特にアルミ系合金、チタン系合
金等の鉄鋼材料よりも熱伝達係数が比較的大きい金属
や、鉛系合金等の融点の低い金属がめっきされた鋼板等
を溶接せんとする場合には、これらの傾向が大きい。こ
の点、上記実公昭６３−２２３２号公報記載のシーム溶
接装置では、上部ローラ電極及び下部ローラ電極を共に
浮動状態とし、かつ上部加圧力と下部加圧力とを等しく
被溶接物に付与することとしているため、ナゲットの中
心変位を防止し、優れた溶接品質を発揮可能ではある。

【０００７】しかしながら、かかるシーム溶接装置で
は、上部及び下部ローラ電極により大きな力で被溶接物
を挟んで溶接するため、大型の上部及び下部シリンダが
必要である。また、被溶接物を固定保持しており、フィ
ードバック制御は上部シリンダ及び下部シリンダの圧力
補正として行うこととしている。このため、補正される
上部シリンダ又は下部シリンダによる圧力が固定状態の
被溶接物にも作用することとなるため、上部シリンダ及
び下部シリンダとして共に大きな圧力を発生可能な大型
のものを採用しなくては加圧力が等しく被溶接物に作用
せず、これによってかえって制御の安定性が損なわれて
しまう。

【０００８】本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされ
たものであって、制御の優れた安定性を確保しつつ、優
れた溶接品質を確実に発揮できる抵抗溶接方法及び抵抗
溶接装置を提供することを解決課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１の抵抗溶接方法は、保持手段で被溶接物
を保持し、加圧手段により付勢される一対の電極で該被
溶接物に加圧力を付与して該被溶接物を挟みつつ、該両
電極間に溶接電流を通電することにより、該被溶接物の
溶接を行う抵抗溶接方法において、前記保持手段は前記
被溶接物を浮動保持し、かつ前記加圧手段は、一方の前
記電極を付勢して該被溶接物に一方から第１加圧力を付
与する第１加圧手段と、他方の前記電極を付勢して該被
溶接物に他方から第２加圧力を付与する第２加圧手段と
からなり、該第１加圧力と該第２加圧力との差を測定
し、その差が０に近づくように該保持手段をフィードバ
ック制御することを特徴とする。

【００１０】請求項１の抵抗溶接方法では、一方の電極
及び他方の電極を共に浮動状態とし、かつ第１加圧力と
第２加圧力との差を測定し、その差が０に近づくように
保持手段をフィードバック制御するため、加圧力が等し
く被溶接物に作用することから、ナゲットの中心変位が
防止され、優れた溶接品質を発揮可能である。また、こ
の際、保持手段が被溶接物を浮動保持しており、フィー
ドバック制御はその保持手段に対して行うこととしてい
る。このため、保持手段が被溶接物の位置を変動させる
ことから、共に大きな圧力を発生可能な大型の第１加圧
手段及び第２加圧手段を採用しなくても、加圧力が等し
く被溶接物に作用することとなる。このため、制御の安
定性を高く確保し得る。

【００１１】したがって、請求項１の抵抗溶接方法で
は、制御の優れた安定性を確保しつつ、優れた溶接品質
を確実に発揮することができる。 （２）請求項２の抵抗溶接方法は、請求項１記載の抵抗
溶接方法において、保持手段は、被溶接物を下方から浮
動保持するフローティングシリンダと、該フローティン
グシリンダと対向して該被溶接物を上方から浮動保持す
るクランプシリンダとを有するピンカム式のものであ
り、フィードバック制御は該フローティングシリンダの
圧力補正として行うことを特徴とする。

【００１２】請求項２の抵抗溶接方法は、ピンカム式の
保持手段を用いた場合について、請求項１の手段を具体
化している。 （３）請求項３の抵抗溶接方法は、請求項１記載の抵抗
溶接方法において、保持手段は、被溶接物を浮動保持す
るハンドが教示により移動し、該被溶接物が該ハンドの
駆動力及び両ローラ電極の駆動力により移動するロボッ
ト式のものであり、フィードバック制御は該教示補正と
して行うことを特徴とする。

【００１３】請求項３の抵抗溶接方法は、ロボット式の
保持手段を用いた場合について、請求項１の手段を具体
化している。 （４）請求項４の抵抗溶接方法は、請求項１、２又は３
記載の抵抗溶接方法において、抵抗溶接方法は、両電極
たる両ローラ電極を回転させつつ被溶接物の連続的な溶
接を行うシーム溶接方法であり、該被溶接物を溶接する
と想定される想定溶接速度と、該被溶接物の実際の溶接
速度である実溶接速度との差を測定し、その差が０に近
づくように該実溶接速度をフィードバック制御すること
を特徴とする。

【００１４】請求項１、２又は３記載の抵抗溶接方法が
シーム溶接方法である場合においては、想定溶接速度と
実溶接速度とが異なってしまう場合がある。この場合、
ローラ電極が被溶接物との間でスリップを生じているこ
ととなり、所望のナゲット厚のナゲットを形成できず、
ナゲットに割れを生じるおそれがあったり、またナゲッ
トラップ無しを生じ、溶接品質が劣ることとなる。

【００１５】この点、請求項４の抵抗溶接方法では、想
定溶接速度と実溶接速度とが異なった場合、想定溶接速
度と実溶接速度との差を測定するため、現実にローラ電
極が被溶接物との間でスリップを生じているか否かの判
断をしていることとなる。そして、その差が０に近づく
ように実溶接速度をフィードバック制御するため、かか
るスリップを確実に抑制することとなる。

【００１６】したがって、請求項４の抵抗溶接方法で
は、被溶接物に所望のナゲット厚のナゲットを形成する
ことができるので、割れを生じたりせず、ナゲットラッ
プの有る優れた溶接品質を発揮することができる。 （５）請求項５の抵抗溶接装置は、被溶接物を浮動保持
する保持手段と、第１加圧手段によって第１電極を付勢
する第１付勢力を検出する第１加圧力検出手段と、第２
加圧手段によって第２電極を付勢する第２付勢力を検出
する第１加圧力検出手段と、該第１加圧力と該第２加圧
力との差を演算する演算手段と、演算結果が０に近づく
ように該保持手段をフィードバック制御する制御手段
と、を有することを特徴とする。

【００１７】請求項５の抵抗溶接装置は請求項１の方法
を装置に思想化している。 （６）請求項６の抵抗溶接装置は、請求項５記載の抵抗
溶接装置において、保持手段は、被溶接物を下方から浮
動保持するフローティングシリンダと、該フローティン
グシリンダと対向して該被溶接物を上方から浮動保持す
るクランプシリンダとを有するピンカム式のものであ
り、フィードバック制御は該フローティングシリンダの
圧力補正として行うことを特徴とする。

【００１８】請求項６の抵抗溶接装置は請求項２の方法
を装置に思想化している。 （７）請求項７の抵抗溶接装置は、請求項５記載の抵抗
溶接装置において、保持手段は、被溶接物を浮動保持す
るハンドが教示により移動し、該被溶接物が該ハンドの
駆動力及び両ローラ電極の駆動力により移動するロボッ
ト式のものであり、フィードバック制御は該教示補正と
して行うことを特徴とする。

【００１９】請求項７の抵抗溶接装置は請求項３の方法
を装置に思想化している。 （８）請求項８の抵抗溶接装置は、請求項５、６又は７
記載の抵抗溶接装置において、被溶接物を駆動する駆動
手段と、該駆動手段によって該被溶接物を溶接すると想
定される想定溶接速度を検出する想定溶接速度検出手段
と、該駆動手段によって該被溶接物を実際に溶接する実
溶接速度を検出する実溶接速度検出手段とを有し、演算
手段は該想定溶接速度と該実溶接速度との差を演算し、
制御手段は演算結果が０に近づくように該駆動手段をフ
ィードバック制御することを特徴とする。

【００２０】請求項８の抵抗溶接装置は請求項４の方法
を装置に思想化している。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、各請求項の発明を具体化し
た実施形態１〜３を図面を参照しつつ説明する。 （実施形態１）実施形態１のシーム溶接装置は請求項
１、２、４、５、６、８を具体化している。このシーム
溶接装置では、図１に示すように、基台１上に保持手段
としてのピンカム式の保持装置２と、溶接機本体３と、
アイアンマン治具４とが固定されている。

【００２２】保持装置２では、基台１に立設されたブラ
ケット５に垂直軸を介してアーム６が水平揺動可能に設
けられており、アーム６には垂直軸を介してハンド７が
やはり水平揺動可能に設けられている。ハンド７の下方
の爪部には上面を水平にしてワーク固定台８が固定さ
れ、ワーク固定台８には上方にロッドを延出可能なフロ
ーティングエアーシリンダ９が固定されている。ワーク
固定台８の裏面にはガイドピン８ａが突設されており、
これによりワーク固定台８はアイアンマン治具４ととも
に被溶接物Ｗの図６に示す溶接線ＷＬを規定している。
また、基台１上にはワーク固定台８と対面する光センサ
４０が設けられており、この光センサ４０が実溶接速度
検出手段を構成している。図１に示すように、フローテ
ィングエアーシリンダ９のロッドの上端には上面が水平
な下部ワーク固定板１０が取り付けられている。

【００２３】他方、ハンド７の上方の爪部には下方にロ
ッドを延出可能なクランプエアーシリンダ１１が固定さ
れ、クランプエアーシリンダ１１のロッドの下端には下
面が水平な上部ワーク固定板１２が取り付けられてい
る。クランプエアーシリンダ１１及びフローティングエ
アーシリンダ９はそれぞれ図３に示す制御弁４５、４６
を介して図示しないエアーポンプに接続されている。

【００２４】また、図１に示すように、溶接機本体３で
は、基台１上に上下にフランジをもつフレーム１３が固
定されている。下のフランジには上方にロッドを延出可
能な加圧用下部エアーシリンダ１４が固定され、加圧用
下部エアーシリンダ１４のロッドには下部ロードセル１
５を挟んで下部電極用ギアボックス１６が取り付けられ
ている。また、上のフランジには下方にロッドを延出可
能な加圧用上部エアーシリンダ１７が固定され、加圧用
上部エアーシリンダ１７のロッドには上部ロードセル１
８を挟んで上部電極用ギアボックス１９が取り付けられ
ている。ここで、加圧用上部エアーシリンダ１７が第１
加圧手段を構成し、加圧用下部エアーシリンダ１４が第
２加圧手段を構成している。また、上部ロードセル１８
が第１加圧力検出手段を構成し、下部ロードセル１５が
第２加圧力検出手段を構成している。

【００２５】そして、フレーム１３の背面にはＡＣ３極
サーボモータ２０が固定されており、サーボモータ２０
の駆動軸はギアボックス２１を介して２本の揺動可能な
ドライブシャフト２２、２３と接続されており、ドライ
ブシャフト２２、２３はそれぞれ上部電極用ギアボック
ス１９及び下部電極用ギアボックス１６に接続されてい
る。上部電極用ギアボックス１９及び下部電極用ギアボ
ックス１６にはそれぞれドライブシャフト２２、２３に
より駆動可能に上部ローラ電極２４及び下部ローラ電極
２５が設けられている。ここで、上部ローラ電極２４が
第１ローラ電極を構成し、下部ローラ電極２５が第２ロ
ーラ電極を構成し、上部ローラ電極２４及び下部ローラ
電極２５が直接的に駆動手段を構成している。また、図
１に示すドライブシャフト２２、２３には図示しないス
リットをもつロータ２６、２７が固定されており、ロー
タ２６、２７には図３にも示す光センサ４１、４２が対
面されている。ここで、光センサ４１、４２が想定溶接
速度検出手段を構成している。

【００２６】なお、上部ローラ電極２４及び下部ローラ
電極２５はＣｕを主成分とするものであり、これらとし
ては、図４に示すように、外周面に突部２４ａ、２５ａ
を有するものを採用している。そして、図１では図示し
ないが、上部ローラ電極２４及び下部ローラ電極２５に
は図５に示す形成部材３２がそれぞれ移動可能に対面さ
れている。これら上部ローラ電極２４及び下部ローラ電
極２５は図３に示すコントローラ４９を介して図示しな
い溶接電源に接続されている。

【００２７】さらに、図１及び図２に示すように、アイ
アンマン治具４では、溶接機本体３のフレーム１３にイ
ナーシャ２８が水平揺動可能に設けられており、イナー
シャ２８には上面にガイド溝をもつガイドレール２９が
水平揺動可能に設けられている。ガイドレール２９のガ
イド溝は上記保持装置２におけるワーク固定台８のガイ
ドピン８ａを着脱自在に案内している。また、イナーシ
ャ２８には基台１に固定されたバランスエアーシリンダ
３０のロッドが揺動可能に固定され、ガイドレール２９
にも基台１に固定されたダンパーエアーシリンダ３１の
ロッドが揺動可能に固定されている。ここで、バランス
エアーシリンダ３０が補助的な駆動手段を構成してい
る。バランスエアーシリンダ３０及びダンパーエアーシ
リンダ３１はそれぞれ図３に示す制御弁４７、４８を介
して図示しないエアーポンプに接続されている。

【００２８】そして、制御弁４５、４６、４７、４８、
上部及び下部ロードセル１８、１５及び光センサ４０、
４１、４２はコントローラ４９を介してコンピュータ５
０と接続されている。なお、溶接電源もコンピュータ５
０と接続されている。ここで、コンピュータ５０が想定
溶接速度Ｖｉと実溶接速度Ｖｒとの溶接速度差Ｓを演算
するとともに上部加圧力Ｆｕと下部加圧力Ｆｄとの電極
間圧力差Ｆを演算する演算手段と、共に演算結果Ｓ、Ｆ
が０に近づくように制御弁４７及び制御弁４５、４６を
フィードバック制御する制御手段を構成している。

【００２９】上記のように構成されたシーム溶接装置に
より、２枚のアルミめっき鋼板からなる被溶接物Ｗにつ
いて、図６に示す溶接線ＷＬに沿ったシーム溶接を実施
する。溶接線ＷＬはＯ点から、直線部１Ｓ、湾曲部１
Ｃ、直線部２Ｓ、湾曲部２Ｃ、直線部３Ｓ、湾曲部３
Ｃ、直線部４Ｓ、湾曲部４Ｃ、直線部５Ｓ、湾曲部５Ｃ
及び直線部６Ｓの順に溶接することとしている。この
際、コンピュータ５０は、図７に示す処理を行う。

【００３０】まず、ステップ１００において、光センサ
４０で検出されるワーク固定台８の移動速度を実溶接速
度Ｖｒとして入力する。また、光センサ４１で検出され
る上部ローラ電極２４の周速度Ｖｕと、光センサ４２で
検出される下部ローラ電極２５の周速度Ｖｄと、上部ロ
ードセル１８で検出される上部ローラ電極２４の上部加
圧力Ｆｕと、下部ロードセル１５で検出される下部ロー
ラ電極２５の下部加圧力Ｆｄとを入力する。

【００３１】次いで、ステップ１０１において、（Ｖｕ
＋Ｖｄ）／２なる演算式より、被溶接物Ｗが移動すると
想定される想定溶接速度Ｖｉを演算する。そして、ステ
ップ１０２において、想定溶接速度Ｖｉと実溶接速度Ｖ
ｒとの溶接速度差Ｓを演算する。この後、ステップ１０
３において、溶接速度差Ｓが−ΔＳより小さいか否か判
断する。ここで、ΔＳは、バランスエアーシリンダ３０
が過敏に動作しないようにするため、０に近い値で予め
設定された値である。ステップ１０３においてＹＥＳで
あれば、上部ローラ電極２４及び下部ローラ電極２５が
被溶接物Ｗとの間でスリップを生じており、実溶接速度
Ｖｒが想定溶接速度Ｖｉより大きいと判断し得るため、
ステップ１０４に進む。ステップ１０４では、バランス
エアーシリンダ３０がイナーシャ２８を離してカウンタ
ーバランスにより実溶接速度Ｖｒを小さくするように、
制御弁４７にＵＰ信号を送る。この後、後述するステッ
プ１０７にリターンする。

【００３２】ステップ１０３においてＮＯであれば、ス
テップ１０５に進み、溶接速度差ＳがΔＳより大きいか
否か判断する。ステップ１０５においてＹＥＳであれ
ば、上部ローラ電極２４及び下部ローラ電極２５が被溶
接物Ｗとの間でスリップを生じており、実溶接速度Ｖｒ
が想定溶接速度Ｖｉより小さいと判断し得るため、ステ
ップ１０６に進む。ステップ１０６では、バランスエア
ーシリンダ３０がイナーシャ２８を引きつけてカウンタ
ーバランスにより実溶接速度Ｖｒを大きくするように、
制御弁４７にＤＯＷＮ信号を送る。この後、後述するス
テップ１０７にリターンする。

【００３３】ステップ１０５においてＮＯであれば、上
部ローラ電極２４及び下部ローラ電極２５が被溶接物Ｗ
との間で問題を生じる程のスリップを生じていないと判
断し得るため、ステップ１０７に進む。ステップ１０７
では、上部加圧力Ｆｕと下部加圧力Ｆｄとの電極間圧力
差Ｆを演算する。この後、ステップ１０８において、電
極間圧力差Ｆが−ΔＦより小さいか否か判断する。ここ
で、ΔＦは、フローティングエアーシリンダ９が過敏に
動作しないようにするため、０に近い値で予め設定され
た値である。ステップ１０８においてＹＥＳであれば、
上部ローラ電極２４から被溶接物Ｗに作用する上部加圧
力Ｆｕが下部ローラ電極２５から被溶接物Ｗに作用する
下部加圧力Ｆｄより小さいと判断し得るため、ステップ
１０９に進む。ステップ１０９では、フローティングエ
アーシリンダ９が下部ワーク固定板１０を押し上げて下
部加圧力Ｆｄを小さく圧力補正するように、制御弁４６
にＵＰ信号を送る。この後、ステップ１００にリターン
する。

【００３４】ステップ１０８においてＮＯであれば、ス
テップ１１０に進み、電極間圧力差ＦがΔＦより大きい
か否か判断する。ステップ１１０においてＹＥＳであれ
ば、上部ローラ電極２４から被溶接物Ｗに作用する上部
加圧力Ｆｕが下部ローラ電極２５から被溶接物Ｗに作用
する下部加圧力Ｆｄより大きいと判断し得るため、ステ
ップ１１１に進む。ステップ１１１では、フローティン
グエアーシリンダ９が下部ワーク固定板１０を押し下げ
て下部加圧力Ｆｄを大きく圧力補正するように、制御弁
４６にＤＯＷＮ信号を送る。この後、ステップ１００に
リターンする。

【００３５】また、ステップ１１０においてＮＯであれ
ば、上部ローラ電極２４から被溶接物Ｗに作用する上部
加圧力Ｆｕと下部ローラ電極２５から被溶接物Ｗに作用
する下部加圧力Ｆｄとで問題となる程の差がないと判断
し得るため、ステップ１００にリターンする。こうし
て、アルミめっき鋼板からなるフューエルタンクを得
る。

【００３６】この実施形態１の制御後の実溶接速度Ｖｒ
（ｍ／ｍｉｎ）を示すと、図８に示すようになった。他
方、制御を行わない比較形態の実溶接速度Ｖｒ（ｍ／ｍ
ｉｎ）を示すと、図９に示すようになった。図８及び図
９より、実施形態１では、湾曲部１Ｃ、２Ｃ、３Ｃ、４
Ｃ、５Ｃにおいて想定溶接速度Ｖｉと実溶接速度Ｖｒと
が異なっても、比較形態と比較して、上部及び下部ロー
ラ電極２４、２５が被溶接物Ｗとの間で生じるスリップ
を確実に抑制していることがわかる。これは、実施形態
１では、想定溶接速度Ｖｉと実溶接速度Ｖｒとの差Ｓを
測定して現実にスリップを生じているか否かの判断を
し、その差Ｓが０に近づくように実溶接速度Ｖｒをフィ
ードバック制御しているからである。

【００３７】また、この実施形態１の制御後の電極間圧
力差Ｆ（ｋｇ）を示すと、図１０に示すようになった。
実施形態１での変動量は２２ｋｇである。他方、比較形
態の場合、上部加圧力Ｆｕと下部加圧力Ｆｄとによる加
圧力（ｋｇ）は図１１（Ａ）のようになり、電極間圧力
差Ｆ（ｋｇ）は図１１（Ｂ）のようになり、加圧力平均
（ｋｇ）は図１１（Ｃ）のようになった。比較形態での
変動量は６０ｋｇである。

【００３８】図１０及び図１１より、実施形態１では、
比較形態と比較して、加圧力が等しく被溶接物Ｗに作用
することがわかる。これは、実施形態１では、上部及び
下部ローラ電極２４、２５を共に浮動状態とし、かつ上
部加圧力Ｆｕと下部加圧力Ｆｄとの電極間圧力差Ｆを測
定し、その電極間圧力差Ｆに基づいてフローティングエ
アーシリンダ９をフィードバック制御するからである。

【００３９】また、ナゲット片寄り量（ｍｍ）と電極間
圧力差Ｆ（ｋｇ）との関係を図１２に示す。図１２よ
り、電極間圧力差Ｆが大きければ、ナゲット片寄り量が
増加していることがわかる。このため、実施形態１で
は、ナゲットの中心変位を防止できることがわかる。特
に、フローティングエアーシリンダ９が被溶接物Ｗを浮
動保持しており、フィードバック制御はそのフローティ
ングエアーシリンダ９に対して行うこととしている。こ
のため、フローティングエアーシリンダ９が被溶接物Ｗ
の位置を変動させることから、共に大きな圧力を発生可
能な大型の加圧用上部エアーシリンダ１７及び加圧用下
部エアーシリンダ１４を採用しなくても、加圧力が等し
く被溶接物Ｗに作用することとなる。このため、制御の
安定性を高く確保し得る。

【００４０】さらに、実施形態１と比較形態とについ
て、ナゲット不良、割れ又は良好の評価を行った。結果
を図１３に示す。図１３より、実施形態１では、優れた
溶接品質を確実に発揮できることがわかる。なお、全く
割れを生じないものでないのは、図８に示すように、保
持装置２及びアイアンマン治具４の機械的な特性から、
湾曲部１Ｃ等において実溶接速度Ｖｒがピーク的に落ち
込むからである。

【００４１】したがって、実施形態１では、制御の優れ
た安定性を確保し、また被溶接物Ｗに所望のナゲット厚
のナゲットを形成することができるので、割れを生じた
りせず、ナゲットラップの有る優れた溶接品質を確実に
発揮できることがわかる。また、実施形態１では、上部
ローラ電極２４及び下部ローラ電極２５の突部２４ａ、
２５ａの先端に、Ａｌ−Ｃｕ化合物が生成される。この
Ａｌ−Ｃｕ化合物は、被溶接物Ｗを構成するアルミめっ
き鋼板のＡｌと上部ローラ電極２４及び下部ローラ電極
２５を構成するＣｕとが抵抗溶接の際に合金化すること
により生成されたものである。かかるＡｌ−Ｃｕ化合物
は、電気抵抗値が大きいため、所望の溶接のために大き
な発熱量を必要とすることとなり、溶接性に多大な悪影
響を及ぼす。このため、一般的な形状のローラ電極を採
用しているのであれば、外周面全体を切削したり、多大
なコストを犠牲にしてそれらのローラ電極を冷却する必
要があった。これを避けるためにローラ電極の厚みを薄
くするとすれば、剛性が低くなるとともに、熱容量が小
さくなることから摩耗しやすくなってしまう。この点、
実施形態１では、突部２４ａ、２５ａをもつ上部ローラ
電極２４及び下部ローラ電極２５を採用し、かつ時々図
５に示す形成部材３２を上部ローラ電極２４及び下部ロ
ーラ電極２５に当接することとしているため、狭い範囲
の突部２４ａ、２５ａを切削すればよく、Ａｌ−Ｃｕ化
合物を容易に除去できる。また、実施形態１では、これ
に際し、剛性及び摩耗性を阻害することなく、冷却コス
トの低減を実現している。なお、本発明者の試験結果に
よれば、突部２４ａ、２５ａは、高さが１〜３ｍｍ、幅
が上部及び下部ローラ電極２４、２５の幅の２／３程度
が好ましい。 （実施形態２）実施形態２のシーム溶接装置も請求項
１、２、４、５、６、８を具体化している。このシーム
溶接装置では、図１４に示すように、フレーム３３に上
下摺動可能にスライダ３４を設け、スライダ３４はボー
ルねじ３５を介してＡＣ３極サーボモータ３６と接続さ
れている。スライダ３４には上下にフランジが形成され
ており、下のフランジには下部ロードセル３７を挟んで
実施形態１と同様の下部電極用ギアボックス１６が取り
付けられている。他の構成は実施形態１と同様である。

【００４２】この実施形態２では、上部加圧力Ｆｕが下
部加圧力Ｆｄより小さいと判断されれば、スライダ３４
を降下させて上部加圧力Ｆｕを大きくする。他方、上部
加圧力Ｆｕが下部加圧力Ｆｄより大きいと判断されれ
ば、スライダ３４を上昇させて下部加圧力Ｆｄを大きく
する。他の作用は実施形態１と同様である。したがっ
て、実施形態２においても、実施形態１と同様の効果を
発揮することができる。 （実施形態３）実施形態３のシーム溶接装置は請求項
１、３、４、５、７、８を具体化している。このシーム
溶接装置では、図１５に示すように、基台１上に保持手
段としてのロボット式の保持装置６０が固定され、実施
形態１のアイアンマン治具４を用いていない。

【００４３】保持装置６０では、基台１にロボット本体
５１が立設され、ロボット本体５１から３軸方向に移動
可能に設けられたアーム５２には３軸方向に移動可能に
ハンド５３が設けられている。ハンド５３の下方の爪部
には上方にロッドを延出可能な第１エアーシリンダ５４
が固定され、そのロッドの先端には第１ワーク固定板５
５が取り付けられている。他方、ハンド５３の上方の爪
部には下方にロッドを延出可能な第２エアーシリンダ５
６が固定され、そのロッドの先端には第２ワーク固定板
５７が取り付けられている。ロボット本体５１にはハン
ド５３が被溶接物Ｗの溶接線ＷＬに沿って移動すべく予
め教示がなされており、ハンド５３は上部及び下部ロー
ラ電極２４、２５とともに駆動手段を構成している。ま
た、フレーム１３の前面には被溶接物Ｗと対面する光セ
ンサ５８が設けられており、この光センサ５８が実溶接
速度検出手段を構成している。他の構成は実施形態１と
同様である。

【００４４】この実施形態３では、ハンド５３への教示
速度を想定溶接速度Ｖｉとし、光センサ５８で検出され
る被溶接物Ｗの移動速度を実溶接速度Ｖｒとしている。
このため、上部ローラ電極２４及び下部ローラ電極２５
が被溶接物Ｗとの間でスリップを生じており、実溶接速
度Ｖｒが想定溶接速度Ｖｉより大きいと判断されれば、
教示補正によりサーボモータ２０の周速度を遅らせて実
溶接速度Ｖｒを小さくする。他方、上部ローラ電極２４
及び下部ローラ電極２５が被溶接物Ｗとの間でスリップ
を生じており、実溶接速度Ｖｒが想定溶接速度Ｖｉより
小さいと判断されれば、教示補正によりサーボモータ２
０の周速度を速まらせて実溶接速度Ｖｒを大きくする。
他の作用は実施形態１と同様である。

【００４５】したがって、実施形態３においても、実施
形態１と同様の効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係り、シーム溶接装置の一部断面
の正面図である。

【図２】実施形態１に係り、アイアンマン治具の平面図
である。

【図３】実施形態１に係り、制御手段等のブロック構成
図である。

【図４】実施形態１に係り、上部又は下部ローラ電極の
軸方向一部断面図である。

【図５】実施形態１に係り、形成部材の軸方向一部断面
図である。

【図６】実施形態１に係り、被溶接物の溶接線を示す平
面図である。

【図７】実施形態１に係り、コンピュータの処理の一部
を示すフローチャートである。

【図８】実施形態１に係り、時間と実溶接速度との関係
を示すグラフである。

【図９】比較形態に係り、時間と実溶接速度との関係を
示すグラフである。

【図１０】実施形態１に係り、時間と電極間圧力差との
関係を示すグラフである。

【図１１】比較形態に係り、（Ａ）は時間と加圧力との
関係を示すグラフ、（Ｂ）は時間と電極間圧力差との関
係を示すグラフ、（Ｃ）は時間と加圧力平均との関係を
示すグラフである。

【図１２】実施形態１と比較形態とに係り、電極間圧力
差とナゲット片寄り量との関係を示すグラフである。

【図１３】実施形態１と比較形態とに係り、溶接品質を
示すグラフである。

【図１４】実施形態２に係り、シーム溶接装置の一部正
面図である。

【図１５】実施形態３に係り、シーム溶接装置の一部断
面の正面図である。

【図１６】上部加圧力及び下部加圧力とナゲットとの関
係を示す模式断面図である。

【符号の説明】

２、６０…保持装置（２…ピンカム式保持手段、６０…
ロボット式保持手段） ９…フローティングエアーシリンダ（フローティングシ
リンダ） １１クランプエアーシリンダ（クランプシリンダ） Ｗ…被溶接物 １７…加圧用上部エアーシリンダ（第１加圧手段） １４…加圧用下部エアーシリンダ（第２加圧手段） ２４…上部ローラ電極（第１ローラ電極、駆動手段） ２５…下部ローラ電極（第２ローラ電極、駆動手段） Ｖｉ…想定溶接速度 Ｖｒ…実溶接速度 Ｓ…溶接速度差 Ｆｕ…上部加圧力 Ｆｄ…下部加圧力 Ｆ…電極間圧力差 ８…ワーク固定台 ５３…ハンド（駆動手段） ４１、４２…光センサ（想定溶接速度検出手段） ４０…光センサ（実溶接速度検出手段） ５０…コンピュータ（演算手段） １８…上部ロードセル（第１加圧力検出手段） １５…下部ロードセル（第２加圧力検出手段）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】保持手段で被溶接物を保持し、加圧手段に
   より付勢される一対の電極で該被溶接物に加圧力を付与
   して該被溶接物を挟みつつ、該両電極間に溶接電流を通
   電することにより、該被溶接物の溶接を行う抵抗溶接方
   法において、 前記保持手段は前記被溶接物を浮動保持し、かつ前記加
   圧手段は、一方の前記電極を付勢して該被溶接物に一方
   から第１加圧力を付与する第１加圧手段と、他方の前記
   電極を付勢して該被溶接物に他方から第２加圧力を付与
   する第２加圧手段とからなり、該第１加圧力と該第２加
   圧力との差を測定し、その差が０に近づくように該保持
   手段をフィードバック制御することを特徴とする抵抗溶
   接方法。
2. 【請求項２】保持手段は、被溶接物を下方から浮動保持
   するフローティングシリンダと、該フローティングシリ
   ンダと対向して該被溶接物を上方から浮動保持するクラ
   ンプシリンダとを有するピンカム式のものであり、フィ
   ードバック制御は該フローティングシリンダの圧力補正
   として行うことを特徴とする請求項１記載の抵抗溶接方
   法。
3. 【請求項３】保持手段は、被溶接物を浮動保持するハン
   ドが教示により移動し、該被溶接物が該ハンドの駆動力
   及び両ローラ電極の駆動力により移動するロボット式の
   ものであり、フィードバック制御は該教示補正として行
   うことを特徴とする請求項１記載の抵抗溶接方法。
4. 【請求項４】抵抗溶接方法は、両電極たる両ローラ電極
   を回転させつつ被溶接物の連続的な溶接を行うシーム溶
   接方法であり、該被溶接物を溶接すると想定される想定
   溶接速度と、該被溶接物の実際の溶接速度である実溶接
   速度との差を測定し、その差が０に近づくように該実溶
   接速度をフィードバック制御することを特徴とする請求
   項１、２又は３記載の抵抗溶接方法。
5. 【請求項５】被溶接物を浮動保持する保持手段と、第１
   加圧手段によって第１電極を付勢する第１付勢力を検出
   する第１加圧力検出手段と、第２加圧手段によって第２
   電極を付勢する第２付勢力を検出する第１加圧力検出手
   段と、該第１加圧力と該第２加圧力との差を演算する演
   算手段と、演算結果が０に近づくように該保持手段をフ
   ィードバック制御する制御手段と、を有することを特徴
   とする抵抗溶接装置。
6. 【請求項６】保持手段は、被溶接物を下方から浮動保持
   するフローティングシリンダと、該フローティングシリ
   ンダと対向して該被溶接物を上方から浮動保持するクラ
   ンプシリンダとを有するピンカム式のものであり、フィ
   ードバック制御は該フローティングシリンダの圧力補正
   として行うことを特徴とする請求項５記載の抵抗溶接装
   置。
7. 【請求項７】保持手段は、被溶接物を浮動保持するハン
   ドが教示により移動し、該被溶接物が該ハンドの駆動力
   及び両ローラ電極の駆動力により移動するロボット式の
   ものであり、フィードバック制御は該教示補正として行
   うことを特徴とする請求項５記載の抵抗溶接装置。
8. 【請求項８】被溶接物を駆動する駆動手段と、該駆動手
   段によって該被溶接物を溶接すると想定される想定溶接
   速度を検出する想定溶接速度検出手段と、該駆動手段に
   よって該被溶接物を実際に溶接する実溶接速度を検出す
   る実溶接速度検出手段とを有し、 演算手段は該想定溶接速度と該溶接動速度との差を演算
   し、制御手段は演算結果が０に近づくように該駆動手段
   をフィードバック制御することを特徴とする請求項５、
   ６又は７記載の抵抗溶接装置。