JPH11309583A - 抵抗溶接制御装置 - Google Patents

抵抗溶接制御装置

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JPH11309583A
JPH11309583A JP11729998A JP11729998A JPH11309583A JP H11309583 A JPH11309583 A JP H11309583A JP 11729998 A JP11729998 A JP 11729998A JP 11729998 A JP11729998 A JP 11729998A JP H11309583 A JPH11309583 A JP H11309583A
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JP
Japan
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current
welding
welding current
control device
resistance
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JP11729998A
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English (en)
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Masatoshi Furukawa
雅敏 古川
Hiroshi Hasegawa
博 長谷川
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Nadex Co Ltd
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Nadex Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接電流の電流密度を容易に、且つ確実に保
持して良好な溶接品質を得ることが可能な抵抗溶接制御
装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 抵抗溶接制御装置1は、被溶接物Wを良
好に溶接するように電極を介して被溶接物Wに通電され
た溶接電流の通電面積を求める手段と、溶接電流の電流
密度を求める手段と、前記電流密度を保持するように前
記溶接電流を制御する制御手段とを備えることである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗溶接機を制御
する抵抗溶接制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電極に挟持された被溶接物に溶接
電流を通電して発熱させ、発熱箇所を溶接するとき、良
好な溶接品質を得るためには、被溶接物に溶接電流を流
したときの単位面積当たりの電流値、即ち電流密度を適
切に調整する必要がある。この電流密度は、溶接電流
と、この溶接電流が通電される通電面積とによって変化
するものであり、電流密度が大きすぎれば被溶接物から
いわゆるスパッタが飛び散って良好な溶接が困難であ
り、小さすぎれば、十分、加熱されないので溶接強度が
不良となるため、適正な値に保持する必要がある。通
常、溶接を繰り返すことで電極先端部が消耗するため、
通電面積が徐々に大きくなっていく。特に亜鉛メッキが
施された被溶接物を溶接すると、この亜鉛が電極を形成
する銅と合金化して電極先端部が真鍮になるため、電極
先端部が脆くなり、消耗し易すくなって通電面積が増大
する。従って、良好な溶接を実現するためには電極先端
部の消耗に応じて溶接電流を増加させることで電流密度
を保持するようにしなければならない。
【0003】電極先端部の消耗による溶接電流の電流密
度の低下を防止するため、従来の抵抗溶接制御装置で
は、溶接回数から電流増加率を求める関数式を設定し、
第1回目の溶接の電流値を初期値とし、溶接回数に応じ
て、電流増加率と電流の初期値を乗算して溶接電流を増
加させることにより、電流密度を保持するステップアッ
プ方式、あるいはリニアアップ方式が採用されている。
上記ステップアップ方式は、溶接回数と電流増加率のテ
ーブルを設け、溶接回数に応じて段階状に溶接電流を増
加させる関数演算によるものである。尚、図3はステッ
プアップ方式の溶接回数・電流増加率の対応を示す関数
特性図である。また、リニアアップ方式は、上記ステッ
プアップ方式の関数式を改良し、電流変化点を直線補完
した関数式を採用したものである。尚、図4はリニアア
ップ方式の溶接回数・電流増加率の対応を示す関数特性
図である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の抵抗溶接制
御装置では、上記ステップアップ方式、あるいはリニア
アップ方式を採用するため、溶接回数に応じた電流増加
率を予め実験により求めることが必要である。しかしな
がら、実験により溶接回数に応じた電流増加率を求める
ためには全溶接回数に亘る破壊試験を伴うため、膨大な
実験工数を必要とする。また、上記ステップアップ方
式、あるいはリニアアップ方式の場合、電極の消耗度合
いを溶接回数に比例するものと仮定しているが、実際の
電極の消耗度合いは、溶接回数だけの関数ではなく、電
極の冷却状態、溶接速度、初期の電極形状、被溶接物等
に関係する電極先端の温度上昇サイクルにより複雑に変
化するため、電極の通電面積の変化は上記実験をしたと
きと実際の溶接時とで必ずしも同じでない。このため、
上記従来の抵抗溶接制御装置では、ステップアップ方
式、あるいはリニアアップ方式を採用しても溶接電流の
電流密度が保持されるとは限らず、必ずしも良好な溶接
品質を確保することができないという問題がある。
【0005】そこで本発明では、溶接電流の電流密度を
容易に且つ確実に保持することが可能な抵抗溶接制御装
置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の抵抗溶接制御
装置は、被溶接物を良好に溶接するように電極を介して
前記被溶接物に通電された溶接電流の通電面積を求める
手段と、前記溶接電流の電流密度を求める手段と、前記
電流密度を保持するように前記溶接電流を制御する制御
手段とを備えることである。
【0007】請求項2の抵抗溶接制御装置は、請求項1
の抵抗溶接制御装置において、前記通電面積が予め設定
した値を超えたときに警報を発する警報手段を備えるこ
とである。
【0008】請求項3の抵抗溶接制御装置は、請求項1
又は2の抵抗溶接制御装置において、前記通電面積と同
通電面積の移動平均との差が所定範囲を超えたときに警
報を発する警報手段を備えることである。
【0009】請求項4の抵抗溶接制御装置は、請求項
1,2又は3の抵抗溶接制御装置において、前記制御手
段は、溶接回数に対応した溶接電流の上限電流と下限電
流とを決める関数発生手段を有し、各溶接回数における
溶接電流の制御において外乱等の影響を受けても当該溶
接回数の上限電流と下限電流との間で溶接電流を制御す
ることである。
【0010】請求項5の抵抗溶接制御装置は、請求項
1,2,3又は4の抵抗溶接制御装置において、前記溶
接電流が前記関数発生手段で決められた上限電流と下限
電流との範囲を超えて制御されたとき警報を発する警報
手段を備えることである。
【0011】請求項1の抵抗溶接制御装置によれば、溶
接回数が増加して電極が消耗し、通電面積が大きくなっ
ても溶接電流の電流密度が確実に保持されるように制御
されるため、良好な溶接品質を確保することができる。
【0012】請求項2の抵抗溶接制御装置によれば、通
電面積が予め設定した値を超えたときに警報を発するこ
とができるため、電極の異常や寿命を判断することがで
きる。
【0013】請求項3の抵抗溶接制御装置によれば、今
回求めた通電面積と過去の複数回の溶接により変化した
通電面積の移動平均との差が所定範囲を超えたときに警
報を発することができるため、溶接異常を検知すること
ができる。
【0014】請求項4の抵抗溶接制御装置によれば、各
溶接回数における溶接電流の制御において外乱等の影響
を受けても溶接電流は当該溶接回数の上限電流と下限電
流との間で制御される。
【0015】請求項5の抵抗溶接制御装置によれば、各
溶接回数における溶接電流の制御において当該溶接回数
の上限電流と下限電流との範囲を超えたとき警報を発す
ることができるため、制御異常を検知することができ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は、抵抗溶接制御装置の構成を概略的
に示したブロック図である。図1に示すように、抵抗溶
接制御装置1は、溶接シーケンス等のプログラムを実行
するマイクロコンピュータから成る演算処理手段(CP
U)2を中枢とするものである。そして、演算処理手段
(CPU)2にはROM3及びRAM4が接続されてい
る。
【0017】また、演算処理手段(CPU)2に接続さ
れたインターフェース(I/O)5は、演算処理手段
(CPU)2による溶接電流制御指令に基づいてサイリ
スタ6に点弧角制御信号を出力し、商用電源7の交流電
圧を点弧角制御させるものである。そしてサイリスタ6
により点弧角制御された商用電源7の交流電圧が溶接ト
ランス8の1次側に供給されると、溶接トランス8の2
次側から上電極9、下電極10を介して被溶接物Wに溶
接電流が通電される。
【0018】上電極9、下電極10間の電極間電圧を測
定する電圧計11は、測定した電極間電圧をA/D変換
器12でデジタル信号に変換した状態で演算処理手段
(CPU)2に伝送するものである。また、異常出力手
段13は、後述するように制御異常時などに異常信号を
外部に出力するものである。尚、図示していないが、被
溶接物Wを電極9、下電極10で挟持して加圧する加圧
手段が設けられており、演算処理手段(CPU)2によ
り、この加圧力が制御されるようになっている。また、
作業者が被溶接物Wの総板厚を設定したり、加圧力、溶
接電流、及び溶接電流通電時間を設定し、調整する図示
省略の操作パネルが設けられている。
【0019】次に、抵抗溶接制御装置1の作用について
説明する。作業者により被溶接物Wの総板厚Lsが設定
されるとともに、R.W.M.A(Resistance Welder Manuf
acturers Association)が発行している溶接条件表、
あるいは経験的に作成した溶接条件表等を参照すること
により、大まかな溶接条件、即ち、被溶接物Wに対する
前記電極9,10の加圧力、溶接電流、及び溶接電流通
電時間の三要素を決定する。上記三要素が決定される
と、その三要素に基づいて実際に被溶接物Wの溶接を開
始し、被溶接物Wが良好に溶接されるように作業者が溶
接電流を調整する。そして、その溶接電流Isを初期値
として前記RAM4に記憶させる。
【0020】次に、溶接電流通電中に前記電圧計11に
より電極間電圧Vsが測定されると、演算処理手段(C
PU)2は、次の式により電極間抵抗Rsを演算する。 電極間抵抗Rs=電極間電圧Vs/溶接電流Is 次に、演算処理手段(CPU)2は、次の式により溶接
電流の通電面積Ssを演算する。 通電面積Ss=ρ・総板厚Ls/電極間抵抗Rs 尚、上記演算に際して、上記抵抗率ρは、被溶接物Wの
温度が800℃以上のときの値を用いる。そして、演算
処理手段(CPU)2は、次の式により溶接電流の電流
密度Dsを演算する。 電流密度Ds=溶接電流Is/通電面積Ss 以上のように、指標となる電流密度Dsが決定される
と、その値がRAM4に記憶され、以後の溶接における
電流密度がこの値になるように溶接電流が制御される。
【0021】上記のように指標となる電流密度Dsが決
定されたあとの第1回目の溶接における溶接電流の通電
は、前記電極9,10の実際の通電面積が不定であるた
め、実際の通電面積S1を求めるために行われる。尚、
この第1回目の溶接における溶接電流I1は前述の初期
値Isとする。前記電圧計11により電極間電圧V1が測
定されると、演算処理手段(CPU)2は、前述と同様
に電極間抵抗R1を演算する。 電極間抵抗R1=電極間電圧V1/溶接電流I1 次に、演算処理手段(CPU)2は、溶接電流の通電面
積S1を演算する。 通電面積S1=ρ・総板厚Ls/電極間抵抗R1
【0022】このようにして第1回目の溶接で実際の通
電面積S1が演算されると、第2回目の溶接では、通電
面積S1及び指標となる電流密度Dsを用いて溶接電流I
2を決定する。即ち、I2=Ds・S1となる。従って、演
算処理手段(CPU)2は、第2回目の溶接での溶接電
流がI2になるように制御する。これにより、第2回目
の溶接での被溶接物Wの電流密度はDsに保持される。
【0023】また、第N回目の溶接電流Inは、In=D
s・Sn-1となるため、第N回目の溶接での溶接電流がI
nになるように制御されると、被溶接物Wに通電される
溶接電流の電流密度はDsに保持される。このように、
電極9,10の消耗により通電面積が変化しても演算処
理手段(CPU)2は、被溶接物Wに通電される溶接電
流の電流密度を一定に保持することができるため、良好
な溶接品質を得ることができる。
【0024】前述のようにして求められた通電面積、即
ち、電極面積は、電極9,10の消耗度合いを示すもの
である。溶接回数が増えて、抵抗溶接機の最大電流を超
える溶接電流を通電して電流密度を保持しなければなら
ない状態まで電極面積が大きくなると、演算処理手段
(CPU)2は、電極の寿命が限界であると判断して前
述の異常出力手段13から寿命限界信号を出力させる。
尚、電極面積が大きくなると、溶接打痕も大きくなり、
見栄えが悪くなるため、演算された通電面積が電極寿命
面積以下でも、前述の異常出力手段13から寿命限界信
号を外部に出力させるようにしてもよい。
【0025】また、演算処理手段(CPU)2は、前述
のように各溶接毎に求めた通電面積を平均した移動平均
MSnを算出し、今回の溶接で求めた通電面積Snを移
動平均MSnと比較することにより、通電面積Snが移
動平均MSnと所定値以上に差がある場合、前述の異常
出力手段13から異常信号を出力させる。即ち、通電面
積はマクロ的に見て溶接回数の増加により線形に増加す
るものであるため、今回の溶接で求めた通電面積Snが
移動平均MSnと大きく異なる場合には、例えば被溶接
物Wの溶接すべき箇所を電極が正確に挟んでいなくて電
極の通電面の一部が非接触状態であったり、電極が異物
を挟んで先端部が破損したようなときであり、演算され
た通電面積が急に小さくなることがある。このようなと
きに異常出力手段13から異常信号を出力させる。
【0026】前述のように溶接回数が増えるに従って通
電面積が増えるため、演算処理手段(CPU)2は、前
記電流密度を保持するように溶接電流を増加させる制御
をする。この制御において、演算処理手段(CPU)2
は、図2に示すように上限電流Iuと下限電流Idとの
範囲で溶接電流を増加させる。このように、上限電流I
uと下限電流Idとの範囲で溶接電流を増加させること
により、被溶接物Wは適性に溶接される。尚、上限電流
Iu及び下限電流Idは、溶接回数に対応して関数によ
り求められるものであり、外乱等の影響を受けた場合で
も、溶接電流は上限電流Iuと下限電流Idとの範囲で
制御される。また、図2の縦軸における電流増加率
(%)の100%の位置が前記溶接電流の初期値Isで
あり、溶接回数の増加に伴って溶接電流が次第に増加さ
れることを示している。
【0027】上記のように、演算処理手段(CPU)2
は、図2に示すように上限電流Iuと下限電流Idとの
範囲で溶接電流を増加させる制御をするが、何らかの異
常により溶接電流が上限電流Iuと下限電流Idとの範
囲を超えたとき、異常出力手段13から異常信号を出力
させる。これにより、抵抗溶接機、及び抵抗溶接制御装
置の異常を検知することができる。
【0028】
【発明の効果】請求項1の抵抗溶接制御装置によれば、
溶接回数が増加して電極が消耗し、通電面積が大きくな
っても溶接電流の電流密度が確実に保持されるため、被
溶接物の溶接品質を良好にすることができる。
【0029】請求項2の抵抗溶接制御装置によれば、電
極の異常や寿命を判断することができる。
【0030】請求項3の抵抗溶接制御装置によれば、今
回求めた通電面積と複数回の溶接により変動した通電面
積の移動平均との差が所定範囲を超えたときに警報を発
することができるため、溶接異常を検知することができ
る。
【0031】請求項4の抵抗溶接制御装置によれば、各
溶接回数における溶接電流の制御において外乱等の影響
を受けても溶接電流は当該溶接回数の上限電流と下限電
流との間で制御される。
【0032】請求項5の抵抗溶接制御装置によれば、各
溶接回数における溶接電流の制御において当該溶接回数
の上限電流と下限電流との範囲を超えたとき警報を発す
ることができるため、制御異常を検知することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】抵抗溶接制御装置の構成を概略的に示したブロ
ック図である。
【図2】溶接電流の電流増加制御特性を示したグラフで
ある。
【図3】ステップアップ方式の特性図である。
【図4】リニアアップ方式の特性図である。
【符号の説明】
1 抵抗溶接制御装置 2 演算処理手段 3 ROM 4 RAM 5 インターフェース 6 サイリスタ 7 商用電源 8 溶接トランス 9 上電極 10 下電極 11 電圧計 13 異常出力手段 W 被溶接物

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被溶接物を良好に溶接するように電極を
    介して前記被溶接物に通電された溶接電流の通電面積を
    求める手段と、前記溶接電流の電流密度を求める手段
    と、前記電流密度を保持するように前記溶接電流を制御
    する制御手段とを備えた抵抗溶接制御装置。
  2. 【請求項2】 前記通電面積が予め設定した値を超えた
    ときに警報を発する警報手段を備えた請求項1に記載の
    抵抗溶接制御装置。
  3. 【請求項3】 前記通電面積と同通電面積の移動平均と
    の差が所定範囲を超えたときに警報を発する警報手段を
    備えた請求項1又は2に記載の抵抗溶接制御装置。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、溶接回数に対応した溶
    接電流の上限電流と下限電流とを決める関数発生手段を
    有し、各溶接回数における溶接電流の制御において外乱
    等の影響を受けても当該溶接回数の上限電流と下限電流
    との間で溶接電流を制御する請求項1,2又は3に記載
    の抵抗溶接制御装置。
  5. 【請求項5】 前記溶接電流が前記関数発生手段で決め
    られた上限電流と下限電流との範囲を超えて制御された
    とき警報を発する警報手段を備えた請求項1,2,3又
    は4に記載の抵抗溶接制御装置。
JP11729998A 1998-04-27 1998-04-27 抵抗溶接制御装置 Pending JPH11309583A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013107109A (ja) * 2011-11-22 2013-06-06 Yazaki Corp 抵抗溶接の品質管理方法及び抵抗溶接装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013107109A (ja) * 2011-11-22 2013-06-06 Yazaki Corp 抵抗溶接の品質管理方法及び抵抗溶接装置

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