JPS58112674A - 抵抗溶接制御方法 - Google Patents
抵抗溶接制御方法Info
- Publication number
- JPS58112674A JPS58112674A JP57218643A JP21864382A JPS58112674A JP S58112674 A JPS58112674 A JP S58112674A JP 57218643 A JP57218643 A JP 57218643A JP 21864382 A JP21864382 A JP 21864382A JP S58112674 A JPS58112674 A JP S58112674A
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- JP
- Japan
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- voltage
- welding
- circuit
- welding current
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-
- 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)
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。
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、抵抗溶接制御方法に係シ、抵抗溶接特にスポ
ット溶接の品質の向上と均一化を図ることを目的とする
。
ット溶接の品質の向上と均一化を図ることを目的とする
。
従来からスポット溶接の溶接品質の向上を図るだめの方
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通電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１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
が異なっ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１分流、チップ変形もしくはワーク（被
溶接物）の形状９表面状況。
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通電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１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
が異なっ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１分流、チップ変形もしくはワーク（被
溶接物）の形状９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っ
ておらず、溶接品、質を一定化することは困難である。
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って検出し、ナゲツ
トが十分成長した時点で通電をカッ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、これをチップ間電圧と呼ぶ）を
監視し、第１図に示すように、毎サイクル毎のチップ間
電圧の各波高値を監視し、その最大値（ｖ ）を検知し
、Ｖｐに対して予め設定しておいた割合だけチップ間電
圧が低下した時点、（Ｖｃ値になった時点）で通電をカ
ットすることにより、上記の加圧力変動等があった場合
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）。
ナゲツト形成状況を音とか電圧によって検出し、ナゲツ
トが十分成長した時点で通電をカッ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、これをチップ間電圧と呼ぶ）を
監視し、第１図に示すように、毎サイクル毎のチップ間
電圧の各波高値を監視し、その最大値（ｖ ）を検知し
、Ｖｐに対して予め設定しておいた割合だけチップ間電
圧が低下した時点、（Ｖｃ値になった時点）で通電をカ
ットすることにより、上記の加圧力変動等があった場合
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
、したがって強度も低いことになる。ここで、第２図の
（Ｉ）は十分なナゲツトが得られた場合のチップ間電圧
の波高値のエンベロープ、同（Ｉｔ）はナゲツト形成が
不十分な場合を示す。
、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
、したがって強度も低いことになる。ここで、第２図の
（Ｉ）は十分なナゲツトが得られた場合のチップ間電圧
の波高値のエンベロープ、同（Ｉｔ）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゛シレス
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。
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監視シ、
アルスレッシュホールドレベル（Ｖｔｉ ）以上のムＸ
信号が検出された時点で通電をカッ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
なム罵信号を検出して、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すき、そ
こで通電をカットするものである。
アルスレッシュホールドレベル（Ｖｔｉ ）以上のムＸ
信号が検出された時点で通電をカッ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
なム罵信号を検出して、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すき、そ
こで通電をカットするものである。
しかし、この方法も上記チッ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、例えば電流像下等によりナゲ
ツト形成が不十分な場合は五Ｅ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。
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、例えば電流像下等によりナゲ
ツト形成が不十分な場合は五Ｅ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、チッ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、溶接中のチッ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ップ間電圧を半サ
イクル分の通電範囲にわたって積分した積分値の減少値
が予め設定していた値を超えた時点で通電をカットする
通電制御方法であり、かつ最も重要な点は、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。
あることに着目し、溶接中のチッ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ップ間電圧を半サ
イクル分の通電範囲にわたって積分した積分値の減少値
が予め設定していた値を超えた時点で通電をカットする
通電制御方法であり、かつ最も重要な点は、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、チップ間電圧の監視方法に関して説明する。チッ
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ッ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。
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ッ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、チップ間電圧の検出プループをスポッ
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。
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。
通電がカットされる場合は、チリが発生した場合である
。この場合は、チ・ン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。
。この場合は、チ・ン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。
したがって、チッ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ΔＶ）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ップ間電圧の通電
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
値よシも小さくなった場合は、チリが発生したものとし
て通電をカットする。
流値の減少値（第４図のΔＶ）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ップ間電圧の通電
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
値よシも小さくなった場合は、チリが発生したものとし
て通電をカットする。
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。
ておく。
チップ間電圧（ｅ）は、通常上チップと下チップとの間
の電圧を検出プルーブを用いて検出することによシ測定
されるが、この時、チップ間電圧（ｅ）はチップ間を溶
接電流が流れることによる抵抗降下で検出される。
の電圧を検出プルーブを用いて検出することによシ測定
されるが、この時、チップ間電圧（ｅ）はチップ間を溶
接電流が流れることによる抵抗降下で検出される。
すなわち、
ｅ＝ｉＲ十に−
ｔ
（Ｋ：誘起電圧係数、１：溶接電流、Ｒ：チップ間抵抗
） これを図で示したものが第５図（ａ） 、 （ｂ） 、
（ｃ）である。
） 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関して説明する。
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ップスロープをかけるのがよ
いようである。
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ッ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ッ
トしてプログラム化しておき、溶接が進行するにつれて
、スイッチでそのプリセッ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ット値を与える複数
の可変抵抗ｖ”＋ Ｉ ｖＲ２１ｖＲｓ ＋・” ”
・ｖＲ” ト、その可変抵抗を選択するスイッチとして
アナログスイッチムＳ１．ム８２ ＋ムＳ５．・・・・
・・ムＳｎと、アナログスイッチを制御するだめの電源
周波数に同期したパルスをクロック入力としてもつシフ
トレジスタｉ９Ｒ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だめの
、ｖＲ２は第２サイクル目の溶接電流を設定するだめの
、ｖＲｎは第ｎサイクル目の溶接電流を設定するだめの
それぞれ可変抵抗である。ムＮＤはシフトレジスタＳＲ
の前段のムＮＤゲートであシ、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、通電時限は通電カット信号によって限定さ
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
よりカットされる。
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ッ
トしてプログラム化しておき、溶接が進行するにつれて
、スイッチでそのプリセッ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ット値を与える複数
の可変抵抗ｖ”＋ Ｉ ｖＲ２１ｖＲｓ ＋・” ”
・ｖＲ” ト、その可変抵抗を選択するスイッチとして
アナログスイッチムＳ１．ム８２ ＋ムＳ５．・・・・
・・ムＳｎと、アナログスイッチを制御するだめの電源
周波数に同期したパルスをクロック入力としてもつシフ
トレジスタｉ９Ｒ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だめの
、ｖＲ２は第２サイクル目の溶接電流を設定するだめの
、ｖＲｎは第ｎサイクル目の溶接電流を設定するだめの
それぞれ可変抵抗である。ムＮＤはシフトレジスタＳＲ
の前段のムＮＤゲートであシ、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、通電時限は通電カット信号によって限定さ
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
よりカットされる。
次に本発明の方法を実施するだ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（電極チップ）、２はワーク（被溶接物）、３はフィ
ルタ回路、４は交流積分回路、５は整流回路、６はム／
Ｄ変換回路、７はチリ発生検出値設定回路、８はマイク
ロコンピュータ、９は入力電圧変動補償タイマー、１ｏ
は第６図の溶接電流設定回路である。
７図の図面とともに説明する。図において、１は溶接電
極（電極チップ）、２はワーク（被溶接物）、３はフィ
ルタ回路、４は交流積分回路、５は整流回路、６はム／
Ｄ変換回路、７はチリ発生検出値設定回路、８はマイク
ロコンピュータ、９は入力電圧変動補償タイマー、１ｏ
は第６図の溶接電流設定回路である。
そしてチップ間電圧は、フィルタ回路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。ム／Ｄ変換は各半サイクル毎の溶接電流が流れ
終った時点で変換開始パルスをつくり変換を行う。
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。ム／Ｄ変換は各半サイクル毎の溶接電流が流れ
終った時点で変換開始パルスをつくり変換を行う。
次にム／Ｄ変換終了信号で、この積分回路４をリセット
する。
する。
このようにして各半サイクル毎のチップ間電圧をマイク
ロコンピュータ８のメモリ内に記憶し累積する。回路７
はディジタルスイッチで構成され、マイクロコンピュー
タ８内にとり込まれた各半すここでもし、マイクロコン
ピュータ８内で演算されたチップ間電圧の減少値の方が
回路７の設定値より大きい場谷には、マイクロコンピュ
ータ８からタイマー９に対し、通電をカットするだめの
信号を出力する。タイマー９はこの信号を受ければ直ち
に通電を力・フトする。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１ｏを利用して行われる
。
ロコンピュータ８のメモリ内に記憶し累積する。回路７
はディジタルスイッチで構成され、マイクロコンピュー
タ８内にとり込まれた各半すここでもし、マイクロコン
ピュータ８内で演算されたチップ間電圧の減少値の方が
回路７の設定値より大きい場谷には、マイクロコンピュ
ータ８からタイマー９に対し、通電をカットするだめの
信号を出力する。タイマー９はこの信号を受ければ直ち
に通電を力・フトする。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１ｏ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
。
。
ワーク；軟鋼板（厚さ１ｍｍ ）
溶接機； ３ｓＫＶム 単相スポット溶接機制御装置；
第７図に示す装置 溶接条件；初期溶接電流 ８１ｏＯム上限通電サ
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
３００ム／１サイクル通電カットのチップ間電圧
累積値 ４．５ｖ チリ検出チップ間電圧値０，２５ Ｖ 以上について、加圧力を１７０〜２ｓｏｋｇ、チ・フプ
（ＯＦチップ）の径を６．８〜７ 、ＯＷｉｎまで変化
させて溶接を行った。その結果、通電時限は７〜１６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−た。
第７図に示す装置 溶接条件；初期溶接電流 ８１ｏＯム上限通電サ
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
３００ム／１サイクル通電カットのチップ間電圧
累積値 ４．５ｖ チリ検出チップ間電圧値０，２５ Ｖ 以上について、加圧力を１７０〜２ｓｏｋｇ、チ・フプ
（ＯＦチップ）の径を６．８〜７ 、ＯＷｉｎまで変化
させて溶接を行った。その結果、通電時限は７〜１６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−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
ッ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、チッ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った場合で
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。
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
ッ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、チッ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った場合で
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図はチップ間電圧の代表的な波形図、第２図はチッ
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）はチップ間電圧を半サイクル毎に積分
した一例の波形図、第４図はチリ発生があった場合のチ
ップ間電圧の一波形図、第５図（ａ）。 （ｂ） 、 （ｃ）はチップ間電圧波形を説明するだめ
の図、第６図は溶接電流を順次切シ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
めの装置のブロック図である。 １・・・・・・溶接電極、２・・・・・・被溶接物、３
・・・・・・フィルタ回路、４・・・・・・交流積分回
路、５・・・・・・整流回路、６・・・・・・ム／Ｄ変
換回路、７・・・・・・チリ発生検出値設定回路、８・
・・・・・マイクロコンピュータ、９・・・・・・入力
電圧変動補償タイマー、１ｏ・・・・・・溶接電流設定
回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
１！１ ３図 （α） 第５図 第６図
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）はチップ間電圧を半サイクル毎に積分
した一例の波形図、第４図はチリ発生があった場合のチ
ップ間電圧の一波形図、第５図（ａ）。 （ｂ） 、 （ｃ）はチップ間電圧波形を説明するだめ
の図、第６図は溶接電流を順次切シ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
めの装置のブロック図である。 １・・・・・・溶接電極、２・・・・・・被溶接物、３
・・・・・・フィルタ回路、４・・・・・・交流積分回
路、５・・・・・・整流回路、６・・・・・・ム／Ｄ変
換回路、７・・・・・・チリ発生検出値設定回路、８・
・・・・・マイクロコンピュータ、９・・・・・・入力
電圧変動補償タイマー、１ｏ・・・・・・溶接電流設定
回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
１！１ ３図 （α） 第５図 第６図
Claims (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って積分し
た積分値の減少値が予め設定した値以上になった時点に
通電をカッ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 true JPS58112674A (ja) | 1983-07-05 |
| JPH0140717B2 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) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007169937A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | 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
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007169937A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0140717B2 (ja) | 1989-08-30 |
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