JPS6159835B2 - - Google Patents

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JPS6159835B2
JPS6159835B2 JP21864282A JP21864282A JPS6159835B2 JP S6159835 B2 JPS6159835 B2 JP S6159835B2 JP 21864282 A JP21864282 A JP 21864282A JP 21864282 A JP21864282 A JP 21864282A JP S6159835 B2 JPS6159835 B2 JP S6159835B2
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JP
Japan
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welding
energization
voltage
current
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Prior art date
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Application number
JP21864282A
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English (en)
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JPS58112673A (ja
Inventor
Seiichiro Tamai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS6159835B2 publication Critical patent/JPS6159835B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/25Monitoring devices
    • B23K11/252Monitoring devices using digital means
    • B23K11/258Monitoring devices using digital means the measured parameter being a voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (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。
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。
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)。
しかし、この方法の欠点は、通電時現のみの制
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。
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。
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。
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。
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整流した値の累積値の増加
分が予め設定していた値を超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。さて
チツプ間電圧の通電開始後の時間的変化は、第2
図に示すようになる。ここで、第2図のチツプ間
電圧のエンベロープのピーク値近傍がナゲツト成
長の最盛期といわれ、その後、エンベロープカー
ブが下降するのは、ナゲツトの拡大により抵抗値
が減少し、したがつてチツプ間の電圧降下が低下
するためである。この傾向は、本発明による方法
のように、通電開始後もしくはそこから一定時限
後に溶接電流を増加させていく方式の場合も略同
一傾向を示す。したがつて、チツプ間電圧の半サ
イクル通電に対するチツプ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値を順次整流
しこれをさらに累積していきながら、その累積値
の増加分の変化を監視して、その変化分(増加
分)が予め設定していた値以下になつた場合に、
通電をカツトすることで、適正なナゲツトを得ん
とするものである。またこのことにより、チリの
防止も図ることができる。
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。
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。
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4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5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
のそれぞれ可変抵抗である。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6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は通
電カツト設定値回路、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5
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。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。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内にとり込まれた通電開始から
のチツプ間電圧の累積値の増加分と設定値回路7
の値とがそれぞれ比較される。
ここでもし、マイクロコンピユータ8内に累積
されたチツプ間電圧の累積値の増加分が設定値回
路7の設定値より小さい場合には、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。
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6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。
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
積分値の累積値の増加分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。
【図面の簡単な説明】
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a,b,cは
チツプ間電圧波形を説明するための図、第5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6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……通電カツト設
定値回路、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)

    【特許請求の範囲】
  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累積値
    の増加値が予め設定した値以下になつた時点に通
    電をカツトすることを特徴とする抵抗溶接制御方
    法。
JP57218642A 1982-12-13 1982-12-13 抵抗溶接制御方法 Granted JPS58112673A (ja)

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JP4676369B2 (ja) * 2006-03-31 2011-04-27 ニチコン株式会社 電圧変動補償装置
JP5330677B2 (ja) * 2006-11-17 2013-10-30 積水化学工業株式会社 抵抗溶接監視方法及び抵抗溶接制御方法
EP3374119B1 (de) * 2015-11-09 2019-08-28 Fronius International GmbH Verfahren zur datenübertragung bei einer widerstandsschweissstromquelle und widerstandsschweissstromquelle zur durchführung des verfahrens

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