JPH1133743A - 単位体積当たりの累積発熱量を指標とする抵抗溶接システム - Google Patents
単位体積当たりの累積発熱量を指標とする抵抗溶接システムInfo
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- JPH1133743A JPH1133743A JP9188744A JP18874497A JPH1133743A JP H1133743 A JPH1133743 A JP H1133743A JP 9188744 A JP9188744 A JP 9188744A JP 18874497 A JP18874497 A JP 18874497A JP H1133743 A JPH1133743 A JP H1133743A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】溶接電力を適値に調整する指標であって、被溶
接物の種類や電極の磨耗に無関係に一定の基準値に調整
しておけば、良好に溶接できる指標を見出す。 【解決手段】単位時間当たりの累積発熱量を指標にする
と、被溶接物の種類や電極の磨耗によらず同一の基準値
を利用できることを確認した。そこで抵抗溶接システム
において、被溶接物の板厚と通電時間とからその被溶接
物を良好に溶接することのできる単位体積当たりの累積
発熱量を計算し、計算された単位体積当たりの累積発熱
量から単位体積・単位時間当たりの発熱量を計算し、計
算された単位体積・単位時間当たりの発熱量を発生させ
る溶接電流または電圧に調整する処理手順を付加した。
被溶接物の種類や電極の磨耗によらず、常に安定的に良
好に溶接できる。
接物の種類や電極の磨耗に無関係に一定の基準値に調整
しておけば、良好に溶接できる指標を見出す。 【解決手段】単位時間当たりの累積発熱量を指標にする
と、被溶接物の種類や電極の磨耗によらず同一の基準値
を利用できることを確認した。そこで抵抗溶接システム
において、被溶接物の板厚と通電時間とからその被溶接
物を良好に溶接することのできる単位体積当たりの累積
発熱量を計算し、計算された単位体積当たりの累積発熱
量から単位体積・単位時間当たりの発熱量を計算し、計
算された単位体積・単位時間当たりの発熱量を発生させ
る溶接電流または電圧に調整する処理手順を付加した。
被溶接物の種類や電極の磨耗によらず、常に安定的に良
好に溶接できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被溶接物に通電し、
その通電によって発生する抵抗発熱を利用して被溶接物
を溶接する技術に関する。
その通電によって発生する抵抗発熱を利用して被溶接物
を溶接する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の溶接システムは、被溶接物を挟
む一対の電極と、その一対の電極間に溶接電流を流す電
源装置と、その電源装置を制御する制御装置とを備えて
いる。良好な溶接を実現するためには溶接電力が適正に
調整されなければならない。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に溶接できず、小さ
すぎれば充分に加熱されないで溶接不良となる。溶接電
流又は溶接電圧を調整することで溶接電力が調整され
る。
む一対の電極と、その一対の電極間に溶接電流を流す電
源装置と、その電源装置を制御する制御装置とを備えて
いる。良好な溶接を実現するためには溶接電力が適正に
調整されなければならない。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に溶接できず、小さ
すぎれば充分に加熱されないで溶接不良となる。溶接電
流又は溶接電圧を調整することで溶接電力が調整され
る。
【０００３】溶接電力が過大か過小かを評価するための
指標が各種提案されており、最も一般的には、溶接電流
を指標とし、検出された電流値が小さすぎば増大させ、
大きすぎれば減少させる。
指標が各種提案されており、最も一般的には、溶接電流
を指標とし、検出された電流値が小さすぎば増大させ、
大きすぎれば減少させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】被溶接物には様々なも
のがあり、材質やメッキの有無等によって指標の適正値
ないし基準値が変化する。例えば、従来一般的である電
流値を指標とする場合、同じ電流値であっても、被溶接
物の種類によっては、大きすぎたり小さすぎたりする。
このために、被溶接物の種類毎に指標に関する基準値を
予め実験によって決定しておかなければならない。これ
は実際の場合、大変な工数を必要とする。
のがあり、材質やメッキの有無等によって指標の適正値
ないし基準値が変化する。例えば、従来一般的である電
流値を指標とする場合、同じ電流値であっても、被溶接
物の種類によっては、大きすぎたり小さすぎたりする。
このために、被溶接物の種類毎に指標に関する基準値を
予め実験によって決定しておかなければならない。これ
は実際の場合、大変な工数を必要とする。
【０００５】更に、一旦、指標に関する基準値を決定し
ても、溶接の進行と共に基準値を補正していく必要があ
る。通常、何度も溶接を繰り返しているうちに電極が磨
耗する。電極が磨耗してくると、磨耗しない場合の基準
値に基づいて制御しても良好な溶接がなされない。磨耗
に対応する基準値の補正方法を決定するのにもまた大変
な工数が必要とされる。
ても、溶接の進行と共に基準値を補正していく必要があ
る。通常、何度も溶接を繰り返しているうちに電極が磨
耗する。電極が磨耗してくると、磨耗しない場合の基準
値に基づいて制御しても良好な溶接がなされない。磨耗
に対応する基準値の補正方法を決定するのにもまた大変
な工数が必要とされる。
【０００６】本発明の目的は、被溶接物の種類や電極の
磨耗具合によって影響を受けることのない指標を見つけ
だし、これを指標にすれば、被溶接物の種類や電極の磨
耗具合によらないで、同一の基準値を補正することなく
使用できるようにすることにある。これが実現できれ
ば、一つの基準を決定するだけで、被溶接物の種類や電
極の磨耗具合によらないで常時良好な溶接が実施できる
ようになる。
磨耗具合によって影響を受けることのない指標を見つけ
だし、これを指標にすれば、被溶接物の種類や電極の磨
耗具合によらないで、同一の基準値を補正することなく
使用できるようにすることにある。これが実現できれ
ば、一つの基準を決定するだけで、被溶接物の種類や電
極の磨耗具合によらないで常時良好な溶接が実施できる
ようになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明では、溶接電力
を制御する制御装置に、被溶接物を良好に溶接する単位
体積当たりの累積発熱量から単位体積・単位時間当たり
の発熱量を計算し、計算された単位体積・単位時間当た
りの発熱量を発生させる溶接電流又は溶接電圧に調整す
る処理手順を付加する。
を制御する制御装置に、被溶接物を良好に溶接する単位
体積当たりの累積発熱量から単位体積・単位時間当たり
の発熱量を計算し、計算された単位体積・単位時間当た
りの発熱量を発生させる溶接電流又は溶接電圧に調整す
る処理手順を付加する。
【０００８】本発明者が種々の研究をしたところ、単位
体積当たりの発熱量（溶接電流通電中の累積発熱量）を
指標にして溶接電力を調整すると、被溶接物の種類や電
極の磨耗具合にかかわらず、常時安定的に溶接できるこ
とを確認した。即ち、単位体積当たりの累積発熱量を様
々に変えて実験してみると、それが一定範囲内にあると
き、被溶接物の種類や電極の磨耗具合によらず、安定的
に溶接できることが確認された。換言すれば、安定的に
良好な溶接結果をもたらす単位体積当たりの累積発熱量
は、被溶接物の種類や電極の磨耗具合によって影響を受
けないことを見出したのである。
体積当たりの発熱量（溶接電流通電中の累積発熱量）を
指標にして溶接電力を調整すると、被溶接物の種類や電
極の磨耗具合にかかわらず、常時安定的に溶接できるこ
とを確認した。即ち、単位体積当たりの累積発熱量を様
々に変えて実験してみると、それが一定範囲内にあると
き、被溶接物の種類や電極の磨耗具合によらず、安定的
に溶接できることが確認された。換言すれば、安定的に
良好な溶接結果をもたらす単位体積当たりの累積発熱量
は、被溶接物の種類や電極の磨耗具合によって影響を受
けないことを見出したのである。
【０００９】また電極の磨耗具合によって電極と被溶接
物が接触する面積が変化するので単位体積当たりの発熱
量を計算するのが困難であると予想されるところ、実際
に計算すると、電極と被溶接物が接触する面積が変化し
て通電範囲が変化する現象と、それに伴って通電電力も
変化する現象が打ち消しあって、電極と被溶接物が接触
する面積を考慮しなくとも、単位体積当たりの発熱量が
計算できることを見出した。
物が接触する面積が変化するので単位体積当たりの発熱
量を計算するのが困難であると予想されるところ、実際
に計算すると、電極と被溶接物が接触する面積が変化し
て通電範囲が変化する現象と、それに伴って通電電力も
変化する現象が打ち消しあって、電極と被溶接物が接触
する面積を考慮しなくとも、単位体積当たりの発熱量が
計算できることを見出した。
【００１０】本発明によると、被溶接物の種類や電極の
磨耗具合に係わらず、常に良好な溶接を可能とする単位
体積当たりの累積発熱量を指標とし、それに基づいて溶
接電力が調節されることから、常に良好な溶接が得られ
る。この発明の好ましい一態様では、被溶接物の板厚と
通電時間とから単位体積当たりの累積発熱量を算出す
る。多くの場合に、良好な溶接結果をもたらす単位体積
当たりの累積発熱量は、板厚と通電時間から算出される
ことが確認されており、多くの場合にこの方式で良好に
溶接される。
磨耗具合に係わらず、常に良好な溶接を可能とする単位
体積当たりの累積発熱量を指標とし、それに基づいて溶
接電力が調節されることから、常に良好な溶接が得られ
る。この発明の好ましい一態様では、被溶接物の板厚と
通電時間とから単位体積当たりの累積発熱量を算出す
る。多くの場合に、良好な溶接結果をもたらす単位体積
当たりの累積発熱量は、板厚と通電時間から算出される
ことが確認されており、多くの場合にこの方式で良好に
溶接される。
【００１１】この発明の好ましい一態様では、時間当た
りの発熱量を計算するにあたって、通電時間中の前半で
発熱量が高く後半で発熱量が低いパターンに従って通電
時間中の単位体積・単位時間当たりの発熱量を計算す
る。通電期間中の前半部で発熱量を大きくすると、被溶
接物は短時間に昇温され、短時間で溶接できる。通電期
間中の後半部で発熱量を小さくすると、被溶接物が過熱
されることを防止できる。このために、短時間に必要な
累積発熱量を与えることができる。
りの発熱量を計算するにあたって、通電時間中の前半で
発熱量が高く後半で発熱量が低いパターンに従って通電
時間中の単位体積・単位時間当たりの発熱量を計算す
る。通電期間中の前半部で発熱量を大きくすると、被溶
接物は短時間に昇温され、短時間で溶接できる。通電期
間中の後半部で発熱量を小さくすると、被溶接物が過熱
されることを防止できる。このために、短時間に必要な
累積発熱量を与えることができる。
【００１２】この発明で利用する知見は、溶接が良好に
行われた否かを判別する際にも用いることができる。こ
の態様では、被溶接物を挟む一対の電極と、その一対の
電極間に溶接電流を流す電源装置と、その電源装置を制
御する制御装置とを備えた抵抗溶接システムにおいて、
その被溶接物の板厚と通電時間とからその被溶接物を良
好に溶接できる単位体積当たりの累積発熱量を算出し、
その一方において、通電時間中の単位体積当たりの累積
発熱量を計測し、計測された累積発熱量と算出された累
積発熱量を比較する手段が付加される。
行われた否かを判別する際にも用いることができる。こ
の態様では、被溶接物を挟む一対の電極と、その一対の
電極間に溶接電流を流す電源装置と、その電源装置を制
御する制御装置とを備えた抵抗溶接システムにおいて、
その被溶接物の板厚と通電時間とからその被溶接物を良
好に溶接できる単位体積当たりの累積発熱量を算出し、
その一方において、通電時間中の単位体積当たりの累積
発熱量を計測し、計測された累積発熱量と算出された累
積発熱量を比較する手段が付加される。
【００１３】この態様によると、被溶接物の種類や電極
の磨耗具合に影響を受けることなく常に安定的な判別が
可能となり、溶接不良の判別を簡単に実施して確実に判
別することができる。
の磨耗具合に影響を受けることなく常に安定的な判別が
可能となり、溶接不良の判別を簡単に実施して確実に判
別することができる。
【００１４】
【発明の効果】この発明によると、単位体積当たりの累
積発熱量を基準として溶接電力を制御することで、被溶
接物の種類や電極の磨耗具合によらないで常時良好な溶
接ができるようになる。また、単位体積当たりの発熱量
を基準として判別することで、溶接の適否について常に
安定した判別をすることが可能となる。
積発熱量を基準として溶接電力を制御することで、被溶
接物の種類や電極の磨耗具合によらないで常時良好な溶
接ができるようになる。また、単位体積当たりの発熱量
を基準として判別することで、溶接の適否について常に
安定した判別をすることが可能となる。
【００１５】
【発明を実施する形態】この発明による単位体積当たり
の発熱量Ｑの計算の一例を説明する。２枚の被溶接物の
合計厚みをｔとする。被溶接物の電気抵抗率をｒとす
る。電極間電圧をＶとし、溶接電流をＩとする。電極と
被溶接物が接触する面積をＳとする。この場合、溶接電
流は横断面積がＳで、厚みｔの柱状部分を通過して抵抗
発熱を発生させる。この柱状部分における単位体積・単
位時間当たりの発熱量ｑは次式で求められる。
の発熱量Ｑの計算の一例を説明する。２枚の被溶接物の
合計厚みをｔとする。被溶接物の電気抵抗率をｒとす
る。電極間電圧をＶとし、溶接電流をＩとする。電極と
被溶接物が接触する面積をＳとする。この場合、溶接電
流は横断面積がＳで、厚みｔの柱状部分を通過して抵抗
発熱を発生させる。この柱状部分における単位体積・単
位時間当たりの発熱量ｑは次式で求められる。
【００１６】ｑ＝（Ｖ・Ｉ）／（Ｓ・ｔ）−−（１） またこの柱状部分の電気抵抗Ｒは、次式で求められる。 Ｒ＝（ｒ・ｔ）／Ｓ−−−−−−（２） （２）式をＳについて解いてこれを（１）式に代入する
と、 ｑ＝（Ｖ・Ｉ・Ｒ）／（ｒ・ｔ２） ＝（Ｖ２）／（ｒ・ｔ２）−−−（３）となる。
と、 ｑ＝（Ｖ・Ｉ・Ｒ）／（ｒ・ｔ２） ＝（Ｖ２）／（ｒ・ｔ２）−−−（３）となる。
【００１７】ここで明らかに、単位体積・単位時間当た
りの発熱量ｑは、電極間電圧Ｖと被溶接物の合計厚みｔ
と被溶接物の電気抵抗率ｒから計算でき、電極と被溶接
物が接触する面積Ｓによって影響を受けない。なお、
（３）式は電極間電圧Ｖから発熱量を計算するが、電極
間電流Ｉから発熱量ｑを計算する事もでき、このときに
も電極と被溶接物が接触する面積Ｓを用いる必要がな
い。
りの発熱量ｑは、電極間電圧Ｖと被溶接物の合計厚みｔ
と被溶接物の電気抵抗率ｒから計算でき、電極と被溶接
物が接触する面積Ｓによって影響を受けない。なお、
（３）式は電極間電圧Ｖから発熱量を計算するが、電極
間電流Ｉから発熱量ｑを計算する事もでき、このときに
も電極と被溶接物が接触する面積Ｓを用いる必要がな
い。
【００１８】単位体積・単位時間当たりの発熱量ｑを通
電期間中累積すれば、溶接に加えられる単位体積当たり
の累積発熱量Ｑとなる。（３）式から明らかに、この単
位体積当たりの発熱量Ｑもまた電極と被溶接物が接触す
る面積Ｓを用いないで算出できる。本発明では、通電期
間期間中に累積される単位体積当たりの発熱量の累積値
Ｑを指標とし、これを基準に溶接電力を調整する。
電期間中累積すれば、溶接に加えられる単位体積当たり
の累積発熱量Ｑとなる。（３）式から明らかに、この単
位体積当たりの発熱量Ｑもまた電極と被溶接物が接触す
る面積Ｓを用いないで算出できる。本発明では、通電期
間期間中に累積される単位体積当たりの発熱量の累積値
Ｑを指標とし、これを基準に溶接電力を調整する。
【００１９】次にこの発明の実施形態の一例を説明す
る。図１は抵抗溶接システムの全体構成を示し、商用電
源１０に接続されて使用される。図中２６はサイリスタ
を示し、点弧角を調整することで溶接電流を調整する。
サイリスタ２６で電流値が調整された溶接電流は溶接ト
ランス３０で低電圧大電流に変圧されて一対の電極５
１，５２間に通電される。一対の電極５１，５２間には
被溶接物６０が挟持されている。一対の電極５１，５２
間の挟持圧力は図示しないシリンダで調節される。一対
の電極５１，５２間に挟持される被溶接物６０には大電
流が通電されて被溶接物自体が抵抗発熱する。この抵抗
発熱によって被溶接物６０は溶接される。
る。図１は抵抗溶接システムの全体構成を示し、商用電
源１０に接続されて使用される。図中２６はサイリスタ
を示し、点弧角を調整することで溶接電流を調整する。
サイリスタ２６で電流値が調整された溶接電流は溶接ト
ランス３０で低電圧大電流に変圧されて一対の電極５
１，５２間に通電される。一対の電極５１，５２間には
被溶接物６０が挟持されている。一対の電極５１，５２
間の挟持圧力は図示しないシリンダで調節される。一対
の電極５１，５２間に挟持される被溶接物６０には大電
流が通電されて被溶接物自体が抵抗発熱する。この抵抗
発熱によって被溶接物６０は溶接される。
【００２０】一対の電極５１，５２間の電圧は電圧計４
０で測定され、測定値はＡ／Ｄ変換器２４で変換された
後ＣＰＵ２３に入力される。ＣＰＵ２３はＲＯＭ２１に
記憶されている制御プログラムに従って作動し、サイリ
スタの点弧角を制御して単位時間（この場合サイクル
毎）・単位体積当たりの発熱量を調整する。図示２５は
ＣＰＵ２３から出力される点弧信号によってサイリスタ
２６を点弧させるインターフェイスである。またＲＡＭ
２２は各種データの一時的記憶に用いられる。ＲＯＭ２
１には図２に示される処理手順を実行する制御プログラ
ムが記憶されている。溶接の実行時に図２の処理手順が
実行される。
０で測定され、測定値はＡ／Ｄ変換器２４で変換された
後ＣＰＵ２３に入力される。ＣＰＵ２３はＲＯＭ２１に
記憶されている制御プログラムに従って作動し、サイリ
スタの点弧角を制御して単位時間（この場合サイクル
毎）・単位体積当たりの発熱量を調整する。図示２５は
ＣＰＵ２３から出力される点弧信号によってサイリスタ
２６を点弧させるインターフェイスである。またＲＡＭ
２２は各種データの一時的記憶に用いられる。ＲＯＭ２
１には図２に示される処理手順を実行する制御プログラ
ムが記憶されている。溶接の実行時に図２の処理手順が
実行される。
【００２１】まずステップＳ１で被溶接物の合計板厚ｔ
と通電サイクル数ｃとから、この板厚ｔの被溶接物を良
好に溶接するために必要な単位体積当たりの累積発熱量
Ｑを計算する。被溶接物の種類を変え、板厚を変えて様
々に実験してみた結果、良好な溶接をするのに必要な単
位体積当たりの累積発熱量Ｑは、被溶接物の材質、メッ
キ層の有無やその種類、電極５１、５２の磨耗具合、電
極５１、５２間の挟圧力の程度によらず、合計板厚ｔと
通電時間（通電サイクル数ｃ）によってのみ決まること
が見出された。即ち、良好な溶接結果をもたらす単位体
積当たりの累積発熱量Ｑは次式から求められる。
と通電サイクル数ｃとから、この板厚ｔの被溶接物を良
好に溶接するために必要な単位体積当たりの累積発熱量
Ｑを計算する。被溶接物の種類を変え、板厚を変えて様
々に実験してみた結果、良好な溶接をするのに必要な単
位体積当たりの累積発熱量Ｑは、被溶接物の材質、メッ
キ層の有無やその種類、電極５１、５２の磨耗具合、電
極５１、５２間の挟圧力の程度によらず、合計板厚ｔと
通電時間（通電サイクル数ｃ）によってのみ決まること
が見出された。即ち、良好な溶接結果をもたらす単位体
積当たりの累積発熱量Ｑは次式から求められる。
【００２２】Ｑ＝定数（Ｑ０）＋係数（ｋ）・通電サイ
クル数（ｃ）／合計板厚（ｔ） 単位体積当たりの累積発熱量Ｑを上式に従って求められ
る値に調整すると、被溶接物の材質、メッキ層の有無や
その種類、電極５１、５２の磨耗具合、電極５１、５２
間の挟圧力の程度によらず、常に安定的に良好な溶接が
おこなわれることが確認された。 これは本発明によっ
て確認された事象であり、従来は例えば溶接電流を指標
とするなど、単位時間当たりの現象に着目して溶接電力
を調整していた。本発明では単位時間当たりの現象でな
く、累積発熱量を指標とするために、被溶接物の種類や
電極の磨耗具合等に係わらず、常に安定的な溶接が行わ
れるようになった。なお、上記式は適値を求める近似式
の一つであり、他の近似式を用いても良い。また、板厚
と通電時間で検索されるＱのマップを用意しておき、こ
のマップからＱの適値を算出するようにしても良い。
クル数（ｃ）／合計板厚（ｔ） 単位体積当たりの累積発熱量Ｑを上式に従って求められ
る値に調整すると、被溶接物の材質、メッキ層の有無や
その種類、電極５１、５２の磨耗具合、電極５１、５２
間の挟圧力の程度によらず、常に安定的に良好な溶接が
おこなわれることが確認された。 これは本発明によっ
て確認された事象であり、従来は例えば溶接電流を指標
とするなど、単位時間当たりの現象に着目して溶接電力
を調整していた。本発明では単位時間当たりの現象でな
く、累積発熱量を指標とするために、被溶接物の種類や
電極の磨耗具合等に係わらず、常に安定的な溶接が行わ
れるようになった。なお、上記式は適値を求める近似式
の一つであり、他の近似式を用いても良い。また、板厚
と通電時間で検索されるＱのマップを用意しておき、こ
のマップからＱの適値を算出するようにしても良い。
【００２３】図２のステップＳ２では、ステップＳ１で
計算された累積発熱量Ｑを実現するサイクル毎の発熱量
ｑを計算する。図３はサイクル数と各サイクル毎の発熱
量の関係を例示している。通電サイクル数は通常板厚に
関係し、板厚が薄ければ短時間が指定され、厚ければ長
時間が指定される。図中Ｃ３は板厚が３mmの場合の通電
サイクル数を示し、Ｃ５は板厚５mmの場合の通電サイク
ル数を例示している。図中Ｐ３は板厚３mmの場合の累積
発熱量Ｑ３を実現するサイクル毎の発熱量を例示してい
る。最初のサイクルではｑ３の発熱量が加えられ、通電
の最後では初期値の８５％の発熱量が加えられる。サイ
クル毎の発熱量をＣ３回に亘って累積したものがＱ３で
ある。図中Ｐ５は板厚５mmの場合の累積発熱量Ｑ５を実
現するサイクル毎の発熱量を例示している。最初のサイ
クルではｑ５の発熱量が加えられ、通電の最後では初期
値の８５％の発熱量が加えられる。サイクル毎の発熱量
をＣ５回に亘って累積したものがＱ５である。
計算された累積発熱量Ｑを実現するサイクル毎の発熱量
ｑを計算する。図３はサイクル数と各サイクル毎の発熱
量の関係を例示している。通電サイクル数は通常板厚に
関係し、板厚が薄ければ短時間が指定され、厚ければ長
時間が指定される。図中Ｃ３は板厚が３mmの場合の通電
サイクル数を示し、Ｃ５は板厚５mmの場合の通電サイク
ル数を例示している。図中Ｐ３は板厚３mmの場合の累積
発熱量Ｑ３を実現するサイクル毎の発熱量を例示してい
る。最初のサイクルではｑ３の発熱量が加えられ、通電
の最後では初期値の８５％の発熱量が加えられる。サイ
クル毎の発熱量をＣ３回に亘って累積したものがＱ３で
ある。図中Ｐ５は板厚５mmの場合の累積発熱量Ｑ５を実
現するサイクル毎の発熱量を例示している。最初のサイ
クルではｑ５の発熱量が加えられ、通電の最後では初期
値の８５％の発熱量が加えられる。サイクル毎の発熱量
をＣ５回に亘って累積したものがＱ５である。
【００２４】各サイクル毎の発熱量ｑをサイクル数と無
関係に一定に維持しても良いが、初期値を大きく取って
その後に徐々に減じていくことが好ましい。この実施例
では終値を初期値の８５％としている。最初に大発熱さ
せる被溶接物は短時間に加熱されて溶接を短時間で済ま
せられる。大発熱を維持するとスパッタが出やすいの
で、徐々に発熱量を低減させる。それでも８５％程度は
確保する。このような傾向（パターン）に従って、通電
中の累積発熱量Ｑを実現する各サイクル毎の発熱量ｑを
計算すると、良好な溶接が短時間で得られる。
関係に一定に維持しても良いが、初期値を大きく取って
その後に徐々に減じていくことが好ましい。この実施例
では終値を初期値の８５％としている。最初に大発熱さ
せる被溶接物は短時間に加熱されて溶接を短時間で済ま
せられる。大発熱を維持するとスパッタが出やすいの
で、徐々に発熱量を低減させる。それでも８５％程度は
確保する。このような傾向（パターン）に従って、通電
中の累積発熱量Ｑを実現する各サイクル毎の発熱量ｑを
計算すると、良好な溶接が短時間で得られる。
【００２５】図２のステップＳ３では、通電の終了タイ
ミングか否かを判別する。具体的には通電のサイクル数
をカウントし、これが図３で例示したＣ３ないしＣ５の
終了サイクル数になったか否かを判別する。溶接中はＮ
Ｏであって、ステップＳ４が実行される。ステップＳ４
では、式（３）を用いて、ステップＳ２で計算された各
サイクル（単位時間）・単位体積当たりの発熱量ｑをも
たらす電極間電圧Ｖを計算する。このとき、式（３）で
は単位時間を１秒としており、図３の縦軸ではサイクル
毎の発熱量を示しているために、単位時間をそろえて計
算する。ステップＳ５では、ステップＳ４で計算された
電極間電圧Ｖをもたらす溶接電流Ｉを計算する。次にそ
の溶接電流値Ｉを実現する点弧角を計算し、サイリスタ
２６をその点弧角で点弧して通電する（Ｓ６）。通電し
たら電極間電圧を測定し（Ｓ７）、測定された電圧とス
テップＳ５で計算した電流値とから電極間抵抗とモニタ
用発熱量を計算する（Ｓ８）。ステップＳ７で計算され
た電極間抵抗は、次回の処理の際にステップＳ５で電圧
Ｖから電流Ｉを計算する際に使用される。
ミングか否かを判別する。具体的には通電のサイクル数
をカウントし、これが図３で例示したＣ３ないしＣ５の
終了サイクル数になったか否かを判別する。溶接中はＮ
Ｏであって、ステップＳ４が実行される。ステップＳ４
では、式（３）を用いて、ステップＳ２で計算された各
サイクル（単位時間）・単位体積当たりの発熱量ｑをも
たらす電極間電圧Ｖを計算する。このとき、式（３）で
は単位時間を１秒としており、図３の縦軸ではサイクル
毎の発熱量を示しているために、単位時間をそろえて計
算する。ステップＳ５では、ステップＳ４で計算された
電極間電圧Ｖをもたらす溶接電流Ｉを計算する。次にそ
の溶接電流値Ｉを実現する点弧角を計算し、サイリスタ
２６をその点弧角で点弧して通電する（Ｓ６）。通電し
たら電極間電圧を測定し（Ｓ７）、測定された電圧とス
テップＳ５で計算した電流値とから電極間抵抗とモニタ
用発熱量を計算する（Ｓ８）。ステップＳ７で計算され
た電極間抵抗は、次回の処理の際にステップＳ５で電圧
Ｖから電流Ｉを計算する際に使用される。
【００２６】ステップＳ４〜Ｓ８を各サイクル毎に繰り
返し、図３に示したＣ３ないしＣ５回が終了すると、ス
テップＳ３がＹＥＳとなる。この時点以降、ステップＳ
６が実行されず、溶接電流の通電が終了する。溶接電流
の通電が終了すると、ステップＳ９が実行され、ステッ
プＳ８で計算されたモニタ用発熱量が累積される。ステ
ップＳ１０以降は溶接結果の判別処理であり、ステップ
Ｓ１０では、ステップＳ９で計算されたモニタ発熱量の
累積値をステップＳ１で計算された指標とする累積発熱
量で除する。これが１．０よりもやや低い下限値以上で
あれば、予定どうりの発熱量が得られており、ＯＫ処理
をし、溶接が終了する。一致度Ｘが下限値以下であれ
ば、必要な発熱量が得られなかったため、ＮＧ処理をし
て一体処理を終了する。
返し、図３に示したＣ３ないしＣ５回が終了すると、ス
テップＳ３がＹＥＳとなる。この時点以降、ステップＳ
６が実行されず、溶接電流の通電が終了する。溶接電流
の通電が終了すると、ステップＳ９が実行され、ステッ
プＳ８で計算されたモニタ用発熱量が累積される。ステ
ップＳ１０以降は溶接結果の判別処理であり、ステップ
Ｓ１０では、ステップＳ９で計算されたモニタ発熱量の
累積値をステップＳ１で計算された指標とする累積発熱
量で除する。これが１．０よりもやや低い下限値以上で
あれば、予定どうりの発熱量が得られており、ＯＫ処理
をし、溶接が終了する。一致度Ｘが下限値以下であれ
ば、必要な発熱量が得られなかったため、ＮＧ処理をし
て一体処理を終了する。
【００２７】この実施例では、単位体積当たりの累積発
熱量（図３のグラフＰ３ないしＰ４を積分したＱ３ない
しＱ５が相当する）を指標として溶接電力を調整するた
めに、被溶接物の種類や溶接電極の磨耗の程度と無関係
に基準値を設定することができ、常に安定した溶接を成
しえる。また、各サイクル毎に徐々に発熱量を減らして
いくために、溶接の初期に被溶接物が急激に昇温すると
ともに溶接中の後半で昇温しすぎることを防止でき、短
時間に良好に溶接できる。
熱量（図３のグラフＰ３ないしＰ４を積分したＱ３ない
しＱ５が相当する）を指標として溶接電力を調整するた
めに、被溶接物の種類や溶接電極の磨耗の程度と無関係
に基準値を設定することができ、常に安定した溶接を成
しえる。また、各サイクル毎に徐々に発熱量を減らして
いくために、溶接の初期に被溶接物が急激に昇温すると
ともに溶接中の後半で昇温しすぎることを防止でき、短
時間に良好に溶接できる。
【００２８】更に、単位体積当たりの累積発熱量を基準
に溶接の適否を判別するために、被溶接物の種類や溶接
電極の磨耗の程度と無関係に、安定的な判別が可能とな
る。この実施例の装置を用いたところ、電極の磨耗の程
度、メッキ層の有無、被溶接物の材質、電極間の挟圧
力、被溶接物間のギャップ、溶接箇所（被溶接物の中心
位置か端部か）、隣接する位置に溶接済み箇所があるか
否かといった要素と無関係に常に安定的に良好に溶接が
行われた。
に溶接の適否を判別するために、被溶接物の種類や溶接
電極の磨耗の程度と無関係に、安定的な判別が可能とな
る。この実施例の装置を用いたところ、電極の磨耗の程
度、メッキ層の有無、被溶接物の材質、電極間の挟圧
力、被溶接物間のギャップ、溶接箇所（被溶接物の中心
位置か端部か）、隣接する位置に溶接済み箇所があるか
否かといった要素と無関係に常に安定的に良好に溶接が
行われた。
【図１】１実施例の装置構成を示すブロック図である。
【図２】その実施例で実行する処理手順図である。
【図３】その処理手順によって調整される累積発熱量と
サイクル毎の発熱量の一例を示すグラフである。
サイクル毎の発熱量の一例を示すグラフである。
２３；ＣＰＵ ２６；サイリスタ ５１、５１；電極 ４０；電圧計 Ｓ１；被溶接物の板厚と通電時間とからその被溶接物を
良好に溶接する単位体積当たりの累積発熱量を計算する
処理
良好に溶接する単位体積当たりの累積発熱量を計算する
処理
Claims (4)
- 【請求項１】 被溶接物を挟む一対の電極と、その一対
の電極間に溶接電流を流す電源装置と、その電源装置を
制御する制御装置とを備えた抵抗溶接システムにおい
て、 その被溶接物を良好に溶接する単位体積当たりの累積発
熱量から単位体積・単位時間当たりの発熱量を計算し、 計算された単位体積・単位時間当たりの発熱量を発生さ
せる溶接電流又は電圧に調整する処理手順を付加したこ
とを特徴とする抵抗溶接システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の抵抗溶接システムにお
いて、 その被溶接物の板厚と通電時間とからその被溶接物を良
好に溶接する単位体積当たりの累積発熱量を算出するこ
とを特徴とする抵抗溶接システム。 - 【請求項３】 請求項１に記載の抵抗溶接システムにお
いて、 単位体積当たりの累積発熱量から単位体積・単位時間当
たりの発熱量を計算するにあたって、通電時間中の前半
で発熱量が高く後半で発熱量が低いパターンに従って、
通電時間中の単位体積・単位時間当たりの発熱量を計算
することを特徴とする抵抗溶接システム。 - 【請求項４】 被溶接物を挟む一対の電極と、その一対
の電極間に溶接電流を流す電源装置と、その電源装置を
制御する制御装置とを備えた抵抗溶接システムにおい
て、 その被溶接物の板厚と通電時間とからその被溶接物を良
好に溶接する単位体積当たりの累積発熱量を算出し、 通電時間中の単位体積当たりの累積発熱量を計測し、 計測された累積発熱量と算出された累積発熱量を比較す
る手段を付加したことを特徴とする抵抗溶接システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18874497A JP3886603B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 単位体積当たりの累積発熱量を指標とする抵抗溶接システム |
| EP98305423A EP0891836B1 (en) | 1997-07-14 | 1998-07-08 | Electric resistance welding system |
| ES98305423T ES2209067T3 (es) | 1997-07-14 | 1998-07-08 | Sistema de soldadura por resistencia electrica. |
| DE69819420T DE69819420T2 (de) | 1997-07-14 | 1998-07-08 | Elektrisches Widerstandschweisssystem |
| US09/112,054 US6130396A (en) | 1997-07-14 | 1998-07-09 | Electric resistance welding system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18874497A JP3886603B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 単位体積当たりの累積発熱量を指標とする抵抗溶接システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1133743A true JPH1133743A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3886603B2 JP3886603B2 (ja) | 2007-02-28 |
Family
ID=16229020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18874497A Expired - Lifetime JP3886603B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 単位体積当たりの累積発熱量を指標とする抵抗溶接システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6130396A (ja) |
| EP (1) | EP0891836B1 (ja) |
| JP (1) | JP3886603B2 (ja) |
| DE (1) | DE69819420T2 (ja) |
| ES (1) | ES2209067T3 (ja) |
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| KR20170119712A (ko) | 2015-03-16 | 2017-10-27 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 저항 스폿 용접 방법 및 저항 스폿 용접 조인트의 제조 방법 |
| KR20170129268A (ko) | 2015-04-27 | 2017-11-24 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 저항 스폿 용접 방법 |
| KR20190014073A (ko) | 2016-06-09 | 2019-02-11 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 저항 스폿 용접 방법 |
| WO2019035367A1 (ja) | 2017-08-18 | 2019-02-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法 |
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| WO2019160141A1 (ja) | 2018-02-19 | 2019-08-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法 |
| WO2020004117A1 (ja) | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法 |
| WO2020004115A1 (ja) | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法 |
| WO2020004116A1 (ja) | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法 |
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| WO2021070836A1 (ja) | 2019-10-09 | 2021-04-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法 |
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