(57)【要約】【課題】抵抗溶接中の溶接部の温度を熱伝導計算によって推定し、この溶接部温度推定値に基づいて溶接電流値Ｉｗを変化させて溶接する抵抗溶接において、１回の溶接中の溶接電流値Ｉｗを変化させずに、かつ、電極が磨耗してもナゲット径の適正なチリの発生しない良好な溶接品質を得ることができる抵抗溶接制御方法を提供すること。【解決手段】本発明は、１回の溶接中は一定の溶接電流値Ｉｗで溶接を行うと共に、溶接中の前記溶接部温度推定値の最高値Ｔｃｍを算出し、この溶接部温度推定値の最高値Ｔｃｍが予め定めた下限基準値Ｔｔａ以下であったときは、溶接電流値Ｉｗを増加させて次の溶接を行い、以後この動作を繰り返す抵抗溶接制御方法である。【選択図】図１
2006061962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗溶接中の溶接部の温度を熱伝導計算によって推定し、この溶接部温度推定値に基づいて溶接電流値を変化させて溶接する抵抗溶接制御方法において、
１回の溶接中は一定の溶接電流値で溶接を行うと共に溶接中の前記溶接部温度推定値の最高値を算出し、この溶接部温度推定値の最高値が予め定めた下限基準値以下であったときは溶接電流値を増加させて次の溶接を行い、以後この動作を繰り返すことを特徴とする抵抗溶接制御方法。
【請求項２】
前記溶接部温度推定値の最高値が予め定めた上限基準値以上であったときは溶接電流値を減少させて次の溶接を行うことを特徴とする請求項１記載の抵抗溶接制御方法。
【請求項３】
溶接電流値の変化が予め定めた上限電流値に達したときは、溶接電流値を前記上限電流値に制限するか及び／又は警報信号を発するかの動作を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の抵抗溶接制御方法。
【請求項４】
第ｎ回目の溶接から第ｎ＋ｍ回目の溶接の期間中にあって、請求項１記載の動作によって溶接電流値を増加させ、請求項１記載の動作による溶接電流値の増加が１回もなかったときは第ｎ＋ｍ回目の溶接電流値を増加させることを特徴とする抵抗溶接制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導計算によって抵抗溶接部の温度を推定することによって溶接部の品質を向上させるための抵抗溶接制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数枚重ねた被溶接材を１対の電極によって加圧・通電して溶接する抵抗溶接において、溶接部の良好な品質を得るためには、ナゲット径が適正範囲内で形成されることが重要である。一般的に、抵抗溶接には定電流の交流又は直流の溶接電流が使用させる。すなわち、少なくとも１回の溶接中の溶接電流値は一定値である。交流のときぼ溶接電流値は実効値である。ナゲット径は、溶接電流値、溶接時間、電極形状、加圧力等の溶接条件によって定まる。したがって、適正なナゲット径を形成するためには、被溶接材の材質、板厚、重ね枚数等の被溶接材条件に応じて上記の溶接条件を適正値に設定する必要がある。
【０００３】
抵抗溶接では、自動車ボディのように１つのワークに数多くの溶接個所があり、そして次々と流れてくるワークを溶接するケースが多い。このときに、各溶接個所の被溶接材の材質、板厚、重ね枚数等の被溶接材条件が同一であれば、溶接電流値、溶接時間、電極形状、加圧力等の溶接条件も同一になる。そして、この状態で数百〜数千個所の溶接を行うことが多い。連続した溶接中において、電極の被溶接材接触面が次第に磨耗して接触面積が初期状態よりも広くなる。同一値の溶接電流を通電して接触面積が広くなると、被溶接材を通電する電流密度が低くなり溶接部の温度上昇が低くなるために、ナゲット径が小さくなる。電極の磨耗が著しく進行した場合には、電極の研磨又は交換を行う必要がある。この研磨又は交換を行う間隔は、溶接条件等によって異なるが数千回の溶接ごとである。この研磨又は交換後の溶接の繰り返しに伴って電極の磨耗は徐々に進行する。このために、予め定めた回数の溶接を行うと溶接電流値を増加させて、電極磨耗による電流密度の低下を補償する機能（ステッパー機能）を装備した抵抗溶接装置が従来から提供されている。
【０００４】
図９は、上述したステッパー機能を示す溶接回数に対する溶接電流値Ｉｗの変化パターン図である。溶接回数０〜５００回をステップＳＴ１とし、５０１〜１０００回をステップＳＴ２とし、１００１〜１３５０回をステップＳＴ３とし、１３５１〜２００００回をステップＳＴ４として設定する。そして、同図に示すように、ステップが新しくなる時点で、溶接電流値Ｉｗを階段状に増加させる。上記の各ステップの溶接回数及び電流増加値は、被溶接材条件及び溶接条件に応じて予め試験等によって設定する。このようにすることによって、電極磨耗の進行によってナゲット径が訂正範囲よりも小さくなることを防止することができる。
【０００５】
［従来技術１（特許文献１）］
上述したステッパー機能においては、図９で上述した溶接電流変化パターンを予め適正値に設定する必要がある。このために、数多くの被溶接材条件及び溶接条件に対応させて溶接電流変化パターンを試験等によって算出するには多くの時間とコストが必要になる。さらに、実施工においては電極磨耗の進行状態にはバラツキがあるために、予め定めた溶接電流変化パターンが常に適正であるとは言えない。これらの問題を解決する１つの方法として以下に説明する従来技術１が提案されている。
【０００６】
従来技術１では、溶接部の抵抗値を電極間電圧値／溶接電流値によって算出し、この抵抗値の変化から溶接中のチリの発生の有無を判別して、チリ発生回数のカウントを行う。そして、カウントされたチリ発生回数を予め定めた最適チリ発生回数と比較し、前者＞後者なら溶接電流値を低下させ、前者＜後者なら溶接電流値を増大させるものである。１回の溶接においてチリが発生する溶接電流値の条件は、適正範囲のナゲット径を形成するための上限値ぎりぎり又は上限値を超えた条件である。したがって、複数回の溶接においてチリの発生した溶接の回数が予め定めた目標回数になるように溶接電流値を増減することによって、平均的なナゲット径を適正範囲の上限内に収めることができる。この従来技術１によれば、チリ発生回数によって溶接電流値は自動的に増減するので、上述した溶接電流変化パターンを予め設定する必要はない。また、電極磨耗の進行状態にバラツキが生じても、チリ発生回数によって溶接電流値は適正化される。
【０００７】
［従来技術２（特許文献２及び非特許文献１）］
ナゲット径を適正範囲に形成するためには、抵抗溶接中の溶接部の温度変化を適正化することによって実現することができる。すなわち、１回の溶接の開始時点から終了時点までの溶接部の温度変化を、予め定めた温度変化目標パターンに沿うように溶接電流値を制御することによって、ナゲット径の適正な溶接品質を得ることができる。このような温度パターン追従電流制御では、抵抗溶接中の溶接部の温度変化を計測する必要があるが、溶接部は外部から見えないために直接その温度変化を計測することは困難である。このために、溶接部の温度変化を熱伝導計算によってリアルタイムに演算して溶接部温度推定値を求める方法が多く提案されている。
【０００８】
上記の熱伝導計算方法には、微分方程式及び有限要素分析法を用いる方法、溶接部のエネルギーバランスモデルに基づく平均温度推定値を計算する方法（非特許文献１）等がある。これらの熱伝導計算方法では、溶接電流値、溶接電圧値並びに電極及び被溶接材の物理的定数を入力として、溶接部温度推定値を演算する。
【０００９】
図１０は、上述した温度パターン追従電流制御の一例を示す溶接部温度推定値Ｔｃ及び溶接電流Ｉｗの変化図である。同図において、横軸は溶接開始時点からの経過時間ｔを慣例により商用電源の１周期（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの逆数）＝１サイクル（cyc）として表わしている。また、左の縦軸は溶接部温度推定値Ｔｃ［℃］及び温度変化目標パターンＴｐ［℃］を表わし、右の縦軸は制御操作量である溶接電流Ｉｗ［Ａ］を実効値で表わしたものである。温度パターン追従電流制御では、各経過時間における溶接部温度推定値Ｔｃを演算し、温度変化目標パターンＴｐとの温度偏差ΔＴ＝Ｇain・（Ｔｐ−Ｔｃ）を算出し、この算出値に応じて溶接電流Ｉｗを増減させて、溶接部温度推定値Ｔｃを温度変化目標パターンＴｐに沿わせる。このことによって、溶接部の温度変化が適正化されて、ナゲット径の適正な良好な溶接品質を得ることができる。この従来技術２においても、溶接部温度推定値Ｔｃが目標値と略等しくなるように溶接電流値Ｉｗが自動制御されるので、上述した溶接電流変化パターンを予め設定する必要はない。さらに、電極磨耗の進行状態のバラツクが生じても、溶接電流値Ｉｗは自動的に適正値に制御される。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−７１４５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１８８４９５号公報
【非特許文献１】中根，加治，森田，「抵抗溶接におけるリアルタイムエネルギー制御」，溶接技術，産報出版，平成１６年３月号，第５２巻第３号，ｐ．９３−９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術１においては、複数回の溶接における平均チり発生回数を目標値に一致させるように溶接電流値を増減する。このために、チリが発生した溶接部が複数回含まれることが前提となっている。しかし、溶接部にチリが発生することは、溶接品質上好ましい状態ではない。すなわち、良好な溶接品質とは、ナガット径が適正範囲であり、かつ、チリが発生しないことである。従来技術１では、全ての溶接部においてチリが発生しないように制御することは原理的にできないという課題があった。
【００１２】
従来技術２においては、１回の溶接中に溶接電流値が刻々と変化する。現在の抵抗溶接施工においては、その品質管理上の重要な項目として１回の溶接における溶接電流値がある。すなわち、１回の溶接中には溶接電流値が一定値であることが前提となっている。この前提の下で品質管理のための体系が構築されている。このために、従来技術２のように溶接電流値が変化する制御方法に対して、長年蓄積してきた品質管理データをすべてゼロから再構築することが要求される。これには多くの時間とコストが必要になる。すなわち、従来技術２によってナゲット径が適正値となりかつチリが発生しない良好な溶接品質が得られることを、品質管理上から保証する必要がある。この結果、従来技術２は優れた技術であるにも係わらず、品質管理体制が特に厳しい業種への普及が進まないという課題があった。
【００１３】
そこで、本発明では、電極磨耗の進行状態に影響されずにナガット径の適正なチリ発生のない良好な溶接品質を常に得ることができ、かつ、１回の溶接中の溶接電流値は一定値となり現行の品質管理体系を利用することができる抵抗溶接制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、抵抗溶接中の溶接部の温度を熱伝導計算によって推定し、この溶接部温度推定値に基づいて溶接電流値を変化させて溶接する抵抗溶接制御方法において、
１回の溶接中は一定の溶接電流値で溶接を行うと共に溶接中の前記溶接部温度推定値の最高値を算出し、この溶接部温度推定値の最高値が予め定めた下限基準値以下であったときは溶接電流値を増加させて次の溶接を行い、以後この動作を繰り返すことを特徴とする抵抗溶接制御方法である。
【００１５】
また、第２の発明は、前記溶接部温度推定値の最高値が予め定めた上限基準値以上であったときは溶接電流値を減少させて次の溶接を行うことを特徴とする第１の発明記載の抵抗溶接制御方法である。
【００１６】
また、第３の発明は、溶接電流値の変化が予め定めた上限電流値に達したときは、溶接電流値を前記上限電流値に制限するか及び／又は警報信号を発するかの動作を行うことを特徴とする第１又は第２の発明記載の抵抗溶接制御方法である。
【００１７】
また、第４の発明は、第ｎ回目の溶接から第ｎ＋ｍ回目の溶接の期間中にあって、第１の発明記載の動作によって溶接電流値を増加させ、第１の発明記載の動作による溶接電流値の増加が１回もなかったときは第ｎ＋ｍ回目の溶接電流値を増加させることを特徴とする抵抗溶接制御方法である。
【発明の効果】
【００１８】
上記第１の発明によれば、溶接中の溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが予め定めた下限基準値Ｔta以下になったときは、次の溶接の溶接電流値を増加させることによって、電極磨耗による電流密度の低下を防止し、ナゲット径の適正なチリの発生しない良好な溶接品質を得ることができる。さらに、第１の発明では、１回の溶接中の溶接電流値は一定であるので、現行の品質管理体系に基づいて蓄積した品質管理データを利用することができる。
【００１９】
上記第２の発明によれば、上記の効果に加えて、溶接中の溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが予め定めた上限基準値Ｔtb以上になったときは、次の溶接の溶接電流値を減少させることによって、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが高くなり過ぎてチリが発生しやすい状態になることを防止することができる。
【００２０】
上記第３の発明によれば、上記の効果に加えて、溶接電流値の変化が予め定めた上限電流値Ｉtmに達したときは、その値で制限することによって、電極磨耗が著しく進行して溶接電流値をこれ以上増加させるとかえって正常なナゲットを形成することができない状態になるのを防止することができる。また、このときに警報信号を発することによって、電極磨耗の著しい進行を作業者等に知らせることができる。
【００２１】
上記第４の発明によれば、溶接回数に対して溶接電流の変化（溶接電流変化パターン）を予め設定するステッパー機能を使用したときに、上記第１の発明を併用することによって、電極磨耗の進行状態に応じて上記の溶接電流変化パターンを自動修正することができる。このために、第１の発明の効果を奏して常に良好な溶接品質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１は、１回の溶接中は一定の溶接電流値で溶接を行うと共に、溶接中の溶接部温度推定値の最高値Ｔcmを算出し、この溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが予め定めた下限基準値Ｔta以下であったときは、溶接電流値を増加させて次の溶接を行い、以後この動作を繰り返す抵抗溶接制御方法である。以下、実施の形態１について詳細に説明する。
【００２４】
図１０で上述した溶接部温度推定値Ｔｃは、温度変化目標パターンＴｐに沿うように溶接電流値Ｉｗを変化させた場合である。しかし、実施の形態１のように一定の溶接電流値Ｉｗで溶接したときも、溶接部温度推定値Ｔｃは経過時間ｔと共に上昇して最高値Ｔcmに達する。この溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが適正値であれば、ナゲット径の適正なチリの発生しない良好な溶接品質を得ることができることが知られている。したがって、１回の溶接中の溶接電流値Ｉｗが一定であっても、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが適正範囲にあれば、良好な溶接品質になる。
【００２５】
図１は、実施の形態１に係る抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値の最高値Ｔcm及び溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。第ｎ−３回目の溶接中における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは下限基準値Ｔta以下ではないので、次の第ｎ−２回目の溶接電流値Ｉｗは第ｎ−３回目の溶接時と変化しない。第ｎ−２回目の溶接中における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは下限基準値Ｔta以下ではないので、次の第ｎ−１回目の溶接電流値Ｉｗは第ｎ−２回目の溶接時と変化しない。第ｎ−１回目の溶接中における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは下限基準値Ｔta以下となるので、次の第ｎ回目の溶接電流値Ｉｗは第ｎ−１回目の溶接時よりも電流増加値Δａだけ増加して溶接が行われる。そして第ｎ回目の溶接において電極磨耗の進行による電流密度の低下を溶接電流値Ｉｗを増加させて補償しているので、この溶接中における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは再び下限基準値Ｔta以下ではない状態に復帰する。このために第ｎ＋１回目の溶接電流値Ｉｗは第ｎ回目の溶接時と変化しない。このように、１回の溶接中の溶接電流値Ｉｗは一定にしたままで、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが適正範囲内に収まるように、溶接電流値Ｉｗを制御することができる。電極磨耗の進行に伴って溶接部の電流密度が低下するために溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは低くなる。したがって、下限基準値Ｔtaは、ナゲット径が適正でチリの発生しない下限条件近傍に設定する。このように設定すれば、第ｎ−１回目の溶接における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが下限基準値Ｔtaよりも少し小さくなっても、ナゲット径は適正範囲の下限値内でチリも発生しない状態となる。したがって、全ての溶接部においてナゲット径の適正なチリの発生しない状態を実現することができる。ところで、上記の電流増加値Δａは、溶接電流値が大きくなり過ぎて溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが高くなり過ぎてチリが発生しやすくなる値よりも小さく設定する。
【００２６】
図２は、実施の形態１を実施するための抵抗溶接装置のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。
【００２７】
サイリスタＳＣＲは、商用交流電源ＡＣを入力として、後述する駆動信号Ｄｖに従って溶接電流Ｉｗの実効値が所定値になるように位相制御する。変圧器ＴＲは、抵抗溶接に適した電圧値に降圧する。１対の電極１ａ、１ｂは、複数枚の被溶接材２を加圧し、電極を介して溶接電流Ｉｗが通電し溶接電圧Ｖｗが印加する。
【００２８】
電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して電流検出信号Ｉｄを出力する。電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗを検出して電圧検出信号Ｖｄを出力する。溶接部温度推定値演算回路ＴＣは、上記の電流検出信号Ｉｄ及び電圧検出信号Ｖｄを入力として、予め定めた被溶接材及び電極の物理定数を使用して熱伝導計算によって演算して溶接部温度推定値信号Ｔｃを出力する。溶接部温度推定最高値検出回路ＴＣＭは、上記の溶接部温度推定値信号Ｔｃの最高値を検出して、溶接部温度推定最高値信号Ｔcmを出力する。下限基準値設定回路ＴＴＡは、予め定めた下限基準値信号Ｔtaを出力する。比較回路ＣＭは、上記の溶接部温度推定最高値信号Ｔcmと上記の下限基準値信号Ｔtaとを比較して、Ｔcm≦ＴtaのときはＨｉｇｈレベルとなる比較信号Ｃｍを出力する。
【００２９】
電流設定修正回路ＤＩＳは、１回の溶接が終了した時点で上記の比較信号ＣｍがＨｉｇｈレベルであったときは電流設定修正信号ΔＩｓに電流増加値Δａを加算して出力する。初期電流設定回路ＩＳは、予め定めた初期溶接電流設定信号Ｉｓを出力する。加算回路ＡＤは、上記の初期溶接電流設定信号Ｉｓと上記の電流設定修正信号ΔＩｓとを加算して、電流制御設定信号Ｉscを出力する。したがって、この電流制御設定信号Ｉscは、第１回目の溶接時はＩsc＝Ｉｓとなり、以後は図１で上述したように、第ｎ−１回目の溶接における溶接部温度推定最高値信号Ｔcmが下限基準値信号Ｔta以下であったときは、ΔＩｓ(n)＝ΔＩｓ(n-1)＋ΔａとなりＩsc＝Ｉｓ＋ΔＩｓ(n)となり第ｎ回目の溶接電流値は増加する。
【００３０】
電流実効値演算回路ＩＲＭは、上記の電流検出信号Ｉｄを入力としてその実効値を演算して、電流実効値信号Ｉrmを出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉscと上記の電流実効値信号Ｉrmとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。駆動回路ＤＶは、この電流誤差増幅信号Ｅｉに従って上記のサイリスタＳＣＲを位相制御するための駆動信号Ｄｖを出力する。
【００３１】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２は、実施の形態１に加えて、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが予め定めた上限基準値Ｔtb以上であったときは溶接電流値を減少させて次の溶接を行う抵抗溶接制御方法である。第１回目の溶接時には予め定めた初期溶接電流値Ｉｓによって溶接を行う。この初期溶接電流値Ｉｓは、上述した被溶接材条件及び溶接条件に応じて予め設定されている。しかし、実施工時は、これらの条件に変動が生じて初期溶接電流値Ｉｓが過大になってしまう場合もあり得る。このような状態での溶接における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは過大となる。そこで、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが予め定めた上限基準値Ｔtb以上であるときには、次の溶接電流値を減少させる。これにより、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが過大となり溶接品質が悪くなるのを防止することができる。
【００３２】
図３は、実施の形態２に係る抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値の最高値Ｔcm及び溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。第ｎ−３回目の溶接中における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは上限基準値Ｔtb以上ではないので、次の第ｎ−２回目の溶接電流値Ｉｗは第ｎ−３回目の溶接時と変化しない。第ｎ−２回目の溶接中における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは上限基準値Ｔtb以上ではないので、次の第ｎ−１回目の溶接電流値Ｉｗは第ｎ−２回目の溶接時と変化しない。第ｎ−１回目の溶接中における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは上限基準値Ｔtb以上となるので、次の第ｎ回目の溶接電流値Ｉｗは第ｎ−１回目の溶接時よりも電流減少値Δｂだけ減少して溶接が行われる。そして第ｎ回目の溶接において溶接電流値Ｉｗを減少させるので、溶接中における溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは再び上限基準値Ｔtb以上ではない状態に復帰し、、次の第ｎ＋１回目の溶接電流値Ｉｗは第ｎ回目の溶接時と変化しない。このように、１回の溶接中の溶接電流値Ｉｗは一定にしたままで、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが適正範囲内に収まるように溶接電流値Ｉｗを制御することができる。上述した溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが上限基準値Ｔtb以上になることは、溶接回数が多くなった状態でも被溶接材条件等の変動によって生じる場合もあり、この場合にも溶接品質を良好に維持することができる。
【００３３】
図４は、実施の形態２を実施するための抵抗溶接装置のブロック図である。同図において上述した図２と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すブロックについて説明する。
【００３４】
基準値設定回路ＴＴは、予め定めた下限基準値Ｔta及び上限基準値Ｔtbの両値を有する基準値信号Ｔｔを出力する。第２比較回路ＣＭ２は、溶接部温度推定最高値信号Ｔcmと基準値信号Ｔｔとを比較して、Ｔcm≦Ｔtaのときはその値が１となり、Ｔcm≧Ｔtbのときはその値が２となる比較信号Ｃｍを出力する。第２電流設定修正回路ＤＩＳ２は、１回の溶接が終了した時点で上記の比較信号Ｃｍが１であったときは電流設定修正信号ΔＩｓに電流増加値Δａを加算し、比較信号Ｃｍが２であったときは電流設定修正信号ΔＩｓから電流減少値Δｂを減算して出力する。すなわち、第ｎ−１回目の溶接における溶接部温度推定最高値信号ＴcmがＴcm≦ＴtaならばΔＩｓ(n)＝ΔＩｓ(n-1)＋Δａとなり、Ｔcm≧ＴtbならばΔＩｓ(n)＝ΔＩｓ(n-1)−Δｂとなる。Ｔta＜Ｔcm＜ＴtbのときはΔＩｓ(n)＝ΔＩｓ(n-1)となる。なお、Δａ＞０かつΔｂ＞０である。
【００３５】
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３は、実施の形態１に加えて、溶接電流値の変化が予め定めた上限電流値Ｉtmに達したときは、溶接電流値を上限電流値Ｉtmに制限すし、警報信号Ａｒを発する抵抗溶接制御方法である。実施の形態１によって溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが下限基準値Ｔta以下になると次の溶接の溶接電流値を増加させて電極磨耗の影響を補償する。この電流増加動作を多数回繰り返すと、溶接電流値はどんどん増加することになる。溶接電流値があまり過大になると、抵抗抵抗装置への負荷が大きくなり過ぎることになる。さらに、溶接電流値が多数回増加して過大になることは、電極磨耗が著しく進行した状態にあることであり、この状態になると溶接電流値を増加させるとかえって大量のチりが発生してナゲットが正常に形成されない。したがって、溶接電流値が予め定めた上限電流値Ｉtmに達したときは、それ以上電流を増加させずに制限し、電極の研磨又は交換時期であることを知らせる警報信号Ａｒを出力することが有益である。警報信号としては、警報用ＬＥＤを点灯させたり、警報音を鳴らしたりしてもよい。また、溶接ラインを管理する上位の制御装置に対してネットワーク等を介して警報信号を発信してもよい。
【００３６】
図５は、実施の形態３に係る抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値の最高値Ｔcm及び溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。第ｎ１回目の溶接時にＴcm≦Ｔtaとなったので、溶接電流値Ｉｗは増加し。再びＴcm＞Ｔtaの適正範囲の中心値近傍に復帰する。その後の溶接の繰り返しに伴って、電極磨耗が進行して溶接部温度推定値の最高値Ｔcmは徐々に小さくなる。そして、第ｎ２回目の溶接においてＴcm≦Ｔtaとなったので、溶接電流値Ｉｗを増加させる。第ｎ３回目の溶接においてもＴcm≦Ｔtaとなり、溶接電流値Ｉｗを増加させる。第ｎ４回目の溶接においてＴcm≦Ｔtaとなるので、溶接電流値Ｉｗを増加させようとするが、既に溶接電流値Ｉｗは上限電流値Ｉtmに達しているので溶接電流値Ｉｗは増加しない。すなわち、Ｉｗ＝Ｉtmで制限される。この制限がかかった時点で警報信号を出力する。この動作によって、第ｎ４回目以降の溶接においてＴcm≦Ｔtaとなるが、溶接電流値Ｉｗが過大になったときのように正常なナゲットが形成されない異常状態に陥ることはない。
【００３７】
図６は、実施の形態３を実施するための抵抗溶接装置のブロック図である。同図において上述した図２と同一のブロックには同一の符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すブロックについて説明する。電流設定制限回路ＩＳＭは、電流制御設定信号Ｉscの値が予め定めた上限電流値Ｉtm以上になったときはＩtmに制限して、電流設定制限信号Ｉsmを出力する。したがって、Ｉsc＜ＩtmのときはＩsm＝Ｉscとなり、Ｉsc≧ＩtmのときはＩsm＝Ｉtmとなる。また、同時に、電流設定制限回路ＩＳＭは、Ｉsc≧Ｉtmのときには警報信号Ａｒを出力する。
【００３８】
［実施の形態４］
本発明の実施の形態４は、第ｎ回目の溶接から第ｎ＋ｍ回目の溶接の期間中において、実施の形態１記載の動作によって溶接電流値を増加させ、実施の形態１記載の動作による溶接電流値の増加が１回もなかったときは第ｎ＋ｍ回目の溶接電流値を増加させる抵抗溶接制御方法である。以下、図７を参照して説明する。
【００３９】
図７は、実施の形態４に係る抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値の最高値Ｔcm及び溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。図９で上述したように、ステップＳＴ１〜ＳＴ４の４期間に分けて溶接電流変化パターンを予め設定している。ステップＳＴ１期間中は予め定めた溶接電流値Ｉｗで溶接を行い、そのときの溶接部温度推定値の最高値Ｔcmが下限基準値Ｔta以下かを監視する（実施の形態１の動作）。ステップＳＴ１期間中に１回もＴcm≦Ｔtaにならなかったので、ステップＳＴ２の開始時に溶接電流値Ｉｗを増加させる。ステップＳＴ２期間中も溶接を繰り返すので電極磨耗が進行して、Ｔcmは次第に小さくなり、ついにはＴcm≦Ｔtaとなる。この時点で、溶接電流値Ｉｗを増加させる。そして、ステップＳＴ３の開始時点では、上述したようにすでに溶接電流値Ｉｗは増加しているので、この時点では増加させない。すなわち、ステップＳＴ３の開始時点で予定していた溶接電流値Ｉｗの増加を、Ｔcm≦Ｔtaの時点で前倒しして実施したことになる。ステップＳＴ３期間中もＴcm≦Ｔtaの時点で溶接電流値Ｉｗを増加させて、ステップＳＴ４開始時に予定していた増加を前倒ししている。これによって、溶接電流変化パターンを被溶接材条件等に応じて厳密に設定しなくてもラフな設定でも、溶接部温度推定値の最高値Ｔcmの監視によって適正なタイミングで溶接電流値Ｉｗを増加させることができる。
【００４０】
図８は、実施の形態４を実施するための抵抗溶接装置のブロック図である。同図において上述した図２と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すブロックについて説明する。
【００４１】
ステップ制御回路ＳＴは、溶接回数が次ステップの開始回数ご達した時点又は比較信号がＨｉｇｈレベルになった時点で、次のステップに対応したステップ信号Ｓｔを出力する。例えば、ステップＳＴ１期間中はステップ信号Ｓｔ＝１とし、ステップＳＴ２期間中はステップ信号Ｓｔ＝２とし、ステップＳＴ３期間中はステップ信号Ｓｔ＝３とし、ステップＳＴ４期間中はステップ信号Ｓｔ＝４とする。Ｔcm≦Ｔtaの時点で前倒ししてステップを次に移行させる動作を行う。溶接電流変化パターン設定回路ＩＳＰは、溶接電流変化パターンを予め記憶し、上記のステップ信号Ｓｔに応じた値の電流制御設定信号Ｉscを出力する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態１に係る抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値の最高値Ｔcm及び溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。
【図２】実施の形態１に係る抵抗溶接装置のブロック図である。
【図３】実施の形態２に係る抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値の最高値Ｔcm及び溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。
【図４】実施の形態２に係る抵抗溶接装置のブロック図である。
【図５】実施の形態３に係る抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値の最高値Ｔcm及び溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。
【図６】実施の形態３に係る抵抗溶接装置のブロック図である。
【図７】実施の形態４に係る抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値の最高値Ｔcm及び溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。
【図８】実施の形態４に係る抵抗溶接装置のブロック図である。
【図９】従来技術における抵抗溶接制御方法を示す溶接電流値Ｉｗの溶接回数変化図である。
【図１０】従来技術２における抵抗溶接制御方法を示す溶接部温度推定値Ｔｃ及び溶接電流値Ｉｗの時間経過図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ、１ｂ        電極
２            被溶接材
ＡＣ            商用交流電源
ＡＤ            加算回路
Ａｒ            警報信号
ＣＭ            比較回路
Ｃｍ            比較信号
ＣＭ２            第２比較回路
ＤＩＳ            電流設定修正回路
ＤＩＳ２          第２電流設定修正回路
ＤＶ            駆動回路
Ｄｖ            駆動信号
ＥＩ            電流誤差増幅回路
Ｅｉ            電流誤差増幅信号
ＩＤ            電流検出回路
Ｉｄ            電流検出信号
ＩＲＭ            電流実効値演算回路
Ｉrm            電流実効値信号
ＩＳ            初期電流設定回路
Ｉｓ            初期溶接電流設定（値／信号）
Ｉsc            電流制御設定信号
ＩＳＭ            電流設定制限回路
Ｉsm            電流設定制限信号
ＩＳＰ            溶接電流変化パターン設定回路
Ｉtm            上限電流値
Ｉｗ            溶接電流
ＳＣＲ            サイリスタ
ＳＴ            ステップ制御回路
Ｓｔ            ステップ信号
ＳＴ１〜ＳＴ４        ステップ
ＴＣ            溶接部温度推定値演算回路
Ｔｃ            溶接部温度推定値（信号）
ＴＣＭ            溶接部温度推定最高値検出回路
Ｔcm            溶接部温度推定値の最高値
Ｔcm            溶接部温度推定最高値信号
Ｔｐ            温度変化目標パターン
ＴＲ            変圧器
ＴＴ            基準値設定回路
Ｔｔ            基準値信号
ＴＴＡ            下限基準値設定回路
Ｔta            下限基準値（信号）
Ｔtb            上限基準値
ＶＤ            電圧検出回路
Ｖｄ            電圧検出信号
Ｖｗ            溶接電圧
Δａ            電流増加値
Δｂ            電流減少値
ΔＩs            電流設定修正信号
ΔＴ            温度偏差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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