(57)【要約】【課題】溶接ガンの一対の電極５ａ、５ｂによってワーク６を加圧・通電して溶接し、前記一対の電極５ａ、５ｂが多数回の溶接によって消耗したときは前記一対の電極５ａ、５ｂを研磨した後に溶接を再開する抵抗溶接方法において、電極５ａ、５ｂが正常に研磨されなかった場合でもそのまま溶接が続行されるために、溶接品質が悪くなる。【解決手段】本発明は、前記電極５ａ、５ｂの研磨を行うごとに、前記ワーク６を保持しない状態で前記一対の電極５ａ、５ｂを接触・加圧してテスト通電し、このテスト通電中の電極間電圧値ｖｅ及び溶接電流値ｉｗから電極間抵抗値Ｒｅ＝ｖｅ／ｉｗを算出し、この電極間抵抗値Ｒｅが予め定めた基準抵抗値Ｒｓを超えたときは電極研磨異常と判別して警報ＡＲを発する電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ガンの一対の電極によってワークを加圧・通電して溶接し、前記一対の電極が多数回の溶接によって消耗したときは前記一対の電極を研磨した後に溶接を再開する抵抗溶接方法において、
前記電極の研磨を行うごとに、前記ワークを保持しない状態で前記一対の電極を接触・加圧してテスト通電し、このテスト通電中の電極間電圧値及び溶接電流値から電極間抵抗値を算出し、この電極間抵抗値が予め定めた基準抵抗値を超えたときは電極研磨異常と判別して警報を発することを特徴とする電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法。
【請求項２】
電極研磨異常を判別したときは再び一対の電極の研磨を行う請求項１記載の電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法。
【請求項３】
一対の電極を交換するごとにテスト通電を行い初期電極間抵抗値を算出し、この初期電極間抵抗値に応じて基準抵抗値を自動設定する請求項１又は請求項２記載の電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗溶接方法に関し、特に、電極研磨の異常判別機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抵抗溶接では、溶接ガンの先端に取り付けられた一対の電極によってワークを加圧し通電することによって溶接を行う。電極は、溶接を繰り返すことによって次第にその接触面が消耗して変形するために、ワークとの接触状態が悪くなり、この結果、溶接部の品質が悪くなる。このために、数百回の溶接を行った後は、電極を研磨機によって研磨して表面状態を元の良好な状態に戻している。以下、従来技術の電極研磨方法について説明する。
【０００３】
図６は、抵抗溶接装置のブロック図である。サイリスタ２は、商用交流電源１を入力として、後述する定電流制御信号Ｃｃに従って出力制御する。変圧器３は、抵抗溶接に適した電圧値に降圧する。一対のアーム４ａ、４ｂの先端には一対の電極５ａ、５ｂが取り付けられる。ワーク６は、この一対の電極５ａ、５ｂによって加圧・通電されて溶接される。
【０００４】
電流検出回路ＩＤは、交流の溶接電流ｉｗを検出して電流検出信号ｉｄを出力する。電流設定回路ＩＳは、所望値の電流設定信号Ｉｓを出力する。定電流制御回路ＣＣは、上記の電流検出信号ｉｄの実効値と上記の電流設定信号Ｉｓとが等しくなるように定電流制御信号Ｃｃを出力する。したがって、溶接電流ｉｗの実効値が電流設定信号Ｉｓの値になるように定電流制御される。
【０００５】
図７は、電極研磨動作を含む抵抗溶接方法を示すフローチャートである。以下、同図を参照して説明する。
【０００６】
ステップＳＴ１において、溶接ガンを移動して溶接個所を電極によって加圧・通電して抵抗溶接を行う。ステップＳＴ２において、これまでの溶接回数が予め定めた研磨回数Ｎｃ又は予め定めた溶接終了回数Ｎｅに達したかを判別して、研磨回数Ｎｃに達していないときはステップＳＴ１に戻り溶接を続行し、研磨回数Ｎｃに達したときはステップＳＴ３へ進み、溶接終了回数Ｎｅに達したときは溶接を終了する。ステップＳＴ３において、研磨機によって電極の研磨を行い、ステップＳＴ１に戻る。上記の動作によって、溶接回数が研磨回数Ｎｃに達するごとに電極の研磨を行い、この良好な電極によって溶接が行われる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１４１７５０号公報
【特許文献２】
特開平９−２４８６７９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、研磨回数Ｎｃごとに電極を研磨して良好な表面状態に戻している。しかし、電極の研磨機への挿入状態、研磨機の刃の状態等によっては、電極表面が却っていびつに変形することがときどき発生する。この研磨異常が発生すると、電極とワークとの接触状態が著しく悪くなるために、適正なナゲット径が形成されなかったり、散りが大量に発生したりして、溶接欠陥に至ることがある。
【０００９】
そこで、本発明では、電極研磨異常を判別することができる電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、溶接ガンの一対の電極によってワークを加圧・通電して溶接し、前記一対の電極が多数回の溶接によって消耗したときは前記一対の電極を研磨した後に溶接を再開する抵抗溶接方法において、
前記電極の研磨を行うごとに、前記ワークを保持しない状態で前記一対の電極を接触・加圧してテスト通電し、このテスト通電中の電極間電圧値及び溶接電流値から電極間抵抗値を算出し、この電極間抵抗値が予め定めた基準抵抗値を超えたときは電極研磨異常と判別して警報を発することを特徴とする電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法である。
【００１１】
また、請求項２の発明は、電極研磨異常を判別したときは再び一対の電極の研磨を行う請求項１記載の電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法である。
【００１２】
また、請求項３の発明は、一対の電極を交換するごとにテスト通電を行い初期電極間抵抗値を算出し、この初期電極間抵抗値に応じて基準抵抗値を自動設定する請求項１又は請求項２記載の電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図において、上述した図６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６とは異なる点線で示すブロックについて同図を参照して説明する。
【００１５】
電圧検出回路ＶＤは、電圧検出線７ａ、７ｂによって電極間電圧ｖｅを検出して、電圧検出信号ｖｄを出力する。電極間抵抗値算出回路ＲＥは、電流検出信号ｉｄ及び上記の電圧検出信号ｖｄを入力して、図２で後述するように、電極間抵抗値算出信号Ｒｅ＝ｖｄ／ｉｄを出力する。電極研磨異常判別回路ＫＩは、上記の電極間抵抗値算出信号Ｒｅが予め定めた基準抵抗値Ｒｓを超えたことによって電極研磨異常を判別して、電極研磨異常信号Ｋｉを出力する。警報回路ＡＲは、上記の電極研磨異常信号Ｋｉが入力されると警報を発する。警報の発し方は、例えば、異常表示灯を点灯する方法、外部出力端子に異常信号を出力する方法等がある。
【００１６】
図２は、電極間電圧ｖｅ及ぶ溶接電流ｉｗの波形図である。同図に示すように、位相角９０°のときに溶接電流ｉｗの変化率ｄｉ／ｄｔが零となり電圧検出線にインダクタンスによる誘導電圧が重畳しないので、正確な電極間電圧値ｖｅを計測することができる。この位相角９０°のとき、溶接電流ｉｗ＝ｉ１であり、電極間電圧ｖｅ＝ｖ１であるので、電極間抵抗値Ｒｅ＝ｖ１／ｉ１によって算出することができる。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態１に係る電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を示すフローチャートである。以下、同図を参照して説明する。
【００１８】
ステップＳＴ１において、所定溶接個所の抵抗溶接を行う。ステップＳＴ２において、溶接回数が予め定めた研磨回数Ｎｃ又は溶接終了回数Ｎｅに達したかを判別して、研磨回数Ｎｃ未満のときはステップＳＴ１に戻り溶接を続行し、研磨回数Ｎｃに達したときはステップＳＴ３に進み、溶接終了回数Ｎｅに達したときは溶接を終了する。
【００１９】
ステップＳＴ３において、電極の研磨を行う。ステップＳＴ４において、ワークを挟持しない状態で両電極を接触・加圧してテスト通電し、このテスト通電中の溶接電流ｉｗ及び電極間電圧ｖｅを検出して、上述した図１の電極間抵抗値算出回路ＲＥによる上述した図２の算出方法によって、電極間抵抗値Ｒｅ＝ｖｅ／ｉｗを算出する。ステップＳＴ５において、電極間抵抗値Ｒｅが予め定めた基準抵抗値Ｒｓを超えているかによって電極研磨異常の判別を行い、ＮＯ（異常でない）のときはステップＳＴ１に戻り、ＹＥＳ（異常）のときはステップＳＴ６へ進む。ステップＳＴ６において、電極研磨異常の警報を発して溶接を終了する。
【００２０】
上記において、電極研磨が正常に行われたときの電極間抵抗値Ｒｅは、例えば５０μΩ程度であり、電極研磨が異常のときの電極間抵抗値Ｒｅは６０μΩ以上になる。したがってこの場合、上記の基準抵抗値Ｒｓを５５μΩに設定することによって電極研磨異常を判別することができる。これらの値は、電極の材質、形状等によって異なるので、基準抵抗値Ｒｓは電極の種類に応じて予め実験によって求めた適正値に設定する必要がある。
【００２１】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係る電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を示すフローチャートである。同図において、上述した図３と同一のステップには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図３とは異なる点線で示すステップＳＴ６１について説明する。
【００２２】
ステップＳＴ６１においては、ステップＳＴ５によって電極研磨異常が判別されると警報を発し、ステップＳＴ３に戻す。これによって、電極研磨異常のときは再び電極研磨を行い電極を正常な状態に修復する。この動作は、電極間抵抗値が基準抵抗値以下になり正常状態に戻るまで繰り返し行われる。上述した実施の形態１では、電極研磨異常が判別されると警報を発して溶接を中断していた。これに対して実施の形態２では、電極研磨異常が判別されると、再び電極研磨動作を行う点が異なっている。これによって、溶接生産ラインを停止することなく、電極を正常な状態に修復した上で、溶接を継続して行うことができる。
【００２３】
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３に係る電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を示すフローチャートである。同図において、上述した図３と同一のステップには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図３とは異なる点線で示すステップＳＴ７及びＳＴ８について説明する。
【００２４】
ステップＳＴ７において、電極が交換されたときは、ワークを挟持しない状態で両電極を接触・加圧してテスト通電を行い、上述した図１の電極間抵抗値算出回路ＲＥによる図２で上述した算出方法によって、初期電極間抵抗値Ｒｅ０を算出する。ステップＳＴ８において、この初期電極間抵抗値Ｒｅ０に基づいて予め定めた関数に従って基準抵抗値Ｒｓを自動設定する。この設定方法については、例えば、Ｒｓ［μΩ］＝Ｒｅ０＋１０、Ｒｓ＝Ｒｅ０×１．１等のように予め定めた関数によって設定する。したがって、実施の形態３では、上述した実施の形態１のように電極の種類に応じて基準抵抗値Ｒｓを予め実験によって求める必要がなく、上記のステップＳＴ７及び８の動作によって基準抵抗値Ｒｓくを自動設定することができる。上記においては、実施の形態１に初期電極間抵抗値を設定するステップＳＴ７及び８を追加したが、図４の実施の形態２に追加する場合も同様である。また、上した実施の形態は単相交流式抵抗溶接装置の場合について説明したが、インバータ式抵抗溶接装置の場合についても同様である。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法によれば、電極研磨後に研磨状態に異常がないかを判別するので、常に電極が正常状態で溶接を行うことができ、良好な溶接品質を得ることができる。
【００２６】
請求項２記載の電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法によれば、電極研磨後に異常が判別されると再び電極研磨を行うことによって電極を正常状態に自動修復することができるので、電極を正常状態に修復するために溶接生産ラインを停止する必要がなく生産効率が向上する。
【００２７】
請求項３記載の電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法によれば、電極研磨の異常を判別するための基準抵抗値を、電極交換後のテスト通電によって自動設定することができるので、基準抵抗値を予め実験によって求める手間が省ける。さらに、電極の種類に応じて適正値に自動設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を実施するための溶接装置のブロック図である。
【図２】電極間抵抗値の算出方法を説明するための溶接電流ｉｗ及び電極間電圧ｖｅの波形図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を示すのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３に係る電極研磨異常判別機能付加抵抗溶接方法を示すフローチャートである。
【図６】従来技術の抵抗溶接装置のブロック図である。
【図７】従来技術における抵抗溶接方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１            商用交流電源
２            サイリスタ
３            変圧器
４ａ、４ｂ        アーム
５ａ、５ｂ        電極
６            ワーク
７ａ、７ｂ        電圧検出線
ＣＣ            定電流制御回路
Ｃｃ            定電流制御信号
ＩＤ            電流検出回路
ｉｄ            電流検出信号
ＩＳ            電流設定回路
Ｉｓ            電流設定信号
ｉｗ            溶接電流
ＫＩ            電極研磨異常判別回路
Ｋｉ            電極研磨異常信号
Ｎｃ            研磨回数
Ｎｅ            溶接終了回数
ＲＥ            電極間抵抗値算出回路
Ｒｅ            電極間抵抗値（算出信号）
Ｒｅ０            初期電極間抵抗値
Ｒｓ            基準抵抗値
ＶＤ            電圧検出回路
ｖｄ            電圧検出信号
ｖｅ            電極間電圧
【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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