(57)【要約】【課題】  電極間に挟まれるワークの抵抗値を正確に把握できるようにして、適正な溶接電流を求められるようにすることを目的とする。【解決手段】  本発明に係る抵抗溶接方法は、複数の板状のワークＷを一対の電極１４，１５で表裏から挟み、それらの電極１４，１５でワークＷを加圧した状態で電極１４，１５間に溶接電流を流し、ワークＷの溶接を行なう抵抗溶接方法であって、電極１４，１５間にワークＷを挟まない状態で、両電極１４，１５を直接的に接触させて、電極１４，１５間の電気抵抗を求めるオフセット抵抗値の測定工程と、ワークＷの溶接時における電極１４，１５間の電気抵抗を求める溶接時の総抵抗値の測定工程と、溶接時の総抵抗値からオフセット抵抗値を減じて電極１４，１５間のワークＷの抵抗値を求め、ワークＷの抵抗値に基づいて溶接電流を決定する工程とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板状のワークを一対の電極で表裏から挟み、それらの電極で前記ワークを加圧した状態で前記電極間に溶接電流を流し、前記ワークの溶接を行なう抵抗溶接方法であって、
前記電極間にワークを挟まない状態で、両電極を直接的に接触させて、前記電極間の電気抵抗を求めるオフセット抵抗値の測定工程と、
前記ワークの溶接時における前記電極間の電気抵抗を求める溶接時の総抵抗値の測定工程と、
前記溶接時の総抵抗値から前記オフセット抵抗値を減じて前記電極間のワークの抵抗値を求め、前記ワークの抵抗値に基づいて溶接電流を決定する工程と、
を有することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載された抵抗溶接方法であって、
前記オフセット抵抗値の測定工程は、ワークを加圧する電極先端部分を交換する度に実施されることを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された抵抗溶接方法であって、
前記オフセット抵抗値が設定範囲から外れた場合には、報知手段により抵抗異常が報知されることを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された抵抗溶接方法であって、
前記オフセット抵抗値は、両電極を直接的に接触させた状態で、前記電極間に一定電流を流し、それらの電極間の電圧を測定し、その電圧値と前記電流値とに基づいて求めることを特徴とする抵抗溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の板状のワークを一対の電極で表裏から挟み、それらの電極で前記ワークを加圧した状態で前記電極間に溶接電流を流し、前記ワークの溶接を行なう抵抗溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した抵抗溶接方法としては種々のものが提案されている。
例えば、特許文献１に記載の抵抗溶接方法では、図５に示すように、溶接時に電極１０１，１０２間の電圧を測定することで、その電極１０１，１０２間の抵抗を求め、その抵抗値に基づいて溶接電流を設定するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４１４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記抵抗溶接方法で測定される溶接時の電極１０１，１０２間の抵抗値Ｒｗは、電極１０１，１０２自身の抵抗値（オフセット抵抗値Ｒｏｆ）と、それらの電極１０１，１０２間に挟まれるワークＷの抵抗値Ｒｓとの総和である。一般的に、抵抗溶接ではワークＷに供給する熱量（Ｑ＝ＲｓＩ2）がほぼ一定になるように溶接電流Ｉを設定するため、ワークＷの抵抗値Ｒｓを正確に把握する必要がある。ワークＷの抵抗値Ｒｓは、溶接時の電極１０１，１０２間の抵抗値Ｒｗ（以下、総抵抗値Ｒｗという）からオフセット抵抗値Ｒｏｆを減じた値に等しい。このため、オフセット抵抗値Ｒｏｆがほぼ一定であれば、総抵抗値Ｒｗを求めることでワークＷの抵抗値Ｒｓを把握することができる。
しかし、電極用の冷却水温度が外気温により変化して、この結果、電極１０１，１０２の温度が変化すると、前記オフセット抵抗値Ｒｏｆは変動するようになる。このため、上記したように総抵抗値Ｒｗを求めるだけでは、ワークＷの抵抗値Ｒｓを正確に把握できず、適正な溶接電流Ｉを求めることは困難である。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、電極間に挟まれるワークの抵抗値を正確に把握できるようにして、適正な溶接電流を求めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、複数の板状のワークを一対の電極で表裏から挟み、それらの電極で前記ワークを加圧した状態で前記電極間に溶接電流を流し、前記ワークの溶接を行なう抵抗溶接方法であって、前記電極間にワークを挟まない状態で、両電極を直接的に接触させて、前記電極間の電気抵抗を求めるオフセット抵抗値の測定工程と、前記ワークの溶接時における前記電極間の電気抵抗を求める溶接時の総抵抗値の測定工程と、前記溶接時の総抵抗値から前記オフセット抵抗値を減じて前記電極間のワークの抵抗値を求め、前記ワークの抵抗値に基づいて溶接電流を決定する工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、溶接時の総抵抗値とオフセット抵抗値とをそれぞれ求め、その総抵抗値からオフセット抵抗値を減じることで、電極間のワークの抵抗値を求めるようにしている。このため、電極の磨耗や外気温の変動等からオフセット抵抗値が変化しても、電極間のワークの抵抗値（Ｒｓ）を正確に求めることができる。したがって、ワークに対して一定熱量（Ｑｃ＝Ｒｓ×Ｉ2）を供給する場合の適正な溶接電流Ｉを求めることができるようになる。
【０００８】
請求項２の発明によると、オフセット抵抗値の測定工程（以下、オフセット抵抗値の測定）は、ワークを加圧する電極先端部分を交換する度に実施されることを特徴とする。
一般的に、ワークを加圧する電極先端部分の交換は数時間毎に行なわれるため、オフセット抵抗値の測定も数時間毎に行なわれる。このため、オフセット抵抗値を測定した後、次の測定までの間に、オフセット抵抗値が外気温の変動等の影響をほとんど受けることがない。
【０００９】
請求項３の発明によると、オフセット抵抗値が設定範囲から外れた場合には、報知手段により抵抗異常が報知されるため、不適正な溶接電流で溶接が継続されるような不具合が生じない。
請求項４の発明によると、オフセット抵抗値は、両電極を直接的に接触させた状態で、前記電極間に一定電流を流し、それらの電極間の電圧を測定し、その電圧値と前記電流値とに基づいて求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、電極間に挟まれるワークの抵抗値を正確に求めることができるため、ワークに対して一定熱量を供給する場合の適正な溶接電流を設定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［実施形態１］
以下、図１〜図４に基づいて、本発明の実施形態１に係る抵抗溶接方法の説明を行う。ここで、図１は抵抗溶接機による板状ワークの溶接時の様子を表す側面図、図２はオフセット抵抗値の測定状態を表す側面図等である。図３はオフセット抵抗値の測定手順を表すフローチャート、図４は本実施形態に係る抵抗溶接方法を実施するための抵抗溶接機の全体模式図及び電気回路図である。
【００１２】
＜抵抗溶接機の概要＞
先ず、本実施形態  に係る抵抗溶接方法を実施するための抵抗溶接機１０の概要について説明する。
抵抗溶接機１０は、図４（Ｂ）に示すように、溶接トランス１３の一次コイル１３ｅに商用周波数の交流電圧Ｅを印加するための一次回路１１と、溶接トランス１３の二次コイル１３ｐに誘導された二次電圧を一対の電極１４，１５に加える二次回路１２とを備えている。一次回路１１には、一対のサイリスタからなる開閉器１６が設けられている。また、二次回路１２には、溶接時に溶接電流Ｉを検出するための電流検出器１７が設けられている。
【００１３】
抵抗溶接機１０は、図４（Ａ）に示すように、支持架台２２を備えており、その支持架台２２の先端に一方の電極１５が固定されている。また、抵抗溶接機１０は加圧装置２４を備えており、その加圧装置２４の押圧軸２３の先端に他方の電極１４が一方の電極１５と同軸状態で固定されている。そして、加圧装置２４の動作で押圧軸２３が軸方向に移動すると、一方の電極１５に対して他方の電極１４が接離するようになる。
板状のワークＷの溶接では、先ず、加圧装置２４が動作し、両電極１４，１５間に、図１、図４（Ｂ）に示すように、板状のワークＷが挟まれて、所定の押圧力で加圧される。この状態で、開閉器１６がオンして、二次回路１２に溶接電流Ｉが流れ、電極１４，１５間で板状のワークＷの溶接が行なわれる。
【００１４】
＜抵抗溶接機の電極＞
抵抗溶接機１０の電極１４，１５には、図１に示すように、先端部分にキャップ状をした銅製のチップ１４ｃ，１５ｃが装着されており、それらのチップ１４ｃ，１５ｃ間で前記ワークＷが挟まれるように構成されている。チップ１４ｃ，１５ｃは、交換が可能な構成で電極１４，１５に装着されており、その内側に冷却水が通されるようになっている。また、各々の電極１４，１５には、後記するように、抵抗の検出に使用されるリード線１４ｅ，１５ｅが電気的に接続されている。
即ち、チップ１４ｃ，１５ｃが本発明の電極先端部分に相当する。
【００１５】
＜抵抗溶接方法＞
次に、上記した抵抗溶接機１０を使用する本実施形態に係る抵抗溶接方法について説明する。
本実施形態に係る抵抗溶接方法では、先ず、オフセット抵抗値Ｒｏｆの測定が行なわれる。オフセット抵抗値Ｒｏｆとは、図２に示すように、一方の電極１５（チップ１５ｃ）と他方の電極１４（チップ１４ｃ）とを当接させ、溶接時の様に加圧した状態における電極１５のリード線１５ｅと電極１４のリード線１４ｅ間の抵抗値をいう。オフセット抵抗値Ｒｏｆの測定は、図３に示すフローチャートの手順に従って実行される。
先ず、オフセット抵抗測定ボタンが押されると（ステップＳ１０１）、加圧装置２４が押圧軸２３を押し出す方向に動作し、他方の電極１４のチップ１４ｃが一方の電極１５のチップ１５ｃに対して所定の押圧力で押し付けられる。この状態で、抵抗溶接機１０の二次回路１２に電流Ｉｏが流され、一方の電極１５と他方の電極１４のリード線１４ｅ，１５ｅ間の電圧Ｖｏが測定される。そして、電圧Ｖｏと電流Ｉｏとに基づいてオフセット抵抗値Ｒｏｆ（Ｒｏｆ＝Ｖｏ÷Ｉｏ）が求められる（ステップＳ１０２）。
【００１６】
このようにして、一回目のオフセット抵抗値Ｒｏｆの測定が終了すると、加圧装置２４が押圧軸２３を収納する方向に動作して、他方の電極１４のチップ１４ｃが一方の電極１５のチップ１５ｃから離される。次に、上記した手順と同様の手順で二回目のオフセット抵抗値Ｒｏｆの測定が実施される。このようにして、オフセット抵抗値Ｒｏｆの測定が所定回数だけ実施されると（ステップＳ１０３  ＹＥＳ）、測定されたオフセット抵抗値Ｒｏｆが監視幅以内にあるか、即ち、許容範囲内にあるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。オフセット抵抗値Ｒｏｆが許容範囲内にある場合には（ステップＳ１０４  ＹＥＳ）、それらのオフセット抵抗値Ｒｏｆの平均値がオフセット抵抗値Ｒｏｆとして記憶、又は表示される（ステップＳ１０５）。また、オフセット抵抗値Ｒｏｆが許容範囲内にない場合には（ステップＳ１０４  ＮＯ）、オフセット抵抗値Ｒｏｆが異常と判定され（ステップＳ１０６）、それが報知される。オフセット抵抗値Ｒｏｆが異常と判定された場合には、例えば、チップ１４ｃ，１５ｃの交換等が行なわれる。
即ち、ステップＳ１０６の処理が本発明の報知手段に相当する。
【００１７】
オフセット抵抗値Ｒｏｆの測定が終了すると、次に、図１に示すように、一方の電極１５（チップ１５ｃ）と他方の電極１４（チップ１４ｃ）との間にワークＷを挟んだ状態における電極１５のリード線１５ｅと電極１４のリード線１４ｅ間の抵抗値Ｒｗ（総抵抗値Ｒｗ）が測定される。
総抵抗値Ｒｗの測定は、ワークＷを溶接する際に、一方の電極１５と他方の電極１４とのリード線１４ｅ，１５ｅ間の電圧Ｖｗを測定することにより行なう。即ち、総抵抗値Ｒｗは、電圧Ｖｗ÷溶接電流Ｉによって求められる。
ここで、総抵抗値Ｒｗは、電極１４，１５自身の抵抗値（オフセット抵抗値Ｒｏｆ）と、それらの電極１４，１５間に挟まれるワークＷの抵抗値Ｒｓとの総和である。
このため、総抵抗値Ｒｗからオフセット抵抗値Ｒｏｆを減じることで、ワークＷの抵抗値Ｒｓを求めることができる。
このようにしてワークＷの抵抗値Ｒｓが求められると、ワークＷに供給する熱量（Ｑ＝ＲｓＩ2）がほぼ一定になるように溶接電流Ｉを決定し、その溶接電流ＩでワークＷの溶接が実施される。
ここで、オフセット抵抗値Ｒｏｆの測定は、チップ１４ｃ，１５ｃを交換する度に（通常、約二時間に一回）実施される。
【００１８】
＜本実施形態に係る抵抗溶接方法の利点＞
本実施形態に係る抵抗溶接方法によると、溶接時の総抵抗値Ｒｗとオフセット抵抗値Ｒｏｆとをそれぞれ求め、その総抵抗値Ｒｗからオフセット抵抗値Ｒｏｆを減じることで、電極１４，１５間のワークＷの抵抗値Ｒｓを求めるようにしている。このため、冷却水温度の変動等からオフセット抵抗値Ｒｏｆが変化しても、ワークＷの抵抗値Ｒｓを正確に求めることができる。したがって、ワークに対して一定熱量（Ｑｃ＝Ｒｓ×Ｉ2）を供給する場合の適正な溶接電流Ｉを求めることができるようになる。
また、オフセット抵抗値Ｒｏｆの測定は、ワークＷを加圧するチップ１４ｃ，１５ｃを交換する度に（数時間毎に）実施されるため、オフセット抵抗値Ｒｏｆを測定した後、次の測定までの間に、オフセット抵抗値Ｒｏｆが外気温の変動等の影響をほとんど受けることがない。
また、オフセット抵抗値Ｒｏｆが設定範囲から外れた場合には、報知手段により抵抗異常が報知されるため、不適正な溶接電流で溶接が継続されるような不具合が生じない。
【００１９】
＜抵抗溶接方法の変更例＞
上記したように、本実施形態では、チップ１４ｃ，１５ｃを交換する度にオフセット抵抗値Ｒｏｆを測定する例を示したが、所定の溶接回数毎に前記オフセット抵抗値Ｒｏｆを測定することも可能である。また、電極１４，１５の冷却水温度を監視しておき、冷却水温度の変動が大きい場合にはオフセット抵抗値Ｒｏｆの測定回数を増加させることも可能である。
さらに、本実施形態では、抵抗溶接機１０の二次回路１２に電流を流し、電極１４，１５のリード線１４ｅ，１５ｅ間の電圧を測定することで、計算によりオフセット抵抗値Ｒｏｆを求める例を示したが、例えば、抵抗計を使用して直接的にオフセット抵抗値Ｒｏｆを求めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】抵抗溶接機によるワークの溶接時の様子を表す側面図である。
【図２】オフセット抵抗値の測定状態を表す側面図である。
【図３】オフセット抵抗値の測定手順を表すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る抵抗溶接方法を実施するための抵抗溶接機の全体模式図及び電気回路図である。
【図５】従来の抵抗溶接機の電気回路図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｗ      ワーク
１４    電極
１４ｃ  チップ（電極先端部分）
１５    電極
１５ｃ  チップ（電極先端部分）
Ｒｏｆ  オフセット抵抗値
Ｒｗ    総抵抗値
Ｒｓ    ワークの抵抗値
【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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