(57)【要約】【課題】検出荷重の追従制御が高速かつ的確に行われる電動加圧式抵抗溶接機を実現。【解決手段】被溶接物８を一対の溶接電極２２，２４で挟んで加圧しながら通電して溶接するに際し、その加圧荷重Ｐを荷重検出部材４２にて検出するとともに、加圧荷重Ｐが目標荷重Ｐ０になるよう制御部５０が電動モータ４１の動作を制御して可動電極２４を移動させる電動加圧式抵抗溶接機において、荷重検出部材４２と制御部５０と電動モータ４１とを、加圧荷重Ｐの変動のうち通電時間（ｔ２−ｔ１）より桁違いに周期の短い短周期変動に追従しうるよう高速化し、荷重検出部材４２を、電極ホルダ２１に接して設け且つ電極ホルダ２１に関して固定電極２２の反対側に配置する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接物を一対の溶接電極で挟んで加圧しながら通電して溶接するに際し、その加圧荷重を荷重検出部材にて検出するとともに、前記加圧荷重が目標荷重になるよう制御部が電動モータの動作を制御して前記溶接電極を移動させる電動加圧式抵抗溶接機において、前記荷重検出部材と前記制御部と前記電動モータとが、前記加圧荷重の変動のうち通電時間より桁違いに周期の短い短周期変動に追従しうるよう高速化されており、前記荷重検出部材が、前記溶接電極を直に保持する電極ホルダに接して設けられ且つ前記電極ホルダに関して前記溶接電極の反対側に配置されていることを特徴とする電動加圧式抵抗溶接機。
【請求項２】
前記溶接電極の変位量を検出する変位量検出部材が装備され、前記変位量の変動に対する前記加圧荷重の変化を仮にスプリングで調整したときの動作特性を数値演算にて模擬することで前記加圧荷重と前記変位量とから前記目標荷重を算出する加圧調整モデル演算手段が前記制御部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の電動加圧式抵抗溶接機。
【請求項３】
バネ力とバネ感度とを含む加圧調整パラメータを前記加圧調整モデル演算手段に設定するパラメータ設定手段が前記制御部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の電動加圧式抵抗溶接機。
【請求項４】
前記パラメータ設定手段が加圧調整パラメータを複数保持していて何れかのパラメータを選出して前記加圧調整モデル演算手段に設定するようになっていることを特徴とする請求項３記載の電動加圧式抵抗溶接機。
【請求項５】
前記荷重検出部材が前記電極ホルダそれぞれに設けられ、前記制御部が前記加圧荷重について平均値を算出して用いるようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載された電動加圧式抵抗溶接機。
【請求項６】
前記溶接電極の電流を検出する電流検出部材が装備され、前記制御部が前記電流の変動に対する前記加圧荷重の変化を数値演算にて予測して制御量を調節するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載された電動加圧式抵抗溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被溶接物を一対の溶接電極で挟んで加圧しながら通電して溶接する加圧式抵抗溶接機に関し、詳しくは、溶接電極を移動させる駆動源を兼ねる加圧源に電動モータを採用したうえで、その加圧荷重が目標荷重になるよう電動モータの動作を制御する電動加圧式抵抗溶接機に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧式抵抗溶接機の加圧源兼駆動源にエアシリンダ等を用いたものは（例えば特許文献１参照）設備費が嵩むうえシリンダ速度が遅いので、駆動パワーや加圧パワーが足りれば、加圧源兼駆動源に電動モータを用いた電動加圧式抵抗溶接機が多用されている（例えば特許文献２〜４参照）。
後者の電動加圧式抵抗溶接機には、加圧荷重が目標荷重になるよう制御部が電動モータの動作を制御するものがあり（例えば特許文献２〜３参照）、具体的には、ナゲット膨張による変位量や電動モータのトルクを検出して制御に供するものや（例えば特許文献２参照）、被溶接物の厚さの変位量や溶接電極の加圧荷重を検出して制御に供するものが（例えば特許文献３参照）、知られている。
【０００３】
また、電動加圧式抵抗溶接機には、ナゲットの膨張／収縮による溶接電極の変位をスプリングの伸縮で吸収する加圧追従機構を付設しておき、そのバネ力やバネ感度を適宜調整しておくことによりナゲット伸縮による加圧荷重の変動を抑制するものもある（例えば特許文献３〜４参照）。
このような従来の電動加圧式抵抗溶接機について、図面を引用しながら、本発明の課題の提示に役立つ程度に説明する。図５は、（ａ）が全体構成のブロック図、（ｂ）が加圧荷重をフィードバックしたときの動作時信号波形例、（ｃ）が加圧荷重をフィードバックしないときの動作時信号波形例である。
【０００４】
この電動加圧式抵抗溶接機は、固定電極２２と可動電極２４とからなる一対の溶接電極を保持するため基台１０上に加圧源兼駆動源の電動モータ１３その他の機械部品を組み上げた機構部１０〜１７と、溶接電極対２２，２４に通電する溶接電流Ｉを供給する溶接電源２０と、その給電の開始や停止に加えて電動モータ１３の回転動作を制御する制御部３０とを備えている。固定電極２２は基台１０の上面に取り付けられた電極ホルダ２１にて上向きに保持され、可動電極２４は鉛直なロッド１５の下端に取り付けられた電極ホルダ２３にて下向きに保持されており、対向する溶接電極対２２，２４は可動電極２４の昇降によって離隔／近接して接近時には被溶接物８を挟みつける。電極ホルダ２１，２２は何れも溶接電極を交換容易に保持して電気絶縁や必要ならば冷却も行うようになっている。
【０００５】
基台１０に立設された枠部１１にはボールネジ等の伝動機構１２が組み込まれており、それを電動モータ１３にて駆動して可動部１４を昇降させることにより、可動部１４に装着されたロッド１５ひいては電極ホルダ２３及び可動電極２４を昇降させるようになっている。可動部１４には加圧追従機構１６が装着されており、加圧追従機構１６にはスプリング１７が内挿されており、スプリング１７がロッド１５の上端に当接しており、ロッド１５が可動部１４に例えばスライド軸受を介して装着されていて摺動可能な状態すなわち上下方向移動自在な状態になっているので、可動電極２４に加圧荷重がかかると可動部１４が止まっていてもロッド１５に対する押し上げ力がスプリング１７のバネ力と釣り合うところまでロッド１５が上昇するようになっている。
【０００６】
ロッド１５やスプリング１７の摩擦抵抗や慣性力を無視すればロッド１５の押し上げ力と可動電極２４の加圧荷重とが同一視できるので、スプリング１７の上端のところで加圧追従機構１６に内装したロードセル等の荷重検出部材３１にて検出した荷重Ｐが制御部３０に信号入力され、この荷重Ｐが目標荷重Ｐ０になるよう制御部３０が電動モータ１３の回転動作を例えばＰＩＤ（比例−積分−微分）制御方式にて追従制御するようになっている。また、可動部１４に装備した変位量検出部材３２にて可動部１４に対するロッド１５ひいては可動電極２４の位置Ｄを検出することにより最終的には変位量ΔＤを検出し、それを監視して制御部３０が終点検出を行い、変位量ΔＤが所定値に達したら溶接電源２０による溶接電流Ｉの供給を止めるようになっている。
【０００７】
このような電動加圧式抵抗溶接機では、被溶接物８を固定電極２２上にセットして制御部３０の図示しない溶接開始スイッチを操作すると、制御部３０が図示しないメインプログラムを実行し、その制御に従って電動モータ１３が作動して、可動部１４が下降する。そして（図５（ｂ）参照）、可動電極２４が被溶接物８に当接して荷重Ｐが目標荷重Ｐ０に達すると、そのときの初期位置Ｄ０のところで可動部１４の下降が一旦とまり、その初期位置Ｄ０が制御部３０の終点検出プログラムに記憶されるとともに、電動モータ１３の制御がＰＩＤ方式の追従制御演算プログラムに委ねられて、荷重Ｐが目標荷重Ｐ０になるよう電動モータ１３の動作制御が行われる。
【０００８】
そして、制御部３０の指示に応じて溶接電源２０が時刻ｔ１に通電を開始すると、先ずナゲットの熱膨張によって可動電極２４の位置Ｄが上昇する。次いでナゲットの軟化と加圧荷重とによって可動電極２４の位置Ｄが下降する。それが初期位置Ｄ０を超えて更に下降して初期位置Ｄ０からの変位量ΔＤが所定値に達すると、制御部３０によって終点が検出され、その指示に応じて溶接電源２０が時刻ｔ２に通電を停止する。その後、制御部３０で電動モータ１３の制御が追従制御演算プログラムからメインプログラムに戻され、その制御に従って可動部１４ひいては可動電極２４が上昇して、一回の溶接が終了する。
【０００９】
その際、荷重Ｐを目標荷重Ｐ０にする追従制御が行われているため、可動電極２４の加圧荷重が概ね目標荷重Ｐ０に維持されるので（図５（ｂ）参照）、この加圧荷重下で被溶接物８の溶接が適切になされる。これに対し、追従制御が行われない場合には、可動電極２４の位置Ｄの変動に対応して荷重Ｐも変動し（図５（ｃ）参照）、初期位置Ｄ０と最終位置との変位量ΔＤに対応した荷重変動ΔＰだけ、最終荷重が目標荷重Ｐ０より低下し、その程度によっては溶接が不適切になってしまう。変位量ΔＤと荷重変動ΔＰとの関係は加圧追従機構１６のスプリング１７のバネ感度に依存するため、追従制御が無いとスプリング１７の選定に制約が課せられるが、追従制御が導入されているとスプリング１７の選定の制約が少なくなるので、バネ力やバネ感度といったスプリング１７の選定条件を爆飛の抑制に集中させることが可能となり、加圧追従機構１６の調整が容易になる。
【００１０】
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの通電時間（ｔ２−ｔ１）は、一般に数ｍｓ〜数百ｍｓ程度であり、ナゲットの膨張／収縮による位置Ｄの変動（図５（ｂ）参照）や，それに対応した追従制御なしの荷重Ｐの変動（図５（ｃ）参照）は、周期が通電時間（ｔ２−ｔ１）に近い長周期変動といえるが、通電中には通電時間（ｔ２−ｔ１）より桁違いに周期の短い短周期変動が位置Ｄにも荷重Ｐにも発現する（図５（ｂ），（ｃ）参照）。この短周期は一概には言えないが数百μｓ〜数ｍｓ程度が多い。
このように、荷重検出部材３１にて荷重Ｐを検出しその荷重Ｐを目標荷重Ｐ０に追従させるタイプの電動加圧式抵抗溶接機では、制御部３０による荷重の追従制御で長周期変動に対処し、加圧追従機構１６の選定や調整で短周期変動に対処していた。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１０６６号公報
【特許文献２】特開平４−２２４０８１号公報
【特許文献３】特開平１１−２９１０６０号公報
【特許文献４】特開２００２−１２６８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
もっとも、加圧追従機構１６の装備には部材費が嵩むうえ、その選定や調整は、初心者には難しく、熟練者でも作業工数をかける必要がある。その負担は、少品種大量生産ならまだしも、多品種少量生産では大きい。
このため、荷重検出部材３１と制御部３０と電動モータ１３に高速の部材を採用して、加圧荷重を検出して行う追従制御が荷重Ｐの短周期変動にも十分に追従できるようにすることが考えられる。
【００１３】
しかしながら、単に各部材の高速化を図っただけで制御系全体の高速化が達成される訳ではない。具体的には、短周期変動では部材の慣性力が無視できないほど大きいので、その影響を十分に排除して荷重検出を行わないと、的確な追従制御が実現できない。
そこで、荷重検出部材等の高速化に際してその組み込み方も工夫することにより、加圧荷重の検出に基づく追従制御が高速かつ的確に行われる電動加圧式抵抗溶接機を実現することが、基本的な技術課題となる。
【００１４】
また、加圧追従機構を無くせば、部材費が節約できるうえ新規の条件出しは容易になるが、加圧追従機構の利用を前提にした過去の選定条件や調整条件は使えなくなるため、過去に行った溶接の繰り返しとなる場合でも、改めて実行可能条件や最適条件を探し出すことが求められる。
そこで、加圧追従機構の利用を前提にした過去の選定条件や調整条件がデータとして残っている場合には、加圧追従機構が無くても加圧追従機構に係る過去の条件をデータ設定することにより簡便に、条件探索作業なしで過去に行った溶接と同様の溶接を繰り返すことができるようにすべく、工夫を重ねることが更なる技術課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の電動加圧式抵抗溶接機は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、被溶接物を一対の溶接電極で挟んで加圧しながら通電して溶接するに際し、その加圧荷重を荷重検出部材にて検出するとともに、前記加圧荷重が目標荷重になるよう制御部が電動モータの動作を制御して前記溶接電極を移動させる電動加圧式抵抗溶接機において、前記荷重検出部材と前記制御部と前記電動モータとが、前記加圧荷重の変動のうち通電時間より桁違いに周期の短い短周期変動に追従しうるよう高速化されており、前記荷重検出部材が、前記溶接電極を直に保持する電極ホルダに接して設けられ且つ前記電極ホルダに関して前記溶接電極の反対側に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の電動加圧式抵抗溶接機は（解決手段２）、上記解決手段１の電動加圧式抵抗溶接機であって、前記溶接電極の変位量を検出する変位量検出部材が装備され、前記変位量の変動に対する前記加圧荷重の変化を仮にスプリングで調整したときの動作特性を数値演算にて模擬することで前記加圧荷重と前記変位量とから前記目標荷重を算出する加圧調整モデル演算手段が前記制御部に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の電動加圧式抵抗溶接機は（解決手段３）、上記解決手段２の電動加圧式抵抗溶接機であって、バネ力とバネ感度とを含む加圧調整パラメータを前記加圧調整モデル演算手段に設定するパラメータ設定手段が前記制御部に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の電動加圧式抵抗溶接機は（解決手段４）、上記解決手段３の電動加圧式抵抗溶接機であって、前記パラメータ設定手段が加圧調整パラメータを複数保持していて何れかのパラメータを選出して前記加圧調整モデル演算手段に設定するようになっていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の電動加圧式抵抗溶接機は（解決手段５）、上記解決手段１〜４の電動加圧式抵抗溶接機であって、前記荷重検出部材が前記電極ホルダそれぞれに設けられ、前記制御部が前記加圧荷重について平均値を算出して用いるようになっていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電動加圧式抵抗溶接機は（解決手段６）、上記解決手段１〜５の電動加圧式抵抗溶接機であって、前記溶接電極の電流を検出する電流検出部材が装備され、前記制御部が前記電流の変動に対する前記加圧荷重の変化を数値演算にて予測して制御量を調節するようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
このような本発明の電動加圧式抵抗溶接機にあっては（解決手段１）、荷重検出部材が電極ホルダに接して設けられ、溶接電極と荷重検出部材との間には電気絶縁等のため必須の電極ホルダは別としてロッドやスプリング等の余分な部材が存在しないので、荷重検出に不所望な影響を及ぼす慣性力の原因となる質量が十分に軽減されるため、加圧荷重の検出が高速かつ的確になされる。
また、荷重検出部材が電極ホルダを間に介在させて溶接電極とは反対側に配置されているため、加圧追従機構が無くても、省かれた加圧追従機構のスプリングによって遂行されていた溶接電極への衝撃緩和を比較的容易に実現することができる。
【００２２】
具体的には、荷重検出部材が丈夫で変形能の高いものであれば荷重検出部材に衝撃緩和部材を兼ねさせることにより、あるいは衝撃緩和部材を別体で明示的に設ける場合はそれを溶接電極や電極ホルダから荷重検出部材より更に遠いところに配置することにより、高速かつ的確な加圧荷重の検出を損なうことなく、溶接電極への衝撃緩和が実現される。
したがって、この発明によれば、荷重検出部材等の高速化に際して荷重検出部材を電極ホルダ基準で特定配置したことにより、加圧荷重の検出に基づく追従制御が高速かつ的確に行われる電動加圧式抵抗溶接機を実現することができる。
【００２３】
また、本発明の電動加圧式抵抗溶接機にあっては（解決手段２）、加圧調整モデル演算手段が制御部に設けられているので、それが模擬する動作特性に過去の条件をデータ設定しておけば、加圧追従機構が無くても、加圧追従機構を用いて過去に行った溶接と同様の溶接を、改めて条件探索作業を繰り返すまでもなく、再現することができる。
【００２４】
さらに、本発明の電動加圧式抵抗溶接機にあっては（解決手段３）、パラメータ設定手段が制御部に設けられているので、それを用いてバネ力やバネ感度といった加圧調整パラメータを加圧調整モデル演算手段にデータ設定することにより、条件の切り替えが容易に行えることとなる。
【００２５】
また、本発明の電動加圧式抵抗溶接機にあっては（解決手段４）、加圧調整パラメータが複数保持されており、そのなかから所望のパラメータを選出すると、それが加圧調整モデル演算手段にデータ設定されるので、条件の切り替えが一層容易になる。省かれた加圧追従機構の利用を前提にした過去の選定条件や調整条件が多数残っている場合でも、簡便に、条件探索作業なしで過去に行った溶接と同様の溶接を繰り返すことができる。
【００２６】
また、本発明の電動加圧式抵抗溶接機にあっては（解決手段５）、被溶接物の両側で加圧荷重が検出され、その平均値が追従制御等に用いられる。例えば被溶接物が湾曲変形を伴って高速振動しているような場合、その影響が加圧荷重に不所望な誤差や変動成分として発現するが、その不所望な成分が平均を採ることで相殺され解消されるので、高速な追従制御の適う加圧荷重を検出することができる。
【００２７】
また、本発明の電動加圧式抵抗溶接機にあっては（解決手段６）、溶接電極の電流が検出され、その電流変動に対する加圧荷重の変化が数値演算にて予測され、この予測に基づいて制御量が調節されるので、加圧荷重のフィードバック制御だけによる追従制御よりも迅速かつ的確に追従制御がなされることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
このような本発明の電動加圧式抵抗溶接機について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜４により説明する。
図１に示した実施例１は、上述した解決手段１（出願当初の請求項１）を具現化したものであり、図２に示した実施例２は、上述した解決手段２〜４（出願当初の請求項２〜４）を具現化したものであり、図３に示した実施例３は、上述した解決手段５（出願当初の請求項５）を具現化したものであり、図４に示した実施例４は、上述した解決手段６（出願当初の請求項６）を具現化したものである。
なお、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。
【実施例１】
【００２９】
本発明の電動加圧式抵抗溶接機の実施例１について、その具体的な構成を、図１（ａ）のブロック図を引用して説明する。
【００３０】
この実施例１の電動加圧式抵抗溶接機が既述した従来のものと相違するのは、荷重検出部材３１と制御部３０と電動モータ４１とが高速化されてそれぞれ荷重検出部材４２と制御部５０と電動モータ４１になった点と、荷重検出部材３１に代わる荷重検出部材４２がもはや存在しない加圧追従機構１６の内部空間でなく基台１０と電極ホルダ２１との間に移設された点と、ロッド１５が可動部１４に固定された点である。
なお、被溶接物８を一対の溶接電極２２，２４で挟んで加圧しながら通電して溶接するようになっていることや、その際に、加圧荷重Ｐを荷重検出部材４２にて検出するとともに、加圧荷重Ｐが目標荷重Ｐ０になるよう制御部５０が電動モータ４１の動作を制御して可動電極２４を移動させることは、既述したものと同様である。
【００３１】
電動モータ４１と荷重検出部材４２と制御部５０の高速化は、加圧荷重Ｐの変動のうち通電時間（ｔ２−ｔ１）より桁違いに周期の短い短周期変動に追従しうる程度にまで高められている。詳述すると、電動モータ４１には、高速化ばかりか高加速化にも適したＡＣサーボモータが採用されているが、例えば組立ロボット用の汎用品を流用する等のことでコストは抑制される。荷重検出部材４２には、例えば歪みゲージに抵抗ブリッジ回路を接続したロードセルが採用され、必要な高速性を確保するために例えばブリッジ回路の電圧をアナログ信号のまま加圧荷重Ｐとして制御部５０に信号送出するようになっている。
【００３２】
制御部５０には、加圧荷重Ｐの検出値を取り込むＡ／Ｄ変換器５１と、位置Ｄの検出値を取り込むＡ／Ｄ変換器５２と、プログラマブルなマイクロプロセッサやデジタルシグナルプロセッサからなり追従制御演算プログラム５４と終点検出プログラム５５とがインストールされたデジタル演算部５３と、電動モータ４１への制御信号を出力するＤ／Ａ変換器５６及び図示しないドライブ回路が具備されており、何れにもサイクルタイムが数十〜数百μｓ程度かそれ以下といった高速で動作しうる素子や回路が採用されている。
【００３３】
荷重検出部材４２の装備については、荷重検出部材４２が電極ホルダ２１の下面と基台１０の上面との間に介挿されて、荷重検出部材４２の上下面いずれも直接密着状態で連結されているので、荷重検出部材４２は、溶接電極対２２，２４のうち固定電極２２を直に保持する電極ホルダ２１に接して設けられ且つ電極ホルダ２１に関して固定電極２２の反対側に配置されたものとなっている。
【００３４】
この実施例１の電動加圧式抵抗溶接機について、その使用態様及び動作を、図１（ｂ）の信号波形例を引用して説明する。使用手順や基本動作は既述した図５（ｂ）の場合と同様なので、ここでは相違点である通電中の詳細動作を説明する。
【００３５】
荷重検出部材４２による加圧荷重Ｐの検出は、ロッド１５等からの影響を受けなくなって、明確な摺動摩擦が無くなるとともに、慣性体が固定電極２２と電極ホルダ２１だけに減ったので、高速かつ的確になされる。
可動電極２４の移動は、電動モータ４１が高速化されたのに加えて、可動部１４から加圧追従機構１６が外されたことやロッド１５が短縮されたことによる軽量化もあって、十分に迅速に行われる。
制御部５０による追従制御や終点検出の演算処理も、Ａ／Ｄ変換器５１やデジタル演算部５３等に高速な素子や回路が採用されているので、加圧荷重Ｐや位置Ｄの変動のうち通電時間（ｔ２−ｔ１）より桁違いに周期の短い短周期変動にも十分追従する。
【００３６】
そのため、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの通電中には、加圧荷重Ｐに短周期変動が生じても、その振幅が制御部５０のデジタル演算部５３の追従制御演算プログラム５４の高速実行によって微小に抑え込まれ、瞬時をとって微視的にみても加圧荷重Ｐが目標荷重Ｐ０から乖離することはほとんどなく、加圧荷重Ｐはほぼ目標荷重Ｐ０に維持される。
なお、この実施例では、加圧追従機構１６のスプリング１７に代わる衝撃緩和手段が明示的に設けられてはいないが、電動モータ４１が高速性だけにとどまらず高加速性も具備したものなので、荷重検出部材４２の僅かな変形能と制御部５０による高速な追従制御とによって、可動電極２４下降時等の過剰な衝撃の発生は回避される。
【実施例２】
【００３７】
図２（ａ）にブロック図を示した本発明の電動加圧式抵抗溶接機が上述した実施例１のものと相違するのは、制御部５０が機能拡張されて制御部６０になった点であり、制御部６０が制御部５０と相違するのは、加圧調整モデル演算プログラム６１とパラメータ設定プログラム６２とパラメータ群データ６３とが追加インストールされた点である。
【００３８】
パラメータ群データ６３は、多数の加圧調整パラメータを蓄積したものであり、例えば加圧追従機構１６の型番を索引キーとして検索できるようになっている。それぞれの加圧調整パラメータには、使用実績のある加圧追従機構１６に関する特性値が含められ、少なくともバネのパラメータとしてスプリング１７のバネ力とバネ感度が必ず含められる。その他、可能であれば、マスのパラメータとしてスプリング１７の質量とスプリング１７に作用するロッド１５や電極ホルダ２３等の質量が含められ、ダンパのパラメータとしてロッド１５摺動時の摩擦抵抗が含められる。
【００３９】
パラメータ設定プログラム６２は、例えば図示しない選択画面や操作部材を用いた作業者の指示に応じて、パラメータ群データ６３のうちから何れか一つの加圧調整パラメータを選出し、それを加圧調整モデル演算プログラム６１に設定するとともに、加圧調整モデル演算プログラム６１の算出値を追従制御演算プログラム５４の目標入力に採用させることも行うものであるが、その選択がなされなかったときには、加圧調整モデル演算プログラム６１の算出値でなく既定の一定値Ｐ０を追従制御演算プログラム５４の目標入力に採用させるようになっている。なお、パラメータ群データ６３に無い加圧調整パラメータを入力して、一時設定する機能や、パラメータ群データ６３に追加する機能もある。
【００４０】
加圧調整モデル演算プログラム６１は、例えば公知のバネ・マス・ダンパ系の数式をモデル化したプログラムで良く、パラメータ設定プログラム６２にて設定された加圧調整パラメータに基づいて加圧荷重Ｐの検出値と位置Ｄの検出値とから目標荷重Ｐ０の代用値を算出するようになっている。バネ力とバネ感度は設定されることを前提としているが、他のパラメータについては、値が設定されなければ、該当する要素が無いものとして、演算が行われる。このような加圧調整モデル演算プログラム６１は、使用実績のある加圧追従機構１６に関する特性値がパラメータ群データ６３から選出されてパラメータ設定プログラム６２によってデータ設定されると、位置Ｄの変位量ΔＤの変動に対する加圧荷重Ｐの変化を仮にスプリング１７で調整したときの動作特性を数値演算にて模擬することで加圧荷重Ｐの検出値と位置Ｄの検出値の変位量ΔＤとから追従制御演算プログラム５４の目標荷重を算出するものとなる。
【００４１】
この実施例２の電動加圧式抵抗溶接機について、その使用態様及び動作を、図２（ｂ）の信号波形例を引用して説明する。
パラメータ設定プログラム６２によるパラメータ設定を行わないかパラメータ設定プログラム６２に指示して、追従制御演算プログラム５４の目標入力に既定値Ｐ０を採用させた場合、加圧調整モデル演算プログラム６１が無いときと同じ制御状態になるので、上述した実施例１のときと同じに使用でき同じ動作結果が得られる（図１（ｂ）参照）。
【００４２】
これに対し、パラメータ設定プログラム６２に指示して、パラメータ群データ６３のうち何れかの加圧調整パラメータを加圧調整モデル演算プログラム６１に設定するか、パラメータ群データ６３には無い加圧調整パラメータを一時的に加圧調整モデル演算プログラム６１に設定すると、加圧追従機構１６が無くても、加圧調整モデル演算プログラム６１に設定した加圧調整パラメータに対応する加圧追従機構１６を用いて過去に行った溶接と同様の溶接が再現される（図２（ｂ），図５（ｂ）参照）。
【実施例３】
【００４３】
図３にブロック図を示した本発明の電動加圧式抵抗溶接機が上述した実施例２のものと相違するのは、制御部６０が機能拡張されて制御部７０になった点と、荷重検出部材４２と同じく高速の荷重検出部材４３が電極ホルダ２３とロッド１５とに介在させて追加設置された点と、その荷重検出部材４３にて検出した加圧荷重ＰＰが制御部７０に信号送出されるようになった点と、Ａ／Ｄ変換器５１と同じく高速のＡ／Ｄ変換器７１が制御部７０に追加された点と、Ａ／Ｄ変換器７１で取り込んだ加圧荷重ＰＰの検出値とＡ／Ｄ変換器５１で取り込んだ加圧荷重Ｐの検出値とから平均値（（Ｐ＋ＰＰ）／２）を算出する平均値算出プログラム７２がデジタル演算部５３に追加インストールされた点と、その平均値が追従制御演算プログラム５４及び加圧調整モデル演算プログラム６１の加圧荷重入力に用いられるようになった点である。
【００４４】
被溶接物８が溶接中に固有振動数で振動変形した場合、その慣性力が荷重検出部材４２，４３の加圧荷重Ｐ，ＰＰに重畳するが、その振動周期はほとんど通電時間（ｔ２−ｔ１）より桁違いに短いため、加圧荷重Ｐを目標荷重Ｐ０に追従させる追従制御が制御部３０によってゆっくり行われていたときには、制御側が追従できないので、追従制御に影響が及ぶことが無なかった。
しかしながら、制御部７０等が高速化された本実施例の電動加圧式抵抗溶接機の場合、振動変形の慣性力でも無視されることなく追従されるうえ、被溶接物８の変形のモードによっては不所望なまで振動変形の慣性力が大きくなることもある。特に、加圧荷重Ｐ，ＰＰに正負で重畳するものは、不所望な誤差要因となる。
【００４５】
これに対し、この実施例２の電動加圧式抵抗溶接機にあっては、加圧荷重Ｐ，ＰＰの検出値からその平均値（（Ｐ＋ＰＰ）／２）が平均値算出プログラム７２によって算出され、これが追従制御演算プログラム５４の追従制御や加圧調整モデル演算プログラム６１の目標荷重算出に用いられる。加圧荷重Ｐ，ＰＰに正負で重畳していた変動成分は、加圧荷重Ｐ，ＰＰの平均値を算出する過程で相殺されることから、被溶接物８の振動変形時の慣性力が加圧荷重Ｐ，ＰＰに及ぼしていた影響は解消されるので、加圧荷重Ｐを目標荷重Ｐ０に追従させる追従制御が、通電時間（ｔ２−ｔ１）より桁違いに周期の短い短周期変動に追従しうるような高速で、而も被溶接物８の振動に阻害されることなく的確に、行われる。
【実施例４】
【００４６】
図４にブロック図を示した本発明の電動加圧式抵抗溶接機が上述した実施例３のものと相違するのは、制御部７０が機能拡張されて制御部８０になった点と、溶接電流Ｉの瞬時値を随時検出する電流検出部材８１が例えば固定電極２２への給電ラインに装着された点と、溶接電流Ｉの検出信号が制御部８０に信号送出されるようになった点と、Ａ／Ｄ変換器５１と同じく高速のＡ／Ｄ変換器８２が制御部８０に追加された点と、Ａ／Ｄ変換器８２で取り込んだ溶接電流Ｉの検出値から電流Ｉの変動に対する加圧荷重Ｐの変化を数値演算にて例えば微分演算にて予測する圧力変化予測プログラム８３がデジタル演算部５３に追加インストールされた点と、その予測値を適度なレベルに減衰等で調整するレベル調整プログラム８４がデジタル演算部５３に追加インストールされた点と、その調整済み予測値を制御量の調節のため平均値算出プログラム７２の算出値に足し込む加算プログラム８５がデジタル演算部５３に追加インストールされた点である。
【００４７】
この場合、固定電極２２の溶接電流Ｉが電流検出部材８１によって検出され、その検出値がＡ／Ｄ変換器８２を介してデジタル演算部５３に取り込まれ、その溶接電流Ｉの変動に対する加圧荷重Ｐ，ＰＰの変化が圧力変化予測プログラム８３の数値演算によって予測され、この予測に基づいて追従制御演算プログラム５４の信号入力が調節され、ひいては電動モータ４１への制御量が調節されるので、加圧荷重Ｐ，ＰＰを目標荷重Ｐ０に追従させる追従制御が、加圧荷重Ｐ，ＰＰのフィードバック制御だけによるときよりも迅速かつ的確になされる。
【００４８】
［その他］
上記各実施例では、溶接電極対２２，２４が上下に配置されていたが、溶接電極対２２，２４は、対向していれば良く、左右や斜めに配置されていても良い。相対移動して被溶接物８を挟んだり放したりできれば、両電極２２，２４を共に可動電極にして良い。
上記各実施例では、可動電極２４と被溶接物８との接近や接触を検出する手段が無かったが、そのような手段を衝撃回避等のために追加し、その検出結果に応じて可動電極２４を加減速するようにしても良い。
【００４９】
上記実施例４では、電流検出部材８１が固定電極２２側に設けられていたが、電流検出部材８１は可動電極２４側の給電ラインに装着しても良い。
溶接電極対２２，２４や被溶接物８をチャンバで囲っても良く、さらにはチャンバ内に不活性ガスを封入するのも良い。
冷却設備や絶縁設備も必要に応じて適宜付設される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１について、電動加圧式抵抗溶接機の構造と動作特性を示し、（ａ）が全体構成のブロック図、（ｂ）が動作時の信号波形例である。
【図２】本発明の実施例２について、電動加圧式抵抗溶接機の構造と動作特性を示し、（ａ）が全体構成のブロック図、（ｂ）が動作時の信号波形例である。
【図３】本発明の実施例３について、電動加圧式抵抗溶接機の構造を示し、（ａ）が全体のブロック図、（ｂ）が要部のブロック図である。
【図４】本発明の実施例４について、電動加圧式抵抗溶接機の構造を示し、（ａ）が全体のブロック図、（ｂ）が要部のブロック図である。
【図５】従来の電動加圧式抵抗溶接機の構造と動作特性を示し、（ａ）が全体構成のブロック図、（ｂ）と（ｃ）が動作時の信号波形例である。
【符号の説明】
【００５１】
８…被溶接物、１０…基台、１１…枠部、１２…伝動機構、
１３…電動モータ、１４…可動部、１５…ロッド、
１６…加圧追従機構、１７…スプリング、２０…溶接電源、
２１…電極ホルダ、２２…固定電極（溶接電極対の一方）、
２３…電極ホルダ、２４…可動電極（溶接電極対の他方）、
３０…制御部、３１…荷重検出部材、３２…変位量検出部材、
４１…電動モータ、４２…荷重検出部材、４３…荷重検出部材、
５０…制御部、５１…Ａ／Ｄ変換器、５２…Ａ／Ｄ変換器、
５３…デジタル演算部、５４…追従制御演算プログラム（ＰＩＤ）、
５５…終点検出プログラム、５６…Ｄ／Ａ変換器、
６０…制御部、６１…加圧調整モデル演算プログラム、
６２…パラメータ設定プログラム、６３…パラメータ群データ、
７０…制御部、７１…Ａ／Ｄ変換器、７２…平均値算出プログラム、
８０…制御部、８１…電流検出部材、８２…Ａ／Ｄ変換器、
８３…圧力変化予測プログラム、８４…レベル調整プログラム(ATT）、
８５…加算プログラム、Ｄ…位置（変位）、Ｐ…荷重（圧力）
【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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