(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極で被溶接物を挟圧しつつ各該電極に通電して該被溶接物を溶接する抵抗溶接機であって、
各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ独立に加圧力を付与せしめる一対の加圧力付与手段と、
各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を独立に検出する一対の加圧力検出手段と、
各上記加圧力検出手段の検出結果に基づいて各上記加圧力付与手段をそれぞれ独立に制御するとともに、各上記電極への通電を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段には、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の差Ａの値とナゲット形成位置のオフセット量との相間関係に基づいて、該被溶接物の板厚の違いに応じた零でない所定のオフセット量になる時の該差Ａの値が設定値として予め定められており、
前記制御手段は、各前記加圧力検出手段からそれぞれ送られてきた検出信号を比較して加圧力の差Ａの値が前記設定値であるか否かを判断するとともに、該差Ａの値が該設定値になるように各前記加圧力付与手段を制御して、該差Ａの値が該設定値になった時に各前記電極に通電して溶接を開始するように構成されていることを特徴とする抵抗溶接機。
【請求項２】
前記制御手段には、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の和Ｂの値とナゲットの径の大きさとの相間関係に基づいて、該ナゲットが所定の大きさになる時の該和Ｂの値が設定値として予め定められており、
前記制御手段は、溶接中に、各前記加圧力検出手段からそれぞれ送られてきた検出信号に基づいて加圧力の和Ｂの値が前記設定値であるか否かを判断するとともに、該和Ｂの値が該設定値になった時に各前記電極への通電を止めて溶接を終了するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の抵抗溶接機。
【請求項３】
一対の電極で被溶接物を挟圧しつつ各該電極に通電して該被溶接物を溶接する抵抗溶接機であって、
各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を独立に検出する一対の加圧力検出手段と、
少なくとも各上記電極を対向方向に上記被溶接物に対して相対的に移動させるシフト手段と、
各上記加圧力検出手段の検出結果に基づいて、上記シフト手段を制御するとともに、各上記電極への通電を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段には、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の差Ａの値とナゲット形成位置のオフセット量との相間関係に基づいて、該被溶接物の板厚の違いに応じた零でない所定のオフセット量になる時の該差Ａの値が設定値として予め定められており、
前記制御手段は、各前記加圧力検出手段からそれぞれ送られてきた検出信号を比較して加圧力の差Ａの値が前記設定値であるか否かを判断するとともに、該差Ａの値が該設定値になるように前記シフト手段を制御して、該差Ａの値が該設定値になった時に各前記電極に通電して溶接を開始するように構成されていることを特徴とする抵抗溶接機。
【請求項４】
前記制御手段には、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の和Ｂの値とナゲットの径の大きさとの相間関係に基づいて、該ナゲットが所定の大きさになる時の該和Ｂの値が設定値として予め定められており、
前記制御手段は、溶接中に、各前記加圧力検出手段からそれぞれ送られてきた検出信号に基づいて加圧力の和Ｂの値が前記設定値であるか否かを判断するとともに、該和Ｂの値が該設定値になった時に各前記電極への通電を止めて溶接を終了するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の抵抗溶接機。
【請求項５】
一対の電極で被溶接物を挟圧しつつ各該電極に通電して該被溶接物を溶接する抵抗溶接方法であって、
上記被溶接物を各上記電極間で挟圧した状態で、各該電極から該被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を検出するとともに、その検出結果に基づいて各該電極から該被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を調整することにより、ナゲット形成位置を該被溶接物の板厚方向に調整する溶接準備工程と、
上記溶接準備工程でナゲット形成位置を上記被溶接物の板厚方向に調整した後に、各上記電極への通電により溶接を開始して該被溶接物を溶接する溶接工程とを備え、
前記溶接準備工程では、各前記電極から前記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の差Ａの値が、加圧力の差Ａの値とナゲット形成位置のオフセット量との相間関係に基づいて予め設定された該被溶接物の板厚の違いに応じた零でない所定のオフセット量になる時の該差Ａの設定値となるように、各該電極から該被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を調整することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項６】
前記溶接工程では、溶接中に、各前記電極から前記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を検出するとともに、その検出結果に基づく加圧力の和Ｂの値が、加圧力の和Ｂの値とナゲットの径の大きさとの相間関係に基づいて予め設定された該ナゲットが所定の大きさになる時の該和Ｂの設定値になった時に、各該電極への通電を止めて溶接を終了することを特徴とする請求項５記載の抵抗溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は抵抗溶接機及び抵抗溶接方法に関し、詳しくはスポット溶接、プロジェクション溶接及びシーム溶接等の抵抗溶接を実施する際に使用可能な抵抗溶接機及び抵抗溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属部材同士を接合する方法として、従来より抵抗溶接が利用されている。例えば、２枚の鋼板を重ねて接合する場合にはスポット溶接が利用される。このスポット溶接は、一対の電極で被溶接物を挟圧しながら電極に通電して被溶接物に直接電流を流し、電極及び被溶接物間における接触電気抵抗と被溶接物自身の電気抵抗とにより発生するジュール熱を利用して被溶接物を加熱し、被溶接物の接合部を溶融凝固させるこによりより行われる。
【０００３】
一般に、導体に電流が流れることにより発生するジュール熱の量は、電流の強さの２乗及び導体の抵抗に比例する関係にある（ジュールの法則）。また、上記スポット溶接において、電極加圧力や溶接電流が増すと接触抵抗が減少する傾向にある。さらに、電流を少なくして長時間で溶接すると熱が集中しないから良好な溶接が行えず、一方大電流で短時間で行ってもナゲット径不足という不都合が生じる。したがって、上記スポット溶接等の抵抗溶接においては、電極加圧力、溶接電流及び通電時間の３条件を適正に設定することが重要である。
【０００４】
このようなスポット溶接を実施する抵抗溶接機として、特開平４−１７８２７５号公報には図５に示すものが開示されている。この抵抗溶接機は、一対の電極８１ａ、８１ｂと、電極８１ａ、８１ｂに溶接電流を供給する抵抗溶接電源８２と、一方の電極に電極加圧力を付与する加圧シリンダ８３と、加圧シリンダ８３の加圧力を調整する電空比例弁８４とを備えており、加圧シリンダ８３の作動により一対の電極８１ａ、８１ｂで被溶接物８５を挟圧しながら、抵抗溶接電源８２から電極８１ａ、８１ｂに溶接電流を供給することにより、スポット溶接を行うものである。そして、この抵抗溶接機では、検出ケーブル８６により検出されるチップ間電圧、電流検出部８７により検出される溶接電流、及び検出器８８により検出される電極移動量から溶接部の平均温度及び通電径を信号処理部８９及び推算部９０により順に同定し、この通電径及びこれから求まる発熱密度を予め定めてあるそれぞれの標準増大パターンと対比した結果に基いて、信号作成部９１及び制御部９２、９３により溶接電流及び電極加圧力をリアルタイムに適応制御することを繰り返して常に適正なナゲット成長状況を確保し、同時に行っているナゲット寸法の予測結果によって通電の終了時期を決定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の抵抗溶接機においては、電極加圧力の制御は単一の加圧シリンダ８３により一方の電極８１ａに対してのみ行われており、各電極８１ａ、８１ｂの加圧力をそれぞれ独立に制御することができない。このため、上記従来の抵抗溶接機では、ナゲット形成位置を一対の電極８１ａ、８１ｂの対向方向（被溶接物８５の板厚方向）に調整することができず、その結果以下に示す種々の不都合があった。
【０００６】
まず、互いに板厚が異なる２枚の鋼板を重ねてスポット溶接する場合には、板厚の違いに応じてナゲット形成位置を板厚方向に調整する必要がある。ここで、ナゲットの形成位置は、各電極８１ａ、８１ｂから被溶接物８５へそれぞれ付与される加圧力によって調整することができる。すなわち、当該加圧力の大きさが異なると電極及び被溶接物間で発生するジュール熱量も異なるため、一方の電極８１ａから被溶接物８５へ付与される加圧力の大きさと他方の電極８１ｂから被溶接物８５へ付与される加圧力の大きさとを異ならせることにより、ナゲットの形成位置をずらすことができる。しかし、上記従来の抵抗溶接機では、一方の電極８１ａから被溶接物８５に付与される加圧力と他方の電極８１ｂから被溶接物８５に付与される加圧力とを異ならせることができないため、ナゲットの形成位置を板厚方向に調整することができず、互いに厚さの異なる２つの被溶接物を良好に溶接することが不可能であった。
【０００７】
また、電極加圧力の制御は単一の加圧シリンダ８３により一方の電極８１ａに対してのみ行う上記従来の溶接抵抗機では、ナゲットの偏りによる接合不良や溶接割れが発生するという問題があった。すなわち上記従来の抵抗溶接機において、例えば被溶接物８５を一方の電極８１ａ側に押し付ける外力が該被溶接物８５に作用した場合、一方の電極８１ａから被溶接物８５へ付与される電極加圧力が他方の電極８１ｂから被溶接物へ付与される電極加圧力よりも大きくなる。そうすると、一方の電極８１ａ及び被溶接物８５間で発生するジュール熱が、他方の電極８１ｂ及び被溶接物間で発生するジュール熱よりも小さくなり、その結果ナゲットが他方の電極８１ｂ側へ偏った位置に形成されることとなり、接合不良や溶接割れの原因となる。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ナゲット形成位置を各電極の対向方向に調整することのできる抵抗溶接機及び抵抗溶接方法を提供することを解決すべき技術課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の抵抗溶接機は、一対の電極で被溶接物を挟圧しつつ各該電極に通電して該被溶接物を溶接する抵抗溶接機であって、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ独立に加圧力を付与せしめる一対の加圧力付与手段と、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を独立に検出する一対の加圧力検出手段と、各上記加圧力検出手段の検出結果に基づいて各上記加圧力付与手段をそれぞれ独立に制御するとともに、各上記電極への通電を制御する制御手段とを備え、前記制御手段には、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の差Ａの値とナゲット形成位置のオフセット量との相間関係に基づいて、該被溶接物の板厚の違いに応じた零でない所定のオフセット量になる時の該差Ａの値が設定値として予め定められており、前記制御手段は、各前記加圧力検出手段からそれぞれ送られてきた検出信号を比較して加圧力の差Ａの値が前記設定値であるか否かを判断するとともに、該差Ａの値が該設定値になるように各前記加圧力付与手段を制御して、該差Ａの値が該設定値になった時に各前記電極に通電して溶接を開始するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この抵抗溶接機では、一対の加圧力付与手段により、各電極から被溶接物へそれぞれ独立に加圧力を付与せしめることができる。このため、例えば一方の電極に付与する加圧力を他方の電極に付与する加圧力よりも大きくした場合、一方の電極及び被溶接物間で発生するジュール熱が、他方の電極及び被溶接物間で発生するジュール熱よりも小さくなり、その結果電極及び被溶接物間で発生する熱量がアンバランスとすることによりナゲットの形成位置を他方（加圧力が小さい方）の電極側にずらすことができる。したがって、各電極から被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を、例えば被溶接物の厚さの違いに応じて調整することにより、ナゲットの形成位置を任意に調整することが可能となる。
また、この抵抗溶接機では、各電極から被溶接物に付与されている加圧力を加圧力検出手段によりそれぞれ検出し、その検出結果に基づいて各電極から被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を独立に制御することができる。このため、例えば被溶接物を一方の電極側に押し付ける外力が該被溶接物に作用して、一方の該電極から被溶接物へ付与される加圧力の大きさと他方の電極から被溶接物へ付与される加圧力の大きさとが異なる場合に、各加圧力検出手段の検出結果に基づき、各電極から被溶接物へ付与される加圧力の違いに応じて、制御手段により各加圧力付与手段を制御することにより、各電極から被溶接物へ付与される加圧力を調整することができ、ひいてはナゲットの形成位置を調整することができる。したがって、例えば被溶接物を一方の電極側に押し付ける外力が該被溶接物に作用して、一方の該電極から被溶接物へ付与される加圧力の大きさと他方の電極から被溶接物へ付与される加圧力の大きさとが異なる場合でも、ナゲットの偏りによる接合不良や溶接割れを防止することができる。
さらに、この抵抗溶接機では、各電極から被溶接物に付与されている加圧力を加圧力検出手段によりそれぞれ検出し、その検出結果に基づく制御手段の制御により、各加圧力付与手段を作動させて、各電極から被溶接物へそれぞれ付与される各電極加圧力を独立に制御することができる。このため、例えば互いに板厚の異なる２枚の被溶接物を溶接する場合でも、被溶接物の板厚の違いに応じてナゲット形成位置を調整することができるので、２枚の被溶接物Ｗの境界部に確実にナゲットを形成して良好な溶接を行うことが可能となる。
請求項１記載の抵抗溶接機において、前記制御手段には、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の和Ｂの値とナゲットの径の大きさとの相間関係に基づいて、該ナゲットが所定の大きさになる時の該和Ｂの値が設定値として予め定められており、前記制御手段は、溶接中に、各前記加圧力検出手段からそれぞれ送られてきた検出信号に基づいて加圧力の和Ｂの値が前記設定値であるか否かを判断するとともに、該和Ｂの値が該設定値になった時に各前記電極への通電を止めて溶接を終了するように構成されていることが好ましい。
この態様によれば、溶接中に、各加圧力検出手段からの検出信号に基づいてナゲットの成長過程をリアルタイムで制御してナゲット径が所定の大きさになったことを確実に検知することができる。このため、ナゲットの過大割れを確実に防止したり、余分の電気消費を回避して省エネに貢献したりすることができる。また、ナゲット成長を観測するための変位センサ等を別途設ける必要がない。
【００１１】
上記課題を解決する請求項３記載の抵抗溶接機は、一対の電極で被溶接物を挟圧しつつ各該電極に通電して該被溶接物を溶接する抵抗溶接機であって、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を独立に検出する一対の加圧力検出手段と、少なくとも各上記電極を対向方向に上記被溶接物に対して相対的に移動させるシフト手段と、各上記加圧力検出手段の検出結果に基づいて、上記シフト手段を制御するとともに、各上記電極への通電を制御する制御手段とを備え、前記制御手段には、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の差Ａの値とナゲット形成位置のオフセット量との相間関係に基づいて、該被溶接物の板厚の違いに応じた零でない所定のオフセット量になる時の該差Ａの値が設定値として予め定められており、前記制御手段は、各前記加圧力検出手段からそれぞれ送られてきた検出信号を比較して加圧力の差Ａの値が前記設定値であるか否かを判断するとともに、該差Ａの値が該設定値になるように前記シフト手段を制御して、該差Ａの値が該設定値になった時に各前記電極に通電して溶接を開始するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この抵抗溶接機では、各電極から被溶接物に付与されている加圧力を加圧力検出手段によりそれぞれ検出することができるので、例えば被溶接物を一方の電極側に押し付ける外力が該被溶接物に作用して、一方の該電極から被溶接物へ付与される加圧力の大きさと他方の電極から被溶接物へ付与される加圧力の大きさとが異なる場合、この各電極から被溶接物へ付与される加圧力の違いをそれぞれの加圧力検出手段により検出することができる。このため、各加圧力検出手段の検出結果に基づき、各電極から被溶接物へ付与される加圧力の違いに応じて、シフト手段の作動により、少なくとも各電極を対向方向に被溶接物に対して相対的に移動させることにより、各電極から被溶接物へ付与される加圧力、ひいてはナゲットの形成位置を調整することができる。したがって、例えば被溶接物を一方の電極側に押し付ける外力が該被溶接物に作用して、一方の該電極から被溶接物へ付与される加圧力の大きさと他方の電極から被溶接物へ付与される加圧力の大きさとが異なる場合でも、ナゲットの偏りによる接合不良や溶接割れを防止することができる。また、例えば互いに板厚の異なる２枚の被溶接物を溶接する場合でも、被溶接物の板厚の違いに応じてナゲット形成位置を調整することができるので、２枚の被溶接物Ｗの境界部に確実にナゲットを形成して良好な溶接を行うことが可能となる。
請求項３記載の抵抗溶接機において、前記制御手段には、各上記電極から上記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の和Ｂの値とナゲットの径の大きさとの相間関係に基づいて、該ナゲットが所定の大きさになる時の該和Ｂの値が設定値として予め定められており、前記制御手段は、溶接中に、各前記加圧力検出手段からそれぞれ送られてきた検出信号に基づいて加圧力の和Ｂの値が前記設定値であるか否かを判断するとともに、該和Ｂの値が該設定値になった時に各前記電極への通電を止めて溶接を終了するように構成されていることが好ましい。
上記課題を解決する請求項５記載の抵抗溶接方法は、一対の電極で被溶接物を挟圧しつつ各該電極に通電して該被溶接物を溶接する抵抗溶接方法であって、上記被溶接物を各上記電極間で挟圧した状態で、各該電極から該被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を検出するとともに、その検出結果に基づいて各該電極から該被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を調整することにより、ナゲット形成位置を該被溶接物の板厚方向に調整する溶接準備工程と、上記溶接準備工程でナゲット形成位置を上記被溶接物の板厚方向に調整した後に、各上記電極への通電により溶接を開始して該被溶接物を溶接する溶接工程とを備え、前記溶接準備工程では、各前記電極から前記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力の差Ａの値が、加圧力の差Ａの値とナゲット形成位置のオフセット量との相間関係に基づいて予め設定された該被溶接物の板厚の違いに応じた零でない所定のオフセット量になる時の該差Ａの設定値となるように、各該電極から該被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を調整することを特徴とするものである。
請求項５記載の抵抗溶接方法において、前記溶接工程では、溶接中に、各前記電極から前記被溶接物へそれぞれ付与される加圧力を検出するとともに、その検出結果に基づく加圧力の和Ｂの値が、加圧力の和Ｂの値とナゲットの径の大きさとの相間関係に基づいて予め設定された該ナゲットが所定の大きさになる時の該和Ｂの設定値になった時に、各該電極への通電を止めて溶接を終了することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
（実施形態１）
図１に示す本実施形態に係る抵抗溶接機は、上アーム１、下アーム２にそれぞれ加圧力付与手段としての上油圧シリンダ３、下油圧シリンダ４が固定されている。上油圧シリンダ３には加圧力検出手段としての上ロードセル５を介して上電極６が連結されており、下油圧シリンダ４にも下ロードセル７を介して下電極８が連結されている。この上電極６及び下電極８は溶接電源９により通電可能とされている。
【００１６】
上記上ロードセル５及び下ロードセル７の検出信号はそれぞれ制御装置１０に送られ、制御装置１０はこれらの検出信号に基づいて、上電磁比例弁１１、下電磁比例弁１２を介して上油圧シリンダ３、下油圧シリンダ４をそれぞれ制御可能とされている。また、上記溶接電源９も制御装置１０により制御可能とされている。
【００１７】
（ナゲットを被溶接物の中心に形成する場合）
上記構成を有する実施形態１に係る抵抗溶接機を用いて、同一厚さの２枚の被溶接物（鋼板）Ｗを重ね合わせて溶接する場合について、以下説明する。なお、被溶接物Ｗを上電極６及び下電極８間でクランプし、溶接前におけるフローチャートを図２に、溶接中におけるフローチャートを図３に示す。
【００１８】
２枚の被溶接物Ｗを重ね合わせた状態で上電極６及び下電極８間に配置した後、制御手段１０から上電磁比例弁１１、下電磁比例弁１２にそれぞれ所定の信号を送り、上油圧シリンダ３、下油圧シリンダ４を作動させて、上電極６及び下電極８間で被溶接物Ｗを挟圧した。このとき、上油圧シリンダ３及び下油圧シリンダ４のストローク量は同等となるようにした。また、被溶接物Ｗは図示しないクリップ装置により固定されている。この状態で、上電極６から被溶接物Ｗに付与される上電極加圧力ＦU を上ロードセル５が検出し、この検出信号が制御手段１０に送られるとともに、下電極８から被溶接物Ｗに付与される下電極加圧力ＦD を下ロードセル７が検出し、この検出信号が制御手段１０に送られる。制御装置１０では、上ロードセル５、下ロードセル７からそれぞれ送られた検出信号を比較し、
Ａ＝（上電極加圧力ＦU ）−（下電極加圧力ＦD ）
の値が零であるか否かを判断する。そして、上記Ａの値が零でない場合は、Ａの値に応じて、上電磁比例弁１１又は下電磁比例弁１２に信号を送り、上油圧シリンダ３又は下油圧シリンダ４を作動させる。
【００１９】
例えば、被溶接物Ｗを上電極６側に押し付ける外力が該被溶接物Ｗに作用している場合、上電極６から被溶接物Ｗへ付与される上電極加圧力ＦU が下電極８から被溶接物Ｗへ付与される下電極加圧力ＦD よりも大きくなり、Ａ＞０となるので、制御装置１０は、このＡの値に応じて、上電極比例弁１１に信号を送り上油圧シリンダ３のストローク量を所定量小さくするか、又は下電極比例弁１２に信号を送り下油圧シリンダ４のストローク量を所定量大きくする。
【００２０】
このような過程を経て、上記Ａの値が零になれば、上電極６から被溶接物Ｗに付与される上電極加圧力ＦU と下電極８から被溶接物Ｗに付与される下電極加圧力ＦD とが等しくなり、ナゲットを被溶接物Ｗの中心に形成する溶接準備が整ったことになるので、制御装置１０は溶接電源９に信号を送り、溶接電源９から上電極６及び下電極８に所定の電流を供給して溶接を開始する。
【００２１】
この溶接中においては、被溶接物Ｗの境界にナゲットが形成される。そして、被溶接物Ｗ内でナゲットが成長して膨張すると、ナゲット膨張に伴う圧力が被溶接物Ｗから上電極６及び下電極８にそれぞれ均等に加わる。この圧力はナゲットが成長すればするほど大きくなる。このため、被溶接物Ｗから上電極６及び下電極８にそれぞれ加わる圧力を、上電極加圧力ＦU 及び下電極加圧力ＦD としてそれぞれ上ロードセル５及び下ロードセル７で検出し、この検出信号が制御装置１０に送られる。制御装置１０では、上ロードセル５、下ロードセル７からそれぞれ送られた検出信号に基づいて、
Ｂ＝（上電極加圧力ＦU ）＋（下電極加圧力ＦD ）
の値が設定値であるか否かを判断する。なお、ナゲット径の大きさと上記Ｂの値との相関関係を予め求めておき、その相関関係に基づきナゲットが所定の大きさになった時の上記Ｂの値が制御装置１０に予め設定されている。そして、上記Ｂの値が予め設定された設定値になった時に、制御装置１０から溶接電源９に通電ＯＦＦの信号が送られ、溶接を終了する。
【００２２】
このように本実施形態の溶接抵抗機によれば、上電極６、下電極８から被溶接物Ｗに付与されている上電極加圧力ＦU 、下電極加圧力ＦD を上ロードセル５、下ロードセル７によりそれぞれ検出し、その検出結果に基く制御装置１０の制御により、上電磁比例弁１１又は下電磁比例弁１２を介して上油圧シリンダ３又は下油圧シリンダ４を作動させて、上電極６、下電極８から被溶接物Ｗへそれぞれ付与される上電極加圧力ＦU 、下電極加圧力ＦD を独立に制御することができる。このため、例えば被溶接物Ｗを上電極６側に押し付ける外力が該被溶接物Ｗに作用している場合でも、上電極６及び下電極８から被溶接物Ｗへ付与される上電極加圧力ＦU 及び下電極加圧力ＦD の値を同等とすることができ、ナゲットの形成位置を確実に被溶接物Ｗの中心とすることが可能となる。したがって、ナゲットの偏りによる接合不良や溶接割れを防止することができる。
【００２３】
また、本実施形態の溶接抵抗機によれば、ナゲットの成長過程を上ロードセル５及び下ロードセル７の検出信号に基づいてリアルタイムで制御することができる。このため、ナゲット径が所定の大きさになったことを確実に検知することができるので、ナゲットの過大割れを確実に防止することができるとともに、余分の電気消費を回避して省エネに貢献することもできる。またナゲット成長を観測するために別途変位センサ等を設ける必要がない。
【００２４】
（ナゲットをオフセットする場合）
上記実施形態１に係る抵抗溶接機を用いて、板厚が互いに異なる２枚の被溶接物（鋼板）Ｗを重ね合わせて溶接する場合について、以下説明する。
ナゲットを中心に形成する場合と同様に、上油圧シリンダ３及び下油圧シリンダ４のストローク量が同等となるように、図示しないクリップ装置により固定された２枚の被溶接物Ｗを重ね合わせた状態で上電極６及び下電極８間で挟圧した。この状態で、上電極６から被溶接物Ｗに付与される上電極加圧力ＦU を上ロードセル５が検出し、この検出信号が制御手段１０に送られるとともに、下電極８から被溶接物Ｗに付与される下電極加圧力ＦD を下ロードセル７が検出し、この検出信号が制御手段１０に送られる。制御装置１０では、上ロードセル５、下ロードセル７からそれぞれ送られた検出信号を比較し、
Ａ＝（上電極加圧力ＦU ）−（下電極加圧力ＦD ）
の値が設定値であるか否かを判断する。なお、上記Ａの値とナゲット形成位置のオフセット量との相関関係を予め求めておき、その相関関係に基づき、２枚の被溶接物Ｗの板厚の違いに応じた所定のオフセット量になった時の上記Ａの値が制御装置１０に予め設定されている。そして、上記Ａの値が設定値でない場合は、Ａの値に応じて、上電磁比例弁１１又は下電磁比例弁１２に信号を送り、上油圧シリンダ３又は下油圧シリンダ４を作動させる。
【００２５】
このような過程を経て、上記Ａの値が設定値になれば、所定のオフセット位置、すなわち被溶接物Ｗの境界部にナゲットを形成する溶接準備が整ったことになるので、制御装置１０は溶接電源９に信号を送り、溶接電源９から上電極６及び下電極８に所定の電流を供給して溶接を開始する。
この溶接中においても、ナゲットを中心に形成する場合と同様に、ナゲット膨張に伴う圧力増大を、上電極加圧力ＦU 及び下電極加圧力ＦD としてそれぞれ上ロードセル５及び下ロードセル７で検出し、この検出信号に基づいてナゲットが所定の大きさになったことを検知して、溶接を終了することができる。
【００２６】
このように本実施形態の溶接抵抗機によれば、上電極６、下電極８から被溶接物Ｗに付与されている上電極加圧力ＦU 、下電極加圧力ＦD を上ロードセル５、下ロードセル７によりそれぞれ検出し、その検出結果に基く制御装置１０の制御により、上電磁比例弁１１又は下電磁比例弁１２を介して上油圧シリンダ３又は下油圧シリンダ４を作動させて、上電極６、下電極８から被溶接物Ｗへそれぞれ付与される上電極加圧力ＦU 、下電極加圧力ＦD を独立に制御することができる。このため、例えば互いに板厚の異なる２枚の被溶接物Ｗを溶接する場合でも、被溶接物Ｗの板厚の違いに応じてナゲット形成位置を調整することができるので、２枚の被溶接物Ｗの境界部に確実にナゲットを形成して良好な溶接を行うことが可能となる。
【００２７】
また例えば、被溶接物Ｗを上電極６側に押し付ける外力が該被溶接物Ｗに作用しているような場合でも、上ロードセル５及び下ロードセル７により、この外力の影響を加味しつつ上記Ａの値を制御することができるので、２枚の被溶接物Ｗの境界部に確実にナゲットを形成して良好な溶接を行うことができる。
なお、上記実施形態１において、加圧力検出手段としてのロードセル５、７をなくした構成を採用した場合は、例えば被溶接物Ｗを上電極６側に押し付けるような外力が該被溶接物Ｗに作用していないことを条件に、互いに板厚の異なる２枚の被溶接物Ｗの境界部に確実にナゲットを形成して良好な溶接を行うことが可能となる。
【００２８】
（実施形態２）
図４に示す本実施形態に係る抵抗溶接機は、互いに連結された上アーム１、下アーム２にそれぞれ加圧力付与手段としての上油圧シリンダ３、土台１３が固定されている。上油圧シリンダ３には加圧力検出手段としての上ロードセル５を介して上電極６が連結されており、土台１３にも下ロードセル７を介して下電極８が連結されている。この上電極６及び下電極８は溶接電源９により通電可能とされている。また、互いに連結された上アーム１、下アーム２は、シフト手段としてのアーム用油圧シリンダ１４により上下動可能とされている。
【００２９】
上記上ロードセル５及び下ロードセル７の検出信号はそれぞれ制御装置１０に送られ、制御装置１０はこれらの検出信号に基づいて、電磁比例弁１５を介してアーム用油圧シリンダ１４を制御可能とされている。また、上油圧シリンダ３も上電磁比例弁１１を介して制御装置１０により制御可能とされるとともに、上記溶接電源９も制御装置１０により制御可能とされている。
【００３０】
上記構成を有する実施形態２に係る抵抗溶接機を用いても、上記実施形態１と同様に、ナゲットを被溶接物Ｗの中心に確実に形成しつつ溶接したり、板厚が互いに異なる２枚の被溶接物を良好に溶接したりすることが可能である。
すなわち、本実施形態の抵抗溶接機では、上電極加圧力ＦU 及び下電極加圧力ＦD をそれぞれ上ロードセル５及び下ロードセル７により検出し、この検出信号が制御装置１０に送られる。制御装置１０では、これらの検出信号を上記実施形態１と同様に比較し、
Ａ＝（上電極加圧力ＦU ）−（下電極加圧力ＦD ）
の値に応じて、電磁比例弁１５に信号を送り、アーム用油圧シリンダ１４を作動させる。
【００３１】
例えば、被溶接物Ｗを上電極６側に押し付ける外力が該被溶接物Ｗに作用している場合、上電極６から被溶接物Ｗへ付与される上電極加圧力ＦU が下電極８から被溶接物Ｗへ付与される下電極加圧力ＦD よりも大きくなり、Ａ＞０となるので、制御装置１０は、このＡの値に応じて、電極比例弁１５に信号を送りアーム用油圧シリンダ１４のストローク量を所定量大きくして、上アーム１及び下アーム２を一体的に上昇させる。なお、被溶接物Ｗは図示しないクリップ装置により固定されている。これにより、上油圧シリンダ３及び上ロードセル５を介して上アーム１に連結された上電極６と、土台１３及び下ロードセル７を介して下アーム２に連結された下電極８とが、上電極６及び下電極８の対向方向（上下方向）に被溶接物Ｗに対して相対的に移動する。その結果、移動前と比較して、上電極加圧力ＦU が小さくなるとともに、下電極加圧力ＦD が大きくなる。
【００３２】
このような過程を経て、上記Ａの値を調整する事により、ナゲット形成位置を任意に調整することができる。したがって、同一板厚の被溶接物Ｗを溶接する場合であっても、また板厚が互いに異なる被溶接物Ｗを溶接する場合であっても、被溶接Ｗの境界部に確実にナゲットを形成することが可能となる。
なお、本実施形態２に係る溶接抵抗機においても、上ロードセル５及び下ロードセル７の検出信号に基づいて、溶接中のナゲット成長過程を観察、制御できることは勿論である。
【００３３】
また、上記実施形態２では、被溶接物Ｗを固定状態とし、この被溶接物Ｗに対して、上電極６及び下電極８を相対的に移動させる例について説明したが、上電極６及び下電極８を固定状態とし、この上電極６及び下電極８に対して、被溶接物Ｗを相対的に移動させることも可能である。この場合、被溶接物Ｗを保持するクリップ装置等をシフト手段としての油圧シリンダ等により昇降可能とすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４記載の抵抗溶接機又は請求項５、６記載の抵抗溶接方法によれば、例えば被溶接物の厚さの違いに応じてナゲットの形成位置を任意に調整することが可能となり、厚さが互いに異なる被溶接物でも確実にナゲットを被溶接物の境界部に形成して良好な溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態１に係る抵抗溶接機の全体構成を模式的に示す側面図である。
【図２】  溶接前における電極加圧力の制御を説明するフローチャートである。
【図３】  溶接中におけるナゲット径の制御を説明するフローチャートである。
【図４】  本実施形態２に係る抵抗溶接機の全体構成を模式的に示す側面図である。
【図５】  従来の抵抗溶接機の全体構成を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
１は上アーム、２は下アーム、３は上油圧シリンダ、４は下油圧シリンダ、５は上ロードセル、６は上電極、７は下ロードセル、８は下電極、９は溶接電源、１０は制御装置、１１は上電磁比例弁、１２は下電磁比例弁、１３は土台、１４はアーム用油圧シリンダ、１５は電磁比例弁である。
【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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