专利名称：电阻焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种电阻焊接方法。具体而言，本发明涉及一种正确算出焊接中的焊接部的电阻值，根据该算出结果，推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生等的电阻焊接方法。
背景技术：
图6是电阻焊接装置的结构图。晶闸管2进行相位控制，将商用交流电源1作为输入，形成恒定电流输出。变压器3将相位控制后的电压降压到适于电阻焊接的电压值。焊枪包含一对臂4及装配在该臂的前端部上的一对电极6。作为被焊接部件的两个工件7在由夹具(工件支架)8保持的状态下，由上述一对电极6加压、通电，进行焊接。
电压检测线5被配置来检索上述一对电极6之间的电极间电压ve。电压检测电路VD检测上述电极间电压ve，输出电极间电压检测信号vd。电流检测电路ID检测焊接电流iw，输出焊接电流检测信号id。
电阻值算出电路RC将上述电极间电压检测信号vd及焊接电流检测信号id作为输入，输出焊接中的焊接部电阻值信号Rw。焊接品质推定电路QC将该焊接部电阻值信号Rw、上述电极间电压检测信号vd及焊接电流检测信号id作为输入，推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生。在图示的实例中，推定焊接部的温度变化，输出温度变化推定值信号Tc。
作为焊接品质的推定方法，在特开平11-285848号公报中记载了一例。根据该方法，通过进行焊接部的动态电阻的连续测量，抽取、分类测量到的动态电阻变化图案的特征，检测溅射产生的预兆。另外，在特开2000-280078号公报中记载了焊接品质的推定方法的其它实例。根据该方法，根据焊接部的电阻率来推定焊点的温度，控制焊接功率，使从焊接开始时刻到焊接终止时刻的焊点温度变化在预定温度变化范围内，从而防止溅射的产生。
图6中，电流设定电路IS将上述温度变化推定值信号Tc设为输入。电流设定电路IS输出电流设定信号Is，使温度变化推定值信号Tc跟随预定的目标温度变化图案。输出控制电路CC输出用于相位控制上述晶闸管2的起辉信号Cc，使该电流设定信号Is与上述焊接电流检测信号Id的有效值大致相等。
图7是表示算出焊接部电阻值Rw的现有方法的流程图。该算出方法的基本原理如下。在图6所示状态下，通过用上述焊接电流值Iw来除上述电极间电压值ve，算出检测部电阻值Rs。该电阻值Rs等于将一对电极部的电阻值(下面称为本征电极电阻值Ret)与焊接部电阻值Rw相加的值。即，Rs＝Ret+Rw成立。本征电极电阻值Ret在进行焊接前事先算出。焊接部电阻值Rw可通过Rw＝Rs-Ret的运算来算出。下面，更详细地说明这些步骤。
首先，在图7所示的步骤ST1中，进行试验通电工序。具体而言，在开始工件焊接前，将焊枪移动到预定的初始位置，并在使一对电极接触、加压的状态下通电(试验通电)。根据此时的电极间电压值ve及电流值iw，算出本征电极电阻值Ret(＝ve/iw)。
在步骤ST2中，进行焊接工序。具体而言，将工件保持在夹具上，同时，将焊枪移动到焊接位置(参照图6)。接着，由一对电极对工件加压、通电，进行焊接。根据该焊接中的电极间电压值ve及电流值iw算出检测部电阻值Rs(＝ve/iw)。从该检测部电阻值Rs中减去上述本征电极电阻值Ret，算出焊接部电阻值Rw(＝Rs-Ret)。根据算出的焊接部电阻值Rw(及必要时其它值)，推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生等。
在步骤ST3中，判断有无工件交换。在进行工件交换的情况下(是)，对新的工件进行上述步骤ST2的作业。在未进行工件交换的情况下(否)，焊接终止。
图8是以相位角120度起辉上述晶闸管2时、半循环期间中的电极间电压ve及焊接电流iw的波形图。上述检测部电阻值Rs的算出通常用相位为90度(半循环期间中焊接电流iw的变化率为0)时的电极间电压值v1及焊接电流值i1来运算。原因在于当焊接电流iw的变化率为0时，由于重叠于电压检测线5上的感应电压噪声大致为0，所以可正确检测电极间电压值ve。每半循环重复进行焊接部电阻值Rw的算出。
但是，在上述现有方法中，存在以下缺陷。即，图8所示波形是在夹具8位于一对臂4的外侧的状况下得到的(图6)。相反，如图9所示，有时夹具8因工件7的焊接位置而进入焊枪的一对臂4的内侧。在该状态下进行电阻焊接时，焊接中的电极间电压ve及焊接电流iw的波形如图10所示。图10的波形与图8的波形虽是在除夹具8的位置不同外其它相同的焊接条件下得到的，但彼此不同。具体而言，两个焊接电流iw虽具有大致相等的波形，但图10的电极间电压ve明显比图8的电极间电压ve大。这是因为焊接中产生的涡流引起的误差电压在图9所示状况下重叠于电极间电压ve上。
图10中，根据电极间电压值v2及焊接电流值i2算出检测部电阻值Rs2(＝v2/i2)(相位90度)。当设基于涡流的误差电阻值为Rd时，检测部电阻值Rs2等于本征电极电阻值Ret+焊接部电阻值Rw+误差电阻值Rd。因此，在从算出的检测部电阻值中减去本征电极电阻值的现有方法中，变为算出焊接部电阻值Rw+误差电阻值Rd。根据包含这种误差的结果来推定的焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生不能正确反映现实状况。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种通过去除涡流引起的误差因素来正确算出焊接部电阻值的电阻焊接方法。
为了解决上述问题，本发明采用以下结构。即，根据本发明的第一方面，提供一种电阻焊接方法，由装配在焊枪的一对臂的前端部上的一对电极来加压、通电保持在夹具上的工件，进行焊接。根据该方法，首先进行焊接位置试验通电工序，在未使所述工件保持在所述夹具中的状态下，在所述夹具配置在所述一对臂的内侧后，使所述一对电极彼此接触、加压，进行试验通电，根据该试验通电中的电极间电压值及焊接电流值，算出包含因所述夹具进入所述一对臂内侧产生的涡流引起的误差的电极电阻值。接着，进行焊接工序，在使所述工件保持在位于所述一对臂内侧的所述夹具中的状态下，由所述一对电极来加压、通电所述工件，进行焊接，根据该焊接中的电极间电压值及电流值算出检测部电阻值，从该检测部电阻值中减去所述电极电阻值，算出焊接部电阻值。
优选是根据所述焊接部电阻值(及必要时其它值)，推定所述工件的焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生。另外，可在每次将所述工件变换为其它工件时进行所述焊接工序。并且，可在所述工件的多个焊接部位的每个部位重复进行所述焊接位置试验通电工序中的所述电极电阻值的算出，接着在该多个焊接部位的每个部位重复进行所述焊接工序。
根据本发明的第二方面，在上述第一方面的方法中还追加以下结构。即，在所述焊接位置试验通电工序之前进行初始位置试验通电工序，在不使所述工件保持在所述夹具中的状态下，在将所述夹具配置在所述一对臂的外侧的初始位置上后，使所述一对电极彼此接触、加压，进行试验通电，并根据该试验通电中的电极间电压值及焊接电流值算出本征电极电阻值。此时，将在所述焊接位置试验通电工序中算出的所述电极电阻值减去所述本征电极电阻值，算出相当于所述涡流引起的误差的电极修正值。并且，所述焊接工序中所述焊接部电阻值的算出通过从在所述焊接工序中算出的所述检测部电阻值中减去所述本征电极电阻值及所述电阻修正值来进行。
在上述方法中，可在每次将所述工件交换成其它工件时进行所述焊接工序。另外，可在所述一对电极由于重复焊接而消耗的情况下，当研磨该电极后进行再生时或将该电极变换为新电极时，在进行所述初始位置试验通电工序后，进行所述焊接工序。并且，可在所述工件的多个焊接部位的每个部位重复进行所述焊接位置试验通电工序中的所述电极电阻值的算出及所述电阻修正值的算出，接着在该多个焊接部位的每个部位重复进行所述焊接工序中的所述焊接部电阻值的算出。
图1是表示本发明实施方式1的流程图。
图2是表示本发明实施方式2的流程图。
图3是表示本发明实施方式3中追加的工序的流程图。
图4是表示本发明实施方式4的流程图。
图5是表示本发明实施方式5的流程图。
图6是现有技术中的电阻焊接装置的结构图。
图7是表示现有技术的流程图。
图8是表示现有技术中的焊接部电阻值的算出方法的电压、电流波形图。
图9是表示夹具进入焊枪的臂内侧的情况的图。
图10是表示由于夹具进入焊枪内侧而产生的涡流造成的影响的电压、电流波形图。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的电阻焊接方法的实施方式。另外，以下各实施方式中使用的焊接装置的结构与图6所示装置结构相同。
图1是表示本发明实施方式1的电阻焊接方法的流程图。该焊接方法包含步骤ST10-30。
步骤ST10的作业在开始工件7的焊接前进行。具体而言，在未保持工件7的状态下，使夹具8位于一对臂4的内侧、即由两个臂4包围的区域内(参照图9)。另外，将焊枪配置在规定的焊接位置上，接触、加压一对电极6，进行试验通电。根据该试验通电中的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出电极电阻值Re(＝ve/iw)。该电阻值Re包含因夹具8进入一对臂4的内侧产生的涡流引起的误差电阻值Rd。即，电极电阻值Re等于本征电极电阻值Ret+误差电阻值Rd。
在步骤ST20中，在使工件7保持在夹具8中后，由一对电极来加压、通电工件，开始焊接。此时夹具8位于一对臂4的内侧(图9)。根据焊接中检测到的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出检测部电阻值Rs(＝ve/iw)。该电阻值Rs包含涡流引起的误差电阻值Rd。即，检测部电阻值Rs等于本征电极电阻值Ret+焊接部电阻值Rw+误差电阻值Rd。从算出的检测部电阻值Rs中减去上述电极电阻值Re(Ret+Rd)，算出焊接部电阻值Rw。根据该焊接部电阻值Rw(及必要时其它值)，推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生等。另外，在以下说明的实施方式2的方法与实施方式1的方法的不同之处在于，当算出焊接部电阻值Rw时，单独求出本征电极电阻值Ret与误差电阻值Rd，分别从检测部电阻值Rs中减去这两个值。但是，两个方法在最终从检测部电阻值Rs中减去相当于Ret+Rd的量上具有相同的方面。
在步骤ST30中，判断有无工件交换，若是，则返回上述步骤ST20，若为否，则结束焊接。根据以上方法，因为不包含误差电阻值Rd，算出正确的焊接部电阻值Rw，所以可准确推定焊接部的温度变化等。
图2是表示本发明实施方式2的电阻焊接方法的流程图。该焊接方法包含步骤ST01及步骤ST10-30。
步骤ST01及ST10的作业在开始工件7的焊接前进行。首先，在步骤ST01中，定位焊枪(下面称该位置为初始位置)，使未保持工件7的状态下的夹具8位于一对臂4的外侧(参照图6)。在该状态下，接触、加压一对电极6，进行试验通电(下面称为初始位置试验通电)。根据该通电中检测到的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出不包含涡流引起的误差的本征电极电阻值Ret(＝ve/iw)。
在步骤ST10中，定位焊枪(下面称为焊接位置)，使未保持工件7的状态下的夹具8位于一对臂4的内侧(参照图9)。在该状态下，接触、加压一对电极6，进行试验通电(下面称为焊接位置试验通电)。根据在该通电中检测到的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出电极电阻值Re(＝ve/iw)。该电阻值Re包含因夹具8进入一对臂4的内侧产生的涡流引起的误差电阻值Rd。即，电极电阻值Re等于本征电极电阻值Ret+误差电阻值Rd。从该电极电阻值Re中减去上述本征电极电阻值Ret，算出电阻修正值Rr。电阻修正值Rr相当于涡流造成的误差电阻值Rd在步骤ST20中，在使工件7保持在夹具8中后，开始焊接。具体而言，将焊枪配置在上述焊接位置上，并由一对电极6对工件7加压、通电，进行焊接。根据该焊接中检测到的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出检测部电阻值Rs(＝ve/iw)。电阻值Rs包含涡流引起的误差电阻值Rd(Rs＝Ret＝Rw+Rd)。从该检测部电阻值Rs中减去上述本征电极电阻值Ret及电阻修正值Rr(＝Rd)，算出焊接部电阻值Rw。根据该焊接部电阻值Rw(及必要时其它值)，推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生等。
在步骤ST30中，判断有无工件交换，若是，则返回上述步骤ST20，若为否，则结束焊接。在以上方法的情况下，都可正确算出焊接中的焊接部电阻值Rw，所以可准确推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生等。
当重复进行焊接时，电极6消耗。消耗的电极6必需在研磨后再次利用或与新的电极进行交换。鉴于这种情况，在上述实施方式2的步骤ST30中判断为是的情况下，进行图3所示的步骤31及步骤32。
具体而言，在步骤31中，判断是否研磨电极6后再次利用或交换成新电极。若判断为是(实施研磨或交换)，则前进到步骤32，若为否，则返回上述图2的步骤ST20(焊接工序)。
在步骤ST32中，与上述图2的步骤ST01一样，再次进行初始位置试验通电工序，更新本征电极电阻值Ret。之后，返回上述图2的步骤ST20(焊接工序)。这样，每次研磨或交换电极时更新本征电极电阻值Ret的理由在于本征电极电阻值Ret因研磨或交换电极而变化。并且，即使在未进行电极的研磨或交换的情况下，也可在焊接次数达到规定次数时进行本征电极电阻值Ret的更新。
图4是表示本发明实施方式4的电阻焊接方法的流程图。在本实施方式4中，对工件的多个焊接部位重复进行与上述实施方式1的焊接位置试验通电工序一样的工序(步骤ST10a-ST11)。之后，对该多个焊接部位的每个重复进行与实施方式1的焊接工序一样的工序(步骤ST20a-21)。图4的步骤30与图1的步骤ST30相同。
具体而言，在步骤ST10a中，在开始工件7的焊接前，在未将工件7保持在夹具8中的状态下，将焊枪移动到多个焊接部位中的指定焊接位置上，接触、加压一对电极6，进行试验通电。根据该试验通电中的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出各指定焊接位置处的电极电阻值Re(n)。这里，n是用于特定指定焊接位置的参数。电极电阻值Re(n)包含因夹具8进入一对臂4的内侧产生的涡流引起的误差电阻值Rd(n)。即，电极电阻值Re(n)等于本征电极电阻值Ret+误差电阻值Rd(n)。
在步骤ST11中，判断作业是否移动到多个焊接部位内的下一焊接位置。若判断为是，则返回上述步骤ST10a。若判断为否(所有焊接部位上的焊接位置试验通电工序结束)，则前进到下一步骤ST20a。
在步骤ST20a中，对保持在夹具8中的工件7进行焊接。具体而言，在将焊枪配置在多个焊接部位内的指定焊接位置上后，由一对电极6来加压、通电工件7，开始焊接。根据焊接中的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出包含涡流引起的指定焊接位置上的误差电阻值Rd(n)的检测部电阻值Rs(n)(＝Ret+Rw(n)+Rd(n))。从该检测部电阻值Rs(n)中减去上述电极电阻值Re(n)(＝Ret+Rd(n))，算出焊接部电阻值Rw(n)，根据该焊接部电阻值Rw(n)(及必要时其它值)，推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生等。
在步骤ST21中，判断作业是否移动到多个焊接部位内的下一焊接位置。若判断为是，则返回上述步骤ST20a。若判断为否(所有焊接部位上的焊接工序结束)，则前进到下一步骤ST30。
在以上方法中，通过在工件的各焊接位置进行试验通电，算出包含该焊接位置上的涡流引起的误差电阻值Rd(n)的电极电阻值Re(n)，算出该焊接位置上的焊接部电阻值Rw(n)。
图5是表示本发明实施方式5的电阻焊接方法的流程图。在本实施方式5中，对工件的多个焊接部位的每个重复进行与上述实施方式2的焊接位置试验通电工序一样的工序(步骤ST10b-ST11)。之后，对该多个焊接部位的每个重复进行与上述实施方式2的焊接工序一样的工序(步骤ST20b-21)。图5的步骤ST01及30分别与图2的步骤ST01及30相同。
在步骤ST10b中，在未将工件7保持在夹具8中的状态下，将焊枪移动到多个焊接部位中的指定焊接位置上，接触、加压一对电极6，进行试验通电。根据该试验通电中的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出指定焊接位置处的电极电阻值Re(n)。各电极电阻值Re(n)包含因夹具8进入一对臂4的内侧产生的涡流引起的误差。从该电极电阻值Re(n)中减去本征电极电阻值Ret，算出相当于涡流造成的误差电阻值Rd(n)的电阻修正值Rr(n)。
在步骤ST11中，判断作业是否移动到多个焊接部位内的下一焊接位置。若判断为是，则返回上述步骤ST10b。若判断为否(所有焊接部位上的焊接位置试验通电工序结束)，则前进到下一步骤ST20b。
在步骤ST20b中，对保持在夹具8中的工件7进行焊接。具体而言，在将焊枪配置在多个焊接部位内的指定焊接位置上后，由一对电极6来加压、通电工件7，进行焊接。根据焊接中的电极间电压值ve及焊接电流值iw，算出包含涡流引起的误差的检测部电阻值Rs(n)。从该检测部电阻值Rs(n)中减去本征电极电阻值Ret及对应的电阻修正值Rr(n)，算出焊接部电阻值Rw(n)。根据该焊接部电阻值Rw(n)(及必要时其它值)，推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生等。
在步骤ST21中，判断作业是否移动到多个焊接部位内的下一焊接位置。若判断为是，则返回上述步骤ST20b。若判断为否(所有焊接部位上的焊接工序结束)，则前进到下一步骤ST30。
各焊接位置上的检测部电阻值Rs(n)为Rs(n)＝Ret+Rd(n)+Rw(n)。由步骤ST01算出本征电极电阻值Ret，由上述步骤ST10b算出相当于涡流造成的在各焊接位置上的误差电阻值Rd(n)的电阻修正值Rr(n)。各焊接位置上的焊接部电阻值Rw(n)通过Rw(n)＝Rs(n)-Ret-Rr(n)的运算来算出。
如上所述，根据本发明的电阻焊接方法，可去除涡流引起的误差，正确算出焊接部电阻值。另外，可根据这种焊接部电阻值来正确推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生等。
权利要求
1.一种电阻焊接方法，由装配在焊枪的一对臂的前端部上的一对电极来加压、通电保持在夹具上的工件，进行焊接，其特征在于进行焊接位置试验通电工序，在未使所述工件保持在所述夹具中的状态下，在所述夹具配置在所述一对臂的内侧后，使所述一对电极彼此接触、加压，进行试验通电，根据该试验通电中的电极间电压值及焊接电流值，算出包含因所述夹具进行所述一对臂内侧产生的涡流引起的误差的电极电阻值；接着，进行焊接工序，在使所述工件保持在位于所述一对臂内侧的所述夹具中的状态下，由所述一对电极来加压、通电所述工件，进行焊接，根据该焊接中的电极间电压值及焊接电流值算出检测部电阻值，从该检测部电阻值中减去所述电极电阻值，算出焊接部电阻值。
2.根据权利要求1所述的电阻焊接方法，其特征在于至少根据所述焊接部电阻值，推定所述工件的焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生。
3.根据权利要求1所述的电阻焊接方法，其特征在于在每次将所述工件变换为其它工件时进行所述焊接工序。
4.根据权利要求1所述的电阻焊接方法，其特征在于在所述工件的多个焊接部位的每个部位重复进行所述焊接位置试验通电工序中的所述电极电阻值的算出，接着在该多个焊接部位的每个部位重复进行所述焊接工序。
5.根据权利要求1所述的电阻焊接方法，其特征在于在所述焊接位置试验通电工序之前还进行初始位置试验通电工序，在不使所述工件保持在所述夹具中的状态下，在将所述夹具配置在所述一对臂的外侧的初始位置上后，使所述一对电极彼此接触、加压，进行试验通电，并根据该试验通电中的电极间电压值及焊接电流值算出本征电极电阻值，其中，将在所述焊接位置试验通电工序中算出的所述电极电阻值减去所述本征电极电阻值，算出相当于所述涡流引起的误差的电极修正值，所述焊接工序中所述焊接部电阻值的算出通过从在所述焊接工序中算出的所述检测部电阻值中减去所述本征电极电阻值及所述电阻修正值来进行。
6.根据权利要求4所述的电阻焊接方法，其特征在于在每次将所述工件交换成其它工件时进行所述焊接工序。
7.根据权利要求4所述的电阻焊接方法，其特征在于在所述一对电极由于重复焊接而消耗的情况下，当研磨该电极后进行再生时或将该电极变换为新电极时，在进行所述初始位置试验通电工序后，进行所述焊接工序。
8.根据权利要求4所述的电阻焊接方法，其特征在于在所述工件的多个焊接部位的每个部位重复进行所述焊接位置试验通电工序中的所述电极电阻值的算出及所述电阻修正值的算出，接着在该多个焊接部位的每个部位重复进行所述焊接工序中的所述焊接部电阻值的算出。
全文摘要
本发明的电阻焊接方法包含3个工序(ST10－ST30)。首先，在未将工件保持在夹具中的状态下，将焊枪移动到焊接位置，接触、加压一对电极，进行试验通电，算出包含涡流引起的误差的电极电阻值(Re)(ST10)。接着，将工件保持在夹具中，将焊枪移动到焊接位置，由一对电极来加压、通电工件，进行焊接，算出包含该焊接中的涡流引起的误差的检测部电阻值，同时，从该检测部电阻值中减去上述电极电阻值(Re)，算出焊接部电阻值(Rw)。至少用焊接部电阻值(Rw)来推定焊接部的温度变化、焊点直径、溅射的产生(ST20)。接着，判断是否进行工件的交换(ST30)。
文档编号B23K11/25GK1519074SQ20041003938
公开日2004年8月11日 申请日期2004年1月30日 优先权日2003年1月30日
发明者松浦卓治, 加治伸也, 脇田淳一, 中根丰, 一, 也 申请人:株式会社大亨