发明名称 以点焊方法自动装配镀锌钢板之系统及方法
摘要 一种用于要被连续点焊之叠合镀锌钢板之方法及设备,以具有一对电焊条之点焊机焊接接合,该镀锌钢板夹住了包含一间隔物以确保其间有缝隙之增加电阻之材料,当该对电焊条加压镀锌钢板使环绕接合面间之间隔物保留部分缝隙以便镀锌钢板接合面彼此部分接触,该保留之缝隙且一尺寸其中当电流流动于电焊条间时使熔化或蒸发之锌能脱离镀锌钢板之焊接区域之外。此方法包含当以该对电焊条执行连续点焊时每个焊点之介面电焊条电阻值记录步骤。此方法以依照介面电焊条之记录由焊点数及直到不会经由该电焊条形成足够之焊块之点焊期间之一来界定以评估一个电焊条之寿命。此方法自动改变焊接条件以使当电焊条寿命到达一预定电焊条寿命时仍能够继续点焊。
申请公布号 TW309461 申请公布日期 1997.07.01
申请号 TW084111706 申请日期 1995.11.04
申请人 渡边统巿;新技术事业团;丰田自动织机制作所股份有限公司 发明人 祖父江直;渡边统巿
分类号 B23K11/10 主分类号 B23K11/10
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种点焊方法自动装配镀锌钢板之系统,其系藉由具有一对焊接电焊条之点焊机,在原始构件之点焊接合面上经接合面之镀锌层将至少两个由镀锌钢板组成之原始构件组装成结构构件,上述系统具下列步骤:在其中一个上述原始构件之接合面上之预定位置置入一增加电阻之材料;当把该增加电阻之材料夹在原始构件之间时,将上述其中一个原始构件与另一个原始构件相叠合;穿过该对焊接电焊条,且实质地在接合面间夹住之增加电阻之材料中心处定出一中心轴,由焊接电焊条对增加电阻之材料与原始构件施以一预定压力;在一预定时间内对电焊条通以一预定焊接电流;在一预定时间内对电焊侦测其电气特性;用所侦测之电气特性计算介面电焊条电阻値,且依该介面电焊条电阻値计算电阻値改变之特性;经由与预定标准値比较电阻之改变特性以确定焊块之成形成功或失败;在确定步骤中被确定为失败后就自动改变焊接条件,主要为补偿以使焊块成形;在补偿步骤后再次计算电阻之改变特性而与另一预定之标准相比较,且再次确定焊块之成形成功或失败;在第二次确定步骤中记录焊块成形中失败之相关资料;在由使用特定之电焊条以连续进行点焊之期间,连续地记录介面电焊条电阻値以及电阻改变特性二者中至少一个之电气特性;依照在连续记录步骤中之记录评估焊块成形失败之焊点数或点焊持续之时间;当评估之焊点数或焊接持续之时间到达一预定标准时,自动控制以改变后续之焊接条件;当它依照连续记录步骤中之记录,或由于在一系列步骤中发生不可预期之突发状况而被判断为未形成焊块时,由活用一额外之备份系统对焊块之成形进行第二次补偿;以及在该等步骤间运送原始构件,而适用以架构生产线之步骤系完全由一主电脑来控制。2.一种以点焊方法自动装配镀锌钢板之系统,其系藉由具有一对焊接电焊条之点焊机,在原始构件之点焊接合面上经接合面之镀锌层将至少两个由镀锌钢板组成之原始构件组装成结构构件,上述系统具下列步骤:在其中一个上述原始构件之接合面上之预定位置置入一增加电阻之材料;当把该增加电阻之材料夹在原始构件之间时,将上述其中一个原始构件与另一个原始构件相叠合;穿过该对焊接电焊条,且实质地在接合面间夹住之增加电阻之材料中心处定出一中心轴,由焊接电焊条对增加电阻之材料与原始构件施以一预定压力;在一预定时间内对电焊条通以一预定焊接电流;在一预定时间内对电焊条侦测其电气特性;用所侦测之电气特性计算介面电焊条电阻値,且依该介面电焊条电阻値计算电阻値改变之特性;经由与预定标准値比较电阻之改变特性以确定焊块之成形成功或失败;在确定步骤中被确定为失败后就自动改变焊接条件,主要为补偿以使焊块成形;在补偿步骤后再次计算电阻之改变特性而与另一预定之标准相比较,并再次决定焊块成形之成功或失败;以及在第二次确定步骤中记录焊块成形中失败之相关资料。3.一种以点焊方法自动装配镀锌钢板之系统,其系藉由具有一对焊接电焊条之点焊机,在原始构件之点焊接合面上经接合面之镀锌层将至少两个由镀锌钢板组成之原始构件组装成结构构件,上述系统具下列步骤:在其中一个上述原始构件之接合面上之预定位置置入一增加电阻之材料;当把该增加电阻之材料夹在原始构件之间时,将上述其中一个原始构件与另一个原始构件相叠合;穿过该对焊接电焊条,且实质地在接合面间夹住之增加电阻之材料中心处定出一中心轴,由焊接电焊条对增加电阻之材料与原始构件施以一预定压力;在一预定时间内对电焊条通以一预定焊接电流;在一预定时间内对电焊侦测其电气特性;用所侦测之电气特性计算介面电焊条电阻値,且依该介面电焊条电阻値计算电阻値改变之特性;经由与预定标准値比较电阻之改变特性以确定焊块之成形成功或失败;在确定步骤中被确定为失败后就自动改变焊接条件,主要为补偿以使焊块成形;在补偿步骤后再次计算电阻之改变特性而与另一预定之标准相比较,且第二次确定焊块之成形成功或失败;在第二次确定步骤中记录焊块成形中失败之相关资料;在由使用特定之电焊条以连续进行点焊之期间,连续地记录介面电焊条电阻値以及电阻改变特性二者中至少一个之电气特性;依照在连续记录步骤中之记录评估焊块成形失败之焊点数或点焊持续之时间;以及当评估之焊点数或焊接持续之时间到达一预定标准时,自动控制以改变后续之焊接条件。4.如申请专利范围第1项之系统,其中上述主要为补偿而改变焊接条件之步骤包括延长焊接电流之时间。5.如申请专利范围第2项之系统,其中上述主要为补偿而改变焊接条件之步骤包括延长焊接电流之时间。6.如申请专利范围第3项之系统,其中上述主要为补偿而改变焊接条件之步骤包括延长焊接电流之时间。7.如申请专利范围第2项之系统,还包含当依照连续记录步骤中之记录或由于在该等系列之步骤中发生不可预期之突发事件使焊块无法成形时,由活用一额外之备份系统对焊块之成形进行第二次补偿。8.如申请专利范围第3项之系统,还包含当依照连续记录步骤中之记录或由于在该等系列之步骤中发生不可预期之突发事件使焊块无法成形时,由活用一额外之备份系统对焊块之成形进行第二次补偿。9.如申请专利范围第1项之系统,其中上述评估步骤包括将电阻改变特性与预定标准値相比较评估直到连续焊块不会形成之焊点数或点焊时间,其中上述改变焊接条件包括自动研磨焊接电焊条。10.如申请专利范围第3项之系统,其中上述评估步骤包括将电阻改变特性与预定准値相比较评估直到连续焊块不会形成之焊点数或点焊时间,其中上述改变焊接条件包括自动研磨焊接电焊条。11.如申请专利范围第1项之系统,其中上述评估步骤包括有将焊接电焊条间不规则电流之频率与预定标准値相比较评估直到连续焊块不会形成之焊点数或点焊时间,其中上述改变焊接条件包括增加作用于该镀锌钢板压力。12.如申请专利范围第3项之系统,其中上述评估步骤包括有将焊接电焊条间不规则电流之频率与预定标准値相比较评估直到连续焊块不会形成之焊点数或点焊时间,其中上述改变焊接条件包括增加作用于该镀锌铜板压力。13.如申请专利范围第1项之系统,其中在上述控制步骤中之改变焊接条件之步骤中之步骤包括延长该焊接电流之时间。14.如申请专利范围第3项之系统,其中在上述控制步骤中之改变焊接条件之步骤包括延长该焊接电流之时间。15.如申请专利范围第1项之系统,其中在上述控制步骤中之改变焊接条件之步骤中之步骤包括增加该焊接电流之预定値。16.如申请专利范围第3项之系统,其中在上述控制步骤中之改变焊接条件之步骤包括增加该焊接电流之预定値。17.如申请专利范围第1项至第16项任一项之系统,其中上述曾加电阻之材料包括在叠合步骤中于镀锌钢板接合面间确保一缝隙之间隔物。18.如申请专利范围第17项之系统,其中上述增加电阻之材料在接合面间环绕间隔物保留部分缝隙以让接合面在加压步骤中能彼此接触。19.如申请专利范围第17项之系统,其中上述增加电阻之材料在接合面间环绕间隔物保留部分缝隙以让接合面在加压步骤中能彼此接触,保留缝隙之尺寸是在电流流动阶段使熔化或蒸发之锌能脱离镀锌钢板之焊接区域。20.如申请专利范围第1项至第16项中任一项之系统,其中上述增加电阻之材料包括电导较差之颗粒及胶质之混合物,上述电导较差之颗粒之作用系当作间隔物且上述胶质系用于在加热时或时间久时之起泡或增加胶合力之用。21.如申请专利范围第17项之系统,其中上述增加电阻之材料包括电导较差之颗粒及胶质之混合物,上述电导较差之颗粒之作用系当成间隔物且上述胶质系用于在加热时或时间久时之起泡或增加胶合力之用。22.如申请专利范围第18项之系统,其中上述增加电阻之材料包括电导较差之颗粒及胶质之混合物,上述电导较差之颗粒之作用系当作间隔物且上述胶质系用于在加热时或时间久时之起泡或增加胶合力之用。23.如申请专利范围第19项之系统,其中上述增加电阻之材料包括电导较差之颗粒及胶质之混合物,上述电导较差之颗粒之作用系当作间隔物且上述胶质系用于在加热时或时间久时之起泡或增加胶合力之用。24.如申请专利范围第1至第16项中任一项之系统,其中上述增加电阻之材料包括双面具胶质涂装之打孔胶带。25.如申请专利范围第18项之系统,其中上述增加电阻之材料包括双面具胶质涂装之打孔胶带。26.如申请专利范围第19项之系统,其中上述增加电阻之材料包括双面具胶质涂装之打孔胶带。27.如申请专利范围第20项之系统,其中上述增加电阻之材料包括双面具胶质涂装之打孔胶带。28.如申请专利范围第21项之系统,其中上述增加电阻之材料包括双面具胶质涂装之打孔胶带。29.如申请专利范围第22项之系统,其中上述增加电阻之材料包括双面具胶质涂装之打孔胶带。30.如申请专利范围第23项之系统,其中上述增加电阻之材料包括双面具胶质涂装之打孔性带。31.一种点焊方法自动装配镀锌钢板之方法,其系对于要接合而叠合之镀锌钢板经由具一对电焊条之点焊机焊接,上述镀锌钢板夹住一包含一间隔物以确保其间有缝隙之增加电阻之材料,该对电焊条加压镀锌钢板使环绕两接合面之间隔物之部份缝隙保留,使上述镀锌钢板之接合面彼此部分接触,保留缝隙之尺寸系在电流流动阶段使熔化或蒸发之辛能脱离镀锌钢板之焊接区域,上述方法具下列步骤:当经由一对电焊条执行连续点焊记录每一次之介面电焊条电阻値;依照该记录之介面电焊条电阻値经由电焊条评估直到足够焊块无法成形之焊点数及时间中之一所定义之电焊条寿命;以及当电焊条寿命到达一预定之电焊条寿命时,自动改变焊接条件使能继续进行点焊。32.如申请专利范围第31项之方法,其中上述电焊条寿命系以当发生在预定连续焊点不规则电流之频率到达预定之标准値时之焊点数来定义,上述不规则电流被定义为当供给各焊点之交流电第一个周期之介面电焊条电阻値超过预定値时之情形。33.如申请专利范围第31项之方法,其中上述电焊条寿命被定义为对于终结成形于预定连续点范围内之不足之焊块之补偿频率到达一预定标准値时之焊点数,上述不足之焊块被定义为焊块成形于当提供给各焊点电流之周期中介面电焊条电阻値之最大値与最小値间之差异小于预定标准値,且以延长电流供给时间来对不足之焊块执行上述补偿。34.如申请专利范围第31项之方法,其中上述电焊条寿命被定义为对于终结成形于预定连续点范围内之不足之焊块之补偿频率到达一预定标准値时之焊点数,上述不足之焊块被定义为一焊块成形于自前面多个型式中所选择之型式而各型式代表在对各焊点供应电流期间介面电焊条电阻値之改变,且以延长电流供给时间来对不足之焊块执行上述补偿。35.如申请专利范围第31项之方法,其中上述电焊条寿命被定义为对终结成形于预定连续点范围内之不足之焊块之补偿频率到达一预定标准値时之焊点数,上述不足之焊块被定义为一焊块成形于自前面多个型式中所选择之型式中而各型式代表在对各焊点供应电流期间介面电焊条电阻値之改变,且于供给各焊点电流之周期中介面电焊条电阻値之最大値及最小値间之差値变得小于预定之标准値时,以延长电流供给时间来对不足之焊块执行上述补偿。36.如申请专利范围第31项之方法,其中上述增加电阻之材料包括胶质及粉末之混合物,上述粉末具备做为间隔物之功能。37.一种以点焊方法自动装配镀锌钢板之方法,其系用于藉由一对焊电焊条点焊接合至少两个镀锌钢板,上述方法具下列步骤:置入一具有一间隔物之增加电阻之材料于上述镀锌钢板之间以确保一缝隙于上述镀锌钢板之间;由上述电焊条加压上述镀锌钢板;流通一焊接电流于上述电焊条之间;于流通该焊接电流期间相对上述电焊条侦测电气特性;以及比较上述电气特性与一预定标准値以确定上述镀锌钢板间焊块之成形成功或失败。38.如申请专利范围第37项之方法,其中在上述加压步骤中,上述增加电阻之材料保留一部分缝隙于上述镀锌钢板间之间隔物周围,保留缝隙之尺寸可在电流流通步骤中使熔化或蒸发之锌脱离镀锌钢板之焊接区域。39.如申请专利范围第37项之方法,其中由上述增加电阻之材料所造成之上述电焊条间电阻之增加系实质地发生于上述电流流通步骤。40.如申请专利范围第37项之方法,其中上述电气特性包含上述电焊条间电阻改变之特性。41.如申请专利范围第37项之方法,其中该电气特性包含上述电焊条间之最大电阻与最小电阻间之一差异,上述差异表示上述电焊条间之上述电阻所减少之量。42.如申请专利范围第37项之方法,其中上述电气特性包含一图案,表示在电流流通之步骤中,上述电焊条间电阻之改变。43.如申请专利范围第37项之方法,其中该电气特性包含上述电焊条间之最大电阻与最小电阻间之一差异,以及表示在电流流通之步骤中上述电焊条间电阻改变之一图案。44.如申请专利范围第37项之方法,其中上述增加电阻之材料包括胶质及粉末之混合物,上述粉末具备做为间隔物之功能。45.如申请专利范围第37项之方法,其中上述增加电阻之材料包括胶质及粉末之混合物,上述粉末具备做为间隔物之功能而上述胶质系当加热时或时间久时之起泡或增加胶合力之用。46.如申请专利范围第37项之方法,其中上述增加电阻之材料包括双面具胶质涂装之打孔胶带。47.如申请专利范围第37项之方法,其中当上述加压步骤中上述增加电阻之材料保持一部分缝隙于上述镀锌钢板间之间隔物周围时,上述镀锌钢板部分地相互接触,而保留缝隙之尺寸可在电流流通步骤中使熔化或蒸发之锌脱离镀锌钢板之焊接区域。图示简单说明:图一系图示出所使用工作电焊条压力及介面电焊条电阻値间之关系,以及两板间焊接压力与接触面积间之关系。图二系图示出胶质中氧化铝之粉末量与焊块直径间之关系。图三系图示出设定之电流値与焊块直径间之关系。图四系图示出负载之反覆次数与剪拉负荷之关系。图五系图示出在两镀锌钢板被叠合之状况下,电流値与焊块直径间以及电流値与介面电焊条电阻値间之关系,及相对于被固定焊接机焊接之长条形测试工件之比较关系。图六系图示出与图五相同关系之图,但工件系由具有焊枪及变压器机器人所焊接(下文简称为“机器人")。图七系图示出在镀锌钢与一般裸钢板相叠合之状况下,电流値与焊块直径间以及电流値与介面电焊条电阻値间之关系,及被固定焊接机焊接之长条形测试工作之比较关系;图八系图示出与图七相同的关系,唯工件系由机器人所焊接;图九系图示出三片镀锌钢板相叠合之状况下,电流値与焊块直径间以及电流値与介面电焊条电阻値间之关系,及被固定焊接机焊接之长条形测试工件之比较关系;图十系图示出与图九相同之关系,唯工件系由机器人所焊接;图十一系图示出一片镀锌钢板、一高张力裸钢板、及一片镀锌钢板相叠合之状况下,在电流値与焊块直径间以及电流値与介面电焊条电阻値间之关系,及被固定焊接机焊接之长条形测试工作之比较关系;图十二系图示出与图十一相同之关系,唯工件系由机器人所焊接;图十三系图示出一片镀锌钢板、一片高张力裸钢板、一片一般裸钢板及一片一般裸钢板相叠合之状况下,电流値与焊块直径间以及电流値与介面电焊条电阻値间之关系,及被固定焊接机焊接之长条形测试工作之比较关系;图十四系图示出与图十三相同之关系,唯工件系由机器人所焊接;图十五系图示出三个模造镀锌钢板(工件)被叠合时,在同样电焊条连续接触点或焊点下之介面电焊条电阻値及焊块直径间变化之关系,焊接电流为12KA而电流导通时间为3个周期;图十六系图示出与图十五所示相同之关系,焊接电流为12KA,而电流导通时间为4个周期;图十七系图示出与图十五所示相同之关系,焊接电流为14KA,而电流导通时间为3个周期;图十八系图示出三个模造镀锌钢板(工件)被叠合时,在同样电焊条之连续接触点下介面电焊条电阻値及焊块直径间变化之关系,焊接电流为12KA而电流导通时间为3个周期;图十九系图示出与图十八所示相同之关系,焊接电流为12KA,而电流导通时间为4个周期;图二十系图示出与图十八所示相同之关系,焊接电流为14KA,而电流导通时间为3个周期;图二一系本发明第一实施例之显示指示线之结构概略图;图二二系第一实施例之指示线中之主流程图图二三系第一实施例之指示线中不规则电流导通路线之流程图;图二四系第一实施例之指示线中计算路线之流程图;图二五系第一实施例之指示线中电流导通延长路线之流程图;图二六系第一实施例之指示线中单调渐减型式路线之流程图;图二七系第一实施例之指示线中峰形型式路线之流程图;图二八系第一实施例之指示线中谷形型式路线之流程图;图二九系第一实施例之指示线中单调渐增型式路线之流程图;图三十系图示出第一实施例之焊接点数与介面电焊条电阻値降低间之关系;图三一系图示出第一实施例之焊接点数与介面电焊条电阻値降低间之关系;图三二系图示出第一实施例之焊接点数与介面电焊条电阻値降低间之关系;图三三系图示出第一实施例之焊接点数与焊块直径间之关系;图三四系图示出第一实施例之汽车车体之弯曲刚度値及由习知技术之汽车车体之弯曲刚度値;图三五(a)系图示出本发明第二实施例之部分指示线透视图;图三五(b)系图示出图三五(a)之指示线重要部位之截面图。
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