JP3236662B2 - Spot welding equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はスポット溶接装置及び
スポット溶接方法に関し、特にスポット溶接をコンピュ
ータにより制御して行うようにしたものに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spot welding apparatus and a spot welding method, and more particularly to a spot welding apparatus controlled by a computer.
【0002】[0002]
【従来の技術】スポット溶接は、被溶接部材の溶接部分
を圧接すると同時に該被溶接部材間に溶接電流を通電
し、ジュール熱により上記圧接部分を溶着する抵抗溶接
の一種であり、一般にアーク溶接よりも溶接温度が低
く、短時間で行われるので加熱の影響を溶接部分近傍の
狭い範囲内に止めることができ、被溶接部材の変形や残
留応力が少ないという利点をもっている。2. Description of the Related Art Spot welding is a type of resistance welding in which a welding portion of a member to be welded is pressed and a welding current is applied between the members to be welded at the same time, and the above welded portion is welded by Joule heat. Since the welding temperature is lower than the welding temperature and the heating is performed in a short time, the effect of heating can be stopped within a narrow range near the welded portion, and there is an advantage that deformation and residual stress of the member to be welded are small.
【0003】図5は従来の一般的なスポット溶接装置を
説明するための図であり、図において400は溶接装置
本体で、これと一体に形成された上側の固定アーム40
1と、上記本体に対して上下移動可能に取付けられた下
側の可動アーム402とを有しており、各アーム先端部
には溶接電極1a,1bがそれぞれ電極ホルダ411,
412を介して取付けられている。そして上記固定アー
ム401先端の電極ホルダ411上方には、該ホルダ4
11を介して溶接電極1aを加圧する空圧シリンダ40
3が取付けられている。FIG. 5 is a view for explaining a conventional general spot welding apparatus. In the figure, reference numeral 400 denotes a welding apparatus main body, and an upper fixed arm 40 integrally formed therewith.
1 and a lower movable arm 402 attached to the main body so as to be vertically movable. Welding electrodes 1a and 1b are respectively provided at the tip portions of the arms at electrode holders 411 and 411, respectively.
Attached via 412. Above the electrode holder 411 at the tip of the fixed arm 401, the holder 4
Pneumatic cylinder 40 pressurizing welding electrode 1a via
3 are attached.
【0004】このようなスポット溶接装置400では、
作業者が被溶接部材Aを上記上下の溶接電極1a,1b
間に配置し、所定の操作を行って駆動装置(図示せず)
により下側の可動アーム402を上方に移動させて上下
の溶接電極1a,1bにより被溶接部材Aを挟持し、こ
の状態で溶接電流を印加してスポット溶接を行う。また
この時作業者の操作により上記空圧シリンダ403を駆
動して、溶接電極の加圧力,つまり被溶接部材Aの溶接
電極による圧接力を被溶接部材Aの材質や厚み等に応じ
て適宜制御する。これによりそれぞれの被溶接部材Aに
ついて良好な溶接を行うことができる。In such a spot welding apparatus 400,
An operator connects the member A to be welded to the upper and lower welding electrodes 1a and 1b.
A driving device (not shown) which is disposed between and performs a predetermined operation
The lower movable arm 402 is moved upward to hold the member A to be welded between the upper and lower welding electrodes 1a and 1b, and a welding current is applied in this state to perform spot welding. At this time, the pneumatic cylinder 403 is driven by an operation of the operator, and the pressing force of the welding electrode, that is, the pressing force of the member A to be welded by the welding electrode is appropriately controlled according to the material and thickness of the member A to be welded. I do. Thereby, good welding can be performed for each of the members A to be welded.
【0005】また従来のスポット溶接装置には、このよ
うに作業者がその操作により溶接作業を行うものの他
に、工場の製造ラインに設置され、自動搬送されてくる
被溶接部材を次々に自動的に溶接する自動溶接ロボット
がある。[0005] In addition to the conventional spot welding apparatus in which a worker performs welding work by such an operation, a member to be welded which is installed in a production line of a factory and automatically conveyed is automatically and successively provided. There is an automatic welding robot that performs welding.
【0006】図6はこのような自動溶接ロボットを説明
するための図であり、スポット溶接用ロボットハンドの
概略構成を示している。図において、500は被溶接部
材Aを上下一対の溶接電極1a,1bにより圧接挟持
し、その圧接部分を溶接電流により抵抗加熱して溶着す
るスポット溶接用ロボットハンドで、一対の固定アーム
10と可動アーム20とを有しており、上記固定アーム
10は、ロボット基体(図示せず)に支持された固定側
フレーム12と、該フレーム12の先端側に取付けら
れ、その先端部分に上記スポット溶接電極1bが固定さ
れた電極ホルダ11とからなっている。また上記固定側
フレーム12上の略中央には溶接用トランス2が設置さ
れており、このトランス2の上部には上記可動アーム2
0の駆動用シリンダ3が取付けられている。FIG. 6 is a diagram for explaining such an automatic welding robot, and shows a schematic configuration of a robot hand for spot welding. In the figure, reference numeral 500 denotes a spot welding robot hand which presses and holds a member A to be welded by a pair of upper and lower welding electrodes 1a and 1b, and heats and welds the pressed portion by resistance with a welding current, and is movable with a pair of fixed arms 10; The fixed arm 10 has a fixed frame 12 supported by a robot base (not shown), and is attached to a distal end of the frame 12. 1b comprises the fixed electrode holder 11. A welding transformer 2 is installed substantially at the center on the fixed frame 12, and the movable arm 2
The drive cylinder 3 of 0 is attached.
【0007】また上記可動アーム20は、上記駆動シリ
ンダ3のシリンダロッド3aにより支持された可動側フ
レーム22と、該フレーム22の先端側に取付けられ、
その先端部分にスポット溶接電極1aが固定された電極
ホルダ21とからなっている。ここで上記可動側フレー
ム20の中央部には支持ピン22aが取付けられてお
り、この支持ピン22aには上記駆動シリンダ3のシリ
ンダロッド3aが連結されている。The movable arm 20 is attached to a movable frame 22 supported by a cylinder rod 3a of the drive cylinder 3, and is attached to a tip end of the frame 22.
The electrode holder 21 has a spot welding electrode 1a fixed to the tip thereof. Here, a support pin 22a is attached to the center of the movable frame 20, and a cylinder rod 3a of the drive cylinder 3 is connected to the support pin 22a.
【0008】また、上記固定側及び可動側フレーム1
0,20の後端部にはそれぞれ可動ブロック513,5
23が空圧シリンダやモータ等によりあるいは手動によ
り前後摺動できるよう、慴動可能に取付けられており、
さらにこれらの可動ブロック513,523間には上記
可動フレーム22と固定フレーム12の後端間の距離を
調節するアジャスト機構504が取付けられている。In addition, the fixed and movable frames 1
The movable blocks 513, 5
23 is slidably mounted so that it can slide back and forth by a pneumatic cylinder or a motor or manually.
Further, an adjust mechanism 504 for adjusting the distance between the movable frame 22 and the rear end of the fixed frame 12 is attached between the movable blocks 513 and 523.
【0009】次に動作について説明する。図6は、ロボ
ットハンド500が被溶接部材Aを挾持した状態を示し
ており、この状態でスポット溶接が行われる。すなわち
この状態では、アジャスト機構504は被溶接部材Aの
厚みに合わせて調整されており、つまり上記上側及び下
側の溶接電極1a,1bが被溶接部材Aを圧接挟持した
時、上記両溶接電極1a,1bが垂直加圧状態となる、
つまり上側溶接電極1a及び下側溶接電極1bの中心軸
線が被溶接部材Aの圧接面に対して垂直となるようにな
っている。Next, the operation will be described. FIG. 6 shows a state in which the robot hand 500 clamps the workpiece A, and spot welding is performed in this state. That is, in this state, the adjusting mechanism 504 is adjusted according to the thickness of the member A to be welded. That is, when the upper and lower welding electrodes 1a and 1b press and hold the member A to be welded, the two welding electrodes are pressed. 1a and 1b are in a vertical pressurized state,
That is, the central axes of the upper welding electrode 1a and the lower welding electrode 1b are perpendicular to the press-contact surface of the member A to be welded.
【0010】そしてこの加圧状態で、上記トランス2か
ら両溶接電極1a,1b間に溶接電流を供給すると、上
記被溶接部材Aにスポット溶接が施される。その後両溶
接電極1a,1bによる被溶接部材の挾持を解除し、溶
接電極1a,1bを次の溶接箇所に移動するため、上記
駆動シリンダ3を駆動して可動アーム20を上方に移動
させて両電極を若干開ける。When a welding current is supplied between the welding electrodes 1a and 1b from the transformer 2 in this pressurized state, the member A to be welded is spot-welded. Thereafter, the drive cylinder 3 is driven to move the movable arm 20 upward to release the clamping of the member to be welded by the welding electrodes 1a and 1b and to move the welding electrodes 1a and 1b to the next welding position. Open the electrodes slightly.
【0011】このように対向する溶接電極1a,1b間
が若干開いている状態で、被溶接部材Aを若干移動させ
て溶接電極1a,1bを次の溶接位置に合わせる。この
位置合わせの完了後、今度はシリンダ3の駆動により上
記可動フレーム20を下方に移動させると、上記上側溶
接電極1aが下側溶接電極1b上の被溶接部材Aと当接
し、所定の押圧力が加わった時点でシリンダの動きが停
止する。そしてこの状態で上記と同様トランス2から溶
接電極1a,1bに溶接電流を供給してスポット溶接を
行う。その後は上記動作を繰り返して順次スポット溶接
を行っていく。With the gap between the opposed welding electrodes 1a and 1b being slightly open, the member A to be welded is slightly moved to adjust the welding electrodes 1a and 1b to the next welding position. After the completion of the positioning, when the movable frame 20 is moved downward by driving the cylinder 3, the upper welding electrode 1a comes into contact with the member A to be welded on the lower welding electrode 1b, and a predetermined pressing force is applied. The movement of the cylinder stops when is added. In this state, spot welding is performed by supplying a welding current from the transformer 2 to the welding electrodes 1a and 1b as described above. Thereafter, the above operation is repeated to sequentially perform spot welding.
【0012】このようにして一応スポット溶接が完了し
た後、被溶接部材Aの他の部分を溶接する等で、被溶接
部材Aを上記両アーム10,20間から排出したり挿入
したりする場合は、図示しない駆動機構により上記可動
ブロック513,523をアーム中央側にスライドさせ
て後端支点を空圧シリンダ3側に近づける。この状態で
上記駆動シリンダ3のシリンダロッド3aを突出させる
と、可動アーム20と固定アーム10の先端側は大きく
開くこととなる。After the spot welding is completed in this manner, the member to be welded A is discharged or inserted from between the arms 10 and 20 by welding another portion of the member to be welded A or the like. Moves the movable blocks 513 and 523 toward the center of the arm by a drive mechanism (not shown) to bring the rear end fulcrum closer to the pneumatic cylinder 3 side. When the cylinder rod 3a of the drive cylinder 3 is made to protrude in this state, the distal ends of the movable arm 20 and the fixed arm 10 are greatly opened.
【0013】この状態で被溶接部材Aを所望の溶接部分
が上下の溶接電極1a,1b間に位置するよう配置し直
す。そして上記可動ブロック513,523をフレーム
後端側の位置に戻すと、スポット溶接可能な状態とな
る。この際、被溶接部材Aの厚みや形状に変化があれ
ば、アジャスト機構504を、両溶接電極1a,1bが
垂直加圧状態となるよう調整しておく。そして上記と同
様スポット溶接を行う。In this state, the member A to be welded is repositioned so that a desired welding portion is located between the upper and lower welding electrodes 1a and 1b. Then, when the movable blocks 513 and 523 are returned to the positions on the rear end side of the frame, spot welding is enabled. At this time, if there is a change in the thickness or the shape of the member A to be welded, the adjusting mechanism 504 is adjusted so that the two welding electrodes 1a and 1b are in a vertically pressurized state. Then, spot welding is performed as described above.
【0014】なお上述したロボットハンド500では、
可動アーム20の駆動シリンダ3をアーム中央部分に配
置した構造のものを示したが、その他のロボットハンド
の構造として、図7に示すように可動アームの駆動シリ
ンダをアーム後端側に配置したスポット溶接用ロボット
ハンド600もある。In the robot hand 500 described above,
Although the structure in which the drive cylinder 3 of the movable arm 20 is arranged at the center of the arm is shown, another structure of the robot hand is a spot in which the drive cylinder of the movable arm is arranged at the rear end side of the arm as shown in FIG. There is also a robot hand 600 for welding.
【0015】ここで図6と同一符号は上記ロボットハン
ド500のものと同一のものを示し、604は上記トラ
ンス2の背後に配置された、上記可動アーム30の支点
の高さ位置を調整するアジャスト機構で、これは螺子付
ロッド604aをその回動により没入可能に構成したも
のであり、該螺子付ロッド604aの先端には回動可能
に上記可動アーム30のフレーム32が支持されてい
る。また603は上記固定及び可動アーム10,30の
後端部間に配設され、上記可動アーム30を回動する駆
動シリンダで、これは支持ブラケット603bにより固
定側フレーム12の後端に揺動自在に支持されており、
またそのプッシュロッド603a先端が上記可動フレー
ム32の後端に軸支されている。Here, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same parts as those of the robot hand 500, and reference numeral 604 denotes an adjuster arranged behind the transformer 2 for adjusting the height of the fulcrum of the movable arm 30. In the mechanism, the threaded rod 604a is configured to be immersible by its rotation, and the end of the threaded rod 604a supports the frame 32 of the movable arm 30 so as to be rotatable. A drive cylinder 603 is disposed between the rear ends of the fixed and movable arms 10 and 30 and rotates the movable arm 30. The drive cylinder 603 is swingable to the rear end of the fixed frame 12 by a support bracket 603b. Supported by
The tip of the push rod 603a is pivotally supported by the rear end of the movable frame 32.
【0016】この構造のロボットハンド600では、ア
ジャスト機構604により被溶接部材Aの厚みtに合わ
せて可動アームの高さ位置を調整し、上記上側及び下側
の溶接電極1a,1bの間に被溶接部材Aを挟んだ時、
上側溶接用電極1aによる加圧力が被溶接部材Aの圧接
面に垂直に働くようになっている。In the robot hand 600 having this structure, the height position of the movable arm is adjusted by the adjusting mechanism 604 in accordance with the thickness t of the member A to be welded, and the movable arm is placed between the upper and lower welding electrodes 1a and 1b. When the welding member A is sandwiched,
The pressing force by the upper welding electrode 1a is designed to act perpendicular to the press-contact surface of the member A to be welded.
【0017】その他の溶接動作は上記ロボットハンド5
00とほぼ同一であるが、上下の溶接電極間を大きく開
く動作を、上記駆動シリンダ603のロッド603aの
没入量を大きくして行う点が上記ロボットハンドと異な
っている。Other welding operations are performed by the robot hand 5 described above.
This is almost the same as 00, but differs from the robot hand in that the operation of greatly opening the upper and lower welding electrodes is performed by increasing the amount of retraction of the rod 603a of the drive cylinder 603.
【0018】ところが、上記のようなスポット溶接装置
500,600では、空圧シリンダ3,603より被溶
接部材Aの加圧を行っているため、加圧力は一定であ
り、例えば図8(b) のような電源からの出力溶接電流I
0 に対し、図8(a) の一点鎖線Pc で示す一定のエアー
加圧(加圧力P1 )を行うことにより実際の溶接電流I
1 ,つまり被溶接部材Aの圧接部分を流れる電流を得て
おり、この場合実際の溶接電流波形I1 の零点やその近
傍の電流小なる領域でも大なる加圧力P1 がかかり、こ
の部分の加圧力が非常に無駄であった。However, in the above-described spot welding apparatuses 500 and 600, since the member A to be welded is pressurized by the pneumatic cylinders 3 and 603, the pressing force is constant. Welding current I from a power source such as
0 to the actual welding current by performing a constant air pressure indicated by the dashed line Pc (pressure P 1) in FIG. 8 (a) I
1, that is achieved a current flowing through the pressure contact portion of the member to be welded A, in this case the actual welding current waveform atmospheric become pressure P 1-consuming in current small a region of zeros and near the I 1, of this portion The pressing force was very useless.
【0019】言い換えると、スポット溶接の加圧におい
ては、スポット溶接電流Iが正弦波形I1 である場合
は、これが最大Im となるとき(t=tm )に加圧力P
がP1であれば良好な溶接を行うことができ、スポット
溶接電流Iが0のときは加圧力Pも0でよく、理想的に
は点線のような加圧波形Ps が得られればよいというこ
とになるが、このような加圧制御は上記空圧シリンダで
は、シリンダの空気抵抗のために上記溶接電流の半サイ
クル毎の変化に追随できず、大まかな加圧制御しかでき
ないという欠点があった。[0019] In other words, in the pressurization of the spot welding, when the spot welding current I is a sine wave I 1, which when is the maximum I m (t = t m) to pressure P
If P 1 , good welding can be performed, and when the spot welding current I is 0, the pressing force P may be 0, and ideally, a pressurized waveform Ps as shown by a dotted line may be obtained. However, such pressurization control has a drawback that the pneumatic cylinder cannot follow the change of the welding current every half cycle due to the air resistance of the cylinder, and can only perform rough pressurization control. Was.
【0020】そこで、本件発明者等はこのような点を改
良した装置として、溶接電流I1 と同じ波形の加圧力に
より被溶接部材Aを加圧するようにした、パワーのロス
がなく効率的なスポット溶接装置をすでに開発してい
る。[0020] Therefore, as the present inventors have apparatus which is improved such points, the welding current was welded member A by pressure of I 1 and the same waveform as pressurized, efficient without loss of power We have already developed spot welding equipment.
【0021】図9(a) ,(b) はこのような構成のスポッ
ト溶接装置を説明するための図であり、この装置は、機
械的な構造部分は上記図6に示すスポット溶接装置と同
一構成となっている。図において、700は上記スポッ
ト溶接装置で、単相交流電源701、その出力を変圧す
る変圧器703、及び上記単相交流電源701と変圧器
703との間に挿入されたオン・オフスイッチ回路70
2からなる電源部720と、被溶接部材Aを圧接挟持す
るための上下一対の溶接電極1a,1b、及び上側の溶
接電極1aを電磁吸引力による加圧力で下側の溶接電極
側に押圧する電磁力発生機構740を有するスポット溶
接部730とから構成されている。ここで上記変圧器7
03の鉄芯703aの1次側には1次側コイル713
が、2次側には第1の2次コイル723aに加えて第2
の2次コイル723bが巻回されている。FIGS. 9 (a) and 9 (b) are views for explaining a spot welding apparatus having such a configuration. This apparatus has the same mechanical structure as the spot welding apparatus shown in FIG. It has a configuration. In the figure, reference numeral 700 denotes the spot welding apparatus, which is a single-phase AC power supply 701, a transformer 703 for transforming the output thereof, and an on / off switch circuit 70 inserted between the single-phase AC power supply 701 and the transformer 703.
2 and a pair of upper and lower welding electrodes 1a and 1b for pressing and holding the member A to be welded and the upper welding electrode 1a are pressed to the lower welding electrode side by the pressing force of the electromagnetic attraction force. And a spot weld 730 having an electromagnetic force generating mechanism 740. Here, the transformer 7
The primary side coil 713 is provided on the primary side of the iron core 703a of FIG.
However, on the secondary side, in addition to the first secondary coil 723a, the second
Of the secondary coil 723b is wound.
【0022】また上記電磁力発生機構740は、励磁コ
イル741aが第2の2次コイル723bに接続された
電磁石741、該電磁石741の接触片741b、及び
該接触片741bの上下動によって支点743を中心に
下上動せられる部材742からなる。ここで、上記1次
側コイル713は記スイッチ回路702を介して単相交
流電源701に接続されている。なお、ここでは上記励
磁コイル741aは、変圧器703の鉄芯703aに付
加装着した第2の2次コイル723bに接続している
が、上記励磁コイル741aを第1の2次コイル723
aに溶接電極1a,1bと並列となるよう接続し、電磁
石741を溶接トランス703の2次側電圧により駆動
するようにしてもよい。In the electromagnetic force generating mechanism 740, the exciting coil 741a is connected to the second secondary coil 723b by the electromagnet 741, the contact piece 741b of the electromagnet 741, and the fulcrum 743 by the vertical movement of the contact piece 741b. It consists of a member 742 that can be moved up and down to the center. Here, the primary side coil 713 is connected to a single-phase AC power supply 701 via the switch circuit 702. Here, the exciting coil 741a is connected to the second secondary coil 723b additionally attached to the iron core 703a of the transformer 703, but the exciting coil 741a is connected to the first secondary coil 723.
a may be connected in parallel with the welding electrodes 1a and 1b, and the electromagnet 741 may be driven by the secondary voltage of the welding transformer 703.
【0023】次に動作について説明する。このような構
成のスポット溶接装置では、スポット溶接は、両溶接電
極により被溶接部材Aを挟持し、この状態で上記スイッ
チ回路702によりトランス703から溶接電流を溶接
電極1a,1bに供給する。この時、電磁石741の励
磁コイル741aが溶接トランス703の第2の2次コ
イル723bに接続されているため、電磁石741によ
る被溶接部材Aの加圧は、第1の2次コイル723aに
よる溶接電流I1 と同じ波形Ps の加圧力により行われ
ることとなり、スポット溶接を加圧パワーのロスなく効
率的に行うことができる。Next, the operation will be described. In the spot welding apparatus having such a configuration, in the spot welding, the member A to be welded is sandwiched between the two welding electrodes, and in this state, a welding current is supplied from the transformer 703 to the welding electrodes 1a and 1b by the switch circuit 702. At this time, since the excitation coil 741a of the electromagnet 741 is connected to the second secondary coil 723b of the welding transformer 703, the pressing of the member A to be welded by the electromagnet 741 causes the welding current of the first secondary coil 723a. will be performed by pressurizing the same waveform Ps as I 1, can be carried out without loss efficiently the pressing power of the spot welding.
【0024】ところがこのように溶接電流の印加と同時
にこれと同期した電極加圧を行うスポット溶接装置70
0では、スポット溶接電流I1 と加圧波形PS とが完全
に同期しているときはよいが、両者の同期がずれたと
き、電流が小さくとも加圧力が零では抵抗が大きくなる
ので、スパークの発生により被溶接部材や電極に穴があ
くこともある。このためこの装置では図8に示すように
さらにアーム駆動シリンダの空圧または油圧による一定
加圧PC0(加圧力P0 )を溶接電極1a,1bに与え、
この一定加圧PC0に、上記溶接電流I1 と同期した加圧
PS が重畳した振動加圧が得られるようにしており、こ
れによって上記被溶接部材や電極を破損の恐れをなくし
ている。However, as described above, the spot welding apparatus 70 that simultaneously applies the welding current and applies the electrode pressure in synchronization with the application of the welding current.
At 0, it is good when the spot welding current I 1 and the pressurized waveform P S are completely synchronized, but when the two are out of synchronization, the resistance increases at zero pressure even if the current is small. The spark may generate holes in the member to be welded or the electrode. Therefore, in this apparatus, as shown in FIG. 8, a constant pressurization P C0 (pressing force P 0 ) by pneumatic or hydraulic pressure of the arm driving cylinder is further applied to the welding electrodes 1a and 1b.
This constant pressure P C0, and as vibration pressure that is synchronized with the welding current I 1 pressure P S is superimposed is obtained, thereby eliminating the fear of damage to the workpiece to be welded and the electrode .
【0025】つまりこのスポット溶接装置700では、
被溶接部材Aの圧接を、空圧シリンダによる一定加圧P
c (加圧力P0 ) と、電磁石の吸引力による上記溶接電
流I 1 と同期した振動加圧力Ps とを重畳して行ってい
るため、振動加圧力が0の時でも、加圧力が0になるこ
とはなく、このためスポット溶接電流I1 と加圧波形P
s との同期がずれても、加圧力の極端な低下がないた
め、接触部分の抵抗値の増加によるスパークの発生等は
なく、被溶接部材や溶接電極に穴があくのを回避でき、
上記被溶接部材や溶接電極の破損の恐れがない。また、
スポット溶接においては加圧があると逆に発熱しにく
く、溶接熱I2 Rは加圧力が大のところでは小となる
が、この装置700では加圧力は溶接電流が印加されて
いない状態では空圧シリンダによる加圧のみで小である
ので、通電初期の発熱が増大し、良好なスポット溶接が
得られる。そしてこれにより、以前は不可能であったA
l,銅,チタン等のスポット溶接も可能となった。That is, in this spot welding apparatus 700,
The pressure of the member A to be welded is set to a constant pressure P by a pneumatic cylinder.
c (Pressing force P0) And the above-mentioned welding
Style I 1And the vibration pressure Ps synchronized with
Therefore, even when the vibration pressure is 0, the pressure
And the spot welding current I1And pressure waveform P
Even if synchronization with s is lost, there is no
Therefore, sparks caused by an increase in the resistance of the contact
No holes are created in the member to be welded or the welding electrode,
There is no possibility of damage to the above-mentioned member to be welded or the welding electrode. Also,
In spot welding, it is difficult to generate heat if pressure is applied.
And welding heat ITwoR is small where the pressure is large
However, in this apparatus 700, the welding force is applied by the welding current.
In the absence state, only the pressurization by the pneumatic cylinder is small.
As a result, heat generation in the initial stage of energization increases, and good spot welding is performed.
can get. And this makes it impossible A
1, spot welding of copper, titanium, etc. has also become possible.
【0026】図9(b) は上記図9(a) の装置700の変
形例を示し、図中800はこの変形例のスポット溶接装
置で、この装置では、溶接トランス803の鉄芯803
aの1次側に、第1及び第2の1次側コイル713a,
713bを巻回し、上記第2の1次側コイル713bを
電磁石741の励磁コイル741aに接続して、電磁石
741をトランスの1次側電流により駆動するようにし
ている点が上記装置と異なっている。FIG. 9B shows a modified example of the apparatus 700 shown in FIG. 9A. In the figure, reference numeral 800 denotes a spot welding apparatus of this modified example. In this apparatus, an iron core 803 of a welding transformer 803 is used.
a on the primary side, a first and a second primary side coil 713a,
713b is wound, and the second primary coil 713b is connected to the exciting coil 741a of the electromagnet 741, so that the electromagnet 741 is driven by the primary current of the transformer. .
【0027】[0027]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スポット溶接装置の加圧制御にはまだまだ多くの問題や
改良すべき点があり、また実際の溶接作業は熟練した作
業者の技能に頼る部分が多い。以下まず、スポット溶接
の加圧制御を実現するための具体的構成における短所及
び長所を詳しく説明する。However, there are still many problems and points to be improved in the pressure control of the conventional spot welding apparatus, and the actual welding operation depends on the skill of a skilled worker. Many. First, the disadvantages and advantages of a specific configuration for realizing the pressure control of spot welding will be described in detail.
【0028】例えば、図9(a) に示すように溶接電極に
よる被溶接部材Aの圧接力を発生するのに電磁石741
を用い、これを溶接トランス703の2次側出力により
駆動するようにすると、圧接力発生のための回路構成は
交流であるため簡単で、また熟練した作業者の場合、電
磁石の振動音の大きさにより加圧の強さが分かるという
良い側面もあるが、騒音が大きく、また電磁石741の
鉄芯に珪素鋼板が必要であるという問題がある。また図
9(b) に示すように電磁石741を上記溶接トランス8
03の1次側入力により駆動する方法もあるが、この場
合感電のおそれがあるので図9(a) に示す方法の方がよ
い。さらに図9(a) の方法において第2の電磁コイル7
23bを省略して第1の電磁コイル723aに電磁コイ
ル741aを接続してもよい。For example, as shown in FIG. 9A, an electromagnet 741 is used to generate a press-contact force of a member A to be welded by a welding electrode.
If this is driven by the secondary side output of the welding transformer 703, the circuit structure for generating the pressure contact force is simple because it is an alternating current. Although there is a good aspect that the strength of pressurization can be determined by this, there is a problem that noise is loud and a silicon steel plate is required for the iron core of the electromagnet 741. Also, as shown in FIG. 9B, an electromagnet 741 is connected to the welding transformer 8.
There is also a method of driving by the primary side input of 03, but in this case, there is a risk of electric shock, so the method shown in FIG. Further, in the method of FIG.
The electromagnetic coil 741a may be connected to the first electromagnetic coil 723a by omitting 23b.
【0029】また電磁石を直流により駆動するようにす
れば、騒音は小さくなるが、整流回路や平滑回路を付加
する必要があり、その分装置の価格が高くなってしま
う。なお、電磁石を駆動する直流電流は、2次側溶接電
流を全波整流するだけで、平滑する必要がない場合もあ
る。この直流電流は長所もあるが、図8で示した溶接電
流の波形に応じて適切な振動加圧がかけられる方式の方
が好ましい。If the electromagnet is driven by direct current, noise is reduced, but a rectifier circuit and a smoothing circuit need to be added, and the price of the apparatus increases accordingly. In some cases, the DC current for driving the electromagnet only needs to perform full-wave rectification on the secondary-side welding current and does not need to be smoothed. Although this DC current has advantages, it is preferable to use a method in which an appropriate vibration pressure is applied according to the waveform of the welding current shown in FIG.
【0030】また上記のように溶接アームにトランスを
搭載したスポット溶接装置、いわゆるガントラが小さい
場合には、例えば図10(a) に示すように上記スポット
溶接装置500に電磁石741を搭載したものでは、電
磁加圧力は30kg〜60kgで、可動アーム20の電
磁石741の駆動によるストロークt1 は最大3mm〜
0.1mm程度である。When a spot welding apparatus having a transformer mounted on the welding arm as described above, that is, a so-called gantry, is small, for example, as shown in FIG. The electromagnetic force is 30 kg to 60 kg, and the stroke t 1 by driving the electromagnet 741 of the movable arm 20 is 3 mm or less at the maximum.
It is about 0.1 mm.
【0031】また図10(b) に示すようにバネ部材75
0を介して可動アーム20を引張るようにすれば、電磁
石741の駆動により上記バネ部材750が一点鎖線で
示すように変形することとなり、この場合可動アーム2
0の電磁石741の駆動によるストロークt1 は0でよ
い。また空圧シリンダ3による加圧力に電磁石741に
よる加圧力を重畳する場合は、空圧シリンダによる本加
圧は50kg〜100kg程度とし、また空圧シリンダ
の駆動による可動アームのストロークは40mm〜20
mm程度とすればよい。そして上記本加圧が50kg位
となった時電磁石に通電を始め、電磁石加圧を重畳す
る。こうすれば20ないし30パーセント程度同一溶接
電流で溶接能力が向上する。Further, as shown in FIG.
If the movable arm 20 is pulled through the movable arm 2, the spring member 750 is deformed by the driving of the electromagnet 741 as shown by a dashed line.
The stroke t 1 by driving the zero electromagnet 741 may be zero. When the pressing force of the electromagnet 741 is superimposed on the pressing force of the pneumatic cylinder 3, the main pressing by the pneumatic cylinder is about 50 kg to 100 kg, and the stroke of the movable arm by the driving of the pneumatic cylinder is 40 mm to 20 mm.
mm. When the main pressurization reaches about 50 kg, the electromagnet is energized and the electromagnet pressurization is superimposed. In this case, the welding ability is improved at the same welding current by about 20 to 30%.
【0032】さらに図11に示すように電磁石745を
溶接トランス2の1次側に配置すれば、上記溶接アーム
20の押上げによる加圧となり、またこのときは溶接ト
ランス2の2次側懐、つまり溶接トランス2から溶接電
極1a,1bまでのスペースには構造物が配置されない
こととなり、この部分でのリアクタンスによるロスは少
なくなる。この場合は、電磁石745による加圧は可動
アーム20の押上げにより行われるため、電磁石とし
て、その本体745aの支点部分745a1 に、バネ部
材750を押圧する押圧部材745cを一端に有する揺
動片745bを揺動自在に取付け、上記揺動片745c
の他端を吸着片745eにより吸着するようにしたもの
を用い、しかもこの電磁石745を可動ブロック513
上に高さ調整可能な架台746を介して配置する。そし
てまた、この装置は上記空圧シリンダ3の駆動により可
動アーム20の後端が下降して上記電磁石745の押圧
部材745cがバネ部材750と電磁石筐体745aの
上面745dとの間に挟まれることにより、バネ部材の
反発力が溶接電極の加圧として被溶接部材Aに印加され
るようになっている。Further, if the electromagnet 745 is disposed on the primary side of the welding transformer 2 as shown in FIG. 11, the pressure is generated by pushing up the welding arm 20. In this case, the secondary side of the welding transformer 2 is pressed. That is, no structure is arranged in the space from the welding transformer 2 to the welding electrodes 1a and 1b, and loss due to reactance in this portion is reduced. In this case, since the pressurization by the electromagnet 745 is performed by pushing up the movable arm 20, a rocking piece having a pressing member 745 c for pressing the spring member 750 at one end at a fulcrum portion 745 a 1 of the main body 745 a as the electromagnet. 745b is swingably mounted, and the swinging piece 745c is
The other end of the electromagnet 745 is used to be attracted by the attracting piece 745e.
It is arranged on a height-adjustable base 746 above. Further, in this device, the rear end of the movable arm 20 is lowered by driving the pneumatic cylinder 3, and the pressing member 745c of the electromagnet 745 is sandwiched between the spring member 750 and the upper surface 745d of the electromagnet housing 745a. Thereby, the repulsive force of the spring member is applied to the member A to be welded as the pressure of the welding electrode.
【0033】この場合は、空圧シリンダ3の駆動により
溶接電極1a,1bが被溶接部材Aを挟持し、可動アー
ム20の後端が下降して押圧部材745cとバネ部材7
50との接触による該バネ部材の変形により反発力が3
0kg位となった時、電磁石745への通電を始め、電
磁加圧力を重畳するとよい。こうすれば上記の場合と同
様10ないし20パーセント作業性が延びる。In this case, the welding electrodes 1a and 1b sandwich the member A to be welded by driving the pneumatic cylinder 3, the rear end of the movable arm 20 descends, and the pressing member 745c and the spring member 7 are moved.
When the spring member is deformed due to contact with the
When the pressure reaches about 0 kg, the energization of the electromagnet 745 is started, and the electromagnetic pressing force may be superimposed. This increases workability by 10 to 20 percent as in the above case.
【0034】また、被溶接部材Aの排出,挿入の際に
は、上記可動ブロック513及び523のスライドによ
り可動アーム20の後部支点をシリンダによる中央の押
上げ力点の近くに移動させるようにすれば、可動アーム
の溶接電極の変移スピードを速くすることができる。When the member A to be welded is ejected and inserted, the rear fulcrum of the movable arm 20 is moved closer to the center of the pushing force by the cylinder by sliding the movable blocks 513 and 523. In addition, the displacement speed of the welding electrode of the movable arm can be increased.
【0035】次に、溶接の品質を決定するナゲット,つ
まりスポット溶融部分の良,不良を、ナゲットの熱膨張
と電磁加圧力の変化との関係から把握する方法について
説明する。上記ナゲットの熱膨張があると、電磁石がよ
り有効に働く、つまり可動アーム20が持ち上げられる
こととなって電磁石741によるバネ部材750の撓み
がさらに増大することとなり、これにより逆にナゲット
の形成状況を知ることができる。Next, there will be described a method of grasping the nugget which determines the quality of welding, that is, the quality of the spot melting portion, from the relationship between the thermal expansion of the nugget and the change in the electromagnetic pressure. When the nugget is thermally expanded, the electromagnet works more effectively, that is, the movable arm 20 is lifted, and the deflection of the spring member 750 by the electromagnet 741 further increases, thereby conversely forming the nugget. You can know.
【0036】まず溶接電流が交流である場合について説
明する。この場合ナゲットの膨張によるバネ部材の加圧
力増大を測ってナゲット発生の状況をチェックし、半サ
イクル毎の加圧変化により半サイクル毎のナゲット状況
を知ることができる。First, the case where the welding current is alternating current will be described. In this case, the state of the nugget generation is checked by measuring the increase in the pressing force of the spring member due to the expansion of the nugget, and the nugget state for each half cycle can be known by the change in pressurization for each half cycle.
【0037】ここで具体的な加圧力の測定方法として、
溶接電極そのものの変移から加圧力の変化を捉える方法
を採用すると、図5に示すスポット溶接装置のように溶
接電極を空圧シリンダ403のロッドにより直接加圧す
るようにしたものでは、交流の溶接電流によりナゲット
に半サイクル毎の発熱膨張の変化が生じているにもかか
わらず、これを正確に把握することができない。つまり
シリンダーの空気抵抗ために可動アーム402がナゲッ
トの半サイクル毎の膨張変化に追随できず、大まかなナ
ゲット形成状況しか把握することができない。Here, as a specific method of measuring the pressing force,
When a method of detecting the change in the pressing force from the change of the welding electrode itself is adopted, in the case where the welding electrode is directly pressurized by the rod of the pneumatic cylinder 403 as in the spot welding apparatus shown in FIG. Thus, despite the fact that the heat generation expansion changes every half cycle in the nugget, this cannot be accurately grasped. In other words, due to the air resistance of the cylinder, the movable arm 402 cannot follow the expansion change every half cycle of the nugget, and can only grasp a rough nugget formation state.
【0038】これに対して、図10及び図11のスポッ
ト溶接装置のように溶接電極の加圧に電磁力及びアーム
やバネの変形反発力を用いている場合は、空圧シリンダ
ーにおける空気抵抗のように溶接電極の変移を抑える要
素がなく、ナゲットの半サイクル毎の膨張の形跡を正確
に捕まえることができる。On the other hand, when the electromagnetic force and the deformation repulsion force of the arm or the spring are used to press the welding electrode as in the spot welding apparatus shown in FIGS. 10 and 11, the air resistance of the pneumatic cylinder is reduced. As described above, there is no element for suppressing the displacement of the welding electrode, and the trace of the expansion of the nugget every half cycle can be accurately captured.
【0039】また上記電磁石の駆動電源として、交流に
変えて、交流を全波整流した脈流を用いても上記交流の
場合と同様に半サイクル毎にナゲットの動きを知ること
ができる。Further, even if a pulsating current obtained by full-wave rectification of the alternating current is used instead of the alternating current as the driving power source for the electromagnet, the movement of the nugget can be known every half cycle as in the case of the alternating current.
【0040】次に溶接電流が直流の場合について説明す
る。この場合、ナゲットの半サイクル毎の膨張変化はな
いが、図5のように溶接電極1aのホルダ411を空圧
シリンダ403のロッドにより直接加圧するようにした
ものでは、ナゲットの急膨張時に空圧シリンダの空気抵
抗が働き、シリンダロッドの変移が遅れることとなり、
実際のナゲット膨張変化と、溶接電極自体の変移とは若
干異なる。Next, the case where the welding current is DC will be described. In this case, there is no change in expansion of the nugget every half cycle. However, when the holder 411 of the welding electrode 1a is directly pressurized by the rod of the pneumatic cylinder 403 as shown in FIG. The air resistance of the cylinder works, and the displacement of the cylinder rod is delayed,
The actual change in the nugget expansion differs slightly from the change in the welding electrode itself.
【0041】即ち、ナゲットが膨張するにもかかわらず
溶接電極1aがほとんど変移しないため、電極が被溶接
部材Aを強く加圧することとなり、加圧定性の条件,つ
まり加圧力の変化に対して一律に決まっている電極変移
に複雑な加圧増大による誤差が生ずる。このため正確な
ナゲット形成状況を知るためには、実際の電極変移から
真の加圧増加分を計算しなければならない。That is, since the welding electrode 1a hardly displaces despite the expansion of the nugget, the electrode strongly presses the member A to be welded. An error occurs due to a complicated increase in pressurization in the electrode displacement determined as described above. Therefore, in order to know an accurate nugget formation state, a true increase in pressure must be calculated from the actual electrode displacement.
【0042】これに対し、図10や図11に示すよう
に、可動アーム20の後端部を支点とし、可動アームの
中央部位を力点としてシリンダロッド3aにより回動す
るようにしたものでは、図5のように溶接電極1aのホ
ルダを空圧シリンダ403のロッドにより直接圧接する
ようにした装置とは異なり、可動アーム20の後方支点
を微小な上下動が可能な構造としておくことにより、空
圧シリンダロッドの動きはなくともナゲットの膨張によ
る溶接電極の変移を可動アーム20の後方支点の変移と
して捉えることができ、加圧力の変化を正確に把握する
ことができる。On the other hand, as shown in FIGS. 10 and 11, in the case where the movable arm 20 is rotated by the cylinder rod 3a with the rear end of the movable arm as a fulcrum and the center of the movable arm as a power point, FIG. Unlike the device in which the holder of the welding electrode 1a is directly pressed into contact with the rod of the pneumatic cylinder 403 as shown in FIG. Even if there is no movement of the cylinder rod, the displacement of the welding electrode due to the expansion of the nugget can be regarded as the displacement of the rear fulcrum of the movable arm 20, and the change of the pressing force can be accurately grasped.
【0043】このように可動アームの後方支点の変移に
より溶接電極の加圧力を捉える方式では、溶接電極の加
圧を電磁石により行うものに限らず、図6のスポット溶
接装置のように電磁石による加圧機構を持たない形式で
も、ナゲット形式による膨張変化から加圧力の変化を正
確に読み取ることができる。即ち、シリンダーに電極を
剛性的に直結したものに比べ、シリンダロッドと可動ア
ームの中央部位とを接続した構造にすれば、その接続点
を支点として可動アームの後方支点の動きから加圧力の
変化を読みとることができる。この場合図12(a) 〜
(c) に示すようにナゲットNの形成が刻々と正確に把握
できて溶接の合否を判定することができる。The method of capturing the pressing force of the welding electrode by shifting the rear fulcrum of the movable arm as described above is not limited to the method of pressing the welding electrode by the electromagnet, but the method of applying the pressing force by the electromagnet as shown in FIG. Even in a type without a pressure mechanism, a change in pressure can be accurately read from a change in expansion due to a nugget type. In other words, if the structure is such that the cylinder rod and the central part of the movable arm are connected to each other, compared to a structure in which the electrode is rigidly connected directly to the cylinder, the change in the pressing force from the movement of the rear fulcrum of the movable arm with the connection point as a fulcrum. You can read. In this case, FIG.
As shown in (c), the formation of the nugget N can be accurately grasped moment by moment, and the success or failure of welding can be determined.
【0044】しかしながらこの場合上記ナゲットの形成
による膨張により溶接電極は押し上げられるが、一方被
溶接部材Aの軟化により溶接電極は下がろうとし、この
ナゲット部分の軟化はナゲット形成による電極押上げ作
用に対しマイナスに働く。言い換えると、加圧上昇によ
る電極降下(−)作用と母材軟化による電極下降(−)
とが重なって、熱膨張による電極上昇(+)をさまたげ
ているので、ナゲット膨張をあまり正確に読みとれない
場合があり、加圧力の読み取り誤差が大きい場合があ
る。However, in this case, the welding electrode is pushed up by the expansion due to the formation of the nugget, but the welding electrode tends to lower due to the softening of the member A to be welded, and the softening of the nugget portion is caused by the electrode pushing action by the nugget formation. It works negatively. In other words, the electrode lowering (-) action due to the pressure increase and the electrode lowering (-) due to the softening of the base material.
Overlaps with each other to prevent the electrode rise (+) due to thermal expansion, so that the nugget expansion may not be read very accurately, and the reading error of the pressing force may be large.
【0045】これを解決するためには、溶接電極の変移
でなく加圧力を直接測定するようにしなければならず、
例えば加圧力の測定に圧電素子等を用いることにより、
より正確にしかも刻々にナゲットの形成を知ることがで
きる。In order to solve this, it is necessary to measure the pressing force directly, not the displacement of the welding electrode.
For example, by using a piezoelectric element or the like to measure the pressing force,
It is possible to know the formation of the nugget more accurately and instantly.
【0046】図6や図7に示すロボットハンドでは、可
動アーム20をその中央部位を力点とし後端部を支点と
して支持しているため、剛体設計は可動アーム20と固
定アーム10のみでよく、筐体等の剛性を高く設計する
必要がなく、小型軽量に有利である。またナゲット形成
を溶接電極の変移により読み出す場合、可動アーム先端
の溶接電極の変移をテコの原理で可動アーム後端の変移
として読み出すこともできる。さらに図6や図7のロボ
ットハンドでは、図5の溶接装置400のように上下の
溶接電極を噛み合わせるための特に剛性が必要とされる
あご、つまり溶接装置本体に上下摺動自在に可動アーム
402を取付けた構造を有していないので、構造力学的
に優れた構造となっている。In the robot hand shown in FIGS. 6 and 7, since the movable arm 20 is supported with its central portion as a point of force and its rear end as a fulcrum, the rigid body design requires only the movable arm 20 and the fixed arm 10. There is no need to design the housing or the like with high rigidity, which is advantageous for small size and light weight. When the nugget formation is read by displacement of the welding electrode, the displacement of the welding electrode at the front end of the movable arm can be read as the displacement of the rear end of the movable arm according to the principle of leverage. Further, in the robot hand of FIGS. 6 and 7, a jaw that requires particularly rigidity for engaging the upper and lower welding electrodes as in the welding device 400 of FIG. Since it does not have a structure to which 402 is attached, it has a structure excellent in structural mechanics.
【0047】さらに図5の装置400では、空圧シリン
ダ403による振動加圧を装置本体で受けることとなる
ので、強力な剛体設計が必要であるが、図10や図11
のロボットハンド500では加圧力が直に電極にかか
り、電磁石による振動加圧は、筐体機構(あご)にかか
らず、シリンダ力点が中央部位にありこれを支点として
揺動する可動アーム20にかかるだけである。従って空
圧シリンダや電磁石等の部品の取付部に振動吸収材を取
付けて、容易に振動吸収を行うことができる。Further, in the apparatus 400 shown in FIG. 5, since a vibration pressurization by the pneumatic cylinder 403 is received by the apparatus main body, a strong rigid body design is required.
In the robot hand 500, the pressing force is applied directly to the electrode, and the vibration pressure by the electromagnet is not applied to the housing mechanism (chin). It just takes. Therefore, vibration can be easily absorbed by attaching a vibration absorbing material to a mounting portion of a component such as a pneumatic cylinder or an electromagnet.
【0048】また図10や図11の装置500では空圧
シリンダ3により溶接電極1aをこれが被溶接部材Aに
接触する位置まで移動させるので、上記溶接電極1aを
電磁石741が有効に吸引力を発揮する程度の距離に位
置決めすることができる。また図10(a) の装置のよう
に加圧力をバネ部材によるものに代えて、可動アーム自
体の弾性変形力とすることができる。この場合可動アー
ムが撓んで電磁石がくっついたときはたわみ分の弾性変
形力が加圧力として溶接電極間にかかることになる。In the apparatus 500 shown in FIGS. 10 and 11, the welding electrode 1a is moved by the pneumatic cylinder 3 to a position where the welding electrode 1a comes into contact with the member A to be welded, so that the electromagnet 741 effectively exerts an attractive force on the welding electrode 1a. Can be positioned at a sufficient distance. Further, the pressing force can be replaced by the elastic force of the movable arm itself instead of the spring force as in the apparatus of FIG. 10 (a). In this case, when the movable arm is bent and the electromagnet is attached, the elastic deformation force corresponding to the bending is applied between the welding electrodes as a pressing force.
【0049】ここでナゲットが形成され熱膨張で溶接電
極が押し上げられたときは、この押上げ力は電磁石が離
れる方向に働くが、この状態でも電磁石がくっついてお
れば、その押上げ力の分だけ加圧力が増加することとな
る。この押上げ力による加圧増大は、溶接電流が交流で
ある場合鍛圧が半サイクル毎に働き、かつナゲットが充
分できあがる頃にも鍛圧が加えられたと同じ効力を上げ
る。この電磁石741による加圧は、空圧シリンダ3に
よる、溶接電流が増大しても一定な加圧とは異なり、溶
接電流の増加により加圧も振動鍛圧力も増大する。Here, when the nugget is formed and the welding electrode is pushed up due to thermal expansion, this pushing force acts in the direction in which the electromagnet separates. Even in this state, if the electromagnet is stuck, the amount of the pushing force is reduced. Only the pressing force increases. When the welding current is alternating current, the forging force is applied every half cycle when the welding current is alternating, and the same effect as when forging is applied even when the nugget is sufficiently completed is obtained. The pressurization by the electromagnet 741 is different from the pressurization by the pneumatic cylinder 3 which is constant even when the welding current increases, and both the pressurization and the vibration forging pressure increase with the increase of the welding current.
【0050】また例えば図10(a) のスポット溶接装置
500では、空圧シリンダ3の駆動による可動アーム2
0の中央部位(空圧支点)が上昇する時、可動アーム2
0の後方支点は逆に押し下げられるようになるが、この
とき後方支点には余り力がかからないため、空圧支点の
近くに後方支点をもってきてもよく、溶接電極間に被溶
接部材Aを配置する際には、ストロークを大きく上げら
れる。つまり例えばカム機構により可動アームの引上げ
と同時に上記支点間距離を縮める。そして可動アーム先
端が充分上がったとき、被溶接部材(母材)を電極間に
入れる。被溶接部材Aがスポット位置に配置された時、
空圧シリンダにより溶接電極降下させると同時に、上記
支点間距離を拡げる。For example, in the spot welding apparatus 500 shown in FIG.
When the central part of 0 (pneumatic fulcrum) rises, the movable arm 2
The rear fulcrum of 0 is pushed down in reverse, but at this time, the rear fulcrum does not exert much force. Therefore, the rear fulcrum may be provided near the pneumatic fulcrum, and the member A to be welded is arranged between the welding electrodes. In doing so, the stroke can be greatly increased. That is, the distance between the fulcrums is reduced at the same time as the movable arm is pulled up by the cam mechanism, for example. When the tip of the movable arm is sufficiently raised, the member to be welded (base material) is inserted between the electrodes. When the member to be welded A is located at the spot position,
The distance between the fulcrums is increased while the welding electrode is lowered by the pneumatic cylinder.
【0051】上下の溶接電極が被溶接部材Aに接触し、
これに加圧がかかると、このとき可動アーム後端は、電
磁石の駆動による可動アームのストロークt1 (電磁石
のギャップ)が3ミリ前後となる程度の高さ位置となっ
ている。この電磁石のギャップは可動アーム腕のたわみ
係数によって異なる。その後電磁石741に通電する。The upper and lower welding electrodes contact the workpiece A,
When pressure is applied to this, the rear end of the movable arm is at such a height that the stroke t 1 (gap of the electromagnet) of the movable arm driven by the electromagnet is about 3 mm. The gap of the electromagnet differs depending on the deflection coefficient of the movable arm arm. Thereafter, the electromagnet 741 is energized.
【0052】また溶接電極の固定時に電極変移測定用加
圧メーターを取付けておき、溶接中の加圧力の変化をデ
ーターとしてとる。そしてそのデータに基づいて加圧制
御を行うことにより合格率を上げることができる。When the welding electrode is fixed, a pressure meter for measuring the displacement of the electrode is attached, and the change in the pressing force during welding is taken as data. By performing the pressurization control based on the data, the pass rate can be increased.
【0053】以下電磁石方式による加圧制御の長所を空
圧方式と対比させて説明する。まず電磁石方式による加
圧制御では、溶接電圧が下がったとき、加圧力も下げら
れるため、より効果が大きい。一方空圧方式では、電圧
の変化に対して無関係な加圧がかかり、電流の0または
小さい時でも不必要に大きな加圧がかかりI2Rの発熱
が少なくなり、また空気圧による空気の出し入れの性質
上エアー加圧がおくれるので精密な加圧制御ができず、
加圧が少ないときに、逆に電流の大きい状態があり、こ
のときはスパークしたり、ナゲットにすができたりして
溶接不良となる。逆に電流上昇をキャッチして加圧を上
げたとき、数サイクルのずれがあって電流が減少してい
るときもある。このとき溶接強度不足(ナゲット形成不
足)となる。従って、電磁加圧方式では、従来、不良で
ラインを止めていたものを、止めずに合格域にもってゆ
くことができる。The advantages of the pressure control by the electromagnet method will be described in comparison with the pneumatic method. First, in the pressurization control by the electromagnet method, when the welding voltage decreases, the pressing force can be reduced, so that the effect is more significant. On the other hand, in the pneumatic method, pressure is applied irrespective of a change in voltage. Unnecessarily large pressure is applied even when the current is zero or small, so that the heat generated by the I 2 R is reduced. Due to the nature of air pressure, precise pressure control is not possible.
Conversely, when the pressurization is small, there is a state where the current is large. At this time, sparking occurs or the nugget can be removed, resulting in poor welding. Conversely, when the pressure is increased by catching the rise in the current, the current may decrease due to a shift of several cycles. At this time, welding strength is insufficient (nugget formation is insufficient). Therefore, in the electromagnetic pressurization method, what has conventionally stopped the line due to a defect can be brought to a pass range without stopping.
【0054】また、エアー加圧式の場合、ナゲットの大
きさを電極変移方式でキャッチし、所定位置に達したと
き通電を止めると、急に冷却して収縮現象が起こり瞬間
強弱ではあるが加圧不足が発生する。このときは逆に鍛
圧がほしいときである。しかし、鍛圧をかける機構を設
けると装置が複雑となり高価な溶接となる。一方、電磁
加圧式のときは、図9(b) のように電磁石を溶接トラン
スの1次側電流により駆動しているもの(1次側別回路
稼動)では、溶接電流停止の瞬間に電磁石が強力な通電
が行われ、これにより鍛圧をかけることができる。この
鍛圧は、図10のような可動アームを有するものでは、
筐体に加圧荷重をかけず、可動アームの後端部と先端部
の構造が簡単で剛性の高い部分にかかるので、全体とし
て小形軽量で、しかも鍛圧の大きさを品物、材質、形状
によって変えることも可能である。In the case of the air pressurization method, when the size of the nugget is caught by the electrode displacement method and the current is stopped when the nugget reaches a predetermined position, the nugget suddenly cools and a contraction phenomenon occurs. Shortage occurs. This is when you want forging pressure. However, if a mechanism for applying forging pressure is provided, the apparatus becomes complicated and expensive welding is performed. On the other hand, in the case of the electromagnetic pressurization type, when the electromagnet is driven by the primary current of the welding transformer as shown in FIG. Strong energization is performed, which allows forging pressure to be applied. This forging pressure has a movable arm as shown in FIG.
Since the rear end and the tip of the movable arm are applied to a simple and highly rigid part without applying a pressure load to the housing, the overall size is small and lightweight, and the size of the forging force depends on the product, material and shape. It is possible to change it.
【0055】また上記鍛圧は、ナゲット形成の具合によ
り、つまり所定のナゲットより大きいときは大きくし、
ナゲットがやや小さい気味のときは、小さくしてもよ
い。The forging pressure is increased by the degree of nugget formation, that is, when it is larger than a predetermined nugget,
If the nugget is slightly smaller, it may be smaller.
【0056】被溶接部材(母材)が一枚多いときや部品
が不良のとき、またプロゼクションのヘソの大きさが不
良のとき等、初期の通電前の異状を電極位置の寸法的な
もので読みとる代わりに電極加圧力の変化で異状を知る
ことができる。When the number of members to be welded (base material) is one or more, the component is defective, or when the size of the projection is poor, the abnormality before the initial energization is dimensional in terms of the electrode position. Instead of reading, the abnormalities can be known from changes in the electrode pressing force.
【0057】この方法で品物(被溶接部材)の反りや歪
みの有無も加圧力の変化で知ることができる。この僅か
な加圧力の変化、異状をキャッチして、例えば反りや歪
がある場合は、エアーシリンダーでは即応性がないので
無理であるが電磁石方式は瞬間に加圧力を大きくできる
ので作業性を損なわずに対応できる。In this way, the presence or absence of warpage or distortion of the article (welded member) can be known from the change in the pressing force. This slight change in the pressing force and abnormalities are caught.For example, if there is warpage or distortion, it is impossible to respond immediately with an air cylinder, but it is impossible.However, the electromagnet method can instantly increase the pressing force, impairing workability. Without having to deal with it.
【0058】また加圧異状に対応して電磁力を変化させ
るだけでなく、溶接電流も変化させることができる。つ
まり従来方式では材料異状でラインを止めていたものを
加圧を上げ電流を上げることにより合格にもってゆくこ
とができる。例えばプロゼクションの高さが大きいとき
や異物があるときは、通電時間を長くして加圧(電磁
力)を上げ、電流を下げるとよい。Further, not only the electromagnetic force can be changed in response to the abnormal pressure, but also the welding current can be changed. In other words, in the conventional method, the line which was stopped due to a material abnormality can be passed by increasing the pressure and increasing the current. For example, when the height of the projection is large or when there is a foreign substance, the energizing time may be lengthened to increase the pressure (electromagnetic force) and reduce the current.
【0059】これを瞬間に原因と対策を読みとるのは無
理であるが、被溶接部材の反りか歪みか、それともプロ
ゼクションの不良化か、異物混入の惧れがあるか等の現
実的な熟練者の判断に基づく、加圧力や溶接電流や通電
時間を調整したデータをコンピュータに入れておくと、
熟練者と同じ判断で瞬間的な溶接条件の設定に対応する
ことができる。It is impossible to read the cause and the countermeasure at a moment, but it is impossible to read the problem. If the data adjusted for the pressing force, welding current and energizing time based on the judgment of
It is possible to respond to instantaneous setting of welding conditions with the same judgment as a skilled person.
【0060】またさらにはこの電磁力と空圧力の並用の
方式は、入力電力も少なく溶接強度を確保するだけでな
く、加圧の追随性と加圧の最適特性化によって溶接電極
の圧接跡をきれいにすることができる。Furthermore, the method of using the electromagnetic force and the pneumatic pressure not only has a small input power and secures the welding strength, but also has the ability to follow the pressurization and optimize the characteristics of the pressurization so as to reduce the press-contact trace of the welding electrode. Can be cleaned.
【0061】また電磁加圧方式の場合、電磁力も溶接電
流も正規の出力値であるのに、母材表面にさびがあっ
た、皮膜があった、ほこりや油で汚れていた等のため
に、溶接電流が小さく、ナゲットの形成速度が小さい
(電極変移が小さく、抵抗値が大となる)とき、電磁石
の電流を増加し、また加圧の変化が少ない,小さいとき
は、例えばその原因が電源電圧が下がって電流が小さく
なり、ナゲットが小さくまたはナゲットの形成速度が小
さくなっているときは、その異状によって加圧を小さく
し、通電時間を長くする。このように溶接電流を大きく
する又はその通電時間をのばす、あるいはパルセーショ
ンのときは休止時間を小さくする等によりナゲットの形
成を、正規の強さまで持ってゆくことができる。また表
面状況や被溶接部材の接触面の異状でも圧接力又は電極
変移の特性カーブの変化を読みとって所定のナゲットが
できるまで加圧力を調整し、発熱を変化させて対応する
ことができる。このような方法は、アルミニウム、銅、
真鍮等の非鉄金属について特に効果が大きい。つまり従
来は溶接不良、もしくはライン停止で対応していたの
が、ラインを止めずに合格率を飛躍的に上げることがで
きる。In the case of the electromagnetic pressurization method, although both the electromagnetic force and the welding current are normal output values, the base material surface is rusted, has a film, is contaminated with dust or oil, and so on. When the welding current is small and the nugget formation speed is small (the electrode displacement is small and the resistance value is large), the current of the electromagnet increases. When the power supply voltage is reduced and the current is reduced, and the nugget is small or the nugget formation speed is low, the pressure is reduced and the energization time is lengthened by the abnormality. In this manner, the formation of the nugget can be brought to a regular strength by increasing the welding current, extending the conduction time, or reducing the pause time in the case of pulsation. In addition, even when the surface condition or the contact surface of the member to be welded is abnormal, it is possible to adjust the pressing force until a predetermined nugget is formed by reading the change in the characteristic curve of the pressing force or the electrode displacement, thereby changing the heat generation. Such methods include aluminum, copper,
It is particularly effective for non-ferrous metals such as brass. That is, in the past, a poor welding or a line stop was used, but the pass rate can be drastically increased without stopping the line.
【0062】またこのようなナゲット形成の制御の場
合、溶接電極による圧接力の変化だけでなく、被溶接部
材の電気抵抗も同時に算出して、スポット溶接部分の熱
膨張(ナゲットの形成状況)と電気抵抗の異状から溶接
条件を設定するのがさらによい。つまりナゲットの熱膨
張の制御では、被溶接部材の表面皮膜の異状で溶接電流
が減少し、ナゲットの形成がおくれている場合は、圧接
力の変化だけではなく、溶接電流の変化も一緒に捉える
た方がよく、例えば加圧力を上げると共に通電時間を長
くする方向で解決するのがよい。例えば、部品の反りや
歪によって被溶接部材の接合部以外の部分が接触して溶
接電流が他にも余分に流れるときや、プロゼクションの
形が大きいときは加圧を上げ、電流を大きくする方がよ
い。In the control of the nugget formation, not only the change in the welding force by the welding electrode but also the electric resistance of the member to be welded is calculated at the same time, and the thermal expansion of the spot-welded portion (the state of the nugget formation) and It is more preferable to set the welding conditions based on the abnormality of the electric resistance. In other words, in the control of the thermal expansion of the nugget, the welding current decreases due to the abnormality of the surface film of the member to be welded, and if the formation of the nugget is delayed, not only the change in the welding force but also the change in the welding current is captured together. It is better to solve the problem, for example, by increasing the pressing force and increasing the energizing time. For example, when parts other than the joints of the parts to be welded come into contact due to warpage or distortion of parts and extra welding current flows, or when the shape of the projection is large, increase the pressure and increase the current. Is good.
【0063】ナゲット形成異状等を加圧力で把握するだ
けの対応では溶接電流を増やせばよいのか、その持続時
間を増やせばよいのか判断がつかないことがある。もし
この判断対応に誤りが有れば溶接不良が大きくなるが、
電気抵抗を測定することにより、電気抵抗が大きいとき
は、表面状況が悪く、さびとかほこり等が考えられるの
で、加圧を上げ溶接時間を長くするのがよいことが分か
る。In the case of simply grasping the nugget formation abnormality or the like by the pressing force, it may not be possible to judge whether the welding current should be increased or the duration thereof should be increased. If there is an error in this judgment response, welding failure will increase,
By measuring the electric resistance, it can be seen that when the electric resistance is large, the surface condition is poor and rust or dust is conceivable, so it is better to increase the pressure and lengthen the welding time.
【0064】反りやプロゼクションの形等によっては電
気抵抗が逆に小さいときがある。このときは自然の電流
上昇だけでは、ナゲットの形成は遅れるのが普通である
から、電気抵抗の減少に見合った溶接電流の増大が肝要
となる。なお、電気抵抗の大小を計測するかわりに溶接
電流値を計っても皮膜やほこり等の表面状況の変化異状
を捉えることができる。反りやプロゼクション異状も電
流が大きくなる等の現象が起こる。これに応じて上記の
ように加圧や電流の大きさや通電時間あるいはパルセー
ションのかけ方等を変えることができる。しかし電気抵
抗の異状、又は電流値の異状だけでは多くの原因がある
ので、完璧に溶接電流を対応させることは難しく、圧接
力や電極変移の変化との対比観察が必要である。The electric resistance may be small depending on the shape of the warp or the projection. At this time, since the formation of the nugget is usually delayed only by the natural increase in the current, it is important to increase the welding current in accordance with the decrease in the electric resistance. It is to be noted that, even if the welding current value is measured instead of measuring the magnitude of the electric resistance, it is possible to catch a change in the surface condition such as a film or dust. Phenomena such as an increase in current also occur due to warpage or abnormal processing. According to this, the magnitude of the pressurization, the current, the current supply time, the pulsation method, and the like can be changed as described above. However, since there are many causes only due to abnormal electric resistance or abnormal current value, it is difficult to make the welding current correspond perfectly, and it is necessary to observe the welding force and change in electrode displacement.
【0065】また電気抵抗又は溶接電流の異常は、溶接
電極が正常でも品物が傾いているときも正規のものより
も小さくなる。このように小さくなるのは前述の母材表
面の不良のときもあり得る。この場合に予定通り被溶接
部材の圧接力を上げ、溶接電流の通電時間を長くする
と、電極をいため先端形状に悪いくせがつき、電極跡が
大変汚くなり、しかも溶接強度は不良となる。このとき
の溶接電極の圧接力の変化特性も同時に見ると、圧接力
は図14(a)に示す変化特性(曲線A1 )となっている
ことがわかり、標準の特性(曲線S1)以外の場合(曲
線A1 ,B1 ,C1 )には図13(a) 〜(c) に示すよう
に溶接電極と被溶接部材Aとの接触状態に不具合が生じ
ており、適宜対処する必要がある。The abnormality of the electric resistance or the welding current is smaller than that of the normal one even when the product is inclined even when the welding electrode is normal. Such a decrease may be caused by the above-described defect of the base material surface. In this case, if the welding force of the member to be welded is increased as planned and the welding current is applied for a longer time, the tip of the electrode is badly shaped, the electrode trace becomes very dirty, and the welding strength is poor. When the change characteristics of the welding force of the welding electrode at this time are also observed, it can be seen that the welding force has the change characteristics (curve A 1 ) shown in FIG. 14 (a), and other than the standard characteristics (curve S 1 ). In the case (curves A 1 , B 1 , C 1 ), as shown in FIGS. 13 (a) to 13 (c), a problem has occurred in the contact state between the welding electrode and the member A to be welded. There is.
【0066】ここで図13(a) は被溶接部材Aが溶接電
極の軸芯と垂直になっていない場合、図13(b) ,(c)
は被溶接部材Aは正常に配置されているが、溶接電極1
a,1b先端部分が片減りしている場合で、特に図13
(c) は上下の電極の対向する部分が同じようにすり減っ
ている場合、図13(b) は上下の電極ではすり減ってい
る部分が異なる場合を示しており、それぞれの場合に図
14(a) の特性曲線A1 ,C1 ,B1 が対応している。Here, FIG. 13 (a) shows the case where the member A to be welded is not perpendicular to the axis of the welding electrode, and FIGS. 13 (b) and 13 (c).
Indicates that the member A to be welded is disposed normally,
13A and 13B show a case where the tip portions are partially reduced.
FIG. 13 (c) shows a case where the facing portions of the upper and lower electrodes are worn similarly, and FIG. 13 (b) shows a case where the worn portions of the upper and lower electrodes are different. ) Correspond to the characteristic curves A 1 , C 1 , and B 1 .
【0067】このような溶接電極回りの異常は、人が見
ればすぐ分かるが、溶接作業を無人化,自動化している
ときは、上記の特性曲線A1 〜C1 から、上記図13
(a) 〜(c) のいずれの異常であるかを判断する。しかし
上記の波形を見て対応する場合は、即応性のある対応は
無理であり、溶接終了後、特性曲線A1 〜C1 の何れで
あったかは判定できても、これだけでは不良対策には役
立たない。この場合、電気抵抗(溶接電流)を同時に計
っているため、図14(b) に示すこの電気抵抗の変化特
性曲線A2 〜C2 をみて、溶接初期における溶接電流値
が標準の加圧特性の場合(変化特性曲線S2 )に比べ大
きく異なることから、加圧特性曲線A1 〜C1 のどれか
を判断し、リアルタイムで被溶接部材Aの水平度を修正
することが可能となる。ここで加圧特性が曲線B1 ある
いはC1 のときは、溶接電極の交換が必要であり、また
自動研磨機を搭載することにより、溶接電極面を正規の
状態に修正してもよいが、この電気抵抗又は溶接電流値
をモニタし、これに基づいて自動的に溶接状態を正規の
状態に回復するのは、圧接力をモニタして行う場合に比
べていくらか即応性があり確実ではあるが、完璧な制御
を行うには時間が足りない。Such an abnormality around the welding electrode can be immediately recognized by a person, but when the welding operation is unmanned and automated, the characteristic curves A 1 to C 1 are used as shown in FIG.
It is determined which of (a) to (c) is abnormal. However, when responding by looking at the above-mentioned waveforms, it is impossible to respond immediately, and after welding is completed, it is possible to determine which of the characteristic curves A 1 to C 1 , but this alone is useful for the measure against defects. Absent. In this case, since the electric resistance (welding current) is aimed at the same time, looking at the change in the characteristic curve A 2 -C 2 in the electrical resistance shown in FIG. 14 (b), pressurized pressure characteristics welding current in the welding early standard In the case of (change characteristic curve S 2 ), it is possible to determine any one of the pressure characteristic curves A 1 to C 1 and correct the horizontality of the workpiece A in real time. Here, when the pressure characteristic is curve B 1 or C 1 , the welding electrode needs to be replaced, and the welding electrode surface may be corrected to a normal state by installing an automatic polishing machine. Monitoring this electrical resistance or welding current value and automatically restoring the welding state to the normal state based on this is somewhat more responsive and reliable than monitoring the welding force. There is not enough time for perfect control.
【0068】また図13(a) 〜(c) に示す溶接状況(加
圧力の変化特性曲線A1 〜C1 )を溶接電極の変移、つ
まり上記可動アーム側の溶接電極の高さ位置の変化を距
離(寸法)で捉えると、図14(c) のように、それぞれ
の加圧力の変化特性曲線A1〜C1 に対応して電極変移
特性A3 〜C3 が得られる。即ち各特性とも最初に電極
の移動が大きく発生しやがて平衡(熱膨張と)し、徐々
に変化が大きくなり冷却(通電停止)と共に下る。この
最初の大きな変化を捉えれば、加圧力の変化が特性曲線
A1 か特性曲線B 1 か特性曲線C1 かの判断ができ、ラ
インを止めて、特性曲線A1 の場合は、被溶接部材Aの
挟持状態を修正し、特性曲線B1 あるいはC1 の場合は
溶接電極を取り替えるか自動修復する。また特性曲線A
1 に対応する溶接の異常状態の場合も、自動的に水平位
置に修正してもよい。さらに溶接初期のt点で通電を止
めれば、上記異常状態の修正後の溶接時には、少しナゲ
ットができかけているので再び少し強めの溶接電流を当
初に流せば、溶接強度は十分得られる。The welding conditions (addition) shown in FIGS.
Pressure change characteristic curve A1~ C1) The displacement of the welding electrode
The change in the height position of the welding electrode on the movable arm
When viewed in terms of separation (dimensions), as shown in FIG.
Characteristic curve A of pressure force1~ C1Electrode shift corresponding to
Characteristic AThree~ CThreeIs obtained. That is, each characteristic first
Large movement occurs and eventually equilibrates (with thermal expansion) and gradually
And it decreases with cooling (stop of power supply). this
If you capture the first major change, the change in pressure
A1Or characteristic curve B 1Or characteristic curve C1Can be determined,
Stop the characteristic curve A1In the case of
Correct the pinching state and set the characteristic curve B1Or C1In the case of
Replace or automatically repair the welding electrode. The characteristic curve A
1Automatically when the welding is in an abnormal state.
May be modified. In addition, energization is stopped at point t
Therefore, when welding after correcting the above abnormal state,
The welding current is about to start, so apply a slightly stronger welding current again.
If it is poured first, sufficient welding strength can be obtained.
【0069】以上説明した、圧接力の変化、電気抵抗又
は溶接電流の変化、及び電極変移の三つの要素を常時検
出することにより、適正な溶接条件を自動的に取ること
ができる。それは加圧力の瞬間調整であり、溶接電流の
大小調整や通電時間の長短の調整であり、また溶接電流
がパルス電流である場合にはパルセーションの通電休止
のインターバルの調整であり、これらの調整によって今
まで不良としてラインを止め、不良として廃棄していた
ものがほとんど合格範囲に入る。ただし修正のきかぬ程
欠陥のある部材は廃棄する。このように圧接力,電気抵
抗,電極変移を検出して加圧力,溶接電流値,通電時間
の溶接の3条件を駆使して、今まで不合格にしていた多
くの製品を極めて効率よく合格品とできる。なお上記の
説明で用いた特性波形図は、交流のとき直流のとき等で
詳細に言えば瞬間的な値に差はあっても趨勢としては、
以上の通りであると理解してよい。By constantly detecting the three factors described above, ie, the change in the pressing force, the change in the electric resistance or the welding current, and the change in the electrode, appropriate welding conditions can be automatically obtained. It is the instantaneous adjustment of the pressing force, the adjustment of the magnitude of the welding current and the length of the energization time, and the adjustment of the interval of the pulsation energization suspension when the welding current is a pulse current. As a result, the line that had been stopped as a defect until now and that was discarded as a defect almost entered the acceptable range. However, members with defects that cannot be repaired are discarded. In this way, by detecting the welding force, electrical resistance, and electrode displacement, and making full use of the three conditions of welding force, welding current, and conduction time, many products that have been rejected until now can be passed very efficiently. And can be. In addition, the characteristic waveform diagram used in the above description is different from the instantaneous value in the case of DC and the like in the case of AC or the like.
You may understand that it is as above.
【0070】そしてさらに上記圧接力,溶接電流,通電
時間の溶接三大条件の他に、溶接にかかせぬ要素として
電極の材質,大きさ形状,先端形状とその表面の汚れが
あり、溶接をより良好に行うには、これを常時監視する
必要がある。さらに溶接トランスの2次回路のインピー
ダンスZはZ=R+jXであるが、その実抵抗Rのうち
の、溶接電流回路を構成する各部材の接触抵抗も重要で
あり、これを充分な締め付けにより安定しておかない
と、溶接電流の測定データーに狂いが出てくる。同様に
溶接電流回路内での磁性体の介在も大きな変化要素とな
り、その点を考慮しないとデーターを混乱させる。この
ように各部の接触抵抗や磁性体の介在は、電源電圧の変
化と共に溶接電流や電気抵抗の測定に重要な結果を与え
るので常時監視する必要がある。また溶接電流の回路に
入る被溶接部材についても、該部材自体の状況,材質,
形状,表面状況,電極との角度,接触状況等に多様な状
況も正規なものにしておかないと溶接不良の原因とな
る。Further, in addition to the three major conditions of the welding force, welding current, and conduction time, there are other factors that are essential for welding, such as electrode material, size, shape, tip shape, and dirt on the surface. To do better, this must be monitored constantly. Further, although the impedance Z of the secondary circuit of the welding transformer is Z = R + jX, of the actual resistance R, the contact resistance of each member constituting the welding current circuit is also important. Otherwise, the measurement data of the welding current will be out of order. Similarly, the presence of a magnetic substance in the welding current circuit is also a significant change factor, and confuses the data unless this point is taken into account. As described above, the contact resistance of each part and the presence of the magnetic material give important results for the measurement of the welding current and the electric resistance together with the change of the power supply voltage, and therefore need to be constantly monitored. Also, regarding the member to be welded which enters the welding current circuit, the condition, material,
Various conditions such as shape, surface condition, angle with the electrode, contact condition, etc. must be set to proper ones, or it may cause poor welding.
【0071】以上のものは、電気抵抗,溶接電流,発
熱,振動,変位等に影響を与えるので、データーの測定
にこれらの影響を常に配慮しなければならない。その上
でデーターの正しい判断による溶接条件の対応を変化さ
せて、最良の合格状況にもってゆく必要がある。これに
は長年の経験と勘が必要であるにもかかわらず、このよ
うな能力をもった技能者は年々減っている。このために
これら優秀な技能者の判断と対応を、コンピューターに
入れておくことにより、誰でも優れた技能者の溶接と遜
色のない溶接を行うことができる。The above-mentioned factors affect the electric resistance, welding current, heat generation, vibration, displacement, and the like. Therefore, these effects must always be considered when measuring data. Then, it is necessary to change the correspondence of welding conditions based on the correct judgment of the data to achieve the best pass situation. Despite the fact that this requires years of experience and intuition, the number of skilled workers with such abilities is decreasing year by year. For this reason, by putting the judgments and responses of these excellent technicians into a computer, anyone can perform welding that is comparable to welding of excellent technicians.
【0072】本発明の狙いはここにあり、即ち、とぎす
まされた神の如き正確な感覚で溶接条件の最適化データ
をつくり、これに合わない溶接状態の原因を的確につか
み、溶接条件が最適化なものでないために発生する電気
抵抗や溶接電流の変動,発熱状況(ナゲットの形成状況
も含む)の誤差が溶接不良を招かないよう、つまりこの
ように溶接条件が最適化なものでない場合にも製品を合
格範囲に入れるため、溶接電流,電極圧接力,通電時間
の3要素を変化させて対応せねばならない。The purpose of the present invention is to create optimized data of welding conditions with an accurate sense, such as a speared god, to accurately grasp the cause of a welding condition that does not match this, and to determine the welding conditions. In case that the fluctuation of electric resistance and welding current and the error of heat generation state (including the state of nugget formation) caused by non-optimization do not cause welding failure, that is, when welding conditions are not optimized in this way Therefore, in order to put the product in the acceptable range, it is necessary to respond by changing three factors of welding current, electrode pressing force, and energizing time.
【0073】例えば溶接電流が減少すれば、当然発熱が
少なくなりナゲット不足となるが、このとき加圧を適当
に下げてやればI2 Rで発熱が促進され必要なナゲット
強度を保つことができるのである。それでもナゲット不
足となるときは通電時間を増やせばよい。また電極のち
びりも、被溶接部材と接触する面積が増大するため当初
の同じ溶接電流のままではナゲットの生成が不十分で溶
接強度に影響し、このため漸次電流を適正に上昇させ、
それに見合って加圧も上昇してゆかねばならないが、電
極取替当初と、次の電極取替時期までの変化曲線も考慮
に入れて神の如き正確なる技能者の判断対応に関するデ
ータをコンピューターに入れておくと、従来の確実な条
件設定だけでは不合格になる率が大きい溶接方法とは異
なり、この溶接経験者の正確な判断と対応により溶接不
良の大部分が解決し、コンベアを止めたり不良品をつく
って材料やエネルギーを無駄に費やしたりしてしまうの
を防止することができる。For example, if the welding current decreases, the heat generation naturally decreases and the nugget becomes insufficient. At this time, if the pressure is reduced appropriately, the heat generation is promoted by I 2 R and the required nugget strength can be maintained. It is. If the nugget is still insufficient, the energizing time may be increased. In addition, the rust of the electrode also increases the area in contact with the member to be welded, so the nugget generation is insufficient with the same initial welding current, affecting the welding strength, and accordingly gradually increasing the current appropriately.
The pressurization must also increase accordingly, but taking into account the change curve between the initial electrode replacement and the next electrode replacement time, the computer provides the computer with data on accurate judgment of technicians like God. If you put it in, unlike the conventional welding method, which has a high rate of rejection only by the reliable setting of the conditions, most of the welding defects are solved by the accurate judgment and response of the experienced welding person, and the conveyor can be stopped or stopped. It is possible to prevent waste of materials and energy due to producing defective products.
【0074】本発明は、このような従来の溶接技術に関
する研究に基づいてなされたもので、溶接技能者のノウ
ハウをコンピューターに入れるための基本的な技術に関
するものであり、従来の溶接機の機能と、確実な対応で
は現実不可能であった最良の溶接条件の下で、溶接技能
者のノウハウをもってした溶接と遜色ない溶接を自動で
行うことができるスポット溶接装置を提供することを目
的としている。The present invention has been made based on such research on conventional welding technology, and relates to a basic technology for putting know-how of a welding technician into a computer. It is an object of the present invention to provide a spot welding device that can automatically perform welding comparable to welding performed with the know-how of a welding technician under the best welding condition that was impossible with a reliable response. .
【0075】以下、本発明の目的について記述すると、 (1)被溶接部材Aの圧接力の制御については、従来の
空圧又は油圧シリンダによる制御では、瞬間対応ができ
ないので、溶接電流の強弱が圧接力の強弱に連がるよう
にし、例えば50■の電流波形に応じ、電流が零のとき
には加圧が弱く、電流値最高の所では加圧力も最高にな
るような機能を持った電磁力加圧を採用し、ジュール熱
(I2 R)を有効に働かせて全体の小型軽量を図る。 (2)スポット溶接時には、溶接電極による加圧が被溶
接部材Aに対して垂直加圧となるようにする。 (3)すっぽっと溶接時には、打点、つまりスポット溶
接動作の作業性を増すために溶接電極の昇降ストローク
を最小限とし、被溶接部材を溶接電極感に挿入する場合
には被溶接部材と溶接電極との干渉を避けるため、上下
の溶接電極の離間距離を大きくする。 (4)電磁石の加圧動作の即圧性を持たすために、加圧
動作時には、溶接電極の昇降動作を行う空圧シリンダの
ロッドの移動なしで行うことができるような構造によっ
て、多様な加圧特性を実現できるようにする。 (5)溶接電極の昇降スピードを自動的に変更できるよ
うにする。 (6)溶接中に空圧シリンダによる加圧力を自動変更で
きるようにする。 (7)溶接時のナゲット形成の状況が検知できるように
する。 (8)ナゲットの形成状況に合った圧接力の制御を可能
とする。例えば、ナゲットの形成が著しく早くかつ大き
いときは、自動的に溶接電流を小さくしかつ加圧を大き
くし、場合によっては通電時間を短くしてナゲットの部
分での鬆やピンホールの発生を無くすようにする。また
逆にナゲットが小さくかつ形成スピードが小さいときは
加圧力を下げ電流を大きくしそれでも不十分なときは、
通電時間を長くして発熱量を増大するようにする。 (9)さらにナゲットの形成状況に合った溶接電流の自
動制御を可能とする。例えば、電気抵抗又は溶接電流の
変化を検知して、その変化に応じて溶接電流の増減制御
及び通電時間制御の一方あるいは両方を適宜行うことが
できるようにする。 (10)溶接電極の先端形状や、溶接電極による被溶接
部材の挟持状態等を感知し、これに基づいて不具合の回
復処理をある程度自動で行うことができるようにする。
例えば、溶接電極先端の研磨修復等の比較的簡単な不具
合の回復は自動で行うことができ、また製造ラインを自
動停止して作業者に対応を指示できるようにする。この
ように本発明の目的は、最良の溶接が可能となるように
上記加圧力の調整、溶接電流の増減調整及び通電時間調
整を常に相互に関連させて自動で行うことができるスポ
ット溶接装置を得ることにある。Hereinafter, the objects of the present invention will be described. (1) The control of the press-contact force of the member A to be welded cannot be instantaneously performed by the conventional control using a pneumatic or hydraulic cylinder. An electromagnetic force with a function to follow the strength of the pressure contact force, for example, according to a current waveform of 50 °, when the current is zero, the pressurization is weak, and where the current value is the highest, the pressing force is also the highest. Pressurization and effective use of Joule heat (I 2 R) to reduce the overall size and weight. (2) At the time of spot welding, the pressure by the welding electrode is perpendicular to the member A to be welded. (3) At the time of quick welding, the welding point, that is, the lifting stroke of the welding electrode is minimized in order to increase the workability of the spot welding operation, and when the member to be welded is inserted into the welding electrode feeling, the member to be welded and the welding electrode are used. The distance between the upper and lower welding electrodes is increased in order to avoid interference with the welding electrodes. (4) In order to have the immediate pressure property of the pressing operation of the electromagnet, various pressurizations can be performed by the structure which can be performed without moving the rod of the pneumatic cylinder which performs the raising / lowering operation of the welding electrode during the pressing operation. Be able to realize the characteristics. (5) The lifting speed of the welding electrode can be automatically changed. (6) The pressure by the pneumatic cylinder can be automatically changed during welding. (7) The state of nugget formation during welding can be detected. (8) It is possible to control the pressing force according to the nugget formation state. For example, when the formation of the nugget is extremely fast and large, the welding current is automatically reduced and the pressurization is increased, and in some cases, the energization time is shortened to eliminate the occurrence of voids and pinholes in the nugget. To do. Conversely, when the nugget is small and the forming speed is small, reduce the pressing force and increase the current.
The energization time is lengthened to increase the calorific value. (9) Further, it is possible to automatically control the welding current according to the nugget formation state. For example, a change in the electric resistance or the welding current is detected, and one or both of the increase / decrease control of the welding current and the conduction time control can be appropriately performed according to the change. (10) The shape of the tip of the welding electrode, the state of clamping of the member to be welded by the welding electrode, and the like are sensed, and based on the sensed information, the process of recovering the failure can be performed to some extent automatically.
For example, the recovery of a relatively simple defect such as the polishing repair of the tip of the welding electrode can be automatically performed, and the production line is automatically stopped so that a worker can be instructed to respond. As described above, an object of the present invention is to provide a spot welding apparatus capable of automatically performing the adjustment of the pressing force, the adjustment of the increase / decrease of the welding current, and the adjustment of the conduction time so that the best welding can be performed. To get.
【0076】[0076]
【課題を解決するための手段】この発明(請求項1記載
のもの)に係るスポット溶接装置は、一対の溶接電極に
より被溶接部材を圧接挟持し、該圧接部分を抵抗加熱に
よりスポット溶着する装置において、上記圧接部分の溶
着過程を監視するための装置として、上記溶接電極によ
る被溶接部材の圧接力をモニタする圧接力モニタ装置
と、上記溶接電極に印加する溶接電流をモニタする電流
モニタ装置とを備えるとともに、溶接電極の昇降移動を
行うためのアクチュエータ装置及び上記溶接電流を出力
する電源装置を制御するコンピュータを備えており、該
コンピュータには、溶接状態に影響を及ぼす、被溶接部
材の材質,表面状況,厚さを含む種々の溶接条件が具体
的に設定された場合における、最良の溶接を行うための
圧接力の変化特性及び溶接電流の、通電時間を含む変化
特性をそれぞれの場合について記憶する記憶装置を装備
してあり、また該コンピュータの中央演算処理装置が、
外部より入力された上記溶接条件の具体的な設定データ
に基づいて、その場合における圧接力の最適変化特性及
び溶接電流の、通電時間を含む最適変化特性を記憶装置
から読み出す特性読出手段と、上記圧接力モニタ信号を
受け、上記溶接電極による圧接力がその場合の最良変化
特性と一致するよう上記アクチュエータ装置を制御する
圧接力制御手段と、上記溶接電流モニタ信号を受け、上
記溶接電流がその場合の通電時間を含む最適変化特性と
一致するよう上記電源装置を制御する溶接電流制御手段
とを持つようプログラムされているものである。A spot welding apparatus according to the present invention (the first aspect of the present invention) holds a member to be welded in pressure by a pair of welding electrodes, and spot welds the pressed portion by resistance heating. In the, as a device for monitoring the welding process of the welding portion, a welding force monitoring device that monitors the welding force of the member to be welded by the welding electrode, and a current monitoring device that monitors the welding current applied to the welding electrode And a computer for controlling an actuator device for moving the welding electrode up and down and a power supply device for outputting the welding current. The computer has a material for a member to be welded, which affects a welding state. When various welding conditions, including surface, surface condition, and thickness, are specifically set, the change characteristics of the welding force for performing the best welding and Welding current, Yes equipped with a storage device for storing in each case the variation characteristics including current time, also has a central processing unit of the computer,
A characteristic reading means for reading, from a storage device, an optimum change characteristic of the press-contact force and a welding current in the case based on specific setting data of the welding condition input from the outside from a storage device; Pressing force control means for receiving the pressing force monitor signal and controlling the actuator device so that the pressing force by the welding electrode matches the best change characteristic in that case; and receiving the welding current monitor signal and detecting the welding current. And a welding current control means for controlling the power supply device so as to match the optimum change characteristic including the current supply time.
【0077】また、上記電極支持機構は、装置本体側に
固定された、先端に固定側溶接電極を有する固定アーム
と、後端部を回動支点として、中央部位を回動力点とし
て上記固定アームと対向するよう支持され、先端側に溶
接電極を有する可動アームとを有する構成となってお
り、上記アクチュエータ装置は、上記可動アームの持上
げ及び引下げを行う空圧あるいは油圧シリンダまたはソ
レノイドとしている。 Further , the above-mentioned electrode support mechanism is provided on the apparatus main body side.
Fixed arm with fixed, fixed-side welding electrode at the tip
And the rear end as the pivot point and the central part as the pivot point.
To support the fixed arm, and
And a movable arm having a contact electrode.
And the actuator device lifts the movable arm.
Pneumatic or hydraulic cylinders or
It is a solenoid.
【0078】しかも上記可動アームの回動力点より先端
側の部位を引き寄せる電磁石を備え、上記溶接電極の加
圧力を上記可動アームの弾性変形により発生させるよう
にし、上記スポット溶着部分の形成は、上記電磁石の駆
動電流を、上記モニタしている圧接力及び溶接電極の一
方あるいは両方の変化がそれぞれ上記特性読出手段から
の圧接力の最適変化特性,溶接電流の、通電時間を含む
最適変化特性と一致するよう制御して行うようにしたも
のである。 In addition, the tip of the movable arm is located
Electromagnet that draws the side of the
The pressure is generated by elastic deformation of the movable arm.
The formation of the spot-welded portion is based on the drive of the electromagnet.
The kinetic current is measured by the pressure and the welding electrode monitored above.
One or both changes from the above characteristic reading means
Characteristics of welding force of welding, including welding current
Control is performed so that it matches the optimum change characteristics.
It is.
【0079】[0079]
【0080】[0080]
【0081】[0081]
【0082】この発明(請求項2記載のもの)は上記ス
ポット溶接装置において、上記可動アーム後端部に取付
けられたバネ部材と、該バネ部材を弾性変形させる電磁
石とを有し、上記バネ部材の弾性変形力により上記可動
アーム後端部を押圧してその先端側の溶接電極を被溶接
部材に圧接する押圧機構を備え、上記スポット溶着部分
の形成は、上記電磁石の駆動電流を、上記モニタしてい
る圧接力及び溶接電流の一方あるいは両方の変化がそれ
ぞれ上記特性読出手段からの圧接力,溶接電流の、通電
時間を含む最適変化特性と一致するよう制御して行うよ
うにしたものである。According to a second aspect of the present invention, in the spot welding apparatus, there is provided a spring member attached to a rear end of the movable arm, and an electromagnet for elastically deforming the spring member. A pressing mechanism that presses the rear end of the movable arm by the elastic deformation force to press the welding electrode on the front end side of the movable arm against the member to be welded, and forms the spot-welded portion by monitoring the drive current of the electromagnet by monitoring the drive current. The change in one or both of the pressing force and the welding current is controlled so as to match the optimum changing characteristics including the energizing time of the pressing force and the welding current from the characteristic reading means, respectively. .
【0083】この発明(請求項3のもの)は上記スポッ
ト溶接装置において、上記空圧あるいは油圧シリンダま
たはソレノイドの加圧力により上記可動アームあるいは
バネ部材をさらに変形させて、上記電磁石による振動圧
接力にシリンダの空圧あるいは油圧またはソレノイドの
電磁力による一定圧接力を重畳するようにしたものであ
る。According to a third aspect of the present invention, in the spot welding apparatus, the movable arm or the spring member is further deformed by the pneumatic pressure or the pressure of the hydraulic cylinder or the solenoid to reduce the vibration pressure contact force by the electromagnet. A constant pressure contact force is superimposed by the pneumatic or hydraulic pressure of the cylinder or the electromagnetic force of the solenoid.
【0084】[0084]
【0085】[0085]
【0086】この発明(請求項4のもの)は上記スポッ
ト溶接装置において、1次側が溶接電流制御とは無関係
の通常電源に接続され、2次側に溶接電流を出力する溶
接トランスと、上記溶接電流制御手段からの制御信号に
基づいて上記溶接トランスの2次側出力を制御する電源
回路とからなる電源装置を備え、上記電磁石を、上記溶
接トランスの1次側を電圧調整可能な調整器を介してそ
の電磁コイルに接続した直流又は交流用の電磁石とし、
溶接開始直前に上記溶接トランスの1次側への印加電圧
を上記調整器により制御して上記電磁石に入力し、被溶
接部材に適当な加圧力を加えるようにしたものである。According to the present invention (claim 4 ), in the spot welding apparatus, the primary side is connected to a normal power supply irrelevant to the welding current control, and the welding transformer outputs the welding current to the secondary side; A power supply circuit comprising a power supply circuit for controlling a secondary output of the welding transformer based on a control signal from a current control means; and a regulator capable of adjusting the voltage of the primary side of the welding transformer. A DC or AC electromagnet connected to the electromagnetic coil via
Immediately before the start of welding, the voltage applied to the primary side of the welding transformer is controlled by the regulator and input to the electromagnet, so that an appropriate pressing force is applied to the member to be welded.
【0087】この発明(請求項5のもの)は上記スポッ
ト溶接装置において、上記電磁石を、上記溶接トランス
の1次側に電圧調整可能な調整器を介して接続された第
1の電磁コイルと、上記溶接トランスの2次側に接続さ
れた第2の電磁コイルとを1つの鉄芯に装着した直流ま
たは交流用の電磁石とし、上記溶接トランスの1次側へ
の印加電圧及び該溶接トランスの2次側出力をそれぞれ
の極性を打ち消さないよう重畳して上記第1及び第2の
電磁コイルに入力し、溶接電流の通電中、被溶接部材の
加圧を、溶接電流と同期させてかつ上記両コイルによる
電磁力を合成して行うようにしたものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the spot welding apparatus, the first electromagnet is connected to the primary side of the welding transformer via a voltage-adjustable regulator. A second electromagnetic coil connected to the secondary side of the welding transformer is used as a DC or AC electromagnet mounted on one iron core, and a voltage applied to the primary side of the welding transformer and a voltage applied to the secondary side of the welding transformer. The secondary side output is superimposed so as not to cancel the respective polarities and is input to the first and second electromagnetic coils. During the energization of the welding current, the pressurization of the member to be welded is synchronized with the welding current. The electromagnetic force generated by the coil is synthesized.
【0088】この発明(請求項6のもの)は上記スポッ
ト溶接装置において、上記電磁石として交流用の電磁石
を用い、交流の溶接電流が零となった時は該電磁石によ
る加圧力が零に近くなり、交流の溶接電流が最大となっ
た時は該電磁石による加圧力が最大となるようにして、
溶接電流による抵抗加熱が被溶接部材を流れる電流と被
溶接部材の接触抵抗との関係から最適となるようにした
ものである。According to the present invention (claim 6 ), in the spot welding apparatus, an AC electromagnet is used as the electromagnet, and when the AC welding current becomes zero, the pressure applied by the electromagnet becomes close to zero. When the AC welding current is maximized, the pressing force by the electromagnet is maximized,
Resistance heating by the welding current is optimized from the relationship between the current flowing through the member to be welded and the contact resistance of the member to be welded.
【0089】[0089]
【0090】[0090]
【0091】[0091]
【作用】この発明(請求項1記載のもの)においては、
スポット溶接における溶着過程の監視を、上下のスポッ
ト溶接電極の圧接力及び溶接電流をモニタすることによ
り行うとともに、スポット溶接電極の圧接力及び溶接電
流をコンピュータにより制御するようにし、つまり該コ
ンピュータでは、溶接状態に影響を及ぼす、被溶接部材
の材質,表面状況,厚さを含む種々の溶接条件が具体的
に設定された場合における、最良の溶接を行うための圧
接力の最適変化特性及び溶接電流の、通電時間を含む最
適変化特性をそれぞれの場合について記憶装置に格納し
ておき、溶接時作業者により入力された上記溶接条件の
具体的な設定データに基づいて、その場合の最適変化特
性を圧接力及び溶接電流について記憶装置から読み出
し、上記モニタしている圧接力及び溶接電流の一方ある
いは両方の変化が上記記憶装置から読み出されたこれら
の最適変化特性と一致するよう上記被溶接部材の圧接力
及び溶接電流を制御するようにしたから、被溶接部材の
種類,厚みや表面状態等に応じて最適の溶接を行うこと
ができ、しかも、溶着部分の形成過程において異常が発
生した場合には、上記圧接力や溶接電流をそれぞれの変
化が正常時の変化特性と一致するよう修正することがで
きる。According to the present invention (claim 1),
Monitoring of the welding process in spot welding is performed by monitoring the welding force and welding current of the upper and lower spot welding electrodes, and controlling the welding force and welding current of the spot welding electrodes by a computer, that is, in the computer, When the various welding conditions, including the material, surface condition, and thickness of the member to be welded, which influence the welding condition, are specifically set, the optimum change characteristics of the welding force and the welding current for performing the best welding. The optimum change characteristics including the energization time are stored in the storage device for each case, and based on the specific setting data of the welding conditions input by the welding worker, the optimum change characteristics in that case are stored. The welding force and welding current are read from the storage device, and the change in one or both of the monitoring welding force and welding current monitored above Since the press-contact force and welding current of the above-mentioned member to be welded are controlled so as to match with these optimum change characteristics read from the storage device, the optimum welding force is controlled according to the type, thickness and surface condition of the member to be welded. Welding can be performed, and when an abnormality occurs in the process of forming the welded portion, the above-described pressing force and welding current can be corrected so that each change matches the change characteristic in a normal state.
【0092】また上記コンピュータを、上記圧接力や溶
接電極の制御のみでは溶着部分の形成異常を修復できな
い場合は、例えば、被溶接部材が水平面から傾いてい
て、溶接電極の加圧が被溶接部材に対して垂直加圧とな
っていない状態や溶接電極の先端が偏って磨耗した状態
で溶接を行っている場合は、ラインを停止して作業者に
知らせるようプログラムすることにより、製品の歩留り
を向上することができる。If the computer cannot correct the abnormal formation of the welded portion only by controlling the pressing force and the welding electrode, for example, the member to be welded is inclined from a horizontal plane, and the pressure of the welding electrode is reduced. If welding is performed in a state where vertical pressure is not applied to the welding or when the tip of the welding electrode is unevenly worn, stop the line and program the operator to inform the operator, thereby increasing the product yield. Can be improved.
【0093】また、上記電極支持機構は、装置本体側に
固定された、先端に固定側溶接電極を有する固定アーム
と、後端部を回動支点として、中央部位を回動力点とし
て上記固定アームと対向するよう支持され、先端側に溶
接電極を有する可動アームとを有する構成となってお
り、上記アクチュエータ装置は、上記可動アームの持上
げ及び引下げを行う空圧あるいは油圧シリンダまたはソ
レノイドとしたので、溶接電極による被溶接部材の圧接
点(作用点)から可動アームの回動支点までの距離を該
可動アームの長さいっぱいに大きくとることができ、被
溶接部材の種類や溶接部位によって溶着部分の厚みが標
準の厚みに対して変動しても、溶接電極の軸線方向の、
被溶接部材の圧接面の法線方向からのずれは小さく、常
に溶接電極による被溶接部材の圧接を、被溶接部材の圧
接面に対して垂直方向に近い角度で行うことができる。Further , the above-mentioned electrode support mechanism is provided on the apparatus main body side.
Fixed arm with fixed, fixed-side welding electrode at the tip
And the rear end as the pivot point and the central part as the pivot point.
To support the fixed arm, and
And a movable arm having a contact electrode.
And the actuator device lifts the movable arm.
Pneumatic or hydraulic cylinders or
Because the solenoid is used, the distance from the pressure contact point (action point) of the member to be welded by the welding electrode to the rotation fulcrum of the movable arm can be made large over the entire length of the movable arm. Even if the thickness of the welded part fluctuates from the standard thickness depending on the part, even in the axial direction of the welding electrode,
The displacement of the press-contact surface of the member to be welded from the normal direction is small, and the press-contact of the member to be welded by the welding electrode can always be performed at an angle close to the direction perpendicular to the press-contact surface of the member to be welded.
【0094】しかも可動アームの回動力点より先端側の
部位を引き寄せる電磁石を備え、上記溶接電極の圧接力
を上記可動アームの弾性変形により発生させるようにし
たので、圧接力による溶接電極の圧接力の発生機構を電
磁石のみで簡単に実現することができる。また上記電磁
石の駆動電流を上記モニタしている溶接電流、圧接力の
変化が上記特性読出手段からの最適変化特性に一致する
よう制御して、上記スポット溶着部分の形成を行うよう
にしたので、被溶接部材の厚みや材質等が異なっても、
それぞれ場合に最適な圧接力と溶接電流とによりスポッ
ト溶接を行うことができ、また溶接中に多少の異常が発
生してもこれを自動で修復することができる。In addition, the position of the tip of the movable arm
Equipped with an electromagnet that draws the part, the welding force of the welding electrode
Is generated by the elastic deformation of the movable arm.
Therefore, the mechanism for generating the welding pressure of the welding electrode
It can be easily realized only with magnets. Also the above electromagnetic
The drive current of the stone is monitored above for the welding current and pressing force.
The change coincides with the optimum change characteristic from the characteristic reading means.
Control to form the spot welded part
Therefore, even if the thickness and material of the members to be welded are different,
In each case, the optimum pressing force and welding current
Can perform welding, and some abnormalities occur during welding.
Even if it is born, it can be repaired automatically .
【0095】[0095]
【0096】[0096]
【0097】[0097]
【0098】この発明(請求項2記載のもの)において
は、上記可動アーム後端部にバネ部材を取付けるととも
に、その電磁力により該バネ部材を弾性変形させる電磁
石を該バネ部材の近傍に配置し、該バネ部材の弾性変形
力により上記可動アーム後端部を押圧してその先端側の
溶接電極を被溶接部材に圧接するようにしたので、電磁
加圧力を可動アームの回動を伴うことなく発生すること
ができ、応答性や作業性を向上することができる。また
この場合電磁振動は可動アームにのみ印加され、装置本
体には印加されないので、装置本体の剛体設計を簡単に
することができる。In the present invention (claim 2 ), a spring member is attached to the rear end of the movable arm, and an electromagnet that elastically deforms the spring member by its electromagnetic force is arranged near the spring member. Since the rear end portion of the movable arm is pressed by the elastic deformation force of the spring member to press the welding electrode on the front end side of the movable electrode against the member to be welded, the electromagnetic force is applied without rotating the movable arm. Can be generated and responsiveness and workability can be improved. In this case, since the electromagnetic vibration is applied only to the movable arm and not to the apparatus main body, the rigid design of the apparatus main body can be simplified.
【0099】この発明(請求項3記載のもの)において
は、上記空圧あるいは油圧シリンダまたはソレノイドの
加圧力により上記可動アームあるいはバネ部材をさらに
変形させて、上記電磁力による振動圧接力にシリンダの
空圧あるいは油圧またはソレノイドの電磁力による一定
圧接力を重畳するようにしたので、圧接力は一定値以下
とはならず、このため圧接力がきわめて小さい場合の、
溶接電流と圧接力との同期ずれによる過剰発熱を回避す
ることができ、溶接電極や被溶接部材の破損を防止する
ことができる。In the present invention (claim 3 ), the movable arm or the spring member is further deformed by the pneumatic pressure or the pressing force of the hydraulic cylinder or the solenoid, and the cylinder is subjected to the vibration pressure contact force by the electromagnetic force. A constant pressure contact force due to pneumatic pressure, hydraulic pressure or solenoid electromagnetic force is superimposed, so the pressure contact force does not fall below a certain value.
Excessive heat generation due to a synchronization deviation between the welding current and the pressing force can be avoided, and damage to the welding electrode and the member to be welded can be prevented.
【0100】[0100]
【0101】[0101]
【0102】またこの発明(請求項4記載のもの)にお
いては、上記電磁石の駆動電流を、溶接電流の制御とは
無関係な溶接トランスの1次側から電圧調整可能な調整
器を介して電磁コイルに供給し、上記電磁石により被溶
接部材に適当な加圧を加えるようにしたから、溶接電流
の被溶接部材への印加タイミングとは独立して圧接力の
制御を行うことができる。Further, in the present invention (claim 4 ), the drive current of the electromagnet is controlled by the electromagnetic coil via the regulator capable of adjusting the voltage from the primary side of the welding transformer irrespective of the control of the welding current. And the appropriate pressure is applied to the member to be welded by the electromagnet, so that the welding force can be controlled independently of the timing of applying the welding current to the member to be welded.
【0103】さらにこの発明(請求項5記載のもの)に
おいては、上記電磁石を、第1及び第2の電磁コイルを
鉄芯に装着し、第1の電磁コイルを上記溶接トランスの
1次側に電圧調整可能な調整器を介して接続し、第2の
電磁コイルを溶接トランスの2次側に接続した構成と
し、上記溶接トランスの1次側への印加電圧及び該溶接
トランスの2次側出力をそれぞれの極性を打ち消さない
よう重畳して上記第1及び第2の電磁コイルに入力し、
溶接電流の通電中、被溶接部材の加圧を、溶接電流と同
期させてかつ上記両コイルによる電磁力を合成して行う
ようにしたので、多様な圧接力の制御が可能となる。Further, in the present invention (claim 5 ), the electromagnet is mounted on an iron core with first and second electromagnetic coils, and the first electromagnetic coil is mounted on the primary side of the welding transformer. A second electromagnetic coil connected to a secondary side of the welding transformer, a voltage applied to a primary side of the welding transformer and a secondary side output of the welding transformer; Are superimposed so as not to cancel their respective polarities and input to the first and second electromagnetic coils,
During the application of the welding current, the pressurization of the member to be welded is performed in synchronism with the welding current and by synthesizing the electromagnetic force of the two coils, so that various pressing forces can be controlled.
【0104】またこの発明(請求項6記載のもの)にお
いては、上記電磁石として交流用の電磁石を用い、交流
の溶接電流が零となった時は該電磁石による加圧力が零
に近くなり、交流の溶接電流が最大にとなった時は該電
磁石による加圧力が最大となるようにして、溶接電流に
よる抵抗加熱が溶接部材を流れる電流と被溶接部材の接
触抵抗との関係から最適となるようにしたので、ジュー
ル熱、つまりI2 Rの熱効果が最良となり、しかも一定
の溶接機入力で最大溶接効果を追求することができる。In the present invention (claim 6 ), an AC electromagnet is used as the electromagnet, and when the AC welding current becomes zero, the pressing force by the electromagnet becomes close to zero, When the welding current is maximized, the pressing force by the electromagnet is maximized so that the resistance heating by the welding current is optimized from the relationship between the current flowing through the welding member and the contact resistance of the member to be welded. As a result, the Joule heat, that is, the thermal effect of I 2 R becomes the best, and the maximum welding effect can be pursued with a constant welding machine input.
【0105】[0105]
【0106】[0106]
【0107】[0107]
【実施例】以下この発明の実施例を図について説明す
る。図1は本発明の第1の実施例によるスポット溶接装
置を説明するための図であり、図において、100はそ
のスポット溶接をコンピュータ制御により行うようにし
たスポット溶接装置で、主要な構成として、スポット溶
接作業を行うロボットハンド部101と、被溶接部材A
に供給する溶接電流を出力する電源装置120と、ロボ
ットハンド部101の動作及び電源装置の出力電流を制
御するコンピュータ130とを備えており、ここで上記
電源装置は、その2次側出力が上記溶接電極に接続され
た溶接トランス2と、該溶接トランスの1次側入力に所
望の波形及び周波数の1次電流を供給する電源回路12
0とから構成されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a view for explaining a spot welding apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes a spot welding apparatus which performs the spot welding by computer control. A robot hand unit 101 for performing a spot welding operation, and a workpiece A
And a computer 130 for controlling the operation of the robot hand unit 101 and the output current of the power supply device, wherein the power supply device has a secondary output of A welding transformer connected to a welding electrode; and a power supply circuit for supplying a primary current having a desired waveform and frequency to a primary input of the welding transformer.
0.
【0108】以下上記ロボットハンド部101とコンピ
ュータ130の詳細な構成について以下説明する。まず
上記ロボットハンド部101は、被溶接部材Aに溶接電
流を印加するための上下一対の溶接電極1a,1bと、
該両溶接電極を近接,離反可能に支持する電極支持機構
と、該支持機構を駆動して上記両溶接電極1a,1bに
よる被溶接部材の挟持,開放を行うアクチュエータ装置
と、溶接中に溶接電極1a,1bの加圧を行う加圧機構
170と、上記一対の溶接電極1a,1b間のギャップ
を調整するギャップ調整機構160と、上記ロボットハ
ンドの回動支点を移動させてこれと回動力点との距離を
調整する支点間距離調整機構とから構成されている。Hereinafter, detailed configurations of the robot hand unit 101 and the computer 130 will be described. First, the robot hand unit 101 includes a pair of upper and lower welding electrodes 1a and 1b for applying a welding current to the member A to be welded,
An electrode support mechanism for supporting the welding electrodes so as to be able to approach and separate from each other, an actuator device for driving the support mechanism to clamp and open the member to be welded by the welding electrodes 1a and 1b, and a welding electrode during welding. A pressurizing mechanism 170 for pressurizing the first and second welding electrodes 1a and 1b, a gap adjusting mechanism 160 for adjusting a gap between the pair of welding electrodes 1a and 1b, And a fulcrum distance adjusting mechanism for adjusting the distance between the fulcrum and the fulcrum.
【0109】ここで、上記電極支持機構は、上記ロボッ
トハンド部101を構成する上下一対の固定アーム10
及び可動アーム20からなっており、上記固定アーム1
0は、ロボット基体(図示せず)に支持された固定側フ
レーム12と、該フレーム12の先端側に取付けられ、
その先端部分にスポット溶接電極1bが固定された電極
ホルダ11とからなっている。また上記固定側フレーム
12上の略中央部分には溶接用トランス2が設置されて
おり、このトランス2の上部には上記アクチュエータ装
置として上記可動アーム20の駆動用シリンダ3が取付
けられている。Here, the electrode support mechanism is a pair of upper and lower fixed arms 10 constituting the robot hand unit 101.
And the movable arm 20, the fixed arm 1
Reference numeral 0 denotes a fixed frame 12 supported by a robot body (not shown),
An electrode holder 11 has a spot welding electrode 1b fixed to its tip. A welding transformer 2 is installed at a substantially central portion on the fixed frame 12, and a driving cylinder 3 of the movable arm 20 is mounted on the upper part of the transformer 2 as the actuator device.
【0110】またギャップ調整機構160は、上記可動
側フレーム22の後端部位から中央近傍部位までの間を
摺動可能に取付けられた、側面等脚台形形状の上側ブロ
ック部材161と、側面等脚台形形状の左右のブロック
部材163及び164により上記上側ブロック部材16
1に対向して保持された下側ブロック部材162と、上
記左右のブロック部材を近接あるいは離反させるための
螺子付回動ロッド165aと、上記右側のブロック部材
164に固定され、該回動ロッドを回転駆動する駆動モ
ータ165とから構成されている。The gap adjusting mechanism 160 includes a trapezoidal upper side block member 161 which is slidably mounted between the rear end portion of the movable frame 22 and a portion near the center of the movable side frame 22. The upper block member 16 is formed by the left and right trapezoidal block members 163 and 164.
1, the lower block member 162 held opposite to the first block member, a rotating rod 165a with a screw for moving the left and right block members closer to or away from each other, and the lower rod member 162 fixed to the right block member 164. And a drive motor 165 that rotates.
【0111】ここで側面等脚台形状の上側ブロック部材
161の底辺部及び傾斜辺部の表面には、断面逆台形形
状の線状係合突起161b,161cが形成されてお
り、また上記下側ブロック部材162の傾斜辺部の表面
にも断面逆台形形状の線状係合突起162aが形成され
ており、上記左右の側面等脚台形形状のブロック部材1
63,164の傾斜辺部表面には、上記上下のブロック
の傾斜辺部の線状係合突起161a,162aと摺動自
在に嵌合する線状嵌合溝163aが形成されている。Here, linear engagement projections 161b and 161c having an inverted trapezoidal cross section are formed on the surfaces of the bottom side and the inclined side of the upper block member 161 having a trapezoidal side surface shape. A linear engaging protrusion 162a having an inverted trapezoidal cross section is also formed on the surface of the inclined side portion of the block member 162.
On the surfaces of the inclined sides 63 and 164, there are formed linear fitting grooves 163a which are slidably fitted with the linear engaging projections 161a and 162a on the inclined sides of the upper and lower blocks.
【0112】また上記螺子付回動ロッド165aの先端
部は上記左側のブロック部材163に回動自在に連結さ
れており、また該ロッドの螺子形成部分は上記右側のブ
ロック部材164に形成された螺子穴(図示せず)に螺
合しており、該ロッドの後端側が上記駆動モータ165
の回転軸(図示せず)に連結されている。The tip of the threaded turning rod 165a is rotatably connected to the left block member 163, and the thread forming portion of the rod is a screw formed on the right block member 164. The rod is screwed into a hole (not shown), and the rear end of the rod is connected to the drive motor 165.
(Not shown).
【0113】また上記加圧機構170は、上記固定側フ
レーム12の後端部位から中央部位までの間を摺動可能
に取付けられた可動ブロック5と、該ブロックの中央に
載置された架台172と、該架台172の上面に揺動自
在に取付けられた揺動レバー173と、上記架台172
のアーム前方側にこれと近接して配置された電磁石17
1と、上記架台172真上に位置するよう上記下側ブロ
ック部材162の下面部にスペーサ174aを介して取
付けられた板バネ部材174とから構成されている。The pressurizing mechanism 170 includes a movable block 5 slidably mounted between the rear end portion of the fixed frame 12 and a central portion thereof, and a pedestal 172 mounted at the center of the block. A swing lever 173 swingably mounted on the upper surface of the mount 172;
The electromagnet 17 arranged in front of and near the arm
1 and a leaf spring member 174 attached to the lower surface of the lower block member 162 via a spacer 174a so as to be located directly above the gantry 172.
【0114】ここで上記電磁石171は図9(a) に示す
ように溶接トランスの2次側電流により駆動するように
している。また上記揺動レバー173の先端側には、そ
の上側の板バネ部材174とその下側の架台172の上
面と接触する大きさのローラ部材174が取付けられて
おり、この接触状態で上記揺動レバー173が水平姿勢
を保持するようになっている。また上記電磁石171の
上面には上記揺動レバー173の後端側を電磁吸着する
ための吸着金属片171aが取付けられている。The electromagnet 171 is driven by the secondary current of the welding transformer as shown in FIG. 9A. A roller member 174 having a size to be in contact with the upper leaf spring member 174 and the upper surface of the lower frame 172 is attached to the distal end side of the swing lever 173. The lever 173 keeps a horizontal posture. On the upper surface of the electromagnet 171 is attached an attracting metal piece 171a for electromagnetically attracting the rear end of the swing lever 173.
【0115】また上記下側ブロック部材162及び可動
ブロック5の後端部にはそれぞれ連結ロッド181a,
181bの一端が回動自在に軸支されており、該両連結
ロッドの、フランジ部181a1 ,181b1 を有する
他端は、中央部分の内径が両端部分の内径より拡大され
た筒状部材182により連結されている。ここで上記両
連結ロッド181a,181bのフランジ部の径は上記
筒状部材182の中央部の内径と同一寸法となってお
り、これにより上記可動アーム20の後端部の、固定ア
ーム後端部に対する高さ位置の微小な変動が可能となっ
ている。At the rear ends of the lower block member 162 and the movable block 5, connecting rods 181a,
One end of 181b are rotatably supported, the both said connecting rod, the other end having a flange portion 181a 1, 181b 1 has an inner diameter of the central portion is enlarged than the inner diameter of the end portions tubular member 182 Are connected by Here, the diameter of the flanges of the two connecting rods 181a and 181b is the same as the inner diameter of the center of the tubular member 182, so that the rear end of the movable arm 20 and the rear end of the fixed arm A small change in the height position is possible.
【0116】さらに上記上側ブロック部材161のアー
ム前方側には上記可動側フレーム22に形成された摺動
溝(図示せず)内に沿って移動可能な移動片161aが
取付けられており、これを上記可動フレーム22内に組
み込まれたモータ140aの駆動により引っ張ったり、
押し返したりすることにより上記上側ブロック部材16
1を摺動移動できるようになっている。また上記摺動ブ
ロック5も上記上側ブロック161と同様、そのアーム
前方側に、固定フレーム12内に形成された摺動溝(図
示せず)内を摺動する移動片5aが形成されており、こ
れを引っ張りあるいは押し返す、上記モータ140aと
連動するモータ140bがフレーム本体内に組み込まれ
ている。そして上記支点間移動機構は、上記モータ14
0a,140b、上側ブロック161及び可動ブロック
5から構成されている。Further, a moving piece 161a movable along a sliding groove (not shown) formed in the movable frame 22 is attached to the front side of the arm of the upper block member 161. Pulling by driving the motor 140a incorporated in the movable frame 22,
The upper block member 16 is pushed back.
1 can be slidably moved. Similarly to the upper block 161, the sliding block 5 has a moving piece 5a that slides in a sliding groove (not shown) formed in the fixed frame 12 at the front side of the arm. A motor 140b interlocked with the motor 140a, which pulls or pushes it back, is incorporated in the frame main body. The movement mechanism between the fulcrums is connected to the motor 14.
0a, 140b, the upper block 161 and the movable block 5.
【0117】また上記スポット溶融部分の形成状況の監
視するための装置として、バネ部材174と下側ブロッ
ク162との間に配置され、上記溶接電極による被溶接
部材の圧接力をモニタする、圧接素子からなる圧接力モ
ニタ装置150と、上記被溶接部材への溶接電流をモニ
タする電流計測器(電流モニタ装置)121とを有して
いる。As a device for monitoring the state of formation of the spot-melted portion, a pressure-contact element disposed between the spring member 174 and the lower block 162 for monitoring the pressure-contact force of the member to be welded by the welding electrode. And a current measuring device (current monitoring device) 121 for monitoring a welding current to the member to be welded.
【0118】上記コンピュータ110は、各種判断及び
制御等を行う中央処理部(CPU)110aと、溶接状
態に影響を及ぼす、被溶接部材の材質,表面状況,厚さ
を含む種々の溶接条件が具体的に設定された場合におけ
る、それぞれの場合についての最良の溶接を行うための
圧接力及び溶接電流の変化特性を記憶する記憶装置11
0bと、上記CPU110aに上記溶接条件の具体的な
データを外部より入力するためにデータ入力装置110
dと、入力データ等を表示する表示装置110cとから
構成されている。The computer 110 has a central processing unit (CPU) 110a for performing various judgments and controls, and various welding conditions which affect the welding state, including the material, surface condition, and thickness of the member to be welded. Storage device 11 for storing the change characteristics of the welding force and the welding current for performing the best welding in each case in the case of being set in a typical manner
0b and a data input device 110 for externally inputting specific data of the welding conditions to the CPU 110a.
d, and a display device 110c for displaying input data and the like.
【0119】ここで上記CPU110aは、第1の制御
機能として、上記入力装置110dから入力された上記
溶接条件の具体的な設定データDi1に基づいて、その場
合の最良の圧接力及び溶接電流の変化特性データDr を
記憶装置110bから読み出す特性読出手段Mcrと、上
記圧接力モニタ信号Dp を受け、上記溶接電極1a,1
bによる圧接力がその場合の最良変化特性と一致するよ
う上記加圧機構を制御する圧接力制御手段Mmaと、上記
溶接電流モニタ信号Dc を受け、上記溶接電流がその場
合の通電時間を含む最適変化特性と一致するよう上記電
源回路120を制御する溶接電流制御手段Mpsとを備え
ている。Here, the CPU 110a performs the first control function based on the specific setting data Di1 of the welding condition input from the input device 110d, in which case the best welding pressure and the change in welding current are obtained. Upon receiving the pressure reading monitor signal Dp and the characteristic reading means Mcr for reading the characteristic data Dr from the storage device 110b, the welding electrodes 1a, 1
b) the pressing force control means Mma for controlling the pressurizing mechanism so that the pressing force by b coincides with the best change characteristic in that case; and the welding current monitor signal Dc. A welding current control unit Mps for controlling the power supply circuit 120 so as to match the change characteristic.
【0120】また上記CPU110aは、第2の制御機
能として、データ入力装置110dからの入力データD
i 、水平度センサからの信号Dh 、上記電流モニタ信号
Dc,圧接力モニタ信号Dp 等を受け、所定の信号処理
を行って記憶装置110bに記憶データDm を、データ
表示装置110cに表示データDd を出力したり、CP
U110a内部のシーケンス制御機能Fscへ制御指令信
号C1 を、上記ギャップ調整モータ制御手段Mgmへ制御
指令信号C2 を出力する入出力データ処理手段Mioを備
えており、さらに第3の制御機能として、制御指令信号
Csfを受け、後方支点の移動用モータの制御信号Csmを
出力する支点調整用モータ制御手段Msm、上記制御指令
信号C2 を受け、ギャップ調整用モータ制御信号Cgmを
出力するモータ制御手段Mgm、上記制御指令信号Csfを
受け、エアーシリンダの駆動制御信号Cc を出力するエ
アーシリンダ制御手段Mc を備えている。The CPU 110a has a second control function of input data D from the data input device 110d.
i, the signal Dh from the horizontality sensor, the current monitor signal Dc, the pressure contact monitor signal Dp, etc., and perform predetermined signal processing to store the storage data Dm in the storage device 110b and the display data Dd in the data display device 110c. Output or CP
The U110a control command signal C 1 into the inside of the sequence control function Fsc, provided with input and output data processing unit Mio for outputting a control command signal C 2 to the gap adjusting motor control means Mgm, as further third control function, control command signal subjected to Csf, control signal Csm outputs the fulcrum adjustment motor control means Msm of moving motor of the rear support point, receiving the control command signal C 2, a motor control means for outputting a gap adjusting motor control signal Cgm Air cylinder control means Mc for receiving the control command signal Csf and outputting a drive control signal Cc for the air cylinder.
【0121】ここでは上記シーケンス制御機能Fscは、
溶接開始指令信号によりロボットハンドのシーケンス制
御を行うものである。Here, the sequence control function Fsc is
The sequence control of the robot hand is performed by the welding start command signal.
【0122】次に動作について説明する。本スポット溶
接装置の使用に際しては、そのコンピュータの記憶装置
に、種々の溶接形態に対応する最適溶接条件を被溶接部
材の圧接力の変化特性、溶接電流の変化特性、溶接電極
の変移特性等の情報として格納しておく。この情報は作
業者が過去の溶接作業経験から得たものであり、例えば
被溶接部材の材質,厚み,表面状態等に応じて、それら
が具体的に一律に設定された場合の最適溶接条件であ
る。言い換えるとこのような情報は溶接作業を経験して
いくうちに更新されたり、新たに付加されたりしていく
もので、従来は熟練者のみが感覚的に身につけていたノ
ウハウである。Next, the operation will be described. When using the spot welding equipment, the storage device of the computer stores the optimum welding conditions corresponding to various welding modes, such as the change characteristics of the welding force, the change characteristics of the welding current, and the transfer characteristics of the welding electrode. It is stored as information. This information is obtained by the operator from past welding work experience. For example, according to the material, thickness, surface condition, and the like of the member to be welded, the optimum welding conditions when they are specifically set uniformly. is there. In other words, such information is updated or newly added during the course of the welding operation, and is a know-how conventionally acquired only by skilled workers.
【0123】そして実際の溶接作業を行う場合、まずコ
ンピュータに被溶接部材の材質,厚み等の具体的な数値
をキーボード等の入力装置110dから入力し、さらに
被溶接部材の接合面の表面状態等についても予めコード
化された数値を入力する。When an actual welding operation is performed, first, specific numerical values such as the material and thickness of the member to be welded are input to the computer from an input device 110d such as a keyboard. For, a numerical value coded in advance is input.
【0124】すると、コンピュータ110では、入力装
置110dからの入力データDi を入出力データ処理手
段Mioが受け、所定の信号処理を行って記憶装置110
bに記憶用データDm を、また特性読出手段Mcrに特性
読出指令信号Di1を出力する。このとき上記処理手段M
ioは溶接データ表示装置110cに表示用データDdを
出力して入力データをその表示画面上に表示する。また
上記特性読出手段Mcrは記憶装置110bに種々の溶接
形態の各々に対する最適溶接条件のうちから、入力され
たデータによって特定される溶接形態に対応する最適溶
接条件、例えば圧接力変化特性Xp ,溶接電流変化特性
Xc を読み出し、入出力データ処理手段Mio及び溶接電
流制御手段Mps,圧接力制御手段Mmaに入力する。これ
によって上記入出力データ処理手段Mioは読み出した信
号を処理してその変化特性Xc ,Xp を表示装置110
cの表示画面上にグラフィック表示する。Then, in the computer 110, the input / output data processing means Mio receives the input data Di from the input device 110d, performs predetermined signal processing, and performs the predetermined signal processing.
b, and outputs the characteristic read command signal Di1 to the characteristic read means Mcr. At this time, the processing means M
io outputs display data Dd to the welding data display device 110c and displays the input data on its display screen. The characteristic reading means Mcr stores in the storage device 110b optimum welding conditions corresponding to the welding mode specified by the input data from among the optimum welding conditions for each of the various welding modes, for example, the welding force change characteristic Xp, the welding force, and the like. The current change characteristic Xc is read and input to the input / output data processing means Mio, the welding current control means Mps, and the press-contact force control means Mma. As a result, the input / output data processing means Mio processes the read signal and displays its change characteristics Xc and Xp on the display device 110
Graphic display on the display screen of c.
【0125】また入出力データ処理手段Mioは、上記入
力データDi のうち、被溶接部材の厚み情報に応じて後
方支点調整モータ制御手段Msmに制御指令信号C1 を出
力する。すると位置調整機構160のモータ165が駆
動されて、その左右のブロック部材163,164が近
接あるいは離反して上下のブロック161,162間の
距離が調整される。これによりその被溶接部材を溶接電
極1a,1bにより圧接した時、溶接電極による加圧が
被溶接部材に対して垂直にかかるようになる。[0125] The input data processing means Mio, of the input data Di, and outputs a control command signal C 1 to the rear support point adjustment motor control means Msm in accordance with the thickness information of the member to be welded. Then, the motor 165 of the position adjustment mechanism 160 is driven, and the left and right block members 163 and 164 approach or separate from each other, and the distance between the upper and lower blocks 161 and 162 is adjusted. Thereby, when the member to be welded is pressed by the welding electrodes 1a and 1b, the pressure by the welding electrode is applied vertically to the member to be welded.
【0126】その後入力装置110dから溶接作業の開
始指令をコンピュータ110に与えると、シーケンス制
御機能Fscは入出力データ処理手段Mioからの溶接開始
指令信号Cs を受け、ロボットハンドのシーケンス制御
を実行開始する。これによりロボットハンドは順次搬送
されてくる被溶接部材の所定箇所を自動的に溶接してい
くこととなる。Thereafter, when a command to start a welding operation is given from the input device 110d to the computer 110, the sequence control function Fsc receives the welding start command signal Cs from the input / output data processing means Mio and starts executing the sequence control of the robot hand. . As a result, the robot hand automatically welds a predetermined position of the sequentially-welded member to be welded.
【0127】すなわち、シーケンス制御機能Fscが、溶
接電流制御手段Mps,圧接力制御手段Mma,エアーシリ
ンダ制御手段Mc 及び後方支点調整モータ制御手段Msm
にシーケンス制御信号Cscを与えると、まず上記制御手
段Msmからの制御信号Csmにより支点間距離調整用モー
タ140a,140bが駆動して上側ブロック部材16
1及び可動ブロック5がアーム前方側に移動して可動ア
ーム20の後方支点が中央の回動力点に近づく。これと
同時にエアーシリンダ制御手段Mc からの制御信号Cc
により空圧シリンダ3が駆動し、可動アーム20を上方
に持ち上げる。これによって可動アーム先端が素早く上
昇して上下の溶接電極1a,1b間が短時間で十分大き
く開き、この状態で、他の搬送装置により送られてきた
被溶接部材Aの所定の溶接部分を上下の溶接電極間に飲
み込むようロボットハンドが動く。That is, the sequence control function Fsc includes the welding current control means Mps, the pressing force control means Mma, the air cylinder control means Mc, and the rear fulcrum adjustment motor control means Msm.
, A motor 140a, 140b for adjusting the distance between fulcrums is driven by a control signal Csm from the control means Msm, and the upper block member 16 is driven.
The movable block 1 and the movable block 5 move toward the front side of the arm, and the rear fulcrum of the movable arm 20 approaches the central turning point. At the same time, the control signal Cc from the air cylinder control means Mc
Drives the pneumatic cylinder 3 to lift the movable arm 20 upward. As a result, the end of the movable arm quickly rises, and the gap between the upper and lower welding electrodes 1a and 1b opens sufficiently in a short time. In this state, the predetermined welding portion of the member A to be welded sent by another transfer device is moved up and down. Robot hand swallows between the welding electrodes.
【0128】このようにして溶接電極と被溶接部材の溶
接部分との位置決めが完了すると、今度は上記空圧シリ
ンダ3及び支点移動用モータ140a,140bが逆に
動作して、上下の溶接電極1a,1bにより被溶接部材
Aが挟持され、この時溶接電極の圧接力は空圧シリンダ
の方向が被溶接部材に対して垂直方向となるようなって
いる。When the positioning of the welding electrode and the welded portion of the member to be welded is completed in this way, the pneumatic cylinder 3 and the fulcrum moving motors 140a and 140b operate in reverse, and the upper and lower welding electrodes 1a are operated. , 1b sandwich the member A to be welded, and the pressing force of the welding electrode at this time is such that the direction of the pneumatic cylinder is perpendicular to the member to be welded.
【0129】この状態で電源回路120及び加圧機構1
70の電磁石171がそれぞれコンピュータ110の溶
接電流制御手段Mps,圧接力制御手段Mmaからの制御信
号Cps,Cmaにより動作してスポット溶接が行われる。In this state, the power supply circuit 120 and the pressurizing mechanism 1
The 70 electromagnets 171 are operated by control signals Cps and Cma from the welding current control means Mps and the pressing force control means Mma of the computer 110, respectively, to perform spot welding.
【0130】以下溶接動作について説明する。被溶接部
材Aを溶接電極1a,1bにより挟持している状態で、
被溶接部材Aには空圧シリンダ3による圧接力が働いて
おり、被溶接部材の溶接が可能となっている。そしてこ
の状態で電源回路120が駆動して溶接トランス2の1
次側に所定のレベルの交流電流が印加されると、該トラ
ンスの2次側出力が溶接電流として溶接電極1a,1b
に供給される。この時、加圧機構170の電磁石171
にもトランス2の2次側出力が供給されることとなり、
上記溶接電流と同一波形の電流が電磁コイルに流れる。
これにより溶接電流波形と全く同じ振動加圧が加わり溶
接電極1a,1bによる圧接部分の溶融,凝固による溶
着が行われる。Hereinafter, the welding operation will be described. In a state where the member A to be welded is held between the welding electrodes 1a and 1b,
The pressure contact force of the pneumatic cylinder 3 acts on the member A to be welded, and the member to be welded can be welded. Then, in this state, the power supply circuit 120 is driven and the welding transformer 2
When a predetermined level of alternating current is applied to the secondary side, the secondary output of the transformer is used as a welding current and the welding electrodes 1a, 1b
Supplied to At this time, the electromagnet 171 of the pressing mechanism 170
, The secondary output of the transformer 2 is also supplied,
A current having the same waveform as the welding current flows through the electromagnetic coil.
As a result, the same vibration pressure as that of the welding current waveform is applied, and the welding electrodes 1a and 1b perform welding by melting and solidification of the press-contact portions.
【0131】この際トランス2の1次側電流は電流計測
器121により、また被溶接部材Aの圧接力は圧電素子
150によりモニタされ、電流モニタ信号Dc がコンピ
ュータ110の溶接電流制御手段Mps及び入出力データ
処理手段Mioに、また圧接力モニタ信号Dp が圧接力制
御手段Mma及び入出力データ処理手段Mioに与えられて
いる。そして溶接電流制御手段Mpsは、上記モニタされ
ている溶接電流の変化が、記憶装置110bから読み出
されたこの場合の溶接電流の最適変化特性と一致するよ
う上記電源回路120を制御しており、また圧接力制御
手段Mmaは、モニタされている圧接力の変化が、記憶装
置110bから読み出されたこの場合の圧接力の最適変
化特性と一致するよう上記電磁石174のコイル電流を
制御する。また同時にコンピュータ110の溶接データ
表示装置110cには、上記モニタ電流,モニタ圧接力
の変化特性がグラフィック表示される。At this time, the primary side current of the transformer 2 is monitored by the current measuring device 121, and the pressure contact force of the member A to be welded is monitored by the piezoelectric element 150, and the current monitor signal Dc is supplied to the welding current control means Mps of the computer 110 and the input. The output data processing means Mio and the pressing force monitor signal Dp are provided to the pressing force control means Mma and the input / output data processing means Mio. The welding current control unit Mps controls the power supply circuit 120 so that the monitored change in the welding current matches the optimum change characteristic of the welding current in this case read from the storage device 110b. The pressing force control means Mma controls the coil current of the electromagnet 174 such that the monitored change in the pressing force matches the optimum change characteristic of the pressing force in this case read from the storage device 110b. At the same time, the change characteristics of the monitor current and the monitor pressing force are graphically displayed on the welding data display device 110c of the computer 110.
【0132】従って、被溶接部材Aでのスポット溶融部
分(ナゲット)の形成の際、不測の要因により溶接電流
や圧接力の変化が最適溶接条件からずれた場合でも、こ
れを修正してつつ溶接が行われることとなる。Therefore, when the spot melting portion (nugget) is formed on the member A to be welded, even if the change in the welding current or the welding force is deviated from the optimum welding condition due to an unexpected factor, the welding is performed while correcting the change. Will be performed.
【0133】こうして1つの箇所の溶接が完了すると、
溶接電流を停止し、空圧シリンダの駆動により若干可動
アーム20を回動して上下の溶接電極間をやや拡げ、こ
の間に他の搬送機構により上記被溶接部材Aを移動さ
せ、上記と同様にしてスポット溶接を行う。When the welding of one place is completed in this way,
The welding current is stopped, the movable arm 20 is slightly rotated by driving the pneumatic cylinder to slightly expand the gap between the upper and lower welding electrodes, and during this time, the member A to be welded is moved by another transport mechanism, and the same as above. To perform spot welding.
【0134】このようにして順次スポット溶接を行って
1つの被溶接部材Aの加工を完了すると、可動ブロック
5及び上側ブロック部材161の移動により可動アーム
20の後方支点を中間部位の回動力点に近接させるとと
もに、上記空圧シリンダ3を駆動して上下の溶接電極間
を大きく拡げて、処理済の被溶接部材Aの排出と、未処
理の被溶接部材Aの挿入とを行う。When spot welding is sequentially performed in this manner to complete the processing of one member A to be welded, the movable block 5 and the upper block member 161 are moved so that the rear fulcrum of the movable arm 20 is turned to the turning power point of the intermediate portion. At the same time, the pneumatic cylinder 3 is driven to widen the gap between the upper and lower welding electrodes to discharge the processed workpiece A and insert the unprocessed workpiece A.
【0135】このようにして順次搬送されてくる被溶接
部材Aの自動溶接が完全なコンピュータ制御の下で行わ
れることとなる。In this way, the automatic welding of the workpiece A sequentially conveyed is performed under complete computer control.
【0136】このようなコンピュータ制御による制御機
能を搭載したスポット溶接装置では、以下のような効果
がある。 (1) スポット溶接における溶着過程を圧電素子150や
電流計測器121により監視し、スポット溶接中の被溶
接部材Aの圧接力,溶接電流の変化及び溶接電流の通電
時間を、これらがその場合の溶接状況にあった最適変化
特性となるようコンピュータ制御するようにしたので、
被溶接部材の種類,厚みや表面状態等に応じて最適の溶
接を行うことができ、しかも、溶着部分の形成過程にお
いて異常が発生した場合には、上記圧接力の変化、溶接
電流の変化及び通電時間をこれらが正常時のものと一致
するよう修正することができる。The spot welding apparatus equipped with such a control function by computer control has the following effects. (1) The welding process in spot welding is monitored by the piezoelectric element 150 and the current measuring device 121, and the welding force of the member A to be welded during the spot welding, the change in the welding current, and the welding current conduction time are measured in these cases. Computer controlled so as to obtain the optimum change characteristics according to the welding situation,
Optimum welding can be performed according to the type, thickness, surface condition, etc. of the member to be welded, and if an abnormality occurs in the process of forming the welded portion, the change in the welding force, the change in the welding current, The energization time can be modified so that they match those in normal operation.
【0137】(2) また上記コンピュータを、上記圧接力
や溶接電流の制御のみでは溶着部分の形成異常を修復で
きない場合は、例えば、被溶接部材が水平面から傾いて
いて、溶接電極の加圧が被溶接部材に対して垂直加圧と
なっていない状態や溶接電極の先端が偏って磨耗した状
態で溶接を行っている場合は、ラインを停止して作業者
に知らせるようプログラムすることにより、製品の歩留
りを向上することができる。(2) If the computer cannot repair the abnormal formation of the welded portion only by controlling the pressing force and the welding current, for example, the member to be welded is inclined from the horizontal plane, If welding is performed in a state where vertical pressure is not applied to the member to be welded or when the tip of the welding electrode is unevenly worn, the program must be programmed to stop the line and inform the operator. Yield can be improved.
【0138】(3) また先端側に溶接電極1a,1bを有
する可動アーム20を、その後端部を回動支点として中
央部位を回動力点として支持するようにし、上記可動ア
ームの回動をその中央部位を空圧シリンダ3により持ち
上げたり引き下げたりして行うようにしたので、溶接電
極による被溶接部材Aの圧接点(作用点)から可動アー
ムの回動支点までの距離を該可動アームの長さいっぱい
に大きくとることができ、被溶接部材の種類や溶接部位
によって溶接部分の厚みが標準の厚みに対して変動して
も、溶接電極の軸線方向の、被溶接部材の圧接面の法線
方向からのずれは小さく、常に溶接電極による被溶接部
材の圧接を、被溶接部材の圧接面に対して垂直方向に近
い角度で行うことができる。従って電極ギャップ間隔を
調整する機構160を不要とできる場合もある。(3) Further, the movable arm 20 having the welding electrodes 1a and 1b on the front end side is supported by using the rear end portion as a rotation fulcrum and the central portion as a rotation power point. Since the central portion is lifted or lowered by the pneumatic cylinder 3, the distance from the pressure contact point (working point) of the member A to be welded by the welding electrode to the rotation fulcrum of the movable arm is determined by the length of the movable arm. Even if the thickness of the welded part fluctuates from the standard thickness depending on the type of the member to be welded and the welding location, the normal of the welding electrode surface in the axial direction of the welding electrode The deviation from the direction is small, and the member to be welded by the welding electrode can always be pressed at an angle close to the vertical direction with respect to the pressed surface of the member to be welded. Therefore, the mechanism 160 for adjusting the electrode gap interval may not be required in some cases.
【0139】(4) また上記可動アーム後端の回動支点
の、固定アーム後端部に対する高さ位置を調整する調整
機構160を備えたので、可動側溶接電極1aによる被
溶接部材Aの加圧が常に被溶接部材の圧接面に対して垂
直加圧とすることができ、これにより被溶接部材Aの厚
みに関係なく常に良好なスポット溶接を行うことができ
る。(4) Since the adjusting mechanism 160 for adjusting the height of the pivot point of the rear end of the movable arm with respect to the rear end of the fixed arm is provided, the addition of the workpiece A by the movable welding electrode 1a is performed. The pressure can always be perpendicular to the press-contact surface of the member to be welded, so that good spot welding can always be performed regardless of the thickness of the member A to be welded.
【0140】(5) さらに、上記可動アーム20の後端部
の回動支点と中央部位の回動力点との距離を変更可能な
構成としたので、可動側溶接電極の昇降スピードを変え
ることができ、例えば被溶接部材を上下の溶接電極間に
挿入する場合等、溶接電極が被溶接部材等の邪魔になら
ないよう上下の溶接電極を大きく離す際、上記アーム後
端の回動支点を前方に移動させてその中央部位の回動力
点に近づけることにより、昇降スピードが増大すること
となり、作業性を向上することができる。(5) Further, since the distance between the pivot point at the rear end of the movable arm 20 and the pivot point at the central portion can be changed, it is possible to change the elevating speed of the movable welding electrode. For example, when inserting a member to be welded between the upper and lower welding electrodes, for example, when the upper and lower welding electrodes are largely separated so that the welding electrode does not interfere with the member to be welded, the rotation fulcrum at the rear end of the arm is moved forward. By moving it to approach the turning power point at the center thereof, the ascending and descending speed is increased, and workability can be improved.
【0141】(6) また、上記可動アーム20を固定アー
ムに対して支持する電極支持機構の一部に、上記溶接電
極による被溶接部材の圧接力を上記電極支持機構の構造
体の接触部分に発生する圧力として検知する圧電素子1
50を組み込み、該圧電素子の出力信号Dp を圧接力と
してモニタするようにしたので、溶接中の被溶接部材の
圧接力をリアルタイムで読み取ることができ、溶着部分
の形成状況を随時把握することができ、溶接状況の異常
等を検出することもできる。(6) In addition, a part of the electrode support mechanism for supporting the movable arm 20 with respect to the fixed arm, the pressing force of the welding target member by the welding electrode is applied to the contact part of the structure of the electrode support mechanism. Piezoelectric element 1 to detect as generated pressure
50, the output signal Dp of the piezoelectric element is monitored as a pressing force, so that the pressing force of the member to be welded during welding can be read in real time, and the state of formation of the welded portion can be grasped at any time. It is also possible to detect abnormalities in the welding situation.
【0142】(7) また、電源装置を、その2次側出力が
上記溶接電極に接続された溶接トランスと、該溶接トラ
ンスの1次側入力に所望の波形及び周波数の1次電流を
供給する電源回路120とから構成したので、被溶接部
材の材質や厚み等の諸条件により溶接電流の波形をそれ
ぞれの条件に適したものとできる。 (8) また上記溶接トランス2の1次電流を計測する電流
計測器121を設け、その計測電流Dc を溶接電流とし
てモニタするようにしたので、溶接中の溶接電流の変化
をリアルタイムで読み取ることができ、溶着部分の形成
状況を随時把握することができ、また溶接状況の異常を
検出することができる。 (9) また上記スポット溶着部分の形成を、上記電磁石1
71の駆動電流を上記電流モニタ信号や加圧モニタ信号
の変化が上記特性読出手段Mcrからの最適変化特性に一
致するよう制御して行うようにしたので、被溶接部材A
の厚みや材質等が異なっても、それぞれの場合に最適変
化特性の圧接力と最適時間通電される最適変化特性の溶
接電流とにより、スポット溶接を行うことができ、また
溶接中に多少の異常が発生してもこれを自動で修復する
ことができる。また、電磁石171には溶接トランス2
の2次側出力の一部を供給しているため、溶接電極を溶
接電流に同期して加圧することができ、被溶接部材の加
圧を効果的に行うことができる効果がある。(7) In addition, the power supply unit supplies a welding current whose secondary output is connected to the welding electrode and a primary current of a desired waveform and frequency to the primary input of the welding transformer. Since the power supply circuit 120 and the power supply circuit 120 are used, the waveform of the welding current can be made suitable for each condition depending on various conditions such as the material and thickness of the member to be welded. (8) Since the current measuring device 121 for measuring the primary current of the welding transformer 2 is provided and the measured current Dc is monitored as the welding current, it is possible to read the change of the welding current during welding in real time. Thus, the formation state of the welded portion can be grasped at any time, and an abnormality in the welding state can be detected. (9) Further, the formation of the spot welded portion is performed by the electromagnet 1
Since the drive current of 71 is controlled so that the change of the current monitor signal or the pressurization monitor signal coincides with the optimum change characteristic from the characteristic reading means Mcr, the welding target A
Even if the thickness, material, etc. are different, spot welding can be performed by the welding force of the optimum change characteristic and the welding current of the optimum change characteristic that is energized for the optimum time in each case. This can be automatically repaired even if it occurs. The electromagnet 171 has a welding transformer 2
Since a part of the secondary side output is supplied, the welding electrode can be pressurized in synchronization with the welding current, and there is an effect that the pressurization of the member to be welded can be performed effectively.
【0143】(10) 可動アーム後端部にバネ部材174
を取付けるとともに、その電磁力により該バネ部材を弾
性変形させる電磁石171を該バネ部材の近傍に配置
し、該バネ部材の弾性変形力により上記可動アーム後端
部を押圧してその先端側の溶接電極1aを被溶接部材A
に圧接するようにしたので、電磁加圧力を可動アーム2
0の回動を伴うことなく発生することができ、応答性や
作業性を向上することができる。またこの場合電磁振動
は可動アーム20にのみ印加され、装置本体には印加さ
れないので、装置本体の剛体設定を簡単にすることがで
きる。またこの実施例装置では、加圧の中心が引張構造
のため、空圧シリンダをトランス上に配置可能で、小型
軽量となる。(10) A spring member 174 is provided at the rear end of the movable arm.
At the same time, an electromagnet 171 that elastically deforms the spring member by the electromagnetic force is disposed near the spring member, and the elastic arm of the spring member presses the rear end of the movable arm to weld the front end thereof. The electrode 1a is connected to the workpiece A
To the movable arm 2
It can be generated without the rotation of 0, and the responsiveness and workability can be improved. In this case, since the electromagnetic vibration is applied only to the movable arm 20 and not to the apparatus main body, the rigid setting of the apparatus main body can be simplified. Further, in the apparatus of this embodiment, since the center of pressurization is a tension structure, the pneumatic cylinder can be arranged on the transformer, and the size and weight can be reduced.
【0144】(11) また、上記空圧シリンダ3の加圧力
により上記バネ部材174をさらに変形させて、上記電
磁力による被溶接部材Aの圧接力にシリンダの空圧によ
る一定圧接力を重畳するようにしたので、圧接力は一定
値以下とはならず、このため圧接力がきわめて小さい場
合の、溶接電流と圧接力との同期ずれによる過剰発熱を
回避することができ、溶接電極や被溶接部材の破損を防
止することができる。(11) Further, the spring member 174 is further deformed by the pressing force of the pneumatic cylinder 3, and a constant pressing force by the pneumatic pressure of the cylinder is superimposed on the pressing force of the member A to be welded by the electromagnetic force. As a result, the pressure welding force does not become lower than a certain value, and therefore, when the pressure welding force is extremely small, it is possible to avoid excessive heat generation due to the synchronization deviation between the welding current and the pressure welding force, and to prevent the welding electrode and the welded electrode from being welded. Damage of the member can be prevented.
【0145】(12) また上記スポット溶着部分(ナゲッ
ト)の形成を、上記溶接電極の強弱や通電時間を上記電
流モニタ信号や圧接力モニタ信号の変化が上記特性読出
手段からの最適変化特性に一致するよう制御して行うよ
うにしたので、溶接中、溶着部分の形成をある程度制御
することができ、溶接電極や被溶接部材に多少の不具
合、例えば溶接電極が多少磨耗していたり、被溶接部材
が多少湾曲していたりしても、正常状態でのスポット溶
接と遜色のないスポット溶接を行うことができる。な
お、上記溶接電流がパルス電流である場合は、上記スポ
ット溶着部分の形成を、上記溶接電極のパルス幅,パル
ス間隔を上記電流モニタ信号,圧接力モニタ信号の変化
が上記特性読出手段からの最適変化特性に一致するよう
制御して行うようにすれば、上記のように溶接中、溶着
部分の形成をある程度制御することができる。(12) The formation of the spot welded portion (nugget) is determined by adjusting the strength of the welding electrode and the energizing time so that the change in the current monitor signal or the pressure contact monitor signal matches the optimum change characteristic from the characteristic reading means. During welding, the formation of the welded part can be controlled to some extent, and the welding electrode and the member to be welded have some defects, for example, the welding electrode is somewhat worn or the member to be welded is Even if is slightly curved, spot welding comparable to spot welding in a normal state can be performed. When the welding current is a pulse current, the formation of the spot welding portion is determined by adjusting the pulse width and pulse interval of the welding electrode by the change of the current monitor signal and the pressure contact monitor signal. If the control is performed so as to match the change characteristics, the formation of the welded portion during welding can be controlled to some extent as described above.
【0146】その他上記スポット溶接装置の構成の変形
例について説明する。例えば、上記電極支持機構を構成
する可動リンク部分の変位量を上記溶接電極の変位量と
して検知するポテンショメータを設け、該ポテンショメ
ータの出力に基づいて被溶接部材の圧接力を算出するよ
うにすれば、溶接中、被溶接部材の圧接力だけでなく溶
接電極の変移をもリアルタイムで読み取ることができ、
溶着部分の形成状況をより電極変移に基づくデータを加
味してより正確に把握することができる。Other modifications of the configuration of the spot welding device will be described. For example, if a potentiometer for detecting the displacement of the movable link portion constituting the electrode support mechanism as the displacement of the welding electrode is provided, and the pressing force of the member to be welded is calculated based on the output of the potentiometer, During welding, the displacement of the welding electrode as well as the welding force of the workpiece can be read in real time.
The formation state of the welded portion can be grasped more accurately by taking into account data based on the electrode displacement.
【0147】また図7に示すようにその先端部分に溶接
電極1aを有する可動アーム20を、その中央部位を支
点として、後端部分を力点として上記固定アーム10に
対して回動可能に支持するようにしてもよい。このタイ
プではトランスの後方にシリンダーが来るので、トラン
スの上に空圧シリンダ2を配置している場合に比べて構
造簡単であり、ヘッドも低いので作業性に富んでいる
が、可動アーム20の中央部位を引っ張って加圧するも
の比べて装置全体が大きく目方も重い。As shown in FIG. 7, a movable arm 20 having a welding electrode 1a at its front end is rotatably supported with respect to the fixed arm 10 with its central portion as a fulcrum and its rear end as a power point. You may do so. In this type, since the cylinder comes behind the transformer, the structure is simpler than in the case where the pneumatic cylinder 2 is arranged above the transformer, and the head is low. The whole device is larger and heavier than the one that pulls and pressurizes the central part.
【0148】また、図10(a) のように可動アーム20
の回動力点より先端側の部位を引き寄せる電磁石741
を備え、上記溶接電極1aの圧接力を上記可動アーム2
0の弾性変形により発生させるようにしてもよく、この
場合、溶接電極の圧接力の発生機構を電磁石のみで簡単
に実現することができ、またアーム自身の弾性を利用す
るので、空圧シリンダによる加圧の応答性を高めること
ができる。例えば空圧シリンダロッドのストロークが
0.1ミリ程度でも十分な加圧効果が出せる。Further, as shown in FIG.
Electromagnet 741 which draws a part on the tip side from the turning point
And the pressing force of the welding electrode 1a is
It may be generated by elastic deformation of 0. In this case, the mechanism for generating the pressure contact force of the welding electrode can be easily realized only by the electromagnet, and the elasticity of the arm itself is used, so that the pneumatic cylinder is used. The response of pressurization can be improved. For example, a sufficient pressurizing effect can be obtained even when the stroke of the pneumatic cylinder rod is about 0.1 mm.
【0149】また、電磁石171による加圧では音がす
るが、通常の50〜60サイクルや3倍周波等のACは
構成が簡単でよい。静加圧の場合には電磁石の電源を全
波整流した程度のDCにすれば、音が静かであり、電磁
鉄芯も単に鉄材を成形したもので済み、回路構成を比較
的簡単にできる。Although a sound is produced when the electromagnet 171 pressurizes the AC, the AC having a normal 50 to 60 cycles or a triple frequency AC may have a simple structure. In the case of static pressurization, if the power supply of the electromagnet is set to DC which is the level of full-wave rectification, the sound is quiet, and the electromagnetic iron core may be simply formed of an iron material, so that the circuit configuration can be made relatively simple.
【0150】また板バネ部材171による圧接力の負担
は、被溶接部材Aの溶接電極による全圧接力の1/3〜
1/2程度とし、残りは可動アームの弾性変形による圧
接力を用いてもよい。The load of the pressing force by the leaf spring member 171 is 1/3 to 1/3 of the total pressing force of the welding electrode of the member A to be welded.
The pressure may be set to about 1/2, and the rest may use the pressing force due to the elastic deformation of the movable arm.
【0151】次に本発明の第2の実施例によるスポット
溶接装置について説明する。この装置は図3に示すよう
に上記第1実施例装置を簡略化したもので、つまり電極
間のギャップ調整機構や支点間調整機構を取り除き、加
圧機構も簡単な構成としたもので、その他の点は上記第
1の実施例装置と同一である。Next, a spot welding apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 3, this apparatus is a simplified version of the apparatus of the first embodiment, that is, the mechanism for adjusting the gap between the electrodes and the mechanism for adjusting the fulcrum are eliminated, and the pressing mechanism has a simple structure. Is the same as that of the first embodiment.
【0152】つまり270はこの実施例装置の加圧機構
で、この加圧機構270は、固定側フレーム12上に架
台33を介して配置されたバネシリンダ32と、該シリ
ンダロッド32aの先端に中央部分が軸支され、先端部
で可動側フレーム22の後端側を持ち上げる揺動フレー
ム31と、上記固定フレーム12の、該揺動フレーム3
1後方側部分に架台40を介して取付けられた電磁石4
1とから構成されている。That is, reference numeral 270 denotes a pressurizing mechanism of the apparatus of this embodiment. The pressurizing mechanism 270 includes a spring cylinder 32 disposed on the fixed frame 12 via a gantry 33 and a central portion at the tip of the cylinder rod 32a. Is pivotally supported, and a swing frame 31 that raises the rear end side of the movable frame 22 at a tip end thereof, and the swing frame 3 of the fixed frame 12
1. Electromagnet 4 mounted on rear side portion via mount 40
And 1.
【0153】ここで上記揺動フレーム31の先端側には
上記可動側フレーム22の後端下面と当接してこれを押
し上げる押圧ローラ31bが取付けられており、また後
端部には上記電磁石41の鉄芯41bに電磁吸着されて
該後端部を引き下げるための吸着金属片31aが取付け
られており、上記鉄芯41bには電磁コイル41aが巻
回されている。At the front end of the swing frame 31, a pressing roller 31b is mounted which comes into contact with and pushes up the rear lower surface of the movable frame 22, and the rear end of the electromagnet 41 An adsorbing metal piece 31a is attached to the iron core 41b for electromagnetically attracting and pulling down the rear end, and an electromagnetic coil 41a is wound around the iron core 41b.
【0154】また上記バネシリンダ32内には上記シリ
ンダロッド32aの下方への変移により弾性変形するバ
ネ部材32bが内蔵されており、この弾性変形力を上記
電磁石41により上記揺動フレーム31の後端部を吸い
寄せることにより発生させるようにしている。A spring member 32b, which is elastically deformed by the downward movement of the cylinder rod 32a, is built in the spring cylinder 32, and the elastic deformation force is applied to the rear end of the swing frame 31 by the electromagnet 41. Is generated by sucking in.
【0155】さらに上記可動側フレーム22先端には上
側溶接電極1aを揺動自在に保持する電極ホルダ21a
が取付けられており、該電極ホルダ21aには溶接電極
1aを可動アーム20aの傾きに応じて常に鉛直方向を
向くよう支持する機構(図示せず)が内蔵されている。An electrode holder 21a for swingably holding the upper welding electrode 1a is provided at the tip of the movable frame 22.
The electrode holder 21a has a built-in mechanism (not shown) for always supporting the welding electrode 1a in the vertical direction according to the inclination of the movable arm 20a.
【0156】このような第2実施例のスポット溶接装置
では、上記第1実施例装置における支点間調整機構や電
極間のギャップ調整機構を除去しているため、可動アー
ムの後方支点を移動させる動作、及び可動アームの後端
部の高さ位置を調整する動作はないが、それ以外は上記
第1実施例と同様にしてコンピュータ制御による溶接が
行われる。In the spot welding apparatus according to the second embodiment, since the mechanism for adjusting the fulcrum and the mechanism for adjusting the gap between the electrodes in the apparatus of the first embodiment are eliminated, the operation for moving the rear fulcrum of the movable arm is performed. There is no operation for adjusting the height position of the rear end of the movable arm, and other than that, welding by computer control is performed in the same manner as in the first embodiment.
【0157】なお、上記実施例では、電磁石171によ
り溶接電極の加圧力を発生するようにしたが、さらに空
圧シリンダ3により溶接電極の一定加圧を発生させてこ
れを電磁石による振動加圧に重畳し、これらの加圧力を
圧接力制御手段Mmaにより制御するようにしてもよく、
この場合、より複雑な圧接力の変化特性に対しても実際
の圧接力の変化を追随させることができ、きめの細かい
圧接力制御が可能となる。In the above-described embodiment, the welding force is generated by the electromagnet 171. However, a constant pressurization of the welding electrode is further generated by the pneumatic cylinder 3, and this is applied to the vibration pressing by the electromagnet. These pressures may be superposed and controlled by the pressing force control means Mma.
In this case, the change of the actual pressing force can be made to follow even more complicated change characteristics of the pressing force, and the pressing force can be finely controlled.
【0158】以下上記各実施例のその他の変形例につい
て簡単に説明する。第1の変形例として、例えば、第1
実施例のスポット溶接装置100において、上記電源装
置に代えて、その1次側が溶接電流制御とは無関係の通
常電源に接続され、2次側に溶接電流を出力する溶接ト
ランスと、溶接電流制御手段からの制御信号に基づいて
上記溶接トランスの2次側出力を調整する電源回路とか
らなる電源装置を備え、上記電磁石を、上記溶接トラン
スの1次側への印加電圧を、該電圧の調整可能な調整器
を介してその電磁コイルに接続した直流又は交流用の電
磁石とし、溶接開始直前に該トランスの1次側への印加
電圧を上記調整器により制御してこの電磁石に入力し、
被溶接部材に適当な加圧を加えるようにしてもよく、こ
の場合、溶接電流の被溶接部材への印加タイミングとは
独立して圧接力の制御を行うことができる効果がある。Hereinafter, other modifications of the above embodiments will be briefly described. As a first modification, for example,
In the spot welding apparatus 100 of the embodiment, in place of the power supply device, a primary side thereof is connected to a normal power source irrelevant to welding current control, and a welding transformer for outputting a welding current to a secondary side; And a power supply circuit for adjusting a secondary output of the welding transformer based on a control signal from the controller. The power supply device can adjust the voltage applied to the primary side of the welding transformer by using the electromagnet. A DC or AC electromagnet connected to the electromagnetic coil via a simple regulator, and immediately before the start of welding, the voltage applied to the primary side of the transformer is controlled by the regulator and input to the electromagnet,
Appropriate pressurization may be applied to the member to be welded. In this case, there is an effect that the welding force can be controlled independently of the timing of applying the welding current to the member to be welded.
【0159】また第2変形例として、例えば第1実施例
のスポット溶接装置100において、上記電磁石を、上
記溶接トランスの1次側に電圧調整可能な調整器を介し
て接続された第1の電磁コイルと、上記溶接トランスの
2次側に接続された第2の電磁コイルとを1つの鉄芯に
装着した直流または交流用の電磁石とし、上記トランス
の1次側への印加電圧及びトランスの2次側出力をそれ
ぞれの極性を打ち消さないよう重畳して上記第1及び第
2の電磁コイルに入力し、溶接電流の通電中、被溶接部
材の加圧を、溶接電流と同期させてかつ上記両コイルに
よる電磁力を合成して行うようにしてもよく、この場合
多様な圧接力の制御が可能となる。As a second modification, for example, in the spot welding apparatus 100 of the first embodiment, the first electromagnet is connected to the primary side of the welding transformer via a voltage-adjustable regulator. A coil or a second electromagnetic coil connected to the secondary side of the welding transformer is a DC or AC electromagnet mounted on one iron core, and a voltage applied to the primary side of the transformer and a voltage of the transformer The secondary side output is superimposed so as not to cancel the respective polarities and is input to the first and second electromagnetic coils. During the energization of the welding current, the pressurization of the member to be welded is synchronized with the welding current. The electromagnetic force generated by the coil may be synthesized, and in this case, it is possible to control various pressing forces.
【0160】また第3の変形例として、上記第1実施例
のスポット溶接装置100において、上記電磁石として
交流用の電磁石を用い、交流の溶接電流が零となった時
は該電磁石による加圧力が零に近くなり、交流の溶接電
流が最大となった時は該電磁石による加圧力が最大とな
るようにして、溶接電流による抵抗加熱が被溶接部材を
流れる電流と被溶接部材の接触抵抗との関係から最適と
なるようにしてもよく、この場合ジュール熱,つまりI
2 の熱効果が最良となり、しかも一定の溶接機入力で最
大溶接効果を追求することができる効果がある。As a third modification, in the spot welding apparatus 100 of the first embodiment, an AC electromagnet is used as the electromagnet, and when the AC welding current becomes zero, the pressing force by the electromagnet is reduced. When the current is close to zero and the AC welding current is maximum, the pressing force by the electromagnet is maximized, and the resistance heating by the welding current causes the current flowing through the workpiece to be contacted and the contact resistance of the workpiece to be welded. The relationship may be optimal, in which case Joule heat, ie, I
2) The thermal effect is the best, and there is an effect that the maximum welding effect can be pursued with a constant welding machine input.
【0161】また、上述したスポット溶接装置のコンピ
ュータ制御は、ロボットハンドタイプのスポット溶接装
置だけでなく、すべてのスポット溶接機に採用できるも
のであり、一般的なスポット溶接装置にコンピュータ制
御機能を搭載したものを第3の実施例として以下簡単に
説明する。The computer control of the above-described spot welding apparatus can be employed not only in a robot hand type spot welding apparatus but also in all spot welding machines. A general spot welding apparatus has a computer control function. This will be briefly described below as a third embodiment.
【0162】図4は本発明の第3の実施例である、ロボ
ットハンド搭載タイプではなく、一般的なスポット溶接
装置をコンピュータ制御可能に構成したものを示し、図
において図5と同一符号は同一のものを示し、ここで
は、溶接電極1aの加圧用エアーシリンダ403、及び
溶接電源装置(図示せず)を上記第1実施例装置のコン
ピュータ110により駆動制御するようにしており、図
示していないが上記スポット溶接装置403には圧接力
モニタ装置や溶接電流モニタ装置が搭載されている。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, in which a general spot welding apparatus is constructed so as to be computer-controllable, instead of a robot hand-mounted type. Here, the air cylinder 403 for pressurizing the welding electrode 1a and the welding power supply device (not shown) are driven and controlled by the computer 110 of the first embodiment, and are not shown. However, the spot welding device 403 is equipped with a pressing force monitoring device and a welding current monitoring device.
【0163】またこの装置では、被溶接部材Aの圧接力
の制御を上記空圧シリンダ403により行うようにして
おり、このため上記上側アーム401を溶接電極1aの
圧接方向に付勢する付勢バネ430を該アーム401の
上面にスペーサ431を介して取付け、該付勢バネ43
0に対向する部分にこれと当接する突出部432を配設
し、これによって空圧シリンダ403の応答性を高めて
いる。In this apparatus, the pressure contact force of the member A to be welded is controlled by the pneumatic cylinder 403. Therefore, an urging spring for urging the upper arm 401 in the pressure contact direction of the welding electrode 1a. 430 is attached to the upper surface of the arm 401 via a spacer 431, and the urging spring 43
A protruding portion 432 is provided at a portion opposing the portion 0, thereby improving the responsiveness of the pneumatic cylinder 403.
【0164】この時付勢用バネには、4ミリのストロー
クで0〜100kgの反発力を、2.5ミリのストロー
クで100〜300kgの反発力を、さらに1.0ミリ
のストロークで300〜500kgの反発力を出せるも
の等が適用可能である。具体的には、例えば、薄肉の丸
AlパイプのT字付け溶接には、3ミリのストロークで
0〜100kgの反発力の板バネを、また厚肉ステンパ
イプのT字付け溶接は、2ミリで150〜300kgの
反発力を出せるものを、リングプロゼクションには35
0〜500kgのバネを用い、鍛圧特性を確保するとよ
い。At this time, the biasing spring has a repulsive force of 0 to 100 kg with a stroke of 4 mm, a repulsive force of 100 to 300 kg with a stroke of 2.5 mm, and 300 to 300 kg with a stroke of 1.0 mm. Those capable of producing a repulsive force of 500 kg are applicable. Specifically, for example, a T-shaped welding of a thin round Al pipe uses a leaf spring having a repulsive force of 0 to 100 kg with a stroke of 3 mm, and a T-shaped welding of a thick stainless steel pipe uses 2 mm. With a rebound of 150-300 kg, and 35 for ring projection
It is preferable to use a spring of 0 to 500 kg to ensure forging pressure characteristics.
【0165】このような構成の第3の実施例においても
上記第1及び第2の実施例装置におけるコンピュータ制
御による効果がある。In the third embodiment having such a configuration, there is an effect by the computer control in the first and second embodiments.
【0166】以上本発明の各実施例について説明した
が、本発明の究極的な実施態様は、従来、上述した被溶
接部材の圧接力や溶接電流の調整(溶接電流の通電時間
の調整を含む)を総合的に活用して、通常では不可能で
あった被溶接部材を熱歪みや不良品がなく最高品位の溶
接を確保するためには、被溶接部材の加工精度や材質状
況、また電源の能力やその出力状態等を勘案した最高の
溶接技術者の適切な溶接作業上の対応が必要であったも
のを、この鋭い溶接技術者の感を溶接作業における長い
間に養われた経験的技術、つまり不良要因を克服して合
格させるための溶接ノウハウを予めコンピュータに入力
しておき、被溶接部材の溶接部分やその付近の状況によ
り必ずしも溶接電流の通電や溶接部分の発熱、またナゲ
ット形成や溶け込みが正常に行われず、不良品の発生と
なりそうな時に、上記被溶接部材に通電している溶接電
流や溶接部分の圧接力をコンピュータ制御により修正し
て、熱が不足のときは電流を上げるのか加圧を下げる等
の対応を瞬時にとるものである。例えば、溶接電極が磨
耗して電極先端部が太くなったり、被溶接部材が溶接電
極の軸芯に対して傾いたりする時や、溶接面に錆や埃が
ある時、また勿論被溶接部材の切断寸法,形状,材質等
が標準のものと異なっている時などに、溶接電流の通電
時間,被溶接部材の加圧状況等を総合的に評価しそれら
の評価を駆使して、溶接を合格させるためのあらゆる溶
接作業上の対応の中から最良の対応を指示する高度な論
理的ノウハウをコンピュータに入力するためのソフトを
提供しようとするものである。Although the embodiments of the present invention have been described above, the ultimate embodiment of the present invention is the conventional one in which the above-described adjustment of the press-contact force and welding current of the member to be welded (including the adjustment of the welding current conduction time). In order to ensure the highest quality welding of parts to be welded, which was not normally possible, without thermal distortion and defective products, the processing accuracy and material status of the parts to be welded and the power supply The skill of the best welding technician in consideration of the ability of the welding and its output state, etc. needed to be appropriate for the welding work, but the experience of this sharp welding technician who has been trained for a long time in welding work The technology, that is, the welding know-how to overcome the failure factors and pass it to the computer is input in advance to the computer, and depending on the situation of the welded part of the workpiece to be welded and the surrounding area, the welding current is not necessarily supplied, the heat of the welded part, and the nugget formation And melting When the operation is not performed normally and a defective product is likely to occur, the welding current flowing through the above-mentioned welded member and the welding force of the welded portion are corrected by computer control, and if the heat is insufficient, the current is increased. The measures such as lowering the pressure are taken instantaneously. For example, when the welding electrode wears and the tip of the electrode becomes thicker, when the member to be welded is inclined with respect to the axis of the welding electrode, when there is rust or dust on the welding surface, and of course, When the cutting size, shape, material, etc. are different from the standard ones, comprehensively evaluate the welding current conduction time, pressurized condition of the member to be welded, etc., make full use of those evaluations and pass the welding It is an object of the present invention to provide software for inputting, into a computer, advanced logical know-how for instructing the best response from all the welding operations to be performed.
【0167】以下簡単に本発明によるスポット溶接装置
及び溶接方法が適用される用途について説明する。The application to which the spot welding apparatus and the welding method according to the present invention are applied will be briefly described below.
【0168】例えば、薄肉パイプの突合せ溶接、薄肉パ
イプと平板との溶接、又はパイプ同士をT字溶接する
時、また溶着材,塗装皮膜が平板の間にあっても溶接し
たい時、さらに接合面に粉粒状の金属,セラミック,触
媒等があっても溶接したい時等(従来のスポット溶接技
術では不合格品が多いため不可能であった。)は、最小
時間,最低加圧で、しかも最低入力で気密溶接する必要
がある。この時千分の3秒前後で高熱が断続的に繰り返
すパルセーション方式が必要であるが、従来の加圧方式
を用いた溶接技術と制御技術では、直流やインバータ,
コンデンサを用いた単相交流方式でも無理である。従っ
て上述したように溶接電流の波形に同期した加圧、即ち
溶接電流の零点では加圧も零になり、少電流の時は加圧
も小さくなってI2 Rの熱が十分出るような方式を用い
る。For example, when butt-welding a thin pipe, welding a thin pipe to a flat plate, T-welding pipes, welding when a welding material or a coating film is present between flat plates, When you want to weld even if there are granular metals, ceramics, catalysts, etc. (it was impossible with conventional spot welding technology because there were many rejected products), the minimum time, the minimum pressure and the minimum input were required. Airtight welding is required. At this time, a pulsation method in which high heat repeats intermittently in about three thousandths of a second is required. However, in the welding technology and control technology using the conventional pressurizing method, DC, inverter,
A single-phase AC method using a capacitor is impossible. Therefore, as described above, the pressurization synchronized with the waveform of the welding current, that is, the pressurization becomes zero at the zero point of the welding current, and the pressurization becomes small at a small current, and the I 2 R heat is sufficiently generated. Is used.
【0169】図15(a) は薄肉パイプの端面に蓋部材を
溶接する場合を示しており、図中X 1 は薄肉角パイプ、
Y1 は蓋部材で、上記角パイプX1 は下側電極101b
に保持されており、この状態で上側電極101aにより
蓋部材Y1 をパイプ端面側に押圧して溶接を行う。FIG. 15 (a) shows a cover member attached to the end face of a thin pipe.
It shows the case of welding, X in the figure 1Is a thin-walled square pipe,
Y1Is a lid member, and the square pipe X1Is the lower electrode 101b
And in this state, by the upper electrode 101a.
Lid member Y1Is pressed to the pipe end face side to perform welding.
【0170】この場合、角パイプの肉厚が薄いので従来
の加圧方式ではジュール熱が必要以上に発生するため溶
接部分の近傍で腰が曲がり溶接不良となる。これに対し
ては3倍周波(3層入力,単相出力)のパルセーション
的発熱の断続状態が好ましく、また最小の加圧と時間及
び最低の入力がよい。In this case, since the thickness of the square pipe is thin, Joule heat is generated more than necessary in the conventional pressurizing method, so that the waist is bent near the welded portion, resulting in poor welding. On the other hand, an intermittent state of pulsation-like heat generation of a triple frequency (three-layer input, single-phase output) is preferable, and a minimum pressurization and time and a minimum input are preferable.
【0171】なお、このようなパイプ端面に蓋部材を溶
接する方法は、角パイプに限らず丸型パイプでもよく、
図15(b) は丸型パイプX2 の端面に円形の蓋部材Y2
を溶接する場合を示しており、ここでも丸型パイプX2
は下側電極102bに保持されており、このパイプ上端
面に蓋部材Y2 を上側電極102aによって押圧するよ
うにしている。The method of welding the lid member to the pipe end face is not limited to a square pipe, but may be a round pipe.
Figure 15 (b) circular lid member to the end face of the round pipe X 2 is Y 2
Is shown, and here also a round pipe X 2
So that pressing is held to the lower electrode 102b, a lid member Y 2 in the pipe upper end surface by the upper electrode 102a it is.
【0172】次に図16は親パイプに枝パイプを溶接す
る場合を示しており、図中X3 は親パイプ、y1 〜y5
は親パイプに溶接された枝パイプである。[0172] Next Figure 16 shows a case of welding the branch pipe to the parent pipe, drawing X 3 is a parent pipe, y 1 ~y 5
Is a branch pipe welded to the parent pipe.
【0173】図16(b) は図16(a) の XVIb− XVIb
断面を、また図16(c) は図16のXVIc− XVIc線断
面を示す図である。FIG. 16 (b) shows the XVIb-XVIb of FIG. 16 (a).
FIG. 16C is a cross-sectional view taken along line XVIc-XVIc in FIG.
【0174】従来は親パイプに枝パイプを溶接するとき
は、親パイプと枝パイプ双方の溶接部分にRカット加工
を施していた。また、枝パイプの肉厚が親パイプに比べ
薄くスポット溶接が不可能でアーク溶接やガス蝋付けが
行われていた。Conventionally, when a branch pipe is welded to a parent pipe, R-cut processing is performed on the welded portions of both the parent pipe and the branch pipe. In addition, the thickness of the branch pipe is thinner than that of the parent pipe and spot welding is impossible, and arc welding and gas brazing have been performed.
【0175】これに対して本方式では、両者の溶接部分
にRカットの必要がなくスポット溶接で気密溶接が完全
にでき重宝である。On the other hand, according to the present method, the R-cut is not required for both welding portions, and the hermetic welding can be completed completely by spot welding, which is useful.
【0176】なお図16(c) , (d) において、103
a,103bはそれぞれ枝パイプを保持するとともにこ
れに溶接電流を印加する溶接電極で、溶接電極103a
は+極溶接電極103bは−極となっている。従ってこ
の場合2つの枝パイプをy1 ,y2 を同時に溶接するこ
とが可能である。In FIGS. 16 (c) and 16 (d), 103
Reference numerals a and 103b denote welding electrodes for holding a branch pipe and applying a welding current thereto, respectively.
Indicates that the positive electrode 103b is a negative electrode. Therefore, in this case, it is possible to weld two branch pipes y 1 and y 2 simultaneously.
【0177】次に図17は、薄肉パイプ端面を平板部材
に気密溶接する場合を示しており、図中X4 は平板部
材、Zはこれにスポット溶接される薄肉パイプ部材であ
る。また、図17(b) は平板部材X5 にU字パイプY3
の両端面を溶接する場合を示している。[0177] Next Fig. 17 shows a case hermetically welded thin pipe end face in a plate member, reference numeral X 4 is a flat plate member, thin pipe member Z will be spot welded thereto. FIG. 17B shows a U-shaped pipe Y 3 attached to the flat plate member X 5.
2 shows a case where both end faces are welded.
【0178】次に図18はその他の種々の溶接を行う場
合を示しており、図18(a) は薄肉パイプX6 ,Y6 を
付け合わせ溶接する場合を、図18(b) はU字パイプY
8 の端面にパイプ部材X8 を付け合わせ溶接する場合
を、図18(c) は、棒状の被溶接部材X7 ,Y7 が異種
類の金属から構成されており、これらの被溶接部材間に
両者に対して溶接可能な粉粒状金属,セラミック,触媒
等の材料Z1 を挟んで、溶接する場合を示しており、特
に金属部材間に半導体材料を挟んで溶接したものは半導
体素子として有用であり、大きなメリットがある。Next, FIG. 18 shows a case where various other types of welding are performed. FIG. 18 (a) shows a case where thin pipes X 6 and Y 6 are butt welded, and FIG. 18 (b) shows a U-shaped pipe. Y
8 when welding garnish pipe member X 8 on the end face of FIG. 18 (c) to be welded of the rod X 7, Y 7 are composed of different kinds of metal, between those weld members weldable powdered metals for both, ceramic, across the material Z 1 such as a catalyst, shows the case of welding, especially those welded across the semiconductor material between the metal member useful as a semiconductor element Yes, there are great benefits.
【0179】また、図18(d) ,(e) は溶接部材間に絶
縁性皮膜を介在させたまま両部材を溶接する場合を示し
ており、図に示すように対向する溶接電極を2組用い、
被溶接部材P1 ,P2 の両側からこれらの部材をこの2
組の溶接電極1a1 ,1b1、1b2 ,1a2 により圧
接挟持し、溶接電流を印加する。FIGS. 18 (d) and 18 (e) show a case where both members are welded with an insulating film interposed between the welding members. As shown in FIG. Use
These members from both sides of the member to be welded P 1, P 2 the 2
A set of welding electrodes 1a 1 , 1b 1 , 1b 2 , 1a 2 is pressed and sandwiched to apply a welding current.
【0180】この際上側の溶接部材P1 に接触する電極
1a1 と1b2 には極性の異なる電圧を印加し、またこ
れらの電極1a1 ,1b2 に対向する電極1b1 、1a
2 にも対向するもの同士極性が異なるよう電圧を印加す
る。これによって図18(e)に示すように被溶接部材間
の絶縁皮膜Rを破ってナゲットNが形成されスポット溶
接が行われる。[0180] At this time applied to different polarities voltages to the electrodes 1a 1 and 1b 2 in contact with the welding member P 1 of the upper and electrodes 1b 1 opposed to the electrodes 1a 1, 1b 2, 1a
A voltage is also applied to 2 so that the opposite ones have different polarities. Thus, as shown in FIG. 18E, the nugget N is formed by breaking the insulating film R between the members to be welded, and spot welding is performed.
【0181】このような気密溶接には高レベルのパルセ
ーションの印加を行う優れた溶接ノウハウがなければ溶
接不良が多発して溶接作業を良好に行うことができな
い。[0181] In such hermetic welding, unless excellent welding know-how for applying a high level of pulsation is applied, welding failures occur frequently and the welding operation cannot be performed satisfactorily.
【0182】本発明の電磁加圧と溶接電流とをコンピュ
ータにより制御してスポット溶接を行う方法ではこれが
可能となる。また本発明の制御は溶接について説明した
が、このように長い間の経験によって蓄積されたノウハ
ウをコンピュータに入力し、コンピュータ制御によって
簡単に従来不可能であった溶接を行うという本発明の基
本的原理は、溶接に限らずスポット蝋付けにも適用する
ことができる。In the method of the present invention for performing spot welding by controlling the electromagnetic pressurization and the welding current by a computer, this is possible. Although the control of the present invention has been described with respect to welding, the basic knowledge of the present invention is to input the know-how accumulated through such a long experience to a computer and perform welding that was not possible conventionally by computer control. The principle can be applied not only to welding but also to spot brazing.
【0183】以下は本発明の補足説明である。 上記説明では自動溶接ロボットに搭載するための、
溶接トランスと加圧アームとが一体となった、いわゆる
ガントラについて示したが、本発明は通常の定置式スポ
ット溶接機や自動専用溶接装置に応用できることは言う
までもない。この時は空圧シリンダーの加圧機構に対し
空気抵抗が邪魔してバネ加圧の構成が失われないように
するため、空気加圧機構とは独立した加圧機構が必要で
ある。The following is a supplementary explanation of the present invention. In the above explanation, for mounting on an automatic welding robot,
Although a so-called gantry in which a welding transformer and a pressure arm are integrated has been described, it goes without saying that the present invention can be applied to a normal stationary spot welding machine or an automatic dedicated welding device. At this time, a pressurizing mechanism independent of the air pressurizing mechanism is necessary to prevent the air pressurizing mechanism of the pneumatic cylinder from interfering with the air resistance and losing the structure of the spring pressurizing.
【0184】 上記空シリンダーの代わりにソレノイ
ド式電磁石の長ストローク性を生かして溶接電極が被溶
接部材を挟み込むまで上記ソレノイド式電磁石を用いる
ようにしてもよい。The solenoid-type electromagnet may be used in place of the empty cylinder until the welding electrode sandwiches the member to be welded, taking advantage of the long stroke property of the solenoid-type electromagnet.
【0185】 本発明の一つの狙いは、電磁石の、溶
接トランスの1次側入力,つまり溶接電流の制御とは関
係のない駆動電圧、及び溶接トランスの2次側出力,つ
まり溶接電流と同期して変化する駆動電圧による振動加
圧力と、空圧シリンダーあるいはソレノイドのストロー
ク移動による一定加圧力との2種類の加圧力を重畳する
ことにある。One aim of the present invention is to synchronize the electromagnet with the primary input of the welding transformer, ie the drive voltage unrelated to the control of the welding current, and the secondary output of the welding transformer, ie the welding current. The present invention is to superimpose two kinds of pressurizing forces, i.e., a vibrating pressurizing force due to a drive voltage that changes due to the pressure change and a constant pressing force due to a stroke movement of a pneumatic cylinder or a solenoid.
【0186】図19はこのような重畳加圧の波形を示し
ており、Pm1は溶接トランスの1次側入力による電磁加
圧力、Pm2は溶接トランスの2次側出力による電磁加圧
力、Pm はこれら電磁波形を重ね合わせた重畳電磁加圧
力、Pa又はソレノイドの移動による一定の加圧力、P
t0は上記一定の加圧力Pa に上記重畳電磁加圧力Pmを
重ね合わせた総合加圧力である。FIG. 19 shows the waveform of such superimposed pressurization, where P m1 is the electromagnetic force applied by the primary input of the welding transformer, P m2 is the electromagnetic force applied by the secondary output of the welding transformer, and P m m is superimposed electromagnetic pressure obtained by superposing these electromagnetic waveform, constant pressure applied by the movement of P a or solenoid, P
t0 is the total pressure obtained by superimposing the superimposed electromagnetic pressure P m to the constant pressure P a.
【0187】 この3つの別々の加圧力Pm1,Pm2,
Pa は、総合して被溶接部材に加わるので加圧機構は小
型軽量で簡単で確実な動作をするものという立場で設計
すればよい。特に上記電磁石は、トランスの1次側入力
を受けるコイルと、トランスの2次側出力を受けるコイ
ルとを1つの鉄芯にまとめて巻目装着してもよい。The three separate pressures P m1 , P m2 ,
P a is the pressure mechanism so applied to the workpiece to be welded and overall may be designed from the standpoint of which a simple and reliable operation is small and light. In particular, in the electromagnet, a coil receiving a primary input of the transformer and a coil receiving a secondary output of the transformer may be collectively mounted on one iron core and wound.
【0188】 電磁石のコイルへの通電は、トランス
の1次側印加電圧200Vを直接第1のコイルに、溶接
トランスの2次側出力をそのまま第2のコイルに加えて
もよい。For energizing the coil of the electromagnet, the primary-side applied voltage of 200 V of the transformer may be directly applied to the first coil, and the secondary output of the welding transformer may be applied to the second coil as it is.
【0189】 本発明は本文中でも説明したがスポッ
ト溶接としてだけではなく、スポット蝋付けや接合部材
間にセラミック,接着剤,触媒等の反応性の材料を混在
させた特殊溶接にも利用できる。またスポット溶接は溶
接機を用いて行うという概念が普通であるが、本発明の
スポット溶接とは、容器の蓋を気密に溶接するなど従来
のアーク溶接,蝋付け溶接,ガス溶接等の技術も含む広
い概念のスポット溶接技術である。Although the present invention has been described in the text, it can be applied not only to spot welding but also to spot brazing and special welding in which reactive materials such as ceramics, adhesives, and catalysts are mixed between joining members. Although the concept of spot welding is generally performed using a welding machine, the spot welding of the present invention includes conventional techniques such as arc welding, brazing welding, and gas welding, such as airtight welding of a container lid. This is a broad concept spot welding technology.
【0190】[0190]
【発明の効果】以上のようにこの発明(請求項1記載の
もの)に係るスポット溶接装置によれば、スポット溶接
における溶着過程の監視を、上下のスポット溶接電極の
圧接力及び溶接電流をモニタすることにより行うととも
に、スポット溶接電極の圧接力及び溶接電流をコンピュ
ータにより制御するようにし、つまり該コンピュータで
は、溶接状態に影響を及ぼす、被溶接部材の材質,表面
状況,厚さを含む種々の溶接条件が具体的に設定された
場合における、最良の溶接を行うための圧接力の最適変
化特性及び溶接電流の、通電時間を含む最適変化特性を
それぞれの場合について記憶装置に格納しておき、溶接
時作業者により入力された上記溶接条件の具体的な設定
データに基づいて、その場合の最適変化特性を圧接力及
び溶接電流について記憶装置から読み出し、上記モニタ
している圧接力及び溶接電流の一方あるいは両方の変化
が上記記憶装置から読み出されたこれらの最適変化特性
と一致するよう上記被溶接部材の圧接力及び溶接電流を
制御するようにしたので、被溶接部材の種類,厚みや表
面状態等に応じて最適の溶接を行うことができ、しか
も、溶着部分の形成過程において異常が発生した場合に
は、上記圧接力や溶接電流をそれぞれの変化が正常時の
変化特性と一致するよう修正することができる効果があ
る。As described above, according to the spot welding apparatus according to the present invention (the first aspect of the present invention), the welding process in spot welding is monitored, the press-contact forces of the upper and lower spot welding electrodes and the welding current are monitored. In addition, the welding force and the welding current of the spot welding electrode are controlled by a computer, that is, the computer controls various conditions including the material, surface condition, and thickness of the member to be welded, which affect the welding state. When the welding conditions are specifically set, the optimum change characteristics of the press-contact force for performing the best welding and the optimum change characteristics including the welding time of the welding current are stored in the storage device for each case, Based on the specific setting data of the welding conditions input by the welding worker, the optimum change characteristics in that case are determined for the welding force and welding current. The welding force and the welding current of the member to be welded are read from the storage device so that a change in one or both of the monitored welding force and the welding current coincides with these optimum change characteristics read from the storage device. Since the welding is controlled, the optimum welding can be performed according to the type, thickness, surface condition, and the like of the member to be welded. There is an effect that the welding current can be corrected so that each change matches the change characteristic at the time of normal.
【0191】また上記コンピュータを、上記圧接力や溶
接電極の制御のみでは溶着部分の形成異常を修復できな
い場合は、例えば、被溶接部材が水平面から傾いてい
て、溶接電極の加圧が被溶接部材に対して垂直加圧とな
っていない状態や溶接電極の先端が偏って磨耗した状態
で溶接を行っている場合は、ラインを停止して作業者に
知らせるようプログラムすることにより、製品の歩留り
を向上することができる効果がある。If the computer cannot correct the abnormal formation of the welded portion only by controlling the pressing force or the welding electrode, for example, the member to be welded is inclined from a horizontal plane, and the pressure of the welding electrode is reduced. If welding is performed in a state where vertical pressure is not applied to the welding or when the tip of the welding electrode is unevenly worn, stop the line and program the operator to inform the operator, thereby increasing the product yield. There is an effect that can be improved.
【0192】また上記スポット溶接装置において、上記
電極支持機構は、装置本体側に固定された、先端に固定
側溶接電極を有する固定アームと、後端部を回動支点と
して、中央部位を回動力点として上記固定アームと対向
するよう支持され、先端側に溶接電極を有する可動アー
ムとを有する構成となっており、上記アクチュエータ装
置は、上記可動アームの持上げ及び引下げを行う空圧あ
るいは油圧シリンダまたはソレノイドとしたので、溶接
電極による被溶接部材の圧接点(作用点)から可動アー
ムの回動支点までの距離を該可動アームの長さいっぱい
に大きくとることができ、被溶接部材の種類や溶接部位
によって溶着部分の厚みが標準の厚みに対して変動して
も、溶接電極の軸線方向の、被溶接部材の圧接面の法線
方向からのずれは小さく、常に溶接電極による被溶接部
材の圧接を、被溶接部材の圧接面に対して垂直方向に近
い角度で行うことができる効果がある。[0192] In the above spot welding system, the
Electrode support mechanism is fixed to the end of the device, fixed to the main unit side
A fixed arm having a side welding electrode, and a rear end portion serving as a pivot point
And facing the fixed arm with the central part as the turning point
Movable arm with a welding electrode on the tip side
And the actuator device described above.
The pneumatic system is used to raise and lower the movable arm.
Or a hydraulic cylinder or solenoid, so that the distance from the pressure contact point (working point) of the member to be welded by the welding electrode to the pivot point of the movable arm can be increased to the full length of the movable arm. Even if the thickness of the welded part fluctuates from the standard thickness depending on the type of the member and the welded part, the deviation of the axial direction of the welding electrode from the normal direction of the pressure contact surface of the welded member is small, There is an effect that the pressure welding of the member to be welded can be performed at an angle close to the perpendicular direction to the pressure contact surface of the member to be welded.
【0193】しかも可動アームの回動力点より先端側の
部位を引き寄せる電磁石を備え、上記溶接電極の圧接力
を上記可動アームの弾性変形により発生させるようにし
たので、電磁力による溶接電極の圧接力の発生機構を電
磁石のみで簡単に実現することができる効果がある。ま
た上記電磁石の駆動電流を上記モニタしている溶接電
流,圧接力の変化がそれぞれ上記特性読出手段からの最
適変化特性に一致するよう制御して、上記スポット溶着
部分の形成を行うようにしたので、被溶接部材の厚みや
材質等が異なっても、それぞれ場合に最適変化特性の圧
接力と、通電時間やパルセーションのタイミングを含む
最適な変化特性の溶接電流とによりスポット溶接を行う
ことができ、また溶接中に多少の異常が発生してもこれ
を自動で修復することができる効果がある。 [0193] Moreover, the tip of the movable arm
Equipped with an electromagnet that draws the part, the welding force of the welding electrode
Is generated by the elastic deformation of the movable arm.
Therefore, the mechanism of generating the welding pressure of the welding electrode by electromagnetic force
There is an effect that can be easily realized only by the magnet. Ma
The welding current monitoring the drive current of the electromagnet.
The change in the flow and the pressure
The spot welding is performed by controlling to match the appropriate change characteristics.
Because the part is formed, the thickness of the member to be welded and
Even if the material is different, the pressure of the optimum change characteristic
Including contact force, energizing time and pulsation timing
Perform spot welding with the optimum change characteristics of welding current
This can be done even if some abnormalities occur during welding.
There is an effect that can be automatically repaired.
【0194】[0194]
【0195】[0195]
【0196】[0196]
【0197】この発明(請求項2記載のもの)によれ
ば、上記スポット溶接装置において、上記可動アーム後
端部にバネ部材を取付けるとともに、その電磁力により
該バネ部材を弾性変形させる電磁石を該バネ部材の近傍
に配置し、該バネ部材の弾性変形力により上記可動アー
ム後端部を押圧してその先端側の溶接電極を被溶接部材
に圧接するようにしたので、電磁加圧力を可動アームの
回動を伴うことなく発生することができ、応答性や作業
性を向上することができる。またこの場合電磁振動は可
動アームにのみ印加され、装置本体には印加されないの
で、装置本体の剛体設計を簡単にすることができる効果
がある。According to the invention (claim 2 ), in the spot welding apparatus, a spring member is attached to the rear end of the movable arm, and the electromagnet for elastically deforming the spring member by its electromagnetic force is provided. The movable arm is disposed in the vicinity of the spring member, and the rear end of the movable arm is pressed by the elastic deformation force of the spring member to press the welding electrode on the distal end side against the member to be welded. This can be generated without the rotation of, and responsiveness and workability can be improved. Also, in this case, the electromagnetic vibration is applied only to the movable arm and not to the apparatus main body, so that there is an effect that the rigid design of the apparatus main body can be simplified.
【0198】この発明(請求項3記載のもの)によれ
ば、上記スポット溶接装置において、上記空圧あついは
油圧シリンダまたはソレノイドの加圧力により上記可動
アームあるいはバネ部材をさらに変形させて、上記電磁
力による振動圧接力にシリンダの空圧あるいは油圧また
はソレノイドの電磁力による一定圧接力を重畳するよう
にしたので、圧接力は一定値以下とはならず、このため
圧接力がきわめて小さい場合の、溶接電流と圧接力との
同期ずれによる過剰発熱を回避することができ、溶接電
極や被溶接部材の破損を防止することができる効果があ
る。According to the invention (claim 3 ), in the spot welding apparatus, the movable arm or the spring member is further deformed by the pressure of the pneumatic or hydraulic cylinder or the solenoid, and The constant pressure contact force due to the pneumatic or hydraulic pressure of the cylinder or the electromagnetic force of the solenoid is superimposed on the vibration pressure contact force due to the force, so the pressure contact force does not become less than a certain value, so when the pressure contact force is extremely small, Excessive heat generation due to the synchronization deviation between the welding current and the press contact force can be avoided, and there is an effect that damage to the welding electrode and the member to be welded can be prevented.
【0199】[0199]
【0200】[0200]
【0201】またこの発明(請求項4記載のもの)によ
れば、上記スポット溶接装置において、上記電磁石の駆
動電流を、溶接電流の制御とは無関係な溶接トランスの
1次側から電圧調整可能な調整器を介して電磁コイルに
供給し、上記電磁石により被溶接部材に適当な加圧を加
えるようにしたので、溶接電流の被溶接部材への印加タ
イミングとは独立して圧接力の制御を行うことができる
効果がある。According to the invention (claim 4 ), in the spot welding apparatus, the drive current of the electromagnet can be adjusted from the primary side of the welding transformer independent of the control of the welding current. Since the pressure is supplied to the electromagnetic coil via the adjuster and the electromagnet applies an appropriate pressure to the member to be welded, the welding force is controlled independently of the timing of applying the welding current to the member to be welded. There is an effect that can be.
【0202】さらにこの発明(請求項5記載のもの)に
よれば、上記スポット溶接装置において、上記電磁石
を、第1及び第2の電磁コイルを鉄芯に装着し、第1の
電磁コイルを上記溶接トランスの1次側に電圧調整可能
な調整器を介して接続し、第2の電磁コイルを溶接トラ
ンスの2次側に接続した構成とし、上記溶接トランスの
1次側への印加電圧及び該溶接トランスの2次側出力を
それぞれの極性を打ち消さないよう重畳して上記第1及
び第2の電磁コイルに入力し、溶接電流の溶接中、被溶
接部材の加圧を、溶接電流と同期させてかつ上記量コイ
ルによる電磁力を合成して行うようにしたので、さらに
多様な圧接力の制御が可能となる。Further, according to the invention (claim 5 ), in the spot welding apparatus, the electromagnet is mounted on the iron core with the first and second electromagnetic coils, and the first electromagnetic coil is mounted on the iron core. The first transformer is connected to the primary side of the welding transformer via a voltage-adjustable regulator, and the second electromagnetic coil is connected to the secondary side of the welding transformer. The secondary output of the welding transformer is superimposed so as not to negate the respective polarities and input to the first and second electromagnetic coils. During welding of the welding current, the pressurization of the member to be welded is synchronized with the welding current. In addition, since the electromagnetic force generated by the above-described quantity coil is synthesized, the pressure contact force can be controlled in various ways.
【0203】またこの発明(請求項6記載のもの)によ
れば、上記スポット溶接装置において、上記電磁石とし
て交流用の電磁石を用い、交流の溶接電流が零となった
時は該電磁石による加圧力が零に近くなり、交流の溶接
電流が最大となった時は該電磁石による加圧力が最大と
なるようにして、溶接電流による抵抗加熱が被溶接部材
を流れる電流と被溶接部材の接触抵抗との関係から最適
となるようにしたので、ジュール熱,つまりI2 Rの熱
効果が最良となり、しかも一定の溶接機入力で最大溶接
効果を追求することができる効果がある。According to the present invention (claim 6 ), in the spot welding apparatus, an AC electromagnet is used as the electromagnet, and when the AC welding current becomes zero, the pressing force by the electromagnet is used. Is close to zero, and when the AC welding current is maximized, the pressing force by the electromagnet is maximized, and the resistance heating by the welding current causes the current flowing through the workpiece to be welded and the contact resistance of the workpiece to be welded. , The Joule heat, that is, the thermal effect of I 2 R is the best, and the maximum welding effect can be pursued with a constant welding machine input.
【0204】[0204]
【0205】[0205]
【図1】この発明の一実施例によるスポット溶接装置を
説明するための概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】上記スポット溶接装置に搭載したコンピュータ
を説明するためのブロック構成図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a computer mounted on the spot welding apparatus.
【図3】この発明の第2の実施例によるスポット溶接装
置を説明するための概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining a spot welding apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図4】この発明の第3の実施例によるスポット溶接装
置を説明するための図である。FIG. 4 is a view for explaining a spot welding apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図5】従来のスポット溶接装置を説明するための概略
構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional spot welding apparatus.
【図6】従来のロボット溶接装置に搭載されているロボ
ットハンドの構造を説明するための図である。FIG. 6 is a view for explaining the structure of a robot hand mounted on a conventional robot welding apparatus.
【図7】その他の従来のロボットハンドの構造を説明す
るための図である。FIG. 7 is a view for explaining the structure of another conventional robot hand.
【図8】上記ロボットハンドにおける溶接電極の加圧制
御を説明するための波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram for explaining pressurization control of a welding electrode in the robot hand.
【図9】上記ロボットハンドにおける溶接電極の加圧制
御を説明するための概略構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration for explaining pressurization control of a welding electrode in the robot hand.
【図10】上記図5のロボットハンドにおける溶接電極
の具体的な加圧機構を示す図である。FIG. 10 is a view showing a specific pressing mechanism of a welding electrode in the robot hand of FIG. 5;
【図11】上記図5のロボットハンドにおける溶接電極
の他の具体的な加圧機構を示す図である。FIG. 11 is a view showing another specific pressing mechanism of the welding electrode in the robot hand of FIG. 5;
【図12】スポット溶接におけるナゲットの形成過程を
示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a process of forming a nugget in spot welding.
【図13】スポット溶接における溶接不良の形態を示す
図である。FIG. 13 is a diagram showing a form of welding failure in spot welding.
【図14】各溶接不良形態における溶接電極,圧接力の
変化及び溶接電極の位置変化を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a change in the welding electrode, the pressure contact force, and a change in the position of the welding electrode in each welding failure mode.
【図15】薄肉パイプの端面に蓋部材をスポット溶接す
る場合の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a case where a lid member is spot-welded to an end surface of a thin pipe.
【図16】親パイプに枝パイプをスポット溶接する場合
の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a case where a branch pipe is spot-welded to a parent pipe.
【図17】薄肉パイプの端面を平板にスポット溶接する
場合の説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of a case where the end face of a thin pipe is spot-welded to a flat plate.
【図18】その他の溶接形態を説明するための図であ
り、図18(a) は薄肉パイプの突き合わせ溶接する場合
の説明図、図18(b) はU字パイプの両端面にそれぞれ
パイプを同時に溶接する場合の説明図、図18(c) は2
つの棒状被溶接部材間に粉粒状金属,セラミック,触媒
等を挟んで溶接する場合の説明図、さらに図18(d),
(e) は平板同士を接着材等を介在させたまま溶接する場
合の溶接前及び溶接後の断面図である。18 (a) and 18 (b) are views for explaining other welding modes, wherein FIG. 18 (a) is an explanatory view of butt welding of a thin pipe, and FIG. 18 (b) is a pipe attached to both end faces of a U-shaped pipe. FIG. 18 (c) is an explanatory view of simultaneous welding, and FIG.
FIG. 18 (d) is an explanatory view of a case in which powdery or granular metal, ceramic, a catalyst, etc. are sandwiched between two rod-shaped members to be welded, and FIG.
(e) is a sectional view before and after welding when flat plates are welded with an adhesive or the like interposed therebetween.
【図19】空圧シリンダのエアー加圧力と、溶接トラン
スの1次側入力及び2次側出力による電磁加圧力とを重
畳した総合加圧力の波形の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a waveform of a total pressing force in which an air pressing force of a pneumatic cylinder and an electromagnetic pressing force by a primary input and a secondary output of a welding transformer are superimposed.
1a 可動側溶接電極 1b 固定側溶接電極 2 溶接トランス 3 空圧シリンダ 3a シリンダロッド 10 固定アーム 11 固定側電極ホルダ 12 固定側フレーム 20 可動アーム 21 可動側電極ホルダ 22 可動側フレーム 100 スポット溶接装置 110 コンピュータ 110a CPU 110b 記憶装置 110c 溶接データ表示装置 110d データ入力装置 120 電源装置 121 電流計測器(電流モニタ装置) 150 圧電素子(圧接力モニタ装置) 160 高さ位置調整装置 170 電磁加圧機構 180 連結機構 A 被溶接部材 Fsc シーケンス制御機能 Mc エアーシリンダ制御手段 Mio 入出力データ処理手段 Mgm ギャップ調整モータ制御手段 Mma 圧接力制御手段 Msm 後方支点調整モータ制御手段 Mps 溶接電流制御手段 Mcr 特性読出手段 Reference Signs List 1a movable side welding electrode 1b fixed side welding electrode 2 welding transformer 3 pneumatic cylinder 3a cylinder rod 10 fixed arm 11 fixed side electrode holder 12 fixed side frame 20 movable arm 21 movable side electrode holder 22 movable side frame 100 spot welding device 110 computer 110a CPU 110b Storage device 110c Welding data display device 110d Data input device 120 Power supply device 121 Current measuring device (current monitoring device) 150 Piezoelectric element (pressure contact force monitoring device) 160 Height adjusting device 170 Electromagnetic pressing mechanism 180 Coupling mechanism A Member to be welded Fsc Sequence control function Mc Air cylinder control means Mio Input / output data processing means Mgm Gap adjustment motor control means Mma Pressure contact force control means Msm Rear fulcrum adjustment motor control means Mps Welding current control means Mcr Characteristics Detecting means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B23K 11/16 B23K 11/16 11/25 11/25 510 510 G01B 7/16 G01L 1/16 G01L 1/16 G05B 13/02 J G05B 13/02 G05F 1/00 G05F 1/00 G01B 7/18 Z (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 11/24 B23K 11/00 B23K 11/11 B23K 11/16 B23K 11/25 G01B 7/16 G01L 1/16 G05B 13/02 G05F 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI B23K 11/16 B23K 11/16 11/25 11/25 510 510 G01B 7/16 G01L 1/16 G01L 1/16 G05B 13/02 J G05B 13/02 G05F 1/00 G05F 1/00 G01B 7/18 Z (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 11/24 B23K 11/00 B23K 11/11 B23K 11/16 B23K 11/25 G01B 7/16 G01L 1/16 G05B 13/02 G05F 1/00
Claims (6)
一対の溶接電極と、該両溶接電極を近接,離反可能に支
持する電極支持機構と、該電極支持機構を駆動して上記
両溶接電極による被溶接部材の挟持,開放を行うアクチ
ュエータ装置と、上記溶接電極に溶接電流を供給する電
源装置とを有するとともに、上記アクチュエータ装置及
び電源装置を制御するコンピュータとを有し、上記被溶
接部材の溶接電極による圧接部分を抵抗加熱してスポッ
ト溶着するスポット溶接装置において、 上記圧接部分の溶着過程を監視するための装置として、
上記溶接電極による被溶接部材の圧接力をモニタする圧
接力モニタ装置と、上記溶接電極に印加する溶接電流を
モニタする電流モニタ装置とを有しており、 上記コンピュータは、溶接状態に影響を及ぼす被溶接部
材の材質,表面状況,厚さを含む種々の溶接条件が具体
的に設定された場合における、最良の溶接を行うための
圧接力の変化特性及び溶接電流の、通電時間を含む変化
特性を、それぞれの場合について記憶する記憶装置と、 外部より入力された上記溶接条件の具体的な設定データ
に基づいて、その場合における圧接力の最適変化特性及
び溶接電流の、通電時間を含む最適変化特性を記憶装置
から読み出す特性読出手段と、 上記圧接力モニタ信号を受け、上記溶接電極による圧接
力の変化がその場合の最適変化特性と一致するよう上記
アクチュエータ装置を制御する圧接力制御手段と、 上記溶接電流モニタ信号を受け、上記溶接電流の変化が
その場合の通電時間を含む最適変化特性と一致するよう
上記電源装置を制御する溶接電流制御手段とを有する構
成となっており、 上記電極支持機構は、装置本体側に固定された、先端に
固定側溶接電極を有する固定アームと、後端部を回動支
点として、中央部位を回動力点として上記固定アームと
対向するよう支持され、先端側に溶接電極を有する可動
アームとを有する構成となっており、 上記アクチュエータ装置は、上記可動アームの持上げ及
び引下げを行う空圧あ るいは油圧シリンダ、またはソレ
ノイドであり、 上記可動アームの回動力点より先端側の部位を引き寄せ
る電磁石を備え、上記溶接電極の加圧力を上記可動アー
ムの弾性変形により発生させるようにし、 上記スポット溶着部分の形成は、上記電磁石の駆動電流
を、上記モニタしている圧接力及び溶接電極の一方ある
いは両方の変化がそれぞれ上記特性読出手段からの圧接
力の最適変化特性,溶接電流の、通電時間を含む最適変
化特性と一致するよう制御して行う ことを特徴とするス
ポット溶接装置。A pair of welding electrodes for applying a welding current to a member to be welded; an electrode support mechanism for supporting the two welding electrodes so as to be able to approach and separate from each other; An actuator device for clamping and releasing the member to be welded by the electrode, a power supply device for supplying a welding current to the welding electrode, and a computer for controlling the actuator device and the power supply device; In a spot welding apparatus for performing spot welding by resistance heating of a welded portion by a welding electrode, as a device for monitoring a welding process of the welded portion,
A welding force monitoring device that monitors a welding force of the member to be welded by the welding electrode; and a current monitoring device that monitors a welding current applied to the welding electrode. When various welding conditions including the material, surface condition, and thickness of the member to be welded are specifically set, the change characteristics of the press-contact force and the change characteristics of the welding current, including the energization time, for performing the best welding. And a storage device for storing in each case, based on the specific setting data of the welding conditions input from the outside, the optimum change characteristics of the welding force in that case and the optimum change of the welding current including the energizing time. A characteristic reading means for reading characteristics from a storage device, and receiving the pressure contact force monitor signal so that a change in the pressure contact force by the welding electrode coincides with an optimum change characteristic in that case. Pressing force control means for controlling the actuator device; welding current control means for receiving the welding current monitor signal and controlling the power supply device such that a change in the welding current matches an optimum change characteristic including a current supply time in that case. structure with a door
Has a formation, the electrode support mechanism is fixed to the apparatus main body, the tip
A fixed arm with a fixed-side welding electrode and a rear end pivotally supported
As a point, the central part is a turning power point and the above fixed arm
Movable with a welding electrode on the tip side, supported opposite
Arm, and the actuator device lifts and moves the movable arm.
Sora圧A Rui to fine cuts are hydraulic cylinders or,
It is a solenoid that draws a part on the tip side from the turning point of the movable arm.
An electromagnet for controlling the welding force of the welding electrode.
The spot welding portion is formed by the elastic current of the electromagnet.
Is one of the pressing force and the welding electrode monitored above.
Or both changes are caused by pressure welding from the characteristic reading means.
Optimum change characteristics of welding force and welding current
A spot welding apparatus characterized in that the spot welding apparatus is controlled so as to coincide with the welding characteristics.
て、上記可動アーム後端部に取付けられたバネ部材と、該バ
ネ部材を弾性変形させる電磁石とを有し、上記バネ部材
の弾性変形力により上記可動アーム後端部を押圧してそ
の先端側の溶接電極を被溶接部材に圧接する押圧機構を
備え、 上記スポット溶着部分の形成は、上記電磁石の駆動電流
を、上記モニタしている圧接力及び溶接電流の一方ある
いは両方の変化がそれぞれ上記特性読出手段からの圧接
力,溶接電流の、通電時間を含む最適変化特性と一致す
るよう制御して行う ことを特徴とするスポット溶接装
置。2. A spot welding apparatus according to claim 1, wherein said spring member is attached to a rear end of said movable arm.
An electromagnet for elastically deforming the spring member;
The rear end of the movable arm is pressed by the elastic deformation force of
Pressing mechanism that presses the welding electrode on the tip side of
The formation of the spot welded portion includes a drive current of the electromagnet.
Is one of the welding pressure and the welding current monitored above.
Or both changes are caused by pressure welding from the characteristic reading means.
Consistent with the optimal change characteristics of force and welding current including the energizing time
Spot welding apparatus characterized by performing such control in such a manner.
において、上記空圧あるいは油圧シリンダまたはソレノイドの加圧
力により上記可動アームあるいはバネ部材をさらに変形
させて、上記電磁石による振動圧接力にシリンダの空圧
あるいは油圧またはソレノイドの電磁力による一定圧接
力を重畳するようにした ことを特徴とするスポット溶接
装置。3. A spot welding apparatus according to claim 1 or 2, wherein the pressure of the pneumatic or hydraulic cylinder or a solenoid
The movable arm or spring member is further deformed by force
Then, the vibration pressure of the electromagnet
Or constant pressure welding by hydraulic or solenoid electromagnetic force
A spot welding apparatus characterized in that a force is superimposed .
において、1次側が溶接電流制御とは無関係の通常電源に接続さ
れ、2次側に溶接電流を出力する溶接トランスと、上記
溶接電流制御手段からの制御信号に基づいて上記溶接ト
ランスの2次側出力を制御する電源回路とからなる電源
装置を備え、 上記電磁石を、上記溶接トランスの1次側を電圧調整可
能な調整器を介してその電磁コイルに接続した直流又は
交流用の電磁石とし、 溶接開始直前に上記溶接トランスの1次側への印加電圧
を上記調整器により制御して上記電磁石に入力し、被溶
接部材に適当な加圧力を加えるようにした ことを特徴と
するスポット溶接装置。4. A spot welding apparatus according to claim 1 or 2, wherein, of the connection independent of the normal power supply to the primary side welding current control
A welding transformer that outputs welding current to the secondary side,
Based on the control signal from the welding current control means, the welding torque
A power supply circuit for controlling a secondary output of the lance
Device, the voltage of the electromagnet can be adjusted on the primary side of the welding transformer
DC connected to the electromagnetic coil through a functional regulator or
An electromagnet for alternating current and the voltage applied to the primary side of the welding transformer immediately before the start of welding
Is input to the electromagnet by controlling the
A spot welding apparatus wherein an appropriate pressing force is applied to a contact member .
て、上記電磁石を、 上記溶接トランスの1次側に電圧調整可能な調整器を介
して接続された第1の電磁コイルと、上記溶接トランス
の2次側に接続された第2の電磁コイルとを1つの鉄芯
に装着した直流または交流用の電磁石とし、 上記溶接トランスの1次側への印加電圧及び該溶接トラ
ンスの2次側出力をそれぞれの極性を打ち消さないよう
重畳して上記第1及び第2の電磁コイルに入力し、溶接
電流の通電中、被溶接部材の加圧を、溶接電流と同期さ
せてかつ上記両コイルによる電磁力を合成して行うよう
にした ことを特徴とするスポット溶接装置。5. The spot welding apparatus according to claim 4, wherein the electromagnet is connected to a primary side of the welding transformer via a regulator capable of adjusting a voltage.
A first electromagnetic coil connected by
And a second electromagnetic coil connected to the secondary side of the
A DC or AC electromagnet mounted on the welding transformer, the voltage applied to the primary side of the welding transformer and the welding transformer
Do not cancel each polarity of the secondary output of the
Superimposed and input to the first and second electromagnetic coils, welding
During energization of current, pressurization of the workpiece is synchronized with the welding current.
And combine the electromagnetic force of the two coils.
Spot welding apparatus is characterized in that the.
て、上記電磁石として交流用の電磁石を用い、交流の溶接電
流が零となった時は該電磁石による加圧力が零に近くな
り、交流の溶接電流が最大となった時は該電磁石による
加圧力が最大となるようにして、溶接電流による抵抗加
熱が被溶接部材を流れる電流と被溶接部材の接触抵抗と
の関係から最適となるようにした ことを特徴とするスポ
ット溶接装置。6. The spot welding apparatus according to claim 5 , wherein an AC electromagnet is used as said electromagnet.
When the flow becomes zero, the pressing force by the electromagnet is close to zero.
When the AC welding current is maximized,
Set the applied pressure to the maximum, and
The heat flowing through the workpiece and the contact resistance of the workpiece
Spot welding equipment characterized in that it is optimized from the relationship of
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12968492A JP3236662B2 (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Spot welding equipment |
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