JPH0648967U - スタッド溶接機の制御装置 - Google Patents
スタッド溶接機の制御装置Info
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- JPH0648967U JPH0648967U JP050287U JP5028792U JPH0648967U JP H0648967 U JPH0648967 U JP H0648967U JP 050287 U JP050287 U JP 050287U JP 5028792 U JP5028792 U JP 5028792U JP H0648967 U JPH0648967 U JP H0648967U
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- welding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/20—Stud welding
- B23K9/205—Means for determining, controlling or regulating the arc interval
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 リフト手段の消勢によるスタッドの降下時間
を適切にして溶接時間を一定に維持し、溶接品質を安定
させる。 【構成】 スタッド溶接機1は、コレット3と、リフト
コイル5を有する溶接ガン6と、電流を電源7から溶接
ガン6に供給し、スタッドを引き上げてパイロットアー
クとメインアークを形成すべくリフトコイル5を付勢
し、スタッドを母材に圧接するためリフトコイルを消勢
する制御装置8とを備え、制御装置は、スタッドが母材
に圧接したことを検出する電圧検出部9を有し、検出部
からの圧接信号を受取った後、電源から溶接ガンへの電
力の供給を停止する。制御装置には、リフトコイルの消
勢の時からスタッドが母材に接するまでの降下時間を測
定する測定部26と、降下時間の測定値のN回の平均値
を算出する算出部27とが設けられ、シーケンス制御部
11には、算出平均値を用いてリフトコイルの消勢のタ
イミングを調整する機能が与えられている。
を適切にして溶接時間を一定に維持し、溶接品質を安定
させる。 【構成】 スタッド溶接機1は、コレット3と、リフト
コイル5を有する溶接ガン6と、電流を電源7から溶接
ガン6に供給し、スタッドを引き上げてパイロットアー
クとメインアークを形成すべくリフトコイル5を付勢
し、スタッドを母材に圧接するためリフトコイルを消勢
する制御装置8とを備え、制御装置は、スタッドが母材
に圧接したことを検出する電圧検出部9を有し、検出部
からの圧接信号を受取った後、電源から溶接ガンへの電
力の供給を停止する。制御装置には、リフトコイルの消
勢の時からスタッドが母材に接するまでの降下時間を測
定する測定部26と、降下時間の測定値のN回の平均値
を算出する算出部27とが設けられ、シーケンス制御部
11には、算出平均値を用いてリフトコイルの消勢のタ
イミングを調整する機能が与えられている。
Description
【0001】
本考案は、スタッド溶接機に関し、特に、溶接ガンのコレットに保持されたス タッドを引き上げるリフト手段の付勢及び消勢を制御してスタッドを母材に圧接 するタイミングを適切に制御する装置に関する。
【0002】
先端にスタッドを保持するコレットとコレットに保持されたスタッドを母材か ら引き上げるリフト手段とを有する溶接ガンと、スタッドと母材の間に所定の電 力を供給するように溶接ガンに接続された電源と、電源と溶接ガンに接続され、 スタッドと母材との間に、パイロットアークとその後のメインアークとを形成す る電力を電源から溶接ガンに供給するように制御するとともに、スタッドを母材 に対して所定高さ引き上げてパイロットアークとその後のメインアークとを作る ように溶接ガンのリフト手段を付勢し、所定の時間後にスタッドを母材に圧接す るためリフト手段を消勢するように制御する制御装置とから成るスタッド溶接機 はよく知られており、このスタッド溶接機は車体等にスタッドを溶接するのによ く使用れている。
【0003】 かかるスタッド溶接機において、スタッドを母材に圧接するタイミングと溶接 機への電流の供給のタイミングとが適切に制御されないことがあった。電源には コンデンサ放電式電源と変圧器整流式電源が知られており、コンデンサ放電式電 源ではコンデンサの容量とインピーダンスとによって溶接ガンに供給される電力 の大きさと時間が定まり、スタッドが圧接するタイミングと溶接電流波形を同期 して調節することはできなかったし、変圧器整流式電源でも電力が変圧器の容量 とインピーダンスと整流用サイリスタの位相制御によって定まり、スタッドが圧 接するタイミングと溶接電流波形を同期して調節することはできなかった。よく 知られているように、コンデンサ放電式電源を用いたスタッド溶接機では、溶接 電流波形の頂点から下降した部分であって、その1/3程度の部分までのところ でスタッドを母材に圧接させるのが好ましい。また、変圧器整流式電源を用いた スタッド溶接機では、最後の溶接電流波形の頂点から下降した部分であって、そ の1/2程度の部分までのところで圧接させるのが好ましい。
【0004】 溶接ガンへ供給する溶接電流をスタッドの圧接のタイミングに合わせて制御す る制御装置を備えたスタッド溶接機について本出願人は既に提案した。このスタ ッド溶接機の制御装置では、スタッドと母材との間の電圧を検出してスタッドが 母材に圧接したことを示す信号を出力する検出手段が設けられ、該制御装置が、 前記検出手段からの圧接信号を受取った後、電源から溶接ガンへの電力の供給を 停止しており、これにより、スタッドを母材に圧接したことを確認した後に電流 が遮断されるので、圧接と電流の供給のタイミングのずれがなくなっている。
【0005】
しかし、かかる制御装置を備えたスタッド溶接機においても、リフト手段の付 勢及び消勢によるコレットの上下の際の機械的な抵抗の変化に伴って溶接時間が 変化したり、リフト手段によるリフト高さの調整の違いによって溶接時間が変化 したりして、溶接時間が変動し、溶接の品質が一定に維持できないという問題が 出てきた。
【0006】 従って、本考案の目的は、リフト手段の消勢によるスタッドの降下時間を適切 にして溶接時間を一定に維持し、溶接品質を安定させるスタッド溶接機を提供す ることにある。
【0007】
かかる目的を達成するため、本考案によれば、先端にスタッドを保持するコレ ットとコレットに保持されたスタッドを母材から引き上げるリフト手段とを有す る溶接ガンと、スタッドと母材の間に所定の電力を供給するように溶接ガンに接 続された電源と、電源と溶接ガンとに接続され、スタッドと母材との間に、パイ ロットアークとその後のメインアークとを形成する電力を電源から溶接ガンに供 給するように制御するとともに、スタッドを母材に対して所定高さ引き上げてパ イロットアークとその後のメインアークとを作るように溶接ガンのリフト手段を 付勢し、所定の時間後にスタッドを母材に圧接するためリフト手段を消勢するよ うに制御する制御装置とを備え、該制御装置には、スタッドと母材との間の電圧 を検出して、スタッドが母材に圧接したことを示す信号を出力する検出手段が設 けられ、該制御装置が、前記検出手段からの圧接信号を受取った後、電源から溶 接ガンへの電力の供給を停止するスタッド溶接機であって、前記制御装置には、 リフト手段の消勢の時からスタッドが母材に接するまでの降下時間を測定する手 段と、この測定時間値のN回の平均値を算出する手段と、この平均値を用いてリ フト手段の消勢のタイミングを調整する手段とが設けられたことを特徴とするス タッド溶接機が提供される。
【0008】
以下、本考案の実施例について、図面を参照しながら説明する。図1には、本 考案のスタッド溶接機の回路図が示されている。本考案に係るスタッド溶接機1 は、先端にスタッド2を保持するコレット3とコレット3に保持されたスタッド 2を母材4から引き上げるリフト手段としてのリフトコイル5とを有する溶接ガ ン6と、スタッド2と母材4の間に所定の電力を供給するように溶接ガンに接続 された電源7とを備えている。そして、制御装置8が電源7と溶接ガン6とに接 続されており、この制御装置8は、スタッド2と母材4との間に、パイロットア ークとその後のメインアークとを形成する電力を電源7から溶接ガンに供給する ように制御するとともに、スタッド2を母材4に対して所定高さ引き上げてパイ ロットアークとその後のメインアークとを作るように溶接ガン6のリフトコイル 5を付勢し、所定の時間後にスタッド2を母材4に圧接するためリフトコイル5 を消勢するように制御している。なお、スタッド溶接機1は、母材に接触させた スタッドに電圧を加えると同時にスタッドを引き上げ、母材とスタッドの溶接面 でアーク放電を起こし、溶接に適した温度状態に達した時点でスタッドを母材に 圧接するドローンアーク式のスタッド溶接機である。
【0009】 制御装置8には、スタッド2と母材4との間の電圧を検出して、スタッドが母 材に圧接したことを示す信号を出力する検出手段としての電圧検出部9が設けら れ、電源7から溶接ガン6に供給される溶接電流を検出する電流検出部10も設 けられている。これらの検出部9、10から出力される検出信号は、ドローンア ーク式のスタッド溶接に必要な一連の動作を制御するシーケンス制御部11に送 られる。なお、電源7は、チョッパ式高周波電源で成っており、PWM制御され ている。従って、電源7は常に一定の電圧を維持しつつ、その電流がパイロット アークとその後のメインアークを発生するのに適するように、シーケンス制御部 11によって制御される。すなわち、シーケンス制御部11に電流検出部10か らの出力が入力されており、これにより、パイロットアークの間は電流が小さく 制限され、メインアークのときは大電流が流れるように制御される。また、電圧 検出部9の出力は、スタッド2が母材4から離れているときと、スタッド2が母 材4に圧接したときを示しており、この検出信号はシーケンス制御部11に入力 されている。
【0010】 シーケンス制御部11の制御出力は、リフトコイル5を付勢したり消勢したり するリフトコイル制御部12に入力されており、リフトコイル制御部12は、リ フトコイル5を付勢して、溶接ガン6のコレット3を内蔵ばねのばね力に抗して 引き上げ、この引き上げによってスタッド2を母材4に対して所定高さ引き上げ てパイロットアークとその後のメインアークとを発生させ、その後、所定の時間 経過してスタッドの先端と母材部分とが溶融された後、スタッド2を母材4に圧 接するため、リフトコイル5を消勢し、この消勢によって、コレット3が内蔵ば ねのばね力によって降下する。
【0011】 かかる構成で成るスタッド溶接機1において、電源7からは、定電圧で且つ図 2の(A)の波形に示す大きさのパイロットアーク電流14及びメインアーク電 流15が順にスタッド2と母材4とに供給される。リフトコイル5はリフトコイ ル制御部12の制御によって、図2の波形(B)に示すように、パイロットアー クの開始時からメインアークによるスタッドと母材の溶融温度が所定値になるま で付勢される。しかし、実際のリフト動作は、図2の波形(C)に示すように、 引き上げの際には、コレット3に作用する抵抗等によって傾斜部分16に示すよ うに、スタッド2は徐々に母材4から所定の高さ引き上げられ、平坦部分17に 示すように、所定の時間所定の高さに引き上げられたままに維持される。メイン アークによるスタッドと母材の溶融温度が所定値になると、リフトコイル5は消 勢されるが、傾斜部分19に示すように、コレット3に作用する抵抗等によって スタッド2は徐々に降下する。この降下中にスタッド2を母材4に圧接すると、 スタッドの溶接部分も母材部分も適正に溶融しているので、その溶接が良好に行 われる。そして、スタッド2が母材4に圧接されると両部材間の電圧がゼロにな るので電圧検出部9はそのまま圧接信号を出力する。電圧検出部9からの圧接信 号を受取ると、シーケンス制御部11が、電源7に制御信号を送って電源7から の電流の供給を停止し、スタッド2が母材4に圧接したことを確認した後に電流 を遮断しており、これにより、圧接と電力の供給のタイミングのずれを確実に防 止している。
【0012】 ところが、リフトコイル5の消勢によるコレットの降下ひいてはスタッド2の 母材4への降下は、コレットのリフト動作部分のスライド抵抗の経時的な変化や 溶接ガン6のリフト長さ調整のずれ等によって、図2の(C)の破線で示す傾斜 部分20に示すように、傾斜部分19とは違ってしまうことがあった。このため 図2の(B)の21で示す降下時間が22で示す降下時間のように長くなり、図 2の(A)の溶接時間23が、溶接時間24にまで長くなって、溶接の品質を低 下させる惧れがあった。
【0013】 そこで、本考案においては、図1に示すように、制御装置8には、リフトコイ ル5の消勢の時からスタッド2が母材4に接するまでの降下時間を測定する降下 時間測定部26が設けられている。降下時間測定部26には、リフトコイル制御 部12からのリフトコイル付勢信号が入力され、また、他の入力はスタッド2と 母材4とに接続されて両部材が接するのを感知している。従って、降下時間測定 部26は、リフトコイル5が消勢されてからスタッド2が母材4に圧接するまで の時間すなわち降下時間を測定する。測定した降下時間は、制御装置8内に設け られた平均値算出部27に入力されている。この平均値算出部27は、例えば、 10回の測定値の平均をとるように演算する。またこの場合、一定の許容範囲を 定めてその範囲を越えた測定値については除外するようにしてもよい。更に、各 算出は、母材が変わる毎に行い、また、溶接の順番が変わるたびに行うようにす るとよい。本考案において、更に、平均値算出部27の出力すなわち平均降下時 間は、シーケンス制御部11に入力されており、シーケンス制御部11には、平 均値算出部27の平均値を用いて、リフトコイル5の消勢のタイミングを調整す る機能が付与されている。
【0014】 従って、シーケンス制御部11によって、平均値算出部27の平均降下時間値 からリフトコイル5の消勢のタイミングを調整する。調整後の消勢のタイミング はリフトコイル制御部12に送られ、リフトコイル制御部12は、溶接時間を一 定にするように、リフトコイル5を消勢する。これにより、溶接時間が一定に維 持される。
【0015】
本考案によれば、制御装置には、リフト手段の消勢の時からスタッドが母材に 接するまでの降下時間を測定する手段と、この測定時間値のN回の平均値を算出 する手段と、この平均値を用いてリフト手段の消勢のタイミングを調整する手段 とが設けられているので、溶接時間を一定に維持することが確保でき、これによ り、溶接品質を高く維持できる。
【図1】本考案に係るスタッド溶接機の回路図である。
【図2】溶接電流とリフトコイルの付勢とリフト動作と
の関係を示す説明図である。
の関係を示す説明図である。
1 スタッド溶接機 2 スタッド 3 コレット 4 母材 5 リフトコイル 6 溶接ガン 7 電源 8 制御装置 9 電圧検出部 10 電流検出部 11 シーケンス制御部 12 リフトコイル制御部 14 パイロットアーク放電電流 15 メインアーク放電電流 21、22 降下時間 26 降下時間測定部 27 平均値算出部
Claims (1)
- 【請求項1】 先端にスタッドを保持するコレットとコ
レットに保持されたスタッドを母材から引き上げるリフ
ト手段とを有する溶接ガンと、スタッドと母材の間に所
定の電力を供給するように溶接ガンに接続された電源
と、電源と溶接ガンとに接続され、スタッドと母材との
間に、パイロットアークとその後のメインアークとを形
成する電力を電源から溶接ガンに供給するように制御す
るとともに、スタッドを母材に対して所定高さ引き上げ
てパイロットアークとその後のメインアークとを作るよ
うに溶接ガンの前記リフト手段を付勢し、所定の時間後
にスタッドを母材に圧接するため前記リフト手段を消勢
するように制御する制御装置とを備え、該制御装置に
は、スタッドと母材との間の電圧を検出して、スタッド
が母材に圧接したことを示す信号を出力する検出手段が
設けられ、該制御装置が、前記検出手段からの圧接信号
を受取った後、電源から溶接ガンへの電力の供給を停止
するスタッド溶接機において、 前記制御装置には、前記リフト手段の消勢の時からスタ
ッドが母材に接するまでの降下時間を測定する手段と、
この測定時間値のN回の平均値を算出する手段と、この
平均値を用いて前記リフト手段の消勢のタイミングを調
整する手段とが設けられたことを特徴とするスタッド溶
接機。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1992050287U JP2596517Y2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | スタッド溶接機の制御装置 |
US08/091,837 US5317123A (en) | 1992-07-17 | 1993-07-13 | Controller for a stud welding machine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1992050287U JP2596517Y2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | スタッド溶接機の制御装置 |
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---|---|
JPH0648967U true JPH0648967U (ja) | 1994-07-05 |
JP2596517Y2 JP2596517Y2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
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Country Status (2)
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