JPH0760457A - 抵抗溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの厚さ等やシリンダの駆動速度等の溶
接条件が異なっても、それに合わせて各々対応すること
なく、両電極によってワークが適切に挟圧された直後か
ら自動的に溶接用電流を流すことができるようにする。 【構成】 ワークＷに対する両電極Ｅ，Ｅの挟圧力に対
応する挟圧力対応値を測定する挟圧力対応値測定手段Ａ
と、挟圧力対応値測定手段Ａによって測定された挟圧力
対応値が変動中か安定したかを判断する挟圧力対応値判
断手段Ｂと、挟圧力対応値判断手段Ｂによって前記挟圧
力対応値が安定したと判断されたタイミングである安定
化タイミングの直後から両電極Ｅ，Ｅ間に溶接用電流の
通電を行う電流通電手段Ｃとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークを２つの電極
によって挟圧し、かつその両電極間に電流を流してその
ワークの溶接を行う抵抗溶接機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２つの電極を有し、挟圧指令に基づいて
ワークがその両電極間に挟圧され、溶接電流が両電極間
に流されてワークの溶接が行う抵抗溶接機では、その両
電極間への通電は、ワークが両電極間に適切に安定的に
挟圧された安定化タイミングの直後から行われる必要が
ある。

【０００３】そのため、従来においては、その挟圧力が
安定するのを次のような定数と比較することによって行
っていた。すなわち、挟圧指令が入力される挟圧指令入
力タイミングから安定化タイミングまでの時間を実験的
に予め求めておき、その時間が経過した直後から通電す
ることがあった。また、ワークを両電極間に挟圧するた
めのシリンダの圧力が、ワークに対する挟圧力と直接的
な関連性があり、両電極間においてワークを挟圧する際
にその電極を支持する部材等に生じるひずみも、ワーク
に対する挟圧力と間接的に関連性があることから、ワー
クに対する挟圧力が安定する際にシリンダの圧力や上述
のひずみがどの値になるかを実験的に予め求めておき、
シリンダの圧力やそのひずみがその値に到達した直後か
ら通電する場合もあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、挟圧指
令が入力されてから安定的にワークを挟圧するまでの時
間や、安定的にワークを挟圧する際におけるシリンダの
圧力や上述のひずみは、ワークの厚さや材質等の溶接条
件によって異なる。そのため、種々のワークの溶接を行
う場合においては、それぞれの場合においてその時間や
シリンダ圧等の定数を求めておき、それぞれの場合にお
いてその定数をもとに溶接電流を通電し始める必要があ
り、非常に煩雑である。また、同一のワークであって
も、次のように、両電極の接近移動速度が異なり、挟圧
指令入力タイミングから安定化タイミングまでの時間が
異なる場合がある。例えば、シリンダ（エアシリンダ）
を駆動するためのエア供給装置に複数個のシリンダが接
続されている場合において、１つのシリンダのみを駆動
する場合と、多くのシリンダを同時に駆動する場合とで
は、そのシリンダの駆動速度が異なるのである。このた
め、その場合においては、挟圧指令入力タイミングから
の時間に基づいて安定化タイミングを判断するのは非常
に困難であり、安定化タイミングの直後から溶接電流を
通電を開始するのは困難である。

【０００５】そこで、請求項１に係る発明は、ワークの
厚さや材質等や両電極の接近移動速度等の溶接条件が異
なっても、それに合わせて通電開始タイミングについて
対応することなく、両電極によってワークが適切に挟圧
された直後から溶接用電流を自動的に流すことができる
抵抗溶接機を提供することを課題とする。

【０００６】また、請求項２に係る発明は、請求項１の
発明であって、異常が発生した否かを判断することがで
きる抵抗溶接機を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、請求項１に係る発明は、図１に模式的に示すよ
うに、入力される挟圧指令に基づいてワークＷを２つの
電極Ｅ，Ｅによって挟圧しかつ両電極Ｅ，Ｅ間に溶接用
電流を流してワークＷの溶接を行う抵抗溶接機であっ
て、ワークＷに対する両電極Ｅ，Ｅの挟圧力に対応する
挟圧力対応値を測定する挟圧力対応値測定手段Ａと、挟
圧力対応値測定手段Ａによって測定された挟圧力対応値
が変動中か安定したかを判断する挟圧力対応値判断手段
Ｂと、挟圧力対応値判断手段Ｂによって前記挟圧力対応
値が安定したと判断されたタイミングである安定化タイ
ミングの直後から両電極Ｅ，Ｅ間に前記溶接用電流の通
電を行う電流通電手段Ｃとを有することを特徴とする。
ここで、挟圧力対応値として次のような値が適用され
る。直接的に対応する値としては、ワークＷを両電極
Ｅ，Ｅによって挟圧する際のシリンダの内部の圧力が該
当する。また、間接的に対応する値としては、両電極
Ｅ，Ｅ間の距離や、両電極Ｅ，Ｅ間にワークＷを挟圧す
る際に、その電極Ｅを支持する部材等に生じるひずみ等
が該当する。なお、両電極間Ｅ，Ｅ間の距離は、両電極
Ｅ，Ｅが離れた状態から接近してワークＷを挟持するま
でのマクロ的な距離をいうのではなく、両電極間Ｅ，Ｅ
にワークＷを挟んでから所定の圧力で挟圧するまでの際
において微かに変動するミクロ的な距離をいう。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、同じく図１
に模式的に示すように、請求項１に記載の抵抗溶接機
に、前記挟圧指令が入力された挟圧指令入力タイミング
から挟圧力対応値判断手段Ｂによって前記挟圧力対応値
が安定したと判断されたタイミングである安定化タイミ
ングまでの時間である安定化時間が所定の時間範囲内か
否かを判断する安定化時間判断手段Ｌが付加されている
ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１に係る発明においては、挟圧力対応値
測定手段ＡによってワークＷに対する両電極Ｅ，Ｅの挟
圧力に対応する値である挟圧力対応値が測定され、挟圧
力対応値判断手段Ｂによってその挟圧力対応値が変動中
か安定したかを判断され、それが安定したと判断された
タイミングである安定化タイミングの直後から電流通電
手段Ｃによって両電極Ｅ，Ｅ間に溶接用電流が通電され
る。このため、ワークＷの厚さ等が異なっても両電極
Ｅ，Ｅによって適切に挟圧された直後から溶接用電流が
通電されることとなる。このため、ワークの厚さや材質
等や両電極Ｅ，Ｅの接近移動速度等の溶接条件が異なっ
ても、それに合わせて通電開始タイミングについて対応
する必要がなくなる。

【００１０】また、請求項２に係る発明においては、上
記作用に加え、安定化時間判断手段Ｌによって、挟圧指
令が入力された挟圧指令入力タイミングから安定化タイ
ミングまでの時間である安定化時間が所定の時間範囲内
か否かが判断される。ここで、所定の時間範囲として
は、装置が正常のときに生じる最短の時間と最長の時間
との間の時間範囲等をとっておくことが可能であり、異
常が発生すると、安定化時間が所定時間範囲内とはなら
なくなる。

【００１１】

【実施例】次に、請求項１の発明の内容を含む請求項２
の発明を具体化した実施例を図面に基づいて説明する。
図２及び図３に示すように、この抵抗溶接機は、本体部
１０に対して、横方向に張り出すように下側支持部２０
及び上側支持部３０が設けられている。下側支持部２０
には下側プラテン２２が固定され、上側支持部３０には
上側プラテン３２がシリンダ３１によって上下動可能に
設けられている。各プラテン２２，３２にはシャンク２
４，３４が設けられ、各シャンク２４，３４には電極２
６，３６（電極Ｅ，Ｅ）が設けられている。また、上側
支持部３０には変位センサ３８が設けられており、上側
プラテン３２の位置（変位）を始終認識するようにされ
ている。そして、シリンダ３１の駆動によって、上側プ
ラテン３２を下降させ、両電極２６，３６によってワー
クＷ，Ｗを挟圧し、電源回路４１（電流通電手段Ｃ）か
らの溶接用電流を両電極２６，３６間に流して両ワーク
Ｗ，Ｗの溶接がされるようにされている。上側プラテン
３２の変位は両電極２６，３６間の間隔に対応してお
り、上側の電極３６が上側のワークＷに接触してから両
電極２６，３６によってワークＷを挟圧するまでのミク
ロ的な両電極２６，３６間の距離の変動は、両電極２
６，３６によるワークＷ，Ｗの挟圧力の変動に対応して
いる。このため、上側プラテン３２のミクロ的な変位は
挟圧力対応値に該当するのである。そして、変位センサ
３８は挟圧力対応値測定手段Ａに該当するのである。

【００１２】本体部１０には、マイクロコンピュータ
（以下マイコンと称する）４０が設けられ、マイコン４
０には電源回路４１や変位センサ３８が接続されてい
る。また、マイコン４０には、溶接機の適所に設けられ
た起動スイッチ４２，キーボード４４，表示装置４６，
記録装置４７，異常信号出力装置４８（異常信号出力手
段Ｍ）も接続されている。

【００１３】そして、この溶接機では次のように制御さ
れる。図４及び図５に基づいて説明する。なお、図４に
示す上側プラテン３２（可動部）の変位の動きは従来例
で示したものと同じである。まず、起動スイッチ４２に
よってマイコン４０にオン信号（挟圧指令）が入力され
ると（そのタイミングを挟圧指令入力タイミングとす
る）、ステップＳ２でＹｅｓとされ、ステップＳ４でシ
リンダ３１が駆動されて加圧が開始される。すると、上
側プラテン３２は若干の遅れ時間を経過した後に急速に
下方へ移動する。その遅れ時間の時間待ちがステップＳ
５で行われる。上側プラテン３２は急速に下方へ移動し
た後、ワークＷ，Ｗに対する衝突によってバウンドしつ
つ（そのバウンドは徐々に小さくなる）、シリンダ３１
の内圧の上昇に伴って徐々に所定の位置に収束してい
く。そして、上側プラテン３２の位置が所定に位置に安
定すると（そのタイミングを安定化タイミングとす
る）、それ以後は両電極２６，３６によってワークＷ，
Ｗが適切に挟圧される。ステップＳ６を経て、ステップ
Ｓ８においては、上側プラテン３２の変位が安定したか
否か、すなわち上側プラテン３２の変位速度（変位を時
間的に微分して得る）がほとんどゼロか否かが判断され
る。加圧開始から安定化タイミングに至るまではステッ
プＳ８においてＮｏとされるが、安定化タイミング以降
はＹｅｓとなるのである。このステップＳ８が挟圧力対
応値判断手段Ｂに該当する。

【００１４】ステップＳ８においてＹｅｓとされてワー
クＷ，Ｗが両電極２６，３６によって適切に挟圧された
と判断されたら、ステップＳ１０を経て、ステップＳ１
２でマイコン４０から電源回路４１にオン信号が出力さ
れ、両電極２６，３６間に溶接用電流が流される。そし
て、ステップＳ１４で溶接が終了したと判断された後
に、ステップＳ１６で両電極２６，３６間の通電が終了
され、ステップＳ１８でシリンダ３１が上方へ駆動され
上側プラテン３２が上昇されて加圧が終了され、すべて
の溶接作業が終了されるのである。

【００１５】以上のように、この抵抗溶接機では、上側
プラテン３２の変位が安定したか（変位速度がほとんど
ゼロになったか）否かによってワークＷ，Ｗが適切に挟
圧されたかがわかる点に着目して、その安定化タイミン
グの直後から自動的に両電極２６，３６に溶接用電流を
通電するようにしている。すなわち、種々の溶接作業に
おいてワークＷ，Ｗの厚さやその他の溶接環境が異なっ
ても、上側プラテン３２の変位速度がほとんどゼロとな
るということと、両電極２６，３６によってワークＷ，
Ｗが適切に挟圧されたことは１対１に対応しているので
ある。このため、その安定化タイミングの直後から通電
するということは、ワークＷ，Ｗを適切に挟圧した後に
通電すること、及び、ワークＷ，Ｗを適切に挟圧した直
後に通電することの両要件を具備していることとなり、
ワークＷ，Ｗを適切に挟圧する以前から通電してしまう
ことが防止され、かつ、ワークＷ，Ｗを適切に挟圧した
後においてもしばらく非通電状態のままとしてその後に
通電するというような作業の非能率を防止することがで
きるのである。このように、この抵抗溶接機では、種々
のワークＷ，Ｗや溶接環境の下においても、自動的に適
切なタイミングで通電を開始することができ、適切な溶
接を作業能率を高く行うことができるのである。

【００１６】なお、ステップＳ１０において、挟圧指令
入力タイミングから安定化タイミングまでの安定化時間
（スクイズ時間）が所定の正常時間範囲か否かが判断さ
れる。すなわち、シリンダ３１等の何らかの故障によっ
て、スクイズ時間が異常に長かったり短かったりする場
合はこのステップＳ１０においてＮｏとされステップＳ
２０において異常信号出力装置４８から異常信号が出力
される。また、シリンダ３１等の故障によって上側プラ
テン３２が全く動かない場合にもステップＳ８でＹｅｓ
とされスクイズ時間が異常に短いような扱いがなされ、
異常信号が出力される。このステップＳ１０が安定化時
間判断手段Ｌに該当する。また、同じくシリンダ３１等
の故障によって変位速度が異常に速い場合には、ステッ
プＳ６でＹｅｓとされて、ステップＳ２２でシリンダ３
１が停止されて加圧が停止され、異常信号が出力され
る。このように、この抵抗溶接機では、起動スイッチ４
２によってオン信号を入力することによって自動的に所
定の適切なタイミングから通電を開始するようにされて
いるが、その自動化の際の故障等をバックアップするよ
うにされているのである。

【００１７】なお、その際のスクイズ時間の正常時間範
囲を指定するのは次のようにされている。すなわち、溶
接作業の際のスクイズ時間が表示装置４６で表示された
り記録装置４７に記録されるようにされている。このた
め、各溶接作業におけるスクイズ時間のデータが得られ
ることとなる。そして、多数のデータのもとに正常時間
範囲の値ををキーボード４４から入力できるようにされ
ている。また、同様に、変位速度も表示装置４６で表示
されたり記録装置４７で記録されるようにされており、
そのデータをもとにステップＳ６における変位速度の判
断の基準となる許容最大速度もキーボード４４から入力
されるようにされている。

【００１８】なお、以上はあくまで実施例に過ぎず、本
発明は他の態様でも実施することができる。たとえば、
挟圧力に対応する挟圧力対応値としては、シリンダ３１
の圧力を用いてもよい。すなわち、両電極２６，３６に
よってワークＷ，Ｗを挟圧する挟圧力とシリンダ３１の
圧力とは直接的な関連性があるからである。また、上側
支持部３０にひずみセンサを取り付けておいて、そのひ
ずみを挟圧力対応値としてもよい。ワークＷ，Ｗを挟圧
しようとしてシリンダ３１の圧力が増加していくと、そ
れにともなって上側支持部３１が上方へひずむことか
ら、そのひずみと挟圧力とは間接的に関連性があるから
である。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る発明
によれば、ワークの厚さや材質等の溶接条件が異なって
もワークが両電極によって適切に挟圧された直後から自
動的に溶接用電流が通電される。このため、挟圧指令入
力タイミングからの経過時間等、ワークを適切に挟圧し
たか否かを判断するための定数を、ワークの厚さやシリ
ンダの駆動速度等が異なるたびごとに入力する手間が省
け、種々の異なった溶接条件の溶接を行う際の作業能率
を大きく向上させることができる。

【００２０】また、請求項２に係る発明によれば、異常
発生時にはその異常が判断されるため、溶接作業を自動
化する際における正常な作動を担保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び請求項２に係る発明の内容を模式
的に示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の全体を示す側面図である。

【図３】図２中の要部を示すブロック図である。

【図４】図２及び図３の抵抗溶接機の上部プラテンの変
位等を示す図である。従来からの一般的な抵抗溶接機の
作動の説明も兼ねる。

【図５】図２及び図３の抵抗溶接機の制御内容を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

２６，３６ 電極（電極Ｅ） ３８ 変位センサ（挟圧力対応値測定手段Ａ） ４１ 電源回路（電流通電手段Ｃ） ４８ 異常信号出力装置（異常信号出力手段Ｍ） Ｓ８ 挟圧力対応値判断手段Ｂ Ｓ１０ 安定化時間判断手段Ｌ Ｗ ワーク（ワークＷ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される挟圧指令に基づいてワークを
   ２つの電極によって挟圧しかつその両電極間に溶接用電
   流を流してそのワークの溶接を行う抵抗溶接機であっ
   て、 前記ワークに対する前記両電極の挟圧力に対応する挟圧
   力対応値を測定する挟圧力対応値測定手段と、 その挟圧力対応値測定手段によって測定された挟圧力対
   応値が変動中か安定したかを判断する挟圧力対応値判断
   手段と、 その挟圧力対応値判断手段によって前記挟圧力対応値が
   安定したと判断されたタイミングである安定化タイミン
   グの直後から前記両電極間に前記溶接用電流の通電を行
   う電流通電手段とを有することを特徴とする抵抗溶接
   機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の抵抗溶接機に、 前記挟圧指令が入力された挟圧指令入力タイミングから
   前記挟圧力対応値判断手段によって前記挟圧力対応値が
   安定したと判断されたタイミングである安定化タイミン
   グまでの時間である安定化時間が所定の時間範囲内か否
   かを判断する安定化時間判断手段が付加されたことを特
   徴とする抵抗溶接機。