JPH0819873A - Resistance welding equipment and method therefor - Google Patents
Resistance welding equipment and method thereforInfo
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- JPH0819873A JPH0819873A JP6152397A JP15239794A JPH0819873A JP H0819873 A JPH0819873 A JP H0819873A JP 6152397 A JP6152397 A JP 6152397A JP 15239794 A JP15239794 A JP 15239794A JP H0819873 A JPH0819873 A JP H0819873A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、溶接ガンを空気圧にて
加圧し溶接する抵抗溶接装置および抵抗溶接方法に係わ
り、特に非線形の外乱を補償することにより溶接ガンの
加圧などを精度よく制御することによって溶接を速やか
に行うと共に、溶接の品質を向上させることができる抵
抗溶接装置および抵抗溶接方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance welding apparatus and a resistance welding method for pressurizing and welding a welding gun with air pressure. Particularly, by compensating for a non-linear disturbance, the pressure of the welding gun is accurately controlled. By doing so, the present invention relates to a resistance welding apparatus and a resistance welding method that can perform welding promptly and improve the quality of welding.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、抵抗溶接装置は、溶接速度が早く
ガスの発生がほとんどないなどの理由から自動車の車体
組み立てなどに広く利用されている。この抵抗溶接装置
は、図18のようにロボットのアーム1に抵抗溶接する
溶接ガン5が設けられており、回転により上下方向に移
動するボールねじ4および溶接ガン5の先端部に設けら
れている電極チップ2により被溶接物3を被溶接物3の
材質などによりあらかじめ決められた必要な圧力にした
がって加圧すると共に、被溶接物3の溶接面の接触抵抗
により溶接するために必要な電流を溶接物に供給する。2. Description of the Related Art Conventionally, a resistance welding apparatus has been widely used for assembling an automobile body because of its high welding speed and almost no generation of gas. This resistance welding apparatus is provided with a welding gun 5 for resistance welding to the arm 1 of the robot as shown in FIG. 18, and is provided at the tip of the ball screw 4 and the welding gun 5 which move vertically due to rotation. The electrode tip 2 presses the work piece 3 according to a necessary pressure determined in advance according to the material of the work piece 3 and the like, and welds a current necessary for welding due to the contact resistance of the welding surface of the work piece 3. Supply things.
【0003】ボールねじ4を回転させ駆動するサーボモ
ータは7は、溶接および溶接ガンなどを取り付けたロボ
ットなどを制御するための上位制御装置12からの指令
にしたがってサーボコントローラ11により精度よく制
御される。サーボコントローラ11は、サーボモータ7
からの回転信号をエンコーダ、レゾルバおよびパルスジ
ェネレータなどの回転検出器9により検出し、この回転
信号をカウンター部13で加算し、演算処理部15によ
って回転信号を基に速度フィードバックおよびサーボモ
ータ7のロータの位置フィードバックを生成し、サーボ
コントローラ11内の基準指令値と比較する。前述のフ
ィードバック値および基準指令値とに差がある場合に
は、差がなくなるように記憶部16に記憶された例え
ば、PWM制御のスイッチングパターンにしたがってサ
ーボモータ7に入力する電流を制御するための主回路部
17に主回路部17内の図示しないスイッチング素子に
ゲート信号が送信され基準指令値との差の分だけ補償さ
れた電流および周波数がサーボモータ7に入力されるこ
とになる。上位制御装置との指令などのデータの送受信
は、サーボコントローラ11内の外部と通信を行うため
のインターフェース部18を介して行われる。A servomotor 7 for rotating and driving the ball screw 4 is accurately controlled by a servo controller 11 according to a command from a host controller 12 for controlling a robot equipped with welding and a welding gun. . The servo controller 11 is the servo motor 7
A rotation signal from the encoder is detected by a rotation detector 9 such as an encoder, a resolver, and a pulse generator, the rotation signal is added by a counter unit 13, and a speed feedback and a rotor of the servomotor 7 are calculated by an arithmetic processing unit 15 based on the rotation signal. Position feedback is generated and compared with the reference command value in the servo controller 11. If there is a difference between the feedback value and the reference command value, for example, for controlling the current input to the servo motor 7 according to the switching pattern of the PWM control stored in the storage unit 16 so as to eliminate the difference. A gate signal is transmitted to the main circuit unit 17 to a switching element (not shown) in the main circuit unit 17, and the current and frequency compensated by the difference from the reference command value are input to the servo motor 7. The transmission and reception of data such as commands with the host controller is performed via the interface unit 18 for communicating with the outside in the servo controller 11.
【0004】サーボコントローラ11は、速度制御、位
置制御およびトルク制御によりボールねじ4を制御して
いる。速度制御は、ロータの回転速度を所望の回転速度
となるようにこの回転速度に応じた周波数の電圧または
電流をサーボモータ7に印加する。そして、位置制御
は、ロータの回転角を所望の回転角となるようにロータ
を回転させ、目標の回転角度に達したらロータが停止す
るように例えば、周波数0の電圧または電流をサーボモ
ータ7に印加する。また、トルク制御は、サーボモータ
7にかかるトルクのみを制御し、所望のトルクとなる電
圧または電流をサーボモータ7に印加する。The servo controller 11 controls the ball screw 4 by speed control, position control and torque control. In the speed control, a voltage or current having a frequency according to the rotation speed is applied to the servo motor 7 so that the rotation speed of the rotor becomes a desired rotation speed. Then, the position control is performed by rotating the rotor so that the rotation angle of the rotor becomes a desired rotation angle and stopping the rotor when the target rotation angle is reached, for example, by applying a voltage or current of frequency 0 to the servo motor 7. Apply. In the torque control, only the torque applied to the servo motor 7 is controlled, and a voltage or current that gives a desired torque is applied to the servo motor 7.
【0005】これらの速度制御、位置制御およびトルク
制御は、従来から線形の制御系に使用されている比例積
分制御(以下、PI制御と記載する。)もしくは比例積
分微分制御(以下、PID制御と記載する。)などの手
法により制御されていた。このPI制御は、速度制御を
例にとって説明するならば、回転検出器9で検出される
サーボモータ7のフィードバック値である回転信号がカ
ウンタ13を経て演算処理部15に入力されると、この
フィードバック値と演算処理部15内の基準指令値を比
較し、基準指令値との差を比例ゲインで積算し制御にお
ける応答性をオーバーシュートしない範囲内で最大とな
るようにゲイン調整し、さらにこの積算した値に前回の
基準指令値との差の分を加算しフィードバック値と基準
指令値との制御上のオフセット分を解消していた。ま
た、PID制御は、積分制御を行う上で前回の基準指令
値との差の分を加算するので処理時間が一周期遅れてし
まい制御系の応答性が悪くなってしまうのを補償するた
めに前回の積分した値に対して微分ゲインを積算したも
のを微分ゲインで設定した時間だけ出力していた。These speed control, position control, and torque control are proportional-integral control (hereinafter referred to as PI control) or proportional-integral-derivative control (hereinafter referred to as PID control), which have been conventionally used in linear control systems. It is controlled by a method such as. In the PI control, if speed control is taken as an example, when a rotation signal, which is the feedback value of the servo motor 7 detected by the rotation detector 9, is input to the arithmetic processing unit 15 via the counter 13, this feedback control is performed. The value and the reference command value in the arithmetic processing unit 15 are compared, the difference between the reference command value and the reference command value is integrated by a proportional gain, and the gain adjustment is performed so that the response in control is maximized within a range that does not overshoot. The difference from the previous reference command value was added to this value to eliminate the control offset between the feedback value and the reference command value. In addition, in the PID control, since the difference from the previous reference command value is added in performing the integral control, the processing time is delayed by one cycle and the responsiveness of the control system deteriorates. The value obtained by integrating the differential gain with the previously integrated value was output for the time set by the differential gain.
【0006】しかし、このような電動式サーボを使用し
た抵抗溶接装置にあっては、大出力の抵抗溶接装置ほど
ロボットのアームに取り付けるサーボモータを大型にし
なければならず、また電極チップに供給する電圧を昇圧
するためのトランスを内蔵する溶接ガンもあり溶接ガン
の重量が増加していた。したがって、電動式サーボを用
いた抵抗溶接装置は、溶接ガンの重量が増加することに
よりロボットアームのイナーシャが大きくなり溶接する
時に所定の位置に正確に移動させるために低速でロボッ
トアームを移動させねばならず溶接する作業速度が遅く
なる原因であった。また、可般重量の大きなロボットを
必要とし不経済である。However, in such a resistance welding apparatus using an electric servo, the servo motor attached to the arm of the robot has to be larger in size as the resistance welding apparatus having a larger output, and the resistance welding apparatus supplies the electrode tip. There was also a welding gun with a built-in transformer for boosting the voltage, and the weight of the welding gun was increasing. Therefore, in the resistance welding device using the electric servo, the weight of the welding gun increases and the inertia of the robot arm increases, so that the robot arm must be moved at a low speed in order to accurately move it to a predetermined position during welding. The reason was that the welding work speed slowed down. Further, it requires a robot having a large portable weight, which is uneconomical.
【0007】このような問題点である溶接ガンの重量増
加は、特許出願公開されている平1−107978の自
動溶接装置のように空気圧により電極チップを開閉する
ことにより、サーボモータを不用とし溶接ガンの重量を
軽減することができる。The increase in the weight of the welding gun, which is such a problem, is caused by opening and closing the electrode tip by air pressure as in the automatic welding apparatus of Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-107978, thereby making the servomotor unnecessary and welding. The weight of the gun can be reduced.
【0008】この自動溶接装置は、主に、電極チップが
設けられているガンアームを可動させるためのピストン
およびシリンダと、シリンダ内の空気圧を調整し電気信
号で開閉するサーボバルブと、ガンアームの位置を制御
するロボットコントローラと、このロボットコントロー
ラからの打点位置の判別信号にしたがって溶接を行うガ
ンコントローラと、開度センサなどからの信号を処理し
サーボバルブなどを制御するCPUなどからなる。そし
て、自動溶接装置は、ロボットコントローラからの打点
位置の判別信号がガンコントローラに入力され、さらに
ガンコントローラからCPUにあらかじめ記憶されてい
る溶接条件データが入力されると、開度センサなどから
のフィードバック値と基準指令値が等しくなるように制
御行っている。This automatic welding apparatus mainly comprises a piston and a cylinder for moving a gun arm provided with an electrode tip, a servo valve for adjusting air pressure in the cylinder and opening / closing with an electric signal, and a position of the gun arm. It comprises a robot controller for controlling, a gun controller for welding according to a discrimination signal of a hitting point position from the robot controller, a CPU for processing signals from an opening sensor and the like for controlling servo valves and the like. Then, in the automatic welding apparatus, when a signal for discriminating a hitting point position from the robot controller is input to the gun controller, and further welding condition data stored in advance in the CPU is input from the gun controller, feedback from an opening sensor or the like is given. The control is performed so that the value and the reference command value are equal.
【0009】しかしながら、このような空気圧式サーボ
を利用した自動溶接装置にあっては、開度センサなどか
らのフィードバック値およびメモリに記憶された基準指
令値との差を単に比較し、基準指令値との差に対して補
償することまたは前述のPI制御などにより線形の損失
部分を補償しているに過ぎず、特に空気圧にて電極チッ
プを被溶接物に加圧または開放する際に生じる非線形な
損失であるシリンダ内の空気圧縮損失、シリンダの摩擦
による損失および空気圧の変動などによりシリンダ内の
空気の圧力の調整が最適にできないために被溶接物の穴
あけなどが生じ溶接の品質が低下したり、前述の非線形
の損失による電極チップの移動時にハンチングなどが発
生し被溶接物を速やかに加圧力できないために溶接の作
業時間を短縮することができなかった。However, in the automatic welding apparatus using such a pneumatic servo, the difference between the feedback value from the opening sensor and the reference command value stored in the memory is simply compared to obtain the reference command value. The linear loss portion is only compensated by compensating for the difference with or by the above-mentioned PI control or the like, and in particular, the non-linearity that occurs when the electrode tip is pressed or released to the workpiece by pneumatic pressure is used. Due to air compression loss in the cylinder which is a loss, loss due to friction of the cylinder, fluctuation of air pressure, etc., it is not possible to optimally adjust the pressure of the air in the cylinder, which may cause holes in the work to be welded and deteriorate the welding quality. The welding time is shortened because hunting occurs when the electrode tip moves due to the aforementioned non-linear loss and the workpiece cannot be pressed quickly. Theft could not be.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、前述の非線形の損失を補償することにより電極チッ
プによる被溶接物への加圧または開放を最適に速やかに
行うことにより溶接の品質を向上させると共に、溶接に
係る作業時間を短縮することができる抵抗溶接装置およ
び抵抗溶接方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the object of the present invention is to improve the quality of welding by compensating for the above-mentioned non-linear loss so that the electrode tip can pressurize or release the object to be welded optimally quickly. It is an object of the present invention to provide a resistance welding device and a resistance welding method capable of improving the workability and shortening the working time for welding.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ピストンによりシリンダ内の空間が第1空
気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよび
前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移動
するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に被溶接物を加圧し抵抗溶接す
るための電極チップを設けた抵抗溶接装置において、前
記第1空気室および前記第2空気室に空気を流通させる
ために前記シリンダの両端の側面にそれぞれ第1空気流
通口および第2空気流通口を設け、当該第1空気流通口
と空気管により接続され、前記電極チップが被溶接物か
ら離れるように第1空気室の空気を外部に排出する第1
空気排出手段と、当該第1空気排出手段と空気管により
接続され、前記電極チップが被溶接物を加圧するように
前記第1空気室に空気を供給する第1空気供給手段と、
前記第1空気流通口と空気管により接続され、前記第1
空気室に空気を供給または排出する第1空気供給排出手
段と、前記第2空気流通口と空気管により接続され、前
記電極チップが被溶接物を加圧するように第2空気室の
空気を外部に排出する第2空気排出手段と、当該第2空
気排出手段と空気管により接続され、前記電極チップが
被溶接物から離れるように前記第2空気室に空気を供給
する第2空気供給手段と、前記第2空気流通口と空気管
により接続され、前記第2空気室に空気を供給または排
出する第2空気供給排出手段と、を有することを特徴と
する。According to the present invention for achieving the above object, a space in a cylinder is divided into a first air chamber and a second air chamber by a piston, and the piston and the cylinder are passed through the piston. The rod-shaped shaft fixed to the piston so as to move with the movement of the piston and an electrode tip for resistance welding by pressurizing an object to be welded at the end of the shaft. A first air circulation port and a second air circulation port are provided on both side surfaces of the cylinder for circulating air to the chamber and the second air chamber, and the first air circulation port and the second air circulation port are connected to each other by an air pipe, and First air for discharging the air in the first air chamber so that the electrode tip separates from the object to be welded
Air discharge means, first air supply means connected to the first air discharge means by an air pipe, and supplying air to the first air chamber so that the electrode tip pressurizes the object to be welded;
The first air circulation port is connected to an air pipe,
A first air supply / exhaust means for supplying / exhausting air to / from the air chamber is connected to the second air circulation port by an air pipe, and the air in the second air chamber is external so that the electrode tip pressurizes an object to be welded. Second air discharging means for discharging to the second air supplying means, and second air supplying means connected to the second air discharging means by an air pipe and supplying air to the second air chamber so that the electrode tip is separated from the object to be welded. A second air supply / exhaust means that is connected to the second air circulation port by an air pipe and supplies or discharges air to or from the second air chamber.
【0012】ピストンによりシリンダ内の空間が第1空
気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよび
前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移動
するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に被溶接物を加圧し抵抗溶接す
るための電極チップを設けた抵抗溶接装置において、前
記第1空気室および前記第2空気室に空気を流通させる
ために前記シリンダの両端の側面にそれぞれ第1空気流
通口および第2空気流通口を設け、当該第1空気流通口
と空気が流通する空気管により接続され、前記第1空気
室の空気の圧力を検出する第1空気圧検出手段と、当該
第1空気圧検出手段と空気管により接続され、前記電極
チップが被溶接物から離れるように第1空気室の空気を
外部に排出する第1空気排出手段と、当該第1空気排出
手段と空気管により接続され、前記電極チップが被溶接
物を加圧するように前記第1空気室に空気を供給する第
1空気供給手段と、前記第1空気流通口と空気管により
接続され、前記第1空気室に空気を供給または排出する
第1空気供給排出手段と、前記第2空気流通口と空気が
流通する空気管により接続され、前記第2空気室の空気
の圧力を検出する第2空気圧検出手段と、当該第2空気
圧検出手段と空気管により接続され、前記電極チップが
被溶接物を加圧するように第2空気室の空気を外部に排
出する第2空気排出手段と、当該第2空気排出手段と空
気管により接続され、前記電極チップが被溶接物から離
れるように前記第2空気室に空気を供給する第2空気供
給手段と、前記第2空気排出手段と空気管により接続さ
れ、前記第2空気室に空気を供給または排出する第2空
気供給排出手段と、前記第1空気供給手段、前記第1空
気供給排出手段、前記第2空気供給手段および前記第2
空気供給排出手段と空気管により接続され、前記第1空
気供給手段、前記第1空気供給排出手段、前記第2空気
供給手段および前記第2空気供給排出手段に供給する空
気圧を検出する第3空気圧検出手段と、前記ピストンの
位置を検出するピストン位置検出手段と、前記第1空気
圧力検出手段、前記第2空気圧力検出手段、前記第3空
気圧力検出手段および前記ピストン位置検出手段で検出
される信号により前記第1空気室および前記第2空気室
の空気圧を可変し前記ピストンを所望の位置に移動させ
るピストン位置制御手段と、を有することを特徴とす
る。A space in the cylinder is divided into a first air chamber and a second air chamber by the piston, and the rod-shaped shaft is fixed to the piston so as to penetrate the piston and the cylinder and move with the movement of the piston. And a resistance welding apparatus in which an electrode tip for pressurizing an object to be welded and resistance welding is provided at an end portion of the shaft, in the cylinder of the cylinder for circulating air in the first air chamber and the second air chamber. A first air circulation port and a second air circulation port are provided on both side surfaces, respectively, and the first air circulation port is connected to the first air circulation port by an air pipe through which air flows, and the first air chamber detects the pressure of the air in the first air chamber. A first air pressure detecting means, which is connected to the first air pressure detecting means by an air pipe, and which discharges the air in the first air chamber to the outside so that the electrode tip separates from the workpiece. An air discharge means, a first air supply means connected to the first air discharge means by an air pipe, and supplying air to the first air chamber so that the electrode tip pressurizes an object to be welded; A first air supply / exhaust means that is connected to an air circulation port by an air pipe and supplies or discharges air to / from the first air chamber, and is connected to the second air circulation port by an air pipe through which air circulates. Second air pressure detecting means for detecting the pressure of the air in the air chamber, and the second air pressure detecting means are connected to the second air pressure detecting means by an air pipe, and the air in the second air chamber is exposed to the outside so that the electrode tip pressurizes the workpiece. Second air discharging means for discharging, second air supplying means connected to the second air discharging means by an air pipe, and supplying air to the second air chamber so that the electrode tip is separated from the workpiece. Second air discharge means and empty Is connected by a pipe, a second air supply and discharge means for supplying or discharging air to the second air chamber, said first air supply means, the first air supply outlet means, said second air supplying means and the second
A third air pressure which is connected to the air supply / discharge means by an air pipe and detects an air pressure supplied to the first air supply means, the first air supply / discharge means, the second air supply means and the second air supply / discharge means. Detecting means, piston position detecting means for detecting the position of the piston, the first air pressure detecting means, the second air pressure detecting means, the third air pressure detecting means, and the piston position detecting means. Piston position control means for varying the air pressure of the first air chamber and the second air chamber by a signal to move the piston to a desired position.
【0013】ピストンによりシリンダ内の空間が第1空
気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよび
前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移動
するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に設けられる被溶接物を加圧し
抵抗溶接する電極チップと、前記第1空気室の空気圧、
前記第2空気室の空気圧および前記ピストンの位置を検
出し前記第1空気室および前記第2空気室の空気圧を可
変し前記電極チップによって最適に溶接できるように前
記ピストンを所望の位置に移動させるピストン位置制御
手段からなる抵抗溶接装置において、前記ピストンの移
動の際に生じる損失を線形の損失および非線形の損失に
分離し、当該分離した非線形の損失の発生回路をモデル
化し、当該モデル化した非線形の損失の発生回路から非
線形の損失を演算し、当該演算した非線形の損失を補償
し前記ピストンを所望の位置に移動させることを特徴と
する。A space in the cylinder is divided into a first air chamber and a second air chamber by the piston, and a rod-shaped shaft fixed to the piston so as to penetrate the piston and the cylinder and move with the movement of the piston. An electrode tip that pressurizes and welds an object to be welded provided at the end of the shaft, and the air pressure of the first air chamber,
The air pressure of the second air chamber and the position of the piston are detected, the air pressures of the first air chamber and the second air chamber are varied, and the piston is moved to a desired position so as to be optimally welded by the electrode tip. In a resistance welding device comprising piston position control means, a loss generated during movement of the piston is separated into a linear loss and a non-linear loss, the separated non-linear loss generating circuit is modeled, and the modeled non-linear loss is modeled. The non-linear loss is calculated from the loss generating circuit, and the calculated non-linear loss is compensated to move the piston to a desired position.
【0014】ピストンによりシリンダ内の空間が第1空
気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよび
前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移動
するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に設けられる被溶接物を加圧し
抵抗溶接する電極チップと、前記第1空気室の空気圧、
前記第2空気室の空気圧および前記ピストンの位置によ
り前記第1空気室および前記第2空気室の空気圧を可変
し前記電極チップによって最適に溶接できるように前記
ピストンを所望の位置に移動させるピストン位置制御手
段からなる抵抗溶接装置において、前記ピストンの移動
の際に生じる損失を線形の損失および非線形の損失に分
離し、当該分離した非線形の損失の発生回路をモデル化
し、当該モデル化した発生回路から非線形の損失を演算
し、当該演算した非線形の損失を補償し前記ピストンを
所望の速度で移動させることを特徴とする。A space in the cylinder is divided into a first air chamber and a second air chamber by the piston, and the rod-shaped shaft is fixed to the piston so as to penetrate the piston and the cylinder and move with the movement of the piston. An electrode tip that pressurizes and welds an object to be welded provided at the end of the shaft, and the air pressure of the first air chamber,
Piston position for moving the piston to a desired position so that the air pressures of the first air chamber and the second air chamber are varied depending on the air pressure of the second air chamber and the position of the piston so that welding can be performed optimally by the electrode tip. In a resistance welding device comprising control means, a loss generated when the piston moves is separated into a linear loss and a non-linear loss, the separated non-linear loss generation circuit is modeled, and the modeled generation circuit is used. It is characterized in that a nonlinear loss is calculated and the calculated nonlinear loss is compensated to move the piston at a desired speed.
【0015】ピストンによりシリンダ内の空間が第1空
気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよび
前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移動
するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に設けられる被溶接物を加圧し
抵抗溶接する電極チップと、前記第1空気室の空気圧、
前記第2空気室の空気圧および前記ピストンの位置を検
出し前記第1空気室および前記第2空気室の空気圧を可
変し前記電極チップによって最適に溶接できるように前
記ピストンを所望の位置に移動させるピストン位置制御
手段からなる抵抗溶接装置において、前記ピストンの移
動の際に生じる損失を線形の損失および非線形の損失に
分離し、当該分離した非線形の損失の発生回路をモデル
化し、当該モデル化した発生回路から非線形の損失を演
算し、当該演算した非線形の損失を補償し前記電極チッ
プにより被溶接物を所望の加圧力で加圧させることを特
徴とする。A space in the cylinder is divided into a first air chamber and a second air chamber by the piston, and the rod-shaped shaft is fixed to the piston so as to penetrate the piston and the cylinder and move with the movement of the piston. An electrode tip that pressurizes and welds an object to be welded provided at the end of the shaft, and the air pressure of the first air chamber,
The air pressure of the second air chamber and the position of the piston are detected, the air pressures of the first air chamber and the second air chamber are varied, and the piston is moved to a desired position so as to be optimally welded by the electrode tip. In a resistance welding device comprising piston position control means, a loss generated during movement of the piston is separated into a linear loss and a non-linear loss, and the separated non-linear loss generation circuit is modeled, and the modeled generation is performed. It is characterized in that a non-linear loss is calculated from the circuit, the calculated non-linear loss is compensated, and the object to be welded is pressurized with a desired pressing force by the electrode tip.
【0016】前記ピストンの最大加圧時には、前記第1
空気室に空気を供給するために前記第1空気供給排出手
段を供給の全開とし、前記第2空気室から外部に空気を
排出するために前記第2空気供給排出手段を排出の全開
とすることを特徴とする。At the time of maximum pressurization of the piston, the first pressure
The first air supply / discharge means is fully opened to supply air to the air chamber, and the second air supply / discharge means is fully opened to discharge air from the second air chamber to the outside. Is characterized by.
【0017】前記ピストンの最大開放時には、前記第1
空気室から外部に空気を排出するために前記第1空気供
給排出手段を排出の全開とし、前記第2空気室に空気を
供給するために前記第2空気供給排出手段を供給の全開
とすることを特徴とする。When the piston is fully opened, the first
The first air supply / discharge means is fully opened for discharging air from the air chamber to the outside, and the second air supply / discharge means is fully opened for supplying air to the second air chamber. Is characterized by.
【0018】[0018]
【作用】上述のように構成された本発明の抵抗溶接装置
および抵抗溶接方法は以下のように作用する。The resistance welding apparatus and the resistance welding method of the present invention configured as described above operate as follows.
【0019】本装置は、第1空気流通口および第2空気
流通口から空気を第1空気室と第2空気室にそれぞれ流
通させ、電極チップにより被溶接物を加圧し溶接を行う
場合には、第1空気流通口と接続される第1空気排出手
段により第1空気室の空気圧を減圧し第1空気供給手段
により第1空気室の空気圧を加圧すると共に、第2空気
流通口に接続された第2空気排出手段および第2空気供
給手段を閉じるかまたは第2空気排出手段により第2空
気室の空気圧を減圧し第2空気供給手段を閉じることに
よって第1空気室および第2空気室の空気圧の圧力差が
必要な加圧力が得られる目標値となるように調整する。
また、電極チップを被溶接物から開放する場合には、第
2空気流通口に接続された第2空気排出手段により第2
空気室の空気圧を減圧し第2空気供給手段により第2空
気室の空気圧を加圧すると共に、第1空気流通口に接続
された第1空気排出手段および第1空気供給手段を閉じ
るかまたは第1空気排出手段により第1空気室の空気圧
を減圧し第1空気供給手段を閉じることによって第1空
気室および第2空気室の空気圧の圧力差が必要な開放す
るための力が得られる目標値となるように調整する。そ
して、電極チップを被溶接物に対して急速に加圧する場
合には、第1空気流通口と接続される第1空気供給排出
手段により第1空気室の空気圧を急速に加圧し、第2空
気流通口と接続される第2空気供給排出手段により第2
空気室の空気圧を急速に減圧する。さらに、電極チップ
を被溶接物に対して急速に開放する場合には、第1空気
流通口と接続される第1空気供給排出手段により第1空
気室の空気圧を急速に減圧し、第2空気流通口と接続さ
れる第2空気供給排出手段により第2空気室の空気圧を
急速に加圧する。In this apparatus, air is circulated from the first air circulation port and the second air circulation port to the first air chamber and the second air chamber, respectively, and when welding is performed by pressurizing the object to be welded with the electrode tip. , A first air discharge means connected to the first air circulation port reduces the air pressure of the first air chamber and a first air supply means increases the air pressure of the first air chamber, and is connected to the second air circulation port. By closing the second air discharge means and the second air supply means or by reducing the air pressure of the second air chamber by the second air discharge means and closing the second air supply means, the first air chamber and the second air chamber are closed. The pressure difference of the air pressure is adjusted so as to be the target value that can obtain the required pressing force.
Further, when the electrode tip is released from the object to be welded, the second air exhausting means connected to the second air circulation port is used for the second
The air pressure in the air chamber is reduced and the air pressure in the second air chamber is increased by the second air supply unit, and the first air discharge unit and the first air supply unit connected to the first air circulation port are closed or the first air supply unit is closed. By reducing the air pressure of the first air chamber by the air discharge means and closing the first air supply means, a pressure difference between the air pressures of the first air chamber and the second air chamber is obtained as a desired value for obtaining a force for opening. Adjust so that When the electrode tip is rapidly pressed against the object to be welded, the air pressure in the first air chamber is rapidly increased by the first air supply / discharge means connected to the first air circulation port, and the second air is discharged. The second by the second air supply and discharge means connected to the flow port
The air pressure in the air chamber is rapidly reduced. Further, when the electrode tip is rapidly opened to the object to be welded, the air pressure in the first air chamber is rapidly reduced by the first air supply / discharge means connected to the first air circulation port, and the second air is discharged. The air pressure in the second air chamber is rapidly increased by the second air supply / discharge means connected to the flow port.
【0020】本装置は、ピストンにより2つに分割され
る第1空気室の空気圧および第2空気室の空気圧を第1
空気圧検出手段と第2空気圧検出手段によりそれぞれ検
出し、第3空気圧検出手段により第1空気室もしくは第
2空気室に加圧できる最大空気圧を検出する。そして、
本装置は、電極チップで被溶接物を加圧する場合には、
ピストン位置制御手段によってピストン位置検出手段で
検出されるピストンの位置フィードバック値がピストン
位置制御手段内部の必要な加圧力が得られるピストンの
位置の目標値にするために、第1空気圧検出手段で検出
される第1空気室の空気圧が、第3空気圧検出手段で検
出される最大空気圧の範囲内でピストン位置制御手段内
部の空気圧の目標値になるように、第1空気流通口と接
続される第1空気排出手段により減圧し第1空気供給手
段により第1空気室の空気圧を加圧すると共に、第2空
気圧検出手段で検出される第2空気室の空気圧が、ピス
トン位置制御手段内部の空気圧の目標値になるように、
第2空気流通口に接続された第2空気排出手段および第
2空気供給手段を閉じるかまたは第2空気排出手段によ
り第2空気室の空気圧を減圧し第2空気供給手段を閉じ
る。また、電極チップを被溶接物から開放する場合に
は、ピストン位置制御手段によってピストン位置検出手
段で検出されるピストンの位置フィードバック値がピス
トン位置制御手段内部の開放するために必要な力が得ら
れるピストンの位置の目標値にするために、第1空気圧
検出手段で検出される第1空気室の空気圧が、第3空気
圧検出手段で検出される最大空気圧の範囲内でピストン
位置制御手段内部の空気圧の目標値になるように、第2
空気流通口に接続された第2空気排出手段により第2空
気室の空気圧を減圧し第2空気供給手段により第2空気
室の空気圧を加圧すると共に、第1空気圧検出手段で検
出される第1空気室の空気圧が、ピストン位置制御手段
内部の空気圧の目標値になるように、第1空気流通口に
接続された第1空気排出手段および第1空気供給手段を
閉じるかまたは第1空気排出手段により第1空気室の空
気圧を減圧し第1空気供給手段を閉じる。そして、電極
チップを被溶接物に対して急速に加圧する場合には、ピ
ストン位置制御手段によって制御される第1空気流通口
と接続される第1空気供給排出手段により第1空気室の
空気圧を急速に加圧し、第2空気流通口と接続される第
2空気供給排出手段により第2空気室の空気圧を急速に
減圧する。さらに、電極チップを被溶接物に対して急速
に開放する場合には、ピストン位置制御手段によって制
御される第1空気流通口と接続される第1空気供給排出
手段により第1空気室の空気圧を急速に減圧し、第2空
気流通口と接続される第2空気供給排出手段により第2
空気室の空気圧を急速に加圧する。In this device, the air pressure in the first air chamber and the air pressure in the second air chamber, which are divided into two by the piston, are set to the first pressure.
The maximum air pressure that can be applied to the first air chamber or the second air chamber is detected by the air pressure detection means and the second air pressure detection means, respectively. And
This device, when pressurizing the workpiece with the electrode tip,
In order for the piston position feedback value detected by the piston position detecting means by the piston position detecting means to be the target value of the position of the piston at which the necessary pressurizing force inside the piston position controlling means is obtained, the first air pressure detecting means detects it. The first air chamber is connected to the first air circulation port so that the air pressure of the first air chamber reaches the target value of the air pressure inside the piston position control means within the range of the maximum air pressure detected by the third air pressure detection means. The air pressure of the second air chamber detected by the second air pressure detecting means is the target of the air pressure inside the piston position controlling means, while the first air discharging means reduces the pressure and the first air supplying means increases the air pressure of the first air chamber. To the value
The second air discharge means and the second air supply means connected to the second air circulation port are closed, or the air pressure of the second air chamber is reduced by the second air discharge means and the second air supply means is closed. When the electrode tip is released from the object to be welded, the piston position feedback means detects the position feedback value of the piston detected by the piston position detection means, and the force necessary for opening the inside of the piston position control means is obtained. In order to reach the target value of the piston position, the air pressure in the first air chamber detected by the first air pressure detecting means is within the range of the maximum air pressure detected by the third air pressure detecting means, and the air pressure inside the piston position control means is increased. To reach the target value of
The second air discharge means connected to the air circulation port reduces the air pressure of the second air chamber and the second air supply means increases the air pressure of the second air chamber, and the first air pressure detection means detects the first air pressure. The first air discharge means and the first air supply means connected to the first air circulation port are closed or the first air discharge means is set so that the air pressure in the air chamber becomes the target value of the air pressure inside the piston position control means. Thus, the air pressure in the first air chamber is reduced and the first air supply means is closed. When the electrode tip is rapidly pressed against the object to be welded, the air pressure in the first air chamber is increased by the first air supply / discharge means connected to the first air circulation port controlled by the piston position control means. The pressure is rapidly increased, and the air pressure in the second air chamber is rapidly reduced by the second air supply / discharge means connected to the second air circulation port. Further, when the electrode tip is rapidly opened to the object to be welded, the air pressure in the first air chamber is increased by the first air supply / discharge means connected to the first air circulation port controlled by the piston position control means. The pressure is rapidly reduced, and the second air is supplied by the second air supply / discharge means connected to the second air circulation port.
The air pressure in the air chamber is rapidly increased.
【0021】本方法は、ピストンの移動の際に生じる損
失を線形の損失および非線形の損失に分離し、この分離
した非線形の損失の発生回路をモデル化することによっ
て非線形の損失の発生経路および非線形の損失値を定量
的に検出できるようにし、このモデル化した非線形の損
失の発生回路から非線形の損失を演算し、この演算した
非線形の損失を補償し、ピストンにかかる空気圧を調整
するので端部に電極チップが設けられたピストンを所望
の位置に移動させることができる。したがって、本方法
は、電極チップによる被溶接物への加圧力または電極チ
ップによる被溶接物からの開放に必要な力が得られるよ
うにピストンの位置を正確に速やかに移動させることが
できる。The present method separates the loss generated during the movement of the piston into a linear loss and a non-linear loss, and models the separated non-linear loss generation circuit to model the non-linear loss generation path and the non-linear loss. It is possible to quantitatively detect the loss value of, calculate the nonlinear loss from this modeled nonlinear loss generation circuit, compensate this calculated nonlinear loss, and adjust the air pressure applied to the piston It is possible to move the piston provided with the electrode tip to the desired position. Therefore, the present method can accurately and promptly move the position of the piston so that the force required for the electrode tip to pressurize the work piece or the electrode tip to release the work piece from the work piece is obtained.
【0022】本方法は、ピストンの移動の際に生じる損
失を線形の損失および非線形の損失に分離し、この分離
した非線形の損失の発生回路をモデル化することによっ
て非線形の損失の発生経路および非線形の損失値を定量
的に検出できるようにし、このモデル化した非線形の損
失の発生回路から非線形の損失を演算し、この演算した
非線形の損失を補償し、ピストンにかかる空気圧を調整
するので端部に電極チップが設けられたピストンを所望
の速度で移動させることができる。したがって、本方法
は、電極チップを被溶接物へ移動または電極チップを被
溶接物から移動させる場合にピストンの移動の速度を正
確に所望の速度で移動させることにより電極チップによ
る被溶接物への加圧力または電極チップによる被溶接物
からの開放に必要な力をより精緻に得ることができる。The present method separates the loss generated during the movement of the piston into a linear loss and a non-linear loss, and models the separated non-linear loss generation circuit to determine the non-linear loss generation path and the non-linear loss. It is possible to quantitatively detect the loss value of, calculate the nonlinear loss from this modeled nonlinear loss generation circuit, compensate this calculated nonlinear loss, and adjust the air pressure applied to the piston The piston provided with the electrode tip can be moved at a desired speed. Therefore, the present method is to move the electrode tip to the work piece to be welded or to move the electrode tip from the work piece to be welded by precisely moving the piston at a desired speed. It is possible to more precisely obtain the force required to release the object to be welded by the pressing force or the electrode tip.
【0023】本方法は、ピストンの移動の際に生じる損
失を線形の損失および非線形の損失に分離し、この分離
した非線形の損失の発生回路をモデル化することによっ
て非線形の損失の発生経路および非線形の損失値を定量
的に検出できるようにし、このモデル化した非線形の損
失の発生回路から非線形の損失を演算し、この演算した
非線形の損失を補償し、ピストンにかかる空気圧を調整
するので電極チップにより被溶接物へ所望の加圧力で加
圧させることができる。したがって、本方法は、電極チ
ップで被溶接物に加圧する場合に被溶接物にかかる加圧
力を自在に可変することで被溶接物に穴あけなどを生じ
ずに溶接の品質を向上させることができる。The present method separates the loss that occurs during the movement of the piston into a linear loss and a nonlinear loss, and models the separated nonlinear loss generation circuit to model the nonlinear loss generation path and the nonlinear loss. It is possible to quantitatively detect the loss value of, calculate the nonlinear loss from this modeled nonlinear loss generation circuit, compensate for this calculated nonlinear loss, and adjust the air pressure applied to the piston. Thus, the object to be welded can be pressed with a desired pressing force. Therefore, this method can improve the quality of welding without causing holes in the workpiece by freely changing the pressure applied to the workpiece when the workpiece is pressed by the electrode tip. .
【0024】本方法は、電極チップを被溶接物に対して
加圧する場合には、ピストン位置制御手段によって制御
される第1空気流通口と接続される第1空気供給排出手
段により第1空気室の空気圧を急速に加圧し、第2空気
流通口と接続される第2空気供給排出手段により第2空
気室の空気圧を急速に減圧する。したがって、本方法
は、電極チップにより速やかに被溶接物を加圧できるの
で溶接作業時間が短縮することができる。According to the present method, when the electrode tip is pressed against the object to be welded, the first air supply / discharge means connected to the first air circulation port controlled by the piston position control means is used for the first air chamber. Is rapidly increased, and the air pressure in the second air chamber is rapidly reduced by the second air supply / discharge means connected to the second air circulation port. Therefore, according to the present method, the work to be welded can be quickly pressed by the electrode tip, so that the welding work time can be shortened.
【0025】本方法は、電極チップを被溶接物に対して
開放する場合には、ピストン位置制御手段によって制御
される第1空気流通口と接続される第1空気供給排出手
段により第1空気室の空気圧を急速に減圧し、第2空気
流通口と接続される第2空気供給排出手段により第2空
気室の空気圧を急速に加圧する。したがって、本方法
は、電極チップにより速やかに被溶接物を開放できるの
で溶接作業時間が短縮することができる。According to the present method, when the electrode tip is opened to the object to be welded, the first air supply / discharge means connected to the first air circulation port controlled by the piston position control means is used. The air pressure of the second air chamber is rapidly reduced, and the air pressure of the second air chamber is rapidly increased by the second air supply / discharge means connected to the second air circulation port. Therefore, according to the present method, the work to be welded can be quickly released by the electrode tip, so that the welding work time can be shortened.
【0026】[0026]
【実施例】以下添付した図面を参照して、本発明の抵抗
溶接装置および抵抗溶接方法を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A resistance welding apparatus and a resistance welding method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0027】本発明の抵抗溶接装置は、電極チップ2を
被溶接物に加圧または開放させるためにサーボバルブな
どにより空気圧を調整する空気圧回路部21と、この空
気圧回路部21内のサーボバルブの開閉を演算した制御
量に応じて行う電気回路部61がある。The resistance welding apparatus of the present invention includes a pneumatic circuit portion 21 for adjusting the air pressure by a servo valve or the like in order to pressurize or release the electrode tip 2 to the object to be welded, and a servo valve in the pneumatic circuit portion 21. There is an electric circuit unit 61 that performs opening and closing according to the calculated control amount.
【0028】空気圧回路部21は、図1のようなピスト
ン23によりシリンダ25内の空間が第1空気室27お
よび第2空気室28に区分され、ピストン23およびシ
リンダ25を貫通させピストン23の移動に伴い移動す
るようにピストン23に固定される棒状のシャフト29
と、このシャフト29の端部に被溶接物を加圧し抵抗溶
接するための電極チップ2と、シャフト29のもう一方
にラック51を形成しピストン23の移動にともないピ
ニオン52を回転させピストンの位置を検出するピスト
ン位置検出手段であるピストン位置センサ53と、第1
空気室27および第2空気室28に空気を流通させるた
めにシリンダ25の両端の側面にそれぞれ設けられる第
1空気流通口31および第2空気流通口32と、第1空
気流通口31と空気管33により接続され、電極チップ
2が被溶接物3から離れるように第1空気室27の空気
を外部に排出する第1空気排出手段である第1排出用サ
ーボバルブ35と、この第1排出用サーボバルブ35と
空気管33により接続され、電極チップ2が被溶接物3
を加圧するように第1空気室27に空気を供給する第1
空気供給手段である第1供給用サーボバルブ36と、第
1排出用サーボバルブ35と空気管33により接続さ
れ、第1空気室27に空気を供給または排出する第1供
給排出手段である第1電磁バルブ37と、第2空気流通
口32と空気管33により接続され、電極チップ2が被
溶接物3を加圧するように第2空気室28の空気を外部
に排出する第2空気排出手段である第2排出用サーボバ
ルブ38と、この第2排出用サーボバルブ38と空気管
33により接続され、電極チップ2が被溶接物3から離
れるように第2空気室28に空気を供給する第2空気供
給手段である第2供給用サーボバルブ39と、第2排出
用サーボバルブ38と空気管33により接続され、第2
空気室28に空気を供給または排出する第2空気供給排
出手段である第2電磁バルブ41と、第1空気室27の
空気圧を検出するための第1空気圧検出手段である第1
圧力センサ43と、第2空気室28の空気圧を検出する
ための第2空気圧検出手段である第2圧力センサ44
と、第1供給用サーボバルブ36および第2供給用サー
ボバルブ39などに供給される空気の元圧を検出するた
めの第3圧力センサ45と、空気を圧縮するためのコン
プレッサ47と、このコンプレッサ47を駆動するモー
タ48と、空気回路部21にごみなどが侵入しないよう
にろ過するフィルタ49と、コンプレッサ47からの空
気圧を一定に保つためのレギュレータ46がある。In the pneumatic circuit section 21, the space in the cylinder 25 is divided into a first air chamber 27 and a second air chamber 28 by a piston 23 as shown in FIG. 1, and the piston 23 and the cylinder 25 are penetrated to move the piston 23. A rod-shaped shaft 29 fixed to the piston 23 so as to move with
And an electrode tip 2 for pressurizing and welding resistance to the object to be welded on the end of the shaft 29, and a rack 51 is formed on the other side of the shaft 29 to rotate the pinion 52 with the movement of the piston 23 to move the position of the piston. A piston position sensor 53 which is a piston position detecting means for detecting
A first air circulation port 31 and a second air circulation port 32, which are respectively provided on the side surfaces at both ends of the cylinder 25 for circulating air in the air chamber 27 and the second air chamber 28, a first air circulation port 31, and an air tube. A first discharge servo valve 35, which is a first air discharge means that is connected by 33 and discharges the air in the first air chamber 27 to the outside so that the electrode tip 2 is separated from the workpiece 3. The servo valve 35 is connected to the air pipe 33, and the electrode tip 2 is welded to the object 3 to be welded.
For supplying air to the first air chamber 27 so as to pressurize the first
A first supply servo valve 36 which is an air supply means, a first discharge servo valve 35 and an air pipe 33 which are connected to each other and which are first supply and discharge means for supplying or discharging air to the first air chamber 27. A second air discharge means that is connected to the electromagnetic valve 37, the second air circulation port 32, and the air pipe 33 and discharges the air in the second air chamber 28 to the outside so that the electrode tip 2 pressurizes the workpiece 3. A second discharge servo valve 38 and a second discharge servo valve 38 are connected to the second discharge servo valve 38 by an air pipe 33 to supply air to the second air chamber 28 so that the electrode tip 2 separates from the workpiece 3. The second supply servo valve 39, which is an air supply means, the second discharge servo valve 38 and the air pipe 33 are connected to each other.
A second electromagnetic valve 41, which is a second air supply / discharge means for supplying or discharging air to the air chamber 28, and a first air pressure detecting means, which is a first air pressure detecting means for detecting the air pressure of the first air chamber 27.
The pressure sensor 43 and a second pressure sensor 44 which is a second air pressure detecting means for detecting the air pressure of the second air chamber 28.
A third pressure sensor 45 for detecting the original pressure of the air supplied to the first supply servo valve 36 and the second supply servo valve 39, a compressor 47 for compressing the air, and this compressor. There are a motor 48 for driving the motor 47, a filter 49 for filtering dust and the like from entering the air circuit portion 21, and a regulator 46 for keeping the air pressure from the compressor 47 constant.
【0029】なお、ピストンの位置を検出するピストン
位置センサ53は、必ずしもラックおよびピニオンから
なる機械的な駆動による検出をしなくてもよく、例え
ば、シャフトに反射板などを設けてレーザ光線の反射光
を検出することにより非接触でピストンの位置を検出で
きるため位置検出するための機械損失を低減することが
できる。The piston position sensor 53 for detecting the position of the piston does not necessarily have to be detected by mechanical drive composed of a rack and a pinion. For example, a reflecting plate or the like may be provided on the shaft to reflect the laser beam. Since the position of the piston can be detected in a non-contact manner by detecting the light, the mechanical loss for detecting the position can be reduced.
【0030】また、電気回路部61は、図2のようなピ
ストン位置センサ53、第2圧力センサ43、第2圧力
センサ44および第3圧力センサ45で検出される信号
をディジタル信号に変換するためのA/D変換部62
と、このA/D変換部62により変換されたディジタル
信号にしたがって第1空気室27および第2空気室28
の空気圧を可変し電極チップ2によって最適に溶接でき
るようにピストン23を所望の位置に移動させる制御を
行うピストン位置制御手段である演算処理部63と、空
気圧を制御する場合のピストンのイナーシャなどのパラ
メータが記憶されている記憶部65と、上位制御装置1
2とデータ通信もしくは第1電磁バルブ37などに電磁
バルブを駆動させる信号を送信するインターフェース部
67と、第1排出用サーブバルブ35などの開閉を行う
ために演算処理部63からのディジタル信号をアナログ
信号に変換するD/A変換部69がある。The electric circuit section 61 converts the signals detected by the piston position sensor 53, the second pressure sensor 43, the second pressure sensor 44 and the third pressure sensor 45 as shown in FIG. 2 into digital signals. A / D converter 62
And the first air chamber 27 and the second air chamber 28 according to the digital signal converted by the A / D converter 62.
Of the piston position control means for controlling the piston 23 to a desired position so that the air pressure of the piston 23 can be optimally welded by the electrode tip 2, and the inertia of the piston for controlling the air pressure. Storage unit 65 in which parameters are stored, and host controller 1
2, an interface section 67 for transmitting a signal for data communication with the first electromagnetic valve 37 or the like for transmitting the electromagnetic valve to the first electromagnetic valve 37, and an analog digital signal from the arithmetic processing section 63 for opening and closing the first discharge serve valve 35 and the like. There is a D / A converter 69 for converting into a signal.
【0031】本装置は、以下のように動作する。This device operates as follows.
【0032】本装置の演算処理部63で行われる制御と
しては、シャフト29の先端部に設けられた電極チップ
2の位置を制御する位置決めモード、電極チップ2が被
溶接物3を加圧および開放する時の電極チップ2の速度
を制御する速度制御モード、電極チップ2が被溶接物3
を加圧する時の加圧力を制御する加圧力制御モード、最
大限に加圧または開放が行うときの全開加圧開放モード
およびこれらの処理の結果である第1空気室27と第2
空気室28の圧力差である圧力差指令値を処理し各サー
ボバルブに圧力差指令値になるような信号を分配する圧
力差指令分配制御がある。The control performed by the arithmetic processing unit 63 of this apparatus is a positioning mode for controlling the position of the electrode tip 2 provided at the tip of the shaft 29, and the electrode tip 2 pressurizes and releases the workpiece 3 to be welded. Speed control mode for controlling the speed of the electrode tip 2 when the electrode tip 2 is to be welded 3
Pressure control mode for controlling the pressure applied when pressurizing, the full open pressurization open mode when maximizing pressurization or opening, and the first air chamber 27 and the second air chamber 27 which are the result of these processes.
There is a pressure difference command distribution control for processing a pressure difference command value which is a pressure difference in the air chamber 28 and distributing a signal to each servo valve so that the signal becomes the pressure difference command value.
【0033】図3は、演算処理部63で行われる制御の
フローチャートであり、上位制御装置12からの運転モ
ード信号が電気回路部61内のインターフェース部67
を経て演算処理部63に入力されることにより(S1)
位置決めモードの場合には(S2)、位置決めモードの
サブルーチン処理を行い(S3)、速度制御モードの場
合には(S4)、速度制御モードのサブルーチン処理を
行い(S5)、加圧力制御モードの場合には(S6)、
加圧力制御モードのサブルーチン処理を行い(S7)、
全開加圧開放モードの場合には(S8)、全開加圧開放
モードのサブルーチン処理を行い(S9)、最後に圧力
差指令分配制御のサブルーチン処理を行う(S10)。FIG. 3 is a flow chart of the control performed by the arithmetic processing unit 63. The operation mode signal from the host controller 12 is the interface unit 67 in the electric circuit unit 61.
By being input to the arithmetic processing unit 63 via (S1)
In the positioning mode (S2), the positioning mode subroutine process is performed (S3), in the speed control mode (S4), the speed control mode subroutine process is performed (S5), and the pressing force control mode is used. (S6),
The subroutine processing of the pressure control mode is performed (S7),
In the case of the full open pressure release mode (S8), the full open pressure release mode subroutine process is performed (S9), and finally the pressure difference command distribution control subroutine process is performed (S10).
【0034】また、これらの位置決めモード、速度制御
モードおよび加圧力制御モードには、演算処理部63で
制御のために演算されるパラメータが非線形の損失によ
り変動を補償すべく外乱オブザーバを用いている。例え
ば装置が理想的な状態で最適に溶接を行うときには、ロ
ボットアームの移動から被溶接物への加圧さらには溶接
に至までに演算処理部63で処理されるパラメータが最
適な値であるノミナル値として存在する。そして、外乱
オブザーバは、通常、抵抗溶接装置が溶接を行うときに
は、必ずノミナル値が存在するものと仮定し、抵抗溶接
装置が可動した場合の実際のパラメータとノミナル値を
比較し、このノミナル値との差を外乱と推定するもので
ある。また、外乱オブザーバを用いてパラメータの変動
を推定するには、外乱の侵入経路を設定する必要があ
る。Further, a disturbance observer is used in these positioning mode, speed control mode and pressure control mode in order to compensate for fluctuations in the parameters calculated for control in the arithmetic processing unit 63 due to non-linear loss. . For example, when the apparatus optimally performs welding in an ideal state, the parameters processed by the arithmetic processing unit 63 from the movement of the robot arm to the pressurization of the object to be welded to the welding are optimal values. Exists as a value. Then, the disturbance observer normally assumes that, when the resistance welding device welds, there is always a nominal value, and compares the actual parameter and the nominal value when the resistance welding device moves, with this nominal value. The difference is estimated as the disturbance. Further, in order to estimate the fluctuation of the parameters using the disturbance observer, it is necessary to set the intrusion route of the disturbance.
【0035】なお、本装置および本方法において、使用
環境温度が15〜35℃程度の範囲内であれば温度変化
による空気の粘度の変化は大きな非線形の外乱損失とな
らないので問題とならないため非線形の外乱として扱わ
ない。In the present apparatus and method, if the operating environment temperature is in the range of about 15 to 35 ° C., the change in the viscosity of the air due to the temperature change does not cause a large non-linear disturbance loss, so that it does not cause a problem, so it is non-linear. Not treated as a disturbance.
【0036】以下、外乱の侵入経路を設定し外乱オブザ
ーバを求めると、Hereinafter, when the disturbance invasion path is set and the disturbance observer is obtained,
【0037】[0037]
【数1】 [Equation 1]
【0038】このときのシリンダの内部圧力の関係は、The relationship of the internal pressure of the cylinder at this time is as follows.
【0039】[0039]
【数2】 [Equation 2]
【0040】また、サーボバルブを通過する空気の流量
Giは、サーボバルブの実行開口面積をSi、サーボバ
ルブの上流圧をPu、サーボバルブの下流圧をPdとす
ると、The flow rate Gi of the air passing through the servo valve is given by: Si is the effective opening area of the servo valve, Pu is the upstream pressure of the servo valve, and Pd is the downstream pressure of the servo valve.
【0041】[0041]
【数3】 (Equation 3)
【0042】[0042]
【数4】 [Equation 4]
【0043】となる。この系を線形化する。It becomes Linearize this system.
【0044】ΔP=P1 −P2 、ΔS=S1 −S2 (2) 式−(3) 式に(5) 式を適用した結果は、ΔP = P1−P2, ΔS = S1−S2 Equation (2) Equation- (3) Equation (5) is applied to the result:
【0045】[0045]
【数5】 (Equation 5)
【0046】となる。但し、Psは供給側サーボバルブ
の元圧、Poは排気後の大気圧である。It becomes However, Ps is the source pressure of the supply side servo valve, and Po is the atmospheric pressure after exhaust.
【0047】これより本実施例の抵抗溶接装置の状態方
程式は、(1) 式、(6) 式より、From this, the state equation of the resistance welding apparatus of the present embodiment is calculated from the equations (1) and (6) as follows:
【0048】[0048]
【数6】 (Equation 6)
【0049】[0049]
【数7】 (Equation 7)
【0050】となり、この式をMATRIXx(マトリ
ックスエックス:米国のISI社製輸入代理店 住商エ
レクトロニクス(株))などの制御設計支援ツールに入
力し、空気の圧縮性などを補償した安定な系となるよう
な状態フィードバック係数をLQGもしくはH∞制御法
または極配置法などの手法により求める。また、手計算
にて状態フィードバック係数を求めても可。次に外乱を
推定する外乱オブザーバを求める。This equation is input to a control design support tool such as MATRIXx (Matrix X: US ISI import agent Sumisho Electronics Co., Ltd.) to form a stable system that compensates for air compressibility. Such a state feedback coefficient is obtained by a method such as LQG or H ∞ control method or pole placement method. Alternatively, the state feedback coefficient can be calculated manually. Next, the disturbance observer that estimates the disturbance is obtained.
【0051】外乱を含んだ拡大系は、The expansion system including the disturbance is
【0052】[0052]
【数8】 (Equation 8)
【0053】[0053]
【数9】 [Equation 9]
【0054】[0054]
【数10】 [Equation 10]
【0055】となる。これを用いて外乱オブザーバは以
下のようになる。It becomes Using this, the disturbance observer is as follows.
【0056】[0056]
【数11】 [Equation 11]
【0057】ここで、gd:オブザーバゲインWhere gd: observer gain
【0058】[0058]
【数12】 (Equation 12)
【0059】以上のように求めた外乱オブザーバ81
は、図4のブロック線図のようにピストン位置センサ5
3からのディジタル変換後の位置検出信号P* を微分器
83aで微分することによりピストン23の速度V* を
求め、さらにこのピストン23の速度V* を微分器83
bにて微分することによりピストン23の加速度a* を
演算し、これにシャフト29を含めたピストン23のイ
ナーシャJを乗算器85aで乗算し慣性による損失であ
るピストン慣性損失T* を演算する。そして、ピストン
23の速度V* は、乗算器85bにより動摩擦係数bで
乗算しピストン23の摩擦による損失であるピストン摩
擦損失F* を演算する。一方、第1空気室27の空気圧
は、第1圧力センサ43で検出され、第2圧力センサ4
4で検出される第2空気室の空気圧により減算されて、
第1空気室27と第2空気室との差圧HN * として求め
られる。この差圧HN * は、乗算器85cによりシリン
ダ面積Sで乗算され、ピストン23に空気圧により印加
される力M* となる。したがって、外乱オブザーバ81
は、この力M* からピストン慣性損失T* およびピスト
ン摩擦損失F* をそれぞれ減算したものを非線形な外乱
損失G* であると推定する。The disturbance observer 81 obtained as described above
Is the piston position sensor 5 as shown in the block diagram of FIG.
The position detection signal after the digital conversion P * from 3 obtains the speed of the piston 23 V * by differentiating with a differentiator 83a, further differentiator velocity V * of the piston 23 83
The acceleration a * of the piston 23 is calculated by differentiating with b, and the inertia J of the piston 23 including the shaft 29 is multiplied by this by the multiplier 85a to calculate the piston inertial loss T * which is the loss due to inertia. Then, the velocity V * of the piston 23 is multiplied by the dynamic friction coefficient b by the multiplier 85b to calculate the piston friction loss F * which is the loss due to the friction of the piston 23. On the other hand, the air pressure in the first air chamber 27 is detected by the first pressure sensor 43, and the second pressure sensor 4
Subtracted by the air pressure of the second air chamber detected in 4,
It is obtained as a differential pressure HN * between the first air chamber 27 and the second air chamber. This differential pressure HN * is multiplied by the cylinder area S by the multiplier 85c and becomes the force M * applied to the piston 23 by the air pressure. Therefore, the disturbance observer 81
Estimates obtained by subtracting the force M * from the piston inertia losses T * and piston friction loss F * respectively to be non-linear disturbances loss G *.
【0060】図5は、外乱オブザーバの制御を説明する
ためのフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart for explaining the control of the disturbance observer.
【0061】ピストン23の位置フィードバックを微分
することによってピストン速度V*を演算し(S1
1)、ピストン速度V* をさらに微分することによって
ピストン加速速度a* を演算し(S12)、シャフト2
9を含むピストン23のイナーシャJを加速速度a* に
乗算しピストン慣性損失T* を求めて(S13)、ピス
トン23の動摩擦係数bをピストン速度V* に乗算しピ
ストン摩擦損失F* を求める(S14)。そして、第1
空気室27および第2空気室の差圧HN * をシリンダ面
積Sで乗算しピストンに空気圧より印加される力M* を
求めて(S15)、この力M* からピストン慣性損失T
* およびピストン摩擦損失F* をそれぞれ減算し非線形
な外乱損失G* を演算し(S16)、前述の位置制御モ
ード、速度制御モードおよび加圧力制御モード時に外乱
損失G* を補償し、最適なパラメータを得ることができ
る。The piston velocity V * is calculated by differentiating the position feedback of the piston 23 (S1
1), the piston acceleration speed a * is calculated by further differentiating the piston speed V * (S12), and the shaft 2
9 multiplying seeking piston inertia losses T * in * inertia J acceleration rate a of the piston 23 including the (S13), multiplied by the dynamic friction coefficient b of the piston 23 on the piston speed V * Request piston friction loss F * ( S14). And the first
The differential pressure HN * between the air chamber 27 and the second air chamber is multiplied by the cylinder area S to obtain the force M * applied from the air pressure to the piston (S15). From this force M * , the piston inertia loss T
* And piston friction loss F * are respectively subtracted to calculate a nonlinear disturbance loss G * (S16), and the disturbance loss G * is compensated in the position control mode, speed control mode and pressure control mode described above, and the optimum parameter is set. Can be obtained.
【0062】この外乱オブザーバ81を用いた位置決め
モード91は、図6のブロック線図のように位置決めモ
ード91を行うための信号である位置決めモード信号P
sが指令位置選択器93に入力されると、指令位置選択
器93が上位制御装置12からのピストンの位置の指令
位置データPD * が記憶されている演算処理部63内の
RAMから指令位置データPD * を読み込み、この指令
位置データPD * から実際のピストンの位置フィードバ
ック値であるP* を減算し、位置偏差PH* を演算し付
号記憶器95によってこの位置偏差PH* の付号mを記
憶すると共に、位置偏差PH* を乗算器97aにより位
置ゲインKpで乗算することによって位置偏差を速度に
変換し位置偏差速度Pa* を求める。そして、現在速度
aref* は、付号付加器94aにより付号付加器を付
加された後に前回の速度指令値が記憶されている速度指
令記憶器98からの前回の速度指令値と加算することに
よって加速速度Vaとなる。絶対値比較器99は、この
加速速度Va、ピストンの最高速度Vmax * に付号付加
器94bで付号を付加したVmax および前述の位置偏差
速度Pa* の絶対値を比較し、それぞれの絶対値の中か
ら最小の値のものを速度指令値Vref* とする。この
速度指令値Vref* は、図7(a) のような三角形を途
中で切り取ったような形になり、再び速度指令記憶器9
8で記憶され、位置偏差速度Pa* と加算されることに
よって減速速度Vdとする。また、速度指令値Vref
* は、乗算器96aにより差圧HN * に圧力差ゲインK
prを乗算しピストン摩擦損失F* を速度に変換したピ
ストン摩擦損失速度HG * 、ピストン速度V* に速度ゲ
インKvを乗算しピストン慣性損失T* を速度に変換し
たピストン慣性損失速度VG * および外乱損失G* に外
乱補償ゲインKdを乗算し外乱損失G* を速度に変換し
た外乱損失速度Gr* で減算されて圧力差指令値Hre
f* となる。したがって、本装置は、電極チップ2の位
置決めに際して、この圧力差指令値Href* になるよ
うに演算処理部63からの信号をD/A変換部69を介
して第1排出用サーボバルブ35、第1供給用サーボバ
ルブ36、第2排出用サーボバルブ38および第2供給
用サーボバルブ39に送信し、第1空気室27および第
2空気室28の空気圧の調整し電極チップ2をハンチン
グなどを起こさずに位置決めすることができるので溶接
作業にかかる時間を短縮することができる。The positioning mode 91 using the disturbance observer 81 is a positioning mode signal P which is a signal for performing the positioning mode 91 as shown in the block diagram of FIG.
When s is input to the command position selector 93, the command position selector 93 outputs the command position data from the RAM in the arithmetic processing unit 63 in which the command position data PD * of the piston position from the host controller 12 is stored. Load the PD *, the command position data PD * from subtracting the P * is a position feedback value of the actual piston, the position deviation PH * a No. with calculated memory unit 95 of the position deviation PH * with No. m of The position deviation PH * is calculated by multiplying the position deviation PH * by the position gain Kp by the multiplier 97a, and the position deviation speed Pa * is obtained. Then, the current speed aref * is obtained by adding the previous speed command value from the speed command storage unit 98 in which the previous speed command value is stored after the additional command is added by the additional sign adder 94a. The acceleration speed becomes Va. The absolute value comparator 99 compares the absolute values of the acceleration speed Va, the maximum speed Vmax * of the piston with Vmax added with the additional sign by the additional adder 94b, and the position deviation speed Pa * described above, and the absolute values of the respective values are compared. The speed command value Vref * has the smallest value among the above. This speed command value Vref * has a shape obtained by cutting a triangle as shown in FIG.
In step 8, the deceleration speed Vd is obtained by adding it to the position deviation speed Pa * . Also, the speed command value Vref
* Is the pressure difference gain K converted to the differential pressure HN * by the multiplier 96a.
The piston friction loss speed HG * , which is obtained by multiplying pr by converting the piston friction loss F * into speed, and the piston inertia loss speed VG *, which is obtained by multiplying piston speed V * by speed gain Kv, and the piston inertia loss T * is converted into speed, and the disturbance. The pressure difference command value Hre is obtained by subtracting the loss G * by the disturbance compensation gain Kd and converting the disturbance loss G * into a velocity, which is the disturbance loss velocity Gr *.
f * . Therefore, when positioning the electrode tip 2, the present apparatus sends a signal from the arithmetic processing unit 63 via the D / A conversion unit 69 so that the pressure difference command value Href * is obtained. It transmits to the 1st supply servo valve 36, the 2nd discharge servo valve 38, and the 2nd supply servo valve 39, adjusts the air pressure of the 1st air chamber 27 and the 2nd air chamber 28, and causes hunting etc. of the electrode tip 2. Since the positioning can be performed without doing so, the time required for the welding work can be shortened.
【0063】図8は、位置決めモードのサブルーチンを
説明するためのフローチャートである。FIG. 8 is a flow chart for explaining the positioning mode subroutine.
【0064】演算処理部63内部のRAMに記憶されて
いる上位制御装置12からの指令位置データPD * をピ
ストン位置センサ53にて検出するピストン23の位置
フィードバック値P* で減算し位置偏差PH* を求めて
(S21)、この位置偏差PH* に位置ゲインKpを積
算し位置偏差速度Pa* を演算する(S22)。現在の
ピストン23の速度aref* から前回のピストン23
の速度を減算しピストン23の加速速度Vaを演算し
(S23)、位置偏差速度Pa* 、加速速度Vaおよび
最高速度Vmax のそれぞれの絶対値を比較し、最小値を
速度指令値Vref* とする(S24)。この速度指令
値Vref* に位置偏差速度Pa* を加算し減速速度V
dを演算する(S25)。速度に変換したピストン摩擦
損失速度HG * 、ピストン慣性損失速度VG * および外
乱損失速度Gr* を速度指令値Vref* から減算した
ものを圧力差指令値Href* とする(S26)。The command position data PD * from the host controller 12 stored in the RAM in the arithmetic processing unit 63 is subtracted by the position feedback value P * of the piston 23 detected by the piston position sensor 53 to obtain the position deviation PH *. Is calculated (S21), and the position gain PH * is integrated with the position deviation PH * to calculate the position deviation speed Pa * (S22). From the current speed aref * of the piston 23 to the previous piston 23
Is calculated to calculate the acceleration speed Va of the piston 23 (S23), the absolute values of the position deviation speed Pa * , the acceleration speed Va and the maximum speed Vmax are compared, and the minimum value is set as the speed command value Vref * . (S24). The position deviation speed Pa * is added to this speed command value Vref * to determine the deceleration speed V
d is calculated (S25). The pressure difference command value Href * is obtained by subtracting the piston friction loss speed HG * , the piston inertial loss speed VG *, and the disturbance loss speed Gr * converted into the speed from the speed command value Vref * (S26).
【0065】また、外乱オブザーバ81を用いた速度制
御モード101は、図9のブロック線図のように速度制
御モード101を行うための信号である速度制御モード
信号Vsが指令速度選択器102に入力されると、指令
速度選択器102が上位制御装置12からのピストン2
3の速度の指令速度データVD * が記憶されている演算
処理部63内のRAMから指令速度データVD * を読み
込み、この指令速度データVD * から外乱オブザーバ8
1で演算される実際のピストン23の位置フィードバッ
ク値であるV* を減算し、速度偏差VH * を演算し付号
記憶器103によってこの速度偏差VH * の付号mを記
憶すると共に、速度偏差VH * を絶対値器104より絶
対値化して速度偏差絶対値|VH * |を求める。絶対値
比較器105は、ピストン23の現在速度aref* お
よび速度偏差絶対値|VH * |の絶対値を比較し、それ
ぞれの絶対値の中から最小の値のものを速度指令値Vc
*とし、さらに前述の速度偏差絶対値|VH * |を加算
することによって速度偏差Vp* とする。また、速度指
令値Vc* は、付号付加器107で付号付加器を付加さ
れて前回の速度指令と加算された後に速度指令記憶器1
06で記憶されると共に、乗算器108aにより差圧H
N * に圧力差ゲインKprを乗算しピストン摩擦損失F
* を速度に変換したピストン摩擦損失速度HG * および
外乱損失G*に外乱補償ゲインKdを乗算し外乱損失G
* を速度に変換した外乱損失速度Gr* で減算されて圧
力差指令値Href* となる。したがって、本装置は、
電極チップ2の移動に際して、この圧力差指令値Hre
f* になるように演算処理部63からの信号をD/A変
換部69を介して第1排出用サーボバルブ35、第1供
給用サーボバルブ36、第2排出用サーボバルブ38お
よび第2供給用サーボバルブ39に送信し、第1空気室
27および第2空気室28の空気圧の調整するので電極
チップ2の移動を最適速度にて無駄なく行うことがで
き、電極チップ2の移動に伴う時間を短縮できるので溶
接作業にかかる時間を短縮することができる。In the speed control mode 101 using the disturbance observer 81, the speed control mode signal Vs which is a signal for performing the speed control mode 101 is input to the command speed selector 102 as shown in the block diagram of FIG. Then, the commanded speed selector 102 causes the piston 2 from the host controller 12 to operate.
3 speed command speed data VD * of RAM of the arithmetic processing unit 63 which is stored a command is read velocity data VD *, disturbance observer 8 from the command speed data VD *
V * which is the actual position feedback value of the piston 23 calculated by 1 is subtracted, the speed deviation VH * is calculated, and the code memory 103 stores the code m of this speed deviation VH * and the speed deviation. VH * is converted to an absolute value by the absolute value unit 104 to obtain the absolute value of speed deviation | VH * |. The absolute value comparator 105 compares the absolute value of the current speed aref * of the piston 23 and the absolute value of the speed deviation | VH * |, and the absolute value of each absolute value is the speed command value Vc.
*, And the speed deviation absolute value | VH * | is added to obtain the speed deviation Vp * . In addition, the speed command value Vc * is added to the speed command value Vc * by the index number adder 107 and added to the previous speed command.
06 and the differential pressure H by the multiplier 108a.
Multiply N * by the pressure difference gain Kpr to obtain piston friction loss F
The piston friction loss speed HG * and the disturbance loss G * obtained by converting * into the speed are multiplied by the disturbance compensation gain Kd to obtain the disturbance loss G.
The pressure difference command value Href * is obtained by subtracting the disturbance loss speed Gr * obtained by converting * into speed. Therefore, the device
When moving the electrode tip 2, this pressure difference command value Hre
The signal from the arithmetic processing unit 63 is supplied to the first discharge servo valve 35, the first supply servo valve 36, the second discharge servo valve 38 and the second supply so as to be f * via the D / A conversion unit 69. The air pressure of the first air chamber 27 and the second air chamber 28 is adjusted by transmitting it to the servo valve 39 for use, so that the electrode tip 2 can be moved at an optimum speed without waste, and the time required for the movement of the electrode tip 2 can be reduced. Therefore, the time required for welding work can be shortened.
【0066】図10は、速度制御モードのサブルーチン
を説明するためのフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart for explaining the speed control mode subroutine.
【0067】演算処理部63内部のRAMに記憶されて
いる上位制御装置12からの指令速度データVD * を外
乱オブザーバ81にて演算するピストン23の速度フィ
ードバック値V* で減算し、さらに絶対値化して速度偏
差絶対値|VH * |を求めて(S31)、この速度偏差
絶対値|VH * |と現在速度をaref* の絶対値を比
較し、最小値を速度指令値Vc* とする(S32)。こ
の速度指令値Vc* に速度偏差絶対値|VH * |を加算
し速度偏差Vp* を演算する(S33)。前回の速度指
令値、速度に変換したピストン摩擦損失速度HG * およ
び外乱損失速度Gr* を速度指令値Vc* から減算した
ものを圧力差指令値Href* とする(S34)。The command speed data VD * from the host controller 12 stored in the RAM in the arithmetic processing unit 63 is subtracted by the speed feedback value V * of the piston 23 calculated by the disturbance observer 81, and further converted into an absolute value. speed deviation absolute value each | VH * | a seeking (S31), the speed deviation absolute value | VH * | and the current speed compares the absolute value of aref *, a speed command value Vc * to the minimum value (S32 ). The speed deviation absolute value | VH * | is added to this speed command value Vc * to calculate the speed deviation Vp * (S33). The pressure difference command value Href * is obtained by subtracting the previous speed command value, the piston friction loss speed HG * and the disturbance loss speed Gr * converted into speed from the speed command value Vc * (S34).
【0068】そして、外乱オブザーバ81を用いた加圧
力制御モード111は、図11のブロック線図のように
加圧力制御モード111を行うための信号である加圧力
制御モード信号Bsが指令圧力選択器112に入力され
ると、指令圧力選択器112が上位制御装置12からの
ピストン23の加圧力の指令圧力データBD * が記憶さ
れている演算処理部63内のRAMから指令圧力データ
BD * を読み込む。比較器115は、この指令圧力デー
タBD * とBmax を比較し、いずれか最小の値のものを
圧力指令値Bc* とする。この圧力指令値Bc* は、図
7(b) のような電極チップ2による加圧もしくは開放の
ために正負の値を有するグラフになり、さらに前述の指
令圧力データBD * を加算することによって指令圧力B
ref*とする。この指令圧力Bref* は、乗算器1
17により外乱損失G* に外乱補償ゲインKdを乗算し
外乱損失G* を速度に変換した外乱損失速度Gr* で減
算されて圧力差指令値Href* となる。したがって、
本装置は、電極チップ2の加圧に際して、この圧力差指
令値Href* になるように演算処理部63からの信号
をD/A変換部69を介して第1排出用サーボバルブ3
5、第1供給用サーボバルブ36、第2排出用サーボバ
ルブ38および第2供給用サーボバルブ39に送信し、
第1空気室27および第2空気室28の空気圧の調整す
るので電極チップ2の加圧力を最適にすることができ、
溶接失敗による被溶接物3の穴あきなどがなくなり溶接
の品質を向上させることができる。In the pressing force control mode 111 using the disturbance observer 81, the pressing force control mode signal Bs, which is a signal for performing the pressing force control mode 111 as shown in the block diagram of FIG. 11, is the command pressure selector. is input to 112, read command pressure data BD * from the RAM of the arithmetic processing unit 63 to the command pressure selector 112 command pressure data BD * the pressure of the piston 23 from the host controller 12 is stored . The comparator 115 compares the command pressure data BD * and Bmax and determines whichever has the smallest value as the pressure command value Bc * . This pressure command value Bc * becomes a graph having positive and negative values for pressurization or opening by the electrode tip 2 as shown in FIG. 7 (b), and the command pressure data BD * is added to give a command. Pressure B
ref * . This command pressure Bref * is calculated by the multiplier 1
In step 17, the disturbance loss G * is multiplied by the disturbance compensation gain Kd, and the disturbance loss G * is converted into a velocity, which is subtracted by the disturbance loss velocity Gr * to obtain a pressure difference command value Href * . Therefore,
In the present device, when the electrode tip 2 is pressed, the signal from the arithmetic processing unit 63 is passed through the D / A conversion unit 69 so that the pressure difference command value Href * is obtained.
5, the first supply servo valve 36, the second discharge servo valve 38 and the second supply servo valve 39,
Since the air pressures of the first air chamber 27 and the second air chamber 28 are adjusted, the pressure of the electrode tip 2 can be optimized.
It is possible to improve the quality of welding by eliminating the perforation of the workpiece 3 due to welding failure.
【0069】図12は、加圧力制御モードのサブルーチ
ンを説明するためのフローチャートである。FIG. 12 is a flow chart for explaining a subroutine of the pressure control mode.
【0070】演算処理部63内部のRAMに記憶されて
いる上位制御装置12からの指令速度データBD * を最
大圧力Bmax * と比較し、最小値を圧力指令値Bc* と
し(S41)、この圧力指令値Bc* に指令圧力データ
BD * を加算し指令圧力Bref* を演算する(S4
2)。速度に変換した外乱損失速度Gr* を圧力指令値
Bc* から減算したものを圧力差指令値Href* とす
る(S43)。The command speed data BD * from the host controller 12 stored in the RAM in the arithmetic processing unit 63 is compared with the maximum pressure Bmax *, and the minimum value is set as the pressure command value Bc * (S41). Command pressure data BD * is added to command value Bc * to calculate command pressure Bref * (S4
2). The pressure difference command value Href * is obtained by subtracting the disturbance loss speed Gr * converted into the speed from the pressure command value Bc * (S43).
【0071】全開加圧開放モード121は、図13のブ
ロック線図のように全開加圧信号Vk* が全開加圧開放
モード設定器123に入力すると、演算処理部63がイ
ンターフェース部67を通して、第1電磁バルブ37に
第1電磁バルブ37のa接点駆動信号Vk1aを入力し
第1電磁バルブ37からレギュレータ46で調整する空
気圧を直接、第1空気室27に加圧すると共に、第2電
磁バルブ41に第2電磁バルブ41のb接点駆動信号V
k2bを入力し第2空気室28内の空気を第2電磁バル
ブ41に介して外部へ排出することにより電極チップ2
を最大速度および最大加圧力で被溶接物3に印加する。
また、全開加圧開放モード121は、全開開放信号Ve
* が全開加圧開放モード設定器123に入力すると、演
算処理部63がインターフェース部67を通して、第1
電磁バルブ37に第1電磁バルブ37のb接点駆動信号
Ve1bを入力し第1空気室27内の空気を第1電磁バ
ルブ37に介して外部へ排出すると共に、第2電磁バル
ブ41に第2電磁バルブ41のa接点駆動信号Ve2a
を入力し第2電磁バルブ41からレギュレータ46で調
整する空気圧を直接、第2空気室28に加圧することに
より電極チップ2を最大速度で被溶接物3から開放する
ことができる。In the full open pressurization release mode 121, when the full open pressurization signal Vk * is input to the full open pressurization release mode setter 123 as shown in the block diagram of FIG. The a-contact drive signal Vk1a of the first electromagnetic valve 37 is input to the first electromagnetic valve 37, and the air pressure adjusted by the regulator 46 is directly applied from the first electromagnetic valve 37 to the first air chamber 27 and to the second electromagnetic valve 41. B contact drive signal V of the second electromagnetic valve 41
By inputting k2b and discharging the air in the second air chamber 28 to the outside through the second electromagnetic valve 41, the electrode tip 2
Is applied to the workpiece 3 at the maximum speed and the maximum pressure.
Further, the full-open pressure release mode 121 uses the full-open release signal Ve.
When * is input to the full open pressurization release mode setting device 123, the arithmetic processing unit 63 passes through the interface unit 67 and
The b-contact drive signal Ve1b of the first electromagnetic valve 37 is input to the electromagnetic valve 37 to discharge the air in the first air chamber 27 to the outside through the first electromagnetic valve 37 and the second electromagnetic valve 41 to the second electromagnetic valve 41. Valve 41 a contact drive signal Ve2a
By directly inputting the air pressure adjusted by the regulator 46 from the second electromagnetic valve 41 to the second air chamber 28, the electrode tip 2 can be released from the workpiece 3 at the maximum speed.
【0072】なお、全開加圧開放モードには、第1排出
用サーボバルブ35、第1供給用サーボバルブ36、第
2排出用サーボバルブ38および第2供給用サーボバル
ブ39を全て閉じてもよいし、全開加圧時は、第1排出
用サーボバルブ35を閉、第1供給用サーボバルブ36
を開および第2排出用サーボバルブ38を開、第2供給
用サーボバルブ39を閉にし、全開開放時は、第1排出
用サーボバルブ35を閉、第1供給用サーボバルブ36
を開および第2排出用サーボバルブ38を開、第2供給
用サーボバルブ39を閉にすることによってバルブ全体
の開口面積を大きくし通気損失を減らし電極チップ2の
移動速度および加圧力などより効果的にすることができ
る。In the full open pressure release mode, all of the first discharge servo valve 35, the first supply servo valve 36, the second discharge servo valve 38 and the second supply servo valve 39 may be closed. However, when pressurizing fully, the first discharge servo valve 35 is closed, and the first supply servo valve 36 is closed.
And the second discharge servo valve 38 are opened, the second supply servo valve 39 is closed, and when fully opened, the first discharge servo valve 35 is closed and the first supply servo valve 36.
And the second discharge servo valve 38 are opened and the second supply servo valve 39 is closed to increase the opening area of the entire valve to reduce ventilation loss and more effective movement speed and pressure of the electrode tip 2. You can do it.
【0073】図14は、全開加圧開放モードのサブルー
チンを説明するためのサブルーチンである。FIG. 14 is a subroutine for explaining the subroutine of the full open pressure release mode.
【0074】全開加圧の場合には(S51)、全開加圧
信号Vk* を第1電磁バルブ37のa接点駆動信号Vk
1aおよび第2電磁バルブ41のb接点駆動信号Vk2
bとしてそれぞれ第1電磁バルブ37および第2電磁バ
ルブ41に送信し(S52)、第1空気室27をレギュ
レータ46で調整する空気圧で直接に加圧し第2空気室
28の空気を急速に外部に排出する。そして、全開開放
の場合には(S51)、全開開放信号Ve* を第1電磁
バルブ37のb接点駆動信号Ve1bおよび第2電磁バ
ルブ41のa接点駆動信号Ve2aとしてそれぞれ第1
電磁バルブ37および第2電磁バルブ41に送信し(S
53)、第1空気室27の空気を急速に外部に排出し第
2空気室28の空気をレギュレータ46で調整する空気
圧で直接に加圧する。In the case of full open pressurization (S51), the full open pressurization signal Vk * is set to the a-contact drive signal Vk of the first electromagnetic valve 37.
1a and b contact drive signal Vk2 of the second electromagnetic valve 41
b to the first electromagnetic valve 37 and the second electromagnetic valve 41, respectively (S52), and the first air chamber 27 is directly pressurized by the air pressure adjusted by the regulator 46 to rapidly release the air in the second air chamber 28 to the outside. Discharge. Then, in the case of full open (S51), the full open signal Ve * is set as the first contact drive signal Ve1b of the first electromagnetic valve 37 and the first contact drive signal Ve2a of the second electromagnetic valve 41, respectively.
Send to the electromagnetic valve 37 and the second electromagnetic valve 41 (S
53), the air in the first air chamber 27 is rapidly discharged to the outside, and the air in the second air chamber 28 is directly pressurized by the air pressure adjusted by the regulator 46.
【0075】位置決めモード91、速度制御モード10
1および加圧力制御モード111により求められた圧力
差指令値Href* は、図15のブロック線図のような
圧力差指令分配制御を行う圧力差指令分配部131によ
り処理されて第1供給用サーボバルブ36、第1排出用
サーボバルブ35、第2供給用サーボバルブ39および
第2排出用サーボバルブ38を駆動し第1空気室27お
よび第2空気室28の空気圧が圧力差指令値Href*
になるような信号となる。したがって、圧力差指令値H
ref* は、極性比較器132aにより極性が判定さ
れ、正の時つまり電極チップ2により被溶接物3を加圧
する場合には、除算器133aにより圧力差指令値Hr
ef* を第3圧力センサ45によって検出する元圧H3
で除算され第1空気室供給信号Hk1となる。また、圧
力差指令値Href* は、第1圧力センサ43で検出さ
れる第1空気室27の空気圧フィードバック値H1* を
減算し極性比較器132bにより正の場合には第1空気
室27の空気を排出するための第1空気室排出信号He
1となる。そして、第1空気室供給信号Hk1および第
1空気室排出信号He1は、演算処理部63からD/A
変換部69を介してそれぞれ第1供給用サーボバルブ3
6と第1排出用サーボバルブ35に入力され、第1空気
室27および第2空気室28の空気圧差が圧力差指令値
Href* になるように第1空気室27の空気圧を調整
する。一方、圧力差指令値Href* により第2空気室
28の空気圧を最適にする指令を生成するためのバルブ
駆動指令発生器135aに入力される圧力差指令値Hr
ef* は、バルブ駆動指令発生器135aにより第2供
給用サーブバルブ39を閉じるためのバルブ遮断信号H
close 2および第1空気室27および第2空気室28の
空気圧差が圧力差指令値Href* になるように第2空
気室28の空気圧を調整するための第2バルブ調整信号
Hopen2となる。そして、バルブ遮断信号Hclose 2信
号および第2バルブ調整信号Hopen2は、演算処理部6
3からD/A変換部69を介してそれぞれ第2供給用サ
ーボバルブ39と第2排出用サーボバルブ38に入力さ
れ、第1空気室27および第2空気室28の空気圧差が
圧力差指令値Href* になるように第2空気室28の
空気圧を調整する。Positioning mode 91, speed control mode 10
1 and the pressure difference command value Href * obtained in the pressing force control mode 111 are processed by the pressure difference command distribution unit 131 that performs pressure difference command distribution control as shown in the block diagram of FIG. The valve 36, the first discharge servo valve 35, the second supply servo valve 39, and the second discharge servo valve 38 are driven so that the air pressures of the first air chamber 27 and the second air chamber 28 are the pressure difference command value Href *.
The signal becomes Therefore, the pressure difference command value H
The polarity of ref * is determined by the polarity comparator 132a, and when the polarity is positive, that is, when the workpiece 3 is pressurized by the electrode tip 2, the pressure difference command value Hr is calculated by the divider 133a.
Source pressure H3 for detecting ef * by the third pressure sensor 45
Is divided by to become the first air chamber supply signal Hk1. Further, when the pressure difference command value Href * is subtracted from the air pressure feedback value H1 * of the first air chamber 27 detected by the first pressure sensor 43 and is positive by the polarity comparator 132b, the air in the first air chamber 27 is reduced. Signal He for discharging the first air chamber for discharging
It becomes 1. Then, the first air chamber supply signal Hk1 and the first air chamber discharge signal He1 are output from the arithmetic processing unit 63 by D / A.
The first supply servo valve 3 via the converter 69, respectively.
6 and the first discharge servo valve 35, and adjusts the air pressure in the first air chamber 27 so that the air pressure difference between the first air chamber 27 and the second air chamber 28 becomes the pressure difference command value Href * . On the other hand, the pressure difference command value Hr * input to the valve drive command generator 135a for generating a command for optimizing the air pressure in the second air chamber 28 based on the pressure difference command value Href * .
ef * is a valve shutoff signal H for closing the second supply serve valve 39 by the valve drive command generator 135a.
close 2 and the second valve adjustment signal Hopen2 for adjusting the air pressure of the second air chamber 28 so that the air pressure difference between the first air chamber 27 and the second air chamber 28 becomes the pressure difference command value Href * . Then, the valve shutoff signal Hclose 2 signal and the second valve adjustment signal Hopen 2 are supplied to the arithmetic processing unit 6.
3 to the second supply servo valve 39 and the second discharge servo valve 38 via the D / A converter 69, and the air pressure difference between the first air chamber 27 and the second air chamber 28 is the pressure difference command value. The air pressure in the second air chamber 28 is adjusted so as to be Href * .
【0076】また、圧力差指令値Href* は、極性比
較器132aにより極性が判定され、負の時つまり電極
チップ2を被溶接物3から開放する場合には、圧力差指
令値Href* の付号が付号反転器137により反転さ
れた後に除算器133bにより第3圧力センサ45によ
って検出する元圧H3 で除算され第2空気室供給信号H
k2となる。また、圧力差指令値Href* は、第2圧
力センサ44で検出される第2空気室28の空気圧フィ
ードバック値H2* を減算し極性比較器132cにより
正の場合には第2空気室28の空気を排出するための第
2空気室排出信号He2となる。そして、第2空気室供
給信号Hk2および第2空気室排出信号He2は、演算
処理部63からD/A変換部69を介してそれぞれ第2
供給用サーボバルブ39と第2排出用サーボバルブ38
に入力され、第1空気室27および第2空気室28の空
気圧差が圧力差指令値Href* になるように第2空気
室28の空気圧を調整する。一方、圧力差指令値Hre
f* により第1空気室27の空気圧を最適にする指令を
発生するためのバルブ駆動指令発生器135bに入力さ
れる圧力差指令値Href* は、バルブ駆動指令発生器
135bにより第1供給用サーブバルブ36を閉じるた
めのバルブ遮断信号Hclose 1および第1空気室27お
よび第2空気室28の空気圧差が圧力差指令値Href
* になるように第1空気室27の空気圧を調整するため
の第1バルブ調整信号Hopen1となる。そして、バルブ
遮断信号Hclose 1信号および第1バルブ調整信号Hop
en1は、演算処理部63からD/A変換部69を介して
それぞれ第1供給用サーボバルブ36と第1排出用サー
ボバルブ35に入力され、第1空気室27および第2空
気室28の空気圧差が圧力差指令値Href* になるよ
うに第1空気室27の空気圧を調整する。The polarity of the pressure difference command value Href * is determined by the polarity comparator 132a, and when the polarity is negative, that is, when the electrode tip 2 is released from the workpiece 3, the pressure difference command value Href * is added. No. is inverted by the additional number inverter 137 and then divided by the source pressure H3 detected by the third pressure sensor 45 by the divider 133b, and the second air chamber supply signal H
k2. Further, the pressure difference command value Href * is subtracted from the air pressure feedback value H2 * of the second air chamber 28 detected by the second pressure sensor 44, and if the polarity comparator 132c is positive, the air pressure of the second air chamber 28 is reduced. Becomes the second air chamber discharge signal He2 for discharging. Then, the second air chamber supply signal Hk2 and the second air chamber discharge signal He2 are respectively output from the arithmetic processing unit 63 via the D / A conversion unit 69 to the second air chamber second signal.
Supply servo valve 39 and second discharge servo valve 38
The air pressure in the second air chamber 28 is adjusted so that the air pressure difference between the first air chamber 27 and the second air chamber 28 becomes the pressure difference command value Href * . On the other hand, the pressure difference command value Hre
The pressure difference command value Href * input to the valve drive command generator 135b for generating a command for optimizing the air pressure of the first air chamber 27 by f * is calculated by the valve drive command generator 135b. The valve cutoff signal Hclose 1 for closing the valve 36 and the air pressure difference between the first air chamber 27 and the second air chamber 28 are the pressure difference command value Href.
It becomes the first valve adjustment signal Hopen1 for adjusting the air pressure of the first air chamber 27 so as to be * . Then, the valve shutoff signal Hclose 1 signal and the first valve adjustment signal Hop
en1 is input from the arithmetic processing unit 63 to the first supply servo valve 36 and the first discharge servo valve 35 via the D / A conversion unit 69, respectively, and the air pressure of the first air chamber 27 and the second air chamber 28 is increased. The air pressure in the first air chamber 27 is adjusted so that the difference becomes the pressure difference command value Href * .
【0077】図16は、圧力差指令分配制御の処理のサ
ブルーチンを説明するためのフローチャートである。FIG. 16 is a flow chart for explaining the subroutine of the pressure difference command distribution control process.
【0078】圧力差指令値Href* が入力されると
(S61)、圧力差指令値Href*の極性が正の場合
には(S62)、圧力差指令値Href* を元圧H3で
除算し第1空気室供給信号Hk 1を演算し(S63)、
圧力差指令値Href* で第1空気室空気圧フィードバ
ック値H1* で減算し値が正の時には第1空気室排出信
号He1を演算する(S64)。そして、第2供給用サ
ーボバルブ38を閉じるための遮断信号Hclose 2(S
65)および第1空気室と第2空気室との圧力差が圧力
差指令値Href* になるように調整するための第2バ
ルブ調整信号Hopen2を生成し(S66)、第1空気室
供給信号Hk 1を第1供給用サーボバルブ36へ、第1
空気室排出信号He1を第1排出用サーボバルブ35
へ、遮断信号Hclose 2を第2供給用サーボバルブ39
へ、第2バルブ調整信号Hopen2を第2排出用サーボバ
ルブ38へそれぞれ送信する(S67)。また、圧力差
指令値Href* の極性が負の場合には(S62)、圧
力差指令値Href* の付号を反転した後に(S6
8)、元圧H3で除算し第2空気室供給信号Hk 2を演
算し(S69)、圧力差指令値Href* で第2空気室
空気圧フィードバック値H2* で減算し値が正の時には
第2空気室排出信号He2を演算する(S70)。そし
て、第1供給用サーボバルブ36を閉じるための遮断信
号Hclose 1(S71)および第1空気室と第2空気室
との圧力差が圧力差指令値Href* になるように調整
するための第1バルブ調整信号Hopen1を生成し(S7
2)、第2空気室供給信号Hk 2を第2供給用サーボバ
ルブ39へ、第2空気室排出信号He2を第2排出用サ
ーボバルブ38へ、遮断信号Hclose 1を第1供給用サ
ーボバルブ36へ、第1バルブ調整信号Hopen1を第1
排出用サーボバルブ35へそれぞれ送信する(S7
3)。When the pressure difference command value Href * is input (S61), if the polarity of the pressure difference command value Href * is positive (S62), the pressure difference command value Href * is divided by the original pressure H3 and the 1 air chamber supply signal Hk 1 is calculated (S63),
The pressure difference command value Href * is subtracted from the first air chamber air pressure feedback value H1 * , and when the value is positive, the first air chamber discharge signal He1 is calculated (S64). Then, a shutoff signal Hclose 2 (S for closing the second supply servo valve 38)
65) and a second valve adjustment signal Hopen2 for adjusting the pressure difference between the first air chamber and the second air chamber to be the pressure difference command value Href * (S66), and the first air chamber supply signal is generated. Hk 1 to the first supply servo valve 36
The air chamber discharge signal He1 is sent to the first discharge servo valve 35.
To the shutoff signal Hclose 2 to the second supply servo valve 39.
To the second ejection servo valve 38 (S67). If the polarity of the pressure difference command value Href * is negative (S62), the sign of the pressure difference command value Href * is reversed (S6).
8), divide by the original pressure H3 to calculate the second air chamber supply signal Hk2 (S69), subtract by the pressure difference command value Href * with the second air chamber air pressure feedback value H2 * , and when the value is positive, the second The air chamber discharge signal He2 is calculated (S70). The shutoff signal Hclose 1 (S71) for closing the first supply servo valve 36 and the first for adjusting the pressure difference between the first air chamber and the second air chamber to the pressure difference command value Href * . 1 valve adjustment signal Hopen1 is generated (S7
2), the second air chamber supply signal Hk 2 to the second supply servo valve 39, the second air chamber discharge signal He2 to the second discharge servo valve 38, and the cutoff signal Hclose 1 to the first supply servo valve 36. To the first valve adjustment signal Hopen1
It transmits to each discharge servo valve 35 (S7).
3).
【0079】[0079]
【発明の効果】以上述べたように本発明の抵抗溶接装置
は、第1空気供給手段および第1空気排出手段により第
1空気室の空気圧を調整し、さらに第2空気供給手段お
よび第2空気排出手段により第2空気室の空気圧を調整
するので第1空気室と第2空気室との圧力差を精緻に設
定することができるので電極チップの加圧力を正確に最
適にできる。また、電極チップによる被溶接物への急速
な加圧または開放を行うときには、第1供給排出手段お
よび第2供給排出手段により速やかに第1空気室および
第2空気室の空気圧を可変することができるので溶接作
業時間が短縮されると共に、電極チップの加圧力を正確
に最適にできるために被溶接物の穴あきなどがなくなり
溶接の品質を向上させることができる。As described above, in the resistance welding apparatus of the present invention, the air pressure in the first air chamber is adjusted by the first air supply means and the first air discharge means, and the second air supply means and the second air are further adjusted. Since the air pressure of the second air chamber is adjusted by the discharging means, the pressure difference between the first air chamber and the second air chamber can be set precisely, so that the pressure applied to the electrode tip can be accurately optimized. When the electrode tip is used to rapidly pressurize or release the object to be welded, the air pressure in the first air chamber and the second air chamber can be quickly changed by the first supply / discharge means and the second supply / discharge means. As a result, the welding work time can be shortened, and since the pressure applied to the electrode tip can be accurately optimized, the welding quality can be improved by eliminating the perforation of the workpiece.
【0080】本発明の抵抗溶接装置は、ピストン位置制
御手段によって制御される第1空気供給手段および第1
空気排出手段により第1空気圧検出手段で検出される第
1空気室の空気圧を調整し、さらに第2空気供給手段お
よび第2空気排出手段により第2空気圧検出手段で検出
される第2空気室の空気圧を調整するので第1空気室と
第2空気室との圧力差を速やかに精緻に設定することが
できる。また、電極チップによる被溶接物への急速な加
圧または開放を行うときには、ピストン位置制御手段に
よって制御される第1供給排出手段および第2供給排出
手段により速やかに第1空気室および第2空気室の空気
圧を可変することができるので、より一層、溶接作業時
間が短縮されると共に、電極チップの加圧力を正確に最
適にできるために被溶接物の穴あきなどがなくなり溶接
の品質を向上させることができる。The resistance welding apparatus of the present invention comprises the first air supply means and the first air supply means controlled by the piston position control means.
The air discharge means adjusts the air pressure of the first air chamber detected by the first air pressure detection means, and the second air supply means and the second air discharge means detect the second air pressure of the second air chamber. Since the air pressure is adjusted, the pressure difference between the first air chamber and the second air chamber can be set quickly and precisely. When the electrode tip is used to rapidly pressurize or release the object to be welded, the first air supply and discharge means and the second supply and discharge means controlled by the piston position control means quickly provide the first air chamber and the second air chamber. Since the air pressure in the chamber can be changed, the welding work time can be further shortened, and the welding pressure can be accurately optimized so that there is no hole in the work piece and the welding quality is improved. Can be made.
【0081】本発明の抵抗溶接方法は、空気圧変動など
の非線形の損失をモデル化することにより定量的に演算
し非線形の損失を補償し、ピストンにかかる空気圧を調
整することにより、電極チップによる被溶接物への加圧
力または電極チップによる被溶接物からの開放に必要な
力が得られるようにピストンの位置を正確に速やかに移
動させることができるので溶接作業時間が短縮されると
共に、電極チップの加圧力を正確に最適にできるために
被溶接物の穴あきなどがなくなり溶接の品質を向上させ
ることができる。In the resistance welding method of the present invention, a nonlinear loss such as a change in air pressure is modeled to perform a quantitative calculation to compensate for the nonlinear loss, and the air pressure applied to the piston is adjusted so that the electrode tip is used to cover the loss. The position of the piston can be moved accurately and swiftly so that the force required to press the welded object or release it from the object to be welded by the electrode tip can be accurately and swiftly shortened, and the welding work time can be shortened and the electrode tip can be shortened. Since it is possible to accurately optimize the pressing force of the welding target, it is possible to improve the quality of welding by eliminating the perforation of the workpiece.
【0082】本発明の抵抗溶接方法は、空気圧変動など
の非線形の損失をモデル化することにより定量的に演算
し非線形の損失を補償し、ピストンにかかる空気圧を調
整することにより、電極チップを被溶接物へ移動または
電極チップを被溶接物から移動させる場合にピストンの
移動の速度を正確に所望の速度で移動させることができ
るので溶接作業時間が短縮される。In the resistance welding method of the present invention, a nonlinear loss such as a change in air pressure is modeled to quantitatively calculate and compensate for the nonlinear loss, and the air pressure applied to the piston is adjusted to cover the electrode tip. When moving to the welded object or moving the electrode tip from the welded object, the moving speed of the piston can be moved exactly at a desired speed, so that the welding work time is shortened.
【0083】本発明の抵抗溶接方法は、空気圧変動など
の非線形の損失をモデル化することにより定量的に演算
し非線形の損失を補償し、ピストンにかかる空気圧を調
整することにより、電極チップで被溶接物に加圧する場
合に被溶接物にかかる加圧力を自在に可変することで被
溶接物の穴あきなどがなくなり溶接の品質を向上させる
ことができる。In the resistance welding method of the present invention, a nonlinear loss such as a change in air pressure is modeled to perform a quantitative calculation to compensate for the nonlinear loss, and the air pressure applied to the piston is adjusted so that the electrode tip is covered. By freely changing the pressure applied to the object to be welded when applying pressure to the object to be welded, it is possible to improve the quality of welding by eliminating holes in the object to be welded.
【0084】本発明の抵抗溶接方法は、電極チップを被
溶接物に対して加圧する場合には、ピストン位置制御手
段によって制御される第1空気流通口と接続される第1
空気供給排出手段により第1空気室の空気圧を急速に加
圧し、第2空気流通口と接続される第2空気供給排出手
段により第2空気室の空気圧を急速に減圧することによ
り電極チップで速やかに被溶接物を加圧できるので溶接
作業時間が短縮される。In the resistance welding method of the present invention, when the electrode tip is pressed against the object to be welded, the first air flow port controlled by the piston position control means is connected to the first air flow port.
The air pressure of the first air chamber is rapidly increased by the air supply / exhaust means, and the air pressure of the second air chamber is rapidly reduced by the second air supply / exhaust means connected to the second air circulation port, so that the electrode tip can quickly operate. Since the object to be welded can be pressurized, the welding work time is shortened.
【0085】本発明の抵抗溶接方法は、電極チップを被
溶接物に対して開放する場合には、ピストン位置制御手
段によって制御される第1空気流通口と接続される第1
空気供給排出手段により第1空気室の空気圧を急速に減
圧し、第2空気流通口と接続される第2空気供給排出手
段により第2空気室の空気圧を急速に加圧することによ
り電極チップで速やかに被溶接物を開放できるので溶接
作業時間が短縮される。According to the resistance welding method of the present invention, when the electrode tip is opened to the object to be welded, the first air circulation port controlled by the piston position control means is connected to the first air circulation port.
The air pressure in the first air chamber is rapidly reduced by the air supply / discharge means, and the air pressure in the second air chamber is rapidly increased by the second air supply / discharge means connected to the second air circulation port, so that the electrode tip quickly Since the object to be welded can be opened, the welding work time is shortened.
【図1】 本発明の抵抗溶装置の空気圧回路部の構成を
説明するための図面である。FIG. 1 is a drawing for explaining a configuration of a pneumatic circuit section of a resistance melting apparatus of the present invention.
【図2】 本発明の抵抗溶接装置の電気回路部の構成を
説明するための図面である。FIG. 2 is a drawing for explaining a configuration of an electric circuit portion of the resistance welding device of the present invention.
【図3】 本発明の抵抗溶接装置の制御を説明するため
のフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart for explaining control of the resistance welding apparatus of the present invention.
【図4】 本発明の抵抗溶接装置の外乱オブザーバを説
明するためのブロック線図である。FIG. 4 is a block diagram for explaining a disturbance observer of the resistance welding device of the present invention.
【図5】 本発明の抵抗溶接装置の外乱オブザーバの制
御を説明するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart for explaining control of a disturbance observer of the resistance welding device of the present invention.
【図6】 本発明の抵抗溶接装置の位置決めモードを説
明するためのブロック線図である。FIG. 6 is a block diagram for explaining a positioning mode of the resistance welding device of the present invention.
【図7】 本発明の抵抗溶接装置内部で処理される速度
基準値および圧力指令値の変化を現すグラフである。FIG. 7 is a graph showing changes in a speed reference value and a pressure command value processed inside the resistance welding apparatus of the present invention.
【図8】 本発明の抵抗溶接装置の位置決めモード処理
のサブルーチンを説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 8 is a flowchart for explaining a subroutine of a positioning mode process of the resistance welding device of the present invention.
【図9】 本発明の抵抗溶接装置の速度制御モードを説
明するためのブロック線図である。FIG. 9 is a block diagram for explaining a speed control mode of the resistance welding device of the present invention.
【図10】 本発明の抵抗溶接装置の速度制御モード処
理のサブルーチンを説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 10 is a flowchart for explaining a subroutine of speed control mode processing of the resistance welding apparatus of the present invention.
【図11】 本発明の抵抗溶接装置の位置決めモードを
説明するためのブロック線図である。FIG. 11 is a block diagram for explaining a positioning mode of the resistance welding device of the present invention.
【図12】 本発明の抵抗溶接装置の位置決めモード処
理のサブルーチンを説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 12 is a flow chart for explaining a subroutine of a positioning mode process of the resistance welding device of the present invention.
【図13】 本発明の抵抗溶接装置の全開加圧開放モー
ドを説明するためのブロック線図である。FIG. 13 is a block diagram for explaining a full-open pressure release mode of the resistance welding device of the present invention.
【図14】 本発明の抵抗溶接装置の全開加圧開放モー
ド処理のサブルーチンを説明するためのフローチャート
である。FIG. 14 is a flow chart for explaining a subroutine of a full-open pressure release mode process of the resistance welding apparatus of the present invention.
【図15】 本発明の抵抗溶接装置の圧力差指令分配部
を説明するためのブロック線図である。FIG. 15 is a block diagram for explaining a pressure difference command distribution unit of the resistance welding device of the present invention.
【図16】 本発明の抵抗溶接装置の圧力差指令分配制
御の処理のサブルーチンを説明するためのフローチャー
トである。FIG. 16 is a flow chart for explaining a subroutine of processing of pressure difference command distribution control of the resistance welding apparatus of the present invention.
【図17】 本発明の抵抗溶接装置の圧力差指令分配制
御の処理のサブルーチンを説明するためのフローチャー
トである。FIG. 17 is a flow chart for explaining a subroutine of processing of pressure difference command distribution control of the resistance welding apparatus of the present invention.
【図18】 従来の抵抗溶接装置の構成を説明するため
の図面である。FIG. 18 is a drawing for explaining the configuration of a conventional resistance welding device.
2…電極チップ、3…被溶接物、21…空気回路部、2
3…ピストン、25…シリンダ、27…第1空気室、2
8…第2空気室、29…シャフト、35…第1排出用サ
ーボバルブ、36…第1供給用サーボバルブ、37…第
1電磁バルブ、38…第2排出用サーボバルブ、39…
第2供給用サーボバルブ、41…第2電磁バルブ、53
…ピストン位置検出センサ、63…演算処理部、81…
外乱オブザーバ、91…位置決めモード、101…速度
制御モード、111…加圧力制御モード、121…全開
加圧開放モード、131…圧力差指令分配部。2 ... Electrode tip, 3 ... Object to be welded, 21 ... Air circuit part, 2
3 ... Piston, 25 ... Cylinder, 27 ... First air chamber, 2
8 ... 2nd air chamber, 29 ... Shaft, 35 ... 1st discharge servo valve, 36 ... 1st supply servo valve, 37 ... 1st electromagnetic valve, 38 ... 2nd discharge servo valve, 39 ...
Second supply servo valve, 41 ... Second electromagnetic valve, 53
... Piston position detection sensor, 63 ... Calculation processing unit, 81 ...
Disturbance observer, 91 ... Positioning mode, 101 ... Velocity control mode, 111 ... Pressurization control mode, 121 ... Full open pressurization release mode, 131 ... Pressure difference command distribution unit.
Claims (7)
空気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよ
び前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移
動するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に被溶接物を加圧し抵抗溶接す
るための電極チップを設けた抵抗溶接装置において、 前記第1空気室および前記第2空気室に空気を流通させ
るために前記シリンダの両端の側面にそれぞれ第1空気
流通口および第2空気流通口を設け、 当該第1空気流通口と空気管により接続され、前記電極
チップが被溶接物から離れるように第1空気室の空気を
外部に排出する第1空気排出手段と、 当該第1空気排出手段と空気管により接続され、前記電
極チップが被溶接物を加圧するように前記第1空気室に
空気を供給する第1空気供給手段と、 前記第1空気流通口と空気管により接続され、前記第1
空気室に空気を供給または排出する第1空気供給排出手
段と、 前記第2空気流通口と空気管により接続され、前記電極
チップが被溶接物を加圧するように第2空気室の空気を
外部に排出する第2空気排出手段と、 当該第2空気排出手段と空気管により接続され、前記電
極チップが被溶接物から離れるように前記第2空気室に
空気を供給する第2空気供給手段と、 前記第2空気流通口と空気管により接続され、前記第2
空気室に空気を供給または排出する第2空気供給排出手
段と、を有することを特徴とする抵抗溶接装置。1. A first space in the cylinder is formed by the piston.
A rod-shaped shaft, which is divided into an air chamber and a second air chamber, is fixed to the piston so as to pass through the piston and the cylinder and move with the movement of the piston, and an object to be welded at an end of the shaft. In a resistance welding apparatus provided with an electrode tip for pressurizing and resistance welding, a first air circulation port and a first air circulation port are provided on both side surfaces of the cylinder for circulating air into the first air chamber and the second air chamber, respectively. A first air discharging means for discharging the air in the first air chamber to the outside so that the electrode tip is separated from the object to be welded, First air supply means connected to the first air discharge means by an air pipe and supplying air to the first air chamber so that the electrode tip pressurizes an object to be welded; and the first air flow. The first opening is connected to the opening by an air pipe.
First air supply / exhaust means for supplying / exhausting air to / from the air chamber, and the second air circulation port are connected by an air pipe, and the air in the second air chamber is externally connected so that the electrode tip pressurizes the workpiece. Second air discharging means for discharging to the second air discharging means, and second air supplying means connected to the second air discharging means by an air pipe and supplying air to the second air chamber so that the electrode tip is separated from the object to be welded. , The second air circulation port is connected by an air pipe,
A second air supply / discharge means for supplying or discharging air to / from the air chamber.
空気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよ
び前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移
動するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に被溶接物を加圧し抵抗溶接す
るための電極チップを設けた抵抗溶接装置において、 前記第1空気室および前記第2空気室に空気を流通させ
るために前記シリンダの両端の側面にそれぞれ第1空気
流通口および第2空気流通口を設け、 当該第1空気流通口と空気が流通する空気管により接続
され、前記第1空気室の空気の圧力を検出する第1空気
圧検出手段と、 当該第1空気圧検出手段と空気管により接続され、前記
電極チップが被溶接物から離れるように第1空気室の空
気を外部に排出する第1空気排出手段と、 当該第1空気排出手段と空気管により接続され、前記電
極チップが被溶接物を加圧するように前記第1空気室に
空気を供給する第1空気供給手段と、 前記第1空気流通口と空気管により接続され、前記第1
空気室に空気を供給または排出する第1空気供給排出手
段と、 前記第2空気流通口と空気が流通する空気管により接続
され、前記第2空気室の空気の圧力を検出する第2空気
圧検出手段と、 当該第2空気圧検出手段と空気管により接続され、前記
電極チップが被溶接物を加圧するように第2空気室の空
気を外部に排出する第2空気排出手段と、 当該第2空気排出手段と空気管により接続され、前記電
極チップが被溶接物から離れるように前記第2空気室に
空気を供給する第2空気供給手段と、 前記第2空気排出手段と空気管により接続され、前記第
2空気室に空気を供給または排出する第2空気供給排出
手段と、 前記第1空気供給手段、前記第1空気供給排出手段、前
記第2空気供給手段および前記第2空気供給排出手段と
空気管により接続され、前記第1空気供給手段、前記第
1空気供給排出手段、前記第2空気供給手段および前記
第2空気供給排出手段に供給する空気圧を検出する第3
空気圧検出手段と、 前記ピストンの位置を検出するピストン位置検出手段
と、 前記第1空気圧力検出手段、前記第2空気圧力検出手
段、前記第3空気圧力検出手段および前記ピストン位置
検出手段で検出される信号により前記第1空気室および
前記第2空気室の空気圧を可変し前記ピストンを所望の
位置に移動させるピストン位置制御手段と、を有するこ
とを特徴とする抵抗溶接装置。2. The first space in the cylinder is defined by the piston.
A rod-shaped shaft, which is divided into an air chamber and a second air chamber, is fixed to the piston so as to pass through the piston and the cylinder and move with the movement of the piston, and an object to be welded at an end of the shaft. In a resistance welding apparatus provided with an electrode tip for pressurizing and resistance welding, a first air circulation port and a first air circulation port are provided on both side surfaces of the cylinder for circulating air into the first air chamber and the second air chamber, respectively. 2 first air pressure detection means that is provided with an air circulation port, is connected to the first air circulation port by an air pipe through which air flows, and detects the pressure of the air in the first air chamber; and the first air pressure detection means. A first air discharge means connected to the air pipe for discharging the air in the first air chamber to the outside so that the electrode tip is separated from the object to be welded; and the first air discharge means and the air pipe. First air supply means for supplying air to the first air chamber so that the electrode tip pressurizes the object to be welded, and the first air circulation port and the air pipe for connection.
A second air pressure detection unit that is connected to a first air supply / discharge unit that supplies or discharges air to / from the air chamber, and that is connected to the second air circulation port by an air pipe through which air circulates, and that detects the pressure of the air in the second air chamber. Means, second air discharge means for connecting the second air pressure detection means by an air pipe, and discharging the air in the second air chamber to the outside so that the electrode tip pressurizes the object to be welded, and the second air A second air supply unit connected to the discharge unit by an air pipe and supplying air to the second air chamber so that the electrode tip separates from the object to be welded; and a second air discharge unit connected to the second air chamber by the air pipe, Second air supply / discharge means for supplying or discharging air to the second air chamber, the first air supply means, the first air supply / discharge means, the second air supply means, and the second air supply / discharge means By air tube It is continued, the first air supply means, the first air supply outlet means, a third that detects the air pressure supplied to the second air supply means and the second air supply outlet means
Air pressure detecting means, piston position detecting means for detecting the position of the piston, and the first air pressure detecting means, the second air pressure detecting means, the third air pressure detecting means, and the piston position detecting means. And a piston position control means for varying the air pressures of the first air chamber and the second air chamber to move the piston to a desired position.
空気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよ
び前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移
動するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に設けられる被溶接物を加圧し
抵抗溶接する電極チップと、前記第1空気室の空気圧、
前記第2空気室の空気圧および前記ピストンの位置を検
出し前記第1空気室および前記第2空気室の空気圧を可
変し前記電極チップによって最適に溶接できるように前
記ピストンを所望の位置に移動させるピストン位置制御
手段からなる抵抗溶接装置において、 前記ピストンの移動の際に生じる損失を線形の損失およ
び非線形の損失に分離し、 当該分離した非線形の損失の発生回路をモデル化し、 当該モデル化した非線形の損失の発生回路から非線形の
損失を演算し、 当該演算した非線形の損失を補償し前記ピストンを所望
の位置に移動させることを特徴とする抵抗溶接方法。3. A first space in the cylinder is created by the piston.
A rod-shaped shaft that is divided into an air chamber and a second air chamber, is fixed to the piston so as to pass through the piston and the cylinder, and moves with the movement of the piston, and a welded object provided at an end of the shaft. An electrode tip for pressurizing and resistance welding an object, and air pressure in the first air chamber,
The air pressure of the second air chamber and the position of the piston are detected, the air pressures of the first air chamber and the second air chamber are varied, and the piston is moved to a desired position so as to be optimally welded by the electrode tip. In a resistance welding device including piston position control means, a loss generated when the piston moves is separated into a linear loss and a non-linear loss, a model of the separated non-linear loss is modeled, and the modeled non-linear loss is modeled. A non-linear loss is calculated from the loss generation circuit of 1., the calculated non-linear loss is compensated, and the piston is moved to a desired position.
空気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよ
び前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移
動するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に設けられる被溶接物を加圧し
抵抗溶接する電極チップと、前記第1空気室の空気圧、
前記第2空気室の空気圧および前記ピストンの位置によ
り前記第1空気室および前記第2空気室の空気圧を可変
し前記電極チップによって最適に溶接できるように前記
ピストンを所望の位置に移動させるピストン位置制御手
段からなる抵抗溶接装置において、 前記ピストンの移動の際に生じる損失を線形の損失およ
び非線形の損失に分離し、 当該分離した非線形の損失の発生回路をモデル化し、 当該モデル化した発生回路から非線形の損失を演算し、 当該演算した非線形の損失を補償し前記ピストンを所望
の速度で移動させることを特徴とする抵抗溶接方法。4. The first space in the cylinder is formed by the piston.
A rod-shaped shaft that is divided into an air chamber and a second air chamber, is fixed to the piston so as to pass through the piston and the cylinder, and moves with the movement of the piston, and a welded object provided at an end of the shaft. An electrode tip for pressurizing and resistance welding an object, and air pressure in the first air chamber,
Piston position for moving the piston to a desired position so that the air pressures of the first air chamber and the second air chamber are varied depending on the air pressure of the second air chamber and the position of the piston so that welding can be performed optimally by the electrode tip. In a resistance welding device comprising a control means, the loss generated when the piston is moved is separated into a linear loss and a non-linear loss, the separated non-linear loss generating circuit is modeled, and the modeled generating circuit is used. A resistance welding method comprising calculating a nonlinear loss, compensating the calculated nonlinear loss, and moving the piston at a desired speed.
空気室および第2空気室に区分され、前記ピストンおよ
び前記シリンダを貫通させ前記ピストンの移動に伴い移
動するように前記ピストンに固定される棒状のシャフト
と、当該シャフトの端部に設けられる被溶接物を加圧し
抵抗溶接する電極チップと、前記第1空気室の空気圧、
前記第2空気室の空気圧および前記ピストンの位置を検
出し前記第1空気室および前記第2空気室の空気圧を可
変し前記電極チップによって最適に溶接できるように前
記ピストンを所望の位置に移動させるピストン位置制御
手段からなる抵抗溶接装置において、 前記ピストンの移動の際に生じる損失を線形の損失およ
び非線形の損失に分離し、 当該分離した非線形の損失の発生回路をモデル化し、 当該モデル化した発生回路から非線形の損失を演算し、 当該演算した非線形の損失を補償し前記電極チップによ
り被溶接物を所望の加圧力で加圧させることを特徴とす
る抵抗溶接方法。5. The first space in the cylinder is formed by the piston.
A rod-shaped shaft that is divided into an air chamber and a second air chamber, is fixed to the piston so as to pass through the piston and the cylinder, and moves with the movement of the piston, and a welded object provided at an end of the shaft. An electrode tip for pressurizing and resistance welding an object, and air pressure in the first air chamber,
The air pressure of the second air chamber and the position of the piston are detected, the air pressures of the first air chamber and the second air chamber are varied, and the piston is moved to a desired position so as to be optimally welded by the electrode tip. In a resistance welding device comprising piston position control means, a loss generated when the piston moves is separated into a linear loss and a non-linear loss, and a model of the separated non-linear loss generation circuit is modeled. A resistance welding method comprising calculating a non-linear loss from a circuit, compensating the calculated non-linear loss, and pressurizing an object to be welded with a desired pressing force by the electrode tip.
1空気室に空気を供給するために前記第1空気供給排出
手段を供給の全開とし、 前記第2空気室から外部に空気を排出するために前記第
2空気供給排出手段を排出の全開とすることを特徴とす
る請求項1記載の抵抗溶接方法。6. At the time of maximum pressurization of the piston, the first air supply / discharge means is fully opened to supply air to the first air chamber, and the air is discharged from the second air chamber to the outside. The resistance welding method according to claim 1, wherein the second air supply / discharge means is fully opened for discharge.
1空気室から外部に空気を排出するために前記第1空気
供給排出手段を排出の全開とし、 前記第2空気室に空気を供給するために前記第2空気供
給排出手段を供給の全開とすることを特徴とする請求項
1記載の抵抗溶接方法。7. When the piston is fully opened, the first air supply / exhaust means is fully opened to exhaust air from the first air chamber to the outside, and the air is supplied to the second air chamber. The resistance welding method according to claim 1, wherein the second air supply / discharge means is fully opened.
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