JP2001096375A - Capacitor type resistance welding machine - Google Patents

Capacitor type resistance welding machine

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JP2001096375A
JP2001096375A JP2000155112A JP2000155112A JP2001096375A JP 2001096375 A JP2001096375 A JP 2001096375A JP 2000155112 A JP2000155112 A JP 2000155112A JP 2000155112 A JP2000155112 A JP 2000155112A JP 2001096375 A JP2001096375 A JP 2001096375A
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Japan
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welding
capacitor
voltage
current
electrode
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Application number
JP2000155112A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Koyakata
正人 古館
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Dengensha Toa Co Ltd
Original Assignee
Dengensha Manufacturing Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/26Storage discharge welding

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve safety as well as durability, and also miniaturize and lighten in a capacitor type resistance welding machine. SOLUTION: This capacitor type resistance welding machine for welding a metal plate by pinching the plate with the electrode tips opposed to each other, and applying a pressure and the current to the tips, is provided with an ultra-high capacity capacitor connected to the tips and a charging circuit charging the capacitor up to a welding voltage. Welding is performed by pressurizing the electrode tips and discharging electricity. Thereby, the weight of the resistance welding machine can drastically reduced and safety is ensured because the machine does not need incidental facilities such as a heavy transformer, thick secondary cable, high voltage primary cable, etc., comparing with the conventional welding machines.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する利用分野】本発明は溶接トランスを使用
せず,抵抗溶接機の電極チップに溶接トランスを経由せ
ずに直接溶接電流を供給する超大容量コンデンサを溶接
電圧まで充電し,溶接物を電極チップ間で挟みつけて加
圧し,コンデンサに蓄積された電荷の一部を放電させて
溶接電流を流すことにより溶接を行うコンデンサ式抵抗
溶接機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention charges an ultra-large capacity capacitor, which does not use a welding transformer and supplies a welding current directly to an electrode tip of a resistance welding machine without passing through a welding transformer, up to a welding voltage, and welds a workpiece. The present invention relates to a capacitor-type resistance welding machine that performs welding by sandwiching between electrode tips, applying pressure, discharging a part of the electric charge stored in a capacitor, and supplying a welding current.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその問題点】従来の抵抗溶接機は,
溶接トランス二次側の電極チップを加圧してから溶接ト
ランス一次側に設置されたサイリスタで位相制御や,ト
ランジスタでPWM制御を行って一次電流および通電時
間を調整するか,あるいは同様に溶接トランス一次側に
設置されたコンデンサの充電電圧を制御してから,サイ
リスタなどでその蓄積電荷を放電させて溶接電流を流し
て溶接を行っていた。
2. Description of the Related Art Conventional resistance welding machines are:
Pressurize the electrode tip on the secondary side of the welding transformer and then adjust the primary current and energizing time by performing phase control with a thyristor installed on the primary side of the welding transformer, or PWM control with a transistor, or in the same way, After controlling the charging voltage of a capacitor installed on the side, the accumulated charge is discharged by a thyristor or the like, and welding is performed by flowing a welding current.

【0003】溶接トランスは電圧と電流との変換を行
う。すなわち,たとえば自動車ボデー用鋼鈑の溶接には
数千アンペア以上の大電流が必要であるが,電圧は低く
てもよい。電流制御素子としては,機械式の開閉器にし
ろ電子スイッチにしろ,通常溶接電源として使用される
400V程度の電圧に耐えるように設計することは比較
的容易であるが,数千アンペア以上の溶接電流を開閉す
るには多素子を並列接続するなど,装置が大規模にな
り,コスト,サイズ,重量上の問題がある。そこで,こ
れまでの溶接機では溶接トランスを使用して,高電圧で
あるが電流の小さい一次側で,溶接電流および通電時間
の制御を行うのが一般的であった。
[0003] A welding transformer converts between voltage and current. That is, for example, welding a steel plate for an automobile body requires a large current of several thousand amperes, but the voltage may be low. Regarding the current control element, whether it is a mechanical switch or an electronic switch, it is relatively easy to design it to withstand a voltage of about 400 V, which is usually used as a welding power source. In order to open and close the current, the device becomes large-scale, for example, by connecting multiple elements in parallel, and there are problems in cost, size, and weight. Therefore, conventional welding machines generally use a welding transformer to control the welding current and the energizing time on the primary side, which has a high voltage but a small current.

【0004】さらに従来のコンデンサ溶接機において
は,従来のように1素子あたり数千μF(マイクロ・フ
ァラド)の容量が上限であったアルミニウム電解コンデ
ンサを使用していたため,溶接トランスによって溶接電
流を増幅しない限り,自動車ボデー用鋼鈑などの板厚
0.6mm程度以上の鋼鈑に使用する抵抗溶接機に適用
することは困難だった。
Further, in the conventional capacitor welding machine, an aluminum electrolytic capacitor having a capacity of several thousand μF (microfarad) per element as an upper limit is used as in the prior art, so that the welding current is amplified by a welding transformer. Unless otherwise, it was difficult to apply the method to a resistance welding machine used for steel sheets having a thickness of about 0.6 mm or more, such as steel sheets for automobile bodies.

【0005】すなわち従来は溶接電流の調整や開閉を,
より小さくて制御容易なレンジ(数百〜2000A程
度)で行うために溶接トランスを使用してきたが,この
場合の不具合点は溶接トランスの大きさおよび重量と二
次ケーブルの太さ,あるいは高電圧による危険性であ
る。
That is, conventionally, the adjustment and opening / closing of the welding current have conventionally been performed.
Welding transformers have been used to operate in smaller and more easily controllable ranges (several hundred to 2000A), but the disadvantages in this case are the size and weight of the welding transformer and the thickness of the secondary cable, or high voltage. It is a danger.

【0006】たとえば一例としてポータブル式スポット
溶接機の場合,150kVAのポータブルトランスの重
量は約200kgであり,手で持つことはできず,天吊
りまたは床置きとせざるを得ず,いずれにしても良好な
作業環境とはいえない。また溶接トランス二次端子とガ
ンとを接続する二次ケーブルの太さは150〜200m
2程度が必要となり,その取り回しはきわめて重労働
である。
For example, in the case of a portable spot welding machine as an example, the weight of a portable transformer of 150 kVA is about 200 kg, cannot be held by hand, and must be suspended from the ceiling or placed on the floor. It is not a good working environment. The secondary cable connecting the welding transformer secondary terminal and the gun has a thickness of 150 to 200 m.
m 2 about is required, the handling is very hard work.

【0007】溶接トランスを溶接ガンと一体化したトラ
ンス付ガンを用いれば,作業者が取り回すのは一次ケー
ブルとなり細くはなるが(22mm2程度),溶接トラ
ンス一次側の高電圧(400V程度)部分が作業者の手
元に来ることになり,感電の危険がある。さらに溶接ト
ランスの分ガンが重量増加(40〜60kg程度)とな
り,天井からスプリングバランサーなどでサポートする
としても,取り回しの負担は増加する。
When a gun with a transformer in which a welding transformer is integrated with a welding gun is used, the operator has to work with a primary cable, which is thinner (about 22 mm 2 ), but a high voltage (about 400 V) on the primary side of the welding transformer. The part comes to the operator's hand, and there is a risk of electric shock. Furthermore, the weight of the welding gun for the welding transformer increases (about 40 to 60 kg), and even if it is supported from the ceiling by a spring balancer, the burden of handling increases.

【0008】上記の諸数値および不具合点は自動車鋼鈑
用のポータブル式スポット溶接機についての具体的例と
して挙げたものであり,ポータブル溶接機に限らず,定
置式溶接機,マルチ溶接機,ロボットガンなどにおいて
も,溶接トランスやガンの大きさ,重量,二次ケーブル
の取り回しの負担,高電圧回路の危険性などについて
は,人間に対してに限らず,ロボットに対してにせよ,
機械に対してにせよ,類似の不具合が存在する。もちろ
ん自動車鋼鈑用の溶接機に限らず,電子部品等に適用す
る小容量の小型溶接機についても,以降に述べるよう
に,本発明を実施して溶接トランスを削除し同様の利点
を得ることができる。
[0008] The above-mentioned numerical values and disadvantages are enumerated as specific examples of a portable spot welder for automobile steel sheets, and are not limited to a portable welder, but are stationary welders, multi-welders, and robots. Regarding guns, the size and weight of welding transformers and guns, the burden of handling secondary cables, and the danger of high-voltage circuits are not limited to humans, but to robots.
Similar malfunctions exist, even for machines. Of course, the present invention is not limited to welding machines for automobile steel sheets but also to small welding machines having a small capacity applied to electronic components, etc., as described below, by implementing the present invention to eliminate the welding transformer and obtain the same advantages. Can be.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる不具合を
解決するためになされたもので,電極チップに溶接トラ
ンスを経由せずに直接溶接電流を供給する超大容量コン
デンサと,これを溶接電圧まで充電する充電回路とを備
え,電極チップを駆動し溶接物を挟みつけてコンデンサ
に蓄積された電荷の一部を直接溶接回路に放電させ溶接
電流を流して溶接を行うことにより,上記のような不具
合点を解消した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such a problem. An ultra-high-capacity capacitor for supplying a welding current directly to an electrode tip without passing through a welding transformer, and a capacitor for supplying a welding voltage to the electrode tip. A charging circuit for charging, driving the electrode tip, sandwiching the workpiece, discharging a part of the electric charge stored in the capacitor directly to the welding circuit and applying a welding current to perform welding as described above. Fixed bugs.

【0010】電気二重層キャパシタに代表される超大容
量コンデンサの場合は,1セルあたり数百〜1,000
F(ファラド)以上の,従来のアルミニウム電解コンデ
ンサ比で百万倍にも達する超大容量を実現することがで
き,これを複数セル組み合わせたコンデンサユニットを
使用すれば,溶接トランスを使用せずとも,直接溶接に
必要な大電流を供給することが可能となった。
In the case of a super-large capacity capacitor represented by an electric double layer capacitor, several hundreds to 1,000
It is possible to realize a super large capacity of more than F (Farad), which is one million times larger than that of the conventional aluminum electrolytic capacitor. If a capacitor unit combining multiple cells is used, even if a welding transformer is not used, A large current required for direct welding can be supplied.

【0011】適切なコンデンサの充電電圧は溶接物の材
質および板厚,ガンアームサイズなどによって異なる
が,通常2〜10V程度であり,作業者が触れても感電
の危険はない。超大容量コンデンサの容量は,一般の自
動車ボデー用鋼鈑を溶接するには5,000〜20,0
00F(ファラド)程度のコンデンサユニットを使用す
る。その重量は2〜8kg程度で,これを溶接ガンに取
り付けても,作業者の負担増は軽微である。
The appropriate charging voltage of the capacitor varies depending on the material and thickness of the welded product, the size of the gun arm, etc., but is usually about 2 to 10 V, and there is no danger of electric shock even if the worker touches it. The capacity of the super-large capacity capacitor is 5,000 to 20,000 for welding steel sheets for general automobile bodies.
A capacitor unit of about 00F (Farad) is used. The weight is about 2 to 8 kg, and even if it is attached to the welding gun, the increase in the burden on the worker is slight.

【0012】充電電流は溶接電流および使用率により異
なるが,一例として充電電流を100A(等価連続値)
とした場合,充電ケーブルの太さは14mm2程度であ
り,一般のポータブルトランスに使用するキックレスケ
ーブル(150〜200mm 2程度)より十分に細く,
ケーブルの取り回し負担は大幅に改善される。
The charging current varies depending on the welding current and the usage rate.
However, as an example, the charging current is set to 100 A (equivalent continuous value).
And the thickness of the charging cable is 14mmTwoAbout
Kickless scale used in general portable transformers
Cable (150-200mm TwoDegree) thinner than
The cable management burden is greatly improved.

【0013】以上のように,本発明の請求項1では電極
チップに溶接トランスを経由せずに直接溶接電流を供給
する超大容量コンデンサと,これを溶接電圧まで充電す
る充電回路とを備え,前記電極チップを加圧して溶接物
を機械的に挟みつけ,所定の通電時間だけ溶接回路を電
気的に接続して電荷の一部を放電させ溶接電流を流して
溶接を行い,その後に電極チップを開放させるようにし
た。それによって,従来の溶接トランスを使用した溶接
機の不具合点の基本的な解消をはかった。
As described above, the first aspect of the present invention comprises an ultra-large capacity capacitor for supplying a welding current directly to an electrode tip without passing through a welding transformer, and a charging circuit for charging the capacitor to a welding voltage. The electrode tip is pressurized to mechanically clamp the welded object, electrically connect the welding circuit for a predetermined energization time, discharge a part of the electric charge, conduct the welding current, perform welding, and then insert the electrode tip. I made it open. As a result, the problems of welding machines using conventional welding transformers were basically eliminated.

【0014】ガンアームおよび電極チップは従来通り水
冷するが,超大容量コンデンサについても,使用率によ
り水冷を施す。コンデンサ端子の電極板に水冷パイプを
密着させたり,コンデンサの本体を水冷された銅やアル
ミニウム板に密着させて取り付ける。
Although the gun arm and the electrode tip are water-cooled as before, water cooling is also applied to an ultra-large capacity capacitor depending on the usage rate. Attach a water-cooled pipe to the electrode plate of the capacitor terminal, or attach the capacitor body to a water-cooled copper or aluminum plate.

【0015】次に本発明の請求項2では超大容量コンデ
ンサと電極チップの間に溶接回路を電気的に開閉する機
械式接点または電子スイッチによる開閉器を設置し,電
極チップが溶接物を初期加圧した後に前記開閉器を閉じ
て通電を行い,溶接終了時には前記開閉器を開いた後に
電極チップを開放する。開閉器には数千アンペア以上の
大電流を流し得る大容量のものが必要となるが,このよ
うにすれば,開閉器を開閉して溶接電流を入/切すると
きには,電極チップと溶接物は加圧された状態であるか
ら,そこに電気スパークが発生することはない。
According to a second aspect of the present invention, a mechanical contact or an electronic switch for electrically opening and closing the welding circuit is provided between the super-capacitance capacitor and the electrode tip. After the pressure is applied, the switch is closed to energize, and at the end of welding, the switch is opened and then the electrode tip is opened. The switch must have a large capacity that can carry a large current of several thousand amperes. In this case, when the switch is opened and closed to turn on and off the welding current, the electrode tip and the Since is in a pressurized state, no electric spark is generated there.

【0016】また本発明の請求項3では片側の電極チッ
プ後方に溶接回路を開閉するコンタクト電極と,非加圧
時にこのコンタクト電極を押し広げて溶接回路を遮断す
る初期加圧用のばねとを備えている。このようにすれ
ば,電極チップを駆動し溶接物を挟みつけて初期加圧し
ても,電極チップが溶接物に接触するときには電極チッ
プに電圧はかかっておらず,電極チップと溶接物の間に
電気スパークが発生することはない。その後電極チップ
はさらに加圧され,初期加圧用のばねが押し込まれて,
前記コンタクト電極が接触して通電を行う。この時点で
は初期加圧用ばね定数による圧力がかかっているので,
電極チップと溶接物間の機械的バウンズ,すなわちチャ
タリング現象は小さくて,コンタクト電極部に電気スパ
ークは発生しにくい状態になっている。さらにこのコン
タクト電極を交換可能としておき,定期保守を行うよう
にすれば,常に良好な電気的接触を維持することができ
る。
According to a third aspect of the present invention, a contact electrode for opening and closing the welding circuit is provided behind the electrode tip on one side, and a spring for initial pressurization for expanding the contact electrode when no pressure is applied to cut off the welding circuit. ing. In this way, no voltage is applied to the electrode tip when the electrode tip comes into contact with the workpiece even when the electrode tip is driven to sandwich the workpiece and the initial pressure is applied. No electric sparks occur. Thereafter, the electrode tip is further pressurized, and a spring for initial pressurization is pushed in.
The contact electrode contacts to conduct electricity. At this point, pressure is applied due to the spring constant for initial pressurization.
The mechanical bounce between the electrode tip and the weldment, that is, the chattering phenomenon, is small, and electric spark is hardly generated in the contact electrode portion. Furthermore, if the contact electrode is made replaceable and regular maintenance is performed, good electrical contact can be maintained at all times.

【0017】請求項3において,溶接を終了して電極チ
ップを開放すると,初期加圧用ばねの働きにより,まず
コンタクト電極が押し広げられて開く。本発明による溶
接機では,溶接を終えても通常,超大容量キャパシタの
電荷は放電しきっておらず,その状態で電位を持ったコ
ンタクト電極が開放されて溶接回路が遮断されると,溶
接回路の電気インピーダンスが突如無限大になるためコ
ンタクト電極間に高電圧が生じて電気スパークが発生し
やすい状態になる。そこで本発明ではこの電気スパーク
をより効果的に防止するために,本発明の請求項4,5
に掲げるような手段を設けた。
In the third aspect, when the welding is completed and the electrode tip is opened, the contact electrode is first expanded and opened by the action of the spring for initial pressurization. In the welding machine according to the present invention, the electric charge of the super-capacitance capacitor is usually not completely discharged even after the welding is completed, and when the contact electrode having the potential is opened and the welding circuit is cut off in that state, the welding circuit is closed. Since the electrical impedance suddenly becomes infinite, a high voltage is generated between the contact electrodes, and an electric spark is easily generated. Therefore, in the present invention, in order to more effectively prevent the electric spark, the present invention is applied to claim 4 and claim 5 of the present invention.
The following means are provided.

【0018】本発明の請求項4では,コンタクト電極が
開放されて電気スパークが発生する瞬間に,コンタクト
電極に並列に,かつ溶接電流に対して電気的に順方向に
設置されたパワートランジスタやサイリスタなどの電子
スイッチを短時間ターンオンさせてコンタクト電極間に
生ずる高電圧をバイパスさせて低減することによって電
気スパークを抑止する。
According to a fourth aspect of the present invention, at the moment when the contact electrode is opened and an electric spark is generated, a power transistor or a thyristor is installed in parallel with the contact electrode and electrically forward with respect to the welding current. The electric spark is suppressed by turning on the electronic switch for a short time to bypass and reduce the high voltage generated between the contact electrodes.

【0019】また次の請求項5では,コンタクト電極に
並列に,かつ溶接電流に対して電気的に順方向に設置さ
れた,溶接電圧をわずかに上回るフォアードドロップを
持つダイオードを通して,コンタクト電極間に生ずるフ
ォアードドロップ以上の高電圧をバイパスさせて低減す
ることによって電気スパークを抑止する。
According to another aspect of the present invention, a diode having a forward drop slightly higher than the welding voltage is installed in parallel with the contact electrode and electrically forward with respect to the welding current. Electric sparks are suppressed by bypassing and reducing high voltages above the resulting forward drop.

【0020】さらに本発明では,溶接物によっては,よ
り高精度の溶接結果が得られるように請求項6,7,8
に掲げるような手段を設けた。
Further, according to the present invention, depending on the type of the welded material, a more accurate welding result can be obtained.
The following means are provided.

【0021】請求項6では溶接開始時の充電電圧を検出
して,その値により通電時間を調整する。充電電圧が低
ければ溶接電流が低下するので,その低下分による溶接
部の発熱量の低下を補うように通電時間をあらかじめプ
ログラムされた所定値だけ延長するようにした。
According to the present invention, the charging voltage at the start of welding is detected, and the energizing time is adjusted based on the detected value. If the charging voltage is low, the welding current decreases. Therefore, the energization time is extended by a predetermined value programmed in advance so as to compensate for the decrease in the calorific value of the weld due to the decrease.

【0022】本発明に使用する電気二重層キャパシタな
どの超大容量コンデンサは,従来のコンデンサ溶接機の
ように1打点の溶接でその蓄積電荷をすべて放電してし
まうのではなく,放電途中で通電を打ち切るようにして
いる。したがって溶接条件は従来のコンデンサ溶接機の
ように充電電圧のみで設定するのではなく,これに加え
て通電時間でも調整できる。このようにすれば,まだコ
ンデンサの充電電圧,すなわち溶接電圧が十分に回復し
ないうちに次の溶接を行う必要が生じた場合でも通電時
間を延長して補正できるので,従来のように所定の充電
電圧まで達するのを待つ必要がない。さらに,より低い
溶接条件に変更する場合でも,従来のようにコンデンサ
の電荷を放電させて再設定しなくても,通電時間を短縮
して調整することができる。
The super-large capacity capacitor such as the electric double layer capacitor used in the present invention does not discharge all the accumulated charges by one-point welding as in the conventional capacitor welding machine, but conducts electricity during the discharging. I try to stop it. Therefore, welding conditions can be adjusted not only by the charging voltage as in the conventional capacitor welding machine but also by the energizing time. In this way, even if it is necessary to perform the next welding before the charging voltage of the capacitor, that is, the welding voltage has not sufficiently recovered, the energization time can be extended and corrected. There is no need to wait for the voltage to reach. Further, even when the welding conditions are changed to lower ones, the current can be shortened and adjusted without the need to discharge the electric charge of the capacitor and reset it as in the conventional case.

【0023】本発明の請求項7では溶接機のガンアーム
にトロイダルコイルやホール素子などの電流センサを設
置して,溶接を行いながら溶接電流を時々刻々に検出
し,その累積値があらかじめプログラムされた所定値に
達したら通電を打ち切るようにした。
According to a seventh aspect of the present invention, a current sensor such as a toroidal coil or a Hall element is installed on the gun arm of the welding machine, and the welding current is detected every moment while performing welding, and the accumulated value is programmed in advance. When a predetermined value was reached, the power supply was stopped.

【0024】このようにすれば,前記のように,まだコ
ンデンサの充電電圧,すなわち溶接電圧が十分に回復し
ないうちに次の溶接を行う必要が生じた場合はもとよ
り,溶接物に接触不良があって溶接電流が変化するな
ど,何らかの外乱があった場合でも所定の溶接品質を確
保することができる。
In this manner, as described above, not only when the charging voltage of the capacitor, that is, the welding voltage has not yet been sufficiently recovered, it is necessary to perform the next welding, but also there is a poor contact in the welded object. Even if there is any disturbance such as a change in welding current, a predetermined welding quality can be ensured.

【0025】さらに次の請求項8では溶接機のガンアー
ムにトロイダルコイルやホール素子などの電流センサ
と,コンデンサ端子または電極チップからの電圧検出線
とを設置して,溶接を行いながら溶接電流と,コンデン
サ端子電圧または電極チップ間電圧を時々刻々に検出
し,これらの積,すなわち電力,言い換えれば溶接エネ
ルギーがあらかじめプログラムされた所定値に達したら
通電を打ち切るようにした。
Further, in the eighth aspect, a current sensor such as a toroidal coil or a Hall element and a voltage detection line from a capacitor terminal or an electrode chip are installed on a gun arm of a welding machine, and a welding current is generated while performing welding. The terminal voltage of the capacitor or the voltage between the electrode tips is detected every moment, and when the product of these, that is, the electric power, in other words, the welding energy reaches a predetermined value programmed in advance, the energization is stopped.

【0026】このようにすれば,溶接エネルギーが常に
一定に保たれるので,電源変動や負荷変動など種々の外
乱があった場合でも所定の溶接品質を確保することがで
きる。
In this way, since the welding energy is always kept constant, a predetermined welding quality can be ensured even when various disturbances such as power supply fluctuations and load fluctuations occur.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】図1は本発明の請求項1をポータ
ブルガンに適用した場合の実施例である。超大容量コン
デンサ1の一方の端子は片側がシャント2を経由して,
電極チップ3(+)に,他方がガンアーム4を経由して
電極チップ5(−)に接続されている。電極加圧用アク
チュエータ6は,たとえばエアシリンダ,あるいは電気
モータ等による加圧ユニットである。なお電極チップの
正負極性(+)(−)は都合により逆極性に接続しても
何ら差し支えない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment in which claim 1 of the present invention is applied to a portable gun. One of the terminals of the ultra-large capacity capacitor 1 is connected via the shunt 2 on one side.
The other is connected to the electrode tip 3 (+) and the other to the electrode tip 5 (−) via the gun arm 4. The electrode pressurizing actuator 6 is a pressurizing unit using, for example, an air cylinder or an electric motor. The positive and negative polarities (+) and (-) of the electrode tip may be connected to opposite polarities for convenience.

【0028】図2は本発明の請求項1を実施した場合の
電気回路図である。制御装置15は充電回路13を制御
して,超大容量コンデンサ1を所定の電圧まで充電す
る。溶接を行うときは制御装置15はアクチュエータ6
を駆動して,電極チップ3を加圧して回路を閉じること
により溶接電流を流し,あらかじめプログラムされた所
定の通電時間後に電極チップ3を開放して溶接電流を遮
断する。
FIG. 2 is an electric circuit diagram when the first embodiment of the present invention is implemented. The control device 15 controls the charging circuit 13 to charge the ultra-large capacity capacitor 1 to a predetermined voltage. When performing welding, the control device 15 controls the actuator 6.
Is driven to apply a welding current by pressing the electrode tip 3 to close the circuit, open the electrode tip 3 after a predetermined energized time, and cut off the welding current.

【0029】図3は本発明の請求項1を実施した場合の
タイミングチャートである。電極が加圧されて開き量が
ゼロになる,すなわち溶接物に接触すると,コンデンサ
の電荷が溶接回路に放電されて溶接電流が流れ始め,同
時にコンデンサ端子電圧が低下する。初期のスロープ波
形は,溶接回路のインダクタンス分によるもので,本実
施例の溶接ガンにおいては5ms程度の長さである。
FIG. 3 is a timing chart when the first embodiment of the present invention is implemented. When the electrode is pressurized and the opening amount becomes zero, that is, when the electrode comes into contact with the work, the electric charge of the capacitor is discharged to the welding circuit and the welding current starts to flow, and at the same time, the capacitor terminal voltage decreases. The initial slope waveform depends on the inductance of the welding circuit, and has a length of about 5 ms in the welding gun of this embodiment.

【0030】溶接電流は上記の初期スロープの後ピーク
に達し,続いてゆるやかなダウンスロープに転ずる。本
実施例における溶接回路の電気インピーダンス,すなわ
ちガンアームと溶接物と超大容量コンデンサの内部イン
ピーダンスの合計値はおよそ500μΩ程度であり,溶
接電流は約8,000A程度である。溶接の進行に伴
い,超大容量コンデンサに蓄えられていた電荷が放電さ
れていくので,コンデンサ端子電圧波形はゆるいダウン
スロープで降下し,それに従って溶接電流波形も降下す
る。ただし本実施例で使用した超大容量コンデンサの容
量は約10,000F(ファラド)であったので,それ
らの降下率はきわめて僅かである。すなわち,1打点の
スポット溶接で使用するのは,超大容量コンデンサの蓄
積電荷のごく一部である。このために通電時間中の溶接
電流波形は,僅かの前記ダウンスロープはあるが,ほぼ
一定の直流に保たれている。
The welding current reaches a peak after the above initial slope, and then changes to a gentle down slope. In this embodiment, the electric impedance of the welding circuit, that is, the total value of the internal impedances of the gun arm, the workpiece, and the supercapacitor is about 500 μΩ, and the welding current is about 8,000 A. As the welding progresses, the electric charge stored in the super-capacitance capacitor is discharged, so that the capacitor terminal voltage waveform falls with a gentle down slope, and the welding current waveform accordingly falls. However, since the capacity of the super-large capacity capacitors used in the present embodiment was about 10,000 F (Farad), their drop rates were extremely small. That is, only a part of the accumulated electric charge of the super-large capacity capacitor is used in the spot welding of one spot. For this reason, the welding current waveform during the energization time is maintained at a substantially constant direct current, although there is a slight down slope.

【0031】約200msの通電時間後に電極チップが
開放されると,溶接電流波形は溶接回路の電気インピー
ダンスが突如無限大となるため瞬時にゼロに落ち,電極
チップと溶接物の間に高電圧が生じて,電気スパークが
発生しやすくなる。続いてコンデンサ端子電圧波形は充
電回路により回復させられて,ゆるやかに回復上昇す
る。この充電電流値は,溶接機の使用率により,その等
価連続容量に合わせて設定する。
When the electrode tip is opened after a conduction time of about 200 ms, the welding current waveform instantaneously drops to zero because the electric impedance of the welding circuit suddenly becomes infinite, and a high voltage is applied between the electrode tip and the workpiece. As a result, an electric spark is easily generated. Subsequently, the capacitor terminal voltage waveform is recovered by the charging circuit, and gradually recovers and rises. This charging current value is set according to the equivalent continuous capacity according to the usage rate of the welding machine.

【0032】図4は本発明の請求項3の実施例の電気回
路図である。制御装置15は充電回路13を制御して,
超大容量コンデンサ1を所定の電圧まで充電する。溶接
を行うときは制御装置15は電極チップ3を加圧し,そ
の後電子スイッチ14を閉じることにより溶接電流を流
し,所定の通電時間後に電子スイッチ14を開いて溶接
電流を遮断し,最後に電極チップ3を開放する。このよ
うにすれば,開閉器を開閉して溶接電流を入/切すると
きには,電極チップと溶接物は加圧された状態であるか
ら,そこに電気スパークが発生することはない。
FIG. 4 is an electric circuit diagram according to a third embodiment of the present invention. The control device 15 controls the charging circuit 13 and
The super-large capacity capacitor 1 is charged to a predetermined voltage. When welding is performed, the controller 15 presses the electrode tip 3 and then closes the electronic switch 14 to supply a welding current. After a predetermined energizing time, the controller 15 opens the electronic switch 14 to cut off the welding current. Release 3. In this way, when the switch is turned on and off to turn on and off the welding current, the electrode tip and the welded article are in a pressurized state, so that no electric spark is generated there.

【0033】図5は本発明の請求項4の実施例の初期加
圧ユニットの構造図である。同図(A)の非加圧時で
は,電極チップ3に溶接電流を供給するコンタクト電極
7は絶縁板9を介してばね8で押し広げられており,電
極チップ3が溶接物に接触するときには電圧はかかって
おらず,したがって電極チップと溶接物との間に電気ス
パークが発生することはない。電極チップを水冷するた
めの冷却水出入口10はコンタクト電極7より電極チッ
プ3に寄った側に設けられている。
FIG. 5 is a structural view of an initial pressurizing unit according to a fourth embodiment of the present invention. In the non-pressurized state shown in FIG. 2A, the contact electrode 7 for supplying the welding current to the electrode tip 3 is spread by the spring 8 via the insulating plate 9, and when the electrode tip 3 comes into contact with the workpiece. No voltage is applied, and therefore no electrical spark occurs between the electrode tip and the weld. A cooling water inlet / outlet 10 for water-cooling the electrode tip is provided on a side closer to the electrode tip 3 than the contact electrode 7.

【0034】図5(B)の加圧時においては,加圧アク
チュエータが電極チップ3を押し込んで,溶接物11に
接触させた後さらに,ばね8をコンタクト電極7の接点
同志が接触するまで押し切った状態となる。このように
すれば,溶接物が電位を持たない電極チップ3によって
初期加圧された後にコンタクト電極7によって給電され
るため,電極チップと溶接物との間に電気スパークが発
生することはない。コンタクト電極が接触するときに
は,そのときの当たり具合によって機械的バウンズ,す
なわちチャタリング現象によりコンタクト電極間にわず
かの電気スパークが発生することはあり得るが,これに
ついてはコンタクト電極を交換可能な構造にしておき,
定期保守を行うようにすれば,常に良好な接触を維持す
ることができる。
In the pressurization shown in FIG. 5B, after the pressurizing actuator pushes the electrode tip 3 into contact with the welded object 11, the spring 8 is further pushed down until the contacts of the contact electrode 7 come into contact. State. In this case, since the welding object is initially supplied with pressure by the electrode tip 3 having no potential and then supplied with power by the contact electrode 7, no electric spark is generated between the electrode tip and the welding object. When the contact electrodes come into contact with each other, it is possible that a slight electric spark is generated between the contact electrodes due to mechanical bouncing, that is, chattering phenomenon, depending on the contact condition at that time. Every
If regular maintenance is performed, good contact can always be maintained.

【0035】図6は図5に示された初期加圧ユニット1
2を溶接ガンに取り付けた実施例である。超大容量コン
デンサ1の一方の端子は片側がシャント2を経由して,
電極チップ3(+)に,他方がガンアーム4を経由して
電極チップ5(−)に接続されている。電極加圧用アク
チュエータ6が電極チップ3を加圧して溶接物に接触さ
せるときには電極チップ3には電圧がかかっておらず,
電極チップと溶接物との間に電気スパークが発生するこ
とはない。その後,加圧アクチュエータ6が電極チップ
3をさらに押し込むと,初期加圧ユニット12内のコン
タクト電極が接触して溶接物に給電を行う。なお本図で
は,初期加圧ユニット7は電極チップ3側に取り付けら
れているが,これは電極チップ5側に取り付けてもよ
い。図7は初期加圧ユニットを適用した図6の電気回路
図である。
FIG. 6 shows the initial pressurizing unit 1 shown in FIG.
This is an embodiment in which No. 2 is attached to a welding gun. One of the terminals of the ultra-large capacity capacitor 1 is connected via the shunt 2 on one side.
The other is connected to the electrode tip 3 (+) and the other to the electrode tip 5 (−) via the gun arm 4. When the electrode pressurizing actuator 6 presses the electrode tip 3 to contact the welded object, no voltage is applied to the electrode tip 3,
There is no electric spark between the electrode tip and the weld. Thereafter, when the pressure actuator 6 further presses the electrode tip 3, the contact electrodes in the initial pressure unit 12 come into contact with each other to supply power to the welded object. In this figure, the initial pressurizing unit 7 is attached to the electrode chip 3 side, but it may be attached to the electrode chip 5 side. FIG. 7 is an electric circuit diagram of FIG. 6 to which the initial pressurizing unit is applied.

【0036】図8は本発明の請求項4の実施例の電気回
路図である。制御装置15は充電回路13を制御して,
超大容量コンデンサ1を所定の電圧まで充電する。溶接
を行うときは制御装置15は電極チップ3を加圧し,さ
らに初期加圧ユニット12内のコンタクト電極を接触さ
せて給電を行うことにより溶接電流を流し,所定の通電
時間後に電極チップ3を開放してコンタクト電極を開き
溶接電流を遮断する。コンタクト電極が開かれると,溶
接回路の電気インピーダンスが突如無限大となるため,
コンタクト電極の接点間に高電圧が生じて,電気スパー
クが発生しやすい状態になる。この電気スパークを抑止
するために,本実施例ではバイパス用電子スイッチ16
を設置している。
FIG. 8 is an electric circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention. The control device 15 controls the charging circuit 13 and
The super-large capacity capacitor 1 is charged to a predetermined voltage. When welding is performed, the control device 15 presses the electrode tip 3, contacts the contact electrode in the initial pressurizing unit 12 and supplies power to supply a welding current, and opens the electrode tip 3 after a predetermined conduction time. To open the contact electrode and cut off the welding current. When the contact electrode is opened, the electrical impedance of the welding circuit suddenly becomes infinite,
A high voltage is generated between the contact points of the contact electrodes, and an electric spark is easily generated. In order to suppress this electric spark, in this embodiment, the electronic switch 16 for bypass is used.
Is installed.

【0037】図9は図8の電気回路図のタイミングチャ
ートである。制御装置15はコンタクト電極が開く直前
にバイパス用電子スイッチをターンオンさせる。まだコ
ンタクト電極が閉じている間は,コンタクト電極の方が
バイパス用電子スイッチより電気インピーダンスが低い
ために,溶接電流の大半はコンタクト電極側に流れる。
コンタクト電極が開くと,そちらの電気インピーダンス
は無限大となるために,バイパス用電子スイッチにバイ
パス電流が流れ,コンタクト電極間に発生する高電圧を
低減させ,電気スパークの発生を抑止しながら溶接を行
うことができる。図9においてコンタクト電極間電圧波
形の点線部がバイパス用電子スイッチによって減殺され
た高電圧波形である。
FIG. 9 is a timing chart of the electric circuit diagram of FIG. The control device 15 turns on the bypass electronic switch just before the contact electrode is opened. While the contact electrode is still closed, most of the welding current flows to the contact electrode side because the contact electrode has a lower electrical impedance than the electronic switch for bypass.
When the contact electrode is opened, its electrical impedance becomes infinite, so that a bypass current flows through the bypass electronic switch, reducing the high voltage generated between the contact electrodes and suppressing welding while suppressing the occurrence of electric spark. It can be carried out. In FIG. 9, the dotted line portion of the voltage waveform between the contact electrodes is the high voltage waveform reduced by the bypass electronic switch.

【0038】図10は本発明の請求項5の実施例の電気
回路図である。ここでは図8のバイパス用電子スイッチ
16にかえて,コンタクト電極に並列に,かつ溶接電流
に対して電気的に順方向に,溶接電圧をわずかに上回る
フォアードドロップを持つバイパス用ダイオード17を
備えている。このバイパス用ダイオードは,前記バイパ
ス用電子スイッチと同様にコンタクト電極を開く際に発
生する高電圧を低減させる効果を持つ。この場合はター
ンオンさせるタイミング制御は不要であるが,そのかわ
り,コンタクト電極間の電圧は,バイパス用ダイオード
のフォアードドロップ電圧までへの低減となる。
FIG. 10 is an electric circuit diagram according to a fifth embodiment of the present invention. Here, instead of the bypass electronic switch 16 of FIG. 8, a bypass diode 17 having a forward drop slightly higher than the welding voltage is provided in parallel with the contact electrode and electrically forward with respect to the welding current. I have. This bypass diode has the effect of reducing the high voltage generated when the contact electrode is opened, like the electronic switch for bypass. In this case, the turn-on timing control is unnecessary, but instead, the voltage between the contact electrodes is reduced to the fore-drop voltage of the bypass diode.

【0039】前記の図2の電気回路図で制御装置15の
機能を高めることによって請求項6を実施することがで
きる。制御装置15は充電回路13を制御して,超大容
量コンデンサ1を所定の電圧まで充電する。溶接を行う
ときは制御装置15は電極チップ3を加圧する直前にコ
ンデンサ端子電圧を検出し,その電圧値によってあらか
じめプログラムされた適正な通電時間を選択し溶接を行
うことにより,まだコンデンサの充電電圧,すなわち溶
接電圧が十分に回復しないうちに次の溶接を行う必要が
生じた場合でも通電時間を延長して補正できるので,従
来のように所定の充電電圧まで達するのを待つ必要がな
い。さらに,より低い溶接条件に変更する場合でも,従
来のようにコンデンサの電荷を放電させて再設定しなく
ても,通電時間を短縮して調整することができる。
By increasing the function of the control device 15 in the electric circuit diagram of FIG. 2, the sixth embodiment can be implemented. The control device 15 controls the charging circuit 13 to charge the ultra-large capacity capacitor 1 to a predetermined voltage. When welding is performed, the control device 15 detects the capacitor terminal voltage immediately before pressurizing the electrode tip 3, selects an appropriate energizing time programmed in advance according to the voltage value, and performs welding, so that the charging voltage of the capacitor is still high. That is, even if it is necessary to perform the next welding before the welding voltage is not sufficiently recovered, the energization time can be extended and corrected, so that there is no need to wait until the charging voltage reaches a predetermined value as in the related art. Further, even when the welding conditions are changed to lower ones, the current can be shortened and adjusted without the need to discharge the electric charge of the capacitor and reset it as in the conventional case.

【0040】図11は本発明の請求項7の実施例を示す
電気回路図である。制御装置15は充電回路13を制御
して,超大容量コンデンサ1を所定の電圧まで充電す
る。溶接を行うときは制御装置13は電極チップ3を加
圧して溶接電流を通電しながら,電流センサ18によっ
て時々刻々の溶接電流を検出し,その累積値が溶接物に
よってあらかじめプログラムされた累積値に達したら溶
接を終了する。このようにすれば,前記のように,まだ
コンデンサの充電電圧,すなわち溶接電圧が十分に回復
しないうちに次の溶接を行う必要が生じた場合はもとよ
り,溶接物に接触不良があって溶接電流が変化するな
ど,何らかの外乱があった場合でも所定の溶接品質を確
保することができる。
FIG. 11 is an electric circuit diagram showing a seventh embodiment of the present invention. The control device 15 controls the charging circuit 13 to charge the ultra-large capacity capacitor 1 to a predetermined voltage. When welding is performed, the control device 13 detects the welding current every moment by the current sensor 18 while applying the welding current by pressurizing the electrode tip 3 and the accumulated value is changed to the accumulated value programmed in advance by the welding object. When reached, end welding. In this way, as described above, not only when the charging voltage of the capacitor, that is, the welding voltage does not sufficiently recover, but it is necessary to perform the next welding, as well as when the welding object has poor contact and the welding current Even if there is some disturbance such as a change in the welding speed, a predetermined welding quality can be ensured.

【0041】前記の図11の電気回路図で制御装置15
の機能を高めることによって請求項8を実施することが
できる。制御装置15は充電回路13を制御して,超大
容量コンデンサ1を所定の電圧まで充電する。溶接を行
うときは制御装置15は電極チップ3を加圧して溶接電
流を流しながら,電流センサ18によって時々刻々の溶
接電流と,電圧検出線によって時々刻々のコンデンサ端
子電圧または電極チップ間電圧を検出し,電流と電圧と
の積である電力,すなわち溶接エネルギーの累積値が溶
接物によってあらかじめプログラムされた値に達したら
溶接を終了する。このようにすれば,溶接エネルギーが
常に一定に保たれるので,電源変動や負荷変動など種々
の外乱があった場合でも所定の溶接品質を確保すること
ができる。
In the electric circuit diagram of FIG.
Claim 8 can be implemented by enhancing the function of. The control device 15 controls the charging circuit 13 to charge the ultra-large capacity capacitor 1 to a predetermined voltage. When performing welding, the control device 15 detects the welding current every moment by the current sensor 18 and the capacitor terminal voltage or the voltage between the electrode tips every moment by the voltage detection line while applying the welding current by pressurizing the electrode tip 3. Then, when the electric power, which is the product of the current and the voltage, that is, the cumulative value of the welding energy reaches a value programmed in advance by the welded material, the welding is terminated. In this way, the welding energy is always kept constant, so that a predetermined welding quality can be ensured even when various disturbances such as power supply fluctuations and load fluctuations occur.

【0042】なおコンデンサ端子電圧と電極チップ間電
圧の相違点については,電気回路図上では同一の表記と
なるが,実際上はガンアームやシャントの電気インピー
ダンスの存在により電圧差を生ずる。溶接エネルギーの
検出という意味では電極チップの位置に電圧検出線を装
着するのが望ましい。しかし,その部分は溶接作業の先
端部位であり,溶接物や治具への機械的干渉,検出線の
屈曲,溶接散りなどにより損傷を受けやすい。この点か
ら考えれば,コンデンサ端子電圧の検出は上記のような
問題がなく実装上有利であり,かつガンアームやシャン
トの電気インピーダンスはほぼ固定値と考えられるか
ら,コンデンサ端子電圧の検出値からこれを差し引いて
電極チップ間電圧に換算することも可能である。コンデ
ンサ端子電圧と電極チップ間電圧と,どちらを検出して
制御するかは,上記のような長所と欠点を加味して考慮
し選択する。
Although the difference between the capacitor terminal voltage and the voltage between the electrode chips is the same in the electric circuit diagram, a voltage difference actually occurs due to the electric impedance of the gun arm and the shunt. In terms of detecting welding energy, it is desirable to mount a voltage detection wire at the position of the electrode tip. However, that part is the leading end of the welding operation, and is easily damaged by mechanical interference with a welded object or a jig, bending of a detection line, or welding scattering. Considering this point, detection of the capacitor terminal voltage does not have the above-mentioned problems and is advantageous for mounting, and the electric impedance of the gun arm and the shunt is considered to be almost a fixed value. It is also possible to subtract and convert to a voltage between electrode tips. Which of the capacitor terminal voltage and the voltage between the electrode tips is detected and controlled is selected in consideration of the above advantages and disadvantages.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上で説明したように,請求項1の発明
によれば,従来のポータブルスポット溶接ガン(Cタイ
プ及びXタイプ)に限らず,定置式抵抗溶接機,マルチ
溶接機,ロボットガン,電子部品用の小型溶接機等と比
較して,溶接トランスやガンの大きさ,重量,二次ケー
ブルの取り回しの負担,高電圧回路の存在などから生じ
る不具合をなくすことができる。すなわち抵抗溶接機の
安全性,耐久性の向上及び小型軽量化を実現する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, not only conventional portable spot welding guns (C type and X type) but also stationary resistance welding machines, multi-welding machines, robot guns, etc. In comparison with a small welding machine for electronic parts, it is possible to eliminate problems caused by the size and weight of the welding transformer and gun, the burden of routing the secondary cable, the presence of a high voltage circuit, and the like. That is, the safety and durability of the resistance welding machine are improved, and the size and weight of the resistance welding machine are reduced.

【0044】請求項2の発明によれば,開閉器を開閉し
て溶接電流を入/切するときに,電極チップと溶接物は
加圧された状態に保たれているので,電気スパークの発
生を抑止することができる。
According to the second aspect of the present invention, when the switch is opened and closed to switch on and off the welding current, the electrode tip and the welded article are kept in a pressurized state, so that an electric spark is generated. Can be suppressed.

【0045】請求項3の発明によれば,電極チップを駆
動し溶接物を挟みつけて初期加圧しても,電極チップが
溶接物に接触するときには電極チップに電圧はかかって
おらず,電極チップと溶接物の間に電気スパークが発生
することはない。前記コンタクト電極が接触して通電を
行う時点では初期加圧用ばね定数による圧力がかかって
いるので,電極チップと溶接物間の機械的バウンズ,す
なわちチャタリング現象は小さくて,コンタクト電極部
に電気スパークは発生しにくい状態になる。さらにこの
コンタクト電極を交換可能として常に良好な電気的接触
を維持することができる。
According to the third aspect of the present invention, no voltage is applied to the electrode tip when the electrode tip comes into contact with the welded object even when the electrode tip is driven to sandwich the welded object and initially pressurized. No electric spark is generated between the workpiece and the weldment. At the point when the contact electrode contacts and conducts electricity, pressure is applied by the initial pressurization spring constant, so that the mechanical bounce between the electrode tip and the weldment, that is, the chattering phenomenon is small, and the electric spark is not applied to the contact electrode portion. It is in a state where it hardly occurs. Further, the contact electrode can be replaced so that good electrical contact can always be maintained.

【0046】請求項4の発明によれば,コンタクト電極
が開放されて電気スパークが発生する瞬間に,コンタク
ト電極に並列に,かつ溶接電流に対して電気的に順方向
に設置されたパワートランジスタやサイリスタなどの電
子スイッチを短時間ターンオンさせて,コンタクト電極
間に生ずる高電圧を低減させることによって電気スパー
クを抑止する。
According to the fourth aspect of the present invention, at the moment when the contact electrode is opened and an electric spark occurs, the power transistor or the power transistor installed in parallel with the contact electrode and electrically forward with respect to the welding current is provided. An electric switch such as a thyristor is turned on for a short time to reduce the high voltage generated between the contact electrodes, thereby suppressing electric spark.

【0047】また次の請求項5の発明によれば,コンタ
クト電極に並列に,かつ溶接電流に対して電気的に順方
向に設置されたダイオードを通して,コンタクト電極間
に生ずる高電圧をフォアードドロップまで低減させるこ
とによって電気スパークを抑止する。
According to the fifth aspect of the present invention, a high voltage generated between the contact electrodes is supplied to the forward drop through a diode provided in parallel with the contact electrodes and electrically forward with respect to the welding current. The electric spark is suppressed by reducing it.

【0048】請求項6の発明によれば,溶接条件は従来
のコンデンサ溶接機に比べ充電電圧のみで設定するので
はなく,これに加えて通電時間でも調整できる。またコ
ンデンサの充電電圧,すなわち溶接電圧が十分に回復し
ないうちに次の溶接を行う場合でも通電時間を延長して
補正できるので,従来のように所定の充電電圧まで達す
るのを待つ必要がない。さらに,より低い溶接条件に変
更する場合でも,従来のようにコンデンサの電荷を放電
させて再設定しなくても,通電時間を短縮して調整する
ことができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the welding conditions can be adjusted not only by the charging voltage but also by the energizing time as compared with the conventional capacitor welding machine. Further, even when the next welding is performed before the charging voltage of the capacitor, that is, the welding voltage is not sufficiently recovered, the energization time can be extended and corrected, so that it is not necessary to wait until the charging voltage reaches the predetermined charging voltage unlike the related art. Further, even when the welding conditions are changed to lower ones, the current can be shortened and adjusted without the need to discharge the electric charge of the capacitor and reset it as in the conventional case.

【0049】請求項7の発明によれば,コンデンサの充
電電圧,すなわち溶接電圧が十分に回復しないうちに次
の溶接を行う場合,または接触不良があって溶接電流が
変化するなど,何らかの外乱があった場合でも所定の溶
接品質を確保することができる。
According to the seventh aspect of the invention, when the next welding is performed before the charging voltage of the capacitor, that is, the welding voltage is not sufficiently recovered, or when the welding current is changed due to poor contact, some disturbance may occur. Even if there is, a predetermined welding quality can be ensured.

【0050】請求項8の発明によれば,溶接エネルギー
が常に一定に保たれるので,電源変動や負荷変動など種
々の外乱があった場合でも所定の溶接品質を確保するこ
とができる。
According to the eighth aspect of the present invention, since the welding energy is always kept constant, a predetermined welding quality can be ensured even when various disturbances such as power supply fluctuations and load fluctuations occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明をポータブルスポット溶接ガンに適用し
た場合の実施例を示す外観図である。
FIG. 1 is an external view showing an embodiment when the present invention is applied to a portable spot welding gun.

【図2】本発明を実施した場合の電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram when the present invention is implemented.

【図3】本発明を実施した場合のタイミングチャートで
ある。
FIG. 3 is a timing chart when the present invention is implemented.

【図4】本発明の実施例に電子スイッチを使用した電気
回路図である。
FIG. 4 is an electric circuit diagram using an electronic switch in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例に初期加圧ユニットを使用した
場合の構造図である。
FIG. 5 is a structural view when an initial pressurizing unit is used in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例に初期加圧ユニットを適用した
スポット溶接ガンを示す外観図である。
FIG. 6 is an external view showing a spot welding gun in which an initial pressurizing unit is applied to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例に初期加圧ユニットを適用した
スポット溶接ガンの電気回路図である。
FIG. 7 is an electric circuit diagram of a spot welding gun in which an initial pressurizing unit is applied to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例に初期加圧ユニットとバイパス
用電子スイッチを適用した電気回路図である。
FIG. 8 is an electric circuit diagram in which an initial pressurizing unit and a bypass electronic switch are applied to the embodiment of the present invention.

【図9】バイパス用電子スイッチによるスパーク抑止す
る電気回路図のタイミングチャートである
FIG. 9 is a timing chart of an electric circuit diagram for suppressing a spark by an electronic switch for bypass.

【図10】本発明の実施例に初期加圧ユニットとバイパ
ス用ダイオードを適用した電気回路図である。
FIG. 10 is an electric circuit diagram in which an initial pressurizing unit and a bypass diode are applied to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例に電流センサを適用した場合
を示す電気回路図である。
FIG. 11 is an electric circuit diagram showing a case where a current sensor is applied to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超大容量コンデンサ 2 シャント 3 電極チップ(+) 4 ガンアーム 5 電極チップ(−) 6 加圧アクチュエータ 7 コンタクト電極 8 ばね 9 絶縁板 10 冷却水 11 溶接物 12 初期加圧ユニット 13 充電回路 14 電子スイッチ 15 制御装置 16 バイパス用電子スイッチ 17 バイパス用ダイオード 18 電流センサ 1 Ultra large capacity capacitor 2 Shunt 3 Electrode tip (+) 4 Gun arm 5 Electrode tip (−) 6 Pressure actuator 7 Contact electrode 8 Spring 9 Insulating plate 10 Cooling water 11 Welding object 12 Initial pressurization unit 13 Charging circuit 14 Electronic switch 15 Control device 16 Electronic switch for bypass 17 Diode for bypass 18 Current sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23K 11/25 511 B23K 11/25 511 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B23K 11/25 511 B23K 11/25 511

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属板の溶接物を相対向する電極チップで
挟みつけて,これに加圧力をかけながら通電して溶接す
る抵抗溶接機において,前記電極チップに溶接トランス
を経由せずに直接溶接電流を供給する超大容量コンデン
サと,これを溶接電圧まで充電する充電回路とを備え,
電極チップを駆動し溶接物を挟みつけてコンデンサに蓄
積された電荷の一部を放電させ溶接電流を流して溶接を
行い,溶接終了後に電極チップを開放させることを特徴
とするコンデンサ式抵抗溶接機。
In a resistance welding machine for welding a metal plate by sandwiching it between opposed electrode tips and applying a current while applying a pressing force thereto, the resistance is directly applied to the electrode tips without passing through a welding transformer. Equipped with an ultra-large capacity capacitor that supplies welding current and a charging circuit that charges this capacitor up to the welding voltage
A capacitor-type resistance welding machine characterized in that an electrode tip is driven, a part of the electric charge accumulated in a capacitor is sandwiched by a welding object, a welding current is applied to perform welding, and the electrode tip is opened after welding is completed. .
【請求項2】金属板の溶接物を相対向する電極チップで
挟みつけて,これに加圧力をかけながら通電して溶接す
る抵抗溶接機において,前記電極チップに溶接トランス
を経由せずに直接溶接電流を供給する超大容量コンデン
サと,これを溶接電圧まで充電する充電回路と,溶接回
路を電気的に開閉する機械式接点または電子スイッチに
よる開閉器とを備え,電極チップを駆動し溶接物を挟み
つけて初期加圧した後に,所定の通電時間だけ開閉器を
閉じることによってコンデンサに蓄積された電荷の一部
を放電させ溶接電流を流して溶接を行い,溶接終了後に
電極チップを開放させることを特徴とするコンデンサ式
抵抗溶接機。
2. In a resistance welding machine in which a welded piece of a metal plate is sandwiched between opposing electrode tips and energized and welded while applying a pressing force thereto, the electrode tips are directly connected to the electrode tips without passing through a welding transformer. Equipped with an ultra-large capacity capacitor that supplies welding current, a charging circuit that charges the capacitor up to the welding voltage, and a switch with mechanical contacts or electronic switches that electrically opens and closes the welding circuit. After sandwiching and initial pressurizing, a part of the electric charge accumulated in the capacitor is discharged by closing the switch for a predetermined energizing time, welding current is applied, welding is performed, and the electrode tip is opened after welding is completed. A capacitor type resistance welding machine characterized by the following.
【請求項3】金属板の溶接物を相対向する電極チップで
挟みつけて,これに加圧力をかけながら通電して溶接す
る抵抗溶接機において,前記電極チップに溶接トランス
を経由せずに直接溶接電流を供給する超大容量コンデン
サと,これを溶接電圧まで充電する充電回路と,片側の
電極チップ後方に溶接回路を開閉するコンタクト電極
と,非加圧時にこのコンタクト電極を押し広げて溶接回
路を遮断する初期加圧用のばねとを備え,電極チップを
駆動し溶接物を挟みつけて初期加圧用のばね圧で初期加
圧した後に,さらにばねを押し切って所定の通電時間だ
けコンタクト電極を接触させて溶接回路を閉じることに
よってコンデンサに蓄積された電荷の一部を放電させ溶
接電流を流して溶接を行い,溶接終了後に電極チップを
開放させることを特徴とするコンデンサ式抵抗溶接機。
3. A resistance welding machine in which a welded metal plate is sandwiched between opposing electrode tips and energized and welded while applying a pressing force thereto, wherein the electrode tips are directly connected to the electrode tips without passing through a welding transformer. An ultra-high-capacity capacitor that supplies welding current, a charging circuit that charges the capacitor up to the welding voltage, a contact electrode that opens and closes the welding circuit behind one of the electrode tips, A spring for initial pressurization to cut off is provided, and after the electrode tip is driven to sandwich the welded material and pressurized initially with the spring pressure for initial pressurization, the spring is further depressed and the contact electrode is brought into contact for a predetermined energizing time. To close off the welding circuit to discharge a part of the electric charge stored in the capacitor, apply welding current, perform welding, and open the electrode tip after welding is completed. Capacitor resistance welding machine according to.
【請求項4】請求項3にかかるコンデンサ式抵抗溶接機
において,該コンタクト電極に並列に,かつ溶接電流に
対して電気的に順方向に,パワートランジスタやサイリ
スタなどの電子スイッチを備え,通電を終了する瞬間に
電子スイッチを短時間ターンオンさせることにより,コ
ンタクト電極開放時に接点間に発生する高電圧を低減さ
せて電気スパークを抑止することを特徴とするコンデン
サ式抵抗溶接機。
4. A capacitor type resistance welding machine according to claim 3, further comprising an electronic switch such as a power transistor or a thyristor in parallel with said contact electrode and electrically forward with respect to a welding current. A capacitor-type resistance welding machine characterized in that by turning on an electronic switch for a short time at the moment of termination, a high voltage generated between the contacts when the contact electrodes are opened is reduced to suppress electric spark.
【請求項5】請求項3にかかるコンデンサ式抵抗溶接機
において,該コンタクト電極に並列に,かつ溶接電流に
対して電気的に順方向に,溶接電圧をわずかに上回るフ
ォアードドロップを持つダイオードを備え,コンタクト
電極開放時に接点間に発生する高電圧を低減させて電気
スパークを抑止することを特徴とするコンデンサ式抵抗
溶接機。
5. A capacitor type resistance welding machine according to claim 3, further comprising a diode having a forward drop slightly higher than a welding voltage in parallel with said contact electrode and electrically forward with respect to a welding current. A capacitor-type resistance welding machine characterized in that a high voltage generated between contacts when a contact electrode is opened is reduced to suppress an electric spark.
【請求項6】金属板の溶接物を相対向する電極チップで
挟みつけて,これに加圧力をかけながら通電して溶接す
る抵抗溶接機において,前記電極チップに溶接トランス
を経由せずに直接溶接電流を供給する超大容量コンデン
サと,これを溶接電圧まで充電する充電回路と,コンデ
ンサ端子電圧の検出手段とを備え,溶接開始時に検出し
たコンデンサ端子電圧の値によって,あらかじめプログ
ラムした所定の通電時間だけ溶接回路を閉じることによ
ってコンデンサに蓄積された電荷の一部を放電させ溶接
電流を流して溶接を行うことを特徴とするコンデンサ式
抵抗溶接機。
6. A resistance welding machine in which a welded metal plate is sandwiched between opposing electrode tips, and a current is applied while applying a pressure to the welded metal plate to weld the metal plates directly without passing through a welding transformer. Equipped with an ultra-large capacity capacitor for supplying welding current, a charging circuit for charging the capacitor up to the welding voltage, and capacitor terminal voltage detecting means, and a predetermined energizing time programmed in advance based on the value of the capacitor terminal voltage detected at the start of welding. A capacitor-type resistance welding machine characterized in that a part of the electric charge stored in a capacitor is discharged by only closing a welding circuit, and welding is performed by supplying a welding current.
【請求項7】金属板の溶接物を相対向する電極チップで
挟みつけて,これに加圧力をかけながら通電して溶接す
る抵抗溶接機において,前記電極チップに溶接トランス
を経由せずに直接溶接電流を供給する超大容量コンデン
サと,これを溶接電圧まで充電する充電回路と,溶接電
流の検出手段とを備え,前記電極チップを加圧しコンデ
ンサに蓄積された電荷を放電させ溶接電流を流して溶接
を行いながら溶接電流を検出して,溶接電流の累積値が
あらかじめプログラムした所定値に達したら通電を打ち
切ることを特徴とするコンデンサ式抵抗溶接機。
7. A resistance welding machine in which a welded metal plate is sandwiched between opposing electrode tips and energized and welded while applying a pressing force to the electrode tips, without passing through a welding transformer directly to the electrode tips. A super-capacity capacitor for supplying a welding current, a charging circuit for charging the capacitor to a welding voltage, and a welding current detecting means are provided, and the electrode tip is pressurized to discharge the electric charge accumulated in the capacitor and supply the welding current. A capacitor-type resistance welding machine characterized by detecting a welding current while performing welding, and terminating energization when a cumulative value of the welding current reaches a predetermined value programmed in advance.
【請求項8】金属板の溶接物を相対向する電極チップで
挟みつけて,これに加圧力をかけながら通電して溶接す
る抵抗溶接機において,前記電極チップに溶接トランス
を経由せずに直接溶接電流を供給する超大容量コンデン
サと,これを溶接電圧まで充電する充電回路と,溶接電
流の検出手段と,コンデンサ端子電圧または電極チップ
間電圧の検出手段とを備え,前記電極チップを加圧しコ
ンデンサに蓄積された電荷を放電させ溶接電流を流して
溶接を行いながら溶接電流および電圧を検出して,溶接
電流と電圧との積である電力,すなわち溶接エネルギー
の累積値があらかじめプログラムした所定値に達したら
通電を打ち切ることを特徴とするコンデンサ式抵抗溶接
機。
8. A resistance welding machine in which a welded metal plate is sandwiched between opposing electrode tips and energized and welded while applying a pressing force thereto, wherein the electrode tips are directly connected to the electrode tips without passing through a welding transformer. A capacitor for supplying a welding current, a charging circuit for charging the capacitor to a welding voltage, welding current detecting means, and capacitor terminal voltage or electrode tip voltage detecting means; The welding current and voltage are detected while the welding is performed by discharging the electric charge accumulated in the welding current and flowing the welding current, and the electric power that is the product of the welding current and the voltage, that is, the accumulated value of the welding energy is reduced to a predetermined value programmed in advance. A capacitor type resistance welding machine characterized by terminating energization when it reaches.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1679147A2 (en) * 2004-12-23 2006-07-12 RS elektronik GmbH Method, device and tool for electric pressure welding
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