JP2003305573A - 電気抵抗溶接機の加圧装置 - Google Patents
電気抵抗溶接機の加圧装置Info
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- JP2003305573A JP2003305573A JP2002109398A JP2002109398A JP2003305573A JP 2003305573 A JP2003305573 A JP 2003305573A JP 2002109398 A JP2002109398 A JP 2002109398A JP 2002109398 A JP2002109398 A JP 2002109398A JP 2003305573 A JP2003305573 A JP 2003305573A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安価な空気圧式でありながら溶接時の加圧力の
制御が可能であり、電極の上昇、下降時の速度の制御、
上昇位置の設定も可能な電気抵抗溶接機の加圧装置を提
供する。 【解決手段】空気圧を使用して加圧する電気抵抗溶接機
の加圧装置において、加圧シリンダー１のヘッド側の空
気配管２あるいはロッド側の空気配管４の少なくとも一
方に設けた流量制御弁１５と、加圧力を計測する加圧力
計測要素と、加圧力計測要素により計測された加圧力と
目標値とを比較する加圧力誤差検出機能と、加圧力誤差
検出機能の検出する誤差が最小になるように流量制御弁
１５を制御する加圧力制御機能とから構成し、加圧力を
制御するようにした。
制御が可能であり、電極の上昇、下降時の速度の制御、
上昇位置の設定も可能な電気抵抗溶接機の加圧装置を提
供する。 【解決手段】空気圧を使用して加圧する電気抵抗溶接機
の加圧装置において、加圧シリンダー１のヘッド側の空
気配管２あるいはロッド側の空気配管４の少なくとも一
方に設けた流量制御弁１５と、加圧力を計測する加圧力
計測要素と、加圧力計測要素により計測された加圧力と
目標値とを比較する加圧力誤差検出機能と、加圧力誤差
検出機能の検出する誤差が最小になるように流量制御弁
１５を制御する加圧力制御機能とから構成し、加圧力を
制御するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気抵抗溶接機の
加圧装置であって、特に空気圧を使用して加圧する電気
抵抗溶接機の加圧装置に関するものである。
加圧装置であって、特に空気圧を使用して加圧する電気
抵抗溶接機の加圧装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属板材の溶接には、電気抵抗溶接機が
広く使用されている。電気抵抗溶接機において、溶接品
質に大きくかかわるのは溶接電流と加圧力であり、これ
らを適正に制御して溶接品質を向上させるための検討が
行われてきている。これらのうち溶接電流の制御は、近
年のパワーエレクトロニクス技術の発達によりほぼ理想
的なレベルにまで到達している。一方、加圧力について
は空気圧により加圧するものが一般的であり、加圧力の
制御は加圧シリンダーに供給する空気の圧力を減圧弁で
調整することにより行われるため高度な制御はなされて
いなかった。
広く使用されている。電気抵抗溶接機において、溶接品
質に大きくかかわるのは溶接電流と加圧力であり、これ
らを適正に制御して溶接品質を向上させるための検討が
行われてきている。これらのうち溶接電流の制御は、近
年のパワーエレクトロニクス技術の発達によりほぼ理想
的なレベルにまで到達している。一方、加圧力について
は空気圧により加圧するものが一般的であり、加圧力の
制御は加圧シリンダーに供給する空気の圧力を減圧弁で
調整することにより行われるため高度な制御はなされて
いなかった。
【０００３】最近、溶接中の加圧力を任意に変化させる
ことによってスパッターが抑制でき、溶接品質を向上さ
せることができることが知られるようになり、時間の経
過とともに加圧力を設定値に合わせて変化させ、制御す
るような電気抵抗溶接機の開発が進められている。ま
た、作業性改善のためにワーク切替時等の加圧力の設定
変更が容易にできることが求められている。こうした加
圧力の制御についての要求に対しては、例えば、個別に
減圧弁を備えた複数のエアー回路を設けて各減圧弁をそ
れぞれ所定の圧力に設定しておき、各エアー回路と加圧
シリンダーとの間に接続した複数の電磁弁を切り替える
ことにより加圧力を調整する方法がある。あるいは、電
空比例弁、電空減圧弁を用いて加圧力を調整する方法が
ある。しかし、こうした方法はオープンループ制御であ
り、実際の加圧力を制御することはできなかった。
ことによってスパッターが抑制でき、溶接品質を向上さ
せることができることが知られるようになり、時間の経
過とともに加圧力を設定値に合わせて変化させ、制御す
るような電気抵抗溶接機の開発が進められている。ま
た、作業性改善のためにワーク切替時等の加圧力の設定
変更が容易にできることが求められている。こうした加
圧力の制御についての要求に対しては、例えば、個別に
減圧弁を備えた複数のエアー回路を設けて各減圧弁をそ
れぞれ所定の圧力に設定しておき、各エアー回路と加圧
シリンダーとの間に接続した複数の電磁弁を切り替える
ことにより加圧力を調整する方法がある。あるいは、電
空比例弁、電空減圧弁を用いて加圧力を調整する方法が
ある。しかし、こうした方法はオープンループ制御であ
り、実際の加圧力を制御することはできなかった。
【０００４】また、衝撃音を減らし、ワークに打痕が付
くのを抑えるために、電極の移動速度を電極がワークに
接触する直前に高速から低速に切り替えることが好まし
いわけであるが、従来の空気圧式の加圧装置を使用した
ものではこのような制御をすることが困難であった。さ
らに、平坦な形状のワークの複数の溶接点を連続して溶
接するような場合には、加圧シリンダーが上側電極を毎
回上限位置まで上昇させることなく必要最小限の高さま
で上昇させるようにすることによりタクトタイムの短縮
ができて好ましいわけであるが、従来の空気圧式の加圧
装置を使用したものでは加圧シリンダーのストロークで
上昇位置が決められてしまい、上昇位置を変更すること
はできなかった。
くのを抑えるために、電極の移動速度を電極がワークに
接触する直前に高速から低速に切り替えることが好まし
いわけであるが、従来の空気圧式の加圧装置を使用した
ものではこのような制御をすることが困難であった。さ
らに、平坦な形状のワークの複数の溶接点を連続して溶
接するような場合には、加圧シリンダーが上側電極を毎
回上限位置まで上昇させることなく必要最小限の高さま
で上昇させるようにすることによりタクトタイムの短縮
ができて好ましいわけであるが、従来の空気圧式の加圧
装置を使用したものでは加圧シリンダーのストロークで
上昇位置が決められてしまい、上昇位置を変更すること
はできなかった。
【０００５】こうした従来の空気圧式の加圧装置では実
現することができなかった種々の要求を満足するものと
して、サーボモーターを加圧用のアクチュエーターとし
て使用した電動式加圧装置が注目されている。電動式加
圧装置を使用すれば、溶接時の加圧力を任意に変化させ
ることが可能であり、また上側電極の上昇、下降時の速
度の制御、上昇位置の設定が自由にできる利点がある。
ところが、こうした電動式加圧装置は、サーボモーター
及びそのドライブ装置が必要で極めて高価であり、従来
の空気圧式の加圧装置を簡単に置き換えることができな
いという問題があった。また、空気圧式の加圧装置を使
用した場合に空気の圧縮性によって得られる電極の微小
ストロークでの追随応答性が損なわれるという問題があ
った。
現することができなかった種々の要求を満足するものと
して、サーボモーターを加圧用のアクチュエーターとし
て使用した電動式加圧装置が注目されている。電動式加
圧装置を使用すれば、溶接時の加圧力を任意に変化させ
ることが可能であり、また上側電極の上昇、下降時の速
度の制御、上昇位置の設定が自由にできる利点がある。
ところが、こうした電動式加圧装置は、サーボモーター
及びそのドライブ装置が必要で極めて高価であり、従来
の空気圧式の加圧装置を簡単に置き換えることができな
いという問題があった。また、空気圧式の加圧装置を使
用した場合に空気の圧縮性によって得られる電極の微小
ストロークでの追随応答性が損なわれるという問題があ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決し、安価な空気圧式の加圧装置において溶接時の
加圧力の制御が可能であり、電極の上昇、下降時の速度
の制御、上昇位置の設定も可能な電気抵抗溶接機の加圧
装置を提供するためになされたものである。
を解決し、安価な空気圧式の加圧装置において溶接時の
加圧力の制御が可能であり、電極の上昇、下降時の速度
の制御、上昇位置の設定も可能な電気抵抗溶接機の加圧
装置を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めになされた請求項１の発明は、空気圧を使用して加圧
する電気抵抗溶接機の加圧装置において、加圧シリンダ
ーのヘッド側の空気配管あるいはロッド側の空気配管の
少なくとも一方に設けた流量制御弁と、加圧力を計測す
る加圧力計測要素と、加圧力計測要素により計測された
加圧力と目標値とを比較する加圧力誤差検出機能と、加
圧力誤差検出機能の検出する誤差が最小になるように流
量制御弁を制御する加圧力制御機能とから構成し、加圧
力をフィードバック制御することを特徴とするものであ
る。
めになされた請求項１の発明は、空気圧を使用して加圧
する電気抵抗溶接機の加圧装置において、加圧シリンダ
ーのヘッド側の空気配管あるいはロッド側の空気配管の
少なくとも一方に設けた流量制御弁と、加圧力を計測す
る加圧力計測要素と、加圧力計測要素により計測された
加圧力と目標値とを比較する加圧力誤差検出機能と、加
圧力誤差検出機能の検出する誤差が最小になるように流
量制御弁を制御する加圧力制御機能とから構成し、加圧
力をフィードバック制御することを特徴とするものであ
る。
【０００８】この請求項１の発明において、加圧力計測
要素は、加圧シリンダーのヘッド側の空気配管に設けた
ヘッド側の空気圧を計測する圧力センサーと、加圧シリ
ンダーのロッド側の空気配管に設けたロッド側の空気圧
を計測する圧力センサーと、ヘッド側の空気圧を計測す
る圧力センサー及びロッド側の空気圧を計測する圧力セ
ンサーの検出信号にそれぞれ係数を乗じて加算する演算
装置とから構成し、ヘッド側の空気圧を計測する圧力セ
ンサーの検出信号に乗ずる係数はピストンの面積の数値
に定数を乗じたものとし、ロッド側の空気圧を計測する
圧力センサーの検出信号に乗ずる係数はピストンの面積
からピストンロッドの断面積を減じた数値に定数を乗じ
たものとすることが好ましい。
要素は、加圧シリンダーのヘッド側の空気配管に設けた
ヘッド側の空気圧を計測する圧力センサーと、加圧シリ
ンダーのロッド側の空気配管に設けたロッド側の空気圧
を計測する圧力センサーと、ヘッド側の空気圧を計測す
る圧力センサー及びロッド側の空気圧を計測する圧力セ
ンサーの検出信号にそれぞれ係数を乗じて加算する演算
装置とから構成し、ヘッド側の空気圧を計測する圧力セ
ンサーの検出信号に乗ずる係数はピストンの面積の数値
に定数を乗じたものとし、ロッド側の空気圧を計測する
圧力センサーの検出信号に乗ずる係数はピストンの面積
からピストンロッドの断面積を減じた数値に定数を乗じ
たものとすることが好ましい。
【０００９】また同一の問題を解決するためになされた
請求項３の発明は、空気圧を使用して加圧する電気抵抗
溶接機の加圧装置において、加圧シリンダーのヘッド側
の空気配管あるいはロッド側の空気配管の少なくとも一
方に設けた流量制御弁と、加圧シリンダーに付設した加
圧シリンダーのピストン位置を検出するピストン位置セ
ンサーと、ピストン位置センサーの検出信号からピスト
ンの速度を算出するピストン速度演算機能と、ピストン
速度演算機能により算出されたピストン速度と目標値と
を比較するピストン速度誤差検出機能と、ピストン速度
誤差検出機能の検出する誤差が最小になるように流量制
御弁を制御する速度制御機能とから構成し、ピストンの
速度をフィードバック制御することを特徴とするもので
ある。
請求項３の発明は、空気圧を使用して加圧する電気抵抗
溶接機の加圧装置において、加圧シリンダーのヘッド側
の空気配管あるいはロッド側の空気配管の少なくとも一
方に設けた流量制御弁と、加圧シリンダーに付設した加
圧シリンダーのピストン位置を検出するピストン位置セ
ンサーと、ピストン位置センサーの検出信号からピスト
ンの速度を算出するピストン速度演算機能と、ピストン
速度演算機能により算出されたピストン速度と目標値と
を比較するピストン速度誤差検出機能と、ピストン速度
誤差検出機能の検出する誤差が最小になるように流量制
御弁を制御する速度制御機能とから構成し、ピストンの
速度をフィードバック制御することを特徴とするもので
ある。
【００１０】この請求項３の発明において、ピストン位
置検出センサーの検出信号と設定値とを比較してその誤
差を検出するピストン位置検出機能を設け、ピストン位
置検出機能の誤差検出信号により速度の目標値を切り替
えるものとすることができる。
置検出センサーの検出信号と設定値とを比較してその誤
差を検出するピストン位置検出機能を設け、ピストン位
置検出機能の誤差検出信号により速度の目標値を切り替
えるものとすることができる。
【００１１】さらに同一の問題を解決するためになされ
た請求項５の発明は、空気圧を使用して加圧する電気抵
抗溶接機の加圧装置において、加圧シリンダーのヘッド
側の空気配管あるいはロッド側の空気配管の少なくとも
一方に設けた流量制御弁と、加圧シリンダーに付設した
加圧シリンダーのピストン位置を検出するピストン位置
センサーと、ピストン位置センサーの検出信号と設定値
とを比較するピストン位置誤差検出機能と、ピストン位
置誤差検出機能の検出する誤差が所定の値以下になった
ときにピストンの移動を止めるように流量制御弁を制御
する位置制御機能とから構成し、ピストンの位置をフィ
ードバック制御することを特徴とするものである。
た請求項５の発明は、空気圧を使用して加圧する電気抵
抗溶接機の加圧装置において、加圧シリンダーのヘッド
側の空気配管あるいはロッド側の空気配管の少なくとも
一方に設けた流量制御弁と、加圧シリンダーに付設した
加圧シリンダーのピストン位置を検出するピストン位置
センサーと、ピストン位置センサーの検出信号と設定値
とを比較するピストン位置誤差検出機能と、ピストン位
置誤差検出機能の検出する誤差が所定の値以下になった
ときにピストンの移動を止めるように流量制御弁を制御
する位置制御機能とから構成し、ピストンの位置をフィ
ードバック制御することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、図を参照しながら具体的に説明する。図１は空気配
管及び電気接続を示す系統図であって、加圧シリンダー
１のヘッド側の空気配管２にヘッド側の空気圧を計測す
る圧力センサー３が設けてあり、加圧シリンダー１のロ
ッド側の空気配管４にロッド側の空気圧を計測する圧力
センサー５が設けてある。圧力センサー３及び５の検出
信号は制御装置６に送るようにしてある。空気配管２は
電磁切換弁７に接続してあり、該電磁切換弁７は空気配
管８、ルブリケーター９、レギュレーター１０、エアフ
ィルター１１を介して給気口１２に、排気管１３を介し
てサイレンサー１４にそれぞれ接続してある。電磁切換
弁７は制御装置６から与えられる電気信号により空気配
管２を空気配管８又は排気管１３に切り替えて接続する
ものである。
て、図を参照しながら具体的に説明する。図１は空気配
管及び電気接続を示す系統図であって、加圧シリンダー
１のヘッド側の空気配管２にヘッド側の空気圧を計測す
る圧力センサー３が設けてあり、加圧シリンダー１のロ
ッド側の空気配管４にロッド側の空気圧を計測する圧力
センサー５が設けてある。圧力センサー３及び５の検出
信号は制御装置６に送るようにしてある。空気配管２は
電磁切換弁７に接続してあり、該電磁切換弁７は空気配
管８、ルブリケーター９、レギュレーター１０、エアフ
ィルター１１を介して給気口１２に、排気管１３を介し
てサイレンサー１４にそれぞれ接続してある。電磁切換
弁７は制御装置６から与えられる電気信号により空気配
管２を空気配管８又は排気管１３に切り替えて接続する
ものである。
【００１３】空気配管４は流量制御弁であるサーボバル
ブ１５に接続してあり、該サーボバルブ１５は空気配管
１６、レギュレーター１７、エアフィルター１８を介し
て給気口１２に、排気管１３を介してサイレンサー１４
にそれぞれ接続してある。サーボバルブ１５は制御装置
６から与えられる電気信号により空気配管４を空気配管
１６又は排気管１３に切り替えて接続するものであっ
て、空気配管４が空気配管１６及び排気管１３の何れに
も接続されない中立位置から電気信号の値により開度が
変化し、空気配管４と空気配管１６あるいは排気管１３
との間の空気流量を制御するものである。１９はピスト
ン位置センサーであって、加圧シリンダー１のピストン
２０の位置を検知し、制御装置６に送るようにしてあ
る。ピストン２０に連結されるピストンロッドの先端に
は図示しないプラテン、上部電極が取り付けられること
は従来の電気抵抗溶接機と同様である。
ブ１５に接続してあり、該サーボバルブ１５は空気配管
１６、レギュレーター１７、エアフィルター１８を介し
て給気口１２に、排気管１３を介してサイレンサー１４
にそれぞれ接続してある。サーボバルブ１５は制御装置
６から与えられる電気信号により空気配管４を空気配管
１６又は排気管１３に切り替えて接続するものであっ
て、空気配管４が空気配管１６及び排気管１３の何れに
も接続されない中立位置から電気信号の値により開度が
変化し、空気配管４と空気配管１６あるいは排気管１３
との間の空気流量を制御するものである。１９はピスト
ン位置センサーであって、加圧シリンダー１のピストン
２０の位置を検知し、制御装置６に送るようにしてあ
る。ピストン２０に連結されるピストンロッドの先端に
は図示しないプラテン、上部電極が取り付けられること
は従来の電気抵抗溶接機と同様である。
【００１４】制御装置６は図２に示すように、圧力セン
サー３及び５の検出信号から加圧力を算出する加圧力演
算機能２１、加圧力演算機能２１により算出された加圧
力と目標値とを比較する加圧力誤差検出機能２２、加圧
力誤差検出機能２２の検出する誤差が最小になるように
サーボバルブ１５を制御する加圧力制御機能２３、ピス
トン位置センサー１９の検出信号からピストンの速度を
算出するピストン速度演算機能２４、ピストン速度演算
機能２４により算出されたピストン速度と目標値とを比
較するピストン速度誤差検出機能２５、ピストン速度誤
差検出機能２５の検出する誤差が最小になるようにサー
ボバルブ１５を制御する速度制御機能２６、ピストン位
置検出センサー１９の検出信号と設定値とを比較してそ
の誤差を検出し、誤差が所定の値以下になった時にピス
トン速度誤差検出機能２５の目標値を切り替えるピスト
ン位置検出機能２７、ピストン位置センサー１９の検出
信号と設定値とを比較するピストン位置誤差検出機能２
８、ピストン位置誤差検出機能２８の検出する誤差が所
定の値以下になったときにピストンの移動を止めるよう
にサーボバルブ１５を制御する位置制御機能２９、電気
抵抗溶接機としての一連の動作をさせるシーケンス制御
機能３０から構成してあり、シーケンス制御機能３０か
らは図示しない通電制御装置に通電指令信号を送るよう
にしてある。
サー３及び５の検出信号から加圧力を算出する加圧力演
算機能２１、加圧力演算機能２１により算出された加圧
力と目標値とを比較する加圧力誤差検出機能２２、加圧
力誤差検出機能２２の検出する誤差が最小になるように
サーボバルブ１５を制御する加圧力制御機能２３、ピス
トン位置センサー１９の検出信号からピストンの速度を
算出するピストン速度演算機能２４、ピストン速度演算
機能２４により算出されたピストン速度と目標値とを比
較するピストン速度誤差検出機能２５、ピストン速度誤
差検出機能２５の検出する誤差が最小になるようにサー
ボバルブ１５を制御する速度制御機能２６、ピストン位
置検出センサー１９の検出信号と設定値とを比較してそ
の誤差を検出し、誤差が所定の値以下になった時にピス
トン速度誤差検出機能２５の目標値を切り替えるピスト
ン位置検出機能２７、ピストン位置センサー１９の検出
信号と設定値とを比較するピストン位置誤差検出機能２
８、ピストン位置誤差検出機能２８の検出する誤差が所
定の値以下になったときにピストンの移動を止めるよう
にサーボバルブ１５を制御する位置制御機能２９、電気
抵抗溶接機としての一連の動作をさせるシーケンス制御
機能３０から構成してあり、シーケンス制御機能３０か
らは図示しない通電制御装置に通電指令信号を送るよう
にしてある。
【００１５】加圧力演算機能２１は、ヘッド側の空気圧
を計測する圧力センサー３の検出信号にピストン２０の
面積の数値と一定の定数を乗じた結果と、ロッド側の空
気圧を計測する圧力センサー５の検出信号にピストン２
０の面積からロッドの断面積を減じた数値と一定の定数
を乗じた結果とを加算するようにしたものである。圧力
センサー３及び５の検出信号に乗ずる定数は、圧力セン
サー３の感度と圧力センサー５の感度が同一であれば絶
対値を同一とし、圧力センサー５の検出信号に乗ずるも
のは符号を逆にしてある。圧力センサー３の感度と圧力
センサー５の感度が異なる場合には、同一圧力に対する
演算結果を合わせるように定数を違えてある。
を計測する圧力センサー３の検出信号にピストン２０の
面積の数値と一定の定数を乗じた結果と、ロッド側の空
気圧を計測する圧力センサー５の検出信号にピストン２
０の面積からロッドの断面積を減じた数値と一定の定数
を乗じた結果とを加算するようにしたものである。圧力
センサー３及び５の検出信号に乗ずる定数は、圧力セン
サー３の感度と圧力センサー５の感度が同一であれば絶
対値を同一とし、圧力センサー５の検出信号に乗ずるも
のは符号を逆にしてある。圧力センサー３の感度と圧力
センサー５の感度が異なる場合には、同一圧力に対する
演算結果を合わせるように定数を違えてある。
【００１６】ピストン速度演算機能２４はピストン位置
センサー１９の検出信号を微分するようにしたものであ
る。ピストン位置センサー１９の検出信号を微分するこ
とによりピストン位置の変化率すなわち速度を算出する
ことができる。ピストン位置誤差検出機能２８はピスト
ン位置センサー１９の検出信号と設定値とを比較し、ピ
ストン位置が設定値のいずれの側にどの程度ずれている
かを検出するものである。設定値はピストン２０の上昇
位置とするものであって、複数用意した設定値を選択し
て与えることができる。
センサー１９の検出信号を微分するようにしたものであ
る。ピストン位置センサー１９の検出信号を微分するこ
とによりピストン位置の変化率すなわち速度を算出する
ことができる。ピストン位置誤差検出機能２８はピスト
ン位置センサー１９の検出信号と設定値とを比較し、ピ
ストン位置が設定値のいずれの側にどの程度ずれている
かを検出するものである。設定値はピストン２０の上昇
位置とするものであって、複数用意した設定値を選択し
て与えることができる。
【００１７】前記のような構成の電気抵抗溶接機の加圧
装置を備える電気抵抗溶接機では、レギュレーター１０
は加圧シリンダー１が必要とされる最大の加圧力を出す
に充分な圧力に設定し、レギュレーター１７はレギュレ
ーター１０より低い圧力に設定する。待機状態では空気
配管２は電磁切換弁７によって排気管１３側に接続さ
れ、空気配管４はサーボバルブ１５によって空気配管１
６側に接続されており、加圧シリンダー１はロッド側に
加わる空気圧により上側電極は上昇位置に保持されてい
る。ピストン位置検出機能２７の設定値は上部電極が被
溶接物に接触する位置の僅かに上方としてあり、待機状
態ではピストン位置検出機能２７が検出するピストン位
置センサー１９の検出信号と設定値を比較した誤差検出
信号は大きく、ピストン速度誤差検出機能２５に与える
ピストン速度の目標値は高速となっている。
装置を備える電気抵抗溶接機では、レギュレーター１０
は加圧シリンダー１が必要とされる最大の加圧力を出す
に充分な圧力に設定し、レギュレーター１７はレギュレ
ーター１０より低い圧力に設定する。待機状態では空気
配管２は電磁切換弁７によって排気管１３側に接続さ
れ、空気配管４はサーボバルブ１５によって空気配管１
６側に接続されており、加圧シリンダー１はロッド側に
加わる空気圧により上側電極は上昇位置に保持されてい
る。ピストン位置検出機能２７の設定値は上部電極が被
溶接物に接触する位置の僅かに上方としてあり、待機状
態ではピストン位置検出機能２７が検出するピストン位
置センサー１９の検出信号と設定値を比較した誤差検出
信号は大きく、ピストン速度誤差検出機能２５に与える
ピストン速度の目標値は高速となっている。
【００１８】溶接する場合には、先ず被溶接物をセット
して足踏みスイッチ等によりシーケンス制御機能３０に
起動信号を与える。起動信号が与えられるとシーケンス
制御機能３０は電磁切換弁７を切り替えて空気配管２を
空気配管８に接続し、サーボバルブ１５を切り替えて空
気配管４を排気管１３側に接続する。空気配管８から空
気配管２を経て加圧シリンダー１のヘッド側に空気が供
給され、空気配管４から排気管１３、サイレンサー１４
を経てロッド側の空気が大気中に排出されてピストン２
０が下降を始める。ピストン２０の移動速度は空気配管
４から排出される空気の流量により制限されるものであ
って、サーボバルブ１５の開度により制限される。この
時点では、シーケンス制御機能３０によってサーボバル
ブ１５は速度制御機能２６により開度が制御されるよう
になっており、ピストン２０の移動速度が目標値より遅
ければ開度が大きく、速ければ開度が小さく制御されて
ピストン２０の移動速度が目標値、ここでは高速に制御
される。
して足踏みスイッチ等によりシーケンス制御機能３０に
起動信号を与える。起動信号が与えられるとシーケンス
制御機能３０は電磁切換弁７を切り替えて空気配管２を
空気配管８に接続し、サーボバルブ１５を切り替えて空
気配管４を排気管１３側に接続する。空気配管８から空
気配管２を経て加圧シリンダー１のヘッド側に空気が供
給され、空気配管４から排気管１３、サイレンサー１４
を経てロッド側の空気が大気中に排出されてピストン２
０が下降を始める。ピストン２０の移動速度は空気配管
４から排出される空気の流量により制限されるものであ
って、サーボバルブ１５の開度により制限される。この
時点では、シーケンス制御機能３０によってサーボバル
ブ１５は速度制御機能２６により開度が制御されるよう
になっており、ピストン２０の移動速度が目標値より遅
ければ開度が大きく、速ければ開度が小さく制御されて
ピストン２０の移動速度が目標値、ここでは高速に制御
される。
【００１９】ピストン２０が下降して上部電極が被溶接
物に接触する位置に近づくと、ピストン位置検出機能２
７が検出するピストン位置センサー１９の検出信号と設
定値を比較した誤差検出信号が小さくなり、ピストン位
置検出機能２７はピストン速度誤差検出機能２５に与え
るピストン速度の目標値を低速に切り替える。サーボバ
ルブ１５は速度制御機能２６により開度が制御され、ピ
ストン２０の移動速度は目標値ここでは低速に制御され
る。これによって上部電極が被溶接物に接触する直前で
ピストン２０の移動速度が低速となり、衝撃音を減ら
し、ワークに打痕が付くのを抑えることができる。
物に接触する位置に近づくと、ピストン位置検出機能２
７が検出するピストン位置センサー１９の検出信号と設
定値を比較した誤差検出信号が小さくなり、ピストン位
置検出機能２７はピストン速度誤差検出機能２５に与え
るピストン速度の目標値を低速に切り替える。サーボバ
ルブ１５は速度制御機能２６により開度が制御され、ピ
ストン２０の移動速度は目標値ここでは低速に制御され
る。これによって上部電極が被溶接物に接触する直前で
ピストン２０の移動速度が低速となり、衝撃音を減ら
し、ワークに打痕が付くのを抑えることができる。
【００２０】上部電極が被溶接物に接触するとシーケン
ス制御機能３０の指令により加圧サイクルとなり、シー
ケンス制御機能３０によってサーボバルブ１５は加圧力
制御機能２３により開度が制御されるようになる。加圧
力は加圧シリンダー１のヘッド側とロッド側の圧力差に
より制御できるものであり、加圧力演算機能２１が算出
した加圧力を目標値と比較してその差を加圧力誤差検出
機能２２が検出し、その誤差が最小になるように加圧力
制御機能２３がサーボバルブ１５を制御してロッド側の
空気を出し入れする。シーケンス制御機能３０は加圧を
した状態で通電制御装置に通電指令を送るとともに、加
圧力の目標値を変化させる。加圧力誤差検出機能２２及
び加圧力制御機能２３はサーボバルブ１５を制御し、変
化する目標値に合わせて加圧力を追随させる。
ス制御機能３０の指令により加圧サイクルとなり、シー
ケンス制御機能３０によってサーボバルブ１５は加圧力
制御機能２３により開度が制御されるようになる。加圧
力は加圧シリンダー１のヘッド側とロッド側の圧力差に
より制御できるものであり、加圧力演算機能２１が算出
した加圧力を目標値と比較してその差を加圧力誤差検出
機能２２が検出し、その誤差が最小になるように加圧力
制御機能２３がサーボバルブ１５を制御してロッド側の
空気を出し入れする。シーケンス制御機能３０は加圧を
した状態で通電制御装置に通電指令を送るとともに、加
圧力の目標値を変化させる。加圧力誤差検出機能２２及
び加圧力制御機能２３はサーボバルブ１５を制御し、変
化する目標値に合わせて加圧力を追随させる。
【００２１】通電終了後一定の保持時間の後シーケンス
制御機能３０は電磁切換弁７を切り替えて空気配管２を
排気管１３に接続し、サーボバルブ１５を切り替えて空
気配管４を空気配管１６側に接続する。また、サーボバ
ルブ１５はシーケンス制御機能３０によって加圧力制御
機能２３により開度が制御されるようになる。空気配管
４から加圧シリンダー１のロッド側に空気が供給され、
空気配管２からヘッド側の空気が排出されてピストン２
０が上昇を始める。ピストン２０の移動速度はロッド側
への空気の流量によって制限されるものであって、速度
制御機能２６によりサーボバルブ１５の開度が制御さ
れ、ピストン２０の移動速度が目標値に制御される。
制御機能３０は電磁切換弁７を切り替えて空気配管２を
排気管１３に接続し、サーボバルブ１５を切り替えて空
気配管４を空気配管１６側に接続する。また、サーボバ
ルブ１５はシーケンス制御機能３０によって加圧力制御
機能２３により開度が制御されるようになる。空気配管
４から加圧シリンダー１のロッド側に空気が供給され、
空気配管２からヘッド側の空気が排出されてピストン２
０が上昇を始める。ピストン２０の移動速度はロッド側
への空気の流量によって制限されるものであって、速度
制御機能２６によりサーボバルブ１５の開度が制御さ
れ、ピストン２０の移動速度が目標値に制御される。
【００２２】ピストン２０が上昇してピストン位置誤差
検出機能２８の検出する誤差が所定の値以下になると、
シーケンス制御機能３０はサーボバルブ１５が位置制御
機能２９により開度を制御されるようにし、位置制御機
能２９はサーボバルブ１５の開度を小さくしてピストン
２０の移動を抑制する。位置制御機能２９はピストン位
置誤差検出機能２８の検出する誤差が無くなったところ
でサーボバルブ１５を中立位置としてピストン２０の移
動を停止させ、ピストン２０を上限位置まで上昇させる
ことなく、設定した上昇位置で上部電極の上昇を止める
こととなる。サーボバルブ１５等からの空気の漏洩によ
りピストン２０が移動した場合には、ピストン位置誤差
検出機能２８がその移動を検出するのでピストン２０の
位置は元に修正される。
検出機能２８の検出する誤差が所定の値以下になると、
シーケンス制御機能３０はサーボバルブ１５が位置制御
機能２９により開度を制御されるようにし、位置制御機
能２９はサーボバルブ１５の開度を小さくしてピストン
２０の移動を抑制する。位置制御機能２９はピストン位
置誤差検出機能２８の検出する誤差が無くなったところ
でサーボバルブ１５を中立位置としてピストン２０の移
動を停止させ、ピストン２０を上限位置まで上昇させる
ことなく、設定した上昇位置で上部電極の上昇を止める
こととなる。サーボバルブ１５等からの空気の漏洩によ
りピストン２０が移動した場合には、ピストン位置誤差
検出機能２８がその移動を検出するのでピストン２０の
位置は元に修正される。
【００２３】前記実施の形態においては、請求項１乃至
５の全ての発明を実施したものとしたが、一部の請求項
の発明のみを実施したものとすることも可能である。請
求項１乃至５の全ての発明を実施した場合には、電動式
加圧装置と同等の機能を実現することが可能である。な
お、前記実施の形態では加圧シリンダー１のヘッド側に
電磁切換弁７、ロッド側にサーボバルブ１５を設けたも
のとしているが、ヘッド側にサーボバルブ１５、ロッド
側に電磁切換弁７を設けたものとしてもよく、ヘッド側
及びロッド側の両方にサーボバルブ１５を設けたものと
してもよい。
５の全ての発明を実施したものとしたが、一部の請求項
の発明のみを実施したものとすることも可能である。請
求項１乃至５の全ての発明を実施した場合には、電動式
加圧装置と同等の機能を実現することが可能である。な
お、前記実施の形態では加圧シリンダー１のヘッド側に
電磁切換弁７、ロッド側にサーボバルブ１５を設けたも
のとしているが、ヘッド側にサーボバルブ１５、ロッド
側に電磁切換弁７を設けたものとしてもよく、ヘッド側
及びロッド側の両方にサーボバルブ１５を設けたものと
してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、安価な空
気圧式でありながら溶接時の加圧力の制御が可能であ
り、電極の上昇、下降時の速度の制御、上昇位置の設定
も可能な電気抵抗溶接機の加圧装置を提供するものとし
て業界に寄与するところ極めて大である。
気圧式でありながら溶接時の加圧力の制御が可能であ
り、電極の上昇、下降時の速度の制御、上昇位置の設定
も可能な電気抵抗溶接機の加圧装置を提供するものとし
て業界に寄与するところ極めて大である。
【図１】本発明の実施の形態における空気配管及び電気
接続を示す系統図である。
接続を示す系統図である。
【図２】制御装置の構成を示すブロック図である。
１ 加圧シリンダー
２ 空気配管
３ 圧力センサー
４ 空気配管
５ 圧力センサー
６ 制御装置
７ 電磁切換弁
８ 空気配管
９ ルブリケーター
１０ レギュレーター
１１ エアフィルター
１２ 給気口
１３ 排気管
１４ サイレンサー
１５ サーボバルブ
１６ 空気配管
１７ レギュレーター
１８ エアフィルター
１９ ピストン位置センサー
２０ ピストン
２１ 加圧力演算機能
２２ 加圧力誤差検出機能
２３ 加圧力制御機能
２４ ピストン速度演算機能
２５ ピストン速度誤差検出機能
２６ 速度制御機能
２７ ピストン位置検出機能
２８ ピストン位置誤差検出機能
２９ 位置制御機能
３０ シーケンス制御機能
フロントページの続き
(72)発明者 松田 正文
愛知県名古屋市中村区東宿町２丁目144番
地
Ｆターム(参考） 4E065 BA03
Claims (5)
- 【請求項１】空気圧を使用して加圧する電気抵抗溶接機
の加圧装置において、加圧シリンダーのヘッド側の空気
配管あるいはロッド側の空気配管の少なくとも一方に設
けた流量制御弁と、加圧力を計測する加圧力計測要素
と、加圧力計測要素により計測された加圧力と目標値と
を比較する加圧力誤差検出機能と、加圧力誤差検出機能
の検出する誤差が最小になるように流量制御弁を制御す
る加圧力制御機能とから構成し、加圧力をフィードバッ
ク制御することを特徴とする電気抵抗溶接機の加圧装
置。 - 【請求項２】加圧力計測要素は、加圧シリンダーのヘッ
ド側の空気配管に設けたヘッド側の空気圧を計測する圧
力センサーと、加圧シリンダーのロッド側の空気配管に
設けたロッド側の空気圧を計測する圧力センサーと、ヘ
ッド側の空気圧を計測する圧力センサー及びロッド側の
空気圧を計測する圧力センサーの検出信号にそれぞれ係
数を乗じて加算する演算装置とから構成し、ヘッド側の
空気圧を計測する圧力センサーの検出信号に乗ずる係数
はピストンの面積の数値に定数を乗じたものとし、ロッ
ド側の空気圧を計測する圧力センサーの検出信号に乗ず
る係数はピストンの面積からピストンロッドの断面積を
減じた数値に定数を乗じたものとしたことを特徴とする
請求項１に記載の電気抵抗溶接機の加圧装置。 - 【請求項３】空気圧を使用して加圧する電気抵抗溶接機
の加圧装置において、加圧シリンダーのヘッド側の空気
配管あるいはロッド側の空気配管の少なくとも一方に設
けた流量制御弁と、加圧シリンダーに付設した加圧シリ
ンダーのピストン位置を検出するピストン位置センサー
と、ピストン位置センサーの検出信号からピストンの速
度を算出するピストン速度演算機能と、ピストン速度演
算機能により算出されたピストン速度と目標値とを比較
するピストン速度誤差検出機能と、ピストン速度誤差検
出機能の検出する誤差が最小になるように流量制御弁を
制御する速度制御機能とから構成し、ピストンの速度を
フィードバック制御することを特徴とする電気抵抗溶接
機の加圧装置。 - 【請求項４】ピストン位置検出センサーの検出信号と設
定値とを比較してその誤差を検出するピストン位置検出
機能を設け、ピストン位置検出機能の誤差検出信号によ
り速度の目標値を切り替えることを特徴とする請求項３
に記載の電気抵抗溶接機の加圧装置。 - 【請求項５】空気圧を使用して加圧する電気抵抗溶接機
の加圧装置において、加圧シリンダーのヘッド側の空気
配管あるいはロッド側の空気配管の少なくとも一方に設
けた流量制御弁と、加圧シリンダーに付設した加圧シリ
ンダーのピストン位置を検出するピストン位置センサー
と、ピストン位置センサーの検出信号と設定値とを比較
するピストン位置誤差検出機能と、ピストン位置誤差検
出機能の検出する誤差が所定の値以下になったときにピ
ストンの移動を止めるように流量制御弁を制御する位置
制御機能とから構成し、ピストンの位置をフィードバッ
ク制御することを特徴とする電気抵抗溶接機の加圧装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109398A JP2003305573A (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 電気抵抗溶接機の加圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109398A JP2003305573A (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 電気抵抗溶接機の加圧装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003305573A true JP2003305573A (ja) | 2003-10-28 |
Family
ID=29392879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002109398A Pending JP2003305573A (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 電気抵抗溶接機の加圧装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003305573A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005279763A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Smc Corp | 溶接用エアサーボガンシリンダ及びその制御方法 |
| WO2006118197A1 (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Nachi-Fujikoshi Corp. | スポット溶接方法とスポット溶接システム |
| JP2007141972A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Bondtech Inc | 加圧方法およびこの方法を用いた接合方法並びにこの接合方法により作成されるデバイス並びに加圧装置およびこの装置を用いた接合装置 |
| JP2009106986A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Fanuc Ltd | スポット溶接ガン制御装置 |
| CN103831522A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-04 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种小径管挤压焊封装置 |
| CN106584267A (zh) * | 2015-10-13 | 2017-04-26 | 和舰科技(苏州)有限公司 | 一种化学机械研磨机台用水压探测报警系统及其应用 |
| CN107061383A (zh) * | 2016-02-10 | 2017-08-18 | C K D株式会社 | 伺服气缸系统 |
| CN112045291A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-12-08 | 长沙格力暖通制冷设备有限公司 | 一种点焊机压力值控制方法、控制系统及点焊机 |
| CN115156684A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-10-11 | 广州松兴电气股份有限公司 | 一种电阻焊机及用于该电阻焊机的气路控制系统 |
-
2002
- 2002-04-11 JP JP2002109398A patent/JP2003305573A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005279763A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Smc Corp | 溶接用エアサーボガンシリンダ及びその制御方法 |
| JP4687944B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2011-05-25 | Ｓｍｃ株式会社 | 溶接用エアサーボガンシリンダ及びその制御方法 |
| WO2006118197A1 (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Nachi-Fujikoshi Corp. | スポット溶接方法とスポット溶接システム |
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| JP2007141972A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Bondtech Inc | 加圧方法およびこの方法を用いた接合方法並びにこの接合方法により作成されるデバイス並びに加圧装置およびこの装置を用いた接合装置 |
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| CN103831522A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-04 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种小径管挤压焊封装置 |
| CN103831522B (zh) * | 2014-03-26 | 2016-01-20 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种小径管挤压焊封装置 |
| CN106584267A (zh) * | 2015-10-13 | 2017-04-26 | 和舰科技(苏州)有限公司 | 一种化学机械研磨机台用水压探测报警系统及其应用 |
| CN107061383A (zh) * | 2016-02-10 | 2017-08-18 | C K D株式会社 | 伺服气缸系统 |
| CN107061383B (zh) * | 2016-02-10 | 2018-11-20 | C K D株式会社 | 伺服气缸系统 |
| CN112045291A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-12-08 | 长沙格力暖通制冷设备有限公司 | 一种点焊机压力值控制方法、控制系统及点焊机 |
| CN115156684A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-10-11 | 广州松兴电气股份有限公司 | 一种电阻焊机及用于该电阻焊机的气路控制系统 |
| CN115156684B (zh) * | 2022-08-19 | 2023-10-24 | 广州松兴电气股份有限公司 | 一种电阻焊机及用于该电阻焊机的气路控制系统 |
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