JP2006142380A - Resistance projection welding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,エキスパンドメタルを金属プレートに接続する場合の抵抗プロジェクション溶接機に関する。 The present invention relates to a resistance projection welder when connecting expanded metal to a metal plate.
鋼製エキスパンドメタルを金属プレートに溶接する従来周知の工法には,たとえば特許文献1に記載された溶接方法がある。 As a conventionally known method for welding steel expanded metal to a metal plate, for example, there is a welding method described in Patent Document 1.
この従来の工法はエキスパンドメタルのスポット溶接する個所を溶接に先立ちプレス成形して完全に平坦にしてから相手側の金属プレートに面接触させた状態で通常のスポット溶接を行うものである。 In this conventional method, the spot spot of the expanded metal is press-molded prior to welding to make it completely flat, and then normal spot welding is performed in a state of surface contact with the mating metal plate.
本発明が解決しようとする課題は,エキスパンドメタルを金属プレートに接合する場合に,従来の溶接方法ではエキスパンドメタルのメッシュ原形を崩さずに機械的特性を活かすことができなかったことにある。 The problem to be solved by the present invention is that, when the expanded metal is joined to the metal plate, the conventional welding method cannot take advantage of the mechanical properties without destroying the original mesh shape of the expanded metal.
そこで上記課題を解決するために,請求項1の発明は金属プレートの表面に,エキスパンドメタルを重ね合わせ,その重ね合わせて形成された被溶接物の突起接触部を一対の電極間で挟みつけ,前記電極間にアクチュエータユニットにより溶接に必要な加圧力を与えると共に,コンデンサ電源から大容量の溶接電流を流して前記プレートと前記エキスパンドメタルとの間に形成された突起接触部をプロジェクション溶接する抵抗溶接機において,溶接後のエキスパンドメタルのメッシュ高さ寸法が予め設定されたメッシュモデル高さh寸法の基準値と一致するよう前記プロジェクション溶接中に前記加圧力を補正制御することを特徴する抵抗プロジェクション溶接機を提供する。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 superimposes the expanded metal on the surface of the metal plate, and sandwiches the protrusion contact portion of the work to be welded formed between the pair of electrodes, Resistance welding is performed by applying welding force required for welding between the electrodes by the actuator unit, and by projecting the projection contact portion formed between the plate and the expanded metal by supplying a large-capacity welding current from a capacitor power source. A resistance projection welding characterized in that the applied pressure is corrected and controlled during the projection welding so that the mesh height dimension of the expanded metal after welding coincides with a preset reference value of the mesh model height h dimension. Provide a machine.
また請求項2の発明は,正負一対の電極を持ち,そのうち一方の電極は可動側の電極として,ボールねじとナットにより電動モータの回転運動を直線運動に変換するシステムから構成されたアクチュエータユニットにより駆動され,前記アクチュエータユニットの1軸はコントローラによりクローズドループ方式で制御され,前記電極間の加圧力と溶接電流と通電時間,電極位置決め,移動速度,通電溶接に必要な他のパラメータは前記コントローラの主制御部に記録・設定されており,一方の電極は主制御部にしたがって相対する他方の固定側の電極との間で溶接部をクランプし,前記電動モータのトルク電流及びエンコーダからのパルス信号により同期制御が再現される構成になっていることを特徴とする抵抗プロジェクション溶接機を提供する。
The invention of
次に請求項3の発明は,前記アクチュエータユニットの1軸又は2軸をドライブするモータアンプと,溶接電源制御部と当該溶接機の溶接トランスの電子スイッチを制御するコンタクタとが備えられており,当該溶接機の蓄電式溶接電源装置には充電回路を有し,この充電回路にはインバータ回路と整流回路とを有し,コンデンサ群は前記充電回路により任意に設定可能な電圧値まで充電され,放電用スイッチによりオンオフスイッチングしてコンデンサ群に蓄積された電力を溶接トランスを介して前記電極間のクランプ部に放出して溶接を行う抵抗プロジェクション溶接機を提供する。
Next, the invention of
次に請求項4の発明は指定された基準値のメッシュモデル高さh寸法とトルク電流停止位置指令を受け,前記電動モータの目標位置及びモータ速度のトルク制御を指令し,前記電動モータのエンコーダからのパルス信号から被溶接物のメッシュモデル高さh寸法の目標値を検出して,前記目標値に達したときに前記溶接電源制御部に通電停止およびトルク制限またはトルク制御を切り,モデル高さ位置への位置制御切り替えをモータアンプに指令し,前記可動側の電極の位置検出は前記電動モータに内蔵のエンコーダパルスで読み取り,被溶接物のメッシュモデル高さh寸法に相当するβ基準値又はメッシュモデル高さh寸法より手前にとったα基準値をコントローラの溶接位置演算制御部に設定し前記電極のストローク変位量が予め設定された前記モデル高さ寸法のβ値もしくはα値にあるか否かを前記エンコーダから時々刻々出力されるパルス数から溶接位置演算制御部で読み取り,これにより溶接後の前記メッシュ高さ寸法が前記基準値内で位置決めされることを特徴とする抵抗プロジェクション溶接機を提供する。
Next, the invention according to
請求項1の発明装置によれば,前記溶接前のエキスパンドメタルのメッシュ高さH寸法に対し溶接後の前記エキスパンドメタルのメッシュ高さ寸法の割合がメッシュモデル高さh寸法に相当するの基準値60〜85%以内に到達するように溶接することで,エキスパンドメタルの接触点を完全に平坦に潰すことがなく,しかもメッシュ材を強固で均一に溶融接合することができる。 According to the first aspect of the present invention, the ratio of the mesh height dimension of the expanded metal after welding to the mesh height H dimension of the expanded metal before welding is a reference value corresponding to the mesh model height h dimension. By welding so as to reach 60 to 85%, the contact point of the expanded metal is not completely flattened, and the mesh material can be firmly and uniformly melt bonded.
本発明の請求項2によれば,常に溶接するエキスパンドメタルの突起接触の全面に最適な溶接電流を均等に流すことが出来,短時間の発熱のため熱影響による金属プレートの反り,歪み,エキスパンドメタルの材料変形・潰れが少ないので,母材の機械的性質の損失を少なくすることができる。 According to the second aspect of the present invention, the optimum welding current can be made to flow evenly over the entire contact surface of the expanded metal that is always welded. Since there is little deformation and crushing of the metal, the loss of mechanical properties of the base metal can be reduced.
本発明の請求項3によれば,一方の電極2は主制御部7にしたがって相対する他方の固定側の電極との間で溶接部をクランプできるように,電動モータ4のトルク電流及びエンコーダ8からのパルス信号により同期制御が再現される構成になっているから前記モータ4のエンコーダ8からのパルス信号からメッシュモデル高さh寸法を検出して,目標値に達したときに溶接電源制御部10に通電停止およびトルク制限またはトルク制御を切り,モデル高さ位置への位置制御に切り替え,電極位置が基準位置でキープされ,溶接部の高さが製品精度に応じた値に維持される。
According to the third aspect of the present invention, the torque current of the
本発明の請求項4によれば,一方的にトルク制御で目標値に設定された溶接位置まで加圧するのではなく,この溶接過程中に,電動モータ4のエンコーダからのパルス信号から検出値が目標位置のβ基準値又はα基準値を検出したときに前記電極間の溶接電流を停止すると同時に溶接位置演算制御部13からの指令でトルク制限またはトルク制御を切りメッシュモデル高さh寸法のβ基準値又はその近傍のα基準値への位置制御に切り替わり途中でトルクを解除した状態で切り替えた位置制御によって現在の溶接部の高さが最終的にメッシュモデル高さh寸法に一致するまで制御し確実に正規位置を検出し製品精度を確保することができる。
According to
自動車用デイスクブレーキのブレーキパッドを取付けるためのエキスパンドメタルの接続に有効な工法であって,金属プレート(バッキングプレート)とエキスパンドメタルの重ね合わせて形成された突起状の接触部を完全に平らに潰すことなく,エキスパンドメタルの母材形状を残した状態で突起状の接触部を強固に接合する場合に最適な実施例である。 This is an effective method for connecting expanded metal for mounting brake pads for automotive disc brakes, and crushes the flat contact portion formed by overlapping the metal plate (backing plate) and expanded metal completely flat. In this case, the embodiment is optimal when the protruding contact portion is firmly joined in a state in which the base shape of the expanded metal is left.
図1はJIS G 3351(エキスパンドメタル)に規定されたメッシュ形状を示す平面図である。記号S,Lは製品の縦方向と横方向の長さである。図2は同じく拡大部分図である。記号T:板厚,W:刻み幅,SW:メッシュ幅方向距離,LW:メッシュ長さ方向距離である。図3は図2A―A断面図であり,金属プレートとの重ね合わせ部の突起状の接触部を示す図である。同図の記号H:エキスパンドメタルのメッシュ高さを示す。図4は本発明において金属プレートに三分割したエキスパンドメタルを一体化した平面図である。図5は本発明のプロジェクション溶接機において金属プレートに1枚エキスパンドメタルを一体化した溶接部の外観詳細を示す写真である。図6は本発明を実施するためのコンデンサ式抵抗プロジェクション溶接機の構成ブロック図を示す。図7は本発明の溶接機による溶接前と溶接後のメッシュの高さを比較した説明図である。同図Aは本発明の溶接機による溶接前のメッシュの高さH寸法を示す。同図Bは本発明の溶接機による溶接後のメッシュモデル高さh寸法を示す。 FIG. 1 is a plan view showing a mesh shape defined in JIS G 3351 (expanded metal). Symbols S and L are the lengths in the vertical and horizontal directions of the product. FIG. 2 is an enlarged partial view of the same. Symbol T: plate thickness, W: step width, SW: mesh width direction distance, LW: mesh length direction distance. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 and shows a protruding contact portion that overlaps the metal plate. Symbol H in the figure shows the mesh height of the expanded metal. FIG. 4 is a plan view in which expanded metal divided into three parts is integrated into a metal plate in the present invention. FIG. 5 is a photograph showing the details of the appearance of a welded part in which one expanded metal is integrated with a metal plate in the projection welding machine of the present invention. FIG. 6 shows a block diagram of a capacitor type resistance projection welding machine for carrying out the present invention. FIG. 7 is an explanatory view comparing the mesh height before and after welding by the welding machine of the present invention. FIG. 3A shows the height H dimension of the mesh before welding by the welding machine of the present invention. FIG. 7B shows the mesh model height h dimension after welding by the welding machine of the present invention.
図6において,本発明のコンデンサ式抵抗プロジェクション溶接機1は主要構成部分の一部に正負一対の電極2,3を持ち,そのうち一方の電極2は可動側の電極として,ボールねじBとナットNにより電動モータ4(サーボモータ)の回転運動を直線運動に変換するシステムから構成されたアクチュエータユニット5により駆動される。
In FIG. 6, a capacitor type resistance projection welding machine 1 of the present invention has a pair of positive and
このアクチュエータユニット5の1軸はコントローラ6によりクローズドループ方式で制御され,電極間の加圧力と溶接電流と通電時間,電極位置決め,移動速度,通電溶接に必要な他のパラメータはすべて前記コントローラ6の主制御部7に記録・設定される。一方の電極2は主制御部7にしたがって相対する他方の固定側の電極との間で溶接部をクランプできるように,電動モータ4のトルク電流及びエンコーダ8からのパルス信号により同期制御が再現される構成になっている。
One axis of this
本発明の溶接機は前記アクチュエータユニット5の1軸又は2軸をドライブするモータアンプ9と,溶接電源制御部10と前記溶接機の溶接トランスの電子スイッチを制御するコンタクタ11と,ワーク治具(図省略)とが備えられている。
The welding machine of the present invention includes a
蓄電式溶接電源装置12には図では省略したが充電回路を有し,この充電回路にはたとえばインバータ回路と整流回路とを有し,コンデンサ群はこの充電回路により任意に設定可能な電圧値まで充電される。放電用スイッチであるサイリスタによりオンオフスイッチングしてコンデンサ群に蓄積された電力は溶接トランスの一次コイルを介して溶接トランスの二次コイルに接続された電極クランプに放出され溶接が行われる。
Although not shown in the figure, the electric storage type welding
溶接位置演算制御部13は,指令された基準値のメッシュモデル高さh寸法とトルク電流停止位置指令を受け,電動モータ4のモータアンプ9への目標位置及びモータ速度などトルク制御を指令し,前記モータ4のエンコーダ8からのパルス信号からメッシュモデル高さh寸法を検出して,目標値に達したときに溶接電源制御部10に通電停止およびトルク制限またはトルク制御を切り,モデル高さ位置への位置制御切り替えをモータアンプ9へ指令する。
The welding position
コンタクタ11は溶接機1では電源と蓄電式溶接電源装置12との主回路に介在し,通電溶接を行う際に主制御部7からの通電信号を受けて電子スイッチを動作させ,蓄電式溶接電源装置12の主電流を制御し,溶接機の二次側導体を介して前記一対の電極2,3の間に流す加熱電流の大きさや通電時間等を直接制御する。
In the welding machine 1, the
可動側の電極2の位置検出は電動モータ4に内蔵させたエンコーダパルスで読み取る。この場合,可動側の電極2の全開放した原点位置から固定側の電極3を空加圧してトルク電流が流れた位置を基点(ゼロ)として電極原点セットを行う。
The position of the
溶接工程における基準値の設定について説明すると,そのチップ原点位置から溶接前のエキスパンドメタルのメッシュ高さH寸法を逆算して求め,たとえばメッシュ高さH寸法が2mmとすると,可動側の電極2がメッシュ高さH寸法の2mmに達する寸前で電極移動が減速されてソフトランデングの位置決めがエンコーダパルスにより検出される。仮に品質目標のメッシュモデル高さh寸法を1.2mmとした場合,β基準値は1.2mmに対応する目標値がエンコーダパルスから検出される。
Explaining the setting of the reference value in the welding process, the mesh height H dimension of the expanded metal before welding is obtained from the tip origin position by back calculation. For example, if the mesh height H dimension is 2 mm, the
またα基準値の場合は,前記モデル高さh寸法より僅か手前の位置たとえば0.1〜0.3mm程度手前の距離をα目標値として溶け込み量を逆算して求める。かくして製品の前記モデル高さh寸法に相当する前記β基準値又は前記モデル高さh寸法より手前にとったα基準値をコントローラの溶接位置演算制御部13に設定する。前記電極2のストローク変位量が予め設定されたモデル高さ寸法のβ値もしくはα値にあるか否かを前記エンコーダ8から時々刻々出力されるパルス数から溶接位置演算制御部13の演算部で読み取る。
Further, in the case of the α reference value, the amount of penetration is determined by back-calculating the distance slightly ahead of the model height h dimension, for example, a distance of about 0.1 to 0.3 mm before α target value. Thus, the β reference value corresponding to the model height h dimension of the product or the α reference value taken before the model height h dimension is set in the welding position
電極の磨耗による電極間の変位量を修正する場合も可動側の電極2の全開放した原点位置から固定側の電極3を空加圧してトルク電流が流れた位置を基点(ゼロ)としてチップ原点セットを行う。
When correcting the amount of displacement between electrodes due to electrode wear, the origin of the chip is defined as the base point (zero) at which the torque current flows when the
図6および図7において,主制御部7には溶接シーケンスの上記目標位置(前記β基準値又はα基準値)と溶接時のトルク電流による加圧力,溶接電流値,通電時間その他溶接に必要なパターン及びパラメータが設定され,それらのパラメータにしたがって指令を行う。 6 and 7, the main control unit 7 has the above-mentioned target position (the β reference value or α reference value) of the welding sequence and the welding pressure, welding current value, energization time, and other necessary welding. Patterns and parameters are set, and commands are issued according to those parameters.
本発明の取付け方法に基づきサンプルを作成して実性能を確認した。 以下に実験値を示す。
・ 被溶接物及び材質
金属プレート:材質SAPH440,板厚8mm,板幅86mm
長さ106mm
エキスパンドメタル:材質SPHC 線径0.8mm,幅80mm,
長さ100mm 高さ2mm
・ 溶接条件表
加圧力kN:20〜25,容量kW:15〜20,
溶接電流kA:160〜180,通電時間ms:10〜20
Based on the mounting method of the present invention, a sample was prepared to confirm the actual performance. Experimental values are shown below.
-Workpiece and material Metal plate: Material SAPH440, plate thickness 8mm, plate width 86mm
Length 106mm
Expanded metal: Material SPHC Wire diameter 0.8mm, width 80mm,
Length 100mm Height 2mm
・ Welding condition table Applied pressure kN: 20 to 25, Capacity kW: 15 to 20,
Welding current kA: 160 to 180, energization time ms: 10 to 20
次に本発明の動作を図6,図7に基づいて説明する。
まず予めプロジェクション溶接する前に電極2,3の間に自動装置によりワークを挿入しない状態で,可動側の電極2と固定側の電極3同志または電極間に基準材を挿入してクランプし,その停止した時の可動側の電極移動量からエンコーダ8により電極の原点,ゼロ基点を検出し,そのデータをコントローラ6に記憶する。
Next, the operation of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, before performing projection welding, insert a reference material between the
抵抗プロジェクション溶接機機のコントローラ6にはアクチュエータユニット5の溶接に必要な加圧力パターン,電流パターン,通電パターン等の諸動作のほか電極速度,電極位置決めなどのシーケンス上のパラメータ情報がテイーチングされる。溶接の対象となるエキスパンドメタルは,予めワーク治具に設けたセット位置に固定される。
The controller 6 of the resistance projection welder teaches various parameter operations on the sequence such as electrode speed and electrode positioning as well as various operations such as a pressurizing pattern, a current pattern, and an energizing pattern necessary for welding the
次いで,コントローラ6の主制御部7からの指令で溶接位置演算制御部13はモータアンプ9へ目標位置とモータ速度などのトルク電流制御を指令しアクチュエータユニット5の電動モータ4が作動し,ボールねじBの回転運動をボールナットNに伝達することによって可動軸14が直線移動して可動側の電極2を固定側の電極3に向けて下降させる。
Next, in response to a command from the main control unit 7 of the controller 6, the welding position
この間,電極の移動量は電動モータ4からのエンコーダパルスを受けて検出する。主制御部7に設定された可動側の電極2の速度は電極先端が溶接部に接するメッシュ高さH寸法の手前まで速く動作することができ,したがって可動側の電極2が溶接部と接する瞬間にスピードが減速され,実質的にソフトタッチで前記溶接部に当接する。固定側の電極3との間で前記溶接部を挟み付けて加圧する。
During this time, the amount of electrode movement is detected by receiving an encoder pulse from the
その後,加圧力として固定側の電極3と可動側の電極2との間にたとえば20kN〜25kNの高加圧力を得るためのトルク電流を発生させて通電時間10〜20msの間で溶接部を機械的に押圧する。主制御部7からの設定指令で溶接電源制御部10からの通電開始指令を受けコンタクタ11の開閉器を動作する。この場合,主制御部7の設定データにしたがってたとえば通電時間10〜20msの間に蓄電式溶接電源12から160kA〜180kA程度の大電流が流れる。
こうして,可動側の電極2と固定側の電極3に溶接電流が供給されると,溶接部が加速的に加熱溶融され,圧接することができる。
Thereafter, a torque current for obtaining a high pressurization force of, for example, 20 kN to 25 kN is generated between the fixed-
Thus, when a welding current is supplied to the
なお,溶接押し込み量は前記電極変位から前記モータのエンコーダパルスで検出され,溶け込み量が次第に進みこれらのデータは打点毎に逐次モニタリングしてその目的の基準値に達したかどうかは演算部で比較算出される。その算出結果が前記基準値に達しなかったときはその差分をフィードバック制御し,目的のα基準値又はβ基準値に達するまで加圧力を増減するなどの補正制御が行われる。 The welding indentation amount is detected by the encoder pulse of the motor from the electrode displacement, and the penetration amount gradually progresses, and these data are sequentially monitored at each hit point to compare whether the target standard value has been reached or not by a calculation unit. Calculated. When the calculation result does not reach the reference value, the difference is feedback-controlled, and correction control is performed such as increasing or decreasing the pressure until the target α reference value or β reference value is reached.
この場合,一方的にトルク制御で目標値に設定された溶接位置まで加圧するのではなく,この溶接過程中に,前記可動側の電極2の加圧力で前記溶接部分が押し潰され電動モータ4のエンコーダからのパルス信号から検出値が目標位置のβ基準値又はα基準値を検出したときに溶接位置演算制御部13から溶接電源制御部10からの指令でコンタクタ11が前記電極間の溶接電流を停止すると同時に溶接位置演算制御部13からの指令でトルク制限またはトルク制御を切りメッシュモデル高さh寸法のβ基準値又はその近傍のα基準値への位置制御の切り替えをモータアンプ9へ指令する。
In this case, the welding portion is not unilaterally pressurized to the welding position set to the target value by torque control, but the welding portion is crushed by the pressure of the
かくしてトルク電流と溶接電流がほぼ同時に遮断されると,ホールドタイム(たとえば0.5〜20サイクル範囲)が終了するまで電極間で溶接部を保持する。この間電動モータのトルクは保持トルクの状態で電極位置が基準位置でキープされ,溶接部の高さが一定に維持される。つまり,本発明は溶接中に所定位置でトルク制限またはトルク制御を解除し位置制御を行うことによって前記溶接部のメッシュモデル高さh寸法の許容差をモータエンコーダ分解の精度(たとえば1/100以下)に応じた値に確定することができる。 Thus, when the torque current and the welding current are interrupted almost simultaneously, the weld is held between the electrodes until the hold time (for example, 0.5 to 20 cycle range) is completed. During this time, the electric motor torque is maintained at the reference position while the holding torque is maintained, and the height of the welded portion is maintained constant. In other words, the present invention cancels the torque limit or torque control at a predetermined position during welding and performs position control, thereby reducing the tolerance of the mesh model height h dimension of the welded portion to the accuracy of motor encoder disassembly (for example, 1/100 or less). ).
溶接完了後は主制御部7からの指令で前記アクチュエータユニット5の電動モータ4が逆回転し可動側の電極2が原点まで全ストローク開放することによって,プロジェクション溶接の一サイクルが完了する。
After welding is completed, one cycle of projection welding is completed when the
次いで,電極間に次の新しいワークの出し入れが行なわれ,以下同様に溶接サイクルが繰り返される。 Next, the next new workpiece is taken in and out between the electrodes, and the welding cycle is repeated in the same manner.
なお,チップの消耗量の測定は磨耗量に応じ任意回数(10回)に1回正負間電極2,3で空打ち加圧を行い,上述したように基点をリセットすることになる。
Note that the amount of wear of the chip is determined by performing blanking pressurization with the positive and
この場合,途中でトルクを解除した状態で切り替えた位置制御によって現在の溶接部の高さが最終的にメッシュモデル高さh寸法に一致するまで制御し確実に正規位置を検出し保持することができる。 In this case, it is possible to control the position of the current welded portion to be finally matched with the mesh model height h dimension by the position control which is switched in a state where the torque is released halfway, and to detect and hold the normal position reliably. it can.
一方的にエア加圧制御で目標のメッシュモデル高さh寸法まで継続的または経験的に加圧して溶接していた従来の観念では部品寸法精度が安定しなかったのに対し,この実施例1によればメッシュモデル高さh寸法のモニタリング精度を向上することによって部品精度を高めるための品質管理が向上し,またタクトタイムを短縮することができ生産性を高めることができる。 On the other hand, in the conventional concept where welding was performed by pressurizing continuously or empirically to the target mesh model height h dimension by air pressurization control, the dimensional accuracy of the parts was not stable. Therefore, by improving the monitoring accuracy of the mesh model height h dimension, the quality control for improving the component accuracy is improved, the tact time can be shortened, and the productivity can be increased.
なお,メッシュモデル高さh寸法を確定する溶接方法として,前記サーボモータによる位置制御及びトルク制御について言及したが,この実施例1のほかにも可動側の電極を機械式,たとえばエア式又は油圧式のシリンダによる加圧動作するときの可動軸,アーム,二次導体を含む可動部又は前記固定側の電極に加圧動作する時の前記可動側の電極の,移動速度及び/又は移動距離を変位センサにより検出し,その変位センサの検出した値がモデル高さ寸法に対応する所定の移動速度及び/又は所定の移動距離に達したとき,前記電極間の溶接電流及び加圧力を停止し溶接を完了する。また溶接過程中に変位センサの検出した値が所定の移動速度又は移動距離に達しなかったときは前記可動側の電極を停止及び/又は開放動作に切り換わるようにすることも可能である。この場合,被溶接物の有り無しを検出し未然に溶接不良を防止すること及び溶接部への異物の挿入を検出して安全性確保にも有用である。 As the welding method for determining the mesh model height h dimension, the position control and torque control by the servo motor have been mentioned. However, in addition to the first embodiment, the movable side electrode may be mechanical, for example, pneumatic or hydraulic. The moving speed and / or moving distance of the movable side electrode when a pressure is applied to the movable part including the movable shaft, arm, secondary conductor, or the fixed side electrode when the pressure is applied by the cylinder of the type When the value detected by the displacement sensor reaches a predetermined movement speed and / or a predetermined movement distance corresponding to the model height dimension, the welding current and pressure between the electrodes are stopped and welding is performed. To complete. Further, when the value detected by the displacement sensor does not reach a predetermined moving speed or moving distance during the welding process, the movable side electrode can be switched to a stop and / or open operation. In this case, it is useful for ensuring safety by detecting the presence / absence of an object to be welded to prevent poor welding in advance and detecting the insertion of foreign matter into the welded portion.
上記実施例1に示された抵抗プロジェクション溶接機による溶接方法は図4に示すごとく,自動車用デイスクブレーキのブレーキパッドを取付けるためのエキスパンドメタルの接続に有効であって,金属プレート(バッキングプレート)とエキスパンドメタルの重ね合わせて形成された突起状の接触部を完全に平らに潰すことなく,エキスパンドメタルの母材形状を残した状態で突起状の接触部の潰しを少なくして強固に溶融溶着させることができる。 As shown in FIG. 4, the welding method using the resistance projection welder shown in the first embodiment is effective for connecting an expanded metal for mounting a brake pad of an automotive disc brake, and a metal plate (backing plate) and Without causing the expanded metal base metal shape to remain flat, the expanded metal base metal shape is retained without causing the expanded metal base material to be crushed. be able to.
金属プレートとエキスパンドメタルを上記の実験値内にて溶接した結果,抵抗溶接方法の一つであるプロジェクション溶接方法によれば、エキスパンドメタル材の全面が均一に潰れが少なく,強固に溶融溶着して一体化することができた。この溶接実験では,幅25mm,長さ80mm寸法の平坦加圧面の電極を使用して行った。エキスパンドメタルを前記金属プレート上に重ね合わせ上下電極間で挟みつけ,加圧力20kN,溶接電流164kA,通電時間10ms程度の溶接条件で数回に分けてコンデンサ電源により溶接した。 As a result of welding the metal plate and expanded metal within the above experimental values, according to the projection welding method, which is one of the resistance welding methods, the entire surface of the expanded metal material is less likely to be crushed uniformly and melted and welded firmly. It was possible to integrate. In this welding experiment, an electrode having a flat pressure surface having a width of 25 mm and a length of 80 mm was used. The expanded metal was superimposed on the metal plate and sandwiched between the upper and lower electrodes, and was welded by a capacitor power source in several times under welding conditions of a pressurizing force of 20 kN, a welding current of 164 kA, and an energization time of about 10 ms.
この実験では,一枚のエキスパンドメタルを1回溶接した後,次の溶接で前回溶接した一列目のメッシュをラップさせて分割溶接を行った。この溶接結果によるとエキスパンドメタルの溶接前のメッシュ高さH寸法2mmに対し溶接後のメッシュモデル高さh寸法が1.2mmないし1.7mmの範囲内で確保できた。溶接後のペンチ剥離テストを行った結果,溶接後のメッシュモデル高さh寸法が1.2mmないし1.7mmの範囲内つまり前記h寸法の割合が前記H寸法に対し60〜85%以内であれば各突起溶接部からエキスパンドメタルが切れ十分な機械的強度が得られるほか金属プレートに反りや変形が生じないことが確認できた。この実験では電源が少ない容量の場合も同様に分割溶接することで溶接部のペンチ剥離テストを行った結果,溶接品質上,強い剥離強度が得られることが確認できた。 In this experiment, a single piece of expanded metal was welded once, and then the first welded mesh was wrapped in the next welding to lap and perform split welding. According to this welding result, the mesh height H dimension after welding of the expanded metal before the welding was 2 mm, and the mesh model height h dimension after welding could be secured within the range of 1.2 mm to 1.7 mm. As a result of performing a pliers peeling test after welding, the mesh model height h dimension after welding is within a range of 1.2 mm to 1.7 mm, that is, the ratio of the h dimension is within 60 to 85% with respect to the H dimension. In other words, it was confirmed that the expanded metal was cut from each projection weld and sufficient mechanical strength was obtained, and that the metal plate was not warped or deformed. In this experiment, even when the capacity of the power source was small, the results of a pliers peel test on the welded part by split welding in the same way confirmed that a strong peel strength was obtained in terms of welding quality.
一方,溶接後のメッシュモデル高さh寸法が1.1mm以下の場合はエキスパンドメタルの溶接部にチリが多く発生し溶融金属の減少により溶接強度不足や金属プレートの反り,歪が生じることが判明した。また,溶接後のメッシュモデル高さh寸法が1.8mm以上の場合はエキスパンドメタルの溶接部の潰し代が少ないため溶融金属の溶着面積が減少し十分な溶接強度が得られないことが確認できた。 On the other hand, when the height h dimension of the mesh model after welding is 1.1 mm or less, it is found that a lot of dust is generated in the expanded metal weld, resulting in insufficient weld strength, warping and distortion of the metal plate due to the decrease in molten metal. did. In addition, it can be confirmed that when the mesh model height h dimension after welding is 1.8 mm or more, the welding area of the expanded metal is small, so that the weld area of the molten metal is reduced and sufficient weld strength cannot be obtained. It was.
本発明の実験ではエキスパンンドメタルをあらかじめ縦方向に3分割しバッキングメタルを,等間隔をもって重ねプロジェクション溶接すれば,予めメッシュ材を分割して溶接することで,1枚板毎に溶接時間が短時間で大電流を流すことができる。このエキスパンドメタルの溶接工法はコンデンサ溶接において常に溶接するエキスパンドメタルの全面に最適な溶接電流を均等流すことができ,短時間の発熱のため熱影響による金属プレートの反り・歪み,エキスパンドメタルの材料変質・潰れが少ないので,母材の機械的性質の損失が少ないことが確認できた。 In the experiment of the present invention, if the expanded metal is divided into three in the vertical direction in advance and the backing metal is overlapped at equal intervals and projection welding is performed, the mesh material is divided and welded in advance, so that the welding time for each sheet is reduced. A large current can flow in a short time. This expanded metal welding method allows the optimum welding current to flow evenly over the entire surface of the expanded metal that is always welded in capacitor welding, and because of the short-time heat generation, warpage and distortion of the metal plate due to thermal effects, and material alteration of the expanded metal.・ Since there was little crushing, it was confirmed that there was little loss in the mechanical properties of the base metal.
なお,この溶接実験では,三分割したエキスパンドメタルを分割溶接でテストしたが,重複溶接する場合は1列目をラップして溶接しても複数列をラップさせて溶接しても同様の発明効果が得られるほか,エキスパンドメタル溶接部全面を一括同時に溶接することも可能であることは言うまでもない。 In this welding experiment, the expanded metal divided into three parts was tested by split welding. However, in the case of overlapping welding, the same invention effect can be obtained by welding by wrapping the first row or by wrapping multiple rows. Needless to say, it is also possible to weld the entire expanded metal weld at the same time.
他の抵抗溶接電源では例えば単相交流電源においては,短時間で大電流を流すことができないため,一次電源のフリッカー等を発生し電源容量に問題が起きた。またインバータ電源においても単相交流電源と同等に短時間で大電流を流すことができないため,金属プレートの反りや歪みが大きく,エキスパンドメタルの材料変質や潰れが大きくなって機械的強度が得られなかった。 With other resistance welding power sources, for example, with a single-phase AC power source, a large current cannot be flowed in a short time. In addition, an inverter power supply cannot flow a large current in as short a time as a single-phase AC power supply, so the warpage and distortion of the metal plate are large, and the expanded metal material is greatly deformed and crushed, resulting in mechanical strength. There wasn't.
本発明では溶接時間が短時間で大電流を流すことができることからエキスパンドメタルの母材原形の潰れが少なく,強固に溶融溶着させることができる。また今回の実験では金属プレートとエキスパンドメタルのコンデンサ式プロジェクション溶接で試作したサンプルの強度検査をペンチ剥離テストで検証した結果,エキスパンドメタル側が切れる強い剥離強度が得られ,溶接品質向上が確認された。 In the present invention, since a large current can flow in a short time for welding, there is little collapse of the base metal original form of the expanded metal, and it can be melt-welded firmly. In addition, in this experiment, the strength test of a sample made by capacitor projection welding of a metal plate and expanded metal was verified by a pliers peel test. As a result, a strong peel strength at which the expanded metal side could be cut was obtained, confirming improved weld quality.
上記の溶接工程により一体化したエキスパンドメタルは次のパッド成形工程において接着剤を塗布し,金型にビスケット状の混合紛を入れ,数百度で加熱成形を行いパッドの形に組み込まれる。この場合,パッド基材がエキスパンドメタルのメッシュ全域に内部まで浸透することで,パッド素材の内部に金属補強材,つまり鋼製のエキスパンドメタルが埋設されることになる。 The expanded metal integrated by the welding process described above is applied to the pad in the next pad forming process, a biscuit-like mixed powder is put into the mold, and heat-molded at several hundred degrees to be incorporated into the pad shape. In this case, the pad base material penetrates to the entire area of the expanded metal mesh, so that a metal reinforcing material, that is, a steel expanded metal is embedded in the pad material.
ブレーキパッドはパッド成形・硬化工程などによる一連の加工工程を経て金属プレートに焼き入れ固定される。かくしてブレーキパットに強要される振動力や衝撃力はメッシュ材の網目に沿って細かく分散・吸収されることになり,またブレーキパッドに発生する摩擦熱はパッド内部のエキスパンドメタルによって網目状に細かく伝導・分散され接着力の耐久性を飛躍的に延ばすことができる。 The brake pad is hardened and fixed to the metal plate through a series of processing steps such as a pad forming / curing step. Thus, the vibration force and impact force imposed on the brake pad are finely dispersed and absorbed along the mesh of the mesh material, and the frictional heat generated in the brake pad is finely conducted in a mesh by the expanded metal inside the pad.・ Dispersed and can greatly extend the durability of adhesive strength.
本発明の抵抗プロジェクション溶接機の事例として自動車用デイスクブレーキのバッキングプレートにエキスパンドメタルをプロジェクション溶接した後のブレーキパッド取付け工法について言及したが,コンデンサ式抵抗溶接によって規格製品の鋼製エキスパンドメタルと金属プレートとを機械的性質を喪失せずに強固に固定することができるので,エキスパンドメタルを必要とする他の部品溶接にも利用することが可能となる。 As an example of the resistance projection welding machine of the present invention, the brake pad mounting method after the projection metal is projected on the backing plate of the automotive disk brake is mentioned, but the steel expanded metal and the metal plate of the standard product by the capacitor type resistance welding are mentioned. Can be firmly fixed without losing mechanical properties, so that it can be used for welding other parts that require expanded metal.
1 コンデンサ式抵抗プロジェクション溶接機
2 一方の電極(可動側)
3 他方の電極(固定側)
4 電動モータ
5 アクチュエータユニット
6 コントローラ
7 主制御部
8 エンコーダ
9 モータアンプ
10 溶接電源制御部
11 コンタクタ
12 蓄電式溶接電源装置
13 溶接位置演算制御部
14 可動軸
1 Capacitor-type resistance
3 The other electrode (fixed side)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005261949A JP2006142380A (en) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | Resistance projection welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005261949A JP2006142380A (en) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | Resistance projection welding machine |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Family
ID=36622641
Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010269337A (en) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Daihen Corp | Method for discriminating quality of projection welding |
-
2005
- 2005-09-09 JP JP2005261949A patent/JP2006142380A/en active Pending
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