JP2010207903A - Welding machine and welding method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シリンダの組合せによって溶接電極を前進又は後退させる機構を有する溶接装置及び溶接方法に関する。 The present invention relates to a welding apparatus and a welding method having a mechanism for moving a welding electrode forward or backward by a combination of cylinders.
同種の金属材料同士や、あるいは鉄系材料と銅材料などの異種金属同士を接合する方法が種々提案されている。その溶接方法の一つとして、コンデンサに充電した電荷を瞬時に放電して被溶接物にピーク値の大きな電流を流すことにより、短時間で抵抗溶接又は拡散接合するコンデンサ式溶接が広く知られている。特に、異種金属材料からなる被溶接物同士を拡散接合する場合には、短時間の間にピーク値の大きな溶接電流を流すと共に、その溶接電流の通電によって被溶接物が塑性流動化する際に溶接電極が高速で応答して被溶接物間を加圧し、被溶接物の塑性流動化した部分を高速で沈み込みを行うのが好ましいとされている(例えば、特許文献1参照)。 Various methods have been proposed for joining the same kind of metal materials or different kinds of metals such as iron-based materials and copper materials. As one of the welding methods, capacitor type welding in which resistance welding or diffusion bonding is performed in a short time by discharging the electric charge charged in the capacitor instantaneously and causing a current having a large peak value to flow through the workpiece is widely known. Yes. In particular, when the objects to be welded made of different metal materials are diffusion-bonded together, a welding current having a large peak value is allowed to flow in a short time, and when the objects to be welded are plastically fluidized by energization of the welding current It is preferable that the welding electrode responds at a high speed to pressurize between the workpieces, and the plastic fluidized portion of the workpiece is submerged at a high speed (see, for example, Patent Document 1).
また、同種の金属材料同士又は異種金属同士を接合するリングマッシュ溶接も知られている(例えば、特許文献2参照)。この方法によれば、一方の被溶接物に形成された穴の近傍の塑性流動化された部分に、他方の被溶接物の一部分を塑性流動化させて押し込むことにより、比較的容易に溶接強度及び溶接外観の優れた溶接物を得ることができる。このリングマッシュ溶接においても、被溶接物が塑性流動化する際に溶接電極が高速で応答して被溶接物間を加圧し、一方の被溶接物の塑性流動化した部分を他方の被溶接物の穴部分に高速で沈み込ませるのが好ましいとされている。 Further, ring mash welding for joining the same kind of metal materials or different kinds of metals is also known (see, for example, Patent Document 2). According to this method, welding strength is relatively easily obtained by plastically fluidizing and pushing a part of the other workpiece into the plastic fluidized portion in the vicinity of the hole formed in one workpiece. In addition, a welded article having an excellent weld appearance can be obtained. Also in this ring mash welding, when the workpiece is plastically fluidized, the welding electrode responds at high speed and pressurizes between the workpieces, and the plastic fluidized part of one workpiece is the other workpiece It is preferable to sink into the hole portion at a high speed.
従来、溶接装置の加圧機構として用いられていたのは油圧式シリンダ又は空圧式シリンダであるが、油圧式シリンダは溶接時の応答性という面では空圧式シリンダに劣り、また、空圧式シリンダは、その圧力容器(シリンダケーシング)の容積の大きさが所定値以上になると法規制を受け、また、設計圧力をP、圧力容器の容積をVとするとき、それらの積であるPV値が所定以上の容器では、更に厳しい法規制を受けることになる。したがって、従来の場合には、油圧式シリンダ又は空気圧力を利用して即応性を向上させた空油圧式シリンダ(例えば、特許文献3参照)が用いられている場合が多い。空圧式シリンダが用いられるのは、加圧力が小さいためにその圧力容器が法規制を受けない小さな容積にできる場合、あるいは被溶接物の高さが小さくて溶接電極間の最大距離が狭く、空圧式シリンダの長さ、換言すればストロークが小さく、圧力容器が法規制を受けない程度の小さな容積の場合などである。 Conventionally, a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder has been used as a pressurizing mechanism of a welding apparatus, but a hydraulic cylinder is inferior to a pneumatic cylinder in terms of responsiveness during welding, and a pneumatic cylinder is When the volume of the pressure vessel (cylinder casing) exceeds a predetermined value, it is subject to legal restrictions. When the design pressure is P and the volume of the pressure vessel is V, the product PV value is predetermined. These containers are subject to stricter regulations. Therefore, in the conventional case, a hydraulic cylinder or an air hydraulic cylinder (for example, see Patent Document 3) whose responsiveness is improved by using air pressure is often used. Pneumatic cylinders are used when the pressure vessel can be made to a small volume that is not subject to legal restrictions because the applied pressure is small, or the maximum distance between welding electrodes is narrow due to the small height of the workpiece. This is the case when the length of the pressure cylinder, in other words, the stroke is small and the pressure vessel has a small volume that is not subject to legal regulations.
しかし、前掲特許文献3で開示された空油圧式シリンダを用いた場合、溶接電極の前進及び後退運動の速度は向上するが、溶接電極が被溶接物に接触する際の衝撃が大きいので、緩やかに接触させようとすると、溶接電極の前進速度を制限しなければならず、また、溶接電極が被溶接物に接触した後の応答性を空圧式シリンダほど向上させることは難しい。つまり、溶接時に被溶接物の溶接箇所が塑性流動化又は溶融するとき、制御などの面から空油圧式シリンダが被溶接物の溶接箇所の塑性流動化又は溶融に追従して高速応答することができないという問題があった。このために、特に前述した異種金属の拡散接合、あるいはリングマッシュ溶接などでは、十分な溶接品質を得ることができないという問題があった。
However, when the pneumatic cylinder disclosed in
したがって、本発明は前述の問題点を解決するために、別々の油圧式シリンダと空圧式シリンダとを直列関係に結合し、油圧式シリンダが主として溶接電極の前進距離、後退距離を分担し、空圧式シリンダが主として溶接電極へ加圧力をかける働きを行うようにする。このようにすることによって、被溶接物の高さが大きくても、油圧式シリンダの油圧ピストンロッドによる溶接電極の前進運動の速度を制限することなく最大ストロークまで前進させ、また、空圧式シリンダの空圧ピストンロッドが短い距離を低速で前進することにより、溶接電極が被溶接物に接触する際の衝撃を小さくし、ソフトに接触させることができ、しかも被溶接物の塑性流動化又は溶融に追従して溶接電極を高速応答させることができる。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention combines separate hydraulic cylinders and pneumatic cylinders in series, and the hydraulic cylinders mainly share the advance distance and the retract distance of the welding electrode, and The pressure cylinder mainly performs the function of applying pressure to the welding electrode. In this way, even if the work piece is high, it can be advanced to the maximum stroke without limiting the speed of the forward movement of the welding electrode by the hydraulic piston rod of the hydraulic cylinder. When the pneumatic piston rod moves forward at a low speed over a short distance, the impact when the welding electrode comes into contact with the work piece can be reduced, and the soft contact can be achieved. Following up, the welding electrode can be made to respond at high speed.
第1の発明は、固定物に固定されている油圧式シリンダと、前記油圧式シリンダの油圧ピストンロッドに固定されて、前記油圧ピストンロッドの前進又は後退に伴って一緒に前進又は後退する空圧式シリンダとを備え、前記空圧式シリンダは、前記油圧式シリンダに比べて、前記前進又は後退の方向の長さが短い構造であって、前記油圧ピストンロッドの前進速度よりも遅い速度で前進する空圧ピストンロッドを有し、第2の溶接電極又は第1の溶接電極は、前記空圧式シリンダの空圧ピストンロッドに固定されており、前記油圧式シリンダは、初期には被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物との間隔が所定の距離に接近するまで、前記空圧ピストンロッドに固定された前記第1又は第2の溶接電極を前進させ、前記空圧式シリンダは、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触すると、前記空圧ピストンロッドを通して加圧力を前記被溶接物に与え、前記空圧式シリンダが前記被溶接物に加圧力をかけているとき、一対の前記溶接電極間に溶接電流を流して溶接を行う。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a hydraulic cylinder fixed to a fixed object, and a pneumatic type fixed to a hydraulic piston rod of the hydraulic cylinder and advanced or retracted together as the hydraulic piston rod moves forward or backward. The pneumatic cylinder has a structure in which the length in the forward or backward direction is shorter than that of the hydraulic cylinder, and the pneumatic cylinder moves forward at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod. A pressure piston rod, and the second welding electrode or the first welding electrode is fixed to the pneumatic piston rod of the pneumatic cylinder, and the hydraulic cylinder is initially separated from the workpiece. The first or second welding electrode fixed to the pneumatic piston rod is advanced until the distance between the welding electrode at the position and the workpiece to be welded approaches a predetermined distance. When the welding electrode and the workpiece are in contact with each other, the cylinder applies pressure to the workpiece through the pneumatic piston rod, and the pneumatic cylinder applies pressure to the workpiece. The welding is performed by passing a welding current between the pair of welding electrodes.
したがって、前記第1の発明によれば、油圧ピストンロッドは予め決められた最大ストロークを前進、後退するだけであるので、高速度で動作させることができ、しかも短い距離を空圧ピストンロッドがゆっくり前進して溶接電極と被溶接物とを接触させているので、短時間で溶接電極を前進させることが可能でありながら、被溶接物に衝撃を与えることなく溶接電極を被溶接物にソフトに接触させることができる。また、別々の油圧式シリンダと空圧式シリンダとを直列に結合しているので、前進方向に垂直な面の断面積を双方の圧力容器とも任意に設計することが可能である。 Therefore, according to the first invention, since the hydraulic piston rod only moves forward and backward by a predetermined maximum stroke, the hydraulic piston rod can be operated at a high speed, and the pneumatic piston rod slowly moves over a short distance. Since the welding electrode and the work piece are brought into contact with each other, the welding electrode can be advanced in a short time, but the welding electrode can be softly applied to the work piece without impacting the work piece. Can be contacted. Further, since separate hydraulic cylinders and pneumatic cylinders are coupled in series, the cross-sectional area of the surface perpendicular to the forward direction can be arbitrarily designed for both pressure vessels.
第2の発明は、第1の溶接電極と第2の溶接電極との間に溶接電流を流す電源を備え、一対の前記溶接電極の間に複数の被溶接物を挟んで前記電源から前記被溶接物に通電して溶接する溶接装置において、固定物に固定されている空圧式シリンダと、前記空圧式シリンダの空圧ピストンロッドに固定されて、前記空圧ピストンロッドの前進又は後退に伴って一緒に前進又は後退する油圧式シリンダとを備え、前記空圧式シリンダは、前記油圧式シリンダに比べて、前記前進又は後退の方向の長さが短い構造であって、前記油圧式シリンダの油圧ピストンロッドの前進速度よりも遅い速度で前進する空圧ピストンロッドを有し、前記第2の溶接電極又は前記第1の溶接電極は、前記油圧ピストンロッドに固定されており、前記油圧式シリンダは、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物との間隔が所定の距離に接近するまで、前記油圧ピストンロッドを前進させ、前記空圧式シリンダは、前記空圧ピストンロッドを前進させて前記油圧式シリンダ及び前記油圧ピストンロッドに固定された前記第2の溶接電極又は前記第1の溶接電極を前進させ、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触すると、前記空圧ピストンロッドと前記油圧式シリンダとを通して加圧力を前記被溶接物に与え、前記空圧式シリンダが前記被溶接物に加圧力をかけているときに、前記電源は一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接を行う。したがって、第2の発明によれば、前記第1の発明と同じ効果を得ることができると共に、直径の大きな圧力容器になる可能性が高い空圧式シリンダを固定し、油圧式シリンダを前進、後退させるので、横ぶれを小さくでき、全体的に構成を簡略化でき、低コスト化ができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a power source for passing a welding current between the first welding electrode and the second welding electrode, and a plurality of objects to be welded are sandwiched between a pair of the welding electrodes from the power source. In a welding apparatus for energizing and welding a welded object, a pneumatic cylinder fixed to a fixed object, and a pneumatic piston rod of the pneumatic cylinder fixed to the pneumatic piston rod as the pneumatic piston rod moves forward or backward. A hydraulic cylinder that moves forward or backward together, and the pneumatic cylinder has a shorter length in the forward or backward direction than the hydraulic cylinder, and the hydraulic piston of the hydraulic cylinder A pneumatic piston rod that moves forward at a speed slower than the forward speed of the rod; the second welding electrode or the first welding electrode is fixed to the hydraulic piston rod; and the hydraulic cylinder is Initially, the hydraulic piston rod is advanced until the distance between the welding electrode at a position away from the workpiece and the workpiece is close to a predetermined distance, and the pneumatic cylinder is When the piston rod is advanced to advance the second welding electrode or the first welding electrode fixed to the hydraulic cylinder and the hydraulic piston rod, and the welding electrode and the workpiece are in contact with each other, A pressure is applied to the workpiece through a pneumatic piston rod and the hydraulic cylinder, and when the pneumatic cylinder applies pressure to the workpiece, the power source is connected between the pair of welding electrodes. The welding object is welded by applying a welding current to the welding object. Therefore, according to the second invention, the same effect as that of the first invention can be obtained, and the pneumatic cylinder that is likely to become a pressure vessel having a large diameter is fixed, and the hydraulic cylinder is moved forward and backward. As a result, the lateral shake can be reduced, the overall configuration can be simplified, and the cost can be reduced.
第3の発明は、前記第1の発明又は前記第2の発明において、前記油圧ピストンロッドの最大ストロークが、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物との間の最大距離の8割以上であり、かつ前記空圧ピストンロッドの最大ストロークが前記最大距離の2割以下であるので、空圧式シリンダを小内容積化することができる。したがって、油圧ピストンロッドを高速度で動作させ、空圧ピストンロッドを低速度で前進させることができるので、短時間で溶接電極を前進させることが可能でありながら、被溶接物に衝撃を与えることなく溶接電極を被溶接物にソフトに接触させることができる。 According to a third invention, in the first invention or the second invention, the maximum stroke of the hydraulic piston rod is initially at a position distant from the workpiece, the welding electrode, and the workpiece Since the maximum distance between them is 80% or more and the maximum stroke of the pneumatic piston rod is 20% or less of the maximum distance, the internal volume of the pneumatic cylinder can be reduced. Therefore, since the hydraulic piston rod can be operated at a high speed and the pneumatic piston rod can be advanced at a low speed, it is possible to advance the welding electrode in a short time while giving an impact to the work piece. The welding electrode can be softly brought into contact with the workpiece.
第4の発明は、前記第1の発明ないし前記第3の発明のいずれかにおいて、前記空圧式シリンダはピストンにより隔てられた第1の圧力室と第2の圧力室とを有し、前記第1の圧力室に接続された第1のパイプに比べて、前記第2の圧力室に接続された第2のパイプは前記第1のパイプよりも、単位時間当たりの空気通流量が大きくなっており、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を急速に増大させるときには、前記第2のパイプは急速に前記第2の圧力室から圧縮空気を排気する。前記第2のパイプは急速に第2の圧力室から圧縮空気を排気できる構造になっているので、溶接の際に空圧式シリンダが被溶接物にかかる加圧力を急速に増大させことができる。 According to a fourth invention, in any one of the first invention to the third invention, the pneumatic cylinder has a first pressure chamber and a second pressure chamber separated by a piston. Compared with the first pipe connected to the first pressure chamber, the second pipe connected to the second pressure chamber has a larger air flow rate per unit time than the first pipe. When the pneumatic cylinder rapidly increases the pressure applied to the workpiece, the second pipe rapidly exhausts compressed air from the second pressure chamber. Since the second pipe has a structure capable of rapidly exhausting the compressed air from the second pressure chamber, the pressure applied to the work piece by the pneumatic cylinder can be rapidly increased during welding.
第5の発明は、第1の溶接電極と第2の溶接電極との間に溶接電流を流す電源を備え、一対の前記溶接電極の間に複数の被溶接物を挟んで前記電源から前記被溶接物に通電して溶接する溶接装置において、固定物に固定されている油圧式シリンダと、別の固定物に固定されている空圧式シリンダとを備え、前記空圧式シリンダの空圧ピストンロッドには前記第1の溶接電極が固定され、前記油圧式シリンダの油圧ピストンロッドには前記第2の溶接電極が固定され、
前記空圧式シリンダは、前記油圧式シリンダに比べて、前記前進又は後退の方向の長さが短い構造であって、前記油圧ピストンロッドの前進速度よりも遅い速度で前進する空圧ピストンロッドを有し、前記油圧式シリンダは、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物との間隔が所定の距離に接近するまで、前記油圧ピストンロッドを前進させて前記第2の溶接電極を前進させ、前記空圧式シリンダは、前記空圧ピストンロッドを前進させて前記第1の溶接電極を前進させ、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触すると、前記空圧ピストンロッドを通して加圧力を前記被溶接物に与え、前記空圧式シリンダが前記被溶接物に加圧力をかけているときに、前記電源は一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接している。したがって、空圧式シリンダと油圧式シリンダとを互いに直列に結合する必要が無く、溶接電極の横ぶれを小さくできる。
According to a fifth aspect of the invention, there is provided a power source for passing a welding current between the first welding electrode and the second welding electrode, and a plurality of objects to be welded are sandwiched between a pair of the welding electrodes from the power source. In a welding apparatus for energizing and welding a welded article, the welding apparatus includes a hydraulic cylinder fixed to a fixed object and a pneumatic cylinder fixed to another fixed object, and the pneumatic piston rod of the pneumatic cylinder is provided with The first welding electrode is fixed, and the second welding electrode is fixed to the hydraulic piston rod of the hydraulic cylinder,
The pneumatic cylinder has a structure in which the length in the forward or backward direction is shorter than that of the hydraulic cylinder, and has a pneumatic piston rod that moves forward at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod. The hydraulic cylinder initially advances the hydraulic piston rod until the distance between the welding electrode at a position away from the workpiece and the workpiece is close to a predetermined distance. When the second welding electrode is advanced, the pneumatic cylinder advances the pneumatic piston rod to advance the first welding electrode, and when the welding electrode and the workpiece are in contact with each other, the pneumatic pressure is increased. When a pressure is applied to the work piece through a piston rod, and the pneumatic cylinder applies pressure to the work piece, the power source sends a welding current between a pair of the welding electrodes before And welding the weld object. Therefore, it is not necessary to connect the pneumatic cylinder and the hydraulic cylinder in series with each other, and the lateral deflection of the welding electrode can be reduced.
第6の発明は、固定物に固定されている油圧式シリンダの油圧ピストンロッドの前進及び該油圧ピストンロッドに固定された空圧式シリンダの空圧ピストンロッドの前進によって、一対の溶接電極の間に挟まれた複数の被溶接物に加圧力をかけた状態で一対の前記溶接電極の間に通電を開始して前記被溶接物を溶接する溶接方法であって、前記油圧ピストンロッドを前進させて前記空圧式シリンダ及び前記空圧ピストンロッドに固定された一方の前記溶接電極を前進させ、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とが接触する前に前記油圧ピストンロッドの前進を停止させ、前記油圧ピストンロッドの前進動作の停止前又は停止後に、前記空圧ピストンロッドを前記油圧ピストンロッドの前進速度に比べて遅い速度で前進させて、一方の前記溶接電極を前進させて初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とを接触させ、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触した後、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させ、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させている期間中に、一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接し、その後、前記油圧ピストンロッド及び前記空圧ピストンロッドを後退させ、前記空圧ピストンロッドに固定された一方の前記溶接電極を後退させているので、前記第1の発明と同等な効果を得ることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, a hydraulic piston rod of a hydraulic cylinder fixed to a fixed object moves forward and a pneumatic piston rod of a pneumatic cylinder fixed to the hydraulic piston rod moves between a pair of welding electrodes. A welding method in which energization is started between a pair of welding electrodes in a state where pressure is applied to a plurality of workpieces sandwiched, and the workpiece is welded, and the hydraulic piston rod is advanced. One of the welding electrodes fixed to the pneumatic cylinder and the pneumatic piston rod is advanced, and before the welding electrode and the workpiece to be welded are initially positioned away from the workpiece. The forward movement of the hydraulic piston rod is stopped, and before or after the forward movement of the hydraulic piston rod is stopped, the pneumatic piston rod is delayed compared to the forward speed of the hydraulic piston rod. The welding electrode is advanced at a speed, and one of the welding electrodes is advanced to initially contact the welding electrode and the workpiece to be separated from the workpiece, and the welding electrode and the workpiece are After the contact, the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece, and the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece, while the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece. A welding current is passed between them to weld the workpiece, and then the hydraulic piston rod and the pneumatic piston rod are retracted, and one of the welding electrodes fixed to the pneumatic piston rod is retracted. Therefore, an effect equivalent to that of the first invention can be obtained.
第7の発明は、固定物に固定されている空圧式シリンダの空圧ピストンロッドの前進及び該空圧ピストンロッドに固定された油圧式シリンダの油圧ピストンロッドの前進によって、一対の溶接電極の間に挟まれた複数の被溶接物に加圧力をかけた状態で一対の前記溶接電極の間に通電を開始して前記被溶接物を溶接する溶接方法であって、前記油圧ピストンロッドを前進させて該油圧ピストンロッドに固定された一方の前記溶接電極を前進させ、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とが接触する前に前記油圧ピストンロッドの前進を停止させ、前記油圧ピストンロッドの前進動作の停止前又は停止後に、前記空圧ピストンロッドを前記油圧ピストンロッドの前進速度に比べて遅い速度で前進させて、前記油圧式シリンダ及び一方の前記溶接電極を前進させて前記溶接電極と前記被溶接物とを接触させ、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触した後、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させ、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させている期間中に、一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接し、その後、前記油圧ピストンロッド及び前記空圧ピストンロッドを後退させ、一方の前記溶接電極を後退させているので、前記第2の発明と同様な効果を得ることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, a pneumatic piston rod of a pneumatic cylinder fixed to a fixed object moves forward, and a hydraulic piston rod of a hydraulic cylinder fixed to the pneumatic piston rod moves forward to move a pair of welding electrodes. A welding method in which energization is started between a pair of welding electrodes in a state in which a pressure is applied to a plurality of workpieces sandwiched between, and the workpiece is welded, and the hydraulic piston rod is advanced. One of the welding electrodes fixed to the hydraulic piston rod is moved forward, and the hydraulic piston rod of the hydraulic piston rod is initially moved before the welding electrode and the workpiece to be welded are in a position apart from the workpiece. Stopping forward, and before or after stopping the forward movement of the hydraulic piston rod, advance the pneumatic piston rod at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod, The pressure cylinder and one of the welding electrodes are advanced to bring the welding electrode into contact with the workpiece, and after the welding electrode and the workpiece are in contact, the pneumatic cylinder is applied to the workpiece. During a period in which the pressure is increased and the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece, a welding current is passed between the pair of welding electrodes to weld the workpiece, Since the hydraulic piston rod and the pneumatic piston rod are retracted and one of the welding electrodes is retracted, the same effect as in the second invention can be obtained.
第8の発明は、別々の固定物に固定されている油圧式シリンダと空圧式シリンダのそれぞれの油圧ピストンロッドと空圧ピストンロッドの前進によって、一対の溶接電極の間に挟まれた複数の被溶接物に加圧力をかけた状態で一対の前記溶接電極の間に通電を開始して前記被溶接物を溶接する溶接方法であって、前記油圧ピストンロッドを前進させて該油圧ピストンロッドに固定されている一方の前記溶接電極を前進させ、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とが接触する前に前記油圧ピストンロッドの前進を停止させ、前記油圧ピストンロッドの前進動作の停止前又は停止後に、前記空圧ピストンロッドを前記油圧ピストンロッドの前進速度に比べて遅い速度で前進させて、前記空圧ピストンロッドに固定されている他方の前記溶接電極を前進させて、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とを接触させ、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触した後、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させ、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させている期間中に、一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接し、その後、前記油圧ピストンロッド及び前記空圧ピストンロッドを後退させ、双方の前記溶接電極を後退させているので、前記第5の発明と同様な効果を得ることができる。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a plurality of objects sandwiched between a pair of welding electrodes by the advance of the hydraulic piston rod and the pneumatic piston rod of each of the hydraulic cylinder and the pneumatic cylinder fixed to separate fixed objects. A welding method in which energization is started between a pair of welding electrodes in a state in which a pressure is applied to a workpiece, and the workpiece is welded, and the hydraulic piston rod is advanced and fixed to the hydraulic piston rod. One of the welding electrodes being moved forward, and initially, the advancement of the hydraulic piston rod is stopped before the welding electrode and the workpiece to be welded are in a position apart from the workpiece, Before or after the forward movement of the hydraulic piston rod is stopped, the pneumatic piston rod is advanced at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod, so that the pneumatic piston rod The other welding electrode that is fixed is advanced, and initially, the welding electrode and the workpiece to be welded are in a position apart from the workpiece, and the welding electrode and the workpiece are After the contact, the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece, and the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece. A welding current is applied to the workpiece to weld the workpiece, and then the hydraulic piston rod and the pneumatic piston rod are retracted, and both the welding electrodes are retracted. An effect can be obtained.
本発明によれば、被溶接物の高さが大きい場合、すなわち溶接電極の前進距離、後退距離が大きな場合でも適用できると共に、繰り返し溶接する場合の1回1回の溶接に要する時間(溶接タクトタイム)を短縮することができ、メンテナンスを簡単に行うことができる。
According to the present invention, the present invention can be applied even when the height of the workpiece is large, that is, when the welding electrode has a large advancing distance and retreating distance, and the time required for each welding in the case of repeated welding (welding tact time). Time) and maintenance can be performed easily.
[実施例1]
図1ないし図3によって本発明に係る溶接の実施例1について説明する。図1は実施例1に係る溶接装置を示す図である。図2は、油圧式シリンダと空圧式シリンダの概要及び動作の一例を説明するための図である。図3は本発明に係る溶接の実施例1を説明するためのタイムチャートである。先ず、ここで用いる溶接という用語は鋼板同士などの一般的な抵抗溶接、プロジェクション溶接、一方の被溶接物の塑性流動化した部分を他方の被溶接物の塑性流動化した穴部分に高速で沈み込ませるリングマッシュ溶接、あるいは接合が難しいとされている銅材料とアルミニウム材料などのような異種金属の拡散接合を含むものとする。また、油圧式シリンダには、一般的な油圧式シリンダの他に、空圧も利用する空油圧式シリンダも含むものとする。
[Example 1]
A first embodiment of welding according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating a welding apparatus according to a first embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the outline and operation of the hydraulic cylinder and the pneumatic cylinder. FIG. 3 is a time chart for explaining the first embodiment of welding according to the present invention. First of all, the term welding is used for general resistance welding such as steel plates, projection welding, and the plastic fluidized part of one work piece sinks into the plastic fluidized hole part of the other work piece at high speed. Ring mash welding to be inserted, or diffusion bonding of dissimilar metals such as a copper material and an aluminum material, which are considered difficult to join. Further, the hydraulic cylinder includes an air hydraulic cylinder that uses air pressure in addition to a general hydraulic cylinder.
図示しない床などに据付けられる第1のベース部材1に支持機構3が固定されている。支持機構3は、種々の構造のものが考えられるが、一例として第1のベース部材1に垂直に立てられ、固定されている4本の支持柱などからなる。図1では、手前側に位置する2本の支持柱3A、3Bのみが図示されている。これら支持柱は互いに平行である。なお、支持柱は好ましくは4本又は3本であるが、2本以上であればよい。又は他の構造であっても構わない。第1のベース部材1の上には第1の溶接電極7を保持するための電極本体5が固定され、その上に第1の溶接電極7が固定されている。
A
第1の溶接電極7には第1の被溶接物W1と第2の被溶接物W2とが配置される。第1の被溶接物W1と第2の被溶接物W2とはプロジェクションが形成された任意の形状の同種の金属材料又は異種の金属材料、あるいは銅又はアルミニウムのような高導電金属材料などであってもよい。また、第1の被溶接物W1が所定の径を有する穴を有し、溶接時に第2の被溶接物W2の塑性流動化した一部分が塑性流動化した前記穴に圧入される形状のものであっても良い。第1の被溶接物W1と第2の被溶接物W2は上述に限定されるものではない。第1の溶接電極7と対となる第2の溶接電極9については後述する。
A first workpiece W1 and a second workpiece W2 are arranged on the first welding electrode 7. The first work piece W1 and the second work piece W2 are the same kind of metal material or different kind of metal material in which a projection is formed, or a highly conductive metal material such as copper or aluminum. May be. Further, the first work piece W1 has a hole having a predetermined diameter, and a part of the second work piece W2 plastically fluidized during welding is press-fitted into the plastic fluidized hole. There may be. The first workpiece W1 and the second workpiece W2 are not limited to the above. The
支持機構3の上端部には第2のベース部材11が取り付けられ、固定されている。第2のベース部材11の上面から図面上方に延びる柱状部材13が固定されている。柱状部材13は好ましくは互いに平行な4本又は3本の円柱であるが、2本以上であればよい。図1では、手前側の2本の柱状部材13A、13Bが図示されているだけである。柱状部材13の上端部には支持部材15が取り付けられ、固定されている。実施例1では、第2の溶接電極9の前進、後退の距離が長いので、油圧式シリンダ17が必要とされ、支持部材15の上面の中央に油圧式シリンダ17が取り付けられ、固定されている。油圧式シリンダ17は一般的な構造の油圧式シリンダであり、図示しないピストンの中央部から垂直下方向に延びる油圧ピストンロッド17Aを有する。油圧式シリンダ17の油圧ピストンロッド17Aの最大の前進、後退の距離(最大ストローク)は、望ましくは第2の溶接電極9が初期の停止位置から第2の被溶接物W2に接触するまでの最大距離の8割以上に相当する長さに等しい。この場合には、油圧ピストンロッド17Aを高速で前進させても第2の溶接電極9が第2の被溶接物W2に衝突することは皆無であり、しかも第2の溶接電極9を第2の被溶接物W2の比較的近い位置まで前進させることができる。
A
油圧式シリンダ17には流体を通流させるパイプ19、21が接続されている。油圧ピストンロッド17Aは、支持部材15の中央に設けられた中央穴15Aを通して支持部材15の下方向まで延びている。また、油圧ピストンロッド17Aの先端部は空圧式シリンダ23の容器上端面の中央部に取り付けられ、しっかりと固定されている。したがって、油圧ピストンロッド17Aの前進、後退に伴って空圧式シリンダ23そのものが前進、後退を行う。この実施例1の空圧式シリンダ23は法規制を受けない容積、圧力のものであり、一例として内容積が0.04m3(40リットル)未満で、前記PV値が0.02以下の容器からなり、法規制を受ける場合と比べて大幅に装置の小型化が図られている。
なお、この実施例1では支持部材15の上面の中央に油圧式シリンダ17が取り付けられ、固定されているが、基本的には油圧式シリンダ17そのものが動かないように所定の位置に固定されていれば良い。したがって、油圧式シリンダ17はこの溶接装置の不図示の近傍の壁に固定、あるいは近傍の別の機器、又は近傍に別に設けられた支持柱などに固定されていても良い。この場合には、支持部材15は油圧式シリンダ17を支持する必要が無いので、板状のものでなくともよく、複数の柱状部材13の上端部を互いに固定し合う働きを行う棒状のものを組み合わせた構造のものなどであってもよい。
In the first embodiment, the
空圧式シリンダ23は、油圧式シリンダ17の油圧ピストンロッド17Aの中心点を通り、垂直方向に延びる中心軸線X−Y上に中心のある空圧ピストンロッド23Aを備える。ここでは、区別するために、油圧式シリンダ17のピストンロッドを油圧ピストンロッド17Aと言い、空圧式シリンダ23のピストンロッドを空圧ピストンロッド23Aと言う。また、油圧ピストンロッド17A及び空圧ピストンロッド23Aの前進とは、第2の溶接電極を第1、第2の被溶接物W1、W2方向へ近づける方向への動きであり、油圧ピストンロッド17A及び空圧ピストンロッド23Aの後退とは第2の電極を被溶接物W1、W2から遠ざける方向への動きである。換言すれば、本発明では、油圧ピストンロッド、空圧ピストンロッドが伸びて長くなって行く場合を前進、没入して短くなって行く場合を後退という。
The
前述したように、油圧ピストンロッド17Aの最大ストロークが、第2の溶接電極9が初期の停止位置から第2の被溶接物W2に接触するまでの距離(最大距離という。)の8割以上の場合には、空圧ピストンロッド23Aの最大ストロークは第2の溶接電極9が初期の停止位置から第2の被溶接物W2に接触するまでの前記最大距離の2割以下でよいことになる。
As described above, the maximum stroke of the
空圧式シリンダ23の側壁部分はぶれ防止部材25に固定され、ぶれ防止部材25は柱状部材13を滑りながら、あるいは不図示の一般的な転がりベアリングなどを介して前進、後退するようになっており、空圧式シリンダ23の横ぶれ、つまり中心軸線X−Yに直角な方向の振れを防ぐ働きを行う。空圧式シリンダ23には気体を通流させる可撓性のパイプ27、29が接続されている。可撓性のパイプ27、29は空圧式シリンダ23の前進、後退に対応できる可撓性を有する。
The side wall portion of the
図2を用いて、油圧式シリンダ17と空圧式シリンダ23などの構成についてもう少し詳しく説明する。油圧式シリンダ17はピストン17Bにより隔壁されている第1の圧力室17Cと第2の圧力室17Dとを有する。パイプ19は第1の圧力室17Cへ、また、パイプ21は第2の圧力室17Dに通じている。パイプ19、21の途中には一般的な構成の切換弁31A、31Bがそれぞれ備えられている。
The configuration of the
空圧式シリンダ23はピストン23Bで隔壁されている第1の圧力室23Cと第2の圧力室23Dとを有する。可撓性のパイプ27は第1の圧力室23Cに通じている。可撓性のパイプ29は第1の可撓性のパイプ29A、第2の可撓性のパイプ29B、第3の可撓性のパイプ29Cからなり、第2の圧力室23Dに通じている。動作については後で詳述するが、可撓性のパイプ29を可撓性のパイプ29A、29B、29Cで構成したのは、主として第2の圧力室23Dの気圧を急速に減圧可能にするためである。しかし、可撓性のパイプ29が短時間当たりの排気量が大きな径のパイプであれば、パイプ29は単一の可撓性のパイプから構成されていても良い。4本の可撓性のパイプ27、29A、29B、29Cの途中には一般的な構造の切換弁31C、31D、31E、31Fがそれぞれ備えられている。
The
本発明の実施例1では、空圧式シリンダ23は油圧式シリンダ17に比べて、中心軸線X−Y方向の長さが短い構造になっており、したがって空圧ピストンロッド23Aの前進、後退距離、つまりストロークは油圧ピストンロッド17Aのストロークよりも短く設定されている。一例を挙げると、油圧ピストンロッド17Aの最大ストロークが100mmのとき、空圧ピストンロッド23Aの最大ストロークは10mmである。本発明では、油圧式シリンダ17は空圧式シリンダ23及び第2の溶接電極9を前進、後退、つまり輸送する働きを行い、空圧式シリンダ23は主に溶接時に必要な鍛圧(溶接時に被溶接物に加えられる加圧力)を与える役割を行う。
In the first embodiment of the present invention, the
したがって、前述したPV値を所定値以下、例えば0.02以下に抑えると共に、容積を40リットル未満に制限した上で、溶接時に必要な鍛圧を満足するためには、空圧式シリンダ23は、その中心軸線X−Yに垂直な方向の断面積が油圧式シリンダ17に比べて大きくなり、その分、中心軸線X−Y方向の長さ、つまりストロークを短くしなければならない。このことは鍛圧が大きくなればなるほど顕著になる。前述したように、油圧ピストンロッド17Aの最大ストロークが前記最大距離(第2の溶接電極9が初期の停止位置から第2の被溶接物W2に接触するまでの距離)の8割以上であれば、空圧ピストンロッド23Aの最大の前進距離は前記最大距離の2割以下でよいので、前記条件に適う。
Therefore, in order to suppress the above-described PV value to a predetermined value or less, for example, 0.02 or less and limit the volume to less than 40 liters, and to satisfy the forging pressure required at the time of welding, the
そして、空圧ピストンロッド23Aの前進距離は短くて済むので、第2の溶接電極9を低速度で前進させて第2の被溶接物W2にソフトに接触させても、その所要時間は短くて済む。本発明では、別々の油圧式シリンダ17と空圧式シリンダ23とを直列に結合しているので、法規制を受けない程度のPV値、小容積の空圧式シリンダ23によって、第2の溶接電極9の前進距離、後退距離が大きな場合でも、繰り返し溶接する場合の1回1回の溶接に要する時間を短縮することができると共に、第2の溶接電極9を被溶接物W2にソフトに接触させることができる。また、法規制を受けない場合には当然にメンテナンスなども簡単になる。
Since the advance distance of the
図1に戻って説明を続けると、空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aの先端部分には固定部材33によって補助ロッド35が固定されている。補助ロッド35は、空圧ピストンロッド23Aそのものが必要とされる長さのものであれば不要であるが、第2の溶接電極9と被溶接物W2との距離が大きい場合などにロッドの長さを調整するために固定されている。補助ロッド35の中心点は中心軸線X−Y上に位置し、空圧ピストンロッド23A及び油圧ピストンロッド17Aに、中心軸線X−Y方向以外の不要な力が加わらないようになっている。補助ロッド35は第2のベース部材11の穴11Aを通して下方向に延びており、補助ロッド35の先端には第2の溶接電極9が取り付けられ、固定されている。ここでは、補助ロッド35を含めて空圧ピストンロッド23Aとする。
Returning to FIG. 1 and continuing the description, the
第2のベース部材11には、補助ロッド35をガイドするガイド部材37が固定されている。ガイド部材37は補助ロッド35の外面に軽く接触して、補助ロッド35の前進、後退時に補助ロッド35が横ぶれしないようにガイドするものである。ぶれ防止部材25で空圧式シリンダ23の横ぶれを防ぎ、かつ補助ロッド35をガイド部材37で横ぶれしないようにガイドしているので、空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aの加圧動作により第2の溶接電極9が第1、第2の被溶接物W1、W2に与える加圧力の方向は、第1、第2の被溶接物W1、W2の接合面に対して高精度に直角の方向となる。このことは溶接品質を向上させる一因となっている。以上は、溶接装置の機構部分について主に説明したが、次に電源部分について説明する。
A
第1の溶接電極7には給電導体41の一端が接続され、前進運動及び後退運動を行う第2の溶接電極9にはフレキシブル給電導体43の一端が接続されている。給電導体41の他端とフレキシブル給電導体43の他端とに溶接用トランス45の2次巻線45Bが接続され、これに磁気的に結合された1次巻線45Aにはインバータ回路又は半導体スイッチ回路のような放電回路47が接続されている。放電回路47にはエネルギー蓄積用コンデンサ49とそのコンデンサ49を充電する充電回路51とが接続されている。充電回路51は交流電源端子53A、53B、53Cからの三相交流電力を直流に変換してエネルギー蓄積用コンデンサ49を充電する。エネルギー蓄積用コンデンサ49は、溶接電流の大きさに対応する個数の電解コンデンサが並列接続されたものである。電源部分は本件出願人が出願している公知のものでもよいので、特に詳しくは説明しない。なお、溶接条件により、入力電源は三相交流電源に代えて単相交流電源などでも勿論よい。
One end of a
次に、図3も用いてこの溶接装置の動作について説明する。図1は初期の位置にあり、第1の溶接電極7と第2の溶接電極9との間の間隔が最大距離になっている。この状態で、不図示の自動供給機構、又は作業者によって第1、第2の被溶接物W1、W2が第1の溶接電極7上に供給される。図3(B)に中心軸線X−Y方向での油圧ピストンロッド17Aの先端の動作位置の変化を示す。図示しない自動供給機構が元の位置の方向に後退し始めるか、もしくは作業者により不図示の起動スイッチがオンになると、図3(B)に示すように時刻t0で、図2の切換弁31Aと31Bとが動作を開始し、不図示の油圧タンクから切換弁31A及びパイプ19を通して流体(油)が第1の圧力室17Cに供給されると同時に、第2の圧力室17Dの流体がパイプ21及び切換弁31Bを通して不図示の油タンクに戻される。
Next, operation | movement of this welding apparatus is demonstrated also using FIG. FIG. 1 is in the initial position, and the distance between the first welding electrode 7 and the
これに伴い、図3(B)の傾斜線b1で示すように、油圧ピストンロッド17Aは予め決められた時間、所定の速度で前進(図1、図2では第1、第2の被溶接物W1、W2方向に伸びて行く。)する。油圧ピストンロッド17Aが前進するのに伴い、当然に空圧式シリンダ23そのものも前進する。したがって、空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aが動かない状態でも、第2の溶接電極9は油圧ピストンロッド17Aの最大ストロークだけ前進する。油圧ピストンロッド17Aが最大ストロークだけ前進する時刻t1で切換弁31A及び切換弁31Bは流体を遮断し、第1の圧力室17Cと第2の圧力室17Dの圧力をそのまま保持する。これに伴い、図3(B)の直線b2で示すように油圧ピストンロッド17Aが最大ストロークだけ前進した位置で停止し、その位置を保持する。この状態では、第2の溶接電極9は第2の被溶接物W2に接触せず、第2の溶接電極9と第2の被溶接物W2との間は予め決められた距離、例えば7mm程度は確実に離れている。このように、油圧ピストンロッド17Aは最大ストロークだけ前進しても、第2の溶接電極9が第2の被溶接物W2に接触せず、ストロークの制御が不要であるので、高速で前進することができる。
Accordingly, as shown by the inclined line b1 in FIG. 3B, the
次に、同様に図3(C)に空圧ピストンロッド23Aの先端の動作位置の変化を示す。時刻t1の直後の時間t2までは空圧式シリンダ23の第2の圧力室23Dだけに圧縮空気が供給されているので、空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aは前進を行わず、図3(C)の直線c1で示すように停止状態にある。このとき、空圧式シリンダ23の第1の圧力室23Cと第2の圧力室23Dとは、例えば、溶接時に第1、第2の被溶接物W1、W2にかけられる加圧力(鍛圧)のピーク値近傍の値に保持されているのが望ましい。時刻t2で、切換弁31C及び可撓性のパイプ27を通して不図示の圧縮空気供給源から圧縮空気が空圧式シリンダ23の第1の圧力室23Cに供給される。
Next, similarly, FIG. 3C shows a change in the operating position of the tip of the
このとき、一例として空圧式シリンダ23の第2の圧力室23Dは、切換弁31D〜31Fの内の少なくとも1個の切換弁を通して不図示の圧縮空気供給源に接続されており、空圧式シリンダ23の第2の圧力室23Dの圧力は一定の値に保持されている。したがって、空圧式シリンダ23のピストン23B及び空圧ピストンロッド23Aは、図3(C)の直線c2で示すように、第1の圧力室23Cの圧力P1と第2の圧力室23Dの圧力P2との差(P1−P2)によって前進する。
At this time, as an example, the
したがって、圧力差(P1−P2)の増加の割合を調整することによって所望の速度で空圧ピストンロッド23Aを前進させることができるので、第2の溶接電極9は第2の被溶接物W2に不要な衝撃を与えることなくソフトに接触することができる。空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aの前進距離(ストローク)は油圧式シリンダ17の油圧ピストンロッド17Aに比べて短いので、空圧ピストンロッド23Aを低速度で前進させても、その所要時間を短い時間に抑えることができる。空圧ピストンロッド23Aが前進するとき、ガイド部材37が空圧ピストンロッド23Aに結合されている補助ロッド35の横ぶれを防いでいるので、第2の溶接電極9は第2の被溶接物W2に高精度で垂直方向の加圧力を与えることができる。このことは溶接品質を向上させる一因ともなる。
Therefore, the
前述の一例では、空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aは実施例1での最大ストロークが10mmの場合は、7mm程度前進し、図3(C)に示すように、時刻t3で第2の溶接電極9は第2の被溶接物W2に接触して停止し、時刻t4までその停止位置を保持する。これに伴い、図3(C)の直線c3で示すように、時刻t3〜t4の期間、第1、第2の被溶接物W1、W2には図3(A)の直線a1で示すような、前記圧力差(P1−P2)と、第2の溶接電極9、空圧ピストンロッド23A、ピストン23B、固定部材33、及び補助ロッド35の重さに相当する加圧力とを加えた加圧力が印加される。この期間(時刻t3〜t4)の加圧力は、第1の溶接電極7と第1の被溶接物W1との間の接触状態、第1の被溶接物W1と第2の被溶接物W2との接触状態、第2の被溶接物W2と第2の溶接電極9との接触状態を安定させ、溶接品質の向上に寄与する。
In the example described above, the
次に、図3(D)に示すように、時刻t4で鍛圧印加信号Sが発せられると、切換弁31D〜31Fは排気側に切り替えられ、空圧式シリンダ23の第2の圧力室23Dの圧力は急速に減圧される。このとき、空圧式シリンダ23の第1の圧力室23Cは切換弁31C及び可撓性のパイプ27を通して不図示の圧縮空気供給源に接続されている。したがって、空圧式シリンダ23のピストン23Bは、急速に増大する前進方向(図1、図2では下方向)の力を受けるので、被溶接物W1、W2には図3(A)の直線a2で示すような急激に増大する鍛圧を受ける。
Next, as shown in FIG. 3D, when the forging pressure application signal S is issued at time t4, the switching
他方、エネルギー蓄積用コンデンサ49は遅くとも時刻t4までに充電回路51により所望の電圧まで充電され、所定の電気エネルギーを蓄えている。時刻t4の直後又は設定時間の後の時刻t5で、充電回路51が所定のスイッチング動作を行うことによって、溶接用トランス45の1次巻線45A、2次巻線45B、第1の溶接電極7及び第2の溶接電極9を通して第1、第2の被溶接物W1、W2に、図3(E)に示すような溶接電流Iwが流れる。前述のリングマッシュ溶接の場合、あるいは第1、第2の被溶接物W1、W2がアルミニウム材料、又はアルミニウム材料に比べて導電率と溶融温度とが高い銅材料の場合、又は第1、第2の被溶接物W1、W2の一方がアルミニウム材料で、他方が銅材料からなる場合などでは、溶接電流Iwはパルス状の溶接電流、例えば20ms程度以下、好ましくは10ms程度以下のパルス幅を持つピーク値の大きな電流、例えばピーク値が数千アンペアから数百万アンペアの電流である。特に図示しないが、この実施例1の溶接装置は、好ましくはこのようなパルス幅の狭い急峻なパルス状電流が第1、第2の被溶接物W1、W2との間に流れることができるように、給電導体41、43、溶接用トランス14及び放電回路47など、エネルギー蓄積用コンデンサ49の放電電流が流れる通電路はインダクタンスを最小にする構造になっている。
On the other hand, the
第1、第2の被溶接物W1、W2にかかる鍛圧が急激に増大している過程で、溶接電流Iwが第1、第2の被溶接物W1、W2を流れ、それらの溶接箇所が塑性流動化し始めると、急激に増大しつつある大きな鍛圧により、塑性流動化しつつある溶接箇所は沈み込むために、リングマッシュ溶接、あるいは異種金属の溶接、又は非常に高い導線率を有する金属の溶接であっても、溶接品質の高い溶接結果を得ることができる。 In the process in which the forging pressure applied to the first and second workpieces W1 and W2 is rapidly increasing, the welding current Iw flows through the first and second workpieces W1 and W2, and the welding points are plastic. When starting to fluidize, because of the large forging pressure that is increasing rapidly, the welded part that is plastically fluidizing sinks, so ring mash welding, welding of dissimilar metals, or welding of metals with very high conductivity Even if it exists, the welding result with high welding quality can be obtained.
この点について詳しく説明すると、例えば溶接電流Iwが20ms程度以下の狭いパルス幅をもつピーク値の大きな単一のパルス状電流である場合には、溶接箇所の発熱が短時間で急激に増大し、第1、第2の被溶接物W1、W2の溶接箇所の四囲に逃げる熱を少なく抑えることができるので、周囲を変色、変形させずに溶接箇所を短時間で塑性流動化させることができる。このことと併せて、空圧式シリンダ23の第2の圧力室23Dの排気速度を向上させることにより、鍛圧の増大速度を高め、鍛圧が急激に増大している過程で、溶接箇所を塑性流動化させ、その塑性流動化した部分をその塑性流動化に高速で応答して沈み込ませているので、溶接箇所が好ましい状態で溶接される。つまり、リングマッシュ溶接、あるいは異種金属の溶接、又は非常に高い導電率を有する金属の溶接であっても、溶接箇所の周囲が変色や変形することがなく、溶接強度を高めるなど溶接品質を向上させることができる。なお、このとき、厳密に言えば、空圧ピストンロッド23Aは少し前進するが、第2の溶接電極9を第2の被溶接物W2に接触させるまで前進する距離に比べて小さいので、図3(C)では無視している。
Explaining this point in detail, for example, when the welding current Iw is a single pulsed current having a large peak value with a narrow pulse width of about 20 ms or less, the heat generation at the welded portion rapidly increases in a short time, Since heat escaping to the four surroundings of the welded portions of the first and second workpieces W1 and W2 can be suppressed, the welded portion can be plastically fluidized in a short time without discoloring and deforming the surroundings. In addition to this, by increasing the exhaust speed of the
そして溶接を安定化させ、溶接品質を確実なものにするために、図3(A)の直線a3で示すように、鍛圧は時刻t6までほぼ一定に保持され、ほぼ同時に時刻t6で油圧式シリンダ17の油圧ピストンロッド17A及び空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aが後退を始める。このとき、空圧式シリンダ23は好ましくは、第1の圧力室23Cの内部圧力を大気圧に戻しながら、第2の圧力室23Dの内部圧力を高めることによって空圧ピストンロッド23Aを後退させる。油圧式シリンダ17の油圧ピストンロッド17Aは所定の最大ストロークだけ後退し、次の溶接に備える。
In order to stabilize the welding and ensure the welding quality, the forging pressure is held almost constant until time t6 as shown by the straight line a3 in FIG. The 17
実施例1の溶接装置及び溶接方法は、前述したように鋼板など一般的な金属材料のプロジェクション溶接などの抵抗溶接にも適用できる。この場合には、必要に応じて、図3(A)の直線a3で示すように、鍛圧がほぼ一定(直線a3)に保持されている期間に、溶接電流Iwを通電しても良い。また、第1、第2の被溶接物W1、W2が内部まで浸炭焼入れ処理されている高炭素鋼からなる場合には、第1、第2の被溶接物W1、W2にかかる加圧力がほぼ一定に保持されている期間の長さを管理し、その間に焼き戻しするための電流を流しても良い。 The welding apparatus and welding method according to the first embodiment can be applied to resistance welding such as projection welding of a general metal material such as a steel plate as described above. In this case, if necessary, the welding current Iw may be applied during the period in which the forging pressure is held substantially constant (straight line a3), as indicated by the straight line a3 in FIG. When the first and second workpieces W1 and W2 are made of high carbon steel that has been carburized and quenched to the inside, the pressure applied to the first and second workpieces W1 and W2 is almost equal. It is also possible to manage the length of the period that is kept constant and to pass a current for tempering during that period.
この処理を行うとき、加圧力をそのまま保持するか、あるいは油圧式シリンダ17をそのままに保持し、空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aを後退させて、一旦、第1、第2の被溶接物W1、W2にかかっている加圧力を除去してもよい。そして再度、前述したように切換弁などを制御して、空圧ピストンロッド23Aを前進させ、所定の加圧力を第1、第2の被溶接物W1、W2にかけた状態で前記焼き戻し用の電流を流しても良い。この場合には、第1、第2の被溶接物W1、W2にかかっている加圧力を一旦除去した後に加圧力を与える所要時間を短縮化できる。なお、必要に応じて、パルス状の溶接電流Iw、焼き戻しのためのパルス状電流は二つ以上であってもよい。
When this processing is performed, the applied pressure is maintained as it is, or the
実施例1では、油圧式シリンダ17の油圧ピストンロッド17Aの前進が停止した直後に、空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aが前進を開始したが、油圧ピストンロッド17Aの前進の停止と同時に、又は停止する直前に空圧ピストンロッド23Aが前進を開始してもよい。また、油圧ピストンロッド17Aの後退及び空圧ピストンロッド23Aの後退のタイミングは同時でなくとも構わない。空圧ピストンロッド23Aの前進のタイミングは、油圧ピストンロッド17Aの前進の停止時に、第2の溶接電極9が第2の被溶接物W2に接触しない範囲で行えばよい。また、溶接の種類または被溶接物の材質などに応じて、図2に示した切換弁31D〜31Fの排気のタイミング時間を制御することにより、図3(A)の直線a2で示す加圧力の勾配を調整することが可能である。
In Example 1, immediately after the advance of the
[実施例2]
図4により本発明の実施例2について説明する。実施例2では、空圧式シリンダを所定位置に固定し、油圧式シリンダを空圧ピストンロッドに固定し、第2の溶接電極を油圧ピストンロッドに固定している。したがって、図4は溶接装置の全体を示さず、図1の溶接装置を変更した主な部分について図示している。図4において、図1で示した記号と同一の記号は同じ名称の部材を示すものとする。
[Example 2]
Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the pneumatic cylinder is fixed at a predetermined position, the hydraulic cylinder is fixed to the pneumatic piston rod, and the second welding electrode is fixed to the hydraulic piston rod. Therefore, FIG. 4 does not show the whole welding apparatus, but shows only a main part in which the welding apparatus of FIG. 1 is changed. In FIG. 4, the same symbols as those shown in FIG. 1 indicate members having the same names.
支持部材15の上面の中央に空圧式シリンダ23が固定されている。空圧式シリンダ23は、図示しないが、例えばその鍔部などがボルトなどによって支持部材15にしっかりと固定されている。空圧式シリンダ23の概略は図2に示したような構造のものであるが、第1の圧力室23Cに接続されるパイプ27、第2の圧力室23Dに接続されるパイプ29は可撓性のものである必要は無い。この実施例2でも、パイプ29は排気容量を大きくするために、複数本のパイプ又は直径の大きなパイプからなる。空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aは支持部材15の中央穴15Aを通して前記前進の方向に延びている。
A
空圧ピストンロッド23Aの先端部に油圧式シリンダ17そのものが固定されている。空圧ピストンロッド23Aの中心点を通って前記前進の方向に延びる中心軸線X−Y上に、油圧ピストンロッド17Aの中心点が存在するように、油圧式シリンダ17を空圧ピストンロッド23Aに固定する。油圧ピストンロッド17Aは第2のベース部材11の中央穴11Aを通して前記前進の方向に延びている。油圧ピストンロッド17Aの先端部に第2の溶接電極9が任意の固定方法で取り付けられている。第2の溶接電極9はその中心点が中心軸線X−Y上にほぼ位置するように取付けられている。
The
油圧式シリンダ17における図2に示した第1の圧力室17Cには、流体を通流させる可撓性のパイプ19が接続され、第2の圧力室17Dには流体を流通させる可撓性のパイプ21が接続されている。なお、パイプ19、21は可撓性が無くても油圧式シリンダ17の前進運動、後退運動に全く悪影響を与えない。油圧ピストンロッド17Aは、ガイド部材37により横ぶれすることが無いようにガイドされて前進、後退を行う。この実施例2でも、油圧式シリンダ17は空圧式シリンダ23に比べて前進、後退のストロークが長いが、直径が小さく、かつ圧力変化が小さいので、横ぶれは小さい。したがって、ガイド部材37の働きだけで油圧ピストンロッド17Aを横ぶれすることなく前進、後退させることができる。図1では空圧式シリンダ23をぶれ防止部材25で支持しながら前進、後退させたが、実施例2では油圧式シリンダ17をぶれ防止部材で支えていない。したがって、構造を簡素化、小型化、低コスト化することが可能である。しかし必要があれば、図1と同様にして油圧式シリンダ17をぶれ防止部材で支えても良い。
A
動作については、実施例1のものとほぼ同様であるので、簡単に説明する。先ず、油圧式シリンダ17の油圧ピストンロッド17Aが所定の最大ストロークだけ高速で前進して停止する。これによって、第2の溶接電極9が第2の被溶接物W2から僅かな所定距離だけ離れた位置まで前進し、停止する。次に、空圧式シリンダ23の空圧ピストンロッド23Aが低速度で前進し、油圧式シリンダ17及び第2の溶接電極9を低速度で前進させて第2の被溶接物W2にソフトに接触させ、先ず鍛圧に比べてかなり小さな加圧力を被溶接物間に与える。次に、空圧式シリンダ23が油圧式シリンダ17を介して急速に増大する加圧力を被溶接物に加え、その状態で溶接電流を通電して被溶接物同士を溶接する。溶接後、油圧式シリンダ17及び空圧式シリンダ23はそれぞれ油圧ピストンロッド17A、空圧ピストンロッド23Aを後退させて、第2の溶接電極9を第2の被溶接物W2から離す。
Since the operation is almost the same as that of the first embodiment, it will be briefly described. First, the
この実施例2でも、油圧ピストンロッド17Aが調整することなく最大ストロークだけ前進することによって第2の溶接電極9を第2の被溶接物W2に近い所定位置まで前進させ、空圧ピストンロッド23Aは短い距離を前進するだけで第2の被溶接物W2に接触するので、油圧ピストンロッド17Aを高速で前進させることができ、第2の溶接電極9が第2の被溶接物W2に接触するまでに要する時間を短縮することができ、しかも、空圧ピストンロッド23Aを低速度で前進させることによって、第2の溶接電極9を第2の被溶接物W2にソフトに接触させることができる。また、空圧式シリンダ23によって被溶接物に急速に増大する加圧力をかけている期間にパルス状の溶接電流を通電することによって、従来溶接方法では良好な溶接品質を得るのが困難であった前述のリングマッシュ溶接、異種金属材料同士の溶接、あるいは高導電性の金属材料の溶接などにおいても、溶接外観、強度などの溶接品質を向上させることができる。
Also in the second embodiment, the
なお、以上の実施例1と実施例2では好ましい例としてコンデンサ式の溶接装置について説明したが、第1、第2の被溶接物W1、W2が鋼板などの場合には、溶接電流のパルス幅が前述のように狭い急峻な波形の電流である必要は無い。したがって、コンデンサ式の溶接装置でなく、インバータ回路で溶接電流波形を適当な波形に制御し得る溶接電源であっても構わない。また、実施例1、2では上方に位置する第2の溶接電極9を前進、後退する構造としたが、下側に位置する第1の溶接電極7を前進、後退させる構造としてもよい。
In addition, although the capacitor-type welding apparatus has been described as a preferable example in the above-described first and second embodiments, the pulse width of the welding current is used when the first and second workpieces W1 and W2 are steel plates or the like. However, it is not necessary that the current has a narrow steep waveform as described above. Therefore, instead of a capacitor-type welding apparatus, a welding power source that can control the welding current waveform to an appropriate waveform by an inverter circuit may be used. In the first and second embodiments, the
この場合の一例について、図1に示した実施例1に対応して簡単に説明すると、第1のベース部材1の上に油圧式シリンダ17が固定され、垂直上方向に向いた油圧ピストンロッド17Aに空圧式シリンダ23が固定され、垂直上方向に向いた空圧ピストンロッド23Aに第1の溶接電極7が固定される。第1の溶接電極7は油圧ピストンロッド17A又は空圧ピストンロッド23Aの前進又は後退によって一緒に移動できるようになっている。この場合、第2の溶接電極9は所定位置に固定されているのが一般的であるが、下記のように第1の溶接電極7と第2の溶接電極9の双方を逆方向に前進、後退させる構成(不図示)であっても良い。
An example of this case will be briefly described in correspondence with the first embodiment shown in FIG. 1. A
これについて図1又は図4に示した実施例1、実施例2に対応して説明すると、油圧式シリンダ17又は空圧式シリンダ23が支持部材15に固定され、垂直下方向に延びる油圧ピストンロッド17A又は空圧ピストンロッド23Aに第2の溶接電極9が固定される。そして、空圧式シリンダ23又は油圧式シリンダ17が第1のベース部材1の上に固定され、垂直上方向に向いた空圧ピストンロッド23A又は油圧ピストンロッド17Aに第1の溶接電極7が固定されてもよい。この場合には、第1の溶接電極7と第2の溶接電極9とが互いに逆方向に前進、後退を行い、油圧ピストンロッド17Aに固定された第2の溶接電極9又は第1の溶接電極7が長い距離を前進、後退し、空圧ピストンロッド23Aに固定された第1の溶接電極7又は第2の溶接電極9が短い距離を前進、後退する。
This will be described with reference to the first and second embodiments shown in FIG. 1 or FIG. 4. The
この場合にも、第2の溶接電極9と被溶接物W2とが所定の間隔になるまで、油圧ピストンロッド17Aが第2の溶接電極9を降下又は第1の溶接電極7を上昇させ、その後、空圧ピストンロッド23Aが第1の溶接電極7を上昇又は第2の溶接電極9を降下させて、第2の溶接電極9と被溶接物W2とをソフトに接触させる。この場合には、双方の溶接電極を動かすのでこの点では構成が複雑になるという問題はあるが、油圧式シリンダ17と空圧式シリンダ23とが直接直列に接続されておらず、双方のシリンダ共に固定であるので、横ぶれせず、したがって、横ぶれ防止対策を省略できるという効果がある。
Also in this case, the
また、被溶接物によっては、前記溶接電極のいずれか一方又は双方が水平方向に前進、後退可能な構造にし、不図示の溶接台の上に配置された被溶接物を左右両側から加圧して溶接するようにしても勿論よい。この場合も前記実施例1と同様に、固定された油圧式シリンダ17の水平方向に延びる油圧ピストンロッド17Aに空圧式シリンダ23が固定され、水平方向に向いた空圧ピストンロッド23Aに第2の溶接電極9が固定される。又は、実施例2と同様に、固定された空圧式シリンダ23の水平方向に延びる空圧ピストンロッド23Aに油圧式シリンダ17が固定され、水平方向に向いた油圧ピストンロッド17Aに第2の溶接電極9が固定されてもよい。また、第1の溶接電極7が同様にして前進、後退する構成であってもよい。この場合も、油圧ピストンロッド17Aの最大ストロークは長いから、横方向と縦方向へのぶれを防止するために、油圧ピストンロッド17Aをぶれ防止部材で水平方向にガイドするのが好ましい。
In addition, depending on the workpiece, either or both of the welding electrodes may be configured to be able to advance and retract in the horizontal direction, and the workpiece to be placed on a welding table (not shown) may be pressurized from both the left and right sides. Of course, it may be welded. In this case as well, as in the first embodiment, the
更にまた、第1の溶接電極7が油圧ピストンロッド17A又は空圧ピストンロッド23Aに固定され、第2の溶接電極9が空圧ピストンロッド23A又は油圧ピストンロッド17Aに固定されてもよい。この場合には、第1の溶接電極7及び第2の溶接電極9は動く距離は異なるものの、双方とも前進、後退する。なお、これらの場合にも前述したように、油圧ピストンロッド17Aの最大ストロークが、第2の溶接電極9が初期の停止位置から第2の被溶接物W2に接触するまでの距離(最大距離という。)の8割以上で、空圧ピストンロッド23Aの最大ストロークは第2の溶接電極9が初期の停止位置から第2の被溶接物W2に接触するまでの前記最大距離の2割以下であることが望ましい。
Furthermore, the first welding electrode 7 may be fixed to the
さらに、上記の請求項の他に、本発明の一例として、空圧式シリンダ又はその空圧ピストンロッドをガイドして横ぶれを防止する手段を備えているので、被溶接物同士の溶接面に互いに垂直方向の加圧力を与えることができるために、より一層、溶接品質を向上させることができる。 Further, in addition to the above-mentioned claims, as an example of the present invention, the pneumatic cylinder or the pneumatic piston rod is guided to prevent lateral deflection, so that the welding surfaces of the workpieces are mutually connected. Since the vertical pressure can be applied, the welding quality can be further improved.
また、本発明の一例として、油圧ピストンロッドが前進又は後退するときに油圧ピストンロッドの横ぶれを防ぐためのぶれ防止部材を、油圧ピストンロッドに沿って備えているので、溶接物同士の溶接面に互いに垂直方向の加圧力を与えることができるために、より一層、溶接品質を向上させることができる。 In addition, as an example of the present invention, the anti-vibration member for preventing lateral displacement of the hydraulic piston rod when the hydraulic piston rod moves forward or backward is provided along the hydraulic piston rod. Since it is possible to apply pressure forces in the vertical direction to each other, the welding quality can be further improved.
また、本発明の一例として、空圧式シリンダの圧力容器の内容積が0.04m3未満と小さいので、特別な検査などが不要であり、メンテナンスも容易である。 In addition, as an example of the present invention, since the internal volume of the pressure vessel of the pneumatic cylinder is as small as less than 0.04 m 3 , no special inspection or the like is necessary, and maintenance is easy.
また、本発明の一例として、空圧式シリンダが被溶接物にかける圧力を急速に増大させている期間に、一対の溶接電極の間に溶接電流を流すので、被溶接物の溶接箇所の塑性流動化又は溶融に即応して沈み込ませることができ、したがって、同種金属などの一般的な溶接は勿論のこと、従来、高い溶接品質を得るのが難しいとされている異種金属材料の溶接、前述のリングマッシュ溶接なども可能で、かつ溶接品質を向上させることができる。 Further, as an example of the present invention, since a welding current is passed between a pair of welding electrodes during a period in which the pressure applied to the workpiece is rapidly increased by the pneumatic cylinder, the plastic flow of the welding portion of the workpiece is welded. Therefore, welding of dissimilar metal materials, which has been conventionally difficult to obtain high weld quality, as well as general welding of the same kind of metal, etc. Ring mash welding or the like is also possible, and the welding quality can be improved.
また、本発明の一例として、空圧式シリンダはピストンにより隔てられた第1の圧力室と第2の圧力室とを有し、前記第1の圧力室に接続された第1のパイプに比べて、前記第2の圧力室に接続された第2のパイプは前記第1のパイプよりも、単位時間当たりの空気通流量が大きくなっており、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触するまで、前記第2の圧力室の排気をせずに前記第1の圧力室に空気を供給して、前記油圧ピストンロッドの前進速度に比べて遅い速度で、前記空圧ピストンロッドを前進させて、前記溶接電極と前記被溶接物とを低速度で接触させ、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触した後には、前記空圧式シリンダ内の排気を高速で行って前記空圧ピストンロッドの前進方向の力を急速に大きくすることにより、前記被溶接物にかかる加圧力を急速に増大させている。したがって、被溶接物に衝撃を与えることなく溶接電極と被溶接物とをソフトに接触させることができるのにもかかわらず、溶接時に急速に増大する加圧力を被溶接物に印加することができ、溶接電極の動作の即応性を向上させることができる。 Further, as an example of the present invention, the pneumatic cylinder has a first pressure chamber and a second pressure chamber separated by a piston, as compared to a first pipe connected to the first pressure chamber. The second pipe connected to the second pressure chamber has a larger air flow rate per unit time than the first pipe, and the welding electrode and the work piece are in contact with each other. Supplying the air to the first pressure chamber without exhausting the second pressure chamber, and moving the pneumatic piston rod forward at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod; The welding electrode and the work piece are brought into contact at a low speed, and after the welding electrode and the work piece are in contact, the pneumatic cylinder is exhausted at a high speed to advance the pneumatic piston rod. By rapidly increasing the direction force, Such pressure on the abutment is rapidly increased. Therefore, although the welding electrode and the workpiece can be softly contacted without giving an impact to the workpiece, a rapidly increasing pressure can be applied to the workpiece during welding. The responsiveness of the operation of the welding electrode can be improved.
また、本発明の一例として、溶接後、前記加圧力を前記被溶接物に与えたままで、又は前記空圧ピストンロッドを一旦後退させた後、再び前進させて所定の加圧力を再び前記被溶接物に与え、前記所定の加圧力を前記被溶接物に与えた状態で再び電流を流して、焼き戻し処理を行うので、短時間で溶接電極の前進、後退がでるだけでなく、良好な焼き戻しができる。 Further, as an example of the present invention, after welding, the pressure is applied to the workpiece, or the pneumatic piston rod is retracted once and then advanced again to apply a predetermined pressure again to the workpiece. Since the tempering process is performed by supplying a current again with the predetermined pressure applied to the workpiece, the tempering process is performed in a short time. Can be returned.
鋼板などの一般的な金属材料からなる被溶接物同士、又は銅又はアルミニウム材料のような高導電性金属材料からなる被溶接物同士、あるいはそれらの異種金属材料からなる被溶接物同士の抵抗溶接、拡散接合、リングマッシュ溶接など各種の溶接に適用できる。 Resistance welding between workpieces made of general metal materials such as steel plates, or between workpieces made of highly conductive metal materials such as copper or aluminum materials, or between workpieces made of these different metal materials It can be applied to various types of welding such as diffusion bonding and ring mash welding.
W1・・・第1の被溶接物
W2・・・第2の被溶接物
1・・・第1のベース部材
3・・・支持機構
3A、3B・・・支持柱
5・・・電極本体
7・・・第1の溶接電極
9・・・第2の溶接電極
11・・・第2のベース部材
13・・・柱状部材
13A、13B・・・柱状部材
15・・・支持部材
15A・・・支持部材15の中央穴
17・・・油圧式シリンダ
17A・・・油圧ピストンロッド
17B・・・ピストン
17C・・・第1の圧力室
17D・・・第2の圧力室
19、21・・・パイプ
23・・・空圧式シリンダ
23A・・・空圧ピストンロッド
23B・・・ピストン
23C・・・第1の圧力室
23D・・・第2の圧力室
25・・・ぶれ防止部材
27・・・パイプ
29、29A〜29C・・・パイプ
31A〜31F・・切換弁
33・・・固定部材
35・・・補助ロッド
37・・・ガイド部材
41・・・給電導体
43・・・フレキシブル給電導体
45・・・溶接用トランス
45A・・・1次巻線
45B・・・2次巻線
47・・・放電回路
49・・・エネルギー蓄積用コンデンサ
51・・・充電回路
53A〜53C・・・交流電源端子
W1 ... first workpiece W2 ...
Claims (8)
固定物に固定されている油圧式シリンダと、
前記油圧式シリンダの油圧ピストンロッドに固定されて、前記油圧ピストンロッドの前進又は後退に伴って一緒に前進又は後退する空圧式シリンダと、
を備え、
前記空圧式シリンダは、前記油圧式シリンダに比べて、前記前進又は後退の方向の長さが短い構造であって、前記油圧ピストンロッドの前進速度よりも遅い速度で前進する空圧ピストンロッドを有し、
前記第2の溶接電極又は前記第1の溶接電極は、前記空圧式シリンダの空圧ピストンロッドに固定されており、
前記油圧式シリンダは、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物との間隔が所定の距離に接近するまで、前記油圧ピストンロッドを前進させて前記空圧式シリンダ及び前記空圧ピストンロッドに固定された前記第2の溶接電極又は前記第1の溶接電極を前進させ、
前記空圧式シリンダは、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触すると、前記空圧ピストンロッドを通して加圧力を前記被溶接物に与え、
前記空圧式シリンダが前記被溶接物に加圧力をかけているときに、前記電源は一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接することを特徴とする溶接装置。 A power source for passing a welding current between the first welding electrode and the second welding electrode; and energizing the workpiece from the power source with a plurality of workpieces sandwiched between the pair of welding electrodes. In welding equipment for welding,
A hydraulic cylinder fixed to a fixed object;
A pneumatic cylinder fixed to the hydraulic piston rod of the hydraulic cylinder and moving forward or backward together as the hydraulic piston rod moves forward or backward;
With
The pneumatic cylinder has a structure in which the length in the forward or backward direction is shorter than that of the hydraulic cylinder, and has a pneumatic piston rod that moves forward at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod. And
The second welding electrode or the first welding electrode is fixed to a pneumatic piston rod of the pneumatic cylinder,
The hydraulic cylinder initially advances the hydraulic piston rod until the distance between the welding electrode at a position away from the workpiece and the workpiece approaches a predetermined distance, and the pneumatic cylinder Advancing the second welding electrode or the first welding electrode fixed to a cylinder and the pneumatic piston rod;
The pneumatic cylinder applies pressure to the workpiece through the pneumatic piston rod when the welding electrode and the workpiece are in contact with each other.
When the pneumatic cylinder is applying pressure to the workpiece, the power source welds the workpiece by passing a welding current between a pair of welding electrodes.
固定物に固定されている空圧式シリンダと、
前記空圧式シリンダの空圧ピストンロッドに固定されて、前記空圧ピストンロッドの前進又は後退に伴って一緒に前進又は後退する油圧式シリンダと、
を備え、
前記空圧式シリンダは、前記油圧式シリンダに比べて、前記前進又は後退の方向の長さが短い構造であって、前記油圧式シリンダの油圧ピストンロッドの前進速度よりも遅い速度で前進する空圧ピストンロッドを有し、
前記第2の溶接電極又は前記第1の溶接電極は、前記油圧ピストンロッドに固定されており、
前記油圧式シリンダは、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物との間隔が所定の距離に接近するまで、前記油圧ピストンロッドを前進させ、
前記空圧式シリンダは、前記空圧ピストンロッドを前進させて前記油圧式シリンダ及び前記油圧ピストンロッドに固定された前記第2の溶接電極又は前記第1の溶接電極を前進させ、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触すると、前記空圧ピストンロッドと前記油圧式シリンダとを通して加圧力を前記被溶接物に与え、
前記空圧式シリンダが前記被溶接物に加圧力をかけているときに、前記電源は一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接することを特徴とする溶接装置。 A power source for passing a welding current between the first welding electrode and the second welding electrode; and energizing the workpiece from the power source with a plurality of workpieces sandwiched between the pair of welding electrodes. In welding equipment for welding,
A pneumatic cylinder fixed to a fixed object;
A hydraulic cylinder fixed to the pneumatic piston rod of the pneumatic cylinder and advanced or retracted together with advancement or retraction of the pneumatic piston rod;
With
The pneumatic cylinder has a structure in which the length in the forward or backward direction is shorter than that of the hydraulic cylinder, and the pneumatic cylinder moves forward at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod of the hydraulic cylinder. Having a piston rod,
The second welding electrode or the first welding electrode is fixed to the hydraulic piston rod;
The hydraulic cylinder initially advances the hydraulic piston rod until the distance between the welding electrode and the workpiece to be welded at a position apart from the workpiece to be welded approaches a predetermined distance,
The pneumatic cylinder advances the pneumatic piston rod to advance the second welding electrode or the first welding electrode fixed to the hydraulic cylinder and the hydraulic piston rod, and the welding electrode and the When contacted with the workpiece, a pressure is applied to the workpiece through the pneumatic piston rod and the hydraulic cylinder,
When the pneumatic cylinder is applying pressure to the workpiece, the power source welds the workpiece by passing a welding current between a pair of welding electrodes.
前記油圧ピストンロッドの最大ストロークが、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物との間の最大距離の8割以上であり、かつ前記空圧ピストンロッドの最大ストロークが前記最大距離の2割以下であることを特徴とする溶接装置。 In claim 1 or claim 2,
The maximum stroke of the hydraulic piston rod is 80% or more of the maximum distance between the welding electrode and the workpiece to be welded at an initial position away from the workpiece, and the pneumatic piston rod A welding apparatus having a maximum stroke of 20% or less of the maximum distance.
前記空圧式シリンダはピストンにより隔てられた第1の圧力室と第2の圧力室とを有し、
前記第1の圧力室に接続された第1のパイプに比べて、前記第2の圧力室に接続された第2のパイプは前記第1のパイプよりも、単位時間当たりの空気通流量が大きくなっており、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を急速に増大させるときには、前記第2のパイプは急速に前記第2の圧力室から圧縮空気を排気することを特徴とする溶接装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The pneumatic cylinder has a first pressure chamber and a second pressure chamber separated by a piston;
Compared with the first pipe connected to the first pressure chamber, the second pipe connected to the second pressure chamber has a larger air flow rate per unit time than the first pipe. When the pneumatic cylinder rapidly increases the pressure applied to the workpiece, the second pipe rapidly exhausts compressed air from the second pressure chamber. apparatus.
固定物に固定されている油圧式シリンダと、
別の固定物に固定されている空圧式シリンダと、
を備え、
前記空圧式シリンダの空圧ピストンロッドには前記第1の溶接電極が固定され、
前記油圧式シリンダの油圧ピストンロッドには前記第2の溶接電極が固定され、
前記空圧式シリンダは、前記油圧式シリンダに比べて、前記前進又は後退の方向の長さが短い構造であって、前記油圧ピストンロッドの前進速度よりも遅い速度で前進する空圧ピストンロッドを有し、
前記油圧式シリンダは、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物との間隔が所定の距離に接近するまで、前記油圧ピストンロッドを前進させて前記第2の溶接電極を前進させ、
前記空圧式シリンダは、前記空圧ピストンロッドを前進させて前記第1の溶接電極を前進させ、前記溶接電極と前記被溶接物とが接触すると、前記空圧ピストンロッドを通して加圧力を前記被溶接物に与え、
前記空圧式シリンダが前記被溶接物に加圧力をかけているときに、前記電源は一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接することを特徴とする溶接装置。 A power source for passing a welding current between the first welding electrode and the second welding electrode; and energizing the workpiece from the power source with a plurality of workpieces sandwiched between the pair of welding electrodes. In welding equipment for welding,
A hydraulic cylinder fixed to a fixed object;
A pneumatic cylinder fixed to another fixed object;
With
The first welding electrode is fixed to a pneumatic piston rod of the pneumatic cylinder,
The second welding electrode is fixed to a hydraulic piston rod of the hydraulic cylinder,
The pneumatic cylinder has a structure in which the length in the forward or backward direction is shorter than that of the hydraulic cylinder, and has a pneumatic piston rod that moves forward at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod. And
The hydraulic cylinder initially advances the hydraulic piston rod until the distance between the welding electrode located at a position distant from the work piece and the work piece approaches a predetermined distance. The welding electrode of
The pneumatic cylinder advances the pneumatic piston rod to advance the first welding electrode. When the welding electrode and the workpiece are in contact with each other, a pressure is applied through the pneumatic piston rod to the welding target. Give to things,
When the pneumatic cylinder is applying pressure to the workpiece, the power source welds the workpiece by passing a welding current between a pair of welding electrodes.
前記油圧ピストンロッドを前進させて前記空圧式シリンダ及び前記空圧ピストンロッドに固定された一方の前記溶接電極を前進させ、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とが接触する前に前記油圧ピストンロッドの前進を停止させ、
前記油圧ピストンロッドの前進動作の停止前又は停止後に、前記空圧ピストンロッドを前記油圧ピストンロッドの前進速度に比べて遅い速度で前進させて、一方の前記溶接電極を前進させて初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とを接触させ、
前記溶接電極と前記被溶接物とが接触した後、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させ、
前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させている期間中に、一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接し、
その後、前記油圧ピストンロッド及び前記空圧ピストンロッドを後退させ、前記空圧ピストンロッドに固定された一方の前記溶接電極を後退させることを特徴とする溶接方法。 Due to the advance of the hydraulic piston rod of the hydraulic cylinder fixed to the fixed object and the advance of the pneumatic piston rod of the pneumatic cylinder fixed to the hydraulic piston rod, a plurality of objects sandwiched between a pair of welding electrodes A welding method in which energization is started between a pair of the welding electrodes in a state in which a pressure is applied to a welded object, and the workpiece is welded,
The hydraulic piston rod is advanced to advance the pneumatic cylinder and one of the welding electrodes fixed to the pneumatic piston rod. Initially, the welding electrode and the object to be welded are positioned away from the workpiece. Stop the advance of the hydraulic piston rod before it comes into contact with the weldment,
Before or after stopping the forward movement of the hydraulic piston rod, the pneumatic piston rod is advanced at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod, and one of the welding electrodes is advanced to the initial stage. Contacting the welding electrode and the workpiece to be welded at a position away from the workpiece;
After the welding electrode and the workpiece are in contact, the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece,
During the period in which the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece, a welding current is passed between the pair of welding electrodes to weld the workpiece.
Then, the hydraulic piston rod and the pneumatic piston rod are retracted, and the one welding electrode fixed to the pneumatic piston rod is retracted.
前記油圧ピストンロッドを前進させて該油圧ピストンロッドに固定された一方の前記溶接電極を前進させ、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とが接触する前に前記油圧ピストンロッドの前進を停止させ、
前記油圧ピストンロッドの前進動作の停止前又は停止後に、前記空圧ピストンロッドを前記油圧ピストンロッドの前進速度に比べて遅い速度で前進させて、前記油圧式シリンダ及び一方の前記溶接電極を前進させて前記溶接電極と前記被溶接物とを接触させ、
前記溶接電極と前記被溶接物とが接触した後、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させ、
前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させている期間中に、一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接し、
その後、前記油圧ピストンロッド及び前記空圧ピストンロッドを後退させ、一方の前記溶接電極を後退させることを特徴とする溶接方法。 The pneumatic piston rod of the pneumatic cylinder fixed to the fixed object advances and the hydraulic piston rod of the hydraulic cylinder fixed to the pneumatic piston rod advances, so that a plurality of sandwiched between a pair of welding electrodes A welding method for welding the workpiece by starting energization between a pair of the welding electrodes in a state where a pressure is applied to the workpiece,
The hydraulic piston rod is advanced to advance one of the welding electrodes fixed to the hydraulic piston rod, and initially, the welding electrode at a position away from the workpiece is in contact with the workpiece. Before stopping the advance of the hydraulic piston rod,
Before or after stopping the forward movement of the hydraulic piston rod, the pneumatic piston rod is advanced at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod to advance the hydraulic cylinder and one of the welding electrodes. The welding electrode and the workpiece to be welded,
After the welding electrode and the workpiece are in contact, the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece,
During the period in which the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece, a welding current is passed between the pair of welding electrodes to weld the workpiece.
Thereafter, the hydraulic piston rod and the pneumatic piston rod are retracted, and one of the welding electrodes is retracted.
前記油圧ピストンロッドを前進させて該油圧ピストンロッドに固定されている一方の前記溶接電極を前進させ、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とが接触する前に前記油圧ピストンロッドの前進を停止させ、
前記油圧ピストンロッドの前進動作の停止前又は停止後に、前記空圧ピストンロッドを前記油圧ピストンロッドの前進速度に比べて遅い速度で前進させて、前記空圧ピストンロッドに固定されている他方の前記溶接電極を前進させて、初期には前記被溶接物から離れた位置にある前記溶接電極と前記被溶接物とを接触させ、
前記溶接電極と前記被溶接物とが接触した後、前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させ、
前記空圧式シリンダが前記被溶接物にかかる加圧力を増大させている期間中に、一対の前記溶接電極の間に溶接電流を流して前記被溶接物を溶接し、
その後、前記油圧ピストンロッド及び前記空圧ピストンロッドを後退させ、双方の前記溶接電極を後退させることを特徴とする溶接方法。
By applying the hydraulic piston rod and the pneumatic piston rod of each of the hydraulic cylinder and pneumatic cylinder fixed to separate fixed objects, pressure is applied to the workpieces sandwiched between a pair of welding electrodes. A welding method in which energization is started between a pair of the welding electrodes in a state of being applied, and the workpiece is welded,
The hydraulic piston rod is advanced to advance one of the welding electrodes fixed to the hydraulic piston rod, and initially, the welding electrode at a position away from the workpiece is in contact with the workpiece. Stop the advance of the hydraulic piston rod before
Before or after stopping the forward movement of the hydraulic piston rod, the pneumatic piston rod is advanced at a speed slower than the forward speed of the hydraulic piston rod, and the other of the hydraulic piston rod is fixed to the pneumatic piston rod. Advancing the welding electrode, and initially contacting the welding electrode with the welding electrode at a position away from the workpiece,
After the welding electrode and the workpiece are in contact, the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece,
During the period in which the pneumatic cylinder increases the pressure applied to the workpiece, a welding current is passed between the pair of welding electrodes to weld the workpiece.
Thereafter, the hydraulic piston rod and the pneumatic piston rod are retracted, and both the welding electrodes are retracted.
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CN105414819A (en) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 吉林大学 | Equipment for automatic loading and spot welding in manual pump |
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