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Abstract
Description
本発明は、抵抗溶接方式またはパルスヒート方式の接合装置に関するものである。 The present invention relates to a resistance welding type or pulse heat type joining device.
抵抗溶接では、電極を流れる溶接電流、電極間の溶接電圧、電極に供給する溶接電力などが設定した波形どおりになるようにフィードバック制御することが一般的である。しかしながら、電極の初期温度は、連続して溶接を行う場合には高くなり、しばらく休止していると低くなる。この初期温度の影響により、電極の到達温度が変化し、未接合、過接合の不良が発生する。 In resistance welding, feedback control is generally performed so that the welding current flowing through the electrodes, the welding voltage between the electrodes, the welding power supplied to the electrodes, and the like follow a set waveform. However, the initial temperature of the electrode becomes high when welding is continuously performed, and becomes low when the welding is stopped for a while. Due to the influence of this initial temperature, the temperature reached by the electrode changes, and unbonded and overbonded defects occur.
一方、パルスヒート方式の接合装置では、被接合物を加圧する電極(ヒータチップまたはヒータツール)に取り付けた熱電対によって電極の温度を検出し、この温度が予め設定された温度になるように電極に供給する電流を制御していた。このパルスヒート方式の接合装置では、電極で被接合物を押圧してから電極に電流を供給し始めるため、被接合物の加熱時間が長くなり、被接合物に伝わる熱量が増えるため、信頼性低下を招くという問題があった。 On the other hand, in the pulse heat type bonding apparatus, the temperature of the electrode is detected by a thermocouple attached to an electrode (heater chip or heater tool) that pressurizes the object to be bonded, and the electrode is set so that this temperature becomes a preset temperature. The current supplied to the was controlled. In this pulse heat type bonding apparatus, since the current is started to be supplied to the electrode after the object is pressed with the electrode, the heating time of the object is increased, and the amount of heat transmitted to the object is increased. There was a problem of causing a drop.
そこで、従来のパルスヒート方式の接合装置では、電極の被接合物に対する押圧に先行して電極を接合に必要な設定温度より低い予備加熱温度に加熱することが提案されている(特許文献1参照)。この特許文献1に開示された技術によれば、電極を予備加熱温度に予め加熱しておくことにより、被接合物に伝わる熱量を減少させることができ、被接合物に発生する熱的障害を防止することができる。
Therefore, in a conventional pulse heat type bonding apparatus, it has been proposed to heat the electrode to a preheating temperature lower than a set temperature necessary for bonding prior to pressing of the electrode against the object to be bonded (see Patent Document 1). ). According to the technique disclosed in
特許文献1に開示された技術では、接合の完了までの全ての工程を熱電対による温度制御で行っているため、電極の温度を予め設定した温度プロファイルに追従させることができ、電極の到達温度の変化による接合不良を防ぐことができる。
In the technique disclosed in
しかしながら、熱電対による温度制御では、温度検出に遅れがあるため、例えばmsecオーダーの短時間だけ電極に電流を流して接合を行う対象に適していない。したがって、このような短時間の接合を行う場合には、抵抗溶接と同様の通電制御を採用する必要がある。短時間の接合の例としては、例えばチップインダクタなどの被覆線の端部の被覆を溶かして、銅線をチップインダクタの電極に熱圧着する例がある。しかし、抵抗溶接と同様の通電制御を採用すると、上記のとおり、電極の初期温度の影響により、電極の到達温度が変化し、接合不良が発生する。 However, since temperature detection by thermocouple has a delay in temperature detection, it is not suitable for an object to be joined by supplying current to an electrode for a short time of the order of, for example, msec. Therefore, when performing such short-time joining, it is necessary to employ energization control similar to resistance welding. As an example of the short-time joining, there is an example in which the coating of the end portion of the coated wire such as a chip inductor is melted and the copper wire is thermocompression bonded to the electrode of the chip inductor. However, when energization control similar to resistance welding is employed, as described above, the ultimate temperature of the electrode changes due to the influence of the initial temperature of the electrode, resulting in poor bonding.
また、抵抗溶接においても、特許文献1に開示された技術を適用すれば、電極の到達温度の変化による接合不良を防ぐことができるが、短時間の接合を行う場合、パルスヒート方式の接合装置と同じ理由により、特許文献1に開示された技術を適用することは困難であった。
Also, in resistance welding, if the technique disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、抵抗溶接方式またはパルスヒート方式の接合装置を用いて短時間の接合を行う場合において、品質の高い接合を実現することができる接合装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and a bonding apparatus capable of realizing high-quality bonding in the case of performing short-time bonding using a resistance welding type or pulse heat type bonding apparatus. The purpose is to provide.
本発明の接合装置は、接合時に被接合物と当接する電極と、前記電極に電流を供給する電源と、接合中の前記被接合物に係る1乃至複数の物理量を検出する物理量検出手段と、接合中に検出される前記物理量の望ましい時間変化を指定する物理量設定情報を予め記憶する記憶手段と、前記電極または電極近傍の温度を検出する温度検出手段と、前記被接合物の接合を開始する前に、前記電極が前記被接合物と当接した状態または当接していない状態で、前記温度検出手段によって検出される温度が予め規定された予備加熱温度になるように、前記電源から前記電極への通電量を制御する予備加熱制御手段と、予備加熱後の接合中に検出される前記物理量のうち1つの物理量の時間変化が前記物理量設定情報で指定される時間変化と一致するように、前記電源から前記電極への通電量を制御するフィードバック制御手段とを備えることを特徴とするものである。 The bonding apparatus according to the present invention includes an electrode that comes into contact with an object to be bonded at the time of bonding, a power source that supplies current to the electrode, a physical quantity detection unit that detects one or more physical quantities related to the bonded object being bonded, Storage means for preliminarily storing physical quantity setting information for designating a desired time change of the physical quantity detected during joining, temperature detecting means for detecting the temperature of the electrode or the vicinity of the electrode, and joining of the objects to be joined are started. Before the electrode from the power source, the temperature detected by the temperature detecting means becomes a pre-heating temperature defined in advance in a state where the electrode is in contact with or not in contact with the workpiece. Preheating control means for controlling the energization amount of the power source, and the time change of one physical quantity among the physical quantities detected during the joining after the preheating coincides with the time change specified by the physical quantity setting information. To, and is characterized in further comprising a feedback control means for controlling the energization amount to the electrodes from the power supply.
また、本発明の接合装置の1構成例において、前記予備加熱温度は、対象となる複数の被接合物の接合を予備加熱無しで連続的に実施する場合に、1つの被接合物の接合と次の被接合物の接合との間の休止期間における前記電極の最低温度のうち、最も高い温度に予め設定される。
また、本発明の接合装置の1構成例は、さらに、接合開始から一定時間が経過するまでに前記温度検出手段によって検出された温度のうちの最高温度が所定の上限温度閾値を超える場合に、警報を発する異常検出手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の接合装置の1構成例は、さらに、接合開始から一定時間が経過するまでに前記温度検出手段によって検出された温度のうちの最高温度が所定の下限温度閾値未満の場合に、警報を発する異常検出手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の接合装置の1構成例において、前記電極は、前記被接合物を間に挟んで加圧する抵抗溶接方式の電極、または前記被接合物を上から押さえて加圧するパルスヒート方式の電極である。
Moreover, in one structural example of the joining apparatus of this invention, the said preheating temperature is joining of one to-be-joined object, when joining the several to-be-joined object used as an object continuously without preheating. It is preset at the highest temperature among the minimum temperatures of the electrodes during the rest period between the next objects to be bonded.
In addition, one configuration example of the bonding apparatus according to the present invention further includes a case where the highest temperature among the temperatures detected by the temperature detection means exceeds a predetermined upper limit temperature threshold until a predetermined time has elapsed since the start of bonding. An abnormality detection means for issuing an alarm is provided.
Further, one configuration example of the bonding apparatus of the present invention further includes a case where the maximum temperature among the temperatures detected by the temperature detection means until a predetermined time elapses from the start of bonding is lower than a predetermined lower limit temperature threshold value. An abnormality detection means for issuing an alarm is provided.
Moreover, in one structural example of the joining apparatus of this invention, the said electrode is the electrode of the resistance welding system which presses with the said to-be-joined object pinched | interposed, or the pulse heat system to which the said to-be-joined object is pressed from above Electrode.
本発明によれば、1つの被接合物を接合する度に、フィードバック制御を行う前に予備加熱を行うことにより、短時間の接合を繰り返し行う場合においても、接合中の電極の到達温度をほぼ一定にすることができ、品質の高い接合を実現することができる。 According to the present invention, by performing preheating before performing feedback control every time one object is bonded, the temperature reached by the electrode during bonding can be substantially reduced even when short-time bonding is repeated. It can be made constant and high quality bonding can be realized.
また、本発明では、対象となる複数の被接合物の接合を予備加熱無しで連続的に実施する場合に、1つの被接合物の接合と次の被接合物の接合との間の休止期間における電極の最低温度のうち、最も高い温度を予備加熱温度として予め設定することにより、電極の温度を短時間で所望の到達温度まで到達させることができ、被接合物に伝わる熱量を減少させることができ、被接合物に発生する熱的障害を防止することができる。 Further, in the present invention, when the joining of a plurality of objects to be joined is continuously performed without preheating, a pause period between the joining of one joined object and the joining of the next joined object By setting the highest temperature among the lowest electrode temperatures in advance as the preheating temperature, the electrode temperature can be reached to the desired temperature in a short time, and the amount of heat transferred to the object to be joined can be reduced. It is possible to prevent thermal failure occurring in the object to be joined.
また、本発明では、接合開始から一定時間が経過するまでに温度検出手段によって検出された温度のうちの最高温度が所定の上限温度閾値を超える場合または所定の下限温度閾値未満の場合に、接合不良、接合装置の異常、電極の劣化のいずれかであるとして警報を発することにより、接合の不具合をユーザに知らせることができる。 Further, according to the present invention, when the maximum temperature detected by the temperature detection means before the fixed time elapses from the start of bonding exceeds a predetermined upper limit temperature threshold or less than a predetermined lower limit temperature threshold, By issuing an alarm that the defect is one of a defect, an abnormality in the bonding apparatus, or deterioration of the electrode, the user can be informed of the bonding failure.
[発明の原理]
本発明では、抵抗溶接方式またはパルスヒート方式の接合装置において、電極の初期温度を任意の温度に一定に保つことによって、その後のフィードバック制御による電極加熱の到達温度を一定にし、接合品質を安定させる。
[Principle of the Invention]
In the present invention, in the resistance welding type or pulse heat type joining device, the initial temperature of the electrode is kept constant at an arbitrary temperature, so that the ultimate temperature of the electrode heating by the subsequent feedback control is made constant and the joining quality is stabilized. .
[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る抵抗溶接方式の接合装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の接合装置は、スタートスイッチ2と、整流回路3と、コンデンサ4と、インバータ5と、溶接トランス6と、ダイオード7と、ヘッド部8と、ホール素子9と、電流検出部10と、電圧検出部11と、電力検出部12と、荷重検出部13と、温度検出部14と、制御部15と、操作部16と、記憶部17と、表示部18とを有する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a resistance welding type joining apparatus according to a first embodiment of the present invention. The joining device according to the present embodiment includes a
スタートスイッチ2と整流回路3とコンデンサ4とインバータ5と溶接トランス6とダイオード7とは、ヘッド部8に電流を供給する電源20を構成している。また、ホール素子9と電流検出部10と電圧検出部11と電力検出部12と荷重検出部13と制御部15とは、接合中の被接合物に係る物理量を検出する物理量検出手段21を構成している。
The
図2はヘッド部8の拡大断面図である。ヘッド部8は、例えば銅(Cu)合金、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等からなる電極80a,80bを備えている。被接合物83としては、例えば被覆線84と、この被覆線84を包み込むように配置されるU字端子85とからなるものがある。この被接合物83の接合(ヒュージング)においては、被覆線84の被覆86を熱で剥がして、心線87とU字端子85とを溶接する。なお、本実施の形態は、このような被接合物に限らず、他の被接合物にも適用できることは言うまでもない。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
また、ヘッド部8は、電極80a,80bに取り付けられた熱電対81a,81bと、電極80a,80bを上下させて被接合物83を挟み込み加圧する加圧機構82a,82bとを備えている。加圧機構82a,82bには、図示しないロードセルが設けられており、被接合物83に加わる荷重の大きさを電気信号に変換できるようになっている。
The
以下、本実施の形態の接合装置の動作を説明する。図3は接合装置の動作を示すフローチャート、図4は制御部15の構成を示すブロック図である。制御部15は、予備加熱制御部150と、フィードバック制御部151と、異常検出部152とを備えている。
Hereinafter, the operation of the bonding apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the joining apparatus, and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
例えばユーザが操作部16を操作して接合開始を指示すると、操作部16からスタート信号が出力され、スタートスイッチ2がオンになる。スタートスイッチ2がオンになると、整流回路3は、交流200Vの商用3相交流電源1の交流出力を全波整流し、整流回路3の出力端間に並列接続されたコンデンサ4を充電する。この整流回路3は、6個のダイオード30を用いた3相全波混合ブリッジで構成される。
For example, when the user operates the
温度検出部14は、熱電対81a,81bからの電圧に基づいて電極80a,80bの温度を検出する。制御部15の予備加熱制御部150は、ユーザからの指示に応じて被接合物83の接合を開始する前に、ヘッド部8の加圧機構82a,82bを制御して電極80aと80bとを接触させ、温度検出部14によって検出される電極80a,80bの温度が予め規定された予備加熱温度Trになるように、インバータ5を位相制御する。
The
インバータ5は、コンデンサ4の充電電圧を交流電圧に変換して、溶接トランス6の1次側に供給する。インバータ5は、4個のトランジスタ50からなるブリッジで構成される。溶接トランス6の2次側出力は、整流器(ダイオード)7で全波整流されて電極80a,80bに導かれる。電極80a,80b間に電流を流すことでジュール熱が発生する。上記のとおり、予備加熱制御部150は、電極80a,80bの温度が予備加熱温度Trになるように、インバータ5のトランジスタ50のオン/オフを制御して、電極80a,80bへの通電量を制御する。こうして、被接合物83の接合を開始する前に、電極80a,80bを予備加熱することができる(図3ステップS1)。予備加熱温度Trの情報は、記憶部17に予め設定されている。この予備加熱温度Trの決定方法については後述する。
The
次に、制御部15は、図2に示すように電極80a,80b間に被接合物83が配置された状態で、ヘッド部8の加圧機構82a,82bを制御して、電極80a,80bによって被接合物83を上下方向から挟み込み加圧する。荷重検出部13は、加圧機構82a,82bに設けられたロードセルの出力に基づいて、被接合物83に印加される荷重を検出する。そして、加圧機構82a,82bは、被接合物83に印加される荷重が所定の荷重設定値と一致するように電極80a,80bに加える力を調整する。こうして、接合の準備が完了する。
Next, the
なお、本実施の形態では、被接合物83の接合を開始する前に、電極80a,80b間に被接合物83が配置されていない状態で電極80aと80bを接触させて予備加熱を行っているが、これに限るものではなく、図2のように電極80a,80bによって被接合物83を上下方向から挟み込み加圧した状態で電極80a,80bの予備加熱を行ってもよい。電極80a,80b間に被接合物83が配置されていない状態で予備加熱を行うか、被接合物83が配置された状態で予備加熱を行うかは、接合の対象に応じて適宜決定すればよい。
In this embodiment, before starting the bonding of the workpiece 83, the
次に、予備加熱の場合と同様に、制御部15は、電極80a,80b間に電流を流す。これにより、被接合物83に電流が流れ、発生するジュール熱で被接合物83を溶融させて接合を行う。このとき、電流検出部10は、溶接トランス6の2次側に設けられたホール素子9の出力から、溶接トランス6の2次側を流れる電流I(電極80a,80bを流れる電流)を検出する。電圧検出部11は、電極80a,80b間に印加される電圧Vを検出する。電力検出部12は、電流検出部10が検出した電流Iの値と電圧検出部11が検出した電圧Vの値とを乗算することにより、電極80a,80bに供給される電力Wを検出する(図3ステップS2)。
Next, as in the case of preheating, the
制御部15のフィードバック制御部151は、接合中に検出される物理量に基づくフィードバック制御を行う(図3ステップS3)。上記のとおり、接合中に検出される物理量としては、電流I、電圧V、電力Wがある。記憶部17には、物理量設定情報として、接合中に検出される物理量の望ましい基準波形(つまり、接合開始時からの経過時間毎の物理量の値)が予め設定されている。
The
フィードバック制御部151は、インバータ5を動作させて交流電圧を発生させることにより、電極80a,80bに電流を印加する。そして、フィードバック制御部151は、ステップS2で検出される物理量(電流I、電圧V、電力W)をリアルタイムで監視して、接合開始時からの経過時間がtである現時点における物理量が、記憶部17に記憶された物理量の基準波形上の経過時間tにおける値と一致するように、インバータ5のトランジスタ50のオン/オフを制御して、電極80a,80bへの通電量を制御する(ステップS3)。このような制御を所定の制御周期毎に繰り返し実行することにより、接合中に検出される物理量の波形が予め設定された基準波形と一致するようにフィードバック制御される。
The
フィードバック制御部151は、電流Iのフィードバックに基づく制御を行う場合、接合開始時からの経過時間がtである現時点で検出された電流Iが、記憶部17に記憶された電流Iの基準波形上の経過時間tにおける値と一致するように、電極80a,80bへの通電量を制御する。同様に、フィードバック制御部151は、電圧Vのフィードバックに基づく制御を行う場合には、現時点で検出された電圧Vが記憶部17に記憶された電圧Vの基準波形上の経過時間tにおける値と一致するように、通電量を制御すればよく、電力Wのフィードバックに基づく制御を行う場合には、現時点で検出された電力Wが記憶部17に記憶された電力Wの基準波形上の経過時間tにおける値と一致するように、通電量を制御すればよい。電流I、電圧V、電力Wのいずれで制御を行うかはユーザが選択可能である。
When the
制御部15の異常検出部152は、電極80a,80bへの通電が終了し、接合が終了したとき、接合開始から一定時間が経過するまでに温度検出部14によって検出された温度のうちの最高温度が所定の上限温度閾値を超える場合(図3ステップS4においてYES)、例えば表示部18に警報メッセージを表示させることで、警報を発する(図3ステップS5)。電極80a,80bへの通電終了後に遅れて、電極80a,80bの温度が最高温度に到達するため、この最高温度を監視する。
The
また、異常検出部152は、上記最高温度が所定の下限温度閾値未満の場合(図3ステップS6においてYES)、例えば表示部18に警報メッセージを表示させることで、警報を発する(図3ステップS7)。下限温度閾値は、上限温度閾値より低い値であることは言うまでもない。また、一般に、上記の予備加熱温度Trは、下限温度閾値より低い値となる。接合開始から一定時間が経過するまでの期間は、次の被接合物の接合のための予備加熱期間が始まるまでに終わることが好ましい。
Further, when the maximum temperature is lower than the predetermined lower limit temperature threshold value (YES in step S6 in FIG. 3), the
以上で、接合装置の処理が終了する。複数の被接合物83の接合を連続的に実施する場合には、被接合物83ごとにステップS1〜S7の処理を実施すればよい。 With the above, the processing of the joining apparatus is completed. When joining a plurality of articles 83 to be joined continuously, the processes of steps S1 to S7 may be performed for each article 83 to be joined.
次に、予備加熱温度Trの決定方法について説明する。電極80a,80bに電流が供給されると、電極80a,80bの温度が上昇し、電極80a,80bへの通電が終了して接合が完了すると、電極80a,80bの温度が下降する。複数の被接合物83の接合を連続的に実施する場合、この周期が繰り返される。従来の接合装置において、複数の被接合物83の接合を連続的に実施する場合、電極80a,80bの到達温度Tu1,Tu2,Tu3は、被接合物83の接合を行う度に、例えば図5に示すように変化する。
Next, a method for determining the preheating temperature Tr will be described. When current is supplied to the
また、電極80a,80bへの通電が終了して1つの被接合物83の接合が完了してから次の接合開始(通電開始)までの休止期間では、電極80a,80bの温度が低下するが、休止期間中の電極80a,80bの最低温度(次の接合開始直前の温度)Td1,Td2,Td3も、上記到達温度Tu1,Tu2,Tu3の変化に応じて、被接合物83の接合を行う度に変化する。
In addition, the temperature of the
本実施の形態の予備加熱温度Trは、複数の被接合物83の接合を予備加熱無しで連続的に実施する場合に、1つの被接合物83の接合と次の被接合物83の接合との間の休止期間における電極80a,80bの最低温度のうち、最も高い温度(図5の例ではTd3)に設定すればよい。対象となる被接合物83について図5のような温度特性を取得する試験を予め行い、予備加熱温度Trを決定して、決定した予備加熱温度Trの情報を記憶部17に登録しておけばよい。
The preheating temperature Tr of the present embodiment is such that when a plurality of objects to be bonded 83 are continuously bonded without preheating, the bonding of one bonded object 83 and the bonding of the next bonded object 83 What is necessary is just to set to the highest temperature (Td3 in the example of FIG. 5) among the minimum temperatures of the
本実施の形態では、1つの被接合物83を接合する度に、従来の抵抗溶接と同様のフィードバック制御を行う前に予備加熱を行うことにより、短時間の接合を繰り返し行う場合においても、図6に示すように、接合中の電極80a,80bの到達温度Tuをほぼ一定にすることがき、品質の高い接合を実現することができる。また、本実施の形態では、上記のように予備加熱温度Trを設定することにより、電極80a,80bの温度を短時間で所望の到達温度まで到達させることができ、被接合物83に伝わる熱量を減少させることができ、被接合物83に発生する熱的障害を防止することができる。
In this embodiment, every time one workpiece 83 is joined, preheating is performed before feedback control similar to that of conventional resistance welding is performed, so that even in the case where short-time joining is repeatedly performed, FIG. As shown in FIG. 6, the ultimate temperature Tu of the
また、本実施の形態では、接合開始から一定時間が経過するまでに検出された温度のうちの最高温度が所定の上限温度閾値を超える場合または所定の下限温度閾値未満の場合、接合不良、接合装置の異常、電極80a,80bの劣化のいずれかであるとして警報を発することにより、接合の不具合をユーザに知らせることができる。
Further, in the present embodiment, when the maximum temperature among the temperatures detected from the start of bonding until a predetermined time elapses exceeds a predetermined upper limit temperature threshold or is lower than a predetermined lower limit temperature threshold, bonding failure, bonding By issuing an alarm that the device is abnormal or the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、抵抗溶接方式の接合装置について説明したが、本実施の形態では、パルスヒート方式の接合装置について説明する。図7は本発明の第2の実施の形態に係るパルスヒート方式の接合装置の構成を示すブロック図であり、図1と同様の構成には同一の符号を付してある。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the resistance welding type joining apparatus has been described. In the present embodiment, a pulse heat type joining apparatus will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a pulse heat type bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same configurations as those in FIG.
図8は本実施の形態のヘッド部の拡大断面図である。本実施の形態のヘッド部8cは、例えばモリブデン、タングステン等からなる電極(ヒータチップまたはヒータツール)80cと、電極80cに取り付けられた熱電対81cと、電極80cを下降させて被接合物83cを挟み込み加圧する加圧機構(不図示)とを備えている。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the head portion of the present embodiment. The
被接合物83cとしては、例えばチップインダクタの被覆線88と、この被覆線88の下に配置されるチップインダクタの端子89とからなるものがある。この被接合物83cの接合においては、電極80cを発熱させることで、被覆線88の被覆90を熱で剥がして、心線91と端子89とを熱圧着する。
As the article 83c, for example, a chip inductor covering wire 88 and a
次に、本実施の形態の接合装置の動作を説明する。本実施の形態においても、処理の流れは第1の実施の形態と同様であるので、図3の符号を用いて説明する。
本実施の形態では、電極80cに電流を流すことで、電極80cが発熱する。電流検出部10は、電極80cを流れる電流Iを検出する。電圧検出部11は、電極80cの両端間の電圧Vを検出する。電力検出部12は、電極80cに供給される電力Wを検出する。温度検出部14は、熱電対81cからの電圧に基づいて電極80cの温度を検出する。
Next, operation | movement of the joining apparatus of this Embodiment is demonstrated. Also in the present embodiment, the flow of processing is the same as in the first embodiment, and therefore, description will be made using the reference numerals in FIG.
In the present embodiment, the
制御部15の予備加熱制御部150は、被接合物83cの接合を開始する前に、温度検出部14によって検出される電極80cの温度が予め規定された予備加熱温度Trになるように、インバータ5を位相制御すればよい(図3ステップS1)。
The preheating
次に、制御部15は、ヘッド部8cの加圧機構(不図示)を制御して、電極80cによって被接合物83cを上方から加圧する。荷重検出部13は、加圧機構に設けられたロードセルの出力に基づいて、被接合物83cに印加される荷重を検出する。そして、加圧機構は、被接合物83cに印加される荷重が所定の荷重設定値と一致するように電極80cに加える力を調整する。こうして、接合の準備が完了する。
Next, the
第1の実施の形態と同様に、電極80cによって被接合物83cを上から加圧した状態で電極80cの予備加熱を行ってもよいし、被接合物83cに接触していない状態で電極80cの予備加熱を行ってもよい。
Similarly to the first embodiment, the
次に、制御部15のフィードバック制御部151は、第1の実施の形態と同様に、電極80cに電流を流し、接合中に検出される物理量に基づくフィードバック制御を行う(図3ステップS2,S3)。
また、制御部15の異常検出部152は、第1の実施の形態と同様に、異常検出を行う(図3ステップS4〜S7)。
Next, as in the first embodiment, the
Moreover, the
こうして、接合装置の処理が終了する。第1の実施の形態と同様に、複数の被接合物83cの接合を連続的に実施する場合には、被接合物83cごとにステップS1〜S7の処理を実施すればよい。予備加熱温度Trの決定方法は第1の実施の形態で説明したとおりである。 In this way, the process of the joining apparatus is completed. Similar to the first embodiment, when the joining of the plurality of workpieces 83c is continuously performed, the processes of steps S1 to S7 may be performed for each workpiece 83c. The method for determining the preheating temperature Tr is as described in the first embodiment.
なお、第1、第2の実施の形態では、電極に熱電対を設け、電極そのものの温度を検出している。電極そのものの温度を検出する方が接合の品質を高めることができるが、熱電対を設ける場所は電極の近傍(例えば電極を固定する金属製のホルダ)であってもよい。 In the first and second embodiments, a thermocouple is provided on the electrode, and the temperature of the electrode itself is detected. Although the quality of joining can be improved by detecting the temperature of the electrode itself, the location where the thermocouple is provided may be in the vicinity of the electrode (for example, a metal holder for fixing the electrode).
第1、第2の実施の形態では、インバータ式の電源に本発明を適用する場合について説明しているが、トランジスタで直接、溶接電流を制御するトランジスタ式の電源に本発明を適用することも可能である。トランジスタ式の電源については、例えば特開平9−277066号公報に開示されており、周知の構成であるので、詳細な説明は省略する。 In the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to an inverter type power supply is described. However, the present invention may be applied to a transistor type power supply that directly controls a welding current with a transistor. Is possible. The transistor type power supply is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-277066 and has a well-known configuration, and thus detailed description thereof is omitted.
第1、第2の実施の形態の制御部15、操作部16、記憶部17および表示部18の機能は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1、第2の実施の形態で説明した処理を実行する。
The functions of the
本発明は、抵抗溶接方式またはパルスヒート方式の接合装置に適用することができる。 The present invention can be applied to resistance welding type or pulse heat type joining devices.
1…3相交流電源、2…スタートスイッチ、3…整流回路、4…コンデンサ、5…インバータ、6…溶接トランス、7…ダイオード、8,8c…ヘッド部、9…ホール素子、10…電流検出部、11…電圧検出部、12…電力検出部、13…荷重検出部、14…温度検出部、15…制御部、16…操作部、17…記憶部、18…表示部、20…電源、21…物理量検出手段、80a〜80c…電極、81a〜81c…熱電対、82a,82b…加圧機構、83,83c…被接合物、150…予備加熱制御部、151…フィードバック制御部、152…異常検出部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電極に電流を供給する電源と、
接合中の前記被接合物に係る1乃至複数の物理量を検出する物理量検出手段と、
接合中に検出される前記物理量の望ましい時間変化を指定する物理量設定情報を予め記憶する記憶手段と、
前記電極または電極近傍の温度を検出する温度検出手段と、
前記被接合物の接合を開始する前に、前記電極が前記被接合物と当接した状態または当接していない状態で、前記温度検出手段によって検出される温度が予め規定された予備加熱温度になるように、前記電源から前記電極への通電量を制御する予備加熱制御手段と、
予備加熱後の接合中に検出される前記物理量のうち1つの物理量の時間変化が前記物理量設定情報で指定される時間変化と一致するように、前記電源から前記電極への通電量を制御するフィードバック制御手段とを備えることを特徴とする接合装置。 An electrode that contacts the object to be joined at the time of joining;
A power supply for supplying current to the electrodes;
Physical quantity detection means for detecting one or more physical quantities relating to the objects to be joined during joining;
Storage means for preliminarily storing physical quantity setting information for designating a desired time change of the physical quantity detected during joining;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the electrode or the vicinity of the electrode;
Before starting the joining of the object to be joined, the temperature detected by the temperature detecting means is set to a predetermined preheating temperature in a state where the electrode is in contact with or not in contact with the object to be joined. Preheating control means for controlling the energization amount from the power source to the electrode,
Feedback for controlling the energization amount from the power source to the electrode so that the time change of one of the physical quantities detected during joining after preheating coincides with the time change specified by the physical quantity setting information. And a control means.
前記予備加熱温度は、対象となる複数の被接合物の接合を予備加熱無しで連続的に実施する場合に、1つの被接合物の接合と次の被接合物の接合との間の休止期間における前記電極の最低温度のうち、最も高い温度に予め設定されることを特徴とする接合装置。 The joining apparatus according to claim 1,
The preheating temperature is a pause period between the bonding of one object to be bonded and the bonding of the next object when the bonding of a plurality of objects to be bonded is continuously performed without preheating. The joining device is preset to the highest temperature among the minimum temperatures of the electrodes in FIG.
さらに、接合開始から一定時間が経過するまでに前記温度検出手段によって検出された温度のうちの最高温度が所定の上限温度閾値を超える場合に、警報を発する異常検出手段を備えることを特徴とする接合装置。 The joining apparatus according to claim 1 or 2,
Further, the apparatus includes an abnormality detection unit that issues an alarm when a maximum temperature of the temperatures detected by the temperature detection unit exceeds a predetermined upper limit temperature threshold until a predetermined time has elapsed since the start of bonding. Joining device.
さらに、接合開始から一定時間が経過するまでに前記温度検出手段によって検出された温度のうちの最高温度が所定の下限温度閾値未満の場合に、警報を発する異常検出手段を備えることを特徴とする接合装置。 The joining apparatus according to claim 1 or 2,
Further, the apparatus includes an abnormality detection unit that issues an alarm when the maximum temperature detected by the temperature detection unit is less than a predetermined lower limit temperature threshold before a predetermined time elapses from the start of bonding. Joining device.
前記電極は、前記被接合物を間に挟んで加圧する抵抗溶接方式の電極、または前記被接合物を上から押さえて加圧するパルスヒート方式の電極であることを特徴とする接合装置。 In the joining device according to any one of claims 1 to 4,
The electrode is a resistance welding type electrode that pressurizes the object to be bonded, or a pulse heat type electrode that presses and presses the object to be bonded from above.
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