JP2023076112A - Joint device - Google Patents

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忠宏 岩月
Tadahiro Iwatsuki
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Nippon Avionics Co Ltd
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Nippon Avionics Co Ltd
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Abstract

To provide a joint device including an input system which enables complicated setting to be easily made.SOLUTION: A joint device includes: a body 21 which joins joined objects; a display 16 with a touch panel function which displays information and receives a user's operation at the same time; an operation input part 140 which receives a setting operation conducted by a user to the display 16 with the touch panel function; a display control unit 142 which causes the display 16 with the touch panel function to display a setting screen of joint of the joined objects and renews the setting screen in response to the setting operation conducted by the user; and a joint control unit 141 which controls the body 21 to join the joined objects based on contents set on the setting screen by the user.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、抵抗溶接装置等の接合装置に関するものである。 The present invention relates to a joining device such as a resistance welding device.

従来より、電極間に電流を流して、発生するジュール熱で被接合物を昇温させて接合を行う抵抗溶接装置が広く用いられている。抵抗溶接の強度や安定性を左右する要素として、加圧力と電流と時間がある。接合界面を溶融させる一般的抵抗溶接では、短時間(5~100mS)で接合が終了してしまうため、被接合物への加圧はエアシリンダなどで一定に保つことが重要とされていて、短時間で可変制御可能で、界面の溶融に影響が大きい電流と時間に関して多様な制御が提案されている。被覆線を端子で熱カシメするヒュージング溶接でも上記の抵抗溶接の手法が使われている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a resistance welding apparatus has been widely used in which an electric current is passed between electrodes to raise the temperature of objects to be welded by the generated Joule heat. Pressure, current, and time are factors that affect the strength and stability of resistance welding. In general resistance welding, which melts the joint interface, the joint is completed in a short time (5 to 100 mS). Various controls have been proposed for current and time, which can be variably controlled in a short period of time and have a large effect on the melting of the interface. The above-described resistance welding method is also used in fusing welding for thermally crimping a coated wire with a terminal (see Patent Document 1).

ただし、ヒュージング溶接で重要な要素は温度(熱)と端子の変形(力、変位)であることから、加圧を一定とする既存の溶接加圧方式は最適ではない。そこで、特許文献1に開示された技術では、一方の電極が予め設定された通電熱カシメ接合部のモデル厚さ寸法に達したとき、又はモデル厚さ寸法の僅か手前の位置に達したときに、電極間の電流を停止させて、電極への加圧力制御から電極の位置制御に切り替えるようにしている。特許文献1に開示された技術では、接合の途中で電極の位置制御に切り替えることにより、被接合物の部品寸法精度を向上させることができるとしている。 However, since the important factors in fusing welding are temperature (heat) and terminal deformation (force, displacement), the existing welding pressurization method that maintains a constant pressurization is not optimal. Therefore, in the technique disclosed in Patent Document 1, when one of the electrodes reaches the preset model thickness dimension of the electrothermal caulking joint, or reaches a position slightly before the model thickness dimension, , the current between the electrodes is stopped, and the control of the pressure applied to the electrodes is switched to the position control of the electrodes. According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to improve the component dimensional accuracy of the object to be welded by switching to electrode position control during welding.

特許文献1に開示されたような接合に加えて、時間や加圧センサ、変位センサ入力により、加圧力と電極位置と溶接電流を最適に制御するためには、さらに設定が複雑となる。しかしながら、従来の接合装置には、これほど複合的な制御機能はなく、また、ユーザにとって理解し易く容易に設定可能な入力システムが実用化されていないという課題があった。 In addition to joining as disclosed in Patent Document 1, settings are further complicated in order to optimally control the applied pressure, electrode position, and welding current based on time, pressure sensor, and displacement sensor inputs. However, conventional bonding apparatuses do not have such a complex control function, and there is a problem that an input system that is easy for users to understand and can be easily set has not been put into practical use.

特開2006-7294号公報JP 2006-7294 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複雑な設定を容易に行うことが可能な入力システムを備えた接合装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems and to provide a joining apparatus equipped with an input system that enables complicated settings to be easily performed.

本発明の接合装置は、被接合物の接合を行う本体部と、情報を表示すると同時にユーザの操作を受け付けるタッチパネル機能付き表示器と、ユーザの前記タッチパネル機能付き表示器に対する設定操作を受け付ける操作入力部と、前記タッチパネル機能付き表示器に前記被接合物の接合の設定画面を表示し、前記ユーザの設定操作に応じて前記設定画面を更新する表示制御部と、前記ユーザが前記設定画面上に設定した内容に基づいて前記本体部を制御して前記被接合物の接合を行う接合制御部とを備えることを特徴とするものである。 The bonding apparatus of the present invention includes a main body for bonding objects to be bonded, a display with a touch panel function that displays information and accepts a user's operation at the same time, and an operation input that receives a user's setting operation on the display with a touch panel function. a display control unit for displaying a setting screen for welding of the object to be welded on the display device with a touch panel function, and updating the setting screen according to the user's setting operation; and a bonding control unit that controls the main body to perform bonding of the objects to be bonded based on the set content.

また、本発明の接合装置の1構成例において、前記設定画面上で設定される項目は、接合中に検出される物理量を制御量とする制御の種類を指定する項目を含む。
また、本発明の接合装置の1構成例において、前記設定画面上で設定される項目は、接合中に検出される物理量を制御量とする制御の目標値と、前記目標値への到達時間と、前記目標値の保持時間とを指定する項目を含む。
また、本発明の接合装置の1構成例において、前記設定画面上で設定される項目は、前記被接合物の接合の工程を分割したフェーズ毎に設定可能である。
また、本発明の接合装置の1構成例において、前記設定画面上で設定される項目は、次のフェーズへ移行する制御切替条件を指定する項目を含む。
また、本発明の接合装置の1構成例において、前記設定画面上で設定される項目は、前記本体部への信号出力を指定する項目を含む。
また、本発明の接合装置の1構成例は、前記ユーザが前記設定画面上に設定した内容に基づいて接合中の前記被接合物に係る物理量の遷移を表すグラフを生成するグラフ生成部をさらに備え、前記表示制御部は、前記グラフ生成部によって生成されたグラフを前記タッチパネル機能付き表示器の画面に表示することを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the welding apparatus of the present invention, the items set on the setting screen include items for designating the type of control in which the physical quantity detected during welding is used as the controlled variable.
Further, in one configuration example of the welding apparatus of the present invention, the items set on the setting screen include a control target value whose control amount is a physical quantity detected during welding, and a time to reach the target value. , and the holding time of the target value.
In one configuration example of the bonding apparatus of the present invention, the items to be set on the setting screen can be set for each phase into which the process of bonding the objects to be bonded is divided.
In one configuration example of the joining apparatus of the present invention, the items set on the setting screen include items for designating control switching conditions for shifting to the next phase.
In one configuration example of the joining apparatus of the present invention, the items set on the setting screen include items for designating signal output to the main body.
Further, one configuration example of the welding apparatus of the present invention further includes a graph generation unit that generates a graph representing a transition of physical quantities relating to the object to be welded being welded based on the contents set on the setting screen by the user. The display control unit displays the graph generated by the graph generation unit on the screen of the display device with a touch panel function.

本発明によれば、タッチパネル機能付き表示器と操作入力部と表示制御部とを設けることにより、接合の複雑な設定を容易に行うことが可能な入力システムを備えた接合装置を実現することができる。 According to the present invention, by providing a display device with a touch panel function, an operation input section, and a display control section, it is possible to realize a bonding apparatus equipped with an input system capable of easily performing complicated settings for bonding. can.

図1は、本発明の実施例に係る接合装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a joining apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施例に係る接合ヘッドの拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a bonding head according to an embodiment of the invention. 図3は、本発明の実施例に係るタッチパネル機能付き表示器に表示される設定画面の1例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a setting screen displayed on the display with touch panel function according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施例に係るグラフの1例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a graph according to an embodiment of the present invention; 図5は、本発明の実施例に係るヒュージング溶接時の接合装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the joining device during fusing welding according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例に係る接合装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a computer that implements the joining apparatus according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例に係る接合装置(抵抗溶接装置)の構成を示すブロック図である。本実施例の接合装置は、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、接合ヘッド8と、ホール素子9と、電流検出部10と、電圧検出部11と、圧力検出部12と、変位検出部13と、制御部14と、記憶部15と、情報を表示する表示部であると同時にユーザの操作を受け付ける入力部であるタッチパネル機能付き表示器16とを有する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a joining device (resistance welding device) according to an embodiment of the present invention. The welding apparatus of this embodiment includes a start switch 2, a rectifier circuit 3, a capacitor 4, an inverter 5, a welding transformer 6, a diode 7, a welding head 8, a hall element 9, and a current detector 10. , a voltage detection unit 11, a pressure detection unit 12, a displacement detection unit 13, a control unit 14, a storage unit 15, and a touch panel function that is a display unit that displays information and an input unit that accepts user operations. It has a display 16 with.

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、接合ヘッド8に電流を供給する電源20を構成している。また、接合ヘッド8と電源20とは接合装置の本体部21を構成している。 The start switch 2 , the rectifier circuit 3 , the capacitor 4 , the inverter 5 , the welding transformer 6 and the diode 7 constitute a power supply 20 that supplies current to the bonding head 8 . The welding head 8 and the power supply 20 constitute a main body 21 of the welding apparatus.

制御部14は、ユーザのタッチパネル機能付き表示器16に対する設定操作を受け付ける操作入力部140と、ユーザが設定画面上に設定した内容に基づいて制御を行って被接合物の接合を行う接合制御部141と、タッチパネル機能付き表示器16に設定画面を表示し、ユーザの設定操作に応じて設定画面を更新する表示制御部142と、ユーザが設定画面上に設定した内容に基づいて接合中の被接合物に係る物理量の遷移を表すグラフを生成するグラフ生成部143とを備えている。 The control unit 14 includes an operation input unit 140 that receives a user's setting operation on the display unit 16 with a touch panel function, and a bonding control unit that performs control based on the contents set on the setting screen by the user to bond the object to be bonded. 141, a display control unit 142 that displays a setting screen on the display unit 16 with a touch panel function and updates the setting screen according to the user's setting operation; and a graph generation unit 143 that generates a graph representing the transition of physical quantities related to the bonded material.

図2は接合ヘッド8の拡大断面図である。接合ヘッド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の絶縁被覆86を熱で剥がして、心線87とU字端子85とを溶接する。 FIG. 2 is an enlarged sectional view of the bonding head 8. FIG. The bonding head 8 includes electrodes 80a and 80b made of, for example, a copper (Cu) alloy, molybdenum (Mo), tungsten (W), or the like. The article 83 to be joined includes, for example, a covered wire 84 and a U-shaped terminal 85 arranged so as to wrap the covered wire 84 . In this joining (fusing) of the object 83 to be joined, the insulating coating 86 of the covered wire 84 is peeled off by heat, and the core wire 87 and the U-shaped terminal 85 are welded.

また、接合ヘッド8は、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。また、加圧機構82a,82bには、図示しない変位センサが設けられており、被接合物83の高さ方向の変位量を電気信号に変換できるようになっている。 In addition, the welding head 8 includes pressure mechanisms 82a and 82b that move the electrodes 80a and 80b up and down to pinch and press the object 83 to be welded. The pressure mechanisms 82a and 82b are provided with load cells (not shown) so that the magnitude of the load applied to the article 83 to be welded can be converted into an electrical signal. Further, the pressure mechanisms 82a and 82b are provided with displacement sensors (not shown) so that the amount of displacement of the object 83 in the height direction can be converted into an electric signal.

以下、本実施例の接合装置の動作を説明する。まず、ユーザは、被接合物83の接合のための設定を行う。図3はタッチパネル機能付き表示器16に表示される設定画面の1例を示す図である。 The operation of the bonding apparatus of this embodiment will be described below. First, the user makes settings for welding the article 83 to be welded. FIG. 3 is a diagram showing an example of a setting screen displayed on the display with touch panel function 16. As shown in FIG.

本実施例では、ヒュージングの工程が複数のフェーズ0,1,2,3,4,・・・・に分かれている。図3に示した設定画面上では、表30の1行が1つのフェーズに対応する。設定画面上で設定可能な項目としては、各フェーズにおける制御方法(接合中に検出される物理量を制御量とする制御の種類を指定する項目)がある。 In this embodiment, the fusing process is divided into a plurality of phases 0, 1, 2, 3, 4, . On the setting screen shown in FIG. 3, one row of Table 30 corresponds to one phase. Items that can be set on the setting screen include a control method in each phase (an item that specifies the type of control in which the physical quantity detected during welding is used as the control quantity).

さらに別の項目として、電極80a,80bの移動速度の目標値(SPEED)、被接合物83に印加する圧力の目標値(FORCE)、被接合物83の高さの目標値(HEIGHT)、目標値への到達時間、目標値の保持時間(最大値)、フェーズを中断して次のフェーズへ移行する制御切替条件(TRIGGER)、本体部21への信号出力(OUTPUT)などを設定できるようになっている。 Still other items include a target value (SPEED) for the movement speed of the electrodes 80a and 80b, a target value (FORCE) for the pressure applied to the object 83 to be bonded, a target value (HEIGHT) for the height of the object 83 to be bonded, a target It is possible to set the time to reach the value, the holding time of the target value (maximum value), the control switching condition (TRIGGER) for interrupting the phase and shifting to the next phase, the signal output (OUTPUT) to the main unit 21, etc. It's becoming

まず、ユーザは、設定画面上の表30のフェーズ0における制御のセルに触れて「SPEED(μm/msec)」を入力し、SPEEDのセルに触れて-10(μm/msec)を入力し、到達時間のセルに触れて0(msec)を入力し、保持時間のセルに触れて200(msec)を入力し、TRIGGERのセルに触れて「FORCE1 500」を入力する。この設定は、電極80a,80bの速度制御を行い、電極80a,80bを-10(μm/msec)で移動させて、電極80a,80bで被接合物83を挟み込むことを最大200(msec)維持し、被接合物83への圧力が500(N)に達した時点で次のフェーズ1に移行することを意味している。なお、速度の負の符号は、電極80a,80bの間隔が狭まる方向に移動することを表している。 First, the user touches the control cell for Phase 0 in Table 30 on the setting screen and inputs "SPEED (μm/msec)", touches the SPEED cell and inputs -10 (μm/msec), Touch the arrival time cell and enter 0 (msec), touch the hold time cell and enter 200 (msec), touch the TRIGGER cell and enter "FORCE1 500". This setting controls the speed of the electrodes 80a and 80b, moves the electrodes 80a and 80b at −10 (μm/msec), and maintains that the object 83 is sandwiched between the electrodes 80a and 80b for a maximum of 200 (msec). Then, when the pressure to the object 83 to be welded reaches 500 (N), it means to shift to the next phase 1. It should be noted that the negative sign of the velocity indicates movement in the direction in which the distance between the electrodes 80a and 80b narrows.

表30に対する入力方法は、リストボックス形式またはコンボボックス形式になっており、ユーザが表30中の所望のセルに触れると、選択肢の一覧(例えばFORCE1、HEIGHT1、ACT INなど)が表示され、ユーザが選択肢の中から一つを選択すると、一覧が閉じて元の一行分の領域に、選択された項目が表示されるようになっている。また、表30中の数値の入力については、コンボボックス形式を採用し、ユーザが画面上のキーボードのキー(不図示)に触れることで数値を自由に入力できるようにしている。
TRIGGER、OUTPUTの項目については、遅延時間の設定を可能にしてもよい。また、TRIGGERの項目については、上下限範囲の設定を可能にしてもよい。
The input method for the table 30 is a list box format or a combo box format. When the user touches a desired cell in the table 30, a list of options (for example, FORCE1, HEIGHT1, ACT IN, etc.) is displayed. selects one of the options, the list closes and the selected item is displayed in the original one-line area. Also, for inputting the numerical values in Table 30, a combo box format is adopted so that the user can freely input numerical values by touching keyboard keys (not shown) on the screen.
For the TRIGGER and OUTPUT items, a delay time may be set. Also, for the TRIGGER item, it may be possible to set an upper and lower limit range.

設定項目の入力と表示の更新は、制御部14の操作入力部140と表示制御部142とによって行われる。操作入力部140は、ユーザのタッチパネル機能付き表示器16に対する操作を受け付け、表示制御部142は、ユーザの操作に応じて設定画面を更新する。リストボックスに表示可能な選択肢は、表30の列毎に予め記憶部15に設定されている。 Input of setting items and updating of display are performed by the operation input unit 140 and the display control unit 142 of the control unit 14 . The operation input unit 140 receives a user's operation on the display device 16 with a touch panel function, and the display control unit 142 updates the setting screen according to the user's operation. Options that can be displayed in the list box are set in advance in the storage unit 15 for each column of the table 30 .

次に、ユーザは、表30のフェーズ1における制御のセルに触れて「FORCE(N)」を入力し、FORCEのセルに触れて4000(N)を入力し、到達時間のセルに触れて100(msec)を入力し、保持時間のセルに触れて100(msec)を入力し、TRIGGERのセルに触れて「HEIGHT1 6000」を入力し、OUTPUTのセルに触れて「ACT IN」を入力する。この設定は、被接合物83への加圧制御を行うと同時に電源20(接合制御部141)に信号「ACT IN」を出力し、被接合物83への圧力を100(msec)の時間で4000(N)迄到達させ、圧力が4000(N)の状態を最大100(msec)維持し、被接合物83の高さが6000に達した時点で次のフェーズ2に移行することを意味している。「ACT IN」は、通電開始の意味である。 Next, the user touches the control cell in Phase 1 of Table 30 and enters "FORCE(N)", touches the FORCE cell and enters 4000(N), touches the arrival time cell and enters 100 (msec), touch the holding time cell and enter 100 (msec), touch the TRIGGER cell and enter "HEIGHT1 6000", touch the OUTPUT cell and enter "ACT IN". This setting outputs a signal "ACT IN" to the power supply 20 (bonding control unit 141) at the same time as performing pressure control to the object 83 to apply pressure to the object 83 for 100 (msec). It means that the pressure reaches 4000 (N), the pressure is maintained at 4000 (N) for a maximum of 100 (msec), and when the height of the workpiece 83 reaches 6000, the next phase 2 is performed. ing. "ACT IN" means the start of energization.

次に、ユーザは、表30のフェーズ2における制御のセルに触れて「FORCE(N)」を入力し、FORCEのセルに触れて2000(N)を入力し、到達時間のセルに触れて100(msec)を入力し、保持時間のセルに触れて100(msec)を入力し、TRIGGERのセルに触れて「HEIGHT2 5000」を入力し、OUTPUTのセルに触れて「ACT STOP1」を入力する。この設定は、被接合物83への加圧制御を行うと同時に電源20(接合制御部141)に信号「ACT STOP1」を出力し、被接合物83への圧力を100(msec)の時間で2000(N)迄到達させ、圧力が2000(N)の状態を最大100(msec)維持し、被接合物83の高さが5000に達した時点で次のフェーズ3に移行することを意味している。「ACT STOP1」は、フェーズ1の電流の目標値からフェーズ2の電流の目標値に切り替えることを意味している。 The user then touches the control cell in Phase 2 of Table 30 and enters "FORCE(N)", touches the FORCE cell and enters 2000(N), touches the time of arrival cell and enters 100 (msec), touch the holding time cell and enter 100 (msec), touch the TRIGGER cell and enter "HEIGHT2 5000", touch the OUTPUT cell and enter "ACT STOP1". This setting outputs a signal "ACT STOP1" to the power source 20 (bonding control unit 141) at the same time as performing pressure control to the object 83 to be welded, and applies pressure to the object 83 for 100 (msec). 2000 (N), maintain the state of 2000 (N) for a maximum of 100 (msec), and move to the next phase 3 when the height of the object 83 reaches 5000. ing. "ACT STOP1" means switching from the current target value of phase 1 to the current target value of phase 2.

次に、ユーザは、表30のフェーズ3における制御のセルに触れて「HEIGHT(μm)」を入力し、HEIGHTのセルに触れて4000(μm)を入力し、到達時間のセルに触れて100(msec)を入力し、保持時間のセルに触れて0(msec)を入力し、OUTPUTのセルに触れて「ACT STOP2」を入力する。この設定は、被接合物83の高さ制御を行うと同時に電源20(接合制御部141)に信号「ACT STOP2」を出力し、被接合物83の高さを100(msec)の時間で4000(μm)迄到達させ、保持時間0(msec)で次のフェーズ4に移行することを意味している。「ACT STOP2」は、フェーズ2の電流の目標値からフェーズ3,4の電流の目標値に切り替えることを意味している。 Next, the user touches the control cell in phase 3 of Table 30 and enters "HEIGHT (μm)", touches the HEIGHT cell and enters 4000 (μm), touches the arrival time cell and enters 100 (msec), touch the holding time cell and enter 0 (msec), touch the OUTPUT cell and enter "ACT STOP2". This setting outputs a signal "ACT STOP2" to the power supply 20 (welding control unit 141) at the same time as performing height control of the object 83 to be welded, and controls the height of the object 83 to 4000 in 100 (msec). (μm), and transition to the next phase 4 at a holding time of 0 (msec). "ACT STOP2" means switching from the current target value of phase 2 to the current target values of phases 3 and 4.

次に、ユーザは、表30のフェーズ4における制御のセルに触れて「HEIGHT(μm)」を入力し、HEIGHTのセルに触れて3500(μm)を入力し、到達時間のセルに触れて100(msec)を入力し、保持時間のセルに触れて100(msec)を入力する。この設定は、被接合物83の高さ制御を行い、被接合物83の高さを100(msec)の時間で3500(μm)迄到達させ、高さが3500(μm)の状態を100(msec)維持することを意味している。 Next, the user touches the control cell in Phase 4 of Table 30 and enters "HEIGHT (μm)", touches the HEIGHT cell and enters 3500 (μm), touches the arrival time cell and enters 100 (msec), touch the holding time cell and enter 100 (msec). This setting controls the height of the object 83 to be welded so that the height of the object 83 reaches 3500 (μm) in 100 (msec). msec).

ユーザがタッチパネル機能付き表示器16を操作して設定した内容は、記憶部15に記憶される。
ユーザの入力終了後、制御部14のグラフ生成部143は、ユーザが設定した内容に基づいて、ヒュージング溶接のフェーズの遷移を表すグラフを生成する。図4は、図3に示す設定内容に基づいてグラフ生成部143が作成したグラフの1例を示す図である。図4におけるPは被接合物83への圧力、hは被接合物83の高さ、Iは電極80a,80bを流れる溶接電流を示している。このようにグラフには、接合中の被接合物83に係る物理量の遷移が表示される。
The contents set by the user by operating the display device 16 with a touch panel function are stored in the storage unit 15 .
After the user's input is completed, the graph generation unit 143 of the control unit 14 generates a graph representing phase transitions of fusing welding based on the contents set by the user. FIG. 4 is a diagram showing an example of a graph created by the graph generator 143 based on the setting contents shown in FIG. In FIG. 4, P indicates the pressure applied to the object 83 to be welded, h the height of the object 83 to be welded, and I the welding current flowing through the electrodes 80a and 80b. In this way, the graph displays the transition of the physical quantity relating to the object 83 to be welded during welding.

制御部14の表示制御部142は、グラフ生成部143によって生成されたグラフを、タッチパネル機能付き表示器16の画面に表示する。
ユーザは、画面に表示されたグラフを見ることでヒュージングのフェーズの遷移を確認することができる。設定が完了すると、実際に被接合物83の溶接を行うことが可能になる。
The display control unit 142 of the control unit 14 displays the graph generated by the graph generation unit 143 on the screen of the display device 16 with touch panel function.
The user can confirm the fusing phase transition by looking at the graph displayed on the screen. When the setting is completed, it becomes possible to actually weld the object 83 to be welded.

図5はヒュージング溶接時の接合装置の動作を説明するフローチャートである。例えばユーザがタッチパネル機能付き表示器16を操作して溶接開始を指示すると、制御部14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。 FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the joining device during fusing welding. For example, when the user operates the display device 16 with a touch panel function to instruct welding start, a start signal is output from the control unit 14 and the start switch 2 is turned on. When the start switch 2 is turned on, the rectifier circuit 3 full-wave rectifies the AC output of the 200 V AC commercial three-phase AC power supply 1 and charges the capacitor 4 connected in parallel between the output terminals of the rectifier circuit 3 . This rectifier circuit 3 is composed of a three-phase full-wave mixing bridge using six diodes 30 .

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NPN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。これにより、電極80a,80b間に大電流を流し、発生するジュール熱で被接合物83を昇温させる。 The inverter 5 converts the charging voltage of the capacitor 4 into an AC voltage and supplies it to the primary side of the welding transformer 6 . The inverter 5 is composed of a bridge consisting of four NPN transistors 50 . A secondary side output of the welding transformer 6 is full-wave rectified by a rectifier (diode) 7 and guided to electrodes 80a and 80b. As a result, a large current flows between the electrodes 80a and 80b, and the Joule heat generated raises the temperature of the object 83 to be bonded.

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を流れる溶接電流)を検出する。電圧検出部11は、電極80a,80b間に印加される溶接電圧Vを検出する。変位検出部13は、加圧機構82a,82bに設けられた変位センサの出力に基づいて、被接合物83の高さ方向の変位量Dを検出する。 Current detector 10 detects current I flowing through the secondary side of welding transformer 6 (welding current flowing through electrodes 80 a and 80 b ) from the output of Hall element 9 provided on the secondary side of welding transformer 6 . Voltage detector 11 detects welding voltage V applied between electrodes 80a and 80b. The displacement detection unit 13 detects the amount of displacement D of the workpiece 83 in the height direction based on the outputs of the displacement sensors provided in the pressure mechanisms 82a and 82b.

制御部14の接合制御部141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、接合ヘッド8の加圧機構82a,82bを制御して、電極80a,80bを始点位置から-10(μm/msec)の速度で移動させて、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(図5ステップS1)。 The welding control unit 141 of the control unit 14 controls the pressure mechanisms 82a and 82b of the welding head 8 in a state in which the workpiece 83 is arranged between the electrodes 80a and 80b as shown in FIG. , 80b from the starting position at a speed of −10 (μm/msec), and the electrodes 80a and 80b sandwich and press the object 83 from above and below (step S1 in FIG. 5).

圧力検出部12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に印加される圧力を検出する。
接合制御部141は、被接合物83に印加される圧力が500(N)に達した時点で(図5ステップS2においてYES)、フェーズ0からフェーズ1に移行し、加圧制御を行う(図5ステップS3)。
The pressure detection unit 12 detects the pressure applied to the article 83 to be bonded based on the output of the load cells provided in the pressure mechanisms 82a and 82b.
When the pressure applied to the object to be welded 83 reaches 500 (N) (YES in step S2 in FIG. 5), the welding control unit 141 shifts from phase 0 to phase 1 and performs pressure control ( 5 step S3).

フェーズ1において、接合制御部141は、被接合物83に印加される圧力を100(msec)の時間で4000(N)迄到達させ、圧力が4000(N)の状態を最大100(msec)維持する。 In phase 1, the welding control unit 141 causes the pressure applied to the object 83 to reach 4000 (N) in 100 (msec), and maintains the pressure of 4000 (N) for up to 100 (msec). do.

同時にフェーズ1において、接合制御部141は、信号「ACT IN」の出力に応じて電極80a,80bへの通電を開始する。具体的には、接合制御部141は、上記のようにインバータ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、接合制御部141は、電流検出部10によって検出される溶接電流Iをリアルタイムで監視して、溶接電流Iの波形が目標波形と一致するように、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。記憶部15には、望ましい溶接条件としてフェーズ毎の溶接電流Iの目標波形が予め設定されている。 At the same time, in Phase 1, the joining control section 141 starts energizing the electrodes 80a and 80b in response to the output of the signal "ACT IN". Specifically, the junction control unit 141 applies a current to the electrodes 80a and 80b by operating the inverter 5 to generate an AC voltage as described above. The welding control unit 141 monitors the welding current I detected by the current detection unit 10 in real time, and turns on/off the transistor 50 of the inverter 5 so that the waveform of the welding current I matches the target waveform. control to control the amount of energization to the electrodes 80a and 80b. A target waveform of the welding current I for each phase is preset in the storage unit 15 as a desirable welding condition.

電極80a,80b間が既知の所定間隔だけ離れた位置を原点位置とすれば、この原点位置のときの変位センサの出力と、電極80a,80bによって被接合物83を上下から挟んだときの変位センサの出力とから、被接合物83を上下から挟んだときの電極80a,80bの間隔(被接合物83の高さであり、図2のh)を求めることが可能である。接合制御部141は、被接合物83の高さhが6000(μm)に達した時点で(図5ステップS4においてYES)、フェーズ1からフェーズ2に移行し、再度の加圧制御を行う(図5ステップS5)。 Assuming that the position where the electrodes 80a and 80b are separated by a known predetermined distance is the origin position, the output of the displacement sensor at this origin position and the displacement when the workpiece 83 is sandwiched from above and below by the electrodes 80a and 80b are From the output of the sensor, it is possible to obtain the distance between the electrodes 80a and 80b (the height of the object 83 to be welded, h in FIG. 2) when the object 83 to be welded is sandwiched from above and below. When the height h of the object 83 to be welded reaches 6000 (μm) (YES in step S4 in FIG. 5), the welding control unit 141 shifts from phase 1 to phase 2 and performs pressure control again ( FIG. 5 step S5).

フェーズ2において、接合制御部141は、被接合物83に印加される圧力を100(msec)の時間で2000(N)迄到達させ、圧力が2000(N)の状態を最大100(msec)維持する。 In phase 2, the welding control unit 141 causes the pressure applied to the object 83 to reach 2000 (N) in 100 (msec) and maintains the pressure at 2000 (N) for up to 100 (msec). do.

同時にフェーズ2において、接合制御部141は、信号「ACT STOP1」の出力に応じて電極80a,80bへの通電量を制御する。具体的には、接合制御部141は、電流検出部10によって検出される溶接電流Iの波形がフェーズ2の溶接電流Iの目標波形と一致するように、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。 At the same time, in Phase 2, the joining control section 141 controls the amount of energization to the electrodes 80a and 80b according to the output of the signal "ACT STOP1". Specifically, the junction control unit 141 turns on/off the transistor 50 of the inverter 5 so that the waveform of the welding current I detected by the current detection unit 10 matches the target waveform of the welding current I in phase 2. control to control the amount of energization to the electrodes 80a and 80b.

接合制御部141は、被接合物83の高さhが5000(μm)に達した時点で(図5ステップS6においてYES)、フェーズ2からフェーズ3に移行し、高さ制御を行う(図5ステップS7)。 When the height h of the object 83 to be welded reaches 5000 (μm) (YES in step S6 in FIG. 5), the welding control unit 141 shifts from phase 2 to phase 3 and performs height control (see FIG. 5). step S7).

フェーズ3において、接合制御部141は、加圧機構82a,82bを制御して、被接合物83の高さhを100(msec)の時間で4000(μm)迄到達させ、直ちに次のフェーズ4に移行し、再度の高さ制御を行う(図5ステップS8)。 In phase 3, the welding control unit 141 controls the pressure mechanisms 82a and 82b to make the height h of the object 83 to reach 4000 (μm) in 100 (msec), and immediately starts the next phase 4. to control the height again (step S8 in FIG. 5).

同時にフェーズ3において、接合制御部141は、信号「ACT STOP2」の出力に応じて電極80a,80bへの通電量を制御する。具体的には、接合制御部141は、電流検出部10によって検出される溶接電流Iの波形がフェーズ3,4の溶接電流Iの目標波形と一致するように、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。 At the same time, in Phase 3, the joining control section 141 controls the amount of energization to the electrodes 80a and 80b according to the output of the signal "ACT STOP2". Specifically, the welding control unit 141 turns on/off the transistor 50 of the inverter 5 so that the waveform of the welding current I detected by the current detection unit 10 matches the target waveform of the welding current I in phases 3 and 4. By controlling the OFF state, the amount of energization to the electrodes 80a and 80b is controlled.

フェーズ4において、接合制御部141は、加圧機構82a,82bを制御して、被接合物83の高さhを100(msec)の時間で3500(μm)迄到達させ、高さhが3500(μm)の状態を100(msec)維持する。 In phase 4, the welding control unit 141 controls the pressure mechanisms 82a and 82b to reach the height h of the object 83 to 3500 (μm) in 100 (msec). (μm) is maintained for 100 (msec).

以上で、ヒュージングの工程が終了する。実際には、図3の設定では記載していないが、接合制御部141は、被接合物83の高さhが3500(μm)の状態を100(msec)維持した後に、加圧機構82a,82bを制御して電極80a,80bを始点位置に戻し、電極80a,80bを被接合物83から離す。 This completes the fusing process. Actually, although not described in the setting of FIG. 82b is controlled to return the electrodes 80a and 80b to the starting position and separate the electrodes 80a and 80b from the object 83 to be bonded.

以上のヒュージング工程は一例であるが、被接合物83に電極80a,80bを当てる時には被接合物83を潰し過ぎないように電極80a,80bの移動速度が重要である。また、電極80a,80bに電流を流すときには、電気抵抗を安定させ発熱を安定させるために、加圧力が重要である。被接合物83を変形させる時には、溶接強度を得るために時間あたりの変形量が重要である。被接合物83の強度と溶接強度の両立のためには、通電を停止し、温度が下がった時の被接合物83の高さが重要である。また、フェーズの切り替わりも適切な設定値に管理することが重要である。 The fusing process described above is an example, but when the electrodes 80a and 80b are brought into contact with the article 83 to be welded, the moving speed of the electrodes 80a and 80b is important so as not to crush the article 83 too much. Also, when current is passed through the electrodes 80a and 80b, the pressure is important for stabilizing electrical resistance and heat generation. When deforming the object 83 to be welded, the amount of deformation per time is important for obtaining welding strength. In order to achieve both the strength of the object 83 to be welded and the welding strength, the height of the object 83 to be welded when the temperature is lowered after the energization is stopped is important. Also, it is important to manage phase switching to an appropriate set value.

本実施例では、フェーズ毎に制御方法、制御の目標値、目標値への到達時間、目標値の保持時間、次のフェーズへ移行する制御切替条件、電源への信号出力などを、ユーザにとって理解し易い方法で容易に設定することができ、ユーザが望む理想的な溶接動作を接合装置に実行させることができる。また、本実施例では、記憶部15の設定を変更することで、接合装置のハードウェアの変更、例えば温度センサの追加などに容易に対応できる。 In this embodiment, for each phase, the user can understand the control method, target value of control, time to reach the target value, retention time of the target value, control switching conditions for shifting to the next phase, signal output to the power supply, etc. can be easily set in an easy-to-use manner, and the welding device can be made to perform an ideal welding operation desired by the user. Further, in this embodiment, by changing the setting of the storage unit 15, it is possible to easily cope with a change in the hardware of the bonding apparatus, for example, an addition of a temperature sensor.

なお、本実施例では、抵抗溶接の1例としてヒュージングを例に挙げて説明しているが、本発明はヒュージング以外の抵抗溶接にも適用できる。また、本発明は、抵抗溶接以外の接合装置、例えば超音波溶着装置に適用することも可能である。超音波溶着装置の場合の制御方法としては、例えば被接合物の温度制御があり、制御の目標値としては被接合物の温度目標値がある。 Although fusing is described as an example of resistance welding in this embodiment, the present invention can also be applied to resistance welding other than fusing. The present invention can also be applied to joining devices other than resistance welding, such as ultrasonic welding devices. As a control method in the case of an ultrasonic welding apparatus, there is, for example, temperature control of the object to be welded, and the target value of the control is the temperature target value of the object to be welded.

本実施例の制御部14と記憶部15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。このコンピュータの構成例を図6に示す。 The functions of the control unit 14 and the storage unit 15 of this embodiment can be realized by a computer having a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface with the outside, and a program that controls these hardware resources. . A configuration example of this computer is shown in FIG.

コンピュータは、CPU200と、記憶装置201と、インタフェース装置(以下、I/Fと略する)202とを備えている。I/F202には、溶接電源と電流検出部10と電圧検出部11と圧力検出部12と変位検出部13等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の方法を実現させるためのプログラムは記憶装置201に格納される。CPU200は、記憶装置201に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。 The computer includes a CPU 200 , a storage device 201 and an interface device (hereinafter abbreviated as I/F) 202 . The I/F 202 is connected with the welding power source, the current detection unit 10, the voltage detection unit 11, the pressure detection unit 12, the displacement detection unit 13, and the like. In such a computer, a program for implementing the method of the present invention is stored in storage device 201 . The CPU 200 executes the processing described in this embodiment according to the programs stored in the storage device 201 .

本発明は、抵抗溶接等の接合技術に適用することができる。 The present invention can be applied to joining techniques such as resistance welding.

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…接合ヘッド、9…ホール素子、10…電流検出部、11…電圧検出部、12…圧力検出部、13…変位検出部、14…制御部、15…記憶部、16…タッチパネル機能付き表示器、20…電源、21…本体部、80a,80b…電極、82a,82b…加圧機構、83…被接合物、140…操作入力部、141…接合制御部、142…表示制御部、143…グラフ生成部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... 3-phase AC power supply, 2... Start switch, 3... Rectifier circuit, 4... Capacitor, 5... Inverter, 6... Welding transformer, 7... Diode, 8... Junction head, 9... Hall element, 10... Current detector, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Voltage detection part 12... Pressure detection part 13... Displacement detection part 14... Control part 15... Storage part 16... Display with a touch-panel function 20... Power supply 21... Main-body part 80a, 80b... Electrode , 82a, 82b --- pressure mechanism, 83 --- object to be joined, 140 --- operation input section, 141 --- joining control section, 142 --- display control section, 143 --- graph generation section.

Claims (7)

被接合物の接合を行う本体部と、
情報を表示すると同時にユーザの操作を受け付けるタッチパネル機能付き表示器と、
ユーザの前記タッチパネル機能付き表示器に対する設定操作を受け付ける操作入力部と、
前記タッチパネル機能付き表示器に前記被接合物の接合の設定画面を表示し、前記ユーザの設定操作に応じて前記設定画面を更新する表示制御部と、
前記ユーザが前記設定画面上に設定した内容に基づいて前記本体部を制御して前記被接合物の接合を行う接合制御部とを備えることを特徴とする接合装置。
a main body for bonding objects to be bonded;
a display device with a touch panel function that displays information and accepts user operations at the same time;
an operation input unit that receives a user's setting operation for the display device with a touch panel function;
a display control unit that displays a setting screen for bonding of the object to be bonded on the display device with a touch panel function, and updates the setting screen according to the user's setting operation;
A welding apparatus, comprising: a welding control section that controls the body section based on the contents set on the setting screen by the user to weld the object to be welded.
請求項1記載の接合装置において、
前記設定画面上で設定される項目は、接合中に検出される物理量を制御量とする制御の種類を指定する項目を含むことを特徴とする接合装置。
The joining apparatus according to claim 1,
A welding apparatus, wherein the items set on the setting screen include an item for designating a type of control in which a physical quantity detected during welding is used as a controlled variable.
請求項1または2記載の接合装置において、
前記設定画面上で設定される項目は、接合中に検出される物理量を制御量とする制御の目標値と、前記目標値への到達時間と、前記目標値の保持時間とを指定する項目を含むことを特徴とする接合装置。
The joining apparatus according to claim 1 or 2,
The items to be set on the setting screen include items for designating a control target value whose control amount is a physical quantity detected during welding, a time to reach the target value, and a holding time for the target value. a joining device comprising:
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の接合装置において、
前記設定画面上で設定される項目は、前記被接合物の接合の工程を分割したフェーズ毎に設定可能であることを特徴とする接合装置。
The joining apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The welding apparatus, wherein the items set on the setting screen can be set for each phase obtained by dividing the process of welding the objects to be welded.
請求項4記載の接合装置において、
前記設定画面上で設定される項目は、次のフェーズへ移行する制御切替条件を指定する項目を含むことを特徴とする接合装置。
The joining apparatus according to claim 4,
A joining apparatus, wherein the items set on the setting screen include an item for designating a control switching condition for shifting to the next phase.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の接合装置において、
前記設定画面上で設定される項目は、前記本体部への信号出力を指定する項目を含むことを特徴とする接合装置。
The joining apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The joining apparatus, wherein the items set on the setting screen include an item for designating signal output to the main body.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の接合装置において、
前記ユーザが前記設定画面上に設定した内容に基づいて接合中の前記被接合物に係る物理量の遷移を表すグラフを生成するグラフ生成部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記グラフ生成部によって生成されたグラフを前記タッチパネル機能付き表示器の画面に表示することを特徴とする接合装置。
The joining apparatus according to any one of claims 1 to 6,
further comprising a graph generation unit that generates a graph representing a transition of physical quantities related to the objects to be welded that are being welded based on the content set on the setting screen by the user;
The joining device, wherein the display control unit displays the graph generated by the graph generation unit on a screen of the display device with a touch panel function.
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