JP4011231B2

JP4011231B2 - Stud welding machine

Info

Publication number: JP4011231B2
Application number: JP10974499A
Authority: JP
Inventors: 寛司迫田
Original assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Current assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: JP2000301342A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スタッド溶接機に関し、特に、スタッドを母材に圧接した後母材から離してアークを形成し、スタッド先端と母材を溶融した後溶融スタッド部分を溶融母材部分に圧接してスタッドを母材に溶着するスタッド溶接機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スタッドを保持するスタッド保持手段とスタッドを母材に圧接したり母材から離したりするように保持手段を移動させる駆動手段とを有する溶接ガンと、スタッドと母材の間に所定の電力を供給するように溶接ガンに接続された電源と、母材から離したスタッドと母材の間にアークを形成するように電源及び前記駆動手段を制御するとともに、前記アークの継続によってスタッド先端部分と母材部分を溶融した後、溶融後のスタッド部分を溶融後の母材部分に圧接するように前記駆動手段を制御するコントローラとをを備えたスタッド溶接機はよく知られている。このスタッド溶接機は車体等にスタッドを溶接するのによく使用され、溶着後のスタッドには、クリップ等が取付けられて、このクリップにより種々の部材が車体等の被取付部材に取付けられる。
【０００３】
従来のスタッド溶接機において、スタッドを母材に圧接するためスタッド保持部材を下方に押すばねが溶接ガンに設けられている。そして、このばねの力に打ち勝つ力を有するソレノイド（すなわち電磁石）が溶接ガンに設けられ、そのソレノイドを付勢して、パイロットアーク及びそれに続くメインアークを発生するように、スタッドを所定高さリフトして、スタッドを母材から離す。メインアークの継続によってスタッドの先端部分及び対向する母材部分が溶融された後、ソレノイドが消勢されると、ばねの力によってスタッドが母材に圧接され、溶融されたスタッド及び母材部分が相互に溶着するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来のスタッド溶接機において、溶融後のスタッドを母材に圧接する際には、ばねの力は圧接不足を回避するため大きめにされている。このため、溶融スタッドが溶融母材部分に圧接されると、両者の溶融部分の金属が飛散して溶融金属が少なくなり、溶接不良を生じることがあった。また、圧接時の衝撃でスタッドがバウンドして溶接部が乖離したり、溶接部に巣穴が形成されたりして、溶接不良を生じることもある。更に、強い圧接力が母材の耐力を越えると、母材の変形と母材の強度の低下を招く惧れもあった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、溶融後のスタッドを母材に圧接させる際に必要以上の強い押圧力によって生じる溶接不良を解消するため、溶融後のスタッドを母材に圧接させるときの圧接力を調整するスタッド溶接機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明によれば、スタッドを保持するスタッド保持手段とスタッドを母材に圧接したり母材から離したりするように保持手段を移動させる駆動手段とを有する溶接ガンと、スタッドと母材の間に所定の電力を供給するように溶接ガンに接続された電源と、母材から離したスタッドと母材の間にアークを形成するように電源及び駆動手段を制御するとともに、アークの継続によってスタッド先端部分と母材部分を溶融した後、溶融後のスタッド部分を溶融後の母材部分に圧接するように駆動手段を制御するコントローラとを備えたスタッド溶接機であって、溶接ガンには、駆動手段とスタッド保持手段との間に、溶融後のスタッド部分を溶融後の母材部分に圧接する際の反動を緩衝する緩衝手段が設けられ、緩衝手段は、エアシリンダ及びピストンと、エアシリンダへ調整した圧力のエアを供給するレギュレータとを包含し、該緩衝手段は、溶融後のスタッド部分が溶融後の母材部分に圧接されるとき、レギュレータからのエアがシリンダへ供給されるように、コントローラによって制御され、緩衝手段は、更に、エアシリンダとレギュレータとの間に設けられたバルブを包含し、該バルブは、アークの形成前にはレギュレータへ入力される加圧エアをそのままエアシリンダに供給し且つスタッドを母材から離してアークを形成した後にはレギュレータから出力される圧力調整後のエアをエアシリンダに供給するように、コントローラによって制御される、ことを特徴するスタッド溶接機が提供される。
その緩衝手段によって、溶融後のスタッドの圧接時において、溶融部分の金属の飛散を防止することができるので、溶融金属の不足に伴う溶接不良を防止でき、溶融スタッドのバウンドが防止できるので、溶接部の乖離や溶接部の巣穴等の溶接不良を防止でき、更に、母材の変形や母材の強度の低下を阻止できる。
【０００７】
前記バルブは、ソレノイドバルブであり、レギュレータへ入力される加圧エアをそのままエアシリンダに供給する第１位置と、レギュレータから出力される圧力調整後のエアをエアシリンダに供給する第２位置とをとる２位置バルブであるのが好ましい。前記レギュレータは、入力される加圧エアを調整して１つの固定レベルの圧力のエアを出力するものであってもよく、これとは別に、制御入力信号の変化によって出力のエア圧力を変化させる比例制御弁を包含するものであってもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るスタッド溶接機１の全体構成図を示している。図１において、本発明に係るスタッド溶接機１は、スタッドと母材との間にアーク放電を行って、スタッドと母材とを部分的に溶融してその部分を溶着するものであり、溶接ガン２と、溶接ガン２を動作させる電源及びコントローラ部３とから成る。溶接ガン２は、内部に種々の構成要素を収容するハウジング５と、ハウジング５から延びて先端にスタッド６を保持するスタッド保持部７とを備えている。ハウジング５の中には、上部に、スタッド保持部７を移動させて、保持したスタッド６を母材９に接触させて圧接させたり母材９から離すようにリフトする駆動部１０が設けられている。この駆動部１０は、図示の実施例では、固定コイル１１と可動アーマチュア１３とからなるリニアモータによって構成されている。なお、駆動部１０は、スタッド６を母材９に接触させて圧接させたり母材９から離すようにリフトできる限り、図示の構成に限らず、任意の駆動手段でよい。
【０００９】
ハウジング５の下部には、スタッド保持部７に、該スタッド保持部７を保持するように連結された、本発明に係る緩衝装置１４が配置されている。この緩衝装置１４は、ユニットとして形成され、ハウジング５の内側に上下にスライド可能に保持されている。ハウジング５の内側には、緩衝装置１４がハウジング５の軸線回りには回転しないが軸線方向には滑らかに移動できるように案内するガイドベアリング１５が形成されている。ハウジング５に内側の、上部の駆動部１０と下部の緩衝装置１４との間には、スタッド保持部７を母材側に常時付勢するコイルばね１７が設けられて、駆動部１０の非動作時には、緩衝装置１４を介して、スタッド保持部７（ひいてはスタッド６）を母材９の方向へ押している。ハウジング５の下部の側面には、母材９の側へ延びる脚部１８が固定されている。この脚部１８は、スタッド溶接ガン２全体を母材９に近づけるように移動させたとき、その移動を制限する。スタッド６をスタッド保持部７に保持し且つ駆動部１０を動作させない状態で、スタッド溶接ガン２の全体を、脚部１８の先端を母材９に接面するまで母材９に移動させると、コイルばね１７の力によってスタッド６が母材９に適正な力で圧接される。この圧接後、溶接動作が開始される。
【００１０】
電源及びコントローラ部３には、スタッド溶接ガン２のスタッド保持部７に保持したスタッド６と母材９との間にアークを形成するための溶接用電力を供給する電源（図示せず）が設けられている。この電源から延びる一方の電線は、ケーブル１９の中に収容されて、スタッド６を保持するスタッド保持部７に接続されるように、スタッド溶接ガン２に入力されている。他方の電線２１は、母材９に接続されている。電源及びコントローラ部３には、コントローラ（図示せず）が設けられ、このコントローラは、母材９に圧接したスタッド６を駆動部１０のコイル１１に電流を供給して母材９から離すように引上げて、その引上げの開始時に、スタッドと母材９との間に小電流のパイロットアークを形成し、引上げを続行しつつ大電流のメインアークを形成し、所定の時間に駆動部１０の電流の供給を停止して溶融スタッド６を母材９の溶融部分に圧接するように、スタッド溶接ガンを制御する。なお、電源及びコントローラ部３のコントローラからは、駆動部１０のコイル１１に電流を供給する一対のリード線２２がスタッド溶接ガン２の駆動部１０に入力されている。更に、緩衝装置１４には、ケーブル１９を通してコントローラから制御信号が入力されており、後述のように、緩衝装置１４の動作を制御している。
【００１１】
本発明に係る緩衝装置１４について、図２も参照して説明する。緩衝装置１４は、上記のように、駆動部１０とスタッド保持部７との間に設けられる。緩衝装置１４は、スタッド６と母材９との間のメインアークの継続によって溶融した後のスタッド６の先端部分を、溶融後の母材部分に、コイルばね１７によって圧接する際の反動を緩衝する。図２において、緩衝装置１４は、エアシリンダ２３とこのエアシリンダ２３に設けられるピストン２５と、エアシリンダ２３へ調整した圧力のエアを供給するレギュレータ２６とを包含する。なお、図２おいて、ピストンロッド２７が、スタッド保持部７のスタッド６に直接当接するように示されているが、図示の便宜上であり、ピストン２５が、スタッド６の圧接時の反動を受取る限り、ピストンロッド２７は、スタッド６に直接当接してもよいし、スタッド保持部７に連結されてスタッド６に間接的に連結されていてもよい。
【００１２】
エアシリンダ２３とレギュレータ２６との間には、ソレノイドバルブ２９が設けられている。このソレノイドバルブ２９は、レギュレータ２６へ入力される加圧エアをそのままエアシリンダに供給する第１位置と、レギュレータ２６から出力される圧力調整後のエアをエアシリンダに供給する第２位置とをとる２位置バルブであり、通常時には、ばね３０によって前記の第１位置にあり、ソレノイドへの制御信号によって、前記の第２位置に移動する。ソレノイドバルブ２９への制御信号は、電源及びコントローラ部３のコントローラ３１から信号線３３を通して送られる。本実施例においては、信号線３３は、図１のケーブル１９を通して送られる。また、本実施例において、コントローラ３１は、溶接動作の開始時には、ソレノイドバルブ２９が図２に図示の第１位置にあるように、制御信号を送らず、メインアークの形成時又はその継続によってスタッド６が溶融した後には制御信号を送って、前記第２位置に移動させる。
【００１３】
レギュレータ２６には、入力通路３４を通して、例えばエアコンプレッサ等から加圧エアが入力される。この加圧エアは、また、バイパス通路３５を経由してソレノイドバルブ２９の第１の入力に送られる。レギュレータ２６に送られた加圧エアは、内部で、入力加圧エアより低いが一定の固定レベル圧力のエアに調整される。調整後の加圧エアは、出力通路３７を経由してソレノイドバルブ２９の第２の入力に送られる。ソレノイドバルブ２９の出力は、エアシリンダ２３に送られる。ソレノイドバルブ２９の位置によって、エアシリンダ２３の上部チャンバー３８には、未調整の加圧エア（第１位置のとき）か、あるいは、調整後の加圧エア（第２位置のとき）を送る。レギュレータ２６において調整されるエアの圧力レベルは、スタッド６がコイルばね１７によって圧接される際のピストンロッド２７及びピストン２５に伝達される反動に、エアシリンダ２３のエアチャンバー３８の加圧エアが対抗できるように選択される。
【００１４】
図３は、緩衝装置の代替例を示している。図３の緩衝装置は、図２のレギュレータ２６を変更した例を示している。他の部分は、図２の構成と同じであるので説明を省略する。図３のレギュレータ３９は、制御入力信号の変化によって出力のエア圧力を変化させる比例制御弁４１を包含している。比例制御弁４１には、ライン４２を通してコントローラ３１からエア圧力制御信号が送られ、この信号によって、出力通路３７に出力されるエアの圧力が定められる。この出力エア圧力は、コントローラ３１から、任意に設定することができ、図２の固定圧力レベルのレギュレータより適用範囲がひろくできる利点がある。
【００１５】
かかる構成で成るスタッド溶接機１を用いて、スタッド６を母材９に溶接する操作手順を説明する。先ず、スタッド６をスタッド溶接ガン２のスタッド保持部７に保持させる。次に、スタッド溶接ガン２の全体を、スタッド６の先端が母材９に接するように移動させる。この移動は、ハウジング５の下部から延びる脚部１８の先端が母材９に当接するまで続けられ、当接後その状態を保持する。電源及びコントローラ部３のコントローラ３１からソレノイドバルブ２９には信号が送られていないので、ソレノイドバルブ２９は、図２（又は図３）に示す第１位置にあり、エアシリンダ２３の上部チャンバー３８には、入力の加圧エアがそのまま送られている。このため、脚部１８が母材９に当接する状態にあると、スタッド６の先端は母材９に強く圧接している。
【００１６】
次に、電源及びコントローラ部３のコントローラ３１から、緩衝装置１４のソレノイドバルブ２９に信号が送られ、ソレノイドバルブ２９が第２位置になり、エアシリンダ２３のチャンバー３８には、レギュレータ２６からの調整後の加圧エアが送られる。コントローラによって、電源からスタッド６と母材９の間に小電流が供給されながら、駆動部１０のコイル１１に電流が供給され、コイルばね１７の押圧力に打ち勝って、スタッド保持部７が緩衝装置１４とともに引上げられる、これによって、スタッド６が母材９から徐々に引上げられ、スタッド６と母材９との間に細いアークすなわちパイロットアークが形成される。コントローラは、パイロットアークの形成に続いて電源からの電流を大きくして、パイロットアークをメインアークに成長させ、スタッドの先端部及び母材部分を加熱し溶融する。なお、駆動部１０のコイル１１への電流は供給され続けているので、スタッド６は一定高さリフトされた状態に保持される。
【００１７】
適当な時間経過すると、メインアークによって、スタッド６の先端部分と母材９の部分が溶融する。コントローラは、前記の適当な時間が経過すると、駆動部１０のコイル１１への電流の供給を停止する。これによって、駆動部１０の引上げ力が無くなり、コイルばね１７の付勢力によって、緩衝装置１４とスタッド保持部７とが急激に下降し、スタッド保持部７に保持されたスタッド６の溶融した先端が、母材９の溶融部分に圧接される。この圧接時に、スタッド６には母材９からの反力が加わり、この反力は、スタッド保持部７を介して緩衝装置１４に加わる。緩衝装置１４のエアシリンダ３８には、レギュレータ２６（又は３９）からの調整後のエアが供給されている。前記のスタッドへの反力は、ピストンロッド２７を介してピストン２５に伝達され、エアシリンダ２３のチャンバー３８の加圧エアによって受けられて、その反力を相殺または減少させることができる。すなわち、緩衝装置１４によって、溶融後のスタッド６の先端部分を溶融後の母材９の部分に圧接する際の反動を緩衝することができる。
【００１８】
上記のように、緩衝装置１４によって、溶融後のスタッド６を溶融した母材９の部分に反動なく圧接することができるので、反動に伴う溶融部分の金属の飛散がなくなり、圧接時のスタッドのバウンドがなくなり、母材へのスタッドの必要以上の強い圧接力が不要になる。従って、溶融金属の飛散やスタッドのバウンドや必要以上の強い圧接力による従来に見られた溶接不良を防止できる。溶融スタッド６を母材９に適当な時間圧接しつつ、電源からの溶接電流を切断し、適当な時間の経過後、スタッド溶接ガン２の全体を母材９から離すように移動させる。このとき、スタッド６は母材９に溶接されて、スタッド保持部７から離れる。コントローラは、緩衝装置１４のソレノイドバルブ２９への電流も切る。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、緩衝手段によって、溶融後のスタッド部分が溶融後の母材部分に圧接する際の反動を緩衝するので、溶融後のスタッドの圧接時において、溶融部分の金属の飛散を防止することができ、溶融金属の不足に伴う溶接不良を防止でき、溶融スタッドのバウンドが防止できるので、溶接部の乖離や溶接部の巣穴等の溶接不良を防止でき、更に、必要以上の圧接力が不要になり、母材の変形や母材の強度の低下を阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスタッド溶接機の構成図である。
【図２】本発明に係るスタッド溶接機の１実施例に係る緩衝装置の構成図である。
【図３】本発明に係るスタッド溶接機の他の実施例に係る緩衝装置の構成図である。
【符号の説明】
１スタッド溶接機
２溶接ガン
３電源及びコントローラ部
５ハウジング
６スタッド
７スタッド保持部
９母材
１０駆動部
１１コイル
１３アーマチュア
１４緩衝装置
１７コイルばね
１８脚部
２３エアシリンダ
２５ピストン
２６レギュレータ
２７ピストンロッド
２９ソレノイドバルブ
３１コントローラ
３９レギュレータ
４１比例制御弁[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a stud welding machine, and in particular, after a stud is pressed against a base material, an arc is formed away from the base material, and after melting the stud tip and the base material, the molten stud portion is pressed against the molten base material portion. The present invention relates to a stud welding machine for welding a stud to a base material.
[0002]
[Prior art]
A welding gun having a stud holding means for holding the stud, a driving means for moving the holding means so as to press the stud against the base material or move away from the base material, and supplying a predetermined power between the stud and the base material The power source connected to the welding gun and the power source and the driving means are controlled so as to form an arc between the stud separated from the base metal and the base metal, and the stud tip and the base are formed by continuing the arc. 2. Description of the Related Art A stud welding machine is well known that includes a controller that controls the driving means so as to press the melted stud portion against the molten base material portion after melting the material portion. This stud welding machine is often used to weld a stud to a vehicle body or the like. A clip or the like is attached to the stud after welding, and various members are attached to a member to be attached such as a vehicle body by the clip.
[0003]
In a conventional stud welding machine, a spring for pressing the stud holding member downward is provided on the welding gun to press the stud against the base material. A solenoid (i.e., electromagnet) having a force to overcome the spring force is provided on the welding gun, and the solenoid is energized to lift the stud to a predetermined height so as to generate a pilot arc and a subsequent main arc. Then, move the stud away from the base material. If the solenoid is de-energized after the leading end of the stud and the opposing base material are melted by continuing the main arc, the stud is pressed against the base material by the force of the spring, and the melted stud and base material are They are welded together.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional stud welding machine, when the fused stud is pressed against the base material, the spring force is increased in order to avoid insufficient pressure welding. For this reason, when the molten stud is pressed against the molten base material portion, the metal in the molten portion is scattered to reduce the molten metal, resulting in poor welding. In addition, the stud may bounce due to the impact at the time of pressure welding and the welded part may be separated, or a burrow may be formed in the welded part, resulting in poor welding. Furthermore, if the strong pressure contact force exceeds the proof stress of the base material, there is a concern that the base material may be deformed and the strength of the base material may be reduced.
[0005]
Accordingly, the object of the present invention is to eliminate the welding failure caused by the excessive pressing force when the stud after melting is pressed against the base material, so that the pressing force when pressing the stud after melting to the base material is reduced. It is to provide a stud welding machine to be adjusted.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, according to the present invention, a welding gun having a stud holding means for holding a stud and a driving means for moving the holding means so as to press the stud against the base material or separate the stud from the base material, A power source connected to the welding gun so as to supply a predetermined power between the stud and the base metal, and a power source and driving means to form an arc between the stud and the base material separated from the base material And a controller for controlling the driving means so that the stud end portion and the base metal portion are melted by arc continuation, and the melted stud portion is pressed against the base metal portion after melting. Te, the welding gun, between the drive means and the stud holding means, the buffer means is provided to buffer the reaction at the time of press stud portions after melting the base material portion after melting, buffer hand Includes an air cylinder and a piston, and a regulator for supplying air of adjusted pressure to the air cylinder, and the buffer means is provided by the regulator when the molten stud portion is pressed against the molten base material portion. And the buffer means further includes a valve provided between the air cylinder and the regulator, which is connected to the regulator prior to arc formation. It is controlled by the controller so that the input pressurized air is supplied to the air cylinder as it is, and after the stud is separated from the base material and the arc is formed, the pressure-adjusted air output from the regulator is supplied to the air cylinder. that, stud welding machine is provided for, characterized in that.
The shock absorbing means can prevent the molten metal from splashing when the stud is welded after melting, so it can prevent welding failure due to lack of molten metal and prevent the molten stud from bouncing. It is possible to prevent welding defects such as part divergence and burrows in the welded part, and further prevent deformation of the base material and decrease in strength of the base material.
[0007]
The valve is a solenoid valve, and has a first position for supplying pressurized air input to the regulator to the air cylinder as it is, and a second position for supplying pressure-adjusted air output from the regulator to the air cylinder. A two-position valve is preferred. The regulator may adjust the input pressurized air and output one fixed level of pressure air. Alternatively, the regulator changes the output air pressure by changing the control input signal. It may include a proportional control valve.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a stud welding machine 1 according to the present invention. In FIG. 1, a stud welding machine 1 according to the present invention performs arc discharge between a stud and a base material, partially melts the stud and the base material, and welds the part. It comprises a gun 2 and a power source and controller unit 3 for operating the welding gun 2. The welding gun 2 includes a housing 5 that houses various components therein, and a stud holding portion 7 that extends from the housing 5 and holds a stud 6 at the tip. In the housing 5, there is provided a drive unit 10 that moves the stud holding part 7 and lifts the held stud 6 in contact with the base material 9 so as to be in pressure contact with the base material 9 or away from the base material 9. Yes. In the illustrated embodiment, the drive unit 10 is constituted by a linear motor including a fixed coil 11 and a movable armature 13. The drive unit 10 is not limited to the configuration shown in the figure as long as the stud 6 can be lifted so that the stud 6 is brought into contact with the base material 9 to be pressed against it or separated from the base material 9.
[0009]
A shock absorber 14 according to the present invention, which is connected to the stud holding portion 7 so as to hold the stud holding portion 7, is disposed at the lower portion of the housing 5. The shock absorber 14 is formed as a unit, and is held inside the housing 5 so as to be slidable up and down. Inside the housing 5 is formed a guide bearing 15 that guides the shock absorber 14 so that it does not rotate around the axis of the housing 5 but can move smoothly in the axial direction. A coil spring 17 is provided between the upper drive unit 10 and the lower shock absorber 14 on the inner side of the housing 5 so as to constantly urge the stud holding unit 7 toward the base material side. Sometimes, the stud holding portion 7 (and eventually the stud 6) is pushed in the direction of the base material 9 through the shock absorber 14. A leg portion 18 that extends toward the base material 9 is fixed to the side surface of the lower portion of the housing 5. When the entire leg welding gun 2 is moved closer to the base material 9, the leg portion 18 restricts the movement. When the entire stud welding gun 2 is moved to the base material 9 until the tip of the leg portion 18 contacts the base material 9 in a state where the stud 6 is held by the stud holding part 7 and the drive unit 10 is not operated, The stud 6 is pressed against the base material 9 with an appropriate force by the force of the coil spring 17. After this pressure welding, a welding operation is started.
[0010]
The power source and controller unit 3 is provided with a power source (not shown) that supplies welding power for forming an arc between the stud 6 held by the stud holding unit 7 of the stud welding gun 2 and the base material 9. It has been. One electric wire extending from the power source is input to the stud welding gun 2 so as to be accommodated in the cable 19 and connected to the stud holding portion 7 that holds the stud 6. The other electric wire 21 is connected to the base material 9. The power supply and controller unit 3 is provided with a controller (not shown). The controller supplies the current to the coil 11 of the driving unit 10 so that the stud 6 pressed against the base material 9 is separated from the base material 9. At the start of the pulling, a small current pilot arc is formed between the stud and the base material 9, and a high current main arc is formed while continuing the pulling. And the stud welding gun is controlled so that the molten stud 6 is pressed against the molten portion of the base material 9. Note that a pair of lead wires 22 that supply current to the coil 11 of the drive unit 10 are input to the drive unit 10 of the stud welding gun 2 from the controller of the power source and the controller unit 3. Further, a control signal is input to the shock absorber 14 from the controller through the cable 19 to control the operation of the shock absorber 14 as will be described later.
[0011]
The shock absorber 14 according to the present invention will be described with reference to FIG. The shock absorber 14 is provided between the drive unit 10 and the stud holding unit 7 as described above. The shock absorber 14 buffers a reaction when the tip portion of the stud 6 after being melted by continuing the main arc between the stud 6 and the base material 9 is pressed against the melted base material portion by the coil spring 17. To do. In FIG. 2, the shock absorber 14 includes an air cylinder 23, a piston 25 provided in the air cylinder 23, and a regulator 26 that supplies adjusted air to the air cylinder 23. In FIG. 2, the piston rod 27 is shown to be in direct contact with the stud 6 of the stud holding portion 7. However, for convenience of illustration, the piston 25 receives a reaction when the stud 6 is pressed. As long as the piston rod 27 may be in direct contact with the stud 6, the piston rod 27 may be connected to the stud holding portion 7 and indirectly connected to the stud 6.
[0012]
A solenoid valve 29 is provided between the air cylinder 23 and the regulator 26. The solenoid valve 29 takes a first position where the pressurized air input to the regulator 26 is supplied to the air cylinder as it is, and a second position where the pressure-adjusted air output from the regulator 26 is supplied to the air cylinder. A two-position valve, which is normally in the first position by the spring 30 and moves to the second position by a control signal to the solenoid. A control signal to the solenoid valve 29 is sent from the controller 31 of the power supply and controller unit 3 through the signal line 33. In this embodiment, the signal line 33 is sent through the cable 19 of FIG. Further, in this embodiment, the controller 31 does not send a control signal at the start of the welding operation so that the solenoid valve 29 is in the first position shown in FIG. After 6 melts, a control signal is sent to move to the second position.
[0013]
Pressurized air is input to the regulator 26 from, for example, an air compressor through the input passage 34. This pressurized air is also sent to the first input of the solenoid valve 29 via the bypass passage 35. The pressurized air sent to the regulator 26 is internally adjusted to air at a fixed level pressure that is lower than the input pressurized air. The adjusted pressurized air is sent to the second input of the solenoid valve 29 via the output passage 37. The output of the solenoid valve 29 is sent to the air cylinder 23. Depending on the position of the solenoid valve 29, unadjusted pressurized air (at the first position) or adjusted pressurized air (at the second position) is sent to the upper chamber 38 of the air cylinder 23. The pressure level of the air adjusted in the regulator 26 is counteracted by the pressurized air in the air chamber 38 of the air cylinder 23 against the reaction transmitted to the piston rod 27 and the piston 25 when the stud 6 is pressed by the coil spring 17. Selected to be able to.
[0014]
FIG. 3 shows an alternative to the shock absorber. The shock absorber in FIG. 3 shows an example in which the regulator 26 in FIG. 2 is changed. Other parts are the same as those in FIG. The regulator 39 in FIG. 3 includes a proportional control valve 41 that changes the output air pressure according to a change in the control input signal. An air pressure control signal is sent to the proportional control valve 41 from the controller 31 through the line 42, and the pressure of air output to the output passage 37 is determined by this signal. This output air pressure can be arbitrarily set from the controller 31, and has an advantage that the application range can be expanded compared with the regulator of the fixed pressure level of FIG.
[0015]
An operation procedure for welding the stud 6 to the base material 9 using the stud welding machine 1 having such a configuration will be described. First, the stud 6 is held by the stud holding portion 7 of the stud welding gun 2. Next, the entire stud welding gun 2 is moved so that the tip of the stud 6 is in contact with the base material 9. This movement is continued until the tip of the leg 18 extending from the lower part of the housing 5 comes into contact with the base material 9, and the state is maintained after the contact. Since no signal is sent from the controller 31 of the power supply and controller unit 3 to the solenoid valve 29, the solenoid valve 29 is in the first position shown in FIG. 2 (or FIG. 3) and is in the upper chamber 38 of the air cylinder 23. The input pressurized air is sent as it is. For this reason, when the leg portion 18 is in contact with the base material 9, the tip of the stud 6 is strongly pressed against the base material 9.
[0016]
Next, a signal is sent from the controller 31 of the power supply and controller unit 3 to the solenoid valve 29 of the shock absorber 14, the solenoid valve 29 is in the second position, and the chamber 38 of the air cylinder 23 is adjusted from the regulator 26. Later pressurized air is sent. While a small current is supplied from the power source to the stud 6 and the base material 9 by the controller, a current is supplied to the coil 11 of the drive unit 10 to overcome the pressing force of the coil spring 17, so that the stud holding unit 7 is a shock absorber. 14, the stud 6 is gradually pulled up from the base material 9, and a thin arc or pilot arc is formed between the stud 6 and the base material 9. Following the formation of the pilot arc, the controller increases the current from the power source to grow the pilot arc into the main arc, and heats and melts the tip and base material portions of the stud. Since the current to the coil 11 of the drive unit 10 is continuously supplied, the stud 6 is held in a state where it is lifted by a certain height.
[0017]
When an appropriate time elapses, the tip portion of the stud 6 and the base material 9 are melted by the main arc. When the appropriate time elapses, the controller stops supplying current to the coil 11 of the drive unit 10. As a result, the pulling force of the drive unit 10 is eliminated, and the shock absorber 14 and the stud holding unit 7 are rapidly lowered by the biasing force of the coil spring 17, so that the melted tip of the stud 6 held by the stud holding unit 7 is moved. Then, it is pressed against the molten portion of the base material 9. At the time of this pressure contact, a reaction force from the base material 9 is applied to the stud 6, and this reaction force is applied to the shock absorber 14 via the stud holding portion 7. The adjusted air from the regulator 26 (or 39) is supplied to the air cylinder 38 of the shock absorber 14. The reaction force applied to the stud is transmitted to the piston 25 via the piston rod 27 and is received by the pressurized air in the chamber 38 of the air cylinder 23 to cancel or reduce the reaction force. That is, the buffer device 14 can buffer the reaction when the tip portion of the stud 6 after melting is pressed against the portion of the base material 9 after melting.
[0018]
As described above, the shock absorber 14 can press the molten stud 6 to the molten base material 9 without reaction, so that the molten portion is not scattered by the reaction, and the stud is not compressed. The bounce is eliminated, and a strong pressure contact force beyond the necessity of the stud to the base material becomes unnecessary. Therefore, it is possible to prevent the welding defects seen in the past due to the scattering of molten metal, the bounce of studs, and the excessive pressure contact force more than necessary. While welding the molten stud 6 to the base material 9 for an appropriate time, the welding current from the power source is cut off, and after the appropriate time has elapsed, the entire stud welding gun 2 is moved away from the base material 9. At this time, the stud 6 is welded to the base material 9 and is separated from the stud holding portion 7. The controller also turns off the current to the solenoid valve 29 of the shock absorber 14.
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, the buffering means buffers the reaction when the molten stud portion is pressed against the molten base material portion, so that the molten portion is prevented from being scattered during the pressure welding of the stud after melting. It is possible to prevent welding defects due to lack of molten metal and to prevent bounce of the molten studs, so that welding defects such as dissociation of welded parts and burrows of welded parts can be prevented. No force is required, and deformation of the base material and reduction in strength of the base material can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a stud welding machine according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a shock absorber according to one embodiment of a stud welding machine according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a shock absorber according to another embodiment of the stud welder according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stud welder 2 Welding gun 3 Power supply and controller part 5 Housing 6 Stud 7 Stud holding part 9 Base material 10 Drive part 11 Coil 13 Armature 14 Shock absorber 17 Coil spring 18 Leg part 23 Air cylinder 25 Piston 26 Regulator 27 Piston rod 29 Solenoid valve 31 Controller 39 Regulator 41 Proportional control valve

Claims

A welding gun having a stud holding means for holding the stud, a driving means for moving the holding means so as to press the stud against the base material or move away from the base material, and a predetermined electric power between the stud and the base material. A power source connected to the welding gun to supply, and the power source and the driving means are controlled so as to form an arc between the stud separated from the base metal and the base material, In a stud welding machine comprising a controller for controlling the driving means so as to press the melted stud portion against the molten base material portion after melting the base material portion,
The welding gun is provided between the driving means and the stud holding means with a buffer means for buffering a recoil when the molten stud part is pressed against the molten base material part ,
The buffer means includes an air cylinder and a piston, and a regulator for supplying air of adjusted pressure to the air cylinder. The buffer means is configured such that the stud portion after melting is pressed against the base material portion after melting. Is controlled by the controller so that air from the regulator is supplied to the cylinder,
The buffer means further includes a valve provided between the air cylinder and the regulator, and the valve supplies pressurized air input to the regulator to the air cylinder as it is before the arc is formed. And after the stud is separated from the base material to form an arc, the controller is controlled to supply the pressure-adjusted air output from the regulator to the air cylinder.
A stud welding machine characterized by that.

2. The stud welding machine according to claim 1 , wherein the valve is a solenoid valve, a first position where pressurized air input to the regulator is supplied to the air cylinder as it is, and air after pressure adjustment output from the regulator. A stud welding machine characterized by being a two-position valve that takes a second position for supplying air to the air cylinder.

3. The stud welding machine according to claim 1 , wherein the regulator adjusts the input pressurized air and outputs one fixed level of pressure air. 4.

3. The stud welder according to claim 1 , wherein the regulator includes a proportional control valve that changes an output air pressure according to a change in a control input signal.