JPH03146278A - スポット溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タイマコンダクタにより定電流制御が行われ
るスポット溶接装置に関するものである。

〔従来の技術〕

スポット溶接装置（１）は、第３図に示す如（、一対の
電極チップ（２ａ）　　（２ａ）を有し、この電極チッ
プ（２ａ）　　（２ａ）によって熔接価所を挾みながら
加圧する機構を備えた溶接ガン（２）と、ガン加圧用の
エア源（３）と溶接ガン（２）との間に介在させた電磁
切換弁（４）と、２次側が溶接ガン（２）に接続された
溶接トランス（５）と、溶接トランス（５）の１次側に
接続されたタイマコンダクタ（６）とによって構成され
ている。上記溶接ガン（２）は、一般に、産業用ロボッ
トのアームに保持された状態で生′産ラインの上の所定
の位置に配置される。又、タイマコンダクタ（６）は電
源と接続されており、溶接作業時の初期加圧（予圧）時
間、通電時間、保持時間、休止時間の各タイミングを決
定するタイマ部（７）と、通電時間に溶接電流を流すた
め溶接トランス（５）の１次回路に逆並列に接続された
一対のサイリスタ（８ａ）　　（８ａ）からなるコンダ
クタ部（８）とを備えている。

又、上記スポット溶接装置（１）の１次側には、溶接電
流を検出するための検出コイル（９）が配置しである。

そして、画電極チップ（２ａ）（２ａ）への通電時、上
記検出コイル（９）によって１次電流を検出し、この時
の検出信号をタイマコンダクタ（６）にフィードバック
し、コンダクタ部（８）を構成するサイリスタ（８ａ）
（８ａ）の点弧タイミングを制御することにより、画電
極チンブ°（２ａ）　　（２ａ）間を流れる電流が予め
設定された値となるように定電流制御を行っている。

ところで、上記した定電流制御を行うタイマコンダクタ
（６）は高価なため、１つのタイマコンダクタ（６）に
より１台の溶接ガン（２）の溶接電流を制御する方式を
とると、装置全体が非常に高価となる。一方、生産ライ
ン上に多数の溶接ガン（２）を設置した場合、全ての溶
接ガン（２）に同時に通電されることはない。

従って、上記タイマコンダクタ（６）を用いて定電流制
御を行う場合のコストダウンの手段として、第４図に示
すスポット溶接装置（１）の如（，１台のタイマコンダ
クタ（６）により、複数、この図では３台の溶接ガンに
対し定電流制御を行うようにしたものがある。Ｗち、第
１乃至第３の溶接ガン（２）（２’）（２”　）に１次
側がそれぞれ接続された第１乃至第３の溶接トランス（
５）　　（５°）（５”）の２次側を、上述したのと同
様のタイマコンダクタ（６）に並列接続しておくと同時
に、第１乃至第３の溶接ガン（２）　　（２’）　　（
２”）とガン加圧用のエア源（３）とを、それぞれ独立
した第１乃至第３の電磁切換弁（４）　　（４’）　　
（４’”）を介して接続しておく、又、図中（２ａ）　
　（２ａ’　）　　（２ａ’”）は、各溶接ガン（２）
　　（２°）（２”　）の電極チップ、（９）はスポッ
ト溶接装置（１）の１次側に配置した溶接電流検出用の
検出コイルである。そして、例えば第１乃至第３の溶接
ガン（２）　　（２°）（２°”）を順次作動させるに
は、第５図のタイムチャートに示す如く、先ず、第１の
電磁切換弁（４）を加圧側に切替え、第１の溶接ガン（
２）の電極チップ（２ａ）　　（２ａ）によって被溶接
物を挾持した状態で、タイマコンダクタ（６）によって
第１の溶接ガン（２）に通電する。そして、第１の溶接
ガン（２）によるスポット溶接が終了し、第１の電磁切
替弁（４）が開放側に切替ることにより、第１の溶接ガ
ン（２）が開くと、次に、第２の電磁切替弁（４°）を
加圧側に切替え、以後上記と同様にして第２の溶接ガン
（２”）によるスポット溶接が行われた後、第２の溶接
ガン（２°）が開く。

後は、上記と同様にして、第３の溶接ガン（２°゛）に
よってスポット溶接を行うことにより、第１乃至第３の
溶接ガン（２）　　（２°）（２”°）によるスポット
溶接を順次行うようにしている。尚、上記した複数台の
溶接ガンを１台のタイマコンダクタによって制御するス
ポット溶接装置の従来例としては、特開昭５９−４５０
８６号公報に開示された抵抗溶接機の制御装置等がある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した如く、複数の溶接ガン（２）への定電流制御を
１台のタイマコンダクタ（６）によって行えば、タイマ
コンダクタ（６）を用いたスポット溶接装置（１）のコ
ストダウンを計ることができる。しかし、上記方法を用
いて正確な定電流制御を行うためには、１回の通電に対
する溶接回路数を１回路に限定する必要がある、このた
め、第４図に示した例のように、３台の溶接ガン（２）
　　（２”）（２′”）を１台のタイマコンダクタ（６
）によって制御する場合、第５図のタイムチャートに示
した如く、各溶接ガン（２）　　（２”）（２”　’）
の加圧及び開放動作は、それぞれが重ならないように別
個に行い、各溶接ガンの動きは、溶接ガンを閉じ、所定
の予圧時間経過後、通電し、更に所定の保持時間をおい
た後、溶接ガンを開（ことになるが、溶接ガン（２）の
加圧から開放までの機械的動作には比較的時間がかかる
ため、この動作を３台の溶接ガン（２）　　（２°’）
　　（２”　）が全て重ならないように制御すると、３
台の溶接ガン（２）（２’）　　（２°°）によって連
続的にスポット溶接を行う場合、サイクルタイム（Ｔ）
が非常に長くなってしまうといった問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

スポット溶接装置を一対の電極チップをそれぞれ有する
複数台の溶接ガンと、上記複数の溶接ガンを同時に加圧
、開放させるための電磁切換弁と、２次側がそれぞれ各
溶接ガンに接続された複数の溶接トランスと、電源と各
溶接トランスの１次側との間にそれぞれ介在させた、ス
イッチング素子によって構成された複数のコンダクタ部
及び、この各コンダクタ部の点弧時期を制御するタイマ
部とを有するタイマコンダクタとによって構成し、上記
複数の溶接ガンを同時に加圧状態にした後、タイマコン
ダクタの各コンダクタ部を順次点弧させて行（ことによ
り、各溶接ガンの電極チン１間に順次通電させるように
したものである。

〔作用〕

上記した如く、複数の溶接ガンを同時に加圧状態にした
後、タイマコンダクタの各コンダクタ部を順次点弧させ
て行き、各溶接ガンに順次通電して行くことにより、複
数の溶接ガンを１台のタイマコンダクタによって制御す
る場合に於ける機械的なサイク・ルタイムを必要最小限
にするものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係るスポット溶接装置（２０）を示
すものである。同図に於いて、（２１）（２１°）　　
（２１”）は、第１乃至第３の溶接ガン（２１ａ　）　
　（２１ａ’　）　　（２１ａ”　）は各溶接ガン（２
１）　　（２１’　）　　（２１”）の電極チップ、（
２２）（２２°）　　（２２”）は、第１乃至第３の溶
接ガン（２１）　　（２１°）　　（２１”）に２次側
がそれぞれ接続された第１乃至第３の溶接トランスであ
る。

（２３）は、ガン加圧用のエア源（２４）と第１乃至第
３の溶接ガン（２１）　　（２１°）　　（２１”）と
の間に介在させた電磁切替弁であり、この電磁切替弁（
２３）を加圧側にすると、第１乃至第３の溶接ガン（２
１）　　（２１°）　　（２１”）が同時に閉じ、又、
電磁切替弁（２３）を開放側にすると、第１乃至第３の
溶接ガン（２１）　　（２１’　）　　（２１”）が同
時に開くようにしである。　　（２５）は、上記第１乃
至第３の溶接トランス（２２）　　（２２″）（２２°
°）の１次側と接続されたタイマコンダクタである。こ
のタイマコンダクタ（２５）　は、図示の如く、溶接作
業時の初期加圧（予圧）時間、通電時間、保持時間の各
タイミングを決定するタイマ部（２６）と、通電時間に
、第１乃至第３の溶接ガン（２１）　　（２１’　）　
　（２１”）の内の任意の１台に通電するため、第１乃
至第３の溶接トランス（２２）　　（２２’　）　　（
２２”）の各１次回路にそれぞれ接続された第１乃至第
３のコンダクタ部（２７）　　（２７’　）　　（２７
”）からなっている。

この各コンダクタ部（２７）　　（２７°）　　（２７
”）は従来と同様、逆並列に接続された一対のサイリス
タ（２７ａ）　　（２７ａ’）　　（２７ａ”　）によ
ってそれぞれ構成されており、この各サイリスタ（２７
ａ　）（２７ａ’）　　（２７ａ”　）は、タイマ部（
２６）内に設けられた各コンダクタ部（２７）　　（２
７’　）　　（２７”）と対応した３組のゲートアンプ
（図示せず）によって別個に点弧できるようにしたある
。又、このスポット溶接装置（２０）の１次側には、溶
接電流を検出するための検出コイル（２８）が設置して
あり、第１乃至第３の溶接ガン（２１）（２１″）（２
１°”）の何れか１台への通電時、検出コイル（２８）
によって１次電流を検出し、この時の検出信号をタイマ
コンダクタ（２５）にフィードバックし、今通電を行っ
ている溶接ガンに対応するコンダクタ部を構成するサイ
リスタの点弧タイミングを制御することにより、定電流
制御を行うようにしである。

上記構成からなるスポット溶接装置（２０）の第１乃至
第３の溶接ガン（２１）　　（２１°）（２１°°）に
よって順次スポット溶接を行うには、第２図のタイムチ
ャートに示す如（、先ず、電磁切替弁（２３）を加圧側
に切替、第１乃至第３の溶接ガン（２１）　　（２１”
）　　（２１”）の各電極チップ（２１ａ　）　　（２
１ａ’　）　　（２１ａ”　）によって被溶接物の各溶
接個所を同時に挾持する０次に、タイマコンダクタ（２
５）のタイマ部（２６）の作用により、第１のコンダク
タ部（２７）を構成するサイリスタ（２７ａ）の点弧タ
イミングを制御するこことにより、第１の溶接ガン（２
１）に通電し、第１の溶接ガン（２１）によるスポット
溶接を行う、このようにして、第１の溶接ガン（２１）
への通電が終了すると、次に、第２のコンダクタ部（２
７°）を構成するサイリスタ（２７ａ’　）の点弧タイ
ミングを制御することにより、第２の溶接ガン（２１”
）に通電し、第２の溶接ガン（２１’　）によるスポッ
ト溶接を行い、この後、上記２者と同様にして第３の溶
接ガン（２１”）によるスポット溶接を行う、上記のよ
うにして、第１乃至第３の溶接ガン（２１）　　（２１
°）　　（２１”）への通電が終了すると、後は、電磁
切替弁（２３）を開放側に切替え、第１乃至第３の溶接
ガン（２１）（２１’　）　　（２１”）を同時に開か
せることにより、第１乃至第３の溶接ガン（２１）　　
（２１’　）　　（２１°゛）による１サイクルの溶接
作業を終了する。このように、第１乃至第３の溶接ガン
（２１）　　（２１’　）（２１°°）により順次スポ
ット溶接を行う時、第１乃至第３の溶接ガン（２１）　
　（２１’　”）　　（２１”′）による加圧を同時に
行い、各溶接ガン（２１）（２１’　）　　（２１”）
に介する通電のみを順次行うようにすれば、第１乃至第
３のコンダクタ部（２７）　　（２７″）　　（２７”
）の切替えに要する時間は、第１乃至第３の溶接ガン（
２１）　　（２１’　）（２１゛）の加圧及び開放に要
する時間よりも遥かに短いため、従来の複数台の溶接ガ
ンがこの開閉を別個に行う方式に比べ、サイクルタイム
（Ｔ）を大幅に短縮できる。

又、上記３つのコンダクタ部（２７）　　（２７°）（
２７”）を有するタイマコンダクタ（２５）により制御
される第１乃至第３の溶接ガン（２１）（２１’　）　
　（２１°”）からなるスポット溶接装置（２０）を生
産ラインに設置し、溶接作業を行う場合、タイマコンダ
クタ（２５）には、この生産ラインによってスポット溶
接装置に送られて来るワークに対応した溶接条件を逐次
入力してやる必要があると同時に、この溶接条件により
どのコンダクタ部を点弧させ、どの溶接ガンに通電する
かを指示するためのサイリスタ起動信号を入力してやる
必要が生じる。尚、この溶接条件及びサイリスタ起動信
号は、生産ライン全体を制御する制御盤から出力させる
ことになり、又、上記溶接条件とは、被溶接物となるワ
ークの材質、板厚等を基に、そのワークにスポット溶接
を施す時にｉ通と考えられる電流値、通電時間、加圧時
間等のデータのことである。しかし、このようにタイマ
コンダクタ（２５）に溶接条件を伝える溶接信号及びサ
イリスタ起動信号の２種の信号を入力させる方法をとる
と、溶接ガンに対するタイマコンダクタ（２５）の数は
減らせるが、生産ライン全体の動きを制御する制御盤と
タイマコンダクタ（２５）との間を結ぶケーブルの数は
逆に増えてしまい、配線が複雑化する。ところで、この
種のタイマコンダクタ（２５）に入力する溶接信号は通
常４ビア）によって構成されており、１５種の組合せか
らなる溶接条件の内の１つが入力するようになっている
、そこで、本発明では、この１５の溶接条件を予め３つ
に分割し、阻１〜阻５の溶接条件がタイマコンダクタ（
２５）に入力した時には、第１のコンダクタ部（２７）
に対応したゲートアンプをＯＮさせ、第１の溶接ガン（
２１）に通電し、阻６〜隘１０の溶接条件が入力した時
には、第２のコンダクタ部（２７”）に対応したゲート
アンプをＯＮさせ、第２の溶接ガン（２１°）に通電し
、隘１１〜１１ｋＬ１５の溶接条件が入力した時には、
第３のコンダクタ部（２７°”）に対応したゲートアン
プをＯＮさせ、第３の溶接ガン（２１”）に通電させる
ように、タイマコンダクタ部（２５）に予めプログラミ
ングを行っておく。このようにしておけば、タイマコン
ダクタ（２５）に溶接条件を入力させるだけで、その溶
接条件に対応してどのコンダクタ部を点弧させるかを指
示するサイリスタ起動信号を入力してやる必要はなくな
る。

このため、本発明に係るスポット（溶接装置（２０）を
生産ラインに設置することにより、ケーブルの数が増加
するのを防止できる。

尚、上記のように、１５の溶接条件を予め第１乃至第３
の溶接ガン（２１）　　（２１°）　　（２１”）に対
し均等に振分けてしまうと、１台の溶接ガンに対し５つ
の溶接条件しか割り当てることができなくなってしまう
が、通常、複数の溶接ガンを１台のタイマコンダクタ（
２５）によって制御する形式のスポット溶接装置（２０
）が設置される生産ラインは、それほど多種類のワーク
が流れて来る生産ラインではなく、ある程度限られた種
類のワークが流される生産ラインの場合がほとんどであ
るため、１台の溶接ガンに対し割当て可能な溶接条件が
減少してもそれほど問題になることはない。

又、上記実施例は１台のタイマコンダクタ（２５）によ
り３台の溶接ガンを制御する例について説明したが、溶
接ガンの数は３台に限定されるものではなく、２台や４
台でもよいのは熱論である。

〔発明の効果〕

上記した如く、本発明は、複数の溶接ガンを１台のタイ
マコンダクタによって制御する形式のスポット溶接装置
に於いて、溶接ガンを同時に加圧した状態に於いて、タ
イマコンダクタに設けた各溶接ガンに対応した各コンダ
クタ部を順次点弧させて行き、各溶接ガンに順次通電し
て行（ようにしたから、各溶接ガンを開閉させるのに要
する機械的な時間を必要最小限に押えることが可能とな
り、この種の溶接装置を用いて連続的にスポット溶接を
行う場合のサイクルタイムを大幅に短縮できる。又、本
発明に係るスポット溶接装置は、タイマコンダクタにサ
イリスタからなるコンダクタ部を溶接ガンの数に対応す
るだけ設ける必要が生じるが、溶接ガンをエア圧によっ
て開閉させるための電磁切替弁の数は溶接ガンの６数に
関係なく１つですみ、又エアの配管系もシンプルになる
ため、従来のこの種のスポット溶接装置に比ベコストダ
ウンを針ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスポット溶接装置の構成を示すブ
ロック図、第２図は本発明に係るスポット溶接装置の動
作タイミングを示すタイムチャート、第３図及び第４図
は、従来のスポット溶接装置の構成を示すブロック図、
第５図は第４図示したスポット溶接装置の動作タイミン
グを示すタイムチャートである。 （２０）・−・スポット溶接装置、 （２１）　−第１の溶接ガン、 （２１’　）・−第２の溶接ガン、 （２１”）・−・第３の溶接ガン、 （２２）・−・第１の溶接トランス、 （２２”）−第２の溶接トランス、 （２２”　）　−第３の溶接トランス、（２３）　−電
磁切替弁、 （２５）　−・タイマコンダクタ、 （２６）・−タイマ部、 （２７）　−第１のコンダクタ部、 （２７’　）　−−・第２のコンダクタ部、（２７”°
）−・第３のコンダクタ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の電極チップをそれぞれ有する複数台の溶接
   ガンと、上記複数の溶接ガンを同時に加圧、開放させる
   ための電磁切換弁と、２次側がそれぞれ各溶接ガンに接
   続された複数の溶接トランスと、電源と各溶接トランス
   の１次側との間にそれぞれ介在させた、スイッチング素
   子によって構成された複数のコンダクタ部及び、この各
   コンダクタ部の点弧時期を制御するタイマ部とを有する
   タイマコンダクタとからなり、上記複数の溶接ガンを同
   時に加圧状態にした後、タイマコンダクタの各コンダク
   タ部を順次点弧させて行くことにより、各溶接ガンの電
   極チップ間に順次通電させるようにしたことを特徴とす
   るスポット溶接装置。