JPH03165976A - 直流抵抗溶接装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は溶接ロボット等に用いられ、被溶接部材を保持
した溶接電極間が所定加圧力に達するまで（加圧遅れ時
間）の間は本通電の遅延の制御が好適に行われる直流抵
抗溶接装置に関する。

［従来の技術コ 近時、溶接ガンに挟持される被溶接部材の加圧力の変動
、例えば、圧縮空気が変化した場合、加圧シリンダの加
圧力の変動等により生起する溶接品位の低下、大電流の
通電に伴う溶接電極の破損、並びに敗り等を有効に阻止
するため加圧状態を検知して通電制御を行う直流抵抗溶
接装置が知悉されている。

このような直流抵抗溶接装置として、特公昭５　５−２
　５　９　５　３号公報にも示されるように、溶接電極
間の抵抗により生じる電圧を検出し、この電圧の値をも
とに、加圧力の状態を識別して通電に係る制御を行う抵
抗溶接装置が存する。

さらに、溶接電極間の被溶接部材の加圧力の検出値が所
定の値に上昇ｊ．２た後、通電に係る好適な制御が行わ
れる溶接ガンの通電制御方法（特開平１−９５８８１号
公報）を当出願人が提案している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来技術における直流抵抗溶接装置にお
いては、比較的複雑な構或である専用の電圧検出器や判
別回路等の付加回路が必要である。さらに溶接ガンの通
電制御方法においても、加圧力を検知するために多数の
付加回路を用いて、通電制御を行うものであり、適用さ
れる装置においては装置規模、信号処理規模が増大する
不都合を有している。

本発明は前記の課題に鑑みてなされ、比較的簡単な構或
において、被溶接物を保持した溶接電極間が所定加圧力
に達するまでの加圧遅れ時間に本通電を遅延するための
タイミング制御に優れ、可級的速やかで且つ大電流の通
電に伴う溶接電極の破損、あるいは散り等が有効に阻止
されて溶接品位が向上する直流抵抗溶接装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明の直流抵抗溶接装
置は、 溶接電極に挟持される被溶接部材に本通電より低電圧の
予備通電を行う第１の通電手段と、前記被溶接部材の予
備通電に係る被溶接部材の電流を検知して検知信号を導
出する検知手段と、 前記検知信号の値が所定値以上において所定時間の本通
電を遅延する通電遅延手段と、前記遅延の終了時から所
定時間の本通電を行う第２の通電手段と、 を備えて構或される。

さらに、予備通電時間を設定し、且つ予備通電時間を計
数し、一致において溶接停止信号を送出する擬似溶接中
止制御手段とを備えて構威される。

［作用コ 以上のように構或される直流抵抗溶接装置においては、
溶接電極間に挟持された被溶接物の加圧開始店ともに予
備通電が行われ、その初期加圧が確認された後、さらに
所定加圧力に達するまでの間は本通電を遅延する本通電
遅延制御が行われる。

さらに、被溶接部材の通電が正常に行われない場合は擬
似的に溶接工程を中止する擬似溶接中止制御が行われる
。

これにより大電流の通電に伴う溶接電極の破損、あるい
は散り等が有効に阻止される。

［実施例］ 次に、本発明に係る直流抵抗溶接装置の一実施例を、添
付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は実施例の全体構戊を示すブロック図、第２図お
よび第３図は実施例の動作における時間軸上の信号波形
を示すタイミングチャートである。

先ず、構或を説明する。第１図に示される例は三和交流
電源に接続されるコンバータ部Ａと、このコンバータ部
Ａに接続されるインバータ部Ｂと、溶接トランス／整流
部Ｃと、溶接ガン部Ｄと、さらにインバータ部Ｂに対し
てパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を供給する溶接タイマ回
路Ｅとで概略構威されている。

コンバーク部Ａは三相交流電源から供給される三和交流
の直流変換を行う。

インバータ部Ｂは電力用のトランジスタＴｒａＸＴｒ　
ｂ，Ｔｒ　ｃ，Ｔｒ　ｄがフルブリッジ回路で形威され
、前記コンバータ部Ａの直流出力を所定の高周波交流に
変換する。

溶接トランス／整流部Ｃは高周波交流が入力される溶接
変圧器Ｔと、ここで導出される低電圧高周波交流を直流
化する整流器Ｄａ，Ｄｂを有している。

溶接ガン部Ｄは可動ガンアーム１０ａＳ１０ｂを駆動す
るシリンダＣｄが電磁切換弁Ｄｍを介して空圧源Ａｒと
接続されている。さらに可動ガンアーム１０ａと溶接変
圧器Ｔの結線路にはワークＷの通電の電流を検出する電
流検出器１２が設けられている。

溶接タイマ回路Ｅは溶接制御を行うためのＣＰＵ２２と
、予備通電制御、本通電遅延制御、スローアップ制御、
本通電制御並びに擬似溶接中止制御等を行うためのプロ
グラムを格納し、７ 且つ実行に係る情報の記憶、読み出しを行うためのＲＯ
Ｍ２４、ＲＡＭ２６とを有し、さらにロボットコントロ
ーラＣｃとの信号の送受を行い、且つ電磁切換弁Ｄｍに
接続される入出力インタフェース（以下、必要に応じて
Ｉ／Ｏという）２８を備えている。さらに、溶接条件の
値等を溶接タイマ回路Ｅに送出し、且つ表示ずるための
表示／入力装置Ｄｐと接続されるＩ／０３０と、トロイ
ダル等の電流検出器１２に接続されるＡ／Ｄ変換器３２
と、ＲＡＭ２６から読み出され、後記される通電初期化
信号のクロックパルスを計数するカウンタ３６と、通電
初期化信号のクロックパルスの送出から予め設定された
所定時間より短い設定時間を計時するタイマ３８と、ト
ランジスタＴｒａ乃至Ｔｒｄにパルス幅変調のベース電
流Ｓａ，Ｓｂを供給するベースドライブ回路Ｂｃと、ベ
ースドライブ回路Ｂｃにタイミングゲート信号を送出す
る電流制御部４０とを有している。

さらにＩ／Ｏ５２に接続され、予備通電の停８ 止後、ＲＡＭ２　６に設定された本通電遅延時間を計数
するカウンタ５４と、Ｉ／０５６に接続され、前記ＲＡ
Ｍ２　６に設定された通電遅延時間をラッチするラッチ
回＃ｒ５８とを有している。

さらにカウンタ５４とラッチ回路５８が接続され、夫々
供給される信号を比較して、一致において本通電に係る
信号を送出するための比較器６０と、さらにＩ／０６２
とを有している。なお、符号６８はバスラインである（
第１の通電手段、通電遅延手段、第２の通電手段に対応
）。

ＲＡＭ２６には表示／入力装置Ｄｐから、予め予備通電
制御、本通電遅延制御、スローアップ制御、本通電制御
並びに擬似溶接中止制御のプリセット値Ｎとタイマ３８
のブリセット時間Ｔｂが記憶されている。

次に、上記の構或における動作を説明する（第１図乃至
第３図参照）。

先ず、ロボットコントローラＣｃから溶接指令信号（第
２図ａ）がＩ／０２８を介してＣＰＵ２２に取り込まれ
る。

０ ＣＰＵ２２は溶接指令信号をもとにＲＯＭ２４に格納さ
れたプログラムおよびＲＡＭ２６に書き込まれた溶接条
件（予備通電制御、本通電遅延制御、スローアップ制御
、本通電制御並びに擬似溶接中止制御）を読み出し、こ
こで■／０２８から電磁切換弁Ｄｍに加圧信号〈第２図
ｂ〉を供給される。続いて、空圧源Ａｒから送出される
圧縮空気がシリンダＣｄに供給されて可動ガンアーム１
０ａ，１０ｂが閉動してワークＷを挟持する。

次に、時刻ｔａｚにおいて、通電初期化信号（第２図Ｃ
）のクロックパルスＰａがＲＡＭ２６から読み出され、
カウンタ３６、タイマ３８および電流制御部４０に導入
される。

カウンタ３６は計数値を１とし、タイマ３８はクロック
パルスＰａの前縁部から計数を開始する。さらに、電流
制御部４０には、ＲＡＭ２６から読み出され、その初期
値Ｖａのスロープ波形の通電信号（第２図ｄ）が導入さ
れ、これに基づいてタイミングゲート信号がペースドラ
１０ イブ回路Ｂｃに供給される。

タイミングゲート信号は前記通電信号の振幅値に応じた
ベース電流Ｓａ，Ｓｂのパルス幅増減の制御信号であり
、トランジスタ’ｌ’ｒａ乃至Ｔｒｄのスイッチング動
作により、高周波交流が導出され、続いて、溶接変圧器
Ｔ１整流器ＤａＳＤｂを介した直流電圧がワークＷに印
加される。

ここまでの状態はワークＷの初期加圧中であり、ワーク
Ｗに本通電が行われないプリセット時間Ｔｂ（予備通電
、第２図Ｃ）である。プリセット時間Ｔｂの終了時にタ
イマ３８から計数終了信号（図示せず）がＣＰＵ２２に
送出され、時刻ｔａａで通電初期化信号のクロックバル
スｐｂを読み出し、カウンタ３６の計数値が２となる。

ここでタイマ３８はクロックバルスｐｂの前緑部から計
数を開始する。

この時点で通電信号は初期値Ｖａに初期化されスローア
ップ制御が開始される。この初期化は複数回（図示され
る６回、時刻ｔａａ乃至ｔ１１ ａｂ）行われる。このプリセット時間Ｔｂの電流検出器
１２の検出電流が所定値以上においては、ワークＷの初
期加圧が正常とされて本通電遅延制御が行われる。なお
、所定値以下においては再度溶接指令信号の取り込みか
ら開始する。

本通電遅延制御は初期加圧の完了、すなわち、加圧が完
了するまでの間はスローアップ制御並びに本通電制御を
遅延するものであり、ＲＡＭ２６に予めワークＷの板圧
、材質等を考慮した時間が記憶されている。ＲＡＭ２６
から読み出された時間（時刻ｔａｂ乃至ｔａｃ）がＩ／
０５２を介してラッチ回路５８でラッチされ、さらにＩ
／０５６を介して導入されたクロック信号がカウンタ５
４で計数される。そして夫々の導出信号が比較器６０で
比較され、その一致においてＩ／０６２を介した信号が
ＣＰＵ２２に取り込まれて、スローアップ制御並びに本
通電制御が開始される（時刻ｔａｃ）。

次に、ＲＡＭ２６のデータにより時刻ｔａｃから時刻ｔ
ａｄまでのスローアップ制御時間Ｔ１２ Ｓは図示される振幅（第２図ｄ）に対応する信号が電流
制御部４０から導出されベースドライブ回路Ｂｃに供給
される。電流検出器１２の検知電流は所定電流Ｉａ（第
２図ｅ）において本通電制御（フィードバック制御）が
開始され、時刻ｔａｄ乃至時刻ｔａｅ間において一定の
電流１ａがワークＷに通電される。なお、この後、所定
の加圧保持時間（第２図ｂ）が確保される。

この加圧保持時間経過後の時刻ｔａｆで溶接終了信号（
第２図ｆ）が溶接タイマ回路３８からロボットコントロ
ーラＣｃに送給され、溶接信号が停止する（第２図ａ１
時刻ｔａｇ）。これによって、１溶接工程が完了する。

次に、擬似溶接中止制御について説明する（第３図参照
〉。

空圧源ＡＴの空気圧が極めて低下して可動ガンアーム１
０ａ，１０ｂが駆動されない場合、あるいは溶接電極１
１ａ，ｌｌｂの接触部位に絶縁性塵埃等が付着した場合
には、ワークＷに通電されず、さらにワークＷが可動ガ
ンアーム１３ １０ａ，１０ｂ間に挟持された状態で溶接工程が中止さ
れる。

この場合、溶接工程を擬似的に終了せしめる擬似溶接中
止制御が行われる。

この擬似溶接中止制御は、ロボットコントローラＣｃか
ら供給される溶接指令信号（第３図ａ）に基づいて加圧
信号（第３図ｂ）が電磁切換弁Ｄｍに送出される。

続いて、ＲＡＭ２６から通電初期化信号のパルスＰａ（
第３図Ｃ〉が読み出され、通電信号が初期化されてスロ
ーアップ制御が開始される（第３図ｅ，時刻ｔｂｚ）。

次いで、プリセット時間Ｔｂの経過後（第３図Ｃ〉ワー
クＷに通電が行われているか否が判定される。ここで通
電されていない場合は、再び初期化される。このように
して通電されているか否かの判定がプリセット時間Ｔｂ
毎にＮ回（初期化回数としては、Ｎ−１回）実施され、
その時間が（Ｎ−１）ＸＴｂに対応する無通電許容時間
Ｔａ　Ｉ　］　ｏｗが経過した時（第３図Ｃ、１４ 時刻ｔｂｂ）にＩ／０２８を介して擬似溶接終了信号（
第３図ｄ〉がロボットコントローラＣＣに出力されて、
連動機器（図示せず）が停止する。同時に通電信号が停
止（第３図０１時刻ｔｂｂ）され、これにより溶接が擬
似的に終了する（第３図ａ１時刻ｔｂｃ）。この場合、
Ｉ／Ｏ　（図示せず）を介したカウンタ３６からの計数
終了信号を用いてランプの点灯、ベルの吹鳴を行うよう
にして、溶接工程の停止を所要の作業者に報知すること
ができる。

このようにして、初期加圧時間を不必要に大きくする必
要がなく、結果的に溶接タイムが最短化される。

なお、上記の実施例では、電流検出器１２を溶接変圧器
Ｔの二次側に配設しているが、これに限らず、溶接変圧
器Ｔの一次コイル側あるいはコンバータ部Ａとインバー
タ部Ｂと結線路に配設しても前記と同様の作用効果が得
られる。

［発明の効果］ ｌ５ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、溶接
電極間に挟持された被溶接部材の加圧開始とともに予備
通電が行われ、その初期加圧が確認された後、さらに所
定加圧力に達するまでの間は本通電を遅延する本通電遅
延制御が行われる。さらに、被溶接部材の通電が正常に
行われない場合は擬似的に溶接工程を中止する擬似溶接
中止制御が行われる。

したがって、比較的簡単な構或のもとに、被溶接部材を
保持した溶接電極間が所定加圧力に達するまでの加圧遅
れ時間が設けられて充分な被溶接部材の加圧のもとに本
通電が行われるものとなり、これにより、可級的速やか
に且つ大電流の通電に伴う溶接電極の破損、あるいは散
り等が有効に阻止されて溶接品位が向上する効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直流抵抗溶接装置に係る一実施例の全
体構或を示すブロック図、 １６ 第２図および第３図は実施例の動作における時間軸上の
信号波形を示すタイミングチャートである。 １０ａ，１０ｂ・・・可動ガンアーム １２・・・電流検出器　　　２２・・・ＣＰＵ２４・・
・ＲＯＭ　　　　　　２６・・・ＲＡＭ３６・・・カウ
ンタ　　　　　３８・・・タイマ５４・・・カウンタ　
　　　５８・・・ラッチ回路６０・・・比較器 Ａ・・・コンバータ部　　　Ｂ・・・インバ−タｍＣ・
・・溶接トランス／整流部 Ｄ・・・溶接ガン部　　　　Ｅ・・・溶接タイマ回路Ｔ
ｒａ−Ｔｒｄ・・・トランジスタ Ｗ・・・ワーク ｌ ７

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接電極に挟持される被溶接部材に本通電より低
   電圧の予備通電を行う第１の通電手段と、前記被溶接部
   材の予備通電に係る被溶接部材の電流を検知して検知信
   号を導出する検知手段と、 前記検知信号の値が所定値以上において所定時間の本通
   電を遅延する通電遅延手段と、 前記遅延の終了時から所定時間の本通電を行う第２の通
   電手段と、 を備えることを特徴とする直流抵抗溶接装置。
2. （２）請求項１記載の直流抵抗溶接装置において、予備
   通電時間を設定し、且つ予備通電時間を計数し、一致に
   おいて溶接停止信号を送出する擬似溶接中止制御手段を
   備えることを特徴とする直流抵抗溶接装置。
3. （３）請求項１および２記載の直流抵抗溶接装置におい
   て、通電遅延手段は予備通電に係る電流をもとに時間計
   数を行うカウンタと、遅延の値をラッチする回路とを備
   えるとともに、カウンタの値とラッチされた値の一致に
   おいて本通電開始の信号を第２の通電手段に送出する比
   較器とを備えることを特徴とする直流抵抗溶接装置。