JPH0520188B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、抵抗溶接機、たとえばスポツト溶
接機において、溶接ガンのワーク加圧力を所要に
応じて適宜に調節して常に最適なる溶接条件をも
たらす加圧力制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来既知のこの種の加圧力制御装置としては、
たとえば第１図に示すものがある。

これは、スポツト溶接機の溶接ガン１に加圧シ
リンダ２を連結し、この加圧シリンダ２に電磁方
向切換弁３および圧縮空気供給源４を順次に接続
するとともに、加圧シリンダ２と方向切換弁３と
の間で、加圧シリンダ２の溶接ガン加圧側に連通
する圧縮空気給排通路５に、相互に並列をなす直
接作動減圧弁６およびチエツク弁７からなる圧力
制御手段８を接続してなる。

なお図中９は消音器を示す。

このような加圧力制御装置によれば、溶接ガン
１の加圧力の設定は、電磁方向切換弁３および直
接作動減圧弁６を経て加圧シリンダ２の溶接ガン
加圧側へ、圧縮空気供給源４からの空気を供給す
るに先だつて、直接作動減圧弁６を手動調整する
ことにて行うことができるも、ここにおける圧力
制御手段８は、設定圧力を、手動操作によつて直
接的に調整する半固定式であるため、たとえば、
ロボツトによる溶接作業におけるように、板厚、
材質などが変化するワークの多数点に順次にかつ
迅速に溶接を施す場合には、圧力制御手段８の設
定圧力を、それが常にワークの溶接部位に応じた
最適圧力になるように頻繁に調整することが実質
上不可能であり、この結果として、最適溶接条件
によるすぐれた溶接結果を得ることができない問
題があつた。

そこで、従来技術のかかる問題を解決するもの
として、特開昭58−84686号公報（特願昭56−
182635号）に示されるように加圧力調整装置が提
案されている。

この装置は、第２図に示すように溶接ガン１に
関連させて設けた加圧シリンダ２を、３ポジシヨ
ンの電磁方向切換弁３ａを介して圧縮空気供給源
４に接続し、また、加圧シリンダ２と方向切換弁
３ａとの間で、加圧シリンダ２の溶接ガン加圧側
に連通する圧縮空気給排通路５に、設定圧力を遠
隔操作できる圧力センサ１０を接続してなり、加
圧シリンダ２の伸長側空気質２ａの内圧が、遠隔
的に設定された所要圧力に達したときに、圧力セ
ンサ１０からの信号で、電磁方向切換弁３ａを図
示位置へ作動させて圧縮空気の供給を停止する一
方、溶接ガン１によるワーク１１の所要圧力での
押圧を維持するものである。

ところが、このように開示技術は、圧力センサ
１０が加圧シリンダ２の圧力を検知し、所定の圧
力になつた所で信号を送つて電磁方向切換弁３ａ
を作動させ、最終的にクローズ状態にするという
ものであるため、長時間の応答遅れがあることに
起因して、一の溶接作業を完了するためのサイク
ルタイムが長くなつて作業能率が低くなるという
問題や、圧力センサ１０が作動してから圧縮空気
の供給が停止されるまでの時間遅れに起因して溶
接ガン１の加圧力が設定圧力よりも高くなるとい
う問題があつた。

ここでこの装置のサイクルタイムを第３図に基
づいて詳細に説明すると、横軸に時間ｔ、縦軸に
空気圧力ｐを表わすこのグラフにおいて、 電磁方向切換弁応答遅れ時間t₁ 加圧シリンダ作動時間t₂ シリンダ内圧力の立上り時間t₃ 設定圧力保持時間t₄，t₆ 溶接電流通電時間t₅ 加圧シリンダ戻り時間t₇ 圧力降下保持時間T₈ 溶接ガン移動時間t₉ 電磁方向切換弁閉止時間t₁₀ サイクルタイムＴ となり、このサイクルタイムＴのうち溶接作業に
必須の時間t₄〜t₉を除いた他の時間t₁〜t₃および
t₁₀は、装置の応答遅れによつて相当長くなつて
いる。

（発明の目的） この発明は、従来技術のかかる問題点に鑑みて
なされたものであり、圧縮空気給排通路の構成を
十分簡単なものとするとともに、圧縮空気がその
給排通路から受ける流動抵抗を十分小さく維持し
つつ、設定圧力の遠隔操作を可能にする他、サイ
クルタイムの減少をもたらし、また溶接ガンの加
圧力を設定圧力に正確に適合させ得る抵抗溶接機
の加圧力制御装置を提供するものである。

（発明の構成） この発明の抵抗溶接機の加圧力制御装置は、と
くに、加圧シリンダと一の方向切換弁との間、も
しくは、方向切換弁と圧縮空気供給源との間に、
電気信号によつて設定圧力を変更され、圧縮空気
の供給の停止をもたらす圧力制御手段を配設し、
この圧力制御手段を、圧縮空気給排通路に設けた
パイロツト操作減圧弁と、圧力伝播通路に設けら
れ、前記電気信号によつて設定された圧力を、パ
イロツト操作減圧弁にパイロツト圧として供給す
る圧力設定手段とで構成したものである。

この加圧力制御装置によれば、たとえば、加圧
力の種類に応じたシーケンス回路を組み、溶接点
毎に設定圧力を自動的に選択して圧力制御手段に
入力することにより設定圧力の遠隔操作が迅速か
つ確実に、しかも溶接ガンの作動に先だつて行わ
れるので、常に最適条件での溶接を行うことがで
きる。またこの装置では、加圧シリンダのシリン
ダ内圧が設定圧力に達したときに圧力センサから
信号を受けて電磁方向切換弁が作動するのを待つ
までもなく、圧力制御手段がそれ自身の作動によ
つて圧縮空気の供給を停止でき、その停止の反応
性が著しく高いので、圧縮空気の加圧シリンダ内
への速い流速での供給が可能となつてサイクルタ
イムの短縮がもたらされるとともに、溶接ガンの
加圧力の設定圧力以上の上昇が有効に防止される
ことになる。

（実施例） 以下にこの発明を図面に基づいて説明する。

第４図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
り、図中第１，２図に示した部分と同等の部分は
それと同一の番号で示す。またここでは、空気通
路を実線で、圧力伝播通路を破線でそれぞれ示
す。

この例では、加圧シリンダ２の伸長側空気室２
ａを２ポジシヨンの電磁方向切換弁３に連通させ
る圧縮空気給排通路５に、圧力制御手段２１を設
ける。

ここにおけるこの圧力制御手段２１は、圧縮空
気給排通路５に接続したパイロツト操作減圧弁２
２と、電磁方向切換弁３の二次側から分岐する圧
力伝播通路２４に相互に並列に接続した、たとえ
ば３個の圧力設定弁２５，２６，２７、これらの
それぞれの圧力設定弁２５，２６，２７に接続し
た電磁弁２８，２９，３０および、一次側を各電
磁弁２８，２９，３０に、また二次側をパイロツ
ト操作減圧弁２２に接続したシヤトル弁３１から
なる圧力設定手段とで構成したものであり、シヤ
トル弁３１の二次側圧力をパイロツト操作減圧弁
２２のパイロツト圧として用いるものである。

なおこの例では、チエツク弁２３を、パイロツ
ト操作減圧弁２２と並列に配設している。

この圧力制御手段２１では、３個の圧力設定弁
２５，２６，２７をそれぞれ、各種の設定圧力に
予め手動調整しておき、所要に応じた選択に基づ
く電気信号によつていずれか一の電磁弁を作動さ
せることにより、選択された設定圧力を、シヤト
ル弁３１を経てパイロツト操作減圧弁２２へ導く
ことができる。

なおここにおいて、圧力設定弁２５，２６，２
７はそれらの二次側に各々の設定圧力よりも高い
圧力が作用した場合にはそれぞれの圧力伝播通路
を遮断すべく作動し、またパイロツト操作減圧弁
２２は、その二次側に、パイロツト圧より高い圧
力が作用した場合には、圧縮空気の供給を停止す
べく作用する。

このように構成してなる装置の作動に基づいて
ワークの抵抗溶接、ここではスポツト溶接を施す
場合には、図示しない制御回路からの電気信号に
よつて、電磁方向切換弁３を、図示のポジシヨン
とは脚のポジシヨンへ作動させ、併せて、一の電
磁弁、たとえば電磁弁２８を選択的に作動させ
る。このことにより、パイロツト操作減圧弁２２
には圧力設定弁２５で設定された圧力がパイロツ
ト圧として供給され、また、圧縮空気供給源４か
らの圧縮空気が、電磁方向切換弁３およびパイロ
ツト操作減圧弁２２を経て加圧シリンダ２の伸長
側空気室２ａへ供給される。

ここで、伸長側空気質２ａ内への空気の供給
は、加圧シリンダ２が溶接ガン１を作動させ、溶
接ガン１の電極チツプ１ａが図示しないワークを
挟持した後、伸長側空気質２ａの内圧が設定圧力
に達するまで行われ、このことによつて、電極チ
ツプ１ａによるワークへの最適加圧力がもたらさ
れる。

一方、伸長側空気室２ａの内圧が設定圧力に達
した場合には、パイロツト操作減圧弁２２のスプ
ールがパイロツト圧に抗して作動されて圧縮空気
の供給を直接的に遮断するので、圧縮空気の迅速
なる供給停止がもたらされ、伸長側空気室２ａ内
は所定の設定圧力に維持される。

そして伸長側空気室２ａ内圧のかかる維持状態
にてワークに所定のスポツト溶接を施した後、電
磁方向切換弁３を図示のポジシヨンへ作動させる
ことにより、加圧シリンダ２の伸長側空気室２ａ
からの空気の排出およびその反対側空気室への圧
縮空気の供給を行つて溶接ガン１の電極チツプ１
ａの開放作動をもたらす。

次いで、溶接ガン１は、たとえばロボツトアー
ムによつて次の溶接点位置へ移動され、そこで上
述したと同様の次の溶接作業を維持する。

なお、次の溶接作業におけるワークの最適加圧
力が、前回のそれとは相違する場合には、作業の
開始に当つて、他の電磁弁を選択作動させること
により、パイロツト操作減圧弁２２のパイロツト
圧を簡単に、かつ遠隔的に変更することができ
る。

従つてこの装置によれば、圧力設定弁の数に応
じた設定圧力を、迅速にしかも遠隔的に選択する
ことができる他、伸長側空気室２ａの内圧を設定
圧力に正確に一致させて常に最適なる加圧条件で
の溶接を行うことができ、さらには、サイクルタ
イムを短縮して作業能率の向上をもたらすことが
できる。

第５図はこの例の装置によるサイクルタイムを
示すグラフであり、横軸に時間ｔ、縦軸に空気圧
力ｐを表わす。又、第３図に示した部分と同等の
部分はそれと同一符号で示してある。以下に第５
図と第３図の時間ｔを詳細に比較して本発明の実
施例と従来技術ノサイクルタイムの長さを評価し
てみる。

(1) まず、電磁方向切換弁応答遅れ時間t₁につい
ては、従来技術では電磁弁が３ポジシヨンであ
るのに対し本発明の実施例では２ポジシヨンで
ある為、本発明の実施例の方が従来技術よりも
短くなる。

(2) t₄〜t₉についてはサイクルタイムＴのうち溶
接作業に必須の時間で、本発明の実施例と従来
技術は等しくなる。

(3) 加圧シリンダ作動時間t₂については、この例
では、圧力制御手段２１、ひいては、パイロツ
ト操作減圧弁２２の応答遅れを全く考慮する必
要がないことより、当初から圧縮空気を高速で
供給できるに対し、従来技術では、応答遅れを
考慮することが不可避であつて、供給速度をそ
れほど高め得ないことから、ここでの作動時間
t₂は従来のそれより有効に短縮されることにな
り、また、シリンダ内圧の立上り時間t₃につい
ては、従来技術では圧力センサ１０が加圧シリ
ンダ２の圧力を検知し、所定の圧力になつた所
で信号を送つて電磁方向切換弁３ａを作動さ
せ、最終的にクローズさせるものである為に長
時間の応答遅れが起こるのに対し、本発明の実
施例では圧力センサ１０で加圧シリンダ２の圧
力を制御する方式ではなく、予め遠隔指示によ
つて設定された加圧力で加圧を行なう為、従来
技術のような応答遅れがなく、時間が短くな
る。

(4) 第３図に示した従来技術の電磁方向切換弁閉
止時間t₁₀は本発明の実施例ではその構成上不
要となる。

以上の説明より本発明の実施例と従来技術はt₄
〜t₉ついては等しいが、t₁，t₂，t₃，t₁₀について
はそれぞれ本発明の実施例の方が従来技術よりも
短い為、本発明の実施例は総合的なサイクルタイ
ムＴが従来技術よりも大幅に短縮されている。

第６図はこの発明の他の実施例を示す回路図で
あり、この例では、電磁方向切換弁３の二次側か
ら分岐する圧力伝播通路２４に、圧力可変比例制
御電磁弁３２を直列に接続し、またその二次側を
パイロツト操作減圧弁２２に接続しており、これ
らとチエツク弁２３とで圧力制御手段２１を構成
する。

この装置では、圧力可変比例制御電磁弁３２へ
供給される電流の大きさを変化させることによ
り、設定圧力いいかえればパイロツト圧を無段階
に変化させることができるので、たとえば制御回
路によつて溶接部位に応じた大きさの電流を圧力
可変比例制御電磁弁３２へ供給することにより、
常に適正なる設定圧力の選択が行われる。なおこ
こで、圧縮空気の供給停止は、前述した例と同様
にして迅速かつ確実に行われる。

第７図ａ，ｂはそれぞれこの発明のさらなる実
施例を示す回路図であり、第７図ａに示すもの
は、第４図に示す圧力制御手段２１を、また第７
図ｂに示すものは第６図に示す圧力制御手段２１
を、電磁方向切換弁３と圧縮空気供給源４との間
にそれぞれ接続し、そしてチエツク弁２３を省い
たものである。

これらの変形例はいずれも、第４図について述
べた実施例とほぼ同様に作用してそれと同様の効
果をもたらすことができる。加えて、これらの実
施例では、溶接ガン１の閉止方向いいかえればワ
ークの加圧方向への作動のみならず、その開放方
向への作動に際しても、圧力制御手段２１を作動
させることができるので、たとえば溶接ガン１と
障害物との不測の干渉に起因する溶接ガン１の損
傷を有効に防止することができる。

第８図は以上に述べた加圧制御装置の適用例を
示す斜視図であり、この例では、溶接ロボツト３
４のアーム３５に、電磁方向切換弁３および圧力
制御手段２１を取り付けるとともに、ロボツトハ
ンド部分に加圧シリンダ２および溶接ガン１を取
り付け、また加圧シリンダ２から図示しない圧縮
空気供給源４までを空圧ホース３６で接続する一
方、溶接ガン１と、ロボツト３４の上方に吊下げ
支持した溶接トランス３７とを溶接ケーブル３８
で接続する。

なお図示はしないが、電磁方向切換弁３および
圧力制御手段２１にはそれぞれ、これも図示しな
い制御盤からの電気信号を入力するための信号ケ
ーブルが接続されることはもちろんである。

この適用例によれば、前述したようなこの加圧
力制御装置に固有の作用効果がもたらされる他、
とくに、電磁方向切換弁３および圧力制御手段２
１をロボツトアーム３５上に配置することによ
り、それから加圧シリンダ２までの配管距離が短
縮されるので、電磁方向切換弁３が作動してか
ら、溶接ガン１によるワーク加圧力が所定値に達
するまでの時間を短縮することができ、溶接作業
能率のより一層の向上がもたらされることにな
る。

ちなみに、第９図に示すものは第１図に示した
加圧力制御装置をロボツトに適用した従来例で、
電磁方向切換弁３および圧力制御手段８を、ロボ
ツト３４の上方に吊下した溶接トランス３７に固
定するものである。そこで、この電磁方向切換弁
３および圧力制御手段８の位置に本発明による電
磁方向切換弁３および圧力制御手段２１を配設す
ることもできるのであるが、この場合には電磁方
向切換弁３から加圧シリンダ２までの空気ホース
３６の配管距離が相当長くなり、応答性が悪くな
る。

以上この発明を図示例に基づいて説明したが、
この発明の加圧力制御装置は、スポツト溶接機以
外の抵抗溶接機にも適用することができ、またロ
ボツト以外の溶接作業機にも適用することができ
る。さらに、それをスポツト溶接機に適用する場
合には、図示以外の溶接ガンの形式、形状などを
所要に応じて適宜に選択することができる。

（発明の効果） 従つてこの発明によれば、とくに加圧シリンダ
と方向切換弁との間、もしくは方向切換弁と圧縮
空気供給源との間に、電気信号によつて設定圧力
を変更されて、圧縮空気の直接的な供給停止をも
たらす圧力制御手段を接続することにより、遠隔
操作にて設定圧力を変更できるとともに、溶接ガ
ンによるワーク加圧力を、常に設定したとおりの
加圧力とすることができる。

そしてまた、圧力制御手段それ自身による圧縮
空気の供給の停止作動により、その供給停止の応
答性が高まるので、加圧シリンダ内への圧縮空気
の供給流速を速めてサイクルタイムの短縮をもた
らすことができる。

これをいいかえれば、圧縮空気給排通路内に、
従来技術で述べたような圧力センサ１０を配設す
る場合には、電磁方向切換弁３ａの応答遅れを考
慮することが必要になつて、圧縮空気供給源から
の供給圧力をそれほど高圧にすることができず、
このことは、圧縮空気給排通路内に減圧弁、圧力
調整弁などを設けて、それより下流側の圧力を設
定する場合もまた同様であるに対し、この発明に
よれば、圧縮空気供給源の、十分高圧の圧縮空気
を、減圧することなく加圧シリンダへ供給するこ
とができるので、その圧縮空気の供給流速を高め
ることができ、これによつてサイクルタイムを短
縮することができる。

しかもここでは、一の方向切換弁を作動させる
ことだけで、予め選択した設定圧力の下で、圧縮
空気の給排を司ることができるので、方向切換弁
の複数個の順次に作動させて所要の圧力を選択す
るとともに、選択されたその圧力の流体を給排す
る場合に比して、応答性を大きく高めることがで
き、これによつてもまたサイクルタイムを有効に
短縮することができる。

また、圧力制御手段を、電磁方向切換弁と加圧
空気供給源との間に接続した場合には、開放作動
時における溶接ガンの損傷を有効に防止すること
ができ、さらに、電磁方向切換弁および圧力制御
手段を、ロボツトアームのような、溶接ガン近傍
部分に取り付けた場合には、とくに、圧縮空気供
給時の応答性を高めて作業能率のより一層の向上
をもたらすことができる。

加えて、この発明では、加圧シリンダと圧縮空
気供給源とを接続する圧縮空気給排通路内に一の
電磁方向切換弁と一のパイロツト操作減圧弁と、
ときとしてはそれらに加えてチエツク弁を設置す
るだけであるので、その通路の構成を極めて簡単
なものとすることができ、加えて、その通路内に
他の切換弁、減圧弁などを配設する場合に比し
て、圧縮空気の流動抵抗を有利に低減されること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図はそれぞれ従来例を示す回路図、第
３図は第２図に示す装置のサイクルタイムを示す
グラフ、第４図はこの発明の一実施例を示す回路
図、第５図は第４図に示す装置のサイクルタイム
を示すグラフ、第６，７図はそれぞれこの発明の
他の実施例を示す回路図、第８図はこの発明の適
用例を示す斜視図、第９図は第１図に示す装置の
適用例を示す斜視図である。 １……溶接ガン、１ａ……電極チツプ、２……
加圧シリンダ、２ａ……伸長側空気室、３……電
磁方向切換弁、４……圧縮空気供給源、５……圧
縮空気給排通路、２１……圧力制御手段、２２…
…パイロツト操作減圧弁、２３……チエツク弁、
２４……圧力伝播通路、２５，２６，２７……圧
力設定弁、２８，２９，３０……電磁弁、３１…
…シヤトル弁、３２……圧力可変比例制御電磁
弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 抵抗溶接機の作動を司る加圧シリンダ２と、
   この加圧シリンダ２への圧縮空気の給排を行う一
   の電磁方向切換弁３と、圧縮空気供給源４とを、
   圧縮空気給排通路によつて順次に接続してなる抵
   抗溶接機の加圧装置において、 加圧シリンダ２と電磁方向切換弁３との間もし
   くは、電磁方向切換弁３と圧縮空気供給源４との
   間に、電気信号によつて設定圧力を変更され、圧
   縮空気の供給の停止をもたらす圧力制御手段２１
   を配設し、この圧力制御手段２１を、圧縮空気給
   排通路に設けたパイロツト操作減圧弁２２と、圧
   力伝播通路２４に設けられ、前記電気信号によつ
   て設定された圧力を、パイロツト操作減圧弁２２
   にパイロツト圧として供給する圧力設定手段２５
   〜３１，３２とで構成してなる抵抗溶接機の加圧
   力制御装置。