JPH06349649A

JPH06349649A - スポット溶接装置

Info

Publication number: JPH06349649A
Application number: JP13731293A
Authority: JP
Inventors: Minoru Honda; 穣本多
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】１台のスポット溶接装置にて複数の異種の被
溶接物に対応して自動的に溶接能力を切換え、複数の被
溶接物の違いに応じた最適な溶接電流を得ることができ
るような構成のスポット溶接装置を提供する。【構成】溶接電流を溶接トランス６を介して溶接ガン
７の電極１２ａ，１２ｂに供給して被溶接物１１をスポ
ット溶接するようにしたスポット溶接装置において、溶
接トランス６を巻数が可変の一次巻線１３と巻数が固定
の二次巻線１４とで構成すると共に、一次巻線１３の巻
数を切換える巻数切換部１５、及び、溶接プログラムを
予め記憶する動作制御部１７をそれぞれ設け、動作制御
部１７からの制御信号に基づいて一次巻線１３の巻数を
自動的に切換えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接電流を溶接トラン
スを介して溶接ガンの電極に供給して被溶接物をスポッ
ト溶接するようにしたスポット溶接装置に関し、特に、
材質や板厚の異なる複数の箇所を順次にスポット溶接す
るのに用いて好適なスポット溶接装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば四輪自動車の車体は、通常、所定
形状にプレス成形された軟鋼板やアルミニウム板等をス
ポット溶接にて結合することにより組立られている。こ
の車体のスポット溶接に当たって、軟鋼板の溶接には約
１０，０００Ａ程度、アルミニウム板の溶接には約２
４，０００Ａ程度の溶接電流を必要とし、材質が異なる
のに応じて所要の溶接電流が大きく異なる。また、材質
が同じ場合でも板厚が異なると、それに応じて所要の溶
接電流が異なる。

【０００３】そのため、従来では、軟鋼板だけを専用に
スポット溶接する軟鋼板専用スポット溶接装置と、アル
ミニウム板だけを専用にスポット溶接するアルミニウム
板専用スポット溶接装置とを車体組立ラインにそれぞれ
別個独立に配置して、車体を構成する軟鋼板及びアルミ
ニウム板のスポット溶接を順次に行うようにしているの
が実状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き従来のスポット溶接装置では、軟鋼板専用スポット
溶接装置及びアルミニウム板専用スポット溶接装置をそ
れぞれ別個に必要とし、装置の台数が多くなってしまう
という問題点があった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたものであって、その目的は、１台のスポッ
ト溶接装置にて複数の異種の被溶接物に対応して自動的
に溶接能力を切換え、複数の被溶接物の違いに応じた最
適な溶接電流を得ることができるような構成のスポット
溶接装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、溶接電流を溶接トランスを介して溶
接ガンの電極に供給して被溶接物をスポット溶接するよ
うにしたスポット溶接装置において、前記溶接トランス
を巻数が可変の一次巻線と巻数が固定の二次巻線とで構
成すると共に、前記一次巻線の巻数を切換える巻数切換
部、及び、溶接プログラムを予め記憶する動作制御部を
それぞれ設け、前記動作制御部からの制御信号に基づい
て前記一次巻線の巻数を自動的に切換えるように構成し
ている。

【０００７】

【作用】このような構成のスポット溶接装置によれば、
予め記憶された溶接プログラム（溶接データ）に基づ
き、溶接トランス（変圧器）の一次巻線の巻数が自動的
に切換えられて被溶接物の材質や板厚に応じた最適の溶
接電流にてスポット溶接がなされる。従って、１台のス
ポット溶接装置にて、複数の溶接条件に適合したスポッ
ト溶接を順次に施行でき、溶接可能範囲の拡大を図り得
て溶接可能な被溶接物の種類を増やすことが可能とな
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

【０００９】図１は、本発明に係るスポット溶接装置を
備えたリモート溶接機構１を示すものであって、このリ
モート溶接機構１は、例えば搬送コンベアにて搬送され
る軟鋼板製やアルミニウム板製等の車体構成部材（被溶
接物）をスポット溶接するためのものである。

【００１０】ここで、上述のリモート溶接機構１の構成
について簡単に説明すると、次の通りである。すなわ
ち、図１に示すように、リモート溶接機構１は、溶接ロ
ボット２と、ロボット制御装置３と、溶接電流制御装置
４とをそれぞれ具備しており、溶接ロボット２の作動ア
ーム５の先端に溶接トランス６及び溶接ガン７が取付け
られている。かくして、スポット溶接時には、電源ＰＳ
Ｗより供給される電力が溶接電流制御装置４にて制御さ
れ、溶接電流供給線８，９及び溶接トランス６を順次介
して溶接ガン７に送られる。この際、溶接ロボット２
は、電源ＰＳＲより供給される電力及びロボット制御装
置３からの制御信号によって制御されるように構成され
ている。

【００１１】そして、上述のリモート溶接機構１には、
図２に示すスポット溶接装置１０が構成要素として配設
されている。このスポット溶接装置１０は、図２に示す
ように、被溶接物１１を挾持する一対の電極１２ａ，１
２ｂを有する溶接ガン７と、巻数が可変の一次巻線１３
及び巻数が固定の二次巻線１４から成る溶接トランス６
と、この溶接トランス６の一次巻線１３の巻数を切換え
るための巻数切換部１５と、電源ＰＳＷより供給される
溶接一次電源（電流、電圧）の制御を行って巻数切換部
１５を介して溶接トランス６の一次巻線１３に一次電源
（タイマコンタクタ電源）を供給するタイマコンタクタ
部１６と、前記巻数切換部１５及びタイマコンタクタ部
１６を制御する動作制御部（シーケンス回路）１７とか
ら構成されている。かくして、タイマコンタクタ部１６
から供給される一次電源が溶接トランス６にて二次電源
に変換され、変換された二次電源が溶接トランス６の二
次巻線１４から溶接ガン７の電極１２ａ，１２ｂに供給
されるようになっている。

【００１２】また、巻数切換部１５は、例えば固定端子
が前記溶接トランス６の一次巻線１３の異なるタップ位
置にそれぞれ接続されると共に可動端子が前記タイマコ
ンタクタ部１６の出力端子１８にそれぞれ接続されて互
いに並列接続された複数の常開型の切換スイッチＳ
Ｗ₁，ＳＷ₂・・・から構成されている。しかして、
溶接トランス６の二次巻線１４の両端間電圧すなわち溶
接二次電圧Ｖ₂は、溶接トランス６の一次巻線１３の両
端間電圧すなわち溶接一次電圧をＶ₁、その際の溶接ト
ランス６の一次巻線１３及び二次巻線１４の巻数をそれ
ぞれＮ₁，Ｎ₂とすると、Ｖ₂＝（Ｎ₂／Ｎ₁）Ｖ₁で
示される数値となるが、本例の場合には、一次巻線１３
の巻数Ｎ₁が切換スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂・・・のオン
・オフ状態に応じて可変であるため、溶接ガン７に供給
される溶接二次電圧Ｖ₂も一次巻線１３の巻数Ｎ₁の変
化に依存して変化されるようになっている。

【００１３】さらに具体的に述べると、例えば、切換ス
イッチＳＷ₁のみがオン状態に切換えられ、その他の全
ての切換スイッチがオフ状態に切換えられた場合には、
溶接ガン７に流れる溶接電流Ｉ₁は下記の式（１）で示
される数値となる。

【００１４】

【数１】

【００１５】また、切換スイッチＳＷ₂のみがオン状態
に切換えられ、その他の全ての切換スイッチがオフ状態
に切換えられた場合には、溶接ガン７に流れる溶接電流
Ｉ₂は下記の式（２）で示される数値となる。

【００１６】

【数２】

【００１７】このように、前記切換スイッチＳＷ₁，Ｓ
Ｗ₂・・・の切換操作により、溶接トランス６の一次巻
線１３の巻数Ｎ₁を必要に応じて段階的に変更できるよ
うに構成され、溶接能力である最大溶接電流を適宜に変
化し得るようになっている。

【００１８】一方、タイマコンタクタ部１６は、アノー
ド端子が電源ＰＳＷに、カソード端子が前記出力端子１
８に、ゲート端子が点弧制御部１９にそれぞれ接続され
たサイリスタ２０と、カソード端子が電源ＰＳＷに、ア
ノード端子が前記出力端子１８に、ゲート端子が点弧制
御部１９にそれぞれ接続されたサイリスタ２１と、前記
点弧制御部１９及びタイマ部２２から成るゲートパルス
発生回路とを具備している。

【００１９】また、動作制御部１７は溶接プログラムを
適宜に入力する入力手段と、入力された溶接プログラム
情報を記憶する記憶回路と、この記憶回路に記憶された
溶接プログラム情報を読み出してそれに応じた制御信号
を前記巻数切換部１５及びタイマコンタクタ部１６に出
力するシーケンス回路とをそれぞれ具備している。

【００２０】なお、図２の前記巻数切換部１５及びタイ
マコンタクタ部１６は図１の溶接電流制御装置４内に組
み込まれ、図２の動作制御部１７はロボット制御装置３
内に組み込まれている。さらに、動作制御部１７及びタ
イマコンタクタ部１６との間の入力及び出力の供給はイ
ンタフェース２４，２５を介してなされるように構成さ
れている。

【００２１】次に、このように構成された本例のスポッ
ト溶接装置１０の動作について説明する。

【００２２】まず、スポット溶接を行うのに先だって、
スポット溶接すべき被溶接物１１の材質や板厚、予定さ
れている溶接順序等の既知の情報を動作制御部１７の記
憶回路に予め入力して記憶させ、これにより施行すべき
溶接条件に対応した設定状態にしておく。このような状
態の下で、スポット溶接を開始すべくリモート溶接機構
１を作動状態にすると、動作制御部１７からの制御信号
に基づいてロボット２及び溶接ガン７等が作動され、図
外の搬送ベルトにて搬送される被溶接物１１（例えば、
軟鋼板製の車体パネル）が溶接ガン７の一対の電極１２
ａ，１２ｂ間に挾持される。

【００２３】また、これと同時に、電源ＰＳＲ，ＰＳＷ
がロボット制御装置３及び溶接電流制御装置４にそれぞ
れ供給され、動作制御部１７に予め記憶されているプロ
グラムに従って所定の制御信号がこの動作制御部１７か
ら巻数切換部１５に供給されると共に、動作制御部１７
のインタフェース２４を介してタイマコンタクタ部１６
のインタフェース２５に供給される。

【００２４】動作制御部１７から所定の制御信号が巻数
切換部１５に供給されると、オフ状態にある複数の切換
スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂・・・のうちの何れか１つ（例
えば、軟鋼板のスポット溶接時には切換スイッチＳ
Ｗ₁）が選択的にオン状態に自動的に切換えられると共
にその他の全ての切換スイッチはオフ状態の下に置か
れ、これにより溶接トランス６の一次巻線１３の巻数
が、予め設定されたプログラムに対応する巻数に変更さ
れる。

【００２５】一方、動作制御部１７から所定の制御信号
がタイマコンタクタ部１６に供給されると、タイマ部２
２及び点弧制御部１９から成るゲートパルス発生回路が
起動され、サイリスタ２０，２１の点弧角が制御され
る。これにより、電源ＰＳＷから供給される電源がタイ
マコンタクタ部１６にて制御され、このタイマコンタク
タ部１６から前記巻数切換部１５には予め設定された電
流が溶接一次電流として供給される。

【００２６】かくして、その溶接一次電流は前記オン状
態の切換スイッチ（例えば、切換スイッチＳＷ₁）を介
して溶接トランス６の一次巻線１３に供給される。これ
に伴い、溶接トランス６の二次巻線１４に所定の溶接二
次電流が供給され、溶接ガン７の電極１２ａ，１２ｂ間
に挾持されている被溶接物１１（例えば、軟鋼板製の車
体パネル）の挾持部分に所要の溶接電流Ｉ₁（前記(1)
式参照) が流されてその部分がスポット溶接される。

【００２７】このようにしてスポット溶接動作が完了す
ると、動作制御部１７からタイマコンタクタ部１６に溶
接完了信号が出力される。これに応じて、溶接ガン７に
よる被溶接物１１の挾持が解除され、それに引き続いて
溶接ガン７が予め記憶されている次の溶接箇所（例え
ば、上記とは別の車体パネルの溶接箇所）に移動され
る。そして、動作制御部１７からの制御信号により、切
換スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂・・・のうちの例えば切換ス
イッチＳＷ₂がオン状態に切換えられてその他の切換ス
イッチがオフ状態に切換えられ、上記とは別材質の被溶
接物１１（例えば、アルミニウム板製の車体パネル）の
スポット溶接が行われ、以後このような動作が繰返して
行われる。

【００２８】このような構成のスポット溶接装置１０に
よれば、予め設定された溶接手順、溶接箇所の材質及び
厚さ等の既知の溶接データを動作制御部１７に溶接プロ
グラムとして記憶させておき、スポット溶接作業時にそ
の記憶情報に基づいて溶接トランス６の一次巻線１３の
巻数を自動的に切換えることにより、複数種類の被溶接
物１１の違いに応じた最適な溶接電流を得ることができ
る。従って、１台のスポット溶接装置１０にて自動的に
溶接能力を切換え得て、被溶接物１１の材質や板厚等に
応じた最適な溶接電流にてスポット溶接を行うことがで
きる。

【００２９】すなわち、同じ車体パネル（被溶接物）で
スポット溶接点が複数あり、それらの一部が材質や板厚
等の溶接条件がそれぞれ異なる場合、そのデータを記憶
しておき、溶接条件の異なる打点の場合は動作制御部１
７からの制御信号に応じて、巻数切換部１５の切換スイ
ッチＳＷ₁，ＳＷ₂・・・を択一的にオン状態に切換え
て溶接トランス６の一次巻線１３の巻数を変更すること
により、巻数が一定（固定）の二次巻線１４に流れる溶
接電流を適宜に切換えると共に他の所要の制御を自動的
に施行することにより、軟鋼板やアルミニウム板等の如
く材質が異なり或いはその板厚が異なるような各溶接箇
所においてそれぞれ最も好ましい溶接電流で良好なスポ
ット溶接を行うことができる。

【００３０】具体的には、軟鋼板製の車体パネルをスポ
ット溶接するに際しては前記切換スイッチＳＷ₁をオン
状態に自動制御して約１０，０００Ａ程度の溶接電流に
て溶接作業を行い、アルミニウム板製の車体パネルをス
ポット溶接するに際しては前記切換スイッチＳＷ₂をオ
ン状態に自動制御して約２４，０００Ａ程度の溶接電流
（軟鋼板のスポット溶接時のＮ₁／Ｎ₂倍の電流）にて
溶接作業を行うことができ、１台の装置にて、スポット
溶接すべき素材の材質や板厚に応じた最適な溶接条件で
スポット溶接を行うことが可能となる。

【００３１】以上、本発明の一実施例につき述べたが、
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能であ
る。例えば、既述の実施例では、巻数切換部１５を構成
する素子として機械式の切換スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂・
・・を用いるようにしたが、これに限ることなく、スイ
ッチングトランジスタやサイリスタ等の切換素子を用い
るようにしてもよい。

【００３２】また、既述の実施例では、軟鋼板及びアル
ミニウム板から成る車体パネルをスポット溶接するよう
にしているが、このような場合に限らず、本発明のスポ
ット溶接装置は、これらとは異なる溶接電流を必要とす
る他種の材質のものに対しても適用可能であり、さら
に、被溶接箇所の板厚が種々に異なるため必要溶接電流
も異なるような場合にも適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上の如く、本発明は、溶接トランスを
巻数が可変の一次巻線と巻数が固定の二次巻線とで構成
すると共に、前記一次巻線の巻数を切換える巻数切換
部、及び、溶接プログラムが予め記憶される動作制御部
をそれぞれ設け、前記動作制御部からの制御信号に基づ
いて前記一次巻線の巻数を自動的に切換えるように構成
したものであるから、１台のスポット溶接装置で溶接能
力を自動的に切換えることができ、複数種類の被溶接物
の違いに応じた溶接電流にてスポット溶接を行うことが
できる。従って、１台のスポット溶接装置の溶接可能範
囲の拡大、並びに、溶接可能な被溶接物の種類の増大を
図ることができる。

【００３４】すなわち、本発明によれば、被溶接物の違
いにより必要となる溶接電流が異なるので溶接ラインに
おける順序順序やその際に必要となる溶接電流等のデー
タを予め記憶させておき、この記憶データに基づき、溶
接二次回路の構成は変化させることなく溶接トランスの
一次巻線の巻数を自動的に切換えることにより、各溶接
動作時において被溶接箇所に所要の溶接電流を流すこと
ができて、最適の溶接条件にてスポット溶接を行うこと
ができる。従って、一台だけのスポット溶接装置にて例
えば軟鋼板の溶接及びアルミニウム板の溶接、或いは、
これに加えて他の材質の板材の溶接を適宜に行うことが
できると共に、板厚が様々に異なる場合にもそれに応じ
た最適な溶接条件にてスポット溶接を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスポット溶接装置を備えたリモー
ト溶接機構の要部を示す斜視図である。

【図２】本発明に係るスポット溶接装置の回路図であ
る。

【符号の説明】

１リモート溶接機構２溶接ロボット３ロボット制御装置４溶接電流制御装置６溶接トランス７溶接ガン１０スポット溶接装置１１被溶接物１２ａ，１２ｂ電極１３一次巻線１４二次巻線１５巻数切換部１６タイマコンタクタ部１７動作制御部ＳＷ₁，ＳＷ₂・・・切換スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接電流を溶接トランスを介して溶接ガ
ンの電極に供給して被溶接物をスポット溶接するように
したスポット溶接装置において、前記溶接トランスを巻
数が可変の一次巻線と巻数が固定の二次巻線とで構成す
ると共に、前記一次巻線の巻数を切換える巻数切換部、
及び、溶接プログラムを予め記憶する動作制御部をそれ
ぞれ設け、前記動作制御部からの制御信号に基づいて前
記一次巻線の巻数を自動的に切換えるように構成したこ
とを特徴とするスポット溶接装置。