JPH0644540Y2 - 電気抵抗溶接装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はスポット溶接等の電気抵抗溶接装置に関し、特
に電源から電極に対する通電開始時を制御するようにし
た電気抵抗溶接装置に関する。

（従来の技術） 例えば、自動車車体を構成するパネル材等のような二枚
の被溶接板を接合するために、スポット溶接装置が用い
られている。従来のスポット溶接装置を示すと第２図の
通りであり、スポット溶接ガン１は、相互に接近離反移
動自在となった２つの電極2a、2bと、これらを作動させ
るための加圧シリンダー３とを有している。前記電極2
a、2bは、トランス４内に組込まれた二次側コイル4bの
両出力端子に接続されており、このトランス４内の一次
側コイル4aは、電極に対する通電時間を制御する溶接タ
イマーユニット５を介して電源６に接続されている。電
源６とトランス４内の一次側コイル4aとを結ぶ給電線に
は、サイリスタ７が接続されており、これにスイッチン
グ動作を行なわせるトリガー回路８が溶接タイマーユニ
ット５内に設けられている。

前記トリガー回路８は信号線によって制御部９に接続さ
れ、この制御部９からトリガー回路８に対して電極2a、
2bへの溶接電流の起動信号が送られるようになってい
る。また、前記加圧シリンダー３に対する空圧の供給及
び供給停止を行なうために、加圧シリンダー３はソレノ
イド10により作動する加圧弁11を介して空圧源12に接続
されている。この加圧弁11は、制御部９からの制御信号
によって作動が制御されるようになっている。

スポット溶接の開始を手動で行なう場合には、溶接ガン
１に設けられた起動スイッチ12を作業者が操作すること
によって、この起動スイッチ12からの信号が制御部９に
送られて、スポット溶接作業がなされることになる。こ
の制御部９内には、マイクロコンピュータCPUを有する
制御回路が組込まれている。

（考案が解決しようとする課題） また、量産品に対してスポット溶接作業を自動的に行な
う場合には、搬送装置によって所定の位置まで搬送され
た被溶接物に対して、その搬入位置を検知したならば、
起動スイッチ12に相当する検知センサーからの信号によ
って自動的に溶接作業が開始される。

従来の蒸気スポット溶接装置にあっては、制御部９から
加圧弁11のソレノイド10に対して弁の切換え信号が出力
されてから数秒後に、制御部９からトリガー回路８に対
して起動信号を送るようにしている。したがって、加圧
シリンダー３の作動タイミングと電極2a、2bに対する通
電タイミングとを示すと第３図の通りであり、加圧シリ
ンダー３の作動タイミングが同図中、符号Ａで示され、
通電タイミングが符号Ｂで波線により示されている。通
電は加圧シリンダー３が作動開始位置Aaから加圧限Abと
なった後に所定の時間が経過したならば、行なわれるこ
とになる。このように作動タイミングをずらした理由
は、溶接ガン１の両電極2a、2bが確実に閉じた状態とな
ってから、これらの電極に通電することにより、実際に
加圧がなされてから余欲の時間を見て通電する必要があ
るからである。

このために、１台のスポット溶接ガンを溶接ロボットに
装着して、１台の溶接ガンにより複数の箇所を溶接する
場合のように、打点箇所が増えると、１つの被溶接物に
対する溶接のサイクルタイムが伸び、溶接作業の迅速化
ないし高速化を阻害することになった。尚、第４図
（Ａ）はＣ型ガンと言われるスポット溶接ガン１を示す
図であり、一方の電極2bが加圧シリンダ３によって他方
の電極2aに向けて進退移動することにより、２つの電極
2a、2bは相互に接近離間移動自在となっている。また、
第４図（Ｂ）はＸ型ガンと言われるスポット溶接ガン１
を示す図であり、一方の電極2bが加圧シリンダー３によ
って他方の電極に対してピン14を中心に回動することに
より、相互に接近離反移動するようになっている。

本考案は上記従来技術の問題点にら鑑みてなされたもの
であり、迅速に１つの被溶接物に対する溶接作業を行な
い得るようにすることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案は、相互に接近離反移
動自在となった２つの電極を有する溶接ガンに、前記電
極を作動する作動手段を設け、トランスの一時側コイル
に、前記電極に対する通電を制御するスイッチ手段を介
して電源を接続し、前記トランスの二次側コイルの両出
力端子を前記電極に接続してなる電気抵抗溶接装置にお
いて、前記二次側コイルの両出力端子に高周波電流を出
力する高周波発振器を接続し、前記２つの電極が相互に
離れた状態と、被溶接物を介して相互に接触した状態と
における前記高周波発振器からの電圧の変化を検知する
電圧検知器を前記二次側コイルに接続し、前記スイッチ
手段に通電開始信号を送る制御手段に前記電圧検知器を
接続し、前記電圧検知器により前記電極が相互に被溶接
物を介して接触したことを検知してから前記電極に電源
からの溶接電流を供給するようにしたことを特徴とす
る。

（作用） 上記本発明にあっては、電極に対して溶接電流を供給す
るための二次側コイルに対して、高周波発振器から電極
が相互に離れた状態か或いは被溶接物を介して接触した
状態かを検出するために高周波発振器からの交流電流を
流し、電極が被溶接物を介して相互に接触した状態と離
れた状態とでは、二次側コイルのインピーダンスが変化
することから、これを電圧検出器によって検出する。こ
の検出器により電極が接触した状態を検出すると、電極
には溶接電流が供給されることになる。

（実施例） 以下、図示する本考案の一実施例に基いて本考案を詳細
に説明する。

第１図は本考案の一実施例に係るスポット溶接装置を示
す図であり、第２図に示された従来のスポット溶接装置
を構成する部位と共通する部位には、同一の符号を付し
てある。

トランス４の一次側コイル4aには、電源６から例えばAC
400ボルトの電圧が供給されるようになっており、電極2
a、2bには二次側コイル4bにより20ボルト以下に低下さ
れた電圧が供給されることになる。前記二次側コイル4b
の出力端子、つまり前記両電極2a、2bには、リード線2
0、21により高周波アンプ22を介して高周波発振器23が
接続されており、一方のリード線21には、検出負荷抵抗
器24が接続されている。したがって、二次側コイル4bと
抵抗器24とによりRL直列回路が形成されることになる。

前記抵抗器24の両端子にはこの間の電圧値を検出するた
めの検出アンプ25が電圧検知器として接続され、この検
出アンプ25の出力端は加圧検知リレー26に接続されてい
る。このリレー26で閉じる常開接点27により、制御部９
にオンオフ信号が送られるようになっている。つまり、
電極2a、2bが相互に離れた状態における二次側コイル4a
と抵抗器24とからなる高周波回路のインピーダンス、電
極2a、2bが被溶接物を介して短絡した状態における同回
路のインピーダンスとが相違することから、前記抵抗器
24の両端子の電圧値を検出することによって、電極2a、
2bが被溶接物を介して接触状態となったか否かが検出さ
れることになる。それぞれの電極2a、2bが被溶接物を介
して接触した時には、前記高周波発振器23と前記二次側
コイル4bとの接続を断つために、それぞれのリード線2
0、21には、前記リレー26により開く常閉接点28が設け
られている。

次に、上記本考案のスポット溶接装置の動作について説
明する。

スポット溶接作業は、スポット溶接ガン１を人手で操作
する場合には、作業者がスポット溶接ガン１に設けられ
たスイッチ13をオンすることによって開始され、溶接ロ
ボットにスポット溶接ガン１を装着して自動的に溶接作
業を行なう場合には、被溶接物が所定の位置まで搬入さ
れたことを検知する信号によって開始されることにな
る。

スポット溶接が開始されると、まず制御部９から高周波
発振器23に信号が送られてこの発振器23から、二次側コ
イル4bと抵抗器24とからなるRL直流回路に高周波電流が
流されると共に、ソレノイド10に信号が送られて、空圧
源12からの加圧空気が加圧シリンダー３内に流入して、
電極2a、2bが相互に接近することになる。

両電極2a、2bが接触する前の状態における検出負荷抵抗
器24の両端子にかかる端子電圧、つまりガン解放時の端
子電圧VLは、 となる。ただし、Ｅは発振器の電圧であり、Ｌは二次側
コイル4bのインダクタンスである。また、ωは２πｆで
あり、このｆは発振器の周波数である。

上述した接近によって、２つの電極2a、2bは被溶接物を
介して相互に短絡状態となる。すると、抵抗器24の両端
子にかかる端子電圧、つまりガン加圧時の端子電圧Lc
は、二次側コイル4bのインピーダンスが零となるので、
電圧Ｅとなる。この変化を検出アンプ25が検出して、リ
レー26が駆動されることになる。これにより、接点27が
開き、接点28が閉じて、発振器23が二次側コイル4bに対
して絶縁状態となると同時に、制御部９を介してトリガ
ー回路８が起動して、電極2a、2bに溶接電流が供給され
ることになる。この溶接電流が供給される時間は、タイ
マーユニット５で設定されることになり、タイマーユニ
ット５に設けられた調整つまみを操作することによっ
て、この通電時間は被溶接物の板厚等の溶接条件に応じ
て調整されることになる。

したがって、本考案のスポット溶接装置にあっては、電
極2a、2bが被溶接物を加圧すると同時に溶接電流が流さ
れることになり、一度のスポット溶接作業に要する時間
が短縮されることになる。また、万一二次側コイル4b等
の電気回路が断線していたり、加圧シリンダー３に空圧
を供給するホースが切れていたり、或いは加圧弁11が作
動不良を起していると、検出アンプ25が加圧状態を検出
することがないので、スポット溶接装置は作動せず、空
打ちという不具合が確実に防止され、被溶接物の品質も
向上することになる。尚、前記抵抗器24の両端子の電圧
を検知することなく、二次側コイル4aの両出力端子の電
圧を検知するようにしても良い。

また、溶接ガン１のタイプとしては、前記Ｃ型ガンで
も、Ｘ型ガンでも、その他のタイプのガン、例えばマル
チスポット溶接等の種々のものに適用することが可能で
ある。更に、図示実施例では本考案をスポット溶接に適
用した場合を示すが、シーム溶接やプロジェクション溶
接等の他の電気抵抗溶接に対しても本考案の適用するこ
とが可能である。

（考案の効果） 以上のように、本考案によれば、電極に対して溶接電流
を供給するための二次側コイルに対して、発振器から電
極が相互に離れた状態か或いは被溶接物を介して接触し
た状態かを検出するために高周波発振器からの高周波電
流を流し、電極が被溶接物を介して相互に接触した状態
と離れた状態とを、二次側コイルのインピーダンスの変
化をあまり高い電圧を用いることなく、電圧検出器によ
って検出できるようにしたので、電極が被溶接物を介し
て相互に接触すると直にこれに溶接電流を供給すること
が可能となり、溶接に要する時間を短くすることがで
き、溶接のサイクルタイムを短縮することが可能とな
る。

また、溶接電流を供給する際には、所望の加圧状態であ
りかつ電気回路も確実に作動し得る状態となっているの
で、溶接不良が発生することなく、高品質の溶接作業が
なされることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るスポット溶接装置を示
す概略構成図、第２図は従来のスポット溶接装置を示す
概略構成図、第３図は従来のスポット溶接装置における
作動状態を示すタイムチャート、第４図（Ａ）（Ｂ）は
スポット溶接ガンを示す正面図である。 １……スポット溶接ガン、2a、2b……電極、３……加圧
シリンダー（作動手段）、４……トランス、4a……一次
側コイル、4b……二次側コイル、６……電源、７……サ
イリスタ（スイッチ手段）、８……トリガー回路、９…
…制御部、23……発振器、25……検出アンプ（電圧検知
器）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】相互に接近離反移動自在となった２つの電
   極を有する溶接ガンに、前記電極を作動する作動手段を
   設け、トランスの一時側コイルに、前記電極に対する通
   電を制御するスイッチ手段を介して電源を接続し、前記
   トランスの二次側コイルの両出力端子を前記電極に接続
   してなる電気抵抗溶接装置において、前記二次側コイル
   の両出力端子に高周波電流を出力する高周波発振器を接
   続し、前記２つの電極が相互に離れた状態と、被溶接物
   を介して相互に接触した状態とにおける前記高周波発振
   器からの電圧の変化を検知する電圧検知器を前記二次側
   コイルに接続し、前記スイッチ手段に通電開始信号を送
   る制御手段に前記電圧検知器を接続し、前記電圧検知器
   により前記電極が相互に被溶接物を介して接触したこと
   を検知してから前記電極に電源からの溶接電流を供給す
   るようにしたことを特徴とする電気溶接装置。