JPH0735665Y2 - 抵抗溶接制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、一対の電極棒間に圧接状態で挟んだ被溶接体
に溶接電流を流して被溶接体を溶接する抵抗溶接機の制
御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、抵抗溶接機は一対の電極棒間で加圧圧接させた被
溶接体に溶接電流を流して、被溶接体を溶着させている
が、電極棒による圧接力が少ないと、互いに重ね合され
た被溶接体接触部の温度が上らず、溶接が不完全になる
か、溶接されない場合がある。

（考案が解決しようとする課題） そこで、電極棒による被溶接体の加圧力は比較的高く、
電極棒は溶接開始時にこの高い加圧力で被溶接体に当る
ことになるとともに、溶接作業中は溶接時の熱で温度が
高く、しかも、電極棒は電気抵抗の低い導電材、一般的
には硬度の低い銅で形成されている上、電極棒の先端部
形状が電流密度の関係もあってほぼ円錐状に細く形成さ
れているため摩耗し易く、その結果、電極棒は初期加圧
時の機械的衝撃によって、その先端部が比較的早くへた
って、電極棒の交換時期が早くなり、これが原因で電極
棒の保守時間が増大し、溶接作業が繁雑になるばかり
か、溶接機械の稼働率が低下して溶接コストを上昇させ
ることになると言う欠点があった。

その反面、これとは逆に、比較的薄物の被溶接体で合せ
目の接触が悪い場合、初期加圧を高くして衝撃力も加味
して被溶接体の合せ目を矯正するよにして強制的に接触
させることもできるが、このように接触圧の高い状態で
被溶接体に溶接電流を流すと、赤熱溶着時に溶接棒が被
溶接体に食込んで大きく目立つ溶接痕を形成する等の欠
点があった。

そこで本考案の目的は、構造簡単にして容易に電極棒の
交換時期を大幅に長くすることができるとともに溶接痕
の発生を防止した状態で仕上りのきれいな溶接を行うこ
とができる抵抗溶接制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 即ち、本考案は、互いに対向する一対の電極棒間に圧接
された状態で挟まれた被溶接体に対して、商用電源と溶
接トランス間に接続されたシリコン制御整流素子の導通
角を制御して溶接電流を流す抵抗溶接機において、溶接
電流を検出するための溶接電流検出手段と、溶接の条件
を設定するための溶接条件設定手段と、前記溶接電流検
出手段により検出された電流値と前記溶接条件設定手段
により設定された電流値とを比較して溶接電流を設定電
流値に制御する電流制御手段と、前記電極棒の加圧力を
任意の加圧力に制御するための加圧力制御手段とのそれ
ぞれを備え、かつ、該加圧力制御手段による前記電極棒
の初期加圧力を電極棒先端が比較的軽く当接する程度の
加圧力に設定し、予め設定した低い初期加圧力で両電極
棒が被溶接体に当接した後に前記電極棒の加圧力を溶接
に必要な所定の加圧力に切替えてから溶接電流の通電を
開始する低初期加圧制御と、予め設定した高い初期加圧
力で両電極棒が被溶接体に当接した後に前記電極棒の加
圧力を溶接に必要な所定の加圧力に切替えてから溶接電
流の通電を開始する高初期加圧制御と、初期加圧力付与
時点から両電極棒に溶接に必要な所定の加圧力を付与し
て溶接電流を通電する所定加圧制御とのうちのいずれか
１つに切替えて加圧・通電制御を行う加圧力切替制御手
段を備えた抵抗溶接制御装置にある。

（作用） このように構成された抵抗溶接制御装置において、上下
一対の電極棒間の下側電極棒上に被溶接体をその溶接位
置を電極棒先端位置に一致させた状態で載せて、抵抗溶
接機の１サイクル用起動スイッチをONにすると、溶接制
御装置に対する起動信号の入力によって上側電極棒が加
圧手段により下降するが、加圧力切替制御手段による切
替が低初期加圧制御状態にある場合において、初期加圧
力は加圧力制御手段により電極棒先端が比較的軽く当接
する程度の加圧力に設定してあるため、電極棒は殆ど衝
撃を受けることなく被溶接体に当接することができ、こ
の当接完了、例えばタイマで設定した当接完了時点では
加圧力制御手段により電極棒の加圧力は溶接に必要な所
定の加圧力に切替えられ、加圧力が所定の加圧力まで上
昇した時点で溶接電流の通電が開始されるとともに、そ
のまま溶接条件設定手段による設定条件に従って、通
電、保持冷却の溶接シーケンスが続けられた後、起動ス
イッチのONにより、次の溶接サイクルが繰り返される。

又、加圧力切替制御手段による切替が高初期加圧制御状
態にある場合において、初期加圧力は加圧力制御手段に
より電極棒先端が衝撃力も加味して初期加圧を高く設定
してあるため、比較的薄物の被溶接体で合せ目の接触が
悪い場合でも、被溶接体の合せ目を矯正するようにして
強制的に接触させることができ、この当接完了、例えば
タイマで設定した当接完了時点では加圧力制御手段によ
り電極棒の加圧力は溶接に必要な所定の加圧力に切替え
られ、加圧力が所定の加圧力まで下降した時点で、その
まま溶接条件設定手段による設定条件に従って、溶接電
流の通電が開始されるとともに、この場合、接触圧の高
い状態で被溶接体に溶接電流を流すと、赤熱溶着時に溶
接棒が被溶接体に食込んで大きく目立つ溶接痕が形成さ
れるのを防止した状態で、通電、保持冷却の溶接シーケ
ンスが続けられた後、起動スイッチのONにより、次の溶
接サイクルが繰り返される。

又、加圧力切替制御手段による切替が初期加圧力付与時
点から両電極棒に溶接に必要な所定の加圧力付与に切替
えられている場合において、初期加圧力付与時点から両
電極棒に溶接に必要な所定の加圧力が付与され、タイマ
で設定した当接完了時点では加圧力制御手段による加圧
力切替えが行われることなく、溶接電流の通電が開始さ
れるとともに、そのまま溶接条件設定手段による設定条
件に従って、通電、保持冷却の溶接シーケンスが続けら
れた後、起動スイッチのONにより、次の溶接サイクルが
繰り返される。

（考案の効果） このように本考案は、初期加圧時に低い加圧力で電極棒
を加圧して、加圧時の機械的衝撃を減少させ、機械的打
撃による電極棒先端の劣化を防止することができ、その
結果、電極棒を含む溶接機械の保守時間を大幅に減少さ
せることができるばかりでなく、ポータブル式抵抗溶接
機においては、作業者に与える衝撃をも減少させること
ができ、これによって溶接位置をより正確に維持して正
確な溶接を行うことができ、又、比較的薄物の被溶接体
で合せ目の接触が悪い場合でも、初期加圧時の加圧力が
高いことから、被溶接体の合せ目は若干歪んでいても矯
正された形で強制的に接触させれた状態で、しかも、実
際の溶接電流通電時には溶接電流値に対応した所定の加
圧力できれいかつ確実に溶接され、又、特別の神経を使
う必要のない比較的雑な仕上がりでいい溶接の場合、初
期加圧時から溶接に必要な所定の加圧力として溶接作業
を能率よく行うことができる等の効果がある。

（実施例） 次に、本考案の一実施例の構成を図面によって説明す
る。

商用電源１と溶接トランス２との間に逆並列に接続され
たシリコン制御整流素子SCR1、SCR2の通電時間と導通角
を、プログラム入力装置３の情報に基づいた抵抗溶接制
御回路４からの出力に従って制御し、溶接トランス２の
２次側に接続された被溶接体５を一対の電極棒６、７を
介して溶接する抵抗溶接機８において、逆並列接続され
たシリコン制御整流素子SCR1、SCR2と溶接トランス２の
１次側との間に、溶接電流を検出する溶接電流検出手段
としての溶接電流検出用変流器９が接続され、かつ、電
極棒６、７の加圧力制御には加圧力制御手段、例えば抵
抗溶接制御回路４内コンピュータCPUからのデジタル出
力をD/A変換器10でアナログ出力に変換後、アンプ11に
よるV/i変換でエアシリンダ12のエア圧を公知の比例制
御弁13で比例制御する加圧力制御手段が用いられている
他、加圧力切替制御手段、この場合、加圧力制御手段に
よる電極棒６、７の初期加圧力を電極棒６、７先端が比
較的軽く当接する程度の加圧力にテンキー等で設定し、
予め設定した低い初期加圧力で両電極棒６、７が被溶接
体５に当接した後に電極棒６、７の加圧力を溶接に必要
な所定の加圧力に切替えてから溶接電流の通電を開始す
る低初期加圧制御（第２図左側のＡ線を辿る制御）と、
予め設定した高い初期加圧力で両電極棒６、７が被溶接
体５に当接した後に電極棒６、７の加圧力を溶接に必要
な所定の加圧力に切替えてから溶接電流の通電を開始す
る高初期加圧制御（第２図左側のＢ線を辿る制御）と、
初期加圧力付与時点から両電極棒６、７に溶接に必要な
所定の加圧力を付与して溶接電流を通電する所定加圧制
御（第２図左側のＣ線を辿る制御）とのうちのいずれか
１つに切替えて加圧・通電制御を行う加圧力切替制御手
段が用いられている。

この場合においてプログラム入力装置３には、溶接の各
種条件を設定するための溶接条件設定手段、例えば溶接
シーケンスのタイマ、電極棒６、７の加圧エア圧力制御
用比例制御弁13の圧力制御電圧調節装置等を含む溶接条
件設定手段と、溶接電流検出用変流器９により検出され
た電流値と前記溶接条件設定手段により設定された電流
値とを比較して溶接電流を設定電流値に制御する電流制
御手段、例えば、シリコン制御整流素子SCR1、SCR2の導
通角と通電時間を設定・制御する公知の点弧角調節装置
の電流制御手段とのそれぞれを含む。

次に、本実施例の作用について説明する。

このように構成された抵抗溶接制御装置において、上下
一対の電極棒６、７間の下側電極棒６上に被溶接体５を
その溶接位置を電極棒６、７先端位置に一致させた状態
で載せて、抵抗溶接機８の１サイクル用起動スイッチを
ONにすると、溶接制御装置に対する起動信号の入力によ
って上側電極棒７がエアシリンダ12により下降するが、
この場合において、加圧力切替制御手段による切替が低
初期加圧制御（第２図左側のＡ線を辿る制御）状態にあ
る場合、初期加圧力は加圧力制御手段により電極棒６、
７先端が比較的軽く当接する程度の加圧力に設定してあ
るため、電極棒６、７は殆ど衝撃を受けることなく被溶
接体５に当接することができ、この当接完了、例えばタ
イマで設定した当接完了時点では加圧力制御手段により
電極棒６、７の加圧力は溶接に必要な所定の加圧力に切
替えられ、加圧力が所定の加圧力まで上昇した時点で溶
接電流の通電が開始されるとともに、そのまま溶接条件
設定手段による設定条件に従って、通電、保持冷却の溶
接シーケンスが続けられた後、起動スイッチのONによ
り、次の溶接サイクルが繰り返される。

この場合、初期加圧時に低い加圧力で電極棒６、７を加
圧して加圧時の機械的衝撃を減少させることにより、機
械的打撃による電極棒６、７先端の劣化を防止するとと
もに、電極棒６、７を含む溶接機械の保守時間を大幅に
減少させることでき、しかも、被溶接体５が初期加圧力
で両電極棒６、７間に当接した状態においても加圧力を
溶接に必要な所定の加圧力に上昇させても、上昇時間は
両電極棒６、７が既に被溶接体５に当接していることも
あって、極めて短時間に所定圧力に上昇し、その結果、
現実には、初期加圧力を最初から溶接に必要な加圧力に
した場合と同等の作業能率を確保することができ、か
つ、ポータブル式抵抗溶接機においては、作業者に与え
る衝撃を減少させることができ、これによって従来、熟
練を要した溶接の位置決めをより正確に維持して正確に
行うことができる。

なお、両電極棒６、７が低い初期加圧力で被溶接体５に
当接した加圧力切替え時点は、本実施例のようにタイマ
による他、両電極棒６、７が接触したことによる溶接ト
ランス２の２次側インピーダンスの変化から検出するこ
とができ、又、両電極棒６、７のうち可動側のストロー
ク変化等、任意の方法で検出することができる。

又、被溶接体５が比較的薄物で合せ目の接触が悪い場合
には、加圧力切替制御手段により初期加圧力を高初期加
圧制御状態に切替え、この切替え状態で上下一対の電極
棒６、７間の下側電極棒６上に被溶接体５をその溶接位
置を電極棒６、７先端位置に一致させた状態で載せて、
抵抗溶接機８の１サイクル用起動スイッチをONにする
と、溶接制御装置に対する起動信号の入力によって前記
同様上側電極棒７がエアシリンダ12により下降するが、
この場合において、初期加圧力は加圧力制御手段により
電極棒６、７先端が衝撃力も加味して初期加圧を高く設
定してあるため、合せ目の接触が悪い場合でも、被溶接
体５の合せ目は強制的に接触させられるとともに、この
当接完了、例えばタイマで設定した当接完了時点では加
圧力制御手段により電極棒６、７の加圧力は溶接に必要
な所定の加圧力に戻され、加圧力が所定の加圧力まで下
降した時点で、そのまま溶接条件設定手段による設定条
件に従って、溶接電流の通電が開始される。

この場合において、接触圧の高い状態で被溶接体に溶接
電流を流すと、赤熱溶着時に溶接棒が被溶接体に食込ん
で大きく目立つ溶接痕が形成されるが、溶接電流通電時
には加圧力を溶接に必要な所定の加圧力に戻してあるた
め（第２図左側のＢ線を辿る制御）、そのような弊害を
防止した状態で、通電、保持冷却の溶接シーケンスが続
けられた後、起動スイッチのONにより、次の溶接サイク
ルが繰り返される。

又、溶接仕上りの外観が問題にならない場合において、
加圧力切替制御手段による切替が初期加圧力付与時点か
ら両電極棒６、７に溶接に必要な所定の加圧力付与に切
替えられている場合において、初期加圧力付与時点から
両電極棒に溶接に必要な所定の加圧力が付与され、タイ
マで設定した当接完了時点では加圧力制御手段による加
圧力切替えが行われることなく、溶接電流の通電が開始
されるとともに、そのまま溶接条件設定手段による設定
条件に従って、通電、保持冷却の溶接シーケンスが続け
られた後、起動スイッチのONにより、次の溶接サイクル
が繰り返される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の抵抗溶接制御装置全体の説
明図、第２図は本実施例と従来実施例の動作線図であ
る。 １……商用電源、２……溶接トランス ３……プログラム入力装置 ４……抵抗溶接制御回路、５……被溶接体 ６、７……電極棒、８……抵抗溶接機 ９……変流器、12……エアシリンダ 13……比例制御弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向する一対の電極棒間に圧接され
   た状態で挟まれた被溶接体に対して、商用電源と溶接ト
   ランス間に接続されたシリコン制御整流素子の導通角を
   制御して溶接電流を流す抵抗溶接機において、溶接電流
   を検出するための溶接電流検出手段と、溶接の条件を設
   定するための溶接条件設定手段と、前記溶接電流検出手
   段により検出された電流値と前記溶接条件設定手段によ
   り設定された電流値とを比較して溶接電流を設定電流値
   に制御する電流制御手段と、前記電極棒の加圧力を任意
   の加圧力に制御するための加圧力制御手段とのそれぞれ
   を備え、かつ、該加圧力制御手段による前記電極棒の初
   期加圧力を電極棒先端が比較的軽く当接する程度の加圧
   力に設定し、予め設定した低い初期加圧力で両電極棒が
   被溶接体に当接した後に前記電極棒の加圧力を溶接に必
   要な所定の加圧力に切替えてから溶接電流の通電を開始
   する低初期加圧制御と、予め設定した高い初期加圧力で
   両電極棒が被溶接体に当接した後に前記電極棒の加圧力
   を溶接に必要な所定の加圧力に切替えてから溶接電流の
   通電を開始する高初期加圧制御と、初期加圧力付与時点
   から両電極棒に溶接に必要な所定の加圧力を付与して溶
   接電流を通電する所定加圧制御とのうちのいずれか１つ
   に切替えて加圧・通電制御を行う加圧力切替制御手段を
   備えることを特徴とする抵抗溶接制御装置。