JPS587391B2 - テイコウヨウセツニオケル ツウデンジカンセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、２本の棒体、或いは有端環状体等の相対す
る端面を突き合せ、その瞬間に大電流を極く短時間通電
して突き合せ端面を溶接する抵抗突き合せ溶接、または
、被溶接体の一方の溶接面に突起を形成して他方の溶接
面に押しつけ、大電流を極く短時間通電して双方を前記
突起を介して溶接する抵抗突起溶接等における通電時間
制御装置、殊にその通電開始時期を、前記突き合せ、或
いは押しつけにおいて変動しつつある加圧力が予め設定
された加圧力最終値よりも小さい設定値に到達した瞬間
を捉えて制御する制御装置に関する。

従来の抵抗溶接における通電開始時期の制御方法として
、両溶接端面に加圧力を作用させた後、設定された時間
が経過することによって通電を開始する方法、あるいは
、加圧装置にエアーシリンダーを使用し、該シリンダー
内の空気圧力の変化を検出して通電を開始する方法等が
ある。

一方、抵抗溶接においては、加圧力と電流の関係が極め
て重要であって、加圧力、溶接電流の双方に過不足があ
れば、健全な溶接を得ることが困難となり、殊に溶接面
積が広くなり、溶接電流が大きくなるほど、前記加圧力
と電流の関係の重要性が増す。

また、加圧力の検出は、できるだけ低い圧力から高い圧
力までの広い範囲の加圧力を検出する方が、より精度の
よい検出が行える。

従来の加圧力を働かせた後、設定された時間後に溶接電
流の通電を開始する方法は、溶接面の仕上げ精度、加圧
装置の機能等の要因もあって、通電開始時の加圧力にバ
ラツキを生じ易く、満足な溶接結果が得られない場合が
多い。

加圧装置にエアーシリンダーを用い、エアーシリンダー
内の空気圧力を検出して通電開始時期を制御する方法で
は、前記の加圧力の設定条件をある程度は満足できるが
、空気圧力の増加を加圧力としてとり出す方式となるた
めに空気圧力の変動（一般に工場の圧力空気発生装置の
空気圧力は常に変動しており、これを溶接機に導いた時
点で一定に保つことは不可能である。

）を勘案して設定加圧力を高めにする必要があり、低い
圧力の検出ができないので加圧力の検出精度に不満があ
り、理想的な溶接継手を得ることが難しい。

またエアーシリンダー以外の加圧機構を使用すると、加
圧機構の機械的変位を検出して通電を開始するだけであ
るから、通電開始時期を、加圧力の変化によって制御す
ることができなくなってしまう。

すなわち従来の加圧力検出装置は、エアーシリンダーを
用いた加圧装置以外に適用することができないものであ
り、汎用性に欠ける欠点がある。

この発明は、以上の如き理由から、特に加圧力の検出を
重視し、両溶接端面間に圧力を加え、それが最終加圧力
よりも小さい所定の加圧力に達した瞬間をとらえて、溶
接電流の通電を開始し、どのような加圧装置を有す乙溶
接機においても適用可能でバラツキのない健全な溶接が
得られる制御装置を得ることを目的とするものであや。

第１図は、両溶接端面ａ間に適当な間隙ｂを形成した被
溶接体Ａを、図示しない溶接機のクランプ電極１，２に
クランプして支持せしめ、固定側のクランプ電極１側に
向って、摺動台３上を摺動し得るクランプ電極２を、加
圧装置４によって摺動せしめ、両溶接端面ａを衝突させ
て、両端面ａ間に作用する加圧力が最終加圧力よりも小
さい規定値に達した瞬間に、大電流を極く短時間通電し
、通電中も前記圧力を増大させながら、通電終了により
溶接を終了するようにした大電流抵抗突き合せ溶接にお
けるこの発明の実施例を示したブロックダイヤグラムで
ある。

すなわち、両電極１，２には、１次側５の入力電圧を変
換する変圧器６の２次側が接続され、両溶接端面ａが接
面した状態で電流開閉装置Ｋにより１次側５を閉じるご
とによって溶接電流が通電されるようになっており、そ
の通電により溶融する被溶接体Ａの溶接端面部の溶接速
度に追従して、移動側のクランプ電極２が、固定側のク
ランプ電極１に向って移動させられるようになっている
。

溶接電流の制御は、電流波形制御回路Ｅにより制御し、
電流開閉装置Ｋを働かせて行うものであり、電流波形制
御回路Ｅは、電流値制御回路Ｂに設定された電流値と、
通電時間制御回路Ｆに設定された通電時間値とによって
、電流、および通電時間（通常は電流の数サイクル程度
）を制御される。

シーケンス回路Ｇは、前記電流値制御回路Ｂと、通電時
間制御回路Ｆとを、所要の溶接電流値、および通電時間
値に設定し、さらに、圧力変換回路Ｄよりの入力信号で
、前記両回路Ｂ，Ｆを経て電流波形制御回路Ｅを作動さ
せ、電流開閉装置Ｋを作動させ、クランプ電極１，２に
クランプしている被溶接体Ａに電圧を印加する。

この電圧の印加時期、すなわち溶接電流の通電開始時期
は、加圧装！４によりクランプ電極２が移動させられ、
両溶接端面ａが衝突してからの加圧力の変化を、固定側
のクランプ電極１に設けられた圧力検出装置Ｃにより検
出し、その出力信号を圧力変換回路Ｄに入力し、該回路
Ｄに設定された規定の圧力に達した瞬間に、該回路Ｄが
、シーケンス回路Ｇに信号を送り、電流波形制御回路Ｅ
を起動して通電を開始するようになされている。

前記圧力検出装置Ｃは、固定側のクランプ電極１に直接
取付けられて、該電極１に働く作用力を、両溶接端面ａ
間に働く加圧力として検出し、クランプ電極１，２にク
ランプされた被溶接体Ａの、両溶接端面間距離ｂのバラ
ツキ、或いは、その仕上げ精度のバラツキ等に起因する
加圧力の変化に全く無関係に、その加圧力が最終加圧力
よりも小さい予め定められた最良の設定値に達すること
によって通電を開始し、そして正確に溶接電流値、およ
び時間を制御し得かつ、通電初期、及び後期、並びに通
電終了後の加圧力を任意に制御し得るから、抵抗突き合
せ溶接における理想的な溶接を得ることができ、またど
のような加圧装置であっても、その加圧力を正確に検出
して、最良の加圧下における溶接を行うことができる。

前記突き合せ溶接において、もし被溶接体Ａが有端環状
体であって、その開放両端面を溶接することにより無端
環状体とするときには、予め、両電極１，２間に、有端
環状体の環状部分を予熱し、溶接時のスプリングバック
と、環状部分を介して大電流が通電されるのを防止する
ための予熱電流を印加するようにしておけばよい。

その１つの方法として例えば、電流値制御回路Ｂと、通
電時間制御回路Ｆに、それぞれ溶接電流制御情報の設定
を行うと同時に、予熱電流制御情報を設定し、クランプ
電極２の移動開始前に有端項状体に予熱電流を通電して
、両溶接端面ａが衝突させられるまでに、所定温度に加
熱しておく。

そして前記衝突により既述の制御動作を行わせればよい
。

この予熱電流の遮断時期は、前記シーケンス回路Ｇによ
り決定するようにしておけばよい。

なお、環状被溶接体の溶接において、その断面積が小さ
い場合には、その過熱を防ぐために予熱電流を小さくす
るとか、或いは予熱を行わずに開放端の抵抗溶接を行う
ことが可能である。

第２図は、抵抗突起溶接（プロジエクション溶接）にこ
の発明が実施された１つの例を示すものであって、被溶
接体Ａ１とＡ２とを突起ａ１で接触させ、これを加圧装
置４で加圧しながら溶接電流を通電して溶接を行う。

このような抵抗突起溶接においても、その加圧力と溶接
電流との関係は極めて重要であって、それらが過大であ
っても、不足していても満足な溶接が得られない。

特に、突起ａ１の先端が、殆ど点接触に近い形で他方の
被溶接面に押しつけられるために、加圧力の変化及び、
加圧力と電流値との相互関係の制御が困難で、加圧後、
一定時間経過して溶接電流を通電するというような手段
では、殆んど不満足な結果に終ってしまう。

この場合も前記第１図の場合と同様に、固定側の溶接電
極１２に働く作用力を、加圧装置４で移働させられる溶
接電極１１により突起ａ１、すなわち溶接部間に働く加
圧力として検出す名庄力検出装置Ｃを、固定側の溶接電
極１２に直接設け、その出力信号を゜圧力変換回路Ｄに
入力し、そして、該回路Ｄに設定された圧力に、前記加
圧力が達した瞬間に、該回路Ｄの出力信号をシーケンス
回路Ｇに送り、電流値制御回路Ｂ、通電時間制御回路Ｆ
を介して、電流波形制御回路Ｅを起動し、電流開閉装置
Ｋを作動させて溶接電流を被溶接体Ａ１、Ａ２に印加し
、前記回路Ｂ，Ｆの設定電流値と設定通電時間値とによ
り溶接電流、および通値時間を制御する。

なお、第２図において、第１図と同一の部分には同一の
符号を付してある。

また、第２図の装置において、第１図と同じように有端
環状体の開放端部を突起を介して重ね、そして抵抗溶接
を行い得ることはいうまでもない。

抵抗溶接において、機械的加圧装置、エアーシリンダー
を用いた加圧装置等が使用されることは前述した通りで
あるが、エアーシリンダーを用いた加圧装置は前記の如
く低い加圧力の検出ができない欠点があり、しかも加圧
側（移動側）の圧力変化を加圧力として検出するもので
あるから、移動側の電極がその摺動台上を摺動する摩擦
抵抗も加圧力として検出され、真の加圧力の検出ができ
ず、さらに、シリンダーが止ったあとで空気圧が上昇す
るので、次の動きまで機械がストップすることになり、
この僅かの停止時間が溶接結果に影響してあまりよい結
果が得られなかった。

一方、機械的加圧装置の場合、各部材の連結部、摺動部
のガタを完全になくすことができず、また加圧力の作用
下では、各部材にたわみが発生するために、これらの移
動量を検出して加圧力とする方法では、検出精度にバラ
ツキが大きく発生して正確な加圧力の検出ができないも
のであり、加圧力検出部が駆動源に近くなる程、前記の
ガタ、たわみの影響が大きくなって行く。

一方、圧力検出装置を移動側の電極に設けることが考え
られるが、杉動側の電極は、駆動源より何らかの部材を
介して動かされるために、溶接面が衝突する前は、各蔀
材の連結部にガタがあり、その反面たわみが殆んど発生
しない状態であるので、溶接面が衝突した瞬間は前記ガ
タにより充分な加圧力が与えられておらず、その後、前
記ガタがゼロとなって各部材のたわみが発生する時点か
ら真の加圧力が作用することになるが、前記の如く種々
の要素が加わって真の加圧力の検出、殊にできるだけ低
い圧力からの検出が困難である。

この発明は以上のように、固定側の電極に圧力検出装置
を設けて溶接面に作用する加圧力を直接検出するもので
あるから、加圧力ができるだけ低いときから該加圧力の
変化を検出することができ、しかも移動側の電極の摺動
面との間の摩擦抵抗に無関係に、真の加圧力の検出が可
能となって、抵抗溶接における通電開始時期の制御を、
その被溶接面に働く加圧力が、最終加圧力よりも小さい
規定の加圧力に達した瞬間をとらえて、極めて正確に実
施することができ、溶接電流、時間の制御と併せて、溶
接作業を著しく容易ならしめると共に、変動する加圧力
のもとての溶接を可能となす。

すなわち加圧力が変動する場合においても最終加圧力よ
りも低い加圧力を検出して溶接電流を流し、接触面の溶
融が始まるとその溶融速度に追従して移動側の電極を移
動させる必要があるが、この発明はこのような加圧力変
化を確実に早い時点で検出することができ、事後の処置
を講じやすくなり、移動側の電極の前記追従動作をタイ
ミングよく行わせることができる。

従って通電の初期から中期にかけては加圧力を低くして
効率よく加熱し、その後加熱されて溶融する溶融部が飛
散する直前に加圧力を高くして完全に接合させる可変加
圧法、あるいは加圧装置の機能に起因して変動する加圧
力のもとての溶接が可能となり、その結果、溶接継手の
信頼性を大巾に向上する。

また、溶接電極に働く力を加圧力として該電極から直接
とり出すから、前記加圧力の変化の検出が極めて正確か
つ容易であって、どのような加圧装置をもつ抵抗溶接機
であっても、容易に適応させることができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のブロックダイヤグラム、第２図は他の
実施例のブロックダイヤグラムである。 １，２……クランプ電極、１１，１２……溶接電極、４
……加圧装置、Ａ，Ａ１，Ａ２……被溶接体、ａ……被
溶接端面、ａ１……突起、Ｂ……溶接電流値制御回路、
Ｃ……圧力検出装置、Ｄ……圧力変換回路、Ｅ……電流
波形制御回路、Ｆ……通電時間制御回路、Ｇ……シーケ
ンス回路、Ｋ……電流開閉装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電流値制御回路に設定された電流値と、通電時間制
   御回路に設定された通電時間値とによって、電流、およ
   び通電時間を制御される電流波形制御回路により電流開
   閉装置を作動させるようになった抵抗溶接における通電
   時間制御装置において、溶接電極に働く作用力の変化を
   、被溶接体の溶接端面間に加えられた加圧力の変化とし
   て検出する圧力検出装置を固定側の溶接電極に設け、該
   検出装置の出力信号を圧力変換回路に印加して、該回路
   の出力信号により、電流値制御回路と通電時間制御回路
   に所定の電流値と通電時間値を設定するシーケンス回路
   を介して溶接電流の通電開始時期を制御すべく構成し、
   前記加圧力が最終加圧力よりも小さい設定加圧力に達し
   たとき前記通電を開始することを特徴とする抵抗溶接に
   おける通電時間制御装置。