JPS6234681A - スポツト溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスポット溶接機に関し、特に迅速な溶接を可能
にして溶接電極の寿命を延ばし且つ消費電力の節減を図
るように改善したものである。

（従来の技術） 一般にスポット溶接機では、一対の溶接電極間で被溶接
材（金属板）を加圧しながらそれら溶接電極間に電圧を
印加して電流を流し、それによって溶接部をジュール熱
により加熱して溶融せしめ被溶接材を冶金的に接合する
。このようなスポット溶接における加圧力は、いわゆる
表ちりや中ちり等の溶接不良を防止する作用、溶接電極
から被溶接材への通電を高める作用、通電後に溶融金属
　　。

を加圧しながら冷却することによって溶融部の内部欠陥
を減少する作用等を奏する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のスポット溶接機では、溶接電流が
流れている期間中の加圧力が一定であるため、被溶接材
が溶融し始めたときから完全に溶接が完了するまでの溶
接所要時間が長（、シたがって溶接電流の供給時間も長
くなり、そのため溶接電極の寿命を短＜シ、また電力消
費量も多いという問題があった。

本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みてなされたもの
で、溶接に要する時間を短縮化して溶接７Ｅ極の寿命を
延ばすとともに消費電力を節減するスポット溶接機を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成する本発明の構成は、被溶接材の両側か
ら接触する一対の溶接電極と；所定の時間期間中、それ
ら溶接電極間に一定の加圧力を加える一定加圧手段と；
溶接電極の加圧開始後所定の時間が経過したときから所
定の時間期間中、被溶接材を介して溶接電極間に溶接電
流を流す溶接電流供給手段と；溶融電流の供給開始後所
定の時間が経過したときから所定の時間期間中、溶接電
極間にインパクト加圧力を加えるインパクト加圧手段と
を具備することを特徴とする。

（作用） 本発明では、先ず一定加圧手段が作動して被溶接材の溶
接部を加圧する。次に電流供給手段が作動して溶接部を
通電させジュール熱でそこを溶融せしめる。そして、溶
融がある程度進行した所定のタイミングでインパクト加
圧手段が作動して溶接部にインパクト加圧を及ぼし、そ
れにより溶接部が圧接されて被溶接材の結合が促進され
、通電時間が短縮化される。

（実施例） 第１図ないし第３図を参照して本発明の詳細な説明する
。

第１図は本発明の一実施例によるスポット溶接機の構成
を示す。

第１図において、被溶接材６．８には上下両側から一対
の溶接電極２，４が接触する。これら溶接電極２，４は
それぞれアーム１０．１２に取り付けられ、それらのア
ーム１０．１２は溶接期間中に加圧シリンダ１４により
駆動されて溶接電極２．４間に一定の加圧を加える。さ
らに本実施例では、インパクト加圧装置１６が溶接期間
内の所定の時限で軸方向に向かうインパクト加圧力を溶
接電極２．４間に加える。

加圧シリンダ１４は第１スイツチ１８を介して電源２０
に接続される。第１スイツチ１８は、スタート回路２２
から与えられるスタート信号ＳＴにより閉位置に切り替
わり、加圧時間制御部２４から与えられる制御信号ＯＦ
Ｆ　１により開位置に切り替わるように構成されている
。加圧時間制御部２４はカウンタ回路を含み、上記スタ
ート信号ＳＴおよび後述する同期パルス発生部２６から
の同期パルスＳＰを入力し、スタート信号ＳＴを受けた
ときから同期パルスＳＰを１１個カウントした時点で上
記制御信号ＯＦＦ　１を第１スイツチ１８に与えるよう
になっている。

溶接電極２，４は溶接トランス２８の二次側に接続され
る。溶接トランス２８は入力端子３０゜３２からコンタ
クタ３４を介してその一次側に供給される交流電圧を変
圧して大きな溶接電流■を二次側の溶融電極２，４間に
供給する。コンタクタ３４は図示のように一対のサイリ
スタ３６，３８からなる。これらのサイリスタ３６．３
８のゲートには電流制御回路４０からゲートドライブ信
号Ｇ１．Ｇ２がそれぞれ供給され、それらの点弧位相が
制御されることによって溶接トランス２８に供給される
電圧の実効値が制御され、したがって溶接電流■の大き
さが制御されるようになっている。

同期パルス発生部２６は、入力端子３０．３２から交流
電圧Ｅｏを受は取り、その各ゼロクロス点で同期パルス
ＳＰを発生する。この同期パルスＳＰは第２スイツチ４
２を介して上記電流制御回路４０に供給される。第２ス
イツチ４２は、通電ディレィ時間制御部４４からの制御
信号ＯＮ２により閉位置に切り替わり、通電時間制御部
４６からの制御信号０ＦＦ２により開位置に切り替わる
ように構成されている。

通電ディレィ時間制御部４４はカウンタ回路を含み、ス
タート信号ＳＴおよび同期パルスＳＰを入力し、スター
ト信号ＳＴを受けたときから同期パルスＳＰを３個カウ
ントし売時点で制御信号ＯＮ２を第２スイツチ４２と通
電時間制御部４６とに与えるようになっている。通電時
間制御部４６もカウンタ回路を含み、制御信号ＯＮ２と
同期パルスＳＰを入力し、制御信号ＯＮ２を受けたとき
から同期パルスＳＰを７個カウントした時点で制御信号
０ＦＦ２を第２スイツチ４２に与えるようになっている
。

インパクト加圧装置１６は応答速度が高く加圧力の大き
な電磁的プランジャ等の加圧手段からなり、これは第３
スイツチ４８を介して電源５０に接続される。第３スイ
ツチ４８は、インパクト加圧ディレィ時間制御部５２か
らの制御信号ＯＮ３により閉位置に切り替わり、インパ
クト加圧時間制御部５４からの制御信号０ＦＦ３により
開位置に切り替わるように構成されている。

インパクト加圧ディレィ時間制御部５２はカウンタ回路
を含み、スタート信号ＳＴと同期パルスＳＰを入力し、
スタート信号ＳＴを受けたときから同期パルスＳＰを５
個カウントした時点で制御信号ＯＮ３を第３スイツチ４
８に与えるようになっている。またインパクト加圧時間
制御部５４もカウンタ回路を含み、制御信号ＯＮ３と同
期パルスＳＰを入力し、制御信号ＯＮ３を受けたときか
ら同期パルスＳＰを２個カウントした時点で制御信号０
ＦＦ３を第３スイツチ４８に与えるようになっている。

なお、上記各制御部２４，４２，４６，５２゜５４にお
ける同期パルスＳＰのカウント数は被溶接材の種類およ
び板厚等を考慮して設定されるものであり、上記カウン
ト値は一例にすぎない。特に、インパクト加圧ディレィ
時間制御部５２で制御されるインパクト加圧ディレィ時
間（Ｔ３）は被溶接材６，８がある程度溶融した頃にイ
ンパクト加圧が行われるように予め設定される。

次に第２図につき本実施例によるスポット溶接機の動作
を説明する。

入力端子３０．３２には第２図（ａ）に示すような信号
波形の交流電圧Ｅｏが供給される。この交流電圧Ｅｏは
同期パルス発生部２６にも与えられ、同期パルス発生部
２６から第２図（ｂ）に示すような同期パルスＳＰが常
時発生する。

さて、時点ｔｏでスタート回路２２がスタート信号ＳＴ
を発すると、それに応答して第１スイツチ１８が閉位置
に切り替わり、それによって電源２０から加圧シリンダ
１４に電力が供給される。

また、スタート信号ＳＴに応答して加圧時間制御部２４
は同期パルスＳＰのカウントを開始し、それを１１個カ
ウントした時点ｔ５で制御信号０ＦＦ１を発生し、それ
によって第１スイツチ１８が開位置に切り替わって加圧
シリンダ１３への電力供給が断たれる。したがって、加
圧シリンダ１４は、第２図（ｃ）に示すように溶接開始
時点ｔｏから溶接終了時点ｔ５までの所定時間ＴＩの期
間中作動して一定の加圧力Ｆ！をアーム１０．１２を介
して溶接電極２，４間に加える。

一方、通電ディレィ時間制御部４４は、スタート回路２
２からスタート信号ＳＴを受けると同期パルスＳＰのカ
ウントを開始し、それを３個カウントした時点１１で制
御信号ＯＮ２を発生する。

この制御信号ＯＮ２によって第２スイツチ４２が閉位置
に切り替わり、同期パルス発生部２６からの同期パルス
ＳＰが第２スイツチ４２を通って電流制御回路４０に供
給される。一方、制御信号ＯＮ２によって通電時間制御
部４６が同期パルスＳＰのカウントを開始してそれを７
個カウントした時点ｔ４で制御信号０ＦＦ２を出力し、
それによって第２スイツチ４２が開位置に切り替わる。

而して電流制御回路４０には、第２図（ｅ）に示すよう
に溶接開始時点ｔｏから時間Ｔ５だけ遅延した時点１１
から所定の時間Ｔ６経過後の時点ｔ４まで同期パルスＳ
Ｐが供給され、電流制御回路４０は各同期パルスＳＰに
応答して第２図（ｆ）、（ｇ）に示すような所定の点弧
位相αのゲートドライブ信号Ｇｌ、Ｇ２をサイリスタ３
８．３８にそれぞれ供給する。これにより、時間Ｔ６の
期間中、溶接トランス２８の一次側には第２図（ｈ）の
点線で示すような電圧Ｅ１が供給され、その二次側には
同図の実線で示すようなヒート・コントロール波形ノ溶
接電流Ｉが生成される。そして、この溶接電流　　　　
１は溶接電極２．４間に流れ、被溶接材６，８の接合部
をジ、−７．熱、溶融オしめる。　　　　　　　　　１
一方、インパクト加圧ディレィ時間制御部５２は、スタ
ート信号ＳＴが入力されると同期パルスＳＰのカウント
を開始し、それを６個カウントした時点ｔ２で制御信号
ＯＮ３を発生する。これにより第３スイツチ４８が閉位
置に切り替わり、電源５０からインパクト加圧装置１６
に電力が供給される。そして、次の同期パルスＳＰが生
起した時点ｔ３でインパクト加圧時間制御部５２から制
御０ＦＦ２が第３スイツチ４８に与えられてインパクト
加圧装置１６への電力供給が断たれる。而して、インパ
クト加圧装置１６は、第２図（ｄ）に示すように溶接開
始時点ｔｏから所定の時間Ｔ２（電流供給開始時点ｔｌ
から所定の時間Ｔ３）だけ遅延した時点ｔ２から所定時
間Ｔ４経過後の時一点ｔ３まで作動して溶接電極２．４
間にインパクト加圧力Ｆ２を加える。したがって、溶接
電極２゜４間には、第２図（＋）に示すように、加圧シ
リンダ１４からの加圧力Ｆｌにインパクト加圧装置１６
からのインパクト加圧力Ｆ２が重なった合成加圧力Ｆｌ
　＋Ｆ２が印加されることになる。その結果時点ｔ２で
ある程度まで溶融していた被溶接材６．８にインパクト
加圧力Ｆ２が加わることによって溶接部が強く圧接され
て被溶接材６，８間の接合が促進される。

第３図は各溶接段階における溶接部の状態を示す。第３
図（ａ）は溶接の初期段階を示し、被溶接材６，８が加
圧シリンダ１４だけで加圧されつつ溶融電流Ｉが流れて
いる状態である。第３図（ｂ）は溶接の中期段階を示し
、インパクト加圧装置１６によってインパクト加圧が行
われている状態である。図中の符号５６は被溶接材６，
８の溶融部を示す。第３図（ｃ）は溶接の最終段階を示
し、溶融部５６が冷却されて凝固し被溶接材６．８が完
全に溶接された状態である。

このように本実施例によれば、被溶接材６，８の接合部
がある程度溶融した頃にインパクト加圧による圧接が加
わって接合が促進され、結果として溶接電流Ｉの全供給
時間Ｔ６が短くなり、それによって消費電力が節減され
ると同時に溶接電極２．４の寿命も長くなる。

なお、本実施例では通電ディレィ時間制御部４４等の各
制御部は同期パルスＳＰをカウントする構成としたが、
別に発振器を設けてその発振パルスをカウントする構成
としてもよい。

また、それらの制御部を個別的なカウンタ回路で構成す
る替わりに、ソフト的な制御でまとめるようにしてもよ
い。すなわち、マイクロコンピュータによって各スイッ
チ１８．４２．４８の開閉制御を行うことも可能である
。

（発明の効果） 上述したように本発明では、溶接電流が供給されて溶接
部がある程度溶融した頃の所定のタイミングでインパク
ト加圧力が溶接電極間に加えられることにより溶接部が
圧接されて被溶接材の接合が促進され結果的に通電時間
が短縮化されるので、消費電力が節減されるとともに溶
接電極の寿命が延びるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるスポット溶接機の構成
を示すブロック図、 第２図は上記スポット溶接機の動作を説明するためのタ
イミング図、および 第３図は上記スポット溶接機の動作において各溶接段階
での溶接部の状態を示す図である。 ２．４・・・・溶接電極、６．８・・・・被溶接材、１
０゜１２・・・・アーム、１４・・・・加圧シリンダ、
１６・・・・インパクト加圧シリンダ、１８・・・・第
１スイツチ、２２・・・・スタート回路、２４・・・・
加圧時間制御部、２６・・・・同期パルス発生部、４２
・・・・第２スイツチ、４４・・・・通電時間ディレィ
時間制御部、４６・・・・通電時間制御部、４８・・・
・第３スイツチ、５２・・・・インパクト加圧ディレィ
時間制御部、５４・・・・インパクト加圧時間制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被溶接材の両側から接触する一対の溶接電極と、所定の
   時間期間中、前記溶接電極間に一定の加圧力を加える一
   定加圧手段と、 前記溶接電極の加圧開始後所定の時間が経過したときか
   ら所定の時間期間中、前記被溶接材を介して前記溶接電
   極間に溶接電流を流す溶接電流供給手段と、 前記溶融電流の供給開始後所定の時間が経過したときか
   ら所定の時間期間中、前記溶接電極間にインパクト加圧
   を加えるインパクト加圧手段と、を具備することを特徴
   とするスポット溶接機。