JPH028832B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は抵抗点溶接機における溶接ガンの動
作および通電を制御するための装置に関するもの
である。

例えば自動車ボデイーの組立工程ではスポツト
溶接が多用されていることは周知の通りであり、
最近ではその溶接作業をロボツト等を用いて自動
的に行なうようになつてきている。

ところで抵抗点溶接は、重ね合わせた被溶接物
を電極によつて挟持加圧し、その結果局部的に接
触抵抗の減少した個所に大電流を通して、接触面
に碁石状の溶着部（ナゲツト）を作つて溶接する
方法である。したがつて溶接トランスと溶接ガン
とを接続する２次ケーブルには、溶接時に数千〜
１万数千アンペアの電流が流れ、その結果発熱す
るから、従来２次ケーブルには水冷構造のケーブ
ルが使用されており、特に最近では往復線を１本
のゴムホース内に組み込んだキツクレスケーブル
が大半を占めている。この種のケーブルは往復線
がゴム隔膜によつて電気的に絶縁されてはいる
が、頻繁に曲げられるうえに、間欠的かつ頻繁に
大電流が流れ、さらにゴムホース内に冷却水が満
されているから、使用中にケーブルの往復線が損
傷して内部短絡する場合がある。このような場
合、溶接電流は短絡個所を通つて往復線を流れ、
電極間に流れないから、溶接を行なうことができ
なくなる。しかるに上記のキツクレスケーブルで
は内部の状況が外部からはわからず、しかもロボ
ツト等を用いた自動溶接工程では、溶接の良否を
溶接の都度知ることはできないから、溶接欠陥が
多発するおそれがある。

このような不都合を解消するために、２次ケー
ブルの定期検査を頻繁に行なうことが考えられる
が、定期検査によつて内部短絡を予知することは
極めて難しく、そのため溶接欠陥を発生させてし
まつたり、あるいは未だ充分使用し得る２次ケー
ブルを交換し、その結果溶接コストを高騰させて
しまうおそれがある。そこで従来では、溶接品質
検査頻度を高め、溶接欠陥の発見に努めるととも
に、溶接欠陥を通して２次ケーブル等の短絡を発
見することとしているのが実情であり、作業者の
負担が大きいのみならず、能率が極めて悪いなど
の問題があつた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、通常の溶接作業の制御に加え、２次ケーブル
等溶接トランスの２次側における異常な短絡を検
出することのできる抵抗点溶接機用制御装置を提
供することを目的とするものである。そしてこの
発明の制御装置は、複数の起動スイツチのいずれ
でも動作するものであつて、溶接ガンを閉動作さ
せるためのバルブを駆動する加圧バルブ駆動回路
と、溶接電流通電前に溶接ガンによる被溶接物の
加圧時間すなわち予圧時間を制御する予圧時間制
御回路と、溶接電流を流すべき溶接時間を制御す
る溶接時間制御回路と、通電終了後溶接ガンの閉
動作を継続させる保持時間を制御する保持時間制
御回路と、前記予圧時間経過後溶接時間が経過す
るまでの間通電を行なわせる溶接電流制御回路
と、溶接トランスの１次側もしくは２次側の電流
値が予め定めた基準電流値を越えた場合に信号を
出力する検出回路とを具備し、起動スイツチのい
ずれかがオン動作することにより前記各回路のう
ち加圧バルブ駆動回路を除いた他の回路がオン動
作し、かつ他のいずれかの起動スイツチがオン動
作することにより前記各回路のうち検出回路を除
いた他の回路がオン動作するよう構成したことを
特徴とするものである。

以下この発明の制御装置を実施例に基づいて更
に詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例を模式的に示すブ
ロツク図であつて、ここに示す制御装置は複数種
類の溶接条件すなわち複数の通電時間と複数の電
流値とを設定し得るよう構成され、その溶接条件
は複数（図では５個）の起動スイツチ１，２，
３，４，５によつて選択するようになつている。
その起動スイツチ１〜５は手動操作によつて回路
を閉じ、あるいはロボツト制御装置等の他のコン
トローラ（図示せず）からの入力によつて回路を
閉じるものであつて、これらの起動スイツチ１〜
５のいずれかが閉じることにより、予圧時間制御
回路６がオン動作するように構成されている。そ
の予圧時間制御回路６には、起動スイツチ１〜５
に対応して複数種類の予圧時間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ５を設定可能な設定器７が接続され
ており、そして予圧時間制御回路６は、いずれか
の起動スイツチ１〜５が閉じることによつてオン
動作するとともに、その起動スイツチ１〜５に連
動する回路（図では接点ａ１，ａ２，ａ３，ａ
４，ａ５として示す）が閉じることにより、前記
設定器７にて設定したいずれかの予圧時間Ｓ１〜
Ｓ５の経過後に信号を出力するよう構成されてい
る。

前記予圧時間制御回路６の出力信号は溶接時間
制御回路８と溶接電流制御回路９とのそれぞれに
入力されるようになつている。その溶接時間制御
回路８には、前記起動スイツチ１〜５に対応して
複数種類の溶接時間Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ
５を設定可能な設定器１０が接続されており、こ
れらの溶接時間Ｗ１〜Ｗ５は、前記起動スイツチ
１〜５のいずれかがオン動作することによりそれ
に連動する回路（図では接点ｂ１，ｂ２，ｂ３，
ｂ４，ｂ５で示す）が閉じ、それに伴つて対応す
る溶接時間Ｗ１〜Ｗ５が設定器１０から溶接時間
制御回路８に入力・設定され、そして溶接時間制
御回路８に前記予圧時間制御回路６から信号が入
力されると溶接時間制御回路８がオン動作し、か
つオン動作した起動スイツチ１〜５に対応して入
力・設定された溶接時間Ｗ１〜Ｗ５の経過後に、
溶接時間制御回路８が溶接電流制御回路９および
保持時間制御回路１１に対して信号を出力するよ
うになつている。

他方、溶接電流制御回路９は溶接ガンにおける
電極（それぞれ図示せず）の間に流す電流を制御
するものであつて、前記予圧時間制御回路６から
入力される信号によりオン動作して通電を行な
い、また溶接時間制御回路８から入力される信号
によりオン動作して通電を止める構成とされてお
り、したがつて第１図に示す制御装置は前記設定
器１０から溶接時間制御回路８に入力・設定した
溶接時間Ｗ１〜Ｗ５の間だけ溶接電流を流すよう
になつている。その溶接電流の電流値Ｉ１，Ｉ
２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５は、前記起動スイツチ１〜
５に連動して閉じる回路（図では接点ｃ１，ｃ
２，ｃ３，ｃ４，ｃ５で示す）を介して接続した
設定器１２から溶接電流制御回路９に入力される
ようになつている。

さらに保持時間制御回路１１は、溶接電流Ｉ１
〜Ｉ５の通電終了後に溶接ガンによる被溶接物
（図示せず）の挟持加圧を更に継続させる時間す
なわち保持時間を制御するものであつて、その保
持時間制御回路１１には、前記起動スイツチ１〜
５に連動して閉じる回路（図では接点ｄ１，ｄ
２，ｄ３，ｄ４，ｄ５で示す）を介して設定器１
３が接続され、いずれかの起動スイツチ１〜５が
オン動作することによりそれに連動する接点ｄ１
〜ｄ５が閉じ、オン動作した起動スイツチ１〜５
に対応する保持時間Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ
５が保持時間制御回路１１に入力・設定されるよ
うになつている。そして保持時間制御回路１１
は、前記溶接時間制御回路８から入力される信号
によつてオン動作し、かつ前記設定器１３から入
力・設定された保持時間Ｈ１〜Ｈ５が経過した後
に終了信号を出力するよう構成されている。

またさらに第１図に示す制御装置は加圧バルブ
駆動回路１４を具備している。その加圧バルブ駆
動回路１４は、溶接ガンを開閉動作させる圧力流
体例えばエアを制御する加圧バルブ（図示せず）
のソレノイドSOLに通電してその加圧バルブを
動作させるものであつて、前記起動スイツチ１〜
５のうちいずれか１つの起動スイツチ例えば第５
の起動スイツチ５を除いた他の起動スイツチ１〜
４に連動して閉じる回路（図では接点ｅ１，ｅ
２，ｅ３，ｅ４で示す）が閉じた際にオン動作し
て前記ソレノイドSOLに通電し、また前記保持
時間制御回路１１から終了信号が入力されている
ことによりオン動作してソレノイドSOLに対す
る通電を止め、加圧バルブを復帰させるよう構成
されている。

したがつて第１図に示す制御装置は、第１ない
し第４の起動スイツチ１〜４がオン動作した場合
に溶接ガンを閉動作させて被溶接物を挟持加圧
し、その状態で予圧時間Ｓ１〜Ｓ４経過後溶接時
間Ｗ１〜Ｗ４が経過するまでの間溶接電流Ｉ１〜
Ｉ４の通電を行ない、通電終了後保持時間Ｈ１〜
Ｈ４が経過することにより溶接ガンを開き、また
第５の起動スイツチ５がオン動作した場合には、
溶接ガンを閉動作させずに溶接電流の通電を行な
うよう構成されている。

さらに上記の制御装置は、溶接ガンを閉動作さ
せない状態でオン動作する検出回路１５すなわち
前記起動スイツチ１〜５のうち第５の起動スイツ
チ５に連動して閉じる回路（図では接点ｅ５で示
す）を介してオン動作する検出回路１５を有して
いる。その検出回路１５は溶接トランス（図示せ
ず）の１次側あるいは２次側の電流値が所定の基
準電流値を越えている場合に警報信号を出力する
ものであつて、その一例を第２図に示す。第２図
中符号１６は積分器であつて、溶接トランスの１
次側もしくは２次側に付設したトロイダルコイル
やホール素子あるいはカレントトランス等の電流
検出器１７から入力される通電電流をその微分波
形である電流波形に変換し、その出力を波形整形
器１８に与えるよう構成されている。波形整形器
１８は、積分器１６から入力された信号を整流し
て前記通電電流値に応じた直流電圧に変換し、さ
らにその直流電圧を比較器１９に入力する構成と
されている。他方、比較器１９には基準発生器２
０が接続されており、その基準発生器２０によつ
て基準電流値に相当する基準電圧を設定し、その
基準電圧と前記波形整形器１８から入力される電
圧とを比較器１９において比較し、波形整形器１
８から入力された電圧すなわち実測電流値が基準
電流値より大きい値の場合に警報信号発生器２１
に対して信号を出力し、その警報信号発生器２１
が警報信号を出力するようになつている。なおこ
こで、前記基準電流値は実測電流値が異常に示し
ているか否かを判定する基準となるものであつ
て、具体的には溶接電極を相互に絶縁させた状態
でオン動作させた際に溶接トランスの１次側に流
れる無負荷電流値と、実際に溶接を行なう際に１
次側に流れる溶接電流値との中間値とし、あるい
は２次側の電流を検出する構成とした場合には、
２次側の溶接電流値の半分の値に設定することが
好ましい。

つぎに上記のように構成した制御装置の作用に
ついて説明する。溶接条件の選択および溶接作業
の開始は、前記起動スイツチ１〜５のうち第１な
いし第４の起動スイツチ１〜４によつて行なう。
すなわち、例えば第２の起動スイツチ２をオンと
すれば、それに連動する前記各接点ａ２，ｂ２，
ｃ２，ｄ２，ｅ２が閉じ、その結果第２の起動ス
イツチ２に対応して予め設定した予圧時間Ｓ２、
溶接時間Ｗ２、溶接電流Ｉ２、保持時間Ｈ２の
各々が設定器７，１０，１２，１３から予圧時間
制御回路６、溶接時間制御回路８、溶接電流制御
回路９、保持時間制御回路１１のそれぞれに入
力・設定される。これと同時に加圧バルブ駆動回
路１４がオン動作して前記ソレノイドSOLを励
磁し、その結果加圧バルブが切換るために溶接ガ
ンが閉動作し、被溶接物を挟持加圧する。また予
圧時間制御回路６も同様にオン動作し、設定器７
から入力された予圧時間Ｓ２の経過後に予圧時間
制御回路６が溶接時間制御回路８および溶接電流
制御回路９に対して信号を出力する。それに伴つ
て溶接電流制御回路９がオン動作するために、前
記第２の起動スイツチ２がオンとなることによつ
て選択され所定の電流値の溶接電流Ｉ２が溶接ガ
ンにおける電極間に流れる。また溶接時間制御回
路８は、予圧時間制御回路６から信号が入力され
てオン動作した後第２の起動スイツチ２によつて
選択された溶接時間Ｗ２の経過後に信号を出力
し、その結果溶接電流制御回路９がオフ動作して
通電が停止する。すなわち溶接電流Ｉ２の通電は
溶接時間Ｗ２が経過するまで継続する。通電の終
了後、すなわち溶接時間制御回路８の出力信号に
よつて保持時間制御回路１１がオン動作し、その
保持時間制御回路１１は、前記第２の起動スイツ
チがオンとなることにより入力・設定された保持
時間Ｈ２の経過後に終了信号を出力し、その結果
前記加圧バルブ駆動回路１４がオフ状態となつて
ソレノイドSOLが消磁されるため、溶接ガンが
開き、被溶接物を開放する。したがつて溶接ガン
による被溶接物の加圧は第３図に示すように、起
動スイツチ２がオンとなることによつてそれぞれ
選択された予圧時間Ｓ２、溶接時間Ｗ２および保
持時間Ｈ２が経過するまで継続することになる。
そのタイムチヤートを第３図に示す。

他方、短絡の検出を行なう場合には、前記起動
スイツチ１〜５のうち第５の起動スイツチ５をオ
ンとする。それに伴つて第５の起動スイツチ５に
連動する各接点ａ５，ｂ５，ｃ５，ｄ５が閉じる
から、第５の起動スイツチ５に対応させて予め設
定した予圧時間Ｓ５、溶接時間Ｗ５、溶接電流Ｉ
５および保持時間Ｈ５の各々が設定器７，１０，
１２，１３から予圧時間制御回路６、溶接時間制
御回路８、溶接電流制御回路９および保持時間制
御回路１１のそれぞれに入力・設定される。また
第５の起動スイツチ５に連動する他の接点ｅ５が
閉じるから、検出回路１５がオン状態となる。な
おその場合、加圧バルブ駆動回路１４側には第５
の起動スイツチ５に連動して閉じる回路（接点）
を入れていないから、加圧バルブ駆動回路１４が
オン状態にならず、したがつて溶接ガンは開いた
ままとなる。そして予圧時間Ｓ５経過後溶接時間
Ｗ５が経過するまでの間溶接電流制御回路１５が
予め入力された溶接電流Ｉ５を流すべく動作す
る。その場合、溶接トランスの２次側に特に短絡
が生じていなければ、回路が開いていることにな
るから、２次側には全体電流が流れず、１次側に
数アンペア〜数十アンペアの電流が流れるのみで
あるが、２次ケーブルや溶接ガン等の２次側に短
絡が生じていれば、２次側に数千〜１万数千アン
ペアの溶接電流Ｉ５が流れ、また１次側に数百ア
ンペアの電流が流れる。しかして溶接トランスの
１次側もしくは２次側の電流は、第２図に示す電
流検出器１７によつて検出されており、その電流
検出器１７の出力信号は検出回路１５における前
記積分器１６および波形整形器１８を経て通電電
流に応じた電圧に変換され、さらに比較器１９に
おいて基準電圧と比較される。その場合、溶接ト
ランスの２次側に短絡が生じていれば、溶接ガン
が開にているにもかかわらず前述したような大電
流が１次側および２次側に流れることになるか
ら、実測電流値は基準発生器２０によつて予め設
定した基準電流値を大幅に越え、その結果比較器
１９が信号を出力する。その比較器１９の出力信
号によつて警報信号発生器２１がオン動作するか
ら、その警報信号によつてランプを点灯させ、も
しくは警報機を鳴動させることにより、溶接トラ
ンスの２次側での短絡を容易に知ることができ
る。なお、保持時間制御回路１１は通電終了後保
持時間Ｈ５が経過した後に終了信号を出力する
が、前述のように溶接トランスの２次側に短絡が
あつた場合には、適宜のリセツト操作をするまで
は起動スイツチ１〜５が機能しないようインタロ
ツクすることが好ましい。

以上説明したようにこの発明の制御装置によれ
ば、起動スイツチのうち予め定めたいずれかの起
動スイツチをオンとすることにより、溶接ガンを
開いたまま通電し、かつその際の溶接トランスの
１次側もしくは２次側の電流値を検出して基準電
流値と比較できるから、溶接トランスの２次側に
短絡が生じている場合には、その短絡を直接知る
ことができ、したがつてこの発明の装置によれ
ば、異常短絡に基づく溶接不良が生じる以前に２
次ケーブルの交換等異常短絡に対処できるから、
溶接不良やその手直しなどの不都合を未然に解消
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を模式的に示すブ
ロツク図、第２図はその検出回路の一例を示すブ
ロツク図、第３図は溶接時と短絡検出時とにおけ
る加圧と通電とのタイミングを示すタイムチヤー
トである。 １，２，３，４，５…起動スイツチ、６…予圧
時間制御回路、７，１０，１２，１３…設定器、
８…溶接時間制御回路、９…溶接電流制御回路、
１１…保持時間制御回路、１４…加圧バルブ駆動
回路、１５…検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接トランスの２次側に電気的に接続した溶
   接ガンを閉動作させることにより、溶接ガンに設
   けた１対の電極によつて被溶接物を挟持加圧し、
   その状態で溶接トランスの１次側に電流を流すこ
   とにより、前記電極間に溶接電流を流して被溶接
   物を溶着させる抵抗点溶接機において、複数の起
   動スイツチと、前記溶接ガンを閉動作させるため
   のバルブを駆動する加圧バルブ駆動回路と、前記
   起動スイツチのいずれかがオン動作した後溶接ト
   ランスの１次側に電流を流すまでの予圧時間を制
   御する予圧時間制御回路と、溶接電流を流すべく
   溶接トランスの１次側に通電する溶接時間を制御
   する溶接時間制御回路と、通電終了溶接ガンの閉
   動作を継続させる保持時間を制御する保持時間制
   御回路と、前記予圧時間経過後前記溶接時間が経
   過するまでの間通電を行なわせる溶接電流制御回
   路と、溶接トランスの１次側もしくは２次側の電
   流値が予め定めた基準電流値を越えた場合に信号
   を出力する検出回路とを具備し、前記起動スイツ
   チのいずれかがオン動作することにより前記各回
   路のうち加圧バルブ駆動回路を除いた他の回路が
   オン動作し、かつ他のいずれかの起動スイツチが
   オン動作することにより前記各回路のうち検出回
   路を除いた他の回路がオン動作するよう構成され
   ていることを特徴とする抵抗点溶接機用制御装
   置。