JPH04237572A - 抵抗溶接方法及び抵抗溶接装置 - Google Patents
抵抗溶接方法及び抵抗溶接装置Info
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- JPH04237572A JPH04237572A JP2164391A JP2164391A JPH04237572A JP H04237572 A JPH04237572 A JP H04237572A JP 2164391 A JP2164391 A JP 2164391A JP 2164391 A JP2164391 A JP 2164391A JP H04237572 A JPH04237572 A JP H04237572A
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- air cylinder
- welding
- regulator
- force
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗溶接に係り、特に
小型精密部品のキャン・シール溶接に好適な抵抗溶接方
法および溶接機に関する。
小型精密部品のキャン・シール溶接に好適な抵抗溶接方
法および溶接機に関する。
【0002】
【従来の技術】図6および図7に、キャン・シール(C
an Seal)溶接の一加工例を示す。図6に示す
ように、素子200およびリード線202,203を取
り付けた基板204に対してキャップ型の蓋206を上
から被せ、蓋206の環状鍔部206aと基板204の
周縁部204aとを溶接することにより、電子部品のキ
ャン・シール・パッケージが形成される。
an Seal)溶接の一加工例を示す。図6に示す
ように、素子200およびリード線202,203を取
り付けた基板204に対してキャップ型の蓋206を上
から被せ、蓋206の環状鍔部206aと基板204の
周縁部204aとを溶接することにより、電子部品のキ
ャン・シール・パッケージが形成される。
【0003】図8につき、このキャン・シール溶接を詳
細に説明する。蓋206の鍔部206aは蓋本体から斜
下方向に周設されているため、溶接開始前、上部溶接電
極208と蓋鍔部206a、蓋鍔部206aと基板周縁
部204aは互いに部分的に接触している。このように
、溶接部の接触面積を小さくすることで、溶接開始時の
溶接電流を高密度にし、効率的にジュール熱を発生させ
、電源回路の負担を軽くすることができる。溶接が開始
されると、先ず、加圧機構(図示せず)により上部溶接
電極208、下部溶接電極210間に初期加圧力が加え
られ、一定時間後に初期加圧力から本来(正規)の溶接
加圧力に切り換えられ、所定のタイミングで電源回路(
図示せず)より溶接電圧が出力される。そうすると、上
部溶接電極208→蓋鍔部206a→基板周縁部204
a→下部溶接電極210の経路に溶接電流が流れ、抵抗
発熱によって蓋鍔部206aと基板周縁部204aとが
互いに溶接される。
細に説明する。蓋206の鍔部206aは蓋本体から斜
下方向に周設されているため、溶接開始前、上部溶接電
極208と蓋鍔部206a、蓋鍔部206aと基板周縁
部204aは互いに部分的に接触している。このように
、溶接部の接触面積を小さくすることで、溶接開始時の
溶接電流を高密度にし、効率的にジュール熱を発生させ
、電源回路の負担を軽くすることができる。溶接が開始
されると、先ず、加圧機構(図示せず)により上部溶接
電極208、下部溶接電極210間に初期加圧力が加え
られ、一定時間後に初期加圧力から本来(正規)の溶接
加圧力に切り換えられ、所定のタイミングで電源回路(
図示せず)より溶接電圧が出力される。そうすると、上
部溶接電極208→蓋鍔部206a→基板周縁部204
a→下部溶接電極210の経路に溶接電流が流れ、抵抗
発熱によって蓋鍔部206aと基板周縁部204aとが
互いに溶接される。
【0004】この種の抵抗溶接機は、加圧用スライドシ
ャフトの上端側に板バネまたはコイルバネ等のバネ部材
を介してエアシリンダを設け、エアシリンダで発生した
加圧力をバネ部材、加圧用スライドシャフトを介して直
線的(同軸方向)に溶接電極へ伝えて被溶接材に加える
ようにしている。
ャフトの上端側に板バネまたはコイルバネ等のバネ部材
を介してエアシリンダを設け、エアシリンダで発生した
加圧力をバネ部材、加圧用スライドシャフトを介して直
線的(同軸方向)に溶接電極へ伝えて被溶接材に加える
ようにしている。
【0005】従来は、エアシリンダのロッド側を大気圧
状態にしてエアシリンダのヘッド側に溶接加圧力の設定
値に対応した圧力の圧縮空気を供給することによって、
エアシリンダを駆動し、溶接加圧力を立ち上げていた。 したがって、溶接加圧力の設定値を変えるときは、エア
シリンダのヘッド側に供給すべき圧縮空気の圧力設定値
を変えていた。
状態にしてエアシリンダのヘッド側に溶接加圧力の設定
値に対応した圧力の圧縮空気を供給することによって、
エアシリンダを駆動し、溶接加圧力を立ち上げていた。 したがって、溶接加圧力の設定値を変えるときは、エア
シリンダのヘッド側に供給すべき圧縮空気の圧力設定値
を変えていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような小型電子
部品のキャン・シール溶接においては、チリが発生する
とパッケージ内の電子部品本体を損傷するおそれがある
ので、チリの発生を極力防止するよう高速・高精度な加
圧制御および通電開始制御が要求される。
部品のキャン・シール溶接においては、チリが発生する
とパッケージ内の電子部品本体を損傷するおそれがある
ので、チリの発生を極力防止するよう高速・高精度な加
圧制御および通電開始制御が要求される。
【0007】しかるに、上記のような従来の方式によれ
ば、直線的な高速の立ち上がり速度を得るのが難しく、
特に溶接加圧力の設定値が低くなるにつれて、立ち上が
りの速度および直線性が低下するという不具合があった
。また、図8に示すように、溶接加圧力の設定値(FA
,FB )が変わると、溶接加圧力の立ち上がり特性
が異なった曲線(LFA ,LFB )となるため、一
定な加圧制御および通電開始制御が難しかった。すなわ
ち、図9に拡大して示すように、通電開始すべき時の加
圧力の設定値をFS とすると、溶接加圧力の設定値が
FA ( 曲線LFA )の場合の通電開始指令時間は
tSAであり、溶接加圧力の設定値がFB (曲線LF
B )の場合の通電開始指令時間はtSBであるが、遅
延時間(一定値Δt)後に実際に通電が開始する時の溶
接加圧力は異なった値(FSA,FSB)となる。
ば、直線的な高速の立ち上がり速度を得るのが難しく、
特に溶接加圧力の設定値が低くなるにつれて、立ち上が
りの速度および直線性が低下するという不具合があった
。また、図8に示すように、溶接加圧力の設定値(FA
,FB )が変わると、溶接加圧力の立ち上がり特性
が異なった曲線(LFA ,LFB )となるため、一
定な加圧制御および通電開始制御が難しかった。すなわ
ち、図9に拡大して示すように、通電開始すべき時の加
圧力の設定値をFS とすると、溶接加圧力の設定値が
FA ( 曲線LFA )の場合の通電開始指令時間は
tSAであり、溶接加圧力の設定値がFB (曲線LF
B )の場合の通電開始指令時間はtSBであるが、遅
延時間(一定値Δt)後に実際に通電が開始する時の溶
接加圧力は異なった値(FSA,FSB)となる。
【0008】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、高速・高精度な加圧制御および通電開始制御を
可能とし、チリの発生を防止するようにした抵抗溶接方
法および抵抗溶接機を提供することを目的とする。
もので、高速・高精度な加圧制御および通電開始制御を
可能とし、チリの発生を防止するようにした抵抗溶接方
法および抵抗溶接機を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の抵抗溶接方法は、エアシリンダによって発
生された加圧力を被溶接材に加えるようにした抵抗溶接
方法において、エアシリンダのヘッド側とロッド側とを
加圧力設定値に対して独立的に一定な基準圧力に保持し
、次いでエアシリンダのヘッド側を基準圧力に保持した
ままエアシリンダのロッド側を基準圧力よりも溶接加圧
力設定値に対応した圧力だけ低い圧力に切り換える方法
とした。
め、本発明の抵抗溶接方法は、エアシリンダによって発
生された加圧力を被溶接材に加えるようにした抵抗溶接
方法において、エアシリンダのヘッド側とロッド側とを
加圧力設定値に対して独立的に一定な基準圧力に保持し
、次いでエアシリンダのヘッド側を基準圧力に保持した
ままエアシリンダのロッド側を基準圧力よりも溶接加圧
力設定値に対応した圧力だけ低い圧力に切り換える方法
とした。
【0010】また、上記の目的を達成するため、本発明
の抵抗溶接機は、被溶接材に加えるべき加圧力をエアシ
リンダによって発生する抵抗溶接機において、加圧力設
定値に対して独立した一定の基準圧力の二次側圧縮空気
を与える第1のレギュレータと、基準圧力よりも加圧力
設定値に対応した圧力だけ低い圧力の二次側圧縮空気を
与える第2のレギュレータと、エアシリンダのヘッド側
と第1のレギュレータの二次側との間に接続された第1
の方向切換弁と、エアシリンダのロッド側と第1および
第2のレギュレータのそれぞれの二次側との間に接続さ
れた第2の方向切換弁とを具備する構成とした。
の抵抗溶接機は、被溶接材に加えるべき加圧力をエアシ
リンダによって発生する抵抗溶接機において、加圧力設
定値に対して独立した一定の基準圧力の二次側圧縮空気
を与える第1のレギュレータと、基準圧力よりも加圧力
設定値に対応した圧力だけ低い圧力の二次側圧縮空気を
与える第2のレギュレータと、エアシリンダのヘッド側
と第1のレギュレータの二次側との間に接続された第1
の方向切換弁と、エアシリンダのロッド側と第1および
第2のレギュレータのそれぞれの二次側との間に接続さ
れた第2の方向切換弁とを具備する構成とした。
【0011】
【作用】正規の溶接加圧力を加えるに先立って初期加圧
力を被溶接材に加えるには、第1方向切換弁の一次側を
第1レギュレータの二次側に切り換えるとともに、第2
方向切換弁の一次側を第1レギュレータの二次側に切り
換える。これにより、エアシリンダのヘッド側とロッド
側には第1レギュレータからの同じ圧力(基準圧力)の
圧縮空気が供給されるが、ピストンロッドの断面積分だ
けロッド側の面積がヘッド側の面積よりも小さいため、
その差分面積に基準圧力を乗じた値の加圧力がエアシリ
ンダで発生する。この加圧力が初期加圧力として被溶接
材に加えられる。
力を被溶接材に加えるには、第1方向切換弁の一次側を
第1レギュレータの二次側に切り換えるとともに、第2
方向切換弁の一次側を第1レギュレータの二次側に切り
換える。これにより、エアシリンダのヘッド側とロッド
側には第1レギュレータからの同じ圧力(基準圧力)の
圧縮空気が供給されるが、ピストンロッドの断面積分だ
けロッド側の面積がヘッド側の面積よりも小さいため、
その差分面積に基準圧力を乗じた値の加圧力がエアシリ
ンダで発生する。この加圧力が初期加圧力として被溶接
材に加えられる。
【0012】次に、被溶接材に正規の溶接加圧力を加え
るためには、第1方向切換弁の一次側を第1レギュレー
タの二次側に接続したままで、第2方向切換弁の一次側
を第2レギュレータの二次側に切り換える。これにより
、エアシリンダのヘッド側が基準圧力に維持されたまま
でロッド側が加圧力設定値に対応した圧力だけ減圧する
。そうすると、エアシリンダにおいては、ピストンに作
用する圧力が直ちにヘッド側とロッド側との圧力差すな
わち加圧力設定値に対応した所期の圧力に切り換わり、
その圧力にピストン面積を乗じた値の所期溶接加圧力が
発生する。
るためには、第1方向切換弁の一次側を第1レギュレー
タの二次側に接続したままで、第2方向切換弁の一次側
を第2レギュレータの二次側に切り換える。これにより
、エアシリンダのヘッド側が基準圧力に維持されたまま
でロッド側が加圧力設定値に対応した圧力だけ減圧する
。そうすると、エアシリンダにおいては、ピストンに作
用する圧力が直ちにヘッド側とロッド側との圧力差すな
わち加圧力設定値に対応した所期の圧力に切り換わり、
その圧力にピストン面積を乗じた値の所期溶接加圧力が
発生する。
【0013】このように、本発明では、エアシリンダの
ヘッド側とロッド側とを基準圧力で均衡させた状態から
ロッド側の圧力を所定の圧力まで減圧することによって
、エアシリンダを始動させるので、加圧力が高速・直線
的に立ち上がる。また、エアシリンダの始動性がよいの
で、加圧力設定値を変更してもほぼ一定な立ち上がり特
性が得られる。これにより、高速・高精度な加圧制御お
よび通電開始制御が可能となる。
ヘッド側とロッド側とを基準圧力で均衡させた状態から
ロッド側の圧力を所定の圧力まで減圧することによって
、エアシリンダを始動させるので、加圧力が高速・直線
的に立ち上がる。また、エアシリンダの始動性がよいの
で、加圧力設定値を変更してもほぼ一定な立ち上がり特
性が得られる。これにより、高速・高精度な加圧制御お
よび通電開始制御が可能となる。
【0014】
【実施例】以下、図1〜図5を参照して本発明を直上式
キャン・シール溶接機に適用した実施例を説明する。
キャン・シール溶接機に適用した実施例を説明する。
【0015】先ず、図4および図5につき実施例の直上
式キャン・シール溶接機の構成を説明する。図4はこの
キャン・シール溶接機の全体構造を示す略斜視図であり
、図5はこのキャン・シール溶接機のヘッド部の詳細な
構成を示す一部断面正面図である。
式キャン・シール溶接機の構成を説明する。図4はこの
キャン・シール溶接機の全体構造を示す略斜視図であり
、図5はこのキャン・シール溶接機のヘッド部の詳細な
構成を示す一部断面正面図である。
【0016】図4において、10は固定台、12はヘッ
ド部、14は加圧用エアシリンダ、16は溶接トランス
である。溶接トランス16の出力端子18,20は、二
次導体22,24、二次導体接続ブロック26,28を
介して上部電極取付ブロック30,下部電極取付ブロッ
ク32にそれぞれ接続される。これら上部電極取付ブロ
ック30,下部電極取付ブロック32には、図7に示す
ような上部溶接電極208、下部溶接電極210がそれ
ぞれ取り付けられる。上部電極取付ブロック30は、上
部プラテン受34、シャフト受36を介して加圧用スラ
イドシャフト38に結合している。加圧用スライドシャ
フト38は、ヘッド部12内において、後述するウレタ
ン・スプリングおよびロードセルを介してエアシリンダ
14のピストンロッドに結合している。これにより、エ
アシリンダ14で発生された垂直下方向の加圧力は、加
圧用スライドシャフト38を介して、上部電極取付ブロ
ック30に取り付けられた上部溶接電極ひいては被溶接
材(図示せず)に加えられるようになっている。
ド部、14は加圧用エアシリンダ、16は溶接トランス
である。溶接トランス16の出力端子18,20は、二
次導体22,24、二次導体接続ブロック26,28を
介して上部電極取付ブロック30,下部電極取付ブロッ
ク32にそれぞれ接続される。これら上部電極取付ブロ
ック30,下部電極取付ブロック32には、図7に示す
ような上部溶接電極208、下部溶接電極210がそれ
ぞれ取り付けられる。上部電極取付ブロック30は、上
部プラテン受34、シャフト受36を介して加圧用スラ
イドシャフト38に結合している。加圧用スライドシャ
フト38は、ヘッド部12内において、後述するウレタ
ン・スプリングおよびロードセルを介してエアシリンダ
14のピストンロッドに結合している。これにより、エ
アシリンダ14で発生された垂直下方向の加圧力は、加
圧用スライドシャフト38を介して、上部電極取付ブロ
ック30に取り付けられた上部溶接電極ひいては被溶接
材(図示せず)に加えられるようになっている。
【0017】図5において、加圧用スライドシャフト3
8は、中空シャフトで、ベアリングホルダ40に支持さ
れたストロークベアリング42に軸支され、垂直方向に
移動可能となっている。加圧用スライドシャフト38の
上端は、ボールベアリング用フランジ44、ウレタン・
スプリング46、スプリング受48、ロードセル受50
、ロードセル52、フローティング・ジョイント54を
介してピストン・ロッド56の下端部に接続される。
8は、中空シャフトで、ベアリングホルダ40に支持さ
れたストロークベアリング42に軸支され、垂直方向に
移動可能となっている。加圧用スライドシャフト38の
上端は、ボールベアリング用フランジ44、ウレタン・
スプリング46、スプリング受48、ロードセル受50
、ロードセル52、フローティング・ジョイント54を
介してピストン・ロッド56の下端部に接続される。
【0018】ウレタン・スプリング46にはボールスラ
イド用シャフト58が植設され、下方に突出したシャフ
ト58の下端部はリニアブッシュ60を介して加圧用ス
ライドシャフト38内で摺動可能となっている。これに
より、エアシリンダ14からの加圧力でウレタン・スプ
リング46が弾性圧縮する時、シャフト58がウレタン
・スプリング46の支柱として作用し、ウレタン・スプ
リング46はねじれることなく垂直方向に圧縮変形する
。これによって、エアシリンダ14からの加圧力が正し
く加圧用スライドシャフト38に伝えられるようになっ
ている。
イド用シャフト58が植設され、下方に突出したシャフ
ト58の下端部はリニアブッシュ60を介して加圧用ス
ライドシャフト38内で摺動可能となっている。これに
より、エアシリンダ14からの加圧力でウレタン・スプ
リング46が弾性圧縮する時、シャフト58がウレタン
・スプリング46の支柱として作用し、ウレタン・スプ
リング46はねじれることなく垂直方向に圧縮変形する
。これによって、エアシリンダ14からの加圧力が正し
く加圧用スライドシャフト38に伝えられるようになっ
ている。
【0019】なお、ボールベアリング用フランジ44に
は、垂直フランジ62を介してフローティング・ベース
板64が水平に取り付けられ、このベース板64はフロ
ーティング・ジョイント54に対する上方向のストッパ
として機能する。また、加圧用スライドシャフト38の
下端部に隣接して、プラテン受34にリニアシャフト7
2が垂直に立設され、このリニアシャフト72は固定台
10側の垂直メタルホルダ74に内設されたブッシュ7
6に案内される。これによって、加圧用スライドシャフ
ト38およびそれに結合されたプラテン受34、上部電
極取付ブロック30等は、垂直方向にのみ移動可能であ
り、回転移動しないようになっている。なお、二次導体
接続ブロック26とプラテン受34との間に絶縁体78
が介在している。
は、垂直フランジ62を介してフローティング・ベース
板64が水平に取り付けられ、このベース板64はフロ
ーティング・ジョイント54に対する上方向のストッパ
として機能する。また、加圧用スライドシャフト38の
下端部に隣接して、プラテン受34にリニアシャフト7
2が垂直に立設され、このリニアシャフト72は固定台
10側の垂直メタルホルダ74に内設されたブッシュ7
6に案内される。これによって、加圧用スライドシャフ
ト38およびそれに結合されたプラテン受34、上部電
極取付ブロック30等は、垂直方向にのみ移動可能であ
り、回転移動しないようになっている。なお、二次導体
接続ブロック26とプラテン受34との間に絶縁体78
が介在している。
【0020】図1は、エアシリンダ14を駆動するため
の本実施例による空気圧回路の構成を示す。この空気圧
回路100において、102は圧縮空気圧源、104は
エアフィルタ、106はミストセパレータ、108はエ
アタンク、110は第1レギュレータ、112は圧力計
、114はチェックバルブ、116,118は第1およ
び第2方向切換弁、120、122,124はスピード
コントローラ、126は第2レギュレータ、128は圧
力計、130はコネクタ、132はエキゾーストクリー
ナである。
の本実施例による空気圧回路の構成を示す。この空気圧
回路100において、102は圧縮空気圧源、104は
エアフィルタ、106はミストセパレータ、108はエ
アタンク、110は第1レギュレータ、112は圧力計
、114はチェックバルブ、116,118は第1およ
び第2方向切換弁、120、122,124はスピード
コントローラ、126は第2レギュレータ、128は圧
力計、130はコネクタ、132はエキゾーストクリー
ナである。
【0021】第1レギュレータ110はエアタンク10
8からの一次側圧縮空気を設定圧力まで減圧するもので
、その設定圧力(基準圧力)はエアシリンダ114の溶
接加圧力すなわちエアシリンダ14の発生すべき加圧力
の通常の設定値よりも大きな加圧力FM に対応した圧
力PM に選ばれる。この第1レギュレータ110の二
次側に得られる圧縮空気は、第1および第2方向切換弁
116,118のそれぞれの圧力口P、Pに与えられる
とともに第2レギュレータ126の一次側に与えられる
。 なお、第1レギュレータ110の二次側に取り付けられ
た圧力計112は二次側圧力PM の設定・調整のため
に用いられる。
8からの一次側圧縮空気を設定圧力まで減圧するもので
、その設定圧力(基準圧力)はエアシリンダ114の溶
接加圧力すなわちエアシリンダ14の発生すべき加圧力
の通常の設定値よりも大きな加圧力FM に対応した圧
力PM に選ばれる。この第1レギュレータ110の二
次側に得られる圧縮空気は、第1および第2方向切換弁
116,118のそれぞれの圧力口P、Pに与えられる
とともに第2レギュレータ126の一次側に与えられる
。 なお、第1レギュレータ110の二次側に取り付けられ
た圧力計112は二次側圧力PM の設定・調整のため
に用いられる。
【0022】第2レギュレータ126は、精密形レギュ
レータで、第1レギュレータ110の二次側からの圧縮
空気を溶接加圧力設定値に対応した圧力だけ減圧する。 すなわち、第1レギュレータ110の二次側圧縮空気の
圧力(基準圧力)をPM 、溶接加圧力設定値FS に
対応した圧力をPS とすると、第2レギュレータ12
6の二次側の圧力は(PM −PS )の値に設定され
る。この第2レギュレータ126の二次側圧縮空気は、
第1および第2方向切換弁116,118のそれぞれの
排気口R2 ,R2 に与えられる。なお、第2レギュ
レータ126の二次側に取り付けられた圧力計128は
二次側圧力(PM −PS )の設定・調整のために用
いられる。
レータで、第1レギュレータ110の二次側からの圧縮
空気を溶接加圧力設定値に対応した圧力だけ減圧する。 すなわち、第1レギュレータ110の二次側圧縮空気の
圧力(基準圧力)をPM 、溶接加圧力設定値FS に
対応した圧力をPS とすると、第2レギュレータ12
6の二次側の圧力は(PM −PS )の値に設定され
る。この第2レギュレータ126の二次側圧縮空気は、
第1および第2方向切換弁116,118のそれぞれの
排気口R2 ,R2 に与えられる。なお、第2レギュ
レータ126の二次側に取り付けられた圧力計128は
二次側圧力(PM −PS )の設定・調整のために用
いられる。
【0023】第1方向切換弁116において、負荷口A
はスピードコントローラ120,122を介してエアシ
リンダ14のヘッド側に接続され、排気口R1はエキゾ
ーストクリーナ132を介して大気圧に通じている。第
2方向切換弁118においては、負荷口Bがスピードコ
ントローラ124を介してエアシリンダ14のロッド側
に接続されるとともにチェックバルブ114を介して第
1レギュレータ110の二次側に接続され、排気口R1
がエキゾーストクリーナ130を介して大気圧に通じ
ている。これら第1および第2方向切換弁116,11
8の切換制御は、後述する制御部92によって制御され
る。
はスピードコントローラ120,122を介してエアシ
リンダ14のヘッド側に接続され、排気口R1はエキゾ
ーストクリーナ132を介して大気圧に通じている。第
2方向切換弁118においては、負荷口Bがスピードコ
ントローラ124を介してエアシリンダ14のロッド側
に接続されるとともにチェックバルブ114を介して第
1レギュレータ110の二次側に接続され、排気口R1
がエキゾーストクリーナ130を介して大気圧に通じ
ている。これら第1および第2方向切換弁116,11
8の切換制御は、後述する制御部92によって制御され
る。
【0024】図2は、本溶接機における制御システムの
構成を示す。設定入力部90は、キーボード等からなり
、加圧力、溶接電流、通電時間等の各種溶接条件につい
て設定値を入力する。制御部92は、マイクロコンピュ
ータからなり、設定入力部90より入力された設定値に
したがって上記空気圧回路100および溶接電源回路9
4の動作を制御する。本実施例においては、ロードセル
52の出力信号が制御部92に与えられ、本溶接加圧力
の立ち上がり時にロードセル出力信号が所定の値に達し
た時に、制御部92より通電開始の制御信号が溶接電源
回路94に与えられるようになっている。
構成を示す。設定入力部90は、キーボード等からなり
、加圧力、溶接電流、通電時間等の各種溶接条件につい
て設定値を入力する。制御部92は、マイクロコンピュ
ータからなり、設定入力部90より入力された設定値に
したがって上記空気圧回路100および溶接電源回路9
4の動作を制御する。本実施例においては、ロードセル
52の出力信号が制御部92に与えられ、本溶接加圧力
の立ち上がり時にロードセル出力信号が所定の値に達し
た時に、制御部92より通電開始の制御信号が溶接電源
回路94に与えられるようになっている。
【0025】図3は、本実施例のキャン・シール溶接機
による加圧力の時間特性を示す。以下、この特性図につ
き本溶接機の動作を説明する。
による加圧力の時間特性を示す。以下、この特性図につ
き本溶接機の動作を説明する。
【0026】溶接シーケンスが開始すると、先ず空気圧
回路100において第1、第2方向切換弁116,11
8のそれぞれの一次側が圧力口P、Pに切り換えられる
。これにより、エアシリンダ14のヘッド側には、第1
方向切換弁116,スピードコントローラ120,12
2を介して第1レギュレータ110からの基準圧力PM
の圧縮空気が供給される。一方、エアシリンダ14の
ロッド側にも、第2方向切換弁118,スピードコント
ローラ124を介して第1レギュレータ110からの基
準圧力PM の圧縮空気が供給される。したがって、エ
アシリンダ14のヘッド側とロッド側に同じ圧力PM
の圧縮空気が供給されるが、ピストンロッド56の断面
積ΔSだけロッド側の面積がヘッド側の面積Sよりも小
さいため、その差分面積ΔSに圧力PM を乗じた値(
ΔSPM )の加圧力F0 がエアシリンダ14で発生
し、ピストンロッド56は前進(下降)する。そうする
と、ピストンロッド56と一体的にロードセル52、ウ
レタン・スプリング46、加圧用スライドシャフト38
等も下降し、やがて上部溶接電極(図示せず)が被溶接
材(図示せず)に当接し、そのまま加圧力F0 が初期
加圧力として被溶接材に一定時間加えられる。この間、
ウレタン・スプリング46は加圧力F0 に対応した分
だけわずかに圧縮変形している。
回路100において第1、第2方向切換弁116,11
8のそれぞれの一次側が圧力口P、Pに切り換えられる
。これにより、エアシリンダ14のヘッド側には、第1
方向切換弁116,スピードコントローラ120,12
2を介して第1レギュレータ110からの基準圧力PM
の圧縮空気が供給される。一方、エアシリンダ14の
ロッド側にも、第2方向切換弁118,スピードコント
ローラ124を介して第1レギュレータ110からの基
準圧力PM の圧縮空気が供給される。したがって、エ
アシリンダ14のヘッド側とロッド側に同じ圧力PM
の圧縮空気が供給されるが、ピストンロッド56の断面
積ΔSだけロッド側の面積がヘッド側の面積Sよりも小
さいため、その差分面積ΔSに圧力PM を乗じた値(
ΔSPM )の加圧力F0 がエアシリンダ14で発生
し、ピストンロッド56は前進(下降)する。そうする
と、ピストンロッド56と一体的にロードセル52、ウ
レタン・スプリング46、加圧用スライドシャフト38
等も下降し、やがて上部溶接電極(図示せず)が被溶接
材(図示せず)に当接し、そのまま加圧力F0 が初期
加圧力として被溶接材に一定時間加えられる。この間、
ウレタン・スプリング46は加圧力F0 に対応した分
だけわずかに圧縮変形している。
【0027】次に、時刻t0 で、正規の溶接加圧力F
i を被溶接材に加えるため、第2方向切換弁118の
一次側が排気口R2 に切り換えられる。これにより、
エアシリンダ14のロッド側は、第2方向切換弁118
、スピードコントローラ124を介して第2レギュレー
タ126の二次側圧力(PM −Pi )に変わる。ヘ
ッド側の圧力は基準圧力PM であるから、その圧力差
Pi にピストン面積Sを乗じた値SPi の加圧力(
設定加圧力)Fi がエアシリンダ14で発生する。こ
の場合、ピストンロッド56の断面積ΔS分の加圧力は
無視し得る。
i を被溶接材に加えるため、第2方向切換弁118の
一次側が排気口R2 に切り換えられる。これにより、
エアシリンダ14のロッド側は、第2方向切換弁118
、スピードコントローラ124を介して第2レギュレー
タ126の二次側圧力(PM −Pi )に変わる。ヘ
ッド側の圧力は基準圧力PM であるから、その圧力差
Pi にピストン面積Sを乗じた値SPi の加圧力(
設定加圧力)Fi がエアシリンダ14で発生する。こ
の場合、ピストンロッド56の断面積ΔS分の加圧力は
無視し得る。
【0028】このようなエアシリンダ14からの加圧力
Fi によってウレタン・スプリング46はさらに圧縮
変形し、その圧縮量に応じた加圧力が加圧用スライドシ
ャフト38を通して被溶接材に加えられる。ウレタン・
スプリング46は樹脂スプリングであるため、少し圧縮
変形するだけで大きな圧力を発生する。したがって、被
溶接材に加えられる加圧力は、極めて短い時間で高速に
初期加圧力F0 から正規溶接加圧力Fi へ立ち上が
る。なお、ウレタン・スプリング46の圧縮に応じてボ
ールスライド用シャフト48が加圧用スライドシャフト
38の貫通孔内に沈み込む。
Fi によってウレタン・スプリング46はさらに圧縮
変形し、その圧縮量に応じた加圧力が加圧用スライドシ
ャフト38を通して被溶接材に加えられる。ウレタン・
スプリング46は樹脂スプリングであるため、少し圧縮
変形するだけで大きな圧力を発生する。したがって、被
溶接材に加えられる加圧力は、極めて短い時間で高速に
初期加圧力F0 から正規溶接加圧力Fi へ立ち上が
る。なお、ウレタン・スプリング46の圧縮に応じてボ
ールスライド用シャフト48が加圧用スライドシャフト
38の貫通孔内に沈み込む。
【0029】加圧力が初期加圧力F0 から正規溶接加
圧力Fi へ立ち上がる途中で所定の値FS に達する
と、この時(時刻tS )のロードセル52の出力信号
に応動して制御部92は溶接電源回路94に通電を開始
させる。 そして、所定時間後の時刻te で溶接電源回路94に
通電を終了させ、しかる後時刻tf で溶接加圧力Fi
を解除する。この加圧力の解除のため、空気圧回路1
00においては、第1方向切換弁116の一次側が排気
口R1 に切り換えられると同時に、第2方向切換弁1
18の一次側が圧力口Pに切り換えられる。これにより
、エアシリンダ14のヘッド側が大気圧になる一方、ロ
ッド側が基準圧力PM となり、ピストンロッド56は
迅速に後退(上昇)し、それと一体的に加圧用スライド
シャフト38等も上昇し、上部溶接電極が被溶接材から
離れる。
圧力Fi へ立ち上がる途中で所定の値FS に達する
と、この時(時刻tS )のロードセル52の出力信号
に応動して制御部92は溶接電源回路94に通電を開始
させる。 そして、所定時間後の時刻te で溶接電源回路94に
通電を終了させ、しかる後時刻tf で溶接加圧力Fi
を解除する。この加圧力の解除のため、空気圧回路1
00においては、第1方向切換弁116の一次側が排気
口R1 に切り換えられると同時に、第2方向切換弁1
18の一次側が圧力口Pに切り換えられる。これにより
、エアシリンダ14のヘッド側が大気圧になる一方、ロ
ッド側が基準圧力PM となり、ピストンロッド56は
迅速に後退(上昇)し、それと一体的に加圧用スライド
シャフト38等も上昇し、上部溶接電極が被溶接材から
離れる。
【0030】このように、本実施例のキャン・シール溶
接機においては、エアシリンダ14のヘッド側を一定の
基準圧力PM に維持したまま、ロッド側を基準圧力P
M から溶接加圧力設定値Fi に対応した圧力Pi
だけ低い圧力(PM −Pi )に下げることによって
、エアシリンダ14に所期の加圧力を発生させる。この
ような方式によれば、第2方向切換弁118が切り換え
られるや否やエアシリンダ14において直ちに所期(設
定)圧力Pi が効果的にピストンに作用するので、ピ
ストンが迅速に始動し、図3の曲線LFi に示すよう
に、加圧力が高速・直線的に立ち上がる。また、ピスト
ンの始動性がよいために、加圧力の設定値に関係なく一
定な立ち上がり特性が得られ、図3において一点鎖線の
曲線LFj で示すように、加圧力設定値がFj (<
Fi )の場合でも、設定値Fi の場合と同様の立ち
上がり特性が得られる。このように、高速・一定な加圧
力の立ち上がりが得られるので、高速・高精度な加圧制
御および通電開始制御が可能となり、バリの発生しない
良好なキャン・シール溶接を行うことができる。なお、
図3において点線の曲線LFM は、溶接加圧力の設定
値をFM とした場合の仮想の特性曲線である。
接機においては、エアシリンダ14のヘッド側を一定の
基準圧力PM に維持したまま、ロッド側を基準圧力P
M から溶接加圧力設定値Fi に対応した圧力Pi
だけ低い圧力(PM −Pi )に下げることによって
、エアシリンダ14に所期の加圧力を発生させる。この
ような方式によれば、第2方向切換弁118が切り換え
られるや否やエアシリンダ14において直ちに所期(設
定)圧力Pi が効果的にピストンに作用するので、ピ
ストンが迅速に始動し、図3の曲線LFi に示すよう
に、加圧力が高速・直線的に立ち上がる。また、ピスト
ンの始動性がよいために、加圧力の設定値に関係なく一
定な立ち上がり特性が得られ、図3において一点鎖線の
曲線LFj で示すように、加圧力設定値がFj (<
Fi )の場合でも、設定値Fi の場合と同様の立ち
上がり特性が得られる。このように、高速・一定な加圧
力の立ち上がりが得られるので、高速・高精度な加圧制
御および通電開始制御が可能となり、バリの発生しない
良好なキャン・シール溶接を行うことができる。なお、
図3において点線の曲線LFM は、溶接加圧力の設定
値をFM とした場合の仮想の特性曲線である。
【0031】また、第1レギュレータ112の二次側に
得られる基準圧力PMとピストンロッド56の断面積Δ
Sとで所期加圧力ΔSPM が決まるので、加圧力設定
値に関係なく一定な初期加圧力が得られる。
得られる基準圧力PMとピストンロッド56の断面積Δ
Sとで所期加圧力ΔSPM が決まるので、加圧力設定
値に関係なく一定な初期加圧力が得られる。
【0032】さらに、エアシリンダ14からの加圧力に
ウレタン・スプリング46が高速応答してこれを迅速に
加圧用スライドシャフト38に伝えるため、極めて高速
の加圧力立ち上がり速度を得ることができる。さらに、
このように高速に立ち上がる加圧力の値をロードセル5
2がリアルタイムに検出し、そのロードセル出力信号に
基づいて制御部92が通電を開始させるので、加圧力が
所定値に達した時点で直ちに溶接電流を溶接部に供給す
ることができる。
ウレタン・スプリング46が高速応答してこれを迅速に
加圧用スライドシャフト38に伝えるため、極めて高速
の加圧力立ち上がり速度を得ることができる。さらに、
このように高速に立ち上がる加圧力の値をロードセル5
2がリアルタイムに検出し、そのロードセル出力信号に
基づいて制御部92が通電を開始させるので、加圧力が
所定値に達した時点で直ちに溶接電流を溶接部に供給す
ることができる。
【0033】なお、初期加圧力を調整するには、エアシ
リンダ14のピストンロッド56の断面積を変えるか、
あるいは第1レギュレータ118の二次側圧力(基準圧
力)を変えればよい。
リンダ14のピストンロッド56の断面積を変えるか、
あるいは第1レギュレータ118の二次側圧力(基準圧
力)を変えればよい。
【0034】以上、本発明を直上式キャン・シール溶接
機に適用した実施例について説明したが、本発明はこれ
に限るものではなく、高速・高精度な加圧力制御、通電
開始制御を必要とする種々の形式の抵抗溶接機に適用可
能である。
機に適用した実施例について説明したが、本発明はこれ
に限るものではなく、高速・高精度な加圧力制御、通電
開始制御を必要とする種々の形式の抵抗溶接機に適用可
能である。
【0035】
【発明の効果】本発明は、上述したような構成を有する
ことにより、以下のような効果を奏する。請求項1の抵
抗溶接方法によれば、エアシリンダのヘッド側とロッド
側とを加圧力設定値に対して独立的な一定の基準圧力で
均衡させた状態からロッド側の圧力を所定の圧力まで減
圧することによって、エアシリンダを迅速に始動させ、
加圧力を高速・直線的に立ち上げるようにしたので、高
速・高精度な加圧制御および通電開始制御を行うことが
できる。請求項2の抵抗溶接機によれば、加圧力設定値
に対して独立的な一定の基準圧力の圧縮空気を与える第
1のレギュレータを設けるとともに、基準圧力よりも加
圧力設定値に対応した圧力だけ低い圧力の圧縮空気を与
える第2のレギュレータを設け、第1および第2の方向
切換弁によってエアシリンダのヘッド側およびロッド側
を第1および第2のレギュレータに選択的に接続するこ
とによって、本発明の抵抗溶接方法を実施するようにし
たので、簡易な構成で高速・高精度な加圧制御および通
電開始制御を行うことができる。このように、高速・高
精度な加圧制御および通電開始制御を行うことができる
ので、バリの発生を防止し、良好な溶接品質を得ること
ができる。
ことにより、以下のような効果を奏する。請求項1の抵
抗溶接方法によれば、エアシリンダのヘッド側とロッド
側とを加圧力設定値に対して独立的な一定の基準圧力で
均衡させた状態からロッド側の圧力を所定の圧力まで減
圧することによって、エアシリンダを迅速に始動させ、
加圧力を高速・直線的に立ち上げるようにしたので、高
速・高精度な加圧制御および通電開始制御を行うことが
できる。請求項2の抵抗溶接機によれば、加圧力設定値
に対して独立的な一定の基準圧力の圧縮空気を与える第
1のレギュレータを設けるとともに、基準圧力よりも加
圧力設定値に対応した圧力だけ低い圧力の圧縮空気を与
える第2のレギュレータを設け、第1および第2の方向
切換弁によってエアシリンダのヘッド側およびロッド側
を第1および第2のレギュレータに選択的に接続するこ
とによって、本発明の抵抗溶接方法を実施するようにし
たので、簡易な構成で高速・高精度な加圧制御および通
電開始制御を行うことができる。このように、高速・高
精度な加圧制御および通電開始制御を行うことができる
ので、バリの発生を防止し、良好な溶接品質を得ること
ができる。
【図1】本発明の一実施例によるキャン・シール溶接機
においてエアシリンダを駆動するための空気圧回路の構
成を示す回路図である。
においてエアシリンダを駆動するための空気圧回路の構
成を示す回路図である。
【図2】実施例の溶接機における制御システムの構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図3】実施例の溶接機における加圧力の時間特性を示
す図である。
す図である。
【図4】実施例の溶接機の全体構造を示す略斜視図であ
る。
る。
【図5】実施例の溶接機のヘッド部の詳細な構成を示す
一部断面正面図である。
一部断面正面図である。
【図6】キャン・シール溶接の一加工例を示すための電
子部品の斜視図である。
子部品の斜視図である。
【図7】キャン・シール溶接の溶接部の構成を示す断面
図である。
図である。
【図8】従来の抵抗溶接機による加圧力の時間特性を示
す図である。
す図である。
【図9】図8の特性図の一部を拡大して示す図である。
12 ヘッド部
14 エアシリンダ
30 上部電極取付ブロック
32 下部電極取付ブロック
38 加圧用スライドシャフト
56 ピストンロッド
90 設定入力部
92 制御部
94 溶接電源回路
100 空気圧回路
110 第1レギュレータ
116 第1方向切換弁
118 第2方向切換弁
126 第2レギュレータ
Claims (2)
- 【請求項1】 エアシリンダによって発生された加圧
力を被溶接材に加えるようにした抵抗溶接方法において
、前記エアシリンダのヘッド側とロッド側とを加圧力設
定値に対して独立した一定の基準圧力に保持し、次いで
前記エアシリンダのヘッド側を前記基準圧力に保持した
まま前記エアシリンダのロッド側を前記基準圧力よりも
溶接加圧力設定値に対応した圧力だけ低い圧力に切り換
えることを特徴とする抵抗溶接方法。 - 【請求項2】 被溶接材に加えるべき加圧力をエアシ
リンダによって発生する抵抗溶接機において、加圧力の
設定値に対して独立した一定の基準圧力の二次側圧縮空
気を与える第1のレギュレータと、前記基準圧力よりも
加圧力設定値に対応した圧力だけ低い圧力の二次側圧縮
空気を与える第2のレギュレータと、前記エアシリンダ
のヘッド側と前記第1のレギュレータの二次側との間に
接続された第1の方向切換弁と、前記エアシリンダのロ
ッド側と前記第1および第2のレギュレータのそれぞれ
の二次側との間に接続された第2の方向切換弁と、を具
備したことを特徴とする抵抗溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021643A JP2668051B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 抵抗溶接方法及び抵抗溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021643A JP2668051B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 抵抗溶接方法及び抵抗溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237572A true JPH04237572A (ja) | 1992-08-26 |
| JP2668051B2 JP2668051B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=12060742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3021643A Expired - Lifetime JP2668051B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 抵抗溶接方法及び抵抗溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668051B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109883U (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-13 | ||
| JPH01128978U (ja) * | 1988-02-24 | 1989-09-01 |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP3021643A patent/JP2668051B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109883U (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-13 | ||
| JPH01128978U (ja) * | 1988-02-24 | 1989-09-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2668051B2 (ja) | 1997-10-27 |
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