JPH0681671B2 - 直流抵抗溶接装置 - Google Patents
直流抵抗溶接装置Info
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- JPH0681671B2 JPH0681671B2 JP63290949A JP29094988A JPH0681671B2 JP H0681671 B2 JPH0681671 B2 JP H0681671B2 JP 63290949 A JP63290949 A JP 63290949A JP 29094988 A JP29094988 A JP 29094988A JP H0681671 B2 JPH0681671 B2 JP H0681671B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は直流を用いてワークを抵抗溶接する直流抵抗溶
接装置に関し、一層詳細には、例えば、三相交流を整流
して直流化し、この直流をさらに高周波交流に変換した
後、溶接トランスと整流器を用いて再び直流に変換し、
この直流を溶接電極に供給することによりワークを溶接
するインバータ式の直流抵抗溶接装置において、前記溶
接トランスと整流器とからなる直流への変換回路を並列
接続することによりワークに対する大電流の供給が可能
となり、しかも、小型軽量化を同時に達成するようにし
た直流抵抗溶接装置に関する。
接装置に関し、一層詳細には、例えば、三相交流を整流
して直流化し、この直流をさらに高周波交流に変換した
後、溶接トランスと整流器を用いて再び直流に変換し、
この直流を溶接電極に供給することによりワークを溶接
するインバータ式の直流抵抗溶接装置において、前記溶
接トランスと整流器とからなる直流への変換回路を並列
接続することによりワークに対する大電流の供給が可能
となり、しかも、小型軽量化を同時に達成するようにし
た直流抵抗溶接装置に関する。
[発明の背景] 抵抗溶接装置は、例えば、一対の電極によって一組のワ
ークを挟持し、この電極間に溶接電流を通電することに
よりジュール熱を生じさせ且つ前記電極を相対的に押圧
してワークを接合する装置であり、接合の際に、溶接棒
等を必要としないことから作業能率に優れた接合法であ
る。
ークを挟持し、この電極間に溶接電流を通電することに
よりジュール熱を生じさせ且つ前記電極を相対的に押圧
してワークを接合する装置であり、接合の際に、溶接棒
等を必要としないことから作業能率に優れた接合法であ
る。
この場合、抵抗溶接接合法は、例えば、アーク溶接接合
法等に比較して極めて大電流の溶接電流が必要とされる
ことから、溶接トランスが大型且つ大重量になりがちで
ある。従って、これが溶接ロボット等のアーム部に取着
する際の難点として指摘されている。
法等に比較して極めて大電流の溶接電流が必要とされる
ことから、溶接トランスが大型且つ大重量になりがちで
ある。従って、これが溶接ロボット等のアーム部に取着
する際の難点として指摘されている。
そこで、最近では、この溶接用トランスの小型化を図る
ため、直流を、一旦、高周波交流に変換し、この高周波
交流を前記溶接トランスに供給して降圧した後、整流器
を用いて再び直流化して溶接ガンアームに供給するイン
バータ式の直流抵抗溶接装置が採用され始めている。高
周波交流に変換する理由は溶接トランスを構成するトラ
ンスコアの断面積が前記高周波交流の周波数と反比例の
関係にあることを利用して溶接トランスを比較的小型軽
量に構成出来るからである。また、再び直流化して溶接
ガンアームに供給する理由は溶接ガンアームの長さおよ
びその形状に起因するストレイインダクタンスによる高
周波インピーダンスの増加に基づく電圧降下と表皮効果
による電圧降下を回避することが出来て高効率の装置を
構築出来るからである。
ため、直流を、一旦、高周波交流に変換し、この高周波
交流を前記溶接トランスに供給して降圧した後、整流器
を用いて再び直流化して溶接ガンアームに供給するイン
バータ式の直流抵抗溶接装置が採用され始めている。高
周波交流に変換する理由は溶接トランスを構成するトラ
ンスコアの断面積が前記高周波交流の周波数と反比例の
関係にあることを利用して溶接トランスを比較的小型軽
量に構成出来るからである。また、再び直流化して溶接
ガンアームに供給する理由は溶接ガンアームの長さおよ
びその形状に起因するストレイインダクタンスによる高
周波インピーダンスの増加に基づく電圧降下と表皮効果
による電圧降下を回避することが出来て高効率の装置を
構築出来るからである。
この種のインバータ式直流抵抗溶接装置を第1図に示
す。当該装置はコンバータ部2とインバータ部4および
溶接トランス部6とから構成され、商用の三相交流電源
7から出力される三相交流をコンバータ部2を構成する
整流器8とコンデンサ10によって直流化し、この直流を
トランジスタ12a乃至12d等から構成されるフルブリッジ
型のインバータ部4によって前記三相交流の周波数に比
較して高周波の交流に変換した後、再びセンタタップ付
の溶接トランス14と整流器16a、16bにより直流に変換し
て溶接電極18a、18b間に供給する構成となっている。な
お、溶接電極18aは整流器16a、16bの共通接続点に接続
され、電極18bは溶接トランス14を構成する2次コイル
のセンタタップ19に接続されている。このような構成に
よって一対のワークWa、Wbが溶接電極18a、18b間に挟持
されると溶接電流が通電してワークWa、Wbとの接触部位
が溶融して接合する。
す。当該装置はコンバータ部2とインバータ部4および
溶接トランス部6とから構成され、商用の三相交流電源
7から出力される三相交流をコンバータ部2を構成する
整流器8とコンデンサ10によって直流化し、この直流を
トランジスタ12a乃至12d等から構成されるフルブリッジ
型のインバータ部4によって前記三相交流の周波数に比
較して高周波の交流に変換した後、再びセンタタップ付
の溶接トランス14と整流器16a、16bにより直流に変換し
て溶接電極18a、18b間に供給する構成となっている。な
お、溶接電極18aは整流器16a、16bの共通接続点に接続
され、電極18bは溶接トランス14を構成する2次コイル
のセンタタップ19に接続されている。このような構成に
よって一対のワークWa、Wbが溶接電極18a、18b間に挟持
されると溶接電流が通電してワークWa、Wbとの接触部位
が溶融して接合する。
ところで、このように構成される抵抗溶接装置において
は、供給電流の大電流化および小型化が常に要請されて
いる。これによって、鋼板の溶接に対してメッキ鋼板等
の融点の異なる材質が存在する鋼板あるいはアルミニウ
ム板等の熱伝導率の大きい材質の溶接を行うに際しても
大電流を供給し得ることが出来るからである。
は、供給電流の大電流化および小型化が常に要請されて
いる。これによって、鋼板の溶接に対してメッキ鋼板等
の融点の異なる材質が存在する鋼板あるいはアルミニウ
ム板等の熱伝導率の大きい材質の溶接を行うに際しても
大電流を供給し得ることが出来るからである。
然しながら、従来の直流抵抗溶接装置において、さらに
電流容量を増加して、例えば、既存のロボットのアーム
に取着しようとすると溶接トランス14自体の重量が大き
くなりロボットの大型化が必要とされる上、インバータ
部4を構成するトランジスタ12a乃至12d等の並列接続あ
るいは整流器16a、16bの並列接続等が必要となり、装置
の安定性並びに信頼性に問題が生じる懸念が指摘されて
いる。
電流容量を増加して、例えば、既存のロボットのアーム
に取着しようとすると溶接トランス14自体の重量が大き
くなりロボットの大型化が必要とされる上、インバータ
部4を構成するトランジスタ12a乃至12d等の並列接続あ
るいは整流器16a、16bの並列接続等が必要となり、装置
の安定性並びに信頼性に問題が生じる懸念が指摘されて
いる。
[発明の目的] 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、直流抵抗溶接装置において、ワークに対して安
定した大電流の供給を可能とし、しかも直流抵抗溶接装
置の小型軽量化を同時に達成することを可能とする直流
抵抗溶接装置を提供することを目的とする。
あって、直流抵抗溶接装置において、ワークに対して安
定した大電流の供給を可能とし、しかも直流抵抗溶接装
置の小型軽量化を同時に達成することを可能とする直流
抵抗溶接装置を提供することを目的とする。
[目的を達成するための手段] 前記の目的を達成するために、本発明は、溶接トランス
から溶接電極に溶接電流を供給してワークを接合する直
流抵抗溶接装置において、溶接トランスと整流器とから
なる整流回路を複数並列接続した回路と、前記整流回路
の夫々に接続されたインバータとを備え、前記夫々の整
流回路を前記夫々のインバータによって駆動することに
より、溶接電極に対して供給する溶接電流を前記並列接
続した回路から供給することを特徴とする。
から溶接電極に溶接電流を供給してワークを接合する直
流抵抗溶接装置において、溶接トランスと整流器とから
なる整流回路を複数並列接続した回路と、前記整流回路
の夫々に接続されたインバータとを備え、前記夫々の整
流回路を前記夫々のインバータによって駆動することに
より、溶接電極に対して供給する溶接電流を前記並列接
続した回路から供給することを特徴とする。
[実施態様] 次に、本発明に係る直流抵抗溶接装置について好適な実
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。
第2図は本発明に係る直流抵抗溶接装置を組み込む溶接
ロボットシステムの概略的な構成を示し、当該溶接ロボ
ットシステムは基本的に溶接ロボット20とロボットコン
トローラ21および溶接コントローラ22とから構成され
る。溶接ロボット20は基台24上に矢印方向に回動自在な
第1のアーム部26を有し、当該第1アーム部26には第2
のアーム部30の一端部が軸着し、この第2アーム部30は
第1アーム部26に取着された油圧等によって駆動される
シリンダ27により矢印方向に昇降可能に構成される。
ロボットシステムの概略的な構成を示し、当該溶接ロボ
ットシステムは基本的に溶接ロボット20とロボットコン
トローラ21および溶接コントローラ22とから構成され
る。溶接ロボット20は基台24上に矢印方向に回動自在な
第1のアーム部26を有し、当該第1アーム部26には第2
のアーム部30の一端部が軸着し、この第2アーム部30は
第1アーム部26に取着された油圧等によって駆動される
シリンダ27により矢印方向に昇降可能に構成される。
一方、第2アーム部30の他端部には回転軸32を介してガ
ン本体34が軸着される。ここで、ガン本体34は溶接トラ
ンス部36と当該溶接トランス部36に接続されるブラケッ
ト38とブラケット38の上部に固定されたシリンダ40とブ
ラケット38の略中央部に設けられた支軸42によって支承
される固定ガンアーム44と可動ガンアーム46とから構成
され、当該固定ガンアーム44と可動ガンアーム46の先端
には電極48a、48bが取着されている。ガン本体34は回転
軸32によって矢印方向に回動自在に支持されると共に、
可動ガンアーム46は空気圧等によって駆動されるシリン
ダ40の作用下に矢印AB方向に開閉する。なお、溶接ロボ
ット20を構成する第1アーム部26、シリンダ27、第2ア
ーム部30、回転軸32はケーブル41を介してロボットコン
トローラ21に接続される。一方、ガン本体34を構成する
シリンダ40と溶接トランス部36はケーブル43を介して溶
接コントローラ22に接続され、当該溶接コントローラ22
はケーブル45を介して三相交流電源64と接続されると共
にケーブル47を介してロボットコントローラ21と接続さ
れている。この場合、ロボットコントローラ21はティー
チングデータに基づいて前記溶接ロボット20の姿勢制御
等を行うと共に溶接コントローラ22に溶接開始指令を与
える。また、溶接コントローラ22は前記電極48a、48bか
らワークWa、Wbに供給される溶接電流の容量、通電時間
等の溶接条件を制御する。
ン本体34が軸着される。ここで、ガン本体34は溶接トラ
ンス部36と当該溶接トランス部36に接続されるブラケッ
ト38とブラケット38の上部に固定されたシリンダ40とブ
ラケット38の略中央部に設けられた支軸42によって支承
される固定ガンアーム44と可動ガンアーム46とから構成
され、当該固定ガンアーム44と可動ガンアーム46の先端
には電極48a、48bが取着されている。ガン本体34は回転
軸32によって矢印方向に回動自在に支持されると共に、
可動ガンアーム46は空気圧等によって駆動されるシリン
ダ40の作用下に矢印AB方向に開閉する。なお、溶接ロボ
ット20を構成する第1アーム部26、シリンダ27、第2ア
ーム部30、回転軸32はケーブル41を介してロボットコン
トローラ21に接続される。一方、ガン本体34を構成する
シリンダ40と溶接トランス部36はケーブル43を介して溶
接コントローラ22に接続され、当該溶接コントローラ22
はケーブル45を介して三相交流電源64と接続されると共
にケーブル47を介してロボットコントローラ21と接続さ
れている。この場合、ロボットコントローラ21はティー
チングデータに基づいて前記溶接ロボット20の姿勢制御
等を行うと共に溶接コントローラ22に溶接開始指令を与
える。また、溶接コントローラ22は前記電極48a、48bか
らワークWa、Wbに供給される溶接電流の容量、通電時間
等の溶接条件を制御する。
第3図に当該直流抵抗溶接装置の溶接状態の制御に係る
電気回路のブロック図を示す。
電気回路のブロック図を示す。
図から諒解されるように、当該電気回路は基本的に溶接
コントローラ22と溶接トランス部36とから構成され、溶
接コントローラ22はさらに電力変換部50と制御部52とか
ら構成されている。電力変換部50は三相交流を直流化す
る4個のコンバータ54a乃至54dからなるコンバータ部56
とこの直流を高周波交流に変換する4個のインバータ58
a乃至58dからなるインバータ部60とから構成されてい
る。また、制御部52は基本的に主制御手段であるマスタ
タイマ53と副制御手段であるサブタイマ55a乃至55dとか
ら構成されている。
コントローラ22と溶接トランス部36とから構成され、溶
接コントローラ22はさらに電力変換部50と制御部52とか
ら構成されている。電力変換部50は三相交流を直流化す
る4個のコンバータ54a乃至54dからなるコンバータ部56
とこの直流を高周波交流に変換する4個のインバータ58
a乃至58dからなるインバータ部60とから構成されてい
る。また、制御部52は基本的に主制御手段であるマスタ
タイマ53と副制御手段であるサブタイマ55a乃至55dとか
ら構成されている。
図において、コンバータ54a乃至54dを構成する整流ダイ
オードスタック62a乃至62dの入力側には三相交流電源64
から商用交流が供給され、当該ダイオードスタック62a
乃至62dによって整流され直流リアクトル64a乃至64dお
よびコンデンサ66a乃至66dによって平滑され直流化され
る。この直流電圧V1乃至V4はインバータ58a乃至58dの入
力側に接続される。このインバータ58a乃至58dは、例え
ば、フルブリッジ型のトランジスタインバータから構成
されている。
オードスタック62a乃至62dの入力側には三相交流電源64
から商用交流が供給され、当該ダイオードスタック62a
乃至62dによって整流され直流リアクトル64a乃至64dお
よびコンデンサ66a乃至66dによって平滑され直流化され
る。この直流電圧V1乃至V4はインバータ58a乃至58dの入
力側に接続される。このインバータ58a乃至58dは、例え
ば、フルブリッジ型のトランジスタインバータから構成
されている。
前記インバータ58a乃至58dの出力は溶接トランス部36を
構成する4個の溶接トランス68a乃至68dの1次コイル70
a乃至70dに接続される。そして、溶接トランス68a乃至6
8dを構成する1次コイル70a乃至70dと2次コイル72a乃
至72d間にはトランスコア73a乃至73dおよび静電シール
ド電極75が介装され、2次コイル72a乃至72dの両端部側
には整流ダイオード74a乃至74hの一端部、例えば、陽極
が接続され、夫々の整流ダイオード74a乃至74h側の他端
部、この場合、陰極側は、図から諒解されるように、溶
接トランス68a乃至68d毎に共通接続されている。ここ
で、夫々の接続点は枝電流I1乃至I4を監視するカレント
トランス等の電流検出器76a乃至76dを介した後、共通接
続され、固定ガンアーム44を介して一方の電極48aに接
続されるように構成されている。
構成する4個の溶接トランス68a乃至68dの1次コイル70
a乃至70dに接続される。そして、溶接トランス68a乃至6
8dを構成する1次コイル70a乃至70dと2次コイル72a乃
至72d間にはトランスコア73a乃至73dおよび静電シール
ド電極75が介装され、2次コイル72a乃至72dの両端部側
には整流ダイオード74a乃至74hの一端部、例えば、陽極
が接続され、夫々の整流ダイオード74a乃至74h側の他端
部、この場合、陰極側は、図から諒解されるように、溶
接トランス68a乃至68d毎に共通接続されている。ここ
で、夫々の接続点は枝電流I1乃至I4を監視するカレント
トランス等の電流検出器76a乃至76dを介した後、共通接
続され、固定ガンアーム44を介して一方の電極48aに接
続されるように構成されている。
一方、前記2次コイル72a乃至72dにはセンタタップ78a
乃至78dが設けられ、夫々のセンタタップ78a乃至78dは
共通接続された後、2次側の溶接電流I0を監視するカレ
ントトランス等の電流検出器80および可動ガンアーム46
を介して他方の電極48bに接続されている。この電極48
a、48b間にワークWa、Wbが介装されている。すなわち、
溶接トランス部36の溶接電極48a、48bに供給する溶接電
流I0は単相センタタップ整流回路を並列接続した回路か
ら供給するように構成されている。
乃至78dが設けられ、夫々のセンタタップ78a乃至78dは
共通接続された後、2次側の溶接電流I0を監視するカレ
ントトランス等の電流検出器80および可動ガンアーム46
を介して他方の電極48bに接続されている。この電極48
a、48b間にワークWa、Wbが介装されている。すなわち、
溶接トランス部36の溶接電極48a、48bに供給する溶接電
流I0は単相センタタップ整流回路を並列接続した回路か
ら供給するように構成されている。
なお、本発明において溶接トランス部36を4個の溶接ト
ランス68a乃至68dから構成した理由は、溶接電流を供給
する整流ダイオード74a乃至74hの電流容量等の電気的仕
様、インバータ58a乃至58dを構成しフルブリッジ形に接
続される電力用トランジスタの電流容量等の電気的仕様
および溶接ロボット20の第2アーム部30で保持出来るガ
ン本体34の重量等の機械的仕様等を総合的に勘案したた
めである。この場合、溶接トランスの分割は溶接トラン
スを1個で構成した場合に比較してトランジスタ、ダイ
オード等の半導体が小型のものを使用出来ること、トラ
ンスコアに係る1次コイル、2次コイル間の磁路が短縮
化されること、およびトランスコアの放熱面積の拡大等
の理由によりトランス自体の小形軽量化に極めて有効で
ある。
ランス68a乃至68dから構成した理由は、溶接電流を供給
する整流ダイオード74a乃至74hの電流容量等の電気的仕
様、インバータ58a乃至58dを構成しフルブリッジ形に接
続される電力用トランジスタの電流容量等の電気的仕様
および溶接ロボット20の第2アーム部30で保持出来るガ
ン本体34の重量等の機械的仕様等を総合的に勘案したた
めである。この場合、溶接トランスの分割は溶接トラン
スを1個で構成した場合に比較してトランジスタ、ダイ
オード等の半導体が小型のものを使用出来ること、トラ
ンスコアに係る1次コイル、2次コイル間の磁路が短縮
化されること、およびトランスコアの放熱面積の拡大等
の理由によりトランス自体の小形軽量化に極めて有効で
ある。
前記電流検出器76a乃至76dの出力信号は副制御手段であ
り且つタイマ手段並びにインバータ58a乃至58dを構成す
るフルブリッジ型のトランジスタのベースドライブ回路
を有するサブタイマ55a乃至55dを介して前記インバータ
58a乃至58dに導入される。前記サブタイマ55a乃至55dは
主制御手段であり且つタイマ手段を有するマスタタイマ
53と、夫々、接続され、このマスタタイマ53には前記2
次側の溶接電流I0を監視する電流検出器80からのフィー
ドバック信号が供給されている。マスタタイマ53には溶
接電流、通電時間等の溶接条件を設定する条件設定器82
が接続されると共に、インタフェース84を介してロボッ
トコントローラ21と接続され当該ロボットコントローラ
21と共同してインタロック等の動作を行う。
り且つタイマ手段並びにインバータ58a乃至58dを構成す
るフルブリッジ型のトランジスタのベースドライブ回路
を有するサブタイマ55a乃至55dを介して前記インバータ
58a乃至58dに導入される。前記サブタイマ55a乃至55dは
主制御手段であり且つタイマ手段を有するマスタタイマ
53と、夫々、接続され、このマスタタイマ53には前記2
次側の溶接電流I0を監視する電流検出器80からのフィー
ドバック信号が供給されている。マスタタイマ53には溶
接電流、通電時間等の溶接条件を設定する条件設定器82
が接続されると共に、インタフェース84を介してロボッ
トコントローラ21と接続され当該ロボットコントローラ
21と共同してインタロック等の動作を行う。
本発明に係る直流抵抗溶接装置は基本的には以上のよう
に構成されるものであり、次にその作用並びに効果につ
いて、溶接コントローラ22を構成するマスタタイマ53お
よびサブタイマ55a乃至55dのROM等に記録されているプ
ログラムのアルゴリズムを表す第4図に示すフローチャ
ートに基づき説明する。
に構成されるものであり、次にその作用並びに効果につ
いて、溶接コントローラ22を構成するマスタタイマ53お
よびサブタイマ55a乃至55dのROM等に記録されているプ
ログラムのアルゴリズムを表す第4図に示すフローチャ
ートに基づき説明する。
先ず、第2図において、溶接コントローラ22の駆動作用
下にシリンダ40が付勢され可動ガンアーム46が矢印A方
向に移動して電極48a、48b間が開放する。次に、溶接ロ
ボット20を構成する第1アーム26、シリンダ27によって
付勢される第2アーム部30および回転軸32が予めロボッ
トコントローラ21に設定されたティーチングデータに基
づき、夫々、旋回し、昇降し、回転することによって固
定ガンアーム44および可動ガンアーム46がワークWa、Wb
を挟持する位置まで移動する(STP1)。
下にシリンダ40が付勢され可動ガンアーム46が矢印A方
向に移動して電極48a、48b間が開放する。次に、溶接ロ
ボット20を構成する第1アーム26、シリンダ27によって
付勢される第2アーム部30および回転軸32が予めロボッ
トコントローラ21に設定されたティーチングデータに基
づき、夫々、旋回し、昇降し、回転することによって固
定ガンアーム44および可動ガンアーム46がワークWa、Wb
を挟持する位置まで移動する(STP1)。
この状態において、ロボットコントローラ21から溶接開
始指令が溶接コントローラ22を構成するインタフェース
84を介してマスタタイマ53に導入される。そこで、条件
設定器82から前記溶接開始指令に対応するワークWa、Wb
の板厚、材質等に応じた溶接電流と通電時間に係る所定
の溶接指令がマスタタイマ53に入力される(STP2)。こ
の場合、マスタタイマ53は前記溶接指令に基づきワーク
Wa、Wbの溶接電流I0に対応するデータを当該マスタタイ
マ53を構成する図示しないメモリから読み出し前記イン
バータ58a乃至58dが受け持つべく溶接用枝電流I1乃至I4
に対応する設定電流値i1乃至i4、この場合、溶接電流I0
の1/4の値を計算する(STP3)。次いで、シリンダ40を
作用させ可動ガンアーム46を矢印B方向に移動させるこ
とでワークWa、Wbを電極48a、48b間に当接させると共
に、メモリから読み出した初期加圧が開始され、このワ
ークWa、Wbが加圧される(STP4)。次に、マスタタイマ
53はメモリ(図示せず)から通電時間t0を読み出しサブ
タイマ55a乃至55dに対して前記設定溶接電流値i1乃至i4
と通電開始指令を同時に出力する(STP5、STP6)。
始指令が溶接コントローラ22を構成するインタフェース
84を介してマスタタイマ53に導入される。そこで、条件
設定器82から前記溶接開始指令に対応するワークWa、Wb
の板厚、材質等に応じた溶接電流と通電時間に係る所定
の溶接指令がマスタタイマ53に入力される(STP2)。こ
の場合、マスタタイマ53は前記溶接指令に基づきワーク
Wa、Wbの溶接電流I0に対応するデータを当該マスタタイ
マ53を構成する図示しないメモリから読み出し前記イン
バータ58a乃至58dが受け持つべく溶接用枝電流I1乃至I4
に対応する設定電流値i1乃至i4、この場合、溶接電流I0
の1/4の値を計算する(STP3)。次いで、シリンダ40を
作用させ可動ガンアーム46を矢印B方向に移動させるこ
とでワークWa、Wbを電極48a、48b間に当接させると共
に、メモリから読み出した初期加圧が開始され、このワ
ークWa、Wbが加圧される(STP4)。次に、マスタタイマ
53はメモリ(図示せず)から通電時間t0を読み出しサブ
タイマ55a乃至55dに対して前記設定溶接電流値i1乃至i4
と通電開始指令を同時に出力する(STP5、STP6)。
そこで、サブタイマ55a乃至55dによって通電制御される
(STP7)、すなわち、サブタイマ55a乃至55dは設定され
た溶接電流値i1乃至i4に基づきインバータ58a乃至58dを
同時に駆動する。すなわち、サブタイマ55a乃至55dによ
って駆動されるインバータ58a乃至58dはマスタタイマ53
によってその通電開始タイミングが同期化される。イン
バータ58a乃至58dの出力である、例えば、800Hzの高周
波交流電流は溶接トランス68a乃至68dの1次コイル70a
乃至70dから2次コイル72a乃至72dに伝達され、この2
次コイル72a乃至72dの夫々の両端部に接続されたダイオ
ード74a乃至74hによって整流された後、加算されて電極
48a乃至48d間に溶接電流I0として供給される。この場
合、電流検出器76a乃至76dから導入される枝電流I1乃至
I4に対応する信号に基づいて比較器等のフィードバック
制御手段を有するサブタイマ55a乃至55dはマスタタイマ
53によって設定された溶接電流値i1乃至i4と比較してイ
ンバータ58a乃至58dのベース駆動電流をパルス幅変調す
ることによりフィードバック制御を行い、これによって
設定された設定電流値i1乃至i4と同一の電流値に対応す
る定電流化された枝電流I1乃至I4が電流検出器76a乃至7
6dを通流してワークWa、Wbに供給される。
(STP7)、すなわち、サブタイマ55a乃至55dは設定され
た溶接電流値i1乃至i4に基づきインバータ58a乃至58dを
同時に駆動する。すなわち、サブタイマ55a乃至55dによ
って駆動されるインバータ58a乃至58dはマスタタイマ53
によってその通電開始タイミングが同期化される。イン
バータ58a乃至58dの出力である、例えば、800Hzの高周
波交流電流は溶接トランス68a乃至68dの1次コイル70a
乃至70dから2次コイル72a乃至72dに伝達され、この2
次コイル72a乃至72dの夫々の両端部に接続されたダイオ
ード74a乃至74hによって整流された後、加算されて電極
48a乃至48d間に溶接電流I0として供給される。この場
合、電流検出器76a乃至76dから導入される枝電流I1乃至
I4に対応する信号に基づいて比較器等のフィードバック
制御手段を有するサブタイマ55a乃至55dはマスタタイマ
53によって設定された溶接電流値i1乃至i4と比較してイ
ンバータ58a乃至58dのベース駆動電流をパルス幅変調す
ることによりフィードバック制御を行い、これによって
設定された設定電流値i1乃至i4と同一の電流値に対応す
る定電流化された枝電流I1乃至I4が電流検出器76a乃至7
6dを通流してワークWa、Wbに供給される。
一方、マスタタイマ53にはワークWa、Wb間を通流する溶
接電流I0を監視する電流検出器80から溶接電流I0に対応
する信号が導入されており、万一、異常電流等が検出さ
れた場合にはマスタタイマ53からサブタイマ55a乃至55d
に通電終了指令を出力すると共にインタフェース84を介
してロボットコントローラ21にインタロック信号である
溶接異常信号が出力される(STP8)。ステップ8の判定
結果が満足された場合、すなわち、前記溶接電流I0が当
該溶接電流I0の指令値に対応する所定範囲内の値である
場合には予め定められた通電時間t0に達したか否かが監
視され(STP9)、通電時間t0に達した時にマスタタイマ
53から通電時間終了指令がサブタイマ55a乃至55dに出力
される(STP10)。この場合、サブタイマ55a乃至55dは
インバータ58a乃至58dを構成するトランジスタに対する
ベース電流の供給を同時に停止する(STP11)。すなわ
ち、サブタイマ55a乃至55dによって駆動されるインバー
タ58a乃至58dはマスタタイマ53によってその通電終了タ
イミングが同期化される。これによって、ワークWa、Wb
に対する溶接電流I0の供給は遮断される。
接電流I0を監視する電流検出器80から溶接電流I0に対応
する信号が導入されており、万一、異常電流等が検出さ
れた場合にはマスタタイマ53からサブタイマ55a乃至55d
に通電終了指令を出力すると共にインタフェース84を介
してロボットコントローラ21にインタロック信号である
溶接異常信号が出力される(STP8)。ステップ8の判定
結果が満足された場合、すなわち、前記溶接電流I0が当
該溶接電流I0の指令値に対応する所定範囲内の値である
場合には予め定められた通電時間t0に達したか否かが監
視され(STP9)、通電時間t0に達した時にマスタタイマ
53から通電時間終了指令がサブタイマ55a乃至55dに出力
される(STP10)。この場合、サブタイマ55a乃至55dは
インバータ58a乃至58dを構成するトランジスタに対する
ベース電流の供給を同時に停止する(STP11)。すなわ
ち、サブタイマ55a乃至55dによって駆動されるインバー
タ58a乃至58dはマスタタイマ53によってその通電終了タ
イミングが同期化される。これによって、ワークWa、Wb
に対する溶接電流I0の供給は遮断される。
次に、ワークWa、Wbは溶接電流I0の供給が遮断された状
態で固定ガンアーム44、可動ガンアーム46の作用下に所
定時間挟持され保持される。この間にワークWa、Wb間に
生成された図示しないナゲットが略完全に固化しワーク
WaとワークWbは接合される(STP12)。然る後、マスタ
タイマ53から溶接終了指令信号がガン本体34に供給され
ると可動ガンアーム46がシリンダ40の作用下に再び矢印
A方向に開放移動し、ワークWa、Wbが退動することによ
って溶接作業が終了する(STP13)。
態で固定ガンアーム44、可動ガンアーム46の作用下に所
定時間挟持され保持される。この間にワークWa、Wb間に
生成された図示しないナゲットが略完全に固化しワーク
WaとワークWbは接合される(STP12)。然る後、マスタ
タイマ53から溶接終了指令信号がガン本体34に供給され
ると可動ガンアーム46がシリンダ40の作用下に再び矢印
A方向に開放移動し、ワークWa、Wbが退動することによ
って溶接作業が終了する(STP13)。
この場合、本発明によれば、インバータ58a乃至58d並び
に溶接トランス68a乃至68d等を並列接続しているので小
型化且つ軽量化が図れ、これによって当該ガン本体34を
溶接ロボット20の第2アーム部30に取着した場合に当該
溶接ロボット20の耐久性が低下することがない。しか
も、ワークWa、Wbとガン本体34の相互干渉に対する制限
が緩和され、ガン本体34の動作範囲が拡大する利点が得
られる。
に溶接トランス68a乃至68d等を並列接続しているので小
型化且つ軽量化が図れ、これによって当該ガン本体34を
溶接ロボット20の第2アーム部30に取着した場合に当該
溶接ロボット20の耐久性が低下することがない。しか
も、ワークWa、Wbとガン本体34の相互干渉に対する制限
が緩和され、ガン本体34の動作範囲が拡大する利点が得
られる。
その上、第2アーム部30の負担重量が低減することから
当該溶接ロボット20のアーム部全体の移動速度が向上さ
れ、溶接のサイクルタイムを短縮化することが出来る。
また、インバータ58a乃至58dを構成するトランジスタは
トランジスタ1個あたりの電流容量を少なくすることが
出来ることからトランジスタを並列接続する必要がない
ため、並列接続した場合における各トランジスタの電流
バランス等の選別作業の必要がなく、従って、安定性に
優れたインバータ部とすることが出来る。また、いずれ
かのインバータ部が故障した場合には各インバータ単位
の構成にしておくことによりユニット毎の交換も可能と
なる等、故障状態からの復帰を短時間に行うことも出来
る。
当該溶接ロボット20のアーム部全体の移動速度が向上さ
れ、溶接のサイクルタイムを短縮化することが出来る。
また、インバータ58a乃至58dを構成するトランジスタは
トランジスタ1個あたりの電流容量を少なくすることが
出来ることからトランジスタを並列接続する必要がない
ため、並列接続した場合における各トランジスタの電流
バランス等の選別作業の必要がなく、従って、安定性に
優れたインバータ部とすることが出来る。また、いずれ
かのインバータ部が故障した場合には各インバータ単位
の構成にしておくことによりユニット毎の交換も可能と
なる等、故障状態からの復帰を短時間に行うことも出来
る。
上記の実施態様(以下、第1実施態様という)におい
て、サブタイマ55a乃至55dは枝電流I1乃至I4をフィード
バックして定電流化制御を実施しているが、フィードバ
ック検出点、すなわち、電流検出器76a乃至76dの挿入個
所は溶接トランス68a乃至68dの出力側に限らず、第5図
および第6図に示すように、インバータ58a乃至58dの入
力側(第2の実施態様)あるいは出力側(第3の実施態
様)としてもよいことは勿論である。なお、インバータ
58a乃至58dの入力側に挿入する場合(第5図)には電流
検出器76a乃至76dとして直流電流も検出出来るホール素
子を用いると好適である。前記第2および第3実施態様
においては、溶接電流I0の設定値に対する誤差は若干大
きくなるが、溶接コントローラ22内で配線処理を実施す
ることが可能となるので製造上の利点がある。
て、サブタイマ55a乃至55dは枝電流I1乃至I4をフィード
バックして定電流化制御を実施しているが、フィードバ
ック検出点、すなわち、電流検出器76a乃至76dの挿入個
所は溶接トランス68a乃至68dの出力側に限らず、第5図
および第6図に示すように、インバータ58a乃至58dの入
力側(第2の実施態様)あるいは出力側(第3の実施態
様)としてもよいことは勿論である。なお、インバータ
58a乃至58dの入力側に挿入する場合(第5図)には電流
検出器76a乃至76dとして直流電流も検出出来るホール素
子を用いると好適である。前記第2および第3実施態様
においては、溶接電流I0の設定値に対する誤差は若干大
きくなるが、溶接コントローラ22内で配線処理を実施す
ることが可能となるので製造上の利点がある。
上記第1乃至第3の実施態様においては、サブタイマ55
a乃至55dは比較増幅器等のフィ−ドバック制御手段を有
し、マスタタイマ53は溶接電流I0の異常等の監視を行っ
ているが、フィードバック制御は行っていない。このた
め、ガンアーム44、46等に存在するストレイキャパシタ
ンス等に起因して枝電流I1乃至I4の総和と溶接電流I0の
大きさは必ずしも一致しない。そこで、さらに正確な制
御が必要とされる場合には、第3図乃至第5図に示すマ
スタタイマ53にも比較増幅器等のフィードバック制御手
段を追加し(第4の実施態様)、溶接電流I0と指令値と
のフィードバック制御を行うようにすることにより溶接
電流I0を極めて正確に制御出来る。
a乃至55dは比較増幅器等のフィ−ドバック制御手段を有
し、マスタタイマ53は溶接電流I0の異常等の監視を行っ
ているが、フィードバック制御は行っていない。このた
め、ガンアーム44、46等に存在するストレイキャパシタ
ンス等に起因して枝電流I1乃至I4の総和と溶接電流I0の
大きさは必ずしも一致しない。そこで、さらに正確な制
御が必要とされる場合には、第3図乃至第5図に示すマ
スタタイマ53にも比較増幅器等のフィードバック制御手
段を追加し(第4の実施態様)、溶接電流I0と指令値と
のフィードバック制御を行うようにすることにより溶接
電流I0を極めて正確に制御出来る。
さらに、他の実施態様(第5の実施態様)として、第7
図に示すように、サブタイマ55a乃至55dによるフィード
バック制御は行わずマスタタイマ53にのみフィードバッ
ク制御手段を付加して溶接電流I0の制御を行うようにし
てもよい。この場合、インバータ58a乃至58dを構成する
トランジスタに流れる電流並びに整流ダイオード74a乃
至74hに流れる電流は、通常の場合、均等にはならない
が、その仕様・特性に余裕のある部品あるいは仕様・特
性の均等な部品を選別して採用すれば実現が可能であ
る。
図に示すように、サブタイマ55a乃至55dによるフィード
バック制御は行わずマスタタイマ53にのみフィードバッ
ク制御手段を付加して溶接電流I0の制御を行うようにし
てもよい。この場合、インバータ58a乃至58dを構成する
トランジスタに流れる電流並びに整流ダイオード74a乃
至74hに流れる電流は、通常の場合、均等にはならない
が、その仕様・特性に余裕のある部品あるいは仕様・特
性の均等な部品を選別して採用すれば実現が可能であ
る。
なお、さらに他の実施態様(第6の実施態様)として、
インバータ部58a乃至58dおよび溶接トランス部36の構成
部品を第5の実施態様と同じように、例えば、選別して
性能仕様上のばらつきを少なくしたり、性能仕様上の余
裕度を大きくすること等により電流検出器76a乃至76dお
よび80並びにマスタタイマ53、サブタイマ55a乃至55dを
構成するフィードバック制御手段(図示せず)を省略し
てフィードバック制御は行わずフィードフォワード指令
のみで溶接電流I0を供給してもよいことは謂うまでもな
い。
インバータ部58a乃至58dおよび溶接トランス部36の構成
部品を第5の実施態様と同じように、例えば、選別して
性能仕様上のばらつきを少なくしたり、性能仕様上の余
裕度を大きくすること等により電流検出器76a乃至76dお
よび80並びにマスタタイマ53、サブタイマ55a乃至55dを
構成するフィードバック制御手段(図示せず)を省略し
てフィードバック制御は行わずフィードフォワード指令
のみで溶接電流I0を供給してもよいことは謂うまでもな
い。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、溶接電極に供給する溶
接電流を得る際、溶接トランスと整流器とからなる整流
回路を並列接続して電流供給回路を構成している。この
ため、ワークに対する溶接電流の比較的大電流化が可能
となり、しかも、溶接ガン組立体が小型軽量となり且つ
保守性にも優れた直流抵抗溶接装置を実現することが可
能となる。
接電流を得る際、溶接トランスと整流器とからなる整流
回路を並列接続して電流供給回路を構成している。この
ため、ワークに対する溶接電流の比較的大電流化が可能
となり、しかも、溶接ガン組立体が小型軽量となり且つ
保守性にも優れた直流抵抗溶接装置を実現することが可
能となる。
さらに、夫々の整流回路からワークに対して供給される
溶接電流に比例する信号を検出し、この信号に基づいて
前記溶接電流をフィードバック制御することにより、前
記溶接電流を定電流化し、安定した溶接電流をワークに
対して供給することが可能となるという効果が得られ
る。
溶接電流に比例する信号を検出し、この信号に基づいて
前記溶接電流をフィードバック制御することにより、前
記溶接電流を定電流化し、安定した溶接電流をワークに
対して供給することが可能となるという効果が得られ
る。
以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。
第1図は従来技術に係る直流抵抗溶接装置の電気回路ブ
ロック図、 第2図は本発明に係る直流抵抗溶接装置の概略構成図、 第3図は第2図に示す直流抵抗溶接装置の主要部の電気
回路ブロック図、 第4図は本発明に係る直流抵抗溶接装置の動作を説明す
るフローチャート、 第5図乃至第7図は本発明に係る直流抵抗溶接装置の主
要部の他の実施態様に係る電気回路ブロック図である。 20……溶接ロボット 21……ロボットコントローラ 22……溶接コントローラ、44……固定ガンアーム 46……可動ガンアーム、48a、48b……電極 50……電極変換部、52……制御部 53……マスタタイマ 55a〜55d……サブタイマ 56……コンバータ部、60……インバータ部 58a〜58d……インバータ 62a〜62d……整流ダイオードスタック 68a〜68d……溶接トランス
ロック図、 第2図は本発明に係る直流抵抗溶接装置の概略構成図、 第3図は第2図に示す直流抵抗溶接装置の主要部の電気
回路ブロック図、 第4図は本発明に係る直流抵抗溶接装置の動作を説明す
るフローチャート、 第5図乃至第7図は本発明に係る直流抵抗溶接装置の主
要部の他の実施態様に係る電気回路ブロック図である。 20……溶接ロボット 21……ロボットコントローラ 22……溶接コントローラ、44……固定ガンアーム 46……可動ガンアーム、48a、48b……電極 50……電極変換部、52……制御部 53……マスタタイマ 55a〜55d……サブタイマ 56……コンバータ部、60……インバータ部 58a〜58d……インバータ 62a〜62d……整流ダイオードスタック 68a〜68d……溶接トランス
フロントページの続き (72)発明者 斉藤 仁 埼玉県狭山市新狭山1―10―1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小林 信雄 埼玉県狭山市新狭山1―10―1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−279375(JP,A)
Claims (5)
- 【請求項1】溶接トランスから溶接電極に溶接電流を供
給してワークを接合する直流抵抗溶接装置において、溶
接トランスと整流器とからなる整流回路を複数並列接続
した回路と、前記整流回路の夫々に接続されたインバー
タとを備え、前記夫々の整流回路を前記夫々のインバー
タによって駆動することにより、溶接電極に対して供給
する溶接電流を前記並列接続した回路から供給すること
を特徴とする直流抵抗溶接装置。 - 【請求項2】請求項1記載の装置において、夫々のイン
バータにはフィードバック制御手段を有する主制御手段
が接続され、前記主制御手段には前記並列接続した回路
から溶接電極に供給される溶接電流に比例する信号が電
流検出手段を介して導入されるように構成され、前記溶
接電流をフィードバック制御により定電流化することを
特徴とする直流抵抗溶接装置。 - 【請求項3】請求項1記載の装置において、夫々のイン
バータには当該夫々のインバータに対応してフィードバ
ック制御手段を有する副制御手段が接続され、この副制
御手段には前記夫々の整流回路から出力される溶接用枝
電流に比例する信号が電流検出手段を介して導入される
ように構成され、前記溶接用枝電流をフィードバック制
御により定電流化することを特徴とする直流抵抗溶接装
置。 - 【請求項4】請求項3記載の装置において、副制御手段
には前記主制御手段が接続されることを特徴とする直流
抵抗溶接装置。 - 【請求項5】請求項1記載の装置において、夫々のイン
バータには当該夫々のインバータに対応してフィードバ
ック制御手段を有する副制御手段が接続され、この副制
御手段には前記夫々の整流回路から出力される溶接用枝
電流に比例する電流が電流検出手段を介して導入される
と共に少なくともタイマ手段を有する主制御手段に接続
され、当該主制御手段は溶接電流指令値に基づき前記夫
々のインバータが受け持つべき溶接用枝電流に対応する
指令値を算出して副制御手段に与えるものであり、前記
副制御手段はこの溶接用枝電流に基づき前記溶接用枝電
流をフィードバック制御により定電流化するものであ
り、前記タイマ手段は前記溶接用枝電流の通電タイミン
グを同期化することを特徴とする直流抵抗溶接装置。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290949A JPH0681671B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 直流抵抗溶接装置 |
| GB9310324A GB2264204B (en) | 1988-11-17 | 1989-11-15 | DC resistance welding apparatus |
| GB8925824A GB2225909B (en) | 1988-11-17 | 1989-11-15 | DC resistance welding apparatus |
| US07/437,369 US5120929A (en) | 1988-11-17 | 1989-11-16 | Dc resistance welding apparatus |
| CA002003245A CA2003245C (en) | 1988-11-17 | 1989-11-17 | Dc resistance welding apparatus |
| FR8915144A FR2638992B1 (fr) | 1988-11-17 | 1989-11-17 | Appareil de soudage par resistance en courant continu |
| CA002145780A CA2145780C (en) | 1988-11-17 | 1989-11-17 | Dc resistance welding apparatus |
| CA002145779A CA2145779C (en) | 1988-11-17 | 1989-11-17 | Dc resistance welding apparatus |
| US07/850,320 US5196668A (en) | 1988-11-17 | 1992-03-12 | DC resistance welding apparatus |
| US07/850,881 US5229567A (en) | 1988-11-17 | 1992-03-13 | Switching control system for controlling an inverter of a spot resistance welding apparatus |
| GB9300525A GB2261126B (en) | 1988-11-17 | 1993-01-12 | DC resistance welding apparatus |
| GB9300524A GB2261125B (en) | 1988-11-17 | 1993-01-12 | DC resistance welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290949A JPH0681671B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 直流抵抗溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137677A JPH02137677A (ja) | 1990-05-25 |
| JPH0681671B2 true JPH0681671B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17762570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63290949A Expired - Fee Related JPH0681671B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 直流抵抗溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681671B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0347683A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-28 | Seiwa Seisakusho:Kk | 直流抵抗溶接装置 |
| JPH04253579A (ja) * | 1991-02-01 | 1992-09-09 | Honda Motor Co Ltd | 直流抵抗溶接装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61279375A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 三相整流式抵抗溶接機 |
-
1988
- 1988-11-17 JP JP63290949A patent/JPH0681671B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02137677A (ja) | 1990-05-25 |
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