JPH09248678A - スポット溶接用ｘ型電動サーボガンおよびその制御方法 - Google Patents
スポット溶接用ｘ型電動サーボガンおよびその制御方法Info
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- JPH09248678A JPH09248678A JP8057784A JP5778496A JPH09248678A JP H09248678 A JPH09248678 A JP H09248678A JP 8057784 A JP8057784 A JP 8057784A JP 5778496 A JP5778496 A JP 5778496A JP H09248678 A JPH09248678 A JP H09248678A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K11/30—Features relating to electrodes
- B23K11/31—Electrode holders and actuating devices therefor
- B23K11/311—Electrode holders and actuating devices therefor the actuating device comprising an electric motor
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接時には高い加圧力が得られる一方、溶接
前後におけるストローク作動に際してはガンアームが高
速で作動して溶接サイクルタイムの短縮が可能なスポッ
ト溶接用Ｘ型電動サーボガンを提供すると共に、電極チ
ップの摩耗した場合でも摩耗前と変わらない一定の加圧
力を得ることができるスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンの制御方法を提供する。 【解決手段】 Ｘ型スポット溶接ガンの可動側ガンアー
ム５を減速装置３ａおよびクランク機構６，７を介して
サーボモータ３により開閉作動させ、加圧時のクランク
角度に応じて、溶接時の加圧力が一定となるようにサー
ボモータ３の出力トルクを制御する。
前後におけるストローク作動に際してはガンアームが高
速で作動して溶接サイクルタイムの短縮が可能なスポッ
ト溶接用Ｘ型電動サーボガンを提供すると共に、電極チ
ップの摩耗した場合でも摩耗前と変わらない一定の加圧
力を得ることができるスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンの制御方法を提供する。 【解決手段】 Ｘ型スポット溶接ガンの可動側ガンアー
ム５を減速装置３ａおよびクランク機構６，７を介して
サーボモータ３により開閉作動させ、加圧時のクランク
角度に応じて、溶接時の加圧力が一定となるようにサー
ボモータ３の出力トルクを制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車ボデ
ィのスポット溶接などに用いられるＸ型の電動サーボガ
ンに係わり、とくに溶接前後におけるストローク作動に
際してはガンアームが高速で作動し、溶接時にはガンア
ームが低速で作動して高い加圧力を得ることができるス
ポット溶接用Ｘ型電動サーボガンと、電動サーボガンの
電極チップが摩耗した場合でも一定の加圧力を得ること
ができるスポット溶接用Ｘ型電動サーボガンの制御方法
に関するものである。
ィのスポット溶接などに用いられるＸ型の電動サーボガ
ンに係わり、とくに溶接前後におけるストローク作動に
際してはガンアームが高速で作動し、溶接時にはガンア
ームが低速で作動して高い加圧力を得ることができるス
ポット溶接用Ｘ型電動サーボガンと、電動サーボガンの
電極チップが摩耗した場合でも一定の加圧力を得ること
ができるスポット溶接用Ｘ型電動サーボガンの制御方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記のように、作動速度および加圧力を
可変とし、ストローク作動時の移動速度を高め、かつ溶
接時の加圧力を増強するようにしたＣ型スポット溶接ガ
ンとしては、従来、例えば特開平７−１２４７５２号公
報に記載されたものが知られている。
可変とし、ストローク作動時の移動速度を高め、かつ溶
接時の加圧力を増強するようにしたＣ型スポット溶接ガ
ンとしては、従来、例えば特開平７−１２４７５２号公
報に記載されたものが知られている。
【０００３】上記公報に記載されたスポット溶接ガン
は、サーボモータの回転動作を軸方向の進退動作に変換
するカム機構部を備え、このカム機構部には電極チップ
を取付けたロッドに設けられたベアリングが嵌挿されて
係合するカム溝を有するカム部を備えている。そして、
このカム溝には、カム部の回転角に対して、ロッドの進
退移動変位が大きい第１当接部と、ロッドの進退移動変
位が小さい第２当接部が設けてある。
は、サーボモータの回転動作を軸方向の進退動作に変換
するカム機構部を備え、このカム機構部には電極チップ
を取付けたロッドに設けられたベアリングが嵌挿されて
係合するカム溝を有するカム部を備えている。そして、
このカム溝には、カム部の回転角に対して、ロッドの進
退移動変位が大きい第１当接部と、ロッドの進退移動変
位が小さい第２当接部が設けてある。
【０００４】すなわち、上記公報記載のスポット溶接ガ
ンにおいては、電極チップが被溶接物に当接する位置に
おいては、ロッドのベアリングが移動変位の小さい第２
当接部に当接し、電極チップが被溶接物から離れてスト
ローク作動するときにはベアリングが移動変位の大きい
第１当接部に当接するようになっているので、サーボモ
ータの出力を変えることなく、溶接時の高加圧力を確保
することができると共に、ロッドのストローク作動を高
速化して溶接のサイクルタイムを短縮することができる
ようになっている。
ンにおいては、電極チップが被溶接物に当接する位置に
おいては、ロッドのベアリングが移動変位の小さい第２
当接部に当接し、電極チップが被溶接物から離れてスト
ローク作動するときにはベアリングが移動変位の大きい
第１当接部に当接するようになっているので、サーボモ
ータの出力を変えることなく、溶接時の高加圧力を確保
することができると共に、ロッドのストローク作動を高
速化して溶接のサイクルタイムを短縮することができる
ようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のスポット溶接ガンにおいては、上記のような優
れた特性を有するものの、サーボモータとして中空軸モ
ータを使用しているため構造の複雑化を避け難いこと、
カム機構を採用していることからカム部における摩擦ロ
スが比較的大きいこと、電極チップの摩耗やカム部の摩
擦ロスの変動などによって溶接時の加圧力が必ずしも安
定しないこと、などの問題点があり、これらの問題点を
解決することが従来のスポット溶接ガンにおける課題と
なっていた。
た従来のスポット溶接ガンにおいては、上記のような優
れた特性を有するものの、サーボモータとして中空軸モ
ータを使用しているため構造の複雑化を避け難いこと、
カム機構を採用していることからカム部における摩擦ロ
スが比較的大きいこと、電極チップの摩耗やカム部の摩
擦ロスの変動などによって溶接時の加圧力が必ずしも安
定しないこと、などの問題点があり、これらの問題点を
解決することが従来のスポット溶接ガンにおける課題と
なっていた。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、従来のスポット溶接ガンにお
ける上記課題に着目してなされたものであって、比較的
単純な構造でありながら、溶接時には高い加圧力が得ら
れると共に、溶接前後におけるストローク作動に際して
はガンアームが高速で作動して、溶接サイクルタイムの
短縮が可能なスポット溶接用Ｘ型電動サーボガンを提供
すると共に、電極チップの摩耗した場合でも摩耗前と変
わらない一定の加圧力を得ることができるスポット溶接
用Ｘ型電動サーボガンの制御方法を提供することを目的
としている。
ける上記課題に着目してなされたものであって、比較的
単純な構造でありながら、溶接時には高い加圧力が得ら
れると共に、溶接前後におけるストローク作動に際して
はガンアームが高速で作動して、溶接サイクルタイムの
短縮が可能なスポット溶接用Ｘ型電動サーボガンを提供
すると共に、電極チップの摩耗した場合でも摩耗前と変
わらない一定の加圧力を得ることができるスポット溶接
用Ｘ型電動サーボガンの制御方法を提供することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
るスポット溶接用Ｘ型電動サーボガンは、ガンブラケッ
トから延出し、先端部に第１電極チップが交換可能に取
付けられた第１ガンアームと、ガンブラケットに取付け
られたサーボモータと、ガンブラケットに回動自在に軸
支され、先端部に第２電極チップが交換可能に取付けら
れると共に、減速装置およびクランク機構を介してサー
ボモータに接続され、当該サーボモータの回転に基づい
て前記第１ガンアームに対して開閉作動する第２ガンア
ームを備えている構成としたことを特徴としており、こ
のような電動サーボガンの構成を前述した従来の課題を
解決するための手段としている。
るスポット溶接用Ｘ型電動サーボガンは、ガンブラケッ
トから延出し、先端部に第１電極チップが交換可能に取
付けられた第１ガンアームと、ガンブラケットに取付け
られたサーボモータと、ガンブラケットに回動自在に軸
支され、先端部に第２電極チップが交換可能に取付けら
れると共に、減速装置およびクランク機構を介してサー
ボモータに接続され、当該サーボモータの回転に基づい
て前記第１ガンアームに対して開閉作動する第２ガンア
ームを備えている構成としたことを特徴としており、こ
のような電動サーボガンの構成を前述した従来の課題を
解決するための手段としている。
【０００８】また、本発明の請求項２に係わるスポット
溶接用Ｘ型電動サーボガンの制御方法は、溶接時におけ
る加圧力がその時のクランク角度に拘らず一定となるよ
うに、前記クランク角度に応じてサーボモータの出力ト
ルクを制御する構成とし、電動サーボガンの制御方法に
おけるこのような構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としたことを特徴としている。
溶接用Ｘ型電動サーボガンの制御方法は、溶接時におけ
る加圧力がその時のクランク角度に拘らず一定となるよ
うに、前記クランク角度に応じてサーボモータの出力ト
ルクを制御する構成とし、電動サーボガンの制御方法に
おけるこのような構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としたことを特徴としている。
【０００９】さらに、本発明に係わるスポット溶接用Ｘ
型電動サーボガンの実施態様として請求項３記載の電動
サーボガンは、クランク機構のクランク角度を検出する
クランク位置センサーと、サーボモータの出力トルクと
溶接時の加圧力とクランク角度との相関データ、および
サーボモータへの供給電流値と出力トルクとの相関デー
タを記憶させた記憶装置と、前記クランク位置センサー
により検出されたクランク角度に応じて、所定の加圧力
を得るためのサーボモータへの供給電流値を前記記憶装
置の記憶データから求めると共に、得られた値の電流を
前記サーボモータに供給する制御装置を備えている構成
としたことを特徴としている。
型電動サーボガンの実施態様として請求項３記載の電動
サーボガンは、クランク機構のクランク角度を検出する
クランク位置センサーと、サーボモータの出力トルクと
溶接時の加圧力とクランク角度との相関データ、および
サーボモータへの供給電流値と出力トルクとの相関デー
タを記憶させた記憶装置と、前記クランク位置センサー
により検出されたクランク角度に応じて、所定の加圧力
を得るためのサーボモータへの供給電流値を前記記憶装
置の記憶データから求めると共に、得られた値の電流を
前記サーボモータに供給する制御装置を備えている構成
としたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に係わるスポット溶接用Ｘ
型電動サーボガンにおいては、可動側ガンアーム、すな
わち第２ガンアームがサーボモータによりクランク機構
を介して開閉駆動されるようになっている。この場合、
クランク機構のクランクアームが死点に達する手前の位
置、すなわちクランクアームと、クランクアームと第２
ガンアームとを連結しているコネクタアームとのなす角
度が１８０°となる手前の位置に到達した時点で溶接が
なされるように、すなわち第２ガンアームの第２電極チ
ップが被溶接物に接し、第１ガンアームの第１電極チッ
プとの間に通電および加圧がなされるようにクランクア
ームの位置を調整しておく。
型電動サーボガンにおいては、可動側ガンアーム、すな
わち第２ガンアームがサーボモータによりクランク機構
を介して開閉駆動されるようになっている。この場合、
クランク機構のクランクアームが死点に達する手前の位
置、すなわちクランクアームと、クランクアームと第２
ガンアームとを連結しているコネクタアームとのなす角
度が１８０°となる手前の位置に到達した時点で溶接が
なされるように、すなわち第２ガンアームの第２電極チ
ップが被溶接物に接し、第１ガンアームの第１電極チッ
プとの間に通電および加圧がなされるようにクランクア
ームの位置を調整しておく。
【００１１】このときのクランクアームの位置が死点の
直前位置であれば、サーボモータの出力に対して最大の
加圧力を得ることができることになるが、電極チップの
わずかな摩耗によって通電および加圧が不可能になって
しまうため、電極チップの摩耗しろを見込んでさらに手
前側に設定しておくことが望ましい。したがって、電極
チップが摩耗する前のクランク角度としては、サーボモ
ータの定格出力やクランクアームの長さによって一概に
は決められないが、例えば死点の３０〜５０°程度手前
に設定することが好ましい。また、電極チップが使用限
界まで摩耗した場合のクランク角度としては、一概に言
及することは同様に困難であるが、例えば死点の５〜１
５°程度手前に設定することが望ましい。
直前位置であれば、サーボモータの出力に対して最大の
加圧力を得ることができることになるが、電極チップの
わずかな摩耗によって通電および加圧が不可能になって
しまうため、電極チップの摩耗しろを見込んでさらに手
前側に設定しておくことが望ましい。したがって、電極
チップが摩耗する前のクランク角度としては、サーボモ
ータの定格出力やクランクアームの長さによって一概に
は決められないが、例えば死点の３０〜５０°程度手前
に設定することが好ましい。また、電極チップが使用限
界まで摩耗した場合のクランク角度としては、一概に言
及することは同様に困難であるが、例えば死点の５〜１
５°程度手前に設定することが望ましい。
【００１２】本発明に係わるスポット溶接用Ｘ型電動サ
ーボガンの制御方法は、上記構造のスポット溶接用Ｘ型
電動サーボガンを用いて溶接するに際し、電極チップが
摩耗するにしたがって溶接時のガンアーム位置が変化
し、クランク機構のクランクアームが次第に死点に近づ
いて行く結果、徐々に加圧力が増加することになるた
め、溶接時のクランク角度の変化に応じて、加圧力が一
定の値になるようにサーボモータの出力トルクを減ずる
ように制御しようとするものである。
ーボガンの制御方法は、上記構造のスポット溶接用Ｘ型
電動サーボガンを用いて溶接するに際し、電極チップが
摩耗するにしたがって溶接時のガンアーム位置が変化
し、クランク機構のクランクアームが次第に死点に近づ
いて行く結果、徐々に加圧力が増加することになるた
め、溶接時のクランク角度の変化に応じて、加圧力が一
定の値になるようにサーボモータの出力トルクを減ずる
ように制御しようとするものである。
【００１３】すなわち、溶接時のクランク角度と加圧
力、サーボモータの出力トルクと加圧力の相関は、それ
ぞれのサーボガンについて一意的に求めることができ、
これらから、所望の加圧力を得るためのクランク角度と
出力トルクの関係が容易に求められる。なお、サーボモ
ータの出力トルク制御については、例えば直流サーボモ
ータを用いた場合には、モータへの供給電流を調整する
ことによって行うことができる。
力、サーボモータの出力トルクと加圧力の相関は、それ
ぞれのサーボガンについて一意的に求めることができ、
これらから、所望の加圧力を得るためのクランク角度と
出力トルクの関係が容易に求められる。なお、サーボモ
ータの出力トルク制御については、例えば直流サーボモ
ータを用いた場合には、モータへの供給電流を調整する
ことによって行うことができる。
【００１４】
【発明の作用】本発明の請求項１に係わるスポット溶接
用Ｘ型電動サーボガンにおいては、ガンブラケットに軸
支され、第１ガンアームに対して開閉作動する第２ガン
アームが減速装置およびクランク機構を介してサーボモ
ータにより駆動されるようになっている。したがって、
溶接時（加圧時）におけるクランクアームの位置がクラ
ンクアームが死点に達する手前の位置、すなわちクラン
クアームとコネクタアームとのなす角度が１８０°とな
る手前の位置となるようにあらかじめ設定しておくこと
により、溶接時における加圧力がそれ以前に較べて高い
ものとなり、溶接前後のストローク作動におけるガンア
ームの作動速度が速くなって、溶接サイクルタイムが短
縮されることとなる。
用Ｘ型電動サーボガンにおいては、ガンブラケットに軸
支され、第１ガンアームに対して開閉作動する第２ガン
アームが減速装置およびクランク機構を介してサーボモ
ータにより駆動されるようになっている。したがって、
溶接時（加圧時）におけるクランクアームの位置がクラ
ンクアームが死点に達する手前の位置、すなわちクラン
クアームとコネクタアームとのなす角度が１８０°とな
る手前の位置となるようにあらかじめ設定しておくこと
により、溶接時における加圧力がそれ以前に較べて高い
ものとなり、溶接前後のストローク作動におけるガンア
ームの作動速度が速くなって、溶接サイクルタイムが短
縮されることとなる。
【００１５】本発明の請求項２に係わるスポット溶接用
Ｘ型電動サーボガンの制御方法は、上記構造のスポット
溶接用Ｘ型電動サーボガンを用いて溶接するに際し、溶
接時のクランク角度の変化に応じて、加圧力が一定の値
になるようにサーボモータの出力トルクを制御するもの
であるから、電極チップが摩耗したとしても溶接時の加
圧力が一定なものとなる。
Ｘ型電動サーボガンの制御方法は、上記構造のスポット
溶接用Ｘ型電動サーボガンを用いて溶接するに際し、溶
接時のクランク角度の変化に応じて、加圧力が一定の値
になるようにサーボモータの出力トルクを制御するもの
であるから、電極チップが摩耗したとしても溶接時の加
圧力が一定なものとなる。
【００１６】また、本発明に係わるスポット溶接用Ｘ型
電動サーボガンの実施態様として請求項３に係わる電動
サーボガンにおいては、クランク位置センサーと共に、
出力トルク，加圧力，クランク角度，供給電流などのデ
ータを記憶させた記憶装置、およびクランク角度に応じ
て、所定の加圧力を得るためのサーボモータへの供給電
流値を求め、その値の電流をサーボモータに供給する制
御装置を備えているので、本発明に係わるスポット溶接
用Ｘ型電動サーボガンの制御方法を実施するに適したも
のとなっている。
電動サーボガンの実施態様として請求項３に係わる電動
サーボガンにおいては、クランク位置センサーと共に、
出力トルク，加圧力，クランク角度，供給電流などのデ
ータを記憶させた記憶装置、およびクランク角度に応じ
て、所定の加圧力を得るためのサーボモータへの供給電
流値を求め、その値の電流をサーボモータに供給する制
御装置を備えているので、本発明に係わるスポット溶接
用Ｘ型電動サーボガンの制御方法を実施するに適したも
のとなっている。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明
する。
する。
【００１８】図１ないし図７は、本発明に係わるスポッ
ト溶接用Ｘ型電動サーボガンおよび当該電動サーボガン
の制御方法を説明するためのものであって、図１は本発
明の一実施例に係わるスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンの外観構造を示す斜視図である。
ト溶接用Ｘ型電動サーボガンおよび当該電動サーボガン
の制御方法を説明するためのものであって、図１は本発
明の一実施例に係わるスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンの外観構造を示す斜視図である。
【００１９】すなわち、図に示すスポット溶接用Ｘ型電
動サーボガン１は、スポット溶接用ロボットのアームＡ
に接続されるガンブラケット２と、このガンブラケット
２に取付けられた直流サーボモータ３と、フック状をな
しガンブラケット２から一体的に延出するの第１ガンア
ーム４と、略Ｆ字形の形状を有し前記ガンブラケット２
における第１ガンアーム４の延出基端部近傍位置に設け
た軸２ａに軸支された第２ガンアーム５から主に構成さ
れ、第１ガンアーム４および第２ガンアーム５の先端部
には第１および第２電極チップ４ａおよび５ａがそれぞ
れ交換可能に取付けられている。
動サーボガン１は、スポット溶接用ロボットのアームＡ
に接続されるガンブラケット２と、このガンブラケット
２に取付けられた直流サーボモータ３と、フック状をな
しガンブラケット２から一体的に延出するの第１ガンア
ーム４と、略Ｆ字形の形状を有し前記ガンブラケット２
における第１ガンアーム４の延出基端部近傍位置に設け
た軸２ａに軸支された第２ガンアーム５から主に構成さ
れ、第１ガンアーム４および第２ガンアーム５の先端部
には第１および第２電極チップ４ａおよび５ａがそれぞ
れ交換可能に取付けられている。
【００２０】前記直流サーボモータ３の回転出力は、当
該モータ３と一体的に形成された減速装置３ａを介して
出力円板６に伝達されると共に、当該出力円板６の外周
寄り位置に設けたピン６ａと第２ガンアーム５の基端部
に設けたコネクタピン５ｂとの間を連結するコネクタア
ーム７によって第２ガンアーム５の回動動作に変換され
るようになっている。すなわち、この実施例において
は、出力円板６がクランクアームとして機能し、該出力
円板６とコネクタアーム７によってクランク機構が構成
され、サーボモータ３によって第２ガンアームが第１ガ
ンアーム４に対して開閉駆動されるようになっている。
該モータ３と一体的に形成された減速装置３ａを介して
出力円板６に伝達されると共に、当該出力円板６の外周
寄り位置に設けたピン６ａと第２ガンアーム５の基端部
に設けたコネクタピン５ｂとの間を連結するコネクタア
ーム７によって第２ガンアーム５の回動動作に変換され
るようになっている。すなわち、この実施例において
は、出力円板６がクランクアームとして機能し、該出力
円板６とコネクタアーム７によってクランク機構が構成
され、サーボモータ３によって第２ガンアームが第１ガ
ンアーム４に対して開閉駆動されるようになっている。
【００２１】この実施例に係わるスポット溶接用Ｘ型電
動サーボガン１においては、第２ガンアーム５を回動自
在に支持する軸２ａの軸芯と出力円板６の軸芯Ｏとを結
ぶ中心線を基準線とし、この基準線と出力円板６の軸芯
Ｏとピン６ａ（クランクピン）の中心とを結ぶ線分との
なす角度を円板回転角度θ（クランク角度に相当）と定
義するとき、図２に示すような加圧姿勢、すなわち第２
ガンアーム５が閉じて、第２ガンアーム５の第２電極チ
ップ５ａ（未摩耗状態）が第１ガンアーム４の第１電極
チップ４ａ（未摩耗状態）に当接した状態における円板
回転角度θC が約５２°に設定されていると共に、図３
に示す開放姿勢、すなわち第２ガンアーム５がその開放
限度いっぱいに開いた状態における円板回転角度θO が
０°に設定されている。つまり開放姿勢においては、出
力円板６の軸芯Ｏとピン６ａとを結ぶ線分が軸２ａと出
力円板６の軸芯Ｏとを結ぶ基準線と一致するように位置
決めされている。なお、第２ガンアーム５のコネクタピ
ン６ｂは、図２に示した加圧姿勢において出力円板６の
軸芯Ｏの真上に位置する（出力円板６の軸芯Ｏとコネク
タピン６ｂの中心とを結ぶ線分が基準線と直交する）よ
うに配設されている。
動サーボガン１においては、第２ガンアーム５を回動自
在に支持する軸２ａの軸芯と出力円板６の軸芯Ｏとを結
ぶ中心線を基準線とし、この基準線と出力円板６の軸芯
Ｏとピン６ａ（クランクピン）の中心とを結ぶ線分との
なす角度を円板回転角度θ（クランク角度に相当）と定
義するとき、図２に示すような加圧姿勢、すなわち第２
ガンアーム５が閉じて、第２ガンアーム５の第２電極チ
ップ５ａ（未摩耗状態）が第１ガンアーム４の第１電極
チップ４ａ（未摩耗状態）に当接した状態における円板
回転角度θC が約５２°に設定されていると共に、図３
に示す開放姿勢、すなわち第２ガンアーム５がその開放
限度いっぱいに開いた状態における円板回転角度θO が
０°に設定されている。つまり開放姿勢においては、出
力円板６の軸芯Ｏとピン６ａとを結ぶ線分が軸２ａと出
力円板６の軸芯Ｏとを結ぶ基準線と一致するように位置
決めされている。なお、第２ガンアーム５のコネクタピ
ン６ｂは、図２に示した加圧姿勢において出力円板６の
軸芯Ｏの真上に位置する（出力円板６の軸芯Ｏとコネク
タピン６ｂの中心とを結ぶ線分が基準線と直交する）よ
うに配設されている。
【００２２】図５は、上記構造のＸ型電動サーボガン１
における円板回転角度θと加圧力Ｆの関係を定性的に示
すものであって、図２に示した溶接時、すなわち両電極
チップ４ａ，５ａの当接状態（θ＝θC ）における加圧
力ＦC を開放姿勢における加圧力ＦO （先端推力）およ
び溶接前後におけるストローク作動時の先端推力に較べ
て高いものとすることができる。また、クランク機構
６，７の特性上、溶接前後のストローク作動における第
２ガンアーム５の作動速度が速くなり、溶接サイクルタ
イムを短縮することができる。
における円板回転角度θと加圧力Ｆの関係を定性的に示
すものであって、図２に示した溶接時、すなわち両電極
チップ４ａ，５ａの当接状態（θ＝θC ）における加圧
力ＦC を開放姿勢における加圧力ＦO （先端推力）およ
び溶接前後におけるストローク作動時の先端推力に較べ
て高いものとすることができる。また、クランク機構
６，７の特性上、溶接前後のストローク作動における第
２ガンアーム５の作動速度が速くなり、溶接サイクルタ
イムを短縮することができる。
【００２３】次に、図４ないし図７に基づいて電極チッ
プ４ａおよび５ａが摩耗した場合の円板回転角度θおよ
び加圧力Ｆの関係、さらにこのときの加圧力制御につい
て説明する。
プ４ａおよび５ａが摩耗した場合の円板回転角度θおよ
び加圧力Ｆの関係、さらにこのときの加圧力制御につい
て説明する。
【００２４】図４は、上記構造のＸ型電動サーボガン１
の第１および第２電極チップ４ａ，５ａが使用限界まで
摩耗した場合の溶接（加圧）姿勢を示す。
の第１および第２電極チップ４ａ，５ａが使用限界まで
摩耗した場合の溶接（加圧）姿勢を示す。
【００２５】すなわち、両電極チップ４ａ，５ａが磨耗
するにしたがって、加圧状態における円板回転角度θ
は、θC を超えて増加し、これら電極チップ４ａ，５ａ
が使用限界まで摩耗したときの円板回転角度θL は、こ
の実施例においては約８２°に達する。
するにしたがって、加圧状態における円板回転角度θ
は、θC を超えて増加し、これら電極チップ４ａ，５ａ
が使用限界まで摩耗したときの円板回転角度θL は、こ
の実施例においては約８２°に達する。
【００２６】この場合、サーボモータ３の出力トルクが
不変であるとすると、図５に示すように、円板回転角度
θがθC を超えてθL に増加するにしたがって、加圧力
ＦはＦC を超えてＦL に増加することになってしまい、
均一な溶接を継続することができなくなるため、実用上
は、電極チップ４ａ，５ａが摩耗することによって溶接
時の円板回転角度θがθC からθL に変化したとして
も、図６に示すように加圧力ＦがＦC のままであるよう
にする必要がある。
不変であるとすると、図５に示すように、円板回転角度
θがθC を超えてθL に増加するにしたがって、加圧力
ＦはＦC を超えてＦL に増加することになってしまい、
均一な溶接を継続することができなくなるため、実用上
は、電極チップ４ａ，５ａが摩耗することによって溶接
時の円板回転角度θがθC からθL に変化したとして
も、図６に示すように加圧力ＦがＦC のままであるよう
にする必要がある。
【００２７】すなわち、サーボモータ３の出力トルクＴ
を可変制御し、図７に示すように、円板回転角度θがθ
O からθC の間では、出力トルクＴを一定（Ｔ＝ＴC ）
とし、電極チップ４ａ，５ａの摩耗によって溶接時の円
板回転角度θがθC からθLに増加する間では、出力ト
ルクＴを円板回転角度θの増加に応じて減少させ、円板
回転角度θがθL となった場合には出力トルクＴがＴL
となるような制御を行うことによって、電極チップ４
ａ，５ａの摩耗に拘らず、一定な安定した加圧力ＦC を
得ることができるようになる。なお、サーボモータ３の
出力トルクＴを種々の値に設定したとき、円板回転角度
θと加圧力Ｆとの関係は、図５に示したように、それぞ
れの電動サーボガン１について一意的に求めることがで
き、この結果から所望する加圧力Ｆを得るためのサーボ
モータ３の出力トルクＴと円板回転角度θとの関係も容
易に求めることができる。また、サーボモータ３の出力
トルクＴについては、この実施例のように直流サーボモ
ータ３を使用した場合には、供給電流の調整によって制
御することができる。
を可変制御し、図７に示すように、円板回転角度θがθ
O からθC の間では、出力トルクＴを一定（Ｔ＝ＴC ）
とし、電極チップ４ａ，５ａの摩耗によって溶接時の円
板回転角度θがθC からθLに増加する間では、出力ト
ルクＴを円板回転角度θの増加に応じて減少させ、円板
回転角度θがθL となった場合には出力トルクＴがＴL
となるような制御を行うことによって、電極チップ４
ａ，５ａの摩耗に拘らず、一定な安定した加圧力ＦC を
得ることができるようになる。なお、サーボモータ３の
出力トルクＴを種々の値に設定したとき、円板回転角度
θと加圧力Ｆとの関係は、図５に示したように、それぞ
れの電動サーボガン１について一意的に求めることがで
き、この結果から所望する加圧力Ｆを得るためのサーボ
モータ３の出力トルクＴと円板回転角度θとの関係も容
易に求めることができる。また、サーボモータ３の出力
トルクＴについては、この実施例のように直流サーボモ
ータ３を使用した場合には、供給電流の調整によって制
御することができる。
【００２８】上記のような加圧力制御を行うに際して
は、例えば、Ｘ型電動サーボガン１に出力円板６の円板
回転角度θを検出する位置センサーを設けると共に、サ
ーボモータ３の出力トルクＴと溶接時の加圧力Ｆと円板
回転角度θとの相関データ、およびサーボモータ３への
供給電流Ｉと出力トルクＴとの相関データを記憶させた
記憶装置、および前記位置センサーにより検出された円
板回転角度θに応じて、所定の加圧力Ｆを得るためのサ
ーボモータ３への供給電流Ｉを前記記憶装置の記憶デー
タから求めると共に、得られた値の電流Ｉを前記サーボ
モータ３に供給する制御装置を配設することにより、加
圧力Ｆを一定にするためのサーボモータ３への供給電流
が電極チップ４ａ，５ａの摩耗に応じて自動的に決定さ
れるようにすることができる。
は、例えば、Ｘ型電動サーボガン１に出力円板６の円板
回転角度θを検出する位置センサーを設けると共に、サ
ーボモータ３の出力トルクＴと溶接時の加圧力Ｆと円板
回転角度θとの相関データ、およびサーボモータ３への
供給電流Ｉと出力トルクＴとの相関データを記憶させた
記憶装置、および前記位置センサーにより検出された円
板回転角度θに応じて、所定の加圧力Ｆを得るためのサ
ーボモータ３への供給電流Ｉを前記記憶装置の記憶デー
タから求めると共に、得られた値の電流Ｉを前記サーボ
モータ３に供給する制御装置を配設することにより、加
圧力Ｆを一定にするためのサーボモータ３への供給電流
が電極チップ４ａ，５ａの摩耗に応じて自動的に決定さ
れるようにすることができる。
【００２９】なお、上記実施例においては、電極チップ
４ａ，５ａが未使用（摩耗前）状態での加圧姿勢におけ
る円板回転角度θC を約５２°、摩耗状態での加圧姿勢
における円板回転角度θL を約８２°にそれぞれ設定し
た例を示した。これら円板回転角度θC およびθL につ
いては、サーボモータ３の定格出力、出力円板６やガン
アーム４，５のサイズによって一概に言及することは困
難であるが、θC については４５〜６０°の範囲、θL
については８０〜９０°の範囲で選択することがおおむ
ね可能である。
４ａ，５ａが未使用（摩耗前）状態での加圧姿勢におけ
る円板回転角度θC を約５２°、摩耗状態での加圧姿勢
における円板回転角度θL を約８２°にそれぞれ設定し
た例を示した。これら円板回転角度θC およびθL につ
いては、サーボモータ３の定格出力、出力円板６やガン
アーム４，５のサイズによって一概に言及することは困
難であるが、θC については４５〜６０°の範囲、θL
については８０〜９０°の範囲で選択することがおおむ
ね可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係わるスポット溶接用Ｘ型電動サーボガンは、上記構
成、とくに第１ガンアームに対して開閉作動する第２ガ
ンアームがサーボモータとクランク機構によって作動す
るようになっているので、溶接時におけるクランク角度
を適正に設定することにより、溶接時における加圧力を
高めることができる一方、溶接前後のストローク作動に
おけるガンアームの作動速度が速くなって、溶接サイク
ルタイムを短縮することができ、溶接工程の大幅な能率
向上が達成できるという極めて優れた効果をもたらすも
のである。
に係わるスポット溶接用Ｘ型電動サーボガンは、上記構
成、とくに第１ガンアームに対して開閉作動する第２ガ
ンアームがサーボモータとクランク機構によって作動す
るようになっているので、溶接時におけるクランク角度
を適正に設定することにより、溶接時における加圧力を
高めることができる一方、溶接前後のストローク作動に
おけるガンアームの作動速度が速くなって、溶接サイク
ルタイムを短縮することができ、溶接工程の大幅な能率
向上が達成できるという極めて優れた効果をもたらすも
のである。
【００３１】本発明の請求項２に係わるスポット溶接用
Ｘ型電動サーボガンの制御方法においては、上記構造の
スポット溶接用Ｘ型電動サーボガンを用いて溶接するに
際し、溶接時のクランク角度の変化に応じて、その時の
加圧力が一定値となるようにサーボモータの出力トルク
を制御するようにしているので、電極チップが摩耗した
としても常に所望の加圧力で溶接することができるとい
う極めて優れた効果がもたらされる。
Ｘ型電動サーボガンの制御方法においては、上記構造の
スポット溶接用Ｘ型電動サーボガンを用いて溶接するに
際し、溶接時のクランク角度の変化に応じて、その時の
加圧力が一定値となるようにサーボモータの出力トルク
を制御するようにしているので、電極チップが摩耗した
としても常に所望の加圧力で溶接することができるとい
う極めて優れた効果がもたらされる。
【００３２】また、本発明に係わるスポット溶接用Ｘ型
電動サーボガンの実施態様として請求項３に係わる電動
サーボガンは、請求項１に係わる電動サーボガンに加え
て、さらにクランク位置センサー、クランク角度と加圧
力に関するデータを貯えた記憶装置、および溶接時のク
ランク角度に応じて、所望の加圧力を得るための出力ト
ルクおよび供給電流を求めて、サーボモータを作動させ
る制御装置を備えたものであるから、本発明に係わるス
ポット溶接用Ｘ型電動サーボガンの制御方法を円滑かつ
合理的に実施することができる。
電動サーボガンの実施態様として請求項３に係わる電動
サーボガンは、請求項１に係わる電動サーボガンに加え
て、さらにクランク位置センサー、クランク角度と加圧
力に関するデータを貯えた記憶装置、および溶接時のク
ランク角度に応じて、所望の加圧力を得るための出力ト
ルクおよび供給電流を求めて、サーボモータを作動させ
る制御装置を備えたものであるから、本発明に係わるス
ポット溶接用Ｘ型電動サーボガンの制御方法を円滑かつ
合理的に実施することができる。
【図１】本発明に係わるスポット溶接用Ｘ型電動サーボ
ガンの一実施例を示す斜視図である。
ガンの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示したスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンの加圧姿勢を示す側面図である。
ンの加圧姿勢を示す側面図である。
【図３】図１に示したスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンの開放姿勢を示す側面図である。
ンの開放姿勢を示す側面図である。
【図４】図１に示したスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンのチップ摩耗時における加圧姿勢を示す側面図であ
る。
ンのチップ摩耗時における加圧姿勢を示す側面図であ
る。
【図５】図１に示したスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンにおける円板回転角度と加圧力の関係を示すグラフで
ある。
ンにおける円板回転角度と加圧力の関係を示すグラフで
ある。
【図６】本発明に係わるスポット溶接用Ｘ型電動サーボ
ガンの制御方法における円板回転角度と加圧力の関係を
示すグラフである。
ガンの制御方法における円板回転角度と加圧力の関係を
示すグラフである。
【図７】図６に示したクランク角度と加圧力の関係を得
るための円板回転角度とサーボモータの出力トルクの関
係を示すグラフである。
るための円板回転角度とサーボモータの出力トルクの関
係を示すグラフである。
１ スポット溶接用Ｘ型電動サーボガン ２ ガンブラケット ３ サーボモータ ３ａ 減速装置 ４ 第１ガンアーム ４ａ 第１電極チップ ５ 第２ガンアーム ５ａ 第２電極チップ ６ 出力円板（クランク機構） ７ コネクタアーム（クランク機構）
Claims (3)
- 【請求項１】 ガンブラケットから延出し、先端部に第
１電極チップが交換可能に取付けられた第１ガンアーム
と、 ガンブラケットに取付けられたサーボモータと、 ガンブラケットに回動自在に軸支され、先端部に第２電
極チップが交換可能に取付けられると共に、減速装置お
よびクランク機構を介してサーボモータに接続され、当
該サーボモータの回転に基づいて前記第１ガンアームに
対して開閉作動する第２ガンアームを備えていることを
特徴とするスポット溶接用Ｘ型電動サーボガン。 - 【請求項２】 溶接時における加圧力がその時のクラン
ク角度に拘らず一定となるように、前記クランク角度に
応じてサーボモータの出力トルクを制御することを特徴
とする請求項１記載のスポット溶接用Ｘ型電動サーボガ
ンの制御方法。 - 【請求項３】 クランク機構のクランク角度を検出する
クランク位置センサーと、 サーボモータの出力トルクと溶接時の加圧力とクランク
角度との相関データ、およびサーボモータへの供給電流
値と出力トルクとの相関データを記憶させた記憶装置
と、 前記クランク位置センサーにより検出されたクランク角
度に応じて、所定の加圧力を得るためのサーボモータへ
の供給電流値を前記記憶装置の記憶データから求めると
共に、得られた値の電流を前記サーボモータに供給する
制御装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の
スポット溶接用Ｘ型電動サーボガン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8057784A JPH09248678A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | スポット溶接用ｘ型電動サーボガンおよびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8057784A JPH09248678A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | スポット溶接用ｘ型電動サーボガンおよびその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09248678A true JPH09248678A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13065515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8057784A Pending JPH09248678A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | スポット溶接用ｘ型電動サーボガンおよびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09248678A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6252193B1 (en) | 1999-07-02 | 2001-06-26 | Obara Corporation | X type electric welding machine |
| FR2822743A1 (fr) * | 2001-03-29 | 2002-10-04 | Aro | Pince-robot d'assemblage a dispositif de detalonnage et d'equilibrage auto-adaptatif |
| DE10202518A1 (de) * | 2002-01-23 | 2003-08-07 | Siemens Ag | Schweisszange |
| DE10238042A1 (de) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Siemens Ag | Schweißzange |
| JP2005169507A (ja) * | 2004-12-28 | 2005-06-30 | Denyo Kogyo:Kk | 溶接ガンのアーム支持機構 |
| WO2006042354A1 (de) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Fronius International Gmbh | Punktschweisszange und verfahren zum einstellen des druckes einer punktschweisszange |
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| US7255258B2 (en) | 2003-10-27 | 2007-08-14 | The Boeing Company | System and associated friction stir welding (FSW) assembly, controller and method for performing a friction stir welding operation |
| AT502724B1 (de) * | 2004-10-19 | 2007-08-15 | Fronius Int Gmbh | Verfahren zum einstellen des druckes einer punktschweisszange |
| JP2009184019A (ja) * | 2009-04-06 | 2009-08-20 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | スポット接合装置およびスポット接合方法 |
| CN106457451A (zh) * | 2014-05-08 | 2017-02-22 | Smc株式会社 | 焊枪 |
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| CN110340506A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-18 | 佛山市昱纶机械有限公司 | 一种袋装弹簧焊接装置 |
-
1996
- 1996-03-14 JP JP8057784A patent/JPH09248678A/ja active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE10202518B4 (de) * | 2002-01-23 | 2006-02-23 | Siemens Ag | Schweisszange |
| DE10238042A1 (de) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Siemens Ag | Schweißzange |
| DE10238042B4 (de) * | 2002-08-20 | 2008-09-18 | Siemens Ag | Schweißzange |
| US7255258B2 (en) | 2003-10-27 | 2007-08-14 | The Boeing Company | System and associated friction stir welding (FSW) assembly, controller and method for performing a friction stir welding operation |
| AT500931B1 (de) * | 2004-10-19 | 2006-08-15 | Fronius Int Gmbh | Punktschweisszange |
| US8680423B2 (en) | 2004-10-19 | 2014-03-25 | Fronius International Gmbh | Spot welding gun and method for adjusting the pressure of a spot welding gun |
| AT500931A1 (de) * | 2004-10-19 | 2006-05-15 | Fronius Int Gmbh | Punktschweisszange |
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| WO2019024152A1 (zh) * | 2017-08-02 | 2019-02-07 | 广州敏实汽车零部件有限公司 | 一种座椅滑轨brkt件自动点焊专机 |
| CN110340506A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-18 | 佛山市昱纶机械有限公司 | 一种袋装弹簧焊接装置 |
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