JPH106018A - 抵抗スポット溶接機 - Google Patents
抵抗スポット溶接機Info
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- JPH106018A JPH106018A JP9052371A JP5237197A JPH106018A JP H106018 A JPH106018 A JP H106018A JP 9052371 A JP9052371 A JP 9052371A JP 5237197 A JP5237197 A JP 5237197A JP H106018 A JPH106018 A JP H106018A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- 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)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーボ機構または機械式ストッパによって任
意に位置決め可能な二次アームを介して加圧力応答特性
の改善を実現することを目的とする。 【構成】 抵抗スポット溶接機において,エアまたは油
圧あるいは電気サーボによって二次アーム5,6および
電極7,8を任意に位置決め可能なサーボ機構を構成
し,前記二次アームには被溶接物に溶接電流を供給する
二次導体としての機能と,被溶接物に所定加圧力を与え
る弾性体としての機能とを一体化して兼ねさせた。こう
すれば,大きな質量をもつ加圧機構全体をエアまたは油
圧の加圧調整やサーボ機構によって微妙な加圧力制御を
行う従来の方式と比べて,より質量の小さい二次アーム
より先端側の物理的な弾性係数によって加圧力調整を行
うために応答速度の大幅な向上がはかれるとともに,よ
り制御が容易な位置決め制御によって加圧力調整を行う
ために高精度の加圧力制御が可能となる。
意に位置決め可能な二次アームを介して加圧力応答特性
の改善を実現することを目的とする。 【構成】 抵抗スポット溶接機において,エアまたは油
圧あるいは電気サーボによって二次アーム5,6および
電極7,8を任意に位置決め可能なサーボ機構を構成
し,前記二次アームには被溶接物に溶接電流を供給する
二次導体としての機能と,被溶接物に所定加圧力を与え
る弾性体としての機能とを一体化して兼ねさせた。こう
すれば,大きな質量をもつ加圧機構全体をエアまたは油
圧の加圧調整やサーボ機構によって微妙な加圧力制御を
行う従来の方式と比べて,より質量の小さい二次アーム
より先端側の物理的な弾性係数によって加圧力調整を行
うために応答速度の大幅な向上がはかれるとともに,よ
り制御が容易な位置決め制御によって加圧力調整を行う
ために高精度の加圧力制御が可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はサーボ機構または機
械式ストッパによって任意に位置決め可能な二次アーム
を介して被溶接物に通電を行う抵抗スポット溶接機に関
する。
械式ストッパによって任意に位置決め可能な二次アーム
を介して被溶接物に通電を行う抵抗スポット溶接機に関
する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の加圧機構を備えた抵抗スポ
ット溶接機で,サーボモータのトルク制御によって加圧
力調整を行う溶接機の実施例で,1は電極移動とトルク
制御によって加圧力調整を行うサーボモータ。2は回転
運動を直線運動に変換するボールスクリューである。
3,4はボールスクリューと本体に支持されたアームホ
ルダである。5,6は剛性が大きくてたわみの少ない二
次アームである。7,8は被溶接物を挟持して溶接部に
加圧力を与えるとともに通電を行う電極である。9はス
ポット溶接機本体を示す。
ット溶接機で,サーボモータのトルク制御によって加圧
力調整を行う溶接機の実施例で,1は電極移動とトルク
制御によって加圧力調整を行うサーボモータ。2は回転
運動を直線運動に変換するボールスクリューである。
3,4はボールスクリューと本体に支持されたアームホ
ルダである。5,6は剛性が大きくてたわみの少ない二
次アームである。7,8は被溶接物を挟持して溶接部に
加圧力を与えるとともに通電を行う電極である。9はス
ポット溶接機本体を示す。
【0003】図9は従来の抵抗スポット溶接ガンの実施
例で,21は所定の加圧力に耐える剛性アームである。
22は加圧シリンダロッドの回り止めガイドである。2
3は加圧用のシリンダである。24はシリンダロッドで
ある。25および26は被溶接物を挟持して被溶接物に
加圧力を与えるとともに通電を行う電極チップである。
例で,21は所定の加圧力に耐える剛性アームである。
22は加圧シリンダロッドの回り止めガイドである。2
3は加圧用のシリンダである。24はシリンダロッドで
ある。25および26は被溶接物を挟持して被溶接物に
加圧力を与えるとともに通電を行う電極チップである。
【0004】この種の従来の抵抗溶接機は,一般にエ
ア,油圧,電動モータなどのアクチュエータにより二次
アームおよび電極を駆動して加圧を行い,加圧後は同一
のアクチュエータの圧力を調整して所定の加圧力を得る
構成になっていた。
ア,油圧,電動モータなどのアクチュエータにより二次
アームおよび電極を駆動して加圧を行い,加圧後は同一
のアクチュエータの圧力を調整して所定の加圧力を得る
構成になっていた。
【0005】この場合,二次アームは一般に銅合金ない
しアルミニウムなどの電気導体で構成され,重量や太さ
などの制約はあるものの,できるだけ電気抵抗が低く,
かつ強度が大きいほどよいとされてきた。
しアルミニウムなどの電気導体で構成され,重量や太さ
などの制約はあるものの,できるだけ電気抵抗が低く,
かつ強度が大きいほどよいとされてきた。
【0006】たとえばエアにより加圧力制御を行う場合
には,加圧シリンダに与えるエア圧を調整することによ
り,あるいは電気サーボを用いる場合にはそのトルク制
御によって加圧力の調整を行っていた。
には,加圧シリンダに与えるエア圧を調整することによ
り,あるいは電気サーボを用いる場合にはそのトルク制
御によって加圧力の調整を行っていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,このよ
うにアクチュエータによって直接加圧力の制御を行う場
合には,エアの圧縮効果やサーボ応答の遅れなどによ
り,また加圧機構内部の摩擦やこじりなどの影響もあっ
て,通電初期に被溶接物が軟化変形して沈み込んだり,
通電中期に溶接部の熱膨張によって電極が強制的に押し
広げられるなどの外乱によって電極チップ先端の加圧力
が変化しても,これらに対して十分な加圧力応答速度が
得られていなかった。
うにアクチュエータによって直接加圧力の制御を行う場
合には,エアの圧縮効果やサーボ応答の遅れなどによ
り,また加圧機構内部の摩擦やこじりなどの影響もあっ
て,通電初期に被溶接物が軟化変形して沈み込んだり,
通電中期に溶接部の熱膨張によって電極が強制的に押し
広げられるなどの外乱によって電極チップ先端の加圧力
が変化しても,これらに対して十分な加圧力応答速度が
得られていなかった。
【0008】また,従来からエアシリンダを使用した加
圧装置などにおいて,加圧力の応答性の改善を目的とし
て加圧機構内にばねを挿入することが行われていた場合
もある。しかしそれらは任意の位置決め制御と組み合わ
せて任意の加圧力制御を行えるようにはなっておらず,
加圧力制御自体はやはりエアシリンダなどのアクチュエ
ータによって行われていた。したがって,そのばねは固
定されたばね定数によって外乱に対する電極追従を補助
的に改善するにすぎず,常に所望の任意の加圧力制御を
行えるようにはなっていなかった。
圧装置などにおいて,加圧力の応答性の改善を目的とし
て加圧機構内にばねを挿入することが行われていた場合
もある。しかしそれらは任意の位置決め制御と組み合わ
せて任意の加圧力制御を行えるようにはなっておらず,
加圧力制御自体はやはりエアシリンダなどのアクチュエ
ータによって行われていた。したがって,そのばねは固
定されたばね定数によって外乱に対する電極追従を補助
的に改善するにすぎず,常に所望の任意の加圧力制御を
行えるようにはなっていなかった。
【0009】一方,スポット溶接ガンの二次アームは一
般に銅合金ないしアルミニウムなどの電気導体で構成さ
れるが,溶接物に溶接電流を供給する二次導体としての
機能と同時に加圧シリンダの突き出し力を受け止め支え
る役目も兼ね備えているので,その加圧力に耐え,容易
にたわまないだけの十分な剛性をもたせなければならな
い。このために大型化や重量増加が避けられず,ガンを
保持するロボットに,より大きな可搬重量のものが要求
されたり,ガンを操作するオペレータの負担が増えた
り,さらに高価な銅合金などの材料が多く必要でコスト
的にも不利であるなどの問題があった。
般に銅合金ないしアルミニウムなどの電気導体で構成さ
れるが,溶接物に溶接電流を供給する二次導体としての
機能と同時に加圧シリンダの突き出し力を受け止め支え
る役目も兼ね備えているので,その加圧力に耐え,容易
にたわまないだけの十分な剛性をもたせなければならな
い。このために大型化や重量増加が避けられず,ガンを
保持するロボットに,より大きな可搬重量のものが要求
されたり,ガンを操作するオペレータの負担が増えた
り,さらに高価な銅合金などの材料が多く必要でコスト
的にも不利であるなどの問題があった。
【0010】本発明は叙述した問題を解決するためにな
されたもので,二次アーム自体の弾性,またはサーボ機
構あるいは加圧機構と二次アームとの間に設置されたば
ねの弾性によって被溶接物に所定の加圧力を与えること
により,加圧力応答特性の改善を実現した抵抗スポット
溶接機を提供する。
されたもので,二次アーム自体の弾性,またはサーボ機
構あるいは加圧機構と二次アームとの間に設置されたば
ねの弾性によって被溶接物に所定の加圧力を与えること
により,加圧力応答特性の改善を実現した抵抗スポット
溶接機を提供する。
【0011】また,もう一つの発明は,ストッパまたは
サーボによる位置決め制御装置によって加圧シリンダま
たはサーボ加圧ユニットの突き出し代を任意の位置に固
定し,この位置の調整によって所望の量だけ押したわめ
られた二次アーム自体の弾性によって被溶接物に所定の
加圧力を与えることにより,ガンの二次アームの小型軽
量化を実現した抵抗スポット溶接ガンを提供する。具体
的に講じた技術的手段を次に掲げる。
サーボによる位置決め制御装置によって加圧シリンダま
たはサーボ加圧ユニットの突き出し代を任意の位置に固
定し,この位置の調整によって所望の量だけ押したわめ
られた二次アーム自体の弾性によって被溶接物に所定の
加圧力を与えることにより,ガンの二次アームの小型軽
量化を実現した抵抗スポット溶接ガンを提供する。具体
的に講じた技術的手段を次に掲げる。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は,抵抗
スポット溶接機において,エアまたは油圧または電気サ
ーボによって二次アームおよび電極を任意に位置決め可
能なサーボ機構と,その二次アームに,被溶接物に溶接
電流を供給する二次導体としての機能と,被溶接物に所
定の加圧力を与える弾性体としての機能とを一体化して
兼ねさせることを特徴とした。これにより大きな質量を
もつ加圧機構全体に対して微妙な加圧力制御を行う従来
の方式と比べて,より質量の小さい二次アームより先端
側の物理的な弾性係数によって加圧力調整を行うために
応答速度の大幅な向上がはかれるとともに,加圧力の外
乱による変動に対してもより制御が容易な位置決め制御
によって加圧力調整を行うために高精度の加圧力制御が
可能となる。
スポット溶接機において,エアまたは油圧または電気サ
ーボによって二次アームおよび電極を任意に位置決め可
能なサーボ機構と,その二次アームに,被溶接物に溶接
電流を供給する二次導体としての機能と,被溶接物に所
定の加圧力を与える弾性体としての機能とを一体化して
兼ねさせることを特徴とした。これにより大きな質量を
もつ加圧機構全体に対して微妙な加圧力制御を行う従来
の方式と比べて,より質量の小さい二次アームより先端
側の物理的な弾性係数によって加圧力調整を行うために
応答速度の大幅な向上がはかれるとともに,加圧力の外
乱による変動に対してもより制御が容易な位置決め制御
によって加圧力調整を行うために高精度の加圧力制御が
可能となる。
【0013】請求項2の発明は上記の抵抗スポット溶接
機において,任意に位置決め可能なサーボ機構に代え
て,位置決め制御を行わない押し切りの加圧機構と,二
次アームが突き当てられて停止する移動可能な機械式ス
トッパを使用することを特徴とした。これによりサーボ
による位置決め制御を使用しない押し切りの加圧機構に
おいても,前項請求項1と同等の作用効果が得られる。
機において,任意に位置決め可能なサーボ機構に代え
て,位置決め制御を行わない押し切りの加圧機構と,二
次アームが突き当てられて停止する移動可能な機械式ス
トッパを使用することを特徴とした。これによりサーボ
による位置決め制御を使用しない押し切りの加圧機構に
おいても,前項請求項1と同等の作用効果が得られる。
【0014】請求項3の発明は抵抗スポット溶接機の二
次アームを弾性体に代えて高剛性材料で構成し,サーボ
機構部と二次アームとの間にばねを設置することを特徴
とした。これにより二次アームに弾性体を使用しない加
圧機構においても,前項請求項1と同等の作用効果が得
られる。
次アームを弾性体に代えて高剛性材料で構成し,サーボ
機構部と二次アームとの間にばねを設置することを特徴
とした。これにより二次アームに弾性体を使用しない加
圧機構においても,前項請求項1と同等の作用効果が得
られる。
【0015】請求項4の発明は抵抗スポット溶接機の二
次アームを弾性体に代えて高剛性材料で構成し,加圧機
構部と二次アームとの間にばねを設置することを特徴と
した。これによりサーボによる位置決め制御を使用しな
い押し切り式で,かつ二次アームに弾性体を使用しない
加圧機構においても,前項請求項2と同等の作用効果が
得られる。
次アームを弾性体に代えて高剛性材料で構成し,加圧機
構部と二次アームとの間にばねを設置することを特徴と
した。これによりサーボによる位置決め制御を使用しな
い押し切り式で,かつ二次アームに弾性体を使用しない
加圧機構においても,前項請求項2と同等の作用効果が
得られる。
【0016】請求項5の発明は抵抗スポット溶接機のサ
ーボモータの電機子電流を監視して時々刻々にそのトル
ク値を検出し,検出トルク値が所定値より大きくなった
ことで電極が被溶接物に接触したことを検出し,その位
置からあらかじめ設定された距離だけ押し込んで位置決
めすることを特徴とした。これにより溶接打点を繰り返
すうちに磨耗した電極チップに対しても,弾性体二次ア
ームまたは加圧機構部と二次アームとの間に設置された
ばねのたわみ量,すなわち押し込み量の変動を補正し,
前項請求項1および3と同等の作用効果が得られる。
ーボモータの電機子電流を監視して時々刻々にそのトル
ク値を検出し,検出トルク値が所定値より大きくなった
ことで電極が被溶接物に接触したことを検出し,その位
置からあらかじめ設定された距離だけ押し込んで位置決
めすることを特徴とした。これにより溶接打点を繰り返
すうちに磨耗した電極チップに対しても,弾性体二次ア
ームまたは加圧機構部と二次アームとの間に設置された
ばねのたわみ量,すなわち押し込み量の変動を補正し,
前項請求項1および3と同等の作用効果が得られる。
【0017】請求項6の発明は抵抗スポット溶接機の電
極が被溶接物に接触したことをサーボモータのトルク検
出に代えて接触センサによって検出することを特徴とし
た。これによりサーボモータのトルク値を検出する手段
に代えて接触センサを使用しても,前項請求項5と同等
の作用効果が得られる。
極が被溶接物に接触したことをサーボモータのトルク検
出に代えて接触センサによって検出することを特徴とし
た。これによりサーボモータのトルク値を検出する手段
に代えて接触センサを使用しても,前項請求項5と同等
の作用効果が得られる。
【0018】このように本発明の主要な構成によれば,
従来とは逆の思想で加圧中は加圧機構側を位置決め制御
によって固定し,必要な加圧力は二次アーム自体の弾性
またはサーボ機構あるいは加圧機構と二次アームとの間
に設置されたばねによって与えるという構成にして,加
圧力の外乱による変動に対して飛躍的な応答速度の改善
をはかることができる。
従来とは逆の思想で加圧中は加圧機構側を位置決め制御
によって固定し,必要な加圧力は二次アーム自体の弾性
またはサーボ機構あるいは加圧機構と二次アームとの間
に設置されたばねによって与えるという構成にして,加
圧力の外乱による変動に対して飛躍的な応答速度の改善
をはかることができる。
【0019】請求項7の発明は,抵抗スポット溶接ガン
において,電極の加圧シリンダの突き出し代を任意の位
置に固定するストッパまたはサーボによる位置決め制御
装置を備え,前記溶接ガンの二次アームに被溶接物に溶
接電流を供給する二次導体としての機能と,被溶接物に
所定の加圧力を与える弾性体としての機能とを一体化し
て兼ねさせることにより,二次アームの小型軽量化をは
かる。
において,電極の加圧シリンダの突き出し代を任意の位
置に固定するストッパまたはサーボによる位置決め制御
装置を備え,前記溶接ガンの二次アームに被溶接物に溶
接電流を供給する二次導体としての機能と,被溶接物に
所定の加圧力を与える弾性体としての機能とを一体化し
て兼ねさせることにより,二次アームの小型軽量化をは
かる。
【0020】すなわち,加圧中は加圧シリンダまたはサ
ーボ加圧ユニットの突き出し力を,二次アームを所定量
だけ押したわめる位置に設置されたストッパまたはサー
ボによる位置決め制御装置によって停止させてその位置
で固定し,溶接に必要な加圧力は押したわめられた二次
アーム自体の弾性によって与えるという構成にして,二
次アームの大幅な小型軽量化をはかったものである。
ーボ加圧ユニットの突き出し力を,二次アームを所定量
だけ押したわめる位置に設置されたストッパまたはサー
ボによる位置決め制御装置によって停止させてその位置
で固定し,溶接に必要な加圧力は押したわめられた二次
アーム自体の弾性によって与えるという構成にして,二
次アームの大幅な小型軽量化をはかったものである。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に本発明の第1の実施例を図
面に基づいて説明する。図1はサーボモータに位置決め
制御を行わせ,これで弾性体である二次アームのたわみ
量を制御して加圧力の調整を行う,本発明に基づく溶接
機の実施例である。10は二次アームをたわめて所定の
加圧力が得られるように位置決め制御を行うサーボモー
タ,11,12は弾性体二次アームである。以下,図5
の従来装置と共通する構成部品には同一符号を付け詳細
説明は省略する。
面に基づいて説明する。図1はサーボモータに位置決め
制御を行わせ,これで弾性体である二次アームのたわみ
量を制御して加圧力の調整を行う,本発明に基づく溶接
機の実施例である。10は二次アームをたわめて所定の
加圧力が得られるように位置決め制御を行うサーボモー
タ,11,12は弾性体二次アームである。以下,図5
の従来装置と共通する構成部品には同一符号を付け詳細
説明は省略する。
【0022】次に図2は,エアシリンダを使用して,位
置制御は機械式ストッパを移動させて行い,図1の実施
例と同等の効果を得るようにした他の実施例である。す
なわち,図2の本発明に基づく機械式ストッパ14を使
用した加圧機構で,位置決め制御をエアシリンダ13と
機械式ストッパ14によって行い,これで弾性体である
二次アーム11のたわみ量を制御して加圧力の調整を行
う。この溶接機の実施例で,シリンダ13は二次アーム
のホルダ3を機械式ストッパ14に突き当たるまでたわ
めて所定の加圧力を得る。機械式ストッパ14は任意に
位置変更が可能に構成されているものである。
置制御は機械式ストッパを移動させて行い,図1の実施
例と同等の効果を得るようにした他の実施例である。す
なわち,図2の本発明に基づく機械式ストッパ14を使
用した加圧機構で,位置決め制御をエアシリンダ13と
機械式ストッパ14によって行い,これで弾性体である
二次アーム11のたわみ量を制御して加圧力の調整を行
う。この溶接機の実施例で,シリンダ13は二次アーム
のホルダ3を機械式ストッパ14に突き当たるまでたわ
めて所定の加圧力を得る。機械式ストッパ14は任意に
位置変更が可能に構成されているものである。
【0023】図3は図2の機械式ストッパ14による加
圧力調整において加圧力がゼロの状態を示す。図3の機
械式ストッパ14を使用した実施例において,上下の電
極7,8が接触した状態で,上側の二次アーム11がま
だ機械式ストッパ14に到達しておらず,加圧力がゼロ
の状態を示している。この状態では二次アームのホルダ
3は機械式ストッパ14とまだ加圧力設定値の分だけす
きまを残している。
圧力調整において加圧力がゼロの状態を示す。図3の機
械式ストッパ14を使用した実施例において,上下の電
極7,8が接触した状態で,上側の二次アーム11がま
だ機械式ストッパ14に到達しておらず,加圧力がゼロ
の状態を示している。この状態では二次アームのホルダ
3は機械式ストッパ14とまだ加圧力設定値の分だけす
きまを残している。
【0024】図4は図2の機械式ストッパ14による加
圧力調整において所定の加圧力が与えられた状態を示
す。図3の状態から上側の二次アーム11がたわめられ
て機械式ストッパ14に突き当てられ,所定の加圧力が
与えられた状態を示す。なお図3および図4では省略さ
れているが,実際の溶接作業においては上下電極7,8
の間に被溶接物がはさみ込まれることは言うまでもな
い。
圧力調整において所定の加圧力が与えられた状態を示
す。図3の状態から上側の二次アーム11がたわめられ
て機械式ストッパ14に突き当てられ,所定の加圧力が
与えられた状態を示す。なお図3および図4では省略さ
れているが,実際の溶接作業においては上下電極7,8
の間に被溶接物がはさみ込まれることは言うまでもな
い。
【0025】さらに図4では上下の二次アーム11,1
2に同等の剛性をもったものを使用して,両者が均等に
たわめられるようにしているが,たとえば下側の二次ア
ーム12を十分剛性の大きいものにして,上側の二次ア
ーム11の弾性だけによって加圧力を与えるようにして
もよい。また両方の二次アーム11,12ともに十分な
剛性をもたせ,二次アーム11と加圧シリンダロッド1
5(図2)または二次アーム11とボールスクリュー2
(図1)の間にばねを挿入して一体化し,このばねの弾
性によって加圧力を与える構造にしてもかまわない。
2に同等の剛性をもったものを使用して,両者が均等に
たわめられるようにしているが,たとえば下側の二次ア
ーム12を十分剛性の大きいものにして,上側の二次ア
ーム11の弾性だけによって加圧力を与えるようにして
もよい。また両方の二次アーム11,12ともに十分な
剛性をもたせ,二次アーム11と加圧シリンダロッド1
5(図2)または二次アーム11とボールスクリュー2
(図1)の間にばねを挿入して一体化し,このばねの弾
性によって加圧力を与える構造にしてもかまわない。
【0026】このように本発明の抵抗溶接機は,従来の
ような加圧力制御でなく,位置決め制御を行うようにす
る。エアにせよ油圧にせよ電動モータにせよ,加圧力制
御よりは位置決め制御の方が一般に制御は簡単になる。
ような加圧力制御でなく,位置決め制御を行うようにす
る。エアにせよ油圧にせよ電動モータにせよ,加圧力制
御よりは位置決め制御の方が一般に制御は簡単になる。
【0027】たとえば従来方式でエアにより加圧力制御
を行う場合には,加圧シリンダに与えるエア圧を調整し
て行うが,本発明の位置決め制御の場合にはエア圧は常
に最大に固定しておき,加圧力の調整は電極が被溶接物
に当たる位置を基準とし,そこから弾性体の二次アーム
をたわませてさらに押し込む距離によって調整できる。
このとき被溶接物に与えられる加圧力は,二次アームが
塑性変形を起こさない弾性限界内にあれば,そのたわみ
量に比例する。なお,二次アームを弾性体に代えて高剛
性材料で構成し,加圧機構部と二次アームとの間にばね
を設置した場合も作用は全く同様である。
を行う場合には,加圧シリンダに与えるエア圧を調整し
て行うが,本発明の位置決め制御の場合にはエア圧は常
に最大に固定しておき,加圧力の調整は電極が被溶接物
に当たる位置を基準とし,そこから弾性体の二次アーム
をたわませてさらに押し込む距離によって調整できる。
このとき被溶接物に与えられる加圧力は,二次アームが
塑性変形を起こさない弾性限界内にあれば,そのたわみ
量に比例する。なお,二次アームを弾性体に代えて高剛
性材料で構成し,加圧機構部と二次アームとの間にばね
を設置した場合も作用は全く同様である。
【0028】すなわち加圧力は上記押し込み量と二次ア
ームの弾性係数によって設定され,最大加圧力はエア圧
および二次アームの塑性変形限界によって決定される。
加圧力は二次アームそのものを交換するか,あるいは二
次アームをたわませてさらに押し込む距離,すなわち押
し込み量によって適宜に変更できる。
ームの弾性係数によって設定され,最大加圧力はエア圧
および二次アームの塑性変形限界によって決定される。
加圧力は二次アームそのものを交換するか,あるいは二
次アームをたわませてさらに押し込む距離,すなわち押
し込み量によって適宜に変更できる。
【0029】一般に二次アームは頻繁に交換されるもの
ではないので,仕様決定時にその弾性限界が必要な加圧
力の範囲をカバーするように設計し,加圧力は押し込み
量の変更によって調整する。押し込み量を変更するに
は,たとえばサーボ制御によって自動位置決めを行って
もよいし,二次アームが付き当てられる機械式ストッパ
の位置変更によって行ってもよい。機械式ストッパの位
置調整は手動,自動,いずれの方式で行ってもよい。
ではないので,仕様決定時にその弾性限界が必要な加圧
力の範囲をカバーするように設計し,加圧力は押し込み
量の変更によって調整する。押し込み量を変更するに
は,たとえばサーボ制御によって自動位置決めを行って
もよいし,二次アームが付き当てられる機械式ストッパ
の位置変更によって行ってもよい。機械式ストッパの位
置調整は手動,自動,いずれの方式で行ってもよい。
【0030】このようにすれば,大きな質量をもつ加圧
機構全体をエアまたは油圧の圧力調整やサーボ機構によ
って微妙な加圧力制御を行う従来の方式と比べて,より
質量の小さい二次アームより先端側の物理的な弾性係数
によって加圧力調整を行うために応答速度の大幅な向上
がはかれるとともに,より制御が容易な位置決め制御に
よって加圧力調整を行うために高精度の加圧力制御が可
能となる。
機構全体をエアまたは油圧の圧力調整やサーボ機構によ
って微妙な加圧力制御を行う従来の方式と比べて,より
質量の小さい二次アームより先端側の物理的な弾性係数
によって加圧力調整を行うために応答速度の大幅な向上
がはかれるとともに,より制御が容易な位置決め制御に
よって加圧力調整を行うために高精度の加圧力制御が可
能となる。
【0031】なお電極チップは溶接打点を繰り返すうち
に徐々に磨耗していくが,これによる前記押し込み量の
変動を補正するには,以下の2つの方法がある。
に徐々に磨耗していくが,これによる前記押し込み量の
変動を補正するには,以下の2つの方法がある。
【0032】第1は溶接を行わない状態で必要に応じて
時々,外部に設置したセンサによるか,あるいは被溶接
物をはさまない空加圧を行って移動ストロークを検出
し,これを基準の電極チップの寸法と比較して磨耗量を
算出し,以降の溶接作業時にはその磨耗量の分だけ二次
アームの位置決め点を補正する方法である。
時々,外部に設置したセンサによるか,あるいは被溶接
物をはさまない空加圧を行って移動ストロークを検出
し,これを基準の電極チップの寸法と比較して磨耗量を
算出し,以降の溶接作業時にはその磨耗量の分だけ二次
アームの位置決め点を補正する方法である。
【0033】第2は位置決め制御を絶対位置で行わず,
電極を駆動していく過程の中で電極が被溶接物に接触し
た位置を検出して,そこから二次アームを押したわめる
距離,すなわち押し込み量をあらかじめ入力する加圧力
設定値として採用する方法である。電極と被溶接物の接
触を検出する方法としては,サーボモータの電機子電流
を監視して時々刻々にそのトルク値を検出し,検出トル
ク値が所定値より大きくなったことで電極が被溶接物に
接触したことを検出するか,あるいは外部に設置した電
気的あるいは機械的接触センサによって行う。
電極を駆動していく過程の中で電極が被溶接物に接触し
た位置を検出して,そこから二次アームを押したわめる
距離,すなわち押し込み量をあらかじめ入力する加圧力
設定値として採用する方法である。電極と被溶接物の接
触を検出する方法としては,サーボモータの電機子電流
を監視して時々刻々にそのトルク値を検出し,検出トル
ク値が所定値より大きくなったことで電極が被溶接物に
接触したことを検出するか,あるいは外部に設置した電
気的あるいは機械的接触センサによって行う。
【0034】図6は本発明に基づく弾性アームと加圧シ
リンダの突き出し代を任意の位置に固定するストッパを
使用した抵抗スポット溶接ガンの実施例である。従来の
溶接ガンと同一構成部品には同一の符号を記載する。2
2は加圧シリンダロッドの回り止めガイドである。23
は加圧用のシリンダ。24はシリンダロッドである。2
5および26は被溶接物を挟持して溶接物に加圧力を与
えるとともに通電を行う電極チップである。27は加圧
シリンダの突き出し代を任意の位置に固定するストッパ
である。28は薄型化した弾性アームである。
リンダの突き出し代を任意の位置に固定するストッパを
使用した抵抗スポット溶接ガンの実施例である。従来の
溶接ガンと同一構成部品には同一の符号を記載する。2
2は加圧シリンダロッドの回り止めガイドである。23
は加圧用のシリンダ。24はシリンダロッドである。2
5および26は被溶接物を挟持して溶接物に加圧力を与
えるとともに通電を行う電極チップである。27は加圧
シリンダの突き出し代を任意の位置に固定するストッパ
である。28は薄型化した弾性アームである。
【0035】なお,本実施例ではストッパを加圧シリン
ダロッドの回り止め軸と同軸上に設置してあるが,目的
である加圧シリンダの突き出し代を規制できて,溶接作
業上邪魔にならない場所であればどこに設置してもよ
い。
ダロッドの回り止め軸と同軸上に設置してあるが,目的
である加圧シリンダの突き出し代を規制できて,溶接作
業上邪魔にならない場所であればどこに設置してもよ
い。
【0036】図7は図6のガンの加圧シリンダの突き出
し代を電極が被溶接物と接触するまで繰り出した状態で
ある。まだストッパとの間には距離がある。
し代を電極が被溶接物と接触するまで繰り出した状態で
ある。まだストッパとの間には距離がある。
【0037】図8は図7の状態からさらにストッパに突
き当たるまで弾性アームを押したわめて溶接物に所定の
加圧力を与えた状態である。
き当たるまで弾性アームを押したわめて溶接物に所定の
加圧力を与えた状態である。
【0038】本発明を実現するために,加圧機構は従来
のような加圧力制御でなく,位置決めを行うようにす
る。たとえば従来方式で加圧力制御を行う場合には,加
圧シリンダに与えるエア圧またはサーボ制御によりトル
クを調整して行うが,本発明による位置決め方式の場合
にはエア圧は常に最大に固定しておき,加圧力の調整は
電極が被溶接物に当たる位置を基準とし,そこから二次
アームをたわませてさらに押し込む距離によって調整で
きる。このとき被溶接物に与えられる加圧力は,二次ア
ームが塑性変形を起こさない弾性限界内にあれば,その
たわみ量に比例する。
のような加圧力制御でなく,位置決めを行うようにす
る。たとえば従来方式で加圧力制御を行う場合には,加
圧シリンダに与えるエア圧またはサーボ制御によりトル
クを調整して行うが,本発明による位置決め方式の場合
にはエア圧は常に最大に固定しておき,加圧力の調整は
電極が被溶接物に当たる位置を基準とし,そこから二次
アームをたわませてさらに押し込む距離によって調整で
きる。このとき被溶接物に与えられる加圧力は,二次ア
ームが塑性変形を起こさない弾性限界内にあれば,その
たわみ量に比例する。
【0039】すなわち加圧力は上記押し込み量と二次ア
ーム自体の弾性係数によって設定され,最大加圧力はエ
ア圧または最大トルクおよび二次アームの塑性変形限界
によって決定される。加圧力は電極が被溶接物に接触し
てから二次アームをたわませてさらに押し込む距離,す
なわち押し込み量によって適宜に変更できる。二次アー
ムは仕様決定時にその弾性限界が必要な加圧力の範囲を
カバーするように設計し,加圧力は押し込み量の変更に
よって調整する。押し込み量を変更するには二次アーム
が突き当てられるストッパの位置変更によって行う。ス
トッパの位置調整は手動,自動,いずれの方式で行って
もよい。サーボ制御による場合はその位置決め点をプロ
グラムにより変更して行なう。
ーム自体の弾性係数によって設定され,最大加圧力はエ
ア圧または最大トルクおよび二次アームの塑性変形限界
によって決定される。加圧力は電極が被溶接物に接触し
てから二次アームをたわませてさらに押し込む距離,す
なわち押し込み量によって適宜に変更できる。二次アー
ムは仕様決定時にその弾性限界が必要な加圧力の範囲を
カバーするように設計し,加圧力は押し込み量の変更に
よって調整する。押し込み量を変更するには二次アーム
が突き当てられるストッパの位置変更によって行う。ス
トッパの位置調整は手動,自動,いずれの方式で行って
もよい。サーボ制御による場合はその位置決め点をプロ
グラムにより変更して行なう。
【0040】このようにすれば,たわませないことを前
提とした従来のガンアームに比べて,本発明による二次
アームでは必要な加圧力を得られるだけの太さがあれば
よいので,ガンアームは大幅に薄型化,小型化,軽量化
が可能となる。加圧シリンダまたはサーボ加圧ユニット
の突き出し代はストッパまたはサーボによる位置決め制
御によって規制されるので二次アームを押したわめすぎ
て,曲げたり折ったりしてしまうことはない。また大き
な質量をもつ加圧機構全体をエアの圧力またはサーボ制
御によるトルク調整によって微妙な加圧力制御を行う従
来の方式と比べて,より質量の小さい二次アームより先
端側の物理的な弾性係数によって加圧力制御を行うため
に加圧応答速度が向上するという効果もあわせ得られ
る。さらにエア圧またはトルク調整機構が不要で,二次
アームの材料も削減できるためコスト的にも有利であ
る。
提とした従来のガンアームに比べて,本発明による二次
アームでは必要な加圧力を得られるだけの太さがあれば
よいので,ガンアームは大幅に薄型化,小型化,軽量化
が可能となる。加圧シリンダまたはサーボ加圧ユニット
の突き出し代はストッパまたはサーボによる位置決め制
御によって規制されるので二次アームを押したわめすぎ
て,曲げたり折ったりしてしまうことはない。また大き
な質量をもつ加圧機構全体をエアの圧力またはサーボ制
御によるトルク調整によって微妙な加圧力制御を行う従
来の方式と比べて,より質量の小さい二次アームより先
端側の物理的な弾性係数によって加圧力制御を行うため
に加圧応答速度が向上するという効果もあわせ得られ
る。さらにエア圧またはトルク調整機構が不要で,二次
アームの材料も削減できるためコスト的にも有利であ
る。
【0041】なお電極チップは溶接打点を繰り返すうち
に徐々に磨耗し,これによって二次アームの押し込み量
が変化して,ひいては所定の加圧力が得られなくなると
いう課題がある。たとえばマルチ溶接機に組み込まれる
ような使用率の低いガンであれば摩耗量はさほどでもな
く,摩耗が進行しないうちに定期的に新品の電極チップ
に交換すればよい。ロボットガンのように使用率が高く
て摩耗量が無視できない場合には,溶接回数をカウント
して経験値から電極チップの磨耗量を算出するか,ある
いは外部に設置したセンサによって電極チップの磨耗量
を検出し,その分だけストッパ位置を手動ないし自動で
調整して押し込み量を一定に保つようにする。サーボ制
御による場合にはその位置決め点をプログラムにて変更
すれば同等の作用効果が得られる。
に徐々に磨耗し,これによって二次アームの押し込み量
が変化して,ひいては所定の加圧力が得られなくなると
いう課題がある。たとえばマルチ溶接機に組み込まれる
ような使用率の低いガンであれば摩耗量はさほどでもな
く,摩耗が進行しないうちに定期的に新品の電極チップ
に交換すればよい。ロボットガンのように使用率が高く
て摩耗量が無視できない場合には,溶接回数をカウント
して経験値から電極チップの磨耗量を算出するか,ある
いは外部に設置したセンサによって電極チップの磨耗量
を検出し,その分だけストッパ位置を手動ないし自動で
調整して押し込み量を一定に保つようにする。サーボ制
御による場合にはその位置決め点をプログラムにて変更
すれば同等の作用効果が得られる。
【0042】
【発明の効果】以上に説明したように本発明の抵抗スポ
ット溶接機によれば,加圧中は加圧機構側を位置決め制
御によって固定し,必要な加圧力は二次アーム自体の弾
性またはサーボ機構あるいは加圧機構と二次アームとの
間に設置されたばねによって与えるように構成したこと
によって,大きな質量をもつ加圧機構全体をエアまたは
油圧の圧力調整やサーボ機構によって微妙な加圧力制御
を行う従来の方式と比べて,より質量の小さい二次アー
ムより先端側の物理的な弾性係数によって加圧力調整を
行うために応答速度の大幅な向上がはかれるとともに,
加圧力の外乱による変動に対してもより制御が容易な位
置決め制御によって加圧力調整を行うために高精度の加
圧力制御が可能となる。
ット溶接機によれば,加圧中は加圧機構側を位置決め制
御によって固定し,必要な加圧力は二次アーム自体の弾
性またはサーボ機構あるいは加圧機構と二次アームとの
間に設置されたばねによって与えるように構成したこと
によって,大きな質量をもつ加圧機構全体をエアまたは
油圧の圧力調整やサーボ機構によって微妙な加圧力制御
を行う従来の方式と比べて,より質量の小さい二次アー
ムより先端側の物理的な弾性係数によって加圧力調整を
行うために応答速度の大幅な向上がはかれるとともに,
加圧力の外乱による変動に対してもより制御が容易な位
置決め制御によって加圧力調整を行うために高精度の加
圧力制御が可能となる。
【0043】本発明の抵抗スポット溶接ガンによれば,
従来の抵抗スポット溶接ガンとは逆の思想で加圧中は加
圧用のシリンダまたはサーボ加圧ユニットの突き出し力
を,二次アームを所定量だけ押したわめる位置に設置さ
れたストッパまたはサーボによる位置決め制御装置によ
って停止させてその位置で固定し,溶接に必要な加圧力
は押したわめられた二次アーム自体の弾性によって与え
るという構成にして,二次アームの大幅な薄型化,小型
化,軽量化をはかることができる。
従来の抵抗スポット溶接ガンとは逆の思想で加圧中は加
圧用のシリンダまたはサーボ加圧ユニットの突き出し力
を,二次アームを所定量だけ押したわめる位置に設置さ
れたストッパまたはサーボによる位置決め制御装置によ
って停止させてその位置で固定し,溶接に必要な加圧力
は押したわめられた二次アーム自体の弾性によって与え
るという構成にして,二次アームの大幅な薄型化,小型
化,軽量化をはかることができる。
【図1】本発明の第一の実施例に基づく弾性体二次アー
ムを利用した加圧機構の原理説明図である。
ムを利用した加圧機構の原理説明図である。
【図2】本発明装置の実施例に基づく機械式ストッパを
使用した加圧機構の原理説明図である。
使用した加圧機構の原理説明図である。
【図3】図2の機械式ストッパによる加圧力調整におい
て加圧力がゼロの状態を示す概略図である。
て加圧力がゼロの状態を示す概略図である。
【図4】図2の機械式ストッパによる加圧力調整におい
て所定の加圧力が与えられた状態を示す概略図である。
て所定の加圧力が与えられた状態を示す概略図である。
【図5】従来の電動式抵抗スポット溶接機の加圧機構
で,サーボモータのトルク制御によって加圧力調整を行
う場合を示す概略図である。
で,サーボモータのトルク制御によって加圧力調整を行
う場合を示す概略図である。
【図6】本発明の第二の実施例に基づく弾性体二次アー
ムを利用した抵抗スポット溶接ガンの全体外観図であ
る。
ムを利用した抵抗スポット溶接ガンの全体外観図であ
る。
【図7】本発明の第二の実施例で,ガンの加圧シリンダ
の突き出し代を電極が被溶接物と接触するまで繰り出し
た状態である。
の突き出し代を電極が被溶接物と接触するまで繰り出し
た状態である。
【図8】本発明の第二の実施例で,ストッパに突き当た
るまで弾性アームを押したわめて被溶接物に所定の加圧
力を与えた状態である。
るまで弾性アームを押したわめて被溶接物に所定の加圧
力を与えた状態である。
【図9】従来の抵抗スポット溶接ガンの全体外観図であ
る。
る。
1・・・・ トルク制御サーボモータ 2・・・・ ボールスクリュウー 3・・・・ アームホルダ 4・・・・ アームホルダ 5・・・・ 二次アーム 6・・・・ 二次アーム 7・・・・ 電極 8・・・・ 電極 9・・・・ 本体 10・・・・ 位置制御サーボモータ 11・・・・ 弾性体二次アーム 12・・・・ 弾性体二次アーム 13・・・・ エアシリンダ 14・・・・ 機械式ストッパ 22・・・・回り止めガイド 23・・・・シリンダ 24・・・・シリンダロッド 25・・・・電極チップ 26・・・・電極チップ 27・・・・ストッパ 28・・・・弾性アーム
Claims (7)
- 【請求項1】抵抗スポット溶接機において,エアまたは
油圧あるいは電気サーボによって二次アームおよび電極
を任意に位置決め可能なサーボ機構を構成し,前記二次
アームには,被溶接物に溶接電流を供給する二次導体と
しての機能と,被溶接物に所定の加圧力を与える弾性体
としての機能とを一体化して兼ねさせることを特徴とし
た抵抗スポット溶接機。 - 【請求項2】請求項1に記載の抵抗スポット溶接機にお
いて,任意に位置決め可能なサーボ機構に代えて,位置
決め制御を行わない押し切りの加圧機構と,二次アーム
が突き当てられて停止する移動可能な機械式ストッパを
使用することを特徴とした抵抗スポット溶接機。 - 【請求項3】請求項1に記載の抵抗スポット溶接機にお
いて,二次アームを弾性体に代えて高剛性材料で構成
し,サーボ機構部と二次アームとの間にばねを設置する
ことを特徴とした抵抗スポット溶接機。 - 【請求項4】請求項2に記載の抵抗スポット溶接機にお
いて,二次アームを弾性体に代えて高剛性材料で構成
し,加圧機構部と二次アームとの間にばねを設置するこ
とを特徴とした抵抗スポット溶接機。 - 【請求項5】請求項1および3に記載の抵抗スポット溶
接機において,サーボモータの電機子電流を監視して時
々刻々にそのトルク値を検出し,その検出したトルク値
が所定値より大きくなったことで電極が被溶接物に接触
したことを検出し,その位置からあらかじめ設定された
距離だけ押し込んで位置決めすることを特徴とした抵抗
スポット溶接機。 - 【請求項6】請求項5に記載の抵抗スポット溶接機にお
いて,電極が被溶接物に接触したことをサーボモータの
トルク検出に代えて接触センサによって検出することを
特徴とした抵抗スポット溶接機。 - 【請求項7】 抵抗スポット溶接ガンにおいて,電極の
加圧シリンダの突き出し代を任意の位置に固定するスト
ッパまたはサーボによる位置決め制御装置を備え,前記
溶接ガンの二次アームに被溶接物に溶接電流を供給する
二次導体としての機能と,被溶接物に所定の加圧力を与
える弾性体としての機能とを一体化して兼ねさせること
により,二次アームの小型軽量化をはかる抵抗スポット
溶接ガン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052371A JPH106018A (ja) | 1996-03-26 | 1997-02-20 | 抵抗スポット溶接機 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9763896 | 1996-03-26 | ||
| JP8-128941 | 1996-04-25 | ||
| JP8-97638 | 1996-04-25 | ||
| JP12894196 | 1996-04-25 | ||
| JP9052371A JPH106018A (ja) | 1996-03-26 | 1997-02-20 | 抵抗スポット溶接機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH106018A true JPH106018A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=27294614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9052371A Pending JPH106018A (ja) | 1996-03-26 | 1997-02-20 | 抵抗スポット溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH106018A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003090968A1 (de) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und einrichtung zum schweissen von werkstücken |
| WO2009025530A3 (en) * | 2007-08-22 | 2009-05-22 | Hyon-Chan Jo | Electric resistance welding machine |
| JP2010005648A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Eiwa Seisakusho:Kk | 抵抗溶接ガン |
| CN106583904A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-04-26 | 广州松兴电气股份有限公司 | 一种随动性增强伺服加压机构装置 |
| JP2017080792A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接構造体の製造方法 |
| DE112020002367T5 (de) | 2019-05-15 | 2022-01-27 | Fujikoshi Machinery Corp. | Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Waferdicke |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP9052371A patent/JPH106018A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003090968A1 (de) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und einrichtung zum schweissen von werkstücken |
| WO2009025530A3 (en) * | 2007-08-22 | 2009-05-22 | Hyon-Chan Jo | Electric resistance welding machine |
| JP2010005648A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Eiwa Seisakusho:Kk | 抵抗溶接ガン |
| JP2017080792A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接構造体の製造方法 |
| CN106583904A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-04-26 | 广州松兴电气股份有限公司 | 一种随动性增强伺服加压机构装置 |
| DE112020002367T5 (de) | 2019-05-15 | 2022-01-27 | Fujikoshi Machinery Corp. | Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Waferdicke |
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