(57)【要約】　　　（修正有）【課題】金属箱や金属枠などの内部にも横向き姿勢の上部電極を侵入させて溶接できるほか、被溶接材の材質、板厚などが変わっても、少なくとも材質や板厚を入力させるだけで、詳細な溶接条件が設定できるスポット溶接機の提供【解決手段】変圧器４０の二次側回路に接続された板状電極２０と、変圧器４０の二次側回路に接続されて板状電極の上にのせられた被溶接材の重ね合わせ部に下向きの加圧力を加えると共に溶接電流を通電するスポット電極３０と、変圧器４０の一次側回路に設けられた電力変換装置６０と、この電力変換装置６０に溶接電流の通電を制御するための時間的信号を送るタイマー７０と、このタイマー７０の上位にリンクされて入力した溶接情報に基いてプログラミングした溶接条件を記憶する一方、この溶接条件をタイマー７０に送り、電力変換装置６０に時間的信号を送るための指令を与えるプログラマブルコントローラ８０とを具える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接材の重ね合わせ部に加圧力を加えると同時に、変圧器で電圧を調整した溶接電流を通電して溶接するスポット溶接機において、
この変圧器の二次側回路に接続されて表面に平坦な導電性板状材を具える板状電極と、
前記変圧器の二次側回路に接続されて前記板状電極の上にのせられた前記被溶接材の重ね合わせ部に下向きの加圧力を加えると共に前記溶接電流を通電するスポット電極と、
前記変圧器の一次側回路に設けられてこの一次側回路における溶接電流の通電を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置に前記溶接電流の通電を制御するための時間的信号を送るタイマ−と、
このタイマ−の上位にリンクされて入力した溶接情報に基いてプログラミングした溶接条件をメモリ部で記憶する一方、この溶接条件を前記タイマ−に送り、前記電力変換装置に前記時間的信号を送るための指令を与えるプログラマブルコントロ−ラと、
を設けて成ることを特徴とするスポット溶接機。
【請求項２】
前記板状電極を銅又は銅合金から構成して成ることを特徴とする請求項１記載のスポット溶接機。
【請求項３】
前記プログラマブルコントロ−ラに少なくとも一つの入出力装置を接続して成ることを特徴とする請求項１記載のスポット溶接機。
【請求項４】
前記入出力装置の少なくとも一つをインタフェ−スを介在させて前記グラマブルコントロ−ラに接続することを特徴とする請求項１又は３記載のスポット溶接機。
【請求項５】
前記入出力装置の少なくとも一つをタッチディスプレイ装置とすることを特徴とする請求項１又は３記載のスポット溶接機。
【請求項６】
前記タッチディスプレイには前記被溶接材の少なくとも材質および板厚を表示する入力画像部と少なくとも溶接条件を表示する出力画像部とを具えることを特徴とする請求項１、３、５又は６記載のスポット溶接機。
【請求項７】
前記入出力装置の少なくとも一つをコンピュ−タ装置とすることを特徴とする請求項１又は３記載のスポット溶接機。
【請求項８】
前記コンピュ−タ装置を通信回線を介して前記プログラマブルコントロ−ラに接続することを特徴とする請求項１又は７記載のスポット溶接機。
【請求項９】
前記通信回線を電話回路とすることを特徴とする請求項１、７又は８記載のスポット溶接機。
【請求項１０】
前記電話回路をモデムを介して接続することを特徴とする請求項９記載のスポット溶接機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はスポット溶接機に係り、詳しくは、金属箱や金属枠などをつくる際に、この金属箱などの内部であっても、横向き姿勢に保持される溶接ガンの先端でスポット電極を支持させて金属箱などの内部に深く侵入させて溶接でき、さらに、例えば材質や板厚程度のきわめて少ない溶接情報を入力するだけで溶接条件を設定して入力でき、複雑形状の金属構造物や小ロッドのものであっても手軽に溶接条件を設定し、複雑な形状の金属構造物の内部までも溶接できるスポット溶接機に係る。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属加工において、溶接すべき金属板（以下、被溶接材という）を重ね合わせ、この部分を加圧するとともに直接通電し、この通電によって生じる抵抗熱を熱源として加熱して接合する方法が抵抗溶接法といわれ、この方法によって、箱や枠などの金属構造物は通常つくられている。抵抗溶接のうちでとくに広く用いられるのがスポット溶接であって、自動車ボディの製造などのほか、金属構造物の組立ての分野に広く用いられている。
【０００３】
スポット溶接法やこれを実施するスポット溶接機は、熱源が被溶接材の内部に発生するジュ−ル熱であり、温度が溶接電流や被溶接材の抵抗値など物性に左右され、熱源の温度が必ずしも一定にならない。
【０００４】
しかし、この欠点があるが、スポット溶接はア−ク溶接などのように溶接棒やフラックス、さらに大型の溶接機などを必要とせずに、加熱が局部的に限られるため、被溶接材そのものをいためることが少ない利点がある。
【０００５】
このため、自動車ボディ、スチ−ル家具、家電製品の溶接には、専用の大型の自動スポット溶接機が提案され、多品種小ロッドの工作物に適用されるスポット溶接機として従来から定置型スポット溶接機が提案されている。この溶接機は２枚の金属材を重ね合わせ、これを上下から一対の電極、すなわち、棒状の溶接チップによってはさみ、はさまれたスポット部を加圧通電して溶接するものである。この溶接機は、上方から下降する溶接ガンの先端に溶接チップを設ける一方、この溶接チップに対向して下方の溶接チップを設け、この下方の溶接チップを機械メンバ−で支持して成るものである。
【０００６】
このようなスポット溶接機は定置型といわれるとおり、上下の溶接チップが固定され、先にのべた機械メンバ−とともに一体に構成されているものであって、一定の場所に据付けられて使用されるものである。
【０００７】
しかし、定置型スポット溶接機の欠点は、溶接のときにその都度被溶接材を溶接機のところまで移動させてなければならないことである。
【０００８】
例えば、枠や箱などは溶接すべきところが内部にあることが多い。しかし、定置型スポット溶接機では、溶接時の加圧通電が一対の上下の溶接チップの上下運動によって行なわれることから、箱や枠などの内部に向って上部の溶接チップを下降させるときには、箱や枠のハウジングがじゃまになって下降させることができないため、内部溶接はできない。
【０００９】
このようなところから、上下一対又は上の溶接チップを溶接機本体部分から分離し、この間をフレキシブルな導電ケ−ブルで接続し、溶接チップが自由に移動できるように構成されたポ−タブルスポット溶接機も提案されている。
【００１０】
このポ−タブルスポット溶接機では一対の溶接チップが移動が自由な可搬式として構成され、加圧機構と分離して構成されているため、加圧機構として大型のものが用いることができない。また、箱型や枠などのように内部にある溶接すべきところがある場合でも、溶接チップを深く侵入させて溶接すべきところに加圧力を加えて溶接できない。
【００１１】
このようなところから、本発明者らは、先に、つぎのとおりの構造のスポットガン溶接機を提案した。
【００１２】
このスポットガン溶接機は、上下一対の溶接電極のうち一方の上部電極を横向き姿勢に保持できるように構成するとともに、この横向き姿勢の上部電極の先端に装着し、この先端の溶接チップが箱や枠の内部まで侵入できるように構成されている。
【００１３】
すなわち、上部電極は棒状ア−ムと先端の溶接チップとから構成され、棒状ア−ムはその中間で支持され、棒状ア−ムの先端の溶接チップは後端をワイヤを介して引張った引張り力が先端の溶接チップによる加圧力に変換できるように構成されている。
【００１４】
このように上部電極が構成されていると、先端の溶接チップが箱などの内部に侵入されていても、この溶接チップには棒状ア−ムの後端で加えられるため、溶接チップによって内部の溶接すべきところを下向きに押付けて加圧して溶接できる。
【００１５】
しかしながら、このようなスポット溶接機であっても、スポット溶接そのものが温度が必ずしも一定にならない熱源を利用した溶接法であるため、溶接性が被溶接材の性質に左右される。これに加えて、上部電極の棒状ア−ムの先端と後端を利用して被溶接材を加圧するという、間接加圧機構を利用するため、加圧力そのものも必ずしも正確に把握できない。
【００１６】
一般にスポット溶接は作業者の技量に溶接作業が左右されることが少なく、溶接性は、それに使用するスポット溶接機の機能や性能に依存するといわれている。しかし、先に提案したスポット溶接機は特殊な加圧機構をもっているため、電極間の加圧方式をとる定置式といわれるものに較べると構造が相違し、溶接条件の設定などがむづかしいのが欠点である。
【００１７】
また、板金加工の分野のスポット溶接は、溶接材されて製造される製品は小ロッドの製品であり、製品毎に被溶接材の性質、厚さ、長さなどが変化することが通例である。
【００１８】
このため、小ロッドの製品毎に溶接部の信頼性の向上や需要者側の溶接部に対する要求や、さらに製品によっては例えば溶接部の外観などまで配慮することが必要になり、製品が変る毎に熟達した技術者や作業者がその都度適切な溶接条件を設定し、それに合わせた溶接技術を開発しながら溶接作業が行なわれている。
【００１９】
しかし、このように設定された溶接条件や開発された技術やその技術手法は、ほとんどが所謂職人的技量とされるものとされて、ブラック・ボックスの中に閉じ込められている。このため、熟達した技術者や作業者が何んらかの事由により欠席したり、欠除するような事態が起こったときには、機能、性能が改善されたスポット溶接機を用いても、溶接性にすぐれるスポット溶接を行なうことが不可能に近い。
【００２０】
このため、電子制御技術の進歩にともなって無人化をはかった抵抗溶接機が開発されているにしても、溶接作業そのもので職人的技量までを含めて改善されることがない。また、タイマ−などを付設して溶接機操作の電子制御化をはかった抵抗溶接機（主としてスポット溶接機）も提案されているが、これはかえって、溶接機に入力する数値や制御因子が多くなり、溶接機の操作そのもの複雑化になっている。
【００２１】
このために、溶接条件の設定や操作に僅かな手違いがあっても、所望の溶接継手が得られないことになり、手違いによって事故や故障などが起こることすらある。
【００２２】
すなわち、現在では、溶接条件など変化する毎に作業者が溶接機メ−カ−側に逐次電話などで問い合わせて溶接条件や入力（又は設定）因子を決め、場合によっては、溶接機のメ−カ−側から専門家をして設定することもあって、それが外国や遠隔地のときには、大きな障害になっている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、金属箱や金属枠などの内部にも横向き姿勢の上部電極を侵入させて溶接できるほか、被溶接材の材質、板厚などが変わっても、少なくとも材質や板厚を入力させるだけで、詳細な溶接条件が設定できるスポット溶接機を提案する。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、被溶接材の重ね合わせ部に加圧力を加えると同時に、変圧器で電圧を調整した溶接電流を通電して溶接するスポット溶接機において、この変圧器の二次側回路に接続されて表面に平坦な導電性板状材を具える板状電極と、変圧器の二次側回路に接続されて板状電極の上にのせられた被溶接材の重ね合わせ部に下向きの加圧力を加えると共に溶接電流を通電するスポット電極と、変圧器の一次側回路に設けられてこの一次側回路における溶接電流の通電を制御する電力変換装置と、この電力変換装置に溶接電流の通電を制御するための時間的信号を送るタイマ−と、このタイマ−の上位にリンクされて入力した溶接情報に基いてプログラミングした溶接条件をメモリ部で記憶する一方、この溶接条件をタイマ−に送り、電力変換装置に時間的信号を送るための指令を与えるプログラマブルコントロ−ラと、を設けて成ることを特徴とする。
【００２５】
そこで、これら手段たる構成ならびにその作用について図面によって更に説明すると、つぎのとおりである。
【００２６】
なお、図１は本発明の一つの実施例に係るスポット溶接機の配置図である。
【００２７】
図２は図１に示す溶接機のスポット電極の一例の説明図である。
【００２８】
図３は図１に示す溶接機のタッチディスプレイの一例の正面図である。
【００２９】
まず、図１において、符号１００は本発明の一つの実施例に係るスポット溶接機の配置図であって、このスポット溶接機１００は溶接機本体１０を具え、この溶接機本体１０によって金属板などの被溶接材Ｗを溶接する。溶接機本体１０には下部電極を構成する板状電極２０と上部電極を構成するスポット電極３０とが設けられている。これら上下の電極２０、３０には変圧器４０の２つの極がそれぞれ接続され、溶接電源５０からの電流は変圧器４０で電圧が調整されて所定の溶接電流として両電極２０、３０間に通電されて溶接される。
【００３０】
板状電極２０は銅又はその合金からなる平坦な導電性材料から構成するが、銅又はその合金は高価であるため、被溶接材Ｗがおかれる表面のみを導電性材料から構成できる。
【００３１】
板状電極２０は導電性材料から構成し下部電極として構成する一方、平坦な板状に構成するため、被溶接材の作業面としても使用でき、作業のときにはその上で被溶接材を溶接しながら所定の加工作業も行なって、枠や箱などの製品をつくることもできる。
【００３２】
一方、この構造の板状電極２０の上に少なくとも１つのスポット電極３０を配置するが、これらのうち、少なくとも一つのスポット電極３０は横向きに姿勢で作動できるように構成する。
【００３３】
スポット電極３０は、図２に示すように、先端が球状又は半球状を成す溶接チップ３１とそれが着脱自在に装着されたホルダ３２とから構成し、ホルダ３２の先端は下向きに彎曲させてこの彎曲部に溶接チップ３１が装着されている。
【００３４】
このため、溶接のときには板状電極２０上におかれた被溶接材Ｗに対し側方から接近させて、所定の溶接すべき場所に達したときに溶接チップ３１を下向きに下降させると、被溶接材に下向きの加圧力が加えることができる。このために、図３に示すように、スポット電極３０、ホルダ３２をその中間の枢支点３３で旋回自在に支承して、てことして構成し、てこの変向機構としての特性を利用してホルダ３２の後端に作用させた上向き力を変向して溶接チップ３１に下向き力として作用させることができる。
【００３５】
このように構成すると、板状電極２０の全面にわたる下部電極が構成されるため、その上のどこに被溶接材Ｗをおいても、被溶接材Ｗは下部電極に接触でき、上部電極のスポット電極３０を移動させて溶接チップ３１を旋回させるだけで溶接でき、溶接チップ３１はホルダ３２の先端に装着されているため、ホルダ３２の長さだけ溶接チップ３１は被溶接材の内部にまで侵入でき、溶接できる。
【００３６】
すなわち、複雑な構造物であっても、板状電極２０上でスポット電極３０を移動させ、溶接部すべきところが内部にあるときにも溶接チップ３１を側方から横向きで侵入させ、ホルダ３２の後端を上向き力を加えて反時針方向に旋回させると、溶接でき、この溶接に併せて金属構造物の組立てもできる。
【００３７】
なお、スポット電極３０への上向き力はエア−シリンダなどを介して加えられるように構成でき、スポット電極３０は支持ポストおよびこの支持ポストに取付けた折曲げ自在の支持ア−ムで支持し、各支持ア−ムを自由に伸縮又は折曲げることによって板状電極２０上で自由に移動できる。
【００３８】
以上のとおり構成される板状電極２０およびスポット電極３０には、９０００〜１００００Ａ程度の大電流が電源５０から変圧器４０を介して通電され、重ね合わされた被溶接材Ｗは両溶接電極２０、３０間で加圧通電されてスポット溶接される。
【００３９】
この変圧器４０の一次側回路には主要部分がサイリスタ６１から成る電力変換装置６０が設けられ、このサイリスタ６１によって一次側回路は開閉されて両溶接電極２０、３０間には溶接条件に適合した溶接電流が通電される。
【００４０】
このような回路は抵抗溶接機一般で従来から知られるものであるが、電力変換装置６０にタイマ−７０に接続し、これに併せてタイマ−７０の上位にインタフェ−ス（必要に応じて）を介してプログラマブルコントロ−ラ８０、要するに、所謂シ−ケンサを接続し、タイマ−７０にプログラマブルコントロ−ラ８０をリンクさせ、それによって詳細な溶接条件をプログラミングさせるとともに設定し、適切な溶接条件に合わせて溶接する。
【００４１】
このようにタイマ−７０の上位にプログラマブルコントロ−ラ８０をリンクさせて接続すると、変圧器４０の一次側回路に設けられた電力変換装置６０において、主要部分として配列されるサイリスタ６１は主としてプログラマブルコントロ−ラ８０の半導体電子回路の指令によって制御できる。
【００４２】
電力変換装置６０のサイリスタ６１にはタイマ−７０によって時間的指令が送られ、このタイマ−７０の上位にリンクさせてプログラマブルコントロ−ラ８０によって溶接条件ならびにそれに基づくプログラムはプログラミングされて下位のタイマ−７０に送る。電力変換装置６０のサイリスタ６１はタイマ−７０を介してプログラマブルコントロ−ラ８０の指令によって開閉し、溶接電流は溶接条件のとおりに調整されて溶接機本体１０で溶接される。
【００４３】
すなわち、被溶接材の材質、寸法さらに表面状態などの溶接情報は入出力装置９０（後にのべるコンピュ−タ９１やタッチディスプレイ９２）が入力され、この溶接情報に基いて溶接条件がプログラマブルコントロ−ラ８０内で演算されて記憶させる。予め溶接条件を設定しておいたときはその溶接条件を記憶させておき、必要に応じて溶接条件を検索してタイマ−７０に送って記憶させ、その溶接条件にしたがってサイリスタ６１を作動させる。
【００４４】
また、溶接条件が細部にわたって記憶すべき溶接条件が増加拡大しても、タイマ−７０で記憶する溶接条件はすでにプログラマブルコントロ−ラ８０で最適であると判断されたものに限られるため、その量又は数は少なく支障がない。これに対し、プログラマブルコントロ−ラ８０のメモリ容量が大きいため、ことごとく記憶させておくこともできる。
【００４５】
更にくわしくのべると、タイマ−７０は主として電力変換装置６０におけるサイリスタ６１のオンオフの制御回路である。そのため、タイマ−７０としてコンピュ−タ機能を付加したものも提案されているが、あくまでシ−ケンス動作の経過時間を測定し、時間的指令を発するものにとどまっている。このため、タイマ−７０の中にメモリはサイリスタ６１に時間的指令を与えるための演算などの処理にとどまり、メモリ容量が小さく、記憶される溶接条件の数はきわめて少なくせいぜい十数個止りである。
【００４６】
しかし、タイマ−７０の上位にプログラマブルコントロ−ラ８０がリンクされていると、プログラマブルコントロ−ラ８０のメモリの容量はきわめて大きく、溶接条件は細部にわたるところまで記憶させることができ、そのうちから最適な溶接条件を検索して溶接機本体１０を作動させることができる。
【００４７】
また、プログラマブルコントロ−ラ８０はタイマ−７０と共働して電力変換装置６０のサイリスタ６１に制御指令を与える電子回路であって、電力変換装置６０にはインタフェ−スできるタイマ−７０を介在させると、プログラマブルコントロ−ラ８０が簡単に接続できる。
【００４８】
すなわち、プログラマブルコントロ−ラ８０とタイマ−７０はともに電子回路であるから、両者の接続はきわめて容易で簡単にインタフェ−スできる。一方、電力変換装置６０は元来タイマ−７０などからの指令をうけてはじめてサイリスタ６１などの半導体素子が動作するものであって、電力変換装置６０は簡単にタイマ−７０に接続できるように構成されている。
【００４９】
更にくわしく説明すると、タイマ−７０は時間によりサイリスタ６１に指令を与えて開閉し所望の溶接条件で一対の溶接電極２０、３０間に溶接電流を通電させる制御機器であって、タイマ−７０から指令が与えられないと、所定の溶接条件にもとずいて溶接機本体１０における溶接作業の各ステップは逐次進められない。したがって、溶接機本体１０ではその電力変換装置６０はその内に配列されるサイリスタ６１などの半導体素子は複雑で構造的に弱いため、構造的にこの点が補われているほかに、電子回路のタイマ−７０がいずれの構造であっても簡単にインタフェ−スできるように構成されている。
【００５０】
しかし、このようにタイマ−７０は電力変換装置６０に簡単にインタフェ−スできるため、タイマ−７０にコンピュ−タ機能を付加したものも提案されている。このタイマ−７０は内蔵する演算機能、記憶機能、周辺機能（外部の装置との間での信号のやりとり）を利用して経過時間を測定し経過信号を発するものに過ぎない。ちなみに、水晶などの発振周波数を分周して基準時間をつくりこの基準時間をカウントしてカウント数を記憶させておく。このカウント数と経過時間のカウント数とが一致したときに時間経過信号を出力するよう構成されているに過ぎない。
【００５１】
このように構成されるタイマ−７０には、溶接時に、例えば、４段ステップシ−ケンスか８段ステップシ−ケンスの通電モ−ド又はシ−ケンスステップを選択し、このシ−ケンスステップにおけるスクイ−ズ時間、溶接通電時間、保持時間および開放時間などの４つの時間要素を入力して溶接条件を決めるように構成されているに過ぎない。
【００５２】
また、コンピュ−タが内蔵されていてもコンピュ−タは通電モデルの処理時間を基準時間のカウント数を記憶部（コンピュ−タのメモリ）に記憶させ、経過時間のカウント数を演算部で測定し、この両カウント数の一致したことを検出することによって、経過時間を測定するように構成されているに過ぎない。
【００５３】
なお、入力されるシ−ケンスステップの４つの時間要素のうち、スクイ−ズ時間は電極が動きだしてから、被溶接材Ｗに触れさらに十分加圧力が増大するまでの時間遅れを取るための時間である。
【００５４】
また、溶接通電時間は文字通り十分な加圧力のもとで溶接電流が通電されて溶接されている時間である。
【００５５】
また、保持時間は溶接された溶接部を冷却するために溶接通電終了後もさらに加圧し続けている時間である。
【００５６】
また、休止時間は開放時間やオフタイムともいわれ、電極開放指令後、電極が開放されて次の打点位置へ移り、次のスポット溶接の加圧指令を与えるまでの時間である。
【００５７】
さらに加えると、このほかにタイマ−７０に入力できる条件は、軟鋼などの溶接では溶接電流をただ一回だけ通電だけで一つの打点を溶接するシングル・インパルス（ｓｉｎｇｌｅ　ｉｍｐｕｌｓｅ）を入力し、主通電のほかに補助通電を通電させるかを決めることである。
【００５８】
また、接触抵抗の均一化やなじみが良くなり、硬化性の材料であっても割れを防止するために、予熱通電を入力することである。急冷による割れ発生や硬化帯の緩和などを行なうために、後熱通電を入力することである。
【００５９】
また、空冷硬化鋼などの溶接においてはテンパ制御をとるため、いったん休止時間をおいて再通電する制御プログラムを入力することである。また、場合によっては、同一電流の通電−休止を繰返すパルゼ−ション溶接の制御プログラムを設定し入力することである。
【００６０】
また、以上のようにタイマ−７０は時間要素が入力されて、この入力情報により定められる時間に達したときを測定し、このときに指令信号を出力して電力変換装置６０のサイリスタ６１をオンオフしてする機器として構成されるのはつぎの理由によるものと思われる。
【００６１】
先にのべたとおり、溶接機本体１０には溶接電源５０、変圧器４０、板状電極２０、スポット電極３０から成る抵抗溶接回路が構成され、この回路は、ちなみに８０００〜１００００アンペアが通電される大電力回路である。この回路で大電流をオンオフする電力変換装置６０が介在し、この電力変換装置６０のサイリスタ６１に指令を与えるのがタイマ−７０である。また、この大電力回路でのオンオフのときにはどうしてもノイズが発生し、さらに、溶接作業にともなって振動や衝撃が発生し、このオンオフに関与するタイマ−７０も影響を受け易く、タイマ−７０内の半導体回路はノイズ、振動や衝撃にきわめて弱い。
【００６２】
とくに、タイマ−７０ではコンピュ−タ機能を持たせば持たすほど半導体部品で構成される回路が多くなり、ノイズなどに対する耐力が弱くなる。このところから、抵抗溶接機では制御用として用いるタイマ−はなるべく経過時間の測定とその指令程度にとどめ、半導体部品の回路をなるべく少なくとどめるのが好ましく、メモリ（記憶）容量などもあまり大きくすることがむづかしい。このため、メモリに記憶される溶接条件も溶接時に必要な程度、例えば十数個程度にとどめるのが好ましい。
【００６３】
このため、溶接条件は新しい被溶接材もさかんに開発されている折ではスクイ−ズ時間、溶接通電時間、保持時間および開放時間などの４つの時間要素を中心とするものから他の溶接条件、例えばナゲット径、ナゲット強度なども要求されるようになっており、この要求をかなえることができない。
【００６４】
このようなところから、時間により制御信号を出力する回路としてタイマ−７０を構成する一方、このタイマ−７０の上位にはプログラマブルコントロ−ラ８０を所望に応じてインタフェ−スを介して接続する。
【００６５】
すなわち、タイマ−７０によって所定のシ−ケンスステップのもとで経過時間を測定するとともに時間的な命令信号を出力する構造に構成し、その上位にプログラマブルコントロ−ラ８０をリンクさせ、このプログラマブルコントロ−ラ８０によって溶接条件を設定する。
【００６６】
プログラマブルコントロ−ラ８０は、シ−ケンスコントロ−ラ、シ−ケンサ−ともいわれ、シ−ケンス制御専用のコンピュ−タである。基本的にはコンピュ−タであるから、ＣＰＵ、メモリ、入出力部および電源から構成され、ＣＰＵはメモリに書き込まれた溶接条件やそれにもとずくプログラムにしたがって各種の制動動作（読み出し、演算、比較、回転、入力、出力など）を行なうことができる。
【００６７】
しかし、プログラマブルコントロ−ラ８０は基本的にはコンピュ−タと同等な電子回路から成っているが、シ−ケンス制御専用のものに構成されている。
【００６８】
すなわち、ＣＰＵは、マイクロコンピュ−タのように複雑な言語によって作動するものでなく、シ−ケンス制御専用のシ−ケンス用語によって作動するものである。インタフェ−スも内部に組込まれ、タイマ−７０などの電子回路とは簡単にインタフェ−スできるように構成されている。
【００６９】
このようにプログラマブルコントロ−ラ８０がシ−ケンス制御専用のものに構成され、このプログラマブルコントロ−ラ８０がタイマ−７０の上位にリンクさせて接続すると、後述のコンピュ−タ９１やタッチディスプレイ９２を経て入力される溶接条件やこれに基いてプログラミングされたプログラムはシ−ケンス専用言語として簡単にメモリに書き込むことができる。この書き込まれたプログラムや溶接条件は必要に応じ簡単なシ−ケンス専用言語で簡単にかつ迅速に読み出すことができる。読み出した溶接条件などはタイマ−７０に送られる。タイマ−７０のレジスタやメモリ−で記憶され、つまり、メモリ容量の小さいタイマ−７０では前に記憶されていた溶接条件などがプログラマブルコントロ−ラ８０の指令によって送られた溶接条件などで書き換えられるようになる。
【００７０】
さらに詳しく説明すると、プログラマブルコントロ−ラ８０は、入力される溶接条件やプログラムがシ−ケンス用語としてステップ番号がつけられて書き込まれ記憶されるように構成されている。このようにステップ番号がつけられて書き込まれて記憶されると、必要な溶接条件やプログラムの読み出しはステップ番号を目安にして行なうことができ、溶接条件やプログラムの修正や一部変更もステップ番号を目安にして正確かつ簡単にできる。
【００７１】
また、プログラマブルコントロ−ラ８０では、メモリ容量が不足しても例えばメモリボ−ドを増設し、メモリ容量は所望に応じて拡大できるように構成されている。
【００７２】
また、プログラマブルコントロ−ラ８０では、入出力部は各端子に入力端子番号、出力端子番号を付けて構成されている。したがって、ＣＰＵは入力端子が接続される機器、例えばタイマ−７０に接続されている状態、つまり、入力信号の状態（オンかオフか）を取り込むことができ、シ−ケンス制御を確実に実現できる。
【００７３】
このように、プログラマブルコントロ−ラ８０によってシ−ケンス制御がプログラマブルに実現でき、その制御が大きな電流が流れる抵抗溶接の分野でもタイマ−７０を介して適用できる。また、プログラマブル的処理もでき、その結果は磁気ディスクなどに保存でき、保存された溶接条件やプログラムにはステップ番号が付せられ、タイマ−７０には出力端子番号が付されて接続の有無を確認してから命令が送られることから、タイマ−７０が介在しても確実に溶接機本体１０に指令を送ってシ−ケンス制御が達成できる。
【００７４】
さらに加えると、溶接機本体１０では被溶接材Ｗに溶接電流を通電する電力回路で電力変換装置６０によってオン／オフして所望の溶接電流に調整して溶接している。このため、タイマ−７０はきわめて微小な電流で作動される電子回路であるが、電力変換装置６０のサイリスタ６１にマッチングするように構成されている。すなわち、溶接機本体１０では、重ね合わせた被溶接材Ｗをはさんで加圧、９０００〜１００００Ａの大電流で通電して溶接する溶接電極２０、３０には電源５０からの電圧が変圧器４０で調整されて大電流が流される。
【００７５】
このため、変圧器４０の一次側回路に設けられた電力変換装置６０は内蔵するサイリスタ６１はノイズや振動などの影響をうけることがなく誤動がないように構成されているほか、タイマ−７０そのものがこれらの影響がないように接続できるように構成されている。
【００７６】
このように、タイマ−７０の上位に接続されるプログラマブルコントロ−ラ８０には少なくとも一つの入出力装置を接続し、この入出力装置のうちの一つをコンピュ−タ９１から構成するときは、このコンピュ−タ９１を通信回線９３を介して接続する。
【００７７】
また、他の入出力装置をちなみにタッチディスプレイ９２から構成する場合は、所望に応じたインタフェ−スを介してプログラマブルコントロ−ラ８０にインタフェ−スさせる。
【００７８】
すなわち、プログラマブルコントロ−ラ８０は、先にのべたとおり、内蔵するコンピュ−タ機能を使って溶接条件にもとずいてプログラムをつくり記憶し、このプログラマブルな命令をタイマ−７０に出力できる。
【００７９】
一方、タッチディスプレイ９２を通じてプログラマブルコントロ−ラ８０には被溶接材の少なくとも材質および板厚などが入力でき、それにより設定された溶接条件、さらに、溶接作業上必要な注意事項も含めてタッチディスプレイ９２に表示できる。
【００８０】
すなわち、プログラマブルコントロ−ラ８０は少なくとも材質や板厚などの入力情報により適切な溶接条件を検索でき、制御ステップをプログラム化し、このプログラマブルな命令をメモリ−に記憶させておくことができる。
【００８１】
一方、プログラマブルコントロ−ラ８０の入出力側には通信回線９３、好ましくは電話回線を利用するときにはモデムを介して入力コンピュ−タ９１が接続されている。このため、遠隔のところにあっても、例えば、溶接機の製造メ−カ−側は通信回線９３を介して入力コンピュ−タ９１によってプログラマブルコントロ−ラ８０を作動させて材質や板厚に合わせた溶接条件を設定し制御ステップをプログラミングでき、溶接条件やプログラムをプログラマブルコントロ−ラ８０のメモリ−に記憶させることができる。
【００８２】
したがって、溶接のときには、作業者側は溶接すべき被溶接材の少なくとも材質と板厚とを例えばタッチディスプレイ９２（又はその表示部、つまり、入力画像９２１と出力画像９２２）を介して入力すると、プログラマブルコントロ−ラ８０のメモリ−には板厚および材質毎の適切な溶接条件やその制御ステップのプログラムが記憶されているため、所定の通電モ−ドのもとにおいて詳細な溶接条件とともに、変圧器の巻線比や、さらに、例えば、溶接チップのドレッシング周期、溶接チップの交換期間などを含めてタッチディスプレイ９２に表示され、その上で溶接条件や通電条件はタイマ−７０を送られ記憶され、タイマ−７０からの出力信号によって溶接機本体は制御されて溶接される。平たくいうと、タイマ−７０に記憶される溶接条件などはプログラマブルコントロ−ラ８０を介して被溶接材毎に書き換えられる。
【００８３】
しかし、この設定する場合にも、被溶接材は技術改善によって多種にわたる材質や構造のものが提供されており、さらに、溶接製品の仕様の変化により溶接条件などの一部の改善を必要とする場合もある。この場合には、プログラマブルコントロ−ラ８０のＣＰＵで溶接性を配慮した演算式によって比較演算し、溶接条件などの一部を修正するか、又は許容範囲表示し、それにもとずいて溶接する。
【００８４】
【発明の効果】
以上くわしく説明したとおり、本発明に係るスポット溶接機は、被溶接材の重ね合わせ部に加圧力を加えると同時に、変圧器で電圧を調整した溶接電流を通電して溶接するスポット溶接機であって、この変圧器の二次側回路に、表面に平坦な導電性板状材を具える板状電極と、被溶接材の重ね合わせ部に下向きの加圧力を加え通電するスポット電極とが設けられ、この変圧器で一次側回路における溶接電流の通電を電力変換装置によって制御する一方、この電力変換装置に溶接電流の通電を制御するための時間的信号をタイマ−により送り、このタイマ−の上位にリンクされたプログラマブルコントロ−ラにより溶接条件をプログラミングしてメモリ部で記憶する一方、この溶接条件をタイマ−に送って、タイマ−から電力変換装置に時間的信号を送って制御するものである。
【００８５】
金属箱や金属枠などをつくる際に、この金属箱などの内部であっても、横向き姿勢に保持されるスポット電極を支持させてその先端の溶接チップを金属箱などの内部に深く侵入させて溶接でき、例えば、材質や板厚程度のきわめて少ない溶接情報を入力するだけで溶接条件を設定して入力でき、複雑形状の金属構造物や小ロッドのものであっても手軽に溶接条件を設定し、複雑な形状の金属構造物の内部までも溶接できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施例に係るスポット溶接機の配置図である。
【図２】図１に示す溶接機のスポット電極の一例の説明図である。
【図３】図１に示す溶接機のタッチディスプレイの一例の正面図である。
【符号の説明】
１０　溶接機本体
２０　板状電極
３０　スポット電極
４０　変圧器
５０　溶接電源
６０　電力変換装置
７０　タイマ−
８０　プログラマブルコントロ−ラ
９１　コンピュ−タ
９２　タッチディスプレイ
１００　スポット溶接機
Ｗ　被溶接材
【図１】
2004001036.tif 000003
【図２】
2004001036.tif 000004
【図３】
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