(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方位置から後方位置に変位可能であり、かつ、戻ることができるように軸線方向に変位可能な調整要素（3、17）を備え、磁場とコイル（15）が相互作用して、該コイル（15）が制御可能な電流源（41）に接続されたとき、前記調整要素（3、17）を変位させる軸力が形成され、該調整要素の動きがスタッド保持具（２）に伝達されるようになったスタッド溶接装置であって、
前記コイル（15）が、前記調整要素（3、17）に結合された中空体（14）に剛に配置され、磁化可能なコア（８）と磁化可能なシース（10）との間の空気ギャップ（13）内に軸線方向可動に配置され、磁場は、前記コイル（15）を放射方向に通り、前記コア（８）と前記シース（10）とを結合する少なくとも一つのヨーク（９）を経て伝達され、前記コイルが、電流制御中の電流の方向の関数としての一方向にのみ作用する軸力を前記調整要素（3、17）に作用させるようになったことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載したスタッド溶接装置であって、スプリング（19）が前記調整要素（3、17）に作用し、該調整要素（3、17）をストップ（23）により定まる端位置に押すようになったことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載したスタッド溶接装置であって、永久磁石(7)により磁場が与えられるようになったことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項４】
請求の範囲第３項に記載したスタッド溶接装置であって、前記永久磁石（７）が前記シース（10）内に組み込まれたことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載したスタッド溶接装置であって、電磁石（26）によって磁場が与えられることを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載したスタッド溶接装置であって、前記電磁石（26）がコア（27）とヨーク（28）の間に電磁結合を形成することを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項７】
請求の範囲第１項に記載したスタッド溶接装置であって、前記シース（10）と前記調整要素（3、17）のそれぞれの相対的位置に対応する変位信号を得ることができる線型変位測定装置（35）が設けられ、この変位信号が実際信号として比較器（37）内で、スタッド保持具（２）の動きのために、メモリ（39）から段階的に読まれる所定の変位・時間グラフ（動きの法則）からの所望信号と段階的に比較され、該比較器（37）の比較信号が電流源（41）からコイル（15）に供給される電流の強さを制御するようになったことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載したスタッド溶接装置であって、溶接されるべき加工片に対応する種々の変位・時間グラフが設けられ、前記メモリ（39）内に記憶されることを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項９】
請求の範囲第２項に記載したスタッド溶接装置であって、前記調整要素（3、17）はスプリング（19）により前方位置に押されており、スタッド保持具（２）により保持されたスタッド（５）が加工片に当てられたとき、その位置から、変位測定装置（35）から比較器（37）に基準信号として供給される基準位置に動かされるようになっており、前記比較器（37）からは所定の変位・時間グラフが取り出されるようになったことを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項１０】
(a)スタッドの一端を加工片に向けて保持するためのスタッド受け保持機構を有する溶接ヘッドと、
(b)固定された永久磁石とアクチュエータ軸に結合された可動コイルとを備え、該アクチュエータ軸が前記溶接ヘッドに結合された線型アクチュエータと、
(c)前記アクチュエータコイルと前記溶接ヘッドに結合され、前記アクチュエータコイルと溶接ヘッドを引っ込み位置から突出位置に動かし、かつ、戻して溶接電流が前記溶接ヘッドに流れるようにする制御器と、
からなることを特徴とするスタッド溶接機。
【請求項１１】
請求の範囲第10項に記載したスタッド溶接機であって、前記永久磁石は希土類材料であることを特徴とするスタッド溶接機。
【請求項１２】
請求の範囲第10項に記載したスタッド溶接機であって、前記永久磁石は、サマリウムコバルト及びネオジミウムからなる群から選ばれることを特徴とするスタッド溶接機。
【請求項１３】
請求の範囲第10項に記載したスタッド溶接機であって、前記コイルは８００mm/secまでの速度で動くことを特徴とするスタッド溶接機。
【請求項１４】
請求の範囲第10項に記載したスタッド溶接機であって、前記コイルのストロークは５mmより大きいことを特徴とするスタッド溶接機。
【請求項１５】
請求の範囲第10項に記載したスタッド溶接機であって、前記コイルのストロークは10mmであることを特徴とするスタッド溶接機。
【請求項１６】
請求の範囲第10項に記載したスタッド溶接機であって、前記アクチュエータ軸の位置をモニターする線型エンコーダーを備えることを特徴とするスタッド溶接機。
【請求項１７】
請求の範囲第１項に記載したスタッド溶接機であって、前記制御器に接続されたホストコンピュータを備え、前記ホストコンピュータと前記制御器とは、前記溶接ヘッドがスタッドを加工片に隣接する位置に位置決めした後、該スタッドが急速に該加工片に接触するように動かされて、該スタッドの一端が接触したときに溶接機への電流が流れるように前記アクチュエータと前記溶接ヘッドを制御するようにプログラムされたことを特徴とするスタッド溶接機。
【請求項１８】
請求の範囲第10項に記載したスタッド溶接機であって、前記アクチュエータはポリテトラフルオロエチレン化合物製のブッシュを有することを特徴とするスタッド溶接機。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、前方位置から後方位置に移動し、また戻ることができる軸線方向に変位可能な調整要素を備え、磁束とコイルが相互作用して、コイルが制御可能な電流源に接続されたとき軸線方向の力を生じて該調整要素を変位させ、その動きがスタッド保持具に伝達されるようになったスタッド溶接装置に関する。
従来技術の説明
この種のスタッド溶接装置は、米国特許第5,321,226号により知られている。この装置が基礎とする作動原理は、その図５に示されている。この装置では、棒磁石として設計された永久磁石が軸線方向に移動して、その上にスタッド保持具を配置した調整要素を作成しており、該スタッド保持具に保持されたスタッドは調整要素の変位中に軸線方向に変位させられる。この変位は、通常の方法でアークを発生し、溶接を行うのに使用される。棒磁石を変位させるために与えられる力は、電流の流れによって反対極性の電磁石を構成して反対方向の溶接方向を与えるように軸線方向前後に配置された２つのコイルから発生する。棒磁石は、コイル軸線に沿って、より詳細には、コイルのそれぞれの２つの外端にあるストップに向かって動くことができる。
電流により２つのコイルが励磁されたとき、ストップにより外向きに動くのを阻止されている棒磁石は、発生する磁場の方向のために最初は排斥されていた他方のコイルの方向に動くことになる。最初は棒磁石が一つのコイルから出て他方の空のコイルに入り、該他方のコイルの他端にあるストップに達するまで動いた位置にあるが、前者のコイルが該排斥力に打ち勝たねばならない。棒磁石の戻りの動きのためには、直列に接続された２つのコイルを通る電流の極性を逆転せねばならない。この磁石系は、明らかに、相互作用する磁場の特別な釣合いに依存しており、その結果、永久磁石の動きが続くと、該磁石に作用する力は顕著な程度まで変化する。空のコイルから最初に出ている排斥力が一旦打ち勝たれると、棒磁石は、該空のコイルに入ったとき直ちに該空のコイルに引き込まれ、その力は継続的に増加する。これは、スタッドのそれぞれの個々の位置で、特定の速度に調整要素の動きを制御することにとって問題であり、過剰な高速のためにアークにより生じた溶融物内にスタッドが沈み込む、という現象を防止せねばならないときには特に問題である。
本発明の目的は、上述した磁気原理を利用しながら、所定のコイル励磁電流のもとでは、磁場から調整要素に作用する軸線方向力が位置に関係なくほぼ等しくなるようにスタッド溶接装置を設計することである。
発明の概要
本発明においては、コイルが、調整要素に結合した中空体上に剛に配置され、磁化可能なコアと磁化可能なシースの間の空気間隙内に配置され、磁場は、コイルを放射方向に通り該コアとシースとを結合する少なくとも一つのヨークを通して伝達され、該コイルが電流制御中の電流方向の関数として一つの方向にのみ作用する軸線方向力を調整要素に与えるようにすることによって該目的が達成される。
この設計により、コイルを支持する中空体は、比較的軽量な部品を形成する。少なくとも溶接中工程中の動きの範囲における軸線方向変位中に、中空体はほぼ放射方向の磁場内に留まり、コイルは、該コイルを通る電流が一定であるとき、その軸線方向の変位中にほぼ安定した軸線方向力に曝される。コイルしたがって調整要素を有する中空体に作用する軸力は、コイルの調整経路内の各位置で正確に計算できる。これは、従来技術では軸線方向に変位させられる棒磁石と比較して、軸力を生じるための決定要因となる部品、すなわちコイルと中空体を比較的軽量な構造とすることができる点で、顕著な利点である。例えば、中空体を軽量なプラスチック材料とすることができる。他方、従来技術の棒磁石は、顕著な強さの磁場を発生しなければならないときは、非常に大きな質量を有するものになる。これは、調整要素の調整の動きに求められる加速に逆らうものであり、直列接続された２つのコイルを通る、それに対応する高い電流によって発生しなければならない。これに対して、本発明による設計では、比較的軽い質量のために、高加速と高減速を容易に達成することができる。
調整要素の調整精度は、該調整要素をストップで定まる端位置に押すスプリングが該調整要素上に作用するように装置を設計することにより高められる。スプリングがコイルからの軸力に逆らうように作用する場合には、該軸力がスプリング力に打ち勝たねば、調整要素はストップから持ち上げられない。必要な軸力はコイルを流れる電流を調整することにより非常に正確に調整でき、スプリングのスプリング力を増大させることは、スプリングの圧縮中に考慮に入れることができる。逆に、軸力を適切にすることにより、スプリング力が軸力より大きいときに調整要素が確実にストップまで戻るようにすることができる。
軸力を発生するのに必要な磁場は永久磁石により与えられるが、この目的のために電磁石を使用することも可能である。
永久磁石を使用する場合には、該磁石はスタッド溶接装置のケース内に組み込むことが好ましい。電磁石を使用する場合には、該電磁石は、コアとヨークの間に配置することができる。
調整要素を所定の動きのパターンに応じて動かす場合には、スタッド溶接装置は、ケースと調整要素の間の相対的位置に対応する変位信号を取り出すことができる線状変位測定装置が設けられた設計とし、この変位信号を実際値として、比較器内で、所定の変位・時間グラフから段階的にスタッド保持具の動きについてのメモリ読み出し値である所望値と比較し、比較器の比較信号でコイルに供給する電流源からの電流の強さを制御するように構成することが好ましい。
制御方法は、変位測定装置と比較器を使用して実際値信号を記憶した所望値信号と比較することによって実行でき、この制御方法は、変位測定装置から得られた変位信号が変位・時間グラフからの対応するデータに不変的に対比され、調整要素の動きの間において、変位・時間グラフに対応する動きの順序が非常な正確さをもって維持されるようにする。特に、これは、スタッドの迅速な持ち上げの動きとそれに対応する迅速な戻りを可能にするもので、溶接時に材料の溶融のための十分な時間を与えることができ、さらにスタッドの戻りの動きの終わりに溶融物に入る動きを、溶接用スタッドが所望の速度で溶融物に沈み、特に溶接用スタッドが衝突したときに溶融材料が飛び散るのを防止できるように設定することができる。溶融材料の飛散は、溶接用スタッドの戻り力を発生するのにスプリングのみを使用する場合にしばしば生じる。
変位・時間グラフをメモリに記憶することは、ケースごとに溶接される加工片の関数として異なる変位・時間グラフを設け、これらの変位・時間グラフをスタッド溶接装置の作動中に選択的に読みだすことを可能とする。
スタッド保持具を備える調整要素は、スプリングによりスタッド溶接装置に対する前方位置に押されることが好ましい。スタッド保持具により保持されたスタッドが加工片に当てられたとき、調整要素は、この位置から、比較器への基準信号として所定の変位・時間グラフから得られ、変位測定装置から与えられる基準位置まで、変位させられる。スタッドを加工片に当てたとき自動的に生じるこの基準位置のために、スタッドをスタッド溶接装置に対して方位付けすることなしに、それぞれ所定の変位・時間グラフを得ることができ、それぞれに採用される基準位置は、スタッドの動きのためのスタート位置を形成する。スタッドを加工片に当てたとき、スタッド溶接装置は、加工片に対する高さが自動的に定められることになり、この目的のために特別の操作を必要としない。
溶接ガンを、引っ込み位置からスタッドが溶接されるべき金属部分に重ねられる作動位置への前後の動きを制御するのにソレノイドを使用する従来のスタッド溶接機における他の問題は、異なる種類の溶接のために調節を必要とすることである。従来の駆動装置はストロークが短い場合が多く、溶接を行う加工片の位置がこのストロークより大きい範囲で変化するために、またスタッドが溶接ヘッドから「突出」する量が変化するために、これら変化を、円滑な高速作動に取り入れることは困難である。長いストロークのアクチュエータを使用することにより溶接機の信頼性を改善し、費用を減少させることができるであろう。例として、適切な長ストロークは約１０mmであろう。
したがって、本発明の一目的は、長いストロークの経路にわたって円滑で高速の作動が可能な改良された磁気的に駆動されるスタッド溶接装置を提供することである。この目的は、本発明の構成により達成される。
以下、本発明を添付図面に示す特定実施例を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
図１は、永久磁石を装備したスタッド溶接装置をスタッド保持具が前方位置にある状態で示す。
図２は、図１による配置のII−II線に沿った断面図である。
図３は、図１によるスタッド溶接装置に電磁石を使用する場合の磁石部分を示すもので、調整要素は後方位置にある。
図４は、所定の加工片に対して溶接用スタッドが動かなければならない溶接用スタッドの動きの範囲をプロットした変位・時間グラフである。
好ましい実施例の説明
図１は、ケース１とスタッド保持具２と軸線方向に可動な調整要素３と磁石システム４を備えるスタッド溶接装置を示す。加工片（図示せず）に溶接される溶接用スタッド５は、スタッド保持具２に固定される。ケース１はスタッド保持具２と磁石システム４スタッド保持具２から遠い方の端が後壁により閉じられている。
スタッド保持具２の動きのための磁石システム４は、永久磁石７とコア８、及び該コア８に接続され永久磁石７で発生する磁束を閉じるヨーク９からなる。永久磁石の材料は、サマリウムコバルト又はネオジウムボロン鉄であり、これらは通常の材料に比べて磁化の力に応答して比較的大きな磁場を形成することができる。永久磁石７は、外側が、導磁性の材料からなりヨーク９を通った磁束を永久磁石７の後部に供給するケース１０により囲まれている。永久磁石７の内面とコア８の外面の間には空気ギャップ１３があり、該空気ギャップ内に、コイル１５が巻かれたスリーブ１４が軸線方向摺動自在に配置されている。したがって、空気ギャップ１３を横切る磁束はコイル１５を通り、該コイル１５に電流が流れたとき、コイル１５は軸力を受ける。この軸力は、一方では磁束の強さに依存し、他方ではコイル１５を流れる電流の強さに依存するものであり、電流が流れる間は、コイル１５、したがってスリーブ１４に対応する軸線方向の変位を生じさせて、コイル１５に結合された部品に慣性を生じさせる。スリーブ１４は、例えば剛性プラスチック材料のような非導磁性の材料からなり、コイル１５を通る磁場に影響を与えることができない。
スリーブ１４から溶接用スタッド５の方向に延長部１６があり、調整要素３の一部を構成するチューブ１７まで続いている。延長部１６は、該延長部１６とチューブ１７を貫通するピン１８により該チューブ１７に結合されている。このように、延長部１６を介して、チューブ１７、したがってスタッド保持具２を固定した調整要素３へのスリーブ１４の不確実な結合が行われる。コイル１５とスリーブ１４の間の剛結合のために、磁束によりコイル１５に発生する軸力は、スリーブ１４に直接に作用し、コイル１５の軸方向の動きは、その全部が溶接用スタッド５に伝達される。
可動な調整要素３は、４９、５０で示すブッシングにより支持される。ポリテトラフルオロエチレン化合物を含む、イリノイ州ロックフォード所在のパシフィックベアリングシールカンパニーから入手できる複合軸受材料である「Frelon」が、溶接環境に存在して殆どの公知の材料を非常に短期間で損傷させる多数の磨耗性粒子やイオンに耐えることが判明したので、ブッシング４９、５０は、この材料から形成することが好ましい。Frelonは、要素３に対して予測しなかったほどの低摩擦を示し、溶接ガンの極めて悪い環境のもとでも予測しなかったほどの長寿命を有する。
チューブ１７は螺旋スプリング１９を支持しており、該スプリングは、一方ではケース１の内方突起２０に当たっており、他方では調整要素３の肩部２１に当たっている。螺旋スプリング１９は、調整要素３をその前面２２がストップを形成する内部肩２３に当たるように押し、前面が該肩に当たったとき調整要素３はその前端位置をとる。
螺旋スプリング１９の力に抗して、調整要素３、したがってそれに結合された他のすべての部品は、端面２４がケース１０の前壁２５に当たる位置として定義される後端位置に向けて軸線方向に変位させられる。チューブ１７、したがって溶接用スタッド５とコイル１５をこの後端位置に移動させるために、対応する高電流をコイル１５に与えて、螺旋スプリング１９による対抗力に打ち勝つだけの軸力を発生させなければならない。調整要素３／１７の調整の範囲は，距離Ｄに対応する。
スタッド溶接装置の上述した部品は、図１のII−II線に沿ってとった断面図である図２に示すように本質的に回転対称形である。
図３は、図１のスタッド溶接装置の本質的に磁石部分を示すものであるが、磁石システム４には、巻線を備え所要の軸線方向の動きに必要な磁場を与える電磁石２６が設けられている。電磁石２６の巻線はコア２７に巻かれており、電磁石２６に発生する磁場は、コア２７を通りヨーク２８に拡がり、該ヨークから磁場はケース１０と該ケースに挿入されたブッシュ２９を通りコイル１５に達する。図１の実施例におけると同様に、コイル１５はスリーブ１４に巻かれており、スリーブは左方向に延長部１６に続いている。ケース１０とブッシュ２９は、磁化可能な材料により形成される。図１の実施例におけると同様に、全体の配置はケース１により囲まれている。左部分に結合される部品は図１の実施例におけると同様であり、この点については図１の説明を参照されたい。
図３は、スリーブ１４が後端位置にある状態を示す。この端位置では、コイル１５は電磁石２６の磁場の影響下にあり、この磁場はコア２７の外面とブッシュ２９の内面の間の空気ギャップ１３を横切る。したがって、磁場は図１に示す実施例におけると同様に形成され、磁場はこの空気ギャップを放射方向に通り、該空気ギャップ１３内に軸線方向に可動に配置されたコイル１５は、この磁場に対して完全に露出される。
カバーされる経路に沿った正確な速度に維持される動きは、図１及び図３のスタッド溶接装置を用いる全溶接工程に要求される１秒までの時間内に達成することができる。これらの動きの間において、パイロット電流を使用することが重要であり、該パイロット電流は、溶接用スタッドが加工片に接触したときオンにされて、パイロット電流がオンになった状態で溶接用スタッドを加工片から離すことによってパイロットアークを点弧し、次いで溶接用スタッドを後端位置に保持した状態で溶接用アークをオンにすることによって加工片上に溶融部を形成し、その後に溶接用スタッドを最初にとったスタート位置を越えて加工片の方向に動かして溶接用スタッドの端面を溶融部内に沈め、次いで溶融部を硬化させる。溶融部のために、溶接用スタッドは、比較的遅い速度でスタート位置より僅かに遠くまで進められて、該溶融部内に動かされるので、溶接用スタッドが溶融部に急激に入ることによって生じる液状金属の飛散が防止される。溶接用パラメーター（加工片の強度、溶接用スタッドや加工材料の厚さ等）によって、理想的な溶接を達成するために観察しなければならない作動順序のための種々のパターンがある。
そのような動きのパターンの範囲をグラフの形で図４にプロットしてある。スタート位置０に対する溶接用スタッドのそれぞれの位置Ｌが縦軸にプロットしてある。横軸は、経過時間ｔのための時間軸を表す。したがって、このグラフにおいて、個々の点は特定の時点ｔxでの溶接用スタッドの位置Ｌを表す。ハッチした領域は、この領域にある動きのパターンの限界値を現す。スタート位置０から始まり、線３０、３１を通過して端位置Ｌ１、Ｌ２に達し、この位置で溶接用スタッドは時点ｔ1と時点ｔ2の間の位置にある。線３０、３１の傾斜は、その時点での溶接用スタッドの速度を表す。時点ｔ2の後では、溶接用スタッドは、線３２、３３に沿って動き加工片の方向に戻され、スタート位置を表す線０を通過して遅い速度で溶融部内に沈む。溶接用スタッドは、線０から線Ｌ3までの領域を通って進み、この位置に達したとき、該溶接用スタッドは戻りの動きを経てその端位置に到達したことになる。図示したように、線３２、３３はレベル０とレベルＬ3の間の領域に延び、傾斜は定常的に減少しており、これは速度が減少していることを表す。
観察された動きのパターンが、この動きの間中、図４のハッチ領域にあれば、それぞれの溶接スタッドにおいて理想的な溶接が達成される。
図４に関連して説明した動きのパターンのようにスタッド溶接装置を制御するために、図１に示す自動リセット装置が設けられる。このリセット装置は、調整要素３上に配置されたスケールを走査する線型変位測定装置３４によって、それぞれの時点での調整要素３の位置の絶対的測定を行い、調整要素３の求められた位置に応じて変位信号を形成することを基本としている。この変位信号は、線３６を経て比較器３７に送られ、該比較器３７は又、メモリ３９に記憶された動きのパターンのように溶接用スタッド５を動かすための所望信号を表す位置信号を該メモリ３９から線３８を経て段階的に受け取る。この所望信号は、実際信号として、線３６を通して送られた変位信号と比較され、その比較の結果は、線４０を経て制御器４１に送られ、該制御器は線４２を経てコイル１５に供給される電流の強さを調節する。線４２は、パイプとして示したチャンネル４３内を延びており、コイル１５の端に取り付けられている。制御器４１は、その端子４４に電圧を受け、この電圧が線４０から供給される比較信号に基づいて調節される。
詳細に述べると、次の作動が生じる。動きの法則として、一つまたはそれ以上の変位・時間グラフがメモリに記憶され、選択的に読み出されて、各時点における溶接用スタッド５の個々の位置が線３８を経て段階的に比較器３７に送られる。比較器３７は、段階的に提供されるこれらの個々の所望信号を線３６を経て供給され溶接用スタッド５の実際位置を表す実際信号と比較する。比較器３７に供給した信号に偏差があれば、比較器３７は制御電圧を供給し、この制御電圧は、線４０を経て伝達され、該制御電圧の大きさと符号は、制御器４１により制御されて、溶接用スタッド５がその所望位置にできるだけ接近するように強いか又は弱い電流がコイルに供給されるようにする。この工程は、メモリ３９からの動きのパタンの形状に応じて段階的に行われ、コイル１５とそれに結合された機構全体は、強制的に動かされる。特に、コイル１５のそれぞれの速度を、溶接工程の過程におけるそれぞれの位相において求められる方法で調節することが可能である。特に、後端位置から加工片への戻りの動きを、溶接用スタッド５が溶融部に入るとき遅らせることができ、この目的のために、コイル１５は、該コイル１５の動きを減速させるよう、その時点より前とは逆の方向の電流を受けることが必要になるであろう。
この配置により、スタッド溶接装置を平坦な加工片に当てる際に溶接用スタッド５に基準位置を自動的に与えることができる、という利点が得られる。この作用は、図１のスタッド溶接装置を平坦な加工片に当て、鎖線４５より突出した溶接用スタッド５を螺旋スプリング１９の作用に抗して押し戻することにより行われる。鎖線４５は、ケース１の端面４６、４７を結ぶ平面を表す。端面４６、４７が平坦な加工片に当てられると、溶接用スタッド５にとって定められた位置が得られ、この定められた位置は、前述したように、溶接用スタッドの基準位置となる。この基準位置は、変位測定装置３４によってスケールから読まれ、線４８を経て基準信号として比較器３７に伝達される。したがって、比較器３７は、基準信号を実際信号として、メモリ３９から読まれる所望信号と比較するように作動を始め、溶接用スタッド５が最初の位置をとる間は、これら信号は等しい値に維持されねばならない。次いで、動きのパターンが上述した方法で追尾され、比較器３７に線３６を経て供給される実際信号が段階的に与えられる。加工片は平坦な形状である必要はない。加工片が溶接工程の領域で湾曲を有する場合にも、溶接用スタッド５が加工片に接触する基準位置に該溶接用スタッドを変位させることが可能である。この基準位置で溶接工程が通常の方法で始まる。
可動の永久磁石を使用せずに移動コイルを利用し、磁石材料としてサマリウムコバルト又はネオジミウムのような希土類材料を選定することにより、800mm/secまでの速度と５mm以上のコイルストロークを達成することができる。この長いストロークにより、アクチュエータの位置を調節してスタッドの端から加工片までの距離の変化を補償することができる。永久磁石よりはるかに低い質量を有する移動コイルを使用することにより、より速い応答と、より正確なコイル位置の制御が達成される。さらに、永久磁石の場合には、該磁石が近くの金属に引かれることによる軸偏向側方荷重と呼ばれる片側に引っ張られる傾向のために、軸受に過剰の磨耗を生じ、究極的には破壊を生じることがある。このような効果は、移動コイルを使用することにより回避できる。
移動コイルの他の利点は、永久磁石アクチュエータを動かす場合に生じるヒステリシスを回避できることである。永久磁石は、鉄部品により囲まれるので、所定の位置で永久磁石を動かすのに要する電流の量は、該磁石が左に動くか右に動くかによって変わる。移動コイルではそのような影響は生じない。したがって、移動コイルのシステムは、移動磁石と固定コイルのシステムにおけるよりも簡単で正確な位置制御を可能にする。
したがって、本発明を図示した実施例について説明したが、この説明は限定的な意味で理解すべきではない。図示実施例についての種々の変更や、本発明の他の実施例が、この説明を参照する当業者にとって明らかになるであろう。したがって、請求の範囲の記載が、本発明の真の範囲に入る変更や実施例を含むものてのあると理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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