專利名稱：熔化熔接方法以及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一邊對電線和金屬端子加壓一邊進行通電加熱從而彼此進行接合的 熔化熔接方法以及裝置。
背景技術：
為了將包覆電線機械地以及電氣地連接到小型的電機設備或者電子部件的端子 上，熔化熔接被廣泛應用。在熔化熔接的工序中，將應該接合的包覆電線和端子機械地卡 止，接著一邊利用電極施加壓力一邊向接合部通電，由此，利用焦耳熱使包覆電線的絕緣覆 蓋膜融化并剝離之后，將電線和端子機械地以及電氣地進行連接。作為熔化熔接的控制方法，一般使用如下的位移量控制方法將通電開始點作為 基準點，在電極的位移量達到預定值時停止通電。但是，對于電極來說，即使停止對其通電 之后，由于慣性，移動也不會馬上停止。此外，由這樣的慣性所導致的移動距離受電極以及 工件(work)的發(fā)熱狀態(tài)的影響，越是高溫移動距離越長。于是，即使利用位移量控制，在預 定的相同的電極位移量處停止了通電，在發(fā)熱量過少的情況下，由慣性所導致的移動距離 以及工件的變形量不足，此外，在發(fā)熱量過大的情況下，所述移動距離以及工件的變形量過 大。因此，為了進一步提高針對發(fā)熱量的變動的適應性，在位移量控制中，在電極的位移的 途中進行使電流值發(fā)生變化的兩階段通電。在日本特開2002-164142號公報中記載的裝置 是進行兩階段通電的裝置，測量上部電極的位移量，基于位移量以及該位移量的變化量，將 電流從第一電流值切換到第二電流值。由此，不受熔化的前工序的電線和端子的鉚接狀態(tài) 的偏差的影響，防止包覆電線的包覆膜剝離不足和熔接強度不足。但是，在熔化熔接中所使用的電極隨著接合次數(shù)而逐漸劣化，所以，以如下方式進 行管理以預定的接合次數(shù)例如300 400次為壽命進行交換。通常，在所設定的電極的壽 命內，利用上述那樣的位移量控制，能夠穩(wěn)定地實施熔化熔接。但是，存在在熔化工序的生產線上進行多個品種的工件的批量混合流水生產的情 況，在該情況下，流轉各品種的順序或各品種的批量尺寸不固定。此外，電流條件因品種而 分別不同，因此，電極的劣化程度也分別不同。因此，由于之前流轉的品種及其批量尺寸分 別不同，所以，一樣地預測切換品種時的電極的劣化的程度是困難的，并且，與僅生產單一 品種的情況相比較，發(fā)熱量的變動幅度擴大。其結果是，即使以如上所述的兩階段通電進行 位移量控制，也不能充分地對應發(fā)熱量的變動，存在次品率上升的情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有技術的課題而提出的，其目的在于提供針對接合部處的 發(fā)熱量的變動的適應性較高的熔化熔接方法以及裝置。本發(fā)明提供一種進行熔化熔接的方法，使用第一電極(1)和進行位移量測量并且 能夠移動的第二電極(2)，對由第一被熔接材料(W1)和第二被熔接材料(W2)構成的工件 (W)進行熔化熔接；其特征在于，包括在第一電極⑴以及第二電極⑵之間配置將第一被熔接材料(W1)和第二被熔接材料(W2)組合后的工件(W)的階段；使第二電極(2)移動， 由此，開始對工件(W)加壓的階段；以第一電流值(I1)開始第一電極(1)以及第二電極(2) 之間的通電的階段；在第二電極(2)的位移量達到預先設定的第一位移基準值(R1)時，從 第一電流值(I1)變化為第二電流值(I2)的階段；以及在第二電極⑵的位移量達到預先設 定的第二位移基準值(R2)時停止通電的階段，其中，第一位移基準值(R1)以根據(jù)從通電開 始起的經過時間進行變化的方式設定。由此，由于第一位移基準值以根據(jù)從通電開始起的經過時間進行變化的方式進行 設定，所以，能夠根據(jù)電極位移速度的變動、即工件以及電極的發(fā)熱量的變動，在更適當?shù)?定時進行電流值的切換。此外，在本發(fā)明的進行熔化熔接的方法中，以根據(jù)經過時間的增加而單調增加的 方式、或者以根據(jù)經過時間的增加而階段性地增加的方式設定第一位移基準值(R1)。此外，在本發(fā)明的進行熔化熔接的方法中，第一電流值(I1)可以比第二電流值 (I2)大，第一電流值(I1)也可以比第二電流值(I2)小。并且，本發(fā)明的進行熔化熔接的方法中，為了不進行第一電極(1)以及第二電極 (2)的維護或者交換地以批量為單位將多個種類的工件(W)進行熔化熔接，可以對多個種 類的工件(W)的各批量反復實施上述各階段。在這種情況下，對應于多個種類的工件(W)， 設定多組的第一以及第二位移基準值(R1, R2)。由此，對于本發(fā)明的方法來說，在進行電極 的劣化的程度不固定的批量混合流水生產的情況下特別有效。本發(fā)明提供一種熔化熔接裝置，用于對由第一被熔接材料(W1)和第二被熔接材料 (W2)構成的工件(W)進行熔化熔接，其特征在于，具有熔接電源(3)；第一電極(1)，與熔 接電源(3)的一個極連接；第二電極(2)，與熔接電源(3)的另一個極連接，以能夠上下移 動的方式構成，并且，能夠在與第一電極(1)之間夾持工件(W)并進行加壓；電極位移檢測 單元(4)，檢測第二電極(2)的位移量；以及控制裝置(6)，基于由電極位移檢測單元(4)檢 測到的第二電極⑵的位移量，控制熔接電源⑶的輸出電流，設定并存儲有第一位移基準 值(R1)以及第二位移基準值(R2),其中，控制裝置(6)以如下方式控制輸出電流在第二電 極(2)對工件(W)進行加壓之后，以第一電流值(I1)開始第一以及所述第二電極(1、2)之 間的通電，在第二電極⑵的位移量達到第一位移基準值(R1)時，使第一電流值(I1)變化 為第二電流值(I2)，在第二電極(2)的位移量達到第二位移基準值(R2)時停止通電，以根 據(jù)從通電開始起的經過時間進行變化的方式設定第一位移基準值(R1)。由此，以根據(jù)從通電開始起的經過時間進行變化的方式設定第一位移基準值，所 以，能夠根據(jù)電極位移速度的變動、即工件以及電極的發(fā)熱量的變動，在更適當?shù)亩〞r進行 電流值的切換。在本發(fā)明的熔化熔接裝置中，可以在控制裝置(6)中設定并存儲多組第一以及第 二位移基準值(R1, R2)。此外，上述各單元的括號內的附圖標記是表示與后述的實施例中所記載的具體的 單元的對應關系的一例。以下，根據(jù)附圖和本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的記載，能夠更加充分地理解本發(fā)明。


圖1是表示本發(fā)明的實施例的熔化熔接裝置的結構的圖。圖2是所述熔化熔接裝置的控制裝置的框圖。圖3是表示在所述控制裝置中設定的位移基準值的一例的圖。圖4是表示在所述控制裝置中設定的位移基準值的其他例的圖。圖5是與位移基準值一起示意性地示出標準的位移曲線的圖。圖6是在圖5中進一步追加了初始發(fā)熱較少的情況的位移曲線以及電流波形的 圖。圖7是在圖5中進一步追加了初始發(fā)熱較大的情況的位移曲線以及電流波形的 圖。圖8是表示兩種工件品種的熔接時間的變動的圖。圖9是表示兩種工件品種的位移量的變動的圖。圖10是表示相關技術的熔化熔接裝置的結構的圖。圖11是與標準的位移曲線一起示意性地示出在相關技術的熔化熔接裝置中設定 的位移基準值的圖。圖12是表示利用了相關技術的熔化熔接裝置的情況下的位移曲線的圖。
具體實施例方式在對本發(fā)明的熔化熔接裝置以及熔接方法進行說明之前，首先，參照圖10 12， 對相關技術的熔化熔接裝置100進行說明。如圖10所示，相關技術的熔化熔接裝置100具 有下部電極1 ；與下部電極1對置配置的上部電極2 ；熔接電源3 ；對上部電極2的位移量 進行檢測的電極位移傳感器4 ；電流傳感器5 ；控制裝置106。此外，在上部電極2和下部電 極1之間夾持有工件W，對于該工件W來說，在該例中，由U字形的金屬制端子W1和被夾持 在上述端子W1的內側的包覆電線W2構成。端子W1和包覆電線W2在熔化工序的前工序的鉚 接工序中被這樣組合而彼此卡止。上部電極2以如下方式構成能夠上下移動地被未圖示的電極保持框架支撐，并 且，還從未圖示的加壓汽缸受力進行移動。上述加壓汽缸在驅動時能夠以固定的力對上部 電極2以及工件W加壓。此外，上部電極2利用二次導體7與熔接電源3的一個極電連接。 另一方面，下部電極1不動地固定在未圖示的電極保持框架上，利用二次導體8與熔接電源 3的另一個極電連接。熔接電源3能夠根據(jù)來自控制裝置106的信號使其輸出電流變化。此外，電極位 移傳感器4以如下方式構成檢測在上部電極2上固定的臂板(arm plate)4a的上下的位 移，作為上部電極2的位移，將該位移數(shù)據(jù)向控制裝置106發(fā)送。此外，電流傳感器5設置在 對下部電極1和熔接電源3進行連接的二次導體8上，將所測定的數(shù)據(jù)輸入到控制裝置106。圖10的控制裝置106進行兩階段通電的位移量控制，更詳細地說，基于以固定的 力對工件W加壓的上部電極2的位移量，進行電流值的切換和通電停止。因此，預先設定并 存儲第一位移基準值R1以及第二位移基準值R2?？刂蒲b置106對熔接電源3進行控制，使 得在上部電極2的位移量達到第一位移基準值R1時，使電流從第一電流值I1下降到第二電 流值I2，在上部電極2的位移量達到第二位移基準值R2時停止通電。
圖11示意性地示出表示使用這樣的相關技術的熔化熔接裝置100進行熔化熔接 的情況下的上部電極2的位移量相對于時間的變化的位移曲線D，第一位移基準值R1以及 第二位移基準值R2也作為固定的值示出。圖11中的時間的零點與上部電極2接觸到了工 件W之后的通電開始時刻一致，此外，位移量的零點與通電開始時刻的上部電極2的位置一 致。因此，圖11的上部電極位移量實際上與工件W的變形量一致。此外，該圖的位移曲線 D和表示第一位移基準值R1的直線的交點為電流切換點Cl，位移曲線D和表示第二位移基 準值R2的直線的交點為通電停止點C2。此外，停止通電后，電極由于慣性也稍稍移動。圖12示出使用圖10的相關技術的熔化熔接裝置100進行熔化熔接的情況下的上 部電極2的位移曲線，但是，在該圖中示出3條位移曲線。位移曲線D1表示標準的合格品 的情況，位移曲線D2表示由于發(fā)熱過大而使位移量超過了 2090 μ m的上限允許值的不合格 品的情況，位移曲線D3表示由于發(fā)熱過少而使時間超過了 90cyc的上限允許值的不合格品 的情況。此外，在本說明書中，將時間的單位的Icyc設為16. 7ms。但是，若使用該相關技術的熔化裝置進行批量混合流水生產，則存在如下情況如 上述那樣對于不固定的電極的劣化的程度或者初始發(fā)熱量的大小，電流切換不能夠適當?shù)?對應，導致次品率的上升這一結果。在發(fā)熱量過大的情況下，處于過熱狀態(tài)，所以，如圖12 的位移曲線D2所示那樣，位移速度快，通電停止后的電極的由慣性所導致的移動距離變大， 位移量即工件的變形量超過了其上限規(guī)格。另一方面，在發(fā)熱量過少的情況下，如位移曲線 D3所示那樣，位移速度慢，即便在作為時間的上限規(guī)格的90cyc的時刻，位移量也沒有達到 第二位移基準值R2。其次，參照圖1 圖9對本發(fā)明的實施例的熔化熔接裝置以及方法進行說明。如圖1所示，對于本發(fā)明的實施例的熔化熔接裝置10來說，與上述的相關技術的 熔化熔接裝置100相比，僅控制裝置6不同，其他的構成要素相同。因此，對相同的構成要 素標注相同的附圖標記，此外省略其說明。圖2是表示圖1的熔化熔接裝置10的控制裝置6的結構的框圖。該控制裝置6 具有電流傳感器輸入部61，將來自電流傳感器5的模擬信號放大，實施噪音過濾處理；A/ D轉換部62，將從電流傳感器輸入部61接收的模擬信號進行A/D轉換，將數(shù)據(jù)交給后述的 微處理器部67 ；位移傳感器輸入部63，對來自位移傳感器4的數(shù)字信號實施噪音過濾處理； 計數(shù)器電路部64，接收來自位移傳感器輸入部63的信號，進行脈沖的可逆計數(shù)(up down count)；測量定時產生部65，產生取得電流傳感器5以及計數(shù)器的數(shù)據(jù)的定時信號；位移基 準值設定表66，對分別設定了各測量定時的第一位移基準值R1以及第二位移基準值R2的 數(shù)據(jù)進行存儲；微處理器部67，取得電流傳感器5以及計數(shù)器的數(shù)據(jù)，分別對計數(shù)器的數(shù)據(jù) 和位移基準值設定表66的數(shù)據(jù)進行比較，判斷是否將控制輸出信號接通(ON)；控制信號輸 出部68，對熔接電源3輸出通電停止的信號。在控制裝置6的位移基準值設定表66中，為了能夠與混合流水生產對應，設定與 多個工件品種相對應的多組的第一以及第二位移基準值Ri、R2。此外，所設定的位移基準值 不限于固定值。圖3是示出在本實施例的位移基準值設定表66中設定的工件品種A用的 第一位移基準值R1以及第二位移基準值R2的圖。圖3的品種A用的第二位移基準值R2與 時間的經過無關地固定為約1550 μ m，但是，第一位移基準值R1以如下方式變化與時間的 經過一起從1000 μ m開始最初進行線性增加，在中途進行階段性增加，直至約1300 μ m。圖
74是表示品種B用的第一位移基準值R1以及第二位移基準值R2的與圖3相同的圖。圖4的 品種B用的第二位移基準值R2也與時間的經過無關地固定為2000 μ m,但是，第一位移基準 值隊以如下方式變化與時間的經過一起，從約1000 μ m開始最初進行線性增加，在中途進 行階段性增加，直至約1600 μ m?？刂蒲b置6能夠對熔接電源3進行控制，使得在上部電極2的位移量達到第一位 移基準值R1時使電流從第一電流值I1下降到第二電流值I2，在上部電極2的位移量達到第 二位移基準值R2時停止通電。其次，本發(fā)明的實施例的熔化熔接方法對應用于品種A以及B的兩種工件的批量 混合流水生產的例子進行說明。此外，不實施上部以及下部電極的維護或者交換地進行該 實施例的方法的工序。首先，作為準備階段，預先將兩種工件W用的兩組的第一以及第二位移基準值輸 入到控制裝置6的位移基準值設定表66中，并進行存儲。這些位移基準值如圖3以及圖4 所示，第二位移基準值R2固定，但是，第一位移基準值R1以伴隨從通電開始起的時間的經過 而增加的方式設定。此外，也預先設定兩種工件W用的兩組的第一電流值I1以及第二電流 值12。第一以及第二電流值I” I2分別為固定值，此外，在本實施例中，將第二電流值I2設 定得比第一電流值I1小。首先，將由預先組合而彼此卡止的端子W1和包覆電線W2構成的品種A的工件W配 置在上部電極2和下部電極1之間。此時，上部電極2位于不與工件W接觸的起始位置。然后，使未圖示的加壓汽缸動作，由此，使上部電極2向下方移動。此外，在上部電 極2移動的同時，也開始測量其位移量。然后，上部電極2與端子W1接觸，若以固定的力對端子W1以及包覆電線W2進行了 加壓，則以第一電流值I1開始上部電極2和下部電極1之間的通電，并且，將該通電開始時 的上部電極2的位置設為位移量的零點。在上部電極2的位移量達到第一位移基準值R1時，使電流從第一電流值I1變化為
第二電流值I2。然后，上部電極2的位移量達到第二位移基準值R2時，停止通電。然后，使上部電極2上升，在返回到起始位置之后，取出品種A的工件W，一個周期 的工序結束。重復上述工序，使品種A的工件W的批量加工結束。然后，切換到品種B的工件W，重復實施相同的工序，使品種B的工件W的批量加工 結束。此外，在品種B的情況下，第一以及第二位移基準值禮、R2應用圖4所示的值，此外， 第一以及第二電流值Ip I2也應用與品種A的情況不同的值的電流值。然后，對本發(fā)明的實施例的熔化熔接方法的作用以及效果進行說明。圖5示意性地示出表示標準的電極位移量的變化的第一位移曲線Dp在圖5中， 第一位移基準值R1作為與時間的經過一起大致直線地增加的函數(shù)而示出。在該圖中，未示 出電流波形，但是，在電流切換點Cl，電流從第一電流值I1向第二電流值I2切換，在通電停 止點C2，停止通電。圖6是用于對初始的發(fā)熱較少的情況下的控制進行說明的圖，是除了標準的第一 位移曲線隊之外示出了發(fā)熱較少的情況下的第二位移曲線D2并進一步示出電流波形的圖。 如圖6所示，在發(fā)熱較少的情況下，如第二位移曲線D2所示，位移速度下降，并且表示第一位移基準值R1的直線以向右上角上升的方式變化，由此，與標準的發(fā)熱的情況相比較，電流 切換點Cl延遲時間Ata。另一方面，圖7是用于對初始的發(fā)熱較大的情況下的控制進行說明的圖，代替第 二位移曲線D2而示出發(fā)熱較多的情況下的第三位移曲線D3。如圖7所示，在發(fā)熱較多的情 況下，如第三位移曲線D3所示那樣位移速度增大，并且表示第一位移基準值R1的直線以向 右上角上升的方式變化，由此，與標準的發(fā)熱的情況相比較，電流切換點Cl快了時間Atb。當然，即使在第一位移基準值R1為以水平的直線表示的固定值的情況下，與發(fā)熱 的過少對應，電流切換點Cl前后移動，但是，根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，與第一位移基準值 R1為固定值的情況相比較，上述延遲時間Ata以及初始化的時間Atb增大，根據(jù)其結果能 夠得到適當?shù)碾娏髑袚Q點Cl。該特征在進行電極的劣化程度不固定的批量混合流水生產的 情況下尤其發(fā)揮作用。圖8以及圖9是進行批量混合流水生產的品種A以及B的、熔接時間以及位移量 的變動的實際測量數(shù)據(jù)。此外，品種A的批量數(shù)量是170個，品種B的批量數(shù)量是130個。關于圖8，品種A和B分別具有不同的基準熔接時間，此外，即使對于哪一個品種， 熔接時間的變動都在允許范圍內。關于圖9，品種A的位移量的允許范圍為1200 1800 μ m，品種B為1870 2400 μ m，但是，確認品種A以及B都充分進入到上述允許范圍。在上述實施例中，本發(fā)明的方法應用于以兩種工件品種A以及B為對象的批量混 合流水生產，但是，該方法當然也可以應用于以單一品種的工件W為對象的生產。在單一品 種的情況下，與使第一位移基準值R1固定的情況相比較，也能夠進行針對發(fā)熱量的變動的 適應性較高的控制。在上述實施例中，第二電流值I2比第一電流值I1小，但是，與此相反，第二電流值 I2比第一電流值I1大也可以。在上述實施例中，工件W由U字形的金屬制端子W1和包覆電線W2構成，但是，本發(fā) 明能夠應用于各種工件，例如，也可以應用于由金屬制端子和沒有包覆的電線構成的工件。
權利要求
一種進行熔化熔接的方法，使用第一電極(1)和進行位移量測量并且能夠移動的第二電極(2)，對由第一被熔接材料(W1)和第二被熔接材料(W2)構成的工件(W)進行熔化熔接，其特征在于，包括在所述第一電極(1)以及所述第二電極(2)之間配置將所述第一被熔接材料(W1)和所述第二被熔接材料(W2)組合后的所述工件(W)的階段；使所述第二電極(2)移動，由此，開始對所述工件(W)加壓的階段；以第一電流值(I1)開始所述第一電極(1)以及所述第二電極(2)之間的通電的階段；在所述第二電極(2)的位移量達到預先設定的第一位移基準值(R1)時，從所述第一電流值(I1)變化為第二電流值(I2)的階段；以及在所述第二電極(2)的位移量達到預先設定的第二位移基準值(R2)時停止通電的階段，所述第一位移基準值(R1)以根據(jù)從通電開始起的經過時間進行變化的方式設定。
2.如權利要求1的進行熔化熔接方法，其特征在于，以根據(jù)所述經過時間的增加而單調增加的方式設定所述第一位移基準值(R1)。
3.如權利要求1的進行熔化熔接方法，其特征在于，以根據(jù)所述經過時間的增加而階段性地增加的方式設定所述第一位移基準值(R1)。
4.如權利要求1的進行熔化熔接方法，其特征在于， 所述第一電流值(I1)比所述第二電流值(I2)大。
5.如權利要求1的進行熔化熔接方法，其特征在于， 所述第一電流值(I1)比所述第二電流值(I2)小。
6.一種進行熔化熔接的方法，是用于不進行所述第一電極(1)以及所述第二電極(2) 的維護或者交換地以批量為單位對多個種類的工件(W)進行熔化熔接且對所述多個種類 的工件(W)的各批量反復實施所述各階段的、進行權利要求1所述的熔化熔接的方法，其特 征在于，與所述多個種類的工件(W)相對應，設定多組的所述第一以及第二位移基準值(R1,R2)。
7.一種熔化熔接裝置，對由第一被熔接材料(W1)和第二被熔接材料(W2)構成的工件 (W)進行熔化熔接，其特征在于，具有熔接電源⑶；第一電極(1)，與所述熔接電源(3)的一個極連接；第二電極(2)，與所述熔接電源(3)的另一個極連接，以能夠上下移動的方式構成，并 且，能夠在與所述第一電極(1)之間夾持所述工件(W)并進行加壓； 電極位移檢測單元(4)，檢測所述第二電極(2)的位移量；以及 控制裝置(6)，基于由所述電極位移檢測單元(4)檢測到的所述第二電極(2)的位移 量，控制所述熔接電源(3)的輸出電流，設定并存儲有第一位移基準值(R1)以及第二位移 基準值(R2)，所述控制裝置(6)以如下方式控制輸出電流在所述第二電極(2)對工件(W)進行加 壓之后，以第一電流值(I1)開始所述第一以及第二電極(1、2)之間的通電，在所述第二電極(2)的位移量達到所述第一位移基準值(R1)時，使所述第一電流值(I1)變化為第二電流 值(I2)，在所述第二電極(2)的位移量達到所述第二位移基準值(R2)時，停止通電， 以根據(jù)從通電開始起的經過時間進行變化的方式設定所述第一位移基準值(R1)。
8.如權利要求7的熔化熔接裝置，其特征在于，在所述控制裝置(6)中設定并存儲多組的所述第一以及第二位移基準值(R1;R2)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種針對接合部的發(fā)熱量的變動的適應性較高的熔化熔接方法以及裝置。在本發(fā)明的熔化熔接方法中包括在第一電極(1)以及第二電極(2)之間配置將第一被熔接材料(W1)和第二被熔接材料(W2)組合后的工件(W)的階段；使第二電極(2)移動，由此，開始對工件(W)加壓的階段；以第一電流值(I1)開始第一電極(1)以及第二電極(2)之間的通電的階段；在第二電極(2)的位移量達到預先設定的第一位移基準值(R1)時，使第一電流值(I1)變化為第二電流值(I2)的階段；以及在第二電極(2)的位移量達到預先設定的第二位移基準值(R2)時停止通電的階段，其中，第一位移基準值(R1)以根據(jù)從通電開始起的經過時間進行變化的方式設定。
文檔編號H01R43/02GK101931159SQ20101020843
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權日2009年6月19日
發(fā)明者川越禎, 酒井敏之 申請人:株式會社電裝