CN102416524A

CN102416524A - 缝焊翘曲防止方法及装置

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Publication number: CN102416524A
Application number: CN2011102775877A
Authority: CN
Inventors: 长谷川荣作; 金子贡; 池田贵史; 小林晴彦
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2031-09-19
Also published as: US9227266B2; JP5437960B2; CN102416524B; JP2012066305A; US20120074103A1

Abstract

本发明提供一种能够在工件彼此的材质或厚度不同而热收缩量有偏差的情况下，防止因焊接后的冷却收缩而发生的翘曲的缝焊翘曲防止方法及缝焊翘曲防止装置。在将热收缩量在通电方向上不均匀的多个工件(W1、W2)夹入一对滚轮电极(23、33)之间在通电的同时进行焊接的缝焊翘曲防止方法中，以使一对滚轮电极(23、33)中，与热收缩量大的工件(W2)抵接的滚轮电极(33)比与热收缩量小的工件(W1)抵接的滚轮电极(23)向行进方向前方偏置的状态进行焊接。

Description

缝焊翘曲防止方法及装置

技术领域

本发明涉及一种缝焊翘曲防止方法及装置。详细而言，涉及一种对热收缩量在通电方向上不均匀的多个被焊接部件进行焊接的缝焊翘曲防止方法及装置。

背景技术

以往，已知有利用滚轮电极夹着两件或两件以上的工件(被焊接部件)在进行加压、通电的同时使滚轮电极移动而对工件连续地进行焊接的缝焊。

【专利文献1】日本特开2000-5879号公报

然而，在缝焊中，当工件彼此的热收缩量不均匀时，因焊接之后的冷却收缩会在工件的长度方向上发生翘曲。

如图6(a)所示，例如，当使热收缩量小的工件W1与热收缩量大的工件W2重叠而进行缝焊时，由于工件W1冷却收缩小，工件W2冷却收缩大，因此，如图6(b)所示，焊接之后的工件W12在长度方向上发生翘曲。

例如，当工件彼此的材质不同时，工件彼此的热收缩量通常不同。即使相同材质的工件彼此，在工件厚度相互不同时，热收缩量也不均匀。

当工件彼此的材质或厚度不同而热收缩量存在偏差的情况下，对这些工件进行缝焊时，因焊接之后的冷却收缩在工件的长度方向上发生翘曲。并且，由于该翘曲使得焊接完成的工件的尺寸发生变化，因此，在后续工序的焊接或组装中会产生不良情况。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而作成的，其目的在于，提供一种能够在被焊接部件彼此的材质或厚度不同而热收缩量存在偏差的情况下，防止因焊接之后的冷却收缩而产生的翘曲的缝焊翘曲防止方法及缝焊翘曲防止装置。

本发明的缝焊翘曲防止方法是将热收缩量在通电方向上不均匀的多个被焊接部件(例如，后述的工件W1、W2)夹入一对焊接电极(例如，后述的滚轮电极23、33)之间在进行通电的同时进行焊接的方法，其中，以使所述一对焊接电极中的与热收缩量大的所述被焊接部件(例如，后述的工件W2)抵接的所述焊接电极(例如，后述的滚轮电极33)比与热收缩量小的所述被焊接部件(例如，后述的工件W1)抵接的所述焊接电极(例如，后述的滚轮电极23)向行进方向前方偏置的状态进行焊接。

根据该发明，以使与热收缩量大的被焊接部件抵接的焊接电极比与热收缩量小的被焊接部件抵接的焊接电极向行进方向前方偏置的状态进行焊接。

由此，对于焊接中的工件，能够向抑制因冷却收缩而发生翘曲的方向施加外力，在翘曲发生前抵消该翘曲，从而能够将翘曲的发生防患于未然。

本发明的缝焊翘曲防止装置(例如，后述的缝焊翘曲防止装置1)对热收缩量在通电方向上不均匀的多个被焊接部件(例如，后述的工件W1、W2)进行焊接，其中，具备：一对焊接电极(例如，后述的滚轮电极23、33)，该一对焊接电极夹入所述多个被焊接部件，在通电的同时进行焊接；偏置机构(例如，后述的偏置机构40)，该偏置机构使所述一对焊接电极中的与热收缩量大的所述被焊接部件(例如，后述的工件W2)抵接的所述焊接电极(例如，后述的滚轮电极33)比与热收缩量小的所述被焊接部件(例如，后述的工件W1)抵接的所述焊接电极(例如，后述的滚轮电极23)向行进方向前方偏置。

根据该发明，具有与上述同样的效果。

【发明效果】

根据本发明，对于焊接中的工件，能够向抑制因冷却收缩而发生的翘曲的方向施加外力，在翘曲发生前抵消该翘曲，从而能够将翘曲的发生防患于未然。

附图说明

图1是表示本发明的缝焊翘曲防止方法的实施方式的说明图。

图2是表示本发明的第一实施方式涉及的缝焊翘曲防止装置的焊接电极处于通常位置的状态的概略立体图。

图3是表示本发明的缝焊翘曲防止装置的焊接电极位移至偏置位置的状态的概略立体图。

图4是表示本发明的第二实施方式涉及的缝焊翘曲防止装置的焊接电极位于通常位置的状态的概略立体图。

图5是表示本发明的第三实施方式涉及的缝焊翘曲防止装置的焊接电极位于通常位置的状态的概略立体图。

图6是表示在现有的缝焊中发生翘曲的状况的说明图。

【符号说明】

1、2、3…缝焊翘曲防止装置

20、30…焊接电极

23、33…滚轮电极

40、50、60…偏置机构

W1、W2…工件(被焊接部件)

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的缝焊翘曲防止方法的实施方式的说明图。

在该缝焊翘曲防止方法中，将热收缩量在通电方向上不均匀的多个工件W1、W2夹入一对滚轮电极23、33之间在通电的同时进行缝焊。

此时，以使滚轮电极23、33中，与热收缩量大的工件W2抵接的滚轮电极33比与热收缩量小的工件W1抵接的滚轮电极23向行进方向前方偏置的状态进行焊接。

在焊接开始前，如图1(a)所示，进行滚轮电极23及滚轮电极33的定位。

即，以使通过工件W1侧的滚轮电极23的旋转轴的铅垂线V1与通过工件W2侧的滚轮电极33的旋转轴的铅垂线V2一致的方式，对两滚轮电极23、33进行定位。

同时，在滚轮电极23和滚轮电极33之间夹入工件W1、W2。

滚轮电极23、33的定位和工件W1、W2的夹入哪一个在前均可。

焊接开始的准备完成后，使焊接电流在两滚轮电极23、33之间流动而开始缝焊。

开始缝焊之后，如图1(b)所示，即刻使工件W2侧的滚轮电极33比工件W1侧的滚轮电极23向行进方向前方偏置。

此时的偏置量根据工件W1与工件W2的热收缩量之差及缝焊的移动速度在例如0～5mm的范围内适当设定。

保持使滚轮电极33比滚轮电极23向行进方向前方偏置的状态而进行缝焊。

在被缝焊的工件W1、W2中，与工件W1的热收缩量相比，工件W2的热收缩量大。因此，通常刚焊接之后的工件W12因冷却收缩而想要向下弯曲。

然而，由于下侧的滚轮电极33比上侧的滚轮电极23向行进方向前方偏置，因此，该下侧的滚轮电极33以向上推起工件W12的方式对工件W12进行支承。

此时，以滚轮电极33要向上推起工件W12而对工件W12进行支承的力抵消工件W12因冷却收缩而要向下弯曲的力的方式，预先设定滚轮电极33的偏置量。

通过如此设置，使工件W12因冷却收缩而导致的翘曲发生之前就抵消该翘曲，其结果是，将工件W12翘曲的发生防患于未然，从而在冷却后也不会发生翘曲地以笔直地状态焊接。

滚轮电极33到达规定的焊接完成位置后，如图1(c)所示，使滚轮电极33在该位置停止，并使滚轮电极23继续移动至与滚轮电极33相同位置，在该位置停止。

由此，缝焊结束。

根据本实施方式，具有如下效果。

(1)以使与热收缩量大的工件W2抵接的滚轮电极33比与热收缩量小的工件W1抵接的滚轮电极23向行进方向前方偏置的状态进行焊接。

由此，对于焊接中的工件W12，能够向抑制因冷却收缩而发生的翘曲的方向施加外力，在翘曲发生前抵消该翘曲，从而能够将翘曲的发生防患于未然。

<第一实施方式>

图2、3是表示本发明的第一实施方式涉及的缝焊翘曲防止装置1的概略立体图。

缝焊翘曲防止装置1具备：筐体10、由筐体10支承的一对焊接电极20、30、偏置机构40、变压器70。

筐体10用于将焊接电极20、30、偏置机构40及变压器70以规定的位置关系进行设置。为便于表示，在图1、2中，箭头X表示筐体10的前后方向的前方，箭头Y表示筐体10的左右方向的右方，箭头Z表示筐体10的上下方向的上方。

具体而言，筐体10具备：用于设置焊接电极20的上层设置部11；用于设置焊接电极30的下层设置部12；用于设置偏置机构40的侧板13；用于设置变压器70的上端部14。

筐体10或工件(例如两件工件W1、W2(参照图1))的至少一者随着缝焊的进行向规定的方向移动。

当筐体10向右移动时，筐体10被未图示的驱动机构支承。在执行缝焊时，该驱动机构动作，从而使筐体10向右移动。

当两件工件W1、W2向左移动时，工件W1、W2被未图示的工件驱动机构保持。在执行缝焊时，该工件驱动机构动作，从而使工件W1、W2向左移动。

焊接电极20、30夹入两件工件W1、W2(参照图1)在通电的同时进行焊接。

上侧的焊接电极20具备：电极保持部21、从电极保持部21突出的旋转轴22、固定在旋转轴22前端的滚轮电极23。

电极保持部21设置在筐体10的上层设置部11上。旋转轴22从上层设置部11向前方突出，滚轮电极23配置在比筐体10靠前。

电极保持部21经由旋转轴22保持滚轮电极23且使滚轮电极23旋转自如，并且控制向滚轮电极23的通电。即，在通电时，将在变压器70中升压的高压电力经由旋转轴22应用于滚轮电极23。

下侧的焊接电极30具备：电极保持部31、从电极保持部31突出的旋转轴32、固定在旋转轴32前端的滚轮电极33。

电极保持部31隔着直线导向件15设置在筐体10的下层设置部12上。直线导向件15安装在下层设置部12上，且具备滑块(省略图示)。电极保持部31一体地安装在直线导向件15的滑块上。直线导向件15支承电极保持部31且使该电极保持部31沿筐体10的左右方向移动自如。旋转轴32从下层设置部12向前方突出，滚轮电极33配置在比筐体10靠前。

电极保持部31经由旋转轴32保持滚轮电极33且使滚轮电极33旋转自如，并且从上侧的滚轮电极23向下侧的滚轮电极33通电。即，具有上侧的滚轮电极23通电时，从上侧的滚轮电极23经由夹入两滚轮电极23、33之间的工件W1、W2向下侧的滚轮电极33通入焊接电流的作用。

偏置机构40使与两件工件W1、W2中热收缩量大的工件W2抵接的下侧的滚轮电极33比与热收缩量小的工件W1抵接的上侧的滚轮电极23向行进方向前方偏置。

偏置机构40具备：设置在筐体10的侧板13上的电动机41、将电动机41的驱动向下侧的电极保持部31传递的传动机构43。

电动机41朝向下方安装在侧板13的电动机安装部16上，且具备向下方延伸的杆42。当电动机41向一方向驱动时，杆42下降，当电动机41反向驱动时，杆42上升。

这种电动机41可以使用直线电动机，也可以使用旋转电动机与丝杠组合的组件。也可以使用流体压力缸代替电动机。

传动机构43具备：在形成于筐体10的侧板13的贯通孔44前后安装于侧板13上的一对直线导向件45、45；倾斜动作杆48。

直线导向件45、45支承滑块46、46使其沿上下方向移动自如。滑块46、46通过前后延伸的连结棒47相互连结。电动机41的杆42的下端部安装在该连结棒47的中央。

由此，当通过电动机41的驱动使杆42升降时，直线导向件45、45的滑块46、46也同样地进行升降。

倾斜动作杆48的一端部安装在下侧的电极保持部31上，另一端部安装在连结棒47上。

具体而言，倾斜动作杆48的一端部以绕沿前后延伸的轴线(省略图示)倾斜动作自如的方式安装在电极保持部31的侧部。

倾斜动作杆48的另一端部以绕沿前后延伸的轴线(省略图示)倾斜动作自如的方式相对于连结棒47安装。

由此，当在电动机41的驱动作用下经由杆42使直线导向件45、45的滑块46、46升降时，经由倾斜动作杆48使下侧的电极保持部31向左右方向移动。

具体而言，如图3所示，当电动机41向一方向驱动而使杆42下降时，直线导向件45、45的滑块46、46下降，倾斜动作杆48的右端部下降，其左端部向右方移动，从而使得下侧的电极保持部31向右方移动。

如图2所示，当电动机41反向驱动而使杆42上升时，直线导向件45、45的滑块46、46上升，倾斜动作杆48的右端部上升，其左端部向左方移动，从而使得下侧的电极保持部31向左方移动。

如上所述构成的缝焊翘曲防止装置1如下进行动作。

在焊接开始前，如图2所示，以筐体10的上下方向朝向铅垂方向的姿势，且使通过上侧的滚轮电极23的旋转轴22的铅垂线V1与通过下侧的滚轮电极33的旋转轴32的铅垂线V2一致的方式，将下侧的电极保持部31相对于筐体10的下层设置部12进行定位。

在该状态的上侧的滚轮电极23和下侧的滚轮电极33之间夹入进行焊接的例如两件工件。

此时，在两件工件中，将因板厚或材质不同而热收缩量比较大的工件W2配置在下侧，将热收缩量比较小的工件W1配置在上侧。

如上所述，以通过上侧的滚轮电极23的旋转轴22的铅垂线V1与通过下侧的滚轮电极33的旋转轴32的铅垂线V2一致的状态，在两滚轮电极23、33之间通入焊接电流而开始缝焊。

在焊接开始时，若焊接电流开始流动，则如图3所示，首先使偏置机构40动作，将下侧的电极保持部31相对于筐体10的下层设置部12向右方移动。其移动量在例如0～5mm的范围内适当设定。

具体而言，通过将电动机41向一方向驱动而使杆42下降，从而使倾斜动作杆48的右端部下降，使下侧的电极保持部31向右方移动。

由此，通过下侧的滚轮电极33的旋转轴32的铅垂线相对于通过上侧的滚轮电极23的旋转轴22的铅垂线，向两滚轮电极23、33的行进方向前方偏置(参照图3)。

在偏置机构40作用下，下侧的滚轮电极33向行进方向前方偏置后，保持该偏置状态，使两滚轮电极23、33以规定的速度与筐体10一起向右方移动的同时继续进行缝焊。

当对上侧的工件W1的热收缩量比较小、下侧的工件W2的热收缩量比较大的两件工件W1、W2进行焊接时，对刚焊接之后的工件W12因冷却收缩而要向下弯曲的力以利用下侧的滚轮电极33从下方推起的方式进行支承，所述下侧的滚轮电极33比上侧的滚轮电极23向行进方向前方偏置。

即，利用下侧的滚轮电极33要从下方推起工件的力将工件因冷却收缩而要向下方弯曲的力抵消。由此，其结果是，工件12冷却后也不会翘曲地以笔直地状态被焊接。

下侧的滚轮电极33到达规定的焊接完成位置后，使下侧的滚轮电极33停止在该焊接完成位置，并且，使上侧的滚轮电极23继续移动至到达规定的焊接完成位置。

具体而言，下侧的滚轮电极33到达规定的焊接完成位置后，如图2所示，使偏置机构40反向动作，使下侧的电极保持部31相对于筐体10的下层设置部12向左方移动。其移动速度与两滚轮电极23、33以规定的速度与筐体10一起向右方移动的速度大致一致。

于是，下侧的滚轮电极33以视觉上没有向左右移动地停止在规定的焊接完成位置。

使上侧的滚轮电极23追上该停止的下侧的滚轮电极33，在上侧的滚轮电极23到达规定的焊接完成位置后结束缝焊。

根据第一实施方式，具有如下效果。

(2)利用偏置机构40，使与热收缩量大的工件W2抵接的滚轮电极33比与热收缩量小的工件W1抵接的滚轮电极23向行进方向前方偏置。并且，保持该偏置状态进行焊接。

<第二实施方式>

图4是表示本发明的第二实施方式涉及的缝焊翘曲防止装置2的概略立体图。

缝焊翘曲防止装置2具备：筐体10、由筐体10支承的一对焊接电极20、30、偏置机构50、变压器70。

除偏置机构50以外，其他与第一实施方式涉及的缝焊翘曲防止装置1同样，因此，省略其他说明。

偏置机构50在筐体10的侧板13与下侧的焊接电极30的电极保持部31的侧部之间设置有小型的致动器51，该致动器51例如通过通电而伸长，通过断电而复位为原始状态。作为这种致动器，可以使用例如使所需个数的压电元件堆叠的压电式的致动器。

这种缝焊翘曲防止装置2也与缝焊翘曲防止装置1同样，能够防止工件的翘曲而笔直地进行焊接。

根据第二实施方式，除具有上述(2)的效果外，还具有以下效果。

(3)与第一实施方式的偏置机构40相比，能够构成简单且小型的偏置机构50。

<第三实施方式>

图5是表示本发明的第三实施方式涉及的缝焊翘曲防止装置3的概略立体图。

缝焊翘曲防止装置3具备：筐体10、由筐体10支承的一对焊接电极20、30、偏置机构60、变压器70。

除偏置机构60以外，其他与第一实施方式涉及的缝焊翘曲防止装置1同样，因此，省略其说明。

偏置机构60具备电动机61。电动机61具备穿过在筐体10的侧板13形成的贯通孔63而延伸的杆62。杆62的前端部安装在电极保持部31的侧部。

当电动机61向一方向驱动时，杆62向右方移动，从而使电极保持部31也向右方移动。

当电动机61反向驱动时，杆62向左方移动，从而使电极保持部31也向左方移动。

这种电动机61可以使用直线电动机，也可以使用旋转电动机与丝杠组合的组件。也可以使用流体压力缸代替电动机。

该缝焊翘曲防止装置3也与缝焊翘曲防止装置1同样，能够防止工件的翘曲而笔直地进行焊接。

根据第三实施方式，除具有上述(2)的效果外，还具有以下效果。

(4)与第一实施方式的偏置机构40相比，能够简单地构成偏置机构50。

<其他实施方式>

虽未图示，但也可以将缝焊翘曲防止装置1、2或3应用于焊接机器人。

当应用于焊接机器人的合适的可动部时，不需要缝焊翘曲防止装置1、2、3中的偏置机构40、50、60。

即，在缝焊翘曲防止装置1、2、3中，以筐体10的上下方向朝向铅垂方向的姿势，在使通过下侧的滚轮电极33的旋转轴32的铅垂线V2与通过上侧的滚轮电极23的旋转轴22的铅垂线V1一致的位置，将下侧的电极保持部31设置在筐体10的下层设置部12上。

将该筐体10直接或间接地固定在焊接机器人的可动部上。

为了使通过下侧的滚轮电极33的旋转轴32的铅垂线V2相对于通过上侧的滚轮电极23的旋转轴22的铅垂线V1向两滚轮电极23、33的行进方向前方偏置，使焊接机器人的可动部倾斜即可。

即，使连结上侧的滚轮电极23的旋转轴22和下侧的滚轮电极33的旋转轴32的直线的下方部分相对于该直线的上方部分向两滚轮电极23、33的行进方向前方倾斜即可。

此外，在上述实施方式中，两件工件中，因板厚或材质不同而热收缩量比较大的工件W2配置在下侧，热收缩量比较小的工件W1配置在上侧。然而，本发明并没有限定于该配置。

例如，若构成为通过上侧的滚轮电极23的旋转轴22的铅垂线V1相对于通过下侧的滚轮电极33的旋转轴32的铅垂线V2向两滚轮电极23、33的行进方向前方偏置，则可以使两件工件W1、W2中，因板厚或材质不同而热收缩量比较大的工件W2配置在上侧，热收缩量比较小的工件W1配置在下侧。

不设置偏置机构40、50或60而利用焊接机器人的可动部的情况也同样。

另外，在上述实施方式中，作为被焊接部件例示了两件工件W1、W2，但本发明并没有限定于此。

例如，将三件以上的工件W1、W2、W3、…作为被焊接部件进行缝焊的情况也同样。

即，例如，使与最外侧的两件工件中热收缩量大的工件抵接的滚轮电极33比与热收缩量小的工件抵接的滚轮电极23向行进方向前方偏置即可。

另外，例如，当全部件数以规定的顺序重叠时，可以使与作为整体热收缩量大的一侧的最外侧的工件抵接的滚轮电极33比与作为整体热收缩量小的一侧的最外侧的工件抵接的滚轮电极23向行进方向前方偏置。

作为工件的材料可例举如下例子，也可以有其他各种组合。

(1)工件1(厚度0.6mm的JAC270)和工件2(厚度1.8mm的JAC590)的缝焊。

(2)工件3(厚度0.7mm的JAC270)和工件4(厚度1.2mm的JAC780)的缝焊。

(3)工件5(厚度0.6mm的JAC270)和工件6(厚度1.8mm的JAC590)和工件7(厚度1.8mm的JAC590)的缝焊。

Claims

1.一种缝焊翘曲防止方法，将热收缩量在通电方向上不均匀的多个被焊接部件夹入一对焊接电极之间，并且在通电的同时进行焊接，其中，

以使所述一对焊接电极中的与热收缩量大的所述被焊接部件抵接的所述焊接电极比与热收缩量小的所述被焊接部件抵接的所述焊接电极向行进方向前方偏置的状态进行焊接。

2.一种缝焊翘曲防止装置，其对热收缩量在通电方向上不均匀的多个被焊接部件进行焊接，具备：

一对焊接电极，该一对焊接电极夹入所述多个被焊接部件，并且在通电的同时进行焊接；

偏置机构，该偏置机构使所述一对焊接电极中的与热收缩量大的所述被焊接部件抵接的所述焊接电极比与热收缩量小的所述被焊接部件抵接的所述焊接电极向行进方向前方偏置。