CN107708909A - 点焊方法和点焊装置 - Google Patents

Abstract

在焊接电流流经由厚壁的金属板(60、62)、薄壁的金属板(64、66)构成的层叠体(32)的期间，使抵接于金属板(66)的上焊嘴(30)对层叠体(32)的第1加压力(F1)和抵接于金属板(60)的下焊嘴(26)对层叠体(32)的第2加压力(F2)相对地变化。具体而言,在焊接初期的第1工序时使F1＜F2，在焊接中期的第2工序时使F1＝F2，在焊接后期的第3工序时使F1＞F2。

Description

点焊方法和点焊装置

技术领域

本发明涉及一种对将至少3个工件层叠而形成的层叠体进行点焊的点焊方法和点焊装置。

背景技术

汽车车身屋顶部的所谓莫西干车顶(Mohican roof)例如通过将图5A所示的层叠体1焊接而一体化来形成。即，层叠体1通过由高强钢构成的彼此厚度大致相等的两张厚壁工件2、3和由软钢构成的彼此厚度大致相等的两张薄壁工件4、5层叠而成。两张厚壁工件2、3是面向车厢侧的内部构件，另一方面，两张薄壁工件4、5是面向车外的外部构件。尤其是，最上层的薄壁工件4、5被用户看到。

层叠体1的焊接通过在多个位置形成熔核6的点焊来进行。即，两张厚壁工件2、3和两张薄壁工件4、5从下方按该顺序层叠而形成层叠体1。而且，该层叠体1被上焊嘴7和下焊嘴8夹持。此时，上焊嘴7与最上层薄壁工件5抵接，下焊嘴8与最下层的厚壁工件2抵接。而且，由上焊嘴7产生的加压力F1和由下焊嘴8产生的加压力F2被设定为相等。

在该状态下，例如焊接电流从上焊嘴7向下焊嘴8流动。在此，由于厚壁工件2、3比薄壁工件4、5电阻大，因此，由于通电产生的厚壁工件2、3的发热量比薄壁工件4、5大。因此，如图5A～图5C所示，熔核6在层叠体1中的厚壁工件2、3之间优先生长。因此，如图5D所示，存在以下的担忧：熔核6未生长到薄壁工件4、5彼此的接触面，而该薄壁工件4、5彼此不被一体化。

本申请的申请人在日本发明专利公开公报特开2014-184461号中，提出了一种能够消除该担忧并且能够避免在邻接的工件彼此之间产生溅射的点焊方法和点焊装置。

发明内容

日本发明专利公开公报特开2014-184461号记载的技术中，在上焊嘴的附近配置有与上焊嘴极性相反的辅助电极。即，针对层叠体，使辅助电极与上焊嘴同时抵接于薄壁工件。

可是，根据层叠体的大小和形状，存在难以确保用于使辅助电极抵接的空间的情况。另外，因设置辅助电极而导致点焊装置变得相对较大。

本发明的主要目的在于提供一种不需要使用辅助电极的点焊方法。

本发明的另一目的在于提供一种能够使熔核充分生长到层叠体中的工件彼此的接触面附近的点焊方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于实施上述点焊方法的点焊装置。

根据本发明的一实施方式，提供一种点焊方法，通过第1焊接焊嘴和第2焊接焊嘴夹持层叠体，并且，使焊接电流流经所述第1焊接焊嘴和所述第2焊接焊嘴之间来进行点焊，其中，所述层叠体通过层叠至少3个工件而成，且最外层的两个工件为厚度互不相同的薄壁工件和厚壁工件，

在所述焊接电流流经被定位固定的所述层叠体的期间，进行以下工序：

第1工序，使第1加压力小于第2加压力，并且，使形成所述层叠体的两个工件彼此之间产生用于将该两个工件彼此一体化的熔核，其中，第1加压力为抵接于所述薄壁工件的所述第1焊接焊嘴对所述层叠体的压力，该第2加压力为抵接于所述厚壁工件的所述第2焊接焊嘴对所述层叠体的压力；

第2工序，使所述第1加压力和所述第2加压力相等，并且，使所述熔核向所述厚壁工件侧生长；和

第3工序，使所述第1加压力大于所述第2加压力，并且，使所述熔核生长到所述厚壁工件和与该厚壁工件邻接的工件成为一体化。

根据本发明的另一实施方式，提供一种点焊装置，其具有：定位固定机构，其对层叠体进行定位固定，其中，所述层叠体通过层叠至少3个工件而成，且最外层的两个工件为厚度互不相同的薄壁工件和厚壁工件；

焊枪，其包括第1焊接焊嘴和第2焊接焊嘴，所述第1焊接焊嘴和所述第2焊接焊嘴夹持所述层叠体，且焊接电流流经所述第1焊接焊嘴和所述第2焊接焊嘴；

加压力检测单元，其检测第1加压力和第2加压力，其中，该第1加压力为抵接于所述薄壁工件的所述第1焊接焊嘴对所述层叠体的压力，该第2加压力为抵接于所述厚壁工件的所述第2焊接焊嘴对所述层叠体的压力；和

控制单元，其根据所述加压力检测单元的检测值来控制所述第1加压力和所述第2加压力，

所述控制单元进行以下控制：

在使形成所述层叠体的两个工件彼此之间产生将该两个工件彼此一体化的熔核时，使所述第1加压力小于所述第2加压力，

在使所述熔核向所述厚壁工件侧生长时，使所述第1加压力和所述第2加压力相等，

在使所述熔核生长到所述厚壁工件和与该厚壁工件邻接的工件成为一体化时，使所述第1加压力大于所述第2加压力。

如此，在本发明中，分别在焊接初期(第1工序)、焊接中期(第2工序)和焊接后期(第3工序)中，使第1加压力和第2加压力的相对大小发生变化。因此，形成层叠体的工件彼此之间的接触电阻发生变化。

熔核的生长在接触电阻大的位置被促进。因此，通过如上所述那样使接触电阻发生变化，在焊接初期、焊接中期、焊接后期各个期间，能够使熔核优先生长的方向不同。因此，在第1工序中，首先使熔核产生于在使第1加压力和第2加压力不发生任何变化时熔核不容易生长的位置，接着，在第2工序和第3工序中，使熔核向在使第1加压力和第2加压力不发生任何变化时易于熔核生长的位置生长，据此，能够形成将全部工件一体化的熔核。

因此，根据本发明，无需使用辅助电极，就能够得到全部工件被接合而一体化的接合零部件。因此，即使进行点焊的空间狭小，也能够容易地得到接合强度优异的接合零部件。

而且，由于不需要设置辅助电极，因此，点焊装置的结构简单。与此相应地，也容易实现小型化。

为了使第1加压力和第2加压力相对地变化，例如可以使具有第1焊接焊嘴和第2焊接焊嘴的焊枪相对于层叠体进行位移。此外，在焊枪支承于机械臂时，还能够通过机械臂的动作，来使焊枪相对于层叠体进行位移。

或者，也可以使第2焊接焊嘴向朝向厚壁工件的方向或远离厚壁工件的方向进行位移。在该情况下，也能够使第1加压力和第2加压力相对地变化。

如上所述，根据本发明，在焊接初期、焊接中期和焊接後期的各期间，使第1焊接焊嘴对层叠体的第1加压力和第2焊接焊嘴对层叠体的第2加压力的相对大小发生变化。因此，形成层叠体的工件彼此之间的接触电阻发生变化，由此在焊接初期、焊接中期、焊接后期的各期间，能够使熔核优先生长的方向不同。

因此，能够进行以下控制：首先使熔核产生于在使第1加压力和第2加压力不发生任何变化时熔核不容易生长的位置，接着，使熔核向在使第1加压力和第2加压力不发生任何变化时易于熔核生长的位置生长。其结果，无需使用辅助电极，就得到全部工件通过熔核而一体化、具有优异的接合强度的接合零部件。

而且，由于不需要设置辅助电极，因此，能够实现点焊装置的结构的简单化和小型化。

上述的目的、特征和优点通过参照附图对以下实施方式所做的说明，将会容易被理解。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的点焊装置的主要部位的概略侧视图。

图2A～图2D是表示本发明的实施方式所涉及的点焊方法中熔核的生长过程的流程图。

图3是本发明的第2实施方式所涉及的点焊装置的主要部位的概略侧视图。

图4是本发明的第3实施方式所涉及的点焊装置的主要部位的概略侧视图。

图5A～图5D是表示现有技术所涉及的点焊方法中熔核的生长过程的流程图。

具体实施方式

下面，列举优选实施方式并参照附图，通过点焊方法和实施该点焊方法的点焊装置之间的关系来对本发明所涉及的点焊方法进行详细说明。

图1是第1实施方式所涉及的点焊装置10的主要部位的放大图。该点焊装置10具有：未图示的机械臂(robot)，其具有臂部12；和焊枪18，其被支承于构成臂部12的腕部16。

焊枪18经由中空的焊枪支承托架20安装于腕部16。在该情况下，焊枪18是具有被连接于焊枪主体22的大致C字形状的固定臂部24的、所谓C型的焊枪。在该固定臂部24的下侧顶端设有作为第2焊接焊嘴的下焊嘴26，该下焊嘴26朝向焊枪主体22而延伸。该下焊嘴26是被定位固定的固定电极焊嘴。

在焊枪主体22中收装有第1伺服马达和第1滚珠丝杠机构(均未图示)。第1伺服马达用于使构成第1滚珠丝杠机构的第1滚珠丝杠进行旋转动作。而且，上焊嘴30(第1焊接焊嘴)跟随着第1滚珠丝杠的旋转动作，而沿图1中的上下方向、即箭头Y2方向或箭头Y1方向进行位移，其中，上焊嘴30设置于连杆28的顶端部且与下焊嘴26相向。如此，上焊嘴30是对下焊嘴26能够相对地接近或远离的可动电极焊嘴。

所述下焊嘴26和所述上焊嘴30是将作为焊接对象的层叠体32夹持在上述下焊嘴26和上焊嘴30之间，且对该层叠体32进行通电的构件。此外，在第1实施方式中，下焊嘴26电连接于收装在腕部16内的电源(未图示)的负极，另一方面，上焊嘴30电连接于所述电源的正极。即，在第1实施方式中，焊接电流从上焊嘴30向下焊嘴26流动。在后述的第2实施方式和第3实施方式中亦同样。

在连杆28上的上焊嘴30附近，埋设有未图示的第1力传感器。同样，在固定臂部24上的下焊嘴26附近埋设有未图示的第2力传感器。第1力传感器和第2力传感器分别经由信号线34a、34b而电连接于焊接计时器(timer)36(加压力检测单元)。

在焊枪支承托架20上设有包括第2伺服马达38的第2滚珠丝杠机构40。构成第2滚珠丝杠机构40的第2滚珠丝杠42在第2伺服马达38的作用下进行旋转动作。

在此，焊枪支承托架20是具有3个侧壁的中空体，所述腕部16连接于其中一个侧壁。另外，在其余的两个侧壁上于彼此相向的内表面设有导轨43。此外，在图1中，切除纸面近前侧的侧壁，而仅示出形成于纸面里侧的侧壁的内表面的导轨43。

在螺母44的面向导轨43的侧壁上形成有与导轨43卡合的引导槽45。并且，第2滚珠丝杠42旋合于在螺母44上贯穿形成的螺纹孔。因此，随着第2滚珠丝杠42的旋转，螺母44一边被卡合于引导槽45的导轨43引导，一边沿图1中的箭头Y2方向或箭头Y1方向进行位移。

在螺母44上支承有焊枪主体22。因此，跟随螺母44沿箭头Y2方向或箭头Y1方向的位移，焊枪主体22和固定臂部24与下焊嘴26和上焊嘴30一起沿与螺母44相同的方向进行位移。

点焊装置10还具有作为定位固定机构的夹具46。该夹具46具有夹持层叠体32来对其进行保持的一对爪部48a、48b。通过该爪部48a、48b的保持使得层叠体32被定位固定。

在以上的结构中，第1伺服马达经由信号线34c、34d而电连接于机械臂控制器50。另外，机械臂控制器50经由信号线34e而电连接于所述焊接计时器36，通过上述机械臂控制器50和焊接计时器36，来构成控制单元。即，焊接计时器36兼作加压力检测单元和控制单元。另外，在该焊接计时器36上，经由信号线34f、34g而电连接有第2伺服马达38，并且，经由信号线34h而电连接有所述电源。

若稍微对作为焊接对象的层叠体32进行说明，则在该情况下，层叠体32通过将4张金属板60、62、64、66从下方按照该顺序层叠而构成。其中的金属板60、62的厚度例如设定为约0.8mm～约2mm。另一方面，金属板64、66的厚度设定为比金属板60、62小的尺寸，例如，约0.5mm～约0.7mm左右。即，金属板60、62为厚壁工件，金属板64、66为薄壁工件。结果，作为厚壁工件的金属板60与下焊嘴26相向，作为薄壁工件的金属板66与上焊嘴30相向。

金属板60、62例如为由作为所谓的高强钢的JAC590、JAC780或JAC980(均是由日本钢铁联盟标准规定的高性能高强钢板)构成的高电阻工件。另外，金属板64、66例如为由作为所谓的软钢的JAC270(由日本钢铁联盟标准规定的高性能拉拔加工用钢板)构成的低电阻工件。金属板60、62彼此可以为同一种类的金属，也可以为不同种类的金属。同样，金属板64、66彼此也可以为同一种类的金属，也可以为不同种类的金属。

第1实施方式所涉及的点焊装置10基本上如上述那样构成，接着，通过其与第1实施方式所涉及的点焊方法之间的关系来对其作用效果进行说明。

在对层叠体32进行点焊时，换言之，在将金属板60、62、64、66接合而一体化时，首先，层叠体32被夹具46的爪部48a、48b保持而被定位固定。然后，接着，所述机械臂的臂部12适当地进行动作，从而使所述腕部16、即焊枪18移动，以使层叠体32配置于下焊嘴26和上焊嘴30之间。在该时间点，下焊嘴26抵接于金属板60。

接着，机械臂控制器50经由信号线34e而将指令信号发送给所述第1伺服马达。接收到该指令信号的第1伺服马达被提供动力，并且，所述第1滚珠丝杠开始旋转动作。据此，上焊嘴30向箭头Y1方向下降，以接近层叠体32。其结果，层叠体32被夹持于下焊嘴26和上焊嘴30之间。

在此，所述第1力传感器检测上焊嘴30对金属板66(层叠体32)的第1加压力F1。另外，所述第2力传感器检测下焊嘴26对金属板60(层叠体32)的第2加压力F2。各个检测值作为信号而经由信号线34a、34b被发送给焊接计时器36。

焊接计时器36对第1加压力F1和第2加压力F2进行比较。然后，在焊接初期的第1工序中，如图2A所示，第1加压力F1被设定成比第2加压力F2小(F1＜F2)。具体而言，焊接计时器36通过经由信号线34f的指令信号来对第2伺服马达38提供动力，据此使第2滚珠丝杠42进行旋转动作。据此，一边通过导轨43引导螺母44，一边使螺母44沿箭头Y2方向稍微进行位移，从而使焊枪主体22和固定臂部24沿箭头Y2方向进行追随位移。

随着该追随位移，下焊嘴26和上焊嘴30沿箭头Y2方向稍微进行位移。即，下焊嘴26向更加接近金属板60的方向进行位移，且上焊嘴30向进一步远离金属板66的方向进行位移。因此，下焊嘴26对金属板60的第2加压力F2增加，另一方面，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1减小。

此外，第1加压力F1和第2加压力F2从焊接计时器36经由信号线34g被反馈给第2伺服马达38。另外，层叠体32被夹具46的爪部48a、48b夹持而被定位固定，因此，即使第1加压力F1和第2加压力F2如上述那样发生变化，层叠体32也不会位移。

当第1加压力F1和第2加压力F2的差达到预先设定的规定值时，第2伺服马达38被断开动力。焊枪主体22和固定臂部24乃至下焊嘴26和上焊嘴30保持该断开动力时的位置。

焊接计时器36进一步经由信号线34h向所述电源发送开始通电的控制信号。据此，焊接电流沿从上焊嘴30向下焊嘴26的方向开始流动。其理由在于，如上所述，上焊嘴30、下焊嘴26分别连接于电源的正极、负极。焊接电流在此之后持续流动到点焊结束。

在此，金属板60、62由于厚度大而相应地比金属板64、66电阻高。另外，第1加压力F1比第2加压力F2小。以上理由互相结合，金属板62、64之间的接触电阻比金属板60、62之间、金属板64、66之间的各接触电阻大。因此，在金属板62、64之间发生的焦耳热的量(发热量)在层叠体32中为最大。

因此，在第1工序中，如图2A所示，金属板62和金属板64之间被优先加热，温度充分上升而开始熔融。据此，在金属板62、64之间形成作为熔融部(液相)的熔核70。即，金属板62、64彼此被一体化。

当形成熔核70时，由于该熔核70为软质，因此，金属板62、64彼此稍微接近。因此，第1加压力F1和第2加压力F2减小。通过在该状态下使焊接电流持续流动，来使熔核70生长。如图2B所示，熔核70在朝向接触电阻大的金属板64、66之间的方向上优先生长，使该金属板64、66之间熔融而一体化。

这样一来，随着熔核70的生长，第1加压力F1和第2加压力F2更加减小。当由第1力传感器和第2力传感器检测到该情况时，机械臂控制器50识别为“形成了跨于金属板62、64、66的熔核70”。

接着，机械臂控制器50将“使第1加压力F1和第2加压力F2相等(F1＝F2)”的指令信号经由信号线34f发送给第2伺服马达38。接收到该指令信号的第2伺服马达38使第2滚珠丝杠42向与第1工序相反的方向进行旋转动作。据此，使螺母44沿箭头Y1方向稍微进行位移，而使焊枪主体22和固定臂部24乃至上焊嘴30和下焊嘴26沿箭头Y1方向进行跟随位移。

在该情况下，下焊嘴26向远离金属板60的方向进行位移，且上焊嘴30向接近金属板66的方向进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1增加，另一方面，下焊嘴26对金属板60的第2加压力F2减小。

当第1加压力F1和第2加压力F2变得相等时，第2伺服马达38被断开动力。下焊嘴26和上焊嘴30保持该断开动力时的位置。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第2工序而进入焊接中期。

由于第1加压力F1和第2加压力F2相等，因此，与使第1加压力F1小于第2加压力F2的第1工序时相比，金属板60、62之间的接触面积变小。因此，金属板60、62之间的接触电阻与第1工序时相比变大，其结果，金属板60、62之间的发热量增加。

另一方面，金属板62、64之间、和金属板64、66之间的接触电阻与第1工序时相比变小。其理由在于，在第2工序中，第1加压力F1比第1工序时变大。因此，熔核70难以向上焊嘴30侧生长。出于以上理由，如图2C所示，熔核70优先向金属板60侧生长。即，熔核70生长到金属板60、62的接触面附近。

此外，虽然在图2C中示出了金属板60、62的接触面熔融的状态，但在第2工序中，没有使金属板60、62之间熔融而一体化的特别的必要。换言之，也可以在熔核70没有到达金属板60、62的接触面的阶段结束第2工序。

这样一来，随着熔核70的生长，第1加压力F1和第2加压力F2进一步减小。当由第1力传感器和第2力传感器检测到该情况时，机械臂控制器50识别为“跨于金属板62、64、66的熔核70已充分生长”。

接着，机械臂控制器50将“使第1加压力F1大于第2加压力F2(F1＞F2)”的指令信号经由信号线34f发送给第2伺服马达38。接收到该指令信号的第2伺服马达38使第2滚珠丝杠42向与第2工序相同的方向进行旋转动作。据此，使螺母44沿箭头Y1方向稍微进行位移，而使焊枪主体22和固定臂部24乃至上焊嘴30和下焊嘴26沿箭头Y1方向进行跟随位移。

在该情况下，下焊嘴26向进一步远离金属板60的方向进行位移，且上焊嘴30向进一步接近金属板66的方向进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1进一步增加，并且下焊嘴26对金属板60的第2加压力F2进一步减小，从F1＝F2变成F1＞F2。

当第1加压力F1变得大于第2加压力F2时，第2伺服马达38被断开动力。下焊嘴26和上焊嘴30保持该断开动力时的位置。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第3工序而进入焊接后期。

由于第1加压力F1比第2加压力F2大，因此，与使第1加压力F1和第2加压力F2相等的第2工序时相比，金属板60、62之间的接触面积进一步变小。因此，金属板60、62之间的接触电阻与第1工序和第2工序时相比变大，其结果，金属板60、62之间的发热量增加。

因此，如图2D所示，熔核70优先向金属板60侧生长，以包含金属板60、62之间的接触面。结果，熔核70使这些金属板60、62一体化。通过以上那样，金属板60、62、64、66经由熔核70而被一体化。

在经过规定时间之后，停止焊接电流而结束第3工序，并且，使上焊嘴30远离金属板64。从第1工序的开始到第3工序的结束所需的时间典型的是1秒以内。

这样一来，随着通电的停止，金属板60、62、64、66的发热也结束。随着时间的经过，熔核70冷却固化而成为固相，获得金属板60、62、64、66经由该熔核70而接合为一体的接合零部件。

如上所述，根据第1实施方式，通过使下焊嘴26和上焊嘴30的加压力F1、F2发生变化，无需使用辅助电极就能够使跨于金属板60、62、64、66的全部工件的熔核70生长。因此，即使由于进行点焊的空间狭小而难以使用辅助电极，也能够得到接合强度大的接合零部件。

而且，由于不需要设置辅助电极，因此能够避免点焊装置10的结构复杂化、大型化。

此外，第2力传感器也可以如图1中虚线所示，设置于下焊嘴26。

接着，对第2实施方式进行说明。此外，对与图1和图2A～图2D所示的结构要素相同的结构要素标注相同的附图标记，省略其详细说明。

图3是第2实施方式所涉及的点焊装置80的主要部位的放大图。在该点焊装置80中，焊枪82的焊枪主体22直接支承于机械臂和构成臂部12的腕部16。

焊枪82是具有固定臂部24的C型焊枪。在该固定臂部24的下方顶端，经由被内置于伺服马达的电动缸84而保持有下焊嘴26。即，在第2实施方式中，下焊嘴26是在电动缸84的作用下能够向接近或远离上焊嘴30的方向进行位移的可动电极焊嘴。

另一方面，上焊嘴30跟随所述第1滚珠丝杠在被收装于焊枪主体22的所述第1伺服马达的作用下进行的旋转动作，而向接近或远离下焊嘴26的方向进行位移。即，与第1实施方式同样，上焊嘴30是可动电极焊嘴。

使用第2实施方式所涉及的点焊装置80的点焊是如下地实施。

首先，层叠体32被夹具46保持而被定位固定。然后，接着，所述机械臂的臂部12适当地进行动作，而使焊枪82移动，以使层叠体32配置于下焊嘴26和上焊嘴30之间。

在该时间点，也可以使下焊嘴26抵接于金属板60。在下焊嘴26未抵接于金属板60时，焊接计时器36通过经由信号线34f的指令信号来对电动缸84提供动力，在该电动缸84的作用下使下焊嘴26沿箭头Y2方向进行位移。其结果，下焊嘴26抵接于金属板60。

或者，在使焊枪82移动时，也可以使上焊嘴30抵接于金属板66。在上焊嘴30未抵接于金属板66时，焊接计时器36通过经由信号线34c的指令信号来对第1滚珠丝杠提供动力，而在该第1滚珠丝杠的作用下使上焊嘴30沿箭头Y1方向进行位移。其结果，上焊嘴30抵接于金属板66。

通过以上的抵接，层叠体32被夹持于下焊嘴26和上焊嘴30之间。下焊嘴26向金属板60的抵接、以及上焊嘴30向金属板66的抵接可以任意一个先进行，也可以同时进行。

此后，与第1实施方式同样地控制第1加压力F1、第2加压力F2。即，在第1工序中，如图2A所示，第1加压力F1设定得比第2加压力F2小(F1＜F2)。

在此，为了使第1加压力F1比第2加压力F2小，焊接计时器36通过经由信号线34f的指令信号来对电动缸84提供动力，据此，使下焊嘴26沿箭头Y2方向稍微进行位移。即，下焊嘴26向进一步接近金属板60的方向进行位移。其结果，能够使第2加压力F2比第1加压力F1大。

当第1加压力F1和第2加压力F2的差达到预先设定的规定值时，电动缸84被断开动力。下焊嘴26保持该断开动力时的位置。另外，上焊嘴30保持抵接于金属板66时的位置，因此，第1加压力F1也被维持。

也可以代替实施以上的动作，而在通过下焊嘴26和上焊嘴30夹持层叠体32的时间点，以F1＜F2的方式使下焊嘴26抵接于金属板60，并且使上焊嘴30抵接于金属板66。

在该状态下，从焊接计时器36向所述电源发送通电开始的控制信号。据此，焊接电流沿从上焊嘴30向下焊嘴26的方向流动，而开始点焊。在第1工序中，如图2A和图2B所示，在金属板62、64之间形成作为熔融部(液相)的熔核70，上述金属板62、64彼此被一体化。

当熔核70生长为跨于金属板62、64、66时，机械臂控制器50将“使F1＝F2”的指令信号经由信号线34f发送给电动缸84。接收到该指令信号的电动缸84使下焊嘴26向远离金属板60的方向(箭头Y1方向)稍微进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1被保持，另一方面，下焊嘴26对金属板60的第2加压力F2减小到与第1加压力F1相同。

当第1加压力F1和第2加压力F2变得相等时，电动缸84被断开动力。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第2工序。其结果，如图2C所示，熔核70以优先朝向金属板66的方式生长。

当随着跨于金属板62、64、66的熔核70已充分生长，而由第1力传感器和第2力传感器检测到第1加压力F1和第2加压力F2减小的情况时，机械臂控制器50将“使F1＞F2”的指令信号经由信号线34f发送给电动缸84。接收到该指令信号的电动缸84使下焊嘴26沿箭头Y1方向稍微进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1被保持，另一方面，下焊嘴26对金属板60的第2加压力F2减小而变得比第1加压力F1小。即，从F1＝F2变为F1＞F2。

当第1加压力F1变得大于第2加压力F2时，电动缸84被断开动力。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第3工序。

由于第1加压力F1比第2加压力F2大，因此，金属板60、62之间的发热量增加。因此，如图2D所示，熔核70优先向金属板60、62之间生长，其结果，金属板60、62、64、66经由熔核70而被一体化。

在经过规定时间之后，停止焊接电流而结束第3工序，并且，使上焊嘴30远离金属板64。此后，熔核70冷却固化而成为固相，获得金属板60、62、64、66接合为一体的接合零部件。

如此，在第2实施方式中，也能够使下焊嘴26和上焊嘴30的加压力F1、F2相对地变化。因此，即使由于进行点焊的空间狭小而无法使用辅助电极，也能够使跨于金属板60、62、64、66的全部工件的熔核70生长。当然，接合零部件成为接合强度优异的零部件。

而且，由于不需要设置辅助电极，因此能够避免点焊装置10的结构复杂化、大型化。

此外，第2力传感器也可以如图3中虚线所示，设置于下焊嘴26。

接着，对第3实施方式进行说明。此外，对与图1～图3所示的结构要素相同的结构要素标注相同的附图标记，省略其详细说明。

图4是第3实施方式所涉及的点焊装置90的主要部位的放大图。在该点焊装置90中，焊枪92的焊枪主体22直接支承于机械臂和构成臂部12的腕部16。

焊枪92是具有固定臂部24的C型焊枪。在该固定臂部24的下方顶端设有下焊嘴26。即，在第3实施方式中，下焊嘴26是被定位固定的固定电极焊嘴。

另一方面，上焊嘴30跟随所述第1滚珠丝杠在被收装于焊枪主体22的所述第1伺服马达的作用下进行的旋转动作，而向接近或远离下焊嘴26的方向进行位移。即，与第1实施方式和第2实施方式同样，上焊嘴30是可动电极焊嘴。

使用第3实施方式所涉及的点焊装置90的点焊如下这样实施。

首先，层叠体32被夹具46保持而被定位固定。然后，接着，所述机械臂的臂部12适当地进行动作，使焊枪92移动，以使层叠体32配置于下焊嘴26和上焊嘴30之间。在该时间点上，下焊嘴26抵接于金属板60。

接着，机械臂控制器50经由信号线34c而将指令信号发送给所述第1伺服马达。接收到该指令信号的第1伺服马达被提供动力，并且，所述第1滚珠丝杠开始旋转动作。据此，上焊嘴30向箭头Y1方向下降，以接近层叠体32。其结果，层叠体32被夹持于下焊嘴26和上焊嘴30之间。

此后，与第1实施方式和第2实施方式同样地控制第1加压力F1、第2加压力F2。即，在第1工序中，为了使第1加压力F1与第2加压力F2相比变小，臂部12乃至腕部16动作，据此，使下焊嘴26向进一步接近金属板60的方向进行位移，同时使上焊嘴30向进一步远离金属板66的方向进行位移。其结果，第2加压力F2增加，另一方面，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1减小。即，变为F1＜F2。

当第1加压力F1和第2加压力F2的差达到预先设定的规定值时，臂部12乃至腕部16的动作停止。下焊嘴26和上焊嘴30保持该动作停止时的位置。

在该状态下，从焊接计时器36向所述电源发送通电开始的控制信号。据此，焊接电流沿从上焊嘴30向下焊嘴26的方向流动，而开始点焊。在第1工序中，如图2A和图2B所示，在金属板62、64之间形成作为熔融部(液相)的熔核70，上述金属板62、64彼此被一体化。

当熔核70生长为跨于金属板62、64、66时，机械臂控制器50将“使F1＝F2”的指令信号经由信号线34f发送给机械臂。接收到该指令信号的机械臂使臂部12乃至腕部16动作，使下焊嘴26向远离金属板60的方向(箭头Y1方向)稍微进行位移，并且，使上焊嘴30向接近金属板66的方向(箭头Y1方向)稍微进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1增加，另一方面，下焊嘴26对金属板60的第2加压力F2减小，而变为F1＝F2。

当第1加压力F1和第2加压力F2变得相等时，臂部12乃至腕部16停止动作。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第2工序。其结果，如图2C所示，熔核70以优先朝向金属板66的方式生长。

当随着跨于金属板62、64、66的熔核70已充分生长，而由第1力传感器和第2力传感器检测到第1加压力F1和第2加压力F2减小的情况时，机械臂控制器50将“使F1＞F2”的指令信号发送给机械臂。接收到该指令信号的机械臂使臂部12乃至腕部16动作，使下焊嘴26向远离金属板60的方向(箭头Y1方向)进一步进行位移，并且，使上焊嘴30向接近金属板66的方向(箭头Y1方向)进一步进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1增加，另一方面，下焊嘴26对金属板60的第2加压力F2减小，而变为F1>F2。

当第1加压力F1变得大于第2加压力F2时，臂部12乃至腕部16停止动作。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第3工序。

由于第1加压力F1比第2加压力F2大，因此，金属板60、62之间的发热量增加。因此，如图2D所示，熔核70优先向金属板60、62之间生长，其结果，金属板60、62、64、66经由熔核70而被一体化。

在经过规定时间之后，停止焊接电流而结束第3工序，并且，使上焊嘴30远离金属板64。此后，熔核70冷却固化而成为固相，获得金属板60、62、64、66接合为一体的接合零部件。

如上所述，在第3实施方式中，也能够使下焊嘴26和上焊嘴30的加压力F1、F2发生变化。因此，无需使用辅助电极，就能够使跨于金属板60、62、64、66的全部工件的熔核70生长。接合零部件成为接合强度优异的零部件是当然的。

而且，由于不需要设置辅助电极，因此能够避免点焊装置10的结构复杂化、大型化。

此外，第2力传感器也可以如图4中虚线所示，设置于下焊嘴26。

本发明不特别局限于上述第1～第3实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。

例如，也可以使焊接电流从下焊嘴26向上焊嘴30流动。

另外，在第1～第3实施方式中，在由高强钢构成的两张金属板60、62上重叠由软钢构成的两张金属板64、66，但是，本发明也可以在层叠3张以上金属板并且最外层的两张金属板中的一方为薄壁工件、余下的一方为厚壁工件时适用。

并且，也可以采用线性直流马达、压电执行器、气缸等来替代包括伺服马达的滚珠丝杠机构。

Claims (7)

1.一种点焊方法，通过第1焊接焊嘴(30)和第2焊接焊嘴(26)夹持层叠体(32)，并且，使焊接电流流经所述第1焊接焊嘴(30)和所述第2焊接焊嘴(26)之间来进行点焊，其中，所述层叠体(32)通过层叠至少3个工件(60、62、64、66)而成，且最外层的两个工件(60、66)为厚度互不相同的薄壁工件(66)和厚壁工件(60)，其特征在于，

在所述焊接电流流经被定位固定的所述层叠体(32)的期间，进行以下工序：

第1工序，使第1加压力(F1)小于第2加压力(F2)，并且，使形成所述层叠体(32)的两个工件(62、64)彼此之间产生用于将该两个工件(62、64)彼此一体化的熔核(70)，其中，该第1加压力(F1)为抵接于所述薄壁工件(66)的所述第1焊接焊嘴(30)对所述层叠体(32)的压力，该第2加压力(F2)为抵接于所述厚壁工件(60)的所述第2焊接焊嘴(26)对所述层叠体(32)的压力；

第2工序，使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相等，并且，使所述熔核(70)向所述厚壁工件(60)侧生长；和

第3工序，使所述第1加压力(F1)大于所述第2加压力(F2)，并且，使所述熔核(70)生长到所述厚壁工件(60)和与该厚壁工件(60)邻接的工件(62)成为一体化。

2.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

通过使具有所述第1焊接焊嘴(30)和所述第2焊接焊嘴(26)的焊枪(18)相对于所述层叠体(32)进行位移，来使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相对地变化。

3.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

通过使所述第2焊接焊嘴(26)向朝向所述厚壁工件(60)的方向或远离所述厚壁工件(60)的方向进行位移，来使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相对地变化。

4.一种点焊装置(10)，其特征在于，

具有：

定位固定机构(46)，其对层叠体(32)进行定位固定，其中，所述层叠体(32)通过层叠至少3个工件(60、62、64、66)而成，且最外层的两个工件(60、66)为厚度互不相同的薄壁工件(66)和厚壁工件(60)；

焊枪(18)，其包括第1焊接焊嘴(30)和第2焊接焊嘴(26)，所述第1焊接焊嘴(30)和所述第2焊接焊嘴(26)夹持所述层叠体(32)且焊接电流流经所述第1焊接焊嘴(30)和所述第2焊接焊嘴(26)；

加压力检测单元(36)，其检测第1加压力(F1)和第2加压力(F2)，其中，该第1加压力(F1)为抵接于所述薄壁工件(66)的所述第1焊接焊嘴(30)对所述层叠体(32)的压力，该第2加压力(F2)为抵接于所述厚壁工件(60)的所述第2焊接焊嘴(26)对所述层叠体(32)的压力；和

控制单元(50)，其根据所述加压力检测单元(36)的检测值来控制所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)，

所述控制单元(50)进行以下控制：

在使形成所述层叠体(32)的两个工件(62、64)彼此之间产生将该两个工件(62、64)彼此一体化的熔核(70)时，使所述第1加压力(F1)小于所述第2加压力(F2)，

在使所述熔核(70)向所述厚壁工件(60)侧生长时，使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相等，

在使所述熔核(70)生长到所述厚壁工件(60)和与该厚壁工件(60)邻接的工件(62)成为一体化时，使所述第1加压力(F1)大于所述第2加压力(F2)。

5.根据权利要求4所述的点焊装置(10)，其特征在于，

在所述控制单元(50)的控制作用下，使所述焊枪(18)相对于所述层叠体(32)进行位移，据此，使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相对地变化。

6.根据权利要求5所述的点焊装置(10)，其特征在于，

还具有支承所述焊枪(18)的机械臂，

在所述控制单元(50)的控制作用下，所述机械臂动作而使所述焊枪(18)相对于所述层叠体(32)进行位移。

7.根据权利要求4所述的点焊装置(10)，其特征在于，

在所述控制单元(50)的控制作用下，使所述第2焊接焊嘴(26)向朝向所述厚壁工件(60)的方向或远离所述厚壁工件(60)的方向进行位移，据此，使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相对地变化。