CN110961774A - 缝焊装置和缝焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缝焊装置和缝焊方法。缝焊装置具有电极保持机构(14)、工件位置检测传感器(16)、控制部(18)和气帘生成机构(20)，其中，电极保持机构(14)以能改变一对辊式电极(12A、12B)的轴取向的方式来保持一对辊式电极(12A、12B)；工件位置检测传感器(16)被配置在从由被一对辊式电极(12A、12B)夹持的凸缘对(FP)的缘部离开的位置上，用于检测该缘部的位置；控制部(18)根据工件位置检测传感器(16)的检测结果来控制电极保持机构(14)；气帘生成机构(20)在工件位置检测传感器(16)与凸缘对(FP)之间生成气帘(AC)。根据本发明，能够抑制工件位置检测传感器的检测精度的下降。

Description

缝焊装置和缝焊方法

技术领域

本发明涉及一种通过由一对辊式电极(roller electrode)夹持工件且使该一对辊式电极一边旋转一边相对于工件移动来对工件进行缝焊的缝焊装置(seam weldingdevice)和缝焊方法。

背景技术

在日本发明专利授权公报特许第6250555号中公开有一种缝焊设备(缝焊装置)，该缝焊设备通过由一对辊式电极夹持工件并且使该一对辊式电极一边旋转一边相对于工件移动来对工件进行缝焊。

在日本发明专利授权公报特许第6250555号中被公开的缝焊设备通过传感器检测工件的缘部的位置且根据其检测结果控制一对辊式电极的轴取向(轴的取向)，由此来修正缝焊的焊接轨迹。

发明内容

在日本发明专利授权公报特许第6250555号所记载的缝焊设备中，若因缝焊而产生的焊烟(fume)附着于传感器，则传感器的检测精度下降。在这种情况下，无法高精度地修正缝焊的焊接轨迹。

本发明是考虑到这样的技术问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制工件位置检测传感器的检测精度下降的缝焊装置和缝焊方法。

本发明的第一方式是一种缝焊装置，该焊缝装置通过用一对辊式电极夹持工件且使一对所述辊式电极一边旋转一边相对于所述工件移动，来对所述工件进行缝焊，该缝焊装置具有电极保持机构、工件位置检测传感器、控制部和气帘生成机构，其中，所述电极保持机构以能改变一对所述辊式电极的轴取向的方式来保持一对所述辊式电极；所述工件位置检测传感器被配置在从由一对所述辊式电极夹持的所述工件的缘部离开的位置上，用于检测该缘部的位置；所述控制部根据所述工件位置检测传感器的检测结果来控制所述电极保持机构；所述气帘生成机构在所述工件位置检测传感器与所述工件之间生成气帘。

本发明的第二方式是一种缝焊方法，该缝焊方法通过用被施加电压的一对辊式电极夹持工件且使一对所述辊式电极一边旋转一边相对于所述工件移动，来对所述工件进行缝焊，所述缝焊方法包括气帘生成步骤和缝焊步骤，其中，在所述气帘生成步骤中，在检测所述工件的缘部的位置的工件位置检测传感器与所述工件之间生成气帘；在所述缝焊步骤中，一边根据所述工件位置检测传感器的检测结果控制一对所述辊式电极的轴取向一边进行所述缝焊。

根据本发明，由于因缝焊而产生的焊烟被在工件位置检测传感器与工件之间生成的气帘阻隔，因此能够抑制焊烟附着在工件位置检测传感器上，由此能够抑制工件位置检测传感器的检测精度的下降。其结果，能够高精度地修正缝焊的焊接轨迹。

通过参照附图对以下实施方式所做的说明，上述的目的、特征及优点应易于被理解。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的缝焊装置的整体结构的立体图。

图2是包括作为缝焊装置的焊接对象的凸缘对的车身的侧视图。

图3是表示缝焊装置的电极保持机构的支承部件和被支承于该支承部件的各结构部的侧视图。

图4是气帘(air curtain)生成机构和工件位置检测传感器的立体图。

图5是气帘生成机构和工件位置检测传感器的主视图。

图6A是气帘生成机构的喷嘴结构体的俯视图。图6B是气帘生成机构的喷嘴结构体的侧视图。图6C是表示沿VIC-VIC剖切图6A的喷嘴结构体的剖面的图。图6D是表示使喷嘴部的凸缘部正对安装部的凸缘部而载置的状态的图。图6E是表示使喷嘴部的凸缘部相对于安装部的凸缘部倾斜而载置的状态的图。

图7是表示由气帘生成机构生成的气帘、工件位置检测传感器以及凸缘对的位置关系的主视图。

图8是表示由气帘生成机构生成的气帘、工件位置检测传感器以及凸缘对的位置关系的立体图。

图9A是表示在进行缝焊中传感器输出为异常值的例子的图。图9B是表示焊缝(weldingbead)因缝焊的中断而被断开的例子的图。

图10A是表示缝焊时焊烟较少情况下的传感器输出异常一例的图。图10B是表示缝焊时焊烟较多情况下的传感器输出异常一例的图。

具体实施方式

下面列举优选实施方式，参照附图对本发明所涉及的缝焊装置和缝焊方法详细进行说明。

图1是表示缝焊装置10的结构一例的立体图。缝焊装置10是用于对工件进行缝焊的装置。详细而言，缝焊装置10是通过被施加电压(详细而言为脉冲电压)的一对辊式电极12A、12B夹持由重叠的多个板状体构成的工件，并且使一对辊式电极12A、12B一边旋转一边相对于工件移动，据此连续对工件进行点焊的装置。

作为一例，如图2和图3所示，作为缝焊装置10的焊接对象的工件是车身B的中柱11中的内侧构件的凸缘13(板状体)和外侧构件的凸缘15(板状体)。在图3中示出了图2的中柱11的III-III剖面。以下，也将凸缘13与凸缘15一并称为“凸缘对FP”。

如图1所示，缝焊装置10除了一对辊式电极12A、12B之外，还具有电极保持机构14、工件位置检测传感器16、气帘生成机构20、控制部18和操作部29。

电极保持机构14以能够改变一对辊式电极12A、12B的轴取向的方式保持一对辊式电极12A、12B。辊式电极12A通过第一马达19驱动旋转。辊式电极12B通过第二马达21驱动旋转。

电极保持机构14作为一例为多关节机器人(在此为具有六个关节部的六轴机器人)。电极保持机构14由操作员经由操作部29操作，并且由控制部18控制。在电极保持机构14中，彼此同轴配置的第一轴部17A(相对靠顶端侧的轴部)和第二轴部17B(相对靠基端侧的轴部)通过第一关节部14a以能够绕轴相对旋转的方式连接。

在第一轴部17A的顶端安装有大致长方体形状的支承部件9，该支承部件9将一对辊式电极12A、12B分别以能够旋转的方式支承，并且支承工件位置检测传感器16和气帘生成机构20。

如图1和图3所示，支承部件9将一对辊式电极12A、12B以各自的轴彼此大致平行且各自的外周表面彼此相向的方式支承。支承部件9的长度方向(连结支承部件9的前端和基端的方向)相对于第一轴部17A和第二轴部17B的轴大致平行。

如图3所示，驱动辊式电极12A旋转的第一马达19以旋转轴19a与支承部件9的长度方向大致正交的方式被固定在作为支承部件9的一侧面的支承面9a的顶端部。辊式电极12A被同轴固定在第一马达19的旋转轴19a上。

驱动辊式电极12B旋转的第二马达21以旋转轴21a与第一马达19的旋转轴19a大致平行且相对于支承部件9在支承部件9的长度方向上能够移动(能够滑动)的方式，被设置在支承部件9的支承面9a中固定有第一马达19的部位(支承面9a的顶端部)的基端侧的部位。辊式电极12B被同轴固定在第二马达21的旋转轴21a上。辊式电极12B的外周面与辊式电极12A的外周面相向。

在支承部件9的支承面9a中设置有第二马达21的部位的基端侧的部位设置有气缸7，该气缸7(驱动)使第二马达21沿着支承部件9的长度方向移动。气缸7沿支承部件9的长度方向伸缩。通过气缸7的伸缩动作，被固定于第二马达21的旋转轴21a的辊式电极12B能够在包含接近被固定于第一马达19的旋转轴19a的辊式电极12A的方向和远离辊式电极12A的方向的一轴取向(支承部件9的长度方向)上移动。据此，能够由一对辊式电极12A、12B夹持规定范围内的任意厚度的凸缘对FP。并且，也能够应对缝焊中的凸缘对FP的厚度变化。第一马达19和第二马达21由控制部18(图1)控制。

在此，在图1所示的第一关节部14a中内置有包含马达的驱动部。通过该马达的驱动力，支承部件9和一对辊式电极12A、12B绕第一轴部17A和第二轴部17B一体旋转。即，通过该马达的驱动力，一对辊式电极12A、12B的轴取向同步变化。其结果，通过使第一关节部14a动作，能够改变一对辊式电极12A、12B的轴取向。以下，将一对辊式电极12A、12B一并称为“辊式电极对REP”。

如图3所示，工件位置检测传感器16被配置在远离由一对辊式电极12A、12B夹持的凸缘对FP的缘部的位置，检测该缘部的位置(在此为凸缘对FP的缘部的端面的位置)。以下，也将凸缘对FP的缘部的端面称为“被检测面DS”。

详细而言，工件位置检测传感器16以与被检测面DS相向的方式，被固定在支承部件9的支承面9a中设置有第一马达19的部位与设置有第二马达21的部位之间的部位上。此外，工件位置检测传感器16也可以不与被检测面DS相向，只要能够检测凸缘对FP的缘部的位置即可。被检测面DS不局限于凸缘对FP的缘部的端面，也可以是凸缘对FP的缘部的其他面。

如图4和图5所示，工件位置检测传感器16包括光照射部16a、受光部16b和距离运算部16c。

如图3和图4所示，光照射部16a向被检测面DS及其周边区域(例如各辊式电极)照射光。光照射部16a具有：例如激光二极管等发光元件16a1；光偏转器16a2，其被配置在来自该发光元件16a1的光的光路上；和光透过窗口16a3，其被配置在经过该光偏转器16a2的光的光路上。光偏转器16a2将来自发光元件16a1的光在一对辊式电极12A、12B的排列方向(与凸缘对FP的延伸方向大致正交的方向)上偏转扫描。被光偏转器16a2偏转的光经由光透过窗口16a3被向被检测面DS及其周边区域射出。即，光照射部16a通过光对被检测面DS及其周边区域进行扫描。以下，也将一对辊式电极12A、12B的排列方向称为“电极排列方向”。

受光部16b具有：例如光电二极管等受光元件16b1；聚光透镜16b2，其被设置在受光元件16b1的前段；和光透射窗口16b3，其被设置在聚光透镜16b2的前段。从光照射部16a射出并在被检测面DS及其周边区域反射的光透过光透过窗口16b3，被聚光透镜16b2聚光，并被受光元件16b1接收。光照射部16a和受光部16b沿着与电极排列方向大致正交的方向(凸缘对FP的延伸方向)排列。

距离运算部16c例如包含CPU等而构成。距离运算部16c在对被检测面DS及其周边区域扫描过程中，按每个扫描位置计算光照射部16a的射出时刻与受光部16b的接收时刻的时间差。距离运算部16c将该时间差的计算结果中的最小值换算为距离，并将该换算值作为至被检测面DS的距离(工件位置检测传感器16的检测结果)向控制部18输出。此外，通常在对被检测面DS及其周边区域进行扫描过程中，被检测面DS位于离工件位置检测传感器16最近的位置。在其他方式中，也可以不设置距离运算部16c，而使控制部18承担距离运算部16c的功能。

光照射部16a、受光部16b和距离运算部16c被收纳在大致长方体形状的封装(package)16e内。成为光照射部16a的射出面ES的光透过窗口16a3以露出到封装16e外且与被检测面DS相向的方式被设置在封装16e的壁16e1上。在此，射出面ES形成为以电极排列方向为长度方向的矩形，但也可以是其他形状。成为受光部16b的受光面RS的光透过窗口16b3以露出封装16e外且与被检测面DS相向的方式被设置于封装16e的壁16e1。在此，受光面RS为圆形，但也可以是其他形状。光照射部16a的射出面ES和受光部16b的受光面RS在与电极排列方向正交的方向(凸缘对FP的延伸方向)上以彼此稍微靠向内侧的状态排列。即，在本实施方式中，光照射部16a的射出面ES的法线与受光部16b的受光面RS的法线彼此不平行。此外，光照射部16a和受光部16b也可以构成为光照射部16a的射出面ES的法线与受光部16b的受光面RS的法线彼此平行。

此外，工件位置检测传感器16的结构和配置不限于上述结构和配置，可以适当变更。工件位置检测传感器16例如也可以是包含成像传感器(image sensor)和图像处理部的图像传感器。在这种情况下，通过由图像处理部对成像传感器的输出图像(距离图像)进行边缘检测处理，能够检测凸缘对FP的缘部的位置。工件位置检测传感器16例如也可以是包含两个成像传感器的立体图像传感器。在这种情况下，能够根据从两个成像传感器的输出获得的视差值来检测至凸缘对FP的缘部的距离。

光照射部16a也可以不具有光偏转器16a2。在这种情况下，例如，也可以从多个发光元件16a1沿着电极排列方向排列的发光元件阵列向包含被检测面DS及其周边区域(例如，各辊式电极)的照射范围照射光。此时，通过使多个发光元件16a1的发光时刻错开，而由单个的受光元件16b1以不同的时刻接收来自照射范围的各照射位置的反射光，由此能够计算至照射范围的各照射位置的距离。

在光照射部16a不具有光偏转器16a2的情况下，例如光照射部16a也可以具有柱面透镜(cylindrical lens)，该柱面透镜使来自单个的发光元件16a1的光在与电极排列方向正交的方向(凸缘对FP的延伸方向)上会聚，射出在电极排列方向上延伸的线状的光。在这种情况下，例如，也可以使用多个受光元件16b1沿着电极排列方向排列的受光元件阵列，由对应的受光元件16b1接收从发光元件16a1射出并照射到包含被检测面DS及其周边区域(例如，辊式电极)的照射范围的各照射位置的光的反射光，据此计算至照射范围的各照射位置的距离。

在光照射部16a不具有光偏转器16a2的情况下，例如，也可以使用多个发光元件16a1沿着电极排列方向排列的发光元件阵列、和与多个发光元件16a1对应的多个受光元件16b1沿着电极排列方向排列的受光元件阵列。在这种情况下，从发光元件阵列的各发光元件16a1向包含被检测面DS及其周边区域(例如，各辊式电极)的照射范围的各照射位置照射光，并且由与该发光元件16a1对应的受光元件16b1接收该照射光的反射光，据此能够检测至照射范围的各照射位置的距离。

在光照射部16a中，在透镜(例如耦合透镜(coupling lens)、柱面透镜等)被设置在来自发光元件16a1的光的光路上的情况下，也可以将最前段的透镜的透镜面作为射出面ES向外部露出。例如也可以将受光部16b的聚光透镜16b2的透镜面作为受光面RS向外部露出。

如图3所示，气帘生成机构20在工件位置检测传感器16与凸缘对FP之间生成气帘AC。气帘生成机构20通过固定部件6被固定在如下部位，即支承部件9的支承面9a中设置有第一马达19的部位与设置有第二马达21的部位之间的部位(比工件位置检测传感器16靠支承部件9的顶端侧的部位)。

气帘生成机构20包括：基座部件22、安装在基座部件22上的喷嘴结构体23，和与喷嘴结构体23连通的空气流路24。

如图4所示，基座部件22由大致长方体形状的实心部件构成，并配置成与工件位置检测传感器16的封装16e一起形成台阶部。即，如图3所示，由基座部件22的彼此正交的两个壁22b、22c形成的角部22d、和由封装16e的彼此正交的两个壁16e1、16e2形成的角部16e3彼此靠近。角部22d和角部16e3也可以彼此抵接。与基座部件22一起形成台阶部的封装16e的壁是设置有光照射部16a的光透过窗口16a3和受光部16b的光透过窗口16b3的壁16e1。如图5所示，基座部件22偏离工件位置检测传感器16的检测范围DR。“工件位置检测传感器16的检测范围DR”是由从光照射部16a射出的射出光的光路DR1、和从包含被检测面DS的照射范围到受光部16b的反射光的光路DR2构成的范围。

如图4和图5所示，在基座部件22的内部形成有空气流路24。如图5所示，空气流路24包括：主流路24a，其沿基座部件22的长度方向延伸，并且其一端与被设置在工厂(在此为车身制造工厂)中的空气供给源(例如气泵)连通；和两条分支流路24b1、24b2，其从该主流路24a分支出。在各分支流路的内周形成有内螺纹。

主流路24a的一端24a1在基底部件22的长度方向上相向的两个侧面中的一方的侧面上开口。在主流路24a的一端24a1附近的内周形成有内螺纹。主流路24a的另一端24a2在基座部件22的长度方向上相向的两个侧面中的另一方的侧面上开口。在主流路24a的另一端24a2附近的内周形成有内螺纹。

在此，在主流路24a的另一端24a2上配置有拧入式栓24c，来将另一端24a2封闭，且通过拧入式连接器(connector)25使主流路24a的一端24a1与空气供给源连通。也可以与此相反，在主流路24a的一端24a1配置拧入式栓而使该一端24a1封闭，并使主流路24a的另一端24a2经由连接器25与空气供给源连通。即，根据缝焊装置10与空气供给源之间的位置关系等，能够适当选择主流路24a的一端24a1和另一端24a2中易于与空气供给源连通的一方。

此外，气帘生成机构20也可以具有与空气流路24连通的空气供给源(例如气泵)。也可以增设从主流路24a分支出并在基座部件22的表面开口的分支流路，将该分支流路作为与空气供给源连通的候选。

在主流路24a与上述空气供给源之间，设置有被控制部18控制开闭的电磁阀(未图示)，能够进行向喷嘴结构体23的气流供给或非供给的切换。此外，在主流路24a与上述空气供给源之间，也可以设置手动阀，该手动阀用于进行向喷嘴结构体23的气流供给或非供给的切换。另外，也可以不设置手动阀和电磁阀。在不设置电磁阀的情况下，气帘生成机构20根据上述空气供给源的开/关而进行开/关。

如图4所示，在基座部件22上形成有倾斜面22a，该倾斜面22a通过将与位于工件位置检测传感器16的封装16e的角部16e3(图3)附近的角部22d(图3)相反侧(凸缘对FP侧)的角部局部切除而形成缺口，且以越靠近工件位置检测传感器16侧越高的方式倾斜。如图5所示，两个分支流路24b1、24b2的顶端在倾斜面22a上开口。在此，分支流路24b2的顶端(开口)配置有拧入式栓22a1来将该顶端封闭。

如图5所示，喷嘴结构体23以偏离工件位置检测传感器16的检测范围DR的方式被安装在基座部件22的倾斜面22a上。详细而言，喷嘴结构体23以与工件位置检测传感器16的检测范围DR相邻的方式被安装在基座部件22的倾斜面22a上。

换言之，从工件位置检测传感器16的检测轴DA方向观察，喷嘴结构体23以与工件位置检测传感器16的传感器部(光照射部16a或受光部16b)相邻的方式被安装在基座部件22的倾斜面22a上。在光照射部16a的射出面ES的法线方向与受光部16b的受光面RS的法线方向彼此平行的情况下，“工件位置检测传感器16的检测轴DA方向”是指各法线方向。如图4所示，在光照射部16a的射出面ES的法线NV1和受光部16b的受光面RS的法线NV2彼此不平行的情况下，“工件位置检测传感器16的检测轴DA方向”是指，通过交点IP和中点MP的直线所延伸的方向，其中，交点IP是光照射部16a的射出面ES的法线NV1与受光部16b的受光面RS的法线NV2的交点；中点MP是连结射出面ES的中心C1和受光面RS的中心C2的线段的中点。在图4中，射出面ES的法线NV1通过射出面ES的中心C1，但也可以通过射出面ES的中心C1以外的点。在图4中，受光面RS的法线NV2通过受光面RS的中心C2，但也可以通过受光面RS的中心C2以外的点。在图4中，法线NV1和法线NV2的交点IP与包含被检测面DS的照射范围的位置一致，但也可以偏离包含被检测面DS的照射范围的位置，其中，所述被检测面DS位于射出光的光路DR1和反射光的光路DR2相交的位置

如图6A、图6B和图6C所示，喷嘴结构体23包括被安装于倾斜面22a的安装部23a、和被连接到安装部23a的喷嘴部23b。

安装部23a具有：管部23a1，其在外周形成有与在倾斜面22a上开口的分支流路24b1的内周旋合的外螺纹；凸缘部23a2，其在该管部23a1的一端连续。如图6C所示，管部23a1的开口端(安装部23a的主流路24a侧的开口端)的内周部形成为越远离主流路24a直径越小的锥形形状。管部23a1被拧入分支流路24b1，直到凸缘部23a2与倾斜面22a抵接为止。安装部23a的内径除了主流路24a侧的开口端的内周部之外，为固定的直径。如图6D和图6E所示，在凸缘部23a2的外周部，例如以位于正六边形的6个顶点的方式形成有6个螺纹孔28。

如图6A、图6B和图6C所示，喷嘴部23b具有：凸缘部23b1，其与安装部23a的凸缘部23a2接合；和中空突出部23b2，其从凸缘部23b1向该凸缘部23b1的轴取向突出。如图6C所示，凸缘部23b1和凸缘部23a2经由作为密封部件的衬垫27接合，防止气流从接合部泄漏。凸缘部23b1的开口端(喷嘴部23b的安装部23a侧的开口端)的内周部形成为越远离安装部23a直径越小的锥形形状。凸缘部23b1的开口端的内周部的最大径与管部23a1的开口端的内周部(锥部)的最小径相等。如图6B和图6C所示，中空突出部23b2由顶端部具有尖细的锥面的大致圆筒状的部分构成。喷嘴部23b的内径除了中空突出部23b2的顶端部和凸缘部23b1的开口端的内周部之外，为固定的直径。

由以上的说明可知，如图6C所示那样，喷嘴结构体23在内部具有内径随着从基端侧靠向顶端侧而呈阶段性(在此为3阶段)减小的节流流路TC。据此，能够阶段性提高从喷嘴结构体23的基端侧供给的气流的压力。

如图6A、图6B和图6C所示，中空突出部23b2在顶端侧具有两个将被供给的气流呈面状排出的狭缝状的排出口Ve。两个排出口Ve的气流排出方向彼此相反。详细而言，两个排出口Ve在中空突出部23b2的彼此相向的周壁部上相对于中空突出部23b2的轴以相同的倾斜方向和倾斜角度形成。如图3所示，两个排出口Ve的倾斜方向和倾斜角被设定为，当喷嘴结构体23被安装在基座部件22的倾斜面22a(图4)上时各排出口Ve的长度方向沿着支承部件9的支承面9a延伸(各排出口Ve的长度方向与电极排列方向平行)。

在此，如图6A、图6D、图6E所示，在喷嘴部23b的凸缘部23b1中的隔着中空突出部23b2的两个位置形成有以中空突出部23b2的轴的中心为中心的圆弧状的两个长孔LH(通孔)。两个长孔LH形成为，与分别被设置在正六边形的六个顶点处的六个螺纹孔28中的隔着该正六边形的中心相向的至少一对螺纹孔28相对应。因此，通过将螺栓31分别旋合于该相向的一对螺纹孔28中，能够将安装部23a的凸缘部23a2与喷嘴部23b的凸缘部23b1固定。在该固定时，能够调整凸缘部23b1相对于凸缘部23a2绕轴旋转的位置(螺栓31在长孔LH内的位置)。因此，即使安装部23a以相对于倾斜面22a稍微弯曲的状态被拧入(凸缘部23a2相对于倾斜面22a稍微弯曲)，也能够将喷嘴部23b的姿态设定为所期望的姿态(各排出口Ve的长度方向沿着支承部件9的支承面9a延伸的姿态)。

在如上述那样构成的喷嘴结构体23中，如图3、图7和图8所示，从各排出口Ve排出的气流是沿着支承面9a向彼此相反的方向流动的面状气流，该气流形成气帘AC。由从各排出口Ve排出的气流构成的气帘AC沿着支承部件9的支承面9a(参照图3)延伸。来自各排出口Ve的气流的排出方向、即气帘AC中气流流动的方向沿着凸缘对FP的缘部的延伸方向(与电极排列方向正交的方向)。

图1所示的控制部18控制向一对辊式电极12A、12B的通电、气帘生成机构20的开/关，并且根据工件位置检测传感器16的检测结果(以下也称为“传感器输出”)控制电极保持机构14。控制部18例如包含CPU等而构成。

缝焊通过使被施加电压的辊式电极对一边沿着工件(例如，凸缘对)的所期望的焊接轨迹旋转一边相对于工件移动来进行。然而，在实际缝焊时，由于缝焊装置与工件之间的距离不断且细微地变动。因此，如果使辊式电极对保持一个状态(轴取向固定不变的状态)移动，则辊式电极对可能偏离(脱离)以所期望的焊接轨迹为中心的目标范围。

因此，控制部18根据传感器输出来控制电极保持机构14，由此来修正焊接轨迹。具体而言，控制部18根据传感器输出，以使辊式电极对REP不会偏离(脱离)以所期望的焊接轨迹为中心的目标范围的方式控制辊式电极对REP的轴取向(角度)、即辊式电极对REP的舵角。

详细而言，控制部18根据传感器输出，计算电极保持机构14的控制量，并将该计算结果向电极保持机构14输出。电极保持机构14使用被输入的控制量来控制辊式电极对REP的轴取向(舵角)。控制量是基于传感器输出的辊式电极对REP的轴的角度(取向/朝向)的目标值与该时间点(控制时)的辊式电极对REP的轴的角度的差分。控制量根据辊式电极对REP的轴取向的控制方向而有正负。

接着，对如上述那样构成的缝焊装置10的动作和使用缝焊装置10的缝焊方法的作用进行说明。控制部18与图1所示的设置有焊接开始按钮等的操作部29连接。

在此，操作员在控制部18开始缝焊之前，通过操作部29控制电极保持机构14，在通过辊式电极对REP夹持凸缘对FP之后，通过操作部29向控制部18发送焊接开始触发信号。具体而言，操作员通过操作部29使气缸7、第一关节部14a、第二关节部14b、第三关节部14c、第四关节部14d、第五关节部14e和第六关节部14f适当动作，据此使一对辊式电极12A、12B夹持凸缘对FP，并且按下操作部29的焊接开始按钮而向控制部18发送焊接开始触发信号，其中所述气缸7使驱动辊式电极12B旋转的第二马达21沿电极排列方向移动。

控制部18在接收到来自操作部29的焊接开始触发信号时，如图3所示，在检测凸缘对FP的缘部的位置的工件位置检测传感器16与凸缘对FP的缘部之间生成气帘AC。具体而言，如图7和图8所示，控制部18以使气帘AC沿着凸缘对FP的缘部的延伸方向的方式生成气帘AC。

详细而言，控制部18在接收到来自操作部29的焊接开始触发信号时，打开上述电磁阀。此时，来自空气供给源的气流通过空气流路24的主流路24a、分支流路24b1流入到喷嘴结构体23内。流入到喷嘴结构体23内的气流随着从喷嘴结构体23的基端部流向顶端部而呈阶段性(例如，三个阶段)节流。到达喷嘴结构体23的顶端部的气流从被形成于该顶端部的两个排出口Ve沿着凸缘对FP的延伸方向(沿着支承面9a(图3))彼此向相反方向以面状被排出。即，如图7和图8所示，通过沿着凸缘对FP的延伸方向向彼此相反方向流动的面状的两个气流，生成在凸缘对FP的延伸方向上相邻的两个气帘AC。换言之，生成由向彼此相反方向流动的面状的两个气流构成的两个气帘AC，从工件位置检测传感器16的检测轴DA方向观察，这两个气帘AC之间的区域Bo与工件位置检测传感器16相邻。即，如图7所示，两个气帘AC之间的区域Bo的至少一部分进入到工件位置检测传感器16的检测范围DR内。

接着，控制部18根据工件位置检测传感器16的检测结果，一边控制一对辊式电极12A、12B的轴取向一边进行缝焊。具体而言，控制部18在接收到来自操作部29的焊接开始触发信号时，向辊式电极对REP施加电压(脉冲电压)，并且根据工件位置检测传感器16的检测结果控制电极保持机构14，使辊式电极对REP沿着凸缘对FP的所期望的焊接轨迹移动。具体而言，控制部18根据工件位置检测传感器16的检测结果，使第一关节部14a、第二关节部14b、第三关节部14c、第四关节部14d、第五关节部14e和第六关节部14f适当动作，据此使辊式电极对REP沿着凸缘对FP的所期望的焊接轨迹移动，由此沿着所期望的焊接轨迹连续进行缝焊。

此时，焊烟从缝焊的焊接部位飞散。飞散的焊烟的一部分飞向工件位置检测传感器16。飞向工件位置检测传感器16的焊烟被由向彼此相反方向流动的两个气流构成的气帘AC中的任一个阻隔，且被沿着凸缘对FP的缘部的延伸方向向远离工件位置检测传感器16的方向吹散。

接着，对如上述那样构成的缝焊装置10的效果和使用缝焊装置10的缝焊方法的效果进行说明。

如图1和图3所示，本实施方式的缝焊装置10是通过由一对辊式电极12A、12B夹持凸缘对FP(工件)并且使一对辊式电极12A、12B一边旋转一边相对于凸缘对FP移动，来对凸缘对FP进行缝焊的缝焊装置。缝焊装置10具有：电极保持机构14，其以能够改变一对辊式电极12A、12B的轴取向的方式保持一对辊式电极12A、12B；工件位置检测传感器16，其被配置在远离被一对辊式电极12A、12B夹持的凸缘对FP的缘部的位置上，检测该缘部的位置；控制部18，其根据工件位置检测传感器16的检测结果来控制电极保持机构14；和气帘生成机构20，其在工件位置检测传感器16与凸缘对FP之间生成气帘AC。

在这种情况下，由于因缝焊而产生的焊烟被在工件位置检测传感器16与凸缘对FP之间生成的气帘AC阻隔，因此能够抑制焊烟附着于工件位置检测传感器16，由此能够抑制工件位置检测传感器16的检测精度的下降。其结果，能够高精度地修正缝焊的焊接轨迹。

另一方面，与上述那样的气帘生成机构20不同，若例如利用鼓风机对在凸缘对FP的焊接部位产生的焊烟吹风，则卷入焊烟的空气流向工件位置检测传感器16侧，而担忧焊烟附着在工件位置检测传感器16上。

例如，如图9A所示，当焊烟附着在工件位置检测传感器16的射出面ES和受光面RS中的至少一方上时，有时传感器输出示出突然异常值(传感器输出明显低于正常范围的值)。在这种情况下，必须中断缝焊，而降低了作业效率。此外，在这种情况下，例如如图9B所示，缝焊的焊缝被断开，当从中断部位重新开始缝焊时，需要进行焊接修复。

例如，如图10A和图10B所示，当焊烟附着在工件位置检测传感器16的射出面ES和受光面RS的至少一方上，而使从光照射部16a射出的光散射(扩散)时，会导致传感器输出的精度下降。在图10A和图10B中，双点划线表示每个扫描位置的理想的传感器输出。图10A所示的例子是附着在工件位置检测传感器16上的焊烟的量相对较少的例子，并且获得凸缘对FP的缘部的一部分缺失那样的传感器输出。图10B所示的例子是附着在工件位置检测传感器16上的焊烟的量非常多的例子，从光照射部16a射出并在包含被检测面DS的照射范围内被反射的光几乎不被受光部16b接收，而成为传感器输出几乎无法确认的状态(得不到的状态)。

如图6A所示，气帘生成机构20包括喷嘴结构体23，该喷嘴结构体23具有至少一个将被供给的气流呈面状排出的狭缝状排出口Ve。据此，能够通过少数的排出口Ve高效地生成气帘AC。

如图7和图8所示，气帘AC沿凸缘对FP的缘部的延伸方向生成。据此，能够生成沿凸缘对FP的缘部的延伸方向延伸的气帘AC，因此能够将缝焊时产生的焊烟有效地排出到缝焊装置10的外部。其结果，能够更可靠地抑制在缝焊时产生的焊烟附着在工件位置检测传感器16上。

如图7所示，喷嘴结构体23具有两个排出口Ve，该两个排出口Ve的气流排出方向彼此相反。从工件位置检测传感器16的检测轴DA方向观察，喷嘴结构体23被配置在与工件位置检测传感器16相邻的位置。换言之，如图4、图5和图7所示，喷嘴结构体23被配置在与工件位置检测传感器16的检测范围DR相邻的位置。据此，能够使在缝焊时产生的焊烟向远离工件位置检测传感器16的方向飞散。其结果，能够抑制一旦被气帘AC阻隔开的焊烟飞回到工件位置检测传感器16而附着在工件位置检测传感器16上。

如图3所示，本实施方式的缝焊方法是通过由被施加电压的一对辊式电极12A、12B夹持凸缘对FP(工件)并且使一对辊式电极12A、12B一边旋转一边相对于凸缘对FP移动，来对凸缘对FP进行缝焊的缝焊方法。如图7和图8所示，本实施方式的缝焊方法包括气帘生成步骤，在该气帘生成步骤中，在检测凸缘对FP的缘部的位置的工件位置检测传感器16与凸缘对FP的缘部之间生成气帘AC。如图3所示，本实施方式的缝焊方法还包括缝焊步骤，在该缝焊步骤中，一边根据工件位置检测传感器16的检测结果控制一对辊式电极12A、12B的轴取向一边进行缝焊。

在这种情况下，由于因缝焊而产生的焊烟被在工件位置检测传感器16与凸缘对FP之间生成的气帘AC阻隔，因此能够抑制焊烟附着于工件位置检测传感器16，由此能够抑制工件位置检测传感器16的检测精度的下降。其结果，能够高精度地修正缝焊的焊接轨迹。

在气帘生成步骤中，以使气帘AC沿着凸缘对FP的缘部的延伸方向的方式生成气帘AC。据此，能够生成沿着凸缘对FP的缘部的延伸方向延伸的气帘AC，因此能够将缝焊时产生的焊烟有效地排出到外部。其结果，能够更可靠地抑制在缝焊时产生的焊烟附着在工件位置检测传感器16上。

如图3、图7和图8所示，在气帘生成步骤中，生成由沿着支承面9a(同一平面)向彼此相反方向流动的面状的两个气流构成的两个气帘AC。从工件位置检测传感器16的检测轴DA方向观察，两个气帘AC之间的区域Bo的至少一部分与工件位置检测传感器16重叠。换言之，两个气帘AC之间的区域Bo的至少一部分进入到工件位置检测传感器16的检测范围DR内。据此，能够使在缝焊时产生的焊烟向远离工件位置检测传感器16的方向飞散。其结果，能够抑制一旦被气帘AC阻隔开的焊烟飞回到工件位置检测传感器16侧，进而能够抑制该焊烟附着在工件位置检测传感器16上。

[变形例]

以上说明的实施方式的缝焊装置10和缝焊方法能够适当变更。

喷嘴结构体23的结构能够适当变更。喷嘴结构体23由两个部件(安装部23a和喷嘴部23b)构成，但喷嘴结构体23也可以由单个部件构成。能够适当改变被形成于喷嘴结构体23的排出口Ve的位置、形状、尺寸和数量。例如，也可以在喷嘴结构体中形成一个狭缝状的排出口Ve，生成单个气帘AC。在这种情况下，优选为，以在工件位置检测传感器16和凸缘对FP之间的区域中生成单个气帘AC的方式配置喷嘴结构体23。

在上述实施方式中，在倾斜面22a上开口的分支流路24b1上安装有喷嘴结构体23，但也可以代替于此或者在此基础上，在倾斜面22a上开口的分支流路24b2上安装喷嘴结构体23。例如，通过改变喷嘴结构体23的位置，能够改变两个气帘AC之间的区域Bo(参照图7和图8)的位置。例如，通过增设喷嘴结构体23，能够增加气帘AC的个数，由此能够提高焊烟的阻隔效果。

Claims (9)

1.一种缝焊装置，该缝焊装置通过用一对辊式电极夹持工件且使一对所述辊式电极一边旋转一边相对于所述工件移动，来对所述工件进行缝焊，其特征在于，

具有电极保持机构、工件位置检测传感器、控制部和气帘生成机构，其中，

所述电极保持机构以能改变一对所述辊式电极的轴取向的方式来保持一对所述辊式电极；

所述工件位置检测传感器被配置在从由一对所述辊式电极夹持的所述工件的缘部离开的位置上，用于检测该缘部的位置；

所述控制部根据所述工件位置检测传感器的检测结果来控制所述电极保持机构；

所述气帘生成机构在所述工件位置检测传感器与所述工件之间生成气帘。

2.根据权利要求1所述的缝焊装置，其特征在于，

所述气帘生成机构包括喷嘴结构体，该喷嘴结构体具有至少一个将被供给的气流呈面状排出的狭缝状的排出口。

3.根据权利要求2所述的缝焊装置，其特征在于，

所述气帘沿所述工件的缘部的延伸方向生成。

4.根据权利要求3所述的缝焊装置，其特征在于，

所述喷嘴结构体具有两个所述排出口，该两个所述排出口的所述气流的排出方向彼此相反，

所述喷嘴结构体被配置为从所述工件位置检测传感器的检测轴方向观察时与所述工件位置检测传感器相邻。

5.根据权利要求3所述的缝焊装置，其特征在于，

所述喷嘴结构体具有两个所述排出口，该两个所述排出口的所述气流的排出方向彼此相反，

所述喷嘴结构体被配置在与所述工件位置检测传感器的检测范围相邻的位置。

6.一种缝焊方法，该缝焊方法通过用被施加电压的一对辊式电极夹持工件且使一对所述辊式电极一边旋转一边相对于所述工件移动，来对所述工件进行缝焊，其特征在于，

包括气帘生成步骤和缝焊步骤，其中，

在所述气帘生成步骤中，在检测所述工件的缘部的位置的工件位置检测传感器与所述工件之间生成气帘；

在所述缝焊步骤中，一边根据所述工件位置检测传感器的检测结果来控制一对所述辊式电极的轴取向一边进行所述缝焊。

7.根据权利要求6所述的缝焊方法，其特征在于，

在所述气帘生成步骤中，以沿着所述工件的缘部的延伸方向的方式生成所述气帘。

8.根据权利要求6或7所述的缝焊方法，其特征在于，

在所述气帘生成步骤中生成由面状的两个气流构成的两个气帘，其中该面状的两个气流沿着同一平面彼此向相反方向流动，

从所述工件位置检测传感器的检测轴方向观察，两个所述气帘之间的区域的至少一部分与所述工件位置检测传感器重叠。

9.根据权利要求6或7所述的缝焊方法，其特征在于，

在所述气帘生成步骤中生成由面状的两个气流构成的两个气帘，其中该面状的两个气流沿着同一平面彼此向相反方向流动，

两个所述气帘之间的区域的至少一部分进入所述工件位置检测传感器的检测范围内。

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