DE102012107073A1

DE102012107073A1 - Punktschweißvorrichtung

Info

Publication number: DE102012107073A1
Application number: DE201210107073
Authority: DE
Inventors: Atsushi Tanaka
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2013-02-14
Anticipated expiration: 2032-08-03
Also published as: DE102012107073B4; JP5369149B2; CN102950372A; JP2013035033A; US9040866B2; US20130037525A1

Abstract

Es wird eine Punktschweißvorrichtung bereitgestellt. Die Punktschweißvorrichtung 1 weist auf einen Presskrafterzeuger 20, der bewirkt, dass sich eine bewegbare Elektrode 25 zu einer Presskraftaufbringposition bewegt, in der die bewegbare Elektrode 25 eine Presskraft auf ein Werkstück 100 aufbringt, zusammen mit einer feststehenden Elektrode 15, eine Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31, die bewirkt, dass sich eine Aufnahmeeinheit 39 zu einer Steuerpresskraftaufbringposition bewegt, in der die Aufnahmeeinheit 39 sich in der Nähe der feststehenden Elektrode 15 befindet und in Berührung gelangt mit dem Werkstück 100, um so eine Steuerpresskraft aufzubringen, und einen Schweißtransformator 40. Der Presskrafterzeuger 20 ist an beziehungsweise auf einer vorderen Seite beziehungsweise Frontseite einer Anbauhalterung 2 angebracht, die von einem Schweißroboter gehalten wird. Die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 und der Schweißtransformator 40 sind linear an einer Rückseite des Presskrafterzeugers 20 angeordnet. Die Breite und die Größe und Abmessungen der Punktschweißvorrichtung 1 sind reduziert. Der Raum um die Elektrode 25, 15 wird als ein Arbeitsraum freigehalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Punktschweißvorrichtung, die ein Werkstück in Form einer Plattenanordnung, die übereinander angeordnete Platten unterschiedlicher Steifigkeiten aufweist, punktschweißt.
Im Allgemeinen wird Punktschweißtechnik weithin verwendet zum Verbinden übereinander angeordneter Platten wie beispielsweise Stahlplatten. Die Punktschweißtechnik beinhaltet die Verwendung eines Paars Schweißelektroden, um übereinander angeordnete Platten zu halten und eine Press- beziehungsweise Klemmkraft aufzubringen, sowie das Aufbringen von Strom zwischen den Schweißelektroden für eine vorbestimmte Zeitdauer.
Im Folgenden wird Bezug genommen auf 5A. Beim Punktschweißen eines Werkstücks 100 in Form einer Plattenanordnung, die drei übereinander angeordnete Platten aufweist, nämlich eine dünne Platte 101, die eine geringere Steifigkeit aufweist, und eine erste dicke Platte 102 und eine zweite dicke Platte 103, die eine höhere Steifigkeit aufweisen als die dünne Platte 101, halten eine bewegbare Elektrode 111 und eine feststehende Elektrode 112 das Werkstück 100 so zwischen einander, dass sich die dünne Platte 101 in enger Berührung mit der ersten dicken Platte 102 befindet, und dass die erste dicke Platte 102 in enger Berührung mit der zweiten dicken Platte 103 ist. Daraufhin leitet eine Stromquelle 113 einen Strom in das Werkstück 100 über die bewegbare Elektrode 111 und die feststehende Elektrode 112, wobei die Stromdichte in einem Stromweg zwischen der bewegbaren Elektrode 111 und der feststehenden Elektrode 112 im Wesentlichen gleichförmig wird. Somit wird eine gute Schweißlinse ausgebildet, die sich von der dünnen Platte 101 zu der zweiten dicken Platte 103 erstreckt, wodurch die erforderliche Schweißfestigkeit erhalten wird.
Tatsächlich werden jedoch, wenn das Werkstück 100 zwischen der bewegbaren Elektrode 111 und der feststehenden Elektrode 112 gehalten und gepresst wird, die dünne Platte 101 mit einer geringeren Steifigkeit und die erste dicke Platte 102 nach oben gebogen, was dazu führt, dass Spalte zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 sowie zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103 ausgebildet werden.
In diesem Fall wird die Kontaktfläche zwischen der bewegbaren Elektrode 111 und der dünnen Platte 101 durch das Biegen der dünnen Platte 101 vergrößert, während die Kontaktfläche des Verbindungsabschnitts zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 und die Kontaktfläche des Verbindungsabschnitts zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103 in Folge der Spalte abnehmen. Daher wird die Stromdichte zwischen der bewegbaren Elektrode 111 und der feststehenden Elektrode 112 an der Seite der zweiten dicken Platte 103 größer als an der Seite der dünnen Platte 101. Dies führt zu einem größeren lokalen kalorischen Wert zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103 als zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102.
Als Ergebnis hiervon wird, wie in 5A gezeigt, zunächst eine Schweißlinse 105 ausgebildet an dem Verbindungsabschnitt zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103. Danach nimmt, wie in 5B gezeigt, die Schweißlinse 105 fortschreitend zu, so dass die dünne Platte 101 und die erste dicke Platte 102 schließlich auch miteinander verschweißt werden. Die Schweißfestigkeit ist jedoch niedrig, da das Maß an Schweißdurchdringung zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 gering ist. Die dünne Platte 101 kann daher von der ersten dicken Platte 102 getrennt werden und die Schweißqualität kann variieren. Dieses Problem verstärkt sich besonders dann, wenn die Dicke der ersten dicken Platte 102 und die Dicke der zweiten dicken Platte 103 zunimmt, da die zunehmenden Dicken es schwierig machen, dass die Schweißlinse 105 den Verbindungsabschnitt zwischen der ersten dicken Platte 102 und der dünnen Platte 101 erreicht.
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2003-251469 offenbart ein Beispiel eines Punktschweißverfahrens als Gegenmaßnahme bezüglich dieses Problems. Genauer gesagt, wie in 6 gezeigt, wird beim Punktschweißen des Werkstücks 100, das aus drei übereinander angeordneten Platten gebildet ist, d. h. der dünnen Platte 101, der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103, eine Presskraft FU einer bewegbaren Elektrode 125 an der Seite der dünnen Platte 101 niedriger gewählt als eine Presskraft FL einer feststehenden Elektrode 124 an der Seite der zweiten dicken Platte 103. Der Kontaktwiderstand zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 wird so erhöht, während der Kontaktwiderstand zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103 reduziert wird. Demzufolge wird, wenn Strom zwischen der bewegbaren Elektrode 125 und der feststehenden Elektrode 124 angelegt wird, der kalorische Wert an dem Verbindungsabschnitt zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 erhöht, wodurch die Schweißfestigkeit zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 erhöht wird.
7 zeigt den Aufbau einer Punktschweißvorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens. Genauer gesagt, eine Punktschweißvorrichtung 120 ist an einem Handgelenkteil 116 eines Schweißroboters 115 angebracht. Der Schweißroboter 115 bewegt die Punktschweißvorrichtung 120 zu jeder Punktschweißstelle beziehungsweise -position des Werkstücks 100, das von einer Klemmvorrichtung 118 gehalten wird, und führt Punktschweißen an dem Werkstück 100 aus.
Die Punktschweißvorrichtung 120 weißt eine Basis 122 auf, die vertikal bewegbar gehalten ist von einer Linearführung 121. Die Linearführung 121 ist an einer Anbauhalterung 117 befestigt, die an dem Handgelenkteil 116 angebracht ist. Ein sich nach unten erstreckender feststehender Arm 123 ist an der Basis 122 bereitgestellt. Ein distales Ende des feststehenden Armes 123 ist mit der feststehenden Elektrode 124 versehen.
Ein Presskrafterzeuger 126 ist an einem oberen Ende der Basis 122 befestigt und dahingehend konfiguriert, eine Stange 127 vertikal zu bewegen. Die bewegbare Elektrode 125 ist an einem unteren Ende der Stange 127 befestigt, so dass sie der feststehenden Elektrode 124 gegenüber liegt. Ein Servomotor 128 ist an einem oberen Ende der Anbauhalterung 117 angebracht. Der Servomotor 128 ist dahingehend konfiguriert, die Basis 122 mittels eines Schneckenantriebsmechanismus in vertikaler Richtung zu bewegen.
In Übereinstimmung mit Lerndaten, die vorab in einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) gespeichert wurden, bewirkt die Steuereinrichtung zunächst, dass der Servomotor 128 die Basis 122 nach oben bewegt, um so die feststehende Elektrode 124 in Berührung mit einer unteren Oberfläche des Werkstücks 100 zu bringen, und bewirkt, dass der Presskrafterzeuger 126 die bewegbare Elektrode 125 nach unten bewegt, um so die bewegbare Elektrode 125 in Berührung mit einer oberen Oberfläche des Werkstücks 100 zu bringen. In diesem Fall wird die Presskraft des Presskrafterzeugers 126 über die Basis 122 und den feststehenden Arm 123 gleichförmig auf die bewegbare Elektrode 125 und die feststehende Elektrode 124 aufgebracht.
Anschließend wird die Basis 122 durch den Servomotor 128 aufwärts bewegt. Wenn die Basis 122 aufwärts bewegt wird, nimmt die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 124 zu um einen Betrag, der der Distanz der Aufwärtsbewegung der Basis 122 entspricht, wodurch die Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 125 geringer wird als die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 124 (FU < FL).
Dies führt dazu, dass, wenn Strom zwischen der bewegbaren Elektrode 125 und der feststehenden Elektrode 124 aufgebracht wird, die Stromdichte an dem Verbindungsabschnitt zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 hoch wird, was zur Folge hat, dass der kalorische Wert relativ höher wird als der kalorische Wert an dem Verbindungsabschnitt zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103. Demzufolge wird eine gute und gleichförmige Schweißlinse ausgebildet, die sich von der dünnen Platte 101 zu der zweiten dicken Platte 103 erstreckt, wodurch eine hohe Schweißfestigkeit sichergestellt wird.
Gemäß der oben genannten japanischen ungeprüften Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2003-251469 wird die feststehende Elektrode 124 in Berührung gebracht mit der zweiten dicken Platte 103 des Werkstücks 100, das von der Klemmvorrichtung 118 geklemmt wird, und die bewegbare Elektrode 125 wird in Berührung gebracht mit der dünnen Platte 101. Zudem wird die Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 125 niedriger eingestellt als die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 124 durch Bewegen der Basis 122 aufwärts. Hierdurch wird die Stromdichte zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 relativ höher. Somit kann ein ausreichender kalorischer Wert erhalten werden an dem Verbindungsabschnitt zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102, wodurch ein erhöhtes Maß an Schweißdurchdringung und eine erhöhte Schweißfestigkeit erreicht werden.
Wenn jedoch die Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 125 so eingestellt wird, dass sie geringer ist als die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 124, durch Bewegen der Basis 122, während das Werkstück 100 von der Klemmvorrichtung 118 geklemmt wird und gehalten und gepresst wird zwischen der feststehenden Elektrode 124 und der bewegbaren Elektrode 125, wird eine große Last auf die Klemmvorrichtung 118 aufgebracht, die das Werkstück 100 klemmt. Andererseits, wenn die Klemmposition des Werkstücks 100, das von der Klemmvorrichtung 118 geklemmt wird, und die Schweißposition des Werkstücks 100 deutlich voneinander entfernt sind, wird das Werkstück 100 deformiert und gebogen. Dies bewirkt, dass die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 124 und die Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 125 variieren, was es schwierig macht, einen stabilen Kontaktwiderstand zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 und einen stabilen Kontaktwiderstand zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103 zu erhalten. Dies kann zu Variationen in der Stromdichte an den Verbindungsabschnitten führen, was zu einer reduzierten Punktschweißqualität führt.
Zur Lösung dieses Problems hat die Anmelderin der vorstehenden Anmeldung in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-200643 eine Punktschweißvorrichtung vorgeschlagen, wie sie schematisch in 8 gezeigt ist. Diese Punktschweißvorrichtung hält und presst einen Schweißabschnitt eines Werkstücks 100 und bewirkt, dass eine Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) eine Steuerpresskraftaufbringeinheit 133 gegen eine dünne Platte 101 des Werkstücks 100 presst und hierdurch eine Steuerpresskraft Fα auf das Werkstück 100 aufbringt, so dass eine Presskraft FL einer feststehenden Elektrode 132, die auf eine Seite der dünnen Platte 101 aufgebracht wird, dahingehend gesteuert wird, niedriger zu sein als eine Presskraft FU einer bewegbaren Elektrode 131, die auf eine Seite der zweiten dicken Platte 103 aufgebracht wird (FL < FU). Anschließend legt die Punktschweißvorrichtung einen Strom zwischen der bewegbaren Elektrode 131 und der feststehenden Elektrode 132 über einen vorbestimmten Zeitraum an und führt hierdurch das Schweißen durch.
Die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung ist in der Nähe der bewegbaren Elektrode 131 angebracht. Die Abmessung dieser Punktschweißvorrichtung ist daher in ihrer Breitenrichtung größer als diejenige einer gewöhnlichen Punktschweißvorrichtung und die Abmessungen der Punktschweißvorrichtung sind vergrößert. Zudem ist der umgebende Raum der bewegbaren Elektrode 131 und der feststehenden Elektrode 132, i. e. der Arbeitsraum, begrenzt, was die Schweißoperationen eines Schweißroboters beeinträchtigen kann.
Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Punktschweißvorrichtung bereitzustellen, die gute Arbeitsbedingungen sicherstellen und hohe Schweißqualität erreichen kann, wenn ein Werkstück in der Form einer Plattenanordnung, die aufeinander angeordnete Platten unterschiedlicher Steifigkeiten beinhaltet, Punktgeschweißt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Punktschweißvorrichtung bereitgestellt mit einer ersten Schweißelektrode, einem Presskrafterzeuger, der bewirkt, dass eine zweite Schweißelektrode, die der ersten Schweißelektrode zugewandt ist, zwischen einer Presskraftaufbringposition, in der die zweite Schweißelektrode ein Werkstück zusammen mit der ersten Schweißelektrode so hält, dass die erste Schweißelektrode und die zweite Schweißelektrode Presskräfte auf das Werkstück ausüben, und einer zurückgezogenen Position weg von dem Werkstück bewegt wird, einer Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung, die bewirkt, dass eine Steuerpresskraftaufbringeinheit bewegt wird zwischen einer Steuerpresskraftaufbringposition, in der die Steuerpresskraftaufbringeinheit in der Nähe der ersten Schweißelektrode oder der zweiten Schweißelektrode angeordnet ist und in Berührung gelangt mit dem Werkstück, um eine Steuerpresskraft auf das Werkstück aufzubringen, und einer zurückgezogenen Position weg von dem Werkstück, einem Schweißtransformator, der als Stromquelle dient, der Strom zwischen der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode anlegt, und einer Anbauhalterung, die von einem Schweißroboter gehalten wird, wobei der Presskrafterzeuger an beziehungsweise auf einer vorderen Seite beziehungsweise Vorderseite der Anbauhalterung angeordnet ist, während die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung und der Schweißtransformator linear an einer Rückseite des Presskrafterzeugers angeordnet sind. Da der Steuerpresskrafterzeuger bewirkt, dass die Steuerpresskraftaufbringeinheit eine Steuerpresskraft auf das Werkstück aufbringt, auf das die Presskräfte der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode aufgebracht sind, werden gemäß dem obigen Aspekt die Presskräfte der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode gesteuert. Dies verbessert die Schweißqualität des Werkstücks, das aus übereinander angeordneten Platten unterschiedlicher Steifigkeiten gebildet ist.
Da zudem der Presskrafterzeuger an der vorderen Seite beziehungsweise Frontseite der von dem Schweißroboter gehaltenen Anbauhalterung angeordnet ist und die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung und der Schweißtransformator linear beziehungsweise in Reihe an der Rückseite des Presskrafterzeugers angeordnet sind, wird die Abmessung der Punktschweißvorrichtung in der Breitenrichtung reduziert, was es ermöglicht, dass die Abmessungen beziehungsweise die Größe der Punktschweißvorrichtung reduziert werden. Da zudem der Raum vorne und an beiden Seiten der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode offen ist, kann leicht Arbeitsraum reserviert beziehungsweise frei gehalten werden. Dementsprechend kann der Bereich des Werkstücks, der von der Punktschweißvorrichtung geschweißt werden kann, vergrößert werden und somit die Schweißqualität und die Arbeitsbedingungen verbessert werden.
Bei der oben beschriebenen Punktschweißvorrichtung kann die Anbauhalterung eine Basiseinheit aufweisen, die von dem Schweißroboter gehalten wird, sowie zwei Seiten, die einander zugewandt sind und sich von der Basis aus erstrecken. Weiterhin kann der Presskrafterzeuger an distalen Enden der Seiten angeordnet sein mit einer dazwischen eingefügten Halterung und die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung und der Schweißtransformator können zwischen den Seiten angeordnet sein.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration können der Presskrafterzeuger, die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung und der Schweißtransformator zuverlässig von der von dem Schweißroboter gehaltenen Anbauhalterung gehalten werden.
Bei der oben beschriebenen Punktschweißvorrichtung kann die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung einen Servomotor aufweisen, der einen Hohlmotor umfasst, sowie eine Linearbewegungseinheit mit einer Kugelgewindespindel beziehungsweise einem Schneckenantrieb, die beziehungsweise der an einem Ende eines hohlen Rotors befestigt ist, sowie einer auf die Kugelgewindespindel aufgeschraubten Stange. Zudem kann ein Steuerpresskraftaufbringarm, der die Steuerpresskraftaufbringeinheit aufweist, mit der Stange verbunden sein.
Da gemäß der obigen Konfiguration die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung einen Servomotor aufweist, der einen Hohlmotor umfasst, sowie eine Linearbewegungseinheit mit einer Kugelgewindespindel, die an einem Ende eines hohlen Rotors angebracht ist, sowie einer auf die Kugelgewindespindel aufgeschraubten Stange, kann die Größe der Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung reduziert werden, was es leichter macht, die Größe der Punktschweißvorrichtung zu reduzieren.
Da gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung bewirkt, dass die Steuerpresskraftaufbringeinheit die Steuerpresskraft auf das Werkstück aufbringt, auf das die Presskräfte der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode aufgebracht werden, werden die Presskräfte der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode gesteuert. Dies verbessert die Schweißqualität des Werkstücks, das aus übereinander angeordneten Platten unterschiedlicher Steifigkeiten gebildet ist.
Da zudem die Presskraft beziehungsweise der Presskrafterzeuger auf beziehungsweise an der Frontseite beziehungsweise der vorderen Seite der von dem Schweißroboter gehaltenen Anbauhalterung angeordnet ist und die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung und der Schweißtransformator linear auf beziehungsweise an der hinteren Seite des Presskrafterzeugers angeordnet sind, kann die Abmessung der Punktschweißvorrichtung in Breitenrichtung reduziert werden, was es erlaubt, die Abmessungen der Punktschweißvorrichtung zu reduzieren. Da zudem der Raum vor und auf beiden Seiten der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode offen ist, kann Arbeitsraum frei gehalten werden. Dementsprechend kann der Bereich des Werkstücks, der von der Punktschweißvorrichtung geschweißt werden kann, vergrößert werden und somit die Schweißqualität und die Arbeitsbedingung verbessert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen.
1 ist eine Darstellung, die die Konfiguration einer Punktschweißvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels zeigt.
2 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in 1.
3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen durch III in 1 gezeigten Teil darstellt.
Die 4A bis 4C sind schematische Funktionsdarstellungen.
Die 5A und 5B sind Darstellungen, die schematisch einen Punktschweißvorgang gemäß dem Stand der Technik zeigen.
6 ist eine Darstellung, die schematisch den Punktschweißvorgang gemäß dem Stand der Technik zeigt.
7 ist eine Darstellung, die schematisch den Punktschweißvorgang gemäß dem Stand der Technik zeigt, und
8 ist eine Darstellung, die schematisch eine Punktschweißvorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigt.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf die 1 bis 4C beschrieben. 1 ist eine Darstellung, die die Konfiguration einer Punktschweißvorrichtung 1 zeigt. 2 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in 1. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen in 1 mit III bezeichneten Teil darstellt. Die 4A bis 4C sind schematische Funktionsdarstellungen.
Vor der Beschreibung der Punktschweißvorrichtung 1 wird zunächst ein Werkstück 100 beschrieben. Wie in 3 gezeigt, ist das Werkstück 100 eine Anordnung aus drei Platten, die gebildet ist durch übereinander Anordnen einer dünnen Platte über zwei übereinander angeordneten dicken Platten. Genauer gesagt, das Werkstück 100 beinhaltet eine dünne Platte 101 mit einer niedrigen Steifigkeit beziehungsweise Festigkeit und eine erste dicke Platte 102 und eine zweite dicke Platte 103, die eine größere Dicke und eine höhere Steifigkeit beziehungsweise Festigkeit haben als die dünne Platte 101. Die dünne Platte 101, die erste dicke Platte 102 und die zweite dicke Platte 103 sind in dieser Reihenfolge von unten übereinander angeordnet.
Die Punktschweißvorrichtung 1 weist eine im Wesentlichen rechtwinklige Basis 3 auf, die an einem Handgelenkteil eines Schweißroboters (nicht gezeigt) angebracht ist, wobei eine Ausgleichseinheit dazwischen angeordnet ist, sowie eine Anbauhalterung 2 mit zwei Seiten 4 und 5, die einander zugewandt sind und sich horizontal von gegenüberliegenden Seiten des Basisabschnitts 3 erstrecken. Ein feststehender Arm 10 ist an den gegenüberliegenden Seiten 4 und 5 der Anbauhalterung 2 befestigt. Eine Halterung 6 ist an distalen Enden 4a und 5a der Seiten 4 und 5 befestigt. Ein Presskrafterzeuger 20 ist an beziehungsweise auf einer Frontseite beziehungsweise vorderen Seite der Anbauhalterung 2 befestigt, wobei die Halterung 6 dazwischen eingefügt ist. Des Weiteren ist eine Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 einer Steuerpresskraftaufbringvorrichtung 30 zwischen den distalen Enden 4a und 5a der gegenüberliegenden Seiten 4 und 5 angeordnet. Ein Schweißtransformator 40 ist im Wesentlichen in den Mitten der Seiten 4 und 5 befestigt und gehaltert.
Der Presskrafterzeuger 20, die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 und der Schweißtransformator 40 sind so angeordnet wie in 2 gezeigt. Genauer gesagt, der Presskrafterzeuger 20 ist an beziehungsweise auf der vorderen Seite beziehungsweise Frontseite der Anbauhalterung 2 angeordnet, während die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 und der Schweißtransformator 40 linear beziehungsweise in Reihe angeordnet sind, zwischen den Seiten 4 und 5, an einer Rückseite des Presskrafterzeugers 20. Die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 und der Schweißtransformator 40 werden zwischen den gegenüberliegenden Seiten 4 und 5 gehalten und hierdurch zuverlässig von der Anbauhalterung 2 gehalten. Der Presskrafterzeuger 20 ist mittels der Halterung 6 mit der Anbauhalterung 2 verbunden.
Der feststehende Arm 10 weist auf einen feststehenden Armhauptkörper 11, der sich nach unten erstreckt und ein Basisende aufweist, das verbunden ist mit den gegenüberliegenden Seiten 4 und 5 der Anbauhalterung 2, sowie eine Elektrodehalteeinheit 12, die sich nach vorne von einem distalen Ende des feststehenden Armhauptkörpers 11 erstreckt und so gebogen ist, dass sie eine L-Form aufweist. Eine feststehende Elektrode 15, die als eine erste Schweißelektrode dient, ist, mit einem Spitzenende 15a nach oben gewandt, an der Elektrodehalteeinheit 12 befestigt.
Der Presskrafterzeuger 20 verfügt über einen Servomotor 21, der dargestellt ist durch einen Hohlmotor mit einem hohlen Rotor, der drehbar in einem Motorgehäuse aufgenommen ist. Der Presskrafterzeuger 20 verfügt weiterhin über eine Linearbewegungseinheit 22, die über eine Kugelgewindespindel beziehungsweise einen Schneckenantrieb verfügt, die beziehungsweise der an einem Ende des hohlen Rotors befestigt ist, sowie eine Stange 23, die auf die Kugelwindespindel aufgeschraubt ist. Die Stange 23 der Linearbewegungseinheit 22 ist durch den Servomotor 21 vertikal hin und her bewegbar. Da der Servomotor 21 durch einen Hohlmotor dargestellt ist, und da der Servomotor 21 und die Linearbewegungseinheit 22 koaxial zueinander angeordnet sind, ist der Presskrafterzeuger 20 in einer zylindrischen Form ausgeführt mit einem relativ geringen Durchmesser.
Ein Elektrodearm 24 ist an einem unteren Ende der Stange 23 der Linearbewegungseinheit 22 vorgesehen. Eine bewegbare Elektrode 25, die als eine zweite Schweißelektrode dient, ist an einem distalen Ende des Elektrodearms 24 vorgesehen. Die bewegbare Elektrode 25 ist mit der feststehenden Elektrode 15, die an dem feststehenden Arm 10 vorgesehen ist, koaxial ausgerichtet, i. e. ausgerichtet auf einer zentralen Achse L, so dass sie der feststehenden Elektrode 15 gegenüberliegt. Der Servomotor 21, die Linearbewegungseinheit 22, der Elektrodearm 24 und die bewegbare Elektrode 25 sind auf der zentralen Achse L angeordnet.
Die bewegbare Elektrode 25 wird somit von dem Servomotor 21 des Presskrafterzeugers 20 längs der zentralen Achse L bewegt zwischen einer zurückgezogenen Position, die als ein oberes Bewegungsende definiert ist, welches sich oberhalb und weg von der feststehenden Elektrode 15 befindet, und einer Presskraftaufbringposition, in der die bewegbare Elektrode 25 das Werkstück 100 zusammen mit der feststehenden Elektrode 15 so hält, dass die feststehende Elektrode 15 und die bewegbare Elektrode 25 Presskräfte auf das Werkstück 100 ausüben. Die von der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 auf das Werkstück 100 ausgeübten Presskräfte, d. h. eine Presskraft FL der feststehenden Elektrode 15 und eine Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 25, sind abhängig von dem Rotationsdrehmoment des Servomotors 21. Dementsprechend können Presskräfte einer gewünschten Größe erhalten werden durch Steuern des Rotationsdrehmoments des Servomotors 21.
Die Steuerpresskraftaufbringvorrichtung 30 beinhaltet eine Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31, die zwischen den gegenüberliegenden Seiten 4 und 5 der Anbauhalterung 2 mittels eines Stützelementes 7 gehalten ist, sowie einen Steuerpresskraftaufbringarm 35, der ein distales Ende aufweist, an dem eine Aufnahmeeinheit 39 vorgesehen ist.
Die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 beinhaltet einen Servomotor 32, der dargestellt ist durch einen Hohlmotor mit einem hohlen Rotor, der rotierbar in einem Motorgehäuse aufgenommen ist. Die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 beinhaltet des Weiteren eine Linearbewegungseinheit 33, die eine Kugelgewindespindel aufweist, die an einem Ende des Hohlrotors angebracht ist, sowie eine Stange 34, die auf die Kugelgewindespindel aufgeschraubt ist. Die Stange 34 der Linearbewegungseinheit 33 wird durch den Servomotor 32 vertikal hin und her bewegt. Ein Steuerpresskraftaufbringarm 35 ist an der Stange 34 der Linearbewegungseinheit 33 befestigt.
Da der Servomotor 32 durch einen Hohlmotor dargestellt ist und da der Servomotor 32 und die Linearbewegungseinheit 33 koaxial zueinander ausgerichtet sind, ist die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 in einer zylindrischen Form ausgeführt mit einem relativ geringen Durchmesser. Dementsprechend kann die Größe der Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 reduziert werden, was es leicht macht, die Größe beziehungsweise Abmessungen der Punktschweißvorrichtung 1 zu reduzieren. Der Servomotor 32, die Linearbewegungseinheit 33 und der Steuerpresskraftaufbringarm 35 sind auf einer Achse angeordnet, die parallel ist zu der zentralen Achse L.
Der Steuerpresskraftaufbringarm 35 beinhaltet einen Arm 36 und eine bewegbare Aufnahmeeinheit 38. Der Arm 36 weist ein Basisende auf, das mit einem distalen Ende der Stange 34 verbunden ist, ist koaxial mit der Stange 34 ausgerichtet, verläuft nach unten zwischen dem feststehenden Arm 10 und dem Elektrodearm 24 und weist einen distalen Endabschnitt 37 auf, der ein distales Ende des Arms 36 definiert und zu der zentralen Achse L gebogen ist. Die bewegbare Aufnahmeeinheit 38 ist mit dem distalen Endabschnitt 37 des Arms 36 verbunden, erstreckt sich zu der zentralen Achse L hin und weist ein distales Ende auf, an dem die Aufnahmeeinheit 39 vorgesehen ist, die als eine Presskraftaufbringeinheit dient.
Die bewegbare Aufnahmeeinheit 38 ist eine rechtwinklige Platte, die ein Basisende 38A aufweist, das mit dem distalen Endabschnitt 37 des Arms 36 verbunden ist, und die sich zu der Richtung der zentralen Achse L hin erstreckt. Die Aufnahmeeinheit 39 ist an einem distalen Ende der bewegbaren Aufnahmeeinheit 38 vorgesehen. Die Aufnahmeeinheit 39 ist koaxial ausgerichtet mit der zentralen Achse L, weist ein distales Ende 39a auf, das nach oben vorsteht, und weist einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, das heißt eine halbzylindrische Form, die es ermöglicht, dass die feststehende Elektrode 15 dort hindurch verläuft. Der Servomotor 32, die Linearbewegungseinheit 33 und der Steuerpresskraftaufbringarm 35 der Steuerpresskraftaufbringvorrichtung 30 sind auf einer Achse angeordnet, die parallel ist zu der zentralen Achse L.
Der Steuerpresskraftaufbringarm 35 mit der oben beschriebenen Konfiguration wird von dem Servomotor 32 längs der zentralen Achse L bewegt zwischen einer zurückgezogenen Position, die von dem Werkstück 100 entfernt ist und in der das distale Ende 39a der Aufnahmeeinheit 39, die an dem distalen Ende des Steuerpresskraftaufbringarms 35 vorgesehen ist, sich unterhalb des Spitzenendes 15a der feststehenden Elektrode 15 befindet, und einer Steuerpresskraftaufbringposition, in der das distale Ende 39a von unten in Berührung gelangt mit dem Werkstück 100, das zwischen der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 gehalten ist, und eine Steuerpresskraft Fα auf das Werkstück 100 aufbringt. Diese Steuerpresskraft Fα ist abhängig von dem Rotationsdrehmoment des Servomotors 32. Dementsprechend kann die Steuerpresskraft Fα einer gewünschten Größe erhalten werden durch Steuern des Rotationsdrehmoments des Servomotors 32.
Der Schweißtransformator 40, der als Stromquelle dient, weißt einen Ausgangsanschluss auf, der elektrisch verbunden ist mit der feststehenden Elektrode 15 über einen Stromanschluss (Busschiene), den feststehenden Arm 10 etc., und der andere Ausgangsanschluss ist elektrisch verbunden mit der bewegbaren Elektrode 25 über einen Stromanschluss (Busschiene), den Elektrodearm 24 etc.
Des Weiteren speichert eine Schweißrobotersteuereinrichtung (nicht gezeigt) Lehrdaten für den Schweißroboter. Die Lehrdaten enthalten ein Betriebsprogramm zum sequenziellen Punktschweißen der Schweißpunkte des Werkstücks 100 und Informationen bezüglich der Position und Stellung der Punktschweißvorrichtung 1 an jedem Schweißpunkt, das heißt an jeder Schweißposition. Eine Schweißsteuereinrichtung (nicht gezeigt) speichert ein Betriebs- beziehungsweise Funktionsprogramm für die Punktschweißvorrichtung 1 und steuert Funktionen des Presskrafterzeugers 20, der Steuerpresskraftaufbringvorrichtung 30 und des Schweißtransformators 40.
Bei der Punktschweißvorrichtung 1 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist der Presskrafterzeuger 20 an der Vorderseite beziehungsweise der Frontseite der Anbauhalterung 2 angeordnet, die an dem Handgelenkteil des Schweißroboters mit einer dazwischen eingefügten Ausgleichseinheit befestigt ist, während die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 und der Schweißtransformator 40 linear, d. h. in Reihe angeordnet sind an der Rückseite des Presskrafterzeugers 20, in dieser Reihenfolge von der Seite des distalen Endes zu der Seite der Basis 3 zwischen den Seiten 4 und 5 der Anbauhalterung 2. Daher wird eine Abmessung W in der Breitenrichtung reduziert, was es ermöglicht, dass die Punktschweißvorrichtung 1 in ihrer Größe beziehungsweise ihren Abmessungen reduziert werden kann. Zudem ist der Raum vor und an beiden Seiten der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 offen, d. h. ein großer Bereich mit Ausnahme der Seite des feststehenden Arms 10 ist offen und kann für einen Arbeitsraum freigehalten werden.
Als nächstes wird der Betrieb der Punktschweißvorrichtung 1 beschrieben unter Bezug auf die schematischen Funktionsdarstellungen der 4A bis 4C.
Wenn das aus drei Platten mit der dünnen Platte 101, der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103, die in dieser Abfolge von unten übereinander angeordnet sind, gebildete Werkstück 100 gemäß einem vorab festgelegten Programm punktgeschweißt wird, wird die bewegbare Elektrode 25 in ihrer zurückgezogenen Position weg von der feststehenden Elektrode 15 gehalten und die Aufnahmeeinheit 39 der Steuerpresskraftaufbringvorrichtung 30 wird in ihrer zurückgezogenen Position gehalten, wie in 1 gezeigt. Daraufhin betätigt die Schweißrobotersteuereinrichtung den Schweißroboter dahingehend, dass die Punktschweißvorrichtung 1 derart positioniert wird, dass das Spitzenende 15a der feststehenden Elektrode 15 in Berührung gelangt mit einer Punktschweißstelle, das heißt einer Schweißposition des Werkstücks 100, wie in 4A gezeigt.
Die an dem Handgelenkteil des Schweißroboters, mit dazwischen eingefügter Ausgleichseinheit, befestigte Punktschweißvorrichtung 1 weist eine reduzierte Abmessung W in ihrer Breitenrichtung auf. Da des Weiteren der Raum vor und an beiden Seiten der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 offen ist, kann Arbeitsraum leicht freigehalten werden. Es wird somit vermieden, dass der Steuerpresskraftaufbringarm 35 in Berührung gelangt mit dem Werkstück 100, was es ermöglicht, dass die Punktschweißvorrichtung 1 leicht so positioniert werden kann, dass das Spitzenende 15a der feststehenden Elektrode 15 in Berührung gelangt mit einer Punktschweißstelle. Zudem wird die Steuerung der Haltung der Punktschweißvorrichtung 1 vereinfacht. Dementsprechend wird die Arbeits- beziehungsweise Betriebssteuerung des Schweißroboters vereinfacht und die Arbeitslast des Schweißroboters wird reduziert.
Wie in 4A gezeigt, ist das Spitzenende 15a der feststehenden Elektrode 15 von unten in Berührung mit der dünnen Platte 101 des Werkstücks 100, wenn die Punktschweißvorrichtung 1 an der Schweißposition positioniert ist. Andererseits ist ein Spitzenende 25a der bewegbaren Elektrode 25 der zweiten dicken Platte 103 mit einem Spalt dazwischen zugewandt und das distale Ende 39a der Aufnahmeeinheit 39 ist der dünnen Platte 101 mit einem Spalt dazwischen zugewandt.
Anschließend, wie in 4B gezeigt, während die feststehende Elektrode 15 in Berührung mit der dünnen Platte 101 des Werkstücks 100 ist, wird die bewegbare Elektrode 25 von dem Servomotor 21 des Presskrafterzeugers 20 von der zurückgezogenen Position in die Presskraftaufbringposition bewegt, das heißt zu der feststehenden Elektrode 15 hin, sodass sie von oben in Berührung ist mit der zweiten dicken Platte 103. Der Servomotor 21 wird weiter angetrieben, sodass das Drehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht, wodurch die bewegbare Elektrode 25 in einen Presskontakt mit der zweiten dicken Platte 103 gebracht wird. Die Presskraft des Presskrafterzeugers 20 wird somit aufgebracht auf die bewegbare Elektrode 25 und die feststehende Elektrode 15 über den feststehenden Arm 10, wodurch der Schweißabschnitt des Werkstücks 100 gehalten und gepresst wird zwischen der bewegbaren Elektrode 25 und der feststehenden Elektrode 15.
Zwischenzeitlich wird die Stange 34 der Linearbewegungseinheit 33 von dem Servomotor 32 der Steuerpresskraftaufbringvorrichtung 30 nach oben bewegt, wodurch der Steuerpresskraftaufbringarm 35 so bewegt wird, dass die Aufnahmeeinheit 39, die an dem distalen Ende der bewegbaren Aufnahmeeinheit 38 vorgesehen ist, von der zurückgezogenen Position zu der Steuerpresskraftaufbringposition bewegt wird, in der sich das distale Ende 39a in der Nähe der feststehenden Elektrode 15 befindet und von unten in Presskontakt ist mit der dünnen Platte 101 des Werkstücks 100. Der Servomotor 32 wird weiter angetrieben, sodass das Drehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht, wodurch die Aufnahmeeinheit 39 in Presskontakt gebracht wird mit der dünnen Platte 101, um so eine Steuerpresskraft Fα auf die dünne Platte 101 aufzubringen.
Wenn die Steuerpresskraft Fα von der Aufnahmeeinheit 39, die sich in der Nähe der feststehenden Elektrode 15 befindet, von unten auf das Werkstück 100 aufgebracht wird, während das Werkstück 100 zwischen der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 in der zuvor beschriebenen Art und Weise gehalten und gepresst wird, wird die Presskraft FU von der bewegbaren Elektrode 25 auf die zweite dicke Platte 103 des Werkstücks 100 von oben aufgebracht, während die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 15 und die Steuerpresskraft Fα der Aufnahmeeinheit 39 nahe beieinander auf die dünne Platte 101 aufgebracht werden, wie in 4C gezeigt.
In diesem Fall wird, wie schematisch in 4C gezeigt, die Presskraft des Presskrafterzeugers 20 auf die bewegbare Elektrode 25 aufgebracht über den Elektrodearm 24 etc. und wird ebenso aufgebracht auf die feststehende Elektrode 15, die der bewegbaren Elektrode 25 zugewandt ist, über den feststehenden Arm 10. Zudem wird eine Presskraft des Servomotors 32 der Steuerpresskraftaufbringvorrichtung 30 auf die Aufnahmeeinheit 39 aufgebracht über den Steuerpresskraftaufbringarm 35 etc. Die Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 25, die von oben auf die zweite dicke Platte 103 aufgebracht wird, ist gleich der Summe der Presskraft FL der feststehenden Elektrode 15 und der Steuerpresskraft Fα der Aufnahmeeinheit 39, die von unten auf die dünne Platte 101 aufgebracht werden (FU = FL + Fα).
Folglich wird das Werkstück 100 stabil gehalten mit der Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 25, die von oben auf die zweite dicke Platte 103 aufgebracht wird, der Presskraft FL der feststehenden Elektrode 15 und der Steuerpresskraft Fα der Aufnahmeeinheit 39, die von unten auf die dünne Platte 101 aufgebracht werden.
Andererseits wird in dem Schweißabschnitt des Werkstücks 100 die Presskraft FU von der bewegbaren Elektrode 25 auf die zweite dicke Platte 103 aufgebracht, während die Presskraft FL und die Steuerpresskraft Fα von der feststehenden Elektrode 15 beziehungsweise der Aufnahmeeinheit 39 auf die dünne Platte 101 aufgebracht werden. Dies bedeutet, dass die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 15, die auf die dünne Platte 101 aufgebracht wird, gleich einer Presskraft ist, die erhalten wird durch Subtrahieren der Steuerpresskraft Fα der Aufnahmeeinheit 39 von der Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 25 (FL = FU – Fα).
Wenn die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 15, die auf die Seite der dünnen Platte 101 aufgebracht wird, geringer gewählt wird als die Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 25, die auf die Seite der zweiten dicken Platte 103 aufgebracht wird, (FL < FU), wie zuvor beschrieben, wird der Kontaktdruck an dem Verbindungsabschnitt zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 geringer als der Kontaktdruck an dem Verbindungsabschnitt zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103. Folglich wird der Kontaktwiderstand zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 relativ höher, während der Kontaktwiderstand zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103 relativ niedriger wird.
Anschließend wird, während das Werkstück 100 geklemmt und gepresst wird zwischen der bewegbaren Elektrode 25 und einer Kombination der feststehenden Elektrode 15 und der Aufnahmeeinheit 39 und während die Presskraft FL der feststehenden Elektrode 15, die an der Seite der dünnen Platte 101 angeordnet ist, geringer gewählt ist als die Presskraft FU der bewegbaren Elektrode 25, die an der Seite der zweiten dicken Platte 103 gewählt ist, Schweißen dadurch ausgeführt, dass von dem Schweißtransformator 40 für eine vorbestimmte Zeitdauer Strom angelegt wird zwischen der bewegbaren Elektrode 25 und der feststehenden Elektrode 15.
Wenn Strom zwischen der bewegbaren Elektrode 25 und der feststehenden Elektrode 15 angelegt wird, wird der Kontaktwiderstand an dem Verbindungsabschnitt zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 relativ höher, was die Stromdichte größer macht, während der Kontaktwiderstand zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103 klein bleibt. Somit wird der kalorische Wert an dem Verbindungsabschnitt zwischen der dünnen Platte 101 und der ersten dicken Platte 102 relativ höher als der kalorische Wert an dem Verbindungsabschnitt zwischen der ersten dicken Platte 102 und der zweiten dicken Platte 103. Folglich wird eine gute Schweißlinse ausgebildet, die sich von der dünnen Platte 101 zu der zweiten dicken Platte 103 ohne eine Variation der Stromdichte erstreckt, wodurch eine hohe Schweißfestigkeit der dünnen Platte 101 sichergestellt wird.
Nach dem Abschluss des Schweißprozesses wird die Stange 34 der Linearbewegungseinheit 33 von dem Servomotor 32 der Steuerpresskraftaufbringvorrichtung 30 nach unten bewegt, wodurch der Steuerpresskraftaufbringarm 35 so bewegt wird, dass sich die an dem distalen Ende der bewegbaren Aufnahmeeinheit 38 vorgesehene Aufnahmeeinheit 39 von der Steuerpresskraftaufbringposition, in der die Aufnahmeeinheit 39 in Presskontakt mit dem Werkstück 100 ist, zu der zurückgezogenen Position bewegt. Des Weiteren wird die bewegbare Elektrode 25 von dem Servomotor 21 des Presskrafterzeugers 20 von der Presskraftaufbringposition zu der zurückgezogenen Position bewegt, so dass das Werkstück 100 aus dem Gehaltensein durch die feststehende Elektrode 15 und die bewegbare Elektrode 25 gelöst beziehungsweise freigegeben wird.
Anschließend wird der Schweißroboter betätigt in Übereinstimmung mit dem Betriebsprogramm, um zu bewirken, dass die Punktschweißvorrichtung 1 von der Punktschweißposition des Werkstücks 100 zurückgezogen wird und zu der nächsten Punktschweißposition des Werkstücks 100 bewegt wird.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der zuvor beschriebenen Konfiguration die Steuerpresskraft der Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 auf das Werkstück 100 aufgebracht wird, auf das die Presskräfte der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 aufgebracht wurden, werden die Presskräfte FL und FU der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 gesteuert beziehungsweise kontrolliert. Dies verbessert die Schweißqualität des Werkstücks 100, das aus übereinander angeordneten Platten mit unterschiedlichen Steifigkeiten gebildet ist.
Da des Weiteren der Presskrafterzeuger 20 auf beziehungsweise an der vorderen Seite beziehungsweise der Frontseite der Anbauhalterung 2 angeordnet ist, die unter Zwischenfügung der Ausgleichseinheit an dem Handgelenkteil des Schweißroboters befestigt ist, und die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 und der Schweißtransformator 40 linear an der Rückseite des Presskrafterzeugers 20 angeordnet sind, ist die Abmessung W der Punktschweißvorrichtung 1 in der Breitenrichtung reduziert, was es ermöglicht, dass die Punktschweißvorrichtung 1 in ihrer Größe beziehungsweise in ihren Abmessungen reduziert wird. Da zudem der Raum vor und auf beiden Seiten der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 offen ist, kann leicht Arbeitsraum freigehalten werden. Entsprechend kann der Bereich des Werkstücks, das von der Punktschweißvorrichtung 1 geschweißt werden kann, vergrößert werden, wodurch die Schweißqualität verbessert wird.
Da zudem die Punktschweißvorrichtung 1 in ihrer Größe reduziert ist und da der Raum vor und auf beiden Seiten der feststehenden Elektrode 15 und der bewegbaren Elektrode 25 offen ist und als ein Arbeitsraum freigehalten werden kann, wird die Steuerung der Haltung der Punktschweißvorrichtung 1 erleichtert. Dementsprechend wird die Betriebssteuerung des Schweißroboters vereinfacht und die Arbeitslast eines Schweißroboters kann daher reduziert werden. In einem solchen Fall, bei dem eine Vielzahl von Schweißrobotern verwendet wird, kann der Schweißroboter zusammen mit anderen Schweißrobotern betätigt werden, da eine Beeinflussung beziehungsweise Beeinträchtigung durch andere Schweißroboter reduziert ist, und die Arbeitsumstände können daher verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend erläuterte Ausführungsform beschränkt ist und verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise sind in der obigen Ausführungsform der Presskrafterzeuger 20, die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 und der Schweißtransformator 40 linear in dieser Reihenfolge von der Vorderseite beziehungsweise Frontseite aus angeordnet. Der Schweißtransformator 40 und die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 können jedoch in dieser Reihenfolge linear an der Rückseite des Presskrafterzeugers 20 angeordnet sein.
Zudem wird in der obigen Ausführungsform die Steuerpresskraft der Aufnahmeeinheit 39 in der gleichen Richtung aufgebracht wie die Presskraft der feststehenden Elektrode 15. Die vorliegende Erfindung ist jedoch ebenfalls anwendbar bei einer Punktschweißvorrichtung, die eine Steuerpresskraft in der gleichen Richtung aufbringt wie eine Presskraft einer bewegbaren Elektrode 25.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Es wird eine Punktschweißvorrichtung bereitgestellt. Die Punktschweißvorrichtung 1 weist auf einen Presskrafterzeuger 20, der bewirkt, dass sich eine bewegbare Elektrode 25 zu einer Presskraftaufbringposition bewegt, in der die bewegbare Elektrode 25 eine Presskraft auf ein Werkstück 100 aufbringt, zusammen mit einer feststehenden Elektrode 15, eine Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31, die bewirkt, dass sich eine Aufnahmeeinheit 39 zu einer Steuerpresskraftaufbringposition bewegt, in der die Aufnahmeeinheit 39 sich in der Nähe der feststehenden Elektrode 15 befindet und in Berührung gelangt mit dem Werkstück 100, um so eine Steuerpresskraft aufzubringen, und einen Schweißtransformator 40. Der Presskrafterzeuger 20 ist an beziehungsweise auf einer vorderen Seite beziehungsweise Frontseite einer Anbauhalterung 2 angebracht, die von einem Schweißroboter gehalten wird. Die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung 31 und der Schweißtransformator 40 sind linear an einer Rückseite des Presskrafterzeugers 20 angeordnet. Die Breite und die Größe und Abmessungen der Punktschweißvorrichtung 1 sind reduziert. Der Raum um die Elektrode 25, 15 wird als ein Arbeitsraum freigehalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-251469 [0007, 0014]
JP 2010-200643 [0016]

Claims

Punktschweißvorrichtung, umfassend: eine erste Schweißelektrode, einen Presskrafterzeuger (20), der bewirkt, dass eine zweite Schweißelektrode, die der ersten Schweißelektrode zugewandt ist, bewegt wird zwischen einer Presskraftaufbringposition, in der die zweite Schweißelektrode ein Werkstück (100) hält zusammen mit der ersten Schweißelektrode, so dass die erste Schweißelektrode und die zweite Schweißelektrode Presskräfte auf das Werkstück (100) aufbringen, und einer zurückgezogenen Position weg von dem Werkstück (100); eine Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung (31), die bewirkt, dass eine Steuerpresskraftaufbringeinheit sich bewegt zwischen einer Steuerpresskraftaufbringposition, in der die Steuerpresskraftaufbringeinheit sich in der Nähe der ersten Schweißelektrode oder der zweiten Schweißelektrode befindet und in Berührung gelangt mit dem Werkstück (100), um so eine Steuerpresskraft auf das Werkstück (100) auszuüben, und einer zurückgezogenen Position weg von dem Werkstück (100), einen Schweißtransformator (40), der als Stromquelle dient, die einen Strom zwischen der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode anlegt, und eine Anbauhalterung (2), die von einem Schweißroboter gehalten wird, wobei der Presskrafterzeuger (20) an einer vorderen Seite der Anbauhalterung (2) angeordnet ist, während die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung (31) und der Schweißtransformator (40) linear an einer Rückseite des Presskrafterzeugers (20) angeordnet sind.
Punktschweißvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anbauhalterung (2) eine Basis aufweist, die von dem Schweißroboter gehalten wird, sowie ein Paar Seiten, die einander zugewandt sind und sich von der Basis erstrecken, wobei der Presskrafterzeuger (20) an distalen Enden der Seiten angeordnet ist mit einer dazwischengefügten Halterung, und wobei die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung (31) und der Schweißtransformator (40) zwischen den Seiten angeordnet sind.
Punktschweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerpresskraftaufbringbetätigungsvorrichtung (31) einen Servomotor aufweist, der einen Hohlmotor umfasst, sowie eine Linearbewegungseinheit (22), die eine Kugelgewindespindel aufweist, die an einem Ende eines hohlen Rotors befestigt ist, sowie eine Stange (23), die auf die Kugelgewindespindel aufgeschraubt ist, und wobei ein Steuerpresskraftaufbringarm (35), der die Steuerpresskraftaufbringeinheit aufweist, mit der Stange (23) verbunden ist.