JP2002263847A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の車種に対して打痕を防ぐコストを抑え
ることができる溶接装置を提供する。 【解決手段】 溶接装置１は、銅板Ａと、銅板Ａを移動
させる銅板移動手段６と、後退時の移動アーム５の後方
で溶接装置１に設けられた第一のエアーシリンダー７と
を備えている。銅板移動手段６は、第一のエアーシリン
ダー７に回動自在に支持された回動部８と、回動部８に
連結して回動部８を回動させる第二のエアシリンダー９
とから構成されている。回動部８は、シリンダーチュー
ブ７２に軸支されたリンク８１と、リンク８１に取り付
けられた回動アーム８２とから構成されている。回動ア
ーム８２はリンク８１の左右側に取り付けられた一対の
ブラケット８３、８３から構成されている。両ブラケッ
ト８３、８３の先端部８４、８４には銅板Ａが架設され
ており、図中の一点鎖線で示すように後退時における移
動電極チップ５１の前方で対向する対向位置に配置され
るようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の組
立工程で使用される溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車の組立工程におい
て、インナーパネルやアウターパネル等のワーク同士を
スポット溶接する際には、図４に示すように、インナー
パネル１０１とアウターパネル１０２とを合わせて治具
１１１で位置決め支持し、図外の溶接ロボットに装着し
た溶接装置１２１により両パネル１０１、１０２を溶接
している。

【０００３】溶接装置１２１は、一般的に、固定電極チ
ップ１２２と、固定電極チップ１２２に対して進退可能
に配置された移動電極チップ１２３とを備えている。

【０００４】そして、両電極チップ１２２、１２３間に
合わせられて配置された一対のパネル１０１、１０２
を、固定電極チップ１２２に向かって移動電極チップ１
２３を前進させて両電極チップ１２２、１２３により挟
んで加圧し、両電極チップ１２２、１２３間に溶接電流
を流してパネル１０１、１０２同士を溶接している。

【０００５】このとき、溶接によって例えばアウターパ
ネル１０２に生じる打痕を防ぐために、治具１１１に備
えられたクランプ装置１１２等に銅板１１３を取り付け
てアウターパネル１０１に当て、この銅板１１３を介し
て、溶接装置１２１の移動電極チップ１２３をアウター
パネル１０１に加圧させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接に
よる打痕を防ぐために治具１１１側に銅板１１３を固定
して設置することから、複数の銅板１１３を設けること
になるとともに、複数の車種に対して打痕を防ぐ場合に
はワークの形状や溶接箇所に応じて車種毎に銅板を設置
しなければならない。これにより、銅板を設置する装置
が大型化になるとともに、それに伴ってメンテナンス工
数も増加することから、コストがかかってしまうという
問題があった。

【０００７】本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなさ
れたものであり、複数の車種に対して打痕を防ぐコスト
を抑えることができる溶接装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の請求項１記載の溶接装置では、固定電極チッ
プと、この固定電極チップに対して進退可能に配置され
た移動電極チップとを備え、両電極チップ間に合わせら
れて配置された一対のワークを、前記固定電極チップに
向かって前記移動電極チップを前進させて前記両電極チ
ップにより挟んで加圧し、前記両電極チップ間に溶接電
流を流してワーク同士を溶接する溶接装置において、通
電可能な当て板と、この当て板を前記移動電極チップの
後退時において前記移動電極チップの前方で対向する対
向位置とこの対向位置から退避した退避位置とに移動さ
せる当て板移動手段と、前記当て板を前記対向位置から
片方のワークに当接させる間は移動電極チップの押動前
進により前進を許容させるとともに、前記当て板を前記
片方のワークに当接した位置から前記対向位置に後退さ
せる方向へ付勢されているガイド手段と、を備えたもの
としている。

【０００９】かかる構成においてワーク同士を当て板を
介して溶接する際には、当て板移動手段で退避位置に配
置されていた当て板を移動し移動電極チップの対向位置
に配置させ、移動電極チップを固定電極チップに向かっ
て前進させるガイド手段が該前進を許容するため、移動
電極チップの前進に伴い、該移動電極チップが当て板を
当接させて当て板を対向位置から固定電極チップに向か
って前進させることにより片方のワークに当て、この当
て板を介して移動電極チップを前記ワークに加圧させる
ことにより打痕を防ぐことができる。

【００１０】したがって、溶接による打痕を防ぐため
に、当て板移動手段で当て板を移動電極チップの対向位
置に移動させて配置すれば良いため、複数の当て板を設
ける必要がなくなるとともに、車種に応じて当て板を設
置する必要がなく、当て板を設置する装置の大型化やそ
れに伴うメンテナンス工数の増加を抑えることができ
る。さらに、当て板を片方のワークに向かって前進さ
せ、また後退させる当て板駆動装置を設ける必要もな
く、また当て板を片方のワークに当てる当て板を前進さ
せる動きと、移動電極チップを前進させる動きとを同期
させる装置を設ける必要もないので装置を小型、軽量に
できる。

【００１１】また、請求項２記載の溶接装置において
は、前記当て板移動手段は、アクチュエータと先端部に
前記当て板を設けた回動部とから構成されるとともに、
前記ガイド手段の先端部に前記回動部が回動自在に支持
され、前記ガイド手段に取り付けられた前記アクチュエ
ータが前記当て板を前記対向位置と前記退避位置とへ移
動させるように回動部材に連結されており、かつ、前記
ガイド手段が、前記固定電極チップが設けられている固
定アーム及び前記移動電極チップが設けられている移動
アームが設けられたベースに取り付けられているものと
している。

【００１２】かかる構成においては、固定電極チップが
設けられている固定アーム及び、移動電極チップが設け
られている移動アームが設けられたベースに取り付けら
れたガイド手段の先端に、当て板を設けた回動部が回動
自在に支持され、ガイド手段に取り付けられたアクチュ
エータが回動部を回動して当て板を対向位置と退避位置
へ移動させるため、請求項１記載の装置の実施に際して
は、更に構造簡単にして小型、軽量にできる。

【００１３】また、請求項３記載の溶接装置において
は、前記ガイド手段と前記アクチュエータとを連結部材
により連結したものとしている。

【００１４】かかる構成においては、ガイド手段とアク
チュエータとが連結部材により補強される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
にしたがって説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施の形態を示す溶接
装置１の要部側面図である。この溶接装置１は図外に設
けられた溶接ロボット装着して車種に応じて移動するよ
うに制御されており、ベース２に設けられたサーボモー
タ３と、ベース２に固定された固定アーム４と、固定ア
ーム４と対向してベース２に移動可能に設けられた移動
アーム５とを中心にして構成されている。

【００１７】固定アーム４はＬ字型であって、その先端
部には電極チップ４１が設けられている。この電極チッ
プ４１は、固定アーム４に固定されており、本発明の固
定電極チップを構成している。

【００１８】一方、移動アーム５も固定アームと同様Ｌ
字型であって、図示しないが、固定アーム４に沿ってベ
ース２に設けられ、サーボモータ３にベルトを介してナ
ットに連結されたボールねじの軸に取り付けられてい
る。これにより、サーボモータ３を作動させると、ボー
ルねじのナットが回転してボールねじの軸が前後方向に
移動することにより固定アーム４と対向して進退するよ
うに構成されている。

【００１９】また、移動アーム５の先端部には電極チッ
プ５１が設けられている。この電極チップ５１は、移動
アーム５の移動に伴って固定電極チップ４１と対向して
進退可能に配置されるようになっており、本発明の移動
電極チップを構成している。

【００２０】さらに、溶接装置１は、当て板としての銅
板Ａと、銅板Ａを移動させる銅板移動手段６と、後退時
の移動アーム５の後方で溶接装置１に設けられた本発明
のガイド手段である第一のエアーシリンダー７とを備え
ている。銅板移動手段６は、第一のエアシリンダー７に
回動自在に支持された回動部８と、回動部８に連結して
回動部８を回動させる本発明のアクチュエータである第
二のエアシリンダー９とから構成されている。

【００２１】第一のエアシリンダー７は、移動電極チッ
プ５１の進退方向Ｂに延在し、後側の一端部７１ａが屈
曲部材１０を介してベース２に取り付けられたロッド７
１と、ロッド７１の他端部に取り付けられたピストン
（図示せず）と、このピストン及びロッド７１を挿通し
てスライド自在に支持されたシリンダーチューブ７２と
を中心にして構成されている。

【００２２】シリンダーチューブ７２内には長手方向に
リターンスプリング（図示せず）が前記ピストンに引っ
掛かるように設けられており、シリンダーチューブ７２
が前進した際に前記ピストンによってシリンダーチュー
ブ７２内の後壁に向かって押しつけられるようになって
いる。

【００２３】さらに、シリンダーチューブ７２内の前後
側の所定位置にはピストンの抜けを防止するストッパー
（図示せず）がそれぞれ設けられている。

【００２４】一方、回動部８は、第一のエアーシリンダ
ー７のシリンダーチューブ７２の先端部７３に回動軸Ｃ
により軸支されたリンク８１と、このリンク８１に取り
付けられて前方に延出した回動アーム８２とから構成さ
れている。

【００２５】この回動アーム８２は、図２に示すよう
に、リンク８１の左右側に取り付けられた一対のブラケ
ット８３、８３から構成されている。両ブラケット８
３、８３は、先端部８４、８４が、図１中の一点鎖線で
示すように後退時における移動電極チップ５１の前方で
離間して配置されるようになっており、両先端部８４、
８４には銅板Ａが架設されている。これにより、銅板Ａ
は、図１中の一点鎖線で示すように、後退時における移
動電極チップ５１の前方で対向する対向位置に配置され
るようになっている。

【００２６】また、銅板Ａは、シリンダーチューブ７２
がピストン及びロッド７１に沿ってスライドするのを利
用して、対向位置から第一のエアーシリンダー７にガイ
ドされながら固定電極チップ４１に対して進退するよう
に構成されている。

【００２７】また、第二のエアーシリンダー９は、リン
ク８１に外方に延出して設けられた延出部８５に伝達軸
Ｄにより先端部９１ａが軸支されたシリンダーチューブ
９１と、シリンダーチューブ９１内でスライド自在に納
められたピストン（図示せず）と、このピストンに一端
が連結されシリンダーチューブ９１を挿通して後側から
外部に他端９２ａが延出したロッド９２とを中心にして
構成されている。

【００２８】このシリンダーチューブ９１は、前側に設
けられた注入穴（図示せず）に注入管（図示せず）を介
して、シリンダーチューブ９１内に空気注入側と排出側
とに切り換える図外に設けられた注入装置に取り付けら
れている。

【００２９】また、シリンダーチューブ９１内には長手
方向にリターンスプリング（図示せず）がピストンに引
っ掛かるように設けられており、シリンダーチューブ９
１が前進した際に前記ピストンによってシリンダーチュ
ーブ９１内の後壁に向かって押しつけられるようになっ
ている。

【００３０】さらに、シリンダーチューブ９１内の前後
側の所定位置にはピストンの抜けを防止するストッパー
（図示せず）がそれぞれ設けられている。

【００３１】また、第二のエアーシリンダー９は、ロッ
ド９２の他端９２ａに取り付けられたロッド側連結部材
６１が、第一のエアーシリンダー７のシリンダーチュー
ブ７２の後端部に取り付けられたチューブ側連結部材６
２と連結軸６３により軸支されてシリンダーチューブ７
２と連結しており、ロッド側連結部材６１、チューブ側
連結部材６２、連結軸６３により本発明の連結部材６０
を構成している。

【００３２】また、チューブ側連結部材６２は、シリン
ダーチューブ７２の後端部の周方向に取り付けられた取
付部６４と、この取付部６４から屈曲してシリンダーチ
ューブ７２に沿って延在した延在部６５と、この延在部
６５の先端から外方に延出して前記ロッド側連結部材６
１と軸支される軸支部６６とから構成されている。

【００３３】かかる構成において、ワーク同士を溶接す
る際には、まず図３（ａ）に示すように、治具により位
置決め支持され合わせられた一対のワーク３１、３２の
内、片方のワーク３１の溶接箇所が固定電極チップ４１
に当接するように、溶接ロボットにより溶接装置１を移
動させて両電極チップ４１、５１間にワーク３１、３２
を配置させる。

【００３４】そして、図外の注入装置を空気注入側に切
換作動させて第二のエアーシリンダー９のシリンダーチ
ューブ９１の注入穴からシリンダーチューブ９１内に空
気を注入し、その空気圧でピストンをストッパーに当接
するまで後方に押して、図３（ａ）から（ｂ）に示すよ
うにシリンダーチューブ９１をロッド９２に沿って前方
（矢印Ｅ方向）にスライドさせる。

【００３５】すると、シリンダーチューブ９１の前進運
動が伝達軸Ｄを介して回動部８のリンク８１に伝達さ
れ、リンク８１は回動軸Ｃを中心とした右回りの回転運
動に変える。この回転運動に伴って回動アーム８２が回
動軸Ｃを中心として内方（矢印Ｆ方向）に向かって移動
し、図３（ｂ）に示すように両ブラケット８３、８３間
に移動電極チップ５１が配置されるるとともに、銅板Ａ
が移動電極チップ５１の前方で対向する対向位置から退
避した退避位置（図３（ａ）の位置）から移動電極チッ
プ５１の前方で対向する対向位置（図３（ｂ）の位置）
に配置される。

【００３６】次に、移動アーム５を固定アーム４に向か
って前進させることにより、移動電極チップ５１を固定
電極チップ４１に向かって前進させる（矢印Ｇ方向）。
これにより、移動電極チップ５１が銅板Ａに当接し、さ
らに、図３（ｂ）から（ｃ）に示すように、第一のエア
ーシリンダー７のシリンダーチューブ７２がピストン及
びロッド７１に沿って前方にスライドするのを利用し
て、銅板Ａが移動電極チップ５１に押動されながら片方
のワーク３２の溶接箇所に当てられる。

【００３７】そして、移動電極チップ５１を銅板Ａを介
して片方のワーク３２に当てて、両電極チップ４１、５
１でワーク３１、３２を挟んで加圧し、両電極チップ４
１、５１間に溶接電流を流してワーク３１、３２同士を
溶接する。これにより、片方のワーク３２には、溶接す
る際に移動電極チップ５１とワーク３２との間に銅板Ａ
を介在させたので溶接による打痕を防ぐことができる。

【００３８】このように本実施の形態では、溶接による
打痕を防ぐために、銅板移動手段６で移動電極チップ５
１の対向位置に銅板Ａを移動させて配置すれば良い。こ
のため、車種に応じて銅板Ａを溶接装置１に設置した
り、ワーク３１、３２を位置決め支持する治具側に設置
したりする必要がなく、銅板Ａを設置する装置の大型化
や、それに伴うメンテナンス工数の増加を抑えることが
できる。よって、複数の車種に対して打痕を防ぐコスト
を抑えることができる。

【００３９】また、移動電極チップ５１の対向位置に配
置した銅板Ａを、ガイド手段である第一のエアーシリン
ダー７を利用することにより、移動電極チップ５１に押
動させて片方のワーク３２に当てることが可能となるの
で、打痕を防ぐために銅板Ａを前進させる駆動装置が不
要となる。よって、複数の車種に対して打痕を防ぐコス
トをさらに抑えることができる。

【００４０】また、溶接した際には、第一のエアーシリ
ンダー７のシリンダーチューブ７２内に設けられたリタ
ーンスプリングがピストンによりシリンダーチューブ７
２内の後壁に押しつけられた状態となっている。このた
め、溶接した後、銅板Ａをワーク３２から離す際には、
移動アーム５を後退させることにより、リターンスプリ
ングが元の状態に戻るバネ力を利用してピストン及びロ
ッド７１に沿ってガイドされながらシリンダチューブ７
２が後退し、ピストンがストッパに当接して対向位置ま
で後退させることができ、打痕を防ぐために銅板Ａを後
退させる駆動装置も不要となる。よって、複数の車種に
対して打痕を防ぐコストをさらに抑えることができる。

【００４１】そして、銅板Ａが対向位置まで後退した
後、注入装置を排出側に切換作動させて第二のエアシリ
ンダー９のシリンダーチューブ９１の注入穴から空気を
外部に排出することにより、シリンダーチューブ９１内
に設けられたリターンスプリングがシリンダーチューブ
９１内の後壁に押しつけられた状態から元の状態に戻る
バネ力によって、シリンダーチューブ９１がピストン及
びロッド９２に沿ってガイドされながら後退し、ピスト
ンがストッパーに当接して元の位置まで後退する。

【００４２】すると、シリンダーチューブ９１の後退運
動が伝達軸Ｄを介して回動部８のリンク８１に伝達さ
れ、リンク８１は回動軸Ｃを中心とした左回りの回転運
動に変える。この回転運動に伴って回動アーム８２が回
動軸Ｃを中心として図３（ｂ）の状態から外方（矢印Ｆ
と反対の方向）に向かって移動し、図３（ａ）に示した
元の状態に戻るとともに、銅板Ａが対向位置（図３
（ｂ）の位置）から退避位置（図３（ａ）の位置）に戻
る。

【００４３】このように、第二のエアーシリンダー９に
より回動部８を回動させて銅板Ａを対向位置と退避位置
とに切り換えることにより、溶接箇所に応じて銅板Ａの
要、不要の使い分けが可能となる。また、複数の溶接箇
所に対してこの一つの銅板Ａだけで対応することも可能
になる。よって、打痕防止にかかる作業効率を高めるこ
とができる。

【００４４】また、図３（ｂ）に示すように、銅板Ａを
移動電極チップ５１の対向位置に配置した際には、銅板
Ａと移動電極チップ５１との間に隙間Ｈが生じるように
設定している。これにより銅板Ａを対向位置と退避位置
とに切り換える際には、銅版Ａが移動電極チップ５１と
干渉しないため、銅板Ａの切り換え作業をスムーズに行
うことができる。よって、打痕防止にかかる作業効率を
さらに高めることができる。

【００４５】また、第一のエアーシリンダー７のシリン
ダーチューブ７２と第二のエアーシリンダー９のロッド
９２は連結部材６０により連結されていることから、両
シリンダー７、９が連結部材６０で補強される。よっ
て、銅板移動手段６の強度を高めることができる。

【００４６】なお、本実施の形態では、連結部材６０
を、第一のエアーシリンダー７のシリンダーチューブ７
２と第二のエアーシリンダー９のロッド９２とに連結さ
せていたが、この他に、例えば両シリンダーチューブ７
２、９１や、両ロッド７１、９２を連結部材で連結させ
ても良い。

【００４７】また、本実施の形態では、溶接の打痕を目
立たなくするために片方のワークに当てる当て板として
銅板Ａを使用したが通電可能な当て板であれば良い。ま
た、ガイド手段としてエアーシリンダー７を使用した
が、他のガイド手段として移動電極チップ５１の進退方
向Ｂに溶接装置１に延設された延設部材と、この延設部
材に進退方向Ｂにスライド自在に支持されたスライド部
材とにより構成しても良い。この場合であっても、スラ
イド部が前方にスライドするのを利用して、当て板を移
動電極チップ５１に押動されながら片方のワークに当て
ることが可能になり、本実施の形態と同様の効果を得る
ことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載の溶接装置においては、溶接による打痕を防ぐため
に、当て板移動手段で当て板を移動電極チップの対向位
置に移動させて配置すれば良いため、複数の当て板を設
ける必要がなくなるとともに、車種に応じて当て板を設
置する必要がなく、当て板を設置する装置の大型化やそ
れに伴うメンテナンス工数の増加を抑えることができ
る。よって、複数の車種に対して打痕を防ぐコストを抑
えることができる。

【００４９】また、請求項２記載の溶接装置において
は、アクチュエータで回動部を回動させて移動電極チッ
プの対向位置に配置した当て板を、ガイド手段を利用す
ることにより移動電極チップに押動させて片方のワーク
に当てることが可能になり、打痕を防ぐために当て板を
前進させる駆動装置が不要になる。よって、複数の車種
に対して打痕を防ぐコストをさらに抑えることができ
る。

【００５０】また、請求項３記載の溶接装置において
は、ガイド手段とアクチュエータとが連結部材により補
強されるため、当て板移動手段の強度を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す溶接装置の要部側
面図である。

【図２】回動アームの平面図である。

【図３】溶接作業を示す工程図である。

【図４】従来の溶接作業を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 溶接装置 ６ 銅板移動手段 ７ 第一のエアーシリンダー ８ 回動部 ９ 第二のエアーシリンダー ３１ ワーク ３２ ワーク ４１ 固定電極チップ ５１ 移動電極チップ ６０ 連結部材 ８４ 先端部 Ａ 銅板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定電極チップと、この固定電極チップ
   に対して進退可能に配置された移動電極チップとを備
   え、両電極チップ間に合わせられて配置された一対のワ
   ークを、前記固定電極チップに向かって前記移動電極チ
   ップを前進させて前記両電極チップにより挟んで加圧
   し、前記両電極チップ間に溶接電流を流してワーク同士
   を溶接する溶接装置において、 通電可能な当て板と、 この当て板を前記移動電極チップの後退時において前記
   移動電極チップの前方で対向する対向位置とこの対向位
   置から退避した退避位置とに移動させる当て板移動手段
   と、 前記当て板を前記対向位置から片方のワークに当接させ
   る間は移動電極チップの押動前進により前進を許容させ
   るとともに、前記当て板を前記片方のワークに当接した
   位置から前記対向位置に後退させる方向へ付勢されてい
   るガイド手段と、 を備えたことを特徴とする溶接装置。
2. 【請求項２】 前記当て板移動手段は、アクチュエータ
   と先端部に前記当て板を設けた回動部とから構成される
   とともに、前記ガイド手段の先端部に前記回動部が回動
   自在に支持され、前記ガイド手段に取り付けられた前記
   アクチュエータが前記当て板を前記対向位置と前記退避
   位置とへ移動させるように回動部材に連結されており、
   かつ、前記ガイド手段が、前記固定電極チップが設けら
   れている固定アーム及び前記移動電極チップが設けられ
   ている移動アームが設けられたベースに取り付けられて
   いることを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
3. 【請求項３】 前記ガイド手段と前記アクチュエータと
   を連結部材により連結したことを特徴とする請求項２記
   載の溶接装置。