JP2003275870A - アークスポット溶接方法およびアークスポット溶接装置 - Google Patents
アークスポット溶接方法およびアークスポット溶接装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アークスポット溶接による種々の板厚に対す
る溶接作業を可能とし、かつ十分な継手強度を得ること
が可能なアークスポット溶接方法およびアークスポット
溶接装置を提供する。 【解決手段】 アークスポット溶接用トーチＴと、前記
トーチＴを操作するトーチ操作部１０と、溶接補機類３
０と、前記トーチ操作部１０および溶接補機類３０を制
御する制御部２０とを備え、前記制御部２０により溶接
電流が段階的に変化させられるとともに、同制御部２０
により前記トーチ操作部１０を操作して必要に応じてト
ーチＴに保持されている溶接電極１に所定の軌跡を描か
せながらアークスポット溶接をなすものである。
る溶接作業を可能とし、かつ十分な継手強度を得ること
が可能なアークスポット溶接方法およびアークスポット
溶接装置を提供する。 【解決手段】 アークスポット溶接用トーチＴと、前記
トーチＴを操作するトーチ操作部１０と、溶接補機類３
０と、前記トーチ操作部１０および溶接補機類３０を制
御する制御部２０とを備え、前記制御部２０により溶接
電流が段階的に変化させられるとともに、同制御部２０
により前記トーチ操作部１０を操作して必要に応じてト
ーチＴに保持されている溶接電極１に所定の軌跡を描か
せながらアークスポット溶接をなすものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶接方法および溶接
装置に関する。さらに詳しくは、板材を十分な強度で接
合するよう改良されたアークスポット溶接による溶接方
法および溶接装置に関する。
装置に関する。さらに詳しくは、板材を十分な強度で接
合するよう改良されたアークスポット溶接による溶接方
法および溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、板材相互の溶接方法としてス
ポット溶接（抵抗スポット溶接）が行われている。抵抗
スポット溶接は、抵抗発熱を利用して金属の接合を行う
抵抗溶接法の一種であり、図１３に示すように、対向配
置された２つの電極１０１、１０２の間に溶接対象とな
る各板材Ｗ1´、Ｗ2´を挟み込み、両側から加圧しつつ
電流１０３を通電し、各板材Ｗ1´、Ｗ2´の圧接部分に
ナゲット１０４を形成するようにして、各板材Ｗ1´、
Ｗ2´を溶接する方法とされる。
ポット溶接（抵抗スポット溶接）が行われている。抵抗
スポット溶接は、抵抗発熱を利用して金属の接合を行う
抵抗溶接法の一種であり、図１３に示すように、対向配
置された２つの電極１０１、１０２の間に溶接対象とな
る各板材Ｗ1´、Ｗ2´を挟み込み、両側から加圧しつつ
電流１０３を通電し、各板材Ｗ1´、Ｗ2´の圧接部分に
ナゲット１０４を形成するようにして、各板材Ｗ1´、
Ｗ2´を溶接する方法とされる。
【０００３】このような抵抗スポット溶接は、短時間で
の溶接が可能であり、また、溶接時に溶融部分が大気に
さらされることがほとんどないため特別のシールドガス
を供給する必要がない、といった利点がある。ところ
が、抵抗スポット溶接においては、各板材を両側から電
極によって挟み込み加圧する必要があるため、溶接対象
が構造的に制約されることがあり、作業の自由度が低い
という難点がある。
の溶接が可能であり、また、溶接時に溶融部分が大気に
さらされることがほとんどないため特別のシールドガス
を供給する必要がない、といった利点がある。ところ
が、抵抗スポット溶接においては、各板材を両側から電
極によって挟み込み加圧する必要があるため、溶接対象
が構造的に制約されることがあり、作業の自由度が低い
という難点がある。
【０００４】これに対して、アークスポット溶接は重ね
合わされた各溶接対象板材の片側にのみ電極を配置し、
この電極と一方の板材との間にアークを発生させるよう
にして各板材を溶接する方法であるため、溶接対象の形
状・構造に拘わらず比較的自由に溶接することが可能で
あり、また作業効率の向上を図ることも容易である。
合わされた各溶接対象板材の片側にのみ電極を配置し、
この電極と一方の板材との間にアークを発生させるよう
にして各板材を溶接する方法であるため、溶接対象の形
状・構造に拘わらず比較的自由に溶接することが可能で
あり、また作業効率の向上を図ることも容易である。
【０００５】ところが、アークスポット溶接において
は、片側面から各板材を加熱する方式であるため、図１
４に示すように、各板材Ｗ1´、Ｗ2´の溶融部分１１１
表面の径Ｄ´´に比べて接合部分の径（以下、接合部径
という）Ｄ´が小さくなり、継手強度が相対的に小さく
なってしまう、といった難点がある。そして、この傾向
はスパッタを低減させるためにアルゴンのリッチなシー
ルドガス（例えば、アルゴン８０％、炭酸ガス２０％）
を利用することによって一層助長されてしまう。
は、片側面から各板材を加熱する方式であるため、図１
４に示すように、各板材Ｗ1´、Ｗ2´の溶融部分１１１
表面の径Ｄ´´に比べて接合部分の径（以下、接合部径
という）Ｄ´が小さくなり、継手強度が相対的に小さく
なってしまう、といった難点がある。そして、この傾向
はスパッタを低減させるためにアルゴンのリッチなシー
ルドガス（例えば、アルゴン８０％、炭酸ガス２０％）
を利用することによって一層助長されてしまう。
【０００６】したがって、アークスポット溶接において
は、十分な継手強度を得るため、溶け込みを深くして接
合部径Ｄ´を大きくする必要がある。ところが、図１５
に示すように、各板材Ｗ1´、Ｗ2´（特に、下材Ｗ
2´）に十分な厚みがない場合、溶け込みを深くすると
溶け落ち１１２が発生することになり、これを避けるた
めにある程度以上溶け込みを深くすることができないの
で、必要な継手強度を得ることができない、といった問
題がある。
は、十分な継手強度を得るため、溶け込みを深くして接
合部径Ｄ´を大きくする必要がある。ところが、図１５
に示すように、各板材Ｗ1´、Ｗ2´（特に、下材Ｗ
2´）に十分な厚みがない場合、溶け込みを深くすると
溶け落ち１１２が発生することになり、これを避けるた
めにある程度以上溶け込みを深くすることができないの
で、必要な継手強度を得ることができない、といった問
題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、アークスポット
溶接による種々の板厚に対する溶接作業を可能とし、か
つ十分な継手強度を得ることが可能なアークスポット溶
接方法およびアークスポット溶接装置を提供することを
目的としている。
術の課題に鑑みなされたものであって、アークスポット
溶接による種々の板厚に対する溶接作業を可能とし、か
つ十分な継手強度を得ることが可能なアークスポット溶
接方法およびアークスポット溶接装置を提供することを
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のアークスポット
溶接方法は、溶接電流を段階的に変化させてアークスポ
ット溶接をなすことを特徴とする。
溶接方法は、溶接電流を段階的に変化させてアークスポ
ット溶接をなすことを特徴とする。
【０００９】本発明のアークスポット溶接方法において
は、溶接電極に所定の軌跡を描かせながらアークスポッ
ト溶接をなすようにしてもよい。その場合、前記所定の
軌跡が円形状とされ、その大きさを溶接する板厚に応じ
て調整するのが好ましい。
は、溶接電極に所定の軌跡を描かせながらアークスポッ
ト溶接をなすようにしてもよい。その場合、前記所定の
軌跡が円形状とされ、その大きさを溶接する板厚に応じ
て調整するのが好ましい。
【００１０】また、本発明のアークスポット溶接方法に
おいては、溶接時間内に電流値および／または電圧値を
段階的に切り替えながら溶接するのが好ましい。
おいては、溶接時間内に電流値および／または電圧値を
段階的に切り替えながら溶接するのが好ましい。
【００１１】一方、本発明のアークスポット溶接装置
は、アークスポット溶接用トーチと、前記トーチを操作
するトーチ操作部と、溶接補機類と、前記トーチ操作部
および溶接補機類を制御する制御部とを備え、前記制御
部により溶接電流が段階的に変化させられてなることを
特徴とする。
は、アークスポット溶接用トーチと、前記トーチを操作
するトーチ操作部と、溶接補機類と、前記トーチ操作部
および溶接補機類を制御する制御部とを備え、前記制御
部により溶接電流が段階的に変化させられてなることを
特徴とする。
【００１２】本発明のアークスポット溶接装置において
は、前記トーチ操作部により前記トーチを操作し、同ト
ーチに保持されている溶接電極に所定の軌跡を描かせな
がら溶接するようされてもよい。その場合、前記所定の
軌跡が円形状とされ、その大きさを溶接する板厚に応じ
て調整するようにされてなるのが好ましい。
は、前記トーチ操作部により前記トーチを操作し、同ト
ーチに保持されている溶接電極に所定の軌跡を描かせな
がら溶接するようされてもよい。その場合、前記所定の
軌跡が円形状とされ、その大きさを溶接する板厚に応じ
て調整するようにされてなるのが好ましい。
【００１３】また、本発明のアークスポット溶接装置に
おいては、溶接時間内に電流値および／または電圧値を
段階的に切り替えながら溶接するのが好ましい。
おいては、溶接時間内に電流値および／または電圧値を
段階的に切り替えながら溶接するのが好ましい。
【００１４】しかして、本発明のアークスポット溶接装
置はロボットに備えられる。
置はロボットに備えられる。
【００１５】
【作用】本発明は、前記の如く構成されているので、ア
ークスポット溶接によっても各種板厚のスポット溶接に
おいて所定の継手強度を確保できる。
ークスポット溶接によっても各種板厚のスポット溶接に
おいて所定の継手強度を確保できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
【００１７】実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係る溶接方法が適用され
る溶接装置Ａをブロック図で示す。また、図２に溶接装
置Ａの動作の様子を示し、図３に溶接装置Ａによる溶接
部の様子を示す。
る溶接装置Ａをブロック図で示す。また、図２に溶接装
置Ａの動作の様子を示し、図３に溶接装置Ａによる溶接
部の様子を示す。
【００１８】溶接装置Ａは、アークスポット溶接用のト
ーチＴを操作するトーチ操作部１０と、トーチ操作部１
０を制御する制御部２０とを主要構成要素として備え、
重ね合わされた各板材Ｗ1、Ｗ2上の各溶接点を順次自動
的に溶接していくよう動作するものとされる。また、溶
接装置Ａは、具体的な溶接方法（例；ＭＡＧ溶接、ＭＩ
Ｇ溶接、ＴＩＧ溶接）に応じた溶接用補機類３０（例；
溶接用電源装置、シールドガス供給装置、電極用ワイヤ
送給装置）を含む。
ーチＴを操作するトーチ操作部１０と、トーチ操作部１
０を制御する制御部２０とを主要構成要素として備え、
重ね合わされた各板材Ｗ1、Ｗ2上の各溶接点を順次自動
的に溶接していくよう動作するものとされる。また、溶
接装置Ａは、具体的な溶接方法（例；ＭＡＧ溶接、ＭＩ
Ｇ溶接、ＴＩＧ溶接）に応じた溶接用補機類３０（例；
溶接用電源装置、シールドガス供給装置、電極用ワイヤ
送給装置）を含む。
【００１９】この実施形態１においては、トーチＴは、
例えばアルゴン（Ａｒ）と炭酸ガス（ＣＯ2）とを所定
の割合（Ａｒ：８０％、ＣＯ2：２０％）で混合したシ
ールドガスにより溶融部分を保護しつつ溶接を実施する
ＭＡＧ溶接（Metal-Active-Gas溶接）用のツールとさ
れ、図２に示すように、ワイヤ状の溶接電極１と一方の
板材（以下、上材という）Ｗ1との間に所定パターンで
溶接電流を供給してアーク２を発生させ、各板材Ｗ1、
Ｗ2を溶融しワイングラス状の溶接部分３を形成すると
ともに、溶接部分３に溶加される溶接電極１を制御部２
０により制御されるサーボモータ（不図示である）によ
って駆動されるワイヤ送給装置により補給するようにし
て溶接を実行するものとされる。ここで、前記所定のパ
ターンは、例えば溶接電流を段階的に変化させる、例え
ば減少させるパターンとされる。
例えばアルゴン（Ａｒ）と炭酸ガス（ＣＯ2）とを所定
の割合（Ａｒ：８０％、ＣＯ2：２０％）で混合したシ
ールドガスにより溶融部分を保護しつつ溶接を実施する
ＭＡＧ溶接（Metal-Active-Gas溶接）用のツールとさ
れ、図２に示すように、ワイヤ状の溶接電極１と一方の
板材（以下、上材という）Ｗ1との間に所定パターンで
溶接電流を供給してアーク２を発生させ、各板材Ｗ1、
Ｗ2を溶融しワイングラス状の溶接部分３を形成すると
ともに、溶接部分３に溶加される溶接電極１を制御部２
０により制御されるサーボモータ（不図示である）によ
って駆動されるワイヤ送給装置により補給するようにし
て溶接を実行するものとされる。ここで、前記所定のパ
ターンは、例えば溶接電流を段階的に変化させる、例え
ば減少させるパターンとされる。
【００２０】また、トーチＴは、１つの溶接点を溶接し
ている間、トーチ操作部１０により固定して保持される
ばかりではなく、必要に応じてトーチＴに保持されてい
る溶接電極１に所定の軌跡、例えば円形状の軌跡Ｌを描
くようにトーチ操作部１０により駆動されつつ溶接動作
を実施するものとされる。その場合、円形状の軌跡Ｌの
大きさは、スポット溶接される板厚に応じて適宜調整さ
れる。例えば、溶接する板厚が増加するにつれて、円形
状の軌跡Ｌは大きくされる。
ている間、トーチ操作部１０により固定して保持される
ばかりではなく、必要に応じてトーチＴに保持されてい
る溶接電極１に所定の軌跡、例えば円形状の軌跡Ｌを描
くようにトーチ操作部１０により駆動されつつ溶接動作
を実施するものとされる。その場合、円形状の軌跡Ｌの
大きさは、スポット溶接される板厚に応じて適宜調整さ
れる。例えば、溶接する板厚が増加するにつれて、円形
状の軌跡Ｌは大きくされる。
【００２１】なお、溶接装置Ａにおいては、前掲の通り
アルゴン・リッチの混合ガスをシールドガスとして用い
ることによって、スパッタを抑えかつ短時間で品質のよ
い溶接を実施することが可能とされる。また、トーチＴ
はＭＡＧ溶接によりアークスポット溶接を実施するもの
に限らず、ＭＩＧ溶接（Metal-Inert-Gas溶接）または
ＴＩＧ溶接（タングステン電極を用いたInert-Gas溶
接）によりアークスポット溶接を実施するよう構成する
ことも勿論可能である。この場合、溶接用補機類３０の
内容も溶接方法に応じて変更される。
アルゴン・リッチの混合ガスをシールドガスとして用い
ることによって、スパッタを抑えかつ短時間で品質のよ
い溶接を実施することが可能とされる。また、トーチＴ
はＭＡＧ溶接によりアークスポット溶接を実施するもの
に限らず、ＭＩＧ溶接（Metal-Inert-Gas溶接）または
ＴＩＧ溶接（タングステン電極を用いたInert-Gas溶
接）によりアークスポット溶接を実施するよう構成する
ことも勿論可能である。この場合、溶接用補機類３０の
内容も溶接方法に応じて変更される。
【００２２】図４に、実施形態１のトーチ操作部１０を
示す。ここでは、トーチ操作部１０は多関節型のロボッ
ト（例えば６軸ロボット）１０Ａとされ、このロボット
１０Ａは、オフライン・ティーチング等の教示方法によ
り教示される各溶接点にトーチＴを移動するとともに、
各溶接点において溶接の実行中に必要に応じて所定の軌
跡ＬでトーチＴを移動するよう動作するものとされる。
示す。ここでは、トーチ操作部１０は多関節型のロボッ
ト（例えば６軸ロボット）１０Ａとされ、このロボット
１０Ａは、オフライン・ティーチング等の教示方法によ
り教示される各溶接点にトーチＴを移動するとともに、
各溶接点において溶接の実行中に必要に応じて所定の軌
跡ＬでトーチＴを移動するよう動作するものとされる。
【００２３】次に、制御部２０を説明する。
【００２４】制御部２０は、ロボット１０Ａに対する各
軸指令値を生成するいわゆるロボット・コントローラと
しての機能を含み、ロボット１０Ａが各溶接点にトーチ
Ｔを移動させるよう制御するとともに、必要に応じて各
溶接点において軌跡ＬでトーチＴを移動させるよう制御
する（以下、溶接実行時軌跡制御という）ものとされ
る。以下、制御部２０が実施する溶接実行時軌跡制御を
説明する。
軸指令値を生成するいわゆるロボット・コントローラと
しての機能を含み、ロボット１０Ａが各溶接点にトーチ
Ｔを移動させるよう制御するとともに、必要に応じて各
溶接点において軌跡ＬでトーチＴを移動させるよう制御
する（以下、溶接実行時軌跡制御という）ものとされ
る。以下、制御部２０が実施する溶接実行時軌跡制御を
説明する。
【００２５】溶接実行時軌跡制御においては、トーチＴ
が上材Ｗ1の表面に平行な径Ｄ（図３参照）の円を描い
て移動するように各軸指令値が生成される。ここで、径
Ｄは各溶接点に対して要求される継手強度（以下、要求
継手強度という）に応じて設定される。
が上材Ｗ1の表面に平行な径Ｄ（図３参照）の円を描い
て移動するように各軸指令値が生成される。ここで、径
Ｄは各溶接点に対して要求される継手強度（以下、要求
継手強度という）に応じて設定される。
【００２６】すなわち、トーチＴを固定して溶接を実行
する場合、その溶接部（以下、トーチ固定時溶接部とい
う）３による各板材Ｗ1、Ｗ2の接合面３ａの径（以下、
接合面径という）Ｄ1は溶け落ちの発生を回避するため
の一定の制約を受けることになる。このため、実施形態
の溶接装置Ａにおいては、溶接電流パターンを適宜変更
するとともに、必要に応じて軌跡Ｌに沿ってトーチＴを
移動させつつ溶接を実行するようにして、より大きな溶
接部（以下、トーチ移動時溶接部という）４の形成を可
能とし、これによって溶接部４による各板材Ｗ1、Ｗ2の
接合面（以下、トーチ移動時接合面という）４ａの径Ｄ
Xを要求継手強度を満足させるように所定の大きさにす
ることを可能とするものとされる。
する場合、その溶接部（以下、トーチ固定時溶接部とい
う）３による各板材Ｗ1、Ｗ2の接合面３ａの径（以下、
接合面径という）Ｄ1は溶け落ちの発生を回避するため
の一定の制約を受けることになる。このため、実施形態
の溶接装置Ａにおいては、溶接電流パターンを適宜変更
するとともに、必要に応じて軌跡Ｌに沿ってトーチＴを
移動させつつ溶接を実行するようにして、より大きな溶
接部（以下、トーチ移動時溶接部という）４の形成を可
能とし、これによって溶接部４による各板材Ｗ1、Ｗ2の
接合面（以下、トーチ移動時接合面という）４ａの径Ｄ
Xを要求継手強度を満足させるように所定の大きさにす
ることを可能とするものとされる。
【００２７】このように、実施形態１の溶接装置Ａによ
れば、各溶接点において、制御部２０が、要求継手強度
に応じた溶け込み量を確保するための電流パターンを設
定するとともに、必要に応じてトーチＴが径Ｄの軌跡Ｌ
を描くように移動させつつ溶接を実行するようトーチ操
作部１０および補機類３０を制御するので、各板材
Ｗ 1、Ｗ2の厚み等に起因する制約を排除して、十分な継
手強度で各板材Ｗ1、Ｗ2を溶接することが可能となる。
れば、各溶接点において、制御部２０が、要求継手強度
に応じた溶け込み量を確保するための電流パターンを設
定するとともに、必要に応じてトーチＴが径Ｄの軌跡Ｌ
を描くように移動させつつ溶接を実行するようトーチ操
作部１０および補機類３０を制御するので、各板材
Ｗ 1、Ｗ2の厚み等に起因する制約を排除して、十分な継
手強度で各板材Ｗ1、Ｗ2を溶接することが可能となる。
【００２８】実施形態２
次に、図５を参照して本発明の実施形態２を説明する。
実施形態２の溶接装置Ａ１は、実施形態１と同様のトー
チＴ1を操作するトーチ操作部１０として、直交２軸の
自由度を有するロボット１０Ｂを採用するよう改変した
もので、その余の構成は実施形態１と同様とされる。
実施形態２の溶接装置Ａ１は、実施形態１と同様のトー
チＴ1を操作するトーチ操作部１０として、直交２軸の
自由度を有するロボット１０Ｂを採用するよう改変した
もので、その余の構成は実施形態１と同様とされる。
【００２９】すなわち、溶接装置Ａ１のロボット１０Ｂ
は、第１直動ガイド１１により第２直動ガイド１２を１
つの軸方向（Ｘ軸方向）に直動自在に支持し、第２直動
ガイド１２によりトーチＴ1をＸ軸に垂直な１つの軸方
向（Ｙ軸方向）に直動自在に支持するよう構成される。
は、第１直動ガイド１１により第２直動ガイド１２を１
つの軸方向（Ｘ軸方向）に直動自在に支持し、第２直動
ガイド１２によりトーチＴ1をＸ軸に垂直な１つの軸方
向（Ｙ軸方向）に直動自在に支持するよう構成される。
【００３０】そして、操作部２０は、各溶接点にトーチ
Ｔ1を移動させるとともに、各溶接点において必要に応
じて実施形態１と同様の軌跡Ｌ1でトーチＴ1を移動させ
つつ溶接を実行するようロボット１０Ｂおよび溶接電流
を制御するものとされる。
Ｔ1を移動させるとともに、各溶接点において必要に応
じて実施形態１と同様の軌跡Ｌ1でトーチＴ1を移動させ
つつ溶接を実行するようロボット１０Ｂおよび溶接電流
を制御するものとされる。
【００３１】このように、実施形態２の溶接装置Ａ１に
おいては、トーチ操作部１０として比較的簡易な構造の
２軸ロボット１０Ｂを採用するものとされているので、
各溶接点が１つの平面上にある場合等に対応して、より
安価に溶接装置Ａ１を構成することが可能となる。
おいては、トーチ操作部１０として比較的簡易な構造の
２軸ロボット１０Ｂを採用するものとされているので、
各溶接点が１つの平面上にある場合等に対応して、より
安価に溶接装置Ａ１を構成することが可能となる。
【００３２】実施形態３
次に、図６を参照して本発明の実施形態３を説明する。
実施形態３の溶接装置Ａ２は、実施形態１と同様のトー
チＴ2を操作するトーチ操作部１０として、トーチ回転
機構４０を有する、多関節型または直動型のロボット１
０Ｃを採用するよう改変したもので、その余の構成は実
施形態１と同様とされる。
実施形態３の溶接装置Ａ２は、実施形態１と同様のトー
チＴ2を操作するトーチ操作部１０として、トーチ回転
機構４０を有する、多関節型または直動型のロボット１
０Ｃを採用するよう改変したもので、その余の構成は実
施形態１と同様とされる。
【００３３】すなわち、溶接装置Ａ２のロボット１０Ｃ
は、長棒状のトーチＴ2の反電極１Ｂ側の一端部を支持
部材１４により支持するとともに、トーチＴ2の中間部
分に歯車１５を偏心させて装着し、この歯車１５をモー
タ１６により駆動される歯車１７を介して回転させるよ
うにして、電極１Ｂが円状の軌跡Ｌ2を描くように移動
するように構成されている。
は、長棒状のトーチＴ2の反電極１Ｂ側の一端部を支持
部材１４により支持するとともに、トーチＴ2の中間部
分に歯車１５を偏心させて装着し、この歯車１５をモー
タ１６により駆動される歯車１７を介して回転させるよ
うにして、電極１Ｂが円状の軌跡Ｌ2を描くように移動
するように構成されている。
【００３４】また、制御部２０は、各溶接点にトーチＴ
2を移動させるとともに、各溶接点において円状の軌跡
Ｌ2でトーチＴ2を移動させつつ溶接を実行するようロボ
ット１０Ｃを制御するものとされる。
2を移動させるとともに、各溶接点において円状の軌跡
Ｌ2でトーチＴ2を移動させつつ溶接を実行するようロボ
ット１０Ｃを制御するものとされる。
【００３５】このように、実施形態３の溶接装置Ａ２に
おいては、トーチ操作部１０としてトーチ回転機構４０
を有するロボット１０Ｃが採用されているので、実施形
態１および実施形態２のようにロボットアームの動作に
よりトーチＴを軌跡Ｌを描くように移動させる場合と比
較して遙かに高速にトーチＴを駆動することが可能とな
る。これにより、作業効率をより一層向上させることが
可能となる。
おいては、トーチ操作部１０としてトーチ回転機構４０
を有するロボット１０Ｃが採用されているので、実施形
態１および実施形態２のようにロボットアームの動作に
よりトーチＴを軌跡Ｌを描くように移動させる場合と比
較して遙かに高速にトーチＴを駆動することが可能とな
る。これにより、作業効率をより一層向上させることが
可能となる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明をより具体的に実施例に基づい
てより詳細に説明する。
てより詳細に説明する。
【００３７】実施例１および実施例２
板厚が０．８ｍｍの薄板２枚を重ね合わせて、図７に示
すように、トーチを移動させることなくギャップを０ｍ
ｍ（実施例１）および１ｍｍ（実施例２）に保って、図
８に示す電流パターンにて下記表１に示す条件の下にス
ポット溶接を行った。
すように、トーチを移動させることなくギャップを０ｍ
ｍ（実施例１）および１ｍｍ（実施例２）に保って、図
８に示す電流パターンにて下記表１に示す条件の下にス
ポット溶接を行った。
【００３８】
【表１】
【００３９】ついで、スポット溶接個所の継手強度を確
認するために引張せん断試験を行った。実施例１および
実施例２の引張せん断強度はそれぞれ６．２１ｋＮおよ
び５．２４ｋＮであり、実施例１および実施例２それぞ
れの引張せん断強度がＪＩＳＺ ３１４０に規定する規
定値（３．９ｋＮ）を超えているのが確認された。
認するために引張せん断試験を行った。実施例１および
実施例２の引張せん断強度はそれぞれ６．２１ｋＮおよ
び５．２４ｋＮであり、実施例１および実施例２それぞ
れの引張せん断強度がＪＩＳＺ ３１４０に規定する規
定値（３．９ｋＮ）を超えているのが確認された。
【００４０】実施例３および実施例４
板厚が１．２ｍｍの薄板２枚を重ね合わせて、図９に示
すように、トーチを円形状の軌跡を描くように移動させ
ながらギャップを０ｍｍ（実施例３）および１ｍｍ（実
施例４）に保って、図１０に示す電流パターンにて下記
表２に示す条件の下にスポット溶接を行った。なお、図
９中、トーチの軌跡中の破線は高電流範囲を示し、点線
は低電流範囲を示す。また、円形状の軌跡の大きさは、
３ｍｍとされている。
すように、トーチを円形状の軌跡を描くように移動させ
ながらギャップを０ｍｍ（実施例３）および１ｍｍ（実
施例４）に保って、図１０に示す電流パターンにて下記
表２に示す条件の下にスポット溶接を行った。なお、図
９中、トーチの軌跡中の破線は高電流範囲を示し、点線
は低電流範囲を示す。また、円形状の軌跡の大きさは、
３ｍｍとされている。
【００４１】
【表２】
【００４２】ついで、スポット溶接個所の継手強度を確
認するために引張せん断試験を行った。実施例３および
実施例４の引張せん断強度はそれぞれ９．２１ｋＮおよ
び９．０２ｋＮであり、実施例３および実施例４それぞ
れの引張せん断強度がＪＩＳＺ ３１４０に規定する規
定値（７．０ｋＮ）を超えているのが確認された。
認するために引張せん断試験を行った。実施例３および
実施例４の引張せん断強度はそれぞれ９．２１ｋＮおよ
び９．０２ｋＮであり、実施例３および実施例４それぞ
れの引張せん断強度がＪＩＳＺ ３１４０に規定する規
定値（７．０ｋＮ）を超えているのが確認された。
【００４３】実施例５および実施例６
板厚が１．６ｍｍの薄板２枚を重ね合わせて、図９に示
すように、トーチを円軌跡を描くように移動させながら
ギャップを０ｍｍ（実施例５）および１ｍｍ（実施例
６）に保って、図１１に示す電流パターンにて下記表３
に示す条件の下にスポット溶接を行った。また、円形状
の軌跡の大きさは、４ｍｍとされている。
すように、トーチを円軌跡を描くように移動させながら
ギャップを０ｍｍ（実施例５）および１ｍｍ（実施例
６）に保って、図１１に示す電流パターンにて下記表３
に示す条件の下にスポット溶接を行った。また、円形状
の軌跡の大きさは、４ｍｍとされている。
【００４４】
【表３】
【００４５】ついで、スポット溶接個所の継手強度を確
認するために引張せん断試験を行った。実施例５および
実施例６の引張せん断強度はそれぞれ１４．６２ｋＮお
よび１３．４４ｋＮであり、実施例５および実施例６そ
れぞれの引張せん断強度がＪＩＳ Ｚ ３１４０に規定す
る規定値（１０．８ｋＮ）を超えているのが確認され
た。
認するために引張せん断試験を行った。実施例５および
実施例６の引張せん断強度はそれぞれ１４．６２ｋＮお
よび１３．４４ｋＮであり、実施例５および実施例６そ
れぞれの引張せん断強度がＪＩＳ Ｚ ３１４０に規定す
る規定値（１０．８ｋＮ）を超えているのが確認され
た。
【００４６】実施例７および実施例８
板厚が２．３ｍｍの薄板２枚を重ね合わせて、図９に示
すように、トーチを円軌跡を描くように移動させながら
ギャップを０ｍｍ（実施例７）および１ｍｍ（実施例
８）に保って、図１２に示す電流パターンにて下記表４
に示す条件の下にスポット溶接を行った。また、円形状
の軌跡の大きさは、５ｍｍとされている。
すように、トーチを円軌跡を描くように移動させながら
ギャップを０ｍｍ（実施例７）および１ｍｍ（実施例
８）に保って、図１２に示す電流パターンにて下記表４
に示す条件の下にスポット溶接を行った。また、円形状
の軌跡の大きさは、５ｍｍとされている。
【００４７】
【表４】
【００４８】ついで、スポット溶接個所の継手強度を確
認するために引張せん断試験を行った。実施例７および
実施例８の引張せん断強度はそれぞれ２３．７６ｋＮお
よび２０．８２ｋＮであり、実施例７および実施例８そ
れぞれの引張せん断強度がＪＩＳ Ｚ ３１４０に規定す
る規定値（１８．６ｋＮ）を超えているのが確認され
た。
認するために引張せん断試験を行った。実施例７および
実施例８の引張せん断強度はそれぞれ２３．７６ｋＮお
よび２０．８２ｋＮであり、実施例７および実施例８そ
れぞれの引張せん断強度がＪＩＳ Ｚ ３１４０に規定す
る規定値（１８．６ｋＮ）を超えているのが確認され
た。
【００４９】以上、本発明を実施形態および実施例に基
づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態および
実施例に限定されるものではなく、種々改変が可能であ
る。例えば、実施形態および実施例に板在の重ね合わせ
数は２枚とされているが、重ね合わせ数は２枚に限定さ
れるものではなく、３枚とすることもできる。
づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態および
実施例に限定されるものではなく、種々改変が可能であ
る。例えば、実施形態および実施例に板在の重ね合わせ
数は２枚とされているが、重ね合わせ数は２枚に限定さ
れるものではなく、３枚とすることもできる。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
アークスポット溶接によっても各種板厚のスポット溶接
において、所定の継手強度を確保できるという優れた効
果が得られる。
アークスポット溶接によっても各種板厚のスポット溶接
において、所定の継手強度を確保できるという優れた効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る溶接方法が適用され
る溶接装置の概略構成を示すブロック図である。
る溶接装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同溶接装置による溶接動作を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】同溶接装置により形成される溶接部を示す２面
図であって、同（ａ）は溶接部の横断面図を示し、同
（ｂ）は（ａ）図におけるＩ−Ｉ断面図を示す。
図であって、同（ａ）は溶接部の横断面図を示し、同
（ｂ）は（ａ）図におけるＩ−Ｉ断面図を示す。
【図４】本発明の実施形態１のトーチ操作部を示す模式
図である。
図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る溶接装置を示す模式
図である。
図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る溶接装置を示す模式
図である。
図である。
【図７】実施例１および実施例２のトーチの軌跡を示す
模式図である。
模式図である。
【図８】実施例１および実施例２の電流パターンのグラ
フである。
フである。
【図９】実施例３ないし実施例８のトーチの軌跡を示す
模式図である。
模式図である。
【図１０】実施例３および実施例４の電流パターンのグ
ラフである。
ラフである。
【図１１】実施例５および実施例６の電流パターンのグ
ラフである。
ラフである。
【図１２】実施例７および実施例８の電流パターンのグ
ラフである。
ラフである。
【図１３】抵抗スポット溶接における溶接原理を示す模
式図である。
式図である。
【図１４】アークスポット溶接における溶接原理を示す
断面図である。
断面図である。
【図１５】従来のアークスポット溶接の問題点を示す断
面図である。
面図である。
Ａ 溶接装置
Ｌ 溶接実行時トーチ軌跡
Ｔ トーチ
Ｗ 板材
１ 溶接電極
１０ トーチ操作部
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ ロボット
２０ 制御部
３０ 補機類
４０ トーチ回転機構
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 瀬渡 賢
神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川
崎重工業株式会社神戸工場内
(72)発明者 小池 健
明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会
社明石工場内
Ｆターム(参考） 4E001 AA04 BB07 BB08 DD02 DD04
Claims (9)
- 【請求項１】 溶接電流を段階的に変化させてアークス
ポット溶接をなすことを特徴とするアークスポット溶接
方法。 - 【請求項２】 溶接電極に所定の軌跡を描かせながらア
ークスポット溶接をなすことを特徴とする請求項１記載
のアークスポット溶接方法。 - 【請求項３】 前記所定の軌跡が円形状とされ、その大
きさを溶接する板厚に応じて調整することを特徴とする
請求項２記載のアークスポット溶接方法。 - 【請求項４】 溶接時間内に電流値および／または電圧
値を段階的に切り替えながら溶接することを特徴とする
請求項１記載のアークスポット溶接方法。 - 【請求項５】 アークスポット溶接用トーチと、前記ト
ーチを操作するトーチ操作部と、溶接補機類と、前記ト
ーチ操作部および溶接補機類を制御する制御部とを備
え、 前記制御部により溶接電流が段階的に変化させられてな
ることを特徴とするアークスポット溶接装置。 - 【請求項６】 前記トーチ操作部により前記トーチを操
作し、同トーチに保持されている溶接電極に所定の軌跡
を描かせながら溶接するようされてなることを特徴とす
る請求項５記載のアークスポット溶接装置。 - 【請求項７】 前記所定の軌跡が円形状とされ、その大
きさが溶接する板厚に応じて調整されてなることを特徴
とする請求項６記載のアークスポット溶接装置。 - 【請求項８】 溶接時間内に電流値および／または電圧
値を段階的に切り替えながら溶接することを特徴とする
請求項５記載のアークスポット溶接装置。 - 【請求項９】 請求項５ないし請求項８のいずれか一項
に記載のアークスポット溶接装置を備えてなることを特
徴とするロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002077545A JP3682549B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | アークスポット溶接方法およびアークスポット溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002077545A JP3682549B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | アークスポット溶接方法およびアークスポット溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003275870A true JP2003275870A (ja) | 2003-09-30 |
| JP3682549B2 JP3682549B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=29205755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002077545A Expired - Fee Related JP3682549B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | アークスポット溶接方法およびアークスポット溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3682549B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500869A (zh) * | 2011-11-01 | 2012-06-20 | 上海交通大学 | 一种新型的金属材料电弧点焊方法 |
| CN111203611A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-29 | 中国航发长江动力有限公司 | 一种多层薄壁金属材料的焊接方法及焊接件 |
-
2002
- 2002-03-20 JP JP2002077545A patent/JP3682549B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500869A (zh) * | 2011-11-01 | 2012-06-20 | 上海交通大学 | 一种新型的金属材料电弧点焊方法 |
| CN111203611A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-29 | 中国航发长江动力有限公司 | 一种多层薄壁金属材料的焊接方法及焊接件 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3682549B2 (ja) | 2005-08-10 |
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