JP2006272408A

JP2006272408A - 溶接装置

Info

Publication number: JP2006272408A
Application number: JP2005096307A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Kato; 三昌加藤; Yasuaki Tanaka; 靖晃田中
Original assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Current assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】ナット等の円柱形状を呈する溶接対象物を、プロジェクション溶接或いはスポット溶接するに当たり、その位置ずれの防止効果に優れる溶接装置を提供する。
【解決手段】可動電極４の端面にナットＮを加圧可能に内嵌する座ぐり穴７を形成し、この座ぐり穴７にナットＮが内嵌されたか否かを判別する判別手段を備え、この判別手段により座ぐり穴７にナットＮが内嵌されていると判別されたときに通電して溶接を行う構成とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクション溶接やスポット溶接等を行う溶接装置に関する。

鋼板等のワークにナットをプロジェクション溶接する自動システムの一例が特許文献１に記載されている。同文献の図１、図２を用いて説明すれば、パネル部品Ｗ_Lは、クランプ治具１３により所定位置に位置決めされ、この状態で図２においてナット供給管３０からナットＮが供給される。符号４０はナットＮの位置決めピンであり、ナットＮがナット供給管３０から供給される際には、固定電極３６及びパネル部品Ｗ_Lの貫通孔を通って上方に突出する（図２の状態）。ナットＮはナット孔がこの位置決めピン４０に嵌まることでパネル部品Ｗ_L上において位置決めされ、次いで位置決めピン４０が下降し、可動電極３４が下降して溶接が行われる。
特開平９−４７８８０号公報（段落００２１、図１、図２）

何らかの要因でナット供給管３０から供給されるナットＮの姿勢が不安定となった場合、ナットＮは位置決めピン４０に嵌まり込まずに位置決めピン４０に隣接するかたちで載置されることが想定され、この場合、ナットＮは所定位置からずれてパネル部品Ｗ_Lに溶接されるという不具合が生じる。

本発明は、以上のような問題を解決するために創作されたものであり、ナット等の略円柱形状を呈する溶接対象物を、プロジェクション溶接或いはスポット溶接するに当たり、その位置ずれの防止効果に優れる溶接装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明は、溶接対象物を自動供給して板状のワークに載置し、一対の電極により溶接を行う溶接装置であって、前記溶接対象物側に臨む電極は可動電極からなり、その端面に前記溶接対象物を加圧可能に内嵌する座ぐり穴が形成されるとともに、この座ぐり穴に前記溶接対象物が内嵌されたか否かを判別する判別手段を備え、前記判別手段により前記座ぐり穴に前記溶接対象物が内嵌されていると判別されたときに溶接を行う構成とした。

この溶接装置によれば、溶接対象物が正常な位置にある場合には座ぐり穴に内嵌し、若干ずれた位置にある場合には座ぐり穴に内嵌せず、座ぐり穴周りの可動電極の端面に突き当たる。したがって、両者において可動電極の下降ストロークが異なることとなり、座ぐり穴に溶接対象物が内嵌されたか否か、つまり溶接対象物が正常な位置にあるか否かを判別できる。そして、座ぐり穴に溶接対象物が内嵌されていると判別されたときに溶接を行うことで、溶接対象物の位置ずれ溶接を防止できる。

また、本発明においては、前記判別手段は、加圧時における前記可動電極の位置に関する検知信号に基づいてなされる構成とした。

この溶接装置によれば、簡易な構造で溶接対象物が正常な位置にあるか否かを判別可能となる。

また、本発明においては、前記可動電極による加圧時に、この可動電極が所定の加圧位置よりも下降したとき、前記溶接対象物の供給をリトライする構成とした。

この溶接装置によれば、そのリトライの回数分だけ、溶接対象物がワーク上の正常な位置に載置される可能性が高まり、動作を停止することなく溶接作業を続行できる。これにより、溶接工程の作業効率の低下を防止できる。

本発明によれば、ナット等の溶接対象物の位置ずれ溶接を防止できる。

以下、溶接対象物をナットとした場合について説明する。図１は本発明に係る溶接装置１の正面図である。溶接装置１の本体部２の前面上部には加圧シリンダ３により昇降自在となる可動電極４が取り付けられ、前面下部には固定電極５が取り付けられる。

溶接装置１の隣にはナット供給装置６が設置されている。ナット供給装置６は、多数のナットが貯留される貯留部６ａからナットを一つずつ供給管部６ｂに送り、長尺のガイド板６ｃを斜め下方に延出させることで（図２（ｂ）参照）、ナットをこのガイド板６ｃ上において滑落させる構成となっている。

本発明は、溶接装置１において、前記可動電極４の端面にナットを加圧可能に内嵌する座ぐり穴７を形成し、可動電極４による加圧時に座ぐり穴７にナットが内嵌されたか否かを判別する判別手段により、座ぐり穴７にナットが内嵌されていると判別されたときに溶接を行う構成としたことを主な特徴とする。

図３（ａ）は可動電極４の端面周りの断面説明図であり、座ぐり穴７は、その内径寸法が仮想線で示すナットＮの外径寸法よりも若干大きい程度に形成され、深さ寸法がナットＮの高さ寸法よりも小さく形成されている。また、可動電極４には、座ぐり穴７の他、位置決めピン８（図４等参照）用の逃げ穴９が形成されている。なお、参考として図３（ｂ）に従来形状の可動電極の断面図を示す。

前記判別手段は図示しないコントローラにより構成されるものである。その判別手法の具体例としては、加圧時における可動電極４の位置に関する検知信号に基づいて行う方法が挙げられる。図１において、可動電極４の上部には側方に突出するドグ１０が固設されており、このドグ１０には貫通孔１０ａが水平方向に沿って穿設されている。符号１１は、可動電極４と共にドグ１０が下降した際、ドグ１０を図における紙面奥−手前方向において挟む発光部及び受光部を備えた光透過型の光センサである。つまり、可動電極４が下降し終えたとき、光センサ１１の発光部からの光がドグ１０の貫通孔１０ａを通過するか、或いはドグ１０によって遮られるかにより、可動電極４の下降位置が正常な位置にあるか否かが特定される。光センサ１１から出力される検知信号は前記図示しないコントローラに送信される。

溶接装置１の作用について図２を参照して説明する。図２はナットが正常に溶接される場合の作用説明図である。（ａ）は、図示しない搬送ロボットにより車体を構成する鋼板等のワークＷが搬入されて固定電極５上で位置決めされ、固定電極５内を上下に挿通する位置決めピン８がワークＷの貫通孔Ｗａ（図４参照）を通って上方に突出した状態を示している。この状態から（ｂ）に示すように、ナット供給装置６のガイド板６ｃが、その下端が位置決めピン８に近接するまで延出し、ナットＮがこのガイド板６ｃを滑落するかたちでワークＷ上に供給される。なお、図示はしないが、滑落する際、ナットＮはその側部もガイド板６ｃによりガイドされている。

（ｃ）に示すように、ナットＮは位置決めピン８に外嵌することでワークＷ上に位置決めされる。次いで（ｄ）に示すように、可動電極４が下降し、ナットＮが座ぐり穴７に嵌まり込む。ナットＮは座ぐり穴７の底面部によって加圧され、そのとき光センサ１１の発光部からの光がドグ１０の貫通孔１０ａを通過して受光部に達することで、ナットＮが座ぐり穴７に内嵌している、つまりナットＮが正しく位置していると判別され、通電により溶接（プロジェクション溶接）が行われる。

図４において、（ａ）は図２（ｄ）の状態を要部拡大した図であり、（ｂ）はナットＮが位置決めピン８に外嵌せず、ずれてワークＷ上に載置された場合を示している。この（ｂ）の事象はナットＮがガイド板６ｃ（図２）の下端から落下する際、何らかの要因により正常な軌道からずれた場合に起こり得る。この図４から明らかなように、（ａ）の正常時の場合、ナットＮの上部が座ぐり穴７に嵌まり込むことにより、その分、可動電極４の端面とワークＷとの隙間寸法Ｌが小さな値となるのに対し、（ｂ）の異常時の場合、可動電極４の座ぐり穴７周りの端面がナットＮに突き当たることにより、可動電極４の端面とワークＷとの隙間寸法Ｌが大きな値となることが判る。つまり、最下降時（ナットＮの加圧時）における可動電極４の位置が（ａ）の状態と（ｂ）の状態とで異なることとなり、その位置に関する検知信号をみることで、加圧時にナットＮが座ぐり穴７に内嵌されているか否かを判別できる。（ａ）の状態は前記したように図１に示す光センサ１１の発光部からの光がドグ１０の貫通孔１０ａを通過して受光部に達している状態、（ｂ）の状態は光がドグ１０に遮られて受光部に達していない状態であり、各出力信号が前記検知信号としてコントローラに送信されるものである。なお、図３（ｂ）に示した従来形状の可動電極では、ナットＮの位置が正常であっても、位置決めピン８に隣接する程度にずれている場合であっても前記隙間寸法Ｌが同じ値となり、したがってナットＮの位置ずれの認識が困難となることは明らかであろう。

以上のように、可動電極４の端面にナットＮを加圧可能に内嵌する座ぐり穴７を形成し、可動電極４による加圧時に座ぐり穴７にナットＮが内嵌されたか否かを判別する判別手段により、座ぐり穴７にナットＮが内嵌されていると判別されたときに溶接を行う構成とすれば、ナットＮの位置ずれ溶接が防止され、溶接作業の自動システムの信頼性が向上する。

また、前記判別手段は、加圧時における可動電極４の位置に関する検知信号に基づいてなされる構成とすれば、簡易な構造でナットＮが正常な位置にあるか否かを判別でき、経済的な溶接装置１を実現できる。

次に、ナットＮに関する他の異常態様としては、ナット供給装置６側においてナットＮの移送に軽度の引っ掛かりが生じてワークＷ上にナットＮが供給されなかった場合やナットＮが正常な位置から大きくずれてワークＷ上に載置された場合が挙げられる。これらの場合、可動電極４の端面の直下にはナットＮが存在しないことから、加圧時において、可動電極４は所定の加圧位置（図４（ａ）に示す位置をいう）よりも下降することとなる。そのときの可動電極４のストローク量を検知することで（例えば前記したドグ１０と光センサ１１を利用できる）、ナットＮに関する異常と判別できることはいうまでもないが、このとき即座に溶接装置１の一連の動作を停止させると、溶接工程の作業効率が低下することになる。

そこで、可動電極４が所定の加圧位置よりも下降したとき、一旦可動電極４を上昇させたうえで、ナット供給装置６を起動させてナットＮの供給をリトライする構成とすれば、そのリトライの回数分だけ、ナットＮがワークＷ上の正常な位置に載置される可能性が高まり、動作を停止することなく溶接作業を続行できる。これにより、溶接工程の作業効率の低下を防止できる。リトライの回数は適宜に設定可能であり、設定した回数後にも異常と判別された場合には警報音を鳴らす等の処置が採られる。例えばリトライ回数を５回に設定した場合、５回リトライしても依然可動電極４が所定の加圧位置よりも下降するようなときは、ナット供給装置６側で作業者の点検を要するほどの支障が生じたものと想定されるので、警報音を鳴らして周辺の作業者に知らせるようにすれば良い。

以上、好適な実施形態について説明した。前記「加圧時における可動電極４の位置に関する検知信号」の他の例としては、図１に示した加圧シリンダ３のストローク量に関する出力信号であっても良い。また、本発明は、車両の製造工程において、車体を構成する鋼板にナットを溶接する自動システムに有効なものとなるが、これに限られず他の技術分野にも適用可能である。また、溶接対象物としては、ナットに限られず、略円柱形状を呈する部材であれば適用可能となる。

本発明に係る溶接装置の正面図である。ナットが正常に溶接される場合の作用説明図である。（ａ）は本発明における可動電極の端面周りの断面説明図、（ｂ）は従来の可動電極の端面周りの断面説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれナットが正常に位置した場合、ずれて位置した場合の可動電極の端面周りの断面説明図である。

符号の説明

１溶接装置
４可動電極
５固定電極
６ナット供給装置
７座ぐり穴
Ｎナット（溶接対象物）
Ｗワーク

Claims

溶接対象物を自動供給して板状のワークに載置し、一対の電極により溶接を行う溶接装置であって、
前記溶接対象物側に臨む電極は可動電極からなり、その端面に前記溶接対象物を加圧可能に内嵌する座ぐり穴が形成されるとともに、この座ぐり穴に前記溶接対象物が内嵌されたか否かを判別する判別手段を備え、
前記判別手段により前記座ぐり穴に前記溶接対象物が内嵌されていると判別されたときに溶接を行う構成としたことを特徴とする溶接装置。
前記判別手段は、加圧時における前記可動電極の位置に関する検知信号に基づいてなされることを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
前記可動電極による加圧時に、この可動電極が所定の加圧位置よりも下降したとき、前記溶接対象物の供給をリトライする構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶接装置。