JP2010000538A - プロジェクションナットの溶接装置および溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼板部品の移動軌跡を簡素化し、溶接機を多機能化することのできるプロジェクションナットの溶接装置および溶接方法を提供する。
【解決手段】 上部電極５と下部電極６間の所定位置において鋼板部品１０を保持して溶接箇所へ移動させるロボット装置１１が設けられ、所定位置が下部電極５の上昇位置近傍に設定され、下部電極５のガイドピン１５にナット１を裏向きの状態で供給する下側部品供給装置１９と、上昇位置に待機し鋼板部品１０を貫通している下部電極５のガイドピン１５にナット１を表向きの状態で供給する上側部品供給装置３７が設けられ、裏向きナットを鋼板部品１０の裏側に溶接し、表向きナットを鋼板部品１０の表側に溶接する。
【選択図】図１

Description

この発明は、プロジェクションナットの溶接装置および溶接方法に関している。

鋼板部品の表側と裏側にプロジェクションナットを電気抵抗溶接で溶接する場合には、表側用の専用溶接機と裏側用の専用溶接機を準備し、表側に溶接が完了したら鋼板部品を裏返して、今度は裏側に溶接するようにしている。
特開平０９−０５７４５８号公報 特開平０９−０４７８８０号公報 特開昭６２−１６６０８５号公報

上述のような技術であると、表側用と裏側用の専用溶接機を２台準備し、表側の溶接が完了したら鋼板部品を裏返して次の専用溶接機にセットしてから、裏側の溶接を行わなければならない。したがって、鋼板部品の移動軌跡が長くなるとともに複雑なものとなり、生産効率が低下するという間題がある。また、表側用と裏側用の専用溶接機を準備しなければならないので、設備投資の面で不経済である。

本発明は、上記の間題点を解決するために提供されたもので、鋼板部品の移動軌跡を簡素化するとともに溶接機を多機能化することのできるプロジェクションナットの溶接装置および溶接方法の提供を目的とする。

問題を解決するための手段

請求項１記載の発明は、プロジェクションナットの溶接装置であり、進退可能とされた上部電極と進退可能とされた下部電極を同軸の状態で配置し、前記両電極間の所定位置において鋼板部品を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させるロボット装置が設けられ、前記所定位置が下部電極の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを裏向きの状態で供給する下側部品供給装置が設けられ、上昇位置に待機し鋼板部品を貫通している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを表向きの状態で供給する上側部品供給装置が設けられ、裏向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の裏側に溶接し、表向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の表側に溶接することを特徴としている。

以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。

発明の効果

前記下部電極の上昇位置において鋼板部品の裏側に裏向き状態でプロジェクションナットを電気抵抗溶接で溶接する。その後、鋼板部品を表裏不変のまま次の溶接箇所に移動してから、下部電極の上昇位置において鋼板部品の表側に表向きの状態でナットを溶接する。この溶接動作に先だって、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにナットを裏向きの状態で供給する下側部品供給装置が供給動作を行い、また、上昇位置に待機し鋼板部品を貫通している下部電極のガイドピンにナットを表向きの状態で供給する上側部品供給装置が動作する。

このように、下部電極の上昇位置で鋼板部品の表側あるいは裏側にナットが溶接されるので、ロボット装置は鋼板部品を下部電極の上昇位置近傍において溶接箇所を移動させるだけの動作となり、鋼板部品の移動が最短距離とされ、しかも鋼板部品を裏返すことが不要となる。つまり、下部電極の上昇位置が溶着時の基準位置となるように、裏向きナットを保持した下部電極が上昇位置をとり、鋼板部品にガイドピンが貫通した状態での表向きナット受け取りの上昇位置を付与している。したがって、鋼板部品の表裏に対するナットの溶接が、下部電極に対する下側部品供給装置の供給動作や、下部電極の上昇位置における上側部品供給装置の供給動作および両電極の進退動作等の複合によって、鋼板部品を電極の軸線方向にほとんど移動させることなく、また、反転させることなく表裏に効率的にナット溶接を行うことが実現する。

下部電極に対して、下降位置で裏向きナットを受け取りそのまま上昇して鋼板部品の裏側に溶接する機能と、上昇位置において鋼板部品を貫通したガイドピンに表向きナットを受け取り鋼板部品の表側に溶接する機能が、上部電極との組み合わせによって付与されている。このような下部電極に対する機能付与によって、下部電極の上昇位置近傍において鋼板部品を移動させることが可能となる。

さらに、鋼板部品の表側溶接と裏側溶接の溶接順序が不規則な場合であっても、自由に対応することがでる。すなわち、鋼板部品を往復させて無駄な移動をさせることなく、一方向に移動させながら全ての表裏溶接を完了させることができて、生産性の向上にとって効果的である。

上述のようにして、鋼板部品の移動軌跡を最短距離にして、しかも単純化することができる。そして、一対の下部電極と上部電極に対して、下側部品供給装置と上側部品供給装置が組み合わせてあるので、溶接機を１台にして鋼板部品の表裏にナット溶接をすることができ、溶接サイクルタイムの短縮と鋼板部品の移動の簡素化が実現して、経済的な装置となる。

請求項２記載の発明は、下降位置の下部電極と鋼板部品の間および上昇位置の上部電極と鋼板部品の間に、それぞれ下側部品供給装置と上側部品供給装置が供給動作をすることができる空間が設けてある請求項１記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

上述の空間を設置することにより、鋼板部品の裏側に溶接する裏向きナットと、鋼板部品の表側に溶接する表向きナットの部品供給装置を動作させる空間が確保でき、一対の電極に対して２種類の部品供給装置を組み合わせることが可能となる。

請求項３記載の発明は、進退可能とされた上部電極と進退可能とされた下部電極を同軸の状態で配置し、前記両電極間の所定位置において鋼板部品を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させるロボット装置が設けられ、前記所定位置が下部電極の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを裏向きの状態で供給する下側部品供給装置が設けられ、上昇位置に待機している上部電極にプロジェクションナットを表向きの状態で保持させる上側部品供給装置が設けられ、裏向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の裏側に溶接し、表向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の表側に溶接することを特徴とするプロジェクションナットの溶接装置である。

この発明は、上昇位置に後退している上部電極に対して表向きのナットを供給して保持させ、上部電極自体に表向きナットを鋼板部品の方へ移送する機能を付与している点が請求項１記載の発明を異なっている。作用効果は請求項１の発明と同じである。

請求項４記載の発明は、下降位置の下部電極と鋼板部品の間および上昇位置の上部電極と鋼板部品の間に、それぞれ下側部品供給装置と上側部品供給装置が供給動作をすることができる空間が設けてある請求項３記載のプロジェクションナットの溶接装置である。

上述の空間を設置することにより、鋼板部品の裏側に溶接する裏向きナットと、鋼板部品の表側に溶接する表向きナットの部品供給装置を動作させる空間が確保でき、一対の電極に対して２種類の部品供給装置を組み合わせることが可能となる。

請求項５記載の発明は、プロジェクションナットの溶接方法であり、進退可能とされた上部電極と進退可能とされた下部電極を同軸の状態で配置し、ロボット装置で前記両電極間の所定位置において鋼板部品を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させ、前記所定位置が下部電極の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを裏向きの状態で供給し、この状態で下部電極を上昇させた後、前記所定位置に下降している上部電極との間で裏向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の裏側に溶接し、鋼板部品を次の溶接箇所へ移動させてから、上昇位置に待機し鋼板部品を貫通している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを表向きの状態で供給し、この状態で上部電極を下降させて表向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の表側に溶接することを特徴としている。

この溶接方法の発明の作用効果は、請求項１記載の溶接装置の発明の作用効果と同様である。

請求項６記載の発明は、鋼板部品の表側にプロジェクションナットを溶接することと、鋼板部品の裏側にプロジェクションナットを溶接することの順序が任意に設定されている請求項５記載のプロジェクションナットの溶接方法である。

鋼板部品によっては、例えば、最初の５個は裏側溶接、そのつぎの２個は表側溶接、さらにそのつぎの１個は裏側溶接のように規則性のない順序で溶接することがしばしば発生する。請求項６記載の発明においては、下部電極へのナット供給を裏向き供給としたり表向き供給としたりすることが自由に選択できるので、鋼板部品に対する裏側溶接、表側溶接をどのような順序で行う場合であっても、滞ることなく円滑に溶接を進行させることができる。

請求項７記載の発明は、進退可能とされた上部電極と進退可能とされた下部電極を同軸の状態で配置し、ロボット装置で前記両電極間の所定位置において鋼板部品を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させ、前記所定位置が下部電極の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを裏向きの状態で供給し、この状態で下部電極を上昇させた後、前記所定位置に下降している上部電極との間で裏向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の裏側に溶接し、鋼板部品を次の溶接箇所へ移動させてから、上昇位置に待機している上部電極にプロジェクションナットを表向きの状態で保持させ、この状態で上部電極を下降させて前記所定位置に上昇している下部電極との間で表向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の表側に溶接することを特徴とするプロジェクションナットの溶接方法である。

この発明は、上昇位置に後退している上部電極に対して表向きのナットを供給して保持させ、上部電極自体に表向きナットを鋼板部品の方へ移送する機能を付与している点が請求項１記載の発明と異なっている。作用効果は請求項１の発明と同じである。

請求項８記載の発明は、鋼板部品の表側にプロジェクションナットを溶接することと、鋼板部品の裏側にプロジェクションナットを溶接することの順序が任意に設定されている請求項７記載のプロジェクションナットの溶接方法である。

鋼板部品によっては、例えば、最初の５個は裏側溶接、そのつぎの２個は表側溶接、さらにそのつぎの１個は裏側溶接のように規則性のない順序で溶接することがしばしば発生する。請求項８記載の発明においては、下部電極へのナット供給を裏向き供給としたり表向き供給としたりすることが自由に選択できるので、鋼板部品に対する裏側溶接、表側溶接をどのような順序で行う場合であっても、滞ることなく円滑に溶接を進行させることができる。

つぎに、本発明のプロジェクションナットの溶接装置および溶接方法を実施するための最良の形態を説明する。

図１〜図４は実施例１を示す。

本実施例で溶接の対象となるプロジェクションナットは、図４に示す形状とされ、符号１で示されている。本体部２は上から見ると正方形の形をしており、その中央部にねじ孔３があけられ、片側の四隅に溶着用突起４が設けられている。以下の説明においては、図２（Ｂ）や図４に示すように、溶着用突起４が下側になっている状態が「表向き」であり、図２（Ａ）や図３に示すように、溶着用突起４が上側になっている状態が「裏向き」である。

溶接装置の基本的な構造について説明する。

下部電極５と上部電極６が電極軸線Ｏ−Ｏ上に配置され、この軸線Ｏ−Ｏは、ほぼ鉛直方向の姿勢とされている。機枠等の静止部材７に、ほぼ鉛直方向の姿勢でエアシリンダ８が固定され、そのピストンロッドに下部電極５が結合してある。同様に静止部材７に、ほぼ鉛直方向の姿勢でエアシリンダ９が固定され、そのピストンロッドに上部電極６が結合してある。下部電極５と上部電極６の間に挿入される鋼板部品１０は自動車のフロアパネルであり、ロボット装置１１のチャック機構部１２によって掴まれるようになっている。このロボット装置１１は通常の６軸タイプのものであり、図１では最先箇所のアーム部材１３だけが図示されている。鋼板部品１０の下面側が裏側であり、上面側が表側とされている。

下部電極５は実線図示の位置が下降位置である。図２（Ａ）に示すように、下部電極５には進退可能なガイドピン１５が組み込んである。下部電極５の内部にシリンダ室１６が形成され、そこに摺動可能な状態で挿入されたピストン１７にガイドピン１５が結合され、電極軸線Ｏ−Ｏ上に突出している。そして、ガイドピン１５を突出方向に付勢する圧縮コイルスプリング１８がピストン１７の下面とシリンダ室１６の内端面との間に挿入してある。ガイドピン１５は、その先端付近が細くなるように成型されている。

下部電極５は、図１の２点鎖線図示の位置が上昇位置である。この上昇位置近傍に鋼板部品１０が存在するようにロボット装置１１が動作している。この鋼板部品１０が存在している位置が両電極５，６間の所定位置である。ロボット装置１１は、前記両電極５，６間の所定位置において鋼板部品１０を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させる。したがって、前記所定位置が下部電極５の上昇位置近傍に設定されている。鋼板部品１０は、ロボット装置１１の動作で後述のとおりこの所定位置においてほぼ水平方向に移動する。

一方、上部電極６側にも同様なガイドピン３１が設けてある。図２（Ａ）や（Ｂ）に示すように、上部電極６には進退可能なガイドピン３１が組み込んである。上部電極６の内部にシリンダ室３２が形成され、そこに摺動可能な状態で挿入されたピストン３３にガイドピン３１が結合され、電極軸線Ｏ−Ｏ上に突出している。そして、ガイドピン３１を突出方向に付勢する圧縮コイルスプリング３４がピストン３３の上面とシリンダ室３２の内端面との間に挿入してある。そして、ガイドピン３１の先端部に受入孔３５が形成してあり、ここにガイドピン１５の先端部が進入するようになっている。

つぎに、下側部品供給装置について説明する。

下降位置にある下部電極５のガイドピン１５に対してナット１を裏向きの状態で供給するために、下側部品供給装置１９が配置してある。この下側部品供給装置１９は、その供給ロッド２０がほぼ水平方向に進退するものであり、基板２１に固定されたガイド筒２２内を供給ロッド２０が貫通しており、ガイド筒２２の端部に結合されたエアシリンダ２３によって供給ロッド２０が進退するようになっている。この基板２１にほぼ鉛直方向に進退するエアシリンダ２４のピストンロッド２５が結合してある。そして、このエアシリンダ２４は支持ロッド２６を介して静止部材７に固定されている。

図３に示すように、パーツフィーダ（図示していない）から延びてきている供給管２８からナット１が供給ロッド２０の先端部に移行して保持される。この保持は、供給ロッド先端部に設けた保持凹部２９においてなされるものであり、保持凹部２９内にナット１を保持するために、永久磁石３０が保持凹部２９の近傍に埋設してある。図３においては紙面に垂直な方向に供給ロッド２０が進退する。

ナット１を裏向きの状態で保持した供給ロッド２０が進出してねじ孔３が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸になった位置で停止する。それからエアシリンダ２４の動作でナット１が下降すると、相対的にガイドピン１５がねじ孔３内に進入する。その状態で供給ロッド２０が後退すると、ナット１がガイドピン１５に残留したままとなる。その後、供給ロッド２０はエアシリンダ２４の動作で上昇して元の位置に復帰する。このようにして供給ロッド２０はスクエアーモーションを行っている。

つぎに、鋼板部品の裏側に裏向きナットを溶接する動作を説明する。

図２（Ｃ）に示すように、鋼板部品１０には溶接されたナット１のねじ孔３と同軸になる円形の下孔２７があけられている。図２（Ａ）や（Ｂ）では、この下孔２７が見にくいので、（Ｃ）図のように拡大して図示してある。

鋼板部品１０の裏側に裏向きナットを溶接する場合には、前記所定位置に待機している鋼板部品１０に対して上部電極６が進出し、そのガイドピン３１が下孔２７を貫通し、上部電極６の下端面が鋼板部品１０の表面に密着した箇所で停止する。その後、ガイドピン１５にナット１が合致した状態で下部電極５が上昇して、ガイドピン１５の先端部が上部電極６のガイドピン３１の受入孔３５に進入する（図２（Ａ）参照）。そして、さらに下部電極５が上昇すると、ガイドピン１５が圧縮コイルスプリング３４の張力に抗してガイドピン３１を押し上げてナット１の溶着用突起４が鋼板部品１０の下面に突き当たる。この状態でさらに下部電極５が上昇すると、今度はガイドピン１５が圧縮コイルスプリング１８の張力に抗してシリンダ室１６内に押し込まれ、鋼板部品１０とナット１が両電極５，６の間で挟み付けられて加圧状態になる。次いで、溶接電流が通電されて溶接が完了する。

つぎに、上側部品供給装置について説明する。

上昇位置にある下部電極５のガイドピン１５が下孔２７から突き出ている状態（図２（Ｂ）参照）のところに、ガイドピン１５に対してナット１を表向きの状態で供給するために、上側部品供給装置３７が配置してある。この上側部品供給装置３７は、その供給ロッド３８斜め上から進退するものであり、静止部材７に固定されたガイド筒３９に供給ロッド３８が進退可能な状態で収容され、ガイド筒３９の端部に結合したエアシリンダ４０によって進退するようになっている。

パーツフィーダ（図示していない）から供給ホース４２を経て送られてきたナット１はヘッド部４３において所定の向きに一時係止され、そこに供給ロッド３８が進出してきてナット１を待機しているガイドピン１５に供給する。供給ロッド３８はその細長いガイドロッド４１がねじ孔３を貫通してガイドピン１５にナット１を導くようになっている。

つぎに、鋼板部品の表側に表向きナットを溶接する動作を説明する。

所定位置に待機している鋼板部品１０に向かって下部電極５が上昇し、ガイドピン１５が下孔２７を貫通する。このときには下部電極５の上端面が鋼板部品１０の裏面に密着しており、この状態で前述のようにして表向きのナット１がガイドピン１５に供給される。ここへ上部電極６が下降してくると、ガイドピン１５の先端部が相対的に受入孔３５内に進入する（図２（Ｂ）参照）。それからさらに上部電極６が下降すると、ガイドピン３１が圧縮コイルスプリング３４の張力に抗してシリンダ室３２内に押し込まれ、ナット１の上面が上部電極６の下端面に密着する。それからさらに上部電極６が下降すると、今度は圧縮コイルスプリング１８の張力に抗してガイドピン１５がシリンダ室１６内に押し込まれる。これによって、ナット１と鋼板部品１０が両電極５，６間に挟み付けられて加圧状態になる。次いで、溶接電流が通電されて溶接が完了する。

上述の鋼板部品１０の裏側にナット溶接をする動作と、鋼板部品１０の表側にナット溶接をする動作から理解されるように、ガイドピン３１の受入孔３５内にガイドピン１５の先端部が進入することによって、ナット１が電極軸線Ｏ−Ｏ上に正確に位置づけられ、下孔２７とねじ孔３とのセンタリングが確保されるという効果がある。また、圧縮コイルスプリング１８の張力の方が、圧縮コイルスプリング３４の張力よりも強く設定されているので、上述のような動作がえられる。

図１に示すように、鋼板部品１０に対するナット１の溶接順序を、鋼板部品１０の左方から表裏いずれの側の溶接を問わず、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆとすることができる。このようにすると、鋼板部品１０は所定位置近傍で左方へ移動するだけでよく、鋼板部品１０に戻り動作がないので、サイクルタイムの短縮に効果的である。また、鋼板部品１０への溶接箇所に任意性を持たせて、順次自由に溶接箇所へ溶接を行って行くのである。なお、鋼板部品１０の傾斜した箇所に対しては、ロボット装置１１によって姿勢を変換して溶接する。さらに、鋼板部品１０を左方へ移動させることと、図１の紙面に対して垂直方向に移動させることを複合して、鋼板部品１０への溶接箇所をジグザグ状に移行させることができる。

鋼板部品１０の裏側にナット溶接をする場合、あるいは鋼板部品１０の表側にナット溶接をする場合のいずれにおいても溶着されるときには、ねじ孔３の軸線と下孔２７の中心軸線が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸になるように、ロボット装置１１が動作している。

つぎに、下側および上側部品供給装置の配置について説明する。

下降位置の下部電極５と鋼板部品１０の間および上昇位置の上部電極６と鋼板部品１０の間に、それぞれ下側部品供給装置１９と上側部品供給装置３７が供給動作をすることができる空間が設けてある。その空間の寸法は後述のとおりである。

つぎに、各部の寸法について説明する。

ナット１は、本体部２の一辺の長さは１２ｍｍ、ねじ孔３の軸方向の厚さは５ｍｍ、ねじ孔３の内径は５ｍｍである。下降位置の下部電極５と上昇位置の上部電極６の間隔は４９０ｍｍ、下部電極５の下降位置と上昇位置の距離（下部電極のストローク）は２２０ｍｍ、上部電極の上昇位置と進出位置（上部電極のストローク）は２７０ｍｍである。

下側部品供給装置１９や上側部品供給装置３７は、図示のようなもの以外の形式にすることが可能である。そして、上側部品供給装置３７を下側部品供給装置１９のような形式にすることも可能である。

上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。また、上記永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。

上述の動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行わせることが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

前記下部電極５の上昇位置において鋼板部品１０の裏側に裏向き状態でプロジェクションナット１を電気抵抗溶接で溶接する。その後、鋼板部品１０を表裏不変のまま次の溶接箇所に移動してから、下部電極５の上昇位置において鋼板部品１０の表側に表向きの状態でナットを溶接する。あるいは、この順序が逆になって表側に溶接後、裏側に溶接する。この溶接動作に先だって、下降位置に待機している下部電極５のガイドピン１５にナット１を裏向きの状態で供給する下側部品供給装置１９が供給動作を行い、また、上昇位置に待機し鋼板部品１０を貫通している下部電極５のガイドピン１５にナット１を表向きの状態で供給する上側部品供給装置３７が動作する。

このように、下部電極５の上昇位置で鋼板部品１０の表側あるいは裏側にナット１が溶接されるので、ロボット装置１１は鋼板部品１０を下部電極５の上昇位置近傍において溶接箇所を移動させるだけの動作となり、鋼板部品１０の移動が最短距離とされ、しかも鋼板部品１０を裏返すことが不要となる。つまり、下部電極５の上昇位置が溶着時の基準位置となるように、裏向きナット１を保持した下部電極５が上昇位置をとり、鋼板部品１０にガイドピン１５が貫通した状態での表向きナット受け取りの上昇位置を付与している。したがって、鋼板部品１０の表裏に対するナット１の溶接が、下部電極５に対する下側部品供給装置１９の供給動作や、下部電極５の上昇位置における上側部品供給装置３７の供給動作および両電極５，６の進退動作等の複合によって、鋼板部品１０を電極の軸線Ｏ−Ｏ方向にほとんど移動させることなく、また、反転させることなく表裏に効率的にナット溶接を行うことが実現する。

下部電極５に対して、下降位置で裏向きナット１を受け取りそのまま上昇して鋼板部品１０の裏側に溶接する機能と、上昇位置において鋼板部品１０を貫通したガイドピン１５に表向きナット１を受け取り鋼板部品１０の表側に溶接する機能が、上部電極６との組み合わせによって付与されている。このような下部電極５に対する機能付与によって、下部電極５の上昇位置近傍において鋼板部品１０を移動させることが可能となる。

さらに、鋼板部品１０の表側溶接と裏側溶接の溶接順序が不規則な場合であっても、自由に対応することがでる。すなわち、鋼板部品１０を往復させて無駄な移動をさせることなく、一方向に移動させながら全ての表裏溶接を完了させることができて、生産性の向上にとって効果的である。

上述のようにして、鋼板部品１０の移動軌跡を最短距離にして、しかも単純化することができる。そして、一対の下部電極５と上部電極６に対して、下側部品供給装置１９と上側部品供給装置３７が組み合わせてあるので、溶接機を１台にして鋼板部品１０の表裏にナット溶接をすることができ、溶接サイクルタイムの短縮と鋼板部品１０の移動の簡素化が実現して、経済的な装置となる。

下降位置の下部電極５と鋼板部品１０の間および上昇位置の上部電極６と鋼板部品１０の間に、それぞれ下側部品供給装置１９と上側部品供給装置３７が供給動作をすることができる空間が設けてある。

上述の空間を設置することにより、鋼板部品１０の裏側に溶接する裏向きナット１と、鋼板部品１０の表側に溶接する表向きナット１の部品供給装置１９，３７を動作させる空間が確保でき、一対の電極５，６に対して２種類の部品供給装置１９，３７を組み合わせることが可能となる。

プロジェクションナットの溶接方法は、進退可能とされた上部電極５と進退可能とされた下部電極６を同軸の状態で配置し、ロボット装置１１で前記両電極５，６間の所定位置において鋼板部品１０を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させ、前記所定位置が下部電極５の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極５のガイドピン１５にプロジェクションナット１を裏向きの状態で供給し、この状態で下部電極５を上昇させた後、上部電極６を下降させて裏向き状態のナット１を鋼板部品１０の裏側に溶接し、鋼板部品１０を次の溶接箇所へ移動させてから上昇位置に待機し鋼板部品１０を貫通している下部電極５のガイドピン１５にナット１を表向きの状態で供給し、この状態で上部電極６を下降させて表向き状態のナット１を鋼板部品１０の表側に溶接するものである。

この溶接方法の発明の作用効果は、前記溶接装置の発明の作用効果と同様である。

鋼板部品１０の表側にナット１を溶接することと、鋼板部品１０の裏側にナット１を溶接することの順序が任意に設定されている。

鋼板部品１０に対するナット溶接よっては、例えば、最初の５個は裏側溶接、そのつぎの２個は表側溶接、さらにそのつぎの１個は裏側溶接のように規則性のない順序で溶接することがしばしば発生する。ここでは、下部電極５へのナット供給を裏向き供給としたり表向き供給としたりすることが自由に選択できるので、鋼板部品１０に対する裏側溶接、表側溶接をどのような順序で行う場合であっても、滞ることなく円滑に溶接を進行させることができる。

図５は実施例２を示す。

上部電極６にナット１を供給する上側部品供給装置３７は、図１に示した下側部品供給装置１９と同じ構造のものであり、上下関係が逆になっている。各部の構成は図１のものと同じなので、異なっている箇所だけを説明し、同じ構造部分には同じ符号を記載して詳細な説明は省略してある。

上昇位置に後退している上部電極６にナット１を保持させるための構造としては、空気バキュームを利用したもの、ねじ孔３内で弾性的に拡張する板ばね部材を利用したもの、あるいは磁石を利用したもの等種々な形式のものが採用できる。この実施例では、永久磁石を利用している。

ガイドピン３１の内部に図５（Ｂ）に示すように、永久磁石４５が埋め込んである。図５（Ａ）の状態では、ナット１が表向きの状態で保持凹部２９に保持されている。この状態から供給ロッド２０がエアシリンダ２４の動作で平行に上昇すると、ガイドピン３１が相対的にねじ孔３内に進入する。これによって図５（Ｂ）に示すように、ナット１は表向きの状態でガイドピン３１に永久磁石４５で吸引されて、上部電極６に保持される。これ以降の動作は、図２（Ｂ）に示された状態からの動作と同じである。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

このように上部電極６に、ナット１の保持機能と鋼板部品１０への搬送機能を付与することによって、ナット１を鋼板部品１０の目的箇所に対して正確に到達させることができる。また、鋼板部品１０に載置されているナット１に対して上部電極６が接近するよりも、上部電極６がナット１を保持した状態で接近する方が、鋼板部品１０に対して確実に加圧・通電が可能となる。

なお、この実施例では、前述の受入孔３５を設けることなく動作させている。この場合、両ガイドピン１５と３１がスリップすることなく衝合できるようにするために、両ガイドピン１５と３１の先端部に平面４６，４７が設けてある。

上述のように、本発明によれば、鋼板部品の移動軌跡を簡素化するとともに溶接機を多機能化することのできるプロジェクションナットの溶接装置および溶接方法であるから、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

溶接装置全体の側面図である。 裏側溶接と表側溶接を示す電極部分の断面図である。 供給ロッド先端部へのナット供給を示す断面図である。 プロジェクションナットの斜視図である。 他の実施例を示す側面図と断面図である。

符号の説明

１ プロジェクションナット
２ 本体部
３ ねじ孔
４ 溶着用突起
５ 下部電極
６ 上部電極
１０ 鋼板部品
１１ ロボット装置
１５ ガイドピン
１９ 下側部品供給装置
２０ 供給ロッド
２７ 下孔
３１ ガイドピン
３７ 上側部品供給装置
３８ 供給ロッド
４５ 永久磁石

Claims (8)

1. 進退可能とされた上部電極と進退可能とされた下部電極を同軸の状態で配置し、前記両電極間の所定位置において鋼板部品を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させるロボット装置が設けられ、前記所定位置が下部電極の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを裏向きの状態で供給する下側部品供給装置が設けられ、上昇位置に待機し鋼板部品を貫通している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを表向きの状態で供給する上側部品供給装置が設けられ、裏向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の裏側に溶接し、表向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の表側に溶接することを特徴とするプロジェクションナットの溶接装置。
2. 下降位置の下部電極と鋼板部品の間および上昇位置の上部電極と鋼板部品の間に、それぞれ下側部品供給装置と上側部品供給装置が供給動作をすることができる空間が設けてある請求項１記載のプロジェクションナットの溶接装置。
3. 進退可能とされた上部電極と進退可能とされた下部電極を同軸の状態で配置し、前記両電極間の所定位置において鋼板部品を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させるロボット装置が設けられ、前記所定位置が下部電極の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを裏向きの状態で供給する下側部品供給装置が設けられ、上昇位置に待機している上部電極にプロジェクションナットを表向きの状態で保持させる上側部品供給装置が設けられ、裏向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の裏側に溶接し、表向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の表側に溶接することを特徴とするプロジェクションナットの溶接装置。
4. 下降位置の下部電極と鋼板部品の間および上昇位置の上部電極と鋼板部品の間に、それぞれ下側部品供給装置と上側部品供給装置が供給動作をすることができる空間が設けてある請求項３記載のプロジェクションナットの溶接装置。
5. 進退可能とされた上部電極と進退可能とされた下部電極を同軸の状態で配置し、ロボット装置で前記両電極間の所定位置において鋼板部品を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させ、前記所定位置が下部電極の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを裏向きの状態で供給し、この状態で下部電極を上昇させた後、前記所定位置に下降している上部電極との間で裏向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の裏側に溶接し、鋼板部品を次の溶接箇所へ移動させてから、上昇位置に待機し鋼板部品を貫通している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを表向きの状態で供給し、この状態で上部電極を下降させて表向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の表側に溶接することを特徴とするプロジェクションナットの溶接方法。
6. 鋼板部品の表側にプロジェクションナットを溶接することと、鋼板部品の裏側にプロジェクションナットを溶接することの順序が任意に設定されている請求項５記載のプロジェクションナットの溶接方法。
7. 進退可能とされた上部電極と進退可能とされた下部電極を同軸の状態で配置し、ロボット装置で前記両電極間の所定位置において鋼板部品を保持して表裏不変のまま次の溶接箇所へ移動させ、前記所定位置が下部電極の上昇位置近傍に設定され、下降位置に待機している下部電極のガイドピンにプロジェクションナットを裏向きの状態で供給し、この状態で下部電極を上昇させた後、前記所定位置に下降している上部電極との間で裏向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の裏側に溶接し、鋼板部品を次の溶接箇所へ移動させてから、上昇位置に待機している上部電極にプロジェクションナットを表向きの状態で保持させ、この状態で上部電極を下降させて前記所定位置に上昇している下部電極との間で表向き状態のプロジェクションナットを鋼板部品の表側に溶接することを特徴とするプロジェクションナットの溶接方法。
8. 鋼板部品の表側にプロジェクションナットを溶接することと、鋼板部品の裏側にプロジェクションナットを溶接することの順序が任意に設定されている請求項７記載のプロジェクションナットの溶接方法。

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