JP2014147947A - Seam welding device and seam welding method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seam welding device and seam welding method which prevent a crack of a workpiece and improve quality of seam welding.SOLUTION: A seam welding device includes: a welding device main body 20; a pair of roller electrodes 21 which are arranged on the welding device main body 20, and roll and sandwich a workpiece W with at least two or more base materials W1, W2 laminated; and a pair of slow-cooling heat sources 23 which are arranged at a back in a travelling direction A from the pair of roller electrodes 21 of the welding device main body 20 and heat the workpiece W. Thereby, a periphery of a nugget of the workpiece W is heated, and a difference between a temperature of the periphery of the nugget of the workpiece W and a temperature of the molten nugget is reduced to prevent rapid cooling of the nugget. Thus, rapid contraction in the periphery of the nugget of the workpiece W does not occur, and generation of a crack of the workpiece W can be prevented to improve quality of seam welding.

Description

本発明は、一対のローラ電極で少なくとも2枚以上の母材を積層したワークを挟持し、該一対のローラ電極を回転させながら加圧・通電することで抵抗溶接を行うシーム溶接装置およびシーム溶接方法に関する。   The present invention relates to a seam welding apparatus and a seam welding apparatus that perform resistance welding by sandwiching a workpiece in which at least two base materials are laminated by a pair of roller electrodes, and applying pressure and energization while rotating the pair of roller electrodes. Regarding the method.

従来、シーム溶接で発生する亀裂を防止する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、薄板の溶接すべき縁をその溶接に先立ち、収束したレーザ光線で予熱する。この技術により、所定の溶接速度で予期される温度勾配を減少させ、ワークに対する溶接最大速度を上昇させ、電気抵抗値が低い材料のワークに対して通常の溶接速度で質的に十分な溶接を可能にしていた。   Conventionally, a technique for preventing cracks generated by seam welding is known (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, an edge to be welded of a thin plate is preheated with a converged laser beam prior to the welding. This technology reduces the expected temperature gradient at a given welding speed, increases the maximum welding speed for workpieces, and provides a qualitatively sufficient weld at normal welding speeds for workpieces with low electrical resistance. It was possible.

特開平8−229689号公報JP-A-8-229689

従来、少なくとも2枚以上の母材を積層したワークをシーム溶接する場合には、ワークが小型であったため、小型のワークを固定配置された一対のローラ電極に移動させてシーム溶接を実施していた。
しかし、近年、大型のワークをシーム溶接するために、一対のローラ電極が設けられた溶接装置本体をロボットに搭載し、ロボットによって溶接装置本体をワークに対して移動させてシーム溶接を実施する。
Conventionally, when seam welding a workpiece in which at least two base materials are laminated, since the workpiece is small, seam welding is performed by moving the small workpiece to a pair of fixedly arranged roller electrodes. It was.
However, in recent years, in order to perform seam welding of a large workpiece, a welding apparatus main body provided with a pair of roller electrodes is mounted on a robot, and the welding apparatus main body is moved with respect to the workpiece by the robot to perform seam welding.

このようなシーム溶接では、ワーク内に形成されたナゲットが急冷し、ワークのナゲット近傍に急激な収縮が生じ、ワークに割れが発生する。   In such seam welding, the nugget formed in the workpiece is rapidly cooled, and abrupt contraction occurs in the vicinity of the nugget of the workpiece, and the workpiece is cracked.

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、ワークの割れを防止し、シーム溶接の品質を向上するシーム溶接装置およびシーム溶接方法を提供することにある。   The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a seam welding apparatus and a seam welding method that prevent cracking of a workpiece and improve the quality of seam welding.

(1) 溶接装置本体(例えば、後述の溶接装置本体20)と、前記溶接装置本体に設けられ、少なくとも2枚以上の母材(例えば、後述の母材W1,W2)を積層したワーク(例えば、後述のワークW)を挟み込んで転動する一対のローラ電極(例えば、後述の一対のローラ電極21)と、前記溶接装置本体の前記一対のローラ電極よりも進行方向(例えば、後述の進行方向A)後方に設けられ、前記ワークを加熱する第1熱源(例えば、後述の一対の徐冷用熱源23)と、を備えたことを特徴とするシーム溶接装置。   (1) A welding device main body (for example, a welding device main body 20 described later) and a workpiece (for example, a base material W1 or W2 described later) provided on the welding device main body and laminated (for example, base materials W1 and W2 described later) A pair of roller electrodes (for example, a pair of roller electrodes 21 to be described later) that roll while sandwiching a workpiece W (to be described later), and a traveling direction (for example, a traveling direction to be described later) from the pair of roller electrodes of the welding apparatus main body. A) A seam welding apparatus provided with a first heat source (for example, a pair of heat sources for slow cooling described later) provided behind and heating the workpiece.

(1)の発明によると、一対のローラ電極でワークを加圧・通電することで、ワーク内に溶融したナゲットを形成し、第1熱源で一対のローラ電極が通過したワークを加熱する。これにより、冷却され易いワークの表面近傍が加熱され、溶融したナゲットを一様に緩やかに冷却させる。そのため、ワークの割れの発生を防止することができ、シーム溶接の品質を向上することができる。   According to the invention of (1), the workpiece is pressurized and energized by the pair of roller electrodes to form a melted nugget in the workpiece, and the workpiece through which the pair of roller electrodes has passed is heated by the first heat source. Thereby, the surface vicinity of the workpiece | work which is easy to cool is heated, and the melted nugget is cooled uniformly uniformly. Therefore, it is possible to prevent the workpiece from cracking and improve the quality of seam welding.

(2) 前記溶接装置本体の前記一対のローラ電極よりも進行方向前方に設けられ、前記ワークを加熱する第2熱源(例えば、後述の一対の予熱用熱源22)を更に備えたことを特徴とする(1)に記載のシーム溶接装置。   (2) The apparatus further includes a second heat source (for example, a pair of preheating heat sources 22 described later) that is provided in front of the pair of roller electrodes of the welding apparatus body and that heats the workpiece. The seam welding device according to (1).

(2)の発明によると、一対のローラ電極でワークを加圧・通電する前に、第2熱源でワークを加熱する。これにより、一対のローラ電極でワークを加圧・通電する前に、ワークの温度を上昇させ、ワークの電気抵抗を上昇させる。そのため、一対のローラ電極でワークを加圧・通電するときに、ワークの各母材の電流密度が高くなる接触部で発熱量が上昇し、ナゲットが成長し易くなる。   According to the invention of (2), the work is heated by the second heat source before the work is pressurized and energized by the pair of roller electrodes. Thereby, before pressurizing and energizing the work with the pair of roller electrodes, the temperature of the work is raised and the electrical resistance of the work is raised. For this reason, when the workpiece is pressurized and energized with a pair of roller electrodes, the amount of heat generated at the contact portion where the current density of each base material of the workpiece increases, and the nugget is likely to grow.

(3) 一対のローラ電極(例えば、後述の一対のローラ電極)で少なくとも2枚以上の母材(例えば、後述の母材)を積層したワーク(例えば、後述のワーク)を挟持し、該一対のローラ電極を回転させながら加圧・通電することで抵抗溶接を行うシーム溶接方法であって、前記一対のローラ電極の挟持位置よりも進行方向(例えば、後述の進行方向)後方で、前記ワークを加熱し、前記ワークの急冷を抑制する徐冷工程(例えば、後述のステップS53)と、を含むことを特徴とするシーム溶接方法。   (3) A pair of roller electrodes (for example, a pair of roller electrodes to be described later) sandwich a work (for example, a later-described workpiece) in which at least two or more base materials (for example, a base material to be described later) are stacked, and the pair A seam welding method in which resistance welding is performed by applying pressure and energization while rotating the roller electrode of the pair of rollers, and the workpiece is behind the moving direction (for example, the moving direction described later) behind the pair of roller electrodes. And a slow cooling step (for example, Step S53 described later) that suppresses rapid cooling of the workpiece.

(3)の発明によると、(1)の発明と同様な作用・効果を奏することができる。   According to the invention of (3), the same actions and effects as those of the invention of (1) can be achieved.

(4) 前記一対のローラ電極の挟持位置よりも進行方向前方で、前記ワークを加熱し、前記ワークの電気抵抗を上昇させる予熱工程(例えば、後述のステップS51)を更に含むことを特徴とする(3)に記載のシーム溶接方法。   (4) The method further includes a preheating step (for example, step S51 described later) for heating the workpiece and increasing the electrical resistance of the workpiece in front of the clamping position of the pair of roller electrodes. The seam welding method according to (3).

(4)の発明によると、(2)の発明と同様な作用・効果を奏することができる。   According to the invention of (4), the same actions and effects as those of the invention of (2) can be achieved.

本発明によれば、ワークの割れを防止し、シーム溶接の品質を向上するシーム溶接装置およびシーム溶接方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seam welding apparatus and the seam welding method which prevent the crack of a workpiece | work and improve the quality of seam welding can be provided.

本発明の実施形態に係るシーム溶接装置を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing a seam welding device concerning an embodiment of the present invention. 上記実施形態に係る溶接装置本体およびその周辺を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the welding apparatus main body which concerns on the said embodiment, and its periphery. 上記実施形態に係るシーム溶接装置を用いたシーム溶接を実施する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which implements the seam welding using the seam welding apparatus which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係るシーム溶接の詳細な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed procedure of the seam welding which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係るシーム溶接の原理を示す図であり、図5(a)は、上記実施形態での原理を説明する図であり、図5(b)は、従来の場合の原理を説明する図である。FIG. 5A is a diagram illustrating the principle of seam welding according to the embodiment, FIG. 5A is a diagram illustrating the principle in the embodiment, and FIG. 5B is a diagram illustrating the principle in the conventional case. FIG.

以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、図1、図2を参照して、本実施形態に係るシーム溶接装置1の構成について説明する。
図1は、シーム溶接装置1を示す概略構成図である。図2は、溶接装置本体20およびその周辺を示す斜視図である。
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the seam welding apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a seam welding apparatus 1. FIG. 2 is a perspective view showing the welding apparatus main body 20 and its periphery.

シーム溶接装置1は、ロボット10と、溶接装置本体20と、制御装置30と、を備える。   The seam welding apparatus 1 includes a robot 10, a welding apparatus main body 20, and a control apparatus 30.

ロボット10は、多関節型のアーム11を有する産業用ロボットであり、アーム11の基端側に接続された基部12を工場などの床面に設置し、プログラム動作によって任意の姿勢に切り替わるとともにアーム11を任意の状態に変化させることができる。
ロボット10の基部12は、回転可能であり、ロボット10は、基部12の回転角度に対応した信号を出力する回転角度検出部13を有する
ロボットのアーム11は、6軸の関節を有し、ロボット10は、アーム11の各関節の軸角度に対応した信号を出力する軸角度検出部14を有する。
The robot 10 is an industrial robot having an articulated arm 11. A base 12 connected to the base end side of the arm 11 is installed on a floor surface of a factory or the like, and the arm is switched to an arbitrary posture by a program operation. 11 can be changed to an arbitrary state.
A base 12 of the robot 10 is rotatable, and the robot 10 has a rotation angle detection unit 13 that outputs a signal corresponding to the rotation angle of the base 12. The robot arm 11 has a six-axis joint, 10 has an axis angle detector 14 that outputs a signal corresponding to the axis angle of each joint of the arm 11.

溶接装置本体20は、ロボット10のアーム11の先端に取り付けられる。
溶接装置本体20は、一対のローラ電極21と、一対の予熱用熱源22と、一対の徐冷用熱源23と、を有する。
The welding apparatus body 20 is attached to the tip of the arm 11 of the robot 10.
The welding apparatus body 20 has a pair of roller electrodes 21, a pair of preheating heat sources 22, and a pair of slow cooling heat sources 23.

一対のローラ電極21は、上方に配置された第1ローラ電極21aおよび下方に配置された第2ローラ電極21bから構成され、少なくとも2枚以上の母材W1,W2を積層したワークWを挟み込んで転動する。   The pair of roller electrodes 21 includes a first roller electrode 21a disposed above and a second roller electrode 21b disposed below, and sandwiches a workpiece W in which at least two or more base materials W1 and W2 are stacked. Roll.

一対の予熱用熱源22は、溶接装置本体20の一対のローラ電極21よりも溶接装置本体20の進行方向A前方に配置される。一対の予熱用熱源22は、上方に配置された第1予熱用熱源22aおよび下方に配置された第2予熱用熱源22bから構成され、第1予熱用熱源22aがワークWの上面Waを加熱し、第2予熱用熱源22bがワークWの下面Wbを加熱する。一対の予熱用熱源22は、例えば、誘導加熱装置やコイルヒータなどの通電によって発熱する発熱体を用いる。
なお、一対の予熱用熱源22は、母材W1,W2の板厚が異なる場合には、各母材W1,W2のそれぞれの板厚に応じて第1予熱用熱源22aと第2予熱用熱源22bとの発熱量を調整してもよい。
The pair of preheating heat sources 22 is disposed in front of the pair of roller electrodes 21 of the welding apparatus body 20 in the traveling direction A of the welding apparatus body 20. The pair of preheating heat sources 22 includes a first preheating heat source 22a disposed above and a second preheating heat source 22b disposed below, and the first preheating heat source 22a heats the upper surface Wa of the workpiece W. The second preheating heat source 22b heats the lower surface Wb of the workpiece W. The pair of preheating heat sources 22 uses, for example, heating elements that generate heat when energized, such as an induction heating device or a coil heater.
When the base materials W1 and W2 have different thicknesses, the pair of preheating heat sources 22 includes the first preheating heat source 22a and the second preheating heat source according to the thicknesses of the base materials W1 and W2. You may adjust the emitted-heat amount with 22b.

一対の徐冷用熱源23は、溶接装置本体20の一対のローラ電極21よりも溶接装置本体20の進行方向A後方に配置される。一対の徐冷用熱源23は、上方に配置された第1徐冷用熱源23aおよび下方に配置された第2徐冷用熱源23bから構成され、第1徐冷用熱源23aがワークWの上面Waを加熱し、第2徐冷用熱源23bがワークWの下面Wbを加熱する。一対の徐冷用熱源23は、一対の予熱用熱源22と同様に、例えば、誘導加熱装置やコイルヒータなどの通電によって発熱する発熱体を用いる。
なお、一対の徐冷用熱源23は、母材W1,W2の板厚が異なる場合には、各母材W1,W2のそれぞれの板厚に応じて第1徐冷用熱源23aと第2徐冷用熱源23bとの発熱量を調整してもよい。
The pair of slow cooling heat sources 23 are arranged behind the pair of roller electrodes 21 of the welding apparatus body 20 in the traveling direction A of the welding apparatus body 20. The pair of slow cooling heat sources 23 includes a first slow cooling heat source 23 a disposed above and a second slow cooling heat source 23 b disposed below. The first slow cooling heat source 23 a is an upper surface of the workpiece W. Wa is heated, and the second heat source for slow cooling 23b heats the lower surface Wb of the workpiece W. As with the pair of preheating heat sources 22, for example, the pair of slow cooling heat sources 23 uses heating elements that generate heat when energized, such as an induction heating device or a coil heater.
When the base materials W1 and W2 have different thicknesses, the pair of slow cooling heat sources 23 and the first slow cooling heat source 23a and the second slow heat source 23a correspond to the thicknesses of the base materials W1 and W2. You may adjust the emitted-heat amount with the heat source 23b for cooling.

図2に示すように、溶接装置本体20は、基部40と、第1支持ユニット50と、第2支持ユニット60と、移動機構70と、箱部80と、を更に有する。   As shown in FIG. 2, the welding apparatus main body 20 further includes a base 40, a first support unit 50, a second support unit 60, a moving mechanism 70, and a box 80.

基部40は、ロボット10のアーム11の先端に保持され、一対の予熱用熱源22を支持する。
第1支持ユニット50は、基部40に対して移動可能に構成され、第1ローラ電極21aを支持する。
第2支持ユニット60は、基部40に固定され、第2ローラ電極21bを支持する。
移動機構70は、第1支持ユニット50を移動させる。
箱部80は、基部40に接続され、一対の徐冷用熱源23を支持する。
The base 40 is held at the tip of the arm 11 of the robot 10 and supports the pair of preheating heat sources 22.
The first support unit 50 is configured to be movable with respect to the base 40 and supports the first roller electrode 21a.
The second support unit 60 is fixed to the base portion 40 and supports the second roller electrode 21b.
The moving mechanism 70 moves the first support unit 50.
The box 80 is connected to the base 40 and supports the pair of slow cooling heat sources 23.

基部40は、溶接装置本体20の待機時の垂直方向(X方向)に延びて直方体状に形成された支柱41と、支柱41の上端部41aに設けられた保持板42と、保持板42の上面に固定された状態でロボット10のアーム11の先端に回転可能に取り付けられたマウント部43と、支柱41の一方の側面41bに設けられた溶接電源44と、を有する。   The base 40 extends in the vertical direction (X direction) during standby of the welding apparatus main body 20 and is formed into a rectangular parallelepiped shape, a holding plate 42 provided on an upper end portion 41 a of the supporting column 41, and a holding plate 42. A mounting portion 43 rotatably attached to the tip of the arm 11 of the robot 10 while being fixed to the upper surface, and a welding power source 44 provided on one side surface 41b of the support column 41 are provided.

保持板42は、上方にマウント部43が配置される平坦部42aと、支柱41の溶接電源44が設けられた側面41bと反対側の側面41cに沿って下方に屈曲する屈曲部42bと、屈曲部42bの下端から外方に向けて張り出した張出部42cと、を有する。   The holding plate 42 includes a flat portion 42a on which the mount portion 43 is disposed above, a bent portion 42b bent downward along a side surface 41c opposite to the side surface 41b provided with the welding power source 44 of the support column 41, and a bent portion 42b. A projecting portion 42c projecting outward from the lower end of the portion 42b.

支柱41は、保持板42の張出部42cが張り出した側面41cにおいて張出部42cの下方で第1支持ユニット50を移動可能に有するとともに、第2支持ユニット60を第1支持ユニット50の更に下方に固定して有する。第1支持ユニット50および第2支持ユニット60は、支柱41の当該側面41cにおいてX方向に並列して配置される。   The support column 41 has the first support unit 50 movable below the projecting portion 42c on the side surface 41c of the projecting portion 42c of the holding plate 42 projecting, and the second support unit 60 further extends from the first support unit 50. Have fixed below. The first support unit 50 and the second support unit 60 are arranged in parallel in the X direction on the side surface 41 c of the support column 41.

溶接電源44は、一対のローラ電極21に溶接電流を供給したり、一対の予熱用熱源22および一対の徐冷用熱源23に電流を供給したりするなど、溶接装置本体20で使用される電流を出力する。   The welding power source 44 supplies the welding current to the pair of roller electrodes 21 and supplies the current to the pair of preheating heat sources 22 and the pair of slow cooling heat sources 23. Is output.

移動機構70は、支柱41の溶接電源44が設けられた側面41bと反対側の側面41cにおいて保持板42の屈曲部42bの下方でX方向に延びる一対のガイドレール71と、第1支持ユニット50に固定されたロッド部72と、張出部42cに設けられてロッド部72をX方向に駆動するシリンダ73と、を有する。   The moving mechanism 70 includes a pair of guide rails 71 extending in the X direction below the bent portion 42b of the holding plate 42 on the side surface 41c opposite to the side surface 41b provided with the welding power source 44 of the support column 41, and the first support unit 50. And a cylinder 73 that is provided on the overhanging portion 42c and drives the rod portion 72 in the X direction.

第1支持ユニット50は、ロッド部72が固定された筐体51と、第1ローラ電極21aに設けられて溶接装置本体20の待機時の水平方向(Y方向)に延びる支軸部材52と、X方向およびY方向に直交する方向(Z方向)に第1ローラ電極21aを回動する支軸回動機構53と、第1ローラ電極21aを回転駆動する電極回転用モータ54と、を有する。   The first support unit 50 includes a housing 51 to which the rod portion 72 is fixed, a support shaft member 52 that is provided on the first roller electrode 21a and extends in the horizontal direction (Y direction) when the welding apparatus body 20 is on standby. A spindle rotating mechanism 53 that rotates the first roller electrode 21a in a direction (Z direction) orthogonal to the X direction and the Y direction, and an electrode rotation motor 54 that rotates the first roller electrode 21a are provided.

筐体51は、一対のガイドレール71に係合する一対のガイド溝51aを有する。第1支持ユニット50は、筐体51の一対のガイド溝51aが一対のガイドレール71に係合することで、シリンダ73によるX方向の駆動に応じてX方向に円滑に移動することができる。   The housing 51 has a pair of guide grooves 51 a that engage with the pair of guide rails 71. The first support unit 50 can move smoothly in the X direction in accordance with the drive in the X direction by the cylinder 73 by the pair of guide grooves 51 a of the housing 51 engaging the pair of guide rails 71.

支軸部材52は、図示しない、第1ローラ電極21aに固定された第1軸部と、電極回転用モータ54に接続する第2軸部と、第1軸部と第2軸部とを連結する自在継手と、を有する。自在継手は、例えば、等速ジョイントを用いることができる。   The support shaft member 52 connects a first shaft portion (not shown) fixed to the first roller electrode 21a, a second shaft portion connected to the electrode rotation motor 54, and the first shaft portion and the second shaft portion. And a universal joint. For example, a constant velocity joint can be used as the universal joint.

支軸回動機構53は、筐体51内に位置する図示しない支軸支持部材と、支軸支持部材を回転駆動する支軸回動用モータ53aと、支軸回動用モータ53aの動力を支軸支持部材に伝達する図示しない動力伝達機構と、を有する。   The support shaft turning mechanism 53 includes a support shaft support member (not shown) located in the housing 51, a support shaft turning motor 53a that rotationally drives the support shaft support member, and the power of the support shaft turning motor 53a. A power transmission mechanism (not shown) for transmitting to the support member.

第2支持ユニット60は、基本的に第1支持ユニット50と同様な構成である。このため、第2支持ユニット60は、第1支持ユニット50と共通する構成に同一の参照符号を付して説明を省略する。   The second support unit 60 has basically the same configuration as the first support unit 50. For this reason, the 2nd support unit 60 attaches | subjects the same referential mark to the structure which is common in the 1st support unit 50, and abbreviate | omits description.

第2支持ユニット60は、第1支持ユニット50をX方向に反転させた状態で支柱41に固定される。このため、第2支持ユニット60は、筐体51のガイド溝51aを有しない。
第1支持ユニット50および第2支持ユニット60は、第1ローラ電極21aと第2ローラ電極21bとのX方向の位置を揃えて配置される。
The second support unit 60 is fixed to the support column 41 in a state where the first support unit 50 is inverted in the X direction. For this reason, the second support unit 60 does not have the guide groove 51 a of the housing 51.
The first support unit 50 and the second support unit 60 are arranged with the first roller electrode 21a and the second roller electrode 21b aligned in the X direction.

箱部80は、保持板42の張出部42cおよび第2支持ユニット60の筐体51に連結される。   The box 80 is connected to the overhanging portion 42 c of the holding plate 42 and the housing 51 of the second support unit 60.

制御装置30は、ロボット制御部31と、予熱用熱源制御部32と、溶接電源制御部33と、徐冷用熱源制御部34と、電極回転用モータ制御部35と、支軸回動用モータ制御部36と、シリンダ制御部37と、記憶部38と、を有する。   The control device 30 includes a robot control unit 31, a preheating heat source control unit 32, a welding power source control unit 33, a slow cooling heat source control unit 34, an electrode rotation motor control unit 35, and a spindle rotation motor control. A unit 36, a cylinder control unit 37, and a storage unit 38.

ロボット制御部31は、ロボット10の姿勢およびアーム11を変化させるようにロボット10を制御する。
予熱用熱源制御部32は、一対の予熱用熱源22に供給する通電量を調整することで一対の予熱用熱源22を制御する。
溶接電源制御部33は、溶接電源44を制御する。
徐冷用熱源制御部34は、一対の徐冷用熱源23に供給する通電量を調整することで一対の徐冷用熱源23を制御する。
電極回転用モータ制御部35は、電極回転用モータ54を制御する。
支軸回動用モータ制御部36は、支軸回動用モータ53aを制御する。
シリンダ制御部37は、シリンダ73を制御する。
The robot control unit 31 controls the robot 10 to change the posture of the robot 10 and the arm 11.
The preheating heat source control unit 32 controls the pair of preheating heat sources 22 by adjusting the amount of current supplied to the pair of preheating heat sources 22.
The welding power source control unit 33 controls the welding power source 44.
The slow cooling heat source control unit 34 controls the pair of slow cooling heat sources 23 by adjusting the amount of current supplied to the pair of slow cooling heat sources 23.
The electrode rotation motor control unit 35 controls the electrode rotation motor 54.
The support shaft rotation motor controller 36 controls the support shaft rotation motor 53a.
The cylinder control unit 37 controls the cylinder 73.

記憶部38は、ロボット10のティーチングデータおよび溶接制御データを記憶している。溶接制御データは、ロボット10のアーム11の先端に固定された溶接装置本体20の移動速度に関する移動速度データと、一対のローラ電極21の回転速度に関する回転速度データと、を含む。   The storage unit 38 stores teaching data and welding control data of the robot 10. The welding control data includes movement speed data regarding the movement speed of the welding apparatus main body 20 fixed to the tip of the arm 11 of the robot 10 and rotation speed data regarding the rotation speed of the pair of roller electrodes 21.

次に、図3、図4を参照して、シーム溶接装置1を用いてシーム溶接を行う手順を説明する。
図3は、シーム溶接装置1を用いたシーム溶接を実施する手順を示すフローチャートである。図4は、シーム溶接の実行時の詳細な手順を示すフローチャートである。
Next, a procedure for performing seam welding using the seam welding apparatus 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for performing seam welding using the seam welding apparatus 1. FIG. 4 is a flowchart showing a detailed procedure when performing seam welding.

図3に示すように、先ず、ワークWを所定位置にセットする(ステップS1)。ワークWとしては、例えば自動車のボディなど、少なくとも2枚以上の母材W1,W2を積層した大型のワークを用いることができる。ワークW内の各母材W1,W2は、プレス成形などによって個別に形成され、母材W1,W2間の隙間の大きさが一定ではない。   As shown in FIG. 3, first, the workpiece W is set at a predetermined position (step S1). As the workpiece W, for example, a large workpiece in which at least two base materials W1 and W2 are stacked, such as a body of an automobile, can be used. The base materials W1 and W2 in the workpiece W are individually formed by press molding or the like, and the size of the gap between the base materials W1 and W2 is not constant.

続いて、制御装置30は、ロボット10のティーチングデータを作成し(ステップS2)、その作成されたティーチングデータを記憶部38に記憶する。   Subsequently, the control device 30 creates teaching data for the robot 10 (step S <b> 2), and stores the created teaching data in the storage unit 38.

次に、ロボット制御部31は、ロボット10を制御し、ロボット10の姿勢およびアーム11を変化させて溶接装置本体20を溶接ポイントに移動させる(ステップS3)。具体的には、ロボット制御部31は、ワークWの溶接対象部位の溶接ポイントが一対のローラ電極21の間に位置するように溶接装置本体20を移動させる。
溶接ポイントに移動した溶接装置本体20は、下側の第2ローラ電極21bをワークWの下面Wbに接触させる。
Next, the robot control unit 31 controls the robot 10 to change the posture of the robot 10 and the arm 11 to move the welding apparatus main body 20 to the welding point (step S3). Specifically, the robot control unit 31 moves the welding apparatus main body 20 so that the welding point of the welding target portion of the workpiece W is positioned between the pair of roller electrodes 21.
The welding apparatus main body 20 moved to the welding point brings the lower second roller electrode 21b into contact with the lower surface Wb of the workpiece W.

次に、シリンダ制御部37は、シリンダ73を制御し、第1支持ユニット50を下方の第2支持ユニット60側へ移動させ、一対のローラ電極21でワークWを挟持して加圧する(ステップS4)。   Next, the cylinder controller 37 controls the cylinder 73, moves the first support unit 50 to the second support unit 60 side below, and sandwiches and pressurizes the workpiece W with the pair of roller electrodes 21 (step S4). ).

続いて、制御装置30は、溶接ポイントに対してシーム溶接を実施する(ステップS5)。具体的には、制御装置30は、図4に示す後述するステップS50〜S54の処理を行ってシーム溶接を実施する。   Subsequently, the control device 30 performs seam welding on the welding point (step S5). Specifically, the control device 30 performs seam welding by performing processing of steps S50 to S54 described later shown in FIG.

すなわち、電極回転用モータ制御部35は、電極回転用モータ54を駆動して一対のローラ電極21を回動させ、一対のローラ電極21を溶接ポイント内における一対のローラ電極21で通電する通電ポイントに移動させる(ステップS50)。   That is, the electrode rotation motor control unit 35 drives the electrode rotation motor 54 to rotate the pair of roller electrodes 21, thereby energizing the pair of roller electrodes 21 with the pair of roller electrodes 21 in the welding point. (Step S50).

続いて、予熱用熱源制御部32は、一対の予熱用熱源22に通電して発熱させ、一対の予熱用熱源22でワークWの上面Waおよび下面Wbをそれぞれ加熱する(ステップS51)。一対の予熱用熱源22で加熱されたワークWの温度は、例えば500℃程度になる。   Subsequently, the preheating heat source control unit 32 energizes the pair of preheating heat sources 22 to generate heat, and heats the upper surface Wa and the lower surface Wb of the workpiece W with the pair of preheating heat sources 22 (step S51). The temperature of the workpiece W heated by the pair of preheating heat sources 22 is about 500 ° C., for example.

続いて、溶接電源制御部33は、一対のローラ電極21に溶接電流を通電する(ステップS52)。これにより、一対のローラ電極21の挟持位置におけるワークW内でナゲットを成長させ、一定の溶接強度が得られる抵抗溶接が実施される。   Subsequently, the welding power source control unit 33 supplies a welding current to the pair of roller electrodes 21 (step S52). Thereby, the nugget is grown in the workpiece W at the position where the pair of roller electrodes 21 are sandwiched, and resistance welding is performed to obtain a constant welding strength.

続いて、徐冷用熱源制御部34は、一対の徐冷用熱源23に通電して発熱させ、一対の徐冷用熱源23でワークWの上面Waおよび下面Wbをそれぞれ加熱する(ステップS53)。一対の徐冷用熱源23で加熱されたワークWの温度は、例えば700℃程度になる。   Subsequently, the slow cooling heat source control unit 34 energizes the pair of slow cooling heat sources 23 to generate heat, and heats the upper surface Wa and the lower surface Wb of the workpiece W with the pair of slow cooling heat sources 23 (step S53). . The temperature of the workpiece W heated by the pair of slow cooling heat sources 23 is about 700 ° C., for example.

そして、制御装置30は、溶接ポイントの全てについてシーム溶接が終了したか否かを判定する(ステップS54)。シーム溶接が終了していないと判定された場合(ステップS54→NO)には、ステップS50に進み、ステップS50以降の処理を実施する。   And the control apparatus 30 determines whether the seam welding was complete | finished about all the welding points (step S54). If it is determined that the seam welding has not been completed (step S54 → NO), the process proceeds to step S50, and the processes after step S50 are performed.

一方、シーム溶接が終了したと判定された場合(ステップS54→YES)には、シリンダ制御部37は、シリンダ73を制御し、第1支持ユニット50を第2支持ユニット60から離れるように上方へ移動させ、一対のローラ電極21によるワークWの加圧を解除する(ステップS6)。   On the other hand, when it is determined that seam welding has been completed (step S54 → YES), the cylinder control unit 37 controls the cylinder 73 and moves the first support unit 50 away from the second support unit 60 upward. The pressure of the workpiece W by the pair of roller electrodes 21 is released (step S6).

次に、ロボット制御部31は、ロボット10を制御し、ロボット10の姿勢およびアーム11を変化させて溶接装置本体20を待機位置に移動させる(ステップS7)。
以上により、シーム溶接を行う手順が終了する。
Next, the robot control unit 31 controls the robot 10 to change the posture of the robot 10 and the arm 11 to move the welding apparatus main body 20 to the standby position (step S7).
Thus, the procedure for performing seam welding is completed.

以上の本実施形態に係るシーム溶接装置1によれば、以下の効果を奏する。   According to the seam welding apparatus 1 according to the above-described embodiment, the following effects can be obtained.

(1)一対のローラ電極21でワークWを加圧・通電することで、ワークW内に溶融したナゲットを形成し、一対の徐冷用熱源23で一対のローラ電極21が通過したワークWを加熱する。これにより、冷却され易いワークの表面近傍が加熱され、溶融したナゲットを一様に緩やかに冷却させる。そのため、ワークWの割れの発生を防止することができ、シーム溶接の品質を向上することができる。   (1) The workpiece W is pressurized and energized by the pair of roller electrodes 21 to form a melted nugget in the workpiece W, and the workpiece W having passed the pair of roller electrodes 21 by the pair of slow cooling heat sources 23 is used. Heat. Thereby, the surface vicinity of the workpiece | work which is easy to cool is heated, and the melted nugget is cooled uniformly uniformly. Therefore, generation | occurrence | production of the crack of the workpiece | work W can be prevented and the quality of seam welding can be improved.

図5は、本実施形態に係るシーム溶接の原理を示す図であり、図5(a)は、本実施形態での原理を説明する図であり、図5(b)は、従来の場合の原理を説明する図である。
一対のローラ電極21でワークWを加圧・通電し、一対の徐冷用熱源23で一対のローラ電極21が通過したワークWを加熱する本実施形態での原理を説明する。
一対のローラ電極21でワークWを加圧・通電すると、母材W1,W2間および一対のローラ電極21とワークW間の接触面積の小さい部分の電気抵抗が高くなる。このため、一対のローラ電極21への通電時にその高い電気抵抗を有する部分の電流密度が高くなり、その高い電気抵抗を有する部分が発熱して溶融し易く、ナゲットNができ易い状態となる。すなわち、ナゲットNは、一対のローラ電極21に挟持された母材W1,W2間の接触部と、第1ローラ電極21aとワークWの上面Waおよび第2ローラ電極21bとワークWの下面Wbとの接触境界部と、から成長し始め、最終的に左図のナゲットNのように断面で接触境界部の4方向に延びる角Naが生えた形状に成長し易い((a)左図参照)。
そして、従来の場合では、上記の形状に成長したナゲットNは、ワークWの上面Waおよび下面WbがワークWの内部よりも冷却され易いため、上面Waおよび下面Wbに近い角Na部分の溶融金属と非溶融部との境界部から最も早く冷却収縮し、角Na部分の溶融金属が非溶融部側へ図示矢印のように引っ張られる((b)中図参照)。その結果、角Na近傍に割れSが生じ易くなる((b)右図参照)。
一方、本実施形態では、上記のような従来の現象に対し、一対の徐冷用熱源23で一対のローラ電極21が通過したワークWを加熱することで、冷却され易い上面Waおよび下面Wbを高温に維持し、ナゲットNの角Na近傍がナゲットNの中心部と一様に緩やかに冷却され、角Na部分の溶融金属が非溶融部へ図示矢印のように引っ張られ難くなる((a)中図参照)。その結果、シーム溶接されたワークWに割れが生じない(右図参照)。
FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of seam welding according to the present embodiment, FIG. 5A is a diagram illustrating the principle of the present embodiment, and FIG. 5B is a diagram of the conventional case. It is a figure explaining a principle.
The principle in this embodiment in which the workpiece W is pressurized and energized by the pair of roller electrodes 21 and the workpiece W that has passed the pair of roller electrodes 21 by the pair of slow cooling heat sources 23 will be described.
When the workpiece W is pressurized and energized by the pair of roller electrodes 21, the electrical resistance of the portion between the base materials W1, W2 and the small contact area between the pair of roller electrodes 21 and the workpiece W increases. For this reason, when the pair of roller electrodes 21 is energized, the current density of the portion having the high electric resistance is increased, the portion having the high electric resistance is easily heated and melted, and the nugget N is easily formed. That is, the nugget N includes a contact portion between the base materials W1 and W2 sandwiched between the pair of roller electrodes 21, the first roller electrode 21a and the upper surface Wa of the work W, and the second roller electrode 21b and the lower surface Wb of the work W. It is easy to grow into a shape with a corner Na extending in the four directions of the contact boundary in the cross section like a nugget N in the left figure (see (a) left figure). .
In the conventional case, the nugget N grown in the above shape is easier to cool the upper surface Wa and the lower surface Wb of the workpiece W than the inside of the workpiece W, so that the molten metal at the corner Na portion close to the upper surface Wa and the lower surface Wb. The molten metal at the corner Na portion is pulled to the non-melting portion side as shown by the arrow in the figure (see the middle figure in (b)). As a result, cracks S are likely to occur near the corner Na (see (b) right figure).
On the other hand, in the present embodiment, the upper surface Wa and the lower surface Wb, which are easily cooled, are heated by heating the workpiece W through which the pair of roller electrodes 21 have passed with the pair of slow cooling heat sources 23 against the conventional phenomenon as described above. Maintaining the high temperature, the vicinity of the corner Na of the nugget N is uniformly and slowly cooled with the central portion of the nugget N, and the molten metal at the corner Na becomes difficult to be pulled to the non-molten portion as shown by the arrows in FIG. (See the middle figure). As a result, the seam welded workpiece W is not cracked (see the right figure).

(2)一対のローラ電極21でワークWを加圧・通電する前に、一対の徐冷用熱源23でワークWを加熱する。これにより、一対のローラ電極21でワークWを加圧・通電する前に、ワークWの温度を上昇させ、ワークWの電気抵抗を上昇させる。そのため、一対のローラ電極21でワークWを加圧・通電するときに、ワークWの各母材W1,W2の電流密度が高くなる接触部で発熱量が上昇し、ナゲットNが成長し易くなる。   (2) Before pressurizing and energizing the work W with the pair of roller electrodes 21, the work W is heated with the pair of slow cooling heat sources 23. Thereby, before pressurizing and energizing the work W with the pair of roller electrodes 21, the temperature of the work W is raised, and the electrical resistance of the work W is raised. Therefore, when the workpiece W is pressurized and energized by the pair of roller electrodes 21, the amount of heat generated at the contact portion where the current density of each of the base materials W1, W2 of the workpiece W increases, and the nugget N is likely to grow. .

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に包含される。
本実施形態では、一対の予熱用熱源22および一対の徐冷用熱源23を固定して配置していた。しかしながら、例えば、第1予熱用熱源22aおよび第1徐冷用熱源23aを第1支持ユニット50に搭載し、第1ローラ電極21aと同様に上下動させるものでもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the scope of the present invention.
In the present embodiment, the pair of preheating heat sources 22 and the pair of slow cooling heat sources 23 are fixedly arranged. However, for example, the first preheating heat source 22a and the first slow cooling heat source 23a may be mounted on the first support unit 50 and moved up and down similarly to the first roller electrode 21a.

1…シーム溶接装置
20…溶接装置本体
21…一対のローラ電極
22…一対の予熱用熱源
23…一対の徐冷用熱源
30…制御装置
W…ワーク
W1,W2…母材
A…進行方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Seam welding apparatus 20 ... Welding apparatus main body 21 ... A pair of roller electrode 22 ... A pair of heat source for preheating 23 ... A pair of heat source for slow cooling 30 ... Control device W ... Workpiece | work W1, W2 ... Base material A ... Advancing direction

Claims (4)

溶接装置本体と、
前記溶接装置本体に設けられ、少なくとも2枚以上の母材を積層したワークを挟み込んで転動する一対のローラ電極と、
前記溶接装置本体の前記一対のローラ電極よりも進行方向後方に設けられ、前記ワークを加熱する第1熱源と、を備えたことを特徴とするシーム溶接装置。
A welding apparatus body;
A pair of roller electrodes provided in the welding apparatus main body and sandwiching and rolling a workpiece in which at least two or more base materials are stacked; and
A seam welding apparatus, comprising: a first heat source that is provided behind the pair of roller electrodes of the welding apparatus body in a traveling direction and heats the workpiece.
前記溶接装置本体の前記一対のローラ電極よりも進行方向前方に設けられ、前記ワークを加熱する第2熱源と、を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のシーム溶接装置。   The seam welding apparatus according to claim 1, further comprising: a second heat source that is provided in front of the pair of roller electrodes of the welding apparatus main body and that heats the workpiece. 一対のローラ電極で少なくとも2枚以上の母材を積層したワークを挟持し、該一対のローラ電極を回転させながら加圧・通電することで抵抗溶接を行うシーム溶接方法であって、
前記一対のローラ電極の挟持位置よりも進行方向後方で、前記ワークを加熱し、前記ワークの急冷を抑制する徐冷工程と、を含むことを特徴とするシーム溶接方法。
A seam welding method for sandwiching a work in which at least two base materials are laminated with a pair of roller electrodes, and performing resistance welding by applying pressure and energizing while rotating the pair of roller electrodes,
A seam welding method comprising: a slow cooling step of heating the workpiece and suppressing rapid cooling of the workpiece behind the clamping position of the pair of roller electrodes.
前記一対のローラ電極の挟持位置よりも進行方向前方で、前記ワークを加熱し、前記ワークの電気抵抗を上昇させる予熱工程と、を更に含むことを特徴とする請求項3に記載のシーム溶接方法。   4. The seam welding method according to claim 3, further comprising a preheating step of heating the workpiece in front of the sandwiching position of the pair of roller electrodes in a traveling direction to increase an electrical resistance of the workpiece. .
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