JP2532715B2

JP2532715B2 - 溶接装置

Info

Publication number: JP2532715B2
Application number: JP2099002A
Authority: JP
Inventors: 馨奥山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1996-09-11
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JPH03297582A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は溶接装置に係り、特に車体組立工程において
多くの車種に対応可能な溶接装置に関する。

（従来の技術とその問題点）自動車車体の組立てにはスポット溶接が最も頻繁に使
用されており、生産性の向上や溶接品質の均一化等の見
地より、治具内に複数の溶接機を備え、同時に多数のス
ポット溶接を自動的に行うマルチ溶接機が普及してい
る。特に汎用型のマルチ溶接機はプレス機械と同様の機
能を持ち、治具に溶接機構を組込んだフィクスチャを脱
着交換することにより任意の部品を組立てできるように
したものであって、生産性が高く自動車のモデルチェン
ジにも比較的柔軟に対応することができる。

しかしながら、このような汎用型マルチ溶接機は、装
置自体が比較的大型であるのに加え（特に４ポストプレ
ス型の場合）、１工程の溶接点数が限られているため溶
接点数の多い部品を組立てる場合マルチ溶接機を数台並
べ、その間をシャトルで連結したライン方式とする必要
がある。従って汎用型マルチ溶接機を採用する場合、装
置自体の外に勢い自動溶接組立てライン全体が大規模に
なり設備費が高価になりがちである。

また、汎用型マルチ溶接機ではモデルチェンジへの対
応は前述のようにフィクスチャの脱着により行うが、複
雑な機構を持つフィスチャをその都度脱着するのはかな
り煩雑な作業である。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであり、装置の大型化を回避しつつ汎用性の高
い溶接装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）前記目的を達成するための本発明は、それぞれ複数の
溶接点を有する複数種類の被溶接物を夫々電極間に挟み
加圧下で通電することによりスポット溶接を行う溶接装
置であって、前記被溶接物の上方に、前記複数の溶接点
の間を移動自在でありかつ前記複数の溶接点における各
溶接面を直角に押圧する可動電極チップを有する溶接ロ
ボットを配置し、前記被溶接物の下方に、それぞれ前記
複数種類の被溶接物に対し前記複数の溶接点に対応する
複数の固定電極チップが配列された複数のバック電極を
前記被溶接物に対して進退移動自在に設置し、前記被溶
接物の種類に応じて前記複数のバック電極の切替えを行
う切替手段を配置したことを特徴とする。

（作用）複数種類の被溶接物のうちある１種類の被溶接物に対
しスポット溶接を行う場合、切替手段はこの被溶接物の
種類に対応するバック電極を前進させる。搬送されて来
た被溶接物はこのバック電極によりバック電極上の固定
電極チップと被溶接物の溶接点とがそれぞれ対応する位
置に位置決めされ、クランプされる。その後溶接ロボッ
トが可動電極チップを移動させつつ次々と各溶接点のス
ポット溶接を行っていく。

別の種類の被溶接物のスポット溶接を行う場合、切替
手段は従前のバック電極を後退させる一方、別の被溶接
物の種類に対応するバック電極を前進させる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係る溶接装置の全体図で
あり、車体のフロアメイン組立工程において使用される
溶接装置を例示している。

この溶接装置は、第１図に示すように、上方から順
に、それぞれ先端に電極チップ17、18を有する２つの腕
A₁、A₂が設けられた２腕式溶接ロボット10と、車種ごと
に異なる複数のバック電極からなるバック電極群30と、
車種に応じてバック電極E₁〜E₈の切替えを行うバック電
極切替装置35と、バック電極E₁〜E₈をＹ軸方向（水平縦
方向）にシフトさせるシフト装置40とを配置してなり、
これらの両側には被溶接物たるワークＷの搬送を行う搬
送装置45が配置されている。

この溶接装置は例えばフロアメイン組立工程において
使用され、第２図にその溶接部位が示されている。フロ
アメイン１は、同図に示すように、エンジンコンパート
メント２、フロントフロア３、リアフロア４の３部品か
らなり、エンジンコンパートメント２とフロントフロア
３との間にはダッシュロア５が、フロントフロア３の両
側にはシルインナ６がそれぞれ取付けられる。本溶接装
置による溶接部位はダッシュロア５とフロントフロア３
の重なり部分７、及びフロントフロア３とリアフロア４
の重なり部分８であり、その溶接位置（溶接点）は図中
に×を付して示した位置である。これらの溶接部位７、
８はそれぞれ横方向に左右対称であり、ともに中央側が
トンネルでサイド部とは段差寸法ずれがある。なお、第
１図のワークＷはダッシュロア５とフロントフロア３の
重なり部分７である。

ワークＷの上方に配置された２腕式溶接ロボット10
は、第１図に示すように、それぞれ２つの腕A₁、A₂の先
端に電極チップ17、18を有する溶接ロボット本体11と、
溶接電流を供給するトランス（溶接変圧器）12と、各電
極チップ17、18とトランス12を接続し電極チップ17、18
に電流を導く溶接ケーブル13と、ティーチングに基づい
て溶接ロボット本体11の動作や通電時間等の統括的な制
御を行う図示しない制御装置とからなる。溶接ロボット
本体11は支持レール25上をＹ軸方向に移動自在であり、
かつＺ軸方向（上下方向）に昇降自在である。

溶接ロボット本体11には、第１図及び第３図に示すよ
うに、それぞれＸ軸方向（水平横方向）に移動自在の２
つの腕A₁、A₂が設けられており、両腕A₁、A₂の一端には
それぞれ絶縁材14を介してスタッド形ガンB₁、B₂が取付
けられている。腕A₁、A₂にはそれぞれ２つのサーボモー
タM₁、M₃とM₂、M₄があり、それぞれθ_１軸、θ_３軸とθ
_２軸、θ_４軸の回りに旋回自在となっている。また、各
スタッド形ガンB₁、B₂はそれぞれ空気圧シリンダ15、16
のロッド先端に電極チップ17、18を取付けた構造をして
おり、両空気圧シリンダ15、16には空気圧源19から管路
20を介して常に空気圧が供給されている。２つの電極チ
ップ17、18は可動電極チップであって、腕A₁、A₂がＸ軸
方向に移動しかつθ_１軸〜θ_４軸の回りに旋回すること
により、電極チップ17、18はそれぞれ複数の溶接点を移
動し各溶接点において溶接面に直角に位置決めされる。
その際、ワークＷの中央側のトンネル部の形状を考慮
し、スポット溶接に伴う発熱により溶接歪み（パネルの
合い不良等）が発生するのを防止するため、電極チップ
17、18はそれぞれ順次中央側のトンネル部から外側のサ
イド部に向かって移動するよう制御される。また、スポ
ット溶接に必要な加圧力は腕A₁、A₂のＸ軸方向の移動力
及び各θ軸回りの旋回力により電極チップ17、18を介し
て与えられる。なお、空気圧シリンダ15、16は電極チッ
プ17、18の摩耗を補償することと、加圧時の電極チップ
17、18への衝撃を緩和することを目的としている。

第４図に示す溶接ロボット本体21は別のタイプの溶接
ロボットであって、第１図及び第３図に示す溶接ロボッ
ト本体11とはθ_１軸及びθ_２軸がない点と、空気圧シリ
ンダ22、23が復動式である点とが異なるのみである。こ
の場合、スポット溶接に必要な加圧力は空気圧シリンダ
22、23により与えられる。空気圧シリンダ22、23の前進
後退はエアバルブ24の切替えにより行う。

ワークＷの下方には、前述のように、バック電極群3
0、バック電極切替装置35及びシフト装置40が配置され
ており、第５図はこれらの斜視図である。

バック電極群30は、第１図及び第５図に示すように、
複数（本実施例では８個）のバック電極E₁〜E₈からな
り、各バック電極E₁〜E₈はただ１種類のワークＷに対応
している。すなわち、各バック電極E₁〜E₈はそれぞれ、
対応するワークＷの形状、つまり溶接部位の形状に成形
された銅板31上の、ワークＷの各溶接点に対応する位置
に電極チップ32を配列し固定してなる。このように配列
された電極チップ32は固定電極チップであって、２つの
固定電極チップ32と前記２つの可動電極チップ17、18と
の間にワークＷを挟み加圧下で通電することによりシリ
ーズ溶接が行われ、２点同時に溶接することができる。

また、各バック電極E₁〜E₈は絶縁材33を介してバック
電極切替装置35に取付けられており、バック電極切替装
置35は各バック電極E₁〜E₈をＺ軸方向に昇降させること
により車種に応じたバック電極E₁〜E₈の切替えを行って
いる。このバック電極切替装置35が切替手段を形成す
る。なお、各バック電極E₁〜E₈はその上昇限においてロ
ックされるようになっている。また、バック電極切替装
置35はインデックス式であっても良い。

さらに、バック電極切替装置35はシフト装置40の上に
取付けられており、シフト装置40がバック電極切替装置
35をＹ軸方向にシフトすることにより、使用するバック
電極E₁のＹ方向の位置決めが行われる。シフト装置40は
基台41の上に設置されている。

また、ワークＷを搬送する搬送装置45は、第１図に示
すように、ブラケット46により支持され案内されるシャ
トルバー47からなり、シャトルバー47にはワークＷを載
せるフィンガ48が設けられている。フィンガ48の上下動
によりワークＷの治具に対するローディングとアンロー
ディングが行われ、シャトルバー47の前進によりワーク
Ｗは次工程に搬送される。

従って、本実施例によれば、２腕式溶接ロボット10を
採用し、かつ車種に応じて多数のバック電極E₁〜E₈を用
意しこれらをバック電極切替装置35により容易に切替え
得るようにしたので、装置の大型化を回避しつつモデル
チェンジにもより柔軟に対応することができる。

また、本実施例によれば、ティーチング式の溶接ロボ
ット10を採用したので、適宜ティーチングによりワーク
Ｗの形状に適した溶接の順序を設定することができる。
しかも、溶接ロボット10は２腕式なので、左右対称のワ
ークＷに対して左右の２点を同時に溶接することができ
る。それゆえパネルの合い不良等の溶接歪みの防止にも
つながる。

［発明の効果］以上の説明により明らかなように、本発明によれば、
装置の大型化を回避しつつその汎用性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る溶接装置の全体図、第
２図はフロアメイン組立工程における溶接部位の一例を
示す図、第３図は第１図に示す双頭式溶接ロボットの拡
大図、第４図は別のタイプの双頭式溶接ロボットを示す
図、第５図は第１図に示す溶接装置の一部拡大図であ
る。１……フロアメイン、３……フロントフロア、５……ダ
ッシュロア、６……シルインナ、７、８……溶接部位、
10……２腕式溶接ロボット（溶接ロボット）、11、21…
…溶接ロボット本体、12……トランス、13……溶接ケー
ブル、14、33……絶縁材、15、16、22、23……空気圧シ
リンダ、17、18……電極チップ（可動電極チップ）、19
……空気圧源、20……管路、25……支持レール、30……
バック電極群、31……銅板、32……電極チップ（固定電
極チップ）、35……バック電極切替装置（切替手段）、
40……シフト装置、41……基台、45……搬送装置、46…
…ブラケット、47……シャトルバー、48……フィンガ、
A₁、A₂……腕、B₁、B₂……スタッド形ガン、M₁〜M₄……
サーボモータ、Ｗ……ワーク（被溶接物）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ複数の溶接点を有する複数種類の
被溶接物を夫々電極間に挟み加圧下で通電することによ
りスポット溶接を行う溶接装置であって、前記被溶接物
の上方に、前記複数の溶接点の間を移動自在でありかつ
前記複数の溶接点における各溶接面を直角に押圧する可
動電極チップを有する溶接ロボットを配置し、前記被溶
接物の下方に、それぞれ前記複数種類の被溶接物に対し
前記複数の溶接点に対応する複数の固定電極チップが配
列された複数のバック電極を前記被溶接物に対して進退
移動自在に設置し、前記被溶接物の種類に応じて前記複
数のバック電極の切替えを行う切替手段を配置したこと
を特徴とする溶接装置。