JP2536038B2 - スポット溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は重ねたワークをロボットで直接加圧し、通電
して接合するスポット溶接方法に関する。

（従来の技術） 従来行なわれているスポット溶接方法は、第６図に示
すようにロボットアーム１の先端のロボットハンド２に
取付けられたシリンダ本体３とピストンロッド4aを有す
るピストン４と上部電極５とからなる溶接ガン６の上部
電極チップ5aを、下部電極７の上部に載置したワーク８
の溶接位置すなわち打点位置より所要寸法Ｌ離れた位置
に移動させて停止させた後、第７図に示すように溶接ガ
ン６に接続された電磁弁９を前進側に切換えてシリンダ
３内に圧縮空気をおくってピストン４及びピストンロッ
ド4aと共に上部電極5aを下部電極７側に前進させ上部電
極５と下部電極７の上部とでワーク８を挟んで加圧す
る。

このとき溶接ガン６の上部電極チップ5aの前進開始と
同時に図示しないタイマを作動させてタイムアップする
まで溶接を行なわないようにしていた。これは加圧され
ていない状態で溶接すると、溶接火花が強く飛び散る
（以下爆飛という）からである。そのためタイマを使用
して予圧時間を充分にとり、確実に加圧していた。そし
て溶接終了後は電磁弁９を後退側に切換えて上部電極チ
ップ5aをワーク８より解放していた。

第８図は第７図に示す装置を用いて溶接を実施した場
合のロボット動作、溶接ガン動作、そして溶接のon−of
f動作のａそれぞれのタイムチャートである。このタイ
ムチャートに示されるように、ロボット動作、溶接ガン
動作、溶接のon−off動作のそれぞれの動作が不連続に
なっている。

また、複数の溶接点を有する形状のワークを連続して
溶接できる装置としては、ロボットアームに固着された
１個の上部電極の下に複数の下部電極を固定配置したも
の（実公昭51−42833号公報）、またワークに作用する
加圧力をソフト化してワークの損傷を軽減する装置とし
て、加圧力を得るためのエアシリンダ等の加圧手段にも
う１つの加圧手段を設けたものがある（実開昭51−1221
33号公報、実開昭51−122134号公報、実開昭51−122135
号公報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来のスポット溶接方法において
は、溶接爆飛防止のために、タイマーを用いて加圧を確
実にしていたので、タイマー作動中に加圧が完了しても
タイムアップまで溶接することができず（第８図に示す
ように各動作が不連続）作業が行なわれない無駄な時間
が発生するとともに溶接時間が長くなることに問題点が
あった。

また溶接ガンのシリンダロッドの動作を切換えるため
に電磁弁を必要とし、付属部材のためにコストが高くな
ることに問題点があった。

さらにこの電磁弁のためのエアホースが２本必要とな
り複雑形状のワークを溶接するときや狭い部位を溶接す
るときにエアーホース同士が干渉したりこの配管の干渉
をなくすために保守が必要となるなどの問題点もあっ
た。

また実開昭51−42833号公報の上部電極の下に複数の
下部電極を配設したものは、複数の溶接点を連続して早
く溶接するものであり、また実開昭51−122133号公報、
実開昭122134号公報及び実開昭51−122135号公報のもの
は、ワークに大きな加圧力が急激に作用するのを回避し
て、ソフトの加圧力を得るためのものであって、それぞ
れ溶接爆飛を防止するために距離によってワークの押え
を確実にし、効率よく溶接するものではない。

本発明はこの点を改良したスポット溶接方法を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するための手段として、下部
電極37の上部にワーク39を載置し、該ワーク39上方から
ロボット31に取付けた上部電極33を、前記下部電極37と
対向する位置に押し当て通電するスポット溶接方法にお
いて、前記ロボット31に付勢手段32を介して相対変位自
在に設けた前記上部電極33を、前記ロボット31の前進に
よって前記ワーク39に押し当て加圧しつつ、エンコーダ
38によって予めきめられてロボット31の移動軌跡上の設
定点を検出し、その検出信号によって通電して溶接を行
うようにしたスポット溶接方法を提供するものである。

（作 用） このような方法によれば、ロボット31に付勢手段32を
介して設けた上部電極33をロボット31の前進によってワ
ーク39に押し当てて加圧し、さらにロボット31を前進さ
せていけば、付勢手段32によって上部電極は相対変位す
るようになる。このロボット31の前進距離によって電極
33,37間には確実な加圧力が生じるとともにロボット31
の移動軌跡上の設定点をエンコーダ38によって検出して
通電するので、充分な加圧とスポット溶接とが時間的な
ずれを生じることなく行なわれる。

（実施例） 次に本発明の実施例を図にもとづいて説明する。第１
図において工業用ロボット31の作業アーム31aのハンド3
1bには付勢手段32を介して上部電極33が取付けられてい
る。この付勢手段32と上部電極33が溶接ガン32Aにな
る。付勢手段32はシリンダ本体34と、シリンダ本体34内
を摺動するピストンロッド35aを設けたピストン35と、
エア源36と、からなっている。そしてエア源36からはエ
アホース36aを介して常時一定の圧縮空気がシリンダ本
体34内に供給されている。これによってピストンロッド
35aは常に伸び側に押し出され、それとともに上部電極3
3も前進した状態になる。37は上部電極33と対向する位
置にもうけられている下部電極である。下部電極37には
上部電極33と共に図示を略す電線が接続している。

また、ロボット31には予めきめられたロボット31の移
動軌跡上の設定点を検出して通電すなわち溶接電流を流
すための信号を発振するエンコーダ38が付設されてい
る。39は下部電極37の上に載置されたワークであり、40
はシリンダ本体34の下部に形成された空気孔である。

以上のように構成されたこの装置を用いて行う本発明
の方法を説明する。

まず第１図に示すようにロボットアーム31aの動作に
より上部電極33を、下部電極37に対向させて隙間Ａだけ
離れた位置に移動させる。このときのロボットアーム31
aの位置を予め決められたロボットアーム31aの移動軌跡
上の設定点ａとする。

次に第２図に示すようにロボットアーム31aをＢ寸法
前進させてロボットアーム31aを予めきめられたロボッ
トアーム31aの移動軌跡上の設定点ｂに移動させる。こ
れによってワーク39は上部電極33と下部電極37とに挟ま
れて加圧される。このとき上部電極33側のピストンロッ
ド35aはシリンダ本体34内をＢ−Ａ寸法縮み方向に作動
し、上部電極33側のシリンダ室には空気孔40を通して空
気が吸入される。また圧縮空気供給側のシリンダ室の空
気圧は上昇するが、供給ホース36aに設けられたリリー
フ弁（図示なし）の作用によって常時一定の圧力に保た
れる。

ロボットアーム31aが移動軌跡上の設定点ａよりｂに
移動すると、上部電極33がワーク39を確実に加圧するの
でエンコーダ38が設定点ａ及びｂを検出し、通電するた
めの信号を発信し、即スポット溶接が行なわれる。

溶接終了後は、溶接終了の信号がロボットに送られる
ので、即第２図の状態から第１図の状態にロボットアー
ム31aが後退してワーク39の解放が行なわれる。このと
きＢ−Ａ寸法シリンダ本体34内に縮み作動していたピス
トンロッド35aは圧縮空気によって再び伸び側に押し出
され、初期状態にもどる。

第３図は本発明のスポット溶接方法の溶接サイクルを
タイムチャートによって表わしたもので、ロボットの動
作、溶接ガンの動作、溶接のon−off動作が連続して行
なわれている。またこのスポット溶接方法によれば圧縮
空気用のホースが加圧側の１本のみですみ配管の引き回
しが容易となり保守も半減する効果がある。

次に本発明の他の実施例を図にもとづいて説明する。
前記実施例と同一の部材には同一の符号を付す。本実施
例の特徴とするところは第４図に示すように付勢手段32
のエア源36を圧縮ばね41にかえたものである。すなわち
シリンダ本体34内に圧縮ばね41を装着し圧縮ばね41の弾
性によってピストンロッド35aと共に上部電極33を押出
したものである。

この圧縮ばね41のばね定数を利用して加圧量Ｂ−Ａを
変えることにより加圧力を変えることが可能となる。こ
の方法によれば溶接条件によって加圧力の違いを切替え
る従来のような電磁弁が不要となりまた圧縮空気供給用
の配管も不要となってコストが低減する効果がある。

作用は前記実施例と略同一であるので省略する。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明のスポット溶接方法
によれば、ロボットの移動距離によって適正な加圧量が
得られ、かつ移動の設定点をエンコーダによって検知す
ることによって通電するようにしたので、タイマを設け
る必要がなくなり溶接時間の短縮が図れると共に上部電
極の加圧、解放用の電磁弁及びエアホースも不要となっ
てコストが低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す一部断面正面図、第２図
は第１図のものの移動を示す模式図、第３図は第１図に
示す装置を用いて溶接を実施した場合、その作動説明に
供するタイムチャート、第４図は本発明の他の実施例を
示す一部断面正面図、第５図は第４図のものの移動を示
す模式図、第６図は従来例を示す一部断面正面図、第７
図は第６図のものの溶接ガンのロッドが伸び側に作動し
たところを示す一部断面正面図、第８図は第６図に示す
装置を用いて溶接を行なった場合の作動説明に供するタ
イムチャートである。 31……ロボット、32……付勢手段（シリンダ本体34、ピ
ストン35、ピストンロッド35a、エア源36、圧縮ばね4
1） 33……上部電極、37……下部電極 38……エンコーダ、39……ワーク

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部電極の上部にワークを載置し、該ワー
   ク上方からロボットに取付けた上部電極を、前記下部電
   極と対向する位置に押し当て通電するスポット溶接方法
   において、前記ロボットに付勢手段を介して相対変位自
   在に設けた前記上部電極を、前記ロボットの前進によっ
   て前記ワークに押し当て加圧しつつ、エンコーダによっ
   て、予めきめられてロボットの移動軌跡上の設定点を検
   出し、その検出信号によって通電して溶接を行うことを
   特徴とするスポット溶接方法。