JP2898498B2 - ロボットガンによる溶接方法 - Google Patents

ロボットガンによる溶接方法

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30Features relating to electrodes
    • B23K11/3063Electrode maintenance, e.g. cleaning, grinding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は,ロボットガンによ
る溶接打点速度を速める溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来,産業用ロボットを使用してスポッ
ト溶接を行う場合,そのロボットガンの位置決めシリン
ダの位置決めがはずれると,ガンア−ム側の電極すなわ
ち固定側電極がガン重量をバランスさせるスプリング力
により押圧され,ロッド側電極すなわち可動側電極に先
行してワ−ク(被溶接物)に当接し,可動側電極の慣性
力によるワ−クの変形を防ぎ,次いで溶接後,可動側電
極の開放と同時に位置決めシリンダが動作し固定側電極
を開放動作するのが普通である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来,この種の溶接方
法は,ロボットの制御装置から加圧,開放信号が直接ガ
ンに送られることが多いが,その場合位置決めシリンダ
の切換バルブに信号を送りそのバルブを切換えてエアを
供給乃至排気するという,エア経路に迂回する動作時間
を要するため溶接打点速度を遅延する要因が存在してい
た。
【0004】また従来では,イコライズ量が電極の減り
代分を含んでおり,ガンの重量バランスを取るためのス
プリング力の変化量が大きくなり,ガンの重力方向の姿
勢が打点位置によって色いろと変化すると,その重量バ
ランスをとることが困難となりワ−クを変形させてしま
う問題が生じる。すなわち,位置決めシリンダのエア排
出に時間がかかり,しかも位置決め用スプリングとワ−
クの強さ関係によりワ−クを変形させることがあった。
【0005】そこで本発明は,イコライズ装置を有する
ロボットガンにおいては,そのイコライズ装置のイコラ
イズ量をア−ムの撓み量とワ−クの位置ズレ量のみに小
さくし,ロボットの動き等で電極の減り代を保証し,固
定側電極を可動側電極に対し先行してワ−クに接近又は
当接させ,さらに溶接中にも固定側電極を追従動作可能
にした。これにより,従来の位置決めシリンダを不要と
して,連続打点速度をアップし,イコライズ量を最小に
したことで,スプリング力の変化量が小さくなり,全方
向へのガン姿勢変化に関係なく溶接を可能にした。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の問題を解決するた
めに本発明では,可動側電極及び固定側電極を有するス
ポット溶接ガンを,イコライズ装置を介して産業用ロボ
ットに搭載し,前記ロボットのプログラム動作に従って
前記ガンをワ−クの溶接打点位置に誘導しながら加圧溶
接する方法において,前記イコライズ装置における電極
減り代分のイコライズ量を前記ロボットのプログラム動
作によって保証し,前記ロボット側の動作により前記固
定側電極を前記可動側電極より先行して溶接打点位置に
当接又は接近させた後,さらに前記ロボット側の制御で
前記イコライズ装置に含む弾性部材を圧縮させ,それに
よって前記固定側電極に対し溶接中にも前記固定側電極
の撓み量とワ−クの位置ズレ量とに相当する分量を,前
記可動側電極方向に追従動作可能にして前記可動側電極
をワークに当接し加圧溶接することを特徴とするロボッ
トガンの溶接方法を提供する。
【0007】またもう一つの発明は,可動側電極及び固
定側電極を有するスポット溶接ガンを,イコライズ装置
を介して産業用ロボットに搭載し,前記ロボットのプロ
グラム動作に従って前記ガンをワ−クの溶接打点位置に
誘導しながら加圧溶接する方法において,前記イコライ
ズ装置における電極減り代分のイコライズ量を前記ロボ
ットのプログラム動作によって保証し,前記イコライズ
装置にロボット側の制御で動作する電気的アクチュエ−
タを設け,前記アクチュエ−タの動作によってガン重量
をバランスさせる弾性部材を圧縮する方向に固定側電極
を位置固定しておき,前記固定側電極をロボットの動き
により溶接打点位置に当接又は接近させた後,前記前記
アクチュエ−タによる位置固定動作を外すことにより前
記弾性部材の弾力で前記固定側電極の撓み量とワ−クの
位置ズレ量を可動側電極方向に追従動作可能にして前記
可動側電極を当接し加圧溶接することを特徴とするロボ
ットガンの溶接方法を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下,本発明の1実施例を図面に
基づいて説明する。図1は,本発明の方法を実施するた
めのスポット溶接用ロボットの全体を概略を示すもので
ある。また,図2は本発明方法の動作説明図である。図
3は本発明の方法をXガンに応用した場合の概略図であ
る。
【0009】図1において,1はロボット本体を示す。
ロボットはX軸,S軸,Y軸,Z軸,R軸,Θ軸の6軸
を移動する。2は関節の手首軸,3は手首軸に連結され
たロボットア−ム,4はロボットア−ム先端の手首軸に
連結されたスポット溶接ガンである。
【0010】スポット溶接ガン4は,たとえばCガン又
はXガン等を示す。各ガンの加圧装置5はエアシリンダ
に限らずモ−タでもよい。Cガンの場合はその1例を図
示の如く,ガンア−ム6の一方の先端に取付けた固定側
電極7と,ガンア−ム6の他方の端に取付けられた加圧
装置5のピストンロッド8に取付けられた可動側電極9
とを有する。ロボット支持ブラケット10に取付けられ
たイコライズ装置11のガイドロッド12をガン本体の
移動台13が移動するように支持され,イコライズ装置
のガイドロッドに挿入された弾性部材としてスプリング
14によりガン本体を持ち上げる方向に押圧力を発生し
てガン本体の重量バランスを取っている。
【0011】次に図3はXガンの1例を示す。この場
合,支点を介して回動可能に軸支された二つのガンア−
ム15及びガンア−ム16と,このガンア−ム15及び
ガンア−ム16の先端に固着された一対の電極17及び
電極18と,この電極部の間に溶接に必要な加圧力を発
生する加圧装置19を有するものである。
【0012】この加圧装置19として一方のガンア−ム
16にモ−タ19を取付け,このモ−タの出力軸にボ−
ルネジ20を連結し,このボ−ルネジを他方のガンア−
ムに取りつけたスクリュ−ナット21のネジ孔に組み込
むと共に,一方のガンア−ム16にはフオロ−アップ用
の弾性部材としてたとえばスプリング23を収納したケ
−シング22を設けたものである。
【0013】この場合,ロボットのア−ムの動作により
ガンア−ムの撓み量とワ−クの位置ズレ量を含むイコラ
イズ量eに相当する隙間が得られるように,スプリング
23を圧縮させて可動側電極方向にフオロ−アップさせ
ている。
【0014】次に本発明の動作を説明する。図2のAは
Cガンを打点位置に挿入した状態を示す。この場合,ガ
ン全体がスプリング14の押圧力を受けた状態で開放し
た上下電極の間にワ−クWが挿入される。
【0015】同図Bではガンア−ム側の固定側電極7を
ロッド側の可動側電極9より先に当接すべくロボットア
−ム3の手首軸2を動作することによりガン全体を持ち
上げる。このロボットの動作で電極の減り代分のイコラ
イズ量が保証される。
【0016】同図Cではロボットア−ム3によってさら
にガン全体を持ち上げスプリング14を縮めてガンア−
ム6の撓み量とワ−ク位置ズレ量とのイコライズ量eを
スプリング14で追従動作する。すなわち,ガンア−ム
自体は固定側電極7がワ−クWを下から引っ掛けている
ので,これ以上は上に持ち上がらずスプリング14が縮
むことになる。
【0017】同図Dでは固定側電極でバックアップしつ
つ可動側電極9を溶接打点位置に当接し所定の加圧力を
掛けて通電し加圧溶接する。この溶接時において,ガン
ア−ムの撓み量のみスプリング14の押圧力でガン全体
をイコライズする。こうすることでワ−クに負荷をかけ
ずに溶接することができる。
【0018】なお,本発明の前記実施例ではイコライズ
量そのものを減らし,スプリングの伸び代によるバラン
ス力の変化量を小さく押さえ,固定側電極をロボットに
より先行して当接させ,さらにガンア−ムの撓み量とワ
−クの位置ズレ量の最小のイコライズ分をフオロ−アッ
プできるようにしたが,本発明はこれに限定されるもの
ではない。
【0019】図面では省略したが,たとえば,イコライ
ズ装置に電気モ−タまたは電磁ソレノイド等の電気的ア
クチュエ−タを設け,産業用ロボットにより上記フオロ
−アップすることの代わりにガンア−ムがワ−クの下に
潜り込むまでは前記アクチュエ−タを使用してスプリン
グ力をロックしてガンア−ム側の電極を固定しておき,
加圧信号と共にそのロックを外しても上記同様の作用が
得られることはいうまでもない。
【0020】
【発明の効果】以上で説明したように,本発明の方法に
よれば,スポット溶接ガンの電極の減り代分のイコライ
ズ量をロボットのプログラム動作によって保証し,ロボ
ットの動きで固定側電極を可動側電極に先行してワ−ク
に当接又は接近させた後,固定側電極をガンア−ムの撓
み量とワ−クの位置ズレ量をロボット側の制御で保証
し,つまりガン側をロボット側とイコライズ装置に含む
弾性部材とによりさらに固定側電極を溶接中にも前記固
定側電極の撓み量とワ−クの位置ズレ量とに相当する分
量を,前記可動側電極方向へ追従動作可能としながら,
前記可動側電極を当接して加圧溶接するから,これによ
り,ガンア−ムの撓み量及びワ−クの位置ズレ量を含む
イコライズ量を必要最小限小さく押さえることができ,
これまでのようにイコライズ用のスプリング力の小さな
変化量で安定した重量バランス力をとることが容易にな
り,全方向の姿勢変化に関係なく溶接することができ
る。また,位置決めシリンダが不要になるので加圧/開
放時のショックがなくなり,位置決めシリンダの排気が
抜けるまでの待ち時間がなく,飛躍的に溶接タクトを短
縮することができる。
【0021】また,位置決めシリンダをなくすことで,
ロボットガンの軽量化及び構造簡素化並びに製作コスト
の低減を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するためのスポット溶接用
ロボットの全体を概略を示す構想図である。
【図2】本発明方法の動作説明図である。
【図3】本発明の方法をXガンに応用した場合の概略図
である。
【符号の説明】
1 ロボット本体 2 手首軸 3 ロボットア−ム 4 スポット溶接ガン 5 加圧装置 6 ガンア−ム 7 固定側電極 9 可動側電極 11 イコライズ装置 14 弾性部材(スプリング) 15 ガンア−ム 16 ガンア−ム 17 可動側電極 18 固定側電極 19 加圧装置 22 ケ−シング 23 スプリング e イコライズ量

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可動側電極及び固定側電極を有するスポ
    ット溶接ガンを,イコライズ装置を介して産業用ロボッ
    トに搭載し,前記ロボットのプログラム動作に従って前
    記ガンをワ−クの溶接打点位置に誘導しながら加圧溶接
    する方法において,前記イコライズ装置における電極減
    り代分のイコライズ量を前記ロボットのプログラム動作
    によって保証し,前記ロボット側の動作により前記固定
    側電極を前記可動側電極より先行して溶接打点位置に当
    接又は接近させた後,さらに前記ロボット側の制御で前
    記イコライズ装置に含む弾性部材を圧縮させ,それによ
    って前記固定側電極に対し溶接中にも前記固定側電極の
    撓み量とワ−クの位置ズレ量とに相当する分量を,前記
    可動側電極方向に追従動作可能にして前記可動側電極を
    ワークに当接し加圧溶接することを特徴とするロボット
    ガンの溶接方法。
  2. 【請求項2】 可動側電極及び固定側電極を有するスポ
    ット溶接ガンを,イコライズ装置を介して産業用ロボッ
    トに搭載し,前記ロボットのプログラム動作に従って前
    記ガンをワ−クの溶接打点位置に誘導しながら加圧溶接
    する方法において,前記イコライズ装置における電極減
    り代分のイコライズ量を前記ロボットのプログラム動作
    によって保証し,前記イコライズ装置にロボット側の制
    御で動作する電気的アクチュエ−タを設け,前記アクチ
    ュエ−タの動作によってガン重量をバランスさせる弾性
    部材を圧縮する方向に固定側電極を位置固定しておき,
    前記固定側電極をロボットの動きにより溶接打点位置に
    当接又は接近させた後,前記前記アクチュエ−タによる
    位置固定動作を外すことにより前記弾性部材の弾力で前
    記固定側電極の撓み量とワ−クの位置ズレ量を可動側電
    極方向に追従動作可能にして前記可動側電極を当接し加
    圧溶接することを特徴とするロボットガンの溶接方法。
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JP4854920B2 (ja) * 2003-08-29 2012-01-18 豊田鉄工株式会社 スポット溶接方法およびスポット溶接された鋼板部材
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