JP3165108B2 - スポット溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶接すべきワー
クにスポット溶接加工を行うスポット溶接装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、溶接すべきワークにスポット
溶接加工を行うスポット溶接装置としては、例えば特許
Ｎｏ．２５８７１８７号などでよく知られている。そし
て従来のスポット溶接装置では、溶接ガンの先端に備え
られた溶接チップが溶接すべきワークに加圧される状態
を検出する検出機構は、上下方向へ延伸したガンアーム
内に設けられている加圧シリンダのロッド上にある磁石
の位置を検出するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の検出機構は、強磁界の中で通電電流の大きさ、ケー
ブルからの距離などの使用条件が限定されると共に、動
作範囲が広いため検出のバラツキが大きい。また、磁界
による磁石の減磁現象のため耐久性がないと共に、検出
するためのセンサーが高価である。

【０００４】さらに、従来の検出機構は、通電スイッチ
と連動しておらず、検出機構により溶接チップがワーク
に正常な加圧下でないときでも、通電スイッチをオンせ
しめると、通電状態となって爆飛が起ると共に火花が飛
び散るため作業環境が悪くなるという問題があった。

【０００５】この発明の目的は、溶接チップが溶接すべ
きワークに正常な加圧下の状態であるかを正確に検出す
ると共に、正常な加圧下のときのみ通電状態にして、従
来発生した爆飛が起らず、火花が飛び散らないようにし
て作業環境の悪化をなくするようにしたスポット溶接方
法およびその装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述のごとき従来の問題
等に鑑みて本発明は、上下方向に延伸して設けたガン支
持柱の下部に回転自在に設けた回転軸に備えたブラケッ
トに、先端部に溶接チップを備えた溶接ガンを上下に揺
動自在に支持して設けると共に、下端部を前記溶接ガン
に連結した加圧用ロッドを前記回転軸内に上下動自在に
設け、かつ上記加圧用ロッドを下方向へ押圧自在のピス
トンロッドを備えた加圧シリンダを設けたスポット溶接
装置において、前記溶接ガンに設けた取手に通電スイッ
チを設け、かつ溶接すべきワークに前記溶接チップが当
接して正常な姿勢を保持しているか否かを検出するため
に前記加工用ロッドに設けたドグによって作動される検
出センサを設け、前記溶接チップが正常な姿勢を保持し
ていることを前記検出センサが検出した状態にあるとき
で、かつ前記通電スイッチをオンしたときに前記ワーク
のスポット溶接を行う構成である。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基いて詳細に説明する。

【００１２】図１および図２を参照するに、スポット溶
接装置１としては、床面上に平板状のベッド３がアンカ
ボルトなどで取付けられている。このベッド３上には上
下方向へ延伸したコラム５が立設されている。このコラ
ム５の下部側における左側にはワークＷを載置固定する
ワークテーブル７が設けられている。

【００１３】前記コラム５の上部における図１において
左側壁には軸受９を介して中空形状の旋回軸１１が旋回
可能に支持されている。この前記旋回軸１１には水平方
向へ延伸した支持アーム１３の一端が装着されている。
この支持アーム１３の長手方向における下面にはガイド
レール１５が設けられている。このガイドレール１５に
は複数のスライダ１７が摺動自在に設けられていると共
にこのスライダ１７には移動フレーム１９が一体化され
ている。

【００１４】この移動フレーム１９には駆動モータ２１
が設けられていると共にパイプ２３が垂下して設けられ
ている。このパイプ２３の外周には支持柱の一例として
の例えばガン支持筒２５が上下方向へ延伸して装着され
ている。このガン支持筒２５内の下方には下方へ向けて
順に加圧シリンダ２７，回転軸２９が設けられている。
前記加圧シリンダ２７の下方には加圧用ロッド３１が回
転軸２９内を通って下方へ延伸されており、この加圧用
ロッド３１の先端には溶接ガン３３が設けられている。
この溶接ガン３３の先端には電極（溶接チップ）３５が
着脱可能に装着されている。

【００１５】前記パイプ２３内には上下方向へ延伸した
図示省略のボールねじが設けられており、このボールね
じの上部は駆動伝達手段を介して前記駆動モータ２１に
連結されている。前記ボールねじにはナット部材が螺合
されており、このナット部材にはガン支持筒２５が設け
られている。

【００１６】前記回転軸２９にはブラケット３７が設け
られていると共にこのブラケット３７にはピン３９で前
記溶接ガン３３が連結されている。しかも、ピン３９を
支点として溶接ガン３３が回転されるようになってい
る。この溶接ガン３３の後部（図１において左部）には
ブラケット４１を介して通電スイッチ４３を備えた取手
４５が設けられている。

【００１７】上記構成により、支持アーム１３は旋回軸
１１を支点として水平方向に旋回されると共に、移動フ
レーム１９はガイドレール１５に案内されて支持アーム
１３の長手方向へ移動される。また、駆動モータ２１を
駆動せしめると、図示省略のボールねじが回転されるこ
とにより、ナット部材を介してガン支持筒２５が上下動
されるから、加圧シリンダ２７，回転軸２９および溶接
ガン３３も上下方向へ移動されることになる。さらに作
業者が取手４５をつかんで操作することにより溶接ガン
３３はピン３９を支点として上下方向へ回転されると共
に加圧シリンダ２７を作動せしめると加圧用ロッド３１
を介して溶接ガン３３の電極３５が加圧されることにな
る。

【００１８】前記ワークテーブル７の上面は前記電極３
５と対となる他方の電極４７となっていると共に、この
電極４７は銅ブースバー４９，５１を介して前記コラム
５に設けられたトランス５３につながっている。前記電
極３５を備えた溶接ガン３３にはケーブル５５の一端が
接続されていると共に、ケーブル５５の他端はジョイン
ト５７を介してブースバー５９の上端に接続されてい
る。このブースバー５９は上下方向へ延伸されていると
共に、ブースバー５９の他端（下端）は別のブースバー
６１の上端に接続されていると共にブースバー６１の下
端はブースバー６３を介して前記トランス５３に接続さ
れている。

【００１９】上記構成により、作業者が取手４５をつか
んで溶接ガン３３を操作し、電極３５と電極４７との間
に例えばＳＰＣＣ、板厚１ｍｍのワークを複数枚挟んで
通電スイッチ４３をＯＮせしめると、電流が流れてワー
クがスポット溶接されることになる。

【００２０】前記ケーブル５５の途中（垂直部分）には
ケーブル押圧部材の一例としての例えばロープ６５の一
端が接続されていると共にロープ６５は、図２によく示
されているように、ロープ６５を保持するための上下一
対のガイド６７を通り、そのロープ６５の他端には錘り
６９がつながっている。この錘り６９はロープ６５に張
力を与えるためのものである。前記ガイド６７にはロー
プ６５の耐久性を向上させるために曲面７１が設けられ
ている。なお、前記ロープ６５の水平部分は、吊下げ部
材７３によって支持アーム１３に吊り下げられている。

【００２１】前記上部のガイド６７には図２に示されて
いるように、固定装置の一例としてのエアシリンダ７５
が設けられていると共にこのエアシリンダ７５に装着さ
れたピストンロッド７７の先端（下端）には樹脂製のつ
まみ７９が取り付けられている。エアシリンダ７５を作
動せしめることにより、ピストンロッド７７が下降する
と、つまみ７９と下部ガイド６７によってロープ６５が
固定されることになる。

【００２２】上記構成により、電極３５を備えた溶接ガ
ン３３は上述したごとく、上下，左右に自由に移動させ
ることができ、ワークに対して位置決めが行われる。ケ
ーブル６５は支持部材の一例としての吊下げ部材７３に
よって支持アーム１３に吊り下げられ、かつロープ６５
がつながっているが、溶接ガン３３の動きを妨げるもの
ではない。したがって、作業者は自由に溶接ガン３３の
位置決めを行うことができる。

【００２３】作業者は溶接ガン３３の位置決めが完了す
ると、通電スイッチ４３を押して通電が行われる。この
際、ケーブル５５のまわりに磁界が発生し、ほとんど拘
束されていないケーブル５５は、この発生した磁界によ
り力を受け、動かされようとする。電流の大きさが例え
ば１３，０００Ａを越えるあたりから、その動きは顕著
になってくる。ケーブル５５は内部分に多数の銅線や冷
却用の水が入っているため重量は大きく、例えば１０ｋ
ｇ近くになる場合もある。作業者は通電時にこのケーブ
ル５５の直撃を受ける可能性が非常に大きくなる。

【００２４】したがって、通電時にロープ６５をロープ
押圧部材としてのロープ６５で規制してやることによ
り、ケーブル５５の動きを規制し、作業者への安全を確
保することができる。

【００２５】具体的には、通電スイッチ４３を押すと同
時にエアシリンダ７５を作動させ、つまみ７９が下方へ
押し出され、ロープ６５を下部ガイド６７に押し付けて
ロープ６５を動かなくする。この状態で通電が開始され
る。ケーブル５５は磁界の影響により動こうとするが、
ロープ６５により規制されているため、移動量は最小限
に抑えられる。通電が終了すると同時にピストンロッド
７７が縮んでつまみ７９が引っ込みロープ６５は自由な
状態となり、ケーブル５５も自由な状態となる。このよ
うに、作業者が通常の作業を行うときには何ら邪魔する
ことなく、通電時にのみケーブル５５の動きを規制し作
業者の安全を確保することができる。また、作業効率を
落すことなく作業を行うことができる。

【００２６】前記加圧シリンダ２７には図３に示されて
いるように、下方へ延伸したピストンロッド８１が装着
されていると共に、このピストンロッド８１の下方には
回転軸２９内に設けられた加圧用ロッド３１がある。こ
の加圧用ロッド３１の下部はジョイント８３を介して溶
接ガン３３に接続されている。前記加圧用ロッド３１の
下部には検出部材の一例としての例えばＬ字形状のドグ
８５の一端が取り付けられている。前記ブラケット３７
には検出センサの一例としてのマイクロスイッチ８７が
設けられている。

【００２７】図３に示した状態は、溶接ガン３３の先端
に備えられている溶接チップ３５がワークテーブル７に
対して垂直になるような姿勢で通電されるときの状態で
ある。すなわち、ピストンロッド８１が加圧用ロッド３
１の上面にきちんと当接されて、加圧シリンダ２７の加
圧力が溶接ガン３３に伝わっている状態である。

【００２８】図４は加圧シリンダ２７のストロークが最
大で、かつ加圧用ロッド３１と接触していない状態を示
している。このスポット溶接装置１は溶接ガン３３を上
下方向に昇降できるようになっており、これによりワー
ク出し入れを容易にしたり、溶接ガン３３の先端に備え
られた電極（溶接チップ）３５を色々な長さのものに変
えた場合に、ワークテーブル７に対する電極（溶接チッ
プ）３５の姿勢を垂直に維持させるために調整が行われ
る。図４の状態はこの溶接ガン３３の姿勢が垂直に保た
れていない、すなわち、溶接ガン３３が正規（正常）の
位置より上方に位置決めされた状態を示している。

【００２９】再び図１を参照するに、スポット溶接装置
１を制御せしめる制御装置８９が配置されており、この
制御装置８９には電極（溶接チップ）３５がワークに当
接していないとき、すなわち正常の姿勢を保持していな
いときには、通電スイッチ４３をオンせしめても、電極
（溶接チップ）３５からワークへ電流が流れない、すな
わち通電しないためのインターロック機能部９１が備え
られている。

【００３０】上記構成により、図５に示されているフロ
ーチャートを基にして動作を説明すると、ステップＳ１
でマイクロスイッチ８７がＯＮしているかどうかの判断
が行われる。マイクロスイッチ８７がオフしているとき
には、図３に示されているように、正常な加圧が行われ
る位置に加圧用ロッド３１が位置していて、ステップＳ
２で通電スイッチ４３をオンせしめることにより、ステ
ップＳ３で通電が行われてスポット溶接加工が行われ
る。

【００３１】ステップＳ１でマイクロスイッチ８７がオ
ンした場合は、図４に示されているように正常な加圧が
行われないような位置に加圧用ロッド３１が位置してい
て、ステップＳ４で通常スイッチ４３をオンしても、ス
テップＳ５でインターロック機能部９１が作動し、ステ
ップＳ６で通電せずスポット溶接加工が行われない。

【００３２】したがって、ステップＳ４〜Ｓ６の場合に
は、加圧不良となり、通電スイッチ４３をオンせしめて
も通電しないため、爆飛による溶接不良や、火花が散ら
ないので作業環境の悪化を防ぐことができる。

【００３３】また、溶接ガン３３に直結した加圧用ロッ
ド３１の動きを直接ドグ８５とマイクロスイッチ８７と
で検出するため、従来のような加圧シリンダのロッドの
動きを検出するのと比べて、位置検出誤差要因を少なく
し、正確に検出することができる。

【００３４】なお、この発明は、前述した発明の実施の
形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。

【００３５】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明よ
り理解されるように、本発明によれば、ワークにスポッ
ト溶接加工を行う際には、溶接ガンの後部に設けられた
取手を作業者が手で持ち、溶接ガンの先端に備えられた
溶接チップをワークの溶接個所に当接せしめて、検出セ
ンサがオフしている状態で通電スイッチをオンせしめる
と、溶接チップからワークに通電が行われてスポット溶
接を行うことができる。

【００３６】 検出センサがオン状態のときには通電スイ
ッチをオンにしても通電せず溶接チップからワークに電
流が流れない。

【００３７】而して、スポット溶接時の爆飛による溶接
不良等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施する一実施の形態のスポット溶
接機の側面図である。

【図２】図１におけるＩＩ矢視部の拡大図である。

【図３】図１におけるＩＩＩ矢視部の拡大図である。

【図４】検出センサの作用説明図である。

【図５】検出センサと通電スイッチとの関係の作用を説
明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ スポット溶接機 ５ コラム １３ 支持アーム １９ 移動フレーム ２５ ガン支持筒（支持柱） ３３ 溶接ガン ３５，４７ 電極 ４３ 通電スイッチ ８５ ドグ（検出部材） ８７ マイクロスイッチ（検出センサ） ８９ 制御装置 ９１ インターロック機能部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向に延伸して設けたガン支持柱
   （２５）の下部に回転自在に設けた回転軸（２９）に備
   えたブラケット（３７）に、先端部に溶接チップ（３
   ５）を備えた溶接ガン（３３）を上下に揺動自在に支持
   して設けると共に、下端部を前記溶接ガン（３３）に連
   結した加圧用ロッド（３１）を前記回転軸（２９）内に
   上下動自在に設け、かつ上記加圧用ロッド（３１）を下
   方向へ押圧自在のピストンロッド（８１）を備えた加圧
   シリンダ（２７）を設けたスポット溶接装置において、
   前記溶接ガン（３３）に設けた取手（４５）に通電スイ
   ッチ（４３）を設け、かつ溶接すべきワークに前記溶接
   チップ（３５）が当接して正常な姿勢を保持しているか
   否かを検出するために前記加工用ロッド（３１）に設け
   たドグ（８５）によって作動される検出センサ（８７）
   を設け、前記溶接チップ（３５）が正常な姿勢を保持し
   ていることを前記検出センサ（８７）が検出した状態に
   あるときで、かつ前記通電スイッチ（４３）をオンした
   ときに前記ワークのスポット溶接を行う構成であること
   を特徴とするスポット溶接装置。