JP3560257B2 - スポット溶接装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する利用分野】
本発明は自動車用ドアパネルなどのハゼ折したヘミング加工部の表面に加圧溶接後の圧痕や熱歪みが残存しないように,溶接部に裏当て金を当接してスポット溶接乃至プロジェクション溶接するための溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から,自動車用ドアパネルなどの溶接にはその外側表面板にスポット溶接した打点あとが残ると外観を損なうため,打点あとを残さないようにきれいに溶接する工夫が行われてきた。
【0003】
図4は自動車用ドアパネルの従来の溶接システム設備の概要を示す。
この場合,ワークWは,その周縁部において外側パネルW1を折返して内側パネルW2と三枚重ね合わせて形成される。そのワークはマテハンロボットRにより駆動されるワーククランプ治具によってクランプ保持し,これをスポット溶接装置の作業位置に搬送しながら必要な打点数を溶接している。
【0004】
このマテハンロボットRはワークWを把握するマテハンMを有し,このマテハンMの下面に固定された給電パットEとの間に内側パネルW2をクランプ保持するものである。
【0005】
そして溶接トランスTから一方の内側パネルに接するマテハンMの下側に固定された給電パットEと,他方のスポット溶接装置のガンアーム2へインダイレクト式に二次回路Kが接続されていて,電流を矢印のようにインダイレクト通電して三枚重ね部のプロジェクションをスポット溶接により接合するものである。
【0006】
マテハンロボットを使用したスポット溶接装置としては,たとえば特開平6−47559号に開示された装置が提案されている。
【0007】
従来の溶接装置は電極支持用の昇降機構とバックバー支持用の昇降機構とをそれぞれ備えており,上部電極に対応するように配置されたバックバー(当て金)はワーク形状に沿って倣う自在機構を備えているものである。
【0008】
前記の自在機構は,図5に示すようにワークWの表面に沿って自由に倣うことができるように,バックバー50が球面ジョイント部(スイベル部)51及び圧縮バネ52から構成され,圧縮バネ52は調整ナット53を緩め調整ボルト54を回転することにより倣い動作に必要な圧縮力を任意に調整できるようにガンアーム55の先端に取りつけられている。
【0009】
またこの自在機構にはバックバー50の倣い動作範囲を規制するためのストッパ部材56及びストッパ部材57等がガンアームに備えられている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種のスポット溶接装置は,次のような問題点があった。
1.バックバーに設けたスイベル部の中心とバックバーのワーク当接面との距離が離れているため前後方向への倣い動作がスムースでない。
2.従来のものは,倣い動作を規制するためにストッパ部材を使用していたため,左右方向と回転方向への倣い動作がスムースでない。
3.従来は,電極交換時に電極チップを外した際に冷却水が落ちると,バックバーのスイベル部に水が浸入し,サビが発生し,ときにはバックバーが動かなくなるというトラブルが起きる。
4.従来の装置は,ガン本体が大きく,加圧時にワークにあたえるショックが大きいため,その対策としてガン重量を釣り合わせるためのバランスシリンダやショック吸収シリンダ,エア圧力調整弁等の設備が必要となり装置全体の構造が複雑であった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そこで,上記の課題を解決するための手段として本発明は図1乃至図3の図面に示すごとく,次のような技術的手段を講じた。
すなわち,ワーク周縁部の外側表面に当接するバックバー(6)と,このバックバー(6)に対応する溶接用電極チップ(3)を支持する一方のガンアーム(2)と,この一方のガンアームを動作し前記電極チップと前記バックバーとの間に必要な溶接加圧力乃至開放運動を与える駆動源(5)とを有し,前記バックバーは他方のガンアーム(8)と絶縁され,しかも被溶接物の表面形状に倣うように支持軸(17)の球面頭部(18)が前記バックバーのスイベル中心線上に設けた溝部(20a)と当接して回動的に支持されていて,さらに前記バックバーの倣い動作を所定の追従範囲内で規制するための手段として,前記バックバーを回動的に支持する支持軸の近傍に,ピン(19a)及び/又はピン(19b)を前記支持軸に対し平行に支持し,前記バックバーの下側からワーク当接面に向けて設けた溝部(20b)及び/又は溝部(20c)にクリアランスを以て前記ピン(19a)及び/又はピン(19b)を挿入したことを特徴とする。
【0012】
上部にワーク当接面を構成した前記バックバーの中心線と同軸上に前記バックバー下部より該ワーク当接面へ向けて前記支持軸を挿入する溝部を一体に設け,これにより前記球面頭部のスイベル部と前記バックバーのワーク当接面との距離を短くしたことを特徴とする。
【0013】
前記支持軸の球面頭部が挿入される前記溝内に潤滑油を封入するためのシール材(9)を設けたことを特徴とする。
【0014】
前記潤滑油はグリース又はオイルであることを特徴とする。
【0015】
前記駆動源(5)は断面形状が非円形のピストン(21)を以て廻り止めとするエアシリンダであって,このシリンダの加圧側には前記一方のガンアーム(2)を駆動するための平行した2本の大径ピストンロッド(22a),(22b)と開放側には平行した2本の小径ピストンロッドを有することを特徴とする。
【0016】
前記バックバーは焼入れ硬化された鉄材からなり,前記バックバーの表面形状は前記ワークのヘム加工部の形状に対応して点接触が得られるようなR面又は球面(Q)からなることを特徴とする。
【0017】
【作 用】
この発明のスポット溶接装置によれば,ワークのヘム加工部を接合する場合に,ワ−クの周縁部の外側表面に当接するバックバーが,固定側の支持軸の球面頭部で三次元方向に回動的に支持され,しかも球面頭部で倣い動作する追従範囲はワーク表面形状に応じられるようになるから,ロボットがワークをクランプして,本発明のロッカガンの電極開き口にワークのヘム加工部を挿入するだけで,バックバーがワークの表面形状に倣って当接し,後は通常のインダイレクト通電により打点溶接を行うことになる。
【0018】
したがって,本発明では次のような作用によって効果を享受するものである。1.バックバーに付けたスイベル中心をバックバーのワークの当接面に非常に近づけたことにより,図3の(A),(B),(C)図の矢印方向への倣い動作が円滑になる。2.バックバーに明けた溝部に適切なクリアランスを以て2本のピン19a,ピン19bを挿入することで図3の(B)図の矢印左右及び図3の(A)図の矢印回転及び図3の(C)図の矢印前後方向への動作規制をスムースに行うことができる。3.バックバーに設けた溝部内に潤滑油を入れることでスイベル部のサビの発生を防止すると共に,上部電極を交換する際に冷却水がバックバーの上に振りかかっても下からスイベル部に浸入して来ない。4.ツインロッドの扁平シリンダを利用してガン全体のサイズを小さくし,軽量化することでワークに与える加圧時の衝撃を緩和することができる。また,バランススプリング,ショック吸収シリンダ,エア加圧調整弁等の部品が不必要となり設備の省力化を実現する。
【0019】
【実施例】
以下,本発明の1実施例を図面に基づいて説明する。
図1は本発明装置の正面図であり,図2はa−a矢視図である。図3は本発明にかかるバックバーの構造を示す。
【0020】
Wは自動車用ドアなどのワークである。このワークの周縁部はヘミング工程において折返して形成されたヘム加工部Uがバックバー6により裏当てされてインダイレクト通電によりスポット溶接して接合される。
【0021】
1は本発明にかかるスポット溶接装置を示す。2はほゞZ形をなす一方のガンアームで,先端には溶接用電極チップ3を有する。一方のガンアーム2の本体は電極加圧ないし開放動作に必要な上下動を可能とする駆動源5の駆動ロッドに固定され,その駆動源はイコライズ機構10に平行に固定された2本のガイドロッド11,12を移動するアルミ製の可動台4に固定されている。
【0022】
イコライズ機構10にはガン重量をバランスさせるためのスプリングSが可動台4とイコライズ機構に固定された調整ボルト23との間に挿入されている。調整ボルトは調整ナット24により固定されており,この調整ナットを緩めて調整ボルトを回すことによりガン全体の重量を打ち消す方向に弾性力を任意に調整することができる構成になっている。
【0023】
6は上下動する溶接用電極チップ3と対向する位置に配置されたバックバー(当て金)である。このバックバーはヘム加工部の溶接面の裏側に当接して受け支えるもので,固定ボルト7に支持されている。固定ホルダ7は可動台4にボルトB2で固定された他方のガンアーム8に絶縁板14を介してボルトB1により固定されている。
前記バックバー6は絶縁板14を介して他方のガンアーム8と絶縁されていて,固定ホルダ7に挿入されたシャフト15に取付けられている。この場合,バックバー6がワークの表面形状に倣うべく三次元方向に動けるように,止めネジ16により固定された支持軸17の球面頭部18が,バックバー6の上記中心線上に設けた溝部20aにシール材9を介して挿入されている。このバックバー6は鉄材から作られていて,その表面形状はヘム加工部の形状変化に対応し点接触が得られるようにR面又は球面Qが大きく形成され,しかも衝撃力等による耐久性が得られるようにバックバー自体焼き入れが施されている。
【0024】
前記イコライズ機構10の平行した2本のガイドロッド11,12の先端にはネジ部が形成され,そのネジ部に前記一方のガンアーム2の溶接用電極チップ3の開放ストローク量を規制するための位置決めストッパ13を兼ねたナットが締付け固定されている。したがって,開放時の一方のガンアーム2が所定位置のストッパ13に当接して溶接用電極チップ3の開く方向のストローク量が規制される。
【0025】
バックバー6の倣い動作を所定の追従範囲内で規制するための手段は,支持軸17の両側に同様にシャフト15へ平行して取付けられたピン19a,19bを,クリアランスを以てバックバー6に設けた溝部20cおよび溝部20bの中に挿入したものである。
【0026】
この場合,ピンと溝との間に形成された隙間23(クリアランス)が支持軸17の球面部18により傾くバックバー6の倣い許容範囲を決定することになる。
従来の単なるスイベル電極では外形寸法と自由度が大きすぎてこのヘム加工部のような許容範囲が狭く制限された場合では干渉してしまうという問題解決を考慮したものである。
【0027】
なお,本実施例では前記ピンを2本にしたが,バックバーの形状,寸法によっては1本でも同様の作用が得られる。
【0028】
一方,前記駆動源のピストン21には図2に示すように断面形状が破線で示すように非円形体として直線の2面幅eが形成されていて,この2面幅eが廻り止めを機能する構成になっている。
【0029】
前記シリンダはエア供給ポートP1及びエア排気ポートP2が設けてあり,2本の平行したピストンロッド22a,22bを太くして加圧面積を減らしてある。したがって,これらの配慮により装置全体のコンパクト化及び軽量化を可能にしている。
【0030】
なお,支持軸とピンの溝部に潤滑油を入れることによりスイベル部の冷却水からのサビ止め対策とバックバーの動作を円滑にすることも考慮されている。
【0031】
かかる構成による本発明装置の動作を説明する。
まず,図3に示すように,溶接用電極チップ3を開放した状態の溶接装置に,マテハンロボットRがワークWをクランプし,テイーチングしたプログラム動作によりハンドリングし,ワークのヘム加工部Uをバックバー6と電極チップ3間に搬入する。
【0032】
そして,シリンダ5のエア供給ポートP1からエアが加圧室に供給されると,ピストン21が下方に動作し,バックバー6は上昇し支持軸17の球面頭部18を中心にヘム加工部Uの表面形状に倣って当接する。このエア供給動作により一方のガンアーム2が下降して溶接用電極チップ3がバックバー6の上からヘム加工部Uを加圧する。この加圧動作時に生じる反力をイコライズ機構10がガン重量負荷に釣り合う方向にその可動台4とバックバー6とをイコライズ動作し,溶接部の両側から電極チップ3とバックバー6との間に均一な加圧力を附勢し,溶接電流をインダイレクト通電してヘム加工部Uのプロジェクションに集中的に電流を流し圧接する。
【0033】
溶接が終了すると,前記シリンダ5のエア供給ポートP1及びエア排気ポートP2のエア方向が切り替わりバックバー6及び溶接用電極チップ3を開放し,マテハンロボットがワークの移動を兼ね次のスポット溶接装置にワークを供給し,次の溶接動作に備える。
【0034】
このようにしてマテハンロボットがワークをクランプしたままハンドリングと,本発明装置の溶接動作を繰り返すことにより効率的に一連の溶接作業を行うことができる。
【0035】
【発明の効果】
以上,本発明の装置によれば,ワークのヘム加圧部を接合する場合に,ワークの周縁部の外側表面に当接するバックバーを三次元方向に支持する支持軸のスイベル中心をバックバーのワークの当接面に近づけたことにより,バックバーの倣い動作が円滑になる。またバックバーの倣い動作の追随範囲はバックバーに設けた溝部に適切なクリアランスを以って2本のピンを挿入することによってワーク表面形状に応じられるようにスムースに規制することができる。またバックバーに設けた支持軸のスイベル部の溝部には潤滑油を封入することでスイベル部への冷却水の浸入とサビの発生を防止する。またツインロッドの偏平シリンダを利用してガン全体のサイズを小さくし軽量化することで,ワークに与える加圧時の衝撃力を緩和することができる。また従来必要としていたバランスシリンダ,ショック吸収シリンダ,エア加圧調整弁等が不良となりインダイレクト通電式スポット溶接装置の省力化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の正面図である。
【図2】本発明装置の図3のa−a矢視図である。
【図3】本発明装置にかかるバックバーの構造を示し,(A)は平面図,(B)はB−B矢視断面図,(C)は側面図である。
【図4】マテハンロボットを使用して自動車用ドアパネルなどのヘム加工部を打点溶接する従来型のスポット溶接装置の概略図を示す。
【図5】従来のバックバーの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
W ワーク
S バランススプリング
R ロボット
U ヘム加工部
1 溶接装置
2 一方のガンアーム
3 溶接用電極チップ
4 可動台
5 駆動源(エアシリンダ)
6 バックバー
7 固定ホルダ
8 他方のガンアーム
10 イコライズ機構
11,12 ガイドロッド
13 ストッパ
14 絶縁板
15 シャフト
16 止めネジ
17 支持軸
18 球面頭部(スイベル部)
19a,19b ピン
20a〜20c 溝部
21 ピストン
22a,22b ピストンロッド
23 隙間
e 2面幅
Claims (5)
- ワーク周縁部の外側表面に当接するバックバー(6)と,このバックバーに対応する溶接用電極チップ(3)を支持する一方のガンアーム(2)と,この一方のガンアームを動作し前記電極チップと前記バックバーとの間に必要な溶接加圧力乃至開放運動を与える駆動源(5)とを有し,前記バックバーは他方のガンアーム(8)と絶縁され,しかも被溶接物の表面形状に倣うように支持軸(17)の球面頭部(18)が前記バックバーのスイベル中心線上に設けた溝部(20a)と当接して回動的に支持されていて,さらに前記バックバーの倣い動作を所定の追従範囲内で規制するための手段として,前記バックバーを回動的に支持する支持軸の近傍に,前記支持軸に対しピン(19a)及び/又はピン(19b)を平行に支持し,前記バックバーの下側からワーク当接面に向けて設けた溝部(20b)及び/又は溝部(20c)にクリアランスを以て前記ピン(19a)及び/又はピン(19b)を挿入したことを特徴とするスポット溶接装置。
- 上部にワーク当接面を構成した前記バックバーの中心線と同軸上に前記バックバー下部より該ワーク当接面へ向けて前記支持軸を挿入する溝部を一体に設けたことを特徴とする請求項 1 記載のスポット溶接装置。
- 前記支持軸の球面頭部が挿入される前記溝内に潤滑油を封入するためのシール材(9)を設けたことを特徴とする請求項 1 又は2のスポット溶接装置。
- 前記駆動源(5)は断面形状が非円形のピストン(21)を以て廻り止めとするエアシリンダであって,このシリンダの加圧側には前記一方のガンアーム(2)を駆動するための平行した2本の大径ピストンロッド(22a),(22b)と開放側には平行した2本の小径ピストンロッドを有する請求項1,2又は3のスポット溶接装置。
- 前記バックバーは焼入れ硬化された鉄材からなり,前記バックバーの表面形状は前記ワークのヘム加工部の形状に対応して点接触が得られるようなR面又は球面(Q)からなることを特徴とする請求項1〜4の何れか一つのスポット溶接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29390094A JP3560257B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | スポット溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29390094A JP3560257B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | スポット溶接装置 |
Publications (2)
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JPH08168833A JPH08168833A (ja) | 1996-07-02 |
JP3560257B2 true JP3560257B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=17800613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP29390094A Expired - Lifetime JP3560257B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | スポット溶接装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3560257B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20020049227A (ko) * | 2000-12-19 | 2002-06-26 | 이계안 | 도어 애프터 헤밍 용접 시스템 |
KR100969822B1 (ko) * | 2008-06-03 | 2010-07-13 | 주식회사 성우하이텍 | 스폿 용접 장치 |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP29390094A patent/JP3560257B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH08168833A (ja) | 1996-07-02 |
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