JP3646202B2 - プロジェクションボルトの溶接方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクションボルトを、板状のワークに溶接することがおこなわれている。本発明は、このような溶接の技術分野に属している。
【０００２】
【従来の技術】
上述のような技術分野における先行技術としては、特許第２５０９１０３号公報があげられる。ここには、プロジェクションボルトの軸部を差し込む受入孔が可動電極に明けられ、可動電極に保持されたプロジェクションボルトは同電極の進出によって鋼板等のワークに溶接されることが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとしている問題点】
上述のような従来技術は、自動車ボディの溶接組み立てライン等において、首尾よく活用することができない。すなわち、上記ラインにおいては、フロアパネルのような大型部品を中心にして種々な部品が溶接されるので、そのライン自体が多数の溶接ロボットが錯綜した状態になっている。そのような入り組んだラインのところへ上述のような溶接手法を適用することは、プロジェクションボルトのセットやワークの供給・取り出しにおいて非常に行いにくいこととなる。
【０００４】
【問題を解決するための手段とその作用】
本発明は、上述のような問題点に注目して発案されたものであり、請求項１の発明は、軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクションボルトを板状のワークに溶接するものにおいて、移動可能なワークの支持台に軸部の受入孔を有する中間電極を設置し、前記受入孔にあらかじめ軸部を挿入しておき、支持台上のワークと中間電極を溶接機の両電極で挟み付けて通電することにより、溶着用突起とワークとの圧着部が溶接されるものであって、支持台は中間電極の受入孔に軸部が挿入される挿入位置から溶接機の両電極で溶着用突起とワークとが溶着される溶接位置へ移動させられ、挿入位置において受入孔に軸部を挿入した後にワークが支持台上に供給されることを特徴としている。
【０００５】
請求項２の発明は、軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクションボルトを板状のワークに溶接するものにおいて、移動可能なワークの支持台に軸部の受入孔を有する中間電極を設置し、前記受入孔にあらかじめ軸部を挿入しておき、支持台上のワークと中間電極を溶接機の両電極で挟み付けて通電することにより、溶着用突起とワークとの圧着部が溶接されるものであって、支持台は中間電極の受入孔に軸部が挿入される挿入位置から溶接機の両電極で溶着用突起とワークとが溶着される溶接位置へ移動させられ、溶接位置から挿入位置に復帰させられたワークが挿入位置において支持台から取り出されることを特徴としている
【０００６】
したがって、中間電極を備えた支持台にあらかじめプロジェクションボルトのセットがなされ、その後からワークが支持台上に載置されて、溶着用突起とワークとが圧接できる状態になる。その後、溶接機の両電極で中間電極とワークとが挟み付けられて通電がなされ、溶着用突起とワークの圧着部が溶接される。中間電極とワークは支持台上に配置されているので、中間電極に軸部を挿入してからワークを支持台に載せることによって、ボルトとワークとの相対位置が正確に求められる。さらに、支持台が移動式であるから、溶接ロボット等の錯綜した箇所を避けた所でプロジェクションボルトの挿入やそこへのワーク積載等がおこなえる。よって、ボルト供給およびワークのローディングやアンローディングの機構が周辺の関連部材に制約されることなく設置できる。このことは、前記機構が無理なく合理的に編成できることを意味しており、したがって、設備の作動信頼性や耐久性を向上させるのに非常に有利である。
また、溶着用突起が軸部との関係でこのような位置にあると、鋼板等には片側から押しつける状態になり、それによってワーク鋼板は逃げる方向に変位しやすくなる。しかし、本発明においては中間電極、溶着用突起、ワークの３部材が溶接機の両電極で強く挟み付けられるので、溶着用突起が上述のような位置関係におかれていても、しっかりとした圧着ないし溶着が実現する。溶着用突起が上記の場合とは逆にフランジから軸部の方へ突出している場合には、軸部をワークの下孔に貫通させて電極の受入孔に挿入し、その後、可動電極で圧着する。したがって、鋼板の裏側にフランジが露出したりして、外観や近在の部品に干渉するといった問題がある。
【０００７】
挿入位置と溶接位置を離隔させてその間を移動させることにより、より有利な環境、すなわち溶接ロボットが錯綜していないような箇所でプロジェクションボルト挿入がなされ、設備の簡素化や確実なプロジェクションボルト挿入等において有効である。
【０００８】
このように挿入位置とワーク供給位置とが同じ箇所であることによって、一か所で必要なローディングをすべて完了させることができて、工程の簡素化や時間短縮に有用なものとなる。同時に、このような配慮がなされていることによって、ワークとプロジェクションボルトとの相対位置が正確に設定できて、製品精度の向上に有利である。
【０００９】
溶接後のワークの取り出しが挿入位置であるから、ワークの入る箇所と出る箇所が移動式支持台によって簡単に実現でき、ワークの移動軌跡を単純化できて移動時のトラブルを少なくすることができる。同時に、溶接ロボット等が錯綜していない箇所で、ワークの入出がなされるので、大きなワークであっても取扱が容易におこなえる。
【００１０】
支持台は本来ワークの支持を果たしてワークを所定の箇所に移動させなければならないのであるが、他方、支持台には溶接電流の通電を確実に達成できる機能が付与されていなければならない。ここで、支持台に通孔を明けて中間電極が溶接機の電極に圧接できるようにしてあるから、上述の要件を満足させることができる。とくに、強度剛性の高い支持台に中間電極への通電性を可能ならしめる点において有意義な配慮である。
【００１１】
軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクションボルトを板状のワークに溶接するものにおいて、移動可能なワークの支持台に軸部の受入孔を有する中間電極を設置し、中間電極は支持台に明けた通孔によって溶接機の電極が中間電極に圧接できるように構成されていることを特徴とする装置である。とくに、支持台に明けた通孔によって溶接機の電極が中間電極に接触できるので、前述の中間電極、溶着用突起、ワークの３部材を溶接機電極でしっかりと挟み付けることとなり、移動式支持台においての溶接が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施形態にしたがって、本発明をくわしく説明する。ここでのワーク１は鋼板製のドアインナパネルであり、ドアとしての完成組み立ての前工事としてプロジェクションボルトが溶接される場面であり、ワーク１は理解しやすくするために平たく単純化して図示してある。そして、プロジェクションボルト２は鉄製であり、図４や図５から明らかなように軸部３とそれと一体のフランジ４とフランジ４から隆起している溶着用突起５から構成されている。溶着用突起５は表面に丸みのある大きなものが一つであるが、これを「いぼ」状の３個あるいは４個設けてもよい。また、溶着用突起５は軸部３とは反対側のフランジ４面から隆起させてある。
【００１３】
支持台６は、分厚い鉄板で作られており、しかも移動可能な態様にしてあり、移動手段としては回動式や直線的な進退式などいろいろなものが採用できる。ここでは、後者の直線進退式を採用している。したがって、支持台６には車輪７が取り付けられ、それがガイドレ−ル８、８上を転動する。支持台６は、ワ−ク１を保持する機能を付与しているので、ワ−ク支持用の支持治具９、９が支持台６上に固定してある。さらに、支持台６には中間電極１０が設置されている。
【００１４】
中間電極１０は銅合金製の円柱型であり、その上端面１１の中央部に前記軸部３の受入孔１２が明けられ、その奥に吸引用のマグネット（永久磁石）１３が挿入してある。図示の場合は、中間電極１０が１個だけであるが、実際には溶接するべきプロジェクションボルト２が多数あるので、それに見合った個数の中間電極１０が支持台６に配置される。中間電極１０は絶縁材１４を介して固定ブラケット１５に結合され、このブラケット１５がボルト１６で支持台６に結合されている。中間電極１０が配置される箇所の支持台６には、通孔１７が明けられている。これは後述の溶接機の電極が中間電極１０の下端面１８に圧着できるようにするためであり、同時に、絶縁性を維持するために図３のように中間電極１０の下部は通孔１７との間に空間が設置してある。
【００１５】
ガイドレ−ル８の右端に支持台６が停止している状態が、受入孔１２に軸部３が挿入される「挿入位置」であり、それは符号（Ｓ）で示してある。また、支持台６がガイドレ−ル８の左端に停止して、溶接ロボット１９で溶接される位置が「溶接位置」であり、それは符号（Ｗ）で示してある。支持台６を挿入位置と溶接位置を往復させるために、駆動手段２０が設置してある。ここではそれをエアシリンダ２１で実現している。エアシリンダ２１は静止部材２２にしっかりと固定され、そのピストンロッド２３に結合した連結部材２３ａが支持台６に固定されている。
【００１６】
ここでの溶接ロボット１９は溶接機を含み、開閉ガンタイプの単純な形式のものであり、基台２４上に支柱２５が固定され、そこに固定した軸２６に開閉ガン２７、２８が支持されている。両開閉ガンの間にはエアシリンダ２９が架設してあり、このエアシリンダ２９が進退するとガン２７、２８が開閉する。基台２４にも車輪３０、３０が取り付けられ、これがガイドレ−ル３１上を転動する。そして、基台２４を移動させるために静止部材２２に固定したエアシリンダ３２が設置してあり、そのピストンロッド３３が基台２４に結合してある。エアシリンダ３２の作動で基台２４が右方へ引き込まれると、開閉ガン２７、２８の電極３４、３５が図３のような位置関係となる。すなわち、上から電極３４、プロジェクションボルト２、中間電極１０（受入孔１２）、電極３５が同軸上に配列された位置関係となる。
【００１７】
軸部３を受入孔１２に挿入しマグネット１３でボルト２が吸引されると、フランジ４の下面が中間電極１０の上端面１１に密着させられる。その後、ワーク１を支持治具９、９に載せると、図３のようにワーク１の下面は溶着用突起５に接触した状態、あるいは僅かな隙間ができた状態になる。このような位置関係が得られるように支持治具９、９の高さが設定されている。
【００１８】
軸部３を受入孔１２内に挿入する手法としては、作業者が手で入れるやり方、斜め上から供給ロッドで入れるやり方、あるいは水平移動式の供給装置などいろいろなものが採用できる。ここでは、水平移動式の供給装置が採用されている。これは、水平方向に配置された水平エアシリンダ３６のピストンロッド３７に保持ブロック３８が結合され、静止部材２２に固定された垂直エアシリンダ３９のピストンロッド４０に水平エアシリンダ３６が結合されている。図４、図５に示したように支持ブロック３８には左側を開放させた収容溝４１が形成され、マグネット（永久磁石）４２が収容溝４１の上側に埋め込んである。
【００１９】
プロジェクションボルト２は、パ−ツフィ−ダ（図示していない）から伸びてきている部品供給ホ−ス４３で送られてくる。同ホ−スからでたボルト２はフランジが収容溝４１内に入り、マグネット４２で吸引されて支持ブロック３８に保持される。収容溝４１は、フランジ５と溶着用突起５の両者を受け入れてプロジェクションボルト２がぐらぐら揺れたりしないようにするために、フランジ４を受け入れる幅の広い部分と溶着用突起５を受け入れる幅の狭い部分から構成されている。いわゆる段付き溝とされている。なお、支持ブロック３８は非磁性体であるステンレス鋼で作られており、こうすることによってマグネット４２の吸引力がプロジェクションボルト２に対して強く作用する。
【００２０】
ワーク１のローディング、アンローディングは、いろいろな方式があるが、ここではロボット装置４４を示した。同装置４４は、アーム４５に揺動接手４６が連結され、そこに固定した吸着部材４７でワーク１を保持したり解放したりするのである。吸着部材４７は、バキュ−ム式や電磁石式などが適用される。
【００２１】
上述の実施形態の作動を説明する。支持台６は、挿入位置（Ｓ）に戻されており、この位置で水平エアシリンダ３６の作動で軸部３が受入孔１２と同軸の状態とされる。ついで、垂直エアシリンダ３９の作動で軸部３が受入孔１２内に挿入される。その後、水平エアシリンダ３６が支持ブロック３８を右方へ後退させると、ボルト２は受入孔１２内に残ったままとなる。それから、ロボット装置４４の作動でワーク１が支持治具９、９に載置され、図３の実線図示の状態になる。
【００２２】
それからエアシリンダ２１の作動で支持台６が溶接位置（Ｗ）に移送され、溶接ロボット１９もエアシリンダ３２によって右方へ進入してくる。このようにして溶接機の両電極３４、３５が図３の位置関係とされる。その後、両電極３４、３５がそれぞれワーク１の上面と中間電極１０の下端面１８に圧着されて通電がなされる。この通電によって、ワーク１と溶着用突起５とが溶着される。
【００２３】
溶接が完了すると、溶接ロボット１９は後退し、ついで支持台６は挿入位置（Ｓ）にもどされ、そこでロボット装置４４でワーク１が支持台６から取り出される。
【００２４】
図６は、中間電極１０の設置の仕方を変えたもので、通孔１７の内側にリング状の絶縁体４８をはめ込んである。この絶縁体４８には中心側に突出したフランジ４９に中間電極１０が係止されている。図６の場合も通孔１７を利用して電極３５が中間電極１０に圧接できるようになっている。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクションボルトを板状のワークに溶接するものにおいて、移動可能なワークの支持台に軸部の受入孔を有する中間電極を設置し、前記受入孔にあらかじめ軸部を挿入しておき、支持台上のワークと中間電極を溶接機の両電極で挟み付けて通電することにより、溶着用突起とワークとの圧着部が溶接されることを特徴としている。
【００２６】
したがって、中間電極を備えた支持台にあらかじめプロジェクションボルトのセットがなされ、その後からワークが支持台上に載置されて、溶着用突起とワークとが圧接できる状態になる。その後、溶接機の両電極で中間電極とワークとが挟み付けられて通電がなされ、溶着用突起とワークの圧着部が溶接される。中間電極とワークは支持台上に配置されているので、中間電極に軸部を挿入してからワークを支持台に載せることによって、ボルトとワークとの相対位置が正確に求められる。さらに、支持台が移動式であるから、溶接ロボット等の錯綜した箇所を避けた所でプロジェクションボルトの挿入やそこへのワーク積載等がおこなえる。よって、ボルト供給およびワークのローディングやアンローディングの機構が周辺の関連部材に制約されることなく設置できる。このことは、前記機構が無理なく合理的に編成できることを意味しており、したがって、設備の作動信頼性や耐久性を向上させるのに非常に有利である。
【００２７】
溶着用突起は軸部とは反対側のフランジ面に形成されており、溶着用突起がワークの片面に圧着されて溶接されることを特徴としている。溶着用突起が軸部との関係でこのような位置にあると、鋼板等には片側から押しつける状態になり、それによってワーク鋼板は逃げる方向に変位しやすくなる。しかし、本発明においては中間電極、溶着用突起、ワークの３部材が溶接機の両電極で強く挟み付けられるので、溶着用突起が上述のような位置関係におかれていても、しっかりとした圧着ないし溶着が実現する。溶着用突起が上記の場合とは逆にフランジから軸部の方へ突出している場合には、軸部をワークの下孔に貫通させて電極の受入孔に挿入し、その後、可動電極で圧着する。したがって、鋼板の裏側にフランジが露出したりして、外観や近在の部品に干渉するといった問題がある。
【００２８】
支持台は中間電極の受入孔に軸部が挿入される挿入位置から溶接機の両電極で溶着用突起とワークとが溶着される溶接位置へ移動させられる。挿入位置と溶接位置を離隔させてその間を移動させることにより、より有利な環境、すなわち溶接ロボットが錯綜していないような箇所でプロジェクションボルト挿入がなされ、設備の簡素化や確実なプロジェクションボルト挿入等において有効である。
【００２９】
挿入位置において受入孔に軸部を挿入した後にワークが支持台上に供給されるから、挿入位置とワーク供給位置とが同じ箇所であることによって、一か所で必要なローディングをすべて完了させることができて、工程の簡素化や時間短縮に有用なものとなる。同時に、このような配慮がなされていることによって、ワークとプロジェクションボルトとの相対位置が正確に設定できて、製品精度の向上に有利である。
【００３０】
溶接位置から挿入位置に復帰させられたワークが挿入位置において支持台から取り出される。すなわち、溶接後のワークの取り出しが挿入位置であるから、ワークの入る箇所と出る箇所が移動式支持台によって簡単に実現でき、ワークの移動軌跡を単純化できて移動時のトラブルを少なくすることができる。同時に、溶接ロボット等が錯綜していない箇所で、ワークの入出がなされるので、大きなワークであっても取扱が容易におこなえる。
【００３１】
中間電極は支持台に明けた通孔によって溶接機の電極が中間電極に圧接できる状態とされているる。支持台は本来ワークの支持を果たしてワークを所定の箇所に移動させなければならないのであるが、他方、支持台には溶接電流の通電を確実に達成できる機能が付与されていなければならない。ここで、支持台に通孔を明けて中間電極が溶接機の電極に圧接できるようにしてあるから、上述の要件を満足させることができる。とくに、強度剛性の高い支持台に中間電極への通電性を可能ならしめる点において有意義な配慮である。
【００３２】
軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクションボルトを板状のワークに溶接するものにおいて、移動可能なワークの支持台に軸部の受入孔を有する中間電極を設置し、中間電極は支持台に明けた通孔によって溶接機の電極が中間電極に圧接できるように構成された装置である。とくに、支持台に明けた通孔によって溶接機の電極が中間電極に接触できるので、前述の中間電極、溶着用突起、ワークの３部材を溶接機電極でしっかりと挟み付けることとなり、移動式支持台においての溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態を示す全体的な側面図である。
【図２】 支持台の平面図である。
【図３】 中間電極の部分を示す縦断側面図である。
【図４】 支持ブロックの縦断側面図である。
【図５】 図４の（５）−（５）断面図である。
【図６】 他の中間電極の形態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
３ 軸部
４ フランジ
５ 溶着用突起
２ プロジェクションボルト
１ ワーク
６ 支持台
１２ 受入孔
１０ 中間電極
１９ 溶接機
３４、３５ 電極
（Ｓ） 挿入位置
（Ｗ） 溶接位置
１７ 通孔

Claims (2)

1. 軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクションボルトを板状のワークに溶接するものにおいて、移動可能なワークの支持台に軸部の受入孔を有する中間電極を設置し、前記受入孔にあらかじめ軸部を挿入しておき、支持台上のワークと中間電極を溶接機の両電極で挟み付けて通電することにより、溶着用突起とワークとの圧着部が溶接されるものであって、支持台は中間電極の受入孔に軸部が挿入される挿入位置から溶接機の両電極で溶着用突起とワークとが溶着される溶接位置へ移動させられ、挿入位置において受入孔に軸部を挿入した後にワークが支持台上に供給されることを特徴とするプロジェクションボルトの溶接方法。
2. 軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクションボルトを板状のワークに溶接するものにおいて、移動可能なワークの支持台に軸部の受入孔を有する中間電極を設置し、前記受入孔にあらかじめ軸部を挿入しておき、支持台上のワークと中間電極を溶接機の両電極で挟み付けて通電することにより、溶着用突起とワークとの圧着部が溶接されるものであって、支持台は中間電極の受入孔に軸部が挿入される挿入位置から溶接機の両電極で溶着用突起とワークとが溶着される溶接位置へ移動させられ、溶接位置から挿入位置に復帰させられたワークが挿入位置において支持台から取り出されることを特徴とするプロジェクションボルトの溶接方法。

Images