JP3903722B2

JP3903722B2 - 溶接装置

Info

Publication number: JP3903722B2
Application number: JP2001071850A
Authority: JP
Inventors: 亮梶井; 浩増田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: JP2002263847A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の組立工程で使用される溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車の組立工程において、インナーパネルやアウターパネル等のワーク同士をスポット溶接する際には、図４に示すように、インナーパネル１０１とアウターパネル１０２とを合わせて治具１１１で位置決め支持し、図外の溶接ロボットに装着した溶接装置１２１により両パネル１０１、１０２を溶接している。
【０００３】
溶接装置１２１は、一般的に、固定電極チップ１２２と、固定電極チップ１２２に対して進退可能に配置された移動電極チップ１２３とを備えている。
【０００４】
そして、両電極チップ１２２、１２３間に合わせられて配置された一対のパネル１０１、１０２を、固定電極チップ１２２に向かって移動電極チップ１２３を前進させて両電極チップ１２２、１２３により挟んで加圧し、両電極チップ１２２、１２３間に溶接電流を流してパネル１０１、１０２同士を溶接している。
【０００５】
このとき、溶接によって例えばアウターパネル１０２に生じる打痕を防ぐために、治具１１１に備えられたクランプ装置１１２等に銅板１１３を取り付けてアウターパネル１０２に当て、この銅板１１３を介して、溶接装置１２１の移動電極チップ１２３をアウターパネル１０２に加圧させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶接による打痕を防ぐために治具１１１側に銅板１１３を固定して設置することから、複数の銅板１１３を設けることになるとともに、複数の車種に対して打痕を防ぐ場合にはワークの形状や溶接箇所に応じて車種毎に銅板を設置しなければならない。これにより、銅板を設置する装置が大型化になるとともに、それに伴ってメンテナンス工数も増加することから、コストがかかってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、複数の車種に対して打痕を防ぐコストを抑えることができる溶接装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１記載の溶接装置では、固定電極チップと、この固定電極チップに対して進退可能に配置された移動電極チップとを備え、両電極チップ間に合わせられて配置された一対のワークを、前記固定電極チップに向かって前記移動電極チップを前進させて前記両電極チップにより挟んで加圧し、前記両電極チップ間に溶接電流を流してワーク同士を溶接する溶接装置において、前記固定電極チップを先端部に設け、ベースに固定された固定アームと、前記移動電極チップを先端部に設け、この移動電極チップを前記固定電極チップに対して接近又は離間する方向に進退可能にベースに設けられた移動アームと、前記固定電極チップに接する一方のワークの上に設けられた片方のワークに対して、溶接時に当接される通電可能な当て板と、前記当て板を、前記移動電極チップの前方に対向配置させる対向位置と、この対向位置から退避した退避位置とに移動させる当て板移動手段と、前記対向位置から前記移動アームを前記固定アームに向かって前進させ、その移動アームの先端部に設けた前記移動電極チップを前記当て板に押し付け、その押し付け状態を保持したまま前記当て板を、該移動電極チップの押動前進により前進を許容させるシリンダーチューブと、前記当て板を前記片方のワークに当接した位置から前記移動アームを前記固定アームから後退させるときに、前記シリンダーチューブをこの後退動作に連動させて前記当て板を、前記対向位置に後退させるリターンスプリングとを有したガイド手段と、を備え、前記当て板移動手段は、アクチュエータと先端部に前記当て板を設けた回動部とから構成されるとともに、前記ガイド手段の先端部に前記回動部が回動自在に支持され、前記ガイド手段に取り付けられた前記アクチュエータが、前記当て板を前記対向位置と前記退避位置とへ移動させるように回動部に連結されており、かつ、前記ガイド手段が、前記ベースに取り付けられていることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成においてワーク同士を当て板を介して溶接する際には、当て板移動手段で退避位置に配置されていた当て板を移動し移動電極チップの対向位置に配置させ、移動電極チップを固定電極チップに向かって前進させるガイド手段が該前進を許容するため、移動電極チップの前進に伴い、該移動電極チップが当て板を当接させて当て板を対向位置から固定電極チップに向かって前進させることにより片方のワークに当て、この当て板を介して移動電極チップを前記ワークに加圧させることにより打痕を防ぐことができる。
【００１０】
したがって、溶接による打痕を防ぐために、当て板移動手段で当て板を移動電極チップの対向位置に移動させて配置すれば良いため、複数の当て板を設ける必要がなくなるとともに、車種に応じて当て板を設置する必要がなく、当て板を設置する装置の大型化やそれに伴うメンテナンス工数の増加を抑えることができる。
さらに、当て板を片方のワークに向かって前進させ、また後退させる当て板駆動装置を設ける必要もなく、また当て板を片方のワークに当てる当て板を前進させる動きと、移動電極チップを前進させる動きとを同期させる装置を設ける必要もないので装置を小型、軽量にできる。
また、かかる構成においては、固定電極チップが設けられている固定アーム及び、移動電極チップが設けられている移動アームが設けられたベースに取り付けられたガイド手段の先端に、当て板を設けた回動部が回動自在に支持され、ガイド手段に取り付けられたアクチュエータが回動部を回動して当て板を対向位置と退避位置へ移動させるため、本発明装置の実施に際しては、更に構造簡単にして小型、軽量にできる。
【００１３】
また、請求項２記載の溶接装置においては、前記ガイド手段と前記アクチュエータとを連結部材により連結したものとしている。
【００１４】
かかる構成においては、ガイド手段とアクチュエータとが連結部材により補強される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態を示す溶接装置１の要部側面図である。
この溶接装置１は図外に設けられた溶接ロボットに装着して車種に応じて移動するように制御されており、ベース２に設けられたサーボモータ３と、ベース２に固定された固定アーム４と、固定アーム４と対向してベース２に移動可能に設けられた移動アーム５とを中心にして構成されている。
【００１７】
固定アーム４はＬ字型であって、その先端部には電極チップ４１が設けられている。この電極チップ４１は、固定アーム４に固定されており、本発明の固定電極チップを構成している。
【００１８】
一方、移動アーム５も固定アームと同様Ｌ字型であって、図示しないが、固定アーム４に沿ってベース２に設けられ、サーボモータ３にベルトを介してナットに連結されたボールねじの軸に取り付けられている。これにより、サーボモータ３を作動させると、ボールねじのナットが回転してボールねじの軸が前後方向に移動することにより固定アーム４と対向して進退するように構成されている。
【００１９】
また、移動アーム５の先端部には電極チップ５１が設けられている。この電極チップ５１は、移動アーム５の移動に伴って固定電極チップ４１と対向して進退可能に配置されるようになっており、本発明の移動電極チップを構成している。
【００２０】
さらに、溶接装置１は、当て板としての銅板Ａと、銅板Ａを移動させる銅板移動手段６と、後退時の移動アーム５の後方で溶接装置１に設けられた本発明のガイド手段である第一のエアーシリンダー７とを備えている。銅板移動手段６は、第一のエアシリンダー７に回動自在に支持された回動部８と、回動部８に連結して回動部８を回動させる本発明のアクチュエータである第二のエアシリンダー９とから構成されている。
【００２１】
第一のエアシリンダー７は、移動電極チップ５１の進退方向Ｂに延在し、後側の一端部７１ａが屈曲部材１０を介してベース２に取り付けられたロッド７１と、ロッド７１の他端部に取り付けられたピストン（図示せず）と、このピストン及びロッド７１を挿通してスライド自在に支持されたシリンダーチューブ７２とを中心にして構成されている。
【００２２】
シリンダーチューブ７２内には長手方向にリターンスプリング（図示せず）が前記ピストンに引っ掛かるように設けられており、シリンダーチューブ７２が前進した際に前記ピストンによってシリンダーチューブ７２内の後壁に向かって押しつけられるようになっている。
【００２３】
さらに、シリンダーチューブ７２内の前後側の所定位置にはピストンの抜けを防止するストッパー（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００２４】
一方、回動部８は、第一のエアーシリンダー７のシリンダーチューブ７２の先端部７３に回動軸Ｃにより軸支されたリンク８１と、このリンク８１に取り付けられて前方に延出した回動アーム８２とから構成されている。
【００２５】
この回動アーム８２は、図２に示すように、リンク８１の左右側に取り付けられた一対のブラケット８３、８３から構成されている。両ブラケット８３、８３は、先端部８４、８４が、図１中の一点鎖線で示すように後退時における移動電極チップ５１の前方で離間して配置されるようになっており、両先端部８４、８４には銅板Ａが架設されている。これにより、銅板Ａは、図１中の一点鎖線で示すように、後退時における移動電極チップ５１の前方で対向する対向位置に配置されるようになっている。
【００２６】
また、銅板Ａは、シリンダーチューブ７２がピストン及びロッド７１に沿ってスライドするのを利用して、対向位置から第一のエアーシリンダー７にガイドされながら固定電極チップ４１に対して進退するように構成されている。
【００２７】
また、第二のエアーシリンダー９は、リンク８１に外方に延出して設けられた延出部８５に伝達軸Ｄにより先端部９１ａが軸支されたシリンダーチューブ９１と、シリンダーチューブ９１内でスライド自在に納められたピストン（図示せず）と、このピストンに一端が連結されシリンダーチューブ９１を挿通して後側から外部に他端９２ａが延出したロッド９２とを中心にして構成されている。
【００２８】
このシリンダーチューブ９１は、前側に設けられた注入穴（図示せず）に注入管（図示せず）を介して、シリンダーチューブ９１内に空気注入側と排出側とに切り換える図外に設けられた注入装置に取り付けられている。
【００２９】
また、シリンダーチューブ９１内には長手方向にリターンスプリング（図示せず）がピストンに引っ掛かるように設けられており、シリンダーチューブ９１が前進した際に前記ピストンによってシリンダーチューブ９１内の後壁に向かって押しつけられるようになっている。
【００３０】
さらに、シリンダーチューブ９１内の前後側の所定位置にはピストンの抜けを防止するストッパー（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００３１】
また、第二のエアーシリンダー９は、ロッド９２の他端９２ａに取り付けられたロッド側連結部材６１が、第一のエアーシリンダー７のシリンダーチューブ７２の後端部に取り付けられたチューブ側連結部材６２と連結軸６３により軸支されてシリンダーチューブ７２と連結しており、ロッド側連結部材６１、チューブ側連結部材６２、連結軸６３により本発明の連結部材６０を構成している。
【００３２】
また、チューブ側連結部材６２は、シリンダーチューブ７２の後端部の周方向に取り付けられた取付部６４と、この取付部６４から屈曲してシリンダーチューブ７２に沿って延在した延在部６５と、この延在部６５の先端から外方に延出して前記ロッド側連結部材６１と軸支される軸支部６６とから構成されている。
【００３３】
かかる構成において、ワーク同士を溶接する際には、まず図３（ａ）に示すように、治具により位置決め支持され合わせられた一対のワーク３１、３２の内、片方のワーク３１の溶接箇所が固定電極チップ４１に当接するように、溶接ロボットにより溶接装置１を移動させて両電極チップ４１、５１間にワーク３１、３２を配置させる。
【００３４】
そして、図外の注入装置を空気注入側に切換作動させて第二のエアーシリンダー９のシリンダーチューブ９１の注入穴からシリンダーチューブ９１内に空気を注入し、その空気圧でピストンをストッパーに当接するまで後方に押して、図３（ａ）から（ｂ）に示すようにシリンダーチューブ９１をロッド９２に沿って前方（矢印Ｅ方向）にスライドさせる。
【００３５】
すると、シリンダーチューブ９１の前進運動が伝達軸Ｄを介して回動部８のリンク８１に伝達され、リンク８１は回動軸Ｃを中心とした右回りの回転運動に変える。この回転運動に伴って回動アーム８２が回動軸Ｃを中心として内方（矢印Ｆ方向）に向かって移動し、図３（ｂ）に示すように両ブラケット８３、８３間に移動電極チップ５１が配置されるるとともに、銅板Ａが移動電極チップ５１の前方で対向する対向位置から退避した退避位置（図３（ａ）の位置）から移動電極チップ５１の前方で対向する対向位置（図３（ｂ）の位置）に配置される。
【００３６】
次に、移動アーム５を固定アーム４に向かって前進させることにより、移動電極チップ５１を固定電極チップ４１に向かって前進させる（矢印Ｇ方向）。これにより、移動電極チップ５１が銅板Ａに当接し、さらに、図３（ｂ）から（ｃ）に示すように、第一のエアーシリンダー７のシリンダーチューブ７２がピストン及びロッド７１に沿って前方にスライドするのを利用して、銅板Ａが移動電極チップ５１に押動されながら片方のワーク３２の溶接箇所に当てられる。
【００３７】
そして、移動電極チップ５１を銅板Ａを介して片方のワーク３２に当てて、両電極チップ４１、５１でワーク３１、３２を挟んで加圧し、両電極チップ４１、５１間に溶接電流を流してワーク３１、３２同士を溶接する。これにより、片方のワーク３２には、溶接する際に移動電極チップ５１とワーク３２との間に銅板Ａを介在させたので溶接による打痕を防ぐことができる。
【００３８】
このように本実施の形態では、溶接による打痕を防ぐために、銅板移動手段６で移動電極チップ５１の対向位置に銅板Ａを移動させて配置すれば良い。このため、車種に応じて銅板Ａを溶接装置１に設置したり、ワーク３１、３２を位置決め支持する治具側に設置したりする必要がなく、銅板Ａを設置する装置の大型化や、それに伴うメンテナンス工数の増加を抑えることができる。よって、複数の車種に対して打痕を防ぐコストを抑えることができる。
【００３９】
また、移動電極チップ５１の対向位置に配置した銅板Ａを、ガイド手段である第一のエアーシリンダー７を利用することにより、移動電極チップ５１に押動させて片方のワーク３２に当てることが可能となるので、打痕を防ぐために銅板Ａを前進させる駆動装置が不要となる。よって、複数の車種に対して打痕を防ぐコストをさらに抑えることができる。
【００４０】
また、溶接した際には、第一のエアーシリンダー７のシリンダーチューブ７２内に設けられたリターンスプリングがピストンによりシリンダーチューブ７２内の後壁に押しつけられた状態となっている。このため、溶接した後、銅板Ａをワーク３２から離す際には、移動アーム５を後退させることにより、リターンスプリングが元の状態に戻るバネ力を利用してピストン及びロッド７１に沿ってガイドされながらシリンダチューブ７２が後退し、ピストンがストッパに当接して対向位置まで後退させることができ、打痕を防ぐために銅板Ａを後退させる駆動装置も不要となる。よって、複数の車種に対して打痕を防ぐコストをさらに抑えることができる。
【００４１】
そして、銅板Ａが対向位置まで後退した後、注入装置を排出側に切換作動させて第二のエアシリンダー９のシリンダーチューブ９１の注入穴から空気を外部に排出することにより、シリンダーチューブ９１内に設けられたリターンスプリングがシリンダーチューブ９１内の後壁に押しつけられた状態から元の状態に戻るバネ力によって、シリンダーチューブ９１がピストン及びロッド９２に沿ってガイドされながら後退し、ピストンがストッパーに当接して元の位置まで後退する。
【００４２】
すると、シリンダーチューブ９１の後退運動が伝達軸Ｄを介して回動部８のリンク８１に伝達され、リンク８１は回動軸Ｃを中心とした左回りの回転運動に変える。この回転運動に伴って回動アーム８２が回動軸Ｃを中心として図３（ｂ）の状態から外方（矢印Ｆと反対の方向）に向かって移動し、図３（ａ）に示した元の状態に戻るとともに、銅板Ａが対向位置（図３（ｂ）の位置）から退避位置（図３（ａ）の位置）に戻る。
【００４３】
このように、第二のエアーシリンダー９により回動部８を回動させて銅板Ａを対向位置と退避位置とに切り換えることにより、溶接箇所に応じて銅板Ａの要、不要の使い分けが可能となる。また、複数の溶接箇所に対してこの一つの銅板Ａだけで対応することも可能になる。よって、打痕防止にかかる作業効率を高めることができる。
【００４４】
また、図３（ｂ）に示すように、銅板Ａを移動電極チップ５１の対向位置に配置した際には、銅板Ａと移動電極チップ５１との間に隙間Ｈが生じるように設定している。これにより銅板Ａを対向位置と退避位置とに切り換える際には、銅版Ａが移動電極チップ５１と干渉しないため、銅板Ａの切り換え作業をスムーズに行うことができる。よって、打痕防止にかかる作業効率をさらに高めることができる。
【００４５】
また、第一のエアーシリンダー７のシリンダーチューブ７２と第二のエアーシリンダー９のロッド９２は連結部材６０により連結されていることから、両シリンダー７、９が連結部材６０で補強される。よって、銅板移動手段６の強度を高めることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、連結部材６０を、第一のエアーシリンダー７のシリンダーチューブ７２と第二のエアーシリンダー９のロッド９２とに連結させていたが、この他に、例えば両シリンダーチューブ７２、９１や、両ロッド７１、９２を連結部材で連結させても良い。
【００４７】
また、本実施の形態では、溶接の打痕を目立たなくするために片方のワークに当てる当て板として銅板Ａを使用したが通電可能な当て板であれば良い。また、ガイド手段としてエアーシリンダー７を使用したが、他のガイド手段として移動電極チップ５１の進退方向Ｂに溶接装置１に延設された延設部材と、この延設部材に進退方向Ｂにスライド自在に支持されたスライド部材とにより構成しても良い。この場合であっても、スライド部が前方にスライドするのを利用して、当て板を移動電極チップ５１に押動されながら片方のワークに当てることが可能になり、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載の溶接装置においては、溶接による打痕を防ぐために、当て板移動手段で当て板を移動電極チップの対向位置に移動させて配置すれば良いため、複数の当て板を設ける必要がなくなるとともに、車種に応じて当て板を設置する必要がなく、当て板を設置する装置の大型化やそれに伴うメンテナンス工数の増加を抑えることができる。よって、複数の車種に対して打痕を防ぐコストを抑えることができる。
【００４９】
また、請求項１記載の溶接装置においては、アクチュエータで回動部を回動させて移動電極チップの対向位置に配置した当て板を、ガイド手段を利用することにより移動電極チップに押動させて片方のワークに当てることが可能になり、打痕を防ぐために当て板を前進させる駆動装置が不要になる。よって、複数の車種に対して打痕を防ぐコストをさらに抑えることができる。
【００５０】
また、請求項２記載の溶接装置においては、ガイド手段とアクチュエータとが連結部材により補強されるため、当て板移動手段の強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す溶接装置の要部側面図である。
【図２】回動アームの平面図である。
【図３】溶接作業を示す工程図である。
【図４】従来の溶接作業を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１溶接装置
６銅板移動手段
７第一のエアーシリンダー
８回動部
９第二のエアーシリンダー
３１ワーク
３２ワーク
４１固定電極チップ
５１移動電極チップ
６０連結部材
８４先端部
Ａ銅板

Claims

固定電極チップと、この固定電極チップに対して進退可能に配置された移動電極チップとを備え、両電極チップ間に合わせられて配置された一対のワークを、前記固定電極チップに向かって前記移動電極チップを前進させて前記両電極チップにより挟んで加圧し、前記両電極チップ間に溶接電流を流してワーク同士を溶接する溶接装置において、
前記固定電極チップを先端部に設け、ベースに固定された固定アームと、
前記移動電極チップを先端部に設け、この移動電極チップを前記固定電極チップに対して接近又は離間する方向に進退可能にベースに設けられた移動アームと、
前記固定電極チップに接する一方のワークの上に設けられた片方のワークに対して、溶接時に当接される通電可能な当て板と、
前記当て板を、前記移動電極チップの前方に対向配置させる対向位置と、この対向位置から退避した退避位置とに移動させる当て板移動手段と、
前記対向位置から前記移動アームを前記固定アームに向かって前進させ、その移動アームの先端部に設けた前記移動電極チップを前記当て板に押し付け、その押し付け状態を保持したまま前記当て板を、該移動電極チップの押動前進により前進を許容させるシリンダーチューブと、前記当て板を前記片方のワークに当接した位置から前記移動アームを前記固定アームから後退させるときに、前記シリンダーチューブをこの後退動作に連動させて前記当て板を、前記対向位置に後退させるリターンスプリングとを有したガイド手段と、を備え、
前記当て板移動手段は、アクチュエータと先端部に前記当て板を設けた回動部とから構成されるとともに、前記ガイド手段の先端部に前記回動部が回動自在に支持され、前記ガイド手段に取り付けられた前記アクチュエータが、前記当て板を前記対向位置と前記退避位置とへ移動させるように回動部に連結されており、かつ、前記ガイド手段が、前記ベースに取り付けられている
ことを特徴とする溶接装置。
前記ガイド手段と前記アクチュエータとを連結部材により連結したことを特徴とする請求項１記載の溶接装置。