JP4209570B2 - 定置式溶接装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてインダイレクト溶接を行う定置式の溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
インダイレクト溶接は、ワークを受けるバックバーを用い、溶接電源の一極をバックバーに対向する可動電極チップ、他極をワークに接続し、可動電極によりワークをバックバーとの間に挟圧した状態で可動電極チップとワークとの間に通電することにより行われる。
【0003】
このようなインダイレクト溶接を行う定置式溶接装置は、基台上にバックバーを設けると共に、基台に固定の支持枠にチップ用の駆動ユニットを固定し、駆動ユニットにより可動電極チップをバックバーに向けて下動させてワークを加圧するように構成されている。
【0004】
ここで、駆動ユニットとしては、一般に、エアシリンダが用いられているが、きめ細かな加圧制御を可能にするため、サーボモータを駆動源として送りねじ機構等の運動変換機構により可動電極チップを上下動させるようにした電動式駆動ユニットを用いることも考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く電動式駆動ユニットを用いた場合、サーボモータのロータの慣性や運動変換機構のバックラッシュ等に起因した可動電極チップの動作遅れを生ずるため、溶接通電時のワークの溶け込みに対し可動電極チップがうまく追従せず、スパッタの飛散を生じ易くなる。
【0006】
本発明は、以上の点に鑑み、電動式駆動ユニットを用いてきめ細かな加圧制御を可能にすると共に、スパッタの飛散も防止できるようにした定置式溶接装置を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、基台上にワークを受けるバックバーを設けると共に、基台に固定の支持枠に、可動電極チップをバックバーに向けて下動させてワークを加圧する駆動ユニットを搭載し、ワークのインダイレクト溶接を行うようにした定置式溶接装置であって、駆動ユニットを、サーボモータを駆動源とする電動式駆動ユニットで構成するものにおいて、駆動ユニットは、運動変換機構を内蔵するケーシングを有し、ケーシング上にサーボモータが取付けられ、サーボモータの回転で運動変換機構を介して上下動されるロッドがケーシングの下方に突出し、ロッドの下端にチップホルダを介して可動電極チップが取付けられ、駆動ユニットをケーシングにおいて支持枠に上下動自在に、且つ、付勢手段により下方に付勢して支持させている。
【0008】
本発明によれば、可動電極チップの下動でこれがワークに当接すると、当接反力により駆動ユニットが支持枠に対し付勢手段の付勢力に抗して上動し、駆動ユニットの発生力と付勢手段の付勢力とがバランスする位置で駆動ユニットの上動が停止される。結局、可動電極チップは、付勢手段の付勢力を受けて、駆動ユニットの発生力に等しい加圧力でワークを加圧することになり、駆動ユニットを電動式としたことによる加圧力のきめ細かな制御が可能になる。そして、通電によりワークの溶け込みを生じたとき、電動式駆動ユニット自体では可動電極チップの動作遅れを生じても、付勢手段の付勢力により可動電極チップはワークの溶け込みに追従して応答性良く動き、スパッタの飛散が防止される。
【0009】
ところで、基台上にバックバーに代えて固定電極チップを設ければ、可動電極チップと固定電極チップとの間にワークを挟圧して通常のスポット溶接を行うことができる。ここで、インダイレクト溶接では、ワークのバックバーに対する当接面に圧痕が付かないように、ワーク加圧力を通常のスポット溶接よりも低く設定することが望まれる。そのため、上記付勢手段のばね定数は、インダイレクト溶接に適した比較的低いワーク加圧力が得られるように、比較的低く設定する必要がある。従って、このままでは、通常のスポット溶接に適した高い加圧力を得にくくなる。この場合、支持枠に対する駆動ユニットの上動を、付勢手段の付勢力がインダイレクト溶接時のワークの設定加圧力に等しくなる位置よりも高く設定した位置で規制する規制手段を設ければ、駆動ユニットが規制手段で規制される位置まで上動したところで、以後、可動電極チップは駆動ユニットからの力を直接受けてワークを加圧するようになり、通常のスポット溶接に適した高い加圧力が得られる。かくて、溶接装置をバックバーと固定電極チップとの付け換えだけでインダイレクト溶接と通常のスポット溶接とに共用化できるようになり、設備費の削減を図る上で有利である。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、ワークたる車両用ドアWのアウタパネルWOのヘミング加工された曲げ縁WOaをドアインナWIにインダイレクト溶接する定置式溶接装置を示している。
【0011】
この溶接装置は、基台1を備えており、基台1上に、アウタパネルWOの外表面を受けるバックバー2を絶縁材3を介して取付けると共に、基台1に立設した支柱4に支持枠5を固定し、この支持枠5にチップ用の駆動ユニット6を搭載している。駆動ユニット6は、送りねじ機構等の運動変換機構(図示せず)を内蔵するケーシング7上に駆動源たるサーボモータ8を取付けた電動式駆動ユニットで構成されており、サーボモータ8の回転で運動変換機構を介して上下動されるロッド9をケーシング7の下方に突出させ、ロッド9の下端にチップホルダ10を介して可動電極チップ11を取付けている。そして、サーボモータ8の作動により可動電極チップ11をバックバー2に向けて下動させ、バックバー2で外表面を受けさせたアウタパネルWOの曲げ縁WOaに上方から可動電極チップ11を当接させて、ドアWのヘミング部を加圧し得るようにしている。
【0012】
ドアWは、図示しないが、ドアインナWIに開設した穴の孔縁部をロボットの動作端のロボットハンドに取付けたクランプ部材により把持した状態でロボットに保持されており、一極を可動電極チップ11に接続した溶接電源(図示せず)の他極をクランプ部材に接続している。かくて、上記の如くドアWのヘミング部を加圧した状態で溶接電源から給電すると、可動電極チップ11から曲げ縁WOaを介してドアインナWIに溶接電流が流れ、曲げ縁WOaがドアインナWIに溶接される。
【0013】
ここで、溶接電流の通電時、曲げ縁WOaとドアインナWIとの溶接箇所における溶け込みを生ずるが、電動式の駆動ユニット6を用いると、溶け込みを生じても可動電極チップ11が瞬時には動かず、そのため溶接箇所に作用する加圧力が一時的に低下し、スパッタの飛散を生じ易くなる。
【0014】
そこで、本実施形態では、図2乃至図4に示す如く、支持枠5の上板5aと下板5bとの間に、ケーシング7の両側部に成形したガイドスリーブ7a,7aに挿通される上下方向に長手の1対のガイドバー12,12を取付けて、駆動ユニット6をケーシング6において支持枠5に上下動自在に支持している。更に、支持枠5に、ケーシング7の背面に形成した突起部7bを貫通する上下方向に長手のスプリングガイド13を取付けて、該ガイド13に、その上部に装着したカラー13aの下端と突起部7bの上面との間に位置させて、コイルスプリングから成る付勢手段14を外挿し、該付勢手段14で駆動ユニット6を支持枠5に対し下方に付勢している。尚、スプリングガイド13の下部には、駆動ユニット6の重量を受けるバランススプリング15が外挿されている。
【0015】
以上の構成によれば、可動電極チップ11の下動でこれが曲げ縁WOaに当接すると、以後、当接反力で駆動ユニット6が付勢手段14の付勢力に抗して支持枠5に対し上動する。そして、駆動ユニット6の発生力と付勢手段14の付勢力とがバランスする位置で駆動ユニット6の上動が停止され、結局、可動電極チップ11は、付勢手段14の付勢力を受けて、駆動ユニット6の発生力に等しい加圧力でドアWのヘミング部を加圧することになる。かくて、溶接電流の通電で曲げ縁WOaとドアインナWIとの溶接箇所の溶け込みを生じたとき、可動電極チップ11は付勢手段14の付勢力で溶け込みに追従して応答性良く動き、スパッタの飛散が防止される。
【0016】
上記した図1の定置式溶接装置は、図5に示す如く、基台1上に、バックバー2に代えて固定電極チップ2′を取付けることにより、可動電極チップ11と固定電極チップ2′との間にワークW′を挟圧し、両電極チップ11,2′間にワークW′を介して通電して通常のスポット溶接を行う定置式溶接装置としても使用することができる。
【0017】
ここで、インダイレクト溶接では、バックバー2に当接するアウタパネルWOの外表面に圧痕が付かないよう、ワーク加圧力を100kgf以下の比較的低い値に設定する必要があり、そのため、付勢手段14のばね定数を比較的低く設定することが必要になる。一方、通常のスポット溶接では、ワーク加圧力を150kgf以上の比較的高い値に設定する必要がある。この場合、駆動ユニット6による可動電極チップ11の移動ストロークを長く取り、付勢手段14の付勢力が通常のスポット溶接に必要なワーク加圧力に等しくなる位置まで駆動ユニット6を上動し得るように構成することも考えられるが、これでは装置が大型化してしまう。
【0018】
そこで、本実施形態では、図3及び図4に示す如く、各ガイドバー12の上部に、各ガイドスリーブ7aの上端に当接可能な筒状ストッパから成る規則手段16を装着し、駆動ユニット6の上動を、付勢手段14の付勢力がインダイレクト溶接時のワークの設定加圧力に等しくなる位置より若干高く設定した位置で規制手段16により規制し得るようにしている。これによれば、駆動ユニット6が規制手段16で規制される位置まで上動したところで、以後、可動電極チップ11は駆動ユニット6からの力を直接受けてワークを加圧するようになり、通常のスポット溶接に適した高い加圧力が得られる。かくて、装置を大型化せずに、インダイレクト溶接と通常のスポット溶接との共用化が可能になる。
【0019】
尚、上記実施形態では、付勢手段14としてコイルスプリングを用いているが、空気ばね等の他の付勢部材を用いても良い。
【0020】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電動式駆動ユニットを用いることできめ細かな加圧制御が可能になると共に、ワークの溶け込みに対する可動電極チップの追従性を良くして、スパッタの飛散を防止でき、更に、駆動ユニットの上動を規制する規制手段を設けることにより、装置を大型化せずにインダイレクト溶接と通常のスポット溶接との共用化が可能になり、設備費の削減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明溶接装置の一例の側面図
【図2】 駆動ユニットの配置部の拡大平面図
【図3】 図2の矢印III方向から見た駆動ユニットの正面図
【図4】 図2のIV-IV線截断側面図
【図5】 図1の溶接装置を通常のスポット溶接を行う装置として使用する状態を示す側面図
【符号の説明】
1 基台 2 バックバー
2′固定電極チップ 5 支持枠
6 駆動ユニット 11 可動電極チップ
14 付勢手段 16 規制手段
Claims (3)
- 基台上にワークを受けるバックバーを設けると共に、基台に固定の支持枠に、可動電極チップをバックバーに向けて下動させてワークを加圧する駆動ユニットを搭載し、ワークのインダイレクト溶接を行うようにした定置式溶接装置であって、
駆動ユニットを、サーボモータを駆動源とする電動式駆動ユニットで構成するものにおいて、
駆動ユニットは、運動変換機構を内蔵するケーシングを有し、ケーシング上にサーボモータが取付けられ、サーボモータの回転で運動変換機構を介して上下動されるロッドがケーシングの下方に突出し、ロッドの下端にチップホルダを介して可動電極チップが取付けられ、
駆動ユニットをケーシングにおいて支持枠に上下動自在に、且つ、付勢手段により下方に付勢して支持させる、
ことを特徴とする定置式溶接装置。 - 基台上にワークを受けるバックバー又は固定電極チップを設けると共に、基台に固定の支持枠に、可動電極チップをバックバー又は固定電極チップに向けて下動させてワークを加圧する駆動ユニットを搭載し、ワークのインダイレクト溶接又は通常のスポット溶接を行うようにした定置式溶接装置であって、
駆動ユニットを、サーボモータを駆動源とする電動式駆動ユニットで構成するものにおいて、
駆動ユニットは、運動変換機構を内蔵するケーシングを有し、ケーシング上にサーボモータが取付けられ、サーボモータの回転で運動変換機構を介して上下動されるロッドがケーシングの下方に突出し、ロッドの下端にチップホルダを介して可動電極チップが取付けられ、
駆動ユニットをケーシングにおいて支持枠に上下動自在に、且つ、付勢手段により下方に付勢して支持させると共に、
支持枠に対する駆動ユニットの上動を、付勢手段の付勢力がインダイレクト溶接時のワークの設定加圧力に等しくなる位置よりも高く設定した位置で規制する規制手段を設ける、
ことを特徴とする定置式溶接装置。 - 前記駆動ユニットの重量を受けるバランススプリングを備えることを特徴とする請求項1又は2記載の定置式溶接装置。
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