JP4277929B2 - プロジェクションボルト溶接方法および溶接装置 - Google Patents

プロジェクションボルト溶接方法および溶接装置 Download PDF

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Description

この発明は、電気抵抗溶接によってプロジェクションボルトを鋼板部品に溶接するものに関している。
進退動作式の供給ロッドの保持ヘッドに保持されたプロジェクションボルトを電気抵抗溶接電極に設けた受入孔に挿入し、その後、前記電極の進出によって待機している鋼板部品にプロジェクションボルトを溶接するものが、特許第２５０９１０３号公報によって知られている。また、ロボット装置にクランプされた鋼板部品の移動動作と、プロジェクションナットを電極に供給する動作とが同期しているものが、特開平９−５７４５８号公報によって知られている。
さらに、特許第３３２６４８９号公報に記載されている技術は、供給ロッドの先端に固定したヘッド本体にエアシリンダが取付けられ、このエアシリンダのピストンロッドに保持部材が結合され、この保持部材にプロジェクションボルトを収容する保持凹部が形成され、保持凹部の底部に空気噴射口が開口させてあり、前記ピストンロッドが進出すると保持部材がヘッド本体から離隔してプロジェクションボルトが電極の受入孔に挿入され、それから空気噴射によって挿入が完了するものである。
特許第２５０９１０３号公報 特開平９−５７４５８号公報 特許第３３２６４８９号公報
上述の特許文献に開示されている技術においては、鋼板部品に対する電極の進出が、他の動作部材の動きと有機的に関連していないので、一連の円滑な動作としては、さらに改良が必要である。とくに、プロジェクションボルトの溶接箇所が鋼板部品に複数配置されているものにおいては、例えば、１つ目の溶接箇所から２つ目の溶接箇所までの距離は短いが、２つ目から３つ目までの距離が長いという場合がある。このように溶接箇所間の距離が異なっているときには、電極の進出タイミングをこれらの異なった距離に順応させて行う必要がある。
さらに、特許文献３に記載されている構造であると、保持部材に空気ホースを接続する必要があるので、保持部材が進退動作をすると空気ホースがそれにともなって変形をくりかえすので、空気ホースの付け根部分にクラックが発生し空気漏れの原因となる。あるいは、空気ホースが保持凹部の開口部近傍に存在するので、保持部材自体の進出やプロジェクションボルトの進出に対して空気ホースが干渉するおそれがある。また、供給ロッド自体は昇降動作をしないので、エアシリンダのストロークを長くしてプロジェクションボルトを電極の受入孔に挿入し切る必要がある。したがってエアシリンダの寸法が著しく長くなり、狭い箇所において動作させることが困難となる。
本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、鋼板部品に対するプロジェクションボルトの溶接箇所と、電極に対するプロジェクションボルトの供給状態とを根拠にして、適確な電極の進出を開始することのできるプロジェクションボルト溶接方法および溶接装置の提供を目的とする。
 問題を解決するための手段
請求項１記載の発明は、溶接方法の発明であり、進退動作式の供給ロッドの保持ヘッドに保持されたプロジェクションボルトの先端部を、供給ロッドが前進位置にある状態で挿入駆動手段の進出動作によって電極の受入孔に挿入し、この挿入位置において保持ヘッドから空気噴射を行って受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了し、ついで、供給ロッドを後退させ、その後、前記電極の進出によって待機している鋼板部品にプロジェクションボルトを電気抵抗溶接で溶接するものにおいて、前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号と、鋼板部品に対するプロジェクションボルトの溶接箇所が鋼板部品を移動させるロボット装置の動作で電極に合致することによって発せられる信号によって、鋼板部品に対して電極を進出させ、その後、加圧と通電がなされるものであり、しかも電極に合致することによって発せられる前記信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされ、前記空気噴射は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われることを特徴とするプロジェクションボルト溶接方法である。
発明の効果
上述のように、前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号が活用されているので、何等かの原因でプロジェクションボルトが電極の受入孔に挿入されていないという異常事態が発生した場合、電極の進出が誤って行われることがない。したがって、プロジェクションボルトの供給ミスにおいて効果的な予防措置が講じられる。
さらに、上述のように、鋼板部品に対するプロジェクションボルトの溶接箇所が電極に合致することによって発せられる信号が活用されているので、前記溶接箇所が電極に合致するまでの所要時間に長短があっても、適正な時期に確実に電極の進出がなされる。したがって、例えば、ロボット装置で鋼板部品を前後左右に移動させたり、表裏を反転させたりすることがあっても、それらに要する時間の長短に関係なく確実な電極の進出が確保できる。換言すると、例えば、１つ目の溶接箇所から２つ目の溶接箇所までの距離は短いが、２つ目から３つ目までの距離が長いという場合であっても、電極の進出開始が適確になされる。そして、保持ヘッドが中間位置に戻るまで空気噴射を継続することによって、保持ヘッドに残留しているプロジェクションボルトを戻り動作中に空気噴射で吹き飛ばして、プロジェクションボルトが送出管等に衝突したりして保持ヘッドの収容孔等を損傷することが防止される。
請求項２記載の発明は、前記受入孔にプロジェクションボルトが挿入される動作と、前記溶接箇所を電極に合致させる動作が重複して行われる請求項１記載のプロジェクションボルト溶接方法である。
前記受入孔にプロジェクションボルトが挿入される動作、つまり供給ロッドが進出して保持されているプロジェクションボルトを受入孔に挿入するまでの所要時間と、前記溶接箇所を電極に合致させるための所要時間とが重複しているので、ボルト挿入と鋼板部品移動とが重複して進行することになる。したがって、溶接所要時間の短縮にとって効果的である。とくに、受入孔にプロジェクションボルトが挿入される動作が鋼板部品の移動と重複しているので、ボルトを電極に供給する時間と鋼板部品移動の時間のいずれか長い方の時間を最大所要時間とすることができ、両時間が積算されるという現象を回避することができる。
請求項３記載の発明は、前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号は、前記供給ロッドの復帰ストローク途上の所定位置において得られる信号とされている請求項１または請求項２記載のプロジェクションボルト溶接方法である。
前記供給ロッドの復帰ストローク途上、すなわち供給ロッドの前進端と後退端との間でえられる信号によってプロジェクションボルト挿入が完了したものとされている。つまり、プロジェクションボルトが実際に受入孔に挿入された時点から、さらに所定時間を経過した時点がボルト挿入完了とされている。したがって、電極の進出開始は、供給ロッドの保持ヘッドが十分に戻ってからなされるので、進出した電極が保持ヘッドに干渉することが回避できる。
請求項４記載の発明は、前記溶接箇所を電極に合致させる動作は、電極軸線を含む空間内で行われる請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプロジェクションボルト溶接方法である。
前記電極軸線を含む空間内で、溶接箇所を電極に合致させる動作が行われる。このような合致動作は、一対の電極の間で行われるので、鋼板部品を電極軸線に直交した方向にわずかにずらすような動作となり、鋼板部品の移動が簡単に短時間で行える。
請求項５記載の発明は、前記鋼板部品を反転させて前記溶接箇所を電極に合致させる動作は、一対の電極の間から鋼板部品を外側へ移動させて反転させた後、鋼板部品を一対の電極間に戻した状態で行われる請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプロジェクションボルト溶接方法である。
前記電極軸線を含まない空間内で、溶接箇所を電極に合致させる動作が行われる。このような合致動作は、一対の電極の間からはずれた広い空間で行われるので、大型で複雑な形状の鋼板部品を反転したり複雑な軌跡で移動したりすることが可能となる。鋼板部品を反転させるような場合には、両電極間の狭い空間スペースでは反転ができないので、鋼板部品を両電極間から外側へ移動させて反転する。したがって、このような反転は、電極軸線を含まない空間内で行われることになる。
請求項６記載の発明は、溶接装置の発明であり、一対の電極のいずれか一方または両方が電極軸線に沿って進出加圧手段によって進退するとともに、いずれか一方の電極に電極軸線と同軸状態の受入孔が形成され、この受入孔に挿入されたプロジェクションボルトを鋼板部品に溶接する電気抵抗溶接機構と、
前記プロジェクションボルトを保持した供給ロッドを前記電極軸線に対して進退させる進退駆動手段が設けられているとともに、前記供給ロッドに保持されたプロジェクションボルトを前記受入孔に挿入する挿入駆動手段が設けられ、この挿入位置において空気噴射によって受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了する溶接部品供給機構と、
前記両電極間にロボット装置によって鋼板部品を挿入するとともにプロジェクションボルトの溶接箇所を電極に向かって移動させる鋼板部品移動機構と、
前記電気抵抗溶接機構と前記溶接部品供給機構と前記鋼板部品移動機構を動作させるための制御装置とによって構成されたものにおいて、
前記制御装置は、少なくとも前記受入孔へのプロジェクションボルト挿入完了信号と前記鋼板部品の移動完了信号を受けて前記進出加圧手段の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の電極の進出を開始するものであり、前記鋼板部品の移動完了信号はロボット装置のロボット制御 装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされるように構成し、前記制御装置によって前記空気噴射は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われることを特徴とするプロジェクションボルト溶接装置である。
プロジェクションボルトを保持した供給ロッドが、前記進退駆動手段によって電極軸線の方へ進出し、プロジェクションボルトと受入孔が同軸になった箇所で停止する。それから前記挿入駆動手段が動作してプロジェクションボルトが受入孔内に挿入され、この挿入完了の信号が前記制御装置に入力される。このような受入孔への挿入が完了すると、供給ロッドが進退駆動手段によって後退する。
一方、前記鋼板部品移動機構が供給ロッドによるプロジェクションボルト供給動作に並行して動作をし、鋼板部品のプロジェクションボルト溶接位置が電極に合致する。この合致完了の信号が制御装置に入力される。
上述のように、挿入完了信号と合致完了信号とが制御装置に入力され両信号がアンド処理をされて、前記進出加圧手段の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の電極の進出を開始する。
したがって、前記請求項１記載の発明において述べた作用効果と同じものがえられる。
請求項７記載の発明は、一対の電極のいずれか一方または両方が電極軸 線に沿って進出加圧手段によって進退するとともに、いずれか一方の電極に電極軸線と同軸状態の受入孔が形成され、この受入孔に挿入されたプロジェクションボルトを鋼板部品に溶接する電気抵抗溶接機構と、
前記プロジェクションボルトを保持した供給ロッドを前記電極軸線に対して進退させる進退駆動手段が設けられているとともに、前記供給ロッドに保持されたプロジェクションボルトを前記受入孔に挿入する挿入駆動手段が設けられ、この挿入位置において押出し部材の進出によって受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了する溶接部品供給機構と、
前記両電極間にロボット装置によって鋼板部品を挿入するとともにプロジェクションボルトの溶接箇所を電極に向かって移動させる鋼板部品移動機構と、
前記電気抵抗溶接機構と前記溶接部品供給機構と前記鋼板部品移動機構を動作させるための制御装置とによって構成されたものにおいて、
前記制御装置は、少なくとも前記受入孔へのプロジェクションボルト挿入完了信号と前記鋼板部品の移動完了信号を受けて前記進出加圧手段の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の電極の進出を開始するものであり、前記鋼板部品の移動完了信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされるように構成し、前記制御装置によって前記押出し部材の進出状態は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われ、しかも前記供給ロッドの先端に保持ヘッドが取付けられ、この保持ヘッドは、ヘッド本体にプロジェクションボルトを保持する保持凹部が設けられ、この保持凹部の底部から突出して保持凹部内に保持されているプロジェクションボルトを押し出す押出し部材がヘッド本体を貫通した状態で配置され、前記押出し部材を進退させる往復駆動手段がヘッド本体に取り付けられていることを特徴とするプロジェクションボルト溶接装置である。
前記ヘッド本体に取り付けられた往復駆動手段によって前記押出し部材だけが保持凹部の底部から進退するものであるから、進退可動部材が最小化され押出し部材の進出に伴う占有空間がわずかなものとなり、近隣の部材に干渉することなく狭い箇所におけるプロジェクションボルト挿入が行いやすくなる。そして、押出し部材が直接プロジェクションボルトに接触して受入孔に挿入するものであるから、プロジェクションボルトの進出が確実に達成される。空気噴射のような噴射音が発生しないので、工場環境が静かになる。さらに、プロジェクションボルトの先端部が受入孔に挿入された箇所から往復駆動手段が動作するものであるから、往復駆動手段による受入孔への挿入長さが最短になる。したがって、往復駆動手段の大きさを小さくすることができ、狭い箇所への保持ヘッド進出が行いやすくなる。また、往復駆動手段としては、エアシリンダ、進退出力型の電動モータあるいは電磁ソレノイド等の出力ユニットを装置の形態に適合させて採用することができ、優れた装置を確保することができる。エアシリンダを採用した場合であっても、空気ホースの繰り返し変形を回避した構造としてまとめることができ、前述の空気漏れ等の問題が発生しない。
請求項８記載の発明は、溶接方法の発明であり、進退動作式の供給ロッドの保持ヘッドに保持されたプロジェクションボルトの先端部を、供給ロッドが前進位置にある状態で挿入駆動手段の進出動作によって電極の受入孔に挿入し、この挿入位置において保持ヘッドから押出し部材を進出させて受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了し、ついで、供給ロッドを後退させ、その後、前記電極の進出によって待機している鋼板部品にプロジェクションボルトを電気抵抗溶接で溶接するプロジェクションボルト溶接装置を準備し、前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号と、鋼板部品に対するプロジェクションボルトの溶接箇所が鋼板部品を移動させるロボット装置の動作で電極に合致することによって発せられる信号によって、鋼板部品に対して電極を進出させ、その後、加圧と通電がなされるものであり、しかも電極に合致することによって発せられる前記信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされ、前記押出し部材の進出状態は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われることを特徴とするプロジェクションボルト溶接方法である。
前記押出し部材が進出するものであるから、進退可動部材が最小化され押出し部材の進出に伴う占有空間がわずかなものとなり、近隣の部材に干渉することなく狭い箇所におけるプロジェクションボルト挿入が行いやすくなる。そして、押出し部材が直接プロジェクションボルトに接触して受入孔に挿入するものであるから、プロジェクションボルトの進出が確実に達成される。空気噴射のような噴射音が発生しないので、工場環境が静かになる。さらに、プロジェクションボルトの先端部が受入孔に挿入された箇所から押出し部材が進出するものであるから、受入孔への挿入長さが最短になり、押出し部材のストローク長さを最小化できる。保持ヘッドが中間位置に戻るまで押出し部材の進出状態を継続することによって、保持ヘッドにボルトが残留したまま戻らないようにしている。万一、押出し部材の先端にボルトが油等によって付着したまま戻る現象が発生しても、押出し部材は突出状態になっているので、供給ロッドの戻り動作中に振り落とされる。このようにしてボルトが送出管等に衝突したりして保持ヘッドの収容孔等を損傷することが防止される。また、このような「ボルトの連れ帰り現象」は、押出し部材がボルトを受入孔に挿入し終わってから直ちに後退すると、何等かの原因で受入孔から抜け落ちたボルトが再び保持ヘッドに保持されることによっても発生する。しかし、上述のように押出し部材の進出状態を継続することにより、このような保持ヘッドへの戻り保持が回避できる。それ以外の作用効果は、前述の空気噴射を利用した請求項１記載の発明と同じである。
請求項９記載の発明は、前記受入孔にプロジェクションボルトが挿入される動作と、前記溶接箇所を電極に合致させる動作が重複して行われる請求項８記載のプロジェクションボルト溶接方法である。
前記受入孔にプロジェクションボルトが挿入される動作、つまり供給ロッドが進出して保持されているプロジェクションボルトを受入孔に挿入するまでの所要時間と、前記溶接箇所を電極に合致させるための所要時間とが重複しているので、ボルト挿入と鋼板部品移動とが重複して進行することになる。したがって、溶接所要時間の短縮にとって効果的である。とくに、受入孔にプロジェクションボルトが挿入される動作が鋼板部品の移動と重複しているので、ボルトを電極に供給する時間と鋼板部品移動の時間のいずれか長い方の時間を最大所要時間とすることができ、両時間が積算されるという現象を回避することができる。
請求項１０記載の発明は、前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号は、前記供給ロッドの復帰ストローク途上の所定位置において得られる信号とされている請求項８または請求項９記載のプロジェクションボルト溶接方法である。
前記供給ロッドの復帰ストローク途上、すなわち供給ロッドの前進端と後退端との間でえられる信号によってプロジェクションボルト挿入が完了したものとされている。つまり、プロジェクションボルトが実際に受入孔に挿入された時点から、さらに所定時間を経過した時点がボルト挿入完了とされている。したがって、電極の進出開始は、供給ロッドの保持ヘッドが十分に戻ってからなされるので、進出した電極が保持ヘッドに干渉することが回避できる。
請求項１１記載の発明は、前記溶接箇所を電極に合致させる動作は、電極軸線を含む空間内で行われる請求項８〜請求項１０のいずれかに記載のプロジェクションボルト溶接方法である。
前記電極軸線を含む空間内で、溶接箇所を電極に合致させる動作が行われる。このような合致動作は、一対の電極の間で行われるので、鋼板部品を電極軸線に直交した方向にわずかにずらすような動作となり、鋼板部品の移動が簡単に短時間で行える。
請求項１２記載の発明は、前記鋼板部品を反転させて前記溶接箇所を電極に合致させる動作は、一対の電極の間から鋼板部品を外側へ移動させて反転させた後、鋼板部品を一対の電極間に戻した状態で行われる請求項８〜請求項１０のいずれかに記載のプロジェクションボルト溶接方法である。
前記電極軸線を含まない空間内で、溶接箇所を電極に合致させる動作が行われる。このような合致動作は、一対の電極の間からはずれた広い空間で行われるので、大型で複雑な形状の鋼板部品を反転したり複雑な軌跡で移動したりすることが可能となる。鋼板部品を反転させるような場合には、両電極間の狭い空間スペースでは反転ができないので、鋼板部品を両電極間から外側へ移動させて反転する。したがって、このような反転は、電極軸線を含まない空間内で行われることになる。
請求項１３記載の発明は、一対の電極のいずれか一方または両方が電極軸線に沿って進出加圧手段によって進退するとともに、いずれか一方の電極に電極軸線と同軸状態の受入孔が形成され、この受入孔に挿入されたプロジェクションボルトを鋼板部品に溶接する電気抵抗溶接機構と、
前記プロジェクションボルトを保持した供給ロッドを前記電極軸線に対して進退させる進退駆動手段が設けられているとともに、前記供給ロッドに保持されたプロジェクションボルトを前記受入孔に挿入する挿入駆動手段が設けられ、この挿入位置において空気噴射によって受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了する溶接部品供給機構と、
前記受入孔に進退可能な状態で配置された導入ロッドに、受入孔に挿入されたプロジェクションボルトと導入ロッドを一体化する一体化手段が設けられていることによって、プロジェクションボルトを受入孔内に導入する導入機構と、
前記両電極間にロボット装置によって鋼板部品を挿入するとともにプロジェクションボルトの溶接箇所を電極に向かって移動させる鋼板部品移動機構と、
前記電気抵抗溶接機構と前記溶接部品供給機構と前記鋼板部品移動機構を動作させるための制御装置とによって構成されたものにおいて、
前記制御装置は、少なくとも前記受入孔へのプロジェクションボルト挿入完了信号と前記鋼板部品の移動完了信号を受けて前記進出加圧手段の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の電極の進出を開始するものであり、前記鋼板部品の移動完了信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされるように構成し、前記制御装置によって前記空気噴射は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われることを特徴とするプロジェクションボルト溶接装置である。
上記溶接装置の作用効果は、基本的には前述の請求項６記載の発明と同じであるが、前記導入機構の点が追加されている。すなわち、受入孔内へプロジェクションボルトを導入することにより、確実なボルト導入がなされる。とくに、プロジェクションボルト先端部が受入孔に挿入された箇所から導入されるので、受入孔から逸脱することのない確実な導入が図られて、信頼性の高い動作がえられる。
つぎに、本発明のプロジェクションボルト溶接方法および溶接装置を実施するための最良の形態を説明する。
図１〜図７は、実施例１を示す。
プロジェクションボルトについて説明する。
図２（Ｂ）に示すように、プロジェクションボルト１０は鉄製であり、軸部１１に円形のフランジ部１２が一体に形成され、軸部１１とは反対側のフランジ面に円形の溶着用突起１３が設けてある。そして、フランジ部１２は軸部１１と同心円の状態とされている。各部の寸法は、軸部１１の直径は５ｍｍ、軸部１１の長さは２３ｍｍ、フランジ部の直径は１３ｍｍ、フランジ部の厚さは１ｍｍ、溶着用突起１３の直径は９ｍｍ、溶着用突起１３の突出厚さは１．２ｍｍである。なお、以下の説明においては、プロジェクションボルトを単にボルトと記載する場合がある。
溶接装置全体について説明する。
図１（Ａ）は、溶接装置全体を示す側面図である。床１にほぼ鉛直方向の支柱２が固定され、その上端と下方に支持アーム３，４がほぼ水平方向に固定されている。支持アーム３に進出加圧手段であるエアシリンダ５がほぼ鉛直方向に取付けられ、このエアシリンダ５のピストンロッドに可動電極６が結合されている。前記進出加圧手段は進退出力をするものであればよく、エアシリンダ５以外に進退出力をする電動モータや、ラックピニオン機構等を採用することができる。
一方、支持アーム４には、可動電極６と対をなす固定電極７が同軸状態で取り付けてある。符号Ｏ−Ｏは、両電極６，７の電極軸線である。さらに、溶接電流を供給する溶接トランス８が支柱２に固定されている。上述のようなエアシリンダ５，可動電極６，固定電極７，溶接トランス８等によって電気抵抗溶接機構１００が構成されている。なお、固定電極７を昇降可動式にすることも可能である。すなわち、図１（Ｂ）に示すように、支持アーム４にエアシリンダ９を固定し、このエアシリンダ９の出力で電極７を昇降させる。こうすることによって、両電極６，７間のスペースを拡大し、鋼板部品の移動を容易にすることができる。
前述のように、上側の電極６を進退させることに換えて、下側の電極７を進退させるようにすることもできる。あるいは、両電極６，７とも進退できるようにすることも可能である。このようにすることによって、一対の電極のいずれか一方または両方が電極軸線に沿って進出加圧手段によって進退するのである。
可動電極６にボルト１０を保持させるために、溶接部品供給機構１０１が設けてある。図４にも示すように、三角形状の基部材１４の傾斜部分にガイド筒１５が固定され、その端部に進退駆動手段であるエアシリンダ１６が結合されている。このエアシリンダ１６のピストンロッドに供給ロッド１７が結合され、その先端に保持ヘッド１８が固定されている。したがって、供給ロッド１７は電極軸線Ｏ−Ｏに対して斜め方向から交差するように配置されている。前記進退駆動手段は進退出力をするものであればよく、エアシリンダ１６以外に進退出力をする電動モータや、ラックピニオン機構等を採用することができる。
図２（Ａ）に示すように、可動電極６に受入孔２０が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態で設けられ、ここに軸部１１を挿入するために、基部材１４，ガイド筒１５，エアシリンダ１６，供給ロッド１７を一体にして昇降するようになっている。この昇降を行うために、挿入駆動手段であるエアシリンダ２１が設けられている。エアシリンダ２１は、鉛直方向に配置されたピストンロッド２２が静止部材である支持アーム３に固定され、シリンダボディー２３が基部材１４に結合されている。したがって、シリンダボディー２３が昇降部材となっている。
ボルト１０は、パーツフィーダ２４の送出通路部材２５から連続的に送出され、送出制御装置２６が動作して１つずつ送り出される。この送出制御装置２６から出た１つのボルト１０は、供給ホース２８を経て基部材１４に固定されたストッパユニット２９に送られる。ボルト１０には空気噴射管２７から空気を噴射して、ストッパユニット２９にとどけられる。
プロジェクションボルト１０が溶接される鋼板部品は、符号３０で示されている。鋼板部品３０の形状としては、ほぼ平板状のもの、断面Ｌ字型のもの、凹部と湾曲部と平板部等が組み合わされたもの等種々なものがある。ここでの鋼板部品３０は、平板状の部分に湾曲した部分が連続した比較的単純な形状である。
鋼板部品３０に１つ目のボルト１０が溶接されたら、次の溶接箇所を電極軸線Ｏ−Ｏの位置に移動させて２つ目のボルト１０を溶接する。このような移動を行うために、鋼板部品移動機構１０２が設けられている。この機構１０２は、鋼板部品３０を保持して移動させることのできる機構であればよく、ここでは一般的に使用されているロボット装置３１である。このロボット装置３１は、通常の６軸タイプのものである。なお、符号３２は、鋼板部品３０を掴むチャック機構である。
電極の受入孔２０は図２（Ａ）に示すように、可動電極６に設けられているが、これを固定電極７側に設けてもよい。こうするときには、供給ロッド１７を斜め下側から進退させて、上側からボルト１０を差し込むようにする。このようにして、いずれか一方の電極に電極軸線と同軸状態の受入孔が形成されることになる。
つぎに、供給ロッド１７の詳細構造を説明する。
図２（Ａ）に示すように、供給ロッド１７の先端に結合されている保持ヘッド１８は、非磁性材料であるステンレス鋼で作られたブロック材を加工したもので、上方に開放した円形の収容孔３３内にフランジ部１２が収容される。収容孔３３には環状の段部３４が形成され、ここにフランジ部１２の表面が着座する。保持ヘッド１８に埋設した永久磁石３５の吸引力がフランジ部１２に作用して、前記着座が確実に行われる。
収容孔３３の底部に開口する空気通路３６が設けられ、この空気通路３６は供給ロッド１７の内部を通って空気ホース３７に連通している。空気ホース３７は、供給ロッド１７にジョイント管（図示していない）を介して結合され、供給ロッド１７の進退時に伸縮できるようにコイル状に形成され、後述の空気切換弁に接続されている。なお、受入孔２０の奥部に永久磁石３８が固定され、受入孔２０に入ってきた軸部１１を吸引してボルト１０が落下しないようにしている。
つぎに、送出制御装置２６の詳細構造を説明する。
図３に示すように、送出通路部材２５から連続的に出てきたボルト１０を、送出制御装置２６から１つずつ送り出す。ほぼ直方体の形をした外箱４０内でその長手方向に摺動する移動片４１が設けられている。この移動片４１は、直方体形状でありその中央部に受入凹部４２が形成されている。この受入凹部４２は外箱４０に形成した進入口４３を経て送出通路部材２５に連通している。移動片４１は、外箱４０に固定したエアシリンダ３９によって進退するようになっている。移動片４１に永久磁石４４が埋設され、受入凹部４２に入ってきたボルト１０の位置決めが行われる。なお、図３（Ａ）には理解しやすくするために、同図（Ｂ）に図示した蓋板４５は図示していない。
外箱４０の底板４７に送出口４６が設けられ、それと同軸位置の蓋板４５に空気噴射口４８があけられ、前記空気噴射管２７が接続されている。この空気噴射管２７は後述の空気切換弁に接続されている。また、送出口４６に供給ホース２８が接続されている。供給ホース２８はウレタン樹脂で作られ所要の形状に湾曲することができるようになっている。なお、符号３２（図４参照）は、供給ホース２８内の供給通路を示している。
送出通路部材２５内のボルト１０が永久磁石４４に吸引されて受入凹部４２内に収容されると、移動片４１はエアシリンダ３９の動作で移動し、受入凹部４２が送出口４６と合致した位置で停止する。この停止と同時に空気噴射口４８から空気が噴射され、ボルト１０は供給ホース２８内を勢いよく移送されて、ストッパユニット２９に到達する。
前記空気噴射口４８は送出制御装置２６に形成されているが、この空気噴射口４８を２点鎖線で示すように、送出制御装置２６の近傍の供給ホース２８に開口させることも可能である。
つぎに、ストッパユニット２９の詳細構造を説明する。
図４に示すように、ユニットケース５０に進入口５１と送出口５２が対向した位置関係で設けられ、通過孔５３があけられたストッパ片５４がユニットケース５０内を摺動するようになっている。このストッパ片５４は、ユニットケース５０に取付けたエアシリンダ５５によって進退する。通過孔５３の隣に配置された中実部分が停止部５６とされている。
図示の状態は、停止部５６が進入口５１を閉じているもので、前記送出制御装置２６から高速で空気搬送をされてきたボルト１０は、その溶着用突起１３が勢いよく停止部５６に衝突して２点鎖線図示のように、一旦停止の状態になる。このようにしてボルト１０は一旦停止の状態とされて、ボルト１０が保持ヘッド１８の段部３４を直撃するのを回避して、保持ヘッド１８の傷みを防止している。つぎに、エアシリンダ５５の動作でストッパ片５４が移動して通過孔５３が進入口５１と送出口５２に合致すると、ボルト１０はユニットケース５０に結合された送出管５７内へ落下してゆく。
供給ロッド１７が後退位置におかれている状態、すなわちエアシリンダ１６のピストン１９が最も後退した位置におかれている状態のとき、保持ヘッド１８の収容孔３３が送出管５７の通路に合致して、ボルト１０のフランジ部１２が円滑に収容孔３３内に落ち込むようになっている。つまり、供給ロッド１７が後退したときに、収容孔３３が送出管５７に合致するように、送出管５７と供給ロッド１７との相対位置が設定されている。
装置全体の動作部分の移動距離は、つぎのとおりである。
供給ロッド１７の後退位置、すなわち図４に示すように、保持ヘッド１８の収容孔３３が送出管５７の通路に正確に合致している状態から、供給ロッド１７の前進位置、すなわち図２（Ａ）に示すように、保持ヘッド１８に保持されたボルト１０の軸部１１が受入孔２０と同軸になった状態までのストローク距離Ｓ１（図１（Ａ）参照）は、３５０ｍｍである。また、保持ヘッド１８の進出が停止して軸部１１が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸になっているときの軸部１１の先端と可動電極６の下端面との間隔Ｓ２（図２（Ａ）参照）は、１７ｍｍである。さらに、エアシリンダ２１の動作で軸部１１の先端部が受入孔２０に進入し、空気通路３６からの空気噴射に備えている状態での軸部１１の受入孔２０への進入長さＳ３（図２（Ａ）参照）は、３ｍｍである。
つぎに、装置全体を動作させる制御システムを説明する。
図５は、制御システムを示すブロック図である。制御は制御装置１０３によって行われる。この制御装置１０３は、一般的に採用されているシーケンス装置やコンピュータ装置によって構成される。また、各エアシリンダに動作空気を供給する空気切換弁６０が、制御装置１０３から出力される動作信号によって機能するようになっている。さらに、タイマー装置６１からの計時信号が制御装置１０３に通知され、それに基づいて出力される動作信号で受入孔２０への軸部１１の挿入動作が実行されるようになっている。タイマー装置６１自体は、計時開始から所定時間経過毎に、例えば、空気噴射開始信号、保持ヘッドの後退開始信号、供給ロッドの復帰開始信号等を発するものであり、図５（Ｂ）や後述の説明に記載されている。
図５において、矢線は、制御装置１０３にエアシリンダ１６のストローク位置信号を通知したり、制御装置１０３とタイマー装置６１間の信号の授受を行ったり、制御装置１０３から空気切換弁６０に動作信号を供給したりする通信線である。また、空気切換弁６０と各エアシリンダを結ぶ線は、空気給排用の空気管である。
エアシリンダ１６には、供給ロッド１７の前進位置を検知する前進位置センサー６２と、供給ロッド１７の後退位置を検知する後退位置センサー６３が取付けられている。そして、両センサー６２，６３の中間に供給ロッド１７の中間位置センサー６４が配置されている。これらのセンサー６２，６３および６４は、供給ロッド１６のピストン１９の位置を検知する形式のものであり、一般的に使用されている電磁的検知センサーである。このような３位置を検出するために別の方法として、エアシリンダ１６のストローク動作で位置信号を発するパルスエンコーダーを用いてもよい。
図５（Ａ）の状態は、供給ロッド１７が後退位置にあり、それによって後退位置センサー６３からの信号が制御装置１０３に入力される。これによって発せられた動作信号が空気切換弁６０に送信され、空気切換弁６０からストッパユニット２９のエアシリンダ５５に動作空気が供給されて、ストッパ片５４が停止位置から通過位置に移動し、図４の２点鎖線図示のように待機していたボルト１０が保持ヘッド１８に落下して段部３４に着座する。ストッパ片５４をボルト１０が通過すると、空気切換弁６０の動作で直ちにストッパ片５４は元の停止位置に復帰する。
上述の状態で制御装置１０３から起動信号が出力され、空気切換弁６０から動作空気がエアシリンダ１６に供給されて供給ロッド１７が前進し、前進位置センサー６２の検知信号によって供給ロッド１７の前進が停止する（図６（Ａ）参照）。すなわち、前進位置センサー６２の信号が制御装置１０３に入力され、それによって空気切換弁６０が動作してエアシリンダ１６の進出が停止する。この状態では図２（Ａ）に示すように、軸部１１が受入孔２０と同軸状態になっている。
前進位置センサー６２の検知信号、すなわち図５（Ｂ）に示す「供給ロッド前進位置信号」によって挿入駆動手段であるエアシリンダ２１に動作空気が供給され、保持ヘッド１８に保持されたボルト１０が上昇する。エアシリンダ２１の上昇動作開始と同時に、前記「供給ロッド前進位置信号」によってタイマー装置６１が計時を開始する。
タイマー装置６１の計時開始後０．３秒経過すると、噴射開始信号がタイマー装置６１から制御装置１０３に通知され、これによってエアシリンダ２１の上昇が停止する（図６（Ｂ）参照）。この停止位置は、軸部１１の先端部が受入孔２０に距離Ｓ３すなわち３ｍｍ進入した箇所である。この停止と同時に空気切換弁６０からの空気が空気ホース３７を通って空気通路３６から溶着用突起１３とフランジ部１２に噴射され、ボルト１０は永久磁石３５の吸引力に抗して受入孔２０内に進入し、フランジ部１２の上面が可動電極６の端面に密着して停止する（図６（Ｃ）参照）。この停止位置は、永久磁石３８の吸引力によって維持されている。空気噴射がなされるときには、軸部１１が３ｍｍ受入孔２０に進入しているので、軸部１１は受入孔２０から逸脱することなく、円滑に高速で進入して行く。
上述のように、軸部１１の先端部が３ｍｍ進入した箇所で停止するようにするために、間隔Ｓ２と距離Ｓ３の合計寸法である２０ｍｍを０．３秒で移動するように、エアシリンダ２１の進出速度が設定されている。この進出速度は、空気切換弁６０からの空気供給速度によって設定される。そして、この空気供給速度は、制御装置１０３からの信号によって空気切換弁６０が制御されることによって設定される。あるいは、エアシリンダ２１に取付けた空気絞り弁（スピードコントロール弁）で速度調整をすることができる。換言すると、０．３秒間の計時時間を設定しておくことにより、軸部１１を３ｍｍ進入した位置で正確に停止させることができるのである。このような正確な停止位置の確保は、エアシリンダ２１の上昇速度が正確に設定できることによって、可能となっている。したがって、軸部１１の先端部が３ｍｍ進入した箇所で軸部１１の進入を停止し、引き続いて空気噴射に変換するという微細な制御が、タイマー装置６１の時間刻みによって正確になされるのである。このようなエアシリンダ２１に換えて、パルスエンコーダーを備えた進退出力式の電動モータを使用することもできる。
保持ヘッド１８が空気噴射位置に上昇している時間は、タイマー装置６１の計時開始後０．５秒経過するまでの０．２秒である。この０．２秒の時間内に空気噴射がなされる。空気噴射によってボルト１０が受入孔に入り切るのに要する時間は、きわめて短時間である。すなわち、０．２秒を大幅に下回る時間で空気噴射によるボルト１０の進入が完了する。この進入に要する時間を計測することは、ボルト１０が短距離を高速で移動するものである関係上困難であるが、０．０１秒〜０．０３秒であると推測される。したがって、上記０．２秒というゆとりのある時間内に確実に空気噴射でボルト１０の進入を完了させることができる。
なお、上記の０．０１秒〜０．０３秒は、保持ヘッド１８の空気通路３６の開口径は３ｍｍとされ、空気圧力は５Ｋｇｆ／ｃｍ２で動作させた場合の数値である。
つぎに、タイマー装置６１の計時開始から０．５秒経過すると、タイマー装置６１から後退開始信号が出される。この後退開始信号によってエアシリンダ２１が下降し、保持ヘッド１８は可動電極６の真下、すなわち図２（Ａ）に示す位置に戻される（図６（Ｄ）参照）。この戻り距離は前述のように２０ｍｍであり、それに要する時間は０．１秒を見込んである。したがって、この戻り所要時間を０．２秒にタイマー装置６１で設定しておけば、すなわち計時開始から０．７秒経過するまでに図６（Ｄ）に示す位置まで戻ればよいので、この点においてもゆとりのある時間内で戻り動作が確実に実行できるという効果がある。
図６（Ｄ）に示す位置まで保持ヘッド１８が戻った後、計時開始から０．７秒経過すると、エアシリンダ１６で供給ロッド１７を後退させる復帰開始信号がタイマー装置６１から制御装置１０３に発信され、制御装置１０３からの動作信号でエアシリンダ１６が復帰し、供給ロッド１７は後退位置に戻される。
空気通路３６からの空気噴射は前述のように、噴射開始信号によって開始され、噴射終了は、供給ロッド１７（保持ヘッド１８）が前進位置センサー６２と後退位置センサー６３との中間位置に戻った時点とされている。したがって、中間位置センサー６４からの検知信号が制御装置１０３に送信され、それによって空気切換弁６０が動作して空気噴射が終了する。このように、保持ヘッド１８が中間位置に戻るまで空気噴射を継続することによって、保持ヘッド１８に残留しているボルト１０を戻り動作中に空気噴射で吹き飛ばして（図６（Ｄ）の２点鎖線図示参照）、軸部１１が送出管５７に衝突したりして保持ヘッド１８の収容孔３３を損傷することが防止される。このような、いわゆる「ボルトの連れ帰り現象」は、空気噴射圧力が何等かの原因で低くなったり、収容孔３３内に鉄くずのような異物が入ったりして発生することがあり、そのような場合に備えて供給ロッド１７の戻り動作中にボルト１０を落下させるようにしている。
ボルト１０が受入孔２０に完全に挿入されたことを示す信号としては、タイマー装置６１の計時信号、例えば、計時開始後０．４秒経過によって発せられる信号とすることができる。ここでは、十分に余裕を見込んで供給ロッド１７の復帰ストローク途上の所定位置、すなわち供給ロッド１７の復帰時に中間位置センサー６４でえられる信号としている。この所定位置は、保持ヘッド１８がエアシリンダ１６の復帰動作で十分に戻る距離を見込んで設定される。
さらに、図５（Ａ）に示すように、ロボット装置３１自体にロボット制御装置６６が配置され、そこからの信号でロボット装置３１の種々な挙動が行われる。この挙動において、鋼板部品３０に対するボルト１０の溶接箇所が固定電極７に合致すると、ロボット制御装置６６から信号が発せられ、制御装置１０３に送信される。
前述のボルト１０が受入孔２０に完全に挿入されたことを示す信号と、鋼板部品３０に対するボルト１０の溶接箇所が固定電極７に合致することによって発せられる信号とが、制御装置１０３においてアンド処理をされて可動電極６が進出を開始するようになっている。つまり、ボルト１０が確実に可動電極６に保持されていることと、鋼板部品３０が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから、可動電極６の進出がなされる。なお、鋼板部品３０におけるボルト１０の溶接箇所が固定電極７に対して適正に先行して合致され、その後、供給ロッド１７の復帰信号を機能させるような場合には、復帰信号が復帰ストロークの途上でえられる中間位置センサー６４の方が時間短縮の面で有利である。もし、この復帰信号を後退位置センサー６３からえるようにした場合には、センサー６４から６３までの復帰ストローク時間が余計にかかることとなる。
上述のようにして、制御装置１０３は、少なくとも前記受入孔２０へのボルト挿入完了信号と、鋼板部品３０の移動完了信号を受けて、進出加圧手段であるエアシリンダ５の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の可動電極６の進出を開始するのである。
このようにして可動電極６が進出してボルト１０の溶着用突起１３が鋼板部品３０に加圧され溶接電流が通電されて溶接が完了する。
供給ロッド１７が後退したときに、収容孔３３が送出管５７に合致するように、送出管５７と供給ロッド１７との相対位置が設定されている。このように供給ロッド１７が後退位置に停止し、後退位置センサー６３からの後退位置信号が制御装置１０３に送信されて、エアシリンダ５５が動作して停止させられていたボルト１０が、通過孔５３を通って保持ヘッド１８の収容孔３３に受け止められるようになっている。したがって、供給ロッド１７が戻り切った状態でストッパユニット２９は通過可能状態になる。
前記噴射開始信号によってボルト１が受入孔２０に挿入されるのであるが、この動作による挿入完了は、供給ロッド１７が進出して目的箇所である受入孔２０に到達させられた状態に相当している。そして、この目的箇所へのボルト到達とほぼ同時に、送出制御装置２６からの空気噴射をボルト１０に対して行うようにしている。すなわち、保持ヘッド１８の空気通路３６からの空気噴射開始と同時に、空気噴射口４８からボルト１０に空気噴射がなされて、ストッパユニット２９へボルト移送がなされ、ボルト停止が行われる。換言すると、保持ヘッド１８において空気噴射が行われているときには、供給ロッド１７が前進位置に存在していて、ストッパユニット２９の停止部５６にはボルト１０が係止されないままで閉止状態になっている。したがって、保持ヘッド１８での空気噴射と同時に空気噴射口４８から空気を噴射することにより、供給ホース２８内をボルト１０が移送されることと、供給ロッド１７が復帰することとを並行して行わせることができ、装置の動作時間の短縮にとって効果的である。
図１（Ａ）は、鋼板部品３０にはすでにボルト１０が溶接され、ロボット装置３１によって鋼板部品３０が移動し、次の溶接箇所が固定電極７に合致している状態を示している。このような動作は、ボルト１０が溶着して可動電極６が後退すると、後退位置センサー６３からの信号によってロボット制御装置６６から起動信号が発信されて、ロボット装置３１が次の溶接箇所への移動を行うようになっている。
図１（Ａ）に示すような単純な移動は、電極軸線Ｏ−Ｏ含む空間内で行われる。しかし、鋼板部品３０を反転させるような場合には、両電極６，７間の狭い空間スペースでは反転ができないので、鋼板部品３０を両電極６，７間から外側へ移動させて反転する。したがって、このような反転は、電極軸線Ｏ−Ｏを含まない空間内で行われることになる。
図７は、供給ロッド１７の進退動作と、ロボット装置３１による鋼板部品３０の移動と、可動電極６の進退動作との関係を示すタイミングチャートである。図７から明らかなように、受入孔２０にボルト１０が挿入される動作と、ロボット装置３１によって溶接箇所を固定電極７に合致させる動作が重複している。そして、供給ロッド１７が後退し鋼板部品３０の溶接箇所が固定電極７に合致させられると、それに引き続いて可動電極６が進出し加圧・通電がなされる。
前記パーツフィーダ２４は、振動式ボウルの送出通路部材２５からボルト１０を送出するものであるが、それ以外に回転板に取り付けた磁石で所定個数の部品を吸着してそれを送出通路から送出するもの、あるいは、回転円板で搬送通路に部品を移動させこの部品が移送通路から送出されるもの等いろいろなものが採用できる。
上述の実施例においては各種のエアシリンダが採用されているが、これに換えて進退出力をする電動モータや、ラックピニオン機構などを採用してもよい。
上述の動作においては、空気噴射によってボルト１０が永久磁石３５からの吸引から開放されて受入孔２０内の永久磁石３８で吸引されてボルト１０の挿入移行が完了する動作形態をとらせることができる。このためには、永久磁石３５の吸引力を弱く設定し、永久磁石３８の吸引力を強く設定しておく。他方、上述の動作において、空気噴射により永久磁石３８に到達するまでボルト１０を送り込んで挿入移行が完了する動作形態をとらせることができる。すなわち、空気噴射主体型であり、このためには、永久磁石３５の吸引力を弱く設定し、空気噴射を強化しておくのである。
以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。
上述のように、ボルト１０が受入孔２０に挿入されたことによって発せられる信号が活用されているので、何等かの原因でボルト１０が可動電極６の受入孔２０に挿入されていないという異常事態が発生した場合、可動電極６の進出が誤って行われることがない。したがって、ボルト１０の供給ミスにおいて効果的な予防措置が講じられる。
さらに、上述のように、鋼板部品３０に対するボルト１０の溶接箇所が固定電極７に合致することによって発せられる信号が活用されているので、前記溶接箇所が固定電極７に合致するまでの所要時間に長短があっても、適正な時期に確実に可動電極６の進出がなされる。したがって、ロボット装置３１で鋼板部品３０を前後左右に移動させたり、表裏を反転させたりすることがあっても、それらに要する時間の長短に関係なく確実な可動電極６の進出が確保できる。換言すると、例えば、１つ目の溶接箇所から２つ目の溶接箇所までの距離は短いが、２つ目から３つ目までの距離が長いという場合であっても、可動電極６の進出開始が適確になされる。そして、保持ヘッド１８が中間位置に戻るまで空気噴射を継続することによって、保持ヘッド１８に残留しているプロジェクションボルト１０を戻り動作中に空気噴射で吹き飛ばして、プロジェクションボルト１０が送出管５７に衝突したりして保持ヘッド１８の収容孔３３を損傷することが防止される。
前記受入孔２０にプロジェクションボルト１０が挿入される動作と、前記溶接箇所を固定電極７に合致させる動作が重複して行われる。
前記受入孔２０にボルト１０が挿入される動作、つまり供給ロッド１７が進出して保持されているボルト１０を受入孔２０に挿入するまでの所要時間と、前記溶接箇所を固定電極７に合致させるための所要時間とが重複しているので、ボルト挿入と鋼板部品移動とが重複して進行することになる。したがって、溶接所要時間の短縮にとって効果的である。とくに、受入孔２０にボルト１０が挿入される動作が鋼板部品３０の移動と重複しているので、ボルト１０を可動電極６に供給する時間と鋼板部品移動の時間のいずれか長い方の時間を最大所要時間とすることができ、両時間が積算されるという現象を回避することができる。
ボルト１０が受入孔２０に挿入されたことによって発せられる信号は、供給ロッド１７の復帰ストローク途上の所定位置において中間位置センサー６４から得られる信号とされている。なお、この中間位置センサー６４の取付け位置は、保持ヘッド１８が可動電極６の進出動作空間から十分に離隔した箇所で同センサー６４から信号が得られるように、設定されている。また、前述の時間短縮に役立てることも配慮して中間位置センサー６４の取付け位置が設定されている。
供給ロッド１７の復帰ストローク途上、すなわち供給ロッド１７の前進位置と後退位置との間でえられる中間位置センサー６４の信号によってボルト挿入が完了したものとされている。つまり、ボルト１０が実際に受入孔２０に挿入された時点から、さらに所定時間を経過した時点がボルト挿入完了とされている。したがって、可動電極６の進出開始は、供給ロッド１７の保持ヘッド１８が十分に戻ってからなされるので、進出した可動電極６が保持ヘッド１８に干渉することが回避できる。
前記溶接箇所を固定電極７に合致させる動作は、電極軸線Ｏ−Ｏを含む空間内で行われる。
前記電極軸線Ｏ−Ｏを含む空間内で、溶接箇所を固定電極７に合致させる動作が行われる。このような合致動作は、一対の電極６，７の間で行われるので、鋼板部品３０を電極軸線Ｏ−Ｏに直交した方向にわずかにずらすような動作となり、鋼板部品３０の移動が簡単に短時間で行える。
前記鋼板部品を反転させて前記溶接箇所を固定電極７に合致させる動作は、一対の電極６，７の間から鋼板部品３０を外側へ移動させて反転させた後、鋼板部品３０を一対の電極６，７間に戻した状態で行われる。
前記電極軸線Ｏ−Ｏを含まない空間内で、溶接箇所を固定電極７に合致させる動作が行われる。このような合致動作は、一対の電極６，７の間からはずれた広い空間で行われるので、大型で複雑な形状の鋼板部品３０を反転したり複雑な軌跡で移動したりすることが可能となる。鋼板部品３０を反転させるような場合には、両電極６，７間の狭い空間スペースでは反転ができないので、鋼板部品３０を両電極６，７間から外側へ移動させて反転する。したがって、このような反転は、電極軸線Ｏ−Ｏを含まない空間内で行われることになる。
溶接装置の実施例は、可動電極６が電極軸線Ｏ−Ｏに沿って進出加圧手段であるエアシリンダ５によって進退するとともに、可動電極６に電極軸線Ｏ−Ｏと同軸状態の受入孔２０が形成され、この受入孔２０に挿入されたボルト１０を鋼板部品３０に溶接する電気抵抗溶接機構１００と、ボルト１０を保持した供給ロッド１７を前記電極軸線Ｏ−Ｏに対して進退させるエアシリンダ１６が設けられているとともに、供給ロッド１７に保持されたボルト１０を受入孔２０に挿入する挿入駆動手段であるエアシリンダ２１が設けられ、この挿入位置において空気噴射によって受入孔２０へのプロジェクションボルト挿入を完了する溶接部品供給機構１０１と、前記両電極６，７間にロボット装置３１によって鋼板部品３０を挿入するとともにボルト１０の溶接箇所へ鋼板部品３０を移動させる鋼板部品移動機構１０２と、前記電気抵抗溶接機構１００と前記溶接部品供給機構１０１と前記鋼板部品移動機構１０２を動作させるための制御装置１０３とによって構成されたものにおいて、前記制御装置１０３は、少なくとも前記受入孔２０へのボルト挿入完了信号と前記鋼板部品の移動完了信号を受けて前記エアシリンダ５の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の可動電極６の進出を開始するものであり、前記鋼板部品３０の移動完了信号はロボット装置３１のロボット制御装置６６から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルト１０が受入孔２０に挿入されていることと、鋼板部品３０が固定電極７に対して適正な位置に存在していることが確認されてから可動電極６の進出がなされるように構成し、前記制御装置１０３によって前記空気噴射は供給ロッド１７の復帰ストロークの途中まで継続して行われる。
ボルト１０を保持した供給ロッド１７が、前記エアシリンダ１６によって電極軸線Ｏ−Ｏの方へ進出し、ボルト１０と受入孔２０が同軸になった箇所で停止する。それから前記エアシリンダ２１が動作してボルト１０が受入孔２０内に挿入され、この挿入完了の信号が前記制御装置１０３に入力される。このような受入孔２０への挿入が完了すると、供給ロッド１７がエアシリンダ１６によって後退する。
一方、前記鋼板部品移動機構１０２が供給ロッド１７によるボルト供給動作に並行して動作をし、鋼板部品３０のボルト溶接位置が電極に合致する。この合致完了の信号が制御装置１０３に入力される。
上述のように、挿入完了信号と合致完了信号とが制御装置１０３に入力され両信号がアンド処理をされて、前記エアシリンダ５の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の可動電極６の進出を開始する。
したがって、前記溶接方法の実施例において述べた作用効果と同じものがえられる。
図８は、実施例２を示す。
この実施例２は、前述の実施例１における電気抵抗溶接機構１００をＣガンタイプに変えたものである。したがって、Ｃ型アーム６８に結合部材６９が固定され、この結合部材６９にエアシリンダ２１のピストンロッド２２が固定されている。そして、エアシリンダ２１に前述の基部材１４が結合されている。また、結合部材６９に別のロボット装置７０が結合してある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、作用効果も先の実施例１と同じである。
図９は、実施例３を示す。
先の各実施例における供給ロッド１７は、斜め方向から電極軸線Ｏ−Ｏに対して進退するものであるが、この実施例３では供給ロッド１７が電極軸線Ｏ−Ｏに対して直角に交差する方向から進退するものである。そして、供給ロッド１７がエアシリンダ２１によって上昇して軸部１１の先端部が受入孔２０に挿入された後、空気噴射でボルト１０の挿入が完了する。このようにして挿入が完了すると、供給ロッド１７は下降しないでそのまま後退する。つまり、符号７１で示すスクエアーモーションが行われるようになっている。
したがって、この実施例３では、空気噴射でボルト１０が受入孔２０に挿入されたら、供給ロッド１７はそのままの位置でエアシリンダ１６によって後退する。このような動作をさせる場合には、前述の後退開始信号で供給ロッド１７を下降させる動作を止めることができる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、それ以外の作用効果は、先の各実施例と同じである。
図１０および図１１は、実施例４を示す。
先の各実施例は、ボルト１０の先端部が受入孔２０に挿入されたら、その挿入位置から空気噴射を行ってボルト挿入を完了させるものである。この実施例４は、前記空気噴射に換えて押出し部材を採用したものである。
図１０に示した構造について説明すると、前記供給ロッド１７の先端に保持ヘッド１８が取付けられ、この保持ヘッド１８は、ヘッド本体８０にボルト１０を保持する保持凹部３３が設けられ、この保持凹部３３の底部８１から突出して保持凹部３３内に保持されているボルト１０を押し出す押出し部材８２がヘッド本体８０を貫通した状態で配置され、前記押出し部材８２を進退させる往復駆動手段すなわちエアシリンダ８３がヘッド本体８０に取り付けられている。
前記保持凹部３３は先の実施例における収容孔３３である。そして、エアシリンダ８３はヘッド本体８０に溶接またはボルト付けされている。また、押出し部材８２はエアシリンダ８３のピストンロッドによって構成されている。エアシリンダ８３のピストン８４とエアシリンダ８３の内端面との間に圧縮コイルスプリング８５が挿入されており、押出し部材８２を後退させる方向に付勢している。供給ロッド１７の空気通路３６からピストン８４の下側に圧縮空気を供給するために、空気通路を形成する部材すなわち空気ホース８６が取り付けられている。圧縮コイルスプリング８５を採用することにより、作動空気をピストン８４の下側にだけ作用させて押出し部材８２の進出を行わせ、後退は圧縮コイルスプリング８５のばね力で行わせる。それにより、空気配管を簡素化することができる。
押出し部材８２の端面に溶着用突起１３の外形に合致する凹部８７が設けてある。このような溶着用突起１３と凹部８７の合致によって、押出し部材８２の進出時における押出し部材８２とボルト１０との相対位置が正確に維持される。
図１１の構造においては、ヘッド本体８０の上面にカップ状の部材が溶接され、その部材に保持凹部３３が設けられている。それ以外は図１０のものと同じである。
この実施例４においては、往復駆動手段としてエアシリンダ８３を採用しているが、これに換えて進退出力型の電動モータや電磁ソレノイドを採用することができる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。
前述のエアシリンダ２１によって軸部１１の先端部が進入長さＳ３のところまで進入した後、エアシリンダ８３に作動空気が供給されると、押出し部材８２が上昇してボルト１０を押出し、受入孔２０へのボルト挿入が完了する。
実施例４の動作制御状態を実施例１と同様に記述すると、つぎのとおりである。なお、図５（Ｂ）における「噴射開始信号」なる記載は、「進出開始信号」と読み替えるものとする。
図５（Ａ）の状態は、供給ロッド１７が後退位置にあり、それによって後退位置センサー６３からの信号が制御装置１０３に入力される。これによって発せられた動作信号が空気切換弁６０に送信され、空気切換弁６０からストッパユニット２９のエアシリンダ５５に動作空気が供給されて、ストッパ片５４が停止位置から通過位置に移動し、図４の２点鎖線図示のように待機していたボルト１０が保持ヘッド１８に落下して段部３４に着座する。ストッパ片５４をボルト１０が通過すると、空気切換弁６０の動作で直ちにストッパ片５４は元の停止位置に復帰する。
上述の状態で制御装置１０３から起動信号が出力され、空気切換弁６０から動作空気がエアシリンダ１６に供給されて供給ロッド１７が前進し、前進位置センサー６２の検知信号によって供給ロッド１７の前進が停止する（図６（Ａ）参照）。すなわち、前進位置センサー６２の信号が制御装置１０３に入力され、それによって空気切換弁６０が動作してエアシリンダ１６の進出が停止する。この状態では図２（Ａ）に示すように、軸部１１が受入孔２０と同軸状態になっている。
前進位置センサー６２の検知信号、すなわち図５（Ｂ）に示す「供給ロッド前進位置信号」によって挿入駆動手段であるエアシリンダ２１に動作空気が供給され、保持ヘッド１８に保持されたボルト１０が上昇する。エアシリンダ２１の上昇動作開始と同時に、前記「供給ロッド前進位置信号」によってタイマー装置６１が計時を開始する。
タイマー装置６１の計時開始後０．３秒経過すると、進出開始信号がタイマー装置６１から制御装置１０３に通知され、これによってエアシリンダ２１の上昇が停止する（図６（Ｂ）参照）。この停止位置は、軸部１１の先端部が受入孔２０に距離Ｓ３すなわち３ｍｍ進入した箇所である。この停止と同時に空気切換弁６０からの空気が空気ホース３７を通って空気通路３６からエアシリンダ８３に供給される。これによって押出し部材８２が進出しボルト１０を保持凹部３３から押し出し、ボルト１０は永久磁石３５の吸引力に抗して受入孔２０内に進入し、フランジ部１２の上面が可動電極６の端面に密着して停止する（図６（Ｃ）参照）。この停止位置は、永久磁石３８の吸引力によって維持されている。押出し部材８２が押し出されるときには、軸部１１が３ｍｍ受入孔２０に進入しているので、軸部１１は受入孔２０から逸脱することなく、円滑に高速で進入して行く。
上述のように、軸部１１の先端部が３ｍｍ進入した箇所で停止するようにするために、間隔Ｓ２と距離Ｓ３の合計寸法である２０ｍｍを０．３秒で移動するように、エアシリンダ２１の進出速度が設定されている。この進出速度は、空気切換弁６１からの空気供給速度によって設定される。そして、この空気供給速度は、制御装置１０３からの信号によって空気切換弁６１が制御されることによって設定される。あるいは、エアシリンダ２１に取付けた空気絞り弁（スピードコントロール弁）で速度調整をすることができる。換言すると、０．３秒間の計時時間を設定しておくことにより、軸部１１を３ｍｍ進入した位置で正確に停止させることができるのである。このような正確な停止位置の確保は、エアシリンダ２１の上昇速度が正確に設定できることによって、可能となっている。したがって、軸部１１の先端部が３ｍｍ進入した箇所で軸部１１の進入を停止し、引き続いて押出し部材８２の進出に変換するという微細な制御が、タイマー装置６１の時間刻みによって正確になされるのである。このようなエアシリンダ２１に換えて、パルスエンコーダーを備えた進退出力式の電動モータを使用することもできる。
保持ヘッド１８が押出し部材８２の押出し位置に上昇している時間は、タイマー装置６１の計時開始後０．５秒経過するまでの０．２秒である。この０．２秒の時間内に押出し部材８２の進出がなされる。押出し部材８２の進出によってボルト１０が受入孔に入り切るのに要する時間は、きわめて短時間である。すなわち、０．２秒を大幅に下回る時間で押出し部材８２の進出によるボルト１０の進入が完了する。この進入に要する時間を計測することは、ボルト１０が短距離を高速で移動するものである関係上困難であるが、０．０１秒〜０．０３秒であると推測される。したがって、上記０．２秒というゆとりのある時間内に確実に押出し部材８２の進出でボルト１０の進入を完了させることができる。
なお、上記の０．０１秒〜０．０３秒は、エアシリンダ８２のシリンダ内径、空気通路３６等の各部の空気流路面積、空気圧力等によって設定される。
つぎに、タイマー装置６１の計時開始から０．５秒経過すると、タイマー装置６１から後退開始信号が出される。この後退開始信号によってエアシリンダ２１が下降し、保持ヘッド１８は可動電極６の真下、すなわち図２（Ａ）に示す位置に戻される（図６（Ｄ）参照）。この戻り距離は前述のように２０ｍｍであり、それに要する時間は０．１秒を見込んである。したがって、この戻り所要時間を０．２秒にタイマー装置６１で設定しておけば、すなわち計時開始から０．７秒経過するまでに図６（Ｄ）に示す位置まで戻ればよいので、この点においてもゆとりのある時間内で戻り動作が確実に実行できるという効果がある。
図６（Ｄ）に示す位置まで保持ヘッド１８が戻った後、計時開始から０．７秒経過すると、エアシリンダ１６で供給ロッド１７を後退させる復帰開始信号がタイマー装置６１から制御装置１０３に発信され、制御装置１０３からの動作信号でエアシリンダ１６が復帰し、供給ロッド１７は後退位置に戻される。
押出し部材８２の進出は前述のように、進出開始信号によって開始され、この進出状態は、供給ロッド１７（保持ヘッド１８）が前進位置センサー６２と後退位置センサー６３との中間位置に戻った時点まで継続するものとされている。したがって、中間位置センサー６４からの検知信号が制御装置１０３に送信され、それによって空気切換弁６０が動作してエアシリンダ８３への空気供給が終了する。このように、保持ヘッド１８が中間位置に戻るまで押出し部材８２の進出状態を継続することによって、保持ヘッド１８にボルト１０が残留したまま戻らないようにしている。万一、押出し部材８２の先端にボルト１０が油等によって付着したまま戻る現象が発生しても、押出し部材８２は突出状態になっているので、供給ロッド１７の戻り動作中に振り落とされる。このようにしてボルト１０の軸部１１が送出管５７に衝突したりして保持ヘッド１８の収容孔３３を損傷することが防止される。このような、いわゆる「ボルトの連れ帰り現象」は、エアシリンダ８３への空気圧力が何等がの原因で低くなったり、保持凹部３３内に鉄くずのような異物が入ったりして発生することがあり、そのような場合に備えてボルト１０が残留したまま戻らないようにしている。また、「ボルトの連れ帰り現象」は、押出し部材８２がボルト１０を受入孔２０に挿入し終わってから直ちに後退すると、何等かの原因で受入孔２０から抜け落ちたボルト１０が再び保持凹部３３に保持されることによっても発生する。しかし上記のように、押出し部材８２の進出状態を継続することにより、このような保持凹部３３への入り込みが回避できる。
ボルト１０が受入孔２０に完全に挿入されたことを示す信号としては、タイマー装置６１の計時信号、例えば、計時開始後０．４秒経過によって発せられる信号とすることができる。ここでは、十分に余裕を見込んで供給ロッド１７の復帰ストローク途上の所定位置、すなわち供給ロッド１７の復帰時に中間位置センサー６４でえられる信号としている。この所定位置は、保持ヘッド１８がエアシリンダ１６の復帰動作で十分に戻る距離を見込んで設定される。
さらに、図５（Ａ）に示すように、ロボット装置３１自体にロボット制御装置６６が配置され、そこからの信号でロボット装置３１の種々な挙動が行われる。この挙動において、鋼板部品３０に対するボルト１０の溶接箇所が固定電極７に合致すると、ロボット制御装置６６から信号が発せられ、制御装置１０３に送信される。
前述のボルト１０が受入孔２０に完全に挿入されたことを示す信号と、鋼板部品３０に対するボルト１０の溶接箇所が固定電極７に合致することによって発せられる信号とが、制御装置１０３においてアンド処理をされて可動電極６が進出を開始するようになっている。つまり、ボルト１０が確実に可動電極６に保持されていることと、鋼板部品３０が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから、可動電極６の進出がなされる。なお、鋼板部品３０におけるボルト１０の溶接箇所が固定電極７に対して適正に先行して合致され、その後、供給ロッド１７の復帰信号を機能させるような場合には、復帰信号が復帰ストロークの途上でえられる中間位置センサー６４の方が時間短縮の面で有利である。もし、この復帰信号を後退位置センサー６３からえるようにした場合には、センサー６４から６３までの復帰ストローク時間が余計にかかることとなる。
上述のようにして、制御装置１０３は、少なくとも前記受入孔２０へのボルト挿入完了信号と、鋼板部品３０の移動完了信号を受けて、進出加圧手段であるエアシリンダ５の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の可動電極６の進出を開始するのである。
このようにして可動電極６が進出してボルト１０の溶着用突起１３が鋼板部品３０に加圧され溶接電流が通電されて溶接が完了する。
上述の動作においては、押出し部材８２の進出によってボルト１０が永久磁石３５からの吸引から開放されて受入孔２０内の永久磁石３８で吸引されてボルト１０の挿入移行が完了する動作形態をとらせることができる。このためには、永久磁石３５の吸引力を弱く設定し、永久磁石３８の吸引力を強く設定しておく。他方、上述の動作において、押出し部材８２の進出により永久磁石３８に到達するまでボルト１０を送り込んで挿入移行が完了する動作形態をとらせることができる。すなわち、押出し部材８２の押し込み主体型であり、このためには、永久磁石３５の吸引力を弱く設定し、押出し部材８２の進出力を強化し進出ストロークを長くしておくのである。
実施例４の作用効果は、つぎのとおりである。
前記ヘッド本体８０に取り付けられたエアシリンダ８３によって前記押出し部材８２だけが保持凹部３３の底部８１から進退するものであるから、進退可動部材が最小化され押出し部材８２の進出に伴う占有空間がわずかなものとなり、近隣の部材に干渉することなく狭い箇所におけるプロジェクションボルト挿入が行いやすくなる。つまり、押出し部材８２をピストンロッドのような細い部材で構成することができ、スペースが少なくて済むのである。そして、押出し部材８２が直接ボルト１０に接触して受入孔２０に挿入するものであるから、ボルト１０の進出が確実に達成される。空気噴射のような噴射音が発生しないので、工場環境が静かになる。さらに、ボルト１０の先端部が受入孔２０に挿入された箇所からエアシリンダ８３が動作するものであるから、エアシリンダ８３による受入孔２０への挿入長さが最短になる。したがって、エアシリンダ８３の大きさを小さくすることができ、狭い箇所への保持ヘッド１８の進出が行いやすくなる。保持ヘッド１８が中間位置に戻るまで押出し部材８２の進出状態を継続することによって、保持ヘッド１８にボルト１０が残留したまま戻らないようにしている。万一、押出し部材８２の先端にボルト１０が油等によって付着したまま戻る現象が発生しても、押出し部材８２は突出状態になっているので、供給ロッド１７の戻り動作中に振り落とされる。このようにしてボルト１０の軸部１１が送出管５７に衝突したりして保持ヘッド１８の収容孔３３を損傷することが防止される。このような、いわゆる「ボルトの連れ帰り現象」は、エアシリンダ８３への空気圧力が何等かの原因で低くなったり、保持凹部３３内に鉄くずのような異物が入ったりして発生することがあり、そのような場合に備えてボルト１０が残留したまま戻らないようにしている。また、「ボルトの連れ帰り現象」は、押出し部材８２がボルト１０を受入孔２０に挿入し終わってから直ちに後退すると、何等かの原因で受入孔２０から抜け落ちたボルト１０が再び保持凹部３３に保持されることによっても発生する。しかし上述のように、押出し部材８２進出状態を継続することにより、このような保持凹部３３への入り込み が回避できる。また、往復駆動手段としては、エアシリンダ、進退出力型の電動モータあるいは電磁ソレノイド等の出力ユニットを装置の形態に適合させて採用することができ、優れた装置を確保することができる。エアシリンダ８３を採用した場合であっても、空気ホースの繰り返し変形を回避した構造としてまとめることができ、前述の空気漏れ等の問題が発生しない。
それ以外の作用効果は、前述の空気噴射を利用した請求項１記載の発明およびそれに従属した発明の実施例と同じである。
図１２は、実施例５を示す。
先の各実施例は、ボルト１０の先端部が受入孔２０に挿入され、さらに空気噴射またはエアシリンダ等で受入孔２０の奥へ押し込まれ、その後、受入孔２０の奥に配置した永久磁石３８で吸引するものであった。この実施例５では、先端部が受入孔２０に挿入されたボルト１０と一体化して受入孔２０内へ導入する導入機構が設けられたものである。導入機構の一例として、導入ロッド９０が受入孔２０内に進退可能な状態で配置され、この導入ロッド９０が最も進出した位置が可動電極６の端面から少し後退した箇所とされ、それによって前述の距離Ｓ３が形成されている。
導入ロッド９０を進退させるエアシリンダ９１が可動電極６に結合してある。このエアシリンダ９１に換えて進退出力型の電動モータや電磁ソレノイドを用いてもよい。そして、可動電極６は結合部材９２を介して前記エアシリンダ５に結合されている。
図１２（Ａ）に示した導入機構は、導入ロッド９０には永久磁石９３が埋設してある。他の導入機構として示した図１２（Ｂ）のものは、永久磁石９３に換えてバキュームでボルト１０を吸引するものである。そのために吸引通路９４が設けられ、導入ロッド９０の下端面に当たった軸部１１が吸着される。吸引通路９４は吸引ポンプ（図示していない）に接続されている。また、さらに他の導入機構として示した図１２（Ｃ）のものは、、永久磁石９に換えてコレットチャック９５を用いたものである。円筒型のコレット９６の上部が導入ロッド９０に結合され、その下部がスカート状の弾性部分とされている。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。
図１２においては、押出し部材８２でボルト１０を押し出すものを図示しているが、この押出し部材８２に換えて図２に示すような空気噴射方式にしてもよい。
このような導入機構であるから、図１２（Ａ）の場合は、前記押出し部材８２が進出して軸部１１の先端部が受入孔２０のＳ３の部分に挿入されると、軸部１１の端部が導入ロッド９０の端面に永久磁石９３で吸引され、その後、導入ロッド９０がエアシリンダ９１によって後退し、ボルト１０は押出し部材８２の進出とともに受入孔２０の奥まで導入される。同図（Ｂ）の場合は、バキュームで軸部１１と導入ロッド９０が一体化されて受入孔２０への導入がなされる。また、同図（Ｃ）の場合は、コレットチャック９５によって軸部１１と導入ロッド９０が弾性的に一体化されて受入孔２０への導入がなされる。
このような導入機構により、導入ロッド９０で受入孔２０内へボルト１０を導入することにより、確実なボルト導入がなされる。とくに、導入ロッド９０の待機位置が距離Ｓ３をおいた位置であるから、Ｓ３の部分に軸部１１が挿入されてから導入が開始され、したがって、受入孔２０から逸脱することのない確実な導入が図られて、信頼性の高い動作がえられる。それ以外の作用効果は、先の各実施例と同じである。
上述のように、本発明によれば、鋼板部品に対するプロジェクションボルトの溶接箇所と、電極に対するプロジェクションボルトの供給状態とを根拠にして、適確な電極の進出を開始することができるので、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。
装置全体を示す側面図である。 供給ロッドと可動電極を示す断面図である。 送出制御装置の平面図と断面図である。 ストッパユニットの断面図である。 装置の制御システムを示すブロック図である。 プロジェクションボルトの挿入過程を示す断面図である。 各部の動作を示すタイミングチャートである。 他の実施例を示す側面図である。 さらに他の実施例を示す縦断側面図である。 さらに他の実施例を示す縦断側面図である。 図１０の構造を詳細に示した縦断側面図である。 さらに他の実施例を示す縦断側面図である。
符号の説明
５ 進出加圧手段，エアシリンダ
６ 可動電極
７ 固定電極
１０ プロジェクションボルト
１６ 進退駆動手段，エアシリンダ
１７ 供給ロッド
１８ 保持ヘッド
２０ 受入孔
２１ 挿入駆動手段，エアシリンダ
２４ パーツフィーダ
２６ 送出制御装置
２７ 空気噴射管
２９ ストッパユニット
３０ 鋼板部品
３１ ロボット装置
３３ 収容孔、保持凹部
３６ 空気通路
４８ 空気噴射口
５４ ストッパ片
６０ 空気切換弁
６１ タイマー装置
６２ 前進位置センサー
６３ 後退位置センサー
６４ 中間位置センサー
８０ ヘッド本体
８２ 押出し部材
８３ 往復駆動手段、エアシリンダ
９０ 導入ロッド、導入機構
１００ 電気抵抗溶接機構
１０１ 溶接部品供給機構
１０２ 鋼板部品移動機構
１０３ 制御装置

Claims (13)

  1. 進退動作式の供給ロッドの保持ヘッドに保持されたプロジェクションボルトの先端部を、供給ロッドが前進位置にある状態で挿入駆動手段の進出動作によって電極の受入孔に挿入し、この挿入位置において保持ヘッドから空気噴射を行って受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了し、ついで、供給ロッドを後退させ、その後、前記電極の進出によって待機している鋼板部品にプロジェクションボルトを電気抵抗溶接で溶接するものにおいて、前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号と、鋼板部品に対するプロジェクションボルトの溶接箇所が鋼板部品を移動させるロボット装置の動作で電極に合致することによって発せられる信号によって、鋼板部品に対して電極を進出させ、その後、加圧と通電がなされるものであり、しかも電極に合致することによって発せられる前記信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされ、前記空気噴射は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われることを特徴とするプロジェクションボルト溶接方法。
  2. 前記受入孔にプロジェクションボルトが挿入される動作と、前記溶接箇所を電極に合致させる動作が重複して行われる請求項１記載のプロジェクションボルト溶接方法。
  3. 前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号は、前記供給ロッドの復帰ストローク途上の所定位置において得られる信号とされている請求項１または請求項２記載のプロジェクションボルト溶接方法。
  4. 前記溶接箇所を電極に合致させる動作は、電極軸線を含む空間内で行われる請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプロジェクションボルト溶接方法。
  5. 前記鋼板部品を反転させて前記溶接箇所を電極に合致させる動作は、一対の電極の間から鋼板部品を外側へ移動させて反転させた後、鋼板部品を一対の電極間に戻した状態で行われる請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプロジェクションボルト溶接方法。
  6. 一対の電極のいずれか一方または両方が電極軸線に沿って進出加圧手段によって進退するとともに、いずれか一方の電極に電極軸線と同軸状態の受入孔が形成され、この受入孔に挿入されたプロジェクションボルトを鋼板部品に溶接する電気抵抗溶接機構と、
    前記プロジェクションボルトを保持した供給ロッドを前記電極軸線に対して進退させる進退駆動手段が設けられているとともに、前記供給ロッドに保持されたプロジェクションボルトを前記受入孔に挿入する挿入駆動手段が設けられ、この挿入位置において空気噴射によって受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了する溶接部品供給機構と、
    前記両電極間にロボット装置によって鋼板部品を挿入するとともにプロジェクションボルトの溶接箇所を電極に向かって移動させる鋼板部品移動機構と、
    前記電気抵抗溶接機構と前記溶接部品供給機構と前記鋼板部品移動機構を動作させるための制御装置とによって構成されたものにおいて、
    前記制御装置は、少なくとも前記受入孔へのプロジェクションボルト挿入完了信号と前記鋼板部品の移動完了信号を受けて前記進出加圧手段の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の電極の進出を開始するものであり、前記鋼板部品の移動完了信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされるように構成し、前記制御装置によって前記空気噴射は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われることを特徴とするプロジェクションボルト溶接装置。
  7. 一対の電極のいずれか一方または両方が電極軸線に沿って進出加圧手段によって進退するとともに、いずれか一方の電極に電極軸線と同軸状態の受入孔が形成され、この受入孔に挿入されたプロジェクションボルトを鋼板部品に溶接する電気抵抗溶接機構と、
    前記プロジェクションボルトを保持した供給ロッドを前記電極軸線に対して進退させる進退駆動手段が設けられているとともに、前記供給ロッドに保持されたプロジェクションボルトを前記受入孔に挿入する挿入駆動手段が設けられ、この挿入位置において押出し部材の進出によって受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了する溶接部品供給機構と、
    前記両電極間にロボット装置によって鋼板部品を挿入するとともにプロジェクションボルトの溶接箇所を電極に向かって移動させる鋼板部品移動 機構と、
    前記電気抵抗溶接機構と前記溶接部品供給機構と前記鋼板部品移動機構を動作させるための制御装置とによって構成されたものにおいて、
    前記制御装置は、少なくとも前記受入孔へのプロジェクションボルト挿入完了信号と前記鋼板部品の移動完了信号を受けて前記進出加圧手段の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の電極の進出を開始するものであり、前記鋼板部品の移動完了信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされるように構成し、前記制御装置によって前記押出し部材の進出は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われ、しかも前記供給ロッドの先端に保持ヘッドが取付けられ、この保持ヘッドは、ヘッド本体にプロジェクションボルトを保持する保持凹部が設けられ、この保持凹部の底部から突出して保持凹部内に保持されているプロジェクションボルトを押し出す押出し部材がヘッド本体を貫通した状態で配置され、前記押出し部材を進退させる往復駆動手段がヘッド本体に取り付けられていることを特徴とするプロジェクションボルト溶接装置。
  8. 進退動作式の供給ロッドの保持ヘッドに保持されたプロジェクションボルトの先端部を、供給ロッドが前進位置にある状態で挿入駆動手段の進出動作によって電極の受入孔に挿入し、この挿入位置において保持ヘッドから押出し部材を進出させて受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了し、ついで、供給ロッドを後退させ、その後、前記電極の進出によって待機している鋼板部品にプロジェクションボルトを電気抵抗溶接で溶接するプロジェクションボルト溶接装置を準備し、前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号と、鋼板部品に対するプロジェクションボルトの溶接箇所が鋼板部品を移動させるロボット装置の動作で電極に合致することによって発せられる信号によって、鋼板部品に対して電極を進出させ、その後、加圧と通電がなされるものであり、しかも電極に合致することによって発せられる前記信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされ、前記押出し部材の進出状態は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われることを特徴とするプロジェクションボルト溶接方法。
  9. 前記受入孔にプロジェクションボルトが挿入される動作と、前記溶接箇所を電極に合致させる動作が重複して行われる請求項８記載のプロジェクションボルト溶接方法。
  10. 前記プロジェクションボルトが受入孔に挿入されたことによって発せられる信号は、前記供給ロッドの復帰ストローク途上の所定位置において得られる信号とされている請求項８または請求項９記載のプロジェクションボルト溶接方法。
  11. 前記溶接箇所を電極に合致させる動作は、電極軸線を含む空間内で行われる請求項８〜請求項１０のいずれかに記載のプロジェクションボルト溶接方法。
  12. 前記鋼板部品を反転させて前記溶接箇所を電極に合致させる動作は、一対の電極の間から鋼板部品を外側へ移動させて反転させた後、鋼板部品を一対の電極間に戻した状態で行われる請求項８〜請求項１０のいずれかに記載のプロジェクションボルト溶接方法。
  13. 一対の電極のいずれか一方または両方が電極軸線に沿って進出加圧手段によって進退するとともに、いずれか一方の電極に電極軸線と同軸状態の受入孔が形成され、この受入孔に挿入されたプロジェクションボルトを鋼板部品に溶接する電気抵抗溶接機構と、
    前記プロジェクションボルトを保持した供給ロッドを前記電極軸線に対して進退させる進退駆動手段が設けられているとともに、前記供給ロッドに保持されたプロジェクションボルトを前記受入孔に挿入する挿入駆動手段が設けられ、この挿入位置において空気噴射によって受入孔へのプロジェクションボルト挿入を完了する溶接部品供給機構と、
    前記受入孔に進退可能な状態で配置された導入ロッドに、受入孔に挿入されたプロジェクショシボルトと導入ロッドを一体化する一体化手段が設けられていることによって、プロジェクションボルトを受入孔内に導入する導入機構と、
    前記両電極間にロボット装置によって鋼板部品を挿入するとともにプロジェクションボルトの溶接箇所を電極に向かって移動させる鋼板部品移動機構と、
    前記電気抵抗溶接機構と前記溶接部品供給機構と前記鋼板部品移動機構を動作させるための制御装置とによって構成されたものにおいて、
    前記制御装置は、少なくとも前記受入孔へのプロジェクションボルト挿入完了信号と前記鋼板部品の移動完了信号を受けて前記進出加圧手段の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の電極の進出を開始するものであり、前記鋼板部品の移動完了信号はロボット装置のロボット制御装置から発信される信号であり、前記両信号によってプロジェクションボルトが受入孔に挿入されていることと、鋼板部品が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから電極の進出がなされるように構成し、前記制御装置によって前記空気噴射は供給ロッドの復帰ストロークの途中まで継続して行われることを特徴とするプロジェクションボルト溶接装置。
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