JP4836515B2 - 抵抗溶接方法 - Google Patents

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本発明は抵抗溶接装置に関するものである。
抵抗溶接装置には、片側からスポット溶接を行うものとしてシリーズスポット溶接と、インダイレクトスポット溶接がある。
シリーズスポット溶接は、図6に示すように、ワーク100の片側から一対の溶接電極101、102を加圧接触させ、あらかじめ設定しておいた所定の加圧力に到達すると、溶接電流を供給する溶接電流供給装置103により通電を開始し、ワーク100間の電気抵抗により金属を発熱させ、一対の溶接電極101、102で加圧した部位にそれぞれナゲット104、105を形成するものである。一対の溶接電極101、102は、図示は省略するが、例えば、ロボットアームの先端に、左右一対に取り付けたエアシリンダの先端に取り付けている。また、一般的に、シリーズスポット溶接では、左右の溶接電極の相互間で、通電させるエネルギのバランスを良くして、一対の溶接電極101、102で加圧した部位にそれぞれ均等なナゲット104、105を形成するため、溶接電流として交流電流を使用している。
また、インダイレクトスポット溶接は、図7に示すように、溶接電極201をワーク200が重なり、溶接をする部位に加圧接触させ、他方、アース202を設置する。そして、ワークを加圧した溶接電極201の加圧力が、あらかじめ設定しておいた所定の加圧力に到達すると、溶接電流供給装置203よりアース202と溶接電極201に溶接電流を通電する。これにより、溶接電極201で加圧した部位で金属を発熱させ、ナゲットを形成するものである。
インダイレクトスポット溶接では、溶接用の電極が1つであるので、溶接負荷を低減し、溶接トランスの容量を小さくするため、直流電流で通電している。
なお、図7に示したインダイレクトスポット溶接を行う抵抗溶接装置は、治具を用いて多数のアース202を施工したものであるが、一対の溶接電極のうち、一方をアース電極とし、他方の溶接電極でインダイレクトスポット溶接を行うように構成してもよい。
なお、シリーズスポット溶接については、例えば、特開2002−239742号公報(特許文献1)に開示されており、インダイレクトスポット溶接については、例えば、2002−263848号公報(特許文献2)に開示されている。
特開2002−239742号公報 特開2002−263848号公報
通常平板上に用いるシリーズスポット溶接では、2本の電極を平行に配しているため、それをそのまま用いると、屈曲した面では屈曲した一方の側面と他方の側面の両方同時に電極を当てることができず、屈曲した面の溶接を行う場合には、溶接ヘッドを取り替えるなどを行う必要が生じる。
また、インダイレクトスポット溶接では、インダイレクトスポット溶接用電極を移動させて、多数、打点することができるが、この場合、アースが固定されていると、アースに多回数、電流が通電するため、鋼板に焼けが生じる場合がある。このため、インダイレクトスポット溶接用電極を移動させて、多数、打点する場合にはアースの数を増やすことが望ましいが、治具側でアースを施工するには作業工数が増え、作業性が悪くなる。
また、ワークに片側溶接を行う場合において、通常のシリーズスポット溶接やインダイレクトスポット溶接を行う溶接装置で、シリーズスポット溶接やインダイレクトスポット溶接を行えない部位は限られているが、その限られた部位の溶接をするために特別な専用の溶接装置を設けるのは効率的ではない。
本発明に係る抵抗溶接方法は、溶接電極を備えた複数の抵抗溶接機と、複数の抵抗溶接機に溶接電流を供給する溶接電流供給装置とを備えた抵抗溶接装置で行うものであって、複数の抵抗溶接機でシリーズスポット溶接を行うステップと、複数の抵抗溶接機のうち、一の抵抗溶接機の溶接電極をインダイレクト溶接電極として用い、他の抵抗溶接機の溶接電極を、当該溶接電極でシリーズスポット溶接により予め溶接した打点に当接させることによりアース電極として用いて、インダイレクトスポット溶接を行うステップとを有するものである
溶接電流供給装置は、例えば異なる抵抗溶接機の溶接電極間に直流電流を供給するものとすることができる。
斯かる抵抗溶接装置によれば、一の抵抗溶接機の溶接電極をインダイレクト溶接電極として用い、他の抵抗溶接機の溶接電極をアース電極として用いるので、新たに治具にアースを施工することなく多種多様な箇所に片側溶接を施すことができ、新たな設備投資を抑えることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る抵抗溶接装置を図面に基づいて説明する。
この抵抗溶接装置1は、図1に示すように、複数(図示例では2つ)の抵抗溶接機2、3と、複数の抵抗溶接機2、3に対して溶接電流を供給する溶接電流供給装置4と、制御装置5を備えている。
抵抗溶接機2、3はロボットアーム11、12の先端に左右一対のエアシリンダ13〜16を取り付け、エアシリンダ13〜16の先端にそれぞれ溶接電極17〜20を取り付けている。
また、この実施形態では、抵抗溶接機2、3毎に溶接電流を供給する溶接電流供給装置21、22を備えている。溶接電流供給装置21、22は、図示は省略するが、タイマコンタクタやトランスなどを備えており、抵抗溶接機2、3の一対の溶接電極17〜20に所望の溶接電流を供給するようになっている。各抵抗溶接機2、3は、図2に示すように、それぞれ独立してシリーズスポット溶接を行えるように構成されており、この際、各抵抗溶接機2、3の溶接電流供給装置21、22はそれぞれ左右一対の溶接電極17〜20に溶接電流として交流を供給する。
また、この抵抗溶接装置1は、図1に示すように、別途、溶接電流供給装置4を備えている。溶接電流供給装置4は、複数の抵抗溶接機2、3に溶接電流を供給するものである。すなわち、溶接電流供給装置4は、タイマコンタクタ31やトランス32を備えており、異なる抵抗溶接機2、3の溶接電極17〜20に所望の溶接電流を供給するように構成している。また、この実施形態では、溶接電流供給装置4は、スイッチ33を備えており、抵抗溶接機2、3に通電する際には、スイッチ33により、溶接電流供給装置4と抵抗溶接機2、3を電気的に接続して通電を行うようになっている。なお、異なる抵抗溶接機2、3の溶接電極17〜20に溶接電流を供給する場合は、インダイレクトスポット溶接を行うため、この溶接電流供給装置4は直流電流を供給する。
制御装置5は、複数の抵抗溶接機2、3のうち、いずれか一の抵抗溶接機の溶接電極をインダイレクト溶接電極として用い、他の抵抗溶接機の溶接電極をアース電極として用いるように、複数の抵抗溶接機2、3と溶接電流供給装置4を制御するものである。
図3に示すように、通常のシリーズスポット溶接が行えない屈曲部位などを溶接する場合は、制御装置5により複数の抵抗溶接機2、3を一体的に機能させて、インダイレクトスポット溶接を行う。
この場合、制御装置5は、一の抵抗溶接機2について一方の溶接電極17を開放し、他の抵抗溶接機3の溶接電極19、20をアース電極として用いワーク10に設置させておく。そして、一の抵抗溶接機2の溶接電極18を、ワーク10の所望の溶接位置Aに移動させ、ワーク10を加圧させ、スイッチ33により、溶接電流供給装置4を抵抗溶接機2、3に接続し、溶接電流供給装置4により直流電流を通電する。これにより、当該ワーク10の溶接位置Aにインダイレクトスポット溶接をすることができる。なお、直流電流を通電する際、インダイレクトスポット溶接を行う電極側の発熱量を高くするため、インダイレクトスポット溶接を行う電極側がプラス、アース側がマイナスになるように通電するとよい。
このように、この抵抗溶接装置1によれば、図3に示すように、複数の抵抗溶接機2、3を一体的に機能させて、通常では片側溶接が難しかったワーク10が屈曲した箇所などに、片側溶接を行うことができる。また、インダイレクトスポット溶接を行う抵抗溶接機2とは別の抵抗溶接機3の溶接電極19、20をアース電極としており、アースの数を複数箇所取ることができ、アース側での電流集中を緩和できる。
なお、図3に示すように、アースとして用いる他の抵抗溶接機3の溶接電極19、20は、予めシリーズスポット溶接で溶接した打点B、Cに設置するとよい。この場合、シリーズスポット溶接で溶接した打点B、Cは、シリーズスポット溶接を施したときに、溶接電極19、20の先端形状に合わせて窪んでいるから、アース電極として用いる溶接電極19、20との接触面積を広く取ることができる。これにより、各アース側での電流集中をさらに緩和でき、アース電極を接触させた部位におけるワークの発熱を低く抑えることができる。
この抵抗溶接装置1によれば、一の抵抗溶接機2の溶接電極18を、インダイレクト溶接を行う電極として用い、他の抵抗溶接機3の溶接電極19、20をアース電極として用いるので、治具側にアースを施工する必要がなく、屈曲した面など、通常のシリーズスポット溶接をし難い箇所であっても、特別な専用の溶接装置を設けことなく、インダイレクトスポット溶接を行うことができる。
次に、本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接装置を説明する。なお、図1に示す抵抗溶接装置1と同一の作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明する。
この抵抗溶接装置50は、図4に示すように、抵抗溶接機2の溶接電流供給装置51を、スイッチ52で他の抵抗溶接機3に電気的に接続し、他の抵抗溶接機3に対して溶接電流を供給できるように構成し、供給する溶接電流として交流電流と直流電流を切り替えることができるようにしている。また、この抵抗溶接装置50は、抵抗溶接機2、3、および、他の抵抗溶接機3に対して溶接電流を供給できるように構成した溶接電流供給装置51を制御する制御装置53を備えている。
各抵抗溶接機2、3は、図5に示すように、通常はそれぞれシリーズスポット溶接が行える装置として用いることができる。この際、スイッチ52は開いており、抵抗溶接機2の溶接電流供給装置51は、抵抗溶接機2に対して溶接電流として交流電流を供給する。
通常のシリーズスポット溶接が行えない屈曲部位などを溶接する場合は、制御装置53により複数の抵抗溶接機2、3を一体的に機能させる。この場合、制御装置53は、図3に示すように、抵抗溶接機2について一方の溶接電極18を開放し、他の抵抗溶接機3の溶接電極19、20をアース電極として用いワーク10に設置させておく。そして、一の抵抗溶接機2の溶接電極17を、ワーク10の所望の溶接位置Aに移動させる。そして、スイッチ52(図示省略)を閉じ、溶接電流供給装置51と他の抵抗溶接機3を電気的に接続し、溶接電流供給装置51により直流電流を通電する。なお、直流電流を通電する際、インダイレクトスポット溶接を行う電極側の発熱量を高くするため、インダイレクトスポット溶接を行う電極17側がプラス、アース側の電極19、20がマイナスになるように通電するとよい。これにより、当該ワーク10の溶接位置Aにインダイレクトスポット溶接をすることができる。
この抵抗溶接装置50によれば、一の抵抗溶接機2の溶接電流供給装置51を、他の抵抗溶接機3にも通電できるように構成し、複数の抵抗溶接機2、3を一体的に機能させる際に用いるようにしたので、別途溶接電流供給装置を追加することがなく、設備コストを低く抑えることができる。
以上、本発明の一実施形態に係る抵抗溶接装置を説明したが、本発明に係る抵抗溶接装置は上記に限定されるものではない。
説明の便宜上、2つの抵抗溶接機を一体的に機能させる場合を例示したが、一体的に機能させる抵抗溶接機の数は、2つに限らず、2つ以上の複数の抵抗溶接機を一体的に機能させてもよい。
また、一体的に機能させる複数の抵抗溶接機は、それぞれ通常はシリーズスポット溶接を行う抵抗溶接機であるものを例示したが、一体的に機能させる複数の抵抗溶接機の全てがシリーズスポット溶接を行う抵抗溶接機である必要は必ずしもなく、通常、インダイレクトスポット溶接を行う複数の抵抗溶接機を一体的に機能させるように構成してもよい。
また、複数の抵抗溶接機を一体的に機能させる場合に、アースの数を多く確保し易いという点を考慮するとシリーズスポット溶接用の抵抗溶接機をアースとして用いるのが効率的である。
本発明の一実施形態に係る抵抗溶接装置の構成を示す図。 抵抗溶接機の通常の使用状態を示す図。 複数の抵抗溶接機を一体的に使用する場合の使用状態を示す図。 本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接装置の構成を示す図。 本発明の他の実施形態に係る抵抗溶接装置における抵抗溶接機の通常の使用状態を示す図。 一般的なシリーズスポット溶接を示す構成図。 一般的なインダイレクトスポット溶接を示す構成図。
符号の説明
1 抵抗溶接装置
2、3 抵抗溶接機
4 溶接電流供給装置
5 制御装置
10 ワーク
11 ロボットアーム
13-16 エアシリンダ
17-20 溶接電極
21 溶接電流供給装置
31 タイマコンタクタ
32 トランス
33 スイッチ
50 抵抗溶接装置
51 溶接電流供給装置
52 スイッチ
53 制御装置

Claims (2)

  1. 溶接電極を備えた複数の抵抗溶接機と、前記複数の抵抗溶接機に溶接電流を供給する溶接電流供給装置とを備えた抵抗溶接装置で行う抵抗溶接方法であって
    前記複数の抵抗溶接機でシリーズスポット溶接を行うステップと、
    前記複数の抵抗溶接機のうち、一の抵抗溶接機の溶接電極をインダイレクト溶接電極として用い、他の抵抗溶接機の溶接電極を、当該溶接電極で前記シリーズスポット溶接により予め溶接した打点に当接させることによりアース電極として用いて、インダイレクトスポット溶接を行うステップとを有することを特徴とする抵抗溶接方法
  2. 前記溶接電流供給装置は異なる抵抗溶接機の溶接電極間に直流電流を供給することを特徴とする請求項1に記載の抵抗溶接方法
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