JP5364864B1 - 溶接時のナットの二個重ね判別方法および判別構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ナットが二個重なって供給されている場合、確実にそれを判別することができる装置を、複雑化することなく安価に構成できるようにする。
【解決手段】 ウエルドナットＮが二個重ねの状態で供給されるのを簡易に判別する電極構造として、下部電極６から上方に突出し且つ昇降自在な位置決めピン８にナットＮを被せるようにセットした際、ナットＮの上面から位置決めピン６の先端部の一部が上方に突出するようにし、また、上部電極２の下面を平坦面にすることにより、上部電極２の下面でナットＮを下方に押し付けて、ナットＮのプロジェクション部ｐを穴あき鋼板等のワークＷ上面に圧接した際、ナットＮの上面と位置決めピン６の上面が面一になるようにし、この位置を基準点として二個重ねを判別する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、穴あき鋼板等のワークにウエルドナットを溶接する際、ナットが二個重ねになっているのを判別する技術に関する。

従来、穴あき鋼板等のワークにウエルドナットを溶接する際、下部電極上に穴あき鋼板等のワークをセットし、その上方から、上部電極で押圧されるウエルドナットのプロジェクション部を押し付け、上下の電極間に通電することでプロジェクション部を溶融させて接合一体化するようなプロジェクション溶接方法が知られており、この際、ナットの異常姿勢、サイズ違い、芯ズレ等の溶接不良を防止するための各種技術が提案されている。
そして、これらの異常検知技術として、下部電極側の位置決めピンの昇降ストローク位置を測定して異常を検知する技術（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）や、上部電極の位置を測定して異常を検知する技術（例えば、特許文献３、特許文献４参照。）が一般的である。

特開平７−９１６５号公報 特開２００８−３０７５８９号公報 特開平７−２９９５７１号公報 特開２０００−１５４５３号公報

ところで、下部電極側の位置決めピンの昇降ストローク位置を測定して異常を検知する方法の場合、上部電極の下面に、位置決めピンと干渉するのを避けるための逃げ孔が形成されるのが一般的である。これは、上部電極が降下してナットを押圧する際、上部電極と位置決めピンが干渉すると、ワークとナットに対する位置決めピンによる位置決めが不安定になり、ワークの孔部とナットの孔部が芯ズレを起こした状態で溶接されやすいからである。

このため、位置決めピンの昇降ストローク位置の測定でナット溶接の異常を検知するような装置を使用する場合、例えばナットを自動的に供給するナットフィーダーの不具合等によりナットが二個重なって送給されるような場合には、後述する図４に示すように、そのような不具合を位置決めピンの昇降ストロークで判断することが出来ず、位置決めピンの昇降ストロークを検知する検知手段のほか、ナットの二個重ねを検出するための検知手段を上部電極側に別個に設ける必要があり、装置が複雑化するとともに、設備費用がかかるという問題があった。

そこで本発明は、ナットが二個重なって供給されている場合、確実にそれを判別することができる装置を、複雑化することなく安価に構成できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、下部電極上に穴あき鋼板等のワークを載置し、下部電極に対して昇降自在で且つ上方に付勢される位置決めピンを前記ワークの穴を通して上方に突出させ、この位置決めピン上からウエルドナットを被せてセットした後、ウエルドナット上から上部電極を降下させ、前記ワークとナットを上下の電極で挟み込んで加圧することによりウエルドナットのプロジェクション部をワークに圧接し、その後、前記上下の電極間に通電することで前記ウエルドナットをワークに接合一体化するようにした溶接方法において、前記ウエルドナットをセットする際、前記位置決めピンの先端をウエルドナットの上面より上方に突出させた状態にセットする工程と、下面が平坦な上部電極を降下させてその平坦面により前記位置決めピンとウエルドナットを下方に押圧することで位置決めピンの上面とウエルドナットの上面とを面一にした状態でウエルドナットのプロジェクション部をワーク面に圧接する工程と、その状態の位置決めピンの高さ位置を測定することによりナットの二個重ねを判別するようにした。

このように、下面が平坦な上部電極を降下させて位置決めピンとウエルドナットを下方に押圧することで、位置決めピンの上面とウエルドナットの上面とを面一にすると同時に、ウエルドナットのプロジェクション部をワーク面に圧接するようにし、この位置を基準点として設定しておく。このことにより、二個重ねのナットを押圧した場合には、位置決めピンの降下ストローク量が基準点からずれるようになり、位置決めピンの降下ストローク量の測定だけで異常が判断できるようなり、装置の簡素化が図れると同時に設備費用が安価となる。

この際、溶接装置については、位置決めピンとして、ウエルドナット一個を上方から被せてセットした際、位置決めピンの先端の一部が、ウエルドナット一個の高さ以内の突出量でウエルドナット上面から上方に突出するようにし、また上部電極として、その下面を平坦面にし、位置決めピンとウエルドナットを下方に押圧してウエルドナットのプロジェクション部をワーク面に圧接した際、位置決めピンの上面とウエルドナットの上面とを面一にさせることができるようにする。

溶接時のナットの二重重ねを判別する方法として、ウエルドナットを位置決めピンにセットした際、位置決めピンの先端の一部がナットの上面より上方に突出するようにし、上部電極の下面を平坦にすることで、ウエルドナットを押圧してナットのプロジェクション部がワーク面に圧接した際、位置決めピンの上面とナットの上面が面一になるようにすることで、位置決めピンの昇降ストローク位置を検出するだけでナットの二個重ねを判別できるようになり、装置の簡素化が図られ、設備費用が廉価となる。

本発明に係るナットの二個重ね判別構造が採用される溶接装置の一例を示す説明図である。 下部電極装置の一部を示す内部構造図である。 二個重ね判別構造の作用を示す作用図であり、（ａ）はナットセット時の状態図、（ｂ）は上部電極で押圧時の状態図、（ｃ）は二個重ね状態の説明図である。 従来のナット溶接装置による溶接を示す状態図であり、（ａ）はナットセット時の状態図、（ｂ）は上部電極で押圧時の状態図、（ｃ）は二個重ね状態の説明図である。

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
本発明は、ナットが二個重なって供給されている場合、確実にそれを判別することができる装置を、複雑化することなく安価に構成できるようにされ、下部電極装置側の昇降自在な位置決めピンの昇降位置を判読するだけでナットの二個重ねを判別できるようにされている。

そこで、本発明に係るナットの二個重ね判別構造が採用される溶接装置の一例について図１、図２に基づき説明する。
図１、図２に示すように、穴あき鋼板等のワークにウエルドナットを溶接するための溶接装置は、下部電極構成体１と、この下部電極構成体１の上部に配設されて昇降自在な上部電極２を備えており、前記下部電極構成体１は、シリンダ３の上部に取り付けられる冷却用部材４と、この冷却用部材４の上部に取り付けられる筒状の電極ホルダ５と、この電極ホルダ５の上部に取り付けられるリング状の下部電極６を備えており、前記電極ホルダ５の筒内には、シリンダ３から上方に突出するシリンダロッド３ａと、このシリンダロッド３ａの上部に連結される連結ロッド７と、この連結ロッド７上に直結される位置決めピン８が配設されるとともに、この位置決めピン８は、前記下部電極６の中央孔６ｈを通して、下部電極６上から出没自在にされている。

また、シリンダ３の下方には、位置決めピン８の昇降ストロークを検出するセンサユニット１０が設けられ、このセンサユニット１０の周囲にはカバー１１が設けられている。

そして、前記シリンダ３には、加圧エアが供給され、この加圧エアの加圧力によって位置決めピン８を常時上方に付勢し、位置決めピン８は一定の付勢力によって、下部電極６上に突出しているが、前記上部電極２が降下して上から押圧力を加えると、上方からの押圧力によって下方に降下するようにされている。

ところで、このような溶接装置における従来の構造について、図４に基づき説明すると、従来の上部電極２Ｂの構造は、その下面に位置決めピン８との干渉を避けるための逃げ孔ｈが形成されている。この逃げ孔ｈは、上部電極２Ｂが降下してきたとき、位置決めピン８と上部電極２Ｂとの干渉を避け、穴あき鋼板等のワークＷの孔部とウエルドナットＮの孔部の位置ズレを防止する機能を有するものである。

このような従来の電極構造の場合、（ａ）に示すように、下部電極６上にワークＷを載置して、ワークＷの孔部から位置決めピン８を突出させた状態にし、位置決めピン８の上方からウエルドナットＮを被せてセットする。そして、（ｂ）に示すように、上方から上部電極２Ｂを降下させ、ナットＮを下方に押圧すると、ナットＮの下端部に形成されるプロジェクション部ｐがワークＷに圧接し、ワークＷとナットＮが下部電極６と上部電極２Ｂにより挟まれた状態で加圧される。

そして、この状態で上下の電極２Ｂ、６間に通電することによりプロジェクション部ｐが溶融してナットＮとワークＷが接合一体化される。

このような溶接方法において、（ｃ）に示すように、ナットＮが二個重ねで供給されたとき、上部電極２Ｂが降下してナットＮを押圧しても、位置決めピン８の位置は、（ｂ）の正常な状態と変わることなく、位置決めピン８の位置を測定するだけではナットＮの二個重ねを検知することができない。
このため、従来の装置では、ナットの二個重ねを判別するためには、上部電極２Ｂの近傍に、上部電極２Ｂの降下ストロークを検出するセンサ等を設ける必要があったため、本発明ではかかる別個のセンサ等を不要にしたものである。

本発明に係る上部電極２は、図３に示すように、下面が平坦面である。また、図３（ａ）に示すように、位置決めピン８にナットＮを被せてセットした際、プロジェクション部ｐがワークＷの上面に当接するとともに位置決めピン８の先端の一部がナットＮの上面よりある程度の突出量分上方に突出するようにしている。

このような電極構造において、図３（ｂ）に示すように、セットしたナットＮと位置決めピン８の上方から上部電極２を降下させ、ナットＮのプロジェクション部ｐをワークＷ面に圧接した状態にすると、位置決めピン８は、ナットＮの上面から突出する突出量だけ押し込まれ、ナットＮは位置決めピン８の上面と面一になった状態でワークＷ面に対して押圧されることになる。

そして、この図３（ｂ）の位置決めピン８の降下ストローク量を、下方のセンサユニット１０で計測し、これを基準点として設定する。そして、その後、上下の電極２、６間に通電してプロジェクション部ｐを溶融させる。

以上のように基準点が設定されると、その後の溶接サイクルにおいて、この基準点が基本となって溶接作業が行われる。

次に、図３（ｃ）に示すように、ナットＮが二個重ねとなった状態では、これを上部電極２で押圧すると、位置決めピン８の降下ストローク量はゼロであり、図３（ｂ）に示す位置決めピン８の降下ストローク量（基準点）とは差が生じるようになる。

このため、位置決めピン８の降下ストローク量の計測だけによって、ナットＮの二個重ねが判別可能となる。

なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、位置決めピン８の上からウエルドナットＮを被せてセットした場合、図３（ａ）に示すように、プロジェクション部ｐがワークＷの上面に当接することは必須の要件ではなく、所定間隔浮いた状態になってもよい。

極めて簡単な構成により、ナットの二個重ねを判別できる装置を安価に構成でき、しかも信頼性も確保されるため今後の広い普及が期待される。

２…上部電極、６…下部電極、８…位置決めピン、Ｗ…ワーク、Ｎ…ウエルドナット、ｐ…プロジェクション部。

Claims (2)

1. 下部電極上に穴あき鋼板等のワークを載置し、下部電極に対して昇降自在で且つ上方に付勢される位置決めピンを前記ワークの穴を通して上方に突出させ、この位置決めピン上からウエルドナットを被せてセットした後、ウエルドナット上から上部電極を降下させ、前記ワークとナットを上下の電極で挟み込んで加圧することによりウエルドナットのプロジェクション部をワークに圧接し、その後、前記上下の電極間に通電することで前記ウエルドナットをワークに接合一体化するようにした溶接方法において、前記ウエルドナットをセットする際、前記位置決めピンの先端をウエルドナットの上面より上方に突出させた状態にセットする工程と、下面が平坦な上部電極を降下させてその平坦面により前記位置決めピンとウエルドナットを下方に押圧することで位置決めピンの上面とウエルドナットの上面とを面一にした状態でウエルドナットのプロジェクション部をワーク面に圧接する工程と、その状態の位置決めピンの高さ位置を測定することによりナットの二個重ねを判別する工程を備えたことを特徴とする溶接時のナットの二個重ね判別方法。
2. 下部電極上に穴あき鋼板等のワークを載置し、下部電極に対して昇降自在で且つ上方に付勢される位置決めピンを前記ワークの穴を通して上方に突出させ、この位置決めピン上からウエルドナットを被せてセットした後、ウエルドナット上から上部電極を降下させ、前記ワークとナットを上下の電極で挟み込んで加圧することによりウエルドナットのプロジェクション部をワークに圧接し、その後、前記上下の電極間に通電することで前記ウエルドナットをワークに接合一体化するようにした溶接装置において、前記位置決めピンは、ウエルドナット一個を上方から被せてセットした際、位置決めピンの先端の一部が、ウエルドナット一個の高さ以内の突出量でウエルドナット上面から上方に突出するようにされ、また前記上部電極は、その下面が平坦面にされ、前記位置決めピンとウエルドナットを下方に押圧してウエルドナットのプロジェクション部をワーク面に圧接した際、位置決めピンの上面とウエルドナットの上面とを面一にさせることができるようにされることを特徴とする溶接時のナットの二個重ね判別構造。

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