JP6302343B2 - TIG welding apparatus and TIG welding method - Google Patents

TIG welding apparatus and TIG welding method Download PDF

Info

Publication number
JP6302343B2
JP6302343B2 JP2014089970A JP2014089970A JP6302343B2 JP 6302343 B2 JP6302343 B2 JP 6302343B2 JP 2014089970 A JP2014089970 A JP 2014089970A JP 2014089970 A JP2014089970 A JP 2014089970A JP 6302343 B2 JP6302343 B2 JP 6302343B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
torch
welded portion
clamp
torch electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014089970A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015208751A (en
Inventor
康男 澤井
康男 澤井
洋一 萩沢
洋一 萩沢
正行 阿部
正行 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amada Miyachi Co Ltd
Original Assignee
Amada Miyachi Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amada Miyachi Co Ltd filed Critical Amada Miyachi Co Ltd
Priority to JP2014089970A priority Critical patent/JP6302343B2/en
Publication of JP2015208751A publication Critical patent/JP2015208751A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6302343B2 publication Critical patent/JP6302343B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

本発明は、互いに突き合わせた2つの部材をクランプで保持しながら溶接するTIG溶接装置およびTIG溶接方法に関する。   The present invention relates to a TIG welding apparatus and a TIG welding method for welding while holding two members butted against each other with a clamp.

電気回路は、電気の供給源となる電源や電気を利用して一定の機能を果たす電気部品等を配線で接続して構成されており、電気回路の構築には配線接続または結線の作業が必ず必要になる。一般的に、ディスクリートな端子部材同士の溶接には、電気の放電現象(アーク放電)を利用するアーク溶接法が多く用いられている。特に、電気回路を構成する端子部材の溶接には、非消耗型のトーチ電極(タングステン電極棒)を使用するTIG溶接法が多く用いられている。   An electric circuit consists of a power source that supplies electricity and electric parts that perform a certain function using electricity. Wiring connection or connection work is always required to build an electric circuit. I need it. In general, arc welding using an electric discharge phenomenon (arc discharge) is often used for welding discrete terminal members. In particular, a TIG welding method using a non-consumable torch electrode (tungsten electrode rod) is often used for welding terminal members constituting an electric circuit.

従来より、ロボット等の自動作業機械に搭載されるTIG溶接装置は、一方の電極を構成するトーチ電極と他方の電極を兼ねる固定治具たとえばクランプ(「チャック」とも称される。)を同一または共通のロボットアーム先端部に取り付け、クランプにより2つの端子部材(母材)の被溶接部を挟着しながら、トーチ電極の先端を被溶接部に接近させて両電極(トーチ電極とクランプ)間に電圧を印加して、トーチ電極と被溶接部との間でアークを生成し、アークの熱で被溶接部を溶かすようにしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a TIG welding apparatus mounted on an automatic working machine such as a robot has the same or the same fixing jig such as a clamp (also referred to as a “chuck”) that serves as one electrode and the other electrode. Attach the tip of the torch electrode to the welded part while holding the welded part of the two terminal members (base material) with the clamp attached to the tip of the common robot arm, and between the electrodes (torch electrode and clamp) A voltage is applied to the electrode to generate an arc between the torch electrode and the welded portion, and the welded portion is melted by the heat of the arc.

この場合、トーチ電極とクランプはロボットアーム上で常に一定の位置関係にあるので、多数のワークないし被溶接部に対してクランプ挟着位置およびトーチ電極接近位置(アーク放電位置)を一定に管理することができる(たとえば特許文献1参照)。   In this case, since the torch electrode and the clamp are always in a fixed positional relationship on the robot arm, the clamp clamping position and the torch electrode approaching position (arc discharge position) are constantly managed with respect to a large number of workpieces or welded parts. (For example, see Patent Document 1).

特開2010−82674号公報JP 2010-82674 A

しかしながら、上記のようにトーチ電極とクランプが常に一定の位置関係にある従来のTIG溶接装置においては、トーチ電極と被溶接部との間でアークを安定確実に発生させることが難しく、場合によってはトーチ電極とクランプとの間でアークが発生してクランプを溶融または焼損してしまうことがある。   However, in the conventional TIG welding apparatus in which the torch electrode and the clamp are always in a fixed positional relationship as described above, it is difficult to stably and reliably generate an arc between the torch electrode and the welded part. An arc may occur between the torch electrode and the clamp, causing the clamp to melt or burn.

このようなアークの不所望な飛火は、クランプをトーチ電極から十分遠い位置に配置することで、一応回避することができる。しかし、クランプの被溶接部を挟着する位置をトーチ電極から遠ざけると、被溶接部の先端部付近で密着性が保証されなくなり、つまりクランプの機能が弱められる結果、所望のアーク溶接品質が得られなくなる。   Such an undesired sparking of the arc can be avoided by arranging the clamp at a position sufficiently far from the torch electrode. However, if the position to clamp the welded part of the clamp is moved away from the torch electrode, the adhesion is not guaranteed near the tip of the welded part, that is, the function of the clamp is weakened, resulting in the desired arc welding quality. It becomes impossible.

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、互いに突き合わせた2つの部材(母材)をクランプで保持して実施されるアーク溶接を高品質かつ安定に行えるようにしたTIG溶接装置およびTIG溶接方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and can perform high-quality and stable arc welding performed by holding two members (base materials) butted against each other with a clamp. A TIG welding apparatus and a TIG welding method are provided.

本発明のTIG溶接装置は、XY面に平行なステージと、前記ステージの上に設けられ、XY面内で任意の方向にスライド可能なパッシブ型のコンプライアンス・デバイスと、前記コンプライアンス・デバイスの上に母材として載置される第1および第2の部材を被溶接部にて密着させて保持可能なクランプ電極と、トーチ電極を着脱可能に装着して保持するトーチボディと、前記トーチ電極と前記被溶接部とを含む閉回路内で電流を流すための溶接電源とを有し、前記クランプ電極により前記被溶接部に加圧力を加え、かつ前記トーチ電極の先端を前記被溶接部に接触させた状態で、前記溶接電源により前記トーチ電極と前記被溶接部との間に電圧を印加して前記閉回路内で通電を開始し、前記被溶接部に対する加圧と前記閉回路内の通電を継続しながら前記トーチ電極の先端を前記被溶接部から離して、前記トーチ電極と前記被溶接部との間でアークを発生させ、前記アークの熱によって前記被溶接部を溶接する。   The TIG welding apparatus of the present invention includes a stage parallel to the XY plane, a passive compliance device provided on the stage and slidable in any direction within the XY plane, and the compliance device. A clamp electrode capable of holding the first and second members placed as base materials in close contact with each other at a welded portion, a torch body for detachably mounting and holding the torch electrode, the torch electrode, A welding power source for flowing current in a closed circuit including the welded portion, applying pressure to the welded portion by the clamp electrode, and bringing the tip of the torch electrode into contact with the welded portion. In this state, the welding power source applies a voltage between the torch electrode and the welded part to start energization in the closed circuit, and pressurization to the welded part and energization in the closed circuit While continuing away the tip of the torch electrode from the welded portion, thereby generating an arc between the torch electrode and the welded part, welding the welded portion by the heat of the arc.

本発明のTIG溶接方法は、母材としての第1および第2の端子部材をXY面内で任意の方向にスライド可能なパッシブ型のコンプライアンス・デバイスの上に載置する工程と、前記コンプライアンス・デバイスの上に載置されている前記第1および第2の端子部材を被溶接部にて密着させて保持する工程と、トーチ電極の先端を前記被溶接部に接触させる工程と、前記被溶接部に密着固定のための加圧力を加え、かつ前記トーチ電極の先端を前記被溶接部に接触させた状態で、前記トーチ電極と前記被溶接部との間に電圧を印加して、前記トーチ電極と前記被溶接部とを含む閉回路内で通電を開始する工程と、前記被溶接部に対する加圧と前記閉回路内の通電を継続しながら、前記トーチ電極の先端を前記被溶接部から離して、前記トーチ電極と前記被溶接部との間でアークを発生させ、前記アークの熱によって前記被溶接部を溶かす工程と、前記閉回路内の通電を止め、前記被溶接部に対する加圧を解除する工程とを有する。   The TIG welding method of the present invention includes a step of placing the first and second terminal members as a base material on a passive compliance device that can slide in an arbitrary direction within the XY plane, A step of bringing the first and second terminal members placed on the device into close contact with each other at the welded portion, a step of bringing a tip of a torch electrode into contact with the welded portion, and the welded portion Applying a voltage between the torch electrode and the welded part in a state where a pressing force for tightly fixing the part is applied and the tip of the torch electrode is in contact with the welded part, the torch A step of starting energization in a closed circuit including an electrode and the welded portion, and applying a pressure to the welded portion and energizing the closed circuit while continuing the tip of the torch electrode from the welded portion. Release the torch A step of generating an arc between the pole and the welded portion, and melting the welded portion by the heat of the arc; a step of stopping energization in the closed circuit and releasing the pressure on the welded portion; Have

本発明においては、両端子部材(母材)の被溶接部に密着固定用の加圧力を加えながら、トーチ電極の先端を被溶接部に接触させた状態で通電を開始した後にトーチ電極を引き離してアーク放電を発生させる。これにより、確実に被溶接部にアークを集中させることが可能であり、クランプ電極をトーチ電極に可及的に近づけて所望の溶接品質を安定確実に得ることができる。さらに、第1および第2の部材を被溶接部にて密着させて保持する動作(クランプ動作)の際に、コンプライアンス・デバイスがクランプ力の作用する方向に追従して摺動する。その結果、トーチ電極の先端が被溶接部の中心部あるいは両端子部材の接触位置に正確に対向するようになる。このため、位置合わせの誤差が生じた場合でも、タッチスタート方式においてトーチ電極の先端が被溶接部の中心部またはその近傍あるいは両端子部材の接触位置またはその近傍に接触するので、確実に被溶接部の中心部付近あるいは両端子部材の接触位置付近にアークを集中させることができる。このことにより、被溶接部の中心部をアーク熱で確実に溶かして良好な溶接強度を得ることができる。   In the present invention, the energization is started in a state where the tip of the torch electrode is in contact with the welded portion while applying the pressure for tightly fixing the welded portions of both terminal members (base materials), and then the torch electrode is pulled apart. To generate arc discharge. As a result, it is possible to reliably concentrate the arc on the welded portion, and the desired welding quality can be stably and reliably obtained by bringing the clamp electrode as close as possible to the torch electrode. Further, the compliance device slides following the direction in which the clamping force acts during the operation (clamping operation) in which the first and second members are held in close contact with each other at the welded portion. As a result, the tip of the torch electrode is accurately opposed to the center of the welded portion or the contact position of both terminal members. For this reason, even if an alignment error occurs, the tip of the torch electrode contacts the center of the welded portion or the vicinity thereof or the contact position of the two terminal members or the vicinity thereof in the touch start method, so that the welding is reliably performed. The arc can be concentrated near the center of the part or near the contact position of both terminal members. As a result, the center portion of the welded portion can be reliably melted with arc heat to obtain good welding strength.

本発明の好適な一態様で用いられるコンプライアンス・デバイスは、ステージに固定されるベース部と、このベース部の上にボールガイドを介して摺動可能に取り付けられる可動部とを有する。   The compliance device used in a preferred embodiment of the present invention has a base portion fixed to the stage and a movable portion slidably mounted on the base portion via a ball guide.

本発明の好適な一態様として、クランプ電極は、被溶接部のトーチ電極と対向する部位の近傍で第1および第2の部材を電磁気力または空気圧もしくは油圧の圧力で挟着して固定するクランプを有する。   As a preferred embodiment of the present invention, the clamp electrode is a clamp for fixing the first and second members by electromagnetic force, pneumatic pressure or hydraulic pressure in the vicinity of the portion of the welded portion facing the torch electrode. Have

別の好適な一態様によれば、第1および第2の端子部材を被溶接部にて密着させて保持する工程では、第1および第2の端子部材をクランプ電極によって挟持することにより、トーチ電極の中心軸と第1および第2の端子部材の接触位置とを対向させ、あるいはトーチ電極の中心軸と第1および第2の端子部材の重ね合わせ方向の中心部とを対向させる。   According to another preferred embodiment, in the step of holding the first and second terminal members in close contact with each other at the welded portion, the first and second terminal members are clamped by the clamp electrode, and the torch The central axis of the electrode and the contact position of the first and second terminal members are opposed to each other, or the central axis of the torch electrode and the central part of the overlapping direction of the first and second terminal members are opposed to each other.

本発明のTIG溶接装置またはTIG溶接方法によれば、上記のような構成により、2つの部材(母材)をクランプで保持して実施されるアーク溶接を高品質かつ安定に行うことができる。   According to the TIG welding apparatus or the TIG welding method of the present invention, arc welding performed by holding the two members (base materials) with clamps can be performed with high quality and stability by the above-described configuration.

本発明の一実施形態におけるTIG溶接装置の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole TIG welding device composition in one embodiment of the present invention. 実施形態における母材および被溶接部の形態と上記TIG溶接装置の要部の構成とを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the form of the base material and to-be-welded part in embodiment, and the structure of the principal part of the said TIG welding apparatus. 上記TIG溶接装置に備えられる移動ステージの具体的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the specific structural example of the movement stage with which the said TIG welding apparatus is equipped. 上記TIG溶接装置で用いられるパッシブ型コンプライアンス・デバイスの外観構成および機能を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance structure and function of a passive type compliance device used with the said TIG welding apparatus. 実施形態におけるTIG溶接の手順(途中までの工程)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure (process to the middle) of TIG welding in embodiment. TIG溶接の手順(残りの工程)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure (remaining process) of TIG welding. 上記TIG溶接装置におけるトーチおよびクランプ電極の昇降動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the raising / lowering operation | movement of the torch and clamp electrode in the said TIG welding apparatus. 上記トーチおよびクランプ電極の昇降動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the raising / lowering operation | movement of the said torch and a clamp electrode. 上記トーチおよびクランプ電極の昇降動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the raising / lowering operation | movement of the said torch and a clamp electrode. 上記トーチおよびクランプ電極の昇降動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the raising / lowering operation | movement of the said torch and a clamp electrode. 上記トーチおよびクランプ電極の昇降動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the raising / lowering operation | movement of the said torch and a clamp electrode. 上記トーチおよびクランプ電極の昇降動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the raising / lowering operation | movement of the said torch and a clamp electrode. 上記TIG溶接装置におけるクランプ動作および通電動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the clamp operation | movement and electricity supply operation | movement in the said TIG welding apparatus. 上記クランプ動作および通電動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the said clamp operation | movement and electricity supply operation | movement. 上記クランプ動作および通電動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the said clamp operation | movement and electricity supply operation | movement. 上記クランプ動作および通電動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the said clamp operation | movement and electricity supply operation | movement. 上記クランプ動作および通電動作の一段階を示す図である。It is a figure which shows one step of the said clamp operation | movement and electricity supply operation | movement. 従来のTIG溶接装置においてクランプ稼働位置(挟着位置)をトーチ電極から遠く離してアーク放電を発生させる手法を示す図である。It is a figure which shows the method of producing | generating arc discharge in the conventional TIG welding apparatus in which the clamp operation position (clamping position) is moved away from the torch electrode. 実施形態のTIG溶接装置において移動ステージにパッシブ型のコンプライアンス・デバイスが組み込まれていない場合の課題の1つを示す図である。It is a figure which shows one of the subjects when the passive type compliance device is not integrated in the movement stage in the TIG welding apparatus of embodiment. 実施形態における直進駆動部材回りの一変形例を示す図である。It is a figure which shows one modification around the rectilinear drive member in embodiment. 実施形態における直進駆動部材回りの別の変形例を示す図である。It is a figure which shows another modification around the rectilinear drive member in embodiment. 一変形例における位置合わせ動作およびクランプ動作の第1の形態を示す図である。It is a figure which shows the 1st form of the position alignment operation | movement and clamp operation | movement in one modification. 変形例における位置合わせ動作およびクランプ動作の第2の形態を示す図である。It is a figure which shows the 2nd form of the position alignment operation | movement and clamp operation | movement in a modification.

以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
図1に、本発明の一実施形態におけるTIG溶接装置の全体構成を示す。このTIG溶接装置は、特に拝み溶接(突き合わせ溶接)に好適に対応できる据置型の装置構成となっており、直流式の溶接電源回路、制御回路および各種駆動回路等を内蔵したユニット形態の装置本体10と、この装置本体10からの用力の供給と制御の下で電気部品支持体(たとえばアッセンブリまたは回路基板)S上の被溶接材(母材)にTIG溶接を施す溶接ヘッド12と、シールドガスたとえばアルゴンガスの供給源であるガスボンベ14とを有する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1, the whole structure of the TIG welding apparatus in one Embodiment of this invention is shown. This TIG welding apparatus has a stationary apparatus configuration that can be suitably adapted to prayer welding (butt welding), and is a unit-type apparatus body incorporating a DC welding power supply circuit, a control circuit, various drive circuits, and the like. 10, a welding head 12 for performing TIG welding on a workpiece (base material) on an electric component support (for example, an assembly or a circuit board) S under supply and control of utility from the apparatus main body 10, and a shielding gas For example, it has a gas cylinder 14 which is a supply source of argon gas.

溶接ヘッド12は、板状のベース16にステージ18とトーチスタンド20を併設し、トーチスタンド20にTIG溶接用のトーチ22およびクランプ電極24を昇降移動可能に搭載している。   In the welding head 12, a stage 18 and a torch stand 20 are provided on a plate-like base 16, and a torch 22 for TIG welding and a clamp electrode 24 are mounted on the torch stand 20 so as to be movable up and down.

より詳しくは、ステージ18は、ベース16上で水平なXY面内で移動可能なXYステージ25を有している。溶接ヘッド12は、このXYステージ25の上に、XY面内で任意の方向にスライド可能なパッシブ型のコンプライアンス・デバイス26を介して、ワークを載置する水平なテーブル28を設けている。ステージ18およびコンプライアンス・デバイス26の構成および作用については、後に詳細に説明する。   More specifically, the stage 18 has an XY stage 25 that is movable on the base 16 in a horizontal XY plane. On the XY stage 25, the welding head 12 is provided with a horizontal table 28 on which a workpiece is placed via a passive compliance device 26 that can slide in any direction within the XY plane. The configuration and operation of the stage 18 and the compliance device 26 will be described in detail later.

一方、トーチスタンド20は、固定台29の上にたとえばサーボモータを駆動源とする昇降駆動部(図示せず)を内蔵した昇降タワー30を設けている。この昇降タワー30の昇降駆動部に昇降支持軸32を介して直進駆動部材34が結合され、この直進駆動部材34にトーチ22およびクランプ電極24が鉛直方向で一体移動可能かつ分離可能に取り付けられている。直進駆動部材34とトーチ22およびクランプ電極24とを連結する機構については、後に詳細に説明する。   On the other hand, the torch stand 20 is provided with an elevating tower 30 having a built-in elevating drive unit (not shown) having, for example, a servo motor as a drive source on a fixed base 29. A straight drive member 34 is coupled to the lift drive portion of the lift tower 30 via a lift support shaft 32, and the torch 22 and the clamp electrode 24 are attached to the straight drive member 34 so as to be integrally movable and separable in the vertical direction. Yes. A mechanism for connecting the rectilinear drive member 34 to the torch 22 and the clamp electrode 24 will be described in detail later.

トーチ22は、水平方向では固定されている。装置本体10よりケーブル36を介して送られてくる制御信号の下でXYステージ26がXY方向の移動動作を行うことにより、テーブル28に載置されている電気部品支持体S上でTIG溶接の対象となる被溶接材の被溶接部WJをトーチ22の直下に位置決めすることができる。   The torch 22 is fixed in the horizontal direction. The XY stage 26 moves in the XY direction under a control signal sent from the apparatus main body 10 via the cable 36, so that the TIG welding is performed on the electric component support S placed on the table 28. The welded portion WJ of the workpiece to be welded can be positioned directly below the torch 22.

トーチ22は、装置本体10よりトーチケーブル内蔵のホース38を介してTIG溶接用の電力とシールドガスSGの供給を受けるようになっており、絶縁体たとえば樹脂からなる円筒状のトーチボディ40とこのトーチボディ40の先端(下端)部に取り付けられる円筒状または円錐状のトーチノズル42とを有し、トーチボディ40およびトーチノズル42の中にペンシル形のトーチ電極(タングステン電極棒)44を着脱自在に装着し、トーチノズル42の下端よりわずかに(通常2〜3mm)トーチ電極44の先端を突出させている。   The torch 22 is supplied with power for TIG welding and shield gas SG from the apparatus main body 10 via a hose 38 with a built-in torch cable. The torch body 40 is formed of an insulator, for example, a cylindrical torch body 40 made of resin. It has a cylindrical or conical torch nozzle 42 attached to the tip (lower end) portion of the torch body 40, and a pencil-shaped torch electrode (tungsten electrode rod) 44 is detachably mounted in the torch body 40 and the torch nozzle 42. The tip of the torch electrode 44 protrudes slightly (usually 2 to 3 mm) from the lower end of the torch nozzle 42.

装置本体10は、ユニット正面に表示器46、操作ボタン48および電源スイッチ50等を配設し、ユニット側面または背面に外部接続端子またはコネクタ類52を配設している。ガスボンベ14よりホース15に送出されるシールドガスSGは、装置本体10およびホース38を経由してトーチ22に供給されるようになっている。なお、ホース15をトーチ22に直接接続してもよい。   The apparatus main body 10 is provided with a display 46, operation buttons 48, a power switch 50 and the like on the front side of the unit, and with external connection terminals or connectors 52 on the side or back side of the unit. The shield gas SG sent from the gas cylinder 14 to the hose 15 is supplied to the torch 22 via the apparatus main body 10 and the hose 38. The hose 15 may be directly connected to the torch 22.

図2に、この実施形態における溶接ヘッド12の要部の構成と被溶接材(母材)の一例とを示す。図示の例では、たとえば銅からなる2つの細長い棒状または板状の金属部材たとえばバスバーW1,W2を被溶接材(母材)とし、両金属部材W1,W2のそれぞれの上端面(頂面)を略面一に揃えてそれぞれの上端部を一体に合わせている。この一体に合わさった金属部材W1,W2の上端部が被溶接部WJを形成する。各金属部材W1,W2の他端(図示せず)は、たとえば、電気部品支持体S上に搭載されている電気部品(図示せず)に通じている。あるいは、一方の金属部材W1は電気部品支持体S上に搭載され、他の金属部材W2の他端は別の電気部品支持体(図示せず)上に搭載されている電気部品(図示せず)に通じている。 In FIG. 2, the structure of the principal part of the welding head 12 in this embodiment and an example of a to-be-welded material (base material) are shown. In the example shown in the drawing, for example, two elongated rod-shaped or plate-shaped metal members made of copper, for example, bus bars W 1 and W 2 are used as base materials, and upper end surfaces of both metal members W 1 and W 2 ( The top surfaces of the top surfaces are substantially flush with each other, and the upper ends of the top surfaces are integrated together. The upper ends of the metal members W 1 and W 2 combined together form a welded portion WJ. The other end (not shown) of each metal member W 1 , W 2 communicates with an electrical component (not shown) mounted on the electrical component support S, for example. Alternatively, one metal member W 1 is mounted on an electrical component support S, and the other end of the other metal member W 2 is mounted on another electrical component support (not shown). (Not shown).

通常の被溶接部WJにおいては、両金属部材W1,W2の接触界面に必ず幾らか(たとえば0.1mm程度)の隙間gが存在する。また、両金属部材W1,W2のそれぞれの上端面または頂面は厳密に面一に揃っているのが好ましいが、通常は誤差または段差が0.1mm以下であれば実用上十分である。 In a normal welded portion WJ, there is always some gap (for example, about 0.1 mm) at the contact interface between the metal members W 1 and W 2 . In addition, it is preferable that the upper end surfaces or top surfaces of the metal members W 1 and W 2 are exactly flush with each other, but in general, an error or a level difference of 0.1 mm or less is sufficient for practical use. .

なお、図1および図2では、図解を容易にするために、電気部品支持体S上の1箇所の被溶接部WJ(W1,W2)を誇張して大きく示している。一般に、電気配線にバスバーを用いる電気部品支持体は、複数箇所たとえば10箇所以上に被溶接部WJ(W1,W2)を有している。 In FIG. 1 and FIG. 2, one welded portion WJ (W 1 , W 2 ) on the electrical component support S is exaggerated and enlarged for easy illustration. In general, an electrical component support that uses bus bars for electrical wiring has welded portions WJ (W 1 , W 2 ) at a plurality of locations, for example, 10 locations.

クランプ電極24は、図1および図2に示すように、直進駆動部材34に対して鉛直方向で一体移動可能かつ分離可能な昇降棒56の下端部に取り付けられ、モータ、プランジャまたはシリンダ等の駆動源(図示せず)を収容または装備するクランプ本体58と、このクランプ本体58から平行に突出して延在する一対の開閉可能なクランプアーム60とを有している。クランプ本体58内の駆動源は、装置本体10よりケーブルまたは配管62を介して所要の用力(電力、圧縮空気または作動油)を供給され、電磁気力または空気圧もしくは油圧の圧力に基づいて所要の挟着力ないし加圧力を発生する。クランプアーム60は、該駆動源に結合されており、被溶接部WJを端子部材W1,W2の板厚方向で挟着固定できるようになっている。クランプアーム60が被溶接部WJを最適な高さ位置で挟着固定できるように、つまりクランプ電極24の稼働位置を調整できるように、昇降棒56上でクランプ電極24の位置あるいは後述する連結部(68)の位置を調整する機構(図示せず)を備えることができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the clamp electrode 24 is attached to a lower end portion of a lifting / lowering rod 56 that can be moved and separated integrally with the rectilinear drive member 34 in the vertical direction, and drives a motor, plunger, cylinder, or the like. It has a clamp body 58 that houses or equips a source (not shown) and a pair of openable and closable clamp arms 60 that project from and extend in parallel with the clamp body 58. The drive source in the clamp body 58 is supplied with a required working force (electric power, compressed air or hydraulic oil) from the apparatus body 10 via a cable or a pipe 62, and has a required clamping force based on electromagnetic force or air pressure or hydraulic pressure. Generates force or pressure. The clamp arm 60 is coupled to the driving source so that the welded portion WJ can be clamped and fixed in the thickness direction of the terminal members W 1 and W 2 . The position of the clamp electrode 24 on the elevating rod 56 or a connecting portion to be described later so that the clamp arm 60 can clamp and fix the welded portion WJ at the optimum height position, that is, the operating position of the clamp electrode 24 can be adjusted. A mechanism (not shown) for adjusting the position of (68) can be provided.

クランプアーム60は、導体たとえば真鍮からなり、アースケーブル64を介して装置本体10内の溶接電源に電気的に接続されている。この実施形態では、溶接電源の正極にクランプアーム60が電気的に接続される。溶接電源の負極には、ホース38に内蔵されているトーチケーブルを介してトーチ電極44が電気的に接続される。   The clamp arm 60 is made of a conductor such as brass, and is electrically connected to a welding power source in the apparatus main body 10 via an earth cable 64. In this embodiment, the clamp arm 60 is electrically connected to the positive electrode of the welding power source. A torch electrode 44 is electrically connected to the negative electrode of the welding power source via a torch cable built in the hose 38.

図3に、ステージ18の具体的な構成を示す。ステージ18のXYステージ25は、ベース16の上で水平な一方向つまりX方向に移動可能なXステージ25Xと、このXステージ25Xの上に搭載され、X方向と直交する一水平方向つまりY方向に移動可能なYステージ25Yとで構成されている。Xステージ25XおよびYステージ25Yは、モータ90X,90Yを駆動源とする直進駆動機構たとえばボールネジ機構を備えている。図中、92X,92Yはケーブルキャリアである。   FIG. 3 shows a specific configuration of the stage 18. The XY stage 25 of the stage 18 is mounted on the X stage 25X that is movable in one horizontal direction, that is, the X direction on the base 16, and one horizontal direction that is orthogonal to the X direction, that is, the Y direction. And a movable Y stage 25Y. The X stage 25X and the Y stage 25Y include a linear drive mechanism using a motor 90X, 90Y as a drive source, for example, a ball screw mechanism. In the figure, 92X and 92Y are cable carriers.

コンプライアンス・デバイス26は、ステージ18のYステージ25Yの上面に固定される円盤形状のベース部26aと、このベース部26aと略同じ形状(円盤形状)を有し、ベース部26aの上にボールガイド(図示せず)を介して摺動可能に取り付けられる可動部26bとを有している。   The compliance device 26 has a disc-shaped base portion 26a fixed to the upper surface of the Y stage 25Y of the stage 18, and a shape (disc shape) substantially the same as the base portion 26a, and a ball guide on the base portion 26a. And a movable portion 26b that is slidably attached via (not shown).

図4に示すように、このコンプライアンス・デバイス26は、圧縮空気発生源(図示せず)より配管94を介して一定圧力の圧縮空気を導入し、可動部26bに水平な任意の方向(XY方向またはねじれ方向)の外力Fが加えられると、その外力Fの作用する方向に可動部26bが追従して摺動し、その外力Fが解除されると圧縮空気の圧力によって可動部26bが原点位置(ベース部26aと同軸になる位置)に復帰するようになっている。この実施形態においては、可動部26bの上にテーブル28が固着されているので、テーブル28に水平な任意の方向(XY方向またはねじれ方向)の外力Fが加えられると、その外力Fの作用する方向に可動部26bがテーブル28と一体に摺動するようになっている。このような構成および機能を有するパッシブ型のコンプライアンス・デバイスは、市場で入手可能であり、たとえば近藤製作所製の超低摺動クイックアジャスタ(商品名)を好適に使用することができる。   As shown in FIG. 4, this compliance device 26 introduces compressed air of a constant pressure from a compressed air generation source (not shown) through a pipe 94, and is in an arbitrary horizontal direction (XY direction) to the movable portion 26b. When the external force F in the torsional direction) is applied, the movable portion 26b slides in the direction in which the external force F acts, and when the external force F is released, the movable portion 26b is moved to the origin position by the pressure of the compressed air. It returns to (a position coaxial with the base portion 26a). In this embodiment, since the table 28 is fixed on the movable portion 26b, when an external force F in any horizontal direction (XY direction or twist direction) is applied to the table 28, the external force F acts. The movable part 26b slides integrally with the table 28 in the direction. A passive type compliance device having such a configuration and function is available on the market, and for example, an ultra-low sliding quick adjuster (trade name) manufactured by Kondo Seisakusho can be suitably used.

次に、図6A〜図6Fにつき、この実施形態のTIG溶接装置において、直進駆動部材34とトーチ22およびクランプ電極24とを連結する機構について説明する。図示のように、板状の直進駆動部材34の貫通孔34a,34bにトーチボディ40および昇降棒56がそれぞれ通され、トーチボディ40および昇降棒56の上部ないし中間部に固定された鍔状またはフランジ状の連結部材66,68が直進駆動部材34の上面に載るようにして、トーチボディ40および昇降棒56が直進駆動部材34に連結される。昇降棒56の下端部には、上述したようにクランプ電極24が取り付けられている。   Next, a mechanism for connecting the linear drive member 34, the torch 22 and the clamp electrode 24 in the TIG welding apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6A to 6F. As shown in the figure, the torch body 40 and the lifting bar 56 are respectively passed through the through holes 34a and 34b of the plate-like linearly-driven drive member 34, and are fixed to the upper part or the middle part of the torch body 40 and the lifting bar 56. The torch body 40 and the lifting / lowering rod 56 are connected to the rectilinear drive member 34 such that the flange-shaped connecting members 66 and 68 are placed on the upper surface of the rectilinear drive member 34. As described above, the clamp electrode 24 is attached to the lower end portion of the lifting rod 56.

かかる構成のトーチおよびクランプ昇降機構においては、トーチ電極44の下端(先端)および昇降棒56の下端がそれぞれ空中に浮いている間は(図6A,図6B)、昇降タワー30(図1)が直進駆動部材34を下降させると、連結部材66,68が直進駆動部材34の上面に載った状態でトーチ22およびクランプ電極24が直進駆動部材34と一体に下降移動する。そして、クランプ電極24が稼働位置に着くと、直ちにクランプ動作を開始して、母材(W1,W2)の被溶接部WJを挟着する。直進駆動部材34がさらに下降すると、昇降棒56の連結部材68が直進駆動部材34から分離する(図6C)。そして、トーチ電極44の下端が母材(W1,W2)の被溶接部WJの上面に接触してからは、トーチボディ40の連結部66が直進駆動部材34から分離して、トーチボディ40は直進駆動部材34から独立して被溶接部WJ上で起立するようになる(図6D)。この時、被溶接部WJにはトーチ22の自重が加わる。 In the torch and clamp raising / lowering mechanism having such a configuration, while the lower end (tip) of the torch electrode 44 and the lower end of the raising / lowering rod 56 are floating in the air (FIGS. 6A and 6B), the raising / lowering tower 30 (FIG. 1) When the rectilinear drive member 34 is lowered, the torch 22 and the clamp electrode 24 move downward together with the rectilinear drive member 34 in a state where the connecting members 66 and 68 are placed on the upper surface of the rectilinear drive member 34. When the clamp electrode 24 arrives at the operating position, the clamping operation is started immediately, and the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ) is clamped. When the rectilinear drive member 34 is further lowered, the connecting member 68 of the elevating rod 56 is separated from the rectilinear drive member 34 (FIG. 6C). Then, after the lower end of the torch electrode 44 comes into contact with the upper surface of the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ), the connecting portion 66 of the torch body 40 is separated from the rectilinear drive member 34, and the torch body 40 comes to stand on the welded portion WJ independently of the rectilinear drive member 34 (FIG. 6D). At this time, the weight of the torch 22 is applied to the welded portion WJ.

なお、図示の構成例では、昇降棒56の連結部材68が直進駆動部材34から分離すると、昇降棒56およびクランプ電極24の自重が母材(W1,W2)に加わるようになっている。しかし、後述するように、連結部材68と直進駆動部材34との間に圧縮コイルばね(86)を介在させることによって、母材(W1,W2)に加わる荷重を可及的に軽減することができる。 In the illustrated configuration example, when the connecting member 68 of the elevating bar 56 is separated from the rectilinear drive member 34, the weights of the elevating bar 56 and the clamp electrode 24 are applied to the base material (W 1 , W 2 ). . However, as will be described later, the load applied to the base material (W 1 , W 2 ) is reduced as much as possible by interposing the compression coil spring (86) between the connecting member 68 and the rectilinear drive member 34. be able to.

また、トーチ電極44の下端が母材(W1,W2)の被溶接部WJに接触している状態(図6E)から、直進駆動部材34を元の高さ位置まで上昇移動させると、その途中で先ずトーチボディ40の連結部材66が直進駆動部材34の上に載ってトーチボディ40も直進駆動部材34と一体に上昇移動し、次いで昇降棒56の連結部材68が直進駆動部材34の上に載って昇降棒56およびクランプ電極24も直進駆動部材34と一体に上昇移動するようになっている(図6F)。 Further, when the linear drive member 34 is moved up to the original height position from the state where the lower end of the torch electrode 44 is in contact with the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ) (FIG. 6E), On the way, first, the connecting member 66 of the torch body 40 rests on the rectilinear drive member 34 and the torch body 40 also moves upward together with the rectilinear drive member 34, and then the connecting member 68 of the elevating bar 56 moves to the rectilinear drive member 34. The lifting rod 56 and the clamp electrode 24 are also moved upward together with the rectilinear drive member 34 (FIG. 6F).

この実施形態では、トーチボディ40の連結部材66と直進駆動部材34との間の連結または分離状態を検出するためのセンサ70が備わっている。図示のセンサ70は、垂直リニアスケールからなり、連結部材66の側面に取り付けられている鉛直方向に延びる目盛部72と、この目盛部72を直進駆動部材34の相対的な高さ位置に応じたレベルで光学的に読み取るように直進駆動部材34に取り付けられている目盛読取部74とを有している。目盛読取部74は、反射式の光学センサからなり、電気ケーブル(図示せず)を介して装置本体10内の制御回路に電気的に接続されている。   In this embodiment, the sensor 70 for detecting the connection or separation state between the connection member 66 of the torch body 40 and the rectilinear drive member 34 is provided. The illustrated sensor 70 is composed of a vertical linear scale, and a scale portion 72 extending in the vertical direction attached to the side surface of the connecting member 66, and the scale portion 72 according to the relative height position of the rectilinear drive member 34. And a scale reading unit 74 attached to the linear drive member 34 so as to be optically read at a level. The scale reading unit 74 is composed of a reflective optical sensor, and is electrically connected to a control circuit in the apparatus main body 10 via an electric cable (not shown).

このセンサ70においては、トーチボディ40の連結部材66が直進駆動部材34の上に載っている限り、直進駆動部材34が任意の高さ位置で昇降移動しても目盛読取部74の出力信号(読取値)は一定値を保つ。しかし、直進駆動部材34がトーチボディ40の連結部材66から分離すると、目盛部72と目盛読取部74との相対位置が変化し、目盛読取部74の出力信号(読取値)が変化する。装置本体10内の制御部は、目盛読取部74からの出力信号に基づいて直進駆動部材34とトーチボディ40との相対的な位置関係を監視できるとともに、直進駆動部材34が往動(下降移動)する途中でトーチ電極44の下端が母材(W1,W2)の被溶接部WJに接触したときは、そのことを検出できる。なお、このような目盛を用いる光学式のセンサに代えて、近接センサ等の他の方式のセンサを用いることも可能である。 In this sensor 70, as long as the connecting member 66 of the torch body 40 is placed on the rectilinear drive member 34, the output signal of the scale reading unit 74 (even if the rectilinear drive member 34 moves up and down at an arbitrary height position ( (Reading value) is kept constant. However, when the rectilinear drive member 34 is separated from the connecting member 66 of the torch body 40, the relative position between the scale portion 72 and the scale reading portion 74 changes, and the output signal (read value) of the scale reading portion 74 changes. The control unit in the apparatus main body 10 can monitor the relative positional relationship between the rectilinear drive member 34 and the torch body 40 based on the output signal from the scale reading unit 74, and the rectilinear drive member 34 moves forward (downward movement). When the lower end of the torch electrode 44 comes into contact with the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ) during the process, this can be detected. It should be noted that other types of sensors such as proximity sensors may be used instead of the optical sensors using such scales.

次に、図5A〜図5B、図6A〜図6Fおよび図7A〜図7Eを参照して、この実施形態におけるTIG溶接装置の動作および作用(TIG溶接方法)を説明する。なお、図5Aおよび図5Bのフローチャートは、この実施形態におけるTIG溶接方法の手順を示す。また、図7A〜図7Eは、このTIG溶接装置におけるクランプ動作および通電動作の各段階を示す。   Next, the operation and action (TIG welding method) of the TIG welding apparatus in this embodiment will be described with reference to FIGS. 5A to 5B, FIGS. 6A to 6F, and FIGS. 7A to 7E. In addition, the flowchart of FIG. 5A and FIG. 5B shows the procedure of the TIG welding method in this embodiment. 7A to 7E show each stage of the clamping operation and the energization operation in the TIG welding apparatus.

先ず、ワーク搬送装置たとえばロボットハンド(図示せず)により、あるいはマニュアルにより、母材(W1,W2)を搭載する電気部品支持体Sが溶接ヘッド12のテーブル28の上に載置される(ステップS1)。しかる後、装置本体10内の制御部による制御の下で、ステージ18による水平面内の位置合わせが行われる(ステップS2)。この位置合わせ動作により、母材(W1,W2)の被溶接部WJがトーチ電極44の直下に位置するようになる。もっとも、電気部品支持体S上に多数の被溶接部WJが搭載されていて、タクト時間の短縮化のために上記の位置合わせ動作が高速に行われる場合は、トーチ電極44と被溶接部WJとの間で位置合わせが常に正確に行われずに、トーチ電極44の中心軸Z44が被溶接部WJの中心部(特に両金属部材W1,W2間の隙間g)から幾らかずれることがある。 First, the electric component support S on which the base materials (W 1 , W 2 ) are mounted is placed on the table 28 of the welding head 12 by a work transfer device such as a robot hand (not shown) or manually. (step S 1). Thereafter, alignment in the horizontal plane by the stage 18 is performed under the control of the control unit in the apparatus main body 10 (step S 2 ). By this positioning operation, the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ) comes to be positioned directly below the torch electrode 44. However, when a large number of welded parts WJ are mounted on the electric component support S and the above-described alignment operation is performed at a high speed in order to shorten the tact time, the torch electrode 44 and the welded part WJ The center axis Z 44 of the torch electrode 44 is somewhat displaced from the center of the welded portion WJ (particularly, the gap g between the metal members W 1 and W 2 ). There is.

上記のような水平面内の位置合わせとは別に、高さ方向においても装置本体10内の制御部による制御の下で昇降タワー30によりトーチ22のスタート位置が適当な高さ位置に調整される。もっとも、同一種類の複数の被溶接材に対して同一条件のアーク溶接を続けて行う場合は、アーク溶接の終了後にトーチ22を前回と同じスタート位置に戻すことによって、次回のアーク溶接のための初期高さ位置調整を省くこともできる。   Apart from the alignment in the horizontal plane as described above, the start position of the torch 22 is adjusted to an appropriate height position by the elevating tower 30 under the control of the control unit in the apparatus main body 10 also in the height direction. However, when arc welding under the same conditions is continuously performed on a plurality of workpieces of the same type, the torch 22 is returned to the same start position as the previous time after the end of arc welding, so that the next arc welding can be performed. Initial height position adjustment can also be omitted.

上記のような位置合わせないし初期高さ位置の調整が済んでいる状態(図6A)から、装置本体10内の制御部による制御の下で、テーブル28上の母材(W1,W2)に対するTIG溶接が溶接ヘッド12で実行される。 The base material (W 1 , W 2 ) on the table 28 under the control of the control unit in the apparatus main body 10 from the state where the above alignment or the initial height position has been adjusted (FIG. 6A). TIG welding is performed on the welding head 12.

先ず、制御部は、昇降タワー30の昇降駆動部を作動させて、直進駆動部材34の下降移動を開始する(ステップS3)。トーチ電極44の下端(先端)および昇降棒56の下端はそれぞれ空中に浮いているので(図6A)、直進駆動部材34の下降移動が開始されると、連結部材66,68が直進駆動部材34の上面に載った状態でトーチ22およびクランプ電極24も直進駆動部材34と一体に下降移動する。 First, the control unit operates the elevating drive unit of the elevating tower 30 to start the downward movement of the rectilinear drive member 34 (step S 3 ). Since the lower end (tip) of the torch electrode 44 and the lower end of the lifting / lowering rod 56 are floating in the air (FIG. 6A), when the downward movement of the linear drive member 34 is started, the connecting members 66 and 68 are moved to the linear drive member 34. The torch 22 and the clamp electrode 24 also move downward together with the rectilinear drive member 34 while being placed on the upper surface.

直進駆動部材34が下降移動を開始してから間もなくして、クランプ電極24は鉛直方向の予め設定された位置つまり稼働位置に着く(ステップS4)。この稼働位置で、クランプ電極24は、クランプ動作を開始し(ステップS5)、クランプアーム60を閉じる方向に駆動して母材(W1,W2)の被溶接部WJの上端部を挟着する(図7A)。 Shortly after the linear drive member 34 starts to move downward, the clamp electrode 24 arrives at a preset position in the vertical direction, that is, an operating position (step S 4 ). At this operating position, the clamp electrode 24 starts a clamping operation (step S 5 ), and drives the clamp arm 60 in the closing direction to sandwich the upper end portion of the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ). Wear (FIG. 7A).

このとき、トーチ電極44の中心軸Z44が被溶接部WJの中心部(特に両金属部材W1,W2間の隙間g)からずれている場合は、クランプ電極24の被溶接部WJに加えるクランプ力(挟着力)が、母材(W1,W2)と電気部品支持体Sとテーブル28とを介してコンプライアンス・デバイス26の可動部26bにXY方向またはねじれ方向の外力Fとして作用する。そうすると、コンプライアンス・デバイス26の可動部26bがベース部26aの上で外力Fの作用する方向に追従して摺動する結果、クランプ電極24のクランプ動作を通じてトーチ電極44の先端(中心軸Z44)が被溶接部WJの中心部に対向するようになる。このように、ステージ18によるトーチ電極44と被溶接部WJとの間の位置合わせに誤差(位置ずれ)が生じても、その後に行われるクランプ電極24のクランプ動作の際にその位置ずれが補正される。 In this case, if the central axis Z 44 of the torch electrode 44 is shifted from the center of the welded portion WJ (especially the gap g between the two metal members W 1, W 2), the welded portion WJ clamping electrodes 24 The applied clamping force (clamping force) acts as an external force F in the XY direction or torsional direction on the movable portion 26b of the compliance device 26 via the base material (W 1 , W 2 ), the electrical component support S, and the table 28. To do. Then, as a result of the movable part 26b of the compliance device 26 sliding on the base part 26a following the direction in which the external force F acts, the tip of the torch electrode 44 (center axis Z 44 ) through the clamping operation of the clamp electrode 24. Comes to face the center of the welded part WJ. As described above, even if an error (positional deviation) occurs in the alignment between the torch electrode 44 and the welded portion WJ by the stage 18, the positional deviation is corrected in the subsequent clamping operation of the clamp electrode 24. Is done.

一方、トーチ22は昇降棒56の下降移動が終了した後も直進駆動部材34と一体に下降移動し(ステップS6)、トーチ電極44の下端(先端)が母材(W1,W2)の被溶接部WJに漸近する。そして、トーチ電極44の下端が被溶接部WJの上面に接触すると(ステップS7)、トーチ22の下降移動がそこで終了し(図6C)、その直後に直進駆動部材34がトーチボディ40の連結部材66から分離し(図6D)、制御部がセンサ70の出力信号に応答して直進駆動部材34の下降移動を止める(ステップS8)。 On the other hand, the torch 22 is moved downward together with the linear drive member 34 even after the lifting and lowering rod 56 has been lowered (step S 6 ), and the lower end (tip) of the torch electrode 44 is the base material (W 1 , W 2 ). Asymptotically approach the welded part WJ. When the lower end of the torch electrode 44 comes into contact with the upper surface of the welded portion WJ (step S 7 ), the downward movement of the torch 22 ends (FIG. 6C), and immediately after that, the rectilinear drive member 34 connects the torch body 40. The controller 66 is separated from the member 66 (FIG. 6D), and the controller stops the downward movement of the rectilinear drive member 34 in response to the output signal of the sensor 70 (step S 8 ).

なお、制御部は、トーチ22の下降移動の途中で、あるいは下降移動の終了直後に、シールドガスSGの供給を開始する。シールドガスSGは、ボンベ14から装置本体10およびホース38を介してトーチ22に供給される。トーチ22は、トーチボディ40の上部にシールドガスSGを導入し、導入したシールドガスSGをトーチノズル42の開口から噴出する。   Note that the control unit starts supplying the shield gas SG in the middle of the downward movement of the torch 22 or immediately after the end of the downward movement. The shield gas SG is supplied from the cylinder 14 to the torch 22 via the apparatus main body 10 and the hose 38. The torch 22 introduces the shield gas SG into the upper portion of the torch body 40 and ejects the introduced shield gas SG from the opening of the torch nozzle 42.

こうしてトーチ電極44の先端が母材(W1,W2)の被溶接部WJに接触している状態の下で、制御部は通電を開始する(ステップS9)。すなわち、装置本体10内で溶接電源回路EDCのスイッチSWをそれまでのオフ状態からオン状態に切り換える。そうすると、溶接電源回路EDCより直流電圧がトーチ電極44と被溶接部WJとの間に印加される。これにより、溶接電源回路EDCの正極端子→オン状態のスイッチSW→アースケーブル64→クランプアーム60→被溶接部WJ→トーチ電極44→ホース38内のトーチケーブル39→溶接電源回路EDCの負極端子の経路(閉回路)96で、通電開始の直流電流つまりスタート電流i1が流れる(図7C)。 Thus, the control unit starts energization under the state where the tip of the torch electrode 44 is in contact with the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ) (step S 9 ). In other words, the switch SW of the welding power supply circuit E DC is switched from the previous OFF state to the ON state in the apparatus main body 10. Then, a direct current voltage is applied between the torch electrode 44 and the welded portion WJ from the welding power supply circuit E DC . As a result, the positive terminal of the welding power supply circuit E DC → the switch SW in the ON state → the ground cable 64 → the clamp arm 60 → the welded portion WJ → the torch electrode 44 → the torch cable 39 in the hose 38 → the negative electrode of the welding power circuit E DC A DC current for starting energization, that is, a start current i 1 flows through the terminal path (closed circuit) 96 (FIG. 7C).

この時、トーチ電極44の先端が母材(W1,W2)の被溶接部WJに接触しているので、電流i1の大きさに関係なくアークはまだ発生しない。しかし、この実施形態では、溶接電源回路EDCの出力電圧または出力電流を制御することにより、スタート電流i1の電流値を一定範囲に制御する。すなわち、トーチ電極44の寿命を延ばすには、そのままトーチ電極44の先端を被溶接部WJから引き離した時に被溶接部WJを溶かさない程度の弱い放電しか起こさない小さな電流値(通常20A以下)が好ましい。一方で、トーチ電極44の先端を被溶接部WJから引き離してアーク溶接にふさわしい高熱のアーク放電を安定確実に発生させるには、この段階(接触状態)の通電において被溶接部WJに相当のジュール熱を発生させておく必要がある。この実施形態では、これら両面の観点から、スタート電流i1の電流値を10〜20Aの範囲に制御する。 At this time, since the tip of the torch electrode 44 is in contact with the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ), no arc is generated regardless of the magnitude of the current i 1 . However, in this embodiment, the current value of the start current i 1 is controlled within a certain range by controlling the output voltage or output current of the welding power supply circuit E DC . That is, in order to extend the life of the torch electrode 44, a small current value (usually 20 A or less) that causes only weak discharge that does not melt the welded portion WJ when the tip of the torch electrode 44 is pulled away from the welded portion WJ as it is. preferable. On the other hand, in order to stably generate a high-temperature arc discharge suitable for arc welding by separating the tip of the torch electrode 44 from the welded portion WJ, a Joule equivalent to the welded portion WJ is energized at this stage (contact state). It is necessary to generate heat. In this embodiment, the current value of the start current i 1 is controlled within a range of 10 to 20 A from the viewpoints of both sides.

こうして、トーチ電極44の先端が母材(W1,W2)の被溶接部WJに接触した状態で上記閉回路96内をスタート電流i1が所定の電流値で流れることにより、トーチ電極44(特にその先端付近)および被溶接部WJでかなりのジュール熱が発生する。 Thus, the start current i 1 flows at a predetermined current value in the closed circuit 96 with the tip of the torch electrode 44 being in contact with the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ). Considerable Joule heat is generated (particularly near the tip) and the welded portion WJ.

制御部は、通電開始から所定時間T1が経過すると(ステップS10)、直進駆動部材34を幾らか上昇移動させて、トーチ電極44の先端を被溶接部WJから設定離間距離(たとえば1mm)だけ上方に引き離し(ステップS11)、その高さ位置で静止させる。そして、このトーチ電極44の引き離しと同時に、または引き離しが完了した後に、溶接電源回路EDCの出力電圧を一段上げて、上記閉回路内で流れる電流をそれまでのスタート電流i1よりも一段と大きいアーク放電用の正規の直流電流または主電流i2に切り換える(ステップS12)。この主電流i2の電流値は、被溶接部WJを溶かすのに十分な高熱のアークを発生させる値(通常30A以上)に選ばれる。 When the predetermined time T 1 has elapsed from the start of energization (step S 10 ), the control unit moves the linear drive member 34 up by a certain amount, and the tip of the torch electrode 44 is set at a set separation distance (for example, 1 mm) from the welded portion WJ. Only upward (step S 11 ), it is stopped at that height position. Then, after simultaneously pulling away the torch electrode 44, or the pull-off is completed, raise one step the output voltage of the welding power source circuit E DC, more greater than the start current i 1 of the current flowing in the closed circuit until it Switching to the regular direct current or main current i 2 for arc discharge (step S 12 ). The current value of the main current i 2 is selected to a value (usually 30 A or more) that generates a high-heat arc sufficient to melt the welded portion WJ.

こうして主電流i2が流れている間は、トーチ電極44(特にその先端付近)と被溶接部WJとの間でアークACが持続し、被溶接部WJはアークACの熱によって溶融する(図7D)。なお、主電流i2の電流値を始終一定値に保ってもよいが、被溶接部WJの溶融を促進するために、途中で主電流i2の電流値をさらにステップ的または漸次的に増大させるような電流波形制御(あるいは逆にダウンスロープの電流波形制御)を用いることも可能である。 While the main current i 2 is flowing in this way, the arc AC is maintained between the torch electrode 44 (particularly near its tip) and the welded portion WJ, and the welded portion WJ is melted by the heat of the arc AC (FIG. 7D). The current value of the main current i 2 may be kept constant throughout, but in order to promote melting of the welded portion WJ, the current value of the main current i 2 is further increased stepwise or gradually. It is also possible to use such current waveform control (or, conversely, down-slope current waveform control).

制御部は、通電開始から所定の時間T2(通常2〜3sec)が経過すると(ステップS13)、スイッチSWをオフ状態に切り換えて、通電を止める(ステップS14)。直後にシールドガスSGの供給も止める。通電が止まり、主電流i2が切られると、その瞬間にアークは消滅する。アークが消滅すると、被溶接部WJの溶融部分が大気中の自然冷却によって直ぐに凝固する。こうして、母材(W1,W2)の被溶接部WJにて一体またはひと固まりに溶接接合される。 When a predetermined time T 2 (usually 2 to 3 seconds) has elapsed since the start of energization (step S 13 ), the control unit switches the switch SW to an off state and stops energization (step S 14 ). Immediately after that, the supply of the shielding gas SG is also stopped. When the energization is stopped and the main current i 2 is turned off, the arc disappears at that moment. When the arc disappears, the molten portion of the welded portion WJ is immediately solidified by natural cooling in the atmosphere. In this way, the welded portions WJ of the base materials (W 1 , W 2 ) are welded and joined together or in one piece.

この後、制御部は、クランプ電極24を復動させて、被溶接部WJに対する加圧または挟着固定を解除する(ステップS15,図7E)。次いで、昇降タワー30の昇降駆動部を通じて直進駆動部材34を上昇移動させ、トーチ22およびクランプ電極24をスタート位置に戻す(ステップS16)。 Thereafter, the control unit moves the clamp electrode 24 backward to release the pressurization or the clamping and fixing to the welded portion WJ (step S 15 , FIG. 7E). Next, the straight drive member 34 is moved upward through the lift drive unit of the lift tower 30 to return the torch 22 and the clamp electrode 24 to the start position (step S 16 ).

上述したように、この実施形態においては、クランプ電極24により母材(W1,W2)の被溶接部WJの先端部近くに密着固定用の加圧力を加えながら、トーチ電極44の先端を被溶接部WJに接触させた状態で通電を開始した後に引き離してアーク放電を発生させるので(タッチスタート方式またはリフトスタート方式)、被溶接部WJ(特にその中央部)にアークACを安定確実に集中させ、所望の溶接品質(接合強度、外観仕上がり)を得ることができる。 As described above, in this embodiment, the tip of the torch electrode 44 is applied to the clamp electrode 24 while applying a pressure for contact and fixation near the tip of the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ). Since the arc discharge is generated after starting energization while being in contact with the welded portion WJ (touch start method or lift start method), the arc AC is stably and reliably applied to the welded portion WJ (particularly the central portion thereof). By concentrating, it is possible to obtain desired welding quality (joining strength, appearance finish).

この点に関して、従来のこの種のTIG溶接装置では、トーチ電極とクランプが常に一定の位置関係にあるため、タッチスタート方式を採ることができず、最初からトーチ電極の先端を被溶接部WJから離した状態で通電を開始し、アーク放電を発生させるようにしていた。しかし、その場合は、高価な高周波電源や高圧直流電源を必要とするだけでなく、アークが必ず被溶接部(特にその中央部)に集中するようにアーク放電を発生させることが非常に難しく、正極側ではアークが不定な位置で着火し、場合によっては図7Dにおいて仮想線(一点鎖線)AC'で示すようにクランプアーム60に飛火することもある。このため、図8Aに示すように、クランプの稼働位置(挟着固定位置)をトーチ電極から十分遠い位置に設定することで、対処するほかなかった。しかし、このようにクランプの稼働位置(挟着固定位置)をトーチ電極から遠ざけると、被溶接部WJの先端部付近で密着性が保証されなくなり、所望のアーク溶接品質を安定確実に得ることは困難であった。この実施形態では、上記のように、この従来技術の課題を解決している。   In this regard, in this type of conventional TIG welding apparatus, since the torch electrode and the clamp are always in a fixed positional relationship, the touch start method cannot be taken, and the tip of the torch electrode is initially taken from the welded portion WJ. Energization was started in the separated state to generate arc discharge. However, in that case, not only an expensive high-frequency power supply or high-voltage DC power supply is required, but it is also very difficult to generate arc discharge so that the arc is always concentrated on the welded part (particularly the central part) On the positive electrode side, the arc is ignited at an indefinite position, and in some cases, the clamp arm 60 may be ignited as indicated by a virtual line (dashed line) AC ′ in FIG. 7D. For this reason, as shown in FIG. 8A, there is no other way to cope with this by setting the operating position of the clamp (the clamping and fixing position) to a position sufficiently far from the torch electrode. However, if the operating position (clamping fixing position) of the clamp is moved away from the torch electrode in this way, the adhesion is not guaranteed near the tip of the welded part WJ, and the desired arc welding quality can be obtained stably and reliably. It was difficult. In this embodiment, the problem of this prior art is solved as described above.

また、タッチスタート方式を用いても、移動ステージにパッシブ型のコンプライアンス・デバイスが組み込まれていない場合は、移動ステージによる位置合わせに誤差を生じたときは、その後に行われるクランプ電極24のクランプ動作によっても位置合わせの誤差を補正するのが難しい。その結果、トーチ電極44の先端(中心軸Z44)が被溶接部WJの中心部からずれた状態でタッチスタート方式のTIG溶接が行われる。そうすると、図8Bに示すように、被溶接部WJの中心部からずれた部位(トーチ電極44の先端が当接した部位)にアークが集中して、被溶接部WJの中心部(隙間g付近)が十分に溶けないために、所期の溶接強度が得られず、溶接品質の再現性および信頼性が低い。この実施形態では、上記のようにステージ18にパッシブ型コンプライアンス・デバイス26を組み込むことにより、このようなタッチスタート方式の課題も解決している。 In addition, even when the touch start method is used, if a passive compliance device is not incorporated in the moving stage, if an error occurs in alignment by the moving stage, the clamping operation of the clamp electrode 24 performed thereafter is performed. However, it is difficult to correct the alignment error. As a result, touch start type TIG welding is performed in a state where the tip of the torch electrode 44 (center axis Z 44 ) is displaced from the center of the welded portion WJ. As a result, as shown in FIG. 8B, the arc concentrates on a portion shifted from the central portion of the welded portion WJ (a portion where the tip of the torch electrode 44 abuts), and the central portion of the welded portion WJ (near the gap g) ) Does not melt sufficiently, the desired welding strength cannot be obtained, and the reproducibility and reliability of welding quality are low. In this embodiment, by incorporating the passive compliance device 26 into the stage 18 as described above, such a problem of the touch start method is also solved.

特に、この実施形態におけるTIG溶接装置は、クランプ電極24およびトーチボディ40と連結してトーチ電極44の軸方向と平行に直進移動可能な直進駆動部材34を備え、クランプ電極24およびトーチ電極44を母材(W1,W2)の被溶接部WJから上方に遠ざけるための第1の位置(図6A)と、クランプ電極24を稼働位置に着かせるための第2の位置(図6B)と、トーチ電極44の先端を被溶接部WJに接触させるための第3の位置(図6D)と、トーチ電極44の先端をアークの生成に適した所定距離だけ被溶接部WJから離すための第4の位置(図6E)との間で、直進駆動部材34を直進移動させる構成としているので、1軸の直進駆動機構によりトーチ電極とクランプを被溶接部WJに対して効率よく連携移動させることが可能であり、上記従来技術の課題を低コストで効率的な解決している。もちろん、高価な高周波電源や高圧直流電源は不要であり、溶接電源回路EDCは低出力の安価な直流電圧源または直流電流源で済ますことができる。

[他の実施形態又は変形例]
In particular, the TIG welding apparatus in this embodiment includes a rectilinear drive member 34 that is connected to the clamp electrode 24 and the torch body 40 and can move linearly in parallel with the axial direction of the torch electrode 44, and the clamp electrode 24 and the torch electrode 44 are connected to each other. A first position (FIG. 6A) for moving the base material (W 1 , W 2 ) away from the welded portion WJ and a second position (FIG. 6B) for placing the clamp electrode 24 in the operating position. A third position (FIG. 6D) for bringing the tip of the torch electrode 44 into contact with the welded portion WJ and a third position for separating the tip of the torch electrode 44 from the welded portion WJ by a predetermined distance suitable for arc generation. 4 (FIG. 6E), the rectilinear drive member 34 is configured to linearly move, so that the torch electrode and the clamp are efficiently coordinated and moved relative to the welded portion WJ by the uniaxial rectilinear drive mechanism. Rukoto are possible, and the problems of the prior art and efficient solution at a low cost. Of course, an expensive high-frequency power source or a high-voltage DC power source is unnecessary, and the welding power source circuit E DC can be an inexpensive DC voltage source or DC current source with a low output.

[Other Embodiments or Modifications]

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものではない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above does not limit this invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in specific embodiments without departing from the technical idea and technical scope of the present invention.

たとえば、上述した実施形態では、トーチ電極44の先端が母材(W1,W2)の被溶接部WJに接触する前に、クランプ電極24が被溶接部WJに対する加圧(挟着固定)を開始するようにしている。この場合は、クランプ電極24による被溶接部WJの位置補正が行われた後にトーチ電極44の下端が被溶接部WJに接触するので、その接触位置を精確に制御することが可能であり、たとえばトーチ電極44の先端を母材(W1,W2)の隙間に精確に差し込むことができる。もっとも、一変形例として、トーチ電極44の先端が母材(W1,W2)の被溶接部WJに接触した後に、クランプ電極24が被溶接部WJに対する加圧(挟着固定)を開始することも可能である。 For example, in the above-described embodiment, before the tip of the torch electrode 44 comes into contact with the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ), the clamp electrode 24 is pressed against the welded portion WJ (fixed). Like to start. In this case, since the lower end of the torch electrode 44 comes into contact with the welded portion WJ after the position of the welded portion WJ is corrected by the clamp electrode 24, the contact position can be accurately controlled. The tip of the torch electrode 44 can be accurately inserted into the gap between the base materials (W 1 , W 2 ). However, as a modified example, after the tip of the torch electrode 44 comes into contact with the welded portion WJ of the base material (W 1 , W 2 ), the clamp electrode 24 starts to pressurize (fix and fix) the welded portion WJ. It is also possible to do.

別の実施例(変形例)として、図9に示すように、直進駆動部材34とトーチボディ40の一部(たとえばトーチボディ40に固定された鍔状のばね受け部80)との間に、直進駆動部材34の移動する方向で弾性変形可能なばね部材たとえばコイルばね82を設けることも可能である。この場合、コイルばね82に圧縮コイルばねを用いることで、トーチ電極44が被溶接部WJに接触したときに被溶接部WJの受ける荷重をトーチボディ40の自重より任意に軽くすることができる。母材(W1,W2)が小型精密電子部品の端子部材である場合に有利な形態である。あるいは、コイルばね82に引っ張りコイルばねを用いることで、トーチ電極44が被溶接部WJに接触したときに被溶接部WJの受ける荷重をトーチボディ40の自重より任意に重くすることもできる。なお、ばね受け部80の位置を調整する機構(図示せず)を備えることで、コイルばね82のばね力を調整することもできる。 As another example (modification), as shown in FIG. 9, between the rectilinear drive member 34 and a part of the torch body 40 (for example, a hook-shaped spring receiving portion 80 fixed to the torch body 40), It is also possible to provide a spring member that can be elastically deformed in the direction in which the linear drive member 34 moves, such as a coil spring 82. In this case, by using a compression coil spring for the coil spring 82, the load received by the welded portion WJ when the torch electrode 44 comes into contact with the welded portion WJ can be arbitrarily reduced from the own weight of the torch body 40. This is an advantageous form when the base material (W 1 , W 2 ) is a terminal member of a small precision electronic component. Alternatively, by using a tension coil spring for the coil spring 82, the load received by the welded portion WJ when the torch electrode 44 contacts the welded portion WJ can be arbitrarily increased from the own weight of the torch body 40. In addition, the spring force of the coil spring 82 can also be adjusted by providing a mechanism (not shown) for adjusting the position of the spring receiving portion 80.

同様に、直進駆動部材34と昇降棒56の一部(たとえば昇降棒56に固定された鍔状のばね受け部84)との間に、直進駆動部材34の移動する方向で弾性変形可能なばね部材たとえばコイルばね86を設けることも可能である。特に、コイルばね86に圧縮コイルばねを用いることで、クランプ電極24が被溶接部WJを挟着したときに母材(W1,W2)の受ける荷重を可及的に軽くして、母材(W1,W2)の損傷を防止することができる。 Similarly, a spring that can be elastically deformed in the direction in which the rectilinear drive member 34 moves between the rectilinear drive member 34 and a part of the elevating rod 56 (for example, a hook-shaped spring receiving portion 84 fixed to the elevating rod 56). It is also possible to provide a member, for example a coil spring 86. In particular, by using a compression coil spring for the coil spring 86, the load received by the base material (W 1 , W 2 ) when the clamp electrode 24 sandwiches the welded portion WJ is reduced as much as possible. Damage to the materials (W 1 , W 2 ) can be prevented.

このように直進駆動部材34にコイルばね82,86を介してトーチボディ40および昇降棒56を取り付ける構成においては、直進駆動部材34を斜め方向または水平方向で直進移動させ、トーチ電極44およびクランプ電極24を同方向に直進移動させることも可能である。   In the configuration in which the torch body 40 and the lifting rod 56 are attached to the rectilinear drive member 34 via the coil springs 82 and 86 as described above, the rectilinear drive member 34 is moved linearly in an oblique direction or a horizontal direction, and the torch electrode 44 and the clamp electrode are moved. It is also possible to move 24 straight in the same direction.

上述した実施形態における直進駆動部材34の板状の形態は一例であり、直進駆動部材34は任意の形状の板体、ブロック、筒体または筺体の構造を採ることが可能である。同様に、連結部材66,68も任意の形態を採ることができる。   The plate-like form of the rectilinear drive member 34 in the above-described embodiment is an example, and the rectilinear drive member 34 can take a plate, block, cylinder, or housing structure having an arbitrary shape. Similarly, the connecting members 66 and 68 can take any form.

また、上述した実施形態では、直進駆動部材34にトーチ22を直接取り付けた。しかし、図10に示すように、直進駆動部材34にたとえば昇降棒のような直進可動部材88を鉛直方向で一体移動可能かつ分離可能に取り付け、この直進可動部材88に結合されたホルダ89にトーチ22を着脱可能に取り付ける構成も可能である。   In the above-described embodiment, the torch 22 is directly attached to the rectilinear drive member 34. However, as shown in FIG. 10, a rectilinear movable member 88 such as an elevating rod is attached to the rectilinear drive member 34 so as to be integrally movable and separable in the vertical direction, and a torch is attached to a holder 89 coupled to the rectilinear movable member 88. The structure which attaches 22 so that attachment or detachment is possible is also possible.

上記実施形態においては、母材の金属部材W1,W2の板厚が略同じであるため、図7Bに示したように、トーチ電極44の先端または中心軸Z44が金属部材W1,W2の板厚方向(重ね合わせ方向)の中心部つまり隙間g(金属部材W1,W2の接触位置)と対向するように、トーチ電極44の中心軸Z44と被溶接部WJとの間の位置合わせが行われる。この場合は、トーチ電極44の中心軸Z44とクランプ60の中心とが略重なる。しかし、金属部材W1,W2の板厚が異なる場合は、トーチ電極44の中心軸Z44が金属部材W1,W2の板厚方向(重ね合わせ方向)の中心部(隙間gからずれた位置)と対向するように(図11A)、もしくはトーチ電極44の中心軸Z44が金属部材W1,W2の隙間g(金属部材W1,W2の接触位置)と対向するように(図11B)、トーチ電極44の中心軸Z44と被溶接部WJとの間の位置合わせが行われる。本発明によれば、後者(図11B)の場合は、トーチ電極44の中心軸Z44とクランプ60の中心とをずらして設定することができる。 In the above embodiment, since the thickness of the base metal members W 1 and W 2 is substantially the same, as shown in FIG. 7B, the tip of the torch electrode 44 or the central axis Z 44 is the metal member W 1 , The central axis Z 44 of the torch electrode 44 and the welded portion WJ are opposed to the central portion of W 2 in the thickness direction (overlapping direction), that is, the gap g (contact position of the metal members W 1 and W 2 ). Alignment between them is performed. In this case, the central axis Z 44 of the torch electrode 44 and the center of the clamp 60 substantially overlap. However, when the metal members W 1 and W 2 have different plate thicknesses, the central axis Z 44 of the torch electrode 44 is shifted from the central portion (the gap g) of the metal members W 1 and W 2 in the plate thickness direction (overlapping direction). position) and so as to face (FIG. 11A), or such that the center axis Z 44 of the torch electrode 44 facing the metal member W 1, W 2 of clearance g (contact position of the metal member W 1, W 2) (Figure 11B), the alignment between the central axis Z 44 of the torch electrode 44 and the welded portion WJ is performed. According to the present invention, in the latter case (FIG. 11B), the center axis Z 44 of the torch electrode 44 and the center of the clamp 60 can be set to be shifted.

上記実施形態におけるTIG溶接装置は据置型であったが、ロボットに搭載する形態も可能である。その場合は、直進駆動部材34または昇降支持軸32をロボットアームに結合すればよい。   Although the TIG welding apparatus in the above embodiment is a stationary type, a form mounted on a robot is also possible. In that case, the linear drive member 34 or the lifting support shaft 32 may be coupled to the robot arm.

上記実施形態における溶接ヘッド12のステージ18は、ベース16上で水平なXY面内で移動可能なXYステージ25を有した。しかし、ステージ18は、XYステージ25に加えて回転(θ)方向に移動可能なθステージを備えてもよく、さらには上下(Z)方向に移動可能なZステージを備えることも可能である。   The stage 18 of the welding head 12 in the above embodiment has an XY stage 25 that is movable on the base 16 in a horizontal XY plane. However, the stage 18 may include a θ stage movable in the rotation (θ) direction in addition to the XY stage 25, and may further include a Z stage movable in the vertical (Z) direction.

あるいは、ステージ18を移動ステージに代えて水平面内で固定された固定ステージで構成し、この固定ステージの上にワーク(電気部品支持体Sないし金属部材W1,W2)を載置し、トーチ電極44およびクランプ電極24と被溶接部WJとの間の位置合わせをトーチ電極44およびクランプ電極24を支持するトーチスタンド20あるいはロボット側で行うことも可能である。この場合も、固定ステージとテーブル28との間にパッシブ型コンプライアンス・デバイスが設けられる。 Alternatively, the stage 18 is constituted by a fixed stage fixed in a horizontal plane in place of the moving stage, and a work (electrical component support S or metal members W 1 , W 2 ) is placed on the fixed stage, and the torch Position alignment between the electrode 44 and the clamp electrode 24 and the welded portion WJ can be performed on the torch stand 20 that supports the torch electrode 44 and the clamp electrode 24 or on the robot side. Again, a passive compliance device is provided between the fixed stage and the table 28.

被溶接部WJにおいて、金属部材または端子部材W1,W2の材質は銅または銅合金に限定されず、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム金合や真鍮等の導体であってもよく、端子部材W1の材質と端子部材W2の材質が異なっていてもよい。また、端子部材W1,W2の形状も任意でよく、たとえば断面が矩形の棒体または板体に限らず断面が円形の棒体または板体であってもよい。 In the welded portion WJ, material of the metal member or terminal members W 1, W 2 is not limited to copper or a copper alloy, for example it may be a conductor of aluminum or an aluminum alloy case and brass, of the terminal member W 1 The material and the material of the terminal member W 2 may be different. The shape of the terminal members W 1 and W 2 may be arbitrary. For example, the terminal members W 1 and W 2 are not limited to a rod or plate having a rectangular cross section, and may be a rod or plate having a circular cross section.

10 装置本体
12 溶接ヘッド
18 ステージ
22 トーチ
24 クランプ電極
26 パッシブ型コンプライアンス・デバイス
28 テーブル
30 昇降タワー
34 直進駆動部材
40 トーチボディ
44 トーチ電極
56 昇降棒
66,68 連結部材
70 センサ
80,84 ばね受け部
82,86 コイルばね
1,W2 端子部材(母材)
WJ 被溶接部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Apparatus main body 12 Welding head 18 Stage 22 Torch 24 Clamp electrode 26 Passive type compliance device 28 Table 30 Lifting tower 34 Straight drive member 40 Torch body 44 Torch electrode 56 Lifting bar 66, 68 Connecting member 70 Sensor 80, 84 Spring receiving part 82, 86 Coil spring W 1 , W 2 terminal member (base material)
WJ welded part

Claims (11)

XY面に平行なステージと、
前記ステージの上に設けられ、XY面内で任意の方向にスライド可能なパッシブ型のコンプライアンス・デバイスと、
前記コンプライアンス・デバイスの上に母材として載置される第1および第2の部材を被溶接部にて密着させて保持可能なクランプ電極と、
トーチ電極を着脱可能に装着して保持するトーチボディと、
前記トーチ電極と前記被溶接部とを含む閉回路内で電流を流すための溶接電源と、
を有し、
前記クランプ電極により前記被溶接部に加圧力を加え、かつ前記トーチ電極の先端を前記被溶接部に接触させた状態で、前記溶接電源により前記トーチ電極と前記被溶接部との間に電圧を印加して前記閉回路内で通電を開始し、前記被溶接部に対する加圧と前記閉回路内の通電を継続しながら前記トーチ電極の先端を前記被溶接部から離して、前記トーチ電極と前記被溶接部との間でアークを発生させ、前記アークの熱によって前記被溶接部を溶接するTIG溶接装置。
A stage parallel to the XY plane;
A passive compliance device provided on the stage and slidable in any direction within the XY plane;
A clamp electrode capable of holding the first and second members placed on the compliance device as a base material in close contact with each other at a welded portion; and
A torch body that detachably attaches and holds a torch electrode; and
A welding power source for flowing current in a closed circuit including the torch electrode and the welded portion;
Have
A voltage is applied between the torch electrode and the welded portion by the welding power source in a state where a pressure is applied to the welded portion by the clamp electrode and the tip of the torch electrode is in contact with the welded portion. Applying and starting energization in the closed circuit, while continuing to pressurize the welded portion and energize in the closed circuit, the tip of the torch electrode is separated from the welded portion, and the torch electrode and the A TIG welding apparatus that generates an arc with a welded portion and welds the welded portion with the heat of the arc.
前記コンプライアンス・デバイスは、前記ステージに固定されるベース部と、前記ベース部の上にボールガイドを介して摺動可能に取り付けられる可動部とを有する、請求項1に記載のTIG溶接装置。   The TIG welding apparatus according to claim 1, wherein the compliance device includes a base portion fixed to the stage and a movable portion slidably mounted on the base portion via a ball guide. 前記ステージは、少なくともXY面内で移動可能な移動ステージである、請求項1または請求項2に記載のTIG溶接装置。   The TIG welding apparatus according to claim 1, wherein the stage is a moving stage that is movable at least in an XY plane. 前記クランプ電極は、前記被溶接部の前記トーチ電極と対向する部位の近傍で前記第1および第2の部材を電磁気力または空気圧もしくは油圧の圧力で挟着して固定するクランプを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のTIG溶接装置。   The clamp electrode includes a clamp that clamps and fixes the first and second members with electromagnetic force, pneumatic pressure, or hydraulic pressure near a portion of the welded portion that faces the torch electrode. The TIG welding apparatus as described in any one of 1-3. 前記クランプ電極の前記被溶接部に接触する部分は、前記溶接電源に電気的に接続される導体であり、前記導体は前記閉回路内で前記電流が流れる時に前記閉回路の一部を構成する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のTIG溶接装置。   The portion of the clamp electrode that contacts the welded portion is a conductor that is electrically connected to the welding power source, and the conductor forms part of the closed circuit when the current flows in the closed circuit. The TIG welding apparatus as described in any one of Claims 1-4. 前記クランプ電極および前記トーチボディを支持して前記トーチ電極の軸方向と平行に直進移動可能な直進駆動部材を備え、
前記クランプ電極および前記トーチ電極を前記被溶接部から遠ざけるための第1の位置と、前記クランプ電極を稼働位置に着かせるための第2の位置と、前記トーチ電極の先端を前記被溶接部に接触させるための第3の位置と、前記トーチ電極の先端をアークの生成に適した所定距離だけ前記被溶接部から離すための第4の位置との間で、前記直進駆動部材を直進移動させる、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のTIG溶接装置。
A rectilinear drive member that supports the clamp electrode and the torch body and can move linearly parallel to the axial direction of the torch electrode;
A first position for moving the clamp electrode and the torch electrode away from the welded part, a second position for placing the clamp electrode in an operating position, and a tip of the torch electrode at the welded part The rectilinear drive member is linearly moved between a third position for contact and a fourth position for separating the tip of the torch electrode from the welded portion by a predetermined distance suitable for arc generation. ,
The TIG welding apparatus as described in any one of Claims 1-5.
前記溶接電源は、前記閉回路内で流す電流を、前記トーチ電極の先端が前記被溶接部に接触している時は第1の電流値以下に制御し、前記トーチ電極の先端が前記被溶接部から離れてから前記第1の電流値よりも大きな第2の電流値以上に制御する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のTIG溶接装置。   The welding power source controls the current flowing in the closed circuit to be equal to or lower than a first current value when the tip of the torch electrode is in contact with the welded portion, and the tip of the torch electrode is The TIG welding apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the TIG welding apparatus is controlled to be equal to or greater than a second current value larger than the first current value after being separated from a portion. 前記第1の電流値は20A以下であり、前記第2の電流値は30A以上である、請求項7に記載のTIG溶接装置。   The TIG welding apparatus according to claim 7, wherein the first current value is 20A or less, and the second current value is 30A or more. 母材としての第1および第2の端子部材をXY面内で任意の方向にスライド可能なパッシブ型のコンプライアンス・デバイスの上に載置する工程と、
前記コンプライアンス・デバイスの上に載置されている前記第1および第2の端子部材を被溶接部にて密着させて保持する工程と、
トーチ電極の先端を前記被溶接部に接触させる工程と、
前記被溶接部に密着固定のための加圧力を加え、かつ前記トーチ電極の先端を前記被溶接部に接触させた状態で、前記トーチ電極と前記被溶接部との間に電圧を印加して、前記トーチ電極と前記被溶接部とを含む閉回路内で通電を開始する工程と、
前記被溶接部に対する加圧と前記閉回路内の通電を継続しながら、前記トーチ電極の先端を前記被溶接部から離して、前記トーチ電極と前記被溶接部との間でアークを発生させ、前記アークの熱によって前記被溶接部を溶かす工程と、
前記閉回路内の通電を止め、前記被溶接部に対する加圧を解除する工程と、
を有するTIG溶接方法。
Placing the first and second terminal members as the base material on a passive compliance device that can slide in any direction within the XY plane;
The first and second terminal members placed on the compliance device are held in close contact with the welded portion; and
Bringing the tip of the torch electrode into contact with the welded part;
A voltage is applied between the torch electrode and the welded part in a state where a pressing force for tightly fixing the welded part is applied and the tip of the torch electrode is in contact with the welded part. Starting energization in a closed circuit including the torch electrode and the welded portion;
While continuing the pressurization to the welded part and energization in the closed circuit, the tip of the torch electrode is separated from the welded part, and an arc is generated between the torch electrode and the welded part, Melting the welded portion by the heat of the arc;
Stopping energization in the closed circuit and releasing pressure on the welded part;
A TIG welding method having:
前記第1および第2の端子部材を被溶接部にて密着させて保持する工程では、前記第1および第2の端子部材をクランプ電極によって挟持することにより、前記トーチ電極の中心軸と前記第1および第2の端子部材の接触位置とを対向させる、請求項9に記載のTIG溶接方法。   In the step of holding the first and second terminal members in close contact with each other at the welded portion, the first and second terminal members are clamped by a clamp electrode, whereby the central axis of the torch electrode and the first The TIG welding method according to claim 9, wherein the contact positions of the first and second terminal members are opposed to each other. 前記第1および第2の端子部材を被溶接部にて密着させて保持する工程では、前記第1および第2の端子部材をクランプ電極によって挟持することにより、前記トーチ電極の中心軸と前記第1および第2の端子部材の重ね合わせ方向の中心部とを対向させる、請求項9に記載のTIG溶接方法。   In the step of holding the first and second terminal members in close contact with each other at the welded portion, the first and second terminal members are clamped by a clamp electrode, whereby the central axis of the torch electrode and the first The TIG welding method according to claim 9, wherein the central portion of the first and second terminal members in the overlapping direction is opposed to each other.
JP2014089970A 2014-04-24 2014-04-24 TIG welding apparatus and TIG welding method Active JP6302343B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014089970A JP6302343B2 (en) 2014-04-24 2014-04-24 TIG welding apparatus and TIG welding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014089970A JP6302343B2 (en) 2014-04-24 2014-04-24 TIG welding apparatus and TIG welding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015208751A JP2015208751A (en) 2015-11-24
JP6302343B2 true JP6302343B2 (en) 2018-03-28

Family

ID=54611420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014089970A Active JP6302343B2 (en) 2014-04-24 2014-04-24 TIG welding apparatus and TIG welding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6302343B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107598457A (en) * 2017-10-20 2018-01-19 巴中市新越不锈钢有限公司 A kind of stainless steel materials welding system
CN109773305A (en) * 2019-02-01 2019-05-21 珠海微点焊电子工业有限公司 A kind of microdot soldering equipment

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0644527Y2 (en) * 1988-07-15 1994-11-16 トヨタ自動車株式会社 Weld nut projection welding jig
JPH05185225A (en) * 1992-01-10 1993-07-27 Sansha Electric Mfg Co Ltd Dc tig arc welding machine
JP3554740B2 (en) * 1995-10-03 2004-08-18 株式会社近藤製作所 Dust prevention method for positioning error absorbing device
JPH11281864A (en) * 1998-03-31 1999-10-15 Tdk Corp Device and method for welding optical parts
JP4282801B2 (en) * 1998-12-14 2009-06-24 株式会社ダイヘン TIG welding equipment
JP2000225472A (en) * 1999-02-04 2000-08-15 Toyota Motor Corp Resistance seam welding machine
JP2004351432A (en) * 2003-05-27 2004-12-16 Toyota Motor Corp Welding machine and joining method
JP2010082674A (en) * 2008-10-01 2010-04-15 Denso Corp Robot arc welding system and welding operation method of the same
US9757820B2 (en) * 2012-05-24 2017-09-12 GM Global Technology Operations LLC Welding fixture for joining bar-wound stator conductors
JP6113087B2 (en) * 2014-01-09 2017-04-12 株式会社アマダミヤチ TIG welding equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015208751A (en) 2015-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6113087B2 (en) TIG welding equipment
JP2015128787A5 (en)
US20110233173A1 (en) Seam welding method and machine therefor
JP2011194464A (en) Method and device for spot welding
JP6112916B2 (en) TIG welding equipment
JPWO2013172202A1 (en) Electrode for switch and resistance welding apparatus, spot welding apparatus and spot welding method using the same
JP6285724B2 (en) Joining method and joining apparatus
WO2017130911A1 (en) Tig welding device
JP6302343B2 (en) TIG welding apparatus and TIG welding method
JP6259341B2 (en) Joining device
JP5996372B2 (en) Terminal member welding method
JP6393066B2 (en) TIG welding method and TIG welding apparatus
JP7245935B2 (en) TIG welding method and TIG welding equipment
JP5930839B2 (en) Resistance welding apparatus and resistance welding method
JP2000225470A (en) Welding head in resistance welding machine
CN110871319B (en) Integrated resistance welding tongs that triggers accurate control pressure
JPH06226457A (en) Welding device
JP2004042074A (en) Joining device
JP2019118921A (en) Welding device
JP2014217874A (en) Welding current value adjustment device
KR101999166B1 (en) Motor terminal with lead frame spot welded power socket manufacturing method thereof
JP3139556B2 (en) Work heating device
JP2001113363A (en) Method and device for joining of terminal
JPH0569123A (en) Soldering device
JP2004358517A (en) Resistance welding apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20160518

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170411

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180124

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180302

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6302343

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350