JP6767523B2 - 電極姿勢確認装置及び電極姿勢確認方法 - Google Patents

Description

本発明は、シーム溶接装置のローラ電極の姿勢を確認する電極姿勢確認装置及び電極姿勢確認方法に関する。

金属板等からなるワークを複数積層した積層体のワーク同士の間に、複数のナゲットを互いに重なり合うように連続的に形成することで、該ワーク同士を接合するシーム溶接方法が知られている。シーム溶接を行うシーム溶接装置は、積層体を挟む一組のローラ電極を備える。これらのローラ電極間を断続的に通電するとともに、該ローラ電極を回転させながら、積層体の溶接対象箇所上を相対的に進行させることで、シーム溶接が行われる。

この種のシーム溶接装置では、例えば、特許文献１に示すように、積層体の積層方向に対して、一組のローラ電極の回転中心同士を結ぶ線分（以下、単に「線分」ともいう）を、ローラ電極の進行方向（以下、単に「進行方向」ともいう）の前方又は後方に向かって相対的に傾けた状態で、シーム溶接を行うことがある。

このように溶接時における積層体に対するローラ電極の姿勢を、積層体の形状等に応じて適切に設定することで、例えば、ナゲットを良好に形成したり、スパッタの発生を抑制したりすることが可能になる。つまり、シーム溶接を良好に行うためには、積層体に対してローラ電極が適切な姿勢に維持されている必要があり、実際の溶接時において、積層体に対するローラ電極の姿勢を精度よく確認可能であることが求められる。

特許第５８６５１３２号公報

しかしながら、ローラ電極の姿勢として、積層体に対する線分の方向の確認を行う場合、作業者の目視に頼っていたため、種々の形状の積層体に対するローラ電極の溶接時の姿勢を精度よく確認することは困難であった。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、シーム溶接装置について、ワークの積層体に対するローラ電極の溶接時の姿勢を高精度に確認することが可能な電極姿勢確認装置及び電極姿勢確認方法を提供する。

本発明の一態様は、複数のワークを積層した積層体を一組のローラ電極で挟んでシーム溶接を行うシーム溶接装置について、前記積層体に対する前記ローラ電極の姿勢を確認する電極姿勢確認装置であって、前記一組のローラ電極の一方を取り外した前記シーム溶接装置に着脱自在に装着される機台と、前記機台に設けられ、取り外される前の前記一方のローラ電極が、他方の前記ローラ電極との間に前記積層体を挟む際に、該一方のローラ電極の外周面のうち、前記一組のローラ電極の回転中心同士を結ぶ線分上にある部分に相当する位置に固定される位置決め面を有する位置決めガイドと、前記機台に設けられ、前記位置決め面よりも、前記積層体に対する前記ローラ電極の進行方向の前方及び後方にそれぞれ固定され、前記位置決め面及び前記他方のローラ電極で挟まれた前記積層体との、前記線分の延在方向に沿った距離をそれぞれ検出する一組の距離センサと、前記一組の距離センサの検出結果に基づき、前記積層体に対する前記線分の方向を取得するためのデータを算出する演算部と、を備える。

本発明の別の一態様は、複数のワークを積層した積層体を一組のローラ電極で挟んでシーム溶接を行うシーム溶接装置について、前記積層体に対する前記ローラ電極の姿勢を確認する電極姿勢確認方法であって、前記一組のローラ電極の一方を取り外した前記シーム溶接装置に、位置決めガイドを有する機台を着脱自在に装着し、取り外される前の前記一方のローラ電極が、他方の前記ローラ電極との間に前記積層体を挟む際に、該一方のローラ電極の外周面のうち、前記一組のローラ電極の回転中心同士を結ぶ線分上にある部分に相当する位置に、前記位置決めガイドの位置決め面を固定する固定工程と、前記機台の前記位置決め面よりも、前記積層体に対する前記ローラ電極の進行方向の前方及び後方にそれぞれ固定された一組の距離センサにより、前記位置決め面及び前記他方のローラ電極で挟まれた前記積層体までの、前記線分の延在方向に沿った距離をそれぞれ検出する検出工程と、前記一組の距離センサの検出結果に基づき、前記積層体に対する前記線分の方向を取得するためのデータを算出する演算工程と、を有する。

本発明では、一方のローラ電極を取り外したシーム溶接装置に機台を装着して、位置決め面及び一組の距離センサを上記の配置に固定する。これによって、位置決め面は、取り外される前の一方のローラ電極の外周面のうち、一組のローラ電極の回転中心同士を結ぶ線分（以下、単に「線分」ともいう）上にある部分を再現することができる。このため、一組の距離センサの検出結果に基づいて、積層体に対する線分の方向を取得するためのデータを算出することで、作業者の目視等に頼らずに、実際のシーム溶接装置による溶接時に一組のローラ電極で積層体を挟んだ場合に相当する積層体に対する線分の方向を求めることができる。従って、積層体に対するローラ電極の溶接時の姿勢を高精度に確認することができる。

本発明の実施形態に係る電極姿勢確認装置が装着されていない状態のシーム溶接装置の要部概略構成図である。 図１のシーム溶接装置の一組のローラ電極に積層体を挟んだ状態を説明する要部斜視図である。 図１のシーム溶接装置によるシーム溶接時の積層体に対する一組のローラ電極の姿勢を説明する説明図である。 一方のローラ電極を取り外したシーム溶接装置に装着された電極姿勢確認装置を説明する概略構成図である。 図５Ａは、電極姿勢確認装置の要部概略構成図であり、図５Ｂは、図５Ａの電極姿勢確認装置にゼロ位置を設定するための治具を装着した様子を説明する説明図である。 電極姿勢確認装置の機台をシーム溶接装置に装着する様子を説明する説明図である。 電極姿勢確認装置により、シーム溶接装置の積層体に対する一組のローラ電極の姿勢を確認する様子を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る電極姿勢確認方法を説明するフローチャートである。

本発明に係る電極姿勢確認装置及び電極姿勢確認方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。

本実施形態に係る電極姿勢確認装置１０（図４〜図７参照）は、図２及び図３に示すように、複数のワーク１２を積層した積層体１４を円板状の第１ローラ電極１６及び第２ローラ電極１８の外周面同士の間に挟んでシーム溶接を行うシーム溶接装置２０（図１参照）に装着して用いることができる。そこで、先ず、図１〜図３を参照しつつ、シーム溶接装置２０について簡単に説明する。

積層体１４は、例えば、自動車のドア開口部を構成するフランジ部（何れも不図示）であり、３枚のワーク１２（金属板）が積層されることにより形成される。なお、積層体１４を形成するべく積層されるワーク１２の数は３枚に限定されるものではなく、２枚であっても、４枚以上の複数であってもよい。

図１に示すように、シーム溶接装置２０は、多関節ロボット２２と、該多関節ロボット２２の先端アーム２４に支持されるシーム溶接機２６と、多関節ロボット２２及びシーム溶接機２６を制御する制御ユニット２８とを備える。多関節ロボット２２は、いわゆる産業用ロボットとして構成されており、制御ユニット２８の作用下で、シーム溶接機２６を任意の位置で且つ任意の姿勢に移動可能である。

シーム溶接機２６は、先端アーム２４に対してマウント３０を介して支持された第１駆動機構３２及び第２駆動機構３４と、第１駆動機構３２に取り付けられた第１ローラ電極１６と、第２駆動機構３４に取り付けられた第２ローラ電極１８とを有する。

図１及び図２に示すように、マウント３０には、矢印Ｘ方向に沿ってガイドレール３６が敷設される。ガイドレール３６の下端側（矢印Ｘ１側）には、第１駆動機構３２の第１テーブル３８が、不図示のシリンダ等により、該ガイドレール３６に沿って移動可能に設けられている。また、ガイドレール３６よりも、その延在方向に沿った上方（矢印Ｘ２側）には、第２駆動機構３４の第２テーブル４０が固定された状態で設けられている。なお、第１テーブル３８に代えて第２テーブル４０がガイドレール３６に沿って移動可能に設けられるとともに、第１テーブル３８がガイドレール３６に固定された状態で設けられてもよい。また、第１テーブル３８及び第２テーブル４０の両方がガイドレール３６に沿って移動可能に設けられてもよい。

第１テーブル３８には、矢印Ｙ方向に延在する円柱状の支持部材４２の一端側（矢印Ｙ１側）が固定されている。支持部材４２の他端側（矢印Ｙ２側）に、第１ローラ電極１６が回転可能に且つ着脱自在に固定されている。

第２駆動機構３４は、回転軸４４を回転駆動する回転駆動機構４６を有する。回転軸４４は、矢印Ｙ方向に沿って延在し、その一端側（矢印Ｙ１側）が回転駆動機構４６に支持されるとともに、他端側（矢印Ｙ２側）に第２ローラ電極１８が固定されている。

つまり、第１テーブル３８及び第２テーブル４０を相対的に近接又は離間させることで、第１ローラ電極１６と第２ローラ電極１８とを相対的に近接又は離間させることができる。このため、第１ローラ電極１６及び第２ローラ電極１８（以下、これらを総称して「一組のローラ電極１６、１８」ともいう）を、互いの間に積層体１４を介在させた状態で近接させることで、一組のローラ電極１６、１８の外周面同士の間に積層体１４を挟むことができる。

また、回転駆動機構４６により回転軸４４を介して第２ローラ電極１８を回転駆動することができる。このため、一組のローラ電極１６、１８により積層体１４を挟んだ状態で、第２ローラ電極１８を回転駆動することで、積層体１４に対しての一組のローラ電極１６、１８を相対的に進行させることができる。以下では、積層体１４に対する一組のローラ電極１６、１８の進行方向を単に「進行方向」ともいう。

なお、本実施形態では、シーム溶接装置２０は、回転駆動機構４６により第２ローラ電極１８を回転駆動することで、該第２ローラ電極１８を介して一組のローラ電極１６、１８を積層体１４に対して自走させることとした。しかしながら、シーム溶接装置２０は、回転駆動機構４６を備えず、多関節ロボット２２（図１参照）により先端アーム２４を移動させることで、一組のローラ電極１６、１８を回転させながら、積層体１４に対して相対的に進行させることとしてもよい。

図３に示すように、一組のローラ電極１６、１８の回転中心同士を結ぶ線分Ｌ１（以下、単に「線分Ｌ１」ともいう）は、ガイドレール３６（図１及び図２参照）の延在方向（矢印Ｘ方向）に沿う。なお、本実施形態では、第１ローラ電極１６及び第２ローラ電極１８が互いに同形状であることとするが、第１ローラ電極１６及び第２ローラ電極１８は互いの径や、軸方向の幅等が異なっていてもよい。

また、第１ローラ電極１６及び第２ローラ電極１８は、リード線４８を介して溶接電源部５０と電気的に接続されている。溶接電源部５０は、交流電源と溶接トランス等（何れも不図示）を含んで構成されるものであって、リード線４８を介して第１ローラ電極１６と第２ローラ電極１８間に通電を行う。

図１に示すように、制御ユニット２８は、シーム溶接機２６を駆動制御する溶接機制御部５２と、多関節ロボット２２を駆動制御するロボット制御部５４と、設計ティーチングデータ等を記憶する記憶部５６とを有する。溶接機制御部５２は、第１駆動機構３２及び第２駆動機構３４のシリンダ、回転駆動機構４６、溶接電源部５０等を駆動制御する。

ロボット制御部５４は、積層体１４に対する先端アーム２４の位置等を調整して、積層体１４に対する一組のローラ電極１６、１８の姿勢を調整したり、積層体１４の溶接対象箇所に沿って一組のローラ電極１６、１８が進行するように先端アーム２４を移動させたりする。これによって、図３に示すように、積層体１４の積層方向Ｄ１に対して線分Ｌ１の延在方向を、進行方向の前方又は後方に向かって相対的に傾かせた状態で、一組のローラ電極１６、１８を進行させる。

つまり、ロボット制御部５４により、積層体１４と一組のローラ電極１６、１８との位置関係（以下、単に「位置関係」ともいう）を調整することにより、積層体１４に対する線分Ｌ１の方向として、積層方向Ｄ１に対して線分Ｌ１が進行方向の前方又は後方へ傾斜する傾斜角度θ１が調整される。

また、ロボット制御部５４は、例えば、記憶部５６に記憶されるティーチングデータに基づいて動作することができる。また、記憶部５６は、ティーチングデータとして、設計ティーチングデータを記憶している。設計ティーチングデータは、積層体１４の形状の設計値に基づいて設定され、積層体１４に対する線分Ｌ１の方向を取得するためのデータ（以下、単に「データ」ともいう）が目標値となる位置関係を示す。データの目標値は、例えば、シーム溶接によりワーク１２同士の間にナゲットを良好に形成したり、スパッタの発生を抑制したりすることが可能になるように、積層体１４の形状や材質等に応じて予め定めることができる。

次に、図４〜図７を参照しつつ、電極姿勢確認装置１０について説明する。図４に示すように、電極姿勢確認装置１０は、機台５８と、該機台５８に設けられた位置決めガイド６０及び一組の距離センサ６２と、例えば、制御ユニット２８に組み込まれる演算部６４とを主に備える。

機台５８は、第１ローラ電極１６（図１等参照）を取り外したシーム溶接装置２０に着脱自在に装着される。本実施形態では、機台５８には貫通孔６６が形成されている。また、支持部材４２の他端（矢印Ｙ２側端）には、支持部材４２の他部位の外径よりも外径が小さい小外径部４２ａが設けられている。小外径部４２ａの外径は、貫通孔６６の内径よりも僅かに小さく設定されている。第１ローラ電極１６が取り外された支持部材４２の小外径部４２ａを貫通孔６６に挿通した状態で、支持部材４２に対して機台５８がねじ止め等によって固定される。このため、回転駆動機構４６により第２ローラ電極１８が回転駆動されても、機台５８は回転せず固定された状態である。

位置決めガイド６０は、第２ローラ電極１８に向かって機台５８の基面５８ａ（図５Ａ参照）から突出し、その先端に位置決め面６８が設けられている。図７に示すように、位置決め面６８は、取り外される前の第１ローラ電極１６が、第２ローラ電極１８との間に積層体１４を挟む際に、該第１ローラ電極１６の外周面で線分Ｌ１上にある部分７０に相当する位置に固定されている。なお、図７では、第２ローラ電極１８を除くシーム溶接装置２０の構成要素の図示が省略されている。

つまり、取り外される前の第１ローラ電極１６の外周面の線分Ｌ１上の部分７０を位置決め面６８によって再現することができる。このため、電極姿勢確認装置１０を装着したシーム溶接装置２０を動作させることで、第２ローラ電極１８及び位置決め面６８を、互いの間に積層体１４を挟んだ状態で、進行方向に相対的に移動させることができる。

一組の距離センサ６２は、位置決め面６８よりも、進行方向の前方に設けられた第１距離センサ７２と、進行方向の後方に設けられた第２距離センサ７４とからなる。これらの一組の距離センサ６２は、位置決め面６８及び第２ローラ電極１８で挟まれた積層体１４との間の距離を線分Ｌ１の延在方向に沿ってそれぞれ検出する。

また、例えば、設計ティーチングデータを用いてシーム溶接装置２０を動作させたとき、すなわち、設計ティーチングデータが示す位置関係で、第２ローラ電極１８及び位置決め面６８を積層体１４に対して相対的に進行させたとき、一組の距離センサ６２のそれぞれは、連続的に検出結果を得ることが可能になっている。

本実施形態では、一組の距離センサ６２は接触式であり、第１距離センサ７２が第１接触子７６を有し、第２距離センサ７４が第２接触子７８を有する。これらの第１接触子７６及び第２接触子７８が積層体１４に接触することで該積層体１４までの距離を検出する。しかしながら、特にこれには限定されず、一組の距離センサ６２は、光や超音波等を利用して積層体１４までの距離を検出する非接触式のものであってもよい。

演算部６４は、一組の距離センサ６２の検出結果に基づき、データを算出する。また、設計ティーチングデータを用いてシーム溶接装置２０を動作させた場合には、演算部６４は、第２ローラ電極１８及び位置決め面６８の進行を開始してからの経過時間に対応づけたデータを連続的に算出する。このようにして算出したデータ、又はデータから求められる積層体１４に対する線分Ｌ１の方向は、記憶部５６に記憶される。

ここで、図７に示すように、積層体１４に対する線分Ｌ１の方向として、傾斜角度θ１を取得するためのデータを演算部６４が算出する方法の一例を説明する。傾斜角度θ１は、線分Ｌ１の延在方向（矢印Ｘ方向）に直交する直交方向に対して、積層体１４の面方向が矢印Ｘ１側又は矢印Ｘ２側に傾斜する角度θ２と等しい。そこで、演算部６４は、データとして、一組の距離センサ６２の検出結果の絶対値の差から距離差Ｌ２を求める。この距離差Ｌ２と、予め入力された一組の距離センサ６２同士の距離Ｌ３を用いて、アークタンジェント（Ｌ１／Ｌ２）を演算する。これによって、角度θ２＝傾斜角度θ１を求めることができる。

この際、図５Ａに示すように、一組の距離センサ６２は、位置決め面６８の面方向に沿った位置を、正負を判断するためのゼロ位置Ｄ２とし、正負の検出を併せて行うことが好ましい。この場合、ゼロ位置Ｄ２に基づく正負から、積層体１４の積層方向Ｄ１に対し線分Ｌ１が進行方向の前方又は後方の何れに傾いているかを検出することができる。

すなわち、例えば、図７に示すように、第１距離センサ７２の検出結果が、該第１距離センサ７２からゼロ位置Ｄ２（図５Ａ参照）までの距離よりも大きい場合、該検出結果を正の値とする。また、第２距離センサ７４の検出結果が、該第２距離センサ７４からゼロ位置Ｄ２（図５参照）までの距離よりも小さい場合、該検出結果を負の値とする。

そして、演算部６４は、上記のように、進行方向の前方にある第１距離センサ７２の検出結果が正であり、進行方向の後方にある第２距離センサ７４の検出結果が負であった場合には、積層体１４の積層方向Ｄ１に対し線分Ｌ１が進行方向の前方に向かって傾斜していると判断することができる。これとは反対に、不図示ではあるが、第１距離センサ７２の検出結果が負であり、第２距離センサ７４の検出結果が正であった場合には、積層体１４の積層方向Ｄ１に対し線分Ｌ１が進行方向の後方に向かって傾斜していると判断することができる。

上記のように、一組の距離センサ６２にゼロ位置Ｄ２を設定する場合、例えば、図５Ｂに示す治具８０を用いることができる。治具８０は、互いに長さが等しい一組の脚部８２と、脚部８２の基端に掛け渡される当接部８４とを有する。各脚部８２は、線分Ｌ１に沿って延在する。また、各脚部８２の長さは、機台５８の位置決めガイド６０を突出させる基面５８ａから、位置決め面６８までの距離と等しい。当接部８４は、線分Ｌ１に直交する方向に沿って延在する。

治具８０の脚部８２の先端を、機台５８の基面５８ａに当接させるとともに、治具８０の当接部８４を、第１接触子７６及び第２接触子７８の先端と、位置決め面６８とに共に接触させる。これによって、第１接触子７６及び第２接触子７８の先端と、位置決め面６８とを面一とすることができるため、一組の距離センサ６２に対して、容易にゼロ位置Ｄ２を設定することが可能になる。

本実施形態に係る電極姿勢確認装置１０は、基本的には以上のように構成される。この電極姿勢確認装置１０を用いて、シーム溶接装置２０における積層体１４に対する一組のローラ電極１６、１８の姿勢を確認する電極姿勢確認方法を説明する。

先ず、固定工程（図８のステップＳ１）を行う。固定工程では、図４に示すように、第１ローラ電極１６（図１等参照）を取り外したシーム溶接装置２０に着脱自在に機台５８を装着する。そして、図７に示すように、取り外される前の第１ローラ電極１６が、第２ローラ電極１８との間に積層体１４を挟む際に、第１ローラ電極１６の外周面のうち線分Ｌ１上にある部分７０に相当する位置に、位置決め面６８を固定する。

この固定工程では、例えば、図６に示すように、第１ローラ電極１６及び第２ローラ電極１８の外周面が互いに当接するように、ガイドレール３６に対して第１駆動機構３２を配置した状態で、その支持部材４２から第１ローラ電極１６を取り外す。そして、第２ローラ電極１８の外周面のうち、取り外される前の第１ローラ電極１６の外周面が当接していた部分８６に、位置決め面６８が当接するように、支持部材４２に機台５８を取り付ける。これによって、取り外される前の第１ローラ電極１６の外周面の部分７０を位置決め面６８によって再現した状態で、該位置決め面６８を、第１駆動機構３２とともにガイドレール３６の延在方向に沿って移動させることができる。

また、上記のようにして、シーム溶接装置２０に機台５８を装着する際、第１距離センサ７２及び第２距離センサ７４の各々の第１接触子７６及び第２接触子７８は、ガイドレール３６の延在方向に沿って変位して距離を検出可能となるように設けられる。上記の通り、ガイドレール３６に沿って線分Ｌ１が延在するため、該ガイドレール３６の延在方向に沿って変位可能に第１接触子７６及び第２接触子７８を設けることで、第１距離センサ７２及び第２距離センサ７４によって、線分Ｌ１の延在方向に沿った距離を検出することが可能になる。

次に、設計ティーチングデータを用いてシーム溶接装置２０（図４参照）を動作させて、図７に示すように、位置決め面６８と第２ローラ電極１８の外周面との間で積層体１４を挟む。この際、位置決め面６８及び第２ローラ電極１８と、積層体１４との位置関係は、積層体１４の形状の設計値に基づいて、データが目標値となるように設定される。この状態で、一組の距離センサ６２により、線分Ｌ１の延在方向に沿った積層体１４との距離をそれぞれ検出する検出工程（図８のステップＳ２）を行う。

また、検出工程では、設計ティーチングデータに基づいて、第２ローラ電極１８及び位置決め面６８を積層体１４に対して相対的に進行させながら、一組の距離センサ６２による検出を連続的に行う。さらに、一組の距離センサ６２により、位置決め面６８の面方向に沿った位置をゼロ位置Ｄ２とした正負の検出を併せて行う。

次に、一組の距離センサ６２の検出結果に基づき、演算部６４によりデータを算出する演算工程（図８のステップＳ３）を行う。本実施形態では、演算工程において、積層体１４に対する線分Ｌ１の方向として、傾斜角度θ１を取得する。このため、算出されるデータは、上記の距離差Ｌ２である。この際、ゼロ位置Ｄ２に基づく正負から、積層方向Ｄ１に対し線分Ｌ１が進行方向の前方又は後方の何れに傾いているかも併せて検出する。

以上から、本実施形態に係る電極姿勢確認装置１０及び電極姿勢確認方法では、第１ローラ電極１６を取り外したシーム溶接装置２０に機台５８を装着して、位置決め面６８及び一組の距離センサ６２を上記の配置に固定する。これによって、位置決め面６８は、取り外される前の第１ローラ電極１６の外周面のうち、線分Ｌ１上にある部分７０を再現することができる。このため、一組の距離センサ６２の検出結果に基づいてデータを算出することで、作業者の目視等に頼らずに、実際のシーム溶接装置２０による溶接時に一組のローラ電極１６、１８で積層体１４を挟んだ場合に相当する積層体１４に対する線分Ｌ１の方向を求めることができる。従って、積層体１４に対する一組のローラ電極１６、１８の溶接時の姿勢を高精度に確認することができる。

また、第１ローラ電極１６を取り外して、電極姿勢確認装置１０を装着しているため、第１ローラ電極１６等のシーム溶接装置２０の構成要素に干渉されることなく一組の距離センサ６２による検出を容易に行うことができる。

さらに、この電極姿勢確認装置１０では、シーム溶接装置２０による実際の溶接時に第１ローラ電極１６が接触する積層体１４の部分７０に位置決め面６８を接触させて一組の距離センサ６２による検出を行うことができる。このため、通常の角度計等では測定することが困難な種々の形状の積層体１４に対する一組のローラ電極１６、１８の姿勢を確認することができる。

上記の実施形態に係る電極姿勢確認装置１０では、一組のローラ電極１６、１８のうち、シーム溶接装置２０から取り外されない他方のローラ電極（第２ローラ電極１８）が、シーム溶接装置２０の回転駆動機構４６により回転駆動されることとした。

また、上記の実施形態に係る電極姿勢確認方法では、固定工程において、一組のローラ電極１６、１８のうち、シーム溶接装置２０の回転駆動機構４６により回転駆動されない側をシーム溶接装置２０から取り外すこととした。

これらの場合、シーム溶接装置２０を用いた実際の溶接時と同様にして、回転駆動機構４６により第２ローラ電極１８及び位置決め面６８を、積層体１４に対して相対的に進行させることができるため、積層体１４に対する一組のローラ電極１６、１８の溶接時の姿勢をより高精度に確認することが可能になる。なお、上記のように、シーム溶接装置２０が、回転駆動機構４６を備えず、多関節ロボット２２（図１参照）により一組のローラ電極１６を進行させることとした場合、一組のローラ電極１６、１８の何れをシーム溶接装置２０から取り外して、電極姿勢確認装置１０を装着してもよい。

上記の実施形態に係る電極姿勢確認装置１０では、演算部６４は、積層体１４に対する線分Ｌ１の方向として、積層体１４の積層方向Ｄ１に対して、線分Ｌ１の延在方向が進行方向の前後方向に傾斜する傾斜角度θ１を取得するためのデータを算出することとした。

また、上記の実施形態に係る電極姿勢確認方法において、演算工程では、積層体１４に対する線分Ｌ１の方向として、積層体１４の積層方向Ｄ１に対して、線分Ｌ１の延在方向が進行方向の前後方向に傾斜する傾斜角度θ１を取得するためのデータを算出することとした。

上記の実施形態に係る電極姿勢確認装置１０では、一組の距離センサ６２は、位置決め面６８の面方向に沿った位置を、正負を判断するためのゼロ位置Ｄ２とし、演算部６４は、一組の距離センサ６２の検出結果の絶対値の差と、一組の距離センサ６２同士の距離Ｌ３とから傾斜角度θ１を求めるとともに、ゼロ位置Ｄ２に基づく正負から、積層体１４の積層方向Ｄ１に対し線分Ｌ１の延在方向が進行方向の前方又は後方の何れに傾いているかを検出することとした。

また、上記の実施形態に係る電極姿勢確認方法において、検出工程では、一組の距離センサ６２により、位置決め面６８の面方向に沿った位置をゼロ位置Ｄ２とした正負の検出を併せて行い、演算工程では、一組の距離センサ６２の検出結果の絶対値の差と、一組の距離センサ６２同士の距離Ｌ３とから傾斜角度θ１を求めるとともに、ゼロ位置Ｄ２に基づく正負から、積層体１４の積層方向Ｄ１に対し線分Ｌ１の延在方向が進行方向の前方又は後方の何れに傾いているかを検出することとした。

これらの場合、積層体１４に対する一組のローラ電極１６、１８の姿勢を簡単な構成で高精度に求めることができる。

上記の実施形態に係る電極姿勢確認装置１０では、演算部６４は、一組の距離センサ６２の検出結果に基づき、積層体１４に対して他方のローラ電極（第２ローラ電極１８）及び位置決め面６８の進行を開始してからの経過時間に対応づけたデータを連続的に算出することとした。

上記の実施形態に係る電極姿勢確認方法において、検出工程では、積層体１４に対して他方のローラ電極及び位置決め面６８を進行させつつ、一組の距離センサ６２による検出を連続的に行い、演算工程では、一組の距離センサ６２の検出結果に基づき、積層体１４に対して他方のローラ電極及び位置決め面６８の進行を開始してからの経過時間に対応づけたデータを連続的に算出することとした。

上記の実施形態に係る電極姿勢確認装置１０では、積層体１４の形状の設計値に基づいて設定され、データが目標値となる場合の積層体１４と一組のローラ電極１６、１８との位置関係を示す設計ティーチングデータを用いてシーム溶接装置２０を動作させたときに、演算部６４は、経過時間に対応づけたデータを連続的に算出することとした。

上記の実施形態に係る電極姿勢確認方法において、検出工程では、積層体１４の形状の設計値に基づいて設定され、データが目標値となる場合の積層体１４と一組のローラ電極１６、１８との位置関係を示す設計ティーチングデータを用いてシーム溶接装置２０を動作させつつ、一組の距離センサ６２による検出を連続的に行うこととした。

例えば、積層体１４の形状の設計値と積層体１４の実際の形状とのばらつき等により、設計ティーチングデータが示す位置関係としても、データが目標値とならない場合がある。すなわち、設計ティーチングデータが示す位置関係とすると、積層体１４に対する線分Ｌ１の方向が目標からずれた状態でシーム溶接が行われる場合がある。

電極姿勢確認装置１０では、上記の通り、実際のシーム溶接装置２０による溶接時に一組のローラ電極１６、１８で積層体１４を挟んだ場合に相当するデータを求めることができる。換言すれば、積層体１４の実際の形状に基づいたデータの実測値を求めることができる。従って、データの目標値と実測値との差分を算出することで、例えば、該差分を設計ティーチングデータに反映することが可能になり、ひいては、積層体１４の実際の形状に基づいてデータが目標値を満たすように設定された位置関係を示す補正ティーチングデータを作成することが可能になる。

また、第２ローラ電極１８及び位置決め面６８が進行する速度と上記の経過時間とから、第２ローラ電極１８及び位置決め面６８が通過した積層体１４の溶接対象箇所ごとに上記の差分を求めることができる。従って、積層体１４の実際の形状に基づいてデータが目標値を満たすように設定された位置関係を示す補正ティーチングデータを効率的に作成することが可能になる。なお、電極姿勢確認装置１０は、積層体１４に対する第２ローラ電極１８及び位置決め面６８の進行を停止させた状態で、一組の距離センサ６２による検出を行い、演算部６４によるデータの算出を行ってもよい。

本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１０…電極姿勢確認装置 １２…ワーク
１４…積層体 １６…第１ローラ電極
１８…第２ローラ電極 ２０…シーム溶接装置
４６…回転駆動機構 ５６…記憶部
５８…機台 ６０…位置決めガイド
６２…一組の距離センサ ６４…演算部
６８…位置決め面 ７０…部分
Ｄ１…積層方向 Ｄ２…ゼロ位置
Ｌ１…線分 Ｌ２…距離差
Ｌ３…距離 θ１…傾斜角度

Claims (10)

1. 複数のワークを積層した積層体を一組のローラ電極で挟んでシーム溶接を行うシーム溶接装置について、前記積層体に対する前記ローラ電極の姿勢を確認する電極姿勢確認装置であって、
   前記一組のローラ電極の一方を取り外した前記シーム溶接装置に着脱自在に装着される機台と、
   前記機台に設けられ、取り外される前の前記一方のローラ電極が、他方の前記ローラ電極との間に前記積層体を挟む際に、該一方のローラ電極の外周面のうち、前記一組のローラ電極の回転中心同士を結ぶ線分上にある部分に相当する位置に固定される位置決め面を有する位置決めガイドと、
   前記機台に設けられ、前記位置決め面よりも、前記積層体に対する前記ローラ電極の進行方向の前方及び後方にそれぞれ固定され、前記位置決め面及び前記他方のローラ電極で挟まれた前記積層体との、前記線分の延在方向に沿った距離をそれぞれ検出する一組の距離センサと、
   前記一組の距離センサの検出結果に基づき、前記積層体に対する前記線分の方向を取得するためのデータを算出する演算部と、
   を備える電極姿勢確認装置。
2. 請求項１記載の電極姿勢確認装置において、
   前記一組のローラ電極のうち、前記シーム溶接装置から取り外されない前記他方のローラ電極は、前記シーム溶接装置の回転駆動機構により回転駆動される、電極姿勢確認装置。
3. 請求項１又は２記載の電極姿勢確認装置において、
   前記演算部は、前記積層体に対する前記線分の方向として、前記積層体の積層方向に対して、前記線分の延在方向が前記進行方向の前後方向に傾斜する傾斜角度を取得するための前記データを算出する、電極姿勢確認装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の電極姿勢確認装置において、
   前記演算部は、前記一組の距離センサの検出結果に基づき、前記積層体に対して前記他方のローラ電極及び前記位置決め面の進行を開始してからの経過時間に対応づけた前記データを連続的に算出する、電極姿勢確認装置。
5. 請求項４記載の電極姿勢確認装置において、
   前記積層体の形状の設計値に基づいて設定され、前記データが目標値となる場合の前記積層体と前記一組のローラ電極との位置関係を示す設計ティーチングデータを用いて前記シーム溶接装置を動作させたとき、
   前記演算部は、前記経過時間に対応づけた前記データを連続的に算出する、電極姿勢確認装置。
6. 複数のワークを積層した積層体を一組のローラ電極で挟んでシーム溶接を行うシーム溶接装置について、前記積層体に対する前記ローラ電極の姿勢を確認する電極姿勢確認方法であって、
   前記一組のローラ電極の一方を取り外した前記シーム溶接装置に、位置決めガイドを有する機台を着脱自在に装着し、取り外される前の前記一方のローラ電極が、他方の前記ローラ電極との間に前記積層体を挟む際に、該一方のローラ電極の外周面のうち、前記一組のローラ電極の回転中心同士を結ぶ線分上にある部分に相当する位置に、前記位置決めガイドの位置決め面を固定する固定工程と、
   前記機台の前記位置決め面よりも、前記積層体に対する前記ローラ電極の進行方向の前方及び後方にそれぞれ固定された一組の距離センサにより、前記位置決め面及び前記他方のローラ電極で挟まれた前記積層体までの、前記線分の延在方向に沿った距離をそれぞれ検出する検出工程と、
   前記一組の距離センサの検出結果に基づき、前記積層体に対する前記線分の方向を取得するためのデータを算出する演算工程と、
   を有する電極姿勢確認方法。
7. 請求項６記載の電極姿勢確認方法において、
   前記固定工程では、前記一組のローラ電極のうち、前記シーム溶接装置の回転駆動機構により回転駆動されない側を前記シーム溶接装置から取り外す、電極姿勢確認方法。
8. 請求項６又は７記載の電極姿勢確認方法において、
   前記演算工程では、前記積層体に対する前記線分の方向として、前記積層体の積層方向に対して、前記線分の延在方向が前記進行方向の前後方向に傾斜する傾斜角度を取得するための前記データを算出する、電極姿勢確認方法。
9. 請求項６〜８の何れか１項に記載の電極姿勢確認方法において、
   前記検出工程では、前記積層体に対して前記他方のローラ電極及び前記位置決め面を進行させつつ、前記一組の距離センサによる検出を連続的に行い、
   前記演算工程では、前記一組の距離センサの検出結果に基づき、前記積層体に対して前記他方のローラ電極及び前記位置決め面の進行を開始してからの経過時間に対応づけた前記データを連続的に算出する、電極姿勢確認方法。
10. 請求項９記載の電極姿勢確認方法において、
    前記検出工程では、前記積層体の形状の設計値に基づいて設定され、前記データが目標値となる場合の前記積層体と前記一組のローラ電極との位置関係を示す設計ティーチングデータを用いて前記シーム溶接装置を動作させつつ、前記一組の距離センサによる検出を連続的に行う、電極姿勢確認方法。

Images