JPH05169277A - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量自動化生産に適する構造で、被溶接物の
形状に左右されることがなく、電極研磨成形装置と電極
交換装置にも適合する構造の抵抗溶接装置を得る。 【構成】 シリンダ49の作用により軸着部を中心にして
開閉する一対のシリンダ側ヨーク48とピストンロッド側
ヨーク50を設け、これらにそれぞれヘッド54，55を取付
け、このヘッド54，55の先端に対向するように電極56，
57を取付けた抵抗溶接装置において、ヘッド54，55の先
端に、それぞれ４個の電極56，57を放射状に配設した回
転電極58，59を軸着すると共に、この回転電極58，59
に、モータ60，61とロック装置62，63を結合した構造で
ある。４個の電極56，57を順次選択して使用することに
より、生産性が向上し、被溶接物の形状にも影響を受け
ずに溶接でき、電極研磨成形装置14と電極交換装置15に
も適合させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車車体の溶接等に
実施して好適な、抵抗溶接装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車体は、素材である鋼板を各部
の形状にプレスで打ち抜いた後、溶接（主としてスポッ
ト溶接）により接合して形成される。この溶接は、ロボ
ット溶接装置で行なうのが普通である。図６は、この用
途に用いられるロボット溶接装置を模式的に示したもの
であり、図７はその平面図である。これらの図において
１はロボット本体であり、２はこのロボット本体１の上
端に支持され、上下方向ならびに水平方向に回動するよ
うに設けられたアームである。

【０００３】アーム２の先端には溶接ガン３が取付けら
れている。溶接ガン３は、シリンダ４の作用により軸着
部５を中心にして開閉する一対のヨーク６，７と、これ
らヨーク６，７にそれぞれ取付けられたヘッド８，９
と、このヘッド８，９の先端に対向するように取付けら
れた電極10，11からなるものである。

【０００４】このような構成のロボット溶接装置を用い
て、床に固定された治具（図示のもの。これとは別にト
ランスファ台車に設けられた治具もある。）12上に載置
された被溶接物（自動車のボディ）13に所定の溶接を行
なうときには、アーム２を水平方向ならびに上下方向に
適当角度移動させ、溶接ガン３を被溶接物13に近接させ
て電極10，11で溶接個所を挟み通電する。この溶接は、
あらかじめプログラミングされた場所について20〜50点
連続して行なわれる。溶接打点が終了したときにはプロ
グラミングされた待期定位置に戻り、休止する。

【０００５】図７に示すように、溶接ガン３の運動軌跡
内には電極研磨成形装置14と電極交換装置15とが設けら
れており、電極10，11が摩耗したときに研磨成形し、摩
耗の程度が大きいときには新品の電極と交換するように
なっている。

【０００６】図８に示すものは電極研磨成形装置14であ
る。この電極研磨成形装置14はハウジング16の内部にシ
リンダ17が設けられており、このシリンダ17によって、
モータベース18をガイドレール19に沿って昇降させるよ
うになっている。モータベース18にはエアモータ20が搭
載されており、研磨工具21を所定回転数で回転させるよ
うになっている。ガイドレール19の前部にはもう１本の
ガイドレール22が設けられており、このガイドレール22
には保持アームホルダ23が昇降自在に保持されている。

【０００７】この保持アームホルダ23はエアモータ20と
連結されており、シリンダ機構17が作動してエアモータ
20が昇降するとき、これと一緒に昇降するようになって
いる。保持アームホルダ23の上下端部には、保持アーム
24，25が前方に向けて平行に設けられており、溶接ガン
３の電極10，11を保持し、その先端を研磨工具21に押し
当てるようになっている。

【０００８】このような構成からなる電極研磨成形装置
14は、溶接ガン３をこれに近付け、ヘッド８，９を開い
た状態から閉じる状態（相互に近接する状態）に回動さ
せ、図８に示すように保持アーム24，25で溶接ガン３の
電極10，11を保持し、その先端を研磨工具21に押しあて
る。この状態でエアモータ20を作動させると、これによ
って回転駆動される研磨工具21が電極10，11の研磨を行
なうことになる。研磨作業が終了したときには、ヘッド
８，９を閉じた状態から開く状態（相互に離れる状態）
に回動させ、保持アーム24，25から溶接ガン３の電極1
0，11を離して被溶接物13（図６、図７参照）側に移動
させる。

【０００９】図９に示すものは電極交換装置15である。
この電極交換装置15は軸26とスプリング27による衝撃吸
収機構を介して支持されたベース28に支柱29が植立され
ており、この支柱29に、電極取付工具用シリンダ30、電
極抜き工具用シリンダ31、電極ホルダクランプ用シリン
ダ32が、それぞれ水平方向に向けられ、図示するような
位置関係で取付けられている。電極取付工具用シリンダ
30には垂直方向を向いた電極取付工具用シリンダ33が取
付けられており、この電極取付工具用シリンダ33には電
極取付工具34が取付けられている。この機構により、電
極取付工具34は水平方向ならびに垂直方向に移動できる
ことになる。

【００１０】電極抜き工具用シリンダ31には電極抜き工
具35が取付けられ、電極取付工具34の上方に位置するよ
うになっている。電極取付工具34の近傍には上端をフィ
ーダ36に接続したフィーダシュート37の下端が臨んでお
り、フィーダ36からの新しい電極38を電極取付工具34に
供給するようになっている。電極ホルダクランプ用シリ
ンダ32には電極ホルダクランプ39が取付けられており、
電極ホルダ40を介して交換される電極10を保持するよう
になっている。その下方にはホッパ41が設けられてお
り、取り外された摩耗した電極10をシュート42によりダ
ストボックス43に導くようになっている。

【００１１】このような構成からなる電極交換装置15
は、電極ホルダ40で保持された電極10を、電極ホルダ40
と電極10の間に挿入された電極抜き工具35のくさび作用
で抜き、抜いた電極10をホッパ41内に落下させる。次に
フィーダ36から供給された新しい電極38を電極取付工具
34の上に載せ、電極取付工具用シリンダ30と電極取付工
具用シリンダ33とにより電極取付工具34を動かしてヘッ
ド８，９に取り付けることになる。この作業は、すべて
自動的に行なわれる。

【００１２】ところで、自動車の車体に用いられる材料
として、近時は防錆のための亜鉛付鋼板や、軽量化のた
めのアルミ板等、多用される傾向にある。これら、従来
多く使用されてきた鋼板以外の材料を従来同様の抵抗溶
接機で接合作業をした場合、電極と被溶接材との間の抵
抗発熱や温度上昇等により、電極と被溶接物との間に、
電極の主材である銅と被溶接材の亜鉛あるいはアルミと
の共晶物が生成されることになる。

【００１３】この生成物は溶接電流の通電抵抗となり、
また生成形状が一定でないので溶接電流に不均一な流れ
を作ることにもなって、溶接不良が生じ易いことにな
る。溶接不良は、従来の鋼板を用いたものとの比で約３
分の１ないし５分の１の約500〜1000点の連続溶接で溶
接品質不良となり、電極の研磨成形や新電極との交換が
必要となる。そして実際には、被溶接材がアルミの場
合、電極の損耗による被溶接物の表面荒れ防止のため防
止のため、数点から数十点の溶接で電極研磨を行なうこ
とになる。

【００１４】電極の連続打点性を向上（打点回数の増
大）するためには、新電極を開発し、あるいは電極研磨
の方法および新電極との交換性の改善を図る必要があ
る。そこで提案されている技術に、実開昭57-200382 号
公報に記載された考案や、実開昭60-66682号公報に記載
された考案がある。前者のものは手作業用の定量式抵抗
溶接機で、上下片一方の電極を複数配置し、水平スライ
ド移動または回転可能にし、多種形態の電極により多種
少量生産手作業用に選択・交換容易にしたものである。
一方、後者のものも手作業向きの抵抗溶接機であり、中
心電極回りに複数の電極を対向させて設け、これらを回
転させて選択された任意の周囲電極と中心電極との間で
溶接を行なうものである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】これら従来技術のもの
には、次のような共通した問題点がある。すなわち、
機構が複雑であり、操作が煩雑である。多種少量手作
業向きで、大量自動生産向きではない。被溶接物の形
状が、装置の形状および構造上、著しく制約される。
無人自動化が考慮されておらず、実用上ロボット溶接に
適さない。溶接連続打点性の向上については殆ど考慮
されていない。

【００１６】本発明は、従来のものが有するこれらの問
題点を解決して大量自動化生産に適するようにすると共
に、前掲の電極研磨成形装置と電極研磨装置にも適合す
る構造の抵抗溶接装置を提供することを目的としてなさ
れたものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、シリンダの作用により軸着部
を中心にして開閉する一対のヨークを設け、該ヨークに
それぞれヘッドを取付け、該ヘッドの先端に対向するよ
うにそれぞれ電極を取付けた抵抗溶接装置において、前
記ヘッドの先端に、それぞれ複数個の電極を放射状に配
設した回転電極を軸着すると共に、該回転電極に、該回
転電極を回転させるモータと、回転を停止させ、所定位
置にロックするロック装置を結合した構成としたもので
ある。

【００１８】

【作用】このような構成とすれば、ヘッドの先端に軸着
された回転電極をモータで回転させて複数個の電極の中
から希望の電極を選択し、選択が終わったところで回転
を停止させ、ロックさせることができることになる。し
たがって被溶接物の形状や溶接部位によって適切な電極
を選択することが可能となる上に、すべての電極を同一
規格のものとすれば、その電極数に対応して交換時期が
長くなることになる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１について説明
する。44は溶接ガンであり、45はロボット本体アーム、
46はこのロボット本体アーム45から突出したクレーデル
である。クレーデル46の先端には軸47によりシリンダ側
ヨーク48が軸着されている。このシリンダ側ヨーク48に
はシリンダ49が支持されており、また他部においてピス
トンロッド側ヨーク50が軸51により軸着されている。ピ
ストンロッド側ヨーク50の端部には、シリンダ49から出
没するピストンロッド52の先端が軸53によって軸着され
ている。

【００２０】シリンダ側ヨーク48の先端にはヘッド54が
取付けられており、ピストンロッド側ヨーク50の先端に
はヘッド55が取付けられている。そしてこれらヘッド5
4，55の先端には、それぞれ４個の電極56，57を放射状
に配設した回転電極58，59がモータ60，61の軸によって
軸着されている。モータ60，61は回転電極58，59を回転
させるものである。図２に示すように、回転電極58，59
のモータ60，61を設けたのと反対側には、回転電極58，
59の回転を停止させ、所定位置にロックするロック装置
62，63が結合されている。図１および図２において符号
64，65で示すものは被溶接物であるパネルである。

【００２１】図３は、図１中の回転電極58（回転電極59
も同様構造）の詳細を示すものである。66はモータ60の
軸であり、ヘッド54にベアリング67，68により回転自在
に支持されているものである。モータ60はボルト69によ
りヘッド54に取付けられている。軸66の外周でベアリン
グ67，68の内側に位置するところにはスラストベアリン
グ70，71が介装されており、ヘッド54に対し、回転電極
58のシャンク72が円滑に回転するようになっている。シ
ャンク72に対する電極56の取付けはテーパ結合となって
いる。73はキーであり、シャンク72を軸66に固定するも
のである。

【００２２】シャンク72内にはパイプ74が設けられてお
り、このパイプ74の内外に形成される冷却水通路75，76
を冷却水が流通するようにしてある。77は冷却水の洩れ
防止リングである。冷却水通路75，76は、図示しない系
路を経てシャンク72の外部から冷却水を取り入れ、排出
する循環をするようになっている。なお、軸66にもパイ
プ74内外の冷却水通路75，76に対応する凹部78，79が設
けられており、冷却水の循環が良好に行なわれるように
なっている。

【００２３】軸66はヘッド54より突出しており、その部
分にロック装置62が装着されている。このロック装置62
は、ヘッド54に密着させて結合したハウジング80に半径
方向の孔81を設け、軸66のこの孔81内に、スプリング82
と、このスプリング82により軸66側に押圧されるラチェ
ットロックストッパ83が装着されている。軸66には、電
極56(57)に対応する周方向の複数箇所にこのラチェット
ロックストッパ83の先端に臨む凹部84が設けられてお
り、軸66の回動で凹部94が所定位置に来たときラチェッ
トロックストッパ83が凹部94に嵌入して軸66をその位置
に停止させるようになっている。

【００２４】このように構成されたこの抵抗溶接装置
は、シャンク72に、各４個の電極56，57を全く同一規格
のものあるいは種類の異なったもののいずれかにして取
付け（後者の場合には電極56，57で同一のものにす
る）、そのうちの任意のものを図１に示すように対応さ
せて溶接の準備完了となる。このときシリンダ49は作動
しておらず、したがって電極56，57の間には充分な距離
があって、被溶接物であるパネル64，65に接していな
い。

【００２５】シリンダ49が作動してピストンロッド52が
突出すると、このピストンロッド52は、シリンダ側ヨー
ク48とピストンロッド側ヨーク50を、回転電極58，59が
近接する方向に回動させるから、電極56，57はパネル6
4，65を挟持し、図示しない回路から供給される溶接電
流でパネル64，65の接合を行なうことになる。電極56，
57を所定の位置に停止させるにはモータ60，61を回転さ
せ停止させることになるが、この回転と停止は正確に行
なう必要があるので、モータ60，61にはエンコーダある
いは位置決めスイッチ等が取付けられ、回転角度と停止
位置の管理が行なわれる。溶接作業中は、前述した冷却
水通路75，76を冷却水が流通することによって、電極5
6，57の冷却が行なわれる。

【００２６】使用中の電極56，57が摩耗し、または破損
したとき、あるいは異なった仕様の電極56，57を使用す
る必要が生じたときには、モータ60，61を所定角度回転
させ、新品の電極（異なった仕様の電極が取付けられて
いるときにはその電極）が対向するようにして使用す
る。全部の電極56，57が摩耗したときにはその摩耗した
電極56，57がヘッド54，55の向きと同方向に向くような
姿勢（図８に示す姿勢）にして、図８に示す電極研磨成
形装置14で研磨成形する。

【００２７】電極56，57が研磨成形によっては再度の使
用ができないようになってしまったときには、図９に示
す電極交換装置15で新品の電極に交換する。本発明に係
る抵抗溶接装置は、電極56，57の向きをヘッド54，55の
向きと同方向にすることができるので、上記電極研磨成
形装置14と電極交換装置15にそのまま対応させることが
できることになる。

【００２８】図４および図５に示すものは、本発明の他
の実施例である。この実施例のものも図１および図２に
示すものと要部において変わるところはないが、ヘッド
54，55の向きに対する回転電極58，59の向きを90°変え
てある。これにより、被溶接物であるパネル64，65の形
状および溶接個所が図４に示すようなものである場合、
すなわち被溶接物の形状厚みが大きく、溶接ヘッド54，
55の前方に溶接ガンと干渉する部分がある被溶接物に対
応できることになる。

【００２９】この実施例において電極56，57を電極研磨
成形装置14と電極交換装置15で研磨あるいは交換すると
きには、これら電極研磨成形装置14と電極交換装置15に
対する溶接ガン44の向きを、図１のものの向きと90°変
えることになる。これにより図１のもの同様にこれらの
作業ができることになる。

【００３０】この実施例は、前記実施例における回転電
極58，59の向きを90°変えたのみの構造であるから、使
用する部品の大半を共通化することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、シリンダ
の作用により軸着部を中心にして開閉する一対のヨーク
を設け、該ヨークにそれぞれヘッドを取付け、該ヘッド
の先端に対向するようにそれぞれ電極を取付けた抵抗溶
接装置において、前記ヘッドの先端に、それぞれ複数個
の電極を放射状に配設した回転電極を軸着すると共に、
該回転電極に、該回転電極を回転させるモータと、回転
を停止させ、所定位置にロックするロック装置を結合し
た構成の抵抗溶接装置であるから、連続打点数が増大す
るので大量自動生産が可能となり、生産性の向上を図る
ことができる。そして電極の研磨、交換不良が減少す
る。回転電極が有する複数個の電極を順次使用すること
により、１個の電極を研磨して使い切るのに比べ、高い
信頼性を維持することができる。回転電極としたことに
より、ロボット溶接に適することになり、従来から使用
されている電極研磨成形装置および電極交換装置を使用
することができる。回転電極としたことにより、被溶接
物の形状に制約されることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示す側面図である。

【図２】図１の回転電極部分を示す正面図である。

【図３】図１における回転電極を矢印Ａ方向から見た拡
大断面図である。

【図４】本発明の他の実施例の要部を示す側面図であ
る。

【図５】図４の回転電極部分を示す正面図である。

【図６】ロボット溶接装置を模式的に示した側面図であ
る。

【図７】図６のものの平面図である。

【図８】電極研磨成形装置の側面図である。

【図９】電極交換装置の要部を示す側面図である。

【符号の説明】

44 溶接ガン 45 ロボット本体アーム 47 軸 48 シリンダ側ヨーク 49 シリンダ 50 ピストンロッド側ヨーク 52 ピストンロッド 53 軸 54 ヘッド 55 ヘッド 56 電極 57 電極 58 回転電極 59 回転電極 60 モータ 61 モータ 62 ロック装置 63 ロック装置 64 パネル 65 パネル 66 軸 72 シャンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダの作用により軸着部を中心にし
   て開閉する一対のヨークを設け、該ヨークにそれぞれヘ
   ッドを取付け、該ヘッドの先端に対向するようにそれぞ
   れ電極を取付けた抵抗溶接装置において、前記ヘッドの
   先端に、それぞれ複数個の電極を放射状に配設した回転
   電極を軸着すると共に、該回転電極に、該回転電極を回
   転させるモータと、回転を停止させ、所定位置にロック
   するロック装置を結合したことを特徴とする抵抗溶接装
   置。