JPH0663766A

JPH0663766A - 自動溶接装置

Info

Publication number: JPH0663766A
Application number: JP4222389A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nishino; 重夫西野
Original assignee: Nichiden Machinery Ltd
Current assignee: Canon Machinery Inc
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1992-08-21
Publication date: 1994-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】上部電極の溶接ポイントで局部的な摩耗が生
じるごとに、上部電極を回転させて次の溶接ポイントに
移行させる作業を自動化する。【構成】点火プラグ（1）の先端電極（2）を載置した
下部電極（5）と、その下部電極（5）上の先端電極
（2）に白金製の小片（3）を接合した状態でその先端電
極（2）と小片（3）とを下部電極（5）とで挟み込み、
その溶接面の溶接ポイント（P₁）（P₂）…から偏芯した
軸中心を持つ回転自在な上部電極（4）とからなり、上
部電極（4）を、その溶接面の円周等配位置に設けられ
た複数の溶接ポイント（P₁）（P₂）…ごとに間歇的に回
転させる回転機構（11）と、溶接時に上部電極（4）を
非回転状態に固定し、溶接ポイント（P₁）（P₂）…の変
更時に上部電極（4）の固定状態を解除するクランプ機
構（12）とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動溶接装置に関し、詳
しくは、金属製の二部材を上部電極と下部電極とで挟み
込んでスポット溶接する自動溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車に使用される点火プラグ
の製造では、その点火プラグの先端電極の放電箇所に白
金製の小片を溶接するようにしている。

【０００３】この溶接は、図８に示すように点火プラグ
（1）の折曲前状態の先端電極（2）の放電箇所に白金製
の小片（3）を載置し、その上下に上部電極（4）と下部
電極（5）とを配置し、その上部電極（4）と下部電極
（5）とで小片（3）及び先端電極（2）を所定の押圧力
でもって挟み込んだ上で、通電により、小片（3）を先
端電極（2）にスポット溶接する。

【０００４】ここで、下部電極（5）は、比較的大きな
面積でもって点火プラグ（1）の先端電極（2）と接触す
る。これに対して、上部電極（4）は、微小面積でもっ
て小片（3）と接触するため、溶接回数の増加に伴う局
部的な摩耗が激しい。従って、この局部的な摩耗が生じ
た時点ごとに、小片（3）に対する上部電極（4）での溶
接位置を変えるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した上
部電極（4）での局部的な摩耗が発生した時点で、小片
（3）に対する上部電極（4）の溶接位置の変更は、円柱
状の上部電極（4）をその軸中心に対して回転自在に保
持し、図９に示すように上部電極（4）の溶接面で円周
等配位置〔図では例えば１２分割〕を溶接ポイント
（P₁）（P₂）…として、溶接回数の増加に伴って溶接ポ
イント（P₁）での局部的な摩耗が生じると、作業者が手
で上部電極（4）を回転させ、その上部電極（4）の次の
溶接ポイント（P₂）が小片（3）と対応する位置になる
ように設定し、局部的な摩耗が生じるごとに上記作業を
繰り返すようにしていた。

【０００６】しかしながら、作業者が手で上部電極
（4）を回転させるためには、当然のことながら設備を
停止させなければならず、その結果、稼働効率が低下
し、手間がかかって作業性が悪いという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、上部電極の溶
接ポイントでの局部的な摩耗が生じるごとに、その上部
電極を回転させて次の溶接ポイントに移行させる作業を
自動化することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、一方の被溶接部材を載
置した下部電極と、下部電極上の一方の被溶接部材に他
方の被溶接部材を接合した状態で、その両者を下部電極
とで挟み込み、その溶接面の溶接ポイントから偏芯した
軸中心を持つ回転自在な上部電極とからなり、上部電極
を、その溶接面の円周等配位置に設けられた複数の溶接
ポイントごとに間歇的に回転させる回転機構と、溶接時
に上部電極を非回転状態に固定し、溶接ポイントの変更
時に上部電極の固定状態を解除するクランプ機構とを具
備したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係る自動溶接装置では、溶接回数の増
加に伴って上部電極の溶接ポイントが摩耗した場合、回
転機構により、その上部電極を自動的に回転させて、次
の溶接ポイントに移行させる。そして、クランプ機構に
より、溶接時には上部電極を非回転状態に固定し、溶接
ポイントの変更時には上部電極を固定状態から解除す
る。これによって、上部電極での溶接ポイントの切り替
えを、回転機構及びクランプ機構でもって完全に自動化
する。

【００１０】

【実施例】本発明に係る自動溶接装置の実施例を図１乃
至図７に示して説明する。尚、図８及び図９と同一部分
には同一参照符号を付して重複説明は省略する。

【００１１】本発明の自動溶接装置は、上部電極（4）
を溶接ポイント（P₁）（P₂）…ごとに間歇的に回転させ
る回転機構（11）と、溶接時に上部電極（4）を非回転
状態に固定し、溶接ポイントの変更時に上部電極（4）
の固定状態を解除するクランプ機構（12）とを主要部と
して構成される。

【００１２】尚、この自動溶接装置では、図１及び図２
に示すように溶接すべき二部材が点火プラグ（1）の先
端電極（2）と白金製の小片（3）であり、その点火プラ
グ（1）はターンテーブル（13）によって自動溶接装置
の溶接ポジションに移送される。即ち、ターンテーブル
（13）により移送される点火プラグ（1）では、溶接ポ
ジションの前段ポジションで、その先端電極（2）上に
白金製の小片（3）がフィーダにより供給され、次の溶
接ポジションで、点火プラグ（1）の先端電極（2）が下
部電極（5）上に当接し、その先端電極（2）及び小片
（3）の上方に上部電極（4）が、その軸中心と溶接ポイ
ント（P₁）（P₂）…〔図９参照〕とがずれた位置になる
ように配置される。

【００１３】上部電極（4）は、図１乃至図３に示すよ
うにターンテーブル（13）上に下部電極（5）が固定配
置されているのに対して、支持フレーム（14）にガイド
（15）を介して上下動自在に設けられる。具体的には、
支持フレーム（14）にガイド（15）を介して昇降フレー
ム（16）が上下動自在に取り付けられ、その昇降フレー
ム（16）に回転機構（11）を介して上部電極（4）が装
着される。一方、昇降フレーム（16）の上部に、支持フ
レーム（14）に固着された昇降用シリンダ（17）のシリ
ンダロッド（18）を連結してスプリング（19）を介挿す
る。このスプリング（19）に弾性力により、シリンダロ
ッド（18）が伸長して上部電極（4）を下降させた際
に、上部電極（4）と下部電極（5）とで点火プラグ
（1）の先端電極（2）と小片（3）とを挾持した時、上
部電極（4）が所定の押圧力でもって接触するように設
定される。

【００１４】この上部電極（4）が装着された回転機構
（11）を図１、図３及び図４に示して詳述する。図１及
び図３に示す回転機構（11）において、（20）は上部電
極（4）が挿通されて割り締めにより着脱自在に一体化
されたホルダで、軸受（21）（22）を介して昇降フレー
ム（16）に回転可能に取り付けられる。

【００１５】（23）はホルダ（20）に上部電極（4）と
同軸的に固着された第１の円板〔図４（ａ）参照〕で、
その外周部の円周等配位置、即ち、上部電極（4）での
溶接ポイント（P₁）（P₂）…〔図９参照〕の個数〔図で
は例えば１２個〕と対応した鋸歯状の歯部（24）を有す
る。（25）はホルダ（20）に上部電極（4）と同軸的に
回転自在に貫挿された略Ｌ字状レバーで、その一部に爪
片（26）が軸支され、その爪片（26）の後端部とレバー
（25）の一端部との間にバネ（27）を張設することによ
り、爪片（26）の前端部を常に第１の円板（23）の歯部
（24）に当接させる。（28）は昇降フレーム（16）の一
部に固着された回転用シリンダで、そのシリンダロッド
（29）をレバー（25）の他端部に枢着する。

【００１６】（30）はホルダ（20）に軸受（22）の下部
で上部電極（4）と同軸的に固着された第２の円板〔図
４（ｂ）参照〕で、その外周部の円周等配位置、即ち、
上部電極（4）での溶接ポイント（P₁）（P₂）…〔第１
の円板（23）の歯部（24）〕の個数と対応した凹部（3
1）を有する。（32）は第２の円板（30）の外周部側方
で、軸受（22）に挿着されたボールプランジャで、その
突出する先端のボール（33）を、第２の円板（30）の凹
部（31）に嵌入させることにより、上部電極（4）を所
定の溶接ポイント（P₁）（P₂）…で位置決めする。

【００１７】（34）はホルダ（20）の上端部に上部電極
（4）と同軸的に固着された第３の円板〔図４（ｃ）参
照〕で、その円周等配位置、即ち、上部電極（4）での
溶接ポイント（P₁）（P₂）…〔第１の円板（23）の歯部
（24）、第２の円板（30）の凹部（31）〕の個数と対応
して、溶接ポイント（P₁）（P₂）…によって大きさ、個
数及び位置が異なる貫通穴（35）が穿設されている。
（36）は昇降フレーム（16）に取り付けられて第３の円
板（34）の上方に配置されたセンサブロックで、第３の
円板（34）の貫通穴（35）を検出する、例えば、四個の
透過型光センサ（37）が配列する。

【００１８】尚、図１中、（38）は昇降フレーム（16）
の下部に位置するベース〔後述〕に取り付けられた通電
用部材で、上部電極（4）への通電用である。

【００１９】次に、上部電極（4）を固定状態とその解
除状態とを切り替えるクランプ機構（12）を図５乃至図
７に示して詳述する。このクランプ機構（12）におい
て、（41）は昇降フレーム（16）の下部に設けられて上
部電極（4）を支持するベースで、その上部電極（4）の
取り付け部位に、二股状の半割り構造とした締付け部
（42）を形成し、この締付け部（42）の半割り部分に跨
がるように締付けボルト（43）を挿通する。従って、こ
の締付けボルト（43）を締付けることにより、締付け部
（42）での挟み込みによって上部電極（4）を非回転状
態に固定し、逆に、締付けボルト（43）を緩めることに
より、締付け部（42）の拡開によって上部電極（4）を
固定状態から解除する。この締付けボルト（43）の締付
け及び緩めは、後述する板ラチェット（45）により行う
が、この板ラチェット（45）の戻り動作の時に締付けボ
ルト（43）が戻り方向に回転しないようにスプリング
（44）を張設し、そのスプリング（44）の弾性力により
抵抗を付与する。

【００２０】締付けボルト（43）の締付け及び緩めは、
以下の機構によって行われる。即ち、同図において、
（45）は締付けボルト（43）の頭部（46）に嵌着された
屈曲形状の板ラチェットである。具体的に、締付けボル
ト（43）の頭部（46）が嵌着された部位を中心として、
その遊端部を揺動させることにより、締付けボルト（4
3）を回転させるもので、図５のＤ矢視に示すように遊
端部を鎖線矢印方向〔左右両方向〕に揺動させると、締
付けボルト（43）がいずれか一方向にしか回転しない構
造となっており、締付けボルト（43）の回転方向は、板
ラチェット（45）の両側面から突出した切り替えレバー
（47）を、後述する切り替えピン（58）により図中実線
又は破線矢印方向に動作させることによって選択され
る。

【００２１】（48）は板ラチェット（45）の遊端部を固
着した揺動ブロック、（49）は板ラチェット（45）を揺
動させる駆動源である揺動用シリンダで、昇降フレーム
（16）に取り付けられ、そのシリンダロッド（50）を揺
動ブロック（48）の一部に連結する。（51）は揺動ブロ
ック（48）の上端部に回転自在に設けられた二個のガイ
ドローラで、揺動ブロック（48）の作動時にスムーズな
移動を確保するため、昇降フレーム（16）に延設された
ガイドレール（52）内に収納される。

【００２２】（53）は揺動ブロック（48）の一部に取り
付けられ、板ラチェット（45）の切り替えレバー（47）
を作動させる駆動源である切り替え用シリンダ、（54）
は揺動ブロック（48）に、切り替え用シリンダ（53）の
シリンダロッド（55）の突出退入方向に沿ってスライド
自在に同軸的に配設された切り替えロッドで、その略中
央部に摺り鉢状の凹穴（56）が形成される。（57）は揺
動ブロック（48）の、板ラチェット（45）の切り替えレ
バー（47）と対応する部位に回転可能に軸支された切り
替え軸部材で、その板ラチェット側の端部に、板ラチェ
ット（45）の切り替えレバー（47）の上方に配置される
ように二本の切り替えピン（58）を突設する。（59）は
切り替え軸部材（57）の板ラチェットと反対側の端部に
軸支固定されたピンブロックで、その上端部に、切り替
えロッド（54）の凹穴（56）に嵌入するピン（60）を突
設する。

【００２３】以下、上記構成からなる自動溶接装置の動
作を、全体的な溶接動作、及びその時の回転機構（11）
とクランプ機構（12）の動作の順に分けて詳述する。

【００２４】まず、全体的な溶接動作では、ターンテー
ブル（13）により点火プラグ（1）が溶接ポジションに
移送されてくると、点火プラグ（1）の先端電極（2）が
下部電極（5）上に載置された状態となり、その先端電
極（2）の上方に上部電極（4）が配置される。そして、
溶接動作を開始するに際しては、昇降用シリンダ（17）
の作動により、そのシリンダロッド（18）を突出させる
ことによって昇降フレーム（16）ごと上部電極（4）を
下降させて先端電極（2）上の白金製の小片（3）に当接
させる。この時、シリンダロッド（18）のスプリング
（19）の弾性力により上部電極（4）が所定の押圧力で
もって押し下げられ、先端電極（2）と小片（3）とが上
部電極（4）と下部電極（5）とによって挾持された状態
となる。この状態で、上部電極（4）と下部電極（5）間
への通電により、先端電極（2）と小片（3）とを溶接す
る。

【００２５】この溶接動作を所定回数だけ繰り返すと、
上部電極（4）の溶接ポイント（P₁）が摩耗するため、
次の溶接ポイント（P₂）に変更する必要がある。そこ
で、昇降用シリンダ（17）の作動により上昇端位置にあ
る上部電極（4）を回転機構（11）により軸中心に対し
て所定角度回動させる。この時、上部電極（4）を回転
開始させるに先立って、上部電極（4）をクランプ機構
（12）により固定状態から解除し、その回転終了後、次
の溶接動作を開始するに先立って、逆に、上部電極
（4）を解除状態から非回転状態に固定する。

【００２６】まず、回転機構（11）では、図１乃至図４
に示すように回転用シリンダ（28）の作動により、レバ
ー（25）を回動させ、バネ（27）の弾性力により付勢さ
れて第１の円板（23）の歯部（24）に係止する爪片（2
6）でもって、その第１の円板（23）を回転させる。こ
の第１の円板（23）の回転により、第１の円板（23）と
ホルダ（20）を介して一体構造の上部電極（4）が回転
する。この時、第２の円板（30）も回転し、次の溶接ポ
イント（P₂）と対応した位置にある凹部（31）にボール
プランジャ（32）のボール（33）が嵌入することによ
り、上部電極（4）の回転が次の溶接ポイント（P₂）で
位置決めされる。

【００２７】尚、この時、第３の円板（34）に設けられ
た貫通穴（35）の配置パターンを、センサブロック（3
6）の光センサ（37）でもって検出し、その配置パター
ンから上部電極（4）のどの溶接ポイント（P₁）（P₂）
…であるかを判別する。

【００２８】以上のようにして、上部電極（4）で使用
していた溶接ポイント（P₁）（P₂）…が摩耗するごと
に、上述した動作を繰り返すことにより、上部電極
（4）を自動的に間歇回転させ、未摩耗状態にある新た
な溶接ポイント（P₁）（P₂）…に順次設定することがで
きる。尚、上部電極（4）を回転させるタイミング、即
ち、一つの溶接ポイントで何回溶接したら上部電極
（4）を回転させるかは、制御部〔図示せず〕にて溶接
回数をカウントしておき、そのカウント値が所望の設定
回数に達した時点で、制御部から回転開始信号を回転用
シリンダ（28）に送出することにより行われる。

【００２９】次に、クランプ機構（12）では、上部電極
（4）を非回転状態に固定することをベース（41）の締
付けボルト（43）を締付けることにより行い、逆に、上
部電極（4）を固定状態から解除することを締付けボル
ト（43）を緩めることにより行う。この締付けボルト
（43）の締付け及び緩めは、揺動用シリンダ（49）の作
動によりそのシリンダロッド（50）を突出退入させ、揺
動ブロック（48）を、板ラチェット（45）に嵌着した締
付けボルト（43）の頭部（46）を軸中心として往復揺動
させる。この時、揺動ブロック（48）はガイドローラ
（51）及びガイドレール（52）により移動規制されなが
らスムーズな動きとなり、そのスムーズな動きでもって
板ラチェット（45）を往復揺動させる。この板ラチェッ
ト（45）の往復揺動では、いずれか一方向への揺動でも
って、締付けボルト（43）を締付け又は緩め方向に回転
させ、他方向への揺動が戻り動作となって、スプリング
（44）の弾性力により抵抗が付与され、この抵抗により
板ラチェット（45）が戻り動作しても、これに追従して
締付けボルト（43）が逆回転して戻り動作することはな
い。

【００３０】締付けボルト（43）の締付け又は緩めの選
択は、板ラチェット（45）の切り替えレバー（47）を作
動させることにより行う。即ち、切り替え用シリンダ
（53）の作動により、そのシリンダロッド（55）に連結
された切り替えロッド（54）を前後方向にスライドさ
せ、これにより、切り替えロッド（54）の凹穴（56）に
嵌入したピン（60）及びピンブロック（59）を介して切
り替え軸部材（57）を回動させ、その切り替え軸部材
（57）の切り替えピン（58）を板ラチェット（45）の切
り替えレバー（47）の上方で上下動させる。これによっ
て、一方の切り替えピン（58）で切り替えレバー（47）
を押し下げることにより、締付けボルト（43）の締付け
及び緩めが選択される。この締付けボルト（43）の締付
け及び緩めの選択についても、前述した上部電極（4）
の回転タイミングの設定と同様、制御部からの切り替え
信号を切り替え用シリンダ（53）に送出することにより
行われる。

【００３１】尚、上記実施例では、点火プラグ（1）の
先端電極（2）に白金製の小片（3）を溶接する場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、
他の二部材を溶接するために上部電極及び下部電極を具
備した構造のものであれば適用可能であるのは勿論であ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る自動溶接装置によれば、上
部電極の溶接ポイントが使用回数の増加に伴い摩耗した
としても、上部電極を自動的に回転させて次の溶接ポイ
ントに設定することができ、その回転動作の際に必要と
なってくる上部電極の固定及びその解除も自動的に行う
ことができるので、作業者の手を煩わせることなく、稼
働効率を大幅に向上させることができて、作業性が改善
されて、溶接作業の完全な自動化を図ることが実現容易
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動溶接装置の実施例を説明する
ためのもので、回転機構の具体的構造に示す部分断面を
含む側面図

【図２】回転機構の支持構造、ターンテーブル及び下部
電極を示す側面図

【図３】回転機構及びその支持構造を示す正面図

【図４】（ａ）は図１のＡ矢視図、（ｂ）はＢ矢視図、
（ｃ）はＣ矢視図

【図５】クランプ機構の具体的構造を示す正面図、及び
板ラチェットを示すＤ矢視図

【図６】クランプ機構の具体的構造を示す平面図

【図７】クランプ機構の具体的構造を示す側面図

【図８】点火プラグの先端電極と白金製の小片を溶接す
る上部電極及び下部電極を示す構成図

【図９】図８の平面図

【符号の説明】

2 溶接すべき一方の部材〔点火プラグの先端電極〕 3 溶接すべき他方の部材〔白金製の小片〕 4 上部電極 5 下部電極 11 回転機構 12 クランプ機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の被溶接部材を載置した下部電極
と、この第１の被溶接部材に第２の被溶接部材を配置し
た状態で、その両者を下部電極とで挟み込み、その溶接
面の溶接ポイントから偏芯した軸中心を持つ回転自在な
上部電極とからなり、上部電極は、その溶接面の円周等配位置に設けられた複
数の溶接ポイントごとに間歇的に回転させる回転機構
と、溶接時に上部電極を非回転状態に固定し、溶接ポイ
ントの変更時に上部電極の固定状態を解除するクランプ
機構とを具備したことを特徴とする自動溶接装置。
【請求項２】前記上部電極の回転機構は、所定の溶接
動作毎に前記溶接ポイントを軸中心に対して所定角度回
動させ、摩耗した溶接ポイントを変更するようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の自動溶接装置。
【請求項３】前記上部電極のクランプ機構は、取り付
け部位に二股状の半割り部分に跨がる締付けボルトを具
え、この締付けボルトの締付けと緩めにより、前記上部
電極を固定及び解除するようにしたことを特徴とする請
求項１記載の自動溶接装置。