JPH0699281A - シーム溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円板電極の速度が変化し、かつ、被溶接物が
変わっても溶接不良を起こさないようにすること。 【構成】 円板電極4a，4bの位置および速度を検出する
ための位置検出器20および速度検出器21を設けると共に
その位置および速度にある円板電極4a，4bの溶接電流を
検出するための溶接電流検出器17を設ける。そして位置
検出器20、速度検出器21および溶接電流検出器17からの
信号と円板電極4a，4bの位置および速度に対応して設定
された溶接電流設定値とを比較演算し前記溶接電流検出
器17で検出された溶接電流が設定された溶接電流に一致
するように溶接電流値を出力する制御部を設ける。これ
によりシーム溶接の円板電極の位置因子、速度因子およ
び溶接電流の条件が満たされるので、円板電極4a，4bの
速度が変化し、かつ、被溶接物３が変わっても溶接不良
を起こすことなくシーム溶接をすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円板電極の速度が変化
し、かつ、被溶接物が変わっても溶接不良を起こさない
ようにしたシーム溶接装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず、シーム溶接の概要について説明す
る。シーム溶接は円板状の電極を回転させながら連続的
にスポット溶接を行うものである。この溶接に影響を及
ぼす因子として、被溶接材の材質・寸法・形状・表面状
態、溶接電流と通電時間、電極の加圧状態および電極の
材質と電極の形状などがあげられる。この因子の中で、
被溶接材の材質・寸法・形状・表面状態は電極の溶接位
置に関係があり、通電時間は電極の速度に関係がある。
すなわち、良好なシーム溶接を得るには円板電極の位置
および速度と溶接電流との間に密接な関係がある。

【０００３】上記円板電極の位置および速度と溶接電流
との関係が満たされないと、ナゲットと呼ばれる溶融部
の発生が不十分で溶接強度が得られなくなったり、ま
た、溶接電流の過大、電極加圧力の不足、被溶接物の表
面不良などにより、電極と被溶接物の表面との間あるい
は被溶接物同志の重ね溶接部分に異常発熱を生じて、被
溶接物の表面層の一部が溶融し飛散する現象いわゆるち
りが発生したり、また、電極と被溶接物の表面との接触
抵抗が大きくなり、その部分に過大な発熱が生じて電極
と被溶接物とが合金化し、電極表面または被溶接物の表
面が汚損される現象いわゆる汚れが発生したり、また、
被溶接物の表面に圧痕が多数発生したりする。

【０００４】さて、従来のシーム溶接装置の一例を図３
（特公平3ー33072 号公報）に示して説明する。シーム溶
接機本体22には関節軸23および26を介して第一アーム24
および第二アーム27が設けられ、第二アーム27の端部に
倣い回転軸35を取り付け、この倣い回転軸35には被溶接
物３を支持するための架台39が設けられている。これに
より、被溶接物３は第一アーム24および第二アーム27に
よりＸＹ平面内で自由に移動できるようになっている。
更に、倣い回転軸35は第一タイミングベルト29、電磁ク
ラッチ30、第二タイミングベルト31および歯車32を介し
てサーボモータ28により回転させられるようになってい
る。

【０００５】そして、円板電極１および２で被溶接物３
のフランジ部を挟んでシーム溶接する場合に、倣い回転
軸35の下端に倣い板取付板33を介して取り付けられた倣
い板34に、変位検出器38に設けられた移動子37の移動子
検出端36を倣わせて、被溶接物３のシーム溶接線と円板
電極１および２との位置偏差を修正しながら溶接するよ
うにしている。

【０００６】すなわち、単に回転軸35を回転させるだけ
では円板電極が被溶接物３のフランジ直線部 301（図３
の状態）からフランジコーナ部 302に移動する時に被溶
接物３のシーム溶接線と円板電極１および２の挟持の位
置がずれることになる。このずれ（位置偏差）を修正す
るために被溶接物３を第一アーム24と第二アーム27を介
してＸＹ平面で移動しながらサーボモータ28により倣い
回転軸35を正転または逆転して被溶接物３を回転するこ
とにより位置偏差を修正し、この位置偏差修正量に応じ
て溶接電流を切り替えて溶接するようにしている。ま
た、特公平3ー33073 号公報には倣い板34を省略して関節
軸23、26およびサーボモータ28により上記位置偏差を修
正するようにしたものが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例はいずれも
被溶接物３のシーム溶接線と円板電極１および２の挟持
位置との間の位置偏差を修正するようにし、この位置偏
差の修正量に応じて溶接電流を切り替えるようにしてい
たので次のような問題がある。

【０００８】すなわち、上記被溶接物の例においてフラ
ンジ直線部からフランジコーナ部にかけてシーム溶接す
る場合に、現実の問題として円板電極の速度はフランジ
直線部が速くフランジコーナ部では遅くなる。また、こ
の速度を同じにしょうとした場合には上記位置偏差が大
きくなりそれだけ溶接電流値の変動が大きくなる。

【０００９】このように、従来では円板電極に対する位
置偏差という位置因子は含まれているが円板電極の速度
因子が含まれていないので、例えばフランジ直線部から
フランジコーナ部にかけてシーム溶接をした場合に、ナ
ゲットを安定した状態で発生させることが困難であり、
また、汚れ、圧痕、ちりなどの溶接不良が発生する可能
性が極めて高いという問題がある。

【００１０】また、溶接電流は前記因子の中でもシーム
溶接に対して最も顕著に影響するので、円板電極の位置
偏差に応じて溶接電流を断続的に切り替えると、この溶
接電流の変化に応じて敏感にシーム溶接に影響し、ナゲ
ットを安定した状態で発生させることが更に困難とな
り、また、汚れ、圧痕、ちりなどの溶接不良発生の可能
性が更に高くなるとう問題がある。

【００１１】本発明は位置因子に加えて円板電極の速度
因子を加味し溶接電流を制御するようにして円板電極の
速度が変化し、かつ、被溶接物が変わっても溶接不良を
起こさないようにしたシーム溶接装置を提供するもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る手段は、ロボットにティーチングさせる
ことにより円板電極が溶接線に倣らうように被溶接物を
移動させるようにしたシーム溶接装置において、前記円
板電極の位置および速度を検出するための位置検出器お
よび速度検出器を設けると共にその位置および速度にあ
る円板電極の溶接電流を検出するための溶接電流検出器
を設け、該位置検出器、速度検出器および溶接電流検出
器からの信号と円板電極の位置および速度に対応して予
め設定された溶接電流設定値とを比較演算し前記溶接電
流検出器で検出された溶接電流値が前記溶接電流設定値
に一致するように溶接電流を出力する制御部を備えたこ
とを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明はこのように構成したので、次の通りの
作用がある。すなわち、円板電極の位置および速度を検
出するための位置検出器および速度検出器を設けると共
にその位置および速度にある円板電極の溶接電流を検出
するための溶接電流検出器を設けたので、シーム溶接に
おける円板電極の位置因子、速度因子およびその時の溶
接電流を検出することが可能である。そして、位置検出
器、速度検出器および溶接電流検出器からの信号と円板
電極の位置および速度に対応して予め設定された溶接電
流設定値とを比較演算し前記溶接電流検出器で検出され
た溶接電流値が設定された溶接電流値に一致するように
溶接電流を出力する制御部を設けることにより、円板電
極の位置および速度に対応した溶接電流を連続的に調節
してシーム溶接をすることが可能になる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。制御装置をブロック図で示した図１にお
いて、15は整流回路、16は高周波スイッチング素子、17
は電流検出器であり、上部可動側円板電極4aと下部固定
側円板電極4bの被溶接物３に対する位置および速度は位
置検出器20および速度検出器21により検出されるように
なっている。19は抵抗溶接制御部であり、この抵抗溶接
制御部19は上部可動側円板電極4aと下部固定側円板電極
4bの被溶接物に対する位置と速度に対応する溶接電流値
を予め設定し、現場における上部可動側円板電極4aと下
部固定側円板電極4bの被溶接物３に対する位置と速度お
よびその時の溶接電流値とを比較演算し、設定電流値と
現場での溶接電流値とが一致するように出力する機能を
有している。

【００１５】図２は実際の装置の一例を示す図であり、
ロボット11に装着された回転テーブル10に被溶接物３が
シリンダ９により押圧固定されるようになっており、５
はシーム溶接をする際に上部可動側円板電極4aと下部固
定側円板電極4bが被溶接物３に圧着される圧着力を調節
するためのシリンダである。８はロボット11を駆動させ
るための電動機であり、図示省略されているが電動機８
のそれぞれには位置検出器20および速度検出器21が設け
られており、一対の上部可動側円板電極4aと下部固定側
円板電極4bを被溶接物３の溶接線に倣らわせて被溶接物
３を移動させるようにティーチングできるようになって
いる。また、上部可動側円板電極4aと下部固定側円板電
極4bにも位置検出器20および速度検出器21を設けるよう
にしてもよく、要するに上部可動側円板電極4aと下部固
定側円板電極4bの位置と速度とが検出されればよい。

【００１６】このように構成した本実施例の作用につい
て次に説明する。シーム溶接開始点を上部可動側円板電
極4aと下部固定側円板電極4bで挟持することにより、一
対の上部可動側円板電極4aと下部固定側円板電極4bに通
電される。そして、ロボット11には被溶接物３の溶接線
に沿って一対の上部可動側円板電極4aと下部固定側円板
電極4bが倣うように被溶接物３を移動させることがティ
ーチングされているので、上部可動側円板電極4aと下部
固定側円板電極4bが被溶接物３の溶接線に一致するよう
に被溶接物３が移動させられて被溶接物３の溶接線にシ
ーム溶接される。

【００１７】このシーム溶接の過程において、一対の上
部可動側円板電極4aと下部固定側円板電極4bの位置およ
び速度を検出するための位置検出器20と速度検出器21が
設けられているので、例えば図３に示す被溶接物３のフ
ランジ直線部 301あるいはフランジコーナ部 302の位置
に上部可動側円板電極4aと下部固定側円板電極4bが位置
していることを検出し、かつ、その位置における上部可
動側円板電極4aと下部固定側円板電極4bの速度（この場
合には被溶接物３の移動速度あるいは円板電極の回転速
度）を検出することが可能になる。また、電流検出器17
が設けられているので、上部可動側円板電極4aと下部固
定側円板電極4bのある位置および速度における現場溶接
電流値を検出することが可能になる。

【００１８】そして、位置検出器20、速度検出器21およ
び電流検出器17からの信号を抵抗溶接制御部19に入力す
る。この入力信号により抵抗溶接制御部19では一対の上
部可動側円板電極4aと下部固定側円板電極4bの現時点で
の位置および速度に対する現場溶接電流値と設定電流値
とを比較演算し、現場溶接電流値が設定電流値に一致す
るよに出力信号を高周波スイッチング素子16に入力し、
設定電流値に等しい現場溶接電流を上部可動側円板電極
4aと下部固定側円板電極4bに通電することが可能にな
る。

【００１９】このように、一対の上部可動側円板電極4a
と下部固定側円板電極4bの位置および速度に対応する現
場溶接電流を制御することにより、溶接に影響を及ぼす
因子である、被溶接材の材質・寸法・形状・表面状態、
溶接電流と通電時間を満足させることが可能になる。ま
た、電極の加圧因子についてはシリンダ５によって達成
される。また、上部可動側円板電極4aと下部固定側円板
電極4bの位置および速度に対応する現場溶接電流を制御
することにより、溶接電流を滑らかに連続的に変化させ
ることが可能になる。

【００２０】これにより、被溶接材の材質・寸法・形状
・表面状態に対応して溶接条件を満足させることが可能
になるので、各種被溶接物３への対応が可能になり、か
つ、適正なナゲットの形成、溶接電流の過大、電極加圧
力の不足、被溶接物の表面不良などにより発生するちり
発生の防止、電極と被溶接物の表面との接触抵抗に起因
して発生する汚れ発生の防止、および被溶接物の表面に
現れる圧痕の防止などが可能になる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、円板
電極の位置および速度を検出するための位置検出器およ
び速度検出器を設けると共にその位置および速度にある
円板電極の溶接電流を検出するための溶接電流検出器を
設けたので、シーム溶接における円板電極の位置因子、
速度因子およびその時の溶接電流を検出することができ
る。そして、位置検出器、速度検出器および溶接電流検
出器からの信号と円板電極の位置および速度に対応して
設定された溶接電流設定値とを比較演算し前記溶接電流
検出器で検出された溶接電流が設定された溶接電流に一
致するように溶接電流値を出力する制御部を設けること
により、円板電極の位置および速度に対応した溶接電流
を連続的に調節してシーム溶接をすることができる。

【００２２】これにより、シーム溶接の円板電極の位置
因子、速度因子および溶接電流の条件が満たされること
になるので、円板電極の速度が変化し、かつ、被溶接物
が変わっても溶接不良を起こすことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック線図である。

【図２】本発明の一実施例であるシーム溶接装置全体を
示す側面図である。

【図３】従来例の斜視図である。

【符合の説明】

３ 被溶接物 4a 上部可動側円板電極 4b 下部固定側円板電極 16 高周波スイッチング素子 17 電流検出器 18 整流器付溶接変圧器 19 抵抗溶接制御部 20 位置検出器 21 速度検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐橋 賢治 愛知県西春日井郡西春町大字徳重字御宮前 一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットにティーチングさせることによ
   り円板電極が溶接線に倣らうように被溶接物を移動させ
   るようにしたシーム溶接装置において、前記円板電極の
   位置および速度を検出するための位置検出器および速度
   検出器を設けると共にその位置および速度にある円板電
   極の溶接電流を検出するための溶接電流検出器を設け、
   該位置検出器、速度検出器および溶接電流検出器からの
   信号と円板電極の位置および速度に対応して予め設定さ
   れた溶接電流設定値とを比較演算し前記溶接電流検出器
   で検出された溶接電流値が前記溶接電流設定値に一致す
   るように溶接電流値を出力する制御部を備えたことを特
   徴とするシーム溶接装置。