JPH073876U - スポット溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設備コストの増大を伴うことなく、ワークの
変形や溶接時における衝撃音の発生を防止し得るスポッ
ト溶接装置を提供する。 【構成】 先ずロボットを初期位置から高速移動させて
（Ｓ１）、ロボットが予め設定されているティーチング
ポイントに到達したか否かを判別する（Ｓ２）。そし
て、固定側電極がワークの下面に対して数ｍｍ程度のテ
ィーチングポイントに到達すると、Ｓ２の判別がＹＥＳ
となった時点でロボットを低速移動させる（Ｓ３）。引
き続き、前記固定側電極接触信号Ｔの入力の有無を判別
し（Ｓ４）、ロボットの移動に伴って固定側電極の先端
がワークの下面に接触すると、Ｓ４の判別がＹＥＳとな
り、その時点でロボット１を停止させる（Ｓ５）。次
に、溶接機本体に溶接開始指令を出力し（Ｓ６）、これ
に応答して、溶接機本体は可動側電極を下動させて、固
定側電極との間にワークＷを挟圧し、ワークを溶接す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロボットのアーム先端に溶接機本体が装着されているスポット溶接 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のスポット溶接装置としては、図４に示したものが提案されている（特公 平３−１７５９５号公報参照）。すなわち、このスポッと溶接装置は、所謂フロ ーティング機構を採用したものであって、ロボット３１のアーム先端部３１ａに は、コ字状の支持体３２が装着されている。該支持体３２には、溶接機本体３３ の基台部３４に挿通固定されたスライドロッド３５が遊挿されており、該スライ ドロッド３５の上下周部には、両端部が前記支持体３２と基台部３４とに圧接す るコイルスプリング３６，３６が配置されている。また、前記溶接機本体３３の 先端部には、固定側電極３７と、該固定側電極３７に対向し軸方向へ摺動可能な 可動側電極３８とが設けられている。

【０００３】 かかる構成において、車体等を形成するパネル材からなるワークＷを溶接する に際しては、該ワークＷを複数の治具により予め所定位置に位置決めしておく。 この状態でロボットを作動させると、該ロボットはアーム３１を駆動して溶接装 置本体３３を予め設定されているティーチングポイントまで移動させ、これによ り両電極３７，３８はその間にワークＷを介在させた位置に到達する。しかる後 に、溶接機本体３３の可動側電極３８を作動させて、該可動側電極３８と固定側 電極３７間にワークＷを挟圧し、両電極３７，３８に通電して溶接を行う。

【０００４】 また、溶接回数の増加に伴って電極３７，３８は徐々に摩耗していくことから 、電極３７，３８間にワークＷを挟圧した際、挟圧位置は両電極３７，３８の摩 耗度合いに応じて上下方向に位置ずれする。すると、溶接時に可動側電極３８の 先端がワークＷに当接した際の反作用により、コイルスプリング３６，３６が伸 縮して、溶接装置本体３３の上下方向への変位を許容し、これにより両電極３７ ，３８の上下方向における位置ずれ量が吸収される。よって、両電極３７，３８ の摩耗による影響を受けることなく、ワークＷを両電極３７，３８間に挟圧して 、適正に溶接を行うことができるものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のフローティグ機構を採用したスポット溶接装 置において、前記コイルスプリング３６，３６にあっては、高重量の溶接装置本 体３３を中立位置に弾持すべく、極めて高いスプリング反力を有している。した がって、可動側電極３８の先端がワークＷに当接し、その反作用によりコイルス プリング３６，３６が伸縮するまでに、ワークＷには高荷重が負荷されてしまう 。よって、高荷重が負荷されるワークＷを確実に位置決めするために、強度の高 い大型の治具を多数個用いる必要があり、これにより設備コストが増加する一因 となる。また、前記高荷重を負荷されることにより、ワークＷが変形して製品の 品質が低下するとともに、溶接時における両電極３７，３８がワークＷに当接す る際の衝撃音が発生して、溶接工場の作業環境が悪化する不都合もあった。

【０００６】 このため、両電極３７，３８の摩耗量を常時検出し、この検出した摩耗量をフ ィードバックしながらロボットを制御することにより、フローティグ機構を採用 せずに適正な溶接が可能なスポット溶接装置も開発されるに至っている。しかし 、両電極３７，３８の摩耗度は一定ではなく溶接条件等により、多様に変化する ことから、かかる多様に変化する摩耗度を用いてロボットをフィードバック制御 するためには、複雑な演算等が必要となる。このため、フィードバック制御を実 行するためのプログラム開発に高コストを要し、前述したワークＷの変形や衝撃 音の発生を防止し得る反面、設備コストが一層増大してまうものであった。

【０００７】 本考案は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、設備コストの 増大を伴うことなく、ワークの変形や溶接時における衝撃音の発生を防止し得る スポット溶接装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために本考案にあっては、固定側電極と可動側電極とを有 する溶接機本体をロボットに装着し、該ロボットの作動により前記溶接機本体を 移動させ、予め位置決めされているワークを前記固定側電極と可動側電極間に挟 圧して溶接するスポット溶接装置において、前記ロボットの作動に伴って前記固 定側電極が前記ワークに接触したことを検知する検知手段と、該検知手段の接触 検知に応答して前記ロボットを停止させるロボット制御手段と、前記ロボットが 停止した後前記可動側電極を作動させて溶接を開始させる溶接制御手段とを有し ている。

【０００９】

【作用】

前記構成において、ロボットが作動するとこれに伴って溶接機本体が移動する 。そして、該溶接機本体に設けられている固定側電極がワークに接触すると、検 知手段がこれを検知し、ロボット制御手段はこれに応答してロボットを停止させ る。これにより、固定側電極がワークに接触した状態が維持され、引き続き溶接 制御手段が可動側電極を作動させると、両電極間にワークが挟圧されて溶接され る。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について図にしたがって説明する。すなわち、図２に 示したように、ロボット１のアーム先端部２には、絶縁部材３を介挿して溶接機 本体４が装着されている。該溶接機本体４は、略Ｃ字状の基体５を有し、該基体 ５の先端下部には固定側電極６が立設され、先端上部には該固定側電極６と対向 する可動側電極７が軸方向へ摺動可能な状態で設けられている。

【００１１】 前記固定側電極６には、検出手段としての電流計８を介して、微少電流電源９ が接続されている。該微少電流電源９は、溶接に影響のない微少電流を出力する 特性であって負極は接地されている。また、車体等に用いられるパネル状のワー クＷは、所定の位置にて図示しない治具により位置決めされているとともに、治 具を介して接地されている。したがって、固定側電極６の先端部がワークＷに接 触すると、微少電流電源９→電流計８→固定側電極６→ワークＷ→アースと微少 電流が流れ、該微少電流が電流計８により検出される。

【００１２】 該電流計８の出力は、固定側電極接触信号Ｔとして図３に示したコントローラ １０内のＣＰＵ１１に入力される。前記コントローラ１０は、ロボット制御手段 及び溶接制御手段を構成するものであって、ロボット１及び溶接機本体４の動作 を決定するプログラム等が格納されたＲＯＭ１２、及びワーク用のＲＡＭ１３が 前記ＣＰＵ１１とともに設けられている。そして、ＣＰＵ１１が、ＲＯＭ１２に 格納されたプログラム、及びＲＡＭ１３に一時記憶されるデータ等に従って動作 することにより、ロボット１及び溶接機本体４が制御されるように構成されてい る。

【００１３】 次に、以上の構成にかかる本実施例の動作を図１に示したフローチャートに基 づいて説明する。すなわち、ＣＰＵ１１はこのフローチャートにしたがって制御 を実行し、先ずロボット１を初期位置から高速移動させて（Ｓ１）、ロボット１ が予め設定されているティーチングポイントに到達したか否かを判別する（Ｓ２ ）。ここで、ティーチングポイントとは、固定側電極６がワークＷの下面に数ｍ ｍ程度近づいた位置である。

【００１４】 そして、固定側電極６がワークＷの下面に対して数ｍｍ程度近づくことにより 、Ｓ２の判別がＹＥＳとなった時点でロボット１を低速移動（慣性による影響な く溶接機本体４を停止させ得る速度による移動）させ（Ｓ３）、引き続き、前記 固定側電極接触信号Ｔの入力の有無を判別する（Ｓ４）。そして、ロボット１の 移動に伴って固定側電極６の先端がワークＷの下面に接触すると、前述のよに電 流計８により微少電流が検出され、固定側電極接触信号ＴとしてＣＰＵ１１に入 力される。

【００１５】 よって、Ｓ４の判別がＹＥＳとなり、その時点でロボット１を停止させ（Ｓ５ ）、これにより、固定側電極３７はその先端がワークＷに接触した状態が維持さ れる。引き続き、ＣＰＵ１１は溶接機本体４に溶接開始指令を出力し（Ｓ６）、 これに応答して、溶接機本体４は可動側電極７を下動させて、固定側電極６との 間にワークＷを挟圧し、かつ、所定時間溶接電流を流す。その結果、両電極６， ７間にジュール熱が発生して、ワークＷは溶接される。

【００１６】 このとき、固定側電極６の先端部は予めワークＷの下面に接触していることか ら、固定側電極６が摩耗していたとしても両電極６，７間でワークＷを挟圧した 際に、ワークＷを上下方向に変位させるような荷重が負荷されることはない。よ って、強度の低い小型の治具を少数個設けるのみにより確実にワークＷを位置決 めすることができ、これにより設備コストの低減を図ることができる。また、こ のようにワークＷに対する前記荷重の負荷がない結果、ワークＷが変形して製品 の品質が低下することもなく高品質に製品を得ることができるとともに、ワーク Ｗが変形する際の衝撃音の発生もないことから、溶接工場の作業環境を改善する ことができる。

【００１７】 そして、このようにワークＷに対する溶接を行った後、溶接終了処理（Ｓ７） により、可動側電極７を元の位置に復帰させるとともに、ロボット１を初期位置 まで高速移動させ（Ｓ８）、１サイクルの動作を終える。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、ロボットの作動に伴って固定側電極がワークに 接触したことを検知し、これに応答して前記ロボットを停止させた後、可動側電 極を作動させて溶接を行うようにした。したがって、従来のフローティグ機構を 有するスポット溶接装置のように、固定側電極と可動側電極間にワークを挟圧し た際に、ワークを上下方向に変位させるような荷重が負荷されることはない。よ って、ワークを位置決めするため治具の小型化及び必要数の削減を図って設備コ ストを低減し得る。また、前記荷重の負荷に起因するワークの変形を解消して製 品の品質を高めることができるとともに、ワークが変形する際の衝撃音の発生を 解消して溶接工場の作業環境を改善することができる。

【００１９】 しかも、両電極の摩耗度を測定してフィードバック制御を行うシステムのよう に複雑な演算等が必要となることもなく、容易にプログラム開発が可能であるこ とから、設備コストの増大を伴わずに、前記ワークの変形や衝撃音の発生を回避 することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の制御動作を示すフローチャ
ートである。

【図２】同実施例の要部説明図である。

【図３】同実施例のブロック図である。

【図４】従来のスポット溶接装置を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ロボット ２ アーム先端部 ４ 溶接機本体 ６ 固定側電極 ７ 可動側電極 ８ 電流計 ９ 微少電流電源 １０ コントローラ １１ ＣＰＵ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側電極と可動側電極とを有する溶接
   機本体をロボットに装着し、該ロボットの作動により前
   記溶接機本体を移動させ、予め位置決めされているワー
   クを前記固定側電極と可動側電極間に挟圧して溶接する
   スポット溶接装置において、 前記ロボットの作動に伴って前記固定側電極が前記ワー
   クに接触したことを検知する検知手段と、 該検知手段の接触検知に応答して前記ロボットを停止さ
   せるロボット制御手段と、 前記ロボットが停止した後前記可動側電極を作動させて
   溶接を開始させる溶接制御手段と、 を有することを特徴とするスポット溶接装置。