JPH10128548A

JPH10128548A - 溶接装置

Info

Publication number: JPH10128548A
Application number: JP8285421A
Authority: JP
Inventors: Kazutsugu Fukita; 和嗣吹田; Seiji Suzuki; 清司鈴木; Yoshitaka Sakamoto; 好隆坂本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-05-19
Anticipated expiration: 2016-10-28
Also published as: US5990442A; DE69709288D1; DE69709288T2; KR19980032210A; JP2943731B2; CN1182002A; EP0838299A1; EP0838299B1

Abstract

(57)【要約】【課題】形状、寸法への制約の少ない溶接ガンを有す
る溶接装置の提供。【解決手段】溶接ガン１１を有し、溶接ガン１１はア
クチュエータ１３と溶接チップ１４を有し、アクチュエ
ータ１３は固定子１６とアクチュエータ１３の軸芯１５
まわりに固定子１６に対し相対回転可能な回転子１７と
を有し、溶接チップ１４は固定子１６に支持された固定
子側の溶接チップと回転子１７に支持された回転子側の
溶接チップ１４とを含む、溶接装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接装置に関し、
とくにロボットに支持される溶接ガンからなる溶接装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の溶接ガンは、Ｘ型（たとえば、特
開平４−２５３５７６号公報に開示の溶接ガン）か、Ｃ
型かの何れかからなっている。Ｘ型溶接ガンは、図１６
に示すように、支点１で連結された２つのアーム２、３
の一端に溶接チップ４、５を取付け、他端間距離をアク
チュエータ６で変えて溶接ガンを開閉する。Ｃ型溶接ガ
ンは、図１７に示すように、Ｃ型フレーム７の対向端に
溶接チップ８、９を取付け、アクチュエータ１０により
２つの溶接チップ８、９間距離を変えて溶接ガンを開閉
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来型の溶接
ガンはつぎの問題を有する。溶接チップが直線上で往復
運動をするように構成されているため、図１４、図１５
に干渉部を符号Ａで示すように、溶接ガンの作動時に溶
接ガンが被溶接物と干渉しやすく、作動に制限を受けや
すい。また、図１６、図１７に示す溶接チップの最大開
き量Ｘ₁、溶接チップの溶接ガン本体部からの突出し量
Ｘ₄に制限を受け、設計自由度が低い。本発明の目的
は、溶接チップの動き量、溶接ガンの形状、寸法への制
約を小さくすることができる溶接装置を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。（１）溶接ガンを有し、前記溶接ガンは軸芯を有する
ロータリタイプのアクチュエータと溶接チップとを有
し、前記アクチュエータは、固定子と前記軸芯まわりに
前記固定子に対し相対回転可能な回転子とを有し、前記
溶接チップは前記軸芯を中心とする同一円周上に配置さ
れた、前記固定子に支持された固定子側の溶接チップと
前記回転子に支持された回転子側の溶接チップとを含ん
でいる、溶接装置。（２）前記溶接ガンを支持するロボットをさらに有
し、該ロボットは前記固定子を前記軸芯まわりに回転可
能に支持している（１）記載の溶接装置。（３）前記固定子および前記回転子は各々前記軸芯ま
わりの回転角度が調整可能である（２）記載の溶接装
置。（４）前記溶接チップへの溶接電流の通電経路に前記
回転子の固定子に対する相対回転によってオンオフされ
るターミナルを設けた（１）または（２）記載の溶接装
置。（５）前記回転子側の溶接チップが２つ設けられてお
り、前記回転子は２つのアームを有し、該回転子の２つ
のアームは互いに相反する方向に延びており、前記２つ
の回転子側の溶接チップは前記回転子の２つのアームの
各々の先端に１つづつ取り付けられており、前記固定子
側の溶接チップが２つ設けられており、前記固定子は２
つのアームを有し、該固定子の２つのアームは互いに相
反する方向に延びており、前記２つの固定子側の溶接チ
ップは前記固定子の２つのアームの各々の先端に１つづ
つ取り付けられている（１）または（２）記載の溶接装
置。（６）前記回転子の２つのアームは長さが互いに異な
っており、前記固定子の２つのアームは長さが互いに異
なっている（５）記載の溶接装置。（７）前記２つの回転子側の溶接チップは形状が互い
に異なっており、前記２つの固定子側の溶接チップは形
状が互いに異なっている（５）記載の溶接装置。

【０００５】上記（１）、（２）の溶接装置では、溶接
ガンがロータリアクチュエータを有するので、溶接チッ
プを回転方向に開閉できる。これによって、被溶接物の
形状によっては、被溶接物と干渉せずに開閉することが
でき、溶接チップの動き量、溶接ガンの形状、寸法への
制約が小さくなる。上記（３）の溶接装置では、回転角
度が調節可能のため、従来のＸ型溶接ガンの開閉のよう
に回転子側と固定子側の両方を被溶接物に対して移動さ
せる溶接ガン開閉を行うことができるとともに、従来の
Ｃ型溶接ガンの開閉ように回転子側と固定子側の何れか
一方のみを被溶接物に対して移動させる溶接ガン開閉を
行うことができ、被溶接物の形状に合わせて最適な溶接
ガン開閉パターンを選定することが可能になり、溶接ガ
ン開閉制御の自由度が高い。上記（４）の溶接装置で
は、被溶接物をクランプして始めて溶接電流が流れるの
で、作業上の安全性が高まる。上記（５）の溶接装置で
は、回転子、固定子の各々に２つづつ溶接チップが取り
付けられているので、回転子、固定子の各々に溶接チッ
プが１つしか取り付けられていない場合に比べて溶接チ
ップの寿命が約２倍になる。また、１つの溶接位置で複
数の溶接点が打てるようになり、溶接姿勢の自由度の向
上、溶接作業の効率アップ、作業時間の短縮をはかるこ
ともできる。上記（６）、（７）の溶接装置では、異な
るタイプの溶接に１つの溶接ガンで対応することが可能
になり、溶接作業の効率アップ、作業時間の短縮をはか
ることもできるようになる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図９、図１３は本発明の第
１実施例を示し、図１０、図１１は本発明の第２、第３
実施例を示し、図１２は本発明の何れの実施例にも適用
可能な溶接制御工程を示している。本発明の全実施例に
共通または類似の構造部分には本発明の全実施例にわた
って同じ符号を付してある。

【０００７】まず、本発明の全実施例に共通または類似
の構造部分とその作動を、たとえば図１〜図９、図１３
を参照して説明する。本発明の溶接装置は、図１〜図４
に詳細に示すように、あるいは図６に概略を示すよう
に、溶接ガン１１と溶接ガン１１を支持するロボット
（たとえば、６軸ロボット）１２とを有する。溶接ガン
１１は、ロータリタイプのアクチュエータ（たとえば、
モータ１３）と溶接チップ１４とを有する。アクチュエ
ータ１３は、軸芯１５を有し、アクチュエータ軸芯と共
通の軸芯１５を有する固定子１６と、軸芯１５まわりに
固定子１６に対し相対的に回転可能な回転子１７を有す
る。固定子１６には固定子側の溶接チップ１４が支持さ
れており、回転子１７には回転子側の溶接チップ１４が
支持されている。固定子側の溶接チップ１４も回転子側
の溶接チップ１４も、軸芯１５を中心とする同一円周上
に位置する。回転子１７が固定子１６に対し回転可能で
あるため、回転子側の溶接チップ１４は固定子側の溶接
チップ１４に同一円周上で回転・反回転方向に接近・離
反可能である。

【０００８】ロボット１２は、たとえば６軸ロボット
（たとえば、６関節ロボット）からなる。固定子１６
は、図５に示すように、ロボット１２の手首に、ロボッ
トの第６軸である回転軸の軸芯とアクチュエータの軸芯
１５とを一致させて取り付けられている。したがって、
アクチュエータの固定子１６はロボット１２によって自
身の軸芯１５まわりに回転可能である。回転子１７は固
定子１６に対して回転可能であるから、回転子１７も固
定子１６も軸芯１５まわりに回転可能である。したがっ
て、回転子側の溶接チップ１４と固定子側の溶接チップ
１４は同一円周上で回転・反回転方向に接近・離反可能
である。

【０００９】図１〜図４は溶接ガンの詳細構造を示して
いる。溶接ガン１１のロータリタイプのアクチュエータ
１３は、エア駆動式でも電気駆動式でもよく、いずれも
市販品にあるので、それらを利用することができる。電
気アクチュエータの場合には、ＡＣサーボモータと減速
機とのアッセンブリ、またはダイレクトドライブ（Ｄ
Ｄ）方式のサーボモータなどがあるが、何れを利用して
もよい。ＤＤ方式のサーボモータはギア、減速機を用い
なくて済むので、摩耗による制御系への外乱が少なくな
り、オーバホール、メンテナンスの必要性も少なくなる
点で優れている。図示例はＤＤ方式のサーボモータの場
合を示している。

【００１０】図１〜図４において、中央部の固定子１６
に回転可能に回転子１７が支持されており、コイル部分
１８に通電することにより回転子１７を回転駆動する。
固定子１６は軸方向前方に延びる延設部１９を有し、延
設部１９の先端部に軸芯１５を中心とする円周上に延び
るアーム２０を有する。同様に、回転子１７は軸方向前
方に延びる延設部２１を有し、延設部２１の先端部に軸
芯１５を中心とする円周上に延びるアーム２２を有す
る。アーム２０とアーム２２はアクチュエータ１３の軸
芯１５を中心とする同じ円周上に延びている。延設部１
９、２１の長さは強度、剛性が許される範囲において自
由に長くしてもよく、長くすることにより奥まった部位
の溶接も可能になる。

【００１１】固定子１６側のアーム２０の先端には固定
子側の溶接チップ１４が取り付けられており、回転子１
７側のアーム２２の先端には回転子側の溶接チップ１４
が取り付けられている。固定子側の溶接チップ１４と回
転子側の溶接チップ１４はアクチュエータ１３の軸芯１
５を中心とする同一円周上にあり、相対的に接近・離反
可能である。

【００１２】図６〜図９は、固定子１６の延設部１９か
ら屈曲して１つのアーム２０が回転・反回転方向に延び
ており、回転子１７の延設部２１から１つのアーム２２
が回転・反回転方向に延びている場合を示しているが、
アーム２０、２２の数は図１〜図５に示すように、それ
ぞれ２つづつであってもよい。図１〜図５では、回転子
側の溶接チップが２つ設けられており、回転子１７は２
つのアーム２２を有し、回転子１７の２つのアーム２２
は互いに相反する方向に延びており、２つの回転子側の
溶接チップ１４は回転子１７の２つのアーム２２の各々
の先端に１つづつ取り付けられている。同様に、図１〜
図５では、固定子側の溶接チップ１４が２つ設けられて
おり、固定子１６は２つのアーム２０を有し、固定子１
６の２つのアーム２０は互いに相反する方向に延びてお
り、２つの固定子側の溶接チップ１４は固定子１６の２
つのアーム２０の各々の先端に１つづつ取り付けられて
いる。

【００１３】また、回転子１７の回転角度は制御可能で
あり、アクチュエータ１３に設けられたエンコーダ（図
示せず）の出力信号をロボットコントローラに送りロボ
ットコントローラでの演算値に従ってをアクチュエータ
１３のサーボモータを制御することにより行うことがで
きる。また、固定子１６の軸芯まわりの回転角度も制御
可能であり、ロボットコントローラによるロボットの第
６軸の回転角度制御により行うことができる。

【００１４】回転子１７、固定子１６の回転角度を調整
可能とすることにより、溶接チップ開閉形態を選択的に
とることが可能になる。たとえば、図７は回転子１７に
イコライズ機能をもたせ、溶接チップ１４の接触位置が
変化してもそれに対応できるようにした場合を示してお
り、そうすることによってイコライズレス（イコライザ
を設けなくて済む）が可能である。また、図８は固定子
１７を被溶接物に接触した位置で止めておき、それに対
して回転子１７を駆動してクランプ開閉を行うようにし
た場合（従来のＣ型溶接ガンのクランプ開閉に相当）で
あり、図９は被溶接物に対して固定子１６と回転子１７
を両側からほぼ同量駆動してクランプ開閉を行うように
した場合（従来のＸ型溶接ガンのクランプ開閉に相当）
である。そして、これらのクランプ開閉パターンを被溶
接物の形状に応じて選択することにより、被溶接物溶接
部に応じた溶接を行うことが可能である。

【００１５】固定子側の溶接チップ１４と回転子側の溶
接チップ１４との間に被溶接物がクランプされ、溶接電
流がチップ間に通電されて被溶接物が溶接される。図１
〜図４において、外部電源からの溶接電流がコネクタ２
７を介してトランス２４に送られ、トランス２４の正負
のターミナルから経路２５、２６を介して固定子側の溶
接チップ１４と回転子側の溶接チップ１４に通電され
る。固定子１６はブラケット２８を含み、ブラケット２
８部にトランス２４が支持され、かつブラケット２８部
でロボット１２に支持される。

【００１６】溶接チップ１４への溶接電流の通電経路に
は、回転子１７の固定子１６に対する相対回転によって
オンオフされるターミナル２３が設けられている。ター
ミナル２３は、回転子側の溶接チップ１４と固定子側の
溶接チップ１４が被溶接物をクランプする角度まで互い
に接近したときに圧接してオンとなり、それより互いに
離れた角度にあるときはオフとなるように、オンオフの
角度が予め設定されている。したがって、クランプ時の
み溶接電流を回転子側の溶接チップ１４と固定子側の溶
接チップ１４間に流し、それ以外の時には電流を遮断す
るタイプのターミナルからなる。

【００１７】本発明実施例の溶接装置の作動を図１２を
参照して説明する。図１２の制御ルーチンのプログラム
はロボットコントローラ（ロボートを作動させるコンピ
ュータ）に格納してあり、各溶接打点の溶接実行時に割
り込まれる。図１２において、ステップ１０１で溶接ガ
ン１１のクローズ制御モードとしてＸ型溶接ガン（固定
子側溶接チップ１４と回転子側溶接チップ１４の両方を
被溶接物に対して接近移動させて閉じる）のように溶接
チップ１４を閉じるか、またはＣ型溶接ガン（回転子側
溶接チップ１４と固定子側溶接チップ１４の一方を被溶
接物に接触させておいて他方の溶接チップ１４のみを被
溶接物に対して接近移動させて閉じる）のように溶接チ
ップ１４を閉じるか、の何れかを選択する。Ｘ型溶接ガ
ンの閉じタイプを選択した場合はステップ１０２に進
み、Ｃ型溶接ガンの閉じタイプを選択した場合はステッ
プ１０６に進む。

【００１８】ステップ１０２では、溶接チップ１４の軌
跡中心（溶接打点位置）を入力し（読込み）、それに基
づいてステップ１０３で溶接ガン１１を被溶接物と干渉
することなくできるだけ短い移動距離で溶接打点位置に
移動（姿勢を含む）させる軌道を演算し、ステップ１０
４で演算の結果の指令値をロボット１２の各軸アクチュ
エータに出力し、ステップ１０５でロボット１２を駆動
させて溶接ガン１１を溶接打点位置に移動（姿勢を含
む）させる。ステップ１０６では、どちらのアーム２
０、２２を可動アーム（開閉アーム）とするかを決定
し、ステップ１０７で固定アーム（最初に被溶接物に接
触させておく側の溶接チップを取り付けたアーム）の溶
接チップ１４が溶接打点にくるように溶接ガン１１を被
溶接物と干渉することなくできるだけ短い移動距離で溶
接打点位置に移動（姿勢を含む）させる軌道を演算し、
ステップ１０８で演算の結果の指令値をロボット１２の
各軸アクチュエータに出力し、ステップ１０９でロボッ
ト１２を駆動させて溶接ガン１１を溶接打点位置に移動
（姿勢を含む）させる。

【００１９】溶接ガン１１の移動が完了すると、ステッ
プ１１０に進み、加工情報データベースから溶接を実行
しようとしている溶接打点の、予め設定されている加圧
力を読込む。ついで、ステップ１１１でモータドライバ
に加圧開始を指令する。ステップ１１２で、モータドラ
イバはアクチュエータ１３であるサーボモータを駆動し
被溶接物の溶接打点部位を加圧する。ステップ１１３で
加圧力を確認し、ステップ１１０で読み込まれた加圧力
になっているか否かをチェックし、なっていなければス
テップ１１２にフィードバックして現在の加圧力がステ
ップ１１０で読み込まれた加圧力になるようにモータ電
流を制御する。

【００２０】加圧力がステップ１１０で読み込まれた加
圧力になっている状態で、ステップ１１４に進み、溶接
電流（溶接チップ１４間に流す電流で、モータ電流とは
異なる）を流す指令を発する。この時点ではターミナル
２３はオンの状態にあり、通電可能である。ステップ１
１５ではステップ１１４の溶接電流指令とともにタイマ
がオンし一定時間溶接電流を流し、溶接を実行する。タ
イマによって定められた一定時間経過後溶接電流はオフ
し、溶接が完了する。

【００２１】ついで、ステップ１１６に進み、溶接ガン
１１のオープニング制御モードとしてＸ型溶接ガン（固
定子側溶接チップ１４と回転子側溶接チップ１４の両方
を被溶接物から離して開く）のように溶接チップ１４を
開くか、またはＣ型溶接ガン（回転子側溶接チップ１４
と固定子側溶接チップ１４の一方を被溶接物に接触させ
ておいて他方の溶接チップ１４のみを被溶接物にから離
して開く）のように溶接チップ１４を開くか、の何れか
を選択する。Ｘ型溶接ガンの開きタイプを選択した場合
はステップ１１７に進み、Ｃ型溶接ガンの開きタイプを
選択した場合はステップ１２１に進む。

【００２２】ステップ１１７では、溶接チップ１４の軌
跡中心（溶接打点位置）を入力し（読込み）、それに基
づいてステップ１１８で溶接ガン１１を被溶接物と干渉
することなくできるだけ短い移動距離で溶接打点位置か
ら離す（姿勢を含む）ための軌道を演算し、ステップ１
１９で演算の結果の指令値をロボット１２の各軸アクチ
ュエータに出力し、ステップ１２０でロボット１２を駆
動させて溶接ガン１１を溶接打点位置から離す。ステッ
プ１２１では、どちらのアーム２０、２２を可動アーム
（開閉アーム）とするかを決定し、ステップ１２２で溶
接ガン１１を被溶接物と干渉することなくできるだけ短
い移動距離で溶接打点位置から離れるための軌道を演算
し、ステップ１２３で演算の結果の指令値をロボット１
２の各軸アクチュエータに出力し、ステップ１２４でロ
ボット１２を駆動させて溶接ガン１１を溶接打点位置か
ら離すように移動させる。ついで、ステップ１２５に進
み、つぎの溶接打点の溶接のために、上記のステップを
繰り返す。

【００２３】つぎに、上記共通構成部分の作用を説明す
る。溶接ガンのアクチュエータが、従来の溶接チップを
直線上で往復運動させるアクチュエータと異なり、溶接
チップ１４を回転方向に往復運動させるロータリアクチ
ュエータからなるので、回転子側の溶接チップ１４と固
定子側の溶接チップ１４は相対的に同一円周上で回転方
向に開閉される。これによって、被溶接物の形状によっ
ては、被溶接物と干渉せずに開閉することができ、溶接
チップ１４の動き量、溶接ガン１１の形状、寸法への制
約が小さくなる。

【００２４】図６（本発明）と図１６（従来のＸ型溶接
ガン）、図１７（従来のＣ型溶接ガン）との比較によ
り、回転子側の溶接チップ１４と固定子側の溶接チップ
１４の開時間隔Ｘ₁、および本体からの溶接チップ突出
し量Ｘ₄は、本発明実施例溶接ガンの方が大きくとれ、
自由度が大きい。また、本発明実施例の溶接ガン１１
の、回転子側の溶接チップ１４と固定子側の溶接チップ
１４の開時間隔Ｘ₁は、最大間隔Ｘ₂（図６の中央の図
に示してある寸法で、溶接チップ移動円の直径に等し
い）までの範囲で可変であり、調整可能である。本発明
実施例の溶接ガン１１の溶接チップ突出し量Ｘ₄はアー
ム２０、２２の強度、剛性が許す範囲において、アクチ
ュエータ１３への負担を増すことなく、自由に大きくと
ることができる。このように、本発明実施例の溶接ガン
１１はパラメータの自由度が高い。

【００２５】たとえば、図１３は本発明の溶接装置の溶
接ガン１１が被溶接物５０の奥まった位置にあるスポッ
ト溶接部の溶接を実行しているところを示している。固
定子１６のアーム２０および回転子１７のアーム２２を
それぞれアクチュエータ１３の軸方向に長く伸長させる
ことにより、溶接ガン１１が被溶接物５０に干渉するこ
となく溶接が可能である。また、クランプの開閉におい
て、溶接チップ１４はアクチュエータ軸芯１１まわり回
転方向に駆動されるだけであるから、溶接部の上下方向
近傍に被溶接物の一部が張り出していても、固定子１６
のアーム２０および回転子１７のアーム２２は被溶接物
の張出部と干渉することはない。

【００２６】それに対し、図１４は従来のＸ型溶接ガン
を用いて被溶接物５０の奥まった位置にある溶接部をス
ポット溶接する場合を示しているが、アーム３が被溶接
物と干渉して溶接チップ４、５を溶接部まで挿入するこ
とができない。また、図１５は従来のＣ型溶接ガンを用
いて被溶接物５０の奥まった位置にある溶接部をスポッ
ト溶接する場合を示しているが、溶接チップ８、９を溶
接部まで挿入することはできても、アクチュエータ１０
で開閉しようとするとＣ型フレーム７が被溶接物の張出
部と干渉して開閉不能である。このように、従来型溶接
ガンと比べて、被溶接物の形状によっては、本発明実施
例の溶接ガン１１の作動、形状の自由度が高まる。

【００２７】また、被溶接物の形状が変わってもパラメ
ータＸ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、Ｘ₄の寸法を適宜に選定するこ
とにより１つの溶接ガン１１で種類、形状が異なる被溶
接物に対応することができるので、クランプツールの汎
用化が促進される。これによって、自動車メインボデー
の増打ラインで従来のＸ型溶接ガン、Ｃ型溶接ガンで対
応した場合、従来約１２種類の溶接ガンを必要としたの
に対し、本発明実施例の溶接ガン１１を用いた場合に
は、３〜４種類の溶接ガンで対応することができるよう
になる。これにより、溶接ガン１１の予備品数の低減が
可能な上、工程毎に溶接ガン１１の種類が制約されない
ため、ロボット故障時のバックアップ、生産変動に対応
することができ、かつ複数車種に対するフレキシビリテ
ィが確保される。

【００２８】また、ロータリアクチュエータ１３にＤＤ
方式（ギア、減速機を用いないディレクトドライブ方
式）の電気サーボモータを使用することにより、異常発
生時のその位置での停止が可能であり、また溶接チップ
開閉駆動機構に減速機、ギアが必要でなくなる。異常発
生時のその位置での停止により、挟まれ防止上、安全性
が高まる。減速機、ギアが必要でなくなることにより、
摩耗、摩耗によるロストモーションがなくなり、ロスト
モーションによる制御系への外乱もなくなる。また、減
速機、ギアが不要な分、溶接ガン構造がシンプルにな
り、小型化され、被溶接物との干渉防止作用を助長す
る。また、外乱要素が少なくなることによって、チップ
補正、システムダイナミクスの診断が確実かつ容易にな
り、外力検出の信頼度も高くなる。これに対し、たとえ
ば、Ｘ型溶接ガンでは、エアシリンダアクチュエータの
場合２ポジション動作のため異常発生時での緊急停止が
困難である。また、Ｃ型溶接ガンでは、サーボモータの
回転を直進動に変えるボールスクリュウや、減速機が必
要であり、それらの部分の摩耗が制御の外乱となる他、
重量が大、大型化を伴なう。

【００２９】また、固定子１６が互いに反対方向に延び
る２つのアーム２０を有し、回転子１７が互いに反対方
向に延びる２つのアーム２２を有する場合は、溶接ガン
１１を１つの位置に移動させ、その位置で回転子１７、
または回転子１７と固定子１６を、アクチュエータ軸芯
１５まわりに回転・反回転させることにより、２つの溶
接打点の溶接を行うことができる。従来は１つの溶接打
点の溶接を行い、溶接ガンをつぎの溶接打点に移動させ
て再び溶接を行う方法しかとれないので、従来方法に比
べて、溶接に要する時間がほぼ１／２に短縮される。と
くに、コーナ部の両側に位置する溶接打点の場合は、従
来方法では、溶接ガンの移動のみならず姿勢の変化を伴
うので、つぎの溶接打点への溶接ガンの移動、姿勢制御
に大きなロボット移動を必要としていたが、本発明では
両溶接打点の中間位置に溶接ガンのセンターをもってき
てその位置で回転子１７、または回転子１７と固定子１
６を回転・反回転させるだけで容易に両溶接打点の溶接
を行うことができ、溶接に要する時間を大幅に短縮する
ことができる。また、同じ溶接チップをアームに２つ装
着させることにより、溶接チップ寿命が約２倍に延び
る。

【００３０】また、ターミナル２３が、クランプ時のみ
溶接電流を回転子側の溶接チップ１４と固定子側の溶接
チップ１４間に流し、それ以外の時には電流を遮断する
タイプのターミナルからなるので、溶接チップ１４が被
溶接物をクランプして始めて溶接チップ１４に溶接電流
が流れ、それ以外の時は溶接電流が流れないので、した
がって挟まれたような場合には溶接電流が流れないの
で、作業上の安全性が高い。

【００３１】つぎに、本発明の各実施例に特有な構成、
作用について説明する。本発明の第１実施例は、図１〜
図５に示すようにアーム２０、２２を延設部１９、２１
から互いに反対方向に延ばす場合と、図６〜図９に示す
ようにアーム２０、２２を延設部１９、２１から一方向
にのみ延ばす場合とを、含む。そして、図１〜図５に示
すようにアーム２０、２２を延設部１９、２１から互い
に反対方向に延ばす場合には、固定子１６側のアーム２
０の延設部１９前端からの回転・反回転方向の長さは互
いに同じであり、２つのアーム２０の先端に取り付けら
れた溶接チップ１４の形状は互いに同じである。また、
回転子１７側のアーム２２の延設部２１前端からの回転
・反回転方向の長さは互いに同じであり、２つのアーム
２２の先端に取り付けられた溶接チップ１４の形状は互
いに同じである。このように左右対称とすることによっ
て、溶接ガン１１の汎用化が促進され、たとえアーム２
０、２２、溶接チップ１４が損傷、摩耗しても、他の溶
接ガン１１のアーム、溶接チップを転用できる。

【００３２】本発明の第２実施例は、図１０、図１１の
各々の半分に示すように、回転子１７は互いに反対方向
に延びる２つのアーム２２を有し、２つのアーム２２は
長さが互いに異なっており、固定子１６は２つのアーム
２０を有し、２つのアーム２０は長さが互いに異なって
いる。このようにアーム２０、２２を回転・反回転方向
で長さを変えることにより、１つの溶接ガンと１つの溶
接ガン位置で異なる種類の溶接部の溶接に対応すること
ができる。これにより、被溶接部材の形状によっては、
溶接部種類に対する必要な溶接ガンの種類の数を低減す
ることができる。

【００３３】本発明の第３実施例は、図１０、図１１の
各々の他の半分に示すように、回転子１７は互いに反対
方向に延びる２つのアーム２２を有し、２つのアーム２
２の先端に取り付けた溶接チップ１４は形状が互いに異
なっており、固定子１６は２つのアーム２０を有し、２
つのアーム２０の先端に取り付けた溶接チップ１４は長
さが形状が互いに異なっている。このようにアーム２
０、２２に取り付けた溶接チップ１４を回転・反回転方
向で形状を変えることにより、１つの溶接ガンと１つの
溶接ガン位置で異なる種類の溶接部の溶接に対応するこ
とができる。これにより、被溶接部材の形状によって
は、溶接部種類に対する必要な溶接ガンの種類の数を低
減することができる。また、アームの長さを変えること
と、溶接チップの形状を変えることとの両方を行っても
よく、図１０、図１１は両方を行った場合を示してい
る。

【００３４】

【発明の効果】請求項１、２の装置によれば、溶接ガン
がロータリアクチュエータを有するので、溶接チップを
回転方向に開閉できる。これによって、被溶接物の形状
によっては、被溶接物と干渉せずに溶接ガンを開閉する
ことができ、溶接チップの動き量、溶接ガンの形状、寸
法への制約を小さくすることができる。請求項３の装置
によれば、回転角度が調節可能のため、回転子と固定子
の両方を被溶接物に対して移動させる溶接ガンの開閉を
行うことができるとともに、回転子と固定子の何れか一
方のみを被溶接物に対して移動させる溶接ガンの開閉を
行わせることができ、被溶接物の形状に合わせて最適な
開閉パターンを選定することが可能になる。請求項４の
装置によれば、被溶接物をクランプして始めて溶接電流
が流れるので、作業上の安全性が高まる。請求項５の装
置によれば、回転子、固定子の各々に２つづつ溶接チッ
プが取り付けられているので、１つの溶接位置で複数の
溶接点が打てるようになり、溶接姿勢の自由度の向上、
溶接作業の効率アップ、作業時間の短縮をはかることも
できる。また、回転子、固定子の各々に溶接チップが１
つしか取り付けられていない場合に比べて溶接チップの
寿命が約２倍になる。請求項６、７の装置によれば、異
なるタイプの溶接に１つの溶接ガンで対応することが可
能になり、溶接作業の効率アップ、作業時間の短縮をは
かることもできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る溶接装置の、回転
子、固定子の各々が２つづつアームを有する場合の、断
面図である。

【図２】図１の装置の背面図である。

【図３】図１の装置の平面図である。

【図４】図１の装置の前面図である。

【図５】図１の装置がロボットに取り付けられた状態の
斜視図である。。

【図６】本発明の第１実施例に係る溶接装置の、回転
子、固定子の各々が１つづつアームを有する場合の、溶
接ガンの、全閉状態−回転角度中間状態−全開状態を、
その順に工程順に示した図である。

【図７】図６の装置でイコライズ機能をもたせた溶接ガ
ン開閉のアーム軌跡を示す溶接ガン前面図である。

【図８】図６の装置で一方のみのアームを開閉させる場
合の溶接ガン開閉のアーム軌跡を示す溶接ガン前面図で
ある。

【図９】図６の装置で２つのアームを両方とも開閉させ
る場合の溶接ガン開閉のアーム軌跡を示す溶接ガン前面
図である。

【図１０】本発明の第２実施例と第３実施例の構造のア
ームを有する溶接ガン先端部の斜視図である。

【図１１】図１０の装置部分の正面図である。

【図１２】本発明の第１実施例、第２実施例、第３実施
例の何れにも適用可能な装置の作動制御フローチャート
である。

【図１３】本発明実施例の装置で被溶接物の溶接部の溶
接を行っている状態の側面図である。

【図１４】従来のＸ型溶接ガンで被溶接物の溶接部の溶
接を行っている状態の側面図である。

【図１５】従来のＣ型溶接ガンで被溶接物の溶接部の溶
接を行っている状態の側面図である。

【図１６】従来のＸ型溶接ガンの概略側面図である。

【図１７】従来のＣ型溶接ガンの概略側面図である。

【符号の説明】

１１溶接ガン１２ロボット１３アクチュエータ（たとえば、モータ）１４溶接チップ１５（アクチュエータの）軸芯１６固定子１７回転子１８コイル１９延設部２０アーム２１延設部２２アーム２３ターミナル２４トランス２５、２６（溶接電流の）経路２７コネクタ２８ブラケット５０被溶接物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接ガンを有し、前記溶接ガンは軸芯を有するロータリタイプのアクチュ
エータと溶接チップとを有し、前記アクチュエータは、固定子と前記軸芯まわりに前記
固定子に対し相対回転可能な回転子とを有し、前記溶接チップは前記軸芯を中心とする同一円周上に配
置された、前記固定子に支持された固定子側の溶接チッ
プと前記回転子に支持された回転子側の溶接チップとを
含んでいる、溶接装置。
【請求項２】前記溶接ガンを支持するロボットをさら
に有し、該ロボットは前記固定子を前記軸芯まわりに回
転可能に支持している請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】前記固定子および前記回転子は各々前記
軸芯まわりの回転角度が調整可能である請求項２記載の
溶接装置。
【請求項４】前記溶接チップへの溶接電流の通電経路
に前記回転子の固定子に対する相対回転によってオンオ
フされるターミナルを設けた請求項１または２記載の溶
接装置。
【請求項５】前記回転子側の溶接チップが２つ設けら
れており、前記回転子は２つのアームを有し、該回転子
の２つのアームは互いに相反する方向に延びており、前
記２つの回転子側の溶接チップは前記回転子の２つのア
ームの各々の先端に１つづつ取り付けられており、前記固定子側の溶接チップが２つ設けられており、前記
固定子は２つのアームを有し、該固定子の２つのアーム
は互いに相反する方向に延びており、前記２つの固定子
側の溶接チップは前記固定子の２つのアームの各々の先
端に１つづつ取り付けられている請求項１または２記載
の溶接装置。
【請求項６】前記回転子の２つのアームは長さが互い
に異なっており、前記固定子の２つのアームは長さが互
いに異なっている請求項５記載の溶接装置。
【請求項７】前記２つの回転子側の溶接チップは形状
が互いに異なっており、前記２つの固定子側の溶接チッ
プは形状が互いに異なっている請求項５記載の溶接装
置。