JPH10328851A - ボルト溶接用下部電極のエアブロー方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 溶接サイクル期間中のみ下部電極に圧縮エア
を供給することで，エア消費量の削減と，エアブローに
よる騒音・煤塵防止等，省力化及び作業環境整備を図
る。 【解決手段】 抵抗スポット溶接機の下部電極にパネル
をセットし，そのパネルに溶接ボルトを分離・供給し
て，これを上下電極で挟持し，加圧溶接する場合に，下
部電極内部からパネルを貫通して位置決めするためのガ
イドとして下部電極と同一軸中心線Ｙ−Ｙ上において上
下動可能に設けられたガイドピン１２と，その下部電極
のガイドピン挿入孔との間に形成された隙間に圧縮エア
を噴射し，溶接時のスパッタ及び／又は異物等の侵入か
らガイドピンの動作不良を防止するエアブロー方法であ
って，溶接ボルトを分離するためのプッシュロッドを前
進／後退させるセパレータ装置の前進側のエア回路を下
部電極へのエアブロー回路に兼用した。こうすること
で，溶接時にのみエアブローを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は，パネルセッテング
時の位置決め用ガイドとして，相手板のパネルに設けた
ガイド孔に挿入されるガイドピンを備えた抵抗スポット
溶接機において，パネルを下部電極にセッテングする際
に，パネルの孔にガイドピンを挿入してセッテングした
相手側のパネルに溶接ボルトを供給して，これを上下電
極間で挟持し加圧溶接するボルト溶接装置に関し，さら
に詳しくは，溶接時のスパッタやその他細かいゴミ・水
・油等の不純物の侵入から，ガイドピンの動作不良を未
然に防止するために，ガイドピンと電極軸内に設けたガ
イドピン挿入孔との隙間から圧縮エアを外側に噴出する
エアブロー方法とその下部電極装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，頭部の下側にプロジェクションを
有するＴ字形溶接ナット又は溶接ボルトなどの溶接用の
小物部品類（以下 溶接ボルトという）を，セパレータ
装置によりスポット溶接機の下部電極位置に予めセット
した相手パネルに供給して加圧溶接する場合，溶接ボル
トは下部電極の電極面から先端が突き出たガイドピンの
上から押し込み，予めセットされたパネルのガイド孔に
挿入される。ガイドピンは昇降用シリンダのガイドピン
上昇室のエア圧を抜くこにより外部の力で容易に沈み，
溶接ボルトがガイドピンの頭を電極面から押し込みなが
らパネルに供給されると，上下電極でボルトとパネルが
挟持され加圧溶接される。

【０００３】一般に溶接時に発生するスパッタなどがガ
イドピンとそのガイドピン挿入孔の間に侵入すると，ガ
イドピンが戻らなくなり，溶接不良の原因となるため，
絶対に異物の侵入を防止しなければならない。

【０００４】そこで，従来はガイドピンがスパッタ付着
などの影響を受けないように，ガイドピンの隙間から常
時圧縮エアを噴出させて，ガイドピンの動作不良の要因
となる異物の侵入・付着を未然に防止するためのエアブ
ロー回路を備えた下部電極装置が使用されてきた。

【０００５】たとえば，代表的な公知例を挙げると実公
昭５３−５１８６３号，実公昭５４−９８４９号，実公
昭５５−３８６２８号，実公昭５８−２３４９９号，実
公昭５８−２３５００号などがある。また溶接時にガイ
ドピンが電極内部に下降した時にのみ圧縮エアを外側に
供給する開閉弁を電極内部に収納した電極装置も実公昭
５３−２４９８４号により知られているところである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前者は
ほとんどがエア源から直接，下部電極にエアブロー回路
が接続されているもので，常時エアを電極とカイドピン
との隙間に噴射させているため，その隙間から放出され
るエアの音や電極周辺からの煤塵が作業環境上問題とな
っていた。また被溶接物が軽いものはセッテング時にエ
アブローにより浮動したり，飛ばされてしまうなど作業
が安定しない。

【０００７】一方，後者はエアの噴出を限られた期間に
行う点で前者の問題を克服することができるが，電極の
内部にエア源と直接接続された開閉弁を内蔵する点で機
能が複雑となり，また電極自体消耗部品であるため耐久
性に欠けるものと考えられる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の問題を解
決するためになされたもので，請求項１の場合は，抵抗
スポット溶接機の下部電極にパネルをセッテングし，そ
のパネルにパーツフィーダから送られてくる溶接ボルト
を分離・供給して，これを上下電極で挟持し，加圧溶接
する場合に，前記下部電極内部からパネルを貫通して位
置決めするためのガイドとして下部電極と同一軸中心線
Ｙ−Ｙ上において上下動可能に設けられたガイドピンと
その下部電極のガイドピン挿入孔との間に形成された隙
間に圧縮エアを噴射し，溶接時のスパッタ及び／又は異
物等の侵入からガイドピンの動作不良を防止するエアブ
ロー方法であって，溶接ボルトを分離するためのプッシ
ュロッドを前進／後退させるセパレータ装置の前進側の
エア回路を下部電極へのエアブロー回路に兼用したこと
を特徴とする技術的手段が講じてある。

【０００９】こうすることで，常時スパッタ除去用のエ
アを出しっ放しにすることがなくなり，溶接時にのみエ
アブローを行うので，余分なエアを消費しないからエア
漏れによる音もなくなり，しかも軽い溶接ボルト類でセ
ッテング時に浮動したり飛ばされる心配がなくなり，溶
接品質・作業性が安定するほか，省エネルギーによる経
済性効果及び環境整備等に大きく貢献することができ
る。

【００１０】また請求項２の場合は，前記エアブローは
溶接サイクル期間中のみ作動するようにタイマで時間制
御することを特徴とする。したがって，電極の内部に開
閉弁を内蔵する必要がなく従来のこの種の装置に比べ構
造簡単であり耐久性も向上する。

【００１１】さらに，請求項３の場合は，抵抗スポット
溶接機の上下電極間にセッテングしたパネルに溶接ボル
トを供給して加圧溶接する装置であって，溶接ボルトを
収納するパーツフィーダと，このパーツフィーダの収納
ボールからレールに整列してレール終端に供給した溶接
ボルトを，プッシュロッドが押し出して送給ホースに一
つ一つ分離するセパレータ装置と，このセパレータ装置
から送給ホース内に分離した溶接ボルトを，送給ホース
内に圧縮エアを噴射して先端のボルトチャックに供給す
るエアブロー手段と，前記ボルトチャックに保持された
溶接ボルトを前進させ，下部電極内部からパネルを貫通
して位置決めするためのガイドとして上下動可能に設け
られたガイドピンと同一軸中心線Ｙ−Ｙ上にこれを到達
させるボルト供給装置とを有し，前記セパレータと下部
電極との間に，前記セパレター装置のプッシュロッドが
前進する時のタイミングで下部電極内から前記ガイドピ
ンに向けた圧縮エアを外側に噴射させるエアブロー回路
を設けたことを特徴とする技術的手段が講じてある。

【００１２】こうすることで，セパレータ装置を前進さ
せるための電磁バルブをその目的以外にも流用するだけ
であるからエアブロー用の専用バルブが不要となり，し
かもエア回路を変更するだけで，既存の従来形装置にも
簡単に改造することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明のボルト溶接装置に
組み込まれる主要な構成機器類を示す概要図である。図
２は下部電極にセットした金属板の上から溶接ボルトを
供給した場合の詳細断面である。図３はボルト溶接装置
の空気配管系統図である。図４は本装置のシーケンスダ
イヤグラムを表す。

【００１４】この明細書及び図面の中で表現される溶接
ボルトは例えばプロジェクション溶接ボルト，Ｔ字形溶
接ナットのようなネジ部と頭部とからなるＴ字形の小さ
な部品類のほか，通常のプロジェクション溶接ナットも
含む。

【００１５】１はパーツフィーダである。２はセパレー
タ装置である。３はボルト供給装置である。４は下部電
極装置である。この下部電極装置４の詳細は，実公昭６
１−１６９３７号公報に記載されているごとく，下部電
極装置の電極内部に表面が絶縁コーティングされたガイ
ドピン１２が電極面から上下自在に設置され，このガイ
ドピン１２の動きと関連して作動する信号と当該電極装
置へ流す溶接電流の通電信号とがインターロックされて
いるもので，電極内部をロッドがその長手方向に動き得
るように貫通し，かつそのロッドとガイドピンとが同一
軸中心線上で当接し，ガイドピンの動きをこれと関連動
作するロッドの移動量の変位で検出し，しかもガイドピ
ンの復帰動作を昇降用シリンダ２３で行うようにしたも
のである。この電極装置によれば，溶接ボルトの供給確
認をガイドピンの移動量変化で行い，溶接ボルトが電極
位置へ確実に送給されなければ通電しないから，溶接ボ
ルトの送給ミスによる溶接不良製品の発生を未然に防止
できる。

【００１６】５は送給ホースを示す。溶接ボルトＢはパ
ーツフィーダ１の収納ボウル６から下方に傾斜したレー
ル７を通ってレール先端に直角に交わるセパレータ装置
２に供給される。セパレータ装置２の溝に供給された溶
接ボルトＢはセパレータ装置２のプッシュロッド８（図
３に示すロッド）により一つひとつ分離され送給ホース
５の中に落とされる。送給ホース５の中に落とされた溶
接ボルトＢは送給ホース５の中に（図３に示すエアノズ
ル９から）噴射されるエアブローにより送給ホース５の
先端に設けたボルトチャック１０に送られる。ボルトチ
ャック１０に送られた溶接ボルトはボルト供給装置３の
スピンドル１１の前進運動で下部電極装置４のガイドピ
ン１２の真上に供給される。ボルトチャック１０に保持
された溶接ボルトがガイドピンの真上に供給されると，
上部電極１３が加圧動作しガイドピン１２の上からボル
トチャックを広げ溶接ボルトＢを押さえ込み金属板Ｗに
セッテングする。その間スピンドル１１が戻りボルトチ
ャック１０を復帰し，上下電極で両者を加圧したあと溶
接電流を供給して加圧溶接する。溶接が完了すると，上
部電極１３が上昇し，ガイドピン１２が昇降用シリンダ
２３により元に強制復帰する。そして次の溶接作業に備
える。ここまでが一回の溶接サイクルとなる。

【００１７】次に図３の空気配管系統図と図４のシーケ
ンスダイヤグラムに基づき説明する。ボルト供給装置３
にはエア源２４に接続されたマニホールド１４から第１
電磁バルブ１５（ＳＯＬ１）を介してボルトセット用シ
リンダ１６の作動室ａ及び戻り室ｂにスピードコントロ
ーラ１７及びスピードコントローラ１８を含む空気配管
がそれぞれ接続されている。

【００１８】セパレータ装置２には前記マニホールド１
４から第２電磁バルブ１９（ＳＯＬ２）を介してセパレ
ータ用シリンダ２０の作動室ｃ及び戻り室ｄに空気配管
がそれぞれ接続されている。

【００１９】送給用エアブロー手段はセパレータ装置２
の送給口に接続された送給ホース内に圧縮エアを噴射す
るもので前記マニホールド１４からの空気配管が第３電
磁バルブ２１（ＳＯＬ３）を介してエアノズル９に接続
されている。

【００２０】下部電極装置４には前記セパレータ用シリ
ンダ２０の前進側，つまり作動室ｃ側に接続された空気
配管が下部電極装置４の軸中心線Ｙ−Ｙと同心上に設け
たガイドピン１２の挿入孔２２（図２参照）に接続され
ている。

【００２１】一連の動作を説明すると，起動足踏スイ
ッチ（図省略）を０Ｎすると，ボルト供給装置３のボル
トセット用シリンダ１６の第１電磁バルブ１５（ＳＯＬ
１）が０Ｎし，そのエアシリンダ１６の動作室ａにエア
が供給され，ボルトチャック１０に溶接ボルトＢを保持
したままスピンドル１１が前進する。

【００２２】スピンドル１１が前進し溶接ボルトＢが
下部電極装置４のガイドピン１２の軸中心線Ｙ−Ｙ上に
前進したとき，これを検出器ＬＳ１が検出し，その前進
確認信号でタイマ（図省略）を起動し，一定時間Ｔ１を
立ち上げてから上部電極１３の溶接加圧動作が開始し，
ボルトチャック１０から溶接ボルトＢを離脱させ，同時
にガイドピン１２をそのスプリング力に打ち勝ってワー
クＷの上から溶接ボルトＢを押し下げ下部電極内に挿入
する（図２参照）。

【００２３】このボルトセット時の供給動作でガイド
ピン１２が下降し所定位置まで下がったとき，検出器Ｌ
Ｓ３が入りセット確認し，そのセット確認信号でスピン
ドル１１の第１電磁バルブ１５（ＳＯＬ１）がＯＦＦ
し，その切り換え信号でエアシリンダ１６の作動側圧が
解除され，戻し室ｂにエアが供給されスピンドル１１が
後退する。

【００２４】このスピンドルが復帰位置に達したとき
検出器ＬＳ２がＯＮし，そのＬＳ２の後退確認信号でセ
パレータ装置２のエアシリンダ２０の第２電磁バルブ１
９（ＳＯＬ２）がＯＮし，プッシュロッド８が前進し，
この前進でロッドに押し出された溶接ボルトＢは自重で
送給口に落下する。同時にタイマが起動し時間Ｔ２を待
ってエアブロー用の第３電磁バルブ２１（ＳＯＬ３）が
ＯＮし，タイマにより時間Ｔ３が経過するまで送給用エ
アノズル９から送給ホース内に圧縮エアが噴射される。
これによって送給ホース５の中を溶接ボルトＢが吹き飛
ばされ先端に連結されたボルト供給装置のボルトチャッ
ク１０内に供給される。

【００２５】プッシュロッド８が前進した後，セパレ
ータ用シリンダ２０に供給されるエアは，タイマにより
時間Ｔ２と時間Ｔ３を加算した時間のみ下部電極装置４
にスパッタを排除するエアブロー用として供給される。

【００２６】溶接スタートは前述したのスピンドル
１１が復帰位置に達したとき検出器ＬＳ２がＯＮし，そ
のＬＳ２の後退確認信号でセパレータ装置２のエアシリ
ンダ２０の第２電磁バルブ１９（ＳＯＬ２）がＯＮし，
同時に下部電極装置４へのエアブローが開始すると共
に，検出器ＬＳ２の確認信号により溶接制御用タイマ
（図省略）が起動し，溶接サイクルを始動し電極間の加
圧力が入りスクイズ時間（Ｓ）を経てから溶接電流の通
電を開始し，一定の溶接時間（Ｗ）を終了したあと，保
持時間（Ｈ）を経て上部電極１３を溶接部から上昇し，
開放する。ガイドピン１２は昇降用シリンダで強制復帰
する。

【００２７】上記の溶接サイクルが終了すると，に
記述したタイミングで第２電磁バルブ１９（ＳＯＬ２）
がＯＦＦし，セパレータ装置２が元の位置に復帰すると
共に，下部電極装置４へ噴射するエアブローも停止す
る。以上で一回の溶接サイクルが完了し，以降同様の動
作順でボルトセットと溶接が遂行される。

【００２８】なお，本発明の実施例ではボルト溶接の下
部電極装置とそのエアブロー方法について説明したが，
本発明の技術的思想はこれに限定されるものではなく，
溶接ナットのような有孔部品類の位置決め用のガイドピ
ンを有する下部電極装置，或いは例えばパネルセット時
にガイドピンの移動変化を検出したときにセット異常信
号を出力し，ワークセット不良によって発生する溶接不
良製品を未然に防ぐためのワークセット不良検出用下部
電極装置などのエアブローの場合にも適用可能であるこ
とは言うまでもない。また，エアブローのスピードは例
えばエア流量を調整する場合，一次側のエア回路のホー
スサイズを考慮することによって対応できる。

【００２９】

【発明の効果】以上，本発明のエアブロー方法によれ
ば，溶接サイクル期間中のみ下部電極に圧縮エアを供給
するため，従来のように常時エアブローをかけていた装
置に比べ，余分にエアを消費したり，エアブローによる
排気音や煤塵等を立てることがなく，省力化及び作業環
境整備を格段に促進することができる。また今まで溶接
対象外とされていた軽い小物部品の溶接にも適用可能と
なり小物品の自動化溶接範囲の拡大と溶接品質向上を実
現する。

【００３０】一方また，本発明の下部電極装置によれ
ば，スパッタ排除用エアブローの専用バルブが不要とな
り，しかも従来のエア回路を変更するだけで，既存の従
来形装置にも簡単に実施することができ設備コスト削減
も実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実現するための装置全体の概略を
説明する図である。

【図２】本発明の下部電極装置の構造を示す断面図であ
る。

【図３】本発明装置の空気配管系統図を示す。

【図４】本発明装置のシーケンスダイヤグラムを示す。

【符号の説明】

１・・・・パーツフィーダ １７・・・・スピー
ドコントローラ ２・・・・セパレータ装置 １８・・・・スピー
ドコントローラ ３・・・・ボルト供給装置 １９・・・・第２電
磁バルブ ４・・・・下部電極装置 ２０・・・・セパレ
ータ用シリンダ ５・・・・送給ホース ２１・・・・第３電
磁バルブ ６・・・・収納ボウル ２２・・・・ガイド
ピン挿入孔 ７・・・・レール ２３・・・・昇降用
シリンダ ８・・・・プッシュロッド ２４・・・・エア源 ９・・・・送給用エアノズル １０・・・・ボルトチャック １１・・・・スピンドル １２・・・・ガイドピン １３・・・・上部電極 １４・・・・マニホールド １５・・・・第１電磁バルブ １６・・・・ボルトセット用シリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 抵抗スポット溶接機の下部電極にパネル
   をセッテングし，そのパネルにパーツフィーダから送ら
   れてくる溶接ボルトを分離・供給して，これを上下電極
   で挟持し，加圧溶接する場合に，前記下部電極内部から
   パネルを貫通して位置決めするためのガイドとして下部
   電極と同一軸中心線Ｙ−Ｙ上において上下動可能に設け
   られたガイドピンとその下部電極のガイドピン挿入孔と
   の間に形成された隙間に圧縮エアを噴射し，溶接時のス
   パッタ及び／又は異物等の侵入からガイドピンの動作不
   良を防止するエアブロー方法であって，溶接ボルトを分
   離するためのプッシュロッドを前進／後退させるセパレ
   ータ装置の前進側のエア回路を下部電極へのエアブロー
   回路に兼用したことを特徴とするボルト溶接用下部電極
   のエアブロー方法。
2. 【請求項２】 前記エアブローは溶接サイクル期間中の
   み作動するようにタイマで時間制御することを特徴とす
   る請求項１のエアブロー方法。
3. 【請求項３】 抵抗スポット溶接機の上下電極間にセッ
   テングしたパネルに溶接ボルトを供給して加圧溶接する
   装置であって，溶接ボルトを収納するパーツフィーダ
   と，このパーツフィーダの収納ボールからレールに整列
   してレール終端に供給した溶接ボルトを，プッシュロッ
   ドが押し出して送給ホースに一つ一つ分離するセパレー
   タ装置と，このセパレータ装置から送給ホース内に分離
   した溶接ボルトを，送給ホース内に圧縮エアを噴射して
   先端のボルトチャックに供給するエアブロー手段と，前
   記ボルトチャックに保持された溶接ボルトを前進させ，
   下部電極内部からパネルを貫通して位置決めするための
   ガイドとして上下動可能に設けられたガイドピンと同一
   軸中心線Ｙ−Ｙ上にこれを到達させるボルト供給装置と
   を有し，前記セパレータと下部電極との間に，前記セパ
   レター装置のプッシュロッドが前進する時のタイミング
   で下部電極内から前記ガイドピンに向けた圧縮エアを外
   側に噴射させるエアブロー回路を設けたボルト溶接用下
   部電極装置。