JPS61293679A - スポツト溶接機の電極装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスポット溶接機に関し、特に、スポット溶接機
の溶接電極装置に関する。

〔従来の技術〕

スポット溶接機の溶接電極は、変形、汚損等により消耗
する。寿命は溶接電流値、加圧力および通電時間によっ
てほぼ定まる。ここで寿命とは、電極先端の径が大きく
なって、電流密度が下がって溶接不能となる時点又は、
所要の形状（外観）の溶接が不能となる時点までの期間
又は溶接回数、である。電極の交換には通常１〜３分要
する。

そこで従来においては、電極ホルダに複数個の溶接電極
を装着しておき、所定時間あるいは所定回数の溶接を行
なうたびに、電極ホルダを回転させて新しい電極を溶接
位置に位置決めする電極更新が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、電極ホルダに装着している溶接電極すべてを使
いつくすと、そこで機械を止めて、電極ホルダの電極全
部を新しいもめに取り替えるか。

あるいは、電極ホルダを新しい電極を装着したものに取
替える必要がある。電極ホルダに予め装着しておく溶接
電極の数に限りがあり、極く多量の溶接電極を装着する
ことは出来ないので、従来の多電極装着タイプの電極ホ
ルダを用いる場合でも、溶接作業が中断する。

本発明は溶接作業の中断を可及的に低減することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明においては、電極ホル
ダを、内空間より外方に向かう複数個の電極装着穴を放
射状に有するもの、すなわち電極の自動脱着を可能なも
のとし；この電極ホルダに、溶接電極装着穴が分布した
面に直交させて軸体を固着し；この軸体を、スポット溶
接時の電極圧下のために往復駆動させる。この往復駆動
は、該軸体を枢着した往復動部材を第１駆動手段すなわ
ち往復駆動手段で駆動することにより行なう。電極ホル
ダの１個の電極を使いつくしたときに、該電極を外し位
置に駆動ししかも電極ホルダの１つの穴を電極装着位置
に駆動するために、該軸体を回転駆動する第２駆動手段
、すなわち回転駆動手段を備える。外し位置に駆動した
消耗電極を電極ホルダから外すために、ハンマを電極ホ
ルダの内空間に配置し、第３駆動手段すなわちハンマ駆
動手段でハンマを駆動して電極ホルダの電極装着穴の電
極を外方に打ち出す。電極ホルダの１つの穴に新しい電
極を装着するために、電極ホルダの外空間に電極送り手
段を配置し、この電極送り手段を第４駆動手段すなわち
電極送り駆動手段で駆動して、電極ホルダの電極装着穴
に外方より電極を供給する。スポット溶接のために、電
極ホルダの１つの電極の外方先端に対向させて対向電極
を配置する。

このように自動電極外し機構および自動電極装着機構を
備えるものとすると共に、これらを有機的に動作させて
連続くり返しのスポット溶接を行なうために：第１駆動
手段を付勢して電極ホルダを往復駆動し、溶接回数をカ
ウントし、カウント値が設定値に合致すると第２駆動手
段を付勢して電極ホルダを回転させ、この回転後第３駆
動手段を付勢してハンマを駆動し、しかも、該回転後第
４駆動手段を付勢して電極ホルダへの新しい電極の装着
を行なう制御手段；を備える。

〔作用〕

これによれば、電極ホルダに装着されている１つの電極
についてスポット溶接回数が設定値と等しくなると、自
動的に電極ホルダが回転されて、対向電極には新しい電
極が対向する。溶接回数が設定値と等しくなった電極は
自動的にハンマで打ち出されて電極ホルダより外れ、ま
た、以前にハンマで電極が打ち出された。電極ホルダの
穴に新しい電極が自動的に装着される。したがって、電
極ホルダには常にスポット溶接中の電極と、次に使用す
べき新しい電極が装着されており、１個の電極について
設定回数の溶接動作が終了する毎に、対向電極には新し
い電極が対向する。したがって電極交換のために溶接作
業を中断することがなくなり、スポット溶接機の稼動効
率が大幅に向上する。ホルダに電極を装着し、またホル
ダから電極を外する作業が省略となり、労務の大幅な低
減と生産性の向上がもたらされる。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例の側面図を示し、第２ａ図に
正面図を示す。電極ホルダ１は略４角の枠形状であり、
その４辺にそれぞれ１個の、漏斗状のテーパ穴すなわち
電極装着用の穴が開けられている。第２ｂ図に、電極ホ
ルダ１を拡大して示す。第２ｂ図において、１９ｏはス
ポット溶接中の電極、１９ｒは使用済の、取り外し直前
の電極、１９１は使用前の電極である。１７は電極１９
ｒを外方に打出すためのハンマである。

第１図を参照すると、電極ホルダｌには回転軸２の先端
が固着されている。回転軸２はホルダ１に直交している
。回転軸２は往復動部材３に回転可能に取付けられてい
る。往復動部材３は、基台４に上下動可能に案内されて
おり、空気圧装置５のピストンロッドに固着されて吊り
下げられている。空気圧装置５のシリンダには、シリン
ダの内空間を外部の高空気圧源（図示せず）および低空
気圧源に切換え接続する電磁弁（図示せず）が備わって
いる。この電磁弁によりシリンダ内空間が高空気圧源に
接続されると往復動部材３が上昇し、シリンダ内空間が
低空気圧源に接続されると往復動部材３が降下する。

往復動部材３にはアーム６が固着されており、このアー
ム６の一端に減速機を組込んだモータ７が固着されてい
る。減速機の出力軸が電磁クラッチ８の入力軸に固着さ
れている。電磁クラッチ８の出力軸は回転軸２の一端に
固着されている。

回転軸２には、一部分を４角柱状にした切削部があり、
ここに、空気圧装置１１および１２で駆動されるホルダ
１３および１４が配置されている。

この状態を第３図に示す。空気圧装置１１および１２は
それぞれ、アーム６に固着された吊脚９および１０に固
着されている。ホルダ１３および１４は回転軸２を間に
して対向しており、それぞれ、空気圧装置１１および１
２のピストンロッドに固着されている。空気圧装置１１
および１２のシリンダにはそれぞれ、シリンダの内空間
を外部の高空気圧源（図示せず）および低空気圧源に切
換え接続する電磁弁（図示せず）が備わっている。

これらの電磁弁によりシリンダ内空間が高空気圧源に接
続されるとホルダ１３．１４が前進して回転軸２を挟み
、その回転を阻止する。シリンダ内空間が低空気圧源に
接続されるとホルダ１３゜Ｉ４が退避し、回転軸２より
離れて回転軸２の回転が可能になる。モータ７を回転さ
せておき、ホルダ１３．１４を回転軸２より退避させて
電磁クラッチ８を付勢すると回転軸２が回転して電極ホ
ルダ２が回転する。回転軸２を略９０度回転させた所で
電磁クラッチ８を消勢し、ホルダ１３゜１４を前進駆動
する。ホルダ１３．１４で回転軸２の４角柱部が締め付
けられ、回転軸２は正確に９０度回転した角度に拘止さ
れる。したがって。

電磁クラッチ８を接として回転軸２を回転させる時間は
１回転軸２に約９０度の回転を与える程度の、比較的に
粗い長さでよい。

ハンマ１７は回転軸２の軸心の延長上に位置し。

その先端が電極ホルダ１の内空間に進入している。

ハンマ１７の後端には、空気圧装置２８のピストンロッ
ドが連結されている。ハンマ１７の先端と後端の間が支
点で支持されている。空気圧装置２８のシリンダには、
シリンダの内空間を外部の高空気圧源（図示せず）およ
び低空気圧源に切換え接続する電磁弁（図示せず）が備
わっている。

電磁弁によりシリンダ内空間が高空気圧源に接続される
と、ハンマ１７の先端が電極１９ｒの尾端面を打ち、電
極１９ｒが電極ホルダ１の穴から外方に抜ける。電磁弁
によりシリンダ内空間が低空気圧源に接続されると、ハ
ンマ１７の先端が第２ｂ図に示す待機位置に戻る。

第２ａ図を参照する。電極ホルダＩを間にしてハンマ１
７に対向する位置に電極送給台１６が配設されている。

電極送給台１６には空気圧装置１８が固着されている。

空気圧装置１８のピストンには押圧シュー１８ａが固着
されており、新電極配列器の最下部の電極１９□に対向
している。

空気圧装置１８のシリンダには、シリンダの内空間を外
部の高空気圧源（図示せず）および低空気圧源に切換え
接続する電磁弁（図示せず）が備わっている。電磁弁に
よりシリンダ内空間が高空気圧源に接続されると、シュ
ー１８ａが前進して電極１９□を電極送給台１６に保持
する。電磁弁によりシリンダ内空間が低空気圧源に接続
されると、シュー１８ａが退避し、電極１９２の保持が
解除される。電極送給台１６は空気圧装置１５のピスト
ンロッドに固着されている。空気圧装置１５のシリンダ
には、シリンダの内空間を外部の高空気圧源（図示せず
）および低空気圧源に切換え接続する電磁弁（図示せず
）が備わっている。電磁弁によりシリンダ内空間が高空
気圧源に接続されると、電極送給台１６が電極ホルダ１
に向けて移動し、台１６に保持された電極１９２が電極
ホルダ１の穴に押し込まれる。電磁弁によりシリンダ内
空間が低空気圧源に接続されると、電極送給台１６が退
避位置（第２ａ図図示位置）に戻る。

電極ホルダｌの電極１９０の下方に対向電極２１が配置
されている。２０は下部電極支持台である。

電極ホルダ１と対向電極２１は溶接用トランス２３の２
次巻線に接続されている。

以上に説明した機構の各要素と電気装置との組合せ関係
を第５図に示す。第５図において、２２は、往復動部材
３が上位置にあるときに開で、上位置から下方に移動す
ると閉となる、往復動部材３の位置検出用のスイッチで
あり、アーム６に固着されており、往復動部材３に袋側
されたストライカカム（図示せず）により閉駆動される
。２４は溶接指示スイッチであり、この例では、それの
−回の閉が１点の溶接（１回のスポット溶接）を指示す
る。２５は、スイッチ２２および２４の閉に応答して前
述の電動要素（５，７，８，１１，１２，２Ｂ、１５゜
１８）の付勢を制御し、しかも溶接コントローラ２６に
溶接オン（溶接電流の供給）を指示するマイクロプロセ
ッサである。、２６は、スポット溶接機の溶接を制御す
るものであり、スイッチ２４の閉期間にマイクロプロセ
ッサ２５より溶接オン指示を受けると、トランス２３に
、設定条件で定まる放電電流を与える。

マイクロプロセッサ２５には、前述の各種機構部の動作
を制御するプログラムが組込まわている。

そのプログラムに基づいたマイクロプロセッサ２５の制
御動作の概要を第６図に示す。

次に第６図を参照してマイクロプロセッサ２５の制御動
作を説明する。

それ自身に電源が投入されるとマイクロプロセッサ２５
は初期化（ステップ１：以下において、カッコ内では「
ステップ」という語を省略する）を実行する。これにお
いては、空気圧装置５の電磁弁に通電して往復動部材３
を上昇駆動し、電磁クラッチ７を非通電にして軸２をモ
ータ７より分離し、モータ７を回転付勢し、空気圧装置
１１および１２の電磁弁に通電してホルダ１３．１４で
回転軸２を挟んでその回転を拘止し、空気圧装置２８の
電磁弁は非通電としてハンマ１７を第２ａ図に示す退避
位置に設定し、空気圧装置１５の電磁弁は非通電にして
電極送給台１６を第２ａ図に示す退避位置に設定し、空
気圧装置１８の電磁弁も非通電にしてシュー１８ａを第
２ａ図に示す退避位置に設定する。そして内部ＲＡＭの
、溶接回数カウンタとして割り当てているレジスタ、時
間計数用のレジスタ等をクリアする。

次にマイクロプロセッサ２５は溶接指示スイッチ２４が
閉になるのを待つ（２）。スイッチ２４が閉になると、
マイクロプロセッサ２５は、空気圧装置５の電磁弁を非
通電としく３）、スイッチ２２の状態を参照して（４）
それが閉になる（往復動部材３が所定位置より下方に移
動）と、Ｔ。

の時限を開始しく５）、Ｔｏが経過するのを待つ（６）
。Ｔｏが経過すると、電極１９ｏが被溶接材（図示せず
）に圧接したタイミングであるので、溶接コントローラ
２６に通電を指示する（７）。

次に溶接回数レジスタｉの内容ｉをｉ＋１　　（１カウ
ントアツプ）に更新する（８）。そして溶接通電時間十
ホールド時間＝＝Ｔｔの時限を開始しく９）、Ｔ１の経
過を待つ（１０）。Ｔ１が経過すると、溶接回数レジス
タｉの内容ｉを設定数にと比較する（ｌｌａ）。ｉかに
未満であると空気圧装置５の電磁弁を通電して（１ｌ　
ｂ）ステップ２に戻る。

なお、溶接指示スイッチ２４は、所要のときに閉（溶接
指示）となり、それからマクロプロセッサ２５が通電指
示をコントローラに発するまで閉を維持し、通電指示が
発せられた後の所定タイミングで開に戻るものであり、
マイクロプロセッサの通電指示が遅いと閉時間が長くな
る。いずれにしても、ステップＬ　］、　ｂに進むまで
にスイッチ２４は開に戻っている。ステップ２でスイッ
チ２４が閉になるのを待って、また同様にステップ２．
３〜１０．ｌｌａ、ｌｌｂ、２．　　・・・とめぐる。

１回の通電指示毎に溶接回数レジスタｉの内容が１イン
クレメントされ、レジスタｉの内容が１づづ大きくなる
。

設定回数にの通電指示をコントローラ２６に与えると、
ステップｌｌａで溶接回数ｉが設定数にであることを検
出し、溶接回数レジスタｉの内容を０　（クリア）とす
る（１２）。そして電極ホルダ１の回転要を示す回転フ
ラグをセラｈＬ（１３）、通常と同じく空気圧装置５の
電磁弁を通電にして（Ｉ　ｌ　ｂ）ステップ２に戻る。

ステップ２に戻ったときスイッチ２が開であるので、回
転フラグの存否を参照する（２３）。このとき回転フラ
グがあるので、空気圧装置１１および１２の電磁弁を非
通電にして（１４）ホルダ１３，１．４を退避させ、電
磁クラッチ９に通電する（１５）。モータ７が回転して
いるので回転軸２が回転駆動される。

ここでマイクロプロセッサ２５は１回転軸２の略９０度
の回転をする時間Ｔ２の時限を開始しく］、６）、Ｔ２
の経過を待つ。Ｔ２が経過すると、マイクロプロセッサ
２５は、電磁クラッチ８を非通電に戻しく１８）　、空
気圧装置１１および１２の電磁弁に通電する（１９）。

以上により回転軸２は正確に９０度回転して、それまで
溶接に使用していた電極１９ｏがハンマＩ７の位置（第
２ｂ図の１９ｒの位置）に移動し、電極送給台１６に対
向していた電極１９１が対向電極２１に対向し。

電極ホルダｌの穴が電極送給台１６の電極１９２に対向
する。

次にマイクロプロセッサ２５は、電極１９ｏの外し要を
示す外しフラグをセットしく２０）、新電極１９２の装
着要を示す装着フラグをセットしく２１）、所要（９０
度）の回転をしたので回転フラグをクリアして（２２）
ステップ２に戻る。

ステップ２に戻ったときに、スイッチ２４がまだ開であ
るとそのままステップ２３．２４と進み、スイッチ２４
が閉（溶接指示）であったときには、前述のステップ３
〜１０．１１８．　１　ｌ　ｂを経て新たな１回の溶接
をしてステップ２に戻ってからステップ２３．２４と進
み、外しフラグがあるのでステップ２４からステップ２
５に進んでハンマ１７を駆動する。このハンマ駆動（２
５）においては、空気圧装置２８の電磁弁に通電し、所
定時間の通電の後に該電磁弁を非通電に戻す。これによ
りハンマ１７が一往復動して、前述の９０度の回転で外
し位置に来ている電極１９ｒを電極ホルダ１の穴から外
方に打出す。そして外しフラグをクリアして（２６）、
ステップ２に戻る。

ステップ２に戻ったときに、スイッチ２４がまだ開であ
るとそのままステップ２３．２４．２７と進み、スイッ
チ２４が閉（溶接指示）であったときには、前述のステ
ップ３〜１０．　１１　ａ、　ｔｔｂを経て１回の溶接
をしてステップ２に戻ってからステップ２３，２４．２
７と進み、装着フラグがあるのでステップ２７からステ
ップ２８に進んで空気圧装置１８の電磁弁に通電してシ
ュー１８ａで電極１９２を押え、次に、空気圧装置１５
の電磁弁に通電して電極送給台１６を電極ホルダ１に向
けて駆動して電極１９゜をホルダ１の穴に押し込み（２
９）、空気圧装置１８の電磁弁を非通電にしてシュー１
８ａによる電極１９２の保持を解除しく３０）、次に、
空気圧装置１５の電磁弁を非通電にして電極送給台１６
を第２ａ図に示す退避位置に戻す（３１）。そして装着
フラグをクリアして（３２）ステップ２に戻る。これに
より。

第２ａ図に示す電極１９１の位置に新しい電極１９２が
、第２ａ図に示す電極１９ｏの位置に電極１９１が位置
し、電極ホルダ１にはこれらの電極１９．および１９□
のみが装着されている状態となる。

このように回転軸２を９０度回転させ、使用直後の電極
１９ｏを電極ホルダ１から打ち出して外し、電極送給台
１６に対向した穴に新しい電極１９□を押し込んだ後の
制御動作は、前述の、初期化（Ｌ）のステップ２以下の
制御動作と同様である。前述のように、１個の電極（１
９０）の使用回数が設定値Ｋになると、回転軸２が、往
復動部材３が上位置にある間に９０度回転される。使用
済電極（１９ｏ）の外し動作も往復動部材３が上位置に
ある間に行なわ九る。更に、新電極（１９゜）の装着動
作も往復動部材３が上位置にある間に行なわれる。

回転軸２を９０度回転させた後、設定回数Ｋまでそのま
ま溶接を繰り返し得る。外し動作および装着動作はこの
設定回数Ｋまでに分散的に行なえばよい。これらの９０
度回転、外し動作および装着動作の３者の内、２者以上
を連続して行なうと、溶接の繰り返しが中断されること
があり得るが、前述のように、３者の内の１者を１回の
溶接の終了毎に行なうようにしているので、溶接の繰り
返しが比較的に長い時間中断されることはない。１者の
動作に時間がかかることにより溶接の休止がある得るが
、この時間は極く短時間であるので、スポット溶接機の
稼動効率はきわめて高い。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、電極ホルダに
装着している一個の電極を設定回数使用すると、電極ホ
ルダが自動的に所定角度回転されて、溶接位置に新しい
電極が位置して溶接がそのまま継続されると共に、設定
回数使用した電極は電極ホルダから自動的に外され、し
かも電極ホルダに１次に使用する新しい電極が自動的に
装着される。したがって、スポット溶接機は実質上中断
することなく溶接を繰り返すことでき、稼動効率が向上
する。また、電極ホルダよりの電極の取り外し作業や電
極ホルダへの電極装着作業が省略となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２ａ図は正面図
、第２ｂ図は電極ホルダ１の拡大正面図である。第３図
は回転軸２の拘止部を示す拡大正面図、第４図は電極送
給台の側面図である。第５図は該実施例の電気要素の組
合せ関係を示すブロック図である。第６図は第５図に示
すマイクロプロセッサ２５の制御動作を示すフローチャ
ートである。 ■＝電極ホルダ　　　　２：回転軸（軸体）３：往復動
部材　　　　４：基台 ５：空気圧装置（第１駆動手段） ６：アーム　　　　　　７：モータ ８：電磁クラッチ　　　９，１０：吊脚１１：空気圧装
置　　　１２：空気圧装置（７，８，１１，１２：第２
駆動手段）１３．１４：ホルダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内空間より外方に向かう複数個の電極装着穴を放
   射状に有する電極ホルダ； 溶接電極装着穴が分布した面に直交する、電極ホルダを
   固着した軸体； 該軸体を枢着した往復動部材； 往復動部材を往復駆動する第１駆動手段； 該軸体を回転駆動する第２駆動手段； 電極ホルダの内空間に位置し、電極ホルダの電極装着穴
   の電極を外方に打つハンマ； ハンマを駆動する第３駆動手段； 電極ホルダの外空間に位置し、電極ホルダの電極装着穴
   に外方より電極を供給する電極送り手段； 電極送り手段を駆動する第４駆動手段； 電極ホルダの、１つの電極の外方先端に対向する対向電
   極； 第１駆動手段を付勢する往復駆動制御手段；溶接回数を
   カウントし、カウント値が設定値に合致すると第２駆動
   手段を付勢して電極ホルダを回転させる回転制御手段； 回転後第３駆動手段を付勢するハンマ制御手段；および
   、 回転後第４駆動手段を付勢する電極送り制御手段； を備えるスポット溶接機の電極装置。
2. （２）第２駆動手段は、前記軸体の回転を阻止する回転
   拘止手段、軸体を回転駆動するための電動機、および電
   動機と軸体とを結合する電磁クラッチでなる前記特許請
   求の範囲第（１）項記載の、スポット溶接機の電極装置
   。