JPS635885A - スポツト溶接方法およびそのためのロボツト装置 - 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方法およびそのためのロボット装
置の改良に係り、詳しくは、被溶接個所を両側から加圧
して溶接を行うようにしたスポット溶接方法およびその
ためのロボ−／　ト装置に関する。

〔従来技術〕

近年、自動車などの大量生産工場にあっては、車体やフ
レームなどの組立作業はいわゆる溶接ロボットにより自
動的に行なわれるようになった。

その代表的な溶接法は、スポット溶接と称される抵抗溶
接で、−方から固定電極を複数枚重ねされた被溶接個所
に裏当てし、その反対側からロボットの手首に把持させ
た可動電極を対向させ、通電・加圧して被溶接個所に熔
融部をつくり、複数枚の板材を接合するものである。固
定電極と可動電極を支持する形態に各種があり、その一
つは、Ｃ型ガン、Ｘ型ガンなどと称され、画電極を一組
のＣまたはＸ型をした挟持手段に把持させ、これをロボ
ットの手首に装着して、被溶接個所を両面から挟み付け
て溶接するものである。また、他の形式としては、強固
な治具により被溶接個所の裏面に平らな裏当て電極を固
定し、これに対してエアシリンダなどで加圧操作される
スタッドガンをロボットに把持させたスタッドガン型な
どがある。

このような各種溶接ロボットは、車体やフレームなどの
各部を迅速に溶接することができるので、大量生産に通
し、組立ラインで多数稼働している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、近時自動車の車体構造はめざましく改良され
ている。その結果、部位によっては、従来のＣ型ガン、
Ｘ型ガンでは対応出来ない個所がでてきた。例えば、フ
ロアパネルを車体に接合する場合、フロアパネルの端部
に取付けられた縦通補強部材の取付端が車体内側に溶接
される。したがって、これを溶接するには、フロアパネ
ルから上方に向けて壁状に形成される車体が障壁となり
、車体の外部からＣ型ガン、Ｘ型ガンなどを対応させる
ことはできない。また、治具により裏当て電極を上記取
付端に固定する場合は、その取付けのために少なからず
手間を要する上に、形状によっては治具自体の保持が困
難なこともある。さらに、車体の形式が変わる度毎に、
治具を取り替えなければならないという難点もある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
従来のＣ型ガン、Ｘ型ガンでは対応できない個所をも、
治具などを用いることなく、被溶接個所を両側から挟み
付けて溶接を行うようにしたスポット溶接方法およびそ
のためのロボット装置を提供することを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するための本発明の方法は、第１図を参
照して説明すると、ガンチップ１を有するチップ側ロボ
ット２と、裏当て電極３ををする裏当て側ロボット４と
を用いて、上記ガンチップ１と裏当て電極３とを各ロボ
ット２．４の運動により対向させ、ワーク５を挟んでス
ポット溶接するスポット溶接方法である。

一方、その方法に使用される手段は、ガンチップ１を定
圧手段６で一定圧に付勢すると共にスプリング７で変位
可能に支持するチップ支持体８を手首２ａに備えたチッ
プ側ロボット２と、裏当て電極３を定圧手段９で一定圧
に付勢すると共にスプリング１０で変位可能に支持する
裏当て電極支持体１１を手首４ａに備えた裏当て側ロボ
ット４と、両ロボット２．４の各手首２ａ、４ａが所定
位置へ到達したことを検知した後、両ロボット２゜４に
ワーク５の加圧を同時に開始させる加圧制御手段１２と
、を備えたことである。

〔発明の効果〕

本発明のスポット溶接方法は、ガンチップを有するチッ
プ側ロボットと、裏当て電極を有する裏当て側ロボット
とを用いて、上記ガンチップと裏当て電極とを各ロボッ
トの運動により対向させ、ワークを挟んでスポット溶接
することができる。

ロボット装置は、ガンチップを一定圧で付勢すると共に
スプリングで変位可能に支持するチップ支持体を手首に
備えたチップ側ロボットと、裏当で電極を一定圧に付勢
すると共にスプリングで変位可能に支持する裏当て電極
支持体を手首に備えた裏当て側ロボットと、両ロボット
の各手首が所定位置へ到達したことを検知した後、両ロ
ボットにワークの加圧を同時に開始させる加圧制御手段
と、を具備しているので、従来のＣ型ガン、Ｘ型ガンな
どを装備したロボットでは対応できない個所をも溶接で
き、かつ治具で裏当て電極を取付ける必要がないので、
生産機種の多様化にフレキシブルに対応することができ
る。

〔実　施　例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

本スポット溶接方法は、第１図に示すように、ガンチッ
プ１ををするチップ側ロボット２と、裏当て電極３を有
する裏当て側ロボット４とを用いて、上記ガンチップ１
と裏当て電極３とを各ロボット２，４の運動により対向
させ、ワーク５を挟んでスポット溶接するものである。

この溶接方法に使用されるロボット装置は、同図に示さ
れるように、ガンチップ１を定圧手段６で一定圧に付勢
すると共にスプリング７で変位可能に支持するチップ支
持体８を手首２ａに備えたチップ側ロボット２と、裏当
て電極３を定圧手段９で一定圧に付勢すると共にスプリ
ング１０で変位可能に支持する裏当て電極支持体１１を
手首４ａに備えた裏当て側ロボット４と、両ロボット２
，４の各手首２ａ、４３が所定位置へ到達したことを検
知した後、両ロボット２．４にワーク５の加圧を同時に
開始させる加圧制御手段１２と、を備えている。

ガンチップ１は、尖頭丸棒状のスタッド型の電極チップ
で、円筒状のチップ支持体８に変位自在に設けられるチ
ャック８ａに取付けられ、定圧手段６およびスプリング
７により先端方向に付勢される。チップ支持体８は、図
示しないレギュレータにより、−定圧に調整される空気
が封入されたシリンダよりなる定圧手段６を具備し、そ
の付勢方向と同方向に弾発力を有するスプリング７がシ
リンダ内に介装され、上記チャック８ａがこれらによっ
て外方に付勢される。裏当て電極３は、ワ−り５を挟ん
で上記ガンチップ１を確実に受けることができるように
、偏平なｌコ形状の当接面３ａが形成された受は電極で
、上記チップ支持体８と同様の構造をなす裏当て電極支
持体１１に取付けられる。図中、ｌｌａは、チャックで
ある。なお、ガンチップ１と裏当て電極３は、加圧制御
手段１２の指令信号により操作される溶接機１３の出力
端子に接続される。ガンチップ１と裏当て電極３とをワ
ーク５を挟んで等間隔の位置に導き、加圧制御手段１２
により同時に加圧動作が開始されるようになっている。

ガンチップ１と裏当て電極３は、ロボット２゜４の加圧
動作により、第２図の加圧力曲線に示すように、その先
端がワーク５に同時に当接すると、瞬時に一定圧力Ｆ１
に加圧される。これは、定圧手段６に予め設定された空
気圧力による。ロボット２．４の手首２ａ、４ａは加圧
のためにさらに前進する。その結果、ガンチップ１と裏
当て電極３は、あたかも追加圧されるように、スプリン
グ７．１０の弾発力に抗しつつチップ支持体８に対して
後退し、所定圧力Ｆ２まで加圧される。このように、定
圧手段６，９による加圧に加えて、スプリング７．１０
の弾発力を付加し、ガンチップ１および裏当て電極３を
それぞれ後退変位可能に支持させたのは、ワーク５の製
作誤差や仮り組み誤差、あるいは、ガンチップ１の損耗
などを充分吸収できるようにするためである。つまり、
以上のように構成すれば、溶接加圧時に、ガンチップ１
が対向する裏当て電極３と同期して加圧されることによ
り、ワーク５を挟んで相互に柔軟に押圧し合い、常に均
等な加圧力でワーク５を加圧できる。もし、加圧時に、
上記の誤差等によりワーク５に対するガンチップ１と裏
当て電極３の当接時期が一致しないと、ガンチップｌが
ワーク５を貫通したり、あるいはワーク５を一方に偏曲
させたりして、溶接がうまくなされないことがあるが、
本ロボット装置にあっては、そのようなトラブルの発生
を回避できる。なお、両ロボット２，４は、個々に教示
された通りの動作を繰り返し行う、既存の溶接ロボット
である。

加圧制御手段１２は、マイクロコンピュータ−などより
なり、第３図のフローチャートおよび第４図のタイムチ
ャートに示されるように、両ロボット２．４を同期させ
て加圧動作をさせるように指令を発する。

以下に、動作について解説する。まず、裏当て側ロボッ
ト４が動作を開始しくＳＧ２参照）、手首４ａが、教示
した所定の溶接位置に移動される（ステップ１、以下８
１などと記す）。チップ側ロボット２が同様に動作を開
始しく５Ｇ７）、追従する。なお、手首２ａ、４ａが溶
接位置に到着したかどうかは、各ロボット自体が確認す
る（ＳＧＩ。

５Ｇ６）。

手首２ａ、４ａが導入された位置の打点番号が加圧制御
手段１２に発信され（Ｓ２．ｓ２）、両者が比較され（
Ｓ３）、溶接可能がどうがが問われる（Ｓ４）。打点番
号が一致していれば、溶接可能と判断され、両ロボット
２．４に加圧槽゛令が発せられ（Ｓ５）、両ロボット２
，４は同時に加圧動作を開始する（３７．ｓ７．５Ｇ５
）、なお、−定時間経過後においても一致していなけれ
ば、故障と判断され、エラー信号が発せられる（Ｓ６）
。

所定圧までの加圧が完了すると（Ｓ８．ｓ３゜ＳＧ３．
５Ｇ８）　、両ロボット２，４から加圧制御手段１２に
加圧完了信号が発せられ（Ｓ９．ｓ９）、加圧制御手段
１２は、双方の加圧の完了を待って（ＳＩＯ）、溶接開
始信号を溶接機１３に発信する（Ｓｌｌ）。通電が開始
され（Ｓ１２）、所定時間、溶接通電される（ＳＧ４．
３Ｇ９）。なお、前記の加圧状態は溶接通電中維持され
る（ＳＧ５）。

通電が終了すると（Ｓ１３）、加圧制御手段１２に終了
信号が発せられ、終了が確認され（Ｓ１４）、加圧制御
手段１２から加圧解除信号が両ロボット２．４に発せら
れる（Ｓ１５）。そして、加圧が解除され（Ｓ　１６．
　　ｓ　１６）　、両ロボット２，４は元の位置に復帰
する（ＳＧ２．５Ｇ７）。

このように、加圧制御手段１２によって両ロボット２，
４の溶接時における加圧動作が同期して行われるので、
従来のＣ型ガン、Ｘ型ガンなどを装備した溶接ロボット
では対応できなかった、障壁となる構造の奥に入り込ん
だ個所などの溶接をも、治具を用いることなく、迅速に
行うことができる。例えば、前記したフロアパネルを車
体に接合する場合にも、本スポット溶接方法およびその
ためのロボット装置を通用することができる。したがっ
て、多種類の車体・フレームなどを組立ラインに投入す
る場合においても、柔軟に対応することができ、機能的
で適用領域の広い生産体制を整えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスポット溶接方法およびそのためのロ
ボット装置を説明するための模式図、第２図は実施例に
示すガンチップおよび裏当て電極の加圧曲線、第３図は
フローチャート、第４図はタイムチャートを示す。 １−ガンチップ、２−・チップ側ロボット、２ａ−手首
、３−裏当て電極、４・・−裏当て側ロボット、４ａ・
−手首、５−ワーク、６−定圧手段、７−スプリング、
８・−チップ支持体、９・・−定圧手段、１０−スプリ
ング、１１−裏当て電極支持体、１２−加圧制御手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガンチップを有するチップ側ロボットと、裏当て
   電極を有する裏当て側ロボットとを用いて、上記ガンチ
   ップと裏当て電極とを各ロボットの運動により対向させ
   、ワークを挟んでスポット溶接することを特徴とするス
   ポット溶接方法。
2. （２）ガンチップを定圧手段で一定圧に付勢すると共に
   スプリングで変位可能に支持するチップ支持体を手首に
   備えたチップ側ロボットと、 裏当て電極を定圧手段で一定圧に付勢すると共にスプリ
   ングで変位可能に支持する裏当て電極支持体を手首に備
   えた裏当て側ロボットと、 両ロボットの各手首が所定位置へ到達したことを検知し
   た後、両ロボットにワークの加圧を同時に開始させる加
   圧制御手段と、 を備えたことを特徴とするスポット溶接のためのロボッ
   ト装置。