WO2019188815A1

WO2019188815A1 - 溶接ガン及び溶接方法

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Publication number: WO2019188815A1
Application number: PCT/JP2019/012167
Authority: WO
Inventors: 泰士岩谷; 裕一平田
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2019-10-03
Also published as: US20210213555A1; CN111655419B; CN111655419A; JP6940687B2; US11759880B2; JPWO2019188815A1

Abstract

部品の装填を待つ時間を短くして、タクトタイムを短縮可能な溶接ガン及び溶接方法を提供することを目的とし、部品を順番にワークに抵抗溶接するための溶接ガンであって、溶接ガンは、部品を保持する第１保持部と第２保持部とを有し、第１保持部と第２保持部は、部品をワークに当接させるための当接可能位置と、部品を装填させるための装填可能位置とにそれぞれ切り替え可能であり、第１保持部が当接可能位置にあるときに、第２保持部は装填可能位置にあり、第２保持部が当接可能位置にあるときに、第１保持部は装填可能位置にあるように切り替え可能とされる。

Description

溶接ガン及び溶接方法

　本発明は、溶接ガン及び溶接方法に関する。詳しくは、部品を順番にワークに抵抗溶接するための溶接ガン、及びその溶接ガンを用いた溶接方法に関する。

　従来、溶接方法として抵抗溶接が知られている。抵抗溶接は、スタッドボルト等の部品をワークに当接させた状態で電力を供給し、部品の当接部（打点）に抵抗発熱による局所的な溶融を生じさせることにより溶接を行うものである。

　従来、スタッドボルトをワークに当接させて抵抗溶接する装置において、スタッドボルトの溶接と、新たなスタッドボルトの保持部への装填とを交互に行うことにより、複数のスタッドボルトを順次溶接する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭５９－８９６６９号公報

　しかしながら、上記従来技術は、部品の溶接と部品の装填とを交互に行うため、溶接時には新たなスタッドボルトの装填を行うことができず、装填時にはスタッドボルトの溶接を行うことができない。このため、上記従来技術は、スタッドボルトをワークに溶接した後、次の溶接が可能となるまで、装填工程の終了を待つ時間がかかり、タクトタイムの短縮に課題を有していた。

　本発明は、部品の装填を待つ時間を短くして、タクトタイムを短縮可能な溶接ガン及び溶接方法を提供することを目的とする。

　（１）　本発明に係る溶接ガンは、部品（例えば、後述の部品Ｐ）を順番にワーク（例えば、後述のワークＷ）に抵抗溶接するための溶接ガン（例えば、後述の溶接ガン１）であって、前記溶接ガンは、前記部品を保持する第１保持部（例えば、後述の第１保持部４Ａ）と第２保持部（例えば、後述の第２保持部４Ｂ）とを有し、前記第１保持部と前記第２保持部は、前記部品を前記ワークに当接させるための当接可能位置と、前記部品の装填を受ける装填可能位置とに切り替え可能であり、前記第１保持部が前記当接可能位置にあるときに、前記第２保持部は前記装填可能位置にあり、前記第２保持部が前記当接可能位置にあるときに、前記第１保持部は前記装填可能位置にあるように切り替え可能とされる。

　（１）により、保持部を複数備えることで、一方の保持部によってワークに当接して溶接を行っている間に、他方の保持部に部品を装填することができるため、部品の装填完了までの待ち時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮可能である。

　（２）　（１）に記載の溶接ガンにおいて、前記第１保持部及び前記第２保持部は、いずれも前記部品に電力を供給する通電部を兼ねていることが好ましい。

　（２）により、通電部を別に装備する必要がないため、溶接ガンの構成を簡素化でき、溶接ガンの小型化が可能となる。

　（３）　（１）又は（２）に記載の溶接ガンにおいて、前記溶接ガンは、前記ワークを、電極チップ（例えば、後述の電極チップ２３）と、前記第１保持部及び前記第２保持部に保持される前記部品とによって挟持することで、前記ワークと前記部品とを抵抗溶接するものであって、前記電極チップは、前記第１保持部及び前記第２保持部に対して、それぞれ進退可能に前記溶接ガンに支持されると共に、前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記溶接ガンに備わる固定アーム（例えば、後述の固定アーム３）の先端部（例えば、後述の先端部３１）に支持されることが好ましい。

　（３）により、第１保持部及び第２保持部が、可動側ではなく、固定側に取り付けられるため、電極チップと部品とでワークを挟持するに当たり、可動側の重量を軽くすることができる。このため、可動のためのアクチュエータ等を最小限の大きさに抑えることができ、結果として、溶接ガン全体を軽量コンパクトにすることができる。

　（４）　本発明に係る溶接方法は、部品（例えば、後述の部品Ｐ）の保持部を複数備える溶接ガン（例えば、後述の溶接ガン１）を用いて前記部品を順番にワーク（例えば、後述のワークＷ）に抵抗溶接する方法であって、第１の部品を第１保持部（例えば、後述の第１保持部４Ａ）に装填する第１装填ステップと、前記第１装填ステップの後であって、前記第１保持部を、前記第１の部品を前記第１保持部によって前記ワークに当接可能となる位置に切り替える動作と、第２保持部（例えば、後述の第２保持部４Ｂ）を、次の打点に溶接される第２の部品を前記第２保持部に装填可能な位置に切り替える動作とを含む第１切替ステップと、前記第１切替ステップの後に、前記第１の部品を前記第１保持部によって前記ワークに当接させて溶接する第１溶接ステップと、前記第１溶接ステップの後に、前記溶接ガンを次の打点位置に移動させる移動ステップと、前記第２の部品を前記第２保持部に装填する第２装填ステップと、前記第２装填ステップの後であって、前記第２保持部を、前記第２の部品を前記第２保持部によって前記ワークに当接可能な位置に切り替える動作と、前記第１保持部を、更に次の打点に溶接される第３の部品を前記第１保持部に装填可能な位置に切り替える動作とを含む第２切替ステップと、前記第２切替ステップ後に、前記第２装填ステップによって前記第２保持部に装填された前記第２の部品を、前記第２保持部によって前記ワークに当接させて溶接する第２溶接ステップとを有し、前記第２装填ステップは、前記第１溶接ステップと重なる時刻において行われる。

　（４）により、部品の保持部を複数備えて溶接を行うことで、第１溶接ステップと重なる時刻で第２装填ステップを行うため、次に溶接される部品の装填完了までの待ち時間を短くすることができ、結果としてタクトタイムを短縮することができる。

　（５）　（４）に記載の溶接方法において、前記第２装填ステップは、前記第１溶接ステップ中のみで行われることが好ましい。

　（５）により、移動ステップ中に部品の装填が行われることがないため、移動中の加速度変化等による装填不良等を回避することができる。

　（６）　（４）又は（５）に記載の溶接方法において、前記第２切替ステップは、前記移動ステップと重なる時刻において行われることが好ましい。

　（６）により、移動中に保持部の位置を切り替えるため、切り替えのための待ち時間を短縮することができ、タクトタイムを更に短縮可能である。

　（７）　（６）に記載の溶接方法において、前記第２切替ステップは、前記移動ステップ中のみで行われることが好ましい。

　（７）により、溶接ステップや装填ステップ中に保持部の位置の切り替えが行われないため、部品の溶接不良や部品の装填不良を回避することができる。

　本発明によれば、部品の装填を待つ時間を短くして、タクトタイムを短縮可能な溶接ガン及び溶接方法を提供することができる。

本発明に係る溶接ガンの一実施形態を示す側面図である。図１に示す溶接ガンをＡ方向から見た正面図である。図１に示す溶接ガンの主要部をＢ方向から見た平面図である。図２中のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。図２中のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。図１に示す溶接ガンのカムと溶接ガンの作業時の時刻における保持部の位置とを示す図である。本発明に係る溶接ガンによる作業工程を説明する工程図である。図６中の時刻Ｔ１における第１保持部の位置を説明する図である。図６中の時刻Ｔ１における第２保持部の位置を説明する図である。図６中の時刻Ｔ２における第１保持部の位置を説明する図である。図６中の時刻Ｔ２における第２保持部の位置を説明する図である。図６中の時刻Ｔ３における第１保持部の位置を説明する図である。図６中の時刻Ｔ３における第２保持部の位置を説明する図である。図６中の時刻Ｔ４における第１保持部の位置を説明する図である。図６中の時刻Ｔ４における第２保持部の位置を説明する図である。本発明に係る溶接ガンの他の実施形態の要部を一部破断して示す側面図である。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明に係る溶接ガンの一実施形態を示す側面図である。図２は、図１に示す溶接ガンをＡ方向から見た正面図である。図３は、図１に示す溶接ガンの主要部をＢ方向から見た平面図である。図４は、図２中のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。図５は、図２中のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。
　なお、図中に十字の矢印で示す方向は、本明細書における溶接ガン１の方向を示している。Ｄ１１－Ｄ１２方向は、溶接ガン１の前後方向を示す。Ｄ１１方向は溶接ガン１の前方側（先端側ともいう）であり、Ｄ１２方向は溶接ガン１の後方側（基端側ともいう）である。Ｄ２１－Ｄ２２方向は、溶接ガン１の上下方向を示す。Ｄ２１方向は溶接ガン１の上方側であり、Ｄ２２方向は溶接ガン１の下方側である。Ｄ３１－Ｄ３２方向は、溶接ガン１の幅方向を示す。Ｄ３１方向は、図１に示す溶接ガン１を基準にした場合の紙面の奥側に向かう方向であり、Ｄ３２方向は、図１に示す溶接ガン１を基準にした場合の紙面の手前側に向かう方向である。

　図１に示すように、本実施形態の溶接ガン１は、図示上側に配置される可動アーム２と、図示下側に配置される固定アーム３と、を有する。可動アーム２の基端側は、回動機構１０と連結されている。これにより、可動アーム２は、固定アーム３に対して、先端側を固定アーム３に対して進退可能に設けられている。この溶接ガン１は、ロボットアーム（図示せず）に取り付けられ、ロボット（図示せず）の動作により、自動車の車体を構成する金属パネル材等のワークＷの任意の溶接位置に移動可能に構成される。

　可動アーム２の先端部２１には、固定アーム３側に向けて突出する可動電極部２２が設けられている。可動電極部２２は、先端に電極チップ２３を有する。一方、固定アーム３の先端部３１には、ワークＷに溶接するスタッドボルト等の部品Ｐを保持するための複数の保持部が支持されている。本実施形態の溶接ガン１は、図１における紙面手前側（図２における右側）に配置される第１保持部４Ａと、図１における紙面奥側（図２における左側）に配置される第２保持部４Ｂとの２つの保持部を有している。本実施形態の溶接ガン１は、これら第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとを固定アーム３側に取り付けているため、ワークＷを挟持するに当たり、可動側である可動アーム２の重量を軽くすることができる。このため、可動アーム２を可動させるための回動機構１０に設けられるアクチュエータ等を最小限の大きさに抑えることができる。その結果、溶接ガン１の全体を軽量コンパクトにすることができる。

　第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、いずれも棒状体からなる同一の構成を有する。本実施形態の第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、ワークＷに対して溶接する金属製の部品Ｐをその先端に保持する機能を有すると共に、部品Ｐに対して電力を供給する固定電極部としても機能する。即ち、この第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、可動アーム２が固定アーム３に対して接近する方向に移動した際に、可動アーム２に設けられる可動電極部２２の電極チップ２３と保持した部品Ｐとの間でワークＷを加圧して挟持する。その状態で、可動電極部２２と第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂにより構成される固定電極部との間に電流を流すことにより、部品ＰとワークＷとの当接面に発生する抵抗発熱によって、部品Ｐの当接部（打点）を局所的に溶融させ、部品ＰをワークＷに溶接するものである。

　このように、本実施形態の溶接ガン１の第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、いずれも部品Ｐに電力を供給する通電部を兼ねている。部品Ｐを保持する部材と電力供給する通電部とを個別に設ける必要がないため、溶接ガン１の構造を簡素化でき、溶接ガン１をより軽量コンパクトにすることができる。
　なお、以下において、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとを区別することなく総称する場合には、単に「保持部４」という。本発明における溶接ガンに設けられる保持部の数は、複数であればよく、２つに制限されない。

　第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、切替え機構１００によって、部品ＰをワークＷに当接させるための「当接可能位置」と、部品Ｐの装填を受ける「装填可能位置」とに切り替え可能に設けられている。以下、この第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂを、「当接可能位置」と「装填可能位置」とに切り替えるための切替え機構１００の具体的な構成について説明する。

　第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、図４及び図５に示すように、個別に設けられた揺動アーム４１にそれぞれ固定されている。各揺動アーム４１は、保持部４を固定している固定部４１１と、この固定部４１１に対して略直交して配置される軸取付け部４１２とにより、側面視で略Ｌ型に形成されている。

　各揺動アーム４１の軸取付け部４１２は、固定アーム３上に配置されるスライドアーム５の先端に保持されている。スライドアーム５は、固定アーム３の先端部３１の上側に、固定アーム３の前後方向（Ｄ１１－Ｄ１２方向）に沿って配置されている。スライドアーム５の先端側は、図３に示すように、幅方向（Ｄ３１－Ｄ３２方向）に３本に分岐することにより、それらの間に各揺動アーム４１を挟持するための２つの挟持溝５１を有している。各挟持溝５１は、固定アーム３の先端側（Ｄ１１方向）に向けて開放する形状を有する。

　スライドアーム５の先端には、２つの挟持溝５１に亘って、幅方向に延びるシャフト５２が設けられている。各揺動アーム４１の軸取付け部４１２は、それぞれ挟持溝５１内に配置されると共に、シャフト５２の外周に嵌合して取り付けられている。これにより、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、シャフト５２を中心として、固定アーム３の前後方向に互いに独立して回転可能となっている。なお、軸取付け部４１２の周端面は、シャフト５２を中心とする円弧形状に形成されている。

　なお、図１～図５に示す溶接ガン１において、第１保持部４Ａは、シャフト５２を中心として後方側（Ｄ１２方向）に回動することにより、固定アーム３に対して略水平に倒伏した姿勢位置にある。また、第２保持部４Ｂは、シャフト５２を中心として前方側（Ｄ１１方向）に回動することにより、固定アーム３に対して略垂直に起立した姿勢位置にある。図示する第１保持部４Ａの姿勢位置は、本発明における「装填可能位置」であり、第２保持部４Ｂの姿勢位置は、本発明における「当接可能位置」である。

　固定アーム３の上面には、図３～図５に示すように、固定アーム３の幅方向（Ｄ３１－Ｄ３２方向）に亘って延びるガイドレール３２が設けられている。ガイドレール３２には、スライドアーム５の下面側に取り付けられたスライダー５３が係合している。また、スライドアーム５の基端側にはブラケット５４が取り付けられている。ブラケット５４の端部５４ａは、固定アーム３の上面に設けられたエアシリンダ３３のピストンロッド３３ａと連結されている。エアシリンダ３３のピストンロッド３３ａは、固定アーム３の幅方向（Ｄ３１－Ｄ３２方向）に沿って進退移動するように構成される。従って、スライドアーム５は、ブラケット５４を介してエアシリンダ３３のピストンロッド３３ａの駆動力を受けることにより、ガイドレール３２に沿って、固定アーム３の幅方向にスライド移動可能に構成される。このスライドアーム５のスライド移動に伴って、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂも、固定アーム３の幅方向に沿って一体にスライド移動する。

　なお、スライドアーム５の移動ストロークの両端の停止位置は、図示しないリミットスイッチによって検出され、その検出信号をトリガーとしてエアシリンダ３３の稼動及び停止が制御される。図３に示すように、ガイドレール３２の両端部の近傍には、ストッパ３４がそれぞれ設けられており、スライドアーム５のスライド移動時に、いずれかのストッパ３４と当接することにより、移動ストロークが制限されるようになっている。

　また、固定アーム３の上面には、ガイドレール３２よりも先端側に、固定アーム３の幅方向に亘る所定の幅を有するテーブル３５が設けられている。テーブル３５は、平坦な上面を有している。スライドアーム５の先端は、このテーブル３５の上方において、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂを回動可能に支持している。

　テーブル３５の上面には、カム６が固定されている。カム６は、所定の厚みを有する板状部材によって形成されている。カム６は、テーブル３５の上方に配置されるスライドアーム５の下方から上方にかけて、スライドアーム５の先端側を包み込むように湾曲した形状を有している。このカム６は、スライドアーム５の幅方向のスライド移動に連動して、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂを「当接可能位置」又は「装填可能位置」のいずれかに切り替えるためのガイド部材として機能する。

　このカム６の具体的な形状について、図２、図４～図６を参照して更に説明する。図６には、テーブル３５上のカム６を正面（図１におけるＡ方向）から見た様子が示されている。
　カム６は、基板部６１と、湾曲板部６２と、ガイド板部６３と、を一体に有する。基板部６１は、平板状に形成され、テーブル３５に取り付けられることにより、カム６をテーブル３５上に固定している。湾曲板部６２は、基板部６１の先端側から上方に向けて円弧状に湾曲している。ガイド板部６３は、湾曲板部６２の上端縁に沿って設けられている。

　更に湾曲板部６２及びガイド板部６３について説明する。
　湾曲板部６２は、シャフト５２を中心として、固定アーム３の先端側に凸となる円弧状に湾曲している。湾曲板部６２は、図４に示すように、カム６の幅方向の両端部で約１８０°の円弧形状を有しているのに対し、図５に示すように、カム６の幅方向の中央部では約９０°の円弧形状を有している。湾曲板部６２は、カム６の幅方向の両端部から中央部にかけて連続して湾曲している。スライドアーム５の先端側、具体的には、スライドアーム５のシャフト５２及び各揺動アーム４１の軸取付け部４１２は、図４及び図５に示すように、この湾曲板部６２の内側（凹側）に収容されて配置されている。

　ガイド板部６３は、一定幅を有する帯板状に形成されている。このガイド板部６３は、湾曲板部６２の上端縁において、湾曲板部６２の円弧形状の径方向の外側に向けて立ち上がるように延びている。具体的には、カム６の幅方向の両端部では、ガイド板部６３は、図４に示すように、固定アーム３の上方に向けて略垂直に突出するようにそれぞれ形成されている。一方、カム６の幅方向の中央部では、ガイド板部６３は、図５に示すように、固定アーム３の先端側に向けて略水平に突出するように形成されている。

　湾曲板部６２は、カム６の幅方向に連続して湾曲しているため、湾曲板部６２の上端縁もカム６の幅方向に連続して形成されている。従って、ガイド板部６３は、カム６の両端部から中央部にかけて、上向きから横向きに連続して変化するガイド面を形成している。なお、以下、ガイド板部６３が両端部においてそれぞれ上向きとなる部位を、「第１の部位」といい、ガイド板部６３が中央部において横向きとなる部位を、「第２の部位」という。

　各揺動アーム４１の固定部４１１は、保持部４が「装填可能位置」に配置される倒伏姿勢にあるときに、軸取付け部４１２に対して固定アーム３の上方に向けて突出し、保持部４が「当接可能位置」に配置される起立姿勢にあるときに、軸取付け部４１２に対して固定アーム３の先端側に向けて突出するように配置されている。各揺動アーム４１の固定部４１１において、保持部４が固定されている側の反対側には、一対のローラ４２が配置されている。

　一対のローラ４２は、保持部４が固定されている固定部４１１の面の反対面に固定されたローラ支持部４３に回転可能に支持されている。一対のローラ４２の回転軸は、図４に示すように、保持部４が「装填可能位置」にあるときに、固定アーム３の上下方向（Ｄ２１－Ｄ２２方向）に沿い、図５に示すように、保持部４が「当接可能位置」にあるときに、固定アーム３の前後方向（Ｄ１１－Ｄ１２方向）に沿うように配置されている。

　一対のローラ４２は、カム６のガイド板部６３を両側から挟んでいる。これにより、保持部４は、一対のローラ４２を介してカム６と係合している。これにより、一対のローラ４２は、スライドアーム５がガイドレール３２に沿って幅方向にスライド移動するのに伴い、ガイド板部６３の立ち上り方向の変化に追従して転動する。そして、一対のローラ４２がガイド板部６３の第１の部位に移動したとき、一対のローラ４２の回転軸は、固定アーム３の上下方向に沿うように配置され、揺動アーム４１を、シャフト５２を中心として後方に回動させる。その結果、保持部４は倒伏姿勢となり、「装填可能位置」に配置される。一方、一対のローラ４２が、ガイド板部６３の第２の部位に移動したとき、一対のローラ４２の回転軸は、固定アーム３の前後方向に沿うように配置され、揺動アーム４１を、シャフト５２を中心として前方に回動させる。その結果、保持部４は起立姿勢となり、「装填可能位置」に配置される。

　ここで、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、固定アーム３の幅方向に並設されているため、第１保持部４Ａ側の一対のローラ４２がガイド板部６３に対して係合している箇所と、第２保持部４Ｂ側の一対のローラ４２がガイド板部６３に対して係合している箇所とは、カム６の幅方向に異なっている。具体的には、スライドアーム５が移動ストロークの最も手前側（Ｄ３２方向側）の端部に配置されているとき（図１～図５に示す状態のとき）、第１保持部４Ａ側の一対のローラ４２は、ガイド板部６３の第１の部位を挟持し（図４参照）、第２保持部４Ｂ側の一対のローラ４２は、ガイド板部６３の第２の部位を挟持している（図５参照）。これにより、第１保持部４Ａは「装填可能位置」に配置され、第２保持部４Ｂは「当接可能位置」に配置されている。

　この状態から、スライドアーム５が移動ストロークの最も奥側（Ｄ３１方向）に移動すると、第１保持部４Ａ側の一対のローラ４２は、ガイド板部６３に沿って第１の部位から第２の部位に向けて移動し、第２保持部４Ｂ側の一対のローラ４２は、ガイド板部６３に沿って第２の部位から第１の部位に向けて移動する。そして、スライドアーム５が移動ストロークの奥側の端部に到達すると、第１保持部４Ａ側の一対のローラ４２は、ガイド板部６３の第２の部位を挟持し、第２保持部４Ｂ側の一対のローラ４２は、ガイド板部６３の第１の部位を挟持する。これにより、第１保持部４Ａは「当接可能位置」に切り替えられ、第２保持部４Ｂは「装填可能位置」に切り替えられる。

　以上のように構成される切替え機構１００により、溶接ガン１の第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとは、「装填可能位置」と「当接可能位置」とに切り替え可能とされる。この切り替え動作は、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとで交互に行われる。従って、図１～図５に示すように、一方の保持部４が「装填可能位置」に切り替えられるとき、他方の保持部４は「当接可能位置」に切り替えられる。この切替え機構１００は、カム６によって保持部４の姿勢を切り替える構成であるため、切替えの駆動源は、スライドアーム５を幅方向に移動させるための駆動源（本実施形態ではエアシリンダ３３）のみで済み、保持部４を起立又は倒伏させるための専用の駆動源は必要ない。このため、切替え機構１００は簡素に構成可能である。

　保持部４は、「装填可能位置」に配置されたときに、先端部４ａに部品Ｐの装填を受ける。具体的には、図１及び図３に示すように、固定アーム３には、保持部４が「装填可能位置」に配置されて倒伏姿勢をとっているときに、先端部４ａに部品Ｐを装填するための一対のマガジン７がそれぞれ配置されている。マガジン７には、ワークＷに溶接する複数の部品Ｐが収納されている。マガジン７内の部品Ｐは、例えばエア等を用いた供給装置７１により、「装填可能位置」に配置された保持部４の先端部４ａに一つずつ装填される。

　一方、保持部４には、「当接可能位置」に配置されて先端部４ａに保持された部品ＰをワークＷに当接させたときに、可動アーム２の可動電極部２２に設けられる電極チップ２３との間に、固定アーム３から電力が供給される。具体的には、図４及び図５に示すように、保持部４の基端部４ｂの側面には、固定アーム３からの電流を保持部４に供給するための側面視略Ｌ型の導電板４４の一端部４４ａが固定されている。導電板４４は、保持部４の基端部４ｂから、揺動アーム４１の固定部４１１を越えて保持部４とは反対方向に延びている。導電板４４の他端部４４ｂは、固定部４１１とは反対側のローラ支持部４３の端面に固定されている。これにより、ローラ支持部４３は、揺動アーム４１の固定部４１１と導電板４４の他端部４４ｂとの間で挟持される形となっている。

　導電板４４の他端部４４ｂには、ローラ支持部４３とは反対面側に、可動側電極板４５が固定されている。一方、固定アーム３の上面には、テーブル３５よりも先端側に、固定側電極板４６が設けられている。固定側電極板４６には、固定アーム３から電力が供給されている。図４及び図５に示すように、可動側電極板４５と固定側電極板４６とは、保持部４が「当接可能位置」に切り替えられ、溶接時に可動アーム２の可動電極部２２との間でワークＷを挟持することにより加圧力が作用したときに、互いに密着して電気的に接続されるように配置されている。これにより、「当接可能位置」に配置された保持部４の先端部４ａの部品Ｐには、固定アーム３から、固定側電極板４６、可動側電極板４５、導電板４４及び保持部４の基端部４ｂを経由して、可動アーム２側の電極チップ２３との間に電力が供給され、部品Ｐは抵抗発熱によってワークＷに溶接される。これら可動側電極板４５及び固定側電極板４６は、耐久性及び導電性を良好にする観点から、銅等よりも硬度を有するタングステンにより構成されることが望ましい。

　次に、この溶接ガン１による溶接方法について、図６～図１１Ｂを参照して説明する。
　図６中に示すＴ１～Ｔ４は、本実施形態の溶接ガン１の作業動作時の時刻を示している。図７は、溶接ガン１による作業工程を説明する工程図である。図８Ａ～図１１Ｂは、図６中の各時刻における第１保持部及び第２保持部の位置を説明する図である。図８Ａ～図１１Ｂでは、説明の理解を容易にするため、切替え機構１００の要部のみを模式的に示している。
　なお、図６中のＴ１～Ｔ４で示される位置は、その時刻における第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂのカム６に対するそれぞれの位置（一対のローラ４２がカム６のガイド板部６３を挟持する位置）を示している。図６では、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとの時刻を区別するため、第２保持部４Ｂの時刻のみを括弧付きで示している。

　先ず、ロボットは溶接ステップを実行する。このとき、溶接ガン１は、図示しないロボットにより移動され、ワークＷの所定の打点位置（溶接位置）に配置されている。
　この溶接ステップにおいて、時刻Ｔ１では、第１保持部４Ａの一対のローラ４２は、カム６の幅方向の端部に配置されるガイド板部６３の第１の位置を挟持する。これにより、第１保持部４Ａは、図８Ａに示すように、後方に倒伏した「装填可能位置」に配置される。このとき、第１保持部４Ａの先端部４ａには、マガジン７から一つの部品Ｐ（第１の部品）が供給されて保持される（第１装填ステップ）。

　また、同じく時刻Ｔ１では、第２保持部４Ｂの一対のローラ４２は、カム６の幅方向の中央部に配置されるガイド板部６３の第２の位置を挟持する。これにより、第２保持部４Ｂは、図８Ｂに示すように、起立した「当接可能位置」に配置される。このとき、第２保持部４Ｂの先端部４ａには、既にマガジン７から供給された一つの部品Ｐ（第２の部品）が保持されている。この状態で、溶接ガン１は、可動アーム２の可動電極部２２と、固定アーム３の第２保持部４ＢとでワークＷを挟持する。第２保持部４Ｂが起立することにより、第２保持部４Ｂの可動側電極板４５と固定アーム３の固定側電極板４６とが密着し、図８Ｂ中の矢印で示す通電経路のように、固定アーム３側から第２保持部４Ｂの部品Ｐに電力が供給される。これにより、部品Ｐが抵抗発熱によってワークＷに溶接される（第２溶接ステップ）。

　この溶接ステップにおいて、第１装填ステップは、第２溶接ステップと重なる時刻において実行される。具体的には、図７に示すように、本実施形態において第１保持部４Ａに部品Ｐを装填する第１装填ステップは、第２保持部４Ｂに保持される部品ＰをワークＷに溶接する第２溶接ステップの中のみ、即ち、第２溶接ステップの始端から終端までの間で実行される。

　なお、図８Ａ～図１１Ｂに符号１０１で示す部位は、切替え機構１００における絶縁体の部位を示している。これにより、固定アーム３からの電力は、固定側電極板４６、可動側電極板４５及び導電板４４のみを経由して、保持部４に供給されるようになっている。

　第２保持部４Ｂにより第２溶接ステップが実行された後、ロボットは、溶接ガン１をワークＷに対する次の打点位置（溶接位置）まで移動させる移動ステップを実行する。
　この移動ステップでは、溶接ガン１が移動する間に、切替え機構１００によって第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂの位置の切替えが行われる（第１切替ステップ）。即ち、第１切替ステップでは、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂの位置を切り替えるために、スライドアーム５が幅方向（Ｄ３１方向）に移動し、これに伴い、一対のローラ４２がカム６のガイド板部６３を挟持する位置も、Ｔ１時の位置からＴ２時の位置へと変化する。

　時刻Ｔ２では、第１保持部４Ａの一対のローラ４２は、カム６のガイド板部６３における第１の位置から第２の位置に向かう移動の途中にあり、第１の位置と第２の位置とのほぼ中間の位置を挟持する。これにより、第１保持部４Ａは、図９Ａに示すように、倒伏姿勢から当接可能位置に向けて起立姿勢になるために前方に回動する。この第１保持部４Ａの先端部４ａには、第１装填ステップで供給された部品Ｐ（第１の部品）が保持されている。

　同じく時刻Ｔ２では、第２保持部４Ｂの一対のローラ４２は、カム６のガイド板部６３における第２の位置から第１の位置に向かう移動の途中にあり、第２の位置と第１の位置のほぼ中間の位置を挟持する。これにより、溶接を終えた第２保持部４Ｂは、図９Ｂに示すように、起立姿勢から装填可能位置に向けて倒伏姿勢になるために後方に回動する。

　この第１切替ステップは、移動ステップと重なる時刻において行われる。即ち、第１切替ステップは、溶接ガン１がワークＷに対する次の打点位置まで移動する時刻と重なる時刻において実行される。本実施形態では、第１切替ステップは、移動ステップの始端から終端までの間に完全に重なる時刻で実行されるようになっている。

　次いで、スライドアーム５が更に幅方向（Ｄ３１方向）に移動し、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂが時刻Ｔ３の位置まで移動したら、ロボットは、再び溶接ステップを実行する。
　この溶接ステップでは、時刻Ｔ３において、第１保持部４Ａの一対のローラ４２は、カム６の幅方向の中央部に配置されるガイド板部６３の第２の位置を挟持する。これにより、第１保持部４Ａは、図１０Ａに示すように、起立した「当接可能位置」に配置される。このとき、第１保持部４Ａの先端部４ａには、既にマガジン７から供給された一つの部品Ｐ（第１の部品）が保持されている。この状態で、溶接ガン１は、可動アーム２の可動電極部２２と、固定アーム３の第１保持部４ＡとでワークＷを挟持する。第１保持部４Ａが起立することにより、第１保持部４Ａの可動側電極板４５と固定アーム３の固定側電極板４６とが密着し、図１０Ａ中の矢印で示す通電経路のように、固定アーム３側から第１保持部４Ａの部品Ｐに電力が供給される。これにより、部品Ｐが抵抗発熱によってワークＷに溶接される（第１溶接ステップ）。

　同じく時刻Ｔ３では、第２保持部４Ｂの一対のローラ４２は、カム６の幅方向の端部に配置されるガイド板部６３の第１の位置を挟持する。これにより、第２保持部４Ｂは、図１０Ｂに示すように、後方に倒伏した「装填可能位置」に配置される。このとき、第２保持部４Ｂの先端部４ａには、マガジン７から一つの部品Ｐ（第２の部品）が新たに供給されて保持される（第２装填ステップ）。

　この溶接ステップにおいて、第２装填ステップは、第１溶接ステップと重なる時刻で実行される。具体的には、図７に示すように、本実施形態において第２保持部４Ｂに部品Ｐを装填する第２装填ステップは、第１保持部４Ａに保持される部品ＰをワークＷに溶接する第１溶接ステップの中のみ、即ち、第１溶接ステップの始端から終端までの間で実行される。

　第１保持部４Ａにより第１溶接ステップが実行された後、ロボットは、溶接ガン１をワークＷに対する更に次の打点位置（溶接位置）まで移動させる移動ステップを再び実行する。
　この移動ステップでは、溶接ガン１が移動する間に、切替え機構１００によって再び第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂの位置の切替えが行われる（第２切替ステップ）。即ち、第２切替ステップでは、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂの位置を切り替えるために、スライドアーム５が第１切替ステップの時とは逆方向（Ｄ３２方向）に移動し、これに伴い、一対のローラ４２がカム６のガイド板部６３を挟持する位置も、Ｔ３時の位置からＴ４時の位置へと変化する。

　時刻Ｔ４では、第１保持部４Ａの一対のローラ４２は、カム６のガイド板部６３における第２の位置から第１の位置に向かう移動の途中にあり、第２の位置と第１の位置とのほぼ中間の位置を挟持する。これにより、溶接を終えた第１保持部４Ａは、図１１Ａに示すように、起立姿勢から装填可能位置に向けて倒伏姿勢になるために後方に回動する。

　同じく時刻Ｔ４では、第２保持部４Ｂの一対のローラ４２は、カム６のガイド板部６３における第１の位置から第２の位置に向かう移動の途中にあり、第１の位置と第２の位置のほぼ中間の位置を挟持する。これにより、部品Ｐ（第２の部品）を保持した第２保持部４Ｂは、図１１Ｂに示すように、倒伏姿勢から当接可能位置に向けて起立姿勢になるために前方に回動する。

　この第２切替ステップも、移動ステップと重なる時刻において行われる。即ち、第２切替ステップは、溶接ガン１がワークＷに対する次の打点位置まで移動する時刻と重なる時刻において実行される。本実施形態では、第２切替ステップも、移動ステップの始端から終端までの間に完全に重なる時刻で実行されるようになっている。

　次いで、スライドアーム５が更に幅方向（Ｄ３２方向）に移動し、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂが再び時刻Ｔ１の位置まで移動したら、ロボットは、更に溶接ステップを実行する。図示しないが、この溶接ステップでは、「装填可能位置」に配置される第１保持部４Ａの先端部４ａに、マガジン７から新たな部品Ｐ（第３の部品）が供給されると共に、「当接可能位置」に配置される第２保持部４Ｂの先端部４ａの部品Ｐ（第２の部品）が、ワークＷの更に次の打点位置に溶接される。以後、スライドアーム５が同様に幅方向にスライド移動することにより、溶接ガン１は、第２溶接ステップ／第１装填ステップ→第１切替ステップ→第１溶接ステップ／第２装填ステップ→第２切替ステップを順次繰り返していく。そして、これに伴い、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは、Ｔ１の位置→Ｔ４の位置の往復移動を繰り返し、「当接可能位置」と「装填可能位置」とに交互に切り替えられる。

　このように、溶接ガン１及びこれを用いた溶接方法によれば、複数の保持部４のうちのいずれか一方の保持部４によってワークＷに部品Ｐを溶接している間に、いずれか他方の保持部４に部品Ｐを供給することができるので、部品Ｐの装填完了までの待ち時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。

　本実施形態の溶接方法において、第１装填ステップ及び第２装填ステップは、それぞれ第１溶接ステップ及び第２溶接ステップの中のみで行われるようにしているので、次の移動ステップ中に部品Ｐの装填作業が行われることがない。このため、移動中の加速度変化等による部品Ｐの装填不良等を回避することができる。

　また、本実施形態の溶接方法において、第１切替ステップ及び第２切替ステップは、移動ステップと重なる時刻において行われるようにしているので、保持部４の位置は、溶接ガン１の移動中に切り替えられ、溶接ガン１の移動が終了した後、即ち、溶接ガン１が打点位置に移動した後に保持部４の位置を切り替える作業を行うことがない。このため、保持部４の位置の切り替えのための待ち時間を短縮することができ、タクトタイムを更に短縮可能である。

　更に、本実施形態の溶接方法において、この第１切替ステップ及び第２切替ステップは、移動ステップ中のみで行われ、移動ステップと完全に重なる時刻で実行されるので、溶接ステップや装填ステップ中に保持部４の位置の切り替えが行われることはない。このため、部品Ｐの溶接不良や部品Ｐの装填不良を回避することができる。

　図１２は、本発明に係る溶接ガンの他の実施形態の要部を一部破断して示す側面図である。図１～図５に示した実施形態の溶接ガン１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、それらの詳細な説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。
　本実施形態の溶接ガン１Ａの切替え機構１００Ａは、図１２に示すように、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとが共通の基台部４７に取り付けられている。

　基台部４７は、略円錐形に形成されており、その円錐面に、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとを固定している。第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂは、基台部４７に略直交するように配置されて互いに異なる方向に突出するように固定されている。図１２では、第１保持部４Ａは、後方に倒伏した姿勢となる「装填可能位置」に配置され、第２保持部４Ｂは、上方に起立した姿勢となる「当接可能位置」に配置されている。

　基台部４７の軸部４８は、固定アーム３の先端部３１に回転可能に取り付けられている。軸部４８は、図示しない駆動機構と連結されている。これにより、基台部４７が、駆動機構によって、所定の回転角度範囲で回転駆動するようになっている。従って、この溶接ガン１Ａは、基台部４７を所定の回転角度範囲で回転させることにより、第１保持部４Ａの位置と第２保持部４Ｂの位置を、上記溶接ガン１と同様に、「当接可能位置」と「装填可能位置」との間で切り替えることができる。

　この溶接ガン１Ａの切替え機構１００Ａは、基台部４７の軸部４８の回転機構を設けるだけで、第１保持部４Ａの位置と第２保持部４Ｂの位置とを切り替えることができるため、切替え機構の構成をより簡素化することができる。その結果、溶接ガンをより軽量コンパクトにすることが可能である。

　以上説明した溶接ガン１、１Ａは、部品を保持する保持部が固定電極部を兼用しているが、部品を保持する保持部は、固定電極部と別体に構成されていてもよい。この場合、部品を溶接する際には、例えば、保持部が部品を固定電極部の先端部まで移動させ、部品を固定電極部とワークとの間に挟持させるように構成することができる。

　１、１Ａ　溶接ガン
　３　固定アーム
　３１　（固定アームの）先端部
　４Ａ　第１保持部
　４Ｂ　第２保持部
　２３　電極チップ
　Ｐ　部品
　Ｗ　ワーク

Claims

　部品を順番にワークに抵抗溶接するための溶接ガンであって、
　前記溶接ガンは、前記部品を保持する第１保持部と第２保持部とを有し、
　前記第１保持部と前記第２保持部は、前記部品を前記ワークに当接させるための当接可能位置と、前記部品の装填を受ける装填可能位置とにそれぞれ切り替え可能であり、
　前記第１保持部が前記当接可能位置にあるときに、前記第２保持部は前記装填可能位置にあり、前記第２保持部が前記当接可能位置にあるときに、前記第１保持部は前記装填可能位置にあるように切り替え可能とされる、溶接ガン。
　前記第１保持部及び前記第２保持部は、いずれも前記部品に電力を供給する通電部を兼ねている、請求項１に記載の溶接ガン。
　前記溶接ガンは、前記ワークを、電極チップと、前記第１保持部及び前記第２保持部によって保持される前記部品とによって挟持することで、前記ワークと前記部品とを抵抗溶接するものであって、
　前記電極チップは、前記第１保持部及び前記第２保持部に対して、それぞれ進退可能に前記溶接ガンに支持されると共に、
　前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記溶接ガンに備わる固定アームの先端部に支持される、請求項１又は２に記載の溶接ガン。
　部品の保持部を複数備える溶接ガンを用いて前記部品を順番にワークに抵抗溶接する方法であって、
　第１の部品を第１保持部に装填する第１装填ステップと、
　前記第１装填ステップの後であって、前記第１保持部を、前記第１の部品を前記第１保持部によって前記ワークに当接可能となる位置に切り替える動作と、第２保持部を、次の打点に溶接される第２の部品を前記第２保持部に装填可能な位置に切り替える動作とを含む第１切替ステップと、
　前記第１切替ステップの後に、前記第１の部品を前記第１保持部によって前記ワークに当接させて溶接する第１溶接ステップと、
　前記第１溶接ステップの後に、前記溶接ガンを次の打点位置に移動させる移動ステップと、
　前記第２の部品を前記第２保持部に装填する第２装填ステップと、
　前記第２装填ステップの後であって、前記第２保持部を、前記第２の部品を前記第２保持部によって前記ワークに当接可能な位置に切り替える動作と、前記第１保持部を、更に次の打点に溶接される第３の部品を前記第１保持部に装填可能な位置に切り替える動作とを含む第２切替ステップと、
　前記第２切替ステップ後に、前記第２装填ステップによって前記第２保持部に装填された前記第２の部品を、前記第２保持部によって前記ワークに当接させて溶接する第２溶接ステップと、を有し、
　前記第２装填ステップは、前記第１溶接ステップと重なる時刻において行われる、溶接方法。
　前記第２装填ステップは、前記第１溶接ステップ中のみで行われる、請求項４に記載の溶接方法。
　前記第２切替ステップは、前記移動ステップと重なる時刻において行われる、請求項４又は５に記載の溶接方法。
　前記第２切替ステップは、前記移動ステップ中のみで行われる、請求項６に記載の溶接方法。