JPH06226457A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スポット溶接ガン２と小型ワーク４を保持す
るクランプ装置３とが、ロボットアーム１に設けられ、
ベースワーク５を位置決め保持する位置決め治具１９が
所定位置に固定して設けられる。クランプ装置３が小型
ワーク４を保持した後、ロボットアーム１が所定の溶接
処理位置に移動し、両ワーク４・５の相対的な位置決め
を行う。このとき、位置決め治具１９に取り付けられた
バックバー電極９がベースワーク５の溶接ポイントと当
接すると共に、スポット溶接ガン２が溶接ポイントの上
方に位置しており、クランプ装置３が小型ワーク４を保
持したままの状態で、スポット溶接ガン２が動作して溶
接処理を行う。 【効果】 両ワーク４・５の相対的な位置決めが完了し
た後、直ちに溶接処理を開始することができ、溶接加工
時間の短縮化を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つの被溶接物間の相
対位置を正確に合わせて溶接を行う溶接装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】通常、溶接ラインでは、第１工程とし
て、２つのワークの相対的な位置決めを正確に行った上
で、１点以上の溶接を行い、両ワークの相対的な位置を
保持する仮付け溶接が行われ、その後、第２工程とし
て、増打ちと呼称される仮付け箇所以外の部位の溶接が
行われるようになっている。

【０００３】上記溶接ラインでは、従来より、ロボット
アームの端部にスポット溶接ガンが設けられた溶接ロボ
ットが用いられている。このような溶接ロボットを用い
て、上記の仮付け溶接を行う場合、従来では、２つのワ
ークを位置決め保持する位置決め治具に２つのワークを
セットした後、上記溶接ロボットを動作させるようにな
っている。即ち、位置決め治具に２つのワークがセット
し終わるまで、所定の待機位置にスポット溶接ガンを待
機させておき、ワークのセット完了後、溶接ロボットが
スポット溶接ガンを溶接ポイントに移動させることにな
る。

【０００４】上記の場合、位置決め治具に２つのワーク
がセットし終わるまで溶接ロボットに待機状態が生じて
ロボットの稼働率を高めることができないと共に、ワー
クのセット完了後、スポット溶接ガンを待機位置から溶
接ポイントまで移動させるための時間が必要であり、溶
接処理速度の低下をも招来する。

【０００５】ところで、実開昭６４−３８１８４号公報
には、ロボットアームの端部に、ワークを挟持する一対
の溶接電極と一方の溶接電極を他方の溶接電極へ向けて
進退移動させるエアシシリンダとを備えたスポット溶接
ガン、および、ワークをクランプするクランプ装置が設
けられた溶接ロボットが開示されている。そこで、この
ロボットアームの端部にスポット溶接ガンおよびクラン
プ装置を備えた溶接ロボットを使用することにより、ロ
ボットの稼働率および溶接処理速度を高めることができ
る。

【０００６】即ち、上記溶接ロボットでは、溶接される
２つのワークのうちの一方が位置決め治具にセットされ
た後に、他方のワークを上記クランプ装置でクランプし
て位置決め治具まで搬送し、ロボット自らがワークを位
置決め治具にセットする。この後、溶接ロボットは、上
記クランプ装置のクランプを解除し、スポット溶接ガン
を溶接ポイントに移動させて一対の溶接電極で２つのワ
ークを挟持し、エアシシリンダによる加圧下で一対の溶
接電極に通電して、２つのワークを溶接する。このよう
に、上記溶接ロボットは、被溶接ワークの搬送および位
置決め治具へのセットをロボット自らが行うようになっ
ているので、ロボットの稼働率が高く、さらに、ワーク
の位置決め治具へのセット完了後、その場でスポット溶
接ガンによるスポット溶接処理に移行できるので、通常
の溶接ロボットよりも溶接加工時間の短縮化が図れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、ロボット側に設けられたクランプ装置か
ら位置決め治具側へのワークの受け渡しが行われた後
に、スポット溶接ガンが溶接ポイントに移動されて一対
の溶接電極で２つのワークを挟持するようになってお
り、ワークの位置決め治具へのセット完了後、スポット
溶接処理（加圧、通電）を開始するまでに、スポット溶
接ガンの移動および一対の溶接電極でワークを挟持する
ための時間が必要である。即ち、上記従来の構成では、
２つのワークの相対的な位置決めが完了した後、直ちに
スポット溶接処理を開始することができないという問題
を生じる。

【０００８】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、２つのワーク（被溶接物）の相対的な
位置決めが完了した後、直ちに溶接処理を開始すること
ができ、さらなる溶接加工時間の短縮化を図ることがで
きる溶接装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の溶接装置は、対
向する第１溶接電極と第２溶接電極との間に、第１被溶
接物と第２被溶接物とを挟んだ状態で、上記両電極に通
電して上記両被溶接物を溶接する溶接処理を行う抵抗溶
接手段と、移動可能に設けられた移動支持体（例えば、
ロボットアーム）と、上記移動支持体に設けられ、第１
被溶接物を保持する第１保持手段と、上記移動支持体の
移動範囲内における所定位置に固定して設けられ、第２
被溶接物を位置決め保持する第２保持手段と、上記抵抗
溶接手段、移動支持体および第１保持手段の動作を制御
する制御手段とを備えているものであって、上記の課題
を解決するために、以下の手段を講じたことを特徴とし
ている。

【００１０】即ち、上記抵抗溶接手段の第１溶接電極
は、溶接処理時の電極位置が第１保持手段に保持された
第１被溶接物の溶接ポイントに対応するように、上記移
動支持体に設けられ、上記抵抗溶接手段の第２溶接電極
は、第２保持手段に位置決め保持された第２被溶接物の
溶接ポイントに対応するように、上記第２保持手段に設
けられ、上記制御手段は、第１保持手段に保持された第
１被溶接物の溶接ポイントと、第２保持手段に位置決め
保持された第２被溶接物の溶接ポイントとが一致するよ
うに、上記保持移動支持体を所定の溶接処理位置に移動
させた後、上記第１保持手段が第１被溶接物を保持した
ままの状態で、上記抵抗溶接手段に溶接処理を行わせる
ように、上記抵抗溶接手段、移動支持体および第１保持
手段の動作を制御する。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、移動可能に設けられた移
動支持体には第１被溶接物を保持する第１保持手段と、
抵抗溶接手段の第１溶接電極とが設けられており、移動
支持体の移動範囲内における所定位置には第２被溶接物
を位置決め保持する第２保持手段が設けられている。

【００１２】上記移動支持体は、制御手段に制御され
て、所定の溶接処理位置に移動するようになっており、
この溶接処理位置では、第１保持手段に保持された第１
被溶接物の溶接ポイントと、第２保持手段に位置決め保
持された第２被溶接物の溶接ポイントとが一致するよう
になっている。即ち、第１保持手段が第１被溶接物を保
持すると共に、移動支持体が溶接処理位置に移動した状
態で、第２保持手段に位置決め保持されている第２被溶
接物と第１被溶接物との相対的な位置決めがなされ、従
来のように、ロボット（移動支持体）側に設けられたク
ランプ装置（第１保持手段）から位置決め治具（第２保
持手段）へのワーク（第１被溶接物）の受け渡しを必要
としない。

【００１３】また、上記のように、第１被溶接物と第２
被溶接物との相対的な位置決めがなされた状態では、抵
抗溶接手段の第１溶接電極は、溶接処理時の電極位置が
第１保持手段に保持された第１被溶接物の溶接ポイント
に対応する位置に存在していると共に、抵抗溶接手段の
第２溶接電極は、第２保持手段に位置決め保持された第
２被溶接物の溶接ポイントに対応する位置に存在してい
る。このため、上記移動支持体の溶接処理位置への移動
によって第１被溶接物と第２被溶接物との相対的な位置
決めがなされた後、直ちに、溶接処理を開始することが
可能となり、従来よりも溶接加工時間の短縮化を図るこ
とができる。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図５に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１５】本実施例に係る溶接装置は、比較的小型の
ワークと他のワークとの相対的な位置決めを正確に行っ
た上で、所定の一箇所を溶接し、両ワークの相対的な位
置を保持する、溶接ラインの第１工程である、いわゆ
る、仮付け溶接に使用されるものである。

【００１６】上記溶接装置は、図１に示すように、ロボ
ットアーム（移動支持体）１を備えており、このロボッ
トアーム１の自由端部１ａには、加圧装置６および溶接
電極（第１溶接電極）８を有するスポット溶接ガン２
と、小型ワーク（第１被溶接物）４を保持するクランプ
装置（第１保持手段）３とが設けられている。上記のス
ポット溶接ガン２とクランプ装置３との相対的な位置関
係は一定であり、この相対位置は、小型ワーク４の形状
およびその溶接ポイントに応じて設定されている。

【００１７】本実施例では、上記スポット溶接ガン２の
加圧装置６としてエアシリンダ装置が使用れており、こ
のエアシリンダ装置の出力軸６ａの端部には、溶接電極
８の着脱を行う電極装着部７が固着されている。尚、上
記出力軸６ａと電極装着部７との接続部には、図示しな
い絶縁手段が設けられており、両者６ａ・７間の電気的
な絶縁が図られている。

【００１８】上記溶接装置は、図示しない溶接変圧器を
備えており、この溶接変圧器からの出力電力は、ケーブ
ル１０、導電体１１・１２を介して電極装着部７に装着
された溶接電極８に供給されるようになっている。上記
導電体１１・１２は、絶縁体１３によってスポット溶接
ガン２に取り付けられている。上記導電体１２は、電極
装着部７の外周面と接触しており、加圧装置６の作動に
より電極装着部７が上下方向に変位した場合でも、導電
体１２と電極装着部７とが摺動して両者の電気的接続状
態が保持されるようになっている。

【００１９】尚、上記スポット溶接ガン２、溶接変圧器
および後述のバックバー電極９により、抵抗溶接手段と
してのスポット溶接装置２０（図４参照）が構成されて
いる。

【００２０】上記クランプ装置３は、エアシリンダ装置
１４を備えており、このエアシリンダ装置１４の出力軸
１４ａの端部には、小型ワーク４をクランプするハンド
部１５が設けられている。

【００２１】上記ハンド部１５は、図２および図３に示
すように、軸１６ａ・１６ａにより回動可能に枢着され
た一対の動作部１６・１６の各上端部に、駆動用のシリ
ンダ装置１７の本体１７ａおよび出力軸１７ｂがそれぞ
れ枢着された構成となっている。また、このハンド部１
５には、小型ワーク４の上部に穿設されている図示しな
い位置決め孔に嵌挿して、小型ワーク４のクランプ位置
の位置決めを行うための位置決めピン１８・１８が設け
られており、小型ワーク４を正確な位置でクランプでき
るようになっている。即ち、小型ワーク４がハンド部１
５にクランプされた状態では、小型ワーク４とハンド部
１５との相対的な位置関係が常に一定となる。

【００２２】また、上記溶接装置は、小型ワーク４が溶
接されるベースワーク（第２被溶接物）５を位置決め保
持する位置決め治具（第２保持手段）１９を備えてい
る。この位置決め治具１９は、上記ロボットアーム１の
移動範囲内における所定位置に固定されて設けられてい
る。この、位置決め治具１９は、治具ベース１９ａに垂
設された複数の位置決めクランプ部１９ａ…を備えてお
り、この位置決めクランプ部１９ａは、図示しない位置
決めピンおよびクランプ装置を有している。また、治具
ベース１９ａには、位置決め治具１９にセットされた上
記ベースワーク５の溶接ポイントが当接するように、バ
ックバー電極（第２溶接電極）９が取り付けられてい
る。このバックバー電極９は、図示しないケーブルを介
して上記溶接変圧器に接続されている。

【００２３】また、上記溶接装置は、図４に示すよう
に、ロボットアーム１、スポット溶接装置２０およびク
ランプ装置３の動作を制御するマイクロコンピュータ等
からなる制御装置（制御手段）２１を有しており、この
制御装置２１により装置の自動運転が可能となってい
る。

【００２４】上記の構成において、溶接装置の動作を以
下に説明する。

【００２５】先ず、ベースワーク５が、搬送ロボット等
の図示しない搬送手段によって位置決め治具１９にセッ
トされることになる。ベースワーク５が位置決め治具１
９にセットされた状態では、ベースワーク５下面の溶接
ポイントに、バックバー電極９が当接する。

【００２６】一方、制御装置２１は、図５に示すよう
に、未溶接の小型ワーク４の載置位置にロボットアーム
１を移動させ（Ｓ１）、この位置で、ロボットアーム１
の端部に設けられたクランプ装置３のハンド部１５で小
型ワーク４をクランプさせる（Ｓ２）。このハンド部１
５による小型ワーク４のクランプに際しては、小型ワー
ク４に穿設された位置決め孔に、ハンド部１５に設けら
れた位置決めピン１８・１８が嵌挿することで、小型ワ
ーク４が正確な位置でクランプされる。

【００２７】次に、制御装置２１は、ロボットアーム１
を溶接処理位置に移動させる（Ｓ３）。この溶接処理位
置とは、位置決め治具１９に位置決め保持されたベース
ワーク５の溶接ポイントと、ハンド部１５に保持された
小型ワーク４の溶接ポイントとが一致するように、ロボ
ットアーム１を移動させた位置である。したがって、小
型ワーク４がハンド部１５に保持された状態で、ロボッ
トアーム１を溶接処理位置に移動させることにより、結
果的に、小型ワーク４がベースワーク５上の所定位置に
重ねられて位置決め保持され、小型ワーク４とベースワ
ーク５との組み付け位置合わせが行われたことになる。

【００２８】この後、制御装置２１は、ハンド部１５が
小型ワーク４を保持したままの状態で、スポット溶接装
置２０に溶接処理を実行させる（Ｓ４）。即ち、制御装
置２１は、先ず、スポット溶接ガン２の加圧装置６を作
動させる。これにより、溶接電極８が下方へ変位し、溶
接電極８とバックバー電極９との間に挟まれた小型ワー
ク４およびベースワーク５が加圧される。尚、この加圧
装置６による加圧は短時間で解除されが、この加圧中
に、制御装置２１は、上記両電極８・９に通電するよう
に溶接変圧器を制御する。これにより、小型ワーク４と
ベースワーク５とは位置決めが正確に行われた状態で溶
接（仮付け溶接）される。

【００２９】上記溶接処理が終了した後、制御装置２１
は、ハンド部１５による小型ワーク４のクランプ状態を
解除し（Ｓ５）、ロボットアーム１を溶接処理位置から
再び未溶接の小型ワーク４の載置位置に移動させる（Ｓ
１）。

【００３０】一方、小型ワーク４が溶接されたベースワ
ーク５は、図示しない搬送ロボット等の搬送手段により
位置決め治具１９から取り外され、次工程である増打ち
工程のステーションへと搬送されることになる。

【００３１】この後、上述の動作が繰り返されることに
より、小型ワーク４とベースワーク５との仮付け溶接が
連続して行われる。

【００３２】以上のように、本実施例の溶接装置は、ス
ポット溶接ガン２と小型ワーク４を保持するクランプ装
置３とが、ロボットアーム１の自由端部１ａに設けられ
ると共に、ベースワーク５を位置決め保持する位置決め
治具１９がロボットアーム１の移動範囲内の所定位置に
固定して設けられ、上記スポット溶接ガン２とクランプ
装置３とが、所定の位置関係、即ち、スポット溶接ガン
２における溶接処理時の溶接電極８の位置がクランプ装
置３に保持された小型ワーク４の溶接ポイントに対応す
るような位置関係にあり、また、バックバー電極９が、
位置決め治具１９に位置決め保持されたベースワーク５
の溶接ポイントに対応するように位置決め治具１９に設
けられており、制御装置２１が、クランプ装置３に保持
された小型ワーク４の溶接ポイントと、位置決め治具１
９に位置決め保持されたベースワーク５の溶接ポイント
とが一致するように、上記ロボットアーム１を所定の溶
接処理位置に移動させた後、上記クランプ装置３が小型
ワーク４を保持したままの状態で、スポット溶接装置２
０に溶接処理を行わせるように、ロボットアーム１、ク
ランプ装置３およびスポット溶接装置２０の動作を制御
する構成となっている。

【００３３】このため、本実施例の溶接装置では、クラ
ンプ装置３で小型ワーク４を保持してロボットアーム１
を溶接処理位置に移動させることにより、位置決め治具
１９に位置決め保持されているベースワーク５と小型ワ
ーク４との相対的な位置決めがなされ、従来のように、
ロボット側に設けられたクランプ装置から位置決め治具
側へのワークの受け渡しを必要としない。

【００３４】そして、上記のように、ベースワーク５と
小型ワーク４との相対的な位置決めがなされた状態で
は、ベースワーク５下面の溶接ポイントにバックバー電
極９が当接していると共に、スポット溶接ガン２が小型
ワーク４の溶接ポイントの上方に位置し、スポット溶接
ガン２を動作させれば、その溶接電極８が小型ワーク４
の溶接ポイントに対応するようになっている。このた
め、ベースワーク５と小型ワーク４との相対的な位置決
めがなされた後、直ちに、溶接処理（加圧、通電）を開
始することが可能となり、従来よりも溶接加工時間の短
縮化を図ることができる。

【００３５】尚、本実施例のスポット溶接装置２０は、
シングルスポット溶接を行う構成となっているが、これ
に限定されるものではなく、例えば、スポット溶接ガン
に複数の溶接電極（第１溶接電極）を設けると共に、バ
ックバー電極（第２溶接電極）を上記複数の溶接電極に
対する共通電極とし、２つ以上の溶接ポイントを含むマ
ルチスポット溶接を行う構成にすることも可能である。
また、上記小型ワーク４の溶接ポイントまたはベースワ
ーク５の溶接ポイントに突起を形成し、プロジェクショ
ン溶接を行う構成にすることも可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明の溶接装置は、以上のように、対
向する第１溶接電極と第２溶接電極との間に、第１被溶
接物と第２被溶接物とを挟んだ状態で、上記両電極に通
電して上記両被溶接物を溶接する溶接処理を行う抵抗溶
接手段と、移動可能に設けられた移動支持体と、上記移
動支持体に設けられ、第１被溶接物を保持する第１保持
手段と、上記移動支持体の移動範囲内における所定位置
に固定して設けられ、第２被溶接物を位置決め保持する
第２保持手段と、上記抵抗溶接手段、移動支持体および
第１保持手段の動作を制御する制御手段とを備えてお
り、上記抵抗溶接手段の第１溶接電極は、溶接処理時の
電極位置が第１保持手段に保持された第１被溶接物の溶
接ポイントに対応するように、上記移動支持体に設けら
れ、上記抵抗溶接手段の第２溶接電極は、第２保持手段
に位置決め保持された第２被溶接物の溶接ポイントに対
応するように、上記第２保持手段に設けられ、上記制御
手段は、第１保持手段に保持された第１被溶接物の溶接
ポイントと、第２保持手段に位置決め保持された第２被
溶接物の溶接ポイントとが一致するように、上記保持移
動支持体を所定の溶接処理位置に移動させた後、上記第
１保持手段が第１被溶接物を保持したままの状態で、上
記抵抗溶接手段に溶接処理を行わせるように、上記抵抗
溶接手段、移動支持体および第１保持手段の動作を制御
する構成である。

【００３７】それゆえ、第１保持手段が第１被溶接物を
保持し、移動支持体が溶接処理位置に移動することによ
り、第２保持手段に位置決め保持されている第２被溶接
物と第１被溶接物との相対的な位置決めがなされ、この
後、直ちに、溶接処理を開始することが可能となり、従
来よりも溶接加工時間の短縮化を図ることができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであり、溶接装置
の概略の正面図である。

【図２】上記溶接装置におけるクランプ装置のハンド部
を示す概略の正面図である。

【図３】上記ハンド部を示す概略の側面図である。

【図４】上記溶接装置の要部の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】上記溶接装置における制御装置の制御動作を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ロボットアーム（移動支持体） ２ スポット溶接ガン ３ クランプ装置（第１保持手段） ４ 小型ワーク（第１被溶接物） ５ ベースワーク（第２被溶接物） ８ 溶接電極（第１溶接電極） ９ バックバー電極（第２溶接電極） １５ ハンド部 １８ 位置決めピン １９ 位置決め治具（第２保持手段） ２０ スポット溶接装置（抵抗溶接手段） ２１ 制御装置（制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向する第１溶接電極と第２溶接電極との
   間に、第１被溶接物と第２被溶接物とを挟んだ状態で、
   上記両電極に通電して上記両被溶接物を溶接する溶接処
   理を行う抵抗溶接手段と、 移動可能に設けられた移動支持体と、 上記移動支持体に設けられ、第１被溶接物を保持する第
   １保持手段と、 上記移動支持体の移動範囲内における所定位置に固定し
   て設けられ、第２被溶接物を位置決め保持する第２保持
   手段と、 上記抵抗溶接手段、移動支持体および第１保持手段の動
   作を制御する制御手段とを備え、 上記抵抗溶接手段の第１溶接電極は、溶接処理時の電極
   位置が第１保持手段に保持された第１被溶接物の溶接ポ
   イントに対応するように、上記移動支持体に設けられ、 上記抵抗溶接手段の第２溶接電極は、第２保持手段に位
   置決め保持された第２被溶接物の溶接ポイントに対応す
   るように、上記第２保持手段に設けられ、 上記制御手段は、第１保持手段に保持された第１被溶接
   物の溶接ポイントと、第２保持手段に位置決め保持され
   た第２被溶接物の溶接ポイントとが一致するように、上
   記保持移動支持体を所定の溶接処理位置に移動させた
   後、上記第１保持手段が第１被溶接物を保持したままの
   状態で、上記抵抗溶接手段に溶接処理を行わせるよう
   に、上記抵抗溶接手段、移動支持体および第１保持手段
   の動作を制御することを特徴とする溶接装置。