JPH08118036A - スポット溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】溶接ガンを取り替えることなく複数の溶接方法
に有効に適用できるスポット溶接装置を提供する。 【構成】ヘミング溶接が行われる場合には、インダイレ
クト通電回路は、溶接電流ライン４５、上側電極１４、
ヘミング部２５、インナーパネル２７、アース電極３
３、溶接電流ライン４６及び溶接トランス２１を結ぶ閉
回路として形成される。このときの溶接電流は、制御盤
１８よって設定され、この結果は溶接コントローラ２０
を介して溶接トランス２１に入力され、ヘミング溶接に
おける最適電流が流れるように制御されている。次に、
制御盤１８は、重ね合わせ溶接を行なう。溶接回路は、
溶接トランス２１、溶接電流ライン４５、上側電極１
４、ワークの重ね合わせ部２６、下側電極１５、溶接電
流ライン４７、切り換え装置４２、溶接電流ライン４８
及び溶接トランス２１からなる閉回路が形成され、ダイ
レクト通電が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車体あるいはその構成部品を製
造する場合において、パネルを溶接する作業は不可欠で
ある。このパネルの溶接は、溶接ロボットを用いた自動
スポット溶接によるのが普通である。パネルの溶接接合
の形態としてたとえば、ドアの周辺部分に用いられるよ
うなアウターパネルが先端部でインナーパネルの先端を
包み込みながら折り返され、折り返し部の内側でインナ
ーパネルと溶接接合されるいわゆるヘミング溶接が知ら
れている。このヘミング溶接においては溶接による熱影
響部が外部から見えないように外観部を構成するアウタ
ーパネルの外面を溶接せず折り返し部とインナーパネル
とを溶接するようになっている。また、これとは別にパ
ネル同士を重ね合わせ、その重ね合わせ部を貫通するよ
うに溶接電流を通電して重ね合わせ部のパネルを溶着す
る重ね合わせ溶接が知られている。従来では、ヘミング
溶接と重ね合わせ溶接とは異なる種類のガンを使用して
おこなっていた。

【０００３】重ね合わせ溶接を行なうにあたってはＣ型
アームを有する溶接装置を用い、パネルの重ね合わせ部
の一方に側面に電極チップ（たとえば＋）を当接せし
め、対向位置にある他方の側面に他方の電極チップ（た
とえば−）を当接せしめてワークを挟み込み両電極間を
通電、いわゆるダイレクト通電することによって溶接す
る。また、ワークのヘミング部を溶接する場合には１つ
の電極チップを有する溶接装置を用い、電極をヘミング
溶接を行なうべき部分の面に当接せしめワークの適当な
場所にアース電極を接続して通電する、いわゆるインダ
イレクト通電を行なう。なおＣ型アームを有する溶接装
置は、通常は、ダイレクト溶接に使用されるものである
が、インダイレクト通電に適用した例が特開平３−６６
４８０号公報に開示されている。これによれば、Ｃ型ア
ームの下側の溶接チップと被溶接部との間に絶縁体であ
る裏当て材を挿入してインダイレクト通電するようにし
ている。

【０００４】

【解決しようとする課題】スポット溶接を行なう場合、
１つのワークにおいて、場所によって異なる溶接方法が
必要となる場合には、以下のような問題が生じる。たと
えば車両の後部に取りつけられるリフトゲートのパネル
の溶接を行なう場合には、周辺部のヘミング溶接とウイ
ンド開口部の重ね合わせ溶接の両方の溶接が必要とな
る。このような場合には、溶接方法が異なるので、異な
る形式の溶接ガンを有する複数の溶接装置を設置する
か、溶接ガンをヘミング溶接または重ね合わせ溶接に対
応して付け変えるようにして対応していた。しかし、複
数の溶接装置を設置するにはスペース上の問題とともに
コストが増大するという問題があり、溶接ガンを持ち替
えるようにすると工数が増大して、作業効率が低下する
という問題が生じる。本発明の上記のような事情に鑑み
て構成されたもので単一の溶接装置でしかも溶接ガンを
取り替えることなく複数の溶接方法に有効に適用できる
スポット溶接装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下のように構成される。すなわち、本発
明にかかるスポット溶接装置は、Ｃ型アームを有する溶
接装置と、該溶接装置の溶接回路をインダイレクト通電
可能にするインダイレクト通電回路手段と、前記溶接装
置の溶接回路をダイレクト通電可能にするダイレクト通
電回路手段と、インダイレクト通電回路手段とダイレク
ト通電回路手段との切り換えを行なう切り換え手段とを
備え、該切り換え手段は、ワークのヘミング部を溶接す
るとき溶接回路をインダイレクト通電可能とし、ワーク
の重ね合わせ部を溶接するときダイレクト通電可能にす
るように切り換え動作を行なうことを特徴とする。好ま
しい態様では、前記切り換え手段は前記溶接回路の切り
換え動作に対応して、その他の溶接条件も同時に切り換
えるようになっている。この場合、その他の溶接条件に
は、溶接電流値、溶接装置の加圧条件などが含まれる。

【０００６】

【作用】本発明によれば、Ｃ型アームを有する溶接装置
が設けられ、この溶接装置は、その溶接回路をインダイ
レクト通電可能にまたは、ダイレクト通電可能に切り換
える切り換え手段とを備えている。そして、この切り換
え手段は、ワークのヘミング部を溶接するとき溶接回路
をインダイレクト通電可能とし、ワークの重ね合わせ部
を溶接するときダイレクト通電可能にするように切り換
え動作を行なうことを特徴とする。ヘミング溶接の溶接
条件と、重ね合わせ溶接の溶接条件とは異なるので、前
記切り換え手段は前記溶接回路の切り換え動作に対応し
て、その他の溶接条件たとえば溶接電流値、溶接装置の
加圧条件も同時に切り換える。したがって、たとえば、
リフトゲートなどのヘミング溶接と重ね合わせ溶接の両
方を行なう必要のある場合には、インダイレクト通電を
行ってヘミング溶接をヘミング部に対して行い、つぎ
に、回路をダイレクト通電ように切り換えて、ウインド
開口における重ね合わせ溶接を行なう。すなわち、本発
明によれば、ワークに対して回路を切り換えにことによ
って単一の溶接装置で適切に対応することが可能とな
る。

【０００７】

【実施例】以下、添付した図面に基づいて本発明の実施
例を説明する。図１は、本発明の１実施例にかかるスポ
ット溶接装置１の装置構成の全体系統図を示す。本例の
スポット溶接装置１は、フロア面２上の所定の位置に設
置される溶接ロボット３を備えている。該溶接ロボット
３は、フロア２に固定されるベース部４と、該ベース部
４からジョイント５を介して延びる中間アーム６、７さ
らに該中間アーム６、７にジョイント８、９を介して回
動自在に取りつけられる本体アーム１０を備えている。
この本体アーム１０の先端には、ジョイント１１を介し
て回動自在に設けられ、且つ本体アーム１０に入子状で
支持される伸縮自在なハンド１２が取りつけられてい
る。このハンド１２には、Ｃ型アームを有する溶接ガン
１３が装着されている。溶接ガン１３は、上下から互い
に対向方向に延びる上下側電極チップ１４、１５を備え
ておりこの電極チップ１４、１５を支持してＣ形状を成
すように延びてハンド１２に支持されている。上側電極
チップ１４はプラス電極であり、そのガン１３には、上
側電極チップ１４の下側電極チップ１５に対する間隔を
制御するためのシリンダ装置１６が設けられている。下
側電極チップ１５すなわちマイナス電極はアーム１７の
先端に固定されている。

【０００８】さらに本発明のスポット溶接装置１は、ロ
ボット３の動作を制御するためのロボット制御盤１８を
備えている。制御盤１８は、ロボット動作のための動力
電源１９に接続されて電力供給を受けるようになってい
る。さらに、本例の装置は溶接電源２０ａに接続され溶
接条件を制御するための溶接コントローラ２０と、溶接
コントローラ２０に接続され溶接用の電圧電流を制御盤
１８からの信号に応じて変更制御する溶接トランス２１
を備えている。さらに、フロア２には、ワーク２２を支
持する溶接治具２３、２４が設置されており、これらは
下方からヘミング部２５あるいは重ね合わせ部２６等の
溶接によって接合すべき部分を適当な位置で支持してい
る。本例のワーク２２は、自動車の後部に取りつけられ
るリフトゲートのパネル構造であり、インナーパネル２
７とアウターパネル２８とによって閉断面に構成され
る。本例のリフトゲートは２つのウインド開口２９、３
０を備えており、周辺部においてアウターパネル２８が
インナーパネル２７の先端部を包み込むように折り返さ
れてヘミング部２５を構成しており、ウインド開口２
９、３０の内端部は折り曲げることなく重ね合わせられ
て重ね合わせ部２６を構成している。したがって、本例
のワーク２２に対しては周辺部ではヘミング溶接を行
い、ウインド開口の重ね合わせにかかる接合部２６にお
いては、重ね合わせ溶接を行なうことによって接合面パ
ネル構造を形成する。

【０００９】この目的のために上記治具２３、２４に
は、ヘミング溶接を行なう場合にワークを支持するため
に下側電極チップ１５とアウターパネル２８との間に介
在される絶縁材３１を支持するアーム部３２とヘミング
溶接を行なう場合においてアース電極３３に接続される
ワーク２２の部分を支持するアーム部３４とを備えてい
る。この場合、ワーク２２のウインド開口２９、３０の
重ね合わせ溶接を行なう部分にアース電極３３を当てワ
ーク２２の反対側にアーム部３４を位置せしめてワーク
２２を挟み込み、これによってアース電極３３をワーク
２２に接続するようになっている。この目的のためにア
ース電極３３を上記治具２３、２４のアーム部３２、３
４に対する挟み込み動作を制御するためのシリンダ装置
３５を備えている。シリンダ装置３５は、上記治具２
３、２４に取りつけられたベース部３６と該ベース部３
６の一つのアーム部３７の先端に枢支されたシリンダ外
筒３８と、ベース部３６の他の一つのアーム部３９に回
動自在に取りつけれれたアース電極支持部４０と、上記
シリンダ外筒３８内を往復動するピストン４１とを備え
ている。ピストン４１の先端はアース電極支持部４０の
一端に接続されており、これによってアース電極３３は
ピストン４１の往復動に応じてその支持部４０の回りに
回動し、ワーク２２の重ね合わせ部２６を治具２３、２
４のアーム部３２、３４に対して押しつけたり、離した
りするように動作する。

【００１０】上記のようにヘミング溶接を行なうときに
は、ワーク２２の重ね合わせ部２６をアース電極３３を
押しつけ、ワーク２２及びアース電極３３を介して電流
を流すとともに、重ね合わせ溶接を行なう場合には、ア
ース電極３３がワーク２２からはなれるようにシリンダ
装置３５は動作し、この場合にはＣ型アームを有する溶
接装置１の上下側電極チップ１４、１５が直接重ね合わ
せ部２６を挟みダイレクト通電を行なうことによって溶
接が行われることとなる。本例の装置は、上記のヘミン
グ溶接と、重ね合わせ溶接との回路の切り換えを行なう
ための切り換え装置４２を備えている。この切り換え装
置４２は、一対のコネクター４３とこのコネクター４３
の断接を行なうための空圧シリンダ装置４４を備えてい
る。溶接電流の経路について説明すると、溶接トランス
２１は溶接電流ライン４５を介して溶接ガン３の上側電
極１４に接続され、また、溶接電流ライン４６を介して
アース電極３３に接続されている。ヘミング溶接を行な
う場合には、図２に示すように溶接電流ライン４５、上
側電極１４、ワーク２２、アース電極３３及び溶接電流
ライン４６を介して電流が流れるインダイレクト通電に
かかる閉回路が形成される。また、溶接トランス２１
は、溶接電流ライン４８、切り換え装置４２、溶接電流
ライン４７を介して下側電極１５にも接続することがで
きる。

【００１１】このような下側電極１５と、溶接トランス
２１とが接続されることによって閉回路が形成される場
合には、図３に示すようにダイレクト通電が可能とな
り、上側電極１４と下側電極１５との間に直接溶接電流
が流れることとなる。本例のスポット溶接装置１は、上
記の切り換え装置の切り換え動作を行わせるため、及び
電極のワーク２２に対する加圧力を制御するために空気
圧制御系を備えている。切り換え装置４２の上記空圧シ
リンダ装置４４は、空気ライン５０を介して空気供給源
５１に接続されており、空気ライン５０の途中には、空
気圧の切り換え動作のための切換弁５２が設けられてい
る。さらに、シリンダ装置の空気の解放ライン５３が切
換弁５２に接続されている。また、上側電極１４の動作
を制御するシリンダ装置１６のそれぞれの圧力室には、
一対の空圧ライン５４、５５が接続されている。この空
圧ラインは切換弁５６に接続されている。電極１４をワ
ーク２２に押し当てる適正圧力はヘミング溶接と重ね合
わせ溶接とで異なり、ヘミング溶接においては、折り返
し部にかかるアウターパネル２８の内側の部分とインナ
ーパネル２７との溶着を目的とし、アウターパネルの外
側の部分の熱的影響を極力回避するように上側電極の圧
力が設定される。一方、重ね合わせ溶接においては、重
ね合わせ溶接を効果的に溶融せしめるために溶接部分の
パネルを極力密着状態にすることが望ましい。このため
には上側電極１４を下側電極１５に対して強力に押し当
てるようにすればよい。このような観点から、ヘミング
溶接における上側電極１４への空気の圧力は比較的低く
設定され、重ね合わせ溶接における空気の圧力は比較的
高く設定される。

【００１２】このように、本例では、それぞの溶接の形
態に対応した適正な押し付け力を与えるために本例の空
圧装置は上側電極１４のシリンダ１６に供給する圧力を
ヘミング溶接及び、重ね合わせ溶接に対応して変更する
ようにしている。この目的のために本例では異なる圧力
に設定された一対のレギュレータ５７、５８が並列的に
設けられている。そして、どのレギュレータに空気圧を
導入するかを切り換える切換弁５９が設けられる。した
がって、切換弁５９によって下側のレギュレータ５８を
通過するように空圧ライン６０が選択された場合には、
高圧となって重ね合わせ溶接が行われ、上側レギュレー
タ５７を通過するように空圧ライン６１が選択された場
合には低圧となり、ヘミング溶接が行われることとな
る。そして、切換弁５９の上流側の空圧ライン６２及び
切換弁５２の上流側の空圧ライン６３は、空圧源５１に
接続されている。なお、上記の切換弁５２、５６、５９
は、制御盤１８からの制御信号によって動作されるよう
になっている。以上の構成において、ワーク２２は当該
溶接ステーションに搬入され、治具２３、２４によって
位置決めされる。そして、ヘミング溶接が行われる場合
には、切り換え装置４２は、図１及び図２の状態に設定
される。すなわち、溶接電流ライン４５はアース電極３
３によって上側電極すなわちプラス電極とは隔置したワ
ークの部分に接続される。したがって、ヘミング溶接に
おけるインダイレクト通電回路は、溶接電流ライン４
５、上側電極１４、ヘミング部２５、インナーパネル２
７、アース電極３３、溶接電流ライン４６及び溶接トラ
ンス２１を結ぶ閉回路として形成される。このときの溶
接電流は、制御盤１８よって設定され、この結果は溶接
コントローラ２０を介して溶接トランス２１に入力さ
れ、ヘミング溶接における最適電流が流れるように制御
されている。また、ワークの押しつけ圧力は切換弁５９
の動作によってレギュレータ５７が選択され（図２参
照）比較的低い押圧力でワークを抑える。この溶接電流
の切り換えは切り換え装置４２によって溶接ラインの切
り換え及び、上側電極１４のシリンダ装置１６によるワ
ーク２２の押しつけ力の切り換えは、重ね合わせ溶接か
らヘミング溶接への切り換え時において同期しておこな
われる。

【００１３】このようにヘミング溶接のための溶接回路
の切り換え及び溶接条件の切り換えが完了すると制御盤
１８はヘミング溶接の実行信号を溶接ロボット３に出力
する溶接ロボット３はヘミング部２５において位置決め
をおこなった予め設定された、溶接時間、溶接電流、溶
接電圧等を含む所定の溶接条件でヘミング溶接を行な
う。このヘミング溶接は、所定の間隔で行われ、リフト
ゲートの周辺部のヘミング部のスポット溶接がすべて完
了すると、制御盤１８は、重ね合わせ溶接を行なうため
の切り換え信号を出力する。この切り換え信号は、ヘミ
ング溶接と重ね合わせ溶接の溶接電流ラインの切り換え
る切り換え装置のシリンダ装置への空圧の導入を制御す
る切り換え弁を切り換える。これによって、溶接回路
は、溶接トランス２１、溶接電流ライン４５、上側電極
１４、ワークの重ね合わせ部２６、下側電極１５、溶接
電流ライン４７、切り換え装置４２、溶接電流ライン４
８及び溶接トランス２１からなる閉回路が形成され、ダ
イレクト通電が可能となる。これと同時に、上下側電極
によるワークの挟み付け力を設定するための信号を切換
弁５９に対して出力し図３に示すようにレギュレータ５
８によって比較的高い押圧力が与えられる。そして、所
定のウインド開口に重ね合わせ部２６を位置決めし、所
定圧力で挟着して重ね合わせ溶接を行なう。この場合、
溶接ロボットはウインド開口の重ね合わせ部２６におい
て所定の間隔でダイレクト通電によるスポット溶接を行
うように動作する。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば溶接ガン
を切り換えることなく異なる溶接条件で異なる形態の溶
接を単一のスポット溶接装置で行なうことが可能となる
ので、溶接作業の効率を向上させることができる。ま
た、単一の溶接装置で対応することが可能となることに
よって、スペース的、コスト的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例にかかるスポット溶接装置の
溶接電流制御及び空圧制御系統図、

【図２】ヘミング溶接にかかるラインの接続状態を示す
説明図、

【図３】重ね合わせ溶接にかかるライン接続状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ スポット溶接装置、 ３ 溶接ロボット、 １３ 溶接ガン、 １４ 上側電極、 １５ 下側電極、 ２０ 溶接コントローラ、 ２１ 溶接トランス、 ２２ ワーク、 ２５ ヘミング部、 ２６ 重ね合わせ部、 ２７ インナーパネル、 ２８ アウターパネル、 ３３ アース電極、 ４２ 切り換え装置、 ５２、５６、５９ 切換弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃ型アームを有する溶接装置と、 該溶接装置の溶接回路をインダイレクト通電可能にする
   インダイレクト通電回路手段と、 前記溶接装置の溶接回路をダイレクト通電可能にするダ
   イレクト通電回路手段と、 インダイレクト通電回路手段とダイレクト通電回路手段
   との切り換えを行なう切り換え手段とを備え、 該切り換え手段は、ワークのヘミング部を溶接するとき
   溶接回路をインダイレクト通電可能とし、ワークの重ね
   合わせ部を溶接するときダイレクト通電可能にするよう
   に切り換え動作を行なうことを特徴とするスポット溶接
   装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記切り換え手段は前
   記溶接回路の切り換え動作に対応して、その他の溶接条
   件も同時に切り換えることを特徴とするスポット溶接装
   置。
3. 【請求項３】請求項２において、その他の溶接条件が溶
   接電流値であることを特徴とするスポット溶接装置。
4. 【請求項４】請求項２において、その他の溶接条件が前
   記溶接装置の加圧条件であることを特徴とするスポット
   溶接装置。