JPH08206860A - スポット溶接方法 - Google Patents

スポット溶接方法

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JPH08206860A
JPH08206860A JP7035925A JP3592595A JPH08206860A JP H08206860 A JPH08206860 A JP H08206860A JP 7035925 A JP7035925 A JP 7035925A JP 3592595 A JP3592595 A JP 3592595A JP H08206860 A JPH08206860 A JP H08206860A
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JP
Japan
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spot welding
laser
welding
hand
robot
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Withdrawn
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JP7035925A
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English (en)
Inventor
Zenji Inaba
善治 稲葉
Atsushi Watanabe
淳 渡辺
Akira Nihei
亮 二瓶
Ryuichi Hara
龍一 原
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least three axial directions, e.g. manipulators, robots
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スポット溶接作業の効率化。 【構成】 溶接に電極を必要とする抵抗溶接に替え、レ
ーザー照射の高熱による局部的な溶融現象を利用してス
ポット溶接を行う。電極のドレッシング作業が不要とな
るので、多数の溶接箇所に対して効率よく連続的にスポ
ット溶接を行うことができ、周辺設備も簡略化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接方法の改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】スポット溶接に用いられる溶接方法とし
て抵抗溶接が公知である。この溶接方法は、2枚の被加
工材を重合し、冷却水を循環させた2つの電極間に挟
み、これを前記電極で強圧して大電流を流すことにより
ジュール熱を発生させ、被加工材の各々、特に、前記し
た冷却水の冷却効果によって被加工材同志の接触面の近
傍のみを溶融させてスポット溶接を行うものである。
【0003】抵抗溶接を実施するために必要とされる構
成の一般例を図3に示す。図3において、符号100は
スポット溶接ロボットであり、そのアーム先端にはスポ
ット溶接ガン101が装着されている。スポット溶接ガ
ン101は、重合された2枚の被加工材を強圧するため
の電極102および103を有し、スポット溶接ロボッ
ト100を駆動制御する制御装置106からの指令によ
り、一方の電極103が他方の電極102に対して接離
自在に駆動されるようになっている。符号104は電極
102および103に加工電源を提供する溶接トランス
であり、制御装置106からの作動指令を受けて設定時
間だけ作動するスポット溶接タイマ105により通電時
間を制御される。なお、107はバランサであり、スポ
ット溶接ガン101の重量の一部を支えて操作力を軽減
するマスバランスとしての機能を有する。
【0004】抵抗溶接の過程は次のようにして行われ
る。まず、制御装置106がスポット溶接ロボット10
0を駆動制御してスポット溶接ガン101を被加工材の
スポット溶接位置に位置決めし、電極102および10
3を駆動して2枚の被加工材を強圧把持させる。次い
で、制御装置106がスポット溶接タイマ105を作動
させて電極102および103に所定時間だけ加工電源
を印加し、抵抗溶接によるスポット溶接を行った後、ス
ポット溶接タイマ105の作動完了を確認して、電極1
02および103を開き、溶接作業を終了する。
【0005】以上が、1溶接箇所に対する通常のシーケ
ンス動作であり、多数のスポット溶接箇所がある場合に
は、スポット溶接ガン101の位置決め目標位置(スポ
ット溶接位置)を制御装置106が加工プログラムから
次々と呼び出して、各溶接位置において前記と同様のシ
ーケンス動作を繰り返し実行することになる。
【0006】しかし、多数のスポット溶接箇所に対して
抵抗溶接を繰り返し実行する場合、電極102および1
03の先端が加圧および通電等の理由で消耗し変形して
しまうと、被加工材に対する電極102および103の
接触面積が変化し、溶接部に流れる単位面積当りの電流
が変わってしまうため、正常な溶接作業ができなくなる
場合がある。このため、電極102および103の形状
を整えるドレッシング作業のための設備が必要とされ、
周辺設備が大型化するといった問題がある。また、電極
102および103が消耗する度にドレッシング作業が
行われ、その間は溶接作業を停止しなければならないの
で、作業効率の点でも問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、前記従来技術の欠点を解消し、ドレッシング作業の
ための設備を必要とせず、効率よくスポット溶接作業を
行うことのできるスポット溶接方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、2以上の被加
工材を重合して溶接するスポット溶接方法において、所
望するスポット溶接位置にレーザを照射し、前記2以上
の被加工材を共に溶融させて溶接することを特徴とした
構成により前記目的を達成した。
【0009】そして、把持機能を有するロボットハンド
にレーザのトーチを一体的に取り付け、ロボットハンド
により2以上の被加工材を圧接しながら溶接作業を行う
ことにより、効率よく連続してスポット溶接作業を行え
るようにした。
【0010】また、YAGレーザを用いることにより、
レーザ発振器と分離してレーザのトーチのみをロボット
ハンドに取り付けられるようにし、ロボットハンドを効
率よく軽快に動かせるようにした。
【0011】
【作用】ロボットハンドをスポット溶接位置に位置決め
し、重合状態にある2以上の被加工材を把持させ、ロボ
ットハンドに取り付けられたレーザのトーチからスポッ
ト溶接位置に向けてレーザを照射して、被加工材を溶融
させてスポット溶接を行う。
【0012】レーザの照射による被加工材の溶融を利用
して非接触の溶接作業を行うので、スポット溶接を繰り
返し実行しても加工手段に磨耗や消耗が生じず、磨耗や
消耗による変形を修正するためのドレッシング作業が不
要となるので、溶接作業を休むことなく、連続的にスポ
ット溶接を行うことができる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の方法を実施する一実施例のスポッ
ト溶接システムの概要を示す斜視図である。図1におい
て、符号1はスポット溶接ロボット等としても利用され
る産業用ロボットであり、そのアーム先端に装着された
ロボットハンド2にはYAGレーザのレーザトーチ3が
装着されている。ロボットハンド2は、重合された2枚
以上の被加工材を把持するための上側ハンド2aと下側
ハンド2bを有し、産業用ロボット1を駆動制御する制
御装置4からの指令により、上側ハンド2aと下側ハン
ド2bが開閉駆動されるようになっている。符号5はY
AGレーザのレーザ発振器であり、レーザトーチ3とは
ファイバーケーブル6により接続されている。レーザ発
振器5のレーザ出力のON/OFF制御は、制御装置4
からの指令で行われる。
【0014】レーザトーチ3は、図2(a)に示される
ように、上側ハンド2aの先端に位置する把持部からず
らして上側ハンド2aに取り付ける場合と、図2(b)
に示されるように、上側ハンド2aの先端に位置する把
持部に直接埋設する場合とがある。前者は被加工材が相
当な高温に加熱されるような場合にロボットハンド2を
保護するのに有利であり、また、後者はスポット溶接位
置の位置決め精度の確保に有利である。
【0015】ロボットハンド2の把持基準位置とレーザ
トーチ3の取り付け位置との間にずれがあるような場合
には、レーザトーチ3の取り付け位置を基準にして教示
操作を行うようにし、また、産業用ロボット1が備える
センサ手段によってロボットハンド2の位置決めを行っ
たり、教示操作をオミットして数値によるプログラム制
御のみによって産業用ロボット1を駆動制御するような
場合では、このずれを補正値として制御装置4に記憶さ
せておくことにより、レーザトーチ3の取り付け位置を
基準とする正常な位置決め制御が行われるようにする。
【0016】ロボットハンド2の把持機能は2枚以上の
被加工材を密着させられるだけの力があれば十分である
(抵抗溶接の場合のように通電確保のための強圧把持は
要求されない)。
【0017】このシステムを用いたスポット溶接の過程
は次のようにして行われる。
【0018】まず、制御装置4が産業用ロボット1を駆
動制御してロボットハンド2のレーザトーチ3を被加工
材のスポット溶接位置に位置決めし、上側ハンド2aお
よび下側ハンド2bを駆動して、図2(a)または図2
(b)に示されるように、2枚の被加工材7,8を把持
させる。次いで、制御装置4がレーザ発振器5にレーザ
の出力指令を与え、レーザトーチ3により設定時間だけ
スポット溶接の目標位置にレーザを照射させ、被加工材
7,8を局部的に溶融させてスポット溶接を行った後、
上側ハンド2aおよび下側ハンド2bを開き、溶接作業
を終了する。レーザトーチ3のノズルからのガスの噴出
量やレーザの焦点位置の調整および照射時間等に関して
は、スポット溶接に適した深溶け込みが得られるよう、
被加工材7,8の種類や厚みに応じて予め調整しておく
ようにする。
【0019】以上が、1スポット溶接箇所に対するシー
ケンス動作である。更に、多数のスポット溶接箇所があ
る場合には、ロボットハンド2の位置決め目標位置(ス
ポット溶接位置)を次々と呼び出して、各溶接位置にお
いて前記と同様のシーケンス動作を繰り返し実行するこ
とになる。
【0020】抵抗溶接の場合のように消耗する加工手段
を利用してスポット溶接を行うわけではないので、多数
の溶接箇所に対してスポット溶接を繰り返し実行する場
合であっても加工手段のドレッシング作業は必要なく、
多数の溶接箇所を連続してスポット溶接することができ
る。
【0021】また、YAGレーザの場合においてはファ
イバーケーブルが使用でき、ロボットハンド2にはレー
ザトーチ3のみを取り付ければよいので、ロボットハン
ド2の装備が軽量化されてその動作も円滑となり、バラ
ンス調整のためのバランサ手段も必要ない。そして、通
電確保のために被加工材7,8を強く圧接する必要もな
いから、ロボットハンド2の把持能力においても過大な
ものは要求されない。
【0022】以上、一実施例として、YAGレーザを用
いレーザ発振器5を据え置き型とし、ファイバーケーブ
ル6を介してレーザトーチ3にレーザ光を伝達するもの
について説明したが、他のレーザの場合産業用ロボット
1の関節部等にミラーを内装してレーザ光を伝達するよ
うにすることも可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明のスポット溶接方法は溶接作業の
ための電極を必要としないので、ドレッシング作業のた
めの設備が不要となり、スポット溶接に必要とされる設
備が全体として小形化される。また、電極の形状修正の
ために溶接作業を停止する必要がないので、多数の溶接
箇所に対してスポット溶接を施す場合であっても、その
作業を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施する一実施例のスポット溶
接システムの概要を示す斜視図である。
【図2】ロボットハンドに対するレーザトーチの装着例
を概念的に示す図である。
【図3】抵抗溶接を実施するために必要とされる構成の
一般例を示す図である(スポット溶接の従来例)。
【符号の説明】
1 産業用ロボット 2 ロボットハンド 2a 上側ハンド 2b 下側ハンド 3 レーザトーチ 4 制御装置 5 レーザ発振器 6 ファイバーケーブル 7,8 被加工材 100 スポット溶接ロボット 101 スポット溶接ガン 102 電極 103 電極 104 溶接トランス 105 スポット溶接タイマ 106 制御装置 107 バランサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二瓶 亮 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 原 龍一 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2以上の被加工材を重合して溶接するス
    ポット溶接方法において、所望するスポット溶接位置に
    レーザを照射し、前記2以上の被加工材を共に溶融させ
    て溶接することを特徴としたスポット溶接方法。
  2. 【請求項2】 把持機能を有するロボットハンドにレー
    ザのトーチを一体的に取り付け、前記ロボットハンドに
    より前記2以上の被加工材を圧接しながら溶接作業を行
    うようにした請求項1記載のスポット溶接方法。
  3. 【請求項3】 レーザとしてYAGレーザを用いた請求
    項1または請求項2記載のスポット溶接方法。
JP7035925A 1995-02-02 1995-02-02 スポット溶接方法 Withdrawn JPH08206860A (ja)

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JP7035925A JPH08206860A (ja) 1995-02-02 1995-02-02 スポット溶接方法
KR1019960000366A KR960031052A (ko) 1995-02-02 1996-01-10 스폿 용접 방법
PCT/JP1996/000191 WO1996023622A1 (en) 1995-02-02 1996-01-31 Method and apparatus for laser spot welding

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2036653A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-18 Tecnolaser S.R.L. Laser welding device with pressing means, in particularly for welding overlapping flaps of metal plates

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WO1996023622A1 (en) 1996-08-08
KR960031052A (ko) 1996-09-17

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