JPS6235867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、車体溶接組立ラインにおいて車体
フロアパネル、とりわけトンネル部の溶接を行な
うスポツト溶接装置に関する。

第１図に示すように車体フロアパネル１のフロ
ントフロアパネル２とリアフロアパネル３とをス
ポツト溶接して一体に接合するような場合、トン
ネル部４の縦壁部分５の溶接には、従来は例えば
第２図、第３図に示す大型の溶接ガンを産業用ロ
ボツトに組み合わせてなるトンネル部専用のスポ
ツト溶接装置が用いられている。

詳述すると、第２図に示すものは直交座標型の
ロボツト６に例えば特開昭57―124582号公報の第
２図に開示された変形Ｃ型のスポツト溶接ガン７
を組み合わせたもので、アーム８はイコライジン
グ機構２０を介してロボツト６の手首６ａに取り
付けられている。つまり、イコライジング機構２
０のガイドロツド２０ａに挿通したアーム８の基
部２１両端をスプリング２２，２３で挟み、この
スプリング２２，２３の縮み代で溶接時にロボツ
ト６の手首６ａに加わる加圧反力を吸収するよう
にしてある。

前記アーム８は、被溶接物であるフロアパネル
９のサイド部から中央のトンネル部１０に達する
長大なロアアーム１１とこれよりも短いアツパー
アーム１２とを有し、これらの両アームは一体で
いわゆるＣ型状を形成している。そして、ロアア
ーム１１の先端には加圧シリンダを内蔵したプツ
シユプルタイプのスタツドガン１３をガン挿入側
（ロボツト側）に向かつて一定の仰角をなすよう
に固着し、一方、アツパーアーム１２の先端には
別のスタツドガン１４を、溶接時は一定の俯角を
なして前記ロアアーム１１側のスタツドガン１３
と同軸となるうに取り付け、これによつて溶接は
ガン挿入側（ロボツトに近い側）の縦壁部分１５
にて行なうようになつている。

さらに、アツパーアーム１２側のスタツドガン
１４は、別個の回動シリンダ１６でヒンジ部１７
を中心として矢印Ａの如く一定範囲内で上下回動
させることにより、ガン挿入時および退避時の開
口領域を確保して被溶接物との干渉を防止するよ
うにしている。そして溶接時には、両スタツドガ
ン１３，１４のチツプ１８，１９で被溶接物を挟
持し、その加圧状態のもとで両チツプ１８，１９
に通電することにより行なうものである。

尚、アーム８には、各スタツドガン１３，１４
やシリンダ１６へのエア配管、チツプ１８，１９
に溶接電力を供給するケーブル、冷却水配管等の
多くの配線・配管がそれぞれの供給源から配して
ある。

第３図に示すものは、ロアアーム２４の先端に
さらにヒンジピン２５を介してロツカアーム２６
を取り付けたいわゆるロツカガン２７を採用した
例である（このロツカガン２７は例えば特開昭57
―124582号公報の第４図に開示されている）。つ
まり、ロツカアーム２６の上端にガン挿入側に向
けてチツプ２８を取り付けるとともに、その下端
には加圧シリンダ２９のロツド２９ａを連結した
構造として、フロアパネル３０のトンネル部３１
の断面が狭小な場合の溶接を可能にしている点で
第２図のスタツドガン１３と異なるが、その他の
構成については変わりがない。

しかしながら、このような従来のスポツト溶接
装置にあつては、ロアアーム１１あるいは２４側
でシリンダをもつてスタツドガン１３またはロツ
カガン２７を採用しているため、それらに付随す
る配線・配管系を含めガン全体が形状的にも重量
的にも非常に大がかりなものとなるほか、上記の
ガンと被溶接物との干渉、あるいは被溶接物の下
面側にある搬送装置との干渉などを考慮すると必
然的に溶接部位形状が著しく制約されて汎用性に
欠けるという不具合がある。加えて、上記のよう
な重量増加によりその慣性モーメントもまた大き
くなることから、ガン全体を支持しているロボツ
トも重負荷タイプのものを使用しない限り動作能
力の低下をきたしてしまうという問題がある。

この発明は以上のような点に鑑みてなされたも
ので、前記のスタツドガン１３あるいはロツカガ
ン２７に代えて電極チツプ単独の構造とし、かつ
イコライジング機構と効果的に組み合わせること
により、前記従来の問題点を解消することを目的
としている。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第４図および第５図はこの発明のスポツト溶接
装置の一実施例を示すもので、先ずその全体構成
を第４図をもとに説明すると、４０は直交座標型
の産業用ロボツト、４１は産業用ロボツト４０の
手首４０ａに取着されたスポツト溶接ガン、４２
はトランス、４３はフインガー４３ａを有して紙
面と直交方向に移動するトランスフアーバー、４
４は昇降動作する受駒４４ａを有するリフターで
ある。そして、トランスフアーバー４３にて搬送
されてくる被溶接物つまりはフロアパネル４５を
その下方から上昇する受駒４４ａにて所定高さ位
置まで持ち上げ、そののち右方からロボツト４０
とともに前進する溶接ガン４１にて所定部位にス
ポツト溶接を施すものである。

前記溶接ガン４１は、第５図に示すようにフロ
アパネル４５のサイド部からトンネル部４５ａに
達する長大なロアアーム４６ａとこれよりも短い
アツパーアーム４６ｂを有して全体として略Ｃ字
型をなすアーム４６を主体として構成され、この
アーム４６はイコライジング機構４７に支持され
るとともに、該イコライジング機構４７はブラケ
ツト４８を介してロボツト４０の手首４０ａに連
結されている。このイコライジング機構４７は、
前述したようにガン加圧時の反力をも吸収するた
めのものであることから、後述するように溶接位
置でのスタツドガン５７の軸線方向と平行となる
ような配置のもとに取り付けられている。そし
て、第６図にも示すように一対のガイドロツド４
９間にアーム４６の中央基部４６Ｃをスライド可
能に支持させ、ガン加圧時の反力が矢印Ｂ方向に
作用した時にはエアシリンダ５０にて前記の反力
を減衰させ、一方、矢印Ｂと反対方向の反力が作
用したときにはスプリング５１にてその反力を減
衰させるようにしてある。

すなわち、アーム４６は、相互拮抗作用をなす
弾性手段であるところのエアシリンダ５０とスプ
リング５１とにより、後述する電極チツプ５８
（溶接位置でのスタツドガン５７）の軸線方向と
同方向に変位可能に弾性支持されている。尚５２
は位置調整用のボルトである。

ロアアーム４６ａの起立部４６ｄ先端には下側
の電極チツプ（以下、下側チツプという）５８が
直接的に取着されており、他方、アツパーアーム
４６ｂの先端部には補助アーム５３がヒンジピン
５４を介して連結され、さらに補助アーム５３に
は、先端に上側の電極チツプ（以下、上側チツプ
という）５６を有してなるスタツドガン５７が取
着されている。補助アーム５３は、回動シリンダ
５５の作動によりヒンジピン５４を回転中心とし
て回動可能となつている。すなわち、補助アーム
５３と体のスタツドガン５７は、回動シリンダ５
５を作動させることにより、第５図に実線で示し
た溶接位置と、フロアパネル５４と干渉しない退
避位置（仮想線位置）との間で回動可能となつい
る。

しかして以上の構成に係るスポツト溶接装置に
よれば、第４図に示すように受駒４４ａの上昇に
より被溶接物であるフロアパネル４５が水平姿勢
のまま所定高さ位置にセツトされると、開放状態
にある溶接ガン４１がロボツト４０のはたらきに
より前進する。そして、溶接ガン４１がフロアパ
ネル４５のトンネル部４５ａに接近すると、起立
部４６ｄがトンネル部４５ａ内部に進入して回動
シリンダ５５が作動し、それによつてスタツドガ
ン５７が回動することから上側チツプ５６が他方
の下側チツプ５８に対向して両者の軸線が一致す
る。

続いて、スタツドガン５７に内蔵されたシリン
ダが作動し、上側チツプ５６が下側チツプ５８に
対し前進して、これら両チツプ５６，５８間にト
ンネル部４５ａのガン進入側の縦壁部４５ｂを加
圧・挟持する。そして、この加圧状態のもとでト
ランス４２からの所定の溶接電流を通電すること
でスポツト溶接がなされる。

所定数の打点のスポツト溶接が完了すると、溶
接ガン４１の後退動作に際して該溶接ガン４１と
フロアパネル４５が干渉しない程度までスタツド
ガン５７が回動・上昇せられ、溶接ガン４１がロ
ボツト４０とともに後退して次なる被溶接物の溶
接に備えることになる。

ここでイコライジング機構４７の作動について
説明すると次のようになる。

上述したように、補助アーム５３を第５図にお
いて実線の状態にした後に上側チツプ５６を前進
させて縦壁部４５ｂを加圧・挟持するわけである
が、このとき例えばフロアパネル４５の位置ずれ
やロボツトのテーチイング誤差があり、補助アー
ム５３とトンネル部４５ａとの相互距離が所定の
量よりも小さい場合は、上側チツプ５６は縦壁部
４５ｂからの反力を受けるものの、スタツドガン
５７の加圧力が上側チツプ５６に加わるためにア
ーム４６の中央基部４６ｃはエアシリンダ５０を
収縮させながら矢印Ｂ方向（第６図参照）へ移動
し、下側チツプ５８を縦壁部４５ｂに押圧させる
ようになつている。このため良好な加圧・挟持が
できるとともに、トンネル部４５ａへの打痕の発
生を防止できる。一方、ロボツトの手首４０ａに
より溶接ガン４１が移動されたとき下側チツプ５
８が縦壁部４５ｂに衝突した場合には、下側チツ
プ５８は縦壁部４５ｂからの反力を受け、アーム
４６の中央基部４６ｃはスプリング５１を圧縮し
ながら矢印Ｂ方向（第６図参照）とは反対の方向
へ移動し、縦壁部４５ｂへの打痕を防止するとと
もに良好な加圧・挟持ができるようにする。

以上のような一連の動作において、ロアアーム
４６ａ側つまりは下側チツプ５８側については加
圧シリンダやロツカアーム等は一切設けていない
ことから、従来ほど被溶接物との干渉について配
慮する必要がなく、トンネル部形状あるいは寸法
の異なる種々の車種に対し一種類の溶接ガンで対
応することができる。

さらに、前述したようにロアアーム側の加圧シ
リンダやロツカアームの不存在に併せて、必要最
小限の回動シリンダ５５や補助アーム５３等、比
較的重量の大きな部材が可及的にイコライジング
機構４７に近い位置に配されていることから、ア
ーム先端部の軽量化が図られ、それによつて貫性
モーメントが小さくなるためにロボツト４０が過
負荷となるようなことはない。

以上述べたようにこの発明によれば、溶接部位
形状の制約を緩和して汎用性を持たせることがで
きるとともに、従来のようなロアアーム側の加圧
シリンダやロツカアームさらにはそれらに付随す
る配線・配線系がないことから溶接ガン全体の小
型・軽量化が図られ、ロボツトの負荷重量を小さ
く押さえることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は車体フロアパネルの部分斜視図、第２
図は従来の車体フロアパネルのスポツト溶接装置
の概略図、第３図は同じく従来の他の例を示す概
略図、第４図はこの発明に係るスポツト溶接装置
の一実施例を示す全体概略図、第５図は第４図の
溶接ガンの詳細を示す拡大説明図、第６図は同じ
く第５図のイコライジング機構の詳細を示す拡大
説明図である。 ４０……産業用ロボツト、４０ａ……手首、４
１……スポツト溶接ガン、４５……車体フロアパ
ネル、４５ａ……トンネル部、４６……アーム、
４７……イコライジング機構、５０……弾性手段
としてのエアシリンダ、５１……弾性手段として
のスプリング、５３……補助アーム、５４……ヒ
ンジピン、５５……回動シリンダ、５６……電極
チツプ、５７……スタツドガン、５８……電極チ
ツプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平姿勢の車体フロアパネルのトンネル部に
   スポツト溶接を施すスポツト溶接装置において、
   産業用ロボツトの手首にイコライジング機構を介
   して取り付けられたＣ型のアームと、このアーム
   の下側端部に直接固定された電極チツプと、アー
   ムの上側端部にヒンジ結合され、前記電極チツプ
   と対向する溶接位置と退避位置との間を回動可能
   なプツシユプルタイプのスタツドガンとを備えて
   なり、前記アームは、イコライジング機構に内蔵
   されて相互拮抗作用をなす弾性手段により、前記
   電極チツプの軸線と同方向に変位可能に弾性支持
   されていることを特徴とする車体フロアパネルの
   スポツト溶接装置。