JP2005111494A - スポット溶接ガンおよびスポット溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電極相互の間隔が大きく開く構造としたスポット溶接ガンの大型化を防止する。
【解決手段】 円弧状に形成した可動電極側ガンアーム５に、円弧状のガイドレール１７を設け、ガイドレール１７に沿って移動する円弧状のラック２３を設ける。このランク２３と一体となって移動するように設けた円弧状の電極ホルダ２７の先端に、可動電極９を設ける。ラック２３にはピニオン１５を介してサーボモータを連結し、サーボモータの駆動により、可動電極９を固定電極７に対して接近離反する方向に円弧状に移動させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、一対の電極を互いに接近移動させてワークを挟持した状態で溶接を行うスポット溶接ガンおよびスポット溶接方法に関する。

従来自動車の車体組立工程において、車体パネル同士を結合する際に、例えば下記特許文献１に記載されているようなスポット溶接ガンを使用している。
特開２００１−８７８６４号公報 このスポット溶接ガンは、一対の電極によりワークを加圧挟持して溶接を行うもので、各電極はガンアームの先端に設けてあって互いに接近離反する方向に移動可能となっている。

ところで、上記した車体組立工程のうち、車体床部を構成するフロアパネルと車体側部を構成するサイドパネルとを結合する際に使用するスポット溶接ガンとしては、電極相互の間隔が大きく開くものが必要となる。

ところがこの場合、一対の電極の接近移動が直線状となっているため、電極相互の間隔が大きく開く構造とすると、溶接ガンが大型化するという問題がある。

そこで、この発明は、電極相互の間隔が大きく開く構造としたスポット溶接ガンの大型化を防止することを目的としている。

前記目的を達成するために、この発明は、ガンアームに保持させた一対の電極を互いに接近離反移動可能に設け、この一対の電極によりワークを加圧挟持した状態で溶接を行うスポット溶接ガンにおいて、前記一対の電極の移動軌跡を円弧状とした構成としてある。

この発明によれば、一対の電極が接近離反移動する際の移動軌跡を円弧状としているので、電極相互の間隔が大きく開く構造としても、溶接ガンの大型化を防止することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、この発明の実施の一形態を示すスポット溶接ガンの側面図である。このスポット溶接ガンは、図示しない溶接用ロボットのアームに取り付けるブラケット１を備え、ブラケット１に、固定電極側ガンアーム３および可動電極側ガンアーム５をそれぞれ設けている。

固定電極側ガンアーム３は、ブラケット１に連結される一端から他端まで円弧形状となる円弧部３ａと、円弧部３ａの他端に一端が連続して図１中で右方向に延びる直線部３ｂと、直線部３ｂの他端から２段階に屈曲してその先端が図１中で下方に向けて突出する先端屈曲部３ｃとを有する。そして、この先端屈曲部３ｃの先端（下端）に、電極ホルダ６を介して固定電極７を設けてある。

一方、可動電極側ガンアーム５は、前記円弧部３ａのブラケット１側の端部から、円弧部３ａの円弧形状を含む円の中心Ｏを中心として固定電極７の先端に対して角度θを隔てた位置まで、円弧部３ａに連続する円弧部５ａを備えている。この円弧部５ａに沿って可動電極９が円弧状に移動し、前記固定電極７とでワークを加圧挟持してスポット溶接を行う。すなわち、一対の電極が互いに接近離反移動する際の移動軌跡を円弧状としている。

上記した可動電極側ガンアーム５の円弧部５ａにおける図１中で最下端部の内面には、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、駆動源としての、エンコーダ１１を備えたサーボモータ１３を取り付けてあり、サーボモータ１３にはピニオン１５を連動連結する。

また、上記した円弧部５ａの図２中で左側の側面下部には、円弧部５ａより下方に突出する円弧状のガイドレール１７を、円弧部５ａに沿って設ける。このガイドレール１７の円弧部５ａより下方に突出した部分には、後部ガイドブロック１９をガイドレール１７に沿って移動可能に取り付ける。

さらに、後部ガイドブロック１９の図２中で左側の側面には円弧状の連結アーム２１を固定する。この連結アーム２１は、ガイドレール１７に沿って延び、後部ガイドブロック１９を固定してある後端部（図１中で左側の端部）から、図１の状態で可動電極側ガンアーム５の先端まで達している。

連結アーム２１の内面（図２中で上面）には、連結アーム２１と同長の円弧状のラック２３を固定する。そして、このラック２３の内側に形成してある歯部２３ａには、前記したピニオン１５が噛み合っている。

また、図１のＢ−Ｂ断面図である図３に示すように、連結アーム２１の前端部（図１中で右側の端部）のガイドレール１７側には、前部ガイドブロック２５を固定し、この前部ガイドブロック２５も、前記したガイドレール１７に沿って移動可能とする。

前部ガイドブロック２５の下部には、電極ホルダ２７の基端部を固定する。電極ホルダ２７は、前部ガイドブロック２５への固定部から可動電極９を保持する先端部にかけて円弧状に形成してある。

すなわち、可動電極９を備える電極ホルダ２７は、前部ガイドブロック２５を介して連結アーム２１と一体であり、さらに連結アーム２１および後部ガイドブロック１９と一体のラック２３とともに、ガイドレール１７に沿って、図１に実線で示す前進位置と、同二点鎖線で示す後退位置との間を移動可能である。

上記した構造のスポット溶接ガンによれば、可動電極９を図１中で実線位置とすることで、図示しないワークを固定電極７と可動電極９との間で加圧挟持し、この状態でスポット溶接を行う。このときの加圧動作は、図２に示してあるサーボモータ１３によって行う。

そして、サーボモータ１３を上記した加圧動作時とは逆の方向に回転駆動すると、可動電極９が固定電極７から離反移動して、図１中で二点鎖線で示す後退位置まで移動し、各電極７，９相互の間隔が大きく開いた状態となる。

このように、各電極７，９相互の間隔が大きく開いた状態とすることで、例えば自動車における車体組立工程のうち、車体床部を構成するフロアパネルと車体側部を構成するサイドパネルとを結合する際にも対応することができる。

上記した本発明の実施形態によれば、可動電極９の移動軌跡を円弧状としているので、電極相互の間隔を大きく開く構造としても、溶接ガンの外形寸法が大きくなることはなく、溶接ガンの大型化を防止することができる。大型化を防止した溶接ガンを使用することで、溶接ガンを保持する図示しない溶接用ロボットの小型化も達成することができる。

また、駆動源として、サーボモータ１３を使用することで、様々なワークに対応する最適な加圧条件を設定でき、溶接品質の向上および、作業時間の短縮を図ることができる。

さらに、本実施形態によれば、可動電極９を円弧状の可動電極側ガンアーム５に沿って円弧状に移動させればよいので、電極相互の間隔を大きく開く構造としても、駆動源であるサーボモータ１３を特に大型化する必要がなく、重量低減に寄与することができる。

また、ワークを加圧挟持する動作と、可動電極９を固定電極７に対して接近離反移動させる動作とを、一つのサーボモータ１３により行っているので、二つの動力源を個別に設けた場合に比べ、溶接ガン全体の重量を低減することができる。

さらに、可動電極９の移動を、サーボモータ１３に設けたピニオン１５と、可動電極９側のラック２３との噛み合いにより行っているので、可動電極９の移動を確実に行うことができる。

さらにまた、可動電極９の移動を、可動電極側ガンアーム５に設けたガイドレール１７に、可動電極９側のガイドブロック１９，２５を移動させることで行っているので、可動電極９の固定電極７に向かう移動を精度よく行え、各電極先端相互の芯ずれを防止することができる。

この発明の実施の一形態を示すスポット溶接ガンの正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

３ 固定電極側ガンアーム
５ 可動電極側ガンアーム（円弧状のガンアーム）
７ 固定電極
９ 可動電極（一方の電極）
１３ サーボモータ（駆動源）
１５ ピニオン
１７ ガイドレール
１９，２５ ガイドブロック

Claims (5)

1. ガンアームに保持させた一対の電極を互いに接近離反移動可能に設け、この一対の電極によりワークを加圧挟持した状態で溶接を行うスポット溶接ガンにおいて、前記一対の電極が接近離反移動する際の移動軌跡を円弧状としたことを特徴とするスポット溶接ガン。
2. 前記一対の電極を円弧状に移動させるための駆動源を一つとしたことを特徴とする請求項１記載のスポット溶接ガン。
3. 前記一対の電極のうち一方を保持するガンアームを円弧状に形成し、この円弧状のガンアームに駆動源およびこの駆動源によって回転するピニオンを設け、このピニオンに噛み合う円弧状のラックを、前記一方の電極に一体化させて前記円弧状のガンアームに対して移動可能に設けたことを特徴とする請求項１または２記載のスポット溶接ガン。
4. 前記円弧状のガンアームに沿ってガイドレールを設け、このガイドレールにガイドされて移動するガイドブロックを前記円弧状のラックに設けたことを特徴とする請求項３記載のスポット溶接ガン。
5. 一対の電極を互いに接近移動させてワークを加圧挟持した状態で溶接を行うスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、前記一対の電極の接近離反移動する際の移動軌跡を円弧状とし、この円弧状の移動軌跡に沿って前記一対の電極を互いに接近させてワークを加圧挟持し、この状態で前記ワークに対してスポット溶接を行うことを特徴とするスポット溶接方法。
   

Images