JP2014097522A - 片側スポット溶接機 - Google Patents

Abstract

【課題】被溶接部材の形状等に関わらず良好なスポット溶接を行うことができる片側スポット溶接機を提供する。
【解決手段】ワーク２におけるスポット溶接を施そうと予定している溶接予定部位に対して可動電極３３が垂直を成して接触するようにＸ軸送り機構１７、Ｙ軸送り機構２１、Ｚ軸送り機構２５、θ軸回転機構３４およびα軸回転機構３５を制御する制御装置５０を備え、制御装置５０は、可動電極３３から溶接予定部位に対して垂直に作用させる所定加圧力Ｆが、Ｘ軸送り機構１７によるＸ軸方向加圧力ｆｘと、Ｙ軸送り機構２１によるＹ軸方向加圧力ｆｙと、Ｚ軸送り機構２５によるＺ軸方向加圧力ｆｚとの合成によって得られるようにそれらＸ軸送り機構１７、Ｙ軸送り機構２１およびＺ軸送り機構２５のそれぞれの送り動作を制御するものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被溶接部材を固定電極と可動電極とで挟み込むようにしてスポット溶接する片側スポット溶接機に関するものである。

従来、例えば自動車部品の生産等において、少なくとも２枚以上重ね合わされた被溶接部材に溶接ガンの電極を押し付けて加圧し、電流を供給することで被溶接部材間を抵抗発熱させて溶接するスポット溶接が行われている。スポット溶接により形成される接合部の品質は、電流値や電流供給時間、加圧力、電極先端状態を適切に管理することで安定させることができる。

上記の溶接ガンとしては、例えば特許文献１にて提案されているものが広く一般に使用されている。
この特許文献１に係る溶接ガンは、ジョイント部材を支点にサーボモータにより開閉作動される一対のガンアームを備え、これらガンアームの互いに対向する先端部に電極を装着し、重ね合わされた被溶接部材の重合部分を一対の電極で挟み付けて加圧しスポット溶接するように構成されている。

ところで、上記の特許文献１に係る溶接ガンのような開閉式のガンアームで被溶接部材を挟み込む形式のものでは、一対のガンアームの間の懐の大きさによる制限を受けるため、被溶接部材の形状、大きさ等によってはその重合部分を一対の電極で挟み込むことができないような場合がある。

そこで、上記の重合部分の一方側に固定電極を接触させ、他方側から自由に動くことができる可動電極を押し付けて加圧状態で電流を供給してスポット溶接する片側スポット溶接機が例えば特許文献２にて提案されている。

特開平１１−２９１０６２号公報 特開２００５−２７１０１７号公報

上記の特許文献２に係る片側スポット溶接機は、水平Ｘ軸に沿って可動電極を直線移動させるＸ軸送り機構と、水平Ｘ軸と直交する水平Ｙ軸に沿って可動電極を直線移動させるＹ軸送り機構と、水平Ｘ軸および水平Ｙ軸に垂直な垂直Ｚ軸に沿って可動電極を直線移動させるＺ軸送り機構とを備えて構成されている。

ところで、この片側スポット溶接機においては、Ｘ軸送り機構とＹ軸送り機構との協働により、Ｘ軸とＹ軸との直交座標上における被溶接部材の溶接予定部位の位置に対応する座標位置に可動電極を位置決めし、Ｚ軸送り機構により、可動電極をその溶接予定部位に押し付けてスポット溶接を行うようにされている。

このため、被溶接部材における水平面部上に溶接予定部位がある場合には、この溶接予定部位に対し可動電極から垂直に所定加圧力を作用させて良好にスポット溶接を行うことができる。
しかしながら、被溶接部材における例えば傾斜面部や鉛直面部上に溶接予定部位がある場合、この溶接予定部位に対し垂直を成して接触するように可動電極を位置決めするのは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の３軸制御では構造上不可能であり、溶接予定部位に対し可動電極から垂直に所定加圧力を作用させることができず、溶接予定部位に対しスポット溶接を良好に施すことができない、言い換えればスポット溶接可能な被溶接部材の形状等が限定されるという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、被溶接部材の形状等に関わらず良好なスポット溶接を行うことができる片側スポット溶接機を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による片側スポット溶接機は、
少なくとも２枚以上重ね合わされた被溶接部材を、所定位置に固定される固定電極と、この固定電極に対し移動自在な可動電極とで挟み込むようにしてスポット溶接する片側スポット溶接機であって、
水平Ｘ軸に沿って前記可動電極を直線移動させるＸ軸送り機構と、
前記水平Ｘ軸と直交する水平Ｙ軸に沿って前記可動電極を直線移動させるＹ軸送り機構と、
前記水平Ｘ軸および水平Ｙ軸に垂直な垂直Ｚ軸に沿って前記可動電極を直線移動させるＺ軸送り機構と、
鉛直θ軸回りに前記可動電極を回転させるθ軸回転機構と、
水平α軸回りに前記可動電極を回転させるα軸回転機構と、
前記被溶接部材における前記スポット溶接を施そうと予定している溶接予定部位に対して前記可動電極が垂直を成して接触するように前記Ｘ軸送り機構、Ｙ軸送り機構、Ｚ軸送り機構、θ軸回転機構およびα軸回転機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記可動電極から前記溶接予定部位に対して垂直に作用させる所定加圧力が、前記Ｘ軸送り機構によるＸ軸方向加圧力と、前記Ｙ軸送り機構によるＹ軸方向加圧力と、前記Ｚ軸送り機構によるＺ軸方向加圧力との合成によって得られるようにそれらＸ軸送り機構、Ｙ軸送り機構およびＺ軸送り機構のそれぞれの送り動作を制御することを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記可動電極とθ軸回転機構とα軸回転機構とを垂直Ｚ軸に沿って配置してなる溶接ガンを備え、当該片側スポット溶接機の機械本体部分の基礎を構成するベッド上に所定間隔を存して立設される支柱部材を介して水平Ｘ軸方向に延びるＸ軸ビーム部材が設置され、前記Ｘ軸ビーム部材に、前記Ｘ軸送り機構を介して水平Ｙ軸方向に延びるＹ軸ビーム部材が組み付けられ、前記Ｙ軸ビーム部材に、前記Ｙ軸送り機構およびＺ軸送り機構を介して前記溶接ガンが組み付けられるのが好ましい（第２発明）。

本発明において、前記θ軸回転機構は、鉛直θ軸回りに回転されるθ軸回転ブラケットを備えてなり、前記α軸回転機構は、前記θ軸回転ブラケットに水平α軸回りに回転可能に取り付けられてその水平α軸回りに回転されるα軸回転ハウジングを備えてなり、前記可動電極を支持する可動電極支持杆が前記α軸回転ハウジングに組み込まれるのが好ましい（第３発明）。

本発明において、前記可動電極支持杆は、前記α軸回転ハウジングとの間に組み込まれる圧縮コイルばねによって前記可動電極が装着される先端側に向かって押出し付勢されるのが好ましい（第４発明）。

本発明によれば、制御軸として水平Ｘ軸、水平Ｙ軸、垂直Ｚ軸、鉛直θ軸および水平α軸の合計５軸が設けられるので、被溶接部材の形状等に関わらず溶接予定部位に対して可動電極が垂直を成して接触するように該可動電極を位置決めすることができる。
また、可動電極から溶接予定部位に対して垂直に作用される所定加圧力は、Ｘ軸送り機構によるＸ軸方向加圧力と、Ｙ軸送り機構によるＹ軸方向加圧力と、Ｚ軸送り機構によるＺ軸方向加圧力との合成によって得られるようにされているので、溶接予定部位に対し可動電極から垂直に所定加圧力を確実に作用させることできる。
したがって、被溶接部材の形状等に関わらず良好なスポット溶接を行うことができる。
また、加圧力を発生するためのアクチュエータを別途に設ける必要がないため、装置の軽量化による溶接速度の高速化を図ることができるとともに、装置の簡素化を図ることができる。

第２発明の構成を採用することにより、ベッド上の支柱部材に支えられたＸ軸ビーム部材とこれに直交するＹ軸ビーム部材とによって溶接ガンを支持する支持構造体として高剛性のものが構築可能であるので、各送り機構の高速化が可能になるとともに、各送り機構による合成加圧力を大きくすることができる。したがって、溶接時間の短縮化を図ることができるとともに、被溶接部材が比較的肉厚の厚いものであっても（例えば、板厚：１．２〜４．５ｍｍ）、良好なスポット溶接を行うことができる。

第３発明の構成を採用することにより、θ軸回転機構とα軸回転機構とがコンパクトに纏められるので、装置構成の小型化を図ることができる。

第４発明の構成を採用することにより、可動電極支持杆によって支持される可動電極が被溶接部材に接触する際の反動を緩衝することができるとともに、溶接時の部材の若干の変形に追従しながら可動電極による所定加圧力を安定的に加えることができる。

本発明の一実施形態に係る片側スポット溶接機の全体斜視図である。 本実施形態の片側スポット溶接機の平面図である。 （ａ）は図２のＡ矢視図で一部を破断して表わす図、（ｂ）は図２のＢ矢視図で一部を破断して表わす図である。 図３のＣ矢視図で、一部を破断して表わす図である。 図３のＤ部拡大要部断面図である。 制御装置の機能ブロック図である。 ワークに対する可動電極の位置決めの様子を表わす図である。 ワークに対する可動電極の加圧力の作用の様子を表わす図である。

次に、本発明による片側スポット溶接機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜片側スポット溶接機の概略説明＞
図１に示される片側スポット溶接機１は、一部が互いに重ね合わされた２枚（３枚以上でも可）の被溶接部材２ａ，２ｂをスポット溶接対象のワーク２として、これら被溶接部材２ａ，２ｂの重合部分における溶接しようとして予め定められた溶接予定部位に対してスポット溶接を施すものであって、当該片側スポット溶接機１の機械本体部分の基礎を構成するベッド３を備えている。

＜ベッドの説明＞
ベッド３は、水平方向に互いに直交する水平Ｘ軸および水平Ｙ軸に沿って広がりを持つ平面視で四角形状を呈し、それらＸ軸およびＹ軸に垂直な垂直Ｚ軸に沿って所要の厚みを有している。

＜インデックステーブルの説明＞
ベッド３上には、割出しモータ４により、水平方向に回転割出し可能なインデックステーブル５が設置されている。
インデックステーブル５上には、ワーク支持具６が設置され、このワーク支持具６上にワーク２が載せられている。
ワーク支持具６には、ワーク２の溶接予定部位に対応して接触する所要の固定電極７が固定されている。

＜固定電極の電気配線の説明＞
固定電極７は、ワーク支持具６から図示されないブスバー（棒状導電体）にてインデックステーブル５、ベッド３および所要のケーブルを介して電源装置（いずれも図示省略）のマイナス極に接続されている。
なお、図示による詳細説明は省略するが、電源装置から固定電極７に至る電流経路において、例えばベッド３とインデックステーブル５のような相対移動する２つの部材間やその他要所には、電流経路を機械的に接続したり切断したりする接断器が設けられている。

＜Ｘ軸ビーム部材、Ｘ軸スライダの説明＞
ベッド３における水平Ｙ軸方向の一側部上には、水平Ｘ軸方向の両側部に位置するように一対の支柱部材８，８が立設・固定され、これら支柱部材８，８を跨ぐように水平Ｘ軸方向に延びるＸ軸ビーム部材９がそれら支柱部材８，８に固定されている。
Ｘ軸ビーム部材９上には、水平Ｘ軸方向に延び水平Ｙ軸方向に所定間隔を存して配される一対のリニアガイド１０，１０が設けられ、これらリニアガイド１０，１０に直動案内されるＸ軸スライダ１１が水平Ｘ軸方向に移動自在に取り付けられている。

＜Ｙ軸ビーム部材、Ｙ軸スライダの説明＞
Ｘ軸スライダ１１における水平Ｘ軸方向の一側の端部には、水平Ｙ軸方向に延びるＹ軸ビーム部材１２が固定されている。
Ｙ軸ビーム部材１２における水平Ｘ軸方向の他側に臨ませた面には、水平Ｙ軸方向に延び垂直Ｚ軸方向に所定間隔を存して配される一対のリニアガイド１３，１３が設けられ、これらリニアガイド１３，１３に直動案内されるＹ軸スライダ１４がＹ軸方向に移動自在に取り付けられている。

＜Ｚ軸ビーム部材、Ｚ軸スライダの説明＞
図３（ａ）および図４に示されるように、Ｙ軸スライダ１４における水平Ｘ軸方向の他側には、Ｚ軸スライダ１５が配され、これらＺ軸スライダ１５とＹ軸スライダ１４との間には、垂直Ｚ軸方向に延び水平Ｙ軸方向に所定間隔を存して配される一対のリニアガイド１６，１６が設けられ、これらリニアガイド１６，１６に直動案内されてＺ軸スライダ１５がＹ軸スライダ１４に対し垂直Ｚ軸方向に移動自在とされている。

＜Ｘ軸送り機構の説明＞
図２に示されるように、Ｘ軸スライダ１１を水平Ｘ軸方向に移動させるＸ軸送り機構１７は、水平Ｘ軸方向に延設されるボール螺子軸１８を備えている。このボール螺子軸１８は、その軸線回りに回転可能にＸ軸ビーム部材９に取り付けられている。
ボール螺子軸１８には、Ｘ軸スライダ１１に固定されたボールナット１９が螺合され、ボール螺子軸１８の一端部には、Ｘ軸送りモータ２０が回転動力伝達可能に接続されている。
Ｘ軸送りモータ２０の作動にてボール螺子軸１８が回転駆動されると、ボールナット１９が水平Ｘ軸方向に直線移動され、このボールナット１９の直線移動に伴ってＸ軸スライダ１１が水平Ｘ軸方向に直線移動されるようになっている。

＜Ｙ軸送り機構の説明＞
Ｙ軸スライダ１４を水平Ｙ軸方向に移動させるＹ軸送り機構２１は、水平Ｙ軸方向に延設されるボール螺子軸２２を備えている。このボール螺子軸２２は、その軸線回りに回転可能にＹ軸ビーム部材１２に取り付けられている。
ボール螺子軸２２には、Ｙ軸スライダ１４に固定されたボールナット２３が螺合され、ボール螺子軸２２の一端部には、Ｙ軸送りモータ２４が回転動力伝達可能に接続されている。
Ｙ軸送りモータ２４の作動にてボール螺子軸２２が回転駆動されると、ボールナット２３が水平Ｙ軸方向に直線移動され、このボールナット２３の直線移動に伴ってＹ軸スライダ１４が水平Ｙ軸方向に直線移動されるようになっている。

＜Ｚ軸送り機構の説明＞
図３（ａ）（ｂ）に示されるように、Ｚ軸スライダ１５を垂直Ｚ軸方向に移動させるＺ軸送り機構２５は、垂直Ｚ軸方向に延設されるボール螺子軸２６を備えている。このボール螺子軸２６は、その軸線回りに回転可能にＹ軸スライダ１４に取り付けられている。
ボール螺子軸２６には、Ｚ軸スライダ１５に固定されたボールナット２７が螺合され、ボール螺子軸２６の一端部（上端部）には、従動タイミングプーリ２８が固定されている。
Ｙ軸スライダ１４には、ボール螺子軸２６に対し水平Ｘ軸方向の一側に所定の軸間距離を存してＺ軸送りモータ２９が配設され、このＺ軸送りモータ２９の出力軸には、駆動タイミングプーリ３０が固定されている。

駆動タイミングプーリ３０と従動タイミングプーリ２８との間には、タイミングベルト３１が巻き掛け装着されており、Ｚ軸送りモータ２９の作動にてそのＺ軸送りモータ２９の回転動力が駆動タイミングプーリ３０、タイミングベルト３１および従動タイミングプーリ２８を介してボール螺子軸２６に伝達されると、ボールナット２７が垂直Ｚ軸方向に直線移動され、このボールナット２７の直線移動に伴ってＺ軸スライダ１５が垂直Ｚ軸方向に直線移動されるようになっている。

＜溶接ガンの説明＞
Ｚ軸スライダ１５には、溶接ガン３２が取り付けられている。
溶接ガン３２は、可動電極３３と、θ軸回転機構３４と、α軸回転機構３５とを備えて構成されている。

＜可動電極の説明＞
図５に示されるように、可動電極３３は、当該可動電極３３の本体部分を構成するシャンク３３ａを備え、このシャンク３３ａの先端部に、実質的にスポット溶接の用に供する電極チップ３３ｂが装着されてなり、ホルダ３６を介して可動電極取付具３７に取り付けられている。

＜θ軸回転機構の説明＞
θ軸回転機構３４は、鉛直θ軸回りに可動電極３３を回転させるものであって、溶接ガン３２の本体部分の先端部に鉛直θ軸回りに回転可能に取り付けられて可動電極取付具３７を支持するθ軸回転ブラケット３８を備えている。このθ軸回転ブラケット３８には、溶接ガン３２の本体部分に内蔵されたθ軸回転モータ３９（図３（ａ）参照）からの回転動力が伝達されるようになっており、θ軸回転モータ３９の作動にてθ軸回転ブラケット３８が回転駆動されると、可動電極３３が鉛直θ軸回りに回転されるようになっている。
なお、本実施形態では、θ軸回転ブラケット３８の鉛直θ軸回りの回転角が、０°〜１８０°の範囲に制限されている。

＜α軸回転機構の説明＞
α軸回転機構３５は、水平α軸回りに可動電極３３を回転させるものであって、可動電極取付具３７の本体部分を構成するα軸回転ハウジング４０を備えている。このα軸回転ハウジング４０は、θ軸回転ブラケット３８に、水平α軸回りに回転可能に取り付けられている。
α軸回転ハウジング４０には、α軸回転モータ４１からの回転動力が伝達されるようになっており、α軸回転モータ４１の作動にてα軸回転ハウジング４０が水平α軸回りに回転駆動されると、可動電極３３が水平α軸回りに回転されるようになっている。
なお、本実施形態では、α軸回転ハウジング４０の水平α軸回りの回転角が、０°〜１８０°の範囲に制限されている。

＜可動電極取付具の説明＞
可動電極取付具３７は、前述したα軸回転ハウジング４０に可動電極支持杆４２が組み込まれて構成されている。
可動電極支持杆４２において、その先端部は、ホルダ３６の基端部に設けられた雌螺子に螺合され、基端部には、抜け止めナット４３が螺合され、中間部のばね座部から基端側に向かう軸部には、圧縮コイルばね４４が外嵌されている。

可動電極支持杆４２は、圧縮コイルばね４４が外嵌された状態でα軸回転ハウジング４０に嵌め込まれ、圧縮コイルばね４４の基端側がロードセル４５を介して押えプレート４６によって押え付けられている。
可動電極支持杆４２の基端部は、ロードセル４５および押えプレート４６を貫通してその押えプレート４６から突き出した状態とされ、この基端部の雄螺子に抜け止めナット４３が螺合されて押えプレート４６に掛け止められることで、可動電極支持杆４２がα軸回転ハウジング４０から抜け出さないようにされている。

＜可動電極の電気配線の説明＞
可動電極３３は、ホルダ３６、可動電極取付具３７、溶接ガン３２の本体部分、Ｚ軸スライダ１５、Ｙ軸スライダ１４、Ｙ軸ビーム部材１２、Ｘ軸スライダ１１およびＸ軸ビーム部材９を経由する図示されないブスバーと、所要のケーブル（図示省略）とを介して電源装置（図示省略）のプラス極に接続されている。
なお、図示による詳細説明は省略するが、電源装置から可動電極３３に至る電流経路において、例えばＸ軸ビーム部材９とＸ軸スライダ１１のような相対移動する２つの部材間やその他要所には、電流経路を機械的に接続したり切断したりする接断器が設けられている。

次に、本実施形態の片側スポット溶接機を制御する制御装置について、図６の機能ブロック図を用いて以下に説明する。

図６に示されるように、片側スポット溶接機１を制御する制御装置５０は、メインＣＰＵ５１と、サーボＣＰＵ５２とを備えている。
メインＣＰＵ５１は、当該制御装置５０の全体的な演算処理装置として働くものであり、一方、サーボＣＰＵ５２は、割出しモータ４、Ｘ軸送りモータ２０、Ｙ軸送りモータ２４、Ｚ軸送りモータ２９、θ軸回転モータ３９およびα軸回転モータ４１の各サーボモータに対する演算処理装置として特化して働くものである。
これらＣＰＵ５１，５２は、システムバス５３を介して、溶接条件演算部５５を包含する溶接電流コントローラ５４、記憶装置５６および入力装置５７と相互に接続されている。

メインＣＰＵ５１は、サーボＣＰＵ５２に対して、溶接ガン３２の可動電極３３を位置制御するための位置指令信号や、加圧力制御するための加圧力指令信号を与える。
サーボＣＰＵ５２は、メインＣＰＵ５１から与えられた指令信号に従ってサーボアンプ５８を介してサーボモータ４，２０，２４，２９，３９，４１を制御する。
サーボＣＰＵ５２には、サーボモータ４，２０，２４，２９，３９，４１の回転量に対応するエンコーダ５９からの信号が入力され、サーボアンプ５８には、サーボモータ４，２０，２４，２９，３９，４１に流れる電流に対応する電流検出器６０からの信号が入力される。

溶接電流コントローラ５４は、溶接用の電源装置６１から溶接ガン３２の可動電極３３に供給される電流を制御する。
溶接条件演算部５５は、記憶装置５６に記憶されている溶接データに基づいて溶接条件を演算する。
入力装置５７は、各種データの入力や、加工モードとティーチングモードとの切り替え等を行うのに用いられる。

＜作用効果の説明＞
以上に述べたように構成される片側スポット溶接機１によるワーク２に対するスポット溶接は以下のようにして行われる。
メインＣＰＵ５１は、溶接予定部位に対して可動電極３３が垂直を成して接触するような位置指令信号をサーボＣＰＵ５２へ出力する。サーボＣＰＵ５２は、メインＣＰＵ５１からの位置指令信号とエンコーダ５９からの信号とに基づいて位置のフィードバック制御を行い、サーボアンプ５８に対して電流指令信号（トルク指令信号）を出力する。サーボアンプ５８は、その電流指令信号と電流検出器６０からの信号とに基づいて電流のフィードバック制御を行い、サーボモータ４，２０，２４，２９，３９，４１に対して駆動電流を供給し、サーボモータ４，２０，２４，２９，３９，４１を駆動制御する。
こうして、水平Ｘ軸、水平Ｙ軸、垂直Ｚ軸、鉛直θ軸および水平α軸の５軸制御により、図７に示されるように、ワーク２における水平面部は勿論のこと、傾斜面部や鉛直面部における溶接予定部位（固定電極７が配置されている所）に対しても可動電極３３が垂直を成して接触され、ワーク２の形状等に関わらず溶接予定部位に対して可動電極３３が垂直を成して接触するように位置決めすることができる。

上記の位置決め後、メインＣＰＵ５１は、位置制御から加圧力制御への制御切替信号をサーボＣＰＵ５２へ出力するとともに、可動電極３３から溶接予定部位に対して垂直に所定加圧力を作用させるような加圧力指令信号をサーボＣＰＵ５２へ出力する。サーボＣＰＵ５２は、メインＣＰＵ５１からの加圧力指令信号に基づいてサーボアンプ５８に対して電流指令信号（トルク指令信号）を出力する。サーボアンプ５８は、その電流指令信号と電流検出器６０からの信号とに基づいて電流のフィードバック制御を行い、サーボモータ４，２０，２４，２９，３９，４１に対して駆動電流を供給し、サーボモータ４，２０，２４，２９，３９，４１を駆動制御する。なお、より高精度に加圧力を制御する際には、ロードセル４５からの荷重信号をフィードバック信号として、サーボモータ４，２０，２４，２９，３９，４１に対する電流制御が実施される。
こうして、図８に示されるように、Ｘ軸送り機構１７によるＸ軸方向加圧力ｆｘと、Ｙ軸送り機構２１によるＹ軸方向加圧力ｆｙと、Ｚ軸送り機構２５によるＺ軸方向加圧力ｆｚとの合成により、可動電極３３から溶接予定部位に対して垂直に作用させる所定加圧力Ｆが得られ、溶接予定部位に対し可動電極３３から垂直に所定加圧力Ｆを確実に作用させることできる。
したがって、ワーク２の形状等に関わらず良好なスポット溶接を行うことができる。

また、本実施形態の片側スポット溶接機１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）加圧力を発生するためのアクチュエータを別途に設ける必要がないため、装置の軽量化による溶接速度の高速化を図ることができるとともに、装置の簡素化を図ることができる。
（２）ベッド３上の支柱部材８，８に支えられたＸ軸ビーム部材９とこれに直交するＹ軸ビーム部材１２とによって溶接ガン３２を支持する支持構造体として高剛性のものが構築可能であるので、各送り機構１７，２１，２５の高速化が可能になるとともに、各送り機構１７，２１，２５による合成加圧力Ｆを大きくすることができる。したがって、溶接時間の短縮化を図ることができるとともに、ワーク２が比較的肉厚の厚いもの（一般的には、肉厚の厚いものは大きな加圧力を要する。）であっても（例えば、板厚：１．２〜４．５ｍｍ）、良好なスポット溶接を行うことができる。
（３）θ軸回転ブラケット３８にα軸回転ハウジング４０が水平α軸回りに回転可能に取り付けられ、このα軸回転ハウジング４０に可動電極支持杆４２が組み込まれるので、θ軸回転機構３４とα軸回転機構３５とをコンパクトに纏めることができ、溶接ガン３２の小型化を図ることができる。
（４）α軸回転ハウジング４０に組み込まれた可動電極支持杆４２が圧縮コイルばね４４によって先端側に向かって押し出されるように付勢されているので、この可動電極支持杆４２によって支持される可動電極３３がワーク２に接触する際の反動を緩衝することができるとともに、溶接時の部材の若干の変形に追従しながら可動電極３３による所定加圧力を安定的に加えることができる。

以上、本発明の片側スポット溶接機について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の片側スポット溶接機は、被溶接部材の形状等に関わらず溶接予定部位に対して可動電極が垂直を成して接触するように位置決めし、その溶接予定部位に対し可動電極から垂直に所定加圧力を確実に作用させることができるという特性を有していることから、比較的複雑な形状の例えば自動車部品のスポット溶接の用途に好適に用いることができる。

１ 片側スポット溶接機
２ ワーク
２ａ，２ｂ 被溶接部材
３ ベッド
７ 固定電極
８ 支柱部材
９ Ｘ軸ビーム部材
１２ Ｙ軸ビーム部材
１７ Ｘ軸送り機構
２１ Ｙ軸送り機構
２５ Ｚ軸送り機構
３２ 溶接ガン
３３ 可動電極
３４ θ軸回転機構
３５ α軸回転機構
３８ θ軸回転ブラケット
４０ α軸回転ハウジング
４２ 可動電極支持杆
４４ 圧縮コイルばね
５０ 制御装置

Claims (4)

1. 少なくとも２枚以上重ね合わされた被溶接部材を、所定位置に固定される固定電極と、この固定電極に対し移動自在な可動電極とで挟み込むようにしてスポット溶接する片側スポット溶接機であって、
   水平Ｘ軸に沿って前記可動電極を直線移動させるＸ軸送り機構と、
   前記水平Ｘ軸と直交する水平Ｙ軸に沿って前記可動電極を直線移動させるＹ軸送り機構と、
   前記水平Ｘ軸および水平Ｙ軸に垂直な垂直Ｚ軸に沿って前記可動電極を直線移動させるＺ軸送り機構と、
   鉛直θ軸回りに前記可動電極を回転させるθ軸回転機構と、
   水平α軸回りに前記可動電極を回転させるα軸回転機構と、
   前記被溶接部材における前記スポット溶接を施そうと予定している溶接予定部位に対して前記可動電極が垂直を成して接触するように前記Ｘ軸送り機構、Ｙ軸送り機構、Ｚ軸送り機構、θ軸回転機構およびα軸回転機構を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記可動電極から前記溶接予定部位に対して垂直に作用させる所定加圧力が、前記Ｘ軸送り機構によるＸ軸方向加圧力と、前記Ｙ軸送り機構によるＹ軸方向加圧力と、前記Ｚ軸送り機構によるＺ軸方向加圧力との合成によって得られるようにそれらＸ軸送り機構、Ｙ軸送り機構およびＺ軸送り機構のそれぞれの送り動作を制御することを特徴とする片側スポット溶接機。
2. 前記可動電極とθ軸回転機構とα軸回転機構とを垂直Ｚ軸に沿って配置してなる溶接ガンを備え、
   当該片側スポット溶接機の機械本体部分の基礎を構成するベッド上に所定間隔を存して立設される支柱部材を介して水平Ｘ軸方向に延びるＸ軸ビーム部材が設置され、
   前記Ｘ軸ビーム部材に、前記Ｘ軸送り機構を介して水平Ｙ軸方向に延びるＹ軸ビーム部材が組み付けられ、
   前記Ｙ軸ビーム部材に、前記Ｙ軸送り機構およびＺ軸送り機構を介して前記溶接ガンが組み付けられる請求項１に記載の片側スポット溶接機。
3. 前記θ軸回転機構は、鉛直θ軸回りに回転されるθ軸回転ブラケットを備えてなり、
   前記α軸回転機構は、前記θ軸回転ブラケットに水平α軸回りに回転可能に取り付けられてその水平α軸回りに回転されるα軸回転ハウジングを備えてなり、
   前記可動電極を支持する可動電極支持杆が前記α軸回転ハウジングに組み込まれる請求項１または２に記載の片側スポット溶接機。
4. 前記可動電極支持杆は、前記α軸回転ハウジングとの間に組み込まれる圧縮コイルばねによって前記可動電極が装着される先端側に向かって押出し付勢される請求項３に記載に片側スポット溶接機。
   

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