JP4943917B2

JP4943917B2 - 溶接装置及び溶接方法

Info

Publication number: JP4943917B2
Application number: JP2007093134A
Authority: JP
Inventors: 純北川; 俊之堀向; 順也田辺; 真哉大山; 和直内山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: CN101652219A; WO2008120696A1; GB2460565A; US20100126970A1; US8283591B2; CN101652219B; GB2460565B; GB0916500D0; JP2008246554A

Description

本発明は、互いに対向する第１電極チップと第２電極チップとによりワークの溶接対象部位を挟み込んで抵抗溶接を施す溶接装置及び溶接方法に関する。

例えば、自動車の車体製造時には、ワークであるパネル部品等を複数枚重合させて溶接することが行なわれている。この種の溶接においては、従来、第１電極チップと該第１電極チップに対向する第２電極チップとを備え、第１電極チップと第２電極チップとでワークの溶接対象部位を加圧状態に挟み込んで溶接対象部位に抵抗溶接を施す所謂溶接ガンが用いられることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、ワークの溶接対象部位の第２電極チップ側に中空部等の障害部が形成されていると、第１電極チップが当接する溶接対象部位の対向側に第２電極チップを直接当接させることができない。そこで、この種の溶接ガンにおいて、第２電極チップを第１電極チップとの対向軸線に対して交差方向に移動できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。これにより、第２電極チップを第１電極チップとの対向位置からずらしてワークに当接させることができ、ワークの溶接対象部位の第２電極チップ側に中空部等の障害部が形成されている場合であっても、障害部を避けて第１電極チップと第２電極チップとの間の電気的導通を確保することができるので、第１電極チップが当接するワークの溶接対象部位に抵抗溶接を施すことができる。

しかし、第２電極チップを第１電極チップとの対向位置からずらしてワークに当接させるためには、第２電極チップを第１電極チップとの対向軸線に対して交差方向に移動させる構成を溶接ガンに設けなければならず、溶接ガンの構成が複雑となるだけでなく、溶接ガンをコンパクトに構成することが困難となる不都合がある。
特開平１１−４７９４４号公報特開平６−１５５０３７号公報

かかる不都合を解消して、本発明は、互いに対向する第１電極チップと第２電極チップとでワークの溶接対象部位を挟み込むとき、溶接対象部位の第２電極チップ側に中空部等の障害部が形成されていても、第２電極チップを第１電極チップとの対向位置からずらすことなく確実に溶接対象部位に抵抗溶接を施すことができる溶接装置及び溶接方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、第１電極チップと該第１電極チップに対向する第２電極チップとによりワークの溶接対象部位を挟み込んで抵抗溶接を施す溶接装置において、前記第２電極チップとワークとの間に介入自在に設けられ、第２電極チップとワークとの間に介入したとき第２電極チップとワークとの電気的導通を確保する導通手段を備え、該導通手段は、第２電極チップとワークとの間に介入したとき、ワークから空隙を存して一側がワークに対向し、他側に第２電極チップを当接させる導電部材と、該導電部材に一体に設けられてワークに向かって延び、先端をワークに当接させる一対の導電性を有する当接部材とを備え、両当接部材は、前記導電部材の第２電極チップの当接位置を介してその両側方向に互いに離間して設けられていることを特徴とする。

本発明の溶接装置によれば、前記第１電極チップと前記第２電極チップとによりワークの溶接対象部位を挟み込む。このとき、ワークの溶接対象部位の第２電極チップ側に中空部等の障害部が形成されている場合には、第１電極チップと第２電極チップとによるワークの挟み込みに先立って、前記導通手段を第２電極チップとワークとの間に介入させる。前記導通手段の導電部材は、ワークから空隙を存してワークに対向するので、この空隙に前記障害部を収容することができる。更に、両当接部材が互いに離間していることによって両当接部材の間に前記障害部を収容することができる。そして、両当接部材の先端をワークに当接させ、前記第１電極チップをワークの溶接対象部位に当接させると共に該導通手段の導電部材に前記第２電極チップを当接させる。こうすることによって、第１電極チップと第２電極チップとは、前記導通手段を介してワークの溶接対象部位を挟み込んだ状態となる。このとき、第２電極チップとワークとは、両当接部材及び導電部材により電気的導通状態が確保されるので、第１電極チップが当接したワークの溶接対象部位に抵抗溶接を施すことができる。

このように、本発明の溶接装置によれば、ワークの溶接対象部位の第２電極チップ側に中空部等の障害部が形成されていても、前記導通手段を第２電極チップとワークとの間に介入させて電気的導通を確保するだけで、互いに対向する第１電極チップと第２電極チップとによってワークの溶接対象部位に抵抗溶接を施すことができる。

また、本発明の溶接装置において、前記導通手段は、前記導電部材を支持する支持部材を備え、該支持部材は、両当接部材の間に対応する位置に設けられた揺動軸を介して前記導電部材を揺動自在に支持し、両当接部材は、導電部材の揺動に伴いワークに向かって相対方向に移動自在とされていることを特徴とする。

本発明の溶接装置によれば、例えば、両当接部材を当接させるワークの面が傾いていても、ワークの面に沿って両当接部材を均等に当接させることができる。これにより、ワークとの間で確実に電機的導通を確保することができる。

また、本発明の溶接装置において、前記導通手段は、第２電極チップとワークとの間に介入したとき、両当接部材をワークに圧接させる加圧手段を備えることを特徴とする。

本発明の溶接装置によれば、前記加圧手段により両当接部材をワークに圧接させるので、両当接部材を確実にワークに当接させることができる。これによって、不十分な当接状態によるワークへの当接部材の焼き付きを確実に防止することができる。

また、本発明は、第１電極チップと該第１電極チップに対向する第２電極チップとによりワークを挟み込んで複数の溶接対象部位に抵抗溶接を施す溶接方法において、前記第２電極チップとワークとの電気的導通を確保する導通手段を第２電極チップとワークとの間に介入させ、該導通手段に備える導電部材の一側をワークに所定距離を存して対向させて該導電部材からワークに向かって延びる一対の当接部材の先端をワークに当接させる導通手段当接工程と、両当接部材の中央部に位置するワークの第１の溶接対象部位に前記第１電極チップを当接させると同時に、該第１電極チップに対向して第２電極チップを前記導電部材の他側に当接させ、該第１の溶接対象部位を溶接して第１の溶接部を形成する第１の溶接工程と、該第１の溶接部と一方の当接部材との間に位置するワークの第２の溶接対象部位に前記第１電極チップを当接させると同時に、該第１電極チップに対向して第２電極チップを前記導電部材の他側に当接させ、該第２の溶接対象部位を溶接して第２の溶接部を形成する第２の溶接工程と、前記第１の溶接部と他方の当接部材との間に位置するワークの第３の溶接対象部位に前記第１電極チップを当接させると同時に、該第１電極チップに対向して第２電極チップを前記導電部材の他側に当接させ、該第３の溶接対象部位を溶接して第３の溶接部を形成する第３の溶接工程とを備えることを特徴とする。

本発明の方法によれば、前記第１の溶接工程によって、両当接部材の中央部（略中央となる位置）に位置するワークの第１の溶接対象部位に第１電極チップを当接させ、該第１電極チップに対向して第２電極チップを導電部材に当接させる。これにより、第１電極チップから均等の距離に各当接部材が位置して第１電極チップと夫々の当接部材との間に均等に電流が流れ、一方の当接部材の集中を防止して各当接部材とワークとの焼き付きを防止することができると共に第１の溶接部を良好に形成することができる。

次いで、前記第２の溶接工程によって、第１の溶接部と一方の当接部材との間に位置するワークの第２の溶接対象部位に第１電極チップを当接させ、該第１電極チップに対向して第２電極チップを導電部材に当接させる。このときには、一方の当接部材が第１電極チップから近い位置となり、他方の当接部材が第１電極チップから遠い位置となるが、他方の当接部材との間には、前記第１の溶接工程による第１の溶接部がナゲットを形成して円滑な電流の流れが確保されている。これによって、一方の当接部材への電流の集中が防止され、当接部材とワークとの焼き付きを防止することができると共に第２の溶接部を良好に形成することができる。

続いて、前記第３の溶接工程によって、第１の溶接部と他方の当接部材との間に位置するワークの第３の溶接対象部位に第１電極チップを当接させ、該第１電極チップに対向して第２電極チップを導電部材に当接させる。これによっても、一方の当接部材が他方の当接部材よりも第１電極チップから遠い位置となるが、遠い位置にある一方の当接部材と第１電極チップの間には、前記第１の溶接工程による第１の溶接部と前記第２の溶接工程による第２の溶接部とが夫々ナゲットを形成して十分に電流の流れが確保されている。これによって、他方の当接部材への電流の集中が防止され、当接部材とワークとの焼き付きを防止することができると共に第３の溶接部を良好に形成することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の溶接装置の要部構成を示す説明図、図２は本実施形態の溶接装置の断面説明図、図３は本実施形態の溶接装置による溶接作業を示す説明図である。

本実施形態の溶接装置は、図１及び図２に示すように、溶接ガン１と、導通手段２とによって構成される。なお、本実施形態において溶接を行なうワークＷは、ベースとなるパネル部品Ｘの上面側に他のパネル部品Ｙを重合したものであり、パネル部品Ｘはその下側に中空部Ｚを一体に備えている。本実施形態の溶接装置は、後述するが、中空部Ｚの上方に位置するパネル部品Ｘ上面に他のパネル部品Ｙを溶接する。

図１及び図２において一部が示される溶接ガン１は、周知の構成を備えるものであって、電力が給電される第１電極チップ３と第２電極チップ４（図２参照）とを備えている。第１電極チップ３は、図示しないロボットアームに連結される連結フレーム５に進退自在に支持された支持ロッド６の先端に取り付けられている。第２電極チップ４は、アーム部７を介して連結フレーム５に支持されている。アーム部７は、連結フレーム５に進退自在に連結されており、第１電極チップ３と第２電極チップ４とは、互いに軸線が一致して先端が対向するように設けられている。支持ロッド６とアーム部７とは図示しない進退駆動手段によって、第１電極チップ３と第２電極チップ４とが互いに当接・離反する方向に移動される。これにより、第１電極チップ３と第２電極チップ４とでワークＷを挟み込み、この状態で通電してワークＷの抵抗溶接を行うようになっている。

導通手段２は、図１に示すように、その上面側（ワークＷに対向する側）に一対の当接部材８，９を備えている。両当接部材８，９は、導電部材１０の一側に一体に設けられ、ワークＷに向かって延設されている。両当接部材８，９と導電部材１０とは、何れも金属等の導電性を有する材料により形成されており、互いに電気的に導通自在とされている。両当接部材８，９は互いに離間して設けられており、両当接部材８，９の先端は、ワークＷの中空部Ｚを避けてその両側のパネル部品Ｘに当接する。一方、導電部材１０は、両当接部材８，９の先端がワークＷに当接したときに両当接部材８，９によってワークＷから空隙Ｓを存して位置され、この空隙ＳにワークＷの中空部Ｚを収容する。これにより、両当接部材８，９及び導電部材１０はワークＷの中空部Ｚに干渉しないようになっている。

また、導電部材１０は、図１及び図２に示すように、その下面側（両当接部材８，９が設けられている側の反対側）に固設された連結部材１１を介して支持部材１２に支持されている。支持部材１２は揺動軸１３を備え、導電部材１０の連結部材１１は、該揺動軸１３に揺動自在に連結される軸受１４を備えている。連結部材１１の軸受１４は、両当接部材８，９の略中央に対応する位置に設けられており、連結部材１１を介して導電部材１０が揺動自在とされていることで、両当接部材８，９がワークＷに向かって相対方向に移動自在とされている。これにより、ワークＷのパネル部品Ｘに両当接部材８，９の先端を当接させたとき、パネル部品Ｘの傾きや形状に応じて導電部材１０が揺動し、両当接部材８，９の先端をワークＷのパネル部品Ｘに沿って確実に当接させることができる。

更に、揺動軸１３の両側位置にはバネ部材１５が設けられており、両当接部材８，９の先端がワークＷに当接するまでは、導電部材１０を所定の姿勢に維持するようになっている。また、図示しないが、支持部材１２は、シリンダ等の圧接手段を介してロボットアーム等に連結されている。圧接手段は、両当接部材８，９の先端をワークＷに当接させた後に、支持部材１２及び導電部材１０を介して両当接部材８，９の先端をワークＷに圧接する。

連結部材１１は、図２に示すように、導電部材１０の一方側縁に沿って設けられており、絶縁部材１６を介して導電部材１０に一体に連結されている。更に、導電部材１０の下面側には、第２電極チップ４が当接する電極当接部１７が設けられている。電極当接部１７は、導電部材１０と一体に設けられており、導電性を有して導電部材１０と電気的に導通自在とされている。

次に、以上のように構成された本実施形態の溶接装置によるワークＷの溶接作業を説明する。本実施形態において溶接を行なうワークＷは、前述したように、ベースとなるパネル部品Ｘの下側に中空部Ｚが設けられており、図３（ａ）に示すように、中空部Ｚの直上位置に重ねた他のパネル部品Ｙを、本実施形態の溶接装置によって３箇所の溶接対象部位（第１の溶接対象部位ａ、第２の溶接対象部位ｂ、第３の溶接対象部位ｃ）を介してパネル部品Ｘの上面に溶接する。

先ず、図３（ａ）に示すように、ワークＷの上方に第１電極チップ３が位置し、第１電極チップ３に対向する第２電極チップ４がワークＷの下方に位置したとき、導電部材１０を第２電極チップ４とワークＷとの間に介入させる。次いで、ワークＷの中空部Ｚの両側位置に夫々の当接部材８，９の先端を当接させる（導通手段当接工程）。このとき、当接部材８，９をワークＷの中空部Ｚを避けてその両側のパネル部品Ｘに当接させる。更に、前述した加圧手段により両当接部材８，９の先端をワークＷのパネル部品Ｘに圧接させ、パネル部品Ｘと両当接部材８，９との電気的導通状態を確実に維持する。

続いて、図３（ｂ）に示すように、ワークＷのパネル部品Ｙにおける両当接部材８，９の先端が当接する位置の中央にある第１の溶接対象部位ａに第１電極チップ３を当接させる。同時に、第１電極チップ３に対向する第２電極チップ４を導電部材１０の電極当接部１７に当接させる。そして両電極チップ３，４への通電により第１の溶接対象部位ａに第１の溶接部Ａを形成する（第１の溶接工程）。第１の溶接対象部位ａは両当接部材８，９の先端が当接する位置の中央にあるため、第１電極チップ３から均等の距離に夫々の当接部材８，９が位置する。これにより、第１電極チップ３と夫々の当接部材８，９との間に均等に電流が流れ、両当接部材８，９のうちの何れか一方への電流の集中を防止することができる。

次いで、図３（ｃ）に示すように、ワークＷのパネル部品Ｙにおける一方の当接部材８側にある第２の溶接対象部位ｂに第１電極チップ３を当接させる。同時に、第１電極チップ３に対向する第２電極チップ４を導電部材１０の電極当接部１７に当接させる。そして両電極チップ３，４への通電により第２の溶接対象部位ｂに第２の溶接部Ｂを形成する（第２の溶接工程）。第２の溶接対象部位ｂは一方の当接部材８の先端が当接する位置と第１の溶接部Ａとの間にあるが、第１の溶接部Ａにおいては既に溶接によるナゲット（図示せず）が形成されていることにより両パネル部品Ｘ，Ｙの電気的導通が円滑に行なわれる。これにより、第１電極チップ３から一方の当接部材８への電流の集中が緩和され、一方の当接部材８とパネル部品Ｘとの焼き付きを防止することができる。

その後、図３（ｄ）に示すように、ワークＷのパネル部品Ｙにおける他方の当接部材９側にある第３の溶接対象部位ｃに第１電極チップ３を当接させる。同時に、第１電極チップ３に対向する第２電極チップ４を導電部材１０の電極当接部１７に当接させる。そして両電極チップ３，４への通電により第３の溶接対象部位ｃに第３の溶接部Ｃを形成する（第３の溶接工程）。第３の溶接対象部位ｃは他方の当接部材９の先端が当接する位置と第１の溶接部Ａとの間にあるが、第１の溶接部Ａ及び第２の溶接部Ｂにおいては既に溶接によるナゲット（図示せず）が形成されていることにより両パネル部品Ｘ，Ｙの電気的導通が十分に行なわれる。これにより、第１電極チップ３から他方の当接部材９への電流の集中が確実に防止され、他方の当接部材９とパネル部品Ｘとの焼き付きを防止することができる。

本発明の一実施形態の溶接装置の要部構成を示す説明図。本実施形態の溶接装置の断面説明図。本実施形態の溶接装置による溶接作業を示す説明図。

符号の説明

２…導通手段、３…第１電極チップ、４…第２電極チップ、８，９…当接部材、１０…導電部材、１２…支持部材、１３…揺動軸、Ｗ…ワーク、Ａ…第１の溶接部、Ｂ…第２の溶接部、Ｃ…第３の溶接部、ａ…第１の溶接対象部位、ｂ…第２の溶接対象部位、ｃ…第３の溶接対象部位。

Claims

第１電極チップと該第１電極チップに対向する第２電極チップとによりワークの溶接対象部位を挟み込んで抵抗溶接を施す溶接装置において、
前記第２電極チップとワークとの間に介入自在に設けられ、第２電極チップとワークとの間に介入したとき第２電極チップとワークとの電気的導通を確保する導通手段を備え、
該導通手段は、第２電極チップとワークとの間に介入したとき、ワークから空隙を存して一側がワークに対向し、他側に第２電極チップを当接させる導電部材と、該導電部材に一体に設けられてワークに向かって延び、先端をワークに当接させる一対の導電性を有する当接部材とを備え、
両当接部材は、前記導電部材の第２電極チップの当接位置を介してその両側方向に互いに離間して設けられていることを特徴とする溶接装置。
前記導通手段は、前記導電部材を支持する支持部材を備え、
該支持部材は、両当接部材の間に対応する位置に設けられた揺動軸を介して前記導電部材を揺動自在に支持し、
両当接部材は、導電部材の揺動に伴いワークに向かって相対方向に移動自在とされていることを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
前記導通手段は、第２電極チップとワークとの間に介入したとき、両当接部材をワークに圧接させる加圧手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の溶接装置。
第１電極チップと該第１電極チップに対向する第２電極チップとによりワークを挟み込んで複数の溶接対象部位に抵抗溶接を施す溶接方法において、
前記第２電極チップとワークとの電気的導通を確保する導通手段を第２電極チップとワークとの間に介入させ、該導通手段に備える導電部材の一側をワークに所定距離を存して対向させて該導電部材からワークに向かって延びる一対の当接部材の先端をワークに当接させる導通手段当接工程と、
両当接部材の中央部に位置するワークの第１の溶接対象部位に前記第１電極チップを当接させると同時に、該第１電極チップに対向して第２電極チップを前記導電部材の他側に当接させ、該第１の溶接対象部位を溶接して第１の溶接部を形成する第１の溶接工程と、
該第１の溶接部と一方の当接部材との間に位置するワークの第２の溶接対象部位に前記第１電極チップを当接させると同時に、該第１電極チップに対向して第２電極チップを前記導電部材の他側に当接させ、該第２の溶接対象部位を溶接して第２の溶接部を形成する第２の溶接工程と、
前記第１の溶接部と他方の当接部材との間に位置するワークの第３の溶接対象部位に前記第１電極チップを当接させると同時に、該第１電極チップに対向して第２電極チップを前記導電部材の他側に当接させ、該第３の溶接対象部位を溶接して第３の溶接部を形成する第３の溶接工程とを備えることを特徴とする溶接方法。