(57)【要約】【課題】従来周知のシーム溶接方法は，制約条件のない被溶接物を溶接したい場合にはシーム溶接用電極輪の強度寿命の点で使い勝手が劣り，また電極整形バイトなど電極研磨装置を取付けるのが困難であった。【解決手段】一台の抵抗シーム溶接機に複数対のシーム溶接用電極輪を被溶接物の形状，被溶接物の板厚，材質などの溶接条件変化に応じて多目的に切替え使用するところに着目し，上中下とシーム溶接用電極輪を複数対配置し，上シーム溶接用電極輪5と中間シーム溶接用電極輪12の組合せ，又は中間シーム溶接用電極輪12と下シーム溶接電極輪8との組合せの選択を可能とした。【選択図】        図１
2004188467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗シーム溶接機の本体に支持された上シーム溶接用電極輪と，前記上シーム溶接用電極輪と相対向する下シーム溶接用電極輪と，前記上下二つのシーム溶接用電極輪と相対向するように配置された中間シーム溶接用電極輪とを有し，これら複数対のシーム溶接用電極輪の相互間にはそれぞれ溶接に必要な加圧力を与えられるようになし，これによって被溶接物の板厚及び／又は材質，溶接継ぎ手形状の変化に応じて前記複数対のシーム溶接用電極輪を切替え使用できるようにしたことを特徴とする抵抗シーム溶接方法。
【請求項２】
前記請求項1のシーム溶接方法において，1台の溶接機に異なる外径の複数対のシーム溶接用電極輪を配置したことを特徴とする抵抗シーム溶接方法。
【請求項３】
請求項1の抵抗シーム溶接方法において，前記被溶接物の二次元又は三次元方向に形成された直線部とコーナ部からなるフランジを，中間シーム溶接用電極輪と上シーム溶接用電極輪で溶接する場合に，中間シーム溶接用電極輪を加圧駆動側とし上シーム溶接用電極輪を固定側とする抵抗シーム溶接方法。
【請求項４】
請求項２または3の抵抗シーム溶接方法において，前記複数対のシーム溶接用電極輪をワイヤシーム溶接用電極輪とし，前記被溶接物の二次元又は三次元方向に形成された直線部とコーナ部からなるフランジをロボット側で誘導しながらシーム溶接することを特徴とする抵抗シーム溶接方法。
【請求項５】
抵抗シーム溶接機本体と，前記本体の上腕と下腕と，前記上腕に固定された加圧用アクチェータと，前記上腕に支持された上シーム溶接用電極輪と，前記下腕に支持された下シーム溶接用電極輪と，前記上下シーム溶接用電極輪との間に配置された中間シーム溶接用電極輪とを有し，前記中間シーム溶接用電極輪は前記加圧用アクチュエータで駆動され，しかも前記上中下からなるシーム溶接電極輪は前記本体に支持された溶接トランスからの二次回路のうち，正負どちらか一方の極性回路を共通に接続したことを特徴とする抵抗シーム溶接装置。
【請求項６】
請求項5の抵抗シーム溶接装置において，中間シーム溶接用電極輪は加圧動作時にガイド装置によりガイドさせて駆動するようにしたことを特徴とする抵抗シーム溶接装置。
【請求項７】
抵抗シーム溶接機本体と，前記本体の上腕と下腕と，前記上腕に固定された加圧用アクチェータと，前記上腕に支持された上シーム溶接用電極輪と，前記下腕に支持された下シーム溶接用電極輪と，前記上下シーム溶接用電極輪との間に配置された中間シーム溶接用電極輪とを有し，前記中間シーム溶接用電極輪は固定側とし，前記中間シーム溶接用電極輪に対し前記本体に支持された溶接トランスからの正負極性間の二次回路のうち，正負どちらか一方の極性を共通回路として接続し，しかも前記上下シーム溶接用電極輪を加圧用アクチュエータでそれぞれ駆動するようにしたことを特徴とする抵抗シーム溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する利用分野】
本発明は一台の抵抗シーム溶接機で多目的に利用可能にした抵抗シーム溶接方法と装置に関し，とくに被溶接物の板厚や材質，ワーク形状等の溶接条件変化に応じて複数対のシーム電極を切替え使用する場合に最適なシーム溶接溶接方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の抵抗シーム溶接機では，上下一対のシーム溶接用電極輪が一定であるために１種の被溶接物に対し専用機として使用するものが一般的であった。また，たとえば特公昭５６−１１５５４号公報，特公昭５1−２３４６０号公報，特公昭５０−３８０６６号公報，実公昭６２−１７１７２号公報，実公昭５３−１１２４１号公報，実公昭５２−３５２９９号公報などに記載されたような特殊なものを溶接可能とするために下シーム溶接用電極輪の外形を小さくしたり，流し台のような深い狭間部にあるフランジ部をシーム溶接する場合には上下シーム溶接用電極輪の間に中間電極を介在することで構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前述して従来周知のシーム溶接方法と装置は，その組合せで制約条件のない被溶接物を溶接したい場合にはシーム溶接用電極輪の強度寿命の点で使い勝手が劣り，また電極整形バイトなど電極研磨装置を取付けるのが困難であった。
【０００４】
【発明の目的】
上述した使い難さを解決するために上中下とシーム溶接用電極輪を複数対配置し上シーム溶接用電極輪と中間シーム溶接用電極輪の組合せまたは中間シーム溶接用電極輪と下シーム溶接電極輪との組合せの選択を可能とすることで，全く異なったワークに対し段取り替えを不要とすると共に，適材適所の使用により効率化，寿命延長に資することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は，上記の目的を達成するため次のような技術的手段を講じてある。
すなわち，請求項１の発明は，抵抗シーム溶接機の本体に支持された上シーム溶接用電極輪と，前記上シーム溶接用電極輪と相対向する下シーム溶接用電極輪と，前記上下二つのシーム溶接用電極輪と相対向するように配置された中間シーム溶接用電極輪とを有し，これら複数対のシーム溶接用電極輪相互間にはそれぞれ溶接に必要な加圧力を与えられるようになし，これによって被溶接物の板厚及び／又は材質，溶接継ぎ手形状の変化に応じて前記複数対のシーム溶接用電極輪を切替え使用できるようにしたことを条件とする。
【０００６】
また請求項２の発明は前記請求項1のシーム溶接方法において，1台の溶接機に外径の異なる複数対のシーム溶接用電極輪を配置したことを条件とする。
【０００７】
さらに請求項３の発明は抵抗シーム溶接方法において，前記被溶接物の二次元又は三次元方向に形成された直線部とコーナ部からなるフランジを，中間シーム溶接用電極輪と上シーム溶接用電極輪で溶接する場合に，中間シーム電極輪を加圧駆動側とし上シーム溶接用電極輪を固定側とする。
【０００８】
また請求項４の発明は抵抗シーム溶接方法において，前記複数対のシーム溶接用電極輪をワイヤシーム溶接用電極輪とし，前記被溶接物の二次元又は三次元方向に形成された直線部とコーナ部からなるフランジをロボット側で誘導しながらシーム溶接することを条件とする。
【０００９】
次の請求項５の発明は抵抗シーム溶接機本体と，前記本体の上腕と下腕と，前記上腕に固定された加圧用アクチェータと，前記上腕に支持された上シーム溶接用電極輪と，前記下腕に支持された下シーム溶接用電極輪と，前記上下シーム溶接用電極輪との間に配置された中間シーム溶接用電極輪とを有し，前記中間シーム溶接用電極輪は前記加圧用アクチュエータで駆動され，しかも前記上中下からなるシーム溶接電極輪は前記本体に支持された溶接トランスからの二次回路のうち，正負どちらか一方の極性回路を共通に接続したことを条件とする。
【００１０】
また請求項６の発明は，抵抗シーム溶接装置において，中間シーム溶接用電極輪は加圧動作時にガイド装置によりガイドさせて駆動するようにしたことを条件とする。
【００１１】
次に請求項７の発明は，抵抗シーム溶接機本体と，前記本体の上腕と下腕と，前記上腕に固定された加圧用アクチェータと，前記上腕に支持された上シーム溶接用電極輪と，前記下腕に支持された下シーム溶接用電極輪と，前記上下シーム溶接用電極輪との間に配置された中間シーム溶接用電極輪とを有し，前記中間シーム溶接用電極輪は固定側とし，前記中間シーム溶接用電極輪に対し前記本体に支持された溶接トランスからの正負極性間の二次回路のうち，正負どちらか一方の極性を共通回路として接続し，しかも前記中間シーム溶接用電極輪に相対向する前記上下シーム溶接用電極輪は加圧用アクチュエータでそれぞれ駆動するようにしたことを条件とする。
【発明の実施の形態】
以下，本発明の方法を実施するための第一実施例の具体的な手段を図１および図２に示す。また本発明の第二実施例を図３に示す。
図において，１はシーム溶接機の本体を示す。２は前記溶接機本体側の上腕であり，3は下腕である。4は上腕にマウントされた加圧用アクチュエータで，ここではエア圧，油圧などをエネルギー媒体とする流体圧シリンダが使用されるが，電動モータのような電気アクチュエータでもよい。
【００１２】
5は上シーム溶接用電極輪であり，前記加圧用アクチュエータ４のラム６の先端にその電極ヘッドが支持されていて，前記アクチュエータ4の動作で上下方向に駆動される。7は下腕3にマウントされた加圧用アクチュエータで，エア圧，油圧などをエネルギー媒体とする流体圧シリンダである。
【００１３】
8は上シーム溶接用電極輪より小径の下シーム溶接用電極輪で，前記加圧用アクチュエータ7により上下方向に移動するものである。この場合，下シーム溶接用電極輪８は溶接機本体の垂直部材９の面に設けられたリニアガイド１０に組み込まれた支持アーム１１の上にその電極ヘッドがマウントされ，前記アクチュエータ7によって支持アーム１１が上下方向にリニアガイド１０に沿って移動することで，下シーム溶接用電極輪８の加圧動作を行う。
【００１４】
１２は上下シーム溶接用電極輪の中間位置に配置された中間シーム溶接用電極輪である。この中間シーム溶接用電極輪１２は前記上腕の両サイドに固定された支持部材１３によってその電極ヘッドが支持されている。
【００１５】
１４は上シーム溶接用電極輪用のナール駆動輪であり，溶接機本体に取付けられた駆動モータ，減速機およびクラッチを組み合せた第一駆動ユニット１５からの回転トルクをナール駆動軸（図省略）を介してナール駆動輪１４に伝達し上シーム溶接用電極輪を回転駆動する。
【００１６】
１６は中間シーム溶接用電極輪のナール駆動輪であり，前述した駆動ユニット１５の電動モータからの駆動力を第二駆動ユニット１７から出力される回転トルクをナール駆動軸（図省略）を介して前記駆動輪１６に伝達し中間シーム溶接用電極輪１２を回転駆動するものである。
【００１７】
１８は下シーム溶接用電極輪８をギヤー駆動するための駆動ギヤーで，前記第一駆動ユニット１5の電動モータＭからの出力が第二駆動ユニット１７を介して第三駆動ユニット１９からのスプライン軸２０を介して駆動ギヤー１８に伝達し下シーム溶接用電極輪８の回転シャフト２１を回転駆動する。
【００１８】
２２は抵抗シ−ム溶接機の溶接トランスである。この溶接トランス２２は溶接機本体内に収納・支持されており，前記上中下からなる三段式のシーム溶接電極輪は前記溶接トランス２２からの正負極性間の二次回路２３のうち，どちらか一方の極性回路を共通に接続したものである。すなわち，この場合は中間シーム溶接用電極輪１２を溶接トランス２２の二次回路２３の−極に接続し，また上シーム溶接用電極輪５と下シーム溶接用電極輪８の間は＋極に接続した構造例である。
【００１９】
なお，溶接電源は，三相低周波式，三相整流式電源，インバータ交流又は直流式電源などにより各種の溶接に必要な電流波形又は電源周波数を被溶接物の板厚及び／又は材質，溶接時間，溶接電流，加圧力，溶接スピード等の種々の溶接条件に応じた最適の電力に変化させて出力することもできる。また，前記複数対のシーム溶接用電極輪をワイヤシーム溶接用電極輪として置き換えることもできシーム電極輪の寿命と溶接速度アップが可能になる。
【００２０】
次に本発明の第二実施例を図３に基づいて説明する。なお，前述した第一実施例と構成・構造上において共通する部品類は本実施例の図面では同一符号を記し詳細は省略する。
【００２１】
第二実施例の場合は，先の第一実施例では上シーム溶接用電極輪５と下シーム溶接用電極輪８をそれぞれ可動可能とし，中間シーム溶接用電極輪１２を固定とした例を示したのに対し，ここでは上下シーム溶接用電極輪５,８を固定とし，中間シーム溶接用電極輪１２のみを可動させる構造例を示したものである。
【００２２】
この場合，中間シーム溶接用電極輪１２のヘッド部が電極支持枠２４によって支持されていて，前記電極支持枠２４は当該溶接機の本体１にマウントされた加圧用アクチュエータ４のロッドに支持される。前記電極支持枠２４の両側のガイドロッド２５が溶接機本体１に取付けられた左右平行なガイド装置２６の軸受けに挿入され，これによって前記アクチュエータによる動作時に中間シーム溶接用電極輪１２の上下動をガイドする。
【００２３】
以下，図１および図２に基づき本発明による動作を説明する。まず上シーム溶接用電極輪５と中間シーム溶接用電極輪１２を使用してシーム溶接する場合は，たとえば自動車用燃料タンク類のロボットシーム溶接では前記ロボットによるワーク送り速度と前記電極輪の回転速度とを同期するためのプログラム制御が行われる。
【００２４】
この場合，前記被溶接物はロボットにより保持される。前記燃料タンクの周囲に形成された二次元又は三次元方向の直線部とコーナ部とからなるフランジを上中のシーム溶接用電極輪５,１２で挟みつけ加圧用アクチュエータにより上シーム溶接用電極輪５を下降し第一駆動ユニット１５からの駆動力でナール駆動輪を駆動し，前記電極輪の回転駆動を同期をとりながら溶接加圧力と溶接電流を供給しシーム溶接する。
【００２５】
前記フランジの溶接軌跡は前記ロボットのプログラム動作により前記シーム電極間に誘導しながらフランジ全周に形成された溶接線上に連続したナゲットを形成して接合される。
【００２６】
この場合，一対の組合せが大電極輪同士にあるため，電極外形が小径の電極輪の組合せよりも厚板が溶接できる。また両電極輪ともナール駆動による主動式であるから直線部のシーム溶接では所定の溶接速度を上げることができ，コーナ部に入ったときの溶接は溶接スピードを下げて溶接を安定させる制御ができる。
【００２７】
次に中間シーム溶接用電極輪と下シーム溶接用電極輪で溶接する場合は，例えば薄板の缶や煙突などの円筒の継ぎ手形状や湾曲構造物などをシーム溶接する場合などにこの種の溶接方法が利用できる。一方が円筒内に挿入可能な小径の電極輪と他方が大径の中間電極輪１２の組合せで構成される。前記上シーム溶接用電極輪５は加圧用アクチュエータ４により上方に開放した状態にある。
【００２８】
この場合，下シーム溶接用電極輪８は加圧用アクチュエータ７により下側の開放させる。下シーム溶接用電極輪８にワークをセットした後，加圧用アクチュエータ７で下シーム溶接用電極輪８を上昇し，中間シーム溶接用電極輪１２の間で重ね代の溶接開始点を挟み付ける。この場合，第一駆動ユニット１５と第二駆動ユニット１７の駆動経路のクラッチは予め切り離される。第三駆動ユニット１９のみ第一駆動ユニット１５の駆動モータＭの回転トルクを駆動ギヤー１８に伝達して下シーム溶接用電極輪８を主動回転する。これによって，大径の中間シーム溶接用電極輪１２は従動で回転する。前記加圧用アクチュエータ７からは溶接に充分な加圧力を小径のシーム溶接用電極輪８側に掛けながら溶接制御装置からの通電信号で溶接電流が供給され，中間シーム溶接用電極輪1２と下シーム溶接用電極輪８との間でシーム溶接が行われる。溶接終了後は加圧用アクチュエータの逆動作で電極加圧を開放し，次のワークセットに備える。
【００２９】
ここでは，大電極輪と小電極輪の組合せが使用できるため，前述した特殊な制約条件を有するワークを対象とするシーム溶接にうまく対応することが可能になる。なお，上中下の三つのシーム溶接用電極輪は任意の径を組換え変化させることや，前記のシーム溶接用電極輪の組合せ個数を任意に変化させることも本発明の技術的範疇において実施可能であることはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上で説明したように，本発明の請求項1の方法によれば，一台の抵抗シーム溶接機に複数対のシーム溶接用電極輪を被溶接物の形状，被溶接物の板厚，材質などの溶接条件変化に応じて多目的に切替え使用できることできる。つまり上中下とシーム溶接用電極輪を複数対配置し，上シーム溶接用電極輪と中間シーム溶接用電極輪の組合せまたは中間シーム溶接用電極輪と下シーム溶接電極輪との組合せの選択を可能とすることで，全く異なったワークに対し段取り替えを不要とすると共に，適材適所の使用により効率化と寿命延長を達成できる。
【００３１】
本発明の請求項２，3の方法によれば，1台の溶接機に外径の異なる複数対のシーム溶接用電極輪を配置したことで，例えばアルミニウム合金又はめっき鋼板等のプレス加工製品，各種の燃料タンクなどをシーム溶接することができる。
【００３２】
本発明の請求項４の方法によれば，ワイヤ電極用のシーム電極輪を組換えることで，二次元又は三次元方向に形成された直線部とコーナ部からなるフランジを，ロボットで駆動してロボットシーム溶接する場合にも展開することができ，この種の用途目的にも多目的に対応できるほか，電極輪の寿命向上が図れる。
【００３３】
本発明の請求項５の装置によれば，溶接トランスおよび二次回路構成において，溶接トランスからの正負極性間の二次回路のうち，どちらか一方の極性回路を共通にしたことで，複数対のシーム溶接用電極輪の切替えをいずれを選定しても段取り替えが不要となるから，作業効率を向上すると共に回路構造が簡単で安価に製作することができる。
【００３４】
本発明の請求項6によれば，中間シーム溶接用電極輪を上下シーム溶接用電極輪相互間に加圧動作することで，１台の加圧用アクチュエータを複数対の電極加圧装置に共用することができ，電極整形バイトなど電極研磨装置を取付けることができ，しかも加圧系統の構造が簡単になる。
【００３５】
本発明の請求項7の装置によれば，中間シーム溶接用電極輪を固定側とし，上シーム溶接用電極輪と下シーム溶接用電極輪をそれぞれ加圧用アクチュエータで加圧動作することにより，中間シーム電極構造に掛かる重量負荷をなくすことで，シーム溶接時の電極即応性を高め，シーム溶接の品質向上を図る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するための第一実施例を示す抵抗シーム溶接機の外観図と本体破砕部分に溶接トランスの二次回路構成の実施例を示す。
【図２】本発明の方法により抵抗シーム溶接機の正面図である。
【図３】本発明の方法を実施するための第二実施例を示す概略構想図である
【符号の説明】
１  抵抗シーム溶接機本体    ２  上腕    3  下腕
4  加圧用アクチュエータ    ５  上シーム溶接用電極輪
６  ラム    7  加圧用アクチュエータ    8  下シーム溶接用電極輪
9  垂直部材    １０  リニアガイド    １１  支持アーム
１２  中間シーム溶接用電極輪    １３  支持部材    １４  ナール駆動輪
１５  第一駆動ユニット    １６  ナール駆動輪    １７  第二駆動ユニット
１８  駆動ギヤー    １９  第三駆動ユニット    ２０  スプライン軸
２１  回転シャフト    ２２  溶接トランス    ２3  二次回路
２４  電極支持枠    ２５  ガイドロッド    ２６  ガイド装置
【図１】
2004188467.tif 000003
【図２】
2004188467.tif 000004
【図３】
2004188467.tif 000005