(57)【要約】【課題】ローラー電極を両方向に回転させる溶接が可能で、作業性を向上させることができ、溶接作業に掛かるコストを低減でき、高い品質の溶接が可能なシーム溶接装置を提供することを課題とする。【解決手段】シーム溶接装置１０は、ワーク１を挟んで回転可能に設けられた２つのローラー電極２、４、およびこれらローラー電極の周縁部にそれぞれ２つのバイト３２、３４を選択的に摺接させるためのアクチュエーター３６を有する。少なくとも一方のローラー電極に対向して取り付けられた２つのバイトは、当該ローラー電極の回転方向に応じてそれぞれ所定の角度で取り付けられている。【選択図】      図４
2012206139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを挟んで回転可能に設けられた２つのローラー電極と、
これら２つのローラー電極間に電圧を印加する電源と、
上記２つのローラー電極のうち少なくとも一方のローラー電極の周縁部に対向して設けられ、当該ローラー電極が第１の方向に回転するとき当該ローラー電極の周縁部に対して第１の角度で摺接する第１の摺接部材と、
当該ローラー電極が上記第１の方向と逆の第２の方向に回転するとき当該ローラー電極の周縁部に対して第２の角度で摺接する第２の摺接部材と、
当該ローラー電極の回転方向に応じて、上記第１および第２の摺接部材を、当該ローラー電極の周縁部に対して選択的に摺接させるアクチュエーターと、
を有するシーム溶接装置。
【請求項２】
上記少なくとも一方のローラー電極の回転方向を検知する検知器と、
この検知器による検知結果に基づいて上記アクチュエーターを制御する制御部と、
をさらに有する請求項１のシーム溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数枚の金属板を重ねたワークをシーム溶接するシーム溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ロボットアームの先端に２つのローラー電極を取り付けたシーム溶接装置が知られている。２つのローラー電極は、複数枚の金属板を重ねたワークを両側から挟んで同じ方向に転動する。この種のシーム溶接装置では、２つのローラー電極をワークの表面に沿って転動させて、２つのローラー電極による挟持部位を溶接箇所に沿って移動させつつ、２つのローラー電極間に溶接電源を介して電圧を印加する。これにより、金属板の接合面にローラー電極の移動軌跡に沿った溶接ナゲットが形成され、金属板同士がシーム溶接される。
【０００３】
このようなシーム溶接装置では、ローラー電極の先端となる外周縁部にメッキが付着して、溶接品質が低下することが知られている。このため、通常、ローラー電極の先端にバイトを押し当てて、電極先端を研磨してメッキを取り除くようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、シーム溶接装置のローラー電極は、決まった方向に回転しながらワークを溶接する。このため、電極先端を研磨するバイトも、回転方向に応じて決まった適切な取付角度で各ローラー電極に対して取り付けられている。従って、仮に、ローラー電極を逆回転させてシーム溶接を実施した場合、正転用に予め決められた角度で取り付けられたバイトでは、電極先端に付着したメッキを十分に取り除くことができない。
【０００６】
この場合、付着したメッキによりローラー電極の先端が凸凹になり、溶接品質が低下してしまう。このため、ローラー電極を逆転させて使う場合、ローラー電極を頻繁に交換する必要があり、メンテナンス作業に手間がかかり、作業コストが増大してしまう。
【０００７】
よって、ローラー電極を両方向に回転させる溶接が可能で、作業性を向上させることができ、溶接作業に掛かるコストを低減でき、高い品質の溶接が可能なシーム溶接装置の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のシーム溶接装置は、ワークを挟んで回転可能に設けられた２つのローラー電極、およびこれらローラー電極の周縁部にそれぞれ２つの摺接部材を選択的に摺接させるためのアクチュエーターを有する。少なくとも一方のローラー電極に対向して取り付けられた２つの摺接部材は、ローラー電極の回転方向に応じてそれぞれ所定の取付角度で設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
ローラー電極を両方向に回転させる溶接が可能で、作業性を向上させることができ、溶接作業に掛かるコストを低減でき、高い品質の溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係るシーム溶接装置の概略図である。
【図２】図２は、図１のシーム溶接装置のローラー電極の先端を研磨する研磨装置の動作を説明するための動作説明図である。
【図３】図３は、図１のシーム溶接装置の動作を制御する制御系のブロック図である。
【図４】図４は、図１のシーム溶接装置のローラー電極の先端を研磨する動作例を説明するための図である。
【図５】図５は、図１のシーム溶接装置のローラー電極の先端を研磨する動作例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。  
図１には、実施形態に係るシーム溶接装置１０の概略図を示してある。シーム溶接装置１０は、シーム溶接の対象物であるワーク１をその両面側から挟んで転動する２つのローラー電極２、４を有する。ワーク１は、複数枚の金属板の少なくとも溶接箇所を部分的に重ねたものである。本実施形態では、２つのローラー電極２、４は、制御部１００（図３参照）によって動作制御されるロボットアーム５の先端に回動可能に取り付けられている。ワーク１の一例として、ここでは、車体フレームの一部を例示してある。
【００１２】
シーム溶接装置１０のロボットアーム５は、２つのローラー電極２、４をワーク１の縁（ここではドア開口部）を挟む位置に移動し、２つのローラー電極２、４を互いに押圧する方向に付勢して２つのローラー電極２、４の周縁部、すなわち電極先端をワーク１の表面にそれぞれ押し当てる。この状態で、ロボットアーム５は、２つのローラー電極２、４をワーク１の縁に沿って移動させる、もしくは、ロボットアーム５を固定しワーク１を移動させる。これにより、２つのローラー電極２、４は、ワーク１の縁に沿って転動する。つまり、２つのローラー電極２、４は、ロボットアーム５の移動に伴って回転する。なお、このとき、シーム溶接装置１０のコントローラー１００（図３参照）は、電源２０（図３参照）を介して、２つのローラー電極２、４間に、溶接電圧を印加する。
【００１３】
ワーク１の縁に沿って移動中、もしくは、固定されたアーム５の２つのローラー電極２、４間に溶接電圧が印加されると、ワーク１を横切る溶接電流が流れ、ワーク１を構成する２枚の金属板１ａ、１ｂ（図４および図５参照）の接合面が電気抵抗によって発熱し、この部分に溶接ナゲットＮが形成される。この状態で、２つのローラー電極２、４がワーク１の縁に沿って転動されると、溶接ナゲットＮがワーク１の縁に沿って連続的に形成され、ワーク１の縁がシーム溶接される。
【００１４】
図２（ａ）〜（ｃ）には、ローラー電極２の外周縁部、すなわち電極先端に付着したメッキを除去するための研磨装置３０の要部概略図を示してある。この研磨装置３０は、２つのローラー電極２、４のうち少なくとも一方に対向して、ロボットアーム５の先端に取り付けられている。
【００１５】
図２（ａ）は、ローラー電極２が図示左回り（第１の方向）している状態で研磨装置３０の一方のバイト３２（第１の摺接部材）の先端をローラー電極２の電極先端に摺接させた状態を示し、図２（ｃ）は、ローラー電極２が図示右回り（第２の方向）している状態で研磨装置３０の他方のバイト３４（第２の摺接部材）の先端をローラー電極２の電極先端に摺接させた状態を示し、図２（ｂ）は、２つのバイト３２、３４のいずれもローラー電極２の電極先端に摺接させていない状態を示す。なお、ここでは、一方のローラー電極２に対向せしめた研磨装置３０について代表して説明するが、本実施形態では、もう一方のローラー電極４にも同様の研磨装置３０が取り付けられている。
【００１６】
シーム溶接装置１０では、ワーク１をシーム溶接することにより、ローラー電極２、４の先端にメッキとローラー電極の間に合金が生成されることが知られている。このように、ローラー電極２、４の先端にメッキとローラー電極の合金が付着すると、電流が流れにくくなり溶接性能が低下する。このため、シーム溶接装置１０のローラー電極２、４には、通常、ローラー電極２、４の先端を研磨するためのバイトが取り付けられている。
【００１７】
特に、本実施形態のシーム溶接装置１０は、２つのローラー電極２、４をワーク１の縁に沿って両方向に移動させながら、もしくは、ロボットアーム５を固定しワーク１を移動させるシーム溶接する使い方を想定したものであり、各ローラー電極２、４は、正逆両方向に回転しながら動作する。このため、本実施形態では、ローラー電極２、４の先端を研磨するバイト３２、３４も、ローラー電極２、４の回転方向に対応してそれぞれ２つずつ設けられている。
【００１８】
例えば、図２（ａ）に示すように、図示左回りしているローラー電極２の先端を研磨する際には、後述するアクチュエーター３６によって図示左側のバイト３２の先端を電極先端に摺接させる。このとき、バイト３２のローラー電極２に対する当接角度は、図示左回りするローラー電極２の先端を良好に研磨可能な角度に設定されている。
【００１９】
また、図２（ｃ）に示すように、図示右回りしているローラー電極２の先端を研磨する際には、後述するアクチュエーター３６によって図示右側のバイト３４の先端を電極先端に摺接させる。このとき、バイト３４のローラー電極２に対する当接角度は、図示右回りするローラー電極２の先端を良好に研磨可能な角度に設定されている。
【００２０】
アクチュエーター３６は、例えば、図４に示すように、２つのバイト３２、３４を両端に回動可能に取り付けたアーム３８をその回転軸３９を中心に左右に回転させることで、２つのバイト３２、３４の先端をローラー電極２の先端に選択的に摺接させる。この際、アクチュエーター３６は、一方のバイト３２を取り付けたアーム３８の一端に接続したワイヤーを引いて他方のバイト３４をローラー電極２の先端に摺接させ、或いは他方のバイト３４を取り付けたアーム３８の他端に接続したワイヤーを引いて一方のバイト３２をローラー電極２の先端に摺接させる。アクチュエーター３６は、これに限るものではなく、２つのバイト３２、３４をローラー電極２の先端に選択的に摺接可能なものであればいかなるものであっても良い。
【００２１】
図３には、上述した構造を有するシーム溶接装置１０の動作を制御する制御系のブロック図を示してある。  
シーム溶接装置１０の動作を制御するコントローラー１００には、２つのローラー電極２、４の回転方向を検知する検知器１０２、および電源２０が接続されている。また、コントローラー１００には、ロボットアーム５、２つのローラー電極２、４間に溶接電圧を印加するためのトランス１０４、２つのローラー電極２、４を正逆両方向に回転させるためのモーター１０６、および各ローラー電極２、４にそれぞれ対応して設けられた研磨装置３０を動作させるための２つのアクチュエーター３６、３６が接続されている。
【００２２】
例えば、ワーク１を挟んだ状態の２つのローラー電極２、４を図４に示すように図示右方向に移動させながらシーム溶接する場合、一方（図示上方）のローラー電極２が図示右回りするとともに、他方（図示下方）のローラー電極４が図示左回りする。
【００２３】
また、図４に示す方向に２つのローラー電極２、４が回転している状態で、当該ローラー電極２、４の先端を研磨する場合、一方のローラー電極２に対向して設けられた一方の研磨装置３０の右回り用のバイト３４が当該ローラー電極２の電極先端に摺接され、他方のローラー電極４に対向して設けられた他方の研磨装置３０の左回り用のバイト３２が当該ローラー電極４の電極先端に摺接される。
【００２４】
一方、ワーク１を挟んだ状態の２つのローラー電極２、４を図５に示すように図示左方向に移動させながらシーム溶接する場合、一方（図示上方）のローラー電極２が図示左回りするとともに、他方（図示下方）のローラー電極４が図示右回りする。
【００２５】
また、図５に示す方向に２つのローラー電極２、４が回転している状態で、当該ローラー電極２、４の先端を研磨する場合、一方のローラー電極２に対向して設けられた一方の研磨装置３０の左回り用のバイト３２が当該ローラー電極２の電極先端に摺接され、他方のローラー電極４に対向して設けられた他方の研磨装置３０の右回り用のバイト３４が当該ローラー電極４の電極先端に摺接される。
【００２６】
なお、本実施形態のシーム溶接装置１０では、図４および図５に示すように、シーム溶接と電極研磨を同時に実施していない。例えば、複数個のワーク１を連続してシーム溶接する場合などには、１つのワーク１のシーム溶接が終わってから次のワーク１のシーム溶接を始めるまでの間に２つのローラー電極２、４を回転させて電極先端を研磨する。また、１つのワーク１に対するシーム溶接の途中で、離れた異なる部位の溶接をするような場合、溶接箇所の間をローラー電極２、４が移動する間に電極が研磨される。或いは、図４および図５に示すように、シーム溶接と電極研磨を同時に実施しても良い。
【００２７】
本実施形態のシーム溶接装置１０のように、ローラー電極２、４を正逆両方向に回転させて所望する方向に沿ってシーム溶接することができる装置では、オペレーターの都合に合わせて溶接順序を容易に変更でき、溶接作業の作業性を向上させることができる。この場合、溶接時におけるローラー電極２、４の回転方向と同じ方向にローラー電極２、４を回転させて研磨する必要がある。
【００２８】
例えば、ローラー電極２、４を第１の方向に回転させながら１つのワーク１に対するシーム溶接を実施した後、次のワーク１に対するシーム溶接を実施する前に、電極先端を研磨する場合、前のワーク１に対する溶接時に第１の方向に回転していたローラー電極２、４の回転を停止することなく、そのまま回転を維持して電極先端を研磨すれば良い。この場合、ローラー電極２、４の先端を研磨するときの回転速度は任意に設定できる。
【００２９】
また、２つのワーク１のシーム溶接を異なる方向に沿って実施するような場合、すなわち２つのワーク１間でローラー電極２、４を逆転させる必要がある場合にも、前のワーク１の溶接時における回転方向をそのまま維持して電極先端を研磨して、次のワーク１に移る前にローラー電極２、４の回転を一旦停止させて逆転させれば良い。
【００３０】
或いは、ある溶接箇所から離れた他の溶接箇所へローラー電極２、４を移動して、且つローラー電極２、４の回転方向を逆転させて溶接するような場合にも、移動前の回転方向を維持して研磨した後、ローラー電極２、４を逆転させれば良い。
【００３１】
いずれにしても、ローラー電極２、４のイナーシャを考えると、シーム溶接の後の研磨時にわざわざローラー電極２、４を逆転させる必要はなく、回転方向を維持して研磨まで実施して、その後、所望する方向にローラー電極２、４を回転させれば良い。
【００３２】
以上述べた実施形態のシーム溶接装置によれば、ローラー電極２、４の先端を研磨するバイトをローラー電極の回転方向毎に２つ設けたことにより、ローラー電極を両方向に回転させる溶接が可能となり、作業性を向上させることができる。また、本実施形態のシーム溶接装置によると、ローラー電極２、４を逆転させて使用する運用をしても、ローラー電極２、４に付着するメッキを効果的に除去することができ、ローラー電極２、４を頻繁に交換する必要がなくなる。このため、溶接作業に掛かるコストを低減でき、高い品質の溶接が可能となる。
【００３３】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１…ワーク、
２、４…ローラー電極、
５…ロボットアーム、
１０…シーム溶接装置、
２０…電源、
３０…研磨装置、
３２、３４…バイト（第１の摺接部材、第２の摺接部材）、
１００…コントローラー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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