(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上にワークを受けるバックバーを設けると共に、基台に固定の支持枠に、可動電極チップをバックバーに向けて下動させてワークを加圧する駆動ユニットを搭載し、ワークのインダイレクト溶接を行うようにした定置式溶接装置であって、
駆動ユニットを、サーボモータを駆動源とする電動式駆動ユニットで構成するものにおいて、
駆動ユニットは、運動変換機構を内蔵するケーシングを有し、ケーシング上にサーボモータが取付けられ、サーボモータの回転で運動変換機構を介して上下動されるロッドがケーシングの下方に突出し、ロッドの下端にチップホルダを介して可動電極チップが取付けられ、
駆動ユニットをケーシングにおいて支持枠に上下動自在に、且つ、付勢手段により下方に付勢して支持させる、
ことを特徴とする定置式溶接装置。
【請求項２】
基台上にワークを受けるバックバー又は固定電極チップを設けると共に、基台に固定の支持枠に、可動電極チップをバックバー又は固定電極チップに向けて下動させてワークを加圧する駆動ユニットを搭載し、ワークのインダイレクト溶接又は通常のスポット溶接を行うようにした定置式溶接装置であって、
駆動ユニットを、サーボモータを駆動源とする電動式駆動ユニットで構成するものにおいて、
駆動ユニットは、運動変換機構を内蔵するケーシングを有し、ケーシング上にサーボモータが取付けられ、サーボモータの回転で運動変換機構を介して上下動されるロッドがケーシングの下方に突出し、ロッドの下端にチップホルダを介して可動電極チップが取付けられ、
駆動ユニットをケーシングにおいて支持枠に上下動自在に、且つ、付勢手段により下方に付勢して支持させると共に、
支持枠に対する駆動ユニットの上動を、付勢手段の付勢力がインダイレクト溶接時のワークの設定加圧力に等しくなる位置よりも高く設定した位置で規制する規制手段を設ける、
ことを特徴とする定置式溶接装置。
【請求項３】
前記駆動ユニットの重量を受けるバランススプリングを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の定置式溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてインダイレクト溶接を行う定置式の溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インダイレクト溶接は、ワークを受けるバックバーを用い、溶接電源の一極をバックバーに対向する可動電極チップ、他極をワークに接続し、可動電極によりワークをバックバーとの間に挟圧した状態で可動電極チップとワークとの間に通電することにより行われる。
【０００３】
このようなインダイレクト溶接を行う定置式溶接装置は、基台上にバックバーを設けると共に、基台に固定の支持枠にチップ用の駆動ユニットを固定し、駆動ユニットにより可動電極チップをバックバーに向けて下動させてワークを加圧するように構成されている。
【０００４】
ここで、駆動ユニットとしては、一般に、エアシリンダが用いられているが、きめ細かな加圧制御を可能にするため、サーボモータを駆動源として送りねじ機構等の運動変換機構により可動電極チップを上下動させるようにした電動式駆動ユニットを用いることも考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く電動式駆動ユニットを用いた場合、サーボモータのロータの慣性や運動変換機構のバックラッシュ等に起因した可動電極チップの動作遅れを生ずるため、溶接通電時のワークの溶け込みに対し可動電極チップがうまく追従せず、スパッタの飛散を生じ易くなる。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、電動式駆動ユニットを用いてきめ細かな加圧制御を可能にすると共に、スパッタの飛散も防止できるようにした定置式溶接装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、基台上にワークを受けるバックバーを設けると共に、基台に固定の支持枠に、可動電極チップをバックバーに向けて下動させてワークを加圧する駆動ユニットを搭載し、ワークのインダイレクト溶接を行うようにした定置式溶接装置であって、駆動ユニットを、サーボモータを駆動源とする電動式駆動ユニットで構成するものにおいて、駆動ユニットは、運動変換機構を内蔵するケーシングを有し、ケーシング上にサーボモータが取付けられ、サーボモータの回転で運動変換機構を介して上下動されるロッドがケーシングの下方に突出し、ロッドの下端にチップホルダを介して可動電極チップが取付けられ、駆動ユニットをケーシングにおいて支持枠に上下動自在に、且つ、付勢手段により下方に付勢して支持させている。
【０００８】
本発明によれば、可動電極チップの下動でこれがワークに当接すると、当接反力により駆動ユニットが支持枠に対し付勢手段の付勢力に抗して上動し、駆動ユニットの発生力と付勢手段の付勢力とがバランスする位置で駆動ユニットの上動が停止される。結局、可動電極チップは、付勢手段の付勢力を受けて、駆動ユニットの発生力に等しい加圧力でワークを加圧することになり、駆動ユニットを電動式としたことによる加圧力のきめ細かな制御が可能になる。そして、通電によりワークの溶け込みを生じたとき、電動式駆動ユニット自体では可動電極チップの動作遅れを生じても、付勢手段の付勢力により可動電極チップはワークの溶け込みに追従して応答性良く動き、スパッタの飛散が防止される。
【０００９】
ところで、基台上にバックバーに代えて固定電極チップを設ければ、可動電極チップと固定電極チップとの間にワークを挟圧して通常のスポット溶接を行うことができる。ここで、インダイレクト溶接では、ワークのバックバーに対する当接面に圧痕が付かないように、ワーク加圧力を通常のスポット溶接よりも低く設定することが望まれる。そのため、上記付勢手段のばね定数は、インダイレクト溶接に適した比較的低いワーク加圧力が得られるように、比較的低く設定する必要がある。従って、このままでは、通常のスポット溶接に適した高い加圧力を得にくくなる。この場合、支持枠に対する駆動ユニットの上動を、付勢手段の付勢力がインダイレクト溶接時のワークの設定加圧力に等しくなる位置よりも高く設定した位置で規制する規制手段を設ければ、駆動ユニットが規制手段で規制される位置まで上動したところで、以後、可動電極チップは駆動ユニットからの力を直接受けてワークを加圧するようになり、通常のスポット溶接に適した高い加圧力が得られる。かくて、溶接装置をバックバーと固定電極チップとの付け換えだけでインダイレクト溶接と通常のスポット溶接とに共用化できるようになり、設備費の削減を図る上で有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、ワークたる車両用ドアＷのアウタパネルＷＯのヘミング加工された曲げ縁ＷＯａをドアインナＷＩにインダイレクト溶接する定置式溶接装置を示している。
【００１１】
この溶接装置は、基台１を備えており、基台１上に、アウタパネルＷＯの外表面を受けるバックバー２を絶縁材３を介して取付けると共に、基台１に立設した支柱４に支持枠５を固定し、この支持枠５にチップ用の駆動ユニット６を搭載している。駆動ユニット６は、送りねじ機構等の運動変換機構（図示せず）を内蔵するケーシング７上に駆動源たるサーボモータ８を取付けた電動式駆動ユニットで構成されており、サーボモータ８の回転で運動変換機構を介して上下動されるロッド９をケーシング７の下方に突出させ、ロッド９の下端にチップホルダ１０を介して可動電極チップ１１を取付けている。そして、サーボモータ８の作動により可動電極チップ１１をバックバー２に向けて下動させ、バックバー２で外表面を受けさせたアウタパネルＷＯの曲げ縁ＷＯａに上方から可動電極チップ１１を当接させて、ドアＷのヘミング部を加圧し得るようにしている。
【００１２】
ドアＷは、図示しないが、ドアインナＷＩに開設した穴の孔縁部をロボットの動作端のロボットハンドに取付けたクランプ部材により把持した状態でロボットに保持されており、一極を可動電極チップ１１に接続した溶接電源（図示せず）の他極をクランプ部材に接続している。かくて、上記の如くドアＷのヘミング部を加圧した状態で溶接電源から給電すると、可動電極チップ１１から曲げ縁ＷＯａを介してドアインナＷＩに溶接電流が流れ、曲げ縁ＷＯａがドアインナＷＩに溶接される。
【００１３】
ここで、溶接電流の通電時、曲げ縁ＷＯａとドアインナＷＩとの溶接箇所における溶け込みを生ずるが、電動式の駆動ユニット６を用いると、溶け込みを生じても可動電極チップ１１が瞬時には動かず、そのため溶接箇所に作用する加圧力が一時的に低下し、スパッタの飛散を生じ易くなる。
【００１４】
そこで、本実施形態では、図２乃至図４に示す如く、支持枠５の上板５ａと下板５ｂとの間に、ケーシング７の両側部に成形したガイドスリーブ７ａ，７ａに挿通される上下方向に長手の１対のガイドバー１２，１２を取付けて、駆動ユニット６をケーシング６において支持枠５に上下動自在に支持している。更に、支持枠５に、ケーシング７の背面に形成した突起部７ｂを貫通する上下方向に長手のスプリングガイド１３を取付けて、該ガイド１３に、その上部に装着したカラー１３ａの下端と突起部７ｂの上面との間に位置させて、コイルスプリングから成る付勢手段１４を外挿し、該付勢手段１４で駆動ユニット６を支持枠５に対し下方に付勢している。尚、スプリングガイド１３の下部には、駆動ユニット６の重量を受けるバランススプリング１５が外挿されている。
【００１５】
以上の構成によれば、可動電極チップ１１の下動でこれが曲げ縁ＷＯａに当接すると、以後、当接反力で駆動ユニット６が付勢手段１４の付勢力に抗して支持枠５に対し上動する。そして、駆動ユニット６の発生力と付勢手段１４の付勢力とがバランスする位置で駆動ユニット６の上動が停止され、結局、可動電極チップ１１は、付勢手段１４の付勢力を受けて、駆動ユニット６の発生力に等しい加圧力でドアＷのヘミング部を加圧することになる。かくて、溶接電流の通電で曲げ縁ＷＯａとドアインナＷＩとの溶接箇所の溶け込みを生じたとき、可動電極チップ１１は付勢手段１４の付勢力で溶け込みに追従して応答性良く動き、スパッタの飛散が防止される。
【００１６】
上記した図１の定置式溶接装置は、図５に示す如く、基台１上に、バックバー２に代えて固定電極チップ２′を取付けることにより、可動電極チップ１１と固定電極チップ２′との間にワークＷ′を挟圧し、両電極チップ１１，２′間にワークＷ′を介して通電して通常のスポット溶接を行う定置式溶接装置としても使用することができる。
【００１７】
ここで、インダイレクト溶接では、バックバー２に当接するアウタパネルＷＯの外表面に圧痕が付かないよう、ワーク加圧力を１００ｋｇｆ以下の比較的低い値に設定する必要があり、そのため、付勢手段１４のばね定数を比較的低く設定することが必要になる。一方、通常のスポット溶接では、ワーク加圧力を１５０ｋｇｆ以上の比較的高い値に設定する必要がある。この場合、駆動ユニット６による可動電極チップ１１の移動ストロークを長く取り、付勢手段１４の付勢力が通常のスポット溶接に必要なワーク加圧力に等しくなる位置まで駆動ユニット６を上動し得るように構成することも考えられるが、これでは装置が大型化してしまう。
【００１８】
そこで、本実施形態では、図３及び図４に示す如く、各ガイドバー１２の上部に、各ガイドスリーブ７ａの上端に当接可能な筒状ストッパから成る規則手段１６を装着し、駆動ユニット６の上動を、付勢手段１４の付勢力がインダイレクト溶接時のワークの設定加圧力に等しくなる位置より若干高く設定した位置で規制手段１６により規制し得るようにしている。これによれば、駆動ユニット６が規制手段１６で規制される位置まで上動したところで、以後、可動電極チップ１１は駆動ユニット６からの力を直接受けてワークを加圧するようになり、通常のスポット溶接に適した高い加圧力が得られる。かくて、装置を大型化せずに、インダイレクト溶接と通常のスポット溶接との共用化が可能になる。
【００１９】
尚、上記実施形態では、付勢手段１４としてコイルスプリングを用いているが、空気ばね等の他の付勢部材を用いても良い。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電動式駆動ユニットを用いることできめ細かな加圧制御が可能になると共に、ワークの溶け込みに対する可動電極チップの追従性を良くして、スパッタの飛散を防止でき、更に、駆動ユニットの上動を規制する規制手段を設けることにより、装置を大型化せずにインダイレクト溶接と通常のスポット溶接との共用化が可能になり、設備費の削減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明溶接装置の一例の側面図
【図２】  駆動ユニットの配置部の拡大平面図
【図３】  図２の矢印III方向から見た駆動ユニットの正面図
【図４】  図２のIV-IV線截断側面図
【図５】  図１の溶接装置を通常のスポット溶接を行う装置として使用する状態を示す側面図
【符号の説明】
１  基台                  ２  バックバー
２′固定電極チップ        ５  支持枠
６  駆動ユニット        １１  可動電極チップ
１４  付勢手段            １６  規制手段
【図１】
0004209570.tif 000002
【図２】
0004209570.tif 000003
【図３】
0004209570.tif 000004
【図４】
0004209570.tif 000005
【図５】
0004209570.tif 000006