(57)【要約】【課題】ワークの両面から同時にボルトをスタッド熔接することで、１工程あたりの作業量を倍増し、工程の展開スペースを低減させることができるスタッド熔接装置を提供すること。【解決手段】ワークＷの外形よりもさらに外側に位置する寸法に形成されたワーク取り付け用のフレーム１３と、前記フレーム１３で囲まれた領域内に、前記ワークＷを着脱可能に取り付けることができるクランプ手段１４ａ〜１４ｅを具備したワーク支持用の治具１１が備えられる。前記治具１１に支持された状態の前記ワークＷの両面にそれぞれ対峙して、スタッド部品をワークの予め定めた位置にアーク熔接する第１と第２のタッドガン１８，１９が備えられ、これらは、第１と第２のスタッドロボット１６，１７により独立して位置制御される。【選択図】図４
2009090353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク両面の予め定められた位置に対してスタッド部品をアーク溶接によりそれぞれ取り付けるスタッド溶接装置であって、
前記ワークの面の外形よりもさらに外側に位置する寸法に形成されたワーク取り付け用のフレームと、前記フレームで囲まれた領域内に、前記ワークを着脱可能に取り付けることができるクランプ手段とが備えられたワーク支持用の治具と、
前記治具に支持された状態の前記ワークの両面にそれぞれ対峙して、スタッド部品をワークの予め定めた位置にアーク溶接することができるようにスタッドガンをそれぞれ支持する一対のスタッドロボットと、
が具備されていることを特徴とするスタッド溶接装置。
【請求項２】
前記治具に支持された状態のワークを挟んで、前記スタッドロボットが水平面上の左右両側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載されたスタッド溶接装置。
【請求項３】
前記治具に支持された状態のワークの両面に対して、同時に前記スタッド部品をアーク溶接によりそれぞれ取り付けることができるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたスタッド溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばボルトなどのスタッド部品の先端部を母材（以下、ワークと称する。）に押し当てた状態で通電し、前記スタッド部品をワークに対してアーク溶接するスタッド溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアークスタッド溶接装置は、スタッド部品としての前記ボルトを専用ガンに装着し、当該ボルトの先端をワークに押し当てて通電することでボルトをワークに直接溶接するものであり、自動車産業を含むその他の業界においても広く利用されている。
【０００３】
例えば自動車ボディーの製造工程において、一部のパネル面などにスタッドボルトを溶接する場合においては、次に示す主に二つの手法を利用して前記したスタッド溶接作業を実施している。
【０００４】
その一つは溶接治具にワークを載置し、ロボートアームによりスタッドガンを移動させてワークの所定位置にボルトを溶接するものであり、ここではこれを便宜上、スタッドロボットによる溶接手法と称呼する。
【０００５】
また他の一つはマハテンロボットによりワークを移動させると共に、定置式のスタッドガンにより、ワークの所定位置にボルトを溶接するものであり、ここではこれを便宜上、定置式スタッドガンによる溶接手法と称呼する。
【０００６】
図５は前記したスタッドロボットによる溶接手法を説明するものであり、載置台としての治具１にワークＷが載置され、適宜のクランプ手段によりワークＷは治具１にクランプされる。前記ワークＷとしては、例えば自動車ボディーの一部を構成するダッシュパネルを例示することができる。
【０００７】
一方、ロボット本体２のアーム２ａの先端部にはスタッドガン３が取り付けられており、このスタッドガン３の先端部にはスタッド部品として図示せぬボルトが装着されている。そして、前記ロボートアーム２ａによりスタッドガン３を移動させてワークＷの所定位置に前記ボルトを押し当てると共に、スタッドガン３側からワークＷに通電することで、前記ボルトをワークＷに対してアーク溶接することができる。
【０００８】
次に、図６は前記した定置式スタッドガンによる溶接手法を説明するものであり、先端部にスタッド部品として図示せぬボルトが装着されたスタッドガン３は、枠状に形成された支持部材５に対して、例えば下向きの状態で取り付けられている。
【０００９】
また、ロボット本体２におけるアーム２ａの先端に取り付けられたマハテン６にはワークＷが適宜のクランプ手段によりクランプされている。したがって前記マハテン６を介してワークＷをスタッドガン３に対峙するようにして移動させることができる。そして、定置式のスタッドガン３に装着された前記ボルトにワークＷの所定位置を押し当てると共に、スタッドガン３側からワークＷに通電することで、前記ボルトをワークＷに対してアーク溶接することができる。
【００１０】
なお、前記した前者のスタッドロボットによる溶接手法については、例えば特許文献１に開示されており、また後者の定置式スタッドガンによる溶接手法については、例えば特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平７−１７１６８３号公報
【特許文献２】特開２００２−３６１４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、図５に示したスタッドロボットによる溶接手法においては、ワークＷ治具上に載置されてその姿勢が固定された状態になされる。このために１つの工程において、ワークの片側にのみ一連の溶接作業が可能である。一方、ワークの両面にスタッドボルトを溶接する必要がある場合においては、ワークＷの表裏を返して治具に再び装着し、同様の溶接作業を行う必要が生ずる。
【００１２】
このようなスタッドロボットによる溶接手法によると、溶接しようとするスタッドボルトの本数に関係なく、２工程以上の溶接作業が必要となるため、工程展開のスペースが大きくなり、スペースあたりの作業量が著しく低下するという問題を抱えることになる。
【００１３】
また工程が増えることにより、制御盤等の付帯設備も必要となり、投資が増加する。また工程間において前記ワークを搬送する設備を追加する必要があるなどの問題点も発生する。要するに図５に示したスタッドロボットによる溶接手法によると、１点あたりの作業時間は短いものの、１工程でワークの片側しか溶接作業が行えないという課題がある。
【００１４】
一方、図６に示した定置式スタッドガンによる溶接手法においては、マハテンロボットにてワークを移動させて作業するため、ワークの両面への溶接作業は可能である。しかしながら、図５に示したスタッドロボットによる溶接手法に比較して、ロボットの動作時間が著しく増加し、１点あたりの溶接に要する時間が長くなる。またワークを動かすスペースが必要なため、１工程あたりに必要なスペースも増加する。
【００１５】
前記したように、定置式スタッドガンによる溶接手法によると、スタッドロボット１点あたりの作業時間が長いため、タクトが早い場合に工程数が著しく増加し、展開スペースも増大する。また工程が増加することにより制御盤等の付帯設備も必要となり、投資が増加する。さらに、元来、工程の持っている能力として、スペースあたりの作業量が少ないなどの問題点も発生する。
【００１６】
要するに定置式スタッドガンによる溶接手法によると、１工程でワークの両面に対する溶接作業は可能であるが、１点当たりの作業時間が長いため、１工程あたりの作業量が少なく、結局生産性を上げることができないという課題がある。
【００１７】
この発明は、前記したスタッドロボットによる溶接手法ならびに定置式スタッドガンによる溶接手法によるそれぞれの特質を兼ね備えた工程を実現させようとするものであり、１工程においてワークの両面に同時に溶接作業が可能であり、かつ１点あたりの作業時間を短縮することができるスタッド溶接装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかるスタッド溶接装置は、ワーク両面の予め定められた位置に対してスタッド部品をアーク溶接によりそれぞれ取り付けるスタッド溶接装置であって、前記ワークの面の外形よりもさらに外側に位置する寸法に形成されたワーク取り付け用のフレームと、前記フレームで囲まれた領域内に、前記ワークを着脱可能に取り付けることができるクランプ手段とが備えられたワーク支持用の治具と、前記治具に支持された状態の前記ワークの両面にそれぞれ対峙して、スタッド部品をワークの予め定めた位置にアーク溶接することができるようにスタッドガンをそれぞれ支持する一対のスタッドロボットとが具備されている点に特徴を有する。
【００１９】
この場合、好ましくは前記治具に支持された状態のワークを挟んで、前記スタッドロボットが水平面上の左右両側に設置された構成にされる。これに加えて、前記治具に支持された状態のワークの両面に対して、同時に前記スタッド部品をアーク溶接によりそれぞれ取り付けることができるように構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
前記した構成によるスタッド溶接装置によると、ワークの面の外形よりもさらに外側に位置する寸法に形成されたワーク取り付け用のフレームと、前記フレームで囲まれた領域内に、前記ワークを着脱可能に取り付けることができるクランプ手段とが備えられているので、前記ワークを支持するフレームに邪魔されることなく、ワークの両面から同時に第１と第２のスタッドガンによる溶接を行うことができる。
【００２１】
すなわち、１工程においてワークの両面に同時にスタッド溶接を行うことができ、かつ第１と第２のスタッドガンは、それぞれスタッドロボットにより独立して位置制御されるので、１点あたりの作業時間を短縮させることに寄与できる。これにより、前記したスタッドロボットによる溶接手法ならびに定置式スタッドガンによる溶接手法によるそれぞれの特質を兼ね備えたスタッド溶接を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明にかかるスタッド溶接装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１〜図４はいずれもこの発明にかかるスタッド溶接装置の構成を示したものであり、図１はワーク支持用の治具とこれに支持されたワークとを斜視図で示したものであり、図２は同じく正面図で示し、図３は同じく側面図で示している。また、図４は、前記構成に加え、一対のスタッドロボットを左右両側に設置した状態を示す側面図である。
【００２３】
図１〜３において、符号Ｗで示すワークとしては前記と同様に、例えば自動車ボディーの一部を構成するダッシュパネルを対象として挙げることができる。このワークＷは、当該ワークＷの面の外形よりもさらに外側に位置する寸法に形成されたワーク取り付け用のフレームを備えた治具１１によって支持される。
【００２４】
すなわち、前記ワーク支持用の治具１１は、アングルもしくはチャンネル材を組み合わせることで立方体形状になされた台座１２と、この台座１２上に取り付けられた同じくアングルもしくはチャンネル材による前記フレーム１３とにより構成されている。そして、前記フレーム１３は図１および図２に示すように台座１２の長手方向の端部にそれぞれ鉛直方向に樹立された直立部材１３ａ，１３ｂと、前記直立部材１３ａ，１３ｂの上端部の間に水平状態にかけ渡された水平部材１３ｃとにより門形状を構成している。
【００２５】
また、前記フレーム１３を構成する水平部材と１３ｃと、各直立部材１３ａ，１３ｂには、ワークＷを支持するクランプ手段としてのクランプ部材１４ａ〜１４ｅが取り付けられている。図に示す実施の形態においては、前記フレーム１３を構成する水平部材１３ｃの中央位置にクランプ部材１４ａに取り付けられ、また２つの直立部材１３ａ，１３ｂの上下の二か所にそれぞれクランプ部材１４ｂ〜１４ｅが取り付けられている。
【００２６】
前記クランプ部材１４ａ〜１４ｅは、ワークＷの適宜の位置を挟持するようにして支持すると共に、ワークＷと前記フレーム１３を含むワーク支持用の治具１１との間で電気的な導通がなされるように作用する。なお、前記フレーム１３を構成する水平部材１３ｃの中央位置に取り付けられたクランプ部材１４ａは、ワークＷの全体重量を支持できるようにフック状に形成されていてもよい。
【００２７】
前記した直立部材１３ａ，１３ｂと、水平部材１３ｃとにより構成されている前記フレーム１３は、図２に示すようにクランプ部材１４ａ〜１４ｅにより支持された状態で、ワークＷの外形よりもさらに外側に位置する寸法に形成されている。すなわち、ワークＷとフレーム１３との寸法関係は、前記フレーム１３の内法で囲まれた領域内に、前記ワークＷがクランプ部材１４ａ〜１４ｅによって取り付けることができるように構成されている。
【００２８】
図４は、前記したようにワークＷを支持した状態の治具１１の左右両側に、一対のスタッドロボットを設置した状態を示している。すなわち、第１のロボット本体１６におけるロボットアーム１６ａの先端には第１のスタッドガン１８が取り付けられており、このスタッドガン１８の先端部にはスタッド部品として図示せぬボルトが装着されている。そして、前記ロボートアーム１６ａにより第１のスタッドガン１８を移動させてワークＷの一方の面の所定位置に前記ボルトを押し当てると共に、スタッドガン１８側からワークＷに通電することで、前記ボルトをワークＷに対してアーク溶接することができる。
【００２９】
この場合、ワーク取り付け用のフレーム１３は、前記したようにワークＷの面の外形よりもさらに外側に位置する寸法に形成されているので、第１のスタッドガン１８はフレーム１３に邪魔されることなく、ワークＷの一方の面のいずれの箇所にも移動してスタッド溶接を行うことができる。
【００３０】
また、同様に第２のロボット本体１７におけるロボットアーム１７ａの先端にも第２のスタッドガン１９が取り付けられており、このスタッドガン１９の先端部にはスタッド部品として図示せぬボルトが装着されている。そして、前記ロボートアーム１７ａにより第２のスタッドガン１９を移動させてワークＷの他方の面の所定位置に前記ボルトを押し当てると共に、スタッドガン１９側からワークＷに通電することで、前記ボルトをワークＷに対してアーク溶接することができる。
【００３１】
なお、第１のロボット本体１６、第２のロボット本体１７は、治具１１に支持されたワークＷを挟んで水平面上の左右両側に設置されており、これらは図４に示したように絶縁素材により構成された基礎基板２０の上に設置されている。そして、治具１１を基準電位点（アース）にして、第１のロボット本体１６および第２のロボット本体１７側に、アーク溶接用の正電圧がそれぞれ供給されるように構成される。
【００３２】
前記した構成によると、前記治具１１に支持された状態のワークＷの両面に対して、同時に第１と第２のスタッドガン１８，１９により、スタッド部品をそれぞれアーク溶接により取り付けることができる。これにより、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの独自の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明にかかるスタッド溶接装置の構成において、ワーク支持用の治具とこれに支持されたワークを示した斜視図である。
【図２】同じく正面図である。
【図３】同じく側面図である。
【図４】ワークを支持した治具の左右両側に一対のスタッドロボットを設置した状態を示す側面図である。
【図５】従来のスタッド溶接装置の例を示した側面図である。
【図６】従来のスタッド溶接装置の他の例を示した側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１            ワーク支持用治具
１２            台座
１３            フレーム
１３ａ，１３ｂ  直立部材
１３ｃ          水平部材
１４ａ〜１４ｅ  クランプ部材（クランプ手段）
１６            第１ロボット本体
１６ａ          ロボットアーム
１７            第２ロボット本体
１７ａ          ロボットアーム
１８            第１スタッドガン
１９            第２スタッドガン
Ｗ              ワーク（母材）
【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】
2009090353.tif 000007
【図６】
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