WO2000010767A1

WO2000010767A1 - Resistance welding device

Info

Publication number: WO2000010767A1
Application number: PCT/JP1999/004435
Authority: WO
Inventors: Noriyuki Tsunoda; Yoshio Nogi; Kiyokuni Hagiwara; Shigeru Yoshida
Original assignee: Seiwa Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Seiwa Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2001-02-20
Also published as: JP2000126869A; AU5300699A

Description

明細書抵抗溶接装置技術分野

本発明は、 2種の被溶接物を接触させて通電することにより溶接を行う抵抗溶接装置に関する。背景技術

抵抗溶接は、 2種の被溶接物を接触させて機械的に加圧しながら電流を通電することにより、被溶接物相互間の加圧された部位の接触抵抗が他の金属部分の接触抵抗より低くなり、溶接電流が集中してジュール熱が発生し、この結果、金属部分の溶融状態が得られ、加圧力と相俟って溶着するに至ることを基本原理としている。この場合、溶接品質は、溶接電流、溶接時間および加圧力の 3つの要素に大きく依存している。

このような抵抗溶接を行う装置として、例えば、エアシリンダ等の変位機構により可動電極を固定電極に接近させ、被溶接物を可動電極および固定電極により挟持加圧して溶接を行う構成のものが知られている。

しかしながら、上記の従来技術に係る抵抗溶接装置では、例えば、変位機構としてエアシリンダを用いた場合、所定の加圧力で溶接を行うことができるように、可動電極の停止位置を決定するストツバの位置およびスプリングの長さ等を高精度に調整する必要があり、その作業が繁雑なものとなってしまう。

一方、変位機構にパルスモー夕を使用し、パルスモータの回転運動をボールねじにより直線運動に変換するように構成すると、可動電極の停止位置精度を向上させることができるが、パルスモー夕およびボールねじが高価であるため、抵抗溶接装置のコス卜が高騰してしまうという問題がある。

しかも、これらのいずれの方法においても、可動電極の変位量を加圧力に換算しているために、例えば、可動電極を被溶接物に押圧させるスプリング等の弾性係数の経時的変動や、溶接電極の摩耗等があると、正確な加圧力を得ることができなくなってしまう。従って、これらの要素については、常に管理しておく必要がある。

しかしながら、現状では、例えば、作業の開始時等において加圧力を測定し、その加圧力が所定の値となるように変位量を調整した後、一定の加圧力が得られているという前提で作業を行っているため、作業中に加圧力の変動が生じることを想定すると、全ての被溶接物が必ずしも所望の溶接品質で溶接されていることが保証されるものではなかった。

そこで、可動電極および固定電極による被溶接物に対する加圧力を検出する加圧力検出手段を変位機構に連接しておき、前記加圧力が所定の値となった時点でエアシリンダまたはパルスモータを停止させて溶接を行うことにより、溶接電極の長さの管理等を不要とする方法がある。

しかしながら、エアシリンダを使用した場合では、可動電極の停止位置の精度がストツバの取付位置に依存し、結局、可動電極および固定電極による被溶接物に対する所望の加圧力を得ることが困難である。一方、パルスモータを使用した場合、前述と同様に、パルスモータおよびポールねじが高価であり、抵抗溶接装置のコス卜が高騰してしまう。

また、トルクモー夕を使用し、その回転運動を直線運動に変換して可動電極を変位させ、一定のトルクで可動電極を被溶接物に押圧するようにすることで、溶接電極の長さの管理等を不要とすることも可能であるが、この場合、正確なトルクを発生させることが困難で、被溶接物に対する可動電極および固定電極の加圧力にバラツキが発生し、溶接品質を一定に保持することができないという問題がある。

本発明の一般的な目的は、溶接電極の長さの管理等を不要とし、被溶接物に所望の加圧力を付与して溶接を行うことができ、これによつて一定の溶接品質を得ることができ、しかも、価格を低廉化することが可能な抵抗溶接装置を提供することにある。

本発明の主たる目的は、機械的な経時的変化の影響によらず、常に一定の加圧力を付与し、最適な抵抗溶接を行うことのできる抵抗溶接装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、溶接時の加圧力を外部から常時管理することのできる抵抗溶接装置を提供することにある。発明の開示

前記の目的を達成するために、本発明は、溶接電極間に被溶接物を挟持して通電することで抵抗溶接を行う抵抗溶接装置において、

一方の溶接電極を他方の溶接電極に対して変位させる変位機構と、

前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記一方の溶接電極の変位を停止させる停止機構と、

を備え、

前記変位機構は、

前記加圧力検出手段により検出された加圧力に従って制御されるモータと、前記モー夕によって駆動されるカム部材と、

前記溶接電極側に設けられ、前記カム部材に係合し、前記カム部材の駆動に従つて前記溶接電極を変位させる従動節と、

からなることを特徴とする。

本発明によれば、モー夕が回転するとカム部材が回転し、従動節によりこの回転運動が直線運動に変換され、一方の溶接電極が被溶接物に向かって変位する。溶接電極が被溶接物を押圧し、このときの加圧力が加圧力検出手段により検出され、この加圧力が所定の値となったときに溶接電極の変位を停止機構により停止し、溶接電流を通電して溶接を行う。

この場合、前記停止機構が、前記カム部材の駆動を停止させるブレーキと、前記カム部材と前記モ一夕とを断続するクラッチとからなると、カム部材を瞬時に停止させることができ、溶接電極の変位が瞬時に停止し、好ましい。

また、前記カム部材は、円柱部材の外周にその軸方向に対して傾斜する溝部が周回して形成された円筒溝カム、円盤部材に該円盤部材の回転中心からの距離が変化する溝部が周回して形成された溝カム、回転中心からの距離が周回するにつれて変化する外周面を有する板カム、円柱部材の一端側の面がその軸方向に対して傾斜する端面カムのいずれをも使用することができる。

さらに、本発明は、溶接電極間に被溶接物を挟持して通電することで抵抗溶接を行う抵抗溶接装置において、

前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力を設定する設定手段と、設定された前記加圧力を表示する表示手段と、

前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力を検出する加圧力検出手段と、を備えることを特徴とする。

この場合、作業者は、表示手段の表示に基づいて所望の加圧力を設定することができ、また、変位機構は、この設定された加圧力が得られるように溶接電極を変位させることができる。

しかも、前記表示手段において、設定された前記加圧力および検出された前記加圧力を表示させることにより、実際の加圧力を作業者が確認しながら作業を遂行することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態に係る抵抗溶接装置を示すブロック図である。図 2は、図 1の抵抗溶接装置の変位機構を示す側面図である。

図 3は、図 2の変位機構に使用されるクラッチブレーキ機構を示す縦断面図であって、

図 3は、クラツチが接続されるとともにブレーキが解除された状態を示す図であり、

図 4は、クラッチが切断されるとともにブレーキがかかった状態を示す図である。

図 5は、図 2の変位機構に使用される円筒溝カムを示す斜視図である。

図 6は、図 2の変位機構を示す縦断面図である。図 7は、被溶接物を上部溶接電極と下部溶接電極とで挟持した状態を示す図であり、

図 8は、被溶接物が溶接された状態を示す図である。

図 9は、図 1の抵抗溶接装置の使用方法を説明するフローチャートである。図 1 0は、図 1の抵抗溶接装置の使用方法を説明するフローチャートである。図 1 1は、図 1の抵抗溶接装置の他の使用方法を説明するフローチャートである。

図 1 2は、図 1 1に示すフローチャートによる処理に対する説明図である。図 1 3は、図 1 1に示すフローチャートによる処理に対するタイミングチヤ一トである。

図 1 4は、本発明の他の実施の形態に係る抵抗溶接装置に使用される溝カムを示す一部拡大側面図である。

図 1 5は、図 1 4の溝カムを示す斜視図である。

図 1 6は、本発明の他の実施の形態に係る抵抗溶接装置に使用される板カムを示す一部拡大側面図である。

図 1 7は、図 1 6の板カムを示す斜視図である。

図 1 8は、本発明のさらに他の実施の形態に係る抵抗溶接装置に使用される端面カムを示す一部拡大側面図である。

図 1 9は、図 1 8の端面カムを示す斜視図である。

図 2 0は、本発明のさらにまた他の実施の形態に係る抵抗溶接装置に使用される加圧機構を示す縦断面図である。

図 2 1は、図 2 0に示す加圧機構に使用される上部溶接電極を示す一部拡大斜視図である。

図 2 2は、図 2 0の加圧機構により被溶接物に溶接を施した状態を示す部分拡大縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

本発明に係る抵抗溶接装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図 1において、参照符号 1 0は、本発明の実施の形態に係る抵抗溶接装置を示す。この抵抗溶接装置 1 0は、上部溶接電極 1 2が設けられた加圧機構 1 3を下部溶接電極 1 4に接近または離間する方向に変位させる変位機構 1 6と、該変位機構 1 6を制御するコントローラ 1 8と、コントローラ 1 8の制御下に前記上部溶接電極 1 2および下部溶接電極 1 4に溶接電流を通電する溶接電源 2 0とを備える。なお、コントローラ 1 8には、抵抗溶接装置 1 0を起動するためのフットスィッチ 1 9が接続される。

コントローラ 1 8には抵抗溶接装置 1 0の運転状況等を示す L C Dディスプレィ 1 8 aと、抵抗溶接装置 1 0の設定や運転等を行うための複数の設定スィッチ 1 8 bが設けられる。なお、設定スィッチ 1 8 bは、加圧機構 1 3による被溶接物に対する加圧力を設定する設定手段として機能する。また、 L C Dディスプレィ 1 8 aは、設定された加圧力を表示するとともに、抵抗溶接装置 1 0の稼動中において検出された加圧力を表示する表示手段として機能する。

変位機構 1 6は、図 2に示すように、基台 2 2を備える。基台 2 2には下部電極ホルダ 2 4が固着され、下部電極ホルダ 2 4には下部溶接電極 1 4が固着される。下部電極ホルダ 2 4には溶接電源 2 0から下部溶接電極 1 4に溶接電流を供給する電線 2 6が接続される。

基台 2 2には支柱 2 8が立設され、支柱 2 8の上部にはモータ 3 0が設けられる。モー夕 3 0にはクラッチブレーキ機構 3 2が接続される。クラッチブレーキ機構 3 2は、図 3、図 4に示すように、筐体 3 4を有し、筐体 3 4の内部にはクラッチ部 3 5およびブレーキ部 3 7が配設される。クラッチ部 3 5はモー夕 3 0 の回転軸に固着されたクラッチ板 3 6を有し、クラッチ板 3 6には出力軸 3 8に接続された円盤部材 4 0が対向する。円盤部材 4 0にはばね部材 4 2 a、 4 2 が設けられ、ばね部材 4 2 a、 4 2 bには磁性材料によりリング状に形成された接触子 4 4 a、 4 4 bが設けられる。前記筐体 3 4の内部には接触子 4 4 a、 4 4 bが接近、離間可能なクラッチ励磁用コイル 4 6、および、ブレーキ部 3 7を構成するブレーキ励磁用コイル 4 8が配設され、ブレーキ励磁用コイル 4 8にはブレーキ板 5 0が固着される。

前記出力軸 3 8には円筒溝カム 5 4を構成する円柱部材 5 6が固着され、円柱部材 5 6の外周には、図 5に示すように、その軸線に対して傾斜する溝部 5 8が周回して形成される。溝部 5 8には従動節 6 0を構成するころ 6 2が転動自在に揷入され、ころ 6 2は支持部材 6 3を介して変位板 6 4に回転自在に設けられる (図 2参照）。変位板 6 4にはガイドブロック 6 6が固着され、ガイドブロック 6 6には鉛直方向に延在する孔部 6 8が形成される。孔部 6 8を形成する壁部にはブシュ 7 0 a、 7 0 bが設けられる。ブシュ 7 0 a、 7 0 bには前記支柱 2 8 に支持部材 7 1 a、 7 1 bを介して鉛直方向に延在して設けられたガイドロッド 7 2が揷通し、このため、変位板 6 4はガイドロッド 7 2に沿って鉛直方向に変位可能に構成される。

変位板 6 4には加圧機構 1 3が固着される。加圧機構 1 3は、図 6に示すように、ボディ 7 6を含む。ボディ 7 6は下部ボディ 7 8と上部ボディ 8 0とを有し、下部ボディ 7 8から上部ボディ 8 0にかけて貫通穴 8 2、 8 4が形成される。貫通穴 8 2、 8 4にはリニアポールベアリング 8 6、 8 8が設けられ、リニアボールベアリング 8 6、 8 8には加圧力伝達シャフト 9 0が摺動自在に挿通する。加圧力伝達シャフト 9 0の下部には上部電極ホルダ 9 2を介して前記上部溶接電極 1 2が装着される。上部電極ホルダ 9 2には溶接電源 2 0から上部溶接電極 1 2に溶接電流を供給する電線 9 4が接続される（図 2参照）。

加圧力伝達シャフト 9 0の上部には第 1のスプリング受け 9 6がポルトを介して固着され、第 1のスプリング受け 9 6にはコイルスプリング 1 0 0の一端部が着座する。コイルスプリング 1 0 0は上部ボディ 8 0に形成された凹部 1 0 2に収装され、凹部 1 0 2には円筒部材 1 0 4の先端部が嵌合する。円筒部材 1 0 4 はその外周に刻設された螺子にナツト 1 0 6が螺合することによって上部ボディ 8 0に固定される。

円筒部材 1 0 4の内部には第 2のスプリング受け 1 0 8が摺動自在に挿入され、第 2のスプリング受け 1 0 8にはコイルスプリング 1 0 0の他端部が着座する。第 2のスプリング受け 1 0 8の上部中央には凹部 1 1 0が形成され、この凹部 1 1 0には第 1のポール部材 1 1 2が着座する。円筒部材 1 0 4の内部には第 2 のスプリング受け 1 0 8に対して所定間隔離間してスぺーサ 1 1 4が摺動自在に設けられる。スぺーサ 1 1 4には前記凹部 1 1 0と対向するように凹部 1 1 6が形成され、凹部 1 1 6には第 1のボール部材 1 1 2の上部が着座する。スぺーサ 1 1 4の上部中央には凹部 1 1 8が形成され、凹部 1 1 8には加圧力検出手段であるストレンゲージ（ロードセル） 1 2 0の検出子 1 2 2が着座する。ストレンゲージ 1 2 0からはコントローラ 1 8に接続される導線 1 2 4が導出され（図 1 参照）、この導線 1 2 4を介して上部溶接電極 1 2に加えられる圧力を電気信号として取り出す。なお、ストレンゲ一ジ 1 2 0としては、金属や半導体の抵抗変化を利用したものを用いることができる。

ストレンゲ一ジ 1 2 0の上部には当板 1 2 8が設けられる。当板 1 2 8の上部には湾曲した凹部 1 3 0が形成され、加圧力調整用摘み 1 3 2の先端部に形成された湾曲する凹部 1 3 4との間で第 2のボール部材 1 3 6を挟持する。加圧力調整用摘み 1 3 2はナツト 1 3 8によって円筒部材 1 0 4に螺合されたケ一ス 1 4 0を強固に保持する。

本実施の形態に係る抵抗溶接装置 1 0は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、溶接作業に先立ち、コントローラ 1 8の設定スィッチ 1 8 bを用いて、溶接開始の基準とする所望の加圧力設定値 P i および P ₂ を設定する。この場合、作業者によって入力された加圧力設定値 P _t および P ₂ は、 L C Dディスプレィ 1 8 aに表示されるため、所望の設定値の入力されたことが確認できる。そこで、図 2に示すように、下部溶接電極 1 4と上部溶接電極 1 2との間に被溶接物 1 4 6、 1 4 8を重ねて配置する（図 9中、ステップ S 1 ) 。また、図 4 に示すように、ブレーキ励磁用コイル 4 8に電流を流して接触子 4 4 bを引き寄せ、該接触子 4 4 bをブレーキ板 5 0に当接させるとともに接触子 4 4 aをクラツチ板 3 6から離間させる。このため、出力軸 3 8にはブレーキがかかり、円筒溝カム 5 4が回転してしまうことがない。

以上のような準備段階を経て、作業者がフットスィッチ 1 9を操作し、コントローラ 1 8の制御作用下にモ一夕 3 0が駆動されると、クラッチ板 3 6が回転するが、この時点では接触子 4 4 aがクラッチ板 3 6から離間し、接触子 4 4 bがブレーキ板 5 0に当接しているため、円筒溝カム 5 4は停止している。ブレーキ励磁用コイル 4 8に通電されている電流が停止されるとともにクラッチ励磁用コィル 4 6に電流が通電されると、図 3に示すように、接触子 4 4 bがブレーキ板 5 0から離間するとともに接触子 4 4 aがクラッチ板 3 6に当接し、モー夕 3 0 の回転力が円筒溝カム 5 4に伝達される。そして、円筒溝カム 5 4の溝部 5 8に係合するころ 6 2によって回転運動が直線運動に変換され、加圧機構 1 3が下降する（ステップ S 2 ) 。このため、上部溶接電極 1 2は被溶接物 1 4 8の上面に当接し、被溶接物 1 4 6、 1 4 8は上部溶接電極 1 2と下部溶接電極 1 4とにより挟持される（図 7参照）。

加圧機構 1 3のさらなる下降作用下に上部溶接電極 1 2が被溶接物 1 4 8を押圧し、加圧力伝達シャフト 9 0がコイルスプリング 1 0 0の弾発力に杭して相対的に上昇する（図 6参照）。このため、コイルスプリング 1 0 0が縮退し、被溶接物 1 4 8に対する上部溶接電極 1 2の加圧力 Pが徐々に大きくなる。この加圧力 Pの大きさはストレンゲ一ジ 1 2 0によって測定される。

このとき、第 1のポール部材 1 1 2、第 2のボール部材 1 3 6は、加圧機構 1 3が被溶接物 1 4 6、 1 4 8に対してその角度を変更した場合であっても、その加圧力 Pの変動をストレンゲージ 1 2 0に忠実に伝達する役割を果たす。従って、被溶接物 1 4 6、 1 4 8が傾斜した場合であっても加圧力 Pが確実にストレンゲージ 1 2 0に伝達される。

コントローラ 1 8はこの加圧力 Pと所定の加圧力設定値とを比較し（ステップ S 3 ) 、加圧力 Pが加圧力設定値 P i より小さい場合はステップ S 2に戻り、加圧機構 1 3をさらに下降させる。そして、加圧力 Pが加圧力設定値 P i と一致した時点でクラッチ励磁用コイル 4 6に通電されている電流が停止されるとともにブレーキ励磁用コイル 4 8に電流が通電され、接触子 4 4 aがクラッチ板 3 6から離間するとともに接触子 4 4 bがブレーキ板 5 0に当接してブレーキがかかり、円筒溝カム 5 4の回転が停止する。このため、加圧機構 1 3の下降が停止し（ステップ S 4 ) 、被溶接物 1 4 8は上部溶接電極 1 2に加圧力設定値 P i で押圧された状態に維持される。このように、被溶接物 1 4 6、 1 4 8は上部溶接電極 1 2と下部溶接電極 1 4とにより加圧力設定値 P i で挟持されるため、上部溶接電極 1 2と被溶接物 1 4 8との間、被溶接物 1 4 6と被溶接物 1 4 8との間および被溶接物 1 4 6と下部溶接電極 1 4との間の接触抵抗が所定の値に保たれる。また、クラッチブレーキ機構 3 2のクラッチ部 3 5を切り、ブレーキ部 3 7 を作動させることにより円筒溝カム 5 4の回転を停止するため、モー夕 3 0の慣性が加圧機構 1 3に伝達されてしまうことがなく、加圧機構 1 3を瞬時に停止することができ、加圧力 Pの誤差を小さくすることができる。

なお、被溶接物 1 4 6、 1 4 8には上部溶接電極 1 2と下部溶接電極 1 4とに挟持されたときの衝撃により振動等が発生する懸念がある。そこで、所定のスクィズ時間だけ加圧機構 1 3が停止した状態を維持すると、被溶接物 1 4 6、 1 4 8に発生した振動等が収束され、好適である。

次いで、コントローラ 1 8は被溶接物 1 4 6、 1 4 8に溶接を施す。この溶接方法について、図 1 0のフローチャートに基づいて詳細に説明すると、先ず、コントローラ 1 8は溶接電源 2 0に仮溶接指令信号を出力する。このため、溶接電源 2 0は前記仮溶接指令信号に従い、上部溶接電極 1 2と下部溶接電極 1 4との間に仮溶接電流を通電し、被溶接物 1 4 6、 1 4 8に対する仮溶接が施される（ステップ S 1 0 ) 。この状態では溶接が不十分であるため、その強度は不足している力被溶接物 1 4 6と被溶接物 1 4 8との接触抵抗は充分に小さいものとなる。また、上部溶接電極 1 2と下部溶接電極 1 4とにより被溶接物 1 4 6、 1 4 8を挟持した状態では接触抵抗にバラツキがある場合でも、仮溶接によりこの接触抵抗が略一定となる。

このとき、被溶接物 1 4 6、 1 4 8の厚さは仮溶接により若干薄くなり、上部溶接電極 1 2が変位してストレンゲージ 1 2 0により検出される加圧力 Pが加圧力設定値より小さくなる。そこで、コントローラ 1 8はストレンゲ一ジ 1 2 0により加圧力 Pを測定しながらクラツチブレーキ機構 3 2を制御してクラッチ部 3 5を接続するとともにブレーキ部 3 7を解除することによりモー夕 3 0の回転力を円筒溝カム 5 4に伝達し、加圧機構 1 3を下降させる（ステップ S 1 1 ) 。コントローラ 1 8は加圧力 Pと本溶接に対して設定した所定の加圧力設定値 P ₂ とを比較し（ステップ S 1 2 ) 、加圧力 Pが加圧力設定値 P₂ と一致した時点でクラッチブレーキ機構 3 2を制御してクラッチ部 3 5の接続を解除するとともにブレーキ部 3 7を作動させることにより円筒溝カム 5 4の回転を停止させ、カロ圧機構 1 3の下降を停止させる（ステップ S 1 3 ) 。

次に、コントローラ 1 8は溶接電源 2 0に本溶接指令信号を出力し、溶接電源 2 0は上部溶接電極 1 2と下部溶接電極 1 4との間に本溶接電流を通電し、被溶接物 1 4 6、 1 4 8に対する本溶接が施される（ステップ S 1 4 ) 。このとき、被溶接物 1 4 6と被溶接物 1 4 8との間の接触抵抗が仮溶接により充分小さくバラツキもないため、本溶接電流により、図 8に示すように、所定の大きさのナゲット 1 5 0が形成され、良好な溶接が施される。

このとき、被溶接物 1 4 6、 1 4 8に形成されたナゲット 1 5 0は溶融状態にある。そこで、所定のホールド時間が経過した後、ナゲット 1 5 0が固化するに至る。

そして、コントローラ 1 8はモー夕 3 0を逆方向に回転させ、また、クラッチブレーキ機構 3 2を制御して円筒溝カム 5 4を回転させると、加圧機構 1 3が上昇し、溶接が完了した被溶接物 1 4 6、 1 4 8が取り出される（ステップ S 1 5 本実施の形態によれば、ストレンゲージ 1 2 0によって上部溶接電極 1 2の加圧力 Pを測定し、この加圧力 Pが加圧力設定値 P ₂ となった時点で溶接するため、上部溶接電極 1 2、下部溶接電極 1 4の長さを管理する必要がなく、溶接作業が容易となり、メンテナンスの工程も少なくなる。

また、従来技術と異なり、ポールねじや圧縮空気供給源が不要であり、抵抗溶接装置 1 0のコストを低廉化することができる。

さらに、加圧機構 1 3の変位を停止する際、モー夕 3 0の回転力の伝達をクラツチブレーキ機構 3 2のクラッチ部 3 5によって切断し、ブレーキ部 3 7によつて円筒溝カム 5 4の回転にブレーキをかけているため、モ一夕 3 0の慣性により加圧機構 13が必要以上に変位してしまうことが防止され、被溶接物 148に対する上部溶接電極 12の加圧力 Pを正確に制御することができる。

本実施の形態では、溶接を仮溶接と本溶接の 2回に分けて行っているが、溶接を 1回だけ行うようにしてもよい。この場合、作業時間を短縮することが可能となる。

さらに、ステップ S 13で加圧機構 13の下降を停止せずに溶接を行ってもよレ^ この抵抗溶接方法について、図 1 1〜図 1 3を参照して説明する。

先ず、溶接作業に先立ち、コントローラ 18の設定スィッチ 1 8 bを用いて、溶接開始の基準とする所望の加圧力設定値 Pi を設定する。この場合、作業者によって入力された加圧力設定値 Pi は、 LCDディスプレイ 1 8 aに表示されるため、所望の設定値の入力されたことが確認できる（図 12では、この加圧カ設定値を 2. 00 k gZ f として例示している。）。また、本実施の形態では、加圧力 Pが加圧力設定値 Pi に到達してから所定時間 t経過後の加圧力 Pが加圧力設定値 P₂ を基準とする所定範囲内となっているか否かを検証するため、 L CDディスプレイ 18 aおよび設定スィッチ 1 8 bを用いて、前記所定時間 tおよび加圧力設定値 P₂ を設定する。

そこで、前述の方法と同様に、下部溶接電極 14と上部溶接電極 1 2との間に被溶接物 146、 148を重ねて配置し（ステップ S 2 1) 、フットスィッチ 1 9を作業者が操作すると、フットスィッチ 1 9から出力された START信号がコントローラ 18に供給される。コントローラ 18は、この START信号によつてモー夕 30を駆動する。モー夕 30が駆動されると、加圧機構 1 3が下降し、上部溶接電極 12と下部溶接電極 14とにより被溶接物 146、 148が挟持される（ステップ S 22、図 7参照）。そして、ストレンゲージ 120によって検出される加圧力 Pに係る PSG信号がコントローラ 18に供給され、記憶されている加圧力設定値 P₁ とこの加圧力 Pとが比較される（ステップ S 23) 。加圧力 Pが加圧力設定値に一致すると（図 1 3中、点ひ 1参照）、コントローラ 18は、溶接電源 20に対して WELD信号を出力する。溶接電源 20は、 W ELD信号を受信すると、溶接電流 Iを上部溶接電極 1 2と下部溶接電極 14との間に供給し、加圧機構 1 3を下降させながら溶接を行う（ステップ S 2 4 ) 。ここで、 WE L D信号は、作業者によって設定された所定時間 tの間出力され、この所定時間 t経過後の時点（図 1 3中、点ひ 2参照）において、コント口一ラ 1 8は、ストレンゲージ 1 2 0からの P S G信号に基づいて加圧力 Pを検出し、この加圧力 Pが作業者によって設定した加圧力設定値 P₂ を基準とする許容範囲内にあるか否かを判定し、範囲内にある場合には、 O K信号を出力し、範囲内にない場合には、 N G信号を出力する。また、コントローラ 1 8の L C Dデイスプレイ 1 8 aには、このときの加圧力 Pが表示される。従って、この O K/N G 信号あるいは表示された加圧力 Pを用いて、例えば、溶接状態の良否に係る警告等の処理を行わせたり、抵抗溶接装置 1 0が正常に動作していることを任意時点において確認することができる。

溶接が完了すると、クラッチブレーキ機構 3 2を制御して円筒溝カム 5 4の回転を停止させ、加圧機構 1 3の下降を停止させる（ステップ S 2 5 ) 。所定のホ —ルド時間が経過してナゲット 1 5 0が固化した後、コントローラ 1 8はモ一夕 3 0を逆方向に回転させ、また、クラッチブレーキ機構 3 2を制御して円筒溝力ム 5 4を回転させると、加圧機構 1 3が上昇し、溶接が完了した被溶接物 1 4 6 、 1 4 8が取り出される（ステップ S 2 6 ) 。

このように、加圧力 Pを加えながら溶接を行うため、溶接中に加圧力 Pが不足することがなく、良好な溶接品質を得ることができる。

次に、加圧機構 1 3を変位させるカム部材として上記した円筒溝カム 5 4に代えて、溝カムを使用した本発明の他の実施の形態にかかる抵抗溶接装置 2 0 0について、図 1 4、図 1 5を参照して説明する。なお、前記実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

この抵抗溶接装置 2 0 0の支柱 2 8の上部にはモ一夕 2 0 2およびクラッチブレーキ機構 2 0 4が設けられ、クラッチブレーキ機構 2 0 4の出力軸 2 0 6は水平方向に延在して配設される。出力軸 2 0 6には溝カム 2 1 0を構成する円盤部材 2 1 2が設けられ、円盤部材 2 1 2にはその回転中心からの距離が変化するように周回する溝部 2 1 4が形成される。溝部 2 1 4には、変位板 6 4に設けられ従動節 6 0を構成するころ 6 2が係合する。

モー夕 2 0 2が回転し、クラッチブレーキ機構 2 0 4が制御されてモー夕 2 0 2の回転力が出力軸 2 0 6に伝達されると円盤部材 2 1 2が回転する。このため、ころ 6 2によってこの回転運動が直線運動に変換され、変位板 6 4が上下方向に変位する。従って、変位板 6 4に固着された加圧機構 1 3が変位して被溶接物 1 4 8に上部溶接電極 1 2が押圧される。

また他の実施の形態に係る抵抗溶接装置 3 0 0では、カム部材として板カムを使用している。図 1 6、図 1 7に示すように、この抵抗溶接装置 3 0 0の支柱 2 8の上部にはモー夕 3 0 2およびクラッチブレーキ機構 3 0 4が設けられ、クラツチブレーキ機構 3 0 4の出力軸 3 0 6は水平方向に延在して配設される。出力軸 3 0 6には板カム 3 1 2が設けられ、板カム 3 1 2はその回転中心からの外周面 3 1 4までの距離が周回するにつれて変化するように形成される。外周面 3 1 4には、変位板 6 4に設けられ従動節 6 0を構成するころ 6 2が当接する。モー夕 3 0 2、クラッチブレーキ機構 3 0 4の上部にはクランク状に屈曲形成された支持部材 3 1 6が固着される。支持部材 3 1 6の端部にはコイルスプリング 3 1 8の一端部が設けられ、コイルスプリング 3 1 8の他端部は変位板 6 4ところ 6 2とを接続する支持部材 6 3に設けられる。従って、変位板 6 4は常時上方に付勢される。

モータ 3 0 2が回転し、クラッチブレーキ機構 3 0 4が制御されてモー夕 3 0 2の回転力が出力軸 3 0 6に伝達されると板カム 3 1 2が回転する。ころ 6 2がコイルスプリング 3 1 8に付勢されて板カム 3 1 2の外周面 3 1 4に当接し、板カム 3 1 2の回転運動を直線運動に変換する。このため、変位板 6 4が上下方向に変位する。従って、変位板 6 4に固着された加圧機構 1 3が変位して上部溶接電極 1 2が被溶接物 1 4 8を押圧する。

さらに他の実施の形態に係る抵抗溶接装置 4 0 0では、カム部材として端面力ムを使用している。図 1 8、図 1 9に示すように、この抵抗溶接装置 4 0 0の支柱 2 8の上部には板状部材 4 0 2が立設され、板状部材 4 0 2にはモー夕 4 0 4 およびクラッチブレーキ機構 4 0 6が設けられ、クラッチブレーキ機構 4 0 6の出力軸 408は下方に向かって突出するように配設される。出力軸 408には略円筒状に形成された端面カム 412が設けられ、端面カム 412の下端面 414 は端面カム 412の軸線に対して傾斜している。下端面 414には、変位板 64 に設けられ従動節 60を構成するころ 62が当接する。

板状部材 402の上部にはクランク状に屈曲形成された支持部材 416が固着される。支持部材 416の端部にはコイルスプリング 41 8の一端部が設けられ、コイルスプリング 418の他端部は変位板 64ところ 62とを接続する支持部材 63に設けられる。従って、変位板 64は常時上方に付勢されている。

モータ 404が回転し、クラッチブレーキ機構 406が制御されてモ一夕 40 4の回転力が出力軸 408に伝達されると端面カム 412が回転する。ころ 62 がコイルスプリング 418に付勢されて端面カム 4 1 2の下端面 414に当接し、端面カム 412の回転運動を直線運動に変換する。このため、変位板 64が上下方向に変位する。従って、変位板 64に固着された加圧機構 1 3が変位して被溶接物 148に上部溶接電極 1 2が押圧される。

上述した実施の形態では、加圧機構 13に 1つの上部溶接電極 12を設けているが、図 20〜図 22を参照して以下に説明するように、複数の電極を設けてもよい。

加圧機構 500は 2つの上部溶接電極 504 a、 504 bを備える。加圧機構 500の筐体 506はシールド 508によって覆われている。筐体 506の下部には孔部 5 10 a、 510 bが画成され、孔部 5 10 a、 5 1 0 bにはブシュ 5 12 a〜 5 12 dが設けられる。ブシュ 5 12 a〜5 12 dには加圧力伝達シャフト 5 14 a、 5 14 bが揷通し、加圧力伝達シャフト 5 14 a、 5 14 bの下端部には板状の上部電極ホルダ 5 16 a、 51 6 bが固着される。上部電極ホルダ 5 16 a、 516 bの 1つの隅角部近傍には、図 21に示すように、棒状の上部溶接電極 504 a、 504 bが鉛直方向に立設され、上部溶接電極 504 aと 504 bとの間隔は加圧力伝達シャフト 5 14 aと 5 14 bとの間隔より小さく配置される。

加圧力伝達シャフト 5 14 a、 5 14 bの上部には板状部材 5 18が橋架され、板状部材 5 1 8の上部にはローラ 5 2 6 a、 5 2 6 bが回転自在に軸支される筐体 5 0 6には孔部 5 2 8が画成され、孔部 5 2 8にはブシュ 5 3 0 a、 5 3 O bが設けられる。ブシュ 5 3 0 a、 5 3 0 bにはシャフト 5 3 2が摺動自在に揷通し、シャフト 5 3 2の下端部には揺動部材 5 3 4が揺動自在に設けられる。揺動部材 5 3 4にはローラ 5 2 6 a、 5 2 6 bが当接自在であり、このため、上部溶接電極 5 0 4 a、 5 0 4 bが傾斜して被溶接物 1 4 6、 1 4 8に当接した場合でも、シャフト 5 3 2の上部に設けられたコイルスプリング 1 0 0の押圧力が揺動部材 5 3 4およびローラ 5 2 6 a、 5 2 6 bによって略同一の力に分割されて上部溶接電極 5 0 4 a、 5 0 4 bに伝達される。従って、上部溶接電極 5 0 4 aと上部溶接電極 5 0 4 bとは略同一の力で被溶接物 1 4 6、 1 4 8に押圧され、略同一の溶接条件となる（図 2 2参照）。

加圧機構 5 0 0には、図 2 2に示すように、一方の上部溶接電極 5 0 4 aには溶接電源 2 0の一方の溶接電流端子 2 0 aが接続され、他方の上部溶接電極 5 0 4 bには他方の溶接電流端子 2 0 bが接続される。変位機構 1 6の平板状に形成された下部溶接電極 5 3 6には上部溶接電極 5 0 4 a、 5 0 4 bに対応した突部 5 3 8 a , 5 3 8 bが形成される。

溶接電源 2 0の一方の溶接電流端子 2 0 aから他方の溶接電流端子 2 0 bに溶接電流を流すと、図 2 2中、矢印で示すように、被溶接物 1 4 6、 1 4 8に溶接電流が流れ、溶接が行われる。

このように構成すると、 2つの上部溶接電極 5 0 4 a、 5 0 4 bにより 1回の溶接作業で 2個所の溶接を同時に行うことができ、作業効率が向上する。

この場合、一方の溶接電流端子 2 0 aに一方の上部溶接電極 5 0 4 aを接続し、他方の溶接電流端子 2 0 bに他方の上部溶接電極 5 0 4 bを接続したが、一方の溶接電流端子 2 0 aを両方の上部溶接電極 5 0 4 a、 5 0 4 bに接続し、他方の溶接電流端子 2 0 bを下部溶接電極 5 3 6に接続してもよい。産業上の利用可能性本発明に係る抵抗溶接装置によれば、以下のような産業上の利用可能性が得られる。

圧力検出手段によって溶接電極の被溶接物に対する加圧力を測定しながら溶接電極を押圧させ、加圧力が所定の値となった時点で溶接電極の変位を停止して溶接を行うため、溶接電極の長さの管理を簡素化することができ、溶接作業が容易となり、メンテナンスの工程数も少なくなる。従って、作業効率が向上する。また、モー夕の回転力をカム部材と従動節とによって直線運動に変換して変位機構を変位させているため、高価なモー夕やポールねじが不要となり、抵抗溶接装置のコストを低廉化することができる。

さらに、溶接電極の変位を停止させる際、モー夕の回転力の伝達をクラッチによって切断するとともに、ブレーキによりカム部材の駆動を停止させているため、モー夕の慣性により変位機構が必要以上に変位してしまうことが防止され、溶接電極の変位を瞬時に停止することができ、被溶接物に対する溶接電極の加圧力を正確に制御することができる。

さらにまた、作業者は、表示手段の表示に基づいて所望の加圧力を設定することができ、また、変位機構は、この設定された加圧力が得られるように溶接電極を変位させることができる。しかも、前記表示手段において、設定された前記加圧力および検出された前記加圧力を表示させることにより、実際の加圧力を作業者が確認しながら作業を遂行することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 溶接電極間に被溶接物を挟持して通電することで抵抗溶接を行う抵抗溶接装置において、

を備え、

前記変位機構は、

前記加圧力検出手段により検出された加圧力に従つて制御されるモ一夕と、前記モ一夕によって駆動されるカム部材と、

からなることを特徴とする抵抗溶接装置。

2 . 請求項 1記載の抵抗溶接装置において、

前記停止機構は、前記カム部材の駆動を停止させるブレーキと、前記カム部材と前記モー夕とを断続するクラツチとからなることを特徴とする抵抗溶接装置。

3 . 請求項 2記載の抵抗溶接装置において、

前記ブレーキおよび前記クラッチは、前記カム部材および前記モ一夕を電磁的に断続する機構からなることを特徴とする抵抗溶接装置。

4. 請求項 1記載の抵抗溶接装置において、

前記カム部材は、円柱部材の外周にその軸方向に対して傾斜する溝部が周回して形成された円筒溝カムであることを特徴とする抵抗溶接装置。

5 . 請求項 1記載の抵抗溶接装置において、前記カム部材は、円盤部材に該円盤部材の回転中心からの距離が変化する溝部が周回して形成された溝カムであることを特徴とする抵抗溶接装置。

6 . 請求項 1記載の抵抗溶接装置において、

前記カム部材は、回転中心からの距離が周回するにつれて変化する外周面を有する板カムであることを特徴とする抵抗溶接装置。

7 . 請求項 1記載の抵抗溶接装置において、

前記カム部材は、円柱部材の一端側の面がその軸方向に対して傾斜する端面力ムであることを特徴とする抵抗溶接装置。

8 . 請求項 1記載の抵抗溶接装置において、

前記加圧力検出手段は、ストレンゲージからなることを特徴とする抵抗溶接装

9 . 溶接電極間に被溶接物を挟持して通電することで抵抗溶接を行う抵抗溶接装置において、

前記被溶接物に対する前記溶接電極の加圧力を検出する加圧力検出手段と、を備えることを特徴とする抵抗溶接装置。

1 0 . 請求項 9記載の装置において、

前記表示手段は、設定された前記加圧力および検出された前記加圧力を表示することを特徴とする抵抗溶接装置。

1 1 . 請求項 9記載の抵抗溶接装置において、前記加圧力検出手段は、ストレンゲージからなることを特徴とする抵抗溶接装