JP2007260772A - テ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は溶接機の一方の電極を全面にわたって下部電極として働く板状のテ−ブル電極とし先端に溶接チップを具える溶接ガンを縦、横、高さに電子制御機構からの指令により移動させ溶接打点に順次に位置決めし溶接ガンを下降させて溶接する装置を提案する。
【解決手段】下部電極のテ−ブル電極１１０上に上部電極の溶接ガン１３０を溶接打点の位置に応じて移動させスポット溶接する溶接機であって、テ−ブル電極の幅方向にわたってまたがって延在する門型枠１２０を設け溶接ガン１３０を搭載し門型枠を縦方向に平行移動させるようにし、門型枠に沿って溶接ガンを横方向に移動させるようにし、溶接ガンをその軸芯を中心として旋回させるよう構成し溶接打点の位置およびその位置への溶接ガンの移動経路によりプログラムに従って溶接ガンを位置決め、加圧通電を制御、指令する電子制御機構を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明はテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機に係り、詳しくは、全面にわたって下部電極として働く板状のテ−ブル電極の上において先端に溶接チップを具える溶接ガンを縦、横、高さの３次元方向にコンピュ−タなどの電子制御機構からの指令により移動させて被溶接材の溶接打点のところに位置決めすると共に、溶接ガンを下降、加圧させてスポット溶接する装置であって、なかでも、板状のテ−ブル電極の上で多数の溶接打点を連続的にほとんど人手によらずに溶接できるテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機に係る。

なお、この明細書において自動的溶接あるいはロボット化と称するのは、被溶接物のセット、溶接作業にほとんど人手が介在しないことのほかに、溶接作業の一部が人手によらないことも含まれる。また、被溶接材などの中には金属板その他の材料の板状材、型材のほかに、箱や容器、枠体などのように、一般に構造物といわれるものも含まれる。

例えば圧延鋼板、アルミニウムおよびその合金材、およびＺｎめっき鋼板などの被溶接材などを接合する場合に、少なくとも２枚またはそれ以上の被溶接材などを重ね、これを上下から一対の電極で挾んで加圧、通電して溶接するのが抵抗溶接であり、この中で溶接点を形成して接合するのがスポット溶接である。この溶接法は電気エネルギを溶接熱源とすることから、電気溶接の分野に属し、被溶接材を加圧する面から圧接であり、被溶接材そのものを溶融して接合するところから融接でもあり、最も普及されている溶接法であり、自動車産業のほか金属加工、板金加工の分野で広く利用されている。

スポット溶接機は、一つの点、つまり、ナゲットの形成に要する時間は僅か数秒であること、このナゲットが重ね合わせた被溶接材の間で空気中の酸素によるアタック（酸化）をうけることなく形成されること、不活性ガスなどのシ−ルドガスや添加材などを必要としないことなどの利点がある。また、被溶接材などの材質に応じて、溶接電流、加圧力などの溶接条件を一度設定すると、溶接作業のロボット化が達成し易く、このところから溶接作業のロボット化、自動化の技術が数多く開発され、このような技術を挙げると枚挙にいとまがないほど多い。

一方、用途に応じて大きく分けると、提案されているスポット溶接機はうちで大型の自動車ボディなどの量産用専用機と多品種小ロッドの板金加工用の小型のものとに分けられ、一定の場所に据付けられ上下の棒状電極の間、通常Ｃ型又はＸ型溶接ガンといわれる２つのロッカ−ア−ムの間に被溶接材をはさんで溶接する定置型といわれるものである。

前者は自動車工業の発達に合わせて技術的改善を積み重ねたもので、モデルチェンジのきわめて多い自動車ボディの製造などの分野の専用機として開発され、ほとんどが溶接の無人化、ロボット化を目的としたものである。すなわち、Ｃ型あるいはＸ型ガンといわれる構造の溶接ガンをそのまま利用したもの（例えば、特開平１０−２０２３７０号公報、実開平６−３４８８０号公報など）であって、被溶接材をはさむ上下の電極の構造そのものを改善したものは先に本出願人が提案したもの（特許第３４４５６３６号明細書）を除いては提案されていない。

一方、定置型スポット溶接機に代表される後者の小ロッド多品種の工作物の加工に用いられるスポット溶接機は、改善されることなく数十年にわたっているといっても過言でなく、自動化、ロボット化という技術改善に至っては全く見当らない。

更に説明すると、スポット溶接に用いる溶接ガンの構造からみると、大型の自動車ボディ専用溶接機やバッチ式の定置型の溶接機も同じで原理的にはほとんど変わるところがない。いずれも２枚の被溶接材などを重ね合わせ、これらを固定されている上下一対の棒状電極ではさみ加圧通電する型式のものである。被溶接材をはさんで加圧力と溶接電流とを加える上下の電極は銅などの棒状材から構成され、電流量を高め加圧力を高めるために先端の溶接部（つまり溶接チップ）を絞って局部的に加圧、溶融して溶接する。このため、短時間に大電流を流し高い圧力で加圧するため、溶接部は点弧状のスポットとなり、所謂ナゲットが形成される。それ故に、スポット溶接というと、上下の電極はともに棒状になり、この構造そのものを改善する試みはほとんどなされていないし、むしろ、この構造の溶接ガンである故にスポット溶接が達成できるとされているのが常識である。

このようにスポットの形成手段が考えられていることから、自動車ボディなどの製造ラインの一部として組込まれる大型スポット溶接機であって、溶接ガンそのものの構造は改善されることなく、ロボット化、自動化といっても、溶接すべき部品の搬送や溶接などに必要とされる治具の分野の開発である。一方、所謂板金加工などの用途の定置型スポット溶接機は、バッチ方式であることもあって、ロボット化、自動化のものはほとんど提案されていないし、必要とされる治具の開発や改善すらも全くといってもいいほどない。

むしろ、所謂板金加工の分野では、金属枠や金属箱などの容器を金属板を切断加工接合してつくることが多く、内部に溶接すべき溶接打点があることが多い。このような溶接打点は上下の棒状の溶接電極によってははさむことができず、その部分だけは他の溶接機、例えばア−ク溶接機で接合している。

すなわち、複雑な形状の構造物の内部に溶接打点がある場合には、上下の電極の間に溶接打点をはさんで溶接する型式のスポット溶接機では溶接できない。どうしても溶接しようとするときは、作業者自からが手によって被溶接材そのものを内部に棒状の溶接電極を侵入できる位置に保持し、その姿勢で溶接することになる。この作業はきわめて重筋労働である。多数の作業者が必要になって好ましくない。

このところから、先に、本発明者らは、先に、従来のスポット溶接の常識を打ち破り、上下から被溶接材をはさむ一対の電極のうちの一方の電極、つまり下部電極を板状のテ−ブル電極として構成し、このテ−ブル電極の表面のいずれのところも電極として働くことのできる溶接機を提案した。この溶接機は小ロッドで複雑な形状の構造物、なかでも、内部に溶接すべき溶接打点があるような構造物であっても、その溶接打点の位置に応じて、それに合致する溶接姿勢が選択でき、溶接にともなう加工や組立てなどの作業も併せて達成できるスポット溶接機である。（特許第３４４５６３６号明細書参照）

このスポット溶接機１は、図７に示すとおりであって、下部の電極２として平坦な導電性の板状材から成るテ−ブル電極あるいはシ−ト状電極を働かせ、上部の電極として棒状の溶接ガン３を働かさせる溶接機である。このテ−ブル電極２は表面のいずれのところでも下部の電極として働くことができるほか、その上で金属材などの被溶接材Ｗの加工、組立もできる利点をもつものである。このスポット溶接機１は、テ−ブル電極２上におかれた被溶接材Ｗに向って棒状の溶接ガン３を縦向き姿勢で下降させて被溶接材Ｗをテ−ブル電極２と棒状の溶接ガン３との間にはさみ溶接するものである。この装置は板状のテ−ブル電極２の表面全体を下部電極として働かさせるものであるため、溶接ガン３は伸縮自在の支持ビ−ム４および支持ア−ム５により支持し、テ−ブル電極２の表面全体にわたって溶接ガン３が自由に平行移動できるように構成する必要がある。要するに、支持ア−ム５の伸縮によって溶接ガン３を移動させて溶接打点に達したところで溶接ガン３を下降させて溶接できるように構成されている。

このスポット溶接機１はテ−ブル電極２の表面がことごとく下部電極として働き、作業面としても利用でき、一つの被溶接材の外部のほかに内部にも溶接打点があっても、被溶接材は動かさずにテ−ブル電極２の上に置いたままで、溶接ガン３を支持ア−ム５の伸縮操作により移動させるだけで溶接できる利点がある。しかし、このようなテ−ブル電極を用いた溶接機についてはこのような利点が認められるのにも拘らず、溶接原理として従来のスポット溶接機の常識を打ち破ったものであることもあって、スポット溶接技術一般からみると、溶接時の分流による無効電流の増加、それに伴っての熱流消費量の増大（溶接コストのアップ）、先端の溶接チップの消耗の激増、溶接加圧力が高められないことなどが危惧されることもあって、はじめは、あまり普及されるには至らなかった。

しかし、下部電極を先端が絞られた棒状のものに較べて大巾に溶接面積を拡げてテ−ブル電極として構成すると、表面全体にわたって冷却水通路を設けて冷却能力もきわめて大きくでき、溶接チップなどの消耗も低減でき、溶接時の加圧力もテ−ブル電極の表面で被溶接材を安定して支持でき加圧力も高められ、しかも、これにより溶接跡も残らない利点が認められ、現在相当普及されるに至っている。

しかしながら、このテ−ブル電極を用いる溶接機では、図７に示すように、テ−ブル電極２の上を自由に２次元方向に移動する溶接ガン３の支持ビ−ム４が少なくとも２つの旋回自在の支持ア−ム５を組み合わせて支持ア−ム５を隣接支持ア−ム５との間で旋回させることによって全長にわたって伸縮できるように構成されている。さらに、この支持ビ−ム４によって溶接ガン３のほかにその冷却機構や通電機構の大径水冷ケ−ブルが支持され、これら諸設備が支持ア−ム５によって移動され、支持ア−ム５そのものに機構的に無理なところが残る。このため、全長にわたって伸縮する支持ア−ム５のみをとり上げてみても、各支持ア−ムの動きを一定の規則やプログラムによって移動させることはきわめてむづかしく、ロボット化や自動化することがきわめてむづかしい。このため、テ−ブル電極２は表面のいずれのところも下部電極として働くことができるため、従来のロッカ−ア−ム式の溶接機や定置式の溶接機に較べ、自動化又はロボット化が容易かつ安定して達成できるのにも拘らず、このような長所が生かされていなかった。
特許第３４４５６３６号明細書

本発明は上記欠点の解決を目的とし、先に提案したスポット溶接機と同じように、下部電極として働くテ−ブル電極を用いるスポット溶接機であって、このテ−ブル電極上において上部電極として働く溶接ガンをテ−ブル電極の縦方向又は長さ方向に移動する門型枠に搭載する一方、この門型枠の両脚部の縦変位を個々に検出して電子制御機構により門型枠がテ−ブル電極の縦方向に直交する横方向と一致させるよう制御し、この門型枠を基準として溶接ガンの位置を定めて溶接作業の自動化、ロボット化を達成するスポット溶接機を提案する。

すなわち、本発明方法は下部電極として働く固定したテ−ブル電極上において、上部電極として働く溶接ガンを溶接打点の位置に応じて３次元方向に移動させてスポット溶接するスポット溶接機において、溶接ガンを搭載し、しかも、テ−ブル電極の幅方向にわたってまたがって延在する門型枠と、この門型枠をテ−ブル電極上で縦方向に平行移動させる門型枠縦移動装置と、門型枠に沿って溶接ガンをテ−ブル電極の横方向に移動させるガン横移動装置と、溶接ガンをその軸芯を中心として旋回させるガン旋回装置と溶接ガンを昇降してテ−ブル電極上の被溶接材の溶接打点を加圧通電させて溶接するガン昇降加圧装置と、溶接打点の各位置およびその位置への溶接ガンの移動経路を含む入力デ−タにより被溶接材の材質、板厚毎に演算されたプログラム、または記憶されているプログラム中から選択されたプログラムに従って制御指令を与えて門型枠縦移動装置、ガン横移動装置およびガン旋回装置を駆動して溶接ガンを各溶接打点に順次に位置決めする一方、ガン昇降加圧装置を駆動して位置決め後の溶接ガンを下降させて加圧通電させて溶接する電子制御機構とを設けることを特徴とする。

以上のとおり、本発明装置はこのように一方の電極を表面のいずれのところも下部電極として働く板状のテ−ブル電極から成って、上部電極として働く溶接ガンがその上を自由に移動できる。被溶接材をおいたままで自由にスポット溶接を打つことができる。また、溶接ガンは門型枠を介して移動又は下降し、この移動、下降はコンピュ−タなどの電子制御機構を介して自動的に達成できる。電子制御機構には被溶接材の材質、寸法などの溶接条件を組込んだプログラムからの指令によって溶接ガンが移動、下降、加圧し、板金加工分野におけるスポット溶接においてもロボット化が達成できる。

そこで、本発明の構成について以下の図面に示す好適な実施態様を通じて説明すると、つぎのとおりである。

なお、図１は本発明の好適な実施態様に係るスポット溶接機の配置図である。

図２は図１に示すスポット溶接機のうちの一つの実施態様に係るスポット溶接機の平面図である。

図３は図２に示すスポット溶接機をその後端部の方向からみた端面図である。

図４は図２および図３に示すスポット溶接機の一部を側面方向からみた説明図である。

図５は図２、図３および図４に示すスポット溶接機の一つの使用態様を示す説明図である。

図６は図２、図３および図４に示すスポット溶接機における溶接ガンの一例の説明図である。

図７は本出願人が先に提案したスポット溶接機の一例の説明図である。

まず、図１、図２および図３において、符号１００は本発明に係るスポット溶接機の溶接機本体を示す。本体１００は、周知のとおり、上下の電極との間に被溶接材Ｗをはさんで抵抗溶接して点弧状のナゲットを形成する。この溶接機本体１００において下部電極は固定し、テ−ブル電極１１０として構成する一方、上部電極は棒状の溶接ガン１３０として構成する。すなわち、テ−ブル電極１１０は固定され平板状であって全面のいずれのところも電極として通電されるよう、銅又はその合金などから構成される。これに対し、上部電極として働く溶接ガン１３０は先端の溶接チップとともに棒状に構成され、被溶接材Ｗ内の溶接打点の位置に応じて３次元方向に移動でき、後記の電子制御機構２００における演算処理などに基づく指令によって、所望のところに位置決めされてスポット溶接するように構成されている。

次に、固定されたテ−ブル電極１１０上においてその幅方向にわたってまたがって門型枠１２０を延在させる一方、この門型枠１２０に溶接ガン１３０を搭載する。

この門型枠１２０はテ−ブル電極１１０上の縦方向（以下においてＸ軸方向とも略称する）に平行移動させ、このために、門型枠縦移動装置１６０を設ける。この門型枠縦移動装置１６０は後記の通り図２および図３に示すとおりに門型枠１２０の脚部１２１が螺合しサ−ボモ−タなどの回転運動を直線運動に変換できる構造に構成するのが好ましいが、これ以外の構造であっても、門型枠１２０の２つの脚部１２１が同じ割合でＸ軸方向に直線移動できれば何れにも構成できる。

また、このようにＸ軸方向に縦移動する門型枠１２０に溶接ガン１３０を搭載し、この溶接ガン１３０をテ−ブル電極１１０の横方向（以下においてＹ軸方向とも略称する。）に移動させるために、ガン横移動装置１７０を設ける。ガン横移動装置１７０も、図３に示すとおり、門型枠縦移動装置１６０と同様に回転運動を直線運動に変換できればいずれにも構成できるが、図１に示すとおり、サ−ボモ−タ２２０に螺合軸１７１を連結して構成できる。

また、溶接ガン１３０は門型枠１２０上においてその軸芯を中心として旋回できるように構成し、このためにガン旋回装置１４０を設ける一方、門型枠１２０にガン昇降加圧装置１５０を設けて、このガン昇降加圧装置１５０によって溶接時に溶接ガン１３０を下向きに（以下、Ｚ軸方向とも略称する。）下降してテ−ブル電極１１０上の被溶接材Ｗの溶接打点を加圧通電させて溶接する。

以上のとおり、テ−ブル電極１１０上に門型枠１２０を設け、この門型枠１２０をＸ軸方向に移動自在に構成すると、門型枠１２０に搭載される溶接ガン１３０は門型枠１２０上でＹ軸方向、Ｚ軸方向、さらに軸芯を中心として旋回自在に構成される。すなわち、従来からスポット溶接の自動化又はロボット化として上下の棒状電極から成る溶接ガン部分を一体としてＸ、Ｙ軸の２次元方向、さらに、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸３次元方向に所定の計画やプログラムにしたがって移動自在に構成し、ロボット化、自動化をはかることが提案されている。

また、各種工作機械、例えば多軸ボ−ル盤などでＮＣ制御機構として、切削工具などを基板上で２次元、３次元に移動させてその移動をロボット化することが行なわれている。

しかし、スポット溶接は工作機械設備と相違して大電流、高温にさらされる溶接設備である。このため、各種工作機械と同様に水冷ケ−ブルそのほかの大型の附属設備を溶接ガンと一体に２次元、３次元に移動させることは、かえって溶接設備として大型化して取扱いにくく、経済性の面からも好ましくない。この点について、上記のとおり、門型枠１２０を介在させ、しかも、門型枠１２０のＸ軸に直交するＹ軸との平行を維持して移動させるよう構成すると、上部電極として働く溶接ガン１３０をその附属設備とともにＹ軸、Ｚ軸方向に移動させることなくロボット化が達成でき、溶接ガン１３０そのものに旋回運動を円滑に与えることができる。

このところから、以上の通り、溶接ガン１３０や門型枠１２０に指令を与えるために、コンピュ−タなどの電子制御機構２００を設け、この処理機構２００を以下のとおり構成する。

すなわち、溶接機の本体１００に対応させて電子制御機構２００を設ける。電子制御機構２００には、被溶接材Ｗにおいて溶接すべき各溶接打点の位置およびその位置へ溶接ガン１３０を移動させる移動経路などの入力デ−タを例えば操作ボックス２５０を介して入力するとともに被溶接材Ｗの材質、板厚毎に予め演算され記憶されているプログラム中から所望のプログラムを選択する。また、新しい材質や特殊な表面皮膜をもつ記憶されて材質の場合には、溶接条件を与えてプログラム化する。このようにプログラム化すると、電子制御機構２００から後記の例えばＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動や旋回度合などに関与するサ−ボモ−タ２１１、２１２、２２０、２３０、２４０に制御指令を与えられる。この結果、門型枠縦移動装置１６０、ガン横移動装置１７０およびガン旋回装置１４０が駆動され、溶接ガン１３０は順次に所定の経路を通って移動し各溶接打点の上に順次に位置決めされる。

なお、このように移動位置決めされるときに、それぞれの移動装置や旋回装置に時経列的に制御指令を与えることもできるが、一部に同時に制御指令を与えることができる。このように指令を与えると、移動経路を短縮でき、溶接能率を向上させることができる。

溶接のときには、ガン昇降加圧装置１５０を駆動して位置決め後の溶接ガン１３０を下降させて加圧通電させて溶接する。

また、このように電子制御機構２００からの指令によりテ−ブル電極１１０上で溶接ガン１３０を自動的に移動、旋回させるように構成する一方、テ−ブル電極１１０の両側には、図３に示すとおり、門型枠縦移動装置１６０をそれぞれ設け、これら２つの装置１６０、１６０によって門型枠１２０の脚部１２１が個別的に移動できるように構成する。すなわち、各門型枠縦移動装置１６０は例えばサ−ボモ−タ２１１、２１２などの電動モ−タの回転力を直線運動に変換する直線回転運動変換装置として構成する。

この直線回転運動変換機構は門型枠１２０の各脚部１２１に螺合する螺せん軸とこの螺せん軸を回転駆動するサ−ボモ−タ２１１、２１２とから構成する。（図２参照）このように電子制御機構２００からの各指令によりサ−ボモ−タ２１１、２１２を個別的に回転できるよう構成すると、それぞれのサ−ボモ−タ２１１、２１２からの回転変位を個別的に電子制御機構２００、なかでも、比較制御部２０１に入力でき、この入力信号を比較制御部２０１において比較演算して常に門型枠１２０がＸ軸に直交するＹ軸と一致させて移動できるよう構成する。

すなわち、門型枠１２０の移動により溶接ガン１３０をＸ軸方向に変位させるときには、門型枠１２０は常にＹ軸と一致して移動する必要がある。このため、門型枠１２０の一つの駆動源で、なかでも、それぞれのサ−ボモ−タに接続する増巾器を介して移動させ、それを門型枠１２０の両端の移動に振り分けることもでき、又は一つの駆動源でけん引して移動させることもできる。

しかし、このように駆動源を構成しても、門型枠１２０に溶接ガン１３０や大径の水冷ケ−ブル、さらにガン昇降加圧装置１５０、ガン旋回装置１４０が搭載され、これらがＹ軸方向に移動する。これらの移動位置によって門型枠１２０の両脚部１２１にかかる荷重が大巾に変動する。

このために、門型枠１２０の両脚部１２１を一つの駆動源で振分けて移動させることは適当でなく、また門型枠をけん引する構造であると、Ｘ軸に直交するＹ軸の基準として門型枠１２０を設けた目的が失なわれる。

また、溶接ガン１３０をＹ軸方向に横移動させるために、門型枠１２０にガン横移動装置１７０を設け、この装置１７０は図３に示すとおりサ−ボモ−タ２２０に回転軸１７１（図３参照）を結合して構成し、サ−ボモ−タ２２０の回転を直線運動に変換させて溶接ガン１３０を門型枠１２０に沿って移動させるよう構成する。

また、ガン旋回装置１４０とガン昇降加圧装置１５０はともに溶接ガン１３０に結合させて門型枠１２０に搭載し、門型枠１２０を基準又は沿ってＹ軸方向に移動する溶接ガン１３０をガン旋回装置１４０により旋回させる一方、ガン昇降加圧装置１５０により下降させてテ−ブル電極１１０の被溶接材Ｗをスポット溶接する。

すなわち、ガン昇降加圧装置１５０は溶接時に加圧力を与えるもので、従来のものと同様に加圧源としては流体圧シリンダ機構から構成することもできるが、次のとおり、電気モ−タ１５１から構成し、これらに併せて溶接時に電気モ−タ１５１にかかる負荷電流を検出し、この負荷電流の値により溶接打点の完了を電子制御機構２００により判断させるようにするのが好ましい。

すなわち、ガン昇降加圧装置１５０は溶接ガン１３０に係合する直線回転運動機構１５２とこの機構に結合する電気モ−タ１５１とから構成する。直線回転運動機構１５２は電気モ−タ１５１の回転を溶接ガン１３０の下降運動に変換するもので、一般にはボ−ルナット機構から構成する。

このように構成すると、被溶接材Ｗに接触して溶接に入ると、電気モ−タ１５１にかかる負荷電流が上昇し、この値を順次に電子制御機構２００に送る。一方、電子制御機構２００には材質、厚板などに応じての加圧力と負荷電流値の関係をプログラム化して記憶させておき、このプログラムに基いて負荷電流が所定値に達したときに指令を送り、電気モ−タ１５１の回転を停止させ、一つの溶接打点の溶接を終了させる。

以上のとおりの構成から本発明に係るスポット溶接機は成っているが、このスポット溶接機であると入力部からのデ−タ入力により自動的にほとんど人手によることなく溶接できるが、その一例を挙げると、図５に示すとおりである。

なお、この溶接における被溶接材Ｗは、図６に示すように、上面にある張り出し部Ｗ１によってその下の溶接打点の溶接に支障を来たす場合である。

図５で上側から示すように、被溶接材Ｗは上部に張り出し部Ｗ１があり内部にも突出部があって内部に溶接打点がある被溶接材Ｗ、例えば枠体や箱などの容器である。このような被溶接材Ｗは縦向き姿勢のままで棒状の溶接ガン１３０を下降させても、先端のチップがこの張り出し部Ｗ１に当って溶接できない。このような被溶接材Ｗには、図６に示すように、溶接ガン１３０として一部に凹部１３３（コ字状凹部、その一部の図示は欠いている。）がある溶接チップ１３１を先端に具えるものを用いる。すなわち、このような溶接ガン１３０であると、コ字状凹部１３３のところに被溶接材Ｗの張り出し部Ｗ１が吸収でき、図６のとおり、この部分に侵入させると、張り出し部Ｗ１によっておおわれている溶接打点も縦向き姿勢のままで溶接できる。このような溶接ガン１３０を用いる場合に、先端の溶接チップ１３１は溶接ガン１３０の軸心と一致させており、一致する軸心に加圧力をかけても支障がなく、加圧力を高めることができる。

まず、図５に示す被溶接材Ｗは図６で断面構造の一部が示され、中央の開放部Ｗ２が開放され、この中央の開放部Ｗ２は先にのべた鋼板などを折り曲げた張り出し部Ｗ１に囲まれ、張り出し部Ｗ１によりわく取りされている。この構造の箱又は型枠を溶接するときには、テ−ブル電極１１０上におき、予め溶接ガン１３０の先端の溶接チップ１３１を凹部１３３のところに図６に示すように張り出し部Ｗ１を侵入させてその下の溶接打点の位置に当てながら順次に移動させる。このような各溶接打点の位置情報を電子制御機構２００に入力し、溶接チップ１３１の移動軌跡と併せてプログラム化し記憶させる。すなわち、各溶接打点ごとに溶接ガン１３０を順次に移動させ、コ−ナ部に達したときに旋回させ、各溶接打点の位置情報（Ｘ軸、Ｙ軸の変位、さらにＺ軸を中心とする回転角）などからなる溶接ガンの移動軌跡のプログラムを操作ボックス２５０を介し、電子制御機構２００に入力しておく。

続いて、この入力デ−タにもとずくプログラムを記憶し、これによって順次に溶接ガン１３０を移動させて順次に溶接打点で溶接する。コ−ナ部に達したときにはプログラムにもとずいて溶接ガン１３０を回転して方向を変えることになり、溶接打点列を順次に溶接する。

このような情報にもとずくプログラムは被溶接材Ｗの形状や構造がその変化が大きく複雑になる。予め手動操作によってその形状に応じて溶接打点をトレ−スすることもできるが、形状の定まった箱などの容器は入力コンピュ−タ２５１に読み込ませてある３次元のキャドデ−タをそのまま入力でき、このようにすると、溶接作業の一層のロボット化も達成できる。

すなわち、複数の溶接を連続的に達成するのには、図示は省略するが、テ−ブル電極１１０上に設けられているＸ軸およびＹ軸の両方向の基準スケ−ルに被溶接材Ｗを位置合わせする。この位置合わせしたプログラムの移動軌跡に基づいて溶接ガン１３０を連続的に移動させて複数の被溶接物の溶接を達成できる。

更に、形状などの異なる被溶接物の溶接を同時に達成するときには、個々の被溶接物についてプログラムを予め作成し、これらを集合させてテ−ブル電極１１０上の位置情報をとって、これらを全体としてプログラム化し、これによって順次に溶接ガン１３０を移動させて溶接することもできる。

以上のとおり、一般に板金加工といわれる分野で広く利用できるものであり、なかでも、構造、形状が入り組んだ構造物の製造過程でその接合するスポット溶接の分野で利用できる。

本発明の好適な実施態様に係るスポット溶接機の配置図である。 図１に示すスポット溶接機のうちの一つの実施態様に係るスポット溶接機の平面図である。 図２に示すスポット溶接機をその後端部の方向からみた端面図である。 図２および図３に示すスポット溶接機の一部を側面方向からみた説明図である。 図２、図３および図４に示すスポット溶接機の一つの使用態様を示す説明図である。 図２、図３および図４に示すスポット溶接機における溶接ガンの一例の説明図である。 本出願人が先に提案したスポット溶接機の一例の説明図である。

符号の説明

１００ スポット溶接機の本体
１１０ テ−ブル電極
１２０ 門型枠
１３０ 溶接ガン
２００ 電子制御機構

Claims (7)

1. 下部電極として働く固定したテ−ブル電極上において、上部電極として働く溶接ガンを溶接打点の位置に応じて３次元方向に移動させてスポット溶接するスポット溶接機において、
   前記溶接ガンを搭載し、しかも、前記テ−ブル電極の幅方向にわたってまたがって延在する門型枠と、
   この門型枠を前記テ−ブル電極上で縦方向に平行移動させる門型枠縦移動装置と、
   前記門型枠に沿って前記溶接ガンを前記テ−ブル電極の横方向に移動させるガン横移動装置と、
   前記溶接ガンをその軸芯を中心として旋回させるガン旋回装置と
   前記溶接ガンを昇降して前記テ−ブル電極上の被溶接材の溶接打点を加圧通電させて溶接するガン昇降加圧装置と、
   前記溶接打点の各位置およびその位置への溶接ガンの移動経路を含む入力デ−タにより被溶接材の材質、板厚毎に演算されたプログラム、または記憶されているプログラム中から選択されたプログラムに従って制御指令を与えて前記門型枠縦移動装置、前記ガン横移動装置および前記ガン旋回装置を駆動して前記溶接ガンを各溶接打点に順次に位置決めする一方、前記ガン昇降加圧装置を駆動して位置決め後の前記溶接ガンを下降させて加圧通電させて溶接する電子制御機構と
   を設けることを特徴とするテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機。
2. 前記門型枠縦移動装置を前記テ−ブル電極の両側にそれぞれ設けられた２つの直線回転運動変換装置から構成することを特徴とする請求項１記載のテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機。
3. 前記直線回転運動変換機構を前記門型枠の脚部に螺合する螺軸とこの螺合軸を前記電子制御機構からの指令により回転させるサ−ボモ−タとから構成することを特徴とする請求項１および２記載のテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機。
4. 前記各螺合軸の回転角度の比較演算部を前記電子制御機構に設けることを特徴とする請求項１、２および３記載のテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機。
5. 前記ガン横移動装置を直線回転運動変換装置から構成して成ることを特徴とする請求項１記載のテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機。
6. 前記ガン旋回装置と前記昇降加圧装置とを前記溶接ガンに結合させ、前記溶接ガンと一体に前記テ−ブル電極の幅方向に横移動できるように構成することを特徴とする請求項１記載のテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機。
7. 前記昇降加圧装置は前記溶接ガンに係合する直線回転運動機構とこの機構に接続する電気モ−タとから構成し、この電気モ−タにかかる負荷電流を前記電子制御機構に送り、所定値に達したときに電気モ−タの回転を停止するよう構成することを特徴とする請求項１記載のテ−ブル電極を利用する自動スポット溶接機。
   

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