説明

マルチスポット溶接機

【目的】 高密度のマルチスポット打点パターンを形成可能なマルチスポット溶接機を提供することである。
【構成】 複数のスタッドガン(1A)(1B)を横並びに配設する。スタッドガンに共通のヘッダーホース(26)(27)を接続する。ホース(26)または(27)に圧縮エアを選択的に供給して可動電極(9A)(9B)を一斉に上動または下動させる。可動電極(9A)(9B)は、可撓性ケーブルで電気接続する。固定ベース(13)上に、可動電極と対向した固定電極(11A)(11B)を配設する。固定電極の上にワーク(12)を位置決めする。ワークの上に、ワークと絶縁状態で横移動可能なブースバー(22)を配設する。固定ベース(13)と電源(E)、電源(E)とブースバー(22)をそれぞれ給電ケーブル(23)(24)で接続する。絶縁継手(8A)(8B)は冷却水ホース(28A)(28B)(28C)で通水し冷却する。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車車体の組立工程等で使用されるマルチスポット溶接機に係り、特に複数のスタッドガンの配設密度を高密度に設定可能なマルチスポット溶接機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマルチスポット溶接機は図2に示すように、複数本のスタッドガン(1)(1)…を並列配置し、各スタッドガン(1)毎に給電ケーブル(2)、電極下動用および上動用空気供給ホース(3)(4)、冷却水ホース(5)(6)を接続した構造となっている。
【0003】スタッドガン(1)は、可動電極(9)に下動ストロークと上動ストロークを与える駆動源として、エアシリンダ装置(7)を設け、そのピストンロッド(8)の先端に可動電極(9)の固定支持手段として、絶縁継手(10)を装着している。
【0004】固定電極(11)は、各スタッドガン(1)の可動電極(9)から下方に所定の離間間隔を置いて対向状態で設けられており、固定電極(11)の上面にはワーク(12)の被溶接箇所を載せるための座着部位が形成されている。
【0005】固定電極(11)と可動電極(9)は、交流(または直流)の溶接用電源Eを介して電気的に接続されている。すなわち、可動電極(9)と電源Eとが、大電流を流すために大径とされ、それ故自由には撓みにくい給電ケーブル(2)を介して接続される一方、固定電極(11)を上面に整列させた固定ベース(13)と電源Eとが、同様な給電ケーブル(14)で接続されている。
【0006】このようなマルチスポット溶接機による溶接では、ワーク(12)を固定電極(11)上に位置決め固定した後、給電ケーブル(2)(14)を介して可動電極(9)と固定電極(11)に電源Eからの電圧を供給する。この際、2本のスタッドガン(1)の可動電極(9)を同時にワーク(12)に対して加圧すると、2つの溶接箇所での溶接電流のアンバランス、ひいては溶接品質のバラツキが生じるため、可動電極(9)を1本ずつ時間をずらせて順番にワーク(12)に圧着させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図2に示す従来型のマルチスポット溶接機(15)においては、各スタッドガン(1)毎に、比較的大径かつ撓みにくい高剛性の給電ケーブル(2)、空気供給ホース(3)(4)及び冷却水ホース(5)(6)が接続されている。特に給電ケーブル(2)(14)は太くて高剛性のため曲がりにくく、スタッドガン(1)の隣接間隔が密であるとスタッドガン(1)への引き回しが困難になる。加えて給電ケーブル(2)、空気供給ホース(3)(4)、及び冷却水ホース(5)(6)の引き回しのためのスペースも確保する必要がある。このためスタッドガン(1)(1)…の間にはかなりの間隔を設ける必要があり、マルチスポット打点パターンの高密度設計が不可能であった。
【0008】従って、互いに接近した複数のスポット溶接箇所を加圧溶接するには、スタッドガン(1)またはワーク(12)を2回または3回以上シフト移動して溶接位置をずらす必要があり、溶接作業の能率が悪かった。
【0009】本発明の目的は、高密度のマルチスポット打点パターンをスタッドガンおよびワークをシフト移動することなく形成可能なマルチスポット溶接機を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため本発明のマルチスポット溶接機は、特許請求の範囲に記載のように、上下動可能な可動電極を有する複数のスタッドガンが横並びに配設され、これらスタッドガンの下方に可動電極とそれぞれ上下方向に対向して複数の固定電極が配設され、各可動電極が順番に駆動されて固定電極上に位置決めされたワークの溶接すべき箇所が1箇所ずつ溶接されるマルチスポット溶接機において、複数のスタッドガンの可動電極間を可撓性ケーブルで導通すると共に各可動電極の駆動系を一元化して全ての可動電極を一斉に上下動可能とし、ワークの上に、固定電極と溶接電源を介して電気接続された導電性の複数のブースバーを横移動可能かつワークと絶縁状態で配設し、溶接順番が到来した箇所のブースバーを対応する可動電極の下動に邪魔にならない位置に横移動させると共に、その他の箇所ではブースバーに対応する可動電極を当接させて可動電極の下動を阻止すると共に可動電極とブースバーとを電気的に接続して溶接回路を閉じるようにした。
【0011】また前記マルチスポット溶接機は、可動電極の駆動系が複動型エアシリンダで構成され、この複動型エアシリンダに接続された、可動電極の下動用空気供給ホースと、上動用空気供給ホースが、それぞれ共通のヘッダーホースで連通され、かつ複動型エアシリンダのピストンロッドと可動電極とが絶縁継手で接続され、各絶縁継手が互いに冷却水ホースで直列的に接続された構成にすることができる。
【0012】
【作用】溶接順番が到来したワーク上の溶接すべき箇所のブースバーを、対応する可動電極の下動に邪魔にならない位置まで退避させる一方、その他の箇所ではブースバーを対応する可動電極の下動を阻止する位置に置き、この状態で下動用空気供給ホースに圧縮空気を供給して各可動電極を一斉に下動させる。溶接順番が到来した箇所以外では、可動電極がワークに到達する前にブースバーに当接して可動電極と電源とが導通される。一方、溶接順番が到来した箇所ではブースバーが対応する可動電極の下動に邪魔にならない位置に退避しているので、可動電極がワークに圧接する。これにより電源−ブースバー−可動電極(溶接順番到来以外の箇所)−可撓性ケーブル−可動電極(溶接順番到来箇所)−ワーク−固定電極−電源の閉じた溶接回路が形成され、ワーク上の可動電極圧接箇所でスポット溶接がなされる。
【0013】可動電極は従来の高剛性の給電ケーブルにて個々に電源と接続されているのではなく、可動電極相互が可撓性ケーブルにて接続された構成なので、可動電極を高密度に配設しやすい。また、上および下動用空気供給ホースを共通のヘッダーホースで連通することにより、および可動電極を支持する絶縁継手を直列の冷却水ホースで接続することにより、スタッドガン相互間でホース類がかさばらなくなるので、可動電極を一層高密度に配設することが可能になる。
【0014】
【実施例】以下、図1を参照しながら本発明の実施例を説明する。なお、以下の記述において従来技術を示す図2R>2と同一の構成部材は、原則として同一の参照番号を使用し、重複する事項に関しては説明を省略する。
【0015】本発明に係るマルチスポット溶接機(20)は、複数、例えば2つを1組にして並列配置されたスタッドガン(1A)(1B)を使用する。スタッドガン(1A)(1B)のそれぞれの可動電極(9A)(9B)の間は、薄い導電性金属フィルム、例えば銅フィルムを多層に積層してなる可撓性ケーブル(21)で接続している。この可撓性ケーブルはいわゆるシャントとも呼ばれる。シャント(21)は可動電極(9A)(9B)が相対的に上下にずれても、そのU字状の屈曲位置が多少変わるだけで、シャント(21)自体は何ら無理な力を受けない。
【0016】固定電極(11A)(11B)上に載置されたワーク(12)上面と若干の隙間をあけて、すなわちワーク(12)と絶縁状態で、可動電極(9A)(9B)と固定電極(11A)(11B)の対向配置組数(この具体例では2組)よりも1だけ少ない配設個数(この実施例では1個)で、銅などの良導性材料からなるブースバー(22)が配設されている。このブースバー(22)は、対向配置された可動電極(9A)(9B)と固定電極(11A)(11B)の間で溶接位置の変化に応じて横移動し得るように支持されている。
【0017】固定電極(11A)(11B)は、銅などの良導性材料からなる固定ベース(13)の上に固定的に配設されている。この固定ベース(13)は、給電ケーブル(23)を介して電源Eの一方の端子に接続され、電源Eの他方の端子は給電ケーブル(24)を介してブースバー(22)に接続されている。
【0018】ワーク(12)とブースバー(22)は電気的に絶縁されていればよく、ブースバー(22)をワーク(12)から浮かせる他、ブースバー(22)下面に絶縁被膜(25)を形成しておけば、ブースバー(22)をワーク(12)に当接させてもよい。
【0019】軸線を平行にした2個1組のスタッドガン(1A)(1B)は、可動電極(9A)(9B)を上下駆動するためのエアシリンダ装置(7A)(7B)をそれぞれ有する。これらエアシリンダ装置(7A)(7B)は複動型のエアシリンダで構成され、エアシリンダに接続された、可動電極(9A)(9B)を下動させるための下動用空気供給ホースが1本のヘッダーホース(27)に集約され、同様に、上動用空気供給ホースが1本のヘッダーホース(26)に集約されている。エアシリンダ装置(7A)(7B)のピストンロッド(8A)(8B)は、絶縁継手(10A)(10B)を介して可動電極(9A)(9B)と連結されている。これら絶縁継手(10A)(10B)は互いに冷却水ホース(28B)で連結され、かつ一方の絶縁継手(10A)には給水用ホース(28A)が接続され、他方の絶縁継手(10B)には排水用ホース(28C)が接続されている。
【0020】
冷却水ホース(28A)(28B)(28C)
以上のように構成されたマルチスポット溶接機(20)による溶接手順を以下順を追って説明する。なお、本実施例では最初に第2の可動電極(9B)と第2の固定電極(11B)の間でワーク(12)をスポット溶接し、次に第1の可動電極(9A)と第1の固定電極(11A)の間でワーク(12)をスポット溶接する工程を説明する。
【0021】最初の溶接位置にある第2のスタッドガン(1B)の下方、即ち、第2の固定電極(11B)の上に位置するワーク(12)の上面にはブースバー(22)を置かず、次回の溶接箇所にある第1のスタッドガン(1A)の下方、即ち、第1の固定電極(11A)の上に位置するワーク(12)の上にブースバー(22)を移動させておく。また冷却水ホース(28A)(28B)(28C)を介して絶縁継手(10A)(10B)内及び第1、第2の可動電極(9A)(9B)内に冷却水を常時通水しておく。
【0022】この状態でエアシリンダ装置(7A)と(7B)に共通のヘッダーホース(27)から圧縮エアを導入し、第1のスタッドガン(1A)と第2のスタッドガン(1B)を同時に下動させると、溶接順番が到来していない箇所のブースバー(22)の上面に第1の可動電極(9A)の下端が当接する。第1の可動電極(9A)の下動が停止した後も第2の可動電極(9B)は下降し続け、その下端をワーク(12)の上面に当接させる。この結果、第2の固定電極(11B)−固定ベース(13)−給電ケーブル(23)−直流電源E−給電ケーブル(24)−ブースバー(22)−第1の可動電極(9A)−シャント(21)−第2の可動電極(9B)−ワーク(12)−第2の固定電極(11B)の閉回路が形成される。この閉回路に電源Eからの電流が流れることによって、第2の可動電極(9B)とその真下に位置する第2の固定電極(11B)の間で加圧状態に保持されているワーク(12)がスポット溶接される。
【0023】第1回目のスポット溶接が終了した後、エアシリンダ装置(7A)(7B)へのエアの流入経路をホース(27)からホース(26)に切替え、スタッドガン(1A)(1B)を一旦上昇させる。次にブースバー(22)を第1の可動電極(9A)の真下から第2の可動電極(9B)の真下に横移動させ、第1の可動電極(9A)と第1の固定電極(11A)の間で同様の溶接動作を繰返す。
【0024】この実施例では、2つのスタッドガン(1A)(1B)を1組にしたマルチスポット溶接機(20)を使用したが、スタッドガンは3つ以上を1組にして使用することも可能である。3個1組のスタッドガンを使用する場合、シフト動作するブースバー(22)は2個で、ブースバー(22)がない位置の残りの1組の可動電極と固定電極の間に閉回路を形成することによってワーク(12)をスポット溶接する。実際的にはスタッドガンの2つ1組を1単位として、これを複数ユニット、たとえば縦横にマトリックス状に隣接配置し、狭い間隔でワーク(12)を多点溶接する。
【0025】なお、本発明は請求項1以外に次のような構成態様も可能である。
【0026】可動電極の駆動系が複動型エアシリンダで構成され、前記複動型エアシリンダに接続された、前記可動電極の下動用空気供給ホースと、上動用空気供給ホースが、それぞれ共通のヘッダーホースで連通され、かつ前記複動型エアシリンダのピストンロッドと前記可動電極とが絶縁継手で接続され、前記絶縁継手が互いに可撓性の冷却水ホースで直列的に接続されてなる請求項1記載のマルチスポット溶接機。
【0027】
【発明の効果】本発明は前述の如く、隣接するスタッドガンの可動電極相互を可撓性ケーブルで電気接続し、一方の可動電極を電源に接続されたブースバーに当接させて他方の可動電極に可撓性ケーブルを介して電流を供給するようにしているので、従来のように個々の可動電極に大径かつ高剛性で曲がりにくい給電ケーブルを接続する必要がなく、このためスタッドガン相互間に給電ケーブル引き回しのためのスペース的な余裕を確保する必要がなく、従ってスタッドガン相互間の間隔を密に詰めることが可能になり、高密度マルチスポット溶接が可能になる。また可動電極の駆動系を例えばヘッダーホースなどで一元化することや、冷却水ホースを直列接続することにより、可動電極の一層の高密度配設が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明に係るマルチスポット溶接機の斜視図、(B)は同溶接機の部分正面図。
【図2】従来のマルチスポット溶接機の斜視図。
【符号の説明】
1A 第1のスタッドガン
1B 第2のスタッドガン
7A 第1のエアシリンダ装置
7B 第2のエアシリンダ装置
9A 第1の可動電極
9B 第2の可動電極
10A 第1の絶縁継手
10B 第2の絶縁継手
11A 第1の固定電極
11B 第2の固定電極
12 ワーク
13 固定ベース
20 マルチスポット溶接機
21 シャント(可撓性ケーブル)
22 ブースバー
23 給電ケーブル
24 給電ケーブル
26 ヘッダーホース
27 ヘッダーホース
28A 冷却水ホース
28B 冷却水ホース
28C 冷却水ホース
E 溶接用電源

【特許請求の範囲】
【請求項1】 上下動可能な可動電極を有する複数のスタッドガンが横並びに配設され、これらスタッドガンの下方に前記可動電極とそれぞれ上下方向に対向した複数の固定電極が配設され、各可動電極が順番に駆動されて固定電極上に位置決めされたワークの溶接すべき箇所が1箇所ずつ溶接されるマルチスポット溶接機において、前記複数のスタッドガンの可動電極間を可撓性ケーブルで導通すると共に各可動電極の駆動系を一元化して全ての可動電極を一斉に上下動可能とし、前記ワークの上に、前記固定電極と溶接電源を介して電気接続された導電性の複数のブースバーを横移動可能かつ前記ワークと絶縁状態で配設し、溶接順番が到来した箇所のブースバーを対応する可動電極の下動に邪魔にならない位置に横移動させると共に、その他の箇所では前記ブースバーに可動電極を当接させて対応する可動電極の下動を阻止すると共に前記可動電極とブースバーとを電気的に接続して溶接回路を閉じるようにしたマルチスポット溶接機。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開平8−1342
【公開日】平成8年(1996)1月9日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平6−128638
【出願日】平成6年(1994)6月10日
【出願人】(000002967)ダイハツ工業株式会社 (2,560)