特許 6046008 定置式溶接装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6046008

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】定置式溶接装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/11 20060101AFI20161206BHJP

   B23K 11/14 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   B23K11/11 550Z

   B23K11/14 310

【請求項の数】7

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-179364(P2013-179364)

(22)【出願日】2013年8月30日

(65)【公開番号】特開2015-47610(P2015-47610A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2015年3月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】390023917

【氏名又は名称】八千代工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100127801

【弁理士】

【氏名又は名称】本山 慎也

(72)【発明者】

【氏名】石山 樹雄

(72)【発明者】

【氏名】永尾 竜一

【審査官】 青木 正博

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３００４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０１６３５５８３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８７６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０１０９５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １１／１１

Ｂ２３Ｋ １１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１溶接ガンと第２溶接ガンとを備えた定置式溶接装置であって、
前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンとは、一対の電極をそれぞれ別個に有して互いに独立したタイミングで溶接可能であり、
前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは鉛直方向で上下に配置され、溶接位置が周方向にオフセットしており、
前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、相対角度が調整可能であることを特徴とする定置式溶接装置。

【請求項2】

前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、所定角度ごとに相対角度が調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の定置式溶接装置。

【請求項3】

前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンの少なくとも一方は、鉛直方向に直交する平面内で位置調整が可能であり、
前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンの、溶接位置が周方向及び径方向にオフセットしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定置式溶接装置。

【請求項4】

前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、鉛直方向で１ｍ以上離れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定置式溶接装置。

【請求項5】

前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、一方がナット溶接機であり、他方がスポット溶接機であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定置式溶接装置。

【請求項6】

前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、両方がナット溶接機であり、径寸法の異なるナット溶接を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定置式溶接装置。

【請求項7】

前記ナット溶接機には、少なくとも２つの溶接ナットフィーダーが設けられ、
前記少なくとも２つの溶接ナットフィーダーは、同一径且つ異なる形状のナットをそれぞれ供給することを特徴とする請求項５又は６に記載の定置式溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定置式溶接装置に関し、より詳細には、１台の溶接装置により、被溶接材の複数の溶接箇所を溶接可能な定置式溶接装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、１台の溶接装置に２つの溶接ガンを搭載して、溶接作業時間の短縮や設備費の削減を図った溶接装置が種々開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の複式溶接ガン構造体は、溶接ロボットのロボットアームに、同時に溶接可能な第１溶接ガン及び第２溶接ガンを搭載すると共に、ピッチ可変装置によって第１溶接ガンと第２溶接ガンとのガンピッチを変更可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２５２５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１によると、少なくとも一方の溶接ガンが垂直軸を中心として回動可能とされた同一構造を有する２つの溶接ガンが、溶接ロボットのロボットアームに並列配置されているので、最小でも溶接ガン２台分の比較的大きな設置面積が必要となる。また、垂直軸を中心として回動させる機構上の制約から、変更可能なガンピッチの範囲も狭い範囲に制限される。更に、許容搭載重量があるロボットアームに２つの溶接ガンを搭載しなければならず、軽量の小型溶接ガンに制限される問題点があった。

【0005】

また、それぞれ溶接ガンを備える定置式溶接装置を２台設置することも考えられるが、２台分の設置面積が必要となり、さらに広い設置面積を確保する必要があった。

【0006】

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、１台の溶接装置に２つの溶接ガンを備え、溶接装置１台分の少ない設置スペースでも設置することができ、且つ作業性のよい定置式溶接装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 第１溶接ガンと第２溶接ガンとを備えた定置式溶接装置であって、
前記第１溶接ガンと前記２溶接ガンとは、一対の電極をそれぞれ別個に有して互いに独立したタイミングで溶接可能であり、
前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは鉛直方向で上下に配置され、溶接位置が周方向にオフセットしており、
前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、相対角度が調整可能であることを特徴とする定置式溶接装置。
（２） 前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、所定角度ごとに相対角度が調整可能であることを特徴とする（１）に記載の定置式溶接装置。
（３） 前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンの少なくとも一方は、鉛直方向に直交する平面内で位置調整が可能であり、
前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンの、溶接位置が周方向及び径方向にオフセットしていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の定置式溶接装置。
（４） 前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、鉛直方向で１ｍ以上離れていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の定置式溶接装置。
（５） 前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、一方がナット溶接機であり、他方がスポット溶接機であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の定置式溶接装置。
（６） 前記第１溶接ガンと前記第２溶接ガンは、両方がナット溶接機であり、径寸法の
異なるナット溶接を行うことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の定置式溶接装置。
（７） 前記ナット溶接機には、少なくとも２つの溶接ナットフィーダーが設けられ、
前記少なくとも２つの溶接ナットフィーダーは、同一径且つ異なる形状のナットをそれぞれ供給することを特徴とする（５）又は（６）に記載の定置式溶接装置。

【発明の効果】

【0008】

本発明の定置式溶接装置によれば、第１溶接ガンと２溶接ガンとは、一対の電極をそれぞれ別個に有して互いに独立したタイミングで溶接可能であり、第１溶接ガンと第２溶接ガンは、鉛直方向で上下に配置され、溶接位置が周方向にオフセットしているので、２つの溶接ガンを備える溶接装置を小型軽量化することができ、従来２台分の設置スペースを要する溶接装置を、１台分の狭い設置スペースに設置することができる。また、定置式であるので、比較的大型の溶接ガンを備えることができ、負荷の大きな溶接部位でも溶接することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る定置式溶接装置の一実施形態の全体斜視図である。

【図2】図１に示す定置式溶接装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る定置式溶接装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の定置式溶接装置１０は、ベース部１１と、ベース部１１の一端側から一体的に立設されたコラム部１２と、を備える。コラム部１２の下部には、第１溶接ガン２０が配設され、コラム部１２の上部には、第２溶接ガン５０が配設されている。

【0011】

第１溶接ガン２０は、ベース部１１及びコラム部１２の下部に溶接固定された、側面視で略Ｃ字形に形成された第１基台１３を備える。第１基台１３の下部から前方に延設される下部腕１３ａには、第１下部電極ホルダ１４が前方に突出してボルト１５により固定されている。第１下部電極ホルダ１４の先端側には、第１下部電極１６が着脱自在に装着されている。

【0012】

また、第１基台１３の上部から前方に延設される上部腕１３ｂには、ブラケット取付板２７が鉛直方向に向けて溶接固定されており、このブラケット取付板２７に略Ｌ字形のブラケット２１がボルト固定されている。更に、ブラケット２１には、リニアガイド２２で上下方向に案内される第１上部電極ホルダ２３が、スライド移動可能に配設されている。

【0013】

第１上部電極ホルダ２３には、不図示の絶縁部材を介してエアシリンダ２４のピストンロッド２５が固定され、エアシリンダ２４の作動により第１上部電極ホルダ２３が上下移動する。第１上部電極ホルダ２３には、第１下部電極１６に対向して第１上部電極２６が着脱自在に装着されている。これにより、エアシリンダ２４が作動すると、第１上部電極２６が第１下部電極１６に対して接近又は離間する。第１上部電極２６と第１下部電極１６との接触位置が、第１溶接位置ＷＰ１となる。

【0014】

第１下部電極ホルダ１４及び第１上部電極ホルダ２３には、電源ケーブル３５の一端が接続されている。電源ケーブル３５の他端は、コラム部１２の後部に配置されたトランス３１から導出する連結バー３２と、コラム部１２の側面に沿って立設され、連結バー３２に接続された電極バー３３と、一端が電極バー３３に接続されて前方に突出する連結バー３４の他端に接続されて、溶接に要する電力が、トランス３１から第１下部電極１６及び第１上部電極２６に供給される。第１下部電極ホルダ１４、第１上部電極ホルダ２３、連結バー３２、電極バー３３、連結バー３４、及び電源ケーブル３５は、銅又は銅合金などの導電性材料で形成されている。

【0015】

トランス３１から第１下部電極１６及び第１上部電極２６に供給される電力量、通電タイミング、及び通電時間などは、トランス３１の上方に配置された制御装置３６により制御される。

【0016】

なお、第１下部電極ホルダ１４、第１上部電極ホルダ２３、連結バー３２、電極バー３３、連結バー３４、及び電源ケーブル３５は、不図示の絶縁部材によりコラム部１２などの他の部材から電気的に絶縁されている。

【0017】

また、第１基台１３の側面には、溶接するための溶接ナット（図示せず）を、第１上部電極２６と第１下部電極１６との間に供給する溶接ナットフィーダー２８が配置されている（図には、溶接ナットフィーダー２８の一部のみを図示する）。

【0018】

第１基台１３の上面には、第２溶接ガン５０の基台となるパイプ状の支柱４１がボルト４２により固定されている。支柱４１の上面には、円板状の下支持板４３が溶接固定されている。また、コラム部１２の上部には、補強部材４５で強度補強された、側面視で略Ｌ字形に形成された上支持板４４が、下支持板４３に対向して固定されている。下支持板４３及び上支持板４４には、それぞれ、３０°間隔で１２個のボルト穴４６が設けられている。

【0019】

第２溶接ガン５０は、側面視で略Ｃ字形に形成された第２基台５３を備える。Ｃ字形の第２基台５３の上部及び下部には、それぞれ矩形板状の上角度調整用板５１及び下角度調整用板５２が溶接固定されている。上下角度調整用板５１，５２には、下支持板４３及び上支持板４４に設けられた１２個のボルト穴４６に対向して、３０°間隔で１２個の雌ねじ５４が形成されている。第２溶接ガン５０は、締結ボルト４７を下支持板４３及び上支持板４４のボルト穴４６に挿通し、上下角度調整用板５１，５２の雌ねじ５４に螺合することで、下支持板４３と上支持板４４とで固定支持されている。

【0020】

第２基台５３の下部から前方に延設される下部腕５３ａには、第２下部電極ホルダ５５が前方に突出してボルト１５により固定されている。第２下部電極ホルダ５５の先端側には、第２下部電極５６が着脱自在に装着されている。

【0021】

第２基台５３の上部から前方に延設される上部腕５３ｂには、ブラケット取付板５７が鉛直方向に向けて溶接固定されており、このブラケット取付板５７に略Ｌ字形のブラケット５８がボルト固定され、更に、ブラケット５８の下面に、ガイド板５９が水平に固定されている。ガイド板５９には、後述する第２上部電極ホルダ６０を案内する一対のガイドブロック６１と、エアシリンダ６２が固定されている。

【0022】

第２上部電極ホルダ６０は、ガイドブロック６１に摺動自在に嵌合するカイド軸６３を備えると共に、エアシリンダ６２のピストンロッドの一端が連結されている。また、第２上部電極ホルダ６０には、第２下部電極５６に対向して第２上部電極６６が着脱自在に装着されている。これにより、エアシリンダ６２が作動すると、第２上部電極６６が第２下部電極５６に対して接近又は離間する。第２上部電極６６と第２下部電極５６との接触位置が、第２溶接位置ＷＰ２となる。

【0023】

第２下部電極ホルダ５５及び第２上部電極ホルダ６０には、第１溶接ガン２０と同様に、コラム部１２の後部に配置されたトランス３１から、連結バー３２、電極バー３３、連結バー３４、及び電源ケーブル３５が接続されており、これらを介して溶接に要する電力が第２上部電極６６と第２下部電極５６とに供給される。また、第２上部電極６６及び第２下部電極５６に供給される電力量、通電タイミング、及び通電時間などは、制御装置３６により制御される。

【0024】

また、第２基台５３の側面には、溶接するための溶接ナット（図示せず）を、第２上部電極６６と第２下部電極５６との間に供給する溶接ナットフィーダー２８が配置されている（図には、溶接ナットフィーダー２８の一部のみを図示する）。

【0025】

このように、定置式溶接装置１０の第１溶接ガン２０及び第２溶接ガン５０は、鉛直方向で上下に離間して配置されている。第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０との高低差は、少なくとも１ｍ以上に設定されているので、大型の被溶接材であっても他方の溶接ガンが作業の邪魔になることはない。

【0026】

また、第１溶接ガン２０及び第２溶接ガン５０の溶接位置ＷＰ１，ＷＰ２は、周方向にオフセット（本実施形態では３０°）しており、このオフセット量は、被溶接材の溶接作業に最適な位置に調整することができる。具体的には、第２溶接ガン５０は、上下角度調整用板５１，５２の雌ねじ５４に螺合する締結ボルト４７を取り外し、下支持板４３及び上支持板４４に対して第２溶接ガン５０を所望の角度だけ回動させた後、締結ボルト４７を再び螺合させることで、第２溶接ガン５０は、第１溶接ガン２０に対して３０°間隔で相対角度を調整することができる。

【0027】

また、第１下部電極ホルダ１４と第１上部電極ホルダ２３、及び第２下部電極ホルダ５５と第２上部電極ホルダ６０を固定しているボルト１５を取り外して、長さの異なる電極ホルダを取り付けることで、第１溶接ガン２０及び第２溶接ガン５０の溶接位置ＷＰ１，ＷＰ２の径方向（鉛直方向に直交する平面内で位置）のオフセット量を、被溶接材に応じて調整することができる。また、第１下部電極ホルダ１４と第１上部電極ホルダ２３、及び第２下部電極ホルダ５５と第２上部電極ホルダ６０は、第１上部電極２６と第１下部電極１６の径方向位置及び鉛直方向位置、及び第２上部電極６６と第２下部電極５６の径方向位置及び鉛直方向位置を調整可能なホルダであってもよい。これにより、電極ホルダを変えることなく、第１上部電極２６と第１下部電極１６の径方向位置及び／又は鉛直方向位置、及び第２上部電極６６と第２下部電極５６の径方向位置及び／又は鉛直方向位置を調整することができる。これにより、第１及び第２溶接ガン２０，５０の溶接位置ＷＰ１，ＷＰ２を、周方向及び径方向にオフセットさせることができ、鉛直方向位置を適宜調整することもできる。

【0028】

そして、第１上部電極２６と第１下部電極１６との間、及び第２上部電極６６と第２下部電極５６との間に被溶接材を配置した後、エアシリンダ２４，６２を作動させて第１上部電極２６及び第２上部電極６６を下降させ、第１上部電極２６と第１下部電極１６、及び第２上部電極６６と第２下部電極５６とで被溶接材を所定の圧力で挟持し、通電することで溶接する。

【0029】

第１溶接ガン２０及び第２溶接ガン５０は、被溶接材に応じて第１下部電極１６と第１上部電極２６、及び第２上部電極６６と第２下部電極５６を交換することができる。これにより、例えば、第１溶接ガン２０及び第２溶接ガン５０の一方の溶接ガンでスポット溶接を行い、他方の溶接ガンでナット溶接することができる。また、第１溶接ガン２０及び第２溶接ガン５０の両方の溶接ガンでナット溶接することもできる。

【0030】

第１溶接ガン２０及び第２溶接ガン５０をナット溶接機とする場合、溶接する溶接ナットが同一径であれば、形状の異なるナットであっても、第１溶接ガン２０及び第２溶接ガン５０には、同一の溶接電極が配設される。また、径寸法の異なるナット溶接を行う場合には、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０に、それぞれナットのサイズに適合した最適の溶接電極を配設する。これにより、１台の定置式溶接装置１０で径寸法の異なるナットを溶接することができる。

【0031】

以上説明したように、本実施形態の定置式溶接装置１０によれば、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０は、鉛直方向で上下に配置され、溶接位置ＷＰ１，ＷＰ２が周方向にオフセットしているので、２つの溶接ガン２０，５０を備える定置式溶接装置１０を小型軽量化し、従来２台の溶接装置を１台にして、狭いスペースにも設置することができる。また、定置式であるので、比較的大型の溶接ガンを備えることができ、負荷の大きな溶接部位でも溶接することができる。

【0032】

また、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０は、相対角度が調整可能であるので、被溶接材移動の障害とならない様に、溶接される被溶接材に応じて第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０とを最適位置に調整することができ、これにより、作業効率が向上する。

【0033】

また、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０は、所定角度ごとに相対角度が調整可能であるので、溶接位置を細かく調整して、最適溶接位置で作業することができる。なお、上記実施形態では３０°ごとに相対角度を調整可能としたが、これに限らず、任意の角度ごとに調整可能とすることができる。

【0034】

また、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０の少なくとも一方は、鉛直方向に直交する平面内で位置調整を可能とすることで、第１及び第２溶接ガン２０，５０の溶接位置ＷＰ１，ＷＰ２を、周方向及び径方向にオフセットさせることができ、種々の形態の被溶接材の溶接個所を溶接することができる。

【0035】

また、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０は、鉛直方向で１ｍ以上離れているので、大きな被溶接材の溶接が可能となる。

【0036】

また、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０は、一方をナット溶接機とし、他方をスポット溶接機とすることで、従来、ナット溶接機とスポット溶接機の２台の溶接機で行っていた溶接作業を、１台の溶接機で溶接することができ、設置スペースが大幅に低減される。

【0037】

また、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０は、両方をナット溶接機とし第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０に、それぞれナットのサイズに適合した最適の溶接電極１６，２６，５６，６６を配設することで、１台の溶接機により径寸法の異なるナットを溶接することができる。

【0038】

また、ナット溶接機は、同一径且つ異なる形状のナットをそれぞれ供給する、少なくとも２つの溶接ナットフィーダー２８を備えるようにしてもよい。これにより、同一の溶接電極１６，２６，５６，６６が配設された第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０とのいずれでも、溶接ナットフィーダー２８から供給される同一径且つ異なる形状のナットを溶接することができる。

【0039】

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、定置式溶接装置１０は、長時間使用により性能が低下した電極を研磨するチップドレッサなどを備えることができる。
また、トランスを２台設けて、第１溶接ガン２０と第２溶接ガン５０とで、同時に溶接作業が行えるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１０ 定置式溶接装置
１６ 第１下部電極
２０ 第１溶接ガン
２６ 第１上部電極
２８ 溶接ナットフィーダー
５０ 第２溶接ガン
５１ 上角度調整用板
５２ 下角度調整用板
５６ 第２下部電極
６６ 第２上部電極
ＷＰ１ 第１溶接位置
ＷＰ２ 第２溶接位置

【図1】

【図2】