特許 7682037 溶接装置および溶接方法

(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】

(24)【登録日】2025-05-15

(45)【発行日】2025-05-23

(54)【発明の名称】溶接装置および溶接方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 11/06 20060101AFI20250516BHJP

   B23K 11/00 20060101ALI20250516BHJP

   B23K 11/11 20060101ALN20250516BHJP

【ＦＩ】

H01H11/06 A

B23K11/00 563

H01H11/06 C

B23K11/11 593A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021100620

(22)【出願日】2021-06-17

(65)【公開番号】P2023000039

(43)【公開日】2023-01-04

【審査請求日】2024-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【氏名又は名称】八島 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100148149

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100181618

【弁理士】

【氏名又は名称】宮脇 良平

(74)【代理人】

【識別番号】100174388

【弁理士】

【氏名又は名称】龍竹 史朗

(72)【発明者】

【氏名】雨森 弘記

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開昭４９－１００５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１９４８８８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ １１／００ － １１／０６

Ｂ２３Ｋ １１／００ － １１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

線状またはテープ状の接点材料を前記接点材料の延びる方向に送り出しおよび引き戻しを実行する搬送部と、
前記搬送部に搬送された前記接点材料を切断する切断部と、
前記切断部に切断された前記接点材料を接点支持体に溶接する溶接部と、
切断位置から前記接点材料の端部までの距離を測定する第１の計測器と、
を備え、
前記搬送部は、切断された前記接点材料を前記接点支持体における溶接予定位置に配置した後、前記切断部により前記接点材料が基準長さに切断される切断位置に切断予定の前記接点材料を引き戻し、前記第１の計測器が測定した前記切断位置から前記接点材料の端部までの距離に基づいて、前記接点材料の送り出し量または引き戻し量を調整する、
溶接装置。

【請求項2】

線状またはテープ状の接点材料を前記接点材料の延びる方向に送り出しおよび引き戻しを実行する搬送部と、
前記搬送部に搬送された前記接点材料を切断する切断部と、
前記切断部に切断された前記接点材料を接点支持体に溶接する溶接部と、
前記接点支持体の上に配置された前記接点材料の位置を測定する第２の計測器と、
を備え、
前記搬送部は、切断された前記接点材料を前記接点支持体における溶接予定位置に配置した後、前記切断部により前記接点材料が基準長さに切断される切断位置に切断予定の前記接点材料を引き戻し、前記第２の計測器により測定された前記接点材料の位置に基づいて、前記接点材料の送り出し量または引き戻し量を調整する、
溶接装置。

【請求項3】

線状またはテープ状の接点材料を前記接点材料の延びる方向に送り出しおよび引き戻しを実行する搬送部と、
前記搬送部に搬送された前記接点材料を切断する切断部と、
前記切断部に切断された前記接点材料を接点支持体に溶接する溶接部と、
前記搬送部および前記切断部を制御する制御部と、
前記接点材料を切断する基準長さを示すデータを受け付ける操作部と、
を備え、
前記搬送部は、切断された前記接点材料を前記接点支持体における溶接予定位置に配置した後、前記切断部により前記接点材料が基準長さに切断される切断位置に切断予定の前記接点材料を引き戻し、
前記操作部が前記基準長さを示すデータを受け付けると、前記制御部は、前記基準長さを示すデータに基づいて、前記搬送部を制御して、前記切断部により前記接点材料が基準長さに切断される切断位置に前記接点材料を送り出しおよび引き戻しを実行する、
溶接装置。

【請求項4】

線状またはテープ状の接点材料を前記接点材料の延びる方向に送り出しおよび引き戻しを実行する搬送部と、
前記搬送部に搬送された前記接点材料を切断する切断部と、
前記切断部に切断された前記接点材料を接点支持体に溶接する溶接部と、
前記搬送部および前記切断部を制御する制御部と、
切断後の前記接点材料を溶接する溶接予定位置を示すデータを受け付ける操作部と、
を備え、
前記搬送部は、切断された前記接点材料を前記接点支持体における溶接予定位置に配置した後、前記切断部により前記接点材料が基準長さに切断される切断位置に切断予定の前記接点材料を引き戻し、
前記操作部が前記溶接予定位置を示すデータを受け付けると、前記制御部は、前記溶接予定位置を示すデータに基づいて、前記搬送部を制御して、切断予定の前記接点材料を送り出すことにより、前記切断部により切断された前記接点材料を前記接点支持体における溶接予定位置に配置する、
溶接装置。

【請求項5】

前記溶接部は、前記切断部により前記接点材料が基準長さに切断される切断位置に切断予定の前記接点材料が引き戻された後、切断された前記接点材料を前記接点支持体に溶接する、
請求項１から４の何れか１項に記載の溶接装置。

【請求項6】

前記搬送部は、第１の搬送部と第２の搬送部を有し、前記切断部は、第１の切断部と第２の切断部とを有し、前記溶接部は、第１の溶接部と第２の溶接部とを有し、
前記第１の搬送部、前記第１の切断部および前記第１の溶接部と、前記第２の搬送部、前記第２の切断部および前記第２の溶接部と、が並列に配置され、
前記第１の搬送部と前記第２の搬送部とが１つの搬送用駆動装置を共用し、前記第１の切断部と前記第２の切断部とが１つの切断用駆動装置を共用し、前記第１の溶接部と前記第２の溶接部とが１つの溶接用駆動装置を共用する、
請求項１から５の何れか１項に記載の溶接装置。

【請求項7】

線状またはテープ状の接点材料を前記接点材料の延びる方向に送り出しおよび引き戻しを実行する搬送工程と、
前記搬送工程で搬送された前記接点材料を切断する切断工程と、
前記切断工程で切断された前記接点材料を接点支持体に溶接する溶接工程と、
切断位置から前記接点材料の端部までの距離を測定する計測工程と、
を備え、
前記搬送工程では、切断された前記接点材料を前記接点支持体における溶接予定位置に配置した後、前記切断工程により前記接点材料が基準長さに切断される切断位置に切断予定の前記接点材料を引き戻し、前記計測工程により測定した前記切断位置から前記接点材料の端部までの距離に基づいて、前記接点材料の送り出し量または引き戻し量を調整する、
溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、溶接装置および溶接方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電磁開閉器に用いられる補助可動接触子は、台形断面の棒状の接点材料を切断し、切断した接点材料を台金に溶接する接点溶接装置により製造される。

【0003】

引用文献１は、テープ状接点材料を切断して接点支持体に抵抗溶接する接点溶接方法を開示する。この接点溶接方法では、接点材料を案内部材の案内路に沿って前進移動させ、この案内部材の切断口面に接して摺動し且つ厚みを有する上刃と下刃とからなる切断刃の間に接点材料を上刃に設けられた移送路の長さ挿入し、切断刃を駆動して接点材料を切断する。その後、この接点材料の切断片を切断刃内に残置したままこの切断刃を切断前の接点材料挿入位置まで復帰移動する。続いて、送り手段により切断片を切断刃より押し出して接点支持体に移送し、この切断片を接点支持体に抵抗溶接する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭５８－５９５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

引用文献１に記載の接点浴接方法では、接点の切断長さが上刃に設けられた移送路の長さに依存している。このため、製品の設計変更によって長さ寸法が変更された接点材料を溶接するには、設計変更された長さの接点材料を残置できる移送路の長さを有する上刃に交換する必要がある。上刃を交換するには手間と時間がかかるため、引用文献１に記載の接点浴接方法では、接点の切断長さが異なる多品種の生産に容易に対応できないという問題点がある。

【0006】

本開示は、上記のような課題を解決するために考案されたものであり、多品種の生産に容易に対応可能な溶接装置および溶接方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本開示に係る溶接装置は、線状またはテープ状の接点材料を接点材料の延びる方向に送り出しおよび引き戻しを実行する搬送部と、搬送部に搬送された接点材料を切断する切断部と、切断部に切断された接点材料を接点支持体に溶接する溶接部と、切断位置から接点材料の端部までの距離を測定する第１の計測器と、を備え、搬送部は、切断された接点材料を接点支持体における溶接予定位置に配置した後、切断部により接点材料が基準長さに切断される切断位置に切断予定の接点材料を引き戻し、第１の計測器が測定した切断位置から接点材料の端部までの距離に基づいて、接点材料の送り出し量または引き戻し量を調整する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、搬送部が、切断部により接点材料が基準長さに切断される切断位置に切断予定の接点材料を引き戻すことにより、多品種の生産に容易に対応可能な溶接装置および溶接方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施の形態に係る溶接装置を示す図

【図2】本開示の実施の形態に係る溶接装置を示す正面図

【図3】本開示の実施の形態に係る溶接装置を示す上面図

【図4】本開示の実施の形態に係る溶接装置が備える制御装置を示すブロック図

【図5】本開示の実施の形態に係る溶接装置が備える制御装置を示す図

【図6】本開示の実施の形態に係る溶接処理を示すフローチャート

【図7】本開示の実施の形態に係る溶接方法を説明する図

【図8】本開示の実施の形態に係る溶接方法を説明する図

【図9】本開示の実施の形態に係る溶接方法を説明する図

【図10】本開示の実施の形態に係る溶接方法を説明する図

【図11】本開示の変形例に係る溶接装置を示す正面図

【図12】本開示の変形例に係る溶接装置を示す正面図

【図13】本開示の変形例に係る溶接装置を示す正面図

【図14】本開示の変形例に係る溶接装置を示す上面図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態に係る溶接装置および溶接方法について図面を参照して詳細に説明する。

【0011】

実施の形態に係る溶接装置１００は、図１に示すように、線状またはテープ状の接点材料Ｒを供給する供給部１０と、接点材料Ｒを搬送する搬送部２０と、接点材料Ｒを切断する切断部３０と、接点材料Ｒを溶接する溶接部４０と、搬送部２０、切断部３０および溶接部４０を制御する制御装置２００と、を備え、電磁開閉器に用いられる補助可動接触子を製造するものである。

【0012】

理解を容易にするために、相互に直交するｘｙｚ座標を設定し、適宜参照する。接点材料Ｒが搬送される方向をｘ方向、ベース板１１に垂直な方向をｚ方向、ｘ方向およびｙ方向に垂直な方向をｙ方向と設定する。

【0013】

供給部１０は、ベース板１１に垂設された支持部１２と、支持部１２に回転可能に軸支され円盤状の形状を有し、接点材料Ｒが巻かれたリールフレーム１３と、接点材料Ｒを案内するための第１の案内部材１４と、を有する。また、第１の案内部材１４は、接点材料Ｒをｘ方向に搬送するための図２に示す第１の案内路１４ａを有する。

【0014】

搬送部２０は、図２および図３に示すように、供給部１０と切断部３０との間に設けられ、接点材料Ｒをｘ方向に送り出し、また、接点材料Ｒを－ｘ方向に引き戻すものである。搬送部２０は、円盤状の形状を有する第１の駆動ローラ２１と、第１の駆動ローラ２１を回転する第１の駆動ローラ用サーボモータ２２と、自在回転する第１の受動ローラ２３と、接点材料Ｒを案内する第２の案内部材２４と、円盤状の形状を有する第２の駆動ローラ２５と、第２の駆動ローラ２５を回転する第２の駆動ローラ用サーボモータ２６と、自在回転する第２の受動ローラ２７と、を備える。第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６は、搬送用駆動装置の一例である。

【0015】

第１の駆動ローラ２１は、第１の案内部材１４のｘ方向に設けられ、第１の駆動ローラ２１の外周曲面が、第１の案内路１４ａを通過した接点材料Ｒの下面に外接して配置されている。また、第１の駆動ローラ２１は、第１の駆動ローラ２１の中心に貫通固定された回転軸２１ａを軸中心として回転する。この回転軸２１ａには第１の駆動ローラ用サーボモータ２２の回転軸が同一軸上に接続されており、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２を回転駆動することによって第１の駆動ローラ２１を回転させる。第１の受動ローラ２３は、円盤形状の形状を有し、第１の駆動ローラ２１に対して、接点材料Ｒの中軸Ｒａ対称とした位置に設けられており、円中心に貫通固定された回転軸２３ａを軸中心として自在回転する。さらに、回転軸２３ａには一端が位置固定された圧縮ばね２３ｂの他端が接続されており、この圧縮ばね２３ｂは接点材料Ｒに向かって伸びる方向に付勢して設置されているため、ばね力によって第１の受動ローラ２３を接点材料Ｒの上面から常時一定の力で押し付けながら接している。第１の駆動ローラ２１と第１の受動ローラ２３の設置位置において、接点材料Ｒを上下方向から挟み込んで保持しており、特に第１の受動ローラ２３に接続された圧縮ばね２３ｂによるばね力によって挟持される。

【0016】

第２の案内部材２４は、第１の駆動ローラ２１および第１の受動ローラ２３と、第２の駆動ローラ２５および第２の受動ローラ２７と、の間に設けられ、第２の案内部材２４の内部に設けられた第２の案内路２４ａを備える。第２の案内路２４ａは、第１の案内部材１４の第１の案内路１４ａと同一中心軸上に配置されている。

【0017】

第２の駆動ローラ２５は、第２の案内部材２４のｘ方向に設けられ、第２の駆動ローラ２５の外周曲面が、第２の案内路２４ａを通過した接点材料Ｒの下面に外接して配置されている。また、第２の駆動ローラ２５は、第２の駆動ローラ２５の中心に貫通固定された回転軸２５ａを軸中心として回転する。この回転軸２５ａには第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転軸が同一軸上に接続されており、第２の駆動ローラ用サーボモータ２６を回転駆動することによって第２の駆動ローラ２５を回転させる。第２の受動ローラ２７は、円盤形状の形状を有し、第２の駆動ローラ２５に対して、接点材料Ｒの中軸Ｒａ対称とした位置に設けられており、円中心に貫通固定された回転軸２７ａを軸中心として自在回転する。さらに、回転軸２７ａには一端が位置固定された圧縮ばね２７ｂの他端が接続されており、この圧縮ばね２７ｂは接点材料Ｒに向かって伸びる方向に付勢して設置されているため、ばね力によって第２の受動ローラ２７を接点材料Ｒの上面から常時一定の力で押し付けながら接している。第２の駆動ローラ２５と第２の受動ローラ２７の設置位置において、接点材料Ｒを上下方向から挟み込んで保持しており、特に第２の受動ローラ２７に接続された圧縮ばね２７ｂによるばね力によって挟持される。

【0018】

切断部３０は、第２の駆動ローラ２５および第２に受動ローラ２７のｘ方向に配置され、接点材料Ｒを支持するリンク３１と、上刃３２ａを有する切断リンク３２と、切断リンク３２をｚ方向に駆動する切断カム３３と、切断カム３３を回転する切断カム用サーボモータ３４と、接点材料Ｒを押さえる下刃ガイド３５と、接点材料Ｒを切断する下刃３６と、を備える。切断カム用サーボモータ３４は、切断用駆動装置の一例である。

【0019】

リンク３１は、内部に接点材料Ｒを通してｘ方向に摺動するための第３の案内路３１ａと、接点材料Ｒの中軸Ｒａ中心に位置するリンク回転軸３１ｂと、第３の案内路３１ａから延長線上に接点材料Ｒの下面から支持する接点材料支持部３１ｃと、を備える。リンク３１は一端が固定支持された引張ばね３１ｄの他端が接続されており、引張ばね３１ｄが縮んだ状態である場合には、第３の案内路３１ａは、第１の案内部材１４の第１の案内路１４ａおよび第２の案内部材２４の第２の案内路２４ａと同一中心軸上に配置されている。

【0020】

切断リンク３２は、リンク３１のｘ方向に配置され、ｚ方向に自在に直動するものである。切断リンク３２は、一端に固定された上刃３２ａと、他端に回転自在に設けられたカムフォロア３２ｂを有する。カムフォロア３２ｂは、切断カム３３の輪郭形状に沿って配置されている。切断カム３３には回転軸３３ａが接続されており、この回転軸３３ａを軸中心として回転する。また、回転軸３３ａには切断カム用サーボモータ３４の回転軸が同一軸上に接続されており、切断カム用サーボモータ３４を回転駆動させることによって切断カム３３を回転させる。

【0021】

下刃ガイド３５は、切断リンク３２のｘ方向に配置され、接点材料Ｒの上面に接する位置に配置されている。下刃３６は、接点材料Ｒの下面に接する位置に設けられている。この下刃ガイド３５は先述の切断リンク３２下降位置に逃がしを設けた形状となっており、下刃ガイド３５と接点材料Ｒを介して対向する。また、下刃ガイド３５と下刃３６により第４の案内路３７が構成されており、第３の案内路３１ａと同一中心軸上に配置されている。

【0022】

溶接部４０は、下刃ガイド３５および下刃３６のｘ方向に配置され、自在に回動する溶接リンク４１と、接点材料Ｒに電流を流す下部電極４２と、溶接リンク４１を駆動する溶接カム４３と、溶接カム４３を回転する溶接カム用サーボモータ４４を備える。溶接カム用サーボモータ４４は、溶接用駆動装置の一例である。

【0023】

溶接リンク４１は、上部電極４１ａとカムフォロア４１ｂを有する。カムフォロア４１ｂは溶接カム４３の輪郭形状に沿って配置されている。溶接カム４３には、溶接カム回転軸４３ａが接続されており、この溶接カム回転軸４３ａを軸中心として回転する。この溶接カム回転軸４３ａには溶接カム用サーボモータ４４の回転軸が同一軸上に接続されており、溶接カム用サーボモータ４４を回転駆動させることによって溶接カム４３を回転させる。また、下部電極４２は第４の案内路３７のｘ方向の下部に位置し、接点支持体Ｓが載置される。

【0024】

制御装置２００は、図４に示すように、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２、第２の駆動ローラ用サーボモータ２６、切断カム用サーボモータ３４、溶接カム用サーボモータ４４および上部電極４１ａにそれぞれ接続され、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２、第２の駆動ローラ用サーボモータ２６、切断カム用サーボモータ３４、溶接カム用サーボモータ４４および上部電極４１ａをそれぞれ制御するものである。制御装置２００は、制御部２１０と、操作部２２０と、駆動ローラ用サーボモータアンプ２３０と、切断カム用サーボモータアンプ２４０と、溶接カム用サーボモータアンプ２５０と、上部電極コントローラ２６０と、を備える。

【0025】

制御部２１０は、図５に示すように、溶接装置１００を制御するための処理を行うプロセッサ２０１と、プロセッサ２０１の作業領域として用いられる主記憶部２０２と、プロセッサ２０１の処理に用いられる種々のデータおよびプログラムを格納する補助記憶部２０３と、を有する。主記憶部２０２および補助記憶部２０３はいずれも、バス２０４を介してプロセッサ２０１に接続される。

【0026】

プロセッサ２０１は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。プロセッサ２０１は、補助記憶部２０３に格納されたプログラムを実行することにより、溶接装置１００の種々の機能を実現する。

【0027】

主記憶部２０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。主記憶部２０２には、補助記憶部２０３からプログラムがロードされる。そして、主記憶部２０２は、プロセッサ２０１の作業領域として用いられ、溶接装置１００を制御するためのパラメータを含むデータを格納する。

【0028】

補助記憶部２０３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）に代表される不揮発性メモリを含む。補助記憶部２０３は、プログラムの他に、プロセッサ２０１の処理に用いられる種々のデータを格納する。補助記憶部２０３は、プロセッサ２０１の指示に従って、プロセッサ２０１によって利用されるデータをプロセッサ２０１に供給し、プロセッサ２０１から供給されたデータを格納する。

【0029】

操作部２２０は、図４に示すように、ユーザの入力に基づいて、処理の開始、終了の指示を受け付けるものである。なお、操作部２２０は、キーボードまたはタッチパネルディスプレイを含む。具体的には、操作部２２０は、接点材料Ｒを切断する基準長さである切断長さＬ１、および切断位置から接点支持体Ｓ上に抵抗溶接する切断後の接点材料Ｒｃの溶接予定位置までの長さＬ２を示すデータを受け付ける。長さＬ２は、溶接予定位置を示すデータの一例である。

【0030】

駆動ローラ用サーボモータアンプ２３０は、制御部２１０の制御に基づいて、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転速度および回転角度の同期制御を行う。これにより、接点材料Ｒの切断長さＬ１および切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２に基づいて、送り込みおよび引き戻しのストローク量を、第１の駆動ローラ２１および第２の駆動ローラ２５のローラ径と第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転角度から算出して定量的な数値で制御する。

【0031】

切断カム用サーボモータアンプ２４０は、制御部２１０の制御に基づいて、上刃３２ａを設けた切断リンク３２の上下動作のタイミングを調整可能であり、接点材料Ｒの切断長さＬ１の値変更に伴う接点材料Ｒの送り込みおよび引き戻しのストローク量変化に際して、接点材料Ｒの移動時間が変わった場合、動作タイミングを変更し、上刃３２ａと接点材料Ｒが接触しないタイミングで切断リンク３２を動作する。

【0032】

溶接カム用サーボモータアンプ２５０は、制御部２１０の制御に基づいて、上部電極４１ａを設けた溶接リンク４１の動作のタイミングを調整可能であり、接点材料Ｒの切断長さＬ１および切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２の値変更に伴う、接点材料Ｒを送り込んで切断後の接点材料Ｒｃを押して移送するストローク量変化に際して、切断後の接点材料Ｒｃが移送完了したタイミングに合わせて動作タイミングを変更する。また、これによって溶接リンク４１が切断後の接点材料Ｒｃと接触するタイミングも変更される。

【0033】

上部電極コントローラ２６０は、制御部２１０の制御に基づいて、溶接カム用サーボモータアンプ２５０と連動して上部電極４１ａに電流を流すタイミングを変更することで抵抗溶接するタイミングと溶接リンク４１が切断後の接点材料Ｒｃと接触するタイミングを一致させる。

【0034】

制御部２１０は、補助記憶部２０３に格納したプログラムを実行することにより、搬送制御部２１１と、切断制御部２１２と、溶接制御部２１３として機能する。

【0035】

搬送制御部２１１は、操作部２２０に入力された接点材料Ｒの切断長さＬ１、および切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２を示すデータを取得し、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６を制御して、接点材料Ｒをｘ方向に送り出し、また、接点材料Ｒを－ｘ方向に引き戻す。詳細には、搬送制御部２１１は、切断部３０で接点材料Ｒが切断長さＬ１に切断される位置に接点材料Ｒをｘ方向に送り出す。つぎに、搬送制御部２１１は、予め設定された接点の切断長さＬ１まで送り出すと、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転駆動を停止し、接点材料Ｒの位置を固定する。切断部３０で接点材料Ｒが切断長さＬ１に切断されると、搬送制御部２１１は、接点材料Ｒを切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２送り出して、切断された接点材料Ｒｃを溶接予定位置である接点支持体Ｓの上に移送する。接点材料Ｒｃは、接点材料Ｒの切断片である。つぎに、搬送制御部２１１は、接点材料Ｒを上刃３２ａの降下位置を基点として切断長さＬ１となる位置まで接点材料Ｒを引き戻す。接点材料Ｒを引き戻す長さＬ３は、断位置から溶接予定位置までの長さＬ２から切断長さＬ１を引いた長さである。

【0036】

切断制御部２１２は、切断カム用サーボモータ３４を制御し、接点材料Ｒを接点の切断長さＬ１に切断する。詳細には、切断制御部２１２は、接点材料Ｒが予め設定された接点の切断長さＬ１まで送り込まれた後、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転駆動が停止し、接点材料Ｒの位置が固定されるタイミングに同期して、切断カム用サーボモータ３４を時計回りに回転駆動させることで同軸上に接続された切断カム３３を回転する。これにより、切断リンク３２は切断カム３３の輪郭形状に沿って動くカムフォロア３２ｂによって－ｚ方向へ下降する。これにより、接点材料Ｒは下降する上刃３２ａと下刃３６によって切断される。切断制御部２１２は、さらに切断カム用サーボモータ３４を時計回りに回転駆動させることで下降させた切断リンク３２を上昇移動させる。

【0037】

溶接制御部２１３は、溶接カム用サーボモータ４４および上部電極コントローラ２６０を制御し、切断された接点材料Ｒｃを接点支持体Ｓに溶接する。詳細には、溶接制御部２１３は、接点支持体Ｓの上に接点材料Ｒｃが配置されるタイミングに同期して、溶接カム用サーボモータ４４を時計回りに回転駆動させることで同軸上に接続された溶接カム４３を回転する。これにより、溶接リンク４１は、溶接カム４３の輪郭形状に沿って動くカムフォロア４１ｂによって鉛直下方向へ下降する。これによって溶接リンク４１に設けられた上部電極４１ａを接点材料Ｒｃ押し当てる。つぎに、溶接制御部２１３は上部電極コントローラ２６０を制御し、上部電極４１ａから下部電極４２に電流を流し、接点材料Ｒｃを接点支持体Ｓに抵抗溶接する。

【0038】

つぎに、以上の構成を有する溶接装置１００が、図２に示す接点材料Ｒを接点支持体Ｓに溶接する例について、溶接装置１００が実行する溶接処理を説明する。

【0039】

溶接装置１００は、ユーザによる処理を開始させる指示に応答し、図６に示す溶接処理を開始する。以下、溶接装置１００が実行する溶接処理をフローチャートを用いて説明する。

【0040】

溶接処理が開始されると、搬送制御部２１１は、操作部２２０に入力された接点材料Ｒの切断長さＬ１、および切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２を示すデータを取得し、主記憶部２０２に格納する（ステップＳ１０１）。

【0041】

つぎに、搬送制御部２１１は、図７に示すように、切断部３０で接点材料Ｒが切断長さＬ１に切断される位置に接点材料Ｒをｘ方向に送り出す（ステップＳ１０２）。

【0042】

詳細には、第１の案内部材１４の内部に設けられた第１の案内路１４ａに挿入した接点材料Ｒを第１の駆動ローラ２１と第１の受動ローラ２３との間に送り込み、第１の駆動ローラ２１と第１の受動ローラ２３とで挟持させる。搬送制御部２１１は、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２を時計周りに回転駆動させることで第１の駆動ローラ２１と第１の受動ローラ２３との間に配置された接点材料Ｒが第１の駆動ローラ２１の回転によって第２の案内部材２４に設けた第２の案内路２４ａへと送り込まれる。このとき、第１の受動ローラ２３は送り込まれる接点材料Ｒの動きによって反時計周りに回転しながら接点材料Ｒを挟持する。

【0043】

第２の案内路２４ａの内部を通過し、さらにより前方へ送られた接点材料Ｒは第２の駆動ローラ２５および第２の受動ローラ２７の間に送り込み、この第２の駆動ローラ２５と第２の受動ローラ２７とで挟持させる。搬送制御部２１１は、第２の駆動ローラ用サーボモータ２６を時計周りに回転駆動させることで第２の駆動ローラ２５と第２の受動ローラ２７間の接点材料Ｒが第２の駆動ローラ２５の回転によってリンク３１に設けた第３の案内路３１ａへと送り込まれる。このとき、第２の受動ローラ２７は送り込まれる接点材料Ｒの動きによって反時計周りに回転しながら接点材料Ｒを挟持する。

【0044】

搬送制御部２１１は、第３の案内路３１ａの内部を通過し、第４の案内路３７内部まで送り込まれた接点材料Ｒを上刃３２ａの降下位置を基点として予め設定された接点の切断長さＬ１まで送り込むと、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転駆動を停止し、接点材料Ｒの位置を固定する。

【0045】

このとき、上刃３２ａはｚ方向へ直動しており、リンク３１は、第３の案内路３１ａと第４の案内路３７とが同一直線状に合致した位置で停止している。また、送り込まれた接点材料Ｒは第１の駆動ローラ２１と第１の受動ローラ２３による挟持と、第２の駆動ローラ２５および第２の受動ローラ２７による挟持と、の２か所にて保持されているためｘ方向または－ｘ方向へ摺動する虞は小さい。

【0046】

つぎに、切断制御部２１２は、図８に示すように、接点材料Ｒを接点の切断長さＬ１に切断する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３は、切断工程の一例である。詳細には、切断制御部２１２は、接点材料Ｒが予め設定された接点の切断長さＬ１まで送り込まれるタイミングに同期して、切断カム用サーボモータ３４を時計回りに回転駆動させることで同軸上に接続された切断カム３３を回転する。これにより、切断リンク３２は切断カム３３の輪郭形状に沿って動くカムフォロア３２ｂによって－ｚ方向へ下降する。また、切断リンク３２に設けられた上刃３２ａが接点材料Ｒの上面から接触しながら第４の案内路３７を遮断する位置まで移動する。リンク３１は接点材料支持部３１ｃの上面に残置されている接点材料Ｒを介して下降した上刃３２ａに鉛直下方向へ押されるため、リンク回転軸３１ｂを回転中心として時計回りに回転することで上刃３２ａとの干渉を回避する。このとき、接点材料Ｒは下降する上刃３２ａと下刃３６によって切断される。

【0047】

切断制御部２１２は、さらに切断カム用サーボモータ３４を時計回りに回転駆動させることで下降させた切断リンク３２を上昇移動させることで、接点材料支持部３１ｃの上面に残置されている接点材料Ｒを介して下降した上刃３２ａによって回転していたリンク３１の角度姿勢は、引張ばね３１ｄのばね力によって再び第３の案内路３１ａと第４の案内路３７とが同一直線状に合致した位置へ戻される。

【0048】

つぎに、搬送制御部２１１は、図９に示すように、接点材料Ｒを送り出して、切断された接点材料Ｒｃを溶接予定位置である接点支持体Ｓの上に移送する（ステップＳ１０４）。詳細には、搬送制御部２１１は、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６を再び時計回りに回転駆動させることで接点材料Ｒをｘ方向に、切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２送り込むことで第４の案内路３７にある切断された接点材料Ｒｃを押し出して接点支持体Ｓの上に移送する。切断位置は、上刃３２ａの降下位置を基点とする。

【0049】

つぎに、搬送制御部２１１は、図１０に示すように、切断長さＬ１となる位置まで接点材料Ｒを引き戻す（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０２、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５は、搬送工程の一例である。詳細には、搬送制御部２１１は、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６を反時計周りに回転駆動させて接点材料Ｒが上刃３２ａの降下位置を基点として切断長さＬ１となる位置まで接点材料Ｒを引き戻す。接点材料Ｒを引き戻す長さＬ３は、断位置から溶接予定位置までの長さＬ２から切断長さＬ１を引いた長さである。その後、搬送制御部２１１は、第３の案内路３１ａの内部を通過し、第４の案内路３７内部まで送り込まれた接点材料Ｒを上刃３２ａの降下位置を基点として予め設定された接点の切断長さＬ１まで引き戻すと、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転駆動を停止し、接点材料Ｒの位置を固定する。

【0050】

つぎに、溶接制御部２１３は、切断された接点材料Ｒｃを接点支持体Ｓに溶接する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６は、溶接工程の一例である。詳細には、溶接制御部２１３は、接点支持体Ｓの上に接点材料Ｒｃが配置されるタイミングに同期して、溶接カム用サーボモータ４４を時計回りに回転駆動させることで同軸上に接続された溶接カム４３を回転する。これにより、溶接リンク４１は、溶接カム４３の輪郭形状に沿って動くカムフォロア４１ｂによって－ｚ方向へ下降する。これによって溶接リンク４１に設けられた上部電極４１ａを接点材料Ｒｃに押し当てる。つぎに、溶接制御部２１３は上部電極コントローラ２６０を制御し、上部電極４１ａから下部電極４２に電流を流し、接点材料Ｒｃを接点支持体Ｓに抵抗溶接する。この時点では、接点材料Ｒは引き戻されているため、抵抗溶接中の切断後の接点材料Ｒｃと接点材料支持部３１ｃ上の接点材料Ｒが離されることで、溶接電流が接点材料Ｒへ流れることを防ぐことができる。つぎに、切断制御部２１２は、さらに溶接カム用サーボモータ４４を時計回りに回転駆動させることで下降させた溶接リンク４１を上昇移動させる。

【0051】

つぎに、搬送制御部２１１は、終了指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。終了指示が入力されていないと判定されると（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻り、ステップＳ１０３からステップＳ１０７を繰り返す。終了指示が入力されたと判定されると（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、溶接処理を終了する。

【0052】

以上のように、本実施の形態の溶接装置１００および溶接方法によれば、搬送部２０、切断部３０および溶接部４０が独立して制御されるため、接点材料Ｒの切断長さＬ１、および切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２を容易に変更可能である。また、接点材料Ｒの切断長さＬ１、および切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２を示すデータに基づいて、接点材料Ｒを切断し、溶接予定位置に溶接することができる。このため、接点材料Ｒの切断長さＬ１、および切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２をユーザが操作部２２０に入力する設定することで、接点材料Ｒの切断長さＬ１、および切断位置から溶接予定位置までの長さＬ２を容易に変更可能である。このことから、接点材料Ｒの寸法が異なる多品種の生産に対応できる。また、接点材料Ｒの搬送、切断および溶接の動作タイミングをそれぞれ分けて調整することが可能であることから、製品の設計変更による接点材料Ｒの切断長Ｌ１さの変更、および、切断後の接点材料Ｒｃの溶接予定位置の変更が本機構の構成を変更することなく対応可能である。また、搬送部２０と切断部３０が独立した構成となっていることから、機構の構造が簡易化し、接点材料Ｒの搬送時のムダ動作の省略化および上刃３２ａに容易にアクセスできるためにメンテナンス性向上となる。さらに、搬送、切断および溶接の動作量および動作タイミングを定量的に、装置の運用段階中でも軸ごとに動作タイミング、動作速度または動作量の調整が可能であり、接点溶接の品質を向上させることができる。

【0053】

（変形例）
上述の実施の形態では、溶接装置１００に備えられる搬送部２０が、送り込みおよび引き戻しのストローク量を、第１の駆動ローラ２１および第２の駆動ローラ２５のローラ径と第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転角度から算出して定量的な数値で制御する例について説明した。溶接装置１００は、図１１に示すように、上刃３２ａの降下位置を基点として接点材料Ｒを切断する切断長さＬ１を計測する第１の計測器３８と、接点支持体Ｓの上に配置された接点材料Ｒｃの位置を計測する第２の計測器４５と、をさらに備えてもよい。第１の計測器３８および第２の計測器４５は、レーザ変位計を含む。第１の計測器３８は、下刃ガイド３５に設けられた孔３５ａから、接点材料の端部の位置を計測し、切断長さＬ１を計測する。これにより、あらかじめ設定した切断長さＬ１の目標値と切断長さＬ１の実測値との差分をリアルタイムで計測し、目標値と実測値の差分に基づいて、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転角度を微小に変えることで、接点材料Ｒの送り出し量および引き戻し量を修正し、切断長さＬ１を調整し、接点材料Ｒの切断長さＬ１の長さ寸法の精度を向上することができる。また、第２の計測器４５は、第２の計測器４５から切断後の接点材料Ｒｃまでの長さＬ４を計測し、切断後の接点材料Ｒｃの溶接予定位置と、切断後の接点材料Ｒｃの位置の実測値との差分をリアルタイムで計測し、第２の計測器４５により測定された接点材料Ｒの位置に基づいて、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６の回転角度を微小に変えることで、接点材料Ｒの送り出し量および引き戻し量を調整し、切断後の接点材料Ｒｃの位置を修正する。これにより、切断後の接点材料Ｒｃの溶接位置の精度を向上することができる。

【0054】

また、上述の実施の形態では、切断カム３３および溶接カム４３を用いて、切断リンク３２および溶接リンク４１をそれぞれ、ｚ方向に直動させる例について説明した。切断部３０は接点材料Ｒを切断できればよい。また、溶接部４０は、切断後の接点材料Ｒｃを接点支持体Ｓに溶接できればよい。このため、切断リンク３２および溶接リンク４１を直動させるための構成を、回転運動から直動運動へ変換することができる他の機構に置き換えてもよい。図１２に示すように、切断カム用サーボモータ３４の回転軸３４ａに一端を固定接続し、他端に第１のジョイント３９ａを設けた第１のリンク３９ｂと、第１のジョイント３９ａを中心に一端が自在回転する第２のリンク３９ｃを設け、この第２のリンク３９ｃの他端に設けた第２のジョイント３９ｄが切断リンク３２に接続されたスライダクランク機構としてもよい。また、溶接リンク４１も同様に溶接カム用サーボモータ４４の回転軸４４ａに一端を固定接続し、他端に第３のジョイント４６ａを設けた第３のリンク４６ｂと、第３のジョイント４６ａ中心に一端が自在回転する第４のリンク４６ｃを設け、この第４のリンク４６ｃの他端に設けた第４のジョイント４６ｄが溶接リンク４１に接続されたスライダクランク機構に置き換えてもよい。この構成によれば、図２に示す切断カム３３および溶接カム４３といった形状が複雑で設計が難しい機械部品に代わって、単純な構成とすることができるので、切断部３０および切断部３０の機構設計が簡単になる。また、切断カム用サーボモータ３４および溶接カム用サーボモータ４４として、サーボモータを用いているが、ステッピングモータを含む他のモータを用いてもよい。

【0055】

また、図１３に示すように、切断部３０が、切断リンク３２をｚ方向に直動させる切断用駆動装置としての切断用シリンダ５１を有し、切断部３０が、溶接リンク４１をｚ方向に直動させる溶接用駆動装置としての溶接用シリンダ５２を有してもよい。切断用シリンダ５１および溶接用シリンダ５２は、シリンダチューブ５１ａ、５２ａとピストン５１ｂ、５２ｂを有し、気体または液体を含む流体により駆動される。この場合、スライダクランク機構に比べて、さらに単純な構成とすることができるので、切断部３０および切断部３０の機構設計がさらに簡単になる。

【0056】

上述の実施の形態では、搬送用駆動装置として、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６を用いる例について説明した。搬送用駆動装置は、第１の駆動ローラ２１および第２の駆動ローラ２５により接点材料Ｒを搬送できればよく、ステッピングモータを用いてもよい。また、上述の実施の形態では、搬送部２０が、接点材料Ｒを搬送する第１の駆動ローラ２１および第２の駆動ローラ２５を備える例について説明したが、搬送部２０は、接点材料Ｒを搬送することができればよく、第１の駆動ローラ２１および第２の駆動ローラ２５以外の構成で搬送する構成であってもよい。

【0057】

また、上述の実施の形態では、搬送部２０、切断部３０および溶接部４０が１列並んでいる例について説明した。この場合、１サイクルで１回の接点溶接を実現している。同一構成の搬送部２０、切断部３０および溶接部４０を平行に隣接して構成し、搬送部２０、切断部３０および溶接部４０の動作をそれぞれ連動させても良い。この場合、図１４に示すように、搬送部２０は、第１の搬送部２０ａと第２の搬送部２０ｂを有する。切断部３０は、第１の切断部３０ａと第２の切断部３０ｂとを有する。溶接部４０は、第１の溶接部４０ａと第２の溶接部４０ｂとを有する。第１の搬送部２０ａ、第１の切断部３０ａおよび第１の溶接部４０ａと、第２の搬送部２０ｂ、第２の切断部３０ｂおよび第２の溶接部４０ｂと、が並列に配置される。第１の搬送部２０ａと第２の搬送部２０ｂとが１つの搬送用駆動装置として、第１の駆動ローラ用サーボモータ２２’および第２の駆動ローラ用サーボモータ２６’を共用する。１台の第１の駆動ローラ用サーボモータ２２’は、回転軸２１ａ’に対して同一軸上に固定されている。また、１台の第２の駆動ローラ用サーボモータ２６’は、回転軸２５ａ’に対して同一軸上に固定されている。また、第１の切断部３０ａと第２の切断部３０ｂとが１つの切断用駆動装置として、切断カム用サーボモータ３４’を共用する。切断カム用サーボモータ３４の回転軸３３ａ’を軸上に延長し、第２の切断部３０ｂおよび第２の溶接部４０ｂの回転軸３３ａ’に固定する。また、第１の溶接部４０ａと第２の溶接部４０ｂとが１つの溶接用駆動装置として、溶接カム用サーボモータ４４’を共用する。溶接カム用サーボモータ４４’も同様に回転軸４３ａ’を軸上に延長し、第１の溶接部４０ａと第２の溶接部４０ｂの回転軸４３ａ’に固定する構成としている。このような構成によれば、同一な機構とする溶接装置１００が備える搬送部２０、切断部３０および溶接部４０の動作量および動作タイミングを同期できることによって１サイクルで切断長さと溶接位置が同じ接点材料で複数点の接点溶接が実現できるほか、複数台の溶接装置１００でサーボモータを共用するために駆動源の削減となる。

【0058】

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0059】

１０ 供給部、１１ ベース板、１２ 支持部、１３ リールフレーム、１４ 第１の案内部材、１４ａ 第１の案内路、２０ 搬送部、２０ａ 第１の搬送部、２０ｂ 第２の搬送部、２１ 第１の駆動ローラ、２１ａ、２１ａ’、２３ａ、２５ａ、２５ａ’、２７ａ、３３ａ、３３ａ’、３４ａ、４３ａ、４３ａ’、４４ａ 回転軸、２２、２２’ 第１の駆動ローラ用サーボモータ、２３ 第１の受動ローラ、２３ｂ、２７ｂ 圧縮ばね、２４ 第２の案内部材、２４ａ 第２の案内路、２５ 第２の駆動ローラ、２６、２６’ 第２の駆動ローラ用サーボモータ、２７ 第２の受動ローラ、３０ 切断部、３０ａ 第１の切断部、３０ｂ 第２の切断部、３１ リンク、３１ａ 第３の案内路、３１ｂ リンク回転軸、３１ｃ 接点材料支持部、３１ｄ 引張ばね、３２ 切断リンク、３２ａ 上刃、３２ｂ カムフォロア、３３ 切断カム、３４、３４’ 切断カム用サーボモータ、３５ 下刃ガイド、３５ａ 孔、３６ 下刃、３７ 第４の案内路、３８ 第１の計測器、３９ａ 第１のジョイント、３９ｂ 第１のリンク、３９ｃ 第２のリンク、３９ｄ 第２のジョイント、４０ 溶接部、４０ａ 第１の溶接部、４０ｂ 第２の溶接部、４１ 溶接リンク、４１ａ 上部電極、４１ｂ カムフォロア、４２ 下部電極、４３ 溶接カム、４４、４４’ 溶接カム用サーボモータ、４５ 第２の計測器、４６ａ 第３のジョイント、４６ｂ 第３のリンク、４６ｃ 第４のリンク、４６ｄ 第４のジョイント、５１ 切断用シリンダ、５２ 溶接用シリンダ、５１ａ、５２ａ シリンダチューブ、５１ｂ、５２ｂ ピストン、１００ 溶接装置、２００ 制御装置、２０１ プロセッサ、２０２ 主記憶部、２０３ 補助記憶部、２０４ バス、２１０ 制御部、２１１ 搬送制御部、２１２ 切断制御部、２１３ 溶接制御部、２２０ 操作部、２３０ 駆動ローラ用サーボモータアンプ、２４０ 切断カム用サーボモータアンプ、２５０ 溶接カム用サーボモータアンプ、２６０ 上部電極コントローラ、Ｌ１ 断長さ、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ 長さ、Ｒ、Ｒｃ 接点材料、Ｒａ 中軸、Ｓ 接点支持体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】