專利名稱：點焊裝置及點焊方法
技術領域：
本發明涉及一種點焊裝置及點焊方法，其對將剛性不同的厚板和薄板層疊而成的板材組的被焊接部件進行點焊。
背景技術：
通常，對于層疊的鋼板等板材的接合，廣泛地進行點焊，S卩，一邊在ー對焊接電極間施加夾持壓力，一邊在兩個電極間通過一定時間大電流，將接合部升高至大致溶融溫度而使其接合。在點焊時，在由兩個焊接電極施加的壓カ及通電時間一定的情況下，熔核直徑隨著電流的増加而逐漸増大，但如果電流值過大，則發熱量增多，成為板材間溶融金屬飛濺的濺落的產生原因。即，濺落是由接合部的過熱引起的溶融金屬的爆炸現象，在熔核中會產生孔洞、裂紋等，熔核的形狀或金屬組織產生不連續部，成為接合部處的板厚減小且顯著的強 度降低的主要原因。相反地，在電流過小的情況下，熔核較小，無法得到充分的接合強度。另夕卜，在壓カ較小時，板材間的接觸面積減小，電流密度增高，成為由過熱引起的濺落的發生原因。另ー方面，如果壓カ過大，則接合部的接觸面積增大，電流密度降低，發熱量減少。其結果是，熔核減小，焊接強度降低。在這里，如圖13(a)所示，在對將剛性較低的薄壁板材的薄板101、與薄板101相比較厚的板材即剛性較高的第I厚板102、及第2厚板103這三片板層疊而成的被焊接部件100進行點焊的情況下，如果在薄板101與第I厚板102之間及第I厚板102與第2厚板103之間無間隙地緊貼的狀態下，由可動側電極111和固定側電極112夾持被焊接部件100，由電源113通電，則可動側電極111與固定側電極112間的通電路徑中的電流密度大致均勻，從薄板101至第2厚板103形成良好的熔核，可以得到需要的焊接強度。但是，實際上，在由可動側電極111和固定側電極112夾持被焊接部件100而加壓時，剛性較低的薄板101和第I厚板102會向上方彎曲，在薄板101與第I厚板102之間及第I厚板102與第2厚板103之間會產生間隙。在這種情況下，可動側電極111與薄板101間的接觸面積會由于薄板101的彎曲而增大，與此相對，薄板101與第I厚板102之間及第I厚板102與第2厚板103之間的接合部的接觸面積會由于間隙而減小。因此，可動側電極111與固定側電極112間的電流密度，相對于薄板101側，第2厚板103側較高，與薄板101和第I厚板102間相比，第I厚板102與第2厚板103間，局
部發熱量增多。
其結果，如圖13(a)所示，首先在第I厚板102與第2厚板103的接合部形成熔核105，然后，熔核105増大，很快，如圖13(b)所示，薄板101與第I厚板102間被焊接。但是，該薄板101與第I厚板102間的熔深較小，焊接強度不穩定，薄板101可能剝離，而且，焊接品質有時會存在波動。特別是第I厚板102及第2厚板103越厚，熔核105越難到達第I厚板102與薄板101之間，這個問題越顯著。
另外，同樣地，作為薄板101與第I厚板102間的熔深小而焊接強度不穩定的原因，因為薄板101很薄，所以通過可動側電極111的接觸，熱量會被可動側電極111奪取，薄板101側的溫度不上升，也很難形成熔核105。作為其對策，存在例如專利文獻I公示的點焊方法。該點焊方法，如圖14所示，在對將薄板101、第I厚板102、第2厚板103層疊而成的被焊接部件100進行點焊時，通過使位于薄板101側的可動側電極125的加壓カFU小于位于第2厚板103側的固定側電極124的加壓カFL，從而薄板101與第I厚板102的接合部的接觸電阻増大，并且，第I厚板102與第2厚板103的接合部的接觸電阻減小，在可動側電極125與固定側電極124間通電吋，可以使薄板101與第I厚板102的接合部的發熱量増加，從而可以提高薄板101與第I厚板102的焊接強度。
該方法的實施中使用的點焊槍的結構如圖15所示，在焊接機器人115的腕部116搭載點焊裝置120，焊接機器人115將點焊槍120移動至由夾緊裝置118支撐的被焊接部件100的各個打點位置，進行被焊接部件100的點焊。點焊槍120具有由直線引導部121可自由上下移動地支撐的基座部122，在該基座部122設置向下方延伸的C型托架123，在該C形托架123的下端前端設置固定側電極124，上述直線引導部121固定在焊槍支撐托架117上，該焊槍支撐托架117安裝在腕部116上。另外，在基座部122的上端搭載伺服電動機等加壓致動器126，在通過加壓致動器126上下移動的桿部127的下端，與固定側電極124相對地安裝可動側電極125。在焊槍支撐托架117的上端搭載伺服電動機128，通過伺服電動機128的動作，經由滾珠絲杠機構，基座部122進行上下移動。在這里，按照預先存儲在未圖示的控制器中的示教數據，使由位于薄板101側的可動側電極125引起的加壓カFU小于由固定側電極124引起的加壓カFL(FU < FL)。由此，為了使由可動側電極125引起的加壓カFU小于由固定側電極124引起的加壓カFL (FU < FL)，控制器首先通過伺服電動機128使基座部122上升，使固定側電極124與被焊接部件100的下表面抵接，并且，通過加壓致動器126使可動側電極125下降，使其與被焊接部件100的上表面抵接。在這種情況下，加壓致動器126的加壓力作用在可動側電極125上，并經由基座部122及C形托架123等同地作用在固定側電極124上。然后，通過伺服電動機128將基座部122向上推。通過該基座部122的上推，固定側電極124的加壓カFL增加與基座部122的上推對應的量，使由可動側電極125引起的加壓カFU小于由固定側電極124引起的加壓カFL(FU < FL)。其結果，在可動側電極12和固定側電極124之間通電時，薄板101與第I厚板102的接合部處的電流密度增高，發熱量相對于第I厚板102與第2厚板103的接合部處的發熱量相對地增加。由此，從薄板101至第2厚板103，可以形成無偏差的良好的熔核，從而可以確保焊接強度。專利文獻I :日本特開2003-251469號公報
發明內容
根據上述專利文獻I，使點焊槍120移動至由夾緊裝置118支撐的被焊接部件100的各個打點位置，使固定側電極124與被焊接部件100的第2厚板103側抵接，并且，使可動側電極125與薄板101抵接，此外，將基座部122向上推，通過與固定側電極124的加壓力FL相比，使可動側電極125側的加壓カFU較小，相對地，薄板101與第I厚板102間的電流密度增高，可以確保薄板101與第I厚板102的接合部處的發熱量，從而熔深増大而焊接強度增加。但是，為了使得在由固定側電極124和可動側電極125對由夾緊裝置118夾緊保持的被焊接部件100夾持加壓的狀態下，使基座部122移動，與固定側電極124的加壓カFL相比，使由可動側電極125引起的加壓カFU較小，則夾緊保持被焊接部件100的夾緊裝置118要求較大的負載。另ー方面，在由夾緊裝置118對被焊接部件100的夾緊位置與焊接位置、即焊接打點位置分離較大的狀態下，被焊接部件100會彎曲變形，由固定側電極124引起的加壓カFL和由可動側電極125引起的加壓カFU會產生波動，很難確保穩定的薄板101與第I厚板102間的接觸電阻及第I厚板102與第2厚板103間的接觸電阻，被焊接部件100的接合部處的電流密度產生波動，點焊的品質可能降低。另外，無法使用在機器人的腕部與基座部之間具有均衡功能的點焊槍，所使用的電焊槍受到限制，該均衡功能是為了可以利用焊接加壓時的反作用カ而移動。 因此，鑒于該點提出的本發明的目的，在于提供一種點焊裝置及點焊方法，其可以在對使剛性不同的厚板與薄板層疊的被焊接體進行點焊的情況下，獲得穩定的焊接品質。實現上述目的的技術方案I所述的發明涉及的點焊裝置，其對將薄板、與該薄板相比剛性較大的第I厚板、第2厚板依次層疊而成的被焊接部件進行點焊，其特征在于，具有基座部；支承部，其被支撐在該基座部上；以及第I焊接電極及第2焊接電極，它們被支撐在該基座部上，彼此相對地在接觸/分離方向上移動，由與上述薄板抵接的上述第2焊接電極及與該第2焊接電極相鄰且與上述薄板抵接的上述支承部，和與上述第2厚板抵接的上述第I焊接電極夾持上述被焊接部件，并且，由第I焊接電極施加加壓力，在該夾持加壓狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊，或者，由與上述薄板抵接的上述第I焊接電極及與該第I焊接電極相鄰且與上述薄板抵接的上述支承部，和與上述第2厚板抵接的上述第2焊接電極夾持上述被焊接部件，并且，由第2焊接電極施加加壓力，在該夾持加壓狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊。由此，通過由與薄板抵接的第2焊接電極及支承部、和與第2厚板抵接的第I焊接電極夾持被焊接部件，而且，由第I焊接電極施加加壓力，從而由第I焊接電極引起的壓カ被施加在被焊接部件的第2厚板上，由第2焊接電極引起的壓カ及由支承部引起的壓カ施加在薄板上，由位于薄板側的第2焊接電極引起的加壓カ小于由位于第2厚板側的第I焊接電極引起的加壓力。由此，在第I焊接電極與第2焊接電極之間通電時，相對地，薄板與第I厚板的接合部的電流密度增高，從薄板至第2厚板形成熔深無偏差的良好的熔核。同樣地，通過由與薄板抵接的第I焊接電極及支承部和與第2厚板抵接的第2焊接電極夾持被焊接部件，而且，由第2焊接電極施加加壓力，則由第2焊接電極引起的壓カ施加在被焊接部件的第2厚板上，由第I焊接電極引起的壓カ及由支承部引起的壓カ施加在薄板上，由位于薄板側的第I焊接電極引起的壓カ小于由位于第2厚板側的第2焊接電極引起的壓力，在第I焊接電極和第2焊接電極間通電時，相對地，薄板與第I厚板的接合部的電流密度增高，從薄板至第2厚板形成熔深無偏差的良好的熔核，提高對被焊接部件的焊接品質。此外，在使薄板、第I厚板、第2厚板的配置不同的被焊接部件相互之間，例如從下側依次為薄板、第I厚板、第2厚板層疊的3層被焊接部件，與從上側依次為薄板、第I厚板、第2厚板層疊的3層被焊接部件連續而進行點焊時，也可以縮小焊接位置的姿態變更范圍。實現上述目的的技術方案2所述的發明涉及的點焊裝置，其對將薄板、與該薄板相比剛性較大的第I厚板、第2厚板依次層疊而成的被焊接部件進行點焊，其特征在于，具有基座部；支承部，其被支撐在該基座部上；第I焊接電極，其被支撐在上述基座部上，可以通過第I加壓致動器移動至退避位置和第I加壓位置、第2加壓位置；以及第2焊接電極，其被支撐在上述基座部上，可以通過第2加壓致動器，與上述第I焊接電極相對地移動至退避位置、第I加壓位置和第2加壓位置，由上述第I加壓位置的第2焊接電極及與該第2焊接電極相鄰且與上述薄板抵接的上述支承部，和上述第I加壓位置的上述第I焊接電極夾持上述被焊接部件，并且，由第I焊接電極施加加壓力，在該夾持加壓狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊，或者，由上述第2加壓位置的第I焊接電極及與該第I焊接電極相鄰且與上述薄板抵接的上述支承部，和上述第2加壓位置的上述第2焊接電極夾持上述被焊接部件，并且，由第2焊接電極施加加壓力，在該夾持加壓狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊。 由此，通過由與薄板抵接的第I加壓位置的第2焊接電極及支承部，和與第2厚板抵接的第I加壓位置的第I焊接電極夾持被焊接部件，而且，在第I加壓位置由第I焊接電極施加加壓力，則由第I加壓位置的第I焊接電極引起的壓カ施加在被焊接部件的第2厚板上，由第2焊接電極引起的壓カ及由支承部引起的壓カ施加在薄板上，由位于薄板側的第2焊接電極引起的壓カ小于由位于第2厚板側的第I焊接電極引起的壓力。由此，在第I焊接電極和第2焊接電極間通電時，相對地，薄板與第I厚板的接合部的電流密度增高，從薄板至第2厚板形成熔深無偏差的良好的熔核。同樣地，通過由與薄板抵接的第2加壓位置的第I焊接電極及支承部，和與第I厚板抵接的第2加壓位置的第2焊接電極夾持被焊接部件，而且，由第2加壓位置的第2焊接電極施加加壓力，則由第2焊接電極引起的壓カ施加在被焊接部件的第2厚板上，由第I焊接電極引起的壓カ及由支承部引起的壓カ施加在薄板上，由位于薄板側的第I焊接電極引起的壓カ小于由位于第2厚板側的第2焊接電極引起的壓力，在第I焊接電極和第2焊接電極間通電時，相對地，薄板與第2厚板的接合部的電流密度增高，從薄板至第2厚板形成熔深無偏差的良好的熔核，提高對被焊接部件的焊接品質。實現上述目的的技術方案3所述的發明涉及的點焊裝置，其對將多片厚壁板材層疊并且將薄壁板材與上述板材層疊而成的被焊接部件進行點焊，其特征在于，具有基座部；支承部，其被支撐在該基座部上，與上述薄壁板材抵接;第I焊接電極，其通過支撐在上述基座部上的第I加壓致動器相對于上述支承部相對移動；以及第2焊接電極，其通過支撐在上述基座部上的第2加壓致動器，相對于上述支承部相對移動，在由上述支承部、上述第I焊接電極及上述第2焊接電極對上述被焊接部件進行加壓夾持的狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊。由此，通過由與薄壁板材抵接的支承部和由第I致動器而移動的第I焊接電極及由第2致動器而移動的第2焊接電極加壓夾持被焊接部件，則薄壁板材與相鄰厚壁板材的壓カ小于厚壁板材與厚壁板材的壓力，在第I焊接電極和第2焊接電極間通電時，薄壁板材與厚壁板材的接合部的電流密度增高，從薄壁板材至厚壁板材形成熔深偏差小的良好的熔核，從而提聞對被焊接部件的焊接品質。實現上述目的的技術方案4所述的發明涉及的點焊方法，其對將多片厚壁板材層疊并且將薄壁板材與上述板材層疊而成的被焊接部件進行點焊，其特征在于，在使上述薄壁板材與支撐在基座部上的支承部抵接，并且，在由第I焊接電極和第2焊接電極對上述被焊接部件進行加壓夾持的狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電，進行點焊，上述第I焊接電極通過支撐在上述基座部上的第I加壓致動器而移動，上述第2焊接電極通過支撐在上述基座部上的第2加壓致動器而移動。由此，通過由與薄壁板材抵接的支承部和由第I致動器而移動的第I焊接電極及由第2致動器而移動的第2焊接電極對被焊接部件進行加壓支持，則薄壁板材與相鄰厚壁板材的壓力小于厚壁板材與厚壁板材的壓力，在第I焊接電極和第2焊接電極間通電時，薄壁板材與厚壁板材的接合部的電流密度增高，從薄壁板材置至厚壁板材形成熔深無偏差的良好的溶核，提聞對被焊接部件的焊接品質。發明的效果根據本發明，由與薄板抵接的第2焊接電極及支承部，和與第2厚板抵接的第I焊接電極夾持被焊接部件，通過由第I焊接電極施加加壓力，從而由位于薄板側的第2焊接電極引起的加壓カ小于由位于第2厚板側的第I焊接電極引起的加壓力。由此，在第I焊接電極和第2焊接電極間通電時，從薄板至第2厚板形成熔深無偏差的良好的熔核。同樣地，通過由與薄板抵接的第I焊接電極及支承部，和與第2厚板抵接的第2焊接電極夾持被焊接部件，而且，由第2焊接電極施加加壓力，則由位于薄板側的第I焊接電極引起的壓カ小于由位于第2厚板側的第2焊接電極引起的壓力，在第I焊接電極和第2焊接電極間通電時，從薄板至第2厚板形成熔深無偏差的良好的熔核，提高相對于被焊接部件的焊接品質。
圖I是實施方式中的點焊裝置的結構圖。圖2是表示要部的圖I的II方向視圖。圖3是點焊裝置的動作說明圖。圖4是圖3的要部剖面動作說明圖。圖5是點焊裝置的動作說明圖。圖6是圖5的要部剖面動作說明圖。圖7是點焊裝置的模擬表示的動作說明圖。圖8是點焊裝置的動作說明圖。圖9是圖8的要部剖面動作說明圖。圖10是點焊裝置的動作說明圖。圖11是圖10的要部剖面動作說明圖。圖12是點焊裝置的模擬表示的動作說明圖。圖13是表示現有的點焊概要的說明圖。圖14是表示現有的點焊概要的說明圖。圖15是表示現有的點焊概要的說明圖。
具體實施例方式下面，對于本發明的實施方式，參照圖I至圖12進行說明。圖I是點焊裝置的結構圖，圖2是表示要部的圖I的II方向視圖。在該點焊裝置的說明中，為了方便，將圖I中的上方及下方稱為點焊裝置的上方及下方。在點焊裝置I的說明之前，參照圖2對于被焊接部件100進行說明。被焊接部件100由在層疊的2片厚板中的一片上層疊薄板而成的3層板組構成，例如以剛性較低的薄壁板材即薄板101、板厚大于薄板101剛性較高的厚壁板材即第I厚板102及第2厚板103的順序層疊而成。點焊裝置I如圖I及圖2所示構成為，經由均衡単元2由安裝在例如多關節型機器人等焊接機器人的手臂前端部的腕部支撐，從而通過焊接機器人可以在三維方向上移動。并且，焊接機器人使點焊裝置I依次移動至由未圖示的夾緊裝置等保持在規定位置的被焊接部件100的預先設定的各個打點位置即焊接部處，從而對被焊接部件100進行點焊。 點焊裝置I具有由裝置安裝托架4及一體地安裝在裝置安裝托架4上的焊槍托架5構成的基座部3，上述安裝托架4經由均衡単元2安裝在焊接機器人的腕部。裝置安裝托架4剖面形成為コ字狀，具有與均衡単元2連結的矩形平板狀的安裝基部4A，及從安裝基部4A兩側向下方彎折而相対的一對焊槍安裝部4B。裝置安裝托架4的各個焊槍安裝部4B彼此相対，安裝有焊槍托架5。各個焊槍托架5形成為大致T字型板狀，其一體地形成托架主體6及固定臂支撐部7，上述托架主體6安裝在焊槍安裝部4B上，以矩形板狀延伸，上述固定臂支撐部7從托架主體6向下方延伸。在相対的焊槍托架5上安裝支撐固定臂10、第I加壓致動器20、第2加壓致動器30及焊接變壓器40。固定臂10為大致L字狀，具有剖面大致コ字型的固定臂主體11及支撐部12，上述固定臂主體11的基端Ila被各個焊槍托架5的固定臂支撐部7的端部鉤掛而結合，向下方延伸，上述支撐部12從固定臂主體11的前端彎折地延伸，在支撐部12的前端部12a形成支承部13，其為具有沿上下方向延伸的中心軸心的筒狀，上端13a及下端13b的兩端從支撐部12凸出。第I加壓致動器20具有壓カ缸裝置或伺服電動機(在本實施方式中為伺服電動機12)及滾珠絲杠進給結構等構成的直動部22，通過伺服電動機21的動作，使直動部22的桿部23進行升降移動。在直動部22的桿部23的下端設置第I電極臂24，在第I電極臂24的前端，與固定臂10的支承部13的中心軸心同軸地安裝第I焊接電極25。由此，通過第I加壓致動器20的伺服電動機21的動作，第I焊接電極25的頂端25a在上升移動端的退避位置、第I加壓位置和第2加壓位置間移動，上述上升移動端的退避位置為，第I焊接電極25的頂端25a在上方與支承部13的上端13a分離，上述第I加壓位置為，頂端25a與支承部13的上端13a協同動作，夾持被焊接部件100，并且對被焊接部件100施加加壓力，上述第2加壓位置為，頂端25a貫穿支承部13內部，到達支承部13的下端13b的位置。第2加壓致動器30具有壓カ缸裝置或伺服電動機(在本實施方式中為伺服電動機31)及滾珠絲杠進給機構構成的直動部32，通過伺服電動機31的動作，使直動部32的桿部33升降移動。在直動部32的桿部33的下端設置L字型的第2電極臂34，其在直動部32的桿部33的下端具有直線狀的基部34A以及在基部34A的下端彎折形成的電極保持部34B，在第2電極臂34的電極保持部34B上安裝第2焊接電極35，其頂端35a與固定臂10的支承部13的中心軸心同軸。另外，在焊槍托架5的固定臂支撐部7上設置電極臂滑動部36，其與第2電極臂34的基部34A滑動接觸，引導第2電極臂34的移動。由此，通過第2加壓致動器30的伺服電動機31的動作，第2焊接電極35在下降移動端的退避位置、第2加壓位置和第I加壓位置間移動，上述下降移動端的退避位置為，使第2焊接電極35在下方與支承部13的下端13b分離，上述第2加壓位置為，第2焊接電極35與支承部13的下端13b及第2加壓位置的第I焊接電極25協同動作，夾持被焊接部件100，并且，對被焊接部件100施加加壓カ，上述第I加壓位置為，第2焊接電極35貫穿支承部13內部，到達支承部13的上端13a的位置，與支承部13的上端13a及第I加壓位置的第I焊接電極25協同動作，夾持被焊接部件100。作為電源的焊接變壓器40的輸出端子41經由母線43及第I電極臂24等，可通電地與第I焊接電極25連接，輸出端子42經由母線44及第2電極臂34等 ，可通電地與第2焊接電極35連接。另外，在未圖示的焊接機器人控制器RC中存儲焊接機器人的示教數據，示教數據包含用于對被焊接部件100的各個焊接打點位置依次進行點焊的動作程序，及各個焊接打點即焊接位置的點焊裝置I的位置及姿態。未圖示的焊接控制器WC中包含焊接裝置I的動作程序及第I致動器20、第2致動器30及焊接變壓器40的動作控制。 下面，說明點焊裝置I的動作。在該說明中，為了說明方便，參照圖3至圖7的動作說明圖，說明對下述的被焊接部件100進行點焊的第I焊接エ序，應點焊的被焊接部件100由從下方依次使薄板101、第I厚板102、第2厚板103層疊而成的3層板組構成，然后，參照圖8至圖12的動作說明圖，說明對下述的被焊接部件100進行點焊的第2焊接エ序，該被焊接部件100從上方依次使薄板101、第I厚板102、第2厚板103層疊的3層板組構成。在從下方依次使薄板101、第I厚板102、第2厚板103層疊而成的被焊接部件100的點焊的第I焊接エ序中，按照預先設定的動作程序，第I焊接電極25保持在上升移動端的退避位置，對第2致動器30的伺服電動機31進行旋轉控制而使第2焊接電極35移動至第I加壓位置、即第2焊接電極35的頂端35a與支承部13的上端13a相對應的位置。在該第I焊接電極25在退避位置而第2焊接電極35保持在第I加壓位置的第I焊接電極25與第2焊接電極35分離的狀態下，焊接機器人控制器RC使焊接機器人動作，按照預先設定的程序，使點焊裝置I移動至被焊接部件100的打點位置，如圖3所示，使設置在固定臂10上的支承部13的上端13a及第2焊接電極35的頂端35a位于被焊接部件100的下表面，即從下方與薄板101抵接的狀態。在該點焊裝置I位于焊接位置的狀態下，如圖4所示，第2焊接電極35的前端35a及與第2焊接電極35的前端35a接近且為環狀的支承部13的上端13a與被焊接部件100的薄板101的下表面接觸，另ー方面，第I焊接電極25的前端25a與第2厚板103具有間隙地相對。然后，如圖5至圖7所示，在支承部13的上端13a及第2焊接電極35的頂端35a與被焊接部件100的薄板101抵接的狀態下，通過第I加壓致動器20的伺服電動機21的動作，使第I焊接電極25從退避位置移動至第I加壓位置，與第2厚板103壓接，在第2焊接電極35的頂端35a和第I焊接電極25的頂端25a之間夾持被焊接部件100的焊接部，并且施加加壓力。在第2焊接電極35的頂端35a及支承部13與該被焊接部件100的薄板101抵接的狀態下，通過第I焊接電極25對第2厚板103施加加壓力，在該狀態下，如圖7模擬地表示的動作說明圖所示，由第I加壓致動器20施加的壓カ經由第I電極臂24等，從第I焊接電極25從上方向第2厚板103施加，并且，經由基座部3及第2電極臂34等，從第2焊接電極35從下方施加在薄板101上，并且，與第2焊接電極35相鄰地，經由固定臂10，從支承部13對薄板101從下方施加加壓力。在這種情況下，由第I加壓致動器20引起的加壓カ經由第I電極臂24等作用在第I焊接電極25上，并且，經由基座部3及第2電極臂34作用在第2焊接電極35上，并且，經由固定臂10作用在支承部13上，作用在第2厚板103上的由第I焊接電極25引起的加壓カFU，與作用在薄板101上的由第2焊接電極35引起的加壓カFL及由支承部13引起的カロ壓カF α的總和相等(FU = FL+F α )
由此，被焊接部件100通過從上方作用在第2厚板103側的來自第I焊接電極25的加壓カFU，從下方作用在薄板101側的來自的2焊接電極35的加壓カFL、及來自支承部13的加壓カFa，以穩定的狀態被夾持保持。另ー方面，對于被焊接部件100的焊接部，從第I焊接電極25向第2厚板103施加加壓カFU，在薄板101上從第2焊接電極35施加加壓カFL，并且，從支承部13施加加壓力Fa，作為從第2焊接電極35作用在薄板101上的加壓カFL，施加從由第I焊接電極25引起的加壓カFU減去由支承部13引起的加壓カFa之后的大小的壓カ(FL = FU-F a )。通過使位于該薄板101側的第2焊接電極35的加壓カFL小于位于第2厚板103側的第I焊接電極25的加壓カFU(FL < FU)，從而薄板101與第I厚板102的接合部處的接觸壓カ小于第I厚板102與第2厚板103間的焊接部的接觸壓力，相對地，薄板101與第I厚板102間的接觸電阻増大，并且第I厚板102與第2厚板103間的接觸電阻減小。在這里，假設不通過固定臂10設置支承部13，如果在第2焊接電極35與被焊接部件100的薄板101抵接的狀態下，通過第I加壓致動器20的動作，使第I焊接電極25壓接到第2厚板103上，在第2焊接電極35與第I焊接電極25之間夾持被焊接部件100的焊接部，并且施加加壓力，則第I致動器20的加壓力作用在第I焊接電極25上，并經由第2電極臂34等，等同地作用在第2焊接電極35上，通過第I焊接電極25施加在第2厚板103上的加壓カFU和通過第2焊接電極35施加在薄板101上的加壓カFL相等。然后，由第I焊接電極25和第2焊接電極35及支承部13夾持被焊接部件100并對其加壓，在使位于薄板101側的第2焊接電極35的加壓カFL小于位于第2厚板103側的第I焊接電極25的加壓カFU的狀態下，從焊接變壓器40在第I焊接電極25與第2焊接電極35之間通電規定時間而進行焊接。在該第I焊接電極25和第2焊接電極35間通電吋，相對地，薄板101與第I厚板102間的接合部處的接觸電阻較大，電流密度增高，并且，第I厚板102與第2厚板103間的接觸電阻保持得較小。由此，薄板101與第I厚板102的接合部處的發熱量相對于第I厚板102與第2厚板103的接合部處的發熱量相對地增加，從薄板101至第2厚板103形成電流密度無偏差的良好的熔核，從而可以確保薄板101的焊接強度。在該焊接完成后，通過第I加壓致動器20的動作，使第I焊接電極25從第I加壓位置移動至退避位置，從而將由第I焊接電極25與第2焊接電極35及支承部13對被焊接部件100的夾持松開。下面，參照圖8至圖12的動作說明圖，說明對由從上部依次將薄板101、第I厚板102、第2厚板103層疊而成的3層板組構成的被焊接部件100進行點焊的第2焊接エ序。在對從上方依次將薄板101、第I厚板102、第2厚板103層疊而成的被焊接部件100進行點焊時，按照預先設定的動作程序，第2焊接電極35被保持在下降移動端的退避位置，旋轉控制第I致動器20的伺服電動機21，使第I焊接電極25移動至第2加壓位置，即第I焊接電極25的頂端25a與支承部13的下端13b相對應的位置。在該第2焊接電極35處于退避位置而第I焊接電極25被保持在第2加壓位置 ，第I焊接電極25與第2焊接電極35分離的狀態下，使焊接機器人動作，按照預先設定的程序，使點焊裝置I移動至被焊接部件100的打點位置，如圖8所示，使設置在固定臂10上的支承部13的下端13b及第I焊接電極25的頂端25a位于被焊接部件100的上表面，即從上方與即薄板101抵接的狀態。在該點焊裝置I被定位于焊接位置的狀態下，如圖9所示，第I焊接電極25的前端25a及與第I焊接電極25的前端25a接近且為環狀的支承部13的下端13b與被焊接部件100的薄板101的上表面接觸，另ー方面，第2焊接電極25的前端35a與第2厚板103有間隙地相對。然后，如圖10及圖11所示，在支承部13的下端13b及第I焊接電極25與被焊接部件100的薄板101抵接的狀態下，通過第2加壓致動器30的伺服電動機31的動作，使第2焊接電極35從退避位置向第2加壓位置方向移動，使其壓接在第2厚板103上，在第I焊接電極25的頂端25a與第2焊接電極35的頂端35a之間夾持被焊接部件100的焊接部，并且施加加壓力。由此，在第I焊接電極25的頂端25a及支承部13的下端13b與被焊接部件100的薄板101抵接的狀態下，由第2焊接電極35向第2厚板103施加加壓力，在該狀態下，如圖12模擬表示的動作說明圖所示，由第2加壓致動器30引起的壓カ經由第2電極臂34等，從第2焊接電極35從下方向第2厚板103施加，并且，經由基座部3及第I電極臂24等，從第I焊接電極25從上方向薄板101施加，并且，與第I焊接電極25相鄰且經由固定臂10，從支承部13向薄板101從上方施加加壓力。在這種情況下，由第2加壓致動器30引起的加壓カ經由第2電極臂34等作用在第2焊接電極35上，而且，經由基座部3及第I電極臂24作用在第I焊接電極25上，并且，經由固定臂10作用在支承部13上，作用在第2厚板103上的由第2焊接電極35引起的加壓カFL，與作用在薄板101上的由第I焊接電極25引起的加壓カFU、及由支承部13引起的加壓カF α的總和相等(FL = FU+F α )。由此，被焊接部件100由從下方作用在第2厚板103側的來自第2焊接電極35的加壓カFL，和從上方作用在薄板101側的來自第I焊接電極25的加壓カFU及來自支承部13的加壓カFa，以穩定的狀態夾持保持。另ー方面，在被焊接部件100的焊接部上，從第2焊接部件35向第2厚板103施加加壓カFL，從第I焊接電極25向薄板101施加加壓カFU，作為加壓力FU，為從由第2焊接電極35引起的加壓カFL減去由支承部13引起的Fa的大小(FU = FL-F a )。
通過使位于該薄板101側的第I焊接電極25的加壓カFU小于位于第2厚板103側的第2焊接電極35的加壓カFL(FU < FL)，從而薄板101與第I厚板102的接合部處的接觸壓カ小于第I厚板102與第2厚板103間的焊接部處的接觸壓力，相對地，薄板101與第I厚板102間的接觸電阻増大，并且，第I厚板102與第2厚板103間的接觸電阻減小。然后，在由第2焊接電極35和第I焊接電極25及支承部13夾持被焊接部件100并施加加壓力，且使位于薄板101側的第I焊接電極25的加壓カFU小于位于第2厚板103偵_第2焊接電極35的加壓カFL的狀態下，從焊接變壓器40在第I焊接電極25和第2焊接電極35間通電規定時間而進行焊接。在該第I焊接電極25和第2焊接電極35間通電時，相對地，薄板101與第I厚板102間的接合部處的接觸電阻較大，電流密度增高，并且，第I厚板102與第2厚板103間的接觸電阻保持得較小。由此，薄板101與第I厚板102的接合部處的發熱量相對于第I厚板102與第2厚板103的接合部處的發熱量相對地增加，從薄板101至第2厚板103形成電流密度無偏差的良好的熔核，可以確保薄板101的焊接強度。該焊接完成后，通過第2加壓致動器30的動作，使第2焊接電極35從第2加壓位 置移動至退避位置，將和第2焊接電極35由第I焊接電極25及支承部13對被焊接部件100的夾持松開。然后，使焊接機器人動作，使點焊裝置I從被焊接部件100的打點位置退避，移動至下一個被焊接部件100的打點位置。根據按照這種方式構成的本實施方式，被焊接部件100由剛性較低的薄板101、與該薄板101相比剛性較高的第I厚板102、第2厚板103層疊而成的3層板組構成，對該被焊接部件100進行點焊的點焊裝置I具有支承部13，其經由固定臂10設置在基座部3上；第I焊接電極25，其通過第I加壓致動器20而可以在退避位置、第I加壓位置、第2加壓位置間移動；以及第2焊接電極35，其通過第2加壓致動器30而可以在退避位置、第2加壓位置、第I加壓位置間移動，由第I加壓位置的第2焊接電極35及支承部13，和與第2焊接電極35相対的第I加壓位置的第I焊接電極25夾持被焊接部件100，并且，通過由第2焊接電極35在薄板101上施加加壓カFL，并且，由支承部13施加加壓カFa，由第I焊接電極25在第2厚板103上施加加壓カFU，可以控制使得薄板101與第I厚板102間的接觸壓カ小于第I厚板102與第2厚板103的接觸壓力，在第I焊接電極25和第2焊接電極35間通電時，薄板101與第I厚板102的接合部的電流密度相對于第I厚板102與第2厚板103的接合部的電流密度，相對地增高，所以從薄板101至第2厚板103形成熔深較大且無偏差的良好的熔核，從而可以確保薄板101的焊接強度。同樣地，通過由第2加壓位置的第I焊接電極25及支承部13和第2加壓位置的第2焊接電極35夾持被焊接部件100，并且，在薄板101上由第I焊接電極25施加加壓カFU，并且，由支承部13施加加壓カF α，在第2厚板103上由第2焊接電極35施加加壓カFL，可以控制薄板101與第I厚板102間的接觸壓力，使其小于第I厚板102與第2厚板103的接觸壓力，在第I焊接電極25和第2焊接電極35間通電時，從薄板101至第2厚板103形成熔深較大且無偏差的良好的熔核，從而可以確保薄板101的焊接強度，獲得穩定的焊接品質。由此，在對薄板101、第I厚板
102、第2厚板103的配置不同的被焊接部件100相互間，例如，從下方依次使薄板101、第I厚板102、第2厚板103層疊而成的3層被焊接部件100，和從上方依次使薄板101、第I厚板102、第2厚板103層疊而成的3層被焊接部件100連續地進行點焊時，也可以縮小焊接裝置I的姿態變更范圍。此外，本發明并不限定于上述實施方式，可以在不脫離發明主g的范圍內進行各種變更。例如，作為第I加壓致動器20及第2加壓致動器30使用伺服電動機21、31，但也可以使用氣缸，作為直動部22、32使用滾珠絲杠進給該機構，但也可以由其他的齒輪機構等構成。另外，作為支承部13，形成為具有上端13a及下端13b的筒狀，但對應于被焊接部件100的形狀等，也可以變更為半筒狀、或從固定臂10的支撐部12凸出的半圓弧狀的突起
狀等。 另外，被焊接部件100不限定于3層，只要是使剛性不同的厚板與薄板層疊的結構即可，也可以是層疊大于或等于4片的結構。
權利要求
1.一種點焊裝置，其對將薄板、與該薄板相比剛性較大的第I厚板、第2厚板依次層疊而成的被焊接部件進行點焊，其特征在于，具有 基座部； 支承部，其被支撐在該基座部上；以及 第I焊接電極及第2焊接電扱，它們被支撐在該基座部上，彼此相對地在接觸/分離方向上移動， 由與上述薄板抵接的上述第2焊接電極及與該第2焊接電極相鄰且與上述薄板抵接的上述支承部，和與上述第2厚板抵接的上述第I焊接電極夾持上述被焊接部件，并且，由第I焊接電極施加加壓力，在該夾持加壓狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊，或者， 由與上述薄板抵接的上述第I焊接電極及與該第I焊接電極相鄰且與上述薄板抵接的上述支承部，和與上述第2厚板抵接的上述第2焊接電極夾持上述被焊接部件，并且，由第2焊接電極施加加壓力，在該夾持加壓狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊。
2.一種點焊裝置，其對將薄板、與該薄板相比剛性較大的第I厚板、第2厚板依次層疊而成的被焊接部件進行點焊，其特征在于，具有 基座部； 支承部，其被支撐在該基座部上； 第I焊接電極，其被支撐在上述基座部上，可以通過第I加壓致動器移動至退避位置和第I加壓位置、第2加壓位置；以及 第2焊接電極，其被支撐在上述基座部上，可以通過第2加壓致動器，與上述第I焊接電極相對地移動至退避位置、第I加壓位置和第2加壓位置， 由上述第I加壓位置的第2焊接電極及與該第2焊接電極相鄰且與上述薄板抵接的上述支承部，和上述第I加壓位置的上述第I焊接電極夾持上述被焊接部件，并且，由第I焊接電極施加加壓カ，在該夾持加壓狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊，或者， 由上述第2加壓位置的第I焊接電極及與該第I焊接電極相鄰且與上述薄板抵接的上述支承部，和上述第2加壓位置的上述第2焊接電極夾持上述被焊接部件，并且，由第2焊接電極施加加壓カ，在該夾持加壓狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊。
3.一種點焊裝置，其對將多片厚壁板材層疊并且將薄壁板材與上述板材層疊而成的被焊接部件進行點焊，其特征在于，具有 基座部； 支承部，其被支撐在該基座部上，與上述薄壁板材抵接； 第I焊接電極，其通過支撐在上述基座部上的第I加壓致動器相對于上述支承部相對移動；以及 第2焊接電極，其通過支撐在上述基座部上的第2加壓致動器，相對于上述支承部相對移動， 在由上述支承部、上述第I焊接電極及上述第2焊接電極對上述被焊接部件進行加壓夾持的狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電而進行點焊。
4.一種點焊方法，其對將多片厚壁板材層疊并且將薄壁板材與上述板材層疊而成的被焊接部件進行點焊，其特征在干， 在使上述薄壁板材與支撐在基座部上的支承部抵接，并且，在由第I焊接電極和第2焊接電極對上述被焊接部件進行加壓夾持的狀態下，在上述第I焊接電極和第2焊接電極間通電，進行點焊，上述第I焊接電極通過支撐在上述基座部上的第I加壓致動器而移動，上述第2焊接電極通過支撐在上述基座部上的第2加壓致動器而移動。
全文摘要
本發明提供一種點焊裝置，其在對使厚板與薄板層疊而成的被焊接體進行點焊時可以得到穩定的焊接品質。由與薄板(101)側抵接的第2焊接電極(35)及支承部(13)和與第2厚板(103)抵接的第1焊接電極(25)夾持被焊接部件(100)，通過由第1焊接電極(25)施加加壓力，在第1焊接電極(25)和第2焊接電極(35)間通電，從而從薄板(101)至第2厚板(103)形成良好的熔核。同樣地，由與薄板(101)抵接的第1焊接電極(25)及支承部(13)和與第2厚板抵接的第2焊接電極夾持被焊接部件，通過由第2焊接電極施加加壓力，從薄板至第2厚板形成良好的熔核，從而提高對被焊接部件的焊接品質。
文檔編號B23K11/31GK102689088SQ20121007633
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月21日 優先權日2011年3月24日
發明者坂本登 申請人:富士重工業株式會社