JP6544822B2 - 片側スポット溶接装置及び片側スポット溶接方法 - Google Patents

Description

本発明は、被溶接ワークの一方の面に溶接電極を押し当て、この溶接電極に対峙する位置とは異なる位置にアース電極を押し当ててスポット溶接を行う片側スポット溶接装置及び片側スポット溶接方法に関する。

従来、重畳された複数枚の板材からなる被溶接ワークを溶接電極とアース電極とで挟持し、加圧力を与えながら板厚方向に電流を流して接合するダイレクトスポット溶接が知られている。又、自動車のボディ（車体）等のように、プレス成型した複数枚のパネルを重畳させて被溶接ワークを形成するものでは、車両のデザインや機能上の理由から、溶接電極とアース電極とで被溶接ワークを挟み込むことが困難な部位が形成されているものが多い。このような場合は、溶接電極を、予め設定されている打点位置に押し当る一方、アース電極を溶接電極とは異なる位置に押し当てて接合する片側スポット溶接が多く採用される。

例えば、特許文献１（特開２０１２−７６１４４号公報）には、被溶接ワークの背面に押し当てるアース電極を、軸部に対して揺動自在に支持させると共に、この軸部をロボットアームの先端に設けたシリンダユニットに連設させた技術が開示されている。

この文献に開示されている技術では、アース電極が軸部に揺動自在に支持されているため、シリンダユニットを突出動作させてアース電極をワークに押し当てると、ワークの表面形状に倣ってアース電極が傾斜し、常に正しい姿勢でアース電極をワークに当接させることができる。

特開２０１２−７６１４４号公報

しかし、自動車車体等のように複雑な形状に曲げ形成され、或いは段差が形成されているワークでは、アース電極をワーク表面に正しく押し当てることが困難となり、電気抵抗が増加し、或いは接触不良が生じてしまう不都合がある。そのため、アース電極をワーク形状に応じて最適なアースポイントへ移動させるシフト機構が必要となり、設備費が嵩んでしまう不都合がある。

又、アース電極を銅線で編んだ銅網線とすれば、ワーク表面に押し当てた際に、アース電極をワーク表面の形状に倣って変形自在にさせることができる。しかし、銅網線は連続的な使用により、へたりが生じ易く、ワーク形状に沿って常に良好な変形性を確保するためには、アース電極の交換サイクルを短時間化しなければならず、ランニングコストが高くなる不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、アース電極を最適なスポットポイントへ移動させるシフト機構を不要とし、又、アース電極をワークの表面形状に倣って変形させても、へたりが生じ難く、交換サイクルを長期間化することが可能で、ランニングコストの低減を図ることができ、アース電極とワーク表面との間の抵抗値を常に適正な値に設定することのできる片側スポット溶接装置及び片側スポット溶接方法を提供することを目的とする。

本発明の第１は、複数の板材を重畳して成る被溶接ワークに設定されている溶接部位に対して溶接電極を押し当て、又該溶接部位とは異なる位置にアース電極体を押し当てて、前記溶接部位をスポット溶接する片側スポット溶接装置において、前記アース電極体に流体を注入するアース電極加圧ユニットを有し、前記アース電極体が、前記アース電極加圧ユニットから注入される流体によって膨出自在な膨出部材と、前記膨出部材の外表面に被覆され、前記膨出部材の膨出に追従して前記被溶接ワークに圧接される変形自在なアース電極部材とを備える。

本発明の第２は、複数の板材を重畳して成る被溶接ワークに設定されている溶接部位に対して溶接電極を押し当て、又該溶接部位とは異なる位置にアース電極体を押し当てて、前記溶接部位をスポット溶接する片側スポット溶接方法において、前記アース電極体に設けた膨出部材に流体を注入して該膨出部材を膨出させて、該膨出部材の外周に被覆したアース電極部材を前記被溶接ワークに圧接させる第１工程と、前記膨出部材の膨出により前記アース電極部材を前記被溶接ワークに圧接させる際の前記流体の圧力が予め設定した加圧下限値を超えた後、スポット溶接作業を開始させる第２工程とを備える。

本発明の第３は、複数の板材を重畳して成る被溶接ワークに設定されている溶接部位に対して溶接電極を押し当て、又該溶接部位とは異なる位置にアース電極体を押し当てて、前記溶接部位をスポット溶接する片側スポット溶接方法において、前記アース電極体に設けた膨出部材に注入する流体の目標圧を、前記被溶接ワークの前記溶接電極が接触する打点位置と前記アース電極の接触位置との通電距離に基づいて求める第３工程と、前記アース電極体に設けた膨出部材に流体を注入して該膨出部材を膨出させて、該膨出部材の外表面に被覆したアース電極部材を前記被溶接ワークに圧接させる第４工程と、前記膨出部材に注入する流体圧が前記目標圧に達した後、スポット溶接作業を開始させる第５工程とを備える。

本発明によれば、被溶接ワークに押し当てるアース電極体を、アース電極加圧ユニットから注入される流体によって膨出自在な膨出部材と、この膨出部材の外表面に被覆されて膨出部材の膨出に追従して被溶接ワークに圧接させる変形自在なアース電極部材とで構成したので、膨出部材を膨出させてアース電極部材を被溶接ワークに圧接させた際には、このアース電極部材が被溶接ワークの表面形状に倣って変形するため、最適なアースポイントへ移動させるシフト機構が不要となり、設備費を軽減することができる。

又、膨出部材はアース電極加圧ユニットから注入される流体によって膨出されるため、経年的なへたりが生じ難く、従って、アース電極体の交換サイクルを長期間化でき、ランニングコストの低減を図ることができる。更に、膨出部材を膨出させる流体の圧力を調整することで、アース電極部材を被溶接ワークに圧接する際の圧力を可変設定することができるため、アース電極部材と被溶接ワーク表面との間の抵抗値を常に適正な値に設定することができる。

第１実施形態による車体集成ラインの溶接工程に設けた片側スポット溶接装置の概略平面図 同、片側スポット溶接装置に設けたアース電極加圧ユニットの概略構成図 同、アース電極接触体の断面平面図 同、（ａ）は減圧時のアース電極接触体の断面図、（ｂ）は加圧時のアース電極接触体の断面図 同、アース電極圧力制御系の構成図 同、アース電極圧力設定ルーチンを示すフローチャート 同、アース電極網を車両ボディに圧接させる流体圧とその接触面の抵抗値との関係を示す特性図 第２実施形態による片側スポット溶接装置に設けたアース電極加圧ユニットの概略構成図 同、アース電極圧力設定ルーチンを示すフローチャート

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１〜図７に本発明の第１実施形態を示す。図１には車体組立ラインの中途に設けたボディ集成ライン１が示されている。ボディ集成ライン１では、所定にプレス成型された複数の板材（パネル）を重畳して構成された被溶接ワークとしての車両ボディＷを、主にスポット溶接により接合するものである。このボディ集成ライン１に、前後の作業ラインに延在されているチェーンコンベヤ等の搬送コンベヤ２が貫通されており、この搬送コンベヤ２上に、車両ボディＷが載置されている。

又、このボディ集成ライン１の両側に一対のラインブロック３が対向配設されている。このラインブロック３は、ボディ集成ライン１の移動方向に沿って配設されており、図２に示すように、対向面の上部には、所定深さの位置に段部３ａが形成されている。

更に、このボディ集成ライン１に、片側スポット溶接装置１１が配設されている。この片側スポット溶接装置１１は、溶接電極１２とアース電極体１３とアース電極加圧ユニット１４とを備えている。

溶接電極１２は、ボディ集成ライン１の両側に設置されている各溶接ロボット５のロボットアーム５ａ先端に取付けられている。又、ラインブロック３形成されている段部３ａの内壁と車両ボディＷの対向面との間に所定間隔が設けられ、この段部３ａにアース電極体１３が配設されている尚、図においては、一対のアース電極体１３が左右のラインブロック３に対向配設されているが、何れか一方に１つのみ配設され、或いは、図１に破線で示すように、３個以上配設されていても良い。但し、本実施形態においては、アース電極体１３が左右一対配設されているものとして説明する。

図１、図２に示すように、アース電極体１３に対峙する段部３ａの内表面には、セラミック等、電気絶縁性、耐熱性を有する材料を用いて形成した支持部材４が敷設されている。図３に示すように、このアース電極体１３は、膨出部材としての加圧バッグ１３ａと、この加圧バッグ１３ａの外表面に被覆したアース電極部材としてのアース電極網１３ｂとを有している。

加圧バッグ１３ａは、シリコンゴム等、高い伸縮性、耐熱性を有する材料を用いて、密閉性を保持した状態で形成されている。又、アース電極網１３ｂは銅線、アルミ線等、高い導電性を有する線材を編み組して網状に形成されており、加圧バッグ１３ａに被覆された状態では、この加圧バッグ１３ａの伸縮に対応して変形自在にされる。

又、図２に示すように、アース電極加圧ユニット１４は、貯留槽１５に貯留されている水、オイル等の流体を加圧バッグ１３ａに注入することで、車両ボディＷに対するアース電極網１３ｂの押付圧を制御するものである。この各加圧バッグ１３ａに、後述する各分岐通路１９ａとドレーン通路２０ａとがそれぞれ接続されている。更に、アース電極網１３ｂにアース線１３ｃが接続されており、このアース電極網１３ｂと溶接電極１２とを車両ボディＷに接触させることで溶接通電経路が形成される。

以下、アース電極加圧ユニット１４の構成について具体的に説明する。水等の流体が貯留されている貯留槽１５に、電動ポンプ１６の吸入ポート側が吸入通路１７ａを介して臨まされ、又、この電動ポンプ１６の吐出側に連通する送給通路１７ｂが電磁切換バルブ１８を介して圧力供給通路１９に連通されている。

この電磁切換バルブ１８は、圧力供給通路１９に対して、送給通路１７ｂと貯留槽１５に臨まされているドレーン通路２０ａとを選択的に連通させるもので、後述する電極圧力制御ユニット３１からの駆動信号によりＯＮ／ＯＦＦ動作される。尚、図２には、ＯＦＦ状態の電磁切換バルブ１８が示されており、この状態では圧力供給通路１９がドレーン通路２０ａに連通されている。一方、電磁切換バルブ１８がＯＮ動作すると、送給通路１７ｂと圧力供給通路１９とが連通される。

又、この圧力供給通路１９に、アース電極体１３に設けた各加圧バッグ１３ａが、各分岐通路１９ａを介して連通されている。更に、この各加圧バッグ１３ａに、リリーフ通路２０ｂの上流側がそれぞれ連通されており、各リリーフ通路２０ｂの下流側は集合されて貯留槽１５に臨まされている。更に、各リリーフ通路２０ｂに、流体圧Ｐが予め設定されているリリーフ圧Ｐｒ（図７参照）を超えた際に、強制的にドレーンさせるリリーフバルブ２１が介装されている。又、この圧力供給通路１９に圧力センサ２２が臨まされている。この圧力センサ２２を代表とする情報入力手段２３で検出したパラメータは、電極圧力制御ユニット３１にて読込まれる。

この電極圧力制御ユニット３１は、周知のマイクロコンピュータを主体に構成されており、図５に示すように、入力側に情報入力手段２３、操作盤２４が接続されており、又、出力側に電動ポンプ１６、電磁切換バルブ１８、及び表示盤２５が接続されている。更に、溶接ロボット５を制御するロボット制御ユニット３６に対して双方向通信可能に接続されている。

操作盤２４には片側スポット溶接装置１１をＯＮ／ＯＦＦ動作させる電源スイッチ等か配設されている。又、表示盤２５には車両ボディＷの種別を示す車体番号等を表示する表示部、アース電極体１３に供給する流体圧が設定圧に達したとき点灯し、或いは点灯色が赤から緑に変化する等して、流体の加圧状態を示すランプ等が配設されている。尚、情報入力手段２３には、圧力センサ２２以外に、車両ボディＷがボディ集成ライン１に搬入されて定位置で停止した状態を検出する光電管センサ等からなる位置検知手段等が含まれる。

電極圧力制御ユニット３１は、車両ボディＷがボディ集成ライン１に搬入されて定位置で停止すると、先ず、アース電極体１３の加圧バッグ１３ａに流体を注入して膨出させ、外表面に被覆されているアース電極網１３ｂを車両ボディＷに押し当て、その後、溶接ロボット５によるスポット溶接を開始する。

電極圧力制御ユニット３１で実行されるアース電極網１３ｂを車両ボディＷに押し当てる制御動作は、具体的には、図６に示すアース電極圧力設定ルーチンに従って行われる。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、位置検知手段からの位置検知信号等に基づき、車両ボディＷがボディ集成ライン１に搬入されて定位置で停止されるまで待機する。そして、車両ボディＷがボディ集成ライン１に定位置で停止された状態が検知されると、ステップＳ２へ進み、電動ポンプ１６をＯＮ動作させた後、ステップＳ３で、電磁切換バルブ１８をＯＮ動作させる。

すると、電動ポンプ１６の駆動により貯留槽１５に貯留されている水、オイル等の流体が吸引され、又、電磁切換バルブ１８のＯＮ動作により電動ポンプ１６の吐出側に接続されている送給通路１７ｂと圧力供給通路１９とが連通される。その結果、電動ポンプ１６により吸い上げられた流体が、電磁切換バルブ１８を経て圧力供給通路１９に流入され、各分岐通路１９ａを介して、アース電極体１３の加圧バッグ１３ａに供給される。尚、このステップＳ３での処理が、本発明の第１工程に対応している。

アース電極体１３はボディ集成ライン１の両側に配設されているラインブロック３の段部３ａと車両ボディＷとの間に配設されており、加圧バッグ１３ａに流体が供給されると、図４（ａ）に示す収縮した状態から次第に膨出する。すると、同図（ｂ）に示すように、アース電極体１３がラインブロック３に固定されている支持部材４に押し付けられ、その反力で車両ボディＷを押圧し、外表面に被覆されているアース電極網１３ｂが車両ボディＷに圧接される。アース電極体１３は変形自在であるため、車両ボディＷのアースポイント（アース電極体１３が接触する位置）が曲面を有しており、或いは段差が形成されていても、膨出した際には、車両ボディＷの表面形状に倣って変形するため、接触不良、或いは接触面積不足が生じることはない。

次いで、ステップＳ４へ進み、圧力センサ２２で検出した圧力供給通路１９に供給された流体圧Ｐを検出して、予め設定した加圧下限値Ｐ０と比較する。そして、流体圧Ｐが予め設定した加圧下限値Ｐ０以上となるまで待機し、Ｐ０≧Ｐとなった場合、ステップＳ５へ進む。

図７に示すように、例えば、車両ボディＷが第１被溶接パネルＷ１と第２被溶接パネルＷ２との２枚を接合して構成され、第１被溶接パネルＷ１の溶接部位である打点位置に溶接電極１２の先端が押し付けられ、第２被溶接パネルＷ２にアース電極体１３のアース電極網１３ｂが押し当てられている場合、両被溶接パネルＷ１，Ｗ２間の接合部を適正に溶接するには、この接合部の抵抗値Ｒ０に比し、溶接電極１２と第１被溶接パネルＷ１との間の接触面の抵抗値Ｒ１、及び第２被溶接パネルＷ２とアース電極体１３に設けたアース電極網１３ｂとの間の接触面の抵抗値Ｒ２を低い値に調整する必要がある。

ここで、抵抗値Ｒ１は溶接電極１２の第１被溶接パネルＷ１に対する加圧力で容易に調整することができる。一方、抵抗値Ｒ２はアース電極網１３ｂの第２被溶接パネルＷ２に対する押付力で調整する。図７に示す特性値は、加圧バッグ１３ａに印加される流体圧Ｐと抵抗値Ｒ２の変化を示すものであり、加圧バッグ１３ａに印加される流体圧Ｐが増加するに従い抵抗値Ｒ２が反比例曲線的に低下する。

従って、本実施形態では抵抗値Ｒ２が抵抗値Ｒ０と等しくなる流体圧Ｐをシミュレーション等から求め、これを、加圧下限値Ｐ０として設定する。尚、流体圧Ｐがリリーフ圧Ｐｒを超えた場合、リリーフバルブ２１が開弁し、余剰の流体がリリーフ通路２０ｂを通り、貯留槽１５に還元されて調圧される。従って、後述する溶接ロボット５による溶接作業は、流体圧Ｐが加圧下限値Ｐ０とリリーフ圧Ｐｒとの間にある状態で行われる。その後、ステップＳ５へ進み、ロボット制御ユニット３６に対して、溶接作業開始信号を送信し、溶接作業を開始させる。尚、このステップＳ４，Ｓ５での処理が、本発明の第２工程に対応している。

すると、待機位置で待機している各溶接ロボット５のロボットアーム５ａが稼動し、先端に取付けられている溶接電極１２を予め設定されている車両ボディＷの打点位置に所定加圧力で押し当てて、スポット溶接作業を開始する。次いで、ステップＳ６へ進み、全ての溶接ロボット５による溶接作業が終了したか否かを調べる。溶接作業が終了したか否かは、例えば、ロボット制御ユニット３６からの溶接終了信号に基づいて判定する。

そして、溶接作業が終了していない場合は、ステップＳ５へ戻り、溶接作業を継続させる。一方、全ての溶接ロボット５によるスポット溶接が所定に終了した場合は、ステップＳ７へ進み、電磁切換バルブ１８をＯＦＦ動作させ、続く、ステップＳ８で電動ポンプ１６をＯＦＦ動作させて、ルーチンを終了させる。尚、各溶接ロボット５は溶接作業が終了すると、ロボットアーム５ａを予め設定されている待機位置に戻し、次の溶接作業に備える。

又、電磁切換バルブ１８がＯＦＦ動作すると、圧力供給通路１９の上流側がドレーン通路２０ａに連通されるため、加圧バッグ１３ａ内の流体は、この加圧バッグ１３ａの収縮圧にて圧力供給通路１９を逆流し、ドレーン通路２０ａを経て貯留槽１５に還元される。すると、アース電極体１３は、図４（ｂ）に示す支持部材４と車両ボディＷとを押圧している状態から収縮されて、同図（ａ）に示すように、支持部材４と車両ボディＷから離間される。尚、この場合、アース電極体１３は支持部材４側を固定し、車両ボディＷ側からのみ離間させるようにしても良い。

このように、本実施形態では、アース電極体１３を、伸縮性を有する加圧バッグ１３ａと、その外表面を被覆するアース電極網１３ｂとで構成し、この加圧バッグ１３ａに流体を供給して膨出させることで、アース電極網１３ｂを車両ボディＷに圧接させるようにし、しかも、このアース電極体１３が車両ボディＷの表面形状に倣って変形自在にされているため、アース電極を機種毎の最適なアースポイントへいちいち移動させる必要がない。その結果、従来のようなシフト機構が不要となり、設備費を軽減させることができる。

更に、加圧バッグ１３ａに流体を供給することで、アース電極体１３を膨出させるようにしたので、アース電極加圧ユニット１４を断続的に長期間稼動させても、アース電極体１３にへたりが生じ難く、交換サイクルの長期間化が可能となり、ランニングコストの低減を図ることができると共に、高い信頼性を得ることができる。

又、加圧バッグ１３ａに供給する流体圧Ｐを調整することで、アース電極網１３ｂと車両ボディＷとの間の抵抗値Ｒ２を、常に適正な範囲に保持させることができる。又、スポット溶接作業時は加圧バッグ１３ａに、水、オイル等の流体が常時供給され、流体圧Ｐがリリーフ圧Ｐｒを超えることで、循環されるため、この流体によってアース電極網１３ｂを冷却して加熱を抑制することができるため、アース電極体１３の耐久性を高めることができる。

［第２実施形態］
図８、図９に本発明の第２実施形態を示す。上述した第１実施形態では、溶接作業時のアース電極体１３に設けた加圧バッグ１３ａに供給する流体圧Ｐは、Ｐ０≦Ｐ≦Ｐｒの範囲に調圧されているが、本実施形態では、流体圧Ｐの目標圧Ｐｓを設定し、流体圧Ｐを目標圧Ｐｓ±αの範囲に納めた状態で、スポット溶接を行うようにしたものである。尚、第１実施形態と同一構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、図８に示すように、第１実施例の電磁切換バルブ１８に代えて可変ソレノイドバルブ４１が介装されている。この可変ソレノイドバルブ４１は送給通路１７ｂから送給される流体の一部を、ドレーン通路２０ａを介して貯留槽１５へ還元させることで、圧力供給通路１９へ供給する流体圧Ｐを制御するものである。尚、この可変ソレノイドバルブ４１がＯＦＦのときは、圧力供給通路１９とドレーン通路２０ａとが連通される。

又、この可変ソレノイドバルブ４１と電動ポンプ１６とを連通する送給通路１７ｂには、上流側から、逆止弁４２、及びアキュムレータ４３が設けられている。逆止弁４２はアキュムレータ４３から電動ポンプ１６側へ流体が逆流することを防止するものである。又、アキュムレータ４３は電動ポンプ１６から送給される流体を蓄圧し、可変ソレノイドバルブ４１へ供給する流体の大きな圧力変動を抑制するものである。尚、可変ソレノイドバルブ４１は電極圧力制御ユニット３１（図ご参照）からの駆動信号によって動作される。

次に、電極圧力制御ユニット３１で実行されるアース電極網１３ｂを車両ボディＷに押し当てる制御動作を、図９に示すアース電極圧力設定ルーチンに沿って説明する。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、車両ボディＷがボディ集成ライン１に搬入されて定位置で停止されるまで待機し、車両ボディＷが定位置で停止された状態が、位置検知手段で検知されると、ステップＳ１２へ進み、電動ポンプ１６をＯＮ動作させる。

その後、ステップＳ１３へ進み、予め設定されている車両ボディＷの打点位置（溶接電極１２によりスポット溶接を行う位置）からアースポイントまでの通電距離（打点・アース間距離）Ｌを求める。尚、打点位置が複数存在する場合は、アースポイントから最も離れた位置の打点位置を、今回の打点位置として抽出する。

次いで、ステップＳ１４へ進み、打点・アース間距離Ｌに基づき、アース電極体１３と車両ボディＷとの間の抵抗値Ｒ２（図７参照）をマップ参照等で求める。打点・アース間距離Ｌが長い場合、当然、通電経路が長くなるため電気的損失が増加する。従って、打点・アース間距離Ｌが長くなるに従い、抵抗値Ｒ２を低い値に設定することで、アース電極網１３ａと車両ボディＷとの間の通電性を良好にし、全体としての電気的損失を抑制する。

その後、ステップＳ１５へ進むと、抵抗値Ｒ２に対応する流体圧Ｐの目標値（目標圧）Ｐｓをテーブル検索などにより求める。このテーブルには抵抗値Ｒ２が高いほど高い目標圧Ｐｓが設定されている。従って、流体圧Ｐを高く設定するに従い、アース電極網１３ｂの車両ボディＷに対する密着度が高くなり、抵抗値Ｒ２が低下する。尚、このステップＳ１２〜Ｓ１５までの処理が、本発明の第３工程に対応している。

次いで、ステップＳ１６へ進み、可変ソレノイドバルブ４１に対し、目標圧Ｐｓに対応する駆動信号を出力して、開弁動作させる。すると、電動ポンプ１６から吐出した流体が逆止弁４２を経てアキュムレータ４３にて圧力変動が抑制された後、可変ソレノイドバルブ４１に流入される。

可変ソレノイドバルブ４１は駆動信号に対応して流路を絞り、ドレーン通路２０ａから貯留槽１５へ排出させて、調圧した流体圧Ｐを圧力供給通路１９へ送り出す。そして、この流体圧Ｐがアース電極体１３の加圧バッグ１３ａに流入して、アース電極体１３を膨出させ、アース電極体１３にて、ラインブロック３に固定されている支持部材４を押圧し、その反力で車両ボディＷを押圧する（図４(b)参照）。尚、このステップでの処理が、本発明の第４工程に対応している。

その後、ステップＳ１７へ進み、流体圧Ｐが目標圧Ｐｓを中央値とする所定幅α内に達するまで待機する。そして、流体圧Ｐが目標流体圧領域Ｐｓ±αに達した場合、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８へ進むと、ロボット制御ユニット３６に対して、溶接作業開始信号を送信し、第１実施形態のステップＳ５での処理と同様に溶接作業を開始させる。尚、この所定幅αは実験等から求めた固定値である。又、このステップＳ１７，Ｓ１８での処理が、本発明の第５工程に対応している。

その後、ステップＳ１９へ進み、全ての溶接ロボット５の溶接作業が終了したか否かを、ロボット制御ユニット３６からの信号に基づいて判定し、溶接作業が終了していない場合は、ステップＳ２０へ分岐し、流体圧Ｐが目標流体圧領域Ｐｓ±αに収まっているか否かを調べ、収まっている場合（Ｐ＝Ｐｓ±α）、ステップＳ１８での溶接作業処理を繰り返し実行させる。一方、流体圧Ｐが目標流体圧領域Ｐｓ±αから外れている場合（Ｐ＜Ｐｓ±α、或いはＰ＞Ｐｓ±α）、ステップＳ１６へ戻り、流体圧Ｐが目標流体圧領域Ｐｓ±αに収まるように可変ソレノイドバルブ４１を駆動させて、圧力供給通路１９へ流れる流体の流量を調整する。

又、ステップＳ１９で、全ての溶接ロボット５による溶接作業が終了したと判定した場合、ステップＳ２１へ進み、可変ソレノイドバルブ４１をＯＦＦ動作させ、初期位置に戻させて、圧力供給通路１９とドレーン通路２０ａとを連通させる。そして、ステップＳ２２へ進み、電動ポンプ１６をＯＦＦ動作させて、ルーチンを終了する。

可変ソレノイドバルブ４１がＯＦＦ動作されると、圧力供給通路１９とドレーン通路２０ａとが連通されるため、第１実施形態と同様、加圧バッグ１３ａ内の流体が、加圧バッグ１３ａの収縮圧にて圧力供給通路１９を逆流し、ドレーン通路２０ａを経て貯留槽１５に還元される。その結果、アース電極体１３は収縮し、支持部材４と車両ボディＷから離間される（図４(a)参照）。

このように、本実施形態では、アース電極体１３の加圧バッグ１３ａに供給する流体圧Ｐを、溶接ロボット５に保持されている溶接電極１２が接触する打点位置とアース電極体１３のアース電極網１３ｂが接触するアースポイントとの通電距離（打点・アース間距離）Ｌに基づいて設定するようにしたので、打点・アース間距離Ｌが長い場合は、流体圧Ｐを高く設定して、アース電極網１３ｂの車両ボディＷに対する密着度を高くし、相対的に抵抗値Ｒ２を低下させることができる。その結果、上述した第１実施形態による効果に加え、電気的損失の低減を図ることができる。

更に、打点・アース間距離Ｌに基づいて加圧バッグ１３ａに供給する流体圧Ｐを可変するようにしたので、車両ボディＷにバラツキが有り、或いは生産ラインの中途で、車種変更された車両ボディＷがボディ集成ライン１に搬送されてきても、抵抗値Ｒ２を常に適正な値に保持させることができる。その結果、アース電極網１３ｂの発熱、溶損が防止されるばかりでなく、溶接部を常に適正な形状に形成させることができる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば、ボディ集成ライン１の両側に対向配設されているラインブロック３を、ボディ集成ライン１に対して直交する方向へ進退自在とし、異なる車両ボディＷに対しても、車両ボディＷと支持部材４との距離を常に一定に保つことができるようにしても良い。

又、加圧媒体である流体は、水、オイル等の液体に限らず、空気などの気体であっても良く、流体が空気の場合、貯留槽１５は不要となる。更に、被溶接ワークは、３枚以上の板材を接合して構成されていても良い。

１…ボディ集成ライン、
３ａ…段部、
４…支持部材、
５…溶接ロボット、
５ａ…ロボットアーム、
１１…片側スポット溶接装置、
１２…溶接電極、
１３…アース電極体、
１３ａ…加圧バッグ、
１３ｂ…アース電極網、
１３ｃ…アース線、
１４…アース電極加圧ユニット、
１５…貯留槽、
１６…電動ポンプ、
１７ａ…吸入通路、
１７ｂ…送給通路、
１８…電磁切換バルブ、
１９…圧力供給通路、
２０ａ…ドレーン通路、
２０ｂ…リリーフ通路、
２１…リリーフバルブ、
２２…圧力センサ、
２３…情報入力手段、
３１…電極圧力制御ユニット、
３６…ロボット制御ユニット、
４１…可変ソレノイドバルブ、
Ｌ…打点・アース間距離、
Ｐ…流体圧、
Ｐｓ…目標圧、
Ｐ０…加圧下限値、
Ｐｒ…リリーフ圧、
Ｐｓ±α…目標圧領域、
Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２…抵抗値、
Ｗ…車両ボディ、
Ｗ１…第１被溶接パネル、
Ｗ２…第２被溶接パネル

Claims (10)

1. 複数の板材を重畳して成る被溶接ワークに設定されている溶接部位に対して溶接電極を押し当て、又該溶接部位とは異なる位置にアース電極体を押し当てて、前記溶接部位をスポット溶接する片側スポット溶接装置において、
   前記アース電極体に流体を注入するアース電極加圧ユニット
   を有し、
   前記アース電極体が、
   前記アース電極加圧ユニットから注入される流体によって膨出自在な膨出部材と、
   前記膨出部材の外表面に被覆され、前記膨出部材の膨出に追従して前記被溶接ワークに圧接される変形自在なアース電極部材と
   を備えることを特徴とする片側スポット溶接装置。
2. 前記アース電極部材は導電性を有する線材を編み組して網状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の片側スポット溶接装置。
3. 前記アース電極体は前記被溶接ワークの周囲に１つ、或いは複数配設されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載の片側スポット溶接装置。
4. 前記アース電極体は前記被溶接ワークと該被溶接ワークに対して所定間隔を開けて対峙する電気絶縁性を有する支持部材との間に配設されており、前記アース電極部材は前記膨出部材の膨出により該支持部材に押し付けられる際の反力で前記被溶接ワークに圧接される
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の片側スポット溶接装置。
5. 前記アース電極加圧ユニットは、前記溶接部位の接合部に発生する抵抗値よりも前記アース電極部材と前記被溶接ワークとの間の抵抗値が低くなるように圧接させる流体圧を前記膨出部材に注入する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の片側スポット溶接装置。
6. 前記アース電極加圧ユニットは、前記膨出部材に注入する前記流体圧を、前記被溶接ワークの前記溶接電極が接触する打点位置と前記アース電極体の接触位置との通電距離に基づいて設定する
   ことを特徴とする請求項５記載の片側スポット溶接装置。
7. 複数の板材を重畳して成る被溶接ワークに設定されている溶接部位に対して溶接電極を押し当て、又該溶接部位とは異なる位置にアース電極体を押し当てて、前記溶接部位をスポット溶接する片側スポット溶接方法において、
   前記アース電極体に設けた膨出部材に流体を注入して該膨出部材を膨出させて、該膨出部材の外表面に被覆したアース電極部材を前記被溶接ワークに圧接させる第１工程と、
   前記膨出部材の膨出により前記アース電極部材を前記被溶接ワークに圧接させる際の前記流体の圧力が予め設定した加圧下限値を超えた後、スポット溶接作業を開始させる第２工程と
   を備えることを特徴とする片側スポット溶接方法。
8. 前記加圧下限値は、前記アース電極部材を前記被溶接ワークに圧接させることにより変化する接触面の抵抗値が、前記溶接部位の抵抗値と等しくなる値に設定されている
   ことを特徴とする請求項７記載の片側スポット溶接方法。
9. 複数の板材を重畳して成る被溶接ワークに設定されている溶接部位に対して溶接電極を押し当て、又該溶接部位とは異なる位置にアース電極体を押し当てて、前記溶接部位をスポット溶接する片側スポット溶接方法において、
   前記アース電極体に設けた膨出部材に注入する流体の目標圧を、前記被溶接ワークの前記溶接電極が接触する打点位置と前記アース電極体の接触位置との通電距離に基づいて求める第３工程と、
   前記アース電極体に設けた膨出部材に流体を注入して該膨出部材を膨出させて、該膨出部材の外表面に被覆したアース電極部材を前記被溶接ワークに圧接させる第４工程と、
   前記膨出部材に注入する流体圧が前記目標圧に達した後、スポット溶接作業を開始させる第５工程と
   を備えることを特徴とする片側スポット溶接方法。
10. 前記アース電極体は、前記被溶接ワークと該被溶接ワークに対して所定間隔を開けて対峙する電気絶縁性を有する支持部材との間に配設されており、前記アース電極部材は前記膨出部材の膨出により該支持部材に押し付けられる際の反力で前記被溶接ワークに圧接される
    ことを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の片側スポット溶接方法。

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