JPH0775779B2 - 鞍形タンクのシ−ム溶接線自動倣い装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用燃料タンクの製
造装置として、とくに鞍形タンクの胴体周囲に３次元方
向に連続して形成されたフランジ部をシ−ム溶接用回転
電極を介して全周シ−ム溶接する場合に有用なシ−ム溶
接自動倣い装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鞍形タンクは、たとえば図４に示すよう
に、上下のプレス槽Ａ，Ｂを最中形に組合わせ、そのタ
ンク胴体の周囲に形成された水平方向の直線フランジＳ
とコ−ナ−フランジＣを含む外に垂直方向に半径を中心
に立ち上がる鞍形フランジＲとを連続した、いわゆる３
次元方向のフランジ部全周をシ−ム溶接して製造され
る。

【０００３】従来、この種の被溶接物を自動的に倣いシ
−ム溶接する装置は、たとえば実公昭５８−３６４５３
号公報に記載されているシ−ム溶接機が知られている。

【０００４】このシ−ム溶接機は本発明の出願人により
提案されたもので、この装置は被溶接物の周囲に形成さ
れたフランジ部を上下１対のシ−ム電極間で挟持して、
これをシ−ム電極の駆動によって電極と略直角をなす平
面内で旋回しつつ溶接する場合に、該装置と結合される
旋回自在のリンクと、該リンクの先端に旋回自在に保持
された回転テ−ブルとを備え、前記テ−ブルの上面に
は、前記被溶接物を受け支えるためのワ−ク受け台が、
水平面から任意の角度に傾けられるように、つまり両端
が互い違いに上下動するいわゆるシ−ソ−式に設置した
ものである。

【０００５】しかしながら、この種の従来装置は、被溶
接物が水平面から垂直面内の半径Ｒの中心、つまり回転
支点を中心に上下にスイングするときに、電極の駆動力
でワ−ク受け台を傾動すると、被溶接物の大きさ、重量
によっては電極の回転速度と被溶接物の回転速度とが一
致せず、溶接速度に変化が生じたり、またスリップを生
じたりすると電極加圧位置から溶接線がズレたり、とき
には傾動時のフランジ部にムリな電極駆動力がかかりコ
ジリや電極脱輪の要因ともなり、被溶接物の大きさや重
量等に関係なく常に三次元溶接線をスム−スに誘導する
にはまだ解決すべき問題が残されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する問題点は、鞍形タンク等の３次元方向の溶接線を自
動倣いシ−ム溶接する装置において、鞍形タンクの垂直
方向へ立ち上がるＲ半径の鞍形フランジを回転支点を介
して傾動する際に半径Ｒを中心として回転する速度と電
極周速とが同調していない点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、垂直面
内に形成された鞍形フランジと水平面内に形成されたコ
−ナ−フランジ及び直線フランジとから連続してなる鞍
形タンクの３次元方向のフランジ部を、対をなすシ−ム
溶接用回転電極で挟持し、その回転電極の駆動力によっ
て鞍形タンクを３次元方向に移動しつつフランジ部を電
極間に誘導する倣い装置において、上記シ−ム溶接用回
転電極を有するシ−ム溶接機の本体に設けた旋回自在の
リンク機構と、このリンク機構の先端に回転自在に設け
た回転テ−ブルと、この回転テ−ブルの回転と直線運動
をガイドするガイド機構と、上記テ−ブルの上面で回転
支点を中心に傾動するワ−ク受け台と、このワ−ク受け
台にセットした鞍形タンクをクランプ保持するクランプ
装置とを有し、鞍形フランジの半径Ｒの中心が所定位置
に達したとき又は通過したとき（つまり回転終了したと
き）に、これを検出してその検出信号で回転テ−ブルの
動きを停止ないし解除するストッパ装置を設け、このス
トッパ装置により回転テ−ブルを停止した後、上記受け
台が鞍形フランジにそって傾動する時に、その電極の回
転速度に同期してワ−ク受け台を補助的に駆動する駆動
装置を設けてある。

【０００８】また、上記回転テ−ブルにはストッパ装置
の停止を解除するためのタイミングを検出するセンサを
備えてある。

【０００９】また、上記クランプ装置はワ−ク受け台の
被溶接物をクランプすると共に、鞍形フランジの半径Ｒ
の動きに伴って傾動する倣い機構を設けてある。

【００１０】また、上記クランプ装置は被溶接物の動き
に伴ってクランプ圧力を可変する圧力調整手段を設けて
ある。

【００１１】

【作 用】そして本発明では、上記受け台が鞍形フラン
ジにそって傾動するときに、その電極の回転速度に同期
してワ−ク受け台を補助的に傾斜方向に駆動するから、
被溶接物の大きさや重量に関係なく電極の回転速度と一
致した速度で被溶接物をスイングすることができ溶接速
度の変化やスリップを防止することができる。また鞍形
フランジの半径Ｒの中心が所定位置に達したときに、こ
れを検出してその検出信号で回転テ−ブルの前進方向の
動きを停止し鞍形フランジの形状にそってワ−ク受け台
を傾動するから鞍形フランジ部には溶接中電極のムリな
力がかからず鞍形溶接線をスム−スに誘導でき、三次元
溶接の溶接品質向上を図る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明装置の実施例を図面に基づいて
説明する。なお、図１は本発明のシ−ム溶接自動倣い装
置の全体を示す概略正面図である。図２は本発明装置の
要部を示す平面図である。また図３は本発明装置の要部
を示す正面図である。

【００１３】シ−ム溶接機１は周知の構成部品からなる
もので、基本的には本体に固定された上ア−ムと下ア−
ムとに支持した上下対をなすシ−ム溶接用回転電極２，
３と、その加圧シリンダ４及び溶接トランス、二次導体
等（図省略）から構成される。

【００１４】シ−ム溶接自動倣い装置５はシ−ム溶接機
と組合わさるもので、水平方向に回転自在に複数の関節
部を介して連結したリンク機構６と、このリンク機構の
先端に水平方向に回転自在に支持された回転テ−ブル７
と、この回転テ−ブルの上面に回転支点８を介して両端
を互い違いに傾動可能に設置したワ−ク受け台９と、上
記回転テ−ブルの下面にはワ−ク受け台にセットする鞍
形タンクの水平面内に形成された直線フランジとコ−ナ
−フランジを含むフランジ部の溶接線を近似的に形成し
た帯状の倣いカム１０と、この倣いカム１０の外側に位
置し、複数の各コ−ナ−部の所定位置に固定されたガイ
ドピン１１・・・ と、上記倣いカム１０を上記電極の加圧
中心線上を通る電極の下方位置で両側から挟んでガイド
する一対のガイドロ−ラ１２，１３と、電極加圧中心線
に対し直角に交わる方向に設置された、回転テ−ブル７
の回転時にガイドピンがラチエット１４を乗り越えて侵
入したガイド溝により回転テ−ブルを直線方向にガイド
するガイドレ−ル１５と、ワ−ク受け台９にセットした
被溶接物を上から動かぬようにクランプ保持するクラン
プ機構１６とから構成されたもので、これらの構成部品
はいずれも従来周知のものである。なお、倣いカム１
０、ガイドピン１１、ガイドロ−ラ１２，１３、ガイド
レ−ル１５等は総じてガイド機構と称する。

【００１５】本発明は上記受け台９の回転支点８を中心
に、ワ−ク受け台９を補助的に駆動するシリンダ又は電
動モ−タ等の駆動装置２０を付加したものである。ここ
ではこの駆動装置としてハイドロシリンダを使用してい
る。ワ−ク受け台の回転支点８は、たとえば回転テ−ブ
ル７の上面両側に位置固定された支持ブラケット１７の
軸受けに支持された共通のシャフト１８をワ−ク受け台
９の略中央に位置する両側に設けた軸受けに挿入したも
ので、このシャフト１８を中心にワ−ク受け台９が傾動
する。つまりこのワ−ク受け台が鞍形フランジの半径Ｒ
にそって傾動する時に、いわゆるシ−ソ−式に両端が上
下方向に移動するものである。

【００１６】そして本発明は、被溶接物を鞍形フランジ
の半径Ｒにそって傾動する時に、すなわち鞍形Ｒ半径の
中心が上下電極の溶接位置にきた時に、回転テ−ブルの
前進方向の動きを直ちに停止するストッパ装置１９を備
えてある。このストッパ装置１９はたとえば図２に示す
ように、先行するコ−ナ−フランジが廻り切ったとき
に、シ−ケンスによって作動するか、または所定位置に
固定したセンサＳＸ１が回転テ−ブルの所定位置に固定
されたストッパピンＰ１又はセンサドッグを検出したと
きに作動するもので、この場合はシ−ケンスによりスト
ッパ装置１９を作動し、ガイドピンＰ１又はＰ２にスト
ッパブロック２８を当てて回転テ−ブル７の前進を食い
止める仕組みになっている。

【００１７】駆動装置２０のハイドロシリンダは、スト
ッパ装置１９が作動した後に鞍形スランジの半径中心が
所定位置に達したとき、センサＳＸ１から指令信号を受
け、電極の回転速度に同期してワ−ク受け台９を駆動開
始する。また鞍形フランジの半径Ｒの最終位置は回転テ
−ブル７の所定位置に設けたセンサＳＸ２により検出し
たときに（又は反対側に対称に形成した鞍形フランジの
終了位置はセンサＳＸ３により検出したときに）、この
センサＳＸ２又はセンサＳＸ３からストッパ装置１９へ
解除信号が送られストッパブロック２８を引き戻し、ス
トッパピンＰ１又はストッパピンＰ２をストッパ位置か
ら開放することによって回転テ−ブル７の移動を再開す
る。このようにこの実施例の場合は三つのセンサで回転
テ−ブル７の停止ないし解除及びワ−ク受け台９の駆動
開始をタイミングよく検出できる構成になっている。

【００１８】また本発明には、上記ワ−ク受け台の被溶
接物をクランプする装置１６に鞍形フランジの半径Ｒの
動きに伴って傾動する倣い機構を設けてある。この倣い
クランプ装置は、たとえば図１から判るように、クラン
プシリンダ２１のロッド２２の先端に揺動可能に連結さ
れたカム板２３の鞍形Ｒ半径に適合した円弧溝２４に、
クランプ板２５を往復移動できるようにロ−ラ２６を介
して支持したものである。なお、図面には省略したが、
このクランプ板２５は原位置にて開放した時に位置がズ
レないように、たとえばロ−ラ２６が円弧溝内に設けた
ストッパ溝に入り込む機構になっている。さらに、この
クランプ装置１６には被溶接物の動きに伴って、クラン
プ圧力を可変する圧力調整手段（図省略）を設けてあ
る。つまりクランプ圧力の制御は、回転テ−ブル７の停
止及び解除するタイミング信号によってたとえば上述し
た三つのセンサＳＸ１〜３からのタイミング信号を取っ
て鞍形フランジの半径Ｒを溶接する際にはセンサＳＸ１
の検出信号によって回転支点８の動きを軽くするためク
ランプ圧力を弱くし、また回転終了はセンサＳＸ２ない
しセンサＳＸ３の検出信号により他の平面内の移動では
被溶接物をしっかり保持するために強くクランプできる
ようになっている。この例では図を省略したが、実際に
はクランプシリンダのエア−回路に電磁弁又は電気空気
圧比例弁等を設け、これを外部からの電気信号で制御し
クランプ圧力を可変することになる。

【００１９】また上記リンク機構６には電極加圧面の消
耗で電極の加圧位置が変化した場合に被溶接物のフラン
ジ部を一定の溶接位置に保つための、フロ−ティング用
のシリンダ２７を回転テ−ブルを支持するリンクア−ム
３０の関節部に設けてある。また、このリンク機構には
回転テ−ブルの回転移動時のリンク駆動を補助的に駆動
する機能と開放時の回転テ−ブルを元位置に復帰させる
駆動機能を共有するシリンダ２９をリンクア−ム３１と
溶接機本体１との間に連結してある。

【００２０】以上の構成からなる本発明装置の動作を説
明すると、まずクランプ装置１６のクランプ板２５を開
放した状態で倣い装置５を元位置において待機させる。
ワ−ク受け台９に鞍形タンクをセットし、水平面内の溶
接スタ−ト位置を電極間に挿入しクランプする。

【００２１】かくして、加圧シリンダ４を作動し上部回
転電極２を下降し溶接スタ−ト位置を挟持し、電極を回
転させ電極間に溶接電流を流しシ−ム溶接を開始する
と、倣い装置５は電極駆動力でリンク機構６と共に回転
テ−ブル７が水平面内を図２の矢印方向に移動しつつフ
ランジ部の二次元方向の溶接線を電極間に誘導する。こ
の場合、フランジ部の直線溶接はガイドピン１１がコ−
ナ−を廻り切った時にガイドレ−ル１５の所定位置から
ラチエット１４を押し下げながら乗り越えて溝内に侵入
しガイドロ−ラ１２，１３に挟まれた倣いカム１０とガ
イドピン１１によって案内する。また、フランジ部の各
コ−ナ−の曲線溶接は直線溶接を案内するガイドピン１
１がガイドレ−ル１５の所定位置から離脱し、倣いカム
１０のコ−ナ−をガイドロ−ラ１２，１３により両側か
ら挟んで案内する。

【００２２】次いで、垂直面内に立ち上がる鞍形フラン
ジの半径Ｒの曲線溶接に入る場合は、先行するコ−ナ−
フランジが廻り切ったときに、シ−ケンス制御によって
ストッパ装置１９のシリンダがストッパブロック２８を
ガイドレ−ル１５に対して直角方向から突出して次のス
トッパピンＰ１の通路を遮断して待機する。ガイドピン
１１がレ−ルの溝を進行し、ストッパ位置１９でストッ
パピンＰ１がブロックされ、回転テ−ブル等の治具及び
リンクの直線移動をストップさせると同時にこの停止位
置を鞍形半径Ｒの中心位置としてセンサＳＸ１がこれを
検出し、その検出信号で駆動装置２０を作動し、そのハ
イドロシリンダによって水平位置から鞍形フランジの傾
斜角度までワ−ク受け台９を電極の周速度に合わせて駆
動する。同時に先のセンサＳＸ１の信号でクランプ圧力
が弱い方向に切り替わり、ワ−ク受け台９の回動が開始
すると同時にクランプ板２５がワ−ク受け台の傾きに従
って倣い移動し、鞍形フランジの電極間への誘導をスム
−スにする。次いで鞍形Ｒ半径の終了点をセンサＳＸ２
が検出すると、その信号でストッパ装置１９を解除し、
回転テ−ブル７が再び水平面内を前進し始めると同時
に、センサＳＸ２の信号でクランプ圧力が高い方向に切
り替わり、被溶接物をしっかり固定した状態で水平面内
の溶接線を誘導する。なお、この鞍形溶接線の誘導動作
はタンクの反対サイドの鞍形フランジを溶接するときも
同様に行われる。この場合、鞍形Ｒ半径の終了点はセン
サＳＸ３が検出することになる。

【００２３】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明装置によ
れば、自動車用燃料タンクの一種である鞍形タンクの鞍
形フランジの半径Ｒを含む三次元方向の溶接線を倣い溶
接する場合に、上記受け台が鞍形フランジにそって傾動
するときに、その電極の回転速度に同期してワ−ク受け
台を補助的に傾斜方向に駆動するから、被溶接物の大き
さや重量に関係なく電極の周速度に合った速度で被溶接
物をスイングすることで溶接速度の変化やスリップを防
止することができる。また鞍形フランジの半径Ｒの中心
にワ−ク受け台を傾動するタイミングと鞍形曲線の終了
を検出して回転テ−ブルの前進方向の停止と移動開始を
容易にかつ正確に制御することができ、またワ−ク受け
台を傾動するときにクランプ圧力を軽くしたり、他の部
分ではこれよりも強くクランプするなど、各種の溶接線
に応じてクランプ圧力を可変制御することにより、より
円滑な動きが可能になり、これらを総合して鞍形溶接線
を含む三次元シ−ム溶接の品質向上を図ることができ
る。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置を有するシ−ム溶接機の実施例を示
す正面図である。

【図２】本発明装置の実施例を示す平面図である。

【図３】本発明装置の実施例を示す正面図じある。

【図４】鞍形タンクの外観を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ シ−ム溶接機 ２ シ−ム溶接用回転電極 ３ シ−ム溶接用回転電極 ４ 加圧シリンダ ５ シ−ム溶接自動倣い装置 ６ リンク機構 ７ 回転テ−ブル ８ 回転支点 ９ ワ−ク受け台 １０ 倣いカム １１ ガイドピン １２ ガイドロ−ラ １３ ガイドロ−ラ １４ ラチエット １５ ガイドレ−ル １６ クランプ機構 １７ 支持ブラケット １８ シャフト １９ ストッパ装置 ２０ 駆動装置 ２１ クランプシリンダ ２２ ロッド ２３ カム板 ２４ 円弧溝 ２５ クランプ板 ２７ シリンダ ２８ ストッパブロック ＳＸ１ センサ ＳＸ２ センサ ＳＸ３ センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直面内に形成された鞍形フランジと水
   平面内に形成されたコ−ナ−フランジ及び直線フランジ
   とから連続してなる鞍形タンクの３次元方向のフランジ
   部を、対をなすシ−ム溶接用回転電極で挟持し、その回
   転電極の駆動力によって鞍形タンクを３次元方向に移動
   しつつフランジ部を電極間に誘導する倣い装置におい
   て、上記溶接用回転電極を有するシ−ム溶接機の本体に
   設けた旋回自在のリンク機構と、このリンク機構の先端
   に回転自在に設けた回転テ−ブルと、この回転テ−ブル
   の回転と直線運動をガイドするガイド機構と、上記テ−
   ブルの上面で回転支点を中心に傾動するワ−ク受け台
   と、このワ−ク受け台にセットした鞍形タンクをクラン
   プ保持するクランプ装置とを有し、鞍形フランジの半径
   Ｒの中心が所定位置に達したとき又は通過したときに、
   これを検出してその検出信号で回転テ−ブルの動きを停
   止ないし解除するストッパ装置を設け、このストッパ装
   置により回転テ−ブルを停止した後、上記受け台が鞍形
   フランジにそって傾動する時に、その電極の回転速度に
   同期してワ−ク受け台を補助的に駆動する駆動装置を設
   けた鞍形タンクのシ−ム溶接線自動倣い装置。
2. 【請求項２】 上記クランプ装置はワ−ク受け台の被溶
   接物を直接クランプする部材が、鞍形フランジの半径Ｒ
   の動きに伴って傾動し得るものである請求項１のシ−ム
   溶接線自動倣い装置。
3. 【請求項３】 上記クランプ装置はクランプ圧力を可変
   する圧力調整手段を有するものである請求項２のシ−ム
   溶接線自動倣い装置。