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开关电极和使用该开关用电极的电阻焊接装置、点焊装置以及点焊方法

申请号 CN201380025935.9 申请日 2013-04-30 公开(公告)号 CN104302434A 公开(公告)日 2015-01-21
申请人 本田技研工业株式会社; 发明人 森田孝洋; 宫坂慎一; 比留间庸介; 后藤彰; 池田达郎;
摘要 即使重复切断较大 电流 量的电流,由于 电阻 值的变化较少,因此,即使继续连续使用,也能够流过稳定量的电流,为了提供这样的 开关 用 电极 ,本 发明 采用如下结构:该开关用电极被用在开关中,该开关由第1开关用电极头(21)和第2开关用电极头(22)构成,通过使由所述第1开关用电极头(21)和所述第2开关用电极头(22)彼此进行面 接触 而通电,并且通过使这一 对电极 分离而切断通电,所述第1开关用电极头(21)和所述第2开关用电极头(22)彼此接触的接触面中的至少一方是具有凹凸的平面。
权利要求

1.一种开关电极,其被用在开关中,该开关由一对电极构成,通过使这一对电极彼此进行面接触而通电,并且通过使这一对电极分离而切断通电,其特征在于,所述一对电极彼此接触的面中的至少一方是具有凹凸的平面。
2.根据权利要求1所述的开关用电极,其特征在于,
所述平面的表面粗糙度(Ra)为60μm~150μm。
3.根据权利要求1或2所述的开关用电极,其特征在于,
所述一对电极彼此接触的面中的接触面积比率为10%~90%。
4.一种电阻焊接装置,其对使多个板材重合而形成的工件进行电阻焊接,其特征在于,所述电阻焊接装置具有:
第1焊接用电极,其与所述工件的一个面抵接;
第2焊接用电极,其从与所述第1焊接用电极相反的一侧与所述工件抵接,并且,具有与所述第1焊接用电极相反的极性;
辅助电极,其从与所述第1焊接用电极相同的一侧与所述工件抵接,并且,具有与所述第1焊接用电极相反的极性;以及
通电单元,在所述第1焊接用电极、所述第2焊接用电极和所述辅助电极对所述工件进行夹持加压的状态下,该通电单元使主电流流过所述第1焊接用电极与所述第2焊接用电极之间,并且,使分支电流流过所述第1焊接用电极与所述辅助电极之间,利用具有权利要求1~3中的任意一项所述的开关用电极的开关来切断所述分支电流。
5.一种点焊装置,其用于对工件进行焊接,所述工件是使3枚以上的板材重合、并且将所述板材中的厚度最小的最薄板材配置在最外侧而形成的,其特征在于,所述点焊装置具有:
焊接用电极,其与所述最薄板材抵接;
辅助通电用电极,其与所述最薄板材抵接,并且具有与所述焊接用电极相反的极性;
主通电用电极,其与所述焊接用电极以及所述辅助通电用电极一起夹持所述工件,并且具有与所述焊接用电极相反的极性;以及
辅助电流控制单元,其检测所述辅助通电用电极的状态,根据检测到的所述状态,控制流过连结所述焊接用电极与所述辅助通电用电极之间的电流路径的电流。
6.根据权利要求5所述的点焊装置,其特征在于,
所述辅助电流控制单元根据所述焊接用电极以及所述辅助通电用电极的与所述最薄板材的抵接度,控制流过所述电流路径的电流。
7.根据权利要求5或6所述的点焊装置,其特征在于,
所述辅助电流控制单元根据流过所述辅助通电用电极的电流的电流值,控制流过所述电流路径的电流。
8.一种点焊方法,用于对工件进行焊接,所述工件是使3枚以上的板材重合、并且将所述板材中的厚度最小的最薄板材配置在最外侧而形成的,其特征在于,
所述点焊方法包含以下工序:
使焊接用电极以及具有与所述焊接用电极相反的极性的辅助通电用电极抵接于所述工件的所述最薄板材,使具有与所述焊接用电极相反的极性的主通电用电极抵接于所述工件的与所述最薄板材侧相反的一侧,由此夹持所述工件;以及
对所述辅助通电用电极的状态进行检测,根据检测到的所述状态,控制流过连结所述焊接用电极与所述辅助通电用电极之间的电流路径的电流。
9.根据权利要求8所述的点焊方法,其特征在于,
在控制所述电流的工序中,根据所述焊接用电极以及所述辅助通电用电极的与所述最薄板材的抵接角度,控制流过所述电流路径的电流。
10.根据权利要求8或9所述的点焊方法,其特征在于,
在控制所述电流的工序中,根据流过所述辅助通电用电极的电流的电流值,控制流过所述电流路径的电流。

说明书全文

开关电极和使用该开关用电极的电阻焊接装置、点焊

置以及点焊方法

技术领域

[0001] 本发明涉及开关用电极和使用该开关用电极的电阻焊接装置。详细而言,涉及在这样的开关中使用的开关用电极和使用该开关用电极的电阻焊接装置,所述开关由一对电极构成,通过使这一对电极彼此进行面接触而通电,并且通过使它们分离而切断通电。
[0002] 另外,本发明涉及点焊装置和点焊方法。详细而言,涉及对在最外面配置厚度最小的板材而形成的工件进行焊接的点焊装置和点焊方法。

背景技术

[0003] 以往,将点焊(也称为“电阻焊接”)用于对重合多个板材而成的工件进行接合。在点焊中,利用一对电极头对重合的工件进行夹持并加压,在维持规定以上的加压的状态下使电流流过电极头之间。于是,利用通过通电而产生的热,使工件熔化,在电极头之间的板材的界面上生成作为板材熔化物的熔核。然后,维持加压状态并且停止通电,由此,熔核冷却固化,从而板材被焊接。
[0004] 在这种点焊中,有时使3张以上的板材重合而进行焊接,但是,在该情况下,板材的厚度未必是恒定的。反而,一般情况下,板材的厚度不是恒定的。例如,在汽车使用的金属板的领域中,使用通过层叠多枚厚且硬的金属板、然后在外侧重合薄且软的金属板而得到的工件。在这种工件中,处于外侧的厚度最薄的板材(下面,有时称为“最薄板材”)和与其邻接的板材之间的界面位于工件的外侧附近。因此,在按照以工件的中央附近为中心生成熔核的方式进行焊接的情况下,有时熔核不会充分生长到最薄板材与邻接的板材之间,不能完美地接合最薄板材与邻接的板材。
[0005] 为了解决这种问题,近年来公知有这样的点焊装置:除了对工件进行夹持的一对电极头,还设置有与最薄板材抵接的辅助电极头(例如,参照专利文献1、2)。在这种点焊装置中,使焊接电极头以及辅助电极头与最薄板材抵接,通过使电流流过这些电极头之间,对工件的外侧附近进行加热。由此,能够对工件从中央附近到外侧附近进行加热,能够适当地焊接包含最薄板材的工件。
[0006] 并且,在电阻焊接(与“点焊”同义)中,有时候不仅以恒定的比例使电流分流,还利用开关来切断分流后的电流的一方。例如,在应用于上述的点焊装置的情况下,在夹持工件的一对电极头之间以及焊接电极头与辅助电极头之间进行通电的过程中,利用开关切断焊接电极头与辅助电极头之间的通电,由此,也能够在实施电阻焊接时改变形成焊接部的位置。作为开关,可单纯地利用这样的开关:其使2个电极接触而通电、使它们分开而切断电流。
[0007] 但是,由于在电阻焊接中流过较大的电流,因此,在切断电流时,在开关电极表面上很容易产生火花,每次产生火花时,开关的电极表面会损伤。当电极表面损伤时,电极之间的接触面积会发生变化,因此,存在这样的问题:开关的电阻值也发生变化,无法流过稳定的电流。为了防止火花的产生,可以设置火花防止机构,但是,在使得能够进行电阻焊接的较大电流中,很难利用火花防止机构来完全地抑制火花的产生。
[0008] 因此,为了防止电极表面的磨损,使用了通过以下方式而得到的电极:在电极的表面形成覆层,并且,向银镀覆层高速喷射石墨粉末,并利用通过该喷射而产生的热使银镀覆层的表面熔化,形成使所述石墨粉末层叠在同一熔化的银镀覆层的表面上而得到的石墨润滑层(例如参照专利文献3)。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1:日本特开2011-194464号公报
[0012] 专利文献2:日本特开2012-11398号公报
[0013] 专利文献3:日本特开2009-245684号公报

发明内容

[0014] 发明要解决的课题
[0015] 但是,在为了保护用于切断电阻焊接的电流的开关用电极避免产生火花导致的损耗而利用镀覆等使其平滑的情况下,电极表面越平滑,则重复切断电流导致的电极电阻值的变化越大。即,向电极表面实施电镀等,可降低开始使用的初期时的电极电阻值,但是,最终很难防止由于几千次、几万次地重复切断电流而导致电极表面损伤。
[0016] 并且,即使在设置有辅助电极头的点焊装置中,有时也会由于焊接的工件的状态而不能适当焊接最薄板材。
[0017] 例如,在电极头相对于工件倾斜地抵接的情况下,与垂直地抵接的情况相比,会以倾斜的状态产生熔核。当熔核倾斜时,熔核不能充分地覆盖位于工件外侧附近的最薄板材与邻接的板材之间的界面,而不能适当地焊接最薄板材。
[0018] 并且,当在工件内部的焊接部位以外存在板材彼此接触的部位时,电流也会流过该接触部位,从而流过辅助电极头的电流减少。其结果是,在最薄板材与邻接的板材之间的界面上不会生成足够的熔核,无法适当地焊接最薄板材。
[0019] 本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种开关用电极以及使用该开关用电极的电阻焊接装置(第1目的),其中,关于该开关用电极,即使重复切断较大电流量的电流,电阻值的变化也较少,因此,即使持续地使用,也能流过稳定量的电流。
[0020] 并且,本发明的目的还在于,提供适当地焊接配置在工件外侧的最薄板材的点焊装置和点焊方法(第2目的)。
[0021] 用于解决课题的手段
[0022] 用于实现第1目的的本发明提供开关用电极,其被用在开关中,该开关由一对电极构成,通过使这一对电极彼此进行面接触而通电,并且通过使这一对电极分离而切断通电。本发明的开关用电极的特征在于,所述一对电极(例如,后述的第1开关用电极头21和第2开关用电极头22)彼此接触的面中的至少一方是具有凹凸的平面。
[0023] 以往,为了防止因火花的产生等而引起的电极表面的损伤或磨损,采取了对电极表面实施镀覆等措施。在本发明中,开关中使用的电极的电极之间以面进行接触,对其接触的面实施凹凸加工。
[0024] 能够提供这样的一对开关用电极:允许因火花的产生而使电极表面损伤的情况,相反,通过对电极之间接触的面实施凹凸加工,即使由开关重复切断电流,开关用电极之间的接触面积也几乎没有变化,电阻值的变化较少。
[0025] 并且,本发明优选的是,所述平面的表面粗糙度(Ra)为60μm~150μm。
[0026] 通过将本发明的开关用电极的一对开关用电极彼此接触的面中的被实施凹凸加工的面的表面粗糙度(Ra)设为上述范围,能够使因重复切断电流而导致的开关用电极的电阻值的变化更小。
[0027] 并且,本发明优选的是,所述一对电极彼此接触的面中的接触面积比率为10%~90%。
[0028] 通过使本发明的开关用电极的一对开关用电极彼此接触的面中的接触面积比率为10%~90%,能够使因重复切断电流而导致的开关用电极的电阻值的变化更小。
[0029] 并且,提供一种电阻焊接装置(例如后述的点焊装置1),所述电阻焊接装置对使多个板材(例如后述的W1、W2和W3)重合而形成的工件(例如后述的工件W)进行电阻焊接。该电阻焊接装置的特征在于,所述电阻焊接装置具有:第1焊接用电极(例如后述的焊接用电极头121),其与所述工件的一个面抵接;第2焊接用电极(例如后述的主通电用电极头131),其从与所述第1焊接用电极相反的一侧与所述工件抵接,并且,具有与所述第1焊接用电极相反的极性;辅助电极(例如后述的辅助通电用电极头122),其从与所述第1焊接用电极相同的一侧与所述工件抵接,并且,具有与所述第1焊接用电极相反的极性;以及通电单元(例如后述的控制装置100、电源30、开关20),在所述第1焊接用电极、所述第
2焊接用电极和所述辅助电极对所述工件进行夹持加压的状态下,该通电单元使主电流流过所述第1焊接用电极与所述第2焊接用电极之间,并且,使分支电流流过所述第1焊接用电极与所述辅助电极之间,利用具有本发明的开关用电极的开关来切断所述分支电流。
[0030] 能够提供一种电阻焊接装置,通过使用所述的因重复切断电流而导致的电阻值的变化较少的开关用电极,即使持续使用也能够稳定地将板材间接合。
[0031] 并且,用于实现第2目的的本发明提供一种点焊装置,其用于对工件进行焊接,所述工件(例如后述的工件W)是使3枚以上的板材(例如后述的最薄板材W1、板材W2、板材W3)重合、并且将所述板材中的厚度最小的最薄板材(例如后述的最薄板材W1)配置在最外侧而形成的。本发明的点焊装置(例如后述的点焊装置1)的特征在于,其具有:焊接用电极(例如后述的焊接用电极头121),其与所述最薄板材抵接;辅助通电用电极(例如后述的辅助通电用电极头122),其与所述最薄板材抵接,并且具有与所述焊接用电极相反的极性;主通电用电极(例如后述的主通电用电极头131),其与所述焊接用电极以及所述辅助通电用电极一起夹持所述工件,并且具有与所述焊接用电极相反的极性;以及辅助电流控制单元(例如后述的控制装置100),其检测所述辅助通电用电极的状态,根据检测到的所述状态(例如后述的抵接度或辅助电流的电流值),控制流过连结所述焊接用电极与所述辅助通电用电极之间的电流路径的电流。
[0032] 这样,本发明的点焊装置与单纯地使电流过辅助通电用电极的以往的点焊装置不同,根据辅助通电用电极的状态,对流过用于焊接最薄板材的辅助通电用电极的电流进行控制。由此,能够根据辅助通电用电极的状态(即,工件的状态),使流过辅助通电用电极的电流不同,能够与工件的状态无关地适当焊接最薄板材。
[0033] 此时,作为辅助通电用电极的状态,可以使用所述焊接用电极以及所述辅助通电用电极的与所述最薄板材的抵接角度(例如后述的点焊枪10与后述的工件W的抵接角度θ)。
[0034] 由此,能够使在焊接用电极以及辅助通电用电极与最薄板材倾斜地抵接的情况下流过辅助通电用电极的电流不同,因此,能够使以往由于倾斜而无法充分覆盖最薄板材与邻接板材之间的界面的熔核生长,能够适当焊接最薄板材。这里,例如,能够根据焊接用电极为了与最薄板材抵接而移动的移动量(例如后述的杆12的移动量)和辅助通电用电极为了与最薄板材抵接而移动的移动量(例如后述的杆12的移动量+后述的移动单元的移动量)之差,计算焊接用电极以及辅助通电用电极的与最薄板材的抵接角度。
[0035] 并且,作为辅助通电用电极的状态,也可以使用流过所述辅助通电用电极的电流的电流值。这里,当在工件内部的焊接部位以外存在板材彼此接触的部位的情况下,从焊接用电极流过辅助通电用电极的电流减少。因此,本发明的点焊装置通过对辅助通电用电极的电流值进行测定来检测工件内部的接触状态。
[0036] 由此,能够与无法从外观判断的工件内部的接触状态相应地控制流过辅助通电用电极的电流,能够适当焊接最薄板材。
[0037] 并且,提供用于对工件进行焊接的点焊方法,所述工件(例如后述的工件W)是使3枚以上的板材(例如后述的最薄板材W1、板材W2、板材W3)重合、并且将所述板材中的厚度最小的最薄板材配置在最外侧而形成的。该点焊方法的特征在于,包含以下工序:使焊接用电极(例如后述的焊接用电极头121)以及具有与所述焊接用电极相反的极性的辅助通电用电极(例如后述的辅助通电用电极头122)抵接于所述工件的所述最薄板材,使具有与所述焊接用电极相反的极性的主通电用电极(例如后述的主通电用电极头131)抵接于所述工件的与所述最薄板材侧相反的一侧,由此夹持所述工件;以及对所述辅助通电用电极的状态(例如后述的抵接角度或辅助电流的电流值)进行检测,根据检测到的所述状态,控制流过连结所述焊接用电极与所述辅助通电用电极之间的电流路径的电流。
[0038] 此时,作为辅助通电用电极的状态,也可以使用所述焊接用电极以及所述辅助通电用电极的与所述最薄板材的抵接角度,或者,也可以使用流过所述辅助通电用电极的电流的电流值。
[0039] 根据该点焊方法,具有与上述的点焊装置的发明同样的效果。
[0040] 发明的效果
[0041] 根据本发明,提供一种开关用电极,即使重复连续切断较大电流量的电流,由于该开关使用的电极的电阻值的变化较少,因此即使继续连续使用,也能够流过稳定量的电流。并且,能够提供一种电阻焊接装置,即使继续连续使用,也能够稳定地将板材间接合。
[0042] 并且,根据本发明,能够适当地焊接配置在工件外侧的最薄板材。附图说明
[0043] 图1是示出使用具有本发明一个实施方式的一组开关用电极的开关的点焊装置的结构的侧视图。
[0044] 图2是示出上述点焊装置的电极部的结构的图。
[0045] 图3是示出因重复进行电流的切断而导致的本发明的开关用电极的电阻值变化的图。
[0046] 图4是示出因重复进行电流的切断而导致的现有的开关用电极的电阻值变化的图。
[0047] 图5是示出本发明的一个实施方式的点焊装置的结构的侧视图。
[0048] 图6是示出上述实施方式的点焊装置的电极部的结构的图。
[0049] 图7是示出上述实施方式的点焊装置的对应于与工件的抵接角度的辅助电流控制的概要的图。
[0050] 图8是示出上述实施方式的点焊装置的对应于辅助电流值的辅助电流控制的概要的图。
[0051] 图9是示出上述实施方式的点焊装置的辅助电流控制的详细情况的图。

具体实施方式

[0052] [第1实施方式]
[0053] 以下,一边参照附图一边对本发明的一个实施方式进行说明。
[0054] 图1是示出使用具有本发明一个实施方式的一组开关用电极的开关的点焊装置的结构的侧视图。点焊装置1是安装在机器人手臂80的前端的电动式点焊装置。
[0055] 点焊装置1利用后述的多个电极对重合多个板材W1(薄板)、W2(厚板)和W3(厚板)而得到的工件W进行夹持并加压,在该状态下向电极之间通电,由此对工件W进行焊接。
[0056] 点焊装置1具有:点焊枪10,其由设置在机器人手臂80的前端的支承部90支承;以及控制装置100,其控制该点焊枪10。
[0057] 支承部90构成为包含支承托架91。该支承托架91具有:上板91a;以及与该上板91a平行的下板91b。在这些上板91a与下板91b之间架设有导杆92。
[0058] 在导杆92上安装有沿着其轴方向自由滑动的支承板93。支承板93从机器人手臂80侧与上板91a以及下板91b平行地延伸,在其前端侧支承点焊枪10。在支承板93的基端侧的上表面设置有框体状的支承体94。在上板91a与支承体94之间安插有卷绕在导杆
92上的第1螺旋弹簧95。在下板91b与支承板93之间安插有卷绕在导杆92上的第2螺旋弹簧96。
[0059] 点焊枪10由上述的支承板93支承,从而能够相对于支承部90相对地升降。点焊枪10具有:焊枪主体11;焊接用电极部15,其设置在焊枪主体11的前端;以及电源30,其作为后述的电流源。
[0060] 焊枪主体11具有:设置在焊枪主体11的上部的伺服电动机16;以及与该伺服电动机16连结的未图示的进给丝杠机构。
[0061] 焊接用电极部15构成为包含可动电极部120以及固定电极部130。
[0062] 可动电极部120从焊枪主体11的前端向下方突出,被支承在与进给丝杠机构连结的杆12的前端。通过伺服电动机16经由进给丝杠机构使杆12上下移动(在图1的A2方向或A1方向上移动),由此,可动电极部120能够相对于后述的固定电极部130进退。
[0063] 固定电极部130被支承在从与焊枪主体11的前端连结的连结部14向下方延伸的C型轭13的前端。
[0064] 这些可动电极部120与固定电极部130隔着工件W而相对配置。可动电极部120具有焊接用电极头121和辅助通电用电极头122,固定电极部130具有主通电用电极头131,焊接用电极头121、辅助通电用电极头122和主通电用电极头131对工件W进行加压并夹持。
[0065] 开关20具有第1开关用电极头21、第2开关用电极头22和气缸机构23。第1开关用电极头21被安装在焊枪主体11上。气缸机构23被安装在第2开关用电极头22上。第1开关用电极头21是固定的,但是,第2开关用电极头22能够通过气缸机构23沿上下驱动。通过驱动第2开关用电极头22,使第1开关用电极头21和第2开关用电极头22接触而进行通电,通过使第1开关用电极头21和第2开关用电极头22分离而切断电流。
[0066] 图2是示出点焊装置1的焊接用电极部15的结构的图。
[0067] 可动电极部120所具备的焊接用电极头121和辅助通电用电极头122的前端面的高度位置大致相同。
[0068] 焊接用电极头121与辅助通电用电极头122设置有规定的间隔,沿着工件W的面方向配置。这些电极头是圆柱状,焊接用电极头121的前端为拱形。
[0069] 固定电极部130所具备的主通电用电极头131隔着工件W与焊接用电极头121相对配置。主通电用电极头131是圆柱状,其前端为拱形。
[0070] 电源30与由以上的结构构成的焊接用电极部15连接。具体而言,如图2所示,电源30的正极与焊接用电极头121连接,其负极与主通电用电极头131以及辅助通电用电极头122连接。
[0071] 因此,从电源30经由焊接用电极头121而流过工件W的焊接电流沿着朝向主通电用电极头131的电流路径D1和朝向辅助通电用电极头122的电流路径D2流过,分别经过主通电用电极头131和辅助通电用电极头122而返回到电源30。
[0072] 如图2所示,焊接电流沿着电流路径D1和电流路径D2流过,其结果是,在焊接用电极头121和主通电用电极头131间的厚度方向中,W1和W2之间的界面的电流密度比W2和W3之间的界面的电流密度高。一般而言,在对以薄板-厚板-厚板的方式重合而成的工件实施电阻焊接的情况下,厚板-厚板侧比薄板-厚板侧容易产生板材的熔化热。但是,如果像图2所示这样配置电极,如上所述,薄板-厚板侧的电流密度变高,因此,能够使原本很难通过电阻焊接而接合的薄板-厚板侧高效地熔化而接合。
[0073] 另外,在辅助通电用电极头122与电源30的负极之间设置有开关20。在对图2所示的工件W实施电阻焊接时,在通电的初期,使电流进行分支而流过电流路径D1与电流路径D2,由此,在焊接用电极头121和主通电用电极头131间的厚度方向中,使W1和W2之间的界面的熔核N1生长。在熔核N1充分地生长后,利用开关20切断电流而使流过工件的电流的路径仅为电流路径D1,使W2和W3之间的界面的熔核N2生长。通过利用开关20切断电流,能够使熔核N1和熔核N2均衡地生长,因此,能够得到接合强度优越的接合部。电源30和开关20由控制装置100控制。另外,由于图2表示电阻焊接刚刚开始后的状态,因此,熔核N1、N2还没有生长地太多。
[0074] 返回到图1,伺服电动机16由控制装置10控制。
[0075] 接着,对本实施方式的点焊装置1的动作进行说明。
[0076] 首先,在可动电极部120与固定电极部130分离的状态下,通过机器人手臂80和支承部90的动作,使点焊枪10移动到工件W的焊接部位。具体而言,使点焊枪10移动到固定电极部130的主通电用电极头131的前端面与工件W的焊接部位的下表面抵接的位置。
[0077] 接着,通过控制装置100对伺服电动机16进行控制,利用进给丝杠机构的作用,使可动电极部120向工件W前进。于是,焊接用电极头121和辅助通电用电极头122的各前端面与工件W的上表面抵接。
[0078] 接着,通过焊接用电极头121、辅助通电用电极头122和主通电用电极头131对工件W进行加压,并且通过控制装置100对电源30进行控制,提供焊接电流。于是,焊接电流沿着电流路径D1从焊接用电极头121流过主通电用电极头131,并且,焊接电流沿着电流路径D2从焊接用电极头121流过辅助通电用电极头122。由此,在电流密度较高且输入热量最大的焊接用电极头121和主通电用电极头131间的厚度方向上的W1和W2之间的界面上,工件材料的熔化最得到促进,生成熔核N1。
[0079] 并且,通过控制装置100对开关20进行控制,停止沿着电流路径D2流过的焊接电流的供给。由此,流过工件W的电流仅为沿着电流路径D1流过的焊接电流,因此,在焊接用电极头121和主通电用电极头131间的厚度方向上的W2和W3之间的界面上,输入热量变得最大,熔核N2生长,工件材料熔化。
[0080] 然后,通过控制装置100对电源30进行控制,停止焊接电流的供给。由此,熔核冷却固化,工件W被焊接。
[0081] 接着,对开关20进行说明。
[0082] 如上所述,通过开关20的第1开关用电极头21和第2开关用电极头22接触而通电,通过分离而切断电流。由于切断电阻焊接中使用的大容量的电流,因此,开关20在使电极彼此分离时会产生火花。由于切断电流时火花的产生会损害电极表面,使其磨损,因此,不是理想的。为了防止火花的产生,可以设置火花防止机构,但是,在使得能够进行电阻焊接的较大电流的情况下,很难利用火花防止机构完全地抑制火花的产生。并且,即使在对电极表面实施电镀等情况下,由于像在电阻焊接装置中使用的情况这样几千次、几万次地重复使用,也会使电极表面磨损。相反,也存在如下问题:初期的电极表面越光滑,则初期的开关用电极与重复使用后的开关用电极的电阻值越出现较大差异,进行电阻焊接时的电流量的设定变得很难。当很难设定进行电阻焊接时的电流量时,提供稳定质量的被焊接的工件也变得很难。
[0083] 在本发明中,为了尽量减小使用初期和重复使用后的开关用电极之间的电阻值的差异,通过使开关用电极彼此进行面接触,对电极彼此接触的面实施凹凸加工,由此,允许电流切断时火花的产生。即,只要最初对电极表面实施了凹凸加工,则即使在电流切断时产生火花而使电极表面损伤,也能够抑制该损伤导致的开关用电极彼此的接触面积的增减,因此,对开关用电极的电阻值的影响也很小。
[0084] 使一对开关用电极彼此进行面接触是因为,如果在电极彼此接触的面上具有一定程度的面积,则电流切断时的火花对电极彼此的接触面积的增减的影响较小。
[0085] 只要开关用电极彼此进行面接触,则开关用电极的形状没有特别限定。开关用电极中的被实施凹凸加工的面是平面,与被实施凹凸加工的平面接触的面也是平面。
[0086] 开关用电极表面的凹凸加工可以对一方的开关用电极实施,也可以对双方的开关用电极实施。在对双方的开关用电极实施凹凸加工的情况下,存在这样的趋势:因重复进行电流的切断而导致的对开关用电极彼此的接触面积的增减的影响较小。
[0087] 开关用电极的表面的凹凸能够通过喷砂处理或机械加工等进行设置,但是设置凹凸的方法没有特别限定。开关用电极的材料只要是导电性的材料,则没有限定,但是特别优选弥散(アルミナ分散銅)。
[0088] 优选本发明的开关用电极的一对电极彼此进行接触的面中的具有凹凸的平面的表面粗糙度(Ra)为60μm~150μm。当开关用电极的平面的表面粗糙度(Ra)小于60μm时,存在如下趋势:因重复进行电流的切断而导致的电极彼此的接触面积的变化增大,当大于150μm时,存在如下趋势:开关用电极的电阻增大,实施电阻焊接时的分支电流减小。
[0089] 开关用电极的平面的表面粗糙度(Ra)能够使用一般情况下所使用的表面粗糙度的测定装置来进行测定。
[0090] 优选本发明的开关用电极的一对电极彼此接触的面中的接触面积比率为10%~90%。当开关用电极的一对电极彼此接触的面中的接触面积比率大于90%时,存在如下趋势:因重复进行电流的切断而导致的电极彼此的接触面积的变化增大,当小于10%时,存在如下趋势:开关用电极的电阻增大,实施电阻焊接时的分支电流减小。
[0091] 使用接触面积比率为21%的一对开关电极重复进行2~4kA的电流的切断并检查接触面积比率的变化,30000次点焊与90000次点焊的情况下的接触面积比率分别为65%和73%。如果考虑测定结果的偏差,则可知存在这样的趋势:如果使开关用电极的一对电极彼此接触的面中的接触面积比率为10%~90%,则因重复进行电流的切断而导致的电极彼此的接触面积的变化减小。
[0092] 使用感压纸来测定一对开关用电极彼此接触的面中的接触面积比率。首先,以电流通电中的通常的压力将感压纸夹在一对开关用电极之间,然后,使一对开关用电极分离,对感压纸的着色部分的面积进行测定。感压纸的着色部分的面积相对于一对开关用电极彼此接触的面的面积的比率是一对开关用电极彼此接触的面中的接触面积比率。
[0093] 接着,使用图3和图4,对因重复切断电流而导致的对开关用电极的电阻值的影响进行说明。
[0094] 图3是使用本发明的一对开关用电极的例子。作为本发明的一对开关用电极的例,使用一对这样的电极:直径为16mm,具有圆柱状,与另一个开关用电极接触的一侧为平面,并且与另一个开关用电极接触的面通过喷砂处理被调整为表面粗糙度(Ra)为60μm、电极彼此接触的面中的接触面积比率为21%。电极的材料为氧化铝弥散铜,重复进行2~4kA的电流的切断。
[0095] 由图3可知,本发明的一组开关用电极几乎没有因重复切断电流而导致的电阻值的变化。
[0096] 另一方面,图4是使用现有的开关用电极的例子。作为现有的开关用电极,使用直径为16mm、具有圆柱状、与另一个开关用电极接触的一侧平坦的电极、以及直径为16mm、具有圆柱状、与另一个开关用电极接触的一侧为拱形的电极(从侧面观察电极时的电极前端为R100的曲线)这样的一对电极。电极的材料为氧化铝弥散铜,重复进行2~4kA的电流的切断。
[0097] 由图4可知,现有的开关用电极在刚刚开始用于电流的切断后,电阻值急剧地下降,通过重复进行电流的切断,电阻值也变为稳定值。这可以认为是由于通过重复进行电流的切断,与另一个开关用电极接触的一侧为拱形的电极的前端被磨削,开关用电极的电极彼此接触的面的面积变大。
[0098] 在上述实施方式中,说明了本发明的一对开关用电极用于点焊装置的情况,但是,本发明的一对开关用电极的用途不限于此,也可以用于进行不是点焊的电阻焊接时所使用的电阻焊接装置中,还可以用于对电流进行开闭的所有开关以及包含该开关的装置中。
[0099] 并且,本发明不限于上述实施方式,能够实现本发明目的的范围内的变形、改良等包含在本发明中。
[0100] [第2实施方式]
[0101] 接着,参照图5~9对本发明的另一实施方式进行说明。
[0102] [点焊装置1的结构]
[0103] 图5是示出本发明的一个实施方式的点焊装置的结构的侧视图。本实施方式的点焊装置1是安装在机器人手臂80的前端上的电动式点焊装置。
[0104] 点焊装置1利用后述的多个电极对重合多个板材而得到的工件W进行夹持并加压,在该状态下对电极间进行通电,由此对工件W进行焊接。另外,优选将本实施方式的点焊装置1用于由3枚以上的板材形成且在最外侧配置有最薄板材的工件W的焊接。作为这种工件W的一例,在本实施方式中,使用从上方起配置有最薄板材W1、板材W2(厚板)和板材W3(厚板)的工件W。
[0105] 点焊装置1具有:点焊枪10,其由设置在机器人手臂80的前端上的支承部90支承;以及控制装置100,其对该点焊枪10进行控制。
[0106] 支承部90构成为包含支承托架91。该支承托架91具有:上板91a;以及与该上板91a平行的下板91b。在这些上板91a与下板91b之间架设有导杆92。
[0107] 在导杆92上安装有沿着其轴方向自由滑动的支承板93。支承板93从机器人手臂80侧与上板91a以及下板91b平行地延伸,在其前端侧支承点焊枪10。在支承板93的基端侧的上表面设置有框体状的支承体94。在上板91a与支承体94之间安插有卷绕在导杆
92上的第1螺旋弹簧95。在下板91b与支承板93之间安插有卷绕在导杆92上的第2螺旋弹簧96。
[0108] 点焊枪10由上述的支承板93支承,从而能够相对于支承部90相对地升降。点焊枪10具有:焊枪主体11;焊接用电极部15,其设置在焊枪主体11的前端;以及电流源30A(参照图6),其向焊接用电极部15提供电流。
[0109] 焊枪主体11具有:设置在焊枪主体11上部的伺服电动机16;以及与该伺服电动机16连结的未图示的进给丝杠机构。
[0110] 焊接用电极部15构成为包含可动电极部120以及固定电极部130。
[0111] 可动电极部120从焊枪主体11的前端向下方突出,被支承在与进给丝杠机构连结的杆12的前端。可动电极部120通过伺服电动机16经由进给丝杠机构使杆12上下移动(向图5的A2方向或A1方向移动),由此,使杆12相对于后述的固定电极部130进退。另外,杆12的移动量被提供给控制装置100,用于后述的辅助电流控制。
[0112] 固定电极部130被支承在从与焊枪主体11的前端连结的连结部14向下方延伸的C型轭13的前端。
[0113] 这些可动电极部120与固定电极部130隔着工件W相对配置,通过与工件W接触而通电,由此,在最薄板材W1、板材W2、以及板材W3之间形成焊接部(以下称为“熔核N”)。
[0114] 图6是示出点焊装置1的焊接用电极部15的结构的图。
[0115] 可动电极部120具有:焊接用电极头121;以及辅助通电用电极头122,在其与该焊接用电极头121之间进行通电。
[0116] 焊接用电极头121与辅助通电用电极头122的前端部为拱形的圆柱状,它们设置有规定的间隔,并沿着工件W的面方向配置。并且,这些电极头的前端部被配置为在大致同一高度位置并朝向工件W的上表面,随着杆12(参照图5)的上下移动而按压工件W的上表面。
[0117] 另外,尽管省略图示,但在辅助通电用电极头122上设置有由气缸等构成的移动单元,构成为能够与杠12独立地上下移动。并且,在辅助通电用电极头122上设置有由激光位移计等构成的移动量测定单元,构成为能够测定移动单元的上下移动的移动量。并且,在辅助通电用电极头122上设置有电流计,构成为能够测定从焊接用电极头121流过的电流的值。另外,由移动量测定单元测定的移动量和由电流计测定的电流值被提供给控制装置100,用于后述的辅助电流控制。
[0118] 固定电极部130具有主通电用电极头131,在该主通电用电极头131与焊接用电极头121之间进行通电。
[0119] 主通电用电极头131的前端部为拱形的圆柱形状。主通电用电极头131的前端部被配置为朝向工件W的下表面,随着杆12(参照图5)的上下移动,可动电极部120上下移动,由此对工件W的下表面进行按压。
[0120] 电流源30A与由以上的结构构成的可动电极部120以及固定电极部130连接。具体而言,焊接用电极头121与电流源30A的正极连接,辅助通电用电极头122以及主通电用电极头131与电流源30A的负极连接。
[0121] 另外,电流源30A具有未图示的电源和可变电阻,向各电极头之间提供电流。
[0122] 因此,从电流源30A经过焊接用电极头121而流过工件W的电流沿着电流路径D1流动,经过主通电用电极头131返回到电流源30A。流过这种电流路径D1的电流(以下有时称为“主电流”)通过对工件W的厚度方向中心附近进行加热而以该加热部分为中心生成熔核N,焊接工件W。
[0123] 并且,从电流源30A经过焊接用电极头121而流过工件W的电流沿着电流路径D2、D3流动,经过辅助通电用电极头122返回到电流源30A。流过这种电流路径D2、D3的电流(下面,有时称为“辅助电流”)主要被用于通过对配置在工件W的最外侧的最薄板材W1和板材W2之间进行加热而焊接最外侧的最薄板材W1。即,在将最薄板材W1配置在最外侧的情况下,最薄板材W1和板材W2之间的界面不在工件W的厚度方向中心附近而位于外侧附近,由此,仅利用在中心附近生成熔核N的主电流,有时不能焊接最薄板材W1。因此,使用辅助通电用电极头122而适当焊接外侧的最薄板材W1。
[0124] 另外,在图6中,设置有2个辅助通电用电极头122,但不限于此,只要能够焊接外侧的最薄板材W1,也可以仅设置1个,或者,也可以设置3个以上。并且,如后述所述,在辅助通电用电极头122上也可以具有解除与焊接用电极头121之间的电连接的开关、或使从焊接用电极头121流过的辅助电流变化的可变电阻等。
[0125] 返回到图5,控制装置100对伺服电动机16和电流源30A进行控制。并且,如后所述,控制装置100测定辅助通电用电极头122的状态,根据其测定结果,对辅助通电用电极头122和电流源30A进行控制。另外,辅助通电用电极头122的状态包含由移动量测定单元测定的移动量、由电流计测定的电流值。
[0126] [点焊装置1的基本动作]
[0127] 接着,对本实施方式的点焊装置1的基本动作进行说明。
[0128] 首先,在使可动电极部120与固定电极部130分离的状态下,通过机器人手臂80和支承部90的动作,使点焊枪10移动到工件W的焊接部位。具体而言,使点焊枪10移动到固定电极部130的主通电用电极头131的前端部与工件W的焊接部位的下表面抵接的位置。
[0129] 接着,控制装置100对伺服电动机16进行控制,利用进给丝杠机构的作用使可动电极部120向工件W前进。于是,焊接用电极头121和辅助通电用电极头122的各前端部与工件W的上表面抵接。此时,在点焊枪10相对于工件W倾斜的情况下,由于焊接用电极头121和辅助通电用电极头122的两前端部没有适当地与工件W的上表面抵接,因此,控制装置100与伺服电动机16独立地控制设置在辅助通电用电极头122上的移动单元。由此,即使在点焊枪10相对于工件W倾斜的情况下,也能够使各电极头的前端部可靠地与工件W的上表面抵接。
[0130] 在各电极头的前端部与工件W的表面抵接的状态下,控制装置100使可动电极部120向工件W进一步前进。于是,通过各电极头的前端部对工件W进行加压,形成工件W的板材之间的间隙被压紧而进行电连接。
[0131] 接着,控制装置100维持各电极头的前端部的加压,并且对电流源30A进行控制,提供电流。于是,主电流沿着电流路径D1从焊接用电极头121流过主通电用电极头131,并且,辅助电流沿着电流路径D2、D3从焊接用电极头121流过辅助通电用电极头122。由此,从工件W的厚度方向的中央部到厚度方向上方部,促进工件材料的熔化而生成熔核N。
[0132] 然后,控制装置100对电流源30A进行控制,停止电流的供给。另外,与基于主电流的焊接相比,基于辅助电流的外侧的最薄板材W1与板材W2之间的焊接能在短时间内完成,因此,控制装置100也可以使辅助电流在主电流之前停止。具体而言,控制装置100通过切断设置在辅助通电用电极头122上的开关,解除焊接用电极头121与辅助通电用电极头122之间的通电状态,停止辅助电流。
[0133] 接着,控制装置100对伺服电动机16进行控制,利用进给丝杠机构的作用使可动电极部120相对于工件W后退。由此,熔核冷却固化,焊接工件W。
[0134] [点焊装置1的动作概要]
[0135] 接着,参照图7和图8,说明本实施方式的点焊装置1的特征性的动作的概要。
[0136] <对应于与工件W的抵接角度的辅助电流控制>
[0137] 在点焊枪10与工件W倾斜地抵接的情况下,本实施方式的点焊装置1根据抵接角度对从焊接用电极头121流过辅助通电用电极头122的辅助电流进行控制。图7示出对应于与该工件W的抵接角度的辅助电流的控制的概要。
[0138] 参照图7(1),在点焊枪10与工件W垂直地抵接的情况下,电流适当地从焊接用电极头121流过主通电用电极头131和辅助通电用电极头122,其结果为,以覆盖最薄板材W1和板材W2之间的界面的方式生成熔核N。在图7(1)中,在最薄板材W1和板材W2之间的界面,生成具有区域L1大小的熔核N。
[0139] 但是,在点焊枪10与工件W倾斜地抵接的情况下,无法生成充分用于焊接最薄板材W1的熔核N。即,伴随着点焊枪10的倾斜,熔核N倾斜,其结果为,如图7(2)所示,只能生成以比区域L1小的区域L2覆盖最薄板材W1和板材W2之间的界面的熔核N,不能适当地焊接配置在最上侧的最薄板材W1。
[0140] 另外,可认为熔核N这样地倾斜是由于焊接用电极头121以及主通电用电极头131的与工件W的抵接部分P从中心轴C偏移。即,工件W的抵接部分P由于与电极头的抵接而被冷却,但是,该冷却部分从中心轴C偏移,其结果为,生成的熔核N与中心轴C不对称,发生倾斜。
[0141] 因此,如图7(3)(A)所示,本实施方式的点焊装置1根据点焊枪10的抵接角度θ对辅助电流进行控制。这里,能够根据辅助通电用电极头122与杆12(焊接用电极头121)独立地移动的移动量,计算点焊枪10的抵接角度θ。因此,控制装置100根据与杆12(焊接用电极头121)独立地移动的辅助通电用电极头122的移动量来控制针对辅助通电用电极头122的电流。更详细而言,针对相对于杆12的移动朝负方向(图5中的A2方向)移动的辅助通电用电极头122,使其流过比通常情况高的电流值的辅助电流,针对相对于杆12的移动朝正方向(图5中的A1方向)移动的辅助通电用电极头122,使其流过比通常情况低的电流值的辅助电流。
[0142] 另外,图7(3)图示了设置有2个辅助通电用电极头122的情况,但是,在设置1个或3个以上的辅助通电用电极头122的情况下也同样,控制装置100根据辅助通电用电极头122的移动量,控制针对辅助通电用电极头122的辅助电流。
[0143] 由此,由于在倾斜的辅助通电用电极头122侧的最薄板材W1和板材W2的界面流过较多的辅助电流,因此,熔核N充分生长。即,如图7(3)(B)所示,在图7(2)中无法充分覆盖最薄板材W1和板材W2的界面的熔核N生长成以区域L3这样的较大范围覆盖最薄板材W1和板材W2的界面的熔核N。其结果为,即使在点焊枪10与工件W倾斜地抵接的情况下,也能够适当地焊接配置在外侧的最薄板材W1。
[0144] <与辅助电流值对应的辅助电流控制>
[0145] 通常,形成工件W的最薄板材W1、板材W2、板材W3被可动电极部120和固定电极部130夹持并加压,其结果为,焊接部位接触而进行电连接。然而,在某些工件W中,不仅在焊接部位,在其它部位,最薄板材W1、板材W2、板材W3也会接触。在这种工件W中,通过可动电极部120和固定电极部130的加压,经由该接触部分使各电极头之间电连接,由此,形成意料之外的电流路径。当形成了这种意料之外的电流路径时,从电流源30A提供的电流也流过该电流路径,因而,流过为了工件W的焊接而预先决定的电流路径的电流值减少。
[0146] 因此,本实施方式的点焊装置1根据在各电极头之间尤其是焊接用电极头121与辅助通电用电极头122间流过的辅助电流值,对辅助电流进行控制。图8示出与该辅助电流值对应的辅助电流的控制的概要。另外,在图8中,图示了设置有1个辅助通电用电极头122的情况,但是,在设置2个以上的辅助通电用电极头122的情况下也同样,控制装置100根据辅助电流值对辅助电流进行控制。
[0147] 参照图8(1),在工件W通过可动电极部120和固定电极部130的加压而仅在焊接部位接触的情况下(下面有时称为“正常接触”),在各电极头之间形成为了焊接而预先设定的电流路径、即焊接用电极头121和主通电用电极头131之间的电流路径D1、以及焊接用电极头121与辅助通电用电极头122之间的电流路径D2。在这样工件W正常接触的状态下,从电流源30A提供的电流能够流过电流路径D1、D2。在图8(1)中,从电流源30A提供的8KA的电流中的5KA的主电流流过从焊接用电极头121到主通电用电极头131的电流路径D1,3KA的辅助电流流过从焊接用电极头121到辅助通电用电极头122的电流路径D2。通过使这样的主电流和辅助电流流过工件W,适当焊接工件W。
[0148] 参照图8(2),在工件W中存在焊接部位以外的接触部位的情况下(下面,有时称为“异常接触”),在各电极头之间除了形成为了焊接而预先设定的电流路径,还形成有流过该异常接触部位的电流路径。在图8(2)中,在板材W2、W3间存在异常接触部位Q,其结果是,形成从焊接用电极头121经过异常接触部位Q而流过主通电用电极头131的电流路径D4。当形成了经过异常接触部位Q的电流路径D4时,从电流源30A提供的电流也流过该电流路径D4,流过原本为了焊接而预先设定的电流路径D1、D2的电流的电流值减少。在图8(2)中,从电流源30A提供的8KA的电流中的2KA的电流流过经过异常接触部位Q的电流路径D4,其结果是,流过电流路径D2的电流不是原本预先设定的3KA的辅助电流,而是只流过
1KA的辅助电流。其结果是,在最薄板材W1和板材W2的界面中没有流过足够的辅助电流,不能在最薄板材W1和板材W2之间适当焊接。
[0149] 并且,在异常接触部位Q位于焊接部位附近的情况下,焊接用电极头121与主通电用电极头131之间的电流路径扩大(电流路径D1变成电流路径D1+D4),该电流路径的电阻降低。其结果为,不能使该电流路径产生足够的焦耳热,从而无法适当地焊接工件W。
[0150] 因此,如图8(3)(A)所示,本实施方式的点焊装置1根据流过辅助通电用电极头122的电流的电流值,对辅助电流进行控制。详细情况在后面进行说明,在图8(3)(A)中,对从电流源30A提供的电流值进行控制,使得由于形成经过异常接触部位Q的电流路径D4而减少的辅助电流的电流值(1KA)变为原本预先设定的电流值(3KA)。即,控制装置100降低电流源30A的可变电阻,使从电流源30A提供的电流的总电流值从8KA上升到11KA,由此,使流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值上升。
[0151] 由此,即使是存在异常接触部位Q的工件W,在最薄板材W1和板材W2之间的界面也会流过较多的辅助电流,另外,在焊接用电极头121与主通电用电极头131之间也流过比通常情况多的主电流,因此,熔核N充分生长。即,在图8(2)中未能充分生长的熔核N如图8(3)(B)所示那样生长成足可以焊接工件W的大小的熔核N。其结果是,与无法从外观判断的工件W内部的接触状态无关,能够始终使焊接结果稳定化。
[0152] [辅助电流控制的详细情况]
[0153] 以上,如图7和图8所示,本实施方式的点焊装置1根据辅助通电用电极头122的状态、即辅助通电用电极头122与工件W的抵接角度或流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值,对辅助电流进行控制,由此适当地焊接工件W。
[0154] 接着,参照图9,说明与辅助通电用电极头122的状态对应的辅助电流控制的详细情况。这里,由于用于焊接工件W的熔核N是通过焦耳热而生成的,因此,在本实施方式中,通过对辅助电流的电流值(图9(1)(2))和/或辅助电流的供给时间(图9(3))进行控制,来进行辅助电流控制。另外,以下所示的辅助电流控制只不过是一例,本发明能够应用于根据辅助通电用电极头122的状态而对外侧的最薄板材W1适当地进行焊接的其它控制。
[0155] 参照图9(1),在使用辅助通电用电极头122的焊接不充分的情况下,点焊装置1通过提高流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值,适当地焊接工件W。更详细而言,点焊装置1的控制装置100通过对辅助通电用电极头122内的可变电阻进行控制,向辅助通电用电极头122提供高电流值的辅助电流。
[0156] 参照图9(1)(A),对辅助通电用电极头122以相对于工件W倾斜的状态与工件W抵接的情况进行说明。首先,控制装置100计算与杆12独立地移动的辅助通电用电极头122的移动量,确定该移动是负方向还是正方向。接着,控制装置100使向负方向移动的辅助通电用电极头122内的可变电阻降低,使流过该辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值提高,另一方面,使向正方向移动的辅助通电用电极头122内的可变电阻提高,使流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值降低。由此,能够根据抵接角度对流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值进行控制,能够适当地焊接配置在外侧的最薄板材W1。
[0157] 接着,参照图9(1)(B),对工件W中存在异常接触部位的情况进行说明。首先,控制装置100获取流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值,判定是否为正常值(例如3KA)以下。此时,在辅助电流的电流值为正常值以下的情况下,控制装置100判断为工件W中存在异常接触部位,使流过辅助通电用电极头122的辅助电流提高。即,控制装置100使该辅助通电用电极头122内的可变电阻降低,使辅助电流容易流过辅助通电用电极头122。
由此,即使是工件W中存在异常接触部位的情况下,也能够适当地焊接配置在外侧的最薄板材W1。
[0158] 另外,省略详细的说明,在足以焊接外侧的最薄板材W1的时间内使辅助电流流过辅助通电用电极头122,然后,控制装置100停止对该辅助通电用电极头122进行通电。由此,由于流过主通电用电极头131的主电流的电流值变高,因此,除了外侧的最薄板材W1以外,还能对工件W整体适当地进行焊接。
[0159] 接着,参照图9(2),辅助电流的电流值的上升不限于辅助通电用电极头122内的可变电阻的控制,也能够通过使从电流源30A提供的电流上升而实现。因此,点焊装置1的控制装置100也可以通过对电流源30A内的可变电阻进行控制来向辅助通电用电极头122提供高电流值的辅助电流。
[0160] 参照图9(2)(A),对辅助通电用电极头122以相对于工件W倾斜的状态与工件W抵接的情况进行说明。在与工件W倾斜地抵接的情况下,控制装置100对电流源30A内的可变电阻进行控制,使流过连接各电极头之间的电流路径的电流的总电流值上升。由此,通过在连接各电极头之间的电流路径中流过比通常情况高的值的电流,能够适当地对由于倾斜而很难焊接的外侧的最薄板材W1进行焊接。此时,控制装置100也可以根据抵接角度,使停止对辅助通电用电极头122进行通电的时机不同。即,也可以先停止对相对于杆12向正方向移动的辅助通电用电极头122的通电,然后,在规定时间内,对相对于杆12向负方向移动的辅助通电用电极头122进行通电,然后,停止对该辅助通电用电极头122的通电。
[0161] 接着,参照图9(2)(B),对工件W中存在异常接触部位的情况进行说明。当流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值为正常值以下的情况下,控制装置100对电流源30A内的可变电阻进行控制,使流过连接各电极头之间的电流路径的电流的总电流值上升。
由此,能够对减少异常接触部位流过的量的辅助电流的电流值进行补充,能够适当地焊接配置在外侧的最薄板材W1。
[0162] 接着,参照图9(3),在使用辅助通电用电极头122的焊接不充分的情况下,点焊装置1通过控制对辅助通电用电极头122的辅助电流的通电时间而适当地焊接工件W。更详细而言,点焊装置1的控制装置100通过对辅助通电用电极头122内的开关进行控制,来控制对辅助通电用电极头122的通电时间。
[0163] 参照图9(3)(A),对辅助通电用电极头122以相对于工件W倾斜的状态与工件W抵接的情况进行说明。针对相对于杆12向负方向移动的辅助通电用电极头122,为了确保充分的焦耳热,需要在比通常情况更长的时间内流过辅助电流。因此,控制装置100在开始对辅助通电用电极头122进行通电后,先切断相对于杆12向正方向移动的辅助通电用电极头122内的开关,然后,在经过规定时间后,切断相对于杆12向负方向移动的辅助通电用电极头122内的开关。由此,能够长时间地向由于倾斜地抵接而很难在最薄板材W1和板材W2的界面中生成熔核N的负方向辅助通电用电极头122侧提供辅助电流,能够适当地焊接外侧的最薄板材W1。
[0164] 接着,参照图9(3)(B),对工件W中存在异常接触部位的情况进行说明。当流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值为正常值以下的情况下,控制装置100比通常情况延迟地切断辅助通电用电极头122内的开关。即,控制装置100在为了在最薄板材W1和板材W2的界面上生成充分的熔核N而所需的时间内,使辅助电流通过辅助通电用电极头122,然后,停止其通电。由此,能够对减少异常接触部位流过的量的辅助电流进行补充,能够适当地焊接配置在外侧的最薄板材W1。
[0165] 以上,对本实施方式的点焊装置1的动作进行了说明。根据这种点焊装置1,通过测定辅助通电用电极头122的状态,确定工件W的状态。即,根据辅助通电用电极头122与杆12(焊接用电极头121)独立地移动的移动量,确定与工件W的抵接角度,并且,根据流过辅助通电用电极头122的辅助电流的电流值,确定工件W中是否存在异常接触部位。然后,在点焊装置1中,确定了工件W的状态后,根据确定的工件W的状态控制提供给辅助通电用电极头122的辅助电流。由此,能够与工件W的状态无关地适当焊接最薄板材W1。
[0166] 另外,本发明不限于上述实施方式,本发明也包含能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良等。
[0167] 例如,作为辅助电流控制的详细情况,在上述实施方式中,说明了对辅助通电用电极头122的可变电阻进行控制的电阻控制(图9(1))、对电流源30A的可变电阻进行控制的电流控制(图9(2))、以及对辅助通电用电极头122的开关进行控制的切断时机控制(图9(3)),但是,作为辅助电流控制,也可以仅应用这些控制中的1个,也可以组合应用。
[0168] 此时,所谓组合应用,包括这样的情况:在切断辅助通电用电极头122的开关的前后,使电流值不同。即,例如,在组合电流控制与切断时机控制的情况下,也可以在切断辅助通电用电极头122的开关的前后,使总电流值相同,或者,也可以使切断开关前的总电流值变高,或者,也可以使切断开关后的总电流值变高。
[0169] 并且,在上述实施方式中,分别对点焊枪10与工件W倾斜地抵接的状态下的辅助电流控制、和在工件W中有异常接触部位的状态下的辅助电流控制进行了说明,但是,本发明也能够应用于各个状态叠加的情况。即,即使在点焊枪10与工件W倾斜地抵接且工件W中有异常接触部位的情况下,也能够应用本发明。
[0170] 并且,在上述实施方式中,根据焊接用电极头121的移动量(即,杆12的移动量)与辅助通电用电极头122的移动量(即,杆12的移动量和移动单元的移动量的和)之差来计算点焊枪10与工件W的抵接角度,但是,并不限于此。例如,在设置多个辅助通电用电极头122的情况下,也可以不使用焊接用电极头121的移动量,而根据各个辅助通电用电极头122的移动量的差来计算点焊枪10与工件W的抵接角度。
[0171] 并且,也可以不使用各电极头的移动量,而使用其它信息计算点焊枪10与工件W的抵接角度。作为一例,也可以使用对抵接时的点焊枪10和/或工件W进行拍摄而得到的图像数据来计算点焊枪10与工件W的抵接角度。
[0172] 标号说明
[0173] 1:点焊装置
[0174] 10:点焊枪
[0175] 20:开关(通电单元)
[0176] 21:第1开关用电极头
[0177] 22:第2开关用电极头
[0178] 30:电源(通电单元)
[0179] 30A:电流源
[0180] 100:控制装置(通电单元、辅助电流控制单元)
[0181] 12:杆
[0182] 120A:可动电极部
[0183] 121:焊接用电极头(第1焊接用电极、焊接用电极)
[0184] 122:辅助通电用电极头(辅助电极、辅助通电用电极)
[0185] 13:C形轭
[0186] 130A:固定电极部
[0187] 131:主通电用电极头(第2焊接用电极、主通电用电极)
[0188] W:工件
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