JPH0484685A - 重ね合わせた鋼板の溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、重ね合わせた鋼板をロールスボッ１〜）ｄ接
とレーザスポット溶接との併用によって接合する方法に
関する。

［従来の技術］ 円板状の回転電極を用いてスポット溶接する技術は、た
とえば実開昭６１−３６３８４号公報に開示されている
。また、ロボットに取付（プたクランプにて被溶接材を
加圧し、加圧した部位をレザ溶接する技術は、特開平１
１８０７９／４号公報に示されている。

第１１図は、自動車の小デーの溶接部位を示している。

図中、１はボデーを示してａ３す、２はフロントピラ一
部を示している。フロントピラ一部２は、第１２図に示
すように、複数枚の鋼板を重ね合わせたものから構成さ
れている。この複数枚の鋼板は、レインフォース３、）
［］ントピラアウタ１、フロントピラインナ５とからな
っている。第１２図は、フロントピラ一部２の接合部で
あるフランジ部２ａを示している。このフランジ部２ａ
では、上記各部材のフランジ３ａ　、４ａ　、５ａが重
ね合わされている。レインフォース３は、ノ［コン］〜
ピラアウタ４とフロントビラインナ４との間に位置して
Ｊ３す、各部材のフランジ３ａ　、４ａ　、５ａはスポ
ラ１〜溶接Ｗによって接合されている。なあ、フランジ
３ａとフランジ４ａとの間には、シーク（シーリング剤
）６が介装されており、フランジ３ａとフランジ５ａと
の間にもシープ６が介装されでいる。。

第１１図のようなフ［１ン１〜ピラ一部２の溶接は、第
１３図に示すスポッｊ〜溶接装置によって行なわれてい
る３、本溶接装置は一対のスタッドガンを用いてシリー
ズ溶接り−るものであり、スタッドガン１１は加圧手段
として機能する。各スタッドカン１１の先端には、電極
１２がそれぞれ取イ」けられており、各電極１２は、グ
ー−プル１３を介して溶接トランス１４に接続されてい
る。スタッドガン１１の下方には、電極ス１−−ル１５
が配置されており、電極スト−ル１１ｊには交換可能な
電極１６が設けられている。自動車のボデー１は、上方
の電極１２と下方の電極１６との間に配置され、スタッ
ドガン１１の作動による上方の電極１２の加圧、通電に
よって、ボデー１の）日ントピラ一部２がシリーズ溶接
されるようになっている。

なお、ノ［１ンｌ〜ピラ一部２の溶接は、第１３図に承
部装置以外の装置でも行なわれている。たとえばポータ
プルスポットガン（図示略）をロボッＩ〜に保持さゼる
方式では、ロボッ１〜によってポータプルスポットガン
を予め指定された各位置に位置決めすることにより、重
ね合わされた鋼板は所定の間隔をもってスポラ１〜溶接
される。

［発明が解決しようとする課題１ 近年では、自動車の走行時の防振特性を向−１ニさせる
観点等からボア′−剛性を高めることが要望されており
、生産ラインではボγ−をスポラ１〜溶接ｌる際に短ピ
ツチ化、多打点化が要求されるに至っている。

しかしながら、従来のスポラ１〜溶接によっ−Ｃ短ピツ
ヂ化、多打点化を実現するには、種々の問題が生じる。

（イ）第１３図に示した溶接装置を用いて類ピップ化、
多打点化を実現しようとすると、必然的にスタッドガン
の間隔を狭めることになるが、これには物理的な限界が
あり、所望の溶接ピッチを得ることができない、。

Ｉ　ポータブシスボッ１〜ガンをロボッ１〜に保持させ
、ロボットによってポータプルスポットガンを少しずつ
移動さＵる方法では、短ピツチでの溶接゛ｂ不可能では
ないが、溶接に要する時間が著しく長くなり、生産能力
が生産ラインの流れに追従でさない１．この場合、ロボ
ットを増設することも考えられるか、限られたスペース
の溶接個所では、２合同１１Ｎに溶接作業を行イ【うこ
とは不可能であり、同様に溶接に要り−る時間は長くな
る。なお、上述した特開平１−１８０７９４号公報は、
これと同様な問題を右している。

本発明は、を記の問題に看目し、重ね合わされた鋼板を
溶接づ−る際に、溶接に長時間を貸すことイ【り短ピツ
チ、多打点を可能にづ゛る鋼板の溶接方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段１ この目的に沿う本発明に係る重ね合せた鋼板の溶接方法
は、複数枚の鋼板を重ね合わせて接合Ｊる溶接方法にお
いて、前記複数枚の鋼板を一対の回転電極で挟み間隔を
おいてロールスポット溶接部るとともに、前記回転電極
と一体で移動するレーザ１〜−ヂから照射されるレーザ
光により、前記鋼板の［ｌ−ルスポッ１〜溶接された溶
接部の間をレーザスポラ（へ溶接部る方法から成る３□
［作　　用］ このように構成された重ね合せた鋼板の溶接り法におい
では、複数枚の鋼板が一対の回転電極によって挟まれ、
この回転電極にＪこり所定の間隔をもってロールスポッ
ト溶接が行なわれる。これと同時にレーザー〜−チから
照射されるレーザ光により、鋼板のロールスポット溶接
された溶接部の問がレーザスポット溶接される。これに
よって、鋼板はロールスポット溶接とレーザスポラ１〜
溶接とによって交互に溶接されることになり、短ピツチ
、多打点が可能となる。また、回転電極とレーザー〜−
チとは一体で移動するので、作業上の干渉もなく、作業
待ちも生じない。したがって、［Ｊボットによってポー
タプルスポットガンを移動させる方法に比べて、溶接に
長時間を貸す必要がなくなり、短時間での短ピツチ、多
打点が達成される。１［実施例］ 以下に、本発明に係る重ね合せた鋼板の溶接方法の望ま
しい実施例を、図面を参照して説明覆る。

第１図ないし第１０図は、本発明の一実施例を示してお
り、このうち第１図ないし第４図は本発明を実施−リ−
るのに用いられる溶接装置を示している。

第２図は、自動車の小デーの溶接を行なう溶接装置の概
要を示してｄ３す、ボデー溶接装置２１は、大別すると
１」ボット装置３１、ローシスボッ１〜溶接装置４１、
レーザスポラ１〜溶接装置６１から構成されている。ロ
ホッ］〜装置３１は、ロボット制御盤３２、インタノＩ
Ｘ−ス盤３３、［１ボツ］〜３４．１〜ラッキング機構
部３５から構成されている。ロボット制御盤３２には、
ロボツＩ〜３４が接続されており、ロボット３４はロボ
ッ１〜制御盤３２に入力されているプログラムに基づい
て、教示された内容を実行するようになっている。イン
ターフＪ−−ス盤３３は、ロボット制御盤３２からの信
号を外部の機器に出入する機能を有づるとともに、外部
の機器からの信号をロボット制御盤３２に入力する機能
を有する。１〜ラッキング機構部３５は、ロホツ］・制
御盤３２からの信号ににって制御され、ロボット３４を
ボデー１の前後方向に移動させる機能を有する。

スボッ１〜溶接装置旧は、タイマ４２、］ンタクタ４３
、ガンヘッド部４５から構成されている。タイマ４２は
溶接時間の設定に使用されるものである。」ンタクタ４
３は、三相溶接電源４０を後述づる溶接１〜ランス５０
に供給する際に用いられる一種のスイッチであり］ンタ
クタ４３はタイマ４２ににつ一’ＣＡン、オフ制御され
る。ガンヘッド部４５は、上述のし」小ツ１〜３４に取
付Ｃノられている。ガンヘッド４５は、フレーム４６、
−・対の回転電極４７、加圧シリンダ４８を有している
。フレーム４６はベース４９を介してロボッ１〜３４に
取付けられている。フレーム４６には、回転電極４７か
回転自在に取イｑ（プられている。各回転電極４７は、
シーム溶接に用いられる回転電極と同様の機能を有して
いるが、本実施例の、回転電極４７は回転駆動機構によ
って回転駆動されない。この回転電極４７は、加圧シリ
ンダ４８と連結され℃おり、加圧シリンダ４８の加圧作
動によって自動車のボデー１のフロン１〜ピラ一部２の
フランジが一対の回転電極４７によって挟まれるように
なつ−（いる。

本実施例では、回転電極４７によってフロントビン一部
２を挟んだ状態で、ロボッ１〜３４を移動させることに
Ｊ、す、回転電極４７の回転が行なわれる３゜回転電極
４７は、屈曲可能な可動銅板５２を介してブスバー（導
体）５３に接続されている。ブスバ；ｊ３は、溶接１〜
ランス５０に接続されている。溶接１〜ランス５０は、
冷却水マニホールド５１から供給される冷却水によって
冷却されるＪ：うになっている。

レーザスポラ１〜溶接装置６１は、レーザ発振器６２、
光フ１イバー６３、レーデトーチ６４、駆動部７０とか
ら構成されている。レーザ発振器６２はレーザ光線を牛
じさせるものであり、レーザ発振器６２からのレーリ゛
光線は、光ファイバー６３を介してレーザｉ〜−ヂ６４
に送られるようになっている。レーザトーチ６４は、ガ
ード電極６５を有してａ３す、ガード電極６５には、光
゛ファイバー６３用のコネクタ６６が接続されでいる。

ガード電極６５の先端部には、ノズルチップ６６が取付
けられでいる。ノズルチップ６６は、カード電極６５の
内側に設けられた防振用のインシュレータ６７にＪ：つ
て保持されている。ノズルデツプ６６は先細りとなって
おり、その先端にはレーリ゛光線を外部に照射するため
の出射部６６ａが形成されている。

レーザトーチ６４は、駆動部７０と連結されてａ３す、
駆動部７０はスライド部７１を介してベース４９に保持
されＣいる。レーり川・−チロ４は、駆動部７（）の作
動によって小デー１に対して進退するようになっている
。これは、レーザ光線の焦点を溶接対象物Ｃ″あるボデ
ー１に一致させるためである。

つぎに、本発明に係る重ね合わせた鋼板の溶接方法につ
いて説明りる。

生産ライン上をボデー１が流れている間は、ロボッ１〜
３４は退避状態にあり、原位置に位置しでいる。生産ラ
インを流れるボデー１が定位置に停止し、位置決めされ
ると、ロボッ１〜制御盤３２からの信号によってロボッ
］〜３４は起動される。これにより、ロポッ１へ３４に
取付（プられたカンヘッド部４５とレーザ１〜−ヂ６４
とは、小、ｉ’−１に向って移動し、溶接しようとり−
る部位に位置決めされる。カンヘッド部４５が位置決め
された状態（″は、ボデー１の］○ 溶接される部位は、一対の回転電極４７の間に位置して
いるがまだ回転電極４７４こよって加圧されていない。

ロボット３４ににるガンヘッド部４５およびレーザト−
チ６４の位置決めが完了すると、回転電極４７は加圧シ
リンダ４８によって加圧され、ボデー１の溶接すべき部
位が回転電極４７によって挟まれ、押圧される。この状
態でロボット３４は動き出し、ガンヘッド部４５とレー
ザト−チロ４とを溶接すべき方向に移動させる。ここで
、スポット溶接装置４１のタイマ４２、コンタクタ４３
が作動するとともに、レーザスポット溶接装置６１のレ
ーザ発振器６２が作動し、ボデー１はロールスポット溶
接とレーザスポラ１〜溶接とによる交互の溶接によって
接合が行なわれる。この場合、ロールスボッ１へ溶接は
レーザスポット溶接に対して先行するようになっている
。すなわち、既にロールスポット溶接された溶接部の間
をレーザスポット溶接することにより、溶接の短ピツチ
、多打点が可能になる。

第６図は、第５図に示すボデー１のフロントビラ一部２
の溶接状態を示している。フロン１〜ピラ一部２のフラ
ンジ部２ａには、ロールスポラ１〜溶接とレーザスポラ
１へ溶接とによってロールスポット溶接部７１とレーザ
スポラ１〜溶接部７２とが形成されている。ロールスポ
ット溶接部７１とレーザスポラ］・溶接部７２とは、フ
ランジ部２ａに沿って交互に形成されている。

第７図は、前工程で通常のスポット溶接が行なわれ、次
工程で本発明に係る溶接が適用される場合の溶接断面を
示している。前工程では図示されないスポット溶接ガン
によりスボツ１〜溶接部７０が形成される。本実施例で
は図の複数の溶接部のうちロールスポット溶接Ｗ、とレ
ーザスポット溶接Ｗ２は同時に行なわれるようになって
いるが、ざらにレーザスポット溶接をロールスポット溶
接に近接させた位置に設定することも可能である。

第１０図は、ロールスポット溶接とレーザスポット溶接
とを併用した場合の溶接ピッチを示している。第１０図
において、Ｐ、はロールスポラ１〜溶接の溶接ピッチを
示しており、Ｐ２はレーザスポラト溶接の溶接ピッチを
示している。Ｐ３はロールスポラ１〜溶接とレーザスポ
ット溶接とを（ｊｆ用した場合の溶接ピッチを示してい
る。図に示すように、ロールスポラ１〜溶接とレーザス
ポット溶接とを併用することにより、従来のスポラ１〜
溶接ガンによるスポット溶接に比べて溶接ピッチの短ピ
ツチがはかれ、かつ多１］点に対して−ｂ長時間を費す
必要もなくなる。また、日−ルスポッ１〜溶接を採用覆
ることにＪζす、従来の抵抗スボツ１〜で多打点溶接す
る場合よりも溶接部位の打点歪みを小とすることができ
る。

所定の部位の溶接個所の溶接が完了すると、回転電極４
７の加圧は解除される。回転電極４７の加圧が解除され
ると、ロボット３４にＪ−つてガンヘッド部４５とレー
ザ１〜−ヂ６４とが移動され、原位置に戻される。

なお、本実施例では、本発明を自動車のボデーの溶接に
適用した場合について説明したが、重ね合わせた鋼板の
溶接であるならば、他の製品等についても勿論適用可能
である。

［発明の効果］ 以上説明したＪ：うに、本発明に係る重ね合わせた鋼板
の溶接方法によるとぎは、複数枚の鋼板を一対の回転電
極で挟み間隔をおいてロールスポット溶接するとともに
、回転電極と一体で移動するレーザ１〜−ブから照射さ
れるレーザ“光により、鋼板のロールスポラ１〜溶接さ
れた溶接部の間をレーザスポット溶接するようにしたの
で、下記の効果が得られる。

（イ）　ロールスポット溶接とレーザスポラ１〜溶接と
を併用することにより、溶接の短ピツチ化が可能となり
、溶接構造物の剛性アップをはかることができる。たと
えば、自動車のボデーの溶接に適用した場合は、ボデー
の剛性アップがはかれ、自動車の走行時の防撮特性の向
上、さらにはビビレ、キシミ等の防音特性を向上さゼる
ことかできる。

■　一対の回転電極によって鋼板を挟んで溶接づるロー
ルスポット溶接を採用しているので、従来の抵抗スポラ
１〜溶接に比べて打点スピードを速くすることが可能と
なり、多打点作業においても溶接時間が著しく長くなる
ことはなくなる。したがって、生産能力を生産ラインの
流れに追従させることができ、本発明方法が適用される
工程が生産のネックとなることは解消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した溶接作業の一例を示１斜視図
、 第２図は第１図の溶接作業に用いられる小デー溶接装置
の概略構成図、 第３図は第２図にＪ３Ｇプる［−１−ルスボッ１〜溶接
装置とレーザスボッ］〜溶接装置の要部正面図、第４図
は第３図の側面図、 第５５図は本発明が適用される自動車のボデーの概略側
面図、 第６図は第５図のフロントピラ一部の溶接状態を示づ拡
大側面図、 第７図は第６図にお１ノるフロン１〜ピラ一部の溶接部
の拡大断面図、 第８図は第６図の■−■線に沿う拡大断面図、第９図は
第６図のＩＸ−ＩＸ線に沿う拡大正面図、第１０図は第
６図におけるフロン１〜ピラ一部の溶接ピッチの一例を
示す拡大断面図、 第１１図は従来のノロントビラ一部の溶接状態を示す拡
大側面図、 第１２図は第１１図のｘｎ−ｘｎ線に沿う拡大…ｉ面図
、 第１３図は従来のスボツ１〜溶接装置の一例を示づ正面
図、 である。 １　・・・・・・ボア゛− ２１・・・・・・小デー溶接装置 ３１・・・・・・ロボッ１〜装置 ３４・・・・・・ロボッ１〜 ４１・・・・・・ロールスポット溶接装置４７・・・・
・・回転電極 ６１・・・・・・レーザスボッ１〜溶接装置６３・・・
・・・光フフノイパー ６４・・・・・・レーザ１〜−ブ ７１・・・・・・ロールスボッ１〜溶接部７２・・・・
・・レーザスボッ１〜溶接部≧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数枚の鋼板を重ね合わせて接合する溶接方法にお
   いて、前記複数枚の鋼板を一対の回転電極で挟み間隔を
   おいてロールスポット溶接するとともに、前記回転電極
   と一体で移動するレーザトーチから照射されるレーザ光
   により、前記鋼板のロールスポット溶接された溶接部の
   間をレーザスポット溶接することを特徴とする重ね合わ
   せた鋼板の溶接方法。