開關用電極和使用該開關用電極的電阻焊接裝置、點焊裝置以及點焊方法
【專利摘要】即使重復切斷較大電流量的電流，由于電阻值的變化較少，因此，即使繼續(xù)連續(xù)使用，也能夠流過穩(wěn)定量的電流，為了提供這樣的開關用電極，本發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu)：該開關用電極被用在開關中，該開關由第1開關用電極頭(21)和第2開關用電極頭(22)構(gòu)成，通過使由所述第1開關用電極頭(21)和所述第2開關用電極頭(22)彼此進行面接觸而通電，并且通過使這一對電極分離而切斷通電，所述第1開關用電極頭(21)和所述第2開關用電極頭(22)彼此接觸的接觸面中的至少一方是具有凹凸的平面。
【專利說明】開關用電極和使用該開關用電極的電阻焊接裝置、點焊裝置以及點焊方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及開關用電極和使用該開關用電極的電阻焊接裝置。詳細而言，涉及在這樣的開關中使用的開關用電極和使用該開關用電極的電阻焊接裝置，所述開關由一對電極構(gòu)成，通過使這一對電極彼此進行面接觸而通電，并且通過使它們分離而切斷通電。
[0002]另外，本發(fā)明涉及點焊裝置和點焊方法。詳細而言，涉及對在最外面配置厚度最小的板材而形成的工件進行焊接的點焊裝置和點焊方法。

【背景技術(shù)】
[0003]以往，將點焊(也稱為“電阻焊接”)用于對重合多個板材而成的工件進行接合。在點焊中，利用一對電極頭對重合的工件進行夾持并加壓，在維持規(guī)定以上的加壓力的狀態(tài)下使電流流過電極頭之間。于是，利用通過通電而產(chǎn)生的焦耳熱，使工件熔化，在電極頭之間的板材的界面上生成作為板材熔化物的熔核。然后，維持加壓狀態(tài)并且停止通電，由此，熔核冷卻固化，從而板材被焊接。
[0004]在這種點焊中，有時使3張以上的板材重合而進行焊接，但是，在該情況下，板材的厚度未必是恒定的。反而，一般情況下，板材的厚度不是恒定的。例如，在汽車使用的金屬板的領域中，使用通過層疊多枚厚且硬的金屬板、然后在外側(cè)重合薄且軟的金屬板而得到的工件。在這種工件中，處于外側(cè)的厚度最薄的板材(下面，有時稱為“最薄板材”)和與其鄰接的板材之間的界面位于工件的外側(cè)附近。因此，在按照以工件的中央附近為中心生成熔核的方式進行焊接的情況下，有時熔核不會充分生長到最薄板材與鄰接的板材之間，不能完美地接合最薄板材與鄰接的板材。
[0005]為了解決這種問題，近年來公知有這樣的點焊裝置:除了對工件進行夾持的一對電極頭，還設置有與最薄板材抵接的輔助電極頭(例如，參照專利文獻1、2)。在這種點焊裝置中，使焊接電極頭以及輔助電極頭與最薄板材抵接，通過使電流流過這些電極頭之間，對工件的外側(cè)附近進行加熱。由此，能夠?qū)ぜ闹醒敫浇酵鈧?cè)附近進行加熱，能夠適當?shù)睾附影畋“宀牡墓ぜ?br> [0006]并且，在電阻焊接(與“點焊”同義)中，有時候不僅以恒定的比例使電流分流，還利用開關來切斷分流后的電流的一方。例如，在應用于上述的點焊裝置的情況下，在夾持工件的一對電極頭之間以及焊接電極頭與輔助電極頭之間進行通電的過程中，利用開關切斷焊接電極頭與輔助電極頭之間的通電，由此，也能夠在實施電阻焊接時改變形成焊接部的位置。作為開關，可單純地利用這樣的開關:其使2個電極接觸而通電、使它們分開而切斷電流。
[0007]但是，由于在電阻焊接中流過較大的電流，因此，在切斷電流時，在開關電極表面上很容易產(chǎn)生火花，每次產(chǎn)生火花時，開關的電極表面會損傷。當電極表面損傷時，電極之間的接觸面積會發(fā)生變化，因此，存在這樣的問題:開關的電阻值也發(fā)生變化，無法流過穩(wěn)定的電流。為了防止火花的產(chǎn)生，可以設置火花防止機構(gòu)，但是，在使得能夠進行電阻焊接的較大電流中，很難利用火花防止機構(gòu)來完全地抑制火花的產(chǎn)生。
[0008]因此，為了防止電極表面的磨損，使用了通過以下方式而得到的電極:在電極的表面形成銀鍍覆層，并且，向銀鍍覆層高速噴射石墨粉末，并利用通過該噴射而產(chǎn)生的熱使銀鍍覆層的表面熔化，形成使所述石墨粉末層疊在同一熔化的銀鍍覆層的表面上而得到的石墨潤滑層(例如參照專利文獻3)。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:日本特開2011-194464號公報
[0012]專利文獻2:日本特開2012-11398號公報
[0013]專利文獻3:日本特開2009-245684號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的課題
[0015]但是，在為了保護用于切斷電阻焊接的電流的開關用電極避免產(chǎn)生火花導致的損耗而利用鍍覆等使其平滑的情況下，電極表面越平滑，則重復切斷電流導致的電極電阻值的變化越大。即，向電極表面實施電鍍等，可降低開始使用的初期時的電極電阻值，但是，最終很難防止由于幾千次、幾萬次地重復切斷電流而導致電極表面損傷。
[0016]并且，即使在設置有輔助電極頭的點焊裝置中，有時也會由于焊接的工件的狀態(tài)而不能適當焊接最薄板材。
[0017]例如，在電極頭相對于工件傾斜地抵接的情況下，與垂直地抵接的情況相比，會以傾斜的狀態(tài)產(chǎn)生熔核。當熔核傾斜時，熔核不能充分地覆蓋位于工件外側(cè)附近的最薄板材與鄰接的板材之間的界面，而不能適當?shù)睾附幼畋“宀摹?br> [0018]并且，當在工件內(nèi)部的焊接部位以外存在板材彼此接觸的部位時，電流也會流過該接觸部位，從而流過輔助電極頭的電流減少。其結(jié)果是，在最薄板材與鄰接的板材之間的界面上不會生成足夠的熔核，無法適當?shù)睾附幼畋“宀摹?br> [0019]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種開關用電極以及使用該開關用電極的電阻焊接裝置(第I目的)，其中，關于該開關用電極，即使重復切斷較大電流量的電流，電阻值的變化也較少，因此，即使持續(xù)地使用，也能流過穩(wěn)定量的電流。
[0020]并且，本發(fā)明的目的還在于，提供適當?shù)睾附优渲迷诠ぜ鈧?cè)的最薄板材的點焊裝置和點焊方法(第2目的)。
[0021]用于解決課題的手段
[0022]用于實現(xiàn)第I目的的本發(fā)明提供開關用電極，其被用在開關中，該開關由一對電極構(gòu)成，通過使這一對電極彼此進行面接觸而通電，并且通過使這一對電極分離而切斷通電。本發(fā)明的開關用電極的特征在于，所述一對電極(例如，后述的第I開關用電極頭21和第2開關用電極頭22)彼此接觸的面中的至少一方是具有凹凸的平面。
[0023]以往，為了防止因火花的產(chǎn)生等而引起的電極表面的損傷或磨損，采取了對電極表面實施鍍覆等措施。在本發(fā)明中，開關中使用的電極的電極之間以面進行接觸，對其接觸的面實施凹凸加工。
[0024]能夠提供這樣的一對開關用電極:允許因火花的產(chǎn)生而使電極表面損傷的情況，相反，通過對電極之間接觸的面實施凹凸加工，即使由開關重復切斷電流，開關用電極之間的接觸面積也幾乎沒有變化，電阻值的變化較少。
[0025]并且，本發(fā)明優(yōu)選的是，所述平面的表面粗糙度(Ra)為60 μ m?150 μ m。
[0026]通過將本發(fā)明的開關用電極的一對開關用電極彼此接觸的面中的被實施凹凸加工的面的表面粗糙度(Ra)設為上述范圍，能夠使因重復切斷電流而導致的開關用電極的電阻值的變化更小。
[0027]并且，本發(fā)明優(yōu)選的是，所述一對電極彼此接觸的面中的接觸面積比率為10%?90%。
[0028]通過使本發(fā)明的開關用電極的一對開關用電極彼此接觸的面中的接觸面積比率為10%?90%，能夠使因重復切斷電流而導致的開關用電極的電阻值的變化更小。
[0029]并且，提供一種電阻焊接裝置(例如后述的點焊裝置I)，所述電阻焊接裝置對使多個板材(例如后述的Wl、W2和W3)重合而形成的工件(例如后述的工件W)進行電阻焊接。該電阻焊接裝置的特征在于，所述電阻焊接裝置具有:第I焊接用電極(例如后述的焊接用電極頭121)，其與所述工件的一個面抵接；第2焊接用電極(例如后述的主通電用電極頭131)，其從與所述第I焊接用電極相反的一側(cè)與所述工件抵接，并且，具有與所述第I焊接用電極相反的極性；輔助電極(例如后述的輔助通電用電極頭122)，其從與所述第I焊接用電極相同的一側(cè)與所述工件抵接，并且，具有與所述第I焊接用電極相反的極性；以及通電單元(例如后述的控制裝置100、電源30、開關20)，在所述第I焊接用電極、所述第2焊接用電極和所述輔助電極對所述工件進行夾持加壓的狀態(tài)下，該通電單元使主電流流過所述第I焊接用電極與所述第2焊接用電極之間，并且，使分支電流流過所述第I焊接用電極與所述輔助電極之間，利用具有本發(fā)明的開關用電極的開關來切斷所述分支電流。
[0030]能夠提供一種電阻焊接裝置，通過使用所述的因重復切斷電流而導致的電阻值的變化較少的開關用電極，即使持續(xù)使用也能夠穩(wěn)定地將板材間接合。
[0031]并且，用于實現(xiàn)第2目的的本發(fā)明提供一種點焊裝置，其用于對工件進行焊接，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、并且將所述板材中的厚度最小的最薄板材(例如后述的最薄板材Wl)配置在最外側(cè)而形成的。本發(fā)明的點焊裝置(例如后述的點焊裝置I)的特征在于，其具有:焊接用電極(例如后述的焊接用電極頭121)，其與所述最薄板材抵接；輔助通電用電極(例如后述的輔助通電用電極頭122)，其與所述最薄板材抵接，并且具有與所述焊接用電極相反的極性；主通電用電極(例如后述的主通電用電極頭131)，其與所述焊接用電極以及所述輔助通電用電極一起夾持所述工件，并且具有與所述焊接用電極相反的極性；以及輔助電流控制單元(例如后述的控制裝置100)，其檢測所述輔助通電用電極的狀態(tài)，根據(jù)檢測到的所述狀態(tài)(例如后述的抵接角度或輔助電流的電流值)，控制流過連結(jié)所述焊接用電極與所述輔助通電用電極之間的電流路徑的電流。
[0032]這樣，本發(fā)明的點焊裝置與單純地使電流過輔助通電用電極的以往的點焊裝置不同，根據(jù)輔助通電用電極的狀態(tài)，對流過用于焊接最薄板材的輔助通電用電極的電流進行控制。由此，能夠根據(jù)輔助通電用電極的狀態(tài)(即，工件的狀態(tài))，使流過輔助通電用電極的電流不同，能夠與工件的狀態(tài)無關地適當焊接最薄板材。
[0033]此時，作為輔助通電用電極的狀態(tài)，可以使用所述焊接用電極以及所述輔助通電用電極的與所述最薄板材的抵接角度(例如后述的點焊槍10與后述的工件W的抵接角度θ)0
[0034]由此，能夠使在焊接用電極以及輔助通電用電極與最薄板材傾斜地抵接的情況下流過輔助通電用電極的電流不同，因此，能夠使以往由于傾斜而無法充分覆蓋最薄板材與鄰接板材之間的界面的熔核生長，能夠適當焊接最薄板材。這里，例如，能夠根據(jù)焊接用電極為了與最薄板材抵接而移動的移動量(例如后述的桿12的移動量)和輔助通電用電極為了與最薄板材抵接而移動的移動量(例如后述的桿12的移動量+后述的移動單元的移動量)之差，計算焊接用電極以及輔助通電用電極的與最薄板材的抵接角度。
[0035]并且，作為輔助通電用電極的狀態(tài)，也可以使用流過所述輔助通電用電極的電流的電流值。這里，當在工件內(nèi)部的焊接部位以外存在板材彼此接觸的部位的情況下，從焊接用電極流過輔助通電用電極的電流減少。因此，本發(fā)明的點焊裝置通過對輔助通電用電極的電流值進行測定來檢測工件內(nèi)部的接觸狀態(tài)。
[0036]由此，能夠與無法從外觀判斷的工件內(nèi)部的接觸狀態(tài)相應地控制流過輔助通電用電極的電流，能夠適當焊接最薄板材。
[0037]并且，提供用于對工件進行焊接的點焊方法，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、并且將所述板材中的厚度最小的最薄板材配置在最外側(cè)而形成的。該點焊方法的特征在于，包含以下工序:使焊接用電極(例如后述的焊接用電極頭121)以及具有與所述焊接用電極相反的極性的輔助通電用電極(例如后述的輔助通電用電極頭122)抵接于所述工件的所述最薄板材，使具有與所述焊接用電極相反的極性的主通電用電極(例如后述的主通電用電極頭131)抵接于所述工件的與所述最薄板材側(cè)相反的一側(cè)，由此夾持所述工件；以及對所述輔助通電用電極的狀態(tài)(例如后述的抵接角度或輔助電流的電流值)進行檢測，根據(jù)檢測到的所述狀態(tài)，控制流過連結(jié)所述焊接用電極與所述輔助通電用電極之間的電流路徑的電流。
[0038]此時，作為輔助通電用電極的狀態(tài)，也可以使用所述焊接用電極以及所述輔助通電用電極的與所述最薄板材的抵接角度，或者，也可以使用流過所述輔助通電用電極的電流的電流值。
[0039]根據(jù)該點焊方法，具有與上述的點焊裝置的發(fā)明同樣的效果。
[0040]發(fā)明的效果
[0041]根據(jù)本發(fā)明，提供一種開關用電極，即使重復連續(xù)切斷較大電流量的電流，由于該開關使用的電極的電阻值的變化較少，因此即使繼續(xù)連續(xù)使用，也能夠流過穩(wěn)定量的電流。并且，能夠提供一種電阻焊接裝置，即使繼續(xù)連續(xù)使用，也能夠穩(wěn)定地將板材間接合。
[0042]并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠適當?shù)睾附优渲迷诠ぜ鈧?cè)的最薄板材。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是示出使用具有本發(fā)明一個實施方式的一組開關用電極的開關的點焊裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0044]圖2是示出上述點焊裝置的電極部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0045]圖3是示出因重復進行電流的切斷而導致的本發(fā)明的開關用電極的電阻值變化的圖。
[0046]圖4是示出因重復進行電流的切斷而導致的現(xiàn)有的開關用電極的電阻值變化的圖。
[0047]圖5是示出本發(fā)明的一個實施方式的點焊裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0048]圖6是示出上述實施方式的點焊裝置的電極部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0049]圖7是示出上述實施方式的點焊裝置的對應于與工件的抵接角度的輔助電流控制的概要的圖。
[0050]圖8是示出上述實施方式的點焊裝置的對應于輔助電流值的輔助電流控制的概要的圖。
[0051]圖9是示出上述實施方式的點焊裝置的輔助電流控制的詳細情況的圖。

【具體實施方式】
[0052][第I實施方式]
[0053]以下，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。
[0054]圖1是示出使用具有本發(fā)明一個實施方式的一組開關用電極的開關的點焊裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。點焊裝置I是安裝在機器人手臂80的前端的電動式點焊裝置。
[0055]點焊裝置I利用后述的多個電極對重合多個板材Wl (薄板)、W2 (厚板)和W3 (厚板)而得到的工件W進行夾持并加壓，在該狀態(tài)下向電極之間通電，由此對工件W進行焊接。
[0056]點焊裝置I具有:點焊槍10，其由設置在機器人手臂80的前端的支承部90支承；以及控制裝置100，其控制該點焊槍10。
[0057]支承部90構(gòu)成為包含支承托架91。該支承托架91具有:上板91a ；以及與該上板91a平行的下板91b。在這些上板91a與下板91b之間架設有導桿92。
[0058]在導桿92上安裝有沿著其軸方向自由滑動的支承板93。支承板93從機器人手臂80側(cè)與上板91a以及下板91b平行地延伸，在其前端側(cè)支承點焊槍10。在支承板93的基端側(cè)的上表面設置有框體狀的支承體94。在上板91a與支承體94之間安插有卷繞在導桿92上的第I螺旋彈簧95。在下板91b與支承板93之間安插有卷繞在導桿92上的第2螺旋彈黃96。
[0059]點焊槍10由上述的支承板93支承，從而能夠相對于支承部90相對地升降。點焊槍10具有:焊槍主體11 ;焊接用電極部15，其設置在焊槍主體11的前端；以及電源30，其作為后述的電流源。
[0060]焊槍主體11具有:設置在焊槍主體11的上部的伺服電動機16 ;以及與該伺服電動機16連結(jié)的未圖示的進給絲杠機構(gòu)。
[0061]焊接用電極部15構(gòu)成為包含可動電極部120以及固定電極部130。
[0062]可動電極部120從焊槍主體11的前端向下方突出，被支承在與進給絲杠機構(gòu)連結(jié)的桿12的前端。通過伺服電動機16經(jīng)由進給絲杠機構(gòu)使桿12上下移動(在圖1的A2方向或Al方向上移動)，由此，可動電極部120能夠相對于后述的固定電極部130進退。
[0063]固定電極部130被支承在從與焊槍主體11的前端連結(jié)的連結(jié)部14向下方延伸的C型軛13的前端。
[0064]這些可動電極部120與固定電極部130隔著工件W而相對配置?？蓜与姌O部120具有焊接用電極頭121和輔助通電用電極頭122，固定電極部130具有主通電用電極頭131，焊接用電極頭121、輔助通電用電極頭122和主通電用電極頭131對工件W進行加壓并夾持。
[0065]開關20具有第I開關用電極頭21、第2開關用電極頭22和氣缸機構(gòu)23。第I開關用電極頭21被安裝在焊槍主體11上。氣缸機構(gòu)23被安裝在第2開關用電極頭22上。第I開關用電極頭21是固定的，但是，第2開關用電極頭22能夠通過氣缸機構(gòu)23沿上下驅(qū)動。通過驅(qū)動第2開關用電極頭22，使第I開關用電極頭21和第2開關用電極頭22接觸而進行通電，通過使第I開關用電極頭21和第2開關用電極頭22分離而切斷電流。
[0066]圖2是示出點焊裝置I的焊接用電極部15的結(jié)構(gòu)的圖。
[0067]可動電極部120所具備的焊接用電極頭121和輔助通電用電極頭122的前端面的高度位置大致相同。
[0068]焊接用電極頭121與輔助通電用電極頭122設置有規(guī)定的間隔，沿著工件W的面方向配置。這些電極頭是圓柱狀，焊接用電極頭121的前端為拱形。
[0069]固定電極部130所具備的主通電用電極頭131隔著工件W與焊接用電極頭121相對配置。主通電用電極頭131是圓柱狀，其前端為拱形。
[0070]電源30與由以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的焊接用電極部15連接。具體而言，如圖2所示，電源30的正極與焊接用電極頭121連接，其負極與主通電用電極頭131以及輔助通電用電極頭122連接。
[0071]因此，從電源30經(jīng)由焊接用電極頭121而流過工件W的焊接電流沿著朝向主通電用電極頭131的電流路徑Dl和朝向輔助通電用電極頭122的電流路徑D2流過，分別經(jīng)過主通電用電極頭131和輔助通電用電極頭122而返回到電源30。
[0072]如圖2所示，焊接電流沿著電流路徑Dl和電流路徑D2流過，其結(jié)果是，在焊接用電極頭121和主通電用電極頭131間的厚度方向中，Wl和W2之間的界面的電流密度比W2和W3之間的界面的電流密度高。一般而言，在對以薄板-厚板-厚板的方式重合而成的工件實施電阻焊接的情況下，厚板-厚板側(cè)比薄板-厚板側(cè)容易產(chǎn)生板材的熔化熱。但是，如果像圖2所示這樣配置電極，如上所述，薄板-厚板側(cè)的電流密度變高，因此，能夠使原本很難通過電阻焊接而接合的薄板-厚板側(cè)高效地熔化而接合。
[0073]另外，在輔助通電用電極頭122與電源30的負極之間設置有開關20。在對圖2所示的工件W實施電阻焊接時，在通電的初期，使電流進行分支而流過電流路徑Dl與電流路徑D2，由此，在焊接用電極頭121和主通電用電極頭131間的厚度方向中，使Wl和W2之間的界面的熔核NI生長。在熔核NI充分地生長后，利用開關20切斷電流而使流過工件的電流的路徑僅為電流路徑D1，使W2和W3之間的界面的熔核N2生長。通過利用開關20切斷電流，能夠使熔核NI和熔核N2均衡地生長，因此，能夠得到接合強度優(yōu)越的接合部。電源30和開關20由控制裝置100控制。另外，由于圖2表示電阻焊接剛剛開始后的狀態(tài)，因此，熔核N1、N2還沒有生長地太多。
[0074]返回到圖1，伺服電動機16由控制裝置10控制。
[0075]接著，對本實施方式的點焊裝置I的動作進行說明。
[0076]首先，在可動電極部120與固定電極部130分離的狀態(tài)下，通過機器人手臂80和支承部90的動作，使點焊槍10移動到工件W的焊接部位。具體而言，使點焊槍10移動到固定電極部130的主通電用電極頭131的前端面與工件W的焊接部位的下表面抵接的位置。
[0077]接著，通過控制裝置100對伺服電動機16進行控制，利用進給絲杠機構(gòu)的作用，使可動電極部120向工件W前進。于是，焊接用電極頭121和輔助通電用電極頭122的各前端面與工件W的上表面抵接。
[0078]接著，通過焊接用電極頭121、輔助通電用電極頭122和主通電用電極頭131對工件W進行加壓，并且通過控制裝置100對電源30進行控制，提供焊接電流。于是，焊接電流沿著電流路徑Dl從焊接用電極頭121流過主通電用電極頭131，并且，焊接電流沿著電流路徑D2從焊接用電極頭121流過輔助通電用電極頭122。由此，在電流密度較高且輸入熱量最大的焊接用電極頭121和主通電用電極頭131間的厚度方向上的Wl和W2之間的界面上，工件材料的熔化最得到促進，生成熔核NI。
[0079]并且，通過控制裝置100對開關20進行控制，停止沿著電流路徑D2流過的焊接電流的供給。由此，流過工件W的電流僅為沿著電流路徑Dl流過的焊接電流，因此，在焊接用電極頭121和主通電用電極頭131間的厚度方向上的W2和W3之間的界面上，輸入熱量變得最大，熔核N2生長，工件材料熔化。
[0080]然后，通過控制裝置100對電源30進行控制，停止焊接電流的供給。由此，熔核冷卻固化，工件W被焊接。
[0081]接著，對開關20進行說明。
[0082]如上所述，通過開關20的第I開關用電極頭21和第2開關用電極頭22接觸而通電，通過分離而切斷電流。由于切斷電阻焊接中使用的大容量的電流，因此，開關20在使電極彼此分離時會產(chǎn)生火花。由于切斷電流時火花的產(chǎn)生會損害電極表面，使其磨損，因此，不是理想的。為了防止火花的產(chǎn)生，可以設置火花防止機構(gòu)，但是，在使得能夠進行電阻焊接的較大電流的情況下，很難利用火花防止機構(gòu)完全地抑制火花的產(chǎn)生。并且，即使在對電極表面實施電鍍等情況下，由于像在電阻焊接裝置中使用的情況這樣幾千次、幾萬次地重復使用，也會使電極表面磨損。相反，也存在如下問題:初期的電極表面越光滑，則初期的開關用電極與重復使用后的開關用電極的電阻值越出現(xiàn)較大差異，進行電阻焊接時的電流量的設定變得很難。當很難設定進行電阻焊接時的電流量時，提供穩(wěn)定質(zhì)量的被焊接的工件也變得很難。
[0083]在本發(fā)明中，為了盡量減小使用初期和重復使用后的開關用電極之間的電阻值的差異，通過使開關用電極彼此進行面接觸，對電極彼此接觸的面實施凹凸加工，由此，允許電流切斷時火花的產(chǎn)生。即，只要最初對電極表面實施了凹凸加工，則即使在電流切斷時產(chǎn)生火花而使電極表面損傷，也能夠抑制該損傷導致的開關用電極彼此的接觸面積的增減，因此，對開關用電極的電阻值的影響也很小。
[0084]使一對開關用電極彼此進行面接觸是因為，如果在電極彼此接觸的面上具有一定程度的面積，則電流切斷時的火花對電極彼此的接觸面積的增減的影響較小。
[0085]只要開關用電極彼此進行面接觸，則開關用電極的形狀沒有特別限定。開關用電極中的被實施凹凸加工的面是平面，與被實施凹凸加工的平面接觸的面也是平面。
[0086]開關用電極表面的凹凸加工可以對一方的開關用電極實施，也可以對雙方的開關用電極實施。在對雙方的開關用電極實施凹凸加工的情況下，存在這樣的趨勢:因重復進行電流的切斷而導致的對開關用電極彼此的接觸面積的增減的影響較小。
[0087]開關用電極的表面的凹凸能夠通過噴砂處理或機械加工等進行設置，但是設置凹凸的方法沒有特別限定。開關用電極的材料只要是導電性的材料，則沒有限定，但是特別優(yōu)選氧化鋁彌散銅(7 > $ t分散銅)。
[0088]優(yōu)選本發(fā)明的開關用電極的一對電極彼此進行接觸的面中的具有凹凸的平面的表面粗糙度(Ra)為60 μ m?150 μ m。當開關用電極的平面的表面粗糙度(Ra)小于60 μ m時，存在如下趨勢:因重復進行電流的切斷而導致的電極彼此的接觸面積的變化增大，當大于150 μ m時，存在如下趨勢:開關用電極的電阻增大，實施電阻焊接時的分支電流減小。
[0089]開關用電極的平面的表面粗糙度(Ra)能夠使用一般情況下所使用的表面粗糙度的測定裝置來進行測定。
[0090]優(yōu)選本發(fā)明的開關用電極的一對電極彼此接觸的面中的接觸面積比率為10%?90%。當開關用電極的一對電極彼此接觸的面中的接觸面積比率大于90%時，存在如下趨勢:因重復進行電流的切斷而導致的電極彼此的接觸面積的變化增大，當小于10%時，存在如下趨勢:開關用電極的電阻增大，實施電阻焊接時的分支電流減小。
[0091]使用接觸面積比率為21 %的一對開關電極重復進行2?4kA的電流的切斷并檢查接觸面積比率的變化，30000次點焊與90000次點焊的情況下的接觸面積比率分別為65%和73%。如果考慮測定結(jié)果的偏差，則可知存在這樣的趨勢:如果使開關用電極的一對電極彼此接觸的面中的接觸面積比率為10%?90%，則因重復進行電流的切斷而導致的電極彼此的接觸面積的變化減小。
[0092]使用感壓紙來測定一對開關用電極彼此接觸的面中的接觸面積比率。首先，以電流通電中的通常的壓力將感壓紙夾在一對開關用電極之間，然后，使一對開關用電極分離，對感壓紙的著色部分的面積進行測定。感壓紙的著色部分的面積相對于一對開關用電極彼此接觸的面的面積的比率是一對開關用電極彼此接觸的面中的接觸面積比率。
[0093]接著，使用圖3和圖4，對因重復切斷電流而導致的對開關用電極的電阻值的影響進行說明。
[0094]圖3是使用本發(fā)明的一對開關用電極的例子。作為本發(fā)明的一對開關用電極的例，使用一對這樣的電極:直徑為16_，具有圓柱狀，與另一個開關用電極接觸的一側(cè)為平面，并且與另一個開關用電極接觸的面通過噴砂處理被調(diào)整為表面粗糙度(Ra)為60μπκ電極彼此接觸的面中的接觸面積比率為21%。電極的材料為氧化鋁彌散銅，重復進行2?4kA的電流的切斷。
[0095]由圖3可知，本發(fā)明的一組開關用電極幾乎沒有因重復切斷電流而導致的電阻值的變化。
[0096]另一方面，圖4是使用現(xiàn)有的開關用電極的例子。作為現(xiàn)有的開關用電極，使用直徑為16mm、具有圓柱狀、與另一個開關用電極接觸的一側(cè)平坦的電極、以及直徑為16mm、具有圓柱狀、與另一個開關用電極接觸的一側(cè)為拱形的電極(從側(cè)面觀察電極時的電極前端為RlOO的曲線)這樣的一對電極。電極的材料為氧化鋁彌散銅，重復進行2?4kA的電流的切斷。
[0097]由圖4可知，現(xiàn)有的開關用電極在剛剛開始用于電流的切斷后，電阻值急劇地下降，通過重復進行電流的切斷，電阻值也變?yōu)榉€(wěn)定值。這可以認為是由于通過重復進行電流的切斷，與另一個開關用電極接觸的一側(cè)為拱形的電極的前端被磨削，開關用電極的電極彼此接觸的面的面積變大。
[0098]在上述實施方式中，說明了本發(fā)明的一對開關用電極用于點焊裝置的情況，但是，本發(fā)明的一對開關用電極的用途不限于此，也可以用于進行不是點焊的電阻焊接時所使用的電阻焊接裝置中，還可以用于對電流進行開閉的所有開關以及包含該開關的裝置中。
[0099]并且，本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的范圍內(nèi)的變形、改良等包含在本發(fā)明中。
[0100][第2實施方式]
[0101]接著，參照圖5?9對本發(fā)明的另一實施方式進行說明。
[0102][點焊裝置I的結(jié)構(gòu)]
[0103]圖5是示出本發(fā)明的一個實施方式的點焊裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。本實施方式的點焊裝置I是安裝在機器人手臂80的前端上的電動式點焊裝置。
[0104]點焊裝置I利用后述的多個電極對重合多個板材而得到的工件W進行夾持并加壓，在該狀態(tài)下對電極間進行通電，由此對工件W進行焊接。另外，優(yōu)選將本實施方式的點焊裝置I用于由3枚以上的板材形成且在最外側(cè)配置有最薄板材的工件W的焊接。作為這種工件W的一例，在本實施方式中，使用從上方起配置有最薄板材Wl、板材W2(厚板)和板材W3 (厚板)的工件W。
[0105]點焊裝置I具有:點焊槍10，其由設置在機器人手臂80的前端上的支承部90支承；以及控制裝置100，其對該點焊槍10進行控制。
[0106]支承部90構(gòu)成為包含支承托架91。該支承托架91具有:上板91a ；以及與該上板91a平行的下板91b。在這些上板91a與下板91b之間架設有導桿92。
[0107]在導桿92上安裝有沿著其軸方向自由滑動的支承板93。支承板93從機器人手臂80側(cè)與上板91a以及下板91b平行地延伸，在其前端側(cè)支承點焊槍10。在支承板93的基端側(cè)的上表面設置有框體狀的支承體94。在上板91a與支承體94之間安插有卷繞在導桿92上的第I螺旋彈簧95。在下板91b與支承板93之間安插有卷繞在導桿92上的第2螺旋彈黃96。
[0108]點焊槍10由上述的支承板93支承，從而能夠相對于支承部90相對地升降。點焊槍10具有:焊槍主體11 ;焊接用電極部15，其設置在焊槍主體11的前端；以及電流源30A(參照圖6)，其向焊接用電極部15提供電流。
[0109]焊槍主體11具有:設置在焊槍主體11上部的伺服電動機16 ;以及與該伺服電動機16連結(jié)的未圖示的進給絲杠機構(gòu)。
[0110]焊接用電極部15構(gòu)成為包含可動電極部120以及固定電極部130。
[0111]可動電極部120從焊槍主體11的前端向下方突出，被支承在與進給絲杠機構(gòu)連結(jié)的桿12的前端。可動電極部120通過伺服電動機16經(jīng)由進給絲杠機構(gòu)使桿12上下移動(向圖5的A2方向或Al方向移動)，由此，使桿12相對于后述的固定電極部130進退。另夕卜，桿12的移動量被提供給控制裝置100，用于后述的輔助電流控制。
[0112]固定電極部130被支承在從與焊槍主體11的前端連結(jié)的連結(jié)部14向下方延伸的C型軛13的前端。
[0113]這些可動電極部120與固定電極部130隔著工件W相對配置，通過與工件W接觸而通電，由此,在最薄板材W1、板材W2、以及板材W3之間形成焊接部(以下稱為“熔核N”)。
[0114]圖6是示出點焊裝置I的焊接用電極部15的結(jié)構(gòu)的圖。
[0115]可動電極部120具有:焊接用電極頭121 ;以及輔助通電用電極頭122，在其與該焊接用電極頭121之間進行通電。
[0116]焊接用電極頭121與輔助通電用電極頭122的前端部為拱形的圓柱狀，它們設置有規(guī)定的間隔，并沿著工件W的面方向配置。并且，這些電極頭的前端部被配置為在大致同一高度位置并朝向工件W的上表面，隨著桿12 (參照圖5)的上下移動而按壓工件W的上表面。
[0117]另外，盡管省略圖示，但在輔助通電用電極頭122上設置有由氣缸等構(gòu)成的移動單元，構(gòu)成為能夠與杠12獨立地上下移動。并且，在輔助通電用電極頭122上設置有由激光位移計等構(gòu)成的移動量測定單元，構(gòu)成為能夠測定移動單元的上下移動的移動量。并且，在輔助通電用電極頭122上設置有電流計，構(gòu)成為能夠測定從焊接用電極頭121流過的電流的值。另外，由移動量測定單元測定的移動量和由電流計測定的電流值被提供給控制裝置100，用于后述的輔助電流控制。
[0118]固定電極部130具有主通電用電極頭131，在該主通電用電極頭131與焊接用電極頭121之間進行通電。
[0119]主通電用電極頭131的前端部為拱形的圓柱形狀。主通電用電極頭131的前端部被配置為朝向工件W的下表面，隨著桿12 (參照圖5)的上下移動，可動電極部120上下移動，由此對工件W的下表面進行按壓。
[0120]電流源30A與由以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的可動電極部120以及固定電極部130連接。具體而言，焊接用電極頭121與電流源30A的正極連接，輔助通電用電極頭122以及主通電用電極頭131與電流源30A的負極連接。
[0121]另外，電流源30A具有未圖示的電源和可變電阻，向各電極頭之間提供電流。
[0122]因此，從電流源30A經(jīng)過焊接用電極頭121而流過工件W的電流沿著電流路徑Dl流動，經(jīng)過主通電用電極頭131返回到電流源30A。流過這種電流路徑Dl的電流(以下有時稱為“主電流”)通過對工件W的厚度方向中心附近進行加熱而以該加熱部分為中心生成熔核N，焊接工件W。
[0123]并且，從電流源30A經(jīng)過焊接用電極頭121而流過工件W的電流沿著電流路徑D2、D3流動，經(jīng)過輔助通電用電極頭122返回到電流源30A。流過這種電流路徑D2、D3的電流(下面，有時稱為“輔助電流”)主要被用于通過對配置在工件W的最外側(cè)的最薄板材Wl和板材W2之間進行加熱而焊接最外側(cè)的最薄板材Wl。即，在將最薄板材Wl配置在最外側(cè)的情況下，最薄板材Wl和板材W2之間的界面不在工件W的厚度方向中心附近而位于外側(cè)附近，由此，僅利用在中心附近生成熔核N的主電流，有時不能焊接最薄板材W1。因此，使用輔助通電用電極頭122而適當焊接外側(cè)的最薄板材W1。
[0124]另外，在圖6中，設置有2個輔助通電用電極頭122，但不限于此，只要能夠焊接外側(cè)的最薄板材W1，也可以僅設置I個，或者，也可以設置3個以上。并且，如后述所述，在輔助通電用電極頭122上也可以具有解除與焊接用電極頭121之間的電連接的開關、或使從焊接用電極頭121流過的輔助電流變化的可變電阻等。
[0125]返回到圖5，控制裝置100對伺服電動機16和電流源30A進行控制。并且，如后所述，控制裝置100測定輔助通電用電極頭122的狀態(tài)，根據(jù)其測定結(jié)果，對輔助通電用電極頭122和電流源30A進行控制。另外，輔助通電用電極頭122的狀態(tài)包含由移動量測定單元測定的移動量、由電流計測定的電流值。
[0126][點焊裝置I的基本動作]
[0127]接著，對本實施方式的點焊裝置I的基本動作進行說明。
[0128]首先，在使可動電極部120與固定電極部130分離的狀態(tài)下，通過機器人手臂80和支承部90的動作，使點焊槍10移動到工件W的焊接部位。具體而言，使點焊槍10移動到固定電極部130的主通電用電極頭131的前端部與工件W的焊接部位的下表面抵接的位置。
[0129]接著，控制裝置100對伺服電動機16進行控制，利用進給絲杠機構(gòu)的作用使可動電極部120向工件W前進。于是，焊接用電極頭121和輔助通電用電極頭122的各前端部與工件W的上表面抵接。此時，在點焊槍10相對于工件W傾斜的情況下，由于焊接用電極頭121和輔助通電用電極頭122的兩前端部沒有適當?shù)嘏c工件W的上表面抵接，因此，控制裝置100與伺服電動機16獨立地控制設置在輔助通電用電極頭122上的移動單元。由此，即使在點焊槍10相對于工件W傾斜的情況下，也能夠使各電極頭的前端部可靠地與工件W的上表面抵接。
[0130]在各電極頭的前端部與工件W的表面抵接的狀態(tài)下，控制裝置100使可動電極部120向工件W進一步前進。于是，通過各電極頭的前端部對工件W進行加壓，形成工件W的板材之間的間隙被壓緊而進行電連接。
[0131]接著，控制裝置100維持各電極頭的前端部的加壓，并且對電流源30A進行控制，提供電流。于是，主電流沿著電流路徑DI從焊接用電極頭121流過主通電用電極頭131，并且，輔助電流沿著電流路徑D2、D3從焊接用電極頭121流過輔助通電用電極頭122。由此，從工件W的厚度方向的中央部到厚度方向上方部，促進工件材料的熔化而生成熔核N。
[0132]然后，控制裝置100對電流源30A進行控制，停止電流的供給。另外，與基于主電流的焊接相比，基于輔助電流的外側(cè)的最薄板材Wl與板材W2之間的焊接能在短時間內(nèi)完成，因此，控制裝置100也可以使輔助電流在主電流之前停止。具體而言，控制裝置100通過切斷設置在輔助通電用電極頭122上的開關，解除焊接用電極頭121與輔助通電用電極頭122之間的通電狀態(tài)，停止輔助電流。
[0133]接著，控制裝置100對伺服電動機16進行控制，利用進給絲杠機構(gòu)的作用使可動電極部120相對于工件W后退。由此，熔核冷卻固化，焊接工件W。
[0134][點焊裝置I的動作概要]
[0135]接著，參照圖7和圖8，說明本實施方式的點焊裝置I的特征性的動作的概要。
[0136]<對應于與工件W的抵接角度的輔助電流控制>
[0137]在點焊槍10與工件W傾斜地抵接的情況下，本實施方式的點焊裝置I根據(jù)抵接角度對從焊接用電極頭121流過輔助通電用電極頭122的輔助電流進行控制。圖7示出對應于與該工件W的抵接角度的輔助電流的控制的概要。
[0138]參照圖7(1)，在點焊槍10與工件W垂直地抵接的情況下，電流適當?shù)貜暮附佑秒姌O頭121流過主通電用電極頭131和輔助通電用電極頭122，其結(jié)果為，以覆蓋最薄板材Wl和板材W2之間的界面的方式生成熔核N。在圖7(1)中，在最薄板材Wl和板材W2之間的界面，生成具有區(qū)域LI大小的熔核N。
[0139]但是，在點焊槍10與工件W傾斜地抵接的情況下，無法生成充分用于焊接最薄板材Wl的熔核N。即，伴隨著點焊槍10的傾斜，熔核N傾斜，其結(jié)果為，如圖7(2)所示，只能生成以比區(qū)域LI小的區(qū)域L2覆蓋最薄板材Wl和板材W2之間的界面的熔核N，不能適當?shù)睾附优渲迷谧钌蟼?cè)的最薄板材Wl。
[0140]另外，可認為熔核N這樣地傾斜是由于焊接用電極頭121以及主通電用電極頭131的與工件W的抵接部分P從中心軸C偏移。S卩，工件W的抵接部分P由于與電極頭的抵接而被冷卻，但是，該冷卻部分從中心軸C偏移，其結(jié)果為，生成的熔核N與中心軸C不對稱，發(fā)生傾斜。
[0141]因此，如圖7(3) (A)所示，本實施方式的點焊裝置I根據(jù)點焊槍10的抵接角度Θ對輔助電流進行控制。這里，能夠根據(jù)輔助通電用電極頭122與桿12 (焊接用電極頭121)獨立地移動的移動量，計算點焊槍10的抵接角度Θ。因此，控制裝置100根據(jù)與桿12 (焊接用電極頭121)獨立地移動的輔助通電用電極頭122的移動量來控制針對輔助通電用電極頭122的電流。更詳細而言，針對相對于桿12的移動朝負方向(圖5中的A2方向)移動的輔助通電用電極頭122，使其流過比通常情況高的電流值的輔助電流，針對相對于桿12的移動朝正方向(圖5中的Al方向)移動的輔助通電用電極頭122，使其流過比通常情況低的電流值的輔助電流。
[0142]另外，圖7(3)圖示了設置有2個輔助通電用電極頭122的情況，但是，在設置I個或3個以上的輔助通電用電極頭122的情況下也同樣，控制裝置100根據(jù)輔助通電用電極頭122的移動量，控制針對輔助通電用電極頭122的輔助電流。
[0143]由此，由于在傾斜的輔助通電用電極頭122側(cè)的最薄板材Wl和板材W2的界面流過較多的輔助電流，因此，熔核N充分生長。即，如圖7(3) (B)所示，在圖7(2)中無法充分覆蓋最薄板材Wl和板材W2的界面的熔核N生長成以區(qū)域L3這樣的較大范圍覆蓋最薄板材Wl和板材W2的界面的熔核N。其結(jié)果為，即使在點焊槍10與工件W傾斜地抵接的情況下，也能夠適當?shù)睾附优渲迷谕鈧?cè)的最薄板材Wl。
[0144]<與輔助電流值對應的輔助電流控制>
[0145]通常，形成工件W的最薄板材W1、板材W2、板材W3被可動電極部120和固定電極部130夾持并加壓，其結(jié)果為，焊接部位接觸而進行電連接。然而，在某些工件W中，不僅在焊接部位，在其它部位，最薄板材W1、板材W2、板材W3也會接觸。在這種工件W中，通過可動電極部120和固定電極部130的加壓，經(jīng)由該接觸部分使各電極頭之間電連接，由此，形成意料之外的電流路徑。當形成了這種意料之外的電流路徑時，從電流源30A提供的電流也流過該電流路徑，因而，流過為了工件W的焊接而預先決定的電流路徑的電流值減少。
[0146]因此，本實施方式的點焊裝置I根據(jù)在各電極頭之間尤其是焊接用電極頭121與輔助通電用電極頭122間流過的輔助電流值，對輔助電流進行控制。圖8示出與該輔助電流值對應的輔助電流的控制的概要。另外，在圖8中，圖示了設置有I個輔助通電用電極頭122的情況，但是，在設置2個以上的輔助通電用電極頭122的情況下也同樣，控制裝置100根據(jù)輔助電流值對輔助電流進行控制。
[0147]參照圖8(1)，在工件W通過可動電極部120和固定電極部130的加壓而僅在焊接部位接觸的情況下(下面有時稱為“正常接觸”)，在各電極頭之間形成為了焊接而預先設定的電流路徑、即焊接用電極頭121和主通電用電極頭131之間的電流路徑D1、以及焊接用電極頭121與輔助通電用電極頭122之間的電流路徑D2。在這樣工件W正常接觸的狀態(tài)下，從電流源30A提供的電流能夠流過電流路徑D1、D2。在圖8(1)中，從電流源30A提供的8KA的電流中的5KA的主電流流過從焊接用電極頭121到主通電用電極頭131的電流路徑D1,3KA的輔助電流流過從焊接用電極頭121到輔助通電用電極頭122的電流路徑D2。通過使這樣的主電流和輔助電流流過工件W，適當焊接工件W。
[0148]參照圖8 (2)，在工件W中存在焊接部位以外的接觸部位的情況下(下面，有時稱為“異常接觸”)，在各電極頭之間除了形成為了焊接而預先設定的電流路徑，還形成有流過該異常接觸部位的電流路徑。在圖8(2)中，在板材W2、W3間存在異常接觸部位Q，其結(jié)果是，形成從焊接用電極頭121經(jīng)過異常接觸部位Q而流過主通電用電極頭131的電流路徑D4。當形成了經(jīng)過異常接觸部位Q的電流路徑D4時，從電流源30A提供的電流也流過該電流路徑D4，流過原本為了焊接而預先設定的電流路徑D1、D2的電流的電流值減少。在圖8(2)中，從電流源30A提供的8KA的電流中的2KA的電流流過經(jīng)過異常接觸部位Q的電流路徑D4，其結(jié)果是，流過電流路徑D2的電流不是原本預先設定的3KA的輔助電流，而是只流過IKA的輔助電流。其結(jié)果是，在最薄板材Wl和板材W2的界面中沒有流過足夠的輔助電流，不能在最薄板材Wl和板材W2之間適當焊接。
[0149]并且，在異常接觸部位Q位于焊接部位附近的情況下，焊接用電極頭121與主通電用電極頭131之間的電流路徑擴大(電流路徑Dl變成電流路徑D1+D4)，該電流路徑的電阻降低。其結(jié)果為，不能使該電流路徑產(chǎn)生足夠的焦耳熱，從而無法適當?shù)睾附庸ぜ。
[0150]因此，如圖8(3) (A)所示，本實施方式的點焊裝置I根據(jù)流過輔助通電用電極頭122的電流的電流值，對輔助電流進行控制。詳細情況在后面進行說明，在圖8(3) (A)中，對從電流源30A提供的電流值進行控制，使得由于形成經(jīng)過異常接觸部位Q的電流路徑D4而減少的輔助電流的電流值(IKA)變?yōu)樵绢A先設定的電流值(3KA)。S卩，控制裝置100降低電流源30A的可變電阻，使從電流源30A提供的電流的總電流值從8KA上升到11KA，由此，使流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值上升。
[0151]由此，即使是存在異常接觸部位Q的工件W，在最薄板材Wl和板材W2之間的界面也會流過較多的輔助電流，另外，在焊接用電極頭121與主通電用電極頭131之間也流過比通常情況多的主電流，因此，熔核N充分生長。S卩，在圖8(2)中未能充分生長的熔核N如圖8(3)⑶所示那樣生長成足可以焊接工件W的大小的熔核N。其結(jié)果是，與無法從外觀判斷的工件W內(nèi)部的接觸狀態(tài)無關，能夠始終使焊接結(jié)果穩(wěn)定化。
[0152][輔助電流控制的詳細情況]
[0153]以上，如圖7和圖8所示，本實施方式的點焊裝置I根據(jù)輔助通電用電極頭122的狀態(tài)、即輔助通電用電極頭122與工件W的抵接角度或流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值，對輔助電流進行控制，由此適當?shù)睾附庸ぜ。
[0154]接著，參照圖9，說明與輔助通電用電極頭122的狀態(tài)對應的輔助電流控制的詳細情況。這里，由于用于焊接工件W的熔核N是通過焦耳熱而生成的，因此，在本實施方式中，通過對輔助電流的電流值(圖9(1) (2))和/或輔助電流的供給時間(圖9(3))進行控制，來進行輔助電流控制。另外，以下所示的輔助電流控制只不過是一例，本發(fā)明能夠應用于根據(jù)輔助通電用電極頭122的狀態(tài)而對外側(cè)的最薄板材Wl適當?shù)剡M行焊接的其它控制。
[0155]參照圖9(1)，在使用輔助通電用電極頭122的焊接不充分的情況下，點焊裝置I通過提高流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值，適當?shù)睾附庸ぜ。更詳細而言，點焊裝置I的控制裝置100通過對輔助通電用電極頭122內(nèi)的可變電阻進行控制，向輔助通電用電極頭122提供高電流值的輔助電流。
[0156]參照圖9 (I) (A)，對輔助通電用電極頭122以相對于工件W傾斜的狀態(tài)與工件W抵接的情況進行說明。首先，控制裝置100計算與桿12獨立地移動的輔助通電用電極頭122的移動量，確定該移動是負方向還是正方向。接著，控制裝置100使向負方向移動的輔助通電用電極頭122內(nèi)的可變電阻降低，使流過該輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值提高，另一方面，使向正方向移動的輔助通電用電極頭122內(nèi)的可變電阻提高，使流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值降低。由此，能夠根據(jù)抵接角度對流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值進行控制，能夠適當?shù)睾附优渲迷谕鈧?cè)的最薄板材W1。
[0157]接著，參照圖9(1) (B)，對工件W中存在異常接觸部位的情況進行說明。首先，控制裝置100獲取流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值，判定是否為正常值(例如3KA)以下。此時，在輔助電流的電流值為正常值以下的情況下，控制裝置100判斷為工件W中存在異常接觸部位，使流過輔助通電用電極頭122的輔助電流提高。即，控制裝置100使該輔助通電用電極頭122內(nèi)的可變電阻降低，使輔助電流容易流過輔助通電用電極頭122。由此，即使是工件W中存在異常接觸部位的情況下，也能夠適當?shù)睾附优渲迷谕鈧?cè)的最薄板材W1。
[0158]另外，省略詳細的說明，在足以焊接外側(cè)的最薄板材Wl的時間內(nèi)使輔助電流流過輔助通電用電極頭122，然后，控制裝置100停止對該輔助通電用電極頭122進行通電。由此，由于流過主通電用電極頭131的主電流的電流值變高，因此，除了外側(cè)的最薄板材Wl以夕卜，還能對工件W整體適當?shù)剡M行焊接。
[0159]接著，參照圖9 (2)，輔助電流的電流值的上升不限于輔助通電用電極頭122內(nèi)的可變電阻的控制，也能夠通過使從電流源30A提供的電流上升而實現(xiàn)。因此，點焊裝置I的控制裝置100也可以通過對電流源30A內(nèi)的可變電阻進行控制來向輔助通電用電極頭122提供高電流值的輔助電流。
[0160]參照圖9 (2) (A)，對輔助通電用電極頭122以相對于工件W傾斜的狀態(tài)與工件W抵接的情況進行說明。在與工件W傾斜地抵接的情況下，控制裝置100對電流源30A內(nèi)的可變電阻進行控制，使流過連接各電極頭之間的電流路徑的電流的總電流值上升。由此，通過在連接各電極頭之間的電流路徑中流過比通常情況高的值的電流，能夠適當?shù)貙τ捎趦A斜而很難焊接的外側(cè)的最薄板材Wl進行焊接。此時，控制裝置100也可以根據(jù)抵接角度，使停止對輔助通電用電極頭122進行通電的時機不同。即，也可以先停止對相對于桿12向正方向移動的輔助通電用電極頭122的通電,然后,在規(guī)定時間內(nèi)，對相對于桿12向負方向移動的輔助通電用電極頭122進行通電，然后，停止對該輔助通電用電極頭122的通電。
[0161]接著，參照圖9(2) (B)，對工件W中存在異常接觸部位的情況進行說明。當流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值為正常值以下的情況下，控制裝置100對電流源30A內(nèi)的可變電阻進行控制，使流過連接各電極頭之間的電流路徑的電流的總電流值上升。由此，能夠?qū)p少異常接觸部位流過的量的輔助電流的電流值進行補充，能夠適當?shù)睾附优渲迷谕鈧?cè)的最薄板材Wl。
[0162]接著，參照圖9 (3)，在使用輔助通電用電極頭122的焊接不充分的情況下，點焊裝置I通過控制對輔助通電用電極頭122的輔助電流的通電時間而適當?shù)睾附庸ぜ。更詳細而言，點焊裝置I的控制裝置100通過對輔助通電用電極頭122內(nèi)的開關進行控制，來控制對輔助通電用電極頭122的通電時間。
[0163]參照圖9 (3) (A)，對輔助通電用電極頭122以相對于工件W傾斜的狀態(tài)與工件W抵接的情況進行說明。針對相對于桿12向負方向移動的輔助通電用電極頭122，為了確保充分的焦耳熱，需要在比通常情況更長的時間內(nèi)流過輔助電流。因此，控制裝置100在開始對輔助通電用電極頭122進行通電后，先切斷相對于桿12向正方向移動的輔助通電用電極頭122內(nèi)的開關，然后，在經(jīng)過規(guī)定時間后，切斷相對于桿12向負方向移動的輔助通電用電極頭122內(nèi)的開關。由此，能夠長時間地向由于傾斜地抵接而很難在最薄板材Wl和板材W2的界面中生成熔核N的負方向輔助通電用電極頭122側(cè)提供輔助電流，能夠適當?shù)睾附油鈧?cè)的最薄板材Wl。
[0164]接著，參照圖9(3) (B)，對工件W中存在異常接觸部位的情況進行說明。當流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值為正常值以下的情況下，控制裝置100比通常情況延遲地切斷輔助通電用電極頭122內(nèi)的開關。即，控制裝置100在為了在最薄板材Wl和板材W2的界面上生成充分的熔核N而所需的時間內(nèi)，使輔助電流通過輔助通電用電極頭122，然后，停止其通電。由此，能夠?qū)p少異常接觸部位流過的量的輔助電流進行補充，能夠適當?shù)睾附优渲迷谕鈧?cè)的最薄板材W1。
[0165]以上，對本實施方式的點焊裝置I的動作進行了說明。根據(jù)這種點焊裝置1，通過測定輔助通電用電極頭122的狀態(tài)，確定工件W的狀態(tài)。即，根據(jù)輔助通電用電極頭122與桿12 (焊接用電極頭121)獨立地移動的移動量，確定與工件W的抵接角度，并且，根據(jù)流過輔助通電用電極頭122的輔助電流的電流值，確定工件W中是否存在異常接觸部位。然后，在點焊裝置I中，確定了工件W的狀態(tài)后，根據(jù)確定的工件W的狀態(tài)控制提供給輔助通電用電極頭122的輔助電流。由此，能夠與工件W的狀態(tài)無關地適當焊接最薄板材Wl。
[0166]另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，本發(fā)明也包含能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)的變形、改良等。
[0167]例如，作為輔助電流控制的詳細情況，在上述實施方式中，說明了對輔助通電用電極頭122的可變電阻進行控制的電阻控制(圖9(1))、對電流源30A的可變電阻進行控制的電流控制(圖9(2))、以及對輔助通電用電極頭122的開關進行控制的切斷時機控制(圖9(3)),但是，作為輔助電流控制，也可以僅應用這些控制中的I個，也可以組合應用。
[0168]此時，所謂組合應用，包括這樣的情況:在切斷輔助通電用電極頭122的開關的前后，使電流值不同。即，例如，在組合電流控制與切斷時機控制的情況下，也可以在切斷輔助通電用電極頭122的開關的前后，使總電流值相同，或者，也可以使切斷開關前的總電流值變聞，或者，也可以使切斷開關后的總電流值變聞。
[0169]并且，在上述實施方式中，分別對點焊槍10與工件W傾斜地抵接的狀態(tài)下的輔助電流控制、和在工件W中有異常接觸部位的狀態(tài)下的輔助電流控制進行了說明，但是，本發(fā)明也能夠應用于各個狀態(tài)疊加的情況。即，即使在點焊槍10與工件W傾斜地抵接且工件W中有異常接觸部位的情況下，也能夠應用本發(fā)明。
[0170]并且，在上述實施方式中，根據(jù)焊接用電極頭121的移動量(即，桿12的移動量)與輔助通電用電極頭122的移動量(即，桿12的移動量和移動單元的移動量的和)之差來計算點焊槍10與工件W的抵接角度，但是，并不限于此。例如，在設置多個輔助通電用電極頭122的情況下，也可以不使用焊接用電極頭121的移動量，而根據(jù)各個輔助通電用電極頭122的移動量的差來計算點焊槍10與工件W的抵接角度。
[0171]并且，也可以不使用各電極頭的移動量，而使用其它信息計算點焊槍10與工件W的抵接角度。作為一例，也可以使用對抵接時的點焊槍10和/或工件W進行拍攝而得到的圖像數(shù)據(jù)來計算點焊槍10與工件W的抵接角度。
[0172]標號說明
[0173]1:點焊裝置
[0174]10:點焊槍
[0175]20:開關(通電單元)
[0176]21:第I開關用電極頭
[0177]22:第2開關用電極頭
[0178]30:電源(通電單元)
[0179]30A:電流源
[0180]100:控制裝置(通電單元、輔助電流控制單元)
[0181]12:桿
[0182]120A:可動電極部
[0183]121:焊接用電極頭(第I焊接用電極、焊接用電極)
[0184]122:輔助通電用電極頭(輔助電極、輔助通電用電極)
[0185]13:C 形軛
[0186]130A:固定電極部
[0187]131:主通電用電極頭(第2焊接用電極、主通電用電極)
[0188]W:工件
【權(quán)利要求】
1.一種開關用電極，其被用在開關中，該開關由一對電極構(gòu)成，通過使這一對電極彼此進行面接觸而通電，并且通過使這一對電極分離而切斷通電，其特征在于， 所述一對電極彼此接觸的面中的至少一方是具有凹凸的平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關用電極，其特征在于， 所述平面的表面粗糙度(Ra)為60 μ m?150 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關用電極，其特征在于， 所述一對電極彼此接觸的面中的接觸面積比率為10%?90%。
4.一種電阻焊接裝置，其對使多個板材重合而形成的工件進行電阻焊接，其特征在于， 所述電阻焊接裝置具有: 第I焊接用電極，其與所述工件的一個面抵接； 第2焊接用電極，其從與所述第I焊接用電極相反的一側(cè)與所述工件抵接，并且，具有與所述第I焊接用電極相反的極性； 輔助電極，其從與所述第I焊接用電極相同的一側(cè)與所述工件抵接，并且，具有與所述第I焊接用電極相反的極性；以及 通電單元，在所述第I焊接用電極、所述第2焊接用電極和所述輔助電極對所述工件進行夾持加壓的狀態(tài)下，該通電單元使主電流流過所述第I焊接用電極與所述第2焊接用電極之間，并且，使分支電流流過所述第I焊接用電極與所述輔助電極之間，利用具有權(quán)利要求I?3中的任意一項所述的開關用電極的開關來切斷所述分支電流。
5.一種點焊裝置，其用于對工件進行焊接，所述工件是使3枚以上的板材重合、并且將所述板材中的厚度最小的最薄板材配置在最外側(cè)而形成的，其特征在于， 所述點焊裝置具有: 焊接用電極，其與所述最薄板材抵接； 輔助通電用電極，其與所述最薄板材抵接，并且具有與所述焊接用電極相反的極性； 主通電用電極，其與所述焊接用電極以及所述輔助通電用電極一起夾持所述工件，并且具有與所述焊接用電極相反的極性；以及 輔助電流控制單元，其檢測所述輔助通電用電極的狀態(tài)，根據(jù)檢測到的所述狀態(tài)，控制流過連結(jié)所述焊接用電極與所述輔助通電用電極之間的電流路徑的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的點焊裝置，其特征在于， 所述輔助電流控制單元根據(jù)所述焊接用電極以及所述輔助通電用電極的與所述最薄板材的抵接角度，控制流過所述電流路徑的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的點焊裝置，其特征在于， 所述輔助電流控制單元根據(jù)流過所述輔助通電用電極的電流的電流值，控制流過所述電流路徑的電流。
8.一種點焊方法，用于對工件進行焊接，所述工件是使3枚以上的板材重合、并且將所述板材中的厚度最小的最薄板材配置在最外側(cè)而形成的，其特征在于， 所述點焊方法包含以下工序: 使焊接用電極以及具有與所述焊接用電極相反的極性的輔助通電用電極抵接于所述工件的所述最薄板材，使具有與所述焊接用電極相反的極性的主通電用電極抵接于所述工件的與所述最薄板材側(cè)相反的一側(cè)，由此夾持所述工件；以及 對所述輔助通電用電極的狀態(tài)進行檢測，根據(jù)檢測到的所述狀態(tài)，控制流過連結(jié)所述焊接用電極與所述輔助通電用電極之間的電流路徑的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的點焊方法，其特征在于， 在控制所述電流的工序中，根據(jù)所述焊接用電極以及所述輔助通電用電極的與所述最薄板材的抵接角度，控制流過所述電流路徑的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的點焊方法，其特征在于， 在控制所述電流的工序中，根據(jù)流過所述輔助通電用電極的電流的電流值，控制流過所述電流路徑的電流。
【文檔編號】B23K11/16GK104302434SQ201380025935
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月18日
【發(fā)明者】森田孝洋, 宮坂慎一, 比留間庸介, 后藤彰, 池田達郎 申請人:本田技研工業(yè)株式會社