点焊方法和点焊装置

摘要

在焊接电流流经由厚壁的金属板(60、62)、薄壁的金属板(64、66)构成的层叠体(32)的期间，使抵接于金属板(66)的上焊嘴(30)对层叠体(32)的第1加压力(F1)和抵接于金属板(60)的下焊嘴(26)对层叠体(32)的第2加压力(F2)相对地变化。具体而言,在焊接初期的第1工序时使F1＜F2，在焊接中期的第2工序时使F1＝F2，在焊接后期的第3工序时使F1＞F2。

权利要求

1.一种点焊方法，通过第1焊接焊嘴(30)和第2焊接焊嘴(26)夹持层叠体(32)，并且，使焊接电流流经所述第1焊接焊嘴(30)和所述第2焊接焊嘴(26)之间来进行点焊，其中，所述层叠体(32)通过层叠至少3个工件(60、62、64、66)而成，且最外层的两个工件(60、66)为厚度互不相同的薄壁工件(66)和厚壁工件(60)，其特征在于，在所述焊接电流流经被定位固定的所述层叠体(32)的期间，进行以下工序：第1工序，使第1加压力(F1)小于第2加压力(F2)，并且，使形成所述层叠体(32)的两个工件(62、64)彼此之间产生用于将该两个工件(62、64)彼此一体化的熔核(70)，其中，该第1加压力(F1)为抵接于所述薄壁工件(66)的所述第1焊接焊嘴(30)对所述层叠体(32)的压力，该第2加压力(F2)为抵接于所述厚壁工件(60)的所述第2焊接焊嘴(26)对所述层叠体(32)的压力；

第2工序，使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相等，并且，使所述熔核(70)向所述厚壁工件(60)侧生长；和第3工序，使所述第1加压力(F1)大于所述第2加压力(F2)，并且，使所述熔核(70)生长到所述厚壁工件(60)和与该厚壁工件(60)邻接的工件(62)成为一体化。

2.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

通过使具有所述第1焊接焊嘴(30)和所述第2焊接焊嘴(26)的焊枪(18)相对于所述层叠体(32)进行位移，来使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相对地变化。

3.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

通过使所述第2焊接焊嘴(26)向朝向所述厚壁工件(60)的方向或远离所述厚壁工件(60)的方向进行位移，来使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相对地变化。

4.一种点焊装置(10)，其特征在于，

具有：

定位固定机构(46)，其对层叠体(32)进行定位固定，其中，所述层叠体(32)通过层叠至少3个工件(60、62、64、66)而成，且最外层的两个工件(60、66)为厚度互不相同的薄壁工件(66)和厚壁工件(60)；

焊枪(18)，其包括第1焊接焊嘴(30)和第2焊接焊嘴(26)，所述第1焊接焊嘴(30)和所述第2焊接焊嘴(26)夹持所述层叠体(32)且焊接电流流经所述第1焊接焊嘴(30)和所述第2焊接焊嘴(26)；

加压力检测单元(36)，其检测第1加压力(F1)和第2加压力(F2)，其中，该第1加压力(F1)为抵接于所述薄壁工件(66)的所述第1焊接焊嘴(30)对所述层叠体(32)的压力，该第2加压力(F2)为抵接于所述厚壁工件(60)的所述第2焊接焊嘴(26)对所述层叠体(32)的压力；和控制单元(50)，其根据所述加压力检测单元(36)的检测值来控制所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)，所述控制单元(50)进行以下控制：

在使形成所述层叠体(32)的两个工件(62、64)彼此之间产生将该两个工件(62、64)彼此一体化的熔核(70)时，使所述第1加压力(F1)小于所述第2加压力(F2)，在使所述熔核(70)向所述厚壁工件(60)侧生长时，使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相等，在使所述熔核(70)生长到所述厚壁工件(60)和与该厚壁工件(60)邻接的工件(62)成为一体化时，使所述第1加压力(F1)大于所述第2加压力(F2)。

5.根据权利要求4所述的点焊装置(10)，其特征在于，

在所述控制单元(50)的控制作用下，使所述焊枪(18)相对于所述层叠体(32)进行位移，据此，使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相对地变化。

6.根据权利要求5所述的点焊装置(10)，其特征在于，

还具有支承所述焊枪(18)的机械臂，

在所述控制单元(50)的控制作用下，所述机械臂动作而使所述焊枪(18)相对于所述层叠体(32)进行位移。

7.根据权利要求4所述的点焊装置(10)，其特征在于，

在所述控制单元(50)的控制作用下，使所述第2焊接焊嘴(26)向朝向所述厚壁工件(60)的方向或远离所述厚壁工件(60)的方向进行位移，据此，使所述第1加压力(F1)和所述第2加压力(F2)相对地变化。

说明书

点焊方法和点焊装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种对将至少3个工件层叠而形成的层叠体 进行点焊的点焊方法和点焊装置。

背景技术

[0002] 汽车车身屋顶部的所谓莫西干车顶(Mohican roof)例 如通过将图5A所示的层叠体1焊接而一体化来形成。即，层叠体1 通过由高强钢构成的彼此厚度大致相等的两张厚壁工件2、3和由软 钢构成的彼此厚度大致相等的两张薄壁工件4、5层叠而成。两张厚 壁工件2、3是面向车厢侧的内部构件，另一方面，两张薄壁工件4、 5是面向车外的外部构件。尤其是，最上层的薄壁工件4、5被用户看 到。

[0003] 层叠体1的焊接通过在多个位置形成熔核6的点焊来进 行。即，两张厚壁工件2、3和两张薄壁工件4、5从下方按该顺序层 叠而形成层叠体1。而且，该层叠体1被上焊嘴7和下焊嘴8夹持。 此时，上焊嘴7与最上层薄壁工件5抵接，下焊嘴8与最下层的厚壁 工件2抵接。而且，由上焊嘴7产生的加压力F1和由下焊嘴8产生 的加压力F2被设定为相等。

[0004] 在该状态下，例如焊接电流从上焊嘴7向下焊嘴8流动。 在此，由于厚壁工件2、3比薄壁工件4、5电阻大，因此，由于通电 产生的厚壁工件2、3的发热量比薄壁工件4、5大。因此，如图5A～ 图5C所示，熔核6在层叠体1中的厚壁工件2、3之间优先生长。因 此，如图5D所示，存在以下的担忧：熔核6未生长到薄壁工件4、5 彼此的接触面，而该薄壁工件4、5彼此不被一体化。

[0005] 本申请的申请人在日本发明专利公开公报特开 2014-184461号中，提出了一种能够消除该担忧并且能够避免在邻接 的工件彼此之间产生溅射的点焊方法和点焊装置。

发明内容

[0006] 日本发明专利公开公报特开2014-184461号记载的技术 中，在上焊嘴的附近配置有与上焊嘴极性相反的辅助电极。即，针对 层叠体，使辅助电极与上焊嘴同时抵接于薄壁工件。

[0007] 可是，根据层叠体的大小和形状，存在难以确保用于使 辅助电极抵接的空间的情况。另外，因设置辅助电极而导致点焊装置 变得相对较大。

[0008] 本发明的主要目的在于提供一种不需要使用辅助电极的 点焊方法。

[0009] 本发明的另一目的在于提供一种能够使熔核充分生长到 层叠体中的工件彼此的接触面附近的点焊方法。

[0010] 本发明的又一目的在于提供一种用于实施上述点焊方法 的点焊装置。

[0011] 根据本发明的一实施方式，提供一种点焊方法，通过第 1焊接焊嘴和第2焊接焊嘴夹持层叠体，并且，使焊接电流流经所述 第1焊接焊嘴和所述第2焊接焊嘴之间来进行点焊，其中，所述层叠 体通过层叠至少3个工件而成，且最外层的两个工件为厚度互不相同 的薄壁工件和厚壁工件，

[0012] 在所述焊接电流流经被定位固定的所述层叠体的期间，进行以下 工序：

[0013] 第1工序，使第1加压力小于第2加压力，并且，使形成所述层 叠体的两个工件彼此之间产生用于将该两个工件彼此一体化的熔核， 其中，第1加压力为抵接于所述薄壁工件的所述第1焊接焊嘴对所述 层叠体的压力，该第2加压力为抵接于所述厚壁工件的所述第2焊接 焊嘴对所述层叠体的压力；

[0014] 第2工序，使所述第1加压力和所述第2加压力相等，并且，使 所述熔核向所述厚壁工件侧生长；和

[0015] 第3工序，使所述第1加压力大于所述第2加压力，并且，使所 述熔核生长到所述厚壁工件和与该厚壁工件邻接的工件成为一体化。

[0016] 根据本发明的另一实施方式，提供一种点焊装置，其具 有：定位固定机构，其对层叠体进行定位固定，其中，所述层叠体通 过层叠至少3个工件而成，且最外层的两个工件为厚度互不相同的薄 壁工件和厚壁工件；

[0017] 焊枪，其包括第1焊接焊嘴和第2焊接焊嘴，所述第1焊接焊嘴 和所述第2焊接焊嘴夹持所述层叠体，且焊接电流流经所述第1焊接 焊嘴和所述第2焊接焊嘴；

[0018] 加压力检测单元，其检测第1加压力和第2加压力，其中，该第 1加压力为抵接于所述薄壁工件的所述第1焊接焊嘴对所述层叠体的 压力，该第2加压力为抵接于所述厚壁工件的所述第2焊接焊嘴对所 述层叠体的压力；和

[0019] 控制单元，其根据所述加压力检测单元的检测值来控制所述第1 加压力和所述第2加压力，

[0020] 所述控制单元进行以下控制：

[0021] 在使形成所述层叠体的两个工件彼此之间产生将该两个工件彼 此一体化的熔核时，使所述第1加压力小于所述第2加压力，

[0022] 在使所述熔核向所述厚壁工件侧生长时，使所述第1加压力和所 述第2加压力相等，

[0023] 在使所述熔核生长到所述厚壁工件和与该厚壁工件邻接的工件 成为一体化时，使所述第1加压力大于所述第2加压力。

[0024] 如此，在本发明中，分别在焊接初期(第1工序)、焊 接中期(第2工序)和焊接后期(第3工序)中，使第1加压力和第 2加压力的相对大小发生变化。因此，形成层叠体的工件彼此之间的 接触电阻发生变化。

[0025] 熔核的生长在接触电阻大的位置被促进。因此，通过如 上所述那样使接触电阻发生变化，在焊接初期、焊接中期、焊接后期 各个期间，能够使熔核优先生长的方向不同。因此，在第1工序中， 首先使熔核产生于在使第1加压力和第2加压力不发生任何变化时熔 核不容易生长的位置，接着，在第2工序和第3工序中，使熔核向在 使第1加压力和第2加压力不发生任何变化时易于熔核生长的位置生 长，据此，能够形成将全部工件一体化的熔核。

[0026] 因此，根据本发明，无需使用辅助电极，就能够得到全 部工件被接合而一体化的接合零部件。因此，即使进行点焊的空间狭 小，也能够容易地得到接合强度优异的接合零部件。

[0027] 而且，由于不需要设置辅助电极，因此，点焊装置的结 构简单。与此相应地，也容易实现小型化。

[0028] 为了使第1加压力和第2加压力相对地变化，例如可以 使具有第1焊接焊嘴和第2焊接焊嘴的焊枪相对于层叠体进行位移。 此外，在焊枪支承于机械臂时，还能够通过机械臂的动作，来使焊枪 相对于层叠体进行位移。

[0029] 或者，也可以使第2焊接焊嘴向朝向厚壁工件的方向或 远离厚壁工件的方向进行位移。在该情况下，也能够使第1加压力和 第2加压力相对地变化。

[0030] 如上所述，根据本发明，在焊接初期、焊接中期和焊接 後期的各期间，使第1焊接焊嘴对层叠体的第1加压力和第2焊接焊 嘴对层叠体的第2加压力的相对大小发生变化。因此，形成层叠体的 工件彼此之间的接触电阻发生变化，由此在焊接初期、焊接中期、焊 接后期的各期间，能够使熔核优先生长的方向不同。

[0031] 因此，能够进行以下控制：首先使熔核产生于在使第1 加压力和第2加压力不发生任何变化时熔核不容易生长的位置，接着， 使熔核向在使第1加压力和第2加压力不发生任何变化时易于熔核生 长的位置生长。其结果，无需使用辅助电极，就得到全部工件通过熔 核而一体化、具有优异的接合强度的接合零部件。

[0032] 而且，由于不需要设置辅助电极，因此，能够实现点焊 装置的结构的简单化和小型化。

[0033] 上述的目的、特征和优点通过参照附图对以下实施方式 所做的说明，将会容易被理解。

附图说明

[0034] 图1是本发明的第1实施方式所涉及的点焊装置的主要部位的概 略侧视图。

[0035] 图2A～图2D是表示本发明的实施方式所涉及的点焊方法中熔核 的生长过程的流程图。

[0036] 图3是本发明的第2实施方式所涉及的点焊装置的主要部位的概 略侧视图。

[0037] 图4是本发明的第3实施方式所涉及的点焊装置的主要部位的概 略侧视图。

[0038] 图5A～图5D是表示现有技术所涉及的点焊方法中熔核的生长过 程的流程图。

具体实施方式

[0039] 下面，列举优选实施方式并参照附图，通过点焊方法和 实施该点焊方法的点焊装置之间的关系来对本发明所涉及的点焊方 法进行详细说明。

[0040] 图1是第1实施方式所涉及的点焊装置10的主要部位 的放大图。该点焊装置10具有：未图示的机械臂(robot)，其具有 臂部12；和焊枪18，其被支承于构成臂部12的腕部16。

[0041] 焊枪18经由中空的焊枪支承托架20安装于腕部16。在 该情况下，焊枪18是具有被连接于焊枪主体22的大致C字形状的固 定臂部24的、所谓C型的焊枪。在该固定臂部24的下侧顶端设有作 为第2焊接焊嘴的下焊嘴26，该下焊嘴26朝向焊枪主体22而延伸。 该下焊嘴26是被定位固定的固定电极焊嘴。

[0042] 在焊枪主体22中收装有第1伺服马达和第1滚珠丝杠 机构(均未图示)。第1伺服马达用于使构成第1滚珠丝杠机构的第 1滚珠丝杠进行旋转动作。而且，上焊嘴30(第1焊接焊嘴)跟随着 第1滚珠丝杠的旋转动作，而沿图1中的上下方向、即箭头Y2方向 或箭头Y1方向进行位移，其中，上焊嘴30设置于连杆28的顶端部 且与下焊嘴26相向。如此，上焊嘴30是对下焊嘴26能够相对地接 近或远离的可动电极焊嘴。

[0043] 所述下焊嘴26和所述上焊嘴30是将作为焊接对象的层 叠体32夹持在上述下焊嘴26和上焊嘴30之间，且对该层叠体32进 行通电的构件。此外，在第1实施方式中，下焊嘴26电连接于收装 在腕部16内的电源(未图示)的负极，另一方面，上焊嘴30电连接 于所述电源的正极。即，在第1实施方式中，焊接电流从上焊嘴30 向下焊嘴26流动。在后述的第2实施方式和第3实施方式中亦同样。

[0044] 在连杆28上的上焊嘴30附近，埋设有未图示的第1力 传感器。同样，在固定臂部24上的下焊嘴26附近埋设有未图示的第 2力传感器。第1力传感器和第2力传感器分别经由信号线34a、34b 而电连接于焊接计时器(timer)36(加压力检测单元)。

[0045] 在焊枪支承托架20上设有包括第2伺服马达38的第2 滚珠丝杠机构40。构成第2滚珠丝杠机构40的第2滚珠丝杠42在第 2伺服马达38的作用下进行旋转动作。

[0046] 在此，焊枪支承托架20是具有3个侧壁的中空体，所 述腕部16连接于其中一个侧壁。另外，在其余的两个侧壁上于彼此 相向的内表面设有导轨43。此外，在图1中，切除纸面近前侧的侧壁， 而仅示出形成于纸面里侧的侧壁的内表面的导轨43。

[0047] 在螺母44的面向导轨43的侧壁上形成有与导轨43卡 合的引导槽45。并且，第2滚珠丝杠42旋合于在螺母44上贯穿形成 的螺纹孔。因此，随着第2滚珠丝杠42的旋转，螺母44一边被卡合 于引导槽45的导轨43引导，一边沿图1中的箭头Y2方向或箭头Y1 方向进行位移。

[0048] 在螺母44上支承有焊枪主体22。因此，跟随螺母44 沿箭头Y2方向或箭头Y1方向的位移，焊枪主体22和固定臂部24 与下焊嘴26和上焊嘴30一起沿与螺母44相同的方向进行位移。

[0049] 点焊装置10还具有作为定位固定机构的夹具46。该夹 具46具有夹持层叠体32来对其进行保持的一对爪部48a、48b。通过 该爪部48a、48b的保持使得层叠体32被定位固定。

[0050] 在以上的结构中，第1伺服马达经由信号线34c、34d 而电连接于机械臂控制器50。另外，机械臂控制器50经由信号线34e 而电连接于所述焊接计时器36，通过上述机械臂控制器50和焊接计 时器36，来构成控制单元。即，焊接计时器36兼作加压力检测单元 和控制单元。另外，在该焊接计时器36上，经由信号线34f、34g而 电连接有第2伺服马达38，并且，经由信号线34h而电连接有所述电 源。

[0051] 若稍微对作为焊接对象的层叠体32进行说明，则在该 情况下，层叠体32通过将4张金属板60、62、64、66从下方按照该 顺序层叠而构成。其中的金属板60、62的厚度例如设定为约0.8mm～ 约2mm。另一方面，金属板64、66的厚度设定为比金属板60、62 小的尺寸，例如，约0.5mm～约0.7mm左右。即，金属板60、62为 厚壁工件，金属板64、66为薄壁工件。结果，作为厚壁工件的金属 板60与下焊嘴26相向，作为薄壁工件的金属板66与上焊嘴30相向。

[0052] 金属板60、62例如为由作为所谓的高强钢的JAC590、 JAC780或JAC980(均是由日本钢铁联盟标准规定的高性能高强钢板) 构成的高电阻工件。另外，金属板64、66例如为由作为所谓的软钢 的JAC270(由日本钢铁联盟标准规定的高性能拉拔加工用钢板)构 成的低电阻工件。金属板60、62彼此可以为同一种类的金属，也可 以为不同种类的金属。同样，金属板64、66彼此也可以为同一种类 的金属，也可以为不同种类的金属。

[0053] 第1实施方式所涉及的点焊装置10基本上如上述那样 构成，接着，通过其与第1实施方式所涉及的点焊方法之间的关系来 对其作用效果进行说明。

[0054] 在对层叠体32进行点焊时，换言之，在将金属板60、 62、64、66接合而一体化时，首先，层叠体32被夹具46的爪部48a、 48b保持而被定位固定。然后，接着，所述机械臂的臂部12适当地进 行动作，从而使所述腕部16、即焊枪18移动，以使层叠体32配置于 下焊嘴26和上焊嘴30之间。在该时间点，下焊嘴26抵接于金属板 60。

[0055] 接着，机械臂控制器50经由信号线34e而将指令信号 发送给所述第1伺服马达。接收到该指令信号的第1伺服马达被提供 动力，并且，所述第1滚珠丝杠开始旋转动作。据此，上焊嘴30向 箭头Y1方向下降，以接近层叠体32。其结果，层叠体32被夹持于 下焊嘴26和上焊嘴30之间。

[0056] 在此，所述第1力传感器检测上焊嘴30对金属板66(层 叠体32)的第1加压力F1。另外，所述第2力传感器检测下焊嘴26 对金属板60(层叠体32)的第2加压力F2。各个检测值作为信号而 经由信号线34a、34b被发送给焊接计时器36。

[0057] 焊接计时器36对第1加压力F1和第2加压力F2进行 比较。然后，在焊接初期的第1工序中，如图2A所示，第1加压力 F1被设定成比第2加压力F2小(F1＜F2)。具体而言，焊接计时器 36通过经由信号线34f的指令信号来对第2伺服马达38提供动力， 据此使第2滚珠丝杠42进行旋转动作。据此，一边通过导轨43引导 螺母44，一边使螺母44沿箭头Y2方向稍微进行位移，从而使焊枪 主体22和固定臂部24沿箭头Y2方向进行追随位移。

[0058] 随着该追随位移，下焊嘴26和上焊嘴30沿箭头Y2方 向稍微进行位移。即，下焊嘴26向更加接近金属板60的方向进行位 移，且上焊嘴30向进一步远离金属板66的方向进行位移。因此，下 焊嘴26对金属板60的第2加压力F2增加，另一方面，上焊嘴30对 金属板66的第1加压力F1减小。

[0059] 此外，第1加压力F1和第2加压力F2从焊接计时器 36经由信号线34g被反馈给第2伺服马达38。另外，层叠体32被夹 具46的爪部48a、48b夹持而被定位固定，因此，即使第1加压力F1 和第2加压力F2如上述那样发生变化，层叠体32也不会位移。

[0060] 当第1加压力F1和第2加压力F2的差达到预先设定的 规定值时，第2伺服马达38被断开动力。焊枪主体22和固定臂部24 乃至下焊嘴26和上焊嘴30保持该断开动力时的位置。

[0061] 焊接计时器36进一步经由信号线34h向所述电源发送 开始通电的控制信号。据此，焊接电流沿从上焊嘴30向下焊嘴26的 方向开始流动。其理由在于，如上所述，上焊嘴30、下焊嘴26分别 连接于电源的正极、负极。焊接电流在此之后持续流动到点焊结束。

[0062] 在此，金属板60、62由于厚度大而相应地比金属板64、 66电阻高。另外，第1加压力F1比第2加压力F2小。以上理由互 相结合，金属板62、64之间的接触电阻比金属板60、62之间、金属 板64、66之间的各接触电阻大。因此，在金属板62、64之间发生的 焦耳热的量(发热量)在层叠体32中为最大。

[0063] 因此，在第1工序中，如图2A所示，金属板62和金属 板64之间被优先加热，温度充分上升而开始熔融。据此，在金属板 62、64之间形成作为熔融部(液相)的熔核70。即，金属板62、64 彼此被一体化。

[0064] 当形成熔核70时，由于该熔核70为软质，因此，金属 板62、64彼此稍微接近。因此，第1加压力F1和第2加压力F2减 小。通过在该状态下使焊接电流持续流动，来使熔核70生长。如图 2B所示，熔核70在朝向接触电阻大的金属板64、66之间的方向上 优先生长，使该金属板64、66之间熔融而一体化。

[0065] 这样一来，随着熔核70的生长，第1加压力F1和第2 加压力F2更加减小。当由第1力传感器和第2力传感器检测到该情 况时，机械臂控制器50识别为“形成了跨于金属板62、64、66的熔 核70”。

[0066] 接着，机械臂控制器50将“使第1加压力F1和第2加 压力F2相等(F1＝F2)”的指令信号经由信号线34f发送给第2伺服 马达38。接收到该指令信号的第2伺服马达38使第2滚珠丝杠42 向与第1工序相反的方向进行旋转动作。据此，使螺母44沿箭头Y1 方向稍微进行位移，而使焊枪主体22和固定臂部24乃至上焊嘴30 和下焊嘴26沿箭头Y1方向进行跟随位移。

[0067] 在该情况下，下焊嘴26向远离金属板60的方向进行位 移，且上焊嘴30向接近金属板66的方向进行位移。因此，上焊嘴30 对金属板66的第1加压力F1增加，另一方面，下焊嘴26对金属板 60的第2加压力F2减小。

[0068] 当第1加压力F1和第2加压力F2变得相等时，第2伺 服马达38被断开动力。下焊嘴26和上焊嘴30保持该断开动力时的 位置。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第
2工序而进入 焊接中期。

[0069] 由于第1加压力F1和第2加压力F2相等，因此，与使 第1加压力F1小于第2加压力F2的第1工序时相比，金属板60、 62之间的接触面积变小。因此，金属板60、62之间的接触电阻与第 1工序时相比变大，其结果，金属板60、62之间的发热量增加。

[0070] 另一方面，金属板62、64之间、和金属板64、66之间 的接触电阻与第1工序时相比变小。其理由在于，在第2工序中，第 1加压力F1比第1工序时变大。因此，熔核70难以向上焊嘴30侧 生长。出于以上理由，如图2C所示，熔核70优先向金属板60侧生 长。即，熔核70生长到金属板60、62的接触面附近。

[0071] 此外，虽然在图2C中示出了金属板60、62的接触面熔 融的状态，但在第2工序中，没有使金属板60、62之间熔融而一体 化的特别的必要。换言之，也可以在熔核70没有到达金属板60、62 的接触面的阶段结束第2工序。

[0072] 这样一来，随着熔核70的生长，第1加压力F1和第2 加压力F2进一步减小。当由第1力传感器和第2力传感器检测到该 情况时，机械臂控制器50识别为“跨于金属板62、64、66的熔核70 已充分生长”。

[0073] 接着，机械臂控制器50将“使第1加压力F1大于第2 加压力F2(F1＞F2)”的指令信号经由信号线34f发送给第2伺服马 达38。接收到该指令信号的第2伺服马达38使第2滚珠丝杠42向与 第2工序相同的方向进行旋转动作。据此，使螺母44沿箭头Y1方向 稍微进行位移，而使焊枪主体22和固定臂部24乃至上焊嘴30和下 焊嘴26沿箭头Y1方向进行跟随位移。

[0074] 在该情况下，下焊嘴26向进一步远离金属板60的方向 进行位移，且上焊嘴30向进一步接近金属板66的方向进行位移。因 此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1进一步增加，并且下焊 嘴26对金属板60的第2加压力F2进一步减小，从F1＝F2变成F1 ＞F2。

[0075] 当第1加压力F1变得大于第2加压力F2时，第2伺服 马达38被断开动力。下焊嘴26和上焊嘴30保持该断开动力时的位 置。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第3工序而进入焊 接后期。

[0076] 由于第1加压力F1比第2加压力F2大，因此，与使第 1加压力F1和第2加压力F2相等的第2工序时相比，金属板60、62 之间的接触面积进一步变小。因此，金属板60、62之间的接触电阻 与第1工序和第2工序时相比变大，其结果，金属板60、62之间的 发热量增加。

[0077] 因此，如图2D所示，熔核70优先向金属板60侧生长， 以包含金属板60、62之间的接触面。结果，熔核70使这些金属板60、 62一体化。通过以上那样，金属板60、62、64、66经由熔核70而被 一体化。

[0078] 在经过规定时间之后，停止焊接电流而结束第3工序， 并且，使上焊嘴30远离金属板64。从第1工序的开始到第3工序的 结束所需的时间典型的是1秒以内。

[0079] 这样一来，随着通电的停止，金属板60、62、64、66 的发热也结束。随着时间的经过，熔核70冷却固化而成为固相，获得金属板60、62、64、66经由该熔核70而接合为一体的接合零部件。

[0080] 如上所述，根据第1实施方式，通过使下焊嘴26和上 焊嘴30的加压力F1、F2发生变化，无需使用辅助电极就能够使跨于 金属板60、62、64、66的全部工件的熔核70生长。因此，即使由于 进行点焊的空间狭小而难以使用辅助电极，也能够得到接合强度大的 接合零部件。

[0081] 而且，由于不需要设置辅助电极，因此能够避免点焊装 置10的结构复杂化、大型化。

[0082] 此外，第2力传感器也可以如图1中虚线所示，设置于 下焊嘴26。

[0083] 接着，对第2实施方式进行说明。此外，对与图1和图 2A～图2D所示的结构要素相同的结构要素标注相同的附图标记，省 略其详细说明。

[0084] 图3是第2实施方式所涉及的点焊装置80的主要部位 的放大图。在该点焊装置80中，焊枪82的焊枪主体22直接支承于 机械臂和构成臂部12的腕部16。

[0085] 焊枪82是具有固定臂部24的C型焊枪。在该固定臂部 24的下方顶端，经由被内置于伺服马达的电动缸84而保持有下焊嘴 26。即，在第2实施方式中，下焊嘴26是在电动缸84的作用下能够 向接近或远离上焊嘴30的方向进行位移的可动电极焊嘴。

[0086] 另一方面，上焊嘴30跟随第1滚珠丝杠在被收装于焊 枪主体22的伺服马达的作用下进行的旋转动作，而向接近或远离下 焊嘴26的方向进行位移。即，与第1实施方式同样，上焊嘴30是可 动电极焊嘴。

[0087] 使用第2实施方式所涉及的点焊装置80的点焊是如下 地实施。

[0088] 首先，层叠体32被夹具46保持而被定位固定。然后， 接着，所述机械臂的臂部12适当地进行动作，而使焊枪82移动，以 使层叠体32配置于下焊嘴26和上焊嘴30之间。

[0089] 在该时间点，也可以使下焊嘴26抵接于金属板60。在 下焊嘴26未抵接于金属板60时，焊接计时器36通过经由信号线34f 的指令信号来对电动缸84提供动力，在该电动缸84的作用下使下焊 嘴26沿箭头Y2方向进行位移。其结果，下焊嘴26抵接于金属板60。

[0090] 或者，在使焊枪82移动时，也可以使上焊嘴30抵接于 金属板66。在上焊嘴30未抵接于金属板66时，焊接计时器36通过 经由信号线34c的指令信号来对第1滚珠丝杠提供动力，而在该第1 滚珠丝杠的作用下使上焊嘴30沿箭头Y1方向进行位移。其结果，上 焊嘴30抵接于金属板66。

[0091] 通过以上的抵接，层叠体32被夹持于下焊嘴26和上焊 嘴30之间。下焊嘴26向金属板60的抵接、以及上焊嘴30向金属板 66的抵接可以任意一个先进行，也可以同时进行。

[0092] 此后，与第1实施方式同样地控制第1加压力F1、第2 加压力F2。即，在第1工序中，如图2A所示，第1加压力F1设定 得比第2加压力F2小(F1＜F2)。

[0093] 在此，为了使第1加压力F1比第2加压力F2小，焊接 计时器36通过经由信号线34f的指令信号来对电动缸84提供动力， 据此，使下焊嘴26沿箭头Y2方向稍微进行位移。即，下焊嘴26向 进一步接近金属板60的方向进行位移。其结果，能够使第2加压力 F2比第1加压力F1大。

[0094] 当第1加压力F1和第2加压力F2的差达到预先设定的 规定值时，电动缸84被断开动力。下焊嘴26保持该断开动力时的位 置。另外，上焊嘴30保持抵接于金属板66时的位置，因此，第1加 压力F1也被维持。

[0095] 也可以代替实施以上的动作，而在通过下焊嘴26和上 焊嘴30夹持层叠体32的时间点，以F1＜F2的方式使下焊嘴26抵接 于金属板60，并且使上焊嘴30抵接于金属板66。

[0096] 在该状态下，从焊接计时器36向所述电源发送通电开 始的控制信号。据此，焊接电流沿从上焊嘴30向下焊嘴26的方向流 动，而开始点焊。在第1工序中，如图2A和图2B所示，在金属板 62、64之间形成作为熔融部(液相)的熔核70，上述金属板62、64 彼此被一体化。

[0097] 当熔核70生长为跨于金属板62、64、66时，机械臂控 制器50将“使F1＝F2”的指令信号经由信号线34f发送给电动缸84。 接收到该指令信号的电动缸84使下焊嘴26向远离金属板60的方向 (箭头Y1方向)稍微进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66的第 1加压力F1被保持，另一方面，下焊嘴26对金属板60的第2加压 力F2减小到与第1加压力F1相同。

[0098] 当第1加压力F1和第2加压力F2变得相等时，电动缸 84被断开动力。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第2 工序。其结果，如图2C所示，熔核70以优先朝向金属板66的方式 生长。

[0099] 当随着跨于金属板62、64、66的熔核70已充分生长， 而由第1力传感器和第2力传感器检测到第1加压力F1和第2加压 力F2减小的情况时，机械臂控制器50将“使F1＞F2”的指令信号经 由信号线34f发送给电动缸84。接收到该指令信号的电动缸84使下 焊嘴26沿箭头Y1方向稍微进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66 的第1加压力F1被保持，另一方面，下焊嘴26对金属板60的第2 加压力F2减小而变得比第1加压力F1小。即，从F1＝F2变为F1＞ F2。

[0100] 当第1加压力F1变得大于第2加压力F2时，电动缸 84被断开动力。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实施第3 工序。

[0101] 由于第1加压力F1比第2加压力F2大，因此，金属板 60、62之间的发热量增加。因此，如图2D所示，熔核70优先向金 属板60、62之间生长，其结果，金属板60、62、64、66经由熔核70 而被一体化。

[0102] 在经过规定时间之后，停止焊接电流而结束第3工序， 并且，使上焊嘴30远离金属板64。此后，熔核70冷却固化而成为固 相，获得金属板60、62、64、66接合为一体的接合零部件。

[0103] 如此，在第2实施方式中，也能够使下焊嘴26和上焊 嘴30的加压力F1、F2相对地变化。因此，即使由于进行点焊的空间 狭小而无法使用辅助电极，也能够使跨于金属板60、62、64、66的 全部工件的熔核70生长。当然，接合零部件成为接合强度优异的零 部件。

[0104] 而且，由于不需要设置辅助电极，因此能够避免点焊装 置10的结构复杂化、大型化。

[0105] 此外，第2力传感器也可以如图3中虚线所示，设置于 下焊嘴26。

[0106] 接着，对第3实施方式进行说明。此外，对与图1～图3 所示的结构要素相同的结构要素标注相同的附图标记，省略其详细说 明。

[0107] 图4是第3实施方式所涉及的点焊装置90的主要部位 的放大图。在该点焊装置90中，焊枪92的焊枪主体22直接支承于 机械臂和构成臂部12的腕部16。

[0108] 焊枪92是具有固定臂部24的C型焊枪。在该固定臂部 24的下方顶端设有下焊嘴26。即，在第3实施方式中，下焊嘴26是 被定位固定的固定电极焊嘴。

[0109] 另一方面，上焊嘴30跟随第1滚珠丝杠在被收装于焊 枪主体22的第1伺服马达的作用下进行的旋转动作，而向接近或远 离下焊嘴26的方向进行位移。即，与第1实施方式和第2实施方式 同样，上焊嘴30是可动电极焊嘴。

[0110] 使用第3实施方式所涉及的点焊装置90的点焊如下这 样实施。

[0111] 首先，层叠体32被夹具46保持而被定位固定。然后，接着，所述机械臂的臂部12适当地进行动作，使焊枪92移动，以使层叠体32配置于下焊嘴26和上焊嘴30之间。在该时间点上，下焊嘴26抵接于金属板60。

[0112] 接着，机械臂控制器50经由信号线34c而将指令信号 发送给所述第1伺服马达。接收到该指令信号的第1伺服马达被提供 动力，并且，所述第1滚珠丝杠开始旋转动作。据此，上焊嘴30向 箭头Y1方向下降，以接近层叠体32。其结果，层叠体32被夹持于 下焊嘴26和上焊嘴30之间。

[0113] 此后，与第1实施方式和第2实施方式同样地控制第1 加压力F1、第2加压力F2。即，在第1工序中，为了使第1加压力 F1与第2加压力F2相比变小，臂部12乃至腕部16动作，据此，使 下焊嘴26向进一步接近金属板60的方向进行位移，同时使上焊嘴30 向进一步远离金属板66的方向进行位移。其结果，第2加压力F2增 加，另一方面，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1减小。即， 变为F1＜F2。

[0114] 当第1加压力F1和第2加压力F2的差达到预先设定的 规定值时，臂部12乃至腕部16的动作停止。下焊嘴26和上焊嘴30 保持该动作停止时的位置。

[0115] 在该状态下，从焊接计时器36向所述电源发送通电开 始的控制信号。据此，焊接电流沿从上焊嘴30向下焊嘴26的方向流 动，而开始点焊。在第1工序中，如图2A和图2B所示，在金属板 62、64之间形成作为熔融部(液相)的熔核70，上述金属板62、64 彼此被一体化。

[0116] 当熔核70生长为跨于金属板62、64、66时，机械臂控 制器50将“使F1＝F2”的指令信号经由信号线34f发送给机械臂。接 收到该指令信号的机械臂使臂部12乃至腕部16动作，使下焊嘴26 向远离金属板60的方向(箭头Y1方向)稍微进行位移，并且，使上 焊嘴30向接近金属板66的方向(箭头Y1方向)稍微进行位移。因 此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1增加，另一方面，下焊 嘴26对金属板60的第2加压力F2减小，而变为F1＝F2。

[0117] 当第1加压力F1和第2加压力F2变得相等时，臂部 12乃至腕部16停止动作。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来 实施第2工序。其结果，如图2C所示，熔核70以优先朝向金属板 66的方式生长。

[0118] 当随着跨于金属板62、64、66的熔核70已充分生长， 而由第1力传感器和第2力传感器检测到第1加压力F1和第2加压 力F2减小的情况时，机械臂控制器50将“使F1＞F2”的指令信号发 送给机械臂。接收到该指令信号的机械臂使臂部12乃至腕部16动作， 使下焊嘴26向远离金属板60的方向(箭头Y1方向)进一步进行位 移，并且，使上焊嘴30向接近金属板66的方向(箭头Y1方向)进 一步进行位移。因此，上焊嘴30对金属板66的第1加压力F1增加， 另一方面，下焊嘴26对金属板60的第2加压力F2减小，而变为 F1>F2。

[0119] 当第1加压力F1变得大于第2加压力F2时，臂部12 乃至腕部16停止动作。通过在该状况下使焊接电流持续流动，来实 施第3工序。

[0120] 由于第1加压力F1比第2加压力F2大，因此，金属板 60、62之间的发热量增加。因此，如图2D所示，熔核70优先向金 属板60、62之间生长，其结果，金属板60、62、64、66经由熔核70 而被一体化。

[0121] 在经过规定时间之后，停止焊接电流而结束第3工序， 并且，使上焊嘴30远离金属板64。此后，熔核70冷却固化而成为固 相，获得金属板60、62、64、66接合为一体的接合零部件。

[0122] 如上所述，在第3实施方式中，也能够使下焊嘴26和 上焊嘴30的加压力F1、F2发生变化。因此，无需使用辅助电极，就 能够使跨于金属板60、62、64、66的全部工件的熔核70生长。接合 零部件成为接合强度优异的零部件是当然的。

[0123] 而且，由于不需要设置辅助电极，因此能够避免点焊装 置10的结构复杂化、大型化。

[0124] 此外，第2力传感器也可以如图4中虚线所示，设置于 下焊嘴26。

[0125] 本发明不特别局限于上述第1～第3实施方式，能够在不 脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。

[0126] 例如，也可以使焊接电流从下焊嘴26向上焊嘴30流动。

[0127] 另外，在第1～第3实施方式中，在由高强钢构成的两张 金属板60、62上重叠由软钢构成的两张金属板64、66，但是，本发 明也可以在层叠3张以上金属板并且最外层的两张金属板中的一方为 薄壁工件、余下的一方为厚壁工件时适用。

[0128] 并且，也可以采用线性直流马达、压电执行器、气缸等 来替代包括伺服马达的滚珠丝杠机构。