CN102107322A - 编码器防振机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够吸收作用到外径形状为扁平形状的编码器上的冲击从而防止编码器的故障的编码器防振机构。该编码器防振机构为电动式点焊焊枪(1)的编码器防振机构，所述电动式点焊焊枪(1)具备收容在电动机壳体(20)内部且使中空转子(31)旋转的电动机(30)和检测中空转子(31)的旋转角度的编码器主体(51)，其中，所述编码器防振机构具备：薄板(53)，其表面(532)的面积比编码器主体(51)的底面积形成得大，并在表面(532)内设置编码器主体(51)的底面；薄板安装部(55)，其将薄板(53)经由衰减振动的薄板支承部(553)以及薄板按压部(554)与电动机壳体(20)连接。

Description

编码器防振机构
技术领域
本发明涉及一种编码器防振机构，详细地说，涉及一种具备收容于电动机壳体内部且使转子旋转的伺服电动机和检测转子的旋转角度的编码器的电动式点焊焊枪的编码器防振机构。
背景技术
以往，对板材进行重叠焊接时使用电动式点焊焊枪。该电动式点焊焊枪中，夹着被焊接构件而配置的一对电极头中的一个电极头固定，另一个电极头与被焊接构件抵接来进行点焊。
另外，这种电动式点焊焊枪具备形成主体的电动机壳体、收容于该电动机壳体的伺服电动机、在该伺服电动机中检测对进给丝杠机构施加旋转力的转子的旋转角度的编码器，根据编码器所检测到的转子的旋转角度和进给丝杠机构的间距推断出另一个电极头的位置，从而使另一个电极头与被焊接构件抵接。
另外，这种电动式点焊焊枪中，在推断出另一个电极头的位置并使其与被焊接构件抵接时，存在经由进给丝杠机构向伺服电动机的转子作用该转子的轴向的冲击的情况。在这种情况下，若在转子的轴向直接连结编码器，则经由转子作用的轴向的冲击会对编码器的内部部件产生损伤，从而该编码器产生误动作。
因此，在专利文献1公开了一种电动式点焊焊枪的编码器防振机构，该电动式点焊焊枪的编码器防振机构中，将编码器的输入轴经由缓冲构件连结于伺服电动机的转子，该缓冲构件吸收经由伺服电动机的转子而作用的轴向冲击。
根据该防振机构，能够通过缓冲构件吸收经由转子而作用的轴向冲击。
专利文献1：日本特开平11-197843号公报
另外，电动式点焊焊枪安装在机械人手臂上来进行焊接操作。在该机械人手臂动作时，存在在与转子轴向正交的方向上也对电动式点焊焊枪作用冲击的情况。
另外，在专利文献1的编码器防振机构中，由于无法吸收与转子轴向正交的方向上的冲击，因此可能因该冲击使编码器的内部部件受到损伤。尤其是，在编码器的外径形状为在与转子轴向正交的方向上展宽的扁平形状的情况下，容易受到与转子的轴向正交的方向上的冲击的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够吸收作用到外径形状为扁平形状的编码器上的冲击从而防止编码器的故障的编码器防振机构。
本发明的编码器防振机构为电动式点焊焊枪(例如，后述的电动式点焊焊枪1)的编码器防振机构，所述电动式点焊焊枪具备收容在电动机壳体(例如后述的电动机壳体20)的内部且使转子(例如后述的中空转子31)旋转的伺服电动机(例如后述的电动机30)和检测所述转子的旋转角度的编码器(例如，后述的编码器主体51)，其中，所述编码器防振机构具备：薄板(例如后述的薄板53)，其表面(例如后述的表面532)的面积比所述编码器的底面积形成得大，且在所述表面内设置所述编码器的底面；薄板安装部(例如后述的薄板安装部55)，其将所述薄板经由衰减振动的缓冲件(例如后述的薄板支承部553及薄板按压部554)与所述电动机壳体连接。
根据本发明，编码器防振机构具备：薄板，其表面的面积比编码器的底面积形成得大，且在表面内设置编码器的底面；薄板安装部，其将薄板经由衰减振动的缓冲件与电动机壳体连接。
由此，通过将编码器设置在形成有比该编码器的底面面积大的表面的薄板上，即使是外径形状为扁平形状的编码器也能稳定地进行设置。另外，通过将设置有该编码器的薄板经由衰减振动的缓冲件与电动机壳体连接，能够通过缓冲件吸收从电动机壳体传递的冲击，从而能够防止该冲击作用到设置在薄板上的编码器上。
因此，能够提供一种吸收作用到外径形状为扁平形状的编码器上的冲击从而防止编码器的故障的编码器防振机构。
发明效果
根据本发明，能够提供一种吸收作用到外径形状为扁平形状的编码器上的冲击从而防止编码器的故障的编码器防振机构。
附图说明
图1是表示安装在机械人手臂的前端的状态下的本发明的一实施方式的电动式点焊焊枪的局部省略侧视图。
图2本是表示发明的一实施方式的电动式点焊焊枪的简要结构的图。
图3是在拆下编码器主体的状态下从图1所示的箭头A2侧观察到的安装在上述实施方式的电动式点焊焊枪上的薄板的图。
图4是在拆下编码器主体的状态下从图1所示的箭头A2侧观察到的安装在所述实施方式的电动式点焊焊枪的薄板的变形例的图。
图5是上述实施方式的电动式点焊焊枪的薄板安装部的具体结构图。
符号说明：
1     电动式点焊焊枪
20    电动机壳体
30    电动机
31    中空转子
51    编码器主体
53    薄板
532   表面
55    薄板安装部
553   薄板支承部(缓冲件)
554   薄板按压部(缓冲件)
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的实施方式。
图1是表示安装在机械人手臂80的前端的状态下的本发明的一实施方式的电动式点焊焊枪1的局部省略侧视图。
电动式点焊焊枪1安装于设置在机械人手臂80的前端的焊枪支承部90上。另外，焊枪控制装置100与电动式点焊焊枪1电连接。并且，如后所述，电动式点焊焊枪1被构成为如下的C型焊枪，即，使可动电极头62相对于通过固定电极头安装部212在前端侧固定(图1所示的箭头A1侧)的固定电极头61沿箭头A1或A2方向往复移动，从而将固定电极头61与可动电极头62之间进行开闭。
焊枪支承部90具备焊枪支承托架91，该焊枪支承托架91具备：上面板91a、与该上面板91a平行地延伸的下面板91b。在上面板91a与下面板91b之间架设有引导杆92。
在引导杆92嵌合有在该引导杆92的轴向上滑动自如且与上面板91a及下面板91b平行的板体93。在板体93的上部的与机械人手臂80接近的一侧配设有框体状的支承体94，在上面板91a与支承体94之间夹设有卷绕在引导杆92上的第一螺旋弹簧95。同样，在下面板91b与板体93之间夹设有卷绕在引导杆92上的第二螺旋弹簧96。
另外，板体93在离开机械人手臂80的一侧将电动式点焊焊枪1固定保持。
电动式点焊焊枪1配置成通过机械人手臂80及焊枪支承部90的动作，使作为被焊接构件的工件W1及W2位于固定电极头61与可动电极头62之间。而且，电动式点焊焊枪1通过焊枪控制装置100的控制，使可动电极头62相对于固定电极头61向箭头A1侧移动，从而将工件W1及W2彼此焊接。
以下，说明电动式点焊焊枪1的结构。
图2是表示本发明的一实施方式的电动式点焊焊枪1的简要结构的图。
电动式点焊焊枪1具备：具有中空结构的伺服电动机10；在其基端侧(图2所示的箭头A2侧)与伺服电动机10连结的进给丝杠机构40；与伺服电动机10连接的编码器部50；设置在进给丝杠机构40的前端侧(图2所示的箭头A1侧)的电极头60。
伺服电动机10具备旋转驱动的中空转子31。
进给丝杠机构40具备配置在中空转子31的内部且通过由中空转子31施加的旋转力而在规定方向上往复移动的中空杆43。
编码器部50的从编码器主体51突出的输入轴52与中空转子31连接，来检测该中空转子31的旋转角度。
电极头60是将工件W1及W2夹持而进行焊接的一对电极头，其具备固定电极头61及与中空杆43的前端部连接的可动电极头62。
以下，详细说明电动式点焊焊枪1的各结构。
伺服电动机10具备：形成电动式点焊焊枪1的主体并收容进给丝杠机构40的一部分的电动机壳体20；收容于电动机壳体20，且通过由焊枪控制装置100(参照图1)供给的电力来驱动中空转子31旋转的电动机30。
电动机壳体20具备：支承进给丝杠机构40的前端侧(图2所示的箭头A1侧)的壳体21；与壳体21的基端侧(图2所示的箭头A2侧)连结并收容电动机30的电动机罩22。
壳体21具有将进给丝杠机构40的中空杆43的前端侧(图2所示的箭头A1侧)支承为能够往复移动的杆支承部210。中空杆43的一部分与该杆支承部210滑动连接，并且贯通杆支承部210而进出电动机壳体20。
在杆支承部210形成有供中空杆43贯通的杆支承部中空部211。在杆支承部210上中，在形成杆支承部中空部211的内壁上形成有多个花键槽210a，该花键槽210a沿着中空杆43往复移动的方向延伸。该花键槽210a与后述的形成在中空杆43上的花键432a能够往复移动地卡合。由此，中空杆43不旋转地沿轴向往复移动。
另外，在壳体21上形成有壳体中空部21a，该壳体中空部21a将中空杆43的一部分收容成能够沿轴向往复移动。
另外，壳体21固定保持于在机械人手臂80(参照图1)前端设置的焊枪支承部90(参照图1)的板体93上。
电动机罩22与壳体21的基端部(图2所示的箭头A2方向)连接，并通过轴承221将电动机30的中空转子31保持为能够旋转。
电动机30具备形成为筒状的中空转子31、固定在中空转子31的外周上的环状的磁体32、配置在与该磁体32对置的位置上的环状的线圈33。即，电动机30中，以中空转子31为中心，在该中空转子31的外周配置磁体32，以与该磁体32的外周对置的方式配置线圈33，并且电动机30收容在电动机罩22内。
中空转子31形成为前端(图2所示的箭头A1侧)打开且基端(图2所示的箭头A2侧)封闭的筒状体。即，中空转子31形成有转子中空部31a，并在转子中空部31a的内部将进给丝杠机构40的中空杆43的一部分收容成能够沿轴向往复移动。转子中空部31a与壳体21的壳体中空部21a连续地相连并成为一体，从而形成电动机壳体中空部25。即，中空杆43的一部分在该电动机壳体中空部25中沿轴向往复移动。
另外，中空转子31在其基端与进给丝杠机构40连结。在该中空转子31的基端的大致中心形成有凹部31b，在凹部31b的周围形成有呈环状地竖立设置的缓冲构件安装部31c。另外，在中空转子31的基端设有覆盖凹部31b且固定在缓冲构件安装部31c上的缓冲构件31d。该缓冲构件31d形成为能够在进给丝杠机构40的中空杆43的轴向上弹性变形，并在其大致中心连接有编码器部50的输入轴52的前端。
通过将缓冲构件31d安装在呈环状地竖立设置的缓冲构件安装部31c上，在中空转子31的轴向上具有缓冲性的同时能够确保中空转子31的旋转方向上的刚性。
线圈33通过由焊枪控制装置100(参照图1)供给的电力而被通电，从而产生磁场。利用该线圈33产生的磁场和固定在中空转子31上的磁体32的磁场的作用，中空转子31以与供给的电力的极性及电流对应的方向及速度进行旋转。
进给丝杠机构40具备：与中空转子31同轴地连结在电动机30的中空转子31的缓冲构件安装部31c上的滚珠丝杠41；与该滚珠丝杠41螺合的螺母部42；固定在该螺母部42上的中空杆43。
由此，滚珠丝杠41随着中空转子31的旋转而旋转。螺母部42随着滚珠丝杠41的旋转沿该滚珠丝杠41的轴向往复移动。中空杆43随着螺母部42的往复移动沿中空转子31的轴向往复移动。
螺母部42以比转子中空部31a的直径稍小的直径形成，并具有固定中空杆43的中空杆安装部421。
中空杆43以与螺母部42的中空杆安装部421大致相同的直径形成，并且具备：与该中空杆安装部421连结的基端部431；从该基端部431延伸出并与壳体21的杆支承部210滑动接触，并且将杆支承部210贯通而向外部突出的轴部432；设置在该轴部432的前端(图2所示的箭头A1侧端部)并安装电极头60的可动电极头62的可动电极头安装部433。
轴部432中形成有杆中空部43a，在其内部收容滚珠丝杠41。另外，在轴部432的与杆支承部210滑动接触的部分形成有花键432a，该花键432a与在形成杆支承部中空部211的内壁上形成的多个花键槽210a卡合。
如前所述，由于花键432a与花键槽210a相互卡合，因此中空杆43不随着中空转子31的旋转而旋转，而沿它们的轴向往复移动。
编码器部50与中空转子31连接。编码器部50具备：检测中空转子31的旋转角度的编码器主体51；从该编码器主体51突出并与中空转子31连接的输入轴52；设置编码器主体51的底面的薄板53；包围编码器主体51并固定于薄板53的凸缘54；将薄板53与电动机壳体20的电动机罩22的端部连接的薄板安装部55；覆盖上述构件的编码器罩56。
编码器主体51设置在薄板53的大致中心处。
输入轴52贯通薄板53并与中空转子31的缓冲构件31d的大致中心连接。
图3是在拆下编码器主体51的状态下从图1所示的箭头A2侧观察到的安装在上述实施方式的电动式点焊焊枪1上的薄板53的图。
如图3所示，薄板53形成为圆板状体。在该薄板53的大致中心形成有供输入轴52贯通的输入轴插通孔531。另外，薄板53的表面532具有以输入轴插通孔531为中心的圆形状的编码器主体设置部533。另外，薄板53的表面532包围编码器主体设置部533，并且具有四个角位于薄板53的外周近傍的正方形状的凸缘设置部535。
另外，在薄板53的表面532上，在凸缘设置部535的各边的外侧形成有与薄板安装部55(参照图2)卡合的四个薄板安装孔536。即，通过薄板安装孔536与薄板安装部55卡合，薄板53与电动机壳体20的电动机罩22(参照图2)的端部连接。
如此，在编码器主体设置部533及凸缘设置部535的外侧配置将薄板53连接于电动机罩22的部分即四个薄板安装孔536。即，由于薄板53的表面532的面积以比编码器主体51的底面大的面积形成，因此即使编码器主体51的外径形状为扁平形状，也能够稳定地设置。
返回图2，凸缘54具有俯视观察下为大致正方形的外表面和在该外表面的内部沿着编码器主体51的外表面形成的内表面，该凸缘54在其四角处固定于薄板53。
另外，在薄板53的表面532的四个薄板安装孔536之间沿着编码器主体设置部533的外形而形成有四个加工部534。另外，各加工部534优选在其大致中心处配置凸缘设置部535的四角，凸缘54在该四角被固定。
该加工部534是以从薄板53的表面532突出的方式垂压凸出加工成大致C字形状的部分。由此，能够提高薄板53的表面强度。需要说明的是，若薄板53能够确保规定的表面强度，也可以不设置加工部534。
图4是在拆下编码器主体51的状态下从图1所示的箭头A2侧观察到的安装在上述实施方式的电动式点焊焊枪1上的薄板53的变形例的图。
如图4所示，作为薄板53的变形例的薄板53a与薄板53(参照图3)在加工部534a上不同。
在加工部534a形成有从表面532切掉将大致C字形状的中央部分的切口534b。由此，由于加工部534a使薄板53a的旋转方向以外即轴向及半径方向的刚性降低，因此加工部534a也能够作为吸收轴向及半径方向的冲击的缓冲部而发挥作用。即，通过将包围编码器主体51的凸缘54固定于作为缓冲部而发挥作用的加工部534a，能够通过加工部534a吸收施加到电动机壳体20上的冲击，并能够进一步防止该冲击作用于编码器主体51上。
图5是上述实施方式的电动式点焊焊枪1的薄板安装部55的具体结构图。
如图5所示，薄板安装部55具备：螺合于电动机壳体20的电动机罩22端部的螺栓551；供螺栓551的轴插通的圆筒部552；配置在圆筒部552的周围且支持薄板53的薄板支承部553；在与薄板支承部553之间夹持薄板53的薄板按压部554；配置在螺栓551的头部下方，将薄板支承部553及薄板按压部554固定的垫圈555。
薄板支承部553及薄板按压部554由衰减振动的硅胶衬套(gel bush)形成。
由此，施加到电动机壳体20的冲击通过薄板安装部55的薄板支承部553及薄板按压部554吸收，而不会作用到设置在薄板53上的编码器主体51上。即，薄板安装部55及薄板53作为编码器防振机构而发挥作用，从而将施加到电动机壳体20上的轴向及横向的冲击吸收，从而能够防止该冲击作用到编码器主体51上。
另外，即，将衰减振动的薄板安装部55配置在编码器主体设置部533及凸缘设置部535的外侧。由此，即使在旋转方向的冲击作用于电动机壳体20的情况下，由于薄板安装部55处的薄板53向旋转方向的摇晃越朝向薄板53的中心越变小，因此能够减小编码器主体51的向旋转方向的摇晃，从而能够提高编码器主体51的测量精度。
返回图2，固定电极头61装卸自如地安装在从壳体21延伸的固定电极头安装部212(参照图1)上。
可动电极头62装卸自如地安装在中空杆43的可动电极头安装部433上，并通过中空杆43向轴向的往复移动，可动电极头62相对于固定电极头61进行开闭动作。
接着，说明安装机械人手臂80(参照图1)上的电动式点焊焊枪1的动作。
当焊枪控制装置100(参照图1)向电动机30的线圈33供力时，中空转子31向规定方向旋转。随着该中空转子31的旋转，进给丝杠机构40的滚珠丝杠41也旋转，螺母部42及中空杆43向滚珠丝杠41的前端侧(图2所示的箭头A1侧)移动。由此，安装在中空杆43的前端的可动电极头62相对于固定电极头61进行关闭动作，从而与工件W1及W2抵接并保持加压。在该状态下，向固定电极头61与可动电极头62之间供给大电流，从而将工件W1以及W2点焊。
另外，编码器主体51检测中空转子31的旋转角度，向焊枪控制装置100发送电信号。焊枪控制装置100基于从编码器主体51发送的中空转子31的旋转角度，根据该旋转角度及进给丝杠机构40的滚珠丝杠41的间距判断可动电极头62的位置。并且，从工件W1以及W2的焊接前到焊接后整个期间，焊枪控制装置100根据判断的可动电极头62的位置，控制电动机30的旋转驱动，并经由进给丝杠机构40使可动电极头62前进及后退到规定的位置。机械人手臂80与该可动电极头62的控制连动，来控制电动式点焊焊枪1的位置。
根据本实施方式，具有以下的作用効果。
即，编码器防振机构具备：薄板53，其表面532的面积比编码器主体51的底面积形成得大，且在表面内设置编码器主体51的底面；薄板安装部55，其将薄板53经由衰减振动的薄板支承部553及薄板按压部554与电动机壳体20连接。
由此，通过将编码器主体51设置在形成有比该编码器主体51的底面面积大的表面532的薄板53上，即使是外径形状为扁平形状的编码器也能稳定地进行设置。另外，通过将设置该编码器主体51的薄板53经由衰减振动的薄板支承部553及薄板按压部554与电动机壳体20的电动机罩22连接，能够通过薄板支承部553及薄板按压部55吸收从电动机壳体20传递的冲击，从而能够防止该冲击作用到设置在薄板53上的编码器主体51上。
因此，能够提供一种吸收作用到外径形状为扁平形状的编码器上的冲击从而防止编码器的故障的编码器防振机构。
此外，本发明不限于上述实施方式，能够实现本发明的目的的范围内的变形、改进都应包含在本发明中。
在本实施方式中，例如，虽然利用硅胶衬套形成作为缓冲件的薄板支承部553及薄板按压部554，但是不限于此，作为缓冲件的薄板支承部553及薄板按压部554只要是衰减振动的构件即可，也可以由弹簧、海绵形成。

Claims (1)

1.一种编码器防振机构，其为电动式点焊焊枪的编码器防振机构，所述电动式点焊焊枪具备收容在电动机壳体的内部且使转子旋转的伺服电动机和检测所述转子的旋转角度的编码器，其中，所述编码器防振机构具备：
薄板，其表面的面积比所述编码器的底面积形成得大，且在所述表面内设置所述编码器的底面；
薄板安装部，其将所述薄板经由衰减振动的缓冲件与所述电动机壳体连接。
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