CN109789508B - 缝焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缝焊装置，其能够对各种形状的被焊接物进行缝焊。缝焊装置(10)是在第一电极轮(12)和第二电极轮(14)之间通电而进行缝焊的缝焊装置(10)，该缝焊装置(10)具有第一电机(16)、第二电机(18)和第一带(46)，其中，第一电机(16)驱动第一电极轮(12)；第二电机(18)驱动第二电极轮(14)；第一带(46)设置于第一电极轮(12)与第一电机(16)之间，在将连结第一电极轮(12)和第二电极轮(14)的轴线的方向设为上下方向、将从第一电极轮(12)朝向第二电极轮(14)的方向设为上方、将从第二电极轮(14)朝向第一电极轮(12)的方向设为下方时，第一电机(16)配置在比第一电极轮(12)与第二电极轮(14)的接触点(E)靠上方的位置。

Description

缝焊装置

技术领域

本发明涉及一种缝焊装置，其在将层叠的被焊接物夹持在第一电极轮与第二电极轮之间的状态下，使第一电极轮与第二电极轮之间通电来进行缝焊。

背景技术

日本发明专利公开公报特开2014-155950号公开了一种安装在机器人手臂上的缝焊装置。在日本发明专利公开公报特开2014-155950号中记载的技术中，将被焊接物固定在预定位置，并且通过机器人使缝焊装置相对于被焊接物移动来进行缝焊。

发明内容

在日本发明专利公开公报特开2014-155950号中公开的缝焊装置中，与电极轮(电极辊)同轴地设置有用于驱动电极轮的伺服电机。由于被焊接物的形状必须是不与伺服电机干涉的形状，因此，担忧能够进行缝焊的被焊接物的形状有限。

本发明是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供一种缝焊装置，该缝焊装置能够对各种形状的被焊接物进行缝焊。

本发明的缝焊装置在将层叠的被焊接物夹持在第一电极轮与第二电极轮之间的状态下，使第一电极轮和第二电极轮之间通电来进行缝焊，该缝焊装置具有第一电机、第二电机和第一传递部件，其中，第一电机驱动第一电极轮；第二电机驱动第二电极轮；第一传递部件为环状，设置于第一电极轮与第一电机之间，将第一电机的驱动力传递给第一电极轮，在将连结第一电极轮和第二电极轮的轴线的方向设为上下方向、将从第一电极轮朝向第二电极轮的方向设为上方、将从第二电极轮朝向第一电极轮的方向设为下方时，第一电机配置在比第一电极轮与第二电极轮接触状态下的接触点靠上方的位置。

根据该结构，能够减小缝焊装置在第一电极轮周围的占有空间的大小。因此，能够抑制缝焊装置和被焊接物之间的干涉，并且能够对具有各种形状的被焊接物进行缝焊。

另外，可以是：缝焊装置具有供电线，该供电线向第一电极轮供给电力，供电线配置为穿过第一传导部件的内侧空间。

还可以是：第一电机配置在比第二电极轮的轴线靠上方的位置，第二电机配置在比第一电机靠上方的位置，在第二电极轮与第二电机之间设置有环状的第二传递部件，第二传递部件将第二电机的驱动力传递给第二电极轮。据此，能够减小缝焊装置的第二电极轮周围的占有空间的大小。

并且，还可以是：第一电机的驱动力经由减速器传递给第一传递部件。据此，能够将具有相对较大体积的减速机配置在远离第一电极轮和第二电极轮的位置。据此，能够减小缝焊装置的第一电极轮和第二电极轮周边的占有空间的大小。

并且，还可以是：在第二电极轮的上方具有执行器，该执行器使第二电极轮向靠近第一电极轮的方向和远离第一电极轮的方向移动。通过配置执行器，在原本占有空间较大的缝焊装置的上方配置第一发动机和第二发动机，能够抑制在缝焊装置的上方的占有空间增加所造成的影响增大，并且能够抑制缝焊装置的第一电极轮周围的空间。

根据本发明，能够抑制缝焊装置和被焊接物之间的干涉，并且能够对各种形状的被焊接物进行缝焊。

附图说明

图1是缝焊装置的概略主视图。

图2是图1所示的缝焊装置的概略左视图。

图3是图1所示的缝焊装置的概略后视图。

图4是表示图1所示的第一电极轮的驱动系统的结构的概略说明图。

图5是表示图1所示的第二电极轮的驱动系统的结构的概略说明图。

图6是表示图1所示的第一电极轮、第二电极轮、第一电机和第二电机的位置关系的概略说明图。

具体实施方式

列举优选的实施方式，边参照附图边对本发明所涉及的缝焊装置详细地进行说明。

图1是缝焊装置10的概略主视图，图2是缝焊装置10的概略左视图，图3是缝焊装置10的概略后视图。此外，在图1中，为了易于观察第一电极轮12和第二电极轮14的背面的结构，用假想线(双点划线)表示第一电极轮12和第二电极轮14，用实线表示第一电极轮12和第二电极轮14的背面的结构。

[缝焊装置的整体结构]

缝焊装置10是在将由未图示的层叠的金属薄板构成的被焊接物夹持在第一电极轮12与第二电极轮14之间的状态下，使第一电极轮12与第二电极轮14之间通电来进行缝焊的装置。本发明的缝焊装置10适合于焊接例如汽车的门框部分等部件的内周部分。缝焊装置10安装在未图示的机器人的手臂20上。机器人能够将缝焊装置10移动到任意位置且移动为任意姿势。缝焊装置10能够在相对于被焊接物相对移动的同时，抑制缝焊装置与被焊接物之间的干涉，并且能够对各种形状的被焊接物进行缝焊。

为了进行下面的说明，在此对图中的上下左右前后的记载进行定义。在从第一电极轮12的轴线A和第二电极轮14的轴线C的方向观察缝焊装置10时(例如，在图1的状态下观察时)，将连结第一电极轮12和第二电极轮14的轴线的方向设为上下方向。另外，在上下方向上，将从第一电极轮12朝向第二电极轮14的方向设为上方，将从第二电极轮14朝向第一电极轮12的方向设为下方。将第一电极轮12的轴线A的方向设为前后方向。此外，在前后方向上，将第一电极轮轴12a从第一电极轮12延伸的方向设为后方，将该后方的相反方向设为前方。将与上下方向和前后方向正交的方向设为左右方向。另外，在从后方观察前方时，将左侧设为左方，将右侧设为右方。此外，上下方向、前后方向、左右方向、上方、下方、前方、后方、右方和左方是为了便于说明缝焊装置10而采用的表达方式，例如并不将下方限制在重力方向。

缝焊装置10具有主体部22和电力供给部24。主体部22通过均衡器(equalizer)26支承在基座28上。电力供给部24被支承在基座28上。基座28经由自动工具更换装置(autotool changer)30支承在机器人的手臂20上。均衡器26将主体部22以能够相对于基座28在上下方向上相对移动的方式支承于基座28。在机器人中预先编程被焊接物的焊接位置。机器人根据被编程的被焊接物的焊接位置来移动缝焊装置10的位置和姿势。由于均衡器26将主体部22以能够相对于基座28相对移动的方式支承于基座28，因此，能够使主体部22的移动跟随在机器人中被编程的焊接位置与实际焊接位置之间存在的微小偏差。机器人根据制造工序来更换手臂20所抓握的装置。手臂20能够通过来自机器人的控制自动地抓住或放开自动工具更换装置30。

[主体部的结构]

主体部22具有：第一电极机构32，其具有第一电极轮12；第二电极机构34，其具有第二电极轮14；第一电机16，其驱动第一电极轮12；第二电机18，其驱动第二电极轮14；执行器40，其使第二电极轮14相对于第一电极轮12靠近、远离；第一框架42，其支承第一电极机构32和第一电机16；和第二框架52，其支承第二电极机构34和第二电机18。

第一电机16和第二电机18是伺服电机。第一电机16和第二电机18以预先设定的旋转方向和旋转速度分别驱动第一电极轮12和第二电极轮14旋转。

执行器40在内部具有未图示的伺服电机和滚珠丝杠机构，使杆40a沿上下方向进退。执行器40不限于使用伺服电机和滚珠丝杠机构的执行器，例如也可以是气缸、液压缸或线性电机等。杆40a的下端固定于支承后述的第二电极机构34的第二框架52，通过杆40a在上下方向上进退，能够使整个第二电极机构34在上下方向上移动。据此，能够使第二电极轮14相对于第一电极轮12靠近、远离。执行器40能够调整由第一电极轮12和第二电极轮14夹持被焊接物时的加压力。

从后述的电力供给部24向第一电极轮12和第二电极轮14供给电力。在将被焊接物夹持在第一电极轮12与第二电极轮14之间的状态下，通过对第一电极轮12与第二电极轮14之间进行通电，来进行被焊接物的焊接。

第一电极机构32和第一电机16被第一框架42支承(参照图4)。第一电极机构32具有第一电极轮12、从第一电极轮12向后方延伸的第一电极轮轴12a、以及将第一电极轮轴12a可旋转地进行支承的第一轴承箱44。第一电极轮轴12a的轴线A和第一电机16的旋转轴、即第一电机旋转轴16a的轴线B配置为在上下方向上的位置不同，第一电机16配置在比第一电极轮轴12a的轴线A靠上方的位置。在第一电极轮轴12a的后端部设置有与第一电极轮轴12a一体旋转的第一从动带轮12b。在第一电机旋转轴16a的前端部设置有与第一电机旋转轴16a一体旋转的第一驱动带轮16b。在第一从动带轮12b与第一驱动带轮16b之间卷绕有第一带(第一传递部件)46。第一电机16的驱动力经由第一带46传递给第一电极轮12。第一带46的大致整体被带罩48覆盖。第一电机16具有第一减速器16c，通过第一减速器16c将转速减速后输出给第一驱动带轮16b。

第一框架42由在左右方向上分开配置的两片板状部件、即第一部件42a和第二部件42b构成。第一部件42a配置在右侧，第二部件42b配置在左侧。在从前后方向观察第一框架42时(例如，在图1的状态下观察时)，第一部件42a和第二部件42b从上方向下方延伸而形成。第一部件42a和第二部件42b在上下方向上的比中间位置靠下方侧的位置，向第一部件42a和第二部件42b彼此靠近的方向弯曲而形成，之后再次向下方延伸而形成。第一部件42a和第二部件42b形成为以弯曲形成的部分为边界，下方的板厚比上方的板厚薄。第一部件42a和第二部件42b形成为在弯曲形成的部分处，板厚随着从上方朝向下方而逐渐变薄。

第一轴承箱44在被第一部件42a和第二部件42b夹持的状态下通过螺栓等固定于第一框架42的下方的端部(参照图1)。第一电机16位于第一框架42的上下方向的中间位置且固定于后方(参照图4)。第一电机16经由跨第一部件42a与第二部件42b之间设置的安装座50，通过螺栓等固定于第一框架42(参照图2、图3)。

第二电极机构34和第二电机18被第二框架52支承(参照图5)。第二电极机构34具有第二电极轮14、从第二电极轮14向后方延伸的第二电极轮轴14a、以及将第二电极轮轴14a可旋转地进行支承的第二轴承箱54。第二电极轮轴14a的轴线C和第二电机18的旋转轴、即第二电机旋转轴18a的轴线D配置为在上下方向上的位置不同，第二电机18配置在比第二电极轮轴14a的轴线C靠上方的位置。在第二电极轮轴14a的后端部设置有与第二电极轮轴14a一体旋转的第二从动带轮14b。在第二电机转轴18a的前端部设有与第二电机转轴18a一体旋转的第二驱动带轮18b。在第二从动带轮14b与第二驱动带轮18b之间卷绕有第二带(第二传递部件)56。第二电机18的驱动力经由第二带56传递给第二电极轮14。第二电机18具有第二减速器18c，通过第二减速器18c将转速减速后输出给第二驱动带轮18b。

第二框架52具有沿前后方向延伸而形成的固定部52a和沿上下方向延伸而形成的立设部52b(参照图5)。第二轴承箱54通过螺栓等固定于固定部52a的下方的表面。第二电机18在立设部52b的上下方向上固定在比中央部稍靠后上方的侧面。在立设部52b的安装第二电机18的位置形成有从立设部52b向后方延伸的延伸设置部52c。第二电机18经由安装座64通过螺栓等固定于延伸设置部52c。

执行器40在被第一框架42的第一部件42a和第二部件42b夹持的状态下通过螺栓等固定(参照图1)。在第二框架52的立设部52b的前方的侧面形成有沿上下方向延伸的导轨52d。从执行器40的后方的侧面延伸的引导件40b与轨道52d卡合。据此，第二框架52相对于执行器40能够沿上下方向移动地被支承。

执行器40的杆40a的下端以相对于第二框架52无法沿上下方向相对移动的方式安装于杆承受部52e，该杆承受部52e形成于第二框架52的固定部52a。第二框架52经由执行器40以能够相对于第一框架42沿上下方向移动的方式设置于第一框架42。在第二框架52组装于第一框架42的状态下，第二电极轮14位于第一电极轮12的上方。当执行器40使杆40a沿上下方向进退时，第二框架52相对于第一框架42沿上下方向移动。此时，固定于第二框架52的第二电极机构34和第二电机18也成为一体，相对于第一框架42沿上下方向移动。由于具有第一电极轮12的第一电极机构32固定于第一框架42，因此，第二电极机构34的第二电极轮14相对于第一电极轮12能够沿上下方向进退(能够靠近或远离)。

[电力供给部的结构]

电力供给部24向第一电极轮12和第二电极轮14供给焊接被焊接部时的电力。电力供给部24具有变压器(transformer)58、第一供电线60和第二供电线62。变压器58对从缝焊装置10的外部输入的电压进行调整(变压)，并供给给第一电极轮12和第二电极轮14。变压器58输出交流电流，但也可以在变压器58的下游设置整流器等，而向第一电极轮12和第二电极轮14供给直流电流。变压器58由第一变压器58a和第二变压器58b构成，并且在第一变压器58a和第二变压器58b在前后方向上排列的状态下被固定于基座28。据此，能够将较重的变压器58集中配置在靠近基座28(特别是自动工具更换装置30)的位置。与将一个较大的变压器58固定于基座28的情况相比，能够相对于基座28将第一变压器58a和第二变压器58b的重心位置配置在靠近机器人的手臂20的位置，由此容易抑制缝焊装置10的转动惯量。

第一供电线60是将从变压器58输出的电力供给给第一电极轮12的电线。第一供电线60的变压器58侧的端部经由导体60a连接于第一变压器58a和第二变压器58b(参照图2)。第一供电线60的第一电极轮12侧的端部在第一轴承箱44的内部与第一电极轮轴12a连接。从变压器58输出的电流经由第一供电线60、第一轴承箱44内的配线和第一电极轮轴12a供给给第一电极轮12。

第二供电线62是将从变压器58输出的电力供给给第二电极轮14的电线。第二供电线62的变压器58侧的端部经由导体62a连接于第一变压器58a和第二变压器58b(参照图2)。第二供电线62的第二电极轮14侧的端部在第二轴承箱54的内部与第二电极轮轴14a连接。从变压器58输出的电流经由第二供电线62、第二轴承箱54内的配线和第二电极轮轴14a供给给第二电极轮14。

第一供电线60和第二供电线62分别具有第一可挠部60b和第二可挠部62b。即使在第一电极机构32和第二电极机构34相对于基座28沿上下方向移动的情况下，也能够通过第一可挠部60b和第二可挠部62b吸收上下方向上的位移。

[主体部的详细配置]

使用图6对主体部22的各部件的配置进行说明。第二电极轮14配置在第一电极轮12的上方。第一电机16和第二电机18在第一电极轮12与第二电极轮14相接触的状态下，配置在比第一电极轮12与第二电极轮14的接触点E靠上方的位置。并且，第一电机16和第二电机18配置在比第二电极轮14的轴线C靠上方的位置。并且，第二电机18配置在比第一电机16靠上方的位置。另外，执行器40配置在比第二电极轮14靠上方的位置。

据此，在带罩48的后方的区域且比轴线C靠下方的区域，不配置主体部22的其他部件，从而能够确保空间。另外，能够将较重的第一电机16、第二电机18和执行器40固定配置在靠近手臂20的缝焊装置10的上方。据此，与将第一电机16、第二电机18和执行器40设置在远离手臂20的位置的情况相比，容易抑制缝焊装置10的转动惯量。

[电力供给部的详细配置]

变压器58配置在比第二电极轮14靠上方的位置。据此，较重的变压器58也能够与第一电机16、第二电机18和执行器40一起固定配置在靠近手臂20的缝焊装置10的上方。据此，与将变压器58设置在远离手臂20的位置的情况相比，容易抑制缝焊装置10的转动惯量。

在带罩48的后方，在比第二电极轮14的轴线C靠下方且比第一电极轮12与第二电极轮14的接触点E靠上方的位置开口设置有开口部48a。在带罩48的前方，在比第一电极轮12与第二电极轮14的接触点E靠下方且比第一轴承箱44靠上方的位置开口设置有开口部48b。

第一供电线60从开口部48a进入带罩48的内部，穿过第一带46的内侧空间，从开口部48b向带罩48的外部伸出。第一供电线60从第一轴承箱44的上方的侧面连接于第一电极轮轴12a(参照图1、图2、图6)。

通过将第一电机16和第二电机18配置在比第二电极轮14的轴线C靠上方的位置，能够在比轴线C靠下方且比带罩48靠后方的位置确保空间。使得能够在该空间内的比第一电极轮12与第二电极轮14的接触点E靠上方的空间中配置第一供电线60。

第一带46延伸到比第一电极轮12与第二电极轮14的接触点E靠下方的位置，在成为死角(dead space)的第一带46的内侧空间配置第一供电线60。据此，不会对比接触点E靠下方的空间进行新的侵占地能够将第一供电线60配置在比接触点E靠下方的位置。

第一供电线60在空间已被第二电极机构34堵塞的第一轴承箱44的上方的侧面与第一轴承箱44连接。据此，第一供电线60以不会侵占如下空间地与第一轴承箱44连接，即，空间未被第一轴承箱44的其他部件堵塞的空间(第一轴承箱44的左右两侧和下方的空间)。

在第一框架42的左侧的部件、即第二部件42b上，在配置有第二轴承箱54的位置上开口设置有开口部42c。第二供电线62从开口部42c进入第一框架42的内侧。第二供电线62从第二轴承箱54的右方的侧面连接于第二电极轮轴14a(参照图2、图6)。

[作用效果]

本发明的缝焊装置10能够对汽车的门框部分等被焊接物的内周部分进行缝焊。另外，缝焊装置10在相对于被焊接物相对移动的同时，对任意形状的被焊接物进行缝焊。

因此，在本实施方式的缝焊装置10中，将第一电机16配置在比第一电极轮12与第二电极轮14的接触点E靠上方的位置。据此，与将第一电机16与第一电极轮12同轴设置的情况相比，能够减小缝焊装置10在比接触点E靠下方(即第一电极轮12周围)的部位占有空间的大小。因此，能够抑制缝焊装置10与被焊接物之间的干涉，并且能够对各种形状的被焊接物进行缝焊。

另外，在本实施方式的缝焊装置10中，将从配置在比第二电极轮14靠上方的位置的变压器58向第一电极轮12供给电力的第一供电线60配置成穿过成为死角的第一带46的内侧空间。另外，在从前后方向观察缝焊装置10时(例如在图1的状态下观察时)，第一供电线60不会相对于第一轴承箱44向左右两侧伸出。据此，与将第一供电线60配置在第一带46的外周侧的情况相比，能够减小缝焊装置10在第一电极轮12的周边的占有空间的大小。因此，能够抑制缝焊装置10与被焊接物之间的干涉，并且能够对各种形状的被焊接物进行缝焊。

并且，在本实施方式的缝焊装置10中，将第一电机16配置在比第二电极轮14的轴线C靠上方的位置，将第二电机18配置在比第一电机16靠上方的位置(参照图6)。据此，能够减小缝焊机器10在比轴线C靠下方的区域中占据空间的大小。因此，能够抑制缝焊装置10与被焊接物之间的干涉，并且能够对各种形状的被焊接物进行缝焊。

并且，另外在本实施方式的缝焊装置10中，第一电机16、第二电机18分别具有第一减速器16c、第二减速器18c。据此，能够将具有较大体积的第一减速器16c、第二减速器18c配置在远离第一电极轮12和第二电极轮14的位置。因此，能够有效利用缝焊装置10的第一电极轮12和第二电极轮14周边的空间。据此，能够抑制缝焊装置10与被焊接物之间的干涉，并且能够对各种形状的被焊接物进行缝焊。另外，由于能够通过第一减速器16c和第二减速器18c使第一驱动带轮16b和第二驱动带轮18b的转速降低，因此，能够抑制第一带46、第二带56从第一驱动带轮16b、第二驱动带轮18b脱落。

而且，在本实施方式的缝焊装置10中，在第二电极轮14的上方具有执行器40，该执行器40使第二电极轮14向靠近第一电极轮12的方向和远离第一电极轮12的方向移动。在配置有第一电机16和第二电机18的第二电极轮14的上方配置有执行器40。通过在原本占有空间较大的缝焊装置10的上方配置第一电机16和第二电机18，能够抑制缝焊装置10的上方的占有空间增加所造成的影响增大，并且能够抑制缝焊装置10的下方(第一电极轮12周围)的空间。

[其他实施方式]

以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但各发明的具体结构并不限定于实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种设计变更等。

例如，在本实施方式中，由伺服电机构成第一电机16和第二电机18。也可以由具有脉冲电机或旋转编码器的通常的电机等构成第一电机16和第二电机18，而没有特别地限定。

另外，在本实施方式中，在第一从动带轮12b与第一驱动带轮16b之间卷绕第一带46，在第二从动带轮14b与第二驱动带轮18b之间卷绕第二带56。当然也可以由链条分别构成第一带46和第二带56，由齿轮分别构成第一从动带轮12b、第二从动带轮14b、第一驱动带轮16b和第二驱动带轮18b。

Claims (4)

1.一种缝焊装置(10)，其被安装在机器人的手臂(20)上，在将层叠的被焊接物夹持在第一电极轮(12)与第二电极轮(14)之间的状态下，使所述第一电极轮(12)和所述第二电极轮(14)之间通电，并通过所述机器人使所述缝焊装置(10)相对于被焊接物移动，来进行缝焊，该缝焊装置(10)的特征在于，

具有第一电机(16)、第二电机(18)、第一传递部件(46)、第一轴承箱(44)和供电线(60)，其中，所述第一电机(16)驱动所述第一电极轮(12)；所述第二电机(18)驱动所述第二电极轮(14)；所述第一传递部件(46)为环状，设置于所述第一电极轮(12)与所述第一电机(16)之间，将所述第一电机(16)的驱动力传递给所述第一电极轮(12)；所述第一轴承箱(44)将从所述第一电极轮(12)延伸的第一电极轮轴(12a)可旋转地进行支承；所述供电线(60)经由所述第一轴承箱(44)向所述第一电极轮(12)供给电力，

在将连结所述第一电极轮(12)和所述第二电极轮(14)的轴线的方向设为上下方向、将从所述第一电极轮(12)朝向所述第二电极轮(14)的方向设为上方、将从所述第二电极轮(14)朝向所述第一电极轮(12)的方向设为下方、将所述第一电极轮轴(12a)从所述第一电极轮(12)延伸的方向设为后方、将该后方的相反方向设为前方时，

所述第一电机(16)配置在比所述第一电极轮(12)与所述第二电极轮(14)接触状态下的接触点靠上方的位置，

所述供电线(60)被配置在比所述接触点靠上方、比所述第二电极轮(14)的轴线靠下方、且比所述第一传递部件(46)靠后方的空间，

所述供电线(60)从所述空间向前方穿过所述第一传递部件(46)的内侧空间，与所述第一轴承箱(44)的上方的侧面连接。

2.根据权利要求1所述的缝焊装置(10)，其特征在于，

所述第一电机(16)配置在比所述第二电极轮(14)的轴线靠上方的位置，

所述第二电机(18)配置在比所述第一电机(16)靠上方的位置，

在所述第二电极轮(14)与所述第二电机(18)之间设置有环状的第二传递部件(56)，所述第二传递部件(56)将所述第二电机(18)的驱动力传递给所述第二电极轮(14)。

3.根据权利要求1或2所述的缝焊装置(10)，其特征在于，

所述第一电机(16)的驱动力经由减速器(16c)传递给所述第一传递部件(46)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的缝焊装置(10)，其特征在于，

在所述第二电极轮(14)的上方具有执行器(40)，所述执行器(40)使所述第二电极轮(14)向靠近所述第一电极轮(12)的方向和远离所述第一电极轮(12)的方向移动。

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