CN115362042A - 作业体切换装置和包括作业体切换装置的焊接装置 - Google Patents

Abstract

作业体切换装置(20)具备凸轮轴(110)，该凸轮轴(110)在侧周壁形成有彼此之间具有相位差的第一凸轮槽(112)和第二凸轮槽(114)。另外，设置有第一作业体(26)的第一转动部件(120)和设置有第二作业体(28)的第二转动部件(122)分别具有被凸轮轴(110)支承并进入第一凸轮槽(112)的第一轴体(124a)和进入第二凸轮槽(114)的第二轴体(124c)。凸轮轴(110)穿过设置于滑动件(90)的轴承(108)。作业体切换装置还具有对该滑动件施加推力的转动执行器(70)。

Description

作业体切换装置和包括作业体切换装置的焊接装置

技术领域

本发明涉及一种使第一作业体和第二作业体交替地位于作业工位的作业体切换装置和构成为包括该作业体切换装置的焊接装置。

背景技术

公知一种焊枪，其具有被设置于第一臂的第一焊接电极和被设置于第二臂的第二焊接电极，且对被夹在这些第一焊接电极与第二焊接电极之间的多个工件彼此进行焊接。关于这种焊枪，本申请人在国际公开第2019/188815号中提出了一种具有多个第一焊接电极(在国际公开第2019/188815号中所说的“第一保持部”和“第二保持部”)的焊枪。

国际公开第2019/188815号所记载的焊枪构成为包括使第一保持部和第二保持部交替地移动到焊接工位的电极切换装置。具体而言，在将被第一保持部保持的螺母在焊接工位焊接于工件时，在与焊接工位不同的工位即供给工位，向第二保持部供给新的螺母。并且，在将被第一保持部保持的螺母焊接于工件之后，在电极切换装置的作用下，第一保持部从焊接工位退避并以朝向供给工位的方式转动，同时第二保持部从供给工位退避并以朝向焊接工位的方式转动。

然后，将保持于第二保持部的螺母焊接于所述工件。另一方面，在供给工位，向第一保持部供给新的螺母。之后，在电极切换装置的作用下反复进行与上述相同的动作。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种能实现进一步小型化的作业体切换装置。

本发明的另一目的在于，提供一种能顺利地切换第一作业体和第二作业体的作业体切换装置。

本发明的又一目的在于，提供一种构成为包括上述作业体切换装置的焊接装置。

根据本发明的一技术方案，提供一种作业体切换装置，其使第一作业体(26)和第二作业体(28)相对于作业装置的作业工位交替地配置或退避，其特征在于，具备凸轮轴(110)、滑动件(90)、第一转动部件(120)、第二转动部件(122)和转动执行器(70)，其中，所述凸轮轴在侧周壁形成有彼此之间具有相位差的第一凸轮槽(112)和第二凸轮槽(114)；所述滑动件设置有所述凸轮轴所穿过的轴承(108)；所述第一转动部件设置有被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第一凸轮槽的第一轴体(124a)；所述第二转动部件设置有被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第二凸轮槽的第二轴体(124c)；所述转动执行器具有对所述滑动件施加推力的驱动部(72)，所述第一作业体被设置于所述第一转动部件，并且所述第二作业体被设置于所述第二转动部件，伴随着所述转动执行器对所述滑动件施加推力，所述第一轴体沿着所述第一凸轮槽移动且所述第二轴体沿着所述第二凸轮槽移动，由此使所述第一转动部件和所述第二转动部件中的任一个向朝向所述作业工位的方向转动且剩余的一个向从所述作业工位退避的方向转动，并且所述滑动件沿着所述凸轮轴的长度方向移动。

另外，根据本发明的另一技术方案，提供一种焊接装置，其构成为包括可拆装的上述的作业体切换装置，所述第一作业体和所述第二作业体是用于进行焊接的焊接电极，并且，所述焊接装置具有与所述第一作业体或所述第二作业体中的任一个之间进行通电的另一焊接电极，且所述作业工位是焊接工位。

根据本发明，伴随着转动执行器对滑动件施加推力，轴体沿凸轮槽移动，据此，设置有第一作业体的第一转动部件和设置有第二作业体的第二转动部件彼此向相反的方向转动。即，例如，当第一转动部件向第一作业体从作业工位退避的方向转动时，第二转动部件向第二作业体配置于作业工位的方向转动。

凸轮槽和进入该凸轮槽的轴体的组合简单，另外，小型且轻量。而且，轴体顺利地沿凸轮槽移动。基于以上这样的理由，能实现作业体切换装置的进一步小型化、轻量化，并且能够顺利地切换第一作业体和第二作业体。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的焊接装置的概略整体侧视图。

图2是被组装在图1的焊接装置中的电极切换装置(作业体切换装置)的概略立体图。

图3是省略了一部分结构要素的电极切换装置的主要部分立体图。

图4是省略了一部分结构要素的电极切换装置的水平剖视图。

图5是表示图2所示状态下的凸轮轴与第一凸轮从动件～第四凸轮从动件之间的位置关系的概略立体图。

图6是表示图2和图5所示状态下的凸轮轴与第一凸轮从动件、第二凸轮从动件之间的位置关系的概略纵剖视图。

图7是表示图2和图5所示状态下的凸轮轴与第三凸轮从动件、第四凸轮从动件之间的位置关系的概略纵剖视图。

图8是处于立起状态的下侧电极(第一焊接电极)的局部纵剖视图。

图9是圆盘状导体(通电用导体)的概略立体图。

图10是下侧电极的主要部分立体分解图。

图11A是表示在下侧电极与上侧电极(第二焊接电极)之间夹持有作为第一工件的双头螺栓和作为第二工件的被焊接体的状态的主要部分纵剖视图，图11B是表示双头螺栓的圆柱状突部熔融的状态的主要部分纵剖视图。

图12是气缸的杆从图4后退时的电极切换装置的水平剖视图。

图13是表示从图5到第一凸轮从动件～第四凸轮从动件沿着第一凸轮槽、第二凸轮槽移动的状态的概略立体图。

图14是从图2开始，两个下侧电极中的一个从横卧姿势变化为立起姿势、并且剩余的一个从立起姿势变化为横卧姿势时的电极切换装置的主要部分概略后视图。

图15是从图14开始，两个下侧电极中的一个从横卧姿势回到立起姿势、并且剩余一个从立起姿势回到横卧姿势时的电极切换装置的主要部分概略后视图。

图16是在未设置有绝缘帽(绝缘涂层)的下侧电极未保持有双头螺栓时的主要部分纵剖视图。

图17是在设置有绝缘帽的下侧电极未保持有双头螺栓时的主要部分纵剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，在与构成为包括作业体切换装置的作业装置的关系方面列举优选的实施方式，对本发明所涉及的作业体切换装置详细地进行说明。此外，以下，例示焊接装置来作为作业装置。

图1是本实施方式所涉及的焊接装置10的概略整体侧视图。该焊接装置10具备多关节机器人12、焊枪16和焊接电源18，其中，所述焊枪16经由焊枪支架14被设置在该多关节机器人12的顶端臂。在焊枪16上附加设置有作为作业体切换装置的电极切换装置20。

焊枪16具有位于图1中的下侧的第一臂22和位于图1中的上侧且与第一臂22相向的第二臂24。第二臂24通过未图示的转动机构以其前端接近或远离第一臂22的顶端(或电极切换装置20)的方式转动。换言之，第一臂22是被定位固定于焊枪支架14的固定臂，第二臂24是其顶端相对于第一臂22的顶端的相对位置变化的可动臂。

电极切换装置20被设置于第一臂22的顶端。电极切换装置20选择性地使第一下侧电极26、第二下侧电极28(均为第一焊接电极)中的任一下侧电极位于作为作业工位的焊接工位，并且使剩余的一个下侧电极从焊接工位退避。关于这一点，将在后面详细叙述。此外，在图1和图15中，示出了纸面纵深侧的第一下侧电极26成为朝向第二臂24的立起姿势，且纸面近前侧的第二下侧电极28成为远离第二臂24的横卧姿势的状态。

第一下侧电极26或第二下侧电极28中处于立起姿势的一个下侧电极与焊接电源18电连接。另一方面，成为横卧姿势的剩余的一个下侧电极与焊接电源18电绝缘。关于这一点，也在后面叙述。

在第一臂22的设置有电极切换装置20的顶端与接近焊枪支架14的基端之间设置有螺栓供给装置30。螺栓供给装置30将由未图示的螺栓输送装置输送来的双头螺栓32(尤其参照图10)向第一下侧电极26或第二下侧电极28中的成为横卧姿势的一个下侧电极(在图2中是第二下侧电极28)供给。双头螺栓32是作为被焊接件的零部件，且是第一工件。

此外，如图10所示，双头螺栓32具有长的轴部34(柱状部)、和凸缘部36，其中，所述凸缘部36与该轴部34的顶端相连且直径比该轴部34的直径大、换言之宽度较宽。在轴部34上刻有螺纹部。另外，在凸缘部36上形成有朝向与轴部34相反的方向以些许的高度突出的圆柱状突部38。通过凸缘部36和圆柱状突部38形成有双头螺栓32的头部。如后所述，在本实施方式中，进行使圆柱状突部38熔接在图1所示的被焊接体40(第二工件)上的所谓凸焊。

被焊接体40的位于焊接工位的部位例如为平坦部。在该平坦部的面向第一下侧电极26或第二下侧电极28的下表面上焊接有双头螺栓32的头部。被焊接体40的不焊接双头螺栓32的部位(平坦部以外的部位)可以弯曲，也可以是其他各种形状。

在第二臂24的顶端设置有作为第二焊接电极的上侧电极42。上侧电极42随着焊枪16的开闭而与第一下侧电极26或第二下侧电极28中的成为立起姿势的一个下侧电极相向。即，如图14和图15所示，成为横卧姿势的剩余的一个下侧电极位于从成为立起姿势的一个下侧电极与上侧电极42的相向位置偏移的位置。上侧电极42经由沿着第二臂24的上表面配置的电缆44而与焊接电源18电连接。作为第一焊接电极的下侧电极为多个(在该情况下为第一下侧电极26和第二下侧电极28这两个)，与此相对，作为第二焊接电极的上侧电极42为单个。

接着，对电极切换装置20(作业体切换装置)、作为第一作业体的第一下侧电极26和作为第二作业体的第二下侧电极28进行说明。

图2是电极切换装置20的概略立体图。电极切换装置20具有由支撑盘50、导通盘52、第一轴止动盘54和第二轴止动盘56构成的中空的壳体58，其中，所述支撑盘50面向第一臂22；导通盘52以规定距离远离该支撑盘50；所述第一轴止动盘54和所述第二轴止动盘56被架设在该支撑盘50与该导通盘52之间。构成壳体58的支撑盘50经由未图示的螺栓而与第一臂22连接，据此，电极切换装置20被组装于第一臂22。另外，通过使所述螺栓松弛，从而将电极切换装置20从第一臂22拆下。这样，电极切换装置20构成为单元，且能够相对于第一臂22一体地组装或者拆下。

在支撑盘50的上表面，在接近第一轴止动盘54的位置设置有第一承受托架60，并且在接近第二轴止动盘56的位置设置有第二承受托架62。在第一下侧电极26成为横卧姿势时，第一承受托架60承受第一下侧电极26的顶端。另一方面，第二承受托架62承受成为横卧姿势的第二下侧电极28的顶端。

在相对于支撑盘50远离的位置与支撑盘50相向的导通盘52经由第一轴止动盘54、第二轴止动盘56、支撑盘50以及第一臂22而与上述焊接电源18电连接。在导通盘52上设置有向上方稍微突出的底座部64。

在支撑盘50的面向导通盘52的表面上，被定位固定有作为转动执行器的气缸70。如省略了电极切换装置20的一部分结构要素的图3和图4所示，气缸70具有作为驱动部的推杆72。推杆72通过气缸盖罩74向导通盘52侧延伸。另外，在气缸盖罩74上突出形成有相对于推杆72平行延伸的扁棒形状的连杆支承部76。此外，在图4中，示出了推杆72前进至最前方的状态。

如图4所示，在推杆72的顶端，经由第一止动轴78连接有连杆部件80的一端。并且，在该连杆部件80的另一端，经由第二止动轴84连接有大致呈L字形的L型臂部件82(臂部件)的短尺寸端。并且，该L型臂部件82的弯折成大致90°的弯头部经由第三止动轴86被连接于所述连杆支承部76的顶端。如图12所示，L型臂部件82通过使推杆72朝向支撑盘50侧后退而能够以第三止动轴86为转动中心转动。

在L型臂部件82的长尺寸端形成有长孔88。长尺寸端与舌片部94重叠，该舌片部94突出形成于滑动件90(参照图2和图3)的底部92的面向支撑盘50的一侧。在舌片部94上形成有朝向上方的卡合突起96，该卡合突起96卡合于所述长孔88。也可以采用第四止动轴来代替卡合突起96。

如图3所示，滑动件90还具有从上述底部92的第一轴止动盘54侧的端部、第二轴止动盘56侧的端部分别大致垂直地立起的第一轴支承部98、第二轴支承部100。在该第一轴支承部98和该第二轴支承部100的下部分别形成有轴支承孔102。另外，在第一轴支承部98和第二轴支承部100的上端附近分别形成支承孔104。第一轴支承部98与第二轴支承部100之间的分离距离D1(参照图4)是比第一轴止动盘54与第二轴止动盘56之间的分离距离D2的一半稍大的程度。因此，在图4所示的情况下，在第一轴止动盘54与第一轴支承部98之间形成有足够的移动空间。

从第一轴止动盘54架设到第二轴止动盘56的引导轴106穿过轴支承孔102(参照图3)。引导轴106能够相对于轴支承孔102的内周壁相对滑动。另外，在各支承孔104中设置有轴承108，并且作为转动用支承轴发挥功能的凸轮轴110穿过该轴承108。凸轮轴110的两端从轴承108向第一轴止动盘54、第二轴止动盘56突出，因此，凸轮轴110从第一轴止动盘54架设到第二轴止动盘56。凸轮轴110的各端面经由螺栓等被连接于第一轴止动盘54、第二轴止动盘56。因此，凸轮轴110不会旋转。

如图5所示，在凸轮轴110的侧周壁上形成有第一凸轮槽112、第二凸轮槽114。第一凸轮槽112面向支撑盘50，第二凸轮槽114面向导通盘52。因此，第一凸轮槽112和第二凸轮槽114以彼此分离180°的方式被定位。即，第一凸轮槽112和第二凸轮槽114之间的相位差是180°。

第一凸轮槽112和第二凸轮槽114沿长度方向以使相位发生90°变化的方式缓慢地倾斜，然后以返回到原来的相位的方式缓慢地倾斜。因此，第一凸轮槽112和第二凸轮槽114都具有大致V字形形状。第一凸轮槽112和第二凸轮槽114的第一轴止动盘54侧的终点和第二轴止动盘56侧的终点被设定为同一相位，而且V字的弯曲部被设定在相对于两终端的相位差为90°的位置。另外，第一凸轮槽112的V字形和第二凸轮槽114的V字形是旋转对称形状。

在凸轮轴110上，以凸轮轴110为转动中心可转动地设置有作为第一转动部件的第一转动支架120和作为第二转动部件的第二转动支架122的各基端部123。具体而言，如图3和图6所示，在第一转动支架120的基端部123上设置有第一凸轮从动件128a和第二凸轮从动件128b，其中，所述第一凸轮从动件128a具有作为第一轴体的第一支轴124a和第一凸轮辊126a；所述第二凸轮从动件128b具有作为第三轴体的第二支轴124b和第二凸轮辊126b。第一凸轮从动件128a的第一支轴124a和第一凸轮辊126a进入第一凸轮槽112，另一方面，第二凸轮从动件128b的第二支轴124b和第二凸轮辊126b进入第二凸轮槽114。因此，第一凸轮从动件128a和第二凸轮从动件128b在彼此分离180°的位置夹持凸轮轴110。

与上述同样，如图3和图7所示，在第二转动支架22的基端部123也设置有第三凸轮从动件128c和第四凸轮从动件128d，其中，所述第三凸轮从动件128c具有第三支轴124c(第二轴体)和第三凸轮辊126c；所述第四凸轮从动件128d具有第四支轴124d(第四轴体)和第四凸轮辊126d。第三凸轮从动件128c的第三支轴124c和第三凸轮辊126c进入第一凸轮槽112，第四凸轮从动件128d的第四支轴124d和第四凸轮辊126d进入第二凸轮槽114。因此，第3凸轮从动件128c和第4凸轮从动件128d在彼此分离180°的位置夹持凸轮轴110。

如图5所示，在第一下侧电极26立起时，第一凸轮辊126a和第二凸轮辊126b位于第一凸轮槽112和第二凸轮槽114的中间即V字的弯曲部。另一方面，在处于横卧姿势的第二下侧电极28侧，第三凸轮辊126c和第四凸轮辊126d位于第一凸轮槽112和第二凸轮槽114的第二轴止动盘56侧的终点。第一凸轮辊126a与第三凸轮辊126c的相位差、第二凸轮辊126b与第四凸轮辊126d的相位差是90°。

第一转动支架120、第二转动支架122除上述基端部123之外，还具有中空圆筒部130和连接臂部132，其中，所述连接臂部132介于该基端部123与中空圆筒部130之间并连接基端部123和中空圆筒部130。第一下侧电极26被浮动地保持于第一转动支架120的中空圆筒部130，第二下侧电极28被浮动地保持于第二转动支架122的中空圆筒部130。

具体而言，第一下侧电极26、第二下侧电极28包括图8所示的圆柱形状的圆柱状导体136。圆柱状导体136与圆盘状导体138一起承担后述的电极头140与导通盘52的上述底座部64之间的导电。圆柱状导体136的设置有圆盘状导体138的一端(图8中的下端)相当于第一下侧电极26和第二下侧电极28的第一端，电极头140相当于第一下侧电极26和第二下侧电极28的第二端。并且，圆柱状导体136具有随着从第一端朝向第二端而直径最小的小径部142、中等程度的中径部144、以及直径比小径部142和中径部144大的大径部146。

其中的小径部142从中空圆筒部130的端部露出到外侧。在该露出的小径部142上安装有上述圆盘状导体138(通电用导体)。圆盘状导体138相对于小径部142的安装例如经由螺纹部进行即可。或者也可以是嵌合。

圆盘状导体138构成第一下侧电极26和第二下侧电极28的第一端。在该圆盘状导体138的、在第一下侧电极26和第二下侧电极28立起时与导通盘52的底座部64相向的端面上，如图9所示，以矩阵状形成有朝向第二端侧凹进的多个凹部150和相对于该凹部150突出的多个凸部152。凸部152的顶部与底座部64抵接而成为与导通盘52的电接点。这样，在圆盘状导体138的端面，换言之，在第一下侧电极26和第二下侧电极28的第一端的端面上设置有多处经由导通盘52而与焊接电源18接触的电接点。

如图8所示，在中空圆筒部130中，以可调整位置的方式插入有圆筒状止动件154。即，在圆筒状止动件154的外周壁上形成有向直径方向内侧凹进的环状凹部156，通过使未图示的止动螺钉压接在该环状凹部156的底面上来定位固定圆筒状止动件154。另一方面，当使所述止动螺钉松弛时，圆筒状止动件154从止动螺钉的约束中释放，而能够在中空圆筒部130内移动。

并且，中径部144的大部分被插入圆筒状止动件154，一部分从图8中的上端露出。在该露出的上端外嵌有两个垫圈158。在垫圈158彼此之间插入有螺旋弹簧160。由于圆筒状止动件154被定位固定在中空圆筒部130内，因此，螺旋弹簧160指向第二端侧对圆柱状导体136弹性地施力。即，圆柱状导体136(或第一下侧电极26和第二下侧电极28)在螺旋弹簧160的作用下被向螺栓供给装置30侧推压，据此，被浮动支承。此外，伴随着螺旋弹簧160推压，圆盘状导体138落座在中空圆筒部130的图8中的下端。通过该落座，防止了第一下侧电极26或第二下侧电极28从中空圆筒部130脱落。

在此，大径部146的外壁的一部分成为被切除而形成有平坦面161的形状。另一方面，中空圆筒部130的开口具有通过将正圆的一部分呈直线状地切除而形成弦这样的形状(大致D形)。弦的部分与所述平坦面161相向，据此，能够防止圆柱状导体136的旋转。

在圆柱状导体136的第二端侧的端部，沿着该圆柱状导体136的长度方向形成有保持孔162。在该保持孔162中保持有作为第一下侧电极26和第二下侧电极28的主体的电极头140。如图10所示，在电极头140上设置有磁吸引部件164、导电帽166(盖部件)、绝缘帽168(绝缘涂层)。磁吸引部件164和导电帽166构成保持双头螺栓32的保持部169。

电极头140是金属等导电部件，并形成有沿着电极头140的直径方向延伸的横孔170和以与该横孔170大致正交的方式相连的收纳孔172。在收纳孔172中收纳有磁吸引部件164。在该状态下，通过将导电帽166外嵌在电极头140的顶端，能防止磁吸引部件164从收纳孔172脱落。此外，磁吸引部件164被设定为不封堵横孔170的尺寸。

磁吸引部件164由永久磁铁构成，在其表面上施加有绝缘涂层。因此，避免了从磁吸引部件164向双头螺栓32的轴部34供给焊接电流。在磁吸引部件164和导电帽166上形成有用于穿过双头螺栓32的轴部34来进行保持的贯插孔174。

绝缘帽168呈面向第一端的一侧开口且在面向第二端的一侧设置有底壁部的圆筒形状。该绝缘帽168的高度方向尺寸被设定为当底壁部的内表面抵接于导电帽166的顶面时，第二端侧位于横孔170附近的程度。即，绝缘帽168覆盖导电帽166的整体，换言之，覆盖第一下侧电极26和第二下侧电极28的包含面向上侧电极42的端面的顶端。

在绝缘帽168的底壁部形成有直径比圆柱状突部38大的通孔176。另外，绝缘帽168的底壁部的厚度被设定为比圆柱状突部38的高度方向尺寸小。因此，圆柱状突部38在通孔176内露出，并且其第二端侧的顶端突出到绝缘帽168的外侧(参照图11A)。当第一下侧电极26或第二下侧电极28立起时，从绝缘帽168的通孔176突出的顶端面向上侧电极42。

作为绝缘帽168的材料，优选即使由于通电时的焦耳热而使温度上升也能够避免熔融或软化的材料。作为其优选的例子，可以举出在特殊不锈钢的表面形成有陶瓷绝缘膜的材料。作为陶瓷绝缘膜，例示氧化铝(Al₂O₃)。

本实施方式所涉及的电极切换装置20和焊接装置10基本上如以上那样构成，接着，关于其作用效果，通过与两个装置10、20的动作的关系来进行说明。此外，为了方便，如图2所示，对从双头螺栓32已被第一下侧电极26保持且该第一下侧电极26已立起的状态开始的动作进行说明。另外，只要没有特别说明，电极切换装置20和焊接装置10就在未图示的控制电路的控制作用下进行动作。

如图1所示，立起的第一下侧电极26接近被焊接体40。在该时刻，被保持于第一下侧电极26的贯插孔174中的双头螺栓32的从通孔176突出的圆柱状突部38也可以抵接于被焊接体40的下端面。然后，接着在上述转动机构的作用下，第二臂24的顶端以接近第一臂22的顶端的方式转动。据此，上侧电极42抵接于被焊接体40的上端面，隔着被焊接体40而与第一下侧电极26相向，并且对该被焊接体40施加推压力。通过该推压，如图11A所示，双头螺栓32的圆柱状突部38被压接于被焊接体40的下端面。即，被焊接体40被保持双头螺栓32的第一下侧电极26和上侧电极42夹持。

接着，从焊接电源18供给焊接电流。焊接电流例如按照第一臂22、导通盘52(底座部64)、圆盘状导体138、圆柱状导体136、电极头140、导电帽166、双头螺栓32、被焊接体40、上侧电极42和电缆44的顺序(或其相反顺序)流动。即，在第一下侧电极26与上侧电极42之间通电，据此，圆柱状突部38熔融而被压溃。伴随于此，如图11B所示，第一下侧电极26相对于被焊接体40上升，凸缘部36的顶面和绝缘帽168的上表面抵接于被焊接体40。检测到该情况的控制部停止焊接电流的通电。随着停止供电，双头螺栓32的凸缘部36与工件40之间的熔融物冷却并固化。据此使双头螺栓32与被焊接体40的下端面接合。

此外，在上述的例子中，使圆柱状突部38全部被压溃而使凸缘部36抵接于被焊接体40，但也可以不使圆柱状突部38全部压溃而是设定为使其一部分残留的厚度。在该情况下，圆柱状突部38被焊接于被焊接体40。

第一下侧电极26相对于被焊接体40的上升因绝缘帽168的上表面抵接于被焊接体40的下端面而停止。之后被焊接的双头螺栓32也同样如此。因此，通过使圆柱状突部38的高度一致，熔融量和压溃量大致相等。因此，可以使被焊接在被焊接体40上的双头螺栓32的凸缘部36的高度大致固定。其结果，提高了焊接制品的尺寸精度。

在这样进行凸焊的期间，从设置于第一臂22的螺栓供给装置30(参照图1)向第二下侧电极28供给下一个要焊接的新的双头螺栓32。即，在成为横卧姿势而被第二承受托架62支承的第二下侧电极28中，绝缘帽168的通孔176、导电帽166以及磁吸引部件164的贯插孔174面向螺栓供给装置30。从螺栓供给装置30送出的双头螺栓32的轴部34经由通孔176穿过贯插孔174。此时，磁吸引部件164通过其磁力吸引轴部34，因此，轴部34容易贯插于贯插孔174。另外，由于磁吸引部件164磁力吸附轴部34，因此能够防止双头螺栓32从第二下侧电极28脱落。

接着，控制部使第二臂24转动而使上侧电极42远离被焊接体40，另一方面，使双头螺栓32从第一下侧电极26的贯插孔174脱离。由于脱离的力大于磁吸引部件164的磁力(约束力)，因此，不会因磁吸引部件164而妨碍双头螺栓32从贯插孔174脱离。然后，在该状态下，机器人进行适宜的动作，使电极切换装置20和上侧电极42移动到下一个焊接部位。

在该移动期间或之后，控制部对作为转动执行器的气缸70进行施力。据此，对构成该气缸70的推杆72施加推力，使该推杆72从图4所示的位置后退至图12所示的位置。伴随于此，L型臂部件82以第3止动轴86和弯头部为转动中心转动，因此，短尺寸端向接近支撑盘50的方向移动，并且，长尺寸端向接近第一轴承盘54的方向移动。由于设置于滑动件90的舌片部94的卡合突起96(或第四止动轴)卡合于形成在L型臂部件82的长尺寸端的长孔88，因此，滑动件90向接近第一轴承盘54的方向移动。在该移动时，滑动件90被引导轴106引导。

与此相对，凸轮轴110由于与第一轴止动盘54及第二轴止动盘56连接而不能旋转。因此，伴随着滑动件90如上述那样移动，设置于第一转动支架120的基端部123的第一凸轮辊126a沿着第一凸轮槽112移动，并且第二凸轮辊126b沿着第二凸轮槽114移动。即，如图13所示，第一凸轮辊126a和第二凸轮辊126b沿着凸轮轴110的长度方向朝向第一凸轮槽112和第二凸轮槽114的第一轴止动盘54侧的终点。

同时，设置在第二转动支架22的基端部123上的第三凸轮辊126c沿着第二凸轮槽114移动，并且第四凸轮辊126d沿着第一凸轮槽112移动。即，第三凸轮辊126c和第四凸轮辊126d朝向第一凸轮槽112和第二凸轮槽114的中间即V字的弯曲部。随着第一凸轮辊126a～第四凸轮辊126d这样移动，第一转动支架120和第二转动支架122以凸轮轴110为转动中心转动。

第一凸轮辊126a和第二凸轮辊126b以隔着凸轮轴110相向的方式成对，同样，第三凸轮辊126c和第四凸轮辊126d以隔着凸轮轴110相向的方式成对。因此，第一凸轮辊126a和第二凸轮辊126b、第三凸轮辊126c和第四凸轮辊126d以大致相等的力夹持凸轮轴110。因此，第一支承轴124a～第四支承轴124d难以相对于第一凸轮槽112、第二凸轮槽114倾斜。其结果，避免了第一凸轮辊126a～第四凸轮辊126d推压第一凸轮槽112、第二凸轮槽114的侧壁，即，避免了所谓的咬合的发生。因此，第一凸轮辊126a～第四凸轮辊126d沿着第一凸轮槽112、第二凸轮槽114平滑地滑动。

在第一凸轮槽112、第二凸轮槽114中，中间的V字的弯曲部与第一轴止动盘54侧、第二轴止动盘56侧的终点之间的相位差为90°。因此，当第一凸轮辊126a～第四凸轮辊126d沿着凸轮轴110以90°的相位移动时，如图14所示，第一转动支架120转动90°，使第一下侧电极26成为横卧姿势，且第二转动支架122转动90°，使第二下侧电极28成为立起姿势。即，被第二下侧电极28保持的双头螺栓32面向被焊接体40(或焊接工位)。以后与上述同样，将被第二下侧电极28保持的双头螺栓32焊接于被焊接体40。在此期间，从螺栓供给装置30向处于横卧姿势而被第一承受托架60支承的第一下侧电极26供给新的双头螺栓32。

为了在焊接后使第二下侧电极28成为横卧姿势，且使第一下侧电极26成为立起姿势，控制部对作为转动执行器的气缸70进行施力来对推杆72施加推力。其结果，推杆72从图12所示的位置前进到图4所示的位置。据此，L型臂部件82以短尺寸端向接近导通盘52的方向移动且长尺寸端向接近第二轴止动盘56的方向移动的方式转动。因此，滑动件90被引导轴106引导，同时向接近第二轴止动盘56的方向移动。

伴随着滑动件90如上述那样移动，设置于第一转动支架120的第一凸轮辊126a、第二凸轮辊126b朝向第一凸轮槽112和第二凸轮槽114的中间即V字的弯曲部移动。同时，设置在第二转动支架22上的第三凸轮辊126c、第四凸轮辊126d朝向第二凸轮槽114、第一凸轮槽112的第二轴止动盘56侧的终点。

随着第一凸轮辊126a～第四凸轮辊126d这样沿凸轮轴110的长度方向移动，第一转动支架120和第二转动支架122以凸轮轴110为转动中心转动。即，如图15所示，第一转动支架120转动90°，使第一下侧电极26返回至立起姿势，且第二转动支架22转动90°，使第二下侧电极28返回至横卧姿势。

这样，根据本实施方式，通过使分别支承于第一支轴124a～第四支轴124d的第一凸轮辊126a～第四凸轮辊126d沿着形成于凸轮轴110的第一凸轮槽112、第二凸轮槽114移动，能够使第一下侧电极26、第二下侧电极28中的参与凸焊的电极成为立起姿势。而且，在成为立起姿势的同时，能够使该电极移动到与上侧电极42相向的位置(焊接工位)。凸轮轴110与第一凸轮从动件128a～第4凸轮从动件128d的组合简单，而且，轻量且形状小。因此，能够实现电极切换装置20的进一步的小型化。而且，通过这种组合，使作为第一作业体的第一下侧电极26和作为第二作业体的第二下侧电极28的切换变得圆滑。

在此，通过反复进行上述转动，构成第一下侧电极26、第二下侧电极28的第一端的圆盘状导体138反复地相对于导通盘52的底座部64抵接和远离。具体而言，在第一下侧电极26或第二下侧电极28成为立起姿势时，圆盘状导体138与底座部64相向。并且，当第二臂24经由上侧电极42推压被焊接体40和第一下侧电极26或第二下侧电极28时，通过被收容在中空圆筒部130内的螺旋弹簧160收缩，圆柱状导体136沿着中空圆筒部130向底座部64侧移动。其结果，圆盘状导体138抵接于底座部64，据此，焊接电源18与第一下侧电极26或第二下侧电极28电连接。此时，如上所述，流过通过被焊接体40和双头螺栓32的焊接电流。

与此相对，在第一下侧电极26或第二下侧电极28成为横卧姿势时，圆盘状导体138远离底座部64。通过该远离而使焊接电源18与第一下侧电极26或第二下侧电极28电绝缘。因此，焊接电流不会流过成为横卧姿势的第一下侧电极26或第二下侧电极28。这样，在本实施方式中，仅通过改变第一下侧电极26或第二下侧电极28的姿势，就能够在将该第一下侧电极26或该第二下侧电极28中的一个下侧电极与焊接电源18电连接的同时，使剩余的一个下侧电极与焊接电源18电绝缘。

另外，由于导通盘52和第一臂22彼此接触，因此，导通盘52和第一臂22电连接。由于以上这样的理由，不需要在第一下侧电极26或第二下侧电极28、导通盘52和第一臂22之间设置电缆44等。另外，也不需要为了能够使第一下侧电极26或第二下侧电极28与导通盘52之间导通而设置盎司铜板等。与此相对应，能够实现电极切换装置20的简单化、小型化乃至轻量化，进而能够实现焊接装置10的简单化、小型化乃至轻量化。

并且，在圆盘状导体138上呈矩阵状地设置有凹部150和凸部152(参照图9)。因此，圆盘状导体138与底座部64之间的电接点有多个部位。也可以设想溅射物附着在成为横卧姿势的第二下侧电极28或第一下侧电极26的圆盘状导体138上，但在该情况下，溅射物的大部分进入凹部150内。因此，避免了凸部152的顶面被溅射物覆盖。另外，即使在一部分的凸部152的顶面被溅射物覆盖的情况下，由于剩余的凸部152的顶面露出，因此也能够确保圆盘状导体138与底座部64之间的电接点。

这样，即使溅射物附着于圆盘状导体138，也能够以足够的面积将该圆盘状导体138与导通盘52电连接。因此，能够使足够大小的熔核在双头螺栓32与被焊接体40之间成长，因此，能够在双头螺栓32与被焊接体40之间得到足够的接合强度的接合部。

此外，远离底座部64的圆盘状导体138从底座部64的约束中解放出来。因此，当螺旋弹簧160伸展时，圆柱状导体136受到螺旋弹簧160的弹性施力而在中空圆筒部130内相对移动。其结果，圆盘状导体138落座于中空圆筒部130的端面。这样，通过将第一下侧电极26、第二下侧电极28浮动支承于第一转动支架120、第二转动支架122的中空圆筒部130，从而容易使从被焊接体40受到推压的第一下侧电极26或第二下侧电极28抵接于底座部64。另外，也容易使从被焊接体40的推压中释放的圆盘状导体138返回到原来的位置。

然而，在螺栓供给装置30(参照图1)发生堵塞时等，根据情况，设想存在双头螺栓32不能被供给到第一下侧电极26或第二下侧电极28的情况。图16和图17示出了这种状态。此外，图16示出了未设置绝缘帽168的比较例的情况，图17示出了在第一下侧电极26、第二下侧电极28上设置绝缘帽168的本实施方式的情况。

在未设置绝缘帽168且未保持双头螺栓32的第一下侧电极26、第二下侧电极28中，如图16所示，导电帽166的上表面抵接于被焊接体40的下端面。当然，上侧电极42抵接于被焊接体40的上端面。因此，可以在第一下侧电极26或第二下侧电极28与上侧电极42之间流过通过被焊接体40的焊接电流。在该情况下，被焊接体40的被第一下侧电极26或第二下侧电极28与上侧电极42夹持的被夹持部位熔融，因此有损被焊接体40的美观。

与此相对，在设置有绝缘帽168的本实施方式中，如图17所示，绝缘帽168的上表面抵接于被焊接体40的下端面。除此之外，不存在抵接于被焊接体40的下端面的部件、物品。因此，在第一下侧电极26或第二下侧电极28与上侧电极42之间不会发生通电。因此，避免了被焊接体40的被夹持部位熔融，由此避免了焊接不良。因此，能够防止有损被焊接体40的美观。

而且，根据本实施方式，在保持有双头螺栓32时，在第一下侧电极26或第二下侧电极28与上侧电极42之间进行通电，在未保持有双头螺栓32时，通电被切断。因此，不需要进行如下应对：判定有无双头螺栓32，在未保持有双头螺栓32时中止焊接作业等。在未焊接双头螺栓32的部位，在进行了预先设定的次数的焊接后，再次进行焊接操作即可。

本发明不特别限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

例如，可以构成为：使向第一下侧电极26供给的工件和向第二下侧电极28供给的工件为不同种类的工件，在被焊接体40的其他部位分别接合所述不同种类的工件。在该情况下，只要分别设置向第一下侧电极26供给工件的供给装置和向第二下侧电极28供给工件的供给装置即可。

另外，在该实施方式中，使第一凸轮从动件128a～第四凸轮从动件128d的第一支轴124a～第四支轴124d和第一凸轮辊126a～第四凸轮辊126d进入第一凸轮槽112、第二凸轮槽114，但是也可以构成为：代替第一凸轮从动件128a～第四凸轮从动件128d，使成为凸轮的轴体进入第一凸轮槽112、第二凸轮槽114。在该情况下，轴体沿第一凸轮槽112、第二凸轮槽114移动。

并且，作业体切换装置并不特别限定于该实施方式中所例示的电极切换装置20，也可以构成为能交替地更换位于焊接工位以外的作业工位的作业体的装置。

[附图标记说明]

10：焊接装置；12：多关节机器人；16：焊枪；18：焊接电源；20：电极切换装置；22：第一臂；24：第二臂；26：第一下侧电极；28：第二下侧电极；30：螺栓供给装置；32：双头螺栓；34：轴部；36：凸缘部；38：圆柱状突部；40：被焊接体；42：上侧电极；50：支撑盘；52：导通盘；54、56：轴止动盘；64：底座部；70：气缸；72：推杆；76：连杆支承部；82：L型臂部件；90：滑动件；106：引导轴；108：轴承；110：凸轮轴；112、114：凸轮槽；120、122：转动支架；124a～124d：支轴；126a～126d：凸轮辊；128a～128d：凸轮从动件；130：中空圆筒部；136：圆柱状导体；138：圆盘状导体；140：电极头；150：凹部；152：凸部；154：圆筒状止动件；160：螺旋弹簧；164：磁吸引部件；166：导电帽；168：绝缘帽；169：保持部；172：收纳孔；174：贯插孔；176：通孔。

Claims (13)

1.一种作业体切换装置(20)，其使第一作业体(26)和第二作业体(28)相对于作业装置的作业工位交替地配置或退避，其特征在于，

具备凸轮轴(110)、滑动件(90)、第一转动部件(120)、第二转动部件(122)和转动执行器(70)，其中，

所述凸轮轴在侧周壁形成有彼此之间具有相位差的第一凸轮槽(112)和第二凸轮槽(114)；

所述滑动件设置有所述凸轮轴所穿过的轴承(108)；

所述第一转动部件设置有被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第一凸轮槽的第一轴体(124a)；

所述第二转动部件设置有被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第二凸轮槽的第二轴体(124c)；

所述转动执行器具有对所述滑动件施加推力的驱动部(72)，

所述第一作业体被设置于所述第一转动部件，并且所述第二作业体被设置于所述第二转动部件，

伴随着所述转动执行器对所述滑动件施加推力，所述第一轴体沿着所述第一凸轮槽移动且所述第二轴体沿着所述第二凸轮槽移动，由此使所述第一转动部件和所述第二转动部件中的任一个向朝向所述作业工位的方向转动且剩余的一个向从所述作业工位退避的方向转动，并且所述滑动件沿着所述凸轮轴的长度方向移动。

2.根据权利要求1所述的作业体切换装置，其特征在于，

在所述第一转动部件上设置有第三轴体(124b)，该第三轴体(124b)被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第二凸轮槽，并且在所述第二转动部件上设置有第四轴体(124d)，该第四轴体(124d)被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第一凸轮槽。

3.根据权利要求2所述的作业体切换装置，其特征在于，

所述第一轴体和所述第四轴体是凸轮从动件(128a、128d)的支轴，在所述第一凸轮槽和所述第二凸轮槽中以能够旋转的方式收容有所述凸轮从动件的凸轮辊(126a、126d)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的作业体切换装置，其特征在于，

所述转动执行器是气缸，所述驱动部是杆，所述杆和所述滑动件通过弯折的臂部件(82)相互连接，

所述气缸通过使所述杆进退动作，来经由所述臂部件对所述滑动件施加推力。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的作业体切换装置，其特征在于，

所述第一凸轮槽和所述第二凸轮槽的相位差为180°。

6.一种焊接装置(10)，其包括可拆装的作业体切换装置(20)，该作业体切换装置使第一作业体(26)和第二作业体(28)相对于作为作业工位的焊接工位交替地配置或退避，所述焊接装置的特征在于，

所述作业体切换装置具备凸轮轴(110)、滑动件(90)、第一转动部件(120)、第二转动部件(122)和转动执行器(70)，其中，

所述凸轮轴在侧周壁形成有彼此之间具有相位差的第一凸轮槽(112)和第二凸轮槽(114)；

所述滑动件设置有所述凸轮轴所穿过的轴承(108)；

所述第一转动部件设置有被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第一凸轮槽的第一轴体(124a)；

所述第二转动部件设置有被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第二凸轮槽的第二轴体(124c)；

所述转动执行器具有对所述滑动件施加推力的驱动部(72)，

所述第一作业体被设置于所述第一转动部件，并且所述第二作业体被设置于所述第二转动部件，

伴随着所述转动执行器对所述滑动件施加推力，所述第一轴体沿着所述第一凸轮槽移动且所述第二轴体沿着所述第二凸轮槽移动，由此使所述第一转动部件和所述第二转动部件中的任一个向朝向所述作业工位的方向转动且剩余的一个向从所述作业工位退避的方向转动，并且所述滑动件沿着所述凸轮轴的长度方向移动，

所述第一作业体和所述第二作业体是用于进行焊接的焊接电极，

所述焊接装置具有与所述第一作业体或所述第二作业体中的任一个之间进行通电的另一焊接电极(42)，且所述作业工位是所述焊接工位。

7.根据权利要求6所述的焊接装置，其特征在于，

所述第一作业体和所述第二作业体中的位于所述作业工位的作业体与焊接电源(18)电连接，并且，从所述作业工位退避的作业体与所述焊接电源电绝缘。

8.根据权利要求6或7所述的焊接装置，其特征在于，

向从所述作业工位退避了的作业体供给作为工件、即被焊接件的零部件(32)，所述作业体在保持着所述零部件的状态下向所述作业工位移动，

在所述作业工位，在保持着所述零部件的作业体与所述另一焊接电极之间进行通电，将所述零部件焊接在其他工件(42)上。

9.根据权利要求8所述的焊接装置，其特征在于，

所述零部件为螺栓，将所述螺栓的头部焊接在所述其他工件上。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的焊接装置，其特征在于，

在所述作业体切换装置的所述第一转动部件上设置有第三轴体(124b)，该第三轴体被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第二凸轮槽，并且，在所述第二转动部件上设置有第四轴体(124d)，该第四轴体被穿过所述轴承的所述凸轮轴支承并进入所述第一凸轮槽。

11.根据权利要求10所述的焊接装置，其特征在于，

所述第一轴体和所述第四轴体为凸轮从动件(128a、128d)的支轴，在所述第一凸轮槽和所述第二凸轮槽中以可旋转的方式收容有所述凸轮从动件的凸轮辊(126a、126d)。

12.根据权利要求6～11中任一项所述的焊接装置，其特征在于，

所述转动执行器为气缸，所述驱动部为杆，所述杆和所述滑动件经由弯折的臂部件(82)相互连接，

所述气缸通过使所述杆进退动作，来经由所述臂部件对所述滑动件施加推力。

13.根据权利要求6～12中任一项所述的焊接装置，其特征在于，

所述第一凸轮槽与所述第二凸轮槽的相位差为180°。

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