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Für
die Anmeldung wird die Priorität der am 19. März
2009 eingereichten
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2009-068633 beansprucht, deren gesamter
Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze,
welche eine Spitze löst, die eine Elektrode ist, die an
einer Punktschweißzange montiert ist.
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In
einer Fertigungslinie von Kraftfahrzeugkarosserien wird häufig
Punktschweißen verwendet. Das Punktschweißen ist
ein Schweißverfahren, bei dem Metallplatten oder dergleichen,
die aneinander gelegt werden, von beiden Seiten übereinandergeschichtet
werden, und durch die lokale Anwendung von Druck und den Durchfluss
von elektrischem Strom werden die Metalle durch Widerstandswärme geschmolzen,
damit die Metallplatten zusammenhalten.
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Beim
Punktschweißen wird im Allgemeinen eine Vorrichtung verwendet,
die als Punktschweißzange (nachfolgend Schweißzange
genannt) bezeichnet wird. Die Schweißzange schweißt
Metallplatten oder dergleichen durch Einlegen der Metallplatten
zwischen ein Paar Elektroden und Durchfließen eines elektrischen
Stromes durch diese hindurch, während sie gepresst werden.
Die Elektroden sind in Spitzenabschnitten von stabförmigen
Elementen (nachfolgend Schäfte genannt) montiert, wobei der
eine Spitzenabschnitt dem anderen Spitzenabschnitt gegenüberliegt.
Einer oder beide der Schäfte können vorgerückt
und zurückgezogen werden, wobei die Metallplatten oder
dergleichen zwischen die Elektroden gelegt werden können.
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Die
Elektroden der Schweißzange werden im Allgemeinen als Kappenspitzen
(nachfolgend Spitzen genannt) bezeichnet. Die Spitzen werden nach
längerer Benutzung verformt oder abgenutzt, so dass die
gewünschte Schweißqualität nicht mehr beibehalten
werden kann. Daher werden die Spitzen der Schweißzange
regelmäßig ausgetauscht.
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Auf
dem Markt gibt es eine Vorrichtung zum Austauschen einer Spitze,
welche eine Spitze löst, indem eine Schweißzange
bewegt wird, die Spitze auf ein Halterteil einer Vorrichtung zum
Lösen einer Spitze gesetzt wird, und nach dem Halten der
Spitze durch eine Spannvorrichtung, wie Luft, die Schweißzange
in Auf- und Abwärtsrichtung bewegt wird, während
die Spitze von einem Elektromotor oder dergleichen gedreht wird.
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Ferner
offenbaren die offengelegten
japanischen
Patentveröffentlichungen Nr. 2006-346701 und Nr.
07-144284 Verfahren zum
Lösen einer Spitze durch Einsetzen eines plattenförmigen
Elements in einen Spalt zwischen der Spitze und einem Schaft an einer
Spitzenmontageseite und Stemmen der Spitze und des Schaftes durch
einen Roboterbetrieb oder eine Vorrichtung.
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Jedoch
benötigt die oben genannte marktübliche Vorrichtung
die Luft und die elektrische Antriebskraft zum Halten und Lösen
der Spitze, so dass die Vorrichtung eine komplizierte Struktur hat
und kostenaufwendig ist.
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Ferner
erfordern die oben genannten Verfahren eine bestimmte Größe
des Spaltes zwischen der Spitze und dem Schaft. Daher ist ein ausreichend großer
Spalt zum Lösen der Spitze von dem Zustand des Spaltes
und der Form und Größe der Schweißzange,
d. h. von dem Typ des Schaftes (Spitzenbasis) und der Größe
der Spitze (Durchmesser) abhängig, so dass diese Verfahren
nicht flexibel verwendet werden können. Da die Spitze beim
Lösen gestemmt wird, können der Schaft und andere
Teile beschädigt werden, so dass ein Austausch des Schaftes
und der anderen Teile notwendig ist, wenn der Schaft und die anderen
Teile nach längerer Benutzung verformt werden.
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Mit
der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze
geschaffen, welche mit einer äußerst einfachen
Struktur eine an einer Punktschweißzange montierte Spitze
unabhängig von einem Spalt zwischen der Spitze und einem Schaft
und der Größe und Form der Punktschweißzange
durch einen einfachen und leichten Lösevorgang löst,
ohne dass eine Antriebskraft benötigt wird und ohne dass
eine Belastung auf eine Punktschweißzangenseite ausgeübt
wird.
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Gemäß der
Erfindung ist eine Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze
vorgesehen, welche eine Spitze löst, die an einer Punktschweißzange
montiert ist, wobei die Vorrichtung eine bewegbare Platte, die eine
Führungsöffnung aufweist, durch welche hindurch
eine Achse eingesetzt ist, die senkrecht in einer Grundplatte festgelegt
ist, wobei ein Raum zwischen der Führungsöffnung
und der Achse verbleibt, so dass die bewegbare Platte relativ zu
der Grundplatte drehbar und entlang der Grundplatte innerhalb eines
Bereiches der Führungsöffnung verschiebbar ist,
ein Eingriffs- und Anschlagteil, das die bewegbare Platte in einer
vorbestimmten Position der Grundplatte durch Eingriff in einer ein-
und ausrückbaren Weise stoppt, und ein Halterteil aufweist,
das als eine Einheit an der bewegbaren Platte vorgesehen ist, um
die an der Punktschweißzange montierte Spitze in einer
sandwichartigen Weise zu halten, wobei entsprechend der Bewegung
der an der Punktschweißzange montierten Spitze entlang einer
vorbestimmten Strecke das Halterteil die Spitze dreht, während
es die Spitze hält, um die Spitze von der Punktschweißzange
zu lösen.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Draufsicht einer Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine
Seitenansicht der Vorrichtung aus 1;
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3 einen
Seitenschnitt der Vorrichtung aus 1;
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4A eine
Ansicht eines Knickarmroboters, der mit einer Punktschweißzange
versehen ist;
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4B eine
Ansicht einer Spitze, die an einer Punktschweißzange montiert
ist;
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5A bis 5E jeweils
eine Seiten- und Draufsicht einer Vorrichtung zum Lösen
einer Punktschweißspitze gemäß der Ausführungsform
der Erfindung und einer Punktschweißzange in der Reihenfolge
der Schritte des Vorgangs zum Lösen der Spitze;
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6 und 7 jeweils
eine Ansicht eines Halterteils beim Betrieb während des
Vorgangs zum Lösen der Spitze durch die Vorrichtung zum
Lösen einer Punktschweißspitze gemäß der
Ausführungsform der Erfindung;
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8 eine
schematische Ansicht einer Spitze beim Vorgang des Lösens
durch die Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze
gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
und
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9 und 10 jeweils
eine Ansicht des Vorgangs nach dem Lösen der Spitze durch
die Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze
gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt, weist eine Vorrichtung
zum Lösen einer Punktschweißspitze gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung (nachfolgend Spitzenlösevorrichtung 1 genannt)
als deren Hauptteile eine Grundplatte 10, eine Achse 16, eine
bewegbare Platte 14, eine Anschlagplatte 12, einen
Positionierungsanschlagbolzen 10A, einen Kugelplunger 19 und
ein Halterteil 21 auf.
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Die
Grundplatte 10 ist aus einer Stahlplatte hergestellt und
hat eine bestimmte Dicke. Die Grundplatte 10 stützt
die Anschlagplatte 12 in einer Plattenform an einer Randseite
ihrer oberen Fläche über eine Stütze 11 ab.
Die Dicke der Stütze 11 ist größer als
die Dicke der bewegbaren Platte 14, so dass ein ausreichend
großer Raum zum Anordnen der bewegbaren Platte 14 in
einer Sandwichbauweise zwischen der Grundplatte 10 und
der Anschlagplatte 12 ausgebildet ist. Hier wird die Stütze 11 von
einer Brücke mit einer Durchgangsöffnung gebildet,
und die Anschlagplatte 12 ist über die Stütze 11 durch Schrauben 13 oder
dergleichen an der Grundplatte 10 befestigt. Jedoch kann
als Stütze 11 lediglich ein Element, wie eine
Mutter, verwendet werden, oder die Grundplatte 10 und die
Anschlagplatte 12 können als einstückiger
Körper geformt werden.
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Wenn
die Grundplatte 10 und die Anschlagplatte 12 über
die Stütze 11 montiert sind, ist die bewegbare
Platte 14 in dem dazwischen ausgebildeten Raum angeordnet.
Die bewegbare Platte 14 ist aus einer Stahlplatte derart
gebildet, dass sie eine Plattenform hat und in ihrem einen Abschnitt
ein als Führungsöffnung dienendes Langloch 15 aufweist,
durch welches hindurch die Achse 16 eingesetzt ist (3). Die
Achse 16 ist relativ zu der Grundplatte 10 senkrecht
angeordnet, wobei sie mit der einen Endseite an der Anschlagplatte 12 und
mit der anderen Endseite an der Grundplatte 10 abgestützt
ist. In der Grundplatte 10 und der Anschlagplatte 12 sind Durchgangsöffnungen 17, 18 ausgebildet,
in denen die Achse 16 befestigt ist. Hier wird die Achse 16 von einem
Schraubenbolzen gebildet, dessen Kopfabschnitt an der Anschlagplatte 12 abgestützt
ist und dessen unteres Ende durch eine Schraubenmutter an einer
unteren Fläche der Grundplatte 10 befestigt ist.
Eine alternative Struktur kann zum Beispiel sein, dass ein Gewinde
in der Grundplatte 10 und/oder in der Anschlagplatte 12 vorgesehen
ist.
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Das
in der bewegbaren Platte 14 ausgebildete Langloch 15 hat
eine größere Querschnittsfläche als die
Achse 16, so dass, wenn die Achse 16 durch das
Langloch 15 hindurch eingesetzt ist, ein ausreichend großer
Raum zwischen dem Langloch 15 und der Achse 16 gebildet
wird. Daher ist, wenn die bewegbare Platte 14 zwischen
der Grundplatte 10 und der Anschlagplatte 12 angeordnet
ist, die bewegbare Platte 14 nicht nur in Bezug auf die
Achse 16 drehbar, sondern auch in Längsrichtung
des Langloches 15 translatorisch bewegbar, d. h. entlang
einer oberen Fläche der Grundplatte 10 innerhalb
eines Bereichs des Langloches 15 bewegbar. Hier wird die
Bewegung der bewegbaren Platte 14 in Axialrichtung der Achse 16 durch
die Anschlagplatte 12 begrenzt. Ferner ist bei dieser Ausführungsform
die Querschnittsfläche der Achse 16 relativ kleiner
als ein Erstreckungsbereich des Langloches 15, wie aus 3 ersichtlich
ist, wodurch sich die bewegbare Platte 14 nicht nur in
Längsrichtung des Langloches 15, sondern auch
in allen Richtungen, in denen die Öffnung ausgebildet ist,
bewegt. Es wird angemerkt, dass die Relation zwischen der Größe
der Achse 16 und der des Langloches 15 geändert
werden kann, wenn eine hohe Festigkeit erforderlich ist.
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Ferner
ist, wie in 3 gezeigt, der Kugelplunger 19 zwischen
der Grundplatte 10 und der bewegbaren Platte 14 vorgesehen
und weist ein Eingriffs- und Anschlagteil auf, das die Drehung und
die Verschiebung der bewegbaren Platte 14 relativ zu der
Grundplatte 10 begrenzt. Es wird angemerkt, dass in 3,
die einen Schnitt entlang der Linie I-I in
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1 zeigt,
ein Eingriffsteil 22 und andere Teile, die später
beschrieben werden, zum Zwecke der Übersichtlichkeit nicht
dargestellt sind.
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Der
Kugelplunger 19 ist in eine Bohrung eingesetzt oder eingeschraubt,
die in einer Rückfläche der bewegbaren Platte 14 ausgebildet
ist, und dessen Kopfabschnitt (Kugelabschnitt) ist in Richtung zu der
Grundplatte 10 vorgespannt. In der dem Kopfabschnitt des
Kugelplungers 19 zugewandten Fläche der Grundplatte 10 ist
eine Einsetzöffnung 20 als ein konkaver Abschnitt
ausgebildet, und wenn der Kopfabschnitt des Kugelplungers 19 mit
der Einsetzöffnung 20 in Eingriff steht, wird
die bewegbare Platte 14 relativ zu der Grundplatte 10 gestoppt.
Der Kugelplunger 19 und die Einsetzöffnung 20 sind
in vorbestimmten Positionen angeordnet, so dass die Längsrichtung
der Grundplatte 10 mit der Längsrichtung der bewegbaren
Platte 14 übereinstimmt, wenn der Kugelplunger 19 mit
der Einsetzöffnung 20 in Eingriff steht.
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Ferner
ist der Positionierungsanschlagbolzen (nachfolgend Anschlagbolzen 10A genannt) senkrecht
in der Grundplatte 10 vorgesehen, und ein Ausschnitt 14A ist
in der bewegbaren Platte 14 ausgebildet. Der Anschlagbolzen 10A steht
mit dem Ausschnitt 14A in Eingriff, wenn der Kugelplunger 19 mit der
Einsetzöffnung 20 in Eingriff steht, so dass die Bewegung
der bewegbaren Platte 14 in Längsrichtung der
Grundplatte 10 in dem Zustand, in dem die Längsrichtung
der Grundplatte 10 mit der Längsrichtung der bewegbaren
Platte 14 übereinstimmt, begrenzt wird. Dieser
Zustand wird infolge des Eingriffs zwischen dem Kugelplunger 19 und
der Einsetzöffnung 20 beibehalten. Um zu ermöglichen,
dass die bewegbare Platte 14 aus diesem Zustand frei gedreht
und verschoben werden kann, wird die bewegbare Platte 14 in
einer Richtung bewegt, in der sich die bewegbare Platte 14 von
dem Anschlagbolzen 10A trennt (üblicherweise in
Richtung zu der unteren Seite in 1 senkrecht
zur Längsrichtung der Grundplatte 10), und eine
bestimmte äußere Kraft wird ausgeübt,
wodurch der Eingriff zwischen dem Kugelplunger 19 und der
Einsetzöffnung 20 freigegeben wird. Das heißt,
der Kugelplunger 19 und die Einsetzöffnung 20 einerseits
und der Anschlagbolzen 10A und der Ausschnitt 14A andererseits stoppen
die bewegbare Platte 14 in einer vorbestimmten Position der
Grundplatte 10 durch ihren lösbaren Eingriff miteinander.
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Ferner
ist das Halterteil 21 an einer oberen Fläche der
bewegbaren Platte 14 als eine Einheit vorgesehen. Das Halterteil 21 ist
zum Halten der jeweiligen Spitzen, welche Elektroden sind, die an
der Punktschweißzange montiert sind, in einer sandwichartigen
Weise bestimmt und hier derart strukturiert, dass zwei Elemente
zusammenwirken, um die Spitze dazwischen zu schieben.
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Das
Eingriffsteil 22 als das eine der Elemente, die das Halterteil 21 bilden,
ist aus einer Stahlplatte geformt und im Wesentlichen haken- oder
L-förmig ausgebildet. Eine Fußseite (nachfolgend
Fußseitenabschnitt 22A genannt) des Eingriffsteils 22 ist
an der bewegbaren Platte 14 fest abgestützt, so
dass eine Kopfseite (nachfolgend Kopfseitenabschnitt 22B genannt)
des Eingriffsteils 22 in einem Zustand, in dem der Kugelplunger 19 mit
der Einsetzöffnung 20 in Eingriff steht, d. h.
in einem Zustand, in dem die Längsrichtung der Grundplatte 10 mit
der Längsrichtung der bewegbaren Platte 14 übereinstimmt,
parallel zu den Längsflächen der Grundplatte 10 und
der bewegbaren Platte 14 liegt.
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In
dem Zustand, in dem der Kopfseitenabschnitt 22B des Eingriffsteils 23 parallel
zu der Längsrichtung der Grundplatte 10 liegt,
wird ein Raum mit einer bestimmten Größe zwischen
dem Kopfseitenabschnitt 22B und den Seitenflächen
der Grundplatte 10 und der bewegbaren Platte 14 gebildet,
der eine bestimmte Breite haben muss. Daher muss der Fußseitenabschnitt 22A des
Eingriffsteils 22 eine bestimmte Länge haben.
Ein solcher Raum ist erforderlich, um die später beschriebene
Spitze sicher aufzunehmen, die an der Punktschweißzange montiert
ist.
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Ferner
ist an einer der bewegbaren Platte 14 zugewandten Fläche
des Kopfseitenabschnitts 22B des Eingriffsteils 22 ein
Zahnabschnitt 22C ausgebildet, der in einer Sägezahnform
gestaltet ist. Der Zahnabschnitt 22C ist ein Abschnitt
zum Anlegen der Spitze der Punktschweißzange und wird von
einer Mehrzahl von kontinuierlichen sägezahnförmigen Abschnitten gebildet.
Die Spitzen der sägezahnförmigen Abschnitte des
Zahnabschnitts 22C sind in Richtung zu dem Fußseitenabschnitt 22A geneigt
ausgebildet. Im Übrigen wird der Zahnabschnitt 22C vorzugsweise
durch Vergüten oder dergleichen gehärtet.
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Ein
Klemmteil 23 als das andere der Elemente, die das Halterteil 21 bilden,
ist aus einer Stahlplatte geformt und im Wesentlichen L-förmig
ausgebildet. Das Klemmteil 23 ist an der bewegbaren Platte 14 in der
Nähe eines Verbindungsabschnitts zwischen einem langen
Seitenabschnitt 23A und einem kurzen Seitenabschnitt 23B des
im Wesentlichen L-förmigen Klemmteils 23 drehbar
abgestützt, so dass ein Endabschnitt des kurzen Seitenabschnitts 23B dem Zahnabschnitt 22C des
Eingriffsteils 22 zugewandt ist, während die Innenseite
des langen Seitenabschnitts 23A des im Wesentlichen L-förmigen
Abschnitts zum Anliegen an der Spitze der Punktschweißzange
vorgesehen ist.
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Ferner
ist an der Endseite des kurzen Seitenabschnitts 23B des
im Wesentlichen L-förmigen Klemmteils 23 ein vorderer
Anlageabschnitt 23C mit einer Seitenfläche zum
Anliegen an der Spitze der Punktschweißzange ausgebildet.
Der Anlageabschnitt 23C des Klemmteils 23 wird
gedreht, wenn dieser an der Spitze der Punktschweißzange
anliegt und somit gedrückt wird, und die Spitze wird von
einer Innenseite (seitlicher Anlageabschnitt 23D) des langen
Seitenabschnitts 23A gedrückt. Im Übrigen wird
die Innenseite des langen Seitenabschnitts 23A, d. h. der
an der Spitze anliegende Abschnitt vorzugsweise durch Vergüten
oder dergleichen gehärtet.
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Wie
oben beschrieben, besteht das Halterteil 21 aus dem Eingriffsteil 22 und
dem Klemmteil 23. Nachfolgend wird beschrieben, wie die
an der Punktschweißzange montierte Spitze von dem Halterteil 21 gehalten
wird. Wie oben beschrieben, wird an dem Halterteil 21 die
Spitze zwischen den Zahnabschnitt 22C des Eingriffsteils 22 und
die Innenseite des langen Seitenabschnitts 23A des Klemmteils 23 geschoben.
Wenn die an der Punktschweißzange montierte Spitze durch
die Spitzenlösevorrichtung 1, die später
beschrieben wird, gelöst werden soll, wird die Spitze in
dem Zustand, in dem sie an der Punktschweißzange montiert
ist, von einem Knickarmroboter bewegt. Dann tritt die Spitze durch
eine Linearbewegung in den Raum ein, der von dem Eingriffsteil 22 und
dem Klemmteil 23 gebildet wird. Das heißt, das Eingriffsteil 22 und
das Klemmteil 23 nehmen die Spitze in dem dazwischen gebildeten
Raum auf. In diesem Falle liegt die Spitze zuerst an dem vorderen Anlageabschnitt 23C des
kurzen Seitenabschnitts 23B des Klemmteils 23 an,
um diesen zu drücken, so dass sich das Klemmstück 23 dementsprechend dreht.
Dann drückt das Klemmstück 23 die Spitze durch
den seitlichen Anlageabschnitt 23D an der Innenseite des
langen Seitenabschnitts 23A aus einer seitlichen Richtung
gegen den Zahnabschnitt 22C des Eingriffsteils 22.
Da die Drehung und die Verschiebung der bewegbaren Platte 14 durch
den Anschlagbolzen 10A begrenzt werden, wird die Spitze von
dem Klemmteil 23 mit einem gewissen Maß an Kraft
infolge einer ihre eigene Linearbewegung begleitenden Kraft gedrückt
und mit dem Eingriffsteil 22 und dem Klemmteil 23 in
Eingriff gebracht.
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Dann
wird aus dem Zustand, in dem die Spitze durch Drücken gegen
den Zahnabschnitt 22C des Eingriffsteils 22 aus
der seitlichen Richtung mittels des seitlichen Anlageabschnitts 23D mit
dem Eingriffsteil 22 und dem Klemmteil 23 in Eingriff
steht, die Spitze in einer Richtung senkrecht zur Richtung des Eintritts
der Spitze in den von dem Eingriffsteil 22 und dem Klemmteil 23 gebildeten
Raum linear bewegt, so dass die Spitze von der Grundplatte 10 getrennt
wird und der Eingriffszustand des Kugelplungers 19 freigegeben
wird. Durch diese Bewegung wird, da die Spitzen der sägezahnförmigen
Abschnitte in Richtung zu dem Fußseitenabschnitt 22A geneigt
ausgebildet sind, die Spitze der Punktschweißzange gegen den
Zahnabschnitt 22C gedrückt. In diesem Falle nimmt
die Spitze eine Kraft auf oder wird derart vorgespannt, dass sie
tiefer zwischen dem Eingriffsteil 22 und dem Klemmteil 23 eintritt.
Infolgedessen wird die Spitze von dem Eingriffsteil 22 und
dem Klemmteil 23 zwischen diese geschoben und in Eingriff
gehalten.
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Das
Halterteil 21 hält somit die Spitze in sandwichartiger
Weise. Nachdem die Spitze gehalten wird, beginnt ein Spitzenlösevorgang
durch weiteres Bewegen der Spitze, wie später beschrieben wird.
Wenn das Klemmteil 23 in einer entgegengesetzten Richtung
(entgegen dem Uhrzeigersinn in 1) gedreht
wird, während die Spitze gehalten wird, wird die Spitze
aus dem Sandwichzustand freigegeben, so dass sie leicht gelöst
werden kann. Wenn der lange Seitenabschnitt 23A des Klemmteils 23 relativ
lang gestaltet wird, ist es möglich, die Spitze relativ
leicht zu lösen, da ein hohes Drehmoment sichergestellt
ist.
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Mit
Bezug auf die 4A und 4B werden
die Strukturen eines mit der Punktschweißzange versehenen
Knickarmroboters und einer Spitze beschrieben. Die Spitzenlösevorrichtung 1 ist
eine Vorrichtung zum Lösen einer an der Punktschweißzange montierten
Spitze durch den Betrieb des Knickarmroboters, an dem die Punktschweißzange
vorgesehen ist.
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Ein
Knickarmroboter 100 weist einen Basisabschnitt 101,
der in Horizontalrichtung drehbar ist, einen ersten Arm 102,
dessen Basisende an dem Basisabschnitt 101 abgestützt
ist und der in Vertikalrichtung drehbar ist, einen zweiten Arm 103,
dessen Basisende an einem Endabschnitt des ersten Armes 102 abgestützt
ist und der in Vertikalrichtung drehbar ist, und einen dritten Arm 104 auf,
dessen Basisende an einem Endabschnitt des zweiten Armes 103 abgestützt
ist und der in Vertikalrichtung drehbar ist. Rotierende Teile des
Basisabschnitts 101, des ersten Armes 102, des
zweiten Armes 103 und des dritten Armes 104 werden
derart rotationsgesteuert, dass sie durch einen Servomotor oder
dergleichen, der einen Befehl von einem Computer oder dergleichen
empfängt, um ein gewünschtes Mal verschwenkt werden können,
wobei ein Endabschnitt des dritten Armes 104 frei bewegbar
ist.
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Eine
Punktschweißzange 105, dessen Antriebsquelle ein
Stellantrieb, Luftdruck oder dergleichen ist, ist an dem Endabschnitt
des dritten Armes 104 angebracht. Die Punktschweißzange 105 nimmt übereinander
geschichtete Metallplatten oder dergleichen zwischen einem Paar
Elektroden auf, und lässt in diesem Zustand einen elektrischen
Strom durch die Metallplatten oder dergleichen hindurch, während
sie gepresst werden. Wie in 4B gezeigt,
sind die Elektroden (nachfolgend Spitzen 106 genannt) an
Stabelementen (nachfolgend Schäfte 107 genannt)
montiert, die derart angeordnet sind, dass ein Endabschnitt des
einen Schaftes 107 einem Endabschnitt des anderen Schaftes 107 zugewandt ist.
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Bei
dieser Ausführungsform kann der obere Schaft 107 vorgerückt
und zurückgezogen werden, und der untere Schaft 107 ist
festgelegt, so dass, wenn der obere Schaft 107 angetrieben
wird, die Metallplatten oder dergleichen zwischen die Spitzen 106 geschichtet
werden können.
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Die
oben beschriebene Spitzenlösevorrichtung 1 ist
eine Vorrichtung, welche die Spitzen 106 durch den Betrieb
des Knickarmroboters 100 löst. Daher muss die
Spitzenlösevorrichtung 1 in einem Bereich angeordnet
sein, in dem der Knickarmroboter 100 frei bewegbar ist.
Die Spitzenlösevorrichtung 1 kann auch anders
als in 4A angeordnet sein, sofern sie
in einem Bereich angeordnet ist, in dem der Knickarmroboter 100 frei
bewegbar ist.
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Ferner
ist in 4A die Spitzenlösevorrichtung 1 in
einer Position mit einem bestimmten Maß an Höhe
fest abgestützt, und in diesem Falle ist ein geeignetes
Montageteil an der Grundplatte 10 vorgesehen. Ferner sind
in der Nähe der Spitzenlösevorrichtung 1 ein
Spitzenhalter 108 und ein Spitzensensor 109 angeordnet.
Der Spitzenhalter 108 hält die Spitzen an seiner
oberen bzw. unteren Fläche. Die Anordnung des Spitzenhalters 108 in
der Nähe der Spitzenlösevorrichtung 1 ermöglicht
ein sofortiges Umstellen zu einem Vorgang des Anbringens neuer Spitzen
nach dem Lösen der bisherigen Spitzen. Ferner prüft
der Spitzensensor 109, ob die Spitzenlösevorrichtung 1 die
Spitzen gelöst hat oder nicht, um das Ergebnis an einen
Computer zu melden, wodurch ein sanftes Umstellen zu dem Spitzenanbringungsvorgang
nach dem Lösen der Spitzen ermöglicht wird.
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Mit
Bezug auf die 5A bis 10 wird
der Vorgang des Lösens einer Spitze mittels der Spitzenlösevorrichtung 1 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Schritt 1:
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Zuerst
wird der Knickarmroboter 100 derart gesteuert, dass er
die obere Spitze 106 in eine Position bewegt, in der sie
dem Halterteil 21 zugewandt ist, wie in 5A gezeigt
ist. Genauer gesagt wird die Spitze 106 derart bewegt,
dass sie dem Raum zwischen dem Eingriffsteil 22 und dem
Klemmteil 23 des Halterteils 21 zugewandt ist.
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Schritt 2:
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Als
nächstes wird der Knickarmroboter 100 derart gesteuert,
dass er die Spitze 106 linear bewegt (erste Linearbewegung),
wie durch die Richtung des Pfeils A in 5B gezeigt
ist, wodurch die Spitze 106 in den Raum zwischen dem Eingriffsteil 22 und
dem Klemmteil 23 des Halterteils 21 eintreten
kann. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spitze 106 in dem Raum
zwischen dem Eingriffsteil 22 und dem Klemmteil 23 aufgenommen,
und das Klemmteil 23 dreht sich, wie in 6 gezeigt
ist. Spezieller stößt hier die Spitze 106 an
dem vorderen Anlageabschnitt 23C des kurzen Seitenabschnitts 23B des
Klemmteils 23 an, so dass sich das Klemmteil 23 dreht
(Pfeil B in 5B oder 6). Dann
drückt das Klemmteil 23 die Spitze 106 durch
den seitlichen Anlageabschnitt 23D an der Innenseite des
langen Seitenabschnitts 23A aus der seitlichen Richtung
gegen den Zahnabschnitt 22C des Eingriffsteils 22 (Pfeil
C in 6). Da die Bewegung der bewegbaren Platte 14 in
Längsrichtung der Grundplatte 10 durch den Anschlagbolzen 10A und den
Kugelplunger 19 begrenzt ist, wird die Spitze 106 von
dem seitlichen Anlageabschnitt 23D infolge der die Linearbewegung
der Spitze 106 selbst begleitenden Kraft gegen das Eingriffsteil 22 gedrückt,
so dass die Spitze 106 mit dem Eingriffsteil 22 und
dem Klemmteil 23 in Eingriff gelangt.
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Schritt 3:
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Als
nächstes wird, wie in 5C gezeigt,
der Knickarmroboter 100 derart gesteuert, dass er die Spitze 106 aus
ihrer momentanen Position in einer horizontalen Ebene in der seitlichen
Richtung linear bewegt, wie durch den Pfeil D in 5C dargestellt ist
(zweite Linearbewegung). Das heißt, die Spitze 106 wird
in einer Richtung senkrecht zur Richtung, in welcher die Spitze 106 in
den Raum zwischen dem Eingriffsteil 22 und dem Klemmteil 23 eintritt,
linear bewegt, so dass die Spitze 106 von der Grundplatte 10 weg
gelangt. Mit diesem Vorgang wird zuerst der Eingriffszustand durch
den Kugelplunger 19 freigegeben, wodurch die Drehung und
die translatorische Bewegung der bewegbaren Platte 14 ermöglicht wird.
Dann wird durch diesen Vorgang die Spitze 106 zwischen
das Eingriffsteil 22 und das Klemmteil 23 geschoben.
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7 zeigt
das Halterteil 21 während des Vorgangs in Schritt 3.
Speziell wird, wenn die eingeschobene Spitze 106 in der
Richtung, in welcher die Spitze 106 von der Grundplatte 10 weg
gelangt, linear bewegt wird, die Spitze 106 gegen den Zahnabschnitt 22C gedrückt.
Zu diesem Zeitpunkt wird, da die Spitzen der sägezahnförmigen
Abschnitte des Zahnabschnitts 22C in Richtung zu dem Fußseitenabschnitt 22A geneigt
ausgebildet sind, die Spitze 106 in Tiefenrichtung des
Raumes zwischen dem Eingriffsteil 22 und dem Klemmteil 23 (Richtung
des Pfeils E in 7) gedrückt. Demzufolge
wird die Spitze 106 von dem Eingriffsteil 22 und
dem Klemmteil 23 zwischengelegt und in Eingriff gehalten.
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Schritt 4:
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Als
nächstes wird, wie in 5D gezeigt,
der Knickarmroboter 100 derart gesteuert, dass er die Spitze 106 aus
der momentanen Position begleitet von einer Bewegung in der Aufwärtsrichtung
linear bewegt, wie durch den Pfeil F in 5D dargestellt ist
(dritte Linearbewegung). Infolge dieser Bewegung der Spitze 106 drehen
und verschieben sich die bewegbare Platte 14 und das an
der bewegbaren Platte 14 als eine Einheit mit dieser vorgesehene
Halterteil 21, während die Spitze 106 gehalten
wird. Das heißt, obwohl die Positionen der bewegbaren Platte 14 und des
Halterteils 21 relativ zu der Spitze 106 nicht
verändert werden, verschieben sich die bewegbare Platte 14 und
das Halterteil 21 als Ganzes begleitet von der Drehung.
Demzufolge führt die Spitze 106 die Linearbewegung
begleitet von der Bewegung in der Aufwärtsrichtung durch,
während sie von der bewegbaren Platte 14 und dem
Halterteil 21 gedreht wird.
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5E zeigt
einen Zustand, nachdem die Spitze 106 die von der Bewegung
in Aufwärtsrichtung und der Drehung durch die bewegbare
Platte 14 und das Halterteil 21 begleitete Linearbewegung
durchgeführt hat. Obwohl die Spitze 106 an dem
Schaft 107 montiert ist, wird sie in der Löserichtung
(Aufwärtsrichtung) bewegt, während sie gedreht
wird, so dass die Spitze 106 ohne irgendeine starke Kraft
gelöst werden kann. In 8 ist schematisch
dargestellt, wie die Spitze 106 gelöst wird. Wie
in 8 gezeigt, gibt es, da die Spitze 106 von
dem Halterteil 21 gehalten wird, keine Veränderung
in der Position der Spitze 106 bezüglich der Auf-
und Abwärtsrichtung, jedoch gelangt der Schaft 107 in
Aufwärtsrichtung weg, während die Spitze 106 gedreht
wird, so dass die Spitze 106 von dem Halterteil 21 gelöst
wird.
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Auf
diese Weise löst die Spitzenlösevorrichtung 1 gemäß der
Ausführungsform der Erfindung die Spitze 106 durch
den von dem Knickarmroboter 100 bewirkten Linearbewegungsvorgang
der Spitze 106. Das heißt, es ist möglich,
die Spitze 106 zu lösen, ohne dass irgendeine
Antriebskraft der Spitzenlösevorrichtung 1 selbst
benötigt wird.
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Nachdem
die Spitze 106 auf diese Weise gelöst ist, muss
die Spitze 106 von dem Halterteil 21 gelöst
werden, und eine neue Spitze muss angebracht werden. Nachfolgend
wird dieser Vorgang beschrieben.
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Schritt 5:
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9 zeigt
den Vorgang des Lösens der Spitze 106 von dem
Halterteil 21 und des Rückstellens des Halterteils 21 in
seine ursprüngliche Position, d. h. des Rückführens
des Kugelplungers 19 in den Eingriffszustand.
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Zuerst
wird der Knickarmroboter 100 derart gesteuert, dass er
die untere Spitze 106 (U), welche nicht gelöst
wurde, in der Rückposition des Halterteils 21 an
einer Rückseite des Eingriffsteils 22 des Halterteils 21 anlegt
und linear bewegt (Pfeil G in 9). Demzufolge
nähert sich die bewegbare Platte 14 allmählich
der Seite der Grundplatte 10, während sie sich
dreht. Dann wird die Spitze 106 (U), nachdem sie aus dem
Anlagezustand an der Rückseite des Eingriffsteils 22 freigekommen
ist, aus dem momentanen Linearbewegungszustand in einem rechten Winkel
gedreht und in Richtung zu der Grundplatte 10 linear bewegt,
so dass sie an dem langen Seitenabschnitt 23A des Klemmteils 23 anliegt
(Rückkehr des Halterteils 21 in die ursprüngliche
Position). Demzufolge steigt der Kopfabschnitt des Kugelplungers 19 an
der Rückfläche der bewegbaren Platte 14 auf
die obere Fläche der Grundplatte 10, so dass der Kopfabschnitt
mit der Einsetzöffnung 20 und der Anschlagbolzen 10A mit
dem Ausschnitt 14A in Eingriff gelangen. Ferner wird anschließend
der lange Seitenabschnitt 23A des Klemmteils 23 mittels
der Spitze 106 (U) gedrückt, wodurch die momentan
gelöste Spitze 106, d. h. die von dem Halterteil 21 gehaltene Spitze 106 gelöst
und fallengelassen wird (Spitzenfreigabe).
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Bei
diesem Vorgang wird die momentan von dem Halterteil 21 gehaltene
Spitze 106 schließlich mittels der Spitze 106 (U),
die gegen den langen Seitenabschnitt 23A des Klemmteils 23 drückt,
fallengelassen. In diesem Falle muss der lange Seitenabschnitt 23A des
Klemmteils 23 länger sein als der Kopfseitenabschnitt 22B des
Eingriffsteils 22 bezüglich der Erstreckungsrichtung
des Kopfseitenabschnitts 22B in dem Zustand, in dem die
Spitze 106 von dem Halterteil 21 gehalten wird,
da ohne irgendeinen Raum, in dem die Spitze 106 (U) an
dem Klemmteil 23 anstoßen kann, um die Drehung
zu bewirken, es nicht möglich ist, die Spitze 106 durch
die Steuerung des Knickarmroboters 100 von dem Halterteil 21 zu
lösen.
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Ferner
muss, nachdem die Spitze 106 von dem Halterteil 21 gelöst
ist, die untere Spitze 106 (U) von der Punktschweißzange 105 gelöst
werden. Der Vorgang des Lösens der unteren Spitze 106 (U)
ist derselbe wie der mit Bezug auf die 5A bis 5E beschriebene
Vorgang, so dass eine ausführliche Beschreibung weggelassen
wird. Ein Unterschied besteht lediglich darin, dass der Knickarmroboter 100 derart
gesteuert wird, dass die von der Bewegung in Aufwärtsrichtung
begleitete Linearbewegung beim Lösen der oberen Spitze 106 durch
eine von einer Bewegung in Abwärtsrichtung begleitete Linearbewegung
ersetzt wird. Ferner ist auch der Vorgang des Lösens der
unteren Spitze 106 (U) von dem Halterteil 21 derselbe
wie der oben beschriebene Vorgang.
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Schritt 6:
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Als
nächstes werden, nachdem die obere und die untere Spitze 106 von
der Punktschweißzange 105 gelöst sind,
neue Spitzen angebracht. 10 zeigt
den Vorgang des Anbringens neuer Spitzen.
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Zuerst
wird der Knickarmroboter 100 derart gesteuert, dass er
sich in die Nähe des Spitzenhalters 108 bewegt
(Bewegung der Punktschweißzange). Als nächstes
werden die Schäfte 107 derart positioniert, dass
sie den jeweiligen Spitzen, die von dem Spitzenhalter 108 gehalten
werden, zugewandt sind (Positionieren). Dann wird der Knickarmroboter 100 derart
bewegt, dass der untere Schaft 107 in die Spitze eingesetzt
wird, die an der unteren Seite des Spitzenhalters 108 gehalten
wird (Aufstecken der unteren Spitze). Anschließend wird
der obere Schaft 107 nach unten angetrieben, so dass er
in die Spitze eingesetzt wird, die an der oberen Seite des Spitzenhalters 108 gehalten
wird (Aufstecken der oberen Spitze).
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Die
oben beschriebene Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze 1 gemäß der
Ausführungsform der Erfindung kann die Spitzen 106 durch den
Linearbewegungsvorgang der Spitzen 106 entlang einer vorgegebenen
Strecke, die von dem Knickarmroboter 100 bestimmt wird,
lösen. Das heißt, bei dem Vorgang des Lösens
der Spitzen 106 ist überhaupt keine Antriebskraft
der Spitzenlösevorrichtung 1 selbst erforderlich,
wodurch es möglich ist, die Spitzen 106 mit einer äußerst
einfachen Struktur zu lösen, ohne dass eine Antriebsquelle,
wie ein Motor, und ein Steuerungssystem konfiguriert werden müssen.
Dadurch können sowohl eine Kostenreduzierung als auch eine
Energieeinsparung erreicht werden. Ferner kann infolge der äußerst
einfachen Struktur eine Vorrichtung, die mit der Größe
der Spitzen 106 kompatibel ist, leicht hergestellt werden,
und eine flexible Kompatibilität wird unabhängig
von der Ausgestaltung der Punktschweißzange erreicht. Ferner
werden bei dem Spitzenlösevorgang, da die Spitzen 106 gelöst
werden, während sie gehalten und gedreht werden, keine
Spalte zwischen den Spitzen 106 und den Schäften 107 verwendet
und keine Belastung auf die Schäfte 107 usw. ausgeübt.
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Ferner
sind, da der Knickarmroboter 100 beim Lösen der
Spitzen 106 nur die Linearbewegung durchführt,
auch eine einfache Bedienung, Programmierung und dergleichen zur
Steuerung des Knickarmroboters 100 möglich, wodurch
das Lösen der Spitzen 106 durch die Spitzenlösevorrichtung 1 erheblich erleichtert
werden kann. Außerdem kann die Spitzenlösevorrichtung 1 mit äußerst
geringen Kosten hergestellt werden, da sie hauptsächlich
aus einem Plattenmaterial hergestellt ist, und hat keine Beschränkung
in ihrem Einbauraum, da sie kompakt ist.
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Ferner
werden, da das Halterteil 21, das die Spitze 106 hält,
aus dem Eingriffsteil 22 und dem Klemmteil 23 besteht,
die eine spezielle Ausgestaltung haben, verschiedene Vorteile erreicht.
Zum Beispiel wird die Spitze 106 fest gehalten, da der
Zahnabschnitt 22C an dem Eingriffsteil 22 ausgebildet
ist und das Klemmteil 23 drehbar ist, um die Spitze 106 zu
drücken. Ferner wird das Lösen erleichtert und das
automatische Lösen der gehaltenen Spitze 106 ermöglicht,
da der lange Seitenabschnitt 23A des Klemmteils 23 länger
ist als der Kopfseitenabschnitt 22B des Eingriffsteils 22 bezüglich
der Erstreckungsrichtung des Kopfseitenabschnitts 22B in
dem Zustand, in dem die Spitze 106 dazwischengelegt ist. Diese
Struktur verbessert auch die Bedienbarkeit.
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Bei
der Spitzenlösevorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform
der Erfindung besteht das Halterteil 21 aus dem Eingriffsteil 22 und
dem Klemmteil 23, jedoch kann das Halterteil 21 auch
einstückig ausgebildet sein. Zum Beispiel können
ein Paar Halterteile parallel zueinander derart angeordnet sein,
dass ein Raum zwischen ihnen angeordnet ist, der sich allmählich
verengt. Dies macht es möglich, die eintretende Spitze
in einen eingepassten Zustand zwischenzuschieben.
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Ferner
wird bei der Ausführungsform der Erfindung nach dem Eintreten
der Spitze 106 in den Raum zwischen dem Eingriffsteil 22 und
dem Klemmteil 23 die Spitze 106 in der Richtung
senkrecht zu der Eintrittsrichtung unter Weggelangen der Spitze 106 von
der Grundplatte 10 linear bewegt, d. h. die Spitze 106 führt
die oben genannte zweite Linearbewegung (5C) durch.
Jedoch ist dieser Vorgang nicht prinzipiell notwendig, wenn die
Spitze 106 bei dem ersten Eintrittsvorgang fest gehalten
wird. Das heißt, die Spitze 106 kann auch lediglich
durch drei Arten von Linearbewegungen gelöst werden, d.
h. die oben genannte erste Linearbewegung, eine Linearbewegung in
derselben Richtung wie die der ersten Linearbewegung zum Lösen
des Eingriffs des Kugelplungers 19, und die oben genannte
dritte Linearbewegung.
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Ferner
ist bei der Ausführungsform der Erfindung das Langloch 15 ausgebildet,
jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern
es kann auch irgendeine Öffnung vorgesehen sein, die einen größeren
Querschnitt als den der Achse 16 hat und eine ausreichende
Bewegung der bewegbaren Platte 14 relativ zu der Grundplatte 10 ermöglicht,
wobei das Langloch 15 als eine kreisförmige Führungsöffnung
ausgebildet sein kann. Bezüglich der Details dieser Teile
können Bauelemente derart gestaltet werden, dass die vorbestimmten
Vorgänge entsprechend dem Betrieb des Knickarmroboters 100 durchgeführt
werden.
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Ferner
wird bei der Ausführungsform der Erfindung der Knickarmroboter 100 zum
Lösen der Spitze 106 verwendet, jedoch ist die
Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es können
auch andere Vorrichtungen verwendet werden. Wenn ein bewegbarer
Bereich einer mit der Punktschweißzange 105 versehenen
Vorrichtung beschränkt ist, ermöglicht auch eine
Veränderung des Einbauraumes oder der Einbaurichtung der
Spitzenlösevorrichtung 1 eine geeignete Verwendung.
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Gemäß der
Erfindung ist es möglich, mit einer äußerst
einfachen Struktur eine an einer Punktschweißzange montierte
Spitze leicht zu lösen, ohne dass eine Antriebskraft erforderlich
ist. Ferner ist es möglich, die Spitze unabhängig
von der Größe und Form eines Spaltes zwischen
der Spitze und einem Schaft von der Punktschweißzange leicht
zu lösen. Ferner ist es möglich, die Spitze zu
lösen, ohne irgendeine Belastung auf eine Seite der Punktschweißzange
auszuüben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2009-068633 [0001]
- - JP 2006-346701 [0007]
- - JP 07-144284 [0007]