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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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DE 197 24 371 C1 offenbart eine Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze einer Schweißzange. Die Wechselvorrichtung weist ein Halterteil auf, um die an der Schweißzange montierte Schweißspitze durch Klemmung so zu halten, dass entsprechend der linearen Bewegung der Punktschweißzange entlang einer vorbestimmten Strecke das Halterteil die Spitze durch ein Abrollen der Spitze im Bezug auf das Halteteil dreht und dadurch von der Schweißzange löst.
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Im Gegensatz dazu stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Lösen einer Punktschweißspitze gemäß Anspruch 1 bereit, wobei ein Halterteil als eine Einheit an einer bewegbaren Platte vorgesehen ist, um eine Punktschweißspitze durch Klemmung zu halten, wobei die bewegbare Platte relativ zu einer Grundplatte drehbar ist und wobei das Halteteil die Spitze dreht entsprechend der Bewegung der Spitze.
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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 lösbaren weise stoppt, und ein Halterteil aufweist, das als eine Einheit an der bewegbaren Platte vorgesehen ist, um die an der Punktschweißzange montierte Spitze durch Klemmung 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 (der im Folgenden auch als Kugelstößel bezeichnet wird) 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 Kugelstößel 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 1 zeigt, ein Eingriffsteil 22 und andere Teile, die später beschrieben werden, zum Zwecke der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
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Der Kugelstößel 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 Kugelstößels 19 zugewandten Fläche der Grundplatte 10 ist eine Einsetzöffnung 20 als ein konkaver Abschnitt ausgebildet, und wenn der Kopfabschnitt des Kugelstößels 19 mit der Einsetzöffnung 20 in Eingriff steht, wird die bewegbare Platte 14 relativ zu der Grundplatte 10 gestoppt. Der Kugelstößel 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 Kugelstößel 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 Kugelstößel 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 Kugelstößel 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 Kugelstößel 19 und der Einsetzöffnung 20 freigegeben wird. Das heißt, der Kugelstößel 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 Kugelstößel 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 Kugelstößels 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 Maß 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. 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 Kugelstößel 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 Kugelstößel 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 Kugelstößels 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 Kugelstößels 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 Kugelstößels 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.