JP2001205447A

JP2001205447A - 電動式溶接ガン

Info

Publication number: JP2001205447A
Application number: JP2000020771A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miwa; 浩美和; Takeshi Okubo; 毅大久保; Osamu Kurihara; 治栗原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2001-07-31
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: JP3884893B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一組の電極チップのうち、一方の電極チップを
サーボモータにより送りねじ機構を介して他方の電極チ
ップに対して接近離反させる電動式溶接ガンにおいて、
エンコーダの入力軸の軸方向と直交する方向及び軸方向
の衝撃からエンコーダを保護して耐衝撃性を著しく向上
させ、サーボモータを構成するロータの回転角度の検出
精度の向上を図る。【解決手段】サーボモータ３０を構成するロータ５０の
回転角度を検出するためのエンコーダ９２の入力軸９６
が、該サーボモータ３０の該ロータ５０の上端部に形成
された開口部６０を閉塞する薄板６２に連結され、該エ
ンコーダ９２は、４分割されたクッション部材１１８を
介してステー１０８に保持されている。また、連係プレ
ート８４は、緩衝部材８６を介して前記エンコーダ９２
を保持している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一組の電極チップ
のうち、一方の電極チップを送りねじ機構を介して他方
の電極チップに対して接近離反させ、ワークに対して溶
接を行う電動式溶接ガンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電動式溶接ガンは、サーボモー
タと、一組の電極チップと、この一組の電極チップのう
ち、一方の電極チップを移動可能とする送りねじ機構と
を有する。この場合、前記サーボモータを構成するロー
タの回転角度を検出するためのエンコーダの入力軸が該
ロータの軸端に直結して設けられている。このエンコー
ダから前記ロータの回転角度に対応する検出量が検出さ
れ、その検出量が制御装置に導出される。前記制御装置
によって前記ロータの回転角度が演算され、該ロータの
回転角度から前記一組の電極チップのうちの一方の電極
チップの位置が判別される。

【０００３】従って、前記一方の電極チップの位置を把
握することにより、例えば、ワークの溶接後に、送りね
じ機構によって一方の電極チップを所望の位置まで離反
させることができる。また、ドレッシング後に、一方の
電極チップを他方の電極チップに接触させた場合、一方
の電極チップの位置が判別できれば一方の電極チップの
チップ長さの変化を検出することが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一組の電極
チップによりワークを溶接する際、送りねじ機構の作用
下に、一方の電極チップが高速でワークに当接してしま
い、前記送りねじ機構を介してサーボモータのロータに
軸方向の衝撃が伝達される可能性がある。この場合、エ
ンコーダの入力軸が前記ロータの軸端に直結されている
ため、該ロータを介して作用する軸方向の衝撃によりエ
ンコーダの内部部品、例えば、入力軸に直結されるスリ
ット付回転板等に亀裂が生じ、誤作動を惹起する懸念が
ある。

【０００５】また、上記した電動式溶接ガンはロボット
アームに取り付けられており、このロボットアームの移
動時等にサーボモータのロータの軸方向と直交する方向
に衝撃が付与される場合がある。このとき、エンコーダ
とサーボモータのロータとの接続部に接続不良が起こ
り、エンコーダの作動に支障をきたすことが懸念されて
いる。

【０００６】結局、エンコーダが正常に作動しなけれ
ば、サーボモータのロータの回転角度を高精度に検出す
ることが困難になり、ワークに対して溶接不良を惹起す
るという不具合が生じてしまう。

【０００７】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、エンコーダの入力軸の軸方向及び軸方向
と直交する方向の衝撃からエンコーダを保護することが
でき、エンコーダの耐衝撃性を著しく向上させるととも
に、サーボモータを構成するロータの回転角度の検出精
度の向上が達成される電動式溶接ガンを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、一組の電極チ
ップのうち、一方の電極チップをサーボモータの作用下
に送りねじ機構を介して他方の電極チップに対して接近
離反させる電動式溶接ガンにおいて、前記サーボモータ
のロータの軸端に直結され、前記サーボモータの前記ロ
ータの回転角度を検出するエンコーダを有し、少なくと
も前記エンコーダの外周面の一部はクッション部材によ
って囲繞されていることを特徴とする。なお、前記エン
コーダは、前記クッション部材を介して前記サーボモー
タに固定されたステーに保持されていてもよい。さら
に、上述の構成を有する電動式溶接ガンにおいて、平坦
部と一対の屈曲部とを有する連係プレートを備え、前記
平坦部には緩衝部材が配設され、かつ、前記屈曲部は前
記エンコーダに係着されている。

【０００９】これにより、エンコーダは、エンコーダの
入力軸の軸方向と直交する方向及び軸方向の衝撃から好
適に保護されるため、該エンコーダの耐衝撃性が著しく
向上するとともに、サーボモータを構成するロータの回
転角度の検出精度が向上する。

【００１０】また、前記緩衝部材は、前記ステーの切欠
部によって形成された空間に配設されていてもよい。小
型化に適するからである。さらに、前記クッション部材
と前記緩衝部材とのうち、少なくとも一方の材質を樹脂
としてもよい。成形が容易で耐久性に優れるからであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る電動式溶接ガンにつ
き、好適な実施の形態を挙げ、添付の図１乃至図５を参
照しながら以下詳細に説明する。

【００１２】本実施の形態に係る電動式溶接ガン１０
は、図１に示すように、ワークＷの溶接を行うロボット
のロボットアーム１２の先端に取り付けられている。前
記電動式溶接ガン１０は、ガン支持部１４と、ガン本体
１６とを有する。このガン支持部１４は、前記ロボット
アーム１２の先端に取着され、前記ガン本体１６を固着
支持するものである。

【００１３】前記ガン支持部１４は、ガン支持ブラケッ
ト１８を有し、該ガン支持ブラケット１８は、上面板１
８ａと、この上面板１８ａと平行して延在する下面板１
８ｂとを備えている。前記上面板１８ａと前記下面板１
８ｂとの間にはガイドバー２０が橋架されている。

【００１４】前記ガイドバー２０には、該ガイドバー２
０の軸方向に摺動自在で、かつ、前記上面板１８ａ及び
前記下面板１８ｂに平行な板体２２が嵌合している。こ
の板体２２の前記ロボットアーム１２と近接した側の上
部には、筐体状の支持体２４が配設され、前記上面板１
８ａと該支持体２４との間には、前記ガイドバー２０に
巻回された第１のコイルスプリング２６が介装されてい
る。また同様に、前記下面板１８ｂと前記板体２２との
間には、前記ガイドバー２０に巻回された第２のコイル
スプリング２８が介装されている。

【００１５】前記板体２２の前記ロボットアーム１２と
離間した側の上部には、ガン本体１６を構成するサーボ
モータ３０が固着保持されている。このサーボモータ３
０のロータ５０に係着したロッド３２が前記板体２２及
び前記下面板１８ｂを貫通して下方に延在している。サ
ーボモータ３０の構造については、後に詳述する。

【００１６】前記ロッド３２には、前記下面板１８ｂの
下部に固定されたガン胴部３４が囲繞されており、該ロ
ッド３２の先端部には、ホルダ３６を介して着脱自在な
可動電極チップ３８が保持されている。

【００１７】さらに、前記板体２２の両側部には、Ｃ形
状の一組のヨーク４０ａ及び４０ｂが下方に延在し、該
ヨーク４０ａ及び４０ｂの間に橋架された保持部材４２
に固定電極チップ４４が着脱自在に保持されている。勿
論、この固定電極チップ４４は、前記可動電極チップ３
８に対向するように上方に指向して配置されている。な
お、説明の便宜のために、図１には一方のヨーク４０ａ
のみ図示する。

【００１８】ガン本体１６を構成するサーボモータ３０
は、図２に示すように、モータハウジング４６と、該モ
ータハウジング４６の下部内側に環状に配置された複数
の電磁石４８と、該電磁石４８と対向した環状の永久磁
石５２が固着され、かつ、中空部５４が形成されたロー
タ５０と、ハウジングカバー５６とを有している。前記
ハウジングカバー５６は、該ハウジングカバー５６に形
成された円弧状のねじ孔５８にねじを挿通させることに
より前記モータハウジング４６の上端部にねじ止めされ
ている（図２及び図３参照）。

【００１９】このロータ５０の上端部には凹部としての
開口部６０が形成されている。前記ロータ５０の上面に
は、軽量高剛性のアルミニウム合金からなる薄板６２が
取着され、該開口部６０を閉塞している。

【００２０】また、前記ロータ５０の上部外側には、第
１及び第２のベアリング６４及び６６が外嵌されてお
り、かつ、下部外側には、第３のベアリング６８が外嵌
されている。前記第１のベアリング６４の上部には締付
ナット７０が前記ロータ５０に螺合しており、該締付ナ
ット７０により該第１のベアリング６４を与圧して該ロ
ータ５０の軸方向のがたつきを防止している。

【００２１】前記電磁石４８は、交流電源（図示せず）
に接続されており、該交流電源から該電磁石４８に通電
することにより、該電磁石４８と前記永久磁石５２との
作用下に磁界が発生し、その磁界により前記ロータ５０
が回転自在となる。

【００２２】内部に空間を有するロッド３２は、前記ロ
ータ５０の前記中空部５４内に挿入され、その一端部に
はナット部材７２が固着されている。従って、前記ロッ
ド３２の内部には、室７４が形成されることになる。

【００２３】前記ロッド３２の室７４内には、前記ナッ
ト部材７２と螺合する送りねじ７６が挿入され、該送り
ねじ７６の一端部は前記ロータ５０の上端部の開口部６
０内に突出係着している。従って、前記ナット部材７２
と前記送りねじ７６とによって、前記ロータ５０の回転
を前記ロッド３２の上下動に変換する送りねじ機構７８
を構成している。

【００２４】前記サーボモータ３０のハウジングカバー
５６の上部には、ヘッドカバー７９が取り付けられてい
る（図２参照）。このヘッドカバー７９内には、図３〜
図５に示すように、上方に指向した一対の屈曲部８０ａ
及び８０ｂと平坦部８２ａ及び８２ｂとが一体的に形成
された連係プレート８４が配設されており、該連係プレ
ート８４の両端の該平坦部８２ａ及び８２ｂには樹脂製
の緩衝部材８６が配設されている。さらに、前記緩衝部
材８６には押え板８８が積層され、前記平坦部８２ａ及
び８２ｂと該緩衝部材８６と該押え板８８とにボルト９
０が貫通して、前記連係プレート８４は前記ハウジング
カバー５６に螺着され保持される。

【００２５】前記屈曲部８０ａ及び８０ｂには、エンコ
ーダ本体９４と下方に突出する入力軸９６とを有するエ
ンコーダ９２が係着されている。この場合、ボルト９８
が前記屈曲部８０ａ及び８０ｂに形成された孔部９９を
貫通しエンコーダ９２の入力軸９６に形成された孔部１
００に螺合する。従って、前記連係プレート８４は、前
記緩衝部材８６に押圧されながら前記エンコーダ９２に
係着されていることになる。なお、前記エンコーダ９２
の前記入力軸９６は、前記連係プレート８４の略中央部
に形成された円形の開口部１０２から前記ハウジングカ
バー５６の略中央部に設けられた孔部１０４を貫通して
該薄板６２に連結されている。

【００２６】また、前記ハウジングカバー５６の上部に
は、該ハウジングカバー５６に形成されたねじ孔１０７
に円筒状のステー１０８がねじ止めされている。このス
テー１０８は、図３から容易に諒解されるように、半円
筒状の第１のステー１０８ａと第２のステー１０８ｂと
からなり、該第１のステー１０８ａと該第２のステー１
０８ｂとに設けられた爪部１１０ａ及び１１０ｂが、互
いに接合してねじ１１２によりねじ止めされることによ
り全体として円筒状となる。このステー１０８には切欠
部１１４が形成されており、該切欠部１１４は前記緩衝
部材８６から逃げた形状である。

【００２７】前記第１のステー１０８ａ及び第２のステ
ー１０８ｂのそれぞれの内周面１１６ａ及び１１６ｂと
前記エンコーダ本体９４の外周面１２０との間には環状
の空間が設けられ、この空間に、該エンコーダ本体９４
の軸を中心に等角度で離間した４個のクッション部材１
１８が配設されている。前記クッション部材１１８は、
シリコンを主体としたゲル状物質であり、装着剤である
両面テープにより前記第１のステー１０８ａ及び第２の
ステー１０８ｂのそれぞれの内周面１１６ａ及び１１６
ｂに貼り付けられている。従って、前記エンコーダ本体
９４の外周面１２０は４個の前記クッション部材１１８
によって囲繞され、前記エンコーダ９２は該クッション
部材１１８を介して前記ステー１０８に保持された状態
となっている。

【００２８】以上のように、本実施の形態によれば、前
記クッション部材１１８は、主に、エンコーダ９２の入
力軸９６の軸方向と直交する方向に付与された衝撃力を
吸収するために設けられており、前記緩衝部材８６は、
主に、エンコーダ９２の入力軸９６の軸方向に付与され
た衝撃力を吸収するために設けられている。さらに、前
記連係プレート８４により、前記緩衝部材８６と前記ク
ッション部材１１８とが連係された状態となっている。
これにより、例えば、前記エンコーダ９２がその入力軸
９６の軸方向と直交する方向から衝撃力を付与された場
合、前記クッション部材１１８によって衝撃力を吸収す
るが、それと同時に、前記緩衝部材８６によっても該衝
撃力を吸収することが可能となる。

【００２９】本実施の形態に係る電動式溶接ガン１０
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその作用及び効果について説明する。

【００３０】電動式溶接ガン１０は、ロボットアーム１
２の動作下にワークＷの各打点位置に移動される。前記
電動式溶接ガン１０が所定の打点位置に移動した後、制
御装置（図示せず）から制御信号がサーボモータ３０に
導出され、該サーボモータ３０のロータ５０が回転す
る。

【００３１】前記ロータ５０の回転作用下に送りねじ機
構７８を構成する送りねじ７６が回転し、それに伴い該
送りねじ７６に螺合しているナット部材７２が該送りね
じ７６の軸方向に移動する。前記ナット部材７２が前記
送りねじ７６を回転移動することにより、該ナット部材
７２に固着されたロッド３２が、図２において、該送り
ねじ７６の軸方向に下動する。従って、前記ロッド３２
の先端部に固着されたホルダ３６に保持された可動電極
チップ３８が、所定の位置からワークＷに当接するまで
該サーボモータ３０の軸方向に下動することになる。

【００３２】前記可動電極チップ３８が前記ワークＷに
当接した後、該可動電極チップ３８と該ワークＷとの反
力により、サーボモータ３０の下端部に固着された板体
２２がガン支持ブラケット１８に対してガイドバー２０
に沿って上動することになる。その結果、固定電極チッ
プ４４が該ワークＷに当接する。このとき、前記ワーク
Ｗは、前記固定電極チップ４４と前記可動電極チップ３
８とによって挟持され、かつ、加圧された状態となる。
この状態で、前記固定電極チップ４４と前記可動電極チ
ップ３８との間に通電することにより、ワークＷは溶接
されるに至る。

【００３３】前記固定電極チップ４４と前記可動電極チ
ップ３８とが前記ワークＷに当接した際、エンコーダ９
２からの電気信号が前記制御装置（図示せず）に導出さ
れ、該制御装置によってサーボモータ３０のロータ５０
の回転角度が演算される。前記ロータ５０の回転角度か
ら可動電極チップ３８の位置を判別して、ワークＷの溶
接後に、サーボモータ３０の作用下に送りねじ機構７８
を介して該可動電極チップ３８を所定の位置まで上動離
間させる。

【００３４】ところで、ロボットアーム１２の移動時等
に、例えば、人為的な操作ミスにより該ロボットアーム
１２が壁などに衝撃的に当接したとき、エンコーダ９２
の入力軸９６の軸方向と直交する方向から衝撃力が付与
される場合がある。

【００３５】この場合、本実施の形態においては、前記
エンコーダ９２は、エンコーダ本体９４の外周面１２０
に囲繞されたクッション部材１１８を介してハウジング
カバー５６に固定されたステー１０８に保持されている
ため、該クッション部材１１８により、該エンコーダ９
２の入力軸９６の軸方向と直交する方向に対する衝撃力
を吸収することができる。従って、前記入力軸９６とサ
ーボモータ３０のロータ５０との接続部の接続不良を阻
止し、前記エンコーダ９２の作動に支障をきたすことを
阻止している。

【００３６】また、ワークＷを加圧する際、可動電極チ
ップ３８が該ワークＷに高速に当接し、ロッド３２を介
してロータ５０の上端部の開口部６０を閉塞する薄板６
２に衝撃力が付与される場合がある。これにより、前記
薄板６２に連結されたエンコーダ９２の入力軸９６にも
前記衝撃力が伝達され、該入力軸９６に連結したスリッ
ト付回転板等の該エンコーダ９２の内部部品が破損する
ことがある。

【００３７】この場合においても、サーボモータ３０の
ハウジングカバー５６上に配設された緩衝部材８６によ
って、ロータ５０の軸方向に対する衝撃力を吸収するこ
とができ、エンコーダ９２の入力軸９６の軸方向への衝
撃の伝達が防止される。このため、エンコーダ９２の内
部部品、例えば、入力軸９６に直結されるスリット付回
転板等が保護され、エンコーダ９２の耐久性が向上する
とともに、サーボモータ３０のロータ５０の回転角度の
検出誤差が可及的に阻止され、検出精度が向上する。

【００３８】なお、エンコーダ９２の入力軸９６の軸斜
方向から衝撃力が付与された際にも、連係プレート８４
によってクッション部材１１８と緩衝部材８６とは連係
された状態になっているため、該クッション部材１１８
と該緩衝部材８６とにより該衝撃力を吸収し、前記エン
コーダ９２を保護することができ、該エンコーダ９２を
正常に作動させることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンコーダの入力軸の軸方向と直交する方向及び軸方向
の衝撃からエンコーダを保護することができ、エンコー
ダの耐衝撃性を著しく向上させることが可能になるとと
もに、サーボモータを構成するロータの回転角度の検出
精度の向上が達成されるという特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る電動式溶接ガンを支持する
ロボットアームを示す側面図である。

【図２】本実施の形態に係る電動式溶接ガンを示す縦断
面図である。

【図３】本実施の形態におけるエンコーダの取付部を示
す一部分解斜視図である。

【図４】前記エンコーダの取付部を示す一部省略平面図
である。

【図５】図４に示すエンコーダの取付部のＶ−Ｖ線断面
図である。

【符号の説明】

１０…電動式溶接ガン３０…サーボモータ３２…ロッド３８…可動電極チッ
プ４４…固定電極チップ５０…ロータ７８…送りねじ機構８０ａ、８０ｂ…屈
曲部８２ａ、８２ｂ…平坦部８４…連係プレート８６…緩衝部材９２…エンコーダ９６…入力軸１０８…ステー１１４…切欠部１１８…クッション
部材１２０…外周面Ｗ…ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栗原治埼玉県狭山市新狭山１−10−１ホンダエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 3J048 AA01 AD16 BD01 DA01 DA04 EA07 EA13 4E065 AA08 BA06 5H611 AA01 BB06 PP07 QQ02 QQ03 RR02 UA07 5H621 GA01 GA04 JK02 JK08 JK15 JK17 PP03 PP08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一組の電極チップのうち、一方の電極チッ
プをサーボモータの作用下に送りねじ機構を介して他方
の電極チップに対して接近離反させる電動式溶接ガンに
おいて、前記サーボモータのロータの軸端に直結され、該サーボ
モータの該ロータの回転角度を検出するエンコーダを有
し、少なくとも前記エンコーダの外周面の一部にクッション
部材を囲繞していることを特徴とする電動式溶接ガン。
【請求項２】請求項１記載の電動式溶接ガンにおいて、前記エンコーダは、前記クッション部材を介して前記サ
ーボモータに固定されたステーに保持されていることを
特徴とする電動式溶接ガン。
【請求項３】請求項１又は２記載の電動式溶接ガンにお
いて、平坦部と一対の屈曲部とを有する連係プレートを備え、前記平坦部には緩衝部材が配設され、かつ、前記屈曲部
は前記エンコーダに係着していることを特徴とする電動
式溶接ガン。
【請求項４】請求項３記載の電動式溶接ガンにおいて、前記緩衝部材は、前記ステーの切欠部によって形成され
た空間に配設されていることを特徴とする電動式溶接ガ
ン。
【請求項５】請求項３又は４記載の電動式溶接ガンにお
いて、前記クッション部材と前記緩衝部材とのうち、少なくと
も一方の材質は樹脂であることを特徴とする電動式溶接
ガン。