JP2004009131A - Seam welding device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両用の燃料タンク等のような容器類に形成された二次元ないし三次元的な曲線からなる溶接ラインを円滑にシーム溶接することが可能なシーム溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、プレス成形された2つの部材の外周端部を重ね合わせて中空状の容器を組み付け、その重畳された外周端部を一組の電極ロールによってシーム溶接することにより、例えば、車両用の燃料タンク等を製造している。
【0003】
すなわち、外周端部が重畳された2つのプレス成形部材(以下、ワークという)を多関節ロボットのアームに保持し、前記アームの操作によってワークを変位させ、固定されたシーム溶接装置の一組の電極ロールの間に外周端部を倣わせることにより、前記重畳された外周端部を一体的に結合している。
【0004】
換言すると、従来技術では、通常の定置式シーム溶接装置と多関節ロボットによるワーク送り装置とを組み合わせ、ワーク側を駆動させてシーム溶接装置側を固定する方法が一般的に採用されている(例えば、特開平6−47557号公報および特開平7−241684号公報等参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外観デザインおよび機能性等の向上によって車両用の燃料タンクの形状が、従来と比較してより一層複雑な形状へと変化を続けている。従って、特開平6−47557号公報および特開平7−241684号公報等に開示された従来技術では、この車両用の燃料タンクの形状の変化によって前記燃料タンクを保持する多関節ロボットのアームの動作が複雑で且つ動作範囲が広範となり、例えば、二輪車用の燃料タンクの形状によっては、定置式シーム溶接装置との干渉が発生してシーム溶接を遂行することが困難となる場合がある。
【0006】
本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、外観デザインおよび機能性等の向上によって、従来と比較してより一層ワークの形状が複雑となった場合であっても、ワークを保持するロボットのアームに干渉することがなく、安定したシーム溶接を遂行することが可能なシーム溶接装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ロボットにワークを保持させ、前記ワークの外周端部を挟持する一組の上部および下部電極ロールによって溶接するシーム溶接装置において、
前記下部電極ロール側に向かって押圧する加圧手段の加圧軸からオフセットした位置に上部電極ロールが配置されたオフセット加圧機構を備え、
前記オフセット加圧機構は、前記加圧手段の付勢・滅勢作用下に前記上部電極ロールと一体的に変位する変位手段と、前記変位手段を案内するガイド手段とを含むことを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、下部電極ロール側に向かって押圧する加圧手段の加圧軸からオフセットした位置に上部電極ロールが配置されたオフセット加圧機構を備え、加圧手段の付勢・滅勢作用下に、前記上部電極ロールと変位手段とをガイド手段に沿って一体的に変位させることができる。
【0009】
従って、本発明では、外観デザインおよび機能性等の向上によって従来と比較してワークの形状がより一層の複雑となった場合であっても、ワークを保持するロボットのアームに干渉することがなく、安定したシーム溶接を遂行することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に係るシーム溶接装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0011】
図1において、参照数字10は、本発明の実施の形態に係るシーム溶接装置を示す。
【0012】
このシーム溶接装置10は、複数のフレームによって構築された本体部12と、前記本体部12のテーブル14上に設けられ、上部電極ディスク(上部電極ロール)16aおよび下部電極ディスク(下部電極ロール)16bを有する上部および下部電極機構18a、18bと、前記上部電極ディスク16aと下部電極ディスク16bとの間に挟持されたワーク20の被溶接部を加圧するとともに、前記加圧力を調節することが可能なオフセット加圧機構22と、前記上部および下部電極機構18a、18b、オフセット加圧機構22および本体部12を含む装置全体を、支柱24を支点として水平面に沿った約90度の角度の範囲内で回動させる回動機構26(図7参照)とを備える。
【0013】
下部電極機構18bは、本体部12のテーブル14上に固定され、下部電極ディスク16bを回動自在に軸支する一組の軸受部材28、30と、前記下部電極ディスク16bを所定方向に回転させる下部電極駆動モータ32と、前記下部電極駆動モータ32の回転駆動力を下部電極ディスク16bに伝達する第1ユニバーサルジョイント34とを有する。
【0014】
上部電極機構18aは、前記上部電極ディスク16aを所定方向に回転させる上部電極駆動モータ36と、前記上部電極駆動モータ36の回転駆動力を上部電極ディスク16aに伝達する第2ユニバーサルジョイント38とを有する。
【0015】
なお、上部電極ディスク16aは、下部電極ディスク16bと比較してその直径が大きく設定されている。また、前記上部電極駆動モータ36および下部電極駆動モータ32は、サーボモータが用いられるとよい。
【0016】
オフセット加圧機構22は、図2に示されるように、スペーサ40を介して上部電極ディスク16aを支持し、本体部12のテーブル面と略直交する鉛直面に沿って上下方向に変位自在に設けられたブラケット(変位手段)42と、前記ブラケット42に支持された上部電極ディスク16aを鉛直方向に沿って案内するガイド手段44と、前記上部電極ディスク16aを下部電極ディスク16b側に向かって押圧する加圧手段46とを有する。
【0017】
前記ガイド手段44は、本体部12の鉛直面に連結され、上下方向に沿って略平行に延在する一組のガイドレール48と、前記ブラケット42に連結され前記ガイドレール48に沿って摺動する断面コ字状のガイドブロック50とを有する(図3参照)。この場合、前記ガイドレール48に沿って摺動するガイドブロック50の案内作用下に、ブラケット42は、鉛直上下方向に沿って変位可能に設けられている。
【0018】
前記加圧手段46は、図4に示されるように、固定プレート52を介して本体部12のテーブル14上に固定された一組のシリンダ54からなる加圧用アクチュエータを有し、シリンダチューブから外部に露呈するピストンロッド(加圧軸)56の端部がブラケット42に連結されている。なお、上部電極ディスク16aは、下部電極ディスク16b側に向かって押圧する加圧手段46の加圧軸として機能するシリンダ54のピストンロッド56からオフセットした位置に配設されている(図4参照)。
【0019】
従って、供給される圧力流体(例えば、エアー)の作用下にシリンダ54を駆動させ、上下方向に沿って変位するピストンロッド56を介してブラケット42を昇降させることができる。この結果、ブラケット42と一体的に変位する上部電極ディスク16aと、固定された下部電極ディスク16bとの間に挟持されるワーク20に対して所望の加圧力が負荷される。
【0020】
回動機構26は、図5および図6に示されるように、本体部12を支持する支持プレート58と、前記支持プレート58に軸着された支柱24と、前記支持プレート58と所定間隔離間する下部側に設けられ、支柱24を支持する基台60と、前記支柱24の軸心を支点として所定角度だけ水平方向に沿って回動させる回動手段62と、前記支持プレート58の底面部に回動自在に軸支され、該支持プレート58が回動する際、基台60上を転動する複数のローラ部材64とを含む。
【0021】
前記回動手段62は、前記支持プレート58上に固定された回動用モータ(例えば、サーボモータを用いるとよい)66と、前記回動用モータ66に付設される減速機68と、前記回動用モータ66のモータ軸に連結されるピニオン70と、前記基台60に固定され、前記ピニオン70に噛合する円弧状のラック72とを含む。
【0022】
前記回動機構26では、図示しない電源に接続された回動用モータ66を付勢することによりピニオン70が所定方向に回転し、ピニオン70とラック72との噛合作用下に、支柱24を支点として支持プレート58が水平面に沿って約90度の角度の範囲内で回動自在に設けられている(図7参照)。従って、支持プレート58上に設けられた上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bは、支持プレート58と一体的に所定角度の範囲内で回動するように設けられている。
【0023】
この場合、上部電極ディスク16aと下部電極ディスク16bとの間に挟持されて溶接されるワーク20の溶接点(挟持部)と、前記支柱24の軸線とは、鉛直方向に沿って一致するように設定されている(図1参照)。
【0024】
上部電極駆動モータ36および下部電極駆動モータ32に近接する前記本体部12の側面には、溶接トランス76が固定される。
【0025】
本発明の実施の形態に係るシーム溶接装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0026】
先ず、シーム溶接装置10によって溶接されるワーク20について説明する。
【0027】
このワークは、図8に示されるように、二輪車用の燃料タンクとして使用されるものであり、プレス成形された2つの部材の外周端部78を重ね合わせて組み付けられたものである。前記外周端部78には、二次元または三次元的に複雑な複合曲線からなる溶接ラインA(一点鎖線参照)が設けられる。
【0028】
なお、例えば、オンロードタイプまたはオフロードタイプ等の各種の二輪車に装着される燃料タンクの形状が相違しているとともに、四輪車に装着される燃料タンクの形状もそれぞれ異なる形状に形成されている。従って、車両の種類、タイプ等に対応して燃料タンクの形状が相違するとともに、各種の燃料タンクに形成される溶接ラインAの形状も異なっている。
【0029】
さらに、外観デザインおよび機能性等の向上によって燃料タンクの形状が種々変化し、前記燃料タンクの形状の変化に対応して、溶接ラインAの形状が従来と比較してより一層の複雑な形状に形成されている。
【0030】
前記ワーク20は、XYZの3軸を含む多軸に変位可能に設けられた公知の多関節ロボットのアーム80に、例えば、ブラケット等のワーク保持治具82を介して保持され、前記アーム80の操作によってワーク20を変位させることができる(図1参照)。
【0031】
この場合、上部電極駆動モータ36および下部電極駆動モータ32による上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bの回転駆動と、多関節ロボットのアーム80の動作とが図示しないコントローラを介して同期するように設定され、また、前記上部電極駆動モータ36および下部電極駆動モータ32は、前記コントローラから出力されるモータ用制御信号によって回転速度が制御される。
【0032】
前記コントローラには、例えば、ワーク20の溶接ラインA等に対応する所望の数値制御情報が予め入力されており、多関節ロボットは、前記コントローラから出力されるロボット用制御信号に基づいて各種の動作が制御される。
【0033】
また、回動機構26に設けられた回動用モータ66には、前記コントローラからの制御信号が入力され、前記制御信号に基づいて回動用モータ66が制御される。従って、後述するように、上部電極ディスク16aと下部電極ディスク16bの回動角度をコントローラからの制御信号によって制御することができる。
【0034】
ワーク20をワーク保持治具82を介して保持した後、多関節ロボットのアーム80の動作によって上部電極ディスク16aと下部電極ディスク16bとの間にワーク20の外周端部78を挟持する。
【0035】
この場合、上部電極ディスク16aと下部電極ディスク16bは、オフセット加圧機構22によって予め所定間隔離間した状態にあり、加圧アクチュエータとして機能するシリンダ54に対して圧力流体が供給されピストンロッド56が下方側に向かって変位することにより、ガイド手段44の案内作用下にブラケット42および上部電極ディスク16aが一体的に下降する。従って、固定された下部電極ディスク16bと上部電極ディスク16aとの間にワーク20の外周端部78(溶接スタート位置)が挟持され、前記シリンダ54による上部電極ディスク16aの押圧作用によって前記外周端部78に所定の加圧力が付与される。
【0036】
前記上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bによってワーク20の外周端部78が挟持された後、コントローラを介して該上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bに対して通電されるとともに、上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bが回転駆動され、ワーク20の外周端部78に形成された溶接ラインAに沿ってシーム溶接が遂行される(図10参照)。
【0037】
シーム溶接が遂行される途中において、例えば、図9に示されるように、複雑な溶接ラインの部位Bでは、図示しないコントローラから出力される制御信号に基づいて回動用モータ66が付勢され、前記回動用モータ66によって回転駆動されるピニオン70とラック72との噛合作用下に、支柱24を支点として支持プレート58が水平面に沿って所定角度だけ回動する。
【0038】
従って、支持プレート58上に設けられた上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bが前記支持プレート58と一体的に、支柱24を支点とした水平面に沿って所定角度だけ回動する。この場合、上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bによって溶接されるワーク20の溶接点(挟持部)と支柱24の軸線とが鉛直方向に沿って一致するように設定されているため(図1参照)、ワーク20の溶接点を一定に保持した状態で、前記上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bの円形状のディスク平面が水平方向に沿って所定角度だけ回動する。
【0039】
換言すると、上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bの円形状のディスク平面は、ワーク20の溶接点を通る鉛直線を基準として、その向きが約90度の角度の範囲で水平方向に回動するように設けられている。
【0040】
このように、本実施の形態では、外観デザインおよび機能性等の向上によって、従来と比較してより一層ワーク20の形状が複雑となった場合であっても、加圧アクチュエータとして機能するシリンダ54の駆動作用下に、ガイドレール48に沿って鉛直上下方向に沿ってブラケット42および上部電極ディスク16aが一体的に変位するオフセット加圧機構22を設けることにより、ワーク20を保持するロボットのアーム80等に干渉することがなく安定したシーム溶接を遂行することができる。
【0041】
また、本実施の形態では、より一層複雑なワーク20の溶接ラインであっても、前記オフセット加圧機構22によってワーク20の溶接部位に対して好適な加圧力が付与され、円滑にシーム溶接を遂行することができる。
【0042】
さらに、本実施の形態では、ワークの溶接点(挟持点)を変化させることがなく一定に保持した状態において、上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bを水平面に沿って所定角度回動するように設けたため、外観デザインおよび機能性等の向上によって従来と比較してワークの溶接ラインの形状がより一層の複雑となった場合であっても、円滑にシーム溶接を遂行することができる。
【0043】
さらにまた、本実施の形態では、二次元または三次元的に複雑な複合曲線からなる溶接ラインA(図8参照)であっても、上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bの溶接点を一定に保持しながらその向きを可動させることにより、多関節ロボットのアーム80がシーム溶接装置10に干渉することがなく、前記アーム80の作動範囲を増大させることができる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0045】
すなわち、加圧軸からオフセットされた位置に配設された上部電極ロールを有するオフセット加圧機構を備えることにより、外観デザインおよび機能性等の向上によって従来と比較してワークの形状がより一層の複雑となった場合であっても、ワークを保持するロボットのアームに干渉することがなく、安定したシーム溶接を遂行することができる。
【0046】
この結果、ワークを保持するロボットのアームの作動範囲を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るシーム溶接装置の正面図である。
【図2】図1に示すシーム溶接装置のオフセット加圧機構の一部省略拡大正面図である。
【図3】図2に示すオフセット加圧機構の一部省略平面図である。
【図4】図2に示すオフセット加圧機構の一部省略側面図である。
【図5】図1に示すシーム溶接装置の回動機構の一部省略拡大正面図である。
【図6】図5に示す回動機構の平面図である。
【図7】図5に示す回動機構の支持テーブルが所定角度回動した状態を示す動作説明図である。
【図8】ワークである二輪車の燃料タンクの斜視図である。
【図9】ワークの外周端部を上部電極ディスクと下部電極ディスクとによってシーム溶接が遂行される状態を示す説明図である。
【図10】ワークの外周端部をシーム溶接する状態を示す一部切欠正面図である。
【符号の説明】
10…シーム溶接装置 12…本体部
16a…上部電極ディスク 16b…下部電極ディスク
20…ワーク 22…オフセット加圧機構
24…支柱 26…回動機構
32…下部電極駆動モータ 34、38…ユニバーサルジョイント
36…上部電極駆動モータ 42…ブラケット
44…ガイド手段 46…加圧手段
48…ガイドレール 54…シリンダ
58…支持プレート 60…基台
62…回動手段 64…ローラ部材
66…回動用モータ 70…ピニオン
72…ラック 78…外周端部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a seam welding apparatus capable of smoothly seam-welding a welding line formed of a two-dimensional or three-dimensional curve formed in a container such as a fuel tank for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a hollow container is assembled by superimposing the outer peripheral ends of two members formed by press forming, and the overlapped outer peripheral ends are seam-welded with a set of electrode rolls, for example, for fuel for vehicles. Manufactures tanks.
[0003]
That is, two press-formed members (hereinafter, referred to as “workpieces”) whose outer peripheral ends are superimposed are held on an arm of an articulated robot, and the work is displaced by operation of the arm. By overlapping the outer peripheral end between the electrode rolls, the overlapped outer peripheral end is integrally connected.
[0004]
In other words, in the prior art, a method of combining a normal stationary seam welding apparatus with a work feeder by an articulated robot and driving the work side to fix the seam welding apparatus side is generally adopted (for example, And JP-A-6-47557 and JP-A-7-241684.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the shape of a fuel tank for a vehicle is continuously changing to a more complicated shape as compared with the related art due to an improvement in an external design, functionality, and the like. Therefore, in the prior art disclosed in JP-A-6-47557 and JP-A-7-241684, the operation of the arm of the articulated robot holding the fuel tank by changing the shape of the vehicle fuel tank is described. Is complicated and the operating range is wide. For example, depending on the shape of the fuel tank for a motorcycle, interference with a stationary seam welding apparatus may occur, and it may be difficult to perform seam welding.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and even when the shape of the work is more complicated than before due to the improvement of the appearance design and the functionality, the work is performed. It is an object of the present invention to provide a seam welding apparatus capable of performing stable seam welding without interfering with an arm of a robot that holds the seam.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a seam welding apparatus for holding a work by a robot and welding by a set of upper and lower electrode rolls that sandwich an outer peripheral end of the work.
An offset pressing mechanism in which an upper electrode roll is disposed at a position offset from a pressing axis of a pressing unit that presses toward the lower electrode roll side,
The offset pressurizing mechanism includes a displacement unit that is displaced integrally with the upper electrode roll under the urging / depressing action of the pressurization unit, and a guide unit that guides the displacement unit. .
[0008]
According to the present invention, there is provided an offset pressure mechanism in which the upper electrode roll is disposed at a position offset from the pressure axis of the pressure means for pressing toward the lower electrode roll side, and the biasing / deactivation of the pressure means is provided. Under the action, the upper electrode roll and the displacement means can be displaced integrally along the guide means.
[0009]
Therefore, according to the present invention, even when the shape of the work is further complicated as compared with the related art due to the improvement of the appearance design and the functionality, it does not interfere with the arm of the robot holding the work. , Stable seam welding can be performed.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A preferred embodiment of a seam welding apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
In FIG. 1,
[0012]
This
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The diameter of the
[0016]
As shown in FIG. 2, the
[0017]
The guide means 44 is connected to a vertical surface of the
[0018]
As shown in FIG. 4, the pressurizing
[0019]
Therefore, the
[0020]
As shown in FIGS. 5 and 6, the
[0021]
The
[0022]
In the
[0023]
In this case, the welding point (clamping portion) of the
[0024]
A
[0025]
The
[0026]
First, the
[0027]
As shown in FIG. 8, this work is used as a fuel tank for a motorcycle, and is assembled by overlapping the outer peripheral ends 78 of two press-formed members. The outer
[0028]
In addition, for example, the shapes of the fuel tanks mounted on various motorcycles such as on-road type or off-road type are different, and the shapes of the fuel tanks mounted on the four-wheeled vehicle are also formed in different shapes. I have. Therefore, the shape of the fuel tank differs according to the type and type of the vehicle, and the shape of the welding line A formed in each type of fuel tank also differs.
[0029]
Further, the shape of the fuel tank is variously changed due to the improvement of the appearance design and the functionality, etc., and the shape of the welding line A is more complicated than the conventional shape in response to the change of the shape of the fuel tank. Is formed.
[0030]
The
[0031]
In this case, the rotation of the
[0032]
For example, desired numerical control information corresponding to the welding line A of the
[0033]
A control signal from the controller is input to a
[0034]
After the
[0035]
In this case, the
[0036]
After the outer
[0037]
In the course of performing the seam welding, for example, as shown in FIG. 9, in a portion B of a complicated welding line, a
[0038]
Accordingly, the
[0039]
In other words, the circular disk planes of the
[0040]
As described above, in the present embodiment, even when the shape of the
[0041]
Further, in the present embodiment, even in a more complicated welding line of the
[0042]
Further, in the present embodiment, the
[0043]
Furthermore, in the present embodiment, even in the case of welding line A (see FIG. 8) consisting of a two-dimensionally or three-dimensionally complex composite curve, the welding points of
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0045]
In other words, by providing an offset pressing mechanism having an upper electrode roll disposed at a position offset from the pressing shaft, the shape of the work is further improved as compared with the related art by improving the external design and functionality. Even if it becomes complicated, stable seam welding can be performed without interfering with the arm of the robot holding the work.
[0046]
As a result, the operating range of the arm of the robot holding the work can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a seam welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially omitted enlarged front view of an offset pressing mechanism of the seam welding apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a partially omitted plan view of the offset pressing mechanism shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a partially omitted side view of the offset pressing mechanism shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a partially omitted enlarged front view of a rotating mechanism of the seam welding apparatus shown in FIG. 1;
6 is a plan view of the rotation mechanism shown in FIG.
7 is an operation explanatory view showing a state in which a support table of the rotation mechanism shown in FIG. 5 has been rotated by a predetermined angle.
FIG. 8 is a perspective view of a fuel tank of a motorcycle as a work.
FIG. 9 is an explanatory view showing a state in which seam welding is performed on an outer peripheral end portion of a work by an upper electrode disk and a lower electrode disk.
FIG. 10 is a partially cutaway front view showing a state in which the outer peripheral end of the work is seam-welded.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記下部電極ロール側に向かって押圧する加圧手段の加圧軸からオフセットした位置に上部電極ロールが配置されたオフセット加圧機構を備え、
前記オフセット加圧機構は、前記加圧手段の付勢・滅勢作用下に前記上部電極ロールと一体的に変位する変位手段と、前記変位手段を案内するガイド手段とを含むことを特徴とするシーム溶接装置。In a seam welding apparatus for holding a work by a robot and welding by a set of upper and lower electrode rolls sandwiching an outer peripheral end of the work,
An offset pressing mechanism in which an upper electrode roll is disposed at a position offset from a pressing axis of a pressing unit that presses toward the lower electrode roll side,
The offset pressurizing mechanism includes a displacement unit that is displaced integrally with the upper electrode roll under the urging / depressing action of the pressurization unit, and a guide unit that guides the displacement unit. Seam welding equipment.
Priority Applications (5)
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