JP2004009132A - シーム溶接装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】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複雑となったワークの種々の溶接ラインに倣って円滑にシーム溶接を遂行することにある。
【解決手段】支持プレート58と、支柱24を支点として本体部12を前記支持プレート58と一体的に水平方向に沿って所定角度回動させる回動手段62とを有する回動機構26を備え、溶接点を支点として、ワーク20の外周端部の溶接ラインの形状に対応させて上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bを水平方向に沿って所定角度だけ回動させる。
【選択図】図1
【解決手段】支持プレート58と、支柱24を支点として本体部12を前記支持プレート58と一体的に水平方向に沿って所定角度回動させる回動手段62とを有する回動機構26を備え、溶接点を支点として、ワーク20の外周端部の溶接ラインの形状に対応させて上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bを水平方向に沿って所定角度だけ回動させる。
【選択図】図1
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。
【0005】
ところで、本出願人は、電極ロールによるワークの実際の送り量と多関節ロボットの動きによるワークの送り量との非合致を自動的に検出して軌道修正を行うことが可能な自動シーム溶接装置における制御方法を提案している(特公平3−68791号公報参照)。
【0006】
すなわち、特公平3−68791号公報では、ワーク保持具を介してワークを保持する垂直の手首軸に作用する実際のトルクと、電極ロールによるワークの実際の送り量とロボットの動きによるワークの送り量とが合致しているときに該手首軸に作用する正規のトルクとの偏差を検出し、前記偏差に対応して前記電極ロールの回転速度やワークに対する該電極ロールの進行方向を変化させる技術的思想が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の提案に関連して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複雑となったワークの種々の溶接ラインに倣って円滑に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。
【0008】
【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、
前記一組の電極ロールによってワークが挟持される挟持部を支点として、ワークの外周端部の溶接ラインの形状に対応させて該一組の電極ロールを水平方向に沿って所定角度だけ回動させる回動機構を備えることを特徴とする。
【0009】
この場合、前記回動機構を、前記一組の電極ロールを含む本体部を支持する支持プレートと、前記支持プレートに軸着された支柱と、前記支柱を支点として前記一組の電極ロールを含む本体部を支持プレートと一体的に水平方向に沿って所定角度回動させる回動手段とからなる簡素な構造によって構成することにより、装置全体が大型化および重量化することを防止することができる。
【0010】
また、前記一組の電極ロールによってワークが挟持される挟持部を、支持プレートの支柱と同一鉛直線上に設定することにより、一組の電極ロールによるワークの溶接点が一定に保持されてよい。
【0011】
なお、前記回動手段には、ラックおよびピニオンと、前記ピニオンが駆動軸に軸着されたサーボモータとが含まれるとよい。
【0012】
本発明によれば、回動機構は、一組の電極ロールによってワークが挟持される挟持部を支点として、ワークの外周端部の溶接ラインの形状に対応させて該一組の電極ロールを水平方向に沿って所定角度だけ回動させることができる。従って、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。
【0013】
【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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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56の端部がブラケット42に連結されている。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。
【0022】
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。
【0023】
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(サーボモータ)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。
【0024】
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。
【0025】
なお、図11に示されるように、回動手段62を支柱24から離間する支持プレート58の側部に設け、支持プレート58と基台60との間に円弧状のガイドレール74を介装するようにしてもよい。
【0026】
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)。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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)。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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)。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
このように、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。
【0044】
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。
【0045】
さらに、本実施の形態では、装置全体を大型化および重量化させることがなく、簡素な構造によって上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bを回動させることができる。
【0046】
さらにまた、本実施の形態では、多関節ロボットの動作時の振動がワーク20の溶接面の仕上がりに影響を与えることがなく、仕上がり精度を向上させることができる。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0048】
すなわち、ワークの溶接ラインの形状に対応させて一組の電極ロールを水平方向に沿って回動自在に設けることにより、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。
【0049】
また、ワークを保持するロボットのアームがシーム溶接装置に干渉することがなく、前記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。
【図11】他の実施の形態に係るシーム溶接装置の正面図である。
【符号の説明】
10、10a…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、74…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
【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。
【0005】
ところで、本出願人は、電極ロールによるワークの実際の送り量と多関節ロボットの動きによるワークの送り量との非合致を自動的に検出して軌道修正を行うことが可能な自動シーム溶接装置における制御方法を提案している(特公平3−68791号公報参照)。
【0006】
すなわち、特公平3−68791号公報では、ワーク保持具を介してワークを保持する垂直の手首軸に作用する実際のトルクと、電極ロールによるワークの実際の送り量とロボットの動きによるワークの送り量とが合致しているときに該手首軸に作用する正規のトルクとの偏差を検出し、前記偏差に対応して前記電極ロールの回転速度やワークに対する該電極ロールの進行方向を変化させる技術的思想が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の提案に関連して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複雑となったワークの種々の溶接ラインに倣って円滑に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。
【0008】
【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、
前記一組の電極ロールによってワークが挟持される挟持部を支点として、ワークの外周端部の溶接ラインの形状に対応させて該一組の電極ロールを水平方向に沿って所定角度だけ回動させる回動機構を備えることを特徴とする。
【0009】
この場合、前記回動機構を、前記一組の電極ロールを含む本体部を支持する支持プレートと、前記支持プレートに軸着された支柱と、前記支柱を支点として前記一組の電極ロールを含む本体部を支持プレートと一体的に水平方向に沿って所定角度回動させる回動手段とからなる簡素な構造によって構成することにより、装置全体が大型化および重量化することを防止することができる。
【0010】
また、前記一組の電極ロールによってワークが挟持される挟持部を、支持プレートの支柱と同一鉛直線上に設定することにより、一組の電極ロールによるワークの溶接点が一定に保持されてよい。
【0011】
なお、前記回動手段には、ラックおよびピニオンと、前記ピニオンが駆動軸に軸着されたサーボモータとが含まれるとよい。
【0012】
本発明によれば、回動機構は、一組の電極ロールによってワークが挟持される挟持部を支点として、ワークの外周端部の溶接ラインの形状に対応させて該一組の電極ロールを水平方向に沿って所定角度だけ回動させることができる。従って、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。
【0013】
【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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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56の端部がブラケット42に連結されている。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。
【0022】
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。
【0023】
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(サーボモータ)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。
【0024】
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。
【0025】
なお、図11に示されるように、回動手段62を支柱24から離間する支持プレート58の側部に設け、支持プレート58と基台60との間に円弧状のガイドレール74を介装するようにしてもよい。
【0026】
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)。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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)。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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)。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
このように、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。
【0044】
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。
【0045】
さらに、本実施の形態では、装置全体を大型化および重量化させることがなく、簡素な構造によって上部電極ディスク16aおよび下部電極ディスク16bを回動させることができる。
【0046】
さらにまた、本実施の形態では、多関節ロボットの動作時の振動がワーク20の溶接面の仕上がりに影響を与えることがなく、仕上がり精度を向上させることができる。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0048】
すなわち、ワークの溶接ラインの形状に対応させて一組の電極ロールを水平方向に沿って回動自在に設けることにより、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。
【0049】
また、ワークを保持するロボットのアームがシーム溶接装置に干渉することがなく、前記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。
【図11】他の実施の形態に係るシーム溶接装置の正面図である。
【符号の説明】
10、10a…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、74…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
Claims (4)
- 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、
前記一組の電極ロールによってワークが挟持される挟持部を支点として、ワークの外周端部の溶接ラインの形状に対応させて該一組の電極ロールを水平方向に沿って所定角度だけ回動させる回動機構を備えることを特徴とするシーム溶接装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記回動機構は、前記一組の電極ロールを含む本体部を支持する支持プレートと、前記支持プレートに軸着された支柱と、前記支柱を支点として前記一組の電極ロールを含む本体部を支持プレートと一体的に水平方向に沿って所定角度回動させる回動手段とを有することを特徴とするシーム溶接装置。 - 請求項2記載の装置において、
前記一組の電極ロールによってワークが挟持される挟持部は、支持プレートの支柱と同一鉛直線上にあることを特徴とするシーム溶接装置。 - 請求項2記載の装置において、
前記回動手段は、ラックおよびピニオンと、前記ピニオンが駆動軸に軸着されたサーボモータとが含まれることを特徴とするシーム溶接装置。
Priority Applications (5)
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Cited By (3)
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JP2009018331A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Aichi Sangyo Kk | 高速ロールスポット溶接機 |
JP2011240399A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Honda Motor Co Ltd | シーム溶接装置 |
US10766558B2 (en) | 2017-09-29 | 2020-09-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel tank and saddle riding vehicle |
-
2002
- 2002-06-11 JP JP2002170108A patent/JP2004009132A/ja active Pending
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JP2011240399A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Honda Motor Co Ltd | シーム溶接装置 |
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