【０００１】
【発明に属する利用分野】
本発明は，たとえば溶接ボルト，Ｔ字型溶接ナットその他Ｔ字型部品（以下 溶接ボルトという）を相手方被加工物（ワーク）に供給するための溶接部品供給方法と装置に関する。さらに詳しく言えば，溶接ボルトのうち，とくに頭部から下のネジ部が頭部直径より短い寸法の溶接ボルトを，パーツフィーダを使って抵抗スポット溶接機の溶接位置に自動供給する場合に有用な溶接ボルト供給方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，プロジェクション（溶接部突起）を頭部に設けた溶接ボルトを，パーツフィーダを使って抵抗スポット溶接機の溶接位置に自動供給して，溶接ボルトと被溶接板とを上下電極間で挟みつけて，溶接部の突起に集中的に加圧力と溶接電流を供給してプロジェクション溶接する場合，一般に，次に列挙するような溶接ボルト供給方法ないし溶接装置が知られている。
例えば，特公昭６０−５４８３２号，実公昭５９−５５１０号，特公昭６０−５４８３２号，特公平７−４７２２１号，実公平６−２２５５３号，実公平６−２２５５４号，特開平１０−２２５７７４号，特開平７−３１４１４７号，特開平７−２３６９８２号，特開平７−２１４３４号，特開平７−１４４２８１号，特開２００２−１８６５０号公報によって開示されるようなボルトフィーダは，溶接ボルトの頭部から下側のネジ部の寸法が頭部直径より長いものを供給するものが対象であった。この種の従来のものはチャックの下側からネジ部が突き出し，頭部の下側に形成されたプロジェクションを下向きに相手方ワークと接触させ，これを上部電極と下部電極により挟みつけて，加圧溶接する場合に有用とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の溶接ボルト供給方法及び装置は，プロジェクション溶接ボルトのネジ部が頭部直径より短いものは，パーツフィーダから選別した溶接ボルトを供給管（丸チューブ）の中をエアブローで吹き飛ばして送るとき，頭部の方がネジ部より重いため供給部品の方向性が安定せず，部品の受け渡しがうまくいかない。とくに下部電極の上からチャックを開いて溶接ボルトを落下させる供給方法では，下部電極のガイドピンを引っ込めてから部品を落とし込むため，落下途中で溶接ボルトが回転したり傾いたりして供給ミスや溶接不良発生の問題が起こる。またチャックに保持された溶接ボルトを下部電極の真上からチャックの近傍に設けたシリンダで強制的に押し込む方法は，上部電極の加圧モーションで溶接ボルトを供給する方法に比べて溶接タクトが長くなり生産性が図れない。
【０００４】
本発明は溶接ボルト，Ｔ字型ナット類，その他のＴ字型部品類（以下 溶接ボルトという）のうち，とりわけネジ部が頭部直径より短い部品をパーツフィーダから抵抗スポット溶接機の溶接位置に精度よく自動供給する場合に有用な部品供給方法及び装置を提供する。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
上記の目的を達成するために，本発明の請求項１の部品供給方法によれば任意の角度からチャックを前進後退させて，前記チャックの開閉自在の部品収容部に保持した溶接ボルトを下部電極にセットしたワークに供給する溶接ボルト供給方法において，前記チャックの後退位置でパーツフィーダより送られた溶接ボルトを一旦収容した後，その収容した溶接ボルトをチャックの部品収容部に送出する部品挿入工程；前記チャックの部品収容部に保持された溶接ボルトを，前記チャックを前進させて前記供給位置に移動する工程；前記供給位置に到達した溶接ボルトの先端に下部電極のガイドピンを押し上げて当接する工程；前記チャックの部品収容部の上方から上部電極の加圧動作で溶接ボルトを押圧して下部電極との間で溶接ボルトを相手ワークに溶着する工程とを含む溶接ボルト供給方法を提供する。そうすることで，短寸の溶接ボルトでも部品挿入工程を設けたことで，チャックの部品収容部に強制的に溶接ボルトの受け渡しができ，安定した状態で確実に挿入することができ，パーツフィーダからの短寸部品の自動供給を可能にする。
【０００６】
次に請求項２によれば，前記部品挿入工程にはパーツフィーダより供給管を通して送られた溶接ボルトを，前記供給管先端部で一旦収容した後，その収容した溶接ボルトを，前記チャックの後退位置で前記チャックに含まれる開閉自在の部品収容部に送出する，部品押出し手段を備えた部品供給方法を提供する。そうすることで，押出し手段によってチャック内の部品収容部への部品受け渡しを確実に行なうことができる。
【０００７】
次に請求項３によれば，前記チャックが下部電極の加圧中心線上の到達したときに，下部電極のガイドピンを押し上げて前記チャックに保持された溶接ボルトと同心上で当接した後，上部電極の加圧動作で前記チャックの部品収容部に溶接ボルトを上部電極と前記ガイドピンとで挟み込んだ状態で前記ガイドピンを押し戻しながら下部電極にセットされたワーク上に溶接ボルトを供給する溶接ボルト供給方法を提供する。そうすることで，上部電極と下部電極のガイドピンとの間で前記チャック内に保持された溶接ボルトを挟みつけたままワーク上に溶接ボルトを押し下げて供給することができ，部品供給精度の向上を図ることができる。
【０００８】
次に請求項４によれば，抵抗溶接機の上下電極位置より離れた位置からチャックを前進させて前記上下電極間の加圧中心線上に，前記チャックにより保持した溶接ボルトを移動せしめ，前記上部電極の加圧ストロークで前記チャックを押し開き，これにより前記保持された溶接ボルトを下部電極にセットされたワークの溶接位置に供給する。次いで溶接ボルトを通電開始する前に前記電極位置からチャックを所定位置まで引き戻し，その間に，上下電極間で溶接ボルトとワークを挟みつけて，溶接に必要な加圧力と溶接電流を与えて接合する抵抗溶接装置において，パーツフィーダから供給管を通して送られた溶接ボルトを供給管の先端で一旦受け止める部品挿入装置を設け，前記部品挿入装置は溶接ボルトを同心上で前記チャックの後退位置で部品収容部に供給する開閉機構を有する溶接ボルト供給装置を提供する。そうすることで，部品挿入装置から溶接ボルトを強制的に安定よくチャックの部品収容部に供給することができるため，従来の上部電極の加圧モーションで溶接ボルトを供給するシステムを採用することができ，従来の溶接ボルト供給装置では短寸部品の自動供給と効率的な溶接加工が不可能であったのを本装置によって実現可能となった。
【０００９】
次に請求項５によれば，前記チャックが供給位置に到達したとき，溶接ボルトの先端に下部電極のガイドピンを押し上げて当接させる昇降手段を下部電極に設けた溶接ボルト供給装置部品供給装置を提供する。こうすることで，チャック内に保持された溶接ボルトを下部電極のガイドピンが迎えに行くことで上部電極の加圧モーションで溶接ボルトを挟み込んだままガイドピンとともに溶接ボルトをワークの位置決め孔に案内することができ部品供給動作を確実なものとする。
【００１０】
次に請求項６によれば，前記昇降手段は電極面からガイドピンを突き出すワークセット位置とガイドピンを前記チャック内の溶接ボルトを迎える位置とに二段ストローク長で駆動する供給装置を提供する。そうすることによって，下部電極装置に二段ストロークシリンダを付加することで，ガイドピンをワーク位置決め位置から溶接ボルト迎え位置まで二段階にストロークを延長することによって短寸部品を下部電極の上方からワークへ確実に案内・位置決めすることができる。
【００１１】
次に請求項７によれば，前記昇降手段はタンデム型シリンダ又は電気モータを含む機械的昇降機構である溶接ボルト供給装置を提供する。そうすることで，タンデム型シリンダを利用した場合，構造設計がコンパクトにまとめることができるほか，電動モータを利用することで溶接諸動作《加圧力，溶接電流，通電時間》，移動速度などを同期制御することが可能となり一連の動作をデジタル制御によって格段に溶接組立時間の短縮化，安全性等を実現することができる。
【００１２】
次に請求項８によれば，前記部品挿入装置に含まれる開閉機構は板バネ又はスプリング力で溶接ボルトを保持するようにした溶接ボルト供給装置を提供する。こうすることで，部品挿入装置の開閉構造が観音開きの簡単な構造ですみ，コストの問題も回避できる。
【００１３】
次に請求項９によれば，前記部品挿入装置は開閉機構をシリンダ又は電動モータで開閉するようにした溶接ボルト供給装置を提供する。そうすることで，部品開閉動作とその速度を段階的又は電動で無段階に調整することができる。また開閉機構の耐久性向上を図ることもできる。
【００１４】
【作 用】
本発明によれば溶接ボルト，Ｔ字型ナットなど文字通りＴ字型部品類でもネジ部又は軸部の寸法が頭部直径より短いものを供給する場合に有用なシステムであり，また部品挿入装置を既存の部品供給ヘッドに付加するだけで構造簡単にして安定した自動供給システムが可能となり，溶接効率化を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の部品供給システムの実施例を示す図であって，チャックの部品収容部に保持された溶接ボルトが抵抗スポット溶接機の開放状態の上下電極間と同心線上に供給された際の説明図である。図２は上部電極の加圧時の下降動作でチャックを押し開き前記チャックの部品収容部に挿入された溶接ボルトを押し出し下部電極にセットされた被溶接板に供給し，上下電極間で挟みつけて溶接に入る際の説明図である。図３は溶接ボルトを上下電極間で加圧しセット完了した信号でチャックが後退位置にさがった際の説明図である。図４は図３のＡ−Ａ矢視図である。図５はＢ−Ｂ矢視図である。図６はＣ−Ｃ矢視図である。図７は本発明装置のシーケンス図である。
【００１６】
部品挿入装置１とチャック２の概略的な構造は図３，図４に示す図面から分かるように，パーツフィーダ（図省略）より選別して送られてきた部品は方向性を規制され，供給管４（ビニール材又はウレタンゴム材からなるホース又は角チューブを含む）を通して一つ一つ供給管先端に接続された部品挿入装置１に水平方向から送られる。この場合，供給管４は断面四角形のいわゆる角チューブで，溶接ボルトの全長の巾が規制されるものである。
【００１７】
前記部品挿入装置１はチャック２の後退端に対応した位置に配置され，前記チャック２の部品収容部３と同心上で溶接ボルトＢの頭部ｂ１両側を板バネ６によって保持する。前記部品挿入装置１の本体はチャック２のシリンダ７に着脱自在にボルト締めによって固定された支持板８に支持されている。前記部品挿入装置１は溶接ボルトＢのネジ部ｂ２を案内・通過させる部品ガイド溝９を有する。
【００１８】
前記部品挿入装置１は，溶接ボルトＢの頭部ｂ１をストッパ１０の上に載せた状態で，ネジ部ｂ２が部品ガイド溝９に案内・通過して部品挿入用シリンダ１１のピストンロッド１２の真下に送られる。前記溶接ボルトＢがピストンロッド１２の真下に送られると，ストッパ１０の部品ガイド溝９を移動し，前記ストッパ１０の先端で押し出し口１３の両サイドに設けた板バネ６がボルト頭部ｂ１の下側（首下）を引っかけて支持する観音開きの構造になっている。
【００１９】
前記板バネ６は常に押し出し口１３を閉じる方向にスプリング力が働いていて，部品挿入用のピストンロッド１２を下降させることによって溶接ボルトＢを押し出す。前記ピストンロッド１２の押圧力で前記板バネ６を強制的に両側に押し開きチャック内の部品収容部に溶接ボルトＢを落とし込む。図３は部品挿入装置１のシリンダ１１で押し出し口１３から溶接ボルトＢを強制的に押し出してチャック２内に収容したときの，部品受け渡し動作を示す。
【００２０】
この場合，チャック２は従来周知のものでよく，たとえば図１及び特公昭６０−５４８２２号公報に示されているように，電極加圧中心線Ｙ−Ｙに対し，支持ピンＰ１によって横方向に開閉自在に軸支された二つのチャクレバー５ａの先端に溶接ボルトを保持するための円錐状の溝を形成する二つに半割りした爪５ｂが支持されている。
【００２１】
上記爪５ｂは溶接ボルトの頭部ｂ１を収納する円錐型のテーパ部５ｃとネジ部ｂ２を挿入する垂直溝５ｄが形成されており，しかも左右の爪５ｂに板バネ１４を介して支持ピンＰ２を中心に縦方向に開閉すべく軸支されているものである。
【００２２】
前記チャック２はエアシリンダ７で移動するスピンドル１５の先端に取り付けられている。前記チャック２を含む供給ヘッド部は上下電極１６，１７から離れた位置，つまり抵抗スポット溶接機の本体側に支持されたブラケットに取り付けられている。
【００２３】
下部電極１７は抵抗スポット溶接機の下アーム２２に支持されている。前記下部電極には溶接ボルトのネジ部ｂ２が挿入される挿入孔１８が同心円上に形成されている。その挿入孔１８にはワークの位置決め孔に挿入されるガイドピン１９が挿入されている。前記ガイドピン１９は下部電極１７と同心円上に挿入されたガイドロッド２０と連結されていて，前記ガイドロッド２０の上下動のストロークは昇降用シリンダ（図省略）で可変するものである。この場合，たとえばタンデム型エアシリンダを利用して前記ガイドピンを二段ストローク長で可変する。
【００２４】
それによってガイドピン１９は短いストロークではワーク位置決め用として電極面から約４ｍｍ程度のところまで押し上げられる。また長いストロークでは下部電極の加圧中心線上にチャック２が移動したときに，前記ガイドピン１９が前記チャック内の溶接ボルトのネジ部先端に当接する迎え位置又はその近傍まで約２５ｍｍ程度の高さまで強制的に迎えに行く。前記二段ストローク長の切り替え動作は図７のシーケンスに示すようにタンデム型シリンダに接続された二つの電磁弁ＳＯＬ５，ＳＯＬ６のＯＮ，ＯＦＦ切り替え動作により制御される。
【００２５】
前記ガイドピン１９は溶接ボルトのセット確認のために，一般に知らせている部品有り無しセンサ（光電スイッチ，近接スイッチ，非接触センサ，リミットスイッチ類）を設けて，上部電極の下降時に溶接ボルトＢのネジ部ｂ２が完全に下部電極１７のガイドピン挿入孔１８に挿入されたかどうかをガイドピン１９の変位量を検出して供給ボルトの有り無しを確認できる構造になっている。
【００２６】
本実施例では，溶接ボルトＢが前記下部電極１７に供給されたときガイドピン１９又はガイドロッド２０の動を検出する前記センサ（図省略）が装着されていて，この検出器は上部電極１６の動作でチャック２を開いて溶接ボルトＢを押し出す際に，ガイドピン１９が溶接ボルトの先端で所定位置に押し戻されたとき，そのガイドピン１９の変位量をＬＳなどの検出器が検出して溶接ボルトの「有り」「無し」を確認する。
【００２７】
溶接ボルトの送給ミスや溶接部に異物が侵入したとき，これを検出することが可能となり，溶接不良製品の発生を未然に防止するほかに，次工程の動作を停止するなど安全上の確保が考慮されている。
【００２８】
下部電極１７にはガイドピン１９とその挿入孔１８との間に形成された隙間に圧縮エアを噴射しガイドピン１９の動作不良の発生原因となる溶接時のスパッタ付着を防止するためのエアブローが行なわれる。前記エアブローはパーツフィーダから送られた溶接ボルトを供給管に一つ一つ分離・供給するためのセパレータ装置のプッシュロッドを前進させるエア回路を利用して溶接期間中にのみ動作させ，下部電極のエアブローはタイマの時間制御で溶接終了後にエアを止める構造になっている。
【００２９】
なお，ガイドピン１９とガイドロッド２０を分離させて，その間をスプリングなどの弾発材を介して連結し，これによってガイドピン１９をフローテイング可能な構造にしてもよい。２１は冷却ホルダで下部電極の外周面に冷却水を供給して電極の過剰な温度上昇を防ぐためのもので一般に使用されているものである。
【００３０】
以下に一連の動作を図７のシーケンス図に基づいて説明する。予め抵抗スポット溶接機の下部電極１７にワークＷをセットする。この場合，ガイドピン１９は下部電極の電極面から約４ｍｍ程度浮上していてワークＷの位置決め孔に挿入される。溶接ボルトＢは部品挿入装置１のシリンダ１１により押し出されチャック２の部品収容部に供給され，溶接ボルトＢのネジ部ｂ２が部品収容部の溝に挿入された状態で待機している。
【００３１】
（１）まずフィダーの起動スイッチをＯＮすると，パーツフィーダのボールが振動し溶接ボルトが螺旋状のシュータを移動しながら整列される。整列して送られた溶接ボルトはシュータ終端に設けたセパレータ（図省略）により一つ一つ供給管４に送り込まれ供給管の終端に接続された部品挿入装置１のストッパ１０から部品ガイド溝９に送り込まれ，部品押し出し口１３で待機する。この間に，チャック２のシリンダ１４が作動しスピンドル１５を前進し，チャック２に支持された溶接ボルトＢは下部電極１７の加圧線上Ｙ−Ｙに送られる。
【００３２】
（２）次に前記チャック２が下部電極１７の加圧線上Ｙ−Ｙに送られると，前記チャック２の到達を検出器が検出し，その検出信号で下部電極１７の昇降シリンダ２１が作動しガイドロッド２０を押し上げ，ガイドピン１９の上昇端が溶接ボルトのネジ部先端まで移動する。
【００３３】
（３）ガイドピン１９は電極面から突き出した上昇端が溶接ボルトのネジ部ｂ２先端に当接する位置又はその近傍まで約２５ｍｍ程度上昇し供給部品を迎えに行く。前記ガイドピン１９の上昇端が所定位置に移動したときに，溶接ボルトのネジ部先端に当接したことを検出器で検出し，その検出信号で上部電極１６が加圧動作を開始し，前記チャック２の部品収納部に進入する。
【００３４】
この間に，上部電極１６の外周面でチャック２の爪を左右に押し広げるとともに，上部電極１６が溶接ボルトの頭部ｂ１を抑える。ガイドピン１９は溶接ボルトのネジ部ｂ２の先端を抑えながら，さらに上部電極１６が下降してガイドピン１９と共に溶接ボルトＢを押し下げて完全にネジ部ｂ２を下部電極１７の挿入孔１８内に強制的に押し込んでボルト頭部ｂ１のプロジェクションを相手ワークＷに密着させる。
【００３５】
（４）ボルトセット時の上部電極１６の供給動作でガイドピン１９が所定位置に下がったとき，下部電極１７の検出器が部品供給完了を確認し，そのセット確認信号でチャック２のスピンドル１５を後退させる。前記チャック２はシリンダ７により元の位置に引き戻される。この戻り動作で爪５ｂが上部電極１６の外周に係合して両側に支持ピンＰ２を中心に開いて上部電極１６から離脱する。前記チャック２が後退端に達すると同時に，溶接タイマが起動し上下電極間に溶接に必要な加圧力を発生させるとともに溶接電流を電極間に供給しプロジェクション溶接が行われる。
【００３６】
（５）前記溶接スタートと同時に後退動作するチャック２が所定の戻り位置に達したとき，これを検出器により確認しその確認信号で電磁弁ＳＯＬ２が動作し，セパレータ及び下部電極１７のエアブローを作動する。所定時間Ｔ２経過後，電磁弁ＳＯＬ３が作動し，供給管４にエアブローのノズルから圧縮エアが所定時間Ｔ３にわたって噴射し，セパレータによって次の溶接ボルトが分離され，供給管４を通じて部品挿入装置１へ送給される。
【００３７】
（６）溶接ボルトが部品挿入装置１に送られると，所定時間Ｔ４を経てシリンダ１１の電磁弁ＳＯＬ５を作動し，押し出し口１３に待機している溶接ボルトＢを前記ピストンロッド１２の押圧力で強制的に板バネから押し出してチャック２内に供給する。
【００３８】
（７）引き続き所定時間Ｔ３を経て上記エアブローが停止すると，下部電極１７の電磁バルブＳＯＬ６がＯＦＦし，ガイドピン１９をワークセット位置まで下降する。このようにして部品供給から溶接までの１サイクルの動作が完了する。
【００３９】
なお，本実施例において，上記各種エアシリンダをサーボモータに代え，サーボモータの回転運動をスクリューナットとボールねじ，ラックとピニオン，カム等の機械式ドライブにより直線運動に変換させることにより，各モータをマイクロコンピュータの電子制御により各動作を同期させることによって部品供給と溶接時間を格段に短縮させることが可能になる。
【００４０】
【発明の効果】
以上で説明したように，本発明の方法によれば，溶接ボルトのネジ部の寸法が頭部直径より短いものをパーツフィーダから自動供給する場合に，供給管を通して水平方向から送られた溶接ボルトを部品挿入装置で一旦受けた後，その溶接ボルトを部品挿入装置により強制的に押し出して真下のチャックに確実に供給することができるから，供給部品の安定した受け渡しと目的位置に精度よく部品供給することができ，短いタクトで効率よく溶接することができる。したがって短寸部品の自動供給が不可能であった従来の装置及電極装置類と比較し，今回の部品挿入手段を配置することで，パーツフィーダからの短寸部品の安定した自動供給が可能となる。
【００４１】
また，本発明の方法によればネジ部の短いＴ字型の短寸部品を安定した状態で確実に位置決め保持することができ，部品供給ミスや溶接不良を確実に防ぐことができる。
【００４２】
さらに，本発明の装置によれば，ガイドピンは短いストロークではワーク位置決め用として電極面から僅かに突き出たところまで押し上げられ，また長いストロークでは下部電極の加圧中心線上にチャックが移動したときに前記ガイドピンが前記チャック内の溶接ボルトのネジ部先端に当接する位置まで迎えに行くようにしたから，ネジ部の短いＴ字型の短寸部品を上部電極とガイドピンとで挟みつけた状態で下部電極位置まで下降させるため，供給部品を安定した状態で確実に位置決め保持することができ，部品供給ミスによる溶接不良を確実に防ぐことができる。
【００４３】
また本発明によれば，前記二段ストロークの切り替え動作をタンデム型シリンダで制御されるようにしたから，上記従来の部品供給装置に比べ構造が簡素で，位置決め用ガイドピンを前記タンデムシリンダに接続することで既存の溶接ボルト用電極装置にも簡単に転用することができる。
【００４４】
また本発明によれば，上記各種エアシリンダをサーボモータに代え，マイクロコンピュータの電子制御によりサーボモータの回転運動を前記ドライブユニットにより直線運動に変換することにより，多軸駆動式ロボットによるワーク搬送，パーツフィーダによる電動式部品供給，電動加圧式サーボスポット溶接機による溶接諸動作《加圧力，溶接電流，通電時間》，各機種の移動速度などをデジタル式で同期制御することが可能となり，したがって図７のシーケンスプログラムによる一連の動作をデジタル制御によって格段に溶接組立時間の短縮化，安全性等を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品供給システムの実施例を示す図であって，チャックの部品収容部に保持された溶接ボルトが抵抗スポット溶接機の開放状態の上下電極間と同心線上に供給された際の説明図である。
【図２】上部電極の加圧時の下降動作でチャックを押し開き前記チャックの部品収容部に挿入された溶接ボルトを下部電極にセットされた被溶接板に供給し，上下電極間で挟みつけて溶接に入る際の説明図である。
【図３】溶接ボルトを上下電極間で加圧しセット完了した信号でチャックが後退位置にさがった際の説明図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】本発明の動作を説明するシーケンス図である。
【符号の説明】
１ 部品挿入装置 ２ チャック ３ 部品収納部
４ 供給管 ６ 板バネ ７ シリンダ ８ 支持板
９ 部品ガイド溝 １０ ストッパ １１ シリンダ
１２ ピストンロッド１３ 押し出し口 １４ 板バネ
１５ スピンドル １６ 上部電極 １７ 下部電極
１８ 挿入孔 １９ ガイドピン ２０ ガイドロッド
２１ 冷却ホルダ Ｂ 溶接ボルト（供給部品） ｂ１ ボルト頭部
ｂ２ ネジ部 Ｐ１ 支持ピン Ｐ２ 支持ピン[0001]
Field of application belonging to the present invention
The present invention relates to a welding component supply method and apparatus for supplying, for example, welding bolts, T-shaped welding nuts, and other T-shaped components (hereinafter referred to as welding bolts) to a counterpart work (work). More specifically, it is useful for automatically supplying welding bolts, especially those with a screw part below the head that is shorter than the head diameter, to the welding position of a resistance spot welding machine using a parts feeder. The present invention relates to a welding bolt supply method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a welding bolt provided with a projection (projection at the welding portion) on the head is automatically supplied to the welding position of a resistance spot welding machine using a parts feeder, and the welding bolt and the plate to be welded are sandwiched between upper and lower electrodes. In the case where projection welding is performed by intensively supplying a pressing force and a welding current to a projection of a welded portion, generally, a welding bolt supply method or a welding apparatus as described below is known.
For example, JP-B-60-54832, JP-B-59-5510, JP-B-60-54832, JP-B7-47221, JP-B6-22553, JP-B6-22554, and JP-A-10-225774. , JP-A-7-314147, JP-A-7-236982, JP-A-7-21434, JP-A-7-144281, and JP-A-2002-18650 disclose a bolt feeder which is a head of a welding bolt. It was intended to supply a screw whose size was smaller than the diameter of the head. In this type of conventional type, the screw part protrudes from the lower side of the chuck, and the projection formed on the lower side of the head is brought into contact with the counterpart work downward, and this is sandwiched between the upper electrode and the lower electrode, and pressurized. It is useful when welding.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional welding bolt supply method and device is based on the assumption that, when the projection welding bolt has a thread shorter than the head diameter, the welding bolt selected from the parts feeder is blown off by air blow through the supply pipe (round tube). Since the part is heavier than the screw part, the direction of the supplied parts is not stable, and the delivery of parts is not successful. In particular, in the supply method in which the chuck is opened from above the lower electrode and the welding bolt is dropped, the guide pin of the lower electrode is retracted and then the part is dropped. The problem of defective occurrence occurs. Also, the method of forcibly pushing the welding bolt held by the chuck from directly above the lower electrode with the cylinder provided near the chuck has a longer welding tact than the method of supplying the welding bolt with the pressurizing motion of the upper electrode. Productivity cannot be achieved.
[0004]
In the present invention, among welding bolts, T-shaped nuts, and other T-shaped parts (hereinafter referred to as welding bolts), particularly, a part having a screw portion shorter than a head diameter from a parts feeder to a welding position of a resistance spot welding machine. Provided are a method and an apparatus for supplying parts which are useful when supplying automatically with high accuracy.
[0005]
[Means for solving the problem]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the chuck is moved forward and backward from an arbitrary angle, and the welding bolt held in the openable / closable component housing of the chuck is connected to the lower electrode. In the method of supplying welding bolts for supplying a workpiece set to a workpiece, a component inserting step of temporarily storing a welding bolt sent from a parts feeder at a retracted position of the chuck, and then sending the stored welding bolt to a component receiving portion of the chuck. Moving the welding bolt held in the component accommodating portion of the chuck to the supply position by advancing the chuck; and pushing up the guide pin of the lower electrode against the tip of the welding bolt that has reached the supply position. Step: pressing the welding bolt by pressing the upper electrode from above the component housing portion of the chuck, and pressing the welding bolt against the lower electrode. Providing welding bolt feed method comprising the step of welding the over click. By doing so, even with short welding bolts, the parts insertion process is provided, so that the welding bolts can be forcibly delivered to the parts receiving part of the chuck, and can be inserted reliably in a stable state. Automatic supply of short parts from
[0006]
Next, according to the second aspect, in the component insertion step, after the welding bolt sent from the parts feeder through the supply pipe is temporarily stored at the tip of the supply pipe, the stored welding bolt is retreated to the chuck. The present invention provides a component supply method provided with a component pushing means, which feeds the component to a freely openable and closable component storage portion included in the chuck. By doing so, it is possible to reliably carry out the part delivery to the part accommodating portion in the chuck by the pushing means.
[0007]
Next, according to the third aspect, when the chuck reaches the pressing center line of the lower electrode, the guide pin of the lower electrode is pushed up to come into contact with the welding bolt held by the chuck concentrically. A welding bolt for supplying a welding bolt onto a work set on the lower electrode while pushing back the guide pin while holding the welding bolt in the component receiving portion of the chuck between the upper electrode and the guide pin by pressing the upper electrode. Provide a supply method. By doing so, the welding bolt held in the chuck can be sandwiched between the upper electrode and the guide pin of the lower electrode, and the welding bolt can be pushed down onto the work and supplied, thereby improving the accuracy of component supply. Can be planned.
[0008]
Next, according to the fourth aspect, the chuck is advanced from a position away from the upper and lower electrode positions of the resistance welding machine to move the welding bolt held by the chuck onto the pressing center line between the upper and lower electrodes. The chuck is pushed open by the pressing stroke of the electrode, whereby the held welding bolt is supplied to the welding position of the work set on the lower electrode. Then, before starting the energization of the welding bolt, the chuck is pulled back from the electrode position to a predetermined position, and the welding bolt and the work are sandwiched between the upper and lower electrodes, and a welding force and a welding current necessary for welding are applied to join the welding bolt. In the resistance welding apparatus, a part insertion device is provided for temporarily receiving a welding bolt sent from a parts feeder through a supply pipe at a tip of the supply pipe, and the part insertion apparatus concentrically holds the welding bolt at a retracted position of the chuck at a part receiving part. To provide a welding bolt supply device having an opening and closing mechanism for supplying to a welding bolt. By doing so, the welding bolt can be forcibly and stably supplied from the component insertion device to the component receiving portion of the chuck, so that the conventional system for supplying the welding bolt by the pressurizing motion of the upper electrode can be adopted. This has made it possible to implement the conventional welding bolt supply system, which was unable to automatically supply short-sized parts and perform efficient welding.
[0009]
Next, according to claim 5, when the chuck reaches the supply position, a welding bolt supply device and a component supply device are provided on the lower electrode with lifting means for pushing up the guide pin of the lower electrode and making contact with the tip of the welding bolt. I will provide a. In this way, the welding bolt held in the chuck is picked up by the guide pin of the lower electrode, thereby guiding the welding bolt together with the guide pin to the positioning hole of the work while sandwiching the welding bolt by the pressurizing motion of the upper electrode. And the component supply operation is ensured.
[0010]
Next, according to a sixth aspect of the present invention, there is provided a supply device for driving the guide pin with a two-step stroke length between a work setting position where the guide pin projects from the electrode surface and a position where the guide pin receives the welding bolt in the chuck. . By adding a two-stage stroke cylinder to the lower electrode device, the length of the guide pin can be extended in two stages from the work positioning position to the welding bolt pick-up position. Guidance and positioning can be ensured.
[0011]
Next, according to claim 7, there is provided a welding bolt supply device, wherein the lifting means is a mechanical lifting mechanism including a tandem cylinder or an electric motor. In this way, when a tandem cylinder is used, the structural design can be made compact, and by using an electric motor, welding operations (pressing force, welding current, conduction time), movement speed, etc. can be synchronized. It becomes possible to control, and a series of operations can be digitally controlled, so that the welding assembly time can be remarkably shortened and safety can be realized.
[0012]
Next, according to an eighth aspect of the present invention, there is provided a welding bolt supply device in which an opening / closing mechanism included in the component insertion device holds the welding bolt by a leaf spring or a spring force. By doing so, the opening / closing structure of the component insertion device can be a simple double-open structure, and the problem of cost can be avoided.
[0013]
Next, according to a ninth aspect, the present invention provides a welding bolt supply device in which the opening / closing mechanism is opened / closed by a cylinder or an electric motor. By doing so, the component opening / closing operation and its speed can be adjusted stepwise or steplessly by electric power. Further, the durability of the opening / closing mechanism can be improved.
[0014]
[Operation]
According to the present invention, a system useful for supplying a screw-shaped or shaft-shaped part having a dimension shorter than the head diameter, even for a literally T-shaped part such as a welding bolt or a T-shaped nut. By simply adding an existing component supply head, a stable automatic supply system with a simple structure can be realized, and higher welding efficiency can be realized.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a component supply system according to the present invention, in which a welding bolt held in a component accommodating portion of a chuck is supplied concentrically between upper and lower electrodes in an open state of a resistance spot welding machine. FIG. Fig. 2 shows a lowering operation when the upper electrode is pressurized, in which the chuck is pushed open and the welding bolt inserted into the component accommodating portion of the chuck is pushed out, supplied to the plate to be set on the lower electrode, and sandwiched between the upper and lower electrodes. FIG. 4 is an explanatory diagram when starting welding. FIG. 3 is an explanatory diagram when the welding bolt is pressed between the upper and lower electrodes and the chuck is lowered to the retracted position by a signal indicating that the setting is completed. FIG. 4 is a view on arrow AA of FIG. FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows B-B. FIG. 6 is a view taken along the line CC. FIG. 7 is a sequence diagram of the apparatus of the present invention.
[0016]
As can be seen from the drawings shown in FIGS. 3 and 4, the schematic structure of the component insertion device 1 and the chuck 2 is such that the components selected and sent from the parts feeder (not shown) have their directionality regulated, and 4 (including a hose or a square tube made of a vinyl material or a urethane rubber material), and is sent from the horizontal direction to the component insertion device 1 connected to the tip of the supply pipe one by one. In this case, the supply pipe 4 is a so-called square tube having a square cross section, and the width of the entire length of the welding bolt is regulated.
[0017]
The component insertion device 1 is disposed at a position corresponding to the retreating end of the chuck 2, and holds both sides of the head b 1 of the welding bolt B by a leaf spring 6 concentrically with the component housing portion 3 of the chuck 2. The main body of the component insertion device 1 is supported on a support plate 8 which is detachably fixed to a cylinder 7 of the chuck 2 by bolting. The component insertion device 1 has a component guide groove 9 for guiding and passing the screw portion b2 of the welding bolt B.
[0018]
In the component insertion device 1, with the head b 1 of the welding bolt B placed on the stopper 10, the screw portion b 2 guides and passes through the component guide groove 9, and directly below the piston rod 12 of the component insertion cylinder 11. Sent to When the welding bolt B is sent directly beneath the piston rod 12, it moves in the component guide groove 9 of the stopper 10, and the leaf springs 6 provided on both sides of the push-out port 13 at the tip of the stopper 10 form the bolt head b1. It has a double door structure that supports the lower part (under the neck) by hooking it.
[0019]
The leaf spring 6 always exerts a spring force in a direction to close the extrusion opening 13, and pushes out the welding bolt B by lowering the piston rod 12 for inserting a component. The pressing force of the piston rod 12 forcibly pushes the leaf spring 6 to both sides to drop the welding bolt B into the component receiving portion in the chuck. FIG. 3 shows a component delivery operation when the welding bolt B is forcibly pushed out from the push-out port 13 by the cylinder 11 of the component insertion device 1 and accommodated in the chuck 2.
[0020]
In this case, the chuck 2 may be a conventionally known one. For example, as shown in FIG. 1 and Japanese Patent Publication No. 60-54822, the chuck 2 is moved laterally with respect to the electrode pressing center line YY by the support pin P1. Two half-claws 5b, which form a conical groove for holding a welding bolt, are supported at the tips of two chuck levers 5a pivotally supported so as to be freely opened and closed.
[0021]
The claw 5b is formed with a conical tapered portion 5c for accommodating the head portion b1 of the welding bolt and a vertical groove 5d for inserting the screw portion b2. Are pivotally supported to open and close in the vertical direction around the center.
[0022]
The chuck 2 is attached to a tip of a spindle 15 that moves by an air cylinder 7. The supply head including the chuck 2 is attached to a position distant from the upper and lower electrodes 16 and 17, that is, to a bracket supported on the main body side of the resistance spot welding machine.
[0023]
The lower electrode 17 is supported on a lower arm 22 of the resistance spot welding machine. The lower electrode has a concentric insertion hole 18 into which the screw portion b2 of the welding bolt is inserted. A guide pin 19 inserted into the positioning hole of the work is inserted into the insertion hole 18. The guide pin 19 is connected to a guide rod 20 inserted concentrically with the lower electrode 17, and the vertical movement stroke of the guide rod 20 can be changed by a lifting cylinder (not shown). In this case, for example, the guide pin is made variable in two-stage stroke length using a tandem type air cylinder.
[0024]
Thus, the guide pin 19 is pushed up to a position of about 4 mm from the electrode surface for work positioning in a short stroke. In a long stroke, when the chuck 2 moves on the pressing center line of the lower electrode, the guide pin 19 reaches a position where the guide pin 19 comes into contact with the tip of the screw portion of the welding bolt in the chuck or in the vicinity thereof, to a height of about 25 mm. Go to pick me up. The switching operation of the two-stage stroke length is controlled by the ON / OFF switching operation of two solenoid valves SOL5 and SOL6 connected to the tandem cylinder as shown in the sequence of FIG.
[0025]
The guide pin 19 is provided with a component presence / absence sensor (a photoelectric switch, a proximity switch, a non-contact sensor, a limit switch, etc.) that is generally informed to confirm the setting of the welding bolt. Whether the screw portion b2 is completely inserted into the guide pin insertion hole 18 of the lower electrode 17 is detected by detecting the amount of displacement of the guide pin 19 to confirm the presence or absence of the supply bolt.
[0026]
In this embodiment, the sensor (not shown) for detecting the movement of the guide pin 19 or the guide rod 20 when the welding bolt B is supplied to the lower electrode 17 is mounted. When the guide pin 19 is pushed back to a predetermined position by the tip of the welding bolt when the chuck 2 is opened and the welding bolt B is pushed out by an operation, a displacement amount of the guide pin 19 is detected by a detector such as LS and the welding is performed. Check whether the bolts are present or not.
[0027]
It is possible to detect when welding bolts are fed incorrectly or foreign matter enters the welded part, preventing the occurrence of defective welding products and ensuring safety by stopping the operation of the next process. Is taken into account.
[0028]
The lower electrode 17 is provided with an air blow for injecting compressed air into a gap formed between the guide pin 19 and the insertion hole 18 to prevent spatter adhesion during welding, which may cause a malfunction of the guide pin 19. Done. The air blow is operated only during the welding period by using an air circuit that advances a push rod of a separator device for separating and supplying welding bolts sent from a parts feeder to a supply pipe one by one. The air blow has a structure in which the air is stopped after the end of welding by time control of a timer.
[0029]
Note that the guide pin 19 and the guide rod 20 may be separated from each other and connected therebetween via a resilient material such as a spring, so that the guide pin 19 may be configured to be floatable. Reference numeral 21 denotes a cooling holder for supplying cooling water to the outer peripheral surface of the lower electrode to prevent an excessive rise in temperature of the electrode, and is generally used.
[0030]
Hereinafter, a series of operations will be described with reference to the sequence diagram of FIG. The work W is set on the lower electrode 17 of the resistance spot welding machine in advance. In this case, the guide pin 19 floats about 4 mm from the electrode surface of the lower electrode and is inserted into the positioning hole of the work W. The welding bolt B is pushed out by the cylinder 11 of the component insertion device 1 and supplied to the component housing of the chuck 2, and waits in a state where the screw portion b2 of the welding bolt B is inserted into the groove of the component housing.
[0031]
(1) First, when the starter switch of the feeder is turned on, the balls of the parts feeder vibrate and the welding bolts are aligned while moving the spiral shooter. The welding bolts sent in a line are sent one by one to the supply pipe 4 by a separator (not shown) provided at the end of the shooter, and the stopper 10 of the component insertion device 1 connected to the end of the supply pipe from the stopper 10 to the component guide groove 9. And waits at the component push-out port 13. During this time, the cylinder 14 of the chuck 2 is operated to advance the spindle 15, and the welding bolt B supported by the chuck 2 is sent to the pressing line Y-Y of the lower electrode 17.
[0032]
(2) Next, when the chuck 2 is sent to the line Y-Y on the pressure line of the lower electrode 17, the detector detects the arrival of the chuck 2, and the detection signal activates the elevating cylinder 21 of the lower electrode 17. The guide rod 20 is pushed up, and the rising end of the guide pin 19 moves to the screw tip of the welding bolt.
[0033]
(3) The guide pin 19 rises by about 25 mm to a position where the rising end protruding from the electrode surface comes into contact with the tip of the screw portion b2 of the welding bolt, or in the vicinity thereof, to pick up the supply component. When the rising end of the guide pin 19 moves to a predetermined position, it is detected by a detector that the upper end of the guide pin 19 has come into contact with the tip of the thread portion of the welding bolt. It enters the component storage section of the chuck 2.
[0034]
During this time, the claws of the chuck 2 are spread right and left on the outer peripheral surface of the upper electrode 16, and the upper electrode 16 suppresses the head b1 of the welding bolt. While the guide pin 19 holds down the tip of the screw portion b2 of the welding bolt, the upper electrode 16 further descends and pushes down the welding bolt B together with the guide pin 19 to completely forcibly screw the screw portion b2 into the insertion hole 18 of the lower electrode 17. The projection of the bolt head b1 is brought into close contact with the opposing work W.
[0035]
(4) When the guide pin 19 is lowered to a predetermined position by the supply operation of the upper electrode 16 at the time of bolt setting, the detector of the lower electrode 17 confirms the completion of component supply, and the spindle 15 of the chuck 2 is operated by the set confirmation signal. Retreat. The chuck 2 is pulled back to the original position by the cylinder 7. With this return operation, the claw 5b engages with the outer periphery of the upper electrode 16, opens on both sides around the support pin P2, and separates from the upper electrode 16. As soon as the chuck 2 reaches the retreat end, a welding timer is started to generate a pressing force necessary for welding between the upper and lower electrodes, and a welding current is supplied between the electrodes to perform projection welding.
[0036]
(5) When the chuck 2 that moves backward at the same time as the welding start reaches a predetermined return position, this is confirmed by the detector, and the confirmation signal activates the solenoid valve SOL2 to activate the air blow of the separator and the lower electrode 17. I do. After a lapse of a predetermined time T2, the solenoid valve SOL3 is operated, and compressed air is jetted from the air blow nozzle to the supply pipe 4 for a predetermined time T3, the next welding bolt is separated by the separator, and the component is inserted into the component insertion device 1 through the supply pipe 4. Will be sent.
[0037]
(6) When the welding bolt is sent to the component insertion device 1, after a predetermined time T4, the solenoid valve SOL5 of the cylinder 11 is operated, and the welding bolt B waiting at the push-out port 13 is pressed by the pressing force of the piston rod 12. The sheet is forcibly extruded from the leaf spring and supplied into the chuck 2.
[0038]
(7) When the air blow stops after a predetermined time T3, the electromagnetic valve SOL6 of the lower electrode 17 is turned off, and the guide pin 19 is lowered to the work setting position. In this way, one cycle of operation from component supply to welding is completed.
[0039]
In this embodiment, each of the various air cylinders is replaced with a servomotor, and the rotational motion of the servomotor is converted into linear motion by a mechanical drive such as a screw nut and a ball screw, a rack and a pinion, or a cam. By synchronizing each operation with the electronic control of the microcomputer, it becomes possible to remarkably reduce parts supply and welding time.
[0040]
【The invention's effect】
As explained above, according to the method of the present invention, when automatically supplying from a parts feeder a threaded portion of a welding bolt having a thread portion shorter than the head diameter, the welding bolt fed from a horizontal direction through a supply pipe is used. Once received by the component insertion device, the welding bolt is forcibly pushed out by the component insertion device and can be reliably supplied to the chuck directly underneath. Therefore, stable delivery of the supplied components and accurate component supply to the target position Welding can be performed efficiently with a short tact. Therefore, compared to the conventional equipment and electrode equipment that could not automatically supply short parts, the provision of this component insertion means has enabled stable automatic supply of short parts from the parts feeder. Become.
[0041]
Further, according to the method of the present invention, a short-shaped T-shaped part having a short screw portion can be reliably positioned and held in a stable state, and a part supply error and a welding defect can be reliably prevented.
[0042]
Furthermore, according to the apparatus of the present invention, the guide pin is pushed up to a position slightly protruding from the electrode surface for positioning the work in a short stroke, and when the chuck moves on the pressing center line of the lower electrode in a long stroke. Since the guide pin is brought to the position where it comes into contact with the tip of the screw portion of the welding bolt in the chuck, the T-shaped short part having a short screw portion is sandwiched between the upper electrode and the guide pin. Since it is lowered to the lower electrode position, it is possible to reliably position and hold the supply component in a stable state, and it is possible to reliably prevent welding failure due to component supply error.
[0043]
Further, according to the present invention, the switching operation of the two-stage stroke is controlled by the tandem cylinder, so that the structure is simpler than that of the conventional component supply device, and the positioning guide pin is connected to the tandem cylinder. By doing so, it can be easily converted to an existing welding bolt electrode device.
[0044]
According to the present invention, the various air cylinders are replaced with servo motors, and the rotary motion of the servo motors is converted into linear motions by the drive unit under the electronic control of a microcomputer, so that the multi-axis drive robot can transfer workpieces and parts. It is possible to digitally and synchronously control the supply of electric parts by the feeder, various welding operations by the electric pressurized servo spot welding machine (pressing force, welding current, energizing time), and the moving speed of each model. By digital control of a series of operations according to the sequence program described above, it is possible to remarkably reduce welding assembly time, realize safety, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a component supply system according to the present invention, in which welding bolts held in a component receiving portion of a chuck are supplied concentrically between upper and lower electrodes in an open state of a resistance spot welding machine. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing the operation of pressing down the upper electrode when the upper electrode is pressurized, opening the chuck, supplying the welding bolt inserted into the component housing of the chuck to the plate to be welded set on the lower electrode, and sandwiching it between the upper and lower electrodes. FIG. 4 is an explanatory diagram when starting welding.
FIG. 3 is an explanatory diagram when a chuck is lowered to a retracted position by a signal indicating that a welding bolt is pressurized between upper and lower electrodes and setting is completed.
FIG. 4 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 3;
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 3;
FIG. 6 is a view as viewed in the direction of arrows CC in FIG. 3;
FIG. 7 is a sequence diagram illustrating the operation of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Component insertion apparatus 2 Chuck 3 Component storage part 4 Supply pipe 6 Leaf spring 7 Cylinder 8 Support plate 9 Part guide groove 10 Stopper 11 Cylinder 12 Piston rod 13 Push-out opening 14 Leaf spring 15 Spindle 16 Upper electrode 17 Lower electrode 18 Insertion hole 19 Guide pin 20 Guide rod 21 Cooling holder B Weld bolt (supplied part) b1 Bolt head b2 Screw part P1 Support pin P2 Support pin
