JP2008213032A - プロジェクションボルトの通過制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空気噴射で供給通路内を送給されるプロジェクションボルトを、ストッパユニットで停止・通過させることと、供給ロッドの進退位置とを有機的に関連させることのできるプロジェクションボルトの通過制御装置を提供する。
【解決手段】 ボルト１０に空気噴射をしてストッパユニット２９のストッパ片５４で一旦停止し、その後、ストッパユニット２９の送出管５７から供給ロッド１７の保持ヘッド１８に保持させるものであって、供給ロッド１７が後退位置に停止しているときの保持ヘッド１８と送出管５７との相対位置が合致するようにし、供給ロッド１７の後退位置信号によってストッパ片５４を停止位置から開通位置に移動させる。
【選択図】図４

Description

この発明は、プロジェクションボルトを鋼板部品に電気抵抗溶接で溶接するのに際して、同ボルトの移送通過を制御するものに関している。

進退動作式の供給ロッドの保持ヘッドに保持されたプロジェクションボルトを電気抵抗溶接電極に設けた受入孔に挿入し、その後、前記電極の進出によって待機している鋼板部品にプロジェクションボルトを溶接するものが、特許第２５０９１０３号公報によって知られている。また、ロボット装置にクランプされた鋼板部品の移動動作と、プロジェクションナットを電極に供給する動作とが同期しているものが、特開平９−５７４５８３号公報によって知られている。
特許第２５０９１０３号公報 特開平９−５７４５８３号公報

上述の特許文献に開示されている技術においては、プロジェクションボルトを１つずつ送り出す送出制御装置と、高速で供給通路内を搬送されてきたプロジェクションボルトの衝撃を緩和させるストッパユニットと、供給ロッドの進退位置との相互関係が合理的な態様で形成されていない。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、空気噴射で供給通路内を送給されるプロジェクションボルトを、ストッパユニットで停止・通過させることと、供給ロッドの進退位置とを有機的に関連させることのできるプロジェクションボルトの通過制御装置の提供を目的とする。

問題を解決するための手段

請求項１記載の発明は、プロジェクションボルトに空気噴射をして供給通路内を送給し、この送給されてきたプロジェクションボルトをストッパユニットのストッパ片で一旦停止し、その後、ストッパ片を開通位置に移動させてストッパユニットの送出管から供給ロッドの保持ヘッドに保持させる形式のものにおいて、供給ロッドが後退位置に停止しているときの保持ヘッドと前記送出管との位置が適正に合致するように保持ヘッドと送出管の相対位置を設定し、供給ロッドの後退位置において発せられる後退位置信号によって前記ストッパ片を停止位置から開通位置に移動させることを特徴とするプロジェクションボルトの通過制御装置である。

発明の効果

空気噴射によって供給通路内を移動してきたプロジェクションボルトは、閉止状態となっているストッパ片で一旦停止とされ、保持ヘッドに対する衝撃が緩和される。それに引き続いて前記後退位置信号により、ストッパ片が開通位置に移動してプロジェクションボルトが保持ヘッドに到達する。

すなわち、供給ロッドが後退したとき、保持ヘッドが送出管に合致するように、送出管と保持ヘッドとの相対位置が設定されている。このように供給ロッドが後退位置に停止し、後退位置信号によってストッパ片が動作して、停止させられていたプロジェクションボルトが、ストッパ片を通過して保持ヘッドに受け止められるようになっている。したがって、供給ロッドが戻り切った状態でストッパユニットは通過可能状態になる。

上述のように、供給ロッドの後退位置において後退位置信号が出され、この信号に応答させてストッパユニットが動作するものであるから、供給ロッドが復帰して送出管と保持ヘッドが合致している状態のところへプロジェクションボルトが送り出される。したがって、プロジェクションボルトは確実に保持ヘッドに保持されて、信頼性の高い動作がえられる。

とくに、送出管と保持ヘッドとの相対位置は、供給ロッドの停止位置が少しでも狂ったりすると、プロジェクションボルトが正常に保持ヘッドへ移行されないという現象が生じるため、供給ロッドの動作位置を正確に把握した状態のもとでストッパユニットを通過状態にする必要がある。本発明においては、このような重要な要件を、供給ロッドの進退位置との相関で確実に満足させることができる。

請求項２記載の発明は、前記プロジェクションボルトに対する空気噴射は、供給ロッドが進出して目的箇所へプロジェクションボルトが到達するのとほぼ同時に行われるように構成した請求項１記載のプロジェクションボルトの通過制御装置である。

この目的箇所へのプロジェクションボルト到達とほぼ同時に、空気噴射を供給通路内のプロジェクションボルトに対して行うようにしている。すなわち、供給ロッドによるプロジェクションボルトの目的箇所への供給とほぼ同時に供給通路内へ空気噴射が行われる。したがって、供給完了後の供給ロッドの復帰動作と、ストッパユニットに向かうプロジェクションボルトの移送とを並行して進行させることができて、装置の動作時間の短縮にとって効果的である。

さらに、前記空気噴射で１つのプロジェクションボルトをストッパユニットに移送し、それを供給ロッドの後退位置信号に応答させて保持ヘッドに到達させることになる。つまり、１つ目が確実に保持ヘッドへ移行されてから、つぎの供給ロッドのストロークに応じた２つ目のプロジェクションボルトが空気噴射でストッパユニットへ移送されてくることとなる。したがって、１つのプロジェクションボルトが確実に供給ロッドの進出で送り出されてから、つぎのプロジェクションボルトが移送されてくることとなり、正確で安定した供給サイクルとなって、装置の動作信頼性が向上する。

請求項３記載の発明は、前記プロジェクションボルトに対する空気噴射の空気噴射口は、プロジェクションボルトを１つずつ送り出す送出制御装置またはその近傍に配置されている請求項１または請求項２記載のプロジェクションボルトの通過制御装置である。

前記空気噴射口が、送出制御装置の内部構造として配置されているか、または送出制御装置の近傍に配置されているので、送出制御装置で選定されたプロジェクションボルトが確実にストッパユニットへ送出される。

つぎに、本発明のプロジェクションボルトの通過制御装置を実施するための最良の形態を説明する。

図１〜図７は、実施例１を示す。

プロジェクションボルトについて説明する。

図２（Ｂ）に示すように、プロジェクションボルト１０は鉄製であり、軸部１１に円形のフランジ部１２が一体に形成され、軸部１１とは反対側のフランジ面に円形の溶着用突起１３が設けてある。そして、フランジ部１２は軸部１１と同心円の状態とされている。各部の寸法は、軸部１１の直径は５ｍｍ、軸部１１の長さは２３ｍｍ、フランジ部の直径は１３ｍｍ、フランジ部の厚さは１ｍｍ、溶着用突起１３の直径は９ｍｍ、溶着用突起１３の突出厚さは１．２ｍｍである。なお、以下の説明においては、プロジェクションボルトを単にボルトと記載する場合がある。

溶接装置全体について説明する。

図１（Ａ）は、溶接装置全体を示す側面図である。床１にほぼ鉛直方向の支柱２が固定され、その上端と下方に支持アーム３，４がほぼ水平方向に固定されている。支持アーム３に進出加圧手段であるエアシリンダ５がほぼ鉛直方向に取付けられ、このエアシリンダ５のピストンロッドに可動電極６が結合されている。前記進出加圧手段は進退出力をするものであればよく、エアシリンダ５以外に進退出力をする電動モータや、ラックピニオン機構等を採用することができる。

一方、支持アーム４には、可動電極６と対をなす固定電極７が同軸状態で取り付けてある。符号Ｏ−Ｏは、両電極６，７の電極軸線である。さらに、溶接電流を供給する溶接トランス８が支柱２に固定されている。上述のようなエアシリンダ５，可動電極６，固定電極７，溶接トランス８等によって電気抵抗溶接機構１００が構成されている。なお、固定電極７を昇降可動式にすることも可能である。すなわち、図１（Ｂ）に示すように、支持アーム４にエアシリンダ９を固定し、このエアシリンダ９の出力で電極７を昇降させる。こうすることによって、両電極６，７間のスペースを拡大し、鋼板部品の移動を容易にすることができる。

前述のように、上側の電極６を進退させることに換えて、下側の電極７を進退させるようにすることもできる。あるいは、両電極６，７とも進退できるようにすることも可能である。このようにすることによって、一対の電極のいずれか一方または両方が電極軸線に沿って進出加圧手段によって進退するのである。

可動電極６にボルト１０を保持させるために、溶接部品供給機構１０１が設けてある。図４にも示すように、三角形状の基部材１４の傾斜部分にガイド筒１５が固定され、その端部に進退駆動手段であるエアシリンダ１６が結合されている。このエアシリンダ１６のピストンロッドに供給ロッド１７が結合され、その先端に保持ヘッド１８が固定されている。したがって、供給ロッド１７は電極軸線Ｏ−Ｏに対して斜め方向から交差するように配置されている。前記進退駆動手段は進退出力をするものであればよく、エアシリンダ１６以外に進退出力をする電動モータや、ラックピニオン機構等を採用することができる。

図２（Ａ）に示すように、可動電極６に受入孔２０が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態で設けられ、ここに軸部１１を挿入するために、基部材１４，ガイド筒１５，エアシリンダ１６，供給ロッド１７を一体にして昇降するようになっている。この昇降を行うために、挿入駆動手段であるエアシリンダ２１が設けられている。エアシリンダ２１は、鉛直方向に配置されたピストンロッド２２が静止部材である支持アーム３に固定され、シリンダボディー２３が基部材１４に結合されている。したがって、シリンダボディー２３が昇降部材となっている。

ボルト１０は、パーツフィーダ２４の送出通路部材２５から連続的に送出され、送出制御装置２６が動作して１つずつ送り出される。この送出制御装置２６から出た１つのボルト１０は、供給ホース２８を経て基部材１４に固定されたストッパユニット２９に送られる。ボルト１０には空気噴射管２７から空気を噴射して、ストッパユニット２９にとどけられる。

プロジェクションボルト１０が溶接される鋼板部品は、符号３０で示されている。鋼板部品３０の形状としては、ほぼ平板状のもの、断面Ｌ字型のもの、凹部と湾曲部と平板部等が組み合わされたもの等種々なものがある。ここでの鋼板部品３０は、平板状の部分に湾曲した部分が連続した比較的単純な形状である。

鋼板部品３０に１つ目のボルト１０が溶接されたら、次の溶接箇所を電極軸線Ｏ−Ｏの位置に移動させて２つ目のボルト１０を溶接する。このような移動を行うために、鋼板部品移動機構１０２が設けられている。この機構１０２は、鋼板部品３０を保持して移動させることのできる機構であればよく、ここでは一般的に使用されているロボット装置３１である。このロボット装置３１は、通常の６軸タイプのものである。なお、符号３２は、鋼板部品３０を掴むチャック機構である。

電極の受入孔２０は図２（Ａ）に示すように、可動電極６に設けられているが、これを固定電極７側に設けてもよい。こうするときには、供給ロッド１７を斜め下側から進退させて、上側からボルト１０を差し込むようにする。このようにして、いずれか一方の電極に電極軸線と同軸状態の受入孔が形成されることになる。

つぎに、供給ロッド１７の詳細構造を説明する。

図２（Ａ）に示すように、供給ロッド１７の先端に結合されている保持ヘッド１８は、非磁性材料であるステンレス鋼で作られたブロック材を加工したもので、上方に開放した円形の収容孔３３内にフランジ部１２が収容される。収容孔３３には環状の段部３４が形成され、ここにフランジ部１２の表面が着座する。保持ヘッド１８に埋設した永久磁石３５の吸引力がフランジ部１２に作用して、前記着座が確実に行われる。

収容孔３３の底部に開口する空気通路３６が設けられ、この空気通路３６は供給ロッド１７の内部を通って空気ホース３７に連通している。空気ホース３７は、供給ロッド１７にジョイント管（図示していない）を介して結合され、供給ロッド１７の進退時に伸縮できるようにコイル状に形成され、後述の空気切換弁に接続されている。なお、受入孔２０の奥部に永久磁石３８が固定され、受入孔２０に入ってきた軸部１１を吸引してボルト１０が落下しないようにしている。

つぎに、送出制御装置２６の詳細構造を説明する。

図３に示すように、送出通路部材２５から連続的に出てきたボルト１０を、送出制御装置２６から１つずつ送り出す。ほぼ直方体の形をした外箱４０内でその長手方向に摺動する移動片４１が設けられている。この移動片４１は、直方体形状でありその中央部に受入凹部４２が形成されている。この受入凹部４２は外箱４０に形成した進入口４３を経て送出通路部材２５に連通している。移動片４１は、外箱４０に固定したエアシリンダ３９によって進退するようになっている。移動片４１に永久磁石４４が埋設され、受入凹部４２に入ってきたボルト１０の位置決めが行われる。なお、図３（Ａ）には理解しやすくするために、同図（Ｂ）に図示した蓋板４５は図示していない。

外箱４０の底板４７に送出口４６が設けられ、それと同軸位置の蓋板４５に空気噴射口４８があけられ、前記空気噴射管２７が接続されている。この空気噴射管２７は後述の空気切換弁に接続されている。また、送出口４６に供給ホース２８が接続されている。供給ホース２８はウレタン樹脂で作られ所要の形状に湾曲することができるようになっている。なお、符号３２（図４参照）は、供給ホース２８内の供給通路を示している。

送出通路部材２５内のボルト１０が永久磁石４４に吸引されて受入凹部４２内に収容されると、移動片４１はエアシリンダ３９の動作で移動し、受入凹部４２が送出口４６と合致した位置で停止する。この停止と同時に空気噴射口４８から空気が噴射され、ボルト１０は供給ホース２８内を勢いよく移送されて、ストッパユニット２９に到達する。

前記空気噴射口４８は送出制御装置２６に形成されているが、この空気噴射口４８を２点鎖線で示すように、送出制御装置２６の近傍の供給ホース２８に開口させることも可能である。

つぎに、ストッパユニット２９の詳細構造を説明する。

図４に示すように、ユニットケース５０に進入口５１と送出口５２が対向した位置関係で設けられ、通過孔５３があけられたストッパ片５４がユニットケース５０内を摺動するようになっている。このストッパ片５４は、ユニットケース５０に取付けたエアシリンダ５５によって進退する。通過孔５３の隣に配置された中実部分が停止部５６とされている。

図示の状態は、停止部５６が進入口５１を閉じているもので、前記送出制御装置２６から高速で空気搬送をされてきたボルト１０は、その溶着用突起１３が勢いよく停止部５６に衝突して２点鎖線図示のように、一旦停止の状態になる。このようにしてボルト１０は一旦停止の状態とされて、ボルト１０が保持ヘッド１８の段部３４を直撃するのを回避して、保持ヘッド１８の傷みを防止している。つぎに、エアシリンダ５５の動作でストッパ片５４が移動して通過孔５３が進入口５１と送出口５２に合致すると、ボルト１０はユニットケース５０に結合された送出管５７内へ落下してゆく。

供給ロッド１７が後退位置におかれている状態、すなわちエアシリンダ１６のピストン１９が最も後退した位置におかれている状態のとき、保持ヘッド１８の収容孔３３が送出管５７の通路に合致して、ボルト１０のフランジ部１２が円滑に収容孔３３内に落ち込むようになっている。つまり、供給ロッド１７が後退したときに、収容孔３３が送出管５７に合致するように、送出管５７と供給ロッド１７との相対位置が設定されている。

装置全体の動作部分の移動距離は、つぎのとおりである。

供給ロッド１７の後退位置、すなわち図４に示すように、保持ヘッド１８の収容孔３３が送出管５７の通路に正確に合致している状態から、供給ロッド１７の前進位置、すなわち図２（Ａ）に示すように、保持ヘッド１８に保持されたボルト１０の軸部１１が受入孔２０と同軸になった状態までのストローク距離Ｓ１（図１（Ａ）参照）は、３５０ｍｍである。また、保持ヘッド１８の進出が停止して軸部１１が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸になっているときの軸部１１の先端と可動電極６の下端面との間隔Ｓ２（図２（Ａ）参照）は、１７ｍｍである。さらに、エアシリンダ２１の動作で軸部１１の先端部が受入孔２０に進入し、空気通路３６からの空気噴射に備えている状態での軸部１１の受入孔２０への進入長さＳ３（図２（Ａ）参照）は、３ｍｍである。

つぎに、装置全体を動作させる制御システムを説明する。

図５は、制御システムを示すブロック図である。制御は制御装置１０３によって行われる。この制御装置１０３は、一般的に採用されているシーケンス装置やコンピュータ装置によって構成される。また、各エアシリンダに動作空気を供給する空気切換弁６０が、制御装置１０３から出力される動作信号によって機能するようになっている。さらに、タイマー装置６１からの計時信号が制御装置１０３に通知され、それに基づいて出力される動作信号で受入孔２０への軸部１１の挿入動作が実行されるようになっている。タイマー装置６１自体は、計時開始から所定時間経過毎に、例えば、空気噴射開始信号、保持ヘッドの後退開始信号、供給ロッドの復帰開始信号等を発するものであり、図５（Ｂ）や後述の説明に記載されている。

図５において、矢線は、制御装置１０３にエアシリンダ１６のストローク位置信号を通知したり、制御装置１０３とタイマー装置６１間の信号の授受を行ったり、制御装置１０３から空気切換弁６０に動作信号を供給したりする通信線である。また、空気切換弁６０と各エアシリンダを結ぶ線は、空気給排用の空気管である。

エアシリンダ１６には、供給ロッド１７の前進位置を検知する前進位置センサー６２と、供給ロッド１７の後退位置を検知する後退位置センサー６３が取付けられている。そして、両センサー６２，６３の中間に供給ロッド１７の中間位置センサー６４が配置されている。これらのセンサー６２，６３および６４は、供給ロッド１６のピストン１９の位置を検知する形式のものであり、一般的に使用されている電磁的検知センサーである。このような３位置を検出するために別の方法として、エアシリンダ１６のストローク動作で位置信号を発するパルスエンコーダーを用いてもよい。

図５（Ａ）の状態は、供給ロッド１７が後退位置にあり、それによって後退位置センサー６３からの信号が制御装置１０３に入力される。これによって発せられた動作信号が空気切換弁６０に送信され、空気切換弁６０からストッパユニット２９のエアシリンダ５５に動作空気が供給されて、ストッパ片５４が停止位置から通過位置に移動し、図４の２点鎖線図示のように待機していたボルト１０が保持ヘッド１８に落下して段部３４に着座する。ストッパ片５４をボルト１０が通過すると、空気切換弁６０の動作で直ちにストッパ片５４は元の停止位置に復帰する。

上述の状態で制御装置１０３から起動信号が出力され、空気切換弁６０から動作空気がエアシリンダ１６に供給されて供給ロッド１７が前進し、前進位置センサー６２の検知信号によって供給ロッド１７の前進が停止する（図６（Ａ）参照）。すなわち、前進位置センサー６２の信号が制御装置１０３に入力され、それによって空気切換弁６０が動作してエアシリンダ１６の進出が停止する。この状態では図２（Ａ）に示すように、軸部１１が受入孔２０と同軸状態になっている。

前進位置センサー６２の検知信号、すなわち図５（Ｂ）に示す「供給ロッド前進位置信号」によって挿入駆動手段であるエアシリンダ２１に動作空気が供給され、保持ヘッド１８に保持されたボルト１０が上昇する。エアシリンダ２１の上昇動作開始と同時に、前記「供給ロッド前進位置信号」によってタイマー装置６１が計時を開始する。

タイマー装置６１の計時開始後０．３秒経過すると、噴射開始信号がタイマー装置６１から制御装置１０３に通知され、これによってエアシリンダ２１の上昇が停止する（図６（Ｂ）参照）。この停止位置は、軸部１１の先端部が受入孔２０に距離Ｓ３すなわち３ｍｍ進入した箇所である。この停止と同時に空気切換弁６０からの空気が空気ホース３７を通って空気通路３６から溶着用突起１３とフランジ部１２に噴射され、ボルト１０は永久磁石３５の吸引力に抗して受入孔２０内に進入し、フランジ部１２の上面が可動電極６の端面に密着して停止する（図６（Ｃ）参照）。この停止位置は、永久磁石３８の吸引力によって維持されている。空気噴射がなされるときには、軸部１１が３ｍｍ受入孔２０に進入しているので、軸部１１は受入孔２０から逸脱することなく、円滑に高速で進入して行く。

上述のように、軸部１１の先端部が３ｍｍ進入した箇所で停止するようにするために、間隔Ｓ２と距離Ｓ３の合計寸法である２０ｍｍを０．３秒で移動するように、エアシリンダ２１の進出速度が設定されている。この進出速度は、空気切換弁６１からの空気供給速度によって設定される。そして、この空気供給速度は、制御装置１０３からの信号によって空気切換弁６１が制御されることによって設定される。あるいは、エアシリンダ２１に取付けた空気絞り弁（スピードコントロール弁）で速度調整をすることができる。換言すると、０．３秒間の計時時間を設定しておくことにより、軸部１１を３ｍｍ進入した位置で正確に停止させることができるのである。このような正確な停止位置の確保は、エアシリンダ２１の上昇速度が正確に設定できることによって、可能となっている。したがって、軸部１１の先端部が３ｍｍ進入した箇所で軸部１１の進入を停止し、引き続いて空気噴射に変換するという微細な制御が、タイマー装置６１の時間刻みによって正確になされるのである。このようなエアシリンダ２１に換えて、パルスエンコーダーを備えた進退出力式の電動モータを使用することもできる。

保持ヘッド１８が空気噴射位置に上昇している時間は、タイマー装置６１の計時開始後０．５秒経過するまでの０．２秒である。この０．２秒の時間内に空気噴射がなされる。空気噴射によってボルト１０が受入孔に入り切るのに要する時間は、きわめて短時間である。すなわち、０．２秒を大幅に下回る時間で空気噴射によるボルト１０の進入が完了する。この進入に要する時間を計測することは、ボルト１０が短距離を高速で移動するものである関係上困難であるが、０．０１秒〜０．０３秒であると推測される。したがって、上記０．２秒というゆとりのある時間内に確実に空気噴射でボルト１０の進入を完了させることができる。

なお、上記の０．０１秒〜０．０３秒は、保持ヘッド１８の空気通路３６の開口径は３ｍｍとされ、空気圧力は５Ｋｇｆ／ｃｍ^２で動作させた場合の数値である。

つぎに、タイマー装置６１の計時開始から０．５秒経過すると、タイマー装置６１から後退開始信号が出される。この後退開始信号によってエアシリンダ２１が下降し、保持ヘッド１８は可動電極６の真下、すなわち図２（Ａ）に示す位置に戻される（図６（Ｄ）参照）。この戻り距離は前述のように２０ｍｍであり、それに要する時間は０．１秒を見込んである。したがって、この戻り所要時間を０．２秒にタイマー装置６１で設定しておけば、すなわち計時開始から０．７秒経過するまでに図６（Ｄ）に示す位置まで戻ればよいので、この点においてもゆとりのある時間内で戻り動作が確実に実行できるという効果がある。

図６（Ｄ）に示す位置まで保持ヘッド１８が戻った後、計時開始から０．７秒経過すると、エアシリンダ１６で供給ロッド１７を後退させる復帰開始信号がタイマー装置６１から制御装置１０３に発信され、制御装置１０３からの動作信号でエアシリンダ１６が復帰し、供給ロッド１７は後退位置に戻される。

空気通路３６からの空気噴射は前述のように、噴射開始信号によって開始され、噴射終了は、供給ロッド１７（保持ヘッド１８）が前進位置センサー６２と後退位置センサー６３との中間位置に戻った時点とされている。したがって、中間位置センサー６４からの検知信号が制御装置１０３に送信され、それによって空気切換弁６０が動作して空気噴射が終了する。このように、保持ヘッド１８が中間位置に戻るまで空気噴射を継続することによって、保持ヘッド１８に残留しているボルト１０を戻り動作中に空気噴射で吹き飛ばして（図６（Ｄ）の２点鎖線図示参照）、軸部１１が送出管５７に衝突したりして保持ヘッド１８の収容孔３３を損傷することが防止される。このような、いわゆる「ボルトの連れ帰り現象」は、空気噴射圧力が何等かの原因で低くなったり、収容孔３３内に鉄くずのような異物が入ったりして発生することがあり、そのような場合に備えて供給ロッド１７の戻り動作中にボルト１０を落下させるようにしている。

ボルト１０が受入孔２０に完全に挿入されたことを示す信号としては、タイマー装置６１の計時信号、例えば、計時開始後０．４秒経過によって発せられる信号とすることができる。ここでは、十分に余裕を見込んで供給ロッド１７の復帰ストローク途上の所定位置、すなわち供給ロッド１７の復帰時に中間位置センサー６４でえられる信号としている。この所定位置は、保持ヘッド１８がエアシリンダ１６の復帰動作で十分に戻る距離を見込んで設定される。

さらに、図５（Ａ）に示すように、ロボット装置３１自体にロボット制御装置６６が配置され、そこからの信号でロボット装置３１の種々な挙動が行われる。この挙動において、鋼板部品３０に対するボルト１０の溶接箇所が固定電極７に合致すると、ロボット制御装置６６から信号が発せられ、制御装置１０３に送信される。

前述のボルト１０が受入孔２０に完全に挿入されたことを示す信号と、鋼板部品３０に対するボルト１０の溶接箇所が固定電極７に合致することによって発せられる信号とが、制御装置１０３においてアンド処理をされて可動電極６が進出を開始するようになっている。つまり、ボルト１０が確実に可動電極６に保持されていることと、鋼板部品３０が電極に対して適正な位置に存在していることが確認されてから、可動電極６の進出がなされる。なお、鋼板部品３０におけるボルト１０の溶接箇所が固定電極７に対して適正に先行して合致され、その後、供給ロッド１７の復帰信号を機能させるような場合には、復帰信号が復帰ストロークの途上でえられる中間位置センサー６４の方が時間短縮の面で有利である。もし、この復帰信号を後退位置センサー６３からえるようにした場合には、センサー６４から６３までの復帰ストローク時間が余計にかかることとなる。

上述のようにして、制御装置１０３は、少なくとも前記受入孔２０へのボルト挿入完了信号と、鋼板部品３０の移動完了信号を受けて、進出加圧手段であるエアシリンダ５の動作信号を出力し、この動作信号によって後退状態の可動電極６の進出を開始するのである。

このようにして可動電極６が進出してボルト１０の溶着用突起１３が鋼板部品３０に加圧され溶接電流が通電されて溶接が完了する。

供給ロッド１７が後退したときに、収容孔３３が送出管５７に合致するように、送出管５７と供給ロッド１７との相対位置が設定されている。このように供給ロッド１７が後退位置に停止し、後退位置センサー６３からの後退位置信号が制御装置１０３に送信されて、エアシリンダ５５が動作して停止させられていたボルト１０が、通過孔５３を通って保持ヘッド１８の収容孔３３に受け止められるようになっている。したがって、供給ロッド１７が戻り切った状態でストッパユニット２９は通過可能状態になる。

前記噴射開始信号によってボルト１が受入孔２０に挿入されるのであるが、この動作による挿入完了は、供給ロッド１７が進出して目的箇所である受入孔２０に到達させられた状態に相当している。そして、この目的箇所へのボルト到達とほぼ同時に、送出制御装置２６からの空気噴射をボルト１０に対して行うようにしている。すなわち、保持ヘッド１８の空気通路３６からの空気噴射開始と同時に、空気噴射口４８からボルト１０に空気噴射がなされて、ストッパユニット２９へボルト移送がなされ、ボルト停止が行われる。換言すると、保持ヘッド１８において空気噴射が行われているときには、供給ロッド１７が前進位置に存在していて、ストッパユニット２９の停止部５６にはボルト１０が係止されないままで閉止状態になっている。したがって、保持ヘッド１８での空気噴射と同時に空気噴射口４８から空気を噴射することにより、供給ホース２８内をボルト１０が移送されることと、供給ロッド１７が復帰することとを並行して行わせることができ、装置の動作時間の短縮にとって効果的である。

図１（Ａ）は、鋼板部品３０にはすでにボルト１０が溶接され、ロボット装置３１によって鋼板部品３０が移動し、次の溶接箇所が固定電極７に合致している状態を示している。このような動作は、ボルト１０が溶着して可動電極６が後退すると、後退位置センサー６３からの信号によってロボット制御装置６６から起動信号が発信されて、ロボット装置３１が次の溶接箇所への移動を行うようになっている。

図１（Ａ）に示すような単純な移動は、電極軸線Ｏ−Ｏ含む空間内で行われる。しかし、鋼板部品３０を反転させるような場合には、両電極６，７間の狭い空間スペースでは反転ができないので、鋼板部品３０を両電極６，７間から外側へ移動させて反転する。したがって、このような反転は、電極軸線Ｏ−Ｏを含まない空間内で行われることになる。

図７は、供給ロッド１７の進退動作と、ロボット装置３１による鋼板部品３０の移動と、可動電極６の進退動作との関係を示すタイミングチャートである。図７から明らかなように、受入孔２０にボルト１０が挿入される動作と、ロボット装置３１によって溶接箇所を固定電極７に合致させる動作が重複している。そして、供給ロッド１７が後退し鋼板部品３０の溶接箇所が固定電極７に合致させられると、それに引き続いて可動電極６が進出し加圧・通電がなされる。

前記パーツフィーダ２４は、振動式ボウルの送出通路部材２５からボルト１０を送出するものであるが、それ以外に回転板に取り付けた磁石で所定個数の部品を吸着してそれを送出通路から送出するもの、あるいは、回転円板で搬送通路に部品を移動させこの部品が移送通路から送出されるもの等いろいろなものが採用できる。

上述の実施例においては各種のエアシリンダが採用されているが、これに換えて進退出力をする電動モータや、ラックピニオン機構などを採用してもよい。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

空気噴射によって供給通路３２内を移動してきたボルト１０は、閉止状態となっているストッパ片５４で一旦停止とされ、保持ヘッド１８に対する衝撃が緩和される。それに引き続いて前記後退位置センサー６３からの信号により、ストッパ片５４が開通位置に移動してボルト１０が保持ヘッド１８に到達する。

すなわち、供給ロッド１７が後退したとき、保持ヘッド１８が送出管５７に合致するように、送出管５７と保持ヘッド１８との相対位置が設定されている。このように供給ロッド１７が後退位置に停止し、後退位置センサー６３の信号によってストッパ片５４が動作して、停止させられていたボルト１０が、ストッパ片５４を通過して保持ヘッド１８に受け止められるようになっている。したがって、供給ロッド１７が戻り切った状態でストッパユニット２９は通過可能状態になる。

上述のように、供給ロッド１７の後退位置において後退位置センサー６３の信号が出され、この信号に応答させてストッパユニット２９が動作するものであるから、供給ロッド１７が復帰して送出管５７と保持ヘッド１８が合致している状態のところへボルト１０が送り出される。したがって、ボルト１０は確実に保持ヘッド１８に保持されて、信頼性の高い動作がえられる。

とくに、送出管５７と保持ヘッド１８との相対位置は、供給ロッド１７の停止位置が少しでも狂ったりすると、ボルト１０が正常に保持ヘッド１８へ移行されないという現象が生じるため、供給ロッド１７の動作位置を正確に把握した状態のもとでストッパユニット２９を通過状態にする必要がある。本実施例においては、このような重要な要件を、供給ロッド１７の進退位置との相関で確実に満足させることができる。

ボルト１０に対する空気噴射は、供給ロッド１７が進出して目的箇所である受入孔２０へボルト１０が挿入されるのとほぼ同時に行われるように構成した。

この受入孔２０へのボルト挿入とほぼ同時に、空気噴射を供給通路３２内のボルト１０に対して行うようにしている。すなわち、供給ロッド１７によるボルト１０の受入孔２０への挿入とほぼ同時に供給通路３２内へ空気噴射が行われる。したがって、供給完了後の供給ロッド１７の復帰動作と、ストッパユニット２９に向かうボルト１０の移送とを並行して進行させることができて、装置の動作時間の短縮にとって効果的である。

さらに、前記空気噴射で１つのボルト１０をストッパユニット２９に移送し、それを供給ロッド１７の後退位置信号に応答させて保持ヘッド１８に到達させることになる。つまり、１つ目が確実に保持ヘッド１８へ移行されてから、つぎの供給ロッド１７のストロークに応じた２つ目のボルト１０が空気噴射でストッパユニット２９へ移送されてくることとなる。したがって、１つのボルト１０が確実に供給ロッド１７の進出で送り出されてから、つぎのボルト１０が移送されてくることとなり、正確で安定した供給サイクルとなって、装置の動作信頼性が向上する。

ボルト１０に対する空気噴射の空気噴射口４８は、ボルト１０を１つずつ送り出す送出制御装置２６またはその近傍に配置されている。

前記空気噴射口４８が、送出制御装置２６の内部構造として配置されているか、または送出制御装置２６の近傍に配置されているので、送出制御装置２６で選定されたボルト１０が確実にストッパユニット２９へ送出される。

図８は、実施例２を示す。

この実施例２は、前述の実施例１における電気抵抗溶接機構１００をＣガンタイプに変えたものである。したがって、Ｃ型アーム６８に結合部材６９が固定され、この結合部材６９にエアシリンダ２１のピストンロッド２２が固定されている。そして、エアシリンダ２１に前述の基部材１４が結合されている。また、結合部材６９に別のロボット装置７０が結合してある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、作用効果も先の実施例１と同じである。

図９は、実施例３を示す。

先の各実施例における供給ロッド１７は、斜め方向から電極軸線Ｏ−Ｏに対して進退するものであるが、この実施例３では供給ロッド１７が電極軸線Ｏ−Ｏに対して直角に交差する方向から進退するものである。そして、供給ロッド１７がエアシリンダ２１によって上昇して軸部１１の先端部が受入孔２０に挿入された後、空気噴射でボルト１０の挿入が完了する。このようにして挿入が完了すると、供給ロッド１７は下降しないでそのまま後退する。つまり、符号７１で示すスクエアーモーションが行われるようになっている。

したがって、この実施例３では、空気噴射でボルト１０が受入孔２０に挿入されたら、供給ロッド１７はそのままの位置でエアシリンダ１６によって後退する。このような動作をさせる場合には、前述の後退開始信号で供給ロッド１７を下降させる動作を止めることができる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、それ以外の作用効果は、先の各実施例と同じである。

上述のように、本発明によれば、空気噴射で供給通路内を送給されるプロジェクションボルトを、ストッパユニットで停止・通過させることと、供給ロッドの進退位置とを有機的に関連させることのできるので、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

装置全体を示す側面図である。 供給ロッドと可動電極を示す断面図である。 送出制御装置の平面図と断面図である。 ストッパユニットの断面図である。 装置の制御システムを示すブロック図である。 プロジェクションボルトの挿入過程を示す断面図である。 各部の動作を示すタイミングチャートである。 他の実施例を示す側面図である。 さらに他の実施例を示す縦断側面図である。

符号の説明

５ 進出加圧手段，エアシリンダ
６ 可動電極
７ 固定電極
１０ プロジェクションボルト
１６ 進退駆動手段，エアシリンダ
１７ 供給ロッド
１８ 保持ヘッド
２０ 受入孔
２１ 挿入駆動手段，エアシリンダ
２４ パーツフィーダ
２６ 送出制御装置
２７ 空気噴射管
２９ ストッパユニット
３０ 鋼板部品
３１ ロボット装置
３６ 空気通路
４８ 空気噴射口
５４ ストッパ片
６０ 空気切換弁
６１ タイマー装置
６２ 前進位置センサー
６３ 後退位置センサー
６４ 中間位置センサー
１００ 電気抵抗溶接機構
１０１ 溶接部品供給機構
１０２ 鋼板部品移動機構
１０３ 制御装置

Claims (3)

1. プロジェクションボルトに空気噴射をして供給通路内を送給し、この送給されてきたプロジェクションボルトをストッパユニットのストッパ片で一旦停止し、その後、ストッパ片を開通位置に移動させてストッパユニットの送出管から供給ロッドの保持ヘッドに保持させる形式のものにおいて、供給ロッドが後退位置に停止しているときの保持ヘッドと前記送出管との位置が適正に合致するように保持ヘッドと送出管の相対位置を設定し、供給ロッドの後退位置において発せられる後退位置信号によって前記ストッパ片を停止位置から開通位置に移動させることを特徴とするプロジェクションボルトの通過制御装置。
2. 前記プロジェクションボルトに対する空気噴射は、供給ロッドが進出して目的箇所へプロジェクションボルトが到達するのとほぼ同時に行われるように構成した請求項１記載のプロジェクションボルトの通過制御装置。
3. 前記プロジェクションボルトに対する空気噴射の空気噴射口は、プロジェクションボルトを１つずつ送り出す送出制御装置またはその近傍に配置されている請求項１または請求項２記載のプロジェクションボルトの通過制御装置。

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