JP2009502518A - 点溶接キャップ交換装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、キャップ抜取り機（２）及び２つのキャップマガジン（３，３Ａ）を持つ点溶接キャップ交換装置（１）に関し、キャップ抜取り機（２）がばね荷重を受けて揺動可能な複数の爪（２１，２２）を有する捕捉体（２０）を持ち、この捕捉体（２０）が、導入される点溶接鉗子の点溶接キャップ（Ｋ）を回らないように挟んで、回転運動及び軸線方向抜取り運動の際溶接鉗子胴部から外し、キャップマガジン（３，３Ａ）が、点溶接キャップをそれぞれ丸いキャップ保持体（３１）内に円形に方向づけられた状態に保ち、前進力（Ｐ）によりそれぞれ順次に個々にアクセス位置にあるストッパ（３２）の所へ送られる。

Description

本発明は、キャップ抜取り機及びキャップマガジンを持つ点溶接キャップ交換装置であって、キャップ抜取り機がばね荷重を受けて揺動可能な複数の爪を有する捕捉体を持ち、この捕捉体が、導入される点溶接鉗子の点溶接キャップを回らないように挟んで、回転運動及び軸線方向抜取り運動の際溶接鉗子胴部から外し、キャップマガジンが、点溶接キャップをそれぞれキャップ保持体内に方向づけられた状態に保ち、前進力によりそれぞれ順次に個々にアクセス位置にあるストッパの所へ送られ、このアクセス位置からキャップマガジンが、空いている溶接鉗子胴部上へ軸線方向に押しはめ可能であり、かつ抜取り可能であるものに関する。

このような機械的電極キャップ交換装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２２４８号明細書から公知である。この交換装置は両側からアクセス可能な２分割のキャップ抜取り機を、マガジンに対して分離された構造で持っている。

キャップは重力によりキャップストッパへ向かって滑るので、装置は可動溶接ロボットの近くにのみ固定的に設けられて作動可能である。従って溶接すべきそれぞれ１つの部材をロボットにより供給される定置鉗子におけるキャップ交換は、不可能である。溶接鉗子又は溶接装置は、しばしば短い例えば湾曲した胴部を持っているので、周囲に３つの爪を供えているため大きくなるキャップ抜取り機は、抜取り位置へもたらされない。

本発明の課題は、可動及び定置点溶接装置における点溶接キャップの一層速く確実な交換を、短いアクセス行程で自動的に可能にすることである。

この課題の解決策によれば、キャップ抜取り機が、相対揺動可能で端部側で開かれかつほぼ平行な歯付き捕捉面を有する爪を備えた２つの互いに逆向きの捕捉体を持ち、捕捉面の間隔が、溶接キャップ直径より少し小さい寸法を持ち、キャップマガジンがそれぞれキャップ保持体を含み、キャップ保持体がばね缶により駆動されて、その前進力によりキャップのそれぞれ１つをストッパへ押付け、アクセス位置で縁覆い部がキャップの片側を覆う。

有利な構成は従属請求項に示されている。

新しい構成では、キャップ抜取り機とマガジンが、なるべく弾性的に支持される保持体上に構成されている。公知の装置とは異なり、新しい構造構成は、溶接ロボットの使用を可能にするだけでなく、定置溶接鉗子又は溶接装置における使用を可能にする。

３つの爪を持つ公知の挟み装置に対し、新しいキャップ抜取り構造は一層短い締付け行程及び回転行程を可能にし、それによりキャップを外すのに著しく短い時間しか必要としない。更に小さい構造により、例えば特別鉗子又は非常に短い湾曲胴部における一層大きい使用多様性が生じる。

両方のキャップ抜取り機は、爪のそれぞれ端部側で開いており、従ってキャップにアクセス可能である。爪は、その間隔の不足寸法によりこれらのキャップを直ちに捕捉し、既に約３０〜６０°の角だけ回転する際、キャップを釈放する。それにより極めて狭い空間状態においてもキャップ交換が可能である。両方の捕捉体は互いに逆の方向に向けられているので、捕捉体のそれぞれ１つが、右回転の際異なる側からのアクセスのために利用可能なので、溶接鉗子胴部がねじ止めにより保持されていても、鉗子の方向転換は不必要である。

更に円形マガジンは、公知の構造の重力直線マガジンより著しくこじんまりしている。駆動ばねによりマガジンは任意の位置に保持されかつ動作せしめられる。

軸線を平行にして設けられる両方の円形マガジンは、係合位置への短い半径方向行程でアクセス開口へのアクセスを可能にする。マガジン蓋を持つ構成では、アクセスの際、縁覆い部がキャップ縁を釈放し、抜取りが可能になるまで、マガジン蓋が直接移動される。例はマガジンへの胴部の半径方向進入及び軸線方向アクセスを示している。

両方の部分装置即ちキャップ交換装置及びキャップマガジンは、保持体上に接近して並んで取付けられ、こうして固定的に設けられるか、又はロボット腕上に固定的に又は取外し可能に取付けられる。第１の場合、溶接ロボットがその鉗子のキャップを交換し、第２の場合、ロボットが交換装置によりキャップを固定鉗子又は装置にあるキャップを交換する。その際ロボット腕にある交換装置は、ロボットの捕捉体のそばの自由空間内又は案内レール上で移動可能に、常に使用可能に取付けられているか、又は待機位置にあり、この位置から交換装置が捕捉体により連行され、使用される。これは交換鉗子原理と称される。

装置には有利にキャップセンサが設けられて、キャップが存在するか否かを通報する。更にマガジンの充填状態が監視される。こうしてキャップ交換後冷却水が供給される前に、溶接鉗子胴部にキャップが存在するのを保証される。更にそれにより、溶接鉗子の接近の際キャップが存在しないことを通報される時、すべてのキャップが抜き取られたか否かが検査される。

蓋なしのキャップマガジンの構成は、弾性キャップ保持体に、推力又は張力を受けて溶接キャップを狭いはめ合いで軸線方向移動可能に保持する。

有利な構成が図１〜６に示されている。

図１は、ロボット腕にある保持レール５上に移動可能に保持されている完全な点溶接キャップ交換装置１を示している。別の実施形態では、この交換装置１は取付け板５０により固定的に設置されている。取付け板５０の自由端に、両側に装着されたキャップ抜取り機２がねじ止めされ、２つの捕捉体２０がそれぞれ側方へ互いに逆に向けられている。爪２１，２２の間へ抜取られたキャップＫが記入されており、抜取り後これらのキャップは保管容器の縁に支持される。

キャップ抜取り機２に対して後方へずれて、互いに側方へずれてそれぞれ１つのキャップマガジン３，３Ａが取付け板５０に取付けられ、マガジン蓋４がそれぞれ側方へ向けられ、抜取られてまだ保持されている溶接キャップＫの軸線に対して平行にアクセス開口４０が向けられているので、キャップ交換の際溶接鉗子胴部は短い行程だけ動けばよい。

図２は、非常に少ない部分から成るキャップ抜取り機２の平面図を示している。捕捉体２０は、それぞれ歯付きの固定爪２１とこれに対して揺動可能に取付けられた爪２２から成っている。揺動継手２４は、可動爪腕２５のＵ字状構成により、固定爪２１の後ろへ移されているので、捕捉体２０内にあるキャップＫは、回転の際回転方向に応じて挟まれる。

爪２０，２１の初期押付け力は、例えば広げられて爪腕２５にそれぞれ支持される端部を持つ渦巻きばね又はコイルばねとして構成され押広げばね２６により発生される。

捕捉体２０は進入側に進入斜面２７，２８を持っている。これらの進入斜面２７，２８からほぼ平行な捕捉面２３がそれぞれ延び、これらの捕捉面２３は、図２Ａ及び２Ｂに一部を詳細に示すように、それぞれ互いに逆向きの歯付き部２９Ａ，２９Ｂを備えている。キャップＫが捕捉体２０へ導入されてないと、捕捉面２３の間隔Ａは、キャップ直角Ｄより少し小さい寸法を持っている。

図３は、ばね２６、爪２１，２２及び固定爪２１を形成されている爪板６２が、２つの覆い板６０，６１の間に保持されていることを示している。爪板６２は適当な凹所を持ち、この凹所内でＵ字状爪腕２５が運動自由空間を持っている。

図４は、マガジン蓋４により閉鎖されているドラム状キャップ保持体３１から成る丸いキャップマガジン３を示し、丸められたアクセス開口４０の所まで半径方向切欠きが空いており、抜取り位置にある溶接キャップＫが、アクセス開口４０内で蓋にあるストッパ３２へ押付けられている。

蓋４は、アクセス開口４０の湾曲部に、キャップ縁の狭い縁覆い部４１を持ち、導入斜面４２が蓋上側に対して段状に縁覆い部４１に隣接している。揺動可能な蓋４を持つ構成のため、蓋にスリット４３があり、外側を面取りされた掛け金３４がこのスリット４３を貫通して、蓋を閉じている。

アクセス開口４０に直径上で対向して、蓋の延在面にある長穴４５を持つ蝶番４４が構成され、この蝶番の軸頚４６が蝶番支持片４７に保持されている。

図５は、蝶番を持ちかつキャップ保持体３１の穴３０内に溶接キャップＫを持つマガジン３を、開かれた状態で示し、キャップＫはキャップ保持体から数ｍｍ突出している。キャップ保持体３１の中心には、概略的に示すばね缶３３が固定的に取付けられ、掛け金３４を半径方向に移動可能に保持している。ばね缶３３内の中心に、予荷重をかけられた渦巻きばね又はコイルばねが設けられ、その一端がばね缶３３に固定され、その他端がキャップ保持体３１に固定されているので、キャップ保持体３１が、回転力Ｐにより、マガジン蓋４にあって半径方向に延びるストッパ３２の方へ押される。

掛け金３４は、板状でばね缶３２の蓋にある対角線案内スリット内へ延びている。掛け金３４から、ここに示されるように閉じられた状態で、蓋に保持される圧縮ばね３５が延び、支持ほぞ３６により、丸められた蝶番支持片４７に支持され、掛け金３４を閉鎖位置へ押し、この閉鎖位置で掛け金３４が閉じた状態にある蓋４に係合し、縁覆い部４１を覆い位置に保持し、その際図１に示すように、軸頚４６が長穴４５内で後方止め位置にある。蓋４を開くため、掛け金３４が手により押し戻される。その代わりに、蓋を開くための蝶番なしにマガジンを構成することができる。この場合蓋は移動のみ可能であるように保持され、それにより鉗子胴部を導入する際、この鉗子胴部が、縁覆い４１を釈放するため斜面４２の所で蓋４を押す。

図６はマガジン蓋４の平面図を示し、マガジン蓋の主要輪郭は、中心Ｍ_１，Ｍ_２がずれた２つの半円から成り、アクセス開口４０が中心へ向かって延び、外側で対向して蝶番４４が延びている。蓋４にあるスリット４３は、中央範囲でアクセス開口４０と蝶番４４との間の方向に延びている。蓋にある掛け金３４がこの方向に延び、かつ固定ばね缶３３内に案内されている。蓋４は約１５ｍｍの高さを持ち、充分中空に構成され、補強する縁４８を持ち、この縁４８がストッパ３２に移行し、他方では蝶番４４に移行している。蓋４は、導入範囲の方へ導入斜面４２の所で約５ｍｍ降下せしめられている。内部で蓋面は、キャップを止め位置へ回して入れる際抜取りレベルへ案内する．圧縮ばね３５を収容する室４９は、破線で示されている。

マガジンを持つキャップ抜取り機２のこじんまりした構造は、例えば２２秒から１７秒へ交換時間の著しい減少を可能にし、これは約２３％の減少に相当する。

装置全体を概略的に斜視図で示す。 キャップ抜取り機の正面図を示す。 捕捉面の詳細拡大図を示す。 捕捉面の詳細拡大図を示す。 キャップ抜取り機の斜視図を示す。 閉じられたキャップマガジンを拡大斜視図で示す。 開かれたキャップマガジンを拡大斜視図で示す。 マガジン蓋の平面図を示す。

符号の説明

１ 点溶接キャップ交換装置
２ キャップ抜取り機
２０ 捕捉体
２１，２２ 爪
２３ 捕捉面
２４ 揺動継手
２６ 押広げばね
２７，２８ 進入斜面
２９Ａ，２９Ｂ 歯付き部
３，３Ａ キャップマガジン
３０ 穴
３１ キャップ保持体
３２ ストッパ
３３ ばね缶
３４ 掛け金
３５ 圧縮ばね
３６ 支持ほぞ
４ マガジン蓋
４０ アクセス開口
４１ 縁覆い部
４２ 蓋にある導入斜面
４３ 蓋にあるスリット
４４ 蝶番
４５ 蝶番にある長穴
４６ 軸頚
４７ 蝶番支持片
４８ 蓋縁
４９ 圧縮ばね室
５ 保持レール
５０ 取付け板
６０，６１ 覆い板
６２ 爪板
Ａ 捕捉爪間隔
Ｄ キャップ外径
Ｋ キャップ
Ｐ 前進力
Ｍ_１，Ｍ_２ 半円中心

Claims (16)

1. キャップ抜取り機（２）及び２つのキャップマガジン（３，３Ａ）を持つ点溶接キャップ交換装置（１）であって、キャップ抜取り機（２）がばね荷重を受けて揺動可能な複数の爪（２１，２２）を有する捕捉体（２０）を持ち、この捕捉体（２０）が、導入される点溶接鉗子の点溶接キャップ（Ｋ）を回らないように挟んで、回転運動及び軸線方向抜取り運動の際溶接鉗子胴部から外し、キャップマガジン（３，３Ａ）が、点溶接キャップをそれぞれ丸いキャップ保持体（３１）内に方向づけられた状態に保ち、前進力（Ｐ）によりそれぞれ順次に個々にアクセス位置にあるストッパ（３２）の所へ送られ、このアクセス位置からキャップマガジン（３，３Ａ）が、空いている溶接鉗子胴部上へ軸線方向に押しはめ可能であり、かつ抜取り可能であるものにおいて、キャップ抜取り機（２）が、相対揺動可能で端部側で開かれかつほぼ平行な歯付き捕捉面（２３）を有する爪（２１，２２）を備えた２つの互いに逆向きの捕捉体（２０）を持ち、捕捉面（２３）の間隔（Ａ）が、溶接キャップ直径（ＤＫ）より少し小さい寸法を持ち、キャップマガジン（３，３Ａ）がそれぞれキャップ保持体（３１）を含み、キャップ保持体（３１）がばね缶（３３）により駆動されて、その前進力（Ｐ）によりキャップ（Ｋ）のそれぞれ１つをストッパ（３２）へ押付け、アクセス位置で縁覆い部（４１）がキャップ（Ｋ）の片側を覆うことを特徴とする、点溶接キャップ交換装置。
2. 付属する捕捉体（２０）の爪（２１）のそれぞれ１つが、爪板（６２）に固定的に形成され、対応する可動爪（２２）がＵ字状爪腕（２５）に形成され、この爪腕（２５）がそれぞれ固定した爪（２１）の揺動継手（２４）により支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の点溶接キャップ交換装置。
3. 両方の可動爪腕（２５）の間に、例えば予荷重をかけられる押広げばね（２６）が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の点溶接キャップ交換装置。
4. 爪（２１，２２）が進入斜面（２７，２８）を持っていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の点溶接キャップ交換装置。
5. 捕捉面（２３）がそれぞれ対称な歯付き部（２９Ａ，２９Ｂ）を持ち、これらの歯付き部（２９Ａ，２９Ｂ）が、両方の平行な爪（２１，２２）において互いに逆に向けられていることを特徴とする、請求項４に記載の点溶接キャップ交換装置。
6. 爪腕（２５）、押広げばね（２６）及び爪板（６２）が覆い板（６０，６１）の間に保持されていることを特徴とする、請求項３に記載の点溶接キャップ交換装置。
7. ばね缶（３３）が渦巻きばね又はコイルばねを収容し、このばねの両端が一方ではばね缶（３３）に固定され、他方ではキャップ保持体（３１）に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の点溶接キャップ交換装置。
8. マガジン蓋（４）がばね（３５）によりアクセス開口（４０）の方へ予荷重をかけられており、それにより縁覆い部（４１）がキャップ縁をその止め位置において覆っていることを特徴とする、請求項１に記載の点溶接キャップ交換装置。
9. 掛け金（３４）がばね荷重を受けてばね缶（３３）に移動可能に保持され、この掛け金（３４）がマガジン蓋（４）を閉じて貫通し、かつこれを覆っていることを特徴とする、請求項８に記載の点溶接キャップ交換装置。
10. マガジン蓋（４）が、アクセス開口（４０）に対向する蝶番支持片（４７）に枢着されていることを特徴とする、請求項８又は９に記載の点溶接キャップ交換装置。
11. マガジン蓋（４）が蝶番支持片（４７）の長穴（４５）内に移動可能に案内されていることを特徴とする、請求項１０に記載の点溶接キャップ交換装置。
12. マガジン蓋（４）が補強蓋縁（４８）を持ち、この蓋縁（４８）が縁覆い部（４１）及び蝶番（４４）に移行していることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の点溶接キャップ交換装置。
13. キャップ抜取り機（２）が前側で突出する捕捉体（２０）を取付け板（５０）に取付けられ、その上に後側でずれてキャップマガジン（３，３Ａ）が取付けられていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の点溶接キャップ交換装置。
14. キャップマガジン（３，３Ａ）のアクセス開口（４０）が、取付け板（５０）の異なる側へそれぞれ向けられ、この取付け板から側方へ突出していることを特徴とする、請求項１３に記載の点溶接キャップ交換装置。
15. 取付け板（５０）が保持レール（５）上に移動可能に案内され、この保持レール（５）がロボット腕に取付けられるか固定的に設置されていることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の点溶接キャップ交換装置。
16. キャップマガジン（３，３Ａ）にセンサが設けられ、それぞれのキャップ保持体（３１）に所定の残量の点溶接キャップ（Ｋ）しか蓄えられていない時、これらのセンサが制御装置に通報することを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の点溶接キャップ交換装置。

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