JP2010179517A

JP2010179517A - 溶着装置

Info

Publication number: JP2010179517A
Application number: JP2009023698A
Authority: JP
Inventors: 朗 ▲辻▼; Akira Tsuji
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: JP5208008B2

Abstract

【課題】サーボモーター等の駆動制御といったコストの高い手段を採用することなく、ワークの各溶着箇所を通る軌道に沿って移動する溶着機を各溶着箇所において正確に位置決めする。
【解決手段】ワークの複数の溶着箇所を通る軌道に沿って移動する溶着機３０が、各溶着箇所でそれぞれ位置決めされて溶着のために駆動制御される形式の溶着装置であって、溶着機３０が組付けられている可動ベース２０が、軌道に沿って配置されたレール１４に案内されて錘の重力で移動するようになっている。このレールに沿ったワークの各溶着箇所と対応する位置にそれぞれロック部材１６が固定されている。そして、可動ベース２０に組付けられているアクチュエータ４０を駆動制御してロックピン４４をロック部材１６に係合させることにより、可動ベース２０の移動を停止させる。これによって、溶接機３０をワークの各溶着箇所で位置決めする。
【選択図】図２

Description

本発明は、主として車両用のエンジンアンダーカバーといった樹脂製のワークにおける接合部を超音波溶着機などによって溶着するための溶着装置に関する。

例えばエンジンアンダーカバーの接合部については、複数の溶着箇所（車種によっては8箇所）を溶着機によって順に溶着している。したがって溶着機は、各溶着箇所を通る軌道に沿って移動し、かつ、各溶着箇所で正確に停止して溶着を行う必要がある。そこで、一般的には溶着機をサーボモーターの駆動制御によって移動させ、かつ、各溶着箇所で停止させる構成が採用されている。
なお、超音波溶着機によって所定のワークを溶着する技術については、特許文献１に開示されている。

特開２００８−２１３４３０号公報

前述のように、溶着機をエンジンアンダーカバー等のワークにおける各溶着箇所を通る軌道に沿って移動させ、かつ、各溶着箇所で停止させるために例えばサーボモーターの駆動制御を利用した場合、装置の製作コストが増大する。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、例えばサーボモーターの駆動制御といったコストの高い手段を採用することなく、ワークの各溶着箇所を通る軌道に沿って移動する溶着機を各溶着箇所において正確に位置決めすることである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
第１の発明は、ワークがセットされるテーブルの上方において、該ワークの複数の溶着箇所を通る軌道上を移動できるように配置された溶着機が各溶着箇所でそれぞれ位置決めされ、その状態で該溶接機が溶着のために駆動制御される形式の溶着装置であって、溶着機が可動ベースに組付けられているとともに、この可動ベースが、軌道に沿って配置されたレールに案内されて錘の重力で移動するように設けられている。このレールに沿ったワークの各溶着箇所と対応する位置にそれぞれロック部材が固定されている。可動ベースには、ロックピンをロック部材に向けて突出あるいは後退させる駆動が可能なアクチュエータが組付けられ、このロックピンを突出させてロック部材に係合させることで、可動ベースの移動を停止させることが可能である。そして、アクチュエータを可動ベースの移動に同期して駆動させることにより、可動ベースを停止させて溶接機をワークの各溶着箇所で位置決めするように構成されている。

この構成においては、錘の重力による可動ベースの移動によって溶着機がワークの各溶着箇所を通る軌道上を移動するとともに、該可動ベースに組付けられたアクチュエータの駆動によってロックピンをロック部材に係合させることにより、溶着機がワークの各溶着箇所で位置決めされる。したがって、例えばサーボモーターの駆動制御といったコストの高い手段を採用することなく、ワークの各溶着箇所に対して溶着機を正確に位置決めすることができ、溶着装置の製作コストが低減される。

第２の発明は、第１の発明において、アクチュエータの駆動によるロックピンの突出あるいは後退の作動は、可動ベースに固定されたブロック状のガイド部材に貫通させたガイド孔によって案内されるように構成されている。
これにより、ロックピンがロック部材に係合して可動ベースの移動を停止させたときに該ロックピンに働く衝撃力をブロック状のガイド部材で受け止め、この衝撃力がアクチュエータにまで作用するのを防止することができる。

第３の発明は、第１又は２の発明において、ロック部材は、ロックピンが係合するロック孔と、該ロックピンをロック孔に導く導入面とを有する。そして、この導入面は、アクチュエータの駆動によって突出したロックピンの先端と接触し、可動ベースの移動に伴ってロックピンを後退させながらロック孔に導く傾斜に設定されている。

この構成によれば、可動ベースの移動に同期してアクチュエータをロック部材の手前で駆動させ、ロックピンを予め突出させておいても、該ロックピンはロック部材の導入面に沿ってロック孔に導き込まれる。このため、可動ベースの移動中にアクチュエータを駆動させてロックピンを突出させるタイミングに余裕が生じ、その設定が容易になる。

溶着装置を表した外観斜視図。溶着装置の主要部を拡大して表した側面図。図２の平面図。溶接機をワークの溶着箇所で位置決めするための機構部分を表した断面図。ロック部材とロックピンの関係を表した平面図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
図１で示されている溶着装置におけるテーブル１０は、その上面にエンジンアンダーカバーである樹脂製のワークＷを規定の位置にセットすることが可能になっている。このワークＷは、二枚の樹脂板の接合部を重ね合わせてセットされており、その接合部を後述の溶着機３０によって複数箇所にわたって超音波溶着されるものである。

テーブル１０の上方には、該テーブル１０の幅方向へ上面と平行（水平）に延びるフレーム１２が配置され、このフレーム１２の左右両サイドは支柱１３によってテーブル１０に支持されている。なお、テーブル１０の下部スペースには、後述の溶着機３０による超音波溶着ならびに溶着機３０を溶着箇所で位置決めするための制御を実行する制御装置１８が設置されている。
フレーム１２の前面側（図２および図３の左面側）には、このフレーム１２に沿って連続するレール１４が設けられている。また、フレーム１２の上面には、複数のロック部材１６が所定の間隔をおいて設けられている（図１）。これらのロック部材１６における個々の位置および機能については、後述の溶着機３０あるいはロックピン４４との関連において詳細に説明する。

溶着機３０が組付けられている可動ベース２０は、レール１４に対してスライダー２２によってスライドできるように支持されている（図２〜図４）。可動ベース２０には、図１で示すように二個の滑車２６に掛けて取り回されたワイヤ２４の一端が結合され、このワイヤ２４の他端には水を入れたボトル容器などの錘２８が結合されている。つまり、可動ベース２０は、ワイヤ２４を通じて錘２８の重力を受けており、その重力によってレール１４に案内されて移動することになる。
溶着機３０は、可動ベース２０の前面側（図２および図３の左面側）において下向きの姿勢で組付けられている。この溶着機３０は、超音波発振器を内蔵した本体３０ａと、該本体３０ａから下方へ延びた先端部３０ｂとを有する（図２）。そして溶着機３０は、制御装置１８からの制御信号に基づいて駆動制御され、先端部３０ｂをワークＷの溶着箇所に押し付けて超音波溶着を行うことが可能である。

可動ベース２０に対する溶着機３０の組付け構造を図２および図３によって具体的に説明すると、可動ベース２０の前面側に溶着機３０の基板３２が固定され、この基板３２に昇降板３４が昇降作動するように支持されている。この昇降板３４に固定用ブラケット３６が固定されており、この固定用ブラケット３６に溶着機３０の本体３０ａが組付けられている。
溶着機３０は、可動ベース２０がレール１４に案内されて移動することにより、その先端部３０ｂがテーブル１０にセットされているワークＷの各溶着箇所を通る軌道上を移動するように設定されている。また、ワークＷの溶着箇所において昇降板３４が下降することにより、その溶着箇所に溶着機３０の先端部３０ｂが押し付けられる。なお、本実施の形態にあっては、可動ベース２０の前面に左右一対の溶着機３０がそれぞれ組付けられている（図１および図３）。これはワークＷの形式によって各溶着箇所のピッチが異なる場合等に対応するためであり、ワークＷの形式が一形式であれば一つの溶着機３０だけを組付けを備えた構成でよい。

可動ベース２０には、前述のロック部材１６との協働によって溶着機３０をワークＷの各溶着箇所で位置決めするロックピン４４のアクチュエータ（エアシリンダー４０）が左右向きの姿勢で組付けられている。図４で明らかなように、エアシリンダー４０の本体４０ａはブラケット４２によって可動ベース２０の前面側に固定されている。
エアシリンダー４０は、制御装置１８からの制御信号に基づいて駆動制御され、その駆動によってロッド４０ｂが図４の左右方向へ往復作動する。このロッド４０ｂの先端部には、ロックピン４４がネジ締結によって結合されている。なお、ロッド４０ｂの先端側の一部およびロックピン４４は、つぎに説明するガイド部材４６のガイド孔４６ａに挿通され、結果として可動ベース２０を貫通している。

可動ベース２０には、該可動ベース２０の両面間に貫通したブロック状のガイド部材４６が組付けられている。このガイド部材４６は、可動ベース２０の背面側に突出しているとともに、その突出部分の上下面がそれぞれブラケット４８によって可動ベース２０に固定されている。ガイド部材４６には、エアシリンダー４０のロッド４０ｂと同軸線上において貫通したガイド孔４６ａがあり、このガイド孔４６ａにロッド４０ｂの先端側の一部およびロックピン４４を挿通させている。ガイド孔４６ａの内周面とロックピン４４の外周面との間には、樹脂等の弾力性を有するブッシュ４６ｂを介在させている。

前述のようにフレーム１２の上面に設けられている各ロック部材１６は、ロックピン４４の先端部を係合させることが可能なロック孔１６ａを有するとともに、このロック孔１６ａからロック部材１６の片側に向かって傾斜した導入面１６ｂを有する（図３および図５）。そして、各ロック部材１６は、レール１４に沿ってワークＷの各溶着箇所と対応する位置に配置されている。
エアシリンダー４０の駆動によってロッド４０ｂが突出すると、ロックピン４４がガイド部材４６の中から図４の仮想線で示すように突出する。そこで、前述したように可動ベース２０が錘２８の重力によりレール１４に案内されて移動しているときに、図５の仮想線で示すようにロック部材１６の手前でロックピン４４を突出させておくと、該ロックピン４４の先端がロック部材１６の導入面１６ｂに接触して摺動しながらロック孔１６ａに導き込まれてロック部材１６とロックピン４４とが係合する。この係合によって可動ベース２０の移動が停止し、溶着機３０をワークＷの溶着箇所で位置決めすることができる。

以上のように構成された溶着装置においては、テーブル１０の上面のワークＷをセットした後、錘２８の重力による引っ張り力が作用している可動ベース２０をレール１４に沿って図１の右側から左側へ移動させる。この可動ベース２０の移動中に、制御装置１８からの制御信号に基づいてエアシリンダー４０および溶着機３０の順で駆動制御され、前述のように溶着機３０がワークＷの溶着箇所で位置決めされた後、該溶着機３０の先端部３０ｂをワークＷの溶着箇所に押し付けて超音波溶着が行われる。
エアシリンダー４０の駆動制御については、ロック部材１６の手前で突出させたロックピン４４をロック孔１６ａに係合させて可動ベース２０を停止させる。そして、溶着機３０による超音波溶着が完了したら、ロックピン４４を後退させてロック孔１６ａとのロックを解除する。この制御をワークの各溶着箇所（各ロック部材１６）において繰り返すことにより、溶着機３０を溶接箇所で正確に位置決めして超音波溶着を行うことができる。

このように、錘２８の重力による可動ベース２０の移動によって溶着機３０がワークＷの各溶着箇所の上方を通る軌道に沿って移動し、かつ、該可動ベース２０に組付けられたエアシリンダー４０の駆動に伴うロックピン４４とロック部材１６との係合により、溶着機３０をワークＷの各溶着箇所で位置決めすることができる。このことは、サーボモーター等の駆動制御といったコストの高い手段を採用することなく、溶着機３０を正確に位置決めすることができる。
また、エアシリンダー４０の駆動によってロックピン４４を突出させるタイミングは、前述のように各ロック部材１６の手前に設定されており、これによってエアシリンダー４０の駆動制御に余裕が生じ、そのタイミングの設定が容易になる。

ロックピン４４は、ガイド部材４６のガイド孔４６ａに対してブッシュ４６ｂを介して案内されることから、このロックピン４４がロック部材１６に係合して可動ベース２０の移動を停止させたときに該ロックピン４４に働く衝撃力をガイド部材４６およびブッシュ４６ｂで受け止めて緩衝することができる。したがって、このときの衝撃力がエアシリンダー４０にまで作用することを防止できる。
なお、ロックピン４４はエアシリンダー４０のロッド４０ｂに対して脱着可能に締結された構成であるから、該ロックピン４４の先端が摩耗した場合には簡単に交換することができる。

１０テーブル
１４レール
１６ロック部材
２０可動ベース
２８錘
３０溶着機
４０エアシリンダー（アクチュエータ）
４４ロックピン
Ｗワーク

Claims

ワークがセットされるテーブルの上方において、該ワークの複数の溶着箇所を通る軌道上を移動できるように配置された溶着機が各溶着箇所でそれぞれ位置決めされ、その状態で該溶接機が溶着のために駆動制御される形式の溶着装置であって、
溶着機が可動ベースに組付けられているとともに、この可動ベースが、軌道に沿って配置されたレールに案内されて錘の重力で移動するように設けられ、このレールに沿ったワークの各溶着箇所と対応する位置にそれぞれロック部材が固定され、可動ベースには、ロックピンをロック部材に向けて突出あるいは後退させる駆動が可能なアクチュエータが組付けられ、このロックピンを突出させてロック部材に係合させることで、可動ベースの移動を停止させることが可能であり、アクチュエータを可動ベースの移動に同期して駆動させることにより、可動ベースを停止させて溶接機をワークの各溶着箇所で位置決めするように構成された溶着装置。
請求項１に記載された溶着装置であって、
アクチュエータの駆動によるロックピンの突出あるいは後退の作動は、可動ベースに固定されたブロック状のガイド部材に貫通させたガイド孔によって案内されるように構成されている溶着装置。
請求項１又は２に記載された溶着装置であって、
ロック部材は、ロックピンが係合するロック孔と、該ロックピンをロック孔に導く導入面とを有し、この導入面は、アクチュエータの駆動によって突出したロックピンの先端と接触し、可動ベースの移動に伴ってロックピンを後退させながらロック孔に導く傾斜に設定されている溶着装置。