JP2011016186A - Polishing device for electrode and automatic system for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接機の電極を研磨する研磨装置およびその自動システムに関する。 The present invention relates to a polishing apparatus for polishing an electrode of a welding machine and an automatic system thereof.
プロジェクション溶接機の可動電極と固定電極とを同時に研磨する装置の従来例として特許文献1に記載のものが挙げられる。同文献には、一対のヤスリをそれぞれ可動電極、固定電極に圧接させ、シリンダでヤスリを往復動させることにより両電極を同時に研磨する技術が記載されている。
A conventional example of an apparatus for simultaneously polishing a movable electrode and a fixed electrode of a projection welder is disclosed in
電極が小径や長尺に形成されていると研磨時に電極の振れが起きやすくなり、ヤスリから受ける圧接力の程度によっては電極が塑性変形するおそれがある。 If the electrode is formed to have a small diameter or a long length, the electrode is liable to shake during polishing, and the electrode may be plastically deformed depending on the degree of the pressure contact force received from the file.
また、溶接現場で溶接機が複数台設置されている場合、各機毎に研磨装置を用意することは甚だ不経済であるため通常は1つの研磨装置を使い回す方法が採られている。しかしながら、この方法では作業者が各機に対する研磨装置のセッティングをその都度行うこととなるので、研磨作業に時間がかかるという問題がある。 In addition, when a plurality of welding machines are installed at the welding site, it is extremely uneconomical to prepare a polishing apparatus for each machine, and thus a method of using one polishing apparatus is usually employed. However, this method has a problem that it takes time for the polishing operation because the operator sets the polishing apparatus for each machine each time.
本発明は、このような問題を解決するために創作されたものであり、研磨時の電極の振れを抑制でき、溶接機が複数台設置されている場合にも各溶接機の電極の研磨作業に迅速に対応可能となる電極の研磨装置およびその自動システムを提供することを目的としている。 The present invention was created in order to solve such problems, and can suppress the deflection of the electrodes during polishing, and even when a plurality of welding machines are installed, the polishing operation of the electrodes of each welding machine It is an object of the present invention to provide an electrode polishing apparatus and an automatic system thereof that can respond quickly.
本発明は、前記課題を解決するため、溶接機の可動電極および固定電極を同時に研磨する装置であって、該装置は三次元の動作をするロボットアームに取り付けられ、表裏に砥粒面が形成されたヤスリと、電極軸方向と直交する方向にヤスリを直線往復動させる駆動源と、固定電極から受ける反力によりヤスリの電極軸方向の移動を許容するフローティング機構と、可動電極の先端周りが挿通し、研磨時の可動電極の振れを抑制する可動電極ガイド孔が穿設された可動電極ガイド部材と、を備え、ロボットアームによりヤスリを固定電極に圧接するとともに加圧シリンダにより可動電極をヤスリに圧接させて両電極を研磨することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is an apparatus for simultaneously polishing a movable electrode and a fixed electrode of a welding machine, the apparatus being attached to a robot arm that performs a three-dimensional operation, and forming an abrasive surface on both sides And a drive source that linearly reciprocates the file in a direction perpendicular to the electrode axis direction, a floating mechanism that allows the file to move in the electrode axis direction by the reaction force received from the fixed electrode, and the periphery of the tip of the movable electrode A movable electrode guide member having a movable electrode guide hole formed therein, which suppresses the deflection of the movable electrode during polishing. The robot arm presses the file against the fixed electrode and the pressure cylinder removes the movable electrode. Both electrodes are polished by being pressed against each other.
本発明によれば、研磨時にヤスリから可動電極に横方向の大きな力が加わった場合であっても、可動電極の先端周りの振れが可動電極ガイド孔によって抑制される。したがって、可動電極が小径や長尺に形成されている場合であっても塑性変形を防止できる。 According to the present invention, even when a large lateral force is applied from the file to the movable electrode during polishing, vibration around the tip of the movable electrode is suppressed by the movable electrode guide hole. Therefore, even when the movable electrode is formed with a small diameter or a long length, plastic deformation can be prevented.
また、本発明は、固定電極の先端周りが挿通し、研磨時の固定電極の振れを抑制する固定電極ガイド孔が穿設された固定電極ガイド部材をさらに備えたことを特徴とする。 The present invention is further characterized by further comprising a fixed electrode guide member that is inserted around the tip of the fixed electrode and in which a fixed electrode guide hole that suppresses the deflection of the fixed electrode during polishing is formed.
板材側に接する固定電極はナット側に接する可動電極に比して大径に形成されていることが多く、振れの度合いも可動電極に比べて小さいものの、固定電極ガイド部材を設けることで固定電極の塑性変形を確実に防止できる。 The fixed electrode in contact with the plate material side is often formed with a larger diameter than the movable electrode in contact with the nut side, and although the degree of deflection is smaller than that of the movable electrode, the fixed electrode is provided by providing a fixed electrode guide member. Can be reliably prevented.
また、本発明は、前記可動電極ガイド部材に、可動電極の径仕様に合わせて異径の可動電極ガイド孔を複数穿設したことを特徴とする。 The present invention is characterized in that a plurality of movable electrode guide holes having different diameters are formed in the movable electrode guide member in accordance with a diameter specification of the movable electrode.
本発明によれば、異径の可動電極ガイド孔を複数穿設しておくことで、例えば1台の溶接機において可動電極の径仕様を変更した場合にも容易に対応可能な研磨装置となる。 According to the present invention, by providing a plurality of movable electrode guide holes of different diameters, for example, a polishing apparatus that can easily cope with a change in the diameter specification of the movable electrode in one welding machine. .
また、本発明は、前記可動電極ガイド部材に、可動電極の径仕様に合わせて異径の可動電極ガイド孔を複数穿設した電極の研磨装置を用いたシステムであって、前記ロボットアームの作動範囲内に、可動電極の径仕様の異なる溶接機が複数台設置され、各溶接機の可動電極に対し、それぞれの径仕様に合った可動電極ガイド孔が直下に位置するようにロボットアームの制御を行うことを特徴とする。 Further, the present invention is a system using an electrode polishing apparatus in which a plurality of movable electrode guide holes having different diameters are formed in the movable electrode guide member in accordance with the diameter specification of the movable electrode, and the operation of the robot arm Multiple welding machines with different movable electrode diameter specifications are installed within the range, and the robot arm is controlled so that the movable electrode guide hole that matches each diameter specification is located directly below the movable electrode of each welding machine. It is characterized by performing.
本発明によれば、可動電極の径仕様の異なる溶接機が複数台設置されている場合であっても、1つの研磨装置で各溶接機に迅速に対応可能となる。 According to the present invention, even when a plurality of welding machines having different diameter specifications of the movable electrode are installed, it is possible to quickly cope with each welding machine with one polishing apparatus.
本発明によれば、研磨時にヤスリから可動電極に横方向の大きな力が加わった場合であっても、可動電極の先端周りの振れが可動電極ガイド孔によって抑制される。したがって、可動電極が小径や長尺に形成されている場合であっても塑性変形を防止できる。 According to the present invention, even when a large lateral force is applied from the file to the movable electrode during polishing, vibration around the tip of the movable electrode is suppressed by the movable electrode guide hole. Therefore, even when the movable electrode is formed with a small diameter or a long length, plastic deformation can be prevented.
図1に示すように、本発明に係る研磨装置1は、三次元の動作をする関節式のロボットアームR1の先端に取り付けられており、具体的には回転ユニット2を介してロボットアームR1の先端に取り付けられている。回転ユニット2は、図示しない駆動源により互いに相対回転する第1円盤部2Aおよび第2円盤部2Bから構成されており、第1円盤部2AがロボットアームR1の先端に固定され、第2円盤部2Bに研磨装置1が取り付けられている。研磨時におけるロボットアームR1の一連の動きは、例えば回転ユニット2について第1円盤部2Aが上方に位置し、回転軸方向が鉛直となる姿勢を維持するように制御され、後記する研磨装置1の構造説明ではこの回転ユニット2の姿勢に基づいて、つまり図1に示される回転ユニット2の姿勢に基づいて行うものとする。
As shown in FIG. 1, the
ロボットアームR1は、溶接工程時においては、プロジェクション溶接機51に対して溶接対象の板材を搬送する機能を担っている。第1円盤部2Aと第2円盤部2Bとは着脱自在に構成されており、溶接工程時には、図8に示すように、板材Wを真空パッド55により吸着する板材吸着装置56がロボットアームR1の先端に取り付けられている。
The robot arm R1 has a function of conveying the plate material to be welded to the
プロジェクション溶接機51は、その前面上部に加圧シリンダ52により昇降自在となる可動電極53が取り付けられ、前面下部に固定電極54が取り付けられている。本実施形態では図2に示すように、ロボットアームR1の作動範囲内にプロジェクション溶接機51が複数台設置されており、ロボット本体部Rの設置場所を中心とする円周方向に沿って、複数のプロジェクション溶接機51が並設されている。ロボットアームR1の作動範囲内であれば複数のプロジェクション溶接機51を直線状等にレイアウトしてもよく、この場合、ロボット本体部Rと各プロジェクション溶接機51との距離がそれぞれ異なるため、ロボットアームR1はそれぞれの距離に合わせて制御される。
In the
図3ないし図5において、研磨装置1は、表裏に砥粒面3Aが形成されたヤスリ3と、電極軸方向と直交する方向にヤスリ3を直線往復動させる駆動源(シリンダ4)と、固定電極54から受ける反力によりヤスリ3の電極軸方向の移動を許容するフローティング機構5と、可動電極53の先端周りが挿通し、研磨時の可動電極53の振れを抑制する可動電極ガイド孔6が穿設された可動電極ガイド部材7と、固定電極54の先端周りが挿通し、研磨時の固定電極54の振れを抑制する固定電極ガイド孔8が穿設された固定電極ガイド部材9と、を主な構成要素とする。
3 to 5, a
以下、研磨装置1の構造例を説明する。前記第2円盤部2Bの下面には矩形状の支持板10が固定され、この支持板10の下面には四角状に配置された4本の支柱11が垂下固定される。各支柱11は上下方向中央周りが小径に形成されており、この各小径部に嵌る4つの貫通孔を介して水平状のベース板12が支柱11に昇降自在に取り付けられる。各小径部には、ベース板12と支柱11の上部大径部とによってばね両端が支持される第1圧縮コイルばね13と、ベース板12と支柱11の下部大径部とによってばね両端が支持される第2圧縮コイルばね14とが外嵌される。つまり、ベース板12は、第1圧縮コイルばね13、第2圧縮コイルばね14により上下から弾発支持される形態で支柱11に取り付けられる。この第1圧縮コイルばね13および第2圧縮コイルばね14が前記フローティング機構5を構成する。
Hereinafter, a structural example of the
ベース板12は略長方形を呈しており、その長手方向一端側は支持板10の直下に位置し、他端側は平面視して支持板10の一辺部から外方に延設するように位置している。ヤスリ3はこのベース板12の延設部上に設けられる。ベース板12には、固定電極54を通過させるための逃げ孔15が穿たれ、この逃げ孔15を跨ぐようにして矩形の平板からなる固定電極ガイド部材9がベース板12の上面に固設される。なお、逃げ孔15はシリンダ4側まで一続きに穿たれてシリンダ4の逃げの機能も担っている。
The
固定電極ガイド部材9にはヤスリ3の往復動方向に沿って複数(本実施形態では5つ)の固定電極ガイド孔8が穿設されている。一方、可動電極ガイド部材7は、ヤスリ3の板厚分以上を空けて固定電極ガイド部材9の上面に対向し、各固定電極ガイド孔8と同軸上の複数(本実施形態では5つ)の可動電極ガイド孔6が穿設された可動電極ガイド部7Aと、可動電極ガイド部7Aの両側から垂下してベース板12にボルト等により固設される一対の脚部7Bとを有した形状からなる。
A plurality (five in this embodiment) of fixed
図2に示した複数のプロジェクション溶接機51の内、任意の複数機はナット等のワークの大きさ、形状に合わせて互いに可動電極53の径仕様が異なっており、複数の可動電極ガイド孔6はいずれの径仕様にも合うように全て互いに異径に穿設されている。板材W(図8)の下面に接することとなる固定電極54側については全て同径の仕様となっているため、複数の固定電極ガイド孔8は全て同径である。可動電極ガイド孔6、固定電極ガイド孔8の各孔径は、それぞれ挿通する電極の径より僅かに大きい程度の寸法である。
Among the plurality of
ヤスリ3は平面視略矩形状を呈した板状部材であり、その一端はシリンダ4のロッド4Aの先端に対し鉛直方向の連結軸16回りに回転自在に連結されるが、往復動の際にはヤスリ3の両側が可動電極ガイド部材7の脚部7Bによりガイドされるため、往復動時にヤスリ3が連結軸16回りに振れることはない。砥粒面3Aは例えばダイヤモンド砥粒から構成されており、図5に示すように、ヤスリ3の表裏面の内、可動電極53、固定電極54が接するヤスリ3の幅方向中央部のみに形成されている。シリンダ4は、図4に示すように支持板10の直下に位置しており、ベース板12にブラケット17を介して取り付けられる。シリンダ4は例えばエアシリンダである。
The
図3において、ロボットアームR1の内部には圧縮空気の供給ホース(図示せず)が内蔵されており、その圧縮空気は第2円盤部2Bからエアチューブ18により外部に取り出される。エアチューブ18内を流れる圧縮空気は、図5にも示すようにその一部は三口管19により可動電極ガイド部7Aを貫通してヤスリ3の表面に供給され、ヤスリ3上の研磨粉をブローする。エアチューブ18の先端周りは可動電極ガイド部7Aの上面に固定され、先端口20は可動電極ガイド部7Aの縁部に臨んでいる。
In FIG. 3, a compressed air supply hose (not shown) is built in the robot arm R <b> 1, and the compressed air is taken out from the
図3に示すように、一方の脚部7Bの外側面にはリミットスイッチ21が取り付けられている。このリミットスイッチ21は、図6に示すように可動電極53の摩耗状態を検出する機能を担う。検出時において、リミットスイッチ21の先端が可動電極53の電極面の下方に位置するように、ロボットアームR1(図1)は常に所定の絶対位置で停止し、このとき可動電極53がさほど摩耗していない場合には、図6(a)に示すようにリミットスイッチ21の先端が可動電極53の電極面に押し付けられることでスイッチONとなる。そして、可動電極53が図6(b)に示すように極度に摩耗している場合には、電極面とリミットスイッチ21とが非接触となるので、これにより可動電極53の摩耗状態が許容範囲を超えていることが検出される。
As shown in FIG. 3, a
次に、図3および図7を参照して固定電極54の摩耗量測定装置22について説明する。図7の(a)、(b)はそれぞれ摩耗量測定装置22の正面図、側断面図である。支持板10の一方の側縁の上面には、取り付け板23を介して、接触式の変位センサ24がセンサロッド25を下方に向けて取り付けられている。支持板10の下面には下端にフランジ26Aを形成した一対のガイド支柱26が垂下固定されており、このガイド支柱26に嵌る2つの貫通孔を介して昇降部材27の基端側がガイド支柱26に昇降自在に取り付けられている。昇降部材27は、図7にも示すように断面視クランク形状を呈する板状部材であり、昇降部材27の先端側は支持板10の側方から外側に延設されている。ガイド支柱26には、支持板10の下面と昇降部材27の上面とによってばね両端が支持される第3圧縮コイルばね28が外嵌されており、この第3圧縮コイルばね28の付勢力により昇降部材27は常時下方に付勢され、通常時は図7(b)の左図に示すようにフランジ26Aに押し付けられた最下点位置にある。昇降部材27の中程には、変位センサ24との干渉防止として切り欠き29が施され、上方に臨む切り欠き縁29Aがセンサロッド25の下端に当接している。
Next, the wear
摩耗量測定装置22は以上の構成からなり、測定時には、昇降部材27の先端周りを固定電極54の電極面に押し付けるようにして、ロボットアームR1(図1)が常に所定の絶対位置で停止する。そして、図7(b)の右図に示すように、固定電極54から受ける反力により昇降部材27が第3圧縮コイルばね28の付勢力に抗して上昇し、切り欠き縁29Aがセンサロッド25を上方に押圧して変位させることで上昇変位量が変位センサ24により検出され、その検出データから固定電極54の摩耗量が割り出される。勿論、固定電極54の摩耗が大きくなると昇降部材27の上昇変位量は小さくなる。なお、前記読み取りデータは、支持板10に取り付けた制御盤30に送られる。
The wear
以下、研磨装置1の作用を説明する。研磨対象のプロジェクション溶接機51に向けてロボットアームR1が伸び、先ず研磨する前段階として、エアチューブ18の先端口20を固定電極54に臨ませ、固定電極54の電極面上を圧縮空気でブローする。勿論、三口管19を介してヤスリ3の表面も絶えずブローされている。
Hereinafter, the operation of the
固定電極54のブロー処理終了後、ロボットアームR1が作動して、上昇位置にある可動電極53と固定電極54との間に研磨装置1が挿入され、複数の可動電極ガイド孔6のうちでこれから研磨する可動電極53の径仕様に合った可動電極ガイド孔6が可動電極53の直下に位置したところで先ず研磨装置1の横移動が終了する。
After the blow processing of the fixed
次いで、ロボットアームR1の作動により研磨装置1が所定ストローク下降し、逃げ孔15および固定電極ガイド孔8を通してヤスリ3の裏面側の砥粒面3Aが固定電極54の電極面に圧接される。その際、フローティング機構5が適宜に作動することにより、具体的にはヤスリ3においての固定電極54から受ける反力により第1圧縮コイルばね13が圧縮されるとともに第2圧縮コイルばね14が伸長することにより、ベース板12が上昇して固定電極54に対するヤスリ3の過度の加圧が防止される。
Next, the polishing
次いで、加圧シリンダ52の作動により可動電極53が下降し、可動電極ガイド孔6を通してヤスリ3の表面側の砥粒面3Aに圧接される。勿論、このときの加圧シリンダ52は弾性を有した受動状態にあり、ヤスリ3に対する可動電極53の過度の加圧が防止されている。
Next, the
そして、シリンダ4の作動によりヤスリ3が所定回数(4、5回程度)往復動し、表裏の砥粒面3Aにより可動電極53、固定電極54の各電極面が共に圧接された状態で同時に研磨される。研磨粉はエアチューブ18からの圧縮空気によりブローされる。この研磨時に、ヤスリ3から可動電極53、固定電極54に横方向の大きな力が加わった場合であっても、可動電極53、固定電極54の先端周りがそれぞれ可動電極ガイド孔6、固定電極ガイド孔8に嵌り込んでいるため、これらのガイド孔によって可動電極53、固定電極54の振れが抑制され、電極の塑性変形を生じるおそれがない。
Then, the
ヤスリ3の所定回数の往復動が終了すると、加圧シリンダ52の作動により可動電極53が上昇し、次いでロボットアームR1の作動により研磨装置1も上昇して固定電極54から外れる。次いで、例えば、ロボットアームR1の作動により、エアチューブ18の先端口20を固定電極54に臨ませ、固定電極54の電極面上を圧縮空気でブローする。
When the
次いで、ロボットアームR1および回転ユニット2の作動により昇降部材27の先端周りを固定電極54の電極面に押し付け、摩耗量測定装置22による固定電極54の摩耗量測定を行う。この固定電極54の摩耗量の測定値は、制御盤30を経由して図示しないロボットコントローラに送信され、次回の溶接工程にフィードバック利用される。すなわち、ロボットコントローラはその測定値に基づき、次回の溶接工程において、板材吸着装置56で吸着している板材Wが常に固定電極54の電極面にあてがわれるようにロボットアームR1を制御する。
Then, the robot arm R1 and the
固定電極54の摩耗量の測定が終了したら、今度はロボットアームR1の作動によりリミットスイッチ21の先端を可動電極53の電極面にあてがい、可動電極53の摩耗状態を検出する。スイッチが入らなかった場合、つまり可動電極53の摩耗状態が許容範囲を超えている場合には警告音や警告灯などが作動してオペレータに可動電極53の交換を促す。
When the measurement of the wear amount of the fixed
可動電極53の摩耗状態の検出が終了したら、ロボットアームR1は次の研磨対象のプロジェクション溶接機51に向けて作動し、以下、同様の研磨動作および電極の摩耗測定を行う。
When the detection of the wear state of the
以上、本発明に係る研磨装置1の好適な実施形態を説明した。本発明は図面に記載した形態に限られず、趣旨を逸脱しない範囲で様々な設計変更が可能である。
The preferred embodiment of the
1 電極の研磨装置
3 ヤスリ
3A 砥粒面
4 シリンダ(駆動源)
5 フローティング機構
6 可動電極ガイド孔
7 可動電極ガイド部材
8 固定電極ガイド孔
9 固定電極ガイド部材
51 プロジェクション溶接機
52 加圧シリンダ
53 可動電極
54 固定電極
R ロボット本体部
R1 ロボットアーム
1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該装置は三次元の動作をするロボットアームに取り付けられ、
表裏に砥粒面が形成されたヤスリと、
電極軸方向と直交する方向にヤスリを直線往復動させる駆動源と、
固定電極から受ける反力によりヤスリの電極軸方向の移動を許容するフローティング機構と、
可動電極の先端周りが挿通し、研磨時の可動電極の振れを抑制する可動電極ガイド孔が穿設された可動電極ガイド部材と、
を備え、ロボットアームによりヤスリを固定電極に圧接するとともに加圧シリンダにより可動電極をヤスリに圧接させて両電極を研磨することを特徴とする電極の研磨装置。 An apparatus for simultaneously polishing a movable electrode and a fixed electrode of a welding machine,
The device is attached to a robot arm that performs a three-dimensional movement,
A file with abrasive surfaces on the front and back,
A drive source for linearly reciprocating the file in a direction perpendicular to the electrode axis direction;
A floating mechanism that allows the file to move in the axial direction of the file by the reaction force received from the fixed electrode;
Around the tip of the movable electrode is inserted, a movable electrode guide member having a movable electrode guide hole that suppresses the swing of the movable electrode during polishing, and
An electrode polishing apparatus comprising: a pressure-cylinder for pressing a movable electrode against a file while polishing the electrodes with a robot arm.
前記ロボットアームの作動範囲内に、可動電極の径仕様の異なる溶接機が複数台設置され、
各溶接機の可動電極に対し、それぞれの径仕様に合った可動電極ガイド孔が直下に位置するようにロボットアームの制御を行うことを特徴とする電極の研磨装置の自動システム。 A system using the electrode polishing apparatus according to claim 3,
Within the operating range of the robot arm, a plurality of welding machines with different diameter specifications of the movable electrode are installed,
An automatic system for an electrode polishing apparatus, wherein a robot arm is controlled so that a movable electrode guide hole corresponding to each diameter specification is positioned directly below a movable electrode of each welding machine.
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