JP3249547B2 - Stud welding equipment - Google Patents

Stud welding equipment

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JP3249547B2
JP3249547B2 JP18047691A JP18047691A JP3249547B2 JP 3249547 B2 JP3249547 B2 JP 3249547B2 JP 18047691 A JP18047691 A JP 18047691A JP 18047691 A JP18047691 A JP 18047691A JP 3249547 B2 JP3249547 B2 JP 3249547B2
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stud
axis
manipulator
stud welding
screw shaft
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修 水谷
敏己 岡田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スタッド部品をワーク
に溶接する際に用いるスタッド溶接装置に関し、とりわ
け、ワークの形状に限定されることなく簡単にスタッド
部品を目的位置に溶接することができるスタッド溶接装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stud welding apparatus used for welding a stud component to a workpiece, and more particularly to a stud welding device which can easily weld a stud component to a target position without being limited to the shape of the workpiece. The present invention relates to a stud welding device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、車体の組立てラインでは、予め
所定形状に裁断した複数のプレス鋼板を、スポット溶接
機等を用いて順次接合して車体の骨格となるモノコック
ボディを形成する。このモノコックボディには、後のラ
インで各種付属品が取り付けられて行くが、例えば、車
体ルーフ部分にモール等を取り付けるためのスタッド部
品を溶接する場合がある。尚、このスタッド部品とは、
スタッドボルト等のようにワーク(ボディ)から突出し
て溶接される部材で、自動化した車体組立てラインで
は、スタッド溶接の省力化を行うことができるスタッド
溶接装置を使用する。
2. Description of the Related Art Generally, in a body assembly line, a plurality of pressed steel sheets cut in advance into a predetermined shape are sequentially joined using a spot welding machine or the like to form a monocoque body serving as a skeleton of the body. Various accessories are attached to this monocoque body in a later line. For example, a stud part for attaching a molding or the like to a vehicle body roof may be welded. This stud part is
A member such as a stud bolt which projects from a work (body) and is welded. In an automated body assembly line, a stud welding device capable of saving labor in stud welding is used.

【0003】前記スタッド溶接装置としては、例えば、
実開昭62−202977号公報に開示されるスタッド
ガンを屈曲アーム等の先端に設け、この屈曲アームを操
作してワークの所定位置にスタッドガンを移動して、ス
タッド部品を溶接するようになっている。前記スタッド
ガンには、スタッド部品を自動供給するためのオートフ
ィーダーを設け、スタッド部品を1個づつ供給できるよ
うになっている。
As the stud welding device, for example,
A stud gun disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 62-202977 is provided at the tip of a bending arm or the like, and the bending arm is operated to move the stud gun to a predetermined position on the work to weld the stud parts. ing. The stud gun is provided with an auto feeder for automatically supplying stud components, so that stud components can be supplied one by one.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のスタッド溶接装置にあっては、スタッドガンの移
動位置を決定するに、スタッド部品の取付け位置に対応
した車体部分の外側形状に沿ったアタッチメント治具を
設け、このアタッチメント治具が所定の車体形状に合致
する位置でスタッド溶接位置を決定していた。このた
め、一旦アタッチメント治具をセットした後は、前記ス
タッド溶接装置を所定の車体形状を持った同一車種のみ
にしか適用することができず、ライン上に異なる車種が
流れてきたときには、その都度アタッチメント治具を交
換する必要がある。また、同一の車体にあっても複数箇
所にスタッド部品を取り付ける場合は、同一のアタッチ
メント治具ではもはや対応することができず、複数のス
タッド溶接装置が必要になってしまうという課題があっ
た。
However, in such a conventional stud welding apparatus, in order to determine the moving position of the stud gun, an attachment jig along the outer shape of the vehicle body portion corresponding to the mounting position of the stud component is determined. And a stud welding position is determined at a position where the attachment jig matches a predetermined vehicle body shape. For this reason, once the attachment jig is set, the stud welding device can be applied only to the same vehicle having a predetermined vehicle body shape, and each time a different vehicle flows on the line, the stud welding device is required. Attachment jig needs to be replaced. In addition, when stud parts are mounted at a plurality of locations even in the same vehicle body, the same attachment jig can no longer cope with the problem and a plurality of stud welding devices are required.

【0005】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、アタッチメント治具を用いること無く、それぞれ異
なった複数種類の形状部分へのスタッド部品の取り付け
を簡単に行うことができるスタッド溶接装置を提供する
ことを目的とする。
In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a stud welding apparatus which can easily attach stud parts to a plurality of different types of shapes without using an attachment jig. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の第1の構成は、互いに直角関係をもって配
置したX軸,Y軸,Z軸に沿って、これら各軸を単独ま
たは複合して移動可能とする送り機構と、送り機構の移
動量出力部材に設け、互いに水平方向の直角関係をもっ
て配置したα軸,β軸をそれぞれ中心として回動可能な
マニピュレータと、マニピュレータの回動量出力部材に
設け、車体ルーフの両側に凹設したモール取付用溝の底
にスタッド部品を溶接するスタッドガンと、スタッド
ガンに設けられ、モール取付用溝の側壁までの距離を測
定するレーザーセンサと、該レーザーセンサの測定結果
が予め設定された距離となるようにレーザーセンサの測
定結果を前記送り機構および,または前記マニピュレー
タの駆動量にフィードバックする補正装置と、を備えて
構成する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus, comprising: an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis arranged at right angles to each other; And a manipulator provided on a moving amount output member of the moving mechanism, the manipulator being rotatable about an α-axis and a β-axis, respectively, which are arranged at a right angle to each other in a horizontal direction, and a turning amount output of the manipulator. The bottom of the molding mounting groove provided on the member and recessed on both sides of the body roof
A stud gun for welding stud parts to the part , a laser sensor provided on the stud gun and measuring a distance to a side wall of the molding mounting groove, and a laser so that a measurement result of the laser sensor becomes a predetermined distance. A correction device that feeds back the measurement result of the sensor to the feed mechanism and / or the driving amount of the manipulator.

【0007】[0007]

【0008】更に、前記第1または第2の構成におい
て、マニピュレータのα軸,β軸をそれぞれ中心として
相対回動する回動部材間にねじ軸を螺合し、このねじ軸
をサーボモータで回転制御してマニピュレータを駆動す
ることが望ましい。
Further, in the first or second configuration, a screw shaft is screwed between rotating members that relatively rotate around the α axis and β axis of the manipulator, and the screw shaft is rotated by a servomotor. It is desirable to control and drive the manipulator.

【0009】[0009]

【作用】以上の構成により本発明のスタッド溶接装置の
第1の構成にあっては、送り機構の移動量出力部材にマ
ニピュレータを設け、かつ、このマニピュレータの回動
量出力部材にスタッドガンを設けたので、送り機構がX
軸,Y軸,Z軸に沿って単独または複合して移動するこ
とにより、前記移動量出力部材は前後,左右,上下に自
在に移動することができる。また、このように前後,左
右,上下に移動する移動量出力部材に対して、マニピュ
レータがα軸,β軸を中心としてそれぞれ回動すること
により、このマニピュレータの回動量出力部材に設けた
スタッドガンをあらゆる方向に指向させることができ
る。従って、前記送り機構および前記マニピュレータ
に、それぞれのワークたる車体ルーフの両側に凹設した
モール取付用溝の側壁のスタッド溶接部分形状を記憶さ
せておくことにより、複数種類の形状をもったモール取
付用溝の側壁に自動的にスタッド溶接を行うことができ
る。
According to the first configuration of the stud welding apparatus of the present invention, the manipulator is provided on the moving amount output member of the feed mechanism, and the stud gun is provided on the turning amount output member of the manipulator. So the feed mechanism is X
By moving individually or in combination along the axis, the Y axis, and the Z axis, the movement amount output member can freely move back and forth, left and right, and up and down. In addition, the manipulator rotates around the α axis and the β axis respectively with respect to the movement amount output member that moves back and forth, left and right, and up and down, so that the stud gun provided on the rotation amount output member of the manipulator. Can be directed in any direction. Therefore, the feed mechanism and the manipulator are recessed on both sides of the body roof serving as the respective works .
By storing the shape of the stud welded portion on the side wall of the molding mounting groove, molding with multiple types of shapes is possible.
Stud welding can be automatically performed on the side wall of the additional groove .

【0010】また、スタッドガンに、車体ルーフの両側
に凹設したモール取付用溝の側壁までの距離を測定する
レーザセンサを設けるとともに、この測定結果を前記送
り機構および,または前記マニピュレータの駆動量にフ
ィードバックする補正装置を設けたので、スタッドガン
の移動位置および指向方向を、各側壁の形成誤差等によ
り僅かなばらつきが生じている場合や、車体の位置が左
右にずれてばらつきが生じている場合にも、このばらつ
きを、レーザーセンサでモール取付用溝の側壁までの距
離を測定することで、精度良く検出して予め記憶した位
置を補正し、常に溝の底部の適性位置にスタッド溶接す
ることができる。
A stud gun is provided with a laser sensor for measuring a distance to a side wall of a molding mounting groove recessed on both sides of a vehicle body roof, and the measurement result is transmitted to the feed mechanism and / or the driving amount of the manipulator. Is provided, the movement position and the pointing direction of the stud gun have slight variations due to the formation error of each side wall and the like, and the position of the vehicle body is shifted left and right to cause variations. Also in this case, this variation is accurately detected by measuring the distance to the side wall of the molding mounting groove with a laser sensor, and the position stored in advance is corrected, and stud welding is always performed at an appropriate position at the bottom of the groove. be able to.

【0011】更に、前記第1の構成において、マニピュ
レータのα軸,β軸をそれぞれ中心として相対回動する
回動部材間にねじ軸を螺合し、このねじ軸をサーボモー
タで回転制御してマニピュレータを駆動することによ
り、マニピュレータの回動位置、つまり、これに設けた
スタッドガンの指向方向の精度を高くすることができる
と共に、一旦指向させた方向の位置保持を確実に行うこ
とができる。
Further, in the first configuration, a screw shaft is screwed between rotating members that relatively rotate about the α axis and the β axis of the manipulator , and the rotation of the screw shaft is controlled by a servomotor. By driving the manipulator, it is possible to increase the accuracy of the rotational position of the manipulator, that is, the pointing direction of the stud gun provided thereon, and to reliably maintain the position in the direction in which the manipulator is pointed.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明の実施例を図に基づいて詳細に説
明する。図1から図7は本発明にかかるスタッド溶接装
置10の一実施例を示し、図1は全体斜視図、図2から
図6はスタッド溶接装置10の各部をそれぞれ示す詳細
図、図7はスタッド部品の取り付け状態を示す要部拡大
断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 7 show an embodiment of a stud welding apparatus 10 according to the present invention, FIG. 1 is an overall perspective view, FIGS. 2 to 6 are detailed views showing respective parts of the stud welding apparatus 10, respectively, and FIG. It is a principal part expanded sectional view which shows the attachment state of a component.

【0013】即ち、本実施例のスタッド溶接装置10は
図1に示したように、互いに直角関係をもって前後,左
右,上下に配置したX軸,Y軸,Z軸に沿って、これら
各軸を単独または複合して移動可能とする送り機構12
と、送り機構12の移動量出力部材に設け、互いに水平
方向の直角関係をもって前後,左右に配置したα軸,β
軸をそれぞれ中心として回動可能なマニピュレータ16
と、マニピュレータ16の回動量出力部材に設け、ワー
クとしての車体ルーフ20に、スタッド部品としてのT
スタッド22(図7参照)を溶接するスタッドガン24
とを備えて構成する。また、前記スタッドガン24に
は、車体ルーフ20の所定の目的位置、つまり、Tスタ
ッド22を取り付けるに目安となる部分までの距離を測
定して、この測定結果を前記送り機構10および,また
は前記マニピュレータ16の駆動量にフィードバックす
る補正装置26とを設ける。
That is, as shown in FIG. 1, the stud welding apparatus 10 of the present embodiment is arranged such that these axes are arranged at right angles to one another along the X-axis, Y-axis, and Z-axis arranged in front, rear, left and right, and up and down. Feed mechanism 12 that can be moved alone or in combination
.Alpha. Axes, .beta. Provided on the moving amount output member of the feed mechanism 12 and arranged in front, rear, left and right with a horizontal right angle relationship.
Manipulators 16 rotatable about respective axes
And provided on the rotation amount output member of the manipulator 16, and a T
Stud gun 24 for welding stud 22 (see FIG. 7)
And is configured. Further, the stud gun 24 measures a predetermined target position of the vehicle body roof 20, that is, a distance to a portion serving as a guide for attaching the T stud 22, and transmits the measurement result to the feed mechanism 10 and / or A correction device 26 that feeds back the driving amount of the manipulator 16 is provided.

【0014】前記送り機構10は図外の枠体に天吊状態
で支持するようになっており、この送り機構10は、前
記移動量出力部材14をX軸方向に移動するための前後
移動機構28と、Y軸方向に移動するための左右移動機
構30と、Z軸方向に移動するための上下移動機構32
とにより構成する。
The feed mechanism 10 is supported on a frame (not shown) in a suspended state. The feed mechanism 10 is a forward / backward moving mechanism for moving the moving amount output member 14 in the X-axis direction. 28, a left / right moving mechanism 30 for moving in the Y-axis direction, and a vertical moving mechanism 32 for moving in the Z-axis direction.
And

【0015】前記前後移動機構28は図2にも示したよ
うに、X軸(前後)方向に配置する第1ねじ軸34,3
4を車両左右方向に一対設け、これら第1ねじ軸34,
34の両端部を前記枠体に取り付けるブラケット36,
36に回転可能に支持する。また、前記第1ねじ軸3
4,34に平行にそれぞれ一対のガイド38,38を設
け、このガイド38,38間に移動可能に第1プレート
40を支承する。この第1プレート40には前記第1ね
じ軸34,34に螺合する第1ナット部材42,42を
取り付ける。前記第1ねじ軸34,34の一端部間はタ
イミングベルト44を介して回転方向に互いに連動する
と共に、一方の第1ねじ軸34の他端部にサーボモータ
46を設ける。従って、サーボモータ46を回転するこ
とにより一対の第1ねじ軸34,34が同方向に回転
し、これに螺合した第1ナット部材42,42を介して
第1プレート40をX軸方向に移動させる。
As shown in FIG. 2, the front-rear movement mechanism 28 includes first screw shafts 34, 3 arranged in the X-axis (front-rear) direction.
4 are provided in the vehicle left-right direction, and these first screw shafts 34,
Brackets 36 for attaching both ends of the frame 34 to the frame,
36 so as to be rotatable. The first screw shaft 3
A pair of guides 38, 38 are provided in parallel with the guides 4, 34, respectively, and a first plate 40 is movably supported between the guides 38, 38. First nut members 42, 42 screwed to the first screw shafts 34, 34 are attached to the first plate 40. One end of the first screw shafts 34 and 34 is interlocked with each other in the rotational direction via a timing belt 44, and a servomotor 46 is provided at the other end of one of the first screw shafts 34. Accordingly, by rotating the servomotor 46, the pair of first screw shafts 34, 34 rotate in the same direction, and the first plate 40 is moved in the X-axis direction via the first nut members 42, 42 screwed to the pair. Move.

【0016】前記左右移動機構30は図3にも示したよ
うに、前記第1プレート40にブラケット48,48を
介して第2プレート50を取り付け、この第2プレート
50にY軸(左右)方向に配置する第2ねじ軸52の両
端部を回転可能に支持する。この第2ねじ軸52の上下
両側には一対のガイド54,54を設け、このガイド5
4,54に移動可能に第3プレート56を取り付ける。
この第3プレート56は上下方向を指向し、前記第2ね
じ軸52に螺合する第2ナット部材58を取り付ける。
また、前記第2ねじ軸52の一端部にはサーボモータ6
0を設け、このサーボモータ60で第2ねじ軸52を回
転し、これに螺合した第2ナット部材58を介して第3
プレート56をY軸方向に移動させる。
As shown in FIG. 3, the left-right moving mechanism 30 mounts a second plate 50 on the first plate 40 via brackets 48, 48, and attaches the second plate 50 to the Y-axis (left-right) direction. Are rotatably supported at both ends of a second screw shaft 52 disposed at the same position. A pair of guides 54 is provided on both upper and lower sides of the second screw shaft 52.
The third plate 56 is movably attached to the fourth and fourth plates 54.
The third plate 56 is oriented vertically and has a second nut member 58 screwed to the second screw shaft 52 attached thereto.
A servo motor 6 is provided at one end of the second screw shaft 52.
0, the second screw shaft 52 is rotated by the servo motor 60, and the third screw shaft 52 is screwed into the third screw shaft 52 via the second nut member 58.
The plate 56 is moved in the Y-axis direction.

【0017】前記上下移動機構32は図4にも示したよ
うに、前記第3プレート56にZ軸(上下)方向に配置
する第3ねじ軸62の両端部を回転可能に支持する。こ
の第3ねじ軸62の左右両側には一対のガイド64,6
4を設け、このガイド64,64には移動可能に移動量
出力部材としての第4プレート66を取り付ける。この
第4プレート66には前記第3ねじ軸62に螺合する第
3ナット部材68を取り付け、また、この第3ねじ軸6
2の一端部にはサーボモータ70を設ける。このサーボ
モータ70で前記第3ねじ軸62を回転し、前記第3ナ
ット部材68を介して第4プレート66をZ軸方向に移
動させる。
As shown in FIG. 4, the vertical moving mechanism 32 rotatably supports both ends of a third screw shaft 62 disposed on the third plate 56 in the Z-axis (vertical) direction. A pair of guides 64, 6 are provided on both left and right sides of the third screw shaft 62.
A fourth plate 66 is movably attached to the guides 64. A third nut member 68 screwed to the third screw shaft 62 is attached to the fourth plate 66.
A servomotor 70 is provided at one end of the second motor 2. The third screw shaft 62 is rotated by the servo motor 70, and the fourth plate 66 is moved in the Z-axis direction via the third nut member 68.

【0018】前記マニピュレータ16は前記第4プレー
ト66に設け、α軸を中心とする第1回動機構72と、
β軸を中心とする第2回動機構74とにより構成する。
The manipulator 16 is provided on the fourth plate 66 and has a first rotating mechanism 72 centered on the α-axis;
The second rotation mechanism 74 about the β axis is used.

【0019】前記第1回動機構72は図5にも示したよ
うに、前記第4プレート66から前方下方に傾斜して突
出する第1アーム76と、この第1アーム76の先端部
に回転可能に設け、α軸方向に配置する第1枢軸78
と、この第1枢軸78から一体に下方に突出する第2ア
ーム80とを備え、第1枢軸78を中心として第1アー
ム76と第2アーム80とが相対回動可能となってい
る。
As shown in FIG. 5, the first rotating mechanism 72 is provided with a first arm 76 projecting obliquely downward and forward from the fourth plate 66, and rotating at a tip end of the first arm 76. First pivot 78 provided as possible and arranged in the α-axis direction
And a second arm 80 integrally projecting downward from the first pivot 78. The first arm 76 and the second arm 80 can be relatively rotated about the first pivot 78.

【0020】また、前記第4プレート66から前記第1
アーム76を配置した側に第1支持片82を突設し、こ
の第1支持片82の先端部にブラケット84を回動可能
に取り付ける。このブラケット84に対向してもう1つ
のブラケット86を設け、これら両ブラケット84,8
6をガイド88を介して連結する。更に、前記両ブラケ
ット84,86間に回転可能に第4ねじ軸90を支持す
る。
Also, the first plate 66
A first support piece 82 protrudes from the side on which the arm 76 is disposed, and a bracket 84 is rotatably attached to a tip end of the first support piece 82. Another bracket 86 is provided opposite to the bracket 84, and both brackets 84, 8 are provided.
6 are connected via a guide 88. Further, a fourth screw shaft 90 is rotatably supported between the brackets 84 and 86.

【0021】一方、前記第2アーム80と一体にかつ前
記第1枢軸78と同軸に第1揺動片92を突設し、この
第1揺動片92の先端部に第4ナット部材94を回動可
能に取り付ける。そして、この第4ナット部材94を前
記ガイド88に移動可能に支持すると共に、前記第4ね
じ軸90に螺合する。第4ねじ軸90の一端部にはサー
ボモータ96を設け、このサーボモータ96で第4ねじ
軸90を回転することにより、前記第4ナット部材94
を介して第1揺動片92を回動する。つまり、第1揺動
片92が回動することにより、第2アーム80が第1ア
ーム76に対して回動可能となっている。
On the other hand, a first swinging piece 92 is integrally formed with the second arm 80 and coaxially with the first pivot 78, and a fourth nut member 94 is attached to the tip of the first swinging piece 92. Attach it rotatably. The fourth nut member 94 is movably supported by the guide 88 and is screwed to the fourth screw shaft 90. A servomotor 96 is provided at one end of the fourth screw shaft 90, and the fourth screw shaft 90 is rotated by the servomotor 96, so that the fourth nut member 94 is formed.
, The first swinging piece 92 is rotated. That is, when the first swinging piece 92 rotates, the second arm 80 can rotate with respect to the first arm 76.

【0022】前記第2回動機構74は図6にも示したよ
うに、前記第2アーム80の下端部に回転可能に設け、
β軸方向に配置する第2枢軸98と、この第2枢軸98
から一体に下方に突出する回動量出力部材としての第3
アーム100とを備え、第2枢軸98を中心として第2
アーム80と第3アーム100とが相対回転可能となっ
ている。
As shown in FIG. 6, the second rotating mechanism 74 is provided at the lower end of the second arm 80 so as to be rotatable.
a second pivot 98 disposed in the β-axis direction, and the second pivot 98
A third rotation output member integrally projecting downward from the
Arm 100 and a second pivot 98 about the second pivot 98.
The arm 80 and the third arm 100 are relatively rotatable.

【0023】また、前記第2アーム80から左右方向に
第2支持片102を突設し、この第2支持片102の先
端部にブラケット104を回動可能に取り付けると共
に、このブラケット104に対向してブラケット106
を設ける。これら両ブラケット104,106をガイド
108を介して連結すると共に、前記両ブラケット10
4,106間に回転可能に第5ねじ軸110を支持す
る。
A second support piece 102 is projected from the second arm 80 in the left-right direction, and a bracket 104 is rotatably attached to the tip of the second support piece 102 and faces the bracket 104. Bracket 106
Is provided. These two brackets 104 and 106 are connected via a guide 108, and the two
The fifth screw shaft 110 is rotatably supported between 4, 106.

【0024】更に、前記第2枢軸98から一体に第2揺
動片112を突設し、この第2揺動片112の先端部に
第5ナット部材114を回動可能に取り付ける。そし
て、この第5ナット部材114を前記ガイド108に移
動可能に支持すると共に、前記第5ねじ軸110に螺合
する。第5ねじ軸110の一端部にはサーボモータ11
6を設け、このサーボモータ116で第5ねじ軸110
を回転することにより、前記第5ナット部材114を介
して第2揺動片112を回動し、この第2揺動片112
の回動により第3アーム100が第2アーム80に対し
て回動可能となっている。
Further, a second swinging piece 112 is integrally provided to project from the second pivot 98, and a fifth nut member 114 is rotatably attached to the tip of the second swinging piece 112. The fifth nut member 114 is movably supported by the guide 108 and is screwed to the fifth screw shaft 110. A servo motor 11 is provided at one end of the fifth screw shaft 110.
6 is provided, and the fifth screw shaft 110 is
By rotating the second rocking piece 112, the second rocking piece 112 is rotated via the fifth nut member 114.
The third arm 100 is rotatable with respect to the second arm 80 by the rotation of.

【0025】ところで、前記第1,第2,第3,第4,
第5の各ねじ軸34,52,62,90,110を回転
駆動するサーボモータ46,60,70,96,116
は、図外の制御回路から駆動信号が出力され、その回転
量が制御される。前記各サーボモータ46,60,7
0,96,116をそれぞれ駆動制御することにより、
送り機構12による前後,左右,上下方向の移動量制
御、およびマニピュレータ16のα軸およびβ軸廻りの
回動量制御を行うことができ、最終的に前記スタッドガ
ン24を取り付けた前記第3アーム100の移動位置お
よび指向方向を決定することができる。前記制御回路に
は予め車体ルーフ20にスタッド溶接しようとする位置
を1つまたは複数種類記憶してあり、この記憶した情報
に基づいてスタッドガン24の移動および指向位置を決
定するようになっている。
By the way, the first, second, third, fourth and fourth
Servo motors 46, 60, 70, 96, 116 for rotationally driving the fifth screw shafts 34, 52, 62, 90, 110.
, A drive signal is output from a control circuit (not shown), and the amount of rotation is controlled. Each of the servo motors 46, 60, 7
By controlling the driving of 0, 96 and 116 respectively,
The feed mechanism 12 can control the amount of movement in the forward / backward, left / right, and up / down directions, and can control the amount of rotation of the manipulator 16 around the α axis and the β axis, and finally, the third arm 100 to which the stud gun 24 is attached. Can be determined. The control circuit stores one or more types of positions where studs are to be welded to the vehicle body roof 20 in advance, and determines the movement and the directional position of the stud gun 24 based on the stored information. .

【0026】前記スタッドガン24にはTスタッド送給
ケーブル(オートフィーダー)120を接続してあり、
この送給ケーブル120を介してTスタッド22がスタ
ッドガン24に順次1個づつ供給される。また、前記送
給ケーブル120には溶接ケーブル122をまとめて配
索し、この溶接ケーブル122を介してスタッドガン2
4に電流を供給する。
A T stud feed cable (auto feeder) 120 is connected to the stud gun 24.
The T studs 22 are sequentially supplied to the stud gun 24 one by one via the feed cable 120. A welding cable 122 is collectively routed on the feed cable 120, and the stud gun 2 is connected via the welding cable 122.
4 to supply current.

【0027】前記スタッドガン24の左右方向両側に
は、前記補正装置26を構成する一対のレーザーセンサ
124,126を取り付けてある。レーザーセンサ12
4,126からはレーザービームを照射して、このレー
ザービームが突き当たる物体までの距離を測定できるよ
うになっており、この測定結果を前記制御回路にフィー
ドバックする。
A pair of laser sensors 124 and 126 constituting the correction device 26 are attached to both sides of the stud gun 24 in the left-right direction. Laser sensor 12
The laser beam is radiated from 4,126 so that the distance to the object hit by the laser beam can be measured, and the measurement result is fed back to the control circuit.

【0028】即ち、前記Tスタッド22を取り付ける位
置は、図1及び図7に示すように車体ルーフ20の両側
に凹設形成されたモール取付用溝20a,20aの長さ
方向(前後方向)両端部(P1 ,P2 ,P3 ,P4 )に
おける底部に設定されていて、取り付けたTスタッド2
2にモールを係止するようになっている。
That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 7 , the T studs 22 are mounted at both ends of the molding mounting grooves 20a, 20a formed on both sides of the vehicle body roof 20 in the longitudinal direction (front-back direction). Section (P1, P2, P3, P4)
T studs 2 set at the bottom of
2 is designed to lock the molding.

【0029】従って、以上の構成になる本実施例のスタ
ッド溶接装置10は、ラインの上方に天吊状態で支持さ
れており、ワークとしての車体が流れてくると、この車
体の形状に応じて予め制御回路に記憶した情報に基いて
送り機構12およびマニピュレータ16を駆動し、スタ
ッドガン24を前記モール取付用溝20aの底部の所定
部位に移動かつ指向させる。次に、溶接ケーブル122
を介して前記スタッドガン24に通電し、図7に示した
ようにスタッドガン24の先端部に保持したTスタッド
22と車体ルーフ20におけるモール取り付け用溝20
aの底部との間に一時的にアークを飛ばして表面を溶融
状態とし、この状態でTスタッド22をルーフパネルの
溶融部分に押し付けてTスタッド22を固着する。
Therefore, the stud welding apparatus 10 of the present embodiment having the above-described configuration is supported in a suspended state above the line, and when a vehicle body as a work flows, it is shaped according to the shape of the vehicle body. The feed mechanism 12 and the manipulator 16 are driven based on the information stored in the control circuit in advance, and the stud gun 24 is moved and directed to a predetermined portion at the bottom of the molding mounting groove 20a. Next, the welding cable 122
The stud gun 24 is energized through the stud gun 24 and the T stud 22 held at the tip of the stud gun 24 and the molding mounting groove 20 in the body roof 20 as shown in FIG.
The arc is temporarily blown between the bottom and the bottom of a to bring the surface into a molten state, and in this state, the T stud 22 is pressed against the molten portion of the roof panel to fix the T stud 22.

【0030】ところで、前記送り機構12の移動および
マニピュレータ16の回動は、それぞれに組み込んだサ
ーボモータ46,60,70,96,116の回転量の
制御で行い、スタッドガン24をスタッド溶接する目的
位置に移動および回動できるようになっている。従っ
て、従来のようにアタッチメント治具を用いること無く
制御回路に記憶した情報でスタッドガン24を目的位置
に移動できる。このため、各車種に応じた複数の情報を
制御回路に記憶させておくことにより、1台のスタッド
溶接装置10で複数車種のスタッド溶接に適用すること
ができる。
The movement of the feed mechanism 12 and the rotation of the manipulator 16 are performed by controlling the rotation amounts of servo motors 46, 60, 70, 96, and 116 incorporated therein, and the stud gun 24 is stud-welded. It can be moved and rotated to a position. Therefore, the stud gun 24 can be moved to the target position with the information stored in the control circuit without using an attachment jig as in the related art. Therefore, by storing a plurality of pieces of information corresponding to each vehicle type in the control circuit, one stud welding apparatus 10 can be applied to stud welding of a plurality of vehicle types.

【0031】また、本実施例のスタッド溶接装置10は
上述したように前後,左右,上下方向の移動を自在に行
う送り機構12以外に上記マニピュレータ16を設け、
このマニピュレータ16を水平方向で互いに直角関係を
もって配置したα軸,β軸をそれぞれ中心として回動さ
せることにより、スタッドガン24をスタッド溶接部分
の傾斜状態に精度良く対応させて、Tスタッド22の取
付角度(本実施例では直角方向)を正確にだすことがで
きる。
The stud welding apparatus 10 of the present embodiment is provided with the manipulator 16 in addition to the feed mechanism 12 for freely moving back and forth, left and right, and up and down as described above.
By rotating the manipulator 16 about the α-axis and β-axis which are arranged in a horizontal direction at right angles to each other, the stud gun 24 can be made to accurately correspond to the inclined state of the stud welding portion, and the T stud 22 can be mounted. The angle (in this embodiment, a right angle direction) can be accurately obtained.

【0032】更に、本実施例のスタッド溶接装置10で
は、スタッドガン24にレーザーセンサ124,126
を設けて補正装置26を構成したので、レーザーセンサ
124,126で測定した車体ルーフ20の目的部位ま
での距離を制御回路にフィードバックすることにより、
このフィードバック信号に応じて上記サーボモータ4
6,60,70,96,116の回転量を補正制御する
ことができる。つまり、上記車体ルーフ20は同一車種
にあっても形成誤差により微妙に湾曲の曲率が異なる場
合があり、このように形成誤差を生じた場合にもTスタ
ッド22を目的部位に適確に取り付けることができる。
即ち、上記補正装置26は図7に示したように、左右片
側の溝20aの底部にスタッド溶接する場合、一方のレ
ーザーセンサ120でこの溝20aの側壁20bまでの
距離を測定し、この距離が予め設定した寸法となるよう
に上記サーボモータ46,60,70,96,116の
1つまたは複数の回転量を制御する。尚、左右他側の溝
20aの底部にスタッド溶接する場合は、図1,図6に
示した他方のレーザーセンサ126で側壁までの距離を
測定する。よって、図7に示すように、車体の位置が左
右の車幅方向にずれている場合にも、レーザーセンサ1
24でモール取付用溝の側壁20bまでの距離を測定す
ることで、精度良くスタッドを溝20aの底部の適切な
位置に溶接することができる。
Further, in the stud welding apparatus 10 of the present embodiment, the stud gun 24 has the laser sensors 124 and 126 attached thereto.
Is provided, and the distance to the target portion of the vehicle body roof 20 measured by the laser sensors 124 and 126 is fed back to the control circuit.
In response to the feedback signal, the servo motor 4
The amounts of rotation of 6, 60, 70, 96, and 116 can be corrected and controlled. In other words, the curvature of the curvature of the body roof 20 may be slightly different due to the formation error even in the same vehicle type. Even when such a formation error occurs, the T stud 22 must be properly attached to the target portion. Can be.
That is, as shown in FIG. 7, when the stud welding is performed on the bottom of one of the left and right grooves 20a, the correction device 26 measures the distance to the side wall 20b of the groove 20a with one laser sensor 120, and this distance is The amount of rotation of one or more of the servomotors 46, 60, 70, 96, 116 is controlled so that the dimensions are set in advance. When stud welding is performed to the bottom of the groove 20a on the other side, the distance to the side wall is measured by the other laser sensor 126 shown in FIGS. Therefore, as shown in FIG. 7, even when the position of the vehicle body is shifted in the left and right vehicle width directions, the laser sensor 1
By measuring the distance to the side wall 20b of the molding mounting groove at 24, the stud can be accurately welded to an appropriate position at the bottom of the groove 20a.

【0033】因に、本実施例のスタッド溶接装置10は
天吊状態で支持したので、このスタッド溶接装置10の
下部に他の組立て装置を配置することができ、工程の利
用度を向上することができる。
The stud welding apparatus 10 of the present embodiment is supported in a suspended state, so that another assembling apparatus can be arranged below the stud welding apparatus 10, thereby improving the use of the process. Can be.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
示すスタッド溶接装置にあっては、互いに直角関係をも
って配置したX軸,Y軸,Z軸方向に移動可能な送り機
構と、互いに水平方向の直角関係をもって配置したα
軸,β軸をそれぞれ中心として回動可能なマニピュレー
タとを介してスタッドガンを移動および回動して、ワー
クの目的位置にスタッド部品を溶接するようにしたの
で、スタッドガンの移動位置および指向方向の自由度を
著しく増大してあらゆる形状のモール取付用溝の側壁
対応させることができる。また、前記送り機構のX軸,
Y軸,Z軸方向の各移動量、および前記マニピュレータ
のα軸,β軸を中心とした回動量を予め記憶させておく
ことにより、従来用いたアタッチメント治具を配置して
スタッド溶接を簡単に行うことができる。更に、複数種
類のモール取付用溝の側壁のスタッド溶接部分形状を記
憶させておくことにより、それぞれ異なった形状をもっ
モール取付用溝の側壁に自動的にスタッド溶接を行う
ことができ、これら複数種類の作業を1台のスタッド溶
接装置で済ませることができる。
As described above, in the stud welding apparatus according to the first aspect of the present invention, the feed mechanism, which is arranged at right angles to each other, is movable in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Α arranged with a horizontal right angle relationship
The stud gun is moved and rotated via manipulators that can rotate about the axis and the β axis, respectively, so that the stud parts are welded to the target position of the work. Can be remarkably increased so as to correspond to the side wall of the molding mounting groove of any shape. Further, the X axis of the feed mechanism,
By storing in advance the amounts of movement in the Y-axis and Z-axis directions and the amount of rotation of the manipulator around the α-axis and β-axis, a stud welding can be easily performed by disposing a conventionally used attachment jig. It can be carried out. Furthermore, by storing the stud welding part shapes of the side walls of the plurality of types of molding mounting grooves , stud welding can be automatically performed on the side walls of the molding mounting grooves having different shapes, respectively. Multiple types of work can be completed with one stud welding device.

【0035】また、モール取付用溝の側壁までの距離を
測定するレーザーセンサーと、このレーザーセンサの測
定結果が予め設定された距離となるように当該測定結果
を前記送り機構および,または前記マニピュレータの駆
動量にフィードバックする補正装置を設けたので、各モ
ール取付用溝の側壁に形成誤差が生じている場合や、車
体の位置が左右の車幅方向にずれている場合にも常に適
性位置にスタッドガンを案内して、モール取付用溝の底
部に正確なスタッド溶接を行うことができる。
Also, a laser sensor for measuring the distance to the side wall of the molding mounting groove, and the measurement result of the laser sensor and / or the manipulator, so that the measurement result of the laser sensor is a predetermined distance. A correction device that feeds back to the drive amount is provided, so that studs are always in the correct position even when there is a formation error in the side wall of each molding mounting groove or when the position of the vehicle body is shifted in the left and right vehicle width direction. Guide the gun to the bottom of the
Accurate stud welding can be performed on the part .

【0036】更に、本発明の請求項にあっては、マニ
ピュレータのα軸,β軸をそれぞれ中心として相対回動
する回動部材間にねじ軸を螺合し、このねじ軸をサーボ
モータで回転制御してマニピュレータを駆動したので、
マニピュレータの回動位置、つまり、これに設けたスタ
ッドガンの指向方向の精度を高くすることができると共
に、一旦指向させた方向の位置保持を確実に行うことが
できるという各種優れた効果を奏する。
Further, according to a second aspect of the present invention, a screw shaft is screwed between rotating members which relatively rotate about the α axis and the β axis of the manipulator, and the screw shaft is connected to a servo motor. Since the manipulator was driven by controlling the rotation,
This provides various excellent effects that the accuracy of the turning position of the manipulator, that is, the directing direction of the stud gun provided on the manipulator can be increased, and the position in the once directed direction can be reliably maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるスタッド溶接装置の一実施例を
示す全体斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view showing one embodiment of a stud welding apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の一実施例に用いる送り機構の要部を示
す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a main part of a feed mechanism used in one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に用いる送り機構の要部を示
す断面正面図である。
FIG. 3 is a sectional front view showing a main part of a feed mechanism used in one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例に用いる送り機構の要部を示
す断面正面図である。
FIG. 4 is a sectional front view showing a main part of a feed mechanism used in one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例に用いるマニピュレータの要
部を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing a main part of the manipulator used in one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例に用いるマニピュレータの要
部を示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing a main part of a manipulator used in one embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例のスタッド部品の取り付け状
態を示す要部拡大断面図である。
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part showing a mounted state of a stud component according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 スタッド溶接装置 12 送り機構 16 マニピュレータ 20 車体ルーフ
(ワーク) 22 Tスタッド(スタッド部品) 24 スタッドガ
ン 26 補正装置 66 第4プレー
ト(移動量出力部材) 72 第1回動機構 74 第2回動機
構 90,110 ねじ軸 100 第3アーム
(回動量出力部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stud welding apparatus 12 Feed mechanism 16 Manipulator 20 Body roof (work) 22 T stud (Stud part) 24 Stud gun 26 Correction device 66 4th plate (movement output member) 72 1st rotation mechanism 74 2nd rotation mechanism 90, 110 Screw shaft 100 Third arm (rotation amount output member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平川 邦昭 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−27786(JP,A) 特開 平2−14984(JP,A) 特開 平2−160486(JP,A) 特開 平3−57562(JP,A) 特開 平1−215467(JP,A) 特開 昭62−21471(JP,A) 実開 昭59−1585(JP,U) 実開 平1−180381(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/20 B25J 9/02 B25J 9/10 B25J 13/08 G01S 17/88 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kuniaki Hirakawa 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (56) References JP-A-59-27786 (JP, A) JP-A-2 JP-14984 (JP, A) JP-A-2-160486 (JP, A) JP-A-3-57562 (JP, A) JP-A-1-215467 (JP, A) JP-A-62-21471 (JP, A ) Actually open 1984-1585 (JP, U) Actually open 1-180381 (JP, U) (58) Fields studied (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 9/20 B25J 9/02 B25J 9 / 10 B25J 13/08 G01S 17/88

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 互いに直角関係をもって配置したX軸,
Y軸,Z軸に沿って、これら各軸を単独または複合して
移動可能とする送り機構と、 送り機構の移動量出力部材に設け、互いに水平方向の直
角関係をもって配置したα軸,β軸をそれぞれ中心とし
て回動可能なマニピュレータと、 マニピュレータの回動量出力部材に設け、車体ルーフの
両側に凹設したモール取付用溝の底部にスタッド部品を
溶接するスタッドガンと、 スタッドガンに設けられ、該モール取付用溝の側壁まで
の距離を測定するレーザーセンサと、 該レーザーセンサの測定結果が予め設定された距離とな
るようにレーザーセンサの測定結果を前記送り機構およ
び,または前記マニピュレータの駆動量にフィードバッ
クする補正装置と、 を備えたことを特徴とするスタッド溶接装置。
An X-axis arranged at right angles to each other;
A feed mechanism that can move these axes individually or in combination along the Y axis and the Z axis, and an α axis and a β axis that are provided on a movement output member of the feed mechanism and that are arranged in a horizontal right-angle relationship with each other. A manipulator that is rotatable about the center, a stud gun that is provided on the rotation amount output member of the manipulator, and a stud gun that welds a stud component to the bottom of a molding mounting groove that is recessed on both sides of the body roof, A laser sensor for measuring a distance to a side wall of the molding mounting groove; and a driving amount of the feed mechanism and / or the manipulator for transmitting the measurement result of the laser sensor so that the measurement result of the laser sensor becomes a preset distance. A stud welding device comprising: a correction device that feeds back to the stud welding device.
【請求項2】 マニピュレータのα軸,β軸をそれぞれ
中心として相対回動する回動部材間にねじ軸を螺合し、
このねじ軸をサーボモータで回転制御してマニピュレー
タを駆動することを特徴とする請求項1のスタッド溶接
装置。
2. A screw shaft is screwed between rotating members which relatively rotate around the α axis and β axis of the manipulator, respectively.
The stud welding apparatus according to claim 1, wherein the manipulator is driven by controlling the rotation of the screw shaft with a servomotor.
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