JP3273213B2 - スタッド溶接装置 - Google Patents

スタッド溶接装置

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JP3273213B2 JP13619193A JP13619193A JP3273213B2 JP 3273213 B2 JP3273213 B2 JP 3273213B2 JP 13619193 A JP13619193 A JP 13619193A JP 13619193 A JP13619193 A JP 13619193A JP 3273213 B2 JP3273213 B2 JP 3273213B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直交座標型のロボット
を用いたスタッド溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水平2方向をX軸及びY軸とし
て、Y軸方向両側のガイド枠に跨らせてX軸方向に移動
自在に設けた走行枠と、該走行枠にY軸方向に移動自在
に支持させたロボット本体と、該ロボット本体に昇降自
在に支持させた上下方向に長手の昇降アームとから成る
直交座標型ロボットの該昇降アームの下端に手首部を介
してスタッド溶接ガンを取付けて成るスタッド溶接装置
は知られている(実開昭62−109884号公報参
照)。そして、このものでは、走行枠にロボット本体に
追従して動く多関節型の給電部材を取付け、該給電部材
からロボット本体と昇降アームとに設けた給電路を介し
てスポット溶接ガンに給電するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のもので昇降アー
ムは、走行枠に干渉しないように走行枠に対しX軸方向
一方に離間させてロボット本体に支持されており、その
ため昇降アームの重量によってロボット本体にY軸回り
の回転モーメントが作用し、特に、スタッド溶接ガンを
X軸方向に向けてワークをX軸方向他方から加圧すると
きは、加圧反力によりロボット本体に昇降アームを介し
て上記回転モーメントと同方向の回転モーメントが作用
し、走行枠に対するロボット本体の支持部に無理がかか
る。本発明は、以上の点に鑑み、走行枠とロボット本体
との間の給電機構を利用してロボット本体に作用する回
転モーメントの一部を受け、走行枠に対するロボット本
体の支持部に無理がかからないようにしたスタッド溶接
装置を提供することをその目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、水平2方向をX軸及びY軸として、Y軸方向
両側のガイド枠に跨らせてX軸方向に移動自在に設けた
走行枠と、該走行枠にY軸方向に移動自在に支持させた
ロボット本体と、該ロボット本体に走行枠に対しX軸方
向一方に離間させて昇降自在に支持させた上下方向に長
手の昇降アームとから成る直交座標型ロボットの該昇降
アームの下端に手首部を介してスタッド溶接ガンを取付
けて成るスタッド溶接装置であって、走行枠とロボット
本体と昇降アームとに夫々設けた給電路を介してスタッ
ド溶接ガンに給電するものにおいて、走行枠に設ける給
電路を走行枠に固定したY軸方向に長手の給電バーで構
成し、ロボット本体にロボット本体側の給電路を前該給
電バーに接続する通電ジョイントを設け、該通電ジョイ
ントを給電バーに対向するコンタクト部材と該コンタク
ト部材を給電バーに接離するシリンダとで構成すると共
に、給電バーに対するコンタクト部材の圧接方向を、昇
降アームの重量によってロボット本体に作用するY軸回
りの回転モーメントと逆方向の回転モーメントがコンタ
クト部材の圧力接力によってロボット本体に作用するよ
うな方向に設定したことを特徴とする。
【0005】
【作用】通電ジョイントのコンタクト部材を給電バーか
ら離間させた状態でロボット本体をY軸方向の所定位置
に移動し、次いでコンタクト部材をシリンダにより給電
バーに圧接させた後、スタッド溶接ガンでワークを加圧
すると共に該溶接ガンに給電してスタッド溶接を行う。
ここで、ワークをX軸方向他方から加圧すると昇降アー
ムを介してロボット本体に昇降アームの重量による回転
モーメントと同方向の加圧反力による回転モーメントが
作用するが、この回転モーメントは給電バーに対するコ
ンタクト部材の圧接反力によってロボット本体に作用す
る逆方向の回転モーメントにより相殺され、走行枠に対
するロボット本体の支持部に無理はかからない。
【0006】
【実施例】図1乃至図3を参照して、1はワークをセッ
トする治具ユニット、2は治具ユニット1の配置部上方
に架設した天井枠であり、該天井枠2に直交座標型ロボ
ット3を搭載し、該ロボット3にスタッド溶接ガン4を
取付けて、ワークのスタッド溶接を行うようにした。
【0007】治具ユニット1は、ターンテーブル10上
に1対の治具11、11を搭載して成るもので、両治具
11、11をターンテーブル10の180°回転により
手前のワークセット位置と奥側のワーク溶接位置とに交
互に旋回自在とした。
【0008】前記ロボット3は、天井枠2の奥行方向を
X軸方向、幅方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし
て、天井枠2のY軸方向両側の桁材上のガイド枠20、
20に跨らせてX軸方向に移動自在に設けた走行枠30
と、走行枠30にY軸方向に移動自在に支持させたロボ
ット本体31と、ロボット本体31に走行枠30に対し
X軸方向前方に離間させて昇降自在に支持したZ軸方向
に長手の昇降アーム32とで構成されており、昇降アー
ム32の下端に垂直のU軸と水平のV軸との2軸の自由
度を持つ手首部33を介してスタッド溶接ガン4を取付
け、溶接位置に存する治具11上のワークを手首部33
の動きによるスタッド溶接ガン4の姿勢変換で任意の方
向からスタッド溶接し得るようにした。
【0009】走行枠30は、各ガイド枠20の上面に固
設したガイドレール30aに走行枠30の各端部に取付
けた1対のリニアガイド30bを介して摺動自在に支持
されており、走行枠30に搭載したX軸用モータMxに
連結されるピニオン30cを各ガイド枠20の内側面に
固設したラック30dに噛合させて、走行枠30をX軸
方向に駆動するようにした。そして、該走行枠30の上
面と前面下部とに1対のガイドレール31aを固設し
て、該ガイドレール31aにロボット本体31をその背
面に取付けた各リニアガイド31bを介して摺動自在に
支持し、ロボット本体31に搭載したY軸用モータMy
に連結されるピニオン31cを走行枠30の前面上部に
固設したラック31dに噛合させて、ロボット本体31
をY軸方向に駆動するようにした。また、昇降アーム3
2をその背面の1対のガイドレール32aにおいてロボ
ット本体31の前面に固設したリニアガイド32bに摺
動自在に支持させると共に、ロボット本体31に搭載し
たZ軸用モータMzに連結されるピニオン32cを昇降
アーム32の背面に固設したラック32dに噛合させ
て、昇降アーム32をZ軸方向に駆動するようにし、更
に、昇降アーム32にU軸用モータMuとV軸用モータ
Mvとを搭載して、手首部33をU軸回りとV軸回りと
に駆動するようにした。
【0010】図中5は治具ユニット1の側部に配置した
トランスであり、該トランス5の一方の出力端子をケー
ブル50と治具ユニット1に設けた通電ジョイント51
とを介して溶接位置に存する治具11に接続すると共
に、トランス5の他方の出力端子をケーブル52と走行
枠30とロボット本体31と昇降アーム32とに夫々設
けた給電路と手首部33に設けたU軸用とV軸用のジョ
イント53、54とを介してスタッド溶接ガン4に接続
し、該ガン4によりワークを加圧した状態で該ガン4と
治具11との間にワークを介して通電してスタッド溶接
を行うようにした。
【0011】ここで、走行枠30に設ける給電路は走行
枠30の下面に固定した、一端に前記ケーブル52を結
線したY軸方向に長手の給電バー55で構成されてお
り、ロボット本体31に設けた給電路56を、図4及び
図5に示す如く、ロボット本体31の背面下部に設けた
第1通電ジョイント57を介して給電バー55に接続す
ると共に、該給電路56を昇降アーム32の側面に固設
したアーム側給電路を構成するZ軸方向に長手の給電バ
ー58にロボット本体31の前面側部に設けた第2通電
ジョイント59を介して接続した。各通電ジョイント5
7、59は、給電路56の各端部にオンス銅板57a、
59aを介して接続されるコンタクト部材57b、59
bと、コンタクト部材57b、59bを各給電バー5
5、58に接離するシリンダ57c、59cとで構成さ
れており、各シリンダ57c、59cをロボット本体3
1に固設した各ブラケット57d、59dに取付けた。
尚、各通電ジョイント57、59のコンタクト部材57
b、59bは、各給電バー55、58に確実に密着する
ように、図6に示す如く、シリンダ57c、59cのピ
ストンロッドにボール継手57e、59eを介して連結
されている。ここで、第1通電ジョイント57のコンタ
クト部材57bは走行枠30の下面の給電バー55に下
方から圧接されるようになっており、コンタクト部材5
7bの圧接反力によりロボット本体31にその下側のリ
ニアガイド31bを支点にして図3及び図5で反時計方
向のY軸回りの回転モーメントが作用するようにした。
【0012】スタッド溶接に際しては、各通電ジョイン
ト57、59のコンタクト部材57b、59bを各給電
バー55、58から離間させた状態で走行枠30、ロボ
ット本体31、昇降アーム32を駆動してスタッド溶接
ガン4をX軸、Y軸、Z軸の直交3軸方向に移動すると
共に手首部33を駆動してスタッド溶接ガン4の姿勢を
変換し、該ガン4をワークの各所定の打点位置に各所定
の方向から対向させ、その後各通電ジョイント57、5
9のコンタクト部材57b、59bを各シリンダ57
c、59cの作動で各給電バー55、58に圧接させ、
次いでスタッド溶接ガン4を該ガンの加圧シリンダの作
動によりワークの打点位置に突き当てて加圧し、該ガン
4に給電してスタッド溶接を行う。
【0013】ところで、スタッド溶接ガン4を図3に
で示す如く下方に向け或いはで示す如くX軸方向後方
に向け、上方やX軸方向前方からワークを加圧して溶接
を行う場合、加圧反力によりロボット本体31には昇降
アーム32を介して反時計方向の回転モーメントが作用
するが、この回転モーメントは昇降アーム32の重量に
よってロボット本体31に作用する時計方向の回転モー
メントで相殺され、走行枠30に対するロボット本体3
1の支持部たるガイドレール30aやリニアガイド30
bに無理がかかることはない。
【0014】一方、スタッド溶接ガン4を図3にで示
す如くX軸方向前方に向け、ワークをX軸方向後方から
加圧して溶接する場合には、加圧反力によりロボット本
体31に時計方向の回転モーメントが作用し、昇降アー
ム32の重量による時計方向の回転モーメントと相俟っ
てロボット本体31が走行枠30に対し時計方向に傾動
しようとし、ロボット本体31の支持部に無理がかか
る。然し、本実施例では、上記の如く第1通電ジョイン
ト57のコンタクト部材57aの給電バー55への圧接
反力によりロボット本体31に反時計方向への回転モー
メントが作用するため、この回転モーメントによりワー
クの加圧反力による時計方向の回転モーメントが減殺さ
れ、ロボット本体31の支持部に無理がかかることはな
い。
【0015】尚、上記実施例では、走行枠30の下面に
固定した給電バー55にコンタクト部材57aを下方か
ら圧接させるようにしたが、走行枠30の前面にガイド
レール31aより下方に位置させて給電バーを固定し、
これに前方からコンタクト部材を圧接させて、ロボット
本体31に圧接反力による反時計方向の回転モーメント
が作用するようにしても良い。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、走行枠側の給電路とロボット本体側の給電路
とを接続する通電ジョイントにより、スポット溶接ガン
のワークに対する加圧反力によってロボット本体に作用
する、昇降アームの重量による回転モーメントと同方向
の回転モーメントを減殺でき、走行枠に対するロボット
本体の支持部に無理がかからず、耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置の一例の正面図
【図2】 その平面図
【図3】 その側面図
【図4】 その要部の拡大正面図
【図5】 図4のV−V線截断側面図
【図6】 図5のVI−VI線拡大截断面図
【符号の説明】
3 ロボット 4 スタッド溶接ガン 20 ガ
イド枠 30 走行枠 31 ロボット本体 32
昇降アーム 33 手首部 55 給電バー 57
通電ジョイント 57b コンタクト部材 57c
シリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江川 嘉宏 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 屋代 知彦 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 実開 平4−26679(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 11/11

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平2方向をX軸及びY軸として、Y軸
    方向両側のガイド枠に跨らせてX軸方向に移動自在に設
    けた走行枠と、該走行枠にY軸方向に移動自在に支持さ
    せたロボット本体と、該ロボット本体に走行枠に対しX
    軸方向一方に離間させて昇降自在に支持させた上下方向
    に長手の昇降アームとから成る直交座標型ロボットの該
    昇降アームの下端に手首部を介してスタッド溶接ガンを
    取付けて成るスタッド溶接装置であって、走行枠とロボ
    ット本体と昇降アームとに夫々設けた給電路を介してス
    タッド溶接ガンに給電するものにおいて、走行枠に設け
    る給電路を走行枠に固定したY軸方向に長手の給電バー
    で構成し、ロボット本体にロボット本体側の給電路を前
    該給電バーに接続する通電ジョイントを設け、該通電ジ
    ョイントを給電バーに対向するコンタクト部材と該コン
    タクト部材を給電バーに接離するシリンダとで構成する
    と共に、給電バーに対するコンタクト部材の圧接方向
    を、昇降アームの重量によってロボット本体に作用する
    Y軸回りの回転モーメントと逆方向の回転モーメントが
    コンタクト部材の圧接反力によってロボット本体に作用
    するような方向に設定したことを特徴とするスタッド溶
    接装置。
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