JP3290596B2 - 電動加圧式抵抗スポット溶接用ｘガン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明はモータ駆動式の抵抗
スポット溶接用X形ガンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来， Xタイプの溶接ガンは，二本のガ
ンアームがX形を作るように組み付けられた主軸を中心
にエアシリンダがガンアームの開閉動作を行ない，この
動作によってワークを電極チップ間に挟んで溶接を行う
のが一般的であった。

【０００３】本発明に類似の従来形電動加圧式スポット
溶接用Xがンには,特開平3―２０７５８０号公報に記載
された発明が一般的に知られている。この種の従来の電
動加圧式Xガンでは，二本のガンアームの一つがアーム
端で，電動モータの回転を直進運動に変換するネジ機構
を介して電動モータの出力軸に接続され，他のガンアー
ムはモータケースに取付けられた回転軸に，もう一つの
回転軸を介して接続されている。そして二本のガンアー
ムは主軸でアーム同志がX形を作るように組み付けられ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来のモータ駆動
式のXガンには以下のような問題が挙げられる。即ち，
ロボットにＸガンを取り付けるためにはロボットとＸガ
ンのインターフェイスとして，Ｘガンに組み込まれたガ
ンブラケットが必要である。このガンブラケットはＸガ
ンに対して上向き・下向き・横向き（たとえば図２に示
したような向き）あるいはそれらの中間の姿勢（任意の
角度をつけた向き）などで組み込まれる。エア式や従来
の電動式Ｘガンは勿論，従来型Ｘガンでは全く同じ形式
のＸガンであっても取付け姿勢を変更しようとすれば，
その都度新しいガンブラケットを設計製作しなければな
らなかった。

【０００５】本発明の電動加圧式Ｘガンは，ガンブラケ
ットが従来形ガンの両持ちタイプでなく減速機のケース
に取り付ける片持ちとすることができるため，ロボット
へのガン取付け姿勢に必要な方向にガンに組み込むこと
ができる。したがって，ロボットへのガン取付け姿勢を
変更したいときにはその姿勢に応じてガンブラケットの
ガンへの組み込み方向を変更すればよく，ガン取付け姿
勢毎に異なるガンブラケットを必要としない。

【０００６】つまり，このことはガンブラケットの機能
からＸガンに従属する部品を排除して，ガンブラケット
本来の機能の独立性を高めたことで，駆動ユニットを独
立させることができたことと同様な意味がある。特にガ
ンアームは，そのＸガンで溶接するワークに合った形状
のガンアームが要求される。しかし，それはワークに直
接係わる部分，即ちガンアームの先端の電極チップを備
えた辺りのアーム形状であって，駆動ユニットと結合さ
れる部分は一定の形状とすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の目的を
達成するための具体的手段として以下のような構成とな
っている。すなわち，請求項１の発明は，二本のガンア
ームの回転駆動部に取付けた減速機と，前記ガンアーム
の先端に設けた，相対向する正負間の電極チップに溶接
に必要な加圧力のためのトルクを発生する電動モータ
と，前記減速機と前記電動モータとが取付けられるコモ
ンベースと，前記モータのトルクを，前記減速機を介し
て前記電極チップ間に伝達するための動力伝達機構とか
らなるスポット溶接用Ｘガンの駆動ユニットにおいて，
前記動力伝達機構は前記電動モータの出力軸と前記減速
機の入力軸の間に配置されるタイミングベルト，ギヤー
などからなる減速手段であって，前記コモンベースの内
部に配置されていること；前記コモンベースは前記減速
機のケースに着脱自在に取付けられていること；前記減
速機は前記コモンベースとガンブラケットとの間に支持
されていること；しかも前記ガンブラケットは前記減速
機側に前記減速機の出力軸中心と同心上で３６０度方向
に設けたセッテングピッチに合わせて取付けられている
こと；を条件とする電動加圧式抵抗スポット溶接用Xガ
ンを提供する。

【０００８】さらに本発明の請求項2は，二本のガンア
ームの回転駆動部に取付けられた減速機と，前記ガンア
ームの先端に設けた相対向する正負間の電極チップに，
溶接に必要な加圧力のためのトルクを発生させる電動モ
ータと，前記減速機と前記電動モータとが取付けられた
コモンベースと，前記モータのトルクを，前記減速機を
介して前記電極チップ間に伝達するための動力伝達機構
とからなるスポット溶接用Ｘガンの駆動ユニットにおい
て，前記動力伝達機構は前記電動モータの出力軸と前記
減速機の入力軸の間にタイミングベルト，ギヤーなどを
含む減速手段が前記コモンベースの内部に密閉されてい
ること；前記コモンベースは前記減速機のケースに着脱
自在に取付けられていること；前記減速機のケースまた
は前記減速機の出力軸は当該Ｘガン全体をイコライズ動
作すべくガンブラケットに軸受けを介して支持されてい
ること；しかも前記ガンブラケットと前記減速機のケー
スまたは前記減速機の出力軸との間には，前記減速機の
出力軸中心と同心上で３６０度方向に当該Ｘガンの姿勢
を位置決めするための，位置決めストッパ手段を設けた
こと；を条件とする電動加圧式抵抗スポット溶接用Xガ
ンを提供する。つまり前記減速機のケースまたは出力軸
を，軸受けを介してガンブラケットに支持することによ
りXガン全体のイコライズ動作を可能とし，しかも前記
ガンブラケットと前記減速機のケースまたは出力軸との
間にはXガン全体を位置決めするためのストッパ手段を
設けた電動加圧式抵抗スポット溶接用Xガンを実現す
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施例を
図面に基づいて説明する。図１は本発明装置の実施例を
示すＸガン全体の平面図である。図２は図１の正面図で
ある。図３は本発明の駆動装置の一構成例を示す詳細断
面図である。図４は本発明の他の実施例で，イコライズ
機能を持たせた駆動装置の詳細断面図である。図５は図
4の駆動装置を備えたＸガン全体を示す正面図である。
図６は本発明の他の実施例を示すもので，二本のガンア
ームを別々の駆動装置で駆動するタイプの詳細断面図で
ある。

【００１０】図１から図３において，Ｘガン１はガンブ
ラケットでロボットに取付けられる。ガンブラケット２
には溶接トランスＴも取付けられている。ガンアーム
４，５は減速機の出力軸中心３のまわりに，電極チップ
７，８を開閉する揺動運動を行なう。この一体のガンア
ーム4，５は溶接トランスの一対の出力端子Ｅ，Ｅから
二次導体のブスバーＥ１，Ｅ２及び可撓性導電板Ｅ３を
介して接続されている。

【００１１】駆動ユニットの構造は，電動モータ，駆動
ベルト，ギヤー及び減速機等をコモンベースに組み付け
て駆動ユニットを構成し，このガンアームの駆動装置の
機能を独立させた全く新しいユニット構造である。つま
り，駆動ユニットがガンの他の構成及び機能部分である
溶接電流が流れる部分，たとえばガンアーム，溶接トラ
ンス，シャント，電極チップなどを含んだ溶接ユニット
の機能とは分離できるようになっている。これによっ
て，駆動ユニットとがユニット毎に組立て・分離が可能
となる。

【００１２】前記駆動ユニットＤには，アルミニウム製
のコモンベース１５にボルトＢ３で電動モータ６が取付
けられ，コモンベース１５はボルトＢ１で減速機９のケ
ース１０と共にガンブラケット２に取付けられている。
例示した実施例では，図３の詳細図に示すように，電動
モータ６の出力軸１８と減速機９の入力軸１７の間にタ
イミングベルト１４及びギャー１２，１３からなる減速
手段（これは，場合によっては,たとえば減速機付モー
タなどの場合には省略される）が含まれ，前記コモンベ
ースの内部に設けられた回転機構部には安全のため外側
からアルミニウム製のカバーＣがボルトにより取付けら
れている。

【００１３】二本のガンアームのうち，一方のガンアー
ム５はボルトＢ４によりガンブラケット２に絶縁して取
付けられている。前記ガンブラケット２には減速機９の
ケース１０が前述したボルトＢ１によってコモンベース
１５との間に取付けられている。他のガンアーム４は減
速機９の出力軸１１にボルトＢ２によって取付けられて
おり，前記出力軸１１の回転駆動で揺動運動を行うガン
アーム（可動側アーム）である。

【００１４】ガンブラケット２は減速機９の出力軸中心
３と同心に，そのまわりを３６０度自在に位置決めする
ことができるように，減速機９のケース側１０と前記ブ
ラケット２に設けたケース嵌合部の円周方向へ複数のボ
ルトが一定のセッテングピッチ（角度）をもって設けら
れている。そしてガン取付けは３６０度方向のボルト孔
のピッチに合わせてセッテングした後，そのピッチ孔に
ボルトを通しねじ締めで取付けられる。これによってロ
ボットへのガン取付け姿勢を上向き，下向き，横向き
（たとえば図２に示すガン姿勢）あるいはそれらの任意
角度の中間姿勢に変更して取付けたい時にはブラケット
へのガンの組付け角度を変更すればよい。ガンアーム５
は減速機９のケース１０に固定されており，減速機のケ
ース１０はガンブラケット２に固定されているから，ガ
ンアーム５はロボットＲに固定されたガンアーム（固定
側アーム）である。

【００１５】この場合，二本のガンアームの動作は，ガ
ンアーム５に対してガンアーム４が減速機９に出力軸中
心３のまわりに電極チップ７，８を開閉する揺動運動を
行う。つまり，ガンアーム５が固定側で，ガンアーム４
が可動側となる。

【００１６】ロボットＲは，固定側アーム５の電極チッ
プ８の先端をワークの下側に確実に接触させるため，僅
かにワークを押し上げた位置でガンの位置決めを行な
う。その後ガンアーム４が駆動され，ワークに電極の加
圧力が与えられ通電して溶接される。

【００１７】次に，図４及び図５の実施例に示した構造
図において説明する。ガンブラケット２はベアリング軸
受け１６（複数個，単数個を問わず）を介してガンアー
ム４に取付けられている。ベアリング軸受け１６は減速
機の出力軸中心３と同心に取付けられている。したがっ
て，ガンブラケット２は，その上に設けられたストッパ
２４と共に減速機９の出力軸中心３のまわりを３６０度
全方向自在に位置を取ることができる。

【００１８】ガンブラケット２の方向を規制するには，
減速機９のケース１０に固定する位置決めストッパリン
グ２５を用いる。前記位置決めストッパリング２５には
ガンアーム５が絶縁された状態でボルトＢ４によって固
定されている。前記位置決めストッパ２５も減速機９の
出力軸中心３と同心に取付けられていて，前記位置決め
ストッパリング２５に設けられたストッパボルト２６の
位置を３６０度全方向にわたって位置させることができ
る。

【００１９】この場合，図では省略したが位置決めスト
ッパリング２５はＸガンの姿勢セッテング角度に合わせ
て減速機９と同心上に円周方向へ一定角度をもって設け
られた複数のネジ孔にボルトを通しその締めつけ力で固
定される。

【００２０】ストッパボルト２６は，位置決めストッパ
リングに位置調整可能に取付けられている。したがっ
て，前記ガンブラケット２に設けたストッパ２４とスト
ッパボルト２６によって，ロボットＲに対するガンの取
付け方向（取付け姿勢）を上向き,下向き，横向きある
いはそれらの中間の姿勢に任意に取付けができる。

【００２１】図５に示すように，ストッパボルト２６と
ストッパ２４の間には数ｍｍの隙間Ｇが設けられてい
る。Ｘガンは位置決めストッパリング２５とガンブラケ
ット２の間に取付けられた弾性手段，たとえばスプリン
グＳ（またはシリンダもしくはモータ等の制御手段を含
む）によってストッパボルト２６とストッパ２４の間に
隙間Ｇが開く方向の力を受ける。この数ｍｍの隙間Ｇ
は，Ｘガンがワークを挟んで電極加圧力を加えるまで常
に，ストッパボルト２６とストッパ２４の間に存在す
る。電極加圧力を加えた時にガンアームに発生する反力
は，前記スプリングＳと隙間Ｇによって吸収される。こ
れはいわゆるイコライズモーションである。

【００２２】図６は本発明の技術思想に基づく応用範囲
を具体的に発展させた例である。同図は二個の駆動ユニ
ットＤを備え，二本のガンアームを２軸駆動により各々
独立に駆動可能にしたものである。この場合，第一駆動
ユニットＤ１の減速機９の出力軸１１には，ガンアーム
４が取付けられ，前記減速機９のケース１０にはガンア
ーム５が取付けられている。前記減速機９のケース１０
に取付けられたガンアーム５には，第二駆動ユニットＤ
２の減速機２０の出力軸２１が取付けられ，減速機２０
のケース２３はガンブラケット２に固定されている。

【００２３】第二駆動ユニットＤ２は減速機２０のケー
ス２３を介してガンブラケット２にマウントされてお
り，前記減速機２０の出力軸２１がガンアーム５に取付
けられている。これによって，ガン全体は駆動ユニット
Ｄ２によって減速機２０の出力軸２１の中心３のまわり
にスイングすることができるから，ガン全体の位置決め
ができる。すなわち，前記駆動ユニットＤ１が可動側の
ガンアーム４のアクチュエータとして作動し，前記駆動
ユニットＤ２がサーボ制御によってガンアーム５の位置
決めを行う。つまり，前記駆動ユニットＤ２がガン全体
の位置を補正する。すなわち,イコライズ動作ができる
ことになる。

【００２４】なお，本発明の実施例として，二本のガン
アームを二個の駆動ユニットでそれぞれここにサーボモ
ータ制御することで，両方の電極チップを同期した動作
でワークを同じ加圧したり，電極チップの磨耗量を修正
することも本発明の技術的思想の範疇において容易に実
施することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上で説明したように，本発明の請求項
1の装置によれば，ガンブラケットは減速機の出力軸と
同心上に，そのまわりを自在にXガンをセッテング角度
に合わせて容易に組み込むことができる。つまり従来形
Xガンと対比し本発明によるガン取付け構造は３６０度
方向へのピッチセッテング構造であるから，ガン取付け
角度を変える毎にガンブラケットを新規設計する必要が
ない。また本発明の請求項2では位置決めストッパ手段
はＸガンの姿勢セッテングに合わせて減速機の出力軸中
心と同心上に取付けることができるため，Xガン全体の
位置決めが360度方向へ容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であって，抵抗スポット溶接用
Ｘガンの全体を示す平面図である。

【図２】本発明装置の正面図である。

【図３】本発明のＸガンにおける駆動装置の一構成例を
示す詳細断面図である。

【図４】本発明の他の実施例であって，ガンブラケット
と減速機との間にイコライズ機能を設けた駆動装置の詳
細断面図である。

【図５】本発明の図４の駆動ユニットを使用したＸガン
の全体を示す正面図である。

【図６】本発明装置のさらに他の実施例として２軸駆動
システムを示すもので，二本のガンアームを二つの駆動
ユニットを組み合わせて駆動する駆動装置の詳細断面図
である。

【符号の説明】

１ 抵抗スポット溶接用Ｘガン ２ ガンブラケッ
ト ３ 減速機出力軸中心 ４ ガンアーム
（可動側アーム） ５ ガンアーム（固定側アーム） ６ 電動モータ ７ 電極チップ ８ チップホルダ １０ ケース １１ 出力軸 １２ ギヤー １３ ギヤー １４ ベルト １５ コモンベー
ス １６ ベアリング軸受け １７ 入力軸 １８ 出力軸 ２０ 減速機 ２１ 出力軸 ２２ コモンベー
ス ２３ ケース ２４ ストッパ ２５ 位置決めストッパリング ２６ ストッパボ
ルト D 駆動ユニット Ｓ スプリング

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二本のガンアームの回転駆動部に取付けた
   減速機と，前記ガンアームの先端に設けた，相対向する
   正負間の電極チップに溶接に必要な加圧力のためのトル
   クを発生する電動モータと，前記減速機と前記電動モー
   タとが取付けられるコモンベースと，前記モータのトル
   クを，前記減速機を介して前記電極チップ間に伝達する
   ための動力伝達機構とからなるスポット溶接用Ｘガンの
   駆動ユニットにおいて，前記動力伝達機構は前記電動モ
   ータの出力軸と前記減速機の入力軸の間に配置されるタ
   イミングベルト，ギヤーなどからなる減速手段であっ
   て，前記コモンベースの内部に配置されていること；前
   記コモンベースは前記減速機のケースに着脱自在に取付
   けられていること；前記減速機は前記コモンベースとガ
   ンブラケットとの間に支持されていること；しかも前記
   ガンブラケットは前記減速機側に前記減速機の出力軸中
   心と同心上で３６０度方向に設けたセッテングピッチに
   合わせて取付けられていること；を条件とする電動加圧
   式抵抗スポット溶接用Xガン。
2. 【請求項２】二本のガンアームの回転駆動部に取付けら
   れた減速機と，前記ガンアームの先端に設けた相対向す
   る正負間の電極チップに，溶接に必要な加圧力のための
   トルクを発生させる電動モータと，前記減速機と前記電
   動モータとが取付けられたコモンベースと，前記モータ
   のトルクを，前記減速機を介して前記電極チップ間に伝
   達するための動力伝達機構とからなるスポット溶接用Ｘ
   ガンの駆動ユニットにおいて，前記動力伝達機構は前記
   電動モータの出力軸と前記減速機の入力軸の間にタイミ
   ングベルト，ギヤーなどを含む減速手段が前記コモンベ
   ースの内部に密閉されていること；前記コモンベースは
   前記減速機のケースに着脱自在に取付けられているこ
   と；前記減速機のケースまたは前記減速機の出力軸は当
   該Ｘガン全体をイコライズ動作すべくガンブラケットに
   軸受けを介して支持されていること；しかも前記ガンブ
   ラケットと前記減速機のケースまたは前記減速機の出力
   軸との間には，前記減速機の出力軸中心と同心上で３６
   ０度方向に当該Ｘガンの姿勢を位置決めするための，位
   置決めストッパ手段を設けたこと； を条件とする電動加
   圧式抵抗スポット溶接用Xガン。