JP3632267B2 - 部品溶接装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば電磁弁などの部品のように、ロッド端部などの接合面に球体などの部品が溶接してある製品または部品を、自動的に効率よく製造することができる部品溶接装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば電磁弁などの製品では、図１１に示すように、ロッド４の端部に鋼球１が溶接された部品８を必要とする。ロッド４の外径および鋼球の外径は、０．１〜１０ｍｍ程度に小さく、従来の装置では、このような部品８を自動生産で製造することは困難であった。そこで、一つ一つ手作業により、鋼球１とロッド４とを抵抗溶接機などに装着して、溶接することにより生産していた。しかしながら、鋼球およびロッドともに小さく、これらを掴んで溶接機に装着する作業はきわめて煩雑であった。
【０００３】
したがって、部品８の生産性はきわめて低く、生産工程のネックになっていた。このようにロッド端部に鋼球が溶接してある部品８を自動的に生産することができる装置が求められていた。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、ロッド端部などの接合面に鋼球などの部品が溶接してある部品または製品を自動的に生産することができる部品溶接装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る部品溶接装置は、複数の部品が収容された部品収容部と、前記部品収容部に収容されている前記部品を選択的に保持し、所定位置まで搬送する部品取り出し手段と、前記所定位置にて前記部品取り出し手段に近接する部品受け手段と、ロッドを保持し、前記部品取り出し手段に保持されている前記部品を前記ロッドの接合面と前記部品受け手段との間で挟持するように、前記ロッドの接合面と前記部品受け手段とを前記所定位置を挟んで近接させるように前記部品受け手段に対して相対移動可能なロッド保持手段と、前記ロッドの接合面と前記部品受け手段との間で挟持されている前記部品を前記ロッドの接合面に溶接する溶接手段とを有する。
【０００５】
前記部品収容部は、複数の球が収容されるホッパーなどで構成されることが好ましく、このホッパーの下方に、ホッパーの内部を上下動自在に装着され、頂部に単一の球が吸引吸着される部品受け部が形成された突き上げ棒（部品取り出し手段）が装着してあることが好ましい。なお、部品取り出し手段としての突き上げ棒には、真空引き用孔を複数設け、その棒の頂部に複数の部品を一度に吸着することで、複数の部品を一度に取り出すこともできる。
【０００６】
前記部品受け手段は、先端部に単一の部品または複数の部品が吸引吸着される部品受け部が形成された部品受け治具で構成されることが好ましく、この受け治具は、前記突き上げ棒に対して略垂直方向に軸芯を有するように配置することが好ましい。
【０００７】
前記ロッド保持手段は、ロッドの後端側を保持するように構成してあり、前記部品受け治具の軸芯と略同一軸芯に配置され、この部品受け治具に対して、軸方向に接近および離反移動可能に構成してあることが好ましい。
前記溶接手段は、レーザ溶接機であることが好ましく、レーザ光が、部品とロッドの接合面との突き当て部に照射され、レーザ照射に同期して、前記ロッド保持手段と部品受け手段とが軸芯回りに回転するように構成してあることが好ましい。
【０００８】
前記溶接手段としては、抵抗溶接機であっても良い。その場合には、部品受け手段とロッド保持手段とが、抵抗溶接用の一対の電極となり、これらは必ずしも軸芯回りに回転する必要はない。
本発明に係る部品溶接装置によれば、部品取り出し手段により、微小な部品でも、一つづつまたは複数個づつ取り出すことが可能になる。その後、ロッド保持手段を用いて、部品取り出し手段で取り出された部品に向けてロッドの接合面を当接させ、部品取り出し手段で取り出された部品を前記部品受け手段へ押し付けるように、ロッドの接合面を部品に突き当てる。または、部品受け手段を部品に向けて移動し、部品取り出し手段で取り出された部品を前記ロッドの接合面へ押し付ける。これにより、部品を、ロッドと部品受け手段との間で仮保持することができる。
【０００９】
その後、レーザ溶接機などの溶接手段を用いて、ロッドの接合面が部品に突き当てられた状態で、部品をロッドの接合面に溶接することにより、ロッドの接合面に部品が溶接してある製品または部品を、自動的に効率よく製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る部品溶接装置を、図面に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る部品溶接装置の概略構成図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る部品溶接装置１０は、部品としての鋼球１を収容するための部品収容手段としてのホッパー３を有する。ホッパー３の下方には、ホッパー３の内部を上下動自在に装着され、頂部に単一の球が吸引吸着される部品受け部１２（図４参照）が形成された突き上げ棒２が装着してある。突き上げ棒２の内部には、図４に示すように、真空引き用流路１４が軸方向に沿って形成してあり、この流路１４の上端が部品受け部１２で開口してある。この流路１４は、図１〜３に示す真空引き用パイプ１５に連通してあり、このパイプ１５に真空ポンプなどの負圧源が接続してある。
【００１２】
このパイプ１５および流路１４を通して真空引きすることにより、部品受け部１２に、ホッパー３内の鋼球１のうちの一つの鋼球１が吸着される。その状態で、図１に示すエアシリンダ６などにより突き上げ棒２を上方に移動させれば、図１，３，４に示すように、ホッパー３の上部に、単一の鋼球１のみが選択的に位置する。
【００１３】
なお、部品受け部１２への単一の鋼球１の吸着は、突き上げ棒２の上方移動時の途中に成される場合もある。
図１〜３に示すように、ホッパー３の上部には、部品受け手段としての部品受け治具５と、ロッド４の後端を保持する突き当て手段としてのロッド保持具８とが、突き上げ棒２に対して略垂直方向に同軸的に配置してある。ロッド保持具８は、図１に示すエアシリンダ７により、部品受け治具５に対して接近および離反移動自在に構成してある。
【００１４】
ロッド保持具８には、図６に示すように、先端にテーパ状挿入口１３が形成された軸孔が形成してあり、この挿入口１３からロッド４がロボットハンドなどで挿入されるようになっている。
図１に示すように、部品受け治具５の後端は、治具固定具９に固定してある。部品受け治具５の先端部には、図４，６に示すように、テーパ状の部品受け部１７が装着してある。部品受け部１７は、鋼球１を受けるように構成してあり、治具５の軸芯に沿って形成してある真空引き用流路１１と連通するようになっている。この流路１１を通して真空引きすることで、部品受け部１７に鋼球１を吸着できるように構成してある。
【００１５】
また、図１〜７では省略してあるが、図８に示すように、ロッド４の先端部には、テーパ状または半球状の凹溝２１が形成してあり、ここに鋼球１が収まるようになっている。また、図１〜７では省略してあるが、図８に示すように、ロッド４の軸芯に対して垂直位置に、レーザ装置２０が配置してあり、鋼球１とロッド４の端部との突合せ部の外周にレーザ照射して、接合部にレーザ溶接ナゲット２２を形成するようになっている。レーザを照射する位置は、鋼球１とロッド４の端部との突合せ部であれば限定されないが、好ましくは、ロッド４の端部からの距離ｄが０〜ｒｍｍの位置である。ｒは鋼球１の半径である。なお、レーザ溶接時には、図７に示すロッド保持具８が部品受け治具５と共に、それらの軸芯回りに、同期して回転するようになっている。
【００１６】
次に、本実施形態に係るロッドの製造装置の作用について説明する。
まず、図示省略してあるロボットハンドにより単一のロッド４を取り出し、そのロッド４の後端を図１，２に示すロッド保持具８の軸孔に挿入して保持させる。次に、図２に示すパイプ１５から真空引きを行いながら、突き上げ棒２を上方に移動させる。その移動の過程で、図３，４に示すように、突き上げ棒２の頂部に形成してある部品受け部１２に単一の鋼球１が吸着保持される。突き上げ棒２が最上方に押し上げられた状態では、突き上げ棒２の頂部は、図４に示すように、部品受け治具５の先端部に近接している。
【００１７】
次に、図４，５，６に示すように、ロッド保持具８を部品受け治具５の方向に近づけることにより、突き上げ棒２の頂部に保持された鋼球１にロッド４の先端部を突き当て、鋼球１を、突き上げ棒２の頂部から部品受け治具５の先端部に形成された部品受け部１７に押し当てる。この動きの過程では、流路１１，１４を通して真空引きがなされ、鋼球１は、結果として、部品受け治具５の部品受け部１７に吸着される。
【００１８】
次に、流路１４による真空引きを解除し、図７に示すように、突き上げ棒２を引き下げる。ロッド４の先端部は、鋼球１に押し当てられたままであり、鋼球１は、ロッド４の先端部と部品受け治具５との間に挟まれたままである。
次に、図７，８に示すように、ロッド保持具８と部品受け治具５とを、それらの軸芯回りに回転させながら、レーザ装置２０から、鋼球１とロッド４の端部との突合せ部の外周にレーザ照射して、接合部にレーザ溶接ナゲット２２を形成する。その結果、ロッド４の先端部の外周の全周にわたり、ナゲット２２が形成され、鋼球１は、ロッド４の先端部に良好にレーザ溶接される。
【００１９】
レーザ溶接後には、ロッド保持具８は、待機位置まで後退し、ロボットハンドなどで、鋼球１が溶接されたロッド４をロッド保持具８から取り出し、次の溶接を行うために、前述した動作を繰り返す。
本実施形態に係る部品溶接装置１０によれば、ロッド端部の接合面に球体が溶接してある部品を、自動的に効率よく製造することができる。
【００２０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、部品取り出し手段としての突き上げ棒２には、真空引き用孔を複数設け、その棒の頂部に複数の鋼球１を一度に吸着することで、複数の鋼球１を一度に取り出すこともできる。
【００２１】
また、上述した実施形態では、ロッド保持具８を用いて、突き上げ棒２で取り出された鋼球１に向けてロッド４の端部接合面を当接させ、突き上げ棒２で取り出された鋼球１を部品受け治具５へ押し付けるように、ロッド４の端部接合面を鋼球１に突き当てた。しかしながら、本発明では、部品受け治具５を鋼球１に向けて移動し、突き上げ棒２で取り出された鋼球１をロッド４の端部接合面へ押し付けても良い。これにより、鋼球１を、ロッド４と部品受け治具５との間で仮保持することができる。
【００２２】
さらにまた、図９，１０に示すように、レーザ溶接の代わりに、抵抗溶接を用いても良い。図９に示す実施形態では、ロッド４ａの先端部にテーパ状の凹溝２１が形成してあり、部品受け治具５ａと、図示省略してあるロッド保持具とが、抵抗溶接用の一対の電極となる。これら電極間に電圧を印加し、鋼球１とロッド４ａとの間の接触部分に高電流を流すことで、ナゲット２２ａを形成して抵抗溶接を行う。抵抗溶接の場合には、ロッド４ａおよび部品受け治具５ａを、必ずしも軸芯回りに回転させる必要はない。本実施形態のその他の構成は、図１〜７に示す実施形態と同様であり、前記実施形態と同様な作用を奏する。ただし、レーザ溶接の方が、溶接の信頼性に優れている。
【００２３】
図１０に示す実施形態では、ロッド４ｂの先端部を平坦面とし、部品受け治具５ａと、図示省略してあるロッド保持具とが、抵抗溶接用の一対の電極となる。これら電極間に電圧を印加し、鋼球１とロッド４ｂとの間の接触部分に高電流を流すことで、ナゲット２２ｂを形成して抵抗溶接を行う。抵抗溶接の場合には、ロッド４ｂおよび部品受け治具５ａを、必ずしも軸芯回りに回転させる必要はない。本実施形態のその他の構成は、図１〜７に示す実施形態と同様であり、前記実施形態と同様な作用を奏する。ただし、レーザ溶接の方が、溶接の信頼性に優れている。
【００２４】
上記実施形態では、部品として、鋼球１を用いたが、鋼球１以外の球体またはその他の部品を用いても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、部品取り出し手段により、微小な部品でも、一つづつまたは複数個づつ取り出すことが可能になる。その後、ロッド保持手段を用いて、部品取り出し手段で取り出された部品に向けてロッドの接合面を当接させ、部品取り出し手段で取り出された部品を前記部品受け手段へ押し付けるように、ロッドを突き当てる。これにより、部品を、ロッドと部品受け手段との間で仮保持することができる。または、部品受け手段を部品に向けて移動し、部品取り出し手段で取り出された部品を前記ロッドの接合面へ押し付ける。これによっても、部品を、ロッドと部品受け手段との間で仮保持することができる。
【００２６】
その後、レーザ溶接機などの溶接手段を用いて、ロッドの接合面が部品に突き当てられた状態で、部品をロッドの接合面に溶接することにより、ロッドの接合面に部品が溶接してある製品を、自動的に効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る部品溶接装置の概略構成図である。
【図２】図２は図１に示す突き上げ棒とロッドとの動きを示す概略図である。
【図３】図３は図１に示す突き上げ棒とロッドとの動きを示す概略図である。
【図４】図４は図３に示すＩＶ部の拡大図である。
【図５】図５は図１に示す突き上げ棒とロッドとの動きを示す概略図である。
【図６】図６は図５に示すＶＩ部の拡大図である。
【図７】図７は図１に示す突き上げ棒とロッドとの動きを示す概略図である。
【図８】レーザ溶接機とロッドとの関係を示す図である。
【図９】図９は本発明の他の実施形態に係るロッドと部品受け治具との関係を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の他の実施形態に係るロッドと部品受け治具との関係を示す図である。
【図１１】図１１は鋼球付ロッドの側面図である。
【符号の説明】
１… 鋼球（部品）
２… 突き上げ棒（鋼球取り出し手段）
３… ホッパー（部品収容部）
４，４ａ，４ｂ… ロッド
５，５ａ… 部品受け治具（鋼球保持手段）
６… エアシリンダ
７… エアシリンダ
８… ロッド保持具（ロッド保持手段）
９… 治具固定具
１０… 部品溶接装置
１１，１４… 真空引き用流路
１２，１７… 部品受け部
１５… 真空引き用パイプ
２０… レーザ溶接機
２２，２２ａ，２２ｂ… ナゲット

Claims (1)

1. 複数の部品（１）が収容された部品収容部（３）と、
   前記部品収容部（３）に収容されている前記部品を選択的に保持し、所定位置まで搬送する部品取り出し手段（２）と、
   前記所定位置にて前記部品取り出し手段（２）に近接する部品受け手段（５）と、
   ロッド（４）を保持し、前記部品取り出し手段（２）に保持されている前記部品（１）を前記ロッド（４）の接合面と前記部品受け手段との間で挟持するように、前記ロッドの接合面と前記部品受け手段とを前記所定位置を挟んで近接させるように前記部品受け手段に対して相対移動可能なロッド保持手段（８）と、
   前記ロッド（４）の接合面と前記部品受け手段（５）との間で挟持されている前記部品（１）を前記ロッド（４）の接合面に溶接する溶接手段（２０）と、
   を有する部品溶接装置。

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