JP3650930B2

JP3650930B2 - 孔明き部品の溶接装置

Info

Publication number: JP3650930B2
Application number: JP2001153192A
Authority: JP
Inventors: 好高青山; 省司青山
Original assignee: 好高青山
Priority date: 2001-04-14
Filing date: 2001-04-14
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2021-04-14
Also published as: JP2002307191A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
ナットのような孔明き部品を、供給ロッドで相手方の鋼板部品に供給して、溶接することがおこなわれている。本発明は、そのような孔明き部品の溶接の分野に属している。
【０００２】
【従来の技術】
孔明き部品を相手方部品である鋼板部品に溶接する手法として、プロジェクション溶接が知られている。これは、孔明き部品に形成された溶着用突起を用いて鋼板部品に電気抵抗溶接をしている。しかしながら、固定電極と可動電極が配置しにくかったり、溶着範囲を適宜選択するときには、プロジェクション溶接では期待どおりの溶接ができないことがある。そのような事情から、孔明き部品をプロジェクション以外の溶接手法で溶接することがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
プロジェクション溶接以外のアーク溶接、ガス溶接、レーザ溶接あるいはプラズマ溶接等で孔明き部品を溶接するときには、孔明き部品が相手方部品に対して正しい位置に供給されなければならず、また、その孔明き部品に対する位置決め手段も確実に機能しなければならない。さらに、位置決めされた孔明き部品に対して溶接装置が正確に機能しなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段とその作用】
本発明は、上述のような問題を解決するために提供されたもので、請求項１の発明は、基板に部品供給装置と溶接装置を取付け、基板に固定された保持軸に回動自在に支持部材を取付け、この支持部材に溶接ユニットを取付け、保持軸の先端部には部品供給装置によって供給されてきた孔明き部品を相手方部品に押え付けるための押圧部が形成され、溶接ユニットのヘッド先端部が押圧部の近傍に配置されていることを特徴としている。
【０００５】
部品供給装置からの孔明き部品は、相手方部品に供給されその位置で保持軸の押圧部で相手方部品に対して押付けられて、孔明き部品と相手方部品との相対位置が設定される。その押圧と共に溶接ユニットのヘッド先端部が溶接作動位置に待機することとなり、次いでアーク溶接等の溶接がなされる。孔明き部品と相手方部品とがこのようにして適当な範囲にわたって溶接されると、今度は支持部材が保持軸を中心にして回動され、別の箇所が溶着される。保持軸に部品の押圧部が設置され、保持軸に支持部材が回動可能に取付けられており、溶接ユニットを装備した支持部材が回動可能な状態で保持軸に取付けられている。したがって、相手方部品への部品押圧や溶接ユニットの装着、あるいはその回動等が保持軸を中心的な部材にしてコンパクトにまとまり、構成面で有利である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、支持部材は回動手段によって回動させられ、これによってヘッド先端部が所定の回動位置に移動させられることを特徴としている。このように支持部材が回動させられると、それに取付けられた溶接ユニットも回動させられるので、ヘッド先端部を必要な溶接箇所に自由に移動させることができる。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、請求項１または請求項２において、保持軸は基板に対してほぼ垂直方向に配置され、部品供給装置はその供給ロッドに保持された孔明き部品を保持軸と同軸状態で相手方部品上に供給するように構成されていることを特徴としている。このように部品を相手方部品上に保持軸と同軸の位置に供給し、保持軸の押圧部で部品の位置決めをするという供給から位置決めの供給挙動であるから、最も単純な方式で部品保持がなされる。したがって、部品の保持位置が狂ったりすることがなく、部品と相手方部品との相対位置が均一化され、良好な溶接品質が得られる。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１、請求項２および請求項３のいずれかにおいて、部品供給装置の供給ロッドは、保持軸に対して傾斜した状態で進退作動をするように構成されていると共に、供給ロッドが孔明き部品を串刺しにして孔明き部品を相手方部品に供給することを特徴としている。傾斜した供給ロッドが部品の孔を貫通した状態で供給ロッドに保持され、孔明き部品は供給ロッドに案内されながら相手方部品の所定の位置に供給される。その後、保持軸や溶接ユニットの作動で溶接がなされる。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、基板はロボット装置の先端部分に取付けられていることを特徴としている。ロボット装置の作動によって基板が自由な方向に移動させられ、かつ基板の停止する向きも自由に選定できるから、相手方部品の形状や溶接箇所が複雑な所であっても、支障なく部品溶接が実現する。このような基板の自由な挙動に対して、保持軸や供給ロッドの特質が相乗された形態となるので、装置としての有用性は一層高度なものとなる。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、基板は進退駆動手段を介して静止部材に固定されていることを特徴としている。これは、請求項５の発明と逆の構成になっているもので、部品供給装置や溶接装置は進退作動をするもので、進退駆動手段によって保持軸が相手方部品上の孔明き部品を押圧する。請求項５の発明と同じ利点が確保される。
【００１１】
請求項７の発明は、基板に溶接装置を取付け、基板に固定された保持軸に回動自在に支持部材を取付け、この支持部材に溶接ユニットを取付け、保持軸の先端部には部品供給装置によって供給されてきた孔明き部品を相手方部品に押え付けるための押圧部が形成され、溶接ユニットのヘッド先端部が押圧部の近傍に配置されており、基板は進退駆動手段を介して静止部材に結合され、部品供給装置は静止部材に結合されていることを特徴としている。
【００１２】
部品供給装置からの孔明き部品は、相手方部品に供給されその位置で保持軸の押圧部で相手方部品に対して押付けられて、孔明き部品と相手方部品との相対位置が設定される。その押圧と共に溶接ユニットのヘッド先端部が溶接作動位置に待機することとなり、次いでアーク溶接等の溶接がなされる。孔明き部品と相手方部品とがこのようにして適当な範囲にわたって溶接されると、今度は支持部材が保持軸を中心にして回動され、別の箇所が溶着される。保持軸に部品の押圧部が設置され、保持軸に支持部材が回動可能に取付けられており、溶接ユニットを装備した支持部材が回動可能な状態で保持軸に取付けられている。したがって、相手方部品への部品押圧や溶接ユニットの装着、あるいはその回動等が保持軸を中心的な部材にしてコンパクトにまとまり、構成面で有利である。そして、部品供給装置が静止部材に取付けられているから、基板には溶接装置だけが結合されることとなり、基板の荷重が軽減できて作動させやすくなる。また、部品供給装置が静止部材に取付けられていることによって、部品供給装置の取付け位置が安定し、精度の高い部品供給が果たせる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において対象になる部品は、孔の明いたものであり、その代表的なものとして、図４や図５の鉄製で円形（図６参照）をしたナット１がある。これは、本体部２とその中央にねじ孔３が設けられている。また、他の部品としては、図７や図８のようなナット４がある。これは、前述のナットに円形のフランジ５が形成されたものである。
【００１４】
図１は、装置全体の側面図である。基板６に部品供給装置７と溶接装置８が固定されている。部品供給装置７について説明する。基板６に固定した支持ブラケット９に部品供給装置７が結合してある。部品供給装置７は進退式の供給ロッド１０を有している。これは図４にくわしく図示してあり、供給ロッド１０は、ナットのねじ孔３を貫通する細いガイドロッド１１とそれよりも太い摺動ロッド１２からなり、ガイドロッド１１と摺動ロッド１２との境界部に押出し面１３が形成されている。ガイド筒１４内に摺動ロッド１２が摺動自在な状態で挿入されており、ガイド筒１４に結合されたエアシリンダ１５（図１参照）によって、供給ロッド１０が進退するように構成されている。
【００１５】
ガイド筒１４の先端部にはナット１の供給管１６が溶接され、ガイド筒１４と供給管１６とが交差した箇所に仮止室１７が形成されている。供給管１６と対向した側にはガイド板１８が固定されていて、仮止室１７の内壁の一部を構成している。仮止室１７は開口部１９を有している。ガイド板１８には磁石（永久磁石）２０が埋設されている。供給管１６はパーツフィーダ２１に接続され、そこから空気搬送等で送られてきたナット１は仮止室１７内に入って、磁石２０で吸引され一時係止がなされている。
【００１６】
相手方部品は鋼板部品２２であり、静止した基台２３に多数の支持ブロック２４が設置してある。この支持ブロック２４に位置決め用のガイドピン２５が設置してあり、支持ブロック２４上に載せた鋼板部品２２をガイドピン２５が貫通している。
【００１７】
図４は、仮止室１７内にナット１が磁石２０で一時係止されている状態であり、ここで供給ロッド１０が進出してくると、まずガイドロッド１１がねじ孔３を貫通し、その後、押出し面１３がナット１の端面に当たって、ナット１を磁石２０の吸引力に抗して押し出して行く。ナット１は串刺しにされ、ガイドロッド１１の先端部が二点鎖線図示のようにガイドピン２５の直前で停止させられると、ナット１はガイドロッド１１を滑り落ちるようにして鋼板部品２２上に停止する。このときには、ガイドピン２５がねじ孔３内に相対的に進入した状態となり、ナット１の位置決めがなされる。
【００１８】
溶接装置８について説明する。ここで採用できる溶接手法としては、アーク溶接、ガス溶接（たとえばアセチレンガス使用）、レーザ溶接、プラズマ溶接等いろいろな方式が採用できる。ここではナット１の溶接はアーク溶接を採用している。
【００１９】
基板６に対してほぼ垂直方向に保持軸２６がしっかりと固定されている。保持軸２６に回動可能な状態で支持部材２７が取付けられている。これは、支持部材２７に保持軸２６が貫通していることによってなされている。支持部材２７が保持軸２６の軸方向に動かないようにするために、保持軸２６に位置決め用のフランジ２８、２９が固定してある。支持部材２７はほぼコ字型の形状をしており、上下に支持片３０、３１が形成されてここを保持軸２６が貫通している。
【００２０】
支持片３０にアーク溶接ユニット３２が取付けられている。これは、支持管３３の先端にヘッド３４が固定され、その先端部は符号３５で示されている。支持管３３内には電極ワイヤ３６が順次繰り出されてくるようになっている。なお、シールドガスの供給構造は図示を省略してある。
【００２１】
保持軸２６の先端部にはナット１の端面を押え付けるために、押圧部３７が形成されている。この場合は、保持軸２６の先端が平面形状とされて押圧部３７が構成されている。
【００２２】
支持部材２７は、保持軸２６に対して回動できるように構成されている。この回動駆動手段は、保持軸２６にアームを固定して、そのアームを押し引きする方式などいろいろな方法が採用できる。ここではラックピニオン機構を採用している。図３から明らかなように保持軸２６が貫通している筒部材３９が支持片３１に溶接され、この筒部材３９にピニオン４０が形成されている。このピニオン４０にラック４１がかみ合っている。図２から明らかなように基板６にエアシリンダ４２が固定され、そのピストンロッド４３にラック４１が結合してある。なお、図２においてはピニオンやラックの歯形は図示を省略してある。
【００２３】
図４の二点鎖線図示の状態は、供給ロッド２１が進出してきてナット１がガイドピン２５に位置決めされている状態であり、この時に、ナット１は保持軸２６と同軸となるように保持軸２６と供給ロッド１０との相対位置やガイドピン２５と押圧部３７の相対位置が設定してある。
【００２４】
エアシリンダ４２によってラック４１が進退すると、ピニオン４０が回動させられて、支持部材２７が共に回動する。それによって、ヘッド３４が図６のように１８０度回動する。
【００２５】
ヘッド先端部３５が押圧部３７の近傍に配置されている。このことは、ヘッド３４が機能して図５のように溶接が行われるときに、ナット１が相手方部品である鋼板部品２２に適正に溶接される位置的な条件を意味している。ここではアーク溶接なので、ヘッド先端部３５から電極ワイヤ３６が適性長さだけ突出した状態における、ヘッド先端部３５と押圧部３７との位置関係を指している。
【００２６】
この実施形態では、基板６がロボット装置４４に取付けられている。ロボット装置４４は一般的に使用されている６軸タイプのもので、アーム４５の先端に関節駆動ユニット４６が取付けられ、これに基板６が結合してある。
【００２７】
上記の実施形態の作動を説明する。供給ロッド１０がエアシリンダ１５によって進出し、そのガイドロッド１１に保持されたナット１が図１や図４のように鋼板部品２２上に供給される。その後、供給ロッド１０が後退してからロボット装置４４の作動で、押圧部３７がナット１を押え付ける。このように位置決めがなされた状態では、ちょうど図５のようにヘッド先端部３５が溶接ができる位置に来ている。この位置状態で電極ワイヤ３６が溶融させられながらアーク溶接がなされる。
【００２８】
この溶接の時に、図６のように一か所の溶接が完了すると、今度は、ラックピニオンの機構が作動して、支持部材２７が回動させられて、１８０度移動した箇所の溶接がなされる。
【００２９】
図７は、ナット４が押え付けられてフランジ５の周囲がアーク溶接をされている状態である。また。図８は、押圧部３７が図示のように凹部形状とされ、押圧時にはナット４の一部が凹部内にはまり込んだ状態になっている。そして、この場合には、ガス溶接であり符号４７は炎である。
【００３０】
図９は、静止した支柱４８に支持アーム４９がしっかりと結合され、それに進退駆動手段であるエアシリンダ５０が固定されている。エアシリンダ５０は、そのピストンロッド５１のストロークが上下方向となるようにその取り付け姿勢が設定されている。基板６がピストンロッド５１の先端に固定されている。ここで採用されている部品供給装置７や溶接装置８および鋼板部品２２、支持ブロック２４、基台２３等は前述のものと同じである。溶接装置８が基板６に固定され、保持軸２６と同軸上にナット１が部品供給装置７によって供給される。部品供給装置７は、ブラケット５２を介して支柱４８にしっかりと結合してある。
【００３１】
以上の実施形態におけるエアシリンダには作動空気のホースが図示されるべきであるが、ここではその図示を省略している。また、前述の作動をさせるためのシーケンス制御は、一般に採用されている電磁式の空気制御弁や制御回路を組み合わせて簡単に実施することができる。
【００３２】
以上の実施形態において、支持ブロック２４にガイドピン２５が設置されて、ナット等の孔明き部品の位置決めを果たしている。このようにガイドピン２５で孔明き部品の位置ずれを防止して、さらに保持軸の押圧部３７で孔明き部品を押さえると、相手方部品上における一層確実な部品保持が実現するのである。さらに、押圧部で部品を押さえておいて、ポータブルタイプの溶接ガンで部品溶接をおこなうことも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、部品供給装置からの孔明き部品は、相手方部品に供給されその位置で保持軸の押圧部で相手方部品に対して押付けられて、孔明き部品と相手方部品との相対位置が設定される。その押圧と共に溶接ユニットのヘッド先端部が溶接作動位置に待機することとなり、次いでアーク溶接等の溶接がなされる。孔明き部品と相手方部品とがこのようにして適当な範囲にわたって溶接されると、今度は支持部材が保持軸を中心にして回動され、別の箇所が溶着される。
【００３４】
保持軸に部品の押圧部が設置され、保持軸に支持部材が回動可能に取付けられており、溶接ユニットを装備した支持部材が回動可能な状態で保持軸に取付けられている。したがって、相手方部品への部品押圧や溶接ユニットの装着、あるいはその回動等が保持軸を中心的な部材にしてコンパクトにまとまり、構成面で有利である。作動的に見ても、部品供給装置で孔明き部品が所定の位置に供給されてから、連続的に押圧部出位置決めがなされ、それに引き続いて押圧部近傍の溶接ユニットで溶接がなされるから、部品供給、押圧、溶接の一連の作動過程に無駄がなく、生産性を向上させるのに好都合である。
【００３５】
請求項２の発明によれば、支持部材が回動させられると、それに取付けられた溶接ユニットも回動させられるので、ヘッド先端部を必要な溶接箇所に自由に移動させることができる。したがって、１８０度間隔や１２０度間隔で局部的に溶接することが簡単に実現できる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、孔明き部品を相手方部品上に保持軸と同軸の位置に供給し、保持軸の押圧部で部品の位置決めをするという供給から位置決めの供給挙動であるから、最も単純な方式で部品保持がなされる。したがって、部品の保持位置が狂ったりすることがなく、部品と相手方部品との相対位置が均一化され、良好な溶接品質が得られる。部品を相手方部品に供給してから直ちに押圧することができるので、何等かの振動等で部品の位置ずれが生じる前に部品固定が可能となり、部品位置の精度を正しく維持するのに有利である。
【００３７】
請求項４の発明によれば、傾斜した供給ロッドが部品の孔を貫通した状態で供給ロッドに保持され、孔明き部品は供給ロッドに案内されながら相手方部品の所定の位置に供給される。その後、保持軸や溶接ユニットの作動で溶接がなされる。よって、供給ロッドが保持軸に対して傾斜しているから、供給ロッドによる部品供給機能と保持軸を中心にした溶接装置の機能とが分離させられて、部品供給装置と溶接装置とが物理的に干渉したりすることがない。
【００３８】
請求項５の発明によれば、ロボット装置の作動によって基板が自由な方向に移動させられ、かつ基板の停止する向きも自由に選定できるから、相手方部品の形状や溶接箇所が複雑な所であっても、支障なく部品溶接が実現する。このような基板の自由な挙動に対して、保持軸や供給ロッドの特質が相乗された形態となるので、装置としての有用性は一層高度なものとなる。
【００３９】
請求項６の発明によれば、請求項５の発明と逆の構成になっているもので、部品供給装置や溶接装置は進退作動をするもので、進退駆動手段によって保持軸が相手方部品上の孔明き部品を押圧する。請求項５の発明と同じ利点が確保されるのである。
【００４０】
請求項７の発明によれば、部品供給装置からの孔明き部品は、相手方部品に供給されその位置で保持軸の押圧部で相手方部品に対して押付けられて、孔明き部品と相手方部品との相対位置が設定される。その押圧と共に溶接ユニットのヘッド先端部が溶接作動位置に待機することとなり、次いでアーク溶接等の溶接がなされる。孔明き部品と相手方部品とがこのようにして適当な範囲にわたって溶接されると、今度は支持部材が保持軸を中心にして回動され、別の箇所が溶着される。
【００４１】
保持軸に部品の押圧部が設置され、保持軸に支持部材が回動可能に取付けられており、溶接ユニットを装備した支持部材が回動可能な状態で保持軸に取付けられている。したがって、相手方部品への部品押圧や溶接ユニットの装着、あるいはその回動等が保持軸を中心的な部材にしてコンパクトにまとまり、構成面で有利である。そして、部品供給装置が静止部材に取付けられているから、基板には溶接装置だけが結合されることとなり、基板の荷重が軽減できて作動させやすくなる。また、部品供給装置が静止部材に取付けられていることによって、部品供給装置の取付け位置が安定し、精度の高い部品供給が果たせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す全体的な側面図である。
【図２】ラックピニオン機構の部分を簡略的に示す平面図である。
【図３】ピニオンの部分を示す縦断側面図である。
【図４】部品供給装置の要部を示す縦断側面図である。
【図５】ナットが鋼板部品に溶接されるところを示す縦断側面図である。
【図６】ヘッドの回動状態を示す簡略的な平面図である。
【図７】他の孔明き部品の実施形態を示す簡略的な側面図である。
【図８】押圧部の変形例を示す簡略的な側面図である。
【図９】他の実施形態を示す全体的な側面図である。
【符号の説明】
６基板
７部品供給装置
８溶接装置
２６保持軸
２７支持部材
３２溶接ユニット
１、４孔明き部品
２２相手方部品
３７押圧部
３５ヘッド先端部
４０、４１回動手段
１０供給ロッド
４４ロボット装置
５０進退駆動手段
４８静止部材

Claims

基板に部品供給装置と溶接装置を取付け、基板に固定された保持軸に回動自在に支持部材を取付け、この支持部材に溶接ユニットを取付け、保持軸の先端部には部品供給装置によって供給されてきた孔明き部品を相手方部品に押え付けるための押圧部が形成され、溶接ユニットのヘッド先端部が押圧部の近傍に配置されていることを特徴とする孔明き部品の溶接装置。
請求項１において、支持部材は回動手段によって回動させられ、これによってヘッド先端部が所定の回動位置に移動させられることを特徴とする孔明き部品の溶接装置。
請求項１または請求項２において、保持軸は基板に対してほぼ垂直方向に配置され、部品供給装置はその供給ロッドに保持された孔明き部品を保持軸と同軸状態で相手方部品上に供給するように構成されていることを特徴とする孔明き部品の溶接装置。
請求項１、請求項２および請求項３のいずれかにおいて、部品供給装置の供給ロッドは、保持軸に対して傾斜した状態で進退作動をするように構成されていると共に、供給ロッドが孔明き部品を串刺しにして孔明き部品を相手方部品に供給することを特徴とする孔明き部品の溶接装置。
請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、基板はロボット装置の先端部分に取付けられていることを特徴とする孔明き部品の溶接装置。
請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、基板は進退駆動手段を介して静止部材に固定されていることを特徴とする孔明き部品の溶接装置。
基板に溶接装置を取付け、基板に固定された保持軸に回動自在に支持部材を取付け、この支持部材に溶接ユニットを取付け、保持軸の先端部には部品供給装置によって供給されてきた孔明き部品を相手方部品に押え付けるための押圧部が形成され、溶接ユニットのヘッド先端部が押圧部の近傍に配置されており、基板は進退駆動手段を介して静止部材に結合され、部品供給装置は静止部材に結合されていることを特徴とする孔明き部品の溶接装置。