JP3684480B2

JP3684480B2 - 部品供給装置

Info

Publication number: JP3684480B2
Application number: JP2002133049A
Authority: JP
Inventors: 利彦糸井川
Original assignee: YAJIMA GIKEN, INC.
Current assignee: YAJIMA GIKEN, INC.
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: JP2003320463A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、頭部に突起を有するボルトを板状ワーク等にプロジェクション溶接するためにボルトを溶接場所に供給する部品供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
頭部に突起を有するボルトを板状ワーク等にプロジェクション溶接する場合、一般に、パーツフィーダーから供給されてきたボルトを、溶接機のフレームに取り付けた部品供給装置によって溶接場所に自動供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、部品供給装置を溶接機のフレームに取り付けた場合、下記▲１▼〜▲５▼の問題がある。
【０００４】
▲１▼溶接機に部品供給装置取付用の穴を穿設する必要がある。
【０００５】
▲２▼部品供給装置を溶接機に取り付けるまで、溶接場所に対して正しくボルトを供給するための位置合わせを行なうことができない。
【０００６】
▲３▼部品供給装置から溶接場所までの距離が大きく、部品供給装置の作動時に、その供給部がぶれ、また、部品供給装置が取り付けられる溶接機のフレーム面の面精度によっては溶接不良や溶接不足が発生し易い。
【０００７】
▲４▼上記ぶれの収束を待つ必要から供給サイクルタイムの短縮化に限界がある。
【０００８】
▲５▼供給部の重量が重いため、上記位置合わせに多くの時間と労力が費やされる。
【０００９】
本発明は、溶接機の電極側に部品供給装置を取り付けることによって上記のような従来技術の問題点を解決することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る部品供給装置は、溶接機フレームに取り付けられた上下一対の電極部を備えるプロジェクション溶接機に設けられ、前記上下一対の電極部のうちの固定電極としての下部電極部に対し、溶接対象とされる頭部に突起を有するボルトを供給する部品供給装置であって、前記ボルトを保持、解放し該ボルトを前記下部電極部にセットする部品保持アームと、該部品保持アームを前記下部電極部の電極軸と同一方向に移動させるとともに該移動方向に対する垂直面上で回転させる駆動機構と、前記駆動機構が取り付けられる取付具とを備える部品供給装置において、前記取付具は、前記下部電極部に固定され、前記溶接機フレームに固定されないことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に係る部品供給装置によると、当該装置が溶接機の電極部側に取り付けられるため、従来技術のように溶接機フレームに部品供給装置取付用の穴を穿設する必要がなくなり、また、溶接場所に対して正しくボルト（部品）を供給するための位置合わせをいつでも行なうことができ、また、部品供給装置から溶接場所（電極部）までの距離が短くなるため部品供給装置の作動時の供給部のぶれが少なくなり、溶接不良や溶接不足が発生しにくくなり、また、ぶれの収束を待つ必要がなくなることから供給サイクルタイムを短縮することができ、また、供給部の重量が軽くなることから位置合わせの時間の短縮及び労力の軽減を図ることができる。また、部品保持アームを溶接機の電極軸と同一方向へ移動させるようにしたため、溶接場所に対する部品供給装置の位置合わせのための調整作業が容易になる。
【００１４】
請求項２に係る部品供給装置は、請求項１において、前記部品保持アームは、前記電極軸と同一方向へ伸縮自在梯子状に段階的に移動し得ることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る部品供給装置によると、部品保持アームの移動可能な距離が段階的に設定されていることから、部品が溶接される対象物となるワークが起伏の大きな形状などをもつもので、部品保持アームの電極軸と同一方向への移動距離を長く設定しなければならない場合にも、移動距離を長く設定でき、対応可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、一実施形態に係る部品供給装置が組み込まれたプロジェクション溶接機の側面図、図２は、部品供給装置の側面図、図３は、図２に示すＡ矢視図（下部電極部も併記してある）、図４は、図２に示すＢ矢視図、図５は、下部電極部の要部断面図、図６は、下部電極にボルトがセットされた状態を示す断面図、図７は、溶接機の動作を説明するためのタイミングチャート、図８は、下部電極に変形例に係るボルトをセットした状態を示す断面図、図９は、上部電極にボルトをセットした状態を示す断面図である。
【００１８】
図１〜図７に示すプロジェクション溶接機１００は、図６に示すように、ボルト２００の雄ねじ部２０１を下部電極１０１のセット孔１０１ａに上方から挿入し、突起２０２ａを有する頭部２０２の上面２０２ｂに板状ワーク３００をセットし、上部電極１０２を下降させて、ボルト２００と板状ワーク３００を加圧通電することによってボルト２００を板状ワーク３００に溶接するものである。
【００１９】
プロジェクション溶接機１００は、図１に示すように、前方へ各々突出した上部フレーム１０３及び下部フレーム１０４を有する。上部フレーム１０３には上部電極部１０５が、下部フレーム１０４には下部電極部１０６がそれぞれ取り付けられている。
【００２０】
上部電極部１０５は下端に上部電極１０２を有する。上部電極１０２は、下部電極部１０６の下部電極１０１の真上に位置し、エアシリンダ１０７によって電極軸の方向へ昇降可能、つまり、下部電極１０１に対し接近、離隔可能に動作する。
【００２１】
下部電極部１０６は、図３及び図５に示すように、円筒状の本体ハウジング１０８を備える。本体ハウジング１０８の上端には下部電極１０１が、下端にはエアシリンダ１０９がそれぞれ固着されている。下部電極１０１は、上部電極１０２の真下の定位置に保持される。下部電極１０１はセット孔１０１ａを有する。セット孔１０１ａは、ボルト２００を下部電極１０１にセットするためにボルト２００の雄ねじ部２０１を収容する。本体ハウジング１０８の内部にはノックアウトピン１１０が収容されている。ノックアウトピン１１０は、エアシリンダ１０９によって上下方向へ移動し、板状ワーク３００に対するボルト２００の溶接作業が終わるたびに、ボルト２００の雄ねじ部２０１をセット孔１０１ａから上方へ持ち上げて板状ワーク３００を下部電極１０１から取り外す作業を行う。本体ハウジング１０８には吸引口１０８ａが形成されている。吸引口１０８ａは、図示しない真空装置に接続されるとともに本体ハウジング１０８の内部空間に連通している。真空装置は、ボルト２００が下部電極１０１にセットされたときに作動状態となり、吸引口１０８ａを介し本体ハウジング１０８の内部を負圧状態にしてボルト２００を下部電極１０１に対し確実にセットさせる。また、図示していないが、空気回路には、ボルト２００が下部電極１０１に正しくセットされた状態で真空装置が作動したときにオンする真空スイッチが設けられている。さらに、本体ハウジング１０８の下部電極１０１近傍には、下部電極１０１を冷却するためのクーラー１１１が設けられている。
【００２２】
図２、図３及び図４に示すように、本体ハウジング１０８の上下二箇所に、それぞれ電極ブラケット５１，５２の後端部が固定されている。各々の電極ブラケット５１，５２は、前後方向へ水平に伸びている。電極ブラケット５１，５２の前端部には、左右方向へ水平に伸びたステープレート５３，５４の正面視右部が電気絶縁用ベークプレート５５を介して固定されている。ステープレート５３，５４の正面視左部には、上下方向へ垂直に伸びたプレート５７が電気絶縁用ベークプレート５８，５９を介して固定されている。このプレート５７の後面には部品供給装置１が取り付けられている。
【００２３】
部品供給装置１は、図２及び図３に示すように、補助用エアシリンダ１１を備える。補助用エアシリンダ１１は、プレート５７の後面の下部に固着されたシリンダブラケット１２に、上下方向へ垂直に固定されている。補助用エアシリンダ１１のピストンロッド１３の上端部には、ジョイント１４を介して別のシリンダブラケット１５が連結されている。このシリンダブラケット１５の前面にはガイド１６が固着されている。ガイド１６は、プレート５７の後面の上部に固着され上下方向に伸びるレール１７上を昇降し得る。シリンダブラケット１５の後部には、主エアシリンダ１８が上下方向へ垂直に固定されている。主エアシリンダ１８は、通常のエアシリンダと同様にピストンロッド１９が上下方向へ移動可能に構成されているほか、ピストンロッド１９が回転可能に構成されている。ピストンロッド１９の上端部には、部品保持アーム２０が水平状態で固着されている。部品保持アーム２０は、先端部の下端に吸着パット２１を有している。吸着パット２１は、図４に示すように、ピストンロッド１９の回転により、後述するホースソケット２２の真上位置から下部電極１０１の真上位置との間を回転運動する。部品保持アーム２０の後端部には、図示しない真空装置に接続されたエアチューブ２３が接続されており、エアチューブ２３は、部品保持アーム２０の内部に形成されたエアー通路２４を介して吸着パット２１に連通している。主エアシリンダ１８の上端部には、ホルダープレート２５が固着されており、このホルダープレート２５に、ホースソケット２２が固定されている。ホースソケット２２の上端部は、初期位置にある部品保持アーム２０の吸着パット２１と対向している。ホースソケット２２の下端部は、図示しないボルト用パーツフィーダーに接続された送給管２６の先端に連結されており、パーツフィーダーのエスケープメントで１個ずつに分離されたボルト２００が頭部２０２を上側にして送給管２６内を経てホースソケット２２の内部通路２７に空気圧によって圧送されてくる。
【００２４】
次に、上記のように構成された溶接機１００の動作について、図７を併せて参照しながら説明する。
【００２５】
図７に示すように、作業者又はロボットによって溶接機に対し起動操作が行なわれると、図示しないエスケープメントを一時的に作動させ、エスケープメントによって、図示しないパーツフィーダーによって整列された多数のボルトのなかから１個のボルト２００だけを分離する。次に、この分離されたボルト２００を空気圧によって送給管２６を経てホースソケット２２の内部通路２７まで圧送する。このボルト送給の開始と略同時に、吸着パット２１に連通している図示しない真空装置によって、エアチューブ２３を経て吸着パット２１に真空吸着力を与えるようにする。なお、この時点では、吸着パット２１は、ホースソケット２２の上端開口部を塞いだ状態つまり初期位置にあり、ホースソケット２２の内部通路２７まで送給されてきたボルト２００の頭部２０２は、吸着パット２１に吸着されるようになる。吸着パット２１にボルト頭部２０２が確実に吸着されると、空気回路に設けられている図示しない真空スイッチがオンする。真空スイッチがオンすると、ボルト送給用の空気圧の供給を解除するとともに、主エアシリンダ１８のピストンロッド１９及び補助用エアシリンダ１１のピストンロッド１３を上方へ移動開始させ、部品保持アーム２０を、ボルト２００を保持した状態で上昇させる。そして、部品保持アーム２０が所定の高さ位置まで上昇したとき、主エアシリンダ１８のピストンロッド１９及び補助用エアシリンダ１１のピストンロッド１３の上昇を停止させ、今度は主エアシリンダ１８のピストンロッド１９を略９０°回転（正転）させる。このピストンロッド１９の回転により、部品保持アーム２０の吸着パット２１は、ホースソケット２２の真上の位置から下部電極１０１の真上の位置まで水平に回転し停止する。そして、この回転停止後、主エアシリンダ１８のピストンロッド１９を今度は降下させ、ボルト２００を下部電極１０１のセット孔１０１ａまで下降させる。このボルト下降時、それまでセット孔１０１ａに挿通状態にあったノックアウトピン（ガイドピン）１１０を下降させ、ボルト２００の雄ねじ部２０１をセット孔１０１ａに収容可能にする。また、ボルト２００の雄ねじ部２０１が下部電極１０１のセット孔１０１ａまで下降したとき、吸着パット２１の吸着力を解除すると同時に、本体ハウジング１０８の内部空間を図示しない真空装置によって負圧状態にし、ボルト２００を下部電極１０１に対して確実にセットする。下部電極１０１にボルト２００が確実にセットされたことが、空気回路に設けられている図示しない真空スイッチによって検出されると、真空破壊にて確実にボルト２００に対する吸着力を解除し、主エアシリンダ１８のピストンロッド１９を上昇させ、部品保持アーム２０が所定の高さ位置まで上昇した後、主エアシリンダ１８のピストンロッド１９を略９０°回転（逆転）させ、吸着パット２１がホースソケット２２の真上の位置まで回転したとき、主エアシリンダ１８のピストンロッド１９及び補助用エアシリンダ１１のピストンロッド１３を下降させ、部品保持アーム２０を下降させて吸着パット２１をホースソケット２２の上端に接触させる。また、上記のように下部電極１０１へのボルト２００のセットが真空スイッチによって検出されたとき、本体ハウジング１０８の内部空間を真空つまり大気開放し、ボルト２００に対する吸着力を解除する。その後、板状ワーク３００をボルト２００の頭部２０２の上面２０２ｂにセットし、上部電極１０２を下降させ、板状ワーク３００及びボルト２００を上部電極１０２と下部電極１０１との間で加圧しながら通電し、溶接を行なう。なお、この溶接時、本体ハウジング１０８の吸引口１０８ａは、図示しないエアーポンプと連通し、この吸引口１０８ａから下部電極１０１に空気が吹出され、溶接時のゴミが電極内に入るのを防いでおり、下部電極１０１が冷却される。溶接が終了すると、ノックアウトピン（ガイドピン）１１０が上昇してボルト２００が溶接された板状ワーク３００を取り外す。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態に係る部品供給装置１は、プロジェクション溶接機１００の溶接場所（下部電極１０１）に溶接対象とされる部品（ボルト２００）を供給する部品供給装置であって、溶接機１００の電極側（下部電極部１０６）に取り付けられる。このため、従来技術のように溶接機に部品供給装置取付用の穴を穿設する必要がなくなり、また、溶接場所に対して正しくボルトを供給するための位置合わせをいつでも行なうことができ、また、部品供給装置から溶接場所までの距離が短くなるため部品供給装置の作動時の供給部のぶれが少なくなり、溶接不良や溶接不足が発生しにくくなり、また、ぶれの収束を待つ必要がなくなることから供給サイクルタイムを短縮することができ、また、供給部の重量が軽くなることから位置合わせの時間の短縮及び労力の軽減を図ることができる。
【００２７】
また、本実施形態に係る部品供給装置１は、具体的には、プロジェクション溶接機１００の溶接場所（下部電極１０１）に溶接対象とされる部品（ボルト２００）を供給する部品供給装置であって、部品（ボルト２００）を保持、解放し得る部品保持アーム２０と、部品保持アーム２０を溶接機１００の電極軸と同一方向へ移動させる（昇降させる）とともに移動方向に対する垂直面上を回転させる駆動機構（主エアシリンダ１８、補助用エアシリンダ１１、ガイド１６、レール１７等）と、駆動機構１１，１６，１７，１８等を溶接機１００の電極側（下部電極部１０６）に取り付ける取付具（電極ブラケット５１，５２、ステープレート５３，５４、プレート５７、シリンダブラケット５９等）を備える。このように部品保持アーム２０を溶接機１００の電極軸と同一方向へ移動させるようにしたため、溶接場所に対する部品供給装置１の位置合わせのための調整作業が容易になる。
【００２８】
ここで、部品保持アーム２０は、電極軸と同一方向へ伸縮自在梯子状に段階的に移動し得る、つまり、主エアシリンダ１８及び補助用エアシリンダ１１によって大きなストロークで移動し得ることから、部品（ボルト２００）が溶接される対象物となるワーク３００が起伏の大きな形状などをもつもので、部品保持アーム２０の電極軸と同一方向への移動距離を長く設定しなければならない場合にも、移動距離を長く設定でき、対応可能となる。
【００２９】
上述した実施形態では、頭部２０２の上面２０２ｂに突起２０２ａを有するボルト２００と板状ワーク３００とを溶接する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図８に示すように、頭部２０２の下面２０２ｃに突起２０２ａを有するボルト２００を板状ワーク３００のボルト挿通孔３００ａに通し、頭部下面２０２ｃを溶接箇所とする場合にも適用できる。なお、この場合、板状ワーク３００を下部電極１０１にセットした上でボルト２００を板状ワーク３００に対してセットする必要がある。さらに、図９に示すように、上部電極１０２にボルト２００をセットする場合にも本発明を適用することができる。この場合には、部品供給装置１を上述した実施形態とは略上下反対にして上部電極１０２に取り付け、上述した実施形態と略同様に動作させることによって溶接を行なうことができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の部品供給装置によると、従来技術のように溶接機に部品供給装置取付用の穴を穿設する必要がなくなり、また、溶接場所に対して正しくボルトを供給するための位置合わせをいつでも行なうことができ、また、部品供給装置から溶接場所までの距離が短くなるため部品供給装置の作動時の供給部のぶれが少なくなり、溶接不良や溶接不足が発生しにくくなり、また、ぶれの収束を待つ必要がなくなることから供給サイクルタイムを短縮することができ、また、供給部の重量が軽くなることから位置合わせの時間の短縮及び労力の軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る部品供給装置が組み込まれたプロジェクション溶接機の側面図である。
【図２】部品供給装置の側面図である。
【図３】図２に示すＡ矢視図（下部電極部も併記してある）である。
【図４】図２に示すＢ矢視図である。
【図５】下部電極部の要部断面図である。
【図６】下部電極にボルトがセットされた状態を示す断面図である。
【図７】溶接機の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】下部電極に変形例に係るボルトをセットした状態を示す断面図である。
【図９】上部電極にボルトをセットした状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１部品供給装置
１１補助用エアシリンダ（駆動機構）
１６ガイド（駆動機構）
１７レール（駆動機構）
１８主エアシリンダ（駆動機構）
２０部品保持アーム
５１，５２電極ブラケット(取付具)
５３，５４ステープレート（取付具）
５７プレート（取付具）
１００プロジェクション溶接機
１０３上部フレーム（溶接機フレーム）
１０４下部フレーム（溶接機フレーム）
１０５上部電極部（電極部）
１０６下部電極部（固定電極部）
２００ボルト（部品）
３００板状ワーク（ワーク）

Claims

溶接機フレームに取り付けられた上下一対の電極部を備えるプロジェクション溶接機に設けられ、前記上下一対の電極部のうちの固定電極としての下部電極部に対し、溶接対象とされる頭部に突起を有するボルトを供給する部品供給装置であって、前記ボルトを保持、解放し該ボルトを前記下部電極部にセットする部品保持アームと、該部品保持アームを前記下部電極部の電極軸と同一方向に移動させるとともに該移動方向に対する垂直面上で回転させる駆動機構と、前記駆動機構が取り付けられる取付具とを備える部品供給装置において、
前記取付具は、前記下部電極部に固定され、前記溶接機フレームに固定されない
ことを特徴とする部品供給装置。
前記部品保持アームは、前記電極軸と同一方向へ伸縮自在梯子状に段階的に移動し得ることを特徴とする請求項１記載の部品供給装置。