JP3792298B2 - ワーク保持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接部品と被溶接部品とを溶接する作業時以外は、溶接部品を保持する溶接部品装着部を、被溶接部品を支持する被溶接部品支持部から退避させる退避機構を有するワーク保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶接部品および被溶接部品を装着し易いように、溶接部品と被溶接部品とを溶接する作業時以外は、溶接部品装着部を被溶接部品支持部から退避させる退避機構を有するワーク保持装置があり、例えば、図５に示すようなワーク保持装置が知られている。
【０００３】
図５において、ワーク保持装置１００は以下のように構成されている。
支柱１０１の上端には被溶接部品を支持する被溶接部品支持部材１０２が設けられるとともに、下端にはブラケット１０３が設けられている。このブラケット１０３には被溶接部品支持部材１０２に対向して溶接部品を保持する溶接部品装着部１０９を上端に有するアーム１０８が揺動自在に設けられている。
また、アーム１０８を揺動させて溶接部品を退避させる退避機構１０４は、アーム１０８の基幹部に設けられている。この退避機構１０４は、アーム１０８の基幹部の両側に設けられている板状の案内部材１１４ａ，１１４ｂに形成されている上端が湾曲している長孔１１５ａ，１１５ｂにピン１１２で移動自在に取り付けられている。
また、ブラケット１０３の上面には被溶接部品支持部材１０２を取り付けるための四角柱状の支柱１０５が立設されており、溶接作業時にはこの支柱１０５の一側面とアーム１０８の前面の一部が当接することにより、位置決めの基準となっている。
【０００４】
また、退避機構１０４の周囲は平面視してコの字状のカバー１１６が設けられており、上方と下方が開放され、案内部材１１４ａ，１１４ｂおよび支柱１０５を三方の側面のみを覆う状態で取り付けられており、このカバー１１６はピン１１２の抜け防止も兼ねている。
さらに、ブラケット１０３の下面にはシリンダ１０６が取り付けられ、シリンダ１０６のピストンロッド１０７がブラケット１０３の上方に貫通している。
【０００５】
上記のように構成されたワーク保持装置１００は、溶接部品および被溶接部品を装着する際、または、溶接部品を溶接した被溶接部品を取り出す際には、シリンダ１０６のピストンロッド１０７が伸長することにより、上方のピン１１２が長孔１１５ａ，１１５ｂの湾曲部まで移動してアーム１０８を図中二点鎖線で示すように傾斜させ、溶接部品装着部１０９を被溶接部品支持部材１０２から退避した状態にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のクランプ装置では、溶接時に発生するスパークの残りカスや、退避時に発生する周辺の溶接場所から飛んでくるスパークがアーム１０８の前面と支柱１０５の内面との間に入り込み、溶接部品と被溶接部品との溶接時にアーム１０８の正確な位置決めを困難にする場合があった。
本発明は、上記した問題点に鑑みなされたものであり、位置決め機構を上方に位置させるとともに、この位置決め機構を常に覆うカバーを設けることにより、位置決め機構へのスパーク等の侵入を防止することが可能なワーク保持装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、揺動自在なアームのワーク保持部にワークを保持させ、前記アームの揺動動作により作業位置と待機位置との間で前記ワークを移動させるワーク保持装置において、上端にワーク装着部（４０）が形成された前記アーム（１６）を揺動自在に取り付けるため基台（１）に配設され、前記アームの揺動動作を案内するため前記アームに形成された貫通孔（１５）を挿通するピン（１２）が係合する長孔（１３，１４）が形成された一対のアーム案内部材（８，９）と、前記アーム（１６）に設けられた係合部（２１）と、前記一対のアーム案内部材（８，９）の上端に形成された被係合部（８ｃ，９ｃ）とからなり、前記係合部が前記被係合部に係合することにより、前記ワークを作業位置で位置決め固定するワーク位置決め手段と、前記一対のアーム案内部材（８，９）の外周を囲むように前記一対のアーム案内部材（８，９）に取り付けられた固定遮蔽部材（２６）と、前記固定遮蔽部材（２６）に上方から被せられ、その側方と上方を覆うように前記アーム（１６）に取り付けられた可動遮蔽部材（２８，２９）とからなる遮蔽手段と、を備え、前記可動遮蔽部材（２８，２９）が、常時ワーク位置決め手段を遮蔽した状態で前記アームの揺動動作により前記固定遮蔽部材（２６）に対して相対移動可能に構成されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明のワーク保持装置を示す分解斜視図、、図２は図１のワーク保持装置の組立斜視図、図３は、図１のワーク保持装置の退避時の状態を示す一部破断の側面図、図４は、図１のワーク保持装置の溶接作業時の状態を示す一部破断の側面図である。
【００１０】
本発明のワーク保持装置Ａは、図１乃至図３に示すように、基台である板状のベース１の一端部に、上部に被溶接部品支持部２（図３参照）を取り付けるための四角柱のシャフト３が立設され、ベース１の他端部にはアーム案内部材８，９を取り付けるためのシャフト４が立設されている。
また、ベース１のシャフト３とシャフト４の取り付け位置の中間部には上下方向に貫通孔５が形成され、この貫通孔５よりベース１の下面に取り付けられたシリンダ６のピストンロッド２４が上方に突出している。
【００１１】
前記したシャフト４の両側面には、一対のアーム案内部材８，９がシャフト４に形成された貫通孔４ａに通してボルト１０で取り付けられている。このボルト１０によるアーム案内部材８，９の取り付けは、一方のアーム案内部材８にのみネジ孔８ａを形成しておき、他方のアーム案内部材９にはネジ山のない挿通孔９ａを形成して、挿通孔９ａ側よりボルト１０を挿入してネジ孔８ａに螺入，締めつけるものである。また、シャフト４とアーム案内部材８，９の位置精度を出すため、シャフト４とアーム案内部材８，９に平行ピン１１を挿入する孔４ｂ，８ｂ，９ｂが形成されており、この孔４ｂ，８ｂ，９ｂを平行ピン１１が貫通することにより、シャフト４とアーム案内部材８，９の相互間の位置ずれがなくなり、位置精度が高くなる。
【００１２】
また、アーム案内部材８，９にはアーム１６の動作を案内するため、それぞれ案内用の長孔１３，１４が形成されている。この長孔１３，１４はアーム案内部材８、９の上下方向に長く形成され、上端がアーム１６の退避方向に傾斜している。
さらにアーム案内部材８，９の上端には、被係合部である凹状の切欠溝８ｃ，９ｃが形成されている。
【００１３】
アーム１６の下端には四角柱部１７が形成され、上端には溶接部品装着部４０の装着箇所１９が形成されており、幾分傾斜した中間部には凹状の切欠溝２０が形成されている。この切欠溝２０には、係合部であるブロック２１が長手方向へ両端部２１ａ，２１ｂを突出させてボルト２２で取り付けられており、この両端部２１ａ，２１ｂはそれぞれ被係合部であるアーム案内部材８，９の切欠溝８ｃ，９ｃと係合するようになっており、この係合によりアーム１６が位置決めされるようになっている。
また、四角柱部１７はアーム案内部材８，９と側壁を当接させており、長孔１３，１４とは貫通孔１５を挿通するピン１２の両端部が、長孔１３，１４に係合することによりガイドされる。
【００１４】
また、アーム１６の四角柱部１７の下部には、前後方向に貫通する貫通孔１８が形成され、さらに、四角柱部１７の下端には、貫通孔１８を横断する凹状の切欠溝２３が形成されている。そして、この切欠溝２３に前記ベース１より突出しているピストンロッド２４の先端を係合させ、貫通孔１８をピストンロッド２４の係合孔２４ａに合わせてピン１８ａを挿入し固定する。この状態でシリンダ６をボルト２５にてベース１のネジ孔１ａに締付け固定する。
このようにしてアーム１６がシリンダ６に取り付けられているので、シリンダ６のピストンロッド２４が伸長するとアーム１６はピン１２が長孔１３，１４に案内されて移動することにより、上端の溶接部品装着部４０の装着箇所１９が後方に傾斜した姿勢（退避した状態）となる。
また、シリンダ６のピストンロッド２４が縮退した状態では、アーム１６に装着したブロック２１はアーム案内部材８、９の切欠溝８ｃ、９ｃと嵌合し、アーム１６をロック状態にするとともに、アーム１６の溶接時における位置決めを行っている。
【００１５】
アーム案内部材８、９の外周には、三方を囲む断面コの字状の固定遮蔽部材であるカバー２６がボルト２７で取り付けられている。このカバー２６は、アーム案内部材８、９に近接し、アーム案内部材８、９を貫通しているピン１１，１２の抜け防止の役目も果している。
カバー２６の外周には、側方と上方を完全に覆うために可動遮蔽部材である板状のカバー２８と箱状のカバー２９が設けられている。
これらのカバー２８，２９はアーム１６の四角柱部１７の上端部に位置するブロック２１の若干上方にボルト３０，３１により取り付けられる。
板状のカバー２８はアーム１６の前面にボルト３０で取り付けられ、この板状のカバー２８と開口部が嵌合して取り付けられる箱状のカバー２９は、下面が開口され、上面の一部開口された開口部２９ａに、アーム１６との取り付けしろ３２が形成され、ボルト３１で取り付けられている。これらのカバー２８，２９によりアーム１６のブロック２１より下端付近までが完全に覆われる。
【００１６】
アーム１６の上端の装着箇所１９には、溶接部品装着部４０がボルト４１にて貫通長孔４２に締付け固定されている。
この溶接部品装着部４０の長手方向端部４０ａには上下に貫通する部品装着孔４３が形成され、さらに、この長手方向端部４０ａの下端には溶接部品であるブラケットＣの向きを案内すべく、ブラケットＣの一側部が当接するように、切欠案内部４４が設けてある。
また、溶接部品装着部４０の長手方向端部４０ａ上面には、溶接部品のブラケットＣを保持するため、上面が所定寸法に削られた切欠部４５が設けられ、部品装着孔４３の周囲に下面ぎりぎりに到達する複数の小穴４６が形成されており、この小穴４６に磁石４７、スプリング４８の順で挿入され、この上に部品装着孔４３と貫通孔４９を合致させたふた部材５０がボルト５１で切欠部４５に取り付けられている。
【００１７】
また、溶接部品装着部４０に取り付けられる複数枚のスペーサ５２は、溶接部品装着部４０をアーム１６の上端の装着箇所１９に取り付ける際、装着箇所１９の後端の突出部５３と溶接部品装着部４０の間に挟み込み、溶接部品装着部４０にボルト５４で締付け、枚数を調整することで溶接部品のブラケットＣの位置を変更できるようになっている。
【００１８】
上記のように構成されたワーク保持装置Ａは、図２のように組立てられ、溶接部材と被溶接部材との溶接場所、および溶接ロボットの作動干渉範囲を考慮して、ワーク保持装置Ａの取り付け部材である枠体７の適切な箇所にボルトにて固定され、図３に示すような溶接装置Ｂに使用される。
このワーク保持装置Ａの作動および作用について図３、図４に基づいて説明する。
まず、図３に示すように、シリンダ６のピストンロッド２４が伸長してアーム１６が退避した状態（アーム１６の先端が後方に倒れている状態）にある時、被溶接部品であるパネル材Ｄを被溶接部品支持部２に装着するとともに、溶接部品であるブラケットＣを、中央に立設するピンＣ1 が下方より溶接部品装着部４０の部品装着孔４３に挿入する状態で装着する。
また、この状態では、アーム１６の四角柱部１７がアーム案内部材８，９の上方に位置しているが、カバー２８，２９もアーム１６とともに動くので、位置決め機構のブロック２１とアーム案内部材８，９の切欠溝８ｃ，９ｃはカバー２８，２９により常に覆われた状態にあり、周辺の溶接場所からスパークが飛んで来ても内部に入り込まない。
【００１９】
つぎに、図４に示すようにシリンダ６のピストンロッド２４が縮退することにより、アーム１６下端のピン１２がアーム案内部材８，９の長孔１３，１４の垂直部分に位置し、ブロック２１がアーム案内部材８、９の切欠溝８ｃ，９ｃに嵌合してロック状態となるので、安定してこの状態が保たれる。
この状態にて、溶接装置Ｂのアーム先端にスポット溶接機Ｆを設けたロボットＧが作動して、溶接部品のブラケットＣと被溶接部品のパネル材Ｄを所定の位置でスポット溶接機Ｆで挟み込み、スポット溶接を行う。
また、この状態でも、カバー２８，２９がアーム案内部材８，９の切欠溝８ｃ，９ｃに嵌合したブロック２１を覆っているので、溶接時のスパークは内部に入り込まない。
【００２０】
上述した実施の形態によれば、切欠溝８ｃ，９ｃにブロック２１がはまり込むことによりロックする構造をなす位置決め手段の切欠溝８ｃ，９ｃおよびブロック２１を、アーム１６の下端以外の場所およびベース１のアーム最下端位置より上方に設けるとともに、位置決め手段を下方以外の場所では、常時覆い隠した状態にあるカバー２８，２９をアーム１６に設けることにより、位置決め手段へのスパーク等の侵入を防止することができ、装置の故障を防止するとともに、位置ずれによる不良溶接を防止することが可能となる。
なお、本発明の実施の形態では、溶接装置を用いて説明したが、本発明はこの溶接装置に限定されるものではなく、ワークの保持部を備えた装置であれば、他の装置にも使用できることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上に述べたごとく本発明は、ワーク位置決め手段を常時遮蔽して、塵埃やスパークの侵入を防止することができるので、ワーク位置決め手段により正確にワークの位置を保持して、精度の高いワークの作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワーク保持装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１のワーク保持装置の組立斜視図である。
【図３】図１のワーク保持装置の退避時の状態を示す一部破断の側面図である。
【図４】図１のワーク保持装置の溶接作業時の状態を示す一部破断の側面図である。
【図５】従来のワーク保持装置を示す側面図である。
【符号の説明】
Ａ ワーク保持装置
Ｂ 溶接装置
Ｃ ブラケット
Ｄ パネル材
Ｆ スポット溶接機
Ｇ ロボット
１ ベース
２ 被溶接部品支持部
３，４ シャフト
５ 貫通孔
６ シリンダ
７ 枠体
８，９ アーム案内部材
８ｃ，９ｃ 切欠溝
１３，１４ 長孔
１６ アーム
１７ 四角柱部
１９ 装着箇所
２０ 切欠溝
２１ ブロック
２４ ピストンロッド
２６ カバー
２８，２９ カバー
３２ 取り付けしろ
４０ 溶接部品装着部
５０ ふた部材

Claims (1)

1. 揺動自在なアームのワーク保持部にワークを保持させ、前記アームの揺動動作により作業位置と待機位置との間で前記ワークを移動させるワーク保持装置において、
   上端にワーク装着部（４０）が形成された前記アーム（１６）を揺動自在に取り付けるため基台（１）に配設され、前記アーム（１６）の揺動動作を案内するため前記アーム（１６）に形成された貫通孔（１５）を挿通するピン（１２）が係合する長孔（１３，１４）が形成された一対のアーム案内部材（８，９）と、
   前記アーム（１６）に設けられた係合部（２１）と、前記一対のアーム案内部材（８，９）の上端に形成された被係合部（８ｃ，９ｃ）とからなり、前記係合部が前記被係合部に係合することにより、前記ワークを作業位置で位置決め固定するワーク位置決め手段と、
   前記一対のアーム案内部材（８，９）の外周を囲むように前記一対のアーム案内部材（８，９）に取り付けられた固定遮蔽部材（２６）と、前記固定遮蔽部材（２６）に上方から被せられ、その側方と上方を覆うように前記アーム（１６）に取り付けられた可動遮蔽部材（２８，２９）とからなる遮蔽手段と、
   を備え、
   前記可動遮蔽部材（２８，２９）が、常時ワーク位置決め手段を遮蔽した状態で前記アームの揺動動作により前記固定遮蔽部材（２６）に対して相対移動可能に構成されてなることを特徴とするワーク保持装置。

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