JP3872528B2 - Spot welding equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダイレクト方式を採用したスポット溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、自動車の製造にはロボットを使用したスポット溶接が盛んに行われるようになり、特に、自動車用ドアのヘム部の溶接には、インダイレクト方式のスポット溶接方法が多く採用されている。その一例を図8に示す。
図8において、スポット溶接装置全体は、マテハンロボット部100と、ホールド部110と、溶接装置部120とから構成されている。前記マテハンロボット部100には、ロボット本体101にコントロール用の電力や冷却用の水、エアを送るための動力線をサポートするための給電ポール104が備え付けられている。前記ホールド部110にはアースケーブル111をサポートするケーブルサポートポール113が備え付けられ、前記溶接装置部120にはスポット溶接用電力を供給する整流トランス123が接続されている。
【0003】
前記ロボット本体101は、治具であるマテハンユニット102を動作させるためのエアが、図示しないエアホースで給電ポール104と、アーム103とを通りマテハンユニット102に供給され、このマテハンユニット102の電磁弁でコントロールされている。前記ホールド部110のアースケーブル111には電気的に接続する導電性着脱ユニット112が取り付けられて、前記マテハンユニット102とアースケーブル111とを接続している。また、アースケーブル111は、ケーブルサポートポール113により、バランサー114やスプリング115で吊るされて、整流トランス123のアース端子に接続されており、さらに、マテハンユニット102の動きに追随できるように余裕を持たせてある。
前記溶接装置部120は、溶接スタンド121の前部にアフターヘムガン122が取り付けられ、このアフターヘムガン122のスポット電極がワークである自動車用ドアのヘム部(溶接部)に当接して、整流トランス123から、空冷ケーブル、または水冷ケーブル124を経由して、溶接電流が流されることによりスポット溶接が行われるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来例においては、前記マテハンユニット102にアースケーブル111を常時接続しておくために、このアースケーブル111を支えるケーブルサポートポール113が必要とされ、また、自在に動けるように、撓みをもたせバランサー114等を使用してつり下げる必要があった。また、アースケーブル111は大電流を流すため大径の空冷ケーブルか、水冷ケーブルを使用しなければならず、その重量も重いため、ケーブルサポートポール113も丈夫なものを使用する必要があった。また、前記バランサー114、およびスプリング115のケーブル長さ、およびバランス調整に時間がかかり、結果的にコストが高くなるという問題があった。さらに、アースケーブル111がマテハンユニット102と一緒に煩瑣(はんさ)に動くので、アースケーブルの可動部分が消耗し易いという問題もあった。
本発明は、上述した従来の問題に鑑みてなされたもので、アースケーブルの使用を最小限にし、しかも、アースケーブルを固定することにより長寿命化し、ケーブルサポートポールが不要で、重量が軽く、コストの安いスポット溶接装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、ロボットのアーム(12)の先端に設けたワーク把持治具を介してワークを把持してスポット溶接を行なうインダイレクトスポット溶接装置において、前記ワーク把持治具は、ロボットのアーム(12)の先端に取り付ける取り付けベース(19)と、この取り付けベース(19)に取り付けたフレーム(15)と、このフレーム(15)に設けワークを絶縁状態で把持するクランプユニット(60,60′)と、前記フレーム(15)に設けワークを電気導通状態で把持するアースクランプユニット(70)と、スポット溶接打点毎に対応するように、前記フレーム(15)に取り付けた複数の導電性のブスバー(16)と、このブスバー(16)と前記アースクランプユニット(70)との間を接続したアースケーブル(78)とで形成され、複合ガンスタンド(21)は、スポット電極(32)が取り付けられたアフターヘムガン(30)と、アース電極(42)が取り付けられ、前記スポット電極(32)がワークを溶接する度毎に、前記アース電極(42)が、先ずブスバー(16)に当接し、溶接が終了した後でブスバー(16)から離間するコンタクトガン(40)とで形成され、たことを特徴とするスポット溶接装置としたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明をする。図1は本発明に係るインダイレクト方式のスポット溶接装置の全体を現す外観図で、図2はワーク把持状態のスポット溶接装置の断面図である。
まず、図1において、スポット溶接装置1は、大別すると、ワークである自動車のドア50を把持して動かすためのマテハンロボツト3と、このマテハンロボット3に電力、エア、水を供給するための動力ケーブル4を支える給電ポール5、およびワークである自動車のドア50をスポット溶接するための溶接装置部6と、この溶接装置部6に電力を供給する整流トランス7とから構成されている。
【0007】
前記マテハンロボット3は、ワークである自動車のドア50を把持するワーク把持治具であるマテハンユニット11と、このマテハンユニット11をアーム12を介して動かすためのロボット本体13とから構成されている。また、ロボット本体13はロボットベース14にボルト等で据え付けられて動かないように固定される。このロボット本体13は、垂直多関節型のマニピュレータで構成され、前記アーム12を上下動したり、旋回動作をすることができ、さらに、前記アーム12の先端に取り付けたマテハンユニット11を傾けたり回したりできるもので、可搬能力もワークである自動車のドア50に対して十分能力を持っている。
【0008】
前記マテハンユニット11は、図3に示すように、ワークである自動車のドア50を支えるフレーム15が、ロボット本体13のアーム12の先端に、取り付けベース19を介して取り付けられている。このフレーム15は、取り付けベース19に、ワークである自動車のドア50の形状に沿ってドア50を載置するためのフレーム部材15aおよびフレーム片15bが取り付けられて形成され、このフレーム片15bには載置したドア50を把持固定するため4箇所にクランプユニット60、60′が取り付けられている。
【0009】
前記クランプユニット60は、図4に示すように、支持ブラケットの継ぎ手ピン62を介してクランプアーム63が上下方向に回転可能に取り付けられており、シリンダ64のシリンダロッド64aが動作することによりワークである自動車のドア50の上面からドア50を押圧したり、ドア50のインナパネル51側のサービスホール52からワークである自動車のドア内部に嵌挿したクランプユニット60′がインナパネル51を挟着することにより、ドア50をマテハンユニット11に把持固定することができる。また、各クランプユニット60,60′とドア50の接する部分は、ドア50に流れる電流がクランプユニット60,60′に流れ込まないように、当然のことながら絶縁物を介在させてある。
【0010】
また、フレーム15(図2参照)の中央部に近いフレーム部材15aの上には、図5に示すように、ワークである自動車のドア50から2次アースをとるためのアースクランプユニット70(図3参照)が取り付けられている。このアースクランプユニット70は、フレーム部材15aに取り付けた支持ブラケット71(図5参照)の上部前端に継ぎ手ピン72を介して上下方向に回転可能にクランプアーム73を支持しており、このクランプアーム73の先端をワークである自動車のドア50のインナパネル51側のサービスホール52からドア50の内部に嵌挿し、前記支持ブラケット71に取り付けたワーククランパ用シリンダ74(図5参照)のシリンダロッド74aの動作に応じて、アースケーブル78が接続された接続プレート76の先端の導電部材75と前記クランプアーム73の先端との間にインナパネル51を挟着することによって、図示のように、ワークである自動車のドア50を把持固定するとともに、ドア50を電気的にアースケーブル78に接続する。この電気的な接続は前記導電部材75から接続プレート76を通じてアースプレート77に接続され、このアースプレート77には複数のアースケーブル78が接続されて、この複数のアースケーブル78が、前記ワークである自動車のドア50を載置するためのワーク把持治具であるマテハンユニット11を形成するフレーム片15bに取り付けられた、複数のブスバー16に接続される。このブスバー16は厚さ10mmの帯状の板で形成され、電気的に良好な接触を要求されるので、材質はアルミ合金や銅合金が用いられる。また、ブスバー16、導電部材75、接続プレート76、アースプレート77、アースケーブル78には電流が流れるので、当然のことながら前記の各部材は、前記フレーム15、アースクランプユニット70とは絶縁物を介して取り付けられている。このブスバー16と溶接装置部6のコンタクトガン40のアース電極42とが接触することにより2次アース回路が完成する。
【0011】
前記溶接装置部6は、図1に示すように、複合ガンスタンド21に設置されたアフターヘムガン30とコンタクトガン40とから構成されており、この2種類のガンに電力を供給する整流トランス7が備えられ、この整流トランス7とアフターヘムガン30およびコンタクトガン40との間は空冷ケーブル22で接続されている。一方は、整流トランス7のプラス側から空冷ケーブル22aを経由してアフターヘムガン30へ接続され、他方は整流トランス7のアース側から空冷ケーブル22bを経由してコンタクトガン40に接続されている。
【0012】
複合ガンスタンド21に固定されたアフターヘムガン30は、図6で示すように、ワークである自動車のドア50の溶接面であるヘム部53に対向して電極アーム31の先端側下面に取り付けられたスポット電極32と、ヘム部53を裏面から受けるバックバー33とが備えられている。このスポット電極32は、スポット溶接時に2本のエアシリンダ35a、35bにより電極アーム31が下げられることにより、ヘム部53を加圧するように構成されている。また、スポット電極32への電流の供給は、空冷ケーブル22aが固定ターミナル36に接続され、この固定ターミナル36から可撓性のある導電プレート37を通じて、電極アーム31へ流れることにより供給される。
【0013】
前記コンタクトガン40は、図7に示すように、ワークである自動車のドア50の2次側アースをとるために使用されるもので、エアシリンダ41の先端に、前記ブスバー16に接離するアース電極42が取り付けられている。このアース電極42には整流トランス7からのアース側の空冷ケーブル22bが固定ターミナル43に接続され、この固定ターミナル43と、アース電極42が取り付けられた可動ターミナル44との間を、可撓性のある導電プレート45で接続することにより、電流を流すことができる。また、エアシリンダ41とアース電極42の間には連続使用で加熱されるアース電極42を冷却するための冷却ターミナル46を取り付けてある。
【0014】
このように構成されたスポット溶接装置による、ワークである自動車のドアのヘム部の
溶接の動作について、以下に説明する。まず、図示しない搬送ロボットによりワークである自動車のドア50を、置場から搬送し、ワーク把持治具であるマテハンユニット11のフレーム15の基準ピンユニット17a,17b(図3参照)に合わせて、マテハンユニット11に載せる。そうすると、前記クランプユニット60、60′とアースクランプユニット70のシリンダが動いてそれぞれのクランプアーム63,73が自動車のドア50を把持固定する。
次に、図2に示すように、スポットガンであるアフターヘムガン30の溶接ポイントであるスポット電極32の位置に、前記マテハンユニット11(図3参照)が動いて、ワークである自動車のドア50のヘム部53(図2参照)を合わせる。この時、アース用のコンタクトガン40のアース電極42は、前記マテハンユニット11(図3参照)に取り付けられた前記ブスバー16に接触していない。次に、前記コンタクトガン40(図7参照)のエアシリンダ41が動作してアース電極42をブスバー16に突き当てる。その後に、前記アフターヘムガン30(図6参照)のスポット電極32のエアシリンダ35a、36bが動作して、自動車のドア50のヘム部53をスポット電極32が加圧する。
【0015】
次に、整流トランス7の図示しないスイッチがオンされて、整流トランス7から空冷ケーブル22(図1参照)を経由してスポット溶接の電流が流される。この電流は、整流トランス7のプラス側から空冷ケーブル22aを経由してアフターヘムガン30に流れ、さらに、ワークである自動車のドア50のヘム部53(図2参照)からドア内部を通り、アースクランプユニット70(図3参照)からマテハンユニット11に設けたブスバー16およびコンタクトガン40(図2参照)のアース電極42を通り、空冷ケーブル22bを経由して整流トランス7のアース側へ戻る。この間に自動車のドアのヘム部53(図2参照)のスポット溶接が行われる。
スポット溶接の終了後は、前記アフターヘムガン30(図6参照)のエアシリンダ35a,35bが動作してスポット電極32が自動車のドア50のヘム部53から離脱し、整流トランス7のスイッチがオフされる。次に、コンタクトガン40のシリンダ41(図7参照)が動作して、アース電極42がブスバー16から離脱する。
そうすると、マテハンユニット11が動作して、次のスポット溶接箇所をアフターヘムガン30(図1参照)にセットする。以下、同じ動作を繰り返し、必要な溶接箇所を順次スポット溶接を行い、全ての溶接を完了する。
そうすると、マテハンユニット11のクランプユニット60,60′のエアシリンダ64(図4参照)とアースクランプユニット70のエアシリンダ74(図5参照)が動作して、自動車のドア50の把持固定状態を解除する。最後に図示しない搬送ロボットにより自動車のドア50を次の工程に搬送し、新しい自動車のドア50をマテハンユニット11に載置する。これで一連の作業が終了する。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その他、本発明の請求の範囲内で種々の変更を加うることは勿論である。
【0016】
【発明の効果】
本発明のスポット溶接装置によれば、ワーク把持治具は、ロボットのアームの先端に取り付ける取り付けベースと、この取り付けベースに取り付けたフレームと、このフレームに設けワークを絶縁状態で把持するクランプユニットと、前記フレームに設けワークを電気導通状態で把持するアースクランプユニットと、スポット溶接打点毎に対応するように、前記フレームに取り付けた複数の導電性のブスバーと、このブスバーと前記アースクランプユニットとの間を接続したアースケーブルとで形成されているので、ワーク把持治具に把持したワークに、スポット電極を圧接してスポット溶接を行うときに、ワークに電気的に接続されている前記ブスバーに、アースケーブルに接続されたコンタクトガンのアース電極を、当接することにより、ワーク把持治具がどの位置にあっても簡単にアースがとれるので、アースケーブルをワーク把持治具(マテハンユニット)迄引き回して取り付ける必要がなくなる。
また、アースケーブルの長さも、整流トランスからコンタクトガンの固定ターミナル迄の必要最低限で済むようになる。
この結果、重くて長いケーブルが削減され、また、ケーブルを可動する必要もなくなるので、従来のようなケーブルサポートポールも不要となる。これにより設備コストを低減することができるとともに、アースケーブルの長寿命化をはかることができる。
また、スポット溶接装置の周囲のスペースファクタをも改善するとともに、スポット溶接装置の重量も軽減でき、ロボット動作エリアもアースケーブルの引回しが無いので自由性があり、コンパクトなスポット溶接装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るスポット溶接装置の全体を示す概観図である。
【図2】 図1におけるスポット溶接装置の断面図である。
【図3】 本発明に係るスポット溶接装置のマテハンユニットの要部平面図である。
【図4】 本発明に係るスポット溶接装置のクランプユニットの断面図である。
【図5】 本発明に係るスポット溶接装置のアースクランプユニットの断面図である。
【図6】 本発明に係るスポット溶接装置のアフターヘムガンの要部断面図である。
【図7】 本発明に係るスポット溶接装置のコンタクトガンの要部断面図である。
【図8】 従来におけるスポット溶接装置の概観図である。
【符号の説明】
1 スポット溶接装置
3 マテハンロボット
6 溶接装置部
7 整流トランス
11 マテハンユニット
13 ロボット本体
15 フレーム
16 ブスバー
30 アフターヘムガン
32 スポット電極
40 コンタクトガン
42 アース電極
50 ドア
53 ヘム部
60 クランプユニット
70 アースクランプユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spot welding apparatus that employs an indirect method.
[0002]
[Prior art]
Recently, spot welding using a robot has been actively performed in the manufacture of automobiles. In particular, indirect spot welding methods are often used for welding a hem portion of an automobile door. An example is shown in FIG.
In FIG. 8, the entire spot welding apparatus is composed of a material
[0003]
In the
In the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, in order to always connect the
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, minimizes the use of a ground cable, extends the life by fixing the ground cable, does not require a cable support pole, is light in weight, A low-cost spot welding apparatus is provided.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an indirect spot welding apparatus that performs spot welding by gripping a workpiece via a workpiece gripping jig provided at the tip of a robot arm (12). The workpiece gripping jig is provided on the tip of the robot arm (12), an attachment base (19), a frame (15) attached to the attachment base (19), and the frame (15) provided to insulate the workpiece. a clamp unit for gripping a state (60, 60 '), the ground clamp unit (70) for gripping the workpiece is provided on said frame (15) in electrical conductive state, so as to correspond to each spot welding point, said frame ( A plurality of conductive bus bars (16) attached to 15), the bus bars (16), and the earth clamp unit (70); The composite gun stand (21) is formed with an afterhem gun (30) to which a spot electrode (32) is attached and an earth electrode (42), Each time the spot electrode (32) welds the workpiece, the ground electrode (42) first comes into contact with the bus bar (16), and after the welding is completed, the contact gun (40) is separated from the bus bar (16). The spot welding apparatus is characterized in that it is formed as described above.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view showing the entire indirect type spot welding apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the spot welding apparatus in a workpiece gripping state.
First, in FIG. 1, the spot welding apparatus 1 is roughly divided into a
[0007]
The
[0008]
As shown in FIG. 3, the
[0009]
As shown in FIG. 4, the
[0010]
Further, on the
[0011]
As shown in FIG. 1, the welding device section 6 is composed of an
[0012]
As shown in FIG. 6, the after
[0013]
Grounding the
[0014]
The welding operation of the hem part of the door of the automobile as a work by the spot welding apparatus configured as described above will be described below. First, the
Next, as shown in FIG. 2, the material handling unit 11 (see FIG. 3) moves to the position of the
[0015]
Next, a switch (not shown) of the rectification transformer 7 is turned on, and a spot welding current flows from the rectification transformer 7 via the air cooling cable 22 (see FIG. 1). This current flows from the plus side of the rectification transformer 7 to the
After spot welding is completed, the
Then, the
Then, the air cylinder 64 (see FIG. 4) of the
In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, Of course, a various change can be added in the range of the claim of this invention.
[0016]
【The invention's effect】
According to the spot welding apparatus of the present invention, the workpiece gripping jig includes an attachment base attached to the tip of the robot arm, a frame attached to the attachment base, and a clamp unit provided on the frame and gripping the workpiece in an insulated state. An earth clamp unit that is provided in the frame and grips the workpiece in an electrically conductive state, a plurality of conductive bus bars attached to the frame so as to correspond to each spot welding hit point , and the bus bar and the earth clamp unit. Since it is formed with a ground cable connected between, when performing spot welding by pressing the spot electrode to the work gripped by the work gripping jig, the bus bar electrically connected to the work, By contacting the ground electrode of the contact gun connected to the ground cable Since the work gripping tool is ground to be easily be in what position take, it is not necessary to attach the lead to ground cable until the workpiece gripping tool (material handling unit).
In addition, the length of the ground cable can be minimized from the rectifying transformer to the fixed terminal of the contact gun.
As a result, heavy and long cables are reduced, and it is not necessary to move the cables, so that a conventional cable support pole is not required. As a result, the equipment cost can be reduced and the life of the ground cable can be extended.
In addition, the space factor around the spot welding apparatus can be improved, the weight of the spot welding apparatus can be reduced, and the robot operating area can be freely provided because the ground cable is not routed, thereby providing a compact spot welding apparatus. Is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an entire spot welding apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the spot welding apparatus in FIG.
FIG. 3 is a plan view of an essential part of a material handling unit of a spot welding apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a clamp unit of the spot welding apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of an earth clamp unit of the spot welding apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of an after hem gun of the spot welding apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a contact gun of the spot welding apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic view of a conventional spot welding apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記ワーク把持治具は、ロボットのアーム(12)の先端に取り付ける取り付けベース(19)と、この取り付けベース(19)に取り付けたフレーム(15)と、このフレーム(15)に設けワークを絶縁状態で把持するクランプユニット(60,60′)と、前記フレーム(15)に設けワークを電気導通状態で把持するアースクランプユニット(70)と、スポット溶接打点毎に対応するように、前記フレーム(15)に取り付けた複数の導電性のブスバー(16)と、このブスバー(16)と前記アースクランプユニット(70)との間を接続したアースケーブル(78)とで形成され、
複合ガンスタンド(21)は、スポット電極(32)が取り付けられたアフターヘムガン(30)と、アース電極(42)が取り付けられ、前記スポット電極(32)がワークを溶接する度毎に、前記アース電極(42)が、先ずブスバー(16)に当接し、溶接が終了した後でブスバー(16)から離間するコンタクトガン(40)とで形成され、
たことを特徴とするスポット溶接装置。In an indirect spot welding apparatus that performs spot welding by gripping a workpiece via a workpiece gripping jig provided at the tip of a robot arm (12),
The workpiece gripping jig is provided with an attachment base (19) attached to the tip of the robot arm (12), a frame (15) attached to the attachment base (19), and a workpiece provided in an insulated state. The clamp unit (60, 60 ') gripped by the ground, the earth clamp unit (70) provided in the frame (15) for gripping the workpiece in an electrically conductive state, and the frame (15) so as to correspond to each spot welding spot. ) And a plurality of conductive bus bars (16) attached to the ground clamp unit (70) and a ground cable (78) connected between the bus bar (16) and the ground clamp unit (70).
The composite gun stand (21) has an afterhem gun (30) to which a spot electrode (32) is attached and a ground electrode (42), and each time the spot electrode (32) welds a workpiece, The ground electrode (42) is first formed in contact with the bus bar (16) and formed with a contact gun (40) separated from the bus bar (16) after the welding is completed.
A spot welding apparatus characterized by that.
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- 1995-08-24 JP JP21604095A patent/JP3872528B2/en not_active Expired - Lifetime
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