JP4010502B2 - 溶接ボルト供給方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明に属する利用分野】
本発明は，たとえば溶接ボルト，T字型溶接ナットその他Ｔ字型部品（以下 溶接ボルトという）を相手方被加工物（以下 ワークという）に供給するための溶接部品供給装置に関し，さらに詳しく言えば，パーツフィーダの収納ボールから溶接ボルトを整列して供給管（ホース，チューブなど）の中に送り出し,供給管内に圧縮エアを噴射して抵抗スポット溶接機の電極位置近くまで溶接ボルトを吹き飛ばして待機しているチャックに前記部品を挿入する場合の溶接ボルト供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，溶接ボルトの頭部下側又は頭部上側にプロジェクション（溶接部突起）を有する溶接ボルトを，パーツフィーダから一つ一つ整列し供給管を通して開閉自在のチャックに送り出し，溶接ボルトを保持したチャックをシリンダなどの前進運動で抵抗スポット溶接機の溶接位置に自動供給する装置が知られている。
【０００３】
たとえば一つの例としてスポット溶接機に付帯するパーツフィーダから送り出されてくる溶接ボルトを，供給管のボルト送り出し位置でチャックに受け渡し，このチャックを上下電極間の溶接位置に対向する往復路をシリンダで前進させて上記溶接機の上下電極間に前記チャックを移動し，溶接ボルトを保持したままチャック内に上部電極を挿入して下方にチャックを開いて溶接ボルトを被溶接板の位置決め孔に挿入すると共に，そのまま溶接ボルトの頭部とワークを上下電極間で挟みつけ，チャックをシリンダによる引き戻す力で上部電極から離脱させ元のボルト送り出し位置へ復帰させる溶接ボルト供給装置が知られている（特許文献1，２参照）。
【０００４】
また他の従来例として進退駆動式のチャック自体をミニシリンダで開閉して被溶接板の位置決め孔に挿入するものや，またはチャックの上方に溶接ボルトを押し出す挿入シリンダを使用してチャック内の溶接ボルトを被溶接板の位置決め孔に挿入するボルト供給方式も知られている（特許文献３，４参照）
【０００５】
さらにまた，溶接ボルトの頭部上面をワークにスタッド溶接する場合の，溶接ボルト供給装置の例として，供給通路の端部に部品保持手段を設けたもので，前記手段から所要の距離だけ離隔した個所の供給通路に部品を一旦停止させる手段を設置し，この部品を一旦停止させる手段が供給通路を横断している進退可能な規制部材で構成され，この規制部材はそのストッパ面の両側で支持されていることを特徴とする溶接ボルト供給装置などが知られている（特許文献５参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭６０−５４８３２号公報（第２−３頁，第１−第８図）
【特許文献２】
特開平７−３１４１４７号公報（第４−５頁， 第１図，第４−第７図）
【特許文献３】
特公平７−４７２２１号公報（第２頁，第１−第２図）
【特許文献４】
実公平６−２２５５４号公報（第２−４頁，第３−第７図）
【特許文献５】
特開平７−１９６１４５号公報（特許電子図書館「発明の詳細な説明」 第２−第３頁，「図面」図１−図７）
【０００７】
本発明の最も近い先行技術（特公昭６０−５４８３２号公報に開示された技術である）は，図４，図５又は図６に示す。この場合，バネ類によって左右に開閉する二つ割りの爪部材４１からなるチャック４０とフィーダから溶接ボルトを送り出す供給管５０とを使用した溶接ボルト供給方式である。前記分割された二つの爪部材４１にはその分割面に溶接ボルトを受け入れる収容部４２が形成されている。その収容部の断面は円錐状に形成されていて，溶接ボッルトＢの頭部ｂ１は収容部４２のテーパ面４３に支えられ，軸状のネジ部ｂ２は収容部の下側に貫通した挿入孔４４に入り込んで保持される。上記チャックの収容部４２は二分割された爪部材４１が常時ねじりバネ４５によって閉じる方向に力が付勢されている。前記爪部材はチャックレバー４６の先端に縦軸４７を支点に左右（観音開き式）に開くことができ，また上記チャックレバー４６はシリンダのスピンドル４９の先端にボルトで固定されたチャックホルダ−５１に対し横軸４８を支点に下方をスプリングバネ（図省略）の付勢力によって開閉する構造のものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来，開閉式のチャックを使用して溶接ボルトを離れた位置から目標の溶接個所に挿入する場合，パーツフィーダから選別した溶接ボルトを供給管の中をエアブローで吹き飛ばして送るときに，サイズが大きい溶接ボルトを供給する場合，エアブローの圧力を高くすると供給部品の飛行する勢いが大きくなりチャックが開いて溶接ボルトが落下したり，チャック内の供給部品が傾いて挿入されることがある。つまりチャックはねじりバネによって爪部材の開閉を繰り返すが，サイズの大きいボルトをチャックで受けるとき，溶接ボルトが送り出される勢いでねじりバネの引き戻す力以上にチャックに負荷がかかると，爪部材が開いて溶接ボルトが落ちたり，チャック内で傾いて挿入されることがあり，それは溶接ボルトの安定供給を損ない，溶接不良につながる問題であった。
【０００９】
本発明は溶接ボルト，T字型ナット類，その他のT字型部品類の溶接部品をパーツフィーダから抵抗スポット溶接機の溶接位置に精度よく自動供給する場合に，部品送り出し位置に後退したチャックの部品収納部にパーツフィーダから供給管を通してエアブローで送り出されてくる溶接ボルトのサイズの大小やエアブローの送り速度に関係なく確実に受け渡すことができる溶接ボルト供給方法及び装置を提供する。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】
上記の目的を達成するために，本発明の請求項１の部品供給方法によれば，開閉式のチャックを前進後退させて，下部電極のガイドピンにより位置決めされたワークに前記チャックの部品収容部に保持された溶接ボルトを挿入して上部電極と下部電極とで前記溶接ボルトとワークを挟み付けてプロジェクション溶接する方法において，パーツフィーダより整列して送られてきた溶接ボルトを供給管に送り込み，前記供給管内にエアブローにより上記電極の近くまで吹き飛ばし，前記供給管終端から放出される溶接ボルトを前記チャックの部品収容部に挿入する場合に，前記供給管から溶接ボルトが放出される勢によって前記チャックが開かないように，前記供給管の部品送り出し位置で前記チャックの開き方向への動きを規制するようにしたことを特徴とする溶接ボルト供給方法を提供する。そうすることで，チャックへの供給管から勢いよく放出されてくる溶接ボルトの受け渡しが確実にでき，従来の供給部品の落下や傾きを防ぎ溶接位置への部品供給ミスをなくすことができる。
【００１１】
次に請求項２によれば，前記規制手段は板状のものからなり，前記供給管の部品送り出し位置において前記チャックの幅方向に相対向して前記チャックの開き方向への動きを規制することを特徴とする溶接ボルト供給方法を提供する。そうすることで，部品供給精度の向上と供給スピードをアップすることもできる。
【００１２】
次に請求項３によれば，パーツフィーダの部品収納ボールから溶接ボルトを整列して供給管の中に送り出し,供給管内に圧縮エアを噴射して抵抗スポット溶接機の電極位置近くまで溶接ボルトを送り出し待機中のチャックに前記部品を挿入して前記チャックを前記溶接機の電極位置に前進させて溶接ボルトを溶接位置に供給する場合において，前記供給管の部品送り出し位置に前記チャックが開閉する幅方向に相対向して対面するストッパを有し，前記チャックが前記溶接位置から前記供給管の部品送り出し位置に後退すると，前記チャックの開き方向への動きが前記ストッパにより規制されるようにした溶接ボルト供給装置を提供する。そうすることで，供給管から放出される溶接ボルトの勢いがチャックを閉じる方向のバネ力以上に負荷がかかっても前記ストッパによりこれを抑制しチャック開きを防ぐ。したがって確実にチャックの部品収容部に供給部品を挿入することができるため，上部電極の加圧モーションで溶接ボルトをワークに挿入する従来のシステムでも供給管から供給部品を送り出す力に関係なく採用することができる。
【００１３】
次に請求項４によれば，前記ストッパによる規制手段は前記供給管の終端を位置固定したチューブホルダに着脱可能に支持されている溶接ボルト供給装置を提供する。こうすることで，チャック開き防止機構が簡単で安価に製作することができる。
【００１４】
【作 用】
本発明によればパーツフィーダから供給管を通して溶接ボルト，T字型ナットなど文字通りT字型部品類のものをチャックに受け渡す場合に有用なシステムであり，構造が簡単で既存の装置に付加することができ，供給部品のサイズの大きさや送り出す力の大きさに関係なく供給管からチャックへの受け渡しが確実となり部品供給ミスを未然に防ぐことができ，溶接品質の安定化を促進することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の部品供給システムの実施例を示す図であって，チャックが供給管の部品送り出し位置（部品受け渡し位置）に後退したときの，チャックと規制手段を示す説明図である。図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。図３はＢ−Ｂ矢視図である。
【００１６】
１はボルト供給ヘッドを示す。左右に開閉する二つ割りの爪部材２からなるチャック３と，このチャック３をスピンドル４に固定し前進駆動するシリンダ（図省略）とから構成されるもので，基本的構造は図４，図５に示す構造と同じである。
【００１７】
すなわち，前記分割された二つの爪部材２にはその分割面に溶接ボルトを受け入れる収容部５が形成されている。その収容部の断面は円錐状に形成されていて，溶接ボルトＢの頭部ｂ１は収容部５のテーパ面６に支えられ，軸状のねじ部ｂ２は収容部５の下側に貫通した挿入孔７に入り込んで保持される。
【００１８】
上記チャックの収容部５は二分割された爪部材２が常時ねじりバネ８によって閉じる方向に力が付勢されている。前記爪部材２はチャックレバー９の先端に縦軸１０を支点に左右（観音開き式）に開くことができ，また上記チャックレバー９はガイドケース１１によって前進後退するスピンドル４の先端にボルト２５で締め付け固定されたチャックホルダ−１２に対し横軸１３を支点に下方向に開閉するようスプリングバネ１４によって付勢力が与えられる構造のものである。
【００１９】
パーツフィーダ（図省略）より選別して送られてきた部品は方向性が規制され，供給管１５（ビニール材又はウレタンゴム材からなるホース又は角チューブを含む）を通して一つ一つ供給管終端に送り出される。この場合，供給管１５は断面四角形のいわゆる角チューブで，溶接ボルトの全長の巾が規制されるものである。
前記供給管１５の終端はガイドケース１１にブラケット１７を介して固定されたチューブホルダ１６に固定されている。
【００２０】
２０はストッパからなる規制手段を示す。前記規制手段は前記供給管１５の部品送り出し位置に配置されている。この場合，規制手段は二枚の板状のものからなり，その二枚板は前記供給管の先端部を位置固定したチューブホルダ１６の両側にそれぞれボルト２１によって着脱可能に支持されている。その二枚板は相対向する内側にストッパ面が形成され，二枚板のストッパとの間隔（Ｅ）はチャック３の幅（ｅ）より僅かに広い寸法差（約０．２〜０.５ｍｍ程度）に設定され，チャックの進退許容する幅となっている。したがってチャック３がストッパ２０の間を進退移動する時に互いに干渉しない位置関係になっている。
【００２１】
かかる構成よりチャック３が後退した位置で供給管１５から溶接ボルトＢを受け取る場合に，溶接ボルトに送り出す勢いがあって前記チャック３を閉じる方向のバネ力以上に負荷がかかっても，ストッパ２０に爪部材２が当たって爪が開こうとしてもその力が抑制される。したがってチャック３の開きを防ぎ確実にチャック内に溶接ボルトＢを保持することができるので，溶接ボルトの送給ミスによる溶接不良製品の発生を未然に防止できる。
【００２２】
以下に一連の動作を説明する。なお，抵抗スポット溶接機の上部電極と下部電極の動作については図４,図５に基づいて説明する。予め下部電極２３にワークＷをセットする。この場合，ガイドピン２４は下部電極の電極面から約4ｍｍ程度浮上していてワークＷの位置決め孔に挿入される。
【００２３】
（１）まずフィダーの起動スイッチをONすると，パーツフィーダのボールが振動し溶接ボルトが螺旋状のシュータを移動しながら整列される。整列して送られた溶接ボルトＢはセパレータ（図省略）により一つ一つ供給管１５に送り込まれ供給管の終端の部品送り出し口で待機中のチャック３に供給される。
【００２４】
供給管１５から供給された溶接ボルトＢを前記チャック３で受ける際に，前記チャック３に飛び込んでくる溶接ボルトの勢いでねじりバネ８の引き戻す力以上の負荷を受けてチャック３を開く方向に加圧力が働いても，規制手段のストッパ２０が爪部材２の動きを抑制しチャック３の開きを未然に防ぎ確実にチャック内に溶接ボルトを保持することができる。
【００２５】
（２）次に前記チャック３が下部電極２３の加圧線上に送られると，前記チャック３の到達を検出器が検出し，その検出信号で下部電極２３のガイドピン２４の上昇端が溶接ボルトＢのネジ部ｂ２の先端まで移動する。
【００２６】
（３）ガイドピン２４は電極面から突き出した上昇端が溶接ボルトのネジ部ｂ２先端に当接する位置又はその近傍まで上昇し供給部品を迎えに行く。前記ガイドピンの上昇端が所定位置に移動したときに，溶接ボルトＢのネジ部ｂ２先端に当接したことを検出器で検出し，その検出信号で上部電極が加圧動作を開始し，前記チャック３の部品収納部５に進入する。
【００２７】
（４）この間に，上部電極２２の外周面でチャック３の爪を左右に押し広げるとともに，上部電極２２が溶接ボルトの頭部ｂ１を抑える。ガイドピン２４は溶接ボルトＢのネジ部ｂ２の先端を抑えながら，さらに上部電極２２が下降してガイドピンと共に溶接ボルトＢを押し下げて完全にネジ部ｂ２を下部電極２３の挿入孔内に強制的に押し込んでボルト頭部ｂ１のプロジェクションを相手ワークＷに密着させる。
【００２８】
（５）ボルトセット時の上部電極の２２供給動作でガイドピン２４が所定位置に下がったとき，下部電極２３の検出器が部品供給完了を確認し，そのセット確認信号でチャック３のスピンドル４を後退させる。前記チャック３はスピンドル４により元の位置つまり供給管１５の部品送り出し位置に引き戻される。この戻り動作で爪部材２が上部電極２２の外周に係合して両側に縦軸１０を中心に開いて上部電極２２から離脱する。前記チャック３が後退端に達すると同時に，溶接タイマが起動し上下電極間に溶接に必要な加圧力を発生させるとともに溶接電流を電極間に供給しプロジェクション溶接が行われる。
【００２９】
以上，本発明の実施例は溶接ボルトの抵抗溶接機への溶接ボルト供給装置について言及したが，本発明は供給部品のサイズ大きさ形状には限定されるものではなくバネ類の弾力開閉式のチャック機構類を対象とするものは本発明と同様の作用効果を奏するものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上で説明したように，本発明の方法によれば，開閉式のチャックを前進後退させて，下部電極のガイドピンにより位置決めされたワークに前記チャックの部品収容部に保持された溶接ボルトを挿入して上部電極と下部電極とで前記溶接ボルトとワークを挟み付けてプロジェクション溶接する方法において，パーツフィーダより整列して送られてきた溶接ボルトを供給管に送り込み，前記供給管内にエアブローにより上記電極の近くまで吹き飛ばし，前記供給管の先端から排出される溶接ボルトを前記チャックの部品収容部に挿入する場合に，前記チャックが前記供給管から排出される溶接ボルトの勢によって開かないように，前記供給管の部品送り出し位置で前記チャックの開き方向への力を抑制するようにしたことで，チャックへの供給管から放出されてくる溶接ボルトの受け渡しが確実となり，溶接位置への部品供給ミスをなくすことができる。
【００３１】
次に請求項２によれば，前記規制手段は板状のものからなり，前記供給管の部品送り出し位置において前記チャックの幅方向に相対向して配置され，しかも前記チャックの垂直方向の平面と対面し前記チャックの開き方向への動きを規制することにより，構造が簡単安価に製作でき，溶接ボルトの供給精度の向上を図ることができる。
【００３２】
次に請求項３によれば，前記供給管の部品送り出し位置に前記チャックが開閉する幅方向に相対向して対面するストッパ面を有する規制手段を有し，前記チャックが前記溶接位置から前記供給管の部品送り出し位置に後退すると，前記規制手段のストッパ面により前記チャックの開き方向への動きが規制されるようにした溶接ボルト供給装置を提供することで，チャックの開閉に必要なバネ力は必要最小限のバネで済むので，上部電極からチャックを離脱させる場合のチャックの開閉が軽く電極外周面を爪で損傷させることはない。また従来の上部電極の加圧モーションで溶接ボルトを溶接位置に挿入するシステムにおいて，エアブローによる高速部品送り出しが可能となり，なおもチャッキングへの部品受け渡しを正確に安定よく行うことができるので，溶接タクトタイムの短縮化も可能になる。
【００３３】
次に請求項４によれば，前記規制手段は前記供給管の先端を位置固定したチューブホルダに着脱可能に支持されている溶接ボルト供給装置を提供する。こうすることで，チャック開き防止機構が簡単で既存の装置にも簡単に付加することができ，安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品供給システムの実施例を示す図であって，供給管の部品送り出し口で待機中のチャックに溶接ボルトを供給する際のチャックの開きを防止するための規制手段の構成例を示す側面図である。
【図２】本発明の図１Ａ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】従来の溶接ボルト供給装置における構造例と，チャックを供給管の部品送り出し位置から溶接位置へ移動した場合の説明図である。
【図５】従来の溶接ボルト供給装置のチャックを溶接用電極のワークセット位置に移動した場合の説明図である。
【図６】従来の溶接ボルト供給装置において供給管から送り出された溶接ボルトの勢いを受けてチャックが左右に開いたときの説明図である。
【符号の説明】
１ ボルト供給ヘッド ２ 爪部材 ３ チャック ４ スピンドル
５ 部品収容部 ６ テーパ面 ７ 挿入孔 ８ ねじりバネ
９ チャックレバー １０ 縦軸 １１ ガイドケース
１２ チャックホルダ １３ 横軸 １４ スプリングバネ
１５ 供給管 １６ チューブホルダ １７ ブラケット
２０ 規制手段（ストッパ） ２１ ボルト ２２上部電極
２３ 下部電極 ２４ ガイドピン ２５ ボルト
Ｂ 溶接ボルト（供給部品） ｂ１ ボルト頭部 ｂ２ ネジ部
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 開閉式のチャックを前進後退させて，前記チャックの部品収容部に保持された溶接ボルトを下部電極のガイドピンにより位置決めされたワークに挿入して上部電極と下部電極とで前記溶接ボルトとワークを挟み付けてプロジェクション溶接する方法において，パーツフィーダより整列して送られてきた溶接ボルトを供給管に送り込み，前記供給管内にエアブローにより上記電極の近くまで吹き飛ばし，前記供給管終端の部品送り出し口から放出される溶接ボルトを前記チャックの部品収容部に挿入する場合に，前記供給管から溶接ボルトが放出される勢によって前記チャックが開かないように，前記供給管の部品送り出し位置で前記チャックの開き方向への動きを規制するようにしたことを特徴とする溶接ボルト供給方法。
2. 請求項1において，前記規制手段は板状のものからなり，前記供給管の部品送り出し位置で前記チャックの幅方向に相対向して前記チャックの開き方向への動きを規制するようにしたことを特徴とする溶接ボルト供給方法。
3. パーツフィーダの部品収納ボールから溶接ボルトを整列して供給管の中に送り出し,前記供給管内に圧縮エアを噴射して抵抗スポット溶接機の電極位置近くまで溶接ボルトを送り出し，前記送り出し位置で待機中のチャックに前記部品を挿入して前記チャックを前記溶接機の電極位置に前進させて溶接ボルトを溶接位置に供給する溶接ボルト供給装置において，前記供給管の部品送り出し位置に前記チャックが開閉する幅方向に相対向して対面するストッパを設け，前記チャックが前記溶接位置から前記供給管の部品送り出し位置に後退すると，前記前記チャックの開き方向の動きを前記ストッパにより規制するようにした溶接ボルト供給装置。
4. 請求項３において，前記ストッパによる規制手段は前記供給管の先端を位置固定したチューブホルダに着脱可能に支持されている溶接ボルト供給装置。

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