JP4062475B2 - 部品供給装置 - 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，溶接ナットその他Ｔ字型部品を相手方被加工物に供給するための部品供給装置に関する。
さらに限定して言えば，抵抗スポット溶接機にセットした被加工物にパーツフィーダから送られた供給部品をチャッキング装置で受けた後，その供給部品の向きを反転させ正常な状態で溶接するのに有用な部品供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば図７又は図８に示すプロジェクション溶接ボルトＢをパーツフィーダによって自動的に相手金属板に供給して溶接する場合，溶接ボルトのボルト頭部Ｂ１に形成されたプロジェクションＰは下向きに相手方の金属板Ｗの表面に接触させ，これを上部電極Ｅ１と下部電極Ｅ２により挟みつけて加圧溶接する。この場合。次のような部品供給システム及び装置，電極類が公知の技術として知悉されている。
【０００３】
たとえば特開平１１−３４７７４７号公報，特許第２８２４７２９号（特開平７−６０４５４号），特許第２７８４９８８号（特開平７−１７１６８７号），特許第２７５０３４０号（特開平６−１００１５８号），特開平９−２８６５１９号，特許第２６２７４６７号（特開平５−２４６４５号），特開平９−１５５５６０号，特開平８−３００１６１号，特開平７−２２８３３７号，特開平７−２２３０７８号，特開平７−１９６１４６号，特開平７−１７６２５号，特開平６−３１５７７４号，特開平６−２３８４６３号，特開平４−２７００７５号，特開平４−２３５８２４号公報等に記載された溶接部品供給方法及び装置，溶接用電極，供給部品位置決め方法などが提案されている。
【０００４】
ここに知悉されている主な部品供給装置は，溶接ボルトを相手の金属板に自動供給しプロジェクション溶接，またはスタッド溶接あるいはアーク溶接する場合などに有利とされている。
【０００５】
この種の溶接ボルト供給装置の一例を説明すると，たとえば駆動装置７０によって移動する供給ロッド７１に部品保持部材７２が設置されていて，前記保持部材７２によりパーツフィーダから送られてくる溶接ボルトＢが供給管７６の真下で保持される。この場合，溶接ボルトの頭部Ｂ１は下向きに送られ，前記保持部材の収容孔７３内に進入する。
【０００６】
その後，供給部品は供給ロッド７１の前進で可動電極Ｅ１（上部電極）の真下からエアブローあるいはエアシリンダなどの挿入手段７３により可動電極Ｅ１に形成された収容孔７４に溶接ボルトの軸状ねじ部Ｂ２が挿入される。可動電極に挿入された溶接ボルトは前記収容孔７４の奥に配置された永久磁石かバキューム手段等の位置決め手段７５によって吸着され確実に位置決め保持される。
【０００７】
このように，可動電極に頭部を逆さに保持された溶接ボルトは，可動電極の加圧動作で溶接ボルトのプロジェクション側が被溶接物に押付けられる。かくして前記電極間で溶接ボルトと相手板とに十分な加圧力をかけて溶接電流を流し，これによってプロジェクションを局部的に加熱溶融し圧接する。
【０００８】
従来のこの種の供給システム及び装置は，パーツフィーダから送られた供給部品を，スピンドルの先端で保持する保持部材に，可動電極内に溶接ボルトの軸状ねじ部を強制的に挿入するための挿入手段を必要とする。また可動電極の収容孔の奥に溶接ボルトの軸状ねじ部を吸着保持するためのマグネットやエアバキュームなどの位置決め手段を必要とするものであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシステム及び装置は，上部電極には前記収容孔の奥に溶接ボルトを挿入するための昇降用の駆動手段を保持部材の下側に設けて，上部電極に溶接ボルトを保持させるため，その分供給時間がかかるほか，上記保持部材が電極間に進入する分，上下電極間の間隔を大きくせねばならなくなり，ために上部電極のストロークの長い加圧シリンダが必要ととなり，機械全体が大きくなる。
【００１０】
加えて，上部電極の収容孔に挿入された溶接ボルトを確実に位置決め保持するための十分な磁力又は吸引力を得るためには，前記収容孔の奥に永久磁石かバキューム手段等を配置することで，上部電極の内部吸着構造が複雑になるだけでなく，磁石の場合，電極間に流れる溶接電流の向きによって磁力が失われ，部品供給ミスを招く恐れがある。
【００１１】
本発明はパーツフィーダから送られた供給部品をチャッキング装置で受けた後，供給部品を回転させ正常な向きに替えて相手側に加圧したままで確実に供給し，溶接通電開始前に前記チャッキング装置を電極位置から元の部品供給口に戻せる構成とし，効率よく溶接することができる金属加工システムを提供することで，上記従来の問題解決を図ることを目的とする。
【００１２】
【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の部品供給装置によれば，軸状ねじ部と一体のボルト頭部にプロジェクションを形成した溶接ボルトがパーツフィーダから供給管を通して所定の部品放出口に送り出され，その送り出された溶接ボルトが該部品放出口の真下でチャッキング装置により保持され，次いで該チャッキング装置が抵抗溶接機の上部電極に対応する下部電極の上方から前記下部電極に設置された部品供給位置に向けて傾斜させた往復経路を前進後退して目的の前記供給位置へ溶接ボルトを到達させる部品供給装置において，前記上部電極には前記軸状ねじ部を挿入するための挿入溝が設けられ，そして前記チャッキング装置には前記放出位置から前記ボルト頭部が上向きに送られてきた溶 接ボルトを受ける受容溝を有するジョウと，該ジョウを前記ボルト頭部が下向きになるように反転させる回転機構とが備えられており，そして前記上部電極の加圧動作で前記チャッキング装置のジョウが開かれる際に先立ち前記軸状ねじ部が前記上部電極の挿入溝に挿入され，該ジョウを開きながらボルト頭部が下向きに押圧され，これによって前記溶接ボルトのプロジェクション側が相手方被加工物に密着し，その後に前記チャッキング装置が後退する動作で前記電極部位から離脱し再び前記ジョウを反転させて前記所定位置に戻るようにした部品供給装置を提供する。
【００１３】
次に，本発明の請求項２の発明装置によれば，前記上部電極の内部中央に設けた挿入溝には弾発力を付勢させたフローテイングピンが電極面から突出された形態で挿入され，これによってフローテイングピンが前記上部電極の加圧動作で前記軸状ねじ部の先端を押圧し前記ボルト頭部と相手方被溶接物とを密着させると共に前記軸状ねじ部の全部又は一部を前記上部電極の挿入溝内に案内挿入するようにした請求項１に記載の部品供給装置を提供する。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【作 用】
本発明にかかる部品供給システムによれば，上述した従来の部品供給方法及び装置に比べ，上部電極の真下から溶接部品の軸状ねじ部を挿入する昇降用駆動手段が不要となるから，電極間ストロークを長くする必要がなく，しかも上部電極内に永久磁石やバキューム手段を必要としなくなるから上部電極構造が簡単になるほか，安定した部品供給と確実な溶接加工を行うことが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のシステムを実施するための部品供給装置の実施例であって，供給ヘッド部の概略的な構造を示す図である。図2はパーツフィーダより送られた部品を供給管の真下で受けるチャッキング装置に有するジョウの断面図である。図3は供給管の真下で前記ジョウを１８０度回転して前記供給部品を反転した場合の前記ジョウの断面図である。図4は反転させた溶接ボルトを溶接位置に供給し上下電極間で挟みつけてボルト頭部を下向きに被溶接物へ密着した断面図である。図５は上部電極の電極面から突出したフローテイングピンが溶接ボルトの軸状ねじ部の先端を押さえつけた状態を示す。図６は上部電極が加圧して溶接ボルトを押し下げて完全にボルト頭部を相手板に密着させた状態を示す。
【００２４】
供給装置１は駆動装置たとえばエアシリンダ２で移動するスピンドル３の先端にチャッキング装置４が取り付けられている。供給装置１はスポット溶接機の本体側に支持されたブラケット５に取付けられている。チャッキング装置４は溶接ボルトＢの軸状ねじ部B２が挿入されるジョウ６を有する。前記ジョウ６はチャッキング装置に含まれるロータリシリンダ又は電動機などの回転機構７により任意の設定角度で回転駆動するように構成されている。なお，この回転角度は供給部品の形状，大きさ等の変化により異なる。
【００２５】
ジョウ６の構造はたとえば特公昭６０−５４８２２号公報に示すように，溶接ボルトBの受容溝８と軸状ねじ部を挿入する溝９が形成されており，しかも左右方向へ開閉できるようにスプリングを介して支持ピン１０を中心に回転して開閉すべく軸支されているもので，詳細は省略する。
【００２６】
ジョウ６はボールプランジャ１１に支持され，スピンドル３の先端に固定されたブラケット１２の軸受け１３に挿入されたロッド１４とロータリシリンダ７の回転出力軸１５とが着脱可能に連結されている。これによって，ジョウ６を回転軸心線Ｘ―Ｘと同心上で回転させる。相手板Ｗの干渉を避けるためにはジョウ６の回転中心はなるべく下方にするとよい。
【００２７】
パーツフィーダから送り出される供給部品の供給管１６はリニアガイド１７により支持され，昇降シリンダ１８でリニアガイド１７をレール１８にそって移動することにより供給管１６の部品放出口１９を上下動可能に構成されている。これにより，ジョウ６の回転時と前記後退時の干渉を避けることが可能になる。
【００２８】
上部電極Ｅ１には溶接ボルトＢの軸状ねじ部Ｂ２の先端を押付けるためのフローテイングピン２０が挿入されている。この場合，フローテイングピン２０は上部電極と同心円上に形成された挿入溝の絶縁管２１の中に挿入されていて，スプリングＳの弾発力によって常時下側に押圧されている。
【００２９】
前記フローテイングピン２０は溶接ボルトＢを加圧するときに，先行して軸状ねじ部Ｂ２の先端を押圧し，ボルト頭部が相手板と接触し停止すると，軸状ねじ部Ｂ２がスプリングＳの張力に抗して前記フローテイングピン２０を押し上げ絶縁管内に入り込む。これによって上部電極Ｅ１がボルト頭部を押付けて頭部下側のプロジェクションを相手板に密着させることができる。
【００３０】
以上の構成において，パーツフィーダから送り出された溶接ボルトＢは供給管１６の部品放出口１９の真下で待機しているチャッキング装置４のジョウ５に落とされ，ジョウ６の受容溝８に入ると，軸状ねじ部Ｂ２が挿入口９に入り込む。このようにジョウ中に溶接ボルトＢが保持されると，ロータリシリンダ７が回転し，ジョウ６を１８０度反転させることによって，溶接ボルトの頭部Ｂ１を下向きに変える（図３）。
【００３１】
このように，部品を反転した後，駆動シリンダ２が作動し，スピンドル３を前進させてチャッキング装置４が開放状態の上下電極Ｅ１，Ｅ２の間に送られ，上部電極の真下，つまり相手板Ｗの溶接位置で停止する（図４）。
【００３２】
チャッキング装置４が停止すると，直ちに，上部電極Ｅ１が下降動作しジョウ６の受容溝８内に進入する。上部電極が進入すると，上部電極の電極面から突出したフローテイングピン２０が溶接ボルトの軸状ねじ部Ｂ２の先端を押さえる（図５）。さらに上部電極Ｅ１が加圧して溶接ボルトＢを押し下げて完全にボルト頭部Ｂ１を相手板Ｗに密着させる（図６）。
【００３３】
この間，上部電極Ｅ１の外周面でジョウ６を左右に押し広げる共に，チャッキング装置４が駆動シリンダ２により元の位置に引き戻される。この戻り動作でジョウ６が上部電極の外周に係合して両側に支持ピン１０を中心に開いて上部電極Ｅ１から離脱する。チャッキング装置４の離脱と同時に上下電極間に溶接に必要な加圧力と溶接電流がプロジェクションＰを通して集中的に供給され，プロジェクション溶接が行われる。このようにして部品供給から溶接までの１サイクルの動作が完了する。
【００３４】
以降，同様にして，昇降シリンダ１８で供給管１６が後退し，チャッキング装置４が１８０度反転し元に戻る。次いでチャッキング装置４に供給管１６から溶接ボルトＢが供給される。チャッキング装置４が反転し供給部品を正常な向きに替えてスピンドル３を前進させ，電極間の加圧中心線状に，保持された溶接ボルトを到達する。溶接ボルトは上部電極Ｅ１が加圧する。加圧したまま，チャッキング装置は元の位置に後退し，１８０度反転し，供給管１６を前進シフトして，ボルト供給が行われる。このように，一連の部品供給と部品反転，移動供給，溶接が自動的に確実に行われる。
【００３５】
【発明の効果】
以上で説明したように，本発明装置によれば，本発明はパーツフィーダから送られた供給部品をチャッキング装置で受けた後，供給部品を反転させて相手側に確実に供給し効率よく溶接することができるから，従来のシステム及び装置，電極装置類に比較し，部品供給装置の部品保持装置に，上部電極の収容孔の奥に溶接ボルトを挿入するための昇降用の駆動手段を配置する必要がなく，したがって供給時間を短縮することができ，しかも上下電極間のストローク長を大きくする必要がなく，既存の溶接機が使用でき，上記従来装置よりも溶接タクトの短縮化を図ることができる。
【００３６】
また，本発明の装置によれば上部電極の収容孔に挿入された溶接ボルトを確実に位置決め保持するための十分な磁力又は吸引力を得るための前記収容孔の奥に永久磁石かバキューム手段等を配置する必要がなく，しかも上部電極の内部吸着構造が要らなくなり，磁石を配置する必要がなくなるから，電極間に流れる溶接電流の向きに関係なく，供給部品を安定した状態で確実に位置決め保持することができ，部品供給ミスを確実に防ぐことができる。
【００３７】
さらに，本発明の装置によれば，上部電極にフローテイングピンを内蔵したことにより，フローテイングピンで供給部品を押付け，ワーク表面にプロジェクションを密着させることができるため，上記従来の電極装置に比べ構造が簡素で，一般に位置決め用ガイドピンを内蔵した既存の電極装置を利用することができる。
【００３８】
次に本発明装置によれば，供給部品をチャッキング装置により反転する回転機構を付加するだけであるから，既存のボルト供給装置にたとえばロータリシリンダ等を用いることで構造簡単かつ安価に製作することができる。
【００３９】
また発明の装置によれば，上部電極のフローテイングピンの変位量から供給部品の有り無しが検出できるようにできるから，従来のようにたとえば上部電極の直径方向に設けた部品受入溝内にマグネットや部品検知手段が配置された電極装置にくらべ，フローテイングピンを上部電極と同心上に移動可能に貫通させて，部品挿入時の変位量の検出を通電経路から離れた位置で検出することもでき検出精度向上が図れる。
【００４０】
さらに発明装置によれば，供給管をシフト可能にしたことで供給部品の形状，大きさの変化に対応して干渉を防ぐことができる。またシフト機構にリニアガイドを使用したことで，組み付け精度合わせが容易になるほか円滑な動作が得られ，耐久性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を図１は本発明のシステムを実施するための部品供給装置の実施例であって，チャッキング装置の概略的な構造を示す図である。
【図２】図2はパーツフィーダより送られた部品を供給管の真下で受けるチャッキング装置に有するジョウの断面図である。
【図３】 供給管の真下で前記ジョウを１８０度回転して前記供給部品を反転したときの前記ジョウの断面図である。
【図４】 反転させた溶接ボルトを溶接位置に供給し上下電極間で挟みつけてボルト頭部を下向きに被溶接物へ密着した断面図である。
【図５】上部電極の電極面から突出したフローテイングピンが溶接ボルトのねじ部の先端を押さえつけた状態を示す上部電極の断面図である。
【図６】 上部電極のフローテイングピンが溶接ボルトの軸条ねじ部の先端を加圧して溶接ボルトを押し下げると共にチャッキング装置のジョウを押し広げながら溶接ボルトの軸状ねじ部が上部電極の挿入溝内に挿入されて完全にボルト頭部を相手板に密着させた状態を示す電極断面図である。
【図７】 従来におけるプロジェクション溶接ボルト類の部品供給装置の一構造例を示す断面図。
【図８】 上下電極で溶接ボルトを被溶接板とを挟みつけて溶接する場合の上部電極の断面図を示す。
【符号の説明】
１ 供給装置 ２ 駆動装置 ３ スピンドル
４ チャッキング装置 ５ ブラケット ６ ジョウ
７ 回転機構 ８ 受容溝 ９ 挿入溝
１０ 支持ピン １２ ブラケット １３ 軸受け
１４ ロッド １６ 供給管 １７ リニアガイド
１８ 昇降シリンダ ２０ フローテイングピン ２１ 絶縁管
Ｂ 溶接ボルト（供給部品） Ｂ１ ボルト頭部 Ｂ２ 軸状ねじ部

Claims (2)

1. 軸状ねじ部と一体のボルト頭部にプロジェクションを形成した溶接ボルトがパーツフィーダから供給管を通して所定の部品放出口に送り出され，その送り出された溶接ボルトが該部品放出口の真下でチャッキング装置により保持され，次いで該チャッキング装置が抵抗溶接機の上部電極に対応する下部電極の上方から前記下部電極に設置された部品供給位置に向けて傾斜させた往復経路を前進後退して目的の前記供給位置へ溶接ボルトを到達させる部品供給装置において，前記上部電極には前記軸状ねじ部を挿入するための挿入溝が設けられ，そして前記チャッキング装置には前記放出位置から前記ボルト頭部が上向きに送られてきた溶接ボルトを受ける受容溝を有するジョウと，該ジョウを前記ボルト頭部が下向きになるように反転させる回転機構とが備えられており，そして前記上部電極の加圧動作で前記チャッキング装置のジョウが開かれる際に先立ち前記軸状ねじ部が前記上部電極の挿入溝に挿入され，該ジョウを開きながらボルト頭部が下向きに押圧され，これによって前記溶接ボルトのプロジェクション側が相手方被加工物に密着し，その後に前記チャッキング装置が後退する動作で前記電極部位から離脱し再び前記ジョウを反転させて前記所定位置に戻るようにした部品供給装置。
2. 前記上部電極の内部中央に設けた挿入溝には弾発力を付勢させたフローテイングピンが電極面から突出された形態で挿入され，これによってフローテイングピンが前記上部電極の加圧動作で前記軸状ねじ部の先端を押圧し前記ボルト頭部と相手方被溶接物とを密着させると共に前記軸状ねじ部の全部又は一部を前記上部電極の挿入溝内に案内挿入するようにした請求項１に記載の部品供給装置。

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