JP4501138B2 - Projection welding equipment - Google Patents
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Description
この発明は、プロジェクションボルトやプロジェクションナットなどの部品を自動的に電極へ供給するとともに、電極を自由に移動させてこれらの部品を鋼板部品などの所定位置に溶接するプロジェクション溶接装置に関するものである。 The present invention relates to a projection welding apparatus that automatically supplies parts such as projection bolts and projection nuts to electrodes and moves the electrodes freely to weld these parts to predetermined positions such as steel plate parts.
電極を自由に移動させてスポット溶接を行うものとして、特開平10−323763号公報に開示された技術がある。この技術は、電極をX軸,Y軸,Z軸に沿って移動させて、鋼板部品同士の所定箇所を溶着するものである。
上記の特許文献1に開示されている技術は、電極をX軸,Y軸,Z軸に沿って所定の箇所に正確に移動させることはできるが、プロジェクションボルトやプロジェクションナットなどの部品を電極に保持してから、電極を所定箇所へ移動させることは不可能である。換言すると、溶着用突起を備えたボルトやナットをプロジェクション溶接で鋼板部品などに溶接する場合、電極へ部品を供給することと、部品を保持したまま電極を溶接可能な位置に移動させることが必要となる。さらに、溶接装置が鋼板部品などの相手方部材に干渉しないようにして、狭い箇所であっても溶接できることが必要である。 Although the technique disclosed in
さらに、上記の特許文献2に開示されている技術は、X軸,Y軸,Z軸に沿って電極を移動させ、この電極にプロジェクションボルトを保持するものであるが、ここでの電極は常に一定の方向を向いているので、それに適合したプロジェクションボルトの供給機構を設置する必要がある。そのためにこの供給機構が複雑になったり、動作上の信頼性に問題が生じたりする。 Furthermore, the technique disclosed in the above-mentioned
本発明は、上記の要請や問題点に応えるために提供されたもので、電極に部品を正確に保持させ、その電極を所定の箇所へ正確に移動させることのできるプロジェクション溶接装置を提供することを目的とする。 The present invention is provided to meet the above demands and problems, and provides a projection welding apparatus capable of accurately holding a component on an electrode and accurately moving the electrode to a predetermined position. With the goal.
請求項1記載の発明は、電極回転ユニットが、回転軸に、移動電極を備えた回転基部材と前記回転軸を回転する回転駆動手段が結合されることにより形成され、前記回転駆動手段の回転角度は、部品供給通路からの部品が移動電極の保持部に供給される被供給位置と、この被供給位置から回転して部品が相手方部材に対向した溶接位置をとるように設定され、前記電極回転ユニットは、左右方向および前後方向に移動する移動機構とこの移動機構に結合されているとともに前記回転軸の向きを変える回転機構を介して支持され、前記被供給位置にある移動電極と部品供給通路の軸線が、前記回転機構の回転軸線と同軸になっていることを特徴とするプロジェクション溶接装置である。According to the first aspect of the present invention, an electrode rotation unit is formed by combining a rotation base member having a moving electrode and a rotation drive unit that rotates the rotation shaft, and a rotation of the rotation drive unit. The angle is set so that a part from the part supply passage is supplied to the holding portion of the moving electrode, and a welding position where the part is rotated from the supplied position and faces the counterpart member is taken. rotation unit is supported by the rotating mechanism with which is coupled to the moving mechanism and the moving mechanism for moving in the lateral direction and the longitudinal direction changing the direction of the rotary shaft, the moving electrode and the component supply in the supply target position The projection welding apparatus is characterized in that an axis of the passage is coaxial with a rotation axis of the rotating mechanism .
回転軸に、移動電極を備えた回転基部材と前記回転軸を回転する回転駆動手段が結合されることにより形成された電極回転ユニットが、左右方向,前後方向および回転方向に移動するので、移動電極を所定の位置に正確に到達させることができ、部品を相手方部材の所定の箇所に正しく溶接することができる。そして、回転軸の向きが前記回転機構によって変えられるので、移動電極が進出する方向に回転軸を存在させることなく、移動電極を狭い箇所へ到達させることができる。 An electrode rotating unit formed by coupling a rotating base member having a moving electrode and a rotation driving means for rotating the rotating shaft to the rotating shaft moves in the left-right direction, the front-rear direction, and the rotating direction. The electrode can be accurately reached at a predetermined position, and the part can be correctly welded to a predetermined position of the counterpart member. And since the direction of a rotating shaft can be changed by the said rotation mechanism, a moving electrode can be reached to a narrow location, without making a rotating shaft exist in the direction which a moving electrode advances.
回転動作をする回転基部材に移動電極が取り付けられ、この移動電極に、部品が保持部に供給される被供給位置と、部品が相手方部材に対向した溶接位置との2位置を付与したので、被供給位置において部品が移動電極に保持されてから、回転駆動手段によって溶接位置に回動する。このようにして、前記被供給位置を移動電極への部品供給が最も行いやすい位置とすることができ、この部品供給が確実に行える。さらに、前記溶接位置を相手方部材に対して最も溶接しやすい位置に設定することができ、溶接動作が確実なものとなる。そして、上述のような同軸の状態になっているので、電極回転ユニットがX方向,Y方向および回転方向に移動をしている最中であっても、部品供給通路から移動電極への部品供給が可能となる。したがって、電極回転ユニットを所定の位置に移動させることと移動電極へ部品供給を行うこととが同時に実行できて、溶接時間の短縮にとって効果的である。 Since the moving electrode is attached to the rotating base member that rotates, the moving electrode is provided with two positions, a supplied position where the component is supplied to the holding portion and a welding position where the component faces the counterpart member. After the component is held by the moving electrode at the supply position, the part is rotated to the welding position by the rotation driving means. In this way, the position to be supplied can be set to the position where the parts are most easily supplied to the moving electrode, and the parts can be supplied reliably. Furthermore, the welding position can be set to a position where welding is most easily performed on the counterpart member, and the welding operation is ensured. And since it is in the coaxial state as described above, even when the electrode rotation unit is moving in the X direction, the Y direction and the rotation direction, the component supply from the component supply passage to the moving electrode Is possible. Therefore, moving the electrode rotating unit to a predetermined position and supplying parts to the moving electrode can be performed simultaneously, which is effective for shortening the welding time.
移動電極の溶接位置が回転基部材の回転角度によって設定されるので、溶接動作にとって最適の溶接位置が設定でき、部品の溶接位置が正確で良好な溶接品質が確保できる。 Since the welding position of the moving electrode is set according to the rotation angle of the rotating base member, the optimum welding position for the welding operation can be set, and the welding position of the parts can be accurate and good welding quality can be ensured.
さらに、前記被供給位置は、例えば、溶接位置にある移動電極が相手方部材に向かう進出方向とは逆の側に配置することが望ましい。こうすることにより、溶接位置から離隔した箇所で部品が移動電極に供給されるので、供給に必要な構造物などの配置が行いやすくなる。上述のように、移動電極の被供給位置が回転基部材の回転角度によって設定されるので、上述の利点がえられるような最適の部品供給位置が設定でき、円滑で確実な移動電極への部品供給にとって効果的である。 Furthermore, it is desirable that the supplied position is arranged on the opposite side to the advancing direction in which, for example, the moving electrode at the welding position faces the counterpart member. By doing so, since the parts are supplied to the moving electrode at a location separated from the welding position, it is easy to arrange the structures necessary for the supply. As described above, the supply position of the moving electrode is set according to the rotation angle of the rotating base member. Therefore, the optimum component supply position can be set so that the above-mentioned advantages can be obtained, and the component to the moving electrode is smooth and reliable. Effective for supply.
請求項2記載の発明は、前記移動機構は、ガイドレールを含む左右動ガイド手段とガイドレールを含む前後動ガイド手段とをほぼ直角に食い違って交差させて構成されている請求項1記載のプロジェクション溶接装置である。 The invention according to
前記左右動ガイド手段と前記前後動ガイド手段とをほぼ直角に食い違って交差した状態で組み合わせて、電極回転ユニットがいわゆるX方向とY方向に移動するものであるから、移動電極を所定の溶接位置に自由に到達させることができる。 Since the electrode rotation unit moves in a so-called X direction and Y direction by combining the left and right movement guide means and the front and rear movement guide means in a state of crossing each other at substantially right angles, the moving electrode is moved to a predetermined welding position. Can be freely reached.
請求項3記載の発明は、前記回転機構は、内筒軸に回転自在な状態で外筒軸を組み合わせて構成されている請求項1または請求項2記載のプロジェクション溶接装置である。 A third aspect of the present invention is the projection welding apparatus according to the first or second aspect, wherein the rotating mechanism is configured by combining the outer cylinder shaft with the inner cylinder shaft being rotatable.
この回転機構は、筒状の内筒軸の外側に外筒軸を組み合わせて構成されているので、軸の直径を大きく設定することができる。そのために軸心が狂いにくくて支持安定性や軸剛性の高い軸構造で回転機構が形成されるので、電極回転ユニットの回転軌跡が所定の軌跡となって、移動電極の移動や到達箇所が正確に求められる。さらに、筒状の軸構造であるから、電極回転ユニットに対する各種の導通線や部品供給ホース,冷却水ホースなどを筒内部に配置することができて、これらの損傷を回避し溶接装置をコンパクトにすることが可能となる。 Since this rotating mechanism is configured by combining the outer cylindrical shaft on the outside of the cylindrical inner cylindrical shaft, the diameter of the shaft can be set large. For this reason, the rotation center is formed with a shaft structure that is less likely to be misaligned and has high support stability and shaft rigidity, so that the rotation locus of the electrode rotation unit becomes a predetermined locus, and the movement and arrival location of the moving electrode is accurate. Is required. Furthermore, since it has a cylindrical shaft structure, various conducting wires, component supply hoses, cooling water hoses, etc. for the electrode rotation unit can be arranged inside the cylinder, avoiding these damages and making the welding apparatus compact. It becomes possible to do.
さらに、前記部品供給ホースが接続されている部品供給管や被供給位置にある移動電極の中心軸を、回転機構の回転軸線と同軸にすることにより、部品供給管と移動電極との相対位置を常に合致させることができ、移動電極への部品供給が正確に果たされる。上述のように常に同軸状態にしておくことにより、動作機構中に軸心合わせの構造を特別に設ける必要がなく、構造簡素化の点で効果的である。 Furthermore, the relative position between the component supply pipe and the moving electrode is set by making the central axis of the component supply pipe to which the component supply hose is connected and the movable electrode at the supply position coaxial with the rotation axis of the rotation mechanism. They can always be matched, and the parts are supplied to the moving electrode accurately. By always keeping the coaxial state as described above, it is not necessary to provide a special centering structure in the operating mechanism, which is effective in terms of simplification of the structure.
請求項4記載の発明は、前記回転機構と前記電極回転ユニットとの間に、移動電極を相手方部材に対向した溶接位置から相手方部材に到達させる進退駆動手段が配置されている請求項1〜請求項3のいずれかに記載のプロジェクション溶接装置である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an advancing / retreating drive means for causing the movable electrode to reach the counterpart member from a welding position facing the counterpart member between the rotating mechanism and the electrode rotating unit. Item 4. The projection welding apparatus according to any one of Item 3.
前記進退駆動手段によって、左右方向,前後方向および回転方向に移動した移動電極が、そこに保持された部品が相手方部材に対向した状態で、相手方部材の方へ進出するので、所定の箇所に対して確実な部品溶接が実現する。つまり、移動電極が、左右方向であるX方向と、前後方向であるY方向と、相手方部材に向かうZ方向との3方向に移動するので、所定の箇所に対して確実な部品溶接が実現する。 The moving electrode moved in the left-right direction, the front-rear direction, and the rotation direction by the advance / retreat driving means advances toward the counterpart member in a state where the parts held there are opposed to the counterpart member. And reliable parts welding is realized. That is, since the moving electrode moves in three directions, that is, the X direction that is the left-right direction, the Y direction that is the front-rear direction, and the Z direction that faces the counterpart member, reliable component welding is realized at a predetermined location. .
請求項5記載の発明は、前記前後動ガイド手段に支持基部材が取り付けられ、この支持基部材に前記回転機構が取り付けられている請求項2〜請求項4のいずれかに記載のプロジェクション溶接装置である。 The invention according to
前記支持基部材は、左右方向および前後方向に移動する状態になっており、この支持基部材に対して内筒軸や外筒軸などからなる回転機構が取り付けられている。換言すると、前後動ガイド手段に支持基部材を介して回転機構が取り付けられているので、前後動ガイド手段に対する回転機構の取付剛性を向上することができる。同時に、回転機構の取り付け構造が簡素化される。また、支持基部材に電動モータなどの回転駆動源を取り付けることにより、回転機構に対する回転力の入力が行いやすくなる。 The support base member is moved in the left-right direction and the front-rear direction, and a rotation mechanism including an inner cylinder shaft and an outer cylinder shaft is attached to the support base member. In other words, since the rotation mechanism is attached to the longitudinal movement guide means via the support base member, it is possible to improve the mounting rigidity of the rotation mechanism with respect to the longitudinal movement guide means. At the same time, the mounting structure of the rotation mechanism is simplified. Further, by attaching a rotation drive source such as an electric motor to the support base member, it becomes easier to input a rotational force to the rotation mechanism.
請求項6記載の発明は、前記外筒軸に前記進退駆動手段を介して電極回転ユニットが取り付けられている請求項3〜請求項5のいずれかに記載のプロジェクション溶接装置である。 A sixth aspect of the present invention is the projection welding apparatus according to any one of the third to fifth aspects, wherein an electrode rotation unit is attached to the outer cylinder shaft via the advance / retreat driving means.
このように外筒軸と電極回転ユニットとの間に進退駆動手段が配置してあるので、進退駆動手段の配置が簡単に行える。 Thus, since the advance / retreat driving means is arranged between the outer cylinder shaft and the electrode rotation unit, the advance / retreat drive means can be easily arranged.
請求項7記載の発明は、前記部品供給通路は前記回転軸線と同軸の部品供給管によって構成されている請求項1〜請求項6のいずれかに記載のプロジェクション溶接装置である。A seventh aspect of the present invention is the projection welding apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the component supply passage is constituted by a component supply pipe coaxial with the rotation axis .
上述のような同軸の状態になっているので、電極回転ユニットがX方向,Y方向および回転方向に移動をしている最中であっても、部品供給通路から移動電極への部品供給が可能となる。したがって、電極回転ユニットを所定の位置に移動させることと移動電極へ部品供給を行うこととが同時に実行できて、溶接時間の短縮にとって効果的である。 Since it is in the coaxial state as described above, even when the electrode rotation unit is moving in the X direction, Y direction and rotation direction, it is possible to supply components from the component supply passage to the moving electrode. It becomes. Therefore, moving the electrode rotating unit to a predetermined position and supplying parts to the moving electrode can be performed simultaneously, which is effective for shortening the welding time.
請求項8記載の発明は、部品供給通路と保持部との間に、部品を一時的に係止する一時係止手段が配置されている請求項1〜請求項7のいずれかに記載のプロジェクション溶接装置である。 The invention according to
一般に、部品供給通路内を移動してくる部品は圧縮空気で搬送されるので、その搬送速度は高速になる。このような速度で部品が移動電極の保持部に激突すると、保持部の耐久性が低下する恐れがある。本発明では、上述のように、部品を一時的に係止してから保持部へ移行させるものであるから、保持部に対する部品の衝撃が緩和され、保持部の保持機能が長期にわたって維持できる。 In general, since the parts moving in the parts supply passage are conveyed by compressed air, the conveyance speed becomes high. If the component collides with the holding portion of the moving electrode at such a speed, the durability of the holding portion may be reduced. In the present invention, as described above, since the component is temporarily locked and then transferred to the holding portion, the impact of the component on the holding portion is mitigated, and the holding function of the holding portion can be maintained over a long period of time.
前記回転基部材および移動電極の回転軸とは反対側に、溶接装置が前記相手方部材に干渉しないようにするための干渉回避空間が設けられている。 On the opposite side of the rotational axis before Symbol rotating base member and the moving electrode, the welding apparatus that has interference avoidance space is provided in order not to interfere with the mating member.
前記干渉回避空間を設けたので、相手方部材に起立した形状部分があっても、移動電極をこの起立した形状部分の直近まで接近させて溶接することができ、部品の溶接可能な領域が拡大する。すなわち、前記回転軸やそれに関連する構造物が干渉回避空間に存在していないので、移動電極を起立形状部分の直近まで接近させることができる。 Since the interference avoidance space is provided, even if there is a shape part standing on the counterpart member, the moving electrode can be brought close to the standing shape part and welded, and the weldable area of the part is expanded. . That is, since the rotating shaft and the related structure do not exist in the interference avoidance space, the moving electrode can be brought close to the upright portion.
つぎに、本発明のプロジェクション溶接装置を実施するための最良の形態を説明する。 Next, the best mode for carrying out the projection welding apparatus of the present invention will be described.
図1〜図5は、第1の実施例である。 1 to 5 show a first embodiment.
図1は、装置の縦断正面図、図2は、図1の装置を右側から見た部分的な側面図である。この溶接装置よって溶接される部品としては、プロジェクションナットやプロジェクションボルト、あるいはそれ以外の溶着用突起を有するものなど色々な部品がある。この実施例では、図3(B)に示すプロジェクションボルトが溶接の対象部品であり、鋼板部品に溶接される。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現することもある。 FIG. 1 is a longitudinal front view of the apparatus, and FIG. 2 is a partial side view of the apparatus of FIG. 1 viewed from the right side. As parts to be welded by this welding apparatus, there are various parts such as projection nuts, projection bolts, and other parts having welding projections. In this embodiment, the projection bolt shown in FIG. 3B is a part to be welded, and is welded to a steel plate part. In the following description, the projection bolt may be simply expressed as a bolt.
図3(B)において、鉄製のプロジェクションボルト1は、雄ねじが設けられた軸部2と軸部2と一体のフランジ部3と軸部2とは反対側のフランジ面に設けられた溶着用突起4から構成されている。そして、図4に示すように、ボルト1は鋼板部品5に溶接されるもので、黒く塗りつぶした箇所が、溶融部6である。 3B, an
図1,図2に示す溶接装置全体は、符号7で示されている。溶接装置7は、主としてX方向である左右方向とY方向である前後方向の移動を行う移動機構8と、この移動機構8に結合されている回転機構9と、この回転機構9に結合されている電極回転ユニット10から構成されている。 The whole welding apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is denoted by
前記移動機構8について説明する。 The moving
移動機構8は、X方向の進退動作をえるための左右動ガイド手段11とY方向の進退動作をえるための前後動ガイド手段12とが直角に食い違って交差した状態で構成されている。 The moving
左右動ガイド手段11について説明する。図1の左右方向、つまり図2の紙面に対して垂直方向に2本平行に配置されたガイドレール13が機枠などの静止部材14に固定され、この各ガイドレール13の下部にスライドベアリング15がそれぞれ少なくとも2つ取り付けられている。そして、ガイドレール13の架橋部材19に固定した電動モータ16によってスクリュウシャフト17が回転するようになっている。スクリュウシャフト17はガイドレール13の長手方向に配置され、それを回転自在に支持する軸受部材18がガイドレール13の架橋部材20に溶接などで固定されている。スライドベアリング15は、ガイドレール13に沿って進退するとともに、前後動ガイド手段12のガイドレール21を吊り下げるようになっている。 The left-right motion guide means 11 will be described. Two
上述のガイドレール13の長手方向およびスクリュウシャフト17の軸線方向がX方向である。 The longitudinal direction of the
前後動ガイド手段12について説明する。図1の紙面に対して垂直方向、つまり図2の左右方向に2本平行に配置されたガイドレール21が前記スライドベアリング15によって吊り下げられている。この各ガイドレール21の下部にスライドベアリング22がそれぞれ少なくとも2つ取り付けられている。そして、ガイドレール21の架橋部材23に固定した電動モータ24によってスクリュウシャフト25が回転するようになっている。スクリュウシャフト25はガイドレール21の長手方向に配置され、それを回転自在に支持する軸受部材26がガイドレール21の架橋部材27に溶接などで固定されている。スライドベアリング22は、ガイドレール21に沿って進退するとともに、後述の支持基部材28を吊り下げるようになっている。 The back-and-forth movement guide means 12 will be described. Two
上述のガイドレール21の長手方向およびスクリュウシャフト25の軸線方向がY方向である。 The longitudinal direction of the above-described
前記前後動ガイド手段12側の架橋部材29に溶接などで固定された伝動部材30をスクリュウシャフト17が貫通しており、スクリュウシャフト17が回転すると、この伝動部材30を介して前後動ガイド手段12がX方向に進退する。 The
また、前記支持基部材28に溶接などで固定された伝動部材31をスクリュウシャフト25が貫通しており、スクリュウシャフト25が回転すると、この伝動部材31を介して支持基部材28がY方向に進退する。 Further, the
上述の移動機構8は、X方向の進退動作をえるための左右動ガイド手段11と、Y方向の進退動作をえるための前後動ガイド手段12とが直角に食い違って交差しているもので、一般的に実用化されているものである。 In the moving
つぎに、回転機構9について説明する。 Next, the
回転機構9は、断面円形の中空の内筒軸33が支持基部材28に固定され、その外側にベアリング34を介して断面円形の外筒軸35が回転自在な状態で組み合わされている。内筒軸33の上部には雄ねじ36が形成され、支持基部材28にボルトなどで固定したリング状のナット部材37に雄ねじ36がねじ込んである。なお、符号32はナット部材37に対するロックナットである。また、前記ベアリング34に対しても、ロックナット38が上下2箇所で締め付けてある。 The
外筒軸35に対して回転力を付与するために、電動モータ39を使用している。この電動モータ39は、支持基部材28の下側に取付片40を用いて固定されている。電動モータ39によって回転するピニオン41が、外筒軸35に固定したリングギヤ42にかみ合っている。電動モータ39にはステップモータを採用し、パルス入力でピニオン41に所定回転数の回転をさせてリングギヤ42に所定角度の回転をさせる。これによって、外筒軸35も所定角度の回転がなされて、前記電極回転ユニット10の回転角度が設定される。上記ステップモータに代えて外筒軸35を回転させることができる。例えば、進退式のラックをリングギヤ42にかみ合わせることも可能である。 In order to apply a rotational force to the
内筒軸33の内部空間は、支持基部材28に設けた通孔43に連通している。 The internal space of the inner cylinder shaft 33 communicates with a through
内筒軸33の下端部に、支持部材45が固定ボルト46で固定されている。この支持部材45に部品供給通路を形成する部品供給管47が取り付けてある。部品供給管47は断面円形とされ、その軸線は内筒軸33の回転軸線Oと同軸になっている。部品供給管47に部品供給ホース48が接合され、その端部はパーツフィーダ49に接続してある。この部品供給ホース48は、ウレタン樹脂や塩化ビニールなどの柔軟性のある合成樹脂で作られている。 A
前記回転軸線Oは、X方向やY方向に直交した向きに設定してある。そして、回転軸線Oは、X方向,Y方向に対するZ方向を形成している。 The rotation axis O is set in a direction orthogonal to the X direction and the Y direction. The rotation axis O forms a Z direction with respect to the X direction and the Y direction.
このパーツフィーダ49としては、振動式ボウルの移送通路から送出するもの、回転板に取り付けた磁石で所定個数の部品を吸着してそれを送出通路から送出するもの、あるいは、回転円板で搬送通路に部品を移動させこの部品が移送通路から送出されるもの等いろいろなものが採用できる。この実施例では、振動式ボウルの移送通路から送出する形式のものが採用されている。パーツフィーダ49の部品送出管に、部品供給ホース48内へ圧縮空気を噴射する空気噴射管44が接続してある。 The
部品供給ホース48や後述の導通線,冷却水ホースなどが内筒軸33や通孔43内を通過している。 A
つぎに、電極回転ユニット10について説明する。 Next, the
前記外筒軸35に、その直径方向に突出させて形成した取付け部材50が設けられ、ここに進退駆動手段であるエアシリンダ51がボルトなどで固定してある。エアシリンダ51は、そのピストンロッド52の進退方向が前記回転軸線Oと平行になるように配置してある。 The
前記ピストンロッド52の下端部に、板状の基部材53が結合されている。この基部材53に円筒状の軸受54が固定され、そこに回転軸55が回転自在な状態で支持してある。この回転軸55の軸線は前記回転軸線Oに直交している。前記基部材53に回転駆動手段56が固定され、その出力軸が回転軸55の端部に結合され、回転軸55を90度,120度,180度のように所定角度回転するようになっている。 A plate-like base member 53 is coupled to the lower end portion of the piston rod 52. A
回転駆動手段56としては、パルス入力で所定角度の回転変位をえるステップモータが採用される。このステップモータは一般的なものであるが、これに代えて回転ベーンを備えたエアモータを使用することも可能である。このエアモータは、回転シリンダを貫通する軸にベーンが設けられ、このベーンに空気圧を作用させて回転変位をえるものであり、これも一般的に採用されている回転駆動手段である。 As the rotation driving means 56, a step motor is employed that obtains a rotational displacement of a predetermined angle by pulse input. This step motor is a general one, but it is also possible to use an air motor having a rotary vane instead. In this air motor, a vane is provided on a shaft passing through a rotating cylinder, and an air pressure is applied to the vane to obtain a rotational displacement. This is also a rotation driving means that is generally employed.
前記回転軸55の他端部には、厚板状の部材で形成された回転基部材57が結合され、この回転基部材57に移動電極58が取り付けられている。移動電極58は、90度間隔で4本取り付けてあり、各移動電極58の先端部が回転軸55と同心の仮想円上に位置するように、各移動電極58の長さが設定してある(図6参照)。このように移動電極58が90度間隔で4本設けてあるので、前記回転駆動手段56は90度ずつ回転変位をする。 A rotating
図3(B)に示すように、符号60で示された保持部が移動電極58に形成されている。この保持部60はボルト1の軸部2を保持するものであればよく、クランプ板ばねで軸部2を挟み付けるものや、軸部2を収容孔内に保持するものなど種々な形態で実現することができる。この実施例では、後者の形式を採用している。 As shown in FIG. 3B, the holding portion indicated by
すなわち、移動電極58の中心部に軸部2の受入孔61が形成され、その奥部に永久磁石62が固定されている。この受入孔61の軸線は、前記回転軸線Oと同軸になっている。したがって、前記部品供給管47と移動電極58すなわち受入孔61とが、後述の「被供給位置」において同軸上に配置されていることになる。 That is, the receiving
図3(B)に示すように、1つの移動電極58の保持部60(受入孔61)が部品供給通路を構成する部品供給管47と同軸になっている状態が、「被供給位置」である。このように1つの移動電極58が被供給位置にあるときには、図1に示すように、他の移動電極58の保持部60にボルト1が保持されていて相手方部材である鋼板部品5に対向しており、この状態が「溶接位置」である。なお、移動電極58を1本にすることも可能であり、さらに、移動電極58を2本や3本にすることも可能である。このような場合には、回転駆動手段の動作角度が、それぞれ180度,120度に設定される。 As shown in FIG. 3B, the state where the holding portion 60 (receiving hole 61) of one moving
前記被供給位置は、溶接位置にある移動電極58が鋼板部品5に向かう進出方向とは逆の側に配置してある。こうすることにより、溶接位置から離隔した箇所でボルト1が移動電極58に供給されるので、供給に必要な構造物などの配置が行いやすくなる。 The supplied position is arranged on the side opposite to the advancing direction in which the moving
図1に示すように、移動電極58に溶接電流の通電を行うために、回転軸55の円筒面63に圧接されるコンタクタ64が配置されている。コンタクタ64は、円筒面63に密着する円弧面を有するブロック部材で構成され、溶接変圧器(図示していない)から伸びてきている導通線65が結線してある。この導通線65は、前述のように内筒軸33や通孔43内をとおってコンタクタ64に接合されている。 As shown in FIG. 1, in order to energize the moving
そして、コンタクタ64は溶接電流を通電するときに円筒面63に密着するので、そのためにエアシリンダ66のピストンロッド67に結合されている。通電時にエアシリンダ66の進出動作でコンタクタ64が円筒面63に圧接される。また、回転軸55が回転するときには、エアシリンダ66の後退動作で円筒面63から離れて通電されなくなる。なお、エアシリンダ66は、前記エアシリンダ51に固定されている。 And since the contactor 64 closely_contact | adheres to the
エアシリンダ51や66に接合される複数本の空気吸排ホース(図示していない)は、外筒軸35に取り付けられた空気分配ユニット68から配管されている。エアシリンダ51,66および空気分配ユニット68などが外筒軸35に取り付けてあるので、外筒軸35が回転してもエアシリンダ51,66と空気分配ユニット68との相対位置が変わらないので、上記空気吸排ホースが伸縮することがなく、同ホースの耐久性が向上するという効果がある。 A plurality of air intake / exhaust hoses (not shown) joined to the air cylinders 51 and 66 are piped from an
図1に示すように、冷却水ホース81によって送られた冷却水が、軸受54から回転軸55,回転基部材57の各内部を通って移動電極58を冷却するようになっている。この冷却水ホース81は内筒軸33や通孔43をとおして軸受54に接続されている。 As shown in FIG. 1, the cooling water sent by the cooling
つぎに、ボルト1の一時係止手段について説明する。 Next, temporary locking means for the
高速で搬送されてきたボルト1が直接受入孔61内に進入すると、受入孔61の開口縁の損傷、例えば、急速に進行する摩耗などのおそれがある。このような現象を回避するために、図3に示すように、ボルト1を一時的に係止する一時係止手段70が設けられている。一時係止手段70としては、搬送されてきたボルト1を一旦停止してから、ゆっくりと移動させるものであればよく、停止機能を果たす部材と再び移動させる機能の構造を備えている。 When the
この実施例では、一対の開閉部材に一旦停止機能が付与されている。2つの開閉部材71A,71Bは、それらが合致している状態で一旦停止機能を果たしている。開閉部材71A,71Bが閉じている状態で有底のテーパ孔72が形成され、その底部材72A,72Bに軸部2の挿入孔73が形成されている。この挿入孔73とテーパ孔72は、前記回転軸線Oと同軸になっている。 In this embodiment, a stop function is once given to the pair of opening / closing members. The two open /
図3(A)に示すように、両開閉部材71A,71Bにエアシリンダ74A,74Bのピストンロッド75A,75Bが結合してある。両エアシリンダ74A,74Bは支持板76上に対向させて固定してある。したがって、エアシリンダ74A,74Bが進退すると、両開閉部材71A,71Bは左右対称の状態で開閉する。 As shown in FIG. 3A,
前記支持板76にブラケット77が固定されている。前記支持部材45に固定されたエアシリンダ78のピストンロッド79がこのブラケット77に結合されている。前記ピストンロッド79の進退方向は、回転軸線Oと平行になっている。 A
したがって、搬送されてきたボルト1は、その軸部2が挿入孔73を通過するのと同時に、フランジ部3がテーパ孔72の底部材72A,72Bに受け止められてストッパ機能が果たされる。この状態で軸部2は回転軸線Oと同軸になっている。それからエアシリンダ78の動作で一時係止手段70全体が回転軸線Oに沿って下降すると、軸部2の先端部が受入孔61内に挿入される。その後、エアシリンダ74A,74Bの動作で開閉部材71A,71Bが両側に後退して開くと、フランジ部3がテーパ孔72の底部を通過し軸部2が受入孔61内に入りきって永久磁石62に吸引される。このようにして移動電極58へのボルト保持がなされる。 Therefore, the
上述のように、テーパ孔72に回転軸線Oと同軸状態で一時係止されたボルト1が、エアシリンダ78の動作で受入孔61内に挿入されるので、ボルト1は確実に受入孔61内に挿入され、移動電極58へのボルト供給が確実に果たされるという効果がある。 As described above, the
上述の動作と逆の動作をして、開閉部材71A,71Bが次のボルト1の到達に待機する。 The opening / closing members 71 </ b> A and 71 </ b> B wait for the arrival of the
つぎに、干渉回避空間について説明する。 Next, the interference avoidance space will be described.
図1および図5に示すように、回転基部材57および移動電極58の右側で一時係止手段70の下側の部位に、干渉回避空間82が設けてある。換言すると、前記回転基部材57および移動電極58の回転軸55とは反対側に、溶接装置すなわち一時係止手段70の下側の部分が鋼板部品5に干渉しないようにするための干渉回避空間82が設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 5, an
鋼板部品5の形状には種々なものがある。その一例として図5に示すように、隆起部5Aや起立壁5Bを有するものがある。図5に示すように、回転基部材57や移動電極58が、起立壁5Bの間近まで接近し起立壁5Bと隆起部5Aの間にボルト1の溶接がなされる。したがって、干渉回避空間82を確保することにより、狭い箇所へのボルト溶接が可能となる。 There are various shapes of the
なお、図1,図4および図5において、符号59は通電用のバックバーであり、その上に鋼板部品5の支持片69が固定されている。 1, 4, and 5,
上記の各エアシリンダ51,66,74A,74B,78などを、進退出力をする電動モータに置き換えることも可能である。 Each of the
上述の実施例の動作を説明する。 The operation of the above embodiment will be described.
パーツフィーダ49から圧縮空気で部品供給ホース48内を搬送されてきたボルト1が、部品供給管47を通過して一時係止手段70のテーパ孔72に受け止められここで一時係止がなされる。その後、前述のようにして軸部2が受入孔61内に挿入される。 The
このようにしてボルト1が移動電極58に保持されると、今度は、回転駆動手段56によって回転基部材57が90度回転してすでにボルト1が保持されている移動電極58が溶接位置に停止する。 When the
ついで、左右動ガイド手段11の電動モータ16、前後動ガイド手段12の電動モータ24、回転機構9の電動モータ39などの動作により、電極回転ユニット10の溶接位置にある移動電極58が、左右方向であるX方向、前後方向であるY方向および回転機構9の回転軸線Oを中心にした回転移動によって、所定の位置に到達する。 Subsequently, the
それからエアシリンダ51が動作して移動電極58がZ方向に移動して、そこに保持されたボルト1の溶着用突起4が鋼板部品5に圧接される。それに引き続いて溶接電流がコンタクタ64から通電され、溶着用突起4が鋼板部品5に溶着される。この溶着後に移動電極58がエアシリンダ51で引き上げられると、ボルト1は鋼板部品5と一体になってそこに残り、溶接が完了する。 Then, the air cylinder 51 is operated to move the moving
なお、上述の動作順序を変更して、移動電極58を所定の位置に移動させてからボルト1を受入孔61内に供給し、それからエアシリンダ51で移動電極58を進出するようにすることも可能である。 Note that the operation sequence described above may be changed so that the moving
また、上述のような動作を順を追って行うために、一般的に採用されているシーケンス制御装置を用いて、各電動モータ,各エアシリンダへの空気切換制御弁および溶接電流の通電などを個々に動作させるのである。 Further, in order to perform the above-described operations in order, the sequence control device generally employed is used to individually control each electric motor, air switching control valve to each air cylinder, and energization of welding current. It is made to operate.
以上に説明した実施例の作用効果を列記すると、つぎのとおりである。 The functions and effects of the embodiment described above are listed as follows.
回転軸55に、移動電極58を備えた回転基部材57と前記回転軸55を回転する回転駆動手段56が結合されることにより形成された電極回転ユニット10が、左右方向,前後方向および回転方向に移動するので、移動電極58を所定の位置に正確に到達させることができ、ボルト1を鋼板部品5の所定の箇所に正しく溶接することができる。そして、回転軸55の向きが前記回転機構9によって変えられるので、移動電極58が進出する方向に回転軸55を存在させることなく、移動電極58を狭い箇所へ到達させることができる。 An
回転動作をする回転基部材57に移動電極58が取り付けられ、この移動電極58に、ボルト1が保持部60に供給される被供給位置と、ボルト1が鋼板部品5に対向した溶接位置との2位置を付与したので、被供給位置においてボルト1が移動電極58に保持されてから、回転駆動手段56によって溶接位置に回動する。このようにして、前記被供給位置を移動電極58へのボルト供給が最も行いやすい位置とすることができ、このボルト供給が確実に行える。さらに、前記溶接位置を鋼板部品5に対して最も溶接しやすい位置に設定することができ、溶接動作が確実なものとなる。そして、上述のような同軸の状態になっているので、電極回転ユニット10がX方向,Y方向および回転方向に移動をしている最中であっても、部品供給管47から移動電極58への部品供給が可能となる。したがって、電極回転ユニット10を所定の位置に移動させることと移動電極58へ部品供給を行うこととが同時に実行できて、溶接時間の短縮にとって効果的である。 A moving
移動電極58の溶接位置が回転基部材57の回転角度によって設定されるので、溶接動作にとって最適の溶接位置が設定でき、ボルト1の溶接位置が正確で良好な溶接品質が確保できる。 Since the welding position of the moving
さらに、前記被供給位置は、例えば、溶接位置にある移動電極58が鋼板部品5に向かう進出方向とは逆の側に配置することが望ましい。こうすることにより、溶接位置から離隔した箇所でボルト1が移動電極58に供給されるので、供給に必要な構造物などの配置が行いやすくなる。上述のように、移動電極58の被供給位置が回転基部材57の回転角度によって設定されるので、上述の利点がえられるような最適の部品供給位置が設定でき、円滑で確実な移動電極58へのボルト供給にとって効果的である。 Furthermore, it is desirable that the supply position is arranged on the side opposite to the advancing direction in which the moving
前記移動機構58は、ガイドレール13を含む左右動ガイド手段11とガイドレール21を含む前後動ガイド手段12とをほぼ直角に食い違って交差させて構成されている。 The moving
前記左右動ガイド手段11と前記前後動ガイド手段12とをほぼ直角に食い違って交差した状態で組み合わせて、電極回転ユニット10がいわゆるX方向とY方向に移動するものであるから、移動電極58を所定の溶接位置に自由に到達させることができる。 The
前記回転機構9は、内筒軸33に回転自在な状態で外筒軸35を組み合わせて構成されている。 The
この回転機構9は、筒状の内筒軸33の外側に外筒軸35を組み合わせて構成されているので、軸の直径を大きく設定することができる。そのために軸心が狂いにくくて支持安定性や軸剛性の高い軸構造で回転機構9が形成されるので、電極回転ユニット10の回転軌跡が所定の軌跡となって、移動電極58の移動や到達箇所が正確に求められる。さらに、筒状の軸構造であるから、電極回転ユニット10に対する各種の導通線65や部品供給ホース48,冷却水ホース81などを筒内部に配置することができて、これらの損傷を回避し溶接装置7をコンパクトにすることが可能となる。 Since the
さらに、前記部品供給ホース48が接続されている部品供給管47や被供給位置にある移動電極58の中心軸を、回転機構9の回転軸線Oと同軸にすることにより、部品供給管47と移動電極58との相対位置を常に合致させることができ、移動電極58へのボルト供給が正確に果たされる。上述のように常に同軸状態にしておくことにより、動作機構中に軸心合わせの構造を特別に設ける必要がなく、構造簡素化の点で効果的である。 Further, the
前記回転機構9と前記電極回転ユニット10との間に、溶接位置におかれた移動電極58を鋼板部品5に到達させるエアシリンダ51が配置されている。 An air cylinder 51 is disposed between the
前記エアシリンダ51によって、左右方向,前後方向および回転方向に移動した移動電極58が、そこに保持されたボルト1が鋼板部品5に対向した状態で、鋼板部品5の方へ進出するので、所定の箇所に対して確実なボルト溶接が実現する。つまり、移動電極58が、左右方向であるX方向と、前後方向であるY方向と、鋼板部品5に向かうZ方向との3方向に移動するので、所定の箇所に対して確実なボルト溶接が実現する。 The moving
前記前後動ガイド手段12に支持基部材28が取り付けられ、この支持基部材28に前記回転機構9が取り付けられている。 A
前記支持基部材28は、左右方向および前後方向に移動する状態になっており、この支持基部材28に対して内筒軸33や外筒軸35などからなる回転機構9が取り付けられている。換言すると、前後動ガイド手段12に支持基部材28を介して回転機構9が取り付けられているので、前後動ガイド手段12に対する回転機構9の取付剛性を向上することができる。同時に、回転機構9の取り付け構造が簡素化される。また、支持基部材28に電動モータ39などの回転駆動源を取り付けることにより、回転機構9に対する回転力の入力が行いやすくなる。 The
前記外筒軸35に前記エアシリンダ51を介して電極回転ユニット10が取り付けられている。 The
このように外筒軸35と電極回転ユニット10との間にエアシリンダ51が配置してあるので、エアシリンダ51の配置が簡単に行える。 Thus, since the air cylinder 51 is disposed between the
前記被供給位置にある移動電極58と部品供給管47の軸線が、前記回転機構9の回転軸線Oと同軸になっている。 The axes of the moving
上述のような同軸の状態になっているので、電極回転ユニット10がX方向,Y方向および回転方向に移動をしている最中であっても、部品供給管47から移動電極58へのボルト供給が可能となる。したがって、電極回転ユニット10を所定の位置に移動させることと移動電極58へボルト供給を行うこととが同時に実行できて、溶接時間の短縮にとって効果的である。 Since it is in the coaxial state as described above, even when the
部品供給管47と保持部60との間に、ボルト1を一時的に係止する一時係止手段70が配置されている。 Temporary locking means 70 for temporarily locking the
一般に、部品供給通路内を移動してくる部品は圧縮空気で搬送されるので、その搬送速度は高速になる。このような速度でボルト1が移動電極58の保持部60に激突すると、受入孔61の耐久性が低下する恐れがある。上述のように、ボルト1をテーパ孔72で一時的に係止してから受入孔61へ移行させるものであるから、受入孔61に対するボルト1の衝撃が緩和され、受入孔61の保持機能が長期にわたって維持できる。 In general, since the parts moving in the parts supply passage are conveyed by compressed air, the conveyance speed becomes high. If the
前記回転基部材57および移動電極58の回転軸55とは反対側に、溶接装置7の一時係止手段70が前記鋼板部品5に干渉しないようにするための干渉回避空間82が設けられている。 An
前記干渉回避空間82を設けたので、鋼板部品5に起立した形状部分5Bがあっても、移動電極58をこの起立した形状部分5Bの直近まで接近させて溶接することができ、ボルト1の溶接可能な領域が拡大する。すなわち、前記回転軸55やそれに関連する構造物が干渉回避空間82に存在していないので、移動電極58を起立形状部分5Bの直近まで接近させることができる。 Since the
内筒軸33に固定した支持部材45に部品供給管47とエアシリンダ78が取り付けられ、このエアシリンダ78のピストンロッド79に一時係止手段70が支持されている。したがって、支持部材45を基部材として部品供給管47と一時係止手段70が集約されているので、一時係止手段70のテーパ孔72と部品供給管47との軸心合わせが正確にしかも容易に行える。 A
支持基部材28の下側に固定した電動モータ39で外筒軸35を回転させる構造であるから、電動モータ39が支持基部材28と回転機構9との間に収まり、外筒軸35の回転駆動構造がコンパクトになる。 Since the
図6および図7は、第2の実施例を示す。 6 and 7 show a second embodiment.
この実施例は、前記実施例におけるプロジェクションボルトに代えて、プロジェクションナットを溶接するようにしたものである。したがって、ここでは先の実施例と異なっている点だけを説明する。また、プロジェクションナットを単にナットと表現することもある。 In this embodiment, a projection nut is welded instead of the projection bolt in the above embodiment. Therefore, only the points different from the previous embodiment will be described here. Further, the projection nut may be simply expressed as a nut.
このプロジェクションナット84は鉄製で、ねじ孔の軸線方向から見た形状が正方形であり、四隅から溶着用突起83が突出している。 The
図6に示すように、90度間隔で設けられた4本の移動電極58のうち、3本は前述のプロジェクションボルト1を保持し、残りの1本はプロジェクションナット84を保持する。ボルト1は、前述のように上側から供給されるが、ナット84は、横から供給される。 As shown in FIG. 6, three of the four moving
ナット84を保持する移動電極58には、その先端面中央部に位置決めピン85が設けられ、その近傍に永久磁石86が埋設されている。図7は、ナット84の供給構造を示す図である。同図(A)に示すように、供給ロッド88はエアシリンダ87によって進退し、その先端に保持ヘッド89が結合されている。この保持ヘッド89にナット84を受入れる凹部90が形成され、ナット84の保持位置を確定するために位置決め面90A,90B,90Cが設けられている。そして、図(C)に示すように、凹部90の3方が開放された状態になっている。また、保持ヘッド89に永久磁石91が取り付けられ、凹部90内のナット84が位置決め面90A,90B,90Cに吸着するようになっている。 The moving
この実施例における移動電極58の保持部60は、移動電極58の先端面と、位置決めピン85と、永久磁石86によって構成されている。 In this embodiment, the holding
保持ヘッド89は、符号92で示すスクエアーモーションをおこなう。そのためにエアシリンダ87に別のエアシリンダ93のピストンロッド94が結合してある。移動電極58の軸線(回転軸線O)に対して保持ヘッド89の進退方向が直交し、さらにエアシリンダ93の進退方向が移動電極58の軸線(回転軸線O)と平行になっている。 The holding
図(B)に示すように、パーツフィーダ(図示していない)から伸びてきている部品供給管95の先端部が、最も後退した保持ヘッド89の凹部90に合致していて、部品供給管95からのナット84を凹部90に供給する。 As shown in FIG. (B), the tip of the
図7(A)は、エアシリンダ87および93が最も後退した位置にあり、このときに部品供給管95の開口部分が凹部90に合致し、移送されてきたナット84が凹部90に一時係止されている。高速で移送されてきたナット84は、位置決め面90Aで受け止められて衝撃が緩和される。その後、エアシリンダ87によって保持ヘッド89が進出し、2点鎖線で示すように、ナット84のねじ孔が位置決めピン85と同軸になった箇所で保持ヘッド89の進出が停止する。それからエアシリンダ93の作動で保持ヘッド89が移動電極58の方へ移動し、位置決めピン85がねじ孔に相対的に進入する。この状態から保持ヘッド89が左方へ後退し、ナット84は永久磁石86によって移動電極58の先端部に保持される。このようにして、符号92で示すスクエアーモーションが行われる。 In FIG. 7A, the
その後、回転軸55が90度回転してナット84を保持した移動電極58が溶接位置におかれる。それに引き続きエアシリンダ51が動作して、ナット84の溶着用突起83が鋼板部品5に押し付けられ、溶接電流が通電されてナット溶接が完了する。 Thereafter, the rotating
上述のように、移動電極58を複数配置し、各移動電極58にボルト1を保持させたり、ナット84を保持させたりすることができる。したがって、1台の溶接装置において複数種類の部品を溶接することができ、装置の機能を多様化できて生産性の向上に効果的である。 As described above, a plurality of moving
上述のように、本発明によれば、電極回転ユニットを、X方向,Y方向および回転方向に移動させることと、供給を受けた移動電極を被供給位置から溶接位置に移動させることが複合的に動作する。したがって、移動電極への部品供給と溶接動作が確実に実行され、自動車車体の溶接組立工程や家電製品の鋼板溶接工程などにおいて幅広く活用することができる。 As described above, according to the present invention, the electrode rotating unit is moved in the X direction, the Y direction, and the rotating direction, and the supplied moving electrode is moved from the supplied position to the welding position. To work. Therefore, the supply of parts to the moving electrode and the welding operation are surely executed, and it can be widely used in the welding assembly process of automobile bodies and the steel plate welding process of home appliances.
1 プロジェクションボルト
2 軸部
3 フランジ部
5 鋼板部品
7 溶接装置
8 移動機構
9 回転機構
10 電極回転ユニット
11 左右動ガイド手段
12 前後動ガイド手段
13 ガイドレール
21 ガイドレール
33 内筒軸
35 外筒軸
47 部品供給管
48 部品供給ホース
O 回転軸線
55 回転軸
56 回転駆動手段
57 回転基部材
58 移動電極
60 保持部
70 一時係止手段
82 干渉回避空間
84 プロジェクションナットDESCRIPTION OF
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