JP5079628B2 - Welding gun drive - Google Patents
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Description
本発明は、電動モータにより送りねじ機構を介して軸方向に進退される加圧ロッドを備える溶接ガン用駆動装置に関する。 The present invention relates to a welding gun drive device including a pressure rod that is advanced and retracted in an axial direction by an electric motor via a feed screw mechanism.
従来、この種の駆動装置として、電動モータのロータを、加圧ロッドが挿入自在な中空形状に形成し、送りねじ機構を、ロータに当該ロータと同心に固定されるねじ軸と、ねじ軸に螺合するナット部とで構成し、加圧ロッドを、ナット部とナット部から軸方向先方にのびる中空ロッド部とで構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、ロータに連動してねじ軸が回転することによりナット部を介して加圧ロッドが軸方向に進退する。 Conventionally, as this type of drive device, the rotor of an electric motor is formed in a hollow shape into which a pressure rod can be inserted, and a feed screw mechanism is fixed to the rotor concentrically with the rotor, and the screw shaft There is known a nut portion that is screwed together and a pressure rod that is composed of a nut portion and a hollow rod portion that extends axially forward from the nut portion (see, for example, Patent Document 1). In this configuration, when the screw shaft rotates in conjunction with the rotor, the pressure rod advances and retreats in the axial direction via the nut portion.
尚、Ｘ型溶接ガンの場合、加圧ロッドがガンアームに連結され、加圧ロッドの軸方向先方への移動でガンアームが閉じられて、ワークが加圧される。また、Ｃ型溶接ガンの場合は、加圧ロッドに可動電極チップが連結され、加圧ロッドの軸方向先方への移動で可動電極チップがワークに当接して、ワークが加圧される。 In the case of an X-type welding gun, the pressure rod is connected to the gun arm, and the gun arm is closed by the movement of the pressure rod in the axial direction to pressurize the workpiece. In the case of a C-type welding gun, the movable electrode tip is connected to the pressure rod, and the movable electrode tip abuts against the workpiece by the axial movement of the pressure rod to pressurize the workpiece.
また、上記従来例のものでは、加圧ロッドを軸方向に摺動自在に挿通支持するガイド部を備えている。そして、加圧ロッドをその全長に亘って等径に形成し、加圧ロッドがガイド部の軸長分の長さに亘ってガイド部に支持されるようにしている。 Further, the conventional example includes a guide portion that inserts and supports the pressure rod so as to be slidable in the axial direction. The pressure rod is formed to have the same diameter over the entire length thereof, and the pressure rod is supported by the guide portion over the length of the axial length of the guide portion.
ここで、ガイド部の軸長は、加圧ロッドを軸方向先方のストーク端位置に移動させてワークを加圧する高負荷時に、加圧ロッドの所要の支持剛性が得られるように、十分な長さに設定することが望まれる。然し、上記従来例のものでは、加圧ロッドを軸方向尾方に退動させる低負荷時にも、ガイド部による加圧ロッドの支持長さは変化せず、ガイド部の軸長を長くすると、ガイド部に対する加圧ロッドの摺動抵抗が大きくなって、エネルギーロスが大きくなる。
本発明は、以上の点に鑑み、加圧ロッドを軸方向先方のストローク端位置に移動させる高負荷時に加圧ロッドの十分な支持剛性を得られ、且つ、加圧ロッドを軸方向尾方に退動させるときのエネルギーロスを低減できるようにした溶接ガン用駆動装置を提供することをその課題としている。 In view of the above points, the present invention can obtain sufficient support rigidity of the pressure rod at a high load when the pressure rod is moved to the stroke end position in the axial direction, and the pressure rod is retracted in the axial direction. An object of the present invention is to provide a welding gun drive device that can reduce energy loss when moving the welding gun.
上記課題を解決するために、本発明は、電動モータにより送りねじ機構を介して軸方向に進退される加圧ロッドを備える溶接ガン用駆動装置であって、電動モータのロータは、加圧ロッドが挿入自在な中空形状に形成され、送りねじ機構は、ロータに当該ロータと同心に固定されるねじ軸と、ねじ軸に螺合するナット部とで構成され、加圧ロッドは、ナット部と、ナット部から軸方向先方にのびる中空ロッド部とで構成され、更に、加圧ロッドを軸方向に摺動自在に挿通支持するガイド部を備えるものにおいて、加圧ロッドは、大径部と、大径部より軸方向先方の小径部とを有する段付き形状に形成され、ガイド部は、加圧ロッドの大径部を挿通支持する第１ガイド部と、加圧ロッドの小径部を挿通支持する第２ガイド部とで構成され、第１ガイド部の軸長は、加圧ロッドを軸方向尾方に退動させたときに、加圧ロッドの大径部の少なくとも一部が第１ガイド部から軸方向尾方に抜け出るように設定されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a welding gun driving device including a pressure rod that is advanced and retracted in an axial direction by a motor by a motor, and the rotor of the motor is a pressure rod. The feed screw mechanism includes a screw shaft that is fixed to the rotor concentrically with the rotor, and a nut portion that is screwed to the screw shaft. The hollow rod portion extending axially from the nut portion, and further including a guide portion that slidably inserts and supports the pressure rod in the axial direction, the pressure rod includes a large diameter portion, The guide part is formed in a stepped shape having a small-diameter part axially ahead of the large-diameter part, and the guide part is inserted and supported by the first guide part for inserting and supporting the large-diameter part of the pressure rod, and the small-diameter part of the pressure rod. And a second guide portion that The axial length of the id portion is set so that when the pressure rod is retracted in the axial direction, at least a part of the large diameter portion of the pressure rod is pulled out from the first guide portion in the axial direction. It is characterized by.
本発明によれば、加圧ロッドを軸方向先方のストローク端位置に移動させる高負荷時には、第１と第２の両ガイド部により加圧ロッドを広い面積で支持でき、加圧ロッドの十分な支持剛性が得られる。一方、加圧ロッドを軸方向尾方に退動させるときには、加圧ロッドの大径部の少なくとも一部が第１ガイド部から軸方向尾方に抜け出ることになり、第１ガイド部による大径部の支持面積が減少する。そのため、第１ガイド部に対する加圧ロッドの摺動抵抗が減少し、加圧ロッドを退動させるときのエネルギーロスが低減される。 According to the present invention, the pressure rod can be supported over a wide area by both the first and second guide portions at the time of high load in which the pressure rod is moved to the stroke end position in the axial direction. Support rigidity is obtained. On the other hand, when the pressure rod is retracted in the axial direction, at least a part of the large-diameter portion of the pressure rod comes out of the first guide portion in the axial direction, and the large-diameter portion of the first guide portion Support area is reduced. Therefore, the sliding resistance of the pressure rod with respect to the first guide portion is reduced, and energy loss when the pressure rod is retracted is reduced.
尚、加圧ロッドの退動時に大径部が第１ガイド部から抜け出ても、第２ガイド部により加圧ロッドの小径部が支持されるため、加圧ロッドの支持の安定性は損なわれない。 Even if the large diameter part comes out of the first guide part when the pressure rod is retracted, the small diameter part of the pressure rod is supported by the second guide part, so that the stability of the support of the pressure rod is impaired. Absent.
図１は本発明の第１実施形態の溶接ガン用駆動装置を示している。この駆動装置は、サーボモータ等から成る電動モータ１により送りねじ機構２を介して軸方向に進退される加圧ロッド３を備えている。そして、電動モータ１を、モータハウジング４においてＸ型溶接ガンの一方のガンアーム（図示せず）に連結し、加圧ロッド３の先端部を溶接ガンの他方のガンアームＧにピン５を介して連結している。図中５ａは絶縁材である。 FIG. 1 shows a welding gun driving apparatus according to a first embodiment of the present invention. This drive device includes a pressure rod 3 that is advanced and retracted in the axial direction by a feed screw mechanism 2 by an electric motor 1 such as a servo motor. The electric motor 1 is connected to one gun arm (not shown) of the X-type welding gun in the motor housing 4, and the tip of the pressure rod 3 is connected to the other gun arm G of the welding gun via a pin 5. doing. In the figure, reference numeral 5a denotes an insulating material.
電動モータ１は、モータハウジング４の内面に固定したステータコイル６と、ロータ７とを備えている。ロータ７は、モータハウジング４の先端部内周に装着したベアリング８と尾端部内周に装着したベアリング９とによりモータハウジング４内に軸支されている。また、ロータ７は、加圧ロッド３が挿入自在な中空形状に形成されている。 The electric motor 1 includes a stator coil 6 fixed to the inner surface of the motor housing 4 and a rotor 7. The rotor 7 is pivotally supported in the motor housing 4 by a bearing 8 attached to the inner periphery of the tip end portion of the motor housing 4 and a bearing 9 attached to the inner periphery of the tail end portion. Further, the rotor 7 is formed in a hollow shape into which the pressure rod 3 can be inserted.
送りねじ機構２は、ロータ７に当該ロータ７と同心に固定されるねじ軸１０と、ねじ軸１０にボール１１ａを介して螺合するナット部１１とで構成されている。また、加圧ロッド３は、ナット部１１と、ナット部１１から軸方向先方にのびる中空ロッド部１２とで構成されている。中空ロッド部１２の先端には、ガンアームＧに対する連結ロッド１２ａが装着されている。ここで、加圧ロッド３はガンアームＧにより回り止めされるため、ナット部１１も回り止めされる。従って、ねじ軸１０がロータ７と一体に回転すると、ナット部１１を介して加圧ロッド３が軸方向に進退する。そして、加圧ロッド３を軸方向先方のストローク端位置（図１に示す位置）に移動させると、ガンアームＧが閉じられて、ワークが加圧される。 The feed screw mechanism 2 includes a screw shaft 10 that is fixed to the rotor 7 concentrically with the rotor 7 and a nut portion 11 that is screwed onto the screw shaft 10 via a ball 11a. The pressure rod 3 includes a nut portion 11 and a hollow rod portion 12 extending from the nut portion 11 in the axial direction. A connecting rod 12 a for the gun arm G is attached to the tip of the hollow rod portion 12. Here, since the pressure rod 3 is prevented from rotating by the gun arm G, the nut portion 11 is also prevented from rotating. Therefore, when the screw shaft 10 rotates integrally with the rotor 7, the pressure rod 3 advances and retracts in the axial direction via the nut portion 11. When the pressure rod 3 is moved to the stroke end position (the position shown in FIG. 1) ahead in the axial direction, the gun arm G is closed and the workpiece is pressurized.
尚、ねじ軸１０は、その尾端の非円形断面の軸部１０ａにおいてロータ７の尾端の閉塞端に嵌合し、ナット１０ｂによりロータ７に締結される。また、モータハウジング４の尾端部内には、ロータ７の回転角度を検出するエンコーダ１３が設けられている。 The screw shaft 10 is fitted to the closed end of the tail end of the rotor 7 at the shaft portion 10a having a non-circular cross section at the tail end thereof, and is fastened to the rotor 7 by a nut 10b. An encoder 13 that detects the rotation angle of the rotor 7 is provided in the tail end portion of the motor housing 4.
ここで、加圧ロッド３は、大径部３ａと、大径部３ａより軸方向先方の小径部３ｂとを有する段付き形状に形成されている。尚、本実施形態では、ナット部１１の尾端からナット部１１の途中までを大径部３ａとし、ナット部１１の先端側の部分と中空ロッド部１２とを小径部３ｂにしている。 Here, the pressure rod 3 is formed in a stepped shape having a large-diameter portion 3a and a small-diameter portion 3b that is axially ahead of the large-diameter portion 3a. In the present embodiment, the large diameter portion 3a is formed from the tail end of the nut portion 11 to the middle of the nut portion 11, and the distal end portion of the nut portion 11 and the hollow rod portion 12 are formed as the small diameter portion 3b.
ロータ７の先端側半部の内周面には、加圧ロッド３の大径部３ａを軸方向に摺動自在に挿通支持する筒状の第１ガイド部１４１が固定されている。また、モータハウジング４の先端部内周に、加圧ロッド３の小径部３ｂを軸方向に摺動自在に挿通支持するリング状の第２ガイド部１４２を固定している。 On the inner peripheral surface of the tip half portion of the rotor 7, the first guide portion 14 1 cylindrical slidably inserted and supported a larger diameter portion 3a in the axial direction of the pressure rod 3 is fixed. Further, the inner periphery front end portion of the motor housing 4, and a ring-shaped second guide portion 14 2 slidably inserted and supported a small diameter portion 3b in the axial direction of the pressure rod 3 is fixed.
第１ガイド部１４１の軸長は、加圧ロッド３が軸方向尾方に退動したときに、加圧ロッド３の大径部３ａの少なくとも一部が第１ガイド部１４１から軸方向尾方に抜け出るように設定される。そして、加圧ロッド３が軸方向尾方のストローク端位置（図２に示す位置）に達したときには、大径部３ａの大部分が第１ガイド部１４１から抜け出て、その先端部のみが第１ガイド部１４１内に留まるようにしている。 The first guide portion 14 1 of the axial length, when the pressure rod 3 is retracted in the axial direction caudal, at least partially axially caudal from the first guide portion 14 1 of the large diameter portion 3a of the pressure rod 3 Set to exit. When the pressure rod 3 has reached the stroke end position in the axial direction caudal (position shown in Figure 2), most of the large diameter portion 3a comes out from the first guide portion 14 1, only the tip portion is first 1 guide part 141 stays within 1 .
これによれば、加圧ロッド３を軸方向先方のストローク端位置に移動させてワークを加圧する高負荷時には、加圧ロッド３の大径部３ａがその全長に亘って第１ガイド部１４１に支持される。従って、第１ガイド部１１と第２ガイド部１４２とにより加圧ロッド３を広い面積で支持できて、加圧ロッド３の十分な支持剛性が得られ、且つ、第１ガイド部１４１と第２ガイド部１４２の耐久性が向上する。 According to this, by moving the pressure rod 3 in the axial direction other party of the stroke end position to the high load of pressurizing the work, the first guide portion 14 large diameter portion 3a of the pressure rod 3 over its entire length 1 Supported by Accordingly, the first guide section 1 1 and the second guide portion 14 2 can support the pressure rod 3 in a large area, a sufficient support rigidity can be obtained of the pressure rod 3, and, the first guide portion 14 1 When the durability of the second guide portion 14 2 can be improved.
一方、加圧ロッド３を軸方向尾方に退動させるときには、加圧ロッド３の大径部３ａがその尾端側から第１ガイド部１４１の軸方向尾方に抜け出ることになり、第１ガイド部１４１による大径部３ａの支持面積が減少する。そのため、第１ガイド部１４１に対する加圧ロッド３の摺動抵抗が減少し、加圧ロッド３を退動させるときのエネルギーロスが低減される。また、加圧ロッド３が軸方向尾方のストローク端位置（図２に示す位置）に退動しても、第２ガイド部１４２により小径部３ｂが支持されると共に、大径部３ａの先端部が第１ガイド部１４１により支持されるため、加圧ロッド３の支持の安定性は損なわれない。 On the other hand, when to retract the pressure rod 3 axially caudal will become the large-diameter portion 3a of the pressure rod 3 is pulled out from the tail end side to the first guide portion 14 axially caudal 1, the first guide supporting area of the large diameter portion 3a is reduced by parts 14 1. Therefore, sliding resistance of the pressure rod 3 is reduced with respect to the first guide portion 14 1, the energy loss is reduced when to retract the pressure rod 3. Further, the pressure rod 3 be retracted to the stroke end position in the axial direction caudal (position shown in FIG. 2), the small diameter portion 3b is supported by the second guide portion 14 2, the tip of the large diameter portion 3a since part is supported by the first guide portion 14 1, it is not impaired stability of the support of the pressure rod 3.
次に、図３に示す第２実施形態について説明する。第２実施形態の駆動装置はＣ形溶接ガンに適用されるものである。尚、上記第１実施形態と同様の部材、部位には上記と同一の符号を付している。 Next, a second embodiment shown in FIG. 3 will be described. The drive device of the second embodiment is applied to a C-shaped welding gun. In addition, the same code | symbol as the above is attached | subjected to the member and site | part similar to the said 1st Embodiment.
第２実施形態では、Ｃ形溶接ガンのＣ形ヨークを取付けるガン本体１５にモータハウジング４が固定される。ガン本体１５には、更に、加圧ロッド３が遊挿される筒体１６が固定されている。筒体１６の内周には、軸方向に並べて３個のメタルブシュ１７，１８，１９が設けられている。先端側の第１メタルブシュ１７の内径及び中間の第２メタルブシュ１８の先端部の内径は加圧ロッド３の小径部３ｂの外径に合わせてあり、第１メタルブシュ１７と第２メタルブシュ１８の先端部とで小径部３ｂを軸方向に摺動自在に挿通支持する第２ガイド部１４２が構成される。また、第２メタルブシュ１８の尾端部の内径及び尾端側の第３メタルブシュ１９の内径は加圧ロッド３の外径に合わせてあり、第２メタルブシュ１８の尾端部と第３メタルブシュ１９とで大径部３ａを軸方向に摺動自在に挿通支持する第１ガイド部１４１が構成される。 In the second embodiment, the motor housing 4 is fixed to a gun body 15 to which a C-shaped yoke of a C-shaped welding gun is attached. Further, a cylindrical body 16 into which the pressure rod 3 is loosely inserted is fixed to the gun body 15. Three metal bushes 17, 18, 19 are provided on the inner periphery of the cylindrical body 16 side by side in the axial direction. The inner diameter of the first metal bush 17 on the distal end and the inner diameter of the distal end of the intermediate second metal bush 18 are matched to the outer diameter of the small diameter portion 3 b of the pressure rod 3, and the distal ends of the first metal bush 17 and the second metal bush 18 the second guide portion 14 2 is configured to slidably inserted and supported in the axial direction the small diameter portion 3b between. Further, the inner diameter of the tail end of the second metal bush 18 and the inner diameter of the third metal bush 19 on the tail end side are matched to the outer diameter of the pressure rod 3, and the tail end of the second metal bush 18 and the third metal bush 19 in the first guide portion 14 1 is configured to slidably inserted and supported a larger diameter portion 3a in the axial direction.
ここで、第２実施形態では、加圧ロッド３を軸方向尾方に退動させるときのエネルギーロスを可及的に低減するため、退動途中で大径部３ａ全体が第１ガイド部１４１から軸方向尾方に抜け出るようにしている。尚、第２実施形態では、第２ガイド部１４２の軸長がある程度長くなっているため、退動途中で大径部３ａ全体が第１ガイド部１４１から抜け出ても、第２ガイド部１４２により加圧ロッド３を安定して支持できる。 Here, in the second embodiment, in order to reduce as much as possible the energy loss when the pressure rod 3 is retracted in the axial direction, the entire large-diameter portion 3a is moved in the middle of the first guide portion 14 1. So that it slips out in the axial direction. In the second embodiment, since the axial length of the second guide portion 14 2 is made long to some extent, even the entire large-diameter portion 3a in the middle retracted comes out from the first guide portion 14 1, a second guide portion 14 2 enables supports the pressure rod 3 stably.
尚、第２メタルブシュ１８には、筒体１６に設けた潤滑剤注入口１６ａから注入するグリス等の潤滑剤を内周面に導く孔１８ａが形成されている。また、筒体１６の先端部内周には、ダストシール２０とオイルスクレーパ２１とが設けられている。 The second metal bush 18 is provided with a hole 18a for guiding a lubricant such as grease injected from a lubricant injection port 16a provided in the cylinder 16 to the inner peripheral surface. Further, a dust seal 20 and an oil scraper 21 are provided on the inner periphery of the distal end portion of the cylindrical body 16.
ところで、Ｃ形溶接ガンでは、Ｃ形ヨークの先端に固定電極チップを取付け、加圧ロッド３の先端に固定電極チップに対向する可動電極チップを取付ける。このままでは、加圧ロッド３を回り止めできないため、第２実施形態では、ロータ７の内部に回り止め機構を設けている。 In the C-type welding gun, a fixed electrode tip is attached to the tip of the C-shaped yoke, and a movable electrode tip facing the fixed electrode tip is attached to the tip of the pressure rod 3. Since the pressure rod 3 cannot be prevented from rotating as it is, the rotation preventing mechanism is provided inside the rotor 7 in the second embodiment.
回り止め機構は、筒体１６からロータ７内に延出したスリーブ２２に、ナット部１１の尾端側の半部外周面に突設した軸方向に長手の凸部２３を受け入れる軸方向スリットを形成することで構成されている。尚、スリーブ２２の内径は、加圧ロッド３の大径部３ａの外径よりも若干大きく、大径部３ａがスリーブ２２に接触することはない。 The anti-rotation mechanism has an axial slit in the sleeve 22 extending from the cylindrical body 16 into the rotor 7 and receiving an axially long convex portion 23 projecting from the outer peripheral surface of the half portion on the tail end side of the nut portion 11. It is configured by forming. The inner diameter of the sleeve 22 is slightly larger than the outer diameter of the large diameter portion 3 a of the pressure rod 3, and the large diameter portion 3 a does not contact the sleeve 22.
１…電動モータ、２…送りねじ機構、３…加圧ロッド、３ａ…大径部、３ｂ…小径部、７…ロータ、１０…ねじ軸、１１…ナット部、１２…中空ロッド部、１４１…第１ガイド部、１４２…第２ガイド部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric motor, 2 ... Feed screw mechanism, 3 ... Pressure rod, 3a ... Large diameter part, 3b ... Small diameter part, 7 ... Rotor, 10 ... Screw shaft, 11 ... Nut part, 12 ... Hollow rod part, 14 1 ... 1st guide part, 14 2 ... 2nd guide part.
Claims (1)
加圧ロッドは、大径部と、大径部より軸方向先方の小径部とを有する段付き形状に形成され、
ガイド部は、加圧ロッドの大径部を挿通支持する第１ガイド部と、加圧ロッドの小径部を挿通支持する第２ガイド部とで構成され、
第１ガイド部の軸長は、加圧ロッドを軸方向尾方に退動させたときに、加圧ロッドの大径部の少なくとも一部が第１ガイド部から軸方向尾方に抜け出るように設定されることを特徴とする溶接ガン用駆動装置。 A welding gun drive device comprising a pressure rod that is advanced and retracted in the axial direction by an electric motor via a feed screw mechanism, wherein the rotor of the electric motor is formed in a hollow shape into which the pressure rod can be inserted, The mechanism is composed of a screw shaft fixed to the rotor concentrically with the rotor, and a nut portion screwed to the screw shaft, and the pressure rod is a nut portion and a hollow rod portion extending axially away from the nut portion. And further including a guide portion that slidably inserts and supports the pressure rod in the axial direction.
The pressure rod is formed in a stepped shape having a large-diameter portion and a small-diameter portion axially ahead of the large-diameter portion,
The guide portion includes a first guide portion that inserts and supports the large diameter portion of the pressure rod, and a second guide portion that inserts and supports the small diameter portion of the pressure rod,
The axial length of the first guide portion is set so that when the pressure rod is retracted in the axial direction, at least a part of the large-diameter portion of the pressure rod comes out from the first guide portion in the axial direction. A driving device for a welding gun.
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