JP5954563B2 - 軸状部品の供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、供給ロッドに取り付けられた保持ヘッドが部品供給管の出口開口部に合致し、空気搬送によって前記部品供給管を移動してきた軸状部品が前記保持ヘッドに保持され、その後、前記供給ロッドが進出し、軸状部品が前記出口開口部に形成した通過空間を通過して目的箇所へ供給される形式の部品供給装置に関している。

特許第３１４８８４６号公報には、供給ロッドに取り付けられた保持ヘッドが部品供給管の出口開口部に合致し、空気搬送によって前記部品供給管を移動してきた軸状部品が前記保持ヘッドに保持され、その後、前記供給ロッドが進出し、軸状部品が前記出口開口部に形成した通過空間を通過して目的箇所へ供給されることが記載され、前記通過空間として「切欠き１９」が記載されている。

特許第３１４８８４６号公報

上記特許文献１に記載されている技術を図４にしたがって説明する。

進退動作をする供給ロッド１に保持ヘッド２が取り付けられている。この保持ヘッド２は待機状態においては部品供給管３の出口開口部４に合致している。軸状部品５は鉄製のプロジェクションボルトであり、雄ねじが切られた軸部６と、この軸部６に一体化されている円形のフランジ部７と、フランジ部７の中央部に形成された溶着用突起８によって構成されている。なお、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場合もある。

保持ヘッド２には、下向きに開口している円形の保持凹部９が形成されている。この保持凹部９は、保持ヘッド２から下方に延びている円筒状の部材の内側空間によって形成されている。保持凹部９の天井面１０にフランジ部７が着座するようになっている。フランジ部７を天井面１０に吸着させるために、吸引手段が保持ヘッド２に設けられている。吸引手段としては、空気吸引によるものや磁石によるものなど色々なものが採用されているが、ここでは磁石によるものである。永久磁石１１が保持ヘッド２に埋設してある。天井面１０の中央部に溶着用突起８を収容する収容凹部１２が形成されている。

部品供給管３の出口開口部４に通過空間１３が設けられ、供給ロッド１が進出するときに軸部６が部品供給管３に接触しないようになっている。この通過空間１３は、出口開口部４の管材を切り欠いて形成したもので、軸部６が送出される側に配置してある。

保持ヘッド２が部品供給管３の出口開口部４に合致しているときに、ボルト５がパーツフィーダから空気搬送によって移送されてくる。そして、待機している保持ヘッド２に送り込まれてフランジ部７が天井面１０に着座し、永久磁石１１で吸引保持がなされる。このように吸引保持がなされているときには、軸部６と部品供給管３が同軸状態になっている。

この同軸状態のときも搬送空気が流れているので、図４（Ａ）に示すように、通過空間１３に向かう空気流が継続している。この空気流による動圧によって矢線１４で示すように、軸部６の下側を通過空間１３の方へ傾けようとする。つまり、前述のように軸部６と部品供給管３は同軸状態であるが、軸部６に対しては偏流空気が当たっている状態となる。このような空気偏流が継続している状態のままで保持ヘッド２が矢線１５の方へ移動すると、わずかに移動した段階で軸部６に対する偏流空気がより一層強く作用し、そのために図４（Ｂ）に示すように、軸部６を傾けようとする力が永久磁石１１の吸引力を上回る状態になり、天井面１０からフランジ部７が離れて、ボルト５全体が傾斜したり落下したりする。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、軸状部品が部品供給管から保持ヘッドに移行したときに、空気の偏流が軸部に作用しないようにした軸状部品の供給装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、進退動作をする供給ロッドに取り付けられた保持ヘッドの円形の保持凹部が部品供給管の出口開口部に合致し、空気搬送によって前記部品供給管を移動してきた軸状部品が前記保持ヘッドに保持され、その後、前記供給ロッドが進出し、軸状部品が前記出口開口部に形成した通過空間を通過して目的箇所へ供給される形式のものにおいて、
前記出口開口部に部品供給管の端部を切り欠いて管端側に開放した状態で排気通路を形成し、前記保持凹部が前記出口開口部に合致しているときに、前記排気通路は、搬送空気流が軸状部品の軸部の下端面に当たり、これによって分散した空気流を前記通過空間と前記排気通路の両方からほぼ均一に流出させる位置に設けられているとともに、保持ヘッドが進出し始めたときに、前記軸部が通過空間に近づいて排気通路から遠ざかった状態で、保持凹部の開口部が出口開口部からずれた位置となって出口開口部が開放された状態が形成され、この開放された状態によって、搬送空気は主として前記排気通路と出口開口部から外部へ流出するように構成したことを特徴とする軸状部品の供給装置である。

前記保持ヘッドが部品供給管の出口開口部に合致し、空気搬送によって部品供給管を移動してきた軸状部品が保持ヘッドに保持される。この状態で搬送空気が軸状部品に吹き当てられても、搬送空気は通過空間と排気通路の両方へ流れるので、軸状部品を部品供給管に対して傾けようとする空気偏流が発生しなくなる。このため、保持ヘッドが進出し始めたとき、保持ヘッドによる軸状部品の保持に支障を来すことが回避でき、軸状部品が保持ヘッドから落下したり、異常な姿勢で軸状部品が保持ヘッドに保持されたりすることがなく、正確な部品供給が確保できる。

また、保持ヘッドが進出し始めたとき、軸部は通過空間に近づくとともに排気通路から遠ざかり、同時に保持ヘッドが出口開口部からずれた位置となって出口開口部が開放された状態になるので、搬送空気は主として排気通路と出口開口部から流出する。したがって、軸部を傾けようとする空気流はわずかな量となり、軸部の傾斜には至らないで、正確な部品姿勢が維持されたまま部品供給がなされる。

装置全体を示す側面図である。 保持ヘッドの部分を示す断面図である。 溶接ガンに装備された状態を示す側面図である。 従来例を示す断面図である。

つぎに、本発明の軸状部品の供給装置を実施するための形態を説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例１を示す。

最初に、供給される軸状部品について説明する。

軸状部品としては、電動モータの回転軸、自動車ボディのドアヒンジ軸、自動車の各部パネルに溶接されるプロジェクションボルトなど種々なものが挙げられる。この実施例では、プロジェクションボルトである。

このプロジェクションボルトは鉄製であり、図４に示したものと同じである。よって、図２においては図４と同じ符号が記載されている。プロジェクションボルト５の各部寸法は、軸部６の直径と長さはそれぞれ５．５ｍｍと２１ｍｍ、フランジ部７の直径と厚さはそれぞれ１３．５ｍｍと１ｍｍ、溶着用突起８の直径と高さはそれぞれ７．５ｍｍと１．３ｍｍである。

つぎに、供給装置全体の構造を説明する。

供給装置全体としては、定置式溶接機に装着されるもの、ロボット装置で動作するＣガンやＸガンに装着されるもの等種々なものがある。図１は、前者の定置式溶接機に装着される場合である。供給装置は符号１００で示されている。

詳しくは図示していないが、定置式溶接機２００は、床から起立している支柱１７に水平方向に延びている支持アーム１８が固定され、この支持アーム１８に固定電極１９が取り付けられている。固定電極１９の中央部に鉛直方向の受入孔２０が形成され、供給装置１００の動作により受入孔２０にボルト５の軸部６が挿入される。したがって、ボルト５の供給の目的箇所は、受入孔２０である。

静止部材２１は、支柱１７または支柱１７に一体化された部材である。この静止部材２１に支持部材２２が固定されている。挿入駆動手段である挿入エアシリンダ２３内をピストン２４が摺動し、そのピストンロッド２５が支持部材２２に固定されている。ピストン２４は静止状態であり、ピストン２４の上側に上昇室２６、下側に下降室２７が形成されている。上昇室２６または下降室２７に作動空気が供給されると、挿入エアシリンダ２３が相対的に進退する。この進退方向は鉛直方向に設定してある。符号２８、２９は、上昇室２６と下降室２７に接続されている作動空気の給排通路管である。

挿入エアシリンダ２３は、鉛直方向に延びている支持基部材３１にボルト付けなどで固定されている。この支持基部材３１は、枠状部材や板状部材などで形成されるが、ここでは後者の板状部材であり、分厚いステンレス鋼製の板材で作られている。

支持基部材３１の上部に、進退駆動手段であるエアシリンダ３２が斜め方向の姿勢で固定されている。このエアシリンダ３２のピストンロッドが供給ロッドである。供給ロッドの先端に固定されている保持ヘッドは、図４において説明したものと同じなので、図１〜図３の保持ヘッドには図４と同じ符号を記載して、各部の詳細な構造の説明は省略してある。

保持ヘッドの機能は軸状部品を保持して目的箇所へ移送するものであるから、図２に示した構造態様以外に、種々なものを採用することができる。たとえば、フランジ部７を板ばねで挟み付けてボルト保持をするものや、フランジ部７を空気吸引で保持するもの等が採用できる。

パーツフィーダ３３からボルト５が１本ずつ送出されるようになっており、そのために搬送空気の噴射ノズル３４が配置してある。この噴射空気によって送出されたボルト５は、ウレタン樹脂などで作られた供給ホース３５を通って保持ヘッド２に供給される。

搬送空気で搬送されたボルト５は、供給ホース３５内を高速で移送されて保持ヘッド２の天井面１０で受け止められるので、天井面１０には大きな衝撃力が作用する。このため、天井面１０に圧痕が形成されて、フランジ部７が正しい姿勢で天井面１０に着座できなくなる虞がある。このような問題を回避するために、停止通過ユニット３６を設けて、高速で移送されてくるボルト５を一旦停止し、天井面１０に対する衝撃を緩和するようになっている。

つぎに、停止通過ユニットについて説明する。

断面矩形の細長いケース本体３７が支持基部材３１に固定され、その内部に断面矩形の摺動空間３８が形成されている。この摺動空間３８内に、断面矩形の細長い開閉部材３９が進退自在な状態ではめ込んである。開閉部材３９に中実の停止部４０と、孔によって形成された通過部４１が設けてある。開閉部材３９を進退させるエアシリンダ４２が支持基部材３１に固定され、そのピストンロッド４３が開閉部材３９に結合してある。エアシリンダ４２やケース本体３７の配置姿勢は、開閉部材３９が水平方向に進退するように設定してある。

入口側の部品供給管４４に前記供給ホース３５が接続してあり、出口側の部品供給管が前述の部品供給管３である。部品供給管４４と部品供給管３は同軸上に配置してあり、摺動空間３８に開口している。図１（Ｂ）に示すように、停止部４０が部品供給管４４と部品供給管３に合致して両部品供給管４４と３が遮断されているときに、ボルト５が２点鎖線図示のように搬送空気で移行してくると、ボルト５は停止部４０で一旦停止し衝撃力がここで受け止められる。

ついで、エアシリンダ４２の動作で開閉部材３９が右方へ移動して通過部４１が部品供給管４４と３に合致すると、ボルト５は搬送空気によって保持ヘッド２に低速で送り込まれ、フランジ部７が天井面１０に着座する。この状態でボルト５は、永久磁石１１で吸引されて落下しないようになる。

軸部６の先端部が受入孔２０に進入した段階で軸部６全体を受入孔２０内に挿入するために、空気噴射を利用するようになっている。保持ヘッド２に空気通路４５が形成され、その一端が収容凹部１２に開口し、他端に伸縮可能なコイル状の空気ホース４６が接続され、止め金具１６を経て空気切換弁（図示していない）に接続されている。

つぎに、部品供給動作を説明する。

図１および図２は、保持ヘッド２が部品供給管３の出口開口部４に合致し、空気搬送によって部品供給管３を移動してきたボルト５が保持ヘッド２の天井面１０に吸引保持がなされている状態を示している。ここでエアシリンダ３２が動作して供給ロッド１が進出し、軸部６の下端部が通過空間１３を通り抜け、軸部６が受入孔２０と同軸になった箇所で停止する。ついで、挿入エアシリンダ３３の下降室２７に作動空気が供給されると、シリンダ２３、支持基部材３１、エアシリンダ３２、保持ヘッド２、軸部６が一体になって下降し、軸部６の先端部が受入孔２０に進入する。これと同時に、空気通路４５から空気噴射がなされて、永久磁石１１の吸引力を上回った空気押し出し力でボルト５が受入孔２０内へ挿入されて、ボルト供給が完了する。

図示していないが、ボルト５が受入孔２０内に挿入されると、ついで鋼板部品が溶着用突起８の上に載せられ、その後、可動電極が進出してきて鋼板部品を加圧し、溶接電流が通電されて溶接が完了する。

供給ロッド１は矢線１５で示すように、斜め上方へ進出するようになっているが、これを図２や図４の２点鎖線で示すように、水平方向の矢線３０で示す方向へ送出してもよい。

つぎに、排気通路について説明する。

図４（Ｂ）に示したようなボルト５の異常姿勢を防止するために、排気通路が設けられている。この排気通路の設置態様には種々なものがあるが、先ずは、図２（Ｂ）に示したものを説明する。前述の通り通過空間１３は軸部６が送出される側の部品供給管３の端部に形成されている。（Ｂ）図のものは、この通過空間１３の反対側、すなわち軸部６の送出方向（矢線４８の方向）とは逆の側の部品供給管３の端部を切り欠いて管端側に開放した状態で形成してある。符号４７が排気通路を示している。

図２（Ａ）に示すように、保持ヘッド２の円形の保持凹部９が部品供給管３の出口開口部４に合致しているときには、噴射ノズル３４からの搬送空気流が軸部６の下端面に当たり、これによって分散した空気流は通過空間１３と排気通路４７の両方からほぼ均一に流出する。したがって、このときには軸部６を傾ける力成分が存在しないので、図４にしたがって述べたようなボルト５の傾き現象は発生しない。

さらに、保持ヘッド２が進出し始めたとき、軸部６は通過空間１３に近づくとともに排気通路４７から遠ざかり、同時に保持ヘッド２、すなわち保持凹部９の開口部が出口開口部４からずれた位置となって出口開口部４が開放された状態になるので、搬送空気は主として排気通路４７と出口開口部４から外部へ流出する。したがって、軸部６を傾けようとする空気流はわずかな量となり、軸部６の傾斜に至ることがなく、ボルト５は正しい姿勢で保持ヘッド２に保持された状態で目的箇所である受入孔２０に供給される。

図２（Ｃ）に示した排気通路４７は２つ設けたもので、通過空間１３と２つの排気通路４７が１２０度間隔で形成されている。また、図２（Ｄ）に示した排気通路４７は３つ設けたもので、通過空間１３と３つの排気通路４７が９０度間隔で形成されている。搬送空気が分散して排気通路４７や通過空間１３から流出する現象は、（Ｂ）に示したものと同様であるが、排気通路４７が複数設けてあることによって、軸部６に対する空気偏流を一層少なくすることができる。

つぎに、空気流について説明する。

上記実施例では、ボルト５に吹き当たる空気流は、噴射ノズル３４からの空気流が停止通過ユニット３６の通過部４１を経たもので、噴射ノズル３４からの空気流が、供給ロッド１が進出し始めるときにも継続しているような空気制御とされている。他方、噴射ノズル３４からの空気噴射を、ボルト５が保持ヘッド２に保持された時点で停止する場合もある。このような噴射制御がなされている場合であっても、噴射ノズル３４からの空気はボルト５の搬送方向の後方側において、供給ホース３５内で圧縮された状態となる。このため、空気噴射を停止した後も、圧縮空気の膨張現象で保持ヘッド２の移動開始直後に空気流として存続した現象が発生する。

ボルト５が保持ヘッド２に到達した後においても、空気流が継続している要因として、上述のような現象がある。上記実施例では、空気流が存在している要因にかかわらず、空気偏流による弊害を回避している。

つぎに、本供給装置がロボット装置で動作するものを説明する。

図３は、ロボット装置４９にＣ型ガン５０が結合されている場合である。上アーム部材の先端に可動電極５２が設けられ、下アーム部材５３に前述のものと同じ固定電極１９が取り付けられ、前述のものと同様の受入孔２０が設けてある。下アーム部材５３に下方に延びた取り付け片５４が設けられ、ここに図１（Ａ）に示した供給装置１００が取り付けてある。取り付け片５４は、図１における静止部材２１に相当している。

受入孔２０にボルト５が供給されると、ロボット装置４９の動作で相手方の鋼板部品の所定位置にＣ型ガン全体が移動し、その後、可動電極５２で溶着用突起８に鋼板部品が加圧されて、通電・溶接がなされる。

上記実施例では、保持ヘッド２が矢線１５で示す斜め上方に進出するものであるが、図２に２点鎖線で示すように、矢線３０で示す水平方向に進出させるものであってもよい。

なお、上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。また、上記各種の永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。

上述の供給ロッドの進退動作や空気噴射などの動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

前記保持ヘッド２が部品供給管３の出口開口部４に合致し、空気搬送によって部品供給管３を移動してきたプロジェクションボルト５が保持ヘッド２に保持される。この状態で搬送空気がボルト５に吹き当てられても、搬送空気は通過空間１３と排気通路４７の両方へ流れるので、ボルト５を部品供給管３に対して傾けようとする空気偏流が発生しなくなる。このため、保持ヘッド２が進出し始めたとき、保持ヘッド２によるボルト５の保持に支障を来すことが回避でき、ボルト５が保持ヘッド２から落下したり、異常な姿勢でボルト５が保持ヘッド２に保持されたりすることがなく、正確な部品供給が確保できる。

また、保持ヘッド２が進出し始めたとき、軸部６は通過空間１３に近づくとともに排気通路４７から遠ざかり、同時に保持ヘッド２が出口開口部４からずれた位置となって出口開口部４が開放された状態になるので、搬送空気は主として排気通路４７と出口開口部４から流出する。したがって、軸部６を傾けようとする空気流はわずかな量となり、軸部６の傾斜には至らないで、正確なボルト姿勢が維持されたままボルト供給がなされる。

停止通過ユニット３６の停止部４０でボルト５が一旦停止ししているときには、ボルト５の後方側の空気ホース内空気圧が上昇しているので、通過部４１が開通しても、圧縮空気の膨張によって空気流が継続している。停止通過ユニット３６を使用している場合には、この継続流がボルト５の保持姿勢を狂わせるのであるが、上記実施例では排気通路４７を配置することによって、ボルト５の保持姿勢を健全に維持することが可能である。

ボルト５のフランジ部７が保持ヘッド２の天井面１０に永久磁石１１の吸引力で着座しているとともに、空気噴射でボルト５を保持ヘッド２から受入孔２０内へ送出する場合には、空気圧を低くして使用空気量を節約するために、永久磁石の吸引力を小さくすることが行われる。このような場合には、ボルト５に対する偏流空気流がわずかであっても、ボルト５が異常傾斜をするおそれがある。上記実施例では排気通路４７を配置することによって、上記フランジ吸着の場合であっても、前記偏流空気の発生を回避できるので、噴射空気量をできるだけ少なくして、経費を節減することができる。

上述のように、本発明の装置によれば、軸状部品が部品供給管から保持ヘッドに移行したときに、空気の偏流が軸部に作用しないようにしたものであるから、保持ヘッドに対する軸状部品の保持姿勢を適正に維持することができる。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

１ 供給ロッド
２ 保持ヘッド
３ 部品供給管
４ 出口開口部
５ 軸状部品、プロジェクションボルト
６ 軸部
７ フランジ部
８ 溶着用突起
９ 保持凹部
１０ 天井面
１１ 永久磁石
１２ 収容凹部
１３ 通過空間
１９ 固定電極
２０ 受入孔
３４ 噴射ノズル
３５ 供給ホース
３６ 停止通過ユニット
４５ 空気通路
４７ 排気通路
１００ 供給装置
２００ 定置式溶接機

Claims (1)

1. 進退動作をする供給ロッドに取り付けられた保持ヘッドの円形の保持凹部が部品供給管の出口開口部に合致し、空気搬送によって前記部品供給管を移動してきた軸状部品が前記保持ヘッドに保持され、その後、前記供給ロッドが進出し、軸状部品が前記出口開口部に形成した通過空間を通過して目的箇所へ供給される形式のものにおいて、
   前記出口開口部に部品供給管の端部を切り欠いて管端側に開放した状態で排気通路を形成し、前記保持凹部が前記出口開口部に合致しているときに、前記排気通路は、搬送空気流が軸状部品の軸部の下端面に当たり、これによって分散した空気流を前記通過空間と前記排気通路の両方からほぼ均一に流出させる位置に設けられているとともに、保持ヘッドが進出し始めたときに、前記軸部が通過空間に近づいて排気通路から遠ざかった状態で、保持凹部の開口部が出口開口部からずれた位置となって出口開口部が 開放された状態が形成され、この開放された状態によって、搬送空気は主として前記排気通路と出口開口部から外部へ流出するように構成したことを特徴とする軸状部品の供給装置。

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