JP6627094B2

JP6627094B2 - ボルトのセット不良検出機能付き電極装置

Info

Publication number: JP6627094B2
Application number: JP2016026370A
Authority: JP
Inventors: 蕗澤　武夫; 武夫蕗澤
Original assignee: Shinkokiki Co Ltd
Current assignee: Shinkokiki Co Ltd
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2020-01-08
Anticipated expiration: 2036-01-27
Also published as: JP2017131965A

Description

本発明は、スポット溶接機でワークにボルトを溶接する際に軸部の長さが所定の長さのボルトが供給されているか否かを検出するボルトのセット不良検出機能付き電極装置に関するものである。

従来、ナットやボルトのセット不良検出機能付き電極装置として、特許文献１に示すように、筒状の下部電極本体の上端部にガイドピンを設け、下端部にシリンダーを設けるとともに、ガイドピンとシリンダーの間にガイドロッドを介在させ、このシリンダーの下方部には溶接時におけるシリンダーロッドの下降量を測定する測長ユニットを設けて、シリンダーを動作してガイドピンを上昇させた後に、ナットのねじ穴をガイドピンに嵌め込み、上部電極が下降し、ガイドピンを押し下げた下降量を測長ユニットにて検出し、下降量が所定値であれば正常と判定し、下降量が所定値より大きい場合、或いは小さい場合はセット不良と判定していた。

また、このようなナットのセット不良検出機能付き電極装置を用いてボルトのセット不良を検出するには、図４に示すように、ガイドピンの代りにボルト保持部材５１を設け、図４（イ）に示すようにボルト保持部材５１が下降した状態にてボルト５２の軸部５２ａを下部電極本体５３の貫通孔５４に嵌め込み、シリンダーを動作してボルト保持部材５１を上昇し、図４（ロ）に示す状態にて、上部電極５５を下降して、ボルト５２の頭部５２ｂを押圧してボルト５２を、図４（ハ）の溶接位置まで押し込み加圧する。このとき図４（ロ）の位置から、図４（ハ）の位置までのボルト保持部材５１の下降量を測長ユニットにて検出し、軸部の長さが所定のボルトがセットされているか否かを判定するようにしていた。

特開２００６−０２１２２６号公報

発明が解決しようとする課題

前記のものでは、ナットのセット不良検出機能付き電極装置では問題ないが、ボルトのセット不良検出機能付き電極装置として利用するには、ボルト軸部の長さに合わせて、ボルト保持部材の長さも変更しているが、溶接するボルトを、軸部の長さが異なるボルトに変更する毎にボルト保持部材を交換しなければならないため、ボルト保持部材の長さを変えずに軸部の長さが異なるボルトを判定しようとすると、軸部の長さが長いボルトに用いられるボルト保持部材にて軸部の長さが短いボルトのセット不良を判定しようとすると、設定時間内にボルト保持部材がボルトに届かず、セット不良の判定ができず、そのため、ボルト保持部材の上昇速度を早くすると、軸部の長さが短いボルトでは問題ないが、軸部の長さが長いボルトでは、ボルト保持部材が上昇したときに、ボルトが下部電極本体から飛び出し下部電極本体から外れて落下するという問題があった。

本発明は、前記のような問題を解決し、ボルト保持部材を交換しなくても、軸部の長さが短いボルトはもとより、軸部の長さが長いボルトでも下部電極本体から外れて落下する恐れのないボルトのセット不良検出機能付き電極装置を提供することを目的になされたものである。

課題を解決するための手段

上記課題を解決するためになされた本発明のボルトのセット不良検出機能付き電極装置は、筒状の下部電極本体の貫通孔の上部にボルト保持部材を設け、下部電極本体の下端部にシリンダーを設けるとともに、該シリンダーのシリンダーロッドとボルト保持部材を連動させ、シリンダーの下方部にシリンダーロッドの下降量を測定する検出ユニットを設け、シリンダーロッドの上昇により下部電極本体にセットされたボルトを上昇させた基準点から、上部電極の下降によりボルト頭部を押圧してボルトを下降してボルトの頭部をワークに接触させた位置までのシリンダーロッドの下降量を検出して、ボルトのセット不良であるか否かを判定するボルトのセット不良検出機能付き電極装置において、前記シリンダーロッドの上昇によりボルト保持部材が上端部に達するとほぼ同時に上部電極がボルトの頭部に接触することを特徴とするものである。

前記シリンダーを動作する少なくとも２系統の排気路を有し、該排気路を切替えてシリンダーを動作させるものであることが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。

前記シリンダーを動作する少なくとも２系統の空気供給路を有し、該２系統の空気供給路を切替えてシリンダーに圧縮空気を供給するものであることが好ましく、これを請求項３に係る発明とする。

発明の効果

請求項１の発明では、シリンダーロッドの上昇によりボルト保持部材が上端部に達するとほぼ同時に上部電極がボルトの頭部に接触するようにしたので、ボルト保持部材を交換しなくても、軸部の長さが短いボルトはもとより、軸部の長さが長いボルトでも、シリンダーロッドの上昇によりボルトが下部電極本体から飛び出すのを阻止し、ボルトが下部電極本体から外れて落下する恐れがないという効果がある。

請求項２の発明では、シリンダーを動作する少なくとも２系統の排気路を有し、該排気路を切替えてシリンダーを動作させることにより、軸部の長さが異なるボルトをシリンダーから排気する排気量を調整することなく溶接ができるという効果がある。

請求項３の発明では、シリンダーを動作する少なくとも２系統の空気供給路を有し、該２系統の空気供給路を切替えてシリンダーに圧縮空気を供給することにより、軸部の長さが異なるボルトをシリンダーへ供給する空気圧を調整することなく溶接ができるという効果がある。

本発明の実施の形態を示す断面図。図１において軸部の長さが長いボルトの動作を説明する断面図。図１において軸部の長さが短いボルトの動作を説明する断面図。従来のボルトのセット不良検出機能付き電極装置の断面図。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図１乃至図３に基づいて説明すると、図１において、１は筒状の下部電極本体であり、下部電極本体１は電極部２と、電極ホルダー３とストレートホルダー４から構成されている。尚、電極部２は基電極５と交換電極６と基電極５に交換電極６を取付ける取付け部材７と、絶縁部材８とで構成されている。

９は下部電極本体１の貫通孔１０の上部に設けられたボルト保持部材であり、１１は下部電極本体１の下端部に設けられたシリンダーである。該シリンダー１１のシリンダーロッド１２とボルト保持部材９との間に連動ロッド１３が介在され、シリンダーロッド１２とボルト保持部材９が連動するようになっている。

１４はシリンダー１１の下方部に設けられ、シリンダーロッド１２の下降量を測定するポテンショメータ等の検出ユニットであり、検出ユニット１４の測定値が、予め設定した基準値の範囲内にあるか否かを判別することにより、セットされたボルトの軸部の長さが所定のものであるか否かを判別する。

１５はシリンダー１１を動作するための排気路１６に設けられたチェンジバルブであり、チェンジバルブ１５により第１の排気路１７とこの第１の排気路１７より排気量の大きい第２の排気路１８との、排気量の異なる２系統の排気路１７、１８を切替えることによりシリンダー１１のシリンダーロッド１２の上昇速度を変える。尚、シリンダー１１は図示されていない空気源より供給路１９により圧縮空気を供給するとともに、排気路１６から排気することによりシリンダーロッドを動作する。

次に図２に基づき軸部２０ａの長さが長いボルト２０を溶接するための動作を説明すると、チェンジバルブ１７はシリンダー１１の排気が、第１の排気路１７により排気されるようになっており、ボルト２０の軸部２０ａが下部電極本体１の貫通孔１０に挿入され、下部電極本体１にボルト２０がセットされた図２（イ）の状態から、シリンダー１１の供給路１９から圧縮空気が供給されるとともに、第１の排気路１７から排気されることにより、シリンダーロッド１２が上昇し、それに伴いボルト保持部材９が上昇するとともに上部電極２１が下降し、ボルト保持部材９が上端部に達するとほぼ同時に上部電極２１がボルト２０の頭部２０ｂに接触して図２（ロ）の状態になるように、圧縮空気の供給路１９から供給される圧縮空気に対して、第１の排気路１７から排気される排気量を調整することにより、シリンダーロッド１２の上昇速度を調整している。尚、ボルト保持部材９が上端に達するより前に、上部電極２１がボルト２０の頭部２０ｂに接触するように調整することが好ましい。

この後、上部電極２１はさらに下降して、ボルト２０の頭部２０ｂがワーク２２に接触加圧して図２（ハ）の状態になり、上部電極２１、ボルト２０、ワーク２２、および下部電極本体１に電流が流れ、ボルト２０をワーク２２に溶接する。

また、前記の軸部２０ａの長さが長いボルト２０の溶接作業終了後、軸部２３ａの長さがが短いボルト２３を溶接する場合には、図３（イ）、図３（ロ）に示すようにボルト保持部材９の上昇量は前記の軸部の長さが長いボルト２０の場合よりも大きいため、ボルト保持部材９を高速で上昇させないと設定時間内にボルト保持部材がボルト２３に届かないため、シリンダーロッド１２の上昇速度を早くして、ボルト保持部材９の上昇速度を早くするため、チェンジバルブ１５を切替えて、第１の排気路１７より排気量の大きい第２の排気路１８からシリンダー１１の空気を排気するのであるが、排気量の大きい第２の排気路１８の排気量を、図３（ロ）のようにボルト保持部材９が上端部に達するとほぼ同時に上部電極２１がボルト２３の頭部２３ｂに接触するように調整しておくことにより、軸部の長さが長いボルト２０の溶接作業終了後、チェンジバルブ１５を切り替えて第２の排気路１８からシリンダー１１の空気を排気することにより、排気量の調節することなく軸部２３ａの長さが短いボルト２３の溶接ができる。

次に、ボルトのセット不良検出方法について、軸部２０ａの長さが長いボルト２０にて説明すると、検出ユニット１４は、図２（ロ）のボルト２０の頭部２０ｂに上部電極２１が接触した状態のシリンダーロッド１２の位置を基準点として、図２（ハ）のボルト２０の頭部２０ｂがワーク２２に接触するまでの、基準点に対する相対値である下降量を測定し、その測定値が設定値の範囲であれば軸部２０ａの長さが所定のボルト２０がセットされていると判定し、測定値が設定値の範囲より小さいときには軸部の長さが短いボルトがセットされていると判定し、測定値が所定の範囲より大きい場合には軸部の長さが長いボルトがセットされていると判定する。また、測定値が０である場合にはボルトの欠品と判定する。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、シリンダーロッド１２の上昇速度の調整を、排気路１６の排気量を変えることにより行っているが、排気路１６の排気量を一定にし、供給路１９に第１の空気源と第１の空気源より高圧の圧縮空気を供給する第２の空気源との２系統の空気供給路を、チェンジバルブ１５を介して接続し、２系統の空気供給路を切替えて、供給する圧縮空気の空気圧を変えて行っても良い。

以上のように本発明では、シリンダーロッド１２の上昇によりボルト保持部材９が上端部に達するとほぼ同時に上部電極２１がボルト２０、２３の頭部２０ｂ、２３ｂに接触するようにしたので、ボルト保持部材９を交換しなくても、軸部２３ａの長さが短いボルト２３はもとより、軸部２０ａの長さが長いボルト２０でも、シリンダーロッド１２の上昇によりボルト２０、２３が下部電極本体１から飛び出すのを阻止し、ボルト２０、２３が下部電極本体１から外れて落下する恐れがない。

また、シリンダー１１を動作する少なくとも２系統の排気路１７、１８を有し、該排気路１７、１８を切替えてシリンダー１１を動作させることにより、軸部の長さが異なるボルトをシリンダーから排気する排気量を調整することなく溶接ができる。

さらに、シリンダー１１を動作する少なくとも２系統の空気供給路を有し、該２系統の空気供給路を切替えてシリンダー１１に圧縮空気を供給することにより、軸部２０ａ、２３ａの長さが異なるボルト２０、２３をシリンダー１１へ供給する空気圧を調整することなく溶接ができる。

１：下部電極本体
９：ボルト保持部材
１０：貫通孔
１１：シリンダー
１２：シリンダーロッド
１４：検出ユニット
１５：チェンジバルブ
１６：排気路
１７：第１の排気路
１８：第２の排気路
１９：空気供給路
２０：軸部の長さが長いボルト
２０ａ：軸部
２０ｂ：頭部
２２：ワーク
２３：軸部の長さが短いボルト
２３ａ：軸部
２３ｂ：頭部

Claims

筒状の下部電極本体の貫通孔の上部にボルト保持部材を設け、下部電極本体の下端部にシリンダーを設けるとともに、該シリンダーのシリンダーロッドとボルト保持部材を連動させ、シリンダーの下方部にシリンダーロッドの下降量を測定する検出ユニットを設け、シリンダーロッドの上昇により下部電極本体にセットされたボルトを上昇させた基準点から、上部電極の下降によりボルト頭部を押圧してボルトを下降してボルトの頭部をワークに接触させた位置までのシリンダーロッドの下降量を検出して、ボルトのセット不良であるか否かを判定するボルトのセット不良検出機能付き電極装置において、前記シリンダーロッドの上昇によりボルト保持部材が上端部に達するとほぼ同時に上部電極がボルトの頭部に接触することを特徴としたボルトのセット不良検出機能付き電極装置。
前記シリンダーを動作する少なくとも２系統の排気路を有し、該排気路を切替えてシリンダーを動作させることを特徴とした請求項１記載のボルトのセット不良検出機能付き電極装置。
前記シリンダーを動作する少なくとも２系統の空気供給路を有し、該２系統の空気供給路を切替えてシリンダーに圧縮空気を供給することを特徴とした請求項１記載のボルトのセット不良検出機能付き電極装置。