JPH07124753A - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏荷重に対して円滑な加圧動作を確保すると
ともに、加圧機構の小型、軽量化を図る。 【構成】 フレーム２側に固定されるサーボモータ６に
より回転駆動されるピニオン７を、電極チップ１１が取
付けられるラック９と噛合わせ、ラック９をフレーム２
側に固定された直線運動軸受８に摺動自在に保持させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータの回転を
利用して被溶接物を加圧する抵抗溶接装置に関し、とく
に偏荷重に対して円滑な加圧動作を確保することが可能
な抵抗溶接装置の加圧機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータの回転により電極チップを移動さ
せ、被溶接物の加圧を行う抵抗溶接装置は、たとえば特
開昭６３−１９９０８６号公報に開示されている。ま
た、電極チップの位置のフィードバック制御を行うため
に、サーボモータによりボールネジを回転駆動させ、こ
れにより電極チップを移動させる抵抗溶接装置が考えら
れている。電極チップをサーボモータにて移動させるこ
とは、電極チップの位置を常時把握することができると
ともに、電極チップによる加圧制御が容易になり、抵抗
溶接の自動化に大きく寄与することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特開昭
６３−１９９０８６号公報の装置のように電極チップを
モータと連結されるネジの回転によって移動させる場合
や、サーボモータによりボールネジを回転させて電極チ
ップを移動させる場合は、ネジに大きな偏心荷重が作用
すると、ネジの曲げ変形によるかじり現象により、ネジ
が回転できなくなり、加圧動作が不可能になるという問
題がある。

【０００４】また、とくにボールネジを用いた加圧機構
においては、ボールネジと螺合するナットが多数のボー
ルを有していることから、ナットが大きくなり加圧機構
が大型化する。溶接ガンでは、加圧機構の大型化は、ロ
ボットの可搬重量に大きく影響するので、加圧機構はで
きるだけ小型、軽量化することが望まれる。

【０００５】本発明は、偏荷重に対して円滑な加圧動作
を確保するとともに、加圧機構を小型、軽量化すること
が可能な抵抗溶接装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の抵抗溶接装置は、つぎのように構成されている。 （１）フレーム側に固定されるサーボモータと、前記サ
ーボモータにより回転駆動されるピニオンと、前記ピニ
オンと噛合わされ、被溶接物を加圧するための電極チッ
プが取付けられるラックと、前記フレーム側に固定さ
れ、前記ラックを前記加圧方向に摺動自在に保持する直
線運動軸受と、を備えたことを特徴とする抵抗溶接装
置。 （２）フレーム側に固定されるサーボモータと、前記サ
ーボモータにより駆動されるカムと、前記カムと摺動可
能に接触し、被溶接物を加圧するための電極チップが取
付けられるシャフトと、前記フレーム側に設けられ、前
記シャフトを前記加圧方向に摺動自在に保持する保持部
と、前記シャフトを加圧方向と逆方向を付勢する付勢手
段と、を備えたことを特徴とする抵抗溶接装置。

【０００７】

【作用】

（１）請求項１の抵抗溶接装置においては、サーボモー
タによりピニオンが回転駆動され、ピニオンと噛合わさ
れるラックがピニオンの回転により移動する。ラックに
は、電極チップが取付けられているので、ラックの移動
により被溶接物は電極チップによって加圧される。ピニ
オンは、ラックの噛合い方向に回転することが可能であ
るので、被溶接物の加圧時にラックに曲げ荷重が作用し
ても、ピニオンとラックにはネジのような曲げによるか
じり現象は生じない。したがって、ラックは曲げ荷重に
対しても円滑に移動し、円滑な加圧動作が確保される。
また、ボールネジのナットのような大型部品が不要とな
るので、加圧機構の小型、軽量化が可能となる。 （２）請求項２の抵抗溶接装置においては、サーボモー
タによりカムが回転駆動され、カムと接触するシャフト
がカムの回転による押圧により軸方向に移動する。シャ
フトには、電極チップが取付けられているので、シャフ
トの移動により被溶接物は電極チップにより加圧され
る。シャフトとカムは、摺接可能に接触しているので、
被溶接物の加圧時にシャフトに曲げ荷重が作用しても、
シャフトの変位はシャフトとカムとの摺接により吸収さ
れ、ネジのような曲げによるかじりは生じない。したが
って、シャフトは曲げ荷重に対しても円滑に移動し、円
滑な加圧動作が確保される。また、請求項１と同様にボ
ールネジのナットのような大型部品が不要となることか
ら、加圧機構の小型、軽量化が図れる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係る抵抗溶接装置の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。

【０００９】第１実施例 図１は、本発明の第１実施例を示しており、とくにポー
タブルスポット溶接装置の溶接ガンに適用した場合を示
している。図１において、１は抵抗溶接装置の溶接ガン
を示している。溶接ガン１は、図示しないロボットによ
り予めティーチングされた位置に遂次位置決めされるよ
うになっている。溶接ガン１のフレーム２の下部には、
ホルダ３が取付けられている。ホルダ３には、電極チッ
プ４が装着されている。

【００１０】溶接ガン１のフレーム２の上部には、サー
ボモータ６が取付けられている。サーボモータ６には、
減速機（図示略）が内蔵されている。サーボモータ６の
回転軸には、サーボモータ６の回転量を検出するエンコ
ーダ（図示略）が連結されている。サーボモータ６の減
速機の出力軸６ａには、ピニオン７が取付けられてい
る。フレーム２には、直線運動軸受としてのリニアガイ
ド（すべり軸受）８が取付けられている。リニアガイド
８は、固定部８ａと摺動部８ｂとから構成されている。
固定部８ａは、フレーム２に固定されており、摺動部８
ｂは固定部８ａに摺動自在に装着されている。

【００１１】リニアガイド８の摺動部８ｂには、ラック
９が取付けられている。ラック９の歯部９ａは、ピニオ
ン７と噛合わされている。ラック９の下端部には、ホル
ダ１０が取付けられている。ホルダ１０には、電極チッ
プ１１が装着されている。ラック９の下部は、フレーム
２に形成された保持部１２により、摺動自在に保持され
ている。ラック９は、昇降する際には、リニアガイド８
と保持部１２の摺接により前後左右方向の位置ずれが規
制されるようになっている。

【００１２】つぎに、第１実施例における作用について
説明する。溶接ガン１が図示しないロボットによって所
定の位置に位置決めされると、サーボモータ６が回転し
ピニオン７が回転駆動される。ピニオン７は、ラック９
の歯部９ａと噛合わされているので、ピニオン７の回転
により、ラック９は加圧方向に移動を開始し、被溶接物
３０が電極チップ４と電極チップ１１とにより挾持され
る。被溶接物３０が両電極チップ４、１１により挾持さ
れた状態では、サーボモータ６の負荷が増加し、サーボ
モータ６のモータ電流が増加する。このサーボモータ６
のモータ電流を制御することにより、被溶接物３０は所
定の加圧力で加圧される。

【００１３】ここで、ラック９の軸心と電極チップ１１
の軸心とが偏心している場合は、被溶接物３０の加圧時
にラック９には曲げ荷重が作用し、ラック９は曲げ荷重
によって僅かに弾性変形する。ピニオン７は、ラック９
の噛合い方向に回転可能となっているので、ラック９が
曲げ荷重によって曲げ方向に弾性変形しても、ラック９
とピニオン７にはネジのようなかじり現象は生じない。
また、ラック９を支持するリニアガイドは直線的に摺接
するだけであるので、同様にネジのようなかじり現象は
生じない。

【００１４】したがって、ラック９は曲げ荷重に対して
も円滑に移動し、円滑な加圧動作が確保される。また、
ボールネジのナットのような大型部品も不要となること
から、加圧機構の小型、軽量が可能となり、ロボットの
可搬重量を軽減することができる。

【００１５】第２実施例 図２は、本発明の第２実施例を示している。第２実施例
が第１実施例と異なるところは、加圧機構における一部
の構成のみであり、その他の部分は第１実施例に準じる
ので、準じる部分に第１実施例と同一の符号の付すこと
により、準じる部分の説明を省略し、異なる部分につい
のみ説明する。

【００１６】図２において、サーボモータ６の減速機の
出力軸６ａには、カム２１が取付けられている。溶接ガ
ン１のフレーム２の上部には、保持部２２が形成されて
いる。保持部２２には、シャフト２３が摺動自在に嵌合
されている。シャフト２３の下端部には、電極チップ１
１が装着されたホルダ１０が取付けられている。カム２
１のカム面２１ａは、常時シャフト２３の頂面２３ａと
接触している。シャフト２３の外周には、シャフト２３
を加圧方向と逆方向に付勢する付勢手段としての圧縮コ
イルバネ２４が設けられている。

【００１７】シャフト２３は、カム２１の正回転方向
（矢印方向）の回動により押し下げられるようになって
いる。シャフト２３は、カム２１の逆回転方向の回動時
に圧縮コイルバネ２４の付勢力によって押し上げられる
ようになっている。カム２１は、連続して一方向に回転
しつづけるものではなく、シャフト２３を押し下げ被溶
接物３０を加圧した後は、逆回転するようになってい
る。

【００１８】このように構成された第２実施例において
は、溶接ガン１がロボット（図示略）によって所定の位
置に位置決めされると、サーボモータ６が回転し、カム
２１が回転駆動される。シャフト２３の頂面２３ａはカ
ム２１のカム面２１ａと接触しているので、カム２１の
回動によりシャフト２３が押し下げられ、被溶接物３０
は電極チップ４と電極チップ１１とにより挾持される。
被溶接物３０が両電極チップ４、１１により挾持された
状態では、サーボモータ６の負荷が増加し、サーボモー
タ６のモータ電流が増加する。このサーボモータ６のモ
ータ電流を制御することにより、被溶接物３０は所定の
加圧力で加圧される。

【００１９】ここで、シャフト２３の軸心と電極チップ
１１の軸心とが偏心している場合は、被溶接物３０の加
圧時にシャフト２３には曲げ荷重が作用し、シャフト２
３は曲げ荷重によって僅かに弾性変形するが、シャフト
２３とカム２１は摺接可能に接触しているので、シャフ
ト２３の曲げ方向の変位量はシャフト２３とカム２１と
の摺接により吸収される。したがって、シャフト２３と
カム２１にはボールネジのように曲げによるかじり現象
は生じなくなり、シャフト２３は曲げ荷重に対しても円
滑に移動する。その他の作用は、第１実施例に準じる。

【００２０】上記各実施例においては、ポータブルスポ
ット溶接装置の溶接ガン１の加圧機構に適用した場合に
ついて説明したが、溶接ガンに限定されることはなく、
定量式のスポット溶接装置の加圧機構にも適用可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。 （１）請求項１の抵抗溶接装置においては、フレーム側
に固定されるサーボモータにより回転駆動されるピニオ
ンを、電極チップが取付けられるラックと噛合わせ、ラ
ックをフレーム側に固定された直線振動軸受に摺動自在
に保持させるようにしたので、被溶接物の加圧時にラッ
クに曲げ荷重が作用しても、ラックとピニオンには曲げ
によるかじり現象は生じることはなく、曲げ荷重に対し
てラックを円滑に移動させることができ、円滑な加圧動
作を得ることができる。 （２）請求項２の抵抗溶接装置においては、フレーム側
に固定されるサーボモータにより駆動されるカムを、電
極チップが取付けられるシャフトと摺動可能に接触さ
せ、このシャフトをフレーム側に設けられた保持部に摺
動自在に保持させるとともに、シャフトを付勢手段によ
って加圧方向と逆方向に付勢するようにしたので、被溶
接物の加圧時にシャフトに曲げ荷重が作用しても、シャ
フトとカムとには曲げによるかじり現象は生じることは
なく、曲げ荷重に対してシャフトを円滑に移動させるこ
とができ、円滑な加圧動作を得ることができる。 （３）請求項１および請求項２の抵抗溶接装置において
は、ボールネジのナットのような大型部品を用いる必要
がないので、加圧機構の小型、軽量化が図れる。したが
って、溶接ガンの加圧機構に適用した場合は、溶接ガン
の小型、軽量化が図れ、可搬重量の小さなロボットを使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る抵抗溶接装置の要部
正面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る抵抗溶接装置の要部
正面図である。

【符号の説明】

１ 溶接ガン ２ フレーム ６ サーボモータ ７ ピニオン ８ 直線運動軸受 ９ ラック １１ 電極チップ ２１ カム ２２ 保持部 ２３ シャフト ２４ 付勢手段 ３０ 被溶接物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム側に固定されるサーボモータ
   と、 前記サーボモータにより回転駆動されるピニオンと、 前記ピニオンと噛合わされ、被溶接物を加圧するための
   電極チップが取付けられるラックと、 前記フレーム側に固定され、前記ラックを前記加圧方向
   に摺動自在に保持する直線運動軸受と、を備えたことを
   特徴とする抵抗溶接装置。
2. 【請求項２】 フレーム側に固定されるサーボモータ
   と、 前記サーボモータにより駆動されるカムと、 前記カムと摺動可能に接触し、被溶接物を加圧するため
   の電極チップが取付けられるシャフトと、 前記フレーム側に設けられ、前記シャフトを前記加圧方
   向に摺動自在に保持する保持部と、 前記シャフトを加圧方向と逆方向を付勢する付勢手段
   と、を備えたことを特徴とする抵抗溶接装置。