JPH0756130Y2 - 首振り加圧ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はXY軸ロボット等に取り付けられて使用される加
圧ユニットに係り、特に、複数の異なる加圧方向の加圧
を行うことができる首振り加圧ユニットに関するもので
ある。

従来の技術とその課題 スポット溶接を行うスタッドガンなどの加圧アクチュエ
ータをXY軸ロボット等により複数の加圧位置へ移動させ
て加圧作業を行う加圧装置が知られているが、このよう
な加圧装置においては、加圧アクチュエータの姿勢が一
定であるため、各加圧位置における加圧方向が異なる場
合には使用できないという問題があった。

本考案は以上の事情を背景として為されたもので、その
目的とするところは、汎用ロボット等に取り付けられて
使用される加圧ユニットにおいて、複数の異なる加圧方
向の加圧を行うことができるようにすることにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためには、ロボット等の移動フレ
ームに加圧アクチュエータを回動可能に取り付けて複数
の回動位置で位置決めできるようにすれば良く、本考案
は、移動フレームに取り付けられて複数の加圧位置へ移
動させられ、予め定められた複数の異なる加圧方向の加
圧を行う加圧ユニットであって、（ａ）前記移動フレー
ムに固定される固定ブロックと、（ｂ）その固定ブロッ
クに一軸まわりの回動可能に配設された回動ブロック
と、（ｃ）その回動ブロックに一直線方向の移動可能に
配設されたスライダと、（ｄ）前記一直線方向と平行な
一方向へ加圧ヘッドを突き出すように前記スライダに設
けられた加圧アクチュエータと、（ｅ）前記固定ブロッ
クと前記回動ブロックとに跨がって配設され、前記加圧
ヘッドの突出し方向が前記複数の加圧方向と一致するよ
うにその回動ブロックを前記一軸まわりに回動させて複
数の回動位置で位置決めする回動位置決め手段と、
（ｆ）前記スライダに固定され、前記加圧アクチュエー
タの加圧反力によりそのスライダが前記一方向と反対方
向へ移動させられたときに、前記複数の加圧位置にそれ
ぞれその加圧位置における加圧方向に対応して位置固定
に配設された反力受け部材に当接させられる当接部材と
を有することを特徴とする。

作用および考案の効果 このような首振り加圧ユニットにおいては、回動位置決
め手段によって回動ブロックを一軸まわりに回動させる
ことにより、その回動ブロックにスライダを介して配設
された加圧アクチュエータの姿勢、すなわち加圧ヘッド
の突出し方向が変更され、回動ブロックが複数の回動位
置で位置決めされることにより、その突出し方向が各加
圧位置における加圧方向と一致させられる。この場合
に、回動ブロックは一軸まわりに回動するだけであるた
め、加圧アクチュエータが取り得る姿勢には制約があ
り、回動ブロックが配設された固定ブロックの移動フレ
ームに対する取付け姿勢は、複数の加圧方向や移動フレ
ームの移動形態等に応じて適宜設定される。

そして、回動ブロックが所定の回動位置に位置決めされ
た状態において加圧アクチュエータの加圧ヘッドが突き
出され、被加圧部材に当接させられて加圧アクチュエー
タに加圧反力が加えられると、その加圧アクチュエータ
が取り付けられたスライダは加圧ヘッドの突出し方向と
反対方向へ移動させられ、そのスライダに固定された当
接部材が反力受け部材に当接させられる。この反力受け
部材によって加圧反力が受け止められ、スライダのそれ
以上の移動が阻止されるとともに、加圧アクチュエータ
の加圧力が被加圧部材に作用させられる。

このように、本考案の首振り加圧ユニットによれば、回
動ブロックが一軸まわりに回動させられて位置決めされ
ることにより、複数の加圧方向に対する加圧が可能とな
るのである。また、このように加圧方向が異なると、そ
の加圧反力の方向も相違するため、これを加圧ユニット
やその加圧ユニットが配設されるロボット等の移動フレ
ームによって受け止めようとすると、充分な機械的強度
や剛性を得るための構成が複雑になって装置が大型化し
たりコスト高となったりするが、本考案では、各加圧位
置に設けられる反力受け部材によって加圧反力が受け止
められるようになっているため、加圧ユニットや移動フ
レーム等を簡単かつコンパクトに構成できるのである。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図，第２図および第３図は、それぞれ本実施例の首
振り加圧ユニット（以下、単に加圧ユニットという）10
を示す正面図，側面図および底面図である。かかる加圧
ユニット10は被溶接部材を加圧してスポット溶接を行う
ためのもので、固定ブロック12を介して複数のボルトに
より汎用ロボットの移動フレーム14に着脱可能に取り付
けられ、移動フレーム14と共に互いに直角なＸ−Ｙ軸方
向或いはＸ−Ｙ−Ｚ軸方向へ平行移動させられることに
より、予め定められた複数の加圧位置すなわち溶接位置
に位置させられる。

固定ブロック12は平板状を成し、その平面が略垂直とな
る姿勢で移動フレーム14に取り付けられているととも
に、その固定ブロック12の下端部には略水平にピン16が
立設され、回動ブロック18がそのピン16まわりの回動可
能に配設されている。回動ブロック18は長方形の板状を
成しており、固定ブロック12と略平行すなわち移動フレ
ーム14への取付け状態において略垂直となる姿勢で配設
されており、長手方向の一端部において上記ピン16に摺
動スリーブ20を介して軸支されている。このピン16は一
軸に相当する。

上記回動ブロック18は、固定ブロック12に前記ピン16と
平行な軸まわりの回動可能に配設された揺動シリンダ22
により、他端部が略上向きとなる姿勢でピン16まわりに
揺動させられる一方、回動ブロック18の両側部には一対
の当て金24,26が固設され、それ等の当て金24,26が固定
ブロック12に配設された一対のストッパボルト28,30に
それぞれ当接させられることにより、上記揺動範囲が規
定されている。ストッパボルト28,30は、そのねじ込み
量によってストッパ位置を調整できるようになってお
り、本実施例では一方のストッパボルト28により回動ブ
ロック18は第１図に示されている垂直位置に位置決めさ
れ、他方のストッパボルト30により第４図に示されてい
るように垂直方向から予め定められた傾斜角度θだけ傾
斜した傾斜位置に位置決めされる。固定ブロック12には
鉤形の係合ブロック32および摺接プレート34が配設さ
れ、回動ブロック18のがたつきを防止しつつピン16まわ
りの揺動を許容している。

回動ブロック18の固定ブロック12と反対側の面には、ピ
ン16の軸心と直交する一直線上にガイドレール36が固定
され、スライダ38が軸受40を介してその一直線方向の移
動可能に配設されている。上記一直線は回動ブロック18
の長手方向と一致しており、回動ブロック18が垂直位置
に位置決めされることによりガイドレール36も垂直とさ
れ、回動ブロック18が傾斜位置に位置決めされることに
よりガイドレール36も垂直方向から傾斜角度θだけ傾斜
させられる。

上記スライダ38の下端部には当て金42が固設され、回動
ブロック18に配設された当て金44に当接させられること
により、その下降端位置が規定されている。また、スラ
イダ38の上端部には支持プレート46が固設されており、
その支持プレート46にはスタッドガン48が取り付けられ
ている。スタッドガン48は、加圧アクチュエータとして
のシリンダ50と、そのシリンダ50の出力ロッド52の先端
部に設けられた電極54とを備えており、出力ロッド52の
突出し方向が前記ガイドレール36と平行で且つ下向きと
なる姿勢で取り付けられている。上記電極54は加圧ヘッ
ドに相当するもので、スタッドガン48の中心線上に位置
させられて被溶接部材に押圧されるとともに、図示しな
い溶接電源に接続されて溶接電流が通電されるようにな
っている。

スタッドガン48が上記のように配設されることにより、
そのスタッドガン48の加圧方向は、回動ブロック18が垂
直位置に位置決めされた場合には垂直方向下向きとな
り、回動ブロック18が傾斜位置に位置決めされた場合に
は垂直方向から傾斜角度θだけ傾斜した方向の下向きと
なる。このスタッドガン48の２種類の姿勢、すなわち前
記回動ブロック18が位置決めされる２つの回動位置は、
複数の溶接位置における溶接条件に応じて電極54が被溶
接部材に対して垂直に押圧されるように予め定められて
いるのであり、本実施例では第１図に示されている溶接
位置Waのように被溶接部材70,72が水平な部分と、第４
図に示されている溶接位置Wbのように被溶接部材70,72
が水平方向から角度θだけ右上がりに傾斜した部分とが
存在するのである。なお、74a,74bは固定電極である。
本実施例では、回動ブロック18を回動させて２位置に位
置決めする前記揺動シリンダ22およびストッパボルト2
8,30等により回動位置決め手段が構成されている。

前記支持プレート46の上面には当接部材56が固定されて
おり、その当接部材56は、スタッドガン48の中心線上に
その中心線と直角な上向きの当接面58を備えている。一
方、前記複数の溶接位置の上方には、その溶接位置にお
ける加圧方向に応じて２種類の反力受け部材60a,60bが
それぞれアッパ定盤62に位置固定に配設され、スタッド
ガン48の出力ロッド52が突き出されて電極54が被溶接部
材70に押圧されるとともに、その加圧反力によってスラ
イダ38がシリンダ50と共に上方へ移動させられたとき、
上記当接部材56がそれ等の反力受け部材60aまたは60bに
当接させられるようになっている。すなわち、第１図に
示されている溶接位置Waの上方には、水平な下向きの当
接面64aを有する反力受け部材60aが配設され、その当接
面64aに当接部材56の当接面58が当接させられるのであ
り、第４図に示されている溶接位置Wbの上方には、水平
方向から角度θだけ右上がりに傾斜した下向きの当接面
64bを有する反力受け部材60bが配設され、その当接面64
bに当接部材56の当接面58が当接させられるのである。

次に、以上のように構成された本実施例の作動を説明す
る。

先ず、ロボットの移動フレーム14に固設された加圧ユニ
ット10は、その移動フレーム14と共に複数の溶接位置へ
移動させられるが、その溶接位置における被溶接部材7
0,72の姿勢が第１図の溶接位置Waのように水平な場合に
は、揺動シリンダ22およびストッパボルト28により回動
ブロック18が垂直位置に位置決めされる。これにより、
スタッドガン48も垂直で下向きの姿勢に位置決めされ、
その状態でシリンダ50の出力ロッド52が突き出されるこ
とにより、電極54は被溶接部材70に対して垂直な方向か
ら押圧される。

電極54が被溶接部材70に押圧されると、その加圧反力に
よってスライダ38はシリンダ50と共にガイドレール36に
案内されつつ上方へ移動させられ、当接部材56が反力受
け部材60aに当接させられる。出力ロッド52の突出し方
向はガイドレール36と平行であるため、その出力ロッド
52の突出しに伴ってスライダ38は円滑に移動させられる
とともに、被溶接部材70に対して垂直に押圧される電極
54の押圧位置もずれる恐れがない。

当接部材56が反力受け部材60aに当接させられると、ス
ライダ38のそれ以上の移動が阻止されるため、シリンダ
50によって一対の被溶接部材70,72は電極54と固定電極7
4aとの間で挟圧され、その状態でそれ等の電極54と74a
との間に溶接電流が通電されることにより、被溶接部材
70,72は抵抗溶接される。この場合に、電極54の押圧位
置および当接部材56の当接位置は、スタッドガン48の中
心線上に位置しているため、シリンダ50の加圧力がスラ
イダ38や回動ブロック18等の他の部材に作用することは
なく、それ等の機械的強度や剛性を特に高める必要はな
いとともに、シリンダ50として大きな加圧力を発生する
ものを採用することができる。

一方、第４図の溶接位置Wbのように被溶接部材70,72の
姿勢が角度θだけ右上がりに傾斜している場合には、揺
動シリンダ22およびストッパボルト30により回動ブロッ
ク18が傾斜位置に位置決めされる。これにより、スタッ
ドガン48も垂直方向から角度θだけ傾斜した下向きの姿
勢に位置決めされ、その状態でシリンダ50の出力ロッド
52が突き出されることにより、電極54は被溶接部材70に
対して垂直な方向から押圧される。そして、以後は前記
溶接位置Waの場合と同様にして溶接作業が行われる。

このように、本実施例においては、回動ブロック18が垂
直位置または傾斜位置に位置決めされることにより、被
溶接部材70,72の姿勢が水平な溶接位置Waおよび被溶接
部材70,72の姿勢が角度θだけ傾斜した溶接位置Wbにお
いて、何れも電極54がそれ等の被溶接部材70,72に対し
て垂直な方向から押圧され、それ等の被溶接部材70,72
を良好に加圧して溶接作業を行うことができるのであ
る。

また、このように加圧方向が異なると、その加圧反力の
方向も相違するため、これを加圧ユニット10やその加圧
ユニット10が配設されるロボットの移動フレーム14等に
よって受け止めようとすると、充分な機械的強度や剛性
を得るための構成が複雑になって装置が大型化したりコ
スト高となったりするが、本実施例では、スタッドガン
48の中心線上に当接部材56が配設されるとともに各溶接
位置に反力受け部材60aまたは60bが設けられ、その反力
受け部材60aまたは60bによって加圧反力が受け止められ
るようになっているため、加圧ユニット10や移動フレー
ム14等を簡単かつコンパクトに構成できるのである。

以上、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本考案は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例の加圧ユニット10にはスタッドガン
48が配設されて溶接作業を行うようになっているが、本
考案の実施に際しては必ずしも溶接作業は必要なく、ワ
ークを加圧して位置決めするなど少なくとも加圧作業を
行うようになっておれば良い。

また、前記実施例ではスタッドガン48の中心線上に電極
54および当接部材56が配設されているが、スタッドガン
48や支持プレート46等の機械的強度や剛性が高い場合に
は、それ等が中心線から多少ずれても差支えなく、当接
部材56をスライダ38に直接配設することもできる。

また、前記実施例ではスライダ38の移動方向を規定する
ガイドレール36がピン16と直交する一直線上に配置され
ているが、スライダ38の移動方向はピン16と平行でない
限りにおいて適宜定めることができる。

また、前記実施例では揺動シリンダ22およびストッパボ
ルト28,30によって回動ブロック18が２つの回動位置で
位置決めされるようになっているが、２個のシリンダを
用いたりブレーキ付きシリンダを用いたりすることによ
り３以上の回動位置で位置決めするようにしたり、モー
タと送りねじを用いて回動ブロック18を回動させたりす
るなど、良く知られた種々の回動位置決め手段を採用す
ることができる。

また、前記実施例では移動フレーム14が２軸または３軸
ロボットによって平行移動させられるようになっている
が、一直線方向へ移動させられるだけでも差支えない。

また、上記移動フレーム14を略垂直な回動中心まわりに
90°以上回動できるようにすれば、スタッドガン48の加
圧方向を例えば第１図における紙面の表裏方向へ傾斜さ
せることも可能となるなど、加圧方向が３次元的に異な
る場合でも対処できるようになる。

その他一々例示はしないが、本考案は当業者の知識に基
づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である首振り加圧ユニットを
示す正面図である。第２図は第１図の一部を切り欠いた
右側面図である。第３図は第１図の一部を切り欠いた底
面図である。第４図は第１図の首振り加圧ユニットの異
なる作動状態を示す正面図である。 10:首振り加圧ユニット 12:固定ブロック、14:移動フレーム 16:ピン（一軸）、18:回動ブロック 22:揺動シリンダ 28,30:ストッパボルト 38:スライダ 50:シリンダ（加圧アクチュエータ） 54:電極（加圧ヘッド） 56:当接部材 60a,60b:反力受け部材 Wa,Wb:溶接位置（加圧位置）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】移動フレームに取り付けられて複数の加圧
   位置へ移動させられ、予め定められた複数の異なる加圧
   方向の加圧を行う加圧ユニットであって、 前記移動フレームに固定される固定ブロックと、 該固定ブロックに一軸まわりの回動可能に配設された回
   動ブロックと、 該回動ブロックに一直線方向の移動可能に配設されたス
   ライダと、 前記一直線方向と平行な一方向へ加圧ヘッドを突き出す
   ように前記スライダに設けられた加圧アクチュエータ
   と、 前記固定ブロックと前記回動ブロックとに跨がって配設
   され、前記加圧ヘッドの突出し方向が前記複数の加圧方
   向と一致するように該回動ブロックを前記一軸まわりに
   回動させて複数の回動位置で位置決めする回動位置決め
   手段と、 前記スライダに固定され、前記加圧アクチュエータの加
   圧反力により該スライダが前記一方向と反対方向へ移動
   させられたときに、前記複数の加圧位置にそれぞれ該加
   圧位置における加圧方向に対応して位置固定に配設され
   た反力受け部材に当接させられる当接部材と を有することを特徴とする首振り加圧ユニット。