JPH0890246A - スポット溶接機のガンアーム交換システムとその構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上ガンアームに対して下ガンアームを交換可
能に構成し、加圧シリンダー，トランス，タイマー等の
共用をはかり、また、Ａ．Ｔ．Ｃ（オートマチックツー
ルチェンジャー）をなくし、軽量で構造が簡単であり、
低コストなガンアームを得る。 【構成】 スポット溶接機のガンアーム交換システムに
おいて、加圧シリンダーと、下ガンアームを着脱可能に
取り付けられるようにした上ガンアームとからなる加圧
部と、前記上ガンアームに対して着脱可能なように取り
付けられる複数の下ガンアームとからなり、ワークに対
応する複数の下ガンアームを用意し、前記下ガンアーム
を上ガンアームに対して交換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接機のガン
アーム交換システムとその構造に関し、さらに詳述すれ
ば、ワークの形状に適合するように、ガンアームの一部
を交換するようにしたスポット溶接機のガンアーム交換
システムとその構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スポット溶接作業において、２０
０Kg〜３００Kg程度の加圧力を要するような大型スポッ
ト溶接加工を施す場合、例えばロボットとスポット溶接
機とを組み合わせ、自動的に溶接加工を施すことが多く
行われている。勿論、ランダムに１，２箇所にスポット
溶接するような場合にはマニュアル加工が行われること
もあるが、このように大きい加圧力によってスポット溶
接を行う場合、多くはワークが大型である場合が多いの
で、ワークを固定しておき、ガンアームを溶接ポイント
に移動させる。

【０００３】前記したようなスポット溶接機によって溶
接を行う場合、ワークの形状や溶接箇所によっては、既
に取り付けられているガンアームではスポット溶接が行
えない場合がある。このような場合にはアーム形状の異
なるスポット溶接機を使用しなくては作業ができない。
そこで、各種のスポット溶接機を交換可能であるように
したＡ．Ｔ．Ｃ（オートマチックツールチェンジャー）
が多く提案され、使用されている。これらのＡ．Ｔ．Ｃ
は、トランスやタイマー，ケーブル等を備えたスポット
溶接機を、ロボット本体から着脱自在に構成したもの
で、ワークの形状やスポット溶接箇所に応じて適切な形
状に形成されたガンアームのスポット溶接機を選択して
交換し、使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術によれば、トランスやタイマー，ケーブル等を備えた
スポット溶接機が複数台必要となり、また、Ａ．Ｔ．Ｃ
等も必要になることから、コスト高、重量増になる欠点
があった。更に、付属部品を多く取り付けることによっ
てイナーシャが大きくなったガンアームを、ワークのス
ポット溶接を施す部分に移動させるため、溶接位置を制
御するための時間を要し、或いは強力なロボットを要す
るため、作業能率を低下させまたはコストを押し上げる
欠点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は如上従来技術の
欠点に鑑み、加圧シリンダーと、下ガンアームを着脱可
能に取り付けられるようにした上ガンアームとからなる
加圧部と、前記上ガンアームに対して着脱可能なように
取り付けられる複数の下ガンアームとからなり、ワーク
に対応する複数の下ガンアームを用意し、前記下ガンア
ームを上ガンアームに対して交換するようにし、軽量で
あって操作性が良好であり、且つ、低コストなスポット
溶接機のガンアーム交換システムとその構造を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、上ガンアームと対を成す下ガ
ンアームを前記上ガンアームに対して極めて簡単に交換
可能であるようにしたから、下ガンアームを短時間で交
換することにより直ちに多様なワークに対応することが
でき、作業効率を著しく向上させることができる。ま
た、トランスやタイマー，加圧シリンダー等を共用でき
るため、経済的に極めて有利である。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図示した実施例によって詳細
に説明する。図１は本発明の実施例において、スポット
溶接機のロボット本体に設けられるロボットアーム先端
部に取り付けられる加圧部７を示す正面図、図２は図１
に示した加圧部７に着脱される第一下ガンアーム５を示
す正面図、図３は図２に示した第一下ガンアーム５に代
えて取り付けられる第二下ガンアーム６を示す正面図、
図４は加圧部７に第一下ガンアーム５を一体的に取り付
けた状態を示す組立図である。

【０００８】図１または図４において、７は図示を省略
するスポット溶接機本体のロボットのアームに取り付け
られる加圧部で、任意の下ガンアームを取り付けること
によりスポット溶接機となる。これを位置固定のワーク
に対し、予めプログラムされている溶接箇所に対してＸ
−Ｙ−Ｚ方向の三次元方向に移動し、各溶接ポイントに
後述する下ガンアームを当接させる。加圧部７に一体的
に固着される上ガンアーム１は、ロッド１ａをエアによ
って駆動される加圧シリンダー７ａによって上下動可能
であるようにされ、このロッド１ａの下端部に、上電極
ホルダー１ｆを一体的に取り付け、その先端に上電極１
ｂを一体的に取り付けている。前記溶接ポイントにおい
て、加圧部７は、上電極ホルダー１ｆを一体に取り付け
たロッド１ａを、所定の加圧力によって下降させ、その
上電極１ｂと後述する第一または第二下ガンアームとの
下電極５ｂ，６ｂとの間にワークを挟んで溶接する。

【０００９】前記ロボットアーム先端部に取り付けられ
た加圧部７は、ストッパー１ｃ及び支承部１ｅを形成し
た下ガンアームホルダー１ｄを有する上ガンアーム１
と、加圧シリンダー７ａとからなっている。前記上ガン
アーム１は、下ガンアームホルダー１ｄを取り付けてい
る部分の反対側に、ピストン２ａの先端部にピストンヘ
ッド２ｂを取り付けたエアシリンダ２を固着している。
上ガンアーム１の下端部には、フックレバー３を軸４に
よって回動自在なように枢着し、このフックレバー３
は、そのフック３ａに対して軸４を挟んで反対側に、エ
アシリンダ２のピストンヘッド２ｂに挟み込まれるよう
にして噛合するフックアーム３ｂを有している。この噛
合は、ピストン２ａの作動によって軸４を支点とするフ
ックレバー３の回動が行われても、その噛合が外れない
ようにされている。

【００１０】次に、図２によって前記上ガンアーム１に
取り付けられる第一下ガンアーム５を示す。同図におい
て、第一下ガンアーム５は、嵌合部５ａと、この嵌合部
５ａの先端部に形成され、前記ストッパー１ｃに係接す
る係合部端部５ｂと、その端部５ｂの反対側に形成され
る抑止部５ｃと、前記フックレバー３のフック３ａに係
合する係合部５ｄ及び上電極１ｂに圧接する下電極Ａ５
ｅとを有している。

【００１１】図３によって前記第一下ガンアーム５に代
えて上ガンアーム１に用いられる第二下ガンアーム６を
示す。この第二下ガンアーム６は、第一下ガンアーム５
とほぼ同等の構成部分を備えているが、下電極ホルダー
Ｂ６ｆと下電極Ｂ６ｅとの形状が、第一下ガンアーム５
の下電極ホルダーＡ５ｆと下電極Ａ５ｅとの形状と若干
異なっている。即ち、第二下ガンアーム６の下電極Ｂ６
ｅは、第一下ガンアーム５の下電極Ａ５ｅよりも背が低
く、ワークＷの溝状の隙間などに入り易く形成されてい
る。

【００１２】これに対して第一下ガンアーム５は嵌合部
５ａと下電極Ａ５ｅとの距離を大きくしてあり、言わば
懐の深い形状にされている。このため、第一下ガンアー
ム５がワークＷに接触して溶接に支障を齎らすことを避
ける形状にされている。図４において、加圧部７と第一
下ガンアーム５とを組み合わせた組立状態を示す。同図
において、第一下ガンアーム５は下ガンアームホルダー
１ｄに嵌合部５ａが嵌合して横方向即ち係合部５ｄを支
点とする回動運動を抑止し、また、フック３ａに係合部
５ｄが係合されている状態が示されている。

【００１３】以上の如き構成において、以下その作動の
説明をする。先ず、図１乃至図４において、ワークＷの
溶接ポイントＷＰを溶接する場合について説明する。第
一下ガンアーム５と第二下ガンアーム６とを所定の場所
に配置し、さらに必要があればその他の形状の下ガンア
ームをそれぞれ所定の場所に配置する。今、第一下ガン
アーム５と第二下ガンアーム６とを使用するものとす
る。そこで、使用順序として、第一下ガンアーム５を先
ず使用するように、ロボットにプログラムしておく。

【００１４】図示していないロボットが始動すると、ロ
ボットアームに取り付けられている加圧部７が、第一下
ガンアーム５を配置してある場所に移動して到達し、第
一下ガンアーム５を装着する位置で停止する。この時点
ではロッド１ａによって、上電極１ｂは引き上げられた
状態にされている。次に、前記上ガンアーム１のエアシ
リンダ２がピストン２ａを引き、ピストンヘッド２ｂと
嵌合しているフックアーム３ｂを引いて、図１において
フックレバー３を右旋させる。

【００１５】尚、このフックレバー３の右旋状態は、上
ガンアーム１に下ガンアームが把持されていないときに
は常に維持されているようにしてもよい。即ち、ロボッ
ト始動時には、既に右旋されているようにしてもよい。
上ガンアーム１が第一下ガンアーム５の上に達すると、
ロボットアームが加圧部７を下降させ、上ガンアーム１
の下ガンアームホルダー１ｄに、第一下ガンアーム５を
嵌合させる。次に、エアシリンダ２が作動してフックレ
バー３を左旋させ、フック３ａを係合部５ｄに係合させ
る。この係合によって、第一下ガンアーム５は上ガンア
ーム１と一体的に結合され、スポット溶接機を形成す
る。

【００１６】スポット溶接機は、このあと溶接ポイント
ＷＰ迄移動し、下電極Ａ５ｅをワークＷの下側に当てて
停止する。次にロッド１ａを下降させて所定力量でワー
クＷを圧接し、この圧接による押圧力を第一下ガンアー
ム５の下電極ホルダーＡ５ｆと下電極Ａ５ｅとで支えて
いる。図４において、上電極１ｂによる加圧力が下電極
Ａ５ｅに与えられると、この加圧力はフック３ａと係合
部５ｄの係合点に掛かり、ここを支点として嵌合部端部
５ｂを右旋させる方向に加圧力が作用する。

【００１７】この嵌合部端部５ｂはストッパー１ｃに当
接し、前記右旋を抑止されるが、この当接部分の形状
が、係合部５ｄによる係合点から嵌合部端部５ｂへ伸ば
した線に対して傾斜しているため、嵌合部５ａを係合部
５ｄの方へ押す分力を生じる。この分力を抑止部５ｃ，
支承部１ｅとの係合によって抑止する。前記加圧のもと
に所定時間だけ所定電流値の電流を導通させ、溶接ポイ
ントＷＰにおいてワークＷをスポット溶接する。次に、
第一下ガンアーム５を第二下ガンアーム６に交換してス
ポット溶接する作動について説明する。

【００１８】溶接ポイントＷＰにおいて溶接が終了する
と、ロッド１ａが上昇して上電極１ｂを退かせ、また、
ロボットは第一下ガンアーム５を溶接ポイントＷＰから
はなし、もとの配置場所に復帰させる。ここで、エアシ
リンダ２が作動して係合部５ｄからフック３ａを外す
と、上ガンアーム１と第一下ガンアーム５との結合が開
放される。加圧部７は、ロボットによって第一下ガンア
ーム５を所定の場所に残して上昇し、次に第二下ガンア
ーム６の配置位置に移動し、下降して第一下ガンアーム
５の場合と同様に第二下ガンアーム６を把持し、溶接ポ
イントに移動して同様にスポット溶接を施す。

【００１９】以上の如く、ワークの形状が例えば狭い隙
間から下ガンアームを挿入しなくてはならない場合であ
ったり、上に衝立状にリブが延びているような場合等、
下ガンアームはこのワークの形状，条件に応じて形状を
決めなくてはならない。従って、下ガンアームの形状と
して、第一下ガンアーム５，第二下ガンアーム６は極め
て限られた例に過ぎないものであり、その他の多様な形
状も考慮すべきである。

【００２０】また、以上で示した実施例は、ロボットを
用いたスポット溶接において、ロボットアームの先端部
に加圧部を取り付け、上ガンアームを取り付けるように
したものを示したが、マニュアル操作をするスポット溶
接機に本発明を適用することは勿論容易になし得るもの
である。更に、実施例において、上ガンアームが下ガン
アームを把持するために、エアシリンダがフックレバー
を介して把持するものを示したが、前記実施例は最もス
ペース的に実用的な例を示したものであって、このよう
にエアシリンダの運動方向を転換させなくても、直接エ
アシリンダの直線的な作動によって下ガンアームを係止
させることもでき、その他各種の応用例があり得るもの
である。尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、この発明が
前記改変されたものに及ぶことは言う迄もない。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、加圧部の位置をロボッ
トハンドによって任意に設定できると共に、この上ガン
アームと対を成す下ガンアームを前記加圧部に対して交
換可能であるようにしたシステムを採用したことによっ
て、下ガンアームを交換するのみで多様なワークに対応
することができ、作業効率を著しく向上させることがで
きる。

【００２２】また、本発明によれば、上ガンアームと下
ガンアームとを結合せしめる構成が、フックレバーを下
ガンアームに係合せしめるだけのものであるから、極め
て簡潔な構造であり、製造が極めて容易である。更に、
ストッパーと嵌合部端部とは上ガンアームの昇降方向に
沿った垂直な形状に形成してあって、オーバーハング状
ではなく、抉るような形状ではないから、この垂直面の
部品加工も極めて容易であり、低コストで加工できる。
前記によって上ガンアームに結合される下ガンアーム
は、その一端をフックレバーとの係合で結合されると共
に、他端を垂直なストッパーで支えられているだけであ
るから、形状的にも構造的にも簡単であり、製造上は言
う迄もなく、保守管理上も極めて容易であるから、メン
テナンスのコストをも低廉にできる。

【００２３】更に、本発明によれば、上ガンアームに形
成された下ガンアームホルダーのストッパーが、前記の
如く垂直に形成されているため、上ガンアームは垂直に
上下作動することによって下ガンアームの着脱ができ、
着脱操作が単純化できると共に極めて短時間で下ガンア
ームを交換できる。このため、例えば加圧部をロボット
操作によって作動せしめる場合は勿論のこと、マニュア
ル操作によって作動せしめる場合にも、操作が極めて簡
単になり、工程時間数を短縮できると共に、作業ミス発
生率を大幅に低下させることができる。

【００２４】また、本発明によれば、上ガンアームが下
ガンアームを把持したとき、下ガンアームの横方向がず
れないように、下ガンアームホルダーによって確実に抑
止するから、前記ストッパーと共に下ガンアームの縦，
横方向の位置ずれを抑止することができ、上電極と下電
極との衝き当てが正確に行われる。従って、ワークの加
圧して電流を導通せしめる面積を、ばらつきのない安定
した面積にさせることができ、溶接強度を安定させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は加圧部７を示す正面図である。

【図２】図２は第一下ガンアーム５を示す正面図であ
る。

【図３】図３は第二下ガンアーム６を示す正面図であ
る。

【図４】図４は加圧部７が第一下ガンアーム５を把持し
ている組付け状態を示す正面図である。

【符号の説明】 １ 上ガンアーム １ａ ロッド １ｂ 上電極 １ｃ ストッパー １ｄ 下ガンアームホルダー １ｅ 支承部 １ｆ 上電極ホルダー ２ エアシリンダ ２ａ ピストン ２ｂ ピストンヘッド ３ フックレバー ３ａ フック ３ｂ フックアーム ４ 軸 ５ 第一下ガンアーム ５ａ 嵌合部 ５ｂ 嵌合部端部 ５ｃ 抑止部 ５ｄ 係合部 ５ｅ 下電極Ａ ５ｆ 下電極ホルダーＡ ６ 第二下ガンアーム ６ａ 嵌合部 ６ｂ 嵌合部端部 ６ｃ 抑止部 ６ｄ 係合部 ６ｅ 下電極Ｂ ６ｆ 下電極ホルダーＢ ７ 加圧部 ７ａ 加圧シリンダー Ｗ ワーク ＷＰ 溶接ポイント

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧シリンダーと、下ガンアームを着脱
   可能に取り付けられるようにした上ガンアームとからな
   る加圧部と、 前記上ガンアームに対して着脱可能なように取り付けら
   れる複数の下ガンアームとからなり、 ワークに対応する複数の下ガンアームを用意し、前記下
   ガンアームを上ガンアームに対して交換することを特徴
   とするスポット溶接機のガンアーム交換システム。
2. 【請求項２】 加圧シリンダーと下ガンアームホルダー
   と、回動可能なフックレバーとを設けた上ガンアームか
   らなる加圧部と、 前記下ガンアームホルダーに嵌合する嵌合部と、フック
   レバーに係合する係合部とを有した、複数からなる下ガ
   ンアームとを備え、 前記下ガンアームの嵌合部は、上ガンアームの垂直方向
   の下降によって下ガンアームホルダーに嵌合し、フック
   レバーが係合部に係合することによって上ガンアームに
   把持されることを特徴とするスポット溶接機のガンアー
   ム交換システムの構造。
3. 【請求項３】 前記下ガンアームホルダーには垂直なス
   トッパー及びこのストッパーに対設した支承部とを形成
   し、 前記下ガンアームにはストッパーに当接する嵌合部端部
   と、支承部に当接する抑止部と、フックレバーに係合す
   る係合部とを形成し、 下ガンアームは上ガンアームの垂直方向の下降によって
   下ガンアームホルダーに嵌合し、フックレバーが係合部
   に係合することによって前記下ガンアームは上ガンアー
   ムに把持され、この把持を前記フックレバーと係合部と
   の係合と、ストッパーに嵌合部端部が当接することとに
   よって維持され、 上電極による下電極の圧接を、フックレバーと係合部と
   の係合及びストッパーと嵌合部端部との当接及び支承部
   と抑止部との当接によって受け止めることを特徴とする
   請求項２記載のスポット溶接機のガンアーム交換システ
   ムの構造。