JPH11245064A - ディスク装置用サスペンションのレーザ溶接設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ出射口と溶接対象部との位置決めを迅
速に行って溶接作業を高能率で実施できるようなレーザ
溶接設備を提供する。 【解決手段】 このレーザ溶接設備は、ベースプレート
供給部とロードビーム供給部と溶接ステージ１０とにわ
たって移動可能な溶接治具２０を備えている。溶接治具
２０に、ベースプレート２を位置決めするための位置決
め機構が設けられている。溶接ステージ１０には、レー
ザ出射口９０を有するレーザヘッド９１が設けられてい
る。レーザヘッド９１は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸
方向に移動可能なレーザ位置決め装置９２によって、所
定位置に移動させることができるようになっている。ベ
ースプレート２とロードビーム３を乗せた溶接治具２０
が溶接ステージ１０に搬入されたのち、レーザ位置決め
装置９２によって、ベースプレート２とロードビーム３
に対するレーザ出射口９０の位置決めがなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク駆
動装置等のディスク装置に使われるサスペンションのレ
ーザ溶接設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばパーソナルコンピュータ等に内蔵
されるハードディスク駆動装置（略してＨＤＤ）は、デ
ータの読取りあるいは書込み用のヘッドがサスペンショ
ンと呼ばれる部品によって支持されている。図５に例示
したサスペンション１は、金属製のベースプレート２
と、精密な薄板ばねからなるロードビーム３とを備えて
いる。このサスペンション１は、ロードビーム３の基端
部にベースプレート２を厚み方向に重ねた状態で、レー
ザ溶接によってスポット的に複数の溶接箇所４において
溶接される。

【０００３】従来、ベースプレート２とロードビーム３
をレーザ溶接するには、溶接治具上の所定位置にベース
プレート２とロードビーム３を重ね、溶接箇所４にレー
ザ出射口を対向させたのち、レーザ出射口から溶接箇所
４に向ってレーザビームを照射することにより、複数の
溶接箇所４を順次溶接していた。

【０００４】このようなサスペンション１を量産する生
産ラインにおいて、前記溶接作業は溶接治具上に複数枚
のベースプレート２とロードビーム３を乗せた状態で所
定の溶接ステージまで搬送し、この溶接ステージにおい
て溶接治具の位置決めを行ったのち、レーザによる自動
溶接作業を行うようにしている。したがってこの溶接ス
テージにおいては、固定側であるレーザ出射口に対して
溶接治具を水平面内で前後左右方向などに相対移動させ
ることにより、レーザ出射口に対する溶接対象部の位置
決めを行なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のレーザ
溶接設備は、溶接ステージにおいてアクチュエータによ
って溶接治具を移動させることにより、レーザ出射口に
対する位置決めを行っているが、溶接治具はかなりの重
量を有し、その慣性モーメントも大であるため、溶接治
具を所定の位置まで迅速かつ高精度に移動させることに
困難を伴い、位置決め精度がよくないとか、位置決めに
要する時間が長いなどの改善すべき問題があった。

【０００６】また、溶接ステージにおいて溶接作業が終
了したのち、溶接治具を溶接ステージから搬出するため
の段取りにある程度の時間を費やすため、溶接作業に待
ち時間が生じてしまい、能率向上の妨げになるという問
題もあった。

【０００７】従って本発明の目的は、レーザ出射口と溶
接対象部との位置決め等を迅速かつ高精度に行えるよう
にすることにより、溶接作業を能率良く実施できるよう
なレーザ溶接設備を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を果たすため
の本発明は、請求項１に記載したように、ベースプレー
ト供給部からロードビーム供給部を経て溶接ステージに
わたって移動可能でかつベースプレートとロードビーム
を重ねた状態で所定位置に保持する手段を有する溶接治
具と、ベースプレート供給部においてベースプレート取
出し口から受け取ったベースプレートを中間位置決め治
具を介して前記溶接治具上に乗せ替えるベースプレート
移載機構と、ロードビーム供給部においてロードビーム
収容体から受け取ったロードビームを前記溶接治具上に
乗せかつベースプレート上に重ねるロードビーム移載機
構と、溶接ステージに設けたレーザ出射口と、前記溶接
ステージに位置した前記溶接治具に対して相対移動可能
でかつこの溶接治具上に保持されているベースプレート
とロードビームの溶接対象部に対して前記レーザ出射口
を相対移動させることにより両者の位置決めをなすレー
ザ位置決め装置とを具備している。

【０００９】この溶接設備においては、ベースプレート
とロードビームを乗せた溶接治具が溶接ステージに搬入
されたのち、レーザ位置決め装置によって、レーザ出射
口の溶接対象部に対する位置決めがなされる。

【００１０】この発明は、請求項２に記載したように、
前記ベースプレート供給部にパーツフィーダを一対設
け、各パーツフィーダにそれぞれ前記ベースプレート取
出し口を設けることも含んでいる。

【００１１】またこの発明は、請求項３に記載したよう
に、溶接ステージにおいては、前記溶接治具を２台並列
に設ける構成とし、一方の溶接治具上で溶接を行ってい
るときに、溶接が終了している他方の溶接治具と溶接前
の新たな溶接治具との入替えを行うように構成すること
も含んでいる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態のレ
ーザ溶接設備について、図面を参照して説明する。この
実施形態のレーザ溶接設備は、図１に示す溶接ステージ
１０と、図２に示すベースプレート供給部１１（ベース
プレート供給ステージ）と、図３に示すロードビーム供
給部１２（ロードビーム供給ステージ）と、各ステージ
間を移動する複数の溶接治具２０などを備えて構成され
ている。

【００１３】溶接治具２０は、図示しないコンベアの搬
送経路に沿って、ベースプレート供給部１１からロード
ビーム供給部１２を経て、溶接ステージ１０まで移動し
たのち、再びベースプレート供給部１１に戻るようにな
っている。

【００１４】まず、図２を参照してベースプレート供給
部１１について説明する。ベースプレート供給部１１
は、ベースプレート２を溶接治具２０上に乗せる機能を
担っている。このベースプレート供給部１１は、一対の
パーツフィーダ３０，３１を備えている。

【００１５】パーツフィーダ３０，３１は、周知の振動
式ボウルフィーダと同様に、多数のベースプレート２を
収容可能な容器部３０ａ，３１ａを有し、各容器部３０
ａ，３１ａに収容されたベースプレート２を、振動によ
る送り作用によって、容器部３０ａ，３１ａから順次取
出すとともに、所定の搬送終端位置に設けたベースプレ
ート取出し口３２，３３まで送る構成としている。ベー
スプレート取出し口３２，３３は容器部３０ａ，３１ａ
の上端付近に位置しており、各ベースプレート取出し口
３２，３３において、ベースプレート２が１枚ずつ水平
な姿勢で停止するように構成されている。

【００１６】パーツフィーダ３０，３１の側方に中間位
置決め治具３５が設けられている。この中間位置決め治
具３５は、流体シリンダ等を用いた切替え機構３６によ
り、図２に実線で示す第１の位置Ｐ1 と、２点鎖線で示
す第２の位置Ｐ2 とにわたって往復駆動されるようにな
っている。

【００１７】中間位置決め治具３５の上部には、複数枚
（例えば４枚以上）のベースプレート２を所定の間隔を
おいて水平な姿勢に保持するためのベースプレート位置
決め部３７が設けられている。このベースプレート位置
決め部３７において、複数枚のベースプレート２がそれ
ぞれ水平な姿勢を保って水平方向に所定ピッチで並ぶよ
うにしている。

【００１８】ベースプレート取出し口３２，３３と中間
位置決め治具３５の上方に、第１のベースプレート移載
機構４０が設けられている。第１のベースプレート移載
機構４０は、水平方向に延びるガイド部材４１と、この
ガイド部材４１に沿って水平方向に移動可能なリニアア
クチュエータ等を用いた第１キャリッジ４２を備えてい
る。

【００１９】第１キャリッジ４２は昇降アーム部４３を
備えており、この昇降アーム部４３には、前述のベース
プレート取出し口３２，３３と対向可能な位置に、エア
吸引方式の吸着パッド等を用いた一対のベースプレート
保持部４４，４５が設けられている。ベースプレート保
持部４４，４５は、昇降アーム部４３が所定位置まで降
下したときに、ベースプレート取出し口３２，３３上の
ベースプレート２を、それぞれ水平な姿勢のまま１枚ず
つ合計２枚吸着できるようになっている。

【００２０】昇降アーム部４３は、中間位置決め治具３
５に向って降下することにより、それまでベースプレー
ト保持部４４，４５が吸着していたベースプレート２を
ベースプレート位置決め部３７に受け渡す機能も担って
いる。

【００２１】中間位置決め治具３５の上方には、第１の
ベースプレート移載機構４０と干渉しない位置に、第２
のベースプレート移載機構５０が設けられている。第２
のベースプレート移載機構５０は、水平方向に延びるガ
イド部材５１と、このガイド部材５１に沿って水平方向
に移動可能なリニアアクチュエータ等を用いた第２キャ
リッジ５２を備えている。

【００２２】第２キャリッジ５２は昇降アーム部５３を
備えている。この昇降アーム部５３の下面側には、複数
枚（例えば４枚以上）のベースプレート２を水平な姿勢
のまま同時に吸着可能な吸着パッド等を用いたベースプ
レート保持部５４が設けられている。このベースプレー
ト保持部５４は、中間位置決め治具３５が前記第２の位
置Ｐ2 にあるときに、昇降アーム部５３がベースプレー
ト位置決め部３７の高さまで降下することにより、ベー
スプレート位置決め部３７に乗っている全てのベースプ
レート２を水平な姿勢のまま吸着できるように構成され
ている。

【００２３】この昇降アーム部５３は、溶接治具２０に
向って降下することにより、それまでベースプレート保
持部５４が吸着していたベースプレート２を溶接治具２
０に受け渡す機能も担っている。

【００２４】溶接治具２０の上面側に、図４に示す位置
決め機構６０が設けられている。位置決め機構６０の一
例は、治具本体６１に設けたサポート部材６２と、この
サポート部材６２に対して昇降可能な位置決めピン６３
と、サポート部材６２を上方に付勢するばね６４などを
備えている。そしてベースプレート２の孔２ａを位置決
めピン６３に挿入することにより、ベースプレート２の
位置が定まるようにしている。この位置決め機構６０
は、溶接治具２０に保持すべきベースプレート２の枚数
に応じた数だけ設けられている。

【００２５】次に、図３に示すロードビーム供給部１２
について説明する。このロードビーム供給部１２は、ロ
ードビーム収容体７０と、ロードビーム収容体７０の側
方に設けた中間位置決め台７１と、これらロードビーム
収容体７０と中間位置決め台７１の上方に位置するロー
ドビーム移載機構７２を備えている。

【００２６】ロードビーム収容体７０は、ロードビーム
集合板Ｗ（エッチング等によって成形した複数のロード
ビーム３を素板から切り離す前のもの）を、立てた姿勢
で複数枚互いに平行に収納している。ロードビーム集合
板Ｗには複数のロードビーム３が所定ピッチで幅方向に
連なった状態で設けられている。

【００２７】ロードビーム移載機構７２は、水平方向に
延びるガイドレール７５と、このガイドレール７５に沿
って水平方向に移動可能な第１のローダ７７および第２
のローダ７８を備えている。

【００２８】第１のローダ７７は、ガイドレール７５に
沿って移動するリニアスラストモータ等のアクチュエー
タを備えたスライダ８０と、このスライダ８０に設けた
昇降アーム部８１と、昇降アーム部８１に設けた可動ハ
ンド８２を備えている。可動ハンド８２は、図３に示す
ようにロードビーム収容体７０に対して下を向いた姿勢
と、矢印Ｒで示すように９０°回動上昇して水平となる
姿勢にわたって往復回動できるようになっており、昇降
アーム部８６をロードビーム収容体７０に向って降下さ
せたときに、ロードビーム収容体７０からロードビーム
集合板Ｗを１枚ずつ取出せるようになっている。

【００２９】第２のローダ７８は、ガイドレール７５に
沿って移動するリニアスラストモータ等のアクチュエー
タを備えたスライダ８５と、このスライダ８５に設けた
昇降アーム部８６と、昇降アーム部８６に設けた吸着パ
ッド等を有するハンド８７を備えている。このハンド８
７は、昇降アーム部８６を中間位置決め台７１に向って
降下させたときに、中間位置決め台７１上のロードビー
ム集合板Ｗを１枚ずつ吸着できるようになっている。

【００３０】図１に示す溶接ステージ１０は、レーザ出
射口９０を有するレーザヘッド９１と、このレーザヘッ
ド９１を位置決めするためのレーザ位置決め装置９２を
有している。レーザ位置決め装置９２は、水平面に沿う
Ｘ軸方向に移動可能な第１の可動体９３と、水平面に沿
うＹ軸方向に移動可能な第２の可動体９４と、垂直面に
沿うＺ軸方向に移動可能な第３の可動体９５とを備えて
いる。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交する三次元の座標
軸を構成している。

【００３１】第１の可動体９３は第１のアクチュエータ
１０１によってＸ軸方向の所望位置まで移動させること
でき、第２の可動体９４は第２のアクチュエータ１０２
によってＹ軸方向の所望位置まで移動させることでき、
第３の可動体９５は第３のアクチュエータ１０３によっ
てＺ軸方向の所望位置まで移動させることできるように
なっている。これらのアクチュエータ１０１，１０２，
１０３は、いずれもマイクロコンピュータ等によって高
精度に位置制御を行うことが可能なサーボモータ等が採
用されている。

【００３２】この溶接ステージ１０においては、２台の
溶接治具２０が互いに平行に並んだ状態で一時的に停止
するとともに、各溶接治具２０に対して、上方からビー
ムガイド１１０（図４に示す）が昇降するようになって
いる。

【００３３】次に、この実施形態のレーザ溶接設備の作
用について説明する。溶接治具２０は、図示しないコン
ベアの搬送経路に沿って、図２に示すベースプレート供
給部１１に搬入される。中間位置決め治具３５は、切替
え機構３６によって第１の位置Ｐ1 にセッティングされ
ている。

【００３４】このベースプレート供給部１１において、
パーツフィーダ３０，３１のベースプレート取出し口３
２，３３の真上に第１のベースプレート移載機構４０の
昇降アーム部４３を位置させ、昇降アーム部４３を降下
させることにより、取出し口３２，３３上のベースプレ
ート２がベースプレート保持部４４，４５によって吸着
される。

【００３５】そののち、第１キャリッジ４２がガイド部
材４１に沿って水平方向に移動することにより、ベース
プレート保持部４４，４５に吸着されているベースプレ
ート２が中間位置決め治具３５の真上に移動する。そし
て昇降アーム部４３が降下することにより、中間位置決
め治具３５上にベースプレート２が２枚同時に載置され
る。以上の動作を複数回繰返すことにより、所定枚数
（偶数枚）のベースプレート２が中間位置決め治具３５
上に載置される。

【００３６】次いで、中間位置決め治具３５が切替え機
構３６によって第２の位置Ｐ2 に切替わるとともに、第
２キャリッジ５２が中間位置決め治具３５上に移動す
る。そして昇降アーム部５３が降下することにより、中
間位置決め治具３５上の全てのベースプレート２が昇降
アーム部５３のベースプレート保持部５４に吸着された
のち、第２キャリッジ５２がガイド部材５１に沿って溶
接治具２０の真上まで移動する。そののち昇降アーム部
５３が降下することにより、それまでベースプレート保
持部５４に吸着されていた全てのベースプレート２が溶
接治具２０上に受け渡される。これらのベースプレート
２は、位置決め機構６０によって所定位置に保持され
る。

【００３７】こうしてベースプレート２が乗った溶接治
具２０は、図３に示すロードビーム供給部１２まで移送
される。このロードビーム供給部１２においては、ロー
ドビーム収容体７０の上方から第１のローダ７７の昇降
アーム部８１が降下することにより、可動ハンド８２が
ロードビーム集合板Ｗを１枚吸着したのち上昇する。そ
してスライダ８０がガイドレール７５に沿って水平方向
に移動するとともに、可動ハンド８２が水平な姿勢に倒
れる。この状態で可動ハンド８２が中間位置決め台７１
上まで移動したのち昇降アーム部８１が降下することに
より、中間位置決め台７１上にロードビーム集合板Ｗが
水平な姿勢で受け渡される。

【００３８】第１のローダ７７が第２のローダ７８と干
渉しない位置まで退避したのち、第２のローダ７８の昇
降アーム部８６が中間位置決め台７１の真上に移動す
る。そして昇降アーム部８６が中間位置決め台７１に向
って降下することにより、ロードビーム集合板Ｗを吸着
する。さらにこの昇降アーム部８６はロードビーム集合
板Ｗを吸着したままガイドレール７５に沿って溶接治具
２０の真上まで移動したのち降下することにより、溶接
治具２０上の各々のベースプレート２の上からロードビ
ーム集合板Ｗを重ねる。

【００３９】そののち、溶接治具２０が図１に示す溶接
ステージ１０に搬送される。溶接治具２０は、その搬送
の途中で２つの移送経路に分かれ、２台の溶接治具２０
Ａ，２０Ｂが互いに平行に溶接ステージ１０に並ぶこと
になる。また、図４に示すようにビームガイド１１０に
よってベースプレート２とロードビーム３がクランプさ
れる。位置決めピン６３は、ベースプレート２の孔２ａ
とロードビーム３の孔３ａとを貫通して上方に突き出
る。

【００４０】この状態で、一方の溶接治具２０Ａ上に置
かれているベースプレート２とロードビーム３に対し、
レーザ出射口９０が所定の溶接対象部と対向するよう
に、レーザ位置決め装置９２のアクチュエータ１０１，
１０２，１０３が作動することにより、レーザ出射口９
０が最初の溶接対象部に対向する。そしてレーザ出射口
９０からレーザビームが溶接対象部に向って照射される
ことにより、レーザ溶接がなされる。

【００４１】引き続き、レーザ出射口９０が次の溶接対
象部に対向するようにアクチュエータ１０１，１０２，
１０３が作動することにより、レーザ出射口９０が２番
目の溶接対象部に対向する。そしてレーザ出射口９０か
らレーザビームがこの溶接対象部に向って照射される。
こうして複数の溶接箇所４が順次溶接されてゆく。

【００４２】一方の溶接治具２０Ａ上のベースプレート
２とロードビーム３の溶接が終了したのち、レーザ出射
口９０が他方の溶接治具２０Ｂ上のベースプレート２と
ロードビーム３の溶接対象部に向って移動する。そして
この溶接治具２０Ｂ上においても、前記一方の溶接治具
２０Ａの場合と同様に複数の溶接対象部が順次溶接され
てゆく。また、この溶接治具２０Ｂ上で溶接が行われて
いる間に、既に溶接が終了している一方の溶接治具２０
Ａが溶接ステージ１０から搬出される。そして新たな溶
接治具２０Ａが搬入されてきて、溶接準備が行われる。
このように溶接準備と溶接後の段取りを行っている間
に、他方の溶接治具２０Ｂ上では溶接作業が同時進行す
るから、無駄な待ち時間が発生することがない。

【００４３】

【発明の効果】請求項１に記載したレーザ溶接設備によ
れば、ロードビームとベースプレートとの溶接対象部に
対してレーザ出射口の位置決めをなす際に、溶接治具に
比べて質量がきわめて小さいレーザ出射口側を移動させ
て両者の位置決めを行うようにしているから、溶接対象
部とレーザ出射口との位置決め工程を速やかに行うこと
ができ、位置決め精度も高いものにすることができる。
また、溶接対象部を一打点ずつ溶接するため、各々の溶
接位置の修正をレーザ位置決め装置のサーボモータ等に
よる補正値の変更によって容易に行うことができる。

【００４４】請求項２に記載したレーザ溶接設備によれ
ば、ベースプレートを能率良く溶接治具に移載すること
ができる。そして請求項３に記載したレーザ溶接設備に
よれば、一方の溶接治具上で溶接を行っている間に他方
の溶接治具の入替えを行うためタイムロスの発生がなく
なり、さらに能率良くレーザ溶接を遂行することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す溶接設備の溶接ス
テージの斜視図。

【図２】 本発明の一実施形態を示す溶接設備のベース
プレート供給部の斜視図。

【図３】 本発明の一実施形態を示す溶接設備のロード
ビーム供給部の斜視図。

【図４】 本発明の一実施形態を示す溶接設備に使われ
る溶接治具の一部の断面図。

【図５】 ロードビームとベースプレートの斜視図。

【符号の説明】

１…ディスク装置用サスペンション ２…ベースプレート ３…ロードビーム ４…溶接箇所 １０…溶接ステージ １１…ベースプレート供給部 １２…ロードビーム供給部 ２０…溶接治具 ３０，３１…パーツフィーダ ３２，３３…ベースプレート取出し口 ３７…ベースプレート位置決め部 ４０，５０…ベースプレート移載機構 ７２…ロードビーム移載機構 ９０…レーザ出射口 ９２…レーザ位置決め装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 17/32 Ｇ１１Ｂ 17/32 Ａ (72)発明者 梅林 彰 長野県駒ヶ根市赤穂1170番地の３ 日本発 条株式会社内 (72)発明者 石川 信幸 長野県駒ヶ根市赤穂1170番地の３ 日本発 条株式会社内 (72)発明者 門脇 徹 神奈川県愛甲郡愛川町中津字桜台4056番地 日本発条株式会社内 (72)発明者 多田 耕三 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地５ ミヨタ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースプレートとロードビームを有するデ
   ィスク装置用サスペンションをレーザ溶接するためのレ
   ーザ溶接設備であって、 ベースプレート供給部からロードビーム供給部を経て溶
   接ステージにわたって移動可能でかつベースプレートと
   ロードビームを重ねた状態で所定位置に保持する手段を
   有する溶接治具と、 前記ベースプレート供給部においてベースプレート取出
   し口から受け取ったベースプレートを中間位置決め治具
   を介して前記溶接治具上に乗せ替えるベースプレート移
   載機構と、 前記ロードビーム供給部においてロードビーム収容体か
   ら受け取ったロードビームを前記溶接治具上に乗せかつ
   ベースプレート上に重ねるロードビーム移載機構と、 前記溶接ステージに設けたレーザ出射口と、 前記溶接ステージに位置した前記溶接治具に対して相対
   移動可能でかつこの溶接治具上に保持されているベース
   プレートとロードビームの溶接対象部に対して前記レー
   ザ出射口を相対移動させることにより両者の位置決めを
   なすレーザ位置決め装置と、 を具備したことを特徴とするディスク装置用サスペンシ
   ョンのレーザ溶接設備。
2. 【請求項２】前記ベースプレート供給部にパーツフィー
   ダを一対設け、各パーツフィーダにそれぞれ前記ベース
   プレート取出し口を設けたことを特徴とする請求項１記
   載のレーザ溶接設備。
3. 【請求項３】前記溶接ステージにおいては、前記溶接治
   具を２台並列に設ける構成とし、一方の溶接治具上で溶
   接を行っているときに、溶接が終了している他方の溶接
   治具と溶接前の新たな溶接治具との入替えを行うように
   したことを特徴とする請求項１記載のレーザ溶接設備。