JPS59225887A - スタツド溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、スタッドウェルドガンにウェルド用スタッド
を装着して指定位置に溶接するスタッド溶接装置に係り
、特に作業の無人化が容易なスタッド溶接装置に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来スタッドの溶接は、第１図に示すように導電性の作
業台！上に被加工物λを載置し、ガン電源コード３８を
介して溶接電源装置３ｂに接続されたスタッドウェルド
ガン３を作業員が把持して被加工物コにスタッド≠を溶
接する方法が採られている。

ところがこの方法では、スタッドウェルドガン３へのス
タッド≠の装着およびガン３の溶接位置決めを人手によ
り行なっているため、作業性およびスタッド溶接位置精
度が悪いという欠点がある。

また、メッキ等の処理が施された被加工物２にスタッド
μを溶接する場合には有害なガスが発生するおそれがあ
るため、手作業からの脱却が望まれている。

また、溶接品質を向上させるためには、アース電極を溶
接位置近傍に取ることが好ましいが、溶接箇所毎にアー
ス電極をセットし直すことは多大な時間を要することか
ら、従来は第１図に示すようにアース電極線ｊを作業台
ｌに取付けている。

このため、被加工物コへのアース取りが間接的となり、
溶接の品質低下を招くと込う問題もある。

〔発明の目的〕

本発明はかかる現況に鑑みなされたもので、作業効率お
よびスタッド溶接位置精度を大幅に向上させることがで
きるとともに、無人化を図って作業員の悪環境からの解
放を企図することができるスタッド溶接装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は前記目的を達成する手段として、相互に直交す
る二方向の移動装置により水平方向の任意位置に移動可
能な基台に、鉛直位置から水平位置まで揺動するスタッ
ドウェルドガンおよび水平状態のスタッドウェルドガン
に対向しチューブ内を圧縮空気で送られてきたスタンド
をスタッドウェルドガン先端のチャックに順次装着する
挿入装置をそれぞれ設け、前記基台を溶接位置まで水平
移動させるとともに、チャックにスタッドが装着された
スタッドウェルドガンを鉛直位置まで揺動させて溶接を
行なうようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する０ 第２図は本発明に係る溶接装置の一例を示す千面し１１
第３図は要部を示す同右側面図、第≠図は一部を破断し
て示す同正面図であり、図においてｌｌは導電性の作業
台、１．２は作業台ｌｌ上に載置されスタッドウェルド
ガン／３によりスタッド／μが溶接される被加工物であ
る。

前記作業台７ノの幅方向両端部には、第２図ないし第３
図に示すように作業台／／の長手方向に延在するＸ軸ガ
イド／Ａがそれぞれ固設されておυ、このＸ軸ガイド／
Ａ上には、移動用レール１７およびラックｉｇがそれぞ
れ固設されている。また前記移動用レール１７上には、
ベアリング／７ｍを介してＸ軸スライダ１９が載置され
ており、各Ｘ軸スライダ／９には、第２図および第３図
に示すように駆動軸に止着したピニオン２０ｍが前記う
・ツク１８に噛合するＸ軸モータＪがそれぞれ搭載され
ている。そして両Ｘ軸スライダ／りは、Ｘ軸モータ２０
の駆動により作業台７ノの長手方向に移動可能となって
いる。

各Ｘ軸スライダ／り上には、第３図および第μ図に示す
ように所要の立上がり寸法を有する脚：ｌｌが立設され
ておシ、両脚：１．／上には、第一図および第μ図に示
すように作業台ｉｉ、すなわち被加工物ｌ：２の長手方
向に所要間隔を有して幅方向に延在するＹ軸ガイドｕ、
、２Ｊの両端部がそれぞれ固設されている。各Ｙ軸ガイ
ドｕ、ＪＪ上には、第４図ないし第μ図に示すように移
動用レールユｔがそれぞれ敷設されており、各移動用レ
ールユμ上には、ベアリングＪａを介してＹ軸スライダ
、）Ｊ、２６？Ｊ−それぞれ載置され、両Ｙ軸スライダ
：）、！；、、ｕは、第２図に示すように連結板ニアを
介して相互に一体に連結されている。

前記一方のＹ軸ガイドｎ上にはまた、第２図および第≠
図に示すようにう・ツク２ｇが取付けられており、この
ラック３には、Ｙ軸ガイド、２ユ上に数例けられたＹ軸
モータ２ｑの駆動軸に取付けたビニオン：１９ｍが噛合
するようになっている。そしてこのＹ軸モータ：ｌｑの
駆動により両Ｙ軸スライダΔ、ユ６は被加工物ｌコの幅
方向に移動可能となっている。

各Ｙ軸スライダ：）Ｊ、：２６の対向面には、第μ図に
示すようにベアリング３０．３／を介してシャフト３ろ
３３が上下動自在にそれぞれ取付けられておシ、各シャ
フト３２．３３の上下端部は、その内側に位置するガイ
ド３ｔ１．．３３に一体に連結され、両ガイド３１１−
。

３５は、その間に位置する上下一対のホルダ３６により
一体に連結されている。また一方のガイド３ダの上端部
には、第≠図に示すようにロッド、？７ａ下端が前記Ｙ
軸スライダ２Ｊに固設されたシリンダ３７が数句けられ
ており、両ガイド３’ｌ、３！；は、このシリンダ３７
の作動により一体として上下動するようになっている。

また前記ガイド３ゲの下端部には、第弘図、第７図ない
し第り図に示すように保持金具３ｇを介してシリンダ３
９の上端部が連結されており、このシリンダ３９０ロツ
ドに連結されシリンダ３９の作動によシガイド板ｙｏに
ガイドされて上下動するラヅク１１．／には、前記ガイ
ド３ゲ下端部にシャフト弘２を介して支承されたビニオ
ンｔ３が噛合している。

このビニオンｔ、？には、第ｒ図および第り図に示すよ
うに半円状のホルダｔＳと−ともに前記スタッドウェル
ドガン／３を挟持固定するボルダ件が一体に連結されて
おシ、このスタッドウェルドガン１３は、前記ラック弘
ｌの上下動に伴なうビニオンＩＡ３の回動によシ第≠図
および第７図に実線で示す鉛直位置から鎖線で示す水平
位置までシャツ１４２を軸としてり０度揺動するように
なっている。

水平位置まで揺動したスタッドウェルドガン１３の対向
位置には、第を図に示すようにチーープ侘を介して圧縮
空気によシ送られてきたスタッド／４Ｃを保持するチャ
ック４′７が配されており、このチャックｔ７により保
持されたスタッド７μは、ブツシャｔざにより押出され
てスタッドウェルドガン／３　先端のチャックに装填さ
れるようになっている。そしてこのブツシャ弘ｇおよび
前記チャック弘７を連結保持するブロックＩＡ９は、板
５０を介してスライド、５ノに連結され、スタッドウェ
ルドガン１３の揺動動作に合わせガン１３に対して遠近
方向に水平移動するようになっている。前記スライド可
能は、第を図に示すように両端が取付金具幻を介してＹ
軸スライダ２Ｊ下端に固設されたシャフトｓ３にスライ
ド可能に係合されているとともに、Ｙ軸スライダ３下端
に取付けたシリンダ３ＩＡの作動によりシャフト！；３
にそってスライドするようになっている。

また、他方のＹ軸スライダＪの下端部には、第μ図に示
すように先端にストッパビン３′ｓ８を有するシリンダ
Ｓ！；が取付けられておシ、万−前記両ガイド３１１，
３３がこれを上下動させるシリンダ、？７への制御用空
気圧力が低下した場合でも、シリンダおノ作動によって
突出したストッパビン５５ａへのガイド３５下端の当接
により、両ガイド３Ｉｌ、３３のそれ以上の落下が有効
に防止されるようになっている。

一方、前記両ガイド３１１，３３を連結する上下一対の
ホルダ３ｔの間には、第≠図ないし第７図に示すように
鉛直状態にあるスタッドウェルドガン／３と軸線を同一
にする位置に軸受Ｓｔを介してシャフト５７が回転自在
に支持されており、このシャフトｓｙの周囲には、第を
図および第７図に示すように周方向に等間隔で弘本のシ
リンダｓｇが軸受Ｓ９を介して回転自在に支持されてい
る。

前記シャツ）、ｌｔ７の上方のホルダ３Ａの下面位置お
よび下方のホルダ３ｔの上面位置には、第５図に示すよ
うに歯車１０がそれぞれ固設され、また各シリンダｓｇ
のこれに対応する位置には、第５図および第を図に示す
ように前記歯車ルθに噛合する歯車６／がそれぞれ固設
されている。またシャフトＳ７の上方のホルダ３ｔから
突出する上端部には、第５図および第を図に示すように
プーリ６２が固設されており、このプーリ６２は、金具
６３を介して上方のホルダ３ｔに取付けたアクチーエー
タ６タのプーリ訂にベルト６６を介して連結されている
。

このアクチーエータ６ＩＩは、予め設定された一定角度
だけ回転するようになってお９、これによシ前記シャフ
ト５７および各シリンダｓｇが対応する量だけ回動する
ようになっている。

また前記各シリンダｓｇを上下に貫通するロッドｚ７は
、シリンダｓｒに対して回転を阻止された状態で上下に
スライド可能となっておシ、この口・ｙドｔ７の上端部
には、第弘図に示すように可撓性を有する導体／、ｔａ
を介してアース電極線７．５が接続され、またロッドｔ
７の下端部には、第５図に示すように径方向に貫通する
ピン６ｇが一定の軸廻り位置に固定されてｂるとともに
、螺進量の調節によシ高さ調節が可能な金具６りが螺装
されている。

一方、前記スタッドウェルドガン１３上端部を挾持固定
する一対のホルダ林、砧およびスタッドウェルドガン／
３の下部に周設固定された円板状のストッパ７０には、
第ｒ図ないし第１Ｏ図に示すように一定の回動位置にあ
るロッド６７およびビン６５が通過可能な孔ｎｍ、４’
！；ａ、７０ｍがそれぞれ設けられており、前記ロッド
ｔ７は、第り図ないし第１１図に示すように前記シリン
ダＳＺの作動によシビンＡ５がストツバ７０の孔７０ａ
を通過した位置まで下降した後、前記アクチーエータ６
１１の作動により一定角度回転してビン６ｇの軸廻多位
置を孔７０ｇの通過可能位置からずらせるようになって
いる。

なお第４図、第７図および第り図において１３１１は、
図示しない溶接電源装置に一端が接続されスタッドウェ
ルドガン／３に給電を行なうガン電源コードである。

次に図面を参照して作用を説明する。

第≠図において、圧縮空気によりチーーブｌｌｔ内を圧
送されてきたスタッド／ｌは、チーープＩ／−６先端の
チャック初に導びかれて保持される。

これと同時あるいは相前後して、第７図に示すようにシ
リンダ３９が作動してラック弘／が上方に引」二げられ
る。すると、ビニオンｔ３と一体のホルダ鉢、桔に挟持
固定されたスタッドウェルドガン／３が第７図に実線で
示す鉛直位置から鎖線で示す水平位置までり０度揺動し
、ガン１３先端のチャックが第ｖ図に示すように前記チ
ャック初と対向する。

この状態から、シリンダ評を作動させてスライドＳ／を
シャフトＳ３にそってスライドさせ、これと一体のチャ
ックＩＡ７をガン／３先端のチャックとドツキングさせ
る。そしてその後、プソンヤ’＃　ヲ作動させてチャッ
ク１ｌ−７に保持されているスタッド／４をガン／３先
端のチャックに装填する。

次いで、シリンダｓｙを逆動させて第弘図に示すように
チャックｔ７を後退位置まで戻すとともに、シリンダ３
９を逆動させて水平状態のスタッドウェルドガン１３を
第７図に実線で示す鉛直位置まで揺動させる。

次いで、被加工物／：ｌの形状等を考慮し、第１．２図
に示すようにスタッド７μの溶接位置の周囲に周方向に
揶間隔で位置するμ本のロッド６７のうちのどのロッド
６７をアース電極とするか、すなわち被加工物／コに接
触させるかを決定する。この決定は図示しない制御装置
により自動的に行なわれる。

このアース電極の取シ方としては、例えば２本取りする
場合には、第１３図（ａ）ないし第１３図（ｂ）に示す
取υ方が考えられる。

このようにしてアース電極の取り方が決定されると、そ
の信号はそれに対応するシリンダ５ｇに与えられてシリ
ンダｓｇが作動する。

ここで、例えばスタッドウェルドガン１３の軸線位置を
介して径方向に対向する２本のシリンダｓｇが作動した
場合には、第を図および第り図に示すようにこれに対応
するコ本のロッドＡ７が下降し始める。そしてロッドｔ
７先端のビン６５が両ホルダ停。

ｔｔＳの孔１１１１　ｍ　、μ３ｍを通過しさらにスト
ッパ７０の孔７０ｍを通過した位置でシリンダｓｇの作
動が停止される。

次いで、アクチーエータ６１Ｉを起動してシャフト５７
を一定角度回転させる。すると両車１０．　ｌ／を介し
てこのシャフトＳりに連結されたシリンダ５ｇも回転し
、シリンダＳｇと軸廻りに一体化されたロッド６７も一
定角度回転して第７０図および第１／図に示すよ５にビ
ン６ｇの軸ＭＦ１位置が孔７０ａを通過可能な軸刈り位
置からずれることになる。

この状態で、第≠図に示すシリンダ７７７を伸長方向に
作動させる。すると、両ガイド：Ｗ、３３がベアリング
３０．　Ｊ／をガイドとして下降し、これに伴なってス
タッドウェルドガン／３、シリンダＳｇおよびロツｌ−
”　６７等も同時に下降する。そしてまず最初に、スタ
ッドウェルドガン１３先端に装填されたスタッド／９が
被加工物／、２に当接し、ガン１３の機構により所要量
押込まれる。この押込み量が溶接時の加圧力となる。そ
の後、ロｙドｔ７先端の金具６９が被加工物ｌ：ｌに接
触し、ビン６８がストッパ７０の下面に接触した時点で
前記シリンダ３７の伸長作動が停止される。

しかして、ビン６ｇとス）・ツＡ７ｏとの当接により、
スタッドｌμの溶接時の加圧力が一定化され、また金具
ｔりの被加工物ノコへの接触によりロッド６７がアース
電極として機能することになる。

この状態でスタッドウェルドガン１３に溶接電流を流す
。すると、その先端のチャックに保持されているスタッ
ド／ｌは、第１グ図に示すように被加工物／、２Ｖ−溶
接される。この際、アース電極がスタッドフグの溶接位
置近傍にあるため、品質のよい溶接が可能となるととも
に、アース電極棒をなす弘本のロッド６７は任意に選択
されて用いられるので、スタッド／ｌの溶接位置に左右
されることなく溶接位置近傍でアース取シを行なうこと
が可能となる。

所要位置にスタッド／μを溶接した後、シリンダ３７を
進動させてスタッドウェルドガン１３、口・ノド６７等
を上昇させ、その後アクチーエータＸ＋を進動させると
ともに、シリンダｓｇを進動させて下降していたロッド
６７を第≠図および第３図に示す位置まで引上げる。

この一連の戻し操作と同時あるいは相前後して、数値制
御等によりＸ軸モータ、２０およびＹ軸モータユ９を駆
動させ、スタッドウェルドガン１３周りの装置を次の溶
接位置まで水平移動させる。そしてその後、前述の操作
により順次溶接を行なう。

なお前記実施例では、溶接装置内に単一のスタッドウェ
ルドガン１３を組込んだものについて説明したが、例え
ばＹ軸スライダ：ｌ！；、２Ａ間にスタ・ノドウェルド
ガン／３を複数組込み、種類の異なるスタッド／ｌの溶
接を連続して行なうようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、スタッドのガンへの装填
および溶接を機械駆動により行ブようようにしているの
で、無人化を図って悪環境からの作業者の解放を行なう
ことができる。

また機械駆動であるので、従来の人手による溶接作業に
比較して溶接位置精度の向上および溶接性状の向上を図
ることができるとともに、作業効率を大幅に向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスタッド溶接装置の説明図、第２図は本
発明に係るスタッド溶接装置を示す平面図、第３図は第
２図の下端部分を右端側から見た説明図、第ψ図は第３
図を左端側から見た一部破断正面図、Ｎ”＝’図はアー
ス電極の作動機構を詳細に示す拡大図、第を図は第５図
の概略平面図、第７図はスタッドウェルドガンの揺動機
構を詳細に示す拡大図、第ｒ図はスタッドウェルドガン
の保持部の構造を示す平面図、第り図は同正面図、第７
０図はロッド先端のピンとスタッドウェルドガン先端の
ストッパとの関係を示す説明図、第１／図は第１０図の
要部拡大図、第１コ図はスタ・ノド溶接位置とアース電
極との位置関係を示す説明図、第１３図（１１）ないし
１＞）は２本のアース電極棒を用−るアース取シの方法
をそれぞれ示す説明図、第７４図は被加工物の形状に対
するアース電極の配置例を示す説明図である。 ／コ・・・被加工物、１３・・・スタッドウェルドガン
、／ｌ・・・スタッド、／Ａ・・・Ｘ軸ガイド、ｌり・
・・Ｘ軸スライダ１．２０・・・Ｘ軸モータ１．２ｕ、
　２３・・・Ｙ軸ガイド、Ｊ、３・・・Ｙ軸スライダ、
コ９・・・Ｙ軸モータ、３１１−、３５・・・ガイド、
Ｊ７．３９．３’Ｊ、　！；ｇ・・・シリンダ、ｌＯ・
・・ラック、幻・・・ピニオン、ｕ、　ｐｓ・・・ホル
ダ、ＩＩ６・・・チューブ、Ｉ／−７・・・チャック、
弘ｇ・・・ブツシャ、μ９・・・ブロック、５０・・・
板、５ノ・・・スライド１．５′３・・・シャフト、６
１Ｉ・・・アクチーエータ、６７・・・ロッド、Ａ８・
・・ピン、６ｑ・・・金具、７０・・・ストッパ、７０
ａ舎・・孔。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）相互に直交する二方向の移動装置により水平方向の
   任意位置に移動可能な基台に、鉛直位置から水平位置ま
   で揺動するスタッドウェルドガンおよび水平状態のスタ
   ッドウェルドガンに対向しチーーブ内を圧縮空気で送ら
   れてきたスタッドをスタッドウェルドガン先端のチャッ
   クに順次装着する挿入装置をそれぞれ設け、前記基台を
   溶接位置まで水平移動させるとともに、チャックにスタ
   ッドが装着されたスタッドウェルドガンを鉛直位置まで
   揺動させて溶接を行なうことを特徴とするスタッド溶接
   装置。 ２）スタッドウェルドガンの周囲グ箇所に、上下動して
   被加工物に接触しアース取りを行なうアース電極棒をそ
   れぞれ設け、かつ各アース電極棒を、被加工物の形状に
   合わせ任意に選択してアース取り可能としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のスタッド溶接装置。