JPS60196276A - スタツドガンロボツトの加圧反力保持方法およびその装置 - Google Patents

スタツドガンロボツトの加圧反力保持方法およびその装置

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JPS60196276A
JPS60196276A JP59051344A JP5134484A JPS60196276A JP S60196276 A JPS60196276 A JP S60196276A JP 59051344 A JP59051344 A JP 59051344A JP 5134484 A JP5134484 A JP 5134484A JP S60196276 A JPS60196276 A JP S60196276A
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JP
Japan
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robot
welding
wrist
stud gun
gun
Prior art date
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Pending
Application number
JP59051344A
Other languages
English (en)
Inventor
Akikazu Sonoda
薗田 顕和
Masanobu Sato
正信 佐藤
Yasuhiko Hashimoto
康彦 橋本
Yukio Tamura
幸雄 田村
Masanori Honda
本田 正則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Toyota Motor Corp
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Toyota Motor Corp
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
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Publication of JPS60196276A publication Critical patent/JPS60196276A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30Features relating to electrodes
    • B23K11/31Electrode holders and actuating devices therefor
    • B23K11/318Supporting devices for electrode holders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被溶接物から大きい加圧反力を受けるようなス
ポット溶接などに用いられるスタッドガンロボットの改
良に関するもので、詳しくは、手首が受けた加圧反力を
、ロボットアームで強固に保持することができるように
したスタンドガンロポットの加圧反力保持方法およびそ
の装置である。
そして、これは例えば、自動車生産工場などで車体外板
などを工業用ロボットでスポット溶接する分野で利用さ
れるものである。
〔従来技術〕
車体外板などをスポット溶接する場合、ロボットアーム
の先端の手首にスタンドガンを装着したものが使用され
るようになってきている。ところで、スタッドガンを被
溶接物に加圧する力は、スタッドガンが1本であっても
、通常250Kgにも及び、それによる大きな反力がス
タッドガンを介して手首に伝達される。この加圧反力に
より手首の回転駆動体の各軸線回りにトルクが作用する
と、スタッドガンの先端が所定の溶接個所から逃げるこ
とがある。そこで、本出願人は、そのような挙動により
溶接性能の低下を招くことを回避するため、本出願と同
日出願の特許出願(1、発明の名称;スタンドガンロボ
ットの手首装置〕において、各軸線回りにトルクが作用
しないスタッドガンロボ・7トの手首装置を提案した。
このロボット手首を第1図を参照して略述すると、手首
1内にロボットアーム軸線2Aに対して同心状の回転を
行なうスイヘル体3が設けられ、そのスイヘル軸線3A
に直交するベンド軸線4Aを中心に曲げ作動を行なうヘ
ンド体4が、スイヘル軸線3Aの先端に設けられ、その
スイヘル軸線3Δとヘンl軸線4Δの交点を通り、かつ
、ヘンド体4の半径方向外方に伸びる軸線5aに一致し
てスタッドガン6が装着されている。したがって、スポ
ット溶接時に被溶接物7からスタッドガン6に作用する
加圧反力が、スイヘル軸線3Aとベンド軸線4Aの交点
に作用し、各軸線回りにトルクが生しないので、スタン
ドガン6が被溶接物7の溶接個所より逃げることは回避
される。
しかし、この加圧反力は直接ロボットアーム2の基部8
に対して、図示するような大きいモーメントPXLとし
て作用するので、アーム2を揺動させるサーボモータ9
を駆動してそのモーメントに対抗させなければならない
。その結果、そのサーボモータ9には、アーム2を揺動
させる以上に駆動力の大きいものを採用しなければなら
ず、動力的に不経済となるばかりでなく、大型かつ重量
の大きいものとなる。したがって、ロボットの重量増加
をもたらしロボットのコンパクト化、軽量化を阻害する
欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は上述の欠点を解消するためになされたもので、
被溶接物からスタッドガンに作用する加圧反力によるア
ームの基部に作用する大きなモーメントを、アームを駆
動するサーボモータを用いることなく、従来からロボッ
トに装着されているパーキング用電磁ブレーキの制動力
で受止め、サーボモータの小型化を図ってロボットアー
ムの軽量化、ロボットのコンパクト化を可能にするスタ
ッドガンロボットの加圧反力保持方法およびその装置を
提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明の詳細な説明すると、第1の発明は、被溶接物か
らスタッドガンに作用する加圧反力により、手首内に設
けられた回転駆動体の各軸線回りのトルクが発生しない
ようになっているスポット溶接用ロボットにおいて、手
首に装着されたスタッドガンの先端を被溶接物に圧接さ
せた後、ロボットアームをパーキング用電磁ブレーキで
固定して溶接中の加圧反力を前記手首を介してロボット
アームで受け止め、溶接完了後スタンドガンを次の溶接
個所に移動させるために、前記電磁ブレーキによるロボ
ットアームの制動を解除してサーボモータの駆動を可能
にするスタッドガンロボットの加圧反力保持方法である
第2の発明である加圧反力保持装置の構成を第2図に基
づいて説明すると、被溶接物7からスタッドガン6に作
用する加圧反力により、手首1内に設けられた回転駆動
体3.4の各軸線3A、4A回りのトルクが発生しない
ようになっているスポット溶接用ロボットであって、ロ
ボットアーム2を固定する電磁ブレーキ11が設けられ
ていると共に、そのソレノイド通電回路17にコントロ
ールユニット19からの信号を受けて通断するスイッチ
16が介在され、スタッドガン6が作業位置に到達した
とき、スイッチ16に制動信号を出力すると共に、溶接
が完了すると制動解除信号を出力するコントロールユニ
ット19が設けられたスタッドガンロボットの加圧反力
保持装置である。
〔実施例〕
以下、本発明をその実施例の図面を参照しながら説明す
る。
第3図は1実施例の概略系統図で、図中に示す2はロボ
・ットアーム、IIはアーム2を制動するパーキング用
電磁ブレーキで、スプリング12の弾発力によりロボッ
トアーム2の変位を阻止するため矢符13方向に付勢さ
れたブレーキ体14と、通電されたときブレーキ体14
をロボットアーム2より離反させるソレノイド15から
なる。したかっ−ζ、ロボットが稼働を停止してパーキ
ングブレーキを掛しプる必要のあるときはソレノイド1
5が励磁されなく、スプリング12の弾発力によりブレ
ーキ体14がロボットアーム2に圧接され、ソレノイド
15が励磁されると制動が解除されるようになっている
。そして、パーキング時と同様にして、稼働中に発生す
る本発明でいうところの加圧反力によるモーメントを受
け止める作動も行なうようになっている。16はソレノ
イド15の通電回路17に介在されたスイッチで、これ
が接続されると電源18の電力を受けてソレノイド15
が励磁されるようになっている。19はコントロールユ
ニットで、スイッチ16の通断の切り換え信号を出力す
ると共に、手首に装着されたスタッドガン6を被溶接物
7に加圧するエアシリンダ20を作動させる電磁切換弁
21やスタン1゛ガン6の溶接電源回路22のスイッチ
23を通断させる信号を出力するものである。これは第
6図に示すタイミングチャートのようなON、OFF信
号とそのタイミング時間を制御するようになっている。
なお、図中の所定時間T1〜T4は予め記憶されている
ここで、スタッドガン6に作用する被溶接物7からの加
圧反力を受ける手首1の機構の詳細を、第4図のロボッ
ト全体外形図における想像線で示した一直線状にした状
態の断面を表わした第5図を用いて以下に説明する。7
はスポyト溶接される被溶接物で、その溶接を行なうス
タンドガン6がガン基部25の中心に垂下装着されてい
る。回転駆動体である1つのベンド体4は、軸体26に
直交するよう突設された案内体27に軸承されたベンド
ケース28、これと一体化されているベンド軸29に設
けられたへベルギヤ30から構成され、ヘント駆動軸3
1の回転がヘベルギヤ32を介して伝達されるようにな
っている。さらに、スイヘル体3は、軸体33内に軸承
されたスイヘル駆動軸34とこれに固着された軸体26
から構成され、スイヘル駆動軸34の回転により、軸体
33に対して軸体26が回転するようになっている。
以上のような構成の実施例によれば、次のようにしてス
タッドガン6の加圧反力を手首1のベンド体4によって
受けると異に、アーム2に作用するモーメントをN T
41ブレーキ11の制動により受け止め、順次スポット
溶接を行なわせることができる。なお、その作動を第7
図に示すフローヂャートを参照しながら説明する。
生産ラインに搬送されてきた被l容接物7が所定の位置
に至ると、まず、第4図に示すようにアーム2の支承体
36が矢符37方向に旋回および必要に応じて矢符38
方向に揺動されると共にサーボモータ9により矢符40
方向に揺動され、手首1が被溶接物7の所望の位置に移
動される。そこで、スタンドガン6の先端を溶接個所に
当接させるため、必要に応じて第5図に示すスイヘル体
3およびベンド体4を作動させる。このとき、スイヘル
体3では、図示しない駆動源からの駆動力がスイヘル駆
動軸34に伝動され、これに固着された軸体26が軸体
33に対して矢符43方向に回転する。また、ベンド体
4では、駆動力がベンド駆動軸31に伝動されると、こ
れに固着されたへベルギヤ32、へベルギヤ30、ベン
ド軸29、キー44を介してベンドケース28に伝動さ
れ、ベンドケース28と一体の軸体45がベンド軸線4
Aを中心にして矢符46方向に回転する。このようにし
てスタンドガン6の先端が被溶接物7の所定の溶接位置
まで移動される(フローチャートのステップLLR下、
Slと記す)と、エンコーダ50 (第3図参照)がア
ーム2および手首1の全軸(以下、ロボット軸という)
の位置を検出しくS2)、コントロールユニット19に
記憶すしている許容ε1′i差範囲内で停止しているか
が確認される(S3)。所定範囲内に到達していれば、
ロボット軸が停止する(S4、第6図線Aの点A1参照
)。この停止したことを受りてコントロールユニット1
9は、通電状態にある電磁ブレーキ11のソレノイド通
電回路17のスイッチ16に制動信号を出力して(第6
図線Bの点Bl参照)、ソレノイド通電回路17を遮断
する(S5)。励磁状態にあったソレノイド15への通
電が断たれるので、ブレーキ体14はスプリング12に
よりアーム2に圧接し電磁ブレーキ11による制動か開
始され(S6)、アーム2か強固に固定される(S7)
。上述のスイッチ16への制動信号を出力したときから
コントロールユニット19か時間をカウントシ時間T1
が経過すると(S8)、アーム2の固定が完了するので
(第6図線Bの点B2参照)、コンI・ロールユニット
19は、スタッドガン6を被溶接物7に加圧するための
エアシリンダ20を縮小状態から伸長させるために、空
圧回路に介在された電磁切換弁21のソレノイF21Δ
に励磁信号を出力しくS9、第6図線Cの点CI参照)
、中立位置212にある電磁切換弁21を伸長位置21
bに切換えると、エアシリンダ20が伸長する(SIO
)。この伸長信号を出力したときから時間がカウントさ
れ時間T2か経過すると(311)、スタッドガン6の
被溶接物7に対する所定の力による加圧がなされるので
(第6図線Cの点C2参照)、コントロールユニット1
9は、溶接電源回路22に電流を流すためにスイッチ2
3に通電信列を出力しく第6図線りの点DI参照)、ス
タンドガン6が通電されてスポット溶接が開始される(
S12)。このとき、被溶接物7からスタッドガン6に
作用する加圧反力は、手首1のヘンド体4を介してアー
ム2に伝達され、それによって生じるモーメン(・ば電
磁ブレーキ11のブレーキ体14によって受け止められ
、スタンドガン6の先端が所定の溶接個所から逃げるこ
とはない。上述の通電信号を出力したときから時間がカ
ウントされ所定の時間T3が経過すると(S13)、コ
ントロールユニット19は、溶接電流を切るためにスイ
ッチ23に遮断信号を出力しく第6図線りの点D2参照
)、スポット溶接が終了する(S14)。これと同時に
、電磁切換弁21のソレノイド21Bに励磁信号が、ま
た、電磁ブレーキ11のソレノイド通電回路17のスイ
ッチ1Gに制動解除信号が出力される。
前者による信号によって電磁切換弁21が縮小位置21
cに切換えられてエアシリンダ2oが縮小し始め(第6
図線Cの点c3参照)、一定の時間が経過するとエアシ
リンダ2oがボームポジションにまで縮小しく515)
、その励磁信号も遮断されて、電磁切換弁21が中立位
置21aに復帰する(S16)。l&Iによる信号によ
ってはソレノイド通電回路17が接続され(S17)、
ソレノイド15が励磁されて、ブレーキ体14が退避し
アーム2の固定が解除される(318)。そして、コン
トロールユニ、ト19はソレノイド通電回路17のスイ
ッチ16に制動解除信号を出力してがら時間をカウント
し所定の時間T4が経過すると(S19)、コントロー
ルユニノl”19がらロボット軸を移動させるべ(ザー
ボモータ9などに駆動再開信号を出力する(S20、第
6図線への点A2参照)。上述の作動が繰り換えされ、
全ての溶接作業が終了するとザーボモータ9などの駆動
電源が落されると共に、電磁ブレーキ11のソレノイド
通電回路17のスイッチ51も遮断され、ブレーキ体1
4はスプリング12によりアーム2に圧接してバーキン
グフル−キが1卦けられる。
〔発明の効果〕
本発明は以」二詳細に説明したように、スポット溶接時
の加圧反力を手首のヘンド体に直接作用させるようにし
たので、手首の回転駆動体の軸線回りに加圧反力による
トルクが作用しなく、スポット溶接中にスタンドガンの
先端が被溶接物の溶接個所から逃げるといったことを回
避して、能率良くかつ正確にスポット溶接をするごとが
できる。
加えて、上述した加圧反力によりアームに作用するモー
メントを、パーキング用電磁ブレーキにより受り止めよ
うにしたので、アームを揺動させるサーボモータの小型
化を図ることができ、ロボットアームの軽量化、ロボ・
ノドのコンパクト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されるスタッドカンロボノ1−の
手1う装;6の模式図、第2図は本発明のブロック系統
図、第3図は本発明の実施例を示す制御装置図、第4図
は本発明が適用されるロボットの全体外形図、第5図は
ロボット手首の断面構造図、第6図はそのフレーキ作動
タイミングチャート、第7図は制御手順を示すフローチ
ャー1・である。 1−手首、2−ロボットアーム、3.4回転駆動体、3
A、4A 軸線、6 スタッドカン、7−被溶接物、9
 サーボモータ、11−パーキング用電磁ブレーキ、1
5−ソレノイド、16−スイフチ、17−通電回路、1
9−コントロールユニノI・ 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被溶接物からスタッドガンに作用する加圧反力に
    より、手首内に設けられた回転駆動体の各軸線回りのト
    ルクが発生しないようになっているスポットl容接用ロ
    ボットにおいて、手首に装着されたスタットガンの先端
    を被溶接物に圧接させた後、ロボットアームをパーキン
    グ用電磁フレーキで固定して溶接中の加圧反力を前記手
    首を介してロボットアームで受け止め、溶接完了後スタ
    ッドガンを次の溶接個所に移動させるために、前記電磁
    ブレーキによるロボットアームの制動を解除してザーボ
    モータの駆動を可能にする、 ことを特徴とするスタッドガンロボットの加圧反力保持
    方法。
  2. (2)被溶接物からスタッドガンに作用する加圧反力に
    より、手首内に設けられた回転駆動体の各軸線回りのト
    ルクが発生しないようになっているスポット溶接用ロボ
    ットにおいて、 ロボットアームを固定する電磁ブレーキを設げると共に
    、そのソレノイド通電回路にコントロールユニットから
    の信号を受げ゛C通断するスイッチを介在させ、 前記スタッドガンが作業位置に到達したとき、前記スイ
    ッチに制動信号を出力すると共に、溶接が完了すると制
    動解除信号を出力するコンI・ロールユニットを設け、 たことを特徴とするスタッドガンロボットの加圧反力保
    持装置。
JP59051344A 1984-03-16 1984-03-16 スタツドガンロボツトの加圧反力保持方法およびその装置 Pending JPS60196276A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH021572U (ja) * 1988-06-13 1990-01-08
JPH0368979U (ja) * 1989-10-26 1991-07-08
FR2728820A1 (fr) * 1994-12-30 1996-07-05 Renault Dispositif de soudage par resistance asservi en effort
WO2020003380A1 (ja) * 2018-06-26 2020-01-02 日産自動車株式会社 ブレーキ制御装置及びブレーキ制御方法

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