JPS61186178A

JPS61186178A - 溶接装置

Info

Publication number: JPS61186178A
Application number: JP60026604A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Yamamoto; 山元　久広
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1986-08-19

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）本発明は溶接装置に関し、特に複数のスポット溶接ガン
のうちから任意のものを自動的に溶接用ロボットに着脱
し得るようにしたものである。

（従来の技術）自動車車体の組み立てラインにおいては、スポット溶接
ガンが取付【ノられた溶接用ロボットにより溶接作業が
なされており、ロボットの稼働効率を向上させるべく、
１台のロボットで複数種類のスポット溶接ガンを作動さ
せるようにしている。

第８図（Ａ）〜（Ｃ）はこのような従来の溶接装置を示
す図であり、第８図（Ｃ）は溶接用ロボットのアームＲ
を示し、このアームＲの先端には、クランプ部Ｃが取付
けられている。第８図（、Ａ）はいわゆるＣ形のスポッ
ト溶接ガンＧ１を示す図であり、この溶接ガンＧ１には
ガンブラケットＢにより、溶接用ロボットのクランプ部
Ｃに嵌合するアタッチメントＡが取付けられている。ま
た、第８図（Ｂ）はいわゆるＸ形のスポット溶接ガンＧ
２を示す図であり、この溶接ガンＧ２にはガンブラケッ
ト已によりアタッチメント八が取付けられている。それ
ぞれの溶接ガンＧ１．Ｇ２にはワークを加圧しつつ通電
するための２つの電極チップＤ１．Ｄ２が取付けられて
おり、電極チップＤ１、Ｄ２を相互に接近させるための
空圧シリンダＥを有する。更にそれぞれの溶接用ガンＧ
１、Ｇ２には給電用のケーブル１が取付けられ、電極チ
ップＤＩ、Ｄ２に電気的に接続されている。また、この
電極チップＤＩ、Ｄ２の冷却を行なうための冷却水を溶
接ガンＧｌ、Ｇ２に供給するために給水ホース２がそれ
ぞれの溶接用ガンＧ１．Ｇ２に取付けられている。そし
て、溶接用ガンＧｌ、Ｇ２には空圧シリンダＥに空気を
供給するためのエアホース３が取付けられている。尚、
符号４はトランスを示し、符号５は電極チップＤ１．Ｄ
２への通電時間を制御するためのタイマーを示す。

（発明が解決しようとする問題点）したがって、従来は例えば、第８図（Ａ）に示すＣ形の
スポット溶接ガンＧ１を溶接用ロボットＲのクランプ部
Ｃに装着して溶接作業を行なっていた状態から、第８図
（Ｂ）に示すＸ形のスポット溶接ガンＧ２により溶接作
業を行なうには、それぞれの溶接ガンに別々のエアホー
ス等が設けられているため、給電用のケーブル１、給水
用ホース２及びエアーホース３をも着脱し導通し直さな
ければならなかった。このため、ケーブル１等が一体と
なった状態で溶接ガンＧ１．Ｇ２を交換するにはケーブ
ル１等の長さの制約や、溶接ガンＧ１、Ｇ２を振り回す
際のケーブル１等の切り回し処理が煩雑であり、作業性
が悪いという問題点があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、溶接用
ロボットのクランプ部にケーブル等を接続して溶接ガン
をクランプ部に装着したときに、前記クランプ部を介し
てケーブル等が溶接ガンに導通するようにして、溶接ガ
ンの交換作業を容易に行ない、溶接作業を円滑に行ない
得るようにすることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するための本発明は、それぞれ副係合爪
が設けられたアタッチメントを有する複数のスポット溶
接ガンのうち任意のスポット溶接ガンの前記副係合爪と
係合する主係合爪を、溶接用ロボットのアームに中心軸
回りに回転自在に取付けられたクランプ部に設け、前記
アタッチメントに当接する連結ロッドを前記クランプ部
に進退移動自在に取付け、電源に接続される主導体を前
記主係合爪に接続すると共に前記スポット溶接ガンの電
極チップに接続される副導体を前記副係合爪に接続し、
それぞれ流体源に接続される主冷却流体路と主駆動流体
路とを前記連結ロッドに形成する共に、１）α記スポッ
ト溶接ガンに取付けられた冷却ホースに接続されかつ前
記主冷却流体路に連通される副冷却流体路と、前記スボ
ッ溶接ガンに取付けられた流体圧シリンダに接続されか
つ前記主駆動流体路に連通される副冷却流体路とを前記
アタッチメントに形成したことを特徴する溶接装置であ
る。

（作用〉溶接用ロボットによってこれのアームに取付けられたク
ランプ部を、複数の溶接ガンのうち任意のものに向けて
移動させてクランプ部を回転する。

これによりチャック部に設けられた主係合爪と、溶接ガ
ンに一体のアタッチメントに設けられた副係合爪とが係
合させて所定の溶接ガンが溶接用ロボットに組み付けら
れる。そして、連結ロッドをアタッチメントに当接する
と、クランプ部を介して溶接ガンは電源、冷却水供給用
の流体源、及び空気圧シリンダ駆動用の空気圧を供給す
る流体源にそれぞれ接続されることとなる。

（実施例）以下、第１〜７図に示す本発明の一実施例に係る溶接装
置について説明する。

第１図はアタッチメントＡを有する溶接ガンＧと、溶接
用ロボットのアームＲに取付けられたクランプ部Ｃを示
す図であり、スポット溶接ガンＧは溶接作業時にはアー
ムＲに装着されると共に、溶接作業を行なわない時には
ガンストック台Ｔに設置されるようになっている。第１
図にあっては、スポット溶接ガンＧとガンストック台下
は１台ずつ示されているが、それぞれ複数台設けられて
おり、複数のスポット溶接ガンＧのうち任意のスポット
溶接ガンＧをアームＲに装着し得るようにしである。

アタッチメントＡは板材からなり、このアタッチメント
ＡにはＬ字形状をなす２つの副係合爪１０．１１が、第
３図に示すようにボルト１２により固定されている。こ
れらの副係合爪１０．１１はそれぞれ絶縁材料１３によ
りアタッチメントＡに対して電気的に絶縁状態となって
いる。

クランプ部Ｃは二枚の円形の板材１４．１５と、これら
を所定ｎ隔を置いて結ぶ６本のロッド１６とを有してお
り、それぞれのロッド１６は板材１４．１５にねじ結合
されている。このクランプ部Ｃは、中心軸Ｏを中心に回
転自在に溶接用ロボットのアームＲに取付けられている
。また、このクランプ部Ｃの板材１４には、副係合爪１
０．１１とそれぞれ係合する主係合爪１７．１８が第３
図に示すように、ボルト１つにより固定されており、こ
れらの主係合爪１７．１８はそれぞれ絶縁材料１３によ
りクランプ部Ｃの板材１４に対し″ＣＩ！気的に絶縁状
態となっている。

クランプ部Ｃの板材１４には、これを貫通して中心軸Ｏ
と同心の位置において進退移動自在に連結ロッド２０が
取付けられており、この連結ロッド２０の先端にはアタ
ッチメントＡに当接する前端面２１が形成されている。

この連結ロッド２０を進退移動させるため、連結ロッド
２０には大径のピストン部２２が形成され、前方側の端
板部２３を有する円筒部２４と後方側の端板部２５とか
らなり、前記ピストン部２２を囲むシリンダ２６が板材
１４に取付けられている。このピストン２２とシリンダ
２６により前空圧室２７と後空圧室２８とが形成され、
円筒部２４には前空圧室２７と連通した空気案内路２９
が形成され、端板部２５には後空圧室２８と連通した空
気案内路３０が形成されている。空気案内路２９に接続
されるホース２９ａと、空気案内路３ｏに供給されるホ
ース３０ａとからそれぞれの空圧室２７．２８に加圧空
気を供給することにより、連結ロッド２０の進退移動が
なされようになっている。尚、第３図において符号３１
はシール用の０リングを示す。

この連結ロッド２０の先端に固定されたブラケット３２
と板材１４との間には、圧縮コイルばね３３が装着され
ており、このばね３３により連結ロッド２０には常に、
この連結ロッド２０を前進させる方向の弾発力ないし付
勢力が加えられている。連結ロッド２０の進退移動を案
内するため、ブラケット３２に形成された貫通孔３４と
嵌合するガイドビン３５が板材１４の先端面に固定され
ている。また、連結ロッド２０の前進限位置を検出する
ために、第３図に示すように、ブラケット３２に取付け
られた作動棒３６と接触するマイクロスイッチ３７が板
材１４に支持材３８を介して取付けられている。

更に、この連結ロッド２０の先端には、アタッチメント
Ａに固定されたスリーブ３９に嵌合する位置決め用のビ
ン４０が突設されている。

第１図および第４図に示すように、主係合爪１７には第
１主導体４１が接続され、主係合爪１８には第２主導体
４２が接続されている。これらの主導体４１．４２はそ
れぞれケーブル４３によって、梁材４・４に支持された
トランス４５に接続されており、主導体４１．４２はケ
ーブル４３及びトランス４５を介して図示しない電源に
接続されている。主係合爪１７に係合するｎ１係合爪１
０とスポット溶接ガンＧの電極チップＤ１とが第１副導
体４６により電気的に接続され、主係合爪１８に係合す
るスポット溶接ガンＧの副係合爪１１と電極チップＤ２
とが第２副導体４７により電気的に接続されている。し
たがって、主係合爪１７．１８と副係合爪１０．１１と
を係合させてアタッチメント八とクランプ部Ｃとを組み
付けた状態にすると、それぞれの電極チップＤ１、Ｄ２
は電源に電気的に確実に強固に接続されることとなる。

連結ロッド２０には第１．３．４図に示すように、その
端面２１に開口部５０，５１を有する第１と第２の２つ
の主空気路５２．５３が主駆動流体路として形成されて
いる。第１主空気路５２は第１空気供給路５／Ｉにより
、そして第２主空気路５３は第２空気供給ｖＢ５５によ
りそれぞれ空気圧流体源にＷｃ続されている。第３図に
あっては、主駆動：ＦＲＮ休路体しての２つの主空気路
５２．５３のうち第１主空気路５２のみが示されている
。

アタッチメントＡには第１．３．６図に示すように、開
口部５０と対向する位置に形成された開口部６０を有す
る第１副空気路６２と、開口部５１に対向する位置に形
成された開口部６１を有する第２副空気路６３とがそれ
ぞれ副冷却流体路として形成されている。スポット溶接
ガンＧの電極チップＤ１とＤ２とを接近離反移動させる
ために、溶接ガンＧにはエアシリンダＥが取付けられて
おり、このエアシリンダＥの一端と第１副空気路６２と
が第１エアホース６４により接続され、エアシリンダＥ
の他端と、第２副空気路６３とが第２エアホース６５に
より接続されている。したがって、アタッチメントＡと
クランプ部Ｃとを組み付けることにより、アタッチメン
トＡと連結ロッド２０を介してエアシリンダＥは空気圧
源と導通状態となる。

連結ロッド２０には第１．３．４図に示すように、その
端面２１に開口部７０，７１を有する第１と第２の２つ
の主冷却水路７２．７３が主冷却流体路として形成され
ている。第１主冷却水路７２は第１給水路７４により、
そして第２主冷却水路７３は第２給水路７５によりそれ
ぞれ冷却流体源に接続されている。第３図には主冷却流
体路としての２つの主冷却水路７２．７３のうち、一方
の主冷却水路７２のみが示されている。

アタッチメントＡには第１．３．６図に示すように、開
口部７０と対向する位置に形成された開口ＩｇＳ８０を
有する第１副冷却水路８２と、開口部７１に対向する位
置に形成された開口部８１を有する第２副冷却水路８３
とがそれぞれ耐冷却流体路として形成されている。スポ
ット溶接ガンＧには電極チップＤ１、Ｄ２を冷却するた
めに、図示しない水路が形成されており、その水路に接
続されだ第１冷却ホース８４が第１副冷却水路８２に接
続され、前記水路に接続された第２冷却ホース８５が第
２副冷却水路８３に接続されている。したがって、アタ
ッチメントＡとクランプ部Ｃとを組み付けることにより
、溶接ガンＧ内に形成された前記水路は冷却流体源にア
タッチメント八と連結ロッド２０を介して連通状態とな
る。

アタッチメントＡに形成された４つの開口部６０．６１
．８０．８１はそれぞれアタッチメントＡにホルト６９
により取付けられた合成ゴム等のパツキン材８６に形成
されており、第５図に示すように、アタッチメントＡを
クランプ部Ｃから離した状態では圧縮代Ｈだけ、アタッ
チメントＡからパツキン材８６が突出するようにしであ
る。これにより、水密性及び気密性が保持されるように
なっている。尚、このパツキン材８６は連結ロッド２０
の先端部に取付けるようにしても良い。

溶接用ロボットのアームＲに装着されない状態の溶接ガ
ンＧは、第１図に示すガンストック台Ｔに支持されてい
る。このガンストック台Ｔに支持された状態の溶接ガン
Ｇを示すと第２図の通りである。第１．２図に示すよう
に、床面に固定された基台８７には、二枚の金属板８８
と、これらの間に挟み込まれたウレタンゴム等からなる
弾性材板８９とからなる受は台９０が設置されている。

この受は台９０には基台８７と当接する鋼球９１が設け
られ、更に第２図に示すようにコイルばね９２により受
は台９０に向かう弾発力が付与された鋼球９３を有する
位置決め具９４が、基台８７に４つ取付けられており、
受は台９ｏには四方がら弾発力が付与されている。受は
台９０には溶接ガンＧに形成された図示しない孔と嵌合
し合うテーバ形状のピン９５が突設されている。また、
受は台９０にはエアシリンダ９６により作動して溶接ガ
ンＧと係合する係合片９７を有するクランパ９８が取付
けられている。このようにして、受は台９０はフローテ
ィング構造となっており、溶接ガンＧのガンストック台
Ｔへの着脱が容易になされるようになっている。

溶接ガンＧをガンストック台Ｔに装着したときに溶接ガ
ンＧの偏心荷重により溶接ガンＧが傾かないようにする
ため、基台８７には溶接ガンＧを支持するブラケット９
９が第１図に示すように取付けられている。

第７図はエアシリンダＥに供給する空気圧の回路と、溶
接ガンＧ内を循環させる冷却水の回路を示す図である。

図示するように、第１給水路７４は給水側流路７４ａに
接続された二位置式の電磁切換弁１０１に接続されてお
り、第２給水路７５は排水側流路７５ａに接続された二
位置式の電磁切換弁１００に接続されている。溶接ガン
Ｇの不使用時には、第１給水路７４から第２給水路７５
内に注入された状態の冷却水を外部に排出するために、
空気圧源１１０に空気圧調整ユニット１１１及び空気流
路１１２を介して接続された二位置式電磁切換弁１０２
と前記切換弁１０１とが接続されている。

第１空気供給路５４と第２空気供給路５５は、空気流路
１１２に接続された三位茸成の電磁切換弁１０３に接続
されている。したがって、空気圧源１１０からの加圧空
気は、アタッチメントＡ及びクランプ部Ｃを介して第１
空気供給路５４又は第２空気供給路５５からエアシリン
ダＥ内に供給されると共に、電磁切換弁１０３の操作に
よりエアシリンダＥ内の空気は、第１空気供給路５４又
は第２空気供給路５５から電磁切換弁１０３を通って外
部に排出される。

前空圧室２７に接続された案内路２９と後空圧室２８に
接続された案内路３ｏは、ホース２９ａとホース３０ａ
により空気圧源１１０に空気流路１１２を介して接続さ
れた二位置式の電磁切換弁１０４に接続されており、こ
の電磁切換弁１０４の操作により連結ロッド２０を進退
移動させることが可能となる。

次に作用について説明すると、それぞれガンストック台
Ｔに支持された状態の複数のスポット溶接ガンＧのうち
か９ら任意のものを、溶接用ロボットのアームＲに装着
するには、まず、所定の溶接ガンＧに取付けられたアタ
ッチメントＡのスリーブ３９の中心と、クランプ部Ｃの
中心軸０とが同一直線上となるようにして、アタッチメ
ントＡと、クランプ部Ｃとの間の隙間が１〜２ｍｍ程度
となるまでクランプ部Ｃを前進させる。この前進動作に
よりビン４０がスリーブ３９内に嵌合されて位置決めが
なされる。尚、このときにはアタッチメントＡ側の副係
合爪１０．１１が、クリンプ部Ｃ側の主係合爪１７．１
８と相互に干渉しないように、所定の向きにクランプ部
Ｃを予め回転しておく。

その後、クランプ部Ｃを中心軸０回りに回転させて、主
係合爪１７．１８と副係合爪１０．１１とを係合させる
。これにより、係合爪１０．１１．１７．１８及び導体
４１．４２．４６．４７を介して溶接ガンＧの電極チッ
プＤ１、Ｄ２はそれぞれ電源と電気的に導通し得る状態
となる。

次いで、第７図に示す電磁切換弁１０４を図示する状態
に作動して後空圧室２８に供給すると、連結ロッド２０
の端面２１は、パツキン材８６を圧縮してアタットチメ
ントＡと当接する。これにより、間口部５０が間口部６
０に、開口部５１が開口部６１に、開口部７０が開口部
８０に、そして開口部７１が開口部８１に密着し、主駆
動流体路としての主空気路５２．５３が副冷却流体路と
しての副空気路６２．６３と連通状態となる。また、第
４図に示す主冷却流体路としての主冷却水路７２．７３
が、第６図に示す副冷却流体路としての副冷却水路８２
．８３と連通状態となる。したがって、エアシリンダＥ
はアタッチメントＡ及びクランプ部Ｃを介して空気圧源
１１０と連通し得る状態となり、切換弁１０３を作動さ
せることによって、電極チップＤ１とＤ２は相互に接近
移動したり離反移動することになる。つまり、第７図に
示す状態に、切換弁１０３を作動させたときには、第１
主空気路５２に空気が供給されて、電極チップＤＩ、Ｄ
２は相互に接近するようにエアシリンダＥに空気が供給
される。このとき、第２主空気路５３からエアシリンダ
Ｅ内の空気が排出される。電極チップＤ１．Ｄ２を相互
に離反させるには、切換弁１０３を作動させて上述の場
合と逆方向に空気を流す。

また、冷却ホース８４．８５は水供給用の流体源と連通
状態となり、これらのホース８４．８５には冷却水を供
給し得る状態となる。このとき、第７図に示す切換弁１
００．１０１を図示するように作動させると、第４．６
図に示す主冷却水路７２．７３と副冷却水路８２．８３
を介して溶接ガンＧ内に冷却水が流れる。溶接ガンＧ内
を流れた冷却水は排出流路７５ａを通って外部に排出さ
れる。

後空圧室２８内に供給される空気によって、連結ロッド
２０とアタッチメントＡとの密着がなされるが、万が一
１後空圧室２８内への空気の供給が断たれても、圧縮コ
イルばね３３の弾発力により連結ロッド２０とアタッチ
メントＡとの密着がなされる。

上述した状態で所定の溶接作業が終了した後、溶接用ロ
ボットを操作して、溶接ガンＧをガンストック台Ｔのビ
ン９５に嵌合させてガンストック台Ｔに載置する。この
載置動作の前ないし後に、切換弁１０３を作動してエア
シリンダＥへの空気の供給を断ち、切換弁１００，１０
１．１０２を作動させて第１給水路７４から第２給水路
７５内までに注入されている水を、通路６７からタンク
６８に排出する。

次いで、切換弁１０４を作動して前空気圧室２７に空気
を供給し、ばね３３の弾発力に抗して連結ロッド２０を
後退させた後、クランプ部Ｃを回転させて主係合爪１７
．１８と副係合爪１０１１１との係合を解く。これによ
り、アタッチメントＡとクランプ部Ｃとの分離が可能と
なり、クランプ部Ｃを中心軸０回りに回転させることに
より、溶接ガンＧはクランプ部Ｃから取り外される。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、溶接用ロボットに電源
や駆動用及び冷却用の流体源を接続し、溶接ガンにはア
タッチメントとクランプ部とを介して電源や駆動用及び
冷却用の流体源が連通状態となるので、所定の溶接ガン
を溶接用ロボットに装着するときには、溶接ガンに電源
を差し代えたり、流体源を溶接ガンに接続する作業が不
要となり、溶接ガンの着脱作業を自動的に行ない得る。

また、ケーブル等の長さの制約を受けることがなく、ケ
ーブル等の切り回し処理が不要となり、溶接ガンを極め
て容易かつ円滑に自動的に着脱させることができる。

更に連結ロッドの前進により強力に係合し合った主副係
合爪の間で通電を行っているため、両者の接触不良によ
る電蝕の発生は防止できることになる。

また、アタッチメント側に強圧される連結ロッドにより
流体の給排が行なわれるため、リーク等によるトラブル
の心配もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る溶接装置を示す斜視図
、第２図は溶接ガンがガンストック台に支持された状態
を示す正面図、第３図は第１図のクランプ部を示す拡大
断面図、第４図は第１図におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う正
面図、第５図はアタッチメントの要部を示し、第６図に
おけるｖ−ｖ線に相当する断面図、第６図は第５図にお
けるＶｌ−Ｖｌ線に沿う断面図、第７図は空気及び冷却
水の回路を示す回路図、第８図（Ａ）〜（Ｃ）は従来の
溶接装置を示す斜視図である。Ａ・・・アタッチメント、Ｃ・・・クランプ部、Ｇ・・
・スポット溶接ガン、Ｒ・・・アーム、Ｔ・・・ガンス
トック台、１０１１１・・・副係合爪、１７．１８・・
・主係合爪、２０・・・連結ロッド、２６・・・シリン
ダ、４０・・・ビン、４０．４１・・・主導体、４５．
４６・・・副導体、５０゜５１・・・開口部、５２．５
３・・・主空気路、６ｏ１６１・・・開口部、６２．６
３・・・り１空気路、７０．７１・・・開口部、７２．
７３・・・主冷却水路、８ｏ、８１・・・開口部、８２
．８３・・・副冷却水路。特許出願人　　　　　臼産自助車株式会社第５図　　　
第６図第８図（Ａ）（８）（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

それぞれ副係合爪が設けられたアタッチメントを有する
複数のスポット溶接ガンのうち任意のスポット溶接ガン
の前記副係合爪と係合する主係合爪を、溶接用ロボット
のアームに中心軸回りに回転自在に取付けられたクラン
プ部に設け、前記アタッチメントに当接する連結ロッド
を前記クランプ部に進退移動自在に取付け、電源に接続
される主導体を前記主係合爪に接続すると共に前記スポ
ット溶接ガンの電極チップに接続される副導体を前記副
係合爪に接続し、それぞれ流体源に接続される主冷却流
体路と主駆動流体路とを前記連結ロッドに形成する共に
、前記スポット溶接ガンに取付けられた冷却ホースに接
続されかつ前記主冷却流体路に連通される副冷却流体路
と、前記スポッ溶接ガンに取付けられた流体圧シリンダ
に接続されかつ前記主駆動流体路に連通される副駆動流
体路とを前記アタッチメントに形成したことを特徴する
溶接装置。