WO2001085380A1 - Dispositif de soudage de boulon par projection - Google Patents

Description

プロジェクシヨンボルトの溶接装置 技術分野 本発明は、軸 ½とフランジと溶着用突起からなるプロジェクシヨンボルトを、板状 のワークに溶接するための装置に関する。 景技術 特許第 2 5 0 9 1 0 3号公報には、プロジェクシヨンボルトの軸部を差し込む受入 孔が可動電極に明けられ、可動電極に保持されたプロジェクションボルトは同電極の 進出によって鋼板等のワークに溶接ことが開示されている。 上述のような先行技術であると、溶接装置自体が定置式であるために、 自動車のフ ロアパネルのような大きなワークの場合には、 ワークを移動させなければならず、そ のための機構が著しく大規模なものとなり、実用的ではない。そこで、溶接装置自体 を移動式にすることが考えられるが、その場合にはプロジェクシヨンポルトを電極に 供給するュニヅ卜に特別な配慮が必要となる。すなわち、溶接装置にプロジヱクショ ンボルトの供給装置を取り付けるに当たっては、電極への供給にとって有利な方式を 適用しなければならない。また、軸部とフランジと溶着用突起からなるプロジェクシ ョンボルトは、 的確に保持しなければ良好な溶接品質が得られないこととなる。 発明の開示

本発明によるプロジェクシヨンボルトの溶接装置は、 軸部と、 軸部の一端に形成 されたフランジと、 フランジの軸部とは反対側の面に形成された溶着用突起とを 含むプロジェクシヨンボルトを板状のヮークに§ί妾するための装置であって、 下 記を包含する ：ロボヅト装置によって所要箇所へ移動させられる溶接フレーム； 溶接フレームに設置された可動 m@と固定 ¾¾、 両 のいずれか一方にプロジ ェクシヨンボルトの軸部を受け入れるための受入孔が形成されている；および、 溶接フレームに取り付けられたプロジェクシヨンボルト供給装置。 プロジェクシ ョンボルト供給装置から前記受入孔ヘプロジェクションポルトの軸部を挿入し、その 状態でロボヅト機能により フレームがワークの所定の箇所へ移動して、そこで溶 着用突起とワークとが圧着されて通電 §¾がなされる。このように ^フレームと プロジェクシヨンボルト供給装置とがュニヅト化されているので、 ¾ϋへのボルト供 給をおこないつつ電極をワークの目的箇所へ移動させて を完了させることがで き、 したがって、 大きなワークを移動させるような設備を設置する必要がなくなる。 プロジヱクシヨンボルト供給装置は溶接フレームの進出方向で見て電極より.も 後方側に配置することができる。 フレームがワークの方へ進出してゆくときに ば、ブロジェクシヨンボルトを保持した電極が最前位置になって溶接ポイントべ到達 することが重要である。このことは、溶接フレームの進出に対してプロジェクシヨン ボルト供給装置が支障をきたしてはならないのである。もし、 プロジェクシヨンボル ト供給装置が溶接ラレームの前方に設置してあると、この供給装置が周辺の部材に干 渉したりして、思い通りの箇所へボルト溶接ができないことになる。このように供給 装置が干渉問題をおこさないので、 良好な溶接挙動が実現する。 プロジェクシヨンボルト供給装置は、 進退式の供給ロッドと、 供給ロヅドに取 り付けた保持へヅドと、 プロジェクションボルトの軸部を前記受入孔に揷入する ための駆動ュニットとを包含することができる。進退式の供給口ッドが溶接フレー ムから突出してきたり、後退したりするので、保持へッドに係止されたプロジェクシ ヨンボルトが両 «1の間に首尾よく移行される。とくに、軸部が受入孔と同軸になつ た位置で供給口ヅドの進出を停止させることによって、受入孔への軸部移動が的確に なされる。軸部は駆動ュニットの出力で受入孔に挿入されるので、前記供給口ヅドの 進出に引き続いて信頼性の高い供給がおこなえる。 駆動ュニヅトを溶接フレームのアーム部材に固定し、 駆動ュニッ卜の出力部材 に供給ロッドの進退駆動ュニヅトを固定し、 供給ロヅドはアーム部 に対して二 方向に傾斜させることができ、 これによつて、 保持ヘッドに保持されたプロジヱ クシヨンボルトの軸部が受入孔と同軸になつた位置で停止するとともに、 その停 止位置から軸部が受入孔に挿入される。供給ロッドのための進退駆動ユニットと軸 部を受入孔へ導く駆動ュニットとが設置されているので、ボルトを両電極間に移動さ せることと、 軸部を受入孔へ揷入させることが確実になされ、 この挙動は、 とくに、 駆動ュニッ卜の出力部材に進退駆動ュニットが固定されていることによって実現さ れている。さらに供給ロッドはアーム部材に対して 2方向に傾斜させてあるので、電 極の後方から両電極間にプロジヱクシヨンボルトを移動させることが可能となり、溶 接フレームにプロジェクシヨンボルト供給装置をュニヅト化することがおこないや すくなる。

' 図面の簡単な説明 図 1は本発明の実施の形態を示すプロジヱクションボルトの溶接装置の側面 図；

図 2は図 1の一部を右側から見た図；

図 3は保持へッドと受入孔との関係を示す縦断面図；

図 4はプロジェクシヨンボルトの側面図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 図面に従って本発明の実施の形態をくわしく説明する。 図 1において、参照数字 1で概括的に指してあるのはロポット装置であり、 ここで は同装置の先端部分に相当するアーム 2、関節接手 3が図示されている。ロボヅト装 置 1は一般的に採用されている 6軸タイプのものである。関節接手 3にはイコライザ 4を介して溶接フレーム 5が結合してある。 溶接フレーム 5の形: にはいろいろなものがあるが、ここでは Cタイプを例示して 'ある。なお、 Cタイプに代えて X夕イブであってもよい。溶接フレーム 5の先端部に は可動 ®ϋ 6と固定 ®¾ 7が設置されている。可動 ®S 6は ¾gフレーム 5に結合し たエアシリンダ 8によって進退駆動される。このエアシリングに代えて電動モータを 採用してもよい。両 ®ffi 6， 7は同軸位置に設置してあり、 いずれか一方にプロジェ クシヨンポルトの軸部が挿入される受入孔が明けられている。この実施の形態では固 定電極 7に受入孔 9が明けられている。 図 4に示されるように、 鉄製のプロジェクションボルトが参照数字 10で指してあ り、 軸部 11、 それと一体の円形のフランジ 12、 軸部 11とは反対側のフランジ面に形 成された溶着用突起 13から構成されている。 なお、 溶着用突起は、 平坦なフランジ 面上に突設された 3個あるいは 4個の 「いぼ」状のものであってもよい。 プロジェクシヨンボルト供給装置は参照数字 14で示されており、 この装置は溶接 フレーム 5の進出方向、すなわち離隔した箇所に待機しているワークの方向（図 1で は右方）で見て、 電極 6 , 7よりも後方側に配置されている。換言すると、 溶接フレ —ム 5が進出するときには、電極 6， 7が最先端の位置になって進出し、供給装置 14 はその後方に位置しているのである。 , 溶接フレーム 5の横方向の部分がアーム部材 5aであり、 その側面にブラケット 15 が固定され、 それに駆動ユニットであるエアシリンダ 16が取り付けてある。 駆動ュ ニヅ卜の出力部材に相当するビストンロッド 17に供給口ヅド 18の進退駆動ュニヅト 19が固定されている。 このュニヅト 19はエアシリンダで構成され、 ビストンロッド 17とエアシリンダ 19は、 結合アーム 20とエアシリンダ 19に取り付けた結合筒 21を介 して一体化されている。 エアシリンダ 16と 19の代わりに電動モ一夕を採用してもよ レ、。電動モー夕を採用するときには、モー夕の回転を直進運動に変換する機構を介在 させる。 供給ロッド 18はァ一ム部材 5aに対して 2方向に傾斜させてある。 この傾斜は、 図 1の方向で見た傾斜が角度 0 1、図 2の方向で見た傾斜が角度 0 2として設定されて いる。 すなわち、 供給ロッド 18は、 アーム部材 5aに対して斜めに交差する状態にな つている。 供給ロヅ ド 18の先端には保持へヅ ド 22が結合され、 ここに保持されたプ ロジェクシヨンボルトの軸部 11が、 保持へッド 22の進出時に受入孔 9の軸線と同軸 になるように構成されている。 保持へヅ ド 22の軸線は、 供給ロッド 18の軸線に対して鋭角的に交差している。図 3 に示されるように、 へヅド本体 23には下向きに開放された円形の凹部 24が形成され、 ここにフランジ 12が収容される。 フランジ 12には溶着用突起 13が一体化されている ので、それをも収容するために凹部 24にはフランジ； 12のための大径部 24aと溶着用突 起 13のための小径部 24bが形成されている。 凹部 24の奥にはマグネヅ ト （永久磁石） 25が埋設され、 凹部 24に入ったフランジ 12を吸引してプロジェクシヨンポルト 10を 安定した状態で保持している。 この時の状態は、 図 3のようにフランジ 12の外周部 が大径部 24aの底面に密着させられている。 空気通路 26がへヅド本体 23の中央部に明けられ、小径部 24bの底面に開口している。 空気通路 26からの圧縮空気で、 マグネット 25の吸引力に杭してフランジ 12を凹部 24 から強制的に脱出させて、 軸部 11を完全に受入孔 9へ移行させる。 圧縮空気が供給 されるタイミングは、 軸部 11の一部が受入孔 9内に入った時である。 なお、 参照数 字 27は空気通路 26に接続された空気ホース、 28は受入孔 9の奥に設置されたマグネ ッ ト （永久磁石） を指し、 受入孔 9内に移行したボルト 10を確実に吸引保持してい る。 もし、 図 3の上下が逆になつた状態のときには、 マグネット 28によるボルト保 持が必須となる。 供給ロッド 18が後退しているときには、 凹部 24にフランジ 12が進入できるように しておく必要がある。 そのためにエアシリンダ 19に固定したブラケヅト 29に部品供 給管 3Qが結合され、 その端部が復帰した保持ヘッド 22 (図 1の二点鎖線図示） に合 致し いる。 部品供給管 30はパ一ヅフィーダ 31に接続され、 空気ホース 32からの圧 縮空気でプロジェクシヨンボルト 1 0 保持へヅ ド 22まで搬送されてくる。 鋼板製のワーク 33は、 クランプユニット 34でしつかりと固定されている。 このュ ニヅ ト 34は通常のもので、 静止部材 35に固定された基台 36と回動式のクランプア一 ム 37aとの間にワーク 33が強くはさまれるタイプである。溶接フレーム 5が復帰して いるときには、 ワーク 33は離れた箇所に位置しているのであるが、 図 1は溶接フレ ーム 5が進出して両電極 6， 7の間に位置している状態である。 イコライザ 4は、 エアシリンダ 8で可動電極 6が進出してワーク 33に突き当たる と、 その反力で溶接フレーム 5全体が上方へ移行して、 固定電極 7がワーク 33の下 面に圧着するものである。そのために、コ字型の枠部材 37が関節接手 3に固定され、 枠部材 37に架設された作動軸 38が溶接フレーム 5に固定したブラケット 39を摺動自 在に貫通している。 ブラケヅ卜 39と枠部材 37の端部との間に圧縮コイルばね 40が介 在させてある。 前述の可動電極 6の進出による反力が溶接フレーム 5に作用すると、 片方の圧縮コィルばね 40が押し縮められてィコラィ 作用が果たされる。 上述の実施の形態の作動を説明する。 保持へヅド 22が図 1の二点鎖線図示の位置 にあるときに、 パーツフィーダ 31からプロジェクシヨンボルト 10が送られてくる。 すると、 ボルトのフランジ 12や溶着用突起 13が凹部 24内に収容されて、 軸部 11が保 持へヅド 22から下方に突出した状態になる。—続いて、 供給ロヅド 18が進出させられ て、軸部 11が受入孔 9と同軸になった位置で供給ロヅドの進出は停止する。その後、 エアシリンダ 16の作用で供給口ヅド 18全体が移動させられると、 軸部 11は受入孔 9 内に進入し、 空気通路 26からの圧縮空気で軸部 11、 すなわちプロジェクショ：/ポル ト 10は完全に受入孔 9内に入り込む。 それから保持へヅド 22が前述とは逆の軌跡を 絰て元の位置に復帰する。 次に、 ロボット装置 1の作動で溶接フレーム 5が前進すると、 ¾gフレーム 5から 離れた位置に待機していたワーク 33に両電極 6， 7が到達する。 それから可動電極 6が進出すると、 ィコライザ 4が作用して溶着用突起 13がワーク 33の下面に押しつ けられて通電がなされ、 溶着が完了する。 1個のブロジェクシヨンボルト 10が溶接 されて可動 6が後退すると、 ィコライザ 4の作用で§gフレーム 5が移動して、 固定電極 7とワーク 33との間に空間が形成される。 この空間に保持へヅド 22を進出 させて、 再び軸部 11を受入孔 9に供給して、 二つ目のプロジェクシヨンポルト溶接 がなされる。 すなわち、 ワーク 33が両電極 6 , 7の間に設置された状態で、 次々と プロジェクシヨンボルトの溶接が連続してゆくのである。 逸镜的な i¾gが可能になることによって、溶接フレーム 5.の移動軌跡が短縮できて、 効率を高めるのに有効となる。なお、 図 1の装置全体の上下関係が逆になつても、 同 様の作動が得られる。

Claims

請求の範囲

1 . 軸部と、 軸部の一端に形成されたフランジと、 前記フランジの前記軸部とは 反対側の面に形成された溶着用突起とを含むプロジェクシヨンボルトを板状のヮ ークに溶接するための装置であって、 下記を包含するプロジェクシヨンボルトの ロボット装置によって所要箇所へ移動させられる溶接フレーム； 前記 フレームに設置された可動電極と固定電極、前記両電極のいずれか一 方に前記軸部を受け入れるための受入 が形成されている； および

前記溶接フレームに取り付けられたプロジヱクシヨンボルト供給装置。

2 . 前記プロジェクションボルト供給装置が前記溶接フレームの進出方向で見て β@よりも後方側に配置されている請求項 1によるプロジヱクシヨンボルトの溶

3 . 前記プロジェクシヨンボルト供給装置が、 進退式の供給ロッドと、 前記供給 口ヅドに取り付けた保持へヅドと、 前記プロジェクションボルトの軸部を前記受 入孔に挿入するための駆動ュニッ卜とを包含する請求項 1または請求項 2による プロジェクシヨンポルトの溶接装置。

4 . 前記駆動ユニットが前記溶接フレームのアーム部材に固定され、 前記駆動ュ ニットの出力部材に前記供給ロッドの進退駆動ュニヅ卜が固定され、 前記供給口 ヅドは前記アーム部材に対して二方向に傾斜させてあり、 これによつて、 前記保 持へヅドに保持された前記プロジェクシヨンボルトの軸部が前記受入孔と同軸に なつた位置で停止するとともに、 その停止位置から前記軸部が前記受入孔に挿入 される請求項 3によるプロジェクシヨンボル卜の溶接装置。

5 . 軸部と、 軸部の一端に形成されたフランジと、 前記フランジの前記軸部とは 反対側の面に形成された溶着用突起とを含むプロジヱクションポルトを板状のヮ —クに溶接するための装置であつて、 下記を包含するプロジェクションボルトの 溶接装置：

ロボッ卜装置によって所要箇所へ移動させられる溶接フレーム ； 前記溶接フレームに設置された可動電極と固定電極、前記両 のいずれか一 方に前記軸部を受け入れるための受入孔が形成されている； および

前記溶接フレームに取り付けられたプロジェクションポルト供給装置、前記プ ロジェクシヨンボルト供給装置は、 進退式の供給ロッドと、 前記供給ロッドに取 り付けた保持へッドと、 前記プロジェクシヨンボルトの軸部を前記受入孔に挿入 するための駆動ュニッ卜とを包含する ；

前記駆動ュニッ卜は前記溶接フレームのアーム部材に固定され 前記駆動ュニ ットの出力部材に前記供給ロッドの進退駆動ュニッ卜が固定され、 前記供給ロヅ ドは前記ァ一ム部材に対して二方向に傾斜させてあり、 これによつて、 前記保持 へッドに保持された前記プロジェクシヨンボル卜の軸部か 記受入孔と同軸にな つた位置で停止するとともに、 その停止位置から前記軸部が前記受入孔に挿入さ れる。