WO2015008400A1 - スポット溶接装置 - Google Patents

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work
welding apparatus
jig
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政幸 中山
裕一 芹川
博 吉村
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本田技研工業株式会社
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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426—Fixtures for other work
    • B23K37/0435—Clamps
    • B23K37/0443—Jigs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/047—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work moving work to adjust its position between soldering, welding or cutting steps

Definitions

  • the present invention relates to a spot welding apparatus for spot welding while intermittently transporting a plurality of workpieces simultaneously.
  • Patent Document 1 discloses a transfer press apparatus in which a plurality of single press units are arranged in parallel corresponding to a mold.
  • Each press unit of this transfer press apparatus is a portal frame formed by arranging a pair of plates provided with an opening at the center, fixing them in parallel with a predetermined interval, and arranging a bolster on the lower edge of the opening
  • a structure is disclosed in which keys are fitted and connected to positioning key grooves provided in the bolster between adjacent press units.
  • Patent Document 2 discloses a transfer device provided with first and second feed rods. This transfer device reciprocates the first and second feed rods back and forth and in the left and right directions respectively in opposite directions, so that one of the first and second feed rods feeds the work while pitching the other. Returns, and while one moves to the position to send the work, the other returns to the position retracted from the work, and when one has finished sending the work, the other can be sent next.
  • Patent Document 3 discloses a transfer processing apparatus having a plurality of molds including a punch and a die and a workpiece conveying device for conveying a workpiece between the molds.
  • clamping and conveyance and unclamping of the workpiece are performed by cranking the left and right workpiece conveyance devices in plan view.
  • Patent Document 2 has no disclosure as to what processing can be specifically applied, and the shape of the work itself needs to be adapted to the first and second feed rods, Is limited.
  • the present invention is a spot welding apparatus in which a plurality of spot welding stations are provided at equal intervals along the work transfer direction, and a plurality of positioning jigs are provided for each spot welding station.
  • a clamp mechanism attached to the tool.
  • the spot welding apparatus can be configured by connecting a plurality of spot welding apparatus units.
  • a plurality of spot welding stations are provided at equal intervals in each spot welding apparatus unit, and the positioning jig, the conveyance jig, and the clamp mechanism are provided for each spot welding apparatus unit.
  • the clamp claws constituting the clamp mechanism include a lower claw for removing the work from the positioning jig and an upper claw for attaching the work to the positioning jig, and the lower claw and the upper claw
  • the spacing is preferably greater than the thickness of the workpiece.
  • the work transfer apparatus operates in the lateral direction because the work transfer apparatus performs the transfer of the work and the return to the original position by cranking the work transfer apparatus in the vertical plane. There is no need to secure a space for that, which is advantageous in space.
  • (A) is a plan view at the time of welding of the spot welding apparatus according to the present invention
  • (b) is a front view at the time of welding of the spot welding apparatus
  • (A) is a plan view at the time of work clamp of the same spot welding apparatus
  • (b) is a front view at the time of work clamp of the same spot welding apparatus
  • (A) is a plan view of the spot welding apparatus with the workpiece lifted
  • (b) is a front view of the spot welding apparatus with the workpiece lifted
  • A) is a plan view of the spot welding apparatus according to the present invention when transferring a workpiece
  • (b) is a front view of the spot welding apparatus when transferring a workpiece
  • (A) is a plan view of a state where the work is set on the positioning jig after transfer of the spot welding apparatus according to the present invention
  • (b) is a state where the work is set on the positioning jig after transfer of the spot welding apparatus
  • Front view (A) is a plan view of
  • the spot welding apparatus shown in the embodiment is configured by connecting two spot welding apparatus units 1 along the work transfer direction.
  • the number of connected spot welding apparatus units 1 may be selected according to the number of spot welding points, and may be a single spot welding apparatus unit 1.
  • each spot welding apparatus unit 1 is provided with four welding stations at equal intervals along the work conveying direction, and consists of a total of eight welding stations, and each welding station performs spot welding at that station.
  • a welding jig 10 for carrying out the process is provided.
  • Each spot welding apparatus unit 1 has a positioning jig 3 disposed on the base 2 for each welding station.
  • the positioning jig 3 is provided with positioning pins which are inserted into holes formed in the work W.
  • a cylinder unit 5 that extends and retracts in the conveyance direction of the work W is disposed at the lowermost end 2 of the base 2, that is, the left side base 2 in FIG.
  • the slide member 4 a of the work transfer jig 4 is connected.
  • the slide member 4 a on the upstream side and the slide member 4 a on the downstream side are connected by the connecting rod 11.
  • the plurality of work transfer jigs 4 move in synchronization with each other by the drive of By connecting with the connecting rod 11 in this way, synchronization can be reliably achieved and cost can be reduced.
  • the slide member 4a of the work transfer jig 4 is provided with a cylinder unit 6 which is extended and retracted in the vertical direction, and a horizontal bar 7 is attached to the upper end of the cylinder unit 6.
  • the two horizontal bars 7 are arranged in parallel along the direction of conveyance of the work W, and the length of each horizontal bar 7 is set to be substantially equal to the length along the direction of conveyance of the spot welding device unit 1.
  • the horizontal bar 7 performs a crank movement in the vertical plane by the expansion and contraction movement of and.
  • a clamp mechanism 8 is attached to the horizontal bar 7 at the same interval as the interval of the welding stations, ie, the interval of the positioning jig 3.
  • the clamp mechanism 8 has a clamp claw 9 which is protruded and retracted in the width direction with reference to the conveyance direction of the work by the cylinder unit.
  • the clamp mechanism 8 on the front side is provided with two clamp claws 9, and the clamp mechanism 8 on the back side is provided with one clamp claw 9.
  • the clamp claws 9 are composed of upper claws 9b between the bifurcated lower claws 9a and the bifurcated lower claws 9a, and the lower claws 9a are the work W
  • the upper claws 9 b are used when fixing the work W to the positioning jig 3.
  • the cylinder unit 6 of the work transfer jig 4 is driven to raise the horizontal bar 7. Since the workpiece W is held by the clamp mechanism 8, the workpiece W ascends with the horizontal bar 7 and is removed from the positioning jig 3.
  • the cylinder unit 5 of the work transfer jig 4 is contracted to move the horizontal bar 7 leftward in the drawing by one station. Thereafter, as shown in FIG. 5, the cylinder unit 6 is contracted, the horizontal bar 7 is lowered, and the work W is set on the positioning jig 3 below it. At this time, the workpiece W at the left end is sent out onto the conveyor belt since spot welding is completed.
  • the cylinder unit 5 When the workpiece W for which spot welding has been completed is discharged in this manner, the cylinder unit 5 is extended as shown in FIG. 6, and the horizontal bar 7 is returned to its original position. As described above, spot welding of one station is completed by cranking the horizontal bar 7 once in the vertical plane. Repeating this operation passes all the welding stations and spot welding is completed.
  • the spot welding apparatus according to the present invention can also be applied to workpieces with a large number of strokes other than automobile parts.

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Abstract

　打点数の多いワークであってもスポット溶接のタクトタイムが短くなるスポット溶接装置を提供すべく、本発明では、右端の位置決め治具（３）上に新たなワーク（Ｗ）をセットし、この時、ワーク搬送治具（４）の水平バー（７）は右側、つまり基台（２）の上縁と重なる位置にあるようにし、そしてこの状態で各溶接ステーションでスポット溶接を行い、次いで、ワーク搬送治具（４）の水平バー（７）の位置はそのままにして、クランプ機構（８）を駆動して位置決め治具（３）上のワークＷをクランプし、この後、ワーク搬送治具（４）のシリンダユニット（６）を駆動して水平バー（７）を上昇させ、ワーク（Ｗ）はクランプ機構（８）に保持されているので、水平バー（７）とともに上昇し、位置決め治具（３）から外れる構成とした。

Description

スポット溶接装置
　本発明は、複数のワークを同時に間欠的に搬送しつつスポット溶接するスポット溶接装置に関する。
　ワークにスポット溶接を行う場合、打点が多数になる場合がある。またスポット溶接に限らず１つのワークに対する加工箇所が多数になる場合がある。このような場合に、１箇所においてスポット溶接やその他の加工を行うとライン全体のタクトタイムが長くなる不利がある。
　そこで、複数のステーションに分け、各ステーションにおいてスポット溶接などの加工点数を分散させる提案が従来から行われている。
　特許文献１には、単発のプレスユニットを金型に対応させて複数台並設したトランスファープレス装置が開示されている。このトランスファープレス装置の各プレスユニットは、中央に開口を設けた一対のプレートを向き合わせ、所定の間隔をあけて平行に固定し、開口下縁の上にボルスターを配して構成した門型フレーム構造とし、隣り合うプレスユニット間はボルスターに設けた位置決め用のキー溝にキーを嵌合させて連結した構造が開示されている。
　特許文献２には、第１および第２の送り棹を備えたトランスファー装置が開示されている。このトランスファー装置は第１および第２の送り棹を前後・左右方向にそれぞれ互いに逆方向に往復運動させることで、第１および第２の送り棹の一方がワークをピッチ送りしている間に他方が戻り、一方がワークを送る位置まで移動する間に、他方はワークから待避した位置まで戻り、一方がワークを送り終わったときには他方が次に送ることができるようにしている。
　特許文献３には、ポンチとダイからなる複数の金型とこれら金型間で被加工材を搬送する被加工材搬送装置とを有したトランスファー加工装置が開示されている。このトランスファー加工装置では、左右の被加工材搬送装置に平面視でクランク動させることで被加工材のクランプ、搬送及びアンクランプを行うようにしている。
特開平８－１１８０９４号公報 特開２００２－２８４３３０号公報 特開２０１１－０５０９８４号公報
　特許文献１に開示されるトランスファープレス装置では、中央に開口を設けた一対のプレートを向き合わせて平行に固定し且つ開口の下縁にボルスターを配置するなど構造が複雑化し、且つ用途も特殊なプレス加工に限定されてしまう。
　特許文献２に開示されるトランスファー装置は、具体的にどのような加工に適用できるかについての開示がなく、しかもワーク自体の形状が第１および第２の送り棹に適合する必要があり、用途が限定されてしまう。
特許文献３に開示されるトランスファー加工装置では、実際の加工は金型による成形である。そして、この先行技術では被加工材搬送装置に水平面内でクランク動させることで、ワークのクランプと搬送を行うようにしているが、ワークを搬送するにはワークが金型に干渉してはならず、このため、金型を構成するポンチを上方に移動させた後に搬送装置を内側に移動（クランク動の一部）させてワークを把持し、この後ダイを下降させなければならず、操作が面倒である。また搬送装置全体を内側に移動させてワークを把持しているが、このためには大きな搬送装置全体の内側への移動量を正確にコントロールする必要があり、制御が複雑となり実施化に問題がある。
　上記課題を解決するため本発明は、ワークの搬送方向に沿って複数のスポット溶接ステーションが等間隔で設けられたスポット溶接装置において、各スポット溶接ステーション毎に配置される位置決め治具と、複数のワークを同時に上流側のスポット溶接ステーションから下流側のスポット溶接ステーションへ１ステーションづつ搬送すべく垂直面内でクランク動を行う搬送治具と、前記位置決め治具に対しワークを着脱すべく前記搬送治具に取付けられたクランプ機構とを備えた構成とした。
　本発明に係るスポット溶接装置は複数のスポット溶接装置ユニットを連接して構成することができる。ここで、各スポット溶接装置ユニットには複数のスポット溶接ステーションが等間隔で設けられ、且つ各スポット溶接装置ユニット毎に前記位置決め治具、前記搬送治具及び前記クランプ機構が設けられている。
　特に前記クランプ機構を構成するクランプ爪としては、位置決め治具からワークを取り外すために下側爪と位置決め治具にワークを取り付けるための上側爪とで構成し、これら下側爪と上側爪との間隔はワークの厚みよりも大きくすることが好ましい。
　このように、構成することでワークの位置決め治具に対する着脱を確実に行え、更に溶接終了後のワークを左右のクランプ爪を外側に移動するだけで、簡単にコンベアベルト上に落とすことができる。
本発明に係るスポット溶接装置によれば、ワーク搬送装置に垂直面内でクランク動させることで、ワークの搬送と原位置への復帰を行うようにしたので、横方向にワーク搬送装置が動作することがなく、その分のスペースを確保する必要がなくスペース的に有利である。
またワークのクランプ及びアンクランプをワーク搬送治具の制御とは別のクランプ機構によって行うようにしているので、ワークの形状等に合わせた細かな制御が容易となる。
（ａ）は本発明に係るスポット溶接装置の溶接時の平面図、（ｂ）は同スポット溶接装置の溶接時の正面図 （ａ）は同スポット溶接装置のワーククランプ時の平面図、（ｂ）は同スポット溶接装置のワーククランプ時の正面図 （ａ）は同スポット溶接装置のワークを持ち上げた状態の平面図、（ｂ）は同スポット溶接装置のワークを持ち上げた状態の正面図 （ａ）は本発明に係るスポット溶接装置のワーク移送時の平面図、（ｂ）は同スポット溶接装置のワーク移送時の正面図 （ａ）は本発明に係るスポット溶接装置の移送後にワークを位置決め治具上にセットした状態の平面図、（ｂ）は同スポット溶接装置の移送後にワークを位置決め治具上にセットした状態の正面図 （ａ）は本発明に係るスポット溶接装置の原位置に復帰した状態の平面図、（ｂ）は同スポット溶接装置の原位置に復帰した状態の正面図 （ａ）はクランプ機構の平面図、（ｂ）はクランプ機構の側面図
　以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。実施例で示したスポット溶接装置はワークの搬送方向に沿って２つのスポット溶接装置ユニット１、１を連接することで構成される。連接するスポット溶接装置ユニット１の数はスポット溶接の打点数に応じて選択し、単一のスポット溶接装置ユニット１としてもよい。
　本実施例にあっては各スポット溶接装置ユニット１はワークの搬送方向に沿って、等間隔で４つの溶接ステーションを設け、合計８つの溶接ステーションからなり、各溶接ステーションには当該ステーションにおいてスポット溶接を行う溶接治具１０が設けられている。
　各スポット溶接装置ユニット１は基台２上に溶接ステーション毎に位置決め治具３を配設している。この位置決め治具３はワークＷに形成した穴に挿入される位置決めピンを備えている。
　また最も端の基台２、つまり図１（ｂ）において左側の基台２の下部にはワークＷの搬送方向に伸縮動するシリンダユニット５を配置し、このシリンダユニット５のピストンロッド５ａ先端をワーク搬送治具４のスライド部材４ａに連結している。
　スポット溶接装置ユニット１を複数台連設する場合（図示例では２台連設）には、上流側のスライド部材４ａと下流側のスライド部材４ａとは連結ロッド１１にて連結され、シリンダユニット５の駆動により複数のワーク搬送治具４が同期して移動する。このように連結ロッド１１で連結することで、確実に同期させることができ且つコストダウンが図れる。
　また、ワーク搬送治具４のスライド部材４ａには垂直方向に伸縮動するシリンダユニット６が設けられ、このシリンダユニット６の上端に水平バー７が取付けられている。この水平バー７はワークＷの搬送方向に沿って平行に２本配置され、各水平バー７の長さはスポット溶接装置ユニット１の搬送方向に沿った長さと略等しく設定され、前記シリンダユニット５及び６が伸縮動することで、水平バー７は垂直面内でクランク動を行う。
　前記水平バー７には溶接ステーションの間隔つまり位置決め治具３の間隔と同じ間隔でクランプ機構８が取り付けられている。クランプ機構８はシリンダユニットによってワークの搬送方向を基準として幅方向に出没するクランプ爪９を有している。
　ワークＷの形状に応じて、手前側のクランプ機構８には２つのクランプ爪９が設けられ、奥側のクランプ機構８には１つのクランプ爪９が設けられている。何れもクランプ爪９は図７に示すように、二股状の下側爪９ａと二股状の下側爪９ａの間の上側爪９ｂからなり、下側爪９ａは位置決め治具３からワークＷを外す際に使用し、上側爪９ｂは位置決め治具３にワークＷを固定する際に使用する。
　また下側爪９ａと上側爪９ｂとの間隔はワークＷの厚みよりも大きいため、溶接終了後に下側爪９ａと上側爪９ｂを外側に開くことで、ワークＷは引っかかることなく、コンベアベルト上に落下する。
　以上の構成からなるスポット溶接装置を用いた溶接方法を以下に述べる。先ず、図１に示すように、右端の位置決め治具３上に新たなワークＷをセットする。この時、ワーク搬送治具４の水平バー７は右側、つまり基台２の上縁と重なる位置にある。そしてこの状態で各溶接ステーションでスポット溶接を行う。
　次いで図２に示すように、ワーク搬送治具４の水平バー７の位置はそのままにして、クランプ機構８を駆動して位置決め治具３上のワークＷをクランプする。
　この後図３に示すように、ワーク搬送治具４のシリンダユニット６を駆動して水平バー７を上昇させる。ワークＷはクランプ機構８に保持されているので、水平バー７とともに上昇し、位置決め治具３から外れる。
　次いで図４に示すように、ワーク搬送治具４のシリンダユニット５を収縮させ水平バー７を図において左方向に１ステーション分だけ移動させる。この後図５に示すようにシリンダユニット６を縮め水平バー７を下降させワークＷをその下の位置決め治具３上にセットする。この時左端のワークＷはスポット溶接が完了しているため、コンベアベルト上に送り出される。
　このようにしてスポット溶接が完了したワークＷを払い出したならば、図６に示すようにシリンダユニット５を伸長させ、水平バー７を元の位置に戻す。以上のように水平バー７が垂直面内で一回クランク動することで、１ステーション分のスポット溶接が終了する。この動作を繰り返すことで、全ての溶接ステーションを通過し、スポット溶接が完了する。
　本発明に係るスポット溶接装置は自動車部品以外の、打点数の多いワークにも応用することができる。
　１…スポット溶接装置ユニット、２…基台、３…位置決め治具、４…ワーク搬送治具、４ａ…スライド部材、５、６…シリンダユニット、５ａ…ピストンロッド、７…水平バー、８…クランプ機構、９…クランプ爪、９ａ…下側爪、９ｂ…上側爪、１０…溶接治具、１１…連結ロッド、Ｗ…ワーク。

Claims (3)

  1. 　ワークの搬送方向に沿って複数のスポット溶接ステーションが等間隔で設けられたスポット溶接装置において、このスポット溶接装置は各スポット溶接ステーション毎に配置される位置決め治具と、複数のワークを同時に上流側のスポット溶接ステーションから下流側のスポット溶接ステーションへ１ステーションづつ搬送すべく垂直面内でクランク動を行う搬送治具と、前記位置決め治具に対しワークを着脱すべく前記搬送治具に取付けられたクランプ機構とを備えることを特徴とするスポット溶接装置。
  2. 　請求項１に記載のスポット溶接装置において、このスポット溶接装置は複数のスポット溶接装置ユニットが連接され、各スポット溶接装置ユニット毎に複数のスポット溶接ステーションが等間隔で設けられ、且つ各スポット溶接装置ユニット毎に前記位置決め治具、前記搬送治具及び前記クランプ機構が設けられていることを特徴とするスポット溶接装置。
  3. 　請求項１または２に記載のスポット溶接装置において、前記クランプ機構はクランプ爪を有し、このクランプ爪は位置決め治具からワークを取り外すために下側爪と位置決め治具にワークを取り付けるための上側爪とからなり、これら下側爪と上側爪との間隔はワークの厚みよりも大きいことを特徴とするスポット溶接装置。
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