(57)【要約】  このクランプは、溶接の間に２枚以上の金属板を操作するため、それらの金属板を固定するための固定式アームおよび可動式のアームを備えた本体を含み、その特徴は、関節アームを支えるための、また同アームの作動ロッドを誘導するための互いに向き合った２枚のサイドプレートが下部に溶接された中央の管状部品で本体が構成され、関節軸の支持サイドプレートの間で、クランプ一式の中央部に配置された１本の関節アームを備えていることである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接作業中に２枚以上の金属板を操作するため、それらの金属板を固定するための固定式アームおよび可動式のアームを備えた本体を含み、クランプの可動式アームを作動させるための空気シリンダを備えた自動化溶接設備用のクランプであって、本体が、関節アームを支えるため、また同アームの作動ロッドを誘導するため、互いに向き合った２枚のサイドプレートが下部に溶接されている中央の管状部品で構成され、関節軸の支持サイドプレートの間で、クランプ一式の中央に配置された１本だけの間接アームを備えていることを特徴とするクランプ。
【請求項２】
爪本体の中央管状部品が、溶接によって管状部品に連結されている互いに向き合ったサイドプレートを部分的にはめ込むため、その下部端で側部がフライス加工された調整済みの管で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項３】
爪本体の互いに向き合ったサイドプレートが、その周囲を切り取られ、内部に開口部を備えた調整済みの鋼鉄板で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項４】
クランプ本体の互いに向き合ったサイドプレートが、レーザー光線を使用した機械化によって切り取られ、開口部が作製されていることを特徴とする請求項３に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項５】
クランプ本体の互いに向き合ったサイドプレートが、軽量化穴、クランプの可動式アームの関節軸を取り付けるための穴、およびクランプの可動式アームの作動ベアリングを備えた横軸を誘導するための長孔を有することを特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項６】
爪の可動式アームがＬ字状の配置を採用し、その内部端に、クランプ本体のサイドプレートの間に取り付けられたアーム回転横軸用の穴、およびクランプの作動空気シリンダのロッドと連動する作動ローラを受け入れるための長孔を備え、長孔が、スイングアームの作動横軸とアームの溝との間の入射角を徐々に変化させるため、直線状の下部端および、ゆるやかにカーブした上部端を有し、作動時に直線状部分が不可逆性を示すことを特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項７】
爪本体において互いに向き合って取り付けられた２枚のプレート間の分離部分が、その下部から後部の自由部分において、その部分に連結され、かつ爪の可動式アームが移動する縦開口部を備えた帯金によって閉じられ、このアームには第１帯金の内側面に一致する、より短い長さの第２帯金が連結され、可動式アームの位置に応じて縦開口部の移動閉鎖を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項８】
クランプの可動式アームが作動するための空気シリンダが、上部と下部の固定蓋の間における爪本体の管状部品の内部に収納され、またクランプの可動式アームの作動ロッドに連結されたピストンがその内部を移動するシリンダの上部と下部の間を連絡する空気の通過を可能にするため管状部品の内側面に対して僅かなすき間を持って配置され、かつ前記の上部蓋と下部蓋に連結された円筒形ジャケットを配置することで、管状部品に対してそれらの蓋が機密性を持つことを特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項９】
空気シリンダの上部蓋が、ピストンの上部死点の位置で可動式アームの作動ロッドに対するピストンの連結ピンの上部ヘッドを受け入れることができる、より大きい直径の下部円筒形部分を有する軸方向の中央収納部を備えていることを特徴とする請求項８に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１０】
可動式アームの作動ロッドに対するピストンの固定部品が、その上部において、空気シリンダの上部蓋が有する軸方向穴の内部にはめ込むことができる拡張部分を備え、調節可能な絞り通路を有する空気出口と一緒に空気緩衝効果を発生させることを特徴とする請求項８に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１１】
可動式アームの作動シリンダの上部蓋が、直径の小さい穴を通じてシリンダ上部と、また側部通路を通じてシリンダジャケットと本体管状部品との間のすき間とつながることができる空気空洞も備えていることを特徴とする請求項８に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１２】
可動式アームの角度位置の検出が、可動式アームに連結された移動可能な帯金の端部の検出によって行われることを特徴とする前記請求項に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１３】
可動式アームの回転角度位置の検出カプセルが、爪一式の固定ピンに対して反対側に位置する同一式の後部面に連結されていることを特徴とする請求項１と１２に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１４】
溶接機器に対するクランプの取り付け・取り外しの操作と関係なく、クランプ本体と爪構造または溶接器具との固定空間位置を決定するため、クランプ本体と、クランプを爪構造または溶接器具に固定する留め具との間における凹部と凸部の連係した接続の配置を特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１５】
爪または溶接器具に対する固定留め具とクランプ本体との接続が、連係した形状を有し、かつクランプ本体の上部縁と適合することが可能な留め具の溝を介して行われることを特徴とする請求項１４に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１６】
気密補助装置なしで、サイドプレートの外部表面に一致する調整済みの各々の蓋を介して、適合し、かつ気密性を保つ形で爪本体のサイドプレートの閉鎖を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１７】
空気駆動シリンダの本体を下部に、また固定ピンを備えた可動式支持台を移動させるための回転式アームをはめ込んで収納するため上部に幅広い横方向の開口溝を備えた直線状の角柱本体を上部に含み、そのアームが前記横溝にはめ込まれ、溶接の飛び跳ねた物質および異物が入らないように溝上部を閉鎖し、前記溝の表面が、ニードルベアリングを介して回転式アームの駆動軸の両端部を受け入れるための各々の直線状貫通穴を有する半筒形の各々の縦方向ガイドを備えていることを特徴とする請求項１に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【請求項１８】
固定ピンを備えた付属品の芯出しを行うための突出スリーブを受け入れるため入口に段付き溝を備えたクランプ本体の穴の配置を含むことを特徴とする請求項１７に記載の自動化溶接設備用のクランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動化された溶接設備で使用するために改良されたクランプの発表を目的とし、既知技術に関する重要な改良を提示するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の対象であるクランプは、移動工程または静止工程において点溶接またはアーク溶接が行われる間に２枚以上の金属板を固定する目的で複数のクランプを備えた器具およびロボット化された爪が使用される、特に自動車ボディーの自動化溶接設備における使用を目的とするものである。
【０００３】
溶接設備の設計とその優れた性能が、その大部分において、作動精度の特性、寸法、取り付け・取り外しの容易さ、およびメンテナンスの容易さに左右されることから、固定用クランプは、前記の自動溶接設備にとって極めて重要な部品である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の対象であるクランプは、同じ機能で現在知られているクランプに関して様々な改善を達成することを目的とするものであり、それらの改善点として特に以下のものを挙げることができる。
【０００５】
本体製造の簡素化および製造の経済性。これは、調整済みの中央管およびレーザー光線で切断されたサイドプレートによって実現され、現在行われているような圧延鋼部品から始まる機械化による本体製造の複雑さおよび高コストを回避している。
【０００６】
クランプ一式の横寸法の縮小。これは、サイドアームまたは外部アームを削除することで、また注入材カプセルに収納された移動アーム位置検出器をクランプ後部へ配置することで実現され、連結された移動式帯金を介して、アーム延長部分におけるアームの移動からアーム位置を検出する。
【０００７】
すでに説明したように検出器を配置したことによるアームの角度位置の検出における精度の向上。
【０００８】
クランプの全ての面において溶接による放出物からの保護の向上。本体の円形溝をスライドし、アームの全移動範囲をカバーする、アームに連結された中央の移動式帯金を介してアームの移動を保護する。
【０００９】
爪一式の横寸法の縮小。これはサイドアームの代わりにセンターアームを配置することで実現され、例えば現在知られている６２ｍｍの爪から発明対象の４２ｍｍの爪へと横寸法の縮小が可能になる。
【００１０】
作動に使用される空気シリンダの直径の縮小。現在利用されている直径４０から発明対象のクランプの直径３２へ変えることが可能になる。
【００１１】
支持台に対して形状を保ったままでの、交換可能なクランプ一式の取り付け／取り外し実現可能性の向上。これは、本体に関して特別な芯出し手段を利用することで実現される。
【００１２】
約５０％の割合でのクランプの空気消費の縮小。このことは、溶接設備の重要な運用経済性を表している。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の部分的変更モデルでは、シリンダの下部本体、および固定ピンを備えた支持台の上部本体が設定されているクランプの単一本体の構成が想定され、この本体が、前記支持台のアームを作動させる部品のガイドを備え、またクランプの前記アームがはめ込まれている端部開口部を備え、主要特許に反映された発明バージョンで想定されているようなクランプの前記部分の外部閉鎖器具を必要としない。
【００１４】
アームの溝で作動し、アームの回転を発生させるクランプのアーム軸の両端は、半筒形断面を有するクランプ本体のガイド上のニードルベアリングを介して取り付けられている。
【発明の効果】
【００１５】
同様に、本発明の対象であるクランプは、その側面にスリーブの配置を想定している。それらのスリーブは前記側面の穴に配置され、クランプが取り付けられている器具における簡単かつ素早い芯出しを可能にするため突き出ている。このことは、芯出し位置が直接、かつ素早く回復されることから、部品交換、メンテナンスなどのためにクランプを取り付け・取り外す上で非常に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に基づく溶接用固定クランプの前記およびその他の利点、また実施例の特別な構成は、図を使用した次の説明でより詳しく理解することができる。それらの図には以下のものがある。
【００１７】
図１は、本発明に基づいて作製されたクランプの完全な断面を拡大スケールで詳細に表したものである。
図２、３、４、および５は、平面図で各々の断面を表したものである。
図６は、図１と類似の完全な断面であるが、クランプが完全に開いた位置にある。
同様に図７も縦断面を表したものであり、緩衝メカニズムの配置が分かる。
図８、９、および１０は、各々が緩衝装置の異なる機能段階を詳細に表したものである。
図１１、１２、および１３は、分解された部品を使用した遠近図であり、クランプの本体とアームの構成を表している。
図１４は、分解された部品を使用した遠近図であり、サイドプレート、および縦開口部を備えた保護帯金の組立がわかる。
図１５は、クランプ一式および取り外された検出装置の遠近図を表している。
図１６は、図１５と類似の図であり、アームの位置検出装置がクランプの後部に取り付けられている。
図１７、１８、および１９は、各々が爪あるいは溶接器具に対するクランプの特別な固定・芯出し留め具の遠近図を表している。
図２０は、より簡潔に表すため固定ピンを省いたクランプの遠近図である。
図２１は、図２０と類似の遠近図であり、別の回転アームが取り付けられている。
図２２は、クランプの部分的な断面を含む側面図であり、固定ピンを備えた付属品の配置を表している。
図２３と２４は、各々が発明に基づくクランプの縦断面であり、回転アームが互いに９０度回転した２つの位置にある。
図２５、２６、および２７は、図２４に表示された切断平面による断面を表している。
図２８と２９は、図２３と２４に類似する、各々が発明に基づくクランプの縦断面であり、ダブルアームの挟みを表している。
図３０、３１、および３２は、図２９に表示された切断平面による横断面を表している。
図３３と３４は、異なる位置に回転アームを有するクランプの側面立面図であり、芯出しスリーブの受入穴の位置を表している。
図３５は、図３４に示された切断平面による横断面を表している。
【００１８】
これらの図から分かるように、溶接クランプ一式は、調整済みの鋼鉄管１本、および調整済みのプレート１枚を特別にレーザー光線で切断して作製され、非常に高い寸法精度を達成し、溶接によって中央の管状部品１への接合を可能にしている、図１１以降に示されている２枚のサイドプレート２と３で構成される本体１を含んでいる。このことは、図１２に示された全体図から理解することができる。前記プレート２と３は、軽量化穴、およびクランプ下部アームの作動ロッドを誘導する別の穴を備えている。このことは次の説明から理解できる。
【００１９】
図１３から分かるように、クランプのアームは、ピンまたはネジ５と６を使用してプレート２と３に組み込まれた上部アーム４、および取り外し可能な支持台８を備えた可動式下部アームつまりＬ字状に曲がったアーム７で構成されている。上部アーム４および支持台８には、操作される金属板を挟むための従来タイプのピン９と１０が取り付けられている。前記ピンは、この技術で使用されているどのようなタイプのピンでもよく、ここでは、固定する金属板に対して両ピンの自動整列を可能にする、各々の皿状部１１と１２を配置した実施例を表している。
【００２０】
Ｌ字状アーム７は、サイドプレート２と３に接続されている図１の横軸１３を中心として回動する。
【００２１】
Ｌ字状アーム７は、特別な形状の長孔１６を備えている。この長孔は、後でより詳細に説明するが、その中に駆動アーム１８によって作動するローラ１７が収納されている。この駆動アームは、管状本体１に収納されている空気シリンダ・ピストン一式の作動を受ける。図では、シリンダ部分が番号１９で、またロッド１８の上部端に連動式で取り付けられているピストン部分が番号２０で表されている。
【００２２】
シリンダ１９の上部閉鎖蓋２１は、後で説明する空気緩衝器を構成するためロッド１８の連動部品と組み合わせることができる。
【００２３】
サイドプレート２と３は調整済みのプレートであり、高品質の表面処理がなされ、図１４で分かるように各々の側面閉鎖蓋２２と２３を使用して閉じることが可能である。これらの蓋は、前記プレート２と３の外部表面に合わせたものであり、２４、２５、および２６の番号で表示されているようなネジなどを使用してプレートに固定される。
【００２４】
閉鎖蓋２２と２３を取り付けた後でプレート２と３の間に生じる開口部は、帯金２７で覆われている。この帯金は、図１４で表示されているネジを使用して固定され、アーム７が通ってスイングできるように、長い直線状の窓２８を有している。第２の帯金２９は、帯金２７の内面上を移動する可動式の保護盾を構成し、溶接の放出物その他の異物が入らないように、前記の移動可能なＬ字状アーム７と連動する形で連結されている。
【００２５】
スイングするアーム７の作動は、図１に表示された閉鎖位置と図６に表示された完全な開口位置の間で、ロッド１８が作動することで発生する。ロッド１８の端部と連動する作動ローラ１７は、特別な形状を有する曲線状の長孔１６の内部を移動する。この長孔は、ゆるやかにカーブした上部３０および直線状の下部３１を有し、そのためにロッドの移動時にスイングアームの長孔１６の中で横軸上に取り付けられたローラ１７の接点が、このアームの角度を徐々に小さくしながらアームを回転させ、アーム上の分力が比率と大きさにおいて増大する。直線状部分は、応力構成要素の形式ゆえに不可逆性の部分であり、したがってローラは垂直分力を全く伝えることができず、外部の力が加わった場合でもアームの開口を不可能にする。溝の直線状部分におけるローラの影響による不可逆性は、空気シリンダの作用によるロッドの応力が足りない場合にも発生する。
【００２６】
ロッド１８の作動は、前述のようにシリンダ１９と空気ピストン２０の一式が作用することで発生する。シリンダ１９は、円筒形状の本体１の内部ジャケットとして構成され、前記本体１と、その内側をロッド１８の連動ピストン２０がスライドするジャケット１９の間に空気の通り道として機能するすき間３２が存在する。図１の詳細から分かるように、すき間３２は、包囲ジャケットの穴３３を通過する時にピストン２０の下部面で作用する空気の通り道として機能する。下部蓋３４は、シリンダの包囲ジャケット１９にはめ込まれ、気密性円環リング３５のための溝を備えている。
【００２７】
上部蓋２１は、ロッド１８に対する固定ネジのヘッド３７を受け入れるための収納部３６を備えている。あるいは、任意でピストン行程の終わりに空気緩衝器の設置を希望する場合のために、この緩衝器は、ロッド１８の上部端に連結され、図７では３９の番号で表示されている収納部３６の上部に収納される補足部分３７で構成され、前記収納部の下部に気密保持器４０が配置され、これが側面通り道４１を通じて出口４２と連絡している。蓋の空洞４３は、側面穴４５を通じて図７のすき間３２と連絡している。
【００２８】
アームの位置検出は、クランプ一式の同調と制御に関して非常に重要であり、またその機能に関しては、爪一式の後部に４６の番号で表示されているような検出器を介して、本発明の対象であるクランプの中で行われる。このことは、クランプ一式の横幅の抑制を可能にする本質的な目的を有し、一定の空間により多くのクランプを取り付けることが可能になることから、溶接器具の設計時に非常に重要な意味を持つ。本発明の配置によって、可動式帯金を介してアームの延長部分におけるアームの移動によりアーム検出が可能になり、これによってより正確な信号の読み取りが行われ、アームの角度位置をより正確に伝えることができる。
【００２９】
本発明の対象であるクランプの別の本質的な特徴は、爪装置または溶接器具のフレームへの固定手段に対するクランプ本体の位置決めにある。本発明の特徴により、取り替え、修理などのために爪を取り外した後で、装置一式に対する爪の正確な位置を再現することが可能になる。これは、図１８と図１９から分かるように、装置一式の構成部品の間で確実な機械的芯出しが行われるからであり、それらの図では、クランプ本体４７と、バーまたは管４９で表示されている機械構造つまり溶接爪に対してクランプ一式を固定する留め具４８の間で機械的芯出しが成立していることが分かる。例えば図示されているケースでは、芯出しは、凹部５０、本体４７の突出部と適合する留め具４８の段５１、および本体の正面縁５２によって行われる。
【００３０】
図２０から３５までの部分的変更モデルでは、クランプは、下部１０１が円柱形で、上部１０２が直線状の正方角柱形である本体で構成され、上部面で開口する広い横開口部１０３を有し、その中に回転式アーム１０４がはめ込まれている。このアームは、図から分かるように開口部１０３の側壁の間にぴったりとはめ込まれ、したがってクランプの上部が閉鎖され、溶接で飛び跳ねた物質その他の異物が入らず、また前記開口部の閉鎖を目的とする部品を設置せずに済んでいる。
【００３１】
回転式アーム１０４は、付属品を取り付け、また固定接続するための芯出し穴１０６と１０７を備えた正面拡張部１０５まで延びている。
【００３２】
図２１では、図２０と同様の形で部品が配置され、別のアーム１０４が固定ピンを締め付ける位置にあることが分かる。
【００３３】
図２２には説明図が示され、その中で、本体１０２の正面部１１０におけるコンソールの形で、上部アーム１０４、具体的には正面拡張部１０５において、固定ピンを備えた付属品１０８と１０９が配置されていることが分かる。これら改良点の特徴のひとつは、本体１０２の側面およびアーム１０４の拡張部１０５の上部面に、図２２に表示されている１１１や１１２などの突出したスリーブと一致する溝が配置され、付属品１０８および１０９の芯出しを可能にし、同じくそれらの付属品が前記スリーブの突出部と一致するための段付き溝を備えていることである。こうして、取り替え、メンテナンスなどのために取り外した後で、ピンを備えた前記付属品１０８と１０９を再度取り付けることが可能になる。図２２では、固定ピンが１１３と１１４の各々の番号で表示されているが、それらは単に例示のためのものであり、ピンを備えた支持機器は、前記固定ピンの数と配置において非常に多様であることが理解できる。
【００３４】
本体１０１は、端部緩衝ロッド１１６を備えた、２つの目的を有するピストン１１５を内部に受け入れるためのものである。このピストンは、ピストンの空気緩衝器の部品を備えた下部蓋１１８、および本体の上部１０２の内部を移動するロッド１２０の気密部品を備えた上部仕切り壁１１９で制限された部屋１１７の内部を移動する。本体の上部端には開口部１２８があり、この開口部に沿って軸１２３がニードルベアリング１２４と１２５を介してスライドする。
【００３５】
図２６には、図２２に表示されているネジ１３１のような、ピンを備えた付属品を固定するためのネジを受け入れるための２つの横穴１２９と１３０の連続断片が示され、また図２２に表示されている芯出し突出スリーブ１１２を受け入れるため、穴１２９の端部に１３２と１３３のような溝が備えられている。
【００３６】
図２８および２９には、全ての部品がこれまで説明した他のバージョンと一致するが、２本の上部アーム１３４と１３５が取り付けられている点が異なるクランプのバージョンが表示されている。これらのアームは同様の構造を有しているが、軸１２３と連動する形で作動長孔を備え、図２０から図２４までのアーム１０４と同じ方法で機能する。このケースでは、図２８にアーム１３４と１３５が開いた形で表示され、また図２９には閉じた形で示されている。またクランプの構造は前記説明と一致する。
【００３７】
図３３から図３５までには、本発明に基づくクランプの側面図が表示されている。これらの図にも、固定付属品を固定するネジを配置するための横穴が示され、図３５では、１３６、１３７、１３８、および１３９の番号で表されている。本体１０２の表面において前記穴の入口には、すでに説明したように、芯出し突出スレーブを取り付けるため段付き溝が備えられている。図には、軸１２３の端部がスライドする溝を閉じる本体上部１０２の横蓋も見ることができる。これらの横蓋のひとつを１４０の番号で示す。
【００３８】
ここまで本発明をひとつの特別な実施例に関して説明してきたが、この分野における技術者は、本説明、請求範囲、および図に含まれる情報を利用することで、添付の請求範囲に入ることを条件として、本発明に含まれる部分的変更モデルを作り出してもよいものと理解する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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2007512142.tif 000039
2007512142.tif 000040
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