(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム構造が上アーム部材と下アーム部材と上下両アーム部材を一体化する縦アーム部材で構成されており、上アーム部材と下アーム部材の各々の先端部近傍に、固定電極または可動電極が、電極軸線上に同軸状態で取り付けられている形式のものにおいて、
固定電極または可動電極に部品を供給する部品供給装置が、アーム構造に結合部材を介して取り付けられ電極軸線方向に動作する昇降駆動手段と、昇降駆動手段に取り付けられて電極軸線に対して直交する方向に動作する水平駆動手段と、水平駆動手段に取り付けられて部品を固定電極または可動電極に保持させる供給ヘッドを含んで構成され、
可動電極または固定電極と、上アーム部材または下アーム部材と、縦アーム部材で包囲された収容空間が、上アーム部材側または下アーム部材側に形成され、
アーム構造の横側面側から見ていずれかの収容空間に部品供給装置が収容された状態とされているとともに、前記昇降駆動手段と前記水平駆動手段と前記供給ヘッドは、アーム構造の横側面から突出しないかまたは突出量が最小化されるように、前記収容空間の大きさが設定されていることを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記アーム構造に、ロボット装置が結合されている請求項１記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、上アーム部材と下アーム部材と上下両アーム部材を一体化する縦アーム部材で構成されたアーム構造と、固定電極または可動電極を備えた形式の溶接装置に関している。
【背景技術】
【０００２】  特許第３７０００２５号公報には、上アーム部材と下アーム部材と上下両アーム部材を一体化する縦アーム部材で構成されたアーム構造と、固定電極および可動電極を備えた形式の溶接装置が記載されている。そして、電極へ部品を供給する部品供給装置は、アーム部材の横側面に固定され、斜め方向に進退動作をする供給ロッドが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７０００２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  特許文献１に記載された構成であると、部品供給装置がアーム部材の横側面から大きく突き出た状態になるので、狭い箇所へ溶接装置を進入させることが困難になる。また、供給ロッドを斜め方向に配置するものであるから、供給ロッドの傾斜角度を正確に維持しなければ、電極への確実な部品供給に支障をきたす。【０００５】  本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、上アーム部材と下アーム部材と上下両アーム部材を一体化する縦アーム部材で構成されたアーム構造と、固定電極および可動電極を備えた形式の溶接装置において、アーム部材の横側面から部品供給装置が突出することを最小化するとともに、電極への部品供給精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  請求項１記載の発明は、
アーム構造が上アーム部材と下アーム部材と上下両アーム部材を一体化する縦アーム部材で構成されており、上アーム部材と下アーム部材の各々の先端部近傍に、固定電極または可動電極が、電極軸線上に同軸状態で取り付けられている形式のものにおいて、
固定電極または可動電極に部品を供給する部品供給装置が、アーム構造に結合部材を介して取り付けられ電極軸線方向に動作する昇降駆動手段と、昇降駆動手段に取り付けられて電極軸線に対して直交する方向に動作する水平駆動手段と、水平駆動手段に取り付けられて部品を固定電極または可動電極に保持させる供給ヘッドを含んで構成され、
可動電極または固定電極と、上アーム部材または下アーム部材と、縦アーム部材で包囲された収容空間が、上アーム部材側または下アーム部材側に形成され、
アーム構造の横側面側から見ていずれかの収容空間に部品供給装置が収容された状態とされているとともに、前記昇降駆動手段と前記水平駆動手段と前記供給ヘッドは、アーム構造の横側面から突出しないかまたは突出量が最小化されるように、前記収容空間の大きさが設定されていることを特徴とする溶接装置
である。
【発明の効果】
【０００７】  固定電極または可動電極と、上アーム部材または下アーム部材と、縦アーム部材で包囲された収容空間が、上アーム部材側または下アーム部材側に形成され、昇降駆動手段、水平駆動手段および供給ヘッドなどを有する部品供給装置が、アーム構造の横側面側から見て上下いずれかの収容空間に配置されている。【０００８】  上記のようにして形成された収容空間に部品供給装置が収容されているので、アーム部材の横側面から部品供給装置が突出することが最小化される。つまり、アーム部材の横側面から突き出た部品供給装置の嵩張り量が最小化される。したがって、自動車ボディのような複雑な形状の部位であっても、溶接装置を容易に進入させることが可能となり、有用性の高い溶接装置がえられる。【０００９】  アーム構造に結合部材を介して取り付けられた昇降駆動手段が電極軸線方向に出力すると、昇降駆動手段に取り付けられた水平駆動手段が電極軸線方向に昇降し、可動電極先端と固定電極先端の間の空間に対応した所定の高さに停止する。ついで、水平駆動手段の水平方向の出力により、水平駆動手段に取り付けられた供給ヘッドが電極軸線と直交する水平方向に進出して、可動電極または固定電極に合致した位置、すなわち電極軸線上の位置に停止する。その後、供給ヘッドに保持されている部品が、電極軸線方向に移行されて可動電極または固定電極に供給される。【００１０】  昇降駆動手段の出力方向は電極軸線と同方向であり、水平駆動手段の出力方向は電極軸線に直交しており、また、供給ヘッドに保持された部品は電極軸線方向に移行される。したがって、昇降駆動手段、水平駆動手段、供給ヘッドなどの出力方向が直交しており、これによって電極軸線に対して斜め方向に動作する可動部材を採用することが回避でき、上記直交状態による動作信頼性が向上し、高い部品供給精度が確保できる。【００１１】  請求項２記載の発明は、
前記アーム構造に、ロボット装置が結合されている請求項１記載の溶接装置である。【００１２】  ロボット装置は、そのティーチングによって、種々様々な箇所へ動作する。溶接装置がロボット装置で動作するときには、上述のように、アーム部材の横側面から突き出た部品供給装置の嵩張り量が最小化されていることにより、ロボット装置の動作機能を向上させることが可能となる。【００１３】  本願発明は、上述のような装置発明であるが、以下に記載する実施例から明らかなように、動作過程等を特定した方法発明として存在させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】溶接装置の正面図、側面図、平断面図である。
【図２】収容空間を示す正面図である。
【図３】ナット供給構造を示す平面図、断面図である。
【図４】動作過程を示す正面図である。
【図５】電極の事例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  つぎに、本発明の溶接装置を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００１６】  図１〜図５は、本発明の実施例を示す。【００１７】  最初に、溶接装置全体の構成を説明する。【００１８】  溶接装置全体は、符号１００で示されている。アーム構造１は、上アーム部材２と下アーム部材３と上下両アーム部材２、３を一体化する縦アーム部材４で構成されており、上アーム部材２と下アーム部材３の各々の先端部近傍に、固定電極または可動電極が、電極軸線Ｏ−Ｏ上に同軸状態で取り付けられている。溶接装置１００が図示のような姿勢になっている場合には、電極軸線Ｏ−Ｏは鉛直方向となっている。上アーム部材２または下アーム部材３のいずれかに可動電極が取り付けられ、上アーム部材２または下アーム部材３のいずれかに固定電極が取り付けられている。ここでは、上アーム部材２に可動電極５が下アーム部材３に固定電極６が配置してある。可動電極５は、上アーム部材２に固定したエアシリンダ７によって進退動作をするようになっている。【００１９】  つぎに、収容空間について説明する。【００２０】  収容空間は、後述の部品供給装置を収容するスペースであり、図２に簡略的に示されている。可動電極５または固定電極６と、上アーム部材２または下アーム部材３と、縦アーム部材４で包囲された収容空間８Ａ、８Ｂが、上アーム部材２側または下アーム部材３側に形成されている。これらの収容空間８Ａ、８Ｂは、鎖線のハッチングを施した領域であり、アーム構造１の横側面から見て、その存在が特定される。【００２１】  つぎに、部品供給装置について説明する。【００２２】  部品供給装置全体は、符号２００で示されている。昇降駆動手段１０は、電極軸線Ｏ−Ｏと同じ方向に進退出力をするもので、具体的な構造としては、進退出力式の電動モータ、油圧シリンダ、エアシリンダなど種々なものが採用できる。ここではエアシリンダであり、昇降駆動手段と同じ符号１０が付してある。【００２３】  エアシリンダ１０のシリンダボディ１１が、結合部材１２を介して縦アーム部材４（アーム部材）の横側面に結合されている。結合部材１２は、腕状の部材であり、縦アーム部材４の横側面とシリンダボディ１１に対して、溶接やボルトで結合されている。エアシリンダ１０の内部にシリンダが形成され、そこに嵌め込まれたピストンのピストンロッド１３がシリンダボディ１１から突き出ている。ピストンロッド１３の軸線は、電極軸線Ｏ−Ｏと平行になっており、作動空気を給排することにより、シリンダボディ１１は停止したままピストンロッド１３だけが電極軸線Ｏ−Ｏ方向に進退するようになっている。【００２４】  なお、「アーム部材」なる表現は、上アーム部材２、下アーム部材３、縦アーム部材４全てのアーム形成部材を意味している。したがって、結合部材１２は、上アーム部材２から伸びた構成とされる場合もある。あるいは、下側の収容空間８Ｂが活用される場合には、結合部材１２は下アーム部材３から伸びた構造となる場合もある。【００２５】  水平駆動手段１４は、電極軸線Ｏ−Ｏに対して直交する方向に進退出力をするもので、具体的な構造としては、進退出力式の電動モータ、油圧シリンダ、エアシリンダなど種々なものが採用できる。ここではエアシリンダであり、水平駆動手段と同じ符号１４が付してある。そし���、エアシリンダ１４は、昇降駆動手段であるエアシリンダ１０のピストンロッド１３の下端に結合されている。エアシリンダ１４のピストンロッド１５は、電極軸線Ｏ−Ｏに対して直交する方向に進退する。【００２６】  供給される部品としては、溶着用突起を備えたワッシャ、プロジェクションボルト、プロジェクションナットなど、種々なものがある。ここでは、鉄製のプロジェクションナット１６である。以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。プロジェクションナット１６は、四角い本体にねじ孔が開けられ、本体の四隅に溶着用突起１７が形成されている。【００２７】  図３に示すように、エアシリンダ１４のピストンロッド１５に供給ヘッド１８が取り付けられ、ここに保持したナット１６が可動電極５に供給される。供給ヘッド１８は、直方体形状のステンレス鋼製ブロック部材を用いて製作されたもので、ナット１６を受け入れる受入凹部１９が形成され、入口開放部２０からナット１６が受入凹部１９内に入るようになっている。【００２８】  パーツフィーダ２２から移送されてきたナット１６は、通路部材２３を通過して受入凹部１９に入る。通路部材２３は、図３（Ｂ）に示すように、上方に開放しているコ字型断面の部材で構成され、ナット１６の通過を可とする断面矩形の通路空間２１が形成されている。不純物の侵入やナットの飛び出しを防止するために、蓋板２４が取り付けてある。なお、図３（Ａ）では、理解しやすくするために、蓋板２４の図示はしていない。通路部材２３は、静止した部材であるため、ブラケット２６（図１参照）を介してシリンダボディ１１に固定してある。ブラケット２６に換えて、板材を介して通路部材２３をシリンダボディ１１あるいはアーム構造１に結合してもよい。【００２９】  通路部材２３は、図１に示すように、縦アーム部材４の横側面の近くに配置され、湾曲部２９を経て受入凹部１９に接続されている。そのため、通路部材２３が縦アーム部材４から突き出る嵩張り量が少なくなり、部品供給装置２００の収容がスリムなものとなる。したがって、狭い箇所での使用に有利なものとなる。【００３０】  供給ヘッド１８に取り付けた永久磁石２５により、ナット１６が受入凹部１９内へ引き込まれる。【００３１】  受入凹部１９の底面２７に開口する通孔２８が開けられ、ここからナット１６を押し上げるリフトピン３０が突き出るようになっている。電極軸線Ｏ−Ｏと同方向に出力操作をする進退駆動手段３１が、供給ヘッド１８の下側に取り付けてある。進退駆動手段３１の具体的な構造としては、進退出力式の電動モータ、油圧シリンダ、エアシリンダなど種々なものが採用できる。ここではエアシリンダであり、進退駆動手段と同じ符号３１が付してある。【００３２】  リフトピン３０の直径は、ナット１６のねじ孔の内径よりも大きく設定され、リフトピン３０よりも小径でねじ孔に進入する位置決めピン３２が形成され、位置決めピン３２とリフトピン３０の境界部にリフト面３３が形成されている。受入凹部１９に進入してきたナット１６が受入凹部１９から跳ね出したりするのを防止するために、規制板３４が受入凹部１９の上側に配置してある。ここでは、板材をエアシリンダ１��に固定してある。【００３３】  つぎに、部品供給装置の配置について説明する。【００３４】  エアシリンダ１０、エアシリンダ１４、供給ヘッド１８および通路部材２３などから構成されている部品供給装置２００は、上側の収容空間８Ａに配置してある。可動電極５の先端部と、固定電極６の先端部の間隔（電極間隔）が、符号Ｌで示されており、収容空間８Ａに収容されている部品供給装置２００は、符号Ｌで示された図２や図１（Ａ）の左右方向の空間部に突き出ないようにするか、または、突き出てもその突出嵩張り量をできるだけ少なくすることが望ましい。後述のロボット装置３００の動作で鋼板部品４２が部品供給装置２００の下側まで相対的に入り込んでくるときに、上記突出嵩張り量が影響する。【００３５】  部品供給装置２００の上記収容状態を、図１（Ｂ）に示す方向や同図（Ｃ）に示す方向から観察すると、部品供給装置２００の一部が同図の左右へ突出している嵩張り箇所は、通路部材２３が主たる箇所であり、この実施例ではそれ以外の箇所の突出箇所は実質的に認められない。【００３６】  つぎに、可動電極について説明する。【００３７】  図５に示すように、断面円形の棒状部材で構成された可動電極５の先端に、絶縁性合成樹脂材料で作られたキャップ部材３６が、ねじ部３７を介して可動電極５と一体化されている。キャップ部材３６の中央にナット１６を受け入れる保持凹部３８が形成されている。保持凹部３８の天井面は導通部材３９で形成され、その奥に永久磁石４０が埋設してある。永久磁石４０の吸引力でナット１６が導通部材３９に密着する。この密着した状態において、溶着用突起１７を含むナット１６の下部が保持凹部３８から突き出るように、保持凹部３８の深さが選定されている。【００３８】  つぎに、その他の構造を説明する。【００３９】  アーム構造１は、ロボット装置３００に結合され、ロボット装置３００の動作で、両電極５、６がクランプ機構４１で位置決めされた鋼板部品４２に到達する。さらに、各エアシリンダに対する作動空気の給排用通路の図示は省略してある。【００４０】  つぎに、作動について説明する。【００４１】  図１（Ａ）は、エアシリンダ１４がエアシリンダ１０によって最も引き上げられた状態を示し、このときに、供給ヘッド１８の入口開放部２０は通路部材２３の通路空間に合致している。この状態において、パーツフィーダ２２から空気噴射や傾斜の滑降などでナット１６が移送されてくると、ナット１６は通路部材２３から受入凹部１９に入り、永久磁石２５で停止状態が維持される。このとき、ナット１６のねじ孔と位置決めピン３２は同軸状態になっている。【００４２】  ついで、エアシリンダ１０の進出動作でピストンロッド１３が、図４（Ａ）に示すように下降し、供給ヘッド１８が電極間隔Ｌの真横の空間域に達した箇所で、上記進出動作が停止する。その後、図４（Ｂ）に示すように、エアシリンダ１４のピストンロッド１５の進出動作により、供給ヘッド１８に保持されたナット１６のねじ孔が電極軸線Ｏ−Ｏと同軸になった位置で、上記進出動作が停止する。それから、図４（Ｃ）に示すように、リフトピン３０がエアシリンダ３１で上昇し、ナット１６が可動電極５に保持される。【００４３】  図３に示すように、リフトピン３０が上昇すると、位置決めピン３２がナット１６のねじ孔に進入し、同時に、リフト面３３がナット１６の下面に密着して、ナット１６が可動電極５の保持凹部３８に供給される。永久磁石４０の吸引力によって、ナット１６は導通部材３９に密着する。【００４４】  ナット１６は保持凹部３８に移行されると、リフトピン３０は元の位置に戻り、エアシリンダ１４、エアシリンダ１０も順次元の位置に戻る。【００４５】  上述のようにして保持凹部３８に対するナット１６の供給が完了すると、ロボット装置３００の動作で溶接装置１００が所定の箇所へ移動し、可動電極５と固定電極６の間に鋼板部品４２が入り込む。ついで、可動電極５が進出してナット１６の溶着用突起１７が固定電極６上に待機している鋼板部品４２に加圧され、引き続いて溶接電流が通電される。通電によって溶接されたナット１６は、図５に２点鎖線で示してある。【００４６】  何らかの原因により、ナット１６が保持凹部３８に供給されないままで可動電極５が進出すると、キャップ部材３６が鋼板部品４２に加圧され、そのまま溶接電流が通電されても、鋼板部品４２への通電はなされない。【００４７】  上記実施例では、ナット１６がエアシリンダ３１の出力で可動電極５側へ移行される形式とされている。これに換えて、エアシリンダ３１の採用を止め、エアシリンダ１０のわずかな戻りストロークでナット１６を可動電極６の保持凹部３８へ移行させることも可能である。【００４８】  上述のアーム構造１の形状は、一般的なＣガンタイプであるが、縦アーム部材４の途中に揺動軸を設けて、上アーム部材２と下アーム部材３を揺動式にするとともに、可動電極５のエアシリンダ７を廃止したタイプ、すなわちＸガンタイプとすることも可能である。【００４９】  なお、上記各種の永久磁石を電磁石に置き換えたり、空気吸引を採用したりして、吸引機能を果たさせることも可能である。【００５０】  上述の各種エアシリンダ、ロボット装置などの動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。【００５１】  以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。【００５２】  固定電極６または可動電極５と、上アーム部材２または下アーム部材３と、縦アーム部材４で包囲された収容空間８Ａ、８Ｂが、上アーム部材２側または下アーム部材３側に形成され、昇降駆動手段であるエアシリンダ１０、水平駆動手段であるエアシリンダ１４および供給ヘッド１８などを有する部品供給装置２００が、アーム構造１の横側面側から見て上下いずれかの収容空間８Ａ、８Ｂに配置されている。【００５３】  上記のようにして形成された収容空間８Ａ、８Ｂに部品供給装置２００が収容されているので、アーム部材の横側面から部品供給装置２００が突出することが最小化される。つまり、アーム部材の横側面から突き出た部品供給装置２００の嵩張り量が最小化される。したがって、自動車ボディのような複雑な形状の部位であっても、溶接装置��００を容易に進入させることが可能となり、有用性の高い溶接装置１００がえられる。【００５４】  アーム構造１に結合部材１２を介して取り付けられた昇降駆動手段１０が電極軸線Ｏ−Ｏ方向に出力すると、昇降駆動手段１０に取り付けられた水平駆動手段１４が電極軸線Ｏ−Ｏ方向に昇降し、可動電極５の先端と固定電極６の先端の間の空間Ｌに対応した所定の高さに停止する。ついで、水平駆動手段１４の水平方向の出力により、水平駆動手段１４に取り付けられた供給ヘッド１８が電極軸線Ｏ−Ｏと直交する水平方向に進出して、可動電極５または固定電極６に合致した位置、すなわち電極軸線Ｏ−Ｏ上の位置に停止する。その後、供給ヘッド１８に保持されているナット１６が、電極軸線Ｏ−Ｏ方向に移行されて可動電極５に供給される。【００５５】  昇降駆動手段１０の出力方向は電極軸線Ｏ−Ｏと同方向であり、水平駆動手段１４の出力方向は電極軸線Ｏ−Ｏに直交しており、また、供給ヘッド１８に保持されたナット１６は電極軸線Ｏ−Ｏ方向に移行される。したがって、昇降駆動手段１０、水平駆動手段１４、供給ヘッド１８などの出力方向が直交しており、これによって電極軸線Ｏ−Ｏに対して斜め方向に動作する可動部材を採用することが回避でき、上記直交状態による動作信頼性が向上し、高い部品供給精度が確保できる。【００５６】  前記アーム構造１に、ロボット装置３００が結合されている。【００５７】  ロボット装置３００は、そのティーチングによって、種々様々な箇所へ動作する。溶接装置１００がロボット装置３００で動作するときには、上述のように、アーム部材の横側面から突き出た部品供給装置２００の嵩張り量が最小化されていることにより、ロボット装置３００の動作機能を向上させることが可能となる。【００５８】  結合部材１２を用いてエアシリンダ１０が、上アーム部材２、下アーム部材３、縦アーム部材４などのアーム部材に結合され、また、エアシリンダ１０のシリンダボディ１１が固定状態になっている。作動時には、スペースを大きく取るシリンダボディ１１は静止したままで、ピストンロッド１３だけが進退する。このため、部品供給装置２００としての作動空間を小さくすることができ、溶接装置１００のコンパクト化が可能となる。【００５９】  エアシリンダ１０のピストンロッド１３が、電極軸線Ｏ−Ｏ方向に進退し、エアシリンダ１４が電極軸線Ｏ−Ｏと直交する方向に進退し、供給ヘッド１８に保持されたナット１６が電極軸線Ｏ−Ｏ方向に移行される。また、通路部材２３は静止状態になっていて、電極軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に伸びている。これにより、エアシリンダ１０、１４の動作方向やボルト１６の移行方向が、アーム構造１の横方向に突き出る要素がない状態になり、装置の幅方向の小型化にとって非常に有利である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】  上述のように、本発明の装置によれば、アーム部材の横側面から部品供給装置が突出することを最小化するとともに、電極への部品供給精度が向上する。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。
【符号の説明】
【００６１】  １    アーム構造
２    上アーム部材
３    下アーム部材
４    縦アーム部材
５    可動電極
６    固定電極
８Ａ、８Ｂ  収容空間
１０    昇降駆動手段、エアシリンダ
１１    シリンダボディ
１２    結合部材
１３    ピストンロッド
１４    水平駆動手段、エアシリンダ
１５    ピストンロッド
１６    部品、プロジェクションナット
１８    供給ヘッド
１９    受入凹部
２３    通路部材
２５    永久磁石
２６    ブラケット
３０    リフトピン
３１    進退駆動手段、エアシリンダ
３８    保持凹部
４２    鋼板部品
１００  溶接装置
２００  部品供給装置
３００  ロボット装置
Ｌ      電極間隔
Ｏ−Ｏ  電極軸線
【図１】
0006548117.tif 000002
【図２】
0006548117.tif 000003
【図３】
0006548117.tif 000004
【図４】
0006548117.tif 000005
【図５】
0006548117.tif 000006