(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体(３)のコラム部(２)に昇降面板(23)を昇降可能に支持させ、この昇降面板(23)に対して傾動面板(24)を旋回移動可能に位置させ、この傾動面板(24)からアーム(４)を延設し、このアーム(４)の先端部分にワーク支持台(５)を回転可能に配置し、昇降面板(23)をコラム部(２)内に縦向きに配置したボールネジのネジ軸(７)の回転作動で昇降移動するように構成したワーク保持装置において、
ボールネジのネジ軸(７)の下端面とそのネジ軸(７)の下端面に対向するコラム部(２)の底壁(15)との間に回転抑制機構(14)を配置し、ネジ軸(７)側の回転抑制板(17)の下面に凸条突起(20)を突設するとともに、底壁側回転抑制板(16)に前記凸条突起(20)が嵌まり込む凹溝(18)を刻設し、前記凸条突起(20)の下面と底壁側回転抑制板(16)の上面とを間隙を隔てて配置したことを特徴とするワーク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ロボットや自動溶接装置での自動溶接時や手動溶接時等にワークを保持するワーク保持装置に関し、特に、ワークの３軸方向での姿勢を自由に変更することのできる３軸ポジショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、溶接ロボット等での溶接作業を効率よく行うことのできるワーク保持装置として、装置本体に昇降面板を昇降可能に支持させ、この昇降面板に対して傾動面板を垂直面内で旋回移動可能に位置させ、この傾動面板からアームを水平方向に延設し、このアームの先端部分にワーク支持台を回転可能に配置し、ワーク支持台に配置固定した溶接ワークの作業時の姿勢を自由に変更することのできる３軸ポジショナーが提供されている。
【０００３】
このような３軸ポジショナーでは、ワーク支持台での床面からの高さを調整する昇降駆動機構として、ボールネジ式の昇降機構が利用されている。
【特許文献１】特開２００３−１１７６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ボールネジ式の昇降機構を採用した場合、一般的には、ワーク支持台を有するアームを延設している傾動面板やこの傾動面板を保持している昇降面板は、ボールねじのネジ軸に嵌合しているナットだけでボールネジ軸に連結していることになり、いわば装置本体の上部に設けられているベアリングユニットに保持されているボールネジとそのネジに嵌合しているナットで吊り下げられていることになる。
このため、何らかの原因でボールネジのネジ軸の段差部で破断すると、昇降面板や傾動面板あるいはワーク支持台を有しているアームが落下することになる。
【０００５】
また、ボールネジのネジ軸とそのネジ軸に嵌合しているボールネジのナットとの噛合い部分でナット部のボール又はナット本体の内面又はボールネジが磨耗してナットで支えきれなくなった場合にも、昇降面板や傾動面板あるいはワーク支持台を有しているアームが落下することになる。
【０００６】
本発明は、このような点に着目してなされたもので、簡単な構成で、ワーク支持台を有しているアームが落下することを防止できる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明はワーク支持台を、昇降可能、傾動可能、旋回可能に構成しているワーク保持装置において、ボールネジのネジ軸の下端面とそのネジ軸の下端面に対向するコラム部の底壁との間に咬み合い式回転抑制機構を配置し、ネジ軸側の回転抑制板の下面に凸条突起を突設するとともに、底壁側回転抑制板に前記凸条突起が嵌まり込む凹溝を刻設し、凸条突起の下面と底壁側回転抑制板の上面とを間隙を隔てて配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ボールネジのネジ軸の下端面とそのネジ軸の下端面に対向するコラム部の底壁との間に咬み合い式回転抑制機構を配置し、ネジ軸側の回転抑制板の下面に凸条突起を突設するとともに、底壁側回転抑制板に前記凸条突起が嵌まり込む凹溝を刻設し、凸条突起の下面と底壁側回転抑制板の上面とを間隙を隔てて配置したことを特徴としているので、通常の作動時には何らの支障も与えることはないが、何らかの原因でボールネジのネジ軸の段差部で破断することがあっても、この破断に伴う落下は間隙を隔てて対置しているネジ軸側回転抑制板の凸条突起の底壁側回転抑制板に形成されている凹溝への嵌り込みで受け止めることになり、ネジ軸の回転を抑制するから、昇降面板や傾動面板あるいはワーク支持台を有しているアームが落下するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図は本発明の一実施形態を示し、図１は溶接用ワークを支持する３軸ポジショナーの概略側面図、図２は装置本体部の縦断正面図である。
この３軸ポジショナーは、床面に沿って配置した脚部(１)とこの脚部(１)から立設したコラム部(２)とで装置本体(３)を構成し、装置本体(３)のコラム部(２)に沿って昇降アーム(４)を昇降可能に配置するとともに、昇降アーム(４)の先端部にワーク支持台(５)を回転可能に装着して構成してある。
【００１０】
装置本体(３)のコラム部(２)の内部には、昇降アーム(４)の昇降駆動機構(６)の一部となるボールネジのネジ軸(７)が上下に配置してある。このボールネジのネジ軸(７)は、その上端部がカップリング(８)を介して減速機(９)の出力軸(10)に連結接続されており、減速機(10)は制御装置(図示略)で回転制御される電動モータ(11)に連動連結させてある。
【００１１】
図２に示すように、ボールネジのネジ軸(７)の上部はコラム部(２)の強度メンバー(12)にべアリングユニット(13)を介して支持されており、ボールネジのネジ軸(７)の下端部は回転抑制機構(14)を介して回転自在に支持してある。この回転抑制機構(14)は、図３及び図４に示すように、コラム部(２)の底壁(15)に固定した底壁側回転抑制板(16)と、この底壁側回転抑制板(16)の上面に対向配置したネジ軸(７)側の回転抑制板(17)とで構成してあり、底壁側回転抑制板(16)の上面に十文字状の凹溝(18)を刻設配置してある。一方、ネジ軸側回転抑制板(17)は、連結杆(19)を介してネジ軸(７)の下端に連結固定されており、前記底壁側回転抑制板(16)と対向しているネジ軸側回転抑制板(17)の下面に前記凹溝(18)の一方の直線部分に嵌り合う凸条突起(20)が突設してある。そして、この凸条突起(20)の下面と前記底壁側回転抑制板(16)の上面とは小間隙を隔てて配置してある。
【００１２】
一方、図２及び図６に示すように、ボールネジのネジ軸(７)に嵌合するボールネジのナット(21)は、コラム部(２)の内側を昇降移動するブラケット(22)に固定してあり、このブラケット(22)がコラム部(２)の外側表面に沿って昇降移動する昇降面板(23)に連結固定されている。したがって、ボールネジの作動で昇降面板(23)が昇降移動することになる。また、図５に示すように、この昇降面板(23)には傾動面板(24)が水平軸周りに回動可能に装着してあり、この傾動面板(24)から前記昇降アーム(４)が連出してある。
【００１３】
そして、ボールネジのナット(21)を固定しているブラケット(22)にネジ軸(７)と嵌合するストッパナット(25)が固定してある。ストッパナット(25)には図６に示すように、ボールネジのネジ軸(７)と同じリードでボールネジ(７)の谷形状よりもわずかに小寸法の山部(26)を有するネジ溝(27)を刻設し、ストッパナット(25)をその山部がボールネジのネジ軸(７)での谷部に上下方向での隙間が均等となる状態に嵌合するようにボールネジのネジ軸(７)に嵌合させてある。
【００１４】
したがって、このストッパナツト(25)は、通常作動時にはネジ溝(27)の山部(26)がボールネジの谷部の上下のいずれの面とも接触することが無いことから、ボールネジの回転抵抗になることがなく、昇降アーム(４)の昇降移動には何らの支障も生じる事はない。
【００１５】
このように構成した３軸ポジショナーでは、通常の場合には、咬み合い式回転抑制機構(14)の底壁側回転抑制板(16)の上面とネジ軸側回転抑制板(17)の凸条突起(20)の下面とが小間隙隔てて対置していることから、ボールネジ軸(７)の回転には支障を与えることはない。しかし、ボールネジ軸の段部等での破断等が生じると、ボールネジ軸(７)が落下し、底壁側回転抑制板(16)の凹溝(18)にネジ軸側回転抑制板(17)の凸条突起(20)が嵌り込むことになるから、ボールネジ軸(７)がそれ以上惰性回転することがなくなり、昇降面板(23)や傾動面板(24)あるいはワーク支持台(５)を有しているアーム(４)が落下するのを防止できる。
【００１６】
また、昇降アーム(４)と昇降駆動機構(６)との間でも、ボールネジのネジ軸(７)とそのネジ軸に嵌合しているボールネジのナット(17)との噛合い部分でナット部のボール又はナット本体の内面又はボールネジが磨耗して該ナット(17)で支えきれなくなった場合には、ストッパナット(21)の山部(22)がボールネジ軸(７)の谷部に当接して受け止めることになるから、昇降面板(19)や傾動面板(20)あるいはワーク支持台(５)を有しているアーム(４)が落下するのを防止することになる。
【００１７】
さらに、図７及び図８に示すように、装置本体(３)のコラム部(２)の内部において、ボールネジのネジ軸(７)の上部を支持しているベアリングユニット(13)の近傍個所に落下抑制機構(28)が配置してある。 この落下抑制機構(28)はボールネジのネジ軸(７)でのべアリングユニット(13)の配設個所よりも下側でベアリングユニット(13)に近接する状態に配置固定したストッパリング(29)と、このストッパリング(29)の下側に小間隙を隔てた位置に配置したストッパリング(29)の受け止め具(30)とで構成してある。そして、このストッパリング(29)の受け止め具(30)はコラム部(２)の強度メンバー(12)から連出配置されており、後述するように、ボールネジのネジ軸(７)が破断したような場合に、ストッパリング(29)を受け止めることになるが、通常の場合には、ストッパリングとストッパリング受け止め具(30)とは小間隙隔てていることから、ボールネジ軸(７)の回転には支障を与えないように構成してある。
なお、この場合、ボールネジのネジ軸(７)の下端部は軸受け機構(31)を介してコラム部(２)の底壁(15)に支持されている。
【００１８】
そして、このように構成した３軸ポジショナーでは、昇降アーム(４)の昇降駆動機構(６)を構成しているボールネジのネジ軸(７)でのカップリング(８)やベアリングユニット(13)との装着部のように軸径が小さくなっている部分で破断したり、抜け方向(下方向)にずれたりしようとした場合に、ボールネジのネジ軸(７)に装着したストッパリング(29)がその直下に位置しているストッパリング受け止め具(30)で受け止められることから、昇降アーム(４)が落下することが無くなる。
【００１９】
また、昇降アーム(４)と昇降駆動機構(６)との間でも、ボールネジのネジ軸(７)とそのネジ軸に嵌合しているボールネジのナット(17)との噛合い部分でナット部のボール又はナット本体の内面又はボールネジが磨耗して該ナット(17)で支えきれなくなった場合には、ストッパナット(21)の山部(22)がボールネジ軸(７)の谷部に当接して受け止めることになるから、昇降面板(19)や傾動面板(20)あるいはワーク支持台(５)を有しているアーム(４)が落下するのを防止することになることは、前記の実施形態と同様である。
【００２０】
なお、本発明にかかる、ワーク保持装置は、溶接ロボットや自動溶接装置での自動溶接だけでなく、手動溶接する場合のワーク保持装置として使用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係る３軸ポジショナーは、溶接ロボットでの溶接時や自動溶接装置での溶接時にワークを保持するワーク保持装置や、工作機械でのワーク保持装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を示す３軸ポジショナーの概略側面図である。
【図２】図１に示す３軸ポジショナーの縦断正面図である。
【図３】図２のIII部取出概略側面図である。
【図４】クラッチ機構を示す分解斜視図である。
【図５】昇降アーム取り付け部の取り出し拡大図である。
【図６】図２のVI部拡大図である。
【図７】別の実施形態を示す３軸ポジショナーの縦断正面図である。
【図８】図７のVIII部拡大図である。
【符号の説明】
【００２３】
２…コラム部、３…装置本体、４…アーム、５…ワーク支持台、７…ボールネジのネジ軸、13…ベアリングユニット、14…回転抑制機構、15…コラム部の底壁、16…底壁側回転抑制板、17…ネジ軸側の回転抑制板、18…凹溝、20…凸条突起、21…ネジ軸に嵌合しているナット、23…昇降面板、24…傾動面板、29…ストッパリング、30…ストッパリングの受け止め具。
【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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