JPH0353072B2 - - Google Patents

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JPH0353072B2
JPH0353072B2 JP62328668A JP32866887A JPH0353072B2 JP H0353072 B2 JPH0353072 B2 JP H0353072B2 JP 62328668 A JP62328668 A JP 62328668A JP 32866887 A JP32866887 A JP 32866887A JP H0353072 B2 JPH0353072 B2 JP H0353072B2
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JP
Japan
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workpiece
welding
height
positioning
lift plate
Prior art date
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Katsuto Hidaka
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SMK Corp
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  • Resistance Welding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は溶接装置に係わり、更に詳しくは、被
溶接物(以下ワークという)を電極に対して上下
方向に移動させて溶接加工要求高さに位置決めす
るための駆動装置に、サーボモータを用いること
によつて位置決め精度を向上させるとともに、位
置決めに要する作動時間を短縮することができ、
加えてワークの位置決め位置を無段階に設定でき
るようにした溶接装置に関する。
[従来の技術] 周知の通り、溶接装置には種々のタイプのもの
があり、その中のひとつとして所定の距離を開け
て互いに離間した状態で対向位置する上部電極と
下部電極より成る溶接機側を溶接装置本体に固定
するものがある。そして、上記ワークを上記溶接
機本体側に対して前後方向(以下Y軸方向とい
う)、左右方向(以下X軸方向という)、および上
下方向(以下Z軸方向という)に夫々移動させる
ことにより、上記ワークの溶接要求位置と溶接加
工位置とを適正に一致させる。次いで、上記ワー
クを下部電極に対して位置決めし、更に上部電極
を垂下させて上記ワークを挟持した状態で溶接す
るようにして、複雑な溶接加工要求に応じられる
ように構成したものがある。このような溶接装置
は、例えば実開昭61−138476号公報にて示されて
いる。
[発明が解決しようとする課題] 上記公報にて示されている従来技術の場合、位
置決め手段により上記ワークをいつたん一時的に
溶接加工要求高さよりも高く位置決めし、次い
で、上部電極を溶接加工要求高さに位置決めする
のに伴い、上記ワークを上記下部電極に合致する
溶接加工要求高さまでシリンダによつて引き下
げ、溶接加工要求高さに位置決めし、溶接するよ
うにしている。
このため、上記ワークを上記加工要求高さに高
精度に位置決めするためには、上記シリンダのピ
ストン軸の進退動作を微妙に制御しなければなら
ないので、位置決めが面倒であり、また、高精度
な位置決めを行うのが困難であつた。
本発明は上述の問題点を解決するためになされ
たものであり、ワークの位置決めを容易に且つ高
精度に行うことができるようにすることを目的と
している。
[問題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するために次の技術的
手段を有する。すなわち、実施例に対応する符号
を用いてこれを説明すると、基台上に設けられて
いる上部電極と下部電極との間に被溶接物(ワー
ク)を配設し、上記ワークを上記上下の溶接電極
に対して上下方向に位置決め可能とする溶接装置
において; 上記ワーク10を上記上部電極5および下部電
極6に対して溶接加工要求位置に位置決めするた
めの位置決め手段を有し、 上記位置決め手段は、サーボモータ24よりな
る駆動装置と、この駆動装置の駆動力を伝達する
ための伝達装置と、上記駆動装置により上下方向
に移動されるリフトプレート23と、上記ワーク
10を載置支持するとともに上記リフトプレート
23に対して上下動自在に配置されたワーク受け
11とにより構成されるとともに、 上記リフトプレート23および上記ワーク受け
11との間には、上記ワーク受け11を柔軟に支
持する弾復元性部材34が配設されていて、 上記サーボモータ24を駆動することにより、
上記ワーク受け11上に載置されるワーク10を
溶接加工要求高さRより高い位置に一時的に位置
決めし、 次いで、上部電極5を溶接加工要求高さRに位
置決めするのに伴なつて上記上部電極5でもつて
押圧することにより、上記下部電極6に合致する
溶接加工要求高さRまで上記ワーク10を引き下
こて溶接することができるようにしたことを特徴
とする溶接装置である。
また、第2の発明は、基台上に設けられている
上部電極と下部電極との間に被溶接物(ワーク)
を配設し、上記ワークを上記上下の溶接電極に対
して上下方向に位置決め可能とする溶接装置にお
いて; 上記ワーク10を上記上部電極5および下部電
極6に対して溶接加工要求位置に位置決めするた
めの位置決め手段を有し、 上記位置決め手段は、サーボモータ24よりな
る駆動装置と、この駆動装置の駆動力を伝達する
ための伝達装置と、上記駆動装置により上下方向
に移動されるリフトプレート23と、上記ワーク
10を装置支持するとともに上記リフトプレート
23に対して上下動自在に配置されたワーク受け
11とにより構成されるとともに、 上記リフトプレート23および上記ワーク受け
11との間には、上記ワーク受け11を柔軟に支
持する弾復元性部材34が配設され、 且つ、上記リフトプレート23とワーク受け1
1間に引き下げシリンダ50が配設され、 上記サーボモータ24を駆動することにより上
記ワーク10を溶接加工要求高さRより高く一時
的に位置決めし、 次いで、上記引き下げシリンダ50により、上
記ワーク10を上記溶接加工要求高さRに位置決
めし溶接することがえきるようにしたことを特徴
とする溶接装置である。
[作用] 以上詳述したように、先ずワーク10を上下方
向に位置決めする過程で上記ワーク10をワーク
受け10上に配設し、サーボモータ24よりなる
駆動装置によつていつたん溶接加工要求高さRよ
り高い位置に一時的に位置決めする。この時の溶
接加工要求高さRは、下部電極6設定する高さに
より決定される。
次いで、上部電極5を溶接加工要求高さRに位
置決めするために下方へ移動せしめる。この時、
上記上部電極5の下方への移動に伴なつて上記ワ
ーク10が上記ワーク10が上記ワーク受け11
とともに上記下方電極6の位置に合致する溶接加
工要求高さRまで移動し、上部電極5と下部電極
6が電気的に接続し、上記ワーク10を所定位置
に正しく位置決めした状態で溶接することができ
るようになる。
[実施例] 次に、添付図面第1図〜第5図に従い本発明の
第1実施例を詳述する。
図中1は溶接装置本体を示し、2は溶接装置本
体1を構成する基台を示している。
上記基台2上の一側3には溶接電極4が配設さ
れていて、本実施例においては、上記溶接電極4
を上部可動電極5と下部固定電極6とにより構成
している。
そして、これらの上部電極および下部電極5,
6は、各々基台2上の一側3に立設された支柱7
の一対のアーム部8に取り付けられている。上記
上部可動電極5は任意の駆動手段によつて下部固
定電極6に対向して上下動可能に取り付けられて
いる。
また、上記基台2上の他側9には被溶接物(ワ
ーク)10を支持するためのワーク受け11が配
設されている。このワーク受け11は、ワーク1
0を上記溶接電極4に対して左右方向(以下X軸
方向という)、同前後方向(以下Y軸方向とい
う)、および同上下方向(以下Z軸方向という)
に移動させて、ワーク10を溶接加工要求位置に
位置決めするための各X、Y、Z軸方向位置決め
手段等を有している。
これを具体的に説明すると、上記Y軸方向位置
決め手段は次のように構成される。すなわち、上
記基台2上にY軸方向に沿つて敷設されたY軸方
向位置決めレール12上にY軸方向移動体13が
取り付けられている。また、上記Y軸方向移動体
13をY軸方向にスライドさせるための駆動手段
が、上記Y軸方向位置決めレール12内に配設さ
れている。上記Y軸方向駆動手段は、本実施例に
おいて例えばサーボモータ14、リードスプライ
ン15等によつて構成され、上記Y軸方向駆動手
段によつてY軸方向移動体13をY軸方向位置決
めレール12に沿つてY軸方向にスライド自在に
配設されている。
同様に、上記X軸方向位置決め手段は、上記X
軸方向に沿つて敷設されたX軸方向位置決めレー
ル16上にX軸方向移動体17が取り付けられて
いるとともに、上記X軸方向移動体17はX軸方
向駆動手段によつてX軸方向にスライド自在に配
設されている。
また、上記X軸方向駆動手段は上記したX軸方
向位置決めレール16内に配設され、且つ本実施
例においては、例えばサーボモータ18、リード
スプライン19等により構成され、上記X軸方向
移動体17はX軸方向にスライド自在に配設され
ている。
本発明は、以下に説明するZ軸方向位置決め手
段20の構成に特徴を有している。すなわち、Z
軸方向位置決め手段20としては、上記したX軸
方向移動体17上に複数の支持部材21によつて
支持されたリフトプレート支持板22が取り付け
られ、更に、上記リフトプレート支持板上にはリ
フトプレート23をZ軸方向に駆動するためのZ
軸方向位置決め手段20が取り付けられている。
上記Z軸方向位置決め手段20は、駆動装置で
あるサーボモータ24と、伝達装置であるスプロ
ケツト25、回転軸26、軸受27、チエーン2
8等より構成されている。上記サーボモータ24
は、上記したX軸方向移動体17に垂設されてい
るサーボモータ支持部材29に取り付けられて配
設されている。
上記サーボモータ24の出力軸に取り付けられ
ているスプロケツトと、上記X軸方向移動体17
上に垂設されている複数の回転軸26とに、複数
のスプロケツト25が取り付けられている。ま
た、この回転軸26の一端30は、上記X軸方向
移動体17に取り付けられている軸受27に回動
自在に嵌着され、他端31はリフトプレート支持
板上に取り付けられている軸受27に軸支されて
いる。また、上記回転軸26の他端31には、リ
ードスプライン32が取り付けられている。
上記リードスプライン32は、コ字状の受部3
3に螺着されるとともに、このコ字状の受部33
は上記リフトプレート23の下面にボルトによつ
て螺着されている。また、上記リードスプライン
32の自由端は、リフトプレート23に形成され
ている穴に貫通されている。
更に、上記回転軸26に取り付けられているス
プロケツト26と上記サーボモータ24の出力軸
に取り付けられているスプロケツト25との間に
はチエーン28が巻き回され、同様に上記複数の
回転軸26間のスプロケツトにもチエーン28が
巻き回されている。
更に、上記リフトプレート23の上方にはワー
ク受け11が配設されていて、このワーク受け1
1には複数の脚11aが取り付けられている。こ
の複数の脚11aには、弾復元性部材34によつ
て上記ワーク受け11を支持されている。上記弾
復元性部材34は、例えばコイルスプリングが用
いられる。その際、上記コイルスプリング34に
よりワーク受け11のワーク10を予かじめ下部
固定電極6によつて設定される溶接加工要求高さ
Rより高い位置Qに揚持しておく。これにより、
スプリング34の縮みを利用して、溶接加工要求
高さRよりも高く位置するワーク10を、上記溶
接加工要求高さRまでワーク10の自重により引
きさげて位置決めできるようになる。
これをより具体的に説明すれば、上記したZ軸
方向位置決め手段20によつてワーク10を溶接
加工要求高さRより高く位置決めする1次位置決
め機能を具備させる。
他方、上記コイルスプリング34は、ワーク1
0の重さにより縮むので、予かじめ溶接加工要求
高さRより高い位置Qにあるワーク10が引き下
がり、ワーク10の重さとコイルスプリング34
の張力が釣り合うまで縮んだとき、ワーク10を
溶接加工要求高さR以下に位置させることなく、
上記溶接加工要求高さRまで引き下げて微調整す
ることを可能とする2次位置決め機能を持たせる
ようにしている。
上記Z軸方向位置決め手段20により、溶接加
工要求高さRより高く位置決めされたワーク10
を、今度は上部可動電極5によりスプリング34
押圧力に抗して押し下げ、ワーク10を溶接加工
要求高さRに位置決めする。
なお、本実施例においては弾復元性部材34を
例えばコイルスプリングの例を示したが、他のも
のとしては、弾発生を有するゴム、ウレタンフオ
ーム等を用いることもできる。
また、本実施例においては位置決め手段にサー
ボモータ24等を用いることによつて任意の位置
に無段階に位置決め設定をすることが容易にでき
るようにしている。
次に、この第1実施例の使用例を説明する。
先ず、第1図、第5図に示すように所定の高さ
に下部固定電極6を位置決めし、溶接加工要求高
さRを設定する。そして、Z軸方向位置決め手段
20によつてリフトプレート23をリフトさせる
とともに、このリフトプレート23によつてワー
ク受け11を支持させる。次いで、ワーク受け1
1上にワーク10を固定する。この時、ワーク1
0は溶接加工要求高さRより高い位置Qにある。
この時、ワーク10は溶接加工要求高さRより高
い位置Qにある。この状態でワーク0をX、Y軸
方向に位置決めする。
上述の通り、上記ワーク10は溶接加工要求高
さRより高い位置Qにあるので、X、Y軸方向の
位置決めは、ワーク10と電極(特に下部電極
6)とがぶつかることなく適正に且つ容易に行な
うことができる。
この状態を第3図で示す。X、Y軸方向の位置
決めが成された後に、Z軸方向の位置決めを行な
う。すなわち、Z軸方向位置決め手段20である
制御装置35によつて予かじめ設定されたリフト
プレート23の所定高さに応じて、上記Z軸方向
位置決め手段20であるサーボモータ24を駆動
する。これにより、このサーボモータ24の出力
軸に取り付けられているスプロケツトと上記リフ
トプレート23をリフトするための回転軸26の
スプロケツト間に巻き回されているチエーン28
により、上記回転軸26が所定の方向に駆動され
る。この時、上記リフトプレート23には複数の
回転軸26が配設され、この複数の回転軸26間
のスプロケツト25間にもチエーン28が巻き回
されているので、上記サーボモータ24の駆動力
を均一に伝達することができる。
したがつて、予かじめ設定された高さまで精度
良く、しかも短い作動時間でもつて位置決めする
ことができる。故に、リフトプレート23上のワ
ーク受け11に配設されているワーク10を、溶
接加工要求高さRより高い位置Qに正確に位置決
めすることができる。この時、ワーク10は溶接
加工要求高さRより高くリフトされて、溶接加工
要求高さRからスプリング34の最大縮み幅を越
えない範囲内でいつたん位置決めされる。
次に、上部可動電極5を下動する。1次位置決
めされて溶接加工要求高さRより高い1次位置決
め高さQに位置するワーク10はスプリング34
により1次位置決め高さQと溶接加工要求高さR
の偏差(R−Q)がなくなるように微調節されな
がら溶接加工要求高さRまで引き下げられて2次
的な溶接加工要求高さに位置決めされる。
このようにサーボモータ24等を用いることに
よつて、ワーク10を1次位置決め位置Qに早く
しかも精度良く位置決めが容易に行なうことがで
きる。
また、ワーク10を位置決めすると同時に固定
してから溶接電極4を接触させるものでなく、電
極を接触させながら同時にワーク10が溶接加工
時にずれたり、変形したりすることなく、またこ
れらに起因する電極の加圧不良や接触不良等によ
る溶接不良を良好に防止することができる。
なお、本実施例においてはX、YおよびZ軸方
向位置決め手段20においてサーボモータ14,
18,24を用いるとともに、これらのサーボモ
ータ14,18,24は制御装置35によつて制
御されている。したがつて、正確にしかも精度良
くX、Y、Z軸に位置決めすることができる。
次に、添付図面第7図〜第10図に従い本発明
の好適な第2実施例を詳述する。
なお、この第2実施例においては、上記した第
1実施例との相違点のみ説明する。本実施例にお
いては、Z軸方向位置決め手段40をサーボモー
タ24、ラツクギア41、ピニオンギア42等を
用いてリフトプレート23を所定位置までリフト
させるようにしている。これを、より具体的に説
明すると、Y軸方向移動体17上に垂設されてい
る支持部材43にサーボモータ24が取り付けら
れている。また、このサーボモータ24の出力軸
に連なる駆動軸44に複数のピニオンギアが取り
付けられていて、このピニオンギアにラツクギア
41が噛合うとともに、このラツクギア41の一
方45に軸46が取り付けられていて、この軸4
6はリフトプレート23にボルト等によつて螺着
されている。
上記ラツクギア41は、コ字状のガイド47に
嵌合されるとともに、上記ピニオンギアの回動に
伴なつて上下方向Z軸方向にスライド自在に配設
されている。本実施例においても上記第1実施例
と同様に、上記サーボモータ24は制御装置によ
つて制御されている。
また、本実施例においては構造自体を比較的簡
単にすることができる。
次いで、第10図は上記した第2実施例の変形
例を示したものであり、リフトプレート23上に
引き下げシリンダ50を配設し、この引き下げシ
リンダ50のピストンロツド51がワーク受け1
1に取り付けられている。
したがつて、ワーク10自体の形状が複雑であ
つたり、或るいはワーク10自体が極く薄い場合
等において弾復元性部材34である例えばコイル
スプリング等の張力よりも鋼性が小さいワーク1
0等を所定の溶接加工要求高さRまで引き下げる
のに用いるのに都合がよい。
これにより、あらゆるワークの材質、形状に対
応させることができるようになる。
また、使用経過に伴つて下部固定電極6が摩耗
するけれども、上記引き下げシリンダ50を動作
させることにより、下部固定電極6に対する位置
を微調整することができるので、ワーク10の溶
接加工を均一に行うことができるとともに、精度
良く行なうことができるようになる。
なお、その他の構成については上記した第1実
施例と略同じである。
次に、この第2実施例の使用例を説明する。
この場合も、上記した第1実施例の使用例との
相違点のみ説明する。先ず、Z軸方向位置決め手
段の制御装置を介してサーボモータ24を駆動さ
せ、上記ワーク10を溶接加工要求高さRより高
い位置Qに位置決めする。これを具体的に説明す
ると、サーボモータ24を駆動さることによつ
て、このサーボモータ24の出力軸に連結されて
いる駆動軸44が所定方向に駆動される。この
時、上記駆動軸44に取り付けられているピニオ
ンギアが駆動され、このピニオンギアと噛合つて
いるラツクギア41がコ字状のガイド47内を上
下方向Z軸方向に駆動される。するとこのラツク
ギア41の一方45に取り付けられている軸46
も同様にZ軸方向に駆動され、この軸46はリフ
トプレート24に取り付けられているので、上記
リフトプレート24の支持部材21をガイドとし
て所定位置までリフトされる。したがつて、この
リフトプレート24上に位置するワーク受け11
に配設されているワーク10が、溶接加工要求位
置Rよりも高い位置Qまでいつたん位置決めされ
ることになる。したがつて、正確に、高精度にし
かも速くワーク10を所定位置までリフトするこ
とができる。
次に、使用例について説明する。すなわち、こ
の場合には、ワーク10の形状、材質等極く薄い
ワークや弾復元性部材34であるコイルスプリン
グ等の張力より剛性の小さいワーク10や、段差
を有する複雑な形状のワーク10に対しては、い
つたん溶接加工要求高さRより高い位置に位置決
めし、次いで引き下げシンリンダ50によつてワ
ーク受け11を溶接加工要求位置Rまで下げて位
置決めすることによつてワーク10を溶接する。
故に、ワーク10のあらゆる形状、材質に対応
させ易くなり、また、溶接使用経過に伴つて下部
固定電極6が磨耗した場合でも、溶接位置を上記
引き下げシリンダ50によつて微調整することが
できるので、いつまでも良好な溶接を行うことが
できる。他については上記した第1実施例の使用
例と略同じである。
[発明の効果] 以下詳述した如く本願の第1の本発明は、ワ
ーク10を溶接加工要求高さRよりいつたん上方
に位置決めするための装置決め手段をサーボモー
タ24を用いるようにしたので、ワーク10を精
度良く、且つ無段階に位置決めすることができる
溶接装置を提供できる。
更に位置決め手段にサーボモータ24を用い
ることにより、ワーク10を溶接加工要求高さR
に対していつたん上方に位置決めする作動時間を
短縮することができるとともに、作業効率を向上
させることができる溶接装置を提供できる。
加えて位置決め手段にサーボモータを使用す
るとともに、弾復元性部材34により位置決めを
微調整することができるようにしたので、ワーク
10を溶接加工要求高さRに正確に位置決めする
ことができるとともに、柔軟に支持することがで
き、ワークの形状で段差の多いもの或るいは複数
のワーク位置決め治具等を使用する場合などの位
置決めを容易にし、しかも簡便に迅速に対応させ
ることができる溶接装置を提供できる。
次に、本願第2の発明は 極く薄くワークやスプリングの張力より剛性
の小さいワークに対して溶接加工要求高さに精度
良く位置決めすることができる溶接装置を提供で
きる。
加えてワークの溶接経過に伴なつて下部電極
の摩耗に対しても正確にワークの溶接加工要求高
さに位置決めし、且つ微調整することができる溶
接装置を提供できる、等の実用上種々の利点を有
するものである。
【図面の簡単な説明】
添付図面第1図〜第6図は本発明の第1実施例
を示し、第1図は、溶接装置全体を示す側面図、
第2図は、第1図矢示Pより見た正面図、第3図
は、X、Y軸方向に位置決めした所を示す側面
図、第4図は、Z軸方向位置決め手段の拡大図、
第5図は、Z軸方向位置決め手段を駆動した所を
示す作動図、第6図は、制御装置を示すブロツク
線図、第7図〜第10図は、本発明の第2実施例
を示し、第7図は装置全体を示す側面図、第8図
は、第7図矢示Sから見た正面図、第9図はZ軸
方向位置決め手段の拡大図、第10図は、Z軸方
向位置決め手段である引き下げシリンダの拡大図
をそれぞれ示している。 なお、図中1……溶接装置、5……上部電極、
6……下部電極、10……ワーク、11……ワー
ク受け、23……リフトプレート、24……サー
ボモータ、34……弾復元性部材、50……引き
下げシリンダ、R……溶接加工要求高さ、をそれ
ぞれ示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基台上に設けられている上部電極と下部電極
    との間に被溶接物(ワーク)を配設し、上記ワー
    クを上記上下の溶接電極に対して上下方向に位置
    決め可能とする溶接装置において; 上記ワーク10を上記上部電極5および下部電
    極6に対して溶接加工要求位置に位置決めするた
    めの位置決め手段を有し、 上記位置決め手段は、サーボモータ24よりな
    る駆動装置と、この駆動装置の駆動力を伝達する
    ための伝達装置と、上記駆動装置により上下方向
    に移動されるリフトプレート23と、上記ワーク
    10を載置支持するとともに上記リフトプレート
    23に対して上下動自在に配置されたワーク受け
    11とにより構成されるとともに、 上記リフトプレート23および上記ワーク受け
    11との間には、上記ワーク受け11を柔軟に支
    持する弾復元性部材34が配設されていて、 上記サーボモータ24を駆動することにより、
    上記ワーク受け11上に載置されるワーク10を
    溶接加工要求高さRより高い位置に一時的に位置
    決めし、 次いで、上部電極5を溶接加工要求高さRに位
    置決めするのに伴なつて上記上部電極5でもつて
    押圧することにより、上記下部電極6に合致する
    溶接加工要求高さRまで上記ワーク10を引き下
    こて溶接することができるようにしたことを特徴
    とする溶接装置。 2 基台上に設けられている上部電極と下部電極
    との間に被溶接物(ワーク)を配設し、上記ワー
    クを上記上下の溶接電極に対して上下方向に位置
    決め可能とする溶接装置において; 上記ワーク10を上記上部電極5および下部電
    極6に対して溶接加工要求位置に位置決めするた
    めの位置決め手段を有し、 上記位置決め手段は、サーボモータ24よりな
    る駆動装置と、この駆動装置の駆動力を伝達する
    ための伝達装置と、上記駆動装置により上下方向
    に移動されるリフトプレート23と、上記ワーク
    10を載置支持するとともに上記リフトプレート
    23に対して上下動自在に配置されたワーク受け
    11とにより構成されるとともに、 上記リフトプレート23および上記ワーク受け
    11との間には、上記ワーク受け11を柔軟に支
    持する弾復元性部材34が配設され、 且つ、上記リフトプレート23とワーク受け1
    1間に引き下げシリンダ50が配設され、 上記サーボモータ24を駆動することにより上
    記ワーク10を溶接加工要求高さRより高く一時
    的に位置決めし、 次いで、上記引き下げシリンダ50により、上
    記ワーク10を上記溶接加工要求高さRに位置決
    めし溶接することができるようにしたことを特徴
    とする溶接装置。
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