JPH07164155A - スポット溶接ガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ガン本体の振れによる電極がワーク
に衝突することがなくガン本体の高速移動化を可能と
し、溶接作業能率を向上したエコライジング機構を備え
たスポット溶接ガンを提供する。 【構成】ガン本体１に固定された固定電極２と、モータ
９，ボールネジ１１及びナット８による電極移動機構４
により前記固定電極と対向して前記ガン本体１に進退移
動可能に設けた可動電極３とを有し、前記ガン本体１の
前記固定及び可動電極の軸線方向の動きを平衡するバラ
ンススプリング２１ａ，２１ｂと、前記ガン本体１の前
記軸線方向の動きをナットによって回転運動に変換する
ねじ軸２２と、このねじ軸２２の回転を拘束する電磁ブ
レーキ２４とからなるエコライジング機構１３を備えた
構成を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガン本体のふらつきを
防止したエコライジング機構を備えてなるスポット溶接
ガンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工業用ロボットでスポット溶接する場
合、実開平５−１８７７４号で提供されているようにエ
コライジング機構を備えたスポット溶接ガンが用いられ
る。このようなスポット溶接ガンは対向する一対の電極
を備えて、一方を可動とすることにより種々のワークに
対応することができ、また、ロボットフランジ面に対し
てスポット溶接ガンをエコライジング機構によりフロー
ティングできるため、両方の電極に対し相互に作動し、
種々のワークを変形させることなく溶接することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記エコライジング機
構は、通常バネ等でフローティング可能にした構成であ
るため、ロボットのティーチング時においてもスポット
溶接ガンの位置が定まらないため、ティーチング作業に
困難性があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点に鑑みてなされたものであり、その特徴とする構成
は、ガン本体に固定された固定電極と、電極移動機構に
より前記固定電極と対向して前記ガン本体に進退移動可
能に設けた可動電極と、前記ガン本体の前記固定及び可
動電極の軸線方向の動きを平衡するバランススプリング
と、前記ガン本体の前記軸線方向の動きを回転運動に変
換するねじ軸と、このねじ軸の回転を拘束する電磁ブレ
ーキとからなるエコライジング機構とを備えたものであ
る。

【０００５】

【作用】上記の構成により、加工時にはエコライジング
機構の電磁ブレーキを解放しておくことによりねじ軸は
ガン本体の動きに追従して自由回転し、ガン本体はバラ
ンススプリングによりエコライジング機能を果たし、ロ
ボットによるスポット溶接ガンの移動やロボットのティ
ーチング等においては電磁ブレーキを作動してねじ軸の
回転を拘束することにより、スポット溶接ガンのふらつ
きを防止する。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、１はコの字型のガン本体であり、こ
のガン本体１の下側先端には下側電極２（固定電極）が
固定され、前記ガン本体１の上側先端には電極移動機構
４によって前記下側電極２と対向して上側電極３（可動
電極）が上下移動（進退移動）可能に設けられている。

【０００７】前記上側電極３の電極移動機構４の構成は
次の通りである。前記ガン本体１の上側先端に保持筒５
が下側電極２及び上側電極３の軸心線方向に一体に設け
られ、この保持筒５内には、ナット８を軸内に固設した
スピンドル６がガイドバー７を介して同軸心線方向に上
下移動（進退移動）可能に案内されている。このスピン
ドル６の先端に前記上側電極３が固着されている。

【０００８】前記保持筒５の上端にはサーボモータ９が
設置され、そのモータシャフト１０は前記ナット８に螺
合したボールネジ１１と結合し、前記サーボモータ９の
正逆回転によってボールネジ１１，ナット８を介してス
ピンドル６を上下移動させ、このスピンドル６の先端に
固着した上側電極３を下側電極２に対して上下移動する
ようにした構造である。

【０００９】前記上側電極３の電極移動機構４を具備し
たガン本体１はエコライジング機構１３を介してロボッ
ト１２の手首先端のフランジ１４に取り付けられてい
る。

【００１０】前記エコライジング機構１３の構成は次の
通りである。前記ロボット１２の手首先端のフランジ１
４には前記エコライジング機構１３の取付部材が固設さ
れている。このエコライジング機構１３の取付部材は図
１及び図２で示すように、両側面板１５と上面板１９
ａ，下面板１９ｂとによるボックス型のものである。こ
のボックス型の取付部材の上面板１９ａと下面板１９ｂ
との間に左右一対のガイドロッド２０ａ，２０ｂが固設
され、これらガイドロッド２０ａ，２０ｂの間にボール
ネジ２２がベアリング２３ａ，２３ｂを介して上面板１
９ａと下面板１９ｂ回転自在に軸承されている。

【００１１】２４は前記回転自在なボールネジ２２の回
転を拘束する電磁ブレーキである。この電磁ブレーキ２
４は図３で示すように、回転部分の回転体２５と静止部
分のステータ２４ａとの２つの部材で構成されている。
前記ステータ２４ａにはマグネット２４ｂとコイル２４
ｃとが内蔵されている。また、回転体２５はアーマチュ
アハブ２５ａとブレーキアーマチュア２５ｂと板ばね２
５ｃとによって構成されている。

【００１２】前記ステータ２４ａは前記ボックス型の取
付部材の上面板１９ａに固定され、前記回転体２５はボ
ールネジ２２の一端部に回転方向を係止するキー２６を
介して前記ステータ２４ａとの間に一定の隙間Ｇを有し
て固着されている。

【００１３】前記電磁ブレーキ２４は、ステータ２４ａ
のコイル２４ｃで通電するとマグネット２４ｂに磁束が
発生し、ステータ２４ａ、ブレーキアーマチュア２５ｂ
間に磁気回路が形成され、これにより回転体２５のうち
ブレーキアーマチュア２５ｂだけが引き寄せられてステ
ータ２４ａに密着する。このとき、板ばね２５ｃは撓ん
だ状態になっている。

【００１４】前記ブレーキアーマチュア２５ｂがステー
タ２４ａに密着することにより発生する摩擦力は、制動
トルクとしてブレーキアーマチュア２５ｂ，板ばね２５
ｃ，アーマチュアハブ２５ａを介してボールネジ２２に
伝達され、ボールネジ２２は回転が拘束される。コイル
２４ｃの通電を断つと磁束が消失し、撓んだ板ばね２５
ｃの復元力によりブレーキアーマチュア２５ｂが瞬時に
ステータ２４ａから解放されて摩擦力がなくなり、ボー
ルネジ２２は回転自由になり、ブレーキアーマチュア２
５ｂは板ばね２５ｃに保持されて、ステータ２４ａとの
間に一定の隙間Ｇが保たれる。

【００１５】一方、ガン本体１側の保持筒５の部位には
ガン支持体１６が突設され、このガン支持体１６には図
２で示すように、前記ガイドロッド２０ａ，２０ｂに摺
動可能に嵌合するガイドスリーブ１７ａ，１７ｂと、前
記ボールネジ２２に螺合するナット１８とが設けられ、
ガン支持体１６はガイドスリーブ１７ａ，１７ｂを介し
てガイドロッド２０ａ，２０ｂに上下動可能に支持さ
れ、このガン支持体１６の上下動をナット１８により回
転運動に変換してボールネジ２２を回転するようになっ
ている。

【００１６】前記ガン支持体１６の上面と上面板１９ａ
との間及びガン支持体１６の下面と下面板１９ｂとの間
のガイドロッド２０ａ，２０ｂには、ガン本体１の動き
を平衡するためのバランススプリング２１ａ，２１ｂが
介装されている。

【００１７】上記構成のエコライジング機構１３の電磁
ブレーキ２４と前記サーボモータ９はロボットコントロ
ーラ２７と電気回路によって接続され、このロボットコ
ントローラ２７によって電磁ブレーキ２４及びサーボモ
ータ９が制御される。

【００１８】本発明は上記の通りの構造であるから、ス
ポット溶接加工時にはエコライジング機構１３の電磁ブ
レーキ２４への通電を遮断しておき、ボールネジ２２を
自由回転状態にする。そして、サーボモータ９を起動し
てボールネジ１１を回転し、ナット８によってスピンド
ル６を下降移動させ上側電極３を下降してワークを上側
電極３と下側電極２とで挾み、上側電極３，下側電極２
に電圧を供給することによりワークをスポット溶接す
る。

【００１９】この時、エコライジング機構１３のボール
ネジ２２は自由回転状態であるため、ガン本体１の上下
方向の移動ではエコライジング機構１３のナット１８に
よりボールネジ２２が自由回転し、ワークの形状等によ
るガン本体１の上下方向の移動を許容し、エコライジン
グ機構１３のバランススプリング２１ａ，２１ｂによっ
てガン本体１をワーク形状に応じて平衡移動して上側電
極３と下側電極２とは適切な加圧力で溶接する。

【００２０】ワークをスポット溶接して上側電極３を上
昇し、次の打点位置へガン本体１を移動させる時は、エ
コライジング機構１３の電磁ブレーキ２４へ通電してボ
ールネジ２２の回転を拘束したロック状態にする。これ
により、ガン本体１は上下方向の振れが抑止されるた
め、上側電極３又は下側電極２がワークに衝突すること
なく次の打点位置へ移動させることができ、ロボット１
２の高速移動化を可能とする。

【００２１】また、ワークに対するスポット打点位置を
ロボット１２にティーチングするときにも前記のように
エコライジング機構１３の電磁ブレーキ２４へ通電して
ボールネジ２２の回転を拘束したロック状態にし、ガン
本体１の上下方向の振れを抑止しておくことにより、ガ
ン本体１の位置が定まり、ティーチング作業が容易に行
われる。

【００２２】尚、上記の実施例では下側電極２及び上側
電極３の軸線を鉛直軸線方向に向けた状態で説明した
が、ワークのスポット溶接位置によっては、下側電極２
及び上側電極３の軸線を水平軸線方向に向くようロボッ
ト１２でガン本体１の姿勢を変更してスポット溶接する
ことも可能であり、この場合でも上記の作用によりガン
本体１の水平方向の振れを防止することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、ガン
本体に固定された固定電極と、電極移動機構により前記
固定電極と対向して前記ガン本体に進退移動可能に設け
た可動電極と、前記ガン本体の前記固定及び可動電極の
軸線方向の動きを平衡するバランススプリングと、前記
ガン本体の前記軸線方向の動きを回転運動に変換するね
じ軸と、このねじ軸の回転を拘束する電磁ブレーキとか
らなるエコライジング機構とを備えた構成であるから、
ガン本体のエコライジング機能を有する上に、任意のポ
イントにてロック、アンロックさせることにより、ガン
本体の高速移動化による溶接作業能率の向上が得られ
る。また、ロボットのティーチングが容易かつ確実なも
のとなり、ティーチング作業時間を短縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスポット溶接ガンの一部縦断側面
図

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図

【図３】電磁ブレーキの断面図

【符号の説明】

１ ガン本体 ２ 下側電極 ３ 上側電極 ４ 電極移動機構 ５ 保持筒 ６ スピンドル ８ ナット ９ サーボモータ １１ ボールネジ １２ ロボット １３ エコライジング機構 １６ 支持体 １８ ナット ２０ａ ガイドロッド ２０ｂ ガイドロッド ２１ａ バランススプリング ２１ｂ バランススプリング ２２ ボールネジ ２４ 電磁ブレーキ ２７ ロボットコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 誠一 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 酒井 浩久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガン本体に固定された固定電極と、電極
   移動機構により前記固定電極と対向して前記ガン本体に
   進退移動可能に設けた可動電極と、前記ガン本体の前記
   固定及び可動電極の軸線方向の動きを平衡するバランス
   スプリングと、前記ガン本体の前記軸線方向の動きを回
   転運動に変換するねじ軸と、このねじ軸の回転を拘束す
   る電磁ブレーキとからなるエコライジング機構とを備え
   たことを特徴とするスポット溶接ガン。