JPH0924475A - 作業機器の案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御の煩雑化、並びに構造の複雑化および重
量の増大。 【解決手段】 本発明では、サンルーフ補強用部品Ｗに
おける板厚の中心位置Ｗｃに倣って湾曲する態様で延在
したガイドレール１１と、スポット溶接用ガン４０を保
持し、かつ前記ガイドレール１１の湾曲形状に従って移
動可能に配設したスライダー３２、スライド軸部材３０
および倣い走行体２０とを具備して案内装置を構成して
おり、シフター５２の移動をカムプレート５３およびカ
ムフォロアローラ２４を介して伝達することにより、こ
れらスライダー３２、スライド軸部材３０および倣い走
行体２０を前記ガイドレール１１に対して移動させるよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スポット溶接用ガ
ン等の作業機器をワークの湾曲した被作業面に対して案
内する装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、四輪自動車のルーフパネルの
ように湾曲した被作業面を有するワークに対してスポッ
ト溶接を施す場合には、スポット溶接用ガンを上記被作
業面に沿って湾曲した線上を移動させ、かつ個々の溶接
ポイントでの凹凸の発生を防止するべくそれぞれ電極チ
ップを被作業面に対して直交配置する必要がある。

【０００３】このため従来では、図１０に示すように、
直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚに沿って移動可能に配設した作業機
器保持体１に対してさらにスポット溶接用ガン２をＹ軸
回りθに回動可能に配設し、上記作業機器保持体１を適
宜移動させるとともに、該作業機器保持体１に対して上
記スポット溶接用ガン２を適宜回転させることにより、
ルーフパネル３に対して電極チップ２ａ，２ｂが常に直
角となる方向からスポット溶接を施すようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０に示
した案内装置では、スポット溶接ガン２を所定の溶接ポ
イントに配置する場合に、上述したＸ，Ｙ，Ｚ，θの合
計４軸の調整が必要となるため、その制御が極めて煩雑
となる。

【０００５】また、各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ毎に駆動手段が
必要となるため、部品点数の増大に起因する構造の複雑
化および装置の重量増大が招来される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、ワークの被
作業面に倣って湾曲する態様で延在したガイドレール
と、作業機器を保持し、かつ上記ガイドレールの湾曲形
状に従って移動可能に配設した作業機器保持体と、上記
作業機器保持体を上記ガイドレールに対して移動させる
案内手段とを備えて案内装置を構成しており、上記案内
手段の作動によって上記作業機器保持体が上記ガイドレ
ール上を移動すると、該作業機器保持体に保持させた作
業機器がワークの被作業面に沿って移動することにな
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を示す図面に
基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係
る案内装置を適用したスポット溶接設備を示したもの
で、サンルーフを有した四輪自動車用ルーフパネルに用
いるサンルーフ補強用部品Ｗに対してスポット溶接を施
す溶接設備を例示している。サンルーフ補強用部品Ｗ
は、図１および図５中においてそれぞれ２点鎖線で示す
ように、外形が長方形状を成し、かつその前後両縁Ｌ
ｆ，Ｌｅの延在方向に沿って僅かに円弧状に湾曲成形し
たもので、その板厚の中心位置（被作業面）Ｗｃが左右
全幅に亘って一定の曲率半径αを有している。

【０００８】図５乃至図７に示すように、上記スポット
溶接設備は、水平に配置したベース１０の上方域に一対
のガイドレール１１を備えている。

【０００９】ガイドレール１１は、それぞれ上述したサ
ンルーフ補強用部品Ｗの幅と同等の長さを有した矩形状
を成す平板を個々の長辺方向に沿って湾曲成形し、それ
ぞれ板厚の中心位置１１ｃが該サンルーフ補強用部品Ｗ
の曲率半径αから所定の距離ｒだけ短い曲率半径βをも
つようにしたもので、それぞれ上方に向けて凸となる態
様で上記ベース１０の上面から突設した脚柱１２の上部
に図示していないボルト等の固着手段によって固着して
いる。これら一対のガイドレール１１は、互いの間に一
定の間隙を確保した状態で上記ベース１０の手前側縁部
（図７中において下方側縁部）および奥側縁部（図７中
において上方側縁部）にそれぞれ左右方向（図７中にお
いて左右方向）に向けて延在し、かつ個々の短辺に沿っ
て水平に平行移動した場合に互いの上面高さが合致する
態様で配設している。

【００１０】また、上記スポット溶接設備は、上記一対
のガイドレール１１における互いに対向した内縁部にそ
れぞれ倣い走行体（作業機器保持体）２０を備えている
とともに、これら一対のガイドレール１１を互いに連絡
するスライド軸部材（作業機器保持体）３０を備えてい
る。

【００１１】倣い走行体２０は、図２乃至図４に示すよ
うに、それぞれ一方の表面側に一対の姿勢規定ローラ２
１および唯一の当接ローラ２２を支承したローラ支持プ
レート２３と、一方の表面側にカムフォロアローラ（カ
ムフォロア）２４を支承したカムフォロア支持プレート
２５と、これらローラ支持プレート２３の他方の表面お
よびカムフォロア支持プレート２５の他方の表面間を互
いに連結する連結プレート２６とを具備して構成したも
ので、上記各カムフォロアローラ２４を互いに内方に配
置し、かつ上記各一対の姿勢規定ローラ２１の周面を対
応するガイドレール１１の上面に当接させるとともに、
上記各当接ローラ２２の周面を対応するガイドレール１
１の下面に当接させることにより、これら一対の姿勢規
定ローラ２１および当接ローラ２２を介し各ガイドレー
ル１１の湾曲形状に従って移動可能である。図３および
図４からも明らかなように、上記当接ローラ２２は、個
々の中心軸２２ａが上記ローラ支持プレート２３に形成
した縦溝２３ａに貫挿し、上記一対の姿勢規定ローラ２
１の軸心間を結ぶ面Ｍよりも下方となる部位の中間位置
において該面Ｍに近接離反する方向に移動可能であり、
上記ローラ支持プレート２３と上記中心軸２２ａとの間
に介在させたコイルスプリング（押圧手段）２７の弾性
力により、常態において上記面Ｍに近接する方向に付
勢、つまり個々の周面を対応するガイドレール１１の下
面に押圧している。なお、各倣い走行体２０において上
記一対の姿勢規定ローラ２１、当接ローラ２２およびカ
ムフォロアローラ２４は、個々の軸心が水平方向に沿っ
て互いに平行に延在している。

【００１２】スライド軸部材３０は、図１および図３に
示すように、直線状に延在した柱状を成し、上記ガイド
レール１１の延在方向に直交する態様で該ガイドレール
１１の上方域に水平方向に沿って延在したもので、各ガ
イドレール１１との会合部において上記ローラ支持プレ
ート２３に形成した切欠２３ｂを介して該ローラ支持プ
レート２３、カムフォロア支持プレート２５および連結
プレート２６にそれぞれ当接し、さらに図示していない
ボルト等の固着手段によってこれらローラ支持プレート
２３、カムフォロア支持プレート２５および連結プレー
ト２６に固着している。図３からも明らかなように、こ
のスライド軸部材３０には、その上面に互いに平行とな
る一対のスライドレール３１を敷設しており、これら一
対のスライドレール３１間に亘ってスライダー（作業機
器保持体）３２を支承させている。スライダー３２は、
上記スライド軸部材３０に内蔵した図示していないスラ
イド用ボールネジに係合し、このスライド用ボールネジ
に連結した図示していないスライド用サーボモータによ
って当該スライド用ボールネジが回動した場合に上記ス
ライド軸部材３０の延在方向に沿って移動するもので、
図１に示すように、その上面にスポット溶接用ガン４０
を保持している。

【００１３】スポット溶接用ガン４０は、互いに開閉移
動する一対の加圧アーム４１と、これら加圧アーム４１
の先端部において互いに対向した部位から突設した電極
チップ４２とを備えており、図５に示すように、上記ス
ライド軸部材３０のガイドレール１１に対する占位位置
に関わらず該ガイドレール１１に対して常に電極チップ
４２を直角に配置し、かつこれら電極チップ４２の中間
位置を上記ガイドレール１１における板厚の中心位置１
１ｃから上述したサンルーフ補強用部品Ｗの曲率半径α
とガイドレール１１の曲率半径βとの差に相当する距離
ｒだけ外方側に離隔させた状態で、図示していないボル
ト等の固着手段によって上記スライダー３２に固着して
いる。

【００１４】さらに、上記スポット溶接設備は、図１に
示すように、上記ベース１０の上面における上記一対の
ガイドレール１１間に位置する部位にシフト軸部材５０
を備えている。

【００１５】シフト軸部材５０は、図６および図７に示
すように、上記一対のガイドレール１１から互いに等距
離となる部位にこれらガイドレール１１の延設方向に沿
って水平左右方向に延在したもので、その上面に互いに
平行となる一対のシフトレール５１を備えており、これ
ら一対のシフトレール５１間にシフター（移動体）５２
を支承している。

【００１６】シフター５２は、上記シフト軸部材５０よ
りも十分な幅、より具体的にはカムフォロア支持プレー
ト２５の内表面相互間距離と同等の幅を有し、かつ該シ
フト軸部材５０の両側からの突出量が互いに同一となる
位置に占位しており、上述したスライダー３２と同様、
上記シフト軸部材５０に内蔵した図示していないシフト
用ボールネジに係合し、このシフト用ボールネジに連結
した図示していないシフト用サーボモータによって当該
シフト用ボールネジが回動した場合に上記シフト軸部材
５０の延在方向に沿って移動する。

【００１７】同図からも明らかなように、このシフター
５２は、上記シフト軸部材５０から突出する両端部にそ
れぞれ一対のカムプレート５３を備えている。各一対の
カムプレート５３は、図２および図７に示すように、互
いの間に上記カムフォロアローラ２４の外径に等しい間
隙を確保した状態でそれぞれ鉛直方向に沿って互いに平
行に延在しており、互いの内面間に上記カムフォロアロ
ーラ２４を上下動可能に介装している。なお、上記カム
プレート５３は、倣い走行体２０のガイドレール１１に
倣った移動に伴うカムフォロアローラ２４の上下移動量
よりも十分な長さを有しており、上記カムフォロアロー
ラ２４が最上位置および最下位置のいずれに占位した場
合にも互いの間に当該カムフォロアローラ２４を確実に
介装できる高さ位置に、図示していないボルト等の固着
手段によって固着している。

【００１８】上記のように構成したスポット溶接設備で
は、まず、図１に示すように、サンルーフ補強用部品Ｗ
を図示していないワーク保持治具に搭載し、該サンルー
フ補強用部品Ｗをその板厚の中心位置Ｗｃが上記ガイド
レール１１における板厚の中心位置１１ｃから距離ｒだ
け外方側において該ガイドレール１１と同心の円弧上に
占位する姿勢で位置決め固定させる。この状態において
は、上記サンルーフ補強用部品Ｗがスポット溶接用ガン
４０における電極チップ４２相互間隔の延長上に配置さ
れるため、上述した図示していないスライド用サーボモ
ータの駆動により、スライド軸部材３０に対してスライ
ダー３２を移動させ、該スライダー３２をサンルーフ補
強用部品Ｗに近接させれば、上記電極チップ４２相互間
にサンルーフ補強用部品Ｗが挟装されることになる。

【００１９】上述した状態から図示していないシフト用
サーボモータの駆動により、シフト軸部材５０に対して
シフター５２を移動させると、その移動がカムプレート
５３およびカムフォロアローラ２４を介して一対の倣い
走行体２０に伝達され、各倣い走行体２０がそれぞれガ
イドレール１１の湾曲形状に従って同一方向に移動する
ことになり、さらにこれら倣い走行体２０の移動がスラ
イド軸部材３０、スライドレール３１およびスライダー
３２を介してスポット溶接用ガン４０に伝達され、当該
スポット溶接用ガン４０がガイドレール１１の湾曲形状
に従って移動する。このとき、上記スポット溶接用ガン
４０における電極チップ４２の中間位置が上記ガイドレ
ール１１と同心で、該ガイドレール１１の曲率半径βに
上述した距離ｒを足した半径（β＋ｒ）＝αの円弧上を
移動することになるため、常に電極チップ４２の間にサ
ンルーフ補強用部品Ｗが配置され、かつこれら電極チッ
プ４２が常にサンルーフ補強用部品Ｗに対して直交配置
される。

【００２０】したがって、サンルーフ補強用部品Ｗの適
宜位置においてスポット溶接用ガン４０を駆動し、加圧
アーム４１を互いに閉塞させて電極チップ４２を押圧す
れば、凹凸を招来することなく当該サンルーフ補強用部
品Ｗにスポット溶接を行うことができる。

【００２１】これらの作業の間、上記スポット溶接設備
によれば、シフター５２およびスライダー３２の位置を
調整しさえすればよいため、つまり２軸のみの調整を行
えばよいため、その制御が極めて容易となる。

【００２２】しかも、上記スポット溶接設備によれば、
スポット溶接用ガン４０を移動させる駆動手段として、
スライド軸部材３０に対してスライダー３２を移動させ
るもの、およびシフト軸部材５０に対してスライダー３
２を移動させるものを用意すればよく、部品点数の増大
に起因する構造の複雑化、並びに重量の増大が招来され
ることもない。

【００２３】なお、上記例示のものにおいては、スポッ
ト溶接設備においてサンルーフ補強用部品に対してスポ
ット溶接用ガンを案内する装置を例示しているが、本発
明はその他のワークに対してシール材塗布ノズルや部品
搬送ローダ等、その他の作業機器を案内する場合にもも
ちろん適用することができる。この場合、作業機器はワ
ークに対して直角配置する必要はなく、該作業機器に適
した姿勢で案内すればよい。また、一方方向に沿っての
み湾曲したワークに対して作業機器を案内するようにし
ているが、たとえば図１に示したものにおいてスライド
軸部材３０を湾曲させれば、複方向に沿って球状に湾曲
するワークに対して作業機器を案内することも可能であ
る。さらに、当接ローラをガイドレールに対して離接可
能に配設するとともに、押圧手段によって該当接ローラ
の周面をガイドレールの表面に圧接させるようにしてい
るため、作業機器の案内をより確実に行うことができる
ばかりか、ガイドレールが一定の曲率半径でない場合、
つまりワークの被作業面が一定の曲率半径で湾曲してい
ない場合にも作業機器を確実に案内することが可能であ
るが、この当接ローラは、必ずしもガイドレールの表面
に対して離接可能に配設する必要はない。なお、当接ロ
ーラをガイドレールの表面に対して離接可能に設ける場
合、上記例示のものでは当接ローラの中心軸を縦溝に貫
挿させるようにしているが、本発明ではこれに限定され
ない。たとえば、図８および図９に示すように、ローラ
支持プレート２３′に対してアーム６０を揺動可能に配
設するとともに、このアーム６０の先端部に当接ローラ
２２′を回動可能に支承させるようにしても同様の効果
を期待することが可能である。この場合、押圧手段６１
としては、同図中に示すように、アーム６０とローラ支
持プレート２３′との間に配設することが好ましい。な
お、図８および図９中においては、図１乃至図７に示し
た例示のものと同様の構成要素に対して同一符号
に「′」を付加してその詳細説明を省略している。

【００２４】また、上記例示のものにおいては、ガイド
レールを一対設けるようにしているため、重量の大きな
作業機器をも確実に案内することが可能であるが、ガイ
ドレールはひとつあれば十分である。さらにガイドレー
ルの凸となる側において作業機器を案内するようにして
いるが、ガイドレールの凹となる側において作業機器を
案内することも可能である。なお、姿勢規定ローラの周
面をガイドレールにおいて作業機器側に位置する表面に
当接させるようにしているが、逆の態様で当接させるよ
うにしても構わない。

【００２５】さらに、上記例示のものにおいては、カム
フォロアとしてローラを用いているため、移動体の移動
を滑らかに作業機器保持体に伝達することができるが、
必ずしもローラのカムフォロアを用いる必要はない。ま
た、カムプレートとして互いの間にカムフォロアを挟装
する一対のものを例示しているが、たとえばカムフォロ
アを収容する溝を有した唯一のものを用いた場合であっ
ても同様の効果を期待することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
案内手段の作動によって作業機器保持体がガイドレール
上を移動することにより、該作業機器保持体に保持させ
た作業機器がワークの被作業面に沿って移動するため、
調整する軸数が減少し、構造の複雑化および重量の増大
を防止することができるとともに、その制御を容易に行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る案内装置を適用したスポット溶接
設備を示す斜視図である。

【図２】図１に示した案内装置の要部を示す拡大図であ
る。

【図３】図２における矢視 III 図である。

【図４】図３における矢視 IV 図である。

【図５】図１に示した案内装置の正面図である。

【図６】図１に示した案内装置の側面図である。

【図７】図１に示した案内装置の平面図である。

【図８】本発明に係る案内装置の変形例を示す要部拡大
図である。

【図９】図８に示した案内装置の作用を示す要部拡大図
である。

【図１０】従来の案内装置を適用したスポット溶接設備
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１…ガイドレール ２０…倣い走行体 ２１…姿勢規定ローラ ２２…当接ローラ ２４…カムフォロアローラ ２７…コイルスプリング ３０…スライド軸部材 ３２…スライダー ４０…スポット溶接用ガン ５２…シフター ５３…カムプレート Ｗ…サンルーフ補強用部品 Ｗｃ…サンルーフ補強用部品における板厚の中心位置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの湾曲した被作業面に対して作業
   機器を案内する装置であって、 前記ワークの被作業面に倣って湾曲する態様で延在した
   ガイドレールと、 前記作業機器を保持し、かつ前記ガイドレールの湾曲形
   状に従って移動可能に配設した作業機器保持体と、 前記作業機器保持体を前記ガイドレールに対して移動さ
   せる案内手段とを備えたことを特徴とする作業機器の案
   内装置。
2. 【請求項２】 前記案内手段は、 前記ガイドレールの延在方向に沿って直線上を移動する
   移動体と、 前記作業機器保持体に配設したカムフォロアと、 前記移動体に配設し、上記カムフォロアを近接離反移動
   可能に支承するとともに、前記移動体の移動を前記カム
   フォロアに伝達するカムプレートとを備えたことを特徴
   とする請求項１記載の作業機器の案内装置。
3. 【請求項３】 前記作業機器保持体は、 前記ガイドレールの一方の表面に当接して該ガイドレー
   ルに対する前記作業機器保持体の姿勢を規定する一対の
   姿勢規定ローラと、 前記ガイドレールの他方の表面に当接する当接ローラと
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の作業機器の案
   内装置。
4. 【請求項４】 前記作業機器保持体は、 前記ガイドレールの一方の表面に当接して該ガイドレー
   ルに対する前記作業機器保持体の姿勢を規定する一対の
   姿勢規定ローラと、 前記ガイドレールの他方の表面に離接可能に配設した当
   接ローラと、 前記当接ローラを前記ガイドローラの他方の表面に押圧
   させる押圧手段とを備えたことを特徴とする請求項１記
   載の作業機器の案内装置。
5. 【請求項５】 前記作業機器が、スポット溶接用ガンで
   あることを特徴とする請求項１記載の作業機器の案内装
   置。