JP3058787B2 - Spot welding gun - Google Patents
Spot welding gunInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K11/30—Features relating to electrodes
- B23K11/31—Electrode holders and actuating devices therefor
- B23K11/311—Electrode holders and actuating devices therefor the actuating device comprising an electric motor
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spot welding gun provided with an equalizing mechanism for preventing a wobble of a gun body.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art In the case of spot welding with an industrial robot, a spot welding gun provided with an eco-rizing mechanism is used as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 18774/1993. Such a spot welding gun is equipped with a pair of electrodes facing each other, one of which is movable so that it can cope with various workpieces. Can work together for both electrodes,
Various workpieces can be welded without deformation.
【０００３】[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。Since the above-mentioned eco-raising mechanism is normally configured to be floatable by a spring or the like, the position of the spot welding gun is not determined even during teaching of the robot, so that there is difficulty in teaching work. there were.
【０００４】[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。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is characterized by a configuration in which a fixed electrode fixed to a gun body and the fixed electrode are moved by an electrode moving mechanism. A movable electrode provided in the gun main body so as to be able to move forward and backward, a balance spring for balancing the axial movement of the fixed and movable electrodes of the gun main body, and rotating the axial movement of the gun main body. a screw shaft for converting the movement, in which a equalizing mechanism comprising a lube rake to restrain the rotation of the screw shaft.
【０００５】[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。[Function] By the above configuration, the electromagnetic shaft of the eco-raising mechanism is released at the time of machining, so that the screw shaft follows the movement of the gun body and freely rotates, and the gun body performs the eco-raising function by the balance spring. When the robot moves the spot welding gun or teaches the robot, the electromagnetic brake is operated to restrict the rotation of the screw shaft, thereby preventing the spot welding gun from wobbling.
【０００６】[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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a U-shaped gun body, and a lower electrode 2 (fixed electrode) is fixed to a lower end of the gun body 1 and an electrode moving mechanism is provided to an upper end of the gun body 1. The upper electrode 3 (movable electrode) is provided so as to be able to move up and down (moving forward and backward) by opposing the lower electrode 2 by 4.
【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。The structure of the electrode moving mechanism 4 for the upper electrode 3 is as follows. A holding cylinder 5 is provided at the upper end of the gun body 1.
Are provided integrally in the axial direction of the lower electrode 2 and the upper electrode 3, and a spindle 6 in which a nut 8 is fixed in the shaft is provided through a guide bar 7 in the holding cylinder 5. Are guided so as to be able to move up and down (moving forward and backward). The upper electrode 3 is fixed to the tip of the spindle 6.
【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。At the upper end of the holding cylinder 5, a servo motor 9 is installed. The motor shaft 10 is connected to a ball screw 11 screwed to the nut 8, and the ball screw 11, nut 8 The upper electrode 3 fixed to the tip of the spindle 6 is moved up and down with respect to the lower electrode 2 by moving the spindle 6 up and down.
【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。The gun body 1 provided with the electrode moving mechanism 4 for the upper electrode 3 is attached to a flange 14 at the tip of a wrist of a robot 12 via an equalizing mechanism 13.
【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。The structure of the above-mentioned ecoraising mechanism 13 is as follows. The flange 1 at the tip of the wrist of the robot 12
4 is provided with a mounting member for the eco-raising mechanism 13. As shown in FIGS. 1 and 2, the mounting member of the eco-raising mechanism 13 is a side plate 15 and a top plate 19.
a and a lower plate 19b. The upper plate 19a and the lower plate 19b of this box-type mounting member.
And a pair of left and right guide rods 20a, 20b are fixedly mounted, and a ball screw 22 is provided between the guide rods 20a, 20b via bearings 23a, 23b.
9a and the lower plate 19b are rotatably supported.
【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。Reference numeral 24 denotes an electromagnetic brake for restricting the rotation of the rotatable ball screw 22. This electromagnetic brake 2
As shown in FIG. 3, reference numeral 4 comprises two members, a rotating body 25 as a rotating part and a stator 24a as a stationary part.
The stator 24a includes a magnet 24b and a coil 24.
c is built in. The rotating body 25 includes an armature hub 25a, a brake armature 25b, and a leaf spring 2a.
5c.
【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。The stator 24a is fixed to an upper surface plate 19a of the box type mounting member, and the rotating body 25 is interposed between the stator 24a and a key 26 for locking one end of a ball screw 22 in a rotating direction. It is fixed with a certain gap G.
【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。The electromagnetic brake 24 includes a stator 24a.
When the coil 24c is energized, a magnetic flux is generated in the magnet 24b, and the stator 24a, the brake armature 25b
A magnetic circuit is formed therebetween, whereby only the brake armature 25b of the rotating body 25 is attracted and adheres to the stator 24a. At this time, the leaf spring 25c is in a bent state.
【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。The frictional force generated by the close contact of the brake armature 25b with the stator 24a is converted into a braking torque by the brake armature 25b and the leaf spring 25.
c, transmitted to the ball screw 22 through the armature hub 25a, and the rotation of the ball screw 22 is restricted. When the energization of the coil 24c is cut off, the magnetic flux disappears and the bent leaf spring 25
The brake armature 25b is instantaneously released from the stator 24a by the restoring force of c, the frictional force disappears, the ball screw 22 becomes free to rotate, and the brake armature 2
5b is held by a leaf spring 25c, and a fixed gap G is maintained between the plate 5b and the stator 24a.
【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。On the other hand, a gun support 16 is projected from a portion of the holding cylinder 5 on the side of the gun body 1, and the gun support 16 can slide on the guide rods 20a and 20b as shown in FIG. Are provided, and a nut 18 screwed into the ball screw 22 is provided.
The gun support 16 is supported by guide rods 20a and 20b via guide sleeves 17a and 17b so as to be vertically movable. The vertical movement of the gun support 16 is converted into a rotational motion by a nut 18 to rotate the ball screw 22. It has become.
【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。The upper surface of the gun support 16 and the upper plate 19a
Balance springs 21a and 21b for equilibrating the movement of the gun body 1 are interposed between the guide rods 20a and 20b between the lower surface of the gun support 16 and the lower plate 19b.
【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。The electromagnetic brake 24 and the servo motor 9 of the above-described ecoraising mechanism 13 are connected to a robot controller 27 by an electric circuit, and the robot controller 27 controls the electromagnetic brake 24 and the servo motor 9.
【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。Since the present invention has the above-described structure, the power supply to the electromagnetic brake 24 of the equalizing mechanism 13 is cut off during spot welding, and the ball screw 22 is freely rotated. Then, the servo motor 9 is started to rotate the ball screw 11, the spindle 6 is moved downward by the nut 8, the upper electrode 3 is lowered, and the work is sandwiched between the upper electrode 3 and the lower electrode 2. Lower electrode 2
The workpiece is spot-welded by supplying a voltage to the workpiece.
【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。At this time, since the ball screw 22 of the eco-raising mechanism 13 is in a free rotation state, the ball screw 22 is freely rotated by the nut 18 of the eco-raising mechanism 13 when the gun body 1 is moved in the vertical direction, depending on the shape of the work and the like. The gun body 1 is allowed to move up and down, and the gun body 1 is moved in a balanced manner by the balance springs 21a and 21b of the eco-raising mechanism 13 according to the shape of the work, so that the upper electrode 3 and the lower electrode 2 are appropriately pressed. Weld with.
【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。When the workpiece is spot-welded to raise the upper electrode 3 and move the gun body 1 to the next hitting position, the lock which restrains the rotation of the ball screw 22 by energizing the electromagnetic brake 24 of the equalizing mechanism 13 is applied. State. As a result, the gun body 1 is restrained from swinging in the vertical direction, so that the upper electrode 3 or the lower electrode 2 can be moved to the next hitting position without colliding with the work.
2 enables high-speed movement.
【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。Also, when teaching the robot 12 the spot hitting point position on the work, the electromagnetic brake 24 of the eco-raising mechanism 13 is energized as described above to lock the rotation of the ball screw 22 and lock the gun body 1. By suppressing the vertical swing, the position of the gun body 1 is determined, and the teaching operation is easily performed.
【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。In the above embodiment, the lower electrode 2 and the upper electrode 3 have been described with their axes oriented in the vertical axis direction.
Also, it is possible to perform spot welding by changing the posture of the gun body 1 with the robot 12 so that the axis of the upper electrode 3 is oriented in the horizontal axis direction. Even in this case, the horizontal deflection of the gun body 1 is reduced by the above-described operation. Can be prevented.
【００２３】[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。As described above, according to the present invention, a fixed electrode fixed to a gun body, a movable electrode provided to the gun body so as to be capable of moving forward and backward with respect to the fixed electrode by an electrode moving mechanism, a balance spring for balancing the movement in the axial direction of said fixed and movable electrodes of said gun body, a screw shaft for converting the axial movement of the gun body into a rotary motion, lube to restrain the rotation of the screw shaft Equipped with an eco-raising mechanism consisting of a rake, it has an eco-raising function for the gun body, and can be locked and unlocked at any point to increase welding work efficiency by moving the gun body at high speed. Is obtained. Further, teaching of the robot becomes easy and reliable, and the teaching work time can be reduced.
【図１】本発明によるスポット溶接ガンの一部縦断側面
図FIG. 1 is a partial longitudinal side view of a spot welding gun according to the present invention.
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;
【図３】電磁ブレーキの断面図FIG. 3 is a sectional view of an electromagnetic brake.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gun main body 2 Lower electrode 3 Upper electrode 4 Electrode moving mechanism 5 Holding cylinder 6 Spindle 8 Nut 9 Servo motor 11 Ball screw 12 Robot 13 Equalizing mechanism 16 Support 18 Nut 20a Guide rod 20b Guide rod 21a Balance spring 21b Balance spring 22 Ball screw 24 Electromagnetic brake 27 Robot controller
───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平７−60453（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−328267（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−212550（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−169273（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178278（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−84474（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 11/00 - 11/36 330 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Seiichi Ohno 1-1-1 Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Toyota Koki Co., Ltd. (72) Inventor Hirohisa Sakai 1-Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-7-60453 (JP, A) JP-A-6-328267 (JP, A) JP-A-5-212550 (JP, A) JP-A-5-169273 (JP, A) JP-A-4-178278 (JP, A) JP-A-5-84474 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 11/00-11/36 330
Claims (1)
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。1. A fixed electrode fixed to a gun body, a movable electrode provided to the gun body so as to be able to move forward and backward with respect to the fixed electrode by an electrode moving mechanism, and a fixed electrode and a movable electrode of the gun body. A balance spring that balances the axial movement, a screw shaft that converts the axial movement of the gun body into a rotational movement, and restricts the rotation of the screw shaft.
Spot welding gun, characterized in that a equalizing mechanism comprising a lube rake.
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