JP4242702B2 - エア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置および電極位置補正方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の車体組立工程で使用されるエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置および電極位置補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば車体の組立工程においてインナーパネルやアウターパネル等のワークをスポット溶接する溶接ガンは一般的にC型やX型等に成型されており、C型溶接ガンについては、固定アームと、固定アームと対向する可動アームとを備えている。
【0003】
固定アームには先端部に固定電極が設けられており、この固定電極は、先端部が基準位置に予め固定されている。一方、可動アームは、先端部に移動電極が設けられており、この移動電極は先端部が固定電極の先端部に対向して配置されており、移動電極が固定電極に対して進退するように可動アームが可動可能に構成されている。
【0004】
そして溶接する際には、ワークの位置を決めるロケートピン、ワークを支持、固定するポスト、クランプなどで構成された治具により、合わせられた一対のワークの片方に基準位置の固定電極を当てる。そして、可動アームを可動させて移動電極を固定電極へ向かって前進させて両ワークを両電極間に挟んで加圧した後、両電極間に溶接電流を流すことによって両ワークを溶接している。
【0005】
このような溶接ガンの種類としては、可動アームをエアシリンダーで構成し、エアシリンダーに注入した空気圧を利用してワークを加圧するエア加圧式溶接ガンや、可動アームをボールネジで構成し、サーボモータを取り付け、サーボモータの駆動力を利用してワークを加圧するサーボ加圧式溶接ガン(サーボガン)が知られている。
【0006】
このような溶接ガンは、溶接回数が多くなると溶接時の加圧及び溶接熱により電極の先端部が摩耗する。このため、固定電極の先端部が基準位置から外れてしまうことから溶接ガンには固定電極の先端部の位置を補正する補正機能が備えられている。
【0007】
例えば、エア加圧式溶接ガンにおいては、ロボットの手首にエアシリンダーを有する溶接ガンを取り付ける構成の場合、溶接ガンとロボットの手首に付いている支持材との間に、溶接ガンがエアシリンダーの可動方向と同じ方向に可動可能にするためバネを介して連結するイコライズ機能が一般的に知られている。このバネは、片方のワークを移動電極に当てた際に縮んで溶接ガン全体をエアシリンダー側へ移動させて固定電極をもう片方のワークに当たるようにバネ力が設定されている。
【0008】
一方、サーボ加圧式溶接ガンにおいては、サーボモータの回転数から電極の摩耗量をエンコーダで検出して固定電極の位置を補正する方法が一般的に知られている(特許文献1参照)。
【0009】
すなわち、両電極が摩耗した溶接ガンを空打ちし、両電極が新品の状態の場合と比較して両電極の合計摩耗量を検出する。その後、両電極間に当て板を配置して移動電極のみをワークに当て、移動電極が新品の状態の場合と比較して移動電極の摩耗量を検出する。
【0010】
そして両電極の合計摩耗量と移動電極の摩耗量の差から固定電極の摩耗量を求め、その摩耗量分だけサーボガン全体をロボットで移動させることにより固定電極の先端部が基準位置に位置するように補正している。
【0011】
【特許文献1】
特開平7−284957号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電極位置補正装置としてバネを使用した場合には、ロボットに取り付けた溶接ガンが回転した際にバネが溶接ガンの上側に位置した場合には、溶接ガンの自重によりバネが大きく伸ばされるため、摩耗した固定電極の位置が補正されない状態で溶接されてワークが変形してしまう。したがって、溶接ガンの向きによっては溶接時にワークが変形してしまうため、溶接した後ではワークの品質が低下していた。
【0013】
また、溶接ガンはバネを介してロボットに取り付けられているため固定電極はワークを十分に支持することができず、治具においてワークを支持、固定するポスト、クランプを溶接後のワークが変形しない程度の必要本数を設置する必要がある。したがって、治具の簡素化を図ることが困難であった。
【0014】
一方、サーボ加圧式溶接ガンを使用した電極位置補正方法では、両電極が摩耗しても固定電極の先端部が基準位置に合わせられて固定されるため、補正後に再び溶接をする際には固定電極によるワークへの不用意な入力が発生しなくなりワークの変形を防ぐことができる。したがって、エア加圧式溶接ガンの場合のように溶接した後にワークの品質が低下するという課題は解決される。
【0015】
また、固定電極は位置が補正された状態で固定されることにより両ワークの溶接箇所が両電極により安定して支持されるため、サーボ加圧式溶接ガンを治具として使用することができる。したがって、エア加圧式溶接ガンに比べて治具の簡素化を容易に図ることが可能となっている。
【0016】
しかしながら、ロボットに取り付けたエア加圧式溶接ガンをサーボ加圧式溶接ガンに変更する場合にはサーボモータを制御する制御装置(ロボット制御装置)が新たに必要となる。このため、エア加圧式溶接ガンで使用していた制御装置(ロボット制御装置)が遊休状態となってしまうので、サーボ加圧式溶接ガンに変更することはできなかった。
【0017】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、溶接ガンの電極が摩耗しても溶接後のワークの品質低下を抑えるとともに治具の簡素化を図ることができるエア加圧式溶接ガンの電極補正装置および電極位置補正方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項1記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置では、固定電極と、この固定電極に対して進退する移動電極とを備え、前記固定電極は先端部が予め基準位置に合わせられて固定されている一方、前記移動電極は前記固定電極の前記先端部に先端部が対向して配置され、前記基準位置に片方のワークを合わせて両電極間に配置された前記一対のワークを、空気圧を利用して前記移動電極を前進させて前記固定電極とで挟んで加圧し、両電極間に溶接電流を流して前記一対のワークを溶接するエア加圧式溶接ガンの前記固定電極の前記先端部の位置を補正する電極位置補正装置において、前記基準位置に合わせて配置される当て板と、この当て板が前記基準位置に配置可能な状態で、前記固定電極を前記基準位置から離す固定電極離し手段と、前記固定電極が前記基準位置から離れた状態で、前記基準位置に前記当て板を合わせて配置する当て板配置手段と、前記基準位置から離れた前記固定電極の前記先端部を、前記基準位置に合わせて配置された前記当て板に当てる固定電極当て手段と、前記当て板に当てた前記固定電極の位置を固定する固定電極位置固定手段と、前記当て板に当てた前記固定電極の位置が固定された状態で、前記当て板を前記基準位置から離す当て板離し手段と、を備えたものとしている。
【0019】
かかる構成においては、溶接ガンの電極が摩耗した際には各手段を用いることで固定電極の先端部が基準位置に合わせられて固定されるため、溶接を再開しても固定電極によるワークへの不用意な入力が発生せず、ワークの変形を防ぐことができる。
【0020】
さらに、固定電極の位置が固定されることから両電極で溶接箇所が安定して支持されるため、エア加圧式溶接ガンを治具として使用することができる。
【0021】
また請求項1記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置においては、前記固定電極離し手段と前記固定電極当て手段と前記固定電極位置固定手段とを、空気圧を利用して前記固定電極を移動または固定させるブレーキ付エアシリンダーから構成したものとしている。
【0022】
かかる構成においては電極位置補正装置の構成を簡単にすることができる。
【0023】
また請求項1記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置においては、少なくとも前記ブレーキ付エアシリンダーを、前記エア加圧式溶接ガンを固定するガンスタンドに取り付けたものとしている。
【0024】
かかる構成においては、一般的に高価なサーボ加圧式溶接ガンを用いた電極位置の補正設備及び、自動化設備と同等の設備を構築することが可能になる。
【0027】
また、請求項2記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正方法では、固定電極と、この固定電極に対して進退する移動電極とを備え、前記固定電極は先端部が予め基準位置に合わせられて固定されている一方、前記移動電極は前記固定電極の前記先端部に先端部が対向して配置され、前記基準位置に片方のワークを合わせて両電極間に配置された前記一対のワークを、空気圧を利用して前記移動電極を前進させて前記固定電極とで挟んで加圧し、両電極間に溶接電流を流して前記一対のワークを溶接するエア加圧式溶接ガンの前記固定電極の前記先端部の位置を補正する電極位置補正方法において、前記基準位置に合わせて当て板が配置可能な状態で、前記固定電極を前記基準位置から離す固定電極離し工程と、前記固定電極が前記基準位置から離れた状態で、前記基準位置に前記当て板を合わせて配置する当て板配置工程と、前記基準位置から離れた前記固定電極の前記先端部を、前記基
準位置に合わせて配置された前記当て板に当てる固定電極当て工程と、前記当て板に当てた前記固定電極の位置を固定する固定電極位置固定工程と、前記当て板に当てた前記固定電極の位置が固定された状態で、前記当て板を前記基準位置から離す当て板離し工程とを備え、前記固定電極離し工程と前記固定電極当て工程と前記固定電極位置固定工程とは、ブレーキ付エアシリンダーにより空気圧を利用して前記固定電極を移動または固定させており、少なくとも前記ブレーキ付エアシリンダーを、溶接場所に固定されたガンスタンドに取り付けたものとしている。
【0028】
かかる構成においては、溶接ガンの電極が摩耗した際には各工程により固定電極の先端部が基準位置に合わせられて固定されるため、溶接を再開しても固定電極によるワークへの不用意な入力が発生せず、ワークの変形を防ぐことができる。
【0029】
さらに、固定電極の位置が固定されることから両電極で溶接箇所が安定して支持されるため、エア加圧式溶接ガンを治具として使用することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。
【0031】
図1は本発明の第1の実施の形態を示すエア加圧式溶接装置1の概略構成図である。このエア加圧式溶接装置1は、溶接場所に設けられた溶接装置本体2と、溶接装置本体2と対向して溶接場所に設けられたロボット10と、溶接装置本体2とロボット10に接続した図外の制御装置と、溶接するワークを位置決め支持する図示しない治具とを備えている。
【0032】
さらに溶接装置本体2は、溶接場所に固定されたガンスタンド3と、ガンスタンド3に取り付けられた可動部4と、可動部4に取り付けられたエア加圧式溶接ガン5とから構成されている。
【0033】
ガンスタンド3は逆L字形に形成されており、溶接場所から起立した柱状のガンスタンド本体31と、ガンスタンド本体31の上部からロボット10へ向かって側方へ延出した側方延出部32とから構成されている。
【0034】
可動部4は、ガンスタンド3の側方延出部32の上面32aに取り付けられたブレーキ付エアシリンダー6と、一端側がブレーキ付エアシリンダー6の先端部に連結して他端側が側方延出部32の底面32bにスライド自在に支持されたガイド部7とから構成されており、ブレーキ付エアシリンダー6は、本発明の電極位置補正装置における固定電極離し手段と固定電極当て手段と固定電極位置固定手段を構成している。
【0035】
また、ブレーキ付エアシリンダー6は、ガンスタンド3の側方延出部32の上面32aに取り付けられたシリンダーチューブ61と、シリンダーチューブ61内でスライド自在に納められたピストン(図示せず)と、このピストンに一端が連結されて他端側がシリンダーチューブ61から側方延出部32の前方へ抜出されたロッド62とを備えている。
【0036】
シリンダーチューブ61は、図2にも示すようにガンスタンド3の側方延出部32の上面32aに沿って延在して形成されており、前部(先端部)63および後部65(基端部)でブラケット32c、32cを介して上面32aに取り付けられている。
【0037】
またシリンダーチューブ61の前部63、中間部64、後部65には図1に示すように接続口66、67、68がぞれぞれ設けられている。また前部63内にはロッド62をロックするブレーキ(図示せず)が設けられている。
【0038】
このブレーキは、シリンダーチューブ61の前部63内に設けられてロッド62を挿通させるブレーキピストンと、ブレーキピストンの内側に設けられてロッド62を把持するブレーキシューとから成り、前部63の接続口66から注入された空気圧でブレーキピストンが移動してブレーキシューがロッド62を離すことによりロッド62のロック状態が解除されるように構成されている。
【0039】
また、このシリンダーチューブ61にはシリンダー6の動作を制御する電磁方向切替弁A、Bが接続されている。電磁方向切替弁Aは、図1に示すように切替弁本体A0に3つのポート、すなわち切替弁本体A0の入力側に設けられた入力側接続口A1、入力側排出口A2と、切替弁本体A0の出力側に設けられた出力側接続口A3とを有している。
【0040】
入力側接続口A1は、入力側接続管21を介して、空気をブレーキ付エアシリンダー6に供給する空気供給源50に接続されており、出力側接続口A3は出力側接続管22を介してシリンダーチューブ61の前部63の接続口66に接続されている。
【0041】
また切替弁本体A0内には収容空間(図示せず)と収容空間を通って前記入出力側のポートを繋ぐ複数の通路が形成されている。すなわち、切替弁A本体内の左側には、入力側排出口A2と出力側接続口A3とを繋ぐ第一通路A4が形成されており、切替弁本体A0内の右側には入出力側の接続口A1、A3を繋ぐ第二通路A5が形成されている。
【0042】
そして、切替弁本体A0の収容空間内には左右方向Xにスライド自在に移動するスプールA6が設けられている。スプールA6の右側にはロッド(図示せず)の一端側が取り付けられている。ロッドの他端側は切替弁本体A0の右側を挿通して外部へ抜出されており、他端にはプランジャーA7が取り付けられている。
【0043】
一方、スプールA6の左側にはリターンスプリングA8の一端が取り付けられており、リターンスプリングA8の他端は切替弁本体A0内の左側に取り付けられている。
【0044】
そして、前記プランジャーA7にはソレノイドCが巻かれており、このソレノイドCは図外の通電装置に接続されている。そして、通電装置からソレノイドCへ通電がONされるとプランジャーA7は左方へ移動し、この状態からソレノイドCへ通電がOFFされるとプランジャーA7は右方へ移動するように構成されている。
【0045】
そして、このプランジャーA7の移動によりロッドを介してスプールA6が移動することによって切替弁本体A0内の通路が切り替わるように構成されており、ソレノイドCへの通電がOFFの時には、図1に示すように第一通路A4が形成されている。
【0046】
一方、前記電磁方向切替弁Bは、図1に示すように切替弁本体B0に5つのポート、すなわち切替弁本体B0の入力側に設けられた入力側接続口B1、入力側第一排出口B2、入力側第二排出口B3と、切替弁本体B0の出力側に設けられた出力側第一接続口B4、出力側第二接続口B5を有している。
【0047】
入力側接続口B1は入力側接続管23を介して空気供給源50に接続されている。また出力側第一接続口B4は出力側第一接続管24を介してシリンダーチューブ61の後部65の接続口68に接続されており、出力側第二接続口B5は出力側第二接続管25を介してシリンダチューブ61の中間部64の接続口67に接続されている。
【0048】
また切替弁本体B0内には、収容空間(図示せず)と収容空間を通って入出力側のポートを繋ぐ複数の通路が形成されている。すなわち切替弁本体B0の中間部内には、入力側接続口B1と出力側両接続口B4、B5とを繋ぐ第一通路B6が形成されている。
【0049】
そして切替弁本体B0の左側部内には、左側に入力側接続口B1と出力側第一の接続口B4とを繋ぐ第二通路B7が形成されており、右側には入力側第一の排出口B2と出力側第二接続口B5とを繋ぐ第三通路B8とが形成されている。
【0050】
さらに切替弁本体B0の右側部内には、右側に入力側接続口B1と出力側第二接続口B5とを繋ぐ第四通路B9が形成されており、左側には入力側排出口B3と出力側第一接続口B4とを繋ぐ第五通路B10とが形成されている。
【0051】
そして切替弁本体B0の収容空間内には左右方向Xにスライド自在に移動するスプールB11が設けられている。スプールB11の左右側にはそれぞれロッド(図示せず)の一端が取り付けられている。両ロッドの他端側は切替弁本体B0の左右側を挿通して外部へ抜出されており、他端にはそれぞれプランジャーB12、B13が取り付けられている。
【0052】
さらにスプールB11の左右側には、リターンスプリングB14、B15の一端が取り付けられており、リターンスプリングB14、B15の他端は切替弁本体B0内の左右側に取り付けられている。
【0053】
また両プランジャーB12、B13にはそれぞれソレノイドD、Eが巻かれており、両ソレノイドD、Eは前記通電装置に接続されている。そしてこの通電装置から左側のソレノイドDへ通電がONされると左側のプランジャーB12が右方へ移動し、右側のソレノイドEへ通電がONされると右側のプランジャーB13が左方へ移動するように構成されている。
【0054】
そして、両プランジャーB12、B13の移動によりロッドを介してスプールB11が左右方向Xに移動することによって切替弁本体B0内の通路が切り替わるように構成されており、両ソレノイドD、Eへの通電がOFFの時には、図1に示すようにスプールB11が中間に位置して第一通路B6が形成されている。
【0055】
一方、前記ガイド部7は、ガンスタンド3の側方延出部32の底面32bに設けられたガイド部本体(LMガイド)71と、ガイド部本体(LMガイド)71を支持する支持部72と、支持部72と前記ブレーキ付エアシリンダー6を連結する連結部73とから構成されている。
【0056】
ガイド部本体(LMガイド)71は、図2に示すようにガンスタンド3の側方延出部32の底面32bの前部に設けられたガイドブロック74と、ガイドブロック74をスライド自在に支持するガイドレール75とから構成されている。
【0057】
ガイドブロック74は、ガンスタンド3の前後方向Yに沿って下方に開口した断面コ字状に形成されている。一方、ガイドレール75は前記前後方向Yに延在してガイドブロック74を挿通させる断面I字状に形成されている。
【0058】
また支持部72は、ガンスタンド3の前後方向Yに沿って延在してガイド部本体71よりも大きい板状に形成されている。そして支持部72の上面72aの後部側には前記ガイドレール75が固定されており、前部側には連結部73が取り付けられる取付部76が設けられている。
【0059】
そして連結部73は、支持部72の取付部76に下端部77aが取り付けられて上方へ延出した延出部77と、延出部77の上端部77bとブレーキ付エアシリンダー6のロッド62の先端部62aとを連結する連結部材(クレビス)78とから構成されている。
【0060】
一方、前記溶接ガン5は、支持部72に沿って下方へ向いたC型に形成されており、支持部72の底面72bに固定された第一のアーム8と、第一のアーム8の下側に設けられた第二のアーム9とから構成されている。
【0061】
第一のアーム8は支持部72に沿って逆L字型に形成されており、支持部72の底面72bに沿って延在して底面72bに固定されたベース部81と、ベース部81の前端部から下方へ延出したシャンク82とから構成されている。
【0062】
このシャンク82は先端部がベース部81に沿って内側に屈曲されており、この先端部には固定電極83が取り付けられている。この固定電極83は、図3(a)に示すように、先端部83aが予め基準位置Tに合わせられて固定されている。
【0063】
一方、第二のアーム9は、第一のアーム8のベース部81の下側に固定されたエアシリンダー91を中心にして構成されている。このエアシリンダー91は、第一のアームのベース部81に固定されたシリンダーチューブ92と、シリンダーチューブ92内でスライド自在に納められたピストン(図示せず)と、このピストンの中心に中間部が取り付けられて両端側がシリンダチューブ92から外部へ抜出されたロッド93とを備えている。
【0064】
シリンダチューブには接続口(図示せず)が設けられており、この接続口には接続管(図示せず)を介してシリンダチューブ92内に空気を注入またはシリンダチューブ92内の空気を排出させる図外の空気注入排出装置が接続されている。
【0065】
またロッド93の先端部には、ガンスタンド3の前後方向Yで第一のアーム8のシャンク82と対向するシャンク94が設けられており、このシャンク94の先端部には前記固定電極83に対向する移動電極95が取り付けられている。
【0066】
この移動電極95は先端部95aが固定電極83の先端部83aと対向して配置されており、ロッド93を進退させることにより固定電極83に対し進退するように構成されている。また、図示しないが、この溶接ガンには移動電極95の位置を検出するセンサが設けられている。
【0067】
一方、前記ロボット10は、本発明の電極位置補正装置の当て板配置手段と逃がし手段を構成しており、前記ブレーキ付エアシリンダー6とで本実施の形態の電極位置補正装置を構成している。
【0068】
このロボット10は、図1に示すように、ロボット本体11と、ロボット本体11に多方向へ可動可能に取り付けられたロボットアーム12と、ロボットアーム12の先端部に取り付けられたロボットハンド13とを備えている。
【0069】
このロボットハンド13は溶接する一対のワークを把持する(図示せず)ように形成されている一方、図1に示すように当て板20が取り付けられている。そしてこの当て板20はロボット10のアーム12を可動させて基準位置Tに合わせて配置されるように形成されている。また、図示しないが、このロボット10にはロボットハンド13で把持されたワークや当て板20の位置を検出するセンサが設けられている。
【0070】
また、前記制御装置は、それぞれケーブルを介して通電装置、溶接ガン5およびロボット10に設けられたセンサ、空気供給源50、各ソレノイドC、D、E、空気注入排出装置、ロボット本体11に接続されている。
【0071】
そしてこの制御装置には制御装置を起動させるスイッチが設けられているとともに、CPU、及び処理手順が記憶されたROMと処理中のデータを記憶するRAMと、制御装置に接続された前記各機器をそれぞれ駆動する駆動回路が内蔵されており、前記ROMには、前記ロボットハンド13で把持した一対のワークをロボット10により決められた溶接部位に対して順々に移動させ溶接をする溶接プログラムと電極位置の補正プログラムが記憶されている。
【0072】
そして、前記各位置センサの入力信号と、前記制御プログラムやRAMに記憶されたデータに基づきCPUが各種の演算処理を実行して前記各駆動回路に制御信号を送り、各駆動回路はCPUからの制御信号に応じて各機器の動作を制御するように構成されている。
【0073】
かかる構成においてこの溶接装置1でワークを溶接する際には、制御装置を起動させるスイッチをONする。これにより溶接プログラムが起動し、ロボットハンド13が取り付けられているロボット10は、ロボットアーム12を可動させて溶接する一対のワークを把持する。次にロボットハンド13で把持した一対のワークをロボットアーム12を可動させて溶接ガン5の方へ持っていき、図3(a)に示すように片方のワークWaを基準位置Tに合わせて固定電極83の先端部83aに当てて両電極83、95間に一対のワークWa、Wbを配置する。
【0074】
次に、空気注入排出装置が起動し、溶接ガン5のエアシリンダー91の接続口(図示せず)からシリンダー91内へ空気が注入される。この注入される空気の圧力によってエアシリンダー91のピストンが前方へ押されて移動し、これに伴ってロッド93が前方へ移動する。
【0075】
このロッド93の移動に伴って移動電極95が前進して固定電極83とで両ワークWa、Wbを挟んで加圧し、両電極83、95間に溶接電流が流されて両ワークWa、Wbが溶接される。
【0076】
そして溶接後は、空気注入排出装置が排出側に切り替わり、エアシリンダー91内の空気が接続口(図示せず)から接続管を介して空気注入排出装置の外部へ排出されて移動電極95が後退する。
【0077】
以上の動作を繰り返し、ロボットハンド13で把持した一対のワークの全溶接部位を溶接する。
【0078】
そして、全溶接部位の溶接が終ったらロボットアーム12を可動させてロボットハンド13で把持した一対のワークを溶接ガン5から離し、溶接した両ワークWa、Wbを次の工程へ送る。次の一対のワークを溶接する際は、再度、制御装置を起動させるスイッチをONすると、前述したような方法で溶接が行われる。
【0079】
そして溶接を繰り返していくと、図3(b)に示すように両電極83、95の先端部83a、95aが摩耗して固定電極83の先端部83aが基準位置Tから外れる。このため、所定の溶接回数を終了した時には溶接プログラム終了後、電極位置の補正プログラムが起動する。この補正プログラムに基づく電極位置の補正処理を図4のフローチャートに従って説明する。
【0080】
まず、当て板20が基準位置Tに合わせて配置可能な状態で、溶接ガン5の固定電極83を基準位置Tから離す固定電極離し工程を行う。
【0081】
この工程は、まず電極位置の補正プログラムが起動すると空気供給源50が起動するとともに、通電装置から電磁方向切替弁AのソレノイドCへ通電がONされる(ステップS1)。
【0082】
これによりプランジャーA7が左方に移動するのに伴ってスプールA6が左方へ移動することにより、切替弁本体A0内の通路は第一通路A4から第二通路A5へ切り替わる。
【0083】
これにより、入力側接続管21と第二通路A5と出力側接続管22が繋がるため、空気供給源50から吐き出された空気は切替弁本体A0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の前部63に注入される。
【0084】
このシリンダチューブ61の前部63に注入された空気の圧力によって前部63内のブレーキピストン(図示せず)がブレーキシュー(図示せず)を介してロッド62を離すことにより、ロッド62のロック状態を解除する(ステップS2)。これによりロッド62は前後方向Yに自由に移動可能な状態になる。
【0085】
またこのとき、電磁方向切替弁Bの本体B0内には第一通路B6が形成されていることから、入力側接続管23と第一通路B6と両出力側接続管24、25が繋がっている。したがって、空気供給源50から吐き出された空気は切替弁本体B0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の中間部64と後部65に注入されており、シリンダチューブ61内のピストンは前後から空気圧で押されて静止している。
【0086】
続いて通電装置から電磁方向切替弁Bの左側のソレノイドDへ通電がONされる(ステップS3)。これにより左側のプランジャーB12が右方に移動するのに伴ってスプールB11が右方へ移動し、切替弁本体B0内の通路は第一通路B6から第二通路B7と第三通路B8へ切り替わる。この結果、入力側接続管23と第二通路B7と出力側第一接続管24が繋がるとともに、第三通路B8と出力側第二接続管25とが繋がった状態となる。
【0087】
このため、空気供給源50から吐き出された空気は、切替弁本体B0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の後部65に注入される。注入される空気の圧力によってシリンダーチューブ61内のピストンは前方へ押されて移動し、これに伴ってロッド62も前方へ移動する。
【0088】
このロッド62の移動に伴ってガイド部7は、連結部72を介して支持部72が、ガイドブロック74にガイドレール75をスライドさせていくことでガイド部本体71に案内されながら、ガンスタンド3に沿って前方へ移動する。
【0089】
この支持部72の移動により、図3(c)に示すように移動電極95が当て板20の配置位置に入らないように溶接ガン5全体が前方へ移動する。これにより固定電極83は、当て板20が基準位置Tに配置可能な状態で、基準位置Tから離れる(ステップS4)。
【0090】
また、シリンダーチューブ61内でピストン前方にある空気は、ピストンが前方へ移動することによってシリンダーチューブ61の中間部64から第二出力側接続管25を介して電磁方向切替弁の本体B0内に入り、入力側第一排出口B2から外部へ排出される。
【0091】
次に、溶接ガン5の固定電極83が基準位置Tから離れた状態で、基準位置Tに当て板20を合わせて配置する当て板配置工程を行う(ステップS5)。
【0092】
この工程は、ロボットハンド13に取り付けられている当て板20を、ロボットアーム12を可動させて両電極83、95間に振り込んで基準位置Tに一方の面20aを合わせて配置する。
【0093】
次に、基準位置Tから離れた溶接ガン5の固定電極83の先端部83aを、基準位置に合わせて配置された当て板20に当てる固定電極当て工程を行う。
【0094】
この工程は、基準位置Tに当て板20が配置されたら、通電装置から電磁方向切替弁Bの右側のソレノイドEに通電がONされる(ステップS6)。これにより右側のプランジャーB13が左方へ移動するのに伴いスプールB11が左方へ移動し、切替弁本体B0内の通路は第二通路B7と第三通路B8から第四通路B9と第五通路B10へ切り替わる。この結果、入力側接続管23と第四通路B9と出力側第二接続管25が繋がるとともに、第五通路B10と出力側第一接続管24とが繋がった状態となる。
【0095】
したがって、空気供給源50から吐き出された空気は、切替弁本体B0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の中間部64に注入される。注入された空気の圧力によってシリンダーチューブ61内のピストンは後方へ押されて移動し、これに伴ってロッド62も後方へ移動する。
【0096】
このロッド62の移動によってガイド部7は、連結部72を介して支持部72が、ガイドブロック74にガイドレール75をスライドさせていくことでガイド部本体71に案内されながら、ガンスタンド3に沿って後方へ移動する。
【0097】
この支持部72の移動によって図3(d)に示すように、溶接ガン5全体が後方へ移動して固定電極83の先端部83aが当て板20の一方の面20aに当たる(ステップS7)。
【0098】
また、シリンダーチューブ61内でピストン後方にある空気は、ピストンが後方へ移動することにより、シリンダーチューブ61の後部65から第一出力側接続管24を介して切替弁本体B0内に入り、入力側第二排出口B3から外部へ排出される。
【0099】
次に、当て板20に当てた溶接ガン5の固定電極83の位置を固定する固定電極位置固定工程を行う。この工程は、まず固定電極83が当て板20に当たった数秒後に、通電装置から電磁方向切替弁AのソレノイドCへの通電がOFFされる(ステップS8)。
【0100】
これによりプランジャーA7が右方へ元の位置まで移動するの伴い、スプールA6はバネA8が元の状態に戻るまで右方へ移動し、切替弁本体A0内の通路が第二通路A5から第一通路A4へ切り替わる。この結果、第一通路A4と出力側接続管22が繋がった状態となる。
【0101】
このため空気供給源50から吐き出された空気は、ブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の前部63には注入されず、前部63内にある空気は出力側接続管22を介して切替弁本体A0内に入り、入力側排出口A2から外部へ排出される。
【0102】
したがって、シリンダチューブ61の前部63内にあるブレーキには空気が供給されなくなるため、ブレーキが作動してロッド62をロックする(ステップS9)。
【0103】
したがって、溶接ガン5の固定電極83の先端部83aが当て板20の一方の面20aに当たった状態で固定される(ステップS10)。
【0104】
続いて電磁方向切替弁Bの両ソレノイドD、Eへの通電がOFFされる(ステップS11)。これにより、左右のプランジャーB12、B13が元の位置に戻るとともに、左右のバネB14、B15が元の状態に復帰してスプールB11が切替弁本体B0内の中間に位置し、切替弁本体B0内の通路が第四通路B9と第五通路B10から第一通路B4へ切り替わる。この結果、入力側接続管23と第一通路B6と出力側の両接続管24、25が繋がった状態となる。
【0105】
したがって、空気供給源50から吐き出された空気は、切替弁本体B0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の中間部64と後部65に注入される。
【0106】
最後に、当て板20に当てた溶接ガン5の固定電極83の位置が固定された状態で、当て板20を基準位置Tから離す当て板離し工程を行う(ステップS12)。
【0107】
この工程では、ロボットアーム12を可動させてロボットハンド13に取り付けられた当て板20を両アーム8、9の外側へ移動させることにより、当て板20が基準位置Tから離れる。これで電極位置の補正処理が終了する。
【0108】
この補正処理の結果、溶接ガン5の電極83、95が摩耗しても固定電極83の先端部83aが基準位置Tに合わせられて固定されるため、溶接を再開しても固定電極83によるワークへの不用意な入力が発生せず、ワークの変形を防ぐことができる。よって、本実施の形態の電極位置補正装置および電極位置補正方法においては、溶接後のワークの品質低下を抑えることができる。
【0109】
さらに、固定電極83の位置が固定されることにより、ワークの溶接箇所は両電極により安定して支持されるため、この溶接ガン5を治具として使用することができる。よって、本実施の形態の電極位置補正装置および電極位置補正方法においては、治具の簡素化を図ることができる。
【0110】
また、本実施の形態の電極位置補正装置は、固定電極離し手段と固定電極当て手段と固定電極位置固定手段を、固定電極83を空気圧を利用して移動または固定させるブレーキ付エアシリンダー6から構成したことにより電極位置補正装置の構成を簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストの低減化を図ることができる。
【0111】
また、ブレーキ付エアシリンダー6の制御を電磁方向切替弁A、Bで行うため、電極位置補正装置の構成をさらに簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストをさらに低減させることができる。
【0112】
また、当て板配置手段と当て板離し手段とをロボット10から構成したことから電極位置補正装置の構成をさらに簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストをさらに低減させることができる。
【0113】
また、ブレーキ付エアシリンダー6を溶接ガン5を固定するガンスタンド3に取り付けたことから、一般的に高価なサーボ加圧式溶接ガンを用いた電極位置の補正設備及び、自動化設備と同等の設備を構築することが可能になる。よって、サーボ加圧式溶接ガンを用いた場合に比べて電極位置の補正設備の構築にかかるコストを抑えることができ、また自動化工程構築にかかるコストも抑えることができる。
【0114】
また、溶接ガン5は、ガイド部7を介してブレーキ付エアシリンダー6のロッド62に連結されていることにより、ロッド62の移動に伴ってガイド部7で案内されながら移動するため、移動の際にふらつくことがなくなる。したがって、固定電極83を当て板20にしっかりと当てることが可能となり、先端部83aを基準位置Tに確実に合わせて配置することができる。よって、電極位置補正装置の性能を高めることができる。
【0115】
図5は、本発明の第2の実施の形態を示すエア加圧式溶接装置100の要部正面図である。以下、第1の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【0116】
このエア加圧式溶接装置100は、溶接場所に設けられた溶接装置本体101と、溶接装置本体101と対向して溶接場所に設けられたロボット10(図1参照)と、溶接装置本体101とロボット10に接続した図外の制御装置と、溶接するワークを位置決め支持する図示しない治具とを備えている。
【0117】
溶接装置本体101は、溶接場所に設けられたガンスタンド102と、ガンスタンド102の上部に設けられて左右に延在したエア加圧式溶接ガン103と、この溶接ガン103の基端側(左側)とガンスタンド102の下部とを連結するブレーキ付エアシリンダー104と、ブレーキ付エアシリンダー104に対向して溶接ガン103の先端側(右側)でガンスタンド102の下部に取り付けられた振込装置105とから構成されている。
【0118】
また本実施の形態の電極位置補正装置は、ブレーキ付エアシリンダー104と振込装置105とから構成されており、ブレーキ付エアシリンダー104は固定電極離し手段と固定電極当て手段と固定電極位置固定手段を構成し、振込装置105は当て板配置手段と当て板離し手段とを構成している。
【0119】
ガンスタンド102は、溶接場所から起立した柱状のガンスタンド本体121を中心にして構成されている。このガンスタンド本体121には、溶接ガン103の基端側の側面122の下部にブレーキ付エアシリンダー104の基端側を取り付ける取付部123が設けられている。この取付部123は前記側面122から溶接ガン103に沿って後方へ延出して形成されている。
【0120】
また、ガンスタンド本体121には、溶接ガン103の先端側の下に位置する側面124の下部に振込装置105の取付部125が設けられている。
【0121】
この取付部125は、ガンスタンド本体121の側面124に設けられたベース部125aと、ベース部125aの上端部125bから溶接ガン103に沿って前方へ延出した上側延出部125cと、ベース部125aの下端部125dから上側延出部125cに沿って前方へ延出した下側延出部125eとから構成されている。
【0122】
上側延出部125cは先端が溶接ガン103の先端の下方に位置するように長さ寸法が設定されて形成されている一方、下側延出部125eは上側延出部125bよりも長さ寸法が短く設定されて形成されている。
【0123】
また、ガンスタンド本体121の上面121aには支持部126が設けられている。この支持部126は、ガンスタンド本体121の上面121aに設けられたベース部127と、ベース部127の上面127aに設けられた挿通部128と、挿通部128の前後璧部128a、128a(前璧部128aのみ図示)の上部を連結した支持軸129とから構成されており、前記挿通部128は前後方向Yに挿通可能な上方へ開口したコ字状に形成されている。
【0124】
また前記溶接ガン103は、ガンスタンド102の支持部126の支持軸129を中心にして上下に揺動自在に支持されており、支持軸129に下端部131aが支持されたブラケット131と、ブラケット131の上端部131bに取り付けられた溶接ガン本体132とから構成されている。
【0125】
この溶接ガン本体132はX型に形成されており、支持部126の挿通部128内を挿通した第一のアーム134と、第一のアーム134の上方で対向してブラケット131の上端部131bに取り付けられた第二のアーム135と、両アーム134、135の基端側を連結したエアシリンダー136とから構成されている。
【0126】
第一のアーム134はほぼ直線状に形成されており、支持部126の挿通部128内を挿通したアーム本体134aと、アーム本体134aの先端部から上方へ延出したシャンク134bとから構成されている。
【0127】
アーム本体134aには、基端側の底面134cに、前記ブレーキ付エアシリンダー104の先端側が取り付けられる取付部(クレビス)134dが設けられている。またシャンク134bの先端部には固定電極83が取り付けられており、固定電極83は、先端部83aが予め基準位置Tに合わせられて固定されている。
【0128】
一方、第二のアーム135は第一のアーム134と上下対称にほぼ直線状に形成されており、ブラケット131の上端部131bに取り付けられたアーム本体135aと、アーム本体135aの先端部から第一のアーム134のシャンク134bに対向して下方へ延出したシャンク135bとから構成されている。
【0129】
このシャンク135bの先端部には移動電極95が設けられている。この移動電極95は先端部95aが固定電極83の先端部83aと対向するように配置されており、アーム本体135aが支持部126の支持軸129を中心に揺動することで固定電極83に対して進退するように構成されている。また図示しないが、溶接ガン103には移動電極95の位置を検出するセンサが設けられている。
【0130】
一方、前記エアシリンダー136は、基端部137aが溶接ガン103の第一のアーム134の基端側に取り付けられて上下に位置したシリンダーチューブ137と、シリンダーチューブ137内にスライド自在に納められたピストン(図示せず)と、ピストンに一端が取り付けられ、他端側がシリンダーチューブ137の先端(上端)から外部へ抜出されたロッド138とを備えている。
【0131】
シリンダチューブ137の下部(基端部)には接続口(図示せず)が設けられており、この接続口には接続管(図示せず)を介して第1の実施の形態で説明した図外の空気注入排出装置が接続されている。
【0132】
また、ロッド138は、他端部(上端部)138aが第二のアーム135の基端側に取り付けれており、これによって両アーム134、135がエアシリンダー136で連結されている。
【0133】
一方、前記ブレーキ付エアシリンダー104は、基端側を下にして上下に位置したシリンダーチューブ61と、シリンダーチューブ61の基端部65に設けられた取付部104aと、シリンダーチューブ61内でスライド自在に納められたピストン(図示せず)と、このピストンに一端が取り付けられて他端側がシリンダチューブ61の先端(上端)から抜出されたロッド62とを備えている。
【0134】
取付部104aは、ガンスタンド本体121の前記取付部123に取り付けられているとともに、ロッド62の先端部62aは、溶接ガン103の第一のアーム134の取付部材(クレビス)134dに取り付けられており、これによってブレーキ付エアシリンダー104は溶接ガン103の基端側とガンスタンド102の下部とを連結している。
【0135】
またブレーキ付エアシリンダー104のシリンダーチューブ61には、第一の実施の形態と同様に、先端部63と中間部64と基端部65に、図1に示すようにそれぞれ出力側接続管22、24、25を介して電磁方向切替弁A、Bの出力側が接続されている。さらに、電磁方向切替弁A、Bの入力側には入力側接続管21、23を介して空気供給源50が接続されており、電磁方向切替弁A、BのソレノイドC、D、Eには通電装置が接続されている。
【0136】
一方、前記振込装置105は、ガンスタンド102の前記取付部125の下側延出部125eに基端側が取り付けられたエアシリンダー150と、基端側がエアシリンダー150の先端側に取り付けられるとともに取付部125の上側延出部125cに上下に回動自在に支持されたアーム151と、アーム151の先端に取り付けられた当て板20とから構成されている。
【0137】
エアシリンダー150は、取付部125の下側延出部125eの先端部125fに基端部151aが取り付けられて上下に位置したシリンダーチューブ152と、シリンダチューブ152内にスライド自在に納められたピストン(図示せず)と、一端がピストンに取り付けられて他端側がシリンダーチューブ152の先端(上端)から抜出したロッド153とから構成されている。
【0138】
そしてシリンダーチューブ152の先端側(上部)には接続口(図示せず)が設けられており、この接続口には接続管(図示せず)を介して前記空気注入排出装置に接続されている。
【0139】
またアーム151は、基端部151aにおいて内側にロッド153の先端部153aが取り付けられており、外側に回動軸151bを介して取付部125の上側延出部125cの先端部125gが取り付けられている。
【0140】
これによりアーム151は、回動軸151bを中心として溶接ガン103の先端よりも外側で上下に回動するように構成されており、上方へ回動して溶接ガン103の先端に接近したときには先端151cが基準位置Tと同じ高さに位置するように長さ寸法が設定されて形成されている。
【0141】
そして当て板20は、アーム151の先端151cに取り付けられており、アーム151の先端151cが基準位置Tと同じ高さに位置したときに、基準位置Tに合わせて配置されるように形成されている。
【0142】
また前記制御装置は、入力側にケーブルを介して溶接ガン103に設けられた前記位置センサが接続されており、出力側にはそれぞれケーブルを介して空気供給源50、通電装置、空気注入排出装置、ロボット10が接続されている。
【0143】
そしてこの制御装置には制御装置を起動させるスイッチが設けられているとともに、CPU、及び処理手順が記憶されたROMと処理中のデータを記憶するRAMと、前記各機器を駆動するそれぞれの駆動回路が内蔵されており、前記ROMには、予め設定された溶接プログラムと電極位置の補正プログラムが記憶されている。
【0144】
そして、センサの入力信号と、前記制御プログラムやRAMに記憶されたデータに基づいてCPUが各種の演算処理を実行して前記各駆動回路に制御信号を送り、各駆動回路はCPUからの制御信号に応じて各機器の動作を制御するように構成されている。
【0145】
かかる構成においてこの溶接装置100でワークを溶接する際には、制御装置を起動させるスイッチをONする。これにより溶接プログラムが起動し、ロボット10はロボットアーム12を可動させてロボットハンド13で一対のワークを把持して、溶接ガン103へ持っていき、片方のワークを基準位置Tに合わせて固定電極83の先端部83aに当てて両電極83、95間に一対のワークを配置する。
【0146】
次に、空気注入排出装置が起動して溶接ガン103のエアシリンダー136の接続口からエアシリンダー136内に空気が注入される。注入される空気の圧力によりエアシリンダー136内のピストンが押されて上方へ移動し、これに伴ってロッド138も上方へ移動する。
【0147】
このロッド138の移動に伴い溶接ガン103の第二のアーム135は、基端側がロッド138で下から押されて上げられるのに伴い先端側が下げられる。これにより移動電極95は固定電極83へ向かって前進して固定電極83とで両ワークを挟んで加圧し、両電極83、95間に溶接電流を流して両ワークを溶接する。
【0148】
そして溶接後、空気注入排出装置が排出側に切り替わり、エアシリンダー136の接続口から接続管を介して空気注入排出装置の外部へ空気が排出される。これによりシリンダー136内のピストンは、下方へ移動して、これに伴ってロッド138も下方へ移動する。
【0149】
このロッド138の移動に伴い溶接ガン103の第二のアーム135は、基端側がロッド138で引っ張られて下げられ、これに伴って先端側は上げられる。これにより移動電極95は固定電極83から後退し、その後、ロボットアーム12を可動させて、ロボットハンド13で把持した一対のワークを溶接ガン103から離して溶接した両ワークを次の工程に送る。次に溶接する一対のワークを溶接する際は、再度、制御装置を起動させるスイッチをONすると、前述した方法で溶接が行われる。
【0150】
そして溶接を繰り返していくと、両電極83、95の先端部83a、95aが摩耗して固定電極83の先端部83aが基準位置Tから外れる。このため、所定の溶接回数を終了した時には溶接プログラム終了後、電極位置の補正プログラムが起動する。この補正プログラムに基づく電極位置の補正手順は第一の実施の形態と同様である(図4参照)。
【0151】
まず、当て板20が基準位置Tに合わせて配置可能な状態で、溶接ガン103の固定電極83を基準位置Tから離す固定電極離し工程を行う。
【0152】
この工程は、電極位置補正プログラムが起動すると、空気供給源50が起動するとともに、通電装置から電磁方向切替弁AのソレノイドCへ通電がONされ(ステップS1)、空気供給源50から吐き出された空気は電磁方向切替弁A内を通ってブレーキ付エアシリンダー104のシリンダチューブ61の先端部63に注入される。そして注入される空気の圧力により、ロッド62のロック状態を解除する(ステップS2)。
【0153】
続いて通電装置から電磁方向切替弁Bの左側のソレノイドDへ通電がONされ(ステップS3)、空気供給源50から吐き出された空気は切替弁本体B0内を通ってブレーキ付エアシリンダー104のシリンダチューブ61の基端部65に注入される。そして注入される空気の圧力によってシリンダーチューブ61内のピストンは押されて上方へ移動し、これに伴ってロッド62も上方へ移動する。
【0154】
このロッド62の移動に伴って溶接ガン103は、第一のアーム134が基端側が下から押されることにより基端側全体が上げられ、これに伴って溶接ガン103の先端側全体は、移動電極95が当て板20の配置位置に入らないように、下げられる。これにより固定電極83は、当て板20が基準位置Tに配置可能な状態で、基準位置Tから離れる(ステップS4)。
【0155】
次に、溶接ガン103の固定電極83が基準位置Tから離れた状態で、基準位置Tに当て板20を配置する当て板配置工程を行う(ステップS5)。
【0156】
この工程は、まず固定電極83が基準位置Tから離れると空気注入排出装置が起動し、接続管を介して振込装置105のエアシリンダー150の接続口からエアシリンダー150内へ空気が注入される。そして注入される空気の圧力によってエアシリンダー150内のピストンが押されて下方へ移動し、これに伴ってロッド153が下方へ移動する。
【0157】
これによりアーム151は、基端部151aがロッド153で下方へ引っ張られることにより回動軸151bを中心にして先端側が上方へ回動し、当て板20が基準位置Tへ振り込まれ、下面20aを基準位置Tに合わせて配置される。
【0158】
次に、基準位置Tから離れた溶接ガン103の固定電極83を、基準位置Tに合わせて配置された当て板20に当てる固定電極当て工程を行う。
【0159】
この工程では、基準位置Tに当て板20が配置されたら、まず通電装置から電磁方向切替弁Bの左側のソレノイドEに通電がONされ(ステップS6)、空気供給源50から吐き出された空気は、電磁方向切替弁B内を通ってブレーキ付エアシリンダー104のシリンダーチューブ61の中間部64に注入される。そして注入される空気の圧力によってシリンダーチューブ61内のピストンは押されて下方へ移動し、これに伴ってロッド62も下方へ移動する。
【0160】
このロッド62の移動によって溶接ガン103は、第一のアーム134の基端側が下方へ引っ張られて溶接ガン103の基端側全体が下げられるとともに、溶接ガン103の先端側全体が上げられる。これにより固定電極83が上方へ移動して先端部83aが当て板20の下面20aに当たる(ステップS7)。
【0161】
また、シリンダーチューブ61内でピストン下方にある空気は、ピストンが下方へ移動することにより、シリンダーチューブ61の後部65から電磁方向切替弁Bの外部へ排出される。
【0162】
次に、当て板20に当てた溶接ガン103の固定電極83の位置を固定する固定電極位置固定工程を行う。この工程では、固定電極83の先端部83aが当て板20に当たった数秒後に通電装置から電磁方向切替弁AのソレノイドCへの通電がOFFされる(ステップS8)。
【0163】
これにより、空気供給源50から吐き出された空気はブレーキ付エアシリンダー104のシリンダーチューブ61の先端部63には注入されず、先端部63内にある空気は電磁方向切替弁Aから外部に排出される。
【0164】
したがって、シリンダーチューブ61の先端部63内に空気が供給されなくなるため、ブレーキが作動してロッド62がロックされる(ステップS9)。
【0165】
このため、取付部134dを介して溶接ガン103の第一のアーム134の位置が固定されることにより、固定電極83の位置が当て板20に当たった状態で固定される(ステップS10)。
【0166】
続いて通電装置から電磁方向切替弁Bの両ソレノイドD、Eへの通電がOFFされる(ステップS11)。これにより、空気供給源50からブレーキ付きエアシリンダー104のシリンダーチューブ61の中間部64と基端部65に空気が注入される。
【0167】
最後に、当て板20に当てた固定電極83の位置が固定された状態で、当て板20を基準位置Tから離す当て板離し工程を行う(ステップS12)。
【0168】
この工程は、当て板20に当てた固定電極83の位置が固定されると、空気注入排出装置が排出側に切り替わり、振込装置105のエアシリンダー150内の空気が接続口から接続管を介して空気注入排出装置内へ排出される。
【0169】
これにより、エアシリンダー150内のピストンが上方へ移動し、これに伴ってロッド153が上方へ移動する。このロッド153の移動によってアーム151は基端部151aがロッド153で上方へ押されて上げられるとアーム151は回動軸151bを中心に先端側が下方へ回動し、当て板20が基準位置Tから離れる。これで電極位置の補正処理が終了する。
【0170】
この補正処理の結果、溶接ガン103の電極83、95が摩耗しても固定電極83の先端部83aが基準位置Tに合わせられて固定されるため、溶接を再開しても固定電極83によるワークへの不用意な入力が発生せず、ワークの変形を防ぐことができる。よって、本実施の形態の電極位置補正装置および電極位置補正方法においては、溶接後のワークの品質低下を抑えることができる。
【0171】
さらに、固定電極83の位置が固定されることにより、ワークの溶接箇所は両電極により安定して支持されるため、この溶接ガン103を治具として使用することができる。よって、本実施の形態の電極位置補正装置および電極位置補正方法においては、治具の簡素化を図ることができる。
【0172】
また、本実施の形態の電極位置補正装置は、固定電極離し手段と固定電極当て手段と固定電極位置固定手段を、固定電極83を空気圧を利用して移動または固定させるブレーキ付エアシリンダー104から構成したことにより電極位置補正装置の構成を簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストの低減化を図ることができる。
【0173】
また、ブレーキ付エアシリンダー104の制御を電磁方向切替弁A、Bで行うため、電極位置補正装置の構成をさらに簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストをさらに低減させることができる。
【0174】
また、本実施の形態では、当て板配置手段と当て板離し手段とを振込装置105から構成したことから電極位置補正装置の構成をさらに簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストをさらに低減させることができる。
【0175】
また、ブレーキ付エアシリンダー104を溶接ガン103を固定するガンスタンド102に取り付けたことから、一般的に高価なサーボ加圧式溶接ガンを用いた電極位置の補正設備及び、自動化設備と同等の設備を構築することが可能になる。よって、サーボ加圧式溶接ガンを用いた場合に比べて電極位置の補正設備の構築にかかるコストを抑えることができ、自動化工程構築にかかるコストも抑えることができる。
【0176】
図6は本発明の第3の実施の形態を示すエア加圧式溶接装置200の要部正面図である。以下、第一の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【0177】
このエア加圧式溶接装置200は、溶接場所に設けられたロボット201と、ロボット201に取り付けられた溶接装置本体202と、ロボット201と対向して溶接場所に設けられたスタンド203と、ロボット201と溶接装置本体202に接続した図外の制御装置と、溶接場所に設けられて溶接するワークを支持する図外の治具とから構成されている。
【0178】
ロボット201は、ロボット本体11と、ロボット本体11に取り付けられた多方向に可動可能なロボットアーム12とを備えており、このロボットアーム12の先端に溶接装置本体202が取り付けられている。
【0179】
この溶接装置本体202は、ロボットアーム12の先端に取り付けられたベース部204と、ベース部204に取り付けられた可動部4と、可動部4に取り付けられた溶接ガン5とから構成されている。
【0180】
ベース部204は、ロボットアーム12先端に取り付けられた取付部240と、取付部240の先端面240aの一方側から前方へ延出した直線状の延出部241と、ロボットアーム12の先端の他方側と延出部241とを連結する三角形状の連結プレート242から構成されている。
【0181】
また可動部4は、延出部241の一方側の面241aに取り付けられたブレーキ付エアシリンダー6と、一端側がブレーキ付エアシリンダー6の先端部に連結して他端側が延出部241の一方側の面241aと対向する他方側の面241bにスライド自在に支持されたガイド部7とから構成されている。
【0182】
また、スタンド203は、本実施の形態における電極位置補正装置の当て板配置手段と当て板離し手段とを構成している。
【0183】
ブレーキ付エアシリンダー6は、本実施の形態における固定電極離し手段と固定電極当て手段と固定電極位置固定手段を構成しており、前記ロボット201とで電極位置補正装置を構成している。
【0184】
このブレーキ付エアシリンダー6には、図1に示すように、出力側接続管22、24、25を介して電磁方向切替弁A、Bの出力側が接続されている。電磁方向切替弁A、Bの入力側には入力側接続管21、23を介して空気供給源50が接続されており、電磁方向切替弁A、BのソレノイドC、D、Eには通電装置が接続されている。
【0185】
またガイド部7は、延出部241の他方側の面241bに設けられたガイド部本体71と、ガイド部本体71を支持する支持部72と、支持部72と前記ブレーキ付エアシリンダー6を連結する連結部73とから構成されている。
【0186】
一方、溶接ガン5は支持部72に沿って下方へ向いたC型に形成されており、支持部72の一方の面72bに固定された第一のアーム8と、第一のアーム8で支持部72と反対側に設けられた移動可能な第二のアーム9とから構成されている。
【0187】
第一のアーム8には、シャンク82の先端部に固定電極83が取り付けられており、この固定電極83は、先端部83aが予め基準位置Tに合わせられて固定されている。
【0188】
また第二のアーム9には、エアシリンダー91のシリンダチューブ92の基端部に接続口(図示せず)が設けられており、接続口には接続管(図示せず)を介して図外の空気注入排出装置が接続されている。またエアシリンダー91のロッド93の先端部にはシャンク94が設けられており、シャンク94の先端部には移動電極95が取り付けられている。
【0189】
この移動電極95は先端95aが固定電極83の先端部83aと対向して配置されており、ロッド93を進退させることにより固定電極83に対し進退するように構成されている。また、図示しないが、この溶接ガンには移動電極95の位置を検出するセンサが設けられている。
【0190】
一方、前記スタンド203は、溶接場所に起立したスタンド本体231と、スタンド本体231でロボット201と対向する側面232に設けられた支持台233とから構成されている。この支持台233はロボット201に向かって逆L字状に形成されており、支持台233の上面234には当て板20が取り付けられている。
【0191】
また前記制御装置は、入力側にケーブルを介して溶接ガン5に設けられた前記センサが接続されており、出力側にそれぞれケーブルを介して空気供給源50、通電装置、空気注入排出装置、ロボット本体11が接続されている。
【0192】
そしてこの制御装置には制御装置を起動させるスイッチが設けられているとともに、CPU、及び処理手順が記憶されたROMと処理中のデータを記憶するRAMと、前記各機器を駆動するそれぞれの駆動回路が内蔵されており、前記ROMには、予め設定された溶接プログラムと電極位置補正プログラム等の制御プログラムが記憶されている。
【0193】
そして、センサの入力信号と、前記制御プログラムやRAMに記憶されたデータに基づいてCPUが各種の演算処理を実行して前記各駆動回路に制御信号を送り、各駆動回路はCPUからの制御信号に応じて各機器の動作を制御するように構成されている。
【0194】
かかる構成において、この溶接装置200でワークを溶接する際には制御装置を起動させるスイッチをONする。これにより溶接プログラムが起動し、ロボット10はロボットアーム12を可動させて溶接ガン5をあらかじめ治具に支持された一対のワークの方へ移動させ、溶接ガン5の固定電極83を片方のワークに当てて両電極83、95間に一対のワークを配置する。
【0195】
次に、空気注入排出装置が起動し、溶接ガン5のエアシリンダー9のシリンダーチューブ91の接続口(図示せず)からシリンダーチューブ91内に空気が注入される。注入される空気の圧力によってシリンダーチューブ91内のピストンが前方に押されて前進し、これに伴ってロッド93が前進する。
【0196】
これにより移動電極95が固定電極83に向かって前進して固定電極83とで両ワークを挟んで加圧し、両電極83、95間に溶接電流を流して両ワークを溶接する。
【0197】
そして、両ワークの溶接後、空気注入排出装置が排出側に切り替わり、シリンダーチューブ91の接続口91aから接続管を介してエア注入排出装置内へ空気が排出され、移動電極95が固定電極83から後退する。その後、ロボットアーム12を可動させて溶接ガン5を治具に支持された一対のワークの別の溶接部位へ移動させ、前述した方法で溶接する。
【0198】
そして溶接回数が多くなると、溶接ガン5の両電極83、95の先端部83a、95aが摩耗して固定電極83の先端部83aが基準位置Tから外れる。このため、所定の溶接回数を終了した時には溶接プログラム終了後、電極位置の補正プログラムが起動する。この補正プログラムに基づく電極位置の補正手順は第1の実施の形態や第2の実施の形態と同様である(図4参照)。
【0199】
まず、当て板20が基準位置Tに合わせて配置可能な状態で、溶接ガン5の固定電極83を基準位置Tから離す固定電極離し工程を行う。
【0200】
この工程は、電極位置の補正プログラムが起動すると空気供給源50が起動するとともに、通電装置から電磁方向切替弁AのソレノイドCへ通電がONされ(ステップS1)、空気供給源50から吐き出された空気は切替弁本体A0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の前部63に注入される。そして、注入される空気の圧力によりロッド62のロック状態を解除する(ステップS2)。これによりロッド62は前後方向Yに自由に移動可能な状態になる。
【0201】
続いて通電装置から電磁方向切替弁Bの左側のソレノイドDへ通電がONされ(ステップS3)、空気供給源50から吐き出された空気は、切替弁本体B0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の後部65に注入される。そして、注入される空気の圧力によってシリンダーチューブ61内のピストンは前方(下方)へ押されて移動し、これに伴ってロッド62も前方(下方)へ移動する。
【0202】
このロッド62の移動に伴ってガイド部7は、ガイド部本体71に案内されながら支持部72が、ベース部204の延出部241に沿って前方(下方)へ移動する。この支持部72の移動により、移動電極95が当て板20の配置位置に入らないように溶接ガン5全体が前方(下方)へ移動し、この結果、固定電極83は当て板20が基準位置Tに配置可能な状態で基準位置Tから離れる(ステップS4)。
【0203】
次に、溶接ガン5の固定電極83が基準位置Tから離れた状態で、基準位置Tに当て板20を合わせて配置する当て板配置工程を行う(ステップS5)。
【0204】
本実施の形態では、当て板20は固定物のためロボットアーム12を可動させて溶接ガン5をスタンド203の支持台233の方へ移動させ、溶接ガン5の両電極83、95間に当て板20を入れて当て板20の下面20a基準位置Tに合わせて配置する。
【0205】
次に、基準位置Tから離れた溶接ガン5の固定電極83の先端83aを、基準位置に合わせて配置された当て板20に当てる固定電極当て工程を行う。
【0206】
この工程は、基準位置Tに当て板20が配置されたら、通電装置から電磁方向切替弁Bの右側のソレノイドEに通電がONされ(ステップS6)、空気供給源50から吐き出された空気は、切替弁本体B0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の中間部64に注入される。そして注入された空気の圧力によりシリンダーチューブ61内のピストンは後方(上方)へ押されて移動し、これに伴ってロッド62も後方(上方)へ移動する。
【0207】
このロッド62の移動によってガイド部7は、支持部72がガイド部本体71に案内されながらベース部204の延出部241に沿って後方(上方)へ移動する。支持部72の移動によって溶接ガン5全体が後方(上方)へ移動し、この結果、固定電極83の先端部83aが当て板20の下面20aに当たる(ステップS7)。
【0208】
次に、当て板20に当てた溶接ガン5の固定電極83の位置を固定する固定電極位置固定工程を行う。この工程は、固定電極83が当て板20に当たった数秒後に、通電装置から電磁方向切替弁AのソレノイドCへの通電がOFFされる(ステップS8)。
【0209】
これにより空気供給源50から吐き出された空気は、ブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の前部63には注入されず、前部63内にある空気は出力側接続管22を介して切替弁本体A0内に入って外部へ排出される。
【0210】
したがって、シリンダチューブ61の前部63内にあるブレーキには空気が供給されなくなるため、ブレーキが作動してロッド62をロックする(ステップS9)。
【0211】
この結果、溶接ガン5の固定電極83の先端が当て板20の一方の面20aに当てた状態で固定される(ステップS10)。
【0212】
続いて電磁方向切替弁Bの両ソレノイドD、Eへの通電がOFFされ(ステップS11)、空気供給源50から吐き出された空気は、切替弁本体B0内を通ってブレーキ付エアシリンダー6のシリンダチューブ61の中間部64と後部65に注入される。
【0213】
最後に、当て板20に当てた溶接ガン5の固定電極83の位置が固定された状態で、当て板20を基準位置Tから離す当て板離し工程を行う(ステップS12)。
【0214】
本実施の形態では、ロボットアーム12を可動させて溶接ガン5をスタンド203から離すことにより溶接ガン5の固定電極83は当て板20の基準位置Tから離れる。これで電極位置の補正処理が終了する。
【0215】
この補正処理の結果、溶接ガン5の電極83、95が摩耗しても、固定電極83の先端部83aが基準位置Tに合わせられて固定されるため、溶接を再開しても固定電極83によるワークへの不用意な入力が発生せず、ワークの変形を防ぐことができる。よって、本実施の形態の電極位置補正装置および電極位置補正方法においては、溶接後のワークの品質低下を抑えることができる。
【0216】
さらに、固定電極83の位置が固定されることにより、ワークの溶接箇所は両電極により安定して支持されるため、この溶接ガン5を治具として使用することができる。よって、本実施の形態の電極位置補正装置および電極位置補正方法においては、治具の簡素化を図ることができる。
【0217】
また、本実施の形態の電極位置補正装置では、固定電極離し手段と固定電極当て手段と固定電極位置固定手段を、固定電極83を空気圧を利用して移動または固定させるブレーキ付エアシリンダー6から構成したことにより電極位置補正装置の構成を簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストの低減化を図ることができる。
【0218】
また、ブレーキ付エアシリンダー6の制御を電磁方向切替弁A、Bで行うため、電極位置補正装置の構成をさらに簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストをさらに低減させることができる。
【0219】
また、当て板配置手段と当て板離し手段とをロボット10から構成したことから電極位置補正装置の構成をさらに簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストをさらに低減させることができる。
【0220】
また、ブレーキ付エアシリンダー6を溶接ガン5を移動させるロボット201に取り付けたことから、一般的に高価なサーボ加圧式溶接ガンを用いた電極位置の補正設備及び、自動化設備と同等の設備を構築することが可能になる。よって、サーボ加圧式溶接ガンを用いた場合に比べて電極位置の補正設備の構築にかかるコストを抑えることができ、また自動化工程構築にかかるコストも抑えることができる。
【0221】
また、溶接ガン5はブレーキ付エアシリンダー6のロッド62の移動に伴ってガイド部7で案内されながら移動することから、溶接ガン5は移動の際にふらつくことがなくなる。したがって、固定電極83を当て板20にしっかりと当てることが可能となり、先端部83aを基準位置Tに確実に合わせて配置することができる。よって、電極位置補正装置の性能を高めることができる。
【0222】
なお、各実施の形態では、固定電極離し手段と固定電極当て手段と固定電極位置固定手段をブレーキ付エアシリンダー6、104から構成したが、このブレーキ付エアシリンダーに限定されることはなく、他のアクチュエータを使用しても良い。
【0223】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項1記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置においては、溶接ガンの電極が摩耗した際には各手段を用いることで固定電極の先端部が基準位置に合わせられて固定されるため、溶接を再開しても固定電極によるワークへの不用意な入力が発生せず、ワークの変形を防ぐことができる。よって、溶接後のワークの品質低下を抑えることができる。
【0224】
さらに、固定電極の位置が固定されることからワークの溶接箇所が両電極で安定して支持されるため、エア加圧式溶接ガンを治具として使用することができる。よって、治具の簡素化を図ることができる。
【0225】
また、請求項2記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置においては、電極位置補正装置の構成を簡単にすることができる。よって、電極位置補正装置の製造コストの低減化を図ることができる。
【0226】
また、請求項3記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置においては、一般的に高価なサーボ加圧式溶接ガンを用いた電極位置の補正設備及び、自動化設備と同等の設備を構築することが可能になる。よって、サーボ加圧式溶接ガンを用いた場合に比べて電極位置の補正設備の構築にかかるコストを抑えることができる。また、自動化工程構築にかかるコストも抑えることができる。
【0227】
また、請求項4記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置においては、一般的に高価なサーボ加圧式溶接ガンを用いた電極位置の補正設備及び、自動化設備と同等の設備を構築することが可能になる。よって、サーボ加圧式溶接ガンを用いた場合に比べて電極位置の補正設備の構築にかかるコストを抑えることができる。また、自動化工程構築にかかるコストも抑えることができる。
【0228】
また、請求項5記載のエア加圧式溶接ガンの電極位置補正方法においては、溶接ガンの電極が摩耗した際には各工程により固定電極の先端部が基準位置に合わせられて固定されるため、溶接を再開しても固定電極によるワークへの不用意な入力が発生せず、ワークの変形を防ぐことができる。よって、溶接後のワークの品質低下を抑えることができる。
【0229】
さらに、固定電極の位置が固定されることから両電極で溶接箇所が安定して支持されるため、エア加圧式溶接ガンを治具として使用することができる。よって、治具の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すエア加圧式溶接装置の概略構成図である。
【図2】図1の要部斜視図である。
【図3】電極位置の補正処理に伴う電極の位置変化を示す図である。
【図4】電極位置の補正手順を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示すエア加圧式溶接装置の要部構成図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態を示すエア加圧式溶接装置の要部構成図である。
【符号の説明】
3 ガンスタンド
5 エア加圧式溶接ガン(C型)
6 ブレーキ付エアシリンダー
10 ロボット
20 当て板
83 固定電極
95 移動電極
103 エア加圧式溶接ガン(X型)
104 ブレーキ付エアシリンダー
105 振込装置
201 ロボット
T 基準位置
Claims (2)
- 固定電極と、この固定電極に対して進退する移動電極とを備え、前記固定電極は先端部が予め基準位置に合わせられて固定されている一方、前記移動電極は前記固定電極の前記先端部に先端部が対向して配置され、前記基準位置に片方のワークを合わせて両電極間に配置された前記一対のワークを、空気圧を利用して前記移動電極を前進させて前記固定電極とで挟んで加圧し、両電極間に溶接電流を流して前記一対のワークを溶接するエア加圧式溶接ガンの前記固定電極の前記先端部の位置を補正する電極位置補正装置において、
前記基準位置に合わせて配置される当て板と、
この当て板が前記基準位置に配置可能な状態で、前記固定電極を前記基準位置から離す固定電極離し手段と、
前記固定電極が前記基準位置から離れた状態で、前記基準位置に前記当て板を合わせて配置する当て板配置手段と、
前記基準位置から離れた前記固定電極の前記先端部を、前記基準位置に合わせて配置された前記当て板に当てる固定電極当て手段と、
前記当て板に当てた前記固定電極の位置を固定する固定電極位置固定手段と、
前記当て板に当てた前記固定電極の位置が固定された状態で、前記当て板を前記基準位置から離す当て板離し手段とを備え、
前記固定電極離し手段と前記固定電極当て手段と前記固定電極位置固定手段とを、空気圧を利用して前記固定電極を移動または固定させるブレーキ付エアシリンダーから構成し、
少なくとも前記ブレーキ付エアシリンダーを、前記エア加圧式溶接ガンを固定するガンスタンドに取り付けたことを特徴とするエア加圧式溶接ガンの電極位置補正装置。 - 固定電極と、この固定電極に対して進退する移動電極とを備え、前記固定電極は先端部が予め基準位置に合わせられて固定されている一方、前記移動電極は前記固定電極の前記先端部に先端部が対向して配置され、前記基準位置に片方のワークを合わせて両電極間に配置された前記一対のワークを、空気圧を利用して前記移動電極を前進させて前記固定電極とで挟んで加圧し、両電極間に溶接電流を流して前記一対のワークを溶接するエア加圧式溶接ガンの前記固定電極の前記先端部の位置を補正する電極位置補正方法において、
前記基準位置に合わせて当て板が配置可能な状態で、前記固定電極を前記基準位置から離す固定電極離し工程と、
前記固定電極が前記基準位置から離れた状態で、前記基準位置に前記当て板を合わせて配置する当て板配置工程と、
前記基準位置から離れた前記固定電極の前記先端部を、前記基準位置に合わせて配置された前記当て板に当てる固定電極当て工程と、
前記当て板に当てた前記固定電極の位置を固定する固定電極位置固定工程と、
前記当て板に当てた前記固定電極の位置が固定された状態で、前記当て板を前記基準位置から離す当て板離し工程とを備え、
前記固定電極離し工程と前記固定電極当て工程と前記固定電極位置固定工程とは、ブレーキ付エアシリンダーにより空気圧を利用して前記固定電極を移動または固定させており、
少なくとも前記ブレーキ付エアシリンダーを、前記エア加圧式溶接ガンを固定するガンスタンドに取り付けたことを特徴とするエア加圧式溶接ガンの電極位置補正方法。
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