JP4891915B2 - 単一ピストンまたは2重ピストンを使用する低衝撃スポット溶接シリンダ - Google Patents

単一ピストンまたは2重ピストンを使用する低衝撃スポット溶接シリンダ Download PDF

Info

Publication number
JP4891915B2
JP4891915B2 JP2007544703A JP2007544703A JP4891915B2 JP 4891915 B2 JP4891915 B2 JP 4891915B2 JP 2007544703 A JP2007544703 A JP 2007544703A JP 2007544703 A JP2007544703 A JP 2007544703A JP 4891915 B2 JP4891915 B2 JP 4891915B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
cylinder
port
weld
rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007544703A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008522825A (ja
Inventor
ピーター テンザー、
Original Assignee
ドーベン リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ドーベン リミテッド filed Critical ドーベン リミテッド
Publication of JP2008522825A publication Critical patent/JP2008522825A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4891915B2 publication Critical patent/JP4891915B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30Features relating to electrodes
    • B23K11/31Electrode holders and actuating devices therefor
    • B23K11/314Spot welding guns, e.g. mounted on robots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30Features relating to electrodes
    • B23K11/31Electrode holders and actuating devices therefor
    • B23K11/314Spot welding guns, e.g. mounted on robots
    • B23K11/315Spot welding guns, e.g. mounted on robots with one electrode moving on a linear path
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • F15B11/036Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of servomotors having a plurality of working chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • F15B11/036Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of servomotors having a plurality of working chambers
    • F15B11/0365Tandem constructions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F15B11/12Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action
    • F15B11/121Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1409Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with two or more independently movable working pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F15B15/225Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke with valve stems operated by contact with the piston end face or with the cylinder wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/505Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50563Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/515Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit
    • F15B2211/5153Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit being connected to an output member and a directional control valve
    • F15B2211/5154Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit being connected to an output member and a directional control valve being connected to multiple ports of an output member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7055Linear output members having more than two chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/76Control of force or torque of the output member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

この出願は、2004年12月10日に提出された米国の仮出願60/635086号に基づき優先権を主張している。
本発明はスポット溶接に使用される溶接銃に関し、より特別には、本発明は、溶接銃がスポット溶接を行うために加工物に係合する時に、低衝撃力を発生する溶接銃のための単一ピストン溶接シリンダまたは2重ピストン溶接シリンダに関するものである。
スポット溶接に使用される典型的な溶接銃は、例えば、2枚の板金の間で溶接塊金を発生するために加工物に電流を印加する各々が電極を有する対向アームを含む。電極は典型的には銅合金から製造される可鍛性溶接キャップを含む。溶接キャップと加工物との間の繰り返し衝撃力は、溶接キャップを塑性的に変形して、それにより、溶接キャップの摩耗を増加し、耐用年数を減少して運用経費を増加する。
溶接キャップと加工物との間の衝撃力は、また、加工物歪みを生じ、溶接工程や溶接品質に有害な影響を及ぼすことになる。
いくつかの先行技術の溶接シリンダは、溶接キャップの寿命を延長し、加工物歪みを減らすために溶接キャップと加工物との間の衝撃力を減少することに努力している。先行技術の1つのアプローチは、空気シリンダの運動を遅くすることにより相互の方向への電極の進行を遅くすることである。しかしながら、このアプローチは衝撃力を減少するが、スポット溶接のためのサイクルタイムを増加し、このことは望ましくはない。他の欠点は、典型的には、引込工程長さが大きくなればなるほど、低衝撃区域は行程に対して益々狭くなることである。これは、溶接シリンダの内部の部品が用途により注文生産されなければならないという問題となる。より汎用性のある溶接シリンダ構成は、幅広い用途に対して共通の部品を提供するであろう。
先行技術での別のアプローチは、圧力、タイミングおよび空気が空気シリンダに供給され、それにより衝撃力を制御する速度を制御するための弁、調整器、絞り弁および/またはスイッチのような外部装置または周辺部品を利用することである。しかしながら、これらの外部装置の追加は、既存の溶接銃と一体化することは困難であり、また、追加の部品を溶接システムに追加しなければならないので、費用がかかる。この発明の溶接シリンダは現在のシステムに使用できるように、現在の産業の空気作動システムに使用することが望ましい。例えば、4つの溶接ポートシステムでは、各ポートは、3つの異なる溶接シリンダ行程位置を達成するために、典型的には、対で加圧される。
先行技術のシステムでのポートの内の1つは、典型的には、シリンダの両端部間で延びる胴上に設けられる。この胴ポートは、壁間に配置される分離体を備えた2部品の管壁を必要とするために、高価である特徴がある。胴の複数の部品には、いくつかのシールを組込まなければならない。分離体を使用する代替として、ポートは単一管壁に溶接してもよいが、これは胴の内表面の連続加工を必要とする。さらに、溶接工程は制御することは困難である。
それ故、必要とされることは、溶接キャップと加工物との間の衝撃力を減少するが、追加の高価な設計上の特徴または外部装置を必要とせず、サイクルタイムの増加を必要としない空気シリンダを提供することである。
本発明は、単一ピストン配置または2重ピストン配置を有する溶接シリンダを提供する。シリンダは引込ピストン組立体内に配置されるピストンを備えた可動引込ピストン組立体を有する。ピストンは、ホーム位置、中間位置、加工位置および完全に進行される加工位置の間で運動できるロッドを支持する。ロッドはホーム位置から中間位置へ急速に運動する。しかしながら、ロッドは、衝撃力を減少するために中間位置から加工位置へ、よりゆっくりと運動する。引込ピストン組立体により支持される緩衝弁と、前ブロックにより支持される緩衝トリップ弁は、ロッドが加工位置から進行位置へ運動する速度を増加するために協働し、溶接力はサイクルタイムの増加を最小にするため、急速に増加する。
溶接戻りポートは前ブロック上に設けられ、溶接ポートを胴上に設ける必要がない。緩衝室は溶接戻り空気を使用して加圧される。引込−前進空気を引込ピストン組立体内の後方フランジにより支えられる緩衝弁に流体接続するため、ノッチが引込ピストン組立体内に設けられる。
ロッドが、より円滑に進み、より急速に進むことができるように、中間位置に達する前に、緩衝室から、いくらかの緩衝空気を排出できるために、緩衝弁は予オリフィスを含む。分離体弁は、引込ピストン組立体の進行中にトリップ弁と係合する時に開放する。トリップ弁は、また、この時に開放される。緩衝弁と緩衝トリップ弁が、閉鎖位置から開放位置へ運動する時に、引込ピストン組立体を通して流れる流体速度は増加し、また、ピストンが引込ピストン組立体内で運動する速度も増加する。
緩衝弁は、緩衝室内の圧力および引込−前進空気圧に露呈される差圧弁である。室が排出されて引込−前進空気圧が上昇するにつれて、緩衝室内の圧力は低下するので、緩衝弁は開放する。開放された緩衝弁は、溶接力が急速に形成できるように、緩衝室を一層急速に排出できる。
第2緩衝室は、引込ピストン組立体と前ブロックとの間に設けられ、引込ピストン組立体と前ブロックとの間での係合を滑らかにする。引込ピストン組立体が前ブロックに接近するにつれて、後方フランジと前ブロックとの間でシール室が生成される。通路が、第2緩衝室と引込復帰ポートとを流体接続する。このシリンダ位置で大気へ通気される。
したがって、この発明は、溶接キャップと加工物との間の初期の衝撃力を減少するが、追加の高価な外部装置を必要とせず、サイクルタイムの増加を必要としない空気シリンダを提供する。
本発明のこれらの特徴や他の特徴は、次の説明及び図面から、最も良く理解できる。次のことは概要の説明である。
この発明の空気シリンダ18を含む溶接銃10が図1で示される。空気シリンダ18は、4ポートを利用する現行の溶接銃に容易に一体化できる4ポート配列ポート(P1−P4)である。すなわち、4ポートを有する先行技術の溶接銃の配管は、溶接システムを変更することなく、この発明の空気シリンダ18で使用できる。ポートP1−P4は圧縮空気源22と流体的に接続される。ポートP1−P4は、選択的に弁を開閉することにより空気シリンダ18に与えられる空気信号のタイミングを制御する弁を通して、圧縮空気源22と接続される。
溶接銃10は、各々が電極14を含む対向するアーム12を含む。電極14は典型的には可鍛銅合金から製造される溶接キャップ16を含む。溶接キャップ16は、この技術分野で周知であるような溶接塊金を生じるために、加工物に溶接電流を印加するため加工物(図示せず)に係合する。アーム12は典型的には溶接銃10により支持され、種々の枢軸点で相互に連結される。空気シリンダ18のロッド20は、ホームに対応する(完全に戻される)電極位置と、中間位置と、加工(キャップ16と加工物が係合される)位置との間で電極14および溶接キャップ16を作動するため、典型的にはアーム12の内の一方と連結される。加工位置にある時、電極14と電気的に接続される電源24を使用して、電流が電極14に印加される。
ポートP1は加圧される時に溶接前進空気を提供する。ポートP2は加圧される時に溶接戻り空気を提供する。ポートP3は加圧される時に引込−前進空気を提供し、ポートP4は加圧される時に引込戻り空気を提供する。典型的には、これらのポートは、大気へ通気される加圧されない他方のポートに対して所望の位置を達成するために対となって加圧される。図示の例では、溶接戻りポートP2と引込戻りポートP4は、ホーム位置を得るために加圧される。溶接戻りポートP2と引込−前進ポートP3は、中間位置を得るために加圧される。溶接前進ポートP1と引込−前進ポートP3は、加工位置を得るために加圧される。完全に進行した加工位置は加工位置の走行限界である。所望の弁を作動することにより、ロッド20は上記の3つの位置の間を作動できるか、または、ホーム位置から加工位置へ直接に作動できる。加工位置は必ずしも独立した位置ではなくて、むしろ、任意の距離にでき、任意の距離に沿って、ロッド20が中間位置と完全に進行した加工位置との間を運動することが分かる。種々の位置および位置での条件は、次の表で表される。
Figure 0004891915
空気シリンダ18は胴34と一方端部に配置される端部キャップ32とを含むシリンダ本体26を有する。前ブロック28は胴34の他方端部に配置される。締着具36はシリンダ本体26の部品を共に固定し、空気シリンダ18はシリンダ本体26からの漏洩無しにポートP1−P4で加圧できる。いくつかの先行技術や出願人の他の溶接シリンダと同様に、この発明の胴34上には設けられるポート(典型的には溶接戻りポート)はない。代わりに、溶接戻りポートは前ブロック28上に設けられる。ポートは図示説明されたシリンダ以外のシリンダ上に設けることができるのが分かる。例えば、ポートは溶接シリンダの所望の実装を提供するために再配置できる。
複合部品シリンダ本体26と、その上記の形状は単一ピストン配置を有する4ポート空気シリンダの例である。しかしながら、他の形状を使用でき、なお、本発明の範囲内に入ることが分かる。例えば、本発明を組み入れる2重シリンダは図9で示される。
この発明の空気シリンダ18の実施例では、3つのシリンダ位置が発生される。図2、3Aおよび3Bは空気シリンダ18のホーム位置を描写する。図4、5は空気シリンダ18の中間位置を示し、図6、7は空気シリンダ18の加工位置を示す。加工位置または溶接位置は、機械システムと加工物に依存して中間位置と完全な進行位置との間のどこでも位置できる。電極が機械的負荷を受けて偏向して電極が摩耗し、溶接工程中に加工物が歪曲するので、工程中に溶接力が維持されることを確保するために位置変化が使用される。完全な進行位置では、溶接フランジ64は、後方フランジ44に、ほぼ接近し、または、後方フランジに係合する。
本発明の空気シリンダ18は、ロッド20をホーム位置(図2)から溶接キャップ16が加工物に極めて接近する中間位置(図4)へ迅速に運動する。しかしながら、ロッド20は中間位置(図4)から加工位置(図6)へ緩慢に運動し、溶接キャップ16は十分に力強く係合する。電流が溶接塊金を生じるために印加できるように、ロッド20は前進運動をし、溶接力を増すための追加の距離を運動する。中間位置(図4)から加工位置(図6)へ緩慢な運動は、溶接キャップ16と加工物との間の衝撃力が最少とされることを確実にする。しかしながら、先行するロッド20のより迅速な運動は、サイクルタイムに過度に累を及ぼさないことを確実にする。本発明は加工物に係合するキャップの衝撃力を減少し、他方、サイクルタイムを極端に増加しない。さらに、本発明は低衝撃性能からシリンダの引込行程長さを分離する。すなわち、この発明は種々の引込行程長さを有するシリンダのために同じ部品を使用する所望の低衝撃ターゲットに適合できる。
図2を参照すると、ポートP1、P3は端部キャップ32により設けられる。ポートP2、P4は前ブロック28により設けられ、前ブロックは、また、ブッシュ59でロッド20をスライド可能に支持する。引込ピストン組立体40は胴34によりスライド可能に支持される。引込ピストン組立体40は、保持リボン48を使用して両端部に固定される前方フランジ42および後方フランジ44を有する胴46を含む。引込ピストン組立体40は胴34により設けられる空洞50を第1室52と第2室54に分離する。引込ピストン組立体40は図2では引込戻り位置で示され、図4、図6では引込−前進位置で示される。
引込ピストン組立体40は、ロッド20の端部60と反対のロッド20の端部にねじで固定される溶接フランジ64を含む。端部60はアーム12の内の一方に固定される。溶接フランジ64は引込ピストン組立体40内で、溶接フランジ64により第3室68と第4室70により分離される空洞66内で前方フランジ42と後方フランジ44との間で配置される。第4室70はキャップと加工物との間の衝撃を減らすための緩衝室として作用する。溶接フランジ64は図2と図4では溶接戻り位置で示され、図6では溶接前進位置で示される。図6で描写される加工位置は、ロッド20が運動を始める位置の範囲を含む。圧力が形成するにつれて、ロッド20は溶接力圧力を迅速に形成できるための距離を進行し続ける。
図3Aを参照すると、この発明の空気シリンダ18は、引込ピストン組立体40の後方フランジ44により支持される緩衝または差圧弁78を含む。シール82は緩衝弁78と後方フランジ44との間に配置される。ばね84は、ねじ88(1つだけ示される)により後方フランジ44に固定される板86と、緩衝弁78との間に配置される。ばね84は、図2、図3A、図4で示される閉鎖位置に緩衝弁78を偏倚する。緩衝弁78は加圧された緩衝室70の所定の制御された通路72を介する漏洩を与える予オリフィス73を有する。
引込ピストン組立体40はノッチ75を含む。胴34内で調心して引込ピストン組立体40を保持するために摩耗バンド67がノッチ75に配置される。環状空間77が胴34と胴46との間に設けられる。後方フランジ44は、胴34と後方フランジ44との間でシールを提供するシール76を担持する。後方フランジ44内の通路74は緩衝弁78の一方側と引込前方ポートP3との間の流体接続を提供する。
分離体80が緩衝弁78の内側で同心に配置される。分離体80はシール79で緩衝弁78に対してシールされる。ばね81は、図2、図3Aで示される閉鎖位置に分離体80を偏倚するために分離体80に固定される保持体に対して作用する。緩衝室70内の圧力とばね81は、第2室54から分離体に付加される引込戻り空気により、分離体80を閉鎖位置に維持するために分離体80に対して十分な力をかける。
図3Bを参照すると、前ブロック28は、ばね92により板90に対して閉鎖位置に偏倚されるトリップ弁98を支持する。板90は、ねじ(図示せず)により前ブロック28に固定される。シール100はロッド20とトリップ弁98との間で配置される。
ホーム位置を描写する図2、図3A、図3Bを連続して参照すると、緩衝室70は加工物を溶接することに続いて溶接戻り空気により事前に加圧されている。特別に、図6で示される加工位置から、溶接戻りポートP2は図2のホーム位置を得るために(引込戻りポートP4と共に)作動される。しかしながら、図2のホーム位置では、溶接戻りポートP2は加圧されるが、加圧空気は閉鎖位置でのトリップ弁98により、引込ピストン組立体40に作用することが妨げられる。引込後退ポートP4は、引込ピストン組立体40を引込位置に維持するために第2室54に対して加圧空気を提供する。
中間位置は図4、図5で示され、溶接戻りポートP2と引込−前進ポートP3を加圧することにより達成される。第1室52が加圧されるにつれて、第2室54は通気引込戻りポートP4を通して排出される。後方フランジ44上のシール102は前ブロック28と板90に係合し、大きい通路104を通して第2室54が完全に排出されることを妨げる。代わりに、第2室54内の残留圧力は緩衝通路106を通して排出され、それにより、引込ピストン組立体40と前ブロック28との間の係合を滑らかにする。
図5で最もよく分かるように、分離体80とトリップ弁98は相互に係合し、分離体80とトリップ弁98を押して開放位置にする。結果として、開口108がトリップ弁98と板90との間に生じ、開口108を通して溶接戻りポートP2と新たに生じた室110が流体接続する。
開放された分離体80は、分離体80と緩衝弁78との間で開口112を提供し、開口は環状通路114に流体接続される。緩衝弁78内の孔115(予オリフィス73に加えて)は、環状通路114を通路72と流体接続し、緩衝室70は溶接戻りポートP2と流体連通をする。予オリフィス73は緩衝弁78上の代わりに後方フランジ44上に配置できる。さらに、予オリフィス73と孔115は各々、1以上の孔または通路で構成できる。孔115より小さい正味流量面積の予オリフィス73は、ホーム位置から加工位置へ直接にストロークする時に中間位置での移行を滑らかにするに十分であるように、緩衝流体の少量が通気ポートへ逃げることだけを許容する。緩衝室70内の加圧は、シリンダを加工位置へ作動する前に「終えられる」。
先行の実施例は、特に、より長い引込行程長さを持つシリンダのために低い衝撃作用を達成し、緩衝室70内で不十分な圧力が残る程度に緩衝空気が自由に流れることを許容する。分離体80は緩衝室70を孔115から「分離」して引込行程中に、緩衝空気は予オリフィス73を通して逃げることができる。このようにして、中間位置での移行は、引込行程中に孔115を通して緩衝空気が逃げることを許容する場合には、別な方法では起こり得る低い衝撃作用に累を及ぼすということなく、緩衝圧力を緩やかに減少する予オリフィス効果により滑らかにできる。
緩衝弁78の一方側はノッチ75、環状空間77および通路74を通して引込−前進ポートP3からの圧力に露呈される。しかしながら、引込−前進圧力は溶接戻り圧力およびばね圧力を克服して、緩衝弁78を開くために十分ではない。
シリンダは、溶接前進ポートP1と引込−前進ポートP3を加圧することにより、中間位置(図4、図5)から図6、図7で示される加工位置へ作動される。溶接戻りポートP2が通気され、他方、緩衝室70と溶接戻りポートP2は、なお、相互に流体接続される。
図6、図7を参照すると、加圧流体は、溶接前進ポートP1に流体接続される管116内の通路118を通して第3室68に入る。管116は端部キャップ32にねじ止めされ、シール117により前方フランジ42に関してシールされる。圧力が第3室68で上昇するにつれて、溶接フランジ64は進むが、緩衝弁78と分離体80により最初に図5で示される位置にある。
図5を参照すると、溶接フランジ64が進むにつれて、緩衝室70からの空気は予オリフィス73と孔115を通して溶接後退ポートP2から緩やかに排出され、溶接キャップと加工物との間の接触を緩衝する。図7で示されるように、緩衝室70内の圧力は最後に、引込−前進ポートP3からの圧力が通路74において緩衝室70およびばね84の圧力を克服して緩衝弁78を開放するレベルに低下する。通路74内の圧力は空洞122に露呈される緩衝弁78の一方側に作用する。緩衝弁78は開放位置で分離体8と係合する。開放位置では、緩衝室70内の空気は環状開口124を通して溶接戻りポートP2から急速に排出され、溶接力は急速に上昇できる。この発明のシリンダの緩衝室70の制御された排出効果は図8で示される。比較によると、他のシリンダの厳しい衝撃は除去される。図8の「スイッチ」は加圧ポートP1、P3に対する弁の起動を示す。
シリンダは、溶接戻りポートP2からの空気で緩衝室70を加圧することにより中間位置またはホーム位置のどちらかへ作動される。溶接フランジ64は戻り位置へ運動される。緩衝室70が充填されると直ちに、緩衝室70内の圧力は緩衝弁78を閉鎖するであろう。
上記発明の配置は、上記の単一ピストンシリンダに類似し、図9で示される2重ピストン配置にも使用できる。2重ピストンシリンダ18´は胴34aと胴34bとに分割する中央分離体30を含む。中央分離体30は単一ピストンシリンダに関する上記の前ブロックとして作用する。第1ロッド部分20aは中央分離体30により支持され、第2ロッド部分20bは前ブロック28´により支持される。第2溶接フランジ62は第1ロッド部分20aと第2ロッド部分20bとの間で固定される。第2溶接前進ポートP1は第2溶接フランジ62の加圧空気を提供するために中央分離体30上に設けられる。空気が前方室130から排出できるために、通気口が前ブロック28´内に設けられる。このシリンダは、また、図9でのP1と呼称される2つのポートを独立して制御することにより5ポートして使用できる。
この発明の好ましい実施例を開示したが、当業者は、本発明の範囲内で確実な変更をするだろうことを認識するであろう。この理由から、次の請求項は、この発明の真の範囲と内容を決めるために考慮すべきである。
本発明の溶接銃の斜視図である。 ホーム位置での図1で示される単一ピストン溶接シリンダの断面図である。 図2で示される引込ピストン組立体の後方フランジの拡大図である。 図2で示される引込ピストン組立体の前ブロックの拡大図である。 中間位置での図1で示される単一ピストン溶接シリンダの断面図である。 図4で示されるような、前ブロックに係合する後方フランジの拡大図である。 加工位置での図1で示される単一ピストン溶接シリンダの断面図である。 図6で示されるような、前ブロックを緩衝弁と係合する後方フランジの拡大図である。 他のシリンダと比較するように、本発明の空気シリンダのグラフ描写である。 ホーム位置での2重ピストン溶接シリンダの断面図である。
符号の説明
10 溶接銃 12 アーム 14 電極 16 溶接キャップ
18 空気シリンダ 20 ロッド 22 圧縮空気源
26 シリンダ本体 28 前ブロック 32 端部キャップ
34 胴 40 引込ピストン組立体 42 前方フランジ
44 後方フランジ 50 窪み 52 第1室 54 第2室
70 緩衝室 73 予オリフィス 74 通路 75 ノッチ 78 緩衝弁 80 分離体

Claims (12)

  1. ホーム位置、中間位置および加工位置を提供するロッドを支持するシリンダ本体(26)と、
    シリンダ本体内に配置されて、該シリンダ本体内の引込側に第1室(52)を、該シリンダ本体内の前進側に第2室(54)を夫々区画すると共に、引込戻り位置と引込−前進位置との間で運動できる引込ピストン組立体と、
    引込ピストン組立体内に配置されて溶接戻り位置と溶接前進位置との間で運動できる溶接フランジとを有する溶接シリンダ(18)において、
    溶接フランジは前記ロッドを支持すると共に該引込ピストン組立体内の該溶接フランジ前進側に緩衝室(70)を形成し、
    該溶接シリンダの引込戻り位置、溶接戻り位置、引込−前進位置および溶接前進位置を提供するために、選択的に加圧又は通気される引込戻りポート(P4)、溶接戻りポート(P2)、引込−前進ポート(P3)および溶接前進ポート(P1)を有し
    ここで、該ロッドの前記ホーム位置は該溶接シリンダの引込戻り位置に対応し、該ロッドの前記中間位置は該溶接シリンダの引込−前進位置と溶接戻り位置に対応し、該ロッドの加工位置は、該溶接シリンダの溶接前進位置に対応し、
    該緩衝室の圧力と該引込―前進ポート(P3)の圧力に露呈され、弁の開放位置と閉鎖位置の間で作動し前記中間位置と加工位置の間の一位置において該引込―前進ポート(P3)の圧力が上昇すると開放位置となり、溶接戻りポート(P2)と引込−前進ポート(P3)を流体的に連通させ溶接力を急速に形成させる差圧弁(78)
    中間位置において、加工位置へ滑らかに移行するように前記緩衝室(70)から少量の空気を排出する予オリフィスと、
    該緩衝室を排気して、該ロッドをさらに加工位置に進めるために、該中間位置において開き、前記緩衝室(70)と前記溶接戻りポート(P2)との通路を作る分離体(80)、及び
    該加工位置において、該分離体(80)と係合し、前記緩衝室(70)を前記溶接戻りポート(P2)と連通させる該緩衝室を充填して該ロッドを中間位置に戻すトリップ弁(98)と
    を含む前記溶接シリンダ。
  2. シリンダ本体は前ブロック(28)と端部キャップ(32)との間で支持される胴(34)を含み、引込ピストン組立体(40)は前方フランジ(42)と、後方フランジ(44)と、それら両フランジの間に配置される第2胴前方フランジおよび後方フランジとの間に配置された溶接フランジとを含み該胴と該第2胴との間に環状空間(77)が配置される請求項1に記載の溶接シリンダ。
  3. 前方フランジはノッチ(75)を含み、後方フランジは通路(74)を含み、前記環状空間により該ノッチ(75)通路は引込−前進ポートと流体接続する請求項2に記載の溶接シリンダ。
  4. 前記後方フランジ(44)前記胴との間にシール(76)が配置される請求項3に記載の溶接シリンダ。
  5. 前記通路は、開放位置に差圧弁を作動するために、加工位置での差圧弁に加圧流体を提供する請求項3に記載の溶接シリンダ。
  6. 閉鎖位置から開放位置への作動に抗するために差圧弁とばねが協働する請求項5に記載の溶接シリンダ。
  7. 前記緩衝室は、中間位置の前において第1速度で排気され、加工位置では第2速度で排気され、第2速度は第1速度より大きい請求項5に記載の溶接シリンダ。
  8. ホーム位置と、中間位置および加工位置の間で移動するロッド(20)と、
    該ロッドを支持するシリンダ本体(26)と
    該シリンダ本体内において引込戻り位置と溶接前進位置との間で可動な引込ピストン組立体(40)と、
    前記ロッドに固定されると共に該引込ピストン組立体内に可動に配置された溶接フランジ(64)と、
    該引込ピストン組立体と該溶接フランジに気圧を加え又は排気するための溶接戻りポート(P2)と溶接前進ポート(P1)と
    該ロッドに支持された溶接銃とを有する溶接シリンダ(18)により前記溶接銃を、溶接戻り位置と溶接前進位置との間で動かせる溶接方法であって、
    前記方法は、a)該ロッドを加工位置から中間位置に戻すようにトリップ弁を開いて該溶接フランジの前進側の緩衝室(70)を充填するステップと、b)差圧弁が閉鎖位置にある間に予オリフィスを通して緩衝室から少量の流体を排出するステップと、c)中間位置において、通路を作るために差圧弁が閉鎖位置にある間、分離体と該トリップ弁を係合させて該分離体とトリップ弁を開放し、前記通路を通して緩衝室から流体を排出するステップと、d)緩衝室から流体を急速に排出するために差圧弁を開放するステップとから成る前記溶接方法。
  9. ステップa)は、トリップ弁を開放することにより前記溶接戻りポートを緩衝室に流体的に接続することを含む請求項に記載の方法。
  10. ステップa)は、トリップ弁を開放するために前記分離体をトリップ弁に係合することを含む請求項に記載の方法。
  11. ステップd)は、緩衝室を排出する間、引込前進圧力を増加することにより行われる請求項に記載の方法。
  12. 差圧弁および前記分離体はステップb)を行う前にばねで閉鎖位置へ偏倚される請求項に記載の方法。
JP2007544703A 2004-12-10 2005-08-11 単一ピストンまたは2重ピストンを使用する低衝撃スポット溶接シリンダ Expired - Fee Related JP4891915B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63508604P 2004-12-10 2004-12-10
US60/635,086 2004-12-10
PCT/CA2005/001239 WO2006060891A1 (en) 2004-12-10 2005-08-11 Low impact spot welding cylinder using single or double piston

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011082771A Division JP5409687B2 (ja) 2004-12-10 2011-04-04 単一ピストンまたは2重ピストンを使用する低衝撃スポット溶接シリンダ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008522825A JP2008522825A (ja) 2008-07-03
JP4891915B2 true JP4891915B2 (ja) 2012-03-07

Family

ID=36577623

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007544703A Expired - Fee Related JP4891915B2 (ja) 2004-12-10 2005-08-11 単一ピストンまたは2重ピストンを使用する低衝撃スポット溶接シリンダ
JP2011082771A Expired - Fee Related JP5409687B2 (ja) 2004-12-10 2011-04-04 単一ピストンまたは2重ピストンを使用する低衝撃スポット溶接シリンダ

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011082771A Expired - Fee Related JP5409687B2 (ja) 2004-12-10 2011-04-04 単一ピストンまたは2重ピストンを使用する低衝撃スポット溶接シリンダ

Country Status (7)

Country Link
US (3) US8629369B2 (ja)
EP (1) EP1819474B1 (ja)
JP (2) JP4891915B2 (ja)
CN (1) CN100531995C (ja)
CA (1) CA2587596C (ja)
ES (1) ES2464784T3 (ja)
WO (1) WO2006060891A1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100531995C (zh) * 2004-12-10 2009-08-26 多宾有限公司 焊接气缸和焊接方法
US8453557B2 (en) * 2009-08-28 2013-06-04 GM Global Technology Operations LLC Piston actuator assembly
CN101972910B (zh) * 2010-10-30 2013-04-17 长城汽车股份有限公司 一种用于焊钳定位的机械式步进机构
CN102072218A (zh) * 2010-11-15 2011-05-25 昆山市汇新电气机械有限公司 一种双活塞龙门汽缸
CN102297179A (zh) * 2011-07-24 2011-12-28 徐工集团工程机械股份有限公司江苏徐州工程机械研究院 一种多级举升油缸缓冲机构
CN102536958B (zh) * 2012-02-24 2016-02-03 常州轩达液压机电设备有限公司 立式辊磨机缓冲装置
CN104139262A (zh) * 2014-07-17 2014-11-12 苏州市华宁机械制造有限公司 一种焊枪调整装置
CN104389849B (zh) * 2014-10-13 2016-08-17 中国运载火箭技术研究院 一种适用于气体作动的缓冲作动装置
CN105499857B (zh) * 2016-01-21 2017-10-20 永嘉县恒正阀门有限公司 半自动阀瓣堆焊机及堆焊工艺
US10132337B2 (en) * 2016-04-28 2018-11-20 Qtrco, Inc. Actuator assembly for conducting partial stroke testing
CN107725525B (zh) * 2016-08-12 2020-01-07 Smc(中国)有限公司 焊枪气缸
DE102017112448A1 (de) * 2017-06-06 2018-12-06 Arnold & Shinjo Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbunds sowie Kraftfahrzeug
JP7495755B2 (ja) * 2019-12-05 2024-06-05 ダドコ インコーポレイテッド 空気圧シリンダ
US20220299132A1 (en) * 2021-03-16 2022-09-22 Qtrco, Inc. Actuator Assembly for Conducting Partial Stroke Testing
CN115488459B (zh) * 2022-09-15 2024-01-16 西南应用磁学研究所(中国电子科技集团公司第九研究所) 一种改进集总参数环行器/隔离器中心导体虚焊缺陷的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10211582A (ja) * 1997-01-24 1998-08-11 Inoue Seisakusho:Kk 抵抗溶接装置
JP2002250307A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Smc Corp クッション機構付きシリンダにおける高速加圧方法及びその機構

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135076A (en) * 1977-04-11 1979-01-16 Beneteau Donald J Apparatus for resistance welding
SE414527B (sv) * 1978-11-07 1980-08-04 Volvo Ab Cylinder med tvastegsrorelse, speciellt en svetscylinder
JPS6051305U (ja) * 1983-09-17 1985-04-11 エスエムシ−株式会社 クツシヨン機構を有する空気圧シリンダ
GB2242847B (en) * 1990-04-12 1993-10-13 Savair Ltd Welding gun assembly and fluid actuated cylinder
US5789719A (en) * 1991-05-02 1998-08-04 Milco Manufacturing Co. Method and apparatus for electrical resistance spot welding
JP2557633Y2 (ja) * 1991-06-03 1997-12-10 小原株式会社 溶接機用4ポート2段ストロークシリンダ
US5275540A (en) * 1992-03-17 1994-01-04 Brown Harold D Linear fluid motor system
US5191825A (en) * 1992-06-12 1993-03-09 Doben Limited Low-impact air cylinder
GB9314145D0 (en) * 1993-07-08 1993-08-18 Savair Ltd Pneumatic cylinder and control valve therefor
JP2648291B2 (ja) * 1995-05-16 1997-08-27 有限会社ヒロタカエンジニアリング スポット溶接機の電極駆動装置
US5796067A (en) * 1995-10-30 1998-08-18 The Lincoln Electric Company Plasma arc torches and methods of operating and testing the same
US6054669A (en) * 1998-05-20 2000-04-25 The Esab Group, Inc. Plasma marking torch and method of operating same
US6870121B2 (en) * 1999-08-17 2005-03-22 Milco Manufacturing Co. Modular welding guns
US6528948B1 (en) * 2000-10-11 2003-03-04 Brookhaven Science Associates Llc Plasma valve
US6408740B1 (en) * 2000-12-04 2002-06-25 Welker Bearing Company Three position cylinder
ITTO20020786A1 (it) 2002-09-10 2004-03-11 Gerbi & Fase S P A Cilindro attuatore a doppia corsa, particolarmente per
US7223933B2 (en) * 2004-01-21 2007-05-29 Doben Limited Low impact spot welding cylinder with single piston
CN100531995C (zh) * 2004-12-10 2009-08-26 多宾有限公司 焊接气缸和焊接方法
US7214902B2 (en) * 2004-12-13 2007-05-08 Doben Limited Low impact spot welding cylinder with dual pistons

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10211582A (ja) * 1997-01-24 1998-08-11 Inoue Seisakusho:Kk 抵抗溶接装置
JP2002250307A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Smc Corp クッション機構付きシリンダにおける高速加圧方法及びその機構

Also Published As

Publication number Publication date
US20100213246A1 (en) 2010-08-26
CN101060953A (zh) 2007-10-24
WO2006060891A1 (en) 2006-06-15
JP2008522825A (ja) 2008-07-03
US7714247B2 (en) 2010-05-11
US20060124606A1 (en) 2006-06-15
JP5409687B2 (ja) 2014-02-05
US7718916B2 (en) 2010-05-18
EP1819474A1 (en) 2007-08-22
CN100531995C (zh) 2009-08-26
US20060124607A1 (en) 2006-06-15
US8629369B2 (en) 2014-01-14
EP1819474A4 (en) 2008-11-19
CA2587596A1 (en) 2006-06-15
CA2587596C (en) 2015-12-29
EP1819474B1 (en) 2014-02-26
ES2464784T3 (es) 2014-06-04
JP2011167767A (ja) 2011-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4891915B2 (ja) 単一ピストンまたは2重ピストンを使用する低衝撃スポット溶接シリンダ
KR20160114046A (ko) 액압식 타격 장치
KR20020069108A (ko) 쿠션기구가 부착된 실린더를 사용한 공작물의고속가압방법 및 그 기구
US7223933B2 (en) Low impact spot welding cylinder with single piston
EP2497958A2 (en) Fluid operated actuation system
US7214902B2 (en) Low impact spot welding cylinder with dual pistons
US7337885B2 (en) Telescoping cylinder
KR20210127640A (ko) 유체압 실린더
JP5154553B2 (ja) 空気圧式アクチュエータ
TW202223247A (zh) 氣體缸
JP7225198B2 (ja) 液圧式パーカッションデバイスのバルブパイロット装置
KR100534735B1 (ko) 유압 실린더
CN113507999A (zh) 具有可调整的抽取体积的用于机器人安装板的冷却水抽取设备
KR100325640B1 (ko) 용접봉작동용공압식구동장치
JP5002501B2 (ja) 空油変換増圧器
JP6796291B2 (ja) エアシリンダ
US7952046B2 (en) Resistance welding gun with independent actuators
KR20030039398A (ko) 유압실린더의 댐핑 장치
JP2021001656A (ja) 油圧ブースタ装置
JPS6046281B2 (ja) 流体圧シリンダの自動往復動制御装置
JP2005282739A (ja) シリンダ装置
JP2021001655A (ja) 油圧ブースタ装置
KR100797273B1 (ko) 작동 소음 및 진동이 저감된 유압실린더
WO1998029665A1 (en) Cylinder device
KR20030089551A (ko) 유압실린더의 댐핑조절장치

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101215

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110314

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110322

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111122

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141222

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees