JPH11314164A - ガス充填溶接装置 - Google Patents
ガス充填溶接装置Info
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- JPH11314164A JPH11314164A JP7070699A JP7070699A JPH11314164A JP H11314164 A JPH11314164 A JP H11314164A JP 7070699 A JP7070699 A JP 7070699A JP 7070699 A JP7070699 A JP 7070699A JP H11314164 A JPH11314164 A JP H11314164A
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Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
とが出きる生産性の高いガス封入溶接システムを提供す
る。 【構成】 ガス充填に必要な少なくともボトル本体の供
給から溶接ピンの挿入,高圧ガスの注入・溶接加工まで
の一連の作業を回転割り出しにより,各ステーションご
とに全自動で行う。
Description
載されるエアバックのボトル本体又は緩衝器のシリンダ
本体等(以下 ボトル本体という)の本体容器に,小さ
なを注入孔を設けてその注入孔から高圧ガス又は液体若
しくは粉末等(以下 高圧ガスという)を給入し,前記
注入孔を溶接ピン又はプラグ等(以下 溶接ピンとい
う)で塞いでプロジェクション溶接して密封するガス充
填溶接装置に関する。
置は,たとえば自動車に使用される緩衝器の場合は,ボ
トル本体をターンテーブル又はコンベヤー等により垂直
状態にクランプし,順次溶接ステーションに移送し,ガ
ス注入孔より圧縮ガスを供給して,このガス注入孔に溶
接ピンを挿入して後,ボトル本体を押し上げ,シリンダ
の外周を割り電極で挟持し,その後ボトル本体を上部電
極まで押し上げ,溶接ピンを加圧し電極に溶接電流を流
してガス注入孔に溶接ピンの頭部をプロジェクション溶
接してガス封入溶接する。
ボトル本体を割り電極で両側から挟持するためボトル本
体の材料が表面に強固な高抵抗表面皮膜を有する場合
は,その表面に存在する酸化皮膜(黒皮)を除去しなけ
れば,良好な溶接部を得ることができない。
ロジェクション溶接機の二次電圧では通電不可能であ
る。また従来の装置は割り電極治具とその駆動装置を必
要とするため構造が複雑になり,コスト高の要因となっ
ていた。
を有するボトルでもガス充填に関して必要な一連の加工
動作を全自動で効率的に行うことができる製造システム
の実現に資することを目的とする。
成するため,次のような技術的手段を講じてある。すな
わち,請求項1の発明はボトル本体に穿設された小さな
ガス注入孔からガスを供給し,ボトル内にガスが充填し
たところで,当該注入孔を溶接ピンで溶接・密封するガ
ス充填溶接装置において,前記ボトル本体は回転テーブ
ルに適間隔をもって配置された複数のクランプ装置によ
り規定の基準高さをもって保持されること;前記テーブ
ルの回転割り出し位置の近傍に,ボトル本体をクランプ
装置へ順次供給ないし搬出する第1工程手段と;前記第
1工程手段により供給されたボトル本体のガス注入孔を
検出し,その検出したガス注入孔に溶接ピンを挿入する
第2工程手段と;前記第2工程手段を経て供給されたボ
トル本体を,溶接基準位置まで押し上げてガス注入孔の
溶接周囲をシールドするシステムと,前記シールドした
空間に高圧ガスを注入して前記溶接ピンとガス注入孔の
スキ間からボトル内に高圧ガスを供給すると共に,その
高圧ガス流により浮き上がる溶接ピンを規定位置で停止
させるストッパシステムと,前記ボトル容積のガス圧が
所定圧に達したときに,電極を介して溶接に必要な加圧
力と溶接電流を与えて溶接ピンの頭部をガス注入孔にプ
ロジェクション溶接する溶接ユニットを含む第3工程手
段と;を有することを特徴とする。
側から挟持するのではなく,ボトル本体の上面に電極を
配置するためボトル本体の材料が表面に強固な高抵抗表
面被服を有する場合でもその表面に存在する酸化皮膜
(黒皮)を除去することなく,良好な溶接部を得ること
ができる。また,従来の装置は割り電極治具とその駆動
装置を必要としないため構造が簡単で,コスト低減を図
ることができる。
本体の供給から溶接ピンの挿入,高圧ガスの注入・溶接
加工までの一連の作業を前記テーブルにより順次割り出
し回転しながら全自動で行うこと;を特徴とする。それ
によって,ガス充填容器の製造システムの全自動化を実
現し,大量生産による生産タクトタイムを飛躍的に短縮
する。
は第1工程手段〜第3工程手段の中間地点をメンテナン
スポジションとして割り出せるようにしたこと;を特徴
とする。これによって,消耗部品の交換や点検等のメン
テナンス作業が容易になる。
置は複数対のローラ群がボトル本体の外周面を四方から
押し当て,ボトル底面をワーク受け具で受け支えて当該
ボトルを垂直状態に保持すること;を特徴とする。これ
によって,ボトル本体の出し入れとガス注入孔の位置決
めが容易となる。
第1工程手段はロボットによるチャッキング装置でボト
ル本体の供給と搬出を行うこと;を特徴とする。こうす
ることによって,ボトル本体の供給と搬出を狭いスペー
スで素早く行うことができる。
工程手段がボルト本体のガス注入孔を光センサで検出
し,その検出した位置からパルス数をカウントし,その
カウント数が溶接ピンの挿入位置に見合った移動距離に
応じた設定パルス数に達したとき,溶接ピン挿入装置に
起動信号を出力しガス注入孔に溶接ピンを挿入するこ
と;を特徴とする。これによって,ガス注入孔の検出精
度を向上し,溶接ピンの供給ミス及びこれに起因する溶
接不良をなくすことができる。
に含まれるメタルシールが電極チップと同心上に配置さ
れ,前記メタルシールの外側に電極チップに対応する外
側電極を備え,前記メタルシールの内径と電極チップ外
周との間に形成されたスキ間から高圧ガスが溶接ピン挿
入部に注入されるようにした溶接ユニットを有するこ
と;を特徴とする。
大型化を解消し,しかも前記メタルシールと一対の電極
間に対するワークセットを一方向からの駆動装置により
行うため,溶接位置決めが容易になる。また前記メタル
シールと電極チップと外側電極とを内蔵したことにより
溶接ヘッドのユニット化を実現でき,部品組立及びメン
テナンス等の作業能率化が図れる。
の先端には内径に向かって傾斜した鋭角(V字開先を含
む)をもたせ,この鋭角がボトル本体の上蓋の表面に食
い込み,メタルシールと溶接ピンとの間に遮蔽した局部
的な空間を形成すること;を特徴とする。こうすること
にとってガス供給路を大気から完全に遮断しガス注入の
効率化を実現する。
に含まれるストッパシステムが電極チップ位置調整装置
として一枚のストッパプレートに板厚の異なる段差部n
を設け,前記ストッパプレートをシリンダ又はモータ等
により移動させることで,n段の板厚を選択して,加圧
シリンダのピストンロッドに固着したストッパボルトに
対向させて電極チップ先端の下降位置を調整すること;
を特徴とする。これによって,電極チップが消耗しても
簡単に溶接ピンの停止位置を調整することができる。
先端の消耗で電極加圧位置が変化したとき,電極チップ
の開放位置を管理するため,ストッパプレートの4段板
厚を切り換えることによって調整できること;を特徴と
する。
プの位置調整の選択条件幅が広くなり電極消耗による段
取り換え及び電極管理が容易になる。
づいて説明する。図1は本発明装置の全体のレイアウト
を示す正面図である。図2は回転テーブルによるワーク
割り出し装置の側面図である。図3は回転テーブルに配
置されたクランプ装置の平面図である。図4はガス充填
溶接装置の溶接ユニットの断面とガス充填溶接対象物の
一部破砕断面を示す。図5はガス流入溝をもつ溶接ピン
を示す。図6は電極位置調整装置の平面であり,図7は
電極位置調整装置の断面図である。図8は各ステーショ
ンの作業位置とメンテナンス位置の配置関係を示す平面
図である。
バックに使用されるガス充填ボトルの製造システムに関
して説明する。図1,図2及び図8において,回転テー
ブル1は割り出し回転機構2によりテーブル上に設けた
三つのステーション8(A,B,C)へ順次時計の方向
に回転割り出しができるように構成されている。したが
って,前記回転テーブルによりセットされたボトル本体
が120度ごとに等間隔をもって第1工程手段〜第3工
程手段の各加工位置へ間欠的に送られる。
易にできるように,メンテナンスポジションが割り出せ
る。実際には第1ステーション〜第3ステーションの三
つの中間地点に設けたメンテナンス作業位置(a,b,
c)で停止できるようになっている。
する複数のクランプ装置3,4,5か各ステーションご
とに配置されている。各クランプ装置は複数対のローラ
群とワーク受け具6から構成され,ボトル本体の外周面
に対し四方8箇所からローラ群が押し当てて,ボトル本
体の底面は上下自在に動くワーク受け具6によって支え
る。これにより前記ボトル本体を立てたまま回転テーブ
ル上に保持することができる。
示すように,上下二つのクランプローラ8が一本の支軸
9により回転自在に支持されている。そしてクランプロ
ーラ8は焼入れされた鉄材から作られたもので,二方向
のローラ群は2本の支軸9が一組となっていて前記テー
ブルに固着されたブラケット10に支持されている。
軸12が各ヒンジ13を中心に開閉する二つのアーム1
4の先端に支持されている。この二つのアーム14の間
は1本のスプリングにつながれており,常時互いに引き
合う方向に付勢されたスプリング力により,各ヒンジ1
3を中心に左右方向に開閉動作する。
カムフォロア16が支持されており,この二つのカムフ
ォロア16の間に円形部材17を矢印方向からシリンダ
(図省略)等で前進させると,その押圧力でヒンジ13
を中心にアーム先端のクランプローラ11が開く。
クランプのポケットを開いたり閉じたりして,ボトル本
体の出し入れが可能になる。したがってクランプローラ
11を閉じる場合は円形部材をカムフォロア16から離
反すればアーム14と共にクランプローラ11がスプリ
ング力で閉じる。ボトル本体の出し入れは第1ステーシ
ョンに配置されたロボットRが行う。
積まれ,コンベアーによりロボットの移動範囲内に搬送
される。ロボットRはパレットのボトル本体をチャッキ
ング装置18により掴み,それを開放したクランプ装置
3にセットしたり,また溶接後のボトル本体を開いたク
ランプ装置から取り出す動さを行う。この動作はロボッ
トに記憶させた動作軌跡情報に従って繰り返される。
接ピン供給装置20が配置されている。ここでは前工程
手段で供給されたボトル本体に対し,上蓋Cの小さなガ
ス注入孔Oを検出し,そのガス注入孔を溶接ピンPの供
給位置に割り出し,次の動作で供給位置を確認し,ガス
注入孔に溶接ピンPを供給するまでの一連の動作を行
う。
出器22と位置確認装置23がオフセットした位置に支
持されていて,支持台24に固定されたシリンダ25に
よりガイドレール26に乗って移動台21が移動し,回
転テーブルのクランプ装置の上方に停止する。しかも前
記供給装置の上方には溶接ピンを供給するパーツフィダ
27が配置されている。
ボトル本体のガス注入孔を光電子センサ等により検出す
るものである。ボトル本体は前工程手段(第1工程手
段)ではガス注入孔の位置に関係なくランダムに供給さ
れるために,ガス注入孔の向き(位置)がいろいろ変わ
る。これを所定位置で検出し,位置修正するためにボト
ル回転装置28が配置されている。前記回転装置は図で
は省略したモータM等で駆動ローラを回転し,その駆動
ローラの摩擦力でボトル本体を回転し,これによりガス
注入位置を検出位置に移動して検出する。
たが,先の光電子センサ22でガス注入孔を検出した
後,供給位置がオフセット位置にあたるため,前記供給
位置までの移動距離に応じたモータ回転数をエンコーダ
29によりパルス数に変換し,このパルス数を計測して
溶接ピン供給位置に見合った設定パルス数に達したとこ
ろでボトル本体の回転を停止させる。
3のシリンダ動作で確認ピン(図省略)がボトル本体の
上方から下降し,ボトル上蓋Cのガス注入孔Oに挿入さ
れ,これによりガス注入孔の位置が確認される。この位
置確認は確認ピンが前記ガス注入孔に差し込まれたとき
のストロークピンの変位量を基準値と比較することによ
って確認される。
ル本体を回転し,位置検出を行うなど,これらの諸動作
は当該溶接装置へのプログラム設定によって行うことに
なる。位置検出が終わると,溶接ピンPがガス注入孔に
供給される。
に,ピン頭部には溶接ピンが孔に挿入された際に,ガス
注入孔とピン頭部との間にボトル内に高圧ガスを注入す
るためのガス流入溝を縦方向に形成する3本の突起Sが
設けられている。
極ホルダ31に棒状の電極チップ32を挿入し,その電
極チップ32とメタルシール33が電極ヘッドブロック
34の電極チップ挿入孔35と同一中心線Q上に挿入さ
れ,メタルシール33の内径と電極チップ外周との間に
は高圧ガスが流入する僅かなスキ間36が形成されてい
る。
傾斜した鋭角をもたせ,この鋭角をもった刃先が,前記
ボトル本体を昇降シリンダ7で押し上げることによって
前記ボトル本体の上蓋上面に食い込み,前記溶接ピンP
を囲むガス注入孔周辺に密封可能な遮蔽空間が形成され
る。
数のボトルB1により支持され,前記ボルトB1を取り
巻くようにスプリング38が配置されて,外側電極全体
がフローテイング可能に支持されている。
接基準位置に押し上げられたときに外側電極37全体が
スプリング力でボトル本体の上蓋上面に接触し,十分な
通電経路を形成する。外側電極37は常時メタルシール
33の先端開先よりも下がった状態で支持されている。
外側電極37は溶接トランス(図省略)からの二次導体
39とボルトB2により支持されている。
示すように,1枚のストッパプレート41に板厚が2m
mないし1mm毎に4段階に異なる段差部nが形成され
ている。このストッパプレートをシリンダ42又はモー
タ等により移動させ,4段階の板厚を任意に選択するこ
とによって,加圧シリンダ43のストッパ用ピストン4
8と一体に動くピストンロッド44に固着したストッパ
ボルト45に対向させて加圧用ピストン47と一体に動
くピストンロッド49により加圧動作する電極チップ3
2の開放量を調整することができる。なお,板厚段差の
段数は任意である。
ると,電極加圧位置が変化し,高圧ガス注入時の急激な
ガス流により小さな溶接ピンPがボトル本体Wにセット
された孔から舞い上がって抜け出さないように電極チッ
プの開放位置を管理するために,ストッパプレート41
の4段板厚を電極消耗量に応じて切り換えることによっ
て調整できるようになっている。また,電極チップの先
端を定期的にドレッシングして電極チップ先端形状を維
持するのにはケージ等が用いられる。
ず,第1ステーションにおいて,ボトル本体Wの供給と
取り出し位置のロボットRは待機位置で待機している。
ボトル搬送パレットがコンベアーにより搬送され所定位
置で停止すると,クランプ装置3のカムフォロア16が
円形部材17の外力で押圧されクランプローラ11が開
く。
が開いたところに,ロボットRがパレットからボトルを
掴み,開いたポケットに垂直に挿入する。その後,円形
部材17が戻りクランプローラ11を閉じてボトル本体
Wを固定する。前工程手段を経過したボトル本体は第2
ステーションをに向けて次の回転割り出しにより送られ
る。前記ボトル本体が第2ステーションに送られると,
ガス注入孔Oを検出する光電子センサ22がシリンダ2
5により前進し,クランプ装置の上方で停止する。
状態で回転し,そのボトル本体が回転している間に光電
子センサ22がガス注入孔Oの位置を検出する。位置検
出からパルス数のカウントが開始され,そのカウント数
がガス注入孔の次の溶接ピン供給位置まで移動距離に見
合った設定パルス数に達したとき,ボトル本体の回転運
動が停止する。
入され,ガス注入孔の位置が確認される。位置確認した
後,シリンダ25で検出器22等がクランプ装置の上方
から後退し,次の動作で溶接ピンPがパーツフィーダか
ら送球される。
と,ボトル本体Wは回転テーブルの回転割り出して第3
の溶接ステーションに送られる。第3工程手段に送られ
たボトル本体は昇降シリンダ7によりワーク受け具6が
押し上げられ,この動作によってボトル本体の溶接位置
が溶接基準位置にセットされる。
からの動きで溶接基準位置まで僅かにフローテングする
分押し上げられるが,これによって外側電極37の先端
にはスプリング38の反発力により十分な押圧力がボト
ル本体の上蓋の上面に掛かった通電経路を形成するに十
分な接触面積が得られる。同時にボトル本体が溶接位置
に送られると,メタルシール33の先端がボトル本体の
上面に食い込み,これによってガス注入孔と溶接ピンP
を囲む小面積の密封空間が形成される。
2の先端と溶接ピンPの頭部との間には,電極位置調整
装置40のストッパ41により僅かなスキ間が形成され
る。この状態で高圧ガスが電極ヘッドに供給され,ガス
供給口46からメタルシール33に給入される。
過度に浮き上がるが電極チップ先端でその浮上位置を規
制するため,溶接ピンは僅かに浮き上がるだけでガス注
入孔Oからは抜け出さずガス流のみ注入される。このガ
ス流は溶接ピンの頭部突起Sによって形成されたガス流
入溝からボトル容積の規定充填圧に達するまで供給され
る。
ン47を作動し電極チップ32をさらに下降して溶接に
必要な加圧力を溶接ピンに与えて電極間に溶接電流を流
して溶接ピンの頭部とガス注入孔の周囲を集中的に加熱
溶融しガス密封溶接を行う。
シリンダが戻り,溶接されたボトル本体を元のクランプ
位置に戻した後,回転テーブル1が割り出し回転し,溶
接されたボトル本体が再度第1ステーションに送られ,
同様にクランプローラ11を開いた後,ロボットのハン
ドリングでボトル本体が搬出される。搬出されたクラン
プ装置には次の新しいボトル本体がロボットにより供給
される。
テーションまでの一連の作業動作を工程手段順に説明し
たが,回転テーブルの割り出し動作により各ステーショ
ンでの作業は同時に行われる。したがって,ボトル本体
の供給からガス注入孔の検出・溶接工程までを各ステー
ション毎に前記テーブルを順次割り出し回転しながら全
自動で運転することになる。
ば,ガス充填に必要な少なくともボルト本体の供給から
溶接ピンの挿入,高圧ガスの注入・溶接加工までの一連
の作業を回転割り出しにより,各ステーション毎に全自
動で行うことができ,高い多量生産能力を発揮できる機
械を提供する。
り電極で両側から挟持するのではなく,ボトル本体の上
蓋表面に電極を配置するためボトル本体の材料が表面に
強固な抵抗表面皮膜を有する場合でもその表面に存在す
る酸化皮膜(黒皮)を除去することなく,良好な溶接部
を得ることができる。
動装置を必要としないため,メタルシールと電極との簡
単なユニット機構を実現し,かつ被溶接物の供給・位置
決め精度の向上と機械のメンテナンス性の向上を図り低
コストの設備を提供する。
ある。
ンプ装置の平面図である。
部の一部破砕断面を示す。
す。(a)は溶接ピンの断面図。(b)は矢視図。
ある。
ある。
メンテナンスポジションのレイアウトを示す平面図であ
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 ボトル本体に穿設された小さなガス注入
孔からガスを供給し,ボトル内にガスが充填したところ
で,当該注入孔を溶接ピンで溶接・密封するガス充填溶
接装置において,前記ボトル本体は回転テーブに適間隔
をもって配置された複数のクランプ装置により規定の基
準高さをもって保持されること;前記テーブルの回転割
り出し位置の近傍に,前記ボトル本体をクランプ装置へ
順次供給ないし搬出する第1工程手段と;前記第1工程
手段により供給されたボトル本体のガス注入孔を検出
し,その検出したガス注入孔に前記溶接ピンを挿入する
第2工程手段と;前記第2工程手段を経て供給されたボ
トル本体を,溶接基準位置まで押し上げてガス注入孔の
溶接周囲をシールドするシステムと,前記シールドした
空間に高圧ガスを注入して前記溶接ピンとガス注入孔の
スキ間からボトル内に高圧ガスを供給すると共に,その
高圧ガス流により浮き上がる前記溶接ピンを規定位置で
停止させるストッパシステムと,前記ボトル容積のガス
圧が所定圧に達したときに,電極を介して溶接に必要な
加圧力と溶接電流を与えて前記溶接ピンの頭部をガス注
入孔にプロジェクション溶接する溶接ユニットを含む第
3工程手段と,を有することを特徴とするガス充填溶接
装置。 - 【請求項2】 前記請求項1に記載された装置におい
て,少なくともボトル本体の供給から溶接ピンの挿入,
高圧ガスの注入・溶接加工までの一連の作業を前記テー
ブルにより順次割り出しながら全自動で行うこと;を特
徴とするガス充填溶接装置。 - 【請求項3】 前記請求項1又は2の装置において,前
記回転テーブルは第1工程手段〜第3工程手段の中間地
点をメンテナンスポジションとして割り出せるようにし
たこと;を特徴とするガス充填溶接装置。 - 【請求項4】 前記請求項1,2又は3の装置におい
て,前記クランプ装置は複数対のローラ群がボトル本体
の外周面を四方から押し当て,ボトル底面はワーク受け
具で受け,これにより前記ボトル本体を垂直状態に保持
すること;を特徴とするガス充填溶接装置。 - 【請求項5】 前記請求項1から4のいずれかに記載の
装置において,前記第1工程手段はロボットによるチャ
ッキン装置でボトル本体の供給と搬出を行うこと;を特
徴とするガス充填溶接装置。 - 【請求項6】 前記請求項1から5のいずれかに記載の
装置において,前記第2工程手段はボトル本体のガス注
入孔を検出器で検出し,その検出した位置からパルス数
をカウントし,そのカウント数が溶接ピンの挿入位置に
見合った移動距離に応じた設定パルス数に達したとき,
溶接ピン挿入装置に起動信号を出力しガス注入孔に溶接
ピンを挿入すること;を特徴とするガス充填溶接装置。 - 【請求項7】 前記請求項1又は6のいずれかの装置に
おいて,前記第3工程手段はメタルシールが電極チップ
と同心上に配置され,前記メタルシールの外側に電極チ
ップに対応する外側電極を備え,前記メタルシールの内
径と電極チップ外周との間に形成された隙間から高圧ガ
スが溶接ピン挿入部に注入されるようにした溶接ユニッ
トを有すること;を特徴とするガス充填溶接装置。 - 【請求項8】 前記請求項7の装置において,前記メタ
ルシールの先端には内径に向かって傾斜した鋭角を持た
せ,この鋭角がボルト本体の上面に食い込み,前記メタ
ルシールと溶接ピンとの間に密封可能な空間を形成する
こと;を特徴とするガス充填溶接装置。 - 【請求項9】 前記請求項1から8のいずれかに記載の
装置において,前記第3工程手段はストッパシステムが
電極チップこのストッパプレートをシリンダ又は位置調
整装置として1枚のストッパプレートに段階的に板厚の
異なるストッパを設け,モータ等により移動させること
で,ストッパ部の板厚を選択して,加圧シリンダのピス
トンロッドに固着したストッパボルトに対向させて電極
チップの開放量を調整すること;特徴とするガス充填溶
接装置。 - 【請求項10】 前記請求項1から9のいずれかに記載
の装置において,前記電極チップ先端の消耗で電極加圧
位置が変化したとき,電極チップの開放量を管理するた
め,前記ストッパプレートのn段板厚を切り替えること
によって調整すること;を特徴とするガス充填溶接装
置。
Priority Applications (1)
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