JP2005059048A - Electric spot welding gun - Google Patents
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Abstract
【課題】ボールねじを用いてロッドを滑らかに進退させるとともに、動力の伝達作用を奏する第1のボール群の循環路と、構成要素の回転止めの作用を奏する第2のボール群の循環路の各経路を適切に設定する。
【解決手段】中空部を備えるロッドと、該ロッドの端部に固定された円筒状の回転防止部30aと、スプライン溝31a、31b、31cを備えるボールスプライン軸32と、内壁にボールねじ溝が形成された中空のロータとを有する電動式スポット溶接ガンにおいて、回転防止部30aは第1のボール群が挿入され循環移動する3つの第1循環路59a、59b、59cと、第2のボール群が挿入され循環移動する3つの第2循環路60a、60b、60cとを備える。第2循環路60a、60b、60cは回転防止部30aの軸を中心に断面放射状に配置されている。
【選択図】図4
A ball screw is used to smoothly advance and retract a rod, and a circulation path of a first ball group that exerts a power transmission action, and a circulation path of a second ball group that acts as a rotation stop of components. Set each route appropriately.
A rod having a hollow portion, a cylindrical anti-rotation portion 30a fixed to an end of the rod, a ball spline shaft 32 having spline grooves 31a, 31b, and 31c, and a ball screw groove on an inner wall. In the electric spot welding gun having the formed hollow rotor, the rotation preventing unit 30a includes three first circulation paths 59a, 59b, 59c in which the first ball group is inserted and circulated, and the second ball group. Are inserted and circulated and three second circulation paths 60a, 60b, 60c are provided. The second circulation paths 60a, 60b, and 60c are arranged radially in cross section around the axis of the rotation preventing unit 30a.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、ワークを電極チップで挟持した状態で通電してワークを溶接する電動式スポット溶接ガンに関し、特に、電極チップをモータで開閉することのできる電動式スポット溶接ガンに関する。 The present invention relates to an electric spot welding gun that welds a workpiece by energizing the workpiece while the workpiece is sandwiched between electrode tips, and more particularly, to an electric spot welding gun that can open and close an electrode tip with a motor.
従来、ワークの溶接にはスポット溶接が用いられているが、近時、電極チップの制御の観点からサーボモータを用いた電動式スポット溶接ガンが普及しつつある。電動式スポット溶接ガンによれば、異なる板厚のワークに柔軟に対応することができる。 Conventionally, spot welding is used for welding of workpieces, but recently, an electric spot welding gun using a servo motor is becoming widespread from the viewpoint of controlling an electrode tip. According to the electric spot welding gun, it is possible to flexibly cope with workpieces having different thicknesses.
一方、電動式スポット溶接ガンは、多関節ロボットのエンドエフェクタとして用いられることがあり、多関節ロボットの動作性能等の観点から電動式スポット溶接ガンは小型、軽量なものが望まれている。 On the other hand, the electric spot welding gun is sometimes used as an end effector of an articulated robot. From the viewpoint of the operation performance of the articulated robot, the electric spot welding gun is desired to be small and light.
このような背景から、電極チップを備えたロッドにボールねじ溝とボールスプライン溝がクロスするように形成されて進退機能及び回り止め機能を奏する電動式スポット溶接ガンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような電動式スポット溶接ガンは、全長を短くすることができる。 From such a background, there has been proposed an electric spot welding gun which is formed such that a ball screw groove and a ball spline groove cross on a rod provided with an electrode tip and has an advance / retreat function and a detent function (for example, a patent) Reference 1). Such an electric spot welding gun can shorten the overall length.
また、ロータを中空構造としたスポット溶接ガンが提案されている(例えば、特許文献2参照)。このように、ロータを中空構造とすると電動式スポット溶接ガン全体をコンパクトにすることができて好適である。 A spot welding gun having a hollow rotor structure has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Thus, it is preferable that the rotor has a hollow structure because the entire electric spot welding gun can be made compact.
さらに、ロッドを滑らかに進退させるための機構として、例えば、ボールねじスプラインユニットを適用することが検討される(例えば、特許文献3参照)。 Further, as a mechanism for smoothly moving the rod forward and backward, for example, it is considered to apply a ball screw spline unit (see, for example, Patent Document 3).
ところで、前記特許文献1の技術では、ロッドにボールねじ溝やボールスプライン溝が形成されており、前記特許文献2の技術では、ロッドに回り止めのスプライン溝が形成されている。従って、ロッドをハウジングから伸出させる際には、ボールねじ溝やボールスプライン溝も外部に露呈する。ボールねじ溝及びボールスプライン溝をスパッタ、水分、粉塵等の異物から保護するためには蛇腹等の伸縮可能な保護材でカバーする必要があるが、溶接時に飛散するスパッタは高温であることからこれらのカバーを損傷してしまい、十分な保護がなされない。 By the way, in the technique of Patent Document 1, a ball screw groove and a ball spline groove are formed on the rod, and in the technique of Patent Document 2, a non-rotating spline groove is formed on the rod. Therefore, when the rod is extended from the housing, the ball screw groove and the ball spline groove are also exposed to the outside. In order to protect the ball screw grooves and ball spline grooves from foreign matter such as spatter, moisture, dust, etc., it is necessary to cover them with a stretchable protective material such as bellows, but these spatters scattered during welding are hot. The cover will be damaged and will not be adequately protected.
ロッドにボールスプライン溝を設けない場合には、例えば、ロッドの回り止めとしてのガイド部材を配設する必要があるが、このようなガイド部材を設けるとスポット溶接ガン全体が大型化し、小型、軽量化の要望に反する。 When the rod does not have a ball spline groove, for example, it is necessary to provide a guide member as a rod detent. However, when such a guide member is provided, the entire spot welding gun becomes larger, and is smaller and lighter. Contrary to the request for conversion.
また、特許文献3の技術では、螺旋状のボール溝に挿入されたボールは、ボールねじ溝よりも外径側の案内通路を経由して循環移動する。従って、ロータを回転させることにより該ロータの内径側のロッドを進退させようとする場合には、ロッドよりも外径側のロータにボールの案内通路を設ける必要があり、ロータの構造が複雑で慣性モーメントが大きくなる。これによりロータ及びロッドの制御応答性が低下する。 Further, in the technique of Patent Document 3, the ball inserted into the spiral ball groove circulates through a guide passage on the outer diameter side of the ball screw groove. Therefore, when the rod on the inner diameter side of the rotor is advanced and retracted by rotating the rotor, it is necessary to provide a ball guide passage in the rotor on the outer diameter side of the rod, and the rotor structure is complicated. The moment of inertia increases. Thereby, the control responsiveness of the rotor and the rod is lowered.
さらに、螺旋状のボール溝に挿入されたボールは、動力の伝達作用を奏し、一方、これらのボールとは別に、構成要素の回転止めの作用を奏するボールが用いられることがあるが、このような2種類のボール群のそれぞれの循環路が干渉することなく、しかもコンパクトに設定可能な技術が提案されていない。 Furthermore, the ball inserted into the spiral ball groove has a power transmission function. On the other hand, in addition to these balls, a ball having a function of preventing rotation of the component may be used. No technology has been proposed that can be set compactly without causing interference between the circulation paths of the two types of balls.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ボールねじを用いてロッドを滑らかに進退させるとともに、動力の伝達作用を奏する第1のボール群の循環路と、構成要素の回転止めの作用を奏する第2のボール群の循環路の各経路を適切に設定可能な電動式スポット溶接ガンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such a problem, and uses a ball screw to smoothly advance and retract the rod and to transmit power, and the circulation path of the first group of balls and the rotation of the components. It is an object of the present invention to provide an electric spot welding gun capable of appropriately setting each path of the circulation path of the second ball group that exerts a stopping action.
本発明に係る電動式スポット溶接ガンは、固定電極チップと可動電極チップでワークを挟持して溶接を行う電動式スポット溶接ガンにおいて、一端に前記可動電極チップを備え、他端に中空部を備えるロッドと、前記ロッドの他端に固定された円筒状の回転防止部と、ハウジングに固定され、軸方向に延在する複数のスプライン溝を備え、前記回転防止部及び前記ロッドの中空部に挿入されたボールスプライン軸と、前記ハウジングに設けられたステータから電磁力を受けて回転し、内壁にボールねじ溝が形成された中空のロータと、を有し、前記回転防止部は、外壁に形成された複数の螺旋凹部、及び前記螺旋凹部の両端部を連通する複数の第1内部通路からなり第1のボール群が挿入された第1循環路と、内壁に形成された軸方向に延在する内面凹部、及び前記内面凹部の両端を連通する第2内部通路からなり第2のボール群が挿入された複数の第2循環路と、を備え、前記第1のボール群のうち前記螺旋凹部に挿入されているものは前記回転防止部の外壁から突出して前記ボールねじ溝に係合しており、前記第2のボール群のうち前記内面凹部に挿入されているものは前記回転防止部の内壁から突出して前記スプライン溝に係合しており、前記第1のボール群及び前記第2のボール群はそれぞれ前記ロッドの進退に伴って前記第1循環路及び第2循環路を循環移動し、複数の前記第2循環路は前記回転防止部の軸を中心に断面放射状に配置されていることを特徴とする。 The electric spot welding gun according to the present invention is an electric spot welding gun that performs welding by holding a workpiece between a fixed electrode tip and a movable electrode tip, and includes the movable electrode tip at one end and a hollow portion at the other end. A rod, a cylindrical anti-rotation portion fixed to the other end of the rod, and a plurality of spline grooves fixed in the housing and extending in the axial direction, are inserted into the anti-rotation portion and the hollow portion of the rod A ball spline shaft and a hollow rotor that is rotated by receiving electromagnetic force from a stator provided in the housing and has a ball screw groove formed on the inner wall, and the rotation preventing portion is formed on the outer wall. A plurality of spiral recesses and a plurality of first internal passages communicating with both end portions of the spiral recesses, the first circulation path in which the first ball group is inserted, and an axial direction formed on the inner wall An inner surface recess, and a plurality of second circulation passages, each of which includes a second internal passage communicating with both ends of the inner surface recess, into which the second ball group is inserted, and the spiral recess of the first ball group Is inserted from the outer wall of the anti-rotation portion and is engaged with the ball screw groove, and the second ball group inserted into the inner surface recess is the anti-rotation portion. It protrudes from the inner wall and engages with the spline groove, and the first ball group and the second ball group circulate in the first circulation path and the second circulation path as the rod advances and retreats, respectively. The plurality of second circulation paths are arranged in a radial cross section around the axis of the rotation preventing portion.
これにより、第1のボール群が循環移動する第1循環路と、第2のボール群が循環移動する第2循環路の各経路を適切に設定することができる。また、第2循環路は回転防止部の軸を中心に断面放射状に配置されていることから、ボールスプライン軸に対してバランスよく係合することができる。 Thereby, it is possible to appropriately set each path of the first circulation path in which the first ball group circulates and the second circulation path in which the second ball group circulates. Further, since the second circulation path is radially arranged in section around the axis of the rotation preventing portion, it can be engaged with the ball spline shaft in a balanced manner.
この場合、前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記第2内部通路の隣接するもの同士を辺とする扇形状の円弧部に対して、前記第1内部通路の少なくとも一部が交差すると、各第2循環路の間の扇形状のスペースに第1内部通路を配置することができ、回転防止部の内部の空間を有効に利用することができる。従って、回転防止部の外径を小さくして慣性モーメントを低減し、ロータ及びロッドの制御応答性をより一層向上させることができる。 In this case, on the projection plane perpendicular to the axis of the rotation preventing portion, at least a part of the first internal passage is at least part of the fan-shaped arc portion having sides adjacent to the second internal passage. When intersecting, the first internal passage can be disposed in the fan-shaped space between the second circulation paths, and the space inside the rotation preventing portion can be used effectively. Therefore, the outer diameter of the rotation preventing portion can be reduced to reduce the moment of inertia, and the control response of the rotor and the rod can be further improved.
前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記第1内部通路は、周方向における正方向に進み、一度逆方向に戻った後に再度正方向に進む経路に設定するとよい。これにより、隣接する2つの第2内部通路の間のスペースを有効に利用して滑らかな略S字形の通路を形成することができ、第1のボール群を滑らかに通過させることができる。 On the projection plane perpendicular to the axis of the rotation prevention unit, the first internal passage may be set as a path that advances in the forward direction in the circumferential direction, once returns in the reverse direction, and then advances in the forward direction again. Thereby, a smooth substantially S-shaped passage can be formed by effectively using the space between two adjacent second internal passages, and the first ball group can be passed smoothly.
また、前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記軸に対する前記第1内部通路の最小距離を、前記軸に対する前記第2内部通路の最大距離より大きく、前記軸に対して前記第1内部通路の占める角度を、前記第2内部通路の隣接するもの同士を辺とする扇形状の占める角度より大きく設定すると、第1内部通路は屈曲度合いの小さい緩やかな経路となり第1のボール群を滑らかに通過させることができる。 The minimum distance of the first internal passage with respect to the axis is larger than the maximum distance of the second internal passage with respect to the axis on a projection plane perpendicular to the axis of the rotation prevention unit, and the first distance with respect to the axis When the angle occupied by one internal passage is set to be larger than the angle occupied by the fan-shaped portion having adjacent sides of the second internal passage as sides, the first internal passage becomes a gentle path with a small degree of bending, and the first ball group Can pass smoothly.
さらに、前記第2循環路は、前記スプライン溝の延在する方向に沿って複数に分割されて設けられており、前記第1内部通路は、分割された前記第2循環路の間を通過するように設けられていると、第1内部通路は屈曲度合いの小さい緩やかな経路となり第1のボール群を滑らかに通過させることができる。また、回転防止部の外径を小さくして慣性モーメントを低減し、ロータ及びロッドの制御応答性をより向上させることができる。 Furthermore, the second circulation path is divided into a plurality along the extending direction of the spline groove, and the first internal passage passes between the divided second circulation paths. In this way, the first internal passage becomes a gentle path with a small degree of bending, and can smoothly pass the first ball group. Also, the moment of inertia can be reduced by reducing the outer diameter of the rotation preventing portion, and the control response of the rotor and the rod can be further improved.
本発明に係る電動式スポット溶接ガンによれば、第1のボール群が循環移動する第1循環路と、第2のボール群が循環移動する第2循環路の各経路を適切に設定することができる。また、第2循環路は回転防止部の軸を中心に断面放射状に配置されていることから、ボールスプライン軸に対してバランスよく係合することができる。 According to the electric spot welding gun according to the present invention, each path of the first circulation path in which the first ball group circulates and the second circulation path in which the second ball group circulates is appropriately set. Can do. Further, since the second circulation path is radially arranged in section around the axis of the rotation preventing portion, it can be engaged with the ball spline shaft in a balanced manner.
以下、本発明に係る電動式スポット溶接ガンの実施の形態例を図1〜図10を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of an electric spot welding gun according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガン10は、いわゆるC形溶接ガンであり、多関節ロボット12の先端部にエンドエフェクタとして設けられている。電動式スポット溶接ガン10は、制御部14の制御下にワークWを溶接する機能を有するとともに、多関節ロボット12の動作によって、種々の位置に移動可能であり種々の姿勢を採り得る。また、電動式スポット溶接ガン10は、ロッド進退機構90を備え、該ロッド進退機構90の作用によってロッド24が進退する。
As shown in FIG. 1, the electric
電動式スポット溶接ガン10は、多関節ロボット12に対して取り付けられるC形のヨーク18と、該ヨーク18の一端に取り付けられた固定電極チップ20と、他端に設けられた電動駆動ユニット16とを有する。ヨーク18は、多関節ロボット12に対して矢印A方向に移動可能なイコライズ機能を備えていてもよい。
The electric
電動駆動ユニット16の下方(矢印A1方向を指す。また反対方向の矢印A2方向を上方という。)には、内蔵するサーボモータ40(図2参照)の作用下に進退するロッド24が突出している。ロッド24の下端には、固定電極チップ20に対向させて可動電極チップ26が取り付けられている。
Below the electric drive unit 16 (points in the direction of the arrow A1 and the direction of the arrow A2 in the opposite direction is referred to as the top), a
次に、電動駆動ユニット16の構成について図2及び図3を参照しながら説明する。
Next, the configuration of the
電動駆動ユニット16は本体であるハウジング28をベースに構成されており、前記ロッド24と、該ロッド24の上端に固定された円筒状の回転防止部30aと、上部がハウジング28に固定されたボールスプライン軸32と、中空で、螺旋状に形成されたボールねじ溝35a、35b、35cを内壁に備えるロータ36とを有する。回転防止部30aは、後述するように、ロッド24のボールスプライン軸32に対する回転を防止するとともに、サーボモータ40からロッド24に対して進退させる推力を伝達する作用を営む。
The
ボールスプライン軸32の上部はナット25によりハウジング28に固定されており、その固定部にはDカット面33(図3参照)が形成され、ハウジング28に対する回り止め機能を奏する。ボールスプライン軸32とハウジング28との接続部には適当なシール処理が施されている。
An upper portion of the
ハウジング28は、部材28a、28b、28c、28d及び28eに分割可能である。これらの部材28a、28b、28c、28d及び28eの各接続部にはシール37a、37b、37c及び37dが設けられている。
The
ステータ34とロータ36は、サーボモータ40を構成しており、ロータ36は、外壁に複数のマグネット36bを備え、前記ハウジング28に設けられたステータ34から電磁力を受けて回転する。ステータ34は、制御部14(図1参照)から通電されて電磁力を発生し、通電方向によってロータ36を正転及び逆転させることができる。ロータ36は、上方及び下方をそれぞれベアリング42及び44で軸支されており、滑らかに回転可能である。また、ロータ36の上端部には、レゾルバ等の回転検出部46が設けられており、ロータ36の回転角度に関する信号を制御部14に伝達することができる。
The
回転検出部46及びサーボモータ40の信号線及び動力線は、シール機能を有する電線用のコネクタ49を介して制御部14と接続されている。このコネクタ49、前記ボールスプライン軸32と前記ハウジング28とのシール処理(後述する環状シール51)、及び、前記シール37a、37b、37c、37dにより、ハウジング28全体が防水及び防塵構造となり水分や粉塵等の異物が進入することを防止し、内部のサーボモータ40、回転検出部46、ベアリング42及び44等を保護することができる。
The signal lines and power lines of the
ロッド24は、下方に絶縁体48を介して前記可動電極チップ26を備え、上方には中空部24aを備える。可動電極チップ26には、端子26aに電源ケーブルを接続することにより給電可能である。
The
ロッド24のうち、延出したときに露呈され、縮退したときに前記ハウジングに収納される部分の外壁24cは円柱形状である。従って、スパッタ、水滴及び粉塵等の異物の付着や噛み込み等を低減することができるとともに、ロッド24の製作が容易である。
Of the
ロッド24は、ハウジング28を構成する部材28eに対して、円筒状のメタルブッシュ(すべり軸受)50を介して摺動自在に軸支されている。メタルブッシュ50により外壁24cを支持してロッド24を確実に保持することができる。
The
ロッド24の先端部には、通路24bを介して中空部24aへグリスを供給するためのグリスニップル52が設けられている。メタルブッシュ50の近傍における部材28eの外壁には、メタルブッシュ50へグリスを供給するためのグリスニップル54が設けられている。ハウジング28を構成する部材28eの下端には、ロッド24の外壁24cに接触する環状シール51が設けられている。
A
ボールスプライン軸32の外壁には、軸方向に延在して3つのスプライン溝31a、31b、31cが等間隔で設けられている。ボールスプライン軸32は前記回転防止部30aに挿入されている。また、ロッド24が縮退しているときには、ボールスプライン軸32は、ロッド24の中空部24aに挿入されている。
On the outer wall of the
図3及び図4に示すように、回転防止部30aは、外壁に設けられた3つの螺旋凹部55a、55b、55cに、それぞれ複数のボール(第1のボール群)56が回転自在に挿入され、一部が外壁から突出している。ボール56の外壁から突出した部分は、ボールねじ溝35a、35b、35cに挿入されており、ロータ36の回転力を回転防止部30aに伝達する。螺旋凹部55a、55b、55cは、回転防止部30aの外壁に螺旋状に形成されており、螺旋凹部55aの端部70a、70b、螺旋凹部55bの端部72a、72b、及び螺旋凹部55cの端部74a、74bは、回転防止部30aの内部に設けられた3つの第1内部通路57a、57b、57c(図5参照)によってそれぞれ連通している。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the
第1内部通路57aは、端部70aを始点とした滑らかな弧を描くように回転防止部30aの内部に入り、周方向における正方向に進み、一度逆方向にやや反転しながら略軸方向に延在し、さらに反転して正方向に進みながら端部70bに達している。このように第1内部通路57aは、隣接する2つの第2循環路60a及び60cとの間のスペースを有効に利用して滑らかな略S字形の通路を形成し、ボール56を滑らかに通過させることができる。同様に、第1内部通路57bは端部72a及び72bの間で、第1内部通路57cは端部74a及び74bの間で、それぞれ滑らかな略S字形の通路を形成している。
The first
このように、螺旋凹部55a、55b、55cと第1内部通路57a、57b、57cによって3つの第1循環路59a、59b、59cが形成されており、ボール56は、この第1循環路59a、59b、59cに密に挿入されている。
As described above, the spiral recesses 55a, 55b, 55c and the first
これにより、ロータ36の回転力が、回転防止部30aを進退させる力に変換されることとなり、該回転防止部30a及びロッド24が進退する。ボール56は、ロッド24の進退に伴って、第1循環路59a、59b、59cに沿ってそれぞれ転がりながら循環移動することとなり、回転防止部30aとロータ36との摺動抵抗が低減する。従って、ロッド24が滑らかに進退可能であり、また、極めて滑らかに回転力を伝達することができる。
As a result, the rotational force of the
回転防止部30aは、軸方向に延在する内面凹部62a、62b、62cと、該内面凹部62a、62b、62cの両端をそれぞれ連通する第2内部通路61a、61b、61cとからなる3つの第2循環路60a、60b、60cを備え、該第2循環路60a、60b、60cにはそれぞれ複数のボール(第2のボール群)58が密に配置されている。各ボール58は、第2循環路60a、60b、60c内で転がりながら循環移動が可能である。ボール58のうち回転防止部30aの内壁側の内面凹部62a、62b、62cにあるものは、一部が内壁から突出し、それぞれスプライン溝31a、31b、31cに挿入される。回転防止部30aの内壁から突出したボール58は、ロッド24が進退する際の回り止めとして作用する。つまり、回転防止部30aは、外側のボール56を介してロータ36から回転方向の力を受けるが、内側のボール58の一部がスプライン溝31a、31b、31cに挿入されていることから回転防止部30aの回転は阻止され、結果として外側のボール56がボールねじ溝35a、35b、35cに沿って上下動することとなり、回転防止部30a及びロッド24はハウジング28に対して進退することとなる。
The
また、ボール58はそれぞれ第2循環路60a、60b、60cとスプライン溝31a、31b、31cとに接触しながら転がり可能であることから摺動摩擦の発生を防止し、ロッド24は極めて滑らかに進退可能である。
Further, since the
図5に示すように、回転防止部30aを軸Cに垂直な投影面上でみた場合、2つの隣接する第2循環路60a及び60cを辺とする扇形状98の円弧部98aと第1内部通路57aが交わっており、該第1内部通路57aは扇形状98の内部に入り込むような経路として設定されている。同様に、第1内部通路57bは第2循環路60a及び60bを辺とする扇形状の内部に入り込んでおり、第1内部通路57cは第2循環路60b及び60cを辺とする扇形状の内部に入り込んでいる。つまり、軸Cに対する第1内部通路57a、57b、57cの最小距離R2は、軸Cに対する第2内部通路61a、61b、61cの最長距離R1より小さく設定されている。
As shown in FIG. 5, when the
このように、第2循環路60a、60b、60cのうち隣接するもの同士を辺とする扇形状の円弧部に対して、第1内部通路57a、57b、57cの少なくとも一部が交差するように設定することにより、各第2循環路60a、60b、60cの間のスペースに第1内部通路57a、57b、57cを配置することができ、回転防止部30aの内部の空間を有効に利用することができる。従って、回転防止部30aの外径を小さくして慣性モーメントを低減することができる。
In this way, at least a part of the first
また、図5から明らかなように、3つの第2循環路60a、60b及び60cは軸Cを中心として放射状に設定されており、ボールスプライン軸32に対してバランスよく係合することができる。
As is apparent from FIG. 5, the three
以上、電動式スポット溶接ガン10とロッド進退機構90の構成についてまとめて説明したが、上記の通りロッド進退機構90は電動式スポット溶接ガン10に組み込まれているものであって、電動式スポット溶接ガン10のうち、ロッド24、回転防止部30a、ボールスプライン軸32、ロータ36及びボール56、58からなる構成がロッド進退機構90に相当する。
The configuration of the electric
次に、このように構成される電動式スポット溶接ガン10及びロッド進退機構90の作用について説明する。
Next, the operation of the electric
先ず、多関節ロボット12(図1参照)を動作させ、電動式スポット溶接ガン10をワークWの近傍まで移動させる。電動式スポット溶接ガン10は、ヨーク18の固定電極チップ20がワークWの一方の面に接触する位置に配置される。
First, the articulated robot 12 (see FIG. 1) is operated to move the electric
次に、制御部14は、サーボモータ40を所定の正方向に回転させてロッド24を延出させる。このように、ロッド24の先端の可動電極チップ26を移動させて固定電極チップ20とともにワークWを把持させた後、通電を行いワークWを溶接する。
Next, the
このとき、前記の通り、サーボモータ40を構成するロータ36が回転することにより、回転力がボール56を介して回転防止部30aに伝達される。回転防止部30aの内壁にはボール58の一部が突出して、ハウジング28に固定されたボールスプライン軸32のスプライン溝31a、31b、31cに挿入されていることから、回転防止部30aの回転が防止され、回転防止部30a及びロッド24が延出する(図6参照)。
At this time, as described above, when the
また、ボール56及び58の作用によって摺動抵抗が低減され、回転防止部30a及びロッド24は滑らかに延出可能である。
Further, the sliding resistance is reduced by the action of the
延出したロッド24は、外壁24cが露呈されることとなるが、この外壁24cは滑らかな円柱形状であり、スパッタや粉塵が付着しにくい。
The
制御部14は、回転検出部46の信号に基づいてロッド24の延出する量を検出可能であることから、ワークWの厚さに応じて進退制御を適切に行うことができる。また、制御部14は、ロッド24の位置を制御する位置制御と、ワークWを把持する挟持力を制御する力制御とを切り替えながら制御することができる。
Since the
溶接が終了した後、制御部14はサーボモータ40を逆方向に回転させて、ロッド24を縮退させる。このとき、ロッド24にスパッタ、水滴、粉塵等が付着している場合でも、環状シール51及びメタルブッシュ50により、これらのスパッタや粉塵が電動駆動ユニット16内に進入することを防止できる。
After the welding is completed, the
次に、電動式スポット溶接ガン10に用いられる回転防止部30aの第1及び第2の変形例である回転防止部30b、30cについて図7〜図10を参照しながら説明する。なお、回転防止部30b、30cにおいて前記回転防止部30aと同じ箇所については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, the
図7に示すように、第1の変形例である回転防止部30bでは、前記第1内部通路57a、57cに相当する第1内部通路92a、92cが、第2内部通路61a、61cよりも外径側を通るように設定されている。また、図7には図示しないが、前記第1内部通路57bに相当する第1内部通路92bが、第2内部通路61bよりも外径側を通るように設定されている。つまり、図8に示すように、回転防止部30bの軸Cに垂直な投影面上で、該軸Cに対する第2内部通路61a、61b、61cの最大距離R1は、該軸Cに対する第1内部通路92a、92b、92cの最小距離R2より大きく設定されている。また、軸Cに対して第1内部通路92a、92b、92cの占める角度は180°であり、2つの隣接する第2循環路60a及び60cを辺とする扇形状98の占める角度である120°より大きく設定されている。従って、第1内部通路92a、92b及び92cは屈曲度合いの小さい緩やかな経路となりボール56を滑らかに通過させることができる。
As shown in FIG. 7, in the
さらに、最長距離R1は最小距離R2より小さいことから、R1<R3<R2である径R3を境界として、回転防止部30bを第1内部通路92a、92b、92cを有する外側の筒状部と、第2内部通路61a、61b、61cを有する内側の筒状部とに分けることも可能である。この場合、2つの筒状部をそれぞれ個別に製作することができる。なお、図8においては、3つの第1内部通路92a、92b、92cの一部がそれぞれ重なることから、理解を容易にするために第1内部通路92aのみを実線で表し、残りの第1内部通路92b、92cを破線で表している。
Further, since the longest distance R1 is smaller than the minimum distance R2, the outer cylindrical portion having the first
次に、第2の変形例である回転防止部30cについて図9及び図10を参照しながら説明する。
Next, a
図9に示すように、回転防止部30cでは、前記第2循環路60a、60c(図5参照)に相当する循環路がそれぞれ軸方向に2つに分割されて設けられており、第2循環路78a及び80aが前記第2循環路60aに相当し、第2循環路78c及び80cが前記第2循環路60cに相当する。また、図9には図示しないが、前記第2循環路60b(図5参照)に相当する循環路がそれぞれ軸方向に2つに分割されて設けられており、第2循環路78b及び80bが前記第2循環路60bに相当する。
As shown in FIG. 9, in the
第2循環路78a及び80aは、スプライン溝31aの延在する方向に沿って並んで設けられており、同様に、第2循環路78b及び80bがスプライン溝31bの延在する方向に沿って設けられ、第2循環路78c及び80cがスプライン溝31cの延在する方向に沿って設けられている。
The
図9及び図10に示すように、前記第1内部通路57a(図5参照)に相当する第1内部通路94aは、第2循環路78a及び80aの間のスペース82aを通過するように設けられている。同様に、前記第1内部通路57bに相当する第1内部通路94bは第2循環路78b及び80bの間のスペース82bを通過しており、前記第1内部通路57cに相当する第1内部通路94cは第2循環路78c及び80cの間のスペース82c(図示せず)を通過している。このように、第1内部通路94a、94b、94cがスペース82a、82b、82cを通過するように設定することにより回転防止部30cの内部の空間を有効に利用することができ、回転防止部30cの外径を小さくして慣性モーメントを低減することができる。
As shown in FIGS. 9 and 10, the first
また、軸Cに対して第1内部通路94a、94b、94cの占める角度(例えば180°)を第2循環路78a(及び80a)、78b(及び80b)、78c(及び80c)のうち隣接する2つの間隔角度である120°よりも大きく設定することができる。従って、第1内部通路94a、94b及び94cは屈曲度合いの小さい緩やかな経路となりボール56を滑らかに通過させることができる。
Further, the angle (for example, 180 °) occupied by the first
なお、図10においては、3つの第1内部通路94a、94b、94cの一部がそれぞれ重なることから、理解を容易にするために第1内部通路94aのみを実線で表し、残りの第1内部通路94b、94cを破線で表している。
In FIG. 10, since the three first
このように、本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガン10によれば、可動電極チップ26が設けられたロッド24には、進退駆動用の溝や回り止め用の溝が不要であり、外壁24cを滑らかな円柱形状に形成することができる。従って、ロッド24を保護するための蛇腹機構等が不要である。
As described above, according to the electric
また、ロータ36の内径側にロッド24が挿入するように配置され、さらにロッド24の内径側にボールスプライン軸32が挿入されるように配置されている。一方、ステータ34は、ロータ36の外周に設けられている。すなわち、ステータ34、ロータ36、ロッド24及びボールスプライン軸32がそれぞれ同軸状に配置されており、電動駆動ユニット16を軸方向に短いコンパクトな構造にすることができる。
Further, the
さらに、ロッド24の外壁24cは円柱形状であることから、円筒状のメタルブッシュ50や、環状シール51を適用することができる。これにより、ロッド24を確実に保持するとともにガタを防止することができる。また、スパッタ、水滴、粉塵等の異物の進入を阻止することができる。
Furthermore, since the
また、本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガン10によれば、ロータ36は中空構造であることから軽量であり、しかも回転モーメントが小さいことから制御応答性がよい。
In addition, according to the electric
さらに、ボールスプライン軸32にかかる荷重は、回転防止部30a及びロッド24の回転を阻止するための弱い反力だけであることから、ボールスプライン軸32は細径に設定することができる。ロッド24は、ロータ36の内径側に配置され、しかも中空部24aに挿入されるボールスプライン軸32は細径に設定可能であることから、ロッド24も比較的細径に設定することができる。
Furthermore, since the load applied to the
ボールスプライン軸32及びロッド24が細径に設定可能であることから、電動駆動ユニット16、電動式スポット溶接ガン10及びロッド進退機構90をより軽量にすることができる。
Since the
また、ロッド24は、回転防止部30aのボール56及び58の作用により滑らかに進退可能であることから、サーボモータ40が小容量で足り、重量を軽減することができる。
Further, since the
さらに、螺旋凹部55a、55b、55cに挿入されたボール56は螺旋凹部55a、55b、55cよりも内径側の第1内部通路57a、57b、57cを経由して循環移動する。つまり、ボール56は回転防止部30aにおける第1循環路59a、59b、59cだけを循環し、その外側のロータ36には供給されない。従って、ロータ36にはボール56の案内通路を設ける必要がないことからロータ36を薄肉構造とすることができ、慣性モーメントを小さく設定可能であって、これによりロータ36及びロッド24の制御応答性がより向上する。
Furthermore, the
本実施の形態に係る電動式スポット溶接ガン10によれば、第1のボール群が循環移動する第1循環路と、第2のボール群が循環移動する第2循環路の各経路を回転防止部30a内にコンパクトに設定することができる。また、第1循環路59a、59b、59cと第2循環路60a、60b、60cは、軸方向において重畳するように設定可能であることから、電動式スポット溶接ガン10の軸方向の寸法を短くすることができる。
According to the electric
さらに、第2循環路60a、60b、60cは回転防止部30a、30b、30cの軸Cを中心に断面放射状に配置されていることから、ボールスプライン軸32に対してバランスよく係合することができる。
Further, since the
上記の実施の形態においては、回転防止部30a、30b及び30cの外壁に3つの螺旋凹部55a、55b、55cが設けられている例を示したが、これらの螺旋凹部の数は、ロッド24の動作に必要とされる速度と推力に基づいて適当な数に設定可能である。例えば、ロッド24の速度を遅く設定するためには、螺旋凹部の数を1とし、これに合わせてボールねじ溝35a、35b、35cに相当するボールねじ溝の数も1とすればよい。
In the above embodiment, the example in which the three
また、回転防止部30a、30b及び30cに3つの螺旋凹部55a、55b、55cに応じた3つの第1循環路59a、59b、59cを有している例を示したが、3つの螺旋凹部55a、55b、55cは内部通路の経路により1つの循環路を形成するようにしてもよい。すなわち、端部70aと端部72b、端部72aと端部74b、及び端部74aと端部70bとをそれぞれ内部通路で接続することにより、これらの内部通路と螺旋凹部55a、55b、55cとにより1つの循環路を形成することになる。
Moreover, although the example which has the three
この発明に係る電動式スポット溶接ガンは、上述の実施の形態例に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The electric spot welding gun according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…電動式スポット溶接ガン 12…多関節ロボット
14…制御部 16…電動駆動ユニット
24…ロッド 24a…中空部
24c…外壁 26…可動電極チップ
26a…端子 30a〜30c…回転防止部
31a〜31c…スプライン溝 32…ボールスプライン軸
34…ステータ 35a〜35c…ボールネジ溝
36…ロータ 36b…マグネット
40…サーボモータ 50…メタルブッシュ
51…環状シール 55a〜55c…螺旋凹部
56、58…ボール
57a〜57c、92a〜92c、94a〜94c…第1内部通路
59a〜59c…第1循環路
60a〜60c、78a〜78c、80a〜80c…第2循環路
61a〜61c…第2内部通路 62a〜62c…内面凹部
70a、70b、72a、72b、74a、74b…端部
82a〜82c…スペース 90…ロッド進退機構
98…扇形状 98a…円弧部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
一端に前記可動電極チップを備え、他端に中空部を備えるロッドと、
前記ロッドの他端に固定された円筒状の回転防止部と、
ハウジングに固定され、軸方向に延在する複数のスプライン溝を備え、前記回転防止部及び前記ロッドの中空部に挿入されたボールスプライン軸と、
前記ハウジングに設けられたステータから電磁力を受けて回転し、内壁にボールねじ溝が形成された中空のロータと、
を有し、
前記回転防止部は、外壁に形成された複数の螺旋凹部、及び前記螺旋凹部の両端部を連通する複数の第1内部通路からなり第1のボール群が挿入された第1循環路と、
内壁に形成された軸方向に延在する内面凹部、及び前記内面凹部の両端を連通する第2内部通路からなり第2のボール群が挿入された複数の第2循環路と、
を備え、
前記第1のボール群のうち前記螺旋凹部に挿入されているものは前記回転防止部の外壁から突出して前記ボールねじ溝に係合しており、前記第2のボール群のうち前記内面凹部に挿入されているものは前記回転防止部の内壁から突出して前記スプライン溝に係合しており、
前記第1のボール群及び前記第2のボール群はそれぞれ前記ロッドの進退に伴って前記第1循環路及び第2循環路を循環移動し、
複数の前記第2循環路は前記回転防止部の軸を中心に断面放射状に配置されていることを特徴とする電動式スポット溶接ガン。 In an electric spot welding gun that performs welding by sandwiching a workpiece with a fixed electrode tip and a movable electrode tip,
A rod provided with the movable electrode tip at one end and a hollow part at the other end;
A cylindrical anti-rotation portion fixed to the other end of the rod;
A ball spline shaft fixed to the housing and provided with a plurality of spline grooves extending in the axial direction, and inserted into the rotation prevention portion and the hollow portion of the rod;
A hollow rotor that rotates by receiving electromagnetic force from a stator provided in the housing, and has a ball screw groove formed on an inner wall;
Have
The rotation prevention unit includes a plurality of spiral recesses formed on an outer wall, and a first circulation path including a plurality of first internal passages communicating with both end portions of the spiral recesses, and the first ball group is inserted therein;
A plurality of second circulation paths formed of an inner surface recess formed in the inner wall and extending in the axial direction, and a second inner passage communicating with both ends of the inner surface recess, into which the second ball group is inserted;
With
The first ball group inserted into the spiral recess protrudes from the outer wall of the rotation prevention portion and engages with the ball screw groove, and the inner surface recess of the second ball group The inserted one protrudes from the inner wall of the rotation preventing portion and engages with the spline groove,
The first ball group and the second ball group respectively circulate in the first circulation path and the second circulation path as the rod advances and retreats,
The electric spot welding gun, wherein the plurality of second circulation paths are arranged radially in section around the axis of the rotation preventing portion.
前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記第2内部通路の隣接するもの同士を辺とする扇形状の円弧部に対して、前記第1内部通路の少なくとも一部が交差することを特徴とする電動式スポット溶接ガン。 The electric spot welding gun according to claim 1,
On the projection plane perpendicular to the axis of the rotation preventing part, at least a part of the first internal passage intersects a fan-shaped arc portion having sides adjacent to the second internal passage. Electric spot welding gun characterized by
前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記第1内部通路は、周方向における正方向に進み、一度逆方向に戻った後に再度正方向に進む経路に設定されていることを特徴とする電動式スポット溶接ガン。 The electric spot welding gun according to claim 2,
On the projection plane perpendicular to the axis of the rotation preventing unit, the first internal passage is set to a path that proceeds in the forward direction in the circumferential direction, and once again returns to the reverse direction and then travels in the forward direction again. Electric spot welding gun.
前記回転防止部の軸に垂直な投影面上で、前記軸に対する前記第1内部通路の最小距離は、前記軸に対する前記第2内部通路の最大距離より大きく、前記軸に対して前記第1内部通路の占める角度は、前記第2内部通路の隣接するもの同士を辺とする扇形状の占める角度より大きいことを特徴とする電動式スポット溶接ガン。 The electric spot welding gun according to claim 1,
On the projection plane perpendicular to the axis of the rotation preventing unit, the minimum distance of the first internal passage relative to the axis is greater than the maximum distance of the second internal passage relative to the axis, and the first internal passage relative to the axis. An electric spot welding gun characterized in that an angle occupied by the passage is larger than an angle occupied by a fan shape having adjacent sides of the second internal passage.
前記第2循環路は、前記スプライン溝の延在する方向に沿って複数に分割されて設けられており、
前記第1内部通路は、分割された前記第2循環路の間を通過するように設けられていることを特徴とする電動式スポット溶接ガン。 The electric spot welding gun according to claim 1,
The second circulation path is divided into a plurality along the extending direction of the spline groove,
The electric spot welding gun, wherein the first internal passage is provided so as to pass between the divided second circulation paths.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003291299A JP2005059048A (en) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | Electric spot welding gun |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011156005A (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Fuji Denki F-Tech Kk | Electric syringe for medicinal solution |
| CN114270075A (en) * | 2019-08-17 | 2022-04-01 | 超越工程股份有限公司 | Linear actuator |
| CN118664039A (en) * | 2024-07-04 | 2024-09-20 | 重庆丰足动力设备有限公司 | Welding device for exhaust manifold of diesel engine |
-
2003
- 2003-08-11 JP JP2003291299A patent/JP2005059048A/en active Pending
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