电阻焊装置的制作方法

本发明涉及一种通过经由电极对工件通电来焊接工件的电阻焊装置。

背景技术：

在日本发明专利公开公报特开平06-182560号中，公开一种通过经由电极对工件通电来焊接工件的点焊机(电阻焊装置)。

日本发明专利公开公报特开平06-182560号中的点焊机具有用于使电极进退移动的加压机构部(移动机构部)。该加压机构部包括加压缸和能够对加压缸的活塞杆(cylinderrod)施加制动力的制动器单元。

技术实现要素：

在日本发明专利公开公报特开平06-182560号中所记载的点焊机的制动器单元无法应用于将具有转子的马达作为驱动源的机构。另外，制动器单元的一部分位于远离活塞杆的位置，而存在使该点焊机大型化的问题。

本发明是考虑到这样的技术问题而做出的，其目的在于，提供一种能够对使电极进退动作的马达的转子施加制动力，并且能够抑制伴随设置制动器机构而导致大型化的电阻焊装置。

本发明的方式为一种通过经由电极对工件通电来焊接所述工件的电阻焊装置，其具有使所述电极进退移动的电极移动机构，所述电极移动机构包括移动机构部、马达和制动器机构，其中，所述移动机构部用于使所述电极进退移动；所述马达具有转子，驱动所述移动机构部而使所述电极进退动作；所述制动器机构在制动动作时阻止所述转子的旋转，所述制动器机构具有环状的制动盘和夹持部，其中，所述制动盘安装于所述转子的外周面，与所述转子一体旋转；所述夹持部在所述制动动作时夹持所述制动盘而阻止所述制动盘的旋转。

根据本发明的电阻焊装置，在制动动作时，安装于马达的转子的外周面的制动盘被夹持部夹持，阻止制动盘的旋转。据此，能够对使电极进退动作的马达的转子施加制动力，并且，能够抑制伴随设置制动器机构的电阻焊装置的大型化。

根据参照附图所要说明的以下的实施方式的说明，可以容易地理解上述的目的、特征和优点。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的焊枪的整体结构的侧视图。

图2是焊枪的电极移动机构处于最大收缩状态时的剖视图。

图3是焊枪的电极移动机构处于最大伸长状态时的剖视图。

图4是表示电极移动机构的马达和制动器机构的剖视图。

图5是从外壳侧(x1侧)观察制动器机构和马达的图。

图6是制动器机构的立体图。

图7a和图7b是用局部剖来表示变形例的焊枪的整体结构的侧视图。

具体实施方式

下面，列举优选的实施方式，参照附图来详细说明本发明所涉及的电阻焊装置。

图1是表示焊枪(电阻焊装置)10的结构的一例的侧视图。焊枪10是通过经由电极对工件通电来焊接工件的电阻焊装置。具体而言，焊枪10是通过固定电极12和可动电极14对将多张板材叠合而成的工件进行夹持和加压，并且使焊接电流在固定电极12与可动电极14之间流通，由此来进行工件的点焊的电阻焊装置。

焊枪10例如被用于焊接机器人。如图1所示，焊枪10除了固定电极12和可动电极14以外，还包括：臂16，其保持固定电极12；和电极移动机构18，其使可动电极14进退移动。详细而言，电极移动机构18使可动电极14在包括接近固定电极12的方向(x1方向)和远离固定电极12的方向(x2方向)的单轴方向、即x轴方向上移动。即，可动电极14的进退方向为x轴方向。

臂16由大致u字形的部件构成，u字的一端16a通过安装部22安装于后述的外壳24。在臂16的u字的另一端16b上，设置有从该另一端16b向x2方向延伸的细长的电极安装部件23。在电极安装部件23的x2侧的端部上固定有固定电极12。

图2是焊枪10的电极移动机构18收缩时(可动电极14离固定电极12最远时)的电极移动机构18及其周边的剖视图。图3是焊枪10的电极移动机构18伸长时(可动电极14离固定电极12最近时)的电极移动机构18及其周边的剖视图。

如图2和图3所示，电极移动机构18包括：第一机构部41，其保持可动电极14；第二机构部43，其能够相对于该第一机构部41在x轴方向上相对移动；和滚珠丝杠机构(移动机构部)30，其用于使第一机构部41和第二机构部43相对移动。而且，电极移动机构18包括：马达36，其具有转子45，驱动滚珠丝杠机构30而使可动电极14进退动作；和制动器机构39，其在制动动作时阻止转子45的旋转。

第一机构部41具有轴26和用于在该轴26上安装可动电极14的电极安装部件34。

轴26是沿x轴方向延伸的中空部件，具有x1侧的顶端部26a和x2侧的后端部26b。轴26在顶端部26a和后端部26b分别具有在x轴方向上开口的开口部。在轴26的顶端部26a上，通过沿x轴方向延伸的细长的电极安装部件34固定有可动电极14(参照图2)。可动电极14与固定电极12在x轴方向上相向(参照图1)。即，可动电极14和固定电极12位于与x轴平行的同一轴线上。轴26的一部分被能够随着第一机构部41与第二机构部43的相对位移而伸缩的罩部件32覆盖。

第二机构部43具有能够收纳轴26的至少一部分的外壳24和对轴26进行支承的筒状的支承部件28。

外壳24由能够收纳轴26的一部分的、沿轴26的轴向(x轴方向)延伸的筒状的部件构成。在外壳24的x1侧的开口端部安装有支承部件28。支承部件28由通过内周部将轴26以能够沿轴向滑动的方式支承的、作为推力轴承发挥功能的筒状部件构成。支承部件28的一部分被罩部件32覆盖。外壳24还作为被焊接机器人把持的把持部发挥功能。

罩部件32是用于保护轴26和支承部件28的部件。罩部件32是沿x轴方向自如伸缩的波纹状的部件(例如橡胶制的部件)。罩部件32的可动电极14侧(x1侧)的端部通过环状的罩安装部件33安装于轴26的顶端部26a附近。罩部件32的外壳24侧(x2侧)的端部通过覆盖支承部件28的一部分(x1侧的部分)的罩安装部件35安装于支承部件28。此外，也可以为，不一定设置罩部件32。

滚珠丝杠机构30作为用于使可动电极14进退移动的移动机构部发挥功能。若详细说明，则滚珠丝杠机构30是用于使保持可动电极14的第一机构部41沿轴26的轴向(x轴方向)移动的机构。如图3所示，滚珠丝杠机构30具有：丝杠轴30a，其沿x轴方向延伸，并通过马达36的驱动而旋转；和螺母30b，其与丝杠轴30a旋合。丝杠轴30a从轴26的后端部26b向轴26内至少插入可动电极14侧(x1侧)的端部。在丝杠轴30a的马达36侧(x2侧)的端部设置有被固定于马达36的转子45的被固定部30a1(参照图4)。螺母30b以位于与轴26同轴上的方式嵌入(固定)轴26的后端部26b。这样，轴26被设置为与丝杠轴30a同轴，随着丝杠轴30a的旋转而在转子45的轴向(x轴方向)上位移。

马达36(参照图1)的驱动力作为绕x轴旋转的旋转力而向丝杠轴30a传递。当马达36动作时，丝杠轴30a绕x轴旋转。当丝杠轴30a绕x轴向一方向旋转时，螺母30b、轴26和可动电极14一同朝x1方向移动。当丝杠轴30a绕x轴向另一方向旋转时，螺母30b、轴26和可动电极14一同朝x2方向移动。即，能够通过使马达36的转子45正向旋转或者反向旋转，而使可动电极14和轴26朝x1方向或者x2方向移动。这样，马达36驱动滚珠丝杠机构30而使可动电极14进退动作。当电极移动机构18为最大收缩状态(参照图2)时，丝杠轴30a的插入轴26内的插入量最大。当电极移动机构18为最大伸长状态(参照图3)时，丝杠轴30a的插入轴26内的插入量最小。

此外，在此，使用了滚珠丝杠机构30作为移动机构部，但只要是能够将马达36的旋转力转换为平移力的机构即可。还可以使用例如齿轮齿条机构等作为移动机构部。

如图1所示，在马达36的后端侧(x2侧)设置有检测马达36的转子45的旋转角的编码器38。马达36根据编码器38的检测结果等，由焊接机器人的控制部(未图示)控制。编码器38具有编码器外壳38a(图4中仅图示了一部分)和收纳于编码器外壳38a的编码器主体38b(图4中仅图示了一部分)。

图4是表示马达36和制动器机构39的剖视图。如图4所示，马达36除了转子45以外，还包括定子47和收纳转子45和定子47的马达外壳36a。

定子47包括线圈(未图示)，被固定于马达外壳36a的内周部。

转子45以与丝杠轴30a位于同轴上的方式被配置于定子47的内周侧。转子45具有中空形状部。转子45具有与丝杠轴30a连结的转子主体46a和被转子主体46a支承的磁铁46b。若详细说明，则转子主体46a具有：两个中空形状部45a、45b，其在轴向(x轴方向)上排列；和连结部45c，其位于中空形状部45a、45b之间，并且连结中空形状部45a、45b。即，转子45在顶端侧(x1侧)和后端侧(x2侧)开口。在转子45中，中空形状部45a为位于顶端侧的长筒状，中空形状部45b为位于后端侧的短筒状。

转子45的中空形状部45a以横跨制动器外壳39a和马达外壳36a的方式被收纳。中空形状部45a以能够旋转的方式被配置于收纳转子45(马达36的一部分)的制动器外壳39a与转子45之间的轴承53(例如滚珠轴承)支承。若详细说明，则中空形状部45a的在轴向上的中间部通过轴承53被支承于制动器外壳39a。

中空形状部45a从顶端(x1侧的端部)至后端侧(x2侧)的大半部分被配置于制动器外壳39a内。

轴承53被配置于马达36的定子47与制动器机构39之间。轴承53包围中空形状部45a。此外，按照磁铁46b的轴向长度、连结部45c的长度或者中空形状部45b的长度等的条件顺序，轴承53可以以包围连结部45c的方式构成，也可以以包围中空形状部45b的方式构成。

在此，丝杠轴30a的一部分(x2侧的部分)通过在转子45的中空形状部45a的顶端开口的开口部插入转子45内，但可以为不一定插入转子45内。另外，在马达36的定子47与制动器机构39之间配置有轴承53，但并不限于此。也可以例如在轴承53与定子47之间配置制动器机构39。

在中空形状部45a与丝杠轴30a之间，形成有能够容纳轴26的转子45侧的端部(后端部26b)的环状空间as。此外，也可以为，环状空间as不一定形成。此外，在图4中，用双点划线表示固定于轴26的转子45侧的端部的螺母30b。

转子45的中空形状部45b被配置于马达外壳36a内。中空形状部45b的后端侧(x2侧)的开口端部的内周部通过轴承55(例如滚珠轴承)被支承于编码器外壳38a的转子45侧(x1侧)的内周端部。此外，编码器外壳38a的x1侧的内周端部为沿x轴方向延伸的管状，其一部分从中空形状部45b的x2侧的开口端部进入中空形状部45b内。在中空形状部45b的内周部设置有与编码器主体38b连接的被连接部45e，该被连接部45e具有插入编码器外壳38a的x1侧的内周端部内的插入部45e1。在中空形状部45b的外周部设置有磁铁46b。

转子45的连结部45c被配置于马达外壳36a内。在连结部45c上形成有在转子45的轴向(x轴方向)上贯通的通孔45b1。丝杠轴30a的被固定部30a1被贯插于通孔45b1内。被固定部30a1的、从通孔45b1向后端侧(x2侧)突出的部分被环状固定部件59固定。据此，转子45与丝杠轴30a以无法彼此相对旋转的方式被连结。

在本实施方式中，转子45具有中空形状部45a、45b和连结部45c，但也可以不具有中空形状部45a、45b和连结部45c的至少一方。转子45可以为半中空，也可以为中空，还可以为实心。

图5是从转子45的顶端侧(x1侧)观察制动器机构39的一部分和马达36的图。如图4和图5所示，转子45具有供后述的制动盘60安装的、外周面为圆形以外的形状的安装部45d。若详细说明，则安装部45d由从中空形状部45a的顶端侧(x1侧)的开口端部附近的外周部向径向外方突出的、外周形状为大致四边形的环状部分构成。若详细说明，则安装部45d由外周形状为大致正方形状的环状部分构成。

在此，设置于转子45的安装部45d的外周形状设为大致四边形状，但只要外周形状为圆形以外的形状即可，也可以为例如四边形以外的多边形状(包括三角形)。

在转子45的中空形状部45a的外周面的x1侧的开口端部附近(比安装部45d靠x1侧的位置)与制动器外壳39a之间设置有包围中空形状部45a的环状密封部件57。环状密封部件57能够在中空形状部45a的外周面上滑动。

然而，在利用焊枪10进行点焊时、焊枪10的移动时等不使可动电极14进退移动之际，即不使马达36动作之际，为了阻止可动电极14的移动，优选阻止包括转子45和丝杠轴30a的旋转部的旋转。这是因为，当保持可动电极14的第一机构部41的载荷通过螺母30b施加给丝杠轴30a时，丝杠轴30a会旋转，而有可能导致可动电极14、第一机构部41和螺母30b无意地向第二机构部43侧(x2方向)移动。因此，在焊枪10上搭载有制动器机构39，在不使马达36动作时(制动动作时)对转子45施加制动力来阻止转子45的旋转。

如图4所示，制动器机构39被收纳于制动器外壳39a。制动器机构39被设置于转子45的顶端侧。制动器机构39可以设置于转子45的顶端部与后端部之间的中间部，也可以设置于转子45的后端侧。

制动器机构39包围转子45的中空形状部45a。制动器机构39也可以包围转子45的连结部45c，还可以包围转子45的中空形状部45b。

制动器机构39包围丝杠轴30a。制动器机构39可以为不一定包围丝杠轴30a。

制动器机构39被设置于作为被焊接机器人把持的把持部发挥功能的外壳24的附近。制动器机构39也可以被设置于远离外壳24的位置。

制动器外壳39a由沿转子45的轴向(x轴方向)延伸的筒状部件构成，x1侧的开口端部与外壳24的x2侧的开口端部通过例如螺纹固定而被接合。制动器外壳39a的x2侧的开口端部与编码器外壳38a的x1侧的外周端部通过例如螺纹固定而被接合。

制动器机构39具有：环状的制动盘60；和夹持部65，其在制动动作时夹持制动盘60而阻止制动盘60的旋转。

制动盘60安装于转子45的外周面，与转子45一体旋转。若详细说明，则制动盘60的内周面60a以无法相对旋转的方式嵌合于安装部45d的外周面，并且，制动盘60相对于安装部45d在转子45的轴向(x轴向)上能够位移(例如能够滑动)。如图5所示，制动盘60的内周面60a为比安装部45d的外周面45ds稍大并且与该外周面45ds相似的大致四边形状。此外，虽然制动盘60的内周面60a嵌合于转子45的安装部45d的外周面，但并不限于此，只要被安装于转子45的外周面，并与转子45一体旋转即可。

夹持部65包括一对摩擦部件62a、62b和电磁铁64。

一对摩擦部件62a、62b以隔着制动盘60的方式在转子45的轴向(x轴方向)上彼此相向。在此，一对摩擦部件62a、62b由形状相同、大小相同的圆环板形状的摩擦系数较大的磁性体构成。在图4中，示出了制动动作状态的制动器机构39，由一对摩擦部件62a、62b夹持着制动盘60。一对摩擦部件62a、62b通过板簧(未图示)被向彼此分离的方向施力。此外，在此，一对摩擦部件62a、62b均设为磁性体，但只要至少摩擦部件62b(一对摩擦部件62a、62b中远离电磁铁64一方的摩擦部件)包含磁性体即可。以下，还将一对摩擦部件62a、62b合称为“摩擦部件对”。

如图6所示，在一对摩擦部件62a、62b各自的外周部上，沿周向等间隔地形成有多个(例如六个)缺口69a。在摩擦部件62a与摩擦部件62b之间，缺口69a在周向上的位置一致。即，摩擦部件对在外周部周向上的多个部位(例如六个部位)分别具有由在转子45的轴向(x轴方向)上排列的两个缺口69a构成的缺口对69。

电磁铁64与一对摩擦部件62a、62b一方的摩擦部件62a在转子45的轴向(x轴方向)上相向配置。电磁铁64通过焊接机器人的控制部，在马达36不动作时(制动动作时)被通电。

夹持部65还包括引导一对摩擦部件62a、62b沿转子45的轴向(x轴方向)移动的导向部66。导向部66包括沿x轴方向延伸并且进入摩擦部件对的各缺口对69的导向销66a。即，一对摩擦部件62a、62b能够沿多个导向销66a位移。各导向销66a被制动器外壳39a支承。

此外，夹持部65并不限于上述结构，只要具有在制动动作时夹持制动盘60而阻止制动盘60的旋转的结构即可。

接着，对如上所述的结构的焊枪10的作用和效果进行说明。

当焊接机器人的控制部为了使图1所示的可动电极14进退移动而使马达36动作之际(非制动动作时)，例如更换工件时、在由焊枪10点焊时与焊枪10移动时之间转换之际等，不对图4所示的电磁铁64通电。在电磁铁64不被通电时，通过未图示的上述板簧的作用，在一对摩擦部件62a、62b的每一个与制动盘60之间存在间隙。此时，一对摩擦部件62a、62b不夹持制动盘60。因此，由于转子45绕轴旋转的摩擦力(抑制绕x轴旋转的力)没有被施加给制动盘60，因此不会对与制动盘60一体设置的转子45施加制动力。据此，允许可动电极14伴随图1所示的马达36的驱动而进退移动。

当焊接机器人的控制部不使马达36动作之际(制动动作时)，例如由焊枪10点焊时、焊枪10移动时等，对图4所示的电磁铁64通电。若对电磁铁64通电，则从电磁铁64向一对摩擦部件62a、62b作用抵抗上述板簧的施力的吸引力(向电磁铁64侧吸引的电磁力)。此时，摩擦部件62a被图6所示的导向部66所引导而向电磁铁64侧(x1侧)位移，并且摩擦部件62b被导向部66引导，且一边按压制动盘60一边向电磁铁64侧(x1侧)位移。

其结果为，如图4所示，一对摩擦部件62a、62b夹持制动盘60。因此，由于转子45绕轴旋转的摩擦力(抑制绕x轴的旋转的力)被施加给制动盘60，因此制动盘60的旋转被阻止。据此，对与制动盘60一体设置的转子45施加制动力。其结果为，与转子45一体设置的丝杠轴30a的旋转被阻止，进而能够防止可动电极14无意地进退移动。

根据以上说明可知，由于制动器机构39在马达36通电时(电磁铁64非通电时，即非制动动作时)，不会对转子45施加制动力，因此不影响可动电极14的进退移动。由于制动器机构39在马达36的非通电时(电磁铁64通电时，即制动动作时)，对转子45施加制动力，因此能够防止可动电极14无意地进退移动。

在以上说明的本实施方式的焊枪10中，电极移动机构18所具有的制动器机构39具有：环状的制动盘60，其安装于转子45的外周面，与转子45一体旋转；和夹持部65，其在制动动作时夹持制动盘60而阻止制动盘60的旋转。

据此，在制动动作时，安装于转子45的外周面的制动盘60被夹持部65夹持。其结果为，能够对使可动电极14进退动作的马达36的转子45施加制动力。另外，由于在转子45的外周面安装有制动盘60，因此能够抑制焊枪10的大型化。

如图6所示，夹持部65包括：一对摩擦部件62a、62b，其以夹持制动盘60的方式在转子45的轴向上彼此相向；导向部66，其引导一对摩擦部件62a、62b沿转子45的轴向的移动；和电磁铁64，其与一对摩擦部件62a、62b一方的摩擦部件62a在转子45的轴向上相向配置。一对摩擦部件62a、62b中至少另一方的摩擦部件62b包含磁性体。据此，能够实现通过简单的结构，能够对马达36的转子45施加制动力的制动器机构39。

如图5所示，转子45具有供制动盘60安装的、外周面为圆形以外的形状的安装部45d。制动盘60的内周面60a与安装部45d的外周面嵌合，制动盘60能够相对于安装部45d在转子45的轴向上位移。据此，能够在制动动作时使制动盘60相对于转子45在转子45的轴向上位移，能够在非制动动作时使制动盘60与转子45一体旋转。

转子45具有中空形状部45a，用于使可动电极14进退移动的移动机构部包括滚珠丝杠机构30，该滚珠丝杠机构30具有通过马达36的驱动而旋转的丝杠轴30a。丝杠轴30a的一部分通过在转子45的顶端开口的开口部插入转子45内。据此，能够在转子45的轴向上实现焊枪10的小型化。

制动器机构39包围丝杠轴30a。据此，能够在转子45的轴向上实现焊枪10的小型化。

电极移动机构18具有随着丝杠轴30a的旋转而在转子45的轴向上位移的、与丝杠轴30a同轴设置的轴26，在中空形状部45a与丝杠轴30a之间，形成有能够容纳轴26的后端部26b(转子45侧的端部)的环状空间as。据此，能够在转子45的轴向上实现焊枪10的小型化。

电极移动机构18具有收纳马达36的制动器外壳39a，转子45以能够旋转的方式被配置于制动器外壳39a与转子45之间的轴承53支承。轴承53被配置于马达36的定子47与制动器机构39之间。据此，轴承53能够稳定地支承转子45。

制动器机构39和轴承53包围中空形状部45a。据此，能够抑制伴随设置制动器机构39而使转子45长尺寸化(焊枪10大型化)。

焊枪10还具有被焊接机器人把持的外壳(把持部)24，制动器机构39被设置于外壳24的附近。据此，能够使焊接机器人稳定地把持焊枪10。

[变形例]

上述实施方式的焊枪10的结构能够适当改变。

在图7a所示的变形例的焊枪100的电极移动机构180中，在保持可动电极14的臂54被固定的外壳52的开口端部52a上安装有滚珠丝杠机构50的螺母50b。即，可动电极14和螺母50b一体设置。波纹状的罩部件56覆盖丝杠轴50a的一部分。若马达36的驱动力通过驱动机构62作为旋转力而传递给丝杠轴50a，则螺母50b、外壳52、臂54和可动电极14相对于保持固定电极12的臂58，沿丝杠轴50a延伸的方向一同移动，并且罩部件56沿x轴方向伸缩(参照图7a和图7b)。在该变形例中，与上述实施方式同样也设置有制动器机构39，在马达36非通电时(制动动作时)，制动器机构39对转子45施加制动力。