专利名称：焊枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊枪。具体而言，涉及在作为驱动源的中空电动机的输出轴与滚珠螺 杆之间设有减速器的焊枪。
背景技术：
目前，已知一种具备杆的焊枪，所述杆由电动机驱动并具有被拉入该电动机内的 部位，在该焊枪内，电动机的旋转轴形成为中空轴，在该旋转轴上固定滚珠螺杆轴端，在所 述杆端部上固定与该滚珠螺杆轴螺合的滚珠螺母，杆及滚珠螺母即使在电动机的旋转轴的 内周部也能够移动，作为实现使用这种中空电动机的焊枪的小型轻量化的手法，可以通过 减小滚珠螺杆的导程使滚珠螺杆小型化，并且通过提高减速率而利用小型电动机得到高推 力。作为这种焊枪，已知如专利文献1所记载的结构。专利文献1 日本特开2001-293577号公报然而，如果为了提高减速率而减小滚珠螺杆的导程，由于内置于滚珠螺杆的刚球 直径被减小，所以存在不能承受高推力的问题。因此，如果增大滚珠螺杆的导程，则内置于 滚珠螺杆的刚球直径能够增大，进而由于采用增加滚珠螺杆的槽的条数的手法，因此能够 制作同时实现高负载对应性与小型化的滚珠螺杆。然而，如果增大滚珠螺杆的导程，对于将其驱动的电动机而言需要大的转矩，因此 不得不加大电动机，从而无法同时实现滚珠螺杆的高负载(高加压)对应性与电动机的小型化。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于提供满足如下条件的焊枪该焊 枪使用通过在中空电动机的输出轴上安装减速器、在该减速器的输出轴上安装增大导程的 滚珠螺杆从而增加滚珠螺杆的螺纹条数而能够耐高负载(高加压)的滚珠螺杆，并且通过 具有减速机构而能够实现驱动滚珠螺杆的电动机的小型化、进而同时实现高推力 小型化。本发明的进一步的目的在于提供通过将中空电动机、减速器及滚珠螺杆配置在同 轴上从而使驱动单元精简化并能够实现轻量化·小型化的焊枪。(1)在以中空电动机(例如，后述的伺服电动机10)为驱动源的焊枪(例如，后述 的电动式点焊焊枪1)中，其特征在于具备加压轴(例如，后述的中空杆43)，其使电极片 (例如，后述的可动电极片6 进退；滚珠螺母(例如，后述的滚珠螺母42)，其与所述加压 轴连结；滚珠螺杆(例如，后述的滚珠螺杆41)，其与所述滚珠螺母螺合，在所述中空电动机 的输出轴上安装有减速器(例如，后述的行星齿轮减速器70、行星齿轮减速器80)，在所述 减速器的输出轴上安装有所述滚珠螺杆。根据(1)所述的发明，在中空电动机的输出轴与滚珠螺杆之间设有减速器。由此，通过利用减速器部分增大电动机转矩，无需使滚珠螺杆具有减速器的功能， 由于能够增大该滚珠螺杆的导程，所以能够耐高负载。
另外，由于通过安装减速器能够确保减速比，所以即使减小中空电动机也能够形 成高输出(高加压)，从而能够实现焊枪的小型化。在⑴所述的焊枪的基础上，(2)的特征在于，所述中空电动机、所述减速器及所 述滚珠螺杆设置在同轴上。根据( 所述的发明，在(1)所述的发明效果的基础上，还能够实现焊枪在宽度或 进深方向的紧凑化。根据本发明能够提供增大滚珠螺杆的导程从而耐高负载并能够实现将其驱动的 电动机的小型化的焊枪。
图1是表示安装到机械臂的前端的状态下的本发明的实施方式的电动式点焊焊 枪的省略一部分后的侧视图。图2是本发明的第一实施方式的电动式点焊焊枪的纵向剖视图。图3是图2的A-A剖视图。图4是图2的B-B剖视图。图5是本发明的第二实施方式的电动式点焊焊枪的纵向剖视图。图6是图5的C-C剖视图。图7是图5的D-D剖视图。图8是图5的E-E剖视图。符号说明1 电动式点焊焊枪10 伺服电动机41 滚珠螺杆42 滚珠螺母43 中空杆62 可动电极片70 行星齿轮减速器80 行星齿轮减速器
具体实施例方式以下，根据
本发明的实施方式。图1是表示在安装到机械臂180的前端的状态下的本发明的实施方式的电动式点 焊焊枪1的省略一部分后的侧视图。电动式点焊焊枪1安装于在机械臂180的前端设置的焊枪支承部190上。另外， 焊枪控制装置100与电动式点焊焊枪1电连接。另外，如后述那样，电动式点焊焊枪1构成 为利用固定电极片安装部212使可动电极片62相对于在前端侧(图1所示的箭头Al侧) 固定的固定电极片61沿箭头Al或A2方向往复移动、将固定电极片61与可动电极片62之 间开闭的C型焊枪。焊枪支承部190具备焊枪支承架191，该焊枪支承架191具备上面板191a、与该上面板191a平行地延伸的下面板191b。在上面板191a与下面板191b之间架设有导杆192。在导杆192上嵌合有板体193，该板体193沿该导杆192的轴向滑动自如并且与 上面板191a及下面板191b平行。在板体193的上部，在与机械臂180接近的一侧配设有 框体状的支承体194，在导杆192上卷绕的第一螺旋弹簧195安装在上面板191a与支承体 194之间。同样，在导杆192卷绕的第二螺旋弹簧196安装在下面板191b与板体193之间。另外，板体193在与机械臂180分离的一侧固接并保持电动式点焊焊枪1。电动式点焊焊枪1，利用机械臂180及焊枪支承部190的动作，将作为被焊接部材 的工件Wl、2配置成位于固定电极片61与可动电极片62之间。并且，电动式点焊焊枪1利 用焊枪控制装置100的控制使可动电极片62相对于固定电极片61向箭头Al侧移动，将工 件Wl、2彼此焊接。以下，对电动式点焊焊枪1的结构进行说明。图2是本发明的第一实施方式的电动式点焊焊枪1的纵向剖视图。以下，说明电动式点焊焊枪1的各结构。电动式点焊焊枪1具备具有电动机壳体20、电动机30及中空编码器50的伺服 电动机10、进给螺杆机构40、电极片60、行星齿轮减速器70。行星齿轮减速器70在伺服电动机10的基端侧(图2所示的箭头A2侧)与伺服 电动机10连结。进给螺杆机构40在进给螺杆机构40的基端侧(图2所示的箭头A2侧)与行星 齿轮减速器70连结。电极片60设于进给螺杆机构40的前端侧(图2所示的箭头Al侧)。伺服电动机10具备形成电动式点焊焊枪1的本体并将进给螺杆机构40的一部 分收容的电动机壳体20、收容于电动机壳体20并利用由焊枪控制装置100 (参照图1)供给 的电力旋转驱动中空转子31的电动机30。电动机壳体20具备支承进给螺杆机构40的前端侧(图2所示的箭头Al侧)的 外壳21、与外壳21的基端侧(图2所示的箭头A2侧)连结并收容电动机30的电动机罩 22。外壳21固接并保持在机械臂180 (参照图1)的前端设置的焊枪支承部190 (参照 图1)的板体193上。另外，外壳21具有将进给螺杆机构40的中空杆43的前端侧(图2所示的箭头Al 侧)支承成能够往复移动的杆支承部210。中空杆43的一部分与该杆支承部210滑动连接 并贯穿杆支承部210从而出入于电动机壳体20。在杆支承部210上形成有中空杆43所贯通的杆支承部中空部211。在杆支承部 210上，在形成杆支承部中空部211的内壁上形成有沿中空杆43往复移动的方向延伸的多 个键槽210a。该键槽210a与后述的形成在中空杆43上的键43 在能够往复移动的状态 下卡合。由此，中空杆43在相对于伺服电动机10不旋转的状态下往复移动。另外，在外壳21内形成有在中空杆43的一部分能够往复移动的状态下将其收容 的外壳中空部21a。电动机罩22与外壳21的基端部(图2所示的箭头A2方向)的端部相连，并且经 由轴承221将电动机30的中空转子31保持成能够旋转。
另外，电动机罩22经由角轴承222将后述的滚珠螺杆41的螺杆轴41a保持成能 够旋转。电动机30具备形成为筒状的中空转子31、固接在中空转子31的外周上的环状 的磁铁32、配置在与该磁铁32对置的位置上的环状的线圈33。S卩，电动机30以中空转子 31为中心，在该中空转子31的外周配置有磁铁32，在该磁铁32的外周以对置的方式配置 有线圈33，并且该电动机30收容在电动机罩22内。中空转子31形成为前端(图2所示的箭头Al侧)开放的筒状体，而基端(图2 所示的箭头A2侧)与行星齿轮减速器70的后述的中心齿轮71—体地形成。而且，在中空 转子31上形成有转子中空部31a，该转子中空部31a在进给螺杆机构40的中空杆43的一 部分能够往复移动的状态下将其收容。转子中空部31a与外壳21的外壳中空部21a连续 地连成一体，从而形成电动机壳体中空部25。S卩，中空杆43的一部分在该电动机壳体中空 部25中往复移动。线圈33通过由焊枪控制装置100(参照图1)供给的电流通电而产生磁场。中空 转子31在该线圈33所产生的磁场与固接在中空转子31上的磁铁32的磁场的作用下，以 与被供给的电流的极性对应的方向及与电力对应的速度旋转。在此，共同参照图2、图3及图4说明行星齿轮减速器70的结构。图3是图2的A-A剖视图。图4是图2的B-B剖视图。行星齿轮减速器70包括与中空转子31连结而成的中心齿轮71、行星齿轮72、内 齿轮73及行星齿轮架74，中心齿轮71与行星齿轮72啮合，行星齿轮72与中心齿轮71和 内齿轮73啮合。内齿轮73在内周面与行星齿轮72啮合，其外周面固定在电动机罩22上。行星齿轮72经由轴7 与行星齿轮架74连结。另外，行星齿轮架74在其中心部 与后述的滚珠螺杆41的螺杆轴41a连结。当中空转子31旋转时，中心齿轮71随着中空转子31的旋转而旋转。行星齿轮72 随着中心齿轮71的旋转以轴72a为中心轴向与中心齿轮71的旋转方向相反的方向旋转 (自转)，并且同时以中心齿轮71的旋转轴为中心轴绕中心齿轮71的周围向与中心齿轮71 的旋转方向相同的方向旋转(公转)而且，随着行星齿轮72的公转，行星齿轮架74经由轴72a向与中心齿轮71的旋 转方向相同的方向旋转。由此，螺杆轴41a向与中心齿轮71的旋转方向相同的方向旋转，滚珠螺杆41旋转。这样，通过设置行星齿轮减速器70，中心齿轮71的旋转速度根据行星齿轮减速器 70的规定的减速比而减速，行星齿轮架74以该减速后的旋转速度旋转。因此，中空转子31 的旋转力(转矩)根据行星齿轮减速器70的规定的减速比而增大，滚珠螺杆41利用该增 大后的旋转力旋转。返回到图2，进给螺杆机构40具备滚珠螺杆41、与该滚珠螺杆41螺合的滚珠螺 母42、固定在该滚珠螺母42上的中空杆43。滚珠螺杆41在基端(图2所示的箭头A2侧)具有螺杆轴41a，该螺杆轴41a与行星齿轮减速器70的行星齿轮架74连结。由此，滚珠螺杆41随着中空转子31的旋转而经由行星齿轮减速器70旋转。此时， 中空转子31的旋转力(转矩)根据行星齿轮减速器70的规定的减速比而增大，滚珠螺杆 41利用该增大后的旋转力而旋转。滚珠螺母42随着滚珠螺杆41的旋转而沿着该滚珠螺杆41的轴向往复移动。中 空杆43随着滚珠螺母42的往复移动而往复移动。需要说明的是，伺服电动机10、行星齿轮减速器70及滚珠螺杆41设置在以螺杆轴 41a为中心轴的同轴上。此外，滚珠螺杆41在电动机壳体中空部25的大致中心延伸。另外，滚珠螺母42形成为其直径比转子中空部31a的直径稍小，且该滚珠螺母42 具有固定有中空杆43的中空杆安装部421。中空杆43具备以与中空杆安装部421大致相同的直径形成的与该中空杆安装部 421连结的中空杆基端部431、从该中空杆基端部431延伸并与外壳21的杆支承部210滑 动连接且贯通杆支承部210而向外部突出的轴部432、在该轴部432的前端(图2所示的箭 头Al侧端部)设置的安装有电极片60的可动电极片62的可动电极片安装部433。这样，进给螺杆机构40的中空杆安装部421及中空杆基端部431以比转子中空部 31a的直径稍小的直径形成。在轴部432上，在内部形成有滚珠螺杆41延伸的杆中空部43a。另外，在轴部432 上，在与杆支承部210滑动连接的部分形成有与在形成杆支承部中空部211的内壁上形成 的多个键槽210a卡合的键43加。这样，键43 与键槽210a相互卡合。由此，中空杆43不随着滚珠螺杆41的旋转 而旋转，而是沿着轴部432的轴向往复移动。中空编码器50由彼此对置的固定部分及旋转部分构成，固定部分与电动机罩22 相连，旋转部分与中空转子31相连。中空编码器50检测中空转子31的旋转角度。电极片60是夹持工件Wl及W2并进行焊接的一对电极片，其具备固定电极片61 及可动电极片62。固定电极片61拆装自如地安装在从外壳21延伸的固定电极片安装部212(参照 图1)上。可动电极片62拆装自如地安装在中空杆43的可动电极片安装部433上，并利用 中空杆43的往复移动而相对于固定电极片61进行开闭动作。在此，说明电动式点焊焊枪1的动作。当从焊枪控制装置100(参照图1)向电动机30的线圈33供给电流时，电动式点 焊焊枪1的中空转子31向规定方向旋转。随着该中空转子31的旋转，进给螺杆机构40的 滚珠螺杆41经由行星齿轮减速器70而旋转。此时，通过以行星齿轮减速器70的规定的减 速比使中空转子31的旋转速度减速而增大中空转子31的旋转力(转矩)，滚珠螺杆41利 用增大后的旋转力而旋转。随着滚珠螺杆41的旋转，滚珠螺母42及中空杆43向滚珠螺杆 41的前端侧(图2所示的箭头Al侧)移动。由此，在中空杆43的前端安装的可动电极片 62相对于固定电极片61作关闭动作，从而工件Wl、2被加压保持。在该状态下，在固定电极 片61与可动电极片62之间供给大电流，从而工件Wl、2被点焊。
以下，对本发明的第二实施方式的电动式点焊焊枪1进行说明。图5是本发明的第二实施方式的电动式点焊焊枪1的纵向剖视图。图6是图5的C-C剖视图。图7是图5的D-D剖视图。图8是图5的E-E剖视图。如图5所示，在第二实施方式中，采用行星齿轮减速器80，从而替代第一实施方式 的行星齿轮减速器70。因此，在第二实施方式中，除行星齿轮减速器80以外，其结构与所述 第一实施方式实质相同，因此在附图中赋予相同的符号并省略对其的说明。行星齿轮减速器80包括与中空转子31连结而成的中心齿轮81、行星齿轮82、 83、内齿轮84及行星齿轮架85，中心齿轮81与行星齿轮82啮合，行星齿轮83与内齿轮84 啮合。行星齿轮82、83通过彼此与轴8 连结而成为一体。而且，轴8 经由轴承223 由电动机罩22保持成能够旋转。行星齿轮82、83的旋转是以轴8 为中心的自转，而不是 绕中心齿轮81的周围公转。由此，行星齿轮82、83的旋转方向以及旋转速度相同。内齿轮84如前述那样在其内周面与行星齿轮83啮合，并且与行星齿轮架85连结 而一体地形成。另外，行星齿轮架85在其中心部与滚珠螺杆41的螺杆轴41a连结。当中空转子31旋转时，中心齿轮81随着中空转子31的旋转而旋转。行星齿轮82、 83随着中心齿轮81的旋转，以轴8 为中心轴向与中心齿轮81的旋转方向相反的方向旋 转(自转)。而且，随着行星齿轮83的旋转，行星齿轮架85向与中心齿轮81的旋转方向相反 的方向旋转。由此，螺杆轴41a向与中心齿轮81的旋转方向相反的方向旋转，滚珠螺杆41旋转。需要说明的是，内齿轮84的直径比中心齿轮81的直径大，另外，行星齿轮82、83 经由轴8 而成为一体，并且其直径相等。因此，中心齿轮81的旋转速度根据行星齿轮减 速器80的规定的减速比而减速，行星齿轮架85以该减速后的旋转速度旋转，从而中空转子 31的旋转力(转矩)增大并向滚珠螺杆41传递。滚珠螺杆41在基端(图2所示的箭头A2侧)具有螺杆轴41a，该螺杆轴41a与行 星齿轮减速器80的行星齿轮架85连结。由此，滚珠螺杆41随着中空转子31的旋转而经由行星齿轮减速器80旋转。此时， 中空转子31的旋转力(转矩)根据行星齿轮减速器80的规定的减速比而增大，滚珠螺杆 41利用该被增大的旋转力而旋转。需要说明的是，伺服电动机10、行星齿轮减速器70及滚珠螺杆41设置在以螺杆轴 41a为中心轴的同轴上。根据第一实施方式及第二实施方式，具有以下所述的作用效果。(1)根据第一实施方式及第二实施方式，在伺服电动机10的输出轴与滚珠螺杆41 之间安装有行星齿轮减速器70 (行星齿轮减速器80)。由此，通过利用行星齿轮减速器70 (行星齿轮减速器80)部分增大电动机转矩，无 需使滚珠螺杆41具有减速器的功能，能够增大滚珠螺杆41的导程从而能够耐高负载。
另外，通过安装行星齿轮减速器70 (行星齿轮减速器80)能够确保减速比，所以即 使减小伺服电动机10也能够形成高输出(高加压)，因此能够实现电动式点焊焊枪1的小型化。(2)根据第一实施方式及第二实施方式，伺服电动机10、行星齿轮减速器70 (行星 齿轮减速器80)及滚珠螺杆41设置在同轴上。由此，在上述(1)的效果的基础上，还能够实现电动式点焊焊枪1在宽度或进深方 向上的紧凑化。需要说明的是，本发明不限于所述第一实施方式及第二实施方式，在能够达成本 发明的目的的范围内的变化、改进等都涵盖在本发明内。在上述第一实施方式中，以行星齿轮减速器70的行星齿轮72的个数为4个的情 况为例进行了说明，但是不限于此，也可以是5个以上，也可以是3个、2个、1个。在上述第二实施方式中，以行星齿轮减速器80的行星齿轮82、83的个数为3个的 情况为例进行了说明，但是不限于此，也可以是4个以上，也可以是2个、1个。在上述第一实施方式及第二实施方式中，对作为驱动源而采用伺服电动机的结构 进行了说明，但是不限于此，也可以采用步进电动机、变频调速电动机，磁阻电动机等适宜 的电动机。
权利要求
1.一种焊枪，其以中空电动机为驱动源，其特征在于，具备 加压轴，其使电极片进退；滚珠螺母，其与所述加压轴连结； 滚珠螺杆，其与所述滚珠螺母螺合， 在所述中空电动机的输出轴上安装有减速器， 在所述减速器的输出轴上安装有所述滚珠螺杆。
2.如权利要求1所述的焊枪，其特征在于，所述中空电动机、所述减速器及所述滚珠螺杆设置在同轴上。
全文摘要
本发明提供一种增大滚珠螺杆的导程从而耐高负载并且能够实现将其驱动的电动机的小型化的焊枪。在以伺服电动机(10)为驱动源的焊枪中，具备使可动电极片(62)进退的中空杆(43)、与中空杆(43)连结的滚珠螺母(42)、与滚珠螺母(42)螺合的滚珠螺杆(41)，在伺服电动机(10)的输出轴上安装有行星齿轮减速器(70)，在该减速器的输出轴上安装有滚珠螺杆(41)。
文档编号B23K11/31GK102145431SQ201010623378
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年2月5日
发明者松本耕一, 美和浩 申请人:本田技研工业株式会社