編碼器防振機構的製作方法

2023-05-20 01:35:56

專利名稱：編碼器防振機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種編碼器防振機構，詳細地說，涉及一種具備收容於電動機殼體內 部且使轉子旋轉的伺服電動機和檢測轉子的旋轉角度的編碼器的電動式點焊焊槍的編碼 器防振機構。
背景技術：
以往，對板材進行重疊焊接時使用電動式點焊焊槍。該電動式點焊焊槍中，夾著被 焊接構件而配置的一對電極頭中的一個電極頭固定，另一個電極頭與被焊接構件抵接來進 行點焊。另外，這種電動式點焊焊槍具備形成主體的電動機殼體、收容於該電動機殼體的 伺服電動機、在該伺服電動機中檢測對進給絲槓機構施加旋轉力的轉子的旋轉角度的編碼 器，根據編碼器所檢測到的轉子的旋轉角度和進給絲槓機構的間距推斷出另一個電極頭的 位置，從而使另一個電極頭與被焊接構件抵接。另外，這種電動式點焊焊槍中，在推斷出另一個電極頭的位置並使其與被焊接構 件抵接時，存在經由進給絲槓機構向伺服電動機的轉子作用該轉子的軸向的衝擊的情況。 在這種情況下，若在轉子的軸向直接連結編碼器，則經由轉子作用的軸向的衝擊會對編碼 器的內部部件產生損傷，從而該編碼器產生誤動作。因此，在專利文獻1公開了一種電動式點焊焊槍的編碼器防振機構，該電動式點 焊焊槍的編碼器防振機構中，將編碼器的輸入軸經由緩衝構件連結於伺服電動機的轉子， 該緩衝構件吸收經由伺服電動機的轉子而作用的軸向衝擊。根據該防振機構，能夠通過緩衝構件吸收經由轉子而作用的軸向衝擊。專利文獻1 日本特開平11-197843號公報另外，電動式點焊焊槍安裝在機械人手臂上來進行焊接操作。在該機械人手臂動 作時，存在在與轉子軸向正交的方向上也對電動式點焊焊槍作用衝擊的情況。另外，在專利文獻1的編碼器防振機構中，由於無法吸收與轉子軸向正交的方向 上的衝擊，因此可能因該衝擊使編碼器的內部部件受到損傷。尤其是，在編碼器的外徑形狀 為在與轉子軸向正交的方向上展寬的扁平形狀的情況下，容易受到與轉子的軸向正交的方 向上的衝擊的影響。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠吸收作用到外徑形狀為扁平形狀的編碼器上的 衝擊從而防止編碼器的故障的編碼器防振機構。本發明的編碼器防振機構為電動式點焊焊槍(例如，後述的電動式點焊焊槍1) 的編碼器防振機構，所述電動式點焊焊槍具備收容在電動機殼體(例如後述的電動機殼體 20)的內部且使轉子(例如後述的中空轉子31)旋轉的伺服電動機(例如後述的電動機30) 和檢測所述轉子的旋轉角度的編碼器(例如，後述的編碼器主體51)，其中，所述編碼器防振機構具備薄板(例如後述的薄板53)，其表面(例如後述的表面53 的面積比所述編 碼器的底面積形成得大，且在所述表面內設置所述編碼器的底面；薄板安裝部(例如後述 的薄板安裝部陽)，其將所述薄板經由衰減振動的緩衝件(例如後述的薄板支承部陽3及薄 板按壓部陽4)與所述電動機殼體連接。根據本發明，編碼器防振機構具備薄板，其表面的面積比編碼器的底面積形成得 大，且在表面內設置編碼器的底面；薄板安裝部，其將薄板經由衰減振動的緩衝件與電動機 殼體連接。由此，通過將編碼器設置在形成有比該編碼器的底面面積大的表面的薄板上，即 使是外徑形狀為扁平形狀的編碼器也能穩定地進行設置。另外，通過將設置有該編碼器的 薄板經由衰減振動的緩衝件與電動機殼體連接，能夠通過緩衝件吸收從電動機殼體傳遞的 衝擊，從而能夠防止該衝擊作用到設置在薄板上的編碼器上。因此，能夠提供一種吸收作用到外徑形狀為扁平形狀的編碼器上的衝擊從而防止 編碼器的故障的編碼器防振機構。發明效果根據本發明，能夠提供一種吸收作用到外徑形狀為扁平形狀的編碼器上的衝擊從 而防止編碼器的故障的編碼器防振機構。


圖1是表示安裝在機械人手臂的前端的狀態下的本發明的一實施方式的電動式 點焊焊槍的局部省略側視圖。圖2本是表示發明的一實施方式的電動式點焊焊槍的簡要結構的圖。圖3是在拆下編碼器主體的狀態下從圖1所示的箭頭A2側觀察到的安裝在上述 實施方式的電動式點焊焊槍上的薄板的圖。圖4是在拆下編碼器主體的狀態下從圖1所示的箭頭A2側觀察到的安裝在所述 實施方式的電動式點焊焊槍的薄板的變形例的圖。圖5是上述實施方式的電動式點焊焊槍的薄板安裝部的具體結構圖。符號說明1 電動式點焊焊槍20 電動機殼體30 電動機31 中空轉子51 編碼器主體53 薄板532 表面55 薄板安裝部553 薄板支承部(緩衝件)554 薄板按壓部(緩衝件)
具體實施例方式以下，基於附圖，說明本發明的實施方式。圖1是表示安裝在機械人手臂80的前端的狀態下的本發明的一實施方式的電動 式點焊焊槍1的局部省略側視圖。電動式點焊焊槍1安裝於設置在機械人手臂80的前端的焊槍枝承部90上。另外， 焊槍控制裝置100與電動式點焊焊槍1電連接。並且，如後所述，電動式點焊焊槍1被構成 為如下的C型焊槍，即，使可動電極頭62相對於通過固定電極頭安裝部212在前端側固定 (圖1所示的箭頭Al側)的固定電極頭61沿箭頭Al或A2方向往復移動，從而將固定電極 頭61與可動電極頭62之間進行開閉。焊槍枝承部90具備焊槍枝承託架91，該焊槍枝承託架91具備上面板91a、與該 上面板91a平行地延伸的下面板91b。在上面板91a與下面板91b之間架設有引導杆92。在引導杆92嵌合有在該引導杆92的軸向上滑動自如且與上面板91a及下面板 91b平行的板體93。在板體93的上部的與機械人手臂80接近的一側配設有框體狀的支承 體94，在上面板91a與支承體94之間夾設有卷繞在引導杆92上的第一螺旋彈簧95。同樣， 在下面板91b與板體93之間夾設有卷繞在引導杆92上的第二螺旋彈簧96。另外，板體93在離開機械人手臂80的一側將電動式點焊焊槍1固定保持。電動式點焊焊槍1配置成通過機械人手臂80及焊槍枝承部90的動作，使作為被 焊接構件的工件Wl及W2位於固定電極頭61與可動電極頭62之間。而且，電動式點焊焊 槍1通過焊槍控制裝置100的控制，使可動電極頭62相對於固定電極頭61向箭頭Al側移 動，從而將工件Wl及W2彼此焊接。以下，說明電動式點焊焊槍1的結構。圖2是表示本發明的一實施方式的電動式點焊焊槍1的簡要結構的圖。電動式點焊焊槍1具備具有中空結構的伺服電動機10 ；在其基端側(圖2所示 的箭頭A2側)與伺服電動機10連結的進給絲槓機構40 ；與伺服電動機10連接的編碼器 部50 ；設置在進給絲槓機構40的前端側(圖2所示的箭頭Al側)的電極頭60。伺服電動機10具備旋轉驅動的中空轉子31。進給絲槓機構40具備配置在中空轉子31的內部且通過由中空轉子31施加的旋 轉力而在規定方向上往復移動的中空杆43。編碼器部50的從編碼器主體51突出的輸入軸52與中空轉子31連接，來檢測該 中空轉子31的旋轉角度。電極頭60是將工件Wl及W2夾持而進行焊接的一對電極頭，其具備固定電極頭61 及與中空杆43的前端部連接的可動電極頭62。以下，詳細說明電動式點焊焊槍1的各結構。伺服電動機10具備形成電動式點焊焊槍1的主體並收容進給絲槓機構40的一 部分的電動機殼體20 ；收容於電動機殼體20，且通過由焊槍控制裝置100(參照圖1)供給 的電力來驅動中空轉子31旋轉的電動機30。電動機殼體20具備支承進給絲槓機構40的前端側(圖2所示的箭頭Al側)的殼 體21 ；與殼體21的基端側(圖2所示的箭頭A2側)連結並收容電動機30的電動機罩22。殼體21具有將進給絲槓機構40的中空杆43的前端側(圖2所示的箭頭Al側)支承為能夠往復移動的杆支承部210。中空杆43的一部分與該杆支承部210滑動連接，並 且貫通杆支承部210而進出電動機殼體20。在杆支承部210形成有供中空杆43貫通的杆支承部中空部211。在杆支承部210 上中，在形成杆支承部中空部211的內壁上形成有多個花鍵槽210a，該花鍵槽210a沿著中 空杆43往復移動的方向延伸。該花鍵槽210a與後述的形成在中空杆43上的花鍵43 能 夠往復移動地卡合。由此，中空杆43不旋轉地沿軸嚮往復移動。另外，在殼體21上形成有殼體中空部21a，該殼體中空部21a將中空杆43的一部 分收容成能夠沿軸嚮往復移動。另外，殼體21固定保持於在機械人手臂80(參照圖1)前端設置的焊槍枝承部 90 (參照圖1)的板體93上。電動機罩22與殼體21的基端部(圖2所示的箭頭A2方向)連接，並通過軸承 221將電動機30的中空轉子31保持為能夠旋轉。電動機30具備形成為筒狀的中空轉子31、固定在中空轉子31的外周上的環狀的 磁體32、配置在與該磁體32對置的位置上的環狀的線圈33。S卩，電動機30中，以中空轉子 31為中心，在該中空轉子31的外周配置磁體32，以與該磁體32的外周對置的方式配置線 圈33，並且電動機30收容在電動機罩22內。中空轉子31形成為前端(圖2所示的箭頭Al側)打開且基端(圖2所示的箭頭 A2側)封閉的筒狀體。即，中空轉子31形成有轉子中空部31a，並在轉子中空部31a的內 部將進給絲槓機構40的中空杆43的一部分收容成能夠沿軸嚮往復移動。轉子中空部31a 與殼體21的殼體中空部21a連續地相連並成為一體，從而形成電動機殼體中空部25。艮口， 中空杆43的一部分在該電動機殼體中空部25中沿軸嚮往復移動。另外，中空轉子31在其基端與進給絲槓機構40連結。在該中空轉子31的基端的 大致中心形成有凹部31b，在凹部31b的周圍形成有呈環狀地豎立設置的緩衝構件安裝部 31c。另外，在中空轉子31的基端設有覆蓋凹部31b且固定在緩衝構件安裝部31c上的緩 衝構件31d。該緩衝構件31d形成為能夠在進給絲槓機構40的中空杆43的軸向上彈性變 形，並在其大致中心連接有編碼器部50的輸入軸52的前端。通過將緩衝構件31d安裝在呈環狀地豎立設置的緩衝構件安裝部31c上，在中空 轉子31的軸向上具有緩衝性的同時能夠確保中空轉子31的旋轉方向上的剛性。線圈33通過由焊槍控制裝置100(參照圖1)供給的電力而被通電，從而產生磁 場。利用該線圈33產生的磁場和固定在中空轉子31上的磁體32的磁場的作用，中空轉子 31以與供給的電力的極性及電流對應的方向及速度進行旋轉。進給絲槓機構40具備與中空轉子31同軸地連結在電動機30的中空轉子31的 緩衝構件安裝部31c上的滾珠絲槓41 ；與該滾珠絲槓41螺合的螺母部42 ；固定在該螺母部 42上的中空杆43。由此，滾珠絲槓41隨著中空轉子31的旋轉而旋轉。螺母部42隨著滾珠絲槓41 的旋轉沿該滾珠絲槓41的軸嚮往復移動。中空杆43隨著螺母部42的往復移動沿中空轉 子31的軸嚮往復移動。螺母部42以比轉子中空部31a的直徑稍小的直徑形成，並具有固定中空杆43的 中空杆安裝部421。
中空杆43以與螺母部42的中空杆安裝部421大致相同的直徑形成，並且具備 與該中空杆安裝部421連結的基端部431 ；從該基端部431延伸出並與殼體21的杆支承部 210滑動接觸，並且將杆支承部210貫通而向外部突出的軸部432 ；設置在該軸部432的前 端(圖2所示的箭頭Al側端部)並安裝電極頭60的可動電極頭62的可動電極頭安裝部 433。軸部432中形成有杆中空部43a，在其內部收容滾珠絲槓41。另外，在軸部432的 與杆支承部210滑動接觸的部分形成有花鍵43 ,該花鍵43 與在形成杆支承部中空部 211的內壁上形成的多個花鍵槽210a卡合。如前所述，由於花鍵43 與花鍵槽210a相互卡合，因此中空杆43不隨著中空轉 子31的旋轉而旋轉，而沿它們的軸嚮往復移動。編碼器部50與中空轉子31連接。編碼器部50具備檢測中空轉子31的旋轉角 度的編碼器主體51 ；從該編碼器主體51突出並與中空轉子31連接的輸入軸52 ；設置編碼 器主體51的底面的薄板53 ；包圍編碼器主體51並固定於薄板53的凸緣M ；將薄板53與 電動機殼體20的電動機罩22的端部連接的薄板安裝部55 ；覆蓋上述構件的編碼器罩56。編碼器主體51設置在薄板53的大致中心處。輸入軸52貫通薄板53並與中空轉子31的緩衝構件31d的大致中心連接。圖3是在拆下編碼器主體51的狀態下從圖1所示的箭頭A2側觀察到的安裝在上 述實施方式的電動式點焊焊槍1上的薄板53的圖。如圖3所示，薄板53形成為圓板狀體。在該薄板53的大致中心形成有供輸入軸 52貫通的輸入軸插通孔531。另外，薄板53的表面532具有以輸入軸插通孔531為中心的 圓形狀的編碼器主體設置部533。另外，薄板53的表面532包圍編碼器主體設置部533，並 且具有四個角位於薄板53的外周近傍的正方形狀的凸緣設置部535。另外，在薄板53的表面532上，在凸緣設置部535的各邊的外側形成有與薄板安 裝部55(參照圖2)卡合的四個薄板安裝孔536。即，通過薄板安裝孔536與薄板安裝部55 卡合，薄板53與電動機殼體20的電動機罩22(參照圖2)的端部連接。如此，在編碼器主體設置部533及凸緣設置部535的外側配置將薄板53連接於電 動機罩22的部分即四個薄板安裝孔536。S卩，由於薄板53的表面532的面積以比編碼器主 體51的底面大的面積形成，因此即使編碼器主體51的外徑形狀為扁平形狀，也能夠穩定地 設置。返回圖2，凸緣M具有俯視觀察下為大致正方形的外表面和在該外表面的內部沿 著編碼器主體51的外表面形成的內表面，該凸緣M在其四角處固定於薄板53。另外，在薄板53的表面532的四個薄板安裝孔536之間沿著編碼器主體設置部 533的外形而形成有四個加工部534。另外，各加工部534優選在其大致中心處配置凸緣設 置部535的四角，凸緣M在該四角被固定。該加工部534是以從薄板53的表面532突出的方式垂壓凸出加工成大致C字形 狀的部分。由此，能夠提高薄板53的表面強度。需要說明的是，若薄板53能夠確保規定的 表面強度，也可以不設置加工部534。圖4是在拆下編碼器主體51的狀態下從圖1所示的箭頭A2側觀察到的安裝在上 述實施方式的電動式點焊焊槍1上的薄板53的變形例的圖。
如圖4所示，作為薄板53的變形例的薄板53a與薄板53 (參照圖3)在加工部53 上不同。在加工部53 形成有從表面532切掉將大致C字形狀的中央部分的切口 534b。 由此，由於加工部53 使薄板53a的旋轉方向以外即軸向及半徑方向的剛性降低，因此加 工部53 也能夠作為吸收軸向及半徑方向的衝擊的緩衝部而發揮作用。S卩，通過將包圍編 碼器主體51的凸緣M固定於作為緩衝部而發揮作用的加工部53 ，能夠通過加工部53 吸收施加到電動機殼體20上的衝擊，並能夠進一步防止該衝擊作用於編碼器主體51上。圖5是上述實施方式的電動式點焊焊槍1的薄板安裝部55的具體結構圖。如圖5所示，薄板安裝部55具備螺合於電動機殼體20的電動機罩22端部的螺 栓551 ；供螺栓551的軸插通的圓筒部552 ；配置在圓筒部552的周圍且支持薄板53的薄板 支承部553 ；在與薄板支承部553之間夾持薄板53的薄板按壓部554 ；配置在螺栓551的頭 部下方，將薄板支承部553及薄板按壓部554固定的墊圈555。薄板支承部553及薄板按壓部554由衰減振動的矽膠襯套(gel bush)形成。由此，施加到電動機殼體20的衝擊通過薄板安裝部55的薄板支承部553及薄板 按壓部554吸收，而不會作用到設置在薄板53上的編碼器主體51上。即，薄板安裝部55 及薄板53作為編碼器防振機構而發揮作用，從而將施加到電動機殼體20上的軸向及橫向 的衝擊吸收，從而能夠防止該衝擊作用到編碼器主體51上。另外，即，將衰減振動的薄板安裝部55配置在編碼器主體設置部533及凸緣設置 部535的外側。由此，即使在旋轉方向的衝擊作用於電動機殼體20的情況下，由於薄板安 裝部55處的薄板53向旋轉方向的搖晃越朝向薄板53的中心越變小，因此能夠減小編碼器 主體51的向旋轉方向的搖晃，從而能夠提高編碼器主體51的測量精度。返回圖2，固定電極頭61裝卸自如地安裝在從殼體21延伸的固定電極頭安裝部 212(參照圖1)上。可動電極頭62裝卸自如地安裝在中空杆43的可動電極頭安裝部433上，並通過 中空杆43向軸向的往復移動，可動電極頭62相對於固定電極頭61進行開閉動作。接著，說明安裝機械人手臂80(參照圖1)上的電動式點焊焊槍1的動作。當焊槍控制裝置100(參照圖1)向電動機30的線圈33供力時，中空轉子31向規 定方向旋轉。隨著該中空轉子31的旋轉，進給絲槓機構40的滾珠絲槓41也旋轉，螺母部 42及中空杆43向滾珠絲槓41的前端側(圖2所示的箭頭Al側)移動。由此，安裝在中空 杆43的前端的可動電極頭62相對於固定電極頭61進行關閉動作，從而與工件Wl及W2抵 接並保持加壓。在該狀態下，向固定電極頭61與可動電極頭62之間供給大電流，從而將工 件Wl以及W2點焊。另外，編碼器主體51檢測中空轉子31的旋轉角度，向焊槍控制裝置100發送電信 號。焊槍控制裝置100基於從編碼器主體51發送的中空轉子31的旋轉角度，根據該旋轉 角度及進給絲槓機構40的滾珠絲槓41的間距判斷可動電極頭62的位置。並且，從工件Wl 以及W2的焊接前到焊接後整個期間，焊槍控制裝置100根據判斷的可動電極頭62的位置， 控制電動機30的旋轉驅動，並經由進給絲槓機構40使可動電極頭62前進及後退到規定的 位置。機械人手臂80與該可動電極頭62的控制連動，來控制電動式點焊焊槍1的位置。根據本實施方式，具有以下的作用効果。
S卩，編碼器防振機構具備薄板53，其表面532的面積比編碼器主體51的底面積 形成得大，且在表面內設置編碼器主體51的底面；薄板安裝部55，其將薄板53經由衰減振 動的薄板支承部553及薄板按壓部554與電動機殼體20連接。由此，通過將編碼器主體51設置在形成有比該編碼器主體51的底面面積大的表 面532的薄板53上，即使是外徑形狀為扁平形狀的編碼器也能穩定地進行設置。另外，通 過將設置該編碼器主體51的薄板53經由衰減振動的薄板支承部553及薄板按壓部5M與 電動機殼體20的電動機罩22連接，能夠通過薄板支承部553及薄板按壓部55吸收從電動 機殼體20傳遞的衝擊，從而能夠防止該衝擊作用到設置在薄板53上的編碼器主體51上。因此，能夠提供一種吸收作用到外徑形狀為扁平形狀的編碼器上的衝擊從而防止 編碼器的故障的編碼器防振機構。此外，本發明不限於上述實施方式，能夠實現本發明的目的的範圍內的變形、改進 都應包含在本發明中。在本實施方式中，例如，雖然利用矽膠襯套形成作為緩衝件的薄板支承部553及 薄板按壓部554，但是不限於此，作為緩衝件的薄板支承部553及薄板按壓部5M只要是衰 減振動的構件即可，也可以由彈簧、海綿形成。
權利要求
1. 一種編碼器防振機構，其為電動式點焊焊槍的編碼器防振機構，所述電動式點焊焊 槍具備收容在電動機殼體的內部且使轉子旋轉的伺服電動機和檢測所述轉子的旋轉角度 的編碼器，其中，所述編碼器防振機構具備薄板，其表面的面積比所述編碼器的底面積形成得大，且在所述表面內設置所述編碼 器的底面；薄板安裝部，其將所述薄板經由衰減振動的緩衝件與所述電動機殼體連接。
全文摘要
本發明提供一種能夠吸收作用到外徑形狀為扁平形狀的編碼器上的衝擊從而防止編碼器的故障的編碼器防振機構。該編碼器防振機構為電動式點焊焊槍(1)的編碼器防振機構，所述電動式點焊焊槍(1)具備收容在電動機殼體(20)內部且使中空轉子(31)旋轉的電動機(30)和檢測中空轉子(31)的旋轉角度的編碼器主體(51)，其中，所述編碼器防振機構具備薄板(53)，其表面(532)的面積比編碼器主體(51)的底面積形成得大，並在表面(532)內設置編碼器主體(51)的底面；薄板安裝部(55)，其將薄板(53)經由衰減振動的薄板支承部(553)以及薄板按壓部(554)與電動機殼體(20)連接。
文檔編號B23K11/11GK102107322SQ20101060318
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月21日 優先權日2009年12月28日
發明者小林榮顯, 松本耕一, 美和浩 申請人:本田技研工業株式會社