JP3394750B2 - ワーク押し付け装置 - Google Patents
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- JP3394750B2 JP3394750B2 JP2000301780A JP2000301780A JP3394750B2 JP 3394750 B2 JP3394750 B2 JP 3394750B2 JP 2000301780 A JP2000301780 A JP 2000301780A JP 2000301780 A JP2000301780 A JP 2000301780A JP 3394750 B2 JP3394750 B2 JP 3394750B2
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/035—Aligning the laser beam
- B23K26/037—Aligning the laser beam by pressing on the workpiece, e.g. pressing roller foot
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/244—Overlap seam welding
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- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種溶接装置、レ
ーザ加工装置による加工時におけるワーク板状部の固定
手段及び産業用ロボットに関する。
ーザ加工装置による加工時におけるワーク板状部の固定
手段及び産業用ロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】ワークの板状部を溶接する場合、重ね合
わせた2つの板状部の隙間が溶接品質に影響を及ぼす。
そのため、板状部の浮き上がりを矯正し隙間を一定に保
持するために押圧ローラ等で板状部を押圧しながら溶接
加工を行うものが知られている。例えば、特開平8−9
0264号公報には、レーザ溶接において、重ね継手の
上側からローラで溶接しようとする板状部を押圧しなが
ら溶接する方法が記載されている。図14は、このよう
なレーザ溶接方法を図示したもので、ロボットアーム1
00の先端に取り付けられたブラケット67には、加工
ツールとしてのレーザ溶接ノズル64と、ワーク1a、
1bの溶接部である板状部を押圧するための駆動源とし
てエアシリンダ60が取り付けられている。エアシリン
ダ60の可動部であるスライダにはローラを支持するロ
ーラ支持フレーム61が取り付けられ、該ローラ支持フ
レーム61の先端には、ローラ62が回転自在に装着さ
れている。このローラ62は、エアシリンダ60の伸縮
動作によって、上下方向に変位可能になっている。レー
ザ溶接を行う際には、溶接ノズル64で溶接しようとす
るワーク1a、1bの板状部の近傍に、エアシリンダ6
0を作動させてローラ62を押し付け、ワーク1a、1
bの板状部の浮き上がりを矯正し隙間を調整しながら溶
接線に沿ってレーザ溶接を行うものである。
わせた2つの板状部の隙間が溶接品質に影響を及ぼす。
そのため、板状部の浮き上がりを矯正し隙間を一定に保
持するために押圧ローラ等で板状部を押圧しながら溶接
加工を行うものが知られている。例えば、特開平8−9
0264号公報には、レーザ溶接において、重ね継手の
上側からローラで溶接しようとする板状部を押圧しなが
ら溶接する方法が記載されている。図14は、このよう
なレーザ溶接方法を図示したもので、ロボットアーム1
00の先端に取り付けられたブラケット67には、加工
ツールとしてのレーザ溶接ノズル64と、ワーク1a、
1bの溶接部である板状部を押圧するための駆動源とし
てエアシリンダ60が取り付けられている。エアシリン
ダ60の可動部であるスライダにはローラを支持するロ
ーラ支持フレーム61が取り付けられ、該ローラ支持フ
レーム61の先端には、ローラ62が回転自在に装着さ
れている。このローラ62は、エアシリンダ60の伸縮
動作によって、上下方向に変位可能になっている。レー
ザ溶接を行う際には、溶接ノズル64で溶接しようとす
るワーク1a、1bの板状部の近傍に、エアシリンダ6
0を作動させてローラ62を押し付け、ワーク1a、1
bの板状部の浮き上がりを矯正し隙間を調整しながら溶
接線に沿ってレーザ溶接を行うものである。
【0003】又、図15に示すように、エアシリンダ6
0の代わりに、コイルバネ等のダンパ66を配置し、こ
のダンパ66によってローラ62に一定の押し付け力を
付与するようにした構造も公知である(特開平9−32
7781号公報参照)。
0の代わりに、コイルバネ等のダンパ66を配置し、こ
のダンパ66によってローラ62に一定の押し付け力を
付与するようにした構造も公知である(特開平9−32
7781号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ローラの押し付け力を
制御しているものがコイルバネである場合には、押し付
け力は制御できず、1種類の押し付け装置では、ワーク
の形状や板状部厚みの異なる多種多様のワークの板状部
の押さえには対応できない。このような多種多様なワー
クの板状部の押さえに対応するには、バネ定数の異なる
バネに付け替える必要がある。
制御しているものがコイルバネである場合には、押し付
け力は制御できず、1種類の押し付け装置では、ワーク
の形状や板状部厚みの異なる多種多様のワークの板状部
の押さえには対応できない。このような多種多様なワー
クの板状部の押さえに対応するには、バネ定数の異なる
バネに付け替える必要がある。
【0005】又、前述したように、ローラの押し付け力
を制御しているものがエアシリンダである場合には、ま
ず、一般的な電磁弁ではエアのON/OFFのみである
から、一定の押し付け力しか与えることができなく、コ
イルバネと同様に多種多様のワーク板状部の押さえには
対応できない。なお、エアシリンダを用いる場合でも、
比例弁を用いて圧力を制御し押し付け力を制御すること
が可能であるが、応答性が悪く、高速溶接及び高速加工
中に微妙に押し付け力を変えたい場合に対応するのが難
しいという問題がある。
を制御しているものがエアシリンダである場合には、ま
ず、一般的な電磁弁ではエアのON/OFFのみである
から、一定の押し付け力しか与えることができなく、コ
イルバネと同様に多種多様のワーク板状部の押さえには
対応できない。なお、エアシリンダを用いる場合でも、
比例弁を用いて圧力を制御し押し付け力を制御すること
が可能であるが、応答性が悪く、高速溶接及び高速加工
中に微妙に押し付け力を変えたい場合に対応するのが難
しいという問題がある。
【0006】又、従来の溶接ヘッド等の加工ツールとワ
ークの板状部間の距離のばらつきに対応できるように、
ダンパが配置されているのみで、溶接ヘッド等の加工ツ
ールのワークの板状部に対する角度が変わったときに、
ローラの押し付け方向も変えられる構造にはなっていな
い。そのため、溶接ヘッド等の加工ツールのワークの板
状部に対する角度が変わると押し付け力も変わってしま
い、良質な溶接等の加工ができないという問題がある。
そこで、本願発明は、このような問題点を解決すること
を課題とするものである。
ークの板状部間の距離のばらつきに対応できるように、
ダンパが配置されているのみで、溶接ヘッド等の加工ツ
ールのワークの板状部に対する角度が変わったときに、
ローラの押し付け方向も変えられる構造にはなっていな
い。そのため、溶接ヘッド等の加工ツールのワークの板
状部に対する角度が変わると押し付け力も変わってしま
い、良質な溶接等の加工ができないという問題がある。
そこで、本願発明は、このような問題点を解決すること
を課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】ワーク板状部の加工線近
傍の表面を回転するローラで厚み方向に押しつけ加工部
の浮き上がりを解消しながら加工線近傍領域を加工線に
沿って移動を行うための押しつけ装置において、本発明
は、上記課題を解決するために、ローラをワーク板状部
の厚み方向に押しつけるために該ローラを移動させる駆
動源をサーボモータとすることによって、ワーク板状部
を押し付ける、ローラの位置、押し付け速度、押し付け
力等を容易に制御できるようにした。
傍の表面を回転するローラで厚み方向に押しつけ加工部
の浮き上がりを解消しながら加工線近傍領域を加工線に
沿って移動を行うための押しつけ装置において、本発明
は、上記課題を解決するために、ローラをワーク板状部
の厚み方向に押しつけるために該ローラを移動させる駆
動源をサーボモータとすることによって、ワーク板状部
を押し付ける、ローラの位置、押し付け速度、押し付け
力等を容易に制御できるようにした。
【0008】具体的には、加工線近傍領域を押しつける
ためのローラと、該ローラを支持するフレームと、該ロ
ーラ支持フレームを前記加工部に対して接近・離反する
方向に直線移動させる機構と、この直線移動機構を駆動
するサーボモータで構成する。
ためのローラと、該ローラを支持するフレームと、該ロ
ーラ支持フレームを前記加工部に対して接近・離反する
方向に直線移動させる機構と、この直線移動機構を駆動
するサーボモータで構成する。
【0009】また、直線移動機構に代えて、ローラ支持
フレームを該押しつけ装置の加工進行方向に概ね垂直な
所定の軸回りに回転移動させる機構を設け、該回転移動
機構をサーボモータで駆動するようにする。また、前記
サーボモータをリニアモータとし、該リニアモータで前
記直線移動機構を兼ね、直線移動機構を設けないでよい
ようにする。
フレームを該押しつけ装置の加工進行方向に概ね垂直な
所定の軸回りに回転移動させる機構を設け、該回転移動
機構をサーボモータで駆動するようにする。また、前記
サーボモータをリニアモータとし、該リニアモータで前
記直線移動機構を兼ね、直線移動機構を設けないでよい
ようにする。
【0010】こうして構成された、サーボモータの電流
を制御することにより、所望の押しつけ力を得る。ま
た、前記ローラの位置、または速度を測定する手段と、
該測定結果によりフィードバック制御する手段とを設
け、フィードバック制御するようにする。又、前記ロー
ラによる押し付け力を推定するオブザーバと、指令押し
付け力と前記オブザーバにより推定した推定押し付け力
に基づき、力のフィードバック制御を行う手段とを設
け、押し付け力のフィードバック制御を行うようにし
た。
を制御することにより、所望の押しつけ力を得る。ま
た、前記ローラの位置、または速度を測定する手段と、
該測定結果によりフィードバック制御する手段とを設
け、フィードバック制御するようにする。又、前記ロー
ラによる押し付け力を推定するオブザーバと、指令押し
付け力と前記オブザーバにより推定した推定押し付け力
に基づき、力のフィードバック制御を行う手段とを設
け、押し付け力のフィードバック制御を行うようにし
た。
【0011】さらに、加工ツールを装着するための加工
ツール装着部を押し付け装置の移動機構の固定側部位、
又は、移動側部位に設ける。又、前記加工をレーザ加工
とした。
ツール装着部を押し付け装置の移動機構の固定側部位、
又は、移動側部位に設ける。又、前記加工をレーザ加工
とした。
【0012】さらに、上述した押し付け装置をロボット
アーム先端に取り付け加工用ロボットを構成する。そし
て、押し付け装置のサーボモータをロボット制御装置に
よって制御するようにする。また、押し付け装置の前記
ローラ支持フレームの位置、速度、押し付け力、又は前
記加工ツール装着部に装着した加工ツールと前記板状部
との距離のいずれかを入力できる手段をロボット教示操
作盤に設け、ロボット教示操作盤から、これらの設定入
力及び制御ができるようにする。又は、ロボットプログ
ラム命令で指令するようにする。
アーム先端に取り付け加工用ロボットを構成する。そし
て、押し付け装置のサーボモータをロボット制御装置に
よって制御するようにする。また、押し付け装置の前記
ローラ支持フレームの位置、速度、押し付け力、又は前
記加工ツール装着部に装着した加工ツールと前記板状部
との距離のいずれかを入力できる手段をロボット教示操
作盤に設け、ロボット教示操作盤から、これらの設定入
力及び制御ができるようにする。又は、ロボットプログ
ラム命令で指令するようにする。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
の説明図である。この第1の実施形態は、加工ツールと
して溶接トーチを用いた溶接に適用した押し付け装置の
例である。この第1の実施形態の押し付け装置10は、
ブラケット16、サーボモータ11、該サーボモータ1
1で駆動される直線移動機構12、この直線移動機構1
2の移動部材に固定されたローラ支持フレーム13、こ
のローラ支持フレーム13の先端に回動自在に軸支され
たローラ14で構成されている。ロボットアーム100
の先端に該押し付け装置10のブラケット16を取り付
け、この押し付け装置10をロボットアーム100に装
着する構成となっている。さらにこのブラケット16は
加工ツール装着部を有し、該加工ツール装着部に図1に
示す例では、溶接トーチ2が装着されている。なお、符
号15は、サーボモータ11へのケーブルである。
の説明図である。この第1の実施形態は、加工ツールと
して溶接トーチを用いた溶接に適用した押し付け装置の
例である。この第1の実施形態の押し付け装置10は、
ブラケット16、サーボモータ11、該サーボモータ1
1で駆動される直線移動機構12、この直線移動機構1
2の移動部材に固定されたローラ支持フレーム13、こ
のローラ支持フレーム13の先端に回動自在に軸支され
たローラ14で構成されている。ロボットアーム100
の先端に該押し付け装置10のブラケット16を取り付
け、この押し付け装置10をロボットアーム100に装
着する構成となっている。さらにこのブラケット16は
加工ツール装着部を有し、該加工ツール装着部に図1に
示す例では、溶接トーチ2が装着されている。なお、符
号15は、サーボモータ11へのケーブルである。
【0014】サーボモータ11を駆動すると、直線移動
機構12、ローラ支持フレーム13を介してローラ14
は、ワーク1a、1bの板状部に対して接近・離反する
方向に直線移動することができる。
機構12、ローラ支持フレーム13を介してローラ14
は、ワーク1a、1bの板状部に対して接近・離反する
方向に直線移動することができる。
【0015】溶接トーチ2の溶接点近傍にローラ14の
先端が位置するように、溶接トーチ2及び押し付け装置
10がブラケット16に固定されている。
先端が位置するように、溶接トーチ2及び押し付け装置
10がブラケット16に固定されている。
【0016】溶接を行う際には、押し付け装置10のロ
ーラ14が、上側のワーク1bの板状部を押し付け浮き
上がりを防止しながら、かつ、同時に溶接トーチ2でワ
ーク1a、1bを溶接しながら、溶接線に沿って、溶接
トーチ2及びローラ14を移動させることになる。この
押し付け装置10では、溶接トーチ2の先端とローラ1
4の位置関係が可変である。すなわち溶接点とローラ1
4の位置関係が可変である。そのため、サーボモータ1
1を駆動して直線移動機構12を介してローラ14の位
置を変えることによって、板厚が異なるような多種多様
のワークに対しても、溶接点位置とローラ14によるワ
ークの板状部の押し付け位置を最適に設定でき、ローラ
14とワークの板状部が非接触とはならず、常に、押し
付けて溶接加工部の浮き上がりを防止し、ワーク1aと
1bの板状部の隙間を調整することができる。又、溶接
開始点や、溶接終了点等において、ローラ14で板状部
を押し付けながら、溶接点を変えて溶接する場合にも適
用できる。さらに、サーボモータ11が出力するトルク
を制御することによって、押し付け力も制御できる。
ーラ14が、上側のワーク1bの板状部を押し付け浮き
上がりを防止しながら、かつ、同時に溶接トーチ2でワ
ーク1a、1bを溶接しながら、溶接線に沿って、溶接
トーチ2及びローラ14を移動させることになる。この
押し付け装置10では、溶接トーチ2の先端とローラ1
4の位置関係が可変である。すなわち溶接点とローラ1
4の位置関係が可変である。そのため、サーボモータ1
1を駆動して直線移動機構12を介してローラ14の位
置を変えることによって、板厚が異なるような多種多様
のワークに対しても、溶接点位置とローラ14によるワ
ークの板状部の押し付け位置を最適に設定でき、ローラ
14とワークの板状部が非接触とはならず、常に、押し
付けて溶接加工部の浮き上がりを防止し、ワーク1aと
1bの板状部の隙間を調整することができる。又、溶接
開始点や、溶接終了点等において、ローラ14で板状部
を押し付けながら、溶接点を変えて溶接する場合にも適
用できる。さらに、サーボモータ11が出力するトルク
を制御することによって、押し付け力も制御できる。
【0017】図2は、この第1の実施形態を加工ツール
として溶接トーチに代えてレーザ溶接ノズル3を用いた
ときの例である。この加工ツールとしてレーザ溶接ノズ
ル3を用いる場合、溶接部の焦点近傍にローラ14の押
さえ部分が位置するように、レーザ溶接ノズル3、直線
移動機構12がブラケット16に取り付けられている。
この図2に示す例も、溶接を行う場合は、サーボモータ
11を駆動して重ね合わされているワーク1a、1bの
板状部の上側のワーク1bの板状部を押し付けて、重ね
合わされた2つの板状部の隙間を制御しながら、レーザ
溶接ノズル3によりレーザ溶接を行う。そして、ロボッ
トを移動させて、溶接線に沿って、溶接ノズル3及びロ
ーラ14を移動させて、レーザ溶接を行う。なお、符号
4は光ファイバである。
として溶接トーチに代えてレーザ溶接ノズル3を用いた
ときの例である。この加工ツールとしてレーザ溶接ノズ
ル3を用いる場合、溶接部の焦点近傍にローラ14の押
さえ部分が位置するように、レーザ溶接ノズル3、直線
移動機構12がブラケット16に取り付けられている。
この図2に示す例も、溶接を行う場合は、サーボモータ
11を駆動して重ね合わされているワーク1a、1bの
板状部の上側のワーク1bの板状部を押し付けて、重ね
合わされた2つの板状部の隙間を制御しながら、レーザ
溶接ノズル3によりレーザ溶接を行う。そして、ロボッ
トを移動させて、溶接線に沿って、溶接ノズル3及びロ
ーラ14を移動させて、レーザ溶接を行う。なお、符号
4は光ファイバである。
【0018】この図2で示す例も、サーボモータ11の
位置、速度、トルクを制御することによって、ローラ1
4は溶接ヘッド3の先端に対してその位置関係を変える
ことができるとともに、ワークの板状部への押圧力を制
御し、2つの板状部間の隙間の制御が可能となる。その
ため、多種多様の形状や板厚のワークに対する溶接がこ
の押し付け装置で対応できる。
位置、速度、トルクを制御することによって、ローラ1
4は溶接ヘッド3の先端に対してその位置関係を変える
ことができるとともに、ワークの板状部への押圧力を制
御し、2つの板状部間の隙間の制御が可能となる。その
ため、多種多様の形状や板厚のワークに対する溶接がこ
の押し付け装置で対応できる。
【0019】図3は、本発明の第2の実施形態の押し付
け装置の説明図である。この第2の実施形態の押し付け
装置20は、ブラケット26、サーボモータ21、直線
移動機構22、取り付け部材27、ローラ支持フレーム
23、ローラ24で構成されている。直線移動機構22
は、ロボットのアーム100の先端にブラケット26取
り付けられたることによってロボットに装着される。該
直線移動機構22の移動側に取り付け部材27が固着さ
れ、該取り付け部材27は、ローラ支持フレーム23が
固着されている。さらにこの取り付け部材27に設けら
れた加工ツール装着部にレーサ溶接ノズル3が装着され
ている。ローラ支持フレーム23の先端には回動自在に
ローラ24が軸支されている。この第2の実施形態にお
いては、直線移動機構22の移動側にレーザ溶接ノズル
3及びローラ支持フレーム23を固定されているから、
溶接ノズル3の先端とローラ24の位置関係は固定とな
る。サーボモータ21を駆動し、該サーボモータ21の
回転運動を直線移動機構22で直動運動に変換し溶接ノ
ズル3及びローラ支持フレーム23を移動させることに
より、溶接ノズル3の先端及び、ローラ24をワーク1
a、1bの板状部に近づけ、さらに、ローラ24によっ
てワーク1a、1bの板状部を押し付けながら、レーザ
溶接を行い、かつロボットを駆動して溶接線に沿って、
ローラ24及び溶接ノズル3を移動させることによっ
て、溶接を行うものである。
け装置の説明図である。この第2の実施形態の押し付け
装置20は、ブラケット26、サーボモータ21、直線
移動機構22、取り付け部材27、ローラ支持フレーム
23、ローラ24で構成されている。直線移動機構22
は、ロボットのアーム100の先端にブラケット26取
り付けられたることによってロボットに装着される。該
直線移動機構22の移動側に取り付け部材27が固着さ
れ、該取り付け部材27は、ローラ支持フレーム23が
固着されている。さらにこの取り付け部材27に設けら
れた加工ツール装着部にレーサ溶接ノズル3が装着され
ている。ローラ支持フレーム23の先端には回動自在に
ローラ24が軸支されている。この第2の実施形態にお
いては、直線移動機構22の移動側にレーザ溶接ノズル
3及びローラ支持フレーム23を固定されているから、
溶接ノズル3の先端とローラ24の位置関係は固定とな
る。サーボモータ21を駆動し、該サーボモータ21の
回転運動を直線移動機構22で直動運動に変換し溶接ノ
ズル3及びローラ支持フレーム23を移動させることに
より、溶接ノズル3の先端及び、ローラ24をワーク1
a、1bの板状部に近づけ、さらに、ローラ24によっ
てワーク1a、1bの板状部を押し付けながら、レーザ
溶接を行い、かつロボットを駆動して溶接線に沿って、
ローラ24及び溶接ノズル3を移動させることによっ
て、溶接を行うものである。
【0020】この第2の実施形態では、ローラ24とレ
ーザ溶接ノズル3の位置関係が常に一定で、ローラ24
がワーク1a、1bの板状部を押し付けながら溶接を行
うものであるら、レーザ溶接ノズル3からのレーザ光の
焦点は、ワーク1a、1bに対して、ほぼ一定の位置と
なり均一な溶接を行うことができる。
ーザ溶接ノズル3の位置関係が常に一定で、ローラ24
がワーク1a、1bの板状部を押し付けながら溶接を行
うものであるら、レーザ溶接ノズル3からのレーザ光の
焦点は、ワーク1a、1bに対して、ほぼ一定の位置と
なり均一な溶接を行うことができる。
【0021】上述した直線移動機構の一例を図8に示
す。この図8では、図3に示した第2の実施形態に用い
られた直線移動機構22の例を示しているが、図1、図
2の第1の実施形態で用いた直線移動機構12の場合で
も同様なもので構成されるものである。この直線移動機
構22は、ブラケット26に固着された機枠22e内に
は、両端をベアリング22cで支持されたボールネジ2
2aが配置されており、該ボールネジ22aに螺合する
ボールナット22bには、この直線移動機構22の移動
側であるスライダ22dが固着されている。サーボモー
タ21でボールネジ22aを回転駆動することにより、
ボールナット22bは直線移動し、該ボールナット22
bに固着された取り付け部材27、該取り付け部材27
に取り付けられているローラ支持フレーム23及び溶接
ノズル3を直線移動させるものである。
す。この図8では、図3に示した第2の実施形態に用い
られた直線移動機構22の例を示しているが、図1、図
2の第1の実施形態で用いた直線移動機構12の場合で
も同様なもので構成されるものである。この直線移動機
構22は、ブラケット26に固着された機枠22e内に
は、両端をベアリング22cで支持されたボールネジ2
2aが配置されており、該ボールネジ22aに螺合する
ボールナット22bには、この直線移動機構22の移動
側であるスライダ22dが固着されている。サーボモー
タ21でボールネジ22aを回転駆動することにより、
ボールナット22bは直線移動し、該ボールナット22
bに固着された取り付け部材27、該取り付け部材27
に取り付けられているローラ支持フレーム23及び溶接
ノズル3を直線移動させるものである。
【0022】なお、この直線ユニットとしては、上述し
たようなボールネジ22aとナット22bの組み合わせ
以外にも、ラック&ビニオン等の回転/直線運動変換機
構を用いることができる。
たようなボールネジ22aとナット22bの組み合わせ
以外にも、ラック&ビニオン等の回転/直線運動変換機
構を用いることができる。
【0023】又、図12,図13に示すように、回転式
のサーボモータと回転/直線運動変換機構の代わりにリ
ニアモータを使用してもよい。図12は、図3に示す第
2の実施形態における直線移動機構22の代わりにリニ
アモータを使用したときの説明図で、図13は、図12
を矢視Aの方向からみた断面図である。
のサーボモータと回転/直線運動変換機構の代わりにリ
ニアモータを使用してもよい。図12は、図3に示す第
2の実施形態における直線移動機構22の代わりにリニ
アモータを使用したときの説明図で、図13は、図12
を矢視Aの方向からみた断面図である。
【0024】ブラケット26には、リニアモータのベー
ス50が固着され、該ベース50には、平行に2つのレ
ール51a、51bが取り付けられている。該ベース5
0に対向してスライダ52が配置され、該スライダ52
には一対のレール51a、51bとそれぞれ係合するブ
ロック53a、53bが設けられている。又、ベース5
0とスライダ52の対向面には、リニアモータの電気部
である磁石54aが一方に、他方にはコイル54bが配
置されている。なお、符号55は、リニアモータのカバ
ーである。
ス50が固着され、該ベース50には、平行に2つのレ
ール51a、51bが取り付けられている。該ベース5
0に対向してスライダ52が配置され、該スライダ52
には一対のレール51a、51bとそれぞれ係合するブ
ロック53a、53bが設けられている。又、ベース5
0とスライダ52の対向面には、リニアモータの電気部
である磁石54aが一方に、他方にはコイル54bが配
置されている。なお、符号55は、リニアモータのカバ
ーである。
【0025】このリニアモータを駆動することによっ
て、スライダ52を直線運動させることにより、この図
12,図13で示した例では、前述した第2の実施形態
と同様に、レーザ溶接ノズル3及びローラ支持フレーム
23、ローラ24を一体的に直線運動させ、ワーク1
a、1bの板状部に対して近接・離反させることができ
るものであり、ローラ24をワーク1a、1bの板状部
に押し付けて板状部の浮き上がりを防止しながらレーザ
溶接加工を行うものである。
て、スライダ52を直線運動させることにより、この図
12,図13で示した例では、前述した第2の実施形態
と同様に、レーザ溶接ノズル3及びローラ支持フレーム
23、ローラ24を一体的に直線運動させ、ワーク1
a、1bの板状部に対して近接・離反させることができ
るものであり、ローラ24をワーク1a、1bの板状部
に押し付けて板状部の浮き上がりを防止しながらレーザ
溶接加工を行うものである。
【0026】図4は本発明の押し付け装置の第3の実施
形態の説明図である。この第3の実施形態の押し付け装
置30は、ブラケット36、サーボモータ31,減速ユ
ニット32,ローラ支持フレーム33,ローラ34で構
成され、ロボットアーム100にブラケット36を取り
付けれることによってロボットに装着される。ブラケッ
ト36に減速ユニット32及びサーボモータ31が装着
され、減速ユニット32の出力軸には、ローラ支持フレ
ーム33が固着されている。該ローラ支持フレーム33
の先端にはローラ34が回転自在に軸支されている。
又、ブラケット36の加工ツール装着部にはレーザ溶接
ノズル3が取り付けられており、ローラ34の先端はレ
ーザ溶接ノズルの先端近傍、すなわち溶接部の近傍に位
置できるように配置されている。
形態の説明図である。この第3の実施形態の押し付け装
置30は、ブラケット36、サーボモータ31,減速ユ
ニット32,ローラ支持フレーム33,ローラ34で構
成され、ロボットアーム100にブラケット36を取り
付けれることによってロボットに装着される。ブラケッ
ト36に減速ユニット32及びサーボモータ31が装着
され、減速ユニット32の出力軸には、ローラ支持フレ
ーム33が固着されている。該ローラ支持フレーム33
の先端にはローラ34が回転自在に軸支されている。
又、ブラケット36の加工ツール装着部にはレーザ溶接
ノズル3が取り付けられており、ローラ34の先端はレ
ーザ溶接ノズルの先端近傍、すなわち溶接部の近傍に位
置できるように配置されている。
【0027】サーボモータ31を駆動し、その回転出力
は回転移動機構を構成する減速ユニット32で減速され
その出力軸を介してローラ支持フレーム33を回動させ
る(図4において紙面垂直方向に回動)。このローラ支
持フレーム33の回動力によって、ローラ34がワーク
1a、1bの板状部を押し付け、2つのワーク1a、1
bの板状部間の隙間を矯正し、レーサ溶接ノズルからの
レーザ光によってレーザ溶接を行う。
は回転移動機構を構成する減速ユニット32で減速され
その出力軸を介してローラ支持フレーム33を回動させ
る(図4において紙面垂直方向に回動)。このローラ支
持フレーム33の回動力によって、ローラ34がワーク
1a、1bの板状部を押し付け、2つのワーク1a、1
bの板状部間の隙間を矯正し、レーサ溶接ノズルからの
レーザ光によってレーザ溶接を行う。
【0028】図5は、図4の左側面方向からみた図で、
図6は、図5においてレーザ溶接ノズル3のワーク1
a、1bに対する入射角を変えたときの説明図である。
この図5、図6に示すように、ローラ34の回転方向と
ほぼ同一方向にローラ支持フレーム33が減速ユニット
32の出力軸回りに回転できることから、レーザ溶接ノ
ズル3によるレーザ光のワーク1a、1bに対する入射
角が変動するような場合でも、又、加工時にワーク1
a、1bの板状部と押し付け装置の相対角度がばらつい
たときも、ローラ34がワーク1a、1bの板状部と非
接触とはならず、所望の押し付けを可能にしたものであ
る。
図6は、図5においてレーザ溶接ノズル3のワーク1
a、1bに対する入射角を変えたときの説明図である。
この図5、図6に示すように、ローラ34の回転方向と
ほぼ同一方向にローラ支持フレーム33が減速ユニット
32の出力軸回りに回転できることから、レーザ溶接ノ
ズル3によるレーザ光のワーク1a、1bに対する入射
角が変動するような場合でも、又、加工時にワーク1
a、1bの板状部と押し付け装置の相対角度がばらつい
たときも、ローラ34がワーク1a、1bの板状部と非
接触とはならず、所望の押し付けを可能にしたものであ
る。
【0029】図7は、本発明の第4の実施形態の押し付
け装置の説明図である。この第4の実施形態と図4に示
した第3の実施形態と相違する点は、レーザ溶接ノズル
もローラ支持フレームと共に回動できるようにした点で
ある。
け装置の説明図である。この第4の実施形態と図4に示
した第3の実施形態と相違する点は、レーザ溶接ノズル
もローラ支持フレームと共に回動できるようにした点で
ある。
【0030】ロボットアーム100の先端に取り付けら
れたブラケット46には、減速ユニット42及びサーボ
モータ41が取り付けられている。該減速ユニット42
の出力軸には、取り付け部材47固着され、該取り付け
部材47の加工ツール装着部にはレーザ溶接ノズル3が
装着され、また、該取り付け部材47にはローラ支持フ
レーム43が固着されている。又、ローラ支持フレーム
43の先端にはローラ44が回動自在に軸支され、この
ローラの先端はレーザ溶接ノズル3の先端位置近傍に位
置している。
れたブラケット46には、減速ユニット42及びサーボ
モータ41が取り付けられている。該減速ユニット42
の出力軸には、取り付け部材47固着され、該取り付け
部材47の加工ツール装着部にはレーザ溶接ノズル3が
装着され、また、該取り付け部材47にはローラ支持フ
レーム43が固着されている。又、ローラ支持フレーム
43の先端にはローラ44が回動自在に軸支され、この
ローラの先端はレーザ溶接ノズル3の先端位置近傍に位
置している。
【0031】サーボモータ41を駆動すると、減速ユニ
ット42でその回転が減速され、出力軸に取り出され、
取り付け部材47を回動させる。その結果、該取り付け
部材47に取り付けられたレーザ溶接ノズル3及びロー
ラ支持フレーム43も取り付け部材46と共に回動す
る。ローラ44とレーザ溶接ノズル3の位置関係は変動
せず、保持したまま回動することになる。そこで、ロー
ラ44でワーク1a、1bの板状部を押し付けながら、
レーザ溶接ノズル3から出力されるレーザ光により溶接
を行えば、レーザ光のワーク1a、1bの板状部に対す
る焦点位置も一定となり、均一な溶接ができる。
ット42でその回転が減速され、出力軸に取り出され、
取り付け部材47を回動させる。その結果、該取り付け
部材47に取り付けられたレーザ溶接ノズル3及びロー
ラ支持フレーム43も取り付け部材46と共に回動す
る。ローラ44とレーザ溶接ノズル3の位置関係は変動
せず、保持したまま回動することになる。そこで、ロー
ラ44でワーク1a、1bの板状部を押し付けながら、
レーザ溶接ノズル3から出力されるレーザ光により溶接
を行えば、レーザ光のワーク1a、1bの板状部に対す
る焦点位置も一定となり、均一な溶接ができる。
【0032】図9は、上述した押し付け装置が装着され
たロボットの構成図である。押し付け装置10(20,
30,40)は、ロボット本体(機構部)200のアー
ム100先端に取り付けられる。ロボット本体200は
ロボット制御装置201に接続され、該制御装置によっ
て制御される。さらに、押し付け装置10(20,3
0,40)のサーボモータ11(21,31,41)も
ロボット制御装置201にモータケーブル15(25,
35,45)によって接続されている。
たロボットの構成図である。押し付け装置10(20,
30,40)は、ロボット本体(機構部)200のアー
ム100先端に取り付けられる。ロボット本体200は
ロボット制御装置201に接続され、該制御装置によっ
て制御される。さらに、押し付け装置10(20,3
0,40)のサーボモータ11(21,31,41)も
ロボット制御装置201にモータケーブル15(25,
35,45)によって接続されている。
【0033】ロボット制御装置201には教示操作盤2
02が接続されており、ロボット本体200及び押し付
け装置10(20,30,40)は、このロボット制御
装置によって制御され、プログラム若しくは教示操作盤
からの指令によって駆動制御される。この図9に示す実
施形態では、押し付け装置10(20,30,40)
は、ロボット制御装置201が有する、いわゆる付加軸
に接続され、押し付け装置10(20,30,40)の
サーボモータは、ロボット制御装置の付加軸として制御
される。
02が接続されており、ロボット本体200及び押し付
け装置10(20,30,40)は、このロボット制御
装置によって制御され、プログラム若しくは教示操作盤
からの指令によって駆動制御される。この図9に示す実
施形態では、押し付け装置10(20,30,40)
は、ロボット制御装置201が有する、いわゆる付加軸
に接続され、押し付け装置10(20,30,40)の
サーボモータは、ロボット制御装置の付加軸として制御
される。
【0034】教示操作盤202には、従来のロボット制
御装置における教示操作盤と同じように、ロボットの各
軸を手動で移動させるための押しボタン、直交座標系に
おける各軸方向にツールセンタポイントを手動で移動さ
せるための押しボタン、教示点を教示する教示ボタン等
の各種指令手段とLED等の表示手段を備えると共に、
本発明に関係して、押し付け装置の前記ローラ支持フレ
ームの位置、速度、押し付け力、又は前記加工ツール装
着部に装着した加工ツールと前記板状部との距離の等を
入力する手段をも備えている。
御装置における教示操作盤と同じように、ロボットの各
軸を手動で移動させるための押しボタン、直交座標系に
おける各軸方向にツールセンタポイントを手動で移動さ
せるための押しボタン、教示点を教示する教示ボタン等
の各種指令手段とLED等の表示手段を備えると共に、
本発明に関係して、押し付け装置の前記ローラ支持フレ
ームの位置、速度、押し付け力、又は前記加工ツール装
着部に装着した加工ツールと前記板状部との距離の等を
入力する手段をも備えている。
【0035】ロボット制御装置201と押し付け装置1
0(20,30,40)のサーボモータ11(21,3
1,41)を接続するモータケーブルの配線は、ロボッ
ト本体200内部を通しても又、外部を這わせてもかま
わない。ロボットに押し付け装置10(20,30,4
0)を装着し、この押し付け装置10(20,30,4
0)をロボット制御装置201で制御するようにしたこ
とから、汎用性が広がり、ロボットの教示を変えるだけ
で、各種加工に適用できる。ロボットとワーク押し付け
装置は共通のロボット制御装置で制御されているので、
ロボット本体の動作と協調して押し付け装置の動作をさ
せることができる。また、ロボットの動作によって、3
次元形状の複雑なワークに対してその板状部に加工(溶
接等)を行う際にも、この板状部を押し付けながらこの
加工部の浮き上がりを防止して加工を行うことができ、
ロボットの適用範囲を広げることができる。
0(20,30,40)のサーボモータ11(21,3
1,41)を接続するモータケーブルの配線は、ロボッ
ト本体200内部を通しても又、外部を這わせてもかま
わない。ロボットに押し付け装置10(20,30,4
0)を装着し、この押し付け装置10(20,30,4
0)をロボット制御装置201で制御するようにしたこ
とから、汎用性が広がり、ロボットの教示を変えるだけ
で、各種加工に適用できる。ロボットとワーク押し付け
装置は共通のロボット制御装置で制御されているので、
ロボット本体の動作と協調して押し付け装置の動作をさ
せることができる。また、ロボットの動作によって、3
次元形状の複雑なワークに対してその板状部に加工(溶
接等)を行う際にも、この板状部を押し付けながらこの
加工部の浮き上がりを防止して加工を行うことができ、
ロボットの適用範囲を広げることができる。
【0036】図10は、押し付け装置10(20,3
0,40)のローラ支持フレーム13(23,33,4
3)を駆動するサーボモータ11(21,31,41)
を制御する位置・速度制御ループのブロック図である。
従来から公知の位置・速度制御ループと変わりはない。
要素301のKpは位置制御ループ(比例制御)の位置
ループゲインを示し、要素302のKvは速度制御ルー
プ(比例積分制御等)の速度ループゲインを示す。又、
要素303は、サーボモータの伝達関数を示す要素で、
Ktはトルク定数、Jイナーシャを示す。要素304
は、モータ速度vから位置yを求める伝達関数の要素で
ある。なお、sは、ラプラス演算子である。
0,40)のローラ支持フレーム13(23,33,4
3)を駆動するサーボモータ11(21,31,41)
を制御する位置・速度制御ループのブロック図である。
従来から公知の位置・速度制御ループと変わりはない。
要素301のKpは位置制御ループ(比例制御)の位置
ループゲインを示し、要素302のKvは速度制御ルー
プ(比例積分制御等)の速度ループゲインを示す。又、
要素303は、サーボモータの伝達関数を示す要素で、
Ktはトルク定数、Jイナーシャを示す。要素304
は、モータ速度vから位置yを求める伝達関数の要素で
ある。なお、sは、ラプラス演算子である。
【0037】ワーク1a、1bの板状部に対するローラ
支持フレーム13(23,33,43)の移動指令rか
らサーボモータ等に取り付けられている位置・速度検出
器から出力される情報に基づく位置のフィードバック値
を減算し、その差に位置ループゲインKpを乗じて速度
指令vcを求め、該速度指令vcから位置・速度検出器
から出力される情報に基づく速度フィードバック値を減
じて速度ループ処理を行いトルク指令(電流指令)tを
求めて、押し付け装置のサーボモータを駆動する。
支持フレーム13(23,33,43)の移動指令rか
らサーボモータ等に取り付けられている位置・速度検出
器から出力される情報に基づく位置のフィードバック値
を減算し、その差に位置ループゲインKpを乗じて速度
指令vcを求め、該速度指令vcから位置・速度検出器
から出力される情報に基づく速度フィードバック値を減
じて速度ループ処理を行いトルク指令(電流指令)tを
求めて、押し付け装置のサーボモータを駆動する。
【0038】押し付け装置のローラ支持フレーム13
(23,33,43)を駆動するサーボモータの位置、
速度が制御されることから、ワーク1a、1bの板状部
に対するローラ支持フレームの先端に軸支されたローラ
の接近、押圧、離反の位置、速度が制御されることにな
る。
(23,33,43)を駆動するサーボモータの位置、
速度が制御されることから、ワーク1a、1bの板状部
に対するローラ支持フレームの先端に軸支されたローラ
の接近、押圧、離反の位置、速度が制御されることにな
る。
【0039】図1,図2、図4に示した第1,第3の実
施形態においては、このローラ支持フレームの位置を制
御することにより、加工ツール(溶接トーチ2,溶接ノ
ズル3等)と押し付け装置のローラ(14,34)の相
対位置を任意の位置に制御することができ、多種多様の
ワークに対して最適の加工が実施できる。また、図3,
図7に示す第2,第4の実施形態の場合では、加工ツー
ル(溶接トーチ2,溶接ノズル3等)と押し付け装置の
ローラ(14,34)の相対位置関係は変更できない
が、ワーク1a、1bの板状部と加工ツール(溶接トー
チ2,溶接ノズル3等)の位置を指令通りに制御するこ
とができる。特に、ワークの板状部を固定するための治
具等が加工経路途中にあるような場合、この治具で保持
された部分に来ると、押し付け装置のローラをワークの
板状部から離してローラとジグとの干渉を避け、治具と
の干渉が存在しなくなった位置まで移動した後に再びワ
ークの板状部への押しつけを再開する等の位置制御を容
易に行うことができる。
施形態においては、このローラ支持フレームの位置を制
御することにより、加工ツール(溶接トーチ2,溶接ノ
ズル3等)と押し付け装置のローラ(14,34)の相
対位置を任意の位置に制御することができ、多種多様の
ワークに対して最適の加工が実施できる。また、図3,
図7に示す第2,第4の実施形態の場合では、加工ツー
ル(溶接トーチ2,溶接ノズル3等)と押し付け装置の
ローラ(14,34)の相対位置関係は変更できない
が、ワーク1a、1bの板状部と加工ツール(溶接トー
チ2,溶接ノズル3等)の位置を指令通りに制御するこ
とができる。特に、ワークの板状部を固定するための治
具等が加工経路途中にあるような場合、この治具で保持
された部分に来ると、押し付け装置のローラをワークの
板状部から離してローラとジグとの干渉を避け、治具と
の干渉が存在しなくなった位置まで移動した後に再びワ
ークの板状部への押しつけを再開する等の位置制御を容
易に行うことができる。
【0040】さらに、速度制御ループゲインを調整する
ことによって、ワーク1a、1bに対するローラ14
(24,34,44)による押し付け力に振動が発生し
ないように制御できる。
ことによって、ワーク1a、1bに対するローラ14
(24,34,44)による押し付け力に振動が発生し
ないように制御できる。
【0041】また、図10に示す押し付け装置のサーボ
モータの制御系において、電流指令であるトルク指令を
制限するトルクリミッタを設け、サーボモータから出力
されるトルクをトルクリミッタに設定した設定値に制限
することによって、押し付け装置のローラによるワーク
1a、1bに対する押し付け力を制御するようにしても
よい。
モータの制御系において、電流指令であるトルク指令を
制限するトルクリミッタを設け、サーボモータから出力
されるトルクをトルクリミッタに設定した設定値に制限
することによって、押し付け装置のローラによるワーク
1a、1bに対する押し付け力を制御するようにしても
よい。
【0042】さらには、この押し付け力をフィードバッ
ク制御するようにしてもよい。図11は、この押し付け
力のフィードバック制御を行うときのサーボモータの制
御系に組み込まれた力制御ループのブロック図である。
要素401のAは、押し付け力のフィードバック制御を
行うための力制御ループのゲイン(比例ゲイン)、要素
402は、モータの伝達関数でKtはトルク定数、Jは
イナーシャである。また要素403のKvは速度制御ル
ープの速度ループゲインである。また、この実施形態で
は、押し付け装置によるワークの板状部への押し付け力
をサーボモータの制御系に組み込んだサーボモータに加
わる外乱を推定するオブザーバによって推定し、この推
定押し付け力をフィードバックして押し付け力を制御す
るようにした。なお、オブザーバに付いては、すでに公
知であり、この公知のオブザーバを用いるものとして、
オブザーバの説明は省略する。
ク制御するようにしてもよい。図11は、この押し付け
力のフィードバック制御を行うときのサーボモータの制
御系に組み込まれた力制御ループのブロック図である。
要素401のAは、押し付け力のフィードバック制御を
行うための力制御ループのゲイン(比例ゲイン)、要素
402は、モータの伝達関数でKtはトルク定数、Jは
イナーシャである。また要素403のKvは速度制御ル
ープの速度ループゲインである。また、この実施形態で
は、押し付け装置によるワークの板状部への押し付け力
をサーボモータの制御系に組み込んだサーボモータに加
わる外乱を推定するオブザーバによって推定し、この推
定押し付け力をフィードバックして押し付け力を制御す
るようにした。なお、オブザーバに付いては、すでに公
知であり、この公知のオブザーバを用いるものとして、
オブザーバの説明は省略する。
【0043】ワーク1a、1bの板状部に対する押し付
け力の目標値として指令押し付け力Fcから、オブザー
バで推定された推定押し付け力Tdを減算し、その差に
ゲインAを乗じ速度指令vcを求め、この速度指令vc
から、速度検出器で検出されフィードバックされる速度
フィードバック値に速度ループゲインKvを乗じた値を
減じて電流指令(トルク指令)tを求めてサーボモータ
を駆動する。
け力の目標値として指令押し付け力Fcから、オブザー
バで推定された推定押し付け力Tdを減算し、その差に
ゲインAを乗じ速度指令vcを求め、この速度指令vc
から、速度検出器で検出されフィードバックされる速度
フィードバック値に速度ループゲインKvを乗じた値を
減じて電流指令(トルク指令)tを求めてサーボモータ
を駆動する。
【0044】このように、オブザーバで押し付け力を推
定し、この推定押し付け力が目標値として設定された押
し付け力に一致するようにフィードバック制御されるこ
とになる。この力のフィードバック制御を用いる場合で
も、この実施形態では力のフィードバック制御のマイナ
ーループとして速度制御ループが組み込まれているか
ら、この速度制御ループの速度ループゲインKvを調整
することによって、押し付け力の振動発生を防止するこ
とができる。
定し、この推定押し付け力が目標値として設定された押
し付け力に一致するようにフィードバック制御されるこ
とになる。この力のフィードバック制御を用いる場合で
も、この実施形態では力のフィードバック制御のマイナ
ーループとして速度制御ループが組み込まれているか
ら、この速度制御ループの速度ループゲインKvを調整
することによって、押し付け力の振動発生を防止するこ
とができる。
【0045】
【発明の効果】本発明では、押し付け装置のローラによ
る押し付け動作がサーボモータによって制御されるか
ら、ローラの位置、速度、押し付け力が容易に制御で
き、多種多様なワークに対しても、ワーク板状部へ最適
な押し付け力を与えることができる。
る押し付け動作がサーボモータによって制御されるか
ら、ローラの位置、速度、押し付け力が容易に制御で
き、多種多様なワークに対しても、ワーク板状部へ最適
な押し付け力を与えることができる。
【図1】本発明の第1の実施形態の押し付け装置を加工
ツールが溶接トーチの場合に適用した例を示す図であ
る。
ツールが溶接トーチの場合に適用した例を示す図であ
る。
【図2】同第1の実施形態の押し付け装置を加工ツール
がレーザ溶接ノズルの場合に適用した例を示す図であ
る。
がレーザ溶接ノズルの場合に適用した例を示す図であ
る。
【図3】本発明の第2の実施形態の押し付け装置を加工
ツールがレーザ溶接ノズルの場合に適用した例を示す図
である。
ツールがレーザ溶接ノズルの場合に適用した例を示す図
である。
【図4】本発明の第3の実施形態の押し付け装置を加工
ツールがレーザ溶接ノズルの場合に適用した例を示す図
である。
ツールがレーザ溶接ノズルの場合に適用した例を示す図
である。
【図5】同第3の実施形態におけるレーザ溶接ノズルと
押し付け装置の位置関係を示す図である。
押し付け装置の位置関係を示す図である。
【図6】同第3の実施形態においてレーザ溶接ノズルか
らのレーザ光のワークへの入射角度を変えたときの押し
付け装置の位置関係を示す図である。
らのレーザ光のワークへの入射角度を変えたときの押し
付け装置の位置関係を示す図である。
【図7】本発明の第4の実施形態の押し付け装置を加工
ツールがレーザ溶接ノズルの場合に適用した例を示す図
である。
ツールがレーザ溶接ノズルの場合に適用した例を示す図
である。
【図8】本発明の第1、第2実施形態において使用され
る直線移動機構の一例を示す図である。
る直線移動機構の一例を示す図である。
【図9】本発明の押し付け装置をロボットに装着したと
きのロボットシステムの概要図である。
きのロボットシステムの概要図である。
【図10】本発明の実施形態で使用するサーボモータの
位置、速度フィードバック制御系のブロック図である。
位置、速度フィードバック制御系のブロック図である。
【図11】本発明の実施形態で用いる力のフィードバッ
ク制御系のブロック図である。
ク制御系のブロック図である。
【図12】本発明の第1、第2実施形態において使用さ
れる直線移動機構をリニアモータで構成したときの例を
示す図である。
れる直線移動機構をリニアモータで構成したときの例を
示す図である。
【図13】図12における矢視Aからみたときの図であ
る。
る。
【図14】従来のエアシリンダで駆動される押し付け装
置の説明図である。
置の説明図である。
【図15】エアシリンダに変えてコイルスプリングで構
成されるダンパにより押し付け力を発生させるようにし
た従来の押し付け装置の説明図である。
成されるダンパにより押し付け力を発生させるようにし
た従来の押し付け装置の説明図である。
1a、1b ワーク
2 溶接トーチ
3 レーザ溶接ノズル
10、20、30、40 押し付け装置
11、21、31、41、 サーボモータ
12、22 直線移動機構
13、23、33、43 ローラ支持フレーム
14、24、34、44 ローラ
32、42 減速ユニット
50 リニアモータのベース
51a、51b レール
52 スライダ
54a 磁石
54b コイル
100 ロボットアーム
101 ブラケット
200 ロボット本体(機構部)
201 ロボット制御装置
202 教示操作盤
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開2000−237887(JP,A)
特開2002−86285(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
B23K 26/00 - 26/30
Claims (15)
- 【請求項1】 ワークの板状部に対する加工の際に、加
工ツールと共に用いられ、前記板状部の加工線近傍の表
面を回転するローラで厚み方向に押しつけ加工部の浮き
上がりを解消しながら前記加工線近傍領域を加工線に沿
って移動を行うための押しつけ装置において、前記ロー
ラを前記板状部の厚み方向に押しつけるために該ローラ
を移動させる駆動源をサーボモータとしたことを特徴と
するワーク押し付け装置。 - 【請求項2】 ワークの板状部に対する加工の際に、加
工ツールと共に用いられ、前記板状部の加工線近傍の表
面を厚み方向に押しつけ加工部の浮き上がりを解消しな
がら前記加工線近傍領域を加工線に沿って移動を行うた
めの押しつけ装置において、前記加工線近傍領域を押し
つけるためのローラと、該ローラを支持するフレーム
と、該ローラ支持フレームを前記加工部に対して接近・
離反する方向に直線移動させる機構と、前記直線移動機
構を駆動するサーボモータとを備えたことを特徴とする
ワーク押し付け装置。 - 【請求項3】 ワークの板状部に対する加工の際に、加
工ツールと共に用いられ、前記板状部の加工線近傍の表
面を厚み方向に押しつけ加工部の浮き上がりを解消しな
がら前記加工線近傍領域を加工線に沿って移動を行うた
めの押しつけ装置において、前記加工線近傍領域を押し
つけるためのローラと、該ローラを支持するフレーム
と、該ローラ支持フレームを該押しつけ装置の加工進行
方向に概ね垂直な所定の軸回りに回転移動させる機構
と、前記回転移動機構を駆動するサーボモータとを備え
たことを特徴とするワーク押し付け装置。 - 【請求項4】 前記サーボモータをリニアモータとし、
該リニアモータで前記直線移動機構を兼ねるようにした
請求項1又は請求項2記載の押し付け装置。 - 【請求項5】 前記サーボモータの電流を制御すること
により、所望の押しつけ力を得る請求項1乃至請求項4
の内いずれか1項に記載の押し付け装置。 - 【請求項6】 前記ローラの位置、または速度を測定す
る手段と、該測定結果によりフィードバック制御する手
段とを備えた請求項1乃至請求項5の内いずれか1項記
載の押し付け装置。 - 【請求項7】 加工ツールを装着するための加工ツール
装着部を備えた請求項1乃至請求項6の内いずれか1項
記載の押し付け装置。 - 【請求項8】 前記加工ツール装着部を押し付け装置の
移動機構の固定側部位に設けたことを特徴とする請求項
7記載の押し付け装置。 - 【請求項9】 前記加工ツール装着部を押し付け装置の
移動機構の移動側部位に設けたことを特徴とする請求項
7記載の押し付け装置。 - 【請求項10】 前記ローラによる押し付け力を推定す
るオブザーバと、指令押し付け力と前記オブザーバによ
り推定した推定押し付け力に基づき、力のフィードバッ
ク制御を行う手段とを備えた請求項6乃至請求項9の
内、いずれか1項に記載の押し付け装置。 - 【請求項11】 前記加工がレーザ加工である請求項1
乃至請求項10の内いずれか1項に記載の押し付け装
置。 - 【請求項12】 ロボットアーム先端に、請求項1乃至
請求項11の内1項に記載の押し付け装置を取り付けた
ことを特徴とする加工用ロボット。 - 【請求項13】 押し付け装置のサーボモータはロボッ
ト制御装置によって制御される請求項12記載の加工用
ロボット。 - 【請求項14】 前記押し付け装置の前記ローラ支持フ
レームの位置、速度、押し付け力、又は前記加工ツール
装着部に装着した加工ツールと前記板状部との距離のい
ずれかを入力できる手段をロボット教示操作盤に備える
請求項12又は請求項13記載の加工用ロボット。 - 【請求項15】 前記加工用ロボットにおいて、前記押
し付け装置のローラ支持フレームの位置、速度、押し付
け力、又は前記加工ツール装着部に装着された加工ツー
ルと前記板状部との距離のいずれかをロボットプログラ
ム命令で指令するようにした請求項12又は請求項13
記載の加工用ロボット。
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