JP4207433B2 - 突き合わせ溶接装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄板状のワークの端部どうしを付き合わせ、この突き合わせ部分にレーザビームを照射して溶接する突き合わせ溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄板状のワークの端面どうしを付き合わせ、この突き合わせ面に沿って形成される溶接線にレーザビームを照射して溶接する突き合わせ溶接装置が、例えば、特開平１１−９０６８４号公報などにより知られている。
このような従来の突き合わせ溶接装置は、第１ワークと第２ワークとを、それぞれ掴むとともに、両ワークの端部縁部どうしを突き合わせることが可能な固定手段が設けられ、また、レーザビームを照射するレーザトーチを、前記ワークの端面どうしを突き合わせた溶接線に沿って移動させる移動手段として、横方向に移動させる溶接方向駆動軸ユニットと、この溶接方向駆動軸ユニットに取り付けられて前記レーザトーチを上下方向に移動させる上下方向駆動軸ユニットとを備えたものが用いられていた。
【０００３】
また、前記溶接方向駆動軸ユニットは、門型の固定フレームに設けられ、溶接方向に配設された横ガイドレールおよびこの横ガイドレールに沿って移動可能に支持された第１テーブルを有した横ガイド手段と、第１テーブルに設けられたナットと噛み合って横ガイドレールに沿って配置されたボールねじと、このボールねじを正転および逆転させる第１モータ機構と、を備えた構成となっていた。
また、上下方向駆動軸ユニットは、前記第１テーブルに取り付けられて上下方向に延在された縦ガイドレール、およびこの縦ガイドレールに沿って移動可能に支持された第２テーブルを有した縦ガイド手段と、第２テーブルに設けられたナットと噛み合って縦ガイドレールに沿って設けられたボールねじと、このボールねじを正転および逆転させる第２モータ機構と、を備えた構成となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術にあっては、以下に述べるような解決すべき課題があった。
すなわち、上述の従来技術にあっては、レーザトーチを溶接線に沿って移動させる移動手段として、溶接方向駆動軸ユニットと上下方向駆動軸ユニットとの２つの駆動軸ユニットを必要としている。これらの駆動軸ユニットは、それぞれ、横方向あるいは縦方向にテーブルを移動させるガイド手段と、各テーブルに対して移動方向の駆動力を与えるボールねじ・ナット・モータ機構を必要としている。しかしながら、これら２組のボールねじ・ナット・モータ機構は、それぞれ溶接線の長さやレーザトーチの上下移動量などに応じて製作する必要があり、既存の製品をそのまま用いることができない。したがって、制作費が嵩むという問題があった。
さらに、レーザトーチを少ない誤差で溶接線に沿って移動させるには、ガイド手段とボーねじによる駆動方向とを高い精度で一致させることが必要であるとともに、２つの駆動ユニットである溶接方向駆動軸ユニットと上下方向駆動軸ユニットの各軸方向の相対角度を高い精度で設定する必要がある。このため、設置位置の調整工数が多く必要となり、これによっても制作費が嵩むという問題が発生する。
【０００５】
そこで、本願発明者は、この問題を解決するために、既存の汎用ロボットによりレーザトーチを移動させることを考えた。
この場合、汎用ロボットを設置して、汎用ロボットにレーザトーチを移動させる位置を入力（ティーチング）させるだけであるため、独自に制作する部品点数を減らすことができるとともに、２つの軸方向に延在されたガイド手段や駆動力を伝達させる手段の設置位置の調整作業が不要となり、コストダウンを図ることができる。
【０００６】
しかしながら、このように汎用ロボットを用いる手段では、上述の問題を解決してコストダウンを図ることができるものの、下記に述べる新たな解決課題が生じることがわかった。
すなわち、汎用ロボットとしては、モータの回転軸を６本有した６軸ロボットが一般的である。これら６軸を任意に回転させることで、ロボットの先端手首部を任意の位置に３次元的に移動させることができる。しかしながら、ロボットは、前述のように移動軸を多く有しているため、各モータから駆動力を伝達する部分における僅かなばらつきを原因として、レーザトーチを溶接線に沿って移動させたときに、レーザトーチの位置が、溶接線に対して±０．５ｍｍ程度のばらつきが生じることがわかった。このばらつきにおいて溶接線に対し直交方向にこの±０．５ｍｍ程度のばらつきが生じてしまうと、溶接不良が起きる。
【０００７】
本発明は、上述のような課題に着目して成されたもので、移動手段として汎用ロボットを用いることにより従来技術が有していた課題を解決してコストダウンを図るとともに、汎用ロボットを用いることで生じる溶接不良発生という新たな課題を解決して、溶接品質の向上を図ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために請求項１に記載の本発明は、薄板状の第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）との端面（ｔ１，ｔ２）どうしを突き合わせた状態で両ワークを固定する固定手段（１）が設けられ、前記端面を突き合わせて形成された溶接線（ＹＳ）に沿ってレーザトーチ（２）を移動させる移動手段が設けられ、前記レーザトーチ（２）がレーザを照射しながら移動手段により溶接線（ＹＳ）に沿って移動して両ワークを溶接させる突き合わせ溶接装置において、前記移動手段として、床面に設置された基台に６つの回転軸を有したアームが設けられたロボット（３）が用いられ、このロボット（３）に設けられた先端アーム（３１）の先端下部に支持部材（３２）が取り付けられ、この支持部材（３２）と支持プレート（２１）がスライドガイド機構（４）を介して取り付けられ、このスライドガイド機構（４）は、前記支持プレート（２１）に取り付けられて溶接線（ＹＳ）の直交方向に延在されたガイドレール（４１）と、前記支持部材（３２）に固定されて前記ガイドレール（４１）に沿ってスライド自在に支持されたスライドブロック（４２）とを備え、前記支持プレート（２１）に前記レーザトーチ（２）が固定され、このレーザトーチ（２）の側部には、前記支持プレート（２１）を介して被ガイド部（２２）が固定され、この被ガイド部（２２）をガイドするガイドレール（６２）を有した倣いガイド手段（６）が設けられ、この倣いガイド手段（６）は、溶接線（ＹＳ）に沿って横架された支持フレーム（６１ｃ）と、この支持フレーム（６１ｃ）に沿って延在された前記ガイドレール（６２）と、このガイドレール（６２）に沿ってスライド自在に設けられたスライドガイド（６３）とを備え、このスライドガイド（６３）には、前記被ガイド部（２２）が溶接線（ＹＳ）の延在方向に係合可能であるとともに溶接線（ＹＳ）と直交する上下方向には相対移動可能な係合溝（６４ｂ）が設けられ、前記被ガイド部（２２）が前記倣いガイド手段（６）のガイドレール（６２）にガイドされながら移動したときにレーザトーチ（２）が溶接線（ＹＳ）に沿って移動することを特徴とする手段とした。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の突き合わせ溶接装置において、前記スライドガイド（６３）には、係合ブロック（６４）が固定され、この係合ブロック（６４）には、前記被ガイド部（２２）と係合する前記係合溝（６４ｂ）が形成され、前記被ガイド部（２２）を前記ガイドレール（６２）に押し付ける方向およびその逆方向に変位可能に保持されているとともに、前記被ガイド部（２２）を前記ガイドレール（６２）に対して所定の押し付け力で付勢する付勢手段（５）が前記スライドガイド機構（４）に設けられていることを特徴とする手段とした。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の突き合わせ溶接装置において、前記スライドガイド（６３）とガイドレール（６２）との間に介在されて摺動抵抗を軽減する摺動部材（６３ｂ）が設けられていることを特徴とする手段とした。
【００１１】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載の突き合わせ溶接装置により溶接を行う手順を説明すると、まず、固定手段により第１ワークと第２ワークとの端面どうしを突き合わせた状態で両ワークを固定し、次に、ロボットによりレーザトーチを溶接線に沿って移動させながら、レーザトーチから溶接線に向けてレーザビームを照射させて、両ワークの端面どうしを溶接する。この溶接時に、本発明では、レーザトーチ側に設けた被ガイド部がガイドレールにガイドされながらレーザトーチを移動させる。これにより、レーザトーチの移動位置は、ガイドレールにより所定の位置に規定され、ロボットのみで移動させたときのように誤差が生じるのを防止することができる。よって、溶接不良が発生するのを防止することができる。以上のように、本発明にあっては、レーザトーチを溶接線に沿って移動させる移動手段として、汎用のロボットを用い、かつ、ロボットに作動誤差が生じないように追加した倣いガイド手段は、最低限、溶接線と共に延在されたガイドレールと、このガイドレールに押し当てられる被ガイド部とを有していればよく、設置の際にはガイドレールを正確に配置すればよい。よって、従来技術と比較して、独自に製作する必要がある部品点数を大幅に低減させることができるとともに、設置時の位置調整工数も大幅に低減させることができ、コストダウンを図ることができるという効果が得られる。しかも、倣いガイド手段を設けて、レーザトーチを移動させるときに被ガイド部をガイドレールに押し当てさせることにより、レーザトーチの移動位置に誤差が生じないようにでき、これにより溶接不良の発生を防止できるという効果が得られる。
また、被ガイド部と係合溝とは、溶接線の延在方向の係合を保った状態で上下に相対移動することができる。したがって、レーザトーチを上下に移動させても、被ガイド部と係合溝の係合状態が保たれる。また、溶接を終了してレーザトーチを溶接前の初期位置に戻す際には、上述の被ガイド部と係合溝との係合状態を保たせることにより、スライドガイドもレーザトーチと共に初期位置に戻る。
このように被ガイド部を直接ガイドレールに押し当てるのに比べて、摺動部分の摩耗を防止して耐久性の向上を図ることができるとともに、この摩耗を防止するために介在させたスライドガイドの移動がロボットによるレーザトーチの移動により成され、別途、スライドガイドを移動させる構成が不要であり、安価に構成することができる。
【００１２】
上述の効果に加え、請求項２に記載の発明では、被ガイド部をガイドレールに押し付けるにあたり、付勢手段の付勢力により被ガイド部に対してガイドレール方向への押し付け力を与えるようにしたため、ロボット自体の駆動力により被ガイド部をガイドレールに対して押し付ける必要が無くなり、ロボットの駆動部に対して押し付け力の反力が常時作用するのを防止しでき、ロボットの耐久性を向上させることができるという効果が得られる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明では、溶接時には、被ガイド部をスライドガイドに形成した係合溝に係合させ、この状態で被ガイド部を移動させると、この被ガイド部と共にスライドガイドがガイドレールにガイドされながら移動する。このとき、スライドガイドとガイドレールとの間には、摺動部材が設けられていることから、両者の摺動抵抗が軽減される。したがって、被ガイド部がガイドレールに押し付けられていても、被ガイド部とガイドレールとの間で大きな摺動抵抗が生じることが無く、この摺動部分に摩耗が発生するのを防止して、耐久性の向上を図ることができるという効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は固定手段としてのワーク固定装置１を示す構成説明図である。
このワーク固定装置１は、薄板状の第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とを、両者Ｗ１，Ｗ２の端面ｔ１，ｔ２を突き合わせた状態で位置決めして固定するものである。
このワーク固定装置１は、基準ピン１１、基準側移動装置１２、基準側クランプ装置１３、反基準側移動装置１４、反基準側クランプ装置１５、矯正ガイド１６を備えている。
前記基準ピン１１は、第１ワークＷ１を所定の突き合わせ位置に配置させる基準となるもので、基準ピン用エアシリンダ１１１により、図において実線で示す格納位置と、図において想像線で示す基準位置とに移動可能に支持されている。
【００１５】
前記基準側移動装置１２は、第１ワークＷ１を保持して突き合わせ位置まで移動させるもので、第１ワークＷ１の下側に配置されて通電時に第１ワークＷ１を吸引する基準側プッシャ用電磁石１２１と、この基準側プッシャ用電磁石１２１を図中左右方向に移動可能に支持する基準側スライド支持装置１２２と、前記基準側プッシャ用電磁石１２１に対して前後にスライドする駆動力を与える基準側電磁石用エアシリンダ１２３と、前記基準側プッシャ用電磁石１２１に対向して第１ワークＷ１の上方に設けられて磁石により吸引可能な金属により形成された基準側プッシャ用プレート１２４と、この基準側プッシャ用プレート１２４を上下に移動させるとともに、図中左右方向に移動可能に支持された基準側プレート用エアシリンダ１２５と、を備えている。
すなわち、基準側プッシャ用電磁石１２１の上に搬送された第１ワークＷ１を、基準側プッシャ用プレート１２４と基準側プッシャ用電磁石１２１とで挟んだ状態として、基準側プッシャ用電磁石１２１に通電して第１ワークＷ１を電磁力により保持することができる。このとき基準側プッシャ用プレート１２４に磁束が回ることにより強い吸引力を発生させることができる。さらに、この状態で基準側電磁石用エアシリンダ１２３を伸長駆動させて、基準位置に配置された基準ピン１１に第１ワークＷ１を突き当てさせることができる。
【００１６】
前記基準側クランプ装置１３は、上述のようにして基準ピン１１に突き当てられた第１ワークＷ１を基準側クランプ用電磁石１３１と基準側クランプ用プレート１３２とにより挟んで保持する装置である。この基準側クランプ装置１３は、第１ワークＷ１の下方に設置された基準側クランプ用電磁石１３１と、この基準側クランプ用電磁石１３１の上方に配置されて図外の基準側クランプ用エアシリンダにより上下方向に移動可能に保持された基準側クランプ用プレート１３２とを備えている。したがって、第１ワークＷ１を基準位置に配置した状態で、基準側クランプ用プレート１３２を下降させて第１ワークＷ１を基準側クランプ用電磁石１３１と基準側クランプ用プレート１３２との間に挟み、この状態で基準側クランプ用電磁石１３１に通電させると、両者１３１，１３２の間に第１ワークＷ１が強く挟持されて保持される。
【００１７】
前記反基準側移動装置１４および反基準側クランプ装置１５は、上述の基準側移動装置１２および基準側クランプ装置１３と左右対称に構成されたものであるので、簡単に説明すると、反基準側移動装置１４は、反基準側プッシャ用電磁石１４１と反基準側スライド支持装置１４２と反基準側電磁石用エアシリンダ１４３と反基準側プッシャ用プレート１４４と反基準側プレート用エアシリンダ１４５とを備えている。
したがって、反基準側プッシャ用電磁石１４１の上に搬送された第２ワークＷ２を、反基準側プッシャ用プレート１４４と反基準側プッシャ用電磁石１４１とで挟んだ状態として、反基準側プッシャ用電磁石１４１に通電して第２ワークＷ２を電磁力により保持することができる。この状態で反基準側電磁石用エアシリンダ１４３を駆動させて、基準位置に配置された第１ワークＷ１の端面ｔ１に第２ワークＷ２の端面ｔ２を突き当てさせることができる。
【００１８】
前記反基準クランプ装置１５は、反基準側クランプ用電磁石１５１と、図外の反基準側クランプ用エアシリンダにより上下方向に移動可能に保持された反基準側クランプ用プレート１５２とを備えている。
したがって、第２ワークＷ２の端面ｔ２を基準位置の第１ワークＷ１の端面ｔ２に突き当てさせた状態において、反基準側クランプ用プレート１５２を下降させて第２ワークＷ２を反基準側クランプ用電磁石１５１と反基準側クランプ用プレート１５２の間に挟み、この状態で反基準側クランプ用電磁石１５１に通電させて第２ワークＷ２を強く挟持して保持することができる。
【００１９】
なお、前記矯正ガイド１６は、図示のように第２ワークＷ２の下方に配置されているとともに、矯正ガイドエアシリンダ１６１により上下移動可能に支持されており、第２ワークＷ２に対してたわみを与えることにより、第２ワークＷ２の端面ｔ２を第１ワークＷ１の端面ｔ１に対して隙間が生じること無く当接させることができる。
上記第１ワークＷ１と第２ワークＷ２との端面ｔ１，ｔ２どうしを突き合わせた部分を上方から見ると一本の線に見える。この線を本明細書では溶接線ＹＳと称し、図１において一点鎖線Ｓ1で示す位置に形成され、図１の奥行き方向に延在される。
また、図２はこの溶接線ＹＳの位置で図１のＹ２方向から見た図であって、この溶接線ＹＳは、端面ｔ１に沿って略直線状に形成されている。
【００２０】
前記両ワークＷ１，Ｗ２は、この溶接線ＹＳに沿って、レーザトーチ２から照射されるレーザビームにより溶接されて一体に形成されるもので、このレーザトーチ２はロボット３（図３参照）により支持され、このロボット３の作動により任意に移動可能に構成されている。
なお、前記ロボット３は、図３にその先端に設けられた先端アーム３１のみを示しているが、極めて一般的な汎用タイプのものであって、床面に設置された基台に、上下方向を向いた軸、この上下方向を向いた軸に対して直交する方向の軸などの６つの回転軸を有した複数のアームが取り付けられ、各回転軸を中心としてサーボモータの回転により各アームを回動させることが可能に構成され、これにより、図３の先端アーム３１の先端下部に取り付けられた支持部材３２を三次元の任意の位置に移動可能に構成されている。
なお、図２に示すように、レーザトーチ２は、溶接の際にはロボット３により、開始点から終了点まで移動され、また、溶接が終了すると、この終了点から開始点に戻される。
【００２１】
図３は前記支持部材３２におけるレーザトーチ２の支持構造を示す図であり、前記レーザトーチ２は、略Ｌ字断面形状の支持プレート２１に固定されており、この支持プレート２１と前記支持部材３２とは、保持手段としてのスライドガイド機構４を介して取り付けられている。このスライドガイド機構４は、支持プレート２１に取り付けられて図中左右方向に延在されたガイドレール４１と、前記支持部材３２に固定されて前記ガイドレール４１に沿ってスライド自在に支持されたスライドブロック４２とを備えている。したがって、レーザトーチ２は、ロボット３の支持部材３２に対して図中左右方向（この方向は溶接線ＹＳの直交方向）に変位自在に支持されている。
さらに、前記支持プレート２１には、付勢手段としての付勢エアシリンダ５のシリンダ５１側が取り付けられ、この付勢エアシリンダ５のピストンロッド５２の先端部が前記スライドブロック４２に取り付けられている。そして、付勢エアシリンダ５には、押圧力調整レギュレータ５３により、ピストンロッド５２がシリンダ５１から突出する方向にあらかじめ設定されたエア圧が作用する構成となっている。
したがって、レーザトーチ２は、ロボット３の先端アーム３１の先端下部に取り付けられた支持部材３２に対して、付勢エアシリンダ５の設定エア圧に対応した付勢力により図中左方向に変位するよう付勢される。
【００２２】
また、前記レーザトーチ２の側部には、特許請求の範囲の被ガイド部に相当する移動ブロック２２が固定されている。この移動ブロック２２は、図３のＳ４−Ｓ４断面図である図４に示すように略半円断面形状に形成されているとともに、この一定断面形状で図３に示すように上下に長い形状に形成されている。
そして、レーザトーチ２を溶接線ＹＳに沿って正確に移動させる倣いガイド手段としての倣いガイド装置６が、前記レーザトーチ２を移動させたときに移動ブロック２２が移動する位置の近傍に設けられている。
この倣いガイド装置６は、図２に示すように、前記両ワークＷ１，Ｗ２により形成される溶接線ＹＳに跨って略門形状に形成されたフレーム６１と、このフレーム６１において脚部材６１ｂ，６１ｂに支持されて横方向に延在された支持フレーム６１ｃに沿って略水平に設置された特許請求の範囲のガイド面としてのガイドレール６２と、このガイドレール６２に沿ってスライド自在に設けられたスライドガイド６３（図３，図５参照）とを備えている。
【００２３】
前記スライドガイド６３には、係合ブロック６４が固定され、この係合ブロック６４には、図４に示すように、前記移動ブロック２２と、横方向（図中矢印Ｙ方向）に係合する略Ｖ字形状の係合溝６４ｂが形成されている。さらに、前記スライドガイド６３は、前記ガイドレール６２に対してスライドする際の抵抗の低減および摩耗の防止のために、図５に示すように、ガイドレール６２の上下面に長手方向に延在して形成された略Ω形状の転動用溝に嵌って転動する摺動部材としてのボールベアリング６３ｂが複数介在されている。なお、このようなガイドレール６２とスライドガイド６３とは、既存製品を用いることができる。
【００２４】
次に、実施の形態の作動について説明する。
まず、第１ワークＷ１および第２ワークＷ２の端面ｔ１，ｔ２を突き合わせる手順について図１に基づいて説明する。
まず、第１ワークＷ１は、図外の搬送装置により図示のように基準側プッシャ用電磁石１２１の上に搬送される。同様に、第２ワークＷ２は、図外の搬送装置により図示のように反基準側プッシャ用電磁石１４１の上に搬送される。
このように各ワークＷ１，Ｗ２が搬送されてきたことが確認できたら、まず、第１ワークＷ１を溶接線ＹＳの位置まで移動させる。
この場合、まず、基準ピン用エアシリンダ１１１を伸長側に駆動させて基準ピン１１を、図１において想像線で示す基準位置に移動させる。
次に、基準側プレート用エアシリンダ１２５を伸長側に駆動させて基準側プッシャ用プレート１２４を下降させ、第１ワークＷ１を基準側プッシャ用プレート１２４と基準側プッシャ用電磁石１２１で挟む。
次に、基準側プッシャ用電磁石１２１に通電し、これにより発生する吸引力により、第１ワークＷ１を、基準側プッシャ用プレート１２４と基準側プッシャ用電磁石１２１で強く挟む。
次に、基準側電磁石用エアシリンダ１２３を伸長側に駆動させて基準側プッシャ用プレート１２４および基準側プッシャ用電磁石１２１と一緒に第１ワークＷ１を図中左方向に４〜５ｍｍ移動させて、その端面ｔ１を基準ピン１１に突き当てる。これにより、第１ワークＷ１の端面ｔ１が溶接線ＹＳの位置に配置される。次に、基準側クランプ用プレート１３２を、図外のエアシリンダにより下降させ、第１ワークＷ１を基準側クランプ用プレート１３２と、基準側クランプ用電磁石１３１とで挟み、さらに、基準側クランプ用電磁石１３１に通電することで、その吸引力により第１ワークＷ１は、溶接線ＹＳの位置にしっかり固定される。
【００２５】
次に、第２ワークＷ２を、その端面ｔ２が第１ワークＷ１の端面ｔ１に突き当たるまで移動させるもので、その手順を説明する。
まず、基準ピン用エアシリンダ１１１を短縮側に駆動させて基準ピン１１を、図１において実線で示す格納位置に移動させる。
次に、反基準側プレート用エアシリンダ１４５を伸長側に駆動させて反基準側プッシャ用プレート１４４を下降させ、第２ワークＷ２を反基準側プッシャ用プレート１４４と反基準側プッシャ用電磁石１４１で挟み、その後、反基準側プッシャ用電磁石１４１に通電し、第２ワークＷ２を、反基準側プッシャ用プレート１４４と反基準側プッシャ用電磁石１４１で強く挟む。
【００２６】
次に、矯正ガイド１６を伸長させれば、第２ワークＷ２において反基準側移動手段１４で挟まれた位置と矯正ガイド１６との間の部分が鉛直方向に撓む。この後、反基準側移動手段１４を再び溶接線ＹＳに向けて移動させると、第２ワークＷ２が撓んでいるため、反基準側プッシャ用電磁石１４１および反基準側プッシャ用プレート１４４が回動変位し、両ワークＷ１，Ｗ２の端面ｔ１，ｔ２の平行度の誤差によるギャップを解消する方向へ第２ワークＷ２を変位させることができる。これによりギャップを解消することができる。
次に、反基準側電磁石用エアシリンダ１４３を伸長側に駆動させて反基準側プッシャ用プレート１４４および反基準側プッシャ用電磁石１４１と一緒に第２ワークＷ２を図中右方向へ移動させ、その端面ｔ２を第１ワークＷ１の端面ｔ１に突き当てる。これにより、第１ワークＷ１の端面ｔ１と第２ワークＷ２の端面ｔ２とが突き当て状態となり、溶接線ＹＳが形成される。
ここで、さらに反基準側クランプ用プレート１５２を、図外のエアシリンダにより下降させ、第２ワークＷ２を反基準側クランプ用プレート１５２と、反基準側クランプ用電磁石１５１とで挟み、さらに、反基準側クランプ用電磁石１５１に通電することで、第２ワークＷ２は、溶接線ＹＳを形成する位置にしっかり固定される。
【００２７】
次に、レーザトーチ２により溶接を行う。
この場合、図２に示すように、レーザトーチ２を開始点から終了点まで溶接線ＹＳの上方に沿って図示の溶接方向に移動させながらレーザビームを照射させる。また、溶接を終了すると、レーザトーチ２を上昇させて、レーザトーチ２を上昇させた後、溶接方向と逆方向に移動させ、その後、下降させて開始点に戻す。
すなわち、ロボット３は、あらかじめレーザトーチ２を上記のように溶接線ＹＳに沿って移動させるとともに戻すためのティーチングが成されている。このティーチングは、先端アーム３１に設けられた支持部材３２の移動軌跡として入力されており、また、この移動軌跡は、溶接線ＹＳに対して直交する横方向（図３のＹ３方向）では付勢エアシリンダ５の付勢力により、常に、移動ブロック２２が係合ブロック６４を押圧する位置関係となっている。また、レーザトーチ２の上下動は、図３においてＴ３で示す範囲で上下動させるようティーチングされている。
これにより、レーザトーチ２が開始点から終了点へ移動する際には、移動ブロック２２が、図３および図４に示すように、スライドガイド６３に取り付けられた係合ブロック６４のＶ字状の係合溝６４ｂに嵌った状態に維持される。
このように、レーザトーチ２は、付勢エアシリンダ５の付勢力により倣いガイド装置６の方向に常に押さえ付けられているため、ロボット３の作動において溶接線ＹＳに対して直交する矢印Ｙ３方向の位置にばらつきが多少生じても、レーザトーチ２の先端の位置は、倣いガイド装置６のガイドレール６２の位置で規制され、ばらつきが抑えられる。実際に作動させてみたところ、このばらつきは、±０．１ｍｍ程度に抑えられた。
なお、このとき、ロボット３において、溶接線ＹＳの延在方向や、矢印Ｙ３の軸周り方向や、上下方向に作動位置のばらつきが生じることにより、レーザトーチ２の先端の高さに多少のばらつきが生じても、溶接不良が生じることはない。すなわち、溶接不良が生じる最も大きな原因は、溶接線ＹＳに対して直交する矢印Ｙ３方向のばらつきであり、このばらつきの発生を防止することができることにより、溶接不良の発生を高い確率で防止することができる。
【００２８】
また、溶接が終了したらロボット３は、レーザトーチ２を図３においてＴ３だけ上昇させ、その後、溶接線ＹＳに沿って逆方向に移動させる。このとき、移動ブロック２２と係合ブロック６４は、係合状態を維持され、レーザトーチ２が溶接方向と逆方向に戻るのとともに、係合ブロック６４およびスライドガイド６３が、ガイドレール６２に沿って移動する。
このように、本実施の形態では、倣いガイド装置６において、ガイドレール６２と、このガイドレール６２に沿って移動するスライドガイド６３とを有し、さらに、両者６２，６３の間にはボールベアリング６３ｂを介在させた構成としていることで、レーザトーチ２を溶接方向およびその逆方向に移動させるときに、移動抵抗が生じ難く、作動性に優れているとともに、この移動を繰り返すことによる摩耗も生じ難く、高い耐久性を得ることができる。
さらに移動ブロック２２とスライドガイド６３とが係合ブロック６４を介して係合する構成としたことで、ロボット３の作動に伴ってスライドガイド６３の横方向の往復移動がなされるため、スライドガイド６３を初期位置に戻す構成が不要となり、低コスト化を図ることができる。
【００２９】
以上説明した本実施の形態にあっては、レーザトーチ２の移動を既存の汎用のロボット３により行う構成とし、また、汎用のロボット３のみの作動では生じる溶接線ＹＳの直交方向の作動ばらつきを、既存の製品であるガイドレール６２と、これに沿って移動するスライドガイド６３を有した倣いガイド装置６により抑える構成としたため、新たに製作する部品の点数が大幅に減るとともに、設置位置の調整も、ガイドレール６２の設置位置、それも溶接線ＹＳに対して直交方向の位置だけを高精度に配置させるだけで済むことになり、設置位置調整作業を大幅に簡略化させることができる。これにより、低コスト化を図ることができる。さらに、移動ブロック２２をスライドガイド６３の方向に常に押し当てるようにするにあたり、スライドガイド機構４および付勢エアシリンダ５により行うようにして、ロボット３により行わないようにしたため、ロボット３に過大な反力が作用しないようにでき、ロボット３を円滑に作動させることができるとともに、耐久性を向上させることができる。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態を図面に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施の形態では、レーザトーチ２の被ガイド部としての移動ブロック２２とガイド面としてのガイドレール６２との間に、スライドガイド６３およびボールベアリング６３ｂを介在させて被ガイド部とガイド面との間に大きな摩擦力が作用しないようにして、作動性に優れるとともに、耐摩耗性に優れた構成としたが、被ガイド部とガイド面とを直接当接させるようにしてもよい。この場合、潤滑油などにより大きな摩擦力が作用しないようにしてもよい。あるいは、被ガイド部側にローラ・ボールベアリングなどの摺動抵抗を軽減する摺動部材を設け、これをガイド面に直接当接させるようにすることもできる。
また、被ガイド部をガイド面に付勢する付勢手段として付勢エアシリンダ５を示したが、スプリングやゴムなどの他の手段を用いてもよい。
【００３１】
さらに、実施の形態では、スライドガイド６３に係合ブロック６４を設け、この係合ブロック６４に被ガイド部としての移動ブロック２２に係合する係合溝６４ｂを設けた構成としたが、スライドガイド６３に直接係合溝６４ｂを形成してもよい。また、この係合溝は、実施の形態で示したＶ字形状の溝の他、板材を組み合わせて略コの字形状に形成するなど、他の形状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の突き合わせ溶接装置における固定装置を示す構成説明図である。
【図２】実施の形態の突き合わせ溶接装置の要部を示す構成説明図である。
【図３】実施の形態の突き合わせ溶接装置の要部を示す断面図である。
【図４】図３のＳ４−Ｓ４線における断面図である。
【図５】実施の形態の突き合わせ溶接装置における要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ワーク固定装置（固定手段）
２ レーザトーチ
３ ロボット
４ スライドガイド機構
５ 付勢エアシリンダ
６ 倣いガイド装置（倣いガイド手段）
１１ 基準ピン
１２ 基準側移動装置
１３ 基準側クランプ装置
１４ 反基準側移動装置
１５ 反基準側クランプ装置
１６ 矯正ガイド
２１ 支持プレート
２２ 移動ブロック
３１ 先端アーム
３２ 支持部材
４１ ガイドレール
４２ スライドブロック
５１ シリンダ
５２ ピストンロッド
５３ 押圧力調整レギュレータ
６１ フレーム
６１ｂ，６１ｂ 脚部材
６１ｃ 支持フレーム
６２ ガイドレール（ガイド面）
６３ スライドガイド
６３ｂ ボールベアリング
６４ 係合ブロック
６４ｂ 係合溝
１１１ 基準ピン用エアシリンダ
１２１ 基準側プッシャ用電磁石
１２２ 基準側スライド支持装置
１２３ 基準側電磁石用エアシリンダ
１２４ 基準側プッシャ用プレート
１２５ 基準側プレート用エアシリンダ
１３１ 基準側クランプ用電磁石
１３２ 基準側クランプ用プレート
１４１ 反基準側プッシャ用電磁石
１４２ 反基準側スライド支持装置
１４３ 反基準側電磁石用エアシリンダ
１４４ 反基準側プッシャ用プレート
１４５ 反基準側プレート用エアシリンダ
１５１ 反基準側クランプ用電磁石
１５２ 反基準側クランプ用プレート
１６１ 矯正ガイドエアシリンダ
Ｗ１ 第１ワーク
Ｗ２ 第２ワーク

Claims (3)

1. 薄板状の第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）との端面（ｔ１，ｔ２）どうしを突き合わせた状態で両ワークを固定する固定手段（１）が設けられ、前記端面を突き合わせて形成された溶接線（ＹＳ）に沿ってレーザトーチ（２）を移動させる移動手段が設けられ、前記レーザトーチ（２）がレーザを照射しながら移動手段により溶接線（ＹＳ）に沿って移動して両ワークを溶接させる突き合わせ溶接装置において、前記移動手段として、床面に設置された基台に６つの回転軸を有したアームが設けられたロボット（３）が用いられ、このロボット（３）に設けられた先端アーム（３１）の先端下部に支持部材（３２）が取り付けられ、この支持部材（３２）と支持プレート（２１）がスライドガイド機構（４）を介して取り付けられ、このスライドガイド機構（４）は、前記支持プレート（２１）に取り付けられて溶接線（ＹＳ）の直交方向に延在されたガイドレール（４１）と、前記支持部材（３２）に固定されて前記ガイドレール（４１）に沿ってスライド自在に支持されたスライドブロック（４２）とを備え、前記支持プレート（２１）に前記レーザトーチ（２）が固定され、このレーザトーチ（２）の側部には、前記支持プレート（２１）を介して被ガイド部（２２）が固定され、この被ガイド部（２２）をガイドするガイドレール（６２）を有した倣いガイド手段（６）が設けられ、この倣いガイド手段（６）は、溶接線（ＹＳ）に沿って横架された支持フレーム（６１ｃ）と、この支持フレーム（６１ｃ）に沿って延在された前記ガイドレール（６２）と、このガイドレール（６２）に沿ってスライド自在に設けられたスライドガイド（６３）とを備え、このスライドガイド（６３）には、前記被ガイド部（２２）が溶接線（ＹＳ）の延在方向に係合可能であるとともに溶接線（ＹＳ）と直交する上下方向には相対移動可能な係合溝（６４ｂ）が設けられ、前記被ガイド部（２２）が前記倣いガイド手段（６）のガイドレール（６２）にガイドされながら移動したときにレーザトーチ（２）が溶接線（ＹＳ）に沿って移動することを特徴とする突き合わせ溶接装置。
2. 請求項１に記載の突き合わせ溶接装置において、前記スライドガイド（６３）には、係合ブロック（６４）が固定され、この係合ブロック（６４）には、前記被ガイド部（２２）と係合する前記係合溝（６４ｂ）が形成され、前記被ガイド部（２２）を前記ガイドレール（６２）に押し付ける方向およびその逆方向に変位可能に保持されているとともに、前記被ガイド部（２２）を前記ガイドレール（６２）に対して所定の押し付け力で付勢する付勢手段（５）が前記スライドガイド機構（４）に設けられていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
3. 請求項１または２に記載の突き合わせ溶接装置において、前記スライドガイド（６３）とガイドレール（６２）との間に介在されて摺動抵抗を軽減する摺動部材（６３ｂ）が設けられていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。

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