JPH0341268B2

JPH0341268B2 -

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Publication number: JPH0341268B2
Application number: JP58154656A
Authority: JP
Priority date: 1983-08-23
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1991-06-21
Also published as: JPS6068179A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は産業用ロボツトを利用したスポツト
溶接装置の改良に係り、特に奥行の深いかつ多品
種のワークに対応しうるように改良したものに関
する。

（従来の技術）従来、産業用ロボツトのエンドエフエクタとし
て、スポツト溶接ガンを具備し、例えば自動車の
ボデーをスポツト溶接するようにした、スポツト
溶接装置は周知である。ところが自動車のボデー
のうち、例えばアンダーボデーなどのようにワー
ク端からスポツト溶接個所迄が遠くその途中に穴
も明いていない、いわゆる奥行の深いワークをス
ポツト溶接する場合は、前述した従来の装置では
スポツト溶接ガンがふところの深い大重量の大型
のＣ型スポツト溶接ガンとなり、実用上限度があ
つた。このようなことから、例えば実開昭56−
6582号に開示されているように、ロボツトに加圧
電極を備える一方、ワークの板側になる電極、す
なわちバツク電極をあらかじめワークに合わせて
多数並設し、これらバツク電極の外側から産業用
ロボツトに設けた加圧電極を押し付けてスポツト
溶接することが提案されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、この提案のものでは、ワークの
種類が異なれば、別に複数のバツク電極を設け、
これらのバツク電極を位置切換えし、溶接が済む
まで動かさないものであるので、ワークの種類の
変化に対して自由度に限度があるとともに、ワー
クの種類が多くなるとその設備スペースやコスト
が多大となりかつ作業が煩雑になるという問題が
ある。

この発明は、奥行の深いワークに対応できるの
は勿論のこと、ワークの種類に応じてバツク電極
を変える必要がなく、多種類のワークに対して自
由度の高いスポツト溶接装置を提供することを、
その目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するため、この発明の解決手
段は、ワークとして自動車のアンダーボデイーを
対象とし、その種類に応じて車幅方向の中央であ
る突状断面形状部を複数の点でスポツト溶接する
スポツト溶接装置として、上記ワークを溶接セツ
ト位置に移送する保持移送装置と、該溶接セツト
位置に対し個別に設けられた一対の産業用ロボツ
トからなり、一方の産業用ロボツトの可動端部に
は、唯一の加圧電極を先端に有する加圧用ユニツ
トを取付ける一方、他方の産業用ロボツトの可動
端部には、上記加圧電極に対する唯一のバツク電
極を取付ける。さらに、ワークが上記溶接セツト
位置にセツトされた信号を受けて、上記バツク電
極が溶接位置のワークの一面に略当接する一方、
上記加圧電極が該溶接位置のワークの他面に間隔
をあけて位置するようにワークの種類に応じて溶
接位置毎に同期して両産業用ロボツトを作動させ
るとともに、この作動の完了後に上記加圧ユニツ
トに該ユニツトを作動させる加圧信号を発する制
御装置を備えてなるものである。

（作用）これにより、この発明では、バツク電極は、加
圧電極に対してワークの種類が変わつても唯一の
ものとして一方のロボツトに設け、制御装置によ
りワークの種類に応じて複数の溶接位置毎に、加
圧電極を有する他方のロボツトと同期して作動さ
せるので、奥行の深いワークに対しても容易にス
ポツト溶接できるとともに、ワークの複数の溶接
点をスポツト溶接するに当り、バツク電極をワー
クの種類に応じて変える必要がなく、ワークの種
類の変化に対して自由度が極めて高いものとな
る。

（実施例）以下、図面を参照しつつこの発明の一実施例を
詳述する。

R₁は一方の産業用ロボツト、R₂は他方の産業
用ロボツト、Ｗはワークとしての自動車用のアン
ダーボデイーである。そして、ワークＷの保持移
送装置ＰがロボツトR₂をまたいで架装されてい
る。保持移送装置ＰはワークＷを左右方向（第１
図および第２図において紙面に直角方向）に移送
位置決めする。

ロボツトR₁は基台１上部に左右方向の軸２で
上下方向に回動自在に枢支された回動腕３を有す
る。そして、腕３を回動角α₁でもつて作動させる
動力源（図示省略したMα₁）が設けられる。腕３
の前部にはその軸方向に進退する伸縮腕４が支承
されている。そして、腕４を伸縮長さＹでもつて
作動させる動力源（図示省略したMY）が設けら
れる。

さらに、腕４の先端はロボツトR₁の手首とし
て構成され、エンドエフエクタ取付具５を左右方
向の軸６で上下方向に回動自在に枢支する。そし
て、取付具５を回動角α₂でもつて作動させる動力
源（図示省略したMα₂）が設けられる。

かくして、ロボツトR₁は３自由度を有し、そ
の保持するエンドエフエクタを前後垂直面（第１
図および第２図において紙面と平行な面）内の可
動位置において任意の姿勢に位置制御されうるも
のである。

ロボツトR₁の可動端部としての取付具５には、
エンドエフエクタとしての加圧電極７，７が図示
したように上下に２個並設され、かつ公知の加圧
シリンダ装置８，８を介して進退自在に設けられ
てなる加圧用ユニツトが取付けられている。

この加圧電極７の作動を実行するための溶接電
源トランスＴが設けられる。トランスＴは天井に
前後方向（第１図および第２図において左右方
向）に設けたガイドレール９にトロリー１０を介
して支承され、前後方向に移動自在に構成されて
いる。トランスＴと電極７とはケーブル１１を介
して電気的に接続されている。トロリー１０には
さらに公知の流体切換弁１２が吊設され、シリン
ダ装置８，８とは配管１３によつて接続されてい
る。なお、トランスＴは図示しない商用電源に、
また切換弁１２は図示しない流体圧源に接続され
ている。

ロボツトR₂は、基台１４上部に左右方向の軸
１５で前後方向に回動自在に枢支された第１腕１
６を有する。そして、腕１６を回動角β₁でもつて
作動させる動力源（図示省略したMβ₁）が設けら
れる。

腕１６の先端にはさらに左右方向の軸１７によ
つて第２腕１８が前後方向に回動自在に枢支され
ている。そして、腕１８を回動角β₂でもつて作動
させる動力源（図示省略したMβ₂）が設けられ
る。

腕１８先端にはさらにその軸方向に進退する伸
縮腕１９が支承されている。そして、腕１９の伸
縮長さＺでもつて作動させる動力源（図示省略し
たMZ）が設けられる。

かくして、ロボツトR₂も３自由度を有し、そ
の保持するエンドエフエクタを前後垂直面内の可
動位置におて任意の姿勢に位置制御されうる。ロ
ボツトR₂の可動端部としての腕１９の側方部分
にはエンドエフエクタとしてのバツク電極２０，
２０が加圧電極７，７に対応して該加圧電極７，
７と同一ピツチで並列固設されている。なお、バ
ツク電極２０，２０は相互に電気的に接続されて
いるものである。

移送装置Ｐは、左右方向に延設されたガイド２
１および２２によつて案内されて左右方向に移動
自在に支承された可動枠２３を有する。ガイド２
１はロボツトR₂の手前側に設けられており、一
方、可動枠２３に水平方向の軸によつて軸支され
た駆動ローラ２４がガイド２１の上面に接し、垂
直方向の軸によつて軸支された２対の案内ローラ
２５，２５がガイド２１を左右から挾持して接す
る。MXはローラ２４を駆動する動力源であり、
これにより可動枠２３はその左右Ｘ位置（ワーク
Ｗ搭載位置、溶接セツト位置、およびワークＷ取
外し位置）に強制移送される。ガイド２２は左右
方向に多数のフリーローラーを配列してなり、可
動枠２３の向こう側下面を支承する。可動枠２３
の上部にはワーク位置決めピン２６が複数個上方
に突設され、光学センサSE（図示省略）によりピ
ン２６におけるワークＷの有無を検出するように
構成される。

ロボツトR₁，R₂および加圧電極７，７の作動、
ならびに可動枠２３の移動位置の制御などは、公
知のマイコンＭを主要構成とする制御装置Ｃによ
つて実行される。すなわち、第３図に示すよう
に、動力源Mα₁，MY，Mα₂，Mβ₁，Mβ₂，MZ
およびMXをそれぞれ含む位置決めサーボ系Sα₁，
SY，Sα₂，Sβ₁，Sβ₂，SZおよびSXならびに切換
弁１２およびセンサSEはマイコンＭのバランス
Ｂに接続され、マイコンＭのメモリにあらかじめ
公知のテイーチング手法によつて記憶さたユーザ
ープログラクの実行によつて（いわゆるプレイバ
ツク方式によつて）、前述各構成が制御されるも
のである。

以下、前述イーザープログラムの実行を第４図
のフローチヤートに基づき説明することにより、
前術の本発明実施例の作用を説明する。

オペレータはまずロボツトR₁およびR₂、制御
装置Ｃ、移送装置Ｐならびにその他の必要構成に
通電して能動化したうえで、制御装置Ｃをスター
トさせる。

(1) マイコンＭはまず移送装置Ｐの可動枠２３が
ワーク搭載位置（図示しないが左右方向右側）
に位置制御されているか否か判断する（処理
P₁）。

(2) ワーク搭載位置に位置制御されていなければ
（位置制御されているか否かは、そのサーボ系
のフイードバツク情報で判断する。以下同様で
あると理解されたい。）、そのワーク搭載位置の
位置指令情報を、サーボ系SXに指令して、可
動枠２３をワーク搭載位置に位置制御する（処
理P₂）。

(3) ワーク搭載位置に位置制御されているなら
ば、さらに可動枠２３にワークが搭載されてい
るか否か、すなわちセンサSEから信号がある
か否かを判断する（処理P₃）。

(4) 搭載されていなければ、詳細な図示はしない
があらかじめ準備したワークＷのうち１個を、
それに穿設した位置決め穴ピン２６が嵌入する
ようにして、可動枠２３に搭載する。この搭載
は詳細は図示しないが公知のフイーダによつて
実行されるものとする（処理P₄）。

(5) ワークＷが搭載されたならば、可動枠２３
が、スポツト溶接作業すべき溶接セツト位置
（前述したテイーチングによつて記憶される）
に位置決めされているか否かを判断する（処理
P₅）。

(6) スポツト溶接位置（溶接セツト位置）に位置
決めされていなければ、スポツト溶接位置の位
置指令情報をサーボ系SXに指令して、可動枠
２３をスポツト溶接位置に位置制御する（処理
P₆）。このように可動枠２３がロボツトR₂の可
動範囲を移動するときは、可動枠２３とロボツ
トR₂とが干渉しないように、第２図２点鎖線
のようにロボツトR₂を一時退避させておく。

(7) 可動枠２３が、ワークＷをスポツト溶接すべ
き位置（溶接セツト位置）に位置決めされたな
らば、ロボツトR₁およびR₂に対して、ワーク
Ｗの種類に対応してそれぞれの電極７，７およ
び２０，２０を、図示のようなスポツト溶接位
置（前述したテイーチングによつて記憶され
る）に位置制御するべく、所要の各サーボ系に
位置指令情報を出力して、位置制御する（処理
P₇）。このスポツト溶接位置は、バツク電極２
０，２０の先端がワークＷの溶接すべき個所、
すなわち車幅方向の中央の突状断面部の裏側に
接し、加圧電極７，７がワークＷをへだててこ
れに対面する位置であり、スポツト溶接スタン
バイの位置である。

(8) そしてロボツトR₁およびR₂が共に指令位置
に位置決めされているか否かを判断する（処理
P₈）。

(9) 両者共が位置決めされたならば、これに同期
して、切換弁１２を一定期間だけ切り換える
（処理P₉）。この切り換えにより、シリンダ装
置８，８に流体圧が作用して伸長し、加圧電極
７，７の先端はワークＷの溶接個所に接する。
そしてトランスＴからの電流は一方の加圧電極
７→一方のバツク電極２０→他方のバツク電極
２０→他方の加圧電極７へと順に流れ、二重に
重ねたワークＷの相互をスポツト溶接するもの
である。

ロボツトR₁およびR₂をさらに次の溶接位置
に位置制御して、逐次同様にしてスポツト溶接
を実行する。

(10) かくして１個のワークＷに対する複数の点の
溶接を完了すると、可動枠２３をワーク取外し
位置に位置制御するべく、位置指令情報をサー
ボ系SXに出力する（処理P₁₀）。このワーク取
外し位置は、図示しないが左右方向左側であ
る。

(11) そして、詳細は図示しないがワーク取外し
装置によつて、ワークＷをピン２６，２６…か
ら取外し、次段のコンベアに送る（処理P₁₁）。

(12) そして、可動枠２３を前記したワーク搭載
位置に戻しておく（処理P₁₂）。

(13) さらに今溶接したワークＷが、このユーザ
ープログラムによつて溶接すべきワークの総て
か否かを判断する（処理P₁₃）。この判断により
総て終了したならば、プログラムの実行は終
り、そうでないならば、処理P₃に戻つて前述
作業を繰り返す。

この発明は前述実施例にかぎることはないので
あつて、下記する種々の変形も可能である。

(イ) 両ロボツトR₁およびR₂は、前述実施例にか
ぎることはなく、他の制御系のメカ構成のロボ
ツトであつてよい。さらに自由度を増加させ、
エンドエフエクタを立体的に位置姿勢制御可能
とすれば、１個のワークＷの多数の溶接個所を
溶接するのに可動枠２３の位置決めを１個所の
みとすることもできる。

(ロ) 両ロボツトR₁およびR₂などの制御のアルゴ
リズムも、前述実施例以外の手法であつてもよ
い。

(ハ) 加圧電極７，７のワークＷに対する加圧手段
は、シリンダ装置８，８にかぎることはなく、
ロボツトR₁自身の各制御軸の制御によつて、
加圧電極７，７をその軸方向に前進させ、ワー
クＷの溶接点に押し付けるようにしてもよい。

(ニ) ワークＷの移送装置Ｐも前述実施例以外の手
段による、ワークＷの供給、固定、取り外しを
実施し得るものであつてもよい。

(ホ) その他この発明の技術的思想の範囲内におけ
る、各構成の均等物との置換えも可能である。

（発明の効果）この発明は、一方の産業用ロボツトに唯一の加
圧電極を設け、他方の産業用ロボツトにバツク電
極を上記加圧電極に対してワークとしての自動車
のアンダーボデイーの種類が変わつても唯一のも
のとして設け、両ロボツトをワークの種類に応じ
て溶接位置毎に同期して作動させるようにしたか
ら、奥行の深いワークでしかも多種類のワークに
対応して、制御装置の例えばユーザープログラム
のような制御手順を変えるのみで容易にスポツト
溶接を実行できるとともに、前記両電極が同期し
て作動するのでスポツト溶接を確実に実行でき
る。よつて、ワークの複数の溶接点をスポツト溶
接するに当り、バツク電極を従来のようにユニツ
トとしてワークの種類に応じて変えたり、新しく
設けたりする必要がなく、ワークの種類の変化や
増加に対する自由度が著しく向上でき、設備投資
をなくし、設備面や作業面でも有利であるとい
う、特有かつ顕著な効果を奏しうるものである。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示し、第１図
は全体側面図、第２図は第１図の要部拡大図、第
３図はブロツク図、第４図はフローチヤートであ
る。 R₁……一方の産業用ロボツト、R₂……他方の
産業用ロボツト、７……加圧電極、８……シリン
ダ装置、２０……バツク電極、Ｃ……制御装置、
Ｗ……ワーク。

Claims

【特許請求の範囲】１ワークとして自動車のアンダーボデイーを対
象とし、その種類に応じて車幅方向の中央である
突状断面形状部を複数の点でスポツト溶接するス
ポツト溶接装置であつて、上記ワークを溶接セツト位置に移送する保持移
送装置と、該溶接セツト位置に対し個別に設けら
れた一対の産業用ロボツトとからなり、一方の産業用ロボツトの可動端部には、唯一の
加圧電極を先端に有する加圧用ユニツトを取付け
る一方、他方の産業用ロボツトの可動端部には、上記加
圧電極に対する唯一のバツク電極を取付け、ワークが上記溶接セツト位置にセツトされた信
号を受けて、上記バツク電極が溶接位置のワーク
の一面に略当接する一方、上記加圧電極が該溶接
位置のワークの他面に間隔をあけて位置するよう
にワークの種類に応じて溶接位置毎に同期して両
産業用ロボツトを作動させるとともに、この作動
の完了後に上記加圧用ユニツトに該ユニツトを作
動させる加圧信号を発する制御装置を備えてなる
ことを特徴とするスポツト溶接装置。