JPH04262873A - 自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多関節溶接ロボットと
溶接ロボットの作業を補助するためのポジショナとを一
体化した自動溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種ポジショナは、溶接ロボットに対
するワークの相対的な位置や姿勢を適宜変更し、溶接ロ
ボットが作業し易いようにするためのものであり、２つ
の回転軸（または回動軸）を有する２軸ポジショナ等が
ある。

【０００３】そして、溶接ロボットとポジショナとは一
般に、別体構造とされており、互いに支障が生じない範
囲で近接して設置され、これら溶接ロボットとポジショ
ナとで自動溶接装置を構成していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接ロ
ボットの設置スペースとポジショナの設置スペースがそ
れぞれ別個独立して必要とされ、設置スペースを広く確
保する必要があった。

【０００５】そこで、図４〜図６に示される如く、ポジ
ショナ１０１に多関節溶接ロボット１０２を直接取付け
、ポジショナ１０１と溶接ロボット１０２とを一体化し
た構造の自動溶接装置１０３が考えられる。

【０００６】即ち、ポジショナ１０１は、所定間隔を有
して対向配置され、床１０４上に立設された左右１対の
架台１０５と、両架台１０５に支持された傾動操作機構
１０６と、傾動操作機構１０６に取付けられた回転操作
機構１０７とから主構成されている。

【０００７】傾動操作機構１０６は左右１対の側枠１０
８と両側枠１０８上端部を連結する天枠１０９とからな
る正面視門形状の傾動枠体１１０を備えてなり、両側枠
１０８に左右外側方突出状設けられた支軸がそれぞれ両
架台１０５の上端部に水平軸芯Ｔ１　回りに回転自在に
軸支されている。一方の架台１０５の上端部一側には駆
動モータ１１１が装着されており、駆動モータ１１１の
駆動軸に固定されたギアと傾動枠体１１０に設けられた
一方の支軸に固定されたギアとが互いにかみ合わされ、
駆動モータ１１１の正逆駆動により前記両ギアによる動
力伝動機構を介して傾動枠体１１０を水平軸芯Ｔ１　回
りに所定角度傾動可能として構成されている。例えば水
平軸芯Ｔ１　回りに±５０度の範囲で傾動可能とされて
いる。

【０００８】回転操作機構１０７は天枠１０９の左右方
向中間部に位置して下方突出状に取付けられると共に、
前後に対向して離間配置された１対から構成されている
。各回転操作機構１０７は相互の対向面側にワーク取付
部としてのワークチャッキング治具１１３がそれぞれ着
脱交換自在に取付けられている。また各回転操作機構１
０７にはそれぞれ駆動モータ１１４が設けられており、
ギア伝動機構を介して、両ワークチャッキング治具１１
３を前記水平軸芯Ｔ１　と直交する第２の軸芯Ｔ２　回
りに同期して同行回転自在としている。さらに両ワーク
チャッキング治具１１３を互いに遠近操作自在とすべく
、各回転操作機構１０７は天枠１０９側に前記第２の軸
芯Ｔ２　方向に同期して移動操作自在な挟持操作機構（
図示省略）を介して天枠１０９側に取付けられている。

【０００９】一方の側枠１０８の内側面側にはロボット
支持台１１６が固定状に取付けられており、該ロボット
支持台１１６上に多関節溶接ロボット１０２が取付け固
定されている。なお、多関節溶接ロボット１０２は例え
ば６軸の自由度を有する構造とされている。

【００１０】また両架台１０５間に位置した床１０４上
には左右１対のレール１１８が前後方向に敷設されてお
り、レール１１８上にはワーク搬送台車１１９が走行操
作自在に載置されている。ワーク搬送台車１１９はワー
クＷが載置されるワーク載置台１２０が備えられ、ワー
ク載置台１２０は昇降シリンダ等により昇降操作自在と
されている。

【００１１】そして、ポジショナ１０１設置位置から退
避した場所でワーク搬送台車１１９上に天井走行クレー
ン（図示省略）等を利用してワークＷを載置し、その後
ワーク搬送台１１９をレール１１８に沿って走行させ、
ポジショナ１０１の中央下方位置で停止させる。次にワ
ーク載置台１２０を上昇させ、図４仮想線で示される如
く、ワークＷをワークチャッキング治具１１３の高さま
で持ち上げ、その状態で回転操作機構１０７側の挟持操
作機構を作動させ、両ワークチャッキング治具１１３を
互いに接近する方向に移動操作してワークＷを両ワーク
チャッキング治具１１３で挟持状にチャックする。ワー
クＷがチャックされるとワーク載置台１２０を下降させ
、ワーク搬送台車１１９をポジショナ１０１設置位置か
ら退避させる。

【００１２】その後、ワークＷの溶接部が最適な姿勢と
なるよう、傾動枠体１１０を水平軸芯Ｔ１　回りに適宜
角度傾動操作すると共に、ワークチャッキング治具１１
３を第２の軸芯Ｔ２　回りに適宜角度回動操作して溶接
ロボット１０２により溶接を行えばよい。この際、溶接
ロボット１０２が多関節溶接ロボット１０２とされてい
るため、種々の溶接姿勢を確保でき、ポジショナ１０１
側の水平軸芯Ｔ１　および第２の軸芯Ｔ２　回りの回動
操作等と相まってワークＷに対して良好な溶接姿勢が採
用できる利点がある。またポジショナ１０１に溶接ロボ
ット１０２が取付けられた一体構造であるため、ポジシ
ョナ１０１の設置スペースを確保するだけでよく、少な
い設置スペースに設置できる利点がある。

【００１３】しかしながら、溶接ロボット１０２が最適
な溶接姿勢を確保し易いように、ワークチャッキング治
具１１３に取付けられるワークＷの上方領域に臨んで溶
接ロボット１０２が取付け固定されているため、ワーク
Ｗはワークチャッキング治具１１３の下方側から搬入し
て着脱作業を行う必要があり、着脱作業が面側であると
共に、ワークＷを昇降操作可能でかつポジショナ１０１
設置スペース外から設置スペース内へワークＷを搬入す
るためのワーク搬送台車１１９が必要とされると共に、
ワーク搬送台車１１９用のレール１１８を敷設するため
の設置スペースが別途必要となる欠点が生じる。

【００１４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、設置
スペースの省スペース化を図ると共に、クレーン使用に
よるワークの着脱作業を可能とした自動溶接装置を提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段は、ワーク取付部を所定の軸芯回りに回転
させる回転操作機構と、回転操作機構を所定の水平軸芯
回りに傾動させる傾動操作機構とを備えてなるポジショ
ナと、前記ワーク取付部に取り付けられたワークに溶接
を施す多関節溶接ロボットとからなる自動溶接装置にお
いて、前記多関節溶接ロボットが、傾動操作機構に、ワ
ーク取付部に取付けられたワークの上方領域に臨む溶接
実行位置と、前記上方領域より側方に退避した退避位置
とに移動操作自在に装着されてなる点にある。

【００１６】

【作用】本発明によれば、ポジショナの傾動操作機構に
多関節溶接ロボットが装着された一体構造であるため、
ポジショナの設置スペースを確保するだけでよい。

【００１７】また、多関節溶接ロボットはワーク取付部
に取付けられたワークの上方領域に臨む溶接実行位置と
、側方に退避した退避位置とに移動操作自在に装着され
ているため、ワークに対して溶接を行う場合には溶接実
行位置で、その多軸自由度と傾動操作機構の水平軸芯お
よびワーク取付部の所定の軸芯回りの回動操作と相まっ
て下向き溶接姿勢等の種々の良好な溶接姿勢を採ること
ができる。

【００１８】さらに、ワーク取付部にワークを取付ける
場合には、溶接ロボットを退避位置に退避させれば、ワ
ーク取付け位置の上方領域が開放されるため、ワークを
天井走行クレーン等のクレーンで吊り下げた状態で、ワ
ーク取付け位置上方に搬送した後下降させ、ワーク取付
部に装着すればよい。またワークを取外す場合にも、同
様に溶接ロボットを退避位置に退避させ、クレーンでワ
ーク取付部よりワークを吊下げて搬送すればよい。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
すると、図１〜図３において、１は自動溶接装置で、ポ
ジショナ２と多関節溶接ロボット３とから構成されてい
る。そして、ポジショナ２及び溶接ロボット３は図示省
略の制御装置によって、駆動制御される。

【００２０】ポジショナ２は、所定間隔を有して対向配
置され、床４上に立設された左右１対の架台５と、両架
台５に支持された傾動操作機構６と、傾動操作機構６に
取付けられた回転操作機構７とから主構成されている。

【００２１】傾動操作機構６は、両架台５の上端部間に
わたって水平軸芯Ｔ１　回りに回転自在に軸支された傾
動枠体９と、一方の架台５の上端部一側に装着された駆
動モータ１０とからなり、傾動枠体９は左右１対の上下
方向に長い側フレーム１１を有し、各側フレーム１１の
上端部外側面側にそれぞれ突出状に設けられた支軸１２
が各架台５に軸支されている。また各側フレーム１１の
下端部側には前後方向に長い中継フレーム１３がそれぞ
れ連結され、図１に示される如く、平面視で水平軸芯Ｔ
１　に対し後方側へ偏位した位置で両中継フレーム１３
を互いに連結する連結フレーム１４が設けられている。

【００２２】一方の側フレーム１１の上端部外側面側に
は支軸１２と同心状とされた半円形の大ギア１５が固定
されており、駆動モータ１０の駆動軸に固定された小ギ
ア１６と互いにかみ合され、駆動モータ１０の正逆駆動
により、両ギア１５，１６を介して傾動枠体９を水平軸
芯Ｔ１　回りに所定角度傾動可能として構成されている
。 例えば水平軸芯Ｔ１　回りに±５０度の範囲で傾動可能
とされている。

【００２３】回転操作機構７は連結フレーム１４の左右
方向中間部上面側に上方突出状に取付けられており、回
転操作機構７の前面側にワーク取付部としてのワーク取
付治具１８が着脱交換自在に取付けられている。そして
回転操作機構７は図示省略の駆動モータおよびギア伝動
機構等を備え、ワーク取付治具１８は前記水平軸芯Ｔ１
　と直交する第２の軸芯Ｔ２　回りに回転操作自在とさ
れている。なお、ワーク取付治具１８には各種ワークＷ
に対応したワーク受部１８ａが適宜側方突出状に備えら
れている。

【００２４】前記一方の中継フレーム１３は前後方向に
比較的長く構成されており、該中継フレーム１３上面側
に中継フレーム１３に沿って前後方向に移動操作自在に
走行台２０が取付け支持されている。なお、走行台２０
の走行機構は、例えば、中継フレーム１３に走行台２０
が前後方向に摺動自在に支持され、エアシリンダの伸縮
操作によって走行される方式としてもよく、駆動モータ
とギア伝動機構の組合せ等により走行される方式として
もよい。また走行台２０に多関節溶接ロボット３が取付
け固定されている。なお、多関節溶接ロボット３は例え
ば６軸の自由度を有する構造とされている。そして走行
台２０の中継フレーム１３に沿った前後方向の移動によ
って、図１に実線で示される如く、溶接ロボット３がワ
ークＷの上方領域に臨む溶接実行位置Ａと、図１に仮想
線で示される如く、溶接ロボット３がワークＷの上方領
域より後方側に退避した退避位置Ｂとに移動操作自在と
されている。また溶接ロボット３の退避位置Ｂは図１に
示される如く、平面視で連結フレーム１４の上方領域に
位置するよう構成されている。

【００２５】なお、２２は溶接ワイヤ、２３はワイヤ保
持具である。

【００２６】本発明の実施例は以上のように構成されて
おり、ワークＷの溶接を行う場合には、予め溶接ロボッ
ト３を退避位置Ｂに移動させておく。この状態において
は、ワーク取付治具１８に対するワークＷの取付け位置
の上方領域が開放状となり、ワークＷの上方からの搬入
が可能となる。そして天井走行クレーン（図示省略）で
ワークＷを吊下げた状態で、ワークＷの取付け位置上方
にワークＷを搬送した後、ワークＷを下降させ、ワーク
Ｗの所定部分をワーク受部１８ａ上に載置して位置決め
すると共にワークＷの重量を受承させる。この状態で、
ワークＷをワーク取付治具１８側にボルト締結等により
固定する。その後クレーンを外して、クレーンを一旦、
退避させる。

【００２７】ワークＷ取付け後、走行台２０を移動操作
して溶接ロボット３を溶接実行位置Ａに移動させる。そ
の後、ワークＷの溶接部が最適な姿勢となるよう、傾動
枠体９を水平軸芯Ｔ１　回りに適宜角度傾動操作すると
共に、ワーク取付治具１８を第２の軸芯Ｔ２　回りに適
宜角度回動操作して溶接ロボット３により溶接を行えば
よい。またワークＷの溶接部が周方向にわたる場合には
、ワーク取付治具１８を第２の軸芯Ｔ２　回りに回転さ
せながら溶接を行えばよい。

【００２８】この溶接作業に際し、溶接ロボット３が多
関節溶接ロボット３とされているため、種々の溶接姿勢
を確保でき、またポジショナ２側の水平軸芯Ｔ１　およ
び第２の軸芯Ｔ２　回りの回動操作等によるワークＷの
姿勢変更と相まってワークＷに対して下向き溶接姿勢等
の良好な溶接姿勢を容易に採ることができる。従って本
実施例の如く、小形の多関節溶接ロボット３をポジショ
ナ２に装着すれば、大形ワークＷの内部細部を溶接する
場合等においても種々の溶接姿勢を容易に確保でき、至
便である。

【００２９】また、溶接ロボット３が中継フレーム１３
側に溶接実行位置Ａと退避位置Ｂとに移動操作自在に装
着されているため、ワーク取付治具１８に対するワーク
Ｗの着脱に際し、天井走行クレーン等のクレーンの使用
が可能となり、クレーンでワークＷを吊下げた状態で着
脱作業が行え、ワークＷの着脱作業が容易となる。従っ
て前述したレール１１８の敷設スペースやワーク搬送台
車１１９も不要となる。しかも、ポジショナ２に溶接ロ
ボット３が取付けられた一体構造であるため、ポジショ
ナ２の設置スペースを確保するだけでよく、少ない設置
スペースで設置できる。

【００３０】なお、ワーク取付治具１８はワークＷの種
類、大きさ等に応じて適宜交換すればよい。また実施例
において、ワークＷを回転操作機構７により片持ち状に
支持する構造を示しているが、連結フレーム１４を前後
に設け、ワークＷを両持ち状に支持する構造としてもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、ポジショナと多関節溶
接ロボットとの組合せにより構成される自動溶接装置に
おいて、多関節溶接ロボットが、ポジショナの傾動操作
機構に、ワーク取付部に取付けられたワークの上方領域
に臨む溶接実行位置と、前記上方領域より側方に退避し
た退避位置とに移動操作自在に装着されているため、ポ
ジショナに多関節溶接ロボットが一体に組込まれた構造
となり、ポジショナの設置スペースを確保するだけでよ
く、設置スペースの省スペース化が図れる。また、ポジ
ショナに多関節溶接ロボットを組込むことにより、ポジ
ショナによるワークの姿勢変更と相まって下向き溶接姿
勢などの良好な溶接姿勢が容易に確保できる。さらに、
溶接ロボットを退避位置に退避させれば、ワークの取付
け位置の上方領域が開放されるため、クレーン使用によ
るワークの着脱作業が可能となり、着脱作業が容易に行
える利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図２の右側面図である。

【図４】比較例を示す正面図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面矢視図である。

【符号の説明】

１　　　　自動溶接装置 ２　　　　ポジショナ ３　　　　多関節溶接ロボット ６　　　　傾動操作機構 ７　　　　回転操作機構 １８　　ワーク取付治具 Ｗ　　　　ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワーク取付部を所定の軸芯回りに回転
   させる回転操作機構と、回転操作機構を所定の水平軸芯
   回りに傾動させる傾動操作機構とを備えてなるポジショ
   ナと、前記ワーク取付部に取り付けられたワークに溶接
   を施す多関節溶接ロボットとからなる自動溶接装置にお
   いて、前記多関節溶接ロボットが、傾動操作機構に、ワ
   ーク取付部に取付けられたワークの上方領域に臨む溶接
   実行位置と、前記上方領域より側方に退避した退避位置
   とに移動操作自在に装着されてなることを特徴とする自
   動溶接装置。