JPH0735658Y2 - Seam welding machine for robot - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は，たとえば自動車のガソ
リン燃料タンクのような容器類（以下 ワ−クという）
に形成された二次元ないし三次元的な曲線を有するフラ
ンジを気密にシ−ム溶接するもので，そのシ−ム溶接機
を産業用ロボットに搭載し，シ−ム溶接機が固定したワ
−クのフランジを自動的に倣ってシ−ム溶接を行うロボ
ット用シ−ム溶接機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is, for example, a container such as an automobile gasoline fuel tank (hereinafter referred to as a work).
The air-tight seam welding is performed on a flange having a two-dimensional or three-dimensional curve formed on the shaft. The seam welding machine is mounted on an industrial robot and is fixed to the seam welding machine. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot seam welding machine that automatically performs seam welding by imitating the flange of a hood.

【０００２】[0002]

【従来の技術】産業用ロボットを使用してワ−ク側を定
置形のシ−ム溶接機の回転電極位置に誘導しながらシ−
ム溶接する装置には，次のような発明装置が先に提案さ
れている。たとえば，特開平２−９２４７１号公報「燃
料タンクの自動シ−ム溶接装置」及び特開昭６１−２７
６７８２号公報「シ−ム溶接機におけるワ−ク誘導装
置」に記載されたワ−ク自動送り装置は，いずれも今ま
でのような機械的なカム倣い制御によって溶接軌道を誘
導するのではなく，ロボットシステムを応用し，二次元
的又は三次元的な溶接軌道を有するワ−クを数値的制御
等によるロボットを使って誘導するものである。これら
従来の装置は，いずれもワ−ク側をロボットを使用して
自動送りするもので，ワ−クのモデルチエンジが頻繁に
行われてもティ−チング或いはデ−タのインプットを変
更するだけであるから，従来装置のようにカム倣い装置
が要らなくなり，多品種のワ−クを同一ラインで生産す
ることができると言う大きなメリットを享受する。2. Description of the Related Art An industrial robot is used to guide the work side to the position of a rotating electrode of a stationary type seam welding machine.
The following invention device has been previously proposed as a device for welding a metal. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-92471, "Automatic seam welding device for fuel tank" and Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-27.
All of the automatic work feeders described in Japanese Patent No. 6782, "Work Guiding Device in Seam Welding Machine" do not guide the welding trajectory by mechanical cam copying control as in the past. The robot system is applied to guide a work having a two-dimensional or three-dimensional welding trajectory by using a robot by numerical control or the like. In all of these conventional devices, the work side is automatically fed using a robot, and even if the work model is frequently changed, only the teaching or data input is changed. Therefore, unlike the conventional device, the cam copying device is not required, and the great merit of being able to produce a wide variety of works on the same line is enjoyed.

【０００３】[0003]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
装置は，通常の定置式シ−ム溶接機とロボットによるワ
−ク送り装置とを組み合わせたものであるから，全体の
装置が大きくなり，広い設置スペ−スを必要とするほ
か，自動車燃料タンクの製造ラインにおいてはワ−ク側
を一般に駆動させて溶接機側を固定するという形態が一
般的なイメ−ジであって，シ−ム溶接機をスポット溶接
作業のようにロボットに持たせ自由自在にあやつって溶
接軌道を溶接するという観念はシ−ム溶接機の重量によ
って制約され実現できなかった，本考案はロボット用シ
−ム溶接機の軽量・小型化を達成し，ロボットによるス
ポット溶接作業のイメ−ジと同様に燃料タンクのシ−ム
溶接をロボットにより実現することを目的とする。However, since the conventional device is a combination of a normal stationary seam welding machine and a robot-based work feeding device, the entire device becomes large and wide. In addition to requiring an installation space, in the automobile fuel tank production line, the work side is generally driven to fix the welder side. The idea of welding a welding track by holding a machine to a robot like a spot welding work and freely welding it was not realized because the weight of the seam welding machine was not realized. The aim is to achieve lighter weight and smaller size, and to realize seam welding of a fuel tank by a robot, similar to the image of spot welding work by a robot.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は，前記の問題を
解決するために開発されたもので，その具体的な技術的
手段は次のように講じたものである。すなわち，目的の
ワ−クをワ−ク固定治具装置に搭載し，そのワ−クに形
成されたフランジ内の溶接軌道を，ロボットのア−ム手
首軸に搭載したシ−ム溶接ヘッドの回転電極で挟持し，
前記ロボットに軌跡倣い溶接に必要なデ−タを記憶した
プログラムに従って前記溶接ヘッドを駆動し，かつ前記
溶接ヘッドの回転電極の回転速度と前記ロボット側の溶
接ヘッド送り速度とを同期させて溶接軌道をシ−ム溶接
する装置であって，前記溶接ヘッドの溶接電源にインバ
−タ溶接電源回路を構成したことを特徴とする。The present invention was developed in order to solve the above-mentioned problems, and its specific technical means are as follows. That is, the desired work is mounted on the work fixing jig device, and the welding trajectory in the flange formed on the work is mounted on the arm arm shaft of the robot. Sandwiched between rotating electrodes,
The welding trajectory is driven by the robot in accordance with a program that stores data required for trajectory copying welding, and the rotation speed of the rotating electrode of the welding head and the welding head feed speed on the robot side are synchronized. Seam welding apparatus, wherein the welding power source of the welding head comprises an inverter welding power source circuit.

【０００５】[0005]

【作 用】本考案では，シ−ム溶接機の溶接電源として
インバ−タ電源を使用したから溶接ヘッドの小型軽量化
が実現でき，シ−ム溶接機をロボットに持たせるだけ
で，しかも，スポット溶接作業と同じイメ−ジで二次元
ないし三次元の溶接線をもつワ−クの正規の溶接軌道を
正確に電極を移動してシ−ム溶接することができるか
ら，従来のように，ワ−ク側をロボットにより回転電極
間に誘導するような複雑・高価なワ−ク送り設備や定置
式シ−ム溶接機に必要な広い設置スペ−スがいらなくな
る。[Operation] In the present invention, since the inverter power source is used as the welding power source of the seam welding machine, the welding head can be made smaller and lighter, and the robot can be equipped with the seam welding machine. With the same image as spot welding work, it is possible to perform seam welding by accurately moving the electrode along the regular welding trajectory of a work having a two-dimensional or three-dimensional welding line, as in the conventional method. There is no need for a complicated and expensive work feeding equipment such as a robot to guide the work side between rotating electrodes or a wide installation space required for a stationary seam welding machine.

【０００６】したがって，ワ−クは予めワ−ク治具装置
に固定し，シ−ム溶接ヘッドはロボットに搭載し，これ
によりワ−クフランジを回転電極により挟持し，回転電
極間に所定の加圧力を与え溶接電流を通電しながら回転
電極の回転駆動を開始すると，回転電極の回転速度と同
期してロボット側つまり前記溶接ヘッドが駆動される。
電極の回転駆動は，上下個々に設けた電動モ−タにより
ナ−ルギャを介して行われる。Therefore, the work is fixed to the work jig device in advance, the seam welding head is mounted on the robot, and the work flange is sandwiched by the rotary electrodes, and a predetermined force is applied between the rotary electrodes. When rotation driving of the rotary electrode is started while applying pressure and welding current, the robot side, that is, the welding head is driven in synchronization with the rotation speed of the rotary electrode.
Rotational driving of the electrodes is carried out via a null gear by electric motors provided individually on the upper and lower sides.

【０００７】[0007]

【実施例】以下、本考案の１実施例を概略的に記載した
図面に基づいて説明する。図１は，本考案のロボット用
シ−ム溶接機の概略説明図である。この場合，多関節ロ
ボットにシ−ム溶接ヘッドを持たせワ−ク治具に固定し
たワ−クの全周をシ−ム溶接する。図２はシ−ム溶接ヘ
ッドの正面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic illustration of a robot seam welding machine of the present invention. In this case, the articulated robot is provided with a seam welding head, and the entire circumference of the work fixed to the work jig is seam welded. FIG. 2 is a front view of the seam welding head.

【０００８】符号１はロボット本体を示す。２はロボッ
トの多関節を有する第一ア−ム，３は第一ア−ムに連結
された第二ア−ム，４はア−ム先端の手首軸５に連結さ
れたシ−ム溶接ヘッドである。６，７は上下一対の回転
電極で，うち上部電極６は門形フレ−ム８の上部に支持
された加圧シリンダ９によりその電極ケ−ス１０が前記
フレ−ムの内側垂直面ａの両側に上下動可能なように支
持される。下部電極７は門形フレ−ム８の内側垂直面ａ
及び平面ｂにその電極ケ−ス１１が支持されている。回
転電極６及び回転電極７はＣ形の支持板１２及び支持板
１３に支持された駆動モ−タＭ１及び駆動モ−タＭ２の
動力を伝達するナ−ルギャによって回転駆動される。な
お，回転電極の回転速度とロボット側の駆動速度との間
に何らかの原因で負荷トルクが生じたときにはロボット
の駆動と回転電極とのトルク変動を機械的に同期させて
修正が行われる仕組みになっている。Reference numeral 1 indicates a robot body. 2 is a first arm having multiple joints of a robot, 3 is a second arm connected to the first arm, and 4 is a seam welding head connected to a wrist shaft 5 at the tip of the arm. Is. Reference numerals 6 and 7 denote a pair of upper and lower rotating electrodes, of which the upper electrode 6 is formed by a pressure cylinder 9 supported on the upper portion of a gate-shaped frame 8 so that its electrode case 10 is located on the inner vertical surface a of the frame. It is supported so that it can move up and down on both sides. The lower electrode 7 is an inner vertical surface a of the gate frame 8.
And the electrode case 11 is supported on the plane b. The rotary electrode 6 and the rotary electrode 7 are rotationally driven by a Naruga that transmits the power of the drive motor M1 and the drive motor M2 supported by the C-shaped support plate 12 and the support plate 13. When a load torque is generated for some reason between the rotation speed of the rotating electrode and the driving speed on the robot side, the torque fluctuation between the driving of the robot and the rotating electrode is mechanically synchronized to make a correction. ing.

【０００９】１４は溶接トランスである。この溶接トラ
ンスは門形フレ−ム８に対し，電極面と反対側に垂直に
固着された支持板１２及び支持板１３との間に固着され
ている。 図３はシ−ム溶接ヘッドに内蔵した溶接電源
回路構成を示す。この回路構成は一般的なインバ−タ電
源回路を示すものである。すなわち，商用三相交流を整
流器１５により直流に変換し，さらにこれをインバ−タ
１６を介して高周波交流に変換し，その電流を溶接トラ
ンス１４の二次側で整流器１７を経て直流電流に変換し
て回転電極６，７間に通電する電源構造である。したが
って，本考案のシ−ム溶接ヘッドにインバ−タ電源回路
を構成することで，溶接トランスの軽量・小型化を達成
し，通常のロボット用スポットガンと同様のイメ−ジで
シ−ム溶接ヘッドをロボットにより自由に操作できるよ
うになる。Reference numeral 14 is a welding transformer. This welding transformer is fixed to the gate-shaped frame 8 between a support plate 12 and a support plate 13 which are vertically fixed to the side opposite to the electrode surface. FIG. 3 shows a welding power source circuit configuration built in the seam welding head. This circuit configuration shows a general inverter power supply circuit. That is, commercial three-phase alternating current is converted into direct current by the rectifier 15, and further converted into high frequency alternating current through the inverter 16, and the current is converted into direct current through the rectifier 17 on the secondary side of the welding transformer 14. This is a power supply structure for energizing between the rotating electrodes 6 and 7. Therefore, by constructing an inverter power supply circuit in the seam welding head of the present invention, the weight and size of the welding transformer can be reduced, and the seam welding can be performed with an image similar to that of a normal robot spot gun. The head can be freely operated by the robot.

【００１０】１８はワ−クＷをクランプして固定するワ
−ク治具装置である。１９はワ−クを固定するクランプ
装置である。このクランプ装置は前記治具装置の上部に
設けたワ−ク受け２０の周囲に複数個設けてある。クラ
ンパ２１がシリンダ２２により開放動作し，ヒンジ２３
を中心に開閉動作して電極との干渉を避けられるように
回転電極の進行に従って順次開放するものである。Reference numeral 18 is a work jig device for clamping and fixing the work W. Reference numeral 19 is a clamp device for fixing the work. A plurality of this clamp device is provided around the work receiver 20 provided on the upper part of the jig device. The clamper 21 is opened by the cylinder 22, and the hinge 23
In order to avoid interference with the electrodes by opening and closing around, the rotary electrodes are sequentially opened as they progress.

【００１１】次に，本考案によるシ−ム溶接動作を説明
する。予め，ロボットにワ−クの軌跡誘導を数値制御等
の駆動に必要なデ−タを教示し，そのプログラム動作順
でシ−ム溶接ヘッドを移動させる準備を行う。Next, the seam welding operation according to the present invention will be described. In advance, teach the robot the data necessary for driving the trajectory guidance of the work such as numerical control, and prepare to move the seam welding head in the programmed operation order.

【００１２】今，ワ−クＷをクランプ開放状態のワ−ク
治具装置１８のワ−ク受け２０にセットし、起動を開始
すると，クランプ装置１９のシリンダ２２が作動してク
ランパ２１をワ−クＷの上に押圧してワ−クＷが動かな
いように固定する。ワ−クが固定されると，ロボっトが
プログラムに従って移動し，シ−ム溶接ヘッド４の回転
電極６，７はワ−クＷの前面に移動し，開放した状態で
回転電極６及び回転電極７の間にフランジが位置決めさ
れる。Now, when the work W is set on the work receiver 20 of the work jig device 18 in the clamp release state, and the start of the work, the cylinder 22 of the clamp device 19 is operated to move the clamper 21 to the work. -Press on the work W to fix it so that the work W does not move. When the work is fixed, the robot moves according to the program, the rotating electrodes 6 and 7 of the seam welding head 4 move to the front surface of the work W, and the rotating electrode 6 and the rotating electrode 6 rotate in the open state. A flange is positioned between the electrodes 7.

【００１３】次いで，回転電極６が加圧シリンダ９の動
作により門形フレ−ムの内側垂直面をガイドとして下降
し，回転電極７との間にある溶接軌道の溶接スタ−ト位
置をクランプする。両電極でクランプを完了した後，回
転電極間に溶接に必要な加圧力が与えられ通電と共に回
転電極が回転駆動すると，前記の溶接ヘッド４はロボッ
トのプログラムに従って移動を開始する。この間，前記
溶接ヘッドが溶接軌道に対する平面的な空間を回転電極
の回転と同期して駆動されるが，回転電極６，７の回転
速度とロボットのヘッド送り速度とが何らかの原因で負
荷トルクが生じたときに，電極駆動経路にクラッチ機構
等を介在して各電動モ−タの回転トルクをクラッチでス
リップさせてヘッド送りと回転電極とのトルク変動を機
械的に同期させる補正を行うようにして，ワ−クの正規
の溶接軌道を電極が加圧通電しながら正確に移動する。
また，ワ−ク治具装置１８のクランプ装置１９はシ−ム
溶接ヘッド４がロボットで溶接送りされたとき，その通
過期間の直前ないし直後の間に下方へ自動的にスイング
して電極との干渉を避ける。なお，クランプ方式はワ−
クの真上からクランプするものでもよい。Then, the rotating electrode 6 is lowered by the operation of the pressure cylinder 9 using the inner vertical surface of the portal frame as a guide to clamp the welding start position of the welding track between the rotating electrode 6 and the rotating electrode 7. . After the clamping is completed by both electrodes, the welding head 4 starts to move in accordance with the program of the robot when a pressure required for welding is applied between the rotating electrodes and the rotating electrodes are driven to rotate with energization. During this period, the welding head is driven in a planar space with respect to the welding track in synchronization with the rotation of the rotating electrode. However, load torque is generated due to the rotating speed of the rotating electrodes 6 and 7 and the head feed speed of the robot. In this case, the rotation torque of each electric motor is slipped by the clutch through a clutch mechanism in the electrode drive path so that the torque fluctuation between the head feed and the rotary electrode is mechanically synchronized. , The electrode moves accurately along the regular welding orbit of the work while pressure is applied.
When the seam welding head 4 is welded and fed by the robot, the clamp device 19 of the work jig device 18 automatically swings downward immediately before or immediately after the passage period of the seam welding head 4 so as to contact with the electrode. Avoid interference. The clamp method is
It may be clamped from directly above.

【００１４】[0014]

【考案の効果】以上で説明したように，本考案によれ
ば，シ−ム溶接機の溶接電源をインバ−タ電源を使用す
ることで軽量・小型化を実現し，ロボットへの搭載が可
能になり，しかも，スポット溶接作業と同じイメ−ジで
二次元ないし三次元の溶接線をもつワ−クの正規の溶接
軌道に対し，正確に回転電極を移動してシ−ム溶接する
ことができるから，従来方式の自動車用燃料タンクのシ
−ム溶接装置に比べ，定置式シ−ム溶接機自体の設置ス
ペ−スが要らなくなるうえ，ワ−ク側の送り装置に比
べ，治具はワ−クを固定する方式の簡単な治具構造で済
み，全体の設備費及び設置スペ−スを一段と節約するこ
とができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the welding power source of the seam welding machine can be reduced in weight and size by using the inverter power source, and can be mounted on the robot. In addition, it is possible to accurately move the rotating electrode to perform seam welding with respect to a regular welding trajectory of a work having a two-dimensional or three-dimensional welding line with the same image as spot welding work. Therefore, compared with the conventional seam welding device for fuel tanks for automobiles, the installation space of the stationary seam welding machine itself is not required, and the jig is more suitable than the feeding device on the work side. A simple jig structure that fixes the work is sufficient, and the overall equipment cost and installation space can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案にかかるシ−ム溶接機の１実施例を示す
概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing one embodiment of a seam welding machine according to the present invention.

【図２】本考案のシ−ム溶接ヘッドの構造例を示す概略
正面図である。FIG. 2 is a schematic front view showing a structural example of the seam welding head of the present invention.

【図３】本考案のシ−ム溶接機のインバ−タ溶接電源回
路の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an inverter welding power source circuit of the seam welding machine of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ロボット本体 ９ 加圧シリ
ンダ ２ 第一ア−ム １０ 電極ケ−
ス ３ 第二ア−ム １１ 電極ケ−
ス ４ シ−ム溶接ヘッド １２ 支持板 ５ 手首軸 １３ 支持板 ６ 回転電極（上部） １４ 溶接トラ
ンス ７ 回転電極（下部） ８ 門形フレ−ム ２０ ワ−ク受け ２１ クランパ Ｍ１〜Ｍ２ 電動機（電動モ−タ） Ｗ ワ−ク1 Robot body 9 Pressurizing cylinder 2 First arm 10 Electrode case
Space 3 Second arm 11 Electrode case
4 Seam welding head 12 Support plate 5 Wrist shaft 13 Support plate 6 Rotating electrode (upper part) 14 Welding transformer 7 Rotating electrode (lower part) 8 Gate frame 20 Work receiver 21 Clamper M1-M2 Electric motor (electric) Motor) W work

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 目的のワ−クをワ−ク固定治具装置に搭
載し，そのワ−クに形成されたフランジ内の溶接軌道
を，ロボットのア−ム手首軸の先端に搭載したシ−ム溶
接ヘッドの回転電極で挟持し，前記ロボットに軌跡倣い
溶接に必要なデ−タを記憶したプログラムに従って前記
溶接ヘッドを駆動し，かつ前記溶接ヘッドの回転電極の
回転速度と前記ロボット側の溶接ヘッド送り速度とを同
期させて溶接軌道をシ−ム溶接する装置であって，前記
溶接ヘッドの溶接電源にインバ−タ溶接電源回路を構成
したことを特徴とするロボット用シ−ム溶接機。1. A work in which a desired work is mounted on a work fixing jig device, and a welding trajectory in a flange formed on the work is mounted on a tip of an arm wrist shaft of a robot. -It is sandwiched by the rotating electrodes of the welding head, and the welding head is driven in accordance with a program that stores the data required for trajectory copying welding in the robot, and the rotation speed of the rotating electrode of the welding head and the robot side. A seam welding machine for robots, wherein the welding head is seam-welded in synchronism with a welding head feed speed, wherein an welding power source circuit for the welding head is an inverter power source circuit. .