JPS63224879A - 多点溶接ロボツト - 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】 〈産業」二の利用分野〉 この発明は多点溶接ロボットに関する。

〈従来の技術〉 従来の点溶接ロボット（マニピｊ−レータ）は、−個の
点溶接カンを腕の先にっ＋−）、１４ド１）１ｊ後左右
、そして三軸回転、つまり六軸動作をさせられるように
し、テーチング、プレイバック方式等により、ロボット
の前へ送られて来た被溶接物の各溶接位置を次々と溶接
する。

〈発明か解決しようとする問題点〉 従来の溶接ロボットは一個の溶接ガンを操作して溶接部
を一点ずつ順次溶接するため、−製品の溶接中、ガンを
隣接溶接位置へ移動する時間か不可欠である。

この移動時間は溶接の正味時間より、はるかに大きい。

移動時間を無くすには、周知の多点溶接機を使えばよい
。何点ても同時に溶接できる。

しかし多点溶接機はすべて、ある一種類の製品（鋼板部
品）の専用機として作られている。異なる製品を溶接す
るには、ジグは無論、それまでのガンと下部電極をその
製品用の上部電極用ガンと下部電極に取換え、その製品
の専用機に大検えさせねばならない。もっとも類似製品
を多点溶接する場合、−木のガンたけ僅に移動させるか
、傾斜させるかして、対応させる事も一部に行われてい
るか、無論類似製品に限られ、少し変った形の製品は、
対象外てあった。

この発明は、従来の点溶接ロボットの機能、つまり記憶
により溶接ガンを当該製品の溶接位置につける自動適応
機能を、多点溶接機の各」二部電極ガンに与え、溶接ロ
ボットの集合体とし協同して製品を一斉溶接てきないか
、という着想にもとづくものである。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明の多点溶接ロボットは製品複数種類の多点溶接
に必要なすべての下部電極を配設した下部電極台と、こ
の下部電極台の真」−又は真横に設置した上部電極用機
枠と、この機枠に、少なくとも三軸方向に移動可能に配
設した複数個の上部電極用ガン取付板、およびそれぞれ
の案内、駆動機構と、製品の種類を指定された時、上記
各ガン取付板を、記憶させられた対応位置へ動かして、
それぞれのガンを溶接位置に着けるよう、各取付板駆動
機構に指令する総合制御装置と、を備えることを特徴と
する。

く作　用〉 従来の溶接ロボットはＸ形ガン、Ｃ形ガン等、両電極に
より製品溶接部を挟圧する型式のガンを使うのが一般て
、その重いガンを長い腕の先に着けて振回し、しかもガ
ンを上下、前後、左右の三軸方向動作のほか各軸まわり
の回転動作もさせるため、大きく重く高価なものになっ
ている。

これに対し、この発明の多点溶接ロボットは原則として
上部電極たけ付けたシングルガンな用い、下部電極は製
品導入路下側の下部電極台に、すべて固定しておく。下
部電極はガンに付けず直接、二次電流回路に接続してお
けばよいから、上部電極のように製品が変るたびに場所
を変えなくても、簡単な電極片を予想製品のすべての必
要箇所に配設しておけば足りる。これでロボット操作は
軽いシングルガンを扱う事になったが、さらに複数のガ
ンにより各溶接部を分担させるから、−木のガンの移動
範囲か小さくなった。

シンタルガンは溶接加圧反力を受けるから、強力な支持
機構が必要になるか、下部電極台の真上または真横に設
置した上部電極用機枠は、加圧反力を受止めやすい位置
にあるため、ロボット腕に当る部分はガンと機枠の間で
力を伝達すれば足りる。

各ガンの分担空間は小さいから、これを動かす案内駆動
機構も小さいか、それても−個の溶接ロボットの働きを
するため必要な制御装置を備える。各制御装置は総合制
御装置としてまとまり、全体として予想製品の各溶接部
を分担して、それぞれのガンを溶接位置に付け、−斉溶
接するのである。

製品か箱形の場合、箱の底側は文字通りの上下電極てよ
いが、箱の側板側を横向きて溶接する場合も上下（正確
には内外）電極と呼ぶことにする。この場合、上部電極
は下部電極台の真横の機枠に配設した横向きガンに付く
。

このように、箱の底は下部電極台の真上の機枠、箱の側
板は真横の機枠に配設したそれぞれのガンで溶接するか
ら、従来の一個のガンで全方向の溶接部を溶接する場合
のように、ガンの向きを難しく変える必要がなく、はと
んどの場合、各ガン取伺板は三軸方向にｆｉ■動てあれ
ば足りる。

く実　施　例〉 第１図はこの発明の一実施例正面図、第２図はその上部
電極側の側面図、第３図は駆動機構の要部正面図である
。図中、ｌは簡略に画いた下部電極台、Ｅは下部電極、
ｌＯは−１−都電極用機枠、Ｅ′は−１一部電極、Ｇは
溶接ガン、１１はガン取付板、１２ばその案内、駆動機
構で、これは機枠ｌＯ下面の左右に伸びた三木の鳩尾形
断面レール１３、このレール１３をくわえて吊られ、左
右へ摺動可能な三枚の横行板１４、機枠ｌＯＦ面の」−
内円レール１３．１３間に両端を支持され、機枠１０−
１−面の各サーボモータ１５により回されるそれぞれの
駆動ネジ１６、これらネジ１６にはまったメネジをもつ
各横行板１４の受動ツロック１７、またその横行板１４
ド面の左右脚板１４ａ下縁に鳩尾断面て係合し吊下げら
れた各縦動板１８、その縦動板１８を縦動（前後動）さ
せるため駆動ネジ１９ａを回ず各サーボモータ１９、そ
の駆動ネジ１９ａに係合したメネジをもつ縦動板１８側
受動フロツク２０、そして各縦動板１８下面から垂下し
た昇降部２１等からなり、このＡ隆部２１下部に前述の
ガン取伺板１１が取伺けである。

昇降ｔｆＦｒ　２１は第２図にカバーを除いたところを
示すか、この例ては空気シリンダ２１ａの左右に案内柱
を立て、弁を開けば取付板１１とガンＧか重力降下して
」一部電極Ｅ′か製品溶接部に載って停止するようにし
ており、停止１−後、溶接加圧反力てカンＧか押」二げ
られない程度にシリンダ２１ａの内圧を高める。また溶
接後、ガンＧを引」−けるのも、このシリンダ２１ａに
よる。

この実施例の動きと共に総合制御装置の働きを簡単に述
べると、まず製品（鋼板部材）Ｗを第１図のように、下
部電極Ｅの所定のものに載せると、溶接位置が電極Ｅ上
面に密接して載る。製品Ｗを自動送給する場合、位置決
めビン、押さえ機構か加わるか、図では省略した。

製品Ｗは予め総合制御装置に記憶させた何種類かの製品
の中の−って、製品を自動送給する場合は自動検知機構
により、そうてない場合は手動により総合制御装置に種
類を指定してやると、予め教えられた通り、それぞれの
サーボモータ１５．１９により三枚のガン取付板１１か
各個に基準位置（または現在位置）から縦横に所要距離
ずつ移動する。

こうしてガン取付板１１かそれぞれ所定位置の真上に来
たら昇降部の空気シリンダ２１ａへの電磁弁を開かせて
取付板１１、ガンＧを自重降下させる。

これて予め設計された通り、各取付板１１の三木のガン
Ｇのうち所要のものか、Ｌ部電極Ｅ′を製品Ｗの溶接予
定位置に載せて停まる。

そこて上記電磁弁へ指令してＡ隆部空気シリンタ２１ａ
に溶接加圧力相当の内圧を生ぜしめた後、各ガンＧに一
斉にか、または段階的に溶接動作を命すると、加圧、通
電により全部の溶接か完了する。

そこて電磁弁を切科えて、昇降部空気シリンタ２１ａに
よりガンＧを待機位置まて引上げて製品の入れ換えを待
つか、あるいは直ちにガンの位置を変え、もう一度同一
製品の他の位置を溶接させてもよい。

次に上部電極Ｅ′を下でなく横へ押付ける場合の実施例
を第４図により説明する。第１図の下部電極台ｌ右端の
横向き下部電極Ｅが、製品裏側に当たり、そこへ第４図
の横向きガンＧの上部電極Ｅ′か押付けられるわけであ
る。

この横向き多点溶接ロボットは、下部電極台ｌの真横に
設置した機枠ｌＯ′を基盤にして、その上にカン取伺板
１１の案内、駆動機構１２を載せている。その案内駆動
機構１２の概略は、機枠１０′上面の浮−Ｌり防止用の
鳩尾形レール２２に滑合して横方向（溶接加圧方向）へ
移動する横行台２３、これを駆動する流体圧シリンダ２
４、横行台２３前面の−Ｌ下水平鳩尾レール２５沿いに
水平移動する垂直縦動板２６、その駆動用サーボモータ
２７、そして垂直縦動板２６の前面沿いに昇降するカン
取伺板１１を駆動するサーホモータ２８、そのネジ駆動
の負担を軽くするため、ガンＧ取付部を軽く引」−げて
いるバランス用空気シリンダ２９等て、これらか複数セ
ット、機枠１０’上に並んている。もっとも横行台２３
は一基とし、各垂直縦動板２６の取付板１１、ガン０間
に第１図の昇降部２１を介入させてもよい。

サーボモータ２７．２８がネジ駆動によりガン取付板１
１を水平、垂直方向に調整移動した後、流体圧シリンダ
２４がガン取付板１１を溶接加圧方向へ進め、ガン先端
の上部電極Ｅ′か製品溶接予定位置に達して加圧力か高
まったら、ガンＧへ溶接指令を出す。

溶接後、ガンＧは流体圧シリンダ２４により引戻される
。

第１図の上方からの溶接も、第４図の横からの溶接も、
溶接加圧反力を受ける方向の位置決めにはネジを使わず
、流体圧を使っている。精密位置決めに重要なネジ駆動
機構は、これに沿うレール等案内機構により加圧反力を
受けない。溶接加圧方向には精密位置決めの必要かない
から、流体圧による移動で足りる、という点溶接の特性
を利用した実施例である。

もっとも、この発明のガン取付板の三軸移動用案内、駆
動機構は、上記実施例の二軸方向はネジ、加圧方向は流
体圧と限定するわけでなく、機械技術者の周知技術によ
り多様に設計てきる事はいうまでもない。要はそれぞれ
のガン取付板が三軸移動可能であり、しかも溶接加圧力
により位置決め精度を低下させるおそれのない設計てあ
ればよい。

単に三軸移動でなく、必要に応じて各軸の回転動作を加
える事も、従来技術から容易である。

逆に製品形状によっては、案内、駆動機構の一部を省略
する事も当然あり得る。

〈発明の効果） この発明は、従来、Ｘ形、Ｇ形の点溶接ガンを一個腕の
先に付け、一点溶接しては移動するものと決まっていた
点溶接ロボットの概念を大きく変えた。それは多種類の
製品溶接部裏側に当てる下部電極すべてを配設した下部
電極台と、その真上又は真横の上部電極用機枠、これに
配設した複数個のガン取付板、案内、駆動機構により、
製品溶接部を複数のロボットガンが協力して加圧、溶接
する集合式点溶接ロボットとでも称すべき新型式を開い
た。

溶接すべき製品は大量生産の場合、種類か限定されるか
ら、この新型式ロボットに適した種類に対する溶接位置
を予め教えておけば、次々と送給される製品の種類に応
じて総合制御装置か各ガンを溶接位置に着は溶接する作
業を自動的に行うのて、使用ガン数か多いほど大きな生
産性向上を得られる。

またこの発明て、各ガンを分担範囲内たけて調整移動す
るものは、ロボット腕にあたる案内、駆動機構か最小限
ですむため、まとまりのよいロボット集合体となる。

さらにガン取付板の三軸方向駆動機構として、溶接加圧
方向たけ流体圧駆動、他方向はネジ駆動としたものは、
ロボットとして三軸方向とも、サーボモータ、ネジ駆動
機構を用いる常識な排し、精密位置決めに必要な二軸方
向と、精密を要しないが溶接加圧反力に耐えられる事を
要する一動方向とに最適な駆動機構として、位置決め精
度を高め寿命を大にした。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明一実施例の正面説明図、第２図はその
要部側面説明図、第３図は第１図の案内、駆動機構−セ
ットの拡大説明図、第４図は上部電極用機枠か下部電極
台の真横にある場合のこの発明一実施例正面図である。 図中、１は下部電極台、１０は」二部電極用機枠、１１
はガン取付板、１２はその案内、駆動機構、Ｅ、Ｅ′は
電極、Ｇは溶接ガンである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）製品複数種類の多点溶接に必要なすべての下電極
   を配設した下部電極台と、 この下部電極台の真上又は真横に設置した上部電極用機
   枠と、 この機枠に、少なくとも三軸方向に移動可能に配設した
   複数個の上部電極用ガン取付板、およびそれぞれの案内
   、駆動機構と、 製品の種類を指定された時、上記各ガン取付板を、記憶
   させられた対応位置へ動かして、それぞれのガンを溶接
   位置に着けるよう、各取付板駆動機構に指令する総合制
   御装置と、 を備えることを特徴とする多点溶接ロボッ ト。
2. （２）製品複数種類の多点溶接に必要なすべての下部電
   極を配設した下部電極台と、 この下部電極台の真上又は真横に設置した上部電極用機
   枠と、 この機枠に、分担空間内を少なくとも三軸方向に移動可
   能に配設した複数個の上部電極用ガン取付板、およびそ
   れぞれの案内、駆動機構と、 製品の種類を指定された時、上記各ガン取付板を、記憶
   させられた対応位置へ動かして、それぞれのガンを溶接
   位置に着けるよう、各取付板駆動機構に指令する総合制
   御装置とを備え、上記各ガン取付板の三軸方向駆動機構
   は、溶接加工方法が流体圧駆動、他の二軸方向がネジ駆
   動によるものである事を特徴とする多点溶接ロボット。