JPS6327900Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は、所定箇所の溶接、特に上向き溶接に
用いられる溶接ロボツトに関するものである。

〔従来技術〕

船体を構成する鋼材接合手段として広く溶接が
用いられており、特に最近では安全性の確保およ
び作業能率の向上という観点から溶接ロボツトに
よる溶接が広く行われるようになつてきた。

溶接ロボツトによる溶接に際し、溶接方法が悪
いと溶込み不良、き裂、不連続部が生ずる等の欠
陥につながり、また溶接形状の不良によつて強度
不足、応力集中、腐食等の原因となるので、溶接
トーチを溶接線と一定の距離を保ちつつ溶接線に
沿つて一定速度で移動させることが望ましい。

しかし、従来の溶接ロボツトでは汎用性には富
むが、上向き溶接に使用する場合には、溶接線に
対し溶接トーチを摺動させる摺動基準面を平行に
保持できないため、均一かつ円滑な溶接を行うこ
とができないという欠点を有していた。

〔考案の目的〕

本考案は前記従来技術の欠点に鑑みなされたも
ので、その目的は溶接トーチの摺動基準面を溶接
線を含む平面と平行に保持することによつて、上
向き溶接を容易に行うことのできる溶接ロボツト
を提供することにある。

〔考案の概要〕

本考案に係る溶接ロボツトは、枠体によつて支
持され直交状態に配設された２本の基準軸と、前
記枠体に垂設され前記２本の基準軸と平行な面か
ら互に等しい長さの少くとも３本の平行保持部材
と、該平行保持部材の上端を溶接線を含む平面に
当接させて前記枠体を保持する高さ調整ジヤツキ
と、前記直交基準軸に組付けられ基準軸に沿つて
摺動可能なスライダと、先端に溶接トーチが装着
されるとともに該スライダに取付けられ前記平行
保持部材と平行な軸まわりに回動可能かつ前記平
行保持部材と直角の軸まわりに揺動可能なアーム
部と、を備えたことを特徴とし、この構成によつ
て前記目的が達成される。

〔考案の実施例〕

次に、本考案に係る溶接ロボツトの実施例を図
面に基づいて説明する。

第１図および第２図において、本考案に係る溶
接ロボツト１は、溶接ロボツト本体２と、この溶
接ロボツト本体２を下方から支持する脚柱４とか
ら構成されている。

溶接ロボツト本体２は、水平かつ対向して配設
された２本のビーム１２，１２Ａ，１２Ｂを有す
る枠体１４と、このビーム１２上にビーム１２と
直交して配設されたビーム１６と、このビーム１
６上に配設されたアーム機構１８とから構成され
ている。

ビーム１２Ａは外方に開口するチヤンネル材、
１２Ｂは同材より小形のチヤンネル材で形成され
ており、両端部が直交連結ビーム２０で連結さ
れ、枠体１４は外形長方形状枠組構造を呈してい
る。

ビーム１２Ａ内にはビーム１２Ａと平行に基準
軸であるねじ棒２２が配設され、その両端部は軸
受２４で支承されており、ビーム１２Ａの外側壁
に設置された駆動モータ２６によつてねじ棒２２
が回転するようになつている。

ねじ棒２２には、ねじ棒２２と係合するねじ孔
を有するスライダ２８が組付けられており、ビー
ム１２Ａ内側面に延設されているガイドレール３
０にスライダ２８のボールが転接した状態となつ
ている。

ビーム１６の一端部はスライダ２８に固定さ
れ、他端部にもビーム１２Ｂ上に延設されたガイ
ドレールに転接するボールを備えたスライダ（図
示せず）が設けられ、駆動モータ２６によるねじ
棒２２の回転によつてビーム１６が第１図左右方
向（第２図においても左右方向）に摺動するよう
になつている。

一方、ビーム１６をビーム１２Ａと同様、チヤ
ンネル材で形成されており、両端部を軸受で支承
された基準軸であるねじ棒３２がビーム１６内に
ビーム１６と平行に配設され、このねじ棒３２が
ビーム１６外側壁に設置されている駆動モータ３
４によつて回転するようになつている。このねじ
棒３２には、ねじ棒３２と係合するねじ孔を有す
るスライダ３６が組付けられており、ビーム１６
内側面に延設されているガイドレール３８にスラ
イダ３６のボール４０が転接した状態となつてい
る。

スライダ３６には架台４２を介してアーム機構
１８が載置されており、駆動モータ３４によるね
じ棒３２の回転によつてアーム機構１８が第１図
紙面垂直方向（第２図では上下方向）に摺動する
ようになつている。

架台４２は駆動モータ４４によつて鉛直回転軸
４６まわりに回転でき、架台４２上に設置された
アーム機構１８の先端アーム１８Ａは駆動モータ
４８によつて枢軸１８Ｂまわりに揺動できるよう
になつている。なお、符号５０は溶接棒、シール
ドガス、冷却水等の送給用チユーブ、符号５２は
先端アーム１８Ａに装着された溶接トーチであ
る。

第３図に示されるように、枠体１４の後部左右
両コーナー、および枠体１４の前部中央の３個所
には上方に先端部を突出させた垂直ねじ棒５４が
設けられ、この垂直ねじ棒５４はウオームジヤツ
キ５６によつて上下摺動するようになつている。
この垂直ねじ棒５４とウオームジヤツキ５６は枠
体１４の高さを調整する高さ調整ジヤツキを構成
している。

この垂直ねじ棒５４の下端部からはロツド５５
が下方にのび、このロツド５５は下方に脚座６０
を有する筒体５８内にのびており、ロツド５５と
筒体５８とは上下の相対的摺動が可能となつてい
る。またねじ棒５４下端部にフランジ５９が螺着
され、フランジ５９と脚座６０との間に溶接ロボ
ツト本体の荷重を下方から支えるに十分な付勢力
を有する圧縮スプリング６２が介装され、さらに
スプリング６２を覆うように蛇腹６４が枠体１４
下面と脚座６０に両端部を接続されて配設され、
枠体１４下方に３本の脚柱４が形成されている。

脚座６０の下端部にはゴム材６０Ａが取付けら
れており、床面の凹凸を吸収できるようになつて
いる。

また、ロツド５５の太さは、筒体５８のロツド
挿通孔よりわずかに細く形成されており、ロツド
５５と筒体５８とはわずかに傾斜できるようにな
つている。さらに、フランジ５９の下面部材５９
Ａとスプリング６２のばね受６２Ａ、ならびに脚
座６０の上面部材６０Ａとばね受６２Ａの接触面
は球面座が形成され、わずかに傾斜できるように
なつている。そのため、ゴム材６０Ａ、圧縮スプ
リング６２と相まつて床面の傾斜および凹凸面に
対応できるようになつている。

３個のウオームジヤツキ５６上には、内部に垂
直ねじ棒５４を挿通させて平行保持部材としての
管体６６が垂設されており、管体６６上端部には
リミツトスイツチ６８が装着されている。このリ
ミツトスイツチ６８は先端突出子６８Ａが天井面
７６に当接したときにウオームジヤツキ５６の駆
動モータ５６Ａを停止させて、枠体１４の上昇を
止める働きがある。なお管体６６は３本とも同一
長さとし、天井面７６と溶接ロボツト基準面、す
なわち枠体１４を平行に保持できるようにする。

第１図において、符号７０は溶接ロボツト１を
載せて所定位置に運搬するための台車であり、符
号７２は枠体１４下方に突設され溶接ロボツト１
を台車７０上に載置して支持するための支持台で
ある。

ここで、枠体１４、脚柱４、垂直ねじ棒５４、
ウオームジヤツキ５６、リミツトスイツチ６８お
よび管体６６から構成される、溶接線を含む平
面、例えば天井面７６に対する基準軸平行保持機
構の作用について説明する。

溶接ロボツト本体２が台車７０上に載置されて
いる場合は、第３図に示されるように脚柱４は床
面７４から離れている。

ウオームジヤツキ５６によつて垂直ねじ棒５４
で下降させると、第４図に示されるように蛇腹６
４が伸び脚座６０が床面７４に当接する。さらに
下降させると、第５図に示されるように溶接ロボ
ツト本体２の重量による下向き荷重と圧縮スプリ
ング６２上向き付勢力とが釣合う位置までロツド
５５が下降する。

さらに垂直ねじ棒５４を下降させると、第６図
に示されるように溶接ロボツト本体２が序々に上
昇し、管体６６上端に設けられているリミツトス
イツチの突出子６８Ａが天井面７６に当接して溶
接ロボツト本体２の上昇は停止する。なお、この
とき垂直ねじ棒５４の下降に伴つて脚柱４が伸び
るが、蛇腹６４は伸縮自在であるため溶接ロボツ
ト本体２の上昇を妨げることはない。

いま、床面７４と天井面７６とが平行でない場
合の平行保持機構の作用を、第７図に示されるよ
うに溶接ロボツト１の前部脚柱４Ａ側天井面の方
が後部脚柱４Ｂ側天井面より高い場合を例にとつ
て説明する。

まず、脚座６０が床面７４に当接した後は第７
図二点鎖線で示されるように、ウオームジヤツキ
５６による垂直ねじ棒５４の下降に伴つて枠体１
４は平行に上昇する。後部管体６６Ｂが天井面７
６に当接すると後部垂直ねじ棒５４Ｂの下降が停
止される。一方、前部垂直ねじ棒５４Ａは下降し
つづけるので枠体１４の前部は上昇しつづけ、換
言すれば、後部脚柱４Ｂは伸びないが前部脚柱４
Ａだけさらに伸張しつづける。そして前部管体６
６Ａが天井面７６に当接すると、前部垂直ねじ棒
５４Ａの下降が停止されて枠体１４の前部の上
昇、換言すれば前部脚柱４Ａの伸びは止まる。こ
の状態は、第８図に示されており、枠体１４が天
井面７６に平行位置となつている。このときロツ
ド５５と筒体５８とは一直線上になくわずかに傾
斜（天井面７６と床面７４との傾斜角だけ傾斜）
した状態となつている。これはロツド５５と筒体
５８のロツド挿通孔との間にあそびがあるためで
あり、また、脚柱に球面ばね受６２Ａが設けられ
ているためであり、このため脚柱に無理な応力が
生ずることなく脚柱が自由に傾斜できるようにな
つている。

なお、第７図、第８図は水平な床面７４に対し
天井面７６が傾斜した状態を示しているが、逆に
床面７４が傾斜している場合も、あるいは、床面
７４および天井面７６のいずれもが水平ではなく
かつ傾斜している場合についても同様に説明でき
る。

次に、本考案に係る溶接ロボツト１を用いて上
向き溶接をする場合について説明する。

第１図、第２図において、まず溶接ロボツト本
体２を台車７０上に載置し、台車７０を走行させ
て溶接ロボツト本体２を所定の位置に運ぶ。この
とき溶接線が溶接トーチ５２の摺動範囲７８内に
くるように台車７０位置を制御することが必要
で、溶接ロボツト本体２のいずれかの個所に着脱
自在に板体８０を上方に突出させ、この板体８０
をしてワーク８２に対する溶接ロボツト本体２の
位置決めの目安とすることが望ましい。

所定の位置に台車７０を停車させた後、管体６
６が天井面７６に当接する位置まで溶接ロボツト
本体２を上昇させて摺動基準軸であるねじ棒２
２，３２を溶接線を含む天井面７６に平行に保持
する。

そして、ねじ棒２２，３２を摺動軸として、さ
らにアーム機構１８によつて溶接トーチを操作し
て溶接線に沿つて溶接する。

本実施例によれば以下の効果がある。

(1) 直交基準２軸を溶接線を含む天井面７６に対
し平行位置に保持するようにしたので、溶接ト
ーチ５２の位置制御が２次平面座標の移動だけ
でよく、溶接ロボツトの制御が極めて簡単とな
りうる。

特に、溶接線と床面７４とが平行位置にない
場合に本実施例は極めて有効である。

(2) 脚座６０にゴム材を取付けるとともに、脚柱
４内に圧縮スプリング６２を装着しているの
で、床面７４の多少の凹凸を吸収できるように
なつている。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば上向き溶接を精度よく円滑に行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る溶接ロボツトの１実施例
の側面図、第２図はその平面図、第３図〜第６図
は脚部の動きを説明する断面図、第７図および第
８図は天井面と床面とが平行でない場合に本実施
例に係る溶接ロボツトの動きを説明する状態図で
ある。 １……実施例に係る溶接ロボツト、２……溶接
ロボツト本体、４……脚柱、１２……ビーム、１
４……枠体、１６……ビーム、１８……アーム機
構、１８Ｂ……枢軸、２２……ねじ棒、２８……
スライダ、３２……ねじ棒、３６……スライダ、
４６……鉛直回転軸、５２……溶接トーチ、５４
……垂直ねじ棒、５５……ロツド、５６……ウオ
ームジヤツキ、５８……筒体、６０……脚座、６
２……圧縮スプリング、６６……平行保持部材
（管体）、６８……リミツトスイツチ、７０……台
車、７４……床面、７６……天井面、８２……ワ
ーク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 枠体によつて支持され直交状態に配設された２
   本の基準軸と、前記枠体に垂設され前記２本の基
   準軸と平行な面から互に等しい長さの少くとも３
   本の平行保持部材と、該平行保持部材の上端を溶
   接線を含む平面に当接させて前記枠体を保持する
   高さ調整ジヤツキと、前記直交基準軸に組付けら
   れ基準軸に沿つて摺動可能なスライダと、先端に
   溶接トーチが装着されるとともに該スライダに取
   付けられ前記平行保持部材と平行な軸まわりに回
   動可能かつ前記平行保持部材と直角の軸まわりに
   揺動可能なアーム部と、を備えたことを特徴とす
   る溶接ロボツト。