JP2006088207A - Welding robot - Google Patents
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Description
本発明は、円筒材と円筒材との溶接または円筒材と平板との溶接を行う溶接ロボットに関するものである。 The present invention relates to a welding robot that performs welding between a cylindrical material and a cylindrical material or welding between a cylindrical material and a flat plate.
従来から、円筒材と円筒材との溶接または円筒材と平板との溶接を行う溶接ロボットは、多間接ロボットであって、各々の軸を駆動制御させること、または、溶接ロボットを固定しポジショナーを用いて加工物を回転させることで円筒材の円周上の所望の位置を溶接していた(特許文献1及び2参照)。
Conventionally, a welding robot that performs welding between a cylindrical material and a cylindrical material or between a cylindrical material and a flat plate is a multi-indirect robot, and each axis is driven or controlled, or a welding robot is fixed and a positioner is fixed. The desired position on the circumference of the cylindrical material was welded by rotating the workpiece using the method (see
図4乃至図8を用いて従来の一般的な円筒材10と円筒材10との溶接または円筒材10と平板11との溶接を行う溶接ロボットを説明する。
図4は円筒材10と円筒材10とを溶接するときの溶接トーチ1の状態を示す図であり、図5は円筒材10と平板11とを溶接するときのトーチ1の状態を示す図である。
図4及び図5に示すように、円筒材10と円筒材10との溶接または円筒材10と平板11との溶接を行う場合、溶接トーチ1の先端にある溶接ワイヤを接続部Wに接触させて溶接を行う必要がある。また、円筒材10の溶接を行う場合、接続部Wに沿って円周上に溶接を行う。
そこで従来技術では次のような方法によって溶接を行っていた。
図6は、円筒材10と円筒材10とを溶接する溶接ロボット本体であるマニピュレータ2の先端に備えた溶接トーチ1の状態を示す図である。溶接ロボットは全体の図示を省略するが、6軸多間接ロボットであって、各々の軸(6軸)を駆動させることによって溶接トーチを自在な姿勢に駆動させ、円筒材10と円筒材10との接続部Wに溶接トーチ1の先端にある溶接ワイヤ(図示省略)を接触させて接続部の円周上の溶接を行っている。(以下の説明では、溶接ワイヤを省略して、単に溶接トーチの先端という。)
図7は、従来の他の溶接方法を示す図であって、円筒材10をポジショナー20に固定させて、溶接トーチ1の先端を接続部Wに接触させて溶接トーチを固定し、ポジショナーを中心軸Oを中心に回転させることで接続部Wの円周上の溶接を行うものである。
図8は、従来の他の溶接方法を示す図である。マニピュレータ2には、予め溶接トーチ1とマニピュレータ2の先端部との間にオフセット量OFだけオフセットさせるブラケット21が回動自在に設けてあり、この状態で溶接トーチ1の先端を接続部Wに接触させる。ここで、円筒材10の中心軸Oと、ブラケット21を介した溶接トーチ1とマニピュレータ2との接続部の中心とを一致させるようにブラケット21のオフセット量OFは設定されている。以上のような構成で、ブラケット21に接続された溶接トーチ1は、中心軸Oを中心に回転させるだけで、他のロボットの軸を駆動させることなく円筒材の溶接を行うことができる。
4 is a view showing a state of the
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, when welding the
Therefore, in the prior art, welding is performed by the following method.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of the
FIG. 7 is a diagram showing another conventional welding method, in which the
FIG. 8 is a diagram showing another conventional welding method. The
図6に示す従来技術では、マニピュレータ2の各々の駆動軸である間接(6軸多間接ロボットであれば6軸)を同時に動かして、溶接トーチ1の先端の速度および軌跡の制御を行うため、演算速度の限界、機械精度の限界により、小円弧に対してある速度以上になると速度が変動し、軌跡精度が悪くなる。
また、図7に示す従来技術では、溶接トーチ1を固定して、ポジショナー20で円筒材10を回転させて溶接を行うために、常にポジショナー20が必要になり、ポジショナー20の大きさによっては、小円弧の円筒に対する高速での回転が困難となり、また、高速回転するには大きな駆動源(モータなど)が必要になり、コストがかかる。
また、図8に示す従来技術では、円筒材10の半径が変わるたびに、ブラケット21を取り替える必要があり、溶接トーチ先端の位置調整を再度行うなど調整が面倒であり、自動化に適さない。
In the prior art shown in FIG. 6, indirect (6 axes in the case of a 6-axis multi-indirect robot) is simultaneously moved to control the speed and locus of the tip of the
Further, in the prior art shown in FIG. 7, in order to fix the
Further, in the prior art shown in FIG. 8, it is necessary to replace the
本発明の目的は、円筒材の溶接において、多間接ロボットの各々の間接を同時に動かして、溶接トーチの先端の速度および軌跡の制御を行う必要がなく、また、ポジショナーを使用することもなく、高速で高精度の円筒溶接を行う溶接ロボットを提供することにある。 It is an object of the present invention to eliminate the need to control the speed and trajectory of the tip of the welding torch by simultaneously moving each indirect of the multi-indirect robot in the welding of the cylindrical material, and without using a positioner. The object is to provide a welding robot that performs high-speed and high-precision cylindrical welding.
本発明の実施の形態は、円筒材と円筒材との溶接または円筒材と平板との溶接を行う溶接ロボットにおいて、溶接トーチと、マニピュレータの先端に回動自在に備えられ上記溶接トーチを直線移動自在に滑動的に移動させるリニアガイド機構とを備えた溶接ロボットである。 An embodiment of the present invention is a welding robot that performs welding between a cylindrical material and a cylindrical material or welding between a cylindrical material and a flat plate. The welding torch and a tip of a manipulator are rotatably provided and linearly move the welding torch. It is a welding robot provided with a linear guide mechanism that moves freely and slidably.
好ましい実施の形態は、リニアガイド機構が、リニアガイドと、エンコーダとブレーキとを備え上記溶接トーチの移動量の検出及び上記溶接トーチの直線移動の停止をする位置検出器とからなるものである。 In a preferred embodiment, the linear guide mechanism includes a linear guide, a position detector that includes an encoder and a brake and detects the amount of movement of the welding torch and stops the linear movement of the welding torch.
以上のように、本発明によれば、溶接トーチをリニアガイド機構によって、滑動的で直線移動自在に移動させることによって、容易に円筒材の半径方向に溶接トーチの先端を移動させることができ、円筒材の半径方向の大きさにあわせて、自在にトーチ先端のワイヤの位置を移動及び固定させることができる。そのため、容易に接続部に溶接ワイヤを当接させることができ、従来技術のように6軸多間接ロボットの6つの間接を同時に動かすような複雑な制御を行う必要がなく、また、ポジショナーを使用することもなく、高速で高精度の円筒溶接を行うことができる。 As described above, according to the present invention, the tip of the welding torch can be easily moved in the radial direction of the cylindrical material by moving the welding torch slidably and linearly by the linear guide mechanism. The position of the wire at the tip of the torch can be freely moved and fixed in accordance with the radial size of the cylindrical material. Therefore, the welding wire can be easily brought into contact with the connecting portion, and it is not necessary to perform complicated control to simultaneously move the six indirects of the six-axis multi-indirect robot as in the prior art, and a positioner is used. Without this, high-speed and high-precision cylindrical welding can be performed.
図1は、本発明に係わるマニピュレータの先端部を示す要部拡大図である。同図において、マニピュレータ2の先端にフランジ36を介して回動自在に取付けられたリニアガイド機構3は、リニアガイド31、位置検出器32等を備えており、溶接トーチ1の先端が所望の位置となるように、滑動的で直線移動自在に位置調整することができる。
FIG. 1 is an enlarged view of a main part showing a distal end portion of a manipulator according to the present invention. In the figure, a
図2は、本発明のリニアガイド機構3の要部拡大一部断面図である。同図に示すように、溶接トーチ1はブラケット35を介してリニアガイド31に固定されている。リニアガイド31はスライド軸34に沿って設置されており、ボールネジ33を回転させながら直線移動させることができる。ここで、ボールネジ33は、位置検出器32内のブレーキ321及びエンコーダ322に取付けられており、このエンコーダ322によってボールネジ33の回転量を検出する。ここで、エンコーダ322は一般的に用いられる例えば、パルスエンコーダであって、ボールネジ33の回転量に応じてパルスを発生させる。位置検出器32はこのパルスのカウント数を後述するロボット制御装置に出力する。ロボット制御装置はこのパルスのカウント数からリニアガイド31の移動量を算出する。この移動量を算出することによって、リニアガイド31にブラケット35を介して取付けられた溶接トーチ1の先端の位置を検出することができる。
なお、リニアガイド31はスライド軸34に沿って設置されており、ボールネジ33と滑動的にかみ合わされた構造となっており、非常に小さな圧力によって矢示AまたはBの方向に駆動することができる。すなわち、溶接トーチ1は矢示AまたはBの方向に容易に移動させることができる。
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of a main part of the
The linear guide 31 is installed along the slide shaft 34 and has a structure in which the linear guide 31 is slidably engaged with the ball screw 33 and can be driven in the direction of the arrow A or B by a very small pressure. . That is, the
図2において、例えば、矢示Aの方向から溶接トーチを押圧すると、リニアガイド31はスライド軸34に沿って矢示Aの方向に移動する。このときのボールネジ33の回転量を位置検出器32内にあるエンコーダ322が検出して、後述するロボット制御装置に出力する。この検出された値から溶接トーチ1の位置を算出して、所望の位置となった時点でロボット制御装置は位置検出器32内にあるブレーキ321を駆動させてボールネジの回転を停止させ溶接トーチ1を停止させる。
In FIG. 2, for example, when the welding torch is pressed from the direction of arrow A, the linear guide 31 moves in the direction of arrow A along the slide shaft 34. The amount of rotation of the ball screw 33 at this time is detected by an encoder 322 in the
前述した矢示AまたはBの方向に押圧する方法は、例えば手動により押圧する方法、マニピュレータ2を駆動させて、図2に示す矢示AまたはBの面に溶接トーチ1の周辺にある壁面、治具の一部等に押圧させて駆動させる方法等があり、適宜、溶接するときのマニピュレータ2の状態、被加工物の状況等にあわせて容易に対応することができる。
The method of pressing in the direction of arrow A or B described above is, for example, a method of manually pressing, driving the
図3は本発明の溶接ロボットを用いて円筒材10同士を溶接する方法を示す図である。
同図において、リニアガイド機構3とマニピュレータ2の先端とを回動自在に接続しているフランジ36の中心と、円筒材10の中心軸Oとを予め一致させておく。
円筒材10の半径rが予め認識できている場合は、次のような手順で位置決めを行う。
予め、円筒材10の半径rを位置検出器32と電気的に接続されたロボット制御装置4に記憶させておく。次に、溶接トーチ1を予め設定されたスタート位置(ここでは円筒材10の中心軸Oから距離L離れた位置)から矢示Aの方向に押圧することによって、円筒材の中心軸Oからの距離Lが円筒材10の半径rとなる位置、すなわち円筒材10の側面に溶接トーチの先端が当接する位置となったときに、位置検出器32内のエンコーダ322はリニアガイド31の移動距離を検出してこの移動距離をロボット制御装置4に入力する。この移動距離を入力したロボット制御装置4は、溶接トーチ1の位置データをスタート位置から円筒材10の側面に当接する位置に変換し、変換した位置において、溶接を開始させるようにマニピュレータ2を駆動制御する。
FIG. 3 is a view showing a method of welding the
In the figure, the center of the
When the radius r of the
The radius r of the
次に、円筒材10の半径rが予め認識できていない場合は、次のような手順で位置決めを行う。
溶接トーチ1を予め設定されたスタート位置(ここでは円筒材10の中心軸Oから距離L離れた位置)とする。次に溶接トーチを矢示Aの方向に押圧する。溶接トーチ1の先端が円筒材10の側面に当接する位置となったときに、位置検出器32内のエンコーダ322はこのときリニアガイド31が移動した距離aを検出して、この移動距離aをロボット制御装置4に入力する。予め設定されたスタート位置である円筒材10の中心軸Oからの距離Lと検出した距離aとの差を演算して得た距離rをロボット制御装置4は円筒材10の半径と認識して、溶接トーチ1の位置データをスタート位置から距離a移動させた位置に変換して、変換した位置において溶接を開始させるようにマニピュレータ2を駆動制御する。
Next, when the radius r of the
The
以上のように、マニピュレータ2の先端に備えた溶接トーチ1の先端をスタート位置から円筒材10の所望の位置に当接させる。このときリニアガイド機構3とマニピュレータ2の先端とを回動自在に接続しているフランジ36の中心軸と、円筒材10の中心軸Oとは予め一致されている。そのため、中心軸Oを中心にリニアガイド3を回転させることによって、円筒材10の円周上を容易に溶接することができる。
すなわち、前述したように各々の中心軸を一致させ、中心軸Oからの一定の距離を隔てたスタート位置を予め記憶することで、円筒材10の大きさが変わった場合でも容易に溶接トーチの位置調整を行うことができる。
また、溶接ロボットの各々の駆動軸(6軸多間接ロボットであれば6軸)を同時に動かして、溶接トーチの先端の速度および軌跡の制御を行う必要がなく、また、ポジショナーを使用することもなく、高速で高精度の円筒溶接を行うことができる。
As described above, the tip of the
That is, as described above, by matching the respective central axes and storing in advance the start position separated by a certain distance from the central axis O, the welding torch can be easily formed even when the size of the
In addition, it is not necessary to control the welding torch tip speed and trajectory by simultaneously moving the driving axes of the welding robot (6 axes in the case of a 6-axis multi-indirect robot), and it is also possible to use a positioner. In addition, high-speed and high-precision cylindrical welding can be performed.
なお、本発明の実施例では円筒材10と円筒材10とを溶接する方法を示しているが、前述した図5に示す円筒材10と平板11とを溶接する方法にも適用できることができる。
In addition, although the method of welding the
また、本発明では、溶接トーチ1をリニアガイド機構によって直線移動させる場合に、溶接トーチ1を手動により押圧する方法、マニピュレータ2を駆動させて、図2に示す矢示AまたはBの面に溶接トーチ1の周辺にある壁面、治具の一部等に押圧させて駆動させる方法で説明しているが、位置検出器内にモータを備えて、モータによってボールネジの回転、すなわち溶接トーチの移動を駆動制御する機構とすることもできる。
In the present invention, when the
1 溶接トーチ
2 マニピュレータ
3 リニアガイド機構
10 円筒材
11 平板
20 ポジショナー
31 リニアガイド
32 位置検出器
321 ブレーキ
322 エンコーダ
33 ボールネジ
34 スライド軸
W 接続部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
A welding robot, wherein the linear guide mechanism includes a linear guide, an encoder and a brake, and a position detector that detects the amount of movement of the welding torch and stops linear movement of the welding torch.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004278642A JP2006088207A (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Welding robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004278642A JP2006088207A (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Welding robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006088207A true JP2006088207A (en) | 2006-04-06 |
Family
ID=36229671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004278642A Withdrawn JP2006088207A (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Welding robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006088207A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011206830A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Komatsu Ltd | Control device of welding robot |
JP2014073501A (en) * | 2012-10-02 | 2014-04-24 | Ihi Corp | Welding aiming positional dislocation restraining method of automatic welding unit |
CN106514078A (en) * | 2016-12-02 | 2017-03-22 | 芜湖市元山机械制造有限公司 | Circular arc track welding robot for automobile spring plate subassembly |
CN106624507A (en) * | 2016-11-14 | 2017-05-10 | 芜湖市元山机械制造有限公司 | Automotive front subframe welding robot with improved pedestal |
CN115297985A (en) * | 2020-03-25 | 2022-11-04 | 株式会社神户制钢所 | Circumferential welding method |
-
2004
- 2004-09-27 JP JP2004278642A patent/JP2006088207A/en not_active Withdrawn
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