【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
【発明の目的】[Purpose of the invention]
（Ｍ東上の利用分野）
この発明は、例えば、自動車車体の組立てラインにおい
て、車体パネルに被溶接吻であるブラケット等の各種部
品を溶接するのに用いるレーザ溶接装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来、例えば、自動車車体の組立てラインにおいて、ダ
ツシュロアパネルに、フットレストやヒーターユニット
などの取付は用ブラケット類を溶接するにあたっては、
予め治具に固定した前記ダツシュロアパネルの各部位に
、それぞれのブラケットをクランプで挟着保持しておく
、そして、一対のチップを備えたスポット溶接ガンや、
パネルの裏側に当接させたバック電極を使用するスタッ
ドガンなどを用いて、前記ダツシュロアパネルに各ブラ
ケットを溶接固定していた。
なお、上記の各溶接用ガンは、溶接用ロボットによる自
動的操作、あるいは人為的に操作す ・る。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、上記したような従来におけるブラケットの溶
接にあっては、ブラケットを位置決めしてクランプで挟
着し、溶接後には前記クランプの取外しを行わねばなら
ないので、作業に手間がかかるほか、ブラケットの各取
付は位置に合わせて様々な大きさのクランプを用意して
おく必要がある。また、上記のスポット溶接ガンやスタ
ッドガンによる溶接は、その溶接部分に打痕が生じるの
で、製品外部に露出する部位への使用には好ましくない
ことがあるなどの問題点があった。
（発明の目的）
この発明は、このような従来の諸問題点に着目して成さ
れたもので、被溶接物とその取付は側とを挾持しておく
クランプを不要にし、溶接の全自動化、および異なる種
類の被溶接物への対応を実現することができると共に、
外観的に良好な溶接部分を得ることができるレーザ溶接
装置を提供することを目的としている。(Field of Application of M Tojo) The present invention relates to a laser welding device used for welding various parts such as a bracket to be welded to a vehicle body panel, for example, in an automobile body assembly line. [Prior Art] Conventionally, for example, on an automobile body assembly line, when welding brackets for attaching footrests, heater units, etc. to the darts lower panel,
A spot welding gun equipped with a pair of tips is used, in which each bracket is clamped and held at each part of the darts lower panel that has been fixed to a jig in advance, and a spot welding gun equipped with a pair of tips is used.
Each bracket was welded and fixed to the darts lower panel using a stud gun or the like using a back electrode brought into contact with the back side of the panel. Each of the welding guns mentioned above can be operated automatically by a welding robot or manually. (Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional welding of brackets as described above, the brackets must be positioned and clamped with clamps, and the clamps must be removed after welding. Not only is the work time-consuming, but each bracket installation requires clamps of various sizes to be prepared depending on the position. Further, welding using the above-mentioned spot welding gun or stud gun has the problem that dents are produced in the welded portion, which may not be preferable for use in areas exposed to the outside of the product. (Purpose of the Invention) This invention was made by focusing on these conventional problems, and it eliminates the need for clamps that hold the workpiece and its mounting side together, and fully automates welding. , and can handle different types of objects to be welded.
It is an object of the present invention to provide a laser welding device that can obtain welded parts with good appearance.
【発明の構成】[Structure of the invention]
（問題点を解決するための手段）
この発明によるレーザ溶接装置は、多軸制御型ロボット
のハンド部に、被溶接物を把持するためのクランプと、
前記クランプで把持した被溶接物に対向して位置調整可
能なレーザ光照射体とを備えたことを特徴としている。
なお、上記構成の場合、レーザ光照射体としては、光フ
アイバーケーブル等のように可撓性を有する光伝送手段
によってレーザ光が送給されるものを用いるのがより良
い。
（実施例）
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第１図〜第６図は、この発明の一実施例を説明する図で
ある。
すなわち、レーザ溶接装置は、第１図に示すように、多
軸制御型のロボット１のハンド部２に、第２図（ａ）（
ｂ）に示す被溶接物Ｐ、、Ｐ２を把持するためのクラン
プ３と、前記クランプ３で把持した被溶接物ｐ、、ｐ２
に対向して位置調整可能な一対のレーザ光照射体４，４
とを備えている。なお、前記ロボット１の近傍には、支
持具５およびシリンダで駆動されるクランプ６を複数備
えた治具７が設置してあって、この治具７で、前記被溶
接物Ｐ Ｉ ＋ Ｐ ２の取付は側となるパネル体Ａ
が保持しである。また、この実施例における両波溶接物
Ｐ１ 、Ｐ２は、帯状部材を凸形に屈曲して、頂片ａ、
一対の脚片す、ｂおよび互いに逆方向へ延出する取付は
片Ｃ，Ｃを形成したものであって、両者は脚片す、ｂの
長さだけが異なり、脚片すの長さが大である被溶接物Ｐ
１ （第２図（ａ））と１脚片すの長さが小である被溶
接物Ｐ２（第２図（ｂ））とがある、これらの被溶接物
Ｐ、、Ｐ２は、ロボット１に対する定位置にセットした
各パレッ）３６．３７に整列状態で載置しである。
前記ロボット１は、基台８に垂直軸を介して回転体９を
連結するよ共に、前記回転体９に水平軸１０を介して揺
動体１１を連結し、さらに、揺動体１１の上端に、前記
水平軸１０と平行な第１軸１２を介してプーム１３が連
結しである。前記プーム１３は、その一端側に、揺動体
１１に設けた油圧シリンダ１４のロッド１５を連結する
と共に、他端部に、当該プーム１３の軸線まわりに回転
目在な継手１６を連結し、さらに前記継手１６に、プー
ム１３の軸線と交差する方向の第２軸１７を介して、ハ
ンド部２を構成する連結部１８が取付けである。
前記クランプ３およびレーザ光照射体４，４は、上記Ｍ
鞘部８に着脱可能に取付けた保持板１９に設けである。
前記クランプ３は、第３図〜第６図に示すように、前記
保持板１９の略中央部に、一対の片から成る支持部２０
を突設すると共に、前記支持部２０に、その側部方向に
延出する一対２のクランプアーム２１，２２を設けた構
成になっている。−方のクランプアーム２１は、支持部
２０の基端部寄りの位置に固定しである。他方のクラン
プアーム２２は、支持部２０の先端に枢軸２３を介して
取付けてあって、把持部分の反対側となる基端部に、ク
ランプ用シリンダ２４のロッド２４ａが連結してあり、
前記シリンダ２４の駆動によって回動し、一方のクラン
プアーム２１との間で被溶接物を把持Φ解放する。前記
クランプ用シリンダ２４は、保持板１９にブラケット２
５を介して固定しである。また、前記両クランプアーム
２１゜２２は、先端部の相対向する部分に、前記被溶接
物Ｐ、、Ｐ２の脚片す、ｂ間に係入する係合部２１ａ、
２２ａを互いに突出状悪で設け、前記係合部２１ａ、２
２ａから基端部側へ離れた位置に、頂片ａに当接する押
圧用突部２１ｂ、２２ｂが形成しである。
前記レーザ光照射体４，４は、上記クランプ３の両側に
位置し、この実施例では、保持板１９に固定したホルダ
２６．２６を介して、双方の先端部が互いにやや寄り合
う姿勢で取付けである。また、この実施例では、 ＹＡ
Ｇ （Ｙｔ ｔ ｒ ｉ ｕｍ −Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ
−Ｇａｒｎｅｔ）Ｌ／−ザを用いている。なお１両レー
ザ光照射体４，４は、共に同一の構造を有するため、以
下、片方のレーザ光照射体４についてその構造を説明す
る。
レーザ光照射体４は、光フアイバーケーブル２７を挿入
した細長い筒状部材２８の先端に、照射部２９を取付け
て成るものであって、前記ホル、 ダ２６に筒状部材
２８を摺動目在に貫通させている。前記照射部２９は、
ケース２９ａ内に、光フアイバーケーブル２７のコネク
タ２９ｂ、集光レンズ２９ｃおよび防護用ガラス２９ｄ
などを設けた構成になっている。また、前記筒状部材２
８の基端側には、所定の長さにわたってラック２８ａが
形成しである。さらに、前記ホルダ２６には、減速機構
部３０およびタコジェネレータ３１を備えたＤＣサーボ
モータ３２．が取付けてあって、その出力軸に固着した
ピニオン３８と前記ラック２８ａとが係合している。し
たがって、レーザ光照射体４は、ＤＣサーボモータ３２
の駆動により、筒状部材２８の軸方向に移動するように
なっており、前記クランプ３で把持された被溶接物Ｐ
１ ＋ Ｐ ２の取付は片Ｃに向けて照射部２９が近
接離間する。
前記光フアイバーケーブル２７は、筒状部材２８の基端
から導き出されて、作業場所から離れたところに設置し
たレーザ発振器３３（第１図に示す）に接続しである。
前記レーザ発振器３３には、励起ランプ点灯電源３４お
よび冷却装置３５等が接続しである。
上記の構成を備えたレーザ溶接装置は、例えば脚片すの
長い被溶接物Ｐ１の溶接を行う場合、クランプ用シリン
ダ２４の駆動により、クランプ３でパレット３６上の被
溶接物Ｐ１を把持したのち、ロボット１の全体的な動作
で前記被溶接物Ｐ、をパネル体Ａの所定部位に位置決め
し、且つクランプ３の押圧用突部２１ｂ、２２ｂと頂片
ａとの当接により、前記被溶接物Ｐ１を適宜の圧力でパ
ネル体Ａに押し付ける。これによって、被溶接物Ｐ１は
、クランプでパネル体Ａに挟着保持されたのと同じ状態
となる。また、上記の動作とともにＤＣサーボモータ３
２を駆動して、照射部２９と取付は片Ｃとの間が所定の
焦点距離となるようにレーザ光照射体４を前進させ、こ
ののち。
レーザ光を照射してパネル体Ａに取付は片Ｃを溶接する
。
さらに、脚片すの短い被溶接物Ｐ２の溶接を行う場合に
は、上述した一連の動作とともに、ＤＣサーボモータ３
２の逆回転でレーザ光照射体４を後退させ、前記被溶接
物Ｐ２の取付は片Ｃと照射部２９との間を所定の焦点距
離に調整して溶接を行う、なお、上記ＤＣサーボモータ
３２は、タフジェネレータ３１で検出した信号によって
制御され、予めティーチングされたロボット１の動きに
対応して作動する。
このように、上記レーザ溶接装置は、被溶接物とその取
付は側とを挟持しておくためのクランプを全く必要とし
ないことが明らかであると共に。
上記実施例では二種類の被溶接物Ｐ１ ＊ Ｐ ２に
対応し、これらの溶接作業をすべて自動的に行う。
また、ＹＡＧレーザの使用によってレーザ光照射体４を
小型にすることが可能となり、ロボット１への負荷をき
わめて小さくすることができる。さらに、上記実施例の
レーザ溶接装置は、ロボット１の連結部１８に保持板１
９を着脱可能としたので、他の保持板に適数のレーザ光
照射体および形態の異なるクランプを設けたものを用意
しておくことにより、さらに多種類の被溶接物に対応す
ることができる。
なお、この考案によるレーザ溶接装置は、詳細な構造が
上記実施例に限定されることはなく、使用するレーザと
しては、ＹＡＧレーザのほか、ガラスレーザなどを用い
ることもできる。(Means for Solving the Problems) A laser welding device according to the present invention includes a clamp for gripping a workpiece to be welded in a hand portion of a multi-axis controlled robot;
The present invention is characterized in that it includes a laser beam irradiation body whose position can be adjusted in opposition to the work to be welded held by the clamp. In the case of the above configuration, it is better to use a laser beam irradiator that transmits the laser beam by a flexible optical transmission means such as an optical fiber cable. (Example) Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings. FIG. 1 to FIG. 6 are diagrams explaining one embodiment of the present invention. That is, as shown in FIG. 1, the laser welding device attaches to the hand section 2 of the multi-axis control type robot 1 as shown in FIG.
Clamps 3 for gripping the objects to be welded P, , P2 shown in b), and objects to be welded p, , p2 held by the clamps 3
A pair of laser beam irradiators 4, 4 whose positions can be adjusted facing each other.
It is equipped with Note that a jig 7 including a support 5 and a plurality of clamps 6 driven by cylinders is installed near the robot 1, and this jig 7 is used to weld the workpiece P I + P 2 The installation is on the side panel body A
is held. In addition, the double-wave welded products P1 and P2 in this embodiment are made by bending the band member into a convex shape, and the top pieces a,
A pair of leg pieces S, B and attachments extending in opposite directions form pieces C, C, and both differ only in the length of the leg pieces S, B, and the length of the leg pieces B is the same. Workpiece to be welded P which is large
1 (Fig. 2(a)) and a welded object P2 (Fig. 2(b)), which has a small leg length. The pallets are placed in an aligned state on each pallet (36, 37) set in a fixed position. The robot 1 has a rotating body 9 connected to the base 8 via a vertical axis, and a swinging body 11 connected to the rotating body 9 via a horizontal axis 10, and further includes: A pool 13 is connected via a first shaft 12 parallel to the horizontal shaft 10. The pool 13 has one end connected to a rod 15 of a hydraulic cylinder 14 provided on the rocking body 11, and the other end connected to a joint 16 rotatable around the axis of the pool 13. A connecting portion 18 constituting the hand portion 2 is attached to the joint 16 via a second shaft 17 extending in a direction intersecting the axis of the pool 13. The clamp 3 and the laser beam irradiators 4, 4 are connected to the M
It is provided on a retaining plate 19 that is detachably attached to the sheath part 8. As shown in FIGS. 3 to 6, the clamp 3 has a support portion 20 formed of a pair of pieces approximately in the center of the holding plate 19.
The support part 20 is provided with a pair of clamp arms 21 and 22 extending in the side direction thereof. The − clamp arm 21 is fixed at a position near the base end of the support portion 20. The other clamp arm 22 is attached to the tip of the support part 20 via a pivot 23, and the rod 24a of the clamp cylinder 24 is connected to the base end opposite to the gripping part.
It is rotated by the drive of the cylinder 24, and grips and releases the object to be welded between it and one clamp arm 21. The clamp cylinder 24 is attached to the bracket 2 on the holding plate 19.
It is fixed via 5. Further, the clamp arms 21 and 22 each include an engaging portion 21a that engages between the leg pieces of the objects to be welded P and P2, and
22a are provided in a protruding shape from each other, and the engaging portions 21a, 2
Pressing protrusions 21b and 22b that come into contact with the top piece a are formed at positions away from 2a toward the base end. The laser beam irradiators 4, 4 are located on both sides of the clamp 3, and in this embodiment, they are attached via holders 26, 26 fixed to the retaining plate 19, with the tips of both bodies slightly approaching each other. It is. Also, in this example, YA
G (Yttrium-Aluminium
-Garnet) L/-The is used. Note that since both of the laser beam irradiators 4 have the same structure, the structure of one laser beam irradiator 4 will be explained below. The laser beam irradiator 4 is constructed by attaching an irradiating part 29 to the tip of an elongated cylindrical member 28 into which an optical fiber cable 27 is inserted. It is penetrated by. The irradiation section 29 is
Inside the case 29a, a connector 29b of the optical fiber cable 27, a condensing lens 29c, and a protective glass 29d are installed.
It is configured with such things as Further, the cylindrical member 2
A rack 28a is formed over a predetermined length on the proximal end side of 8. Furthermore, the holder 26 is equipped with a DC servo motor 32 . is attached, and a pinion 38 fixed to the output shaft thereof is engaged with the rack 28a. Therefore, the laser beam irradiator 4 is powered by the DC servo motor 32.
The workpiece P held by the clamp 3 is moved in the axial direction of the cylindrical member 28 by the drive of the clamp 3.
1 + P 2, the irradiation section 29 approaches and moves away from the piece C. The optical fiber cable 27 is led out from the base end of the cylindrical member 28 and connected to a laser oscillator 33 (shown in FIG. 1) installed at a location away from the work place. The laser oscillator 33 is connected to an excitation lamp lighting power source 34, a cooling device 35, and the like. For example, when welding a workpiece P1 with long legs, the laser welding apparatus with the above configuration grips the workpiece P1 on the pallet 36 with the clamp 3 by driving the clamp cylinder 24, and then , the object to be welded P is positioned at a predetermined portion of the panel body A by the overall movement of the robot 1, and the object to be welded is Object P1 is pressed against panel body A with appropriate pressure. As a result, the object to be welded P1 is in the same state as if it were held by the panel body A with a clamp. In addition to the above operation, the DC servo motor 3
2 to move the laser beam irradiator 4 forward so that the distance between the irradiator 29 and the mounting piece C is a predetermined focal distance. Attach the panel body A to the panel body A by welding the piece C by irradiating it with a laser beam. Furthermore, when welding the workpiece P2 with short legs, in addition to the above-mentioned series of operations, the DC servo motor 3
2, the laser beam irradiation body 4 is moved backward, and the welding is performed by adjusting the focal length between the piece C and the irradiation part 29 to a predetermined focal length to attach the object to be welded P2. Note that the DC servo motor 32 is controlled by a signal detected by the tough generator 31 and operates in response to the movement of the robot 1 taught in advance. In this way, it is clear that the laser welding apparatus does not require any clamps for holding the workpiece and its attachment side together. In the above embodiment, two types of objects to be welded P1*P2 are to be welded, and all of these welding operations are automatically performed. Further, by using a YAG laser, the laser beam irradiator 4 can be made smaller, and the load on the robot 1 can be extremely reduced. Further, in the laser welding apparatus of the above embodiment, the holding plate 1 is attached to the connecting portion 18 of the robot 1.
9 is removable, so by preparing another holding plate with an appropriate number of laser beam irradiators and clamps of different shapes, it is possible to handle a wider variety of objects to be welded. . Note that the detailed structure of the laser welding device according to this invention is not limited to the above embodiment, and a glass laser or the like can be used in addition to the YAG laser as the laser used.
【発明の効果】【Effect of the invention】
以上説明してきたように、この発明のレーザ溶接装置に
よれば、多軸制御型ロボットのハンド部に、被溶接物を
把持するためのクランプと、前記クランプで把持した被
溶接物に対向して位置調整可能なレーザ光照射体とを備
えた構成としたため、溶接に際して被溶接物とその取付
は側とを挟持しておくためのクランプが不要となって、
上記クランプの使用により生じていた従来の不具合を解
消することができ、被溶接物の取囲しからその溶接に至
るまでの作業をすべて自動的に行うことができると共に
、異なる種類の被溶接物に対応することができ、ざらに
レーザの採用により、打痕等の無い外観的に良好な溶接
部分を形成することができる。As described above, according to the laser welding apparatus of the present invention, the hand portion of the multi-axis control robot includes a clamp for gripping the workpiece, and a clamp that faces the workpiece gripped by the clamp. Since the structure is equipped with a laser beam irradiation body whose position can be adjusted, there is no need for a clamp to hold the workpiece and the side to which it is attached during welding.
It is possible to eliminate the conventional problems caused by the use of the above-mentioned clamps, and it is possible to automatically perform all the work from surrounding the workpiece to welding it, and it is also possible to automatically handle different types of workpieces. By using a laser, it is possible to form a welded part with a good appearance without any dents or the like.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ溶接装置を説
明する斜視図、第２図（ａ）（ｂ）は被溶接物を説明す
る各々斜視図、第３図〜第５図は第１図に示すレーザ溶
接装置のハンド部を説明する平面図、部分的に断面とし
た正面図および側面図、第６図はクランプを説明する平
面図である。
１・・・ロボット、
２・・・ハンド部、
３・・・クランプ。
４・・・レーザ光照射体、
Ｐ １ ＋ Ｐ ２・・・被溶接物。
特許出願人 日産自動車株式会社代理人弁理士
小 塩 豊
第４図
第５図
と６０FIG. 1 is a perspective view illustrating a laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2(a) and 2(b) are respective perspective views illustrating a workpiece to be welded, and FIGS. FIG. 6 is a plan view, partially sectional front view and side view illustrating the hand portion of the laser welding device shown in the figure, and FIG. 6 is a plan view illustrating the clamp. 1...Robot, 2...Hand section, 3...Clamp. 4... Laser beam irradiation body, P 1 + P 2... Welded object. Patent applicant: Patent attorney representing Nissan Motor Co., Ltd.
Yutaka Ko Shio Figure 4 Figure 5 and 60