JP2000135568A - シーム溶接線自動倣い装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料タンクのフローティング支持用ＸＹテー
ブルの位置規制用エアシリンダに圧縮空気を給排するエ
アホースが倣い制御軸の回りに巻付いたりエアホース相
互が絡み合ったりするのを防止すること。 【解決手段】 倣い制御軸８４の外周に、ロータリース
リーブ１４を遊転自在に嵌合する。ＸＹテーブル５０の
エアシリンダに対してエアを給排する複数本のエアホー
ス１５を、ロータリースリーブ１４の外周面の口金１６
に接続する。倣い制御軸８４とロータリースリーブ１４
との嵌合面に複数の環状エア溝１８を形成する。倣い制
御軸８４の内部のエア通路２２，２４の一端を環状エア
溝１８と連通し、他端をＸＹテーブル５０のエアシリン
ダに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料タンクのシーム
溶接に好適な溶接線自動倣い装置に係り、特に燃料タン
クをＸＹテーブルで水平方向にフローティング支持しつ
つ燃料タンクを水平旋回調節する自動倣い装置におい
て、ＸＹテーブルの３層プレート相互の基準位置規制用
エアシリンダにエアを給排するエアホース用のロータリ
ージョイントを装備してなるシーム溶接線自動倣い装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料タンクは板金プレスにて成形したア
ッパーパネルとロアパネルから構成され、燃料タンクを
製作するには、これらアッパーパネルとロアパネルを重
ね合わせ、相互に重なった周縁フランジ部をスポット溶
接にて複数箇所仮止めし、こうして出来た一体形の燃料
タンクをシーム溶接線自動倣い装置に装着し、シーム溶
接機にて自動的にシーム溶接する。

【０００３】図６（Ａ）〜（Ｃ）は本願出願人が特開平
９−３１４３４９号などで先に提案したシーム溶接線自
動倣い装置４２とシーム溶接機４４を示したもので、同
図で２：燃料タンク、４：フランジ部、６：専用冶具、
４６：電極輪、４８ａ〜４８ｃ：３層プレート、５０：
ＸＹテーブル、７０：基礎、７２：床面、７４：多関節
ロボット、８２：アーム、８４：倣い制御軸、８６：Ｃ
型フレーム、８８：シリンダ、９０：クランプ、９２：
テンプレート、９４：固定アーム、９６：基準部材、９
８：測距センサである。

【０００４】テンプレート９２は燃料タンク２の周縁フ
ランジ部の溶接予定線の輪郭に対応した外形を有し、こ
のテンプレート９２と基準部材９６との間隔が測距セン
サ９８で検出されるようになっている。

【０００５】前記倣い制御軸８４は、回転角度を精密制
御可能なステップモータやサーボモータ等の回転軸であ
って、この倣い制御軸８４の下端にＸＹテーブル５０が
支持されている。ＸＹテーブル５０は図７のように互い
に直交する第１直動ガイド５２と第２直動ガイド５４を
介在させた３層プレート４８ａ〜４８ｃで構成され、上
から一枚目のプレート４８ｃが倣い制御軸８４の下端に
固定されている。ＸＹテーブル５０の内部にはプレート
４８ａ〜４８ｃの相対位置を選択的に規制するための図
示しない第１エアシリンダと第２エアシリンダが第１直
動ガイド５２と第２直動ガイド５４に対応して各層間に
１つずつ配設されている。また、倣い制御軸８４の外周
面には図８のようにアーム５６と突起５８が固定され、
アーム５６の先端に連結された第３エアシリンダ６０の
伸縮によって倣い制御軸８４の正逆回動位置（＋α°と
−α°）が決定されるようになっている。また、突起５
８が第４エアシリンダ６２にて一時的に閉動する一対の
挟持片６４にて挟持されることにより倣い制御軸８４の
原点回動位置（±０°）が決定されるようになってい
る。

【０００６】ＸＹテーブル５０の下面には図６のように
専用治具６が固定され、この専用治具６の下に燃料タン
ク２が位置決め固定されている。Ｃ型フレーム８０の下
端部にはシリンダ８８にて上下動可能なクランプ９０が
配設され、このクランプ８４で燃料タンク２の下面を押
圧固定できるようになっている。

【０００７】従来の自動倣い装置で燃料タンク２の周縁
フランジ部を上下一対の電極輪４６間に挟んで電極輪４
６を回転させると、燃料タンク２が自然に自転しながら
周縁フランジ部のシーム溶接がなされる。このシーム溶
接の間、燃料タンク２のシーム溶接予定線と実際の溶接
線前端との偏差は測距センサ９８でリアルタイムに検出
され、この測距センサ９８からの出力に基づき前記偏差
をゼロにすべく倣い制御軸８４が正逆回転制御されるこ
とで正確なシーム溶接がなされる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のシーム
溶接線自動倣い装置において、ＸＹテーブル５０の第１
〜第４のエアシリンダに対して圧縮空気を給排する複数
本のエアホースは（第１〜第３エアシリンダのエア給排
用に各２本、第４エアシリンダのエア供給用に１本の合
計７本）、ＸＹテーブル５０から直接引き出された後、
そのまま倣い制御軸８４の回りを通って所定の圧縮空気
供給源まで引廻されていた（図示省略）。

【０００９】このため、シーム溶接時に燃料タンク２を
回転させると、複数本のエアホースが倣い制御軸８４の
回りに一斉に巻付き、かつ、エアホース相互も絡み合う
おそれがあった。エアホースが倣い制御軸８４に巻付い
たりエアホース相互が絡んだりすると、倣い制御軸８４
の円滑な制御に支障が出たり、エアホース自体が損傷す
るおそれもある。

【００１０】本発明の目的は、エアホースの絡みを防止
して倣い制御の円滑性を確実にすると共にエアホースの
損傷を防止することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明のシーム溶接線自動倣い装置は、３層プレートの
上下２つの間隙に第１直動ガイドと第２直動ガイドが互
いに交差して配設されて任意水平方向の移動を許容する
が水平旋回方向の動きは拘束するようにしたＸＹテーブ
ルと、前記ＸＹテーブルの移動許容方向と直交する方向
に主軸を有する倣い制御軸とを上下に重ね合わせ、前記
ＸＹテーブルまたは倣い制御軸のいずれか一方をロボッ
トアームの先端で支持すると共に、他方に、シーム溶接
される部分を有するワークを支持する専用治具を取り付
け、前記ワークのシーム溶接予定線と実際の溶接線前端
との偏差をセンサで検出し、前記センサからの出力に基
づき前記偏差をゼロにすべく前記倣い制御軸を回転制御
するシーム溶接線自動倣い装置において、前記ＸＹテー
ブルに内蔵されて前記３層プレート相互の基準位置を選
択的に規制する複数のエアシリンダに対してエアを給排
する複数本のエアホースのための複数の接続口を外周面
に有し、かつ、前記倣い制御軸の外周に遊転可能に嵌合
されたロータリースリーブと、前記複数の接続口に対応
して前記倣い制御軸とロータリースリーブとの嵌合面に
円周方向に連通形成され、かつ、前記複数の接続口とそ
れぞれ連通された複数の環状エア溝と、前記倣い制御軸
の内部に形成され、一端が前記環状エア溝と連通し他端
が前記エアシリンダに接続されたエア通路とを具備した
ことを特徴とする。

【００１２】また、ワーク脱着確認用のセンサを専用冶
具に取付けた場合、このセンサの信号用電気ケーブル
を、倣い制御軸回りで緩い巻回状態で載置可能な支持プ
レートを前記ロータリースリーブの上端に配設すること
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図に
基づいて説明する。なお従来装置と同一部分には同一符
号を用いる。図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、本発明に
係るシーム溶接線自動倣い装置４２は、ワークである燃
料タンク２を、複数のバキュームカップ８を有する専用
冶具１０で吸着保持する。この専用冶具１０は、従来と
同様にＸＹテーブル５０を介して倣い制御軸８４に支持
されている。専用冶具１０の周囲複数箇所には、燃料タ
ンク２の側面を位置決めする爪部１２が配設されてい
る。また専用冶具１０の上には、図１（Ａ）（Ｂ）およ
び図２に示すようにテンプレート９２が配設され、この
テンプレート９２の周縁部が従来と同様に測距センサ９
８によって検知されるようになっている。

【００１４】倣い制御軸８４の外周には、図３のように
ロータリースリーブ１４が遊転自在に嵌合されている。
ロータリースリーブ１４は連れ回り防止のために関節ア
ーム１９を介してロボットのアーム８２に連結されてい
る。ただし、この関節アーム１９は本発明にとって必要
不可欠なものではなく、倣い制御軸８４とロータリース
リーブ１４との間の摩擦係数を可及的に小さくすれば省
略することも可能である。ロータリースリーブ１４の外
周面には、図１（Ａ）、図３および図４に示すように、
外周面のほぼ１２０度の範囲であってロータリースリー
ブ１４の上下方向に螺旋状に等間隔に並ぶようにエアホ
ース１５の接続口となる複数の口金１６が固定されてい
る。一方ロータリースリーブ１４の内周面には、口金１
６の上下方向間隔と同じ間隔で、円周方向に連通した複
数の環状エア溝１８が形成され、各環状エア溝１８が口
金１６と連通されている。なお、環状エア溝１８相互間
にはシールリング２０が配設されて環状エア溝１８の独
立性が確保されている。

【００１５】倣い制御軸８４の内部には、倣い制御軸８
４の円板状部８４ａから上方に延在した複数のエア縦通
路２２が形成されている。各エア縦通路２２の上端部
は、対応する環状エア溝１８の高さに一致され、エア縦
通路２２の上端部と環状エア溝１８とが半径方向の通路
によって常時連通されている。また倣い制御軸８４の円
板状部８４ａの内部には、エア縦通路２２の下端部から
半径方向外方に延在したエア横通路２４が形成されてい
る。そしてエア横通路２４の外端に口金２６が連結さ
れ、この口金２６はエアホース２８を介してＸＹテーブ
ルの各エアシリンダに接続されている。

【００１６】ロータリースリーブ１４の上端部には円形
の支持プレート３０が固定されている。この支持プレー
ト３０は、燃料タンク２の脱着確認用センサの電気ケー
ブル３２を邪魔にならないように図５（Ａ）（Ｂ）のよ
うに緩い巻回状態で載置するためのものであって、電気
ケーブル３２の一端は専用冶具１０に配設された図示し
ないセンサに接続され、他端は倣い制御軸８４の外周面
に形成された通し孔３４から倣い制御軸８４の内部に引
込まれ、ロボットアーム８２の中を通って所定の制御装
置に接続されている。

【００１７】シーム溶接線自動倣い装置４２は以上のよ
うに構成され、燃料タンク２の周縁フランジ部を上下一
対の電極輪４６間に挟んで電極輪４６を回転させながら
倣い制御軸８４を正逆回動調節することにより、燃料タ
ンク２全周の所定の溶接線に沿ったシーム溶接がなされ
る。このシーム溶接の間にＸＹテーブル５０は倣い制御
軸８４と共に１回転し（＋３６０°）、１回のシーム溶
接が完了する毎にＸＹテーブル５０が倣い制御軸８４の
逆回転（−３６０°）で元の回転位置に復帰する。この
正逆両回転の間、固定側のエアホース１５と回転側のエ
アホース２８はロータリースリーブ１４によって回転方
向で縁切りされているため、エアホース１５が倣い制御
軸８４の回りに巻付いたり、エアホース１５相互が絡ん
だりすることがない。

【００１８】また、電気ケーブル３２は支持プレート３
０上において緩く巻回されているため、ＸＹテーブル５
０をシーム溶接の度に正逆回転しても、電気ケーブル３
２は図５（Ａ）と（Ｂ）に示す整然とした巻回状態を交
互に反復するだけであり、電気ケーブル３２が倣い制御
軸８４の回りに強く巻付くおそれはまったくない。

【００１９】以上、本発明の一実施形態につき説明した
が、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の
変形が可能である。例えば、前記実施形態ではバキュー
ムカップ８で燃料タンク２を吸着支持したが、バキュー
ムカップ８を使用せずに図６の構造でクランプ９０によ
り燃料タンク２の下側を支持するようにしてもよい。ま
た、前記実施形態では倣い制御軸８４を上側に、ＸＹテ
ーブル５０を下側に配置したが、この逆にＸＹテーブル
５０を上側に、倣い制御軸８４を下側に配置し、倣い制
御軸８４の下端に専用治具６を固定する構造も原理的に
可能である。さらに、前記実施形態では燃料タンク２の
脱着を電気ケーブル３２を通じたセンサからの信号で検
知するようにしたが、バキュームカップ８に負圧を供給
する通路の圧力から燃料タンク２の脱着（有無）を間接
的に検知することも可能であり、その場合は電気ケーブ
ル３２ないし支持プレート３０を省略してよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は前述の如く、ＸＹテーブルのエ
アシリンダに圧縮空気を給排するエアホースを倣い制御
軸の外周に遊転自在に嵌合したロータリースリーブを経
由して引廻すようにしたので、倣い制御軸の回転によっ
てエアホースが倣い制御軸に巻付いたり、エアホース相
互が絡み合ったりすることがなく、高精度の倣い制御が
担保されると共に、エアホース自体の損傷も防止でき
る。また、シーム溶接線のティーチング作業時にエアホ
ースの干渉を気にする必要がないのでティーチング作業
の能率アップが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はシーム溶接線自動倣い装置の正面図、
（Ｂ）はシーム溶接線自動倣い装置の側面図。

【図２】専用冶具の平面図。

【図３】ロータリースリーブの断面図。

【図４】ロータリースリーブの平面図。

【図５】（Ａ）（Ｂ）は支持プレートの平面図。

【図６】（Ａ）は従来のシーム溶接線自動倣い装置とシ
ーム溶接機の概略斜視図、（Ｂ）は同要部の拡大斜視
図、（Ｃ）は電極輪の正面図。

【図７】ＸＹテーブルの斜視図。

【図８】倣い制御軸の作動を説明する概念的平面図。

【符号の説明】

２ 燃料タンク（ワーク） １０ 専用治具 １４ ロータリースリーブ １５，２８ エアホース １６ 口金（接続口） １８ 環状エア溝 ２２ エア縦通路 ２４ エア横通路 ４４ シーム溶接機 ４６ 電極輪 ５０ ＸＹテーブル ８２ ロボットアーム ８４ 倣い制御軸 ９２ テンプレート ９６ 基準部材 ９８ 測距センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 英世 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 宮▲崎▼ 靖宏 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E065 AA05 CA04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３層プレートの上下２つの間隙に第１直
   動ガイドと第２直動ガイドが互いに交差して配設されて
   任意水平方向の移動を許容するが水平旋回方向の動きは
   拘束するようにしたＸＹテーブルと、前記ＸＹテーブル
   の移動許容方向と直交する方向に主軸を有する倣い制御
   軸とを上下に重ね合わせ、前記ＸＹテーブルまたは倣い
   制御軸のいずれか一方をロボットアームの先端で支持す
   ると共に、他方に、シーム溶接される部分を有するワー
   クを支持する専用治具を取り付け、前記ワークのシーム
   溶接予定線と実際の溶接線前端との偏差をセンサで検出
   し、前記センサからの出力に基づき前記偏差をゼロにす
   べく前記倣い制御軸を回転制御するシーム溶接線自動倣
   い装置において、 前記ＸＹテーブルに内蔵されて前記３層プレート相互の
   基準位置を選択的に規制する複数のエアシリンダに対し
   てエアを給排する複数本のエアホースのための複数の接
   続口を外周面に有し、かつ、前記倣い制御軸の外周に遊
   転可能に嵌合されたロータリースリーブと、 前記複数の接続口に対応して前記倣い制御軸とロータリ
   ースリーブとの嵌合面に円周方向に連通形成され、か
   つ、前記複数の接続口とそれぞれ連通された複数の環状
   エア溝と、 前記倣い制御軸の内部に形成され、一端が前記環状エア
   溝と連通し他端が前記エアシリンダに接続されたエア通
   路とを具備したことを特徴とするシーム溶接線自動倣い
   装置。
2. 【請求項２】 前記ロータリースリーブの上端に、信号
   用電気ケーブルを倣い制御軸回りで緩い巻回状態で載置
   可能な支持プレートを配設したことを特徴とする請求項
   １記載のシーム溶接線自動倣い装置。