JP2002120067A - 自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】占有面積をできるだけ少なくし得る自動溶接装
置を提供する。 【解決手段】前後一対の保持体２２，２３により保持さ
れた柱状体３に沿って配置される走行レール１２と、こ
の走行レール１２上を走行する走行支持体１３と、この
走行支持体１３上に配置されて保持体２２，２３により
保持された柱状体３を溶接する溶接ロボット１４とから
構成するとともに、走行支持体１３における側板部４３
の側面視形状を、柱状体３に突設された仕口部２を通過
させ得る凹状部４５を有するようになし、且つ上記側板
部４３に設けられた凹状部４５に、仕口部２を検出し得
る第１および第２接触式センサ４６，４７を設けたもの
であり、溶接ロボット１４を支持する走行支持体１３
を、被溶接物側に接近させて配置することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動溶接装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、構造物の柱状体を溶接により製
作する場合、仮溶接された柱状体の周囲適所を、例えば
長手方向に沿って配置された溶接線を溶接することにな
るが、通常、自動溶接装置が使用されている。

【０００３】従来、この種の自動溶接装置は、柱状体を
回転自在に支持する一対の保持体よりなる保持装置と、
これら両保持体により支持された柱状体の長手軸心（回
転軸心）に沿って走行自在に設けられた走行台車と、こ
の走行台車に設けられた溶接ロボットとから構成されて
いる。

【０００４】ところで、柱状体に、水平梁材と連結する
ための仕口部が四方に突設されている場合、溶接ロボッ
ト側、すなわち走行台車側が仕口部に接触しないよう
に、走行台車の走行位置が、被溶接物から十分に離れた
箇所に設定されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、溶接
ロボットが配置される走行台車を、柱状体から、すなわ
ちその保持体から十分に離れた位置に設ける必要があ
り、したがって組立工場における自動溶接装置自体の占
有面積が大きくなってしまうという問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、占有面積をできるだけ
少なくし得る自動溶接装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の自動溶接装置は、長尺部材の適所周囲に突
出部材が設けられてなる被溶接物を自動的に溶接する装
置であって、上記被溶接物における長尺部材の両端部を
回転自在に保持する保持装置と、この保持装置により保
持された長尺部材に沿って配置される走行レールと、こ
の走行レール上を走行する走行支持体と、この走行支持
体に配置されて上記保持装置により保持された被溶接物
を溶接する溶接ロボットとから構成するとともに、上記
走行支持体における支持部の側面視形状を、長尺部材に
突設された突出部材を通過させ得る凹状部を有するよう
になし、且つ上記支持部に設けられた凹状部に、突出部
材を検出し得る接触式センサを設けたものであり、また
上記構成における走行支持体の支持部に設けられる凹状
部を、長尺部材に突設される突出部材が長尺部材の長手
軸心を含む水平面に対して略４５度下方に傾斜させた状
態で、通過させ得るような形状にしたものである。

【０００８】上記構成によると、被溶接物における突出
部材の形状に応じて、溶接ロボットを支持する走行支持
体の支持部に、突出部材を通過させ得る凹状部を設けた
ので、溶接ロボットを支持する走行支持体を、被溶接物
側に接近させて、すなわち保持装置側に接近させて配置
することができ、したがって組立工場における自動溶接
装置の占有面積を少なくすることができる。

【０００９】特に、突出部材が水平面より略４５度下方
に傾斜する姿勢時に、突出部材を通過させ得るようにす
ることにより、突出部材が、長尺部材の１８０度対称位
置に２本、または１８０度対称位置およびその中間の９
０度位置に３本設けられる場合でも、走行支持体を被溶
接物側に接近させて配置することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る自動溶接装置を、図１〜図４に基づき説明する。

【００１１】この自動溶接装置は、図１に示すように、
例えば断面が四角形状の柱体（長尺部材）１の所定箇所
に、水平梁材との連結用の仕口部（突出部材）２が四方
に（十字に）それぞれ突出するように仮溶接された柱状
体（被溶接物）３を自動溶接するためのものである。な
お、この柱状体３における溶接個所は任意の場所であ
り、具体的には、柱体１の長手方向、円周方向、および
柱体１への仕口部２の接続個所などである。また、仕口
部２の形状としては、水平梁材の形状に合致するもので
あり、例えば柱体１と同様の四角形状のものが使用され
る。

【００１２】この自動溶接装置は、図２および図３に示
すように、上記柱体１を前後から挟持してその長手軸心
回りで回転自在に保持するための保持装置１１と、この
保持装置１１の側方で且つ保持装置１１により保持され
た柱体１の長手軸心方向に沿って配置された一対の走行
レール１２と、この走行レール１２上を走行自在に配置
された走行支持体１３と、この走行支持体１３上に配置
されて上記保持装置１１により保持された被溶接物であ
る仮組状態の柱状体３の本溶接を行うための溶接ロボッ
ト１４とから構成されている。

【００１３】上記保持装置１１は、走行レール１２と平
行に配置された、すなわち柱体１の長手軸心方向に沿っ
て配置された案内レール２１上を移動可能に設けられて
被溶接物である柱状体３の柱体１の前後端部を挟持する
とともにその長手軸心回りに回転自在に保持するための
ものであり、上記案内レール２１上の一端部側に配置さ
れた第１保持体２２と、この第１保持体２２とは反対側
位置の案内レール２１上に配置された第２保持体２３と
から構成されている。

【００１４】上記各保持体２２，２３は、案内レール２
１を移動自在な案内車輪３１を有する台車部３２と、こ
の台車部３１上に回転支持ローラ３３を介して柱体１の
長手軸心と直交する鉛直面内で回転自在に支持されると
ともに柱体１を挿通し得る挿通空間部３５ａを有し且つ
内面に固定具３４が設けられた環状枠部材３５と、上記
回転支持ローラ３３を回転させて環状枠部材３４を回転
させる回転駆動装置（例えば、電動機などが用いられ
る）３６とから構成されている。

【００１５】上記走行支持体１３は、図３および図４に
示すように、底面に走行レール１２上を走行自在な走行
車輪４１が設けられた底板部４２と、この底板部４２の
前後端部にて立設された一対の側板部（支持部）４３
と、これら両側板部４３の上面に配置された上板部４４
とから構成されている。

【００１６】そして、上記両側板部４３の側面視形状
は、三角形の頂部が最も中央寄りに位置するような直角
三角形状の凹状部４５を有するような形状にされてお
り、より具体的にいうと、凹状部４５の上縁面４５ａお
よび下縁面４５ｂは、底板部４２表面である下部水平面
ａおよび上板部４４表面である上部水平面ｂに対して、
それぞれ４５度の角度でもって傾斜され、すなわち凹状
部４５の切欠角度は９０度にされている。

【００１７】したがって、この凹状部４５は、柱体１に
突設される仕口部２が当該柱体１の長手軸心（保持装置
における回転軸心でもある）を含む水平面に対して略４
５度下方に傾斜した状態で、通過させ得るような形状に
されている。

【００１８】さらに、上記凹状部４５の少なくとも上縁
面４５ａには、柱体１から突設された仕口部２を検出す
るための、より正確には、下方から上方に回転してきた
仕口部２を検出するための第１接触式センサ（例えば、
リミットスイッチなどが使用される）４６が設けられる
とともに、上縁面４５ａまたは下縁面４５ｂ付近におけ
る前後の側板部４３の各外表面にも、走行支持体１３の
走行時に、仕口部２を検出するための第２接触式センサ
（例えば、リミットスイッチなどが使用される）４７が
設けられている。

【００１９】そして、上記第１接触式センサ４６による
検出信号は、各保持体２２，２３における環状枠部材３
５の回転支持ローラ３３を回転させる回転駆動装置３６
に入力されており、回転駆動装置３６に検出信号が入力
されると、保持体２２，２３の回転動作が停止するよう
にされている。また、上記第２接触式センサ４７による
検出信号は、走行支持体１３の走行駆動装置（図示せ
ず）に入力されており、走行駆動装置に検出信号が入力
されると、走行支持体１３の走行動作が停止するように
されている。

【００２０】上記構成において、柱体１の所定個所にて
仕口部２が四方に突設された仮溶接状態の柱状体３の本
溶接を行う場合、まず前後の保持体２２，２３により、
図２および図３に示すように、柱体１の両端部を保持し
た後（勿論、柱体１の長さに応じて両保持体２２，２３
の間隔が調節される）、図３の仮想線にて示すように、
環状枠部材３５を回転させて、柱状体３の仕口部２の突
出方向の角度θが、長手軸心（回転軸心）を含む水平面
に対して４５度となるようにする。なお、長手軸心を含
む鉛直面に対して４５度傾斜させても同じである。すな
わち、仕口部２の突出方向が走行支持体１３に設けられ
た凹状部４５に合わされたことになる。

【００２１】したがって、この状態で、本溶接を行うた
めに、溶接ロボット１４を溶接個所に移動させる際に、
走行支持体１３を走行させた場合でも、仕口部２が凹状
部４５を通過するため、溶接作業を支障なく行うことが
できる。

【００２２】ところで、柱状体３の仕口部２が凹状部４
５を通過し得ない程度に、柱状体３の傾きが４５度から
ずれている場合に、走行支持体１３を走行させると、先
に、前後のいずれかの第２接触式センサ４７が仕口部２
に接触し、この接触による検出信号が走行駆動装置に入
力されると、走行支持体１３の走行が停止されて、仕口
部２と走行支持体１３との接触（干渉）が防止される。

【００２３】また、走行支持体１３を仕口部２に対して
退避させずに、すなわち仕口部２が凹状部４５内に位置
している状態で、保持体２２，２３により、柱状体３を
凹状部４５の上縁面４５ａ側に回転させた場合には、第
１接触式センサ４６に仕口部２が接触することになり、
保持体２２，２３側の回転駆動装置３５にその検出信号
が送られて、直ちに、柱状体３の回転が停止される。

【００２４】このように、柱状体３の仕口部２の形状に
応じて、溶接ロボット１４を支持する走行支持体１３の
側板部４３に、仕口部２を通過させ得る凹状部４５を形
成したので、溶接ロボット１４を支持する走行支持体１
３を、柱体１に接近させて配置することができ、したが
って組立工場における自動溶接装置の占有面積を少なく
することができる。

【００２５】特に、仕口部２が水平面より４５度下方に
傾斜する姿勢時に、仕口部２を通過させ得るようにした
ので、仕口部２が、柱体１の１８０度対称位置に２本、
または１８０度対称位置およびその中間の９０度位置に
３本設けられる場合でも、走行支持体１３を柱状体３側
に接近させて配置することができる。

【００２６】ところで、上記実施の形態においては、凹
状部４５の形状を、仕口部２の姿勢が水平面より４５度
下方に傾斜した際に仕口部２を通過させ得るものとして
説明したが、勿論、４０〜５０度程度の範囲内であれば
通過させ得るようにしておけばよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の自動溶接装置の構
成によると、被溶接物における突出部材の形状に応じ
て、溶接ロボットを支持する走行支持体の支持部に、突
出部材を通過させ得る凹状部を設けたので、溶接ロボッ
トを支持する走行支持体を、被溶接物側に接近させて、
すなわち保持装置側に接近させて配置することができ、
したがって組立工場における自動溶接装置の占有面積を
少なくすることができる。

【００２８】特に、突出部材が水平面より略４５度下方
に傾斜する姿勢時に、突出部材を通過させ得るようにし
たので、突出部材が、長尺部材の１８０度対称位置に２
本、または１８０度対称位置およびその中間の９０度位
置に３本設けられる場合でも、走行支持体を被溶接物側
に接近させて配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における被溶接物の斜視図
である。

【図２】本発明の実施の形態における自動溶接装置の概
略正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ矢視図である。

【符号の説明】

１ 柱体 ２ 仕口部 ３ 柱状体 １１ 保持装置 １２ 走行レール １３ 走行支持体 １４ 溶接ロボット ４２ 底板部 ４３ 側板部 ４４ 上板部 ４５ 凹状部 ４６ 第１接触式センサ ４７ 第２接触式センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 広隆 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 草野 兼光 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 保田 幸治 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺部材の適所周囲に突出部材が設けられ
   てなる被溶接物を自動的に溶接する装置であって、 上記被溶接物における長尺部材の両端部を回転自在に保
   持する保持装置と、この保持装置により保持された長尺
   部材に沿って配置される走行レールと、この走行レール
   上を走行する走行支持体と、この走行支持体に配置され
   て上記保持装置により保持された被溶接物を溶接する溶
   接ロボットとから構成するとともに、 上記走行支持体における支持部の側面視形状を、長尺部
   材に突設された突出部材を通過させ得る凹状部を有する
   ようになし、 且つ上記支持部に設けられた凹状部に、突出部材を検出
   し得る接触式センサを設けたことを特徴とする自動溶接
   装置。
2. 【請求項２】支持部に設けられる凹状部を、長尺部材に
   突設される突出部材が長尺部材の長手軸心を含む水平面
   に対して略４５度下方に傾斜させた状態で、通過させ得
   るような形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の
   自動溶接装置。