JP2002239787A - 溶接方法及び溶接システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワークの位置決め作業や、溶接作業を効率よく
行うことができる溶接方法及び溶接システムを提供す
る。 【解決手段】第１の溶接ステーションＳ１で溶接ロボッ
ト１３Ａ，１３ＢにてワークＷの一部の溶接線ａ，ｂの
溶接を行い、第２の溶接ステーションＳ２で溶接ロボッ
ト１３ＢにてワークＷの残部の溶接線ｃ、ｄの溶接を行
う。第１及び第２の溶接ステーションＳ１，Ｓ２の間
に、第１の溶接ステーションＳ１から第２の溶接ステー
ションＳ２に前記ワークＷを搬送するワーク搬送ロボッ
ト６２を設ける。このワーク搬送ロボットは多関節ロボ
ットからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークの溶接作
業を２段階に分けて行う溶接方法及び溶接システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、溶接や、切断、曲げ、打ち抜
きなどといった加工を、ワークに対して自動的に行う自
動加工装置は知られている。そのような自動加工装置と
して、出願人は、先に、準備台を含む準備ステーション
と、加工機本体及び加工テーブルを含む加工ステーショ
ンとを備え、準備ステーションより加工ステーションへ
のワークの搬入、搬入されたワークの位置決め、及び加
工のためのワークの固定を自動的に行う自動加工装置で
あって、上記二つのステーション間を往復するように移
動式のローダーを設け、そのローダーに、準備台の上の
ワークを保持・運搬して加工テーブル上に置く手段と、
加工用テーブルに対してワークを押さえ付ける手段とを
配備し、加工ステーションに、上記テーブル上に置かれ
たワークを位置決めする手段を配備したものを提案して
いる（例えば、実公平７−５３８２５号公報参照）。

【０００３】この装置を溶接作業に適用する場合につい
て考えると、溶接ステーションでの溶接が終了すると、
ローダーが次に溶接するワークを取りに準備ステーショ
ンまで戻り、ワークをもって溶接ステーションに戻って
くるという具合に、１つの溶接サイクルごとに、準備ス
テーションと溶接ステーションとの間をローダーが必ず
往復移動することになる。また、ローダーが溶接ステー
ションにあるときは、準備ステーションには次に加工さ
れるワークがプリセットされるだけで、溶接のためのワ
ークの位置決めなどの作業は、ローダーが溶接ステーシ
ョン側に移動してきて、ワークが溶接ステーション上に
載置されてから行うことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな溶接システムにおいては、１つのワークについての
溶接作業を、１つの溶接ステーションにおいてすべて行
っていたため、溶接機の溶接トーチをワークのすべての
溶接線に沿って移動させる必要があり、溶接トーチを移
動させるための制御が複雑になる。

【０００５】例えば、中央に位置する板材の両側に２つ
の板材を溶接することで３枚の板材を溶接する場合に
は、中央に位置し２つの溶接線を有することになる板材
の寸法誤差によって溶接位置（溶接線の位置）にずれを
生じ、この位置のずれを吸収するために、溶接位置を検
出するための装置を取り付けたり、例えば特許第２６２
９７１０号公報（特開昭６３−３０９３９６号公報）に
記載されるような位置決めを行ったりする必要があり、
この点から装置全体が複雑になり、コストアップの原因
となっている。

【０００６】そこで、発明者は、このように３枚の板材
を溶接する場合には、中央に位置する板材の持つ寸法誤
差が溶接位置のずれとなるので、溶接工程を２つに分割
し、第１の溶接ステーションで１つの溶接線についての
溶接を行い、第２の溶接ステーションで残りのもう１つ
の溶接線についての溶接を行うようにすれば、各溶接ス
テーションでは２つの板材を溶接するのと同様となって
溶接作業が単純になり、前述したように溶接位置を検出
するための装置を取り付けたりすることなく、それぞれ
の溶接線を、位置決めピンなどの従来より周知の位置決
め手段を用いて簡単に位置決めすることもできるように
なることに着想した。

【０００７】すなわち、図７（ａ）に示すように、例え
ば対象となるワークが、中央に位置する板材１０１の両
側に２つの板材１０２，１０３を溶接するものである場
合（溶接線ｘ，ｙ）には、先ず、第１の溶接ステーショ
ンにおいて、出没可能に設けられた２つの基準ピン１０
４側に、中央に位置する板材１０１を第１のアクチュエ
ータ１０５にて移動させ、それの溶接線ｘとなる部分を
押し当て、それから、基準ピン１０４を下降させる共
に、板材１０１をワーク押さえ付け手段（図示せず）に
て押さえ付け、クランプする。それから、前記残りの板
材１０２，１０３のうち一方の板材１０２を第２のアク
チュエータ１０６にて前記板材１０１側に幅寄せし、溶
接線ｘとなる部分が互いにほぼ接触する状態とし、その
一方の板材１０２もワーク押さえ付け手段（図示せず）
にて押さえ付け、クランプする。この状態で、位置決め
が終了した板材１０１，１０２がクランプされており、
溶接トーチを溶接線ｙに沿って移動させて、溶接が行わ
れる。それから、溶接により一体化された板材１０１，
１０２と板材１０３を第２の溶接ステーションに搬送
し、図７（ｂ）に示すように、前記溶接により一体化さ
れた板材１０１，１０２を、基準ピン１０７と第３のア
クチュエータ１０８とを用いて位置決めして押さえ付
け、それから他方のワーク１０３を、第４のアクチュエ
ータ１０９によって同様にして前記両ワーク１０１，１
０２側に幅寄せし、溶接線ｙとなる部分が互いにほぼ接
触するような状態とし、他方のワーク１０３も押さえ付
け、クランプする。このように、２つの溶接線を有する
板材１０１の各溶接線は、それぞれ第１及び第２の溶接
ステーションにおいて別々に溶接されるので、それぞれ
の溶接ステーションで従来より周知の通常の位置決めを
行えば、板材１０１の持つ寸法誤差（図７における板材
の上下方向の寸法誤差、すなわち溶接線ｘ，ｙ間の寸法
誤差）を考慮する必要がなくなる。なお、これらの位置
決めは、例えば溶接トーチの移動方向Ｔに溶接線ｘ、ｙ
の方向が一致するようになされる。

【０００８】また、その場合には、第１の溶接ステーシ
ョンから第２の溶接ステーションへのワークの搬送を、
多関節ロボットを用いて行うようにすれば、そのような
多関節ロボットは、搬送態様の自由度が高いことから、
ワークの向きを調整して、次の溶接ステーションでの溶
接位置に載置することができるので、次の溶接ステーシ
ョンでの位置決め作業が容易になり、ワークの位置決め
作業及び溶接作業を効率よく行うこともできる。特に、
そのように多関節ロボットを用いて、第１の溶接ステー
ションから第２の溶接ステーションへのワークの搬送を
行うようにすれば、第１及び第２の溶接ステーションに
溶接ロボットや直交タイプの専用の溶接装置を別々に設
けて溶接する場合だけでなく、第１及び第２の溶接ステ
ーションの間を共通の溶接ロボットや直交タイプの溶接
装置を全体として走行可能にし、溶接ステーション間で
溶接手段の共通化を図る場合であっても、それらとワー
ク搬送のための多関節ロボットとの干渉を簡単な制御で
回避できる。このような観点から、発明者らは、本発明
を開発するに至ったものである。

【０００９】この発明は、ワークの位置決め作業や、溶
接作業を効率よく行うことができる溶接方法及び溶接シ
ステムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接方法
は、複数の溶接線を有するワークの溶接方法であって、
前記ワークの溶接線の一部について、第１の溶接ステー
ションで溶接し、それから、前記溶接線の一部について
溶接が終了したワークを、前記第１の溶接ステーション
から第２の溶接ステーションに、多関節ロボットからな
るワーク搬送ロボットにて、前記ワークをその向きを調
整しつつ搬送して前記第２の溶接ステーションの溶接位
置に載置し、その後、前記ワークの溶接線の残部につい
て、前記第２の溶接ステーションで溶接することを特徴
とする。

【００１１】本発明に係る溶接方法によれば、第１の溶
接ステーションにおいて、ワークの溶接線の一部につい
て溶接がされた後、そのワークが、多関節ロボットから
なるワーク搬送ロボットによって第２の溶接ステーショ
ンに搬送される。このワークの搬送の際に、ワーク搬送
ロボット（多関節ロボット）によって、ワークの向きを
調整しつつワークが搬送され、前記第２の溶接ステーシ
ョンの溶接位置に載置される。すなわち、ワーク搬送ロ
ボット（多関節ロボット）は、搬送態様の自由度が高い
ので、ワークをその向きを調整しつつ搬送することで、
第１の溶接ステーションでの載置状態と同じ状態に第２
の溶接ステーションにおいても載置できるのはもちろ
ん、それとは異なる状態に載置することもでき、第２の
溶接ステーションで所望の溶接位置に載置することを容
易に実現することができる。それから、第２の溶接ステ
ーションにおいて、ワークの溶接線の残部について溶接
がされる。このように、第１の溶接ステーションから第
２の溶接ステーションへのワークの搬送を、多関節ロボ
ットからなるワーク搬送ロボットによって行うようにし
ているので、第２の溶接ステーションでワークはほぼ所
望の溶接位置に載置され、ワークの位置決め作業が簡単
になり、ひいては溶接作業の効率化が図れることにな
る。

【００１２】その場合は、請求項２に記載のように、前
記第２の溶接ステーションの溶接位置に前記ワークを載
置した後、さらに、前記ワークを位置決め手段にて位置
決めすることが望ましい。

【００１３】このようにすれば、第２の溶接ステーショ
ンにおいて、ワーク搬送ロボットによってワークが溶接
位置に載置された後、そのワークが位置決め手段によっ
て位置決めされ、単にワーク搬送ロボットにて溶接位置
に載置する場合に比べて、より一層精度よく位置決めさ
れる。ここで、ワーク搬送ロボットにて第２の溶接ステ
ーションにおいておおよその溶接位置に載置されるの
で、載置された後の位置決め作業は比較的容易である。

【００１４】本発明に係る溶接システムは、複数の溶接
線を有するワークの溶接装置であって、第１の溶接ステ
ーションでワークの溶接線の一部について溶接を行う第
１の溶接手段と、第２の溶接ステーションでワークの溶
接線の他部について溶接を行う第２の溶接手段と、前記
第１及び第２の溶接ステーションの間に設けられた多関
節ロボットであって前記第１の溶接ステーションから前
記第２の溶接ステーションに前記溶接線の一部について
溶接が終了したワークを搬送し、溶接位置に載置するワ
ーク搬送ロボットとを備えることを特徴とする。ここ
で、溶接ステーションの数は２つに限らず、複数あって
もよく、複数ある場合には、それらのうち隣り合う２つ
の溶接ステーションを選択した場合に、それらの間にワ
ーク搬送ロボットが設けられていれば足りる。また、ワ
ークは、溶接により接合される前のものも、接合された
後のものも含む。

【００１５】本発明に係る溶接システムによれば、第１
の溶接ステーションにおいて、ワークの溶接線の一部に
ついて第１の溶接手段にて溶接がされた後、そのワーク
が、多関節ロボットからなるワーク搬送ロボットによっ
て搬送される。この場合、ワークの搬送は、前述したよ
うに搬送態様の自由度が高いワーク搬送ロボット（多関
節ロボット）によって行われるので、ワークの向きを調
整しつつワークが搬送され、前記第２の溶接ステーショ
ンの溶接位置に無理なく載置される。すなわち、第１の
溶接ステーションでの状態と同じ状態に第２の溶接ステ
ーションにおいても載置することができるのはもちろ
ん、それとは異なる状態に載置することもでき、結果と
して、必要とされる溶接位置に無理なく載置することが
できる。また、ワーク搬送ロボットは多関節ロボットで
あるので、第１及び第２の溶接手段の構成要素等との干
渉を生じないようにワーク搬送ロボットが駆動され、ワ
ークの搬送が行われる。

【００１６】その場合、請求項４に記載のように、さら
に、前記第２の溶接ステーションに設けられ前記溶接位
置に載置されたワークを位置決めする位置決め手段を備
え、前記位置決め手段は、ワークが載置される各溶接ス
テーションのテーブルの上面より出没可能に設けられた
基準ピンと、ワークの溶接線部分が位置する側と反対側
を押すことにより幅寄せする幅寄せ手段とを備えるもの
であり、前記基準ピンに一方のワークの溶接線部分が当
接するように前記一方のワークを幅寄せし、前記基準ピ
ンを下降させ、前記一方のワークの溶接線部分に他方の
ワークの溶接線部分が近づくように別の幅寄せ手段にて
幅寄せすることにより位置決めするように構成すること
が望ましい。

【００１７】このようにすれば、ワーク搬送ロボットに
よって、第２の溶接ステーションの溶接位置にワークが
載置された後、そのワークが位置決め手段によって位置
決めされ、単にワーク搬送ロボットにて載置する場合に
比べて、位置決め精度よく載置される。具体的には、例
えば２つのワークを溶接する場合には、基準ピンに一方
のワークの溶接線部分が当接するように幅寄せ手段によ
って前記一方のワークが幅寄せされ、当接して位置決め
がなされた後、押さえ付け手段にてその一方のワークを
押さえ付けて、前記基準ピンを下降させる。それから、
前記一方のワークの溶接線部分に他方のワークの溶接線
部分が近づくように別の幅寄せ手段にて幅寄せして位置
決めされ、この他方のワークも押さえ付け手段にて押さ
え付け、位置がずれないようにされる。この状態で、第
２の溶接ステーションでの溶接が実行される。

【００１８】また、請求項５に記載のように、前記第１
及び第２の溶接手段は、エンドエフェクタとして溶接ト
ーチを有する多関節ロボットからなり前記第１及び第２
の溶接ステーションの間に亘って走行可能に設けられた
溶接ロボットでもって構成されているようにすることも
可能である。

【００１９】このようにすれば、第１及び第２の溶接ス
テーションにおいて溶接作業を行う溶接手段（溶接ロボ
ット）を共通化することができ、システムの簡素化が図
れる。また、ワーク搬送ロボットも、溶接手段としての
溶接ロボットも共に多関節ロボットであるので、ワーク
搬送ロボットと溶接ロボットとは、それらの動きの自由
度が高く、それらの間で干渉が生じないように無理なく
動作させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に沿って説明する。

【００２１】図１は本発明に係る自動溶接システムの概
略構成を示す平面図、図２は第１溶接ステーション及び
搬入ステーションの概略構成を示す正面図である。

【００２２】本発明に係る自動溶接システム１は、図１
及び図２に示すように、中央に２つの溶接ステーショ
ン、すなわち第１及び第２の溶接ステーションＳ１，Ｓ
２が隣り合うように並列に設けられ、第１の溶接ステー
ションＳ１の左側に加工前のワークを搬入するための搬
入ステーションＳ３が、第２の溶接ステーションＳ２の
右側に一連の溶接加工が終了したワーク（例えば、板厚
の異なる板材を溶接するテーラードブランク材）を搬出
するためのワーク搬出ステーションＳ４が隣り合うよう
にそれぞれ配設されている。これら４つのステーション
Ｓ１〜Ｓ４によって、１つのワークに対する溶接工程
を、２つの工程に分けて行う一列の溶接ラインが構成さ
れている。ここで、溶接工程を２つの工程に分割するこ
とから、本発明の対象となるワークは、複数の板材を複
数の溶接線でもって溶接してなるものである。

【００２３】第１及び第２の溶接ステーションＳ１，Ｓ
２は、共に、溶接加工を行うための溶接テーブル１１，
１２を備えている。前記各溶接ステーションＳ１，Ｓ２
においては、それらの前後両側（図１において上下両
側）に、溶接機能を有する汎用の多関節ロボットからな
る溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂが前記両溶接ステーショ
ンＳ１，Ｓ２の間に亘って走行可能なるように配設され
ている。そして、それら両溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂ
を用いて、各溶接ステーションＳ１，Ｓ２において、予
め位置決めされたワークＷに対して交互に溶接が行われ
るようになっている。よって、前記第１及び第２の溶接
ステーションＳ１，Ｓ２について溶接ロボット１３Ａ，
１３Ｂが共通化されている。

【００２４】また、前記両溶接ステーションＳ１，Ｓ２
の間に、エンドエフェクタとして保持具６１を有する搬
送用の多関節ロボットからなるワーク搬送ロボット６２
が設けられている。そして、前記第１の溶接ステーショ
ンＳ１においては、ワークＷがそれの一部の溶接線ａ，
ｂが、後述するように、溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂの
走行軸に平行となる溶接位置に載置される。その溶接線
ａ，ｂについて溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂにより溶接
されたワークＷが、前記ワーク搬送ロボット６２の保持
具６１にて保持され、前記ワークＷの向きを調整しつつ
第２の溶接ステーションＳ２に搬送され、最終的に第２
の溶接ステーションＳ２においてワークＷの残りの溶接
線ｃ，ｄが前記溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂの走行軸に
平行になる溶接位置に載置される。

【００２５】ここで、ワーク搬送ロボット６２による第
２の溶接ステーションＳ２での載置は、ほぼおおよその
溶接位置になされ、最終的な位置決めは、基準ピンと幅
寄せユニットとからなる位置決め手段によってなされ
る。

【００２６】すなわち、第１の溶接ステーションＳ１に
おいては、図３及び図４に示すように、溶接されるワー
クを所定の加工位置に位置決めするために、基準ピン５
５，５６（図１参照）とで位置決め手段を構成する幅寄
せユニット５３が設けられている。この幅寄せユニット
５３は、レール部材５４に移動可能に設けられた可動本
体部５３ａと、この可動本体部５３ａに設けられワーク
の端縁に接触してワークを所定の位置に移動させる当接
ピン５３ｂとを備える。そして、出没可能に設けられた
基準ピン５５，５６（図１参照）に、溶接される一方の
ワークの溶接線ａ，ｂ側を当接ピン５３ｂを移動させる
ことで押し当て、前記一方のワークをワーク押さえ付け
手段５２にて押さえ付け、クランプし、その後、基準ピ
ン５５，５６を下降させる。それから、前記一方のワー
クに対し溶接される他方のワークを、別の幅寄せユニッ
ト５３によって同様にして前記一方のワーク側に幅寄せ
し、溶接線ａ，ｂとなる部分が互いにほぼ接触するよう
な状態とし、他方のワークもワーク押さえ付け手段５２
にて押さえ付け、クランプする。この状態で、位置決め
が終了しワークがクランプされており、溶接ロボット１
３Ａを走行させることにより前記溶接線ａ，ｂに沿って
溶接が行われる。なお、第２の溶接ステーションＳ２に
も、同様に、溶接されるワークを所定の加工位置に位置
決めするための位置決め手段として、基準ピンや幅寄せ
ユニットが設けられており、同様に動作するようになっ
ている。

【００２７】このように、第１及び第２の溶接ステーシ
ョンＳ１，Ｓ２は、溶接加工の対象となるワークＷの異
なる部分を溶接するようになっている。すなわち、ワー
クＷの溶接線ａ〜ｄは複数本あり、第２の溶接ステーシ
ョンＳ２においては、第１の溶接ステーションＳ１で一
部（溶接線ａ，ｂ）が溶接されたワークＷの残部（溶接
線ｃ，ｄ）を溶接するようになっており、両溶接ステー
ションＳ１，Ｓ２の溶接工程を経て溶接が完了するよう
になっている。したがって、溶接工程が二段階で行われ
るようになっており、それらの間におけるワークの搬送
が、搬送態様の自由度が高い前記ワーク搬送ロボット６
２によって行われるので、どのような態様で第１の溶接
ステーションＳ１にワークが載置されていても、ワーク
搬送ロボット６２にて保持して第２の溶接ステーション
Ｓ２に搬送する際に、ワークの向きを高い自由度でもっ
て調整することができ、第２の溶接ステーションＳ２に
おける溶接位置に無理なく載置することができる。

【００２８】また、前記溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂ
は、エンドエフェクタとしてＹＡＧレーザの溶接トーチ
１４を有する多関節ロボットであって、両溶接ステーシ
ョンＳ１，Ｓ２の間を、それらの配列されている方向
（特定方向）に沿って直線的に走行可能なるように設け
られている。この溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂの走行軸
の方向は、位置決めされ溶接の対象となるワークＷの溶
接線ａ，ｂ，ｃ，ｄと平行な方向であり、前記溶接ロボ
ット１３Ａ，１３Ｂが、位置決めされ溶接の対象となる
ワークＷの溶接線ａ〜ｄと平行に走行可能に支持されて
いることになる。なお、前記溶接ロボット１３Ａ，１３
Ｂの溶接トーチには、ケーブル（図示せず）を介して発
振器本体２０が連係されている。この場合、１つの溶接
ステーションにおいて２つの溶接トーチにてレーザ溶接
するようにしてもよいし、一方の溶接トーチのみでレー
ザ溶接するようにしてもよい。

【００２９】また、第１の溶接ステーションＳ１と搬入
ステーションＳ３との間には、それらの間を往復移動す
る第１の移動式ローダー２１が設けられている。また、
第２の溶接ステーションＳ２と搬出ステーションＳ４と
の間にも、それらの間を往復移動する第２の移動式ロー
ダー２２が設けられている。

【００３０】前記第１の移動式ローダー２１の移動機構
について、図５に沿って説明する。基台フレーム２３上
に設けられた走行レール２４に、ローダー本体２５の左
右側部の下面に設けられたスライダ２６がスライド可能
に係合している。また、ローダー本体２５の左右側部に
は、ラック２７が固設されており、そのラック２７にそ
れぞれピニオン２８が噛み合い、ピニオン２８が回転す
ることで前記ローダー２１が往復移動するようになって
いる。前記ピニオン２８はローダー左右方向に延びる回
転軸２９の両端に取り付けられており、この回転軸２９
が減速機３０を介して駆動モータ３１に連結されてい
る。なお、前記基台フレーム２３のローダー走行方向の
両端部には、ストッパ部材３２，３３が設けられ（図２
参照）、ローダー２１の可動範囲が一定の範囲となるよ
うにされている。同様に、前記第２の溶接ステーション
Ｓ２及び搬出ステーションＳ４側の基台フレームにも、
具体的に図示していないが、走行レールが平行に設けら
れ、該走行レールに、第２の移動式ローダー２２の下部
フレームに設けられたスライダがスライド可能に係合
し、ラックとピニオンとの噛み合い関係で第２の移動式
ローダー２２を駆動するようになっている。尚、前記第
１の溶接ステーションＳ１と第１の移動式ローダー２１
との間及び第２の溶接ステーションＳ２と第２の移動式
ローダー２２との間には、それぞれ、前記両移動式ロー
ダー２１，２２の位置決めをする位置決め手段を設ける
ようにすることもできる。

【００３１】また、前記第１の移動式ローダー２１に
は、図３に示すように、前記搬入ステーションＳ３に載
置されているワークＷを保持して前記第１の溶接ステー
ションＳ１に運搬する複数の第１のワーク保持手段５１
と、前記第１の溶接ステーションＳ１において溶接中位
置決めされているワークＷを移動不能に押さえ付ける複
数の第１のワーク押さえ付け手段５２とが設けられてい
る。前記第１のワーク保持手段５１は、下向きのバキュ
ームカップ５１ａと、このバキュームカップ５１ａを上
下移動させるアクチュエータ５１ｂとを備え、第１の溶
接ステーションＳ１の上まで運搬した後、バキュームを
解除して溶接ステーションＳ１上に載置するものであ
る。また、前記第１のワーク押さえ付け手段５２は、ワ
ークを押し付ける加圧具５２ａと、この加圧具を昇降可
能に支持するアクチュエータ５２ｂとを備え、アクチュ
エータ５２ｂが下方へ延ばされると、溶接テーブルとの
間で、加圧具５２ａがワークをクランプして移動しない
ようにするようになっている。ここで、加圧具５２ａの
上昇位置は、移動式ローダーの移動の際に加圧具等が加
工テーブルに当たらない位置であればよいので、ワーク
をクランプするのに必要な加工距離はごく短く（数十ｍ
ｍ程度）、それに要する時間もわずかですむ。なお、移
動式ローダー２１が移動する際には、溶接ロボット１３
Ａ，１３Ｂの溶接トーチとの干渉を回避するために、溶
接トーチは、溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂのロボットア
ームの伸縮動作にて、鉛直上方に退避するようになって
いる。同様に、前記第２の移動式ローダー２２にも、具
体的には図示していないが、前記第２の溶接ステーショ
ンＳ２において溶接が完了したワークＷを保持して前記
搬出ステーションＳ４に運搬する複数の第２のワーク保
持手段と、前記第２の溶接ステーションＳ２において溶
接中に位置決めされたワークＷを押さえ付ける複数の第
２のワーク押さえ付け手段とが設けられている。なお、
前記第２のワーク保持手段及び第２のワーク押さえ付け
手段は、前記第１のワーク保持手段５１及び第１のワー
ク押さえ付け手段５２と同様に構成されている。

【００３２】さらに、前記搬入ステーションＳ３の、第
１の溶接ステーションＳ１とは反対側には、ワーク搬入
ロボット６３が配設されている。また、完成品搬出ステ
ーションＳ４の、第１の溶接ステーションＳ１とは反対
側には、完成品搬出ロボット６４が配設されている。な
お、ワークＷの搬入及び排出作業は、必ずしもロボット
によって行う必要はなく、その他の機械的手段や人手に
よって行うようにしてもよい。

【００３３】前記ワーク搬入ロボット６３の前記搬入ス
テーションＳ３とは反対側に、溶接されるワークを搬入
するためのワーク搬入コンベヤ６５と、空パレットを搬
出するためのワーク搬出コンベヤ６６とが並列に配設さ
れており、それらのコンベヤ６５，６６とワーク搬入ロ
ボット６３との間に、不良品（ＮＧ品）が載置されるパ
レット置き場６８が配設されている。一方、前記完成品
搬出側には、完成品搬出コンベヤ７１，７２が関連づけ
られ、完成品が搬出パレット上に重積された状態で搬出
される。

【００３４】また、前記ワーク搬入ステーションＳ３及
びワーク搬出ステーションＳ４には、それぞれ、不良品
（ＮＧ品）が搬出される不良品パレット置き場７３，７
４が設けられ、それぞれが搬出パレット（図示せず）を
備えている。

【００３５】なお、７５は冷却装置（レーザ発振器
用）、７６はシステム制御盤（レーザ加工機）、７７は
複数のロボット制御盤、７８はトランス、７９はドライ
エア供給装置である。

【００３６】続いて、上記自動溶接システム１による溶
接動作について説明する。

【００３７】例えば第１の移動式ローダー２１が第１の
溶接ステーションＳ１に位置している際には、第１の移
動式ローダー２１に搭載されている第１のワーク押さえ
付け手段５２によって、位置決めされたワークＷが溶接
テーブル１１上に移動しないように押さえ付けられてい
る。この場合は、溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂの走行軸
に溶接線ａ，ｂが平行になるようにワークＷが、位置決
めされて載置されている。

【００３８】このワークの溶接線ａ，ｂについての位置
決めは、前述したように基準ピン５５，５６等（図１参
照）と幅寄せユニット５３とを用いて行われる。

【００３９】このようにして第１のワーク押さえ付け手
段５２の押さえ付けにより固定された状態で、溶接ロボ
ット１３Ａ，１３Ｂの溶接トーチが、プログラムに従
い、溶接開始点（ティーチングポイント）から溶接終了
点（ティーチングポイント）まで移動し、溶接が実行さ
れる。

【００４０】そして、第１の溶接ステーションＳ１でワ
ークＷの一部の溶接線ａ，ｂについての溶接が終了する
と、ワーク搬送ロボット６２にて、ワークＷが第２の溶
接ステーションＳ２に搬送され、溶接テーブル１２上の
溶接位置に載置される。この搬送は、搬送の自由度が高
いワーク搬送ロボット６２（多関節ロボット）によって
行うので、第２の溶接ステーションＳ２での溶接位置が
いかなる態様であろうとも、その溶接位置にほぼ対応す
る位置にワークは無理なく載置され、それに続く位置決
め作業を単純化することができ、位置決めに要する時間
も短縮化される。また、２つの溶接線を両側に有する中
間板材の各溶接線については、第１及び第２の溶接ステ
ーションに分けて溶接するようにしているので、その中
間板材の寸法誤差の影響を受けないようにするでき、前
述した１つの工程の場合のように、溶接線を検出するた
めの装置などが必要なくなる。

【００４１】第２の溶接ステーションＳ２においては、
ワークＷの残りの溶接線ｃ，ｄが、第１の溶接ステーシ
ョンＳ１の場合と同様に基準ピン及び幅寄せユニットを
用いて位置決めされ、第２の移動式ローダー２２のワー
ク押さえ付け手段にて、位置決めされたワークＷが移動
不能に押さえ付けられる。

【００４２】そして、第１の溶接ステーションＳ１での
溶接作業と同様に、第２のワーク押さえ付け手段の押さ
え付けにより固定された状態で、溶接ロボット１３Ａ，
１３Ｂの溶接トーチが、プログラムに従い、溶接開始点
（ティーチングポイント）から溶接終了点（ティーチン
グポイント）まで移動し、溶接が実行される。

【００４３】このようにして、ワークＷの残部の溶接線
ｃ、ｄについての溶接加工が終了し、第２のワーク押さ
え付け手段による押し付けを解除した後、第２の移動式
ローダー２２が、第２のワーク保持手段にて、溶接が完
了したワークＷを保持し、第２の溶接ステーションＳ２
から搬出ステーションＳ４まで運搬する。

【００４４】ワーク搬出ステーションＳ４においては、
溶接が完了したワークＷが載置され、第２の移動式ロー
ダー２２が第２の溶接ステーションＳ２に移動した後、
完成品と不良品とに選別されて、ワーク搬出ロボット６
４にて、完成品搬出コンベヤ７１，７２の搬出パレット
上又は不良品パレット置き場７４のパレット上に載置さ
れる。この選別は、光学的検査手段を用いて行ってもよ
いし、作業者の目視によって行ってもよい。

【００４５】そして、前記完成品搬出コンベヤ７１，７
２の搬出パレット上におけるワークが所定の個数になっ
たときに、完成品搬出コンベヤ７１，７２によって搬出
される。尚、この搬出は、作業者の手作業によって行っ
てもよいし、また、搬出パレット上に重積することな
く、１つずつ搬出するようにしてもよい。

【００４６】また、第１の溶接ステーションＳ１におい
て、溶接が行われているときには、ワーク搬入ステーシ
ョンＳ３には、第１の移動式ローダー２１が位置してい
ない。よって、このとき、ワーク搬入ロボット６３に
て、ワーク搬入ステーションＳ３上にワークが載置され
る。

【００４７】一方、第２の移動式ローダー２２が、溶接
が完了したワークを保持して、搬出ステーションＳ４ま
で運搬する際には、第２の溶接ステーションＳ２には、
第２の移動式ローダー２２が位置していないことになる
ので、ワーク搬送ロボット６２にて、第１の溶接ステー
ションＳ１から第２の溶接ステーションＳ２にワークＷ
が搬送される。そして、ワークが置かれ、溶接ステーシ
ョンＳ２で位置決めなどの一連の作業がなされる。

【００４８】このように、第１及び第２の移動式ローダ
ー２１，２２は、それぞれ、溶接ステーションＳ１，Ｓ
２において第１及び第２のワーク押さえ付け手段を用い
てワークを押さえ付ける機能と、搬入ステーションＳ３
から第１の溶接ステーションＳ１へワークを運搬したり
第２の溶接ステーションＳ２から搬出ステーションＳ４
にワークを運搬する機能とを併せ持つものであり、各溶
接ステーションＳ１，Ｓ２において交互に加工が行われ
るので、溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂの遊び時間はほと
んどなく、前述した実公平７−５３８２５号公報に記載
の装置に比べて、サイクルタイムの短縮化が図れる。

【００４９】上記に本発明に係る自動溶接システムの一
実施の形態について説明したが、本発明はそれに限定さ
れるものではなく、以下に示すように種々の変更が可能
である。 （１）前記実施の形態では、第１及び第２の溶接ステー
ションＳ１，Ｓ２のいずれにおいても、ワークの載置状
態は同一であるが、第１の溶接ステーションＳ１から第
２の溶接ステーションＳ２へのワークの搬送を、多関節
ロボットであるワーク搬送ロボット６２を用いているの
で、溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂの走行軸の方向Ｔと平
行となるようにワークを載置するのに、図６（ａ）
（ｂ）に示すように、溶接線ｅ，ｆ，ｇ，ｈを有するワ
ークが、第２の溶接ステーション（図６（ｂ）参照）に
おいては第１の溶接ステーション（図６（ａ）参照）と
異なる状態に載置するようにすることもできる。これ
は、第１の溶接ステーションＳ１から第２の溶接ステー
ションＳ２へのワークの搬送を、搬送態様の自由度が高
いワーク搬送ロボット６２（多関節ロボット）を利用し
て行うようにしているからであり、ロボットの走行軸に
溶接線が平行になるようにされていれば、必要な直線軌
跡精度は確保されるからである。 （２）前記実施の形態では、第１及び第２の溶接ステー
ションＳ１，Ｓ２が溶接ロボット１３Ａ，１３Ｂを共有
するようにしているが、各溶接ステーションＳ１，Ｓ２
ごとに溶接ロボットを独立に設けるようにしてもよい。

【００５０】また、前記実施の形態では、溶接ラインが
１つでワーク搬送ロボット６２も１つであるが、必ずし
もワーク搬送ロボットを１つとする必要はなく、２つだ
けであってもよいし、また、溶接ラインを複数列に増や
す場合には、それに応じて、ワーク搬送ロボットの数を
増加し、異なる種類のワークを併行に流して、溶接する
ようにすることもできる。 （３）前記実施の形態においては、溶接ステーションに
ワークを搬入したり、溶接ステーションからワークを搬
出するためにローダー２１，２２を用いているが、本発
明においては必ずしもそのようなローダーを用いる必要
はなく、作業者が手作業にて行うようにしてもよいし、
多関節ロボット（産業用ロボット）によって搬送するに
ようにしてもよい。また、前記移動式ローダー２１，２
２は、ラックアンドピニオン機構によって往復駆動され
るようになっているが、本発明はそれに限定されるもの
ではなく、ボールねじ手段、牽引手段やコンベヤ手段に
よって移動させられるものを用いることもできるし、ロ
ーダー自体が移動用のモータを有する自走式のものとし
てもよい。さらに、移動式ローダー２１，２２に搭載さ
れるワーク押さえ付け手段は、加圧具を動作させるため
のアクチュエータとして、プッシュロッド、流体圧シリ
ンダなどを用いることができるのはもちろん、加圧具を
下降させて加圧状態を保持できるものであれば用いるこ
とが可能である。ワーク保持手段も、バキュームカップ
に限らず、マグネット式のものなどを用いてもよく、ワ
ークを着脱可能に保持して運搬できるものであれば用い
ることが可能である。 （４）前記実施の形態においては、対象とするワーク
は、板厚の異なる板材が溶接されるテーラードブランク
材であるが、本発明を適用できるワークはそれに制限さ
れないのはいうまでもない。

【００５１】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように実施
され、以下に述べるような効果を奏する。

【００５２】本発明に係る溶接方法は、第１の溶接ステ
ーションにおいて、ワークの一部の溶接線について溶接
をした後、そのワークを、搬送態様の自由度が高いワー
ク搬送ロボット（多関節ロボット）によって、ワークの
向きを調整しつつ第２の溶接ステーションにワークを搬
送するようにしているので、第１の溶接ステーションで
の状態と同じ状態に第２の溶接ステーションにおいても
載置できるのはもちろん、それとは異なる状態に載置す
ることもできるようになり、第２の溶接ステーションに
おいて必要とされる溶接位置に載置することを容易に実
現することが可能となる。よって、例えば３つの板材を
溶接する場合に、中間に位置し２つの溶接線を有する板
材の各溶接線をそれぞれ第１及び第２の溶接ステーショ
ンに分けて溶接することで、その中間に位置する板材に
寸法誤差があっても、ワーク搬送ロボットによる搬送の
際に修正することができ、各溶接ステーションでは２つ
の板材を溶接するのと同様となって、中間に位置する板
材の寸法誤差を考慮することなく、３つの板材を溶接す
ることができる。

【００５３】請求項２に記載のように、さらに、前記第
２の溶接ステーションの溶接位置に前記ワークが載置さ
れた後、そのワークを、位置決め手段によって位置決め
するようにすれば、ワーク搬送ロボットにて載置するだ
けの場合よりも位置決め精度を向上させることができ
る。

【００５４】本発明に係る溶接システムは、第１の溶接
ステーションにおいて、ワークの溶接線の一部について
溶接をした後、そのワークを、多関節ロボットからなる
ワーク搬送ロボットによって第２の溶接ステーション
に、ワークの向きを調整しつつ搬送するようにしている
ので、ワークの搬送を、搬送態様の自由度が高いワーク
搬送ロボットによって搬送することで、ワークを第２の
溶接ステーションの溶接位置に無理なく載置することが
できる。特に、ワーク搬送ロボットは多関節ロボットで
あるので、溶接手段の構成要素等との干渉を生じないよ
うに、無理なく動作させることもできる。

【００５５】請求項４に記載のように、第２の溶接ステ
ーションに位置決め手段を設けるようにすれば、ワーク
搬送ロボットによって第２の溶接ステーションの溶接位
置にワークを載置した後、そのワークを、位置決め手段
によって位置決めすることが可能となり、単にワーク搬
送ロボットにて載置する場合に比べて、より一層位置決
め精度よく溶接位置に載置することができる。

【００５６】また、請求項５に記載のように、エンドエ
フェクタとして溶接トーチを有する多関節ロボットから
なり前記第１及び第２の溶接ステーションの間に亘って
走行可能に設けられる溶接ロボットでもって、前記第１
及び第２の溶接ステーションにおいてワークに対し溶接
作業を行うようにすれば、第１及び第２の溶接ステーシ
ョンにおいて溶接作業を行う溶接手段（溶接ロボット）
を共通化でき、コストダウンを図るうえで有利となり、
また、ワーク搬送ロボット及び溶接ロボットはともに多
関節ロボットであるので、ワーク搬送ロボットと溶接ロ
ボットとの間に干渉を生じないように、それらを無理な
く動作させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動溶接システムの概略構成を示
す平面図である。

【図２】本発明における自動溶接システムの第１溶接ス
テーション及び搬入ステーションの概略構成を示す正面
図である。

【図３】移動式ローダのワーク保持手段及びワーク押さ
え付け手段、並びに幅寄せユニットの関係を示す側面図
である。

【図４】幅寄せユニットの概略構成を示す図である。

【図５】移動式ローダの駆動系の説明図である。

【図６】（ａ）は第１の溶接ステーションでのワークの
載置状態を示す説明図、（ｂ）は第２の溶接ステーショ
ンでのワークの載置状態を示す説明図である。

【図７】本発明に係る溶接方法の原理の説明図である。

【符号の説明】

Ｓ１，Ｓ２ 溶接ステーション Ｓ３ 搬入ステーション Ｓ４ 搬出ステーション １ 自動溶接システム １１ 溶接テーブル １２ 溶接テーブル １３Ａ，１３Ｂ 溶接ロボット １４ 溶接トーチ １６ 可動台 ５３ 幅寄せユニット ５３ｂ 当接ピン ５５，５６ 基準ピン ６１ 保持具 ６２ ワーク搬送ロボット ａ〜ｈ 溶接線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 禧明 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の溶接線を有するワークの溶接方法
   であって、 前記ワークの溶接線の一部について、第１の溶接ステー
   ションで溶接し、 それから、前記溶接線の一部について溶接が終了したワ
   ークを、前記第１の溶接ステーションから第２の溶接ス
   テーションに、多関節ロボットからなるワーク搬送ロボ
   ットにて、前記ワークをその向きを調整しつつ搬送して
   前記第２の溶接ステーションの溶接位置に載置し、 その後、前記ワークの溶接線の残部について、前記第２
   の溶接ステーションで溶接することを特徴とする溶接方
   法。
2. 【請求項２】 前記第２の溶接ステーションの溶接位置
   に前記ワークを載置した後、さらに、前記ワークを位置
   決め手段にて位置決めする請求項１記載の溶接方法。
3. 【請求項３】 複数の溶接線を有するワークの溶接装置
   であって、 第１の溶接ステーションでワークの溶接線の一部につい
   て溶接を行う第１の溶接手段と、 第２の溶接ステーションでワークの溶接線の他部につい
   て溶接を行う第２の溶接手段と、 前記第１及び第２の溶接ステーションの間に設けられた
   多関節ロボットであって前記第１の溶接ステーションか
   ら前記第２の溶接ステーションに前記溶接線の一部につ
   いて溶接が終了したワークを搬送し、溶接位置に載置す
   るワーク搬送ロボットとを備えることを特徴とする溶接
   システム。
4. 【請求項４】 さらに、前記第２の溶接ステーションに
   設けられ前記溶接位置に載置されたワークを位置決めす
   る位置決め手段を備え、 前記位置決め手段は、ワークが載置される各溶接ステー
   ションのテーブルの上面より出没可能に設けられた基準
   ピンと、ワークの溶接線部分が位置する側と反対側を押
   すことにより幅寄せする幅寄せ手段とを備えるものであ
   り、前記基準ピンに一方のワークの溶接線部分が当接す
   るように前記一方のワークを幅寄せし、前記基準ピンを
   下降させ、前記一方のワークの溶接線部分に他方のワー
   クの溶接線部分が近づくように別の幅寄せ手段にて幅寄
   せすることにより位置決めするように構成されている請
   求項３記載の溶接システム。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２の溶接手段は、エンド
   エフェクタとして溶接トーチを有する多関節ロボットか
   らなり前記第１及び第２の溶接ステーションの間に亘っ
   て走行可能に設けられた溶接ロボットでもって構成され
   ている請求項３又は４記載の溶接システム。