JP2002239788A - 溶接システム及びそれを用いた溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶接加工を効率よくかつ簡単に行うことができ
る溶接システム及びそれを用いた溶接方法を提供する。 【解決手段】第１及び第２の溶接装置ユニット１，２が
溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１とアイドルステーショ
ンＳ２１，Ｓ２２とを有する。溶接ステーションＳ１
１，Ｓ２１の間に、多関節ロボットからなるワーク搬送
ロボット４を設ける。前記２つの溶接装置ユニット１，
２のアイドルステーションＳ１２，Ｓ２２は、ワークの
溶接工程が１工程である場合には、両溶接ステーション
Ｓ１１，Ｓ２１共にワークを溶接前に一時的に載置する
プリセットステーションとして機能し、溶接工程が２工
程であるときは、溶接ステーションＳ１１がワークを溶
接前に一時的に載置するプリセットステーションとして
機能し、他方の溶接ステーションＳ２１がワークを溶接
後に一時的に載置する搬出待機ステーションとして機能
する。

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、複数の溶接線を
有するワークを溶接するために用いる溶接システム及び
それを用いた溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、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】この装置では、加工ステーションでの加工
が終了すると、ローダーが次に加工するワークを取りに
準備ステーションまで戻り、ワークをもって加工ステー
ションに戻ってくるという具合に、１つの加工サイクル
ごとに、準備ステーションと加工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
ーが加工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、
加工のためのワークの位置決めなどの作業は、ローダー
が加工ステーション側に移動してきて、ワークが加工ス
テーション上に載置されてから行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】発明者は、そのような
自動加工装置を用いて溶接する場合には、準備ステーシ
ョン（アイドルステーション）と加工ステーショとを有
する自動加工装置を１つの溶接装置ユニットとしてとら
え、そのような溶接装置ユニットを２つ組み合わせて用
い、溶接するワークの溶接加工を一つの溶接工程ででき
る場合と２つの溶接工程に分けた方がよい場合とに応じ
て使い分けるようにすれば、効率よく溶接加工をするこ
とができることに着想し、本発明を開発するに至った。

【０００５】ところで、３枚の薄板を溶接する方法とし
て、例えば特許第２６２９７１０号（特開昭６３−３０
９３９６号）に記載されるように、第１の薄板を一端面
が第１の溶接線に合致した状態で固定するとともに、第
２の薄板を一端面が第２の溶接線に合致した状態で固定
した後、長さが前記第１の溶接線と第２の溶接線との間
隔よりも大きい中間薄板を、一端面と他端面との間の長
さが前記第１の溶接線と第２の溶接線との間隔よりも小
となるように外力により弾性範囲内で撓ませ、その後、
外力の除去により中間薄板の突き合わせ方向の弾力回復
力により該中間薄板の各端面を、第１の薄板の一端面と
第２の薄板の一端面にそれぞれ押し付けるようにした薄
板の突き合わせ溶接における板の突き合わせ方法が提案
されているが、そのような方法では、単にワークである
薄板を載置するだけでなく、中間薄板を一旦撓ませる必
要があるため、溶接作業が面倒である。

【０００６】この発明は、ワークを効率よく溶接できる
溶接システム及びそれを用いた溶接方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接システ
ムは、ワークを溶接するのに用いる溶接システムであっ
て、溶接ステーションとアイドルステーションとを有す
る２つの溶接システムユニットと、多関節ロボットから
なり前記２つの溶接装置ユニットの溶接ステーションの
間に設けられるワーク搬送ロボットとを備え、前記２つ
の溶接装置ユニットのうち一方の溶接装置ユニットのア
イドルステーションが、ワークに対する溶接工程の数に
応じてワークを溶接前に一時的に載置するプリセットス
テーション、又はワークを溶接後に一時的に載置する搬
出待機ステーションとして機能するものである。ここ
で、多関節ロボットからなるワーク搬送ロボットは、エ
ンドエフェクタとして搬送のための保持具を有する汎用
の産業用ロボットであり、そのロボットが、１台であっ
ても、２台以上であってもよい。また、多関節ロボット
が２台以上の場合には、全てのロボットが互いに干渉し
ないように搬送作業をするのは勿論である。さらに、
「溶接工程の数に応じて」とは、溶接トーチを一定の方
向に直線移動させ溶接トーチを戻さないで溶接できるも
のであれば、連続していなくても、１工程と数え、溶接
トーチを戻して再度溶接する必要があれば、２工程と数
え、そのようにして工程の数を数えた場合に溶接工程の
数が１工程であるか２工程であるかに応じて、という意
味である。

【０００８】請求項１の発明によれば、溶接工程が１工
程である場合には、まず、各溶接装置ユニットのアイド
ルステーションに、ワークが溶接前に一時的に載置さ
れ、前記各アイドルステーションがプリセットステーシ
ョンとして機能する。それから、アイドルステーション
から溶接ステーションに前記ワークが移され、それにつ
いての溶接が、溶接ステーションで行われる。そして、
溶接ステーションにおいて溶接が終了したワークが、前
記溶接ステーションから前記ワーク搬送ロボットによっ
て交互に搬出される。従って、いずれの溶接装置ユニッ
トにおいても、ワークに対して同じ溶接加工が行われ
る。

【０００９】また、溶接工程が２工程である場合には、
前記一方の溶接装置ユニットのアイドルステーション
が、ワークを溶接後に一時的に載置する搬出待機ステー
ションとして機能し、他方の溶接装置ユニットのアイド
ルステーションが、ワークを溶接前に一時的に載置する
プリセットステーションとして機能する。よって、他方
の溶接装置ユニットのアイドルステーションに、溶接前
のワークが一時的に載置され、それから、そのアイドル
ステーションから溶接ステーションに前記ワークが移さ
れ、それについての溶接線の一部が、前記他方の溶接装
置ユニットの溶接ステーションで行われる。そして、そ
の溶接ステーションにおいて溶接が終了したワークが、
前記他方の溶接装置ユニットの溶接ステーションから前
記一方の溶接装置ユニットの溶接ステーションにワーク
搬送ロボットによって搬送される。そして、他方の溶接
装置ユニットの溶接ステーションで残りの溶接線につい
ての溶接が行われる。そして、溶接ステーションでの溶
接が終了したワークは、搬出待機ステーションとして機
能するアイドルステーションに搬送され、最終的には搬
出される。このように、ワークを循環させつつ溶接加工
が２つの工程に分割されて行われる。

【００１０】この場合、請求項２記載のように、前記両
溶接装置ユニットは、前記両溶接ステーションが同一側
に位置するようにように並列に配設されていることが望
ましい。

【００１１】請求項２の発明によれば、溶接工程が１工
程であるワークの場合も、溶接工程が２工程である場合
も、同一側（アイドルステーション側）から搬入し、同
一側に搬出することができる。

【００１２】また、請求項３に記載のように、前記溶接
装置ユニットは、溶接ステーションとアイドルステーシ
ョンとの間を往復移動可能に移動式ローダーが設けら
れ、この移動式ローダーに、前記溶接ステーションと前
記アイドルステーションとの間においてワークを保持し
て運搬するワーク保持手段と、前記溶接ステーションに
おいてワークを押さえ付ける押さえ付け手段とが設けら
れているようにすることができる。

【００１３】請求項３の発明によれば、移動式ローダー
のワーク保持手段にてワークを保持してステーション間
の搬送することができ、溶接ステーションにワークを搬
送した後は、位置決め後、押さえ付け手段にてワークを
押さえ付けることができるので、溶接ステーション側に
ワークを押さえ付ける手段を設ける必要がなくなる。

【００１４】請求項１〜３のいずれかに記載の溶接シス
テムを用いて、ワークを溶接するには、請求項４に記載
の方法のようにすればよい。すなわち、ワークに対する
溶接工程が１工程である場合には、前記各溶接装置ユニ
ットのアイドルステーションをプリセットステーション
として機能させるようにし、前記両溶接装置ユニットに
おいて同じ溶接加工を行わせて、前記各溶接ステーショ
ンにおいて溶接が終了したワークを前記各溶接ステーシ
ョンから前記ワーク搬送ロボットによって搬出する一
方、ワークに対する溶接工程が２工程である場合には、
前記溶接装置ユニットのうち一方の溶接装置ユニットの
アイドルステーションをプリセットステーションとし
て、他方の溶接装置ユニットのアイドルステーションを
搬出待機ステーションとしてそれぞれ機能させるように
し、前記一方の溶接装置ユニットの溶接ステーションで
前記ワークの溶接線の一部について溶接し、その一部の
溶接線についての溶接が終了したワークを、前記ワーク
搬送ロボットが、前記一方の溶接装置ユニットの溶接ス
テーションから他方の溶接装置ユニットの溶接ステーシ
ョンに搬送し、他方の溶接装置ユニットの溶接ステーシ
ョンで前記ワークの残りの溶接線について溶接するよう
にすればよい。

【００１５】また、請求項５に記載のように、前記ワー
クに対する溶接工程が１工程である場合には、前記各溶
接ステーションにおいて溶接が終了したワークを前記各
溶接ステーションから前記ワーク搬送ロボットによって
搬出した後、さらに、前記溶接が終了したワークを所定
の完成品搬出位置まで搬送する一方、前記ワークに対す
る溶接工程が２工程である場合には、前記他方の溶接装
置ユニットの溶接ステーションで前記ワークの残りの溶
接線について溶接した後、溶接が終了したワークを前記
他方の溶接装置ユニットのアイドルステーションに移送
し、さらに、前記溶接が終了したワークを所定の完成品
搬出位置まで搬送することができる。ここで、溶接が終
了したワークを所定の完成品搬出位置までの搬送は、別
途設けたワーク搬送ロボットにより行ってもよいし、作
業者の手作業によって行ってもよい。

【００１６】請求項５の発明によれば、溶接工程が２工
程であるワークの場合だけでなく、溶接工程が１工程で
あるワークの場合も、同一側（アイドルステーション
側）からワークを搬入し、溶接が終了したワーク（完成
品）を同一の完成品搬出位置に搬送し、同一位置から搬
出することができる。

【００１７】

【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。

【００１８】図１は本発明に係る溶接システムの概略構
成を示す平面図である。

【００１９】図１に示すように、本発明に係る溶接シス
テム１は、２つの溶接装置ユニット、すなわち第１及び
第２の溶接装置ユニット２，３が用いられ、第１及び第
２の溶接装置ユニット２，３は、それぞれ、溶接ステー
ションＳ１１，Ｓ２１とアイドルステーションＳ１２，
Ｓ２２とを有し、各溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１が
同一側になるように並列に配設されている。前記第１及
び第２の溶接装置ユニット２，３のうち、例えば第１の
溶接装置ユニット２（一方の溶接装置ユニット）のアイ
ドルステーションＳ１２が、ワークの溶接工程の数に応
じてワークを溶接前に一時的に載置するプリセットステ
ーション、又はワークを溶接後に一時的に載置する搬出
待機ステーションとして機能するようになっている。す
なわち、溶接工程が１工程の場合にはプリセットステー
ションとして機能し、溶接工程が２工程の場合には搬出
待機ステーションとして機能するようになっている。

【００２０】前記両溶接装置ユニット２，３の溶接ステ
ーションＳ１１，Ｓ２１の間には多関節ロボットからな
るワーク搬送ロボット４が、アイドルステーションＳ１
２，Ｓ２２の間には多関節ロボットからなるワーク搬入
ロボット５がそれぞれ設けられている。

【００２１】そして、ワーク搬入側には、各アイドルス
テーションＳ１２，Ｓ２２に対応してワーク搬入コンベ
ヤ６，７によって搬入されるワーク搬入パレット８，９
が配置されるようになっている。前記ワーク搬入コンベ
ヤ６，７の間には、不良品パレット２５が配設されてい
る。また、前記ワーク搬入コンベヤ６，７と並列に完成
品搬出コンベヤ２６が設けられ、この完成品搬出コンベ
ヤ２６によって完成品搬出パレット１０が搬出されるよ
うになっている。なお、ワークＷの搬入及び搬出作業
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。

【００２２】前記第１及び第２の溶接装置ユニット２，
３の溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１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Ｓ１１，Ｓ２１においては、第
１の溶接装置ユニット１の前後両側（図１において上下
両側）に配設され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１３，１４（産業用ロボット）
を用いて、予め位置決めされたワークに対して溶接が行
われるようになっている。

【００２３】前記溶接ロボット１３，１４は、エンドエ
フェクタとしてＹＡＧレーザの溶接トーチを有する産業
用ロボットであって、両溶接ステーションＳ１１，Ｓ２
１において、溶接装置ユニット１，２の長手方向（以下
単にユニット長手方向という）に沿って直線移動可能に
構成されている。この溶接ロボット１３，１４は、例え
ば図２に示すように、位置決めされ溶接の対象となるワ
ークＷの溶接線ａ，ｂと平行な方向に移動することがで
きるようになっており、前記溶接ロボット１３，１４
が、位置決めされ溶接の対象となるワークＷの溶接線
ａ，ｂと平行な走行軸を有している。具体的には図示し
ていないが、前記溶接ロボット１３，１４は、ロボット
本体が、下部にスライダを有する可動台上に設けられ、
このスライダが、前記ユニット長手方向に延びる走行用
レールにスライド可能に係合し、これによって可動台が
前記溶接線に平行に移動可能に構成され、溶接ロボット
１３，１４が溶接線ａ，ｂに平行な走行軸を有すること
になる。

【００２４】そして、各溶接ステーションＳ１１，Ｓ２
１においては、溶接されるワークＷを所定の溶接位置に
位置決めするために、図２に示すように、基準ピン１５
Ａ，１５Ｂとで位置決め手段を構成する幅寄せユニット
１６Ａ，１６Ｂが設けられている。

【００２５】前記基準ピン１５Ａ，１５Ｂは、いずれも
Ｘ方向（ロボットの走行軸方向）及びそれに直交する方
向に移動可能に設けられており、また、幅寄せユニット
１６Ａ，１６Ｂは、いずれも、前記Ｘ方向に直交する方
向に移動可能に設けられた可動本体部１６ａと、この可
動本体部１６ａ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１６ｂとを備え
る。よって、基準ピン１５Ａ，１５Ｂ及び幅寄せユニッ
ト１６Ａ，１６Ｂは、ワークに応じて、位置決めに必要
な位置にまで移動させることができるようになる。

【００２６】また、前記溶接装置ユニット２，３は、い
ずれも、溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１とアイドルス
テーションＳ１２，Ｓ２２との間を往復移動可能に移動
式ローダー２１，２２を備えている。この移動式ローダ
ー２１，２２には、前記溶接ステーションＳ１１，Ｓ２
１と前記アイドルステーションＳ１２，Ｓ２２との間に
おいてワークＷを保持して運搬するワーク保持手段（図
示せず）と、前記溶接ステーションＳ１２，Ｓ２２にお
いてワークを移動不能に押さえ付ける押さえ付け手段
（図示せず）とが設けられている。ここで、ワーク保持
手段としては、例えば下向きのバキュームカップ、この
バキュームカップを上下移動させるアクチュエータとを
備える構成とすることができ、溶接ステーションＳ１
１，Ｓ２１の上までワークＷを運搬した後、バキューム
を解除して溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１上にワーク
Ｗを載置することが可能となる。また、前記ワーク押さ
え付け手段としては、例えば、ワークを押し付ける加圧
具と、この加圧具を昇降可能に支持するアクチュエータ
とを備える構成とすることができ、アクチュエータが下
方へ延ばされると、溶接テーブル１１，１２との間で、
加圧具がワークＷをクランプして移動しないようにでき
る。

【００２７】前記移動式ローダー２１，２２が移動する
際には、溶接トーチとの干渉を回避するために、溶接ロ
ボット１３，１４のロボットアームの伸縮動作にて、溶
接トーチは鉛直上方に退避するように制御される。

【００２８】前記第１の溶接装置ユニット１の溶接ステ
ーションＳ１１と第１の移動式ローダー２１との間及び
第２の溶接装置ユニット２の溶接ステーションＳ２１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。

【００２９】前記ワーク搬送ロボット４は、エンドエフ
ェクタとして保持具を有する搬送用の多関節ロボットで
あり、両溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１において、ユ
ニット長手方向に直交する方向に沿って直線移動可能に
構成されている。具体的には図示していないが、前記ワ
ーク搬送ロボット４は、ロボット本体が、下部にスライ
ダを有する可動台上に設けられ、このスライダが、ユニ
ット長手方向に直交する方向に延びる走行用レールにス
ライド可能に係合し、これによって可動台が前記溶接線
に直交する方向に移動可能に構成される。

【００３０】このワーク搬送ロボット４は、溶接工程が
１工程であるワークを溶接する際には、前記両溶接ステ
ーションＳ１１，Ｓ１２で溶接されたワークを前記保持
具にて保持して搬出し、ワーク載置パレット３１に一時
的に載置するようになっている。また、溶接工程が２工
程である場合には、前記第１の溶接ステーションＳ１１
で複数の溶接線の一部が第１の溶接ロボット１３にて溶
接されたワークを前記保持具にて保持し、第２の溶接ス
テーションＳ２１に対しそのワークの残りの溶接線が溶
接ロボット１４の走行軸の方向Ｘに平行になるように載
置するようになっている。なお、第２の溶接装置ユニッ
ト２の溶接ステーションＳ２１での最終的な位置決め
は、前述した場合と同様に、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。

【００３１】また、第２の溶接装置ユニット２の前側に
は、エンドエフェクタとして保持具を有する搬送用の多
関節ロボットである完成品搬出ロボット３２が配設され
ている。この完成品搬出ロボット３２は、溶接ステーシ
ョンＳ２１とアイドルステーションＳ２２との間を直線
移動可能に構成されている。具体的には図示していない
が、この完成品搬出ロボット３２も、前記ワーク搬送ロ
ボット４と同様に、ロボット本体が、下部にスライダを
有する可動台上に設けられ、このスライダが、ユニット
長手方向に延びる走行用レールにスライド可能に係合
し、これによって可動台がユニット長手方向に沿って移
動可能に構成される。

【００３２】そして、前記ワーク載置パレット３１に載
置されているワークが、完成品搬出ロボット３２にて、
完成品搬出パレット１０上に搬送される。また、溶接が
終了した第２のアイドルステーションＳ２２のワーク
も、完成品搬出ロボット３２にて、完成品搬出パレット
１０上に搬送される。

【００３３】なお、前記装置１の周囲は安全柵４１で囲
まれ、その周辺に、ＹＡＧレーザー発振器本体４２、ロ
ボット制御盤４３、及び操作ボックス４４，４５が配設
されている。

【００３４】そして、上記溶接システム１は、ワークに
対する溶接工程が１工程である場合と、ワークに対する
溶接工程が２工程である場合とで、次に説明するように
使い分けられる。 ＜ワークに対する溶接工程が１工程である場合＞この場
合には、前記各溶接装置ユニット２，３のアイドルステ
ーションＳ１２，Ｓ２２を、溶接前のワークＷを一時的
に載置しておくプリセットステーションとして機能さ
せ、各溶接装置ユニット２，３の溶接ステーションＳ１
１，Ｓ２１において溶接が終了したワークＷを、前記溶
接ステーションＳ１１，Ｓ２１から前記ワーク搬送ロボ
ット４によって搬出し、ワーク載置パレット３１上に一
時的に載置する。よって、前記両溶接装置ユニット２，
３において同じ溶接加工を行わせることになる。ここ
で、ワークＷは、３つの板材Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３と
で構成される。

【００３５】よって、例えば、各移動式ローダー２１，
２２が溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１に位置している
際には、移動式ローダー２１，２２に搭載されているワ
ーク押さえ付け手段によって、位置決めされた板材Ｗ１
１が溶接テーブル１１，１２上に移動しないように押さ
え付けられる。この場合は、溶接ロボット１３，１４の
走行軸の方向Ｘに溶接線ａ，ｂ（図２参照）が平行にな
るように一方の板材Ｗ１１が位置決めして載置される。
この位置決めは、前述したように基準ピンと幅寄せユニ
ットとを用いて行われるが、具体的には、次にようにし
て行われる。

【００３６】すなわち、図２に示すように、出没可能に
設けられた基準ピン１５Ａ，１５Ｂに、溶接される一方
の板材Ｗ１１の溶接線ａ，ｂ側を幅寄せユニット１６Ａ
の当接ピン１６ｂを移動させることで押し当て、それか
ら、基準ピン１５Ａ，１５Ｂを下降させる共に、前記一
方の板材Ｗ１１をワーク押さえ付け手段にて押さえ付
け、クランプする。それから、前記一方の板材Ｗ１１に
対し溶接される他方の板材Ｗ１２，Ｗ１３を、別の２つ
の幅寄せユニット１６Ｂによって同様にして前記板材Ｗ
１２，Ｗ１３を前記一方の板材Ｗ１１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、他方の板材Ｗ１２，Ｗ１３もワーク押さえ付け手
段にて押さえ付け、クランプする。

【００３７】このようにして位置決めが終了し、ワーク
押さえ付け手段の押さえ付けにより板材Ｗ１１〜Ｗ１３
がクランプされた後、溶接ロボット１３，１４の溶接ト
ーチが、まず、溶接開始点（ティーチングポイント）ま
で移動せしめられ、ロボットアームの伸縮動作が規制さ
れた状態で溶接トーチがレーザを照射しながら、溶接線
ａ，ｂ上を直線的に移動することにより、溶接線ａ，ｂ
に対する溶接加工が行われる。このように、溶接ステー
ションＳ１１，Ｓ２１では、溶接線ａ，ｂについての同
じ溶接加工が行われることになり、その溶接加工が並行
して行われる。

【００３８】そして、溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１
での溶接線ａ，ｂについての溶接が終了すると、ワーク
搬送ロボット４にて、溶接が終了したワーク（完成品）
が溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１から搬出され、ワー
ク載置パレット３１上に一時的に載置される。

【００３９】そして、前記ワーク載置パレット３１上に
おけるワーク（完成品）は、完成品搬出ロボット３２に
て完成品搬出パレット１０上に搬送される。尚、この搬
送は、作業者の手作業によって行ってもよいし、また、
ワーク載置パレット３１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。

【００４０】また、溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１に
おいて、溶接が行われているときには、アイドルステー
ションＳ１２，Ｓ２２には、移動式ローダー２１，２２
が位置していない。よって、このとき、ワーク搬入ロボ
ット５にて、アイドルステーションＳ１２，Ｓ２２上に
ワークが載置される。

【００４１】このように、移動式ローダー２１，２２
は、それぞれ、溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１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、アイドルステーションＳ１２，
Ｓ２２から溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１へワークを
運搬したり溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１からアイド
ルステーションＳ１２，Ｓ２２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Ｓ１１，
Ｓ２１において並行して溶接加工が行われるので、溶接
ロボット１３，１４の遊び時間はほとんどなくなる。 ＜ワークに対する溶接工程が２工程であるワークの場合
＞この場合は、前記溶接装置ユニット２，３のうち第１
の溶接装置ユニット１（一方の溶接装置ユニット）のア
イドルステーションＳ１２をプリセットステーションと
して、第２の溶接装置ユニット２（他方の溶接装置ユニ
ット）のアイドルステーションＳ２２を搬出ステーショ
ンとしてそれぞれ機能させ、前記ワーク搬送ロボット４
は、前記一方の溶接ステーションＳ１１から他方の溶接
ステーションＳ２１に、複数の溶接線の一部についての
溶接が終了したワークを搬送させ、他方の溶接ステーシ
ョンで、ワークＷ′の残部の溶接をさせることになる。
ここで、ワークＷ′は、５つの板材Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ
２３，Ｗ２４，Ｗ２５で構成される。

【００４２】よって、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
ク押さえ付け手段によって、位置決めされた板材Ｗ２
１，Ｗ２２が溶接テーブル１１上に移動しないように押
さえ付ける（図３（ａ）参照）。この場合は、溶接ロボ
ット１３，１４の走行軸に溶接線ｃ，ｄが平行になるよ
うに板材Ｗ２１，Ｗ２２が位置決めして載置されてい
る。板材Ｗ２１，Ｗ２２の溶接線ｃ，ｄを基準として板
材Ｗ２３，Ｗ２４の幅幅寄せ（位置決め）が行われ、第
１のワーク押さえ付け手段によって溶接テーブル１１上
に移動しないように押さえ付けられる。なお、この位置
決めは、前述したように基準ピンと幅寄せユニットとを
用いて行われる。

【００４３】このようにして第１のワーク押さえ付け手
段の押さえ付けにより板材Ｗ２１〜Ｗ２４が溶接テーブ
ル１１上にクランプされた後、溶接ロボット１３の溶接
トーチが、まず、溶接開始点（ティーチングポイント）
まで移動せしめられ、ロボットアームの伸縮動作を規制
した状態でレーザを照射しながら、溶接線ｃ上を直線的
に移動し、溶接線ｃについての溶接を行う。その溶接終
了後、ロボットアームの伸縮動作により溶接線ｄについ
ての溶接開始点まで溶接トーチを移動する。それから、
再びロボットアームの伸縮動作を規制した状態でレーザ
を照射しながら、溶接線ｄ上を直線的に移動し、板材Ｗ
２１〜Ｗ２４に対する溶接加工が行われる。このよう
に、第１の溶接ステーションＳ１１では、４つの溶接線
ｃ〜ｆのうちの一部である溶接線ｃ，ｄについて溶接が
行われる。なお、このとき、板材Ｗ２５は載置されてい
るだけである。

【００４４】そして、第１の溶接ステーションＳ１１で
一部の溶接線ｃ，ｄについての溶接が終了すると、ワー
ク搬送ロボット４にて、板材Ｗ２５が第２の溶接ステー
ションＳ２１に搬送され、溶接テーブル１２上に載置さ
れる。この場合も、ワークの残りの溶接線ｅ，ｆが、溶
接ロボット１４の走行軸に平行となるように、第１の溶
接ステーションＳ１１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、位置決めされた板
材Ｗ２５が移動不能に押さえ付けられ、クランプされ
る。それとの関係で、前行程で溶接された板材Ｗ２１〜
Ｗ２４の位置決めが行われ、それらもクランプされる。

【００４５】そして、第１の溶接ステーションＳ１１で
の溶接加工と同様に、まず、溶接開始点（ティーチング
ポイント）まで、溶接ロボット１４の溶接トーチが移動
せしめられ、同様に定められたプログラムに従ってレー
ザを照射しながら、溶接線ｅ，ｆ上を直線的に移動する
ことにより、溶接線ｅ，ｆについての溶接加工が行われ
る。このとき、第１の溶接ステーションＳ１１において
は、次のワークに対して溶接加工が行われている。この
ように、溶接工程が２工程の場合も、第１及び第２の溶
接ステーションＳ１１，Ｓ１２において並行に溶接加工
を行うことで、溶接ロボット１３，１４の遊び時間が少
なくなり、効率のよい溶接加工が実現される。

【００４６】溶接線ｅ，ｆについての溶接加工が終了し
た後（溶接が完了した後）、第２の移動式ローダー２２
が、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、溶接が完了した
ワークＷ′を保持して第２の溶接ステーションＳ２１か
らアイドルステーションＳ２２に運搬される。

【００４７】アイドルステーションＳ２２においては、
溶接が完了したワークが載置され、第２の移動式ローダ
ー２２が第２の溶接ステーションＳ２１に移動した後、
完成品搬出ロボット３２にて、完成品搬出パレット１０
上に載置される。なお、完成品と不良品の選別も行わ
れ、不良品は不良品パレット２５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。

【００４８】そして、前記完成品搬出コンベヤ２６の完
成品搬出パレット１０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２６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、完成品搬出パレット１０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。

【００４９】また、第１の溶接ステーションＳ１１にお
いて、溶接が行われているときには、アイドルステーシ
ョンＳ１２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５にて、
アイドルステーションＳ１２上にワークが載置される。

【００５０】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、アイドルステーションＳ
２２まで運搬する際には、第２の溶接ステーションＳ２
１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４にて、第１の溶接
ステーションＳ１１から第２の溶接ステーションＳ２１
にワークが搬送される。そして、ワークが置かれ、溶接
ステーションＳ２１で位置決めなどの一連の作業がなさ
れる。

【００５１】このように、溶接工程を２つに分けること
により、溶接ロボット１３，１４による溶接加工をさせ
る時間を長くすることができるようになり、レーザ照射
率を高めることを実現できる。

【００５２】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）前記実施の形態においては、第１及び第２の溶接
装置ユニット１，２は、それぞれ、溶接ステーションＳ
１１，Ｓ２１とアイドルステーションＳ１２，Ｓ２２と
を有し、各溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１が同一側に
なるように並列に配設されているが、本発明はそれに限
定されるものではなく、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Ｓ１１，
Ｓ２１が隣り合うように直列に設けられるようにしても
よい。溶接工程が１工程である場合には、それらの間に
位置するワーク搬送ロボットが、各溶接ステーションＳ
１１，Ｓ２１から交互にワーク（完成品）を搬出するこ
とになる。 （２）前記実施の形態では、溶接工程が２工程である場
合に、第１及び第２の溶接ステーションＳ１１，Ｓ２１
のいずれにおいても、図３（ａ）（ｂ）に示すように、
ワークの載置状態は基本的には同一となるようにしてい
るが、溶接線ｇ，ｈ，ｉ，ｊが溶接ロボット１３，１４
の走行軸の方向Ｘと平行となるようにワークＷ″を載置
するのに、図４（ａ）（ｂ）に示すように、溶接線ｇ〜
ｊを有するワークＷ″が、第１の溶接ステーションＳ１
１（図１２（ａ）参照）においては第２の溶接ステーシ
ョンＳ２１（図１２（ｂ）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Ｓ１１から第２の溶接ステーションＳ２１へのワ
ークＷ″の搬送を、搬送の自由度が高いワーク搬送ロボ
ット４（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ｇ〜ｊが平行
になるようにさえ載置されていれば、必要な直線軌跡精
度は確保されるからである。この場合は、ワークＷ″
は、５つの板材Ｗ３１〜Ｗ３５で構成されている。 （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
出するために移動式ローダー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。また、前記第１及び第２の移動式ローダー２１，
２２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、前記第１及び第２の移動式ローダ
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
どを用いることができ、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。

【００５３】

【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。

【００５４】本発明に係る溶接システムは、溶接ステー
ションとアイドルステーションとを有する２つの溶接装
置ユニットのうち一方の溶接装置ユニットのアイドルス
テーションが、ワークに対する溶接工程の数に応じてワ
ークを溶接前に一時的に載置するプリセットステーショ
ン、又はワークを溶接後に一時的に載置する搬出待機ス
テーションとして機能するようにしているので、ワーク
を、その溶接工程の数に応じて、効率よく溶接すること
ができる。

【００５５】請求項２記載のように、前記両溶接装置ユ
ニットは、前記両溶接ステーションが同一側に位置する
ようにように並列に配設するようにすれば、溶接工程が
１つであるワークの場合も、溶接工程が２つであるワー
クの場合も、同一側（アイドルステーション側）からワ
ークを搬入したり搬出したりすることができ、ワークに
応じて搬入・搬出の態様を変更する必要がない。

【００５６】また、請求項３に記載のように、移動式ロ
ーダーのワーク保持手段にてワークを保持してステーシ
ョン間を搬送し、溶接ステーションにワークを搬送した
後は、位置決め後、移動式ローダーの押さえ付け手段に
てワークを押さえ付けるようにすれば、ワークの搬送を
効率よくでき、溶接ステーション側にワークを押さえ付
ける手段を設ける必要がなくなる。

【００５７】請求項４に記載のようにすれば、請求項１
〜３のいずれかに記載の溶接システムを用いて、ワーク
を溶接する場合に、それに対する溶接工程の数にかかわ
らず、各溶接ステーションの遊び時間を少なくして、効
率よく溶接加工をすることができる。

【００５８】また、請求項５に記載のように、ワークに
対する溶接工程が１工程である場合にも、ワークに対す
る溶接工程が２工程である場合にも、溶接が終了したワ
ーク（完成品）を同じ完成品搬出位置まで搬送するよう
にしているので、溶接工程が１つであるワークの場合
も、溶接工程が２つであるワークの場合も、同一側（ア
イドルステーション側）からワークを搬入し、同一の完
成品搬出位置に搬出することができ、請求項２の発明の
場合と同様に、ワークに応じて搬入・搬出の態様を変更
する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶接システムの概略構成を示す平
面図である。

【図２】本発明に係る溶接方法において溶接するワーク
の説明図である。

【図３】本発明に係る溶接方法において溶接するワーク
の説明図である。

【図４】本発明に係る溶接方法において溶接するワーク
の説明図である。

【符号の説明】

Ｓ１１，Ｓ１２ 溶接ステーション Ｓ１２，Ｓ２２ アイドルステーション １ 溶接システム ２ 第１の溶接装置ユニット ３ 第２の溶接装置ユニット ４ ワーク搬送ロボット １０ 完成品搬出パレット １３，１４ 溶接ロボット ２１，２２ 移動式ローダー Ｗ，Ｗ′，Ｗ″ ワーク ａ〜ｊ 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 Ｆターム(参考） 3C042 RA27 RB32 RE07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを溶接するのに用いる溶接システ
   ムであって、 溶接ステーションとアイドルステーションとを有する２
   つの溶接システムユニットと、 多関節ロボットからなり前記２つの溶接装置ユニットの
   溶接ステーションの間に設けられるワーク搬送ロボット
   とを備え、 前記２つの溶接装置ユニットのうち一方の溶接装置ユニ
   ットのアイドルステーションが、ワークに対する溶接工
   程の数に応じてワークを溶接前に一時的に載置するプリ
   セットステーション、又はワークを溶接後に一時的に載
   置する搬出待機ステーションとして機能することを特徴
   とする溶接システム。
2. 【請求項２】 前記両溶接装置ユニットは、前記両溶接
   ステーションが同一側になるように並列に配設されてい
   る請求項１記載の溶接システム。
3. 【請求項３】 前記溶接装置ユニットは、溶接ステーシ
   ョンとアイドルステーションとの間を往復移動可能に移
   動式ローダーが設けられ、 この移動式ローダーに、前記溶接ステーションと前記ア
   イドルステーションとの間においてワークを保持して運
   搬するワーク保持手段と、前記溶接ステーションにおい
   てワークを押さえ付ける押さえ付け手段とが設けられて
   いる請求項１又は２記載の溶接システム。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の溶接シ
   ステムを用いて、ワークを溶接する溶接方法であって、 前記ワークに対する溶接工程が１工程である場合には、
   前記各溶接装置ユニットのアイドルステーションをプリ
   セットステーションとして機能させるようにし、前記両
   溶接装置ユニットにおいて同じ溶接加工を行わせて、前
   記各溶接ステーションにおいて溶接が終了したワークを
   前記各溶接ステーションから前記ワーク搬送ロボットに
   よって搬出する一方、 前記ワークに対する溶接工程が２工程である場合には、
   前記溶接装置ユニットのうち一方の溶接装置ユニットの
   アイドルステーションをプリセットステーションとし
   て、他方の溶接装置ユニットのアイドルステーションを
   搬出待機ステーションとしてそれぞれ機能させるように
   し、前記一方の溶接装置ユニットの溶接ステーションで
   前記ワークの溶接線の一部について溶接し、その溶接が
   終了したワークを、前記ワーク搬送ロボットが、前記一
   方の溶接装置ユニットの溶接ステーションから他方の溶
   接装置ユニットの溶接ステーションに搬送し、他方の溶
   接装置ユニットの溶接ステーションで前記ワークの残り
   の溶接線について溶接することを特徴とする溶接方法。
5. 【請求項５】 前記ワークに対する溶接工程が１工程で
   ある場合には、前記各溶接ステーションにおいて溶接が
   終了したワークを前記各溶接ステーションから前記ワー
   ク搬送ロボットによって搬出した後、さらに、前記溶接
   が終了したワークを所定の完成品搬出位置まで搬送する
   一方、 前記ワークに対する溶接工程が２工程である場合には、
   前記他方の溶接装置ユニットの溶接ステーションで前記
   ワークの残りの１つの溶接線について溶接した後、溶接
   が終了したワークを前記他方の溶接装置ユニットのアイ
   ドルステーションに移送し、さらに、前記溶接が終了し
   たワークを所定の完成品搬出位置まで搬送する請求項４
   記載の溶接方法。