JP2014050858A

JP2014050858A - シーム溶接ロボット

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Publication number: JP2014050858A
Application number: JP2012196465A
Authority: JP
Inventors: Masami Nakakura; 雅美中倉; Teppei Sonoda; 哲平園田; Manabu Okahisa; 学岡久
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: EP2705922B1; EP2705922A1; JP5609938B2; CN103658954A; US20140061168A1; US9434020B2; CN103658954B

Abstract

【課題】ロボットアームの動作制御を簡略化することができるシーム溶接ロボットを提供すること。
【解決手段】実施形態の一態様に係るシーム溶接ロボットは、ロボットアームと、溶接部とを備える。溶接部は、ロボットアームの先端側に連結される。そして、連結部は、円盤状をした二つのローラ電極の周縁部によって被溶接物を挟持して加圧しながら二つのローラ電極がロボットアームの動作に従動して回転し、二つのローラ電極間に通電される溶接電流によって被溶接物をシーム溶接する。
【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、シーム溶接ロボットに関する。

従来、ロボットアームの先端側に設けられた溶接装置によって被溶接物をシーム溶接するシーム溶接ロボットシステムがある（例えば、特許文献１参照）。かかる溶接装置は、円盤形状をした二つのローラ電極と、ローラ電極毎に設けられ、各ローラ電極を回転させるモータとを備える。

そして、溶接装置は、二つのローラ電極の周縁部によって被溶接物を挟持して加圧しながらモータによって二つのローラ電極を回転させ、二つのローラ電極間に通電される溶接電流によって被溶接物をシーム溶接する。

特開２００７−１６７８９６号公報

しかしながら、従来のシーム溶接ロボットシステムでは、ローラ電極を回転させる二つのモータの動作と、ロボットアームの動作とを協調させる必要があったため、ロボットの動作制御が煩雑であるという問題があった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ロボットアームの動作制御を簡略化することができるシーム溶接ロボットを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るシーム溶接ロボットは、ロボットアームと、溶接部とを備える。溶接部は、前記ロボットアームの先端側に連結される。そして、溶接部は、円盤状をした二つのローラ電極の周縁部によって被溶接物を挟持して加圧しながら前記二つのローラ電極が前記ロボットアームの動作に従動して回転し、前記二つのローラ電極間に通電される溶接電流によって前記被溶接物をシーム溶接する。

実施形態の一態様によれば、ロボットアームの動作制御を簡略化することができるシーム溶接ロボットを提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係るシーム溶接ロボットを示す斜視による模式説明図である。図２は、第１の実施形態に係る溶接部とロボットアームの先端部分とを示す模式説明図である。図３は、第１の実施形態に係る溶接部とロボットアームの先端部分とを示す模式説明図である。図４は、第１の実施形態に係る溶接部の上面視による模式説明図である。図５は、第１の実施形態に係る溶接部の上面視による模式説明図である。図６は、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボットにおけるロボットアームの先端部分を示す模式説明図である。図７は、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボットの動作を示す上面視による模式説明図である。図８は、第３の実施形態に係るシーム溶接ロボットにおけるロボットアームの先端部分を示す模式説明図である。図９は、第３の実施形態に係るシーム溶接ロボットの動作を示す上面視による模式説明図である。図１０は、第４の実施形態に係るシーム溶接ロボットにおけるロボットアームの先端部分を示す模式説明図である。図１１は、第５の実施形態に係るシーム溶接ロボットにおけるロボットアームの先端部分を示す模式説明図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するシーム溶接ロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るシーム溶接ロボット１を示す斜視による模式説明図である。図１に示すように、シーム溶接ロボット１は、ロボットアーム２と、ロボットアーム２の先端側に連結されて被溶接物をシーム溶接する溶接部３と、ロボットコントローラ４とを備える。

また図１では省略しているが、シーム溶接ロボット１は、溶接部３へ溶接電流を供給する溶接電源も備える。溶接電源は溶接部３に加えてロボットコントローラ４とも接続されており、シーム溶接時にはロボットコントローラ４からの指令によって、溶接電源に予め設定・保存された溶接条件に基づく溶接電流を溶接部３へと供給する。

ロボットアーム２は、基端側から先端側へ向けて順次連結される基部２１と、第１関節部２２と、第１アーム部２３と、第２関節部２４と、第２アーム部２５と、手首部２６とを備える。基部２１は、例えば、水平な床面等に基端側となる底面が固定される。

基部２１の先端側となる上面には、鉛直方向へ延伸する軸Ｓを回転軸として回転自在に第１関節部２２が連結される。また、第１関節部２２には、水平方向へ延伸する軸Ｌを揺動軸として揺動自在に第１アーム部２３の基端側が連結される。

かかる第１アーム部２３の先端側には、軸Ｌと平行な軸Ｕを回転軸として回転自在に第２関節部２４が連結される。また、第２関節部２４には、延伸方向が軸Ｕと直交する軸Ｒを回転軸として回転自在に第２アーム部２５の基端側が連結される。

かかる第２アーム部２５の先端側には、軸Ｒと直交する軸Ｂを揺動軸として揺動自在に手首部２６の基端側が連結される。また、手首部２６の先端側には、軸Ｂと直交する軸Ｔを回転軸として回転自在に溶接部３が連結される。このように、ロボットアーム２は、軸Ｓ、軸Ｌ、軸Ｕ、軸Ｒ、軸Ｂ、軸Ｔという６軸の自由度を持った多関節のマニピュレータである。

かかるロボットアーム２は、軸Ｓ、軸Ｌ、軸Ｕ、軸Ｒ、軸Ｂ、軸Ｔのそれぞれを動作させるサーボモータ（図示略）を備え、ロボットコントローラ４に接続される。そして、ロボットコントローラ４から入力される制御信号に基づいて各サーボモータを駆動させることにより、ロボットアーム２は、所定の作業動作を行う。

ロボットコントローラ４は、入力部４１と、記憶部４２と、制御部４３とを備える。入力部４１は、ロボットアーム２が備える各サーボモータや溶接部３の動作に関する情報等を入力するためにユーザが操作する情報入力デバイスである。かかる入力部４１は、例えば、キーボードやタッチパネルであり、ユーザによって入力される情報を記憶部４２へ出力する。

記憶部４２は、入力部４１から入力される情報を教示情報４４として記憶する記憶デバイスである。制御部４３は、記憶部４２から教示情報４４を読出し、教示情報４４に応じた制御信号をロボットアーム２の各サーボモータや溶接部３、溶接電源（図示せず）へ出力する処理部である。

溶接部３は、円盤状をした二つのローラ電極３１、３２を備え、被溶接物（以下、「ワーク」と記載する）をシーム溶接する溶接ガンである。二つのローラ電極のうち、一方は溶接電源の正電極と接続され、他方は溶接電源の負電極と接続されている。なお、溶接部３の具体的な構成の一例については、図２および図３を参照して後述する。以下、図１に示す上側のローラ電極３１を第１ローラ電極３１と称し、下側のローラ電極３２を第２ローラ電極３２と称する。

かかる溶接部３は、第１ローラ電極３１の周縁部と、第２ローラ電極３２の周縁部との間でワークを挟持して加圧する。そして、溶接部３は、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２がロボットアーム２の動作に従動して回転しながら、溶接電源から供給され、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の間に通電される溶接電流によってワークをシーム溶接する。

このように、溶接部３は、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２を回転駆動するモータを備えておらず、ワークを挟持して加圧する第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２がロボットアーム２の動作に従動して回転しながらシーム溶接を行う。

かかるシーム溶接ロボット１によれば、モータによって二つのローラ電極を回転駆動させながらシーム溶接を行う一般的なシーム溶接ロボットに比べ、ロボットアームの動作制御を簡略化することができる。

具体的には、二つのローラ電極を回転駆動させながらシーム溶接を行う一般的なシーム溶接ロボットでは、各ローラ電極の回転速度とロボットアームによって移動される溶接部の移動速度との間に誤差が生じる場合がある。かかる場合、溶接部の動作にガタツキが生じ、溶接線の軌跡が滑らかでなくなる。

このため、一般的なシーム溶接ロボットでは、ローラ電極を回転駆動するモータの回転とロボットアームのサーボモータの動作とが正確に同期（協調）するように、ロボットアームに対して煩雑な動作制御を行う必要がある。

これに対して、本実施形態に係るシーム溶接ロボット１では、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２がロボットアーム２の動作に従動して回転する。これにより、溶接部３は、ロボットアーム２の手首部２６の動きに倣って滑らかな軌道上を移動してシーム溶接を行う。

したがって、シーム溶接ロボット１では、前述した煩雑な動作制御を行わなくとも、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の回転速度とロボットアーム２によって移動される溶接部３の移動速度とが必然的に一致することになる。

このように、シーム溶接ロボット１によれば、ロボットアーム２の動作制御を簡略化することができ、しかも、溶接線の軌跡が滑らかなシーム溶接を行うことができる。以下、かかるシーム溶接ロボット１が備える溶接部３の具体的な構成の一例について、図２および図３を参照して説明する。

図２および図３は、第１の実施形態に係る溶接部３とロボットアーム２の先端部分とを示す模式説明図である。なお、図２には、溶接進行方向の左側方からみた溶接部３の一側面（以下、「正面」と記載する）を模式的に示しており、図３には、溶接進行方向の後方からみた溶接部３の側面を模式的に示している。

図２および図３に示すように、溶接部３は、回転機構３７と、フレーム３０と、昇降機構３３と、サーボモータ３６と、第１ローラ電極３１と、第２ローラ電極３２とを備える。回転機構３７は、ロボットアーム２における手首部２６の先端に、上面が軸Ｔを回転軸として手首部２６に対して回転自在に連結される。また、回転機構３７の下面には、フレーム３０の上面が連結固定される。

このように、溶接部３は、ロボットアーム２との連結部に、ロボットアーム２の動作に従動して回転する回転機構３７を備える。なお、ここでは、回転機構３７が手首部２６に対して回転自在に連結される場合について説明するが、回転機構３７は、上面が手首部２６の先端に連結固定され、下面がフレーム３０の上面に軸Ｔを回転軸として回転自在に連結されてもよい。

フレーム３０は、上下に対向配置される矩形板状の天板部および底板部と、これら天板部および底板部を溶接部３の背面側で連結する背面板部とを備える側面視コ（Ｃ）字状の部材である。

かかるフレーム３０の底板部は、正面側端面が天板部の正面側端面よりも背面板部側に位置するように形成されている。そして、底板部の正面側端面には、軸ｒ２を回転軸として回転自在な円盤状の第２ローラ電極３２が回転シャフト３５を介して設けられる。

昇降機構３３は、上面がフレーム３０の天板部底面と連結され、下面が底板部上面と連結されて設けられる。かかる昇降機構３３の正面側には、軸ｒ１を回転軸として回転自在な円盤状の第１ローラ電極３１が回転シャフト３４を介して設けられる。

かかる第１ローラ電極３１は、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の各回転中心を結んだ直線Ｔ１の延伸方向へ昇降自在に設けられる。ここで、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の各回転中心を結んだ直線Ｔ１は、溶接部３の回転軸である軸Ｔと同一の直線である。

また、昇降機構３３の背面側には、第１ローラ電極３１を昇降させるための駆動力を昇降機構３３へ出力するサーボモータ３６が設けられる。かかるサーボモータ３６は、ロボットコントローラ４（図１参照）から入力される制御信号に応じて動作し、第１ローラ電極３１の周縁部を第２ローラ電極３２の周縁部へ向けて加圧する加圧力を調整する。

ここで、シーム溶接ロボット１によるシーム溶接の動作について説明する。ここでは、図２および図３に示すように、重合された第１ワークＷ１および第２ワークＷ２の縁部分同士を直線的にシーム溶接する場合について説明する。なお、シーム溶接の溶接進行方向を変更する場合については、図４および図５を参照して後述する。

シーム溶接を行う場合、ロボットコントローラ４は、ロボットアーム２を動作させ、重合された第１ワークＷ１および第２ワークＷ２の溶接位置を第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の周縁部間で挟持可能な位置まで溶接部３を移動させる。

そして、ロボットコントローラ４は、溶接部３のサーボモータ３６を駆動して第１ローラ電極３１を降下させる。これにより、ロボットコントローラ４は、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の周縁部によって第１ワークＷ１および第２ワークＷ２を挟持させ、挟持力を増大させて溶接位置を所定の加圧力にて加圧させる。

続いて、ロボットコントローラ４は、溶接電源へ指令を出力して第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２間に所定の溶接電流を通電させながら、ロボットアーム２を駆動して手首部２６を溶接進行方向と平行な方向へ移動させる。これにより、溶接部３では、ロボットアーム２に引かれて第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２が従動して回転する。

このとき、第１ワークＷ１および第２ワークＷ２における溶接位置では、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２間に通電される溶接電流によって抵抗熱が発生し、かかる抵抗熱によって第１ワークＷ１および第２ワークＷ２が溶融してシーム溶接される。

ここで、シーム溶接ロボット１では、図２および図３に示すように、直線Ｔ１と軸Ｔとが一致する、つまり、同一直線であるため、手首部２６を所望の溶接進行方向へ移動させるという簡易な動作制御を行うだけで、直線的なシーム溶接を容易に行うことができる。

また、シーム溶接ロボット１が備える溶接部３は、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２による第１ワークＷ１および第２ワークＷへの加圧力の調整を、一般的なエアシリンダではなく、サーボモータ３６によって行う。これにより、シーム溶接ロボット１では、加圧力をエアシリンダによって行う場合に比べ、迅速且つ細やかに調整することができる。

例えば、第１ローラ電極３１による加圧力の調整をエアシリンダによって行う構成であった場合、加圧力を減圧する際には、エアシリンダから微量の空気を抜いただけでも加圧力が大きく減圧される。このため、加圧力を所望の圧力まで減圧するためには、加圧力を所望の圧力よりも低い圧力まで一旦減圧した後、加圧力を所望の圧力まで昇圧する必要がある。

これに対し、サーボモータ３６によって加圧力を調整する溶接部３によれば、サーボモータ３６のモータトルクを制御するだけで、加圧力を所望の圧力よりも低い圧力まで減圧させることなく、所望の圧力まで減圧させることができる。

次に、図４および図５を参照し、シーム溶接ロボット１によって溶接進行方向を変更する場合の溶接部３の動作の一例について説明する。図４および図５は、第１の実施形態に係る溶接部３の上面視による模式説明図である。

ここで、図４には、溶接進行方向を変更する前の溶接部３の状態を示しており、図５には、溶接進行方向を変更中の溶接部３の状態を示している。なお、ここでは、図４に示す構成要素のうち、図１〜図３に示す構成要素と同一の構成要素については、図１〜図３に示す符号と同一の符号を付することにより、その説明を省略する。

図４に示すように、シーム溶接ロボット１が溶接進行方向を変更する以前に、例えば、実線矢印で示す溶接方向進行方向へ直線的にシーム溶接を行っていたとする。その後、例えば、溶接進行方向を左斜め前方へ変更する場合、ロボットコントローラ４は、図５に二点鎖線で示す所望の溶接進行方向、つまり、実線矢印で示す変更前の溶接進行方向に対して左斜め前方の方向へ手首部２６を移動させる制御を行う。

これにより、溶接部３では、ロボットアーム２の動作に追従して回転機構３７（図２および図３参照）が直線Ｔ１および軸Ｔを回転軸として回転し、フレーム３０が直線Ｔ１および軸Ｔ周りに手首部２６に対して白抜き矢印で示す上面視反時計回りに回転する。こうして、溶接部３は、手首部２６の移動動作に倣って白抜き矢印で示す方向へ回転し、二点鎖線で示す方向へ溶接進行方向が変更される。

このように、シーム溶接ロボット１によれば、手首部２６の移動方向を所望の溶接進行方向へ変更させるという簡易な動作制御をロボットアーム２に対して行うだけで、容易にシーム溶接の溶接進行方向を変更することができる。

上述したように、第１の実施形態に係るシーム溶接ロボットは、ロボットアームと、ロボットアームの先端側に連結される溶接部とを備える。そして、溶接部は、円盤状をした二つのローラ電極の周縁部によって被溶接物を挟持して加圧しながら二つのローラ電極がロボットアームの動作に従動して回転し、二つのローラ電極間に通電される溶接電流によって被溶接物をシーム溶接する。

このように、第１の実施形態に係るシーム溶接ロボットでは、二つのローラ電極を駆動するモータを溶接部から排除することにより、シーム溶接を行うロボットアームの動作制御を簡略化することができる。

また、第１の実施形態に係る溶接部は、ロボットアームとの連結部に、ロボットアームの動作に従動して回転する回転機構をさらに備える。これにより、ロボットアームの先端側を移動させるという簡単な動作制御を行うだけで、回転機構がロボットアームの動きに従動して回転し、溶接部がロボットアームの動作に倣って向きを変えるので、溶接進行方向を容易に変更することができる。

このとき、第１の実施形態に係るシーム溶接ロボットの回転機構は、二つのローラ電極の回転中心を結んだ直線周りに回転する。これにより、ロボットアームの先端側を所望の溶接進行方向へ移動させるという簡易な動作制御をロボットアームに対して行うだけで、溶接進行方向を所望の方向へ容易に変更することができる。

また、第１の実施形態に係るシーム溶接ロボットでは、溶接部に二つのローラ電極を駆動するモータを設ける必要がないので、ローラ電極を駆動するモータが設けられる溶接部よりも溶接部の重量を低減することができる。

したがって、第１の実施形態に係るシーム溶接ロボットによれば、ローラ電極を駆動するモータを備えた溶接部を移動させるロボットアームよりも出力が小さく、安価で小型のロボットアームによって溶接部を移動させることができる。

（第２の実施形態）
次に、図６および図７を参照し、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ａについて説明する。ここでは、図５および図６に示す構成要素のうち、図３または図５に示す構成要素と同一の構成要素について、図３または図５に示す符号と同一の符号を付することにより、その説明を省略する。

図６は、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ａにおけるロボットアーム２の先端部分を示す模式説明図である。なお、図６には、溶接進行方向の後方からみた溶接部３の側面を模式的に示している。また、図７は、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ａの動作を示す上面視による模式説明図である。

図６に示すように、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ａは、第１の実施形態に記載したものと同じ溶接部３を備えるが、溶接部３の手首部２６に対する取り付け位置が第１の実施形態とは異なる。

具体的には、シーム溶接ロボット１ａが備える手首部２６の先端面には、軸Ｔと直交し、且つ、溶接進行方向と直交する方向へ延伸するプレート２６ａが手首部２６に対して固定状態で設けられる。そして、かかるプレート２６ａの下面で手首部２６から遠い位置に、溶接部３における回転機構３７の上面が回転自在に取り付けられる。

これにより、シーム溶接ロボット１ａでは、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の各回転中心を結ぶ直線であり回転機構３７の回転軸となる軸Ｔ２が、軸Ｔから離れた位置で軸Ｔと平行に位置している。

かかるシーム溶接ロボット１ａによっても、ロボットアーム２の動作に追従させて溶接部３を回転させることにより、溶接進行方向を変更することができる。例えば、図７に示すように、溶接進行方向を左前方へ変更する場合、ロボットコントローラ４は、ロボットアーム２を駆動して、図７に一点鎖線で示すように、手首部２６の移動方向をそれまでの移動方向に対して左前方へ変更させる。

かかるシーム溶接ロボット１ａでは、ロボットアーム２の動作に追従して回転機構３７が軸Ｔ２を回転軸として回転する。このとき、図７に示すように、フレーム３０がプレート２６ａに対して軸Ｔ２を回転軸として左回り（上面視反時計回り）に回転し、図７に二点鎖線で示すように、溶接進行方向が左前方へ変更される。

このように、シーム溶接ロボット１ａによれば、手首部２６を所望の溶接進行方向と平行に移動させるという簡易な動作制御によって、溶接進行方向を所望する任意の方向へ容易に変更することができる。

しかも、シーム溶接ロボット１ａでは、溶接部３による溶接位置を手首部２６から遠ざけることができるので、溶接部３によるシーム溶接時に発生する熱によるロボットアーム２への悪影響を低減することができる。

上述したように、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ａでは、ロボットアーム２に対して簡易な動作制御を行うだけで、溶接進行方向を所望する方向へ変更でき、さらに、シーム溶接時に発生する熱によるロボットアーム２への悪影響を低減することができる。

（第３の実施形態）
次に、図８および図９を参照し、第３の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｂについて説明する。ここでは、図８および図９に示す構成要素のうち、図２または図５に示す構成要素と同一の構成要素について、図２または図５に示す符号と同一の符号を付することにより、その説明を省略する。

図８は、第３の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｂにおけるロボットアーム２の先端部分を示す模式説明図である。なお、図８には、溶接進行方向の左側方からみた溶接部３の正面を模式的に示している。また、図９は、第３の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｂの動作を示す上面視による模式説明図である。

図８に示すように、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｂは、第１の実施形態に記載したものと同じ溶接部３を備えるが、溶接部３の手首部２６に対する取り付け位置が第１の実施形態とは異なる。

具体的には、シーム溶接ロボット１ｂが備える手首部２６の先端面には、軸Ｔと直交し、且つ、溶接進行方向と平行する方向へ延伸するプレート２６ｂが手首部２６に対して固定状態で設けられる。そして、かかるプレート２６ａの下面で手首部２６から遠い位置に、溶接部３における回転機構３７の上面が回転自在に取り付けられる。

これにより、シーム溶接ロボット１ｂでは、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の回転中心を結ぶ直線であり回転機構３７の回転軸となる軸Ｔ３が、軸Ｔよりも溶接進行方向の後方に位置している。

かかるシーム溶接ロボット１ｂによっても、ロボットアーム２の動作に追従させて溶接部３を回転させることにより、溶接進行方向を変更することができる。例えば、図９に示すように、溶接進行方向を左前方へ変更する場合、ロボットコントローラ４は、ロボットアーム２を駆動して、図９に一点鎖線で示すように、手首部２６の移動方向をそれまでの移動方向に対して左前方へ変更させる。

かかるシーム溶接ロボット１ｂでは、ロボットアーム２の動作に追従して回転機構３７が軸Ｔ３を回転軸として回転する。このとき、図９に示すように、フレーム３０がプレート２６ｂに対して軸Ｔ３、直線Ｔ４を回転軸として左回り（上面視反時計回り）に回転し、図９に二点鎖線で示すように、溶接進行方向が左前方へ変更される。

このように、シーム溶接ロボット１ｂによっても、手首部２６を所望の溶接進行方向と平行に移動させるという簡易な動作制御によって、溶接進行方向を所望する任意の方向へ容易に変更することができる。

また、シーム溶接ロボット１ｂでは、第２の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ａと同様に、溶接部３による溶接位置を手首部２６から遠ざけることができる。したがって溶接部３によるシーム溶接時に発生する熱によるロボットアーム２への悪影響を低減することができる。

しかも、シーム溶接ロボット１ｂでは、溶接部３が手首部２６よりも溶接進行方向における後方でロボットアーム２の動作に追従して向きを変えるように構成されるので、ロボットアーム２に対する溶接部３の追従性をさらに向上させることができる。

上述したように、第３の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｂでは、ロボットアーム２に対する動作制御の簡易化、シーム溶接時に発生する熱によるロボットアーム２への悪影響の低減に加え、ロボットアーム２に対する溶接部３の追従性のさらなる向上を図ることができる。

（第４の実施形態）
次に、図１０を参照し、第４の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｃについて説明する。ここでは、図１０に示す構成要素のうち、図２に示す構成要素と同一の構成要素について、図２に示す符号と同一の符号を付することにより、その説明を省略する。

図１０は、第４の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｃにおけるロボットアーム２の先端部分を示す模式説明図である。なお、図１０には、溶接進行方向の左側方からみた溶接部３ａの正面を模式的に示している。

図１０に示すように、第４の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｃは、溶接部３ａが回転機構３７を備えておらず、ロボットアーム２が手首部２６の内部で溶接部３ａとの連結部となる位置に回転機構２７を備える点が第１の実施形態に係るシーム溶接ロボット１とは異なる。

かかる回転機構２７は、ロボットアーム２の動作に従動し、第１ローラ電極３１および第２ローラ電極３２の各回転中心を結ぶ直線Ｔ１と一致する軸Ｔを回転軸として回転自在に下面が溶接部３におけるフレーム３０の上面に連結される。

このように、ロボットアーム２側に回転機構２７を設けることによっても、ロボットアーム２の動作に従動して回転機構２７が回転して溶接部３ａが向きを変えるので、手首部２６の移動方向を変えるだけで溶接進行方向を変更することができる。したがって、第４の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｃによれば、ロボットアーム２の動作制御を簡略化することができる。

（第５の実施形態）
次に、図１１を参照し、第５の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｄについて説明する。ここでは、図１１に示す構成要素のうち、図８または図１０に示す構成要素と同一の構成要素について、図８または図１０に示す符号と同一の符号を付することにより、その説明を省略する。

図１１は、第５の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｄにおけるロボットアーム２の先端部分を示す模式説明図である。なお、図１１には、溶接進行方向の左側方からみた溶接部３ａの正面を模式的に示している。

図１１に示すように、第５の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｄは、図１０に示すものと同じ溶接部３ａを備え、図８に示すプレート２６ｂと同一形状のプレート２６ｃが手首部２６の先端に固定状態で設けられる。さらに、かかるプレート２６ｃの内部で手首部２６から遠い位置に回転機構２７が設けられる。そして、回転機構２７の下面には、溶接部３ａにおけるフレーム３０の上面が回転自在に連結される。

これにより、第５の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｄにおける軸Ｔ３および直線Ｔ４と、軸Ｔとの相対的な位置関係は、図８に示す係るシーム溶接ロボット１ｂにおける軸Ｔ３および直線Ｔ４と、軸Ｔとの相対的な位置関係と等しくなる。

したがって、第５の実施形態に係るシーム溶接ロボット１ｄによっても、ロボットアーム２に対する動作制御の簡易化、シーム溶接時に発生する熱によるロボットアーム２への悪影響の低減、ロボットアーム２に対する溶接部３ａの追従性のさらなる向上を図ることができる。

なお、上述した第１〜第５の実施形態における各回転機構は、省略することができる。かかる場合、各回転機構に代わり、ロボットアームの手首部内に設けられるサーボモータによって溶接部を回転させる。

このとき、ロボットコントローラは、手首部内に設けられるサーボモータに対してサーボフロート制御を行う。つまり、ロボットコントローラは、溶接部を回転させる場合、溶接部から手首部内のサーボモータへ加えられる負荷トルクが所定の閾値を超えるまでは、手首部内のサーボモータによって溶接部を回転させる制御を行う。

そして、ロボットコントローラは、溶接部から手首部内のサーボモータへ加えられる負荷トルクが閾値を超えた場合、ロボットアームの動作に従動して溶接部が手首部に対して回転するように手首部内のサーボモータの動作を制御する。かかる構成により、回転機構を省略しても、第１〜第５の実施形態と同様に、ロボットアームの動作制御を簡略化してシーム溶接を行うことができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄシーム溶接ロボット
２ロボットアーム
２１基部
２２第１関節部
２３第１アーム部
２４第２関節部
２５第２アーム部
２６手首部
２６ａ、２６ｂ、２６ｃプレート
２７、３７回転機構
３、３ａ溶接部
３０フレーム
３１第１ローラ電極
３２第２ローラ電極
３３昇降機構
３４、３５回転シャフト
３６サーボモータ
４ロボットコントローラ
４１入力部
４２記憶部
４３制御部
４４教示情報
Ｓ、Ｌ、Ｕ、Ｒ、Ｂ、Ｔ、ｒ１、ｒ２軸
Ｗ１第１ワーク
Ｗ２第２ワーク

Claims

ロボットアームと、
前記ロボットアームの先端側に連結され、円盤状をした二つのローラ電極の周縁部によって被溶接物を挟持して加圧しながら前記二つのローラ電極が前記ロボットアームの動作に従動して回転し、前記二つのローラ電極間に通電される溶接電流によって前記被溶接物をシーム溶接する溶接部と
を備えることを特徴とするシーム溶接ロボット。
前記溶接部は、
前記ロボットアームとの連結部に、前記ロボットアームの動作に従動して回転する回転機構
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシーム溶接ロボット。
前記ロボットアームは、
前記溶接部との連結部に、該ロボットアームの動作に従動して回転する回転機構
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシーム溶接ロボット。
前記回転機構は、
前記ロボットアームの先端よりも溶接進行方向における後方位置に設けられる
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のシーム溶接ロボット。
前記回転機構は、
回転軸が前記二つのローラ電極の回転中心を結んだ直線と一致する軸周りに回転する
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のシーム溶接ロボット。
一方の前記ローラ電極の周縁部を他方の前記ローラ電極の周縁部へ向けて加圧するサーボモータ
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のシーム溶接ロボット。