JP2019181510A - 溶接システム - Google Patents

Abstract

【課題】溶接電源の数の削減を図りながら、溶接を適切に行うことが可能な溶接システムを提供する。【解決手段】溶接システム１００は、ワーク１５０をスポット溶接する溶接ガン１３を有する溶接ロボット１ａおよび１ｂと、溶接ロボット１ａおよび１ｂに電力を供給する溶接電源３とを備える。溶接ロボット１ａは、溶接ロボット１ｂが溶接を実行している場合に、溶接の実行が禁止されるように構成されている。溶接ロボット１ｂは、溶接ロボット１ａが溶接を実行している場合に、溶接の実行が禁止されるように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、溶接システムに関する。

従来、被溶接部材をスポット溶接する溶接ヘッドを有する溶接装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１の溶接装置では、溶接ヘッドに複数の溶接電極対が設けられ、各溶接電極対にそれぞれ溶接電源が接続されている。

また、溶接ヘッドに１つの溶接電極対が設けられる溶接装置の場合には、その溶接装置に１つの溶接電源が接続されている。すなわち、一般的に、１つの溶接装置に対して１つの溶接電源が設けられている。なお、溶接電源の最大電流（許容電流）は、溶接装置での消費電流よりも高く設定されている。

特開２０１７−３００４２号公報

ここで、溶接電源の数の削減を図るために、１つの溶接電源によって複数の溶接装置に電力を供給することが考えられるが、複数の溶接装置の作動状況によっては、溶接電源の最大電流を複数の溶接装置での消費電流が上回り、溶接を適切に行えなくなるおそれがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、溶接電源の数の削減を図りながら、溶接を適切に行うことが可能な溶接システムを提供することである。

本発明による溶接システムは、被溶接部材をスポット溶接する溶接部を有する複数の溶接装置と、複数の溶接装置に電力を供給する溶接電源とを備える。複数の溶接装置のうちの所定の溶接装置は、所定条件が成立する場合に溶接の実行が禁止されるように構成されている。なお、所定条件が成立する場合とは、たとえば、所定の溶接装置以外の溶接装置が溶接を実行している場合、または、所定の溶接装置以外の溶接装置が溶接を実行しているときにおいて所定の溶接装置が溶接を実行すると複数の溶接装置での消費電流が溶接電源の最大電流を上回る場合である。

このように構成することによって、所定の溶接装置では所定条件が成立する場合に溶接の実行が禁止されるので、複数の溶接装置での消費電流が溶接電源の最大電流を上回ることを抑制することができる。

本発明の溶接システムによれば、溶接電源の数の削減を図りながら、溶接を適切に行うことができる。

第１実施形態による溶接システムを説明するための概略図である。 第２実施形態による溶接システムを説明するための概略図である。 第３実施形態による溶接システムを説明するための概略図である。 第１実施形態の変形例による溶接システムを説明するための概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による溶接システム１００について説明する。

溶接システム１００は、たとえば車両の生産ラインに設置され、ワーク１５０をスポット溶接するように構成されている。ワーク１５０は、たとえば車両を構成する金属製の板材１５１および１５２であり、その板材１５１および１５２が積層されている。なお、ワーク１５０は、本発明の「被溶接部材」の一例である。溶接システム１００は、図１に示すように、溶接ロボット１と、ロボット制御部２と、溶接電源３と、工程制御部４とを備えている。

溶接ロボット１は、ワーク１５０をスポット溶接する機能を有する。この溶接ロボット１は、ベース１１と、多関節アーム１２と、溶接ガン１３と、溶接電極１４と、モータ１５とを含んでいる。なお、溶接ロボット１は、本発明の「溶接装置」の一例であり、溶接ガン１３は、本発明の「溶接部」の一例である。

ベース１１は、床などに固定され、多関節アーム１２が設けられている。多関節アーム１２は、先端に溶接ガン１３が設けられ、その溶接ガン１３を移動させるように構成されている。溶接ガン１３には、溶接電極１４が設けられ、溶接電極１４は、対向電極１４１と可動電極１４２とを有する。モータ１５は可動電極１４２を昇降させるために設けられており、可動電極１４２が対向電極１４１に対して進退可能に構成されている。そして、溶接ロボット１は、溶接電極１４によってワーク１５０を挟み込んで加圧した状態で、溶接電極１４間に電流を流すことにより、ワーク１５０にナゲット（溶融凝固部）を形成するように構成されている。

また、溶接ロボット１は、溶接システム１００において複数設けられている。第１実施形態では、２つの溶接ロボット１ａおよび１ｂが設けられ、各溶接ロボット１ａおよび１ｂは同様に構成されている。

ロボット制御部２は、溶接ロボット１を制御するために設けられている。たとえば、ロボット制御部２は、多関節アーム１２の駆動や溶接ガン１３での溶接などを制御するように構成されている。ロボット制御部２は、溶接ロボット１毎に設けられている。このため、第１実施形態では、溶接ロボット１ａに対応するロボット制御部２ａと、溶接ロボット１ｂに対応するロボット制御部２ｂとが設けられている。ロボット制御部２ａは、信号線２１ａを介して溶接ロボット１ａに接続され、ロボット制御部２ｂは、信号線２１ｂを介して溶接ロボット１ｂに接続されている。

溶接電源３は、複数の溶接ロボット１に電力を供給するように構成されている。すなわち、溶接電源３は、溶接ロボット１ａおよび１ｂの両方に電力を供給するように構成されている。具体的には、溶接電源３は、電力線３１ａおよび３２ａを介して溶接ロボット１ａの溶接電極１４に接続されるとともに、電力線３１ｂおよび３２ｂを介して溶接ロボット１ｂの溶接電極１４に接続されている。つまり、溶接ロボット１ａでのスポット溶接時には、溶接電源３によって溶接ロボット１ａの溶接電極１４間に通電され、溶接ロボット１ｂでのスポット溶接時には、溶接電源３によって溶接ロボット１ｂの溶接電極１４間に通電されるようになっている。なお、溶接電源３の最大電流（許容電流）は、１つの溶接ロボット１でのスポット溶接時の消費電流よりも高く設定されている。

工程制御部４は、複数の溶接ロボット１を制御するために設けられている。この工程制御部４は、信号線４１ａを介してロボット制御部２ａに接続されるとともに、信号線４１ｂを介してロボット制御部２ｂに接続されている。すなわち、工程制御部４は、ロボット制御部２ａを用いて溶接ロボット１ａを制御するとともに、ロボット制御部２ｂを用いて溶接ロボット１ｂを制御するように構成されている。

また、工程制御部４は、溶接ロボット１ａに溶接を実行させている場合に、溶接ロボット１ｂに対して溶接の実行を指示しないように構成され、溶接ロボット１ｂに溶接を実行させている場合に、溶接ロボット１ａに対して溶接の実行を指示しないように構成されている。すなわち、工程制御部４は、溶接ロボット１ａおよび１ｂの両方が同時に溶接を実行しないように、溶接ロボット１ａおよび１ｂの溶接タイミングを制御するように構成されている。

したがって、溶接ロボット１ａは、溶接ロボット１ｂが溶接を実行している場合に溶接の実行が禁止されている。溶接ロボット１ａは、本発明の「所定の溶接装置」の一例であり、溶接ロボット１ｂが溶接を実行している場合は、本発明の「所定条件が成立する場合」の一例である。同様に、溶接ロボット１ｂは、溶接ロボット１ａが溶接を実行している場合に溶接の実行が禁止されている。溶接ロボット１ｂは、本発明の「所定の溶接装置」の一例であり、溶接ロボット１ａが溶接を実行している場合は、本発明の「所定条件が成立する場合」の一例である。

−効果−
第１実施形態では、上記のように、溶接ロボット１ｂが溶接を実行している場合に、溶接ロボット１ａの溶接の実行を禁止することによって、溶接ロボット１ａおよび１ｂの両方で同時に溶接が実行されないので、溶接ロボット１ａおよび１ｂでの消費電流（溶接ロボット１ａの消費電流と溶接ロボット１ｂの消費電流との合計値）が溶接電源３の最大電流を上回ることを抑制することができる。同様に、溶接ロボット１ａが溶接を実行している場合に、溶接ロボット１ｂの溶接の実行を禁止することによって、溶接ロボット１ａおよび１ｂの両方で同時に溶接が実行されないので、溶接ロボット１ａおよび１ｂでの消費電流が溶接電源３の最大電流を上回ることを抑制することができる。したがって、溶接電源３の数の削減を図りながら、溶接を適切に行うことができる。

また、第１実施形態では、工程制御部４により溶接ロボット１ａおよび１ｂを制御することによって、容易に、溶接ロボット１ａおよび１ｂの両方が同時に溶接を実行しないようにすることができる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態による溶接システム１００ａについて説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、工程制御部４（図１参照）が設けられていない。

溶接システム１００ａでは、図２に示すように、ロボット制御部２ａおよび２ｂが信号線２２によって接続されており、ロボット制御部２ａおよび２ｂが通信可能である。このため、ロボット制御部２ａは、溶接ロボット１ｂの作動状況を取得可能であり、ロボット制御部２ｂは、溶接ロボット１ａの作動状況を取得可能である。

そして、ロボット制御部２ａは、溶接ロボット１ｂが溶接を実行している場合に、溶接ロボット１ａに溶接を実行させずに待機させるように構成されている。また、ロボット制御部２ａは、溶接ロボット１ｂの溶接が完了した後に、溶接ロボット１ａに溶接を実行させるように構成されている。同様に、ロボット制御部２ｂは、溶接ロボット１ａが溶接を実行している場合に、溶接ロボット１ｂに溶接を実行させずに待機させるように構成されている。また、ロボット制御部２ｂは、溶接ロボット１ａの溶接が完了した後に、溶接ロボット１ｂに溶接を実行させるように構成されている。

なお、溶接システム１００ａのその他の構成は、上記した溶接システム１００と同様である。

−効果−
第２実施形態では、上記のように、信号線２２によりロボット制御部２ａおよび２ｂを接続することによって、溶接ロボット１ａおよび１ｂの作動状況を互いに取得することができるので、工程制御部４が設けられていない場合であっても、溶接ロボット１ａおよび１ｂの両方が同時に溶接を実行しないようにすることができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態による溶接システム１００ｂについて説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、工程制御部４（図１参照）が設けられていない。

溶接システム１００ｂでは、図３に示すように、溶接電源３が信号線２３ａを介してロボット制御部２ａに接続され、溶接電源３が信号線２３ｂを介してロボット制御部２ｂに接続されている。この溶接電源３は、ロボット制御部２ａおよび２ｂから溶接ロボット１ａおよび１ｂの作動状況を取得するように構成されている。

そして、溶接電源３は、溶接ロボット１ｂが溶接を実行している場合に、溶接ロボット１ａでの溶接を禁止させるように構成されている。また、溶接電源３は、溶接ロボット１ｂの溶接が完了した後に、ロボット制御部２ａに対して溶接ロボット１ａでの溶接を許可するように構成されている。同様に、溶接電源３は、溶接ロボット１ａが溶接を実行している場合に、溶接ロボット１ｂでの溶接を禁止させるように構成されている。また、溶接電源３は、溶接ロボット１ａの溶接が完了した後に、ロボット制御部２ｂに対して溶接ロボット１ｂでの溶接を許可するように構成されている。

なお、溶接システム１００ｂのその他の構成は、上記した溶接システム１００と同様である。

−効果−
第３実施形態では、上記のように、ロボット制御部２ａおよび２ｂに溶接電源３を接続することによって、溶接電源３が溶接ロボット１ａおよび１ｂの作動状況を取得することができるので、工程制御部４が設けられていない場合であっても、溶接ロボット１ａおよび１ｂの両方が同時に溶接を実行しないようにすることができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。

（他の実施形態）
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、１つの溶接電源３に対して２つの溶接ロボット１ａおよび１ｂが設けられる例を示したが、これに限らず、１つの溶接電源３に対して３つ以上の溶接ロボット１が設けられていてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、溶接ロボット１ａおよび１ｂが同様に構成される例を示したが、これに限らず、溶接ロボット１ａおよび１ｂが異なるように構成されていてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、溶接ロボット１ｂが溶接を実行している場合に、溶接ロボット１ａの溶接の実行が禁止される例を示したが、これに限らず、溶接ロボット１ｂが溶接を実行しているときにおいて溶接ロボット１ａが溶接を実行すると溶接ロボット１ａおよび１ｂでの消費電流が溶接電源３の最大電流を上回る場合（本発明の「所定条件が成立する場合」の一例）に、溶接ロボット１ａの溶接の実行が禁止されるようにしてもよい。同様に、溶接ロボット１ａが溶接を実行している場合に、溶接ロボット１ｂの溶接の実行が禁止される例を示したが、これに限らず、溶接ロボット１ａが溶接を実行しているときにおいて溶接ロボット１ｂが溶接を実行すると溶接ロボット１ａおよび１ｂでの消費電流が溶接電源３の最大電流を上回る場合（本発明の「所定条件が成立する場合」の一例）に、溶接ロボット１ｂの溶接の実行が禁止されるようにしてもよい。このように構成しても、溶接ロボット１ａおよび１ｂでの消費電流が溶接電源３の最大電流を上回ることを抑制することができる。

また、上記第１実施形態では、電力線３１ｂおよび３２ｂにより溶接電源３と溶接ロボット１ｂの溶接電極１４とが接続される例を示したが、これに限らず、図４に示した変形例による溶接システム１００ｃのように、電力線３１ａ、３３および３２ｂにより溶接電源３と溶接ロボット１ｂの溶接電極１４とが接続されていてもよい。すなわち、溶接ロボット１ｂと溶接電源３とが溶接ロボット１ａを介して接続されていてもよい。つまり、溶接電源３に対して溶接ロボット１ａおよび１ｂが並列的に接続されていてもよいし、溶接電源３に対して溶接ロボット１ａおよび１ｂが直列的に接続されていてもよい。なお、第２および第３実施形態についても同様である。

本発明は、複数の溶接装置と溶接電源とを備える溶接システムに利用可能である。

１、１ａ、１ｂ 溶接ロボット（溶接装置）
３ 溶接電源
１３ 溶接ガン（溶接部）
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 溶接システム
１５０ ワーク（被溶接部材）

Claims (1)

1. 被溶接部材をスポット溶接する溶接部を有する複数の溶接装置と、
   前記複数の溶接装置に電力を供給する溶接電源とを備え、
   前記複数の溶接装置のうちの所定の溶接装置は、所定条件が成立する場合に溶接の実行が禁止されるように構成されていることを特徴とする溶接システム。

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