JP2024046116A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接作業を効率的に行うことができる溶接装置を提供する。【解決手段】溶接対象に取り付けられるベース部１１と、ベース部に連結されたブラケット１２と、ブラケットに取り付けられた多関節ロボット１３と、多関節ロボットに取り付けられた溶接トーチ１４と、を備え、ベース部における溶接対象を向く面２２ｃに磁石２４が設けられ、磁石により溶接対象に取り付けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、溶接装置に関する。

従来、建設現場の柱溶接作業は、熟練した溶接工による手作業で行われていたが、建設業全体の入職者が減少し、特に溶接作業においては技能の習得に困難さが伴うこともあり、人手不足が顕著になってきている。その対策として、溶接技能工でなくても現場溶接を行える溶接装置の開発を進めてきた。一方、建設現場で柱溶接を行う環境は決してロボット作業向きとは言えない。溶接の対象となる鉄骨柱は同じフロア内であったとしても複数のサイズが存在し、施工階が変わる事でもサイズが変わってくる。その対応として、ガイドレールを用いた溶接ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－５８０７８号公報

特許文献１のような溶接ロボットは、ガイドレールを多数準備し柱サイズ毎に合わせたレール構成に毎回組み替える必要がある。また、従来の溶接ロボットは、小型軽量といったメリットがある一方、ロボット自体の可動範囲が非常に狭いため、ガイドレールを取り付けてロボットが柱の周囲を回るように動作するしか方法がなく、溶接作業の施工効率が悪かった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、溶接作業を効率的に行うことができる溶接装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る溶接装置は、溶接対象に取り付けられるベース部と、前記ベース部に連結されたブラケットと、前記ブラケットに取り付けられた多関節ロボットと、前記多関節ロボットに取り付けられた溶接トーチと、を備え、前記ベース部における前記溶接対象を向く面に磁石が設けられ、前記磁石により前記溶接対象に取り付けられることを特徴とする。

この発明によれば、溶接対象に対して磁石で溶接装置を取り付けることができるため、溶接装置の取り付けに手間をかけることなく、容易に所定の位置に取り付けることができる。その結果、溶接作業を効率的に行うことができる。

本発明に係る溶接装置は、前記溶接対象に対して前記磁石のみで支持固定されてもよい。

この発明によれば、溶接対象に対して容易に着脱することができる。

本発明に係る溶接装置は、前記ベース部と前記ブラケットとは位置決め治具を介して連結されていてもよい。

この発明によれば、溶接対象に対してベース部およびブラケットを容易に所望の位置に取り付けることができる。

本発明に係る溶接装置は、前記ブラケットと前記多関節ロボットとは位置決め治具を介して連結されていてもよい。

この発明によれば、溶接対象に対して多関節ロボットを容易に所望の位置に取り付けることができる。

本発明に係る溶接装置は、前記ブラケットが、前記ベース部に連結される鉛直板部と、前記多関節ロボットが取り付けられる水平板部と、を備えていてもよい。

この発明によれば、多関節ロボットが水平板部上に取り付けられるため、溶接装置の水平の調整作業を省略することができ、溶接対象に対して溶接装置を所定の位置に取り付ける時間を短縮することができる。

本発明によれば、溶接作業を効率的に行うことができる溶接装置を提供することができる。

本実施形態に係る溶接装置の多関節ロボット側から見た斜視図である。 本実施形態に係る溶接装置の側面図である。 本実施形態に係る溶接装置の平面図である。 本実施形態に係る溶接装置のベース部側から見た斜視図である。 本実施形態に係る溶接装置を溶接対象に取り付けた状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態による溶接装置について、図１乃至図５に基づいて説明する。

図１～図４に示すように、溶接装置１０は、溶接対象（本実施形態では鉄骨柱）Ａ（図５参照）に取り付けられるベース部１１と、ベース部１１に連結されたブラケット１２と、ブラケット１２に取り付けられた多関節ロボット１３と、多関節ロボット１３に取り付けられた溶接トーチ１４と、を備えている。

ベース部１１は、ブラケット１２と連結される略板状の連結部２１と、連結部２１の一方の面２１ａに配されたベース本体部２２と、を備えている。ベース本体部２２は略直方体形状に形成されている。連結部２１の他方の面である連結面２１ｂは外形略矩形状に形成されている。連結面２１ｂの反対側の面２１ａにベース本体部２２が配されている。ベース本体部２２における連結面２１ａと平行な面２２ａは連結面よりも小さい。ベース本体部２２の両側面２２ｂにはそれぞれ取っ手２３が取り付けられている。ベース本体部２２の外側を向く溶接対象Ａに対向する対向面２２ｃは外形略矩形状に形成されている。対向面２２ｃには磁石２４が取り付けられている。本実施形態では、磁石２４は対向面２２ｃに６個配されている。磁石２４は、対向面２２ｃに左右二列に３個ずつ縦方向に並べるようにして配設されている。また、磁石２４は、正面視中央が略円形にくり抜かれた形状を有している。磁石２４は、対向面２２ｃに着脱自在に取り付けられている。ベース部１１は、例えばアルミニウム製である。

ブラケット１２は、ベース部１１と連結される鉛直板部３１と、鉛直板部３１に連結されたブラケット本体部３２と、を備えている。ブラケット本体部３２は鉛直板部３１と連結する連結部３３と、連結部３３に対して直交し水平方向に延びる水平部３４と、を備えている。水平部３４は、底板部３５と、上板部３６と、多関節ロボット１３が載置される水平板部３７と、を備えている。水平板部３７は平面視矩形状に形成されている。つまり、鉛直板部３１と水平板部３７とは直交している。水平板部３７の両側には把持部３８が取り付けられている。なお、ベース部１１とブラケット１２とは、位置決め治具３９を用いて連結している。位置決め治具３９は、着脱可能な嵌合部品（例えば、フレックスロケーター）が用いられている。ブラケット１２は、例えばアルミニウム製である。

多関節ロボット１３は、水平板部３７に載置される制御部や駆動部が内蔵された本体部４１と、本体部４１の上方に連結されたアーム部４２と、を備えている。本体部４１の両側に把持部３８が配置されている。本体部４１から電源コード４３が延設されている。アーム部４２は、本体部４１に連結され、鉛直方向にのびる第１軸線Ｏ１（図２参照）を中心に回転する水平回転部４４と、水平回転部４４に対して上下方向に回動する第１アーム部４５と、第１アーム部４５に対して上下方向に回動する第２アーム部４６と、第２アーム部４６に対して該第２アーム部４６から延びる第２軸線Ｏ２（図２参照）を中心に回動する第３アーム部４７と、を備えている。なお、ブラケット１２と多関節ロボット１３とは、位置決め治具４８を用いて連結している。位置決め治具４８は、着脱可能な嵌合部品（例えば、フレックスロケーター）が用いられている。

溶接トーチ１４は、多関節ロボット１３の第３アーム部４７に連結されている連結部材５１と、連結部材５１に取り付けられたトーチ本体５２と、を備えている。連結部材５１は、第３アーム部４７に着脱可能に取り付けられている。トーチ本体５２は、連結部材５１に着脱可能に取り付けられている。本実施形態では、溶接トーチ１４によりアーク溶接が行える装置構成になっている。

本実施形態の溶接装置１０の使用方法について説明する。
図５に示すように、溶接対象の鉄骨柱Ａに溶接装置１０を取り付ける。その際、鉄骨柱Ａの表面に、溶接装置１０の磁石２４が配された対向面２２ｃを対向させ、所定位置において磁石２４を介して溶接装置１０を鉄骨柱Ａに取り付ける。溶接装置１０は磁石２４のみで鉄骨柱Ａに取り付けられているため、位置の微調整を行う。

溶接装置１０の設置位置の微調整は、作業者が取っ手２３や把持部３８を持って溶接装置１０を少しずつ動かしながら行う。

溶接装置１０が所定位置に位置決めされたら溶接作業を開始する。溶接は、多関節ロボット１３の先に取り付けられた溶接トーチ１４で行う。例えば、鉄骨柱Ａの継目Ｂを溶接することで柱同士を接合する。このとき、例えば、図５に示すように鉄骨柱Ａに２台の溶接装置１０を取り付けた場合、１台の溶接装置１０が柱半周分の溶接を行うようにする。溶接トーチ１４は、多関節ロボット１３に取り付けられているため、多関節ロボット１３を制御することにより容易に所定位置の溶接を行うことができる。図５のように、複数台の溶接装置１０を取り付けることにより、同時に複数台で溶接作業を行うことができ、作業時間の更なる短縮を図ることができる。

所定範囲の溶接作業が完了したら、溶接装置１０を次の溶接作業箇所に移動する。溶接装置１０を移動する際、溶接装置１０は磁石２４のみで鉄骨柱Ａに取り付けられているため簡単に取外しできる。また、溶接装置１０は軽量コンパクトに造られているため、新たな位置への移動・取り付けも容易に行うことができる。なお、溶接作業のフロアを跨ぐ際も、溶接装置１０がコンパクトのため、工事用エレベータなどにも積載でき、容易に運搬することができる。この作業を繰り返すことで、溶接作業をスムーズに行うことができる。

本実施形態の溶接装置１０は、溶接対象Ａに取り付けられるベース部１１と、ベース部１１に連結されたブラケット１２と、ブラケット１２に取り付けられた多関節ロボット１３と、多関節ロボット１３に取り付けられた溶接トーチ１４と、を備え、ベース部１１における溶接対象Ａを向く対向面２２ｃに磁石２４が設けられ、磁石２４により溶接対象Ａに取り付けられるように構成した。その結果、溶接対象Ａに対して磁石２４で溶接装置１０を取り付けることができるため、溶接装置１０の取り付けに手間をかけることなく、容易に所定の位置に取り付けることができる。その結果、溶接作業を効率的に行うことができる。

また、溶接装置１０は、溶接対象Ａに対して磁石２４のみで支持固定するように構成したため、溶接対象Ａにレールを取り付けたり、溶接対象Ａにボルトなどを用いて固定したりする必要がない。結果として、溶接装置１０を容易に着脱することができる。

また、溶接装置１０は、ベース部１１とブラケット１２とは位置決め治具３９を介して連結されているため、溶接対象Ａに対してベース部１１およびブラケット１２を容易に所望の位置に取り付けることができる。

また、溶接装置１０は、ブラケット１２と多関節ロボット１３とは位置決め治具４８を介して連結されているため、溶接対象Ａに対して多関節ロボット１３を容易に所望の位置に取り付けることができる。

さらに、溶接装置１０は、ブラケット１２が、ベース部１１に連結される鉛直板部３１と、多関節ロボット１３が取り付けられる水平板部３７と、を備えているため、多関節ロボット１３が水平板部３７上に取り付けられ、溶接装置１０の水平の調整作業を省略することができる。結果として、溶接対象Ａに対して溶接装置１０を所定の位置に取り付ける時間を短縮することができる。

以上、本発明に係る溶接装置１０の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、溶接対象Ａが水平断面略円形の鋼管の場合、対向面を鋼管の外形に合わせて湾曲させて、その湾曲面に磁石を取り付けて溶接装置を鋼管に対して着脱可能に構成してもよい。

また、本実施形態の溶接装置１０ではアーク溶接を行える溶接装置の場合で説明をしたが、ガス溶接やレーザー溶接を行える溶接装置であってもよい。

また、本実施形態の溶接装置１０は、磁石が６個配置された場合の説明をしたが、磁石の個数や設置位置については任意であり、溶接装置１０の重量などに合わせて適宜設定すればよい。

また、本実施形態の溶接装置１０は、磁石のみで鉄骨柱に取り付ける構成であったが、磁石に加えて補助的に他の支持固定方法にて取り付けるようにしてもよい。

また、本実施形態の溶接装置１０は、鉄骨柱に取り付けて溶接を行う場合の説明をしたが、取り付ける対象は溶接作業を行う部位で鉄骨柱以外の部位であってもよい。

なお、２０１５年９月の国連サミットにおいて採択された１７の国際目標として「持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals：ＳＤＧｓ）」がある。本実施形態に係る溶接装置は、このＳＤＧｓの１７の目標のうち、例えば「９．産業と技術革新の基盤をつくろう」の目標などの達成に貢献し得る。

１０…溶接装置
１１…ベース部
１２…ブラケット
１３…多関節ロボット
１４…溶接トーチ
２２ｃ…対向面
２４…磁石
３１…鉛直板部
３７…水平板部
３９…位置決め治具
４８…位置決め治具
Ａ…溶接対象

Claims (5)

1. 溶接対象に取り付けられるベース部と、
   前記ベース部に連結されたブラケットと、
   前記ブラケットに取り付けられた多関節ロボットと、
   前記多関節ロボットに取り付けられた溶接トーチと、を備え、
   前記ベース部における前記溶接対象を向く面に磁石が設けられ、
   前記磁石により前記溶接対象に取り付けられる溶接装置。
2. 前記溶接対象に対して前記磁石のみで支持固定される請求項１に記載の溶接装置。
3. 前記ベース部と前記ブラケットとは位置決め治具を介して連結されている請求項１または請求項２に記載の溶接装置。
4. 前記ブラケットと前記多関節ロボットとは位置決め治具を介して連結されている請求項１または請求項２に記載の溶接装置。
5. 前記ブラケットは、
   前記ベース部に連結される鉛直板部と、
   前記多関節ロボットが取り付けられる水平板部と、を備えている請求項１または請求項２に記載の溶接装置。
   
   

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