JP3421961B2 - Automatic seam welding line copying machine - Google Patents

Automatic seam welding line copying machine

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JP3421961B2
JP3421961B2 JP13399496A JP13399496A JP3421961B2 JP 3421961 B2 JP3421961 B2 JP 3421961B2 JP 13399496 A JP13399496 A JP 13399496A JP 13399496 A JP13399496 A JP 13399496A JP 3421961 B2 JP3421961 B2 JP 3421961B2
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fuel tank
seam welding
welding
copying
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厚司 椋本
学 秋吉
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はシーム溶接線自動倣
い装置に係り、特に燃料タンクの周縁部を上下一対の電
極輪で挟んでシーム溶接する際に、燃料タンクを水平方
向の直交2方向で無負荷フローティング状態で支持しつ
つ、燃料タンクの周縁部における電極輪の溶接軌跡の修
正を、燃料タンクを水平旋回調節させて行なうようにし
た自動倣い装置に関する。 【0002】 【従来の技術】図8に示すように、燃料タンク2は板金
プレスにて成形した上ハーフ2aと下ハーフ2bからな
る。燃料タンク2を製作するには、これら上ハーフ2a
と下ハーフ2bを重ね合わせ、相互に重なった周縁フラ
ンジ部4をスポット溶接にて複数箇所仮止めし、こうし
て出来た一体形の燃料タンク2を専用治具6の上にセッ
トし、燃料タンク2の上面をクランプ8にて押圧してC
型アーム10に支持する。C型アーム10は、固定壁1
2から水平方向に延びるアイアンマン14と呼ばれる水
平方向に屈曲自在のアームの先端に支持されている。こ
のアイアンマン14は、少なくとも2つのアーム部材1
4a,14bが垂直軸を有するヒンジ16を介して水平
に延ばされたもので、燃料タンク2を水平任意方向に軽
い力で移動可能に支持する。専用治具6とクランプ8
は、それぞれ自由回転軸18,20にてC型アーム10
に連結され、下部の自由回転軸18には倣い治具22が
取り付けられている。この倣い治具22は、燃料タンク
2の平面形状の縮小相似形に近い小型プレート24の下
面に複数の被ガイドピン26を突設したもので、この被
ガイドピン26の一つが支持アーム28を介して固定壁
30に固定されたレール32によって直線的にガイドさ
れるようになっている。 【0003】各被ガイドピン26は、図9に示すように
燃料タンク2のコーナ部の曲率中心を通る垂直線と整合
して配設されている。図示の燃料タンク2は4つのコー
ナ部R1〜R4を有し、これらコーナ部R1〜R4と対
応する小型プレート24の下面位置に合計4つの被ガイ
ドピン26(26a〜26d)が突設されている。 【0004】レール32は図10(A)のように矩形断
面の溝を有する後端閉塞、前端開放の樋状をなし、レー
ル32の後端部と中間部の一側面には2箇所に入口3
4,36が切り欠かれ、これら2つの入口34,36の
いずれかから被ガイドピン26がレール32内に入るよ
うになっている。入口34,36の下框には図10
(C)のように下部をばね38にて支持され上部が斜面
状に形成された昇降可能なストッパピン40が配設さ
れ、いったんレール32内に入った被ガイドピン26が
外に出ないようになっている。また、レール32の前端
部の片側内側面には図10(B)のようにストッパブロ
ック42が固設され、レール32内を前進してきた被ガ
イドピン26をこのストッパブロック42に当接させて
いったん停止させ、この状態で電極輪46の送り作用で
小型プレート24が矢印方向に90°旋回すると、被ガ
イドピン26の切欠き部27がストッパブロック42に
正対して被ガイドピン26の通過が許容されるようにな
っている。 【0005】従来の燃料タンク2のシーム溶接方法は、
燃料タンク2を以上のように支持した状態で、燃料タン
ク2の周縁フランジ部4をシーム溶接機の上下一対の電
極輪46,46の間に挟み、電極輪46を回転させつつ
両電極輪46間に通電して互いに当接した周縁フランジ
部4を抵抗溶接していた。燃料タンク2は、図9のよう
にその周縁フランジ部4の直線部L1をシーム溶接して
いるときは姿勢を変えずに前進する。このとき、被ガイ
ドピン26aはレール32内を前端部に向かって移動す
る。しかし、電極輪46が周縁フランジ部4のコーナ部
R1に到達すると、被ガイドピン26の移動がストッパ
ブロック42にて阻止され、このため燃料タンク2は被
ガイドピン26を中心として電極輪46の送り作用で生
じる水平回転モーメントにて矢印方向に回転する。電極
輪46がコーナ部R1を回り終わった時、すなわち燃料
タンク2が90°回転し終わった時、別の被ガイドピン
26bが入口36からレール32内に入り、燃料タンク
2の周縁フランジ部4の直線部L2が前記と同様に電極
輪46によってシーム溶接される。この直線部L2が溶
接されると、続いてコーナ部R2が電極輪46によって
シーム溶接され、その後被ガイドピン26cが入口34
からレール32内に入って直線部L3が電極輪46によ
ってシーム溶接される。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】従来のシーム溶接線自
動倣い装置では、燃料タンク2の種類ごとに専用治具6
と倣い治具22が必要なため、燃料タンク2を形状変更
する度に専用治具6と倣い治具22を新規に製作しなけ
ればならず、特に倣い治具22の製作は多額の費用と長
期製作期間とを必要としていた。 【0007】そこで、倣い治具22を使用せずにロボッ
トで燃料タンク2を支持し、電極輪46によるシーム溶
接の進行に合わせて燃料タンク2を送り制御して燃料タ
ンク2の周縁フランジ部4に所期の溶接線を得る研究が
なされている(特開平7−241684号など参照)。 【0008】しかし、電極輪46によるシーム溶接の進
行状況をリアルタイムで正確に把握することはきわめて
困難である。これは、燃料タンク2の周縁フランジ部4
に板厚のバラツキが存在すること、また電極輪46間の
通電による周縁フランジ部4の軟化、さらには電極輪4
6の磨耗等が発生することから、周縁フランジ部4を走
る電極輪46の回転数と、周縁フランジ部4の実際の送
り距離とが一致せず、送り距離は時々刻々微妙に変動す
るためである。ロボットによる燃料タンク2の送り制御
にはティーチングによる方法や、電極輪46による燃料
タンク2の周縁フランジ部の送り速度ないし送り距離を
正確かつリアルタイムで把握してフィードバック制御す
る方法等が考えられるが、前述のように周縁フランジ部
4の送り速度が時々刻々と変動する状況下では、ロボッ
トの制御がとても間に合わない。また溶接線が正規の軌
跡からいったん外れてしまった場合にこれを迅速に元に
戻す制御が容易でなく、制御遅れに起因する誤差が蓄積
される傾向があり、この結果溶接不良を起こしやすいと
いう問題があった。 【0009】本発明の目的は、従来の倣い治具による溶
接線の倣い機構の考え方や、ロボットの数値制御に依存
した燃料タンク2の送り制御の考え方を完全に捨て、ま
ったく新たな発想、すなわち、シーム溶接の作業者が目
視で溶接線を確認しつつ燃料タンク2を送る作業内容を
機械的に置き換え、もって高価な倣い治具やロボット用
の複雑なプログラムの作成、およびロボットの面倒なテ
ィーチング作業等を不要化することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明の倣い装置は、燃
料タンクを水平方向に回転調節することで電極輪による
溶接線を制御可能なことに着目しており、その原理を図
1〜図3により説明する。図1は3枚の水平なプレート
48a〜48cを上下方向に重ねたXYテーブル50で
あって、下から1枚目と2枚目のプレート48a,48
bの間と、下から2枚目と3枚目のプレート48b,4
8cの間に、それぞれ第1および第2直動ガイド52,
54が配設されている。これら第1および第2直動ガイ
ド52,54は、プレート48a〜48c相互を直線方
向にスライド可能とするもので、下段の第1直動ガイド
52と上段の第2直動ガイド54とは互いに直交して配
設されている。すなわち、第1直動ガイド52がX方向
直動ガイドであり、第2直動ガイド54がY方向直動ガ
イドである。 【0011】XYテーブル50の上面又は下面には倣い
制御軸56が配設されている。図2ではXYテーブル5
0の下面に倣い制御軸56が配設されていると考える。
この倣い制御軸56は回転角を精密制御可能なモータの
回転軸であり、例えばステップモータやサーボモータの
回転軸である。そして、この倣い制御軸56の下端に板
金2枚重ねの被溶接ワーク58が支持されていると考え
る。 【0012】このような被溶接ワーク58の支持状態で
ワーク周縁部(燃料タンクの周縁フランジ部4に相当す
る)を電極輪46で挟み、電極輪46を回転させてワー
ク周縁部をシーム溶接する。この際、倣い制御軸56を
正逆方向いずれかに回転させると、電極輪46に対する
被溶接ワーク58の向きが変わる。これを電極輪46側
から見れば、電極輪46の進行方向が変わったことにな
る。図3は倣い制御軸56の回転方向と電極輪46の進
行方向との関係を例示したもので、電極輪46が被溶接
ワーク58の周縁部の直線部を進行している時(図3の
A点)に倣い制御軸を時計方向に回転調節すると、電極
輪46が被溶接ワーク58の内側にずれて進行する。ま
た電極輪46がコーナ部に近付いた時に倣い制御軸56
を時計方向に90°回転調節すると、電極輪46が進行
方向に向かって左側に90°でカーブを切る。これが本
発明の溶接線の制御原理である。 【0013】なお、従来の燃料タンク2はアイアンマン
14で支持されていたが、このアイアンマン14では倣
い制御軸56の回転反力を支持することができないか
ら、図1のようなXYテーブル50か、もしくはこれと
同等の機能を有する支持手段が必要である。プレート4
8a〜48c相互間に公知の各種リンク機構や自在継手
を配設することより、XYテーブル50と同様に回転反
力を支持しつつ水平方向に移動自在にワークを支持する
構成が実現可能である。 【0014】以上の溶接線の制御はミシンによる布地の
送り作業をイメージすると分かりやすい。ミシンの送り
方向は常に真直ぐであるが、布地を水平方向に旋回させ
て針に送られる布地の角度を変えることにより縫目方向
が変わる。この時のミシンのテーブルと布地との間の滑
りを与えるものが本発明のXYテーブルに相当する。ま
た、布地を旋回させる手の働きが本発明の倣い制御軸に
相当する。 【0015】本発明に係る溶接線自動倣い装置は前述の
溶接線の制御原理を応用したものであって、ワークの周
縁部を上下一対の電極輪で挟んでシーム溶接する際のワ
ーク周縁部における電極輪の溶接軌跡の修正をワークの
水平旋回調節で行なう自動倣い装置において、前記ワー
クの水平旋回方向の動きを拘束した状態で任意水平方向
の移動を許容する支持手段と、前記支持手段の移動許容
方向と直交する方向に主軸を有する倣い制御軸とを上下
に重ね合わせ、前記支持手段または倣い制御軸のいずれ
か一方をロボットアームの先端でツールチェンジャーを
介して支持すると共に、他方に、シーム溶接される部分
を有するワークを支持する専用治具を取り付け、前記ワ
ークの溶接予定線と同一または相似の輪郭を有するテン
プレートを前記専用治具に前記ワークと整合させて取り
付けると共に、シーム溶接機の上下一対の電極輪の軸線
を共通に含む垂直面内であってテンプレートの輪郭と対
向する位置に基準部材を固定的に配設し、テンプレート
の輪郭と基準部材との隙間距離を検出する測距センサを
配設し、前記測距センサからの出力に基づき前記隙間距
離が一定となるように前記倣い制御軸を回転制御する
御手段を配設した。 【0016】前記支持手段は、3層プレートの上下2つ
の間隙に第1直動ガイドと第2直動ガイドを互いに交差
して配設したXYテーブルを使用できる。 【0017】 【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図に
基づいて説明する。図4(A)に示すように、基礎70
が床面72に固定された多関節ロボット74のアーム8
2の先端に、倣い制御軸84と支持手段としてのXYテ
ーブル50とを介して、C型フレーム86が取付けられ
ている。倣い制御軸84は、回転角度を精密制御可能な
ステップモータやサーボモータ等の回転軸であって、ロ
ボットの末端回転軸をそのまま利用することもできる。
倣い制御軸84の下端に、XYテーブル50が支持され
ている。このXYテーブル50は前述したものと同様で
あって、上から一枚目のプレート48cが倣い制御軸8
4の下端に固定されている。XYテーブル50の下面に
は専用治具6が固定され、この専用治具6の下に燃料タ
ンク2が位置決め固定されている。C型フレーム80の
下端部にはシリンダ88にて上下動可能なクランプ90
が配設され、このクランプ84で燃料タンク2の下面を
押圧固定できるようになっている。 【0018】前記XYテーブル50は、任意水平方向の
移動を許容するが水平旋回方向の動きは拘束するもので
あれば他の機構に置き換えることが可能であり、例えば
図6(A)のように上下のプレート48d,48e間に
自在継手76を配設したもの、または図6(B)のよう
に上下プレート48f,48gの間に平行リンク機構7
8を水平に配設し、平行リンク78の一端78aを下側
のプレート48fに連結し、他端78bを上側のプレー
ト48gの下面に形成した溝部80にスライド自在に係
合させたものなどで代替可能である。 【0019】専用治具6の上部には図4(B)および図
5(A)(B)のようにテンプレート92が固定されて
いる。このテンプレート92は燃料タンク2の周縁フラ
ンジ部4の溶接予定線のほぼ四角形の輪郭と相似縮小形
の輪郭を有するプレートで構成され、燃料タンク2と整
合して、すなわち対応する辺々が同じ方向を向くように
水平に配設されている。 【0020】一方、シーム溶接機44の本体から固定ア
ーム94が下方に延在し、この固定アーム94の下端に
基準部材96が取り付けられている。この基準部材96
は、上下一対の電極輪46の軸線を共通に含む垂直面内
に位置し、かつ、図4(C)のようにテンプレート92
の輪郭に対向させられている。固定アーム94の先端の
基準部材96の近傍には、測距センサ98が取り付けら
れている。この測距センサ98はテンプレート92の輪
郭と基準部材96との間の隙間距離を測定するものであ
る。 【0021】次に、倣い制御軸84の制御を説明する。
倣い制御軸84を回転させずに燃料タンク2の周縁フラ
ンジ部4をシーム溶接すると、溶接線は基本的に直線と
なるが、このままでは周縁フランジ部4の厚みのバラツ
キや凹凸等による溶接線の誤差を修正できない。溶接線
前端が溶接予定線からずれると、基準部材96とテンプ
レート92の輪郭との間隔が広狭いずれかに変化する。
これを測距センサ98が検出して間隔の広狭変化を元に
戻すように倣い制御軸84を回転制御する。また、燃料
タンク2の周縁フランジ部4のコーナ部の溶接も、倣い
制御軸84の回転によりなされる。すなわち、電極輪4
6がコーナ部の溶接開始点を通過すると同時に、テンプ
レート92の輪郭と基準部材96との間隔が広がるが、
測距センサ98はこの間隔の広がりの程度を連続的に検
出し、広がりを元に戻すように倣い制御軸84が図示し
ない制御手段によって回転制御される。 【0022】次に本発明の他の実施形態を図7に基づき
説明する。この図7に示すシーム溶接線自動倣い装置も
ロボットアーム82を利用したもので、基本的に前述の
実施形態と同一のものであるが、XYテーブル50と専
用治具6ないしテンプレート92との間に、ツールチェ
ンジャー100を装備したところが異なる。このツール
チェンジャー100は拡大断面図に示すように専用治具
6側から突出した軸102をばね103とスチールボー
ル104で着脱自在にロックするようにしたもので、燃
料タンク2の種類変更で専用治具6を取り替えたいとき
に、スチールボール104をバキュームで後退させて軸
102を簡単に取り外せるようにしたものである。この
ツールチェンジャー100を利用すれば、ロボットアー
ム82からXYテーブル50までに汎用性を持たせるこ
とができ、燃料タンクの種類が多いときの設備費の低減
ないし段替サイクルタイムの短縮化に有効である。な
お、図7で106はナールローラ、108はバイトであ
る。その他、図4および図5と実質同一部分には同一符
号を付す。 【0023】以上、本発明の一実施例につき説明した
が、本発明は前記実施例に限定されることなく種々の変
形が可能である。例えば、前記実施例では倣い制御軸8
4を上側に、XYテーブル50を下側に配置したが、こ
の逆にXYテーブル50を上側に、倣い制御軸84を下
側に配置し、倣い制御軸84の下端に専用治具6を固定
してもよい。 【0024】 【発明の効果】本発明は前述の如く、倣い制御軸の回転
だけでワークに対する溶接線の形成方向を制御するよう
にしたので、従来の高価な倣い治具やロボット使用の場
合の複雑なプログラムなどが一切不要となり、大きな合
理化効果を発揮できる。また、支持手段をロボットアー
ムの先端で支持するため、ワークの移動範囲の大半をロ
ボットアームの移動でカバーすることにより支持手段を
小型化することができ、これは特に大型ワークのシーム
溶接では大きな利点となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic seam welding line copying apparatus, and more particularly to a seam welding method in which a peripheral portion of a fuel tank is sandwiched between a pair of upper and lower electrode wheels to perform seam welding. The present invention relates to an automatic copying apparatus that corrects a welding trajectory of an electrode wheel at a peripheral portion of a fuel tank by horizontally turning the fuel tank while supporting the fuel tank in a no-load floating state in two orthogonal horizontal directions. . [0002] As shown in FIG. 8, a fuel tank 2 comprises an upper half 2a and a lower half 2b formed by a sheet metal press. To manufacture the fuel tank 2, these upper halves 2a
And the lower half 2b are overlapped with each other, and the mutually overlapping peripheral flange portions 4 are temporarily fixed by spot welding at a plurality of positions, and the thus-formed integral fuel tank 2 is set on a special jig 6, and the fuel tank 2 Press the upper surface of the
It is supported on the mold arm 10. The C-shaped arm 10 includes the fixed wall 1
It is supported by the tip of a horizontally bendable arm called an iron man 14 extending in the horizontal direction from 2. The iron man 14 has at least two arm members 1
Reference numerals 4a and 14b extend horizontally via a hinge 16 having a vertical axis, and support the fuel tank 2 movably in a horizontal arbitrary direction with a light force. Exclusive jig 6 and clamp 8
Are C-arms 10 at free rotation axes 18 and 20, respectively.
The copying jig 22 is attached to the lower free rotation shaft 18. The copying jig 22 has a plurality of guided pins 26 protruding from the lower surface of a small plate 24 having a shape similar to a reduced and similar planar shape of the fuel tank 2, and one of the guided pins 26 supports the support arm 28. The guide is linearly guided by a rail 32 fixed to the fixed wall 30 through the intermediary. Each guided pin 26 is arranged in alignment with a vertical line passing through the center of curvature of the corner of the fuel tank 2 as shown in FIG. The illustrated fuel tank 2 has four corner portions R1 to R4, and a total of four guided pins 26 (26a to 26d) protrude from the lower surface of the small plate 24 corresponding to these corner portions R1 to R4. I have. As shown in FIG. 10 (A), the rail 32 has a trough-like shape with a rectangular cross section at the rear end and closed at the front end. 3
4 and 36 are cut out so that the guided pin 26 enters the rail 32 from one of these two inlets 34 and 36. In the lower frame of entrances 34 and 36, FIG.
As shown in (C), a stopper pin 40 whose lower part is supported by a spring 38 and whose upper part is formed in a slope is provided so as to be able to move up and down, so that the guided pin 26 once inside the rail 32 does not go outside. It has become. A stopper block 42 is fixedly provided on the inner surface of one side of the front end of the rail 32, as shown in FIG. 10B. When the small plate 24 is turned 90 ° in the direction of the arrow by the feeding action of the electrode wheel 46 in this state, the notch 27 of the guided pin 26 faces the stopper block 42 and the passage of the guided pin 26 is stopped. It is now acceptable. [0005] A conventional seam welding method for the fuel tank 2 is as follows.
With the fuel tank 2 supported as described above, the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2 is sandwiched between a pair of upper and lower electrode wheels 46 of the seam welding machine, and the two electrode wheels 46 are rotated while rotating the electrode wheel 46. The peripheral flange portions 4 that have been in contact with each other by being energized in between have been resistance-welded. When the straight portion L1 of the peripheral flange portion 4 is seam-welded as shown in FIG. 9, the fuel tank 2 moves forward without changing its posture. At this time, the guided pin 26a moves inside the rail 32 toward the front end. However, when the electrode wheel 46 reaches the corner portion R1 of the peripheral flange portion 4, the movement of the guided pin 26 is prevented by the stopper block 42, and therefore, the fuel tank 2 is moved around the electrode pin 46 around the guided pin 26. It rotates in the direction of the arrow due to the horizontal rotational moment generated by the feed action. When the electrode wheel 46 has finished turning around the corner portion R1, that is, when the fuel tank 2 has been rotated by 90 °, another guided pin 26b enters the rail 32 from the inlet 36 and the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2 Is seam-welded by the electrode wheel 46 in the same manner as described above. When the linear portion L2 is welded, the corner portion R2 is subsequently seam-welded by the electrode wheel 46, and then the guided pin 26c is connected to the inlet 34.
The linear portion L3 enters the rail 32 from above and is seam-welded by the electrode wheel 46. In a conventional automatic seam welding line copying apparatus, a dedicated jig 6 is provided for each type of the fuel tank 2.
Since the profiling jig 22 is required, the dedicated jig 6 and the profiling jig 22 must be newly manufactured every time the shape of the fuel tank 2 is changed. Long production time was required. Therefore, the fuel tank 2 is supported by a robot without using the copying jig 22, and the fuel tank 2 is controlled to be fed in accordance with the progress of the seam welding by the electrode wheel 46, so that the peripheral flange 4 of the fuel tank 2 is controlled. A study has been made to obtain the desired welding line (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-241684). However, it is extremely difficult to accurately grasp the progress of seam welding by the electrode wheel 46 in real time. This corresponds to the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2.
The thickness of the electrode ring 46 is varied, the peripheral flange portion 4 is softened by energization between the electrode wheels 46, and
6, the rotation speed of the electrode wheel 46 running on the peripheral flange 4 does not match the actual feed distance of the peripheral flange 4, and the feed distance fluctuates minutely and momentarily. is there. The feed control of the fuel tank 2 by the robot may be performed by a teaching method or a feedback control method in which the feed speed or the feed distance of the peripheral flange portion of the fuel tank 2 by the electrode wheel 46 is accurately and real time grasped. As described above, under the situation where the feed speed of the peripheral flange portion 4 fluctuates every moment, control of the robot cannot be performed in time. Also, once the welding line deviates from the regular trajectory, it is not easy to quickly restore it to its original position, and errors due to control delay tend to accumulate, which tends to cause poor welding. There was a problem. An object of the present invention is to completely abandon the concept of the conventional welding jig copying mechanism using the welding jig and the concept of the feed control of the fuel tank 2 depending on the numerical control of the robot. The operator of the seam welding visually checks the welding line and mechanically replaces the work of sending the fuel tank 2, thereby creating expensive copying jigs and complex programs for robots, and troublesome teaching of robots. The object is to eliminate work and the like. [0010] The copying apparatus of the present invention focuses on the fact that the welding line formed by the electrode wheels can be controlled by adjusting the rotation of the fuel tank in the horizontal direction. This will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an XY table 50 in which three horizontal plates 48a to 48c are vertically stacked, and the first and second plates 48a and 48 from the bottom.
b, the second and third plates 48b, 4 from the bottom
8c, the first and second linear guides 52, 52, respectively.
54 are provided. The first and second linear motion guides 52 and 54 enable the plates 48a to 48c to slide in a linear direction, and the lower first linear motion guide 52 and the upper second linear motion guide 54 are mutually connected. They are arranged orthogonally. That is, the first translation guide 52 is an X-direction translation guide, and the second translation guide 54 is a Y-direction translation guide. A copying control shaft 56 is provided on the upper or lower surface of the XY table 50. In FIG. 2, the XY table 5
It is assumed that the scanning control shaft 56 is provided on the lower surface of the zero.
The scanning control shaft 56 is a rotation shaft of a motor capable of precisely controlling a rotation angle, for example, a rotation shaft of a step motor or a servo motor. Then, it is considered that a work 58 to be welded in which two metal sheets are stacked is supported at the lower end of the copying control shaft 56. In such a state that the workpiece to be welded 58 is supported, the peripheral edge of the workpiece (corresponding to the peripheral flange 4 of the fuel tank) is sandwiched between the electrode wheels 46, and the electrode wheel 46 is rotated to seam weld the peripheral edge of the workpiece. . At this time, when the scanning control shaft 56 is rotated in either the forward or reverse direction, the direction of the workpiece 58 with respect to the electrode wheel 46 changes. When this is viewed from the electrode wheel 46 side, the traveling direction of the electrode wheel 46 has changed. FIG. 3 shows an example of the relationship between the rotation direction of the scanning control shaft 56 and the traveling direction of the electrode wheel 46. When the electrode wheel 46 is traveling along the linear portion of the peripheral portion of the workpiece 58 to be welded (see FIG. When the control axis is rotated clockwise in accordance with the point A), the electrode wheel 46 is shifted inside the workpiece 58 to be advanced. When the electrode wheel 46 approaches the corner, the scanning control shaft 56
Is adjusted clockwise by 90 °, the electrode wheel 46 makes a curve at 90 ° to the left in the traveling direction. This is the control principle of the welding line of the present invention. Although the conventional fuel tank 2 is supported by the iron man 14, the iron man 14 cannot support the rotational reaction force of the scanning control shaft 56, so that the XY table 50 as shown in FIG. Or a supporting means having a function equivalent to this is required. Plate 4
By arranging various known link mechanisms and universal joints between 8a to 48c, it is possible to realize a configuration that supports the work movably in the horizontal direction while supporting the rotational reaction force as in the XY table 50. . The above-described control of the welding line can be easily understood by imagining a cloth feeding operation by a sewing machine. The feed direction of the sewing machine is always straight, but the stitch direction is changed by turning the fabric horizontally and changing the angle of the fabric fed to the needle. The XY table according to the present invention provides a slip between the sewing machine table and the cloth at this time. Further, the function of the hand for turning the fabric corresponds to the copying control axis of the present invention. The welding line automatic copying apparatus according to the present invention is an application of the above-described welding line control principle, and is applied to a peripheral portion of a workpiece.
When seam welding is performed with the edge sandwiched between a pair of upper and lower electrode wheels
Correction of the welding locus of the electrode wheel at the periphery of the workpiece
In an automatic copying apparatus that performs horizontal turning adjustment,
Arbitrary horizontal direction with the horizontal rotation of the
And a scanning control axis having a main axis in a direction orthogonal to the movement allowable direction of the supporting means are vertically overlapped, and one of the supporting means and the scanning control axis is attached to the tip of the robot arm. in addition to supporting via the tool changer, on the other, fitted with a dedicated jig for supporting a workpiece having a portion to be seam welded, the word
The same or similar contour as the weld line of the workpiece
Take the plate into the dedicated jig, aligning it with the work
Along with the axis of the pair of upper and lower electrode wheels of the seam welding machine
In the vertical plane that contains
The reference member is fixedly arranged at the position facing
Distance measurement sensor that detects the gap distance between the contour of the
The gap distance based on the output from the distance measuring sensor.
Control means for controlling the rotation of the scanning control shaft so that the separation is constant is provided . The supporting means may use an XY table in which a first linear guide and a second linear guide are arranged in the upper and lower gaps of the three-layer plate so as to intersect each other. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG.
8 of the articulated robot 74 fixed to the floor 72
A C-shaped frame 86 is attached to the tip of the second unit 2 via a scanning control shaft 84 and an XY table 50 as support means. The scanning control shaft 84 is a rotation shaft of a step motor or a servo motor capable of precisely controlling the rotation angle, and the terminal rotation shaft of the robot can be used as it is.
An XY table 50 is supported at the lower end of the scanning control shaft 84. The XY table 50 is the same as that described above, and the first plate 48c from the top
4 is fixed to the lower end. An exclusive jig 6 is fixed to the lower surface of the XY table 50, and the fuel tank 2 is positioned and fixed under the exclusive jig 6. A clamp 90 movable up and down by a cylinder 88 is provided at the lower end of the C-shaped frame 80.
The clamp 84 can press and fix the lower surface of the fuel tank 2. The XY table 50 can be replaced with another mechanism as long as it can move in any horizontal direction but restricts the movement in the horizontal turning direction. For example, as shown in FIG. A universal joint 76 is provided between the upper and lower plates 48d and 48e, or a parallel link mechanism 7 is provided between the upper and lower plates 48f and 48g as shown in FIG.
8 is disposed horizontally, one end 78a of the parallel link 78 is connected to the lower plate 48f, and the other end 78b is slidably engaged with the groove 80 formed on the lower surface of the upper plate 48g. It can be replaced. A template 92 is fixed on the upper part of the special jig 6 as shown in FIGS. The template 92 is formed of a plate having a substantially rectangular contour and a contour similar to the outline of the expected welding line of the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2, and is aligned with the fuel tank 2, that is, the corresponding sides are in the same direction. It is arranged horizontally so as to face. On the other hand, a fixed arm 94 extends downward from the main body of the seam welding machine 44, and a reference member 96 is attached to a lower end of the fixed arm 94. This reference member 96
Are located in a vertical plane including the axis of the pair of upper and lower electrode wheels 46 in common, and as shown in FIG.
Is opposed to the contour of In the vicinity of the reference member 96 at the tip of the fixed arm 94, a distance measuring sensor 98 is attached. The distance measuring sensor 98 measures a gap distance between the contour of the template 92 and the reference member 96. Next, control of the scanning control shaft 84 will be described.
When the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2 is seam-welded without rotating the scanning control shaft 84, the welding line is basically straight. Error cannot be corrected. When the front end of the welding line deviates from the scheduled welding line, the distance between the reference member 96 and the contour of the template 92 changes to either wide or narrow.
This is detected by the distance measuring sensor 98, and the scanning control shaft 84 is rotationally controlled so that the change in the width of the interval is restored. Further, welding of the corner portion of the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2 is also performed by rotation of the copying control shaft 84. That is, the electrode wheel 4
6 passes the welding start point at the corner, and at the same time, the distance between the contour of the template 92 and the reference member 96 increases.
The distance measuring sensor 98 continuously detects the degree of the spread of the interval, and the rotation of the scanning control shaft 84 is controlled by control means (not shown) so that the spread is restored. Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The automatic seam welding line copying apparatus shown in FIG. 7 also uses the robot arm 82, and is basically the same as the above-described embodiment, except that the XY table 50 and the dedicated jig 6 or the template 92 The difference is that the tool changer 100 is provided. The tool changer 100 has a shaft 102 protruding from the dedicated jig 6 side detachably locked by a spring 103 and a steel ball 104 as shown in an enlarged sectional view. When the tool 6 is to be replaced, the steel ball 104 is retracted by vacuum so that the shaft 102 can be easily removed. The use of the tool changer 100 allows versatility to be provided from the robot arm 82 to the XY table 50, which is effective in reducing equipment costs or shortening the cycle time when a large number of types of fuel tanks are used. is there. In FIG. 7, reference numeral 106 denotes a knurl roller and reference numeral 108 denotes a cutting tool. In addition, substantially the same parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals. Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the scanning control axis 8
4 is arranged on the upper side, and the XY table 50 is arranged on the lower side. Conversely, the XY table 50 is arranged on the upper side, and the scanning control shaft 84 is arranged on the lower side. May be. As described above, according to the present invention, the direction in which the welding line is formed on the work is controlled only by the rotation of the scanning control shaft, so that the conventional expensive copying jig or robot can be used. There is no need for complicated programs at all, and a great rationalization effect can be achieved. In addition, since the supporting means is supported by the tip of the robot arm, most of the moving range of the work is covered by the movement of the robot arm, so that the supporting means can be reduced in size. This is particularly large in seam welding of a large work. It will be an advantage.

【図面の簡単な説明】 【図1】XYテーブルの斜視図。 【図2】溶接輪と倣い制御軸との関係を示す斜視図。 【図3】溶接線の倣い制御を示すワークの平面図。 【図4】(A)はロボットおよびシーム溶接線自動倣い
装置の斜視図、(B)はシーム溶接線自動倣い装置の拡
大斜視図、(C)はテンプレートと測距センサの側面
図。 【図5】(A)はシーム溶接線自動倣い装置の側面図、
(B)はシーム溶接線自動倣い装置の平面図。 【図6】(A)は支持手段の変形例を示す側面図、
(B)は支持手段のさらに別の変形例を示す斜視図。 【図7】本発明の別の実施形態に係るシーム溶接線自動
倣い装置の斜視図。 【図8】従来の溶接線倣い制御装置の側面図。 【図9】燃料タンクの平面図。 【図10】(A)はレールの斜視図、(B)はレール前
端部の平面図、(C)はレール後端部の縦断面図。 【符号の説明】 2 燃料タンク 6 専用治具 44 シーム溶接機 46 電極輪 50 XYテーブル 74 多関節ロボット 82 アーム 84 倣い制御軸 90 クランプ 92 テンプレート 96 基準部材 98 測距センサ 100 ツールチェンジャー
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an XY table. FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a welding wheel and a scanning control shaft. FIG. 3 is a plan view of a workpiece showing welding line copying control. 4A is a perspective view of a robot and an automatic seam welding line copying apparatus, FIG. 4B is an enlarged perspective view of the seam welding line automatic copying apparatus, and FIG. 4C is a side view of a template and a distance measuring sensor. FIG. 5A is a side view of an automatic seam welding line copying apparatus,
(B) is a top view of an automatic seam welding line copying apparatus. FIG. 6A is a side view showing a modification of the support means,
(B) is a perspective view showing still another modification of the support means. FIG. 7 is a perspective view of a seam welding line automatic copying apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a side view of a conventional welding line scanning control device. FIG. 9 is a plan view of a fuel tank. 10A is a perspective view of a rail, FIG. 10B is a plan view of a front end of the rail, and FIG. 10C is a longitudinal sectional view of a rear end of the rail. [Description of Signs] 2 Fuel tank 6 Special jig 44 Seam welder 46 Electrode wheel 50 XY table 74 Articulated robot 82 Arm 84 Copying control axis 90 Clamp 92 Template 96 Reference member 98 Distance measuring sensor 100 Tool changer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−230488(JP,A) 特開 昭62−13274(JP,A) 特開 平7−241684(JP,A) 特開 平6−114560(JP,A) 特開 平5−169206(JP,A) 実開 昭62−155972(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 11/06 B23K 11/24 B25J 9/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-230488 (JP, A) JP-A-62-13274 (JP, A) JP-A-7-241684 (JP, A) JP-A-6-234 114560 (JP, a) JP flat 5-169206 (JP, a) JitsuHiraku Akira 62-155972 (JP, U) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) B23K 11/06 B23K 11 / 24 B25J 9/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ワークの周縁部を上下一対の電極輪で挟
んでシーム溶接する際のワーク周縁部における電極輪の
溶接軌跡の修正をワークの水平旋回調節で行なう自動倣
い装置において、前記ワークの水平旋回方向の動きを拘
束した状態で任意水平方向の移動を許容する支持手段
と、前記支持手段の移動許容方向と直交する方向に主軸
を有する倣い制御軸とを上下に重ね合わせ、前記支持手
段または倣い制御軸のいずれか一方をロボットアームの
先端でツールチェンジャーを介して支持すると共に、他
方に、シーム溶接される部分を有するワークを支持する
専用治具を取り付け、前記ワークの溶接予定線と同一ま
たは相似の輪郭を有するテンプレートを前記専用治具に
前記ワークと整合させて取り付けると共に、シーム溶接
機の上下一対の電極輪の軸線を共通に含む垂直面内であ
ってテンプレートの輪郭と対向する位置に基準部材を固
定的に配設し、テンプレートの輪郭と基準部材との隙間
距離を検出する測距センサを配設し、前記測距センサか
らの出力に基づき前記隙間距離が一定となるように前記
倣い制御軸を回転制御する制御手段を配設したことを特
徴とするシーム溶接線自動倣い装置。
(57) [Claims 1] A peripheral portion of a work is sandwiched between a pair of upper and lower electrode wheels.
Of the electrode ring at the periphery of the workpiece when seam welding
Automatic copying that corrects the welding trajectory by adjusting the horizontal rotation of the workpiece
In the horizontal turning direction of the work
A support unit that allows movement in an arbitrary horizontal direction in a bundled state, and a scanning control axis having a main axis in a direction orthogonal to the movement allowable direction of the support unit are vertically overlapped, and any of the support unit or the scanning control axis one of the well as supported via the tool changer with the tip of the robot arm or on the other, fitted with a dedicated jig for supporting a workpiece having a portion to be seam welded, identical to the welding planned line of the workpiece or
Or a template with a similar contour
Attach with the work in alignment and seam welding
In a vertical plane that includes the axis of the pair of upper and lower electrode wheels in common.
The reference member in a position facing the contour of the template.
The gap between the contour of the template and the reference member
A distance measuring sensor for detecting the distance is provided, and the distance measuring sensor is provided.
Based on these outputs, the gap distance becomes constant.
An automatic seam welding line copying apparatus, further comprising control means for controlling rotation of a copying control axis .
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