JP3537283B2 - コルゲート重ね板部溶接用の溶接ロボット - Google Patents
コルゲート重ね板部溶接用の溶接ロボットInfo
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- JP3537283B2 JP3537283B2 JP01580697A JP1580697A JP3537283B2 JP 3537283 B2 JP3537283 B2 JP 3537283B2 JP 01580697 A JP01580697 A JP 01580697A JP 1580697 A JP1580697 A JP 1580697A JP 3537283 B2 JP3537283 B2 JP 3537283B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばコルゲー
ション形状を有するコルゲート板の、コルゲート重ね板
部の溶接を自動的に行うのに使用されるコルゲート重ね
板部溶接用の溶接ロボットに関するものである。
ション形状を有するコルゲート板の、コルゲート重ね板
部の溶接を自動的に行うのに使用されるコルゲート重ね
板部溶接用の溶接ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の構成を、図８、図９において説明
する。すなわちコルゲート板21，22は、薄板平面部21
Ａ，22Ａに所定ピッチ置きで形成されているコルゲーシ
ョン形状部21Ｂ，22Ｂを上下方向で嵌合して縁部間が重
ねられることによって、コルゲーション形状部21Ｂ，22
Ｂの方向に対して直交状の方向にコルゲート重ね板部23
が形成され、これにより、コルゲート板22の縁部位置に
溶接線24が形成される。
する。すなわちコルゲート板21，22は、薄板平面部21
Ａ，22Ａに所定ピッチ置きで形成されているコルゲーシ
ョン形状部21Ｂ，22Ｂを上下方向で嵌合して縁部間が重
ねられることによって、コルゲーション形状部21Ｂ，22
Ｂの方向に対して直交状の方向にコルゲート重ね板部23
が形成され、これにより、コルゲート板22の縁部位置に
溶接線24が形成される。
【０００３】溶接線24の上方には、この溶接線24に沿っ
た方向に移動自在な溶接機本体25が設けられ、この溶接
機本体25には、移動方向Ｌに対して直交状の左右方向Ｗ
と、上下方向Ｈとに移動自在な筒状の治具26が設けられ
る。そして、治具26には、移動方向Ｌに回動Ｏ自在な回
動軸27が設けられるとともに、この回動軸27の遊端側に
は、ブラケット28を介して溶接トーチ29が設けられてい
る。
た方向に移動自在な溶接機本体25が設けられ、この溶接
機本体25には、移動方向Ｌに対して直交状の左右方向Ｗ
と、上下方向Ｈとに移動自在な筒状の治具26が設けられ
る。そして、治具26には、移動方向Ｌに回動Ｏ自在な回
動軸27が設けられるとともに、この回動軸27の遊端側に
は、ブラケット28を介して溶接トーチ29が設けられてい
る。
【０００４】このような従来構成によると、溶接機本体
25を移動させながら、治具26を左右方向Ｗや上下方向Ｈ
で移動制御させるとともに、回動軸27を回動Ｏ制御する
ことで、トーチ先端29Ａを、コルゲーション形状部22Ｂ
も含めて溶接線24上で移動させて、所期の溶接を行え
る。
25を移動させながら、治具26を左右方向Ｗや上下方向Ｈ
で移動制御させるとともに、回動軸27を回動Ｏ制御する
ことで、トーチ先端29Ａを、コルゲーション形状部22Ｂ
も含めて溶接線24上で移動させて、所期の溶接を行え
る。
【０００５】その際に、溶接アークの狙い位置（トーチ
先端29Ａの位置）が重要なコルゲート板21，22の溶接で
は、溶接トーチ29の回動のための回動軸心30を、トーチ
先端29Ａの回転中心に一致させている。さらに、溶接ト
ーチ29を支える治具26は、薄板平面部21Ａ，22Ａやコル
ゲーション形状部21Ｂ，22Ｂとの干渉を避けるため、そ
の回動軸27、すなわち回動軸心30を、溶接トーチ29側を
下位として僅かな角度Θで傾斜させている。
先端29Ａの位置）が重要なコルゲート板21，22の溶接で
は、溶接トーチ29の回動のための回動軸心30を、トーチ
先端29Ａの回転中心に一致させている。さらに、溶接ト
ーチ29を支える治具26は、薄板平面部21Ａ，22Ａやコル
ゲーション形状部21Ｂ，22Ｂとの干渉を避けるため、そ
の回動軸27、すなわち回動軸心30を、溶接トーチ29側を
下位として僅かな角度Θで傾斜させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
構成によると、回動軸心30に傾斜角度Θがついていたと
しても、図９の実線に示すように、溶接トーチ29を回動
軸心30の回りに回動させたときには、治具26の位置は変
化しないので、すなわち治具26が、トーチ先端29Ａに対
して移動方向Ｌ側に突出した状態のままであることか
ら、治具26とコルゲーション形状部22Ｂとが干渉してし
まうなどの問題がある。
構成によると、回動軸心30に傾斜角度Θがついていたと
しても、図９の実線に示すように、溶接トーチ29を回動
軸心30の回りに回動させたときには、治具26の位置は変
化しないので、すなわち治具26が、トーチ先端29Ａに対
して移動方向Ｌ側に突出した状態のままであることか
ら、治具26とコルゲーション形状部22Ｂとが干渉してし
まうなどの問題がある。
【０００７】これに対しては、傾斜角度Θを大きくして
治具26を上方位置に逃がすことが考えられるが、この傾
斜角度Θがあまりにも大きいと、溶接そのものに影響を
及ぼしてしまう。また、トーチ先端29Ａから治具26まで
の間隔Ｓを大きく取ることも考えられるが、機構的な制
限や構造的な歪みを考えると、あまり大きく取れない。
治具26を上方位置に逃がすことが考えられるが、この傾
斜角度Θがあまりにも大きいと、溶接そのものに影響を
及ぼしてしまう。また、トーチ先端29Ａから治具26まで
の間隔Ｓを大きく取ることも考えられるが、機構的な制
限や構造的な歪みを考えると、あまり大きく取れない。
【０００８】なお、トーチ位置をしっかり固定しようと
すると、その分、治具26が大きく（大径に）なって干渉
の問題が発生し、逆に、治具26を小さくすると、歪みに
より先端位置が固定されないという問題がある。
すると、その分、治具26が大きく（大径に）なって干渉
の問題が発生し、逆に、治具26を小さくすると、歪みに
より先端位置が固定されないという問題がある。
【０００９】そこで本発明のうち請求項１記載の発明
は、溶接トーチを回動自在に支持する治具とコルゲート
板との干渉を防止し得るコルゲート重ね板部溶接用の溶
接ロボットを提供することを目的としたものである。
は、溶接トーチを回動自在に支持する治具とコルゲート
板との干渉を防止し得るコルゲート重ね板部溶接用の溶
接ロボットを提供することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載のコルゲート重ね
板部溶接用の溶接ロボットは、コルゲート重ね板部の溶
接線に沿って移動自在な溶接機本体が設けられ、この溶
接機本体には、移動方向に対して直交状の左右方向と上
下方向とに移動自在な治具が設けられるとともに、この
治具には、移動方向には回動自在な溶接トーチが設けら
れ、前記治具による溶接トーチの回動軸心は、溶接トー
チ側を下位として傾斜されるとともに、この回動軸心に
対して溶接線側にずらしてトーチ先端が位置され、回動
によってトーチ先端が移動方向に移動する速度が、その
瞬間の溶接走行速度を超えないよう、溶接トーチの軸心
とコルゲート重ね板部とがなす角度を徐々に変化させる
ことを特徴としたものである。
ために、本発明のうちで請求項１記載のコルゲート重ね
板部溶接用の溶接ロボットは、コルゲート重ね板部の溶
接線に沿って移動自在な溶接機本体が設けられ、この溶
接機本体には、移動方向に対して直交状の左右方向と上
下方向とに移動自在な治具が設けられるとともに、この
治具には、移動方向には回動自在な溶接トーチが設けら
れ、前記治具による溶接トーチの回動軸心は、溶接トー
チ側を下位として傾斜されるとともに、この回動軸心に
対して溶接線側にずらしてトーチ先端が位置され、回動
によってトーチ先端が移動方向に移動する速度が、その
瞬間の溶接走行速度を超えないよう、溶接トーチの軸心
とコルゲート重ね板部とがなす角度を徐々に変化させる
ことを特徴としたものである。
【００１１】したがって請求項１の発明によると、コル
ゲーション形状部における溶接線部の形状・向きに応じ
て、溶接トーチを溶接線部に直角状に対峙するように、
回動軸心の回りに回動制御したとき、溶接トーチ先端
を、そのずらし量によって、回動軸心を中心としてその
回りに回動し得、これにより、治具の移動方向側の端側
にトーチ先端を接近し得る。また、溶接トーチの軸心と
コルゲート重ね板部とがなす角度を徐々に変化させるこ
とにより、回動によってトーチ先端が移動方向に移動す
る速度が、その瞬間の溶接走行速度を超えないようにし
得る。
ゲーション形状部における溶接線部の形状・向きに応じ
て、溶接トーチを溶接線部に直角状に対峙するように、
回動軸心の回りに回動制御したとき、溶接トーチ先端
を、そのずらし量によって、回動軸心を中心としてその
回りに回動し得、これにより、治具の移動方向側の端側
にトーチ先端を接近し得る。また、溶接トーチの軸心と
コルゲート重ね板部とがなす角度を徐々に変化させるこ
とにより、回動によってトーチ先端が移動方向に移動す
る速度が、その瞬間の溶接走行速度を超えないようにし
得る。
【００１２】また本発明の請求項２記載のコルゲート重
ね板部溶接用の溶接ロボットは、上記した請求項１記載
の構成において、トーチ先端のずらし量が、回動軸心に
対して溶接線側に存在する治具部分に相当して設定され
たことを特徴としたものである。
ね板部溶接用の溶接ロボットは、上記した請求項１記載
の構成において、トーチ先端のずらし量が、回動軸心に
対して溶接線側に存在する治具部分に相当して設定され
たことを特徴としたものである。
【００１３】したがって請求項２の発明によると、トー
チ角が180 度で、丁度、トーチ先端が治具の端と同じよ
うな位置にし得る。
チ角が180 度で、丁度、トーチ先端が治具の端と同じよ
うな位置にし得る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図１〜図７に基づいて説明する。図１〜図３において、
コルゲート板１，２は、薄板平面部１Ａ，２Ａに所定ピ
ッチ置きでコルゲーション形状部１Ｂ，２Ｂが形成され
ている。そして両コルゲート板１，２は、そのコルゲー
ション形状部１Ｂ，２Ｂを上下方向で嵌合して縁部間が
重ねられることによって、コルゲーション形状部１Ｂ，
２Ｂの方向に対して直交状の方向に長いコルゲート重ね
板部３が形成される。これにより、コルゲート重ね板部
３において上位となるコルゲート板２の縁部位置に溶接
線４が形成される。
図１〜図７に基づいて説明する。図１〜図３において、
コルゲート板１，２は、薄板平面部１Ａ，２Ａに所定ピ
ッチ置きでコルゲーション形状部１Ｂ，２Ｂが形成され
ている。そして両コルゲート板１，２は、そのコルゲー
ション形状部１Ｂ，２Ｂを上下方向で嵌合して縁部間が
重ねられることによって、コルゲーション形状部１Ｂ，
２Ｂの方向に対して直交状の方向に長いコルゲート重ね
板部３が形成される。これにより、コルゲート重ね板部
３において上位となるコルゲート板２の縁部位置に溶接
線４が形成される。
【００１５】移動調整や搬送調整などにより最終的に溶
接線４の上方には、この溶接線４に沿った方向のガイド
体（レールなど）10が位置される。そして、このガイド
体10に支持案内されて、前記溶接線４に沿った方向を移
動方向Ｌ（なお移動用の駆動装置は省略する。）とする
溶接機本体11が設けられる。
接線４の上方には、この溶接線４に沿った方向のガイド
体（レールなど）10が位置される。そして、このガイド
体10に支持案内されて、前記溶接線４に沿った方向を移
動方向Ｌ（なお移動用の駆動装置は省略する。）とする
溶接機本体11が設けられる。
【００１６】この溶接機本体11には、移動方向Ｌに対し
て直交状の左右方向Ｗと、上下方向Ｈとに移動自在な筒
状の治具（回転治具）12が設けられる。そして、この治
具12には、移動方向Ｌに回動Ｏ自在な回動軸13が設けら
れるとともに、この回動軸13の遊端側には、ブラケット
14を介して溶接トーチ15が設けられ、以て溶接トーチ15
は、治具12に対して移動方向Ｌに回動Ｏ自在に構成され
る。ここで溶接トーチ15は、たとえばプラズマアーク溶
接方式が使用される。
て直交状の左右方向Ｗと、上下方向Ｈとに移動自在な筒
状の治具（回転治具）12が設けられる。そして、この治
具12には、移動方向Ｌに回動Ｏ自在な回動軸13が設けら
れるとともに、この回動軸13の遊端側には、ブラケット
14を介して溶接トーチ15が設けられ、以て溶接トーチ15
は、治具12に対して移動方向Ｌに回動Ｏ自在に構成され
る。ここで溶接トーチ15は、たとえばプラズマアーク溶
接方式が使用される。
【００１７】前記治具12による溶接トーチ15の回動軸心
16は、溶接トーチ15側を下位として角度Θで傾斜される
とともに、この回動軸心16に対して溶接線４側にずらし
てトーチ先端15Ａが位置されている。その際に、トーチ
先端15Ａのずらし量（偏心量）heは、回動軸心16に対し
て溶接線４側に存在する治具部分（筒状の治具12の径の
約1/2 ）に相当して設定されている。
16は、溶接トーチ15側を下位として角度Θで傾斜される
とともに、この回動軸心16に対して溶接線４側にずらし
てトーチ先端15Ａが位置されている。その際に、トーチ
先端15Ａのずらし量（偏心量）heは、回動軸心16に対し
て溶接線４側に存在する治具部分（筒状の治具12の径の
約1/2 ）に相当して設定されている。
【００１８】前記溶接機本体11には、溶接トーチ15の両
方向Ｗ，Ｈへの移動と回動Ｏとを制御する制御装置17が
設けられ、この制御装置17は遅延回路（理由は後述す
る。）を含む構成とされている。さらに溶接機本体11に
は、前記溶接トーチ15に対して移動方向Ｌ側に、コルゲ
ーション形状認識用のレーザ変位センサー（非接触式セ
ンサーの一例）18と、溶接線測定用の視覚センサー（非
接触式センサーの一例）19とが設けられ、これらセンサ
ー18，19は前記制御装置17に接続されている。ここでレ
ーザ変位センサー18は視覚センサー19に対して側方に配
置されている。またレーザ変位センサー18は、視覚セン
サー19に対して移動方向Ｌの前側に配置されているが、
これは同じ位置であっても、後側の位置であってもよ
い。
方向Ｗ，Ｈへの移動と回動Ｏとを制御する制御装置17が
設けられ、この制御装置17は遅延回路（理由は後述す
る。）を含む構成とされている。さらに溶接機本体11に
は、前記溶接トーチ15に対して移動方向Ｌ側に、コルゲ
ーション形状認識用のレーザ変位センサー（非接触式セ
ンサーの一例）18と、溶接線測定用の視覚センサー（非
接触式センサーの一例）19とが設けられ、これらセンサ
ー18，19は前記制御装置17に接続されている。ここでレ
ーザ変位センサー18は視覚センサー19に対して側方に配
置されている。またレーザ変位センサー18は、視覚セン
サー19に対して移動方向Ｌの前側に配置されているが、
これは同じ位置であっても、後側の位置であってもよ
い。
【００１９】以下に、上記した実施の形態において、コ
ルゲート重ね板部の溶接作業を説明する。前述したよう
に、溶接線４の上方にガイド体10を位置させるととも
に、移動方向Ｌの前端縁の上方にレーザ変位センサー18
を位置させた状態で、ガイド体10の案内により溶接機本
体11を移動させることで、両センサー18，19による計測
を行いながらプラズマアーク方式で所期の溶接を行う。
ルゲート重ね板部の溶接作業を説明する。前述したよう
に、溶接線４の上方にガイド体10を位置させるととも
に、移動方向Ｌの前端縁の上方にレーザ変位センサー18
を位置させた状態で、ガイド体10の案内により溶接機本
体11を移動させることで、両センサー18，19による計測
を行いながらプラズマアーク方式で所期の溶接を行う。
【００２０】すなわち、通常において溶接の開始時で
は、図６の実線で示すようにレーザ変位センサー18は薄
板平面部２Ａの前位平面部Ａに対して通常の計測（セン
シング）を行い、また図７の実線で示すように視覚セン
サー19は薄板平面部１Ａ，２Ａに対応する溶接線４の前
位溶接線部Ｅに対して通常の計測（シームトラッキン
グ）を行う。そして両センサー18，19による計測値は制
御装置17に入力され、その計測値に基づいて溶接トーチ
15を左右方向Ｗで移動制御する。
は、図６の実線で示すようにレーザ変位センサー18は薄
板平面部２Ａの前位平面部Ａに対して通常の計測（セン
シング）を行い、また図７の実線で示すように視覚セン
サー19は薄板平面部１Ａ，２Ａに対応する溶接線４の前
位溶接線部Ｅに対して通常の計測（シームトラッキン
グ）を行う。そして両センサー18，19による計測値は制
御装置17に入力され、その計測値に基づいて溶接トーチ
15を左右方向Ｗで移動制御する。
【００２１】その際に両センサー18，19が先行し、そし
て溶接トーチ15が後行するが、その遅れ分は、制御装置
17に組み込んだ遅延回路によって溶接トーチ15の左右方
向Ｗの移動を遅延制御することで調整される。なお後述
する溶接トーチ15の上下方向Ｈの移動や回動Ｏも同様に
遅延制御される。
て溶接トーチ15が後行するが、その遅れ分は、制御装置
17に組み込んだ遅延回路によって溶接トーチ15の左右方
向Ｗの移動を遅延制御することで調整される。なお後述
する溶接トーチ15の上下方向Ｈの移動や回動Ｏも同様に
遅延制御される。
【００２２】上述のような薄板平面部１Ａ，２Ａに対応
する溶接作業が継続されてレーザ変位センサー18が図６
に示すコルゲーション形状部２Ｂの立ち上がり傾斜面部
Ｂに対向すると、その傾斜角度の存在によりレーザ変位
センサー18は反射光を捉えられないことになり、計測不
可の状態になる。
する溶接作業が継続されてレーザ変位センサー18が図６
に示すコルゲーション形状部２Ｂの立ち上がり傾斜面部
Ｂに対向すると、その傾斜角度の存在によりレーザ変位
センサー18は反射光を捉えられないことになり、計測不
可の状態になる。
【００２３】そしてレーザ変位センサー18が図６の仮想
線に示す頂部Ｃに対向すると、その平面状形状によって
反射光を捉える状態に戻り、計測可能になる。次いで同
様にして、レーザ変位センサー18が図６に示す立ち下が
り傾斜面部ｂに対向することで再び計測不可の状態にな
り、またレーザ変位センサー18が薄板平面部２Ａの後位
平面部ａに対向することで計測可能になる。
線に示す頂部Ｃに対向すると、その平面状形状によって
反射光を捉える状態に戻り、計測可能になる。次いで同
様にして、レーザ変位センサー18が図６に示す立ち下が
り傾斜面部ｂに対向することで再び計測不可の状態にな
り、またレーザ変位センサー18が薄板平面部２Ａの後位
平面部ａに対向することで計測可能になる。
【００２４】このようなレーザ変位センサー18による計
測状態において、頂部Ｃの範囲中に計測されたデータを
処理し、最小自乗法により二次式を求め、その式を微分
し、その極大点をコルゲーション形状部２Ｂの中心位置
とする。ここで制御装置17では、コルゲーション形状部
２Ｂの形状があらかじめ与えられているので、入力され
た最高点の位置を基準点として溶接線４のデータを作成
し、そして治具12、すなわち溶接トーチ15をコルゲーシ
ョン形状部２Ｂに沿って上下方向Ｈに移動制御すること
が可能となる。
測状態において、頂部Ｃの範囲中に計測されたデータを
処理し、最小自乗法により二次式を求め、その式を微分
し、その極大点をコルゲーション形状部２Ｂの中心位置
とする。ここで制御装置17では、コルゲーション形状部
２Ｂの形状があらかじめ与えられているので、入力され
た最高点の位置を基準点として溶接線４のデータを作成
し、そして治具12、すなわち溶接トーチ15をコルゲーシ
ョン形状部２Ｂに沿って上下方向Ｈに移動制御すること
が可能となる。
【００２５】また視覚センサー19を移動方向Ｌに移動さ
せながらシームトラッキングを行っているときで、図７
に示すコルゲーション形状部溶接線部Ｆに対向すると、
その検出レベルの上昇により視覚センサー19の視野から
外れることになり、計測不可の状態になる。この計測不
可の状態はコルゲーション形状部溶接線部Ｆに対向する
全域であり、そして視覚センサー19が後位溶接線部ｅに
対向することで再び計測可能に戻る。
せながらシームトラッキングを行っているときで、図７
に示すコルゲーション形状部溶接線部Ｆに対向すると、
その検出レベルの上昇により視覚センサー19の視野から
外れることになり、計測不可の状態になる。この計測不
可の状態はコルゲーション形状部溶接線部Ｆに対向する
全域であり、そして視覚センサー19が後位溶接線部ｅに
対向することで再び計測可能に戻る。
【００２６】上述したように、コルゲーション形状部溶
接線部Ｆの全域に亘っては計測不可となるが、コルゲー
ション形状部溶接線部Ｆならびに両溶接線部Ｅ，ｅとほ
ぼ垂直であるため、立ち上がり傾斜面部Ｂの範囲で計測
された点（起点など）の座標と、立ち下がり傾斜面部ｂ
の範囲で計測された点（終点など）の座標とを結ぶ線の
上方に、コルゲーション形状部溶接線部Ｆにおける溶接
線４をとることで、治具12、すなわち溶接トーチ15を左
右方向Ｗに移動制御するとともに、溶接トーチ15を回動
軸心16の回りで回動Ｏすることが可能となる。
接線部Ｆの全域に亘っては計測不可となるが、コルゲー
ション形状部溶接線部Ｆならびに両溶接線部Ｅ，ｅとほ
ぼ垂直であるため、立ち上がり傾斜面部Ｂの範囲で計測
された点（起点など）の座標と、立ち下がり傾斜面部ｂ
の範囲で計測された点（終点など）の座標とを結ぶ線の
上方に、コルゲーション形状部溶接線部Ｆにおける溶接
線４をとることで、治具12、すなわち溶接トーチ15を左
右方向Ｗに移動制御するとともに、溶接トーチ15を回動
軸心16の回りで回動Ｏすることが可能となる。
【００２７】したがってコルゲーション形状部１Ｂ，２
Ｂの部分では、レーザ変位センサー18による計測方式に
よって上下方向（縦方向）Ｈの溶接線データを作成し、
視覚センサー19による計測方式によって左右方向（横方
向）Ｗの溶接線データを作成し得る。そして両データは
順次作成され、両センサー18，19の後を移動する溶接ト
ーチ15のアークを、遅延制御に基づいてコルゲーション
形状部溶接線部Ｆ上に運ぶことができる。
Ｂの部分では、レーザ変位センサー18による計測方式に
よって上下方向（縦方向）Ｈの溶接線データを作成し、
視覚センサー19による計測方式によって左右方向（横方
向）Ｗの溶接線データを作成し得る。そして両データは
順次作成され、両センサー18，19の後を移動する溶接ト
ーチ15のアークを、遅延制御に基づいてコルゲーション
形状部溶接線部Ｆ上に運ぶことができる。
【００２８】また、図４の実線に示すように、コルゲー
ション形状部溶接線部Ｆの形状・向きに応じて、溶接ト
ーチ15はコルゲーション形状部溶接線部Ｆに対して直角
状に対峙するように、回動軸心16の回りに回動制御され
るが、このとき、溶接トーチ先端15Ａは、そのずらし量
heによって、回動軸心16を中心としてその回りに回動さ
れる状態になり、すなわち治具12の移動方向Ｌ側の端側
にトーチ先端15Ａが接近される状態になり、以て治具12
とコルゲート板２との干渉を防止して所期の溶接を行え
る。
ション形状部溶接線部Ｆの形状・向きに応じて、溶接ト
ーチ15はコルゲーション形状部溶接線部Ｆに対して直角
状に対峙するように、回動軸心16の回りに回動制御され
るが、このとき、溶接トーチ先端15Ａは、そのずらし量
heによって、回動軸心16を中心としてその回りに回動さ
れる状態になり、すなわち治具12の移動方向Ｌ側の端側
にトーチ先端15Ａが接近される状態になり、以て治具12
とコルゲート板２との干渉を防止して所期の溶接を行え
る。
【００２９】なお、トーチ先端15Ａのずらし量heが、回
動軸心16に対して溶接線４側に存在する治具部分（筒状
の治具12の径の約1/2 ）に相当して設定されていること
によって、図４の仮想線イに示すように、トーチ角が18
0 度で、丁度、トーチ先端15Ａが治具12の端と同じよう
な位置となり、以て治具12とコルゲート板２との干渉は
より確実に防止し得る。
動軸心16に対して溶接線４側に存在する治具部分（筒状
の治具12の径の約1/2 ）に相当して設定されていること
によって、図４の仮想線イに示すように、トーチ角が18
0 度で、丁度、トーチ先端15Ａが治具12の端と同じよう
な位置となり、以て治具12とコルゲート板２との干渉は
より確実に防止し得る。
【００３０】そして回動Ｏの際に、トーチ先端15Ａが円
周上に移動する分は、上下方向Ｈの移動ならびに移動方
向Ｌの移動の各速度調整で吸収し得る。また、回動Ｏに
よってトーチ先端15Ａが移動方向Ｌに移動する速度が、
その瞬間の溶接走行方向を越えない限り、走行方向のバ
ックラッシの影響を受けることなく、スムースな回動Ｏ
を得ることができる。
周上に移動する分は、上下方向Ｈの移動ならびに移動方
向Ｌの移動の各速度調整で吸収し得る。また、回動Ｏに
よってトーチ先端15Ａが移動方向Ｌに移動する速度が、
その瞬間の溶接走行方向を越えない限り、走行方向のバ
ックラッシの影響を受けることなく、スムースな回動Ｏ
を得ることができる。
【００３１】上述したように、溶接トーチ15が回動軸心
16の回りに回動されるときにおける上下方向Ｈの移動速
度は、そのときの溶接トーチ15の角度で決められる。す
なわち図５において、現在の溶接トーチ15の角度がΘ1
のとき、トーチ先端15Ａの移動速度は、ＶX ：走行速度
［mm／sec ］、ＶZ ：走行速度［mm／sec ］、ω：角速
度［rad／sec ］として、 Ｘ方向：ｄｘｈ＝ｈｅ×ω×ｃｏｓ（Θ1 −π／２）×
（−１） Ｚ方向：ｄｚｈ＝ｈｅ×ω×ｓｉｎ（Θ1 −π／２）×
（−１） の式で示される。特にＸ方向で「走行速度ＶX ＞Ｘ方向
移動速度ｄｘｈ」ならば、スムースな動きを得る（Ｚ方
向はボールねじなので誤差は極小である。）。
16の回りに回動されるときにおける上下方向Ｈの移動速
度は、そのときの溶接トーチ15の角度で決められる。す
なわち図５において、現在の溶接トーチ15の角度がΘ1
のとき、トーチ先端15Ａの移動速度は、ＶX ：走行速度
［mm／sec ］、ＶZ ：走行速度［mm／sec ］、ω：角速
度［rad／sec ］として、 Ｘ方向：ｄｘｈ＝ｈｅ×ω×ｃｏｓ（Θ1 −π／２）×
（−１） Ｚ方向：ｄｚｈ＝ｈｅ×ω×ｓｉｎ（Θ1 −π／２）×
（−１） の式で示される。特にＸ方向で「走行速度ＶX ＞Ｘ方向
移動速度ｄｘｈ」ならば、スムースな動きを得る（Ｚ方
向はボールねじなので誤差は極小である。）。
【００３２】コルゲーション形状部２Ｂの付け根部分の
曲率半径Ｒは小さいので、角速度ωは大きくなる。その
とき、Ｘ方向移動速度ｄｘｈが走行速度ＶX よりも大き
くなるときには、曲率半径Ｒの部分にさしかかる前に、
徐々に溶接トーチ15に角度を与えておくことで、「走行
速度ＶX ＞Ｘ方向移動速度ｄｘｈ」を守れる。
曲率半径Ｒは小さいので、角速度ωは大きくなる。その
とき、Ｘ方向移動速度ｄｘｈが走行速度ＶX よりも大き
くなるときには、曲率半径Ｒの部分にさしかかる前に、
徐々に溶接トーチ15に角度を与えておくことで、「走行
速度ＶX ＞Ｘ方向移動速度ｄｘｈ」を守れる。
【００３３】上記した実施の形態では、トーチ先端15Ａ
のずらし量heが、回動軸心16に対して溶接線４側に存在
する治具部分に相当して設定されているが、これは、ト
ーチ先端15Ａが回動軸心16に対して溶接線４側にずれて
おれば、必ずしもこのずらし量heに設定しなくてもよ
い。
のずらし量heが、回動軸心16に対して溶接線４側に存在
する治具部分に相当して設定されているが、これは、ト
ーチ先端15Ａが回動軸心16に対して溶接線４側にずれて
おれば、必ずしもこのずらし量heに設定しなくてもよ
い。
【００３４】
【発明の効果】上記した本発明の請求項１によると、コ
ルゲーション形状部における溶接線部の形状・向きに応
じて、溶接トーチを溶接線部に直角状に対峙するよう
に、回動軸心の回りに回動制御したとき、溶接トーチ先
端を、そのずらし量によって、回動軸心を中心としてそ
の回りに回動でき、これにより、治具の移動方向側の端
側にトーチ先端を接近できて、溶接トーチを回動自在に
支持する治具とコルゲート板との干渉を防止して所期の
溶接を行うことができる。また、回動の際に、トーチ先
端が円周上に移動する分は、上下方向の移動ならびに移
動方向の移動の各速度調整で吸収でき、回動によってト
ーチ先端が移動方向に移動する速度が、その瞬間の溶接
走行速度を超えない限り、走行方向のバックラッシュの
影響を受けることはなく、スムースな回動を得ることが
できる。
ルゲーション形状部における溶接線部の形状・向きに応
じて、溶接トーチを溶接線部に直角状に対峙するよう
に、回動軸心の回りに回動制御したとき、溶接トーチ先
端を、そのずらし量によって、回動軸心を中心としてそ
の回りに回動でき、これにより、治具の移動方向側の端
側にトーチ先端を接近できて、溶接トーチを回動自在に
支持する治具とコルゲート板との干渉を防止して所期の
溶接を行うことができる。また、回動の際に、トーチ先
端が円周上に移動する分は、上下方向の移動ならびに移
動方向の移動の各速度調整で吸収でき、回動によってト
ーチ先端が移動方向に移動する速度が、その瞬間の溶接
走行速度を超えない限り、走行方向のバックラッシュの
影響を受けることはなく、スムースな回動を得ることが
できる。
【００３５】また上記した本発明の請求項２によると、
トーチ角が180 度で、丁度、トーチ先端が治具の端と同
じような位置にでき、以て治具とコルゲート板との干渉
はより確実に防止できる。
トーチ角が180 度で、丁度、トーチ先端が治具の端と同
じような位置にでき、以て治具とコルゲート板との干渉
はより確実に防止できる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、コルゲート
重ね板部溶接用の溶接ロボットの溶接時における概略斜
視図である。
重ね板部溶接用の溶接ロボットの溶接時における概略斜
視図である。
【図２】同コルゲート重ね板部溶接用の溶接ロボットの
溶接時における概略平面図である。
溶接時における概略平面図である。
【図３】同コルゲート重ね板部溶接用の溶接ロボットの
溶接時における概略側面図である。
溶接時における概略側面図である。
【図４】同溶接トーチ回動状態の説明図である。
【図５】同溶接トーチ回動速度などの説明図である。
【図６】同非接触センサーによる計測状態の説明図であ
る。
る。
【図７】同視覚センサーによる計測状態の説明図であ
る。
る。
【図８】従来例を示し、コルゲート重ね板部溶接用の溶
接ロボットの溶接時における概略側面図である。
接ロボットの溶接時における概略側面図である。
【図９】同溶接トーチ回動状態の説明図である。
１ コルゲート板
１Ｂ コルゲーション形状部
２ コルゲート板
２Ｂ コルゲーション形状部
３ コルゲート重ね板部
４ 溶接線
11 溶接機本体
12 治具
13 回動軸
15 溶接トーチ
15Ａ トーチ先端
16 回動軸心
17 制御装置
18 レーザ変位センサー（非接触センサー）
19 視覚センサー（非接触センサー）
Ｌ 移動方向
Ｗ 左右方向
Ｈ 上下方向
Ｏ 回動
Θ 角度
he ずらし量（偏心量）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中島 義男
大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28
号 日立造船株式会社内
(72)発明者 大野 稔
大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28
号 日立造船株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−246448（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−137176（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−54275（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−270085（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−24471（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭52−45728（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 9/127 502
B23K 9/032
B23K 9/12 331
B23Q 11/00
Claims (2)
- 【請求項１】 コルゲート重ね板部の溶接線に沿って移
動自在な溶接機本体が設けられ、この溶接機本体には、
移動方向に対して直交状の左右方向と上下方向とに移動
自在な治具が設けられるとともに、この治具には、移動
方向に回動自在な溶接トーチが設けられ、前記治具によ
る溶接トーチの回動軸心は、溶接トーチ側を下位として
傾斜されるとともに、この回動軸心に対して溶接線側に
ずらしてトーチ先端が位置され、回動によってトーチ先
端が移動方向に移動する速度が、その瞬間の溶接走行速
度を超えないよう、溶接トーチの軸心とコルゲート重ね
板部とがなす角度を徐々に変化させることを特徴とする
コルゲート重ね板部溶接用の溶接ロボット。 - 【請求項２】 トーチ先端のずらし量が、回動軸心に対
して溶接線側に存在する治具部分に相当して設定された
ことを特徴とする請求項１記載のコルゲート重ね板部溶
接用の溶接ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01580697A JP3537283B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | コルゲート重ね板部溶接用の溶接ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01580697A JP3537283B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | コルゲート重ね板部溶接用の溶接ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10211574A JPH10211574A (ja) | 1998-08-11 |
| JP3537283B2 true JP3537283B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=11899096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01580697A Expired - Fee Related JP3537283B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | コルゲート重ね板部溶接用の溶接ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3537283B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100548230B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2006-05-23 | 삼성중공업 주식회사 | 굴곡판재 용접장치 |
| JP2008114279A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | アーク溶接装置 |
| KR100777049B1 (ko) | 2006-11-10 | 2007-11-20 | (주)청송산업기계 | 멤브레인 시공용 판재를 용접하기 위한 로봇 |
| KR100812424B1 (ko) | 2007-07-03 | 2008-03-10 | 현대중공업 주식회사 | 멤브레인 형식 액화천연가스 운반선 화물창의 코너부 앵글피스 자동용접장치 |
| KR101177637B1 (ko) | 2010-09-17 | 2012-08-27 | 주식회사 티엠에스 | Ｌｎｇ선용 멤브레인 용접 가이드 장치 |
| CN110193689A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-03 | 哈尔滨行健智能机器人股份有限公司 | 波纹板自动焊接机器人 |
| CN113649741A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-16 | 江南大学 | 一种波纹板自动焊接机及其控制系统 |
-
1997
- 1997-01-30 JP JP01580697A patent/JP3537283B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10211574A (ja) | 1998-08-11 |
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