JP3945550B2

JP3945550B2 - 溶接装置

Info

Publication number: JP3945550B2
Application number: JP24666497A
Authority: JP
Inventors: 恵一朗森本; 康之生越; 博一岡田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JPH1177321A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のインサイドパネルに対して各種スティフナー等の複数の構成部品を溶接する時の溶接技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車のインサイドパネルに対してスティフナー等の構成部品を溶接する際は、溶接作業を複数の工程に分けて行うようにしており、例えばインサイドパネルに対して各構成部品を所定の位置に組合わせてシャトルコンベア等の搬送装置によって各工程にピッチ搬送していき、各工程に配設される溶接ロボットにより溶接するような方法が一般的である。
また溶接ロボットで溶接する際、例えば特開平９−５７４５７号のように、ワークを多関節ロボットで位置決めして溶接するような技術も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにワークをピッチ搬送しつつ溶接していく方法は、シャトルコンベア等の大掛かりな設備が必要とされ、またワークの姿勢が限定されるため１台の溶接ロボットの溶接範囲が制約され、溶接ロボットの数を増やさなければならないという問題がある。
また特開平９−５７４５７号の場合は、１台の溶接ロボットで溶接する際、単にワークを多関節ロボットで位置決めしているだけであり、複数箇所の溶接ロボットで溶接しようとすると、何等かの搬送手段を必要とし、同様に設備コスト等がかかるという問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、１ヵ所の溶接ロボットの溶接範囲を広げることで溶接効率を向上させ、且つワークを効率良く搬送させるとともに、スペースの効率的使用と安価な設備構成を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、請求項１において、接合状態と同じ組合わせ状態で位置決めされるインサイドパネルと各種構成部品を供給するワーク供給手段としての部品仮付け作業台と、この部品仮付け作業台に近接する箇所に配設され前記部品仮付け作業台でのインサイドパネルと各種構成部品の組合わせ状態を保持したまま取り出して搬送する多関節搬送ロボットと、この多関節搬送ロボットの可動領域内に溶接ガンを臨ませる複数の溶接ロボットを備え、前記部品仮付け作業台はインサイドパネルと各種構成部品を組合わせて配置する位置とインサイドパネルと各種構成部品を仮溶接する位置をとるように回動可能とされ且つその上面に仮溶接具が配設された溶接装置であって、前記複数の溶接ロボットのうちの少なくとも１台の溶接ロボットは、前記部品仮付け作業台の仮溶接部まで届くとともに前記部品仮付け作業台の仮溶接具とともにインサイドパネルと各種構成部品の仮止め溶接を行う溶接ガンを備え、前記多関節搬送ロボットはアームと保持部を備え、この保持部によって仮溶接されたインサイドパネルアセンブリを保持し、且つ前記アームを旋回させることで、前記溶接ロボットの側方の空中に仮止めされたインサイドパネルアセンブリを位置させて前記溶接ガンによって多数点のスポット溶接を行い、更に他の溶接ロボットの前方に位置させ、当該他の溶接ロボットの溶接ガンによって多数点のスポット溶接を行う構成とした。
【０００６】
そして、ワーク供給手段のインサイドパネルと各種構成部品を、組合わせ状態を保ったまま多関節搬送ロボットで取り出して溶接ロボットの溶接ガン等の溶接具の位置に向けて搬送し、溶接具で溶接するとともに、溶接が完了すると多関節搬送ロボットによって更に下流に搬送する。
このように多関節搬送ロボットによって、溶接時のインサイドパネルと各種構成部品の位置決めのみならず、搬送を行わせることによって、溶接作業を円滑に行うことが出来る。
【０００７】
また、多関節搬送ロボットでインサイドパネルアセンブリを把持すれば、溶接時にインサイドパネルアセンブリの姿勢を自在に変更することが出来るため、１台の溶接ロボットの溶接範囲を広げることが出来る。
ここで、多関節搬送ロボットのロボットアームには、組合わせ状態を保持してワーク把持・搬送するため、必要に応じてクランプ具、位置決め具等を設けておく。
【０００８】
また請求項２では、多関節搬送ロボットを複数配設し、隣接する多関節搬送ロボットの中間部であって、各多関節搬送ロボットの可動領域内に、インサイドパネルアセンブリを待機させるワーク待機手段を設けるとともに、それぞれの多関節搬送ロボットに対して少なくとも１台の溶接ロボットを配設するようにした。
【０００９】
そして上流側の多関節搬送ロボットによってインサイドパネルアセンブリを搬送し、対応する溶接ロボットで溶接を行った後、インサイドパネルアセンブリをワーク待機手段に移載する。そして、このワーク待機手段に移載されたインサイドパネルアセンブリを下流側の多関節搬送ロボットで把持し、対応する溶接ロボットの位置まで搬送して溶接を行い、これを繰返す。
このように複数の多関節搬送ロボットで、インサイドパネルアセンブリの搬送と、溶接時のインサイドパネルアセンブリの位置決めを行うようにすれば、溶接箇所が多数あるような場合に、溶接と搬送を繰返すような一連の作業を効率的に行うことが出来る。
【００１０】
また請求項３では、複数の多関節搬送ロボットのうち最下流の多関節搬送ロボットの可動領域内に、溶接したインサイドパネルアセンブリを搭載せしめる台車の位置決め部を設けた。
【００１１】
そしてこの最下流の多関節搬送ロボットで把持するインサイドパネルアセンブリに対して、最後の溶接ロボットによる溶接が完了すると、そのまま多関節搬送ロボットでインサイドパネルアセンブリを台車に搭載すれば、インサイドパネルアセンブリの搬送、溶接作業から、溶接完了のインサイドパネルアセンブリの払出しまでの一連の作業が円滑に行われる。
【００１２】
また、ワーク供給手段に、位置決め状態のインサイドパネルと各種構成部品を仮接合する仮溶接具を設けた。そして、ワーク供給手段の仮溶接具で、接合状態と同じ組合わせ状態で位置決めされる複数の構成部品を仮溶接することで、多関節搬送ロボットの把持機構等の簡素化を図り、またインサイドパネルアセンブリの搬送姿勢等を安定させるようにする。
【００１３】
また請求項４では、ワーク待機手段に、インサイドパネルアセンブリを所定の姿勢で位置決めする位置決め具を設けた。
そして、このワーク待機手段の位置決め具で、上流側の多関節搬送ロボットから移載されるインサイドパネルアセンブリを位置決めすることで、下流側の多関節搬送ロボットによるインサイドパネルアセンブリの取出しを安定させるようにする。
【００１４】
また本発明では、複数の溶接ロボットを用いて複数の溶接工程に分けて溶接作業を行うようにした溶接方法において、それぞれの溶接工程間のインサイドパネルアセンブリの移動経路を非直線状にするようにした。
【００１５】
このようにインサイドパネルアセンブリの移動経路を非直線状にすれば、溶接ロボット等の配置に制約が無くなり、デッドスペースが生じにくくなってスペースの有効利用が図られるとともに、複数の溶接ロボットを最短経路で結ぶような搬路にして、搬送効率の向上を図ることが出来る。
【００１６】
また本発明では、溶接ロボットによる溶接工程では、インサイドパネルアセンブリの姿勢を変化させながら溶接するようにした。
このようにインサイドパネルアセンブリの姿勢を変化させながら溶接すれば、１台の溶接ロボットで溶接出来る範囲が広がり、溶接効率を向上させることが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る溶接装置の全体斜視図、図２は平面視による配置図である。
【００１８】
本発明に係る溶接装置は、例えば自動車の後方右側のインサイドパネルＰに、リヤインナー、ダンパスティフナー、フェンダスティフナー等の各種構成部品を溶接し、後方右側インサイドパネルアッセンブリＰａを製造する装置として構成され、組付状態に保持したインサイドパネルアッセンブリＰａを搬送しながら複数の溶接機で効率的に溶接することが出来るようにされている。
【００１９】
すなわちこの溶接装置１は、図１、図２に示すように、ワーク供給手段としての部品仮付け作業台２と、この部品仮付け作業台２に近接する箇所に１ヵ所、少し離れた箇所に１ヵ所の合計２ヵ所に配設される第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂと、第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂのいずれかのロボットの可動領域内に各溶接ガン１６ａ、１６ｂ、１６ｃを臨ませる第１〜第４溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えており、前記第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂの中間部には、ワーク待機手段としての待機台５が設けられるとともに、第２多関節搬送ロボット３ｂの近傍には、台車６を位置決めする台車位置決め部７が設けられている。
【００２０】
そして、部品仮付け作業台２上にインサイドパネルＰと各構成部品を組付状態でセットした後、部品仮付け作業台２に近接する上流側の第１多関節搬送ロボット３ａで把持して、第１〜第３溶接ロボット４ａ〜４ｃの前方等に臨ませて所定の溶接部を溶接し、所定箇所の溶接が終了すると、待機台５上に位置決め載置する。
【００２１】
そしてこの待機台５上に位置決めされたインサイドパネルアッセンブリＰａを下流側の第２多関節搬送ロボット３ｂで把持して、第４溶接ロボット４ｄの前方に臨ませて所定の溶接部を溶接し、溶接が終了するとそのまま台車６に搭載して払い出し、これら溶接部品の供給から搬送、溶接、払出しまでの一連の作業を円滑に行うことが出来るようにしている。
【００２２】
前記部品仮付け作業台２は、図１の鎖線に示すように、上面部分が枢着軸１１まわりに回動可能とされ、上面に不図示の位置決めピン、クランプ具、溶接ガン等の位置決め機構及び仮溶接具が配設されて仮溶接部２ａとして構成されている。
そして、この仮溶接部２ａは、不図示の操作盤によって操作されるようになっている。
【００２３】
前記第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂは、アーム先端に、インサイドパネルアセンブリＰａを保持する保持部１２を備えており、この保持部１２は、角材からなる枠体１３と、この枠体１３に配設される複数の位置決めピン１４、…と、複数のクランプ具１５…等から構成されている。
【００２４】
そして、第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂはほぼ同様の構成とされ、また第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂ間には、両方のアーム等が干渉することなく作動出来るだけのクリアランスが設けられている。
【００２５】
前記第１〜第４溶接ロボット４ａ〜４ｄのうち、第１〜第３溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃは、第１多関節搬送ロボット３ａで把持するインサイドパネルアッセンブリＰａに対して溶接することが出来るようにされ、第４溶接ロボット４ｄは、第２多関節搬送ロボット３ｂで把持するインサイドパネルアッセンブリＰａに対して溶接することが出来るようにされている。
そして第１〜第４溶接ロボット４ａ〜４ｄのアーム先端には、溶接具としての溶接ガン１６ａ〜１６ｄが設けられ、そのうち第１溶接ロボット４ａの溶接ガン１６ａは、前記部品仮付け作業台２の仮溶接部２ａの位置まで届くように配置されている。
【００２６】
前記待機台５は、上面に複数の位置決めピン１７、…を備えており、これら位置決めピン１７、…は、インサイドパネルアッセンブリＰａの所定箇所の穴等に差込まれて位置決め出来るようにされている。
【００２７】
前記台車６は、下面に移動走行用のキャスタ１８、…を備えており、また上部に設けられた枠体部２１内には、インサイドパネルアッセンブリＰａを吊下げて保持するための棒状ハンガー２２が設けられている。
そしてこの台車６は、台車位置決め部７の床面に配設される複数のガイド部材２３によって、所定の姿勢で位置決め可能とされている。
【００２８】
本発明に係る溶接装置１は以上のような構成であるが、次に本溶接装置１の作動及び作用等について説明する。
【００２９】
まず作業者は、不図示の操作盤を操作して部品仮付け作業台２の仮溶接部２ａを図１の鎖線位置まで起こし、自動車の後方右側インサイドパネルＰと各構成部品を所定の接合状態に組合わせて配置していく。そして配置が終えると、操作盤を操作してクランプ具でインサイドパネルＰ及び各構成部品をクランプし、仮溶接部２ａを水平姿勢に戻す。そして、仮溶接部２ａの溶接ガンによってインサイドパネルＰと各構成部品の仮止め溶接が行われる。
この際、一部の箇所については、第１溶接ロボット４ａの溶接ガン１６ａによる溶接も行われる。
【００３０】
インサイドパネルＰと各構成部品の仮止めが終了し、インサイドパネルアセンブリＰａの仮組みが終えると、仮溶接部２ａのクランプ具が解除され、第１多関節搬送ロボット３ａが作動して、仮組みしたインサイドパネルアッセンブリＰａを保持部１２で把持する。
【００３１】
そして、インサイドパネルアッセンブリＰａを把持した第１多関節搬送ロボット３ａは、アームを旋回させてインサイドパネルアッセンブリＰａを第１溶接ロボット４ａの側方の空中位置（Ａ）に位置させ、第１溶接ロボット４ａの溶接ガン１６ａでスポット溶接を行う。
この際、第１多関節搬送ロボット３ａの保持部１２と、第１溶接ロボット４ａの溶接ガン１６ａの位置関係等を調整し、溶接作業を行いやすい姿勢等にセットしながら溶接することで、多数点のスポット溶接を円滑に行うようにする。
【００３２】
（Ａ）位置における溶接が完了すると、第１多関節搬送ロボット３ａは、アームを旋回させてインサイドパネルアッセンブリＰａを第２溶接ロボット４ｂ、及び第３溶接ロボット４ｃの前方（Ｂ）に位置させ、第１、第２、第３溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃの各溶接ガン１６ａ、１６ｂ、１６ｃによってほぼ同時に多点の溶接を行う。
この際、前記場合と同様、第１多関節搬送ロボット３ａの保持部１２と、第１、第２、第３溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃの各溶接ガン１６ａ、１６ｂ、１６ｃの位置関係等を調整し、溶接作業を行いやすい姿勢等にセットしながら溶接することで、多数点のスポット溶接を円滑に行うようにする。
【００３３】
（Ｂ）位置における溶接が完了すると、次に第１多関節搬送ロボット３ａは、アームを旋回させてインサイドパネルアッセンブリＰａを待機台５上の（Ｃ）位置に載置する。この際、待機台５上の位置決めピン１７、…をインサイドパネルアセンブリＰａの所定の穴等に合せて嵌入し、所定の姿勢で移載する。
【００３４】
移載が完了すると、第１多関節搬送ロボット３ａのアームは復元して図１に示すような姿勢となり、この状態になると、作業者は次のインサイドパネルＰ及び各構成部品を部品仮付け作業台２上に配置する作業に取りかかることが出来るようになる。
【００３５】
一方、待機台５上の（Ｃ）位置にインサイドパネルアッセンブリＰａが載置されると、第２多関節搬送ロボット３ｂのアームが旋回し、保持部１２でインサイドパネルアッセンブリＰａを把持した後、このインサイドパネルアッセンブリＰａを第４溶接ロボット４ｄの溶接ガン１６ｄのチップ間（Ｄ）に位置させる。
ここで、この第４溶接ロボット４ｄの溶接ガン１６ｄだけは固定式であるため、第２多関節搬送ロボット３ｂによってインサイドパネルアッセンブリＰａの位置等を変更しながら多点を溶接する。
【００３６】
（Ｄ）位置における溶接が完了すると、すべての溶接作業が完了することになる。そこで第２多関節搬送ロボット３ｂのアームは大きく旋回し、インサイドパネルアッセンブリＰａを台車６の棒状ハンガ２２に吊下げる。（（Ｅ）位置）
【００３７】
本発明の溶接装置１による溶接方法は、以上のようなものであり、また、本溶接方法によるインサイドパネルアッセンブリＰａの搬送は非直線的であるが、第１〜第４溶接ロボット４ａ〜４ｄによる溶接作業と組合わせて、各溶接ロボット間をほぼ最短経路で結んでいるため、一連の搬送、溶接作業を極めて効率的に行うことが出来る。
しかも、最後に台車６に移載するため、払出しまでの作業を円滑に行うことが出来る。
【００３８】
また、溶接作業も第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂで把持したインサイドパネルアッセンブリＰａを、第１〜第４溶接ロボット４ａ〜４ｄで溶接するため、例えば溶接ガン１６ａ〜１６ｄを固定状態にして、保持部１２を位置調整したり、逆に保持部１２を固定状態にして、溶接ガン１６ａ〜１６ｃを位置調整したりして溶接したり、または両者を位置調整したりすることが出来、１台の溶接ロボットの溶接可能な範囲を広げることが出来る。
【００３９】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば溶接ロボットの配置、数、種類、多関節搬送ロボットの配置、数等は任意である。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る溶接装置は、請求項１のように、ワーク供給手段から、接合状態と同じ組合わせ状態で位置決めされるインサイドパネルと各種構成部品を多関節搬送ロボットで取出し、この多関節搬送ロボットで把持するインサイドパネルアセンブリを搬送しつつ、溶接ロボットによって溶接するようにしたため、インサイドパネルアセンブリを溶接しながら搬送することが出来、溶接しながら搬送するような作業を効率的に行うことが出来る。
また、多関節搬送ロボットでインサイドパネルアセンブリを把持するため、溶接時にインサイドパネルアセンブリの姿勢を自在に変更することが出来、溶接ロボットの溶接範囲を広げることが出来る。
また請求項２のように、多関節搬送ロボットを複数配設し、隣接する多関節搬送ロボットの中間部に、インサイドパネルアセンブリを待機させるワーク待機手段を設ければ、溶接箇所が多数あるような場合に、溶接と搬送を繰返すような一連の作業を効率的に行うことが出来る。
そして、ワーク供給手段に、位置決めしたインサイドパネルと各種構成部品を仮接合する仮溶接具を設ければ、多関節搬送ロボットの把持機構等の簡素化を図ることが出来、またインサイドパネルアセンブリの搬送姿勢等を安定させることも出来る。
【００４１】
また請求項３のように、最下流の多関節搬送ロボットの可動領域内に、溶接したインサイドパネルアセンブリを搭載せしめる台車の位置決め部を設ければ、インサイドパネルアセンブリに対する払出しまでの作業までを円滑に行うことが出来る。
また請求項４のように、ワーク待機手段に、インサイドパネルアセンブリを所定の姿勢で位置決めする位置決め具を設ければ、上流側の多関節搬送ロボットから移載されるインサイドパネルアセンブリを位置決めして、下流側の多関節搬送ロボットによるインサイドパネルアセンブリの取出しを安定させることが出来る。
【００４２】
また、溶接工程間のインサイドパネルアセンブリの移動経路を非直線状にすれば、溶接ロボットの配置等に制約が無くなり、スペースの有効利用が図られるとともに、溶接ロボット間を最短経路で結ぶような搬路にして、搬送効率の向上を図ることも出来る。
そして、溶接ロボットによる溶接工程では、インサイドパネルアセンブリの姿勢を変化させながら溶接すれば、溶接ロボットで溶接出来る範囲が広がり、溶接効率を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶接装置の全体斜視図
【図２】平面視による配置図
【符号の説明】
１…溶接装置、２…部品仮付け作業台、３ａ…第１多関節搬送ロボット、３ｂ…第２多関節搬送ロボット、４ａ…第１溶接ロボット、４ｂ…第２溶接ロボット、４ｃ…第３溶接ロボット、４ｄ…第４溶接ロボット、５…待機台、６…台車、７…台車位置決め部、Ｐ…インサイドパネル、Ｐａ…インサイドパネルアッセンブリ。

Claims

接合状態と同じ組合わせ状態で位置決めされるインサイドパネルと各種構成部品を供給するワーク供給手段としての部品仮付け作業台と、この部品仮付け作業台に近接する箇所に配設され前記部品仮付け作業台でのインサイドパネルと各種構成部品の組合わせ状態を保持したまま取り出して搬送する多関節搬送ロボットと、この多関節搬送ロボットの可動領域内に溶接ガンを臨ませる複数の溶接ロボットを備え、前記部品仮付け作業台はインサイドパネルと各種構成部品を組合わせて配置する位置とインサイドパネルと各種構成部品を仮溶接する位置をとるように回動可能とされ且つその上面に仮溶接具が配設された溶接装置であって、前記複数の溶接ロボットのうちの少なくとも１台の溶接ロボットは、前記部品仮付け作業台の仮溶接部まで届くとともに前記部品仮付け作業台の仮溶接具とともにインサイドパネルと各種構成部品の仮止め溶接を行う溶接ガンを備え、前記多関節搬送ロボットはアームと保持部を備え、この保持部によって仮溶接されたインサイドパネルアセンブリを保持し、且つ前記アームを旋回させることで、前記溶接ロボットの側方の空中に仮止めされたインサイドパネルアセンブリを位置させて前記溶接ガンによって多数点のスポット溶接を行い、更に他の溶接ロボットの前方に位置させ、当該他の溶接ロボットの溶接ガンによって多数点のスポット溶接を行うことを特徴とする溶接装置。
請求項１に記載の溶接装置において、前記多関節搬送ロボットを複数配設し、隣接する多関節搬送ロボットの中間部であって、各多関節搬送ロボットの可動領域内に、ワーク待機用のワーク待機手段を設けるとともに、それぞれの多関節搬送ロボットに対して少なくとも１台の溶接ロボットを配設することを特徴とする溶接装置。
請求項２に記載の溶接装置において、前記複数の多関節搬送ロボットのうち最下流の多関節搬送ロボットの可動領域内に、溶接したインサイドパネルアセンブリを搭載せしめる台車の位置決め部が設けられることを特徴とする溶接装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の溶接装置において、前記ワーク供給手段には、インサイドパネルと各種構成部品を所定の姿勢で位置決めする位置決め具が設けられることを特徴とする溶接装置。